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高三物理10月质量检测
一、单选题(本大题共10小题,每题4分,共40分)
1. 在远距离输电中,若保持输送的总功率不变,而使输电电压增大为原来的10倍,那么( )
A. 输电电流将减小到原来的
B. 输电线上功率损失将减小到原来的
C. 用户得到的电压将变为原来的10倍
D. 用户得到的功率将保持不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据P=UI知
I=
输送的功率不变,输送电压增大为原来的10倍,则输电电流减小到原来的,故A正确;
B.输电线上损失的功率
知,输电线上损失功率减小到原来的,故B错误;
C.根据
ΔU=IR
知,输电线上损失的电压减小为原来的,但是用户得到的电压不是原来的10倍.故C错误;
D.电流减小,输电线上功率损失减小,则用户得到的功率增大,故D错误。
故选A。
2. 一个静止的放射性同位素的原子核 衰变为 ,另一个静止的天然放射性元素的原子核衰变为,在同一磁场中,得到衰变后粒子的运动径迹1、2、3、4,如图所示,则这四条径迹依次是( )
A. 图中1、2为衰变产生的和的轨迹,其中1是电子的轨迹
B. 图中1、2为衰变产生的和的轨迹,其中2是正电子的轨迹
C. 图中3、4是衰变产生的和的轨迹,其中3是正电子的轨迹
D. 图中3、4轨迹中两粒子在磁场中旋转方向相反
【答案】C
【解析】
【详解】放射性元素放出正电子时,正粒子与反冲核的速度方向相反,而电性相同,则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反,两个粒子的轨迹应为外切圆。而放射性元素放出β粒子时,β粒子与反冲核的速度方向相反,而电性相反,则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同,两个粒子的轨迹应为内切圆。放射性元素放出粒子时,两带电粒子的动量守恒。由半径公式
可得轨迹半径与动量成正比,与电量成反比,而正电子和β粒子的电量比反冲核的电量小,则正电子和β粒子的半径比反冲核的半径都大,故轨迹1、2、3、4依次是:、电子、正电子、,故C正确,ABD错误。
故选C.
3. 一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内A点和B点的位置如图所示。电荷量为+q、-q和的三个试探电荷先后分别置于O点、A点和B点时,电势能均为。下列说法正确的是( )
A. OA中点的电势不为零 B. OA两点的电势差为
C. 电场的方向与x轴正方向成60°角 D. 电场强度的大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据电势的定义式可得O点,A点和B点的电势分别为,,,所以OA中点的电势
故A错误;
B.OA两点的电势差
故B错误;
C.如图所示
设N点为AB的三等分点,同理易知N点电势为0,连接MN为一条等势线,过A点做MN的垂线,可知电场线沿该垂线方向,指向右下方,由,可知
故电场的方向与x轴正方向成45°角,故C错误;
D.电场强度的大小为
故D正确。
故选D。
4. 位于坐标原点O的波源完成两个振幅均为A、周期不同的全振动后保持静止。时刻,此时波形如图所示,波沿着x轴正方向恰好传到处,其中第一个全振动的周期。则( )
A. 波在这种介质中传播的速度为
B. 第二个全振动的周期
C. 时刻,的质点在平衡位置且向方向振动
D. 在时间内,的质点振动的路程为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题知,第一个全振动的波长,则可知波在这种介质中传播的速度为
故A错误;
B.由题知,第二个全振动的波长,由可得,第二个全振动的周期为
故B错误;
C.时,第一个全振动传播距离为
即传播到处,则可知的质点在平衡位置且向方向振动,故C错误;
D.在时间内,第一个全振动带动的质点振动0.25s,即,质点通过路程为2A,第二个全振动带动的质点振动0.75s,即,质点通过路程为3A,则在时间内,的质点振动的路程为,故D正确。
故选D。
5. 停在水平地面上的小车内,用绳子AB、BC拴住一个重球,绳BC呈水平状态,绳AB的拉力为T1,绳BC的拉力为T2.若小车由静止开始加速向左运动,但重球相对小车的位置不发生变化,则两绳的拉力的变化情况是( )
A. T1变小,T2变小 B. T1变小,T2变大
C. T1不变,T2变小 D. T1变大,T2不变
【答案】C
【解析】
【分析】本题的考点是共点力的平衡和牛顿运动定律
【详解】
如图所示对小球进行受力分析,以向左为正方向,则,其中不变,,所以不变,减小.C对.
所以
【点睛】共点力平衡问题关键是要进行受力分析,找到自变量和因变量.
6. 2018年12月27日,北斗三号基本系统已完成建设,开始提供全球服务。其导航系统中部分卫星运动轨道如图所示:a为低轨道极地卫星,b为地球静止卫星,c为倾斜轨道卫星,其轨道平面与赤道平面有一定的夹角,c的周期与地球自转周期相同。下列说法正确的是( )
A. 卫星a的线速度比卫星c的线速度小
B. 卫星b的向心加速度比卫星c的向心加速度大
C. 卫星b和卫星c的线速度大小相等
D. 卫星a的机械能一定比卫星b的机械能大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由线速度与半径的关系可知,卫星a的线速度比卫星c的线速度大。故A错误;
B.由于b为地球静止卫星,c的周期与地球自转周期相同,所以b、c周期相等。由可知,卫星b的向心加速度与卫星c的向心加速度相等。故B错误;
C.由可知,b、c轨道半径相同。所以卫星b和卫星c的线速度大小相等。故C正确;
D.由轨道a到轨道b,卫星需加速,所以卫星a的机械能一定比卫星b的机械能小。故D错误。
故选C。
7. 在理想LC振荡电路中的某时刻,电容器极板间的电场强度E的方向、线圈电流产生的磁场方向如图所示,灵敏电流计电阻不计。下列说法正确的是( )
A. 流过电流计的电流方向向左
B. 电容器的电荷量正在减小
C. 线圈中的磁感应强度正在增大
D. 电容器两板间的电场强度恒定不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.由线圈电流产生磁场方向,结合右手螺旋定则,可知流过电流计的电流方向向左,故A正确;
BD.由电容器极板间的场强E的方向,可知电容器上极板带正电,结合电流方向,可知电容器正在充电,电容器的电荷量正在增大,两板间的电压、电场强度都在增大,故BD错误;
C.由LC振荡电路的规律可知线圈中的电流正在减小,线圈中的磁感应强度正在减小,故C错误。
故选A。
8. 如图甲所示,长木板A放在光滑的水平面上,质量m=2 kg的另一物体B以水平速度v0=3m/s滑上原来静止的长木板A的上表面,由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示,则下列说法正确的是(g取10 m/s2)( )
A. 木板获得的动能为1 J
B. 系统损失的机械能为7 J
C. 木板A的最小长度为1.5 m
D. A、B间的动摩擦因数为0.23
【答案】C
【解析】
【详解】A.设木板A的质量为M,由乙图可知,木板A的最终速度为1m/s,可知木板获得的动能为
A、B相互作用过程中,系统动量守恒,可得
联立,解得
故A错误;
B.系统损失的机械能为
故B错误;
C.设木板A的最小长度为L,由乙图中图线与坐标轴所围面积表示位移,可得
故C正确;
D.设A、B间的动摩擦因数为,根据能量守恒,可得
解得
故D错误。
故选C。
9. 下列四幅图涉及不同的物理知识,如图所示,其中说法正确的是( )
A. 甲图中A处能观察到大量的闪光点,B处能看到较多的闪光点,C处观察不到闪光点
B. 图乙中用中子轰击铀核使其发生聚变,链式反应会释放出巨大的核能
C. 图丙中处于能级的大量氢原子向低能级跃迁,最多可以放出3种频率的光
D. 丁图中用弧光灯照射原来就带电的锌板时,发现验电器的张角变大,说明锌板原来一定带负电
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.甲图是卢瑟福粒子散射实验,粒子与金箔撞击后,大多数粒子不发生偏转,少数粒子发生明显偏转,极少数粒子发生较大程度的偏转,甚至是反向,故C处也能看到少量的闪光点,选项A错误;
B.图乙是中子轰击原子核发生裂变反应,不是聚变反应,选项B错误;
C.大量的能级的氢原子发生跃迁时,可以从能级3直接跃迁到能级1,释放出一种光子,也可以从能级3先跃迁到能级2,释放出另一种光子,再从能级2跃迁到能级1,再释放出一种光子,所以大量处于能级的氢原子跃迁时最多可能放出3种光子,选项C正确;
D.发生光电效应时,电子从锌板表面逸出,会使锌板会带上正电。如果用弧光灯照射原本就带电的锌板,发现验电器张大时,说明锌板所带电荷量增加,因此本来带的就是正电荷,选项D错误。
故选C。
10. 如图所示,光滑且足够长的两平行金属导轨固定在同一水平面上,两导轨间的距离,定值电阻、,导轨上放一质量为的金属导体棒,棒的电阻。整个装置处于磁感应强度为的匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面向上,现用一拉力沿水平方向向左拉棒,使棒以一定的初速度开始运动,如图为中电流的平方随时间的变化关系图像,导轨的电阻不计。下列说法正确的是( )
A. 末棒的速度大小为
B. 内中产生的焦耳热为
C. 内拉力所做的功为
D. 棒受到的安培力的大小与时间的关系为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.外电路总电阻,由随时间的变化关系图像得末的电流,故
由
解得
A错误;
B.根据随时间的变化关系图像的图线与时间轴包围的“面积”为
故内中产生的焦耳热为
B错误;
C.电路中总电热
同理,可算出时
棒的初始速度
由功能关系得
解得
C正确;
D.随时间的变化关系图像的方程为
得
安培力
D错误。
故选C。
二、实验题(本题满分15分)
11. 某小组“验证牛顿第二定律”的实验装置如下图,长木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。
(1)该小组研究加速度和拉力关系时,得到的图像将会是图_____
(2)下图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:1、2、3、4、5、6、7是计数点每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a=______m/s2(保留三位有效数字)。
(3)某同学在研究加速度和质量关系时,记录下如下数据,请在下面的坐标纸中选择合理的坐标,描出相关图线____________,并可以由图线可以得到实验结论:____________。
次数
1
2
3
4
5
质量m/g
200
300
400
500
600
加速度a/m˙s-2
1.00
067
0.50
0.40
0.33
【答案】 ①. B ②. 0.500 ③. ④. 在外力一定的情况下,物体加速度与质量成反比
【解析】
【详解】(1)[1]由于没有平衡摩擦力,所以因此当存在拉力F时,物体的加速度为零,应该选B;
(2)[2]根据Δx=aT2得,运用逐差法有
=0.500m/s2
(3)[3]根据表中实验数据在坐标系中描出对应的点,然后作出图像,如图所示。
[4] 由图线可以得到:在外力一定的情况下,物体加速度与质量成反比。
三、解答题
12. 容积的汽车轮胎内装有压强为的空气,驾驶员使用家用打气泵向轮胎内打气,每次打入压强为、体积为的空气,直到胎内气体的压强变为为止。假设整个过程中温度保持不变且气体可视为理想气体。求:
(1)一共打气多少次;
(2)打气结束后,轮胎内气体总质量相对于初始质量增加的百分比。
【答案】(1)60次 (2)
【解析】
【小问1详解】
设全过程共需充气N次,初始状态的气体体积为V,压强为,每次充入的气体体积为,压强为,充气后的压强为,根据理想气态方程有
代入数据解得
【小问2详解】
质量与压强成正比(体积和温度不变),则有初始质量
最终质量
设气体总质量增加比例为
故气体总质量增加的比例为
13. 如图所示,等腰三角形玻璃的底边BD长为,。一细束入射光线垂直AB面入射,恰好在底边中点E处发生全反射。不考虑光在玻璃里面传播时在AB和AD面的反射。已知光在真空中的速度为c,求:
(1)该玻璃对这种光的折射率n;
(2)光在玻璃里面传播的时间t。
【答案】(1)2;(2)
【解析】
【详解】(1)根据几何关系可知,光线恰好在底边中点E处发生全反射时的入射角为C=30°,根据全反射的定义可得该玻璃对这种光的折射率为
(2)根据反射的对称性可知,光在玻璃中传播的路程为
传播速率为
传播时间为
14. 如图甲所示,质量为 、带电量为 的初速度为零的带电粒子,经 、 间的电场加速后,沿水平放置的平行极板 的中心线 进入偏转电场。已知极板 、 间电压为 ,极板 的板长为 ,板间距离为 。如图乙所示, 板间加上周期性变化的电压 。粒子的重力忽略不计,两板间电场看作匀强电场。
(1)求粒子射入偏转电场时的速度大小 ;
(2)若粒子在 时刻进入 、 间的偏转电场,求粒子离开偏转电场时沿垂直于板面方向的偏转距离 及速度偏转角 的正切值;
(3)若粒子在 时刻进入 、 间的偏转电场,求粒子离开偏转电场时沿垂直于板面方向的偏转距离
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【分析】
【小问1详解】
带电粒子经电场加速由动能定理
粒子射入偏转电场时的速度大小
【小问2详解】
粒子在 时刻进入偏转电场,水平方向做匀速直线运动,
竖直方向做匀加速直线运动
粒子离开偏转电场时沿垂直于板面方向的偏转距离
粒子离开偏转电场时竖直速度
速度偏转角 的正切值
【小问3详解】
粒子在 时刻进入偏转电场,粒子离开偏转电场所用时间
时间内,竖直方向做匀加速直线运动,位移
时间内,竖直方向做匀减速直线运动,位移
粒子离开偏转电场时沿垂直于板面方向的偏转距离
【点睛】
15. 某兴趣小组研究弹簧振子,设计了如图所示的装置,一个轻弹簧竖直放置,一端固定于地面,另一端与质量为m的物体B固连在一起,整个装置被一个口径略大且足够长的光滑圆套约束(图中未画出),现将质量也为m的物体A由B的正上方某一高度处自由释放,A和B发生碰撞后两者一起以相同的速度向下运动(但不粘连),AB在以后的振动过程中恰好不会分离,弹簧的劲度系数为k,整个振动过程弹簧处于弹性限度内,忽略A、B的体积,不计空气阻力,m、k、g为已知量,求:
(1)AB一起振动过程中最大加速度的大小;
(2)小组中的甲同学通过研究弹簧弹力做功,得出了弹簧的弹性势能表达式(x为弹簧形变量),求A释放前距B的高度;
(3)已知AB一起振动的周期为T,以A与B碰撞为计时起点,求AB振动到最高点的时刻。
【答案】(1)g (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
AB在以后的振动过程中恰好不会分离,所以振动最高点为弹簧原长位置,此时加速度最大.有
解得
【小问2详解】
B静止时有
物体A自由下落的过程,由机械能守恒得
物体A、B碰撞过程有
碰后AB在以后振动过程中到达最高点时弹簧刚好处于原长状态,相对于原来向上运动得距离
对物体A、B和弹簧组成的系统,由能量守恒得
联立解得
【小问3详解】
在振动过程中,设平衡位置弹簧的压缩量为x,有
振幅
以第一次向下经过平衡位置为0时刻,取向下为正方向,则振动方程为
AB碰撞时
解得
因此以A与B碰撞为时起点,求AB振动到最高点的时刻
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一、单选题(本大题共10小题,每题4分,共40分)
1. 在远距离输电中,若保持输送的总功率不变,而使输电电压增大为原来的10倍,那么( )
A. 输电电流将减小到原来的
B. 输电线上功率损失将减小到原来的
C. 用户得到的电压将变为原来的10倍
D. 用户得到的功率将保持不变
2. 一个静止的放射性同位素的原子核 衰变为 ,另一个静止的天然放射性元素的原子核衰变为,在同一磁场中,得到衰变后粒子的运动径迹1、2、3、4,如图所示,则这四条径迹依次是( )
A. 图中1、2为衰变产生的和的轨迹,其中1是电子的轨迹
B. 图中1、2为衰变产生的和的轨迹,其中2是正电子的轨迹
C. 图中3、4是衰变产生的和的轨迹,其中3是正电子的轨迹
D. 图中3、4轨迹中两粒子磁场中旋转方向相反
3. 一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内A点和B点的位置如图所示。电荷量为+q、-q和的三个试探电荷先后分别置于O点、A点和B点时,电势能均为。下列说法正确的是( )
A. OA中点的电势不为零 B. OA两点的电势差为
C. 电场的方向与x轴正方向成60°角 D. 电场强度的大小为
4. 位于坐标原点O的波源完成两个振幅均为A、周期不同的全振动后保持静止。时刻,此时波形如图所示,波沿着x轴正方向恰好传到处,其中第一个全振动的周期。则( )
A. 波在这种介质中传播的速度为
B. 第二个全振动的周期
C. 时刻,的质点在平衡位置且向方向振动
D. 在时间内,的质点振动的路程为
5. 停在水平地面上小车内,用绳子AB、BC拴住一个重球,绳BC呈水平状态,绳AB的拉力为T1,绳BC的拉力为T2.若小车由静止开始加速向左运动,但重球相对小车的位置不发生变化,则两绳的拉力的变化情况是( )
A. T1变小,T2变小 B. T1变小,T2变大
C. T1不变,T2变小 D. T1变大,T2不变
6. 2018年12月27日,北斗三号基本系统已完成建设,开始提供全球服务。其导航系统中部分卫星运动轨道如图所示:a为低轨道极地卫星,b为地球静止卫星,c为倾斜轨道卫星,其轨道平面与赤道平面有一定的夹角,c的周期与地球自转周期相同。下列说法正确的是( )
A. 卫星a的线速度比卫星c的线速度小
B. 卫星b的向心加速度比卫星c的向心加速度大
C. 卫星b和卫星c的线速度大小相等
D. 卫星a的机械能一定比卫星b的机械能大
7. 在理想LC振荡电路中的某时刻,电容器极板间的电场强度E的方向、线圈电流产生的磁场方向如图所示,灵敏电流计电阻不计。下列说法正确的是( )
A. 流过电流计的电流方向向左
B. 电容器的电荷量正在减小
C. 线圈中的磁感应强度正在增大
D. 电容器两板间的电场强度恒定不变
8. 如图甲所示,长木板A放在光滑的水平面上,质量m=2 kg的另一物体B以水平速度v0=3m/s滑上原来静止的长木板A的上表面,由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示,则下列说法正确的是(g取10 m/s2)( )
A. 木板获得的动能为1 J
B. 系统损失的机械能为7 J
C. 木板A的最小长度为1.5 m
D. A、B间的动摩擦因数为0.23
9. 下列四幅图涉及不同的物理知识,如图所示,其中说法正确的是( )
A. 甲图中A处能观察到大量的闪光点,B处能看到较多的闪光点,C处观察不到闪光点
B. 图乙中用中子轰击铀核使其发生聚变,链式反应会释放出巨大的核能
C. 图丙中处于能级的大量氢原子向低能级跃迁,最多可以放出3种频率的光
D. 丁图中用弧光灯照射原来就带电的锌板时,发现验电器的张角变大,说明锌板原来一定带负电
10. 如图所示,光滑且足够长的两平行金属导轨固定在同一水平面上,两导轨间的距离,定值电阻、,导轨上放一质量为的金属导体棒,棒的电阻。整个装置处于磁感应强度为的匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面向上,现用一拉力沿水平方向向左拉棒,使棒以一定的初速度开始运动,如图为中电流的平方随时间的变化关系图像,导轨的电阻不计。下列说法正确的是( )
A. 末棒的速度大小为
B. 内中产生的焦耳热为
C. 内拉力所做的功为
D. 棒受到的安培力的大小与时间的关系为
二、实验题(本题满分15分)
11. 某小组“验证牛顿第二定律”的实验装置如下图,长木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。
(1)该小组研究加速度和拉力关系时,得到的图像将会是图_____
(2)下图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:1、2、3、4、5、6、7是计数点每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a=______m/s2(保留三位有效数字)。
(3)某同学在研究加速度和质量关系时,记录下如下数据,请在下面的坐标纸中选择合理的坐标,描出相关图线____________,并可以由图线可以得到实验结论:____________。
次数
1
2
3
4
5
质量m/g
200
300
400
500
600
加速度a/m˙s-2
1.00
0.67
0.50
040
0.33
三、解答题
12. 容积的汽车轮胎内装有压强为的空气,驾驶员使用家用打气泵向轮胎内打气,每次打入压强为、体积为的空气,直到胎内气体的压强变为为止。假设整个过程中温度保持不变且气体可视为理想气体。求:
(1)一共打气多少次;
(2)打气结束后,轮胎内气体的总质量相对于初始质量增加的百分比。
13. 如图所示,等腰三角形玻璃的底边BD长为,。一细束入射光线垂直AB面入射,恰好在底边中点E处发生全反射。不考虑光在玻璃里面传播时在AB和AD面的反射。已知光在真空中的速度为c,求:
(1)该玻璃对这种光折射率n;
(2)光在玻璃里面传播的时间t。
14. 如图甲所示,质量为 、带电量为 的初速度为零的带电粒子,经 、 间的电场加速后,沿水平放置的平行极板 的中心线 进入偏转电场。已知极板 、 间电压为 ,极板 的板长为 ,板间距离为 。如图乙所示, 板间加上周期性变化的电压 。粒子的重力忽略不计,两板间电场看作匀强电场。
(1)求粒子射入偏转电场时的速度大小 ;
(2)若粒子在 时刻进入 、 间的偏转电场,求粒子离开偏转电场时沿垂直于板面方向的偏转距离 及速度偏转角 的正切值;
(3)若粒子在 时刻进入 、 间的偏转电场,求粒子离开偏转电场时沿垂直于板面方向的偏转距离
15. 某兴趣小组研究弹簧振子,设计了如图所示的装置,一个轻弹簧竖直放置,一端固定于地面,另一端与质量为m的物体B固连在一起,整个装置被一个口径略大且足够长的光滑圆套约束(图中未画出),现将质量也为m的物体A由B的正上方某一高度处自由释放,A和B发生碰撞后两者一起以相同的速度向下运动(但不粘连),AB在以后的振动过程中恰好不会分离,弹簧的劲度系数为k,整个振动过程弹簧处于弹性限度内,忽略A、B的体积,不计空气阻力,m、k、g为已知量,求:
(1)AB一起振动过程中最大加速度的大小;
(2)小组中的甲同学通过研究弹簧弹力做功,得出了弹簧的弹性势能表达式(x为弹簧形变量),求A释放前距B的高度;
(3)已知AB一起振动的周期为T,以A与B碰撞为计时起点,求AB振动到最高点的时刻。
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