内容正文:
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2024秋季学期第一次月考物理测试卷
一、单选题(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. 下列有关电学知识的相关说法正确的是( )
A. 图甲中,静电除尘装置将带负电的尘埃收集在中间的线状电极B上
B. 图乙中,家用煤气灶的点火装置是根据尖端放电的原理制成的
C. 图丙中,在加油站给汽车加油前需要触摸静电释放器是为了利用静电
D. 图丁中,工作人员在超高压带电作业时,穿绝缘橡胶服比金属丝编制的更安全
2. 2020年11月,中国“奋斗者”号载人潜水器在地球海洋最深处“马里亚纳海沟”成功坐底,坐底深度10909米,如图甲所示。“奋斗者”号在某次竖直方向运动的 图像如图乙所示,规定竖直向上为正方向。下列说法正确的是( )
A. 0到 内,“奋斗者”号竖直向上运动了
B. 时,“奋斗者”号的运动方向发生了改变。
C. 到 内,“奋斗者”号先处于失重状态,后处于超重状态。
D. 0到 内,“奋斗者”号在0到 内加速度最大
3.四颗地球卫星a、b、c、d的排列位置如图所示,a是静止在地球赤道上还未发射的卫星,b是近地轨道卫星,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星,四颗卫星相比较( )
A. a的向心加速度最大
B. c相对于b静止
C. 相同时间内b转过的弧长最长
D. d的运行周期最小
4. 如图,在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。则P中的电流在a点处磁感应强度的大小为( )
A. 0 B. C. D.
5. 如图,虚线表示电场中的三条等势面,相邻等势面间电势差相等,实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点。由此可知( )
A. P点的电势低于Q点的电势
B. 带电粒子在P点的加速度小于在Q点的加速度
C. 带电粒子在P点时的电势能小于在Q点时的电势能
D. 带电粒子一定是从P点运动到Q点
6. 动车上装有烟雾报警装置,其原理如图所示,M为烟雾传感器,其阻值 随着烟雾浓度的改变而变化,N为定值电阻,滑动变阻器的滑片P已调整至合适位置,电源电动势和内阻恒定不变。当车厢内有人抽烟时,烟雾浓度增大,导致N两端的电压增大,装置发出警报。下列说法正确的是( )
A. 烟雾浓度增大时, 的阻值减小
B. 烟雾浓度增大时,通过滑动变阻器的电流增大
C. 滑片P向右移动可以提高报警灵敏度
D. 烟雾浓度增大时,烟雾传感器消耗的功率一定增大
7. 如图所示,某同学用两只手分别撑住左右两边的桌子使自己悬空,设两手臂和桌面的夹角均为锐角,两桌面始终水平且等高,现缓慢增大两手臂(始终伸直)和桌面的夹角θ,桌子始终静止在地面上,则下列说法正确的是( )
A. 每只手臂所承受的作用力变小,地面对单个桌子的支持力将变小
B. 每只手臂所承受的作用力变大,地面对单个桌子的摩擦力将变大
C. 每只手臂所承受的作用力不变,地面对单个桌子的支持力不变
D. 每只手臂所承受的作用力变小,地面对单个桌子的摩擦力将变小
二、多选题(共3小题,每小题5分,共15分,在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对得5分,选对但不全得3分,有选错得0分。)
8. 如图所示,同一高度有4个相同的小球,同一时刻甲、乙、丙分别沿竖直向下、水平向右和竖直向上以相同的速率抛出,丁做自由落体运动,均不计空气阻力。则下列说法正确的是( )
A. 四个小球同时落地
B. 甲、乙两小球落地时的速度大小相同
C. 四个小球的加速度相同
D. 四个小球的位移相同
9. 某悬臂吊车在运送货物,货物在水平方向的x-t图像和竖直方向的vy-t图像如图甲、乙所示。以下判断正确的是( )
A. 在0~2 s内,货物做直线运动
B. 在0~2 s内,货物受到的合外力沿y轴方向
C. 在第1 s末,货物的瞬时速度为0.7 m/s
D. 在第2 s末,货物离出发点的距离为1.0 m
10. 轻杆AB长2L,A端连在固定轴上,B端固定一个质量为2m的小球,中点C固定一个质量为m的小球.AB杆可以绕A端在竖直平面内自由转动.现将杆置于水平位置,如图所示,然后由静止释放,不计各处摩擦力与空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. AB杆转到竖直位置时,角速度为
B. AB杆转到竖直位置的过程中,B端小球的机械能的增量为 mgL
C. AB杆转动过程中杆CB对B球做正功,对C球做负功,杆AC对C球做正功。
D. AB杆转动过程中,C球机械能守恒。
三、实验题(共2小题,11题7分,12题8分。)
11. 某同学做“探究小车加速度与合外力的关系”的实验装置如图1所示,他用力传感器来测量绳子的拉力 。他将力传感器和小车固定在一起,细线的一端与砝码相连,另一端系在传感器的挂钩上。
回答下列问题:
(1)关于本实验的部分操作或要求,下列说法正确的是 (填选项序号)。
A.必须保证砝码的质量远小于小车的质量
B.与小车相连的细线必须保持与木板平行
C.需要进行补偿摩擦力的操作
D.不需要刻度尺也不需要天平
(2)实验主要采用的研究方法是 (填选项序号)。
A.理想模型法 B.微元法
C.控制变量法 D.等效替代法
(3)该同学打出一条纸带如图2所示,每相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出来,图2中的数字为对应的两个计数点间的距离,打点计时器的工作频率为 。则打下计数点 时纸带的速度大小 ;小车做匀加速直线运动的加速度大小 (均保留2位有效数字)。
(4)实验中保持小车质量不变,改变砝码的质量,进行多次测量,记录数据,以 为纵坐标, 为横坐标,作出了加速度 随拉力 的变化关系图,如图3所示,发现图中直线明显没有通过原点,其主要原因是 ;由 图像中图线斜率可得小车(含力传感器)的质量为 。
12. 如图甲所示是一多用电表的简化电路图。其表头满偏电流Ig=500 μA、内阻Rg=50 Ω,该多用电表有两个电流挡,量程分别为0~10 mA和0~1 mA,已知R2=45 Ω,R3=2 475 Ω。
(1)转换开关S接入_________(填“1”“2”“3”“4”“5”或“6”)端时,为较小量程的电流挡,正确测量时电流应从A表笔流_________(填“出”或“入”)多用电表。
(2)当转换开关S接入“3”端时,多用电表可以用来测电阻。测量之前,先进行欧姆调零,使指针偏转到刻度盘最_________(填“左”或“右”)侧。某次测量电阻时使用的倍率为“×10”,指针如图乙,则待测电阻的阻值为_________Ω。
(3)当转换开关S接入“5”端时,多用电表的功能是测_________(填“电流”“电压”或“电阻”),其量程为_________。
四、计算题(共3小题)
13. 如图所示,长为L=2 m、质量为M=8 kg的木板,放在水平地面上,木板向右运动的速度v0=6 m/s时,在木板前端轻放一个大小不计、质量为m=2 kg的物块.木板与地面、物块与木板间的动摩擦因数均为μ=0.2,g取10 m/s2.求:
(1)物块及木板的加速度大小;
(2)物块滑离木板时的速度大小。
14. 如图所示,竖直平面内有一光滑圆弧轨道,其半径为R=0.5 m,平台与轨道的最高点等高.一质量m=0.8 kg的小球(可视为质点)从平台边缘的A处以v0=3 m/s的水平速度射出,恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内侧,轨道半径OP与竖直线的夹角为53°,已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6.
(1)求小球到达P点时的速度大小vP;
(2)求小球到达圆弧轨道最低点时的速度大小以及对轨道的压力;
(3)小球沿轨道通过圆弧的最高点Q时对轨道的内壁还是外壁有弹力,并求出弹力的大小。
15. 如图甲是某XCT机的实物图。其产生X射线主要部分的示意图如图乙所示,图中P、Q之间的加速电压为 M、N两板之间的偏转电压为U,电子从电子枪逸出后沿图中虚线 射入,经加速电场、偏转电场区域后,打到水平靶台的中心点C,产生X射线(图中虚线箭头所示)。已知电子质量 电荷量为 偏转极板M、N长 间距 虚线 距离靶台竖直高度为 靶台水平位置可以调节,不考虑电子的重力、电子间相互作用力及电子从电子枪逸出时的初速度大小,不计空气阻力。求:
(1)电子进入偏转电场区域时速度的大小;
(2)若M、N两板之间电压大小 时,为使X射线击中靶台中心点C,靶台中心点C离N板右侧的水平距离;
(3)在(2)中,电子刚出偏转电场区域时的速度;
(4)在电场区域由于电子重力远小于电场力,所以电子的重力可忽略不计,试说明为什么电子飞出偏转电场区域后,重力仍可忽略不计。
参考答案
1. 【答案】B
【解析】图甲中,静电除尘装置将带负电的尘埃收集在两个带正电的极板A上,故A错误;图乙中,家用煤气灶的点火装置是根据尖端放电的原理制成的,故B正确;图丙中,给汽车加油前要触摸一下静电释放器,其目的是导走人身的静电,防止发生静电危害,故C错误;图丁中,超高压带电作业的工作人员,穿上金属丝制成的衣服,起到静电屏蔽的作用,可以保证安全,故D错误。故选B。
2. 【答案】A
【解析】由 图像知,图像围成的面积代表位移,t轴以上代表位移为正,t轴以下代表位移为负,则可知0到 内,位移为正,所以“奋斗者”号竖直向上运动,运动位移为 ,A正确;由图像知, 时,速度方向不变,表示开始竖直向上做匀速直线运动,B错误; 到 内,“奋斗者”竖直向上做匀减速直线运动,处于失重状态, 到 内,改变方向,竖直向下做匀加速直线运动,处于失重状态,C错误;根据加速度公式知 ,在0到 内加速度为 ,在 到 内加速度为 ,所以 ,D错误。
3. 【答案】C
【解析】地球同步卫星的周期、角速度与地球自转周期相同、角速度相同,则知a与c的角速度相同,根据a=ω2r,知c的向心加速度比a的向心加速度大,又根据G=ma,可知ab>ac>ad,即b的向心加速度最大,故A错误;
b是近地轨道卫星,c是地球同步卫星,c相对于地面静止,近地轨道卫星相对于地面运动,所以c相对于b运动,故B错误;根据v=ωr,知c的线速度比a的线速度大,由=,得v=,卫星的轨道半径越大,线速度越小,所以vb>vc>vd,由l=vt,在相同时间内b转过的弧长最长,故C正确;由开普勒第三定律=k,可知卫星的轨道半径越大,周期越大,所以Tb<Tc<Td,所以d的运行周期不是最小,故D错误。
4. 【答案】B
【解析】根据题意做出通电直导线P、Q在a点的磁场强度的矢量图如下图所示
二者的合场强大小等于匀强磁场的磁感应强度,P、Q距a点的距离相等,则产生的磁场强度大小相等,即,则由几何关系有解得。
5. 【答案】A
【解析】电场所受电场力指向轨迹内侧,由于电荷带负电,因此电场线指向左上方,沿电场线方向电势降低,故P的等势面电势较低,Q的等势面电势最高,故A正确;由于相邻等势面之间的电势差相同,等势面越密集的地方电场线越密集,电场强度越大,故P点电场强度较大,电场力较大,加速度较大,故B错误;P的等势面电势较低,Q的等势面电势最高,负电荷在电势低的地方电势能较大,则带电粒子在P点时的电势能大于在Q点时的电势能,故C错误;根据题意无法判断带电粒子是从P点运动到Q点还是Q点运动到P点,故D错误。故选A。
6. 【答案】A
【解析】定值电阻N两端的电压增大,干路电流增大,传感器两端的电压一定减小,则并联部分电阻一定减小,可知烟雾浓度增大时, 的阻值减小,故A正确;烟雾浓度增大时, 的阻值减小,并联部分电压减小,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流减小,故B错误;滑动变阻器接入电路的阻值越大,滑动变阻器与烟雾传感器并联的电阻越接近 ,烟雾浓度增大时,N两端的电压增大得越明显,即能够提高报警灵敏度,可知滑片P向左移动可以提高报警灵敏度,故C错误;烟雾浓度增大时, 的阻值减小,干路电流增大;烟雾传感器两端的电压一定减小,通过滑动变阻器的电流减小,通过烟雾传感器的电流增大,其消耗的功率可能增大,也可能减小或不变,故D错误。故选A。
7. 【答案】D
【解析】设人的质量为,单个桌子的质量为,每只手臂所承受的作用力为,地面对单个桌子的支持力为,地面对单个桌子的摩擦力为,对整体有,可得,则增大两手臂(始终伸直)和桌面的夹角θ时,地面对单个桌子的支持力不变。对人有,解得,变大,则变大,每只手臂所承受的作用力变小,对单个桌子,水平方向上有,由于变小,变小,则变小,D正确。
8. 【答案】BC
【解析】甲、乙、丙球被抛出,丁球做自由落体运动后,均不计空气阻力,四个小球只受重力,由牛顿第二定律mg=ma可得,四个小球的加速度相同,均为g,C正确;设竖直向下为正方向,由运动学公式,对甲球有h=v0t1+gt12,竖直方向上对乙球有h=gt22,对丙球有h=-v0t3+gt32,对丁球有h=gt42,整理可得t3>t2=t4>t1,A错误;由题意可知,甲球落地时的速度为v1=,乙球落地时水平方向vx=v0,竖直方向vy= ,则乙落地时的速度v2= = ,故甲、乙两小球落地时的速度大小相同,B正确;甲、丙、丁三个小球落到抛出位置的正下方,位移大小和方向相同,乙小球水平方向有位移,四个小球位移不相同,D错误。
9. 【答案】BD
【解析】由题图甲可知,货物在水平方向做匀速直线运动,水平方向合外力为零,在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,竖直方向合外力不为零,因此在0~2 s内,货物做曲线运动,受到的合外力沿y轴方向,A错误,B正确;由题图甲可知,货物在水平方向的速度大小为vx== m/s=0.4 m/s,由题图乙可知,在第1 s末,货物在竖直方向的速度大小为vy1== m/s=0.3 m/s,因此在第1 s末,货物的瞬时速度大小为v1== m/s=0.5 m/s,C错误;由题图甲可知,2 s内货物在水平方向的位移大小为x2=0.8 m,由题图乙可知, 2 s内货物在竖直方向的位移大小为y2=t2=×2 m=0.6 m,2 s内货物的位移大小为s== m=1.0 m,因此在第2 s末货物离出发点的距离为1.0 m,D正确。
10. 【答案】AB
【解析】在AB杆由静止释放转到竖直位置的过程中,以B端球的最低点为零势能点,根据机械能守恒定律有mg·2L+2mg·2L=mgL+ ·2m(ω·2L)2+ m(ωL)2解得角速度ω= ,A项正确;在此过程中,B端小球机械能的增量为ΔEB=E末-E初= ·2m(ω·2L)2-2mg(2L)= mgL,B项正确;AB杆转动过程中,杆AC对C球不做功,杆CB对C球做负功,对B球做正功,C项错误;C球机械能不守恒,B、C球系统机械能守恒,D项错误.
11. 【答案】(1)BC/CB(1分) (2)C(1分) (3)0.56(1分) 0.80(2分) (4)没有补偿摩擦力或者补偿摩擦力不足(1分) 0.7(1分)
【解析】(1)细线对小车的拉力可以通过力传感器读出,不要求砝码的质量远小于小车的质量,故A错误;实验中要保证细线对小车的拉力为合外力,则需要将长木板右端适当抬高平衡摩擦力,与小车相连的细线必须与长木板平行,故B、C正确;实验不需要天平,但是需要刻度尺测量纸带长度,故D错误。
(2)探究加速度与力、质量的关系,先控制其中一个物理量不变,探究加速度与另一个物理量的关系,本实验主要应用的方法是控制变量法。
(3)相邻两个计数点之间的时间间隔 ,打计数点D时小车运动的速度 ,
小车运动的加速度 ,
(4)图中直线明显没有通过原点,也就是说当拉力到达一定值时小车才有了加速度,则其主要原因是没有补偿摩擦力或者补偿摩擦力不足;
根据 可知, 图像中图线斜率的物理意义是小车质量的倒数即 。
12. 【答案】(1)2(1分) 入(1分) (2)右(1分) 190(1分) (3)电压(1分)
0~2.5V(3分)
【解析】(1)由题图甲可知,电流挡需要将电阻与表头并联从而达到分流作用;电阻挡需要内部电源对所测电阻供电,从而通过电流来间接反应电阻;电压挡需要将电阻与表头串联从而达到分压作用。综上所述可知开关接入1、2端时,为电流挡。根据串并联电路规律可知,当开关接入1端时,所测最大电流值为,当开关接入2端时,所测最大电流值为,所以2端为较小量程的电流挡。根据表内电源正负极方向可知正确测量时电流应从A表笔流入。
(2)欧姆调零时,指针应偏转到刻度盘的零刻度处,即最右侧。由题图乙可知待测电阻的阻值为190Ω。
(3)当转换开关S接入“5”端时,多用电表的功能是测电压。此时所测电压最大值为
,即量程为0~2.5V。
13.(9分) 【答案】见解析
【解析】(1)对物块有:μmg=mam,
解得am=μg=2 m/s2,
对木板有:μmg+μ(M+m)g=MaM,
解得aM=3 m/s2.
(2)设物块经时间t从木板左端滑离,
如图所示,x板=x块+L,
x块= amt2,
x板=v0t- aMt2,
则L=v0t- aMt2- amt2
解得t1=0.4 s或t2=2 s(因物块已滑离木板,故舍去)
物块滑离木板时的速度:v=amt1=0.8 m/s.
14. (14分)【答案】(1)5 m/s (2) m/s 54.4 N,方向竖直向下 (3)外壁 6.4 N
【解析】(1)平抛运动的水平速度不变,始终为v0,小球恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内侧,轨道半径OP与竖直线的夹角为53°,说明速度与水平方向夹角为53°,将P点速度分解,如图所示,
vP== m/s=5 m/s;
(2)从抛出到圆弧轨道最低点,根据动能定理有
mg·2R=mv12-mv02
解得v1= m/s
在最低点根据牛顿第二定律和向心力公式有FN-mg=m
解得FN=54.4 N
根据牛顿第三定律有F压=FN=54.4 N,方向竖直向下;
(3)平台与轨道的最高点等高,根据动能定理可知vQ=v0=3 m/s
设小球受到向下的弹力F1,根据牛顿第二定律和向心力公式有
F1+mg=m
解得F1=6.4 N>0
根据牛顿第三定律知,小球对外壁有弹力,大小为6.4 N.
15. (19分)【答案】(1) /s;(2) c ;(3) ;(4)见解析
【解析】(1)根据动能定理有
解得 /s
(2)M、N两板之间电压大小 时,根据类平抛运动规律有 ,
根据牛顿第二定律有
根据几何关系可知
解得 cm
(3)结合(2)中的类平抛运动规律有 ,
则电子刚出偏转电场区域时的速度为
解得
(4)粒子离开偏转电场后,打到靶台的时间为
不计重力时,竖直方向的位移为
计重力时,竖直方向的位移为
则
即重力对电子打在荧光屏上的位置影响非常小,所以计算电子偏转量时可以忽略电子所受的重力。
答案第2页 总2页
第1页 共1页
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