内容正文:
高三物理模拟卷一
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试题卷和答题卡一并交回。
一、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,只有一项是符合题目要求的)
1. 随着科学家对量子论以及核物理的深入研究,一大批新技术深刻地改变了人们的生活方式和社会形态。关于近代物理的知识,下列说法正确的是( )
A. 阴极射线的发现说明原子本身也有结构
B. 光电效应说明光具有粒子性,康普顿效应说明光具有波动性
C. 玻尔的原子模型不仅能够解释氢原子光谱的规律,也能解释氦原子光谱的规律
D. 结合能越大,原子核中核子结合得越牢固
【答案】A
【解析】
【详解】A.阴极射线是从原子内部射出的电子流,它的发现证明原子不是不可再分的最小微粒,本身具有内部结构,故A正确;
B.光电效应和康普顿效应都能说明光具有粒子性,光的干涉、衍射现象才说明光具有波动性,故B错误;
C.玻尔的原子模型仅能成功解释氢原子光谱的规律,由于其保留了经典粒子轨道的概念,存在局限性,无法解释氦原子等多电子原子的光谱规律,故C错误;
D.比结合能(平均每个核子对应的结合能)越大,原子核中核子结合得越牢固,结合能的大小还与核子总数有关,不能直接反映原子核的稳定性,故D错误。
故选A。
2. 如图所示,小明同学从水平地面上不同位置先后抛出甲、乙两个小球,两球运动的最大高度相同,且落在同一点P,不计空气阻力。两小球从抛出点抛出到落至P点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两球动量的变化率一定相同
B. 甲、乙两球在最高点速度可能相同
C. 甲、乙两球在P点重力的功率一定相同
D. 甲、乙两球速度变化量一定相同
【答案】D
【解析】
【详解】将斜抛运动分解为水平方向匀速直线运动和竖直方向竖直上抛运动, 两球最大高度相同,根据
可得两球初速度竖直分量相同;
抛出点、落地点都在同一水平面,总运动时间,因此两球空中运动总运动时间 相同
甲水平位移大于乙,由
可得两球初速度水平分量
A.动量变化率等于合外力,即重力,两球质量不一定相等,因此动量变化率不一定相同,A错误;
B.斜抛运动最高点速度等于水平分速度,已推出,因此速度不可能相同,B错误;
C.落到点时,重力的功率,大小相等,但质量不一定相等,因此功率不一定相同,C错误;
D.速度变化量,加速度恒定,总时间相等,因此的大小相等、方向都竖直向下,速度变化量一定相同,D正确。
故选 D。
3. 如图为某登月飞行器发射及变轨的过程,该登月飞行器经过多次变轨最终实现登月。下列说法正确的是( )
A. 登月飞行器发射速度必须大于第二宇宙速度
B. 登月飞行器在轨道Ⅲ上Q点的速度大于轨道Ⅱ上Q点的速度
C. 登月飞行器在16 h轨道及轨道Ⅲ上,其轨道半长轴的立方与公转周期的平方的比值相同
D. 登月飞行器在16 h轨道上P点的加速度大于48 h轨道上P点的加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.登月飞行器未脱离地球引力的约束,所以其发射速度应大于第一宇宙速度,小于第二宇宙速度,故A错误;
B.登月飞行器在轨道Ⅲ需要向前喷气减速到轨道Ⅱ,故登月飞行器在轨道Ⅲ经过Q点时的速度大于其在轨道Ⅱ经过Q 点时的速度,故B正确;
C.由于16h轨道和轨道Ⅲ的中心天体分别为地球和月球,根据开普勒第三定律可知,轨道半长轴三次方与周期平方的比值与中心天体有关,则其比值不相同,故C错误;
D.登月飞行器在P点时的万有引力大小相同,根据牛顿第二定律可得登月飞行器在16h轨道经过P点时的加速度等于其在48h轨道经过P点时的加速度,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,激光射入截面为等腰直角三角形的透明介质ABC中,激光从介质的直角边AB中点M处垂直入射,经斜边AC全反射后从另一直角边BC射出。下列说法正确的是( )
A. 激光在该介质中发生全反射的临界角一定为
B. 入射光平行下移一段距离,其在介质中的传播时间不变
C. 以M点为轴沿顺时针方向转动入射光,AC边上会有光线射出
D. 激光从空气进入该介质中,其波长将变长
【答案】B
【解析】
【详解】A.激光在边入射角为,发生全反射说明全反射临界角,并非一定等于,A错误;
B.入射光平行下移一段距离,光线在介质中的传播距离不变,由几何关系可知,传播距离始终等于直角边AB的长度,所以其在介质中的传播时间不变,B正确;
C.以 顺时针转动入射光,折射光进入介质后向右下方偏折,射到时入射角将大于,原本临界角,入射角更大,仍满足全反射条件,边不会有光线射出,C错误;
D.光进入介质,频率不变,传播速度减小,由可知波长变短,D错误。
故选B 。
5. 如图所示为工人运送桶装水的推车,O点处有一锁定装置,锁定时OA板被固定,且 ,未锁定时,OA板可绕O点转动。当到达目的地后,工人抬起把手,推车静止,OA板被锁定且处于竖直状态。若桶与接触面之间的摩擦不计,已知水桶总质量为m,OA板、OB板对水桶的弹力分别为、,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 水桶对OA板的压力为
B. 若突然撤去OA板,则将增大
C. 若解除锁定,使OA板逆时针缓慢转动 的过程中,将一直减小
D. 将OA锁定,抬起把手使整体从如图位置原地逆时针缓慢转动的过程中,将一直减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.以水桶为对象,根据平衡条件可得,
解得,,故A错误;
B.若突然撤去OA板,垂直OB板方向由平衡条件可得
可知将减小,故B错误;
C.若解除锁定,使OA板逆时针缓慢转动 的过程中,根据三角形定则,水桶的受力如图所示
由图可知先减小后增大,故C错误;
D.将OA锁定,则、的夹角保持不变,抬起把手使整体从如图位置原地逆时针缓慢转动的过程中,可等效为、方向不变,重力顺时针转动,如图所示
根据平衡条件可得
由于从 增大到,逐渐减小,则一直减小,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,空间存在一个正四面体ABCD,其棱长为a,在水平面上的B、C、D三个顶点各固定一个电荷量为 的点电荷 ,一个质量为m的试探电荷P恰好可以静止在A点。若把试探电荷P从A点移动到无穷远处,电场力对其做功的大小为W。以无穷远处电势为零,已知静电力常量为k,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A. 试探电荷P电量大小为
B. 移走P后,BD连线中点处场强的大小为
C. B、C、D处的三个点电荷在A点产生的电势为
D. 将试探电荷P从A点移至AD中点,电势能一直减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.固定的每个点电荷对试探电荷P的库仑力大小为
设F与竖直方向的夹角为,由几何关系可得
对试探电荷P,由平衡条件有
联立解得试探电荷P电量大小,故A错误;
B.根据电场强度叠加原理,B、D处两点电荷在BD连线中点处合场强为0,则BD连线中点处等于C点处点电荷在BD连线中点处形成的场强,故B错误;
C.不难判断试探电荷带负电,根据功能关系
联立解得,故C正确;
D.由于试探电荷P从A点移至AD中点过程中,电场力与位移夹角大于,则电场力做负功,电势能增加,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,半径分别为R和2R的两光滑圆轨道放置在同一竖直平面内,两圆轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连,且。一轻质弹簧被两个静止且可视为质点的小球A、B压缩在水平轨道CD上,弹簧储存的弹性势能为。现同时释放两小球,A球恰好能到达圆轨道的最高点。B球到达圆轨道的最高点时,轨道对其弹力大小为其重力的5倍。已知A球的质量为1kg,重力加速度,两小球进入圆轨道前已与弹簧分离。下列判断正确的是( )
A. 两小球与弹簧分离时,A、B两球动量相同
B. 若弹簧压缩量为0.4m,B球从释放至脱离弹簧时的位移大小为0.3m
C. 若弹簧储存的弹性势能为,A球将在离地面高度为 处脱离圆轨道
D. 若弹簧储存的弹性势能为,A球能够上升的最大高度为1.25m
【答案】C
【解析】
【详解】A.A、B与弹簧分离过程,系统动量守恒,则两球的动量大小相等,方向相反,故A错误;
B.设A、B两球离开弹簧后的速度大小分别为、,由题知,A球恰好能到达小圆轨道的最高点,此时由重力提供向心力,设速度为,根据牛顿第二定律有
解得
对A球,从小圆轨道的最低点C到最高点,根据机械能守恒有
解得
B球到达大圆轨道的最高点时,此时由重力和支持力提供向心力,设速度为,根据牛顿第二定律
且轨道对其弹力大小为其重力的5倍,即
解得
对B球,从大圆轨道的最低点D到最高点,根据机械能守恒有
解得
A、B与弹簧分离过程,根据动量守恒有
联立解得
设A、B刚与弹簧脱离时A的位移为,B的位移为,根据动量守恒有
两边同乘以时间,则有
整理得
解得
若弹簧压缩量为0.4m,则有
联立解得 ,故B错误;
CD.A、B与弹簧分离过程,根据动量守恒有
根据能量守恒有
联立解得
由B项分析,A球在小圆轨道最低点C的速度为
联立可得
若弹簧储存的弹性势能为,A、B与弹簧分离过程,根据动量守恒有
根据能量守恒有
联立解得
若A球从圆轨道最低点C恰好能上到小圆的圆心左侧等高处,根据机械能守恒有
解得
可知
说明A不能通过小圆的最高点,但能通过小圆的圆心左侧等高处,并在最高点与小圆圆心左侧等高处之间的某一位置脱离轨道,此时轨道对A的支持力为零,设脱离点与小圆圆心的连线与竖直方向的夹角为,根据牛顿第二定律有
解得
A从小圆轨道最低点C到脱离点,根据机械能守恒有
联立解得,
根据几何关系,可知A球脱离轨道时离地的高度为
A脱离轨道后先做斜向上抛运动,其沿竖直方向的分速度为
上升的高度为
故A球能够上升的最大高度为 ,故C正确,D错误。
故选C。
二、选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 如图甲所示,机器人手持彩带一端上下抖动模拟艺术体操运动员的动作,形成的绳波可简化为简谐波。以手的平衡位置为坐标原点,彩带各质点平衡位置连线为x轴,已知图乙为原点处质点的振动图像,图丙为原点右侧处质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 处质点的振动方程为
B. 内,原点处质点运动的路程为3.3m
C. 若波长大于2m,此列波的传播速率一定是
D. 若波长大于1m,此列波的传播速率可能是
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由题图可知,所有质点振动的振幅为 ,周期为 ,所以处质点的振动方程为
由题图丙可知,当 时,
代入上式解得
所以处质点的振动方程为 ,故A错误;
B. 内的时间间隔为
所以 内,原点处质点运动的路程为 ,故B正确;
C.波沿轴的正方向传播,时 处质点在波峰,处质点在平衡位置且向下振动,因此两处质点间的距离满足
解得
若波长大于2m,则有
解得此时该波的波长为
所以该波的传播速度为 ,故C正确;
D.若波长大于1m,则有或
当 时,解得此时该波的波长为
所以此时该波的传播速度为
由C选项可知,当时,该波的传播速度为
所以若波长大于1m,此列波的传播速率不可能是,故D错误。
故选BC。
9. 近年来,湖南省远距离高压输电网络已从“能源末端”向“区域电力交换枢纽”转变,为全省经济社会发展提供了可靠电力保障。如图为某同学研究远距离输电的电路,a、b端接入电压有效值为 的交流电源,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,且两变压器的匝数比。已知R1、的阻值均为 ,R3的阻值为 ,电阻R1、消耗的功率相同,电表均为理想交流电表,下列说法正确的是( )
A. 升压变压器的匝数比 B. 电压表的示数为12 V
C. 交流电源输出功率为72 W D. 若R3断路,则输出功率将减小
【答案】BD
【解析】
【详解】A.已知的阻值相等,消耗的功率相同,可知电流相同,设为I2,因R3的阻值为,则R3的电流为2I2,则降压变压器T2的次级电流为3I2,由匝数和电流关系可知
则,故A错误;
B.变压器T1的初级电流
由于变压器T1原线圈的输入功率等于R1、R2、R3的总功率,而R1、R2的阻值相等,消耗的功率相同,令副线圈两端电压为U4,则有
解得 ,即电压表示数12V,故B正确;
C.电流表的示数为I2,等于通过R2的电流,则有
变压器T1的初级电流
交流电源输出功率为 ,故C错误;
D.若R3断路,则T2次级电阻变大,相当于电网用电设备减少,总功率减少,则输出功率将减小,故D正确。
故选BD。
10. 两根足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面上,导轨间距 ,导轨电阻忽略不计,俯视图如图所示。虚线MN与导轨垂直,虚线左侧有竖直向下、磁感应强度大小 的匀强磁场,虚线右侧有竖直向上、磁感应强度大小 的匀强磁场。金属棒a和b垂直置于导轨上,两棒初始时刻相隔一段距离d(未知), , ,金属棒a和b连接在导轨间的电阻分别为 和 。初始时刻b棒静止,给a棒一个水平向右、大小为 的初速度,经过一段时间后b棒运动到虚线MN处,此时a棒的速度是b棒的2倍。此后当a棒运动到虚线MN时,a棒速度恰好为零。整个运动过程中,两棒没有发生碰撞。下列说法正确的是( )
A. 初始时刻至b棒运动到虚线MN处,a棒所受合外力冲量大小为
B. 从b棒运动到虚线MN处直至b棒停下,a棒产生的焦耳热为18 J
C. 初始时刻a、b两棒之间的距离为
D. b棒最终离虚线的距离为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.设b棒运动到虚线MN处时a棒速度为,b棒速度为,a、b棒由动量守恒有
又
解得 ,
a棒由动量定理有 ,则a棒所受合外力冲量大小为 ,故A正确;
B.a棒由动量定理有,即
设b棒末速度为,由动量定理有,即
代入数据解得
由能量守恒可知,产生总焦耳热
则a棒产生的焦耳热为 ,故B错误;
C D.b棒运动到虚线MN后,根据牛顿第二定律可知,在任意时刻都有,
代入数据解得
又因为b棒运动到虚线MN处时a、b棒的速度关系为,所以两棒速度任意时刻都有
由于运动时间相同,所以有
b棒从开始运动到虚线MN的过程中,对b棒动量定理有
其中
解得这一阶段a棒相对b棒的位移为
b棒从虚线MN位置到停止的过程中,对b棒动量定理有
其中
联立解得 ,
整个过程中a、b棒的位移关系如图所示
由位移关系得
解得初始时刻a、b两棒之间的距离 ,故D错误、C正确。
故选AC。
三、非选择题(本大题共5题,共57分)
11. 某同学用如图1所示的装置测量弹簧的劲度系数,将弹簧一端固定在水平桌面上,另一端与质量为 的小球连接,压缩弹簧后释放,小球从桌面末端水平飞出并落在水平地面上,且小球离开桌面前已脱离弹簧(空气阻力及水平桌面的摩擦力忽略不计)。已知当地重力加速度,桌面离地面的高度 。
(1)某次实验中测得小球做平抛运动的水平位移 ,则小球离开桌面时的初速度为________。
(2)实验中记录了不同弹簧压缩量 对应的水平位移x,数据如下表,根据表格数据,合理利用图2的坐标纸,并绘制 图像。
实验次数
1
2
3
4
5
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
0.41
0.79
1.20
1.79
2.01
(3)已知弹簧的弹性势能公式为,则弹簧的劲度系数 ______________(用m、g、h、x、 表示),通过图像计算弹簧劲度系数 ________(结果保留3位有效数字)。
【答案】(1)3 (2)
(3) ①. ②. 240~265
【解析】
【小问1详解】
小球在空中的飞行时间
小球在水平方向做匀速直线运动,初速度
【小问2详解】
根据表格数据描点后进行连线,绘制的 图像如图所示
【小问3详解】
[1]由能量守恒定律有
由平抛运动规律可得
初速度
综上可解得
[2]由可变形为
和 成正比,比例系数即为 图像的斜率,设斜率
则劲度系数
在所绘制的图像上,选取直线上相距较远的两点来计算斜率,例如和
斜率
代入数据可得
12. 小军利用压敏电阻制作电子秤,他查找资料获得了该压敏电阻的阻值R随压力F变化的图像如图(a)所示。并按图(b)所示电路制作了一个简易电子秤(秤盘质量不计),电路中电源内阻 ,电流表量程为0.10 A(内阻不计),g取。
实验步骤如下:
步骤a:秤盘上不放重物时,闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表指针满偏;
步骤b:秤盘上放置质量为m的物体,保持滑动变阻器接入电路阻值不变,读出此时电流表示数I;
步骤c:换用不同已知质量的物体,记录每一个质量值对应的电流值I;
步骤d:将电流刻度盘改为质量刻度盘。
小明同学利用所测数据做出了如图(c)所示的图像。回答下列问题:
(1)改装后的质量刻度盘上的刻度________(填“均匀”或“不均匀”);
(2)若电流表示数为20 mA,待测重物质量为________kg(结果保留2位有效数字);
(3)电路中电源的电动势为________V,滑动变阻器接入电路的有效阻值 ________;(结果均保留2位有效数字)
(4)若该电源使用较长时间后,电动势变小,内阻变大,其他条件不变,现用这台电子秤称重前,已进行了步骤a操作,则质量的测量值________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【答案】(1)不均匀 (2)8.0
(3) ①. 3.0 ②. 10
(4)大于
【解析】
【小问1详解】
根据闭合电路的欧姆定律可得可知,电流不是随着线性变化的,而随着(即)线性变化,所以电流不是随着重物的质量线性变化,则质量刻度是不均匀的。
【小问2详解】
设图(c)中与的函数关系式为 ,由图像可知该图线的斜率为 ,纵轴截距为 ,所以与的函数关系式为 ,当电流 时,代入上式解得重物的质量为
【小问3详解】
[1][2]由图(a)可知压敏电阻R与压力F的函数关系式为 ,又因为秤盘上放置质量为m的物体时,压力F = mg,代入上式得到压敏电阻R与秤盘上放置物体质量m的关系式为 ,设电源的电动势为E,滑动变阻器接入电路的阻值为,在图(b)中根据闭合电路欧姆定律有 ,代入数据有 ,变形得 ,结合上面得到的m与的函数关系式 ,可得 , ,所以电源的电动势为 ,滑动变阻器接入电路的有效阻值
【小问4详解】
若电源电动势减小,内阻变大,进行了步骤a操作,当测量时,由于电源电动势减小,导致电流偏小,压敏电阻阻值偏大,测量结果偏大。
13. 如图1,导热良好的汽缸内用光滑活塞封闭着一定质量的理想气体,汽缸开口向下悬挂在天花板上并保持静止,此时汽缸内空气柱长度为;当汽缸按如图2开口向上静置在地面上时,汽缸内空气柱长度为l(未知)。已知活塞的质量,汽缸的横截面积为S,大气压强为,重力加速度为g,环境温度保持不变。
(1)求图2中空气柱的长度l;
(2)现用外力缓慢向上拉图2的活塞(汽缸始终未离开地面),当汽缸内空气柱的长度再次变为时,汽缸内气体从环境中吸收的热量为Q,求外力做的功。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【详解】(1)对图1中的活塞受力分析:
对图2中的活塞受力分析:
对汽缸内的气体,由玻意耳定律,有
联立解得
(2)环境温度不变,由热力学第一定律可知 ,
对活塞由动能定理:
解得
14. 如图所示空间内存在方向竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,电场强度大小E未知,磁感应强度大小为B。质量为m、电荷量为的小物块从空间某处以水平向右的速度抛出,一段时间后,小物块以大小为、方向与水平向右成 的速度落在足够长的绝缘木板上,此时撤去电场,已知小物块落在木板上不弹起(小物块与木板碰撞的时间极短,不计碰撞过程中重力的冲量以及二者的位移),又经过一段时间t后,小物块和木板共速。已知木板质量为 ,小物块和木板之间的动摩擦因数为,地面光滑,重力加速度为g,整个运动过程小物块的带电量不变。求:
(1)电场强度E的大小;
(2)从小物块落在木板上到小物块和木板共速的过程中因摩擦产生的热量Q;
(3)从小物块落在木板上到小物块和木板共速的过程中小物块的位移x。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由于洛伦兹力不做功,带电小物块动能不变,即电场力和重力大小相等
【小问2详解】
小物块和木板水平方向动量守恒有
能量守恒有
【小问3详解】
碰撞过程:
,
对小物块:
联立解得
15. 如图所示,木块A和B的质量为2m和m,A和B不粘连,并排放在光滑的水平面上,木块A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为L的细线,细线另一端系一质量为3m的小球C,水平面右侧有一固定的挡板,木块B与其碰后反弹的速度大小变为原来的一半。现将球C拉起使细线水平伸直,并由静止释放球C,运动过程中C不会碰到轻杆。不计一切摩擦,重力加速度为g。
(1)若木块B固定,求小球C第一次运动到最低点时绳的拉力大小T;
(2)若木块B不固定,求小球C向左摆到的最高点与O点的高度差h(木块B未撞到挡板);
(3)若木块B不固定,从小球C第一次运动到最低点开始计时,经时间t后某次向左摆到最高点,此时木块B刚好与A第一次碰撞,求初状态时木块B与挡板的距离d。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设小球C运动到最低点时的速度为,由动能定理有
根据牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
C下摆到最低点过程,A、B、C水平方向动量守恒,设A与B的速度为v,C的速度为,根据动量守恒有
A、B、C系统机械能守恒有
C下摆到最低点时,A与B分离,此后对A与C整体,当小球C向左摆到最高点时的共同速度为,由动量守恒有
能量守恒有
由以上各式得
【小问3详解】
对A与C整体,水平方向有
累加得:
其中和分别为A和C向左运动的位移
又
A与B分离前,B向右运动距离,有
求得
A与B分离后,B向右运动距离与挡板相碰,木块B刚好与A第一次碰撞的条件为
求得
所求
由以上各式得
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高三物理模拟卷一
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试题卷和答题卡一并交回。
一、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,只有一项是符合题目要求的)
1. 随着科学家对量子论以及核物理的深入研究,一大批新技术深刻地改变了人们的生活方式和社会形态。关于近代物理的知识,下列说法正确的是( )
A. 阴极射线的发现说明原子本身也有结构
B. 光电效应说明光具有粒子性,康普顿效应说明光具有波动性
C. 玻尔的原子模型不仅能够解释氢原子光谱的规律,也能解释氦原子光谱的规律
D. 结合能越大,原子核中核子结合得越牢固
2. 如图所示,小明同学从水平地面上不同位置先后抛出甲、乙两个小球,两球运动的最大高度相同,且落在同一点P,不计空气阻力。两小球从抛出点抛出到落至P点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两球动量的变化率一定相同
B. 甲、乙两球在最高点速度可能相同
C. 甲、乙两球在P点重力的功率一定相同
D. 甲、乙两球速度变化量一定相同
3. 如图为某登月飞行器发射及变轨的过程,该登月飞行器经过多次变轨最终实现登月。下列说法正确的是( )
A. 登月飞行器发射速度必须大于第二宇宙速度
B. 登月飞行器在轨道Ⅲ上Q点的速度大于轨道Ⅱ上Q点的速度
C. 登月飞行器在16 h轨道及轨道Ⅲ上,其轨道半长轴的立方与公转周期的平方的比值相同
D. 登月飞行器在16 h轨道上P点的加速度大于48 h轨道上P点的加速度
4. 如图所示,激光射入截面为等腰直角三角形的透明介质ABC中,激光从介质的直角边AB中点M处垂直入射,经斜边AC全反射后从另一直角边BC射出。下列说法正确的是( )
A. 激光在该介质中发生全反射的临界角一定为
B. 入射光平行下移一段距离,其在介质中的传播时间不变
C. 以M点为轴沿顺时针方向转动入射光,AC边上会有光线射出
D. 激光从空气进入该介质中,其波长将变长
5. 如图所示为工人运送桶装水的推车,O点处有一锁定装置,锁定时OA板被固定,且 ,未锁定时,OA板可绕O点转动。当到达目的地后,工人抬起把手,推车静止,OA板被锁定且处于竖直状态。若桶与接触面之间的摩擦不计,已知水桶总质量为m,OA板、OB板对水桶的弹力分别为、,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 水桶对OA板的压力为
B. 若突然撤去OA板,则将增大
C. 若解除锁定,使OA板逆时针缓慢转动 的过程中,将一直减小
D. 将OA锁定,抬起把手使整体从如图位置原地逆时针缓慢转动的过程中,将一直减小
6. 如图所示,空间存在一个正四面体ABCD,其棱长为a,在水平面上的B、C、D三个顶点各固定一个电荷量为 的点电荷 ,一个质量为m的试探电荷P恰好可以静止在A点。若把试探电荷P从A点移动到无穷远处,电场力对其做功的大小为W。以无穷远处电势为零,已知静电力常量为k,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A. 试探电荷P电量大小为
B. 移走P后,BD连线中点处场强的大小为
C. B、C、D处的三个点电荷在A点产生的电势为
D. 将试探电荷P从A点移至AD中点,电势能一直减小
7. 如图所示,半径分别为R和2R的两光滑圆轨道放置在同一竖直平面内,两圆轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连,且。一轻质弹簧被两个静止且可视为质点的小球A、B压缩在水平轨道CD上,弹簧储存的弹性势能为。现同时释放两小球,A球恰好能到达圆轨道的最高点。B球到达圆轨道的最高点时,轨道对其弹力大小为其重力的5倍。已知A球的质量为1kg,重力加速度,两小球进入圆轨道前已与弹簧分离。下列判断正确的是( )
A. 两小球与弹簧分离时,A、B两球动量相同
B. 若弹簧压缩量为0.4m,B球从释放至脱离弹簧时的位移大小为0.3m
C. 若弹簧储存的弹性势能为,A球将在离地面高度为 处脱离圆轨道
D. 若弹簧储存的弹性势能为,A球能够上升的最大高度为1.25m
二、选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 如图甲所示,机器人手持彩带一端上下抖动模拟艺术体操运动员的动作,形成的绳波可简化为简谐波。以手的平衡位置为坐标原点,彩带各质点平衡位置连线为x轴,已知图乙为原点处质点的振动图像,图丙为原点右侧处质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 处质点的振动方程为
B. 内,原点处质点运动的路程为3.3m
C. 若波长大于2m,此列波的传播速率一定是
D. 若波长大于1m,此列波的传播速率可能是
9. 近年来,湖南省远距离高压输电网络已从“能源末端”向“区域电力交换枢纽”转变,为全省经济社会发展提供了可靠电力保障。如图为某同学研究远距离输电的电路,a、b端接入电压有效值为 的交流电源,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,且两变压器的匝数比。已知R1、的阻值均为 ,R3的阻值为 ,电阻R1、消耗的功率相同,电表均为理想交流电表,下列说法正确的是( )
A. 升压变压器的匝数比 B. 电压表的示数为12 V
C. 交流电源输出功率为72 W D. 若R3断路,则输出功率将减小
10. 两根足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面上,导轨间距 ,导轨电阻忽略不计,俯视图如图所示。虚线MN与导轨垂直,虚线左侧有竖直向下、磁感应强度大小 的匀强磁场,虚线右侧有竖直向上、磁感应强度大小 的匀强磁场。金属棒a和b垂直置于导轨上,两棒初始时刻相隔一段距离d(未知), , ,金属棒a和b连接在导轨间的电阻分别为 和 。初始时刻b棒静止,给a棒一个水平向右、大小为 的初速度,经过一段时间后b棒运动到虚线MN处,此时a棒的速度是b棒的2倍。此后当a棒运动到虚线MN时,a棒速度恰好为零。整个运动过程中,两棒没有发生碰撞。下列说法正确的是( )
A. 初始时刻至b棒运动到虚线MN处,a棒所受合外力冲量大小为
B. 从b棒运动到虚线MN处直至b棒停下,a棒产生的焦耳热为18 J
C. 初始时刻a、b两棒之间的距离为
D. b棒最终离虚线的距离为
三、非选择题(本大题共5题,共57分)
11. 某同学用如图1所示的装置测量弹簧的劲度系数,将弹簧一端固定在水平桌面上,另一端与质量为 的小球连接,压缩弹簧后释放,小球从桌面末端水平飞出并落在水平地面上,且小球离开桌面前已脱离弹簧(空气阻力及水平桌面的摩擦力忽略不计)。已知当地重力加速度,桌面离地面的高度 。
(1)某次实验中测得小球做平抛运动的水平位移 ,则小球离开桌面时的初速度为________。
(2)实验中记录了不同弹簧压缩量 对应的水平位移x,数据如下表,根据表格数据,合理利用图2的坐标纸,并绘制 图像。
实验次数
1
2
3
4
5
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
0.41
0.79
1.20
1.79
2.01
(3)已知弹簧的弹性势能公式为,则弹簧的劲度系数 ______________(用m、g、h、x、 表示),通过图像计算弹簧劲度系数 ________(结果保留3位有效数字)。
12. 小军利用压敏电阻制作电子秤,他查找资料获得了该压敏电阻的阻值R随压力F变化的图像如图(a)所示。并按图(b)所示电路制作了一个简易电子秤(秤盘质量不计),电路中电源内阻 ,电流表量程为0.10 A(内阻不计),g取。
实验步骤如下:
步骤a:秤盘上不放重物时,闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表指针满偏;
步骤b:秤盘上放置质量为m的物体,保持滑动变阻器接入电路阻值不变,读出此时电流表示数I;
步骤c:换用不同已知质量的物体,记录每一个质量值对应的电流值I;
步骤d:将电流刻度盘改为质量刻度盘。
小明同学利用所测数据做出了如图(c)所示的图像。回答下列问题:
(1)改装后的质量刻度盘上的刻度________(填“均匀”或“不均匀”);
(2)若电流表示数为20 mA,待测重物质量为________kg(结果保留2位有效数字);
(3)电路中电源的电动势为________V,滑动变阻器接入电路的有效阻值 ________;(结果均保留2位有效数字)
(4)若该电源使用较长时间后,电动势变小,内阻变大,其他条件不变,现用这台电子秤称重前,已进行了步骤a操作,则质量的测量值________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
13. 如图1,导热良好的汽缸内用光滑活塞封闭着一定质量的理想气体,汽缸开口向下悬挂在天花板上并保持静止,此时汽缸内空气柱长度为;当汽缸按如图2开口向上静置在地面上时,汽缸内空气柱长度为l(未知)。已知活塞的质量,汽缸的横截面积为S,大气压强为,重力加速度为g,环境温度保持不变。
(1)求图2中空气柱的长度l;
(2)现用外力缓慢向上拉图2的活塞(汽缸始终未离开地面),当汽缸内空气柱的长度再次变为时,汽缸内气体从环境中吸收的热量为Q,求外力做的功。
14. 如图所示空间内存在方向竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,电场强度大小E未知,磁感应强度大小为B。质量为m、电荷量为的小物块从空间某处以水平向右的速度抛出,一段时间后,小物块以大小为、方向与水平向右成 的速度落在足够长的绝缘木板上,此时撤去电场,已知小物块落在木板上不弹起(小物块与木板碰撞的时间极短,不计碰撞过程中重力的冲量以及二者的位移),又经过一段时间t后,小物块和木板共速。已知木板质量为 ,小物块和木板之间的动摩擦因数为,地面光滑,重力加速度为g,整个运动过程小物块的带电量不变。求:
(1)电场强度E的大小;
(2)从小物块落在木板上到小物块和木板共速的过程中因摩擦产生的热量Q;
(3)从小物块落在木板上到小物块和木板共速的过程中小物块的位移x。
15. 如图所示,木块A和B的质量为2m和m,A和B不粘连,并排放在光滑的水平面上,木块A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为L的细线,细线另一端系一质量为3m的小球C,水平面右侧有一固定的挡板,木块B与其碰后反弹的速度大小变为原来的一半。现将球C拉起使细线水平伸直,并由静止释放球C,运动过程中C不会碰到轻杆。不计一切摩擦,重力加速度为g。
(1)若木块B固定,求小球C第一次运动到最低点时绳的拉力大小T;
(2)若木块B不固定,求小球C向左摆到的最高点与O点的高度差h(木块B未撞到挡板);
(3)若木块B不固定,从小球C第一次运动到最低点开始计时,经时间t后某次向左摆到最高点,此时木块B刚好与A第一次碰撞,求初状态时木块B与挡板的距离d。
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