内容正文:
雅安市高2023级第一次诊断性考试
物理试题
全卷共100分,考试时间为75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、座位号、准考证号填写在答题卡上,并将条形码准确贴在答题卡上对应的虚线框内。
2.选择题选出答案后,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。非选择题用0.5mm黑色墨水签字笔在答题卡各题目的答题区域内作答,在试题卷上作答,答案无效。
3.考试结束,监考人只将答题卡收回。
一、单项选择题:本题共7小题,每题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 某充电宝铭牌上标有“37Wh”,“Wh”对应的物理量为( )
A. 能量 B. 时间 C. 功率 D. 电荷量
【答案】A
【解析】
【详解】Wh(瓦特小时)是功率(单位:瓦特,W)与时间(单位:小时,h)的乘积。根据物理公式,能量(其中为功率,为时间),因此Wh表示能量的单位。
故选A。
2. 如图甲,站在管道内的小孩将足球从N点向前踢出,足球沿管道在竖直面内运动一周后,在P点离开管道,恰好在截面圆心O点落入书包,图乙为简化运动示意图。下列说法正确的是( )
A. 足球离开管道前做匀速圆周运动
B. 足球通过最高点M时的速度为零
C. 足球离开管道在空中处于失重状态
D. 足球落入书包时速度沿PO方向
【答案】C
【解析】
【详解】A.足球在竖直平面内运动时受重力与阻力(如摩擦力),且重力和阻力会对足球做功,足球的速率会发生变化,所以足球做变速圆周运动,故A错误;
B.足球要能运动经过最高点M并继续运动到P点,其在最高点M必须具有一定的速度,故B错误;
C.足球离开管道在空中运动时,受重力和空气阻力作用,二者合力产生的加速度有竖直向下的分量,即处于失重状态,故C正确;
D.足球从P点离开后做曲线运动,落入书包时的速度是该点轨迹的切线方向,不是沿PO方向,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,静置于光滑水平面的底座上固定有内壁光滑的U型管道(管道在竖直面内),半径比管道内径略小的小球以某一初速度沿水平方向进入管道。小球在管道内运动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球对管道的弹力始终不做功
B. 小球对管道的弹力的冲量始终为零
C. 小球、管道与底座构成的系统动量守恒
D. 小球、管道与底座构成的系统机械能守恒
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球在管道弯曲部分运动时,会对管道产生一个作用力(弹力)。由于底座放置在光滑水平面上,这个弹力在水平方向的分力会使管道和底座发生水平位移。因此,小球对管道的弹力在位移方向上有分量,会对管道做功。故A错误;
B.小球在管道弯曲部分运动时,小球对管道的弹力在水平方向的分力不为零,根据动量定理,这个弹力的冲量等于管道(及底座)动量的变化量。由于管道(及底座)从静止开始运动,其动量发生变化,所以弹力的冲量不为零。故B错误;
C.小球、管道与底座构成的系统在水平方向上动量守恒。故C错误;
D.小球、管道与底座构成的系统,整个过程中,只有重力和系统内的弹力做功,则系统的机械能守恒。故D正确。
故选D。
4. 如图,物块A、B通过轻弹簧连接,B通过细线悬挂在天花板上,系统处于静止状态。某时刻剪断细线并开始计时,直到弹簧第一次恢复原长的过程中,A,B的速度v随时间t变化的图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】对A,由平衡条件可知,剪断细线前弹簧弹力大小与A的重力等大,且弹簧处于拉伸状态,剪断细线后,对B有
解得(方向向下)
对A有
解得(方向向下)
由以上分析可知,剪断瞬间B的加速度比A的大,可知B比A运动的快,故AB向下运动过程中,弹簧形变量在减小,B做加速度减小的加速运动,A做加速度增大的加速运动,当弹簧形变量为0时(即恢复原长时),AB加速度相等,由于斜率表示加速度,综合以上分析可知C选项符合题意。
故选C。
5. 自“东方红一号”在太空奏响第一曲,到“天宫”空间站实现常态化运营,中国航天事业在六十余载的岁月里,绘就了一幅从无到有、从弱至强的辉煌画卷。近年来监测到“东方红一号”卫星运行在近地点距地面高度约429km、远地点距地面高度约2000km的椭圆轨道上,“天宫”空间站运行在距地面高度约为450km的圆轨道上,地球半径为6371km。下列说法正确的是( )
A. “天宫”空间站中的宇航员不受重力作用
B. “东方红一号”卫星由近地点向远地点运动时,机械能减小
C. “东方红一号”卫星的运行周期小于“天宫”空间站的运行周期
D. “东方红一号”卫星位于近地点时的加速度大于“天宫”空间站的加速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.宇航员在空间站中处于失重状态,但失重并非不受重力,而是重力提供向心力,使其绕地球做圆周运动,故A错误;
B.在仅受地球引力作用的椭圆轨道上,卫星机械能守恒。由近地点向远地点运动时,动能转化为势能,总机械能不变,故B错误。
C.根据开普勒第三定律,绕同一中心天体运动的卫星,周期的平方与半长轴的立方成正比,即
“东方红一号”椭圆轨道:近地点距地心,远地点距地心 ,半长轴
“天宫”圆轨道:半径,半长轴
则有半长轴,因此,即“东方红一号”周期大于“天宫”周期,故C错误。
D.加速度由万有引力提供,则加速度为
其中为距地心距离,为引力常量,为地球质量。“东方红一号”在近地点。“天宫”空间站。则有,且加速度,因此
故近地点加速度大于空间站加速度,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,E、F、G、H为正方形ABCD的各边中点,O为对角线交点。在E、F、G处各固定一个电荷量为的点电荷,在H处固定一个电荷量为的点电荷。下列说法正确的是( )
A. A点和D点的电势相同
B. B点和C点的电场强度相同
C. 电子由A点静止释放,将沿AC做直线运动
D. 正点电荷由B点沿BD移动至O点过程中,电势能一直增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.A点、D点关于FH对称,四个电荷关于FH对称分布,所以A点和D点的电势相同,故A正确;
B.由电场叠加可知,B点和C点的电场强度方向不同,故B错误;
C.E、H为等量异种点电荷,F、G为等量同种点电荷,AC为EH连线的中垂线,也是FG连线的中垂线,由等量同种、异种点电荷电场的分布特点可知,AC上各点的电场强度方向并不沿AC连线方向,电子由静止释放后不能沿AC做直线运动,故C错误;
D.BD为H、G等量异种点电荷电场中一条等势线,在E、F等量同种点电荷电场中,由B到O的电势先升高再降低,所以将一个正点电荷由B点沿BD移动至O,电势能先增大后减小,故D错误。
故选A。
7. 截止2025年9月,我国新能源汽车累计销售突破4000万辆,产销量连续10年保持全球第一,为全球减碳目标作出中国贡献。某新能源汽车由电池向电动机M供电,模拟电路如图所示,电源电动势E=15V,内阻r=3Ω,定值电阻R0=1Ω,电动机的线圈电阻r'=1Ω。当电动机所牵引的负载运动状态不同时,理想电流表读数不同。下列判断正确的是( )
A. 若电动机被卡住,电流表读数为3.75A
B. 电流表读数为1.5A时,电动机输出功率最大
C. 电流表读数为1.5A时,电源输出功率最大
D. 当电动机输出功率最大时,其效率为50%
【答案】B
【解析】
【详解】A.若电动机被卡住,电动机相当于一个纯电阻,根据闭合电路欧姆定律,电路中的电流为
解得,A错误;
B.电动机的输出功率
电动机消耗的电功率,电动机内电阻消耗的热功率
解得
根据二次函数求极值的知识,当时,电动机的输出功率有最大值,B正确;
C.电源的输出功率,同理,当时,电源输出功率最大,C错误;
D.当电动机输出功率最大时,由B的分析可知,电路中的电流 I = 1.5A
此时,
电动机的效率
解得,D错误。
故选B。
二、多项选择题:本题共3小题,每题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 一列沿x轴传播的横波,图甲是t=2s时的波形图,图乙是质点b的振动图像。已知a、b两质点的横坐标分别为2m和4m。下列判断正确的是( )
A. 该列波与频率为0.5Hz的横波相遇时能发生干涉
B. 该列波沿x轴负方向传播
C. 再经过3s,质点a通过的路程为3m
D. t=4s时,质点b运动到x=0的位置
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由图乙可知,该列波的周期为
频率为
与频率为0.25Hz的简谐横波相位差恒定时相遇才能发生稳定干涉,故A错误;
B.由图乙可知,时,质点b沿y轴负方向振动,根据“同侧法”可知,该列波沿x轴负方向传播,故B正确;
C.再振动
质点a通过的路程为,故C正确;
D.质点不随波迁移,t=4s时,质点b仍在x=4m的位置,故D错误。
故选BC。
9. 自耦式变压器是输出和输入共用一组线圈的特殊变压器。如图甲所示的理想自耦式变压器,环形铁芯上绕制线圈匝数为220匝,AP间线圈匝数为120匝,P为变压器的滑动触头,P'为滑动变阻器的滑片。在AB间加如图乙所示正弦交流电,下列判断正确的是( )
A. 通过R的电流方向每秒改变100次
B. 电压表示数为120V
C. 保持P不动,P'向下滑动,电压表示数增大
D. 保持P'不动,P逆时针转动,电压表示数增大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图乙知输入交流电的周期为,故其频率为
1s内线圈转50圈,每转一圈两次经过中性面,每经过中性面一次电流方向改变一次,故电流方向每秒改变100次,而变压器不改变交流电的周期和频率,输出端通过R的电流方向每秒改变100次,故A正确;
B.因AB间加正弦交流电,其有效值为
副线圈的匝数为BP间匝数
由
而电压表测的是交流电压的有效值,故电压表示数为,故B错误;
C.保持P不动,P'向下滑动,副线圈的匝数不变,其它条件不变,由
则电压表示数不变,故C 错误;
D.P逆时针转动,副线圈的匝数增大,由
则电压表示数增大,故D正确。
故选AD。
10. 如图甲,两根足够长的平行金属导轨固定在水平桌面上,左端接有阻值R=1Ω的电阻。一质量m=0.1kg的金属棒垂直导轨放置,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。金属棒在水平向右的拉力F作用下向右运动,拉力F与时间t的关系式为F=0.3+0.2t(N),t=2s时撤去拉力,金属棒在t=2.55s时停止运动,整个运动过程金属棒速度v随时间t变化的图像如图乙所示。导轨和金属棒电阻不计,重力加速度g取10m/s2.下列判断正确的是( )
A. 金属棒与导轨间摩擦力大小为0.3N
B. 整个过程中金属棒运动的距离为2.45m
C. 撤去拉力后,电阻R上产生的焦耳热为0.2J
D. 撤去拉力后,通过电阻R的电荷量为C
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图像可得内,导体棒做匀加速运动,加速度
设时刻速度为,导体棒切割磁感线电动势为
感应电流
则安培力
由牛顿第二定律可得
整理得
又因为
所以,
解得,,故A错误;
B.由法拉第电磁感应定律可得
由闭合电路欧姆定律得
拉力的冲量
全程由动量定理可得
其中
整理解得,故B正确;
C.内匀加速位移为
则撤去拉力后位移
此过程初速度,由能量守恒可得
解得故C错误;
D.撤去拉力后,由法拉第电磁感应定律可得
由闭合电路欧姆定律得
则电荷量
解得,故D正确。
故选BD
三、实验题:本题共2小题,共16分。
11. 某实验小组用激光笔测量平行玻璃砖的折射率。步骤如下:光屏与玻璃砖平行放置,记录屏MN和玻璃砖abcd的位置;用激光笔以一定角度照射玻璃砖,记录入射点O1和屏上光点S1的位置;移走玻璃砖,记录屏上光点S2的位置;做相应辅助线,其中,,O1、O2、Q在一条直线上;用刻度尺测得:O2S1=9.90cm,O2Q=7.90cm,S1P=7.10cm,PQ=3.85cm。
(1)记录玻璃砖位置时,某同学用铅笔紧靠玻璃砖画线,这种操作__________(选填“正确”或“错误”);
(2)根据所测数据计算玻璃砖的折射率n=__________(结果保留三位有效数字);
(3)若换用频率更大的激光进行实验,其他条件保持不变,观察到S1与S2的间距__________(选填“变大”或“变小”)。
【答案】(1)错误 (2)
(3)变大
【解析】
【小问1详解】
记录玻璃砖位置时,某同学用铅笔紧靠玻璃砖画线,这种操作错误。不能用玻璃砖替代直尺画线,避免划伤和污染玻璃的光学面,可以先在白纸上描出玻璃砖每个界面的两个点,然后取下玻璃砖再用直尺连成线。
【小问2详解】
如图所示,根据折射定律有
其中,,又O2S1=9.90cm,O2Q=7.90cm,S1P=7.10cm,PQ=3.85cm,可得折射率
【小问3详解】
根据第(2)问的分析可知激光的入射光线和出射光线平行,换用频率更大的激光进行实验,折射率更大,则折射角更小,可知出射点O2向右偏移,可知屏上光点S1的位置向右偏移,可得S1与S2的间距变大。
12. 某同学连接图甲所示电路,将传感器连接在电路中,并与计算机相连,运行相关程序,在计算机显示屏上可观察到电容器所带电荷量q随时间t变化的图线,通过图线来研究电容器充电规律。
(1)开关S闭合,电容器充电,电路中电流逐渐___________(选填“增大”或“减小”);改变电阻箱的阻值,对同一电容器分两次进行充电,电容器所带电荷量q随时间t变化的图线分别如图乙中①、②所示,则图线___________(选填“①”或“②”)对应充电过程电阻箱接入电路的阻值R较大;充电完成后,开关仍然处于闭合状态,减小电容器两极板间的距离,流过电阻箱的电流方向向___________(选填“左”或“右”)。
(2)充电过程中,电容器两极板间电压u,所带电荷量q均增大,请在图丙中定性画出该过程的u-q图像_______。若电源电动势为E,图丙中电压最大值对应坐标点与原点O连线的斜率为k,类比直线运动中由v-t图像求位移的方法,可知充电结束后电容器储存的电能为___________(结果用E、k表示)。
【答案】(1) ①. 减小 ②. ② ③. 右
(2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]由于图像的斜率表示电容器在充电的过程中电路中的电流,结合图像可知,充电过程中,电路中的电流逐渐减小;
[2]电阻箱的阻值较大时,电路中的电流较小,图像的斜率较小,因此图像②对应的是电阻箱阻值较大的图像;
[3]充电完成后,开关仍处于闭合状态,则电容器两端的电压不变,减小两极板间的距离,根据
可知,电容器的电容增大,又因为
由于电容器两极板间的电压不变,电容增大,因此两极板的电荷量增大,电容器处于充电状态,通过电阻箱的电流向右。
【小问2详解】
[1]根据电容
可得
因此图像为一正比例函数图像,图像如下
[2]由图像可知,稳定后电容器储存的能量为图像与坐标轴围成的面积,即
结合题意可知
联立解得
四、计算题:本题共3小题,共38分。
13. 如图,质量为M=0.8kg的玩具车通过轻绳拖着质量为m=0.2kg的物块在水平面上做匀速直线运动。某时刻轻绳断裂,经过t=0.4s,玩具车已做匀速直线运动。整个过程中玩具车功率恒为P=10W,玩具车和物块所受阻力均为自身重力的k=0.5倍,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)轻绳断裂前,玩具车和物块的速度大小;
(2)轻绳断裂后经过t=0.4s,玩具车运动的距离。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,玩具车和物块受到地面的阻力为
玩具车功率恒为P=10W,且轻绳断裂前已做匀速直线运动,设速度为,满足
解得
【小问2详解】
轻绳断裂,经过t=0.4s,玩具车已做匀速直线运动,所受阻力为
故绳断后,玩具车匀速运动的速度满足
解得
故玩具车运动的距离满足
解得
14. 现代物理通常用电场和磁场来研究粒子运动规律。如图所示,在xOy坐标系所在的平面内,第一象限内有沿x轴负方向的匀强电场,第二、三象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场。在C点沿y轴正方向以初速度v0发射质量为m,电荷量为q(q>0)的粒子,粒子依次经过y轴上的D、O、F点(F点图中未画出)。已知C点坐标为(L,0),D点坐标为(0,2L)。粒子重力不计,求:
(1)匀强电场场强的大小;
(2)匀强磁场磁感应强度的大小;
(3)粒子从C点运动到F点的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
带电粒子在电场中做类平抛运动,在垂直电场方向做匀速直线运动,则有
沿电场方向做匀变速直线运动,则有
其中,在电场中,根据牛顿第二定律有
联立解得
【小问2详解】
设粒子入射到磁场速度大小为v,与y轴夹角为,则有,
解得,
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为,则
解得
根据洛伦兹力提供向心力,故有
解得
【小问3详解】
粒子在电场中由C点运动到D点的时间为
粒子在磁场中运动周期为
由图可知,粒子转过的圆心角为
粒子在磁场中由D点运动到O点的时间为
粒子在O点时,x轴方向的分速度大小与D点的x轴方向的分速度大小相等,方向相反;y轴方向的分速度大小与C点的y轴方向的分速度相同,所以粒子再次在电场中由O点运动到F点的过程,在沿y轴方向做匀速直线运动,沿x轴方向先匀减速后匀加速,根据运动的对称性可知,粒子由O点运动到F点的时间为
所以,粒子从C点运动到F点的时间为
15. 某游戏装置竖直截面图如图所示。固定轨道PQM与传送带MN平滑连接,其中PQ段为光滑圆弧轨道,QM段为粗糙水平直轨道。物块a从P点由静止释放,运动到M点与静止的物块b发生完全非弹性碰撞,碰后结合成整体c;c运动到传送带右端N时,受到一水平向左的瞬时冲量,以后每隔给c一相同的瞬时冲量,直到c离开传送带。已知a、b、c均可视为质点,a、b的质量分别为,,圆弧轨道半径,圆心角,QM间距离,MN间距离,传送带顺时针运行的速度,a与水平直轨道、c与传送带间的动摩擦因数均为,,,重力加速度取求:
(1)a运动到圆轨道底端时轨道对它的支持力大小;
(2)碰后瞬间c的速度大小;
(3)c从N运动到M的过程中与传送带摩擦产生的热量。
【答案】(1)支持力大小为
(2)碰后瞬间c的速度大小为
(3)热量
【解析】
【小问1详解】
物块从P到Q过程,由能量守恒得
解得Q点速度
在Q点有
解得支持力
小问2详解】
物块从Q到M的过程,由动能定理
解得
在M点发生完全非弹性碰撞,由动量守恒
解得碰后瞬间c的速度大小
【小问3详解】
取向右为正方向,令c的质量为,加速度
由于,因此c运动到传送带右端N时已经与传送带共速。在N点由动量定理得
解得
c先向左减速到零再加速到与传送带共速,所用时间
c向左运动到速度为零的位移
c从速度为零加速到与传送带共速的位移
总位移
由于减速到共速时间等于,因此刚好共速时c受到向左的瞬时冲量,由动量定理
解得
因此c将重复之前的运动,重复次后减速运动离开传送带。重复次过程中c与传送带摩擦产生的热量
重复运动次后距离点,第5次c受到向左的瞬时冲量后速度依旧为,之后运动到M点的速度满足
解得
所用时间
因此第5次c受到向左的瞬时冲量后运动到M点的过程中c与传送带摩擦产生的热量
因此c从N运动到M的过程中与传送带摩擦产生的热量
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雅安市高2023级第一次诊断性考试
物理试题
全卷共100分,考试时间为75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、座位号、准考证号填写在答题卡上,并将条形码准确贴在答题卡上对应的虚线框内。
2.选择题选出答案后,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。非选择题用0.5mm黑色墨水签字笔在答题卡各题目的答题区域内作答,在试题卷上作答,答案无效。
3.考试结束,监考人只将答题卡收回。
一、单项选择题:本题共7小题,每题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 某充电宝铭牌上标有“37Wh”,“Wh”对应的物理量为( )
A. 能量 B. 时间 C. 功率 D. 电荷量
2. 如图甲,站在管道内的小孩将足球从N点向前踢出,足球沿管道在竖直面内运动一周后,在P点离开管道,恰好在截面圆心O点落入书包,图乙为简化运动示意图。下列说法正确的是( )
A. 足球离开管道前做匀速圆周运动
B. 足球通过最高点M时的速度为零
C. 足球离开管道在空中处于失重状态
D. 足球落入书包时速度沿PO方向
3. 如图所示,静置于光滑水平面底座上固定有内壁光滑的U型管道(管道在竖直面内),半径比管道内径略小的小球以某一初速度沿水平方向进入管道。小球在管道内运动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球对管道的弹力始终不做功
B. 小球对管道的弹力的冲量始终为零
C. 小球、管道与底座构成的系统动量守恒
D. 小球、管道与底座构成的系统机械能守恒
4. 如图,物块A、B通过轻弹簧连接,B通过细线悬挂在天花板上,系统处于静止状态。某时刻剪断细线并开始计时,直到弹簧第一次恢复原长的过程中,A,B的速度v随时间t变化的图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
5. 自“东方红一号”在太空奏响第一曲,到“天宫”空间站实现常态化运营,中国航天事业在六十余载的岁月里,绘就了一幅从无到有、从弱至强的辉煌画卷。近年来监测到“东方红一号”卫星运行在近地点距地面高度约429km、远地点距地面高度约2000km的椭圆轨道上,“天宫”空间站运行在距地面高度约为450km的圆轨道上,地球半径为6371km。下列说法正确的是( )
A. “天宫”空间站中的宇航员不受重力作用
B. “东方红一号”卫星由近地点向远地点运动时,机械能减小
C. “东方红一号”卫星的运行周期小于“天宫”空间站的运行周期
D. “东方红一号”卫星位于近地点时的加速度大于“天宫”空间站的加速度
6. 如图所示,E、F、G、H为正方形ABCD的各边中点,O为对角线交点。在E、F、G处各固定一个电荷量为的点电荷,在H处固定一个电荷量为的点电荷。下列说法正确的是( )
A. A点和D点电势相同
B. B点和C点的电场强度相同
C. 电子由A点静止释放,将沿AC做直线运动
D. 正点电荷由B点沿BD移动至O点过程中,电势能一直增大
7. 截止2025年9月,我国新能源汽车累计销售突破4000万辆,产销量连续10年保持全球第一,为全球减碳目标作出中国贡献。某新能源汽车由电池向电动机M供电,模拟电路如图所示,电源电动势E=15V,内阻r=3Ω,定值电阻R0=1Ω,电动机的线圈电阻r'=1Ω。当电动机所牵引的负载运动状态不同时,理想电流表读数不同。下列判断正确的是( )
A. 若电动机被卡住,电流表读数3.75A
B. 电流表读数为1.5A时,电动机输出功率最大
C. 电流表读数为1.5A时,电源输出功率最大
D. 当电动机输出功率最大时,其效率为50%
二、多项选择题:本题共3小题,每题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 一列沿x轴传播的横波,图甲是t=2s时的波形图,图乙是质点b的振动图像。已知a、b两质点的横坐标分别为2m和4m。下列判断正确的是( )
A. 该列波与频率为0.5Hz的横波相遇时能发生干涉
B. 该列波沿x轴负方向传播
C. 再经过3s,质点a通过的路程为3m
D. t=4s时,质点b运动到x=0的位置
9. 自耦式变压器是输出和输入共用一组线圈特殊变压器。如图甲所示的理想自耦式变压器,环形铁芯上绕制线圈匝数为220匝,AP间线圈匝数为120匝,P为变压器的滑动触头,P'为滑动变阻器的滑片。在AB间加如图乙所示正弦交流电,下列判断正确的是( )
A. 通过R的电流方向每秒改变100次
B. 电压表示数为120V
C. 保持P不动,P'向下滑动,电压表示数增大
D. 保持P'不动,P逆时针转动,电压表示数增大
10. 如图甲,两根足够长的平行金属导轨固定在水平桌面上,左端接有阻值R=1Ω的电阻。一质量m=0.1kg的金属棒垂直导轨放置,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。金属棒在水平向右的拉力F作用下向右运动,拉力F与时间t的关系式为F=0.3+0.2t(N),t=2s时撤去拉力,金属棒在t=2.55s时停止运动,整个运动过程金属棒速度v随时间t变化的图像如图乙所示。导轨和金属棒电阻不计,重力加速度g取10m/s2.下列判断正确的是( )
A. 金属棒与导轨间摩擦力大小为0.3N
B. 整个过程中金属棒运动的距离为2.45m
C. 撤去拉力后,电阻R上产生的焦耳热为0.2J
D. 撤去拉力后,通过电阻R的电荷量为C
三、实验题:本题共2小题,共16分。
11. 某实验小组用激光笔测量平行玻璃砖的折射率。步骤如下:光屏与玻璃砖平行放置,记录屏MN和玻璃砖abcd的位置;用激光笔以一定角度照射玻璃砖,记录入射点O1和屏上光点S1的位置;移走玻璃砖,记录屏上光点S2的位置;做相应辅助线,其中,,O1、O2、Q在一条直线上;用刻度尺测得:O2S1=9.90cm,O2Q=7.90cm,S1P=7.10cm,PQ=3.85cm。
(1)记录玻璃砖位置时,某同学用铅笔紧靠玻璃砖画线,这种操作__________(选填“正确”或“错误”);
(2)根据所测数据计算玻璃砖折射率n=__________(结果保留三位有效数字);
(3)若换用频率更大的激光进行实验,其他条件保持不变,观察到S1与S2的间距__________(选填“变大”或“变小”)。
12. 某同学连接图甲所示电路,将传感器连接在电路中,并与计算机相连,运行相关程序,在计算机显示屏上可观察到电容器所带电荷量q随时间t变化的图线,通过图线来研究电容器充电规律。
(1)开关S闭合,电容器充电,电路中电流逐渐___________(选填“增大”或“减小”);改变电阻箱的阻值,对同一电容器分两次进行充电,电容器所带电荷量q随时间t变化的图线分别如图乙中①、②所示,则图线___________(选填“①”或“②”)对应充电过程电阻箱接入电路的阻值R较大;充电完成后,开关仍然处于闭合状态,减小电容器两极板间的距离,流过电阻箱的电流方向向___________(选填“左”或“右”)。
(2)充电过程中,电容器两极板间电压u,所带电荷量q均增大,请在图丙中定性画出该过程的u-q图像_______。若电源电动势为E,图丙中电压最大值对应坐标点与原点O连线的斜率为k,类比直线运动中由v-t图像求位移的方法,可知充电结束后电容器储存的电能为___________(结果用E、k表示)。
四、计算题:本题共3小题,共38分。
13. 如图,质量为M=0.8kg的玩具车通过轻绳拖着质量为m=0.2kg的物块在水平面上做匀速直线运动。某时刻轻绳断裂,经过t=0.4s,玩具车已做匀速直线运动。整个过程中玩具车功率恒为P=10W,玩具车和物块所受阻力均为自身重力的k=0.5倍,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)轻绳断裂前,玩具车和物块的速度大小;
(2)轻绳断裂后经过t=0.4s,玩具车运动的距离。
14. 现代物理通常用电场和磁场来研究粒子运动规律。如图所示,在xOy坐标系所在的平面内,第一象限内有沿x轴负方向的匀强电场,第二、三象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场。在C点沿y轴正方向以初速度v0发射质量为m,电荷量为q(q>0)的粒子,粒子依次经过y轴上的D、O、F点(F点图中未画出)。已知C点坐标为(L,0),D点坐标为(0,2L)。粒子重力不计,求:
(1)匀强电场场强的大小;
(2)匀强磁场磁感应强度的大小;
(3)粒子从C点运动到F点的时间。
15. 某游戏装置竖直截面图如图所示。固定轨道PQM与传送带MN平滑连接,其中PQ段为光滑圆弧轨道,QM段为粗糙水平直轨道。物块a从P点由静止释放,运动到M点与静止的物块b发生完全非弹性碰撞,碰后结合成整体c;c运动到传送带右端N时,受到一水平向左的瞬时冲量,以后每隔给c一相同的瞬时冲量,直到c离开传送带。已知a、b、c均可视为质点,a、b的质量分别为,,圆弧轨道半径,圆心角,QM间距离,MN间距离,传送带顺时针运行的速度,a与水平直轨道、c与传送带间的动摩擦因数均为,,,重力加速度取求:
(1)a运动到圆轨道底端时轨道对它的支持力大小;
(2)碰后瞬间c的速度大小;
(3)c从N运动到M的过程中与传送带摩擦产生的热量。
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