内容正文:
高三物理卷
一、单项选择题(本题共7 小题,每小题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.下列四幅图中:图甲是氢原子的能级示意图;图乙胶囊中装的是钴,其半衰期约为年;图丙瓶中装的是碘;图丁是、、三种射线在垂直于纸面向里的磁场中的偏转情况。下列说法正确的是( )
A. 图甲中,基态的氢原子吸收能量为的光子可以跃迁到能级
B. 图乙中,经过年的时间,原子核中有已经发生了衰变
C. 图丙中,发生衰变的方程为,发生的是衰变
D. 图丁中,射线的速度最快、射线的电离作用最强、射线的穿透能力最强
2.圆形铁丝圈蘸一些肥皂液后会形成肥皂膜,将铁丝圈竖直放置,在自然光照射下,肥皂膜呈现出彩色条纹。这属于光的( )
A. 偏振现象 B. 衍射现象 C. 干涉现象 D. 折射现象
3.在高速公路的拐弯处,通常路面都是外高内低.在某路段汽车向左拐弯,司机左侧的路面比右侧的路面低一些.汽车的运动可看做是做半径为的圆周运动.设内外路面高度差为,路基的水平宽度为,路面的宽度为已知重力加速度为要使车轮与路面之间的横向即垂直于前进方向摩擦力等于零,则汽车转弯时的车速应等于( )
A. B. C. D.
4.振荡电路在测量、自动控制、无线电通信等领域有广泛应用如图所示的振荡电路,某时刻线圈中磁场方向向下,且正在减小,下列说法正确的是( )
A. 电路中的电流方向为顺时针
B. 电容器正在放电
C.
D. 若在线圈中插入铁芯,则激发产生的电磁波波长将变小
5.一弹性绳沿轴放置,位于坐标原点的质点从时刻开始振动,产生一列沿轴正、负方向传播的简谐横波,时正半轴上形成的波形如图所示。为平衡位置位于处的质点,为平衡位置位于处的质点。则下列说法正确的是( )
A. 质点的起振方向沿轴负方向
B. 处的质点的振动方程是
C. 时刻质点正位于波谷
D. 时间内质点通过的路程为
6.如图所示,高速公路上一辆速度为的汽车紧贴超车道的路基行驶。驾驶员在点发现刹车失灵,短暂反应后,控制汽车通过图中两段弧长相等的圆弧从点紧贴避险车道左侧驶入。已知汽车速率不变,、两点沿道路方向距离为,超车道和行车道宽度均为,应急车道宽度为,路面提供的最大静摩擦力是车重的倍,汽车转弯时恰好不与路面发生相对滑动,重力加速度,估算驾驶员反应时间为( )
A. B. C. D.
7.真空区域有宽度为、磁感应强度为的匀强磁场,磁场方向如图所示,、是磁场的边界。质量为、电荷量为的粒子不计重力从边界某处射入磁场,刚好没有从边界射出磁场,当再次从边界射出磁场时与夹角为,则( )
A. 粒子进入磁场时速度方向与边界的夹角为
B. 粒子在磁场中转过的角度为
C. 粒子在磁场中运动的时间为
D. 粒子能从边界射出磁场时的速度大于
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共 18 分。每个小题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.飞船的某段运动可近似为如图所示的情境,圆形轨道为空间站运行轨道,设圆形轨道的半径为,空间站公转周期为。椭圆轨道Ⅱ为载人飞船运行轨道,两轨道相切于点,椭圆轨道Ⅱ的半长轴为,地球表面处重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 根据题中信息,可求出空间站运转速度
B. 空间站在轨道运行的加速度大于
C. 载人飞船若要进入轨道,需要在点加速
D. 空间站在圆轨道上运行的周期大于载人飞船在椭圆轨道Ⅱ上运行的周期
9.如图所示为交流充电桩给新能源汽车充电的设施,为输电线的总电阻。配电设施的输出电压为,理想升压变压器原、副线圈的匝数比为,理想降压变压器原、副线圈的匝数比为,充电桩输出电压,功率为,电压表为理想交流电压表,说法中正确的是( )
A. 交变电流的方向每秒改变次 B. 输电线的总电阻
C. 输电线损失的功率为 D. 当时,电压表的示数是
10.如图所示,倾角为足够长的光滑斜面固定在水平地面上,一木板置于斜面顶端,木板的质量,某时刻,由静止释放的同时,有一个质量为的物块以沿斜面向上,大小为的初速度滑上木板,、间动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度,不计空气阻力,关于物块和木板的运动,下列说法正确的是( )
A. 物块刚滑上板时,木板的加速度为
B. 要使物块不滑离板,则木板长至少为
C. 整个运动过程中,物块与木板间因摩擦产生的热量为
D. 不论板多长,物块最终一定能滑离木板
三、实验题(共2小题,共14分)
11.某实验小组在利用实验室提供的器材测量一种金属电阻丝的电阻率时,先用多用电表欧姆挡粗测了金属电阻丝的阻值,所使用的多用电表欧姆挡共有“”“”“”“”四个挡。实验小组的主要操作步骤有如下三步:
将红、黑表笔分别插入多用电表的“”、“”插孔,选择“”倍率的欧姆挡;
;
把红、黑表笔分别与金属电阻丝的两端相接,表针指在如图中虚线的位置。为了能获得更准确的测量数据,应将倍率调整到欧姆挡 的挡位;在一系列正确操作后表针指在如图中虚线的位置,则该金属电阻丝阻值的测量值是 。
12.现在新能源汽车用的电源大多数为锂离子电池,它的主要优点是单位质量放电量大,寿命长,长时间不使用时电能损耗较少。某实验小组测量某个新型锂电池组的电动势约为和内阻约为,进行了以下实验:
为完成本实验需要将实验室量程为、内阻为的电压表改装成量程为的电压表使用,需要串联一个 的定值电阻。
该小组设计了如图所示电路图进行实验,正确操作后,利用记录的数据描点作图得到如图所示的的图像,其中为电压表读数电压表自身电压,为电阻箱的读数,图中,,。若不考虑电压表分流带来的影响,由以上条件可以得出电源电动势 内阻 计算结果均保留两位有效数字。
若考虑电压表分流,上述测量值与真实值相比:电动势的测量值 填“偏大”、“偏小”或“无影响”,电源内阻测量值 填“偏大”、“偏小”或“无影响”。
四、计算题(本题共3小题,共40分.作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.图示为一定质量的理想气体压强与体积的关系图象。气体在状态时的压强为、体积为、热力学温度为,在状态时体积为,在状态时的压强为、体积为已知曲线是双曲线的一部分。求
气体在状态的压强和状态的热力学温度;
气体由状态经状态变化到状态的过程中,外界对气体做的功。
14.如图所示,质量为的滑块放在质量为的长木板上,放在水平地面上,与之间动摩擦因数,与地面之间的动摩擦因数为,的长度为,的大小不计。、之间由一绕过光滑轻质动滑轮的柔软轻绳相连,开始时位于的最左端,滑轮位于的右端。给滑轮施加一水平恒力,滑轮两侧与、相连的绳子保持水平,重力加速度取。求:
把从的左端拉到右端的过程中,、的加速度、大小各为多少?
在上滑行的时间为多少?
从的最左端滑到最右端过程中,由于摩擦产生的总热量为多少?
15.如图甲所示,真空中有一高为的细直裸金属导线,与导线同轴放置一半径为的金属圆柱面。假设导线沿径向均匀射出速率为的相同电子,已知电子质量为,电荷量为。忽略出射电子间的相互作用和电子所受的重力影响。
如图甲所示,将金属导线与金属柱面看作是一个电容器,导线发射电子前电容器不带电,导线沿径向均匀发射电子,可实现给电容器充电。若导线单位时间单位长度向外射出的电子数为,经过一段时间,导线与柱面间电势差达最大值。求:
导线与柱面间电势差的最大值;
该电容器的电容。
如图乙所示,金属圆柱面接地,其内部空间区域加一个与平行,方向竖直向下的匀强电场。导线沿径向均匀发射电子,电子射到内侧面瞬间被转移走,不考虑积累效果,电子到达柱面内侧,收集率只有不加电场时的,求每个电子射到圆柱内侧面瞬间的动能。
答案
1. 2. 3. 4. 5. 6.
7.
、粒子带正电,根据左手定则判断粒子在磁场中逆时针方向的匀速圆周运动,圆周轨迹恰好与边界相切,粒子运动轨迹如下图所示:
由几何关系可知粒子在磁场运动时入射角等于出射角,则粒子进入磁场时速度方向与边界夹角为,则运动轨迹的圆心角等于,即粒子在磁场中转过的角度为。
由洛伦兹力提供向心力得:,运动周期
则运动时间:。
故ABC错误;
D、由几何关系可得:,解得:
由,解得:
可知刚好没有从边界射出磁场时临界速度大小为,粒子能从边界射出磁场时的速度应大于此值,故D正确。
故选:。
根据题意画出粒子运动轨迹,根据几何关系求出粒子运动的偏转角以及半径,根据洛伦兹力提供向心力求解速度,结合周期求解运动时间。
本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动,根据题意画出粒子运动轨迹,由几何关系求出偏转角以及半径是解题关键。
8.
9.
10.
【解析】A.对木板,根据牛顿第二定律可得
解得,故A正确;
对物块,根据牛顿第二定律可得
解得
物块先做匀减速直线运动,速度减为后,再做匀加速直线运动,匀减速和匀加速的加速度相同,板始终做匀加速直线运动,当两者共速后,物块和木板一起做匀加速直线运动的加速度为
设沿斜面向下为正方向,则
共速时间为,
故BD错误;
C.整个过程因摩擦产生的热量为
故C正确。
故选AC。
11.将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮进行欧姆调零
12. 偏小 偏小
串联的电阻:。
根据路端电压规律可知:
可得图像方程:
结合图像纵截距有:
所以电动势:
且,故。
考虑电压表分流,
变形后有:
所以纵截距:
那么:
且斜率:,
所以可见电动势的测量值和内阻测量值都偏小。
13.解:气体由状态到状态是等温变化,有:,解得:,
分析气体由到的过程,由理想气体状态方程,得:,
解得:,
气体由到的过程中,外界对气体做的功为:,
气体由到是等容过程,外界对气体不做功,故由经到的过程中,外界对气体做的功为:。
14.解:设绳中张力大小为,则分别对、分析,根据牛顿第二定律有
其中,;
解得,
根据运动学规律有,
由位移关系得
联立解得
根据摩擦生热知,
所以摩擦产生的总热量
代入数据解得
答:把从的左端拉到右端的过程中,、的加速度大小各为,;
在上滑行的时间为;
从的最左端滑到最右端过程中,由于摩擦产生的总热量为。
15.当导线与柱面间电势差达到最大时,发射的电子恰好不能到达柱面,由动能定理可得:
解得:
由题意可得经过时间后,电容器所带电荷量为:
根据电容的定义可得该电容器的电容为:
发射的电子在电场中做类平抛运动,到达柱面内侧的电子沿径向做匀速运动的位移为,可得电子运动的时间为:
已知电子到达柱面内侧,收集率只有不加电场时的,因此可知到达柱面内侧的电子在平行于方向的位移大小为:,设电子到达柱面时沿柱面方向的分速度大小为,由运动学公式可得:
解得:
电子到达柱面内侧的速度大小为:
每个电子射到圆柱内侧面瞬间的动能为:
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