内容正文:
物理(八)试卷
注意事项:
1、答题前,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2B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、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 核污水中含有氚、锶、钚等多种放射性元素,处理不当会对人类和动植物造成威胁。氚的半衰期为12.5年,若将含有质量为4g的氚的核污水排入大海,经过100年排入海中的氚还剩( )
A. B. C. D.
2. 过去10年,中国新能源汽车年产销量从万辆级跨越到千万辆级,产品出口到70多个国家和地区,成为中国制造的一张“亮丽名片”。在对某款新能源汽车性能测试过程中,汽车以的速度匀速行驶,检测到前方有障碍物时,汽车启动自动刹车系统立刻做匀减速直线运动开始减速,刹车距离为10m。汽车从刹车到停下的过程中( )
A. 加速度大小为 B. 运动时间为2s
C. 平均速度大小为 D. 最后1s运动的位移大小为5m
3. 目前人们已发现绕太阳运行的彗星有1700多颗,其中哈雷彗星绕太阳一周的时间为76年。哈雷彗星的运行轨道如图所示,ac、bd分别为椭圆的长轴和短轴,运行方向为。关于哈雷彗星,下列说法正确的是( )
A. 从b点运动到d点的时间大于38年
B. 从b点运动到d点的时间等于38年
C. 从a点运动到c点的过程中,机械能逐渐减小
D. 从a点运动到c点的过程中,机械能逐渐增大
4. “转碟”是传统的杂技项目。如图所示,质量分别为和的物块、放在碟子上,杂技演员用杆顶住碟子中心O、使、随碟子一起在水平面内绕O点从静止开始缓慢加速转动。已知、均可视为质点,到O点的距离均为,与碟子之间的动摩擦因数均为,物块受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,用表示碟子转动的角速度,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 比a先开始滑动
B. b的向心加速度比a的大
C. 是a开始滑动的临界角速度
D. 在a滑动前,摩擦力对a始终不做功
5. 一定质量的理想气体,在等容变化过程中吸热,内能增加;在等压变化过程中吸热,内能增加也是。下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,虚线边界右侧存在垂直纸面向里且范围足够大的匀强磁场,两个带电粒子a、b从静止开始经加速电压加速后,先后从O点垂直于虚线边界射入匀强磁场,经磁场偏转后分别从、点离开磁场区域,已知为的中点,不计粒子重力和粒子间的相互作用力。下列说法正确的是( )
A. a、b的比荷之比为
B. a、b的比荷之比为
C. a、b在磁场中运动的时间之比为
D. a、b在磁场中运动的时间之比为
7. 如图所示,各级台阶宽为、高为,某同学从第1级台阶边缘正上方处,以垂直于台阶边缘的初速度水平抛出可视为质点的小球,小球恰好落在第2级台阶右边缘后反弹,小球反弹前后水平速度不变,竖直速度大小不变、方向相反。不计空气阻力,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 小球的初速度大小为
B. 小球第一次反弹后恰好落在第4级台阶边缘
C. 小球第一次反弹后的最高点恰好在第3级台阶右边缘的正上方
D. 小球第一次反弹到第二次反弹所用的时间为
8. 如图所示,时刻,位于坐标原点的波源从平衡位置开始向上振动,产生一列简谐横波沿轴正方向传播,时刻质点a开始振动,时刻质点a第一次运动到最高点。下列说法正确的是( )
A. 该简谐横波的周期为0.4s B. 该简谐横波的波长为2m
C. 时,a点的速度最大 D. 时,a点的加速度最大
9. 在如图甲所示的电路中,将开关S与1端连接,稳定后将开关S与2端连接,这样在线圈和电容器构成的回路中将产生电磁振荡。将开关S与2端连接瞬间计为零时刻,电容器极板上的电荷量随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 时刻,电路中的电流最大
B. 时刻,电路中磁场的能量最大
C. 时刻,电路中电流方向发生改变
D. 时间内,电容器充电
10. 空间中存在范围足够大、水平向右的匀强电场,如图所示。若将一个质量为、带正电的小球从O点静止释放,小球运动方向与竖直方向夹角为。现将该小球从电场中O点以初速度竖直向上抛出。不计空气阻力,重力加速度为,取,。下列说法正确的是( )
A. 小球的机械能先减小后增大
B. 小球受到的电场力的大小为
C. 小球的最小动量的大小为
D. 小球从O点运动到最高点的过程中,电势能变化量大小为
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 实验小组用如图甲所示的装置做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验,把白纸固定在竖直固定的木板上,然后用三根绳套系在结点O处,用弹簧测力计A、B将重物M悬挂起来。稳定后,在白纸上记录弹簧测力计、的示数、的大小和方向。据此回答下列问题:
(1)某次实验时,实验小组得到力、的大小分别为、,方向分别沿图乙中OA、OB方向,请根据图乙中标示的单位长度在图乙中作出、的合力______,______N(结果保留2位有效数字)。
(2)若与重物M的重力______,则可验证力的平行四边形定则。
12. 实验小组设计实验测量某型号电池的电动势(约为3V)和内阻。实验电路原理图如图甲所示,电压表V(量程3V,内阻约为),电流表A(量程0.6A,内阻约为),滑动变阻器(最大阻值)。
(1)实验小组改变滑动变阻器的阻值,得到多组电流表示数和电压表示数,作出图像如图乙所示,电流表示数逐渐增大到满偏的过程中,电压表示数几乎不变。关于该现象的原因,下列说法正确的是______。
A. 电压表量程太大 B. 电源内阻太小 C. 滑动变阻器被短路了
(2)小组研究后,设计了如图丙所示电路,其中定值电阻的阻值为。调节滑动变阻器的阻值,得到多组电流表示数和电压表示数,记录如下:
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
2.55
2.20
1.85
1.50
1.15
0.50
在图丁中的坐标纸上将所缺数据点补充完整,并画出图线。
(3)由图丁可得该电池的电动势为______V,内阻为______。(计算结果均保留2位小数)
(4)考虑到电压表分流造成的影响,测量所得的电动势与真实值相比______,内阻与真实值相比______。(均选填“偏大”“偏小”或“相等”)
13. 如图所示,透明三棱镜的横截面ABC为直角三角形,,边长为。一细单色光束从AC中点O平行于AB入射,恰好从B点射出。光在真空中传播速度为。求:
(1)三棱镜的折射率;
(2)单色光束在三棱镜中的传播时间。
14. 如图所示,足够长且光滑的斜面PQ与水平面之间的夹角为,斜面底端有一固定挡板,斜面上放置有两个完全相同的物块、,物块间用长为的不可伸长的轻质细线相连。某时刻对物块1施加沿斜面向上、大小为的恒力。已知物块可视为质点,质量均为,细线绷紧的时间极短。取重力加速度。求:
(1)物块2离开挡板后,物块、之间细线的拉力大小;
(2)细线绷紧过程中损失的机械能大小。
15. 如图所示,两根足够长的光滑直金属导轨平行放置,导轨间距为,两导轨及其所构成平面均与水平面成。在导轨上方接入电容为的电容器和阻值为的定值电阻。PQ与导轨垂直,PQ下方有垂直于导轨平面的向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。时刻,闭合开关S,同时将质量为、电阻为的导体棒从PQ上方处静止释放,导体棒进入磁场继续加速运动的距离后,开始做匀速直线运动。时刻,断开开关S,同时对导体棒施加一外力使其仍以原速度做匀速直线运动,时刻,导体棒受到的安培力功率为定值电阻热功率的4倍。整个运动过程中金属棒始终与导轨垂直且接触良好,重力加速度为,不计一切阻力。求:
(1)导体棒进入磁场瞬间的速度大小;
(2)导体棒进入磁场到运动的距离所用的时间;
(3)时间内,安培力所做的功。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
物理(八)试卷
注意事项:
1、答题前,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2B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、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 核污水中含有氚、锶、钚等多种放射性元素,处理不当会对人类和动植物造成威胁。氚的半衰期为12.5年,若将含有质量为4g的氚的核污水排入大海,经过100年排入海中的氚还剩( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】氚的半衰期为12.5年,经过100年排入海中的氚质量还剩,故选D。
2. 过去10年,中国新能源汽车年产销量从万辆级跨越到千万辆级,产品出口到70多个国家和地区,成为中国制造的一张“亮丽名片”。在对某款新能源汽车性能测试过程中,汽车以的速度匀速行驶,检测到前方有障碍物时,汽车启动自动刹车系统立刻做匀减速直线运动开始减速,刹车距离为10m。汽车从刹车到停下的过程中( )
A. 加速度大小为 B. 运动时间为2s
C. 平均速度大小为 D. 最后1s运动的位移大小为5m
【答案】B
【解析】
【详解】A.汽车的初速度大小,由匀变速直线运动的规律可得汽车的加速度大小为,故A错误;
B.从刹车到停下来,汽车运动时间为,故B正确;
C.根据匀变速直线运动推论,可知平均速度大小为,故C错误;
D.由逆向思维,可知最后1s运动的位移大小,故D错误。
故选B。
3. 目前人们已发现绕太阳运行的彗星有1700多颗,其中哈雷彗星绕太阳一周的时间为76年。哈雷彗星的运行轨道如图所示,ac、bd分别为椭圆的长轴和短轴,运行方向为。关于哈雷彗星,下列说法正确的是( )
A. 从b点运动到d点的时间大于38年
B. 从b点运动到d点的时间等于38年
C. 从a点运动到c点的过程中,机械能逐渐减小
D. 从a点运动到c点的过程中,机械能逐渐增大
【答案】A
【解析】
【详解】AB.由开普勒第二定律可知,哈雷彗星从b点运动到d点的平均速度较小,则运行时间大于38年,故A正确, B错误;
CD.哈雷彗星从a点运动到c点的过程中,只有引力做功,机械能保持不变,故CD错误。
故选A。
4. “转碟”是传统的杂技项目。如图所示,质量分别为和的物块、放在碟子上,杂技演员用杆顶住碟子中心O、使、随碟子一起在水平面内绕O点从静止开始缓慢加速转动。已知、均可视为质点,到O点的距离均为,与碟子之间的动摩擦因数均为,物块受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,用表示碟子转动的角速度,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 比a先开始滑动
B. b的向心加速度比a的大
C. 是a开始滑动的临界角速度
D. 在a滑动前,摩擦力对a始终不做功
【答案】C
【解析】
【详解】AC.根据牛顿第二定律有
可知物块a和b开始滑动的临界角速度相同,均为
即、同时滑动,故A错误,C正确;
B.物块a和b的向心加速度均为,故B错误;
D.在a滑动前,其线速度逐渐增大,根据动能定理可知,摩擦力对a做正功,故D错误。
故选C。
5. 一定质量的理想气体,在等容变化过程中吸热,内能增加;在等压变化过程中吸热,内能增加也是。下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.气体发生等容变化过程中对外不做功,根据热力学第一定律
可知,故A错误;
B.气体等压变化过程中吸热,且内能增加也为,说明气体温度升高,根据可知,气体体积增大,所以气体对外界做功,根据热力学第一定律可知,故B正确;
CD.由,
可知,故CD错误。
故选B。
6. 如图所示,虚线边界右侧存在垂直纸面向里且范围足够大的匀强磁场,两个带电粒子a、b从静止开始经加速电压加速后,先后从O点垂直于虚线边界射入匀强磁场,经磁场偏转后分别从、点离开磁场区域,已知为的中点,不计粒子重力和粒子间的相互作用力。下列说法正确的是( )
A. a、b的比荷之比为
B. a、b的比荷之比为
C. a、b在磁场中运动的时间之比为
D. a、b在磁场中运动的时间之比为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.a粒子在电场中加速的过程,由动能定理得
在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得
解得
对b粒子同理可得
由题意知
可得,故A、B错误;
CD.a、b粒子在磁场中运动的时间分别为,
解得,故C错误,D正确。
故选D。
7. 如图所示,各级台阶宽为、高为,某同学从第1级台阶边缘正上方处,以垂直于台阶边缘的初速度水平抛出可视为质点的小球,小球恰好落在第2级台阶右边缘后反弹,小球反弹前后水平速度不变,竖直速度大小不变、方向相反。不计空气阻力,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 小球的初速度大小为
B. 小球第一次反弹后恰好落在第4级台阶边缘
C. 小球第一次反弹后的最高点恰好在第3级台阶右边缘的正上方
D. 小球第一次反弹到第二次反弹所用的时间为
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球被抛出到第一次落到第2级台阶边缘的过程中,做平抛运动,可得,
解得,故A错误;
C.由于小球反弹前后水平速度不变,竖直速度大小不变、方向相反。因此小球第一次反弹后的最高点恰好在第3级台阶右边缘的正上方,故C正确;
B.小球反弹前后水平速度不变,竖直速度大小不变、方向相反,根据对称性可知,小球从第一次反弹后的最高点回到抛出点,假设小球落在第5级台阶上,竖直高度为5h,由平抛运动的规律可得,
解得
因为,所以假设成立,故B错误;
D.结合上述分析可知,小球第一次反弹到第二次反弹的时间为,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,时刻,位于坐标原点的波源从平衡位置开始向上振动,产生一列简谐横波沿轴正方向传播,时刻质点a开始振动,时刻质点a第一次运动到最高点。下列说法正确的是( )
A. 该简谐横波的周期为0.4s B. 该简谐横波的波长为2m
C. 时,a点的速度最大 D. 时,a点的加速度最大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由题可知
解得该简谐横波的周期为,故A正确;
B.该简谐横波的波速为
波长为,故B错误;
CD.时,a点处于波峰,速度为零,加速度最大,故C错误,D正确。
故选AD。
9. 在如图甲所示的电路中,将开关S与1端连接,稳定后将开关S与2端连接,这样在线圈和电容器构成的回路中将产生电磁振荡。将开关S与2端连接瞬间计为零时刻,电容器极板上的电荷量随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 时刻,电路中的电流最大
B. 时刻,电路中磁场的能量最大
C. 时刻,电路中电流方向发生改变
D. 时间内,电容器充电
【答案】BD
【解析】
【详解】A.时刻,电路中的电流为零,故A错误;
BC.时刻,电路中电流最大,磁场能最大,故B正确,C错误;
D.时间内,电容器极板上的电荷量增加,电容器充电,故D正确。
故选BD。
10. 空间中存在范围足够大、水平向右的匀强电场,如图所示。若将一个质量为、带正电的小球从O点静止释放,小球运动方向与竖直方向夹角为。现将该小球从电场中O点以初速度竖直向上抛出。不计空气阻力,重力加速度为,取,。下列说法正确的是( )
A. 小球的机械能先减小后增大
B. 小球受到的电场力的大小为
C. 小球的最小动量的大小为
D. 小球从O点运动到最高点的过程中,电势能变化量大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.小球运动过程中,电场力一直对小球做正功,小球的机械能一直增加,选项A错误;
B.由题意可知
解得,选项B正确;
C.当小球的速度与小球所受合外力垂直时,小球的速度最小,设此时小球的速度大小为,可得:,
联立解得
所以小球动量的最小值为,选项C正确;
D.设经过时间,小球运动到最高点,可得
在此过程中小球在水平方向运动的位移大小为
则小球电势能变化量的大小为
解得,选项D错误。
故选BC。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 实验小组用如图甲所示的装置做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验,把白纸固定在竖直固定的木板上,然后用三根绳套系在结点O处,用弹簧测力计A、B将重物M悬挂起来。稳定后,在白纸上记录弹簧测力计、的示数、的大小和方向。据此回答下列问题:
(1)某次实验时,实验小组得到力、的大小分别为、,方向分别沿图乙中OA、OB方向,请根据图乙中标示的单位长度在图乙中作出、的合力______,______N(结果保留2位有效数字)。
(2)若与重物M的重力______,则可验证力的平行四边形定则。
【答案】(1) ①. ②.
(2)等大反向
【解析】
【小问1详解】
先作出、的力的图示,然后根据平行四边形定则作出合力,如图所示。可知F=1.8N
【小问2详解】
因为结点O处于静止状态,所以、的合力与重物M的重力等大反向,因此若满足合力与M的重力等大反向,则可验证力合成的平行四边形定则。
12. 实验小组设计实验测量某型号电池的电动势(约为3V)和内阻。实验电路原理图如图甲所示,电压表V(量程3V,内阻约为),电流表A(量程0.6A,内阻约为),滑动变阻器(最大阻值)。
(1)实验小组改变滑动变阻器的阻值,得到多组电流表示数和电压表示数,作出图像如图乙所示,电流表示数逐渐增大到满偏的过程中,电压表示数几乎不变。关于该现象的原因,下列说法正确的是______。
A. 电压表量程太大 B. 电源内阻太小 C. 滑动变阻器被短路了
(2)小组研究后,设计了如图丙所示电路,其中定值电阻的阻值为。调节滑动变阻器的阻值,得到多组电流表示数和电压表示数,记录如下:
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
2.55
2.20
1.85
1.50
1.15
0.50
在图丁中的坐标纸上将所缺数据点补充完整,并画出图线。
(3)由图丁可得该电池的电动势为______V,内阻为______。(计算结果均保留2位小数)
(4)考虑到电压表分流造成的影响,测量所得的电动势与真实值相比______,内阻与真实值相比______。(均选填“偏大”“偏小”或“相等”)
【答案】(1)B (2)
(3) ①. 2.90##2/91##2.92 ②. 0.50#0.51##0.49
(4) ①. 偏小 ②. 偏小
【解析】
【小问1详解】
根据闭合电路欧姆定律
可知电源内阻太小,会出现电流表示数逐渐增大到满偏的过程中电压表示数几乎不变的现象,故选B。
【小问2详解】
图线如图所示
【小问3详解】
[1] [2]由图线可知,
解得
【小问4详解】
[1] [2]实验过程中,由于电压表分流导致电流的测量值偏小,考虑电压表内阻的影响,由闭合电路欧姆定律得
整理可得
可知测量所得的电动势和内阻与真实值相比均偏小。
13. 如图所示,透明三棱镜的横截面ABC为直角三角形,,边长为。一细单色光束从AC中点O平行于AB入射,恰好从B点射出。光在真空中传播速度为。求:
(1)三棱镜的折射率;
(2)单色光束在三棱镜中的传播时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
光路图如图所示,
由几何关系得,由光的折射定律得
解得
【小问2详解】
光在三棱镜中传播的速度大小为
由几何关系可得,光在三棱镜中传播的距离为,则传播时间为
解得
14. 如图所示,足够长且光滑的斜面PQ与水平面之间的夹角为,斜面底端有一固定挡板,斜面上放置有两个完全相同的物块、,物块间用长为的不可伸长的轻质细线相连。某时刻对物块1施加沿斜面向上、大小为的恒力。已知物块可视为质点,质量均为,细线绷紧的时间极短。取重力加速度。求:
(1)物块2离开挡板后,物块、之间细线的拉力大小;
(2)细线绷紧过程中损失的机械能大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
物块2离开挡板后,对物块、组成的整体,由牛顿第二定律得
对物块2由牛顿第二定律得
解得
【小问2详解】
设细线绷紧前瞬间的速度大小为,对物块1由动能定理得
细线绷紧过程中,物块1、2组成的系统动量守恒,由动量守恒定律可得
细线绷紧过程中,由能量守恒定律得
解得
15. 如图所示,两根足够长的光滑直金属导轨平行放置,导轨间距为,两导轨及其所构成平面均与水平面成。在导轨上方接入电容为的电容器和阻值为的定值电阻。PQ与导轨垂直,PQ下方有垂直于导轨平面的向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。时刻,闭合开关S,同时将质量为、电阻为的导体棒从PQ上方处静止释放,导体棒进入磁场继续加速运动的距离后,开始做匀速直线运动。时刻,断开开关S,同时对导体棒施加一外力使其仍以原速度做匀速直线运动,时刻,导体棒受到的安培力功率为定值电阻热功率的4倍。整个运动过程中金属棒始终与导轨垂直且接触良好,重力加速度为,不计一切阻力。求:
(1)导体棒进入磁场瞬间的速度大小;
(2)导体棒进入磁场到运动的距离所用的时间;
(3)时间内,安培力所做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
导体棒由静止开始运动到PQ的过程中,由动能定理得
解得
【小问2详解】
设导体棒做匀速直线运动时的速度大小为,此时回路中电流为
导体棒做匀速直线运动时,由平衡关系得
解得
导体棒进入磁场到运动距离的过程中,由动量定理得
即
解得
【小问3详解】
在时刻,设回路中电流为,则电容器两端电压为
此时安培力功率为定值电阻功率的4倍,则
此时电容器存储电荷为
安培力做功为
其中
解得
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$