内容正文:
高三物理
分值:100分,时间:75分钟
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 野外高空作业时,使用无人机给工人运送零件。如图,某次运送过程中的一段时间内,无人机向左水平飞行,零件用轻绳悬挂于无人机下方,并相对于无人机静止,轻绳与竖直方向成一定角度。忽略零件所受空气阻力,则在该段时间内( )
A. 无人机做匀速运动 B. 零件所受合外力为零
C. 零件的惯性逐渐变大 D. 零件的重力势能保持不变
【答案】D
【解析】
【详解】D.无人机沿水平方向飞行,零件相对于无人机静止,也沿水平方向飞行做直线运动,故零件的高度不变,可知零件的重力势能保持不变,D正确;
AB.对零件受力分析,受重力和绳子的拉力,由于零件沿水平方向做直线运动,可知合外力沿水平方向,提供水平方向的加速度。零件水平向左做匀加速直线运动,AB错误;
C.惯性大小只与质量有关,零件的质量不变,故零件的惯性不变,C错误。
故选D。
2. 一正三角形OPQ玻璃砖,某束光线垂直于OP射入,恰好在PQ界面发生全反射,则玻璃砖的折射率( )
A. B. C. D. 2
【答案】C
【解析】
【详解】如图所示
根据几何关系可知光线在PQ界面的入射角为
根据全反射的临界条件可得
解得
故选C。
3. 国际编号为192391的小行星绕太阳公转的周期约为5.8年,该小行星与太阳系内八大行星几乎在同一平面内做圆周运动。规定地球绕太阳公转的轨道半径为,八大行星绕太阳的公转轨道半径如下表所示。忽略其它行星对该小行星的引力作用,则该小行星的公转轨道应介于( )
行星
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
轨道半径
0.39
0.72
1.0
1.5
5.2
9.5
19
30
A. 金星与地球的公转轨道之间 B. 地球与火星的公转轨道之间
C. 火星与木星的公转轨道之间 D. 天王星与海王星的公转轨道之间
【答案】C
【解析】
【详解】根据开普勒第三定律可知
其中,,
代入解得
故可知该小行星的公转轨道应介于火星与木星的公转轨道之间。
故选C。
4. 如图,两极板不平行的电容器与直流电源相连,极板间形成非匀强电场,实线为电场线,虚线表示等势面。M、N点在同一等势面上,N、P点在同一电场线上。下列说法正确的是( )
A. M点的电势比P点的低 B. M点的电场强度比N点的小
C. 负电荷从M点运动到P点,速度增大 D. 负电荷从M点运动到P点,电场力做负功
【答案】D
【解析】
【详解】A.MN两点电势相等,电场线由上到下,NP在同一电场线上,沿电场线电势逐渐降低,可知N点电势高于P点,可知M点电势高于P点,选项A错误;
B.M点电场线分布比N点密集,可知M点电场强度比N点大,选项B错误;
CD.负电荷从M点运动到P点,电势能增加,则电场力做负功,动能减小,速度减小,选项C错误,D正确;
故选D。
5. 如图,一金属薄片在力F作用下自左向右从两磁极之间通过。当金属薄片中心运动到N极的正下方时,沿N极到S极的方向看,下列图中能够正确描述金属薄片内涡电流绕行方向的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意当金属薄片中心运动到N极正下方时,薄片右侧的磁通量在减小,左侧磁通量在增加,由于两极间的磁场竖直向下,根据楞次定律可知此时薄片右侧的涡电流方向为顺时针,薄片左侧的涡电流方向为逆时针。
故选C。
6. 由于宇宙射线的作用,在地球大气层产生有铍的两种放射性同位素和。测定不同高度大气中单位体积内二者的原子个数比,可以研究大气环境的变化。已知和的半衰期分别约为53天和139万年。在大气层某高度采集的样品中,研究人员发现和的总原子个数经过106天后变为原来的,则采集时该高度的大气中和的原子个数比约为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设采集时大气中有x个原子和y个原子,由于的半衰期为139万年,故经过106天后原子的衰变个数可以忽略不计,的半衰期为53天,故经过106天后剩余数量为,故可得
解得
故选B。
7. 两小车P、Q的质量分别为和,将它们分别与小车N沿直线做碰撞实验,碰撞前后的速度v随时间t的变化分别如图1和图2所示。小车N的质量为,碰撞时间极短,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】PN碰撞时,根据碰撞前后动量守恒有
即
根据图像可知,故;
同理,QN碰撞时,根据碰撞前后动量守恒有
即
根据图像可知,故;
故
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题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. 贾湖骨笛是河南博物院镇馆之宝之一,被誉为“中华第一笛”。其中一支骨笛可以发出等音。已知音和音所对应的频率分别为和,则( )
A. 在空气中传播时,音的波长大于音的
B. 在空气中传播时,音的波速小于音的
C. 由空气进入水中,音和音的频率都变大
D. 由空气进入水中,音的波长改变量大于音的
【答案】AD
【解析】
【详解】B.声音在相同介质中的传播速度相同,因此和的传播速度相同,B错误;
A.由可知,波长大于的波长,A正确;
C.由空气进入水中,频率不发生变化,C错误;
D.空气中
在水中
其中声音的速度只与介质有关,即在水中它们的速度大小也一样,则可得到波长的改变量为
可知频率越小其对应的波长改变量越大,D正确。
故选AD
9. 如图,一定量的理想气体从状态A经等容过程到达状态B,然后经等温过程到达状态C。已知质量一定的某种理想气体的内能只与温度有关,且随温度升高而增大。下列说法正确的是( )
A. A→B过程为吸热过程 B. B→C过程为吸热过程
C. 状态A压强比状态B的小 D. 状态A内能比状态C的小
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.A→B过程,体积不变,则W=0,温度升高,则∆U>0,根据热力学第一定律∆U=W+Q
可知Q>0,即该过程吸热,选项A正确;
B .B→C过程,温度不变,则∆U=0,体积减小,则W>0,根据热力学第一定律∆U=W+Q
可知Q<0,即该过程为放热过程,选项B错误;
C .A→B过程,体积不变,温度升高,根据
可知,压强变大,即状态A压强比状态B压强小,选项C正确;
D.状态A的温度低于状态C的温度,可知状态A的内能比状态C的小,选项D正确。
故选ACD。
10. 手机拍照时手的抖动产生的微小加速度会影响拍照质量,光学防抖技术可以消除这种影响。如图,镜头仅通过左、下两侧的弹簧与手机框架相连,两个相同线圈c、d分别固定在镜头右、上两侧,c、d中的一部分处在相同的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。拍照时,手机可实时检测手机框架的微小加速度a的大小和方向,依此自动调节c、d中通入的电流和的大小和方向(无抖动时和均为零),使镜头处于零加速度状态。下列说法正确的是( )
A. 若沿顺时针方向,,则表明a的方向向右
B. 若沿顺时针方向,,则表明a的方向向下
C. 若a的方向沿左偏上,则沿顺时针方向,沿逆时针方向且
D. 若a的方向沿右偏上,则沿顺时针方向,沿顺时针方向且
【答案】BC
【解析】
【详解】A.顺时针而,则线圈受到向右的安培力,故手机的加速度是向左,使镜头处于零加速度状态,A错误;
B.顺时针而,则线圈受到向上的安培力,镜头处于零加速度状态,则手机加速度方向向下,B正确;
C.若的方向左偏上,说明手机框架给镜头向上以及向左的作用力,要使得镜头处于零加速度状态,线圈需要受到向右的安培力、线圈需要受到向下的安培力,且,故可知顺时针逆时针,由可知,C正确;
D.若的方向右偏上,说明手机框架给镜头向上以及向右的作用力,且向右的分力大于向上的分力要使得镜头处于零加速度状态,线圈需要受到向左的安培力、线圈需要受到向下的安培力,且,可知逆时针逆时针,且,D错误。
故选BC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某小组将电流表改装成欧姆表,所用器材有电源(电动势,内阻不计),电流表(满偏电流,内阻),电阻,滑动变阻器,导线若干,电路如图。
(1)欧姆调零时,应先将A、B______,再调节滑动变阻器,使电流表示数为______,此时滑动变阻器的阻值为______。
(2)调零后,在A、B间接入电阻,当电流表示数为时,为______。
【答案】(1) ①. 短接 ②. ③. 14.4
(2)10
【解析】
【小问1详解】
[1]欧姆表在使用前需要调零,这个过程需要将红黑表笔短接,即图中的A、B点短接;
[2]欧姆表短接调零需要将指针调到电流表G满偏的状态,即让G表示数为;
[3]因为电源内阻不计,调零过程中根据闭合电路欧姆定律可知
解得
【小问2详解】
当欧姆表的示数是60μA时,根据,
代入数据可得
12. 如图1所示,实验小组利用打点计时器、铁架台、重锤、纸带、刻度尺等器材,通过研究自由落体运动测量重力加速度g,已知交流电源频率为50Hz。
(1)下列实验步骤正确的操作顺序为___________(填步骤前的字母)。
A.先接通电源,待打点计时器稳定打点后,再释放纸带
B.将纸带穿过打点计时器的限位孔,下端固定在重锤上,用手捏住纸带上端保持静止
C.在纸带上选取合适的一段,用刻度尺测量该段内各点到起点的距离,记录并分析数据
D.关闭电源,取下纸带
(2)图2所示是纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E到起点的距离,利用逐差法计算重力加速度g=___________(结果保留2位有效数字)。
(3)若绘制关系图像(v为某点速度,h为对应下落高度),理论上该图像斜率为___________(用g表示)。
【答案】(1)BADC
(2)9.5 (3)2g
【解析】
【小问1详解】
实验操作需遵循“先固定器材→通电后释放→关电源取纸带→分析数据”的顺序,故正确的操作顺序为BADC。
【小问2详解】
由逐差法可知
【小问3详解】
由自由落体规律得
故图像斜率为。
13. 如图所示,真空中固定放置两块较大的平行金属板,板间距为d,下极板接地,板间匀强电场大小恒为E。现有一质量为m、电荷量为q()的金属微粒,从两极板中央O点由静止释放。若微粒与极板碰撞前后瞬间机械能不变,碰撞后电性与极板相同,所带电荷量的绝对值不变。不计微粒重力。求:
(1)微粒第一次到达下极板所需时间;
(2)微粒第一次从上极板回到O点时的动量大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由牛顿第二定律
由运动学公式
联立可得微粒第一次到达下极板所需的时间为
【小问2详解】
微粒第一次到达下极板时的速度大小为
由于微粒与极板碰撞前后瞬间机械能不变,碰撞后电性与极板相同,所带电荷量的绝对值不变,设微粒碰后第一次到达上极板时的速度大小为,满足
代入解得
同理可得微粒第一次从上极板回到O点时的速度大小为,满足
代入解得
故微粒第一次从上极板回到O点时的动量大小为
14. 如图所示,在光滑水平面上,左右两列相同的小钢球沿同一直线放置。每列有n个。在两列钢球之间,一质量为m的玻璃球以初速度向右运动,与钢球发生正碰。所有球之间的碰撞均视为弹性碰撞。
(1)若钢球质量为m,求最右侧的钢球最终运动的速度大小;
(2)若钢球质量为,求玻璃球与右侧钢球发生第一次碰撞后,玻璃球速度大小;
(3)若钢球质量为,求玻璃球经历次碰撞后的动能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,所有碰撞均为弹性碰撞,由于钢球质量也为m,根据动量守恒和机械能守恒可知,碰撞过程中,二者速度互换,则最终碰撞后最右侧钢球的速度大小等于开始碰撞前玻璃球的初速度为。
【小问2详解】
根据题意可知,所有碰撞均为弹性碰撞,则由动量守恒定律有
由能量守恒定律有
解得,
负号表示速度反向,则玻璃球的速度大小为
【小问3详解】
根据题意结合小问2分析可知,玻璃球与右侧第一个小球碰撞后反弹,且速度大小变为碰撞前的,右侧第一个小球又与第二个小球发生弹性碰撞,速度互换,静止在光滑水平面上,玻璃球反弹后与左侧第一个小球同样发生弹性碰撞,同理可得,碰撞后玻璃球再次反弹,且速度大小为碰撞前的,综上所述,玻璃球碰撞次后速度大小为
则玻璃球碰撞次后最终动能大小
15. 如图。直流电源的电动势为,内阻为,滑动变阻器R的最大阻值为,平行板电容器两极板水平放置,板间距离为d,板长为,平行板电容器的右侧存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。闭合开关S,当滑片处于滑动变阻器中点时,质量为m的带正电粒子以初速度水平向右从电容器左侧中点a进入电容器,恰好从电容器下极板右侧边缘b点进入磁场,随后又从电容器上极板右侧边缘c点进入电容器,忽略粒子重力和空气阻力。
(1)求粒子所带电荷量q;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)若粒子离开b点时,在平行板电容器的右侧再加一个方向水平向右的匀强电场,场强大小为,求粒子相对于电容器右侧的最远水平距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在电容器中做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动有
竖直方向做匀变速直线运动,
由闭合回路欧姆定律可得
联立可得
【小问2详解】
根据题意,设粒子进入磁场与竖直方向的夹角为,则有,
粒子在磁场中做匀速圆周运动有
由几何关系易得
联立可得
【小问3详解】
取一个竖直向上的速度使得其对应的洛伦兹力和水平向右的电场力平衡,则有
解得
粒子以速度向上做匀速直线运动,粒子做圆周运动的合速度的竖直方向分速度为
此时合速度与竖直方向的夹角为
合速度为
粒子做圆周运动的半径
最远距离为
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高三物理
分值:100分,时间:75分钟
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 野外高空作业时,使用无人机给工人运送零件。如图,某次运送过程中的一段时间内,无人机向左水平飞行,零件用轻绳悬挂于无人机下方,并相对于无人机静止,轻绳与竖直方向成一定角度。忽略零件所受空气阻力,则在该段时间内( )
A. 无人机做匀速运动 B. 零件所受合外力为零
C. 零件的惯性逐渐变大 D. 零件的重力势能保持不变
2. 一正三角形OPQ玻璃砖,某束光线垂直于OP射入,恰好在PQ界面发生全反射,则玻璃砖的折射率( )
A. B. C. D. 2
3. 国际编号为192391的小行星绕太阳公转的周期约为5.8年,该小行星与太阳系内八大行星几乎在同一平面内做圆周运动。规定地球绕太阳公转的轨道半径为,八大行星绕太阳的公转轨道半径如下表所示。忽略其它行星对该小行星的引力作用,则该小行星的公转轨道应介于( )
行星
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
轨道半径
0.39
072
1.0
1.5
5.2
9.5
19
30
A. 金星与地球的公转轨道之间 B. 地球与火星的公转轨道之间
C. 火星与木星的公转轨道之间 D. 天王星与海王星的公转轨道之间
4. 如图,两极板不平行的电容器与直流电源相连,极板间形成非匀强电场,实线为电场线,虚线表示等势面。M、N点在同一等势面上,N、P点在同一电场线上。下列说法正确的是( )
A. M点的电势比P点的低 B. M点的电场强度比N点的小
C 负电荷从M点运动到P点,速度增大 D. 负电荷从M点运动到P点,电场力做负功
5. 如图,一金属薄片在力F作用下自左向右从两磁极之间通过。当金属薄片中心运动到N极的正下方时,沿N极到S极的方向看,下列图中能够正确描述金属薄片内涡电流绕行方向的是( )
A. B.
C. D.
6. 由于宇宙射线的作用,在地球大气层产生有铍的两种放射性同位素和。测定不同高度大气中单位体积内二者的原子个数比,可以研究大气环境的变化。已知和的半衰期分别约为53天和139万年。在大气层某高度采集的样品中,研究人员发现和的总原子个数经过106天后变为原来的,则采集时该高度的大气中和的原子个数比约为( )
A. B. C. D.
7. 两小车P、Q的质量分别为和,将它们分别与小车N沿直线做碰撞实验,碰撞前后的速度v随时间t的变化分别如图1和图2所示。小车N的质量为,碰撞时间极短,则( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题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. 贾湖骨笛是河南博物院镇馆之宝之一,被誉为“中华第一笛”。其中一支骨笛可以发出等音。已知音和音所对应的频率分别为和,则( )
A. 在空气中传播时,音的波长大于音的
B. 在空气中传播时,音的波速小于音的
C. 由空气进入水中,音和音的频率都变大
D. 由空气进入水中,音的波长改变量大于音的
9. 如图,一定量的理想气体从状态A经等容过程到达状态B,然后经等温过程到达状态C。已知质量一定的某种理想气体的内能只与温度有关,且随温度升高而增大。下列说法正确的是( )
A. A→B过程为吸热过程 B. B→C过程为吸热过程
C. 状态A压强比状态B的小 D. 状态A内能比状态C的小
10. 手机拍照时手抖动产生的微小加速度会影响拍照质量,光学防抖技术可以消除这种影响。如图,镜头仅通过左、下两侧的弹簧与手机框架相连,两个相同线圈c、d分别固定在镜头右、上两侧,c、d中的一部分处在相同的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。拍照时,手机可实时检测手机框架的微小加速度a的大小和方向,依此自动调节c、d中通入的电流和的大小和方向(无抖动时和均为零),使镜头处于零加速度状态。下列说法正确的是( )
A. 若沿顺时针方向,,则表明a的方向向右
B. 若沿顺时针方向,,则表明a的方向向下
C. 若a的方向沿左偏上,则沿顺时针方向,沿逆时针方向且
D. 若a的方向沿右偏上,则沿顺时针方向,沿顺时针方向且
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某小组将电流表改装成欧姆表,所用器材有电源(电动势,内阻不计),电流表(满偏电流,内阻),电阻,滑动变阻器,导线若干,电路如图。
(1)欧姆调零时,应先将A、B______,再调节滑动变阻器,使电流表示数为______,此时滑动变阻器的阻值为______。
(2)调零后,在A、B间接入电阻,当电流表示数时,为______。
12. 如图1所示,实验小组利用打点计时器、铁架台、重锤、纸带、刻度尺等器材,通过研究自由落体运动测量重力加速度g,已知交流电源频率为50Hz。
(1)下列实验步骤正确的操作顺序为___________(填步骤前的字母)。
A.先接通电源,待打点计时器稳定打点后,再释放纸带
B.将纸带穿过打点计时器的限位孔,下端固定在重锤上,用手捏住纸带上端保持静止
C.在纸带上选取合适的一段,用刻度尺测量该段内各点到起点的距离,记录并分析数据
D.关闭电源,取下纸带
(2)图2所示是纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E到起点的距离,利用逐差法计算重力加速度g=___________(结果保留2位有效数字)。
(3)若绘制关系图像(v为某点速度,h为对应下落高度),理论上该图像的斜率为___________(用g表示)。
13. 如图所示,真空中固定放置两块较大的平行金属板,板间距为d,下极板接地,板间匀强电场大小恒为E。现有一质量为m、电荷量为q()的金属微粒,从两极板中央O点由静止释放。若微粒与极板碰撞前后瞬间机械能不变,碰撞后电性与极板相同,所带电荷量的绝对值不变。不计微粒重力。求:
(1)微粒第一次到达下极板所需时间;
(2)微粒第一次从上极板回到O点时的动量大小。
14. 如图所示,在光滑水平面上,左右两列相同的小钢球沿同一直线放置。每列有n个。在两列钢球之间,一质量为m的玻璃球以初速度向右运动,与钢球发生正碰。所有球之间的碰撞均视为弹性碰撞。
(1)若钢球质量为m,求最右侧的钢球最终运动的速度大小;
(2)若钢球质量为,求玻璃球与右侧钢球发生第一次碰撞后,玻璃球的速度大小;
(3)若钢球质量为,求玻璃球经历次碰撞后的动能。
15. 如图。直流电源的电动势为,内阻为,滑动变阻器R的最大阻值为,平行板电容器两极板水平放置,板间距离为d,板长为,平行板电容器的右侧存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。闭合开关S,当滑片处于滑动变阻器中点时,质量为m的带正电粒子以初速度水平向右从电容器左侧中点a进入电容器,恰好从电容器下极板右侧边缘b点进入磁场,随后又从电容器上极板右侧边缘c点进入电容器,忽略粒子重力和空气阻力。
(1)求粒子所带电荷量q;
(2)求磁感应强度B大小;
(3)若粒子离开b点时,在平行板电容器的右侧再加一个方向水平向右的匀强电场,场强大小为,求粒子相对于电容器右侧的最远水平距离。
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