精品解析:2025届河北省石家庄市普通高中高三下学期教学质量检测(三)物理试卷
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内容正文:
石家庄市2025届普通高中毕业年级教学质量检测(三)
物理
(本试卷满分100分,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。
一、单项选择题(本题共7个小题,每题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. 用如图所示的实验装置研究光电效应,滑动变阻器滑片P位于中间位置,当用某单色光照射金属阴极K时,观察到光电流。下列说法正确的是( )
A. 增大入射光强度,光电子的最大初动能将增大
B. 入射光频率越高,饱和光电流一定越大
C. 将滑动变阻器滑片P滑至最左端时,没有光电流
D. 施加反向电压时,遏止电压由入射光频率和阴极金属材料决定
【答案】D
【解析】
【详解】A.光电子的最大初动能只与入射光的频率有关,与入射光强度无关,选项A错误;
B.饱和光电流大小与入射光的强度有关,当入射光强度一定时,入射光频率越高,则单位时间逸出光电子数目越小,则饱和光电流越小,选项B错误;
C.将滑动变阻器滑片P滑至最左端时,光电管正向电压为零,也会有光电子达到A极形成光电流,选项C错误;
D.施加反向电压时,根据
可知遏止电压由入射光频率和阴极金属材料决定,选项D正确。
故选D。
2. 回旋加速器利用高频交变电压使带电粒子在电场中不断加速。如图所示,回旋加速器两“D”型盒内存在垂直“D”型盒的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,所加速粒子的比荷为k,高频电源由LC振荡电路产生,LC振荡电路中电感线圈的自感系数为L。为使回旋加速器正常工作,LC振荡电路中的电容器的电容C为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据洛伦兹力提供向心力有
被加速粒子在磁场中的运动周期为
粒子在磁场中的运动周期等于LC振荡电路的周期,即
解得
故选A。
3. “打弹珠”游戏规则为:将手中一弹珠以一定初速度瞬间弹出,并与另一静止弹珠发生碰撞,被碰弹珠若能进入小坑中即为胜出。某次游戏如图甲,弹珠A和弹珠B与坑在同一直线上,两弹珠间距,弹珠B与坑间距。现用手指将A以某一初速度弹出,在坐标纸中作出运动的图像如图乙(实线代表A,虚线代表B)。忽略弹珠的大小和碰撞时间,取。则下列说法中正确的是( )
A. 碰撞后瞬间弹珠A速度大小为
B. 碰撞前弹珠A运动时间为0.4s
C. 弹珠B会落入坑中
D. 弹珠A会落入坑中
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像可知,碰撞后瞬间弹珠A的速度大小为, A错误;
B.碰撞前弹珠A的平均速度,运动时间,B错误;
CD. 碰撞后两球均做匀减速运动,加速度大小均为
弹珠B碰后运动的距离,弹珠B可落入坑中
弹珠A碰后运动的距离,弹珠A不会落入坑中
C正确,D错误。
故选C。
4. 如图为某人设计的电吹风电路图,a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时,电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种状态。理想变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2,电吹风的各项参数如下表所示。下列说法正确的是( )
热风时输入功率
460W
冷风时输入功率
60W
小风扇额定电压
60V
正常工作时小风扇输出功率
52W
A. 冷风时,电热丝与小风扇并联接入电路 B. 冷风时,小风扇的机械效率约为66.7%
C. 热风时,电路总电流约为3A D. 变压器原、副线圈的匝数比为11:3
【答案】D
【解析】
【详解】A.冷风时,电吹风不需要加热,因此电热丝不应接入电路,A错误;
B.正常工作时小风扇输出功率,冷风时输入功率为,所以小风扇的机械效率为86.7%,B错误;
C.热风时输入功率为,电源电压为,则电路总电流,C错误;
D.电源电压为,小电风扇额定电压为,解得,D正确。
故选D。
5. 一个柱状玻璃砖的横截面如图所示,它可视为由半径为R的扇形OPQ与直角三角形OPM组成,∠QOP=90°,∠OPM=90°,∠OMP=45°。现有一束单色光从OQ边上的N点垂直边界OQ射入玻璃砖,在圆弧面PQ刚好发生全反射。已知光在真空中的速率为c,该单色光在玻璃砖中的折射率为,则单色光在玻璃砖中的传播时间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意作图,如图
根据全反射临界角公式有
解得
根据几何关系可知光程为
光在介质中的速度为
则单色光在玻璃砖中的传播时间为
故选C。
6. 北斗三号卫星导航系统由多种轨道卫星组成,如图所示,A为地球静止同步轨道卫星,B为中圆地球轨道卫星,A、B两卫星均绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R,A卫星的轨道半径为kR,运行周期为T,B卫星的周期为。下列说法正确的是( )
A. A卫星的线速度大小为
B. B卫星的向心加速度大小为
C. 地球表面赤道处的重力加速度大小为
D. 某时刻A、B两卫星相距最近,再经,两卫星间距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据
解得,A错误;
B.根据
解得
根据B卫星的周期可知
解得
所以B卫星的向心加速度,B错误;
C.根据公式,C错误;
D.因为A、B两卫星的周期差为,所以从相距最近到经过时相距最远,则距离为,D正确。
故选D。
7. 如图所示,在竖直方向运动的升降机内,放置用轻杆相连的A、B两小球,两球质量分别为m、3m,杆与竖直方向的夹角为30°。只考虑B球与升降机底板间摩擦,且最大静摩擦力与正压力之比为k。升降机以不同加速度a(a<g)向上运动时两球静止。以竖直向上为正方向,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 当和时,轻杆对小球A的作用力大小相等
B. 当时,B球与底板间的摩擦力为零
C. 为保证轻杆与厢壁始终相对静止,k的最小值为
D. 若,升降机向上加速运动的最大加速度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据牛顿第二定律 ,当和时,轻杆对小球A的作用力大小不相等,加速度越大,轻杆对小球A的作用力越大,A错误;
B.只有当时,系统处于完全失重状态,B球与底板间无压力,B球与底板间的摩擦力为零,其他情况摩擦力不为零,B错误;
C.设杆的弹力为FN,升降机向上运动的加速度为a,升降机壁对A的弹力为FNA1,对A在竖直方向上 ,对A在水平方向上
对系统水平方向
解得,C正确;
D.因为 ,即升降机向上加速运动时,无论加速度取何值,B球受到的静摩擦力均大于壁对A球的弹力,所以,若,升降机向上加速运动的加速度可以取任意值,D错误。
故选C。
二、多项选择题(本题共3个小题,每小题6分,漏选3分,错选0分,共计18分)
8. 如图为水流导光实验,已知出水口的横截面积为,出水口中心到水池水面的竖直高度为0.8m,水柱在水面的落点中心到出水口的水平距离为0.4m,水的密度为,g取10m/s2。假设水落到水面后竖直速度立即减为0,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 水离开出水口时的速度大小为0.5m/s
B. 水离开出水口时的速度大小为1.0m/s
C. 落水对水面竖直方向的冲击力大小为0.12N
D. 落水对水面竖直方向的冲击力大小为1.2N
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.根据平抛运动的规律,
可得v0=1.0m/s
选项A错误,B正确;
CD.在∆t时间内流出水的质量
落地时的竖直速度
由动量定理
解得F=0.12N
选项C正确,D错误。
故选BC。
9. 如图所示,在倾角为θ的固定绝缘斜面上,质量分别为m1和m2的两个物块P和Q用与斜面平行的绝缘轻质弹簧相连接,弹簧劲度系数为k,带电物块P下表面光滑,不带电物块Q下表面粗糙。初始时物块P和Q静止在斜面上,物块Q恰好不下滑。现在该空间加上沿斜面向上的匀强电场,物块P开始沿斜面向上运动,运动到最高点A时,物块Q恰好不上滑,已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 物块P从开始到运动到A点,运动的位移大小为
B. 物块P从开始到运动到A点,运动的位移大小为
C. 物块P所受的电场力大小为
D. 若仅将电场强度变为原来的2倍,物块P运动到A点时的速度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.设物块与斜面的最大静摩擦力为,没有加电场时,设弹簧的压缩量为,弹簧弹力为,对Q根据平衡条件有
对P根据平衡条件有
加上沿斜面向上的匀强电场后,P到达点时,设弹簧的伸长量为,弹簧弹力为,对Q根据平衡条件
物块P从开始到运动到A点,运动的位移大小为
联立可得
故B正确,A错误;
C.设物块P所受电场力为,物块P从初始状态到最高点过程中,根据能量守恒定律有
解得
故C错误;
D.若仅将电场强度变为原来的2倍,物块P从初始位置到点过程,根据动能定理
解得
故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,固定在水平面上间距为l的两条平行金属导轨处在垂直于导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。垂直于导轨放置一根质量为m、长度为l、电阻为R的金属棒PQ,金属棒与导轨始终接触良好。竖直平面内半径为l的金属圆环上固定OC、OD、OE、OF四根长均为l、阻值均为R且夹角互为90°的金属棒。以圆环圆心O为原点建立直角坐标系,在第二象限圆环内部存在方向垂直竖直面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场,圆心O与环面分别通过电刷H、G与金属导轨左端相连,其它电阻均不计。在外力作用下,圆环以角速度ω绕O点沿顺时针方向匀速转动,金属棒PQ始终静止不动。下列说法正确的是( )
A. 通过金属棒PQ的电流方向始终为Q→P
B. 通过金属棒PQ的电流大小为
C. 金属棒PQ所受到的摩擦力大小为
D. 圆环转动一周的过程,外力做的功为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.圆环以角速度ω绕O点沿顺时针方向匀速转动,根据右手定则,通过金属棒PQ的电流方向始终为Q→P,选项A正确;
B.感应电动势
总电阻
总电流
通过金属棒PQ的电流大小为
选项B正确;
C.金属棒PQ所受到的摩擦力大小为
选项C错误;
D.圆环转动一周的过程,外力做的功为
选项D正确。
故选ABD。
三、实验题(本题共2小题,共16分)
11. 利用如图甲装置做“探究气体等温变化的规律”实验。主要实验步骤如下:
①将压力表的指针校准到0Pa;
②在柱塞上均匀涂抹润滑油,然后将柱塞移至注射器适当刻度处;
③将橡胶套套在注射器下端的开口处,它和柱塞一起把一段空气柱封闭;
④缓慢推动柱塞,记录多组注射器内气体的体积V及相应的压力表示数p。
(1)请指出以上哪些步骤中存在不妥之处:___________(填写序号);
(2)甲同学按正确步骤进行了实验,下表为记录的部分实验数据,其中有一次记录的实验数据错误,错误的是___________(填对应的实验序号);
实验序号
1
2
3
4
封闭空气柱长度L/cm
3.50
3.00
2.80
2.50
封闭空气柱压强p/(×105Pa)
1.01
1.17
1.26
1.70
(3)该同学重新按正确步骤进行实验,根据实验所采集数据绘制了图像,如图乙所示,出现这种情况的可能原因是___________(写出一种原因即可)。
【答案】(1)① (2)4
(3)实验过程中有漏气现象或者环境温度降低
【解析】
【小问1详解】
第①步应将压力表的指针校准到1.0×105Pa;
【小问2详解】
若实验数据无误,则每组数据的pL乘积应该近似相等,由表中数据可知,前3组数据pL乘积约为3.5×105 cm Pa,但第4组数据4.3×105 cm Pa,可知第4组数据有误;
【小问3详解】
根据(C与气体的质量有关)
可知因图像末端斜率减小,可知其原因可能是气体质量减小,由漏气现象,或者环境温度降低。
12. 某同学自制了一个多用电表,电流表、电压表、欧姆表均为双量程,电表电路如图所示,M、N分别接表笔。所用器材如下:
A.电流表G(满偏电流Ig=1mA,内阻Rg =450Ω);
B.定值电阻R1、R2、R3;
C.滑动变阻器R(最大阻值为120Ω);
D.电源(电动势为1.5V,内阻不计);
E.开关S1、S2;
F.表笔两只、导线若干。
(1)将S2接3,S1分别接1、2时为电流表,其量程分别为10mA和100mA,定值电阻R2的阻值为___________Ω。
(2)现将S2接4,S1接2时,欧姆表的挡位为___________(选填“×1”或“×10”);欧姆调零后将待测电阻Rx接在M、N间,发现电流表指针偏转角很小,将挡位换成另一挡位,再次欧姆调零时,滑动变阻器R的滑片应___________(选填“向上”或“向下”)移动;欧姆调零后,电流表G示数为0.60mA,则待测电阻Rx=_________Ω。
(3)将S2接5、S1接1,若R3=55Ω,则此时电压表量程为___________V。
【答案】(1)45 (2) ①. “×1” ②. 向上 ③. 100
(3)1.0
【解析】
【小问1详解】
由图示电路图可知,开关S1接位置1时分流电阻阻值较大,是电流挡的小量程,即10mA量程;开关S1接位置2时分流电阻阻值较小,是电流挡的大量程,即为100mA量程;由题意可知,I1=10mA=0.01A, I2=100mA=0.1A,
由欧姆定律得,
代入数据解得R1=45Ω,R2=5Ω
【小问2详解】
[1]现将S2接4,S1接2时,与电流表串联再与并联,三者的总电阻为
现将S2接4,S1接1时,与串联再与电流表并联,三者的总电阻为
欧姆表的倍率大的挡位内阻大,所以将单刀双掷开关S与2接通时,欧姆表的挡位为。
[2]结合上述分析可知,将挡位换成另一挡位,即将单刀双掷开关S与2接通换成与1接通,电流表满偏时,干路电流减小了,则调零时需增大滑动变阻器接入电路的电阻,即滑动变阻器R的滑片向上移动。
[3]结合上述分析可知,挡位换成另一挡位调零后,电流表满偏时,干路电流为,则欧姆表的内阻为
将电阻接在M、N间,电流表的指针对准刻度盘上的0.6mA处,干路电流为
则电阻
【小问3详解】
将S2接5、S1接1,若R3=55Ω,根据欧姆定律可得此时电压表量程为
四、计算题(本题共3小题,38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 在海洋气象观测中,一列沿x轴传播的海浪(可视为简谐波)被监测站记录,t=0时刻的波形图如图甲所示,浮标P和Q分别位于和处。浮标P的振动图像如图乙所示。求:
(1)海浪沿x轴传播的速度大小;
(2)从t=0开始,浮标Q到达波峰的时间。
【答案】(1)12m/s
(2)
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知,浮标P的振动周期T=1s
由图甲可知,波长λ=12m
根据波速、波长、周期的关系
代入数据解得v=12m/s
【小问2详解】
由图甲、乙可判断海浪沿x轴正向传播,传播距离Δx=(12n+2)m(n=0,1,2…)
浮标Q到达波峰的时间
解得
14. 有一种打积木的游戏,装置如图所示,质量均为0.05kg、宽度均为d=10cm的三块完全相同积木B、C、D叠放在水平面上,积木夹在固定的两竖直光滑薄板间,质量为0.05kg的小球A(可视为质点)用长为L=0.4m、且不可伸长的轻绳悬挂于O点。游戏时,将球A拉至左上方,轻绳处于伸直状态且与水平方向成θ=30°角的位置由静止释放,球A运动到最低点时与积木B发生弹性碰撞将积木B打出,积木B滑行一段距离后停下,之后重复前面操作将积木C打出后沿积木B的轨迹前进,与积木B发生碰撞并粘合在一起向前滑动。已知积木间、积木与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.2,不计小球与积木的碰撞时间及空气阻力,g取10m/s2。
(1)球A运动到最低点与积木B碰撞前瞬间的速度大小;
(2)积木C离开右侧挡板后向前滑行的位移大小。
【答案】(1)
(2)1.975m
【解析】
【小问1详解】
球A自由下落到2Lsinθ,设绳子绷紧前瞬间速度为v,由机械能守恒定律得
解得
此时,绳子绷紧,绳子绷紧瞬间球A沿绳方向的速度瞬间变为零。设球A垂直绳子方向速度大小为v0,由几何关系得:
解得
设球A运动到最低点时速度为v1,绳子绷紧后瞬间到球A运动到最低点过程,由机械能守恒定律得
解得
【小问2详解】
球A运动到最低点时与积木B发生的碰撞为弹性碰撞且瞬间完成,满足动量守恒和机械能守恒。设碰后球A的速度大小为vA,积木B的速度大小vB,则,
联立解得
碰撞完,积木B向前做匀减速运动,由动能定理得
解得s=2m
球A与积木C碰撞后,设积木C的速度为vC,则vC=v1
设积木C被打出后与B碰撞前的速度为,由动能定理得
解得
设积木C、B碰撞粘合后的速度为vBC,由动量守恒得
解得
设碰后积木C、B一起滑动的距离为x,由动能定理得
解得x=0.075m
积木C离开右侧挡板后向前滑行的位移为:=s-d+x
可得=1.975m
15. 如图所示,在平面直角坐标系xOy内,以O1(0,R)为圆心、半径为R的区域Ⅰ内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。第二象限有一平行于y轴、宽度为2R的线状电子源,电子源中心与O₁等高。在x轴上放置一定长度的薄收集板,收集板左端置于原点O处。x轴下方区域Ⅱ存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。电子源沿x轴正方向均匀发射质量为m、电荷量为e、速度相同的电子,射入圆形磁场区域后经O点全部进入区域Ⅱ(收集板左端不会挡住经过O点的电子),只有一半数量的电子打到收集板上并被吸收。忽略电子重力和电子间相互作用。
(1)求电子源发射电子的初速度v的大小;
(2)求该收集板的长度;
(3)现撤去区域Ⅱ的磁场,然后在x≥0且y≤0区域加垂直纸面方向的磁场,磁感应强度B'随x轴坐标变化的规律如图乙所示,规定垂直纸面向外为磁场的正方向。电子源正对O1点以原初速度射向区域Ⅰ的电子运动轨迹经过点(R,-kR),其中k>0且为已知量。求该电子轨迹上横坐标为4R的点的纵坐标。
【答案】(1)
(2)
(3)-4kR
【解析】
【小问1详解】
电子在区域I内做圆周运动,设轨道半径为R₁,根据牛顿运动定律
电子运动的轨道半径等于圆形磁场的半径:R1=R
解得
【小问2详解】
做出电子在磁场中运动的轨迹如图,距离电子源中心位置的粒子打在O点时,速度方向分布在y轴左右两侧,与y轴夹角均为30°。由题意可知,距离电子源中心位置大于的区域粒子直接打到收集板上,其它电子均不能打到收集板上。
做出速度方向与y轴左右两侧夹角均为30°角的电子在区域II运动的轨迹,两电子在区域II内运动的轨迹圆心角为120°和240°;设收集板的长度为l,根据几何关系得
因为区域Ⅱ磁场磁感应强度也为B,故r=R
解得
【小问3详解】
正对O1点射向区域Ⅰ的电子在区域I内做圆周运动,运动的轨道半径等于圆形磁场的半径R,电子从O点沿y轴负方向射出,速度大小为v,运动轨迹如下图。设y轴正向为正,经时间△t,由动量定理得:
所以
设题中乙图图像与x轴围成的面积为S,则
在0~R间,
解得电子经过点(R,-kR)时沿y轴负方向分速度
0~R全程洛伦兹力不做功,速率不变。可知电子经过点(R,-kR)时沿x方向分速度
在R~2R间,电子沿y轴负方向分速度由0增大到v,沿x方向分速度由v减小到0,电子在轴负方向的位移与0~R间的相同,之后重复运动,故该电子轨迹上横坐标为4R的点的纵坐标为-4kR。
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石家庄市2025届普通高中毕业年级教学质量检测(三)
物理
(本试卷满分100分,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。
一、单项选择题(本题共7个小题,每题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. 用如图所示的实验装置研究光电效应,滑动变阻器滑片P位于中间位置,当用某单色光照射金属阴极K时,观察到光电流。下列说法正确的是( )
A. 增大入射光强度,光电子的最大初动能将增大
B. 入射光频率越高,饱和光电流一定越大
C. 将滑动变阻器滑片P滑至最左端时,没有光电流
D. 施加反向电压时,遏止电压由入射光频率和阴极金属材料决定
2. 回旋加速器利用高频交变电压使带电粒子在电场中不断加速。如图所示,回旋加速器两“D”型盒内存在垂直“D”型盒的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,所加速粒子的比荷为k,高频电源由LC振荡电路产生,LC振荡电路中电感线圈的自感系数为L。为使回旋加速器正常工作,LC振荡电路中的电容器的电容C为( )
A. B. C. D.
3. “打弹珠”游戏规则为:将手中一弹珠以一定初速度瞬间弹出,并与另一静止弹珠发生碰撞,被碰弹珠若能进入小坑中即为胜出。某次游戏如图甲,弹珠A和弹珠B与坑在同一直线上,两弹珠间距,弹珠B与坑间距。现用手指将A以某一初速度弹出,在坐标纸中作出运动的图像如图乙(实线代表A,虚线代表B)。忽略弹珠的大小和碰撞时间,取。则下列说法中正确的是( )
A. 碰撞后瞬间弹珠A速度大小为
B. 碰撞前弹珠A运动时间为0.4s
C. 弹珠B会落入坑中
D. 弹珠A会落入坑中
4. 如图为某人设计的电吹风电路图,a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时,电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种状态。理想变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2,电吹风的各项参数如下表所示。下列说法正确的是( )
热风时输入功率
460W
冷风时输入功率
60W
小风扇额定电压
60V
正常工作时小风扇输出功率
52W
A. 冷风时,电热丝与小风扇并联接入电路 B. 冷风时,小风扇的机械效率约为66.7%
C. 热风时,电路总电流约为3A D. 变压器原、副线圈的匝数比为11:3
5. 一个柱状玻璃砖的横截面如图所示,它可视为由半径为R的扇形OPQ与直角三角形OPM组成,∠QOP=90°,∠OPM=90°,∠OMP=45°。现有一束单色光从OQ边上的N点垂直边界OQ射入玻璃砖,在圆弧面PQ刚好发生全反射。已知光在真空中的速率为c,该单色光在玻璃砖中的折射率为,则单色光在玻璃砖中的传播时间为( )
A. B. C. D.
6. 北斗三号卫星导航系统由多种轨道卫星组成,如图所示,A为地球静止同步轨道卫星,B为中圆地球轨道卫星,A、B两卫星均绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R,A卫星的轨道半径为kR,运行周期为T,B卫星的周期为。下列说法正确的是( )
A. A卫星的线速度大小为
B. B卫星的向心加速度大小为
C. 地球表面赤道处的重力加速度大小为
D. 某时刻A、B两卫星相距最近,再经,两卫星间距离为
7. 如图所示,在竖直方向运动的升降机内,放置用轻杆相连的A、B两小球,两球质量分别为m、3m,杆与竖直方向的夹角为30°。只考虑B球与升降机底板间摩擦,且最大静摩擦力与正压力之比为k。升降机以不同加速度a(a<g)向上运动时两球静止。以竖直向上为正方向,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 当和时,轻杆对小球A的作用力大小相等
B. 当时,B球与底板间的摩擦力为零
C. 为保证轻杆与厢壁始终相对静止,k的最小值为
D. 若,升降机向上加速运动的最大加速度为
二、多项选择题(本题共3个小题,每小题6分,漏选3分,错选0分,共计18分)
8. 如图为水流导光实验,已知出水口的横截面积为,出水口中心到水池水面的竖直高度为0.8m,水柱在水面的落点中心到出水口的水平距离为0.4m,水的密度为,g取10m/s2。假设水落到水面后竖直速度立即减为0,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 水离开出水口时的速度大小为0.5m/s
B. 水离开出水口时的速度大小为1.0m/s
C. 落水对水面竖直方向的冲击力大小为0.12N
D. 落水对水面竖直方向的冲击力大小为1.2N
9. 如图所示,在倾角为θ的固定绝缘斜面上,质量分别为m1和m2的两个物块P和Q用与斜面平行的绝缘轻质弹簧相连接,弹簧劲度系数为k,带电物块P下表面光滑,不带电物块Q下表面粗糙。初始时物块P和Q静止在斜面上,物块Q恰好不下滑。现在该空间加上沿斜面向上的匀强电场,物块P开始沿斜面向上运动,运动到最高点A时,物块Q恰好不上滑,已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 物块P从开始到运动到A点,运动的位移大小为
B. 物块P从开始到运动到A点,运动的位移大小为
C. 物块P所受的电场力大小为
D. 若仅将电场强度变为原来的2倍,物块P运动到A点时的速度大小为
10. 如图所示,固定在水平面上间距为l的两条平行金属导轨处在垂直于导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。垂直于导轨放置一根质量为m、长度为l、电阻为R的金属棒PQ,金属棒与导轨始终接触良好。竖直平面内半径为l的金属圆环上固定OC、OD、OE、OF四根长均为l、阻值均为R且夹角互为90°的金属棒。以圆环圆心O为原点建立直角坐标系,在第二象限圆环内部存在方向垂直竖直面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场,圆心O与环面分别通过电刷H、G与金属导轨左端相连,其它电阻均不计。在外力作用下,圆环以角速度ω绕O点沿顺时针方向匀速转动,金属棒PQ始终静止不动。下列说法正确的是( )
A. 通过金属棒PQ的电流方向始终为Q→P
B. 通过金属棒PQ的电流大小为
C. 金属棒PQ所受到的摩擦力大小为
D. 圆环转动一周的过程,外力做的功为
三、实验题(本题共2小题,共16分)
11. 利用如图甲装置做“探究气体等温变化的规律”实验。主要实验步骤如下:
①将压力表的指针校准到0Pa;
②在柱塞上均匀涂抹润滑油,然后将柱塞移至注射器适当刻度处;
③将橡胶套套在注射器下端的开口处,它和柱塞一起把一段空气柱封闭;
④缓慢推动柱塞,记录多组注射器内气体的体积V及相应的压力表示数p。
(1)请指出以上哪些步骤中存在不妥之处:___________(填写序号);
(2)甲同学按正确步骤进行了实验,下表为记录的部分实验数据,其中有一次记录的实验数据错误,错误的是___________(填对应的实验序号);
实验序号
1
2
3
4
封闭空气柱长度L/cm
3.50
3.00
2.80
2.50
封闭空气柱压强p/(×105Pa)
1.01
1.17
1.26
1.70
(3)该同学重新按正确步骤进行实验,根据实验所采集数据绘制了图像,如图乙所示,出现这种情况的可能原因是___________(写出一种原因即可)。
12. 某同学自制了一个多用电表,电流表、电压表、欧姆表均为双量程,电表电路如图所示,M、N分别接表笔。所用器材如下:
A.电流表G(满偏电流Ig=1mA,内阻Rg =450Ω);
B.定值电阻R1、R2、R3;
C.滑动变阻器R(最大阻值为120Ω);
D.电源(电动势为1.5V,内阻不计);
E.开关S1、S2;
F.表笔两只、导线若干。
(1)将S2接3,S1分别接1、2时为电流表,其量程分别为10mA和100mA,定值电阻R2的阻值为___________Ω。
(2)现将S2接4,S1接2时,欧姆表的挡位为___________(选填“×1”或“×10”);欧姆调零后将待测电阻Rx接在M、N间,发现电流表指针偏转角很小,将挡位换成另一挡位,再次欧姆调零时,滑动变阻器R的滑片应___________(选填“向上”或“向下”)移动;欧姆调零后,电流表G示数为0.60mA,则待测电阻Rx=_________Ω。
(3)将S2接5、S1接1,若R3=55Ω,则此时电压表量程为___________V。
四、计算题(本题共3小题,38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 在海洋气象观测中,一列沿x轴传播的海浪(可视为简谐波)被监测站记录,t=0时刻的波形图如图甲所示,浮标P和Q分别位于和处。浮标P的振动图像如图乙所示。求:
(1)海浪沿x轴传播的速度大小;
(2)从t=0开始,浮标Q到达波峰的时间。
14. 有一种打积木的游戏,装置如图所示,质量均为0.05kg、宽度均为d=10cm的三块完全相同积木B、C、D叠放在水平面上,积木夹在固定的两竖直光滑薄板间,质量为0.05kg的小球A(可视为质点)用长为L=0.4m、且不可伸长的轻绳悬挂于O点。游戏时,将球A拉至左上方,轻绳处于伸直状态且与水平方向成θ=30°角的位置由静止释放,球A运动到最低点时与积木B发生弹性碰撞将积木B打出,积木B滑行一段距离后停下,之后重复前面操作将积木C打出后沿积木B的轨迹前进,与积木B发生碰撞并粘合在一起向前滑动。已知积木间、积木与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.2,不计小球与积木的碰撞时间及空气阻力,g取10m/s2。
(1)球A运动到最低点与积木B碰撞前瞬间的速度大小;
(2)积木C离开右侧挡板后向前滑行的位移大小。
15. 如图所示,在平面直角坐标系xOy内,以O1(0,R)为圆心、半径为R的区域Ⅰ内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。第二象限有一平行于y轴、宽度为2R的线状电子源,电子源中心与O₁等高。在x轴上放置一定长度的薄收集板,收集板左端置于原点O处。x轴下方区域Ⅱ存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。电子源沿x轴正方向均匀发射质量为m、电荷量为e、速度相同的电子,射入圆形磁场区域后经O点全部进入区域Ⅱ(收集板左端不会挡住经过O点的电子),只有一半数量的电子打到收集板上并被吸收。忽略电子重力和电子间相互作用。
(1)求电子源发射电子的初速度v的大小;
(2)求该收集板的长度;
(3)现撤去区域Ⅱ的磁场,然后在x≥0且y≤0区域加垂直纸面方向的磁场,磁感应强度B'随x轴坐标变化的规律如图乙所示,规定垂直纸面向外为磁场的正方向。电子源正对O1点以原初速度射向区域Ⅰ的电子运动轨迹经过点(R,-kR),其中k>0且为已知量。求该电子轨迹上横坐标为4R的点的纵坐标。
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