内容正文:
2023级(高三)暑假自主考试
物理试题(一)
(试卷满分:100分 考试时间:75分钟)
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分)
1.甲、乙两行星绕某恒星做圆周运动,甲的轨道半径比乙的小。忽略两行星之间的万有引力作用,下列说法正确的是( )
A.甲运动的周期比乙的小 B.甲运动的线速度比乙的小
C.甲运动的角速度比乙的小 D.甲运动的向心加速度比乙的小
2.如图所示,桌面叠放着8本质量均为m的书,已知各书本之间的动摩擦因数均为μ,要将图中从上面数的第4本书抽出,需要的水平拉力最小为( )
A.μmg B.3μmg C.4μmg D.7μmg
3.汽车由静止开始沿直线从甲站开往乙站,先做加速度大小为a的匀加速运动,位移大小为x;接着在t时间内做匀速运动;最后做加速度大小也为a的匀减速运动,到达乙站时速度恰好为0。已知甲、乙两站之间的距离为8x,则( )
A. B. C. D.
4.如图所示,光滑绝缘直杆倾角为θ,杆上套一带负电的小球,匀强磁场的方向垂直于杆所在竖直平面。给小球一沿杆向上的初速度,不计空气阻力,小球从开始运动到返回出发点的过程中( )
A.机械能减小 B.最大上滑位移为
C.上滑时间小于下滑时间 D.下滑时受到杆的弹力一定先减小后增大
5.如图所示的电路,4个电阻乙、丙、戊、己的阻值均为r=1 Ω,两个电阻丁、庚的阻值均为R=4 Ω,还有一个电阻甲的阻值为,将a、b与电源相连,已知甲的电流为1 A,下列说法正确的是( )
A.甲、乙、丙串联的总电阻为3 Ω B.电路的总电阻为2 Ω
C.电阻丁两端的电压为2 V D.除电阻庚之外,其他6个电阻的热功率之和为8 W
6.如图所示,质量均为m的木块A和B,并排放在光滑水平面上,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2m的球C,现将球C拉起使细线水平伸直,并由静止释放球C,则下列说法正确的是(重力加速度为g)( )
A.运动过程中,、、组成的系统动量守恒
B.球摆到最低点时,物块的速度为
C.球第一次摆到最低点过程中,木块、向左移动的距离为
D.当、、运动状态稳定后,细线与杆所成夹角最大为
7.水晶球是用天然水晶加工而成的一种透明的球形物品。如图所示,一个质量分布均匀的透明水晶球,过球心的截面是半径为r的圆。一单色细光束平行直径PQ从A点射入球内,折射光线AQ与PQ夹角为30°。已知光在真空中的传播速度为c,则( )
A.水晶球的折射率为
B.光在水晶球中的传播速度为
C.光在水晶球中的传播时间为
D.若逐渐增大射向水晶球表面光的入射角,光可能因发生全反射而无法射出水晶球
8.放射性元素的原子核往往需要经历一系列的α衰变和β衰变才能达到稳定的状态,如。若、、和的质量分别用、、和表示。则下列说法正确的是( )
A.在中,,
B.衰变过程中释放出的射线比射线的穿透能力强
C.20个核经过2个半衰期后还剩5个核
D.一个核衰变成一个核释放的核能为
9.如图所示,在xOy平面内有一以O点为中心的正五边形,顶点到O点的距离为R。在正五边形的顶点上顺时针方向依次固定电荷量为q、2q、3q、4q、5q的正点电荷,且电荷量为3q的电荷在y轴正半轴上。静电力常量为k,则O点处的电场强度( )
A.方向沿轴负方向 B.方向与轴负方向成夹角斜向下
C.大小为 D.大小为
10.某缓冲装置的理想模型如图所示,劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连,轻杆可在固定的槽内移动,与槽间的滑动摩擦力为定值。轻杆向右移动的距离不超过L时,装置可安全工作。若一小车分别以初动能和撞击弹簧,导致轻杆分别向右移动和。已知装置安全工作时,轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计小车与地面间的摩擦。比较小车这两次撞击缓冲的过程,下列说法正确的是( )
A.弹簧的最大弹性势能为 B.轻杆与槽间的滑动摩擦力为
C.两次小车反弹离开弹簧的速度不同 D.为使装置可安全工作,小车撞击弹簧的最大动能为
二、非选择题:本大题共5小题,共54分。
11.(6分)手机上的“磁传感器”能实时记录手机附近磁感应强度的大小。现用手机、磁化小球、铁架台、塑料夹子等实验器材组装成如图甲所示的装置测量重力加速度,实验步骤如下:
①把手机正面朝上放在悬点正下方,往侧边拉开小球(最大摆角不超过5°),用夹子夹住;
②打开夹子释放小球;
③运行软件,记录磁感应强度的变化;
④改变摆线长,测量出各次摆线长L及相应周期T。
(1)测得第1次到第10次磁感应强度最大值的总时间为t,单摆周期T=__________。
(2)实验中得到多组摆线长L及相应的周期T后,作出图线如图乙所示,图线的斜率为k,纵轴上的截距为b,由此得到当地重力加速度g=__________,小球半径r=__________。(用k、b表示)
12.(8分)某兴趣小组的同学欲探究电势差与电容器带电量的关系,设计了如图甲所示的电路图,电池的电动势E=3 V,R为滑动变阻器,、均为额定电压为2.5 V的相同电容器,为阻值较大的定值电阻,为微安表,为内阻很大的数字式电压表,为单刀单掷开关,为单刀三掷开关。初始时断开,拨到位置1,两电容器均不带电。请回答下列问题:
(1)开关在闭合前,滑动变阻器的滑片P应先滑至__________(选填“a”或“b”)端,再闭合,调节滑片P,使电压表示数为1.80 V,将拨到位置2,每间隔5 s读一次微安表示数,作出的电流随时间变化关系i-t图像如图乙所示,则电容器的电容为________F;
(2)定值电阻R的主要作用是__________;
(3)保持闭合,滑片P的位置不变,将先由位置2拨回位置1,电压表示数稳定后再将拨到位置3,则当拨到位置3后的一小段时间内,电压表示数应为__________V。
13.(10分)简谐横波某时刻的波形图如图所示,波沿x轴正方向传播,波长λ=0.8 m,质点P偏离平衡位置的位移y=5 cm,且每经过0.4 s完成一次全振动。
(1)求该波的传播速度v;
(2)求质点P在1 s内通过的路程s;
(3)若从此时刻开始计时,写出质点P的振动方程。
14.(12分)图甲是法拉第发明的铜盘发电机,也是人类历史上第一台发电机。利用这个发电机给电阻和平行金属板电容器供电,如图乙所示。已知铜盘的半径为r,铜盘边缘和圆心之间的电阻为R,铜盘外接电阻也为R,加在盘上的匀强磁场的磁感应强度为,每块平行板长度为,板间距离为d,板间加垂直纸面向内、磁感应强度为的匀强磁场,一质量为m、电量为q的带电微粒从电容器两板中间水平向右射入极板间,恰好在复合场中做匀速圆周运动,最后打在下极板的中点,重力加速度大小为g。求:
(1)平行板间电场强度E;
(2)微粒射入的速度v大小;
(3)铜盘匀速转动的角速度ω。
15.(18分)某游戏装置的竖直截面如图所示。半径R=0.1 m的竖直螺旋圆轨道与倾斜直轨道AB、水平面分别相切于B、,BC段圆弧对应的圆心角θ=37°。水平传送带在电动机带动下,以v=2 m/s顺时针转动,传送带两端分别与左、右两侧水平面平滑对接于E、F两点,EF长,右侧水平面FJ上等间距摆放许多质量的小滑块,从左到右标号分别为1、2、3…n,n足够大。JK间是一个宽、高的矩形坑。游戏开始,一质量的滑块P从轨道AB上距水平面高度为h处由静止释放,到达C点时速度。滑块P与轨道AB间动摩擦因数,与传送带间动摩擦因数,其余摩擦力与空气阻力均忽略。各滑块均可视为质点,滑块间的碰撞均为弹性碰撞,滑块与坑壁碰撞后竖直方向速度不变,水平方向速度大小不变,方向反向,各碰撞时间不计,滑块到达坑底时立即停止运动。求:
(1)滑块P到达圆轨道最高点D时受到轨道的弹力大小,以及释放高度h;
(2)标号为n的滑块到达坑底时距坑底右边缘T的距离;
(3)滑块P与滑块1发生第一次碰撞后滑块P在传送带上运动的总时间t以及电动机多消耗的电能。
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