内容正文:
云南省宣威市民族中学等高中三年级下学期期中
物理考试试题
(满分100分,考试用时90分钟)
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.选择题时,选出每小题答案后,用2B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。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,共48分)下列各题的四个选项中,只有一个最符合题意,请将所选答案填入答题卡相应位置。
1. 关于简谐运动的单摆,在摆球通过最低点时,下列说法正确的是( )
A. 回复力为零,合外力也为零 B. 回复力不为零,但合外力为零
C. 回复力不为零,合外力指向悬点 D. 回复力为零,合外力提供向心力
【答案】D
【解析】
【详解】单摆的回复力是重力沿运动轨迹切线方向的分力;摆球做圆周运动,需要指向圆心(悬点)的向心力。摆球在最低点时,重力的切线分力为零,因此回复力为零;但摆球速度不为零,合外力提供向心力。
故选D。
2. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻波形图如图所示,此时波刚好传到P点,t=0.3s时质点P第一次到达负方向最大位移处,则( )
A. 此波波源的起振方向沿y轴负方向
B. 该简谐横波的波速为15m/s
C. t=0到t=0.5s内,质点M的路程为12cm
D. t=0到t=0.2s内,质点Q沿x轴正方向移动了2m
【答案】C
【解析】
【详解】A.t=0时刻波刚好传到P点,则由“同侧法”可知P点的起振方向沿y轴正方向,可知此波波源的起振方向沿y轴正方向,A错误;
B.t=0.3s时质点P第一次到达负方向最大位移处,则波向右传播的距离x=3m,则该简谐横波的波速为,B错误;
C.波的周期为
波传到M点用时间
t=0到t=0.5s内,质点M振动了
可知路程为s=3A=12cm,C正确;
D.质点只能在自己平衡位置附近振动,而不随波迁移,D错误。
故选C。
3. 夏天雨后,天空常会出现彩虹。彩虹的形成是由于( )
A. 光的干涉现象 B. 光的衍射现象 C. 光的色散现象 D. 光的全反射现象
【答案】C
【解析】
【详解】A.光的干涉是相干光叠加后产生光强重新分布(出现明暗条纹)的现象,典型实例为双缝干涉、肥皂泡彩色条纹,彩虹并非干涉形成,故A错误;
B.光的衍射是光遇到障碍物时偏离直线传播、绕到障碍物后方的现象,典型实例为单缝衍射条纹、泊松亮斑,与彩虹成因无关,故B错误;
C.光的色散是复色光分解为单色光的现象。雨后空气中存在大量小水滴,太阳光作为复色光入射到小水滴时发生折射,根据折射定律,不同颜色的光在水中的折射率不同,相同入射角下折射角不同,偏折程度存在差异,经水滴内反射、再次折射出后就分解为七色光形成彩虹,属于光的色散现象,故C正确;
D.光的全反射是光从光密介质射向光疏介质时,入射角大于等于临界角时光全部被反射、无折射光的现象,典型实例为光纤通信,彩虹的核心成因不是全反射,故D错误。
故选C。
4. 矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动而产生交变电流的过程中,当线框平面转至与中性面重合时( )
A. 穿过线框的磁通量最大,线框中的感应电动势最大
B. 穿过线框的磁通量为零,线框中的感应电动势为零
C. 穿过线框的磁通量为零,线框中的感应电动势最大
D. 穿过线框的磁通量最大,线框中的感应电动势为零
【答案】D
【解析】
【详解】中性面是线框平面与磁感线垂直的位置,当线框平面转至与中性面重合时,穿过线框的磁通量最大,但磁通量的变化率为零,此时线框中的感应电动势为零。
故选D。
5. 关于光电效应,下列说法正确的是( )
A. 只要光足够强,任何频率的光都能发生光电效应
B. 光电子的最大初动能与入射光强度成正比
C. 光电效应说明光具有粒子性
D. 光电效应现象是爱因斯坦首先发现的
【答案】C
【解析】
【详解】A.光电效应发生的前提是入射光频率大于金属的极限频率,与光的强度无关,频率低于极限频率的光无论强度多大都无法发生光电效应,故A错误;
B.根据爱因斯坦光电效应方程,光电子的最大初动能仅与入射光频率、金属逸出功有关,和入射光强度无关,故B错误;
C.光电效应表明光的能量是分立的、以光子为单位存在的,直接证明了光具有粒子性,故C正确;
D.光电效应现象由赫兹首先发现,爱因斯坦是提出光子说、成功解释光电效应规律的科学家,故D错误。
故选C。
6. 已知氢原子基态能量为-13.6eV,一群处于n=4能级的氢原子自发跃迁,最多可发出几种不同频率的光?( )
A. 3种 B. 4种 C. 5种 D. 6种
【答案】D
【解析】
【详解】一群处于能级的氢原子自发跃迁时,所有可能的能级跃迁都可发生,每两个不同能级间的跃迁对应一种频率的光子,因此不同频率光子的种类数满足组合数公式
代入得
故选D。
7. 一质量为m的物体以初速度v0水平抛出,不计空气阻力,从抛出到速度方向与水平方向成60°角的过程中,重力的冲量大小为( )
A. mv0 B. mv0 C. 2mv0 D.
【答案】B
【解析】
【详解】平抛运动水平方向做匀速直线运动,水平分速度始终为。当速度方向与水平方向成角时,由速度偏角关系
解得竖直分速度。
根据动量定理,重力的冲量等于物体竖直方向的动量变化量
故选B。
8. 关于电磁感应现象,下列说法正确的是( )
A. 穿过闭合回路的磁通量变化越大,感应电动势越大
B. 穿过闭合回路的磁通量变化越快,感应电动势越大
C. 只要导体切割磁感线,就一定能产生感应电流
D. 闭合回路中感应电动势的大小与磁通量成正比
【答案】B
【解析】
【详解】根据法拉第电磁感应定律,感应电动势大小与磁通量的变化率成正比,结合感应电流的产生条件逐一分析:
A.磁通量变化大,若对应的变化时间也很大,则磁通量变化率不一定大,感应电动势不一定大,故A错误;
B.磁通量变化越快,即磁通量变化率越大,由法拉第电磁感应定律可知感应电动势越大,故B正确;
C.感应电流产生的条件是闭合回路的磁通量发生变化,若导体未构成闭合回路,或闭合回路整体切割磁感线时磁通量不变,都不会产生感应电流,故C错误;
D.感应电动势大小与磁通量的变化率成正比,与磁通量本身的大小无直接关系,故D错误。
故选B。
9. 高频考点理想变压器如图所示,电源为交流电源,输出电压的有效值U不变,理想变压器的原线圈匝数为,副线圈匝数为,原线圈接有电流表和定值电阻,副线圈接有电流表、,滑动变阻器、定值电阻,其中各个电表均可看作理想电表。当的滑片向下移动时,下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数变大
B. 电流表的示数变小
C. 电流表的示数变大
D. 原线圈两端电压不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.当的滑片向下移动时,均接入电路的阻值变小,则副线圈电路总电阻减小,理想变压器的等效电阻
则减小,根据
可知变大,则电流表的示数变大,故A正确;
BD.电流表示数变大,由
可知减小,根据理想变压器的电压、电流与匝数的关系可知变大、减小,则电流表的示数变大,BD错误;
C.减小,不变,则电流表的示数变小,故C错误。
故选A。
10. 静止在光滑水平面上的物体,受到水平拉力F的作用,拉力F随时间t变化的图像如图所示,则下列说法中错误的是( )
A. 0~4s内物体的位移为零 B. 4s末物体的动量为零
C. 0~4s内拉力对物体做功为零 D. 0~4s内拉力对物体的冲量为零
【答案】A
【解析】
【详解】A.设水平向右为正方向,根据图像可知,在0~4s内物体先向左做匀加速直线运动,后向左做匀减速直线运动,由于匀加速与匀减速的加速度大小与经历时间均相等,则4s末恰好减速至0,该过程物体的速度一直向左,没有反向,即0~4s内物体的位移不为零,A错误;
BD.在拉力F随时间t变化的图像中,图像与时间轴所围几何图形的面积表示冲量,根据图像可知,0~4s内,F的冲量为0,根据
可知,4s末物体的动量为零,BD正确;
C.根据上述,4s末物体速度为0,由动能定理有
即0~4s内拉力对物体做功为零,C正确。
故选A。
11. 关于原子核的衰变,下列说法正确的是( )
A. 放射性元素的半衰期与外界温度、压强无关
B. α射线是高速氦核流,穿透能力很强
C. β衰变中产生的电子来自原子核外电子
D. 发生γ衰变时,原子核的质量数不变,电荷数减少
【答案】A
【解析】
【详解】A.放射性元素的半衰期由原子核内部自身的结构决定,与外界温度、压强等外部环境条件无关,故A正确;
B.α射线是高速氦核流,但其穿透能力很弱,一张纸即可将其阻挡,穿透能力很强的是γ射线,故B错误;
C.β衰变的本质是原子核内部的中子转化为质子时释放出电子,电子来自原子核内部,并非原子核外的电子,故C错误;
D.γ衰变是处于激发态的原子核向低能级跃迁时释放γ光子的过程,γ光子不带电、质量数为0,因此衰变时原子核的质量数和电荷数均不发生变化,故D错误。
故选A。
12. 光滑水平面上有两个小球,质量分别为m和2m,m球以速度v0向静止的2m球运动,发生弹性正碰,设碰撞后质量为 �� 的小球速度为v1 ,质量为 2m 的小球速度为 v2 ,碰撞后两球的速度分别为( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
【答案】A
【解析】
【详解】光滑水平面弹性正碰满足动量守恒和动能守恒,规定方向为正方向,设碰撞后质量为的小球速度为,质量为的小球速度为,则由动量守恒
由机械能守恒
解得,
故选A。
二、实验题(本大题共2小题,共15分)
13. 某同学用单摆测定重力加速度,测得摆线长为l0,摆球直径为d,完成n次全振动所用时间为t。
(1)摆长L=______;
(2)重力加速度g=______(用题中所给字母表示);
(3)若测量值g偏大,可能的原因是______(填字母)。
A. 测摆线长时摆线拉得过紧
B. 开始计时时,秒表过早按下
C. 摆线上端未牢固系于悬点,振动中出现松动
D. 测n次全振动时间时,误将n+1次全振动计为n次
【答案】(1)
(2) (3)A
【解析】
【小问1详解】
摆长
【小问2详解】
周期为
根据
可得
【小问3详解】
根据
A.测摆线长时摆线拉得过紧,则L偏大,g偏大,A正确;
B.开始计时时,秒表过早按下,则T偏大,g偏小,B错误;
C.摆线上端未牢固系于悬点,振动中出现松动,则摆长L变大,而计算时仍用原来的值计算,则g偏小,C错误;
D.测n次全振动时间时,误将n+1次全振动计为n次,则T偏大,g偏小,D错误。
故选A。
14. 在“验证动量守恒定律”实验中,某同学用两个小球在斜槽末端发生碰撞,入射球质量m1,被碰球质量m2,m1>m2进行实验。实验步骤如下:
①将斜槽轨道固定在水平桌面上,调整末端水平;
②先让入射球从斜槽上某位置由静止释放,落地点为P;
③在斜槽末端放上被碰球,让入射球从同一位置由静止释放,两球碰撞后,落地位置分别为M和N;
④用刻度尺测出平抛落地点到斜槽末端的水平距离OP、OM、ON。
(1)本实验必须满足的条件是______(填字母);
A. 斜槽轨道必须光滑
B. 两个小球半径必须相同
C. 入射球质量必须大于被碰球质量
D. 斜槽末端必须水平
(2)若碰撞前后动量守恒,应满足的关系式为______(用m1、m2、OP、OM、ON表示)。
(3)若入射球碰撞后反弹,则后续操作中如何判断碰撞前入射球的速度方向?写出一种方法。
【答案】(1)BCD (2)m1·OP = m1·OM + m2·ON
(3)利用光电门记录速度方向;或去掉被碰小球,将入射球从原来同一释放位置静止释放,记录其平抛落地点,该落点对应的水平位移OP方向即为碰撞前入射球的速度方向,多次实验观察落点位置。
【解析】
【小问1详解】
A.只要小球离开轨道时的水平速度相等即可,不需要要求轨道光滑,故A错误;
B.为了保证两球发生对心碰撞,两个小球半径必须相同,故B正确;
C.为了防止入射球反弹,入射球质量大于被碰球质量,故C正确;
D.小球离开时必须做平抛运动,因此小球末端必须水平,故D正确。
故选BCD。
【小问2详解】
要验证动量守恒定律,即验证
小球离开轨道后做平抛运动,它们抛出点的高度相等,在空中的运动时间t相等,上式两边同时乘以t得
可得
【小问3详解】
利用光电门记录速度方向;或去掉被碰小球,将入射球从原来同一释放位置静止释放,记录其平抛落地点,该落点对应的水平位移OP方向即为碰撞前入射球的速度方向,多次实验观察落点位置。
三、计算题(本大题共3小题,共37分)
15. 一列简谐横波在时的波形图如图所示。介质中处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为。求周期;传播速度;传播方向?
【答案】0.4s,10m/s,x轴的正方向
【解析】
【详解】由质点P沿y轴做简谐运动的表达式为可知,这列简谐波振动的“圆频率”为
则其周期为
由题图可知,该波的波长为
所以该波的传播速度为
由表达式可知,时刻处的质点正沿y轴正方向运动,则根据“同侧法”(波的传播方向和质点的振动方向在波形图的同一侧)可知,该简谐波正沿x轴的正方向传播。
16. 光滑水平轨道上有两个滑块,质量分别为m1=2kg,m2=1kg,m1以v0=6m/s向右运动,m2静止。两滑块之间有一个轻弹簧,初始时弹簧处于原长。求:
(1)弹簧压缩到最短时,两滑块的速度大小;
(2)弹簧压缩过程中的最大弹性势能;
(3)当弹簧恢复原长时,两滑块的速度大小和方向。
【答案】(1)4m/s
(2)12J (3)2m/s(向右),8m/s(向右)
【解析】
【小问1详解】
弹簧最短时共速,由动量守恒
得v=4m/s
【小问2详解】
由能量守恒定律,最大弹性势能
【小问3详解】
弹簧恢复原长时,动量守恒和机械能守恒,
解得v1=2m/s(向右),v2=8m/s(向右)
17. 如图所示,一个面积为、匝数n=100匝的圆形线圈,在匀强磁场中绕通过圆心且垂直于磁场方向的轴匀速转动,转动角速度,匀强磁场的磁感应强度B=0.01T,线圈的总电阻r=0.1Ω.线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F(集流环)焊接在一起,并通过电刷与阻值R=0.9Ω的定值电阻连接.已知t=0时刻线圈平面与磁场方向平行,电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计.
(1)穿过线圈的磁通量最大值为多大?
(2)写出感应电动势e随时间变化的表达式;
(3)线圈转动过程中电阻R的电功率为多大?
【答案】(1)1.0×10-3Wb (2) (3)22.5W
【解析】
【详解】(1)当线圈转至与磁感线垂直时,磁通量有最大值
(2)线圈与磁感线平行时,感应电动势有最大值
感应电动势e随时间变化的表达式
(3)通过电阻R的电流有效值
线圈转动过程中电阻R的发热功率
点睛:本题主要考查了交变电流最大值、有效值的理解和应用的能力,对于交流电表的测量值、计算交流电功率、电功等都用到有效值.
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云南省宣威市民族中学等高中三年级下学期期中
物理考试试题
(满分100分,考试用时90分钟)
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.选择题时,选出每小题答案后,用2B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。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,共48分)下列各题的四个选项中,只有一个最符合题意,请将所选答案填入答题卡相应位置。
1. 关于简谐运动的单摆,在摆球通过最低点时,下列说法正确的是( )
A. 回复力为零,合外力也为零 B. 回复力不为零,但合外力为零
C. 回复力不为零,合外力指向悬点 D. 回复力为零,合外力提供向心力
2. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻波形图如图所示,此时波刚好传到P点,t=0.3s时质点P第一次到达负方向最大位移处,则( )
A. 此波波源的起振方向沿y轴负方向
B. 该简谐横波的波速为15m/s
C. t=0到t=0.5s内,质点M的路程为12cm
D. t=0到t=0.2s内,质点Q沿x轴正方向移动了2m
3. 夏天雨后,天空常会出现彩虹。彩虹的形成是由于( )
A. 光的干涉现象 B. 光的衍射现象 C. 光的色散现象 D. 光的全反射现象
4. 矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动而产生交变电流的过程中,当线框平面转至与中性面重合时( )
A. 穿过线框的磁通量最大,线框中的感应电动势最大
B. 穿过线框的磁通量为零,线框中的感应电动势为零
C. 穿过线框的磁通量为零,线框中的感应电动势最大
D. 穿过线框的磁通量最大,线框中的感应电动势为零
5. 关于光电效应,下列说法正确的是( )
A. 只要光足够强,任何频率的光都能发生光电效应
B. 光电子的最大初动能与入射光强度成正比
C. 光电效应说明光具有粒子性
D. 光电效应现象是爱因斯坦首先发现的
6. 已知氢原子基态能量为-13.6eV,一群处于n=4能级的氢原子自发跃迁,最多可发出几种不同频率的光?( )
A. 3种 B. 4种 C. 5种 D. 6种
7. 一质量为m的物体以初速度v0水平抛出,不计空气阻力,从抛出到速度方向与水平方向成60°角的过程中,重力的冲量大小为( )
A. mv0 B. mv0 C. 2mv0 D.
8. 关于电磁感应现象,下列说法正确的是( )
A. 穿过闭合回路的磁通量变化越大,感应电动势越大
B. 穿过闭合回路的磁通量变化越快,感应电动势越大
C. 只要导体切割磁感线,就一定能产生感应电流
D. 闭合回路中感应电动势的大小与磁通量成正比
9. 高频考点理想变压器如图所示,电源为交流电源,输出电压的有效值U不变,理想变压器的原线圈匝数为,副线圈匝数为,原线圈接有电流表和定值电阻,副线圈接有电流表、,滑动变阻器、定值电阻,其中各个电表均可看作理想电表。当的滑片向下移动时,下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数变大
B. 电流表的示数变小
C. 电流表的示数变大
D. 原线圈两端电压不变
10. 静止在光滑水平面上的物体,受到水平拉力F的作用,拉力F随时间t变化的图像如图所示,则下列说法中错误的是( )
A. 0~4s内物体的位移为零 B. 4s末物体的动量为零
C. 0~4s内拉力对物体做功为零 D. 0~4s内拉力对物体的冲量为零
11. 关于原子核的衰变,下列说法正确的是( )
A. 放射性元素的半衰期与外界温度、压强无关
B. α射线是高速氦核流,穿透能力很强
C. β衰变中产生的电子来自原子核外电子
D. 发生γ衰变时,原子核的质量数不变,电荷数减少
12. 光滑水平面上有两个小球,质量分别为m和2m,m球以速度v0向静止的2m球运动,发生弹性正碰,设碰撞后质量为 �� 的小球速度为v1 ,质量为 2m 的小球速度为 v2 ,碰撞后两球的速度分别为( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
二、实验题(本大题共2小题,共15分)
13. 某同学用单摆测定重力加速度,测得摆线长为l0,摆球直径为d,完成n次全振动所用时间为t。
(1)摆长L=______;
(2)重力加速度g=______(用题中所给字母表示);
(3)若测量值g偏大,可能的原因是______(填字母)。
A. 测摆线长时摆线拉得过紧
B. 开始计时时,秒表过早按下
C. 摆线上端未牢固系于悬点,振动中出现松动
D. 测n次全振动时间时,误将n+1次全振动计为n次
14. 在“验证动量守恒定律”实验中,某同学用两个小球在斜槽末端发生碰撞,入射球质量m1,被碰球质量m2,m1>m2进行实验。实验步骤如下:
①将斜槽轨道固定在水平桌面上,调整末端水平;
②先让入射球从斜槽上某位置由静止释放,落地点为P;
③在斜槽末端放上被碰球,让入射球从同一位置由静止释放,两球碰撞后,落地位置分别为M和N;
④用刻度尺测出平抛落地点到斜槽末端的水平距离OP、OM、ON。
(1)本实验必须满足的条件是______(填字母);
A. 斜槽轨道必须光滑
B. 两个小球半径必须相同
C. 入射球质量必须大于被碰球质量
D. 斜槽末端必须水平
(2)若碰撞前后动量守恒,应满足的关系式为______(用m1、m2、OP、OM、ON表示)。
(3)若入射球碰撞后反弹,则后续操作中如何判断碰撞前入射球的速度方向?写出一种方法。
三、计算题(本大题共3小题,共37分)
15. 一列简谐横波在时的波形图如图所示。介质中处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为。求周期;传播速度;传播方向?
16. 光滑水平轨道上有两个滑块,质量分别为m1=2kg,m2=1kg,m1以v0=6m/s向右运动,m2静止。两滑块之间有一个轻弹簧,初始时弹簧处于原长。求:
(1)弹簧压缩到最短时,两滑块的速度大小;
(2)弹簧压缩过程中的最大弹性势能;
(3)当弹簧恢复原长时,两滑块的速度大小和方向。
17. 如图所示,一个面积为、匝数n=100匝的圆形线圈,在匀强磁场中绕通过圆心且垂直于磁场方向的轴匀速转动,转动角速度,匀强磁场的磁感应强度B=0.01T,线圈的总电阻r=0.1Ω.线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F(集流环)焊接在一起,并通过电刷与阻值R=0.9Ω的定值电阻连接.已知t=0时刻线圈平面与磁场方向平行,电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计.
(1)穿过线圈的磁通量最大值为多大?
(2)写出感应电动势e随时间变化的表达式;
(3)线圈转动过程中电阻R的电功率为多大?
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