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- 2021-06-02 发布
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贵州省安顺市2020届高三上学期
第一次联考试题
一、选择题
1.某理想变压器原、副线圈的匝数之比为10:1,当原线圈两端输入如图所示(图示中的图线为正弦曲线的正值部分)的电压时,副线圈的输出电压为
A. V B. 22V C. V D. 11V
【答案】C
【解析】
【详解】由公式
其中
U1=
解得
U2= 11V
A. V与计算结果不符,故A错误。
B. 22V与计算结果不符,故B错误。
C. V与计算结果相符,故C正确。
D. 11V与计算结果不符,故D错误。
2.如图所示,足够长的固定光滑斜面倾角为θ,质量为m的物体以大小为v0的速度从斜面底端冲上斜面,到达最高点后又滑回原处。重力加速度为g。该过程中
A. 物体运动的总时间为
B. 物体所受支持力的冲量大小为
C. 物体所受的重力的冲量为0
D. 物体所受合力的冲量大小为mv0
【答案】B
【解析】
【详解】A.物体在斜面上向上和向下运动的时间相等,由运动学公式得
v0=gtsin
所以物体运动的总时间为,选项A错误;
B.支持力的冲量大小为
mgcos×2t=
选项B正确;
C.物体所受的重力的冲量为
mg×2t=
选项C错误;
D.物体所受合力的冲量大小等于动量改变量即:2mv0,选项D错误。
3.如图所示,在高为1m的光滑平台上,一质量为0.02kg的小球被一细线拴在墙上,小球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧。当烧断细线后,小球被弹出,小球落在水平地面上时的速度方向与水平方向成 角。重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力,则细线烧断前弹簧的弹性势能为
A. 0.1J B. 0.3J C. 0.6J D. 0.9J
【答案】C
【解析】
【详解】因小球着地时速度方向与水平方向成 30°角,则
vy=v0tan30°,vy2=2gh,Ep=
解得
Ep=0.6 J
A. 0.1J与计算不符,故A错误。
B. 0.3J与计算不符,故B错误。
C. 0.6J与计算相符,故C正确。
D. 0.9J与计算不符,故D错误。
4.在某星球表面(没有空气)以大小为v0的初速度竖直上抛一物体,经过t0时间落回抛出点,若物体只受该星球引力作用,不考虑星球的自转,已知该星球的直径为d。则该星球的第一宇宙速度可表示为
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】物体竖直上抛过程有
v0=g
由万有引力定律,结合圆周运动的规律,可知
,GM=gR2,R=
解得该星球的第一宇宙速度
v1=
A. 与计算结果相符,故A正确。
B. 与计算结果不符,故B错误。
C. 与计算结果不符,故C错误。
D. 与计算结果不符,故D错误。
5.如图所示,两根足够长且平行的光滑金属导轨PP’、QQ’倾斜放置,匀强磁场垂直于导轨平面,导轨的上端P、Q分别用导线与水平正对放置的两金属板M、N相连,板间距离足够大,开始时金属板未带电,板间有一带正电微粒,金属棒ab水平跨放在导轨上。现同时由静止释放带电微粒和金属棒ab,下滑过程中金属棒ab与导轨接触良好且与导轨垂直,不计金属板的充电时间。则下列说法正确的是
A. 金属棒ab最终匀速下滑
B. 金属棒ab一直加速下滑
C. 微粒先向M板运动后向N板运动
D. 微粒先向N板运动后向M板运动
【答案】B
【解析】
【详解】AB.金属棒沿光滑导轨加速下滑,棒中有感应电动势而对电容器充电,充电电流通过金属棒时金属棒受安培力作用,只有金属棒速度增大时才有充电电流,因此总有
mgsin-BIl>0
金属棒将一直加速,选项A错误B正确;
CD.由右手定则可知,金属棒a端电势高,则M板带正电荷,所以带正电荷的微粒一直向N
板运动,选项CD错误。
6.如图所示,小球从固定光滑圆弧槽轨道顶端无初速下滑。则下列说法正确的是
A. 小球下滑过程中机械能守恒
B. 小球到达圆弧底端时的加速度为零
C. 小球到达圆弧底端时处于失重状态
D. 小球下滑过程中速度越来越大
【答案】AD
【解析】
【详解】AD.小球下滑过程中只有重力做功,速度越来越大,机械能守恒,选项AD正确;
B.小球刚到达圆弧底端时,受到的合力不为零,加速度不为零,选项B错误。
C.小球刚到达圆弧底端时,合力提供向心力,所受的支持力大于重力,处于超重状态,选项C错误;
7.如图所示,真空中固定两个等量的正点电荷A、B,其连线中点为O,以O点为圆心、半径为R的圆面垂直AB,以O为几何中心、边长为2R的正方形abcd平面垂直圆面且与AB共面,两平面边线交点分别为e,f,g为圆上的一点。下列说法正确的是
A. 圆面边缘各点的电场强度大小均相等
B. a点的电场强度大于d点的电场强度
C. a,b,c,d四点所在的平面为等势面
D. 在g点将一不计重力的带负电粒子以适当的速度射出,粒子可绕O点做匀速圆周运动
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.由对称性可知圆面边缘各点的电场强度大小均相等,a、d
两点的电场强度大小也相等,选项A正确B错误;
C. 根据等量正电荷电场分布可知,a、b、c、d所在的平面不是等势面,选项C错误;
D.在g点将一不计重力的带负电粒子以适当的速度射出,当电荷受到的电场力正好等于其需要的向心力时,粒子做匀速圆周运动,选项D正确。
8.图甲为一运动员(可视为质点)进行三米板跳水训练的场景,某次跳水过程中运动员的速度v-时间t图象如图乙所示,t=0是其向上起跳的瞬间,此时跳板回到平衡位置。t3=5.5t1,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2。则下列判断正确的是
A. 运动员入水时的速度大小为2m/s
B. 运动员离开跳板后向上运动的位移大小为m
C. 运动员在水中向下运动的加速度大小为20m/s2
D. 运动员入水的深度为1.5m
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.由图乙知运动员入水前向上运动的位移大小为向下运动位移大小的,即
可得
x=m
所以运动员入水前向下运动的位移大小
h1=3m+m
由公式
v2=2gh1
可得
v=m/s
选项A错误B正确;
C.由图乙知,斜率代表加速度,运动员在水中运动的加速度大小是空中的2倍,即a= 20m/s2,选项C正确;
D.运动员的人水深度
h2=m
选项D错误。
二、非选择题
9.为了描绘小灯泡的伏安特性曲线,某同学设计了如图所示的实验电路,已知小灯泡的规格为“3.8V,1.8W”。
(1)闭合开关前,应将电路图中的滑动变阻器的滑片移到__________(选填“a”或“b”)端。
(2)根据连接好的实物图,调节滑动变阻器,记录多组电压表和电流表的示数如下表,请在图乙中作出U-I图线。
(3)该同学通过查找有关数据发现,其每次测量的额定功率均大于小灯泡的实际额定功率,其原因是电流表所测得的电流比小灯泡的实际电流__________ (选填“大”或“小”)。
【答案】(1). a (2). 如图所示, (3). 大
【解析】
【详解】(1)[1]闭合开关前,待测之路电流最小,此时滑动变阻器处于a端时,电流表和电压表的示数均为0。
(2)[2]先描点,再用平滑的曲线连接。
(3)[3]电流表的示数为小灯泡与电压表的电流之和,比小灯泡的实际电流大。
10.某同学利用图甲所示装置探究“加速度与力、物体质量的关系”。图中装有砝码的小车放在长木板上,左端拴有一不可伸长的细绳,跨过固定在木板边缘的定滑轮与一砝码盘相连。在砝码盘的牵引下,小车在长木板上做匀加速直线运动,图乙是该同学做实验时打点计时器打出的一条点迹清晰的纸带,已知纸带上每相邻两个计数点间还有一个点没有画出,相邻两计数点之间的距离分别是x1、x2、x3、x4、x5、x6,打点计时器所接交流电的周期为T,小车及车中砝码的总质量为m1,砝码盘和盘中砝码的总质量为m2,当地重力加速度为g。
(1)根据纸带上的数据可得小车运动的加速度表达式为a=__________ (要求结果尽可能准确)。
(2)该同学探究在合力不变的情况下,加速度与物体质量的关系。下列说法正确的是__________
A.平衡摩擦力时,要把空砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上,纸带通过打点计时器与小车相连,再把木板不带滑轮的一端用小垫块垫起,移动小垫块,直到小车恰好能匀速滑动为止
B.平衡摩擦后,还要调节定滑轮的高度,使滑轮与小车间的细绳保持水平
C.若用m2g表示小车受到的拉力,则为了减小误差,本实验要求m1>>m2
D.每次改变小车上砝码的质量时,都要重新平衡摩擦力
(3)该同学探究在m1和m2的总质量不变情况下,加速度与合力的关系时。他平衡摩擦力后,每次都将小车中的砝码取出一个放在砝码盘中,并通过打点计时器打出的纸带求出加速度。得到多组数据后,绘出如图丙所示的a-F图象,发现图象是一条过坐标原点的倾斜直线。图象中直线的斜率为__________ (用本实验中相关物理量的符号表示)。
(4)该同学在这个探究实验中采用的物理学思想方法为___________(选填“控制变量”“等效替代”或“放大”)法。
【答案】 (1). (2). C (3). (4). 控制变量
【解析】
【详解】(1)[1]因为每相邻两计数点间还有一个点没有标出,则有
x6-x3=3a(2T)2,x5-x2=3a(2T)2,x4-x1=3a(2T)2
解得
a=
(2)[2]平衡摩擦力时不用挂空砝码盘;调节滑轮的髙度时细绳应与木板平行;实验是用砝码盘和盘中砝码受到 的总重力代替小车受到的拉力的,所以要求m1>>m2。每次改变小车的质量时不用重新平衡摩擦力,故C正确ABD错误。
(3)[3]由公式
F=(m1+m2)a
可得
a=
即斜率为。
(4)[4]该同学在这个探究实验中采用的物理学思想方法为控制变量法。
11.如图所示,水平地面上有两个静止的物块A和B,A、B的质量分别为m1=2kg,m2=1kg,它们与地面间的动摩擦因数均为μ=0.5。现对物块A施加一大小I=40N·s,水平向右的瞬时冲量,使物块A获得一个初速度,t=1s后与物块B发生弹性碰撞,且碰撞时间很短,A、B两物块均可视为质点,重力加速度g=10m/s2。
(1)求A与B碰撞前瞬间,A的速度大小;
(2)若物块B的正前方20m处有一危险区域,请通过计算判断碰撞后A、B是否会到达危验区域。
【答案】(1) 15m/s (2) 物块A不会到达危险区域,物块B会到达危险区域
【解析】
【详解】(1)设物块A获得的初速度为v0,则
I=m1v0
A与B碰撞前的运动过程有:
v1=v0-at
其中
a=μg
解得:A与B碰撞前瞬间,A的速度大小
v1=15m/s
(2)A与B碰撞过程机械能守恒、动量守恒,则有
m1v1=m1v1′+m2v2
=+
解得:
v1′=5 m/s,v2=20 m/s
由运动学公式可知:
xA==2.5 m
xB== 40m
即物块A不会到达危险区域,物块B会到达危险区域。
12.如图所示,圆心为O、半径为r的圆形区域内、外分别存在磁场方向垂直纸面向内和向外的匀强磁场,外部磁场的磁感应强度大小为B0。P是圆外一点,OP=2r。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从P点在纸面内垂直于OP射出,第一次从A点(图中未画出)沿圆的半径方向射入圆内后从Q点(P、O、Q三点共线)沿PQ方向射出圆形区域。不计粒子重力, =0.6, =0.8。求:
(1)粒子在圆外部磁场和内部磁场做圆周运动的轨道半径;
(2)圆内磁场的磁感应强度大小;
(3)粒子从第一次射入圆内到第二次射入圆内所经过的时间。
【答案】(1) R2=3r (2) B内= (3)
【解析】
【详解】(1)设粒子在圆外和圆内磁场中运动的轨道半径分别为R1、R2,由几何关系可知:
r2+R12=(2r-R1)2
解得
R1=
三角形O1AO与三角形O1QO2相似,则
即
解得:
R2=3r
(2)粒子磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,则有
Bqv=
即
B=
B0=
B内=
解得
B内=
(3)由几何关系知:
tan∠O1OA=
解得:
∠O1OA=37°
同理可知
∠QOC=2∠O1OA=74°
粒子在磁场中做圆周运动的周期
T=
可得:
T=
所以粒子从A运动到Q的时间:
t1=
粒子从Q运动到C的时间:
t2=
t=t1+t2=
13.一定质量的理想气体,状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p-V图象描述,其中D→A为等温线,气体在状态A时的温度为320K。则气体从A到B过程对外界做___________(选填“正”或“负”)功;气体在状态C时的温度为___________ K。
【答案】正 400
【解析】
【详解】[1][2]气体从A到B过程体积增大,对外界做正功;C到D过程气体做等压变化,则
解得
TC=400 K
14.竖直放置粗细均匀的U形细玻璃管两臂分别灌有水银,水平管部分有一空气柱,各部分长度如图所示,单位为厘米。现将管的右端封闭,从左管口缓慢倒入水银,恰好使右侧的水银全部进入右管中,已知大气压强p0=75cmHg,环境温度不变,左管足够长。求:
(1)此时右管封闭气体的压强;
(2)左侧管中需要倒入水银柱的长度。
【答案】(1) (2)
【解析】
【详解】(1)设右侧玻璃管的横截面积为S,对右管中的气体,初态p1=75cmHg,V1=40S
末态体积:V2=(40-10)S=30S
由p1V1=p2V2
解得:p2=100cmHg
(2)对水平管中的气体,初态压强:p=p0+15=90cmHg,V=15S;
末态压强:
根据
解得,水平管中的气体长度变为10.8cm
所以左侧管中倒入水银柱的长度应该是
【点睛】本题考查气体定律的综合运用,运用气体定律解题时要找到研究对象,研究对象为一定质量的理想气体,即:被封闭的气体,解题关键是要分析好压强p、体积V以及温度T三个参量的变化情况,选择合适的规律解决问题,灌水银的问题,一般利用几何关系去求解灌入水银的长度。
15.图示为位于坐标原点的波源O振动2s时沿波的传播方向上的部分波形,已知波源O在t=0时开始沿y轴负方向振动,t=2s时它正好第3次到达波谷。质点a、b、c的平衡位置的横坐标分别为xa=15cm,xb=30cm,xc=45cm。则下列说法正确的是 。
A. 波源O的振动频率为Hz
B. 该波的传播速度大小为0.675m/s,
C. 0~2s内质点a通过路程为0.4m
D. t=2s时质点b的加速度为零
E. t=2s后,质点a和质点c的加速度始终大小相等,方向相反
【答案】BCE
【解析】
【详解】A.由题意知
=2 s
Hz
选项A错误;
B.波速
v== 0. 675 m/s
选项B正确;
C.0~2 s内质点a只振动2个周期,则通过的路程
x=2×4A=0.4 m
选项C正确;
D.t=2s时质点b在波峰,其加速度最大,选项D错误;
E.质点a和质点c的平衡位置相距,其加速度始终大小相等、方向相反,选项E正确。
16.如图所示,一边长a=3m的正方体浮箱ABCD漂浮在水面上,恰好露出水面一半体积,AB边左侧水面上有不透明物体覆盖,但E处有一小孔,在E的左侧F
处有一潜水员(视为质点)竖直向下潜水,当潜水员下潜到P处时恰好能从E处小孔看到浮箱上的A点。现测得E、F间距离s=3m。P、F间距离h=4m,已知水的折射率n=。
(i)求E点到AB的距离;
(ii)若浮箱向左移动s1=1m,求潜水员能从E处小孔看到浮箱A点潜水的深度。(结果可保留根式)
【答案】(i)2m(ii)m
【解析】
【详解】(i)从水中P点到A点的光路如图所示:
设E点到AB的距离为x,从P点看到A点时:
入射角的正弦值
sini=
折射角正弦值
sinr=
由折射定律可知:
n=
解得:
x=2m
(ii)浮箱向左移动sl=l m时,A点移动到A′位置,则有
入射角的正弦值
sini′=
折射角的正弦值
sinr′=
由折射定律可知:
n=
解得:
h′=m