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- 2021-05-14 发布
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高考物理一模试卷
一、选择题(共8小题,每小题6分,满分48分.第1~5小题只有一项符合题目要求;第6~8小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分,只选对1个的得2分,选错不选的得0分。)
1.下列说法正确的是( )
A.牛顿通过理想斜面实验,证明了力不是维持物体运动的原因
B.前苏联成功发射了世界第一颗人造卫星,其环绕地球的速度大于7.9km/s
C.力学单位制中的国际基本单位是质量,米、秒
D.英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置比较准确的测出万有引力常量,这体现了放大和转化的思想
2.A、B两质点在同一直线上运动,t=0时刻,两质点从同一地点运动的s﹣t图象,如图所示,下列说法正确的是( )
A.A质点以20m/s的速度匀速运动
B.0到6秒,AB间的距离越来越大
C.B一定做匀加速运动,速度先小于A后大于A
D.0到6秒,A、B的平均速度相同
3.如图所示,斜面小车M静止在光滑水平面上,紧贴墙壁.若在斜面上放一物体m.再给m施加一竖直向下的恒力F.M、m均保持静止,则小车受力的个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
4.如图所示,内壁光滑质量为m的管形圆轨道,竖直放置在光滑水平地面上,恰好处在两固定光滑挡板M、N之间,圆轨道半径R,质量为m的小球能在管内运动,小球可视为质点,管的内径忽略不计.当小球运动到轨道最高点时,圆轨道对地面的压力刚好为零,下列判断正确的是( )
A.圆轨道对地面的最大压力大小为8mg
B.圆轨道对挡板M、N的压力总为零
C.小球运动的最小速度为
D.小球离挡板N最近时,圆轨对挡板N的压力大小为5mg
5.如图所示,质量m=20kg的物块,在与水平方向成θ=37°谢拉力F=100N作用下,一直沿足够长的水平面做匀加速直线运动(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).下列说法正确的是( )
A.物体的合力可能大于80N
B.地面对物体的支持力一定等于140N
C.物块与水平面间动摩擦因数一定小于
D.物块的加速度可能等于2m/s2
6.2016年10月17日我国成功发射了质量为m的“神舟”十一号飞船.飞船先沿椭圆轨道Ⅰ飞行,近地点Q贴近地面,在远地点P处点火加速,顺利进入距地面高度为h的圆轨道Ⅱ,在此圆轨道上飞船运行周期为T,已知地球半径为R,下列判断正确的是( )
A.飞船在轨道Ⅱ的动能为2m
B.飞船在轨道Ⅰ运动的周期为
C.飞船变轨前通过椭圆轨道P点的速度大于Q点的速度
D.从Q到P飞船做离心运动,高度增加,机械能增大
7.如图所示,有五个完全相同、质量均为m的滑块(可视为质点)用长均为L的轻杆依次相连接,最右侧的第1个滑块刚好位于水平面的O点处,O点左侧水平面光滑面、O点右侧水平面由长3L的粗糙面和长L的光滑面交替排列,且足够长,已知在恒力F的作用下,第3个滑块刚好进入O点右侧后,第4个滑块进入O点右侧之前,滑块恰好做匀速直线运动,则可判断(重力加速度为g)( )
A.滑块与粗糙段间的动摩擦因数μ=
B.第4个滑块进入O点后,滑块开始减速
C.第5个滑块刚进入O点后时的速度为
D.轻杆对滑块始终有弹力作用
8.质量为m的物体(可视为质点)套在光滑水平固定直杆上,其上拴一劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧另一端固定于距离直杆3d的O点,物体从A点以初速度v0向右运动,到达B点速度也为v0,OA与OB的方位如图所示,弹簧始终处于弹性限度内(取sin37°=0.6,cos37°=0.8).下列说法正确的是( )
A.从A点到B点,物体的速度先增大后减小
B.A、B两点弹簧弹力的功率相等
C.由题中信息可知,轻质弹簧的原长为5.5d
D.在A点,物体加速度的大小为
二、必做题(共4小题,满分47分)
9.某校学生验证向心力公式F=m的实验中,设计了如下实验:
第1步:先用粉笔在地上画一个直径为2L的圆;
第2步:通过力传感器,用绳子绑住质量为m的小球,人站在圆内,手拽住绳子离小球距离为L的位置,用力甩绳子,使绳子离小球近似水平,带动小球做匀速圆周运动,调整位置,让转动小球的手肘的延长线刚好通过地上的圆心,量出手拽住处距离地面的高度为h,记下力传感器的读数为F;
第3步:转到某位置时,突然放手,小小球自由抛出去;
第4步:另一个同学记下小示的落地点C,将通过抛出点A垂直于地面的竖直线在地面上的垂足B与落地点C连一条直线,这条直线近似记录了小球做圆周运动时在地面上的投影圆的运动方向,量出BC间距离为S;
第5步:保持小球做圆周运动半径不变,改变小球做圆周运动的速度,重复上述操作.
试回答:(用题中的m、L、h、S和重力加速度g表示)
(1)放手后,小球在空中运动的时间t=.
(2)在误差范围内,有F=.
(3)小球落地时的速度大小为v=.
10.某实验小组按照如图1所示的装置对高中学生实验进行连续探究或验证:实验一“探究小车做匀变速直线运动规律”、实验二“验证牛顿第二定律”、实验三“探究小车受到的合力的功与动能变化的关系”.
(1)下列说法正确的是
A、三个实验操作中均先释放小车,再接通打点计时器的电源
B、实验一不需要平衡摩擦力,实验二和实验三需要平衡摩擦力
C、实验一和实验二需要满足小车质量远大于钩码总质量,实验三则不需要
D、要求全部完成上述三个实验,除了图中所示的实验器材外,还须提供的共同实验器材有刻度尺
(2)实验小组按照规范操作打出的纸带如图2所示,已知相邻计数点时间为T,间距为s1、s2、s3,钩码总质量为m,小车质量为M,且M>>m,重力加速度为g,以小车为研究对象,那么从b到c小车合力做的功W=,小车动能的变化△Ek=.
(3)在第(2)问中,用钩码总重力代替小车受到的拉力,存在(填“偶然误差”或“系统误差”);为了准确探究,在保留原装置基础上,请提出一条合理的改进措施.
11.在一条平直的公路上,甲车停在A点,乙车以速度v=10m/s匀速运动,当乙车运动到B点时,甲车以恒定加速度a=0.5m/s2匀加速启动,与乙车相向运动,若经过20s两车相遇,此时甲车恰好达到最大速度.已知甲车质量为1.0×104kg,额定功率为50kW,阻力是车重的0.05倍.试求:
(1)甲车保持匀国速运动的时间;
(2)AB两点间的距离.
12.如图所示,AB为光滑圆弧形轨道,半径R=2.5m,圆心角为60°,质量M=4kg的小车(紧靠B点)静止在光滑水平面上,上表面离地高度h=0.8m,且与B点的等高,右侧很远处有一个和小车等高的障碍物C(厚度可忽略),DE是以恒定速率15m/s转动的传送带,D点位于水平面上.有一可视为质点m=1kg的物体,从A点静止释放,在B点冲上小车时,小车立即受到一水平向右恒力F的作用,当物块滑到小车最右端时,二者恰好相对静止,同时撤掉恒力F,然后小车撞到障碍物C后立即停止运动,物块沿水平方向飞出,在D点恰好无磁撞地切入传送带,并沿着传送带下滑.已知物块与小车间的动摩擦因数μ1=0.2,与传送带的动摩擦因数为μ2=,传送带长度为s=28m,与水平面的夹角为53°(取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6).求:
(1)物块滑到B点的速度大小v0和物块飞离小车的水平速度大小v;
(2)恒力F的大小和小车的长度L;
(3)物块在传送带上的运动时间t及在传送带上由于摩擦产生的内能Q.
三、选考题(共2小题,满分15分)
13.下列说法正确的是( )
A.液体的温度越高,布朗微粒运动越显著
B.“水黾”可以停在水面上,是浮力作用的结果
C.当分子之间距离增大时,分子间的引力和斥力都减小
D.晶体的物理性质都是各向同性的
E.第二类永动机虽不违背能量守恒定律,但也是不可能制成的
14.如图所示,绝热气缸A与导热气缸B、C均固定于地面,由刚性杆连接的绝热活塞与AB两气缸间均无摩擦,真空气缸C与气缸B通过阀门相连,气缸C的体积为2V0,气缸A、B内装有处于平衡状态的理想气体,气体体积均为V0,温度均为T0,现打开阀门,等达到稳定后,A中气体压强为原来的0.4倍,设环境温度始终保持不变.求:
(1)气缸A中气体的体积VA和温度TA.
(2)判断BC连体气缸,在变化过程中是吸热还是放热过程?简述理由.
[选修3-4]
15.弹簧振子在光滑水平面上振动,其位移时间图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.10秒内振子的路程为2m
B.动能变化的周期为2.0s
C.在t=0.5s时,弹簧的弹力最大
D.在t=1.0s时,振子的速度反向
E.振动方程是x=0.10sinπt(m)
16.如图所示,横截面为
圆形的圆柱体光学器件是用折射率为的某种玻璃制成的,其截面半径为R,现用一细光束垂直圆柱体的轴线以i=60°的入射角从真空中射入圆柱体,不考虑光线在圆柱体内的反射,真空中光速为c.
(1)求该光线从圆柱中射出时,折射光线偏离进入圆柱体光线多大的角度?
(2)光线在圆柱体中的传播时间.
[选修3-5]
17.下列说法正确的是( )
A.物体的动量变化一定,物体所受合外力的作用时间越短,合外力就越大
B.篮球从空中竖直落下,落地后原速反弹,其动量变化量为零
C.物体动量变化的方向与速度变化的方向一定相同
D.玻璃杯从同一高度落下,掉在水泥地上比掉在草地上容易碎,这是由于玻璃杯与水泥地面撞击的过程中动量变化较大
E.质量为m的物体做平抛运动,落地前经过时间t,物体动量的变化量为mgt,方向竖直向下
18.如图所示,在光滑的水平面上,质量为2m的物体A以初速度v0向右运动,质量为m的物体B静止,其左侧连接一轻质弹簧,A压缩弹簧到最短时B恰与墙壁相碰,碰后B以其碰前四分之一的动能反弹,B与墙壁碰撞时间极短,求:
(1)物体B与墙碰前瞬间的速度大小;
(2)弹簧第二次被压缩到最短时的弹性势能.
高考物理一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共8小题,每小题6分,满分48分.第1~5小题只有一项符合题目要求;第6~8小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分,只选对1个的得2分,选错不选的得0分。)
1.下列说法正确的是( )
A.牛顿通过理想斜面实验,证明了力不是维持物体运动的原因
B.前苏联成功发射了世界第一颗人造卫星,其环绕地球的速度大于7.9km/s
C.力学单位制中的国际基本单位是质量,米、秒
D.英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置比较准确的测出万有引力常量,这体现了放大和转化的思想
【考点】物理学史.
【分析】伽利略通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因;做匀速圆周运动的卫星的速度小于等于7.9km/s;文迪许利用扭秤装置比较准确的测出万有引力常量.
【解答】解:A、是伽利略通过理想斜面实验,证明了力不是维持物体运动的原因.故A错误;
B、7.9km/s是第一宇宙速度,是绕地球做匀速圆周运动的卫星的最大速度,所以前苏联成功发射了世界第一颗人造卫星,其环绕地球的速度不可能大于7.9km/s.故B错误;
C、力学单位制中的国际基本单位是千克,米、秒.故C错误;
D、英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置比较准确的测出万有引力常量,扭秤装置的原理体现了放大和转化的思想.故D正确.
故选:D
2.A、B两质点在同一直线上运动,t=0时刻,两质点从同一地点运动的s﹣t图象,如图所示,下列说法正确的是( )
A.A质点以20m/s的速度匀速运动
B.0到6秒,AB间的距离越来越大
C.B一定做匀加速运动,速度先小于A后大于A
D.0到6秒,A、B的平均速度相同
【考点】匀变速直线运动的图像;匀变速直线运动的速度与时间的关系.
【分析】位移﹣时间图线的斜率表示质点的瞬时速度,纵坐标的变化量表示位移.由这些知识分析.
【解答】解:A、在s﹣t图象中,斜率代表速度,则A的速度为,故A错误;
B、在0﹣6s内,初末位置相同,有图可知,AB间的距离先增大后减小,最后相等,故B错误;
C、在s﹣t图象中,若B是抛物线,故B做匀加速运动,斜率代表速度,故速度先小于A后大于A,由于B可能不是抛物线,故C错误;
D、0到6秒,A、B的位移相同,故平均速度相同,故D正确;
故选:D.
3.如图所示,斜面小车M静止在光滑水平面上,紧贴墙壁.若在斜面上放一物体m.再给m施加一竖直向下的恒力F.M、m均保持静止,则小车受力的个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【考点】物体的弹性和弹力;共点力平衡的条件及其应用.
【分析】对物体受力分析是指分析物体的受力情况同时画出受力的示意图,本题可以先对m受力分析,再结合牛顿第三定律对M受力分析.
【解答】
解:先对物体m受力分析,受到重力、向下的恒力F、支持力和静摩擦力,根据平衡条件,支持力和静摩擦力的合力、重力和恒力F的合力是一对平衡力,根据牛顿第三定律,m对M的压力和静摩擦力的合力竖直向下;
再对M受力分析,受重力、m对它的垂直向下的压力和沿斜面向下的静摩擦力,同时地面对M有向上的支持力,共受到4个力;故ACD错误,B正确;
故选:B
4.如图所示,内壁光滑质量为m的管形圆轨道,竖直放置在光滑水平地面上,恰好处在两固定光滑挡板M、N之间,圆轨道半径R,质量为m的小球能在管内运动,小球可视为质点,管的内径忽略不计.当小球运动到轨道最高点时,圆轨道对地面的压力刚好为零,下列判断正确的是( )
A.圆轨道对地面的最大压力大小为8mg
B.圆轨道对挡板M、N的压力总为零
C.小球运动的最小速度为
D.小球离挡板N最近时,圆轨对挡板N的压力大小为5mg
【考点】向心力.
【分析】抓住小球运动到最高点时,圆轨道对地面的压力为零,求出最高点的速度,根据动能定理求出小球在最低点的速度,从而结合牛顿第二定律求出轨道对小球的支持力,得出圆轨道对地面的最大压力.根据动能定理求出小球离挡板N最近时的速度,结合牛顿第二定律求出弹力的大小.
【解答】解:A、当小球运动到最高点时,圆轨道对地面的压力为零,可知小球对圆轨道的弹力等于圆轨道的重力,根据牛顿第二定律得,mg+N=m,N=mg,解得最高点的速度,该速度为小球的最小速度.根据动能定理得,mg•2R=,根据牛顿第二定律得,N′﹣mg=
,联立解得小球对轨道的最大压力N′=7mg,则圆轨道对地面的最大压力为8mg,故A正确,C错误.
B、在小球运动的过程中,圆轨道对挡板的一侧有力的作用,所以对挡板M、N的压力不为零,故B错误.
D、根据动能定理得,mgR=,根据牛顿第二定律得,,联立解得N″=4mg,则圆轨对挡板N的压力为4mg,故D错误.
故选:A.
5.如图所示,质量m=20kg的物块,在与水平方向成θ=37°谢拉力F=100N作用下,一直沿足够长的水平面做匀加速直线运动(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).下列说法正确的是( )
A.物体的合力可能大于80N
B.地面对物体的支持力一定等于140N
C.物块与水平面间动摩擦因数一定小于
D.物块的加速度可能等于2m/s2
【考点】牛顿第二定律;摩擦力的判断与计算.
【分析】分两种情况,一是水平面光滑,二是水平面粗糙,运用正交分解法求合力;竖直方向受力平衡求出地面对物体的支持力;由牛顿第二定律和摩擦力公式导出动摩擦因数的表达式,再讨论范围;根据牛顿第二定律求加速度的可能值
【解答】解:A、若水平面光滑,则合力为;水平面粗糙时,则合力为:,所以合力不可能大于80N,故A错误;
B、在竖直方向上,则,故B正确;
C、若水平面粗糙,水平方向,解得
,故C错误;
D、当水平面光滑时,合力80N,则加速度
水平面粗糙时,,当时,a等于,故D正确;
故选:BD
6.2016年10月17日我国成功发射了质量为m的“神舟”十一号飞船.飞船先沿椭圆轨道Ⅰ飞行,近地点Q贴近地面,在远地点P处点火加速,顺利进入距地面高度为h的圆轨道Ⅱ,在此圆轨道上飞船运行周期为T,已知地球半径为R,下列判断正确的是( )
A.飞船在轨道Ⅱ的动能为2m
B.飞船在轨道Ⅰ运动的周期为
C.飞船变轨前通过椭圆轨道P点的速度大于Q点的速度
D.从Q到P飞船做离心运动,高度增加,机械能增大
【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.
【分析】根据万有引力提供向心力求出飞船在圆形轨道上运行的周期,通过万有引力做功判断远地点和近地点的速度大小.根据牛顿第二定律,结合万有引力的大小比较加速度的大小.抓住卫星由椭圆轨道变轨到圆轨道需加速,比较远地点的速度和圆形轨道上运行的速度大小关系.
【解答】解:A、根据万有引力提供向心力,得:
所以:v=
飞船的动能:
根据,
解得:GM=
所以:.故A正确.
B、轨道Ⅰ的半长轴:
根据开普勒第三定律得:
所以:T1=.故B正确;
C、从椭圆轨道上由远地点向近地点运动时,由于万有引力做功,动能增加,所以远地点P点的速度小于近地点的速度.故C错误.
D、从Q到P飞船做离心运动,但只有万有引力做功,系统的机械能不变.故D错误.
故选:AB
7.如图所示,有五个完全相同、质量均为m的滑块(可视为质点)用长均为L的轻杆依次相连接,最右侧的第1个滑块刚好位于水平面的O点处,O点左侧水平面光滑面、O点右侧水平面由长3L的粗糙面和长L的光滑面交替排列,且足够长,已知在恒力F的作用下,第3个滑块刚好进入O点右侧后,第4个滑块进入O点右侧之前,滑块恰好做匀速直线运动,则可判断(重力加速度为g)( )
A.滑块与粗糙段间的动摩擦因数μ=
B.第4个滑块进入O点后,滑块开始减速
C.第5个滑块刚进入O点后时的速度为
D.轻杆对滑块始终有弹力作用
【考点】牛顿第二定律;物体的弹性和弹力.
【分析】根据共点力平衡求出粗糙地带与滑块间的动摩擦因数.根据动能定理求出匀速运动的速度大小.通过整体法和隔离法分析即可判断
【解答】解:A、3个滑块刚好进入O点右侧后,第4个滑块进入O点右侧之前,滑块恰好做匀速直线运动,则F﹣3μmg=0,解得,故A正确;
B、第4个滑块进入O点后,第三个滑出粗糙面,此时受到摩擦力还是f=3μmg=F,还是匀速运动,故B错误;
C、第5个滑块刚进入O点时,根据动能定理可知F•4L﹣μmg•3L﹣μmg•3L﹣μmg•2L﹣μmg=,解得v=2,故C错误;
D、在匀速阶段,轻杆对滑块无弹力作用,故D错误
故选:A
8.质量为m的物体(可视为质点)套在光滑水平固定直杆上,其上拴一劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧另一端固定于距离直杆3d的O点,物体从A点以初速度v0向右运动,到达B点速度也为v0,OA与OB的方位如图所示,弹簧始终处于弹性限度内(取sin37°=0.6,cos37°=0.8).下列说法正确的是( )
A.从A点到B点,物体的速度先增大后减小
B.A、B两点弹簧弹力的功率相等
C.由题中信息可知,轻质弹簧的原长为5.5d
D.在A点,物体加速度的大小为
【考点】功率、平均功率和瞬时功率;物体的弹性和弹力;牛顿第二定律.
【分析】先由几何关系分析弹簧在两个不同位置的长度,结合物体动能的变化特点分析弹簧的长度以及长度变化;由力的关系结合牛顿第二定律分析物体的运动特点;由P=Fv分析弹力的功率大小关系;由牛顿第二定律求出物体的加速度.
【解答】解:A、C、由几何关系可得:;
由于物体从A点以初速度v0向右运动,到达B点速度也为v0
,可知从A到B的过程中物体的动能变化量为0,;在该过程中,杆光滑,所以结合动能定理可知弹簧对物体做功的和等于0,可知开始时弹簧的弹性势能等于后来的弹性势能,结合弹性势能的特点可知,开始时弹簧处于压缩状态,后来弹簧处于伸长状态;弹簧的压缩量等于后来弹簧的伸长量,则:
L0﹣5d=6d﹣L0
所以弹簧的原长:L0=5.5d;
物体从A向O点的正下方运动的过程中弹簧继续压缩,所以弹簧对物体做负功,物体的速度减小;物体从O点的正下方向B运动的过程中弹簧伸长,先对物体做正功,物体的速度增大;当弹簧的长度大于弹簧原长后,弹簧又开始对物体做负功,物体的速度又减小.所以物体先减速,再加速,最后又减速.故A错误,C正确;
B、分别画出A点受到的弹力与速度,由公式:P=Fvcosθ可知,二者F与v0之间的夹角不同,则二者的瞬时功率不相等.故B错误;
C、在A点,弹簧的弹力F与运动方向之间的夹角为37°,则物体在A点的加速度:a=.故D正确.
故选:CD
二、必做题(共4小题,满分47分)
9.某校学生验证向心力公式F=m的实验中,设计了如下实验:
第1步:先用粉笔在地上画一个直径为2L的圆;
第2步:通过力传感器,用绳子绑住质量为m的小球,人站在圆内,手拽住绳子离小球距离为L的位置,用力甩绳子,使绳子离小球近似水平,带动小球做匀速圆周运动,调整位置,让转动小球的手肘的延长线刚好通过地上的圆心,量出手拽住处距离地面的高度为h,记下力传感器的读数为F;
第3步:转到某位置时,突然放手,小小球自由抛出去;
第4步:另一个同学记下小示的落地点C,将通过抛出点A垂直于地面的竖直线在地面上的垂足B与落地点C连一条直线,这条直线近似记录了小球做圆周运动时在地面上的投影圆的运动方向,量出BC间距离为S;
第5步:保持小球做圆周运动半径不变,改变小球做圆周运动的速度,重复上述操作.
试回答:(用题中的m、L、h、S和重力加速度g表示)
(1)放手后,小球在空中运动的时间t=.
(2)在误差范围内,有F=.
(3)小球落地时的速度大小为v=.
【考点】向心力.
【分析】(1)小球飞出后做平抛运动,根据高度求出平抛运动的时间.
(2)小球做圆周运动,拉力提供向心力,结合平抛运动的水平位移和时间求出线速度的大小,从而得出向心力的大小.
(3)根据速度时间公式求出落地时的竖直分速度,结合平行四边形定则求出落地的速度.
【解答】解:(1)小球飞出后做平抛运动,根据h=得,小球在空中运动的时间t=.
(2)绳子的拉力等于小球做圆周运动的向心力,小球的线速度,则拉力F==.
(3)落地时的竖直分速度,根据平行四边形定则知,小球落地的速度v==.
故答案为:(1),(2),(3).
10.某实验小组按照如图1所示的装置对高中学生实验进行连续探究或验证:实验一“探究小车做匀变速直线运动规律”、实验二“验证牛顿第二定律”、实验三“探究小车受到的合力的功与动能变化的关系”.
(1)下列说法正确的是 BD
A、三个实验操作中均先释放小车,再接通打点计时器的电源
B、实验一不需要平衡摩擦力,实验二和实验三需要平衡摩擦力
C、实验一和实验二需要满足小车质量远大于钩码总质量,实验三则不需要
D、要求全部完成上述三个实验,除了图中所示的实验器材外,还须提供的共同实验器材有刻度尺
(2)实验小组按照规范操作打出的纸带如图2所示,已知相邻计数点时间为T,间距为s1、s2、s3,钩码总质量为m,小车质量为M,且M>>m,重力加速度为g,以小车为研究对象,那么从b到c小车合力做的功W= mgs2,小车动能的变化△Ek=M[﹣].
(3)在第(2)问中,用钩码总重力代替小车受到的拉力,存在 系统误差 (填“偶然误差”或“系统误差”);为了准确探究,在保留原装置基础上,请提出一条合理的改进措施 让该实验满足钩码的质量远小于小车的质量. .
【考点】探究功与速度变化的关系;探究加速度与物体质量、物体受力的关系.
【分析】(1)根据打点计时器使用的注意事项以及各个实验的注意事项依次分析即可;
(2)纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度,从而求出动能.根据功的定义求出合外力对小车做功;
(3)由图象可知,当F=0时,a≠
0.也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度,该同学实验操作中平衡摩擦力过大,即倾角过大.
【解答】解:(1)根据打点计时器使用的注意事项可知,三个实验操作中均先接通打点计时器的电源,在释放小车.故A错误;
B、实验“探究小车做匀变速直线运动规律”中,只探索速度随时间的变化,不需要平衡摩擦力;实验二和实验三探索合外力与加速度、或做功的关系,所以都需要平衡摩擦力.故B正确;
C、实验“探究小车做匀变速直线运动规律”中,只探索速度随时间的变化,不需要满足小车质量远大于钩码总质量;实验三“探究小车受到的合力的功与动能变化的关系”中,将钩码的总重力看作是小车受到的合外力,则需要满足小车质量远大于钩码总质量.故C错误;
D、要求全部完成上述三个实验,除了图中所示的实验器材外,还须提供的共同实验器材有刻度尺,来测量纸带上点与点之间的距离.故D正确.
故选:BD
(2)对bc段进行研究,则合外力对小车做功为W合=mgs2,
利用匀变速直线运动的推论vb=;
vc=;
小车动能的增加量△Ekbc=M[﹣]
(3)在第(2)问中,用钩码总重力代替小车受到的拉力,在小车加速的过程中,其加速度:a=
所以对小车的拉力:<mg,可知存在一定的系统误差;
为了准确探究,需要让该实验满足:m<<M,即钩码的质量远小于小车的质量.
故答案为:(1)BD;(2)mgs2,M[﹣];(3)系统误差,让该实验满足钩码的质量远小于小车的质量.
11.在一条平直的公路上,甲车停在A点,乙车以速度v=10m/s匀速运动,当乙车运动到B点时,甲车以恒定加速度a=0.5m/s2
匀加速启动,与乙车相向运动,若经过20s两车相遇,此时甲车恰好达到最大速度.已知甲车质量为1.0×104kg,额定功率为50kW,阻力是车重的0.05倍.试求:
(1)甲车保持匀国速运动的时间;
(2)AB两点间的距离.
【考点】功率、平均功率和瞬时功率;牛顿第二定律.
【分析】(1)根据牛顿第二定律求得加速阶段的牵引力,根据P=Fv求得加速达到的最大速度,利用速度时间公式求得加速时间;
(2)根据运动学公式和动能定理求得加速阶段和变加速阶段通过的位移,根据甲乙相遇的位移关系求得相距距离
【解答】解:对甲车,根据牛顿第二定律可知:F﹣f=ma,
解得:F=f+ma=0.05×10000×10+10000×0.5N=10000N
匀加速达到的最大速度为:
加速时间为:t=
(2)甲车加速运动通过的位移为:
甲车达到的最大速度为:
甲车10﹣20s内通过的位移为x2,根据动能定理有:,
代入数据解得:x2=25m
甲车通过的总位移为:x甲=x1+x2=50m
乙车在20s内通过的位移为:x乙=vt=200m
AB两点间的距离为:△x=x乙﹣x甲=150m
答:(1)甲车保持匀国速运动的时间为10s;
(2)AB两点间的距离为150m.
12.如图所示,AB为光滑圆弧形轨道,半径R=2.5m,圆心角为60°,质量M=4kg的小车(紧靠B点)静止在光滑水平面上,上表面离地高度h=0.8m,且与B点的等高,右侧很远处有一个和小车等高的障碍物C(厚度可忽略),DE是以恒定速率15m/s转动的传送带,D点位于水平面上.有一可视为质点m=1kg的物体,从A点静止释放,在B点冲上小车时,小车立即受到一水平向右恒力F的作用,当物块滑到小车最右端时,二者恰好相对静止,同时撤掉恒力F,然后小车撞到障碍物C后立即停止运动,物块沿水平方向飞出,在D点恰好无磁撞地切入传送带,并沿着传送带下滑.已知物块与小车间的动摩擦因数μ1=0.2,与传送带的动摩擦因数为μ2=,传送带长度为s=28m,与水平面的夹角为53°(取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6).求:
(1)物块滑到B点的速度大小v0和物块飞离小车的水平速度大小v;
(2)恒力F的大小和小车的长度L;
(3)物块在传送带上的运动时间t及在传送带上由于摩擦产生的内能Q.
【考点】功能关系;牛顿第二定律.
【分析】(1)由机械能守恒定律求出物块滑到B点的速度大小v0,研究小车撞到障碍物C后物块沿水平方向飞出的过程,该过程物块做平抛运动,下落的高度为h,到达D点时速度与水平方向的夹角为53°,由h求得下落到D点时竖直分速度,再由速度分解法求得物块飞离小车的水平速度大小v和物块滑到B点的速度大小v0.
(2)物块在小车上运动的过程中做匀减速运动,由速度时间公式求出物块在小车上滑行的时间.再对小车,由牛顿第二定律和速度公式结合求F,由位移公式求出物块与小车的位移,两者之差即等于小车的长度L.
(3)分析物块在传送带上的运动情况,由牛顿第二定律和运动学公式求时间t,求得两者的相对位移,即可求得内能Q.
【解答】解:(1)物块从A到B的过程,由机械能守恒定律得:
mgR(1﹣cos60°)=
代入数据得:v0=5m/s
小车撞到障碍物C后物块做平抛运动,则有:
h=
代入数据得:t=0.4s
物块到达D点时竖直分速度大小为:vy=gt=10×0.4=4m/s
速度与水平方向的夹角为53°,则物块飞离小车的水平速度大小为:
v=vycot53°=4×=3m/s
(2)物块在小车滑行的加速度大小为:
am==μ1g=0.2×10=2m/s2.
物块在小车上滑行的时间为:
t===1s
则小车在此过程中的加速度为:
aM===3m/s2.
对小车,由牛顿第二定律得:
F﹣μ1mg=MaM.
代入数据解得:F=14N
小车的长度为:L=﹣===2.5m;
(3)物块刚滑上传送带时的初速度为:v1===5m/s
设传送带的速度为v皮,则有:v皮=15m/s
可知,物块滑上传送带后先做匀加速运动,所受的滑动摩擦力沿斜面向下,加速度为:
a1==g(sin53°+μ2cos53°)
代入数据解得:a1=10m/s2.
物块速度从v1增大到传送带速度的时间为:t1===1s
位移为:x1===10m<s=28m
共速后,由于mgsin53°>μ2mgcos53°,所以物块继续匀加速运动,加速度大小为:
a2==g(sin53°﹣μ2cos53°)
代入数据解得:a2=6m/s2.
根据运动学公式得:s﹣x1=v皮t2+
代入数据得:18=15t2+3t22.
解得:t2=1s(另一负值舍去)
所以物块在传送带上的运动时间为:t总=t1+t2=2s
物块在传送带上由于摩擦产生的内能为:
Q=μ2mgcos53°•[(v皮t1﹣x1)+(s﹣x1﹣v皮t2)]
代入数据解得:Q=16J
答:(1)物块滑到B点的速度大小v0和物块飞离小车的水平速度大小v分别为5m/s和4m/s;
(2)恒力F的大小是14N,小车的长度L是2.5m;
(3)物块在传送带上的运动时间t是2s,在传送带上由于摩擦产生的内能Q是16J.
三、选考题(共2小题,满分15分)
13.下列说法正确的是( )
A.液体的温度越高,布朗微粒运动越显著
B.“水黾”可以停在水面上,是浮力作用的结果
C.当分子之间距离增大时,分子间的引力和斥力都减小
D.晶体的物理性质都是各向同性的
E.第二类永动机虽不违背能量守恒定律,但也是不可能制成的
【考点】分子间的相互作用力;布朗运动;* 晶体和非晶体.
【分析】正确解答本题需要掌握:布朗运动的特点、实质以及物理意义;分子力与分子之间距离的关系;热力学第二定律的理解和应用.
【解答】解:A、液体的温度越高,分子无规则热运动越剧烈,故微粒布朗运动越显著,故A正确;
B、“水黾”可以停在水面上,是液体表面张力作用的结果,故B错误;
C、当分子之间距离增大时,分子间的引力和斥力都减小,只是斥力减小的更快,故C正确;
D、晶体分为单晶体与多晶体,其中多的物理性质是各向同性的,而单晶体是各向异性,故D错误;
E、第二类永动机不违反能量守恒定律,违反了宏观热学过程的方向性,不可能从单一热源吸取热量,并将这热量变为功,而不产生其他影响.热机的效率不可以达到100%.故E正确;
故选:ACE
14.如图所示,绝热气缸A与导热气缸B、C均固定于地面,由刚性杆连接的绝热活塞与AB两气缸间均无摩擦,真空气缸C与气缸B通过阀门相连,气缸C的体积为2V0,气缸A、B内装有处于平衡状态的理想气体,气体体积均为V0,温度均为T0,现打开阀门,等达到稳定后,A中气体压强为原来的0.4倍,设环境温度始终保持不变.求:
(1)气缸A中气体的体积VA和温度TA.
(2)判断BC连体气缸,在变化过程中是吸热还是放热过程?简述理由.
【考点】理想气体的状态方程.
【分析】(1)B气缸中发生的是等温变化,由等温变化的规律确定B气体体积变化,由几何关系求出AB气体变化后的体积,对A中气体根据理想气体状态方程求变化后的温度;
(2)根据热力学第一定律进行分析吸放热情况;
【解答】解:(1)根据题意知A中气体压强为原来的0.4倍,根据活塞受力平衡,A、B中气体压强始终相等,所以B中气体压强也变为原来的0.4倍,因为气缸B是导热气缸,气体发生的是等温变化,对B中气体,根据玻意耳定律pV=C,所以B中气体的体积为原来的2.5倍,打开阀门后,气体扩散到C气缸,所以B气缸体积
活塞向右移动了,A的体积
对A,根据理想气体状态方程,有
代入数据:
解得:
(2)气体B中气体的温度不变,内能不变△U=0
活塞对B气体做功,W>0
根据热力学第一定律Q<0,即在变化过程中气体放热
答:(1)气缸A中气体的体积为和温度为.
(2)判断BC连体气缸,在变化过程中是放热过程
[选修3-4]
15.弹簧振子在光滑水平面上振动,其位移时间图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.10秒内振子的路程为2m
B.动能变化的周期为2.0s
C.在t=0.5s时,弹簧的弹力最大
D.在t=1.0s时,振子的速度反向
E.振动方程是x=0.10sinπt(m)
【考点】简谐运动的振动图象.
【分析】由振动图象读出周期,一个周期振子通过的路程为4A,根据时间与周期的关系,求10s内振子的路程;动能是标量,处于平衡位置动能最大,处于最大位移处,动能为0,知振子一个全振动动能变化2个周期;根据振动图象的特点,判断振子的位置;振动方向可根据“上坡上振,下坡下振”来判断;根据x=Asinωt求振动方程
【解答】解:A、根据振动图象可知周期T=2.0s,振幅A=10cm,t=10s=5T,一个周期通过的路程为4A,则10s内通过的路程为s=5×4A=20×10cm=200cm=2m,故A正确;
B、每次经过平衡位置动能最大,在最大位移处动能为0,在振子完成一个周期的时间内,动能完成2个周期的变化,故动能变化的周期为1s,故B错误;
C、t=0.5s时,振子处于最大位移处,弹簧的弹力最大,故C正确;
D、在t=0.5s到t=1.5s时间内振子沿x负方向运动,在t=0.1s时,振子的速度未反向,故D错误;
E、由振动图象知T=2.0s,角速度
,振动方程x=0.10sinπt(m),故E正确;
故选:ACE
16.如图所示,横截面为圆形的圆柱体光学器件是用折射率为的某种玻璃制成的,其截面半径为R,现用一细光束垂直圆柱体的轴线以i=60°的入射角从真空中射入圆柱体,不考虑光线在圆柱体内的反射,真空中光速为c.
(1)求该光线从圆柱中射出时,折射光线偏离进入圆柱体光线多大的角度?
(2)光线在圆柱体中的传播时间.
【考点】光的折射定律.
【分析】(1)根据折射定律求出折射角,由几何知识可知,光线从圆柱体射出时的入射角等于进入圆柱体时的折射角,折射角等于入射角.画出光路图.根据几何知识求出出射光线的偏向角.
(2)几何知识求出光线在圆柱体传播的距离S,由公式v= 求出光在圆柱体传播的速度,再求解光线在圆柱体中的传播时间.
【解答】解:
(1)由折射定律n=,得
sinr===,
则光线射入圆柱体内的折射角为r=30°,由几何知识得,光线从圆柱体射出时,在圆柱体内的入射角为30°,在圆柱体外的折射角为60°,光路图如图所示.
由几何知识,出射光线偏离原方向的角度为α=60°
(2)根据几何知识得到,光线在圆柱体中的路程:S=R
介质中传播速度 v==
所以,光线在圆柱体中的传播时间为 t===.
答:(1)求该光线从圆柱中射出时,折射光线偏离进入圆柱体光线60°的角度;
(2)光线在圆柱体中的传播时间.
[选修3-5]
17.下列说法正确的是( )
A.物体的动量变化一定,物体所受合外力的作用时间越短,合外力就越大
B.篮球从空中竖直落下,落地后原速反弹,其动量变化量为零
C.物体动量变化的方向与速度变化的方向一定相同
D.玻璃杯从同一高度落下,掉在水泥地上比掉在草地上容易碎,这是由于玻璃杯与水泥地面撞击的过程中动量变化较大
E.质量为m的物体做平抛运动,落地前经过时间t,物体动量的变化量为mgt,方向竖直向下
【考点】动量定理.
【分析】根据动量定理可知,合外力的冲量等于物体动量的变化量,据此逐项分析即可求解.
【解答】解:A、物体的动量变化一定,根据I=△P,冲量一定;根据I=Ft,物体所受合外力的作用时间越短,合外力就越大,故A正确;
B、篮球从空中竖直落下,落地后原速反弹,动量的方向改变了,故动量变化不为零,故B错误;
C、物体的质量一定,根据P=△(mv)=m•△v,故动量变化的方向与速度变化的方向一定相同,故C正确;
D、玻璃杯从同一高度落下,掉在水泥地上比掉在草地上容易碎,这是由于玻璃杯与水泥地面撞击的过程中时间短,故合力大,故D错误;
E、质量为m的物体做平抛运动,落地前经过时间t,只受重力,根据动量定理,物体动量的变化量为mgt,方向竖直向下,故E正确;
故选:ACE
18.如图所示,在光滑的水平面上,质量为2m的物体A以初速度v0向右运动,质量为m的物体B静止,其左侧连接一轻质弹簧,A压缩弹簧到最短时B恰与墙壁相碰,碰后B以其碰前四分之一的动能反弹,B与墙壁碰撞时间极短,求:
(1)物体B与墙碰前瞬间的速度大小;
(2)弹簧第二次被压缩到最短时的弹性势能.
【考点】动量守恒定律;功能关系.
【分析】(1)A压缩弹簧的过程,两个物体组成的系统动量守恒.弹簧压缩到最短时A、B的速度相等,由动量守恒定律求得共同速度.根据B与墙碰后动能为碰前动能的,求得B与墙碰后的速度大小.
(2)B与墙碰撞后反弹,再次压缩弹簧,由动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出弹簧第二次被压缩到最短时的弹性势能.
【解答】解:(1)设A压缩弹簧到最短时A、B共同速度为v1.A、B系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:
2mv0=(2m+m)v1,
得 v1=v0
据题知,物体B与墙碰前瞬间的速度大小为v0.
(2)B与墙碰后动能为碰前动能的,则B与墙碰后速度大小为碰前速度大小的,为v0.
设弹簧第二次被压缩到最短时A、B共同速度为v2.
以向右为正方向,由动量守恒定律得:
2mv1﹣m•=3mv2
设弹簧第二次被压缩到最短时的弹性势能为Ep,
由机械能守恒定律的:•2mv12+m(v0)2=•3mv22+Ep
联立两式解得:Ep=
答:(1)物体B与墙碰前瞬间的速度大小是v0;
(2)弹簧第二次被压缩到最短时的弹性势能是.
高等学校招生统一考试理科综合试题(物理)(正式版)
一、选择题(本大题共17小题。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
14.以下说法正确的是
A.在静电场中,沿着电场线方向电势逐渐降低
B.外力对物体所做的功越多,对应的功率越大
C.电容器电容C与电容器所带电荷量Q成正比
D.在超重和失重现象中,地球对物体的实际作用力发生了变化
【答案】A
考点:电势;功率;电容器;超重和失重
15.如图所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开,
A.此时A带正电,B带负电
B.此时A电势低,B电势高
C.移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合
D.先把A和B分开,然后移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合
【答案】C
【解析】
试题分析:由于静电感应可知,A左端带负电,B右端带正电,AB的电势相等,选项AB错误;若移去C,则两端的感应电荷消失,则贴在A、B下部的金属箔都闭合,选项C正确;先把A和B分开,然后移去C,则A、B带的电荷仍然存在,故贴在A、B下部的金属箔仍张开,选项D错误;故选C.
考点:静电感应
16.如图所示,a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,边长la=3lb,图示区域内有垂直纸面向里的均强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则
A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流
B.a、b线圈中感应电动势之比为9:1
C.a、b线圈中感应电流之比为3:4
D.a、b线圈中电功率之比为3:1
【答案】B
考点:法拉电电磁感应定律;闭合电路的欧姆定律;电功率.
17.如图所示为一种常见的身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射波速为v的超声波,超声波经反射后返回,被测量仪接收,测量仪记录发射和接收的时间间隔。质量为M0
的测重台置于压力传感器上,传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。当测重台没有站人时,测量仪记录的时间间隔为t0,输出电压为U0,某同学站上测重台,测量仪记录的时间间隔为t,输出电压为U,则该同学的身高和质量分别为
A.v(t0-t), B.v(t0-t),
C. v(t0-t), D. v(t0-t),
【答案】D
考点:物体的平衡;速度
二、选择题(本大题共3小题。在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是符合题目要求的。全部选对的得6分,选对但不全的得3分。有选错的得0分。)
18.如图所示为一滑草场。某条滑道由上下两段高均为h,与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成,滑草车与草地之间的动摩擦因数为。质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑,经过上、下两段滑道后,最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失,)。则
A.动摩擦因数
B.载人滑草车最大速度为
C.载人滑草车克服摩擦力做功为mgh
D.载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为
【答案】AB
考点:动能定理;牛顿第二定律的应用
19.如图所示,把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10 m的绝缘细线悬挂于OA和OB两点。用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触,棒移开后将悬点OB移到OA点固定。两球接触后分开,平衡时距离为0.12 m。已测得每个小球质量是,带电小球可视为点电荷,重力加速度,静电力常量
A.两球所带电荷量相等
B.A球所受的静电力为1.0×10-2N
C.B球所带的电荷量为
D.A、B两球连续中点处的电场强度为0
【答案】ACD
考点:物体的平衡;库仑定律;电场强度
20.如图所示为赛车场的一个“梨形”赛道,两个弯道分别为半径R=90m的大圆弧和r=40m的小圆弧,直道与弯道相切。大、小圆弧圆心O、O'距离L=100m。赛车沿弯道路线行驶时,路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍,假设赛车在直道上做匀变速直线运动,在弯道上做匀速圆周运动,要使赛车不打滑,绕赛道一圈时间最短(发动机功率足够大,重力加速度g=10m/s2,=3.14)。
A.在绕过小圆弧弯道后加速
B.在大圆弧弯道上的速率为45 m/s
C.在直道上的加速度大小为5.63 m/s2
D.通过小圆弧弯道的时间为5.85 s
【答案】AB
【解析】
试题分析:在弯道上做匀速圆周运动时,根据牛顿定律,故当弯道半径 时,在弯道上的最大速度是一定的,且在大弯道上的最大速度大于小湾道上的最大速度,故要想时间最短,故可在绕过小圆弧弯道后加速,选项A正确;在大圆弧弯道上的速率为,选项B正确;直道的长度为,在小弯道上的最大速度:
,故在在直道上的加速度大小为
,选项C错误;由几何关系可知,小圆弧轨道的长度为,
通过小圆弧弯道的时间为,选项D错误;故选AB.学科&网
考点:牛顿第二定律的应用;匀变速运动的规律.
非选择题部分(共180分)
非选择题部分共12题,共180分。
21.(10分)某同学在“探究弹簧和弹簧伸长的关系”的实验中,测得图中弹簧OC的劲度系数为500N/m。如图1 所示,用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧伸长1.00cm不变的条件下,
(1)弹簧秤a、b间夹角为90°,弹簧秤a的读数是N(图2中所示),则弹簧秤b的读数可能为N。
(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°,保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变,减小弹簧秤b 与弹簧OC的夹角,则弹簧秤a的读数、弹簧秤b的读数(填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)3.00~3.02,3.09~4.1(有效数不作要求) (2)变大,变大
【解析】
考点:探究求合力的方法
22.(10分)某同学用伏安法测量导体的电阻,现有量程为3 V、内阻约为3 kΩ的电压表和量程为0.6 A、内阻约为0.1 Ω的电流表。采用分压电路接线,图1是实物的部分连线图,待测电阻为图2中的R1,其阻值约为5 Ω。
(1)测R1阻值的最优连接方式为导线①连接______(填a或b)、导线②连接______(填c或d)。
(2)正确接线测得实验数据如表,用作图法求得R1的阻值为______Ω。
(3)已知图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体,R2的边长是R1的,若测R2的阻值,则最优的连线应选_____(填选项)。
A.①连接a,②连接cB.①连接a,②连接d
C.①连接b,②连接cD.①连接b,②连接d
【答案】(1)a、d;(2)作图见右,4.4~4.7(3)B
考点:伏安法测电阻
23.(16分)在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示。P是一个微粒源,能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒。高度为h的探测屏AB竖直放置,离P点的水平距离为L,上端A与P点的高度差也为h。
(1)若微粒打在探测屏AB的中点,求微粒在空中飞行的时间;
(2)求能被屏探测到的微粒的初速度范围;
(3)若打在探测屏A、B两点的微粒的动能相等,求L与h的关系。
【答案】(1)(2)(3)
考点:动能定理;平抛运动
24.小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示,两根平行金属导轨相距l=0.50m,倾角θ=53°,导轨上端串接一个0.05 Ω的电阻。在导轨间长d=0.56m的区域内,存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度B=2.0 T。质量m=4.0kg的金属棒CD水平置于导轨上,用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=0.24m。一位健身者用恒力F=80N拉动GH杆,CD棒由静止开始运动,上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手,触发恢复装置使CD棒回到初始位置(重力加速度g=10m/s,sin53°=0.8,不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量)。求
(1)CD棒进入磁场时速度v的大小;
(2)CD棒进入磁场时所受的安培力的大小;
(3)在拉升CD棒的过程中,健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q。
【答案】(1)2.4m/s(2)48N(3)64J;26.88J
考点:法拉第电磁感应定律;牛顿第二定律;功
25.(22分)为了进一步提高回旋加速器的能量,科学家建造了“扇形聚焦回旋加速器”。在扇形聚焦过程中,离子能以不变的速率在闭合平衡轨道上周期性旋转。
扇形聚焦磁场分布的简化图如图所示,圆心为O的圆形区域等分成六个扇形区域,其中三个为峰区,三个为谷区,峰区和谷区相间分布。峰区内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,谷区内没有磁场。质量为m,电荷量为q的正离子,以不变的速率v旋转,其闭合平衡轨道如图中虚线所示。
(1)求闭合平衡轨道在峰区内圆弧的半径r,并判断离子旋转的方向是顺时针还是逆时针;
(2)求轨道在一个峰区内圆弧的圆心角θ,及离子绕闭合平衡轨道旋转的周期T;
(3)在谷区也施加垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B' ,新的闭合平衡轨道在一个峰区内的圆心角θ变为90°,求B'和B的关系。已知:sin(α±β )=sinαcosβ±cosαsinβ,cosα=1-2
【答案】(1);旋转方向为逆时针方向(2);(3)
考点:带电粒子在匀强磁场中的运动
理综物理部分
第Ⅰ卷
二、选择题:本题共8小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.
14.质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上.用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示.用T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中
A.F逐渐变大,T逐渐变大 B.F逐渐变大,T逐渐变小
C.F逐渐变小,T逐渐变大 D.F逐渐变小,T逐渐变小
【答案】A
【解析】动态平衡问题,与的变化情况如图:
可得:
15.如图,P是固定的点电荷,虚线是以P为圆心的两个圆.带电粒子Q在P的电场中运动,运动轨迹与两圆在同一平面内,a、b、c为轨迹上的三个点.若Q仅受P的电场力作用,其在a、b、c点的加速度大小分别为,,,速度大小分别为,,,则
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】由库仑定律可知,粒子在a、b、c三点受到的电场力的大小关系为,由,可知
由题意可知,粒子Q的电性与P相同,受斥力作用
结合运动轨迹,得
16.小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短.将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图所示,将两球由静止释放,在各自轨迹的最低点.
A.P球的速度一定大于Q球的速度
B.P球的动能一定小于Q球的动能
C.P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力
D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度
【答案】C
【解析】
由动能定理可知,
①
由,则A错
大小无法判断 B错
受力分析
②
③
④
由①②③④得
则 C对
D错
17.阻值相等的四个电阻,电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路.开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为.与的比值为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由已知可得: 则
S断开时等效电路如下
S闭合时等效电路如下
则
18.一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与筒的轴平行,筒的横截面如图所示.图中直径MN的两端分别开有小孔.筒绕其中心轴以角速度顺时针转动.在该截面内,一带电粒子从小孔M射入筒内,射入时的运动方向与MN成角.当筒转过时,该粒子恰好从小孔N飞出圆筒.不计重力.若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,则带电粒子的比荷为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】如图所示,由几何关系可知粒子的运动轨迹圆心为,
由粒子在磁场中的运动规律可知
①
②
由①②得即比荷③
由圆周运动与几何关系可知
即
则④
又有⑤
由③④⑤得
19.两实心小球甲和乙由同一种材料制成,甲球质量大于乙球质量.两球在空气中由静止下落,假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比,与球的速率无关.若它们下落相同的距离,则
A.甲球用的时间比乙球长
B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小
C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小
D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功
【答案】BD
【解析】由已知 设① 则受力分析得
②
③
④
由①②③④得
由 可知 C错
由v-t图可知甲乙位移相同,则
B对
A错
由功的定义可知
则 D对
20.法拉第圆盘发动机的示意图如图所示.铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触.圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中.圆盘旋转时,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是
A.若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定
B.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的方向流动
C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化
D.若圆盘转动的角速度变为原来的两倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
【答案】AB
【解析】将圆盘看成无数幅条组成,它们都在切割磁感线从而产生感应电动势,出现感应电流:根据右手定则圆盘上感应电流从边缘向中心,则当圆盘顺时针转动时,流过电阻的电流方向从a到b
由法拉第电磁感应定律得感生电动势 A对,C错
由 得 当 变为2倍时,P变为原来的4倍
21.如图,小球套在光滑的竖直杆上,轻弹簧一端固定于O点,另一端与小球相连.现将小球从M点由静止释放,它在下降的过程中经过了N点,已知在M、N两点处,弹簧对小球的弹力大小相等.且,在小球从M点运动到N点的过程中
A.弹力对小球先做正功后做负功
B.有两个时刻小球的加速度等于重力加速度
C.弹簧长度最短时,弹力对小球做功的功率为零
D.小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差
【答案】BCD
【解析】由题意可知在运动过程中受力如下
小球的位移为MN
则从 弹簧处于压缩态,则弹力做负功
从 弹簧从压缩变为原长,弹力做正功
从 弹簧从原长到伸长,弹力做负功,则A错
在A点受力如下
则 即,B对
在B点弹簧处于原长则受力如下
在A点时, 垂直于杆,则 ,C对
从M到N小球与弹簧机械能守恒,则
即
由于M、N两点弹簧弹力相同,由胡克定律可知,弹簧形变量相同,则,即,D对.
第Ⅱ卷
三、非选择题:本卷包括必考题和选考题两部分.第22~32题为必考题.每个试题考生都必须作答.第33~40题为选考题,考生根据要求作答.
(一)必考题(共129分)
22.(6分)
某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究,实验装置如图(a)所示:轻弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一物块接触而不连接,纸带穿过打点计时器并与物块连接.向左推物块使弹簧压缩一段距离,由静止释放物块,通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能.
图a
⑴实验中涉及到下列操作步骤:
①把纸带向左拉直
②松手释放物块
③接通打点计时器电源
④向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧压缩量
上述步骤正确的操作顺序是(填入代表步骤的序号).
⑵图(b)中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果.打点计时器所用交流电的频率为50Hz.由M纸带所给的数据,可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为.比较两纸带可知,(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大.
图b
【答案】⑴④①③②
⑵1.29 M
【解析】:⑴略
⑵脱离弹簧后物体应该匀速直线运动,则
由能量守恒可知,物体的末动能越大,则弹簧被压缩时的弹性势能越大,
则
23.(9分)
某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值),滑动变阻器(最大阻值),滑动变阻器(最大阻值),直流电源E(电动势3V),开关1个,导线若干.
图a
实验步骤如下:
①按电路原理图(a)连接线路;
②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置,闭合开关S;
③调节滑动变阻器,使电压表满偏
④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00V,记下电阻箱的阻值.
回答下列问题:
⑴实验中应选择滑动变阻器(填“”或“”).
⑵根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线.
图b
⑶实验步骤④中记录的电阻箱阻值为,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为(结果保留到个位).
⑷如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为(填正确答案标号).
A. B. C. D.
【答案】⑴
⑵
⑶2520
⑷D
【解析】⑴实验原理类比于半偏法测电表内阻
电压表所在支路的总电压应该尽量不变化,即滑动变阻器选最大阻值小的即选
⑵略
⑶近似认为电压表所在电路的总电压不变,且流过电压表与变阻箱的电流不变, 则
⑷由欧姆定律可知,
24.(12分)
如图,水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻,质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上.时,金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动.时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动.杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为.重力加速度大小为g.求
⑴金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小;
⑵电阻的阻值.
【答案】⑴
⑵
【解析】⑴由题意可知 时间内受力分析如下
①
②
物体做匀加速直线运动 ③
物体匀加进入磁场瞬间的速度为,则④
由法拉第电磁感应定律可知⑤
由①②③④⑤可得
⑥
⑵金属杆在磁场中的受力如下即
由杆在磁场中匀速直线运动可知
⑦
⑧
由安培力可知 ⑨
由欧姆定律可知 ⑩
由⑥⑦⑧⑨⑩可知
25.(20分)
轻质弹簧原长为2l,将弹簧竖直放置在地面上,在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放,当弹簧被压缩到最短时,弹簧长度为l,现将该弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与物块P接触但不连接.AB是长度为5l的水平轨道,B端与半径l的光滑半圆轨道BCD相切,半圆的直径RD竖直,如图所示,物块P与AB间的动摩擦因数.用外力推动物块P,将弹簧压缩至长度l,然后放开,P开始沿轨道运动,重力加速度大小为g.
⑴若P的质量为m
,求P到达B点时的速度的大小,以及它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点之间的距离;
⑵若P能滑上圆轨道,且仍能沿圆轨道滑下,求P的质量的取值范围.
【解析】⑴地面上,转化为,守恒
∴
,此时弹簧长度为l
:能量守恒:
即
:动能定理:
此后,物体做平抛运动:
∴B点速度,落点与B点距离为
⑵假设物块质量为
则:能量守恒:
解得:
若要滑上圆弧,则,即,解得
若要滑上圆弧还能沿圆弧滑下,则最高不能超过C点
此时 假设恰好到达C点,则根据能量守恒:
解得:
故若使物块不超过C点,
综上:
(二)选考题:共45分.请考生从3道物理题,3道化学题,2道生物题中,每科任选一道作答,如果多做则每科按所做的第一题计分.
33.【物理——选修3-3】(15分)
⑴(5分)一定量的理想气体从状态a开始,经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态,其p-T图像如图所示.其中对角线ac的延长线过原点O.下列判断正确的是.
(填正确答案标号.选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错一个扣3分,最低得分为0分)
A.气体在a、c两状态的体积相等
B.气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能
C.在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功
D.在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
E.在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功
⑵(10分)一氧气瓶的容积为,开始时瓶中氧气的压强为20个大气压.某实验室每天消耗1个大气压的氧气.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时,需重新充气.若氧气的温度保持不变,求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天.
【答案】(1)ABE
(2)4天
【解析】⑴
A:
即体积V不变,
B:理想气体内能是温度T的函数
而 故
C:cd过程为恒温升压过程,外界对系统做正功,但系统内能不变,故放热,放热量
D:da过程为恒压升温过程,体积增加,对外做功,故吸热
但吸热量
故
E:bc过程恒压降温,体积减小
da过程
因为
故
⑵瓶中气体量
剩余气体量
每天用量
(天)
34.【物理——选修3-4】(15分)
⑴(5分)关于电磁波,下列说法正确的是.(填正确答案标号,选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错一个扣3分,最低得分为0分)
A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波
C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输
E.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失
⑵(10分)一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播,波长不小于10cm.O和A是介质中平衡位置分别位于和处的两个质点.时开始观测,此时质点O的位移为,质点A处于波峰位置;时,质点O第一次回到平衡位置,时,质点A第一次回到平衡位置.求
(ⅰ)简谐波的周期、波速和波长;
(ⅱ)质点O的位移随时间变化的关系式.
【答案】 ⑴ABC
⑵(i)
(ii)或者
【解析】(1)A选项,电磁波在真空中传播速度不变,与波长/频率无关
B选项,电磁波的形成即是变化的电场和变化的磁场互相激发得到
C选项,电磁波传播方向与电场方向与磁场方向垂直
D选项,光是一种电磁波,光可在光导纤维中传播
E选项,电磁振荡停止后,电磁波仍会在介质或真空中继续传播
(2)(i)时,A处质点位于波峰位置
时,A处质点第一次回到平衡位置
可知,
时,O第一次到平衡位置
时,A第一次到平衡位置
可知波从O传到A用时,传播距离
故波速,波长
(ii)设
可知
又由时, ;,,
代入得 ,再结合题意得
故或者
35.【物理——选修3-5】(15分)
⑴(5分)在下列描述核过程的方程中,属于衰变的是,属于衰变的是,属于裂变的是,属于聚变的是.(填正确答案标号)
A. B.
C. D.
E. F.
⑵(10分)如图,光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体,斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其前面的冰块均静止于冰面上.某时刻小孩将冰块以相对冰面的速度向斜面体推出,冰块平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的最大高度为(h小于斜面体的高度).已知小孩与滑板的总质量为,冰块的质量为,小孩与滑板始终无相对运动.取重力加速度的大小.
(ⅰ)求斜面体的质量;
(ⅱ)通过计算判断,冰块与斜面体分离后能否追上小孩?
【解析】⑴衰变C 衰变AB 裂变E 聚变F
⑵(ⅰ)规定水平向左为正
对小冰块与鞋面组成的系统
由动量守恒:
由能量守恒:
解得
(ii)由动量守恒
由能量守恒
联立解得
对小孩和冰块组成的系统:
解得
即两者速度相同 故追不上
评卷人
得分
一、选择题
1.领悟并掌握处理问题的思想与方法是学习物理的重要途径,如图所示是我们学习过的几个实验,其中研究物理问题的思想与方法相同的是
2.如图所示,某同学分别在同一直线上的A、B、C三个位置投掷篮球,结果都击中篮筐,击中篮筐时篮球的速度方向均沿水平方向,大小分别为v1、v2、v3,若篮球出手时高度相同,速度的方向与水平方向的夹角分别是θ1、θ2、θ3,则下列说法正确的是
A.v1v2>v3
C.θ1>θ2>θ3D.θ1=θ2=θ3
3.如图所示,匀强电场方向平行于xOy平面,在xOy平面内有一个半径为R=5 cm的圆,圆上有一动点P,半径OP与x轴方向的夹角为θ,P点沿圆周移动时,O、P两点的电势差满足UOP=25sinθ(V),则该匀强电场的大小和方向分别为
A.5 V/m,沿x轴正方向
B.25 V/m,沿y轴负方向
C.500 V/m,沿y轴正方向
D.250 V/m,沿x轴负方向
4.如图所示是一个电路的一部分,其中R1=5Ω,R2=1Ω,R3=3Ω,I1=0.2A,I2=0.1A,那么电流表测得的电流为
A.0.2 A,方向向右 B.0.15A,方向向左
C.0.2 A,方向向左 D.0.3A,方向向右
5.北斗导航系统中有“双星定位系统”,具有导航、定位等功能.有两颗工作卫星均绕地心O在同一轨道上做匀速圆周运动,轨道半径为r,某时刻,两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置如图所示.若卫星均顺时针运行,地球表面处的重力加速度为g,地球半径为R,不计卫星间的相互作用力.下列说法中正确的是
A.卫星1的线速度一定比卫星2的大
B.卫星1向后喷气就一定能追上卫星2
C.卫星1由位置A运动到位置B所需的时间为t=
D.卫星1所需的向心力一定等于卫星2所需的向心力
6.如图所示,平行金属板中带电质点P原处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,则
A.电压表读数减小B.电流表读数减小
C.质点P将向上运动D.R1上消耗的功率逐渐增大
7.如图所示,水平地面上有楔形物体b,b的斜面上有一小物块a,a与b之间、b与地面之间均存在摩擦。已知a恰好可沿斜面匀速下滑,此时若对a施加如图所示的作用力,a仍沿斜面下滑,则下列说法正确的是:
A.在a上施加竖直向下的力F1,则地面对b无摩擦力
B.在a上施加沿斜面向下的力F2,则地面对b的摩擦力水平向左
C.在a上施加一个水平向左的力F3,则地面对b的摩擦力水平向右
D.无论在a上施加什么方向的力,地面对b均无摩擦力
8.如图所示,一个物体在沿斜面向上的恒力F作用下,由静止从光滑斜面的底端沿斜面向上做匀加速运动,经时间t力F做功为60J.此后撤去恒力F,物体又经时间t回到出发点.若以地面为零势能面,则下列说法正确的是
A.物体回到出发点的动能为60J
B.开始时物体所受恒力F=2mgsinθ
C.撤去力F时,物体重力势能是45J
D.运动后动能与势能相等的位置在撤去力F之后的某位置
9.分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质。据此可判断下列说法中正确的是
A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动,这反映了液体分子运动的无规则性
B.分子间的相互作用力随着分子间距离的增大,一定先减小后增大
C.分子间的相互作用力随着分子间距离的增大,一定一直减小
D.分子势能随着分子间距离的增大,可能先减小后增大
E.在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素
10.一列简谐横波沿x轴正方向传播,在x=0与x=2m的两质点振动图线分别如图中实线与虚线所示,由此可得出
A.该波的波长可能是8m
B.该波的周期是4s
C.波的传播速度可能是2m/s
D.波的传播速度可能是1m/s
D.在t=2s时刻,x=2m处的质点正向上运动
11.天然放射物质的放射线包含三种成份,下面的说法中正确的是
A.一张厚的黑纸可以挡住α射线,但不能挡住β射线和γ射线
B.某原子核在放出γ粒子后会变成另一种元素的原子核
C.三种射线中对气体电离作用最强的是α射线
D.β粒子是电子,但不是原来绕核旋转的核外电子
E、β粒子是电子,它就是原来绕核旋转的核外电子
评卷人
得分
二、实验题
12.用滴水法可以测定重力加速度,方法是:在自来水龙头下固定一块挡板A,使水一滴一滴断断续续地滴到挡板上如图甲所示,仔细调节水龙头,使得耳朵刚好听到前一个水滴滴在挡板上的声音的同时,下一个水滴刚好开始下落.首先量出水龙头口离挡板的高度h,再用秒表计时,计时方法是:当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时,开启秒表开始计时,并数“1”,以后每听到一声水滴声,依次数“2,3,…”,一直数到“n”时,按下秒表按钮停止计时,读出秒表的示数为t.
(1)写出用上述测量方法计算重力加速度g的表达式:g=______;
(2)为了减小误差,改变h的数值,测出多组数据,记录在表格中(表中t′是水滴从水龙头口到A板所用的时间,即水滴在空中运动的时间),请在图乙所示的坐标纸上作出h与t′2的图象并求出g的值m/s2.
次数
高度h/cm
空中运动时间t′/s
1
20.10
0.20
2
25.20
0.23
3
32.43
0.26
4
38.45
0.28
5
44.00
0.30
6
50.12
0.32
13.为了较精确地测量某定值电阻的阻值,某兴趣小组先用多用电表进行粗测,后用伏安法精确测量.现准备了以下器材:
A.多用电表
B.电流表A1(量程50 mA、内阻r1=20 Ω)
C.电流表A2(量程100 mA、内阻约为5 Ω)
D.定值电阻R0(80 Ω)
E.滑动变阻器R(0~10 Ω)
F.电源(电动势E=6 V,内电阻较小)
G.导线、开关若干
(1)在用多用电表粗测时,该兴趣小组首先选用“×100”欧姆挡,此时欧姆表的指针位置如图甲所示,为了减小误差,多用电表的选择开关应换用_______欧姆挡;按操作规程再次测量该待测电阻的阻值,此时欧姆表的指针位置如图乙所示,其读数是_______Ω;
(2)请在虚线框内画出能准确测量电阻Rx的电路图(要求在电路图上标出元件符号).
(3)请根据设计的电路图写出Rx的测量表达式Rx=________.
评卷人
得分
三、计算题
14.如图所示,在倾角θ=37°的固定斜面上放置一质量M=1kg、长度L=3m的薄平板AB.平板的上表面光滑,其下端B与斜面底端C的距离为7m.在平板的上端A处放一质量m=0.6kg的滑块,开始时使平板和滑块都静止,之后将它们无初速释放.设平板与斜面间、滑块与斜面间的动摩擦因数均为m=0.5,求滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差Δt.(sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2)
15.如图所示,在竖直平面内,用长为L的绝缘轻绳将质量为m、带电量为+q、的小球悬于O点,整个装置处在水平向右的匀强电场中。初始时刻小球静止在P点。细绳与场强方向成角。今用绝缘锤子沿竖直平面、垂直于OP方向打击一下小球,之后迅速撤离锤子,当小球回到P处时,再次用锤子沿同一方向打击小球,两次打击后小球恰好到达Q点,且小球总沿圆弧运动,打击的时间极短,小球电荷量不损失。锤子第一次对小球做功为W1,第二次对球做功为W2。
(1)求匀强电场的场强大小E;
(2)若的值达到最大,分别求、;
(3)的值最大时,求第一、二次小球被打击后瞬间细绳的拉力大小F1、F2.
16.如图(a)所示,水平放置的均匀玻璃管内,一段长为h=25cm的水银柱封闭了长为L0=20cm、温度为t0=27℃的理想气体,大气压强p0=75cmHg,将玻璃管缓慢地转过90°角,使它开口向上,并将封闭端浸入热水中[如图(b)],待稳定后,测得玻璃管内封闭气柱的长度L1=17.5cm。问:
(1)此时管内封闭气体的温度t1是多少?
(2)若用薄塞将管口封闭,此时水银上部封闭气柱的长度为L2=10cm。保持水银上部封闭气体的温度不变,对水银下面的气体加热,当上面气柱长度的减少量ΔL=0.4cm时,下面气体的温度是多少?
17.如图所示,在MN的下方足够大的空间是玻璃介质,其折射率n=,玻璃介质的上边界MN是屏幕.玻璃中有一个正三角形空气泡,其边长S=40 cm,顶点与屏幕接触于C点,底边AB与屏幕平行.一束激光a垂直于AB边射向AC边的中点O,结果在屏幕MN上出现两个光斑.
(1)求两个光斑之间的距离L.
(2)若任意两束相同的激光同时垂直于AB边向上射入空气泡,求屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离.
18.如图所示,物体A、B并列紧靠在光滑水平面上,mA=500g,mB=400g,另有一个质量为100g的物体C以10m/s的水平初速度摩擦着A、B表面经过,在摩擦力的作用下A、B物体也运动,最后C物体在B物体上一起以1.5m/s的速度运动,求C物体离开A物体时,A、C两物体的速度。
参考答案
1.D
【解析】
试题分析:①采用微小变量放大法,设一个螺距为0.5mm,当旋转一周时,前进或后退一个螺距,这样把0.5mm的长度放大到旋转一周上.②采用的等效替代法,即两次拉橡皮筋的时使橡皮筋的形变相同.
③研究三个变量之间的关系时,先假定其中一个量不变,研究另外两个量之间的关系,这种方法称为控制变量法.而在本实验中探究小车的加速度与力和质量的关系,故先保持小车质量M不变,而研究合外力和加速度两个物理量之间的关系,或者先保持小车的质量不变,探究小车所受的合外力与小车的加速度之间的关系,故本实验的操作过程采用的为控制变量法.④用力向下压,使桌面产生微小形变,使平面镜M逆时针方向微小旋转,若使法线转过θ角,则M反射的光线旋转的角度为2θ,N反射的光线就就旋转了4θ,那么投射到平面镜上的光斑走过的距离就更大,故该实验观察测量结果采用的是微小变量放大法.
因此研究物理问题的思想与方法相同的是①④,故BCD错误,A正确.故选A.
考点:物理问题的研究方法
【名师点睛】中学物理中经常用的研究方法有:控制变量法,微小变量放大法,等效替代法等,要明确这些方法在具体实验中的应用,提高学科思想,为将来独立研究问题打下基础。
2.B
【解析】
试题分析:三个篮球都垂直击中篮筐,其逆过程是平抛运动,设任一篮球击中篮筐的速度v,上升的高度为h,水平位移为x.则有:x=vt,h=gt2,则得:,h相同,则v∝x,则得v1>v2>v3.故B正确,A错误.根据速度的分解有:,t相同,v1>v2>v3,则得θ1<θ2<θ3.故CD错误.故选B.
考点:平抛运动
【名师点睛】本题运用逆向思维研究斜抛运动,关键是要明确平抛运动的研究方法、位移公式和速度公式,是解决平抛运动问题的基础知识。
3.C
【解析】
试题分析:任意一点P的电势U=25sinθ(V),当θ和180°-θ的时候,电势相等,从数学角度可以看出关于y轴正向是θ与180°-θ的对称,电势总相等.那么就是说每1条垂直于y轴正向都是等势面,那么y轴正向方向就是场强方向.当θ=90°时,P的电势最大,为25V,当θ=180°或0°时,P的电势最小,为0V,
根据U=Ed得,故选C.
考点:电势差;电场强度
【名师点睛】此题是对电场强度及电势差的考查;解决本题的关键会运用U=Ed求匀强电场中两点间的电势差,其中的d是沿电场线方向的距离。
4.C
【解析】
试题分析:R1两端的电压U1=I1R1=0.2A×5Ω=1V ;R2两端的电压U2=I2R2=0.1A×1Ω=0.1V ;R1左端与R2的左端电位相等,U1>U2,则R1右端的电位低于R2右端的电位.R3两端的电压U3=U1-U2=1V-0.1V=0.9V
通过R3的电流,R3上端电位低,下端电位高,电流方向由下向上.因此用节点法可知通过电流表的电流方向向左.设电流表的示数为IA,对于电流表左端的节点,流入节点的电流等于流出节点的电流.即IA+I2=I3,电流表的示数IA=I3-I2=0.3A-0.1A=0.2A.故C正确,ABD错误.故选C.
考点:欧姆定律的应用
【名师点睛】本题考查欧姆定律的应用和电流方向的判断,本题涉及电位的概念,以及节点法判断电流方向以及电流大小,难度较大,要求大家需要掌握更多关于电学的知识。
5.C
【解析】
试题分析:根据万有引力提供向心力,得,轨道半径相同,线速度相等,故A错误.卫星向后喷气,速度增大,万有引力不够提供向心力,做离心运动,会离开原来的圆轨道.所以在原轨道加速不会追上卫星2.故B错误.根据万有引力提供向心力,得.
又因为在地球表面的物体受到的重力等于万有引力,得GM=R2g,所以.
故卫星1由位置A运动到位置B所需的时间.故C正确.两卫星的做圆周运动所需要的向心力等于万有引力,由于不知道两卫星的质量关系,故两卫星的向心力大小不能确定,故D错误.故选C。
考点:万有引力定律的应用
【名师点睛】此题考查了万有引力定律的应用,解决本题的关键掌握万有引力提供向心力,以及黄金代换式GM=gR2。
6.BC
【解析】
试题分析:由图可知,R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后,再由R1串联接在电源两端;电容器与R3并联;当R4的滑片向b移动时,滑动变阻器接入电阻增大,则电路中总电阻增大;由闭合电路欧姆定律可知,电路中总电流减小,路端电压增大,则R1两端的电压减小,R1上消耗的功率逐渐减小,并联部分的电压增大,电压表读数增大.由欧姆定律可知流过R3的电流增大,根据并联电路的特点可知:流过R2的电流减小,则电流表示数减小;故AD错误,B正确;因电容器两端电压增大,板间场强增大,质点受到的向上电场力增大,故质点P将向上运动,故C正确;故选BC.
考点:电路的动态分析
【名师点睛】解决动态变化分析的题目,一般可以按照整体-局部-整体的思路进行分析,注意电路中某一部分电阻增大时,无论电路的连接方式如何,总电阻都是增大的。
7.AD
【解析】
试题分析:物体匀速下滑,对物体a满足:mgsina=μmgcosa,即sina=μcosa.在a上施加竖直向下的力F1,相当于a的重力增大,物体仍然能匀速滑动,则地面对b无摩擦力;在a上施加沿斜面向下的力F2,物体a对斜面的作用力保持不变,斜面受力不变,则地面对b无摩擦力;在a上施加一个水平向左的力F3,物体减速下滑,由于摩擦力与支持力始终相互垂直,而且:f=μFN,所以支持力与摩擦力的合力的方向竖直向上,所以物体对斜面体b的作用力的和是竖直向下的,所以b在水平方向上不受摩擦力的作用.所以无论在a上施加什么方向的力,地面对b均无摩擦力.选项AD最符合题意.故选AD。
考点:物体的平衡;摩擦力
【名师点睛】本题中推力F与斜面体之间没有直接的关系,关键抓住物体对斜面体的压力和摩擦力没有改变进行分析。
8.ACD
【解析】
试题分析:对开始到回到出发点运用动能定理研究:WF=EK-0,力F做功为60J,所以物体回到出发点的动能为60J.故A正确.从开始到经过时间t,物体受重力,拉力,支持力,物体加速度a, 撤去恒力F到回到出发点,物体受重力,支持力,物体加速度a′=gsinθ
两个过程位移大小相等,时间相等.解得开始时物体所受恒力,故B错误.有F作用时,物体的加速度为,撤去力F时,物体的加速度为gsinθ,从开始到撤去力F时,物体上滑的距离为L,
所以撤去力F时,物体继续上滑到最高点,距离是,运用动能定理研究从开始到上滑到最高点,-mgh+WF=0-0,得重力做了-60J功.所以从开始到撤去力F时,重力做了-45J功,所以撤去力F时,物体重力势能是45J,故C正确.撤去力F时,物体重力势能45J,动能15J,撤去力F后,动能减小,重力势能增大,所以动能与势能相等的位置在撤去力F之前的某位置,故D正确.故选ACD.
考点:动能定理;牛顿第二定律的应用
【名师点睛】此题是动能定理以及牛顿第二定律的综合应用问题;分析清楚物体的运动的过程,搞清楚物体的能量转化特点是解决本题的关键,此题有一定难度.
9.ADE
【解析】
试题分析:墨水中的碳粒的运动是因为大量水分子对它的撞击作用力不平衡导致向各方向运动,这反映了液体分子运动的无规则性,故A正确;随着分子间距离的增大,分子间的相互作用力先表现为斥力,逐减小;后表现为引力,先增大再减小,故BC错误;当分子间距离等于r0时,分子间的势能最小,分子可以从距离小于r0的处增大分子之间距离,此时分子势能先减小后增大,故D正确;温度越高,分子无规则运动的剧烈程度越大,因此在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素,故E正确.故选ADE.
考点:分子热运动特点,分子力、分子势能
【名师点睛】解答本题需要掌握:分子热运动特点,分子力、分子势能与分子之间距离关系;明确布朗运动特点是固体微粒的无规则运动,反应了液体分子的无规则运动;该题考查的热力学的知识点的内容比较多,正确理解和应用分子力、分子势能与分子之间距离的关系是分子动理论的重点知识.
10.ABC
【解析】
试题分析:波沿x轴正方向传播时,在x=0与x=2m的两质点振动图线分别如图中实线与虚线所示,
传播的距离为2m,则传播距离与波长的关系,,解得:(n=0,1,2,…),
当n=0时,波长λ=8m;当n=1时,波长λ=1.6m.故A正确.该波的周期等于两质点振动的周期为T=4s.故B正确.传播速度m/s,当n=0时,波速v=2m/s;当n=1时,波速v=0.4m/s,故C正确,D错误;波沿x轴正方向传播时,当波速为v=1m/s时,即t=2s时刻,则x=2m处的质点才正向下运动.故D错误.故选ABC.
考点:振动图像;机械波的传播
【名师点睛】本题要根据两质点的在同一时刻的状态,画出波形,分析距离与波长的关系,再求解波长.要考虑双向性,不能漏解。
11.ACD
【解析】
试题分析:α、β、γ三种射线中穿透能力最强的是γ射线,α射线穿透能力最弱,电离能力最强的是α射线,γ射线电离能力最弱,故AC正确;γ射线是高频率的电磁波,它是伴随α或β衰变放出的,不影响原子核的组成,故B错误;β是原子核内的中子变为质子时放出的,因此其来自原子核内部,故D正确,E错误;故选ACD..
考点:三种射线
【名师点睛】本题考查了有关衰变中三种射线的性质,关键是了解α、β、γ三种射线的性质以及产生过程;对于类似基础知识,注意加强记忆,平时注意积累。
【答案】(1)(2)图略; g=9.78 m/s2
【解析】
试题分析:(1)滴水的周期就是水滴自由下落的时间,所以,由h=gT2得,
(2)认真描点作图,求出斜率,可求得g.解得g=9.78 m/s2
考点:滴水法可以测定重力加速度
【名师点睛】本题考查了实验步骤与实验数据的处理,应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法,应用图象法处理实验数据时,要选择合理的物理量表示纵横坐标物理量,最好使图象成为一条直线;要掌握描点法作图的方法.
13.(1)“×10” 180 (2)如图所示(3)
【解析】
试题分析:(1)由甲图可知指针的偏角太大,说明倍率选的太大,故选“×10”欧姆挡.由图乙可知指针所指的刻度数为18,再乘以倍率,阻值约为180 Ω.
(2)电路如图所示,A1和 R0 串联组成电压表;滑动变阻器阻值较小,为测量方便,采用分压式接法.
(3)由欧姆定律知,电阻.
考点:付安法测电阻
【名师点睛】本题关键要明确电阻的测量方法、原理和实验误差的处理,其量电阻时电流表内、外接法和滑动变阻器的接中用伏安法测法选择是重点所在。
14.1.65s
【解析】
试题分析:对薄板,由于Mgsin37º0)。粒子沿纸面以大小为v的速度从PM的某点向左上方射入磁场,速度与OM成30°角。已知粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点,并从OM上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的射点到两平面交线O的距离为
A. B. C. D.
【答案】D
考点:考查了带电粒子在有界磁场中的运动
19、如图,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时,两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是
A.原、副线圈砸数之比为9:1 B. 原、副线圈砸数之比为1:9
C.此时a和b的电功率之比为9:1 D.此时a和b的电功率之比为1:9
【答案】AD
【解析】
试题分析:设灯泡的额定电压为,两灯均能正常发光,所以原线圈输出端电压为,副线圈两端电压为,故,根据,A正确B错误;根据公式可得,由于由于小灯泡两端的电压相等,所以根据公式可得两者的电功率之比为1:9,C错误D正确;
考点:考查了理想变压器,电功率的计算
20、如如,一固定容器的内壁是半径为R的半球面;在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中,克服摩擦力做的功为W。重力加速度大小为g
。设质点P在最低点时,向心加速度的大小为a,容器对它的支持力大小为N,则
A. B.
C. D.
【答案】AC
考点:考查了动能定理,圆周运动
21、如图,M为半圆形导线框,圆心为OM;N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为ON;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t=0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴,以相同的周日T逆时针匀速转动,则
A.两导线框中均会产生正弦交流电
B.两导线框中感应电流的周期都等于T
C.在时,两导线框中产生的感应电动势相等
D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等
【答案】BC
考点:考查了楞次定律的应用,导体切割磁感线运动
第II卷(非选择题共174分)
三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题,每个试题考生都必须做答。第33题~第40题为选考题,考生根据要求做答。
(一)必考题(共129分)
22、某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和固定在同一水平面内且相互平行,足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方,S极位于两导轨的正下方,一金属棒置于导轨上且两导轨垂直。
(1)在图中画出连线,完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路,且在开关闭合后,金属棒沿箭头所示的方向移动。
(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,有人提出以下建议:
A.适当增加两导轨间的距离
B.换一根更长的金属棒
C.适当增大金属棒中的电流
其中正确的是(填入正确选项前的标号)
【答案】(1)如图所示(2)AC
考点:考查了研究安培力实验
23、某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。途中,置于试验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮:轻绳跨过滑轮,一段与放在木板上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个,每个质量均为0.010kg。实验步骤如下:
(1)将5个钩码全部放入小车中,在长木板左下方垫上适当厚度的小物快,使小车9(和钩码)可以在木板上匀速下滑。
(2)将n(依次取n=1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端,其余N-n各钩码仍留在小车内;用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车,同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s,绘制s-t图像,经数据处理后可得到相应的加速度a。
(3)对应于不同的n的a值见下表。n=2时的
s-t图像如图(b)所示:由图(b)求出此时小车的加速度(保留2位有效数字),将结果填入下表。
n
1
2
3
4
5
0.20
0.58
0.78
1.00
(4)利用表中的数据在图(c)中补齐数据点,并作出a-n图像。从图像可以看出:当物体质量一定是=时,物体的加速度与其所受的合外力成正比。
(5)利用a–n图像求得小车(空载)的质量为_______kg(保留2位有效数字,重力加速度取g=9.8 m·s–2)。
(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1),下列说法正确的是_______(填入正确选项钱的标号)
A.a–n图线不再是直线
B.a–n图线仍是直线,但该直线不过原点
C.a–n图线仍是直线,但该直线的斜率变大
【答案】(3)0.39(4)如图所示(5)0.45(6)BC
(4)根据描点法可得如图所示图线
(5)根据牛顿第二定律可得,代入m=0.010kg,n=1、2、3、4、5,以及相应的加速度求可得
考点:验证牛顿第二定律的应用
24、如图,在竖直平面内由圆弧AB和圆弧BC组成的光滑固定轨道,两者在最低点B平滑连接。AB弧的半径为R,BC弧的半径为。一小球在A点正上方与A相距处由静止开始自由下落,经A点沿圆弧轨道运动。
(1)求小球在B、A两点的动能之比;
(2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点。
【答案】(1)(2)小球恰好可以沿轨道运动到C点
【解析】
试题分析:(1)设小球的质量为m,小球在A点的动能为,由机械能守恒可得①
设小球在B点的动能为,同理有②
由①②联立可得③
考点:考查了机械能守恒,牛顿运动定律,圆周运动,
25、如图,两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内,其左端接一阻值为R的电阻;一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上;在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域,区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场,磁感应强度打下B1随时间t的变化关系为,式中k为常量;在金属棒右侧还有一匀强磁场区域,区域左边界MN(虚线)与导轨垂直,磁场的磁感应强度大小为B0,方向也垂直于纸面向里。某时刻,金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动,在t0时刻恰好以速度v0越过MN,此后向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好,它们的电阻均忽略不计。求
(1)在t=0到t=t0时间间隔内,流过电阻的电荷量的绝对值;
(2)在时刻t(t>t0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小。
【答案】(1)(2)
【解析】
试题分析:在金属棒未超过MN之前,t时刻穿过回路的磁通量为①
设在从t时刻到的时间间隔内,回路磁通量的变化量为,流过电阻R的电荷量为
根据法拉第电磁感应有②
根据欧姆定律可得③
根据电流的定义可得④
联立①②③④可得⑤
根据⑤可得在t=0到t=的时间间隔内,流过电阻R的电荷量q的绝对值为⑥
考点:考查了导体切割磁感线运动
(二)选考题:共45分。请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题做答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目题号后的方框涂黑。注意所选题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做,则每学科按所做的第一题计分。
33【物理选修3-3】(1)关于气体的内能,下列说法正确的是________。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.质量和温度都相同的气体,内能一定相同
B.气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大
C.气体被压缩时,内能可能不变
D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关
E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加
【答案】CDE
考点:考查了分子热运动
(2)一U形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一光滑的轻活塞。初始时,管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞,直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同;在活塞向下移动的过程中,没有发生气体泄漏;大气压强p0=75.0 cmHg。环境温度不变。
【答案】
【解析】
试题分析:设初始时,右管中空气柱的压强为,长度为;左管中空气柱的压强为,长度为。活塞被推下h后,右管中空气柱的压强为,长度为;左管中空气柱的压强为,长度为。以cmHg为压强单位,由题给条件得
根据玻意耳定律
联立解得
根据题意可得,
根据玻意耳定律可得,解得
考点:考查了理想气体状态方程的应用
34【物理选修3-4】(1)由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为20 Hz,波速为16 m/s。已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧,且P、Q和S的平衡位置在一条直线上,P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m,P、Q开始震动后,下列判断正确的是_____。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.P、Q两质点运动的方向始终相同
B.P、Q两质点运动的方向始终相反
C.当S恰好通过平衡位置时,P、Q两点也正好通过平衡位置
D.当S恰好通过平衡位置向上运动时,P在波峰
E.当S恰好通过平衡位置向下运动时,Q在波峰
【答案】BDE
考点:考查了机械波的传播
(2)如图,玻璃球冠的折射率为,其底面镀银,底面的半径是球半径的倍;在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)内,有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点,该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。
【答案】
考点:
35【物理选修3-5】(1)一静止的铝原子核俘获一速度为m/s的质子p后,变为处于激发态的硅原子核,下列说法正确的是_________(填正确的答案标号,选对一个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分,没错选1个扣3分,最低得分为零分)
A、核反应方程为
B、核反应方程过程中系统动量守恒
C、核反应过程中系统能量不守恒
D、核反应前后核子数相等,所以生成物的质量等于反应物的质量之和
E、硅原子核速度的数量级为m/s,方向与质子初速度方向一致
【答案】ABE
【解析】
试题分析:根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程,A正确;过程中释放的核力远远大于外力,故系统动量守恒,B
正确;核反应过程中系统能量守恒,C错误;由于反应过程中,要释放大量的能量,即伴随着质量亏损,所以生成物的质量小于反应物的质量之和,D错误;由动量守恒可知,,解得,故数量级约为105 m/s.故E正确;学科&网
考点:考查了动量守恒,能量守恒,核反应方程,
(2)、如图所示,水平地面上有两个静止的小物块a和b,其连线与墙垂直:a和b相距l;b与墙之间也相距l;a的质量为m,b的质量为m,两物块与地面间的动摩擦因数均相同,现使a以初速度向右滑动,此后a与b发生弹性碰撞,但b没有与墙发生碰撞,重力加速度大小为g,求物块与地面间的动摩擦力因数满足的条件。
【答案】
考点:考查了动量守恒定律和能量守恒定律的应用
14.如图所示电路中,闭合开关S后当变阻器R3的滑动头P向b移动时,下列说法正确的是
A
V
E
r
b
a
P
R1
R2
R3
S
A.电压表示数变大
B.电流表示数变大
C.电源消耗的总功率变小
D.电源的效率(电源的输出功率/电源消耗的总功率)变大
15.U的衰变有多种途径,其中一种途径是先衰变成Bi,然后可以经一次衰变变成X(X代表某种元素),也可以经一次衰变变成Ti,最后都衰变变
成Pb,衰变路径如右图所示,下列说法中正确的是
A.过程①是β衰变,过程③是α衰变;过程②是β衰变,过程④是α
衰变
B.过程①是β衰变,过程③是α衰变;过程②是α衰变,过程④是β衰变
C.过程①是α衰变,过程③是β衰变;过程②是β衰变,过程④是α衰变
D.过程①是α衰变,过程③是β衰变;过程②是α衰变,过程④是β衰变
16. 设雨点下落过程中受到的空气阻力与雨点(可看成球形)的横截面积S成正比,与下落速度
v的二次方成正比,即f=kSv2,其中k为比例常数,且雨点最终都做匀速运动.已知球的体积公式为V=πr3(r为半径).若两个雨点的半径之比为1∶2,则这两个雨点的落地速度之比为
A.1∶B.1∶2 C.1∶4 D.1∶8
A
B
l
17.如图所示,一个长直轻杆两端分别固定一个小球A和B,两球质量均为m,两球半径忽略不计,杆的长度为l.先将杆AB竖直靠放在竖直墙上,轻轻振动小球B,使小球B在水平面上由静止开始向右滑动,当小球A沿墙下滑距离为l时,下列说法正确的是(不计一切摩擦)
A.小球A和B的速度都为
B.小球A和B的速度都为
C.小球A、B的速度分别为和
D.小球A、B的速度分别为和
18.如图甲所示,电流恒定的通电直导线MN,垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上
M
N
B
(甲)
(乙)
B/T
t/s
0
T
电流方向由M指向N,在两轨间存在着竖直磁场,取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向,当t=0时导线恰好静止,若B按如图乙所示的余弦规律变化,下列说法正确的是
A.在最初的一个周期内,导线在导轨上往复运动
B.在最初的一个周期内,导线一直向左运动
C.在最初的半个周期内,导线的加速度先增大后
减小
0
H
t
t1
t2
t3
t4
D.在最初的半个周期内,导线的速度先增大后减小
19.欧洲太空总署火星登陆器“斯基亚帕雷利”于2016年10月19
日坠毁在火星表面。最新分析认为是错误的数据导致登陆器计
算机提早释放了降落伞,而减速用的推进器只点火几秒钟就终
止,当时它仍然位于火星表面上方3.7公里处。错误虽只持续
了1s,但足以破坏登陆器的导航系统。以下是火星登陆器离火
星表面的高度随时间变化的图像,下列说法正确的是
A.0~t1阶段的速度先增大后减小B.在t2~t3阶段处于超重状态
C.在t1~t2阶段一定是静止的D.在t3~t4阶段做加速运动
20.美国国家科学基金会2010年9月29日宣布,天文学家发现一颗迄今为止与地球最类似的太阳系外的行星,如图所示,这颗行星距离地球约20亿光年(189.21万亿公里),公转周期约为37年,这颗名叫Gliese581g的行星位于天枰座星群,它的半径大约是地球的2倍,重力加速度与地球相近。则下列说法正确的是
A.飞船在Gliese581g表面附近运行时的速度小于7.9km/s
B.该行星的平均密度约是地球平均密度的1/2
C.该行星的质量约为地球质量的2倍
D.在地球上发射航天器到达该星球,航天器的发射速度至少要达到第三宇宙速度
甲
v=6m/s
乙
v/(m·s-1)
乙
o
t1
t2
t/s
t3
2
4
6
-2
甲
(a)
(b)
21.如图(a)所示,光滑绝缘水平面上有甲、乙两个点电荷。t=0时,甲静止,乙以初速度6m/s向甲运动。此后,它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动(整个运动过程中没有接触),它们运动的v-t图象分别如图(b)中甲、乙两曲线所示。则由图线可知
A.两电荷的电性一定相反
B.t1时刻两电荷的电势能最大
C.0~t2时间内,两电荷的静电力先增大后减小
D.0~t3时间内,甲的动能一直增大,乙的动能一直减小
第II卷(非选择题共174分)
三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题,每个试题考生都必须做答。第33题~第39题为选考题,考生根据要求做答。
(一)必考题(共129分)
22.(5分)小张同学利用打点计时器研究自由落体运动,他设计的实验方案如下:
如图甲所示,将打点计时器固定在铁架台上,先打开电源后释放重物,重物带动纸带从静止开始下落,打出几条纸带并选出一条比较理想的纸带如图乙所示,在纸带上取出若干计数点,其中每相邻计数点之间有四个点未画出,分别用s1、s2、s3、s4、s5表示各计数点间的距离,已知打点计时器的频率f。图中相邻计数点间的时间间隔T=(用f表示),计算重力加速度的公式是g=(用f 、s2、s5表示),计数点5的速度公式是v5=(用f 、s4、s5表示)
纸带
夹子
重物
打点
计时器
(甲)
0
1
2
3
4
5
s1
s2
s3
s4
s5
(乙)
E
S
23.(10分)某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现,里面除了一节1.5 V的干电池外,还有一个方形电池(电动势9V左右)。为了测定该方型电池的电动势E和内电阻r,实验室中提供如下器材:
A.电流表A1(满偏电流10mA,内阻RA1=10 Ω)
B.电流表A2(0~0.6 A,内阻未知)
C.滑动变阻器R0(0~100 Ω,1 A)
D.定值电阻R(阻值990 Ω)
E.开关与导线若干
I1/mA
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
I2/A
①根据现有的实验器材,设计一个电路,较精确测量该电池的电动势和内阻,请在答题卷图中的虚线框中画出电路图。
②请根据你设计的电路图,写出电流表A1的示数I1与电流表A2的示数I2之间的关系式:I1=。
③右图为该同学根据正确设计的实验电路测出多组数据并绘出的I1-I2图线,由图线可以求出被测方形电池的电动势E=V,内阻r=
Ω。(结果保留两位有效数字)
24.(14分)如图所示,在光滑的水平面上有一长为L的木板B,上表面粗糙,在其左端有一
光滑的圆弧槽C,与长木板接触但不相连,圆弧槽的下端与木板上表面相平,B、C静
A
v0
B
C
止在水平面上。现有滑块A以初速v0从右端滑上B,并以v0滑离B,恰好能到达C的最
高点。A、B、C的质量均为m,试求:
(1)木板B上表面的动摩擦因素μ;
(2)圆弧槽C的半径R;
(3)当A滑离C时,C的速度。
25.(18分)如图甲所示,竖直挡板MN左侧空间有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场,电场和磁场的范围足够大,电场强度E=40N/C,磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示,选定磁场垂直纸面向里为正方向.t=0时刻,一质量m=8×10-4kg、电荷量q=+2×10-4C的微粒在O点具有竖直向下的速度v=0.12m/s,O´是挡板MN上一点,直线OO´与挡板MN垂直,取g=10m/s2.求:
(1)微粒再次经过直线OO´时与O点的距离。
(2)微粒在运动过程中离开直线OO´的最大高度。
乙
0
t/s
B/T
0.8
-0.8
5π
15π
25π
35π
10π
20π
30π
M
N
O
O´
v
甲
B
E
(3)水平移动挡板,使微粒能垂直射到挡板上,挡板与O点间的距离应满足的条件。
33.[物理--选修3-3](15分)
(1)(5分)下列五幅图分别对应五种说法,其中正确的是(填正确答案标号。选对1个给2分,选对2个给4分,选对3个给5分。每选错一个扣3分,最低得分为0分)
三颗在水中的微粒运动位置的连线
压缩空气
引火仪
食盐晶体
小草上的露珠
r
F
排斥力
吸引力
O
r0
分子间作用力与分子间距离关系
A.小草上的露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
A
B.分子间的距离为r0时,分子势能处于最小值
C.微粒运动就是物质分子的无规则热运动,即布朗运动
B
D.食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
E.猛推活塞,密闭的气体温度升高,压强变大,外界对气体做正功
(2)(10分)如图所示,开口向上竖直放置的内壁光滑气缸,其侧壁
是绝热的,底部导热,内有两个质量均为m的密闭活塞,活塞A导
热,活塞B绝热,将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分.初状态整个
装置静止不动且处于平衡状态,Ⅰ、Ⅱ两部分气体的高度均为L0,温度为T0。设外界大气压强为P0保持不变,活塞横截面积为S,且,环境温度保持不变.若在活塞 A上逐渐添加细砂,当细砂质量等于2m时,两活塞在某位置重新处于平衡,求活塞A下降的高度。
34.[物理—选修3-4](15分)
(1)(5分)如图所示为一列简谐横波在t0时刻的波形图,已知波速为0.2 m/s,以下说法
x/cm
4
8
12
0
10
-10
a
b
c
y/cm
正确的是(填正确答案标号。选对1个给2分,选对2个给4分,选对3个给5分。
每选错一个扣3分,最低得分为0分)
A.波源的振动周期为0.6 s
B.经过0.1 s,质点a通过的路程为10 cm
C.在t0时刻,质点a的加速度比质点b的加
速度小
D.若质点a比质点b先回到平衡位置,则波
沿x轴负方向传播
A A
B A
O A
R A
E.若该波沿x轴正方向传播,在t0时刻c点的运动方向垂直x轴向上
(2)(10分)如图所示,一个透明的圆柱横截面的半径为R,折射率是,
AB是一条直径,现有一束平行光沿AB方向射入圆柱体。若有一条光
线经折射后恰经过B点,求:
(i)这条入射光线到AB的距离是多少?
(ii)这条入射光线在圆柱体中运动的时间是多少?
2017届高中毕业班第二次统一检测
理综物理参考答案
第Ⅰ卷(选择题共126分)
二、选择题:本大题共8小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第14~17题只有一项是符合题目要求,第18~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分。有选错的得0分。
题号
14
15
16
17
18
19
20
21
答案
B
B
A
C
AD
ABD
BD
BC
16.由题意知,雨点最终都做匀速运动,根据平衡条件可得mg=f=kSv2,而质量m=ρV,V=πr3,S=πr2,联立可得v2=r,两个雨点的半径之比为1∶2,故落地速度之比为1∶,所以
A正确.
17.A、B两个小球速度的分解情况如图所示,由题意得θ=30°,由运动的合成与分解得vAsinθ=vBcos θ,又A、B两个小球组成的系统机械能守恒,所以mg·=mv+mv,联立可知vA=,vB=,选项C正确.
第II卷(非选择题共174分)
三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题,每个试题考生都必须做答。第33题~第39题为选考题,考生根据要求做答。
(一)必考题(共129分)
22.(5分)
E
S
A1
A2
R
R0
(1分) f2(2分)(3s5-s4)f/10(2分)
23.(10分)
(1)如右图所示(3分)
(2)I1=(3分)
(3)E=8.8~9.2(2分)
r=9.9~10(2分)
A
v0
B
C
24.(14分)
(1)当A在B上滑动时,A与BC整体发生作用,由于水平面光滑,A与BC组成的系统动量守恒:①(1分)
系统动能的减小量等于滑动过程中产生的内能:
②(1分)
③(1分)
而④(1分)
联立①②③式解得:⑤(2分)
(2)当A滑上C,B与C分离,A与C发生作用,设到达最高点时速度相等为v2,由于水平面光滑,A与C组成的系统动量守恒:⑥(1分)
A与C组成的系统机械能守恒:⑦(1分)
由 ⑤⑥式解得:⑧(2分)
(3)当A滑下C时,设A的速度为vA,C的速度为vC,A与C组成的系统动量守恒:
⑨(1分)
A与C组成的系统动能守恒:⑩(1分)
联立⑧⑨式解得:(2分)
25.(18分)
解:
(1)根据题意可以知道,微粒所受的重力
G=mg=8×10-3(N)①
电场力大小F=qE=8×10-3(N)②(1分)
因此重力与电场力平衡 (2分)
微粒先在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动,则③(1分)
由③式解得:R=0.6(m) ④
由 ⑤(1分)
得:T=10π(s) ⑥
则微粒在5πs内转过半个圆周(1分),再次经直线OO´时与O点的距离:L=2R ⑦(1分)
将数据代入上式解得:L=1.2(m) ⑧(2分)
(2)微粒运动半周后向上匀速运动,运动的时间为t=5πs,轨迹如图所示,位移大小:
s=vt ⑨(1分)
由⑨式解得:s=1.88(m)⑩
因此,微粒离开直线OO´的最大高度:H=s+R=2.48(m) (2分)
(3)若微粒能垂直射到挡板上的某点P,P点在直线OO´下方时,由图象可以知道,挡板MN与O点间的距离应满足:
L=(2.4n+0.6)m (n=0,1,2,…)(3分)
若微粒能垂直射到挡板上的某点P,P点在直线OO´上方时,由图象可以知道,挡板MN与O点间的距离应满足:L=(2.4n+1.8)m (n=0,1,2,…)(3分)
(若两式合写成 L=(1.2n+0.6) m(n=0,1,2…)同样给6分)
A
B
Ⅰ
Ⅱ
(二)选考题:共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题做答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目题号后的方框涂黑。注意所选题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做,则每学科按所做的第一题计分。
33.【物理--选修3-3】(15分)
(1)ABE
(2)(10分)
解:对Ⅰ气体,初状态:①(1分)
末状态:②(1分)
由玻意耳定律得:③(2分)
④
对Ⅱ气体,初状态:⑤(1分)
末状态:⑥(1分)
由玻意耳定律得:⑦(2分)
⑧
A活塞下降的高度为: ⑨(2分)
34.[物理—选修3-4](15分)
(1)(5分)CDE
(2)(10分)
(Ⅰ)设光线经P点折射后如图所示:根据折射定律可得:
①(2分)
在ΔOBC中:②(2分)
由①②式解得:α=60°β=30°
所以:CD=Rsinα=③(1分)
(Ⅱ)在ΔDBC中:④(3分)
⑤(2分)
高三年级期末统一考试
物理科试卷
注意事项:
1.本试卷分为第一卷和第二卷.满分110分,考试时间90分钟.
2.答第一卷前,考生务必将自己的姓名、统考考号、座位号、考试科目用2B 铅笔涂写在答题卡上.每小题选出答案后,用铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案.写在试题卷上的答案无效.
3.考试结束后,监考人员将答题卡收回.
第一卷(选择题,共50分)
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的选项中,第1-5题只
有一个选项符合题目要求,第6-10题有多个选项符合题目要求,全部选对的得5分,
部分选对且无错选的得3分,有错选或不选的得0分)
1.如图所示,倾角为q的斜面体C置于水平面上,物体B置于斜面C上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,A、B、C都处于静止状态.则()
A.水平面对C的支持力大小等于B、C的总重力
B.物体B一定受到斜面C的摩擦力
C.斜面C一定受到水平面的摩擦力
D.若将细绳剪断,B物体开始沿斜面向下滑动,
则水平面对斜面C的摩擦力可能为零
第1题图
2. 一质点做匀加速直线运动时,速度变化Dv时发生位移x1,紧接着速度变化同样的Dv时发生位移x2,则该质点的加速度为()
3.如图所示,是用索道运输货物的情景,已知倾斜的索道与水平方向的夹角为370,重物与车厢底面板之间的动摩擦因数为0.3.当载重车厢沿索道向上加速运动时,重物与车厢仍然保持相对静止状态,重物对车厢内水平地板的正压力为其重力的1.15倍,sin37o = 0.6,cos37o = 0.8,重物质量为m,重力加速度为g,则此时重物对车厢地板的摩擦力大小为()
A.0.35mg B.0.3mg C.0.23mg D.0.2mg
第3题图
4.A、B两物体分别在水平恒力F1、F2的作用下沿水平面运动,先后撤去F1、F2后,两物体最终停下,它们的v-t图象如图所示.已知两物体与水平面间的滑动摩擦力大小相等.则下列说法正确的是()
A.全过程中A、B两物体的位移之比为1:2
B. F1、F2对A、B两物体做功之比为1:2C. A、B两物体的质量之比为2:1
D.全过程中A、B克服摩擦力做功之比为2:1
第4题图
5.如图甲所示,线圈ABCD固定于匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向外,当磁场变化时,线圈AB边所受安培力的变化规律如图乙所示,以受力方向向右为正方向,则磁场的变化情况可能是下列选项中的哪一个()
第5题图
6.如图所示,在粗糙、绝缘且足够大的水平面上固定着一个带负电的点电荷Q.将一个质量为m、带电量为q的小金属块(金属块可以看成为质点)放在水平面上并由静止释放,金属块将在水平面上沿远离Q的方向开始运动.则在金属块运动的整个过程中()
q
Q
A.电场力对金属块做的功数值上等于金属块增加的机械能
B.金属块的电势能不断减少,直至金属块停止在水平面上
C.金属块的加速度一直减小
D.电场对金属块所做的功数值上一定等于摩擦产生的热
第 7 题 图
7.据报道,一颗来自太阳系外的彗星于2014年10月20日“擦”火星而过.如图所示,设火星绕太阳在圆轨道上运动,运动半径为r,周期为T,该彗星在穿过太阳系时由于受到太阳的引力,轨道发生弯曲,彗星与火星在圆轨道的A点“擦肩而过”.已知万有引力常量为G,则()
A.可计算出彗星的质量
B.可计算出彗星经过A点时受到的引力
C.可计算出彗星经过A点的速度大小
D.可确定彗星在A点的速度大于火星绕太阳的速度
第6题图
8.如图所示,轻质弹簧上端固定,下端系一物体.物体在A处时,弹簧处于原长状态.现用手托住物体使它从A处缓慢下降,到达B处时,手和物体自然分开.此过程中,物体克服手的支持力所做的功为W.不考虑空气阻力.关于此过程,下列说法正确的有( )A.物体重力势能减小量一定大于W
B.弹簧弹性势能增加量一定小于W
C.物体与弹簧组成的系统机械能增加量为W
D.若将物体从A处由静止释放,则物体到达B处时的动能为W
第8题图
9. 一粒钢珠在空中从静止状态开始自由下落,然后陷入泥潭中.若把它在空中自由下落的过程称为Ⅰ,进入泥潭直到停止的过程称为Ⅱ,不计空气阻力则以下说法正确的是()A.过程Ⅰ中钢珠动量的改变量等于重力的冲量
B.过程Ⅱ中钢珠所受阻力的冲量大小等于过程Ⅰ中重力冲量的大小
C.Ⅰ、Ⅱ两个过程中合外力的总冲量等于零
D.过程Ⅱ中钢珠的动量改变量在数值上等于过程Ⅰ中重力的冲量
10. 如图所示,带正电q'的小球Q固定在倾角为q的光滑固定绝缘细杆下
端,让另一穿在杆上的质量为m、电荷量为q的带正电小球M从A点由静止释放,M到达B点时速度恰好为零. 若A、B间距为L,C是AB的中点,两小球都可视为质点,重力加速度为g.则下列判断正确的是
()
A.在从A点至B点的过程中,M先做匀加速运动,后做匀减速运动
第10题图
B.在从A点至C点和从C点至B点的过程中,前一过程M的电势能的增加量较小
C.在B点M受到的库仑力大小是mgsinq
D.在Q产生的电场中,B、A两点间的电势差为UBA =
mgLsinqq
第二卷(非选择题,共60分)
二、本题共6小题(第11题8分,第12题12分,第13-16题每题10分,共60分)
11.某学习小组利用气垫导轨装置来探究“做功与物体动能改变的关系”,如图甲为实验装置示意图.利用气垫导轨上的光电门可测出滑块上的细窄挡光片经过时的挡光时间.气垫
导轨水平放置,不计滑轮和导轨摩擦,重力加速度为g,实验步骤如下:
第11题图甲
a.测出挡光条的宽度为d,滑块与挡光条的质量为M;
b.轻细线的一端固定在滑块上,另一端绕过定滑轮挂上一砝码盘,盘和砝码的总质量为
m(m远小于M),细绳与导轨平行;
c.让滑块静止放在导轨左侧的某一位置,测出挡光条到光电门的距离为x;
d.释放滑块,测出挡光条经过光电门的挡光时间为Δt;
e.改变砝码的质量,保证滑块每次都在同一位置由静止释放,分别测得滑块经过光电门
的挡光时间.
(1)滑块经过光电门时速度的计算式v=.(用题目中所给的字母来表达)
(2)细线的拉力做功可表达为W=,滑块的动能改变表达为Ek=.(用题目中所给的字母来表达)
(3)我们可以通过改变盘中砝码质量,测得多组数据,建立
的关系图像进
行更准确的实验验证,则图乙的3个图线中,图最符合真实的实验情况.
1
Dt2
1
Dt2
1
Dt2
m m m
A B C
第11题图乙
照度/ lx
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
电阻/ k W
5.8
3.7
2.8
2.3
1.8
12.为了节能环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统.光控开关可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度是反映光的强弱的物理量,光越强,照度越大,照度单位为lx).
(1)某光敏电阻R在不同照度下的阻值如表所示,根据表中已知数据,在如图甲所示的坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线.由图像可求出照度为1.0lx时的电阻约为
kW (结果保留两位有效数字).
第12题图甲第12题图乙
(2)如图乙所示是街道路灯自动控制模拟电路,利用利用直流电源为电磁铁供电,利用220V照明电源为路灯供电,为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果,路灯应接在(选填“AB”或“BC”)之间.请用笔画线代替导线,正确连接电路元件.
(3)用多用电表“´10Ω”挡,按正确步骤测量图中电磁铁线圈电阻时,指针示数如图丙所示,则线圈的电阻为
Ω .已知当线圈中的电流大于或等于2mA时,继电器的衔铁将被吸合.图中直流电源的电动势E=6V,内
阻忽略不计,滑动变阻器有三种规格可供选择:R1(0~10W ,2A),
第12题图丙
R2(0~200W ,1A),R3(0~1750W ,0.1A).要求天色渐暗照度降低至1.0lx时点亮路
灯,滑动变阻器应该选择(填“R1”、“R2”或“R3”).为使天色更暗才点亮路灯,应适当地(填“增大”或“减小”)滑动变阻器的电阻.
13.(10分)如图所示,O是一固定的光滑细杆,杆垂直竖直平面,一条柔软、不可伸长的轻绳跨过细杆,绳两端各系一个小球A和B,开始时,球A在地面上,将球B被拉到与细杆同样高度的水平位置,并使绳刚好被拉直,此时球B到细杆的距离为L.在绳被拉直时释
放球B,使球B从静止开始向下摆动.轻绳和水平线的夹角为q,当球摆动到q = 30o位置时,球A刚要离开地面,求球A和球B的质量比mA:mB=?.
第13题图
3
14.(10分)如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,沿两偏转电极的正中间水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电场时的偏转角q=30º,并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域.已知偏转电场中金属板长L=20cm,两板间距d=17.3cm.微粒的
重力可忽略不计,(计算中
取1.73)求:
(1)带电微粒进入偏转电场时的速率v0;
(2)偏转电场中两金属板间的电压U2;
(3)为使带电微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B 至少多大?
B
U2
U1
v0
q
L
D
第14题图
15.(10分)如图所示,光滑水平面上有一质量M=3.0kg的平板车,车的上表面右侧是一段长L=1.0m的水平轨道,水平轨道左侧连一半径R=0.5m的1/4光滑圆弧轨道,圆弧轨道与水平轨道在O'点相切.车右端固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧,一质量m=1.0kg 的小物块紧靠弹簧,小物块与水平轨道间的动摩擦因数m=0.4, 整个装置处于
静止状态. 现将弹簧解除锁定,小物块瞬间被弹出,与弹簧分离,沿平板车上表面运动,并恰能到达圆弧轨道的最高点A,不考虑小物块与轻弹簧碰撞时的机械能损失,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)解除锁定前弹簧的弹性势能;
(2)小物块第二次经过O'点时的速度大小;
(3)最终小物块与车相对静止时距O'点的距离.
第15题图
16.(10分)如图所示,M1N1N2M2是位于光滑水平桌面上的刚性U型金属导轨,导轨中接有阻值为R的电阻,它们的质量为m0.导轨的两条轨道间的距离为l,PQ 是质量为m的金属杆,其电阻也是R,杆可在轨道上滑动,滑动时保持与轨道垂直,杆与轨道的接触处是粗糙的,导轨的电阻均不计.初始时,杆PQ置于图中的虚线处,虚线的右侧为一匀强磁场区域,磁场方向垂直于桌面,磁感应强度的大小为B.现有一位于导轨平面内的与轨道平行的恒力F作用于PQ上,使之从静止开始在轨道上向右作加速运动.已知经过时间t,PQ离开虚线的距离为x,此时通过电阻的电流为I0,导轨向右移动的距离为x0(导轨的N1N2部分尚未进入磁场区域).不考虑回路的自感.求:
(1)t时间内,通过金属杆PQ横截面的电量;
(2)经过时间t时,外力F做功的瞬时功率;
(3)t时间内,电阻R上产生的电热.
M
N1 P
1
R F
N
M2
2
Q
第16题图
物理试卷答案和评分标准
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。在每小题给出的选项中,第1-5题只
有一个选项符合题目要求,第6-10题有多个选项符合题目要求,全部选对的得5分,
部分选对且无错选的得3分,有错选或不选的得0分)
题目
答案
1
C
2
D
3
D
4
C
5
D
6
BD
7
AD
8
AD
9
10
ACD BD
二、本题共6小题(第11题8分,第12题12分,第13-16题每题10分,合计60分)
11.(1)d
(2)mgx
1M(d)2
(3)C(每空2分,共8分)
Dt 2 Dt
12. (1)2.0
(2)AB 见解析图
(3)140,R3,减小
(每空2分,共12分)
15.(10分)解:
(1)平板车和小物块组成的系统水平方向动量守恒,故小物块恰能到达圆弧最高点A
时,二者的共同速度:v =0 ①1分设弹簧解除锁定前的弹性势能为Ep,上述过程中系统能量守恒,则有
Ep=mgR+μmgL ②1分代入数据解得Ep=9(J) ③1分
(2)设小物块第二次经过O′时的速度大小为vm,此时平板车的速度大小为vM,研究小物块在圆弧面上的下滑过程,系统在水平方向动量守恒且系统机械能守恒,有
0=mvm-MvM ④1分
m M
mgR=mv2+Mv2
⑤1分
由④⑤式代入数据解得vm=
30
m/s ⑥2分
2
(3)最终平板车和小物块相对静止时,二者的共同速度应为0.设小物块相对平板车滑动的总路程为s,因系统能量守恒,则有
Ep=μmgs ⑦1分
代入数据解得:s=2.25m ⑧1分则距O′点的距离x=s-L=0.75m ⑨1分
高中毕业班教学质量监测试题
理 科综合 物 理
注意事项:
1.本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、学校、座位号、考生号填写在答题卡上。
2.回答第I卷时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第II卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Si-28 S-32 Cl-35.5 K-39
二、选择题:本题共8小题.每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第14~17题只有一项符 合题目要求,第18~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
P
14.一平行板电容器中存在匀强电场,电场沿竖直方向.两个比荷(即粒子的电荷量与质量之比)不同的带正电的粒子a和b,从电容器边缘的P点(如图)以相同的水平速度射入两平行板之间.测得a和b与电容器的撞击点到入射点之间的水平
距离之比为1∶2.若不计重力,则a和b的比荷之比是
A.4∶1 B.2∶1 C.1∶1 D.1∶2
v
15.如图,质量为M的竖直圆形光滑轨道支架平放在水平地面上,质量为m的小球从轨道最低点A出发,恰好能运动到轨道最高点B、C、D是与轨道圆心等高的两个点,重力加速度为g,整个过程轨道支架保持静止.下列说法正确的是
A.小球运动到A点时,小球对轨道的压力小于mg
B.小球运动到C点时,小球对轨道无压力
C.小球运动到B点时,轨道支架对地面压力等于(M+m)g
D.小球运动到D点时,轨道支架对地面压力等于Mg
16.将两个质量相同的小球a、b用细线相连,竖直悬挂于O点,现在a上施加一个大小和方向都可以变化的力F,使整个装置始终处于图示的平衡状态,
且细线Oa与竖直方向的夹角θ保持不变,则
A.力F的大小和方向变化时,连接b的细线张力也随之变化
B.力F的大小和方向变化时,细线Oa的张力也随之变化
C.力F可以保持方向不变,大小不断变化
D.力F可以保持大小不变,方向不断变化
17.汽车在平直公路上原来以功率P、速度v0匀速行驶.在t1时刻,司机减小油门,使汽车的功
率减为,此后保持该功率继续行驶,t2时刻,汽车又恢复到匀速运动状态,假定汽车所
受阻力恒定不变.下列说法正确的是
A.在0 ~t1时间,汽车牵引力逐渐增大B.在t1~t2时间,汽车做加速运动
C.在t1~t2时间,汽车牵引力逐渐增大D.t2时刻后,汽车的速度仍为v0
甲
乙
18.如图甲所示,平板小车B在光滑水平面上以v1=1.0m/s的速度水平向左匀速运动.t=0时小铁块A以v2=2.0m/s的速度水平向右滑上小车,若图乙为小铁块A和小车B运动的图象,取重力加速度g=10m/s2,由此可知
A.小铁块A的最终速度为1.0m/s
B.小铁块A所受摩擦力的大小为2N
C.铁块A与车板间的动摩擦因数为0.2
D.t=0.5s时,小车B向左运动的距离达到最大
F
A
B
19.如图所示,物块A、B用轻绳连接放在光滑水平面上,它们的质量分别为m、M.现在物块B上施加水平恒力F使两物块从静止开始一起向右加速运动,若经过时间两物块运动的位移为L、速度为,则
A.物块A的加速度为
B.此过程物块B动能的增量等于
C.若开始时在物块B上施加的恒力为2F,则两物块经过位移L后速度为
D.若开始时在物块B上施加的恒力为2F,则两物块经过时间后速度为
20.“北斗”卫星定位系统由地球静止轨道卫星(同步卫星)、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成.地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行,它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和3.4倍,而倾斜同步卫星高度和地球同步卫星类似,绕地球一周也是24小时,但轨道并不在赤道上空,而是和地球赤道面有个夹角.下列说法中正确的是
A.静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的2倍
B.静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的
C.倾斜同步卫星每隔24小时总是经过地球表面同一地点的上空
D.倾斜同步卫星某时刻经过地面某点的上空,则12小时后离该地点的距离达到最大
21.如图所示,一绝缘细线Oa下端系一质量为m的带电的小球a,悬点O正下方有一带电小球b固定在绝缘底座上.开始时a球静止在图中位置,此时细线Oa与竖直方向的夹角为θ.现将b球沿竖直方向缓慢上移至与a球等高处,此过程
A.细线Oa与竖直方向的夹角θ保持不变
B.b球所受的库仑力一直变大
C.细线Oa的拉力一直变大
D.a球与b球间的距离一直变大
第 Ⅱ卷
三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题,每个试题考生都必须做答。第33题~第38题为选考题,考生根据要求做答。
(一)必考题(11题,共129分)
22.(6分)如图甲所示,用小锤打击弹性金属片,小钢球在A点被松开,自由下落通过下方的一个光电门B,与B相连的毫秒计时器(图中未画出)记录小钢球通过光电门所用时间,用刻度尺测出A、B之间的距离.
(1)用如图乙所示游标卡尺测小球直径,该游标卡尺的精确度为_______mm,若测得小球直径d=0.800cm,某次小球通过光电门的时间t=5×s,则该次小球通过光电门B时的瞬时速度大小为v=_________m/s(计算结果保留三位有效数字).
(2)小球下落过程加速度大小的计算式a=_______________(用d、t、h表示).
cm
乙
甲
(3)若小球质量为m,当地重力加速度为g,测得小球下落的加速度a=0.97g,则小球下落过程的所受阻力为________.
黑
红
23.(9分)某同学设计了一个简易的多用表,内部电路如图甲,
其中G为灵敏电流计,S为单刀多掷电键(功能键)S.
(1)当S置于1或2位置时用于测_______,且S置于______时
其量程较大;将功能键置于5位置时用于测_________;
(2)测电压时,电流从_____端流入多用表(选填“红”或“黑”);
(3)如图乙和丙是另一位同学设计的两种欧姆表的内部电路,改 甲
装后的表盘如图丁,倍率分别为×10Ω和×100Ω.则设计合理的是图_____(选填“乙”或“丙”)的电路,原因是:;
(4)若电源E1的内阻不计,灵敏电流计表G内阻Rg=10Ω,该多用电表功能选择开关S接“1”时测电阻的倍率为“×10Ω”,其中R1=_______Ω.
乙
丙
丁
黑
红
黑
红
24.(14分)如图所示,一轻绳绕过轻滑轮,两端各连接两个小球和,它们的质量各为和,球不带电,球带正电、电荷量为,处于竖直方向的匀强电场中(图中未画出).开始时、两球都静止在空中,高度差为.现剪断轻绳,
一段时间后两个小球同时落到下方的同一水平面上.忽略
空气阻力和滑轮阻力,重力加速度为g.求:
(1)球下落过程的加速度大小.
(2)球下落过程始、末两点的电势差并说明电势的高低.
25.(18分)如图所示,木板B连同右端挡板的质量M=1.0kg,静止放置在水平地面上.质量m=3.0kg的小滑块A以v0=3.0m/s的初速度向右滑上木板,初始位置与木板右端挡板的距离d=1.00m,已知滑块与木板间的动摩擦因数μ1=0.25.滑块在木板上滑行过程,木板恰好保持静止.一段时间后滑块A与挡板发生正碰,碰撞时没有机械能损失且时间极短.从碰撞后瞬间开始,对木板B施加一个大小F=7.5N、方向水平向右的推力,当滑块A和木板B的速度达到相等时立刻将推力撤去.取重力加速度g=10m/s2,最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力.求:
(1)滑块与挡板碰撞后瞬间A和B的速度大小.
(2)A和B最后停下时,滑块A与挡板间的距离和木板B在地面上的总位移.
33.【物理——选修3–3】(15分)
(1)(5分)下列说法正确的是(填正确答案标号,选对一个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错一个扣3分,最低得分为0分)
A.一定量的气体吸收热量,其内能可能减小
B.压缩气体一定能使气体的温度升高
C.液晶显示器是应用液晶的光学各向异性制成的
D.太空中水滴呈现完美球形是由于液体表面张力的作用
E.相邻的两个分子之间的距离减小时,分子间的引力变小,斥力变大
A
B
a
b
(2)(10分)如图,水平面上固定着两个内壁光滑的气缸A、B,横截面积相同的绝热活塞a、b用水平轻杆连接,将一定量的气体封闭在两气缸中,气缸A绝热,气缸B导热.开始时活塞静止,活塞与各自气缸底部距离相等,B气缸中气体压
强等于大气压强
,A气缸中气体温度TA=300K.气缸外界温度保持不变,现通过电
热丝加热A气缸中的气体,活塞缓慢移动,当B缸中气体体积变为开始状态的倍时, 求:
(i)B气缸气体的压强;
(ii)A气缸气体的温度.
34.【物理——选修3–4】(15分)
(1)(5分)下列说法正确的是______(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B.光导纤维传输信号是利用光的折射现象
C.光的偏振现象说明光是横波
D.X射线比无线电波更容易发生干涉和衍射现象
E.激光因为频率单一,所以具有高度的相干性
(2)(10分)两列简谐横波在同一介质中分别沿轴正、负方向传播,在t=0时的波形曲线如图所示,此时甲波刚好传到2m处,乙波刚好传到-5.5m处.已知t=0.5s时,O点第一次出现甲波的波峰.求:
(i)甲波的传播速度多大?
(ii)在什么时刻,在O点处出现甲、乙两波的波峰叠加?