内容正文:
高三年级12月联考
物理
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题: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. 在匀强磁场中,导线长度为0.5m,导线中电流为2A,若导线受到的磁场力大小为4N,则磁感应强度大小可能为( )
A. 1T B. 2T C. 3T D. 4T
【答案】D
【解析】
【详解】根据磁场力公式
当 时,磁感应强度最小,为
因此,磁感应强度 。
故选 D。
2. 如图所示,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的速度—时间()图线,由图可知( )
A. 在t1时刻,a车的速度大于b车的速度
B. 在t2时刻,b车的加速度与a车的加速度相同
C. a车做匀加速直线运动
D. 在t1~t2时间内,a车的位移大于b车的位移
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像可知在t1时刻,a车的速度等于b车的速度,A错误;
B.图像的斜率反映的是加速度,由图像在t2时刻,b车的加速度与a车的加速度不同,B错误;
C.图像的斜率反映的是加速度,由图像可知a车的加速度不变,故a车做匀加速直线运动,C正确;
D.图像的面积反映的是位移,由图像可知在t1~t2时间内,a车的位移小于b车的位移,D错误。
故选C。
3. 假设某载人飞船在轨运行可看成匀速圆周运动,其轨道半径为r,引力常量为G,地球质量为M,则神舟二十一号的周期为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据万有引力提供向心力,有
周期
代入得
故选A。
4. 如图所示,水平放置的平行板电容器保持与电源相连,一带电粒子从K点沿半圆KFG的直径方向以某一速度水平射入电场,恰好经过半圆的最低点F。粒子重力不计,下列分析正确的是( )
A. 粒子从K点到F点做圆周运动
B. 调整入射速度大小,粒子可以从G点离开半圆
C. 粒子一定带负电
D. 若仅将下极板下移少许,该粒子以相同的速度从原处射入电场,则粒子将从FG区域射出半圆
【答案】D
【解析】
【详解】A.粒子在平行板电容器电场中水平射入,仅受电场力作用,且电场方向与入射方向垂直,因此粒子做类平抛运动,轨迹为抛物线,粒子实际运动不是圆周运动,故A错误;
B.若只调整入射速度大小,粒子在电场中的偏转量会改变,但轨迹始终是抛物线,G点为参考半圆的最高点,类平抛运动的抛物线无法与半圆最高点G相切或相交,故B错误;
C.由图可知,粒子轨迹向下弯曲,说明粒子所受电场力方向向下。由于平行板电容器与电源相连,且极板水平放置,可推断电场方向竖直向下(正极在上,负极在下)。电场力方向与电场方向相同,故粒子带正电,故C错误;
D.初始时,电容器电压不变,极板间距,电场强度
粒子做类平抛运动,水平位移对应时间
竖直位移
恰好经过半圆最低点,当仅将下极板下移少许,根据
间距增大则减小,则加速度减小,而粒子初速度不变,则根据
水平运动时间不变,则减小,所以若仅将下极板下移少许,该粒子以相同的速度从原处射入电场,则粒子将从FG区域射出半圆,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,直线MN上方存在范围足够大的磁感应强度为B的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以速度v从O点沿与MN成30°角的方向射入磁场中,不计粒子重力,则( )
A. 粒子从磁场中射出时到O点的距离为
B. 粒子从磁场中射出时到O点的距离为
C. 粒子在磁场中运动的时间为
D. 粒子在磁场中运动的时间为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,轨迹如图所示
有洛伦兹力充当向心力,有
从磁场中出射的点到O点的距离为
可解得,故AB错误;
CD.带电粒子在磁场内转过了300°,运动时间为,故C正确,D错误。
故选C。
6. 如图所示,某轨道顶端A点距离地面高度为H,轨道末端水平,距离地面高度为h,h的大小可调。小球从A点由静止下滑,经B点飞出后落在水平地面上C点(图中未画出),不计一切阻力。若使小球飞过的水平距离最远,则h应调节为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】从A到B,据动能定律可得
平抛过程
联立得
使小球飞过的水平距离最远,即x最大,根据数学知识可知,则h应调节为
故选A。
7. 如图所示,一竖直放置的半径R=1m的固定光滑圆环上穿有一个质量m=1kg的小环,小环通过一根原长也为R、劲度系数k=100N/m的轻质弹簧与圆环的最高点A相连,弹簧弹性势能(x为形变量),取重力加速度大小g=10m/s2。小环从与A点相距为R的B点由静止开始下滑,之后的运动过程中小环获得的最大动能为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设当小环到达C点时动能最大,此时弹簧与竖直方向的夹角为θ,由几何关系可知,弹簧弹力F在重力mg与圆弧对小环的弹力N夹角的平分线上,可知N=mg,
其中
解得
由能量关系可知运动过程中小环获得的最大动能为
故选B。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,一根轻质细绳上有一滑轮C,滑轮下面挂一物块A,轻绳一端固定于直角支架MOD的O点,支架固定在水平地面上,MO水平,OD竖直,轻绳另一端绕过固定在斜面上的定滑轮Q与一物块B相连,与B连接的轻绳和斜面平行,物块B静止在斜面上,物块A和斜面都处于静止状态,斜面和地面都是粗糙的,滑轮的质量及轻绳与滑轮间的摩擦均忽略不计。如果将轻绳固定点由O点缓慢地移动到M点或N点,物块A未落地,物块B和斜面仍处于静止状态,轻绳仍为绷直状态。则( )
A. 移动到M点后,斜面受到地面的摩擦力变小
B. 移动到M点后,轻绳对物块B的拉力变大
C. 移动到N点后,物块B受到的摩擦力不变
D. 移动到N点后,轻绳对滑轮C的作用力变大
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.设动滑轮C两边的绳与竖直方向的夹角为,物块A的质量为由受力分析有
解得绳的拉力大小为
将轻绳固定点由O点移动到M点后,减小,拉力变小,轻绳对物块B的拉力变小,设斜面的倾角为,地面给斜面的摩擦力大小为,对斜面和物块B整体受力分析由平衡条件可知
将轻绳固定点由O点移动到M点后,�� 减小,故斜面受到地面的摩擦力变小,A正确,B错误;
CD.将轻绳固定点由O点移动到N点后,设动滑轮C两端绳长分别为、,动滑轮C到O、Q的水平距离分别为、,则有
可知,不变,故拉力不变,故物块B的受力情况不变,即物块B受到的摩擦力不变,轻绳对动滑轮C的作用力为,可见轻绳对滑轮C的作用力不变,C正确,D错误。
故选AC。
9. 如图所示,某小型发电站发电机输出的交流电压为,输出的电功率为,用总电阻为的输电线向远处送电,要求输电线上损失功率为输电功率的,则发电站要安装一升压变压器,到达用户再用降压变压器将电压变为供用户使用,变压器均为理想变压器,对整个送电过程,下列说法正确的是( )
A. 输电线上损失的功率为
B. 升压变压器的原、副线圈匝数比为
C. 降压变压器的输入电压为
D. 降压变压器的原、副线圈匝数比为495:11
【答案】AC
【解析】
【详解】A.输电线上损失的功率,故A正确;
B.输电线上的电流
升压变压器副线圈两端的电压
根据理想变压器的原理
解得,故B错误;
C.输电线上损失的电压
降压变压器的输入电压,故C正确;
D.根据理想变压器原理
解得,D错误。
故选AC。
10. 某新能源汽车生产厂家在一条水平封闭道路上进行汽车性能测试实验,汽车自动驾驶系统操作一辆质量为的汽车从静止开始以恒定加速度启动,经过一段时间汽车速度达到最大,保持匀速行驶一段时间后采取紧急制动,最后停止运动。通过电脑系统近似处理,得到该过程中汽车的功率、速度随时间变化的图像,如图甲、乙所示。假设汽车行驶过程中所受的阻力恒定,则下列说法正确的是( )
A. 在过程中,汽车克服阻力做的功小于
B. 在时间内,汽车克服阻力做的功等于
C. 在时刻汽车的速度大小为
D. 在时刻汽车的速度大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据动能定理,在时间内,对汽车分析有
所以此过程汽车克服阻力做功,故A正确;
B.根据动能定理,在时间内,
所以此过程汽车克服阻力做功,故B错误;
CD.在时刻,汽车速度最大,则有
又由于在时间内,汽车减速至零,所以有
联立以上两式,时刻汽车的速度大小为,故C错误,D正确。
故选AD。
三、非选择题:共54分。
11. 为了验证“机械能守恒定律”,两实验小组用打点计时器,质量分别为m1=50g、m2=150g的两重物,气垫导轨,光电门,滑块等器材组装了如图甲所示的两种装置进行实验(计算结果均保留两位有效数字)。
(1)实验小组一用方案一进行实验,测出纸带上各计数点到起始点O的距离h,根据纸带计算出各点的速度大小v,以为纵轴,h为横轴,画出的图像如图乙所示,则当地的重力加速度大小为_________m/s2。
(2)实验小组二用方案二进行实验,遮光条和滑块的质量为1kg,遮光条的宽度为4mm,遮光条经过光电门I、II的时间分别为 4×10-3s、2×10-3s,两光电门所在位置的高度差为0.16m,取重力加速度大小 g=9.8m/s2,滑块和遮光条经过两个光电门的过程中动能的增加量=____J,势能的减少量=____J。和不相等的原因是_________(写一条即可)。
【答案】(1)9.7 (2) ①. 1.5 ②. 1.6 ③. 滑块运动过程中受到空气阻力
【解析】
【小问1详解】
对和组成的系统,由机械能守恒定律有
解得,根据乙图有
解得
【小问2详解】
[1][2][3]依题意,滑块和遮光条经过两个光电门的过程中动能的增加量
势能的减少量
和不相等的原因是滑块运动过程中受到空气阻力。
12. “祖冲之”实验小组研究两个小灯泡的伏安特性曲线,所使用的实验器材有:待测小灯泡 L1、L2(额定电压均为2.5V),电压表V(量程为3V,内阻约为3kΩ),电流表A(量程为0.6A,内阻约为0.5Ω),滑动变阻器R,电源,开关S,导线若干。
(1)实验要求能够在0~2.5V的范围内对小灯泡的电压进行测量,请画出测量小灯泡L1的伏安特性曲线时的实验电路原理图。
(2)通过实验获得两个小灯泡L1、L2的伏安特性曲线分别如图甲中I、II所示,则小灯泡L2正常工作时的电阻为_________Ω。(结果保留三位有效数字)
(3)将两个小灯泡L1、L2按照图乙所示的方式与电源连接,图中电流表可视为理想电流表。将开关掷于a端时,电流表的示数为0.4A,将开关掷于b端时,电流表的示数为0.24A,则该电源的电动势E=_________V,内阻r=_________Ω。(结果均保留三位有效数字)
【答案】(1) (2)10.4
(3) ①. 3.25 ②. 3.13
【解析】
【小问1详解】
实验要求小灯泡的电压在0~2.5V的范围内变化,故滑动变阻器采用分压式接法。小灯泡电阻较小和电流表内阻相差不多,故电流采用外接法,实验电路原理图如图所示
【小问2详解】
由小灯泡L2的伏安特性曲线可知当达到额定电压2.5V时,流过小灯泡L2的电流为,则小灯泡L2正常工作时的电阻为
【小问3详解】
[1] [2]当将开关掷于a端时,电流表的示数为0.4A,由小灯泡L1的伏安特性曲线可知,L1两端的电压为。由闭合电路欧姆定律得
即
当将开关掷于b端时,电流表的示数为0.24A,由小灯泡L1的伏安特性曲线可知,L2两端的电压为。由闭合电路欧姆定律得
即
联立解得,
13. 如图所示,在光滑绝缘水平面上有两个带电小球a、b,ma=3mb=3m,2qa=qb=2q(q>0),小球b静止,小球a以初速度v0水平向右运动,在小球a运动的同时,小球b受到水平向右的恒力F的作用,经时间t,两球距离最短,此时距离为L,小球b运动的距离为s,静电力常量为k,两小球均视为点电荷。求:
(1)两球最近时,小球b的加速度大小a0;
(2)两球最近时,小球a的速度va;
(3)从开始运动至相距最近,电势能的增加量。
【答案】(1)
(2),方向水平向右
(3)
【解析】
【小问1详解】
由库仑定律得
对小球b,由牛顿第二定律得
解得
【小问2详解】
两球最近时,速度相同。对整体,由动量定理得
解得 ,方向水平向右。
【小问3详解】
由能量守恒定律得
解得电势能的增加量
14. 如图所示,相同的长木板A、C静止在光滑水平面上,滑块B以初速度v0 =9m/s滑上长木板C,在两长木板相碰前瞬间,滑块B与长木板C刚好共速,两长木板碰后即粘在一起,碰撞时间极短,mB =2mA=2kg,滑块与长木板间的动摩擦因数,取重力加速度大小,滑块看作质点,求:
(1)长木板A、C刚开始的距离d;
(2)整个过程因摩擦产生的热量Q;
(3)滑块B最终离长木板C左端的距离L。
【答案】(1)d=2.25m
(2)Q=31.5J (3)
【解析】
【小问1详解】
由动量守恒定律得
由牛顿第二定律得
又
解得d=2.25m
【小问2详解】
两长木板相碰,由动量守恒定律得
滑块B不会滑出长木板,对整个系统,由动量守恒定律得
B在C上滑动因摩擦产生的热量
B在A上滑动因摩擦产生的热量
解得Q=31.5J
【小问3详解】
根据功能关系有
解得
15. 如图所示,质量为m、电阻为r的等腰三角形导线框置于绝缘光滑水平面内,三角形顶角为30°,底边长为L,虚线平分顶角,虚线左侧存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场,从三角形中心O水平向右引出x轴,底边平行x轴,现给导线框沿x轴正方向、大小为v的初速度,导线框刚好完全离开磁场,求:
(1)导线框运动瞬间的加速度大小a;
(2)导线框产生的焦耳热Q;
(3)通过导线框横截面的电荷量q。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设三角形底边上的高为h
则
线框产生的感应电动势
且
线框受到的安培力
根据牛顿第二定律
解得
【小问2详解】
由能量守恒定律得
【小问3详解】
根据,
得
线框出磁场的过程中
解得
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物理
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题: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. 在匀强磁场中,导线长度为0.5m,导线中电流为2A,若导线受到的磁场力大小为4N,则磁感应强度大小可能为( )
A. 1T B. 2T C. 3T D. 4T
2. 如图所示,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的速度—时间()图线,由图可知( )
A. 在t1时刻,a车的速度大于b车的速度
B. 在t2时刻,b车的加速度与a车的加速度相同
C. a车做匀加速直线运动
D. 在t1~t2时间内,a车的位移大于b车的位移
3. 假设某载人飞船在轨运行可看成匀速圆周运动,其轨道半径为r,引力常量为G,地球质量为M,则神舟二十一号的周期为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,水平放置的平行板电容器保持与电源相连,一带电粒子从K点沿半圆KFG的直径方向以某一速度水平射入电场,恰好经过半圆的最低点F。粒子重力不计,下列分析正确的是( )
A. 粒子从K点到F点做圆周运动
B. 调整入射速度大小,粒子可以从G点离开半圆
C. 粒子一定带负电
D. 若仅将下极板下移少许,该粒子以相同的速度从原处射入电场,则粒子将从FG区域射出半圆
5. 如图所示,直线MN上方存在范围足够大的磁感应强度为B的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以速度v从O点沿与MN成30°角的方向射入磁场中,不计粒子重力,则( )
A. 粒子从磁场中射出时到O点的距离为
B. 粒子从磁场中射出时到O点的距离为
C. 粒子在磁场中运动的时间为
D. 粒子在磁场中运动的时间为
6. 如图所示,某轨道顶端A点距离地面高度为H,轨道末端水平,距离地面高度为h,h的大小可调。小球从A点由静止下滑,经B点飞出后落在水平地面上C点(图中未画出),不计一切阻力。若使小球飞过的水平距离最远,则h应调节为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,一竖直放置的半径R=1m的固定光滑圆环上穿有一个质量m=1kg的小环,小环通过一根原长也为R、劲度系数k=100N/m的轻质弹簧与圆环的最高点A相连,弹簧弹性势能(x为形变量),取重力加速度大小g=10m/s2。小环从与A点相距为R的B点由静止开始下滑,之后的运动过程中小环获得的最大动能为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,一根轻质细绳上有一滑轮C,滑轮下面挂一物块A,轻绳一端固定于直角支架MOD的O点,支架固定在水平地面上,MO水平,OD竖直,轻绳另一端绕过固定在斜面上的定滑轮Q与一物块B相连,与B连接的轻绳和斜面平行,物块B静止在斜面上,物块A和斜面都处于静止状态,斜面和地面都是粗糙的,滑轮的质量及轻绳与滑轮间的摩擦均忽略不计。如果将轻绳固定点由O点缓慢地移动到M点或N点,物块A未落地,物块B和斜面仍处于静止状态,轻绳仍为绷直状态。则( )
A. 移动到M点后,斜面受到地面的摩擦力变小
B. 移动到M点后,轻绳对物块B的拉力变大
C. 移动到N点后,物块B受到的摩擦力不变
D. 移动到N点后,轻绳对滑轮C的作用力变大
9. 如图所示,某小型发电站发电机输出的交流电压为,输出的电功率为,用总电阻为的输电线向远处送电,要求输电线上损失功率为输电功率的,则发电站要安装一升压变压器,到达用户再用降压变压器将电压变为供用户使用,变压器均为理想变压器,对整个送电过程,下列说法正确的是( )
A. 输电线上损失的功率为
B. 升压变压器的原、副线圈匝数比为
C. 降压变压器的输入电压为
D. 降压变压器的原、副线圈匝数比为495:11
10. 某新能源汽车生产厂家在一条水平封闭道路上进行汽车性能测试实验,汽车自动驾驶系统操作一辆质量为的汽车从静止开始以恒定加速度启动,经过一段时间汽车速度达到最大,保持匀速行驶一段时间后采取紧急制动,最后停止运动。通过电脑系统近似处理,得到该过程中汽车的功率、速度随时间变化的图像,如图甲、乙所示。假设汽车行驶过程中所受的阻力恒定,则下列说法正确的是( )
A. 在过程中,汽车克服阻力做的功小于
B. 在时间内,汽车克服阻力做的功等于
C. 在时刻汽车的速度大小为
D. 在时刻汽车的速度大小为
三、非选择题:共54分。
11. 为了验证“机械能守恒定律”,两实验小组用打点计时器,质量分别为m1=50g、m2=150g的两重物,气垫导轨,光电门,滑块等器材组装了如图甲所示的两种装置进行实验(计算结果均保留两位有效数字)。
(1)实验小组一用方案一进行实验,测出纸带上各计数点到起始点O的距离h,根据纸带计算出各点的速度大小v,以为纵轴,h为横轴,画出的图像如图乙所示,则当地的重力加速度大小为_________m/s2。
(2)实验小组二用方案二进行实验,遮光条和滑块的质量为1kg,遮光条的宽度为4mm,遮光条经过光电门I、II的时间分别为 4×10-3s、2×10-3s,两光电门所在位置的高度差为0.16m,取重力加速度大小 g=9.8m/s2,滑块和遮光条经过两个光电门的过程中动能的增加量=____J,势能的减少量=____J。和不相等的原因是_________(写一条即可)。
12. “祖冲之”实验小组研究两个小灯泡的伏安特性曲线,所使用的实验器材有:待测小灯泡 L1、L2(额定电压均为2.5V),电压表V(量程为3V,内阻约为3kΩ),电流表A(量程为0.6A,内阻约为0.5Ω),滑动变阻器R,电源,开关S,导线若干。
(1)实验要求能够在0~2.5V的范围内对小灯泡的电压进行测量,请画出测量小灯泡L1的伏安特性曲线时的实验电路原理图。
(2)通过实验获得两个小灯泡L1、L2的伏安特性曲线分别如图甲中I、II所示,则小灯泡L2正常工作时的电阻为_________Ω。(结果保留三位有效数字)
(3)将两个小灯泡L1、L2按照图乙所示的方式与电源连接,图中电流表可视为理想电流表。将开关掷于a端时,电流表的示数为0.4A,将开关掷于b端时,电流表的示数为0.24A,则该电源的电动势E=_________V,内阻r=_________Ω。(结果均保留三位有效数字)
13. 如图所示,在光滑绝缘水平面上有两个带电小球a、b,ma=3mb=3m,2qa=qb=2q(q>0),小球b静止,小球a以初速度v0水平向右运动,在小球a运动的同时,小球b受到水平向右的恒力F的作用,经时间t,两球距离最短,此时距离为L,小球b运动的距离为s,静电力常量为k,两小球均视为点电荷。求:
(1)两球最近时,小球b的加速度大小a0;
(2)两球最近时,小球a的速度va;
(3)从开始运动至相距最近,电势能的增加量。
14. 如图所示,相同的长木板A、C静止在光滑水平面上,滑块B以初速度v0 =9m/s滑上长木板C,在两长木板相碰前瞬间,滑块B与长木板C刚好共速,两长木板碰后即粘在一起,碰撞时间极短,mB =2mA=2kg,滑块与长木板间的动摩擦因数,取重力加速度大小,滑块看作质点,求:
(1)长木板A、C刚开始的距离d;
(2)整个过程因摩擦产生的热量Q;
(3)滑块B最终离长木板C左端的距离L。
15. 如图所示,质量为m、电阻为r的等腰三角形导线框置于绝缘光滑水平面内,三角形顶角为30°,底边长为L,虚线平分顶角,虚线左侧存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场,从三角形中心O水平向右引出x轴,底边平行x轴,现给导线框沿x轴正方向、大小为v的初速度,导线框刚好完全离开磁场,求:
(1)导线框运动瞬间的加速度大小a;
(2)导线框产生的焦耳热Q;
(3)通过导线框横截面的电荷量q。
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