内容正文:
盐山中学2025届高三一模
物理
考试时间:75分钟
注意事项∶
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 如图所示,一束红光和一束黄光,从O点以相同角度沿PO方向射入横截面为半圆形的玻璃柱体,其透射光线分别从M、N两点射出,已知α=45°,β=60°,则下列说法正确的是( )
A. ON是红光,OM是黄光
B. 玻璃对OM光束的折射率为
C. 沿ON路径传播的光穿过玻璃柱体所需时间较长
D. 若将OM光束从N点沿着NO方向射入,可能发生全反射
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据光的折射定律,光在介质中的折射率为
由图可知,OM、ON两束光在空气中的入射角相等,而在介质中OM光的折射角大于ON光的折射角,所以OM光束在介质中的折射率小于ON光束在介质中的折射率,而红光的折射率小于黄光的折射率,所以OM为红光,ON为黄光,故A错误;
B.对OM光束,根据光的折射定律有
故B错误;
C.光在介质中的传播速度为
由于OM光束在介质中的折射率小于ON光束在介质中的折射率,所以OM光束在介质中的传播速度大于ON光束在介质中的传播速度,而光穿过玻璃柱体的路程相同,所以沿ON路径传播的光穿过玻璃柱体所需时间较长,故C正确;
D.OM光线发生全反射的临界角为
则
则若将OM光束从N点沿着NO方向射入,此时的入射角一定小于临界角,则一定不会发生全反射,故D错误。
故选C。
2. 地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器。如图甲所示,若光线被乘客阻挡,电流发生变化,工作电路立即报警。如图乙所示,光线发射器内大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时,辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子,图丙为a,b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2.55eV,下列说法正确的是( )
A. b光为氢原子从能级跃迁到能级时发出的光
B. 经同一障碍物时,b光比a光衍射现象更明显
C. 光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为9.54eV
D. 若部分光线被遮挡,则放大器的电流将增大,从而引发报警
【答案】C
【解析】
【详解】A.由丙图知,,故a光为跃迁时发出的光,b光为跃迁时发出的光,故A错误;
B.由得,a光的波长大于b光的波长,故a光衍射现象更明显,故B错误;
C.由光电效应方程得
故C正确;
D.部分光被遮挡,光强降低,饱和光电流减小,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,实线a是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图,虚线b是这列波在t=0.7s时刻的波形图。已知该波的波速是v=10m/s,根据图形,则下列说法正确的是( )
A. 经过t=1s,x=1m处的质点速度最大,方向沿y轴正方向
B. t=2.75s时刻x=4m处的质点离开平衡位置位移为2cm
C. 该横波若遇到4m在障碍物不能发生明显衍射,但能发生明显反射
D. t=0时刻x=-3m处的质点向上振动
【答案】A
【解析】
【详解】A.分析波形图可知:波长,波速,则周期为
根据时间与周期的关系可知
当t=1s时
由波形图像可知,波沿x轴负方向传播,此时处质点速度最大,方向沿y轴正方向,故A正确;
B.由
处的质点振动方程
当t=2.75s时
故B错误;
C.因为该横波的波长,若遇到4m的障碍物能发生明显的衍射,故C错误;
D.由A分析可知波形图为时间间隔的两个波形图。由波形平移法可知,该波一定沿x轴负方向传播,所以根据波动规律可知,当t=0s时,处的质点向下振动,故D错误。
故选A。
【点睛】主要考查了波动图像的相关规律,关键是时间和周期的关系
4. 如图所示,轻杆的一端固定在水平转轴上,另一端固定一个小球,小球随轻杆一起在竖直平面内在转轴的带动下绕O点以角速度做匀速圆周运动。已知杆长为L,小球的质量为m,重力加速度为g,A、B两点与O点在同一水平直线上,C、D分别为圆周的最高点和最低点,下列说法正确的是( )
A. 小球在运动过程中向心加速度不变
B. 小球运动到最高点C时,杆对小球的作用力为支持力
C. 小球运动到A点时,杆对小球作用力为
D. 小球在D点与C点相比,杆对小球的作用力的大小差值一定为
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球做匀速圆周运动,向心加速度大小不变,方向改变,选项A错误;
B.当小球在最高点,由牛顿第二定律
可知,当小球通过最高点时线速度大于时,FN为正值,杆对小球的作用力为向下的拉力;当小球通过最高点时线速度小于时,FN为负值,杆对小球的作用力为向上的支持力;当小球通过最高点时线速度等于时,FN为0。因为不知道小球在最高点时线速度与的大小关系,所以不能判断杆对小球是支持力还是拉力,选项B错误;
C.当小球在A点时,杆对小球作用力竖直方向分量应等于重力,水平方向分量提供向心力,故杆对小球的作用力
选项C正确;
D.若小球在最高点,杆对小球的作用力为支持力,则在C点
在D点
可得
若小球在最高点,杆对小球的作用力为拉力,则在C点
在D点
可得
选项D错误。
故选C。
5. 如图所示,左侧竖直墙面上固定半径为的光滑半圆环,右侧竖直墙面上与圆环的圆心等高处固定一水平光滑直杆。质量为的小球a套在半圆环上,质量为的小球b套在直杆上,两者之间用长为的轻杆通过两铰链连接。现将a从圆环的最高处静止释放,让其沿圆环自由下滑,不计一切摩擦,a、b均视为质点,取,则以下说法中正确的是( )
A. 小球a滑到与圆心等高的点时,a的速度大小为
B. 小球a滑到与圆心等高的点时,a的向心加速度为
C. 小球a从点下滑至杆与圆环相切的点图中未画出过程中,a、b两球组成的系统机械能、动量均守恒
D. 小球a从点下滑至杆与圆环相切的点图中未画出的过程中,杆对小球b做的功约为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.当a滑到与O同高度P点时,a的速度v沿圆环切向向下,a沿杆方向速度为零,所以b的速度为零,由机械能守恒可得
解得
此时a的向心加速度
故AB错误;
C.小球a从P点下滑至杆与圆环相切的Q点(图中未画出)过程中,a、b两球组成的系统只有重力对系统做功,所以,a、b两球组成的系统机械能守恒;圆弧轨道对a球的弹力存在水平方向的分力,则a、b两球组成的系统在水平方向的合外力不为0,水平方向一定不满足动量守恒,故C错误;
D.杆与圆相切时,如图所示
a的速度沿杆方向,设此时b的速度为,则有
由几何关系可得
从点下滑至杆与圆环相切的点的过程,a下降的高度为
a、b两球组成的系统满足机械能守恒,则有
对b,由动能定理得
联立解得
故D正确。
故选D。
6. 如图所示,在,区域内有竖直向上的匀强电场,在x>x0区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,从y轴上0~y0范围内平行于x轴正方向射出大量质量为m、电荷量为+q、分布均匀的带电粒子,粒子射入的初速度均为v0,当电场强度为0时,从O点射入的粒子恰能运动到N(x0,y0)点,若电场强度为,MN右侧是粒子接收器,MN的长度为y0,不计粒子重力和粒子间的相互作用,则( )
A. 磁感应强度的大小为
B. 从处射入的粒子,恰好从N点进入磁场
C. 从处射入的粒子,在磁场中偏转距离最大
D. 接收器接收的粒子数占粒子总数的50%
【答案】D
【解析】
【详解】A.当电场强度为0时,从O点射入的粒子恰能运动到N点,则
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
故A错误;
B.若粒子从处射入,则
联立解得
由此可知,粒子从N点下方进入磁场,故B错误;
C.设粒子进入磁场中时速度方向与竖直方向的夹角为θ,粒子进入磁场中的速度大小为v,则
所以粒子在磁场中偏转距离为
由此可知,粒子在磁场中偏转距离相等,故C错误;
D.由以上分析可知,粒子在电场中的竖直位移为
所以从处射入的粒子,恰好从N点进入磁场,且恰好经磁场偏转后打在M点,即只有0~范围内平行于x轴正方向射出的粒子能被接收器接收,所以接收器接收的粒子数占粒子总数的50%,故D正确。
故选D。
7. 物理量分为矢量和标量,它们遵循不同的运算法则,下列物理量为标量的是( )
A. 力做的功W B. 电场强度E C. 力的冲量I D. 加速度a
【答案】A
【解析】
【详解】根据物理量的定义,电场强度、力的冲量和加速度为矢量,而力做的功为标量。
故选A。
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
8. 如图所示,木星是太阳系内质量和体积最大的行星,木星绕太阳沿椭圆轨道运动,P点为近日点,Q点为远日点,P点到太阳的距离为距离的四分之一,M、N为轨道短轴的两个端点,木星运行的周期为T,若只考虑木星和太阳之间的引力作用,下列说法正确的是( )
A. 木星从P到Q的加速度越来越小
B. 木星与太阳连线和地球与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等
C. 若木星的轨道长轴是地球轨道长轴的4倍,则木星绕太阳一圈的周期为4年
D. 木星经过P、Q两点的速度大小之比为3:1
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据万有引力定律,从近日点到远日点,万有引力变小,加速度变小,故A正确;
B.由开普勒第二定律可知,木星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等,或地球与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等,故B错误;
C.根据开普勒第三定律,
可解得木星绕太阳一圈的周期为8年,故C错误;
D.由开普勒第二定律可得,木星经过P、Q两点时,在很短的时间内,与太阳连线扫过的面积相等
其中,、分别为两点到太阳的距离,由题意可得,,带入上式解得
木星经过P、Q两点的速度大小之比为3:1,故D正确。
故选AD。
9. 如图所示,物块A的质量mA = 3 kg,静止在弹簧缓冲装置上,物块B的质量mB = 2 kg,从物块A的正上方h = 1.25 m处自由下落击中物块A,碰撞时间极短,物块A、B瞬间达到共同速度,一起向下运动至最低点,两物块均可视为质点,弹簧始终是竖直放置的。不计空气阻力,重力加速度g = 10 m/s2。则说法正确的是( )
A. 两物块碰撞后瞬间达到的共同速度为2 m/s
B. 两物块碰撞过程损失的机械能为15 J
C. 两物块碰撞后一起向下运动的过程中,弹簧的最大弹性势能为10 J
D. 两物块碰撞后一起向下运动的过程中,缓冲装置对两物块的冲量大小为10 N·s
【答案】AB
【解析】
【详解】A.设物块B与A碰前速度为v0,物块B自由下落过程有
解得
B与A发生完全非弹性碰撞,由动量守恒定律可得
解得
故A正确;
B.碰撞过程中,根据能量守恒定律可知损失的机械能
故B正确;
C.碰撞后一起向下运动的过程中,到最低点时弹性势能有最大值Epm,设此过程中弹性势能的增加量为ΔEp,根据能量守恒定律有
解得
故C错误;
D.根据动量定理有
解得
故D错误。
故选AB。
10. 如图所示,空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为 B,足够长的光滑平行金属导轨水平放置,导轨左右两部分的间距分别为 l、2l;质量分别为 m、2m 的导体棒 a、b 均垂直导轨放置,导体棒 a 接入电路的电阻为 R,其余电阻均忽略不计; a、b 两棒分别以 v0、2v0的初速度同时向右运动,两棒在运动过程中始终与导轨垂直且保持良好接触,a 总在窄轨上运动,b 总在宽轨上运动,直到两棒达到稳定状态,从开始运动到两棒稳定的过程中,下列说法正确的是 ( )
A. a 棒加速度的大小始终等于 b 棒加速度的大小
B. 稳定时 a 棒的速度为 1.5v0
C. 电路中产生的焦耳热为
D. 流过导体棒 a 的某一横截面的电荷量为
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】A.分别计算、棒的加速度,由
和牛顿第二定律得
联立可得
可知:、棒串联,电流相等,、棒长度分别为 l、2l;质量分别为 m、2m,则、棒加速度大小相等,故A正确;
B.因为导轨光滑只受到安培力作用,对棒,根据动量定理有
同理,对棒有
稳定是无电流,即
得
联立解得
故B错误;
C.由能量守恒可知,动能的损失等于焦耳热,初动能
末动能
则电路中产生的焦耳热为
故C正确;
D.对应用动量定理
又
解得
故D错误。
故选AC。
第II卷(非选择题)
三、实验题:本大题共2小题,共14分。
11. 合肥一中某实验小组在学习完动量定理后,想利用验证机械能守恒定律的实验装置(如图甲所示)验证动量定理,于是他们来到科创中心三楼实验室。该小组先用天平测量重物的质量,再把打点计时器固定在铁架台上,纸带下端连接重物,上端穿过限位孔后用固定在横杆上的夹子夹住。实验中,需要调整好仪器,接通打点计时器的电源,松开纸带,使重物下落,打点计时器纸带上打出一系列的点。
(1)小组成员接通打点计时器的电源,释放重物,重复实验,从打出的纸带中选出一条理想的纸带,0是释放点,如图乙所示,已知相邻两个点之间的时间间隔为,当地的重力加速度为。在打计数点1和5的过程中重物重力的冲量的大小________,重物动量改变量的大小________。(结果用、、、、、、、或表示)代入测量数据后,发现________(填“>”、“<”或“=”),原因是:________。
(2)实验小组中的A同学用公式和分别计算计数点1和5的速度,A同学的这种做法是________(填“正确”或“错误”)。
【答案】(1) ①. ②. ③. > ④. 有空气阻力和限位孔的摩擦力,使得重物的所受合力小于重力,所以实际合力的冲量小于重力的冲量,重物动量改变量小于重力的冲量。
(2)错误
【解析】
【小问1详解】
[1]在打计数点1和5的过程中重物重力的冲量的大小为
[2]在打计数点1时重物的速度大小为
在打计数点5时重物的速度大小为
则在打计数点1和5的过程中重物动量改变量的大小为
[3]代入测量数据后,发现;
[4]有空气阻力和限位孔的摩擦力,使得重物的所受合力小于重力,所以实际合力的冲量小于重力的冲量,重物动量改变量小于重力的冲量。
【小问2详解】
实验小组中的A同学用公式和分别计算计数点1和5的速度,A同学的这种做法是错误的;因为重物下落过程存在空气阻力和摩擦阻力,使得重物的实际加速度小于重力加速度。
12. 某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律,搭建了如图(a)所示的装置。电阻测量原理如图(b)所示,E是电源,V为电压表,A为电流表。
(1)保持玻璃管内压强为1个标准大气压,电流表示数为100mA,电压表量程为3V,表盘如图(c)所示,示数为________V,此时金属丝阻值的测量值R为________Ω(保留3位有效数字);
(2)打开抽气泵,降低玻璃管内气压p,保持电流I不变,读出电压表示数U,计算出对应的金属丝阻值;
(3)根据测量数据绘制R—p关系图线,如图(d)所示;
(4)如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压,保持电流为100mA,电压表指针应该在图(c)指针位置的________侧(填“左”或“右”);
(5)若电压表是非理想电压表,则金属丝电阻的测量值________真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 ①. 1.23 ②. 12.3 ③. 右 ④. 小于
【解析】
【详解】(1)[1]电压表量程为0—3V,分度值为0.1V,则电压表读数需估读一位,读数为1.23V,范围在1.23—1.26V均可。
[2]根据欧姆定律可知,金属丝的测量值
(4)[3]根据图(d)可知气压越小电阻越大,再根据
U = IR
可知压强p减小,则电阻R增大,故电压增大,电压表的指针位置应该在题图(c)中指针位置的右侧。
(5)[4]电流表采用外接法会导致电压表分流,即
,
即I测偏大,故R测 < R真。
四、计算题:本大题共3小题,共40分。
13. 如图所示为某学习小组制作的“水火箭”,其主体是一个容积为1.5L的饮料瓶,现装入0.5L体积的水,再倒放安装在发射架上,用打气筒通过软管向箭体内充气,打气筒每次能将200mL、压强为p0的外界空气压入瓶内,当瓶内气体压强达到4p0时,火箭可发射升空。已知大气压强为p0,整个装置气密性良好,忽略饮料瓶体积的变化和饮料瓶内、外空气温度的变化,求:
(1)为了使“水火箭”能够发射,该小组成员需要打气的次数;
(2)“水火箭”发射过程中,当水刚好全部被喷出前瞬间,瓶内气体压强的大小;
(3)“水火箭”落地后瓶内气体质量与水刚好被全部喷出前瓶内气体质量之比。
【答案】(1)15;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设至少需要打次气,打气前箭体内空气体积为
打气前箭体内空气压强为p0,末状态气体的压强为,根据玻意耳定律可得
代入数据解得
所以该小组成员至少需要打气15次才能使“水火箭”发射。
(2)小组成员对“水火箭”加压到发射,在水刚好全部被喷出时气体的体积为
根据玻意耳定律可得
解得水刚好全部被喷出前瞬间,瓶内气体压强为
(3)从水刚好全部被喷出前瞬间到“水火箭”落地后,设气体没有散开,体积为V1,根据玻意耳定律可得
解得
=4L
故“水火箭”落地后瓶内气体质量与水刚好被全部喷出前瓶内气体质量之比为
14. 如图所示,一倾角θ=37°(sin37°=0.6)的光滑固定斜面上,一质量为M=3kg的滑块与劲度系数为k=600N/m的轻弹簧的一端相连,弹簧的另一端固定在斜面顶端,开始时滑块处于静止状态。质量为m=1kg的泥团以v0的速度沿斜面从滑块下方与滑块发生碰撞并立即与滑块粘合在一起,两者一起在斜面上向上运动∆x=0.04m至最高点,之后继续沿斜面做上下振动。已知弹簧的弹性势能Ep与劲度系数k和形变量x的关系为,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)碰撞后泥团与滑块组合体的最大加速度am和组合体做简谐运动的振幅A;
(2)碰撞之前泥团的初速度v0的大小;
(3)当滑块与泥团到达最低点的瞬间,将一质量为m0=1kg的小泥团轻置于滑块上,使其立即与组合体粘在一起,求新的组合体的最大动能Ekm。
【答案】(1)7.5m/s2,0.05m
(2)2.4m/s (3)0.48J
【解析】
【小问1详解】
设滑块M在初始位置时弹簧伸长量为x0,则
解得
则上升0.04m后弹簧压缩量为
对组合体,在最高点,根据牛顿第二定律方程有
解得
设组合体在平衡位置时弹簧伸长量为x2,则有
解得
所以
【小问2详解】
设碰撞后组合体的速度为v共,碰撞后至最高点的过程中,根据能量守恒定律有
解得
泥团与滑块碰撞过程,根据动量守恒定律有
解得
【小问3详解】
因原来组合体振幅为0.05m,则原组合体在最低点时弹簧伸长量为
设新组合体到达新的平衡位置弹簧的伸长量为x3,则有
解得
由系统机械能守恒可得
所以
15. 如图所示,在的空间中存在匀强电场,场强沿y轴负方向;在的空间中,存在匀强磁场,磁场方向垂直xOy平面(纸面)向外。一电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子,经过y轴上处的点时速率为,方向沿x轴正方向:然后,经过x轴上处的点进入磁场,并经过y轴上处的点。不计粒子的重力。求:
(1)电场强度的大小;
(2)粒子到达时的速度大小;
(3)磁感应强度的大小。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)粒子在电场中做类平抛运动,牛顿第二定律及运动学公式有
联立可得
(2)设粒子到达时速度为,方向与轴正方向的夹角为,其竖直分速度为,由速度偏转角正切值是位移偏转角正切角两倍的关系,求得
速度大小为
(3)根据几何关系可知
由牛顿第二定律
所以
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物理
考试时间:75分钟
注意事项∶
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 如图所示,一束红光和一束黄光,从O点以相同角度沿PO方向射入横截面为半圆形的玻璃柱体,其透射光线分别从M、N两点射出,已知α=45°,β=60°,则下列说法正确的是( )
A. ON是红光,OM是黄光
B. 玻璃对OM光束的折射率为
C. 沿ON路径传播的光穿过玻璃柱体所需时间较长
D. 若将OM光束从N点沿着NO方向射入,可能发生全反射
2. 地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器。如图甲所示,若光线被乘客阻挡,电流发生变化,工作电路立即报警。如图乙所示,光线发射器内大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时,辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子,图丙为a,b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2.55eV,下列说法正确的是( )
A. b光为氢原子从能级跃迁到能级时发出的光
B. 经同一障碍物时,b光比a光衍射现象更明显
C. 光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为9.54eV
D. 若部分光线被遮挡,则放大器的电流将增大,从而引发报警
3. 如图所示,实线a是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图,虚线b是这列波在t=0.7s时刻的波形图。已知该波的波速是v=10m/s,根据图形,则下列说法正确的是( )
A. 经过t=1s,x=1m处的质点速度最大,方向沿y轴正方向
B. t=2.75s时刻x=4m处的质点离开平衡位置位移为2cm
C. 该横波若遇到4m在障碍物不能发生明显衍射,但能发生明显反射
D. t=0时刻x=-3m处的质点向上振动
4. 如图所示,轻杆的一端固定在水平转轴上,另一端固定一个小球,小球随轻杆一起在竖直平面内在转轴的带动下绕O点以角速度做匀速圆周运动。已知杆长为L,小球的质量为m,重力加速度为g,A、B两点与O点在同一水平直线上,C、D分别为圆周的最高点和最低点,下列说法正确的是( )
A. 小球在运动过程中向心加速度不变
B. 小球运动到最高点C时,杆对小球的作用力为支持力
C. 小球运动到A点时,杆对小球作用力为
D. 小球在D点与C点相比,杆对小球的作用力的大小差值一定为
5. 如图所示,左侧竖直墙面上固定半径为的光滑半圆环,右侧竖直墙面上与圆环的圆心等高处固定一水平光滑直杆。质量为的小球a套在半圆环上,质量为的小球b套在直杆上,两者之间用长为的轻杆通过两铰链连接。现将a从圆环的最高处静止释放,让其沿圆环自由下滑,不计一切摩擦,a、b均视为质点,取,则以下说法中正确的是( )
A. 小球a滑到与圆心等高的点时,a的速度大小为
B. 小球a滑到与圆心等高的点时,a的向心加速度为
C. 小球a从点下滑至杆与圆环相切的点图中未画出过程中,a、b两球组成的系统机械能、动量均守恒
D. 小球a从点下滑至杆与圆环相切的点图中未画出的过程中,杆对小球b做的功约为
6. 如图所示,在,区域内有竖直向上的匀强电场,在x>x0区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,从y轴上0~y0范围内平行于x轴正方向射出大量质量为m、电荷量为+q、分布均匀的带电粒子,粒子射入的初速度均为v0,当电场强度为0时,从O点射入的粒子恰能运动到N(x0,y0)点,若电场强度为,MN右侧是粒子接收器,MN的长度为y0,不计粒子重力和粒子间的相互作用,则( )
A. 磁感应强度的大小为
B. 从处射入的粒子,恰好从N点进入磁场
C. 从处射入的粒子,在磁场中偏转距离最大
D. 接收器接收的粒子数占粒子总数的50%
7. 物理量分为矢量和标量,它们遵循不同的运算法则,下列物理量为标量的是( )
A. 力做的功W B. 电场强度E C. 力的冲量I D. 加速度a
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
8. 如图所示,木星是太阳系内质量和体积最大的行星,木星绕太阳沿椭圆轨道运动,P点为近日点,Q点为远日点,P点到太阳的距离为距离的四分之一,M、N为轨道短轴的两个端点,木星运行的周期为T,若只考虑木星和太阳之间的引力作用,下列说法正确的是( )
A. 木星从P到Q的加速度越来越小
B. 木星与太阳连线和地球与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等
C. 若木星的轨道长轴是地球轨道长轴的4倍,则木星绕太阳一圈的周期为4年
D. 木星经过P、Q两点的速度大小之比为3:1
9. 如图所示,物块A的质量mA = 3 kg,静止在弹簧缓冲装置上,物块B的质量mB = 2 kg,从物块A的正上方h = 1.25 m处自由下落击中物块A,碰撞时间极短,物块A、B瞬间达到共同速度,一起向下运动至最低点,两物块均可视为质点,弹簧始终是竖直放置的。不计空气阻力,重力加速度g = 10 m/s2。则说法正确的是( )
A. 两物块碰撞后瞬间达到的共同速度为2 m/s
B. 两物块碰撞过程损失的机械能为15 J
C. 两物块碰撞后一起向下运动的过程中,弹簧的最大弹性势能为10 J
D. 两物块碰撞后一起向下运动的过程中,缓冲装置对两物块的冲量大小为10 N·s
10. 如图所示,空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为 B,足够长的光滑平行金属导轨水平放置,导轨左右两部分的间距分别为 l、2l;质量分别为 m、2m 的导体棒 a、b 均垂直导轨放置,导体棒 a 接入电路的电阻为 R,其余电阻均忽略不计; a、b 两棒分别以 v0、2v0的初速度同时向右运动,两棒在运动过程中始终与导轨垂直且保持良好接触,a 总在窄轨上运动,b 总在宽轨上运动,直到两棒达到稳定状态,从开始运动到两棒稳定的过程中,下列说法正确的是 ( )
A. a 棒加速度的大小始终等于 b 棒加速度的大小
B. 稳定时 a 棒的速度为 1.5v0
C. 电路中产生的焦耳热为
D. 流过导体棒 a 的某一横截面的电荷量为
第II卷(非选择题)
三、实验题:本大题共2小题,共14分。
11. 合肥一中某实验小组在学习完动量定理后,想利用验证机械能守恒定律的实验装置(如图甲所示)验证动量定理,于是他们来到科创中心三楼实验室。该小组先用天平测量重物的质量,再把打点计时器固定在铁架台上,纸带下端连接重物,上端穿过限位孔后用固定在横杆上的夹子夹住。实验中,需要调整好仪器,接通打点计时器的电源,松开纸带,使重物下落,打点计时器纸带上打出一系列的点。
(1)小组成员接通打点计时器的电源,释放重物,重复实验,从打出的纸带中选出一条理想的纸带,0是释放点,如图乙所示,已知相邻两个点之间的时间间隔为,当地的重力加速度为。在打计数点1和5的过程中重物重力的冲量的大小________,重物动量改变量的大小________。(结果用、、、、、、、或表示)代入测量数据后,发现________(填“>”、“<”或“=”),原因是:________。
(2)实验小组中的A同学用公式和分别计算计数点1和5的速度,A同学的这种做法是________(填“正确”或“错误”)。
12. 某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律,搭建了如图(a)所示的装置。电阻测量原理如图(b)所示,E是电源,V为电压表,A为电流表。
(1)保持玻璃管内压强为1个标准大气压,电流表示数为100mA,电压表量程为3V,表盘如图(c)所示,示数为________V,此时金属丝阻值的测量值R为________Ω(保留3位有效数字);
(2)打开抽气泵,降低玻璃管内气压p,保持电流I不变,读出电压表示数U,计算出对应的金属丝阻值;
(3)根据测量数据绘制R—p关系图线,如图(d)所示;
(4)如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压,保持电流为100mA,电压表指针应该在图(c)指针位置的________侧(填“左”或“右”);
(5)若电压表是非理想电压表,则金属丝电阻的测量值________真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。
四、计算题:本大题共3小题,共40分。
13. 如图所示为某学习小组制作的“水火箭”,其主体是一个容积为1.5L的饮料瓶,现装入0.5L体积的水,再倒放安装在发射架上,用打气筒通过软管向箭体内充气,打气筒每次能将200mL、压强为p0的外界空气压入瓶内,当瓶内气体压强达到4p0时,火箭可发射升空。已知大气压强为p0,整个装置气密性良好,忽略饮料瓶体积的变化和饮料瓶内、外空气温度的变化,求:
(1)为了使“水火箭”能够发射,该小组成员需要打气的次数;
(2)“水火箭”发射过程中,当水刚好全部被喷出前瞬间,瓶内气体压强的大小;
(3)“水火箭”落地后瓶内气体质量与水刚好被全部喷出前瓶内气体质量之比。
14. 如图所示,一倾角θ=37°(sin37°=0.6)的光滑固定斜面上,一质量为M=3kg的滑块与劲度系数为k=600N/m的轻弹簧的一端相连,弹簧的另一端固定在斜面顶端,开始时滑块处于静止状态。质量为m=1kg的泥团以v0的速度沿斜面从滑块下方与滑块发生碰撞并立即与滑块粘合在一起,两者一起在斜面上向上运动∆x=0.04m至最高点,之后继续沿斜面做上下振动。已知弹簧的弹性势能Ep与劲度系数k和形变量x的关系为,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)碰撞后泥团与滑块组合体的最大加速度am和组合体做简谐运动的振幅A;
(2)碰撞之前泥团的初速度v0的大小;
(3)当滑块与泥团到达最低点的瞬间,将一质量为m0=1kg的小泥团轻置于滑块上,使其立即与组合体粘在一起,求新的组合体的最大动能Ekm。
15. 如图所示,在的空间中存在匀强电场,场强沿y轴负方向;在的空间中,存在匀强磁场,磁场方向垂直xOy平面(纸面)向外。一电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子,经过y轴上处的点时速率为,方向沿x轴正方向:然后,经过x轴上处的点进入磁场,并经过y轴上处的点。不计粒子的重力。求:
(1)电场强度的大小;
(2)粒子到达时的速度大小;
(3)磁感应强度的大小。
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