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- 2021-06-02 发布
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浙江省湖州、衢州、丽水三地市2020届高三上学期
教学质量检测试卷
一、选择题I(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个符合题目要求,不选、多选、错选均不得分)
1.下列关于物理学史上的四个重大发现,其中说法不正确的是
A. 卡文迪许通过扭秤实验,测定出了万有引力常量
B. 奥斯特通过实验研究,发现了电流的磁效应
C. 法拉第通过实验研究,发现了电磁感应现象
D. 牛顿根据理想斜面实验,提出力不是维持物体运动的原因
【答案】D
【解析】
【详解】A.卡文迪许通过扭秤实验,测定出了引力常量.故A不符合题意.
B.奥斯特通过实验研究,发现了电流周围存在磁场.故B不符合题意.
C.法拉第发现电磁感应现象,而纽曼与韦伯通过实验研究,总结出法拉第电磁感应定律,人们为纪念他,从而命名为法拉第电磁感应定律.故C不符合题意.
D.伽利略根据理想斜面实验,提出力不是维持物体运动的原因.故D符合题意.
2.如图所示小王同学双手握单杠,身体伸直做小幅摆动,关于此过程以下说法正确的是
A. 小王同学可视为质点 B. 衣服上钮扣和鞋子的线速度相同
C. 摆到竖直位置时最容易掉落 D. 两手握的距离越大越省力
【答案】C
【解析】
【详解】A.小王同学围绕单杠做圆周运动,身体各部分的运动情况不同,不能看做质点.故A错误.
B.由题意知身体各部分的角速度相等,衣服上钮扣和鞋子到圆心即单杠的距离不相等,所以线速度v=ωr
不相等.故B错误.
C.小王同学摆到竖直位置时速度最大,需要的向心力最大,最容易掉落.故C正确.
D.做圆周运动的向心力由量手臂的拉力的合力提供,在合力一定的情况下,两力的夹角越大,两力越大,不省力.故D错误.
3.如图所示,质量为、,电量大小为、的两小球,用绝缘丝线悬于同一点,静止后它们恰好位于同一水平面上,细线与竖直方向夹角分别为、,则
A. 若,,则 B. 若,,则
C. 若,,则 D. 若,则
【答案】D
【详解】对两小球受力分析,如图所示:
根据共点力平衡和几何关系得:m1g=F1cosα,m2g=F2cosβ,由于 F1=F2,若m1=m2.则有:α=β;若m1>m2.则有α<β,根据题意无法知道带电量q1、q2的关系.
A.若,,则.故A不符合题意.
B.若,,则.故B不符合题意.
C.若,,则.故C不符合题意.
D.若,则.故D符合题意.
4.我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭,成功发射天绘一号03星并组网运行.实施全球精确定位,实现了的高地面像元分辨率、单台相机地面覆盖宽度.卫星轨道倾角97.3°,其在高的轨道上(已知地球表面加速度g,地球半径R).由此我们可知
A. 天绘一号03星地球同步卫星 B. 天绘一号03星是椭圆轨道卫星
C. 天绘一号03星的加速度大小 D. 天绘一号03星的向心力大小
【答案】C
【解析】
【详解】A.同步卫星的距地面的高度约为36000km,大于天绘一号03星的距地高度500km,所以天绘一号03星不是地球同步卫星.故A不符合题意.
B.天绘一号03星绕地球做匀速圆周运动,轨道是圆.故B不符合题意.
C.天绘一号03星受到的万有引力提供向心力:,其中GM=gR2,联立解得:
根据题干信息可以求出天绘一号03星的加速度大小.故C符合题意.
D.天绘一号03星的质量未知,受到的向心力无法求出.故D不符合题意.
5.传送机的皮带与水平方向的夹角为α,如图所示,将质量为m的滑块放在皮带上,随皮带保持相对静止一起向下以加速度a(a>gsinα)做匀加速直线运动,则下列关于滑块在运动过程中的说法正确的是( )
A. 支持力与静摩擦力的合力大小等于mg
B. 静摩擦力对滑块一定做正功
C. 静摩擦力的大小可能等于mgsinα
D. 皮带与滑块的动摩擦因数一定大于tanα
【答案】BC
【解析】
【详解】A、由于滑块做匀变速运动,合力不为零,则导致支持力与静摩擦力的合力大小可能不等于,故A错误;
B、由牛顿第二定律列方程得:,故静摩擦力的方向一定沿皮带向下,静摩擦力对滑块做正功,当加速度等于时,小物块受到的静摩擦力的大小等于,故B C正确;
D、若传送带的速度较大,使的物块有向上运动的趋势,受到的静摩擦力向下,皮带与滑块的动摩擦因数可以小于,D错误.
6.一条水平放置的细水管,横截面积,距地面高.水从管口以不变的速度源源不断地沿水平方向射出,水落地的位置到管口的水平距离约为.假设管口横截面上各处水的速度都相同,则每秒内从管口射出的水的体积约为
A. 400mL B. 500mL C. 600mL D. 700mL
【答案】A
【解析】
【详解】根据,可得:
则水平抛运动的初速度为:
流量为:
A.400mL.故A符合题意.
B.500mL.故B不符合题意.
C.600mL.故C不符合题意.
D.700mL.故D不符合题意.
7.半球形陶罐固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合.转台以一定角速度匀速转动,一小物块掉落在陶罐内,经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,此时它和O点的连线与之间的夹角为,重力加速度为g.下列说法正确的是
A. 小物块向心力由重力沿切线方向的分力提供
B. 转台转速增大,未硬化的罐口最容易变形
C. 小物块转动的角速度小于转台的角速度
D. 转台转速减小过程,小物块受到的摩擦力方向始终不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.小物块受重力、支持力、还可能有摩擦力,需要的向心力由合力提供.故A错误.
B.根据向心力公式:,可知转台转速增大,需要的向心力大,罐口若没有硬化,则容易因为需要的向心力变大,而提供的向心力不足而变形.故B正确.
C.小物块相对罐壁静止,它们的角速度相等.故C错误.
D.当小物块所受的摩擦力沿切线方向向下,随着角速度的减小,小物块的摩擦力会减小,再反向沿切线方向向上.故D错误.
8. 如图所示,一升降机在箱底装有若干弹簧,设在某次事故中,升降机吊索在空中断裂,忽略摩擦力,则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中( )
A. 升降机的速度不断减小
B. 升降机的加速度不断变大
C. 升降机的加速度最大值等于重力加速度值
D. 升降机的加速度最大值大于重力加速度值
【答案】C
【解析】
试题分析:从弹簧接触地面开始分析,升降机做简谐运动(简化为如图中小球的运动),在升降机从A→O过程中,速度由v1增大到最大vm,加速度由g减小到零,当升降机运动到A的对称点A′点(OA=OA′)时,速度也变为v1(方向竖直向下),加速度为g(方向竖直向上),升降机从O→A′点的运动过程中,速度由最大vm减小到v1,加速度由零增大到g,从A′点运动到最低点B的过程中,速度由v1减小到零,加速度由g增大到a(a>g),故答案为C选项.
考点:考查牛顿第二定律
点评:本题难度较小,能够将实际问题抽象成已知的模型,利用简谐运动的对称性巧妙的求出结果
9.介质中坐标原点0处波源在t=0时刻开始振动,产生的简谐波沿x轴正向传播,t0时刻传到L处,波形如题图所示.下列能描述x0处质点振动的图象是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB.从波形图可以看出,L=3λ,t0时刻传到x=L处,说明t0=3T.简谐波沿x轴正向传播,根据波动和振动关系可知:在t0时刻x=L处质点的运动方向和波源在t=0时刻的运动方向相同是沿y轴的负方向的,即每一个质点的起振方向都是沿y轴的负方向的.故AB不符合题意.
CD.由于λ<x0<λ,说明在T<t<T时间内x0处质点没有振动,所以在t0时刻x0处质点的振动时间是(3T− T)<(t0−t) <(3−T),即T<(t0−t) <2T,即振动图象中t0时刻前有少于2个多于个的完整b波形.故C符合题意,D不符合题意.
点睛:
10.如图所示,一半径为R,粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径水平.质量为m的物块(可视为质点)自P点上方处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道.已知物块第一次飞离Q点后上升的最大高度为R,N点为轨道最低点.用W表示物块第一次从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功(不计空气阻力).则
A. ,物块第一次回落后恰能返回到P点
B. ,物块第一次回落后恰能返回到P点
C. ,物块第一次回落,经P点后,将继续上升一段距离
D. ,物块第一次回落,经P点后,将继续上升一段距离
【答案】D
【解析】
【详解】质点从静止下落到飞离Q点后上升的最大高度的过程应用动能定理:,可得摩擦力做的功为:
由于质点从Q返回到N点的过程与从P运动到N的过程相比,经过同一高度点的速度小,向心力小,则轨道对质点的支持力小,摩擦力也小,所以有:WfPN>WfQN.物块第一次从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功,由上可知质点从Q返回到P点的过程中摩擦力做功小于,从右侧最高点返回到P点根据动能定理:,可知v>0,所以质点到达P后,继续上升一段距离.
A.,物块第一次回落后恰能返回到P点.故A不符合题意.
B.,物块第一次回落后恰能返回到P点.故B不符合题意.
C.,物块第一次回落,经P点后,将继续上升一段距离.故C不符合题意.
D.,物块第一次回落,经P点后,将继续上升一段距离.故D符合题意.
二、选择题Ⅱ(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,至少有一个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
11.图中为一理想变压器,原副线圈的总匝数比为1:2,其原线圈与一电压有效值恒为的交流电源相连,P为滑动触头.现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始,沿副线圈缓慢匀速上滑,直至“”的白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止.表示副线圈两端的总电压,表示灯泡两端的电压,用表示流过副线圈的电流,表示流过灯泡的电流,(这里、、、
均指有效值).下列4个图中,能够正确反映相应物理量的变化趋势的是
A. B. C. D.
【答案】CD
【解析】
【详解】A.变压器的电压与匝数成正比,原线圈和副线圈的总的匝数是不变的,输入的电压也不变,所以副线圈的总电压的大小也不变.故A不符合题意.
BD.表示流过副线圈的电流I1,和表示流过灯泡的电流I2,大小是相等的,但是灯泡的电阻随着温度的增加而变大,所以电流随着电压的增大的程度逐渐减小.故B不符合题意,D符合题意.
C.由于P从均匀密绕的副线圈最底端开始,沿副线圈缓慢匀速上滑,所以副线圈的有效的匝数逐渐的增加,即副线圈的电压也是逐渐的增加,所以灯泡的电压也也是逐渐增加的.故C符合题意.
12.下列说法正确的是
A. 在康普顿效应中,有些散射光的波长变长
B. 光电效应实验中,遏止电压与光的强度有关
C. 氢原子在的能级时可吸收任意频率的光而发生电离
D. 在光的双缝干涉实验中,某一个光子在光屏上的落点是无法预测的
【答案】AD
【解析】
【详解】A.在康普顿效应中,当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把一部分动量转移给电子,则动量减小,根据知波长增大.故A符合题意.
B.根据光电效应方程Ekm=eUc=hγ-W0,知遏止电压与入射光频率、逸出功有关,与入射光的强度无关.故B不符合题意.
C.氢原子在n=2能级时,吸收的能量需大于等于3.4eV,才能发生电离.故C不符合题意.
D.光子的粒子性并非宏观实物粒子的粒子性,所以某一个光子在光屏上的落点是无法预测的.故D符合题意.
13.一束由红光a和紫光b组成的复色光沿平行于等腰梯形棱镜底面方向入射,出射光线方向与入射光线平行,如图所示.则下列光路正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】BD
【解析】
【详解】红光a比紫光b的频率小,所以红光的折射率小于紫光的折射率,即n紫>n红,如图所示:
红光和紫光的折射角不同,光线会分开,在底边发生全反射后从右侧射出,射出的光线b光在上面、a光在下面.故BD正确,AC错误.
14.太阳帆飞船是利用太阳光的压力进行太空飞行的航天器,由于太阳光具有连续不断、方向固定等特点,借助太阳帆为动力的航天器无须携带任何燃料.在太阳光光子的撞击下,航天器的飞行速度会不断增加.现有一艘质量为m的太阳帆飞船在太空中运行,某时刻帆面与太阳光垂直.设帆面100%地反射太阳光,帆的面积为S,且单位面积上每秒接受到的太阳辐射能量为,已知太阳辐射的光子的波长均近似取为.不计太阳光反射时频率的变化,已知普朗克常量为h,光速为c.则
A. 飞船获得的能量为
B. 光子的平均能量为的
C. 每秒射到帆面上的光子数
D. 此时飞船获得的加速度为
【答案】BCD
【详解】ABC.每秒光照射到帆面上的能量 E=E0S,光子能量,所以每秒射到帆面上的光子数:.故A错误,BC正确.
D.每个光子的动量,光射到帆面被反弹,且光能100%的反射太阳光,由动量定理,有:Ft=2Ntp×100%,对飞船,由牛顿第二定律,有:F=ma,联立可得:,故D正确.
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
15.某学习小组想做“测量一节干电池的电动势及内阻”的实验.
(1)该小组分配到的器材中,有两个由相同电阻丝绕制而成的滑动变阻器,阻值分别为、,但变阻器阻值标签模糊,无法识别.则根据已有知识并结合图(a),本实验应选择的变阻器是__________
A.甲为,选择甲 B.甲为,选择甲
C.乙为,选择乙 D.乙为,选择乙
(2)该小组选择了合适滑动变阻器后进行电路连接,如图(b)所示为在接最后一根导线之前电路中各元件的放大情形,此时该电路存在的两处错误为________
(3)小组成员纠正错误后重新开始进行实验,测得数据后,在坐标纸中描点,如图(c).请在坐标纸中描出图象,并计算出该小组的旧电池的内阻r=________Ω.(结果保留两位有效数字)
【答案】 (1). C (2). CD (3).
【解析】
【详解】(1)[1]根据,匝数多的阻值大,所以甲的阻为,乙的阻值为,一节干电池的内阻约为左右,所以应选的滑动变阻器.所以选C.
(2)[2]滑动变阻器的阻值在闭合电建前,应该接入电路的阻值最大.故C错误.接线过程中电键应该是断开的.故D错误.
(3)[3][4]作出电源U-I图象如图所示
电源内阻:
16.(1)以图(a)所示装置为主要装置能完成下述实验中的________
A.探究小车速度随时间变化的规律 B.探究加速度与力、质量的关系
C.探究功与物体速度变化的关系 D.探究求合力的方法
(2)该同学做“探究小车速度随时间变化的规律”实验,组装好实验器材后,得到一点迹清晰的纸带,舍弃前端密集的点后,每5个连续点选取一计数点,图(b)计数点4所在位置处的刻度值为________cm.
(3)中间连续5个间隔的纸带长度表示0.1s时间内位移大小,可近似认为速度,,纸条长度可认为表示速度,某同学将纸条按计数点顺序一段一段剪下按图(c)紧密贴好,利用刻度尺量出坐标原点到图象与纵轴交点处的长度,根据上述原理可得计时起点的初始速度大小为________,该纸带的加速度为________(结果保留两位有效数字).
【答案】(1). ABC (2). 12.85 (3). 0.28 0.65
【解析】
【详解】(1)[1]从桌面上所给的器材来看有:带细线的重物、小车、长木板、电磁打点计时器、钩码、纸带等,再对所给的选项进行分析
A.“探究小车速度随时间变化规律”实验要测出一系列点的速度,只需要打点计时器相关器材和刻度尺.故A符合题意.
B.“探究加速度与力、质量的关系”实验要测出加速度,还要测出质量,而力是用钩码的重力代替的.故B符合题意.
C.“探究功与速度变化的关系”实验也要测出末速度,而功可以用一根、二根……橡皮筋拉动小车使小车获得速度,这样横坐标分别用W、2W……标注即可,因此应用钩码代替橡皮筋也可以完成.故C符合要求.
D.“探究求合力的方法”实验要有弹簧秤测出力的大小,还要细绳等,所以上述器材不符合要求.故D不符合题意.
(2)[2]刻度尺的最小分度值为1mm,所以读数为12.85cm.
(3)[3]从图中可以读出图象与纵坐标的交点为,则
可得计时起点的初始速度大小为:
图像的斜率为纸带的加速度,则:
17.如图所示,在倾角的斜面下端固定一轻弹簧,当弹簧处于原长时,其上端在Q点位置处,质量的滑块A从与Q点相距处的导轨上的P点静止开始下滑,滑块A与斜面间的动摩擦因数,运动过程中弹簧相对于初始状态的最大形变量为.滑块的厚度不计,重力加速度g取.求:
(1)滑块A从P点下滑至Q点的时间;
(2)弹簧的最大弹性势能;
(3)滑块第一次碰后返回时相对Q沿斜面向上能到达的最远距离.
【答案】(1)1s (2)2.1J (3)0.16m
【解析】
【详解】(1)滑块从A滑到Q,根据牛顿第二定律:mgsinθ﹣μmgcosθ=ma
代入数据解得:
a=2m/s2
根据位移时间公式:x=at2
解得:
t=1s
(2)从A到最低点,根据功能关系:Ep=mg(x+△x)sinθ﹣μmgcosθ(x+△x)
代入数据解得:
Ep=2.1J
(3)滑块从A到第一次碰后返回时相对Q沿斜面向上能到达的最远距离,根据能量守恒定律:
mg(x﹣x′)sinθ=μmgcosθ•(x+2△x+x′)
代入数据解得:
x′=0.16m
18.如图所示,有一倾角、间距的足够长平行金属导轨、底端接有阻值的电阻,质量的金属棒垂直导轨放置.建立原点位于底端、方向沿导轨向上的坐标轴x.在导轨间区域,有垂直导轨平面向上的磁场,磁场大小沿x轴方向变化满足关系.从时刻起,棒在外力F作用下,从沿斜面向上运动至处,其速度v与位移x的关系满足.棒始终保持与导轨垂直,不计其它电阻,不计所有摩擦.重力加速度g取.求(提示:可用图象下的“面积”来代表力F做的功):
(1)棒运动至处时,两端电势差及电阻R消耗的电功率P;
(2)外力F在此运动过程中所做的功;
(3)外力F在此运动过程中的平均功率.
【答案】(1) 0.1V 0.1W (2)﹣0.976J (3)﹣4.07W
【解析】
【详解】(1)棒ab运动至x2处时,两端电势差:
Uab=B1lv1=2x1l=0.1V
根据电功率的计算公式可得:
(2)根据动能定理可得:WF﹣WG﹣WA=
其中:
WG=mgsinθ(x2﹣x1)=0.2J
安培力:
安培力做功为:
联立可得:
WF=﹣0.976J
(3)根据闭合电路欧姆定律可得回路的电流:
因为电流恒定,则:I2R△t=WA
解得:
△t=0.24s
平均功率为:
19.如图所示,在区域存在方向垂直平面向里、大小为B的匀强磁场.坐标原点处有一电子发射源,单位时间发射n个速率均为v的电子,这些电子均匀分布于平面y轴两侧角度各为60°的范围内.在x轴的正下方放置平行于y轴、足够长的金属板M和N(极板厚度不计),两板分别位于和处,N板接地,两板间通过导线连接有电动势U在范围内可调节的电源E和灵敏电流计G.沿y轴正方向入射的电子,恰好能从处进入极板间.整个装置处于真空中,不计重力,忽略电子间的相互作用.
(1)求电子的比荷;
(2)求电子在磁场中飞行的时间与发射角度(速度方向与y轴的角度)的关系;
(3)通过计算,定性画出流过灵敏电流计G的电流i和电动势U的关系曲线.
【答案】(1) (2) (3)见解析
【解析】
【详解】(1)根据洛伦兹力提供向心力:
根据其中题意可知半径为:r=D
联立可得:
(2)粒子的运动周期为:
根据几何关系可知,当粒子从y轴的右侧射入时,对应的圆心角为:
对应的时间为:
当粒子从y轴的左侧射入时,对应的圆心角为:
对应的时间为:
(3)设进入极板电子所对应的最大发射角为,则有.
左侧电子单位时间内能打到极板的电子数为:
对右侧电子:均能达到M板上,以角射出恰好不能到达N板.
则有:
电压为:
最大值为:
最小值为:
当,右侧所有电子均到达M板,饱和电流为:
当
右侧角度小于电子均不能到达板,此时到达极板的电子数为.
灵敏电流计G的电流i和电动势U的关系曲线为: