内容正文:
上海市第二中学2023学年第一学期高二物理期末等级考试卷
考生注意:
(1)试卷满分100分,考试时间60分钟。
(2)务必在答题纸上填写姓名、考号,作答必须写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
(3)选择类试题,出特殊说明外,每小题只能选一个选项。
(4)试卷标注“计算”、“简答”、“论证”的试题,在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中,须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
一、电荷、电场与电容(20分)
我国东汉王充《论衡》书中就有“顿牟掇芥”的记载,就是玳瑁摩擦后能吸引轻小物体的静电现象。上海公交11路是世界上首条使用超级电容车实现快速充电技术商业化的公交线路。
1. 电容器的充电是充入的电子,电子是原子的组成部分。一个电子带有( )
A. 的正电荷 B. 的负电荷
C. 的正电荷 D. 的负电荷
2. 关于两个点电荷间相互作用的电场力,下列说法中正确的是( )
A. 它们是一对作用力与反作用力
B. 电量大的点电荷受力大,电量小的点电荷受力小
C. 当两个点电荷间距离增大而电量保持不变时,这两个电场力的大小可能不变
D. 当第三个点电荷移近它们时,原来两电荷问相互作用的电场力会变化
3. 如图所示为正点电荷电场中的一条电场线,a、b为电场线上的两点。设a、b两点的场强大小分别为Ea、Eb,a、b两点的电势分别为φa、φb,则下列说法中正确的是( )
A. Ea>Eb,φa<φb B. Ea<Eb,φa>φb
C. Ea>Eb,φa>φb D. Ea=Eb,φa>φb
4. 如图所示,以坐标原点O为圆心,半径为r的圆与坐标轴交于a、b、c、d四点。在O点固定了一个正点电荷Q,另有一方向与x轴正方向相同、场强大小为E的匀强电场,当点电荷+q在电场中沿圆弧移动时( )
A. 从a移到b电场力不做功
B. 从b移到c电场力做正功
C. 从d移到b电场力做的功为2qEr
D. 从d移到a电场力做的功为2qEr
5. 如图所示,一电子(电荷量大小为e、质为m)以初速度v0沿水平方向射入水平放置的相距d、长为L、电势差为U(能使电子飞出极板)的一对平行金属板间。
(1)电子在水平方向的分运动是___________,电子在竖直方向分运动是___________。
(2)根据上面给出的条件,电子飞出金属板时,沿垂直于板而方向偏移的加速度为__________,偏移距离______________。
【答案】1. B 2. A 3. C 4. C
5. ①. 匀速直线运动 ②. 初速度为零的匀加速直线运动 ③. ④.
【解析】
【1题详解】
一个电子带有的负电荷。
故选B。
【2题详解】
A.两个点电荷间相互作用的电场力是一对作用力与反作用力,故A正确;
B.根据牛顿第三定律,两个点电荷间相互作用的电场力大小相等,与电量无关,故B错误;
C.当两个点电荷间距离增大而电量保持不变时,根据库仑定律
可知这两个电场力的大小变小,故C错误;
D.根据力的独立作用原理,当第三个点电荷移近它们时,原来两电荷间相互作用的电场力不变,故D错误,。
故选A。
【3题详解】
由图可知,此电场线为正点电荷电场中的一条电场线,故正电荷在a点左侧,则a点处电场线较密,电场强度较大,即有;根据顺着电场线方向电势降低,则有。
故选C。
【4题详解】
A.根据正电荷在电势高处电势能大,在电势低处电势能小,可知从a移到b电势降低,正电荷的电势能减小,电场力做正功,故A错误;
B.从b移到c电势升高,正电荷的电势能增大,电场力做负功,故B错误;
C.从d移到b电场力做的功为
故C正确;
D.从d移到a电场力做的功为
故D错误。
故选C。
【5题详解】
(1)[1][2]电子受到的电场力方向竖直向下,初速度水平向右,则电子在水平方向的分运动是匀速直线运动,电子在竖直方向分运动是初速度为零的匀加速直线运动。
(2)[3][4]电子飞出金属板时,沿垂直于板面方向偏移的加速度为
电子通过电场的时间为
电子飞出金属板时,偏移距离为
联立可得
二、电流、电阻、闭合电路(14分)
当对金属导体两端施加电压时,金属内部就建立起电场并形成和电场方向相同的电流。电流流过不同电路元件转换能量方式也不同。电池作为目前重要的储能元件,在日常生活、新能源汽车及风能、太阳能能调峰填谷方面有不可或缺的作用。含电源的电路称作闭合电路。
6. 有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,此时导线中自由电子定向移动的平均速率为v。设导线在单位体积内的自由电子数为n,电子的电荷量为e。则在时间内( )
A. 通过导线横截面的电荷量为ne B. 通过导线横截面的电荷量为nevS
C. 通过导线横截面的自由电子数为 D. 通过导线横截面的自由电子数为
7. 有关电动势的说法中正确的是( )
A. 电源提供的电能越多,电源的电动势越大
B. 电源的电动势越大,也就是电源内储存的电荷量越多
C. 电源的电动势反映了电源将电能转化为其他形式的能的本领
D. 当电路中通过单位电荷量时,电源消耗的其他形式能的数值等于电源电动势的数值
8. 闭合电路中,下列各表达式中错误的是( )
A. B. C. D.
9. 两个电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示,由图可知( )
A. 当U=IV时,R2的电阻小于R1的电阻
B. R1的电阻为2Ω
C. R2的电阻随电压的增大而减小
D. R1的电阻R1=tan45°Ω=1Ω
10. 如图电路是将滑动变阻器作分压器用的电路,C、D为分压器的输入端,A、B为分压器的输出端,把变阻器的滑动片P放在变阻器正中间,下列判断中正确的是( )
A. 空载时输出电压为UAB=UCD
B. 当接上负载R时,输出电压为
C. 负载电阻R的阻值越小,UAB越接近
D. 滑动片P向下滑动,可实现
11. 在如图所示的电路中,已知电阻R1的阻值小于滑动变阻器R0的最大阻值。闭合电键S,在滑动变阻器的滑片P由最左端向最右端滑动的过程中,电流表A2的示数_________(填变化趋势),电压表V1的示数变化量与电流表A2的示数变化量比值____________。
【答案】6. C 7. D 8. B 9. B 10. B
11. ①. 变大 ②. 不变
【解析】
【6题详解】
AB.根据金属导体电流的微观表达式
电流的定义式
可得在时间内通过导线横截面的电荷
故AB错误;
CD.在时间内通过导线横截面的自由电子数
故C正确,D错误。
故选C。
【7题详解】
根据电动势的定义
可知电源的电动势在数值上等于非静电力把单位正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功,即电源消耗的其他形式能的数值,电源的电动势反映了电源将其他形式的能转化为电能的本领,与电源提供的电能和电源内储存的电荷量无关。
故选D。
【8题详解】
根据闭合电路欧姆定律
电源的内电压为
电源的外电压为
本题选择错误的,故选B。
【9题详解】
A.根据两个电阻、的伏安特性曲线,可知当U=1V时,两个电阻的电流相同,根据欧姆定律可知的电阻等于的电阻,故A错误;
B.根据欧姆定律为定值电阻,其电阻为
故B正确;
C.根据I-U图线上的点与原点连线的斜率的倒数等于的阻值,可知的电阻随电压的增大而增大,故C错误;
D.根据B的解答,可知的电阻等于,不可以用tan45°来求其阻值,故D错误。
故选B。
【10题详解】
A.依据题意,滑动变阻器的滑动片P放在变阻器正中间,根据分压原理易知空载时输出电压为
故A错误;
B.当接上负载R时,负载R与滑动变阻器的滑片P以下部分并联,并联的等效电阻小于滑动变阻器的最大阻值的一半,即并联部分的等效电阻小于滑片P以上部分的电阻,根据分压原理易知输出电压
故B正确;
C.负载电阻R的阻值越小,根据B项的分析,可知并联部分的等效电阻越小,并联部分的电压越小,越远离,故C错误;
D.根据B项的分析,可知滑动片P向下滑动,可使
故D错误。
故选B。
【11题详解】
[1]电路的连接结构为:电限与滑动变阻器的左侧部分串联,再与滑动变阻器的右侧部分并联,再与电阻串联。在滑动变阻器的滑片P由最左端向最右端滑动的过程中,并联部分的等效电阻变小,易知干路电流增大,因电流表测量的是干路电流,故电流表的示数增大。
[2]电压表测量的是路端电压,电流表测量的是干路电流,根据闭合电路欧姆定律得
可得与比值就等于,故电压表的示数变化量与电流表的示数变化量比值不变。
三、电路中能量转化,电阻、电源的测量(20分)
无论何种电源,电动势和内阻总是标志电源特性的两个重要参数。加上外电阻、电流、外电压和内电压,这六个物理量通过部分电路欧姆完律和闭合电路欧姆定律相互联系,从而使我们可以有很多种测量电阻、电源电动势和内阻的方法。
12. (多选)如图是研究伏安法测电阻误差来源的部分电路,开关先后接通a和b时,测量的R值比真实值( )
A. 若S接a,测量R的值比真实值小
B. 若S接a,测量R的值比真实值大
C. 若S接b,测量R的值比真实值小
D. 若S接b,测量R的值比真实值大
13. 如图甲所示,电动势为E、内阻为r的电源与R=8Ω的定值电阻、滑动变阻器Rp、开关S组成串联回路,电源的输出功率P与外电路阻值的关系如图乙所示。则电源的内阻r=______Ω,电动势E=______V,图乙中Rx=______Ω,调整滑动变阻器RP的阻值可以得到该变阻器的最大消耗功率为______W。
14. 某物理兴趣小组采用伏安法测定电源电动势和内阻。
U(V)
12.1
12.0
11.8
11.7
11.6
11.5
I/(A)
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
①采用图甲所示电路测得电流表A和电压表V的数据如下表。请根据表中数据在图乙中作出U—I图像______;根据U—I图像,电源的电动势E为______V(保留3位有效数字),内阻r为______Ω(保留2位有效数字)。
②该实验存在一定的系统误差。兴趣小组设计了如图丙所示的改进电路图,其中G是灵敏电流计。小组进行如下操作:
a.按图丙连接好电路,调节两个滑动变阻器阻值至最大,闭合开关K1和K2,反复调节两个滑动变阻器阻值,使电流计G的示数为零,读得电流表、电压表示数分别为0.40A、12.0V,此时电压表读数______(选填“>”、“=”、“<”)电源E的路端电压。
b.改变变阻器R阻值,调节变阻器R',使电流计G的示数再次为零,此时电流表、电压表示数分别为0.60A、11.7V。
c.根据上面的实验数据,可得电源E的电动势为______V(保留3位有效数字),内阻r为______Ω(保留2位有效数字)。
【答案】12. AD 13. ①. 10 ②. 4 ③. 25 ④. 0.22
14. ①. ②. 12.2 ③. 1.2 ④. = ⑤. 12.6 ⑥. 1.5
【解析】
【12题详解】
AB.若S接a,测量电路采用电流表外接法,误差在于电压表的分流影响,导致电流测量值偏大,则测量R的值比真实值小,故A正确,B错误;
CD.若S接b,测量电路采用电流表内接法,误差在于电流表的分压影响,导致电压测量值偏大,则测量R的值比真实值大,故C错误,D正确。
故选AD。
【13题详解】
[1][2]电源的输出功率
结合数学对勾函数规律,当有
电源输出功率达到最大值,根据图乙可知
此时最大功率为0.4W,则有
结合上述解得
[3]结合上述,当外电阻等于4Ω与时,电源输出功率相等,则有
结合上述解得
[4]滑动变阻器消耗的功率
根据数学对勾函数可知,当有
滑动变阻器消耗功率最大,解得
【14题详解】
①[1]将表格中数据在坐标纸上描点,将点迹用直线连接,使点迹均匀分布在直线两侧,如图所示
[2][3]根据闭合电路欧姆定律有
结合图像有
,
②[4]电流计G的示数为零,表明电流计两端的电势相等,则电压表读数等于电源E的路端电压;
[5]当电流表、电压表示数分别为0.40A、12.0V,此时有
当电流表、电压表示数分别为0.60A、11.7V,此时有
结合上述解得
,
四、牛顿力学的局限性、相对论(12分)
爱因斯坦在16岁时就问过这样简单而又深刻的问题:如果以光速追赶一束光,将会看到什么?我们会看到静止的光吗?为解决这个问题,爱因斯坦抛弃了传统的思维方式,另辟蹊径,在1905年提出了两条基本原理,从而建立了一个全新的理论——狭义相对论。
15. 关于经典力学和和对论,下列说法正确的是( )
A. 经典力学和相对论是各自独立的学说,互不相容
B. 相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的
C. 相对论和经典力学是两种不同的学说,二者没有联系
D. 经典力学包含于相对论之中,经典力学是相对论的特例
16. 假设在以光速c前进的特殊“列车”上向前发射一束光,在地面上的观察者看来这束光的速度是( )
A. 0 B. c C. 2c D.
17. 关于爱因斯坦的狭义相对论,下列说法中正确的是( )
A. 在高速运动的火车车厢中央,光源同时向车厢前后两壁发出了一个闪光,地面上的人看到闪光同时到车厢的前后壁
B. 在惯性参考系中,物体的运动速度可能超过光速
C. 同样的两个事件,在不同的参考系中观测,时间间隔不相同
D. 一条沿自身长度方向高速运动的杆,其长度总比杆静止时的长度大
18. 质量的质子在高能粒子加速器中被加速到动能。某同学根据计算出质子的速度大小为(计算无误)。此速度值的不合理之处是:__________。这说明:牛顿力学不再适用于__________。(选填“高速”或“低速”)。
19. 如果一观察者测得运动着的米尺长0.9m(米尺的静止长度为1m),试求此尺相对于观察者的速度。
【答案】15. D 16. B 17. C
18. ①. 根据爱因斯坦相对论,可知光速是最大的速度,任何物体的速度均不能超过光速 ②. 高速
19.
【解析】
【15题详解】
A.经典力学是狭义相对论在低速(v<c)条件下的近似,即只要速度远远小于光速,经过数学变换,狭义相对论的公式就全部变化为牛顿经典力学的公式,故A错误;
BC.相对论并没有否定经典力学,而是在其基础上发展起来的,有各自成立范围,故BC错误;
D.经典力学是狭义相对论在低速(v<c)条件下的近似,因此经典力学包含于相对论之中,经典力学是相对论的特例,故D正确。
故选D。
【16题详解】
根据光速不变原理:在不同的惯性参考系中,真空中的光速是相同的,即光在真空中沿任何方向的传播速度也是相同的,即此时地面上的观察者看来这束光的速度是c。
故选B。
【17题详解】
A.根据同时的相对性,火车上的人会看到闪光同时到达车厢的前后壁,而地面上的人会看到闪光先到达车厢的后壁(相对火车运动方向而言),后到达前壁,故A错误;
B.根据爱因斯坦的相对论可知,在任何惯性参考系中,任何物体的运动速度都不能超过光速,故B错误;
C.由相对论的基本公式
可知时间间隔与参考系有关,故C正确;
D.考虑相对论效应,根据长度与速度关系公式
沿自身长度方向高速运动的杆长度总比静止时的长度短,故D错误。
故选C。
【18题详解】
[1]略;
[2]当粒子速度接近或等于光速时,动能公式不再适应,这说明:牛顿力学不再适用于高速。
【19题详解】
根据
解得
五、动量与冲量(34分)
描述物体运动的物理量有v、mv、,各表达式从哪个角度描述物体的运动状态,物理学家曾经有争议。v描述物体运动快慢和方向;描述物体由于运动而具有的能量,指物体做功本领:mv描述物体在它运动方向上保持运动的趋势,指的是运动物体的作用效果。
20. 下列关于动量的论述中正确的是( )
A. 质量大的物体动量一定大
B. 速度大的物体动量一定大
C. 两物体动能相等,动量大小不一定相等
D. 两物体动能相等,动量一定相等
21. 如图所示,两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下,到达斜面底端的过程中,两个物体具有的相同的物理量是( )
A. 重力的冲量 B. 弹力的冲量
C. 刚达到底端时的动量 D. 以上都不对
22. 把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平地面上,枪发射子弹时,关于枪、子弹和车的下列说法正确的有( )
A. 枪和子弹组成的系统动量守恒
B. 枪和车组成的系统动量守恒
C. 枪、子弹和车组成的系统动量守恒
D. 若子弹和枪筒之间的摩擦忽略不计,枪和车组成的系统动量才守恒
23. 将质量为1.00kg的模型火箭点火升空,50g燃烧的燃气以大小为600m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( )
A. 30kg·m/s B. 5.7×102kg·m/s C. 6.0×102kg·m/s D. 6.3×102kg·m/s
24. 某同学在t=0时,以初速度v0=60m/s竖直向上射出一质量m=10g的弹丸,其上升的最大高度h=40.8m。弹丸在运动过程中所受空气阻力大小f与其速率v的关系满足f=kv,其中k=0.01N·s/m。
①弹丸从射出到运动至最高点的过程中,其v-t图线可能为( )
A. B. C. D.
②分析说明弹丸在整个上升过程中所受空气阻力的冲量大小If=kh;
③求弹丸从射出到运动至最高点的时间t。(结果保留2位有效数字)
25. 如图所示,半径R=0.1m的竖真半圆形光滑轨道BC与水平面AB相切,AB间距离x=1m,质量m=1.0kg的小滑块2放在光滑圆轨道末端的B点,另一质量也为m=1.0kg的小滑块1,从A点以的初速度在水平面上滑行,两滑块相碰,碰撞时间极短,碰后两滑块粘在一起滑上半圆形轨道。已知滑块1与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2,两滑块均可视为质点。求:
①碰后瞬间两滑块共同的速度大小v;
②两滑块在碰撞过程中损失的机械能;
③在C点轨道对两滑块的作用力大小F;
④若从B到C用时0.5s,求此期间轨道对两滑块的冲量。
【答案】20. C 21. D 22. C 23. A 24. A
25. ①;②;③;④冲量的大小为,方向与水平方向的夹角正切值为
【解析】
【20题详解】
AB.根据可知,质量大的物体动量不一定大;速度大的物体动量不一定大,故AB错误;
CD.根据
可知两物体动能相等,动量大小不一定相等,故C正确,D错误。
故选C。
【21题详解】
A.根据运动学公式和牛顿运动定律分析得知,物体在相同高度沿倾角不同的两个光滑斜面从顶端由静止自由滑下,运动时间不相等,根据
由于质量相等,所以两个物体的重力的冲量不同,故A错误;
BCD.由于冲量和动量均为矢量,两个物体受到的弹力方向不同,刚达到底端时的速度方向不同,所以弹力的冲量不可能相同,刚达到底端时的动量也不可能相同,故BC错误,D正确。
故选D。
【22题详解】
ABD.在发射子弹时,枪和子弹组成的系统,或者枪和车组成的系统,受到的外力之和不为零,故动量不守恒,故ABD错误;
C.在发射子弹时,枪、车和子弹组成的系统受到的外力之和为零,系统动量守恒,故C正确。
故选C。
【23题详解】
根据动量守恒,火箭的动量大小等于燃气的动量大小,故可得火箭的动量大小为
故选A。
【24题详解】
①弹丸从射出到运动至最高点的过程中,根据牛顿第二定律可得
可知随着弹丸速度的减小,加速度逐渐减小,所以弹丸做加速度逐渐减小的减速运动,则图线的切线斜率绝对值逐渐减小。
故选A。
②弹丸在整个上升过程中所受空气阻力的冲量大小为
③弹丸从射出到运动至最高点过程,根据动量定理可得
其中
可得所用时间为
【25题详解】
①根据题意,滑块1在AB段运动过程中,由动能定理得
解得
两滑块相碰,碰撞时间极短,满足动量守恒定律,则有
解得碰后瞬间两滑块共同的速度大小
②两滑块在碰撞过程中损失的机械能为
代入数据解得
③两滑块由B点运动到C点,根据机械能守恒可得
解得
在C点,由牛顿第二定律可得
解得
④若从B到C用时0.5s,竖直方向两物块的动量变化为0,可知轨道对两滑块冲量的竖直分量大小等于重力的冲量大小,方向竖直向上,则有
水平方向以C点速度为正方向,根据动量定理可得
则此期间轨道对两滑块的冲量大小为
方向斜向上偏左,与水平方向的夹角正切值为
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考生注意:
(1)试卷满分100分,考试时间60分钟。
(2)务必在答题纸上填写姓名、考号,作答必须写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
(3)选择类试题,出特殊说明外,每小题只能选一个选项。
(4)试卷标注“计算”、“简答”、“论证”的试题,在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中,须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
一、电荷、电场与电容(20分)
我国东汉王充《论衡》书中就有“顿牟掇芥”的记载,就是玳瑁摩擦后能吸引轻小物体的静电现象。上海公交11路是世界上首条使用超级电容车实现快速充电技术商业化的公交线路。
1. 电容器的充电是充入的电子,电子是原子的组成部分。一个电子带有( )
A. 的正电荷 B. 的负电荷
C. 的正电荷 D. 的负电荷
2. 关于两个点电荷间相互作用的电场力,下列说法中正确的是( )
A. 它们是一对作用力与反作用力
B. 电量大的点电荷受力大,电量小的点电荷受力小
C. 当两个点电荷间距离增大而电量保持不变时,这两个电场力的大小可能不变
D. 当第三个点电荷移近它们时,原来两电荷问相互作用的电场力会变化
3. 如图所示为正点电荷电场中的一条电场线,a、b为电场线上的两点。设a、b两点的场强大小分别为Ea、Eb,a、b两点的电势分别为φa、φb,则下列说法中正确的是( )
A. Ea>Eb,φa<φb B. Ea<Eb,φa>φb
C. Ea>Eb,φa>φb D. Ea=Eb,φa>φb
4. 如图所示,以坐标原点O为圆心,半径为r的圆与坐标轴交于a、b、c、d四点。在O点固定了一个正点电荷Q,另有一方向与x轴正方向相同、场强大小为E的匀强电场,当点电荷+q在电场中沿圆弧移动时( )
A. 从a移到b电场力不做功
B. 从b移到c电场力做正功
C. 从d移到b电场力做的功为2qEr
D. 从d移到a电场力做的功为2qEr
5. 如图所示,一电子(电荷量大小为e、质为m)以初速度v0沿水平方向射入水平放置的相距d、长为L、电势差为U(能使电子飞出极板)的一对平行金属板间。
(1)电子在水平方向的分运动是___________,电子在竖直方向分运动是___________。
(2)根据上面给出的条件,电子飞出金属板时,沿垂直于板而方向偏移的加速度为__________,偏移距离______________。
二、电流、电阻、闭合电路(14分)
当对金属导体两端施加电压时,金属内部就建立起电场并形成和电场方向相同的电流。电流流过不同电路元件转换能量方式也不同。电池作为目前重要的储能元件,在日常生活、新能源汽车及风能、太阳能能调峰填谷方面有不可或缺的作用。含电源的电路称作闭合电路。
6. 有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,此时导线中自由电子定向移动的平均速率为v。设导线在单位体积内的自由电子数为n,电子的电荷量为e。则在时间内( )
A. 通过导线横截面的电荷量为ne B. 通过导线横截面的电荷量为nevS
C. 通过导线横截面的自由电子数为 D. 通过导线横截面的自由电子数为
7. 有关电动势的说法中正确的是( )
A. 电源提供的电能越多,电源的电动势越大
B. 电源的电动势越大,也就是电源内储存的电荷量越多
C. 电源的电动势反映了电源将电能转化为其他形式的能的本领
D. 当电路中通过单位电荷量时,电源消耗的其他形式能的数值等于电源电动势的数值
8. 闭合电路中,下列各表达式中错误的是( )
A. B. C. D.
9. 两个电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示,由图可知( )
A. 当U=IV时,R2的电阻小于R1的电阻
B. R1的电阻为2Ω
C. R2的电阻随电压的增大而减小
D. R1的电阻R1=tan45°Ω=1Ω
10. 如图电路是将滑动变阻器作分压器用的电路,C、D为分压器的输入端,A、B为分压器的输出端,把变阻器的滑动片P放在变阻器正中间,下列判断中正确的是( )
A. 空载时输出电压为UAB=UCD
B. 当接上负载R时,输出电压为
C. 负载电阻R的阻值越小,UAB越接近
D. 滑动片P向下滑动,可实现
11. 在如图所示的电路中,已知电阻R1的阻值小于滑动变阻器R0的最大阻值。闭合电键S,在滑动变阻器的滑片P由最左端向最右端滑动的过程中,电流表A2的示数_________(填变化趋势),电压表V1的示数变化量与电流表A2的示数变化量比值____________。
三、电路中能量转化,电阻、电源的测量(20分)
无论何种电源,电动势和内阻总是标志电源特性的两个重要参数。加上外电阻、电流、外电压和内电压,这六个物理量通过部分电路欧姆完律和闭合电路欧姆定律相互联系,从而使我们可以有很多种测量电阻、电源电动势和内阻的方法。
12. (多选)如图是研究伏安法测电阻误差来源的部分电路,开关先后接通a和b时,测量的R值比真实值( )
A. 若S接a,测量R的值比真实值小
B. 若S接a,测量R的值比真实值大
C. 若S接b,测量R的值比真实值小
D. 若S接b,测量R的值比真实值大
13. 如图甲所示,电动势为E、内阻为r的电源与R=8Ω的定值电阻、滑动变阻器Rp、开关S组成串联回路,电源的输出功率P与外电路阻值的关系如图乙所示。则电源的内阻r=______Ω,电动势E=______V,图乙中Rx=______Ω,调整滑动变阻器RP的阻值可以得到该变阻器的最大消耗功率为______W。
14. 某物理兴趣小组采用伏安法测定电源电动势和内阻。
U(V)
12.1
12.0
11.8
11.7
11.6
11.5
I/(A)
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
①采用图甲所示电路测得电流表A和电压表V的数据如下表。请根据表中数据在图乙中作出U—I图像______;根据U—I图像,电源的电动势E为______V(保留3位有效数字),内阻r为______Ω(保留2位有效数字)。
②该实验存在一定的系统误差。兴趣小组设计了如图丙所示的改进电路图,其中G是灵敏电流计。小组进行如下操作:
a.按图丙连接好电路,调节两个滑动变阻器阻值至最大,闭合开关K1和K2,反复调节两个滑动变阻器阻值,使电流计G的示数为零,读得电流表、电压表示数分别为0.40A、12.0V,此时电压表读数______(选填“>”、“=”、“<”)电源E的路端电压。
b.改变变阻器R阻值,调节变阻器R',使电流计G的示数再次为零,此时电流表、电压表示数分别为0.60A、11.7V。
c.根据上面的实验数据,可得电源E的电动势为______V(保留3位有效数字),内阻r为______Ω(保留2位有效数字)。
四、牛顿力学的局限性、相对论(12分)
爱因斯坦在16岁时就问过这样简单而又深刻的问题:如果以光速追赶一束光,将会看到什么?我们会看到静止的光吗?为解决这个问题,爱因斯坦抛弃了传统的思维方式,另辟蹊径,在1905年提出了两条基本原理,从而建立了一个全新的理论——狭义相对论。
15. 关于经典力学和和对论,下列说法正确的是( )
A. 经典力学和相对论是各自独立的学说,互不相容
B. 相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的
C. 相对论和经典力学是两种不同的学说,二者没有联系
D. 经典力学包含于相对论之中,经典力学是相对论的特例
16. 假设在以光速c前进的特殊“列车”上向前发射一束光,在地面上的观察者看来这束光的速度是( )
A. 0 B. c C. 2c D.
17. 关于爱因斯坦的狭义相对论,下列说法中正确的是( )
A. 在高速运动的火车车厢中央,光源同时向车厢前后两壁发出了一个闪光,地面上的人看到闪光同时到车厢的前后壁
B. 在惯性参考系中,物体的运动速度可能超过光速
C. 同样的两个事件,在不同的参考系中观测,时间间隔不相同
D. 一条沿自身长度方向高速运动的杆,其长度总比杆静止时的长度大
18. 质量的质子在高能粒子加速器中被加速到动能。某同学根据计算出质子的速度大小为(计算无误)。此速度值的不合理之处是:__________。这说明:牛顿力学不再适用于__________。(选填“高速”或“低速”)。
19. 如果一观察者测得运动着的米尺长0.9m(米尺的静止长度为1m),试求此尺相对于观察者的速度。
五、动量与冲量(34分)
描述物体运动的物理量有v、mv、,各表达式从哪个角度描述物体的运动状态,物理学家曾经有争议。v描述物体运动快慢和方向;描述物体由于运动而具有的能量,指物体做功本领:mv描述物体在它运动方向上保持运动的趋势,指的是运动物体的作用效果。
20. 下列关于动量的论述中正确的是( )
A. 质量大的物体动量一定大
B. 速度大的物体动量一定大
C. 两物体动能相等,动量大小不一定相等
D. 两物体动能相等,动量一定相等
21. 如图所示,两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下,到达斜面底端的过程中,两个物体具有的相同的物理量是( )
A. 重力的冲量 B. 弹力的冲量
C. 刚达到底端时的动量 D. 以上都不对
22. 把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平地面上,枪发射子弹时,关于枪、子弹和车的下列说法正确的有( )
A. 枪和子弹组成的系统动量守恒
B. 枪和车组成的系统动量守恒
C. 枪、子弹和车组成的系统动量守恒
D. 若子弹和枪筒之间的摩擦忽略不计,枪和车组成的系统动量才守恒
23. 将质量为1.00kg的模型火箭点火升空,50g燃烧的燃气以大小为600m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( )
A. 30kg·m/s B. 5.7×102kg·m/s C. 6.0×102kg·m/s D. 6.3×102kg·m/s
24. 某同学在t=0时,以初速度v0=60m/s竖直向上射出一质量m=10g的弹丸,其上升的最大高度h=40.8m。弹丸在运动过程中所受空气阻力大小f与其速率v的关系满足f=kv,其中k=0.01N·s/m。
①弹丸从射出到运动至最高点的过程中,其v-t图线可能为( )
A. B. C. D.
②分析说明弹丸在整个上升过程中所受空气阻力的冲量大小If=kh;
③求弹丸从射出到运动至最高点的时间t。(结果保留2位有效数字)
25. 如图所示,半径R=0.1m的竖真半圆形光滑轨道BC与水平面AB相切,AB间距离x=1m,质量m=1.0kg的小滑块2放在光滑圆轨道末端的B点,另一质量也为m=1.0kg的小滑块1,从A点以的初速度在水平面上滑行,两滑块相碰,碰撞时间极短,碰后两滑块粘在一起滑上半圆形轨道。已知滑块1与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2,两滑块均可视为质点。求:
①碰后瞬间两滑块共同的速度大小v;
②两滑块在碰撞过程中损失的机械能;
③在C点轨道对两滑块的作用力大小F;
④若从B到C用时0.5s,求此期间轨道对两滑块的冲量。
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