内容正文:
2023—2024学年高三第二次模拟考试
高三物理试题
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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. 物理学大致可以分为力学、热学、电磁学、光学和原子物理学,原子和原子核物理在近一百年取得了很大的成就。关于这一领域,下列说法正确的是( )
A. 发生光电效应时,光电子的最大初动能跟入射光的频率成正比
B. 半衰期为5730年,埋在海底的古木经过11460年,会衰变完
C. 锶90发生衰变的方程为,衰变后的产物X中的A为37
D. 与核裂变相比较,核聚变有很多优点,如轻核聚变产能效率高,燃料储量丰富,更为清洁安全等
【答案】D
【解析】
【详解】A.由光电效应方程
可知,光电子的最大初动能跟入射光的频率不成正比,故A错误;
B.C14的半衰期为5730年,埋在海底的古木经过11460年,即两个半衰期,剩余C14为原来的四分之一,并没有衰变完,故B错误;
C.根据电荷数守恒,可得
故C错误;
D.与核裂变相比较,核聚变有很多优点,如轻核聚变产能效率高,燃料储量丰富,更为清洁安全等,故D正确。
故选D。
2. 2023年12月26日,我国在西昌卫星发射中心成功发射第五十七颗、五十八颗北斗导航卫星。北斗系统空间段由若干地球同步轨道卫星(GEO)、倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)和中圆地球轨道卫星(MEO)三种轨道卫星组成混合导航星座。该系统可以在没有地面站支持的情况下自主运行通信。下列说法正确的是( )
A. 地球同步轨道卫星(GEO)和中圆地球轨道卫星(MEO)的周期相同
B. 地球同步轨道卫星(GEO)和中圆地球轨道卫星(MEO)的向心加速度大小相等
C. 地球同步轨道卫星(GEO)和倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)的线速度大小相等
D. 地球同步轨道卫星(GEO)和倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)需要的向心力大小一定相等
【答案】C
【解析】
【详解】根据卫星所受的万有引力提供向心力,有
A.卫星的周期为,因地球同步轨道卫星的轨道半径大于中圆地球轨道卫星的半径,则地球同步轨道卫星(GEO)大于中圆地球轨道卫星(MEO)的周期,故A错误;
B.卫星的向心加速度为,因地球同步轨道卫星的轨道半径大于中圆地球轨道卫星的半径,则地球同步轨道卫星(GEO)小于中圆地球轨道卫星(MEO)的向心加速度,故B错误;
C.卫星的线速度大小为,因地球同步轨道卫星(GEO)和倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)的轨道半径相同,则线速度大小相等,故C正确;
D.卫星的向心力大小为,地球同步轨道卫星(GEO)和倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)的轨道半径相同,而卫星的质量不一定相同,则需要的向心力大小不一定相等,故D错误。
故选C。
3. 虚线为某电场的等势线,其电势如图所示。一带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到C点,且到达C点时速度恰好减为零,下列说法正确的是( )
A 该粒子带正电
B. 从A点运动到C点带电粒子的电势能增大
C. 若粒子所带电荷量为,则粒子在A点时的动能为
D. 若粒子所带电荷量为,则粒子在B点时的动能为
【答案】B
【解析】
【详解】A.沿电场线电势逐渐降低,可知电场线向左,粒子受电场力向右,可知该粒子带负电,选项A错误;
B.从A点运动到C点电场力做负功,则带电粒子的电势能增大,选项B正确;
C.由动能定理可知粒子在A点时的动能为
选项C错误;
D.从B到C由动能定理可得,粒子在B点时的动能为
选项D错误。
故选B。
4. 一定质量的理想气体,在初始状态A时,气体体积为,压强为,温度为,该理想气体从状态A开始经过的一系列变化,其变化过程中的压强p与热力学温度T的关系图线如图所示,其中CA延长线过坐标原点O,A、B在同一竖直线上,B、C在一倾斜直线上。下列说法正确的是( )
A. 从C到A的过程中,气体的体积不变
B. 从B到C的过程中,气体每个分子的动能都增大
C. 从A到B的过程中,外界对气体做的功为
D. 从C到A的过程中,气体要从外界吸收热量
【答案】A
【解析】
【详解】A.CA延长线过坐标原点O,即图像为正比例函数关系,根据可知,从C到A的过程中为等容变化,体积不变,故A正确;
B.从B到C的过程温度升高,由可知,理想气体的平均动能增大,而气体每个分子的热运动满足统计规律,则气体每个分子的动能不一定都增大,故B错误;
C.从A到B的过程,温度不变,即,由热力学第一定律可知,气体放出的热量等于外界对气体做的功,而压强在逐渐增大,体积变小,故无法求出外界对气体做功的值,故C错误;
D.由图可知从C到A的过程,气体的体积不变,则,而温度降低,即气体的内能减小,有,由热力学第一定律可知,,则气体要向外界放出热量,故D错误。
故选A。
5. 2024年2月,湖南北部遭遇了极端天气——冻雨、冰雪的侵害,致使道路长时间地出现路面结冰现象。一小朋友在某斜坡上滑雪,他将一个蛇皮袋子垫在雪面上,自己坐在袋子上面,在另一个小朋友帮忙推动一下后,恰好可以匀速地下滑。将这个斜坡简化为高h、长L的坡面,如图所示。下列分析正确的是( )
A. 蛇皮袋子与斜坡间的动摩擦因数为
B. 若仅增大h,则小朋友对斜坡的压力将增大
C. 若换一个质量更大的小朋友坐在蛇皮袋上,则小朋友将加速下滑
D. 若换一个更光滑的袋子,则小朋友获得初速度后将匀加速下滑
【答案】D
【解析】
【详解】A.设斜面倾角为,由平衡条件,可得
又
联立,解得
故A错误;
B.根据
可知若仅增大h,则斜坡对小朋友的支持力将减小。根据牛顿第三定律,可知小朋友对斜坡的压力将减小。故B错误;
C.若换一个质量更大的小朋友坐在蛇皮袋上,则有
则小朋友仍匀速下滑。故C错误;
D.若换一个更光滑的袋子,蛇皮袋子与斜坡间的动摩擦因数减小,由牛顿第二定律可得
则小朋友获得初速度后将匀加速下滑。故D正确。
故选D。
6. 一波源(视为质点)位于O点,波源沿y轴做不连续的简谐振动,相邻两次起振间隔的时间相同,每次的起振方向和振动的时间相同,形成沿x轴正方向传播的机械波,某时刻刚好传到P点。平衡位置在处的质点已经振动了0.4s,O、P点间各质点形成的波形图如图所示,此时由波形可知( )
A. 波源的起振方向沿y轴负方向 B. 波在介质中传播的速度为2.0m/s
C. 波源相邻两次起振间隔的时间为1.0s D. 此时质点P的速度最小
【答案】C
【解析】
【详解】A.由质点振动的“跟随”性可知P点起振方向沿y轴正方向,即波源的起振方向沿y轴正方向。故A错误;
B.由图可知,波长为0.4m,周期为0.4s,可得波在介质中传播的速度为
故B错误;
C.由图可知,波源相邻两次起振间隔的时间为
故C正确;
D.由图可知此时质点P处于平衡位置,其速度最大。故D错误。
故选C。
7. 两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示,它们各有一边在同一水平面内,另一边在同一竖直面内。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为,导轨电阻不计,金属细杆ab、cd的电阻均为R。整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨、大小为F的拉力作用下,以某一速度沿导轨向右匀速运动时,cd杆正好以速度向下匀速运动,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. ab杆向右匀速运动的速度大小为
B. 经过时间t,通过金属细杆ab的电荷量为
C. abcd回路中的电流为
D. 动摩擦因数与F大小的关系满足
【答案】B
【解析】
【详解】A.ab杆向右以速度向右匀速切割磁感线,产生动生电动势,对ab杆有
联立解得
故A错误;
B.ab杆匀速运动,产生的电流恒定,则经过时间t通过金属细杆ab的电荷量为
故B正确;
C.cd杆平行于磁感线向下运动,不能产生电动势,只有ab杆切割产生电动势,故有
故C错误;
D.cd杆通电受安培力,和重力、支持力、摩擦力而平衡向下以匀速运动,有
解得
联立可得
故D错误。
故选B。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 某电厂利用如图所示的理想变压器给路灯供电,变压器的原线圈接的交流电,路灯的额定电压为220V,变压器副线圈的匝数为1100匝,下列说法正确的是( )
A. 交流电的频率为100Hz
B. 电源电压有效值为380V
C. 副线圈所接灯泡越多,原线圈两端电压越大
D. 原线圈匝数为1900匝
【答案】BD
【解析】
【详解】A.交流电的频率为
故A错误;
BC.电源电压有效值为
原线圈两端电压取决于交流电的电压有效值,与副线圈所接灯泡多少无关。故B正确;C错误;
D.根据
解得
故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,A、B两辆汽车从同一地点、同时出发,沿同一方向做直线运动,它们的速度平方()随位移(x)的变化图像均为直线,下列判断正确的是( )
A. 汽车A的初速度大小为24m/s,加速度大小为
B. 汽车B的初速度大小为0,加速度大小为
C. 汽车A、B经4s在处相遇
D. 汽车A、B经相遇,相遇时在处
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.由匀变速直线运动位移与速度关系式,可得
整理,有
结合图像中两汽车的图线,可得
,,,
解得
,,,
汽车A的加速度大小为,汽车B的加速度大小为。故A错误;B正确;
CD.汽车A速度与时间关系式为
可得该车停止运动所需时间为
此时汽车B的位移为
即汽车A停在6m处时,汽车B还未追上A,则有二者在x=6m处相遇,时间满足
解得
故C错误;D正确。
故选BD。
10. 如图所示,三个小孩分别坐在三辆碰碰车(可看成质点)上,任意一个小孩加上自己的碰碰车后的总质量都相等,三辆碰碰车在一光滑水平面上排成一直线,且初始时彼此隔开相等的距离。具有初动能的碰碰车1向右运动,依次与两辆静止的碰碰车2、3发生碰撞,碰撞时间很短且碰后连为一体,最后这三辆车粘成一个整体成为一辆“小火车”,下列说法正确的是( )
A. 三辆碰碰车整体最后的动能等于
B. 碰碰车1运动到2的时间与2运动到3的时间之比为2:3
C. 碰碰车第一次碰撞时损失的机械能和第二次碰撞时损失的机械能之比为3:1
D. 碰碰车第一次碰撞时损失的机械能和第二次碰撞时损失的机械能之比为3:2
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由系统动量守恒,可得
其中
则三辆碰碰车整体最后的动能等于
故A正确;
B.设相邻两车间的距离为x,碰碰车1运动到2的时间为
依题意,碰碰车1与静止的碰碰车2碰撞过程,动量守恒,有
则碰碰车2运动到3的时间为
可得
故B错误;
CD.碰碰车第一次碰撞时损失的机械能为
第二次碰撞时损失的机械能为
可得
故C正确;D错误。
故选AC。
三、非选择题:共54分。
11. 利用如图甲所示的装置探究力与运动的关系,内装n个质量均为的砝码的盒子与砝码盘通过绕过光滑定滑轮的细绳相连,纸带与打点计时器间的摩擦不计,桌面水平,取重力加速度大小,电源频率为50Hz。
(1)轻推盒子后,发现打出的纸带点距相等,然后测得装有砝码的盒子的总质量为M,砝码盘(无砝码)的质量为m,则盒子与桌面间的动摩擦因数为__________。(用字母表示)
(2)将一个砝码由盒子中转移到砝码盘中,无初速度释放盒子,打出的纸带如图乙所示,两相邻计数点间还有四个点未画出,,,,,,,则盒子运动的加速度大小为__________,上述与的比值为__________。(结果均保留两位有效数字)
(3)依次将2个、3个、、n个砝码由盒子中转移至砝码盘中,分别进行实验并求出加速度,利用描点连线法画出加速度a随转移的砝码个数变化的图像,则图像可能是__________。
A. B.
C. D.
【答案】(1)
(2) ①. 0.98 ②. 0.10
(3)A
【解析】
【小问1详解】
根据平衡条件
联立得
【小问2详解】
[1]相邻两计数点间的时间间隔
根据逐差法,盒子运动的加速度大小
代入数据得
[2]根据牛顿第二定律
得
【小问3详解】
根据牛顿第二定律
得
即a与k成正比。
故选A。
12. 为了测量电阻丝的电阻率,某同学设计了如图甲所示的电路,电路中的ab是一段电阻率较大、粗细均匀的电阻丝,保护电阻,电源电动势,电流表的内阻可忽略不计,滑片P与电阻丝始终接触良好。
(1)实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示,其示数__________mm。
(2)实验时闭合开关S,调节滑片P的位置,分别测量出每次实验中a、P间的长度x及对应的电流I,实验获得多组数据后,以为纵轴、x为横轴,描点作出的图像如图丙所示,则该图像的斜率的表达式__________(用题中的字母表示),电阻丝的电阻率__________(结果保留两位有效数字),若丙图中纵轴上的截距为b,则电源的内阻__________(用b、E和表示)。
【答案】(1)0.350
(2) ①. ②. 8.9×10-7 ③.
【解析】
【小问1详解】
实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示,其示数
【小问2详解】
[1]由闭合电路欧姆定律,可得
又
整理,可得
则该图像的斜率的表达式
[2]电阻丝电阻率
其中
联立,解得
[3]若丙图中纵轴上的截距为b,则
解得
13. 如图所示,图中阴影部分为一由折射率的透明材料做成的柱形光学元件的横截面,AC为一半径为R的四分之一圆弧,在圆弧的圆心O处有一点光源,构成一正方形,若只考虑首次从AC面直接射向AB、BC面的光线,真空中的光速为c,,求:
(1)AB面有光射出的区域长度;
(2)光从O点传播到边界AB的最长时间。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)如图所示
若沿OE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射,因为临界角满足
即
则
∠AOF=37
根据几何关系可得
(2)由题意可知,沿OB方向到达AB面上的光在材料中的传播距离最大,时间最长,由几何关系可知光从光源到AC面的传播距离为R,材料中的传播距离为
在材料中的传播时间为
又
解得
光在空气中传播的时间为
光从O点传播到边界AB的最长时间
14. 如图所示,在平面直角坐标系的第一、二象限存在水平向左的匀强电场,在第三、四象限存在竖直向上的匀强电场及垂直纸面向里的匀强磁场。现将一质量为m、电荷量为q的带正电小球从y轴上的M点以大小为的速度水平向右抛出,小球第一次运动到x轴时恰好过O点,且速度方向与x轴负方向成45°角,小球进入x轴下方的复合场时恰好做匀速圆周运动,从x轴正半轴上的N点(图中未画出)进入第一象限,且。重力加速度大小为g,不计空气阻力。求:
(1)M点的纵坐标;
(2)第三、四象限中磁场的磁感应强度大小B;
(3)小球从抛出到第三次经过x轴所经历的时间t。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由小球第一次运动到x轴时速度方向与x轴方向成45°角,可知小球经过x轴时,竖直方向的速度大小为v0,小球在竖直方向上做自由落体运动,则有
v0=gt1,
解得
(2)小球在复合场中的轨迹如图
根据几何关系有
可得
设小球在O点的速度大小为v,有
v sin 45°=v0
解得
小球做匀速圆周运动,有
解得
(3)小球第一次在第一象限内运动的时间
小球做匀速圆周运动的周期
小球在第三、四象限内运动的时间
解得
小球再次进入第一、二象限做类斜抛运动,竖直方向为类竖直上抛运动,时间为
综上所述小球从抛出到第三次经过x轴所经历的时间
t=t1+t2+t3
解得
15. 如图所示,在光滑水平面上通过锁定装置固定一辆质量的小车,小车左边AB部分为半径的四分之一光滑圆弧轨道,轨道末端平滑连接一长度的水平粗糙面BC,粗糙面右端是一挡板。将一质量的物块(可视为质点)从小车左侧圆弧轨道顶端A点由静止释放,物块与小车的粗糙区域BC间的动摩擦因数,物块与挡板的碰撞无机械能损失,取重力加速度大小。
(1)求物块滑到圆弧轨道末端B点时,物块对圆弧轨道的压力大小;
(2)若解除小车锁定,让物块仍从A点由静止释放,求物块从B点到与右侧挡板发生第一次碰撞经历的时间;
(3)在(2)问的初始条件下,物块将与小车右侧挡板发生多次碰撞,求整个运动的过程中,小车发生的位移大小。
【答案】(1)15 N;(2)0.67s;(3)1.33 m
【解析】
【详解】(1)由机械能守恒定律有
mgR=mv2
在B点,由牛顿第二定律有
FN-mg=m
解得
FN=15 N
根据牛顿第三定律,可知物块对轨道压力大小
FN'=15 N
(2)解除固定后,物块和小车组成的系统水平方向动量守恒。设物块刚滑上B点时的速度大小为v1,此时小车的速度大小为v2,由动量守恒定律有
mv1=Mv2
由机械能守恒定律有
mgR=m+M
解得
v1=4 m/s,v2=2 m/s
物块滑上粗糙面BC后,设物块的加速度大小为a1,小车的加速度大小为a2,根据牛顿第二定律有
μmg=ma1
可得
a1=0.6 m/s2
方向水平向左。同理
μmg=Ma2
可得
a2=0.3 m/s2
方向水平向右。当物块和小车右侧挡板发生碰撞时满足
v1t-a1t2+v2t-a2t2=L
解得
t1=s=0.67 s,t2=12 s=12.67 s(舍去)
(3)从物块滑下到最终相对小车静止,设物块在小车BC面上滑动的路程为s,根据动能定理有
mgR=μmgs
解得
s=20 m
设物块在小车上表面来回运动的次数为n,满足
s=nL+Δx
当n=5时,Δx=1 m,即物块将停在离右侧挡板1 m处,此时物块和小车同时停止运动。从物块滑下到物块和小车停止运动的整个过程中,物块相对小车发生的位移
x总=R+L-Δx=4 m
选取物块和小车为系统,由于水平方向动量守恒,设物块水平向右发生的位移大小为x1,小车水平向左发生的位移大小为x2,有
mx1=Mx2,x1+x2=x总
解得
x2= m=1.33 m
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2023—2024学年高三第二次模拟考试
高三物理试题
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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. 物理学大致可以分为力学、热学、电磁学、光学和原子物理学,原子和原子核物理在近一百年取得了很大的成就。关于这一领域,下列说法正确的是( )
A. 发生光电效应时,光电子的最大初动能跟入射光的频率成正比
B. 半衰期为5730年,埋在海底的古木经过11460年,会衰变完
C. 锶90发生衰变的方程为,衰变后的产物X中的A为37
D. 与核裂变相比较,核聚变有很多优点,如轻核聚变产能效率高,燃料储量丰富,更为清洁安全等
2. 2023年12月26日,我国在西昌卫星发射中心成功发射第五十七颗、五十八颗北斗导航卫星。北斗系统空间段由若干地球同步轨道卫星(GEO)、倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)和中圆地球轨道卫星(MEO)三种轨道卫星组成混合导航星座。该系统可以在没有地面站支持的情况下自主运行通信。下列说法正确的是( )
A. 地球同步轨道卫星(GEO)和中圆地球轨道卫星(MEO)的周期相同
B. 地球同步轨道卫星(GEO)和中圆地球轨道卫星(MEO)的向心加速度大小相等
C. 地球同步轨道卫星(GEO)和倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)的线速度大小相等
D. 地球同步轨道卫星(GEO)和倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)需要的向心力大小一定相等
3. 虚线为某电场的等势线,其电势如图所示。一带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到C点,且到达C点时速度恰好减为零,下列说法正确的是( )
A. 该粒子带正电
B. 从A点运动到C点带电粒子的电势能增大
C. 若粒子所带电荷量为,则粒子在A点时的动能为
D. 若粒子所带电荷量为,则粒子在B点时的动能为
4. 一定质量的理想气体,在初始状态A时,气体体积为,压强为,温度为,该理想气体从状态A开始经过的一系列变化,其变化过程中的压强p与热力学温度T的关系图线如图所示,其中CA延长线过坐标原点O,A、B在同一竖直线上,B、C在一倾斜直线上。下列说法正确的是( )
A. 从C到A的过程中,气体的体积不变
B. 从B到C的过程中,气体每个分子的动能都增大
C. 从A到B的过程中,外界对气体做的功为
D. 从C到A的过程中,气体要从外界吸收热量
5. 2024年2月,湖南北部遭遇了极端天气——冻雨、冰雪的侵害,致使道路长时间地出现路面结冰现象。一小朋友在某斜坡上滑雪,他将一个蛇皮袋子垫在雪面上,自己坐在袋子上面,在另一个小朋友帮忙推动一下后,恰好可以匀速地下滑。将这个斜坡简化为高h、长L的坡面,如图所示。下列分析正确的是( )
A. 蛇皮袋子与斜坡间的动摩擦因数为
B. 若仅增大h,则小朋友对斜坡的压力将增大
C. 若换一个质量更大的小朋友坐在蛇皮袋上,则小朋友将加速下滑
D. 若换一个更光滑的袋子,则小朋友获得初速度后将匀加速下滑
6. 一波源(视为质点)位于O点,波源沿y轴做不连续的简谐振动,相邻两次起振间隔的时间相同,每次的起振方向和振动的时间相同,形成沿x轴正方向传播的机械波,某时刻刚好传到P点。平衡位置在处的质点已经振动了0.4s,O、P点间各质点形成的波形图如图所示,此时由波形可知( )
A. 波源的起振方向沿y轴负方向 B. 波在介质中传播的速度为2.0m/s
C. 波源相邻两次起振间隔的时间为1.0s D. 此时质点P的速度最小
7. 两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示,它们各有一边在同一水平面内,另一边在同一竖直面内。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为,导轨电阻不计,金属细杆ab、cd的电阻均为R。整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨、大小为F的拉力作用下,以某一速度沿导轨向右匀速运动时,cd杆正好以速度向下匀速运动,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. ab杆向右匀速运动的速度大小为
B. 经过时间t,通过金属细杆ab的电荷量为
C. abcd回路中的电流为
D. 动摩擦因数与F大小的关系满足
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 某电厂利用如图所示的理想变压器给路灯供电,变压器的原线圈接的交流电,路灯的额定电压为220V,变压器副线圈的匝数为1100匝,下列说法正确的是( )
A. 交流电的频率为100Hz
B. 电源电压有效值为380V
C 副线圈所接灯泡越多,原线圈两端电压越大
D. 原线圈匝数为1900匝
9. 如图所示,A、B两辆汽车从同一地点、同时出发,沿同一方向做直线运动,它们的速度平方()随位移(x)的变化图像均为直线,下列判断正确的是( )
A. 汽车A的初速度大小为24m/s,加速度大小为
B. 汽车B的初速度大小为0,加速度大小为
C. 汽车A、B经4s在处相遇
D. 汽车A、B经相遇,相遇时在处
10. 如图所示,三个小孩分别坐在三辆碰碰车(可看成质点)上,任意一个小孩加上自己的碰碰车后的总质量都相等,三辆碰碰车在一光滑水平面上排成一直线,且初始时彼此隔开相等的距离。具有初动能的碰碰车1向右运动,依次与两辆静止的碰碰车2、3发生碰撞,碰撞时间很短且碰后连为一体,最后这三辆车粘成一个整体成为一辆“小火车”,下列说法正确的是( )
A. 三辆碰碰车整体最后的动能等于
B. 碰碰车1运动到2的时间与2运动到3的时间之比为2:3
C. 碰碰车第一次碰撞时损失的机械能和第二次碰撞时损失的机械能之比为3:1
D. 碰碰车第一次碰撞时损失的机械能和第二次碰撞时损失的机械能之比为3:2
三、非选择题:共54分。
11. 利用如图甲所示装置探究力与运动的关系,内装n个质量均为的砝码的盒子与砝码盘通过绕过光滑定滑轮的细绳相连,纸带与打点计时器间的摩擦不计,桌面水平,取重力加速度大小,电源频率为50Hz。
(1)轻推盒子后,发现打出的纸带点距相等,然后测得装有砝码的盒子的总质量为M,砝码盘(无砝码)的质量为m,则盒子与桌面间的动摩擦因数为__________。(用字母表示)
(2)将一个砝码由盒子中转移到砝码盘中,无初速度释放盒子,打出的纸带如图乙所示,两相邻计数点间还有四个点未画出,,,,,,,则盒子运动的加速度大小为__________,上述与的比值为__________。(结果均保留两位有效数字)
(3)依次将2个、3个、、n个砝码由盒子中转移至砝码盘中,分别进行实验并求出加速度,利用描点连线法画出加速度a随转移砝码个数变化的图像,则图像可能是__________。
A. B.
C. D.
12. 为了测量电阻丝电阻率,某同学设计了如图甲所示的电路,电路中的ab是一段电阻率较大、粗细均匀的电阻丝,保护电阻,电源电动势,电流表的内阻可忽略不计,滑片P与电阻丝始终接触良好。
(1)实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示,其示数__________mm。
(2)实验时闭合开关S,调节滑片P的位置,分别测量出每次实验中a、P间的长度x及对应的电流I,实验获得多组数据后,以为纵轴、x为横轴,描点作出的图像如图丙所示,则该图像的斜率的表达式__________(用题中的字母表示),电阻丝的电阻率__________(结果保留两位有效数字),若丙图中纵轴上的截距为b,则电源的内阻__________(用b、E和表示)。
13. 如图所示,图中阴影部分为一由折射率的透明材料做成的柱形光学元件的横截面,AC为一半径为R的四分之一圆弧,在圆弧的圆心O处有一点光源,构成一正方形,若只考虑首次从AC面直接射向AB、BC面的光线,真空中的光速为c,,求:
(1)AB面有光射出的区域长度;
(2)光从O点传播到边界AB的最长时间。
14. 如图所示,在平面直角坐标系的第一、二象限存在水平向左的匀强电场,在第三、四象限存在竖直向上的匀强电场及垂直纸面向里的匀强磁场。现将一质量为m、电荷量为q的带正电小球从y轴上的M点以大小为的速度水平向右抛出,小球第一次运动到x轴时恰好过O点,且速度方向与x轴负方向成45°角,小球进入x轴下方的复合场时恰好做匀速圆周运动,从x轴正半轴上的N点(图中未画出)进入第一象限,且。重力加速度大小为g,不计空气阻力。求:
(1)M点的纵坐标;
(2)第三、四象限中磁场的磁感应强度大小B;
(3)小球从抛出到第三次经过x轴所经历的时间t。
15. 如图所示,在光滑水平面上通过锁定装置固定一辆质量的小车,小车左边AB部分为半径的四分之一光滑圆弧轨道,轨道末端平滑连接一长度的水平粗糙面BC,粗糙面右端是一挡板。将一质量的物块(可视为质点)从小车左侧圆弧轨道顶端A点由静止释放,物块与小车的粗糙区域BC间的动摩擦因数,物块与挡板的碰撞无机械能损失,取重力加速度大小。
(1)求物块滑到圆弧轨道末端B点时,物块对圆弧轨道的压力大小;
(2)若解除小车锁定,让物块仍从A点由静止释放,求物块从B点到与右侧挡板发生第一次碰撞经历的时间;
(3)在(2)问的初始条件下,物块将与小车右侧挡板发生多次碰撞,求整个运动的过程中,小车发生的位移大小。
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