内容正文:
高三学情调研物理试题
一、单选题
1. 某同学绕跑道跑一圈用时,则( )
A. 平均速度大小是 B. 平均速率是
C. 瞬时速率一定始终 D. 瞬时速度可能保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.某同学绕跑道跑一圈用时,位移为0,根据可知,平均速度为0,故A错误;
B.该同学的平均速率为,故B正确;
C.瞬时速率是瞬时速度的大小,在跑步过程中速度可能变化(如加速或减速),所以瞬时速率不一定始终是,故C错误;
D.瞬时速度是矢量,包含大小和方向。在环形跑道上运动时,方向不断变化,因此瞬时速度不可能保持不变,故D错误。
故选B。
2. 某金属材料的截止频率为,现用频率为的单色光照射该金属,发现有光电子逸出。已知普朗克常量为。则该金属的逸出功为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据光电效应原理,金属的逸出功是其固有属性,定义为使电子逸出金属所需的最小能量,与截止频率的关系为
故选A。
3. 自然光照射在肥皂膜上,形成漂亮的彩色条纹。下列现象与之原理相同的是( )
A. 弯曲的有机玻璃导光 B. 泊松亮斑
C. 双缝干涉 D. 立体电影
【答案】C
【解析】
【详解】自然光照射在肥皂膜上,形成漂亮的彩色条纹属于光的薄膜干涉现象;
A.弯曲的有机玻璃导光属于光的全反射现象,故A错误;
B.泊松亮斑属于光的衍射现象,故B错误;
C.双缝干涉属于光的干涉现象,故C正确;
D.立体电影属于光的偏振现象,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,、两个恒星绕、连线上的点做匀速圆周运动,形成一个稳定的双星系统。已知、两恒星的运动半径之比为,则、两恒星的动量大小之比为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】双星绕、连线上的点做匀速圆周运动。满足
因双星互绕的角速度相同,故、两恒星的动量大小之比
故选D。
5. 如图所示,两个导体圆环放置在同一水平面上,内侧的圆环中通以逆时针方向,逐渐减小的电流,则( )
A a圆环中出现顺时针方向感应电流
B. a圆环中出现逆时针方向感应电流
C. a圆环中没有感应电流
D. a圆环受到的安培力方向沿半径向外
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.圆环中通以逆时针方向,则圆环a处产生垂直纸面向里的磁场,且圆环中电流逐渐减小,则通过圆环a的等效垂直纸面向外的磁通量减小,依据楞次定律,感应电流应产生同向磁场阻碍其减小,故圆环a中产生逆时针方向的电流,故AC错误,B正确;
D.圆环a处实际为垂直纸面向里的磁场,依据左手定则,则a圆环受到的安培力方向沿半径向里,有收缩趋势,故D错误。
故选B。
6. 如图是弹簧振子做阻尼振动的位移-时间图像,摆球速度可能与时刻相同的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】单摆做阻尼振动,要克服阻力做功,设Q点速度大小与P点相同,
根据能量守恒有
由此可判断Q点的势能小于P点的势能,则Q点可能是b或d,
通过图像可知P点的速度方向向下,b点的速度方向向上,d点的速度方向向下,
故速度大小和方向与时刻可能相同的是d点。
故选D。
7. 如图所示,平面内存在沿轴负方向的匀强电场(未画出)。一带负电的试探电荷仅在电场力的作用下沿轴从点运动到点的过程中,下列关于电场强度大小、电势、电势能、动能随坐标变化的关系图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于平面内存在沿轴负方向的匀强电场,所以电场强度大小不变,故A错误。
B.由于沿电场线方向电势逐渐降低,从点运动到点的过程与电场方向相反,故电势增大,故B错误。
C.因为只有电场力做功,所以电场力做功等于电势能变化的负值,即
所以电势能与坐标成线性关系,故C错误。
D.因为只有电场力做功,根据动能定理,有
所以动能与坐标成线性关系,故D正确。
故选D。
8. 在垂直纸面向里的匀强磁场中,静止的原子核发生了衰变或衰变,衰变结束时,粒子或粒子与反冲核(新核)的速度与磁场垂直,形成如图所示的轨迹,下列说法正确的是( )
A. 新核轨迹半径大,粒子或粒子的轨迹半径小
B. 发生的是衰变
C. 新核和粒子的圆周运动半径之比只由电荷量比值决定
D. 新核和粒子的圆周运动周期之比只由电荷量比值决定
【答案】C
【解析】
【详解】A.由衰变前后动量守恒可得
依据
可得
则意味着新核电荷量大半径小,小粒子半径大,故A错误;
B.由运动轨迹可知,衰变产生的新粒子与新核所受洛伦兹力方向一致,而二者方向相反,故小粒子应带负电,发生了衰变,故B错误;
C.由A选项可得新核和粒子的圆周运动半径之比为电荷量比值决定,故C正确;
D.依据
解得
新核和粒子的圆周运动周期之比只由比荷比值决定,故D错误。
故选C。
9. 游乐园某游戏装置简化图如下:用一根长为的细线把一个质量为的小球悬挂在点,使小球处于静止状态,现在最低点给小球一个水平向右的冲量,使小球能在竖直平面内运动,若小球在运动的过程中始终对细绳有力的作用,则冲量大小可能为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意知:若小球在竖直面内能做完整的圆周运动,小球始终对绳有力的作用。则小球在最高点至少速度为,由牛顿第二定律得
解得
小球从最低点(设速度为)运动到最高点过程中由机械能守恒定律
解得
小球在最低点时由动量定理得
则冲量I应满足的条件为
若当小球在不超过圆心高度,小球始终对绳有力的作用,由机械能守恒得
解得
小球在最低点时,由动量定理得
则冲量I应满足的条件
所以冲量I应满足的条件为或者
故选A。
10. 如图所示,固定粗糙斜面上有一小滑块,初始时,小滑块具有一水平方向的初速度,小滑块在斜面上运动时留下的轨迹形状不可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.若小滑块在斜面上运动时最终以直线沿斜面斜向下运行,滑块受到的摩擦力及重力下滑分量不在一条直线上,故小滑块最终不可能以直线沿斜面斜向下运行,故A错误,符合题意;
BD.小滑块在斜面上做曲线运动,若摩擦力较大,则可能停于斜面上;若摩擦力较小,则小滑块可以滑离斜面,故BD正确,不符合题意;
C.若小滑块在斜面上运动时最终以直线平行于斜面侧边向下运行,滑块受到的摩擦力及重力下滑分量共线,故小滑块可能沿直线向下运行,故C正确,不符合题意。
故选A。
11. 如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比,原线圈接输出电压恒定的交流电源,导线电阻为,副线圈接电阻箱,电表均为理想交流电表,读数分别为、、、。现将阻值调大,则( )
A. 保持不变 B. 减小
C. 增大 D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.将理想变压器和副线圈上的电阻等效为一个电阻
设交流电源有效值为,对原线圈电路,由闭合电路欧姆定律有
将阻值调大,则减小,根据
可得增大,A错误;
B.原线圈电流减小,根据
可得副线圈电流减小,B正确;
C.理想变压器原、副线圈两端的电压有
原、副线圈两端的电流有
根据闭合电路欧姆定律可知,原线圈所在回路有
联立得
可知
所以保持不变,C错误;
D.根据
可知
所以,D错误。
故选B。
二、实验题
12. 如图甲所示是万用表中常用到的一种方形的电池(层叠电池),标称电动势为。某同学想要测量该电池实际的电动势和内阻,实验室提供了以下器材:
A.待测方形电池
B.电压表(量程为,内阻约为)
C.电流表(量程为,内阻为)
D.电阻箱(阻值范围0-99999.99Ω)
E.滑动变阻器(阻值为,额定电流为)
F.滑动变阻器(阻值为,额定电流为)
G.开关、导线若干
(1)该同学根据现有的实验器材,设计了如图乙所示的电路图。由于电压表量程仅为0~3V,故利用电阻箱进行改装,使量程变为,该同学按图乙连接好实验器材,检查电路无误后,将滑片移到最左端,将电阻调为0,断开,闭合,将接,适当调节,电压表示数为;保持位置不变,改变阻值,当电压表示数为_____时,调节完成,然后断开;该同学选择的滑动变阻器是_____。(用器材前字母表示)
(2)保持电阻箱阻值不变,开关接,闭合、,从左到右调节,测出多组、,并作出图线如图丙所示,由图得该电池的电动势为_____,内阻为_____(两空均保留三位有效数字)。
(3)另一同学认为改装电压表过程中存在误差。请判断实际量程比大还是比小,并说明理由:_______________________________________________________。
【答案】(1) ①. 0.80 ②. E
(2) ①. 8.94 ②. 2.00
(3)大于,电阻箱阻值变大后,电压表所在支路总电压大于
【解析】
【小问1详解】
[1]原量程为0~3V的电压表串联电阻后,改装成为量程。当改装后的电压表满偏时,原电压表与电阻上的电压分别为和,故两元件的电阻之比为。
因此当原电压表示数为时,改装后总电压不变,两元件的电压之比应为,当电压表示数为时,改装完成。
[2]为了实验操作方便和读数准确,应选较小的滑动变阻器,故选E。
【小问2详解】
[1][2]根据闭合回路欧姆定律
该电池的电动势为
内阻为
【小问3详解】
因保持位置不变改变阻值过程中,电压表与的总阻值变大,故外电路并联部分的总阻值增大,导致电压表与上的总电压将大于,故当电压表示数为时,上的电压大于,故的电阻调节过大了,故改装电压表的实际量程比大。
三、解答题
13. 如图所示为一定质量的某种理想气体从状态到状态的体积随温度变化的图像。已知气体在状态时的压强,体积,温度;在状态时的温度。
(1)求气体在状态时的体积;
(2)若上述过程气体内能增加了200J,求该过程中气体吸收的热量。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由题图可知,为等压变化,则有
代入数据解得
【小问2详解】
过程,外界对气体做功为
根据热力学第一定律可得
联立解得
14. 如图所示,半圆玻璃砖的半径为,折射率,直径与水平屏幕垂直并接触于点。激光以入射角射向半圆玻璃砖的圆心,结果在屏幕上出现了两个光斑。已知真空中的光速为
(1)求两个光斑之间距离。
(2)光从点沿(1)中两条光路传播到屏幕上的时间差。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
左侧折射
右侧全反射
所以
【小问2详解】
左侧时间
右侧时间
所以
15. 如图所示,质量为的木块以初速度从桌边点水平滑出落在粗糙水平地面点,在极短时间内竖直速度减为0,又滑动一段距离,最终停在地面上点。已知桌面距离水平地面的高度为,、两点的距离为,取。不计空气阻力,求
(1)、两点间的水平距离;
(2)落地前瞬间,重力的瞬时功率;
(3)地面的动摩擦因数。
【答案】(1)2.5m
(2)50W (3)
【解析】
【小问1详解】
木块从点到点平抛运动,根据平抛运动规律有,
联立解得,
【小问2详解】
落地前瞬间,木块的竖直分速度为
则重力的瞬时功率为
【小问3详解】
落地后在极短时间内竖直速度减为0,竖直方向根据动量定理可得
水平方向根据动量定理可得
之后木块又滑动一段距离,最终停在地面上点,根据动能定理可得
联立解得
16. 如图所示,光滑地面上有一绝缘平板,长度为,质量为,平板左右两侧装有竖直挡板,上表面粗糙,动摩擦因数为,平板上有一带正电的滑块,质量为,带电量为。整个上方空间存在垂直纸面向里的匀强磁场。初始时,滑块紧贴左侧挡板向右运动,初速度为,平板向左运动,初速度为。滑块第一次和右侧挡板碰前正好做匀速直线运动,滑块和挡板之间发生弹性碰撞。重力加速度为,求:
(1)磁感应强度的大小;
(2)第一次碰撞后,的速度大小;
(3)经过若干次碰撞后,最终正好停在左侧挡板处,求第一次碰撞后到静止的总时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
匀速阶段,洛伦兹力和重力平衡
解得
【小问2详解】
第一次碰撞时,动量守恒,机械能守恒,以向右为正方向
解得
即滑块正好原速反弹
【小问3详解】
滑块向左运动时
对时间求和
和左侧挡板碰撞前,因为系统水平动量守恒,由人船模型可解得滑块位移
碰撞时同(2),滑块原速反弹
同理滑块向右运动时
对时间求和
和右侧挡板碰撞前
对全过程
解得
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高三学情调研物理试题
一、单选题
1. 某同学绕跑道跑一圈用时,则( )
A. 平均速度大小是 B. 平均速率是
C. 瞬时速率一定始终是 D. 瞬时速度可能保持不变
2. 某金属材料的截止频率为,现用频率为的单色光照射该金属,发现有光电子逸出。已知普朗克常量为。则该金属的逸出功为( )
A B. C. D.
3. 自然光照射在肥皂膜上,形成漂亮的彩色条纹。下列现象与之原理相同的是( )
A. 弯曲的有机玻璃导光 B. 泊松亮斑
C. 双缝干涉 D. 立体电影
4. 如图所示,、两个恒星绕、连线上的点做匀速圆周运动,形成一个稳定的双星系统。已知、两恒星的运动半径之比为,则、两恒星的动量大小之比为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,两个导体圆环放置在同一水平面上,内侧的圆环中通以逆时针方向,逐渐减小的电流,则( )
A. a圆环中出现顺时针方向感应电流
B. a圆环中出现逆时针方向感应电流
C. a圆环中没有感应电流
D. a圆环受到的安培力方向沿半径向外
6. 如图是弹簧振子做阻尼振动的位移-时间图像,摆球速度可能与时刻相同的是( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,平面内存在沿轴负方向的匀强电场(未画出)。一带负电的试探电荷仅在电场力的作用下沿轴从点运动到点的过程中,下列关于电场强度大小、电势、电势能、动能随坐标变化的关系图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
8. 在垂直纸面向里的匀强磁场中,静止的原子核发生了衰变或衰变,衰变结束时,粒子或粒子与反冲核(新核)的速度与磁场垂直,形成如图所示的轨迹,下列说法正确的是( )
A. 新核的轨迹半径大,粒子或粒子的轨迹半径小
B. 发生的是衰变
C. 新核和粒子的圆周运动半径之比只由电荷量比值决定
D. 新核和粒子的圆周运动周期之比只由电荷量比值决定
9. 游乐园某游戏装置简化图如下:用一根长为的细线把一个质量为的小球悬挂在点,使小球处于静止状态,现在最低点给小球一个水平向右的冲量,使小球能在竖直平面内运动,若小球在运动的过程中始终对细绳有力的作用,则冲量大小可能为( )
A. B. C. D.
10. 如图所示,固定粗糙斜面上有一小滑块,初始时,小滑块具有一水平方向的初速度,小滑块在斜面上运动时留下的轨迹形状不可能是( )
A. B.
C. D.
11. 如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比,原线圈接输出电压恒定的交流电源,导线电阻为,副线圈接电阻箱,电表均为理想交流电表,读数分别为、、、。现将阻值调大,则( )
A. 保持不变 B. 减小
C 增大 D.
二、实验题
12. 如图甲所示是万用表中常用到的一种方形的电池(层叠电池),标称电动势为。某同学想要测量该电池实际的电动势和内阻,实验室提供了以下器材:
A.待测方形电池
B.电压表(量程为,内阻约为)
C.电流表(量程为,内阻为)
D.电阻箱(阻值范围0-99999.99Ω)
E.滑动变阻器(阻值为,额定电流为)
F.滑动变阻器(阻值为,额定电流为)
G.开关、导线若干
(1)该同学根据现有的实验器材,设计了如图乙所示的电路图。由于电压表量程仅为0~3V,故利用电阻箱进行改装,使量程变为,该同学按图乙连接好实验器材,检查电路无误后,将滑片移到最左端,将电阻调为0,断开,闭合,将接,适当调节,电压表示数为;保持位置不变,改变阻值,当电压表示数为_____时,调节完成,然后断开;该同学选择的滑动变阻器是_____。(用器材前字母表示)
(2)保持电阻箱阻值不变,开关接,闭合、,从左到右调节,测出多组、,并作出图线如图丙所示,由图得该电池的电动势为_____,内阻为_____(两空均保留三位有效数字)。
(3)另一同学认为改装电压表过程中存在误差。请判断实际量程比大还比小,并说明理由:_______________________________________________________。
三、解答题
13. 如图所示为一定质量的某种理想气体从状态到状态的体积随温度变化的图像。已知气体在状态时的压强,体积,温度;在状态时的温度。
(1)求气体在状态时的体积;
(2)若上述过程气体内能增加了200J,求该过程中气体吸收的热量。
14. 如图所示,半圆玻璃砖半径为,折射率,直径与水平屏幕垂直并接触于点。激光以入射角射向半圆玻璃砖的圆心,结果在屏幕上出现了两个光斑。已知真空中的光速为
(1)求两个光斑之间的距离。
(2)光从点沿(1)中两条光路传播到屏幕上的时间差。
15. 如图所示,质量为的木块以初速度从桌边点水平滑出落在粗糙水平地面点,在极短时间内竖直速度减为0,又滑动一段距离,最终停在地面上点。已知桌面距离水平地面的高度为,、两点的距离为,取。不计空气阻力,求
(1)、两点间水平距离;
(2)落地前瞬间,重力的瞬时功率;
(3)地面的动摩擦因数。
16. 如图所示,光滑地面上有一绝缘平板,长度为,质量为,平板左右两侧装有竖直挡板,上表面粗糙,动摩擦因数为,平板上有一带正电的滑块,质量为,带电量为。整个上方空间存在垂直纸面向里的匀强磁场。初始时,滑块紧贴左侧挡板向右运动,初速度为,平板向左运动,初速度为。滑块第一次和右侧挡板碰前正好做匀速直线运动,滑块和挡板之间发生弹性碰撞。重力加速度为,求:
(1)磁感应强度的大小;
(2)第一次碰撞后,的速度大小;
(3)经过若干次碰撞后,最终正好停在左侧挡板处,求第一次碰撞后到静止的总时间。
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