内容正文:
青州一中高三普通部二轮专题复习模拟考试(五)物理
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示,由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,活塞与汽缸壁之间无摩擦,活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体,因虹吸现象,活塞上方的液体逐渐流出。在此过程中,大气压强与外界的温度保持不变。关于封闭在汽缸内的理想气体,下列说法正确的是( )
A. 分子间的引力和斥力都减小
B. 在单位时间内,气体分子对活塞撞击的次数增多
C. 在单位时间内,气体分子对活塞的冲量保持不变
D. 气体从外界吸收一定热量
【答案】D
【解析】
【详解】A.理想气体是指分子间除碰撞外无相互作用力,即分子间引力和斥力均为零(或忽略不计)的气体,不存在减小的说法,故A错误;
BC.气体的温度不变,压强减小,分子数密度减小,则单位时间气体分子对活塞撞击的次数减少,单位时间气体分子对活塞的冲量减少,故BC错误;
D.汽缸内气体温度不变,汽缸内气体内能不变;汽缸内气体压强减小,体积变大,气体对外界做功;据热力学第一定律,气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功,故D正确。
故选D。
2. 在研究光电效应实验中,光电管的阴极材料为铯(Cs),用某一频率的光照射,实验测得光电流随电压变化的图像如图所示。已知铯的逸出功为,普朗克常量。则( )
A. 铯发生光电效应的极限频率是
B. 产生的饱和光电流与入射光的频率成正比
C. 逸出的光电子的最大初动能为
D. 本次实验入射光的频率为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据逸出功与极限频率关系,故A错误;
B.饱和光电流与单位时间入射光子数,与入射光频率无关,故B错误;
C.由图可知遏止电压,则最大初动能,故C错误;
D.根据光电效应方程
解得入射光的频率,故D正确。
故选D。
3. 在如图所示的双缝干涉实验中,用波长λ=600nm的橙色光照射,在光屏中心点P0呈现亮条纹。若点P0上方的P点到S1、S2的路程差恰为2λ,现改用波长为400nm的紫光照射,则( )
A. 和P都呈现亮条纹
B. 为亮条纹,P为暗条纹
C. 为暗条纹,P为亮条纹
D. 和P都呈现暗条纹
【答案】A
【解析】
【详解】点到双缝的路程差为0,始终为亮条纹,P点到S1、S2的路程差恰为2λ,即
现改用波长为400nm的紫光,可知
可知P点呈现亮条纹,故和P都呈现亮条纹。
故选A。
4. 内壁光滑的半球形碗ACB水平放置,其半径为R,AB为直径,O为球心,一根质量分布不均匀且为m的细杆MN长为 ,置于碗内,当它静止时,MN与竖直半径OC夹角为α=75°,如图所示,此时碗对杆M端的弹力为F1,对N端弹力为F2,则( )
A. F1=,F2= B. F1=,F2=
C. F1=,F2= D. F1=,F2=
【答案】B
【解析】
【详解】几何关系可知 ,
又因为
联立解得
对杆受力分析如图
将这三个力构成矢量三角形如图
由以上分析可知
因此
故选B。
5. 如图所示,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,M、N为轨道短轴的两个端点,运行的周期为T0。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中( )
A. 从P到M所用的时间等于
B. 从Q到N阶段,机械能逐渐变大
C. P点的向心加速度大于Q点的向心加速度
D. 从M到N阶段,万有引力对它的冲量为0
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据开普勒第二定律,近地点的速度最大,远地点的速度最小,海王星从P点到M点的运动过程中,速率由最大逐渐变小,且没有减到最小,故从P点到M点的运动过程中的平均速率大于全程的平均速率,从P点到M点所用的时间小于,A错误;
B.由于只有万有引力做功,海王星从Q点到N点的过程中,机械能保持不变,故B错误;
C.根据牛顿第二定律有,
又知
联立解得,故C正确;
D.海王星从M点到N点的运动过程中,只有万有引力对它做功,机械能守恒
又知,故
联立解得,故
又知椭圆轨道运动具有对称性,故
海王星从M点到N点的运动过程中,根据动量定理有,D错误。
故选C。
6. 如图所示,可以把地球看作一个巨大的拱形桥,拱面半径就是地球半径R,地面上沿地球赤道行驶的汽车,质量为m,地面对它的支持力是。已知地球表面的重力加速度为g,不考虑汽车行驶中空气的阻力和地球自转的影响。以下说法正确的是( )
A. 与车速v有关,v越大越大
B. 与车速v无关,恒等于重力
C. 当速度增大到,汽车不能再加速
D. 随着汽车的不断加速,汽车可以离开地面绕地心做椭圆运动
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由牛顿第二定律可得
汽车速度越大,就越小,故AB错误;
C.当速度增大到,可得
此时汽车对地面无压力,轮胎与地面间的摩擦力为零,汽车无法获得牵引力,因此不能再加速,故C正确;
D.由C选项分析可知,当速度达到时,汽车无法继续加速,因此速度无法超过,汽车无法做离心运动从而绕地心做椭圆运动,若速度等于,汽车将绕地心做匀速圆周运动,故D错误。
故选C。
7. 电动汽车在研发过程中都要进行性能测试,如图所示为某次测试中某型号汽车在水平路面上由初速度为2m/s开始运动,牵引力F与速度v的倒数的图像,vm表示最大速度,ab平行于轴,bc反向延长过原点。已知阻力恒定,汽车质量为1×103kg。下列说法正确的是( )
A. 汽车从a到b运动的距离为90m
B. 在此测试过程中汽车最大功率为40kW
C. 汽车由b到c过程持续的时间是7.5s
D. 汽车能够获得的最大速度为40m/s
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图像可知,在点,汽车达到最大速度,此时牵引力等于阻力,即。汽车从到过程中,牵引力保持不变,做匀加速直线运动。根据牛顿第二定律,加速度
根据运动学公式
解得,故A错误;
B. 段延长线过原点,说明与成正比,斜率为恒定,汽车做恒定功率运动。额定功率,故B 错误;
CD.当汽车达到最大速度时,有,
解得;
汽车由到过程做恒定功率的加速运动,由动能定理有
结合前面分析得;故C错误,D正确。
故选 D。
8. 如图所示水平面上固定一个斜面体,斜面倾角,斜面长为5m。可视为质点的A、B两物块叠放在一起以5m/s的速度恰好一起从斜面顶端沿斜面匀速下滑,斜面各处的光滑程度相同,两物块滑过斜面的中点P后进入一匀强电场E中,电场方向垂直斜面向上,电场强度,物块A带电量为+q,质量为m,物块B不带电,二者绝缘。则关于AB两物体从斜面顶端运动至地面所需时间分别是( )
A. tA=1s B.
C. tB=1.25s D. tB=0.75s
【答案】A
【解析】
【详解】AB从斜面顶端开始运动到P点的时间为
进入电场后, A竖直方向因,可知竖直方向受力平衡,则AB脱离,A竖直方向做匀速运动,则到达斜面底端的时间为
则A物体从斜面顶端运动至地面所需时间是;
B进入电场后仍受力平衡沿斜面向下做匀速运动,则到达底端的时间为,则B物体从斜面顶端运动至地面所需时间是。
故选A。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播两波源分别位于x轴-0.2m和1.2m处,两波的波速均为0.4m/s,波源的振幅均为2cm。如图为t=0时刻两列波的图像,此刻平衡位置在x轴0.2m和0.8m的P、Q两质点开始振动,下列说法正确的是( )
A. M为振动加强点,N为振动减弱点
B. 两列波相遇后质点M的振动方程为y=-2sin2πt(cm)
C. 前2s内,质点N的运动路程为4cm
D. 经1.5s两列波相遇
【答案】AC
【解析】
【详解】A.此刻平衡位置在x轴0.2m和0.8m的P、Q两质点开始振动,P点到M点的距离等于Q点到M点的距离,可知M为振动加强点。由图可得两列波的波长均为 ,
可得N为振动减弱点,故A正确;
B.根据可得两列波的周期均为
圆频率为
两列波传到质点M的时间均为
根据“上下坡法”可知质点M的振动方向向下,振幅为2cm+2cm=4cm
可知质点M的振动方程为,故B错误;
C.左边的波传到质点N的时间为
右边的波传到质点N的时间为
N为振动减弱点,即 后静止,可知质点N的振动时间为
可知质点N的运动路程为,故C正确;
D.两列波的波速相同,有
可知相遇时间为,故D错误。
故选AC。
10. 西电东送是一项伟大壮举,输电线路简化为如图所示,电路中升压变压器T1原副线圈匝数比为k,降压变压器T2原副线圈匝数比为n,两变压器都认为是理想变压器,中间输电电路电阻为R,假定家庭电路每个电阻也为R,电源电压保持不变,下列说法正确的有( )
A. T1输出电压与T2输入电压相等
B. T1输出功率大于T2输入功率
C. 若用户接入的电阻增多,则T2的输出功率增大
D. 若用户接入的电阻个数为n2个,则T2输出的功率最大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.T1输出电压为,T2输入电压为,输电线电流为,根据
可得T1输出电压与T2输入电压不相等,故A错误;
B.T1输出功率为,T2输入功率为,输电线电流为,根据
可得T1输出功率大于T2输入功率,故B正确;
C.将降压变压器T2等效为,有(I3为输电电流与I2相等)
根据可知不变。若用户接入的电阻增多,电阻并联可知变小,不变,变大。
T2的输出功率等于输入功率,有
当且仅当时,达到最大,但是开始时用户接入的电阻未知,和的关系未知,随的变大可能先增大后减小,也可能一直减小,故C错误;
D.当且仅当时,达到最大,有
此时
用户接入的电阻并联,可得此时用户接入的电阻个数为n2个,即用户接入的电阻个数为n2个,则T2输出的功率最大,故D正确。
故选BD。
【点睛】根据电压关系,其中
满足,电流关系
联立可得
即把理想变压器和负载等效为电阻
11. 如图所示,等边三角形ABC的顶点AB各固定一个带电量为q的正电荷,C点固定一个电量为q的负电荷,直线BD垂直AC,交AC于D点,BD上O点为三角形的中心,则关于O、D点的电势和场强E大小,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.设等边三角形的边长为,根据电势可得AC处的电荷在D点的电势叠加为零,则B处的电荷在D点产生的电势即为,同理AC处的电荷在O点的电势叠加为零,则B处的电荷在O点产生的电势即为,因为O点距离B处更近,可知,故A正确,B错误;
CD.如图所示
设ABC处的电荷在O点产生场强大小均为
可知O点的场强为
如图所示
B处的电荷在D点的场强为
AC处的电荷在D点的场强为
可得在D点的场强为
可得,故C错误,D正确。
故选AD。
12. 如图所示,在倾角为θ=37°的足够长的固定斜面上,有一质量为M=2kg、长度L=9.6m的长木板正以v0=6m/s的速度沿斜面向下运动,此时将一质量m=1kg的小物块(大小可忽略)轻放在长木板正中央,已知小物块与长木板间的动摩擦因数μ1=0.5,长木板与斜面间的动摩擦因数μ2=0.75,重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 放上小物块后,木板的加速度大小是2m/s2
B. 放上小物块后,木板的加速度大小是5m/s2
C. 经时间t=2.1s小物块最终从长木板上端滑出
D. 经时间t=2.4s小物块最终从长木板下端滑出
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.小物块与长木板间的滑动摩擦力为
长木板与斜面间的滑动摩擦力为
对小物块,根据牛顿第二定律可得
解得
对长木板,根据牛顿第二定律可得
解得
可知小物块做加速度为的加速运动,长木板做加速度大小为的减速运动,故A错误,B正确;
CD.设共速时间为,有
解得,
此时小物块位移为
长木板位移为
可知小物块相对长木板向上运动了,此时距离下端
共速后,假设整体相对静止,有
解得加速度
对小物块,若加速度为零,有
又,可知二者不可能相对静止,此时对小物块有
解得
对长木板有
解得
即长木板做加速度大小为的减速运动,设又经时间小物块最终从长木板下端滑出,有
解得 ,
经时间t=2.4s小物块最终从长木板下端滑出,故C错误,D正确。
故选BD。
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某同学在测量圆柱形玻璃砖的折射率时,步骤如下:
①先用游标卡尺测出圆柱形玻璃砖的直径D,示数如图甲所示;
②用圆规在白纸上画出直径为D的圆,标记圆心“O”;
③把白纸固定在水平木板上,将玻璃砖和白纸上的圆边缘对齐放好;
④用水平激光以一定角度照射圆柱形玻璃砖侧面,调整好角度后,依次在透射光线和入射光线经过处,各插入两枚大头针;
⑤移走玻璃砖和大头针,在白纸上得到实验数据,如图乙所示。
不考虑光线在玻璃砖内反射后再折射出的光线。请回答下面问题:
(1)游标卡尺的读数为____mm;
(2)在图乙上完善光路图(画出完整光路和法线);
(3)实验数据处理时,延长入射光线和透射光线,用量角器测得夹角为150°。又测得入射面法线与反射面法线间夹角为120°,则该玻璃砖的折射率n=____;
【答案】(1)
(2) (3)
【解析】
【小问1详解】
游标卡尺的读数为
【小问2详解】
画出完整的光路和法线,如图所示
【小问3详解】
按照要求,作图如图所示
根据几何关系可知,折射角为
入射角为
根据光的折射定律可知,该玻璃砖的折射率为
14. 某同学利用图所示电路测量量程为2.5 V 的电压表V的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ),直流电源E(电动势3 V),开关1个,导线若干。
实验步骤如下:
①按电路原理图连接线路;
②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图中最左端所对应的位置,闭合开关S;
③调节滑动变阻器,使电压表满偏;
④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00 V,记下电阻箱的阻值。
回答下列问题:
(1)实验中应选择滑动变阻器___________(填“R1”或“R2”)。
(2)根据电路将图中实物图连线。( )
(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为___________Ω(结果保留到个位)。
(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为___________(填正确答案标号)。
A.100 μA B.250 μA
C.500 μA D.1 mA
【答案】 ①. R1 ②. ③. 2520 ④. D
【解析】
【详解】(1)[1]本实验中认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,但实际情况是由于并联部分的电阻增大造成分压略微增大,从而造成系统误差,为了能尽量减小这一误差,需要使分压部分的等效电阻(即滑动变阻器负责分压部分的电阻与支路电阻的并联电阻)近似不变,根据电阻并联规律可知,这就需要滑动变阻器负责分压部分的电阻远小于支路电阻,所以滑动变阻器应选择最大阻值较小的R1。
(2)[2]如图所示。
(3)[3]当电压表的示数为2.00 V时,电阻箱两端电压为0.5V,根据串联电路分压规律可得
RV=4R=2520Ω
(4)[4]根据电表改装原理可得该表头的满刻度电流为
故选D。
15. 差压阀可控制气体进行单向流动,广泛应用于减震系统。如图所示,A、B两个导热良好的汽缸通过差压阀连接,A内轻质活塞的上方与大气连通,B的体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于Δp时差压阀打开,A内气体缓慢进入B中;当该差值小于或等于Δp时差压阀关闭,Δp=0.11p0。当环境温度T1=300K时,A内气体体积VA1=4.0×10-2m3;B内气体压强pB1等于大气压强p0。A、B内的气体可视为理想气体,忽略活塞与汽缸间的摩擦,差压阀与连接管道内的气体体积不计。当环境温度降低到T2=270K时。
(1)求B内气体压强pB2;
(2)求A内气体体积VA2;
(3)在活塞上缓慢倒入铁砂,使B内气体压强回到p0并保持不变,求进入B内的气体质量与原气体质量的比值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
假设温度降低到时,差压阀没有打开,A、B两个汽缸导热良好,B内气体做等容变化,初态,,末态
根据
代入数据可得
A内气体做等压变化,压强保持不变,初态,
末态
根据
代入数据可得
由于
假设成立,即
【小问2详解】
由第一问可得A内气体体积
【小问3详解】
B内气体压强pB1等于大气压强p0,根据克拉珀龙方程有
B内气体压强回到p0并保持不变,有
可得
又
可得进入B内的气体质量与原气体质量的比值
16. 如图所示为某种“电磁枪”的原理图。在竖直向下的匀强磁场中,两根相距的平行长直金属导轨水平放置,左端接电容为的电容器,一导体棒放置在导轨上,与导轨垂直且接触良好,不计导轨电阻及导体棒与导轨间的摩擦。已知磁场的磁感应强度大小为,导体棒的质量为、接入电路的电阻为 。开关闭合前电容器的电荷量为。
(1)求闭合开关瞬间通过导体棒的电流;
(2)求闭合开关瞬间导体棒的加速度大小;
(3)导体棒达到最大理论速度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
闭合开关的瞬间电容器两板间的电压为
通过导体棒的电流为
联立可得
【小问2详解】
由牛顿第二定律
解得闭合开关瞬间导体棒的加速度大小
【小问3详解】
导体棒达到最大理论速度时电容器两端电压等于导体棒切割磁感线产生的感应电动势
对导体棒应用动量定理,又因为
联立可得
17. 如图,边长为L的正方形 区域及矩形 区域内均存在电场强度大小为E、方向竖直向下且与边平行的匀强电场, 右边有一半径为且与 相切的圆形区域,切点为 的中点,该圆形区域与 区域内均存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一带电粒子从b点斜向上射入电场后沿图中曲线运动,经边的中点进入 区域,并沿直线通过该区域后进入圆形区域。所有区域均在纸面内,粒子始终在该纸面内运动,不计粒子重力。求:
(1)粒子沿直线通过 区域时的速度大小;
(2)粒子的电荷量与质量之比;
(3)粒子射出圆形区域时速度方向与进入圆形区域时速度方向的夹角。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
带电粒子在 区域做直线运动,则有电场力与洛伦兹力平衡,可知粒子带正电,经边的中点速度水平向右,设粒子到达边的中点速度大小为,带电荷量为,质量为,由平衡条件则有
解得
【小问2详解】
粒子从b点到边的中点的运动,可逆向看作从边的中点到b点的类平抛运动,设运动时间为 ,加速度大小为,由牛顿第二定律可得
由类平抛运动规律可得
联立解得粒子的电荷量与质量之比
【小问3详解】
粒子从 中点射出到圆形区域做匀圆周运动,设粒子的运动半径为 ,由洛伦兹力提供向心力可得
解得
粒子在磁场中运动轨迹图如图所示,由图可知,粒子沿半径方向射入,又沿半径方向射出,设粒子射出圆形区域时速度方向与进入圆形区域时速度方向的夹角为,由几何关系可知
可得
则有
18. 如图,三块厚度相同、质量相等的木板A、B、C(上表面均粗糙)并排静止在光滑水平面上,尺寸不计的智能机器人静止于A木板左端。已知三块木板质量均为A木板长度为,机器人质量为,重力加速度g取,忽略空气阻力。
(1)机器人从A木板左端走到A木板右端时,求A、B木板间的水平距离。
(2)机器人走到A木板右端相对木板静止后,以做功最少的方式从A木板右端跳到B木板左端,求起跳过程机器人做的功,及跳离瞬间的速度方向与水平方向夹角的正切值。
(3)若机器人以做功最少的方式跳到B木板左端后立刻与B木板相对静止,随即相对B木板连续不停地3次等间距跳到B木板右端,此时B木板恰好追上A木板。求该时刻A、C两木板间距与B木板长度的关系。
【答案】(1);(2)90J,2;(3)
【解析】
【详解】(1)机器人从A木板左端走到A木板右端,机器人与A木板组成的系统动量守恒,设机器人质量为M,三个木板质量为m,取向右为正方向,则
机器人从A木板左端走到A木板右端时,机器人、木板A运动位移分别为、,则有
同时有
解得A、B木板间的水平距离
(2)设机器人起跳的速度大小为,方向与水平方向的夹角为 ,从A木板右端跳到B木板左端时间为t,根据斜抛运动规律得
联立解得
机器人跳离A的过程,系统水平方向动量守恒
根据能量守恒可得机器人做的功为
联立得
根据数学知识可得当时,即时,W取最小值,代入数值得此时
(3)根据可得,根据
得
分析可知A木板以该速度向左匀速运动,机器人跳离A木板到与B木板相对静止的过程中,机器人与BC木板组成的系统在水平方向动量守恒,得
解得
该过程A木板向左运动的距离为
机器人连续3次等间距跳到B木板右端,整个过程机器人和B木板组成的系统水平方向动量守恒,设每次起跳机器人的水平速度大小为,B木板的速度大小为,机器人每次跳跃的时间为 ,取向右为正方向,得
①
每次跳跃时机器人和B木板的相对位移为,可得
②
机器人到B木板右端时,B木板恰好追上A木板,从机器人跳到B左端到跳到B右端的过程中,AB木板的位移差为
可得
③
联立①②③解得
故A、C两木板间距为
解得
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青州一中高三普通部二轮专题复习模拟考试(五)物理
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示,由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,活塞与汽缸壁之间无摩擦,活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体,因虹吸现象,活塞上方的液体逐渐流出。在此过程中,大气压强与外界的温度保持不变。关于封闭在汽缸内的理想气体,下列说法正确的是( )
A. 分子间的引力和斥力都减小
B. 在单位时间内,气体分子对活塞撞击的次数增多
C. 在单位时间内,气体分子对活塞的冲量保持不变
D. 气体从外界吸收一定热量
2. 在研究光电效应实验中,光电管的阴极材料为铯(Cs),用某一频率的光照射,实验测得光电流随电压变化的图像如图所示。已知铯的逸出功为,普朗克常量。则( )
A. 铯发生光电效应的极限频率是
B. 产生的饱和光电流与入射光的频率成正比
C. 逸出的光电子的最大初动能为
D. 本次实验入射光的频率为
3. 在如图所示的双缝干涉实验中,用波长λ=600nm的橙色光照射,在光屏中心点P0呈现亮条纹。若点P0上方的P点到S1、S2的路程差恰为2λ,现改用波长为400nm的紫光照射,则( )
A. 和P都呈现亮条纹
B. 为亮条纹,P为暗条纹
C. 为暗条纹,P为亮条纹
D. 和P都呈现暗条纹
4. 内壁光滑的半球形碗ACB水平放置,其半径为R,AB为直径,O为球心,一根质量分布不均匀且为m的细杆MN长为 ,置于碗内,当它静止时,MN与竖直半径OC夹角为α=75°,如图所示,此时碗对杆M端的弹力为F1,对N端弹力为F2,则( )
A. F1=,F2= B. F1=,F2=
C. F1=,F2= D. F1=,F2=
5. 如图所示,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,M、N为轨道短轴的两个端点,运行的周期为T0。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中( )
A. 从P到M所用的时间等于
B. 从Q到N阶段,机械能逐渐变大
C. P点的向心加速度大于Q点的向心加速度
D. 从M到N阶段,万有引力对它的冲量为0
6. 如图所示,可以把地球看作一个巨大的拱形桥,拱面半径就是地球半径R,地面上沿地球赤道行驶的汽车,质量为m,地面对它的支持力是。已知地球表面的重力加速度为g,不考虑汽车行驶中空气的阻力和地球自转的影响。以下说法正确的是( )
A. 与车速v有关,v越大越大
B. 与车速v无关,恒等于重力
C. 当速度增大到,汽车不能再加速
D. 随着汽车的不断加速,汽车可以离开地面绕地心做椭圆运动
7. 电动汽车在研发过程中都要进行性能测试,如图所示为某次测试中某型号汽车在水平路面上由初速度为2m/s开始运动,牵引力F与速度v的倒数的图像,vm表示最大速度,ab平行于轴,bc反向延长过原点。已知阻力恒定,汽车质量为1×103kg。下列说法正确的是( )
A. 汽车从a到b运动的距离为90m
B. 在此测试过程中汽车最大功率为40kW
C. 汽车由b到c过程持续的时间是7.5s
D. 汽车能够获得的最大速度为40m/s
8. 如图所示水平面上固定一个斜面体,斜面倾角,斜面长为5m。可视为质点的A、B两物块叠放在一起以5m/s的速度恰好一起从斜面顶端沿斜面匀速下滑,斜面各处的光滑程度相同,两物块滑过斜面的中点P后进入一匀强电场E中,电场方向垂直斜面向上,电场强度,物块A带电量为+q,质量为m,物块B不带电,二者绝缘。则关于AB两物体从斜面顶端运动至地面所需时间分别是( )
A. tA=1s B.
C. tB=1.25s D. tB=0.75s
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播两波源分别位于x轴-0.2m和1.2m处,两波的波速均为0.4m/s,波源的振幅均为2cm。如图为t=0时刻两列波的图像,此刻平衡位置在x轴0.2m和0.8m的P、Q两质点开始振动,下列说法正确的是( )
A. M为振动加强点,N为振动减弱点
B. 两列波相遇后质点M的振动方程为y=-2sin2πt(cm)
C. 前2s内,质点N的运动路程为4cm
D. 经1.5s两列波相遇
10. 西电东送是一项伟大壮举,输电线路简化为如图所示,电路中升压变压器T1原副线圈匝数比为k,降压变压器T2原副线圈匝数比为n,两变压器都认为是理想变压器,中间输电电路电阻为R,假定家庭电路每个电阻也为R,电源电压保持不变,下列说法正确的有( )
A. T1输出电压与T2输入电压相等
B. T1输出功率大于T2输入功率
C. 若用户接入的电阻增多,则T2的输出功率增大
D. 若用户接入的电阻个数为n2个,则T2输出的功率最大
11. 如图所示,等边三角形ABC的顶点AB各固定一个带电量为q的正电荷,C点固定一个电量为q的负电荷,直线BD垂直AC,交AC于D点,BD上O点为三角形的中心,则关于O、D点的电势和场强E大小,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
12. 如图所示,在倾角为θ=37°的足够长的固定斜面上,有一质量为M=2kg、长度L=9.6m的长木板正以v0=6m/s的速度沿斜面向下运动,此时将一质量m=1kg的小物块(大小可忽略)轻放在长木板正中央,已知小物块与长木板间的动摩擦因数μ1=0.5,长木板与斜面间的动摩擦因数μ2=0.75,重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 放上小物块后,木板的加速度大小是2m/s2
B. 放上小物块后,木板的加速度大小是5m/s2
C. 经时间t=2.1s小物块最终从长木板上端滑出
D. 经时间t=2.4s小物块最终从长木板下端滑出
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某同学在测量圆柱形玻璃砖的折射率时,步骤如下:
①先用游标卡尺测出圆柱形玻璃砖的直径D,示数如图甲所示;
②用圆规在白纸上画出直径为D的圆,标记圆心“O”;
③把白纸固定在水平木板上,将玻璃砖和白纸上的圆边缘对齐放好;
④用水平激光以一定角度照射圆柱形玻璃砖侧面,调整好角度后,依次在透射光线和入射光线经过处,各插入两枚大头针;
⑤移走玻璃砖和大头针,在白纸上得到实验数据,如图乙所示。
不考虑光线在玻璃砖内反射后再折射出的光线。请回答下面问题:
(1)游标卡尺的读数为____mm;
(2)在图乙上完善光路图(画出完整光路和法线);
(3)实验数据处理时,延长入射光线和透射光线,用量角器测得夹角为150°。又测得入射面法线与反射面法线间夹角为120°,则该玻璃砖的折射率n=____;
14. 某同学利用图所示电路测量量程为2.5 V 的电压表V的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ),直流电源E(电动势3 V),开关1个,导线若干。
实验步骤如下:
①按电路原理图连接线路;
②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图中最左端所对应的位置,闭合开关S;
③调节滑动变阻器,使电压表满偏;
④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00 V,记下电阻箱的阻值。
回答下列问题:
(1)实验中应选择滑动变阻器___________(填“R1”或“R2”)。
(2)根据电路将图中实物图连线。( )
(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为___________Ω(结果保留到个位)。
(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为___________(填正确答案标号)。
A.100 μA B.250 μA
C.500 μA D.1 mA
15. 差压阀可控制气体进行单向流动,广泛应用于减震系统。如图所示,A、B两个导热良好的汽缸通过差压阀连接,A内轻质活塞的上方与大气连通,B的体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于Δp时差压阀打开,A内气体缓慢进入B中;当该差值小于或等于Δp时差压阀关闭,Δp=0.11p0。当环境温度T1=300K时,A内气体体积VA1=4.0×10-2m3;B内气体压强pB1等于大气压强p0。A、B内的气体可视为理想气体,忽略活塞与汽缸间的摩擦,差压阀与连接管道内的气体体积不计。当环境温度降低到T2=270K时。
(1)求B内气体压强pB2;
(2)求A内气体体积VA2;
(3)在活塞上缓慢倒入铁砂,使B内气体压强回到p0并保持不变,求进入B内的气体质量与原气体质量的比值。
16. 如图所示为某种“电磁枪”的原理图。在竖直向下的匀强磁场中,两根相距的平行长直金属导轨水平放置,左端接电容为的电容器,一导体棒放置在导轨上,与导轨垂直且接触良好,不计导轨电阻及导体棒与导轨间的摩擦。已知磁场的磁感应强度大小为,导体棒的质量为、接入电路的电阻为 。开关闭合前电容器的电荷量为 。
(1)求闭合开关瞬间通过导体棒的电流;
(2)求闭合开关瞬间导体棒的加速度大小;
(3)导体棒达到最大理论速度。
17. 如图,边长为L的正方形 区域及矩形 区域内均存在电场强度大小为E、方向竖直向下且与边平行的匀强电场, 右边有一半径为且与 相切的圆形区域,切点为 的中点,该圆形区域与 区域内均存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一带电粒子从b点斜向上射入电场后沿图中曲线运动,经边的中点进入 区域,并沿直线通过该区域后进入圆形区域。所有区域均在纸面内,粒子始终在该纸面内运动,不计粒子重力。求:
(1)粒子沿直线通过 区域时的速度大小;
(2)粒子的电荷量与质量之比;
(3)粒子射出圆形区域时速度方向与进入圆形区域时速度方向的夹角。
18. 如图,三块厚度相同、质量相等的木板A、B、C(上表面均粗糙)并排静止在光滑水平面上,尺寸不计的智能机器人静止于A木板左端。已知三块木板质量均为A木板长度为,机器人质量为,重力加速度g取,忽略空气阻力。
(1)机器人从A木板左端走到A木板右端时,求A、B木板间的水平距离。
(2)机器人走到A木板右端相对木板静止后,以做功最少的方式从A木板右端跳到B木板左端,求起跳过程机器人做的功,及跳离瞬间的速度方向与水平方向夹角的正切值。
(3)若机器人以做功最少的方式跳到B木板左端后立刻与B木板相对静止,随即相对B木板连续不停地3次等间距跳到B木板右端,此时B木板恰好追上A木板。求该时刻A、C两木板间距与B木板长度的关系。
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