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- 2021-05-13 发布
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一、单项选择题:本题共6小题.每小题3分.共18分.
1.从下列哪一组物理量可以算出氧气的摩尔质量
A.氧气的密度和阿伏加德罗常数B.氧气分子的体积和阿伏加德罗常数
C.氧气分子的质量和阿伏加德罗常数D.氧气分子的体积和氧气分子的质量
2.质子(p)和α粒子以相同的速率在同一匀强磁场中作匀速圆周运动,轨道半径分别为Rp和Rα,周期分别为Tp和Tα.则下列选项正确的是
A.Rp:Rα=1:2,Tp:Tα=1:2 B.Rp:Rα= l:1,Tp:Tα=1:1
C.Rp:Rα=1:1,Tp:Tα=1:2 D.Rp:Rα= 1:2,Tp:Tα=1:1
3.一质量为m的物体放在光滑水平面上.今以恒力F沿水平方向推该物体,在相同的时间间隔内,下列说法正确的是
A.物体的位移相等 B.物体动能的变化量相等
C.F对物体做的功相等 D.物体动量的变化量相等
4.氢原子的能级如图所示,已知可见光的光子能量范围约为1.62eV~3.11eV.下列说法错误的是
A.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线,并发生电离
B.大量氢原子从高能级向n=3能级跃迁时,发出的光具有显著的热效应
C.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时,可能发出6种不同频率的光
D.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时,可能发出3种不同频率的可见光
5.用隔板将一绝热容器隔成A和B两部分,A中盛有一定质量的理想气体,B为真空(如图①).现把隔板抽去,A中的气体自动充满整个容器(如图②),这个过程称为气体的自由膨胀.下列说法正确的是
A.自由膨胀过程中,气体分子只作定向运动
B.自由膨胀前后,气体的压强不变
C.自由膨胀前后,气体的温度不变
D.容器中的气体在足够长的时间内,能全部自动回到A部分
6.研究光电效应规律的实验装置如图所示,以频率为ν的光照射光电管阴极K时,有光电子产生.由于光电管K、A间加的是反向电压,光电子从阴极K发射后将向阳极A作减速运动.光电流i由图中电流计G测出,反向电压U由电压表V测出.当电流计的示数恰好为零时,电压表的示数称为反向截止电压U0.在下列表示光电效应实验规律的图象中,错误的是
二、多项选择题:本题共5小题.每小题4分,共20分.每小题有多个选项符合题意.全部选对的得4分.选对但不全的得2分.错选或不答的得0分.
7.下列说法正确的是
A.气体的温度升高时,并非所有分子的速率都增大
B.盛有气体的容器作减速运动时,容器中气体的内能随之减小
C.理想气体在等容变化过程中,气体对外不做功,气体的内能不变
D.一定质量的理想气体经等温压缩后,其压强一定增大
8.如图所示电路中的变压器为理想变压器,S为单刀双掷开关,P是滑动变阻器R的滑动触头,U1为加在原线圈两端的交变电压,I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流.下列说法正确的是
A.保持P的位置及U1不变,S由b切换到a,则R上消耗的功率减小
B.保持P的位置及U1不变,S由a切换到b,则I2减小
C.保持P的位置及U1不变,S由b切换到a,则I1增大
D.保持U1不变,S接在b端,将P向上滑动,则I1减小
9.如图所示,物体A置于物体B上,一轻质弹簧一端固定,另一端与B相连.在弹性限度范围内,A和B一起在光滑水平面上作往复运动(不计空气阻力),并保持相对静止.则下列说法正确的是
A.A和B均作简谐运动
B.作用在A上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比
C.B对A的静摩擦力对A做功,而A对B的静摩擦力对B不做功
D.B对A的静摩擦力始终对A做正功,而A对B的静摩擦力始终对B做负功
10.我省沙河抽水蓄能电站自2003年投入运行以来,在缓解用电高峰电力紧张方面,取得了良好的社会效益和经济效益.抽水蓄能电站的工作原理是,在用电低谷时(如深夜),电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中,到用电高峰时,再利用蓄水池中的水发电.如图,蓄水池(上游水库)可视为长方体,有效总库容量(可用于发电)为V,蓄水后水位高出下游水面H,发电过程中上游水库水位最大落差为d.统计资料表明,该电站年抽水用电为2.4×108kW·h,年发电量为1.8×108kW·h.则下列计算结果正确的是(水的密度为ρ,重力加速度为g,涉及重力势能的计算均以下游水面为零势能面)
A.能用于发电的水的最大重力势能Ep=ρVgH
B.能用于发电的水的最大重力势能Ep=ρVg(H-d/2)
C.电站的总效率达75%
D.该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电(电功率以105kW计)约10 h
11.两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以1.0m/s的速率沿同一直线相向传播,t=0时刻的波形如图所示,图中小方格的边长为0.1 m.则以下不同时刻,波形正确的是
三、实验题:本题共2小题.共23分.把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答.
12.(11分)(1)小球作直线运动时的频闪照片如图所示.已知频闪周期T=0.1 s,小球相邻位置间距(由照片中的刻度尺量得)分别为OA=6.51cm,AB=5.59cm,BC=4.70 cm,CD=3.80 cm,DE=2.89 cm,EF=2.00 cm.
小球在位置A时的速度大小vA=___________________m/s;
小球运动的加速度大小a=______________m/s2.
(2)在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa’、bb
’与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示,其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖,乙同学用的是梯形玻璃砖.他们的其他操作均正确,且均以aa’、bb'为界面画光路图.则
甲同学测得的折射率与真实值相比__________(填“偏大” “偏小”或“不变”).
乙同学测得的折射率与真实值相比__________(填“偏大” “偏小”或“不变”).
丙同学测得的折射率与真实值相比__________________________________________________.
13.(12分)现要按图①所示的电路测量一节旧干电池的电动势E(约1.5 V)和内阻r(约20Ω),可供选择的器材如下:
电流表A1、A2(量程0~500μA,内阻约为500 Ω),滑动变阻器R(阻值0~100 Ω,额定电流1.0 A),定值电阻R1(阻值约为100 Ω),电阻箱R2、R3(阻值0~999.9Ω),开关、导线若干.由于现有电流表量程偏小,不能满足实验要求,为此,先将电流表改装(扩大量程),然后再按图①电路进行测量.
(1)测量电流表A2的内阻,按图②电路测量A2的内阻,以下给出了实验中必要的操作.
A.断开S1
B.闭合S1、S2
C.按图②连接线路,将滑动变阻器R的滑片调至最左端,R2调至最大
D.调节R2,使A1的示数为I1,记录R2的值
E.断开S2,闭合S3
F.调节滑动变阻器R,使A1、A2的指针偏转适中,记录A1的示数I1
请按合理顺序排列实验步骤(填序号): .
(2)将电流表A2(较小量程)改装成电流表A(较大量程)。如果(1)中测出A2的内阻为468.0Ω,现用R2将A2改装成量程为20mA的电流表A,应把R2调为__________Ω与A2并联,改装后电流表A的内阻RA为_________Ω.
(3)利用电流表A、电阻箱R3测电池的电动势和内阻用电流表A、电阻箱R3及开关S按图①所示电路测电池的电动势和内阻.实验时,改变R1的值,记录下电流表A的示数I,得到若干组R3、I的数据,然后通过作出有关物理量的线性图象,求得电池电动势E和内阻r.
a.请写出与你所作线性图象对应的函数关系式_____________________________
b.请在虚线框内坐标中作出定性图象(要求标明两个坐标轴所代表的物理量,用符号表示).
c.图中____________表示E.图中____________表示r.
四、计算或论述题:本题共6小题.共89分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题.答案中必须明确写出数值和单位.
14.(14分)如图所示,A是地球的同步卫星.另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内,离地面高度为h.已知地球半径为R,地球自转角速度为ω,地球表面的重力加速度为g,O为地球中心.
(1)求卫星B的运行周期.
(2)如卫星B绕行方向与地球自转方向相同,某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上),则至少经过多少时间,他们再一次相距最近?
15.(14分)电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器,他们一般具有加热和保温功能,其工作原理大致相同.图①为某种电热式电器的简化电路图,主要元件有电阻丝R1、R2和自动开关S.
(1)当自动开关S闭合和断开时,用电器分别处于什么状态?
(2)用电器由照明电路供电(U=220 V).设加热时用电器的电功率为400W。保温时用电器的电功率为40W,则R1和R2分别为多大?
(3)若将图①中的自动开关S换成理想的晶体二极管D,如图②所示,其它条件不变,求该用电器工作1小时消耗的电能.
16.(14分)如图所示,平行板电容器两极板问有场强为E的匀强电场,且带正电的极板接地.一质量为m、电荷量为+q的带电粒子(不计重力)从x轴上坐标为x0处静止释放.
(1)求该粒子在x0处的电势能Epx0;
(2)试从牛顿第二定律出发,证明该带电粒子在极板间运动过程中,其动能与电势能之和保持不变.
17.(15分)如图所示,质量均为m的A、B两个弹性小球,用长为2l的不可伸长的轻绳连接.现把A、B两球置于距地面高H处(H足够大),间距为l.当A球自由下落的同时,B球以速度v0指向A球水平抛出.求:
(1)两球从开始运动到相碰,A球下落的高度.
(2)A、B两球碰撞(碰撞时无机械能损失)后,各自速度的水平分量.
(3)轻绳拉直过程中,B球受到绳子拉力的冲量大小.
18.(15分)天文学家测得银河系中氦的含量约为25%.有关研究表明,宇宙中氦生成的途径有两条:一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的;二是在宇宙演化到恒星诞生后,由恒星内的氢核聚变反应生成的.
(1)把氢核聚变反应简化为4个氢核聚变成氦核,同时放出2个正电子和2个中微子ν0,请写出该氢核聚变反应的方程,并计算一次反应释放的能量.
(2)研究表明,银河系的年龄约为t=3.8×1017s,每秒钟银河系产生的能量约为1×1037J(即P=1×1037J/s).现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应,试估算银河系中氦的含量(最后结果保留一位有效数字).
(3)根据你的估算结果,对银河系中氦的主要生成途径作出判断.(可能用到的数据:银河系质量约为M=3××1041kg,原子质量单位1 u=1.66×10-27kg,1 u相当于1.5×10-10J的能量,电子质量me=-0.000 5 u,氦核质量mα=4.002 6 u,氢核质量mp=1.007 8 u,中微子质量为零.)
19.(17分)如图所示,顶角θ=45°的金属导轨MON固定在水平面内,导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中,一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿导轨MON向右滑动,导体棒的质量为m,导轨与导体棒单位长度的电阻均为r.导体棒与导轨接触点为a和b,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触.t=0时,导体棒位于顶角O处.求:
(1)t时刻流过导体棒的电流I和电流方向.
(2)导体棒作匀速直线运动时水平外力F的表达式.
(3)导体棒在0~t时间内产生的焦耳热Q.
(4)若在t0时刻将外力F撤去,导体棒最终在导轨上静止时的坐标x.
物理试题参考答案
一、参考答案:全题18分.每小题选对的给3分,错选或不答的给0分.
1.C 2.A 3.D 4.D 5.C 6.B
二、参考答案:作题20分,每小题全选对的给4分,选对但不全的给2分,错选或不答的给0分.
7.AD 8.BC 9.AB 10.BC 11.ABD
三、参考答案,全题23分,其中第12题11分,每13题12分
12.(1) 0.6050.9
(2)偏小不变可能偏大、可能偏小、可能不变
13.(1)C B F E D A
(2) 12 11.7
(3)答案一 a.
b.
c.直线的斜率
纵轴截距的绝对值
四、参考答案:
14.(Ⅰ)由万有引力定律和向心力公式得
) …………………………………………①
…………………………………………②
联立①②得
………………………………………………③
(2)由题意得
………………………………………………④
由③得
………………………………………………⑤
代入④得
15.(1)S闭合,处于加热状态
………………………………………………①
S断开,处于保温状态
………………………………………………②
(2)由电功率公式得
………………………………………………③
………………………………………………④
联立③④得
(3)
kW ·h(或7.92×105J)
16.(1)
………………………………………………①
………………………………………………②
联立①②得 ………………………………………………③
(2)解法一
在带电粒子的运动方向上任取一点,设坐标为x
由牛顿第二定律可得
………………………………………………④
由运动学公式得
………………………………………………⑤
联立④⑤进而求得
(2)解法二
在x轴上任取两点x1 、x2,速度分别为v1 、v2
联立得
17.(1)设A球下落的高度为h
………………………………………………①
………………………………………………②
联立①②得
………………………………………………③
(2)由水平方向动量守恒得
………………………………………………④
由机械能守恒得
……………………⑤
式中
联立④⑤得
(3)由水平方向动量守恒得
18.(1)
(2)
氦的含量
(3)由估算结果可知,远小于25%的实际值,所以银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的。
19.(1)O到t时间内,导体棒的位移
t时刻,导体棒的长度
导体棒的电动势
回路总电阻
电流强度
电流方向 b a
(2)
(3)解法一
t时刻导体棒的电功率
∴ ∵
(3)解法二
t时刻导体棒的电功率
由于I恒定
因此
(4)撤去外力后,设任意时刻t导体棒的坐标为x,速度为v,取得短时间△t或很短距离△x
解法一
在t~t+△t时间内,由动量定理得
扫过面积得
设滑行距离为d
则
即
解之
得
= +
解法二
在x~x+△x,由动能定理得
(忽略高阶小量)
得c
以下解法同解法一
解法三(1)
由牛顿第二定律得
得
以下解法同解法一
解法三(2)
由牛顿第二定律得
得
以下解法同解法二