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- 2021-06-01 发布
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物理
注意事项:
1.答题前,考生将自己的姓名、考生号填写在相应位置,认真核对条形码上的姓名、考生号和座号,并将条形码粘贴在指定位置上。
2.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂;非选择题答案必须使用0.5mm黑色签字笔书写,字体工整,笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内答题,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。保持卡面清洁,不折叠、不破损。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列说法正确的是
A.晶体一定具有各向异性
B.温度升高物体的内能一定增大
C.布朗运动是液体分子的无规则运动
D.自由下落的水滴呈球形是液体表面张力作用的结果
2.小明同学利用插针法测量半圆柱形玻璃砖的折射率。如图所示,他在白纸上作一直线
MN以及它的垂线AB,玻璃砖的圆心为O,其底边与直线MN对齐,在垂线AB上插两
枚大头针P1和P2。小明在半圆柱形玻璃砖右侧区域内无法观察到P1、P2沿AB方向射出的光线,若要观察到,应将玻璃砖的位置作适当调整,下列说法正确的是
A.沿MN向M端平移适当距离
B.沿MN向N端平移适当距离
C.向左平移适当距离
D.向右平移适当距离
3.现有大量处于n=4能级的氢原子,当这些氢原子向低能级跃迁时会辐射出若干种不同频率的光,氢原子能级示意图如图所示。下列说法正确的是
A.跃迁后核外电子的动能减小
B.最多可辐射出4种不同频率的光
C.由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光的波长最短
D.用n=4能级跃迁到,n=2能级辐射的光照射逸出功为2.65eV的某种金属能发生光电效应
4.从塔顶同一位置由静止先后释放两个小球A、B,不计空气阻力。从释放B球开始计时,在A球落地前,两球之间的距离随时间t变化的图像为
5.直角坐标系xOy的y轴为两种均匀介质Ⅰ、Ⅱ的分界线,位于x=0处的一波源发出的两列机械波a、b同时分别在介质Ⅰ、Ⅱ中传播,某时刻的波形图如图所示,此时刻a波恰好传到x=4m处,下列说法正确的是
A.波源的起振方向沿y轴正方向
B.两列波的频率关系fa=4fb
C.此时刻b波传到x=-16m处
D.质点P在这段时间内的路程为30cm
6.如图所示,理想变压器的原线圈输入电压的有效值保持不变,副线圈匝数可调,与副线圈相连的输电线上的等效电阻为R0,与原线圈相连的输电线上的电阻忽略不计。滑动触头P处于图示位置时,用户的用电器恰好正常工作。当用电器增多时,下列说法正确的是
A.原线圈中的电流减小
B.副线圈两端的电压增大
C.等效电阻R0两端的电压不变
D.只需使滑动触头P向上滑动,用电器仍可正常工作
7.由于空气阻力的影响,炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线,而是“弹道曲线”,如图中实线所示。假设图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹,O、a、b、c、d为弹道曲线上的五点,其中O点为发射点,d点为落地点,b点为轨迹的最高点,a、c两点距地面的高度相等。下列说法正确的是
A.到达b点时,炮弹的速度为零
B.到达b点时,炮弹的加速度为零
C.炮弹经过a点时的速度小于经过c点时的速度
D.炮弹由O点运动到b点的时间小于由b点运动到d点的时间
8.如图所示,我国发射的某探月卫星绕月球运动的轨道为椭圆轨道。已知该卫星在椭圆轨道上运行n周所用时间为t,卫星离月球表面的最大高度为5R,最小高度为R,月球的半径为R,下列说法正确的是
A.月球的自转周期为
B.月球的第一宇宙速度为
C.探月卫星的最大加速度与最小加速度之比为5:1
D.探月卫星的最大动能与最小动能之比为25:1
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9.如图所示,一带电油滴在匀强电场中运动,其轨迹在竖直面(纸面)内,且关于过轨迹最低点P的竖直线对称,空气阻力忽略不计。下列说法正确的是
A.Q点的电势比P点的电势高
B.油滴在Q点的机械能比在P点的机械能大
C.油滴在Q点的电势能比在P点的电势能小
D.油滴在Q点的加速度比在P点的加速度大
10.如图所示,直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场,比荷相同的两个粒子(不计重力)都从A点沿AB方向射入磁场,并分别从AC边上的P、Q两点射出磁场,下列说法正确的是
A.从P点射出的粒子速度大
B.从P点射出的粒子角速度大
C.从Q点射出的粒子向心力加速度大
D.两个粒子在磁场中运动的时间一样长
11.如图所示,用横截面积为S=10cm2的活塞将一定质量的理想气体封闭在导热良好的汽缸内,汽缸平放到光滑的水平面上。劲度系数为k=1000N/m的轻质弹簧左端与活塞连接,右端固定在竖直墙上。不考虑活塞和汽缸之间的摩擦,系统处于静止状态,此时弹簧处于自然长度,活塞距离汽缸底部的距离为L0=18cm。现用水平力F向右缓慢推动汽缸,当弹簧被压缩x=5cm后再次静止(已知大气压强为p0=1.0×105Pa,外界温度保持不变),在此过程中,下列说法正确的是
A.气体对外界放热
B.气体分子的平均动能变大
C.再次静止时力F的大小为50N
D.汽缸向右移动的距离为11cm
12.如图甲所示,在倾角为37°的粗糙且足够长的斜面底端,一质量为m=2kg可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定,滑块与弹簧不拴连。t=0时刻解除锁定,计算机通过传感器描绘出滑块的v—t图像如图乙所示,其中Ob段为曲线,bc段为直线,取g=10m/s2,
sin37°=0.6,cos37°=0.8,则下列说法正确的是
A.速度最大时,滑块与弹簧脱离
B.滑块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5
C.滑块在0.1~0.2s时间内沿斜面向下运动
D.滑块与弹簧脱离前,滑块的机械能先增大后减小
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13.(6分)用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。轻杆两端固定两个大小相等但质量不等的小球P、Q,杆可以绕固定于中点O的水平轴在竖直面内自由转动。O点正下方有一光电门,小球球心可恰好通过光电门,已知重力加速度为g。
(1)用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示,则小球的直径为d=_____________cm。
(2)P、Q从水平位置由静止释放,当小球P通过最低点时,与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为=0.01s,则小球P经过最低点时的速度为v=____________m/s。
(3)若两小球P、Q球心间的距离为L,小球P的质量是小球Q质量的k倍(k>1),当满足k=______________(用L、d、、g表示)时,就表明验证了机械能守恒定律。
14.(8分)在测定电源电动势和内阻的实验中,实验室提供了下列实验器材:
A.干电池两节,每节电动势约为1.5V,内阻约几欧姆
B.直流电压表V1、V2,量程均为0~3V,内阻约为3kΩ
C.电流表,量程为0~0.6A,内阻小于1Ω
D.定值电阻R0,阻值为5Ω
E.滑动变阻器R,最大阻值为20Ω
F.导线和开关若干
两位同学分别选用了上述部分实验器材设计了甲、乙两种实验电路。
(1)一同学利用如图甲所示的电路图组装实验器材进行实验,读出多组U1、I数据,并画出U1—I图像,求出电动势和内电阻。这种方案测得的电动势和内阻均偏小,产生该误差的原因是________________,这种误差属于___________(填“系统误差”或“偶然误差”)。
(2)另一同学利用如图乙所示的电路图组装实验器材进行实验,读出多组U1和U2的数据,描绘出U1—U2图像如图丙所示,图线斜率为k,在纵轴上的截距为a,则电源的电动势E=___________,内阻r=_____________。(用k、a、R0表示)
15.(8分)如图甲所示,摆球在竖直面内做简谐运动。通过力传感器得到摆线拉力F的大小随时间t变化的图像如图乙所示,摆球经过最低点时的速度为m/s,忽略空气阻力,取g=10m/s2,π2≈g。求:
(1)单摆的摆长L;
(2)摆球的质量m。
16.(8分)电子感应加速器是利用感生电场加速电子的装置,基本原理如图所示。图中上半部分为侧视图,S、N为电磁铁的两个磁极,磁极之间有一环形真空室,图中下半部分为真空室的俯视图。电磁铁线圈中电流发生变化时,产生的感生电场可以使电子在真空室中加速运动。已知电子的带电量为e=1.6×10-19C,质量为m=9.1×10-31kg,初速度为零,在变化的磁场作用下运动轨迹半径恒为R=0.455m,电子轨迹所在处的感生电场的场强大小恒为E=9.1V/m,方向沿轨迹切线方向,电子重力不计。求:
(1)经时间t=5×10-3s电子获得的动能Ek(结果保留两位有效数字);
(2)t=5×10-3s时刻电子所在位置的磁感应强度B的大小。
17.(14分)如图所示为一种打积木的游戏装置,四块完全相同的硬质积木叠放在靶位上,每块积木的质量均为m1=0.3kg,长为L=0.5m
,积木B、C、D夹在固定的两光滑硬质薄板间,一可视为质点的钢球用不可伸长的轻绳挂于O点,钢球质量为m2=0.1kg,轻绳长为R=0.8m。游戏时,将钢球拉到与O等高的P点(保持绳绷直)由静止释放,钢球运动到最低点时与积木A发生弹性碰撞,积木A滑行一段距离s=2m后停止。取g=10m/s2,各接触面间的动摩擦因数均相同,碰撞时间极短,忽略空气阻力。求:
(1)与积木A碰撞前瞬间钢球的速度大小;
(2)与积木A碰后钢球上升的最大高度;
(3)各接触面间的动摩擦因数。
18.(16分)如图甲所示,一足够长的U型金属导轨abcd放在光滑的水平面上,导轨质量为m=1kg、间距为L=1m,bc间电阻为r=0.5Ω,导轨其它部分电阻不计。一阻值为R=0.5Ω的导体棒MN垂直于导轨放置(不计重力),并被固定在水平面上的两立柱挡住,导体棒MN与导轨间的动摩擦因数为μ=0.25,在M、N两端接有一理想电压表(图中未画出)。在导轨bc边右侧存在方向竖直向下、大小为B=0.5T的匀强磁场;在导体棒MN附近的空间中存在方向水平向左、大小也为B的匀强磁场。t=0时,导轨在外力F的作用下由静止开始向右运动,在t=2.0s时撤去外力F,测得2s内电压表示数与时间的关系如图乙所示。求:
(1)t=2.0s时导轨速度大小;
(2)在2s内外力F与t的函数关系式;
(3)从开始运动到静止导轨的总位移。
物理试题参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
D
A
C
D
C
D
D
B
BC
CD
ACD
BD
13.(6分)(1)1.450 (2)1.450 (3)(每空2分)
14.(8分)(1)电压表的分流 系统误差 (2) (每空2分)
15.(8分)解析:(1)由乙图可知,单摆周期为T=2s ……………………………(1分)
由单摆周期公式T= ………………………………………………………(2分)
解得L=1m …………………………………………………………………………(1分)
(2)当拉力最大时,即F=1.02N,摆球处在最低点。 …………………………(1分)
由牛顿第二定律F-mg= ……………………………………………………(2分)
可解得m=0.1kg ……………………………………………………………………(1分)
16.(8分)解析:(1)电子收到一直沿切线方向的电场力而不断加速。
由牛顿第二定律得eE=ma ………………………………………………………(1分)
由运动学规律知v=at ………………………………………………………(1分)
由运动表达式知Ek= …………………………………………………………(1分)
解得Ek=2.9×10-11J ………………………………………………………(2分)
(2)电子受到一直指向圆心的洛伦兹力而不断改变速度的方向。
由牛顿第二定律得evB= …………………………………………………………(2分)
解得B=0.1T ………………………………………………………………………(1分)
17.(14分)解析:(1)对钢球由动能定理得 ……………………(2分)
解得v0=4m /s ………………………………………………………………………(1分)
(2)钢球与积木A碰撞过程满足动量守恒和能量守恒,有
m2v0=m1v1+m2v2 ……………………………………………………………………(2分)
………………………………………………………(2分)
解得v1=2m/s,v2=-2m/s …………………………………………………………(1分)
对钢球由动能定理得 …………………………………………(1分)
解得h=0.2m ……………………………………………………………………(1分)
(3)对滑块A由动能定理得
-(μ×4m1g+μ×3m1g)L-μm1g(s-L)= …………………………(3分)
解得μ=0.04 …………………………………………………………………………(1分)
18.(16分)解析:(1)由图乙可知,t=2.0s时,MN两端的电压为U=2V …………(1分)
………………………………………………………………………(1分)
解得v1=8m/s ………………………………………………………………………(1分)
(2)由图乙可知U=t …………………………………………………………………(1分)
由闭合电路的欧姆定律得 …………………………………………………(1分)
U=IR …………………………………………………………………………………(1分)
解得v=4t ……………………………………………………………………………(1分)
所以导轨的加速度为a=4m/s2 ……………………………………………………(1分)
由牛顿第二定律得F-BIL-μBIL=ma …………………………………………(1分)
带入数据整理可以得到F=4+1.25t ………………………………………………(1分)
(3)从开始运动到撤去外力F这段时间内做匀加速运动。
由运动学规律得 ……………………………………………………(1分)
在t=2s直至停止的过程中,由动量定理得
………………………………………………………(2分)
………………………………………………………………………(1分)
解得x2=25.6m ……………………………………………………………………(1分)
总位移为x=x1+x2=33.6m ………………………………………………………(1分)