内容正文:
房山区2026年高三年级第一次综合练习
物理
本试卷共8页,满分100分,考试时长90分钟。考生务必将答案填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
第一部分
本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 下列说法正确的是( )
A. 玻尔原子理论能够解释复杂原子的光谱现象
B. α粒子散射实验是卢瑟福建立原子的核式结构模型的重要依据
C. 在α粒子散射实验中,α粒子与电子发生碰撞造成α粒子大角度偏转
D. 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.玻尔原子理论仅能解释氢原子等简单原子的光谱现象,无法解释复杂原子的光谱,故A错误;
B.卢瑟福依据α粒子散射实验的结果提出了原子的核式结构模型,该实验是核式结构模型的核心依据,故B正确;
C.α粒子质量远大于电子质量,与电子碰撞时运动方向几乎不受影响,α粒子大角度偏转是受到原子核的库仑斥力作用导致的,故C错误;
D.核外电子绕核做圆周运动时库仑力提供向心力,即
则电子动能为
由此可知,轨道半径r越大,电子动能越小,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,一定质量的理想气体从状态a开始,沿图示路径先后到达状态b和c。下列说法正确的是( )
A. 从a到b,气体温度降低 B. 从a到b,外界对气体做功
C. 从b到c,气体内能减小 D. 从b到c,气体向外界放出热量
【答案】A
【解析】
【详解】AB.从a到b,气体做等容变化,压强和温度成正比,压强变小,故温度降低,因为气体体积不变,故气体不对外界做功,故A正确,B错误;
CD.从b到c,气体做等压变化,体积和温度成正比,体积变大,故温度升高,内能增大,又气体对外界做正功,根据热力学第一定律
其中,可知气体一定从外界吸热,故C、D错误。
故选A。
3. 单色光a、b分别经过同一装置形成的干涉图样如图所示。下列说法正确的是( )
A. 单色光a的波长比单色光b的波长大
B. 单色光a的频率比单色光b的频率高
C. 单色光a的光子能量比单色光b的光子能量大
D. 在同一块玻璃砖中传播时,单色光a比单色光b的传播速度小
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,条纹间距
由
知波长
故A正确;
B.由
可知,波长越大,频率越低,故单色光a的频率比单色光b的频率低,故B错误;
C.由
可知,频率越高,光子能量越大,故单色光a的光子能量比单色光b的光子能量小,故C错误;
D.因为在同一介质中,频率越大的光,折射率越大,则
由
知,在同一块玻璃砖中传播时,单色光a比单色光b的传播速度大,故D错误。
故选A。
4. 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生交变电流图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 交变电流的周期为 B. 交变电流的有效值为
C. 时,穿过线圈的磁通量为零 D. 时,穿过线圈的磁通量变化率最大
【答案】D
【解析】
【详解】A.从图像可得,交变电流完成一次周期性变化的时间(周期),不是,故A错误;
B.该交变电流峰值,正弦式交变电流有效值,故B错误;
C.时,感应电流,感应电动势为零,由法拉第电磁感应定律可知此时磁通量变化率为零,线圈处于中性面,穿过线圈的磁通量最大,故C错误;
D.时,感应电流达到峰值,感应电动势最大,由,可知穿过线圈的磁通量变化率最大,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,中国自行研制,具有完全知识产权的“神舟”飞船某次发射过程简化如下:飞船在酒泉卫星发射中心发射,由“长征”运载火箭将其送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道,在B点通过变轨进入预定圆轨道。下列说法正确的是( )
A. 飞船在B点通过加速从椭圆轨道进入预定圆轨道
B. 飞船在A点的加速度比在B点的加速度小
C. 从A点运行到B点的过程中,地球引力对飞船做正功
D. 从A点运行到B点的过程中,飞船的动能先减小后增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.椭圆轨道相对于预定圆轨道是低轨道,由低轨道变轨到高轨道,需要在切点位置向后喷气加速,即飞船在B点通过加速从椭圆轨道进入预定圆轨道,故A正确;
B.根据牛顿第二定律
可得
A点为近地点,B点为远地点,A点到地心的距离小于B点到地心的距离,则飞船在A点的加速度比B点的大,故B错误;
CD.在椭圆轨道上运行时,当飞船由A点运动到B点的过程中,速度减小,动能减小,势能增大,则引力做负功,故CD错误。
故选A。
6. 一根同种材料粗细均匀的弹性细绳,右端固定在墙上,用手抓着绳子左端S点上下振动,产生向右传播的绳波,某时刻的波形如图所示。下列说法正确的是( )
A. S点开始振动方向向上 B. 波的传播速度逐渐增大
C. S点振动的频率逐渐减小 D. 图示时刻质点P的速度方向向上
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据上下坡法则,逆着波的传播方向看,刚要振动的质点处于下坡阶段,向下振动,则波源的起振方向向下,所以A错误;
B.波的传播速度由介质决定,同一介质波速不变,所以B错误;
C.由图可知从右向左,该波的波长逐渐增大,根据波源振动的频率逐渐减小,所以C正确;
D.根据上下坡法则,逆着波的传播方向看(向左看),质点P处于下坡阶段,向下振动,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,物块A置于倾斜的传送带上,随传送带一起向上匀速运动,下列说法正确的是( )
A. 物块A不受摩擦力作用 B. 摩擦力对物块A做负功
C. 物块A的机械能增加 D. 传送带对物块A的作用力方向沿斜面向下
【答案】C
【解析】
【详解】AD.物体相对传送带静止,随传送带一起向上做匀速运动,所以物体受力平衡,在沿斜面方向有
因此传送带对物块A的摩擦力方向沿斜面向上,A错误、D错误;
B.传送带对物块A的摩擦力方向与物块A的运动方向相同,摩擦力做正功,B错误;
C.传送带对物块A的摩擦力做正功,物块A机械能增加,C正确。
故选 C。
8. 图是同一型号子弹以相同的初速度射入固定的、两种不同防弹材料时完整的运动径迹图。根据运动径迹图,下列说法正确的是( )
A. 两次试验,子弹受到的阻力相同 B. 两次试验,子弹所受合力的冲量相同
C. 第一次试验,子弹损失的动能少 D. 第一次试验,子弹与材料间作用产生的热量多
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据动能定理
得
因不同,所以阻力不同,故A错误;
B.根据动量定理,合冲量
两次子弹初动量均为,末动量均为,动量变化
相同,因此合力冲量相同,故B正确;
C.子弹损失的动能等于初动能减去末动能,两次初动能都是,末动能都是,因此损失的动能相等,故C错误;
D.根据能量守恒,子弹损失的动能全部转化为内能,两次损失动能相同,因此产生的热量相同,故D错误。
故选B。
9. 如图所示,理想变压器原线圈接在电压的交流电源上,副线圈与定值电阻R、滑动变阻器相连,交流电压表和交流电流表为理想电表。下列说法正确的是( )
A. 交变电流的频率为100Hz
B. 变阻器的滑片向a端滑动,变压器的输入功率减小
C. 变阻器的滑片向a端滑动,电压表的示数减小
D. 变阻器的滑片向b端滑动,电流表的示数减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.该交流电的频率为,故A错误;
C.变阻器的滑片向a端滑动,其接入电路的阻值变大,可知副线圈回路中电流I2减小,即电流表的示数减小,则定值电阻两端电压减小,所以变阻器两端电压增大,即电压表的示数变大,故C错误;
B.根据可知,I2减小,U2不变,则变压器的输入功率减小,故B正确;
D.变阻器的滑片向b端滑动,其接入电路的阻值变小,副线圈回路中电流变大,即电流表的示数变大,故D错误。
故选B。
10. 如图甲所示,正电荷仅在静电力作用下沿x轴正方向运动,经过A、B、C三点,已知。该正电荷的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. A点的电势低于B点的电势
B. A点的电场强度大于B点的电场强度
C. 正电荷在A点的速度大于在B点的速度
D. 正电荷从A到B的过程中静电力做的功小于从B到C的过程中静电力做的功
【答案】D
【解析】
【详解】A C.因正电荷仅在静电力作用下经过A、B、C三点,电势能逐渐减小,说明电场力做正功,动能或者速度增大,正电荷在A点的速度小于在B点的速度;也说明正电荷受电场力方向即场强方向沿x轴正方向,又顺着电场线电势降低,故A点的电势高于B点的电势,故AC错误;
B.又 图像的斜率的绝对值表示电场力的大小,又
而图像越来越陡,说明场强增大,即A点的电场强度小于B点的电场强度,故B错误;
D.由,由C项分析知,故正电荷从A到B的过程中静电力做的功小于从B到C的过程中静电力做的功,故D正确。
故选D。
11. 如图所示,两个带等量异种电荷的平行金属板,板间加垂直纸面向里的匀强磁场,一粒子以某一速度垂直电场方向和磁场方向进入,运动轨迹为图中实线。已知磁感应强度为B,电场强度为E,下列说法正确的是( )
A. 粒子运动轨迹是抛物线
B. 粒子射入的速度一定大于
C. 粒子射出时的速度一定大于射入时的速度
D. 若粒子从右侧进入一定不能沿直线从左侧离开
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.假设粒子带正电,则电场力就向下,则由左手定则知所受洛伦兹力方向向上,由受力分析结合运动轨迹知
则
将速度沿水平方向和竖直方向正交分解,其中水平分速度满足
水平方向以此速度做匀速直线运动,同时粒子以的速率在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动(两板间距足够大),故合运动为螺旋线;
运动过程洛伦兹力不做功,电场力做负功,则粒子速度减少,粒子射出时的速度小于射入时的速度;
若粒子带负电,电场力向上,则由左手定则知所受洛伦兹力方向向下,由受力分析结合运动轨迹知
则,运动过程洛伦兹力不做功,电场力做正功,则粒子速度增加,粒子射出时的速度大于射入时的速度,故ABC 错误;
D.若粒子从右侧进入,则不论粒子带正电还是负电,粒子受到的电场力和洛伦兹力都同向,不能满足二力平衡,故粒子不可能做直线运动,故D正确。
故选D。
12. 把皮球从地面竖直上抛,经过一段时间后,皮球又落回抛出点。若皮球运动过程中受到的空气阻力大小与速率成正比,下列说法正确的是( )
A. 皮球上升过程的重力势能增加量小于下降过程的重力势能减少量
B. 皮球上升过程阻力做功等于下降过程阻力做功
C. 皮球上升过程重力的冲量大于下降过程重力的冲量
D. 皮球上升过程与下降过程空气阻力的冲量大小一定相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.设皮球上升的最大高度为h,重力势能变化量满足
上升过程重力势能增加量等于mgh,下降过程重力势能减少量也等于mgh,二者相等,故A错误;
B.空气阻力为
由于运动过程阻力持续做负功,同一高度处皮球上升的速率大于下降的速率,因此上升过程平均阻力大于下降过程平均阻力,两过程位移大小均为h,根据功的计算公式可知,上升过程阻力做功更大,二者不相等,故B错误;
C.同一高度处上升速率大于下降速率,因此上升过程平均速率大于下降过程平均速率,位移大小相等,故上升时间小于下降时间,根据重力冲量的计算公式可知,上升过程重力冲量小于下降过程重力冲量,故C错误;
D.空气阻力冲量大小为
由此可知,上升、下降过程阻力冲量大小相等,故D正确。
故选D。
13. 如图所示,两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中,O为M、N连线中点,连线上a、b两点关于O点对称,导线通有大小相等、方向相反的电流I。已知通电长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度大小,式中k是常量,I是导线中的电流,r为点到导线的距离,一带正电的小球(图中未画出),以初速度v0从a点出发沿直线运动到b点。下列说法正确的是( )
A. 小球的加速度先减小后增大 B. 小球先做加速运动后做减速运动
C. 小球对桌面的压力先增大后减小 D. 小球在b点所受洛伦兹力的方向与导线垂直
【答案】C
【解析】
【详解】ABD.由安培定则和磁场叠加原理可以判断出在M、N连线上的磁场方向平行桌面向里,所以小球所受洛伦兹力的方向垂直桌面向上,即与导线平行,对小球受力分析,受重力、桌面支持力、洛伦兹力三个力作用,小球沿平行桌面方向不受力,故从a点到b点,小球一直做匀速直线运动,故ABD错误;
C.距离左边导线位置x处的磁感应强度为
则当时B最小,则在O点的B最小,即从a至b合磁感应强度先减小后增大,则小球所受洛伦兹力先减小后增大,竖直方向,有,所以桌面对小球的支持力FN先增大后减小,根据牛顿第三定律可知小球对桌面的压力先增大后减小,故C正确。
故选C。
14. 激光减速是一种用激光对热运动的原子进行“刹车”,将其冷却到极低温度的技术。如图甲,一质量为m的原子和波长为λ0的激光束发生正碰,原子吸收光子后,从低能级跃迁到激发态,然后随机向各个方向自发辐射出光子(如图乙,对原子动量的影响忽略不计),落回低能级。根据多普勒效应,当原子迎着光束的方向运动时,其接收到的光的频率会升高。当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时,原子吸收光子的概率最大。已知该原子平均每秒吸收n个光子,忽略原子质量的变化,普朗克常量为h,下列说法不正确的是( )
A. 为使原子减速,所用激光的频率应小于原子的固有频率
B. 原子每吸收一个光子后,其速度的变化量逐渐变小
C. 单个光子的动量大小为
D. 该原子减速的加速度大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据题意可知,根据多普勒效应,当原子迎光束的方向运动时,其接收到的光的频率会升高,当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时,原子吸收光子的概率最大,所以为了使原子有效吸收光子减速,所用激光的频率应小于原子的固有频率,故A正确,不符合题意;
B.原子吸收光子时发生完全非弹性碰撞,则
所以
由此可知,原子每吸收一个光子后,其速度的变化量不变,故B错误,符合题意;
C.单个激光光子的动量为,故C正确,不符合题意;
D.原子平均每秒吸收n个光子,根据动量定理可得
根据牛顿第三定律可知,每秒原子受到光子的冲击力大小为
由牛顿第二定律可得加速度为,故D正确,不符合题意。
故选B。
第二部分
本部分共6题,共58分。
15. 关于用油膜法测分子直径的实验,下列说法正确的是( )
A. 单分子油膜的厚度可以看成油酸分子的直径
B. 计算油膜面积时,将所有不完整的方格都作为一格处理
C. 待测油酸薄膜扩散后又会收缩,要在油酸薄膜的形状稳定后再描轮廓
【答案】AC
【解析】
【详解】A.单分子油膜的厚度可以看成油酸分子的直径,故A正确;
B.计算油膜面积时,应将大于半格的方格算一格,小于半格的方格舍去,故B错误;
C.绘制轮廓图应在油酸扩散稳定后进行,故C正确。
故选AC。
16. 某同学在“用单摆测重力加速度”实验中,多次改变摆长L进行实验,并测出相应的周期T,根据L和对应的T的数值,作出T2-L图像是一条直线。若该同学实验时忘记测小球的直径,以摆线的长作为摆长,得到的图像应是图中的______(选填“①”“②”或“③”)。
【答案】①
【解析】
【详解】设小球的直径为d,根据单摆的周期公式可得
所以
所以图像应是图中的①。
17. 某同学将传感器连接在图甲所示电路中,通过计算机显示屏可观察到电容器所带电荷量q随时间t变化的图像。改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电,对应的q-t图像如图乙中①、②所示。由图可知,两次充电,第______(选填“①”或“②”)次充电快。两条曲线不同是改变______(选填“E”或“R”)造成的。
【答案】 ①. ② ②. R
【解析】
【详解】[1]由图乙可知,②图线所对应达到最大电荷量的时间较短,则第②次充电快;
[2]电容器充满电后,电容器两端电压等于电源电动势,由图像可知充电时间不同,而最大电荷量相等,说明两次的电源的电动势相同;两次图像的斜率变化不同,即充电电流不同,则图像不同的原因是由R的改变造成的。
18. 某同学通过实验测量粗细均匀,电阻值约为的金属丝的电阻率。
(1)该同学采用图所示的电路测量金属丝的电阻。现有电源(电动势为,内阻不计),电压表(量程,内阻约),电流表(量程,内阻约),开关和导线若干,以及下列器材:
A、滑动变阻器(,)
B、滑动变阻器(,)
为了调节方便,滑动变阻器应选用______。(选填实验器材前的字母)
(2)电压表应连接______点(选填“M”或“N”)。
(3)若测得金属丝直径为d,长度为L,电阻为R,则该金属丝电阻率测量值的表达式______。仅考虑电表内阻影响,电阻率的测量值______真实值(选填“>”或“<”)。
(4)请根据实验要求,用笔画线代替导线,在图中将实验电路连接完整。
【答案】(1)A (2)M
(3) ①. ②. <
(4)
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知滑动变阻器采用分压式接法,且由于待测金属丝的电阻较小,为了方便调节,应选最大值较小的滑动变阻器,故滑动变阻器选A。
【小问2详解】
由于待测金属丝的电阻约为,远小于电压表的内阻,为了减小误差,电流表应采用外接法,故电压表应连接M;
【小问3详解】
[1]根据电阻公式
其中
代入可得
[2]根据欧姆定律
可得
由于该电路采用电流表外接法,电压表有分流作用,导致电流表的测量值大于流经金属丝的真实电流,可知测量值将小于真实值。
【小问4详解】
根据以上分析可知,电压表右接线柱与电阻右接线柱相接,电流表右接线柱与滑动变阻器右上侧接线柱相接。
19. 如图所示,半径为R的光滑半圆轨道处于竖直平面内,轨道与水平地面相切于半圆轨道的端点A。一质量为m的小球从A点冲上半圆轨道,沿轨道运动到B点飞出,最后落在水平地面上,重力加速度为g。若恰好能实现上述运动,求:
(1)小球运动到B点时的速度大小vB;
(2)小球的落地点与A点间的距离x;
(3)小球在圆弧轨道A点时,轨道对小球的支持力大小FA。
【答案】(1)
(2)2R (3)6mg
【解析】
【小问1详解】
小球恰好经过B点时,根据牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
小球从B点飞出后做平抛运动,竖直方向,有
解得
所以小球落地点与A点的距离为
【小问3详解】
设小球在A点的速度为vA,小球从A点运动到B点的过程中,根据动能定理可得
解得
小球刚进入圆弧轨道,有
解得
20. 飞行时间质谱仪可以通过测量离子飞行的时间,测量离子质量、比荷(电荷量与质量之比)。
(1)如图甲所示,激光脉冲照射到样品板O处,会产生不同种类的带正电离子。离子在O处的初速度不计,经过电压为U的静电场加速后,射入长为L的漂移管,在管中沿轴线做匀速直线运动。某一电荷量为q的离子在漂移管中的运动时间为T1,不考虑离子的重力和离子间的相互作用力,求该离子的质量m;
(2)为了增大离子在漂移管中的飞行路程,在右端增加电场强度为E、方向如图乙所示的匀强电场反射区域BC,让离子穿过漂移管后,受电场的作用返回漂移管,再回到A端。求反射区域BC的最小间距x;
(3)改进后,若测得离子从进入A端至首次返回A端的飞行时间为T2,能否测出离子的比荷?若能,请计算出离子的比荷;若不能,请说明理由。
【答案】(1)
(2)
(3)能,
【解析】
【小问1详解】
设离子经过加速电场加速后的速度大小为v,根据动能定理可得
离子在漂移管中做匀速直线运动,则
联立解得
【小问2详解】
根据动能定理,有
所以
【小问3详解】
能,离子在漂移管中的速度为
在反射区运动平均速度为,有
离子从进入A端至首次返回A端的时间为
联立解得
21. “爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏”出自宋代王安石《元日》,爆竹声响代表辞旧迎新之意。关于烟花爆炸,研究下列问题:礼炮烟花主要结构包含黑火药、礼花弹和发射装置等。发射礼炮烟花时,在发射装置中的黑火药瞬间燃烧产生大量高压气体,快速推动礼花弹向高空飞出,如图所示。假设在某次发射礼炮烟花时,火药点燃后,经过0.2s礼花弹被发射出去,当礼花弹上升到180m的最高点时发生了爆炸。假设礼花弹质量为1.0kg,发射装置的长度远小于最高点的高度,忽略空气阻力,g取10m/s2。
(1)求礼花弹离开发射装置瞬间的速度大小v0;
(2)求在发射装置中礼花弹所受火药气体的平均冲击力大小F;
(3)若礼花弹爆炸时形成的冲击波是球面波,爆炸中心是该球面波的球心,爆炸瞬间释放的能量为E。已知爆炸后时间为t时,形成的“火球”半径为R,空气的密度为ρ,忽略礼花弹爆炸后残余物的动能。请建立合适的物理模型,论证爆炸形成的“火球”半径R与t的关系满足,并确定α的值。
【答案】(1)60m/s
(2)310N (3)见解析,
【解析】
【小问1详解】
礼花弹离开发射装置做竖直上抛运动到最高点,有
解得
【小问2详解】
根据动量定理可得
解得
【小问3详解】
爆炸能量E转化为周围空气的动能,被推动空气的质量为
冲击波的平均传播速度可近似为
空气获得的动能为
由能量守恒
即
所以
22. 超导现象是20世纪人类重大发现之一,我国科研团队在超导领域的研究处于世界领先水平。全球传输电流最大的高温超导电缆已在上海建成并投入运行。
(1)有一段横截面积为的超导体,单位体积内超导电子的个数为n,超导电子定向移动的平均速率为。已知超导电子的质量为m,电荷量为e。
a、根据电流的定义,求超导电子所形成的超导电流。
b、假设超导体内存在电场强度为E的匀强电场,求超导电流随时间的变化率与电场强度E的关系。
(2)超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零。将一个闭合超导金属圆环水平放置在匀强磁场中,磁感线垂直圆环平面,逐渐降低温度使超导环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场,此后若环中的电流不随时间变化,则表明其电阻为零。为探究该圆环在超导状态的电阻率上限ρ,研究人员测得撤去磁场后环中电流为I,并经一年以上的时间t未检测出电流变化。实际上仪器只能检测出大于的电流变化,其;当电流的变化小于时,仪器检测不出电流的变化,研究人员便认为电流没有变化。设该超导圆环粗细均匀,环的横截面积为S,环中定向移动电子的质量为m,电荷量为e,平均速率为v,请推导出圆环在超导状态的电阻率上限ρ的表达式。(已知:时,可忽略不计)
【答案】(1)a、;b、
(2)
【解析】
【小问1详解】
a、时间内通过超导体某一横截面积的超导电子数为
根据电流定义式有
联立解得
b、根据牛顿第二定律,
可得
【小问2详解】
设圆周长为l,电阻为R,由电阻定律得
设t时间内环中电流释放的焦耳热为,由焦耳定律
电流变化大小时,定向移动电子平均速率的变化大小为,则
在t时间内单个电子减小的动能为
环中总电子数为
设环中定向移动电子减小的动能总和为,
由于,则,根据题干提示时,可忽略不计,因此在动能变化表达式 中, 项可以忽略不计
整理可得
根据能量守恒定律,得
联立上述各式得
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物理
本试卷共8页,满分100分,考试时长90分钟。考生务必将答案填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
第一部分
本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 下列说法正确的是( )
A. 玻尔原子理论能够解释复杂原子的光谱现象
B. α粒子散射实验是卢瑟福建立原子的核式结构模型的重要依据
C. 在α粒子散射实验中,α粒子与电子发生碰撞造成α粒子大角度偏转
D. 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能增大
2. 如图所示,一定质量的理想气体从状态a开始,沿图示路径先后到达状态b和c。下列说法正确的是( )
A. 从a到b,气体温度降低 B. 从a到b,外界对气体做功
C. 从b到c,气体内能减小 D. 从b到c,气体向外界放出热量
3. 单色光a、b分别经过同一装置形成的干涉图样如图所示。下列说法正确的是( )
A. 单色光a的波长比单色光b的波长大
B. 单色光a的频率比单色光b的频率高
C. 单色光a的光子能量比单色光b的光子能量大
D. 在同一块玻璃砖中传播时,单色光a比单色光b的传播速度小
4. 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生交变电流图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 交变电流的周期为 B. 交变电流的有效值为
C. 时,穿过线圈的磁通量为零 D. 时,穿过线圈的磁通量变化率最大
5. 如图所示,中国自行研制,具有完全知识产权的“神舟”飞船某次发射过程简化如下:飞船在酒泉卫星发射中心发射,由“长征”运载火箭将其送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道,在B点通过变轨进入预定圆轨道。下列说法正确的是( )
A. 飞船在B点通过加速从椭圆轨道进入预定圆轨道
B. 飞船在A点的加速度比在B点的加速度小
C. 从A点运行到B点的过程中,地球引力对飞船做正功
D. 从A点运行到B点的过程中,飞船的动能先减小后增大
6. 一根同种材料粗细均匀的弹性细绳,右端固定在墙上,用手抓着绳子左端S点上下振动,产生向右传播的绳波,某时刻的波形如图所示。下列说法正确的是( )
A. S点开始振动方向向上 B. 波的传播速度逐渐增大
C. S点振动的频率逐渐减小 D. 图示时刻质点P的速度方向向上
7. 如图所示,物块A置于倾斜的传送带上,随传送带一起向上匀速运动,下列说法正确的是( )
A. 物块A不受摩擦力作用 B. 摩擦力对物块A做负功
C. 物块A的机械能增加 D. 传送带对物块A的作用力方向沿斜面向下
8. 图是同一型号子弹以相同的初速度射入固定的、两种不同防弹材料时完整的运动径迹图。根据运动径迹图,下列说法正确的是( )
A. 两次试验,子弹受到的阻力相同 B. 两次试验,子弹所受合力的冲量相同
C. 第一次试验,子弹损失的动能少 D. 第一次试验,子弹与材料间作用产生的热量多
9. 如图所示,理想变压器原线圈接在电压的交流电源上,副线圈与定值电阻R、滑动变阻器相连,交流电压表和交流电流表为理想电表。下列说法正确的是( )
A. 交变电流的频率为100Hz
B. 变阻器的滑片向a端滑动,变压器的输入功率减小
C. 变阻器的滑片向a端滑动,电压表的示数减小
D. 变阻器的滑片向b端滑动,电流表的示数减小
10. 如图甲所示,正电荷仅在静电力作用下沿x轴正方向运动,经过A、B、C三点,已知。该正电荷的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. A点的电势低于B点的电势
B. A点的电场强度大于B点的电场强度
C. 正电荷在A点的速度大于在B点的速度
D. 正电荷从A到B的过程中静电力做的功小于从B到C的过程中静电力做的功
11. 如图所示,两个带等量异种电荷的平行金属板,板间加垂直纸面向里的匀强磁场,一粒子以某一速度垂直电场方向和磁场方向进入,运动轨迹为图中实线。已知磁感应强度为B,电场强度为E,下列说法正确的是( )
A. 粒子运动轨迹是抛物线
B. 粒子射入的速度一定大于
C. 粒子射出时的速度一定大于射入时的速度
D. 若粒子从右侧进入一定不能沿直线从左侧离开
12. 把皮球从地面竖直上抛,经过一段时间后,皮球又落回抛出点。若皮球运动过程中受到的空气阻力大小与速率成正比,下列说法正确的是( )
A. 皮球上升过程的重力势能增加量小于下降过程的重力势能减少量
B. 皮球上升过程阻力做功等于下降过程阻力做功
C. 皮球上升过程重力的冲量大于下降过程重力的冲量
D. 皮球上升过程与下降过程空气阻力的冲量大小一定相等
13. 如图所示,两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中,O为M、N连线中点,连线上a、b两点关于O点对称,导线通有大小相等、方向相反的电流I。已知通电长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度大小,式中k是常量,I是导线中的电流,r为点到导线的距离,一带正电的小球(图中未画出),以初速度v0从a点出发沿直线运动到b点。下列说法正确的是( )
A. 小球的加速度先减小后增大 B. 小球先做加速运动后做减速运动
C. 小球对桌面的压力先增大后减小 D. 小球在b点所受洛伦兹力的方向与导线垂直
14. 激光减速是一种用激光对热运动的原子进行“刹车”,将其冷却到极低温度的技术。如图甲,一质量为m的原子和波长为λ0的激光束发生正碰,原子吸收光子后,从低能级跃迁到激发态,然后随机向各个方向自发辐射出光子(如图乙,对原子动量的影响忽略不计),落回低能级。根据多普勒效应,当原子迎着光束的方向运动时,其接收到的光的频率会升高。当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时,原子吸收光子的概率最大。已知该原子平均每秒吸收n个光子,忽略原子质量的变化,普朗克常量为h,下列说法不正确的是( )
A. 为使原子减速,所用激光的频率应小于原子的固有频率
B. 原子每吸收一个光子后,其速度的变化量逐渐变小
C. 单个光子的动量大小为
D. 该原子减速的加速度大小为
第二部分
本部分共6题,共58分。
15. 关于用油膜法测分子直径的实验,下列说法正确的是( )
A. 单分子油膜的厚度可以看成油酸分子的直径
B. 计算油膜面积时,将所有不完整的方格都作为一格处理
C. 待测油酸薄膜扩散后又会收缩,要在油酸薄膜的形状稳定后再描轮廓
16. 某同学在“用单摆测重力加速度”实验中,多次改变摆长L进行实验,并测出相应的周期T,根据L和对应的T的数值,作出T2-L图像是一条直线。若该同学实验时忘记测小球的直径,以摆线的长作为摆长,得到的图像应是图中的______(选填“①”“②”或“③”)。
17. 某同学将传感器连接在图甲所示电路中,通过计算机显示屏可观察到电容器所带电荷量q随时间t变化的图像。改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电,对应的q-t图像如图乙中①、②所示。由图可知,两次充电,第______(选填“①”或“②”)次充电快。两条曲线不同是改变______(选填“E”或“R”)造成的。
18. 某同学通过实验测量粗细均匀,电阻值约为的金属丝的电阻率。
(1)该同学采用图所示的电路测量金属丝的电阻。现有电源(电动势为,内阻不计),电压表(量程,内阻约),电流表(量程,内阻约),开关和导线若干,以及下列器材:
A、滑动变阻器(,)
B、滑动变阻器(,)
为了调节方便,滑动变阻器应选用______。(选填实验器材前的字母)
(2)电压表应连接______点(选填“M”或“N”)。
(3)若测得金属丝直径为d,长度为L,电阻为R,则该金属丝电阻率测量值的表达式______。仅考虑电表内阻影响,电阻率的测量值______真实值(选填“>”或“<”)。
(4)请根据实验要求,用笔画线代替导线,在图中将实验电路连接完整。
19. 如图所示,半径为R的光滑半圆轨道处于竖直平面内,轨道与水平地面相切于半圆轨道的端点A。一质量为m的小球从A点冲上半圆轨道,沿轨道运动到B点飞出,最后落在水平地面上,重力加速度为g。若恰好能实现上述运动,求:
(1)小球运动到B点时的速度大小vB;
(2)小球的落地点与A点间的距离x;
(3)小球在圆弧轨道A点时,轨道对小球的支持力大小FA。
20. 飞行时间质谱仪可以通过测量离子飞行的时间,测量离子质量、比荷(电荷量与质量之比)。
(1)如图甲所示,激光脉冲照射到样品板O处,会产生不同种类的带正电离子。离子在O处的初速度不计,经过电压为U的静电场加速后,射入长为L的漂移管,在管中沿轴线做匀速直线运动。某一电荷量为q的离子在漂移管中的运动时间为T1,不考虑离子的重力和离子间的相互作用力,求该离子的质量m;
(2)为了增大离子在漂移管中的飞行路程,在右端增加电场强度为E、方向如图乙所示的匀强电场反射区域BC,让离子穿过漂移管后,受电场的作用返回漂移管,再回到A端。求反射区域BC的最小间距x;
(3)改进后,若测得离子从进入A端至首次返回A端的飞行时间为T2,能否测出离子的比荷?若能,请计算出离子的比荷;若不能,请说明理由。
21. “爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏”出自宋代王安石《元日》,爆竹声响代表辞旧迎新之意。关于烟花爆炸,研究下列问题:礼炮烟花主要结构包含黑火药、礼花弹和发射装置等。发射礼炮烟花时,在发射装置中的黑火药瞬间燃烧产生大量高压气体,快速推动礼花弹向高空飞出,如图所示。假设在某次发射礼炮烟花时,火药点燃后,经过0.2s礼花弹被发射出去,当礼花弹上升到180m的最高点时发生了爆炸。假设礼花弹质量为1.0kg,发射装置的长度远小于最高点的高度,忽略空气阻力,g取10m/s2。
(1)求礼花弹离开发射装置瞬间的速度大小v0;
(2)求在发射装置中礼花弹所受火药气体的平均冲击力大小F;
(3)若礼花弹爆炸时形成的冲击波是球面波,爆炸中心是该球面波的球心,爆炸瞬间释放的能量为E。已知爆炸后时间为t时,形成的“火球”半径为R,空气的密度为ρ,忽略礼花弹爆炸后残余物的动能。请建立合适的物理模型,论证爆炸形成的“火球”半径R与t的关系满足,并确定α的值。
22. 超导现象是20世纪人类重大发现之一,我国科研团队在超导领域的研究处于世界领先水平。全球传输电流最大的高温超导电缆已在上海建成并投入运行。
(1)有一段横截面积为的超导体,单位体积内超导电子的个数为n,超导电子定向移动的平均速率为。已知超导电子的质量为m,电荷量为e。
a、根据电流的定义,求超导电子所形成的超导电流。
b、假设超导体内存在电场强度为E的匀强电场,求超导电流随时间的变化率与电场强度E的关系。
(2)超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零。将一个闭合超导金属圆环水平放置在匀强磁场中,磁感线垂直圆环平面,逐渐降低温度使超导环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场,此后若环中的电流不随时间变化,则表明其电阻为零。为探究该圆环在超导状态的电阻率上限ρ,研究人员测得撤去磁场后环中电流为I,并经一年以上的时间t未检测出电流变化。实际上仪器只能检测出大于的电流变化,其;当电流的变化小于时,仪器检测不出电流的变化,研究人员便认为电流没有变化。设该超导圆环粗细均匀,环的横截面积为S,环中定向移动电子的质量为m,电荷量为e,平均速率为v,请推导出圆环在超导状态的电阻率上限ρ的表达式。(已知:时,可忽略不计)
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