内容正文:
2024级校级联考(六)物理学科试题
一、单选题(本题共8小题,每小题3分,共24分,每小题只有一项是符合题目要求的)
1. 如图所示,圆形线圈半径为R。线圈内虚线同心圆半径为r,虚线内分布有磁感应强度大小为B的匀强磁场,方向垂直于线圈平面。下列说法正确的是( )
A. 穿过线圈的磁通量为;若线圈绕某直径旋转180°,线圈磁通量变化量的大小为
B. 穿过线圈的磁通量为;若线圈绕某直径旋转180°,线圈磁通量变化量的大小为0
C. 穿过线圈的磁通量为;若线圈绕某直径旋转90°,线圈磁通量变化量的大小为0
D. 穿过线圈的磁通量为;若线圈绕某直径旋转90°,线圈磁通量变化量的大小为
【答案】A
【解析】
【详解】AB.穿过线圈的磁通量
根据有磁场部分的面积
得
若线圈绕直径旋转180°,,
则线圈磁通量变化量的大小。故A正确,B错误;
CD.若绕直径旋转90°,,
则线圈磁通量变化量的大小,故CD错误;
故选A。
2. 司机清洗汽车时会用到如图所示的高压水枪。已知水枪喷出水柱的半径为R,水流速度为v,水柱垂直于汽车表面,水柱冲击汽车后水的速度为零,水的密度为,若进入水枪的水流速度可忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 高压水枪单位时间喷出的水的质量为
B. 汽车对水柱的平均作用力为
C. 当高压水枪喷口的出水柱的半径变为原来的2倍时,压强变为原来的4倍
D. 当高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍时,压强变为原来的4倍
【答案】D
【解析】
【详解】A.高压水枪单位时间喷出水的质量,故A错误;
B.设水柱对车的平均冲力为F,由动量定理得,即
解得,故B错误;
CD.高压水枪产生的压强
则当高压水枪喷口的出水柱的半径变为原来的2倍时,压强不变;当高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍时,压强变为原来的4倍,故C错误,D正确。
故选D。
3. 如图所示,在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线、、围成一个等边三角形,三根导线通过的电流大小相等,方向如图所示。为等边三角形的中心,分别为关于导线的对称点。已知三根导线中的电流形成的合磁场在点的磁感应强度大小为,在点的磁感应强度大小为,若撤去导线,而、中电流不变,则此时点的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设每根导线中的电流在O点产生的磁感应强度大小为B0,a、b中的电流在N点产生的磁感应强度大小都为B0′,则根据安培定则以及磁场叠加可知三根导线在O点的合磁感应强度B1=B0
在N点有B2=2B0′+B0
撤去导线a后,在M点有BM=B0+B0′
联立各式解得
故选A。
4. 如图所示,质量为m的A球以速度v0在光滑水平面上运动,与原来静止的质量为4m的B球碰撞,碰撞后A球以v=av0 (待定系数a<1)的速率弹回,并与挡板P发生完全弹性碰撞,若要使A球能追上B球再次相撞,则a的取值范围为( )
A. B. C. D. <a≤
【答案】D
【解析】
【详解】设碰后B球的速度大小为v1,根据动量守恒定律有
①
根据碰撞过程中机械能不会增加,有
②
A球与挡板P发生完全弹性碰撞后速度大小不变,则若要使A球能追上B球再次相撞,应有
③
联立①②③解得a的取值范围为
故选D。
5. 如图所示,两位同学分别拉一根长为1.2m的绳两端A、B,时刻,两同学同时上下抖动绳子两端,使A、B开始在竖直方向做简谐振动,产生沿绳传播的两列波。时,两列波恰好传播到P、Q两点,波形如图所示,则( )
A. 两列波起振方向相反
B. 两列波属于相干波
C. 到两列波恰好相遇时,质点A经过的路程为25cm
D. 时,处的质点偏离平衡位置的位移为
【答案】D
【解析】
【详解】A.图示时刻两列波恰好传播到P、Q两点,根据同侧法可得P、Q两点起振方向竖直向上,因此两列波起振方向相同,故A错误;
B.机械波的传播速度由介质决定,故两列波传播速度相同,均为
但由图可知左侧的波长为0.4m,右侧的波长为0.2m,由,可知两列波的频率不同,不是相干波,故B错误;
C.由图可知在时,两列波相遇在0.6m位置处,A质点已经经过了1.5个周期,路程为6个振幅,应为30cm,故C错误;
D.左右两列波的周期为
左面的波传到0.5m所需要的时间为
时处质点左侧波在波振动时间为0.75s,振动时间为,处于波谷位置,右面波传到0.5m所用时间为
右侧波振动时间为0.25s半个周期,右侧波在平衡位置,叠加后合位移为,故D正确。
故选D。
6. 如图甲所示,O点为单摆的固定悬点,在其正下方的P点有一个钉子,现将小球拉开一定的角度后开始运动,小球在摆动过程中的偏角不超过。从某时刻开始计时,绳中的拉力大小F随时间t变化的关系如图乙所示,重力加速度g取,忽略一切阻力。下列说法正确的是( )
A. 时小球位于B点 B. 时小球位于C点
C. OA之间的距离为1.5m D. OP之间的距离为1.2m
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由图像可知,内应该对应着摆球在CB之间的摆动;内应该对应着摆球在BA之间的摆动,因时摆线拉力最小,可知小球位于C点,时小球位于A点,选项AB错误;
C.摆球在AB之间摆动的周期为
T1=0.8πs
根据
可得
L1=1.6m
即OA之间的距离为1.6m,选项C错误;
D.摆球在BC之间摆动的周期为
T2=0.4πs
根据
可得
L2=0.4m
即PB之间的距离为0.4m,OP之间的距离为1.2m,选项D正确。
故选D。
7. 如图所示的电路中,电源的电动势、内阻及各电阻的阻值都标记在了图中,电压表和电流表均为理想电表,电压表V、和的示数分别为U、和,三个电压表变化量的绝对值分别、和,电流表A的示数为I(电流表示数变化量的绝对值为,当滑动变阻器的滑片P向a端移动时,下列说法中正确的是( )
A. 和均增大
B. 电源的总功率和效率均增大
C.
D. 如果设流过电阻的电流变化量的绝对值为,流过滑动变阻器的电流变化量的绝对值为,则
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于
当滑动变阻器的滑片P向a端移动时,增大,增大,根据
得
则
不变,故A错误;
B.当滑动变阻器的滑片P向a端移动时,增大,电路中总电阻增大,总电流减小,电源的总功率
减小,故B错误;
C.当滑动变阻器的滑片P向a端移动时,为正值,为负值,为正值,且
所以
故C错误;
D.当滑动变阻器的滑片P向a端移动时,增大,电路中总电阻增大,总电流减小,则通过的电流减小,通过的电流等于通过电阻电流和流过滑动变阻器的电流之和,且流过的电流增大,流过滑动变阻器的电流减小,所以
故D正确。
故选D。
8. 如图所示,两端带有固定挡板的平板车质量为,静止在光滑水平面上,质量为的物块放在平板车上。弹簧的左端与挡板连接,右端与物块接触不连接,弹簧处于自然状态,弹簧的原长为,平板车两挡板间的距离为,为平板车的中点,点左侧表面光滑,右侧粗糙。某时刻,一颗质量为的子弹以初速度击中物块,并留在物块中。物块被弹簧弹出后,与右侧发生一次碰撞,最终物块恰好停在点。不计子弹与物块的大小,碰撞过程机械能不损失,已知重力加速度为,弹性势能表达式为,其中为弹簧的形变量,则下列判断正确的是( )
A. 最终物块速度大小为
B. 弹簧的最大弹性势能为子弹初动能的
C. 物块与平板车右侧的动摩擦因数为
D. 弹簧的最短长度为
【答案】A
【解析】
【详解】A.子弹、物块、平板车组成系统满足动量守恒,则有
解得最终物块速度大小为,故A正确;
BD.子弹初动能
当物块和子弹作用过程,有
当物块和平板车共速时,弹簧的弹性势能最大,根据动量守恒有
根据能量守恒
联立解得
此时弹簧最短,根据
解得弹簧的最短长度为,故BD错误;
C.物块被弹簧弹出后,与右侧发生一次碰撞,最终物块恰好停在点;从弹簧压缩最短到最终共速,系统的动能变化量为0,根据能量守恒可得
解得物块与平板车右侧的动摩擦因数为,故C错误。
故选A。
二、多选题(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. 如图所示,矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近,线圈与导线在同一平面内,线圈的AB、CD两边与导线平行。下列操作中,能够在矩形线圈中产生感应电流的是( )
A. 线圈在这个平面内保持不动,导线中的电流逐渐增大
B. 导线中的电流保持不变,线圈在这个平面内平行于导线向上移动
C. 导线中的电流保持不变,线圈在这个平面内远离导线移动
D. 导线中的电流保持不变,AB、CD与导线平行且距离不变,使线圈以导线为轴转动
【答案】AC
【解析】
【详解】A.线圈在这个平面内保持不动,导线中的电流逐渐增大,矩形线圈中磁通量会变大,矩形线圈中产生感应电流。A正确;
B.导线中的电流保持不变,线圈在这个平面内平行于导线向上移动,矩形线圈中磁通量不变,矩形线圈中不产生感应电流。B错误;
C.导线中的电流保持不变,线圈在这个平面内远离导线移动,矩形线圈中磁通量会变小,矩形线圈中产生感应电流。C正确;
D.导线中的电流保持不变,AB、CD与导线平行且距离不变,使线圈以导线为轴转动,矩形线圈中磁通量不变,矩形线圈中不产生感应电流。D错误。
故选AC。
10. 通过对光现象的深入分析可以了解光的传播规律。以下是一些光现象的示意图,图甲是劈尖干涉的装置及形成的条纹示意图;图乙是双缝干涉示意图,点位置是第条亮条纹位置;图丙是一束复色光进入水珠后传播光路示意图;图丁是通过特制眼镜看到立体电影的光路原理图。下列说法中正确的是( )
A. 图甲中,将两平板玻璃中间的纸片拿掉一张后,条纹间距变大
B. 图乙中,若单色光由蓝光变为橙光,则点位置下降
C. 图丙中,光线在两处发生了全反射,且光在水珠中传播速度一定大于光在水珠中传播速度
D. 图丁中能通过特制眼镜看到立体电影,利用了光的干涉原理
【答案】AC
【解析】
【详解】A.图甲中,纸片拿掉一张后,则空气薄膜劈尖角(上、下表面所夹的角)变小,则有相同的厚度差对应的水平距离变大,相邻条纹间距变大,A正确;
B.图乙是双缝干涉图,由干涉条纹间距公式可知,由蓝光变为橙光,波长变大,干涉条纹间距变大,则点位置是第条亮条纹位置向上移动,B错误;
C.图丙中,光线在两处发生了全反射,可知光的偏折程度较大,则光的折射率较大,由可知,则光在水珠中传播速度大;故C正确;
D.图丁中能通过特制眼镜看到立体电影,利用了光的偏振原理,故D错误。
故选AC。
11. 一列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播,当传播到x=1m处的质点A时开始计时,t=4s时的波形如图所示,且此时波刚好传播到x=3m处,B、C两质点此时的位移均为y=1m。下列说法正确的是( )
A. 该波传播的速度大小为0.5m/s
B. t=4s之后,质点C比质点B回到平衡位置要晚1s
C. t=8s时质点A将运动到x=5m的位置
D. t=11s时,平衡位置在x=5m处的质点的位移为-2cm
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】A.由题意知周期T=4s,由图像可知λ=2m,则波速
v==0.5m/s
故A正确;
B.x=1m处的质点A开始振动时,位移
y=2sin(t)cm
由图分析可知,B点正在向下振动,再经tB=T回到平衡位置,C点正在向上振动,再经tC=回到平衡位置,即质点C比质点B晚Δt=s的时间回到平衡位置,故B错误;
C.质点不随波迁移,故C错误;
D.从开始计时到波传播到x=5m处,需用时8s,振动时间为3s=T,由于起振方向向上,则t=11s时x=5m处的质点的位移y=-2cm,故D正确。
故选AD。
12. 如图所示,水平光滑桌面上,轻弹簧的左端固定,右端连接物体P,P和Q通过轻绳绕过定滑轮连接。开始时,系统处于静止状态,滑块P处于位置O。将滑块P向左推至弹簧原长的位置A点后由静止释放,滑块未与定滑轮相碰,当Q向下运动到最低点时绳子恰好被拉断且弹簧未超过弹性限度。已知弹簧振子的周期公式为,P和Q的质量均为m,弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g,不计一切摩擦,则( )
A. 绳子能承受的最大拉力为
B. 绳断后物体做简谐运动的振幅为
C. 绳断后物体回到位置A时的速度大小为
D. 从绳断到物体第一次回到位置A时所用的时间为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.将P、Q看成整体,P在A点时弹簧处于原长,根据牛顿第二定律得:
mg=2ma
根据对称性,Q到达最低点的加速度与初始位置大小相等,因此
T-mg=ma
解得
T=mg
故A错误;
B.物块P在O点时弹簧伸长量为
由对称性可知,当Q的速度为零时,物块P从O点向右运动也为
绳断后物体做简谐运动,平衡位置为A点,则此时振子的振幅为
选项B正确;
C.P从A点到Q到达最低点的由能量关系
绳断后物体回到位置A时由能量关系
解得物体回到位置A时的速度大小为
选项C正确;
D.从绳断到物体第一次回到位置A时所用的时间为
选项D正确。
故选BCD。
三、非选择题(本题共6小题,共60分)
13. 某同学在测量梯形玻璃的折射率时,发现只有两枚大头针,他按以下步骤测出了玻璃的折射率。
①平铺白纸,描出玻璃砖的四条边、、、,如图甲所示。
②眼睛在侧透过玻璃砖看棱(边和边所在侧面相交的棱),插第一个大头针A使它挡住棱,再插第二个大头针B使它挡住棱和大头针A。
③撤去玻璃砖和大头针,在白纸上画出光线的径迹,测量相应的角度,计算玻璃砖的折射率。
(1)请在答题纸上画出光路图,标出入射角和折射角______。
(2)关于该实验,下列说法正确的是______。
A. 为减小误差,要用铅笔紧贴着玻璃砖画出界面
B. 判断棱与针是否在同一光路上时,应该观察大头针的头部
C. 两枚大头针间距要适当远一些
D. 选用边和边距离较大的玻璃砖,可减小测量误差
(3)若插针前不小心将玻璃砖向左移动了少许,如图乙所示,则折射率的测量结果______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) (2)CD
(3)偏大
【解析】
【小问1详解】
连接AB作出折射光,延长AB与cd相交作出入射点,并与a连接,作出入射光,光路图如图所示
【小问2详解】
A.为了避免影响玻璃砖界面的清晰程度,实验中不能够用铅笔紧贴着玻璃砖画出界面,应沿界面作出两点之后将两点连接,故A错误;
B.为了判断棱与针是否在同一光路上时,应该观察大头针的底部,故B错误;
C.为了准确确定光路,两枚大头针间距要适当远一些,故C正确;
D.为了准确确定光路,选用边和边距离较大的玻璃砖,可减小测量误差,故D正确。
故选CD。
【小问3详解】
若插针前不小心将玻璃砖向左移动了少许,玻璃砖中入射角的测量值偏小,空气中的折射角不变,根据折射定律可知,折射率的测量结果偏大。
14. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将器材按要求安装,如图(a)所示,现选用缝间距d=0.20mm的双缝片,像屏与双缝片间的距离L=500mm。
(1)如图所示,a、b、c、d四个图是不同的双缝干涉或单缝衍射图样。分析各图样的特点可以得到:c、d是光的______图样(选填“双缝干涉”或“单缝衍射”),若采用的实验装置相同,则形成a图样的光的波长______(选填“大于”“小于”或“等于”)b图样的光的波长。
(2)关于该实验,下列说法正确的是 。
A. 若想减少从目镜中观察到的条纹个数,可增大双缝间距
B. 若要将红光干涉更换成绿光干涉,需要更换单缝
C. 将滤光片由红色换成蓝色,其他条件保持不变,干涉条纹间距变窄
(3)某次实验中,已知单缝宽度d1=0.10mm,单缝到毛玻璃距离L1=80cm,双缝宽度d2=0.20mm,双缝到毛玻璃距离L2=70cm,将分划板中心线对准左边某亮纹中心时计数为1,手轮上读数为12.50mm;接着转动手轮,使分划板中心刻线扫到第6亮条纹中心,此时手轮上示数如图(b)所示,读数x2=__________mm。该光的波长λ=_________m(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1) ①. 单缝衍射 ②. 大于 (2)C
(3) ①. 24.55 ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]单缝衍射条纹间距不相等,中间宽,两侧窄,故c、d是光的单缝衍射图样;
[2]双缝干涉条纹间距相等,条纹的宽度,a图样中条纹间距大于b图样,故形成a图样的光的波长大于b图样的光的波长。
【小问2详解】
A.若想减少从目镜中观察到的条纹个数,则条纹的宽度将增大,根据,可减小双缝间距,故A错误;
B.若要将红光干涉更换成绿光干涉,更换滤光片即可,不需要更换单缝,故B错误;
C.若将滤光片由红色换成蓝色,则波长变小,根据,干涉条纹间距将变窄,故C正确。
故选C。
【小问3详解】
[1]游标卡尺精确度为0.05mm,读数
[2] 相邻亮条纹间距为,根据
解得
15. 厚度为d,半径为R的透明圆柱体割去,其截面如图所示。一束平行光与OA、OB成45°角射到OA、OB面上,该光束刚好覆盖OA、OB面,透明体对光的折射率为n=,若进入透明体的光线射到圆柱面上,在有折射的情况下不考虑反射光线。求:
(1)该光束全反射临界角;
(2)透明体圆柱面有光线射出部分的面积与透明体圆柱部分面积的比值
【答案】(1)45°;(2)
【解析】
【详解】(1)根据
可得全反射临界角
C=45°
(2)光线在OA和OB面上的入射角均为
i=45°
根据折射定律有
解得折射角
r=30°
作出如图所示的光路图
可见,只有A1A2和B1B2部分有光线射出,两弧对应圆心角均为45°,透明体圆柱面有光线射出部分的面积与透明体圆柱面总面积的比值为
16. 如图甲所示,一列简谐横波由B点向A点传播,A,B两点相距5m,振动图像如图乙所示,实线为A点的振动图像,虚线为B点的振动图像,求:
(1)质点B的振动方程;
(2)该波的传播速度。
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)质点的振动周期,振幅设质点的振动方程为
当时,,得
则取,得
(2)波由传播到的最短时间为
因此由传到所需的时间为
、两点的距离为
解得
波速为
17. 小强坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会变暗。汽车的蓄电池、定值电阻、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图甲所示。汽车蓄电池的电压为12.5V且保持不变,车灯接通电动机未启动时,电流表示数为10A;车灯接通电动机启动时,电流表示数为70A,已知车灯的图像如图乙所示。求:
(1)定值电阻R的阻值;
(2)车灯接通电动机启动时,车灯的功率减少了多少;
(3)车灯接通电动机启动2秒,此过程电动机消耗的电能。
【答案】(1)0.05Ω;(2)39W;(3)1098J
【解析】
【分析】
【详解】(1)车灯接通电动机未启动时,只有S1闭合,灯泡和电阻串联,电流表示数为10A,由图乙可知,灯泡两端的电压是12V,定值电阻R的阻值
=0.05Ω
(2)电动机启动前,车灯的功率为
P1=ULIL=12V×10A=120W
车灯接通电动机启动时,电动机和灯泡并联,电流表测量干路中的电流,定值电阻R两端的电压
U1=IR=70A×0.05Ω=3.5V
灯泡和电动机两端的电压
UL1=UM=U-U1=12.5V-3.5V=9V
由图乙可知,通过灯泡的电流是9A,车灯的功率为
P2=UL1IL1=9V×9A=81W
则车灯功率减少了
ΔP=P1-P2=120W-81W=39W
(3)车灯接通电动机启动时,通过电动机的电流
IM=I- IL1=70A-9A=61A
车灯接通电动机启动2秒,此过程电动机消耗的电能
W=UMIMt=9V×61A×2s=1098J
18. 如图所示,A、B两个可视为质点的物块置于水平粗糙的地面上,A、B相距,质量,A、B与地面间的动摩擦因数均为,在B的右侧,水平地面与一段足够长的光滑圆弧轨道平滑连接,圆弧轨道的半径。时刻给物块A一水平向右的大小的拉力,一段时间后撤去,又经过一段时间后A与B发生碰撞并粘在一起,碰撞时间极短,碰撞过程中能量损失。取3.14,求:
(1)拉力作用的距离以及物块沿圆弧面上滑的高度;
(2)从时刻到两物块停止运动的整个过程中,A、B与地面摩擦产生的热量;
(3)从时刻到物块停止运动所用的总时间。
【答案】(1)4m,0.05m
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,质量相等的两物体发生完全非弹性碰撞,由动量守恒定律
碰撞过程中能量损失
可知动能失量为初动能的,故碰撞前A的动能
可得
碰后速度为
设外力F作用的距离为x,则根据动能定理有
解得
设A、B沿圆弧面上滑的高度为,根据能量守恒定律有
解得
【小问2详解】
A与B碰前,A与桌面之间因摩擦产生的热量
解得
由(1)可知,A与B碰后的速度大小为,A与B碰后到停止运动,由功能关系得
所以整个过程中A、B与桌面因摩擦产生的热量
【小问3详解】
碰撞前A经历了先加速后减速的运动,加速过程中,根据牛顿第二定律,有
根据速度时间公式,有
位移为
解得时间为
速度为
减速过程,根据牛顿第二定律可得=2m/s2
根据速度时间公式,有
碰撞前的动能为,可知碰撞前的速度大小2m/s,解得
由于上升高度远小于圆弧半径,可等效看作为单摆模型,A、B在圆弧轨道上的运动时间为半个单摆的周期,有
回到在水面上的加速度为=2m/s2
碰撞后物块的速度大小
所以回到水平面上后,有
总时间为
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2024级校级联考(六)物理学科试题
一、单选题(本题共8小题,每小题3分,共24分,每小题只有一项是符合题目要求的)
1. 如图所示,圆形线圈半径为R。线圈内虚线同心圆半径为r,虚线内分布有磁感应强度大小为B的匀强磁场,方向垂直于线圈平面。下列说法正确的是( )
A. 穿过线圈的磁通量为;若线圈绕某直径旋转180°,线圈磁通量变化量的大小为
B. 穿过线圈的磁通量为;若线圈绕某直径旋转180°,线圈磁通量变化量的大小为0
C. 穿过线圈的磁通量为;若线圈绕某直径旋转90°,线圈磁通量变化量的大小为0
D. 穿过线圈的磁通量为;若线圈绕某直径旋转90°,线圈磁通量变化量的大小为
2. 司机清洗汽车时会用到如图所示的高压水枪。已知水枪喷出水柱的半径为R,水流速度为v,水柱垂直于汽车表面,水柱冲击汽车后水的速度为零,水的密度为,若进入水枪的水流速度可忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 高压水枪单位时间喷出的水的质量为
B. 汽车对水柱的平均作用力为
C. 当高压水枪喷口的出水柱的半径变为原来的2倍时,压强变为原来的4倍
D. 当高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍时,压强变为原来的4倍
3. 如图所示,在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线、、围成一个等边三角形,三根导线通过的电流大小相等,方向如图所示。为等边三角形的中心,分别为关于导线的对称点。已知三根导线中的电流形成的合磁场在点的磁感应强度大小为,在点的磁感应强度大小为,若撤去导线,而、中电流不变,则此时点的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,质量为m的A球以速度v0在光滑水平面上运动,与原来静止的质量为4m的B球碰撞,碰撞后A球以v=av0 (待定系数a<1)的速率弹回,并与挡板P发生完全弹性碰撞,若要使A球能追上B球再次相撞,则a的取值范围为( )
A. B. C. D. <a≤
5. 如图所示,两位同学分别拉一根长为1.2m的绳两端A、B,时刻,两同学同时上下抖动绳子两端,使A、B开始在竖直方向做简谐振动,产生沿绳传播的两列波。时,两列波恰好传播到P、Q两点,波形如图所示,则( )
A. 两列波起振方向相反
B. 两列波属于相干波
C. 到两列波恰好相遇时,质点A经过的路程为25cm
D. 时,处的质点偏离平衡位置的位移为
6. 如图甲所示,O点为单摆的固定悬点,在其正下方的P点有一个钉子,现将小球拉开一定的角度后开始运动,小球在摆动过程中的偏角不超过。从某时刻开始计时,绳中的拉力大小F随时间t变化的关系如图乙所示,重力加速度g取,忽略一切阻力。下列说法正确的是( )
A. 时小球位于B点 B. 时小球位于C点
C. OA之间的距离为1.5m D. OP之间的距离为1.2m
7. 如图所示的电路中,电源的电动势、内阻及各电阻的阻值都标记在了图中,电压表和电流表均为理想电表,电压表V、和的示数分别为U、和,三个电压表变化量的绝对值分别、和,电流表A的示数为I(电流表示数变化量的绝对值为,当滑动变阻器的滑片P向a端移动时,下列说法中正确的是( )
A. 和均增大
B. 电源的总功率和效率均增大
C.
D. 如果设流过电阻的电流变化量的绝对值为,流过滑动变阻器的电流变化量的绝对值为,则
8. 如图所示,两端带有固定挡板的平板车质量为,静止在光滑水平面上,质量为的物块放在平板车上。弹簧的左端与挡板连接,右端与物块接触不连接,弹簧处于自然状态,弹簧的原长为,平板车两挡板间的距离为,为平板车的中点,点左侧表面光滑,右侧粗糙。某时刻,一颗质量为的子弹以初速度击中物块,并留在物块中。物块被弹簧弹出后,与右侧发生一次碰撞,最终物块恰好停在点。不计子弹与物块的大小,碰撞过程机械能不损失,已知重力加速度为,弹性势能表达式为,其中为弹簧的形变量,则下列判断正确的是( )
A. 最终物块速度大小为
B. 弹簧的最大弹性势能为子弹初动能的
C. 物块与平板车右侧的动摩擦因数为
D. 弹簧的最短长度为
二、多选题(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. 如图所示,矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近,线圈与导线在同一平面内,线圈的AB、CD两边与导线平行。下列操作中,能够在矩形线圈中产生感应电流的是( )
A. 线圈在这个平面内保持不动,导线中的电流逐渐增大
B. 导线中的电流保持不变,线圈在这个平面内平行于导线向上移动
C. 导线中的电流保持不变,线圈在这个平面内远离导线移动
D. 导线中的电流保持不变,AB、CD与导线平行且距离不变,使线圈以导线为轴转动
10. 通过对光现象的深入分析可以了解光的传播规律。以下是一些光现象的示意图,图甲是劈尖干涉的装置及形成的条纹示意图;图乙是双缝干涉示意图,点位置是第条亮条纹位置;图丙是一束复色光进入水珠后传播光路示意图;图丁是通过特制眼镜看到立体电影的光路原理图。下列说法中正确的是( )
A. 图甲中,将两平板玻璃中间的纸片拿掉一张后,条纹间距变大
B. 图乙中,若单色光由蓝光变为橙光,则点位置下降
C. 图丙中,光线在两处发生了全反射,且光在水珠中传播速度一定大于光在水珠中传播速度
D. 图丁中能通过特制眼镜看到立体电影,利用了光的干涉原理
11. 一列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播,当传播到x=1m处的质点A时开始计时,t=4s时的波形如图所示,且此时波刚好传播到x=3m处,B、C两质点此时的位移均为y=1m。下列说法正确的是( )
A. 该波传播的速度大小为0.5m/s
B. t=4s之后,质点C比质点B回到平衡位置要晚1s
C. t=8s时质点A将运动到x=5m的位置
D. t=11s时,平衡位置在x=5m处的质点的位移为-2cm
12. 如图所示,水平光滑桌面上,轻弹簧的左端固定,右端连接物体P,P和Q通过轻绳绕过定滑轮连接。开始时,系统处于静止状态,滑块P处于位置O。将滑块P向左推至弹簧原长的位置A点后由静止释放,滑块未与定滑轮相碰,当Q向下运动到最低点时绳子恰好被拉断且弹簧未超过弹性限度。已知弹簧振子的周期公式为,P和Q的质量均为m,弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g,不计一切摩擦,则( )
A. 绳子能承受的最大拉力为
B. 绳断后物体做简谐运动的振幅为
C. 绳断后物体回到位置A时的速度大小为
D. 从绳断到物体第一次回到位置A时所用的时间为
三、非选择题(本题共6小题,共60分)
13. 某同学在测量梯形玻璃的折射率时,发现只有两枚大头针,他按以下步骤测出了玻璃的折射率。
①平铺白纸,描出玻璃砖的四条边、、、,如图甲所示。
②眼睛在侧透过玻璃砖看棱(边和边所在侧面相交的棱),插第一个大头针A使它挡住棱,再插第二个大头针B使它挡住棱和大头针A。
③撤去玻璃砖和大头针,在白纸上画出光线的径迹,测量相应的角度,计算玻璃砖的折射率。
(1)请在答题纸上画出光路图,标出入射角和折射角______。
(2)关于该实验,下列说法正确的是______。
A. 为减小误差,要用铅笔紧贴着玻璃砖画出界面
B. 判断棱与针是否在同一光路上时,应该观察大头针的头部
C. 两枚大头针间距要适当远一些
D. 选用边和边距离较大的玻璃砖,可减小测量误差
(3)若插针前不小心将玻璃砖向左移动了少许,如图乙所示,则折射率的测量结果______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
14. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将器材按要求安装,如图(a)所示,现选用缝间距d=0.20mm的双缝片,像屏与双缝片间的距离L=500mm。
(1)如图所示,a、b、c、d四个图是不同的双缝干涉或单缝衍射图样。分析各图样的特点可以得到:c、d是光的______图样(选填“双缝干涉”或“单缝衍射”),若采用的实验装置相同,则形成a图样的光的波长______(选填“大于”“小于”或“等于”)b图样的光的波长。
(2)关于该实验,下列说法正确的是 。
A. 若想减少从目镜中观察到的条纹个数,可增大双缝间距
B. 若要将红光干涉更换成绿光干涉,需要更换单缝
C. 将滤光片由红色换成蓝色,其他条件保持不变,干涉条纹间距变窄
(3)某次实验中,已知单缝宽度d1=0.10mm,单缝到毛玻璃距离L1=80cm,双缝宽度d2=0.20mm,双缝到毛玻璃距离L2=70cm,将分划板中心线对准左边某亮纹中心时计数为1,手轮上读数为12.50mm;接着转动手轮,使分划板中心刻线扫到第6亮条纹中心,此时手轮上示数如图(b)所示,读数x2=__________mm。该光的波长λ=_________m(结果保留两位有效数字)。
15. 厚度为d,半径为R的透明圆柱体割去,其截面如图所示。一束平行光与OA、OB成45°角射到OA、OB面上,该光束刚好覆盖OA、OB面,透明体对光的折射率为n=,若进入透明体的光线射到圆柱面上,在有折射的情况下不考虑反射光线。求:
(1)该光束全反射临界角;
(2)透明体圆柱面有光线射出部分的面积与透明体圆柱部分面积的比值
16. 如图甲所示,一列简谐横波由B点向A点传播,A,B两点相距5m,振动图像如图乙所示,实线为A点的振动图像,虚线为B点的振动图像,求:
(1)质点B的振动方程;
(2)该波的传播速度。
17. 小强坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会变暗。汽车的蓄电池、定值电阻、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图甲所示。汽车蓄电池的电压为12.5V且保持不变,车灯接通电动机未启动时,电流表示数为10A;车灯接通电动机启动时,电流表示数为70A,已知车灯的图像如图乙所示。求:
(1)定值电阻R的阻值;
(2)车灯接通电动机启动时,车灯的功率减少了多少;
(3)车灯接通电动机启动2秒,此过程电动机消耗的电能。
18. 如图所示,A、B两个可视为质点的物块置于水平粗糙的地面上,A、B相距,质量,A、B与地面间的动摩擦因数均为,在B的右侧,水平地面与一段足够长的光滑圆弧轨道平滑连接,圆弧轨道的半径。时刻给物块A一水平向右的大小的拉力,一段时间后撤去,又经过一段时间后A与B发生碰撞并粘在一起,碰撞时间极短,碰撞过程中能量损失。取3.14,求:
(1)拉力作用的距离以及物块沿圆弧面上滑的高度;
(2)从时刻到两物块停止运动的整个过程中,A、B与地面摩擦产生的热量;
(3)从时刻到物块停止运动所用的总时间。
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