内容正文:
实验中学高三年级第四次月考物理试卷
第I卷(选择题)
一、单选题(本题共计7小题,每题4分,共计28分)
1. 关于电流,下列说法中正确的是( )
A. 电流的方向就是电荷定向移动的方向
B. 由可知,通过导体横截面的电荷量越多,电流越大
C. 电流的微观表达式中,是指单位体积内的自由电荷数
D. 某手机的说明书标明电池容量为,其中为能量单位
2. 在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点。其中a、b两点电场强度大小相等、方向相同的是( )
A. B. C. D.
3. 两个电阻的伏安特性曲线如图所示,由图可知( )
A. 的电阻
B. 当时,的电阻小于的电阻
C. 的电阻随电压的增大而增大
D. 在两端加电压时,每秒通过导体的电荷量是
4. 一列简谐横波沿轴传播,P、Q是平衡位置分别位于和的两个质点,图甲为时刻的波形,图乙为质点Q的振动图像。则下列判断正确的是( )
A. 波沿x轴正向传播 B. 波的传播速度大小为
C. 时,质点P在波峰位置 D. 时,Q移动到了处
5. 一个质量为的物体在合力的作用下从静止开始做直线运动。物体所受的合力随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 时物体的动量方向反向 B. 时物体的动量大小为
C. 物体的动量一直增大 D. 时物体的动量开始减小
6. 如图所示的实线为某静电场的电场线,虚线是仅在电场力作用下某带正电粒子的运动轨迹,A、B、C、D是电场线上的点,其中A、D两点在粒子的轨迹上,下列说法正确的是( )
A. 该电场可能是某一负点电荷产生的
B. C点电势大于B点电势
C. 该粒子从D点运动到A点电场力做负功
D. 将该粒子在C点由静止释放,它可能一直沿电场线运动
7. 是一等腰直角三角形,,如图所示,在顶点B、C各放置一个电荷量为Q的负点电荷,这时顶点A处电场强度的大小为;若将C处的负点电荷替换为电荷量为Q的正点电荷,B处不变,这时顶点A处电场强度的大小为,则的比值为( )
A. 1 B. 2 C. D.
二、多选题(本题共计3小题,每小题5分,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分,共15分)
8. 为了安全,轿车中都装有安全气囊,当发生剧烈碰撞时,安全气囊启动为驾驶员提供保护。关于安全气囊的作用下列说法正确的是 ( )
A. 减小了驾驶员的动量变化量
B. 减小了驾驶员所受到的撞击力
C. 减小了驾驶员受到撞击力的冲量
D. 增大了驾驶员与安全气囊的作用时间
9. 如图所示,两完全相同的金属板水平正对放置,构成一个平行板电容器,将两金属板分别与电源两极相连,把与电源负极相连的金属板接地。在两极板间的P点有一带电液滴恰好处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 液滴可能带正电
B. 保持开关S闭合,将上极板向上平移少许,液滴将向下运动
C. 保持开关S断开,将上极板向上平移少许,液滴电势能不变
D. 保持开关S闭合,将下极板向左平移少许,液滴将向下方运动
10. 一匀强电场的方向平行于平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10V、17V、26V。下列说法正确的是( )
A. 坐标原点处的电势为1V
B. 电场强度的大小为250V/m
C. 电子在a点的电势能比在b点的低7eV
D. 电子从b点运动到c点,电场力做功为-9eV
第II卷(非选择题)
三、实验题(本题共2小题,每空3分,共计18分)
11. 某同学用如图所示的装置来验证动量守恒定律,让小球a从斜槽某处由静止开始滚下,与静止在斜槽末端的小球b发生碰撞。
(1)实验中需要满足的要求是________________;
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道的末端切线须保持水平
C.入射球a和被碰球b的质量必须相等
D.入射球a每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止释放
(2)本实验中除必须测出小球a、b的质量、外,还必须测量的物理量是________________;
A.小球的半径
B.斜槽轨道末端到水平地面的高度
C.小球在离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间。
D.记录纸上点到各点的距离
(3)本实验中当所测物理量满足________________时,即可说明两球碰撞过程中动量守恒。
12. 某实验小组用单摆测量当地重力加速度。所用实验器材有摆球、长度可调的轻质摆线、刻度尺、50分度的游标卡尺、秒表、铁架台等。
(1)用游标卡尺测量摆球直径d。当量爪并拢时,游标尺和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图甲所示,则摆球的直径 d为__________;
(2)实验中多次改变摆长L并测出相应的周期T,从而得出一组对应的L与T的数据,并作出图线如图丙所示,根据图线上A、B两点的坐标可求得重力加速度g为__________(保留3位有效数字,);
(3)该小组同学发现通过步骤(2)得到的重力加速度值总是偏大,可能的原因是 。
A. 误将摆线长度与小球直径的和作为摆长
B. 秒表走时不准,测得的周期偏小
C. 摆球的质量偏大
D. 摆动的偏角偏小
四、解答题(本题共3小题,共计39分)
13. 如图,质量的子弹以速度射向静止在光滑水平桌面上的木块,木块质量,子弹进入木块后并未穿出,忽略木块质量的损失。求:
(1)子弹击中木块后共同运动的速度v;
(2)整个过程中子弹对木块的冲量I。
14. 如图所示的电路中,电源的电动势、内阻,电动机线圈的电阻。先闭合开关,理想电流表示数。继续闭合开关,电动机正常工作,理想电流表示数。保持开关、均闭合,求:
(1)定值电阻的阻值;
(2)定值电阻的电功率;
(3)电动机在内产生的热量。
15. 如图所示,ABC是位于竖直平面内、半径R=0.5m的半圆弧的光滑绝缘轨道,B为半圆轨道的中点,A与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度。今有一质量为、带电荷量的小滑块(可视为点电荷),若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数,取重力加速度大小。
(1)若小滑块从水平轨道某位置由静止释放,恰能运动到半圆轨道的最高点C,则到达C处的速度是多大?
(2)按(1)中位置释放,则滑块通过B点时对轨道压力是多大?
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实验中学高三年级第四次月考物理试卷
第I卷(选择题)
一、单选题(本题共计7小题,每题4分,共计28分)
1. 关于电流,下列说法中正确的是( )
A. 电流的方向就是电荷定向移动的方向
B. 由可知,通过导体横截面的电荷量越多,电流越大
C. 电流的微观表达式中,是指单位体积内的自由电荷数
D. 某手机的说明书标明电池容量为,其中为能量单位
【答案】C
【解析】
【详解】A.电流方向规定为正电荷定向移动的方向,而金属导体中自由电子(负电荷)的移动方向与电流方向相反,故A错误;
B.由可知,电流大小由电荷量和时间共同决定。若大但更大,电流可能反而小,故B错误;
C.电流微观式中,为单位体积内的自由电荷数,符合定义,故C正确;
D.是电荷量单位(),能量单位需结合电压计算(如),故D错误。
故选C。
2. 在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点。其中a、b两点电场强度大小相等、方向相同的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.在甲图中,a、b两点离场源电荷距离相等,电场强度大小相等,由于电场线是直线,a、b点电场强度的方向应为各点处电场线的方向,所以a、b的电场强度的方向不同,故A错误;
B.在乙图中根据对称性可知,a、b两点电场强度大小相等,且在等量异种电荷连线的中垂线上,各点电场强度的方向都与两电荷连线平行,且指向负电荷的一侧,所以a、b的电场强度的方向相同,故B正确;
C.在丙图中根据对称性可知,a、b两点电场强度大小相等,且在等量同种电荷连线的中垂线上,各点电场强度的方向都是沿着中垂线由中间指向两侧的,因此a、b两点电场强度的大小相等,方向相反,故C错误;
D.根据电场线的疏密程度可判断,b点的场强大于a点的场强,方向相同,都是沿着电场线由a指向b,故D错误。
故选B。
3. 两个电阻的伏安特性曲线如图所示,由图可知( )
A. 的电阻
B. 当时,的电阻小于的电阻
C. 的电阻随电压的增大而增大
D. 在两端加电压时,每秒通过导体的电荷量是
【答案】C
【解析】
【详解】A.的电阻,故A错误;
B.由题图可知,当U=1 V时,通过两个电阻电流相等,故电阻相等,故B错误;
C.I-U图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数,由题图可知R2的电阻随电压的增大而增大,故C正确;
D.在两端加电压时,由题图可知通过R2的电流大于,由可知每秒通过导体的电荷量大于,故D错误。
故选C。
4. 一列简谐横波沿轴传播,P、Q是平衡位置分别位于和的两个质点,图甲为时刻的波形,图乙为质点Q的振动图像。则下列判断正确的是( )
A. 波沿x轴正向传播 B. 波的传播速度大小为
C. 时,质点P在波峰位置 D. 时,Q移动到了处
【答案】B
【解析】
【详解】A.由振动图像,时Q点在平衡位置。振动图像显示Q点此时向上振动。
由波形图,若波向右传播,Q点应向下振动(因其左侧质点位移为负);若波向左传播,Q点应向上振动。因此波沿x轴负方向传播,故A错误;
B.由波形图,该波的波长;由振动图像,该波的周期
因此波速,故B正确;
C.由波形图,P、Q两点相距半波长,相位差,因此振动方向相反。
由振动图像,时,Q位于波峰位置,因此P点在波谷,故C错误;
D.波传播过程中,质点只在自己的平衡位置附近振动,不会随波迁移,故D错误。
故选B。
5. 一个质量为的物体在合力的作用下从静止开始做直线运动。物体所受的合力随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 时物体的动量方向反向 B. 时物体的动量大小为
C. 物体的动量一直增大 D. 时物体的动量开始减小
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据动量定理,合力的冲量等于物体动量的变化量。
内:合力冲量,方向为正
动量变化量
时,物体静止,;时,,动量为正,故AB错误;
CD.内:合力冲量
后合力反向,动量减小,动量变化量,故C错误,D正确。
故选D。
6. 如图所示的实线为某静电场的电场线,虚线是仅在电场力作用下某带正电粒子的运动轨迹,A、B、C、D是电场线上的点,其中A、D两点在粒子的轨迹上,下列说法正确的是( )
A. 该电场可能是某一负点电荷产生的
B. C点电势大于B点电势
C. 该粒子从D点运动到A点电场力做负功
D. 将该粒子在C点由静止释放,它可能一直沿电场线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.负点电荷产生的电场线都是直线,则该电场不可能是某一负点电荷产生的,A错误;
B.根据带正电的粒子的运动轨迹可知,粒子受电场力大致向下,可知电场线大致向下,沿电场线电势逐渐降低,可知C点电势大于B点电势,B正确;
C.该粒子从D点运动到A点电场力与运动方向夹角为锐角,则电场力做正功,C错误;
D.因电场线是曲线,则将该粒子在C点由静止释放,它不可能一直沿电场线运动,D错误。
故选B。
7. 是一等腰直角三角形,,如图所示,在顶点B、C各放置一个电荷量为Q的负点电荷,这时顶点A处电场强度的大小为;若将C处的负点电荷替换为电荷量为Q的正点电荷,B处不变,这时顶点A处电场强度的大小为,则的比值为( )
A. 1 B. 2 C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设等腰直角三角形的直角边为,在顶点B、C各放置一个电荷量为Q的负点电荷,这两个负电荷在A点产生的电场强度大小相等,即
根据电场强度叠加原理,可知这时顶点A处电场强度的大小为,方向垂直BC向下,如图所示
则A点的电场强度为
若将C点处的负点电荷取走,并放置一个电荷量为Q的正点电荷,该正点电荷在A点产生的电场强度大小也为
根据电场强度叠加原理,可知这时顶点A处电场强度的大小为,方向如图所示
则A点的电场强度为
联立可得
故选A。
二、多选题(本题共计3小题,每小题5分,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分,共15分)
8. 为了安全,轿车中都装有安全气囊,当发生剧烈碰撞时,安全气囊启动为驾驶员提供保护。关于安全气囊的作用下列说法正确的是 ( )
A. 减小了驾驶员的动量变化量
B. 减小了驾驶员所受到的撞击力
C. 减小了驾驶员受到撞击力的冲量
D. 增大了驾驶员与安全气囊的作用时间
【答案】BD
【解析】
【详解】A.动量的变化量等于末动量减去初动量,可知在碰撞过程中,驾驶员的动量变化量一定,故A错误;
BD.根据动量定理可得
解得
由于安全气囊的缓冲作用,碰撞过程中,驾驶员的动量变化量一定,增大了驾驶员与安全气囊的作用时间,可知减小了驾驶员受到的撞击力,故BD正确;
C.根据动量定理
结合上述可知,在碰撞过程中,驾驶员的动量变化量一定,则驾驶员受到撞击力的冲量一定,故C错误。
故选BD。
9. 如图所示,两完全相同的金属板水平正对放置,构成一个平行板电容器,将两金属板分别与电源两极相连,把与电源负极相连的金属板接地。在两极板间的P点有一带电液滴恰好处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 液滴可能带正电
B. 保持开关S闭合,将上极板向上平移少许,液滴将向下运动
C. 保持开关S断开,将上极板向上平移少许,液滴电势能不变
D. 保持开关S闭合,将下极板向左平移少许,液滴将向下方运动
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据液滴受力平衡可知液滴所受电场力向上,两板间电场方向竖直向下,所以液滴带负电,故A错误;
B.开关S保持闭合,则两板间电势差U不变,将上极板向上平移少许,d变大,由
可知电场强度E变小,所受电场力变小,液滴将向下运动,故B正确;
C.开关S断开,则极板所带电荷量Q不变,由,,
解得
则电场强度E不变,P点电势不变,液滴电势能不变,故C正确;
D.开关S闭合,两板间U不变,将下极板向左平移少许,d不变,电势差不变,则电场强度不变,电场力不变,带电液滴处于静止状态,故D错误。
故选BC。
10. 一匀强电场的方向平行于平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10V、17V、26V。下列说法正确的是( )
A. 坐标原点处的电势为1V
B. 电场强度的大小为250V/m
C. 电子在a点的电势能比在b点的低7eV
D. 电子从b点运动到c点,电场力做功为-9eV
【答案】AB
【解析】
【详解】A.匀强电场中,平行等间距的两点间电势差相等,即a、c之间的电势差与O、b之间的电势差相等,可得
代入数据解得 故A正确;
B.沿电场线方向电势降低可知,水平方向的场强沿-x方向,大小为
竖直方向的场强沿-y方向,大小为
故电场强度的大小为 故B正确;
C.a点电势比b点电势低7V,电子带负电,所以电子在a点的电势能比在b点高7eV,故C错误;
D.b点电势比c点电势低9V,电子从b点运动到c点,电场力做功为 故D错误。
故选AB。
第II卷(非选择题)
三、实验题(本题共2小题,每空3分,共计18分)
11. 某同学用如图所示的装置来验证动量守恒定律,让小球a从斜槽某处由静止开始滚下,与静止在斜槽末端的小球b发生碰撞。
(1)实验中需要满足的要求是________________;
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道的末端切线须保持水平
C.入射球a和被碰球b的质量必须相等
D.入射球a每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止释放
(2)本实验中除必须测出小球a、b的质量、外,还必须测量的物理量是________________;
A.小球的半径
B.斜槽轨道末端到水平地面的高度
C.小球在离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间。
D.记录纸上点到各点的距离
(3)本实验中当所测物理量满足________________时,即可说明两球碰撞过程中动量守恒。
【答案】 ①. BD##DB ②. D ③.
【解析】
【详解】(1)[1]A.斜槽轨道是否光滑,不影响入射小球每次与被碰小球碰撞前瞬间速度是否相同,故斜槽轨道不需要光滑,A错误;
B.为了保证小球抛出后做平抛运动,斜槽轨道的末端切线需要保持水平,B正确;
C.为了保证碰撞后,入射球a不反弹,入射球a质量应大于被碰球b的质量,C错误;
D.为了保证入射球每次与被碰球碰撞前瞬间速度相同,入射球a每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止释放,D正确。
故选BD。
(2)要保证两球对心碰撞,所以要选两半径相等的小球,两球半径不需测量;小球在空中做平抛运动下落的高度相同,则小球做平抛运动的时间相同,设入射球a碰前瞬间速度为,碰后瞬间入射球a速度为,被碰球b速度为,根据动量守恒可得
则有
可得
故本实验中除必须测出小球a、b的质量、外,还必须测量的物理量是:记录纸上O点到M、P、N各点的距离OM、OP、ON。
故选D。
(3)[3]本实验中当所测物理量满足
即可说明两球碰撞过程中动量守恒。
12. 某实验小组用单摆测量当地重力加速度。所用实验器材有摆球、长度可调的轻质摆线、刻度尺、50分度的游标卡尺、秒表、铁架台等。
(1)用游标卡尺测量摆球直径d。当量爪并拢时,游标尺和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图甲所示,则摆球的直径 d为__________;
(2)实验中多次改变摆长L并测出相应的周期T,从而得出一组对应的L与T的数据,并作出图线如图丙所示,根据图线上A、B两点的坐标可求得重力加速度g为__________(保留3位有效数字,);
(3)该小组同学发现通过步骤(2)得到的重力加速度值总是偏大,可能的原因是 。
A. 误将摆线长度与小球直径的和作为摆长
B. 秒表走时不准,测得的周期偏小
C. 摆球的质量偏大
D. 摆动的偏角偏小
【答案】(1)19.10
(2)9.96 (3)B
【解析】
【小问1详解】
50分度游标卡尺的精确值为,由图甲可知摆球的直径为
【小问2详解】
根据单摆周期公式,可得
可知图像的斜率为
解得
【小问3详解】
A.该小组同学发现通过步骤(2)得到的重力加速度值总是偏大,误将摆线长度与小球直径的和作为摆长,则图线整体向上平移,不影响图像的斜率,所以不影响重力加速度的测量,故A错误;
B.秒表走时不准,测得的周期偏小,根据,可知重力加速度测量值偏大,故B正确;
C.摆球的质量偏大,不影响重力加速度的测量,故C错误;
D.摆动的偏角偏小,不影响重力加速度的测量,故D错误。
故选B。
四、解答题(本题共3小题,共计39分)
13. 如图,质量的子弹以速度射向静止在光滑水平桌面上的木块,木块质量,子弹进入木块后并未穿出,忽略木块质量的损失。求:
(1)子弹击中木块后共同运动的速度v;
(2)整个过程中子弹对木块的冲量I。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据动量守恒定律有
代入数据求得
【小问2详解】
根据动量定理,整个过程中子弹对木块的冲量为
代入数据求得
14. 如图所示的电路中,电源的电动势、内阻,电动机线圈的电阻。先闭合开关,理想电流表示数。继续闭合开关,电动机正常工作,理想电流表示数。保持开关、均闭合,求:
(1)定值电阻的阻值;
(2)定值电阻的电功率;
(3)电动机在内产生的热量。
【答案】(1)
(2)16W (3)120J
【解析】
【小问1详解】
闭合开关,理想电流表示数,根据闭合电路欧姆定律有
解得
【小问2详解】
继续闭合开关时,电动机正常工作,理想电流表示数,则路端电压为V
定值电阻的电功率为W
【小问3详解】
电动机的电流为A
在内产生的热量为J
15. 如图所示,ABC是位于竖直平面内、半径R=0.5m的半圆弧的光滑绝缘轨道,B为半圆轨道的中点,A与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度。今有一质量为、带电荷量的小滑块(可视为点电荷),若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数,取重力加速度大小。
(1)若小滑块从水平轨道某位置由静止释放,恰能运动到半圆轨道的最高点C,则到达C处的速度是多大?
(2)按(1)中位置释放,则滑块通过B点时对轨道压力是多大?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
小滑块恰好能运动到半圆轨道的最高点,说明在该点处轨道弹力为0,根据牛顿第二定律
解得
【小问2详解】
假设(1)中释放位置在A点右侧距离为x处,则根据能量守恒有
解得
则此处释放运动到B点时同样根据能量守恒有
解得
根据牛顿运动定律有
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