辽宁省2024届高三上学期物理模拟试题试卷
考生请注意:
1.答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内,不得在试卷上作任何标记。
2.第一部分选择题每小题选出答案后,需将答案写在试卷指定的括号内,第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24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、2018年11月6日,中国空间站“天和号”以1:1实物形式(工艺验证舱)亮相珠海航展,它将作为未来“天宫号”空间站的核心舱.计划于2022年左右建成的空间站在高度为400~450km(约为地球同步卫星高度的九分之一)的轨道上绕地球做匀速圆周运动,则下列说法正确的是
A.空间站运行的加速度等于地球同步卫星运行的加速度
B.空间站运行的速度约等于地球同步卫星运行速度的3倍
C.空间站运行的周期大于地球的自转周期
D.空间站运行的角速度大于地球自转的角速度
2、惯性制导系统的原理如图所示。沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一个质量为的滑块,滑块的两侧分别与劲度系数均为的弹簧相连,两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原来静止,弹簧处于自然长度。滑块上有指针,可通过标尺测出滑块的位移,然后通过控制系统进行制导。设某段时间内导弹沿水平方向运动,指针向左偏离点的距离为,则这段时间内导弹的加速度( )
A.方向向左,大小为
B.方向向右,大小为
C.方向向右,大小为
D.方向向左,大小为
3、科幻电影《流浪地球》讲述了这样的故事:太阳即将毁灭,人类在地球上建造出巨大的推进器,使地球经历了停止自转、加速逃逸、匀速滑行、减速入轨等阶段,最后成为比邻星的一颗行星。假设若干年后,地球流浪成功。设比邻星的质量为太阳质量的,地球质量在流浪过程中损失了,地球绕比邻星运行的轨道半径为地球绕太阳运行轨道半径的,则地球绕比邻星运行与绕太阳运行相比较,下列关系正确的是( )
A.公转周期之比为
B.向心加速度之比为
C.动能之比为
D.万有引力之比为
4、如图所示,一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行,在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动.下列说法正确的是: ( )
A.不论在轨道1还是轨道2运行,卫星在P点的速度都相同
B.不论在轨道1还是轨道2运行,卫星在P点的加速度都相同
C.卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度
D.卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量(动量P=mv,v为瞬时速度)
5、据悉我国计划于2022年左右建成天宫空间站,它离地面高度为400~450 km的轨道上绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径大约为地球同步卫星轨道半径的六分之一,则下列说法正确的是( )
A.空间站运行的加速度等于地球同步卫星运行的加速度的6倍
B.空间站运行的速度约等于地球同步卫星运行速度的倍
C.空间站运行的周期等于地球的自转周期
D.空间站运行的角速度小于地球自转的角速度
6、下列单位中属于国际单位制(SI)基本单位的是( )
A.牛顿 B.焦耳 C.千克 D.库仑
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、如图所示,一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B,跨过固定于斜面体顶端的小滑轮O,倾角为θ=30°的斜面体置于水平地面上,A的质量为m,B的质量为4m。开始时,用手托住A,使OA段绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力),OB绳平行于斜面,此时B静止不动。将A由静止释放,在其下摆过程中,斜面体始终保持静止。下列判断中正确的是( )
A.B受到的摩擦力先减小后增大
B.A下摆的过程中,绳的最大拉力为3mg
C.A的机械能守恒
D.A的机械能不守恒,A、B系统的机械能守恒
8、关于气体的性质及热力学定律,下列说法正确的是( )
A.气体压强本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
B.气体的温度越高,分子热运动就越剧烈,所有分子的速率都增大
C.一定质量的理想气体,压强不变,温度升高时,分子间的平均距离一定增大
D.气体的扩散现象说明涉及热现象的宏观过程具有方向性
E.外界对气体做正功,气体的内能一定增加
9、如图所示,一由玻璃制成的直角三棱镜ABC,其中AB=AC,该三棱镜对红光的折射率大于。一束平行于BC边的白光射到AB面上。光束先在AB面折射后射到BC面上,接着又从AC面射出。下列说法正确的是________。
A.各色光在AB面的折射角都小于30°
B.各色光在BC面的入射角都大于45°
C.有的色光可能不在BC面发生全反射
D.从AC面射出的有色光束中红光在最上方
E. 从AC面射出的光束一定平行于BC边
10、一质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用.此后,该质点的动能可能( )
A.一直增大
B.先逐渐减小至零,再逐渐增大
C.先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小
D.先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11.(6分)测量物块(视为质点)与平板之间动摩擦因数的实验装置如图所示。是四分之一的光滑的固定圆弧轨道,圆弧轨道上表面与水平固定的平板的上表面相切、点在水平地面上的垂直投影为。重力加速度为。实验步骤如下:
A.用天平称得物块的质量为;
B.测得轨道的半径为、的长度为和的高度为;
C.将物块从点由静止释放,在物块落地处标记其落地点;
D.重复步骤,共做5次;
E.将5个落地点用一个尽量小的圆围住,用米尺测量其圆心到的距离。
则物块到达点时的动能__________;在物块从点运动到点的过程中,物块克服摩擦力做的功_______;物块与平板的上表面之间的动摩擦因数______。
12.(12分)小张同学利用“插针法”测定玻璃的折射率.
(1)小张将玻璃砖从盒子拿出放到白纸上,图示操作较为规范与合理的是____________.
(2)小张发现玻璃砖上下表面不一样,一面是光滑的,一面是磨砂的,小张要将玻璃砖选择_______(填“磨砂的面”或“光滑的面”)与白纸接触的放置方法进行实验较为合理.
(3)小张正确操作插好了4枚大头针,如图所示,请帮助小张画出正确的光路图____.然后进行测量和计算,得出该玻璃砖的折射率n=__________(保留3位有效数字)
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13.(10分)粗细均匀的U形管中装有水银,左管上端开口与大气相连,右管上端封闭,如图所示。开始时两管内水银柱等高,两管内空气(可视为理想气体)柱长均为l=90 cm,此时两管内空气柱温度均为27℃,外界大气压为p0=76 cmHg。现在左管上端开口处缓慢注入水银压缩空气柱,直至右管内水银面上升10 cm,在注入水银过程中,左管内温度缓慢下降到–23℃,右管内温度保持在27℃。求:
(i)注入水银柱的长度;
(ii)左管注入的水银柱上表面离左管开口的距离。
14.(16分)如图甲所示,A车原来临时停在一水平路面上,B车在后面匀速向A车靠近,A车司机发现后启动A车,以A车司机发现B车为计时起点(t=0),A、B两车的v-t图象如图乙所示.已知B车在第1s内与A车的距离缩短了x1=12m.
(1)求B车运动的速度vB和A车的加速度a的大小;
(2)若A、B两车不会相撞,则A车司机发现B车时(t=0)两车的距离x0应满足什么条件?
15.(12分)图示为某一柱状透明体的截面图,半径为R的圆弧面AB与透明体的侧面AD、BD分别相切于A、B两点,P点在AD上且AP=R。现有一细束单色光从P点垂直AD面射入透明体,射到圆弧面AB时恰好发生全反射,第一次从F点射出透明体。已知光在真空中的速度大小为c。求:
(1)透明体的折射率n以及从F点射出透明体时的折射角r的正弦值;
(2)单色光从P点射入到从F点射出透明体所用的时间t。
参考答案
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24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、D
【解析】
根据来判断空间站运动的速度、加速度、角速度以及周期的大小
【详解】
ACD、根据 可知半径越大,周期越大,而加速度、线速度、角速度都在减小,故AC错;D对;
B、题目中给的是高度约为地球同步卫星高度的九分之一,那半径就不是九分之一的关系,所以空间站运行的速度不等于地球同步卫星运行速度的3倍,故B错;
故选D
【点睛】
本题比较简单,但如果不仔细读题的话就会做错B选项,所以在做题过程中仔细审题是非常关键的.
2、C
【解析】
导弹的速度与制导系统的速度始终相等,则其加速度相等。滑块受到左、右两侧弹簧的弹力方向均向右,大小均为。则合力方向向右,加速度方向向右。由牛顿第二定律得
解得
故ABD错误,C正确。
故选C。
3、C
【解析】
A.万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得
解得
故
故A错误;
B.万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得
解得
故
故B错误;
C.万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得
动能
代入数据计算解得动能之比为
故C正确;
D.万有引力
代入数据计算解得
故D错误。
故选C。
4、B
【解析】
从轨道1变轨到轨道2,需要加速逃逸,故A错误;根据公式可得:,故只要到地心距离相同,加速度就相同,卫星在椭圆轨道1绕地球E运行,到地心距离变化,运动过程中的加速度在变化,B正确C错误;卫星在轨道2做匀速圆周运动,运动过程中的速度方向时刻在变,所以动量方向不同,D错误.
5、B
【解析】
ABC.设空间站运行的半径为R1,地球同步卫星半径为R2,由
得加速度为
线速度为
周期为
由于半径之比
则有加速度之比为
a1:a2=36:1
线速度之比为
v1:v2=:1
周期之比为
T1:T2=1:6
故AC错误,B正确;
D.由于地球自转的角速度等于地球同步卫星的角速度,故可以得到空间站运行的角速度大于地球自转的角速度,故D错误。
故选B。
6、C
【解析】
国际单位制基本单位一共只有七个。据此判断即可。
【详解】
ABD.牛顿、焦耳和库伦都是国际单位制中力学的导出单位,ABD不符合题意.
C.千克是质量单位,是国际单位制中力学的基本单位,C符合题意.
故选C。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、ABC
【解析】
AB.开始时B物块静止,轻绳无拉力作用,根据受力平衡:
方向沿斜面向上,小球A从静止开始摆到最低点时,以O点为圆心做圆周运动,应用动能定理:
落到最低点,根据牛顿第二定律:
解得A球下落过程中绳子的最大拉力:
此时对B物块受力分析得:
解得B物块受到的静摩擦力:
方向沿斜面向下,所以B物块在A球下落过程中,所受静摩擦力先减小为0,然后反向增大,AB正确;
CD.A球的机械能由重力势能和动能构成,下落过程中只有重力做功,A球机械能守恒,同理,A、B系统也只有A球的重力做功,所以A、B系统的机械能守恒,C正确,D错误。
故选ABC。
8、ACD
【解析】
A.气体压强是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的作用,所以其本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力,所以A正确;
B.物体的温度越高,分子的平均动能就越大。分子的平均动能大,并不是每个分子动能都增大,也有个别分子的动能减小,所以B错误;
C.根据理想气体状态方程
可知,一定质量的理想气体,压强不变时,温度升高时,体积增加,故分子间的平均距离一定增大,所以C正确;
D.气体的扩散现象说明涉及热现象的宏观过程具有方向性,所以D正确;
E.外界对气体做功
由于不知道气体是吸热还是放热,根据热力学第一定律
无法确定气体的内能增加还是减小,故E错误。
故选ACD。
9、ABE
【解析】
由临界角的范围,由临界角公式求出折射率的范围,从而确定各色光的折射角大小,根据临界角的性质确定能否发生发全射,并根据几何关系和折射定律确定各色光的位置。
【详解】
设光在AB面的折射角为α,由折射定律知,,解得sin α<,即各色光在AB面的折射角都小于30°,故A正确;由几何关系知,各色光射向BC面时,入射角都大于45°,故B正确;由临界角公式sin θ=1/n知,各色光全反射的临界角都小于45°,各色光都在BC面发生全反射,故C错误;从AC面射出的光束一定平行于BC边,由于红光射向BC面时的入射角最大,故红光射到AC面时处于最下方,故E正确,D错误。故选ABE。
10、ABD
【解析】
试题分析:一质点开始时做匀速直线运动,说明质点所受合力为0,从某时刻起受到一恒力作用,这个恒力就是质点的合力.
根据这个恒力与速度的方向关系确定质点动能的变化情况.
解:A、如果恒力与运动方向相同,那么质点做匀加速运动,动能一直变大,故A正确.
B、如果恒力与运动方向相反,那么质点先做匀减速运动,速度减到0,质点在恒力作用下沿着恒力方向做匀加速运动,动能再逐渐增大.故B正确.
C、如果恒力方向与原来运动方向不在同一直线上,那么将速度沿恒力方向所在直线和垂直恒力方向分解,其中恒力与一个速度方向相同,这个方向速度就会增加,另一个方向速度不变,那么合速度就会增加,不会减小.故C错误.
D、如果恒力方向与原来运动方向不在同一直线上,那么将速度沿恒力方向所在直线和垂直恒力方向分解,其中恒力与一个速度方向相反,这个方向速度就会减小,另一个方向速度不变,那么合速度就会减小,当恒力方向速度减到0时,另一个方向还有速度,所以速度到最小值时不为0,然后恒力方向速度又会增加,合速度又在增加,即动能增大.故D正确.
故选ABD.
【点评】对于直线运动,判断速度增加还是减小,我们就看加速度的方向和速度的方向.
对于受恒力作用的曲线运动,我们可以将速度分解到恒力方向和垂直恒力方向,再去研究.
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11、
【解析】
[1]从A到B,由动能定理得:
mgR=EKB-0,
则物块到达B时的动能:
EKB=mgR,
离开C后,物块做平抛运动,水平方向:
x=vCt,
竖直方向:
,
物块在C点的动能,联立可得:
;
[2][3]由B到C过程中,由动能定理得:
,
B到C过程中,克服摩擦力做的功:
可得:
。
12、B 磨砂的面 1.53
【解析】
光学镜面及光学玻璃面均不能用手触碰;根据实验原理,运用插针法,确定入射光线和折射光线.
【详解】
(1)玻璃砖的光学面不能用手直接接触,接触面的污渍会影响接触面的平整,进而影响折射率的测定,B正确;
(2)为了不影响观察实验,应使得磨砂面接触纸面;
(3)光路图如图所示:
设方格纸上小正方形的边长为,光线的入射角为,折射角为,则,,所以该玻璃砖的折射率
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、(i)42cm;(ii)62cm。
【解析】
(i)只对右管封闭气体研究,发生了等温变化
(ii)左管注入的水银柱上表面离左管开口的距离
14、 (1)12m/s,3m/s2 (2)x0>36m
【解析】
(1)在时A车刚启动,两车间缩短的距离:
代入数据解得B车的速度:
A车的加速度:
将和其余数据代入解得A车的加速度大小:
(2)两车的速度达到相等时,两车的距离达到最小,对应于图像的时刻,此时两车已发生的相对位移为梯形的面积,则:
解得,因此,若A、B两车不会相撞,则两车的距离应满足条件:
15、 (1) ,(2)
【解析】
透明体中的光路如图所示:
(1)光射到圆弧面AB上的E点时恰好发生全反射,设临界角为θ,则
sinθ=
sinθ==
解得
θ=,n=
△EFG为正三角形,光射到BD面的入射角
根据折射定律有n=,
解得
sinr=。
(2)
=R-R
==R-Rcosθ
光在透明体中传播的路程
L=+=R
t=
n=
解得
t=。2023-2024学年辽宁省高三上学期物理模拟试题
考生请注意:
1.答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内,不得在试卷上作任何标记。
2.第一部分选择题每小题选出答案后,需将答案写在试卷指定的括号内,第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24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、如图甲所示,理想变压器原线圈匝数n=200匝,副线圈匝数n2=100匝,交流电压表和交流电流表均为理想电表,两个电阻R的阻值均为125Ω,图乙为原线圈两端的输入电压与时间的关系图象,下列说法正确的是( )
A.通过电阻的交流电频率为100Hz
B.电压表的示数为250V
C.电流表的示数为0.25A
D.每个电阻R两端电压最大值为
2、关于原子核及其变化,下列说法中正确的是( )
A.衰变和裂变都能自发的发生
B.β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
C.升高温度可以使放射性元素的半衰期缩短
D.同种放射性元素在化合物中的半衰期与单质中的半衰期相等
3、如图所示,一固定的细直杆与水平面的夹角为α=15°,一个质量忽略不计的小轻环C套在直杆上,一根轻质细线的两端分别固定于直杆上的A、B两点,细线依次穿过小环甲、小轻环C和小环乙,且小环甲和小环乙分居在小轻环C的两侧.调节A、B间细线的长度,当系统处于静止状态时β=45°.不计一切摩擦.设小环甲的质量为m1,小环乙的质量为m2,则m1∶m2等于( )
A.tan 15° B.tan 30° C.tan 60° D.tan 75°
4、下列说法正确的是____________
A.β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流
B.一个氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时,最多能产生3个不同频率的光子
C.用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期
D.原子核经过衰变生成新核,则新核的质量总等于原核的质量
5、伽利略在研究力和运动的关系的时候,用两个对接的斜面,一个斜面固定,让小球从斜面上滚下,又滚上另一个倾角可以改变的斜面,斜面倾角逐渐改变至零,如图所示.伽利略设计这个实验的目的是为了说明( )
A.如果没有摩擦,小球将运动到与释放时相同的高度
B.如果没有摩擦,物体运动过程中机械能守恒
C.维持物体做匀速直线运动并不需要力
D.如果物体不受到力,就不会运动
6、我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”目前建设顺利,预计2020年投入运行,开展相关科学实验。该装置以氢、氘气体为“燃料”,通过将其注入装置并击穿、“打碎”产生近堆芯级别的等离子体,来模拟核聚变反应。若已知H的质量为m1H的质量为m2,He的质量为m3,n质量为m4,关于下列核反应方程,下列说法中正确的是( )
A.He+n是热核反应,其中x=2
B.HeO+H是热核反应,其中x=1
C.B+He是人工转变,其中x=1
D.SrXe+n是裂变反应,其中x=8
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、如图所示,水平面(未画出)内固定一绝缘轨道ABCD,直轨道AB与半径为R的圆弧轨道相切于B点,圆弧轨道的圆心为O,直径CD//AB。整个装置处于方向平行AB、电场强度大小为E的匀强电场中。一质量为m、电荷量为q的带正电小球从A点由静止释放后沿直轨道AB下滑。记A、B两点间的距离为d。一切摩擦不计。下列说法正确的是( )
A.小球到达C点时的速度最大,且此时电场力的功率最大
B.若d=2R,则小球通过C点时对轨道的压力大小为7qE
C.若d=R,则小球恰好能通过D点
D.无论如何调整d的值都不可能使小球从D点脱离轨道后恰好落到B处
8、如图所示,点为一粒子源,可以产生某种质量为电荷量为的带正电粒子,粒子从静止开始经两板间的加速电场加速后从点沿纸面以与成角的方向射入正方形匀强磁场区域内,磁场的磁感应强度为,方向垂直于纸面向里,正方形边长为,点是边的中点,不计粒子的重力以及粒子间的相互作用,则下列说法正确的是( )
A.若加速电压为时,粒子全部从边离开磁场
B.若加速电压为时,粒子全部从边离开磁场
C.若加速电压为时,粒子全部从边离开磁场
D.若加速电压由变为时,粒子在磁场中运动时间变长
9、如图所示,a、b、c为三颗绕地球做圆周运动的人造卫星,轨迹如图。这三颗卫星的质量相同,下列说法正确的是( )
A.三颗卫星做圆周运动的圆心相同
B.三颗卫星受到地球的万有引力相同
C.a、b两颗卫星做圆周运动的角速度大小相等
D.a、c两颗卫星做圆周运动的周期相等
10、如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路.将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态.下列说法正确的是( )
A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向
C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向
D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11.(6分)某同学用打点计时器测量做匀速直线运动的物体的加速度,电源频率f=50Hz,在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个技术点,因保存不当,纸带被污染,如图1所示,A、B、C、D是本次排练的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:SA=16.6mm、 SB=126.5mm、SD=624.5 mm。
若无法再做实验,可由以上信息推知:
(1)相邻两计数点的时间间隔为_________s;
(2)打 C点时物体的速度大小为_________m/s(取2位有效数字)
(3)物体的加速度大小为________(用SA、SB、SD和f表示)
12.(12分)某实验小组设计了如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,其主要步骤如下:
(1)物块P、Q用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,P底端固定了一竖直宽度为d的轻质遮光条。托住P,使系统处于静止状态(如图所示),用刻度尺测出遮光条所在位置A与固定在铁架台上的光电门B之间的高度h。
(2)现将物块P从图示位置由静止释放,记下遮光条通过光电门的时间为t,则遮光条通过光电门时的速度大小v=___________。
(3)己知当地的重力加速度为g,为了验证机械能守恒定律,还需测量的物理量是_________(用相应的文字及字母表示)。
(4)利用上述测量的实验数据,验证机械能守恒定律的表达式是_________。
(5)改变高度h,重复实验,描绘出v2-h图象,该图象的斜率为k。在实验误差允许范围内,若k= _________,则验证了机械能守恒定律。
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13.(10分)如图所示,两根相距L=1 m的足够长的光滑金属导轨,一组导轨水平,另一组导轨与水平面成37°角,拐角处连接一阻值R=1 Ω的电阻.质量均为m=2 kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,导轨电阻不计,两杆的电阻均为R=1 Ω.整个装置处于磁感应强度大小B=1 T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中.当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时,cd杆静止.g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
(1)水平拉力的功率;
(2)现让cd杆静止,求撤去拉力后ab杆产生的焦耳热
14.(16分)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿轴正向和负向传播,波速度均为.两列波在时的波形曲线如图所示,求:
(1)时,介质中偏离平衡位置位移为的所有质点的坐标;
(2)从开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为的质点的时间.
15.(12分)如图所示,两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距为l,导轨上端接有电阻R和一个理想电流表,导轨电阻忽略不计。导轨下部的匀强磁场区域有虚线所示的水平上边界,磁场方向垂直于金属导轨平面向外。质量为m、电阻为r的金属杆MN,从距磁场上边界h处由静止开始沿着金属导轨下落,金属杆进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I。金属杆下落过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知重力加速度为g,不计空气阻力。求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)电流稳定后金属杆运动速度的大小;
(3)金属杆刚进入磁场时,M、N两端的电压大小。
参考答案
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24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、C
【解析】
A.由图乙知T= 0.02s,则=50Hz,变压器不改变交流电的频率,所以输出交流电的频率仍为50Hz,A错误;
B.由可知,电压表的示数
125V
B错误;
C.由于电压表
0.5A
又,则电流表的示数
0.25A
C正确;
D.每个电阻R两端电压最大值为
UmR=0.5×125×=V
D错误。
故选C.
2、D
【解析】
A.衰变能自发发生,裂变不能自发发生,A错误;
B.衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程,所以电子不是原子核的组成部分,B错误;
CD.元素原子核的半衰期是由元素本身决定,与元素所处的物理和化学状态无关,C错误,D正确。
故选D。
3、C
【解析】
试题分析:小球C为轻环,重力不计,受两边细线的拉力的合力与杆垂直,C环与乙环的连线与竖直方向的夹角为600,C环与甲环的连线与竖直方向的夹角为300,A点与甲环的连线与竖直方向的夹角为300,
乙环与B点的连线与竖直方向的夹角为600,根据平衡条件,对甲环:,对乙环有:,得,故选C.
【名师点睛】小球C为轻环,受两边细线的拉力的合力与杆垂直,可以根据平衡条件得到A段与竖直方向的夹角,然后分别对甲环和乙环进行受力分析,根据平衡条件并结合力的合成和分解列式求解.
考点:共点力的平衡条件的应用、弹力.
4、C
【解析】
试题分析:β衰变的电子是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子,电子释放出来,不是来自核外电子,A错误;一个氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时,最多产生两种不同频率的光子,但是若是大量氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时,最多可产生3种不同频率的光子,B错误;原子核的半衰期与外界因素无关,C正确;原子核经过衰变生成新核,需要释放出射线,质量减小,D错误;
考点:考查了原子衰变,氢原子跃迁
5、C
【解析】
本题考查了伽利略斜面实验的物理意义,伽利略通过“理想斜面实验”推翻了力是维持运动的原因的错误观点.
【详解】
伽利略的理想斜面实验证明了:运动不需力来维持,物体不受外力作用时,总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态,故ABD错误,C正确.故选C.
【点睛】
伽利略“理想斜面实验”在物理上有着重要意义,伽利略第一个把实验引入物理,标志着物理学的真正开始.
6、C
【解析】
A.He+n是热核反应,根据核电荷数守恒和质量守恒可知,其中x=1,A错误;
B.HeO+H是人工转变,其中x=1,B错误;
C.B+He是人工转变,其中x=1,C正确;
D.SrXe+n是裂变反应,根据核反应前后电荷数守恒和质量数守恒知x=10,故D错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、BD
【解析】
A.小球到达C点时,其所受电场力的方向与速度方向垂直,电场力的功率为零,故A错误;
B.当d=2R时,根据动能定理有
小球通过C点时有
解得
N=7qE
根据牛顿第三定律可知,此时小球对轨道的压力大小为7qE,故B正确;
C.若小球恰好能通过D点,则有
又由动能定理有
解得
故C错误;
D.当小球恰好能通过D点时,小球从D点离开的速度最小。小球离开D点后做类平抛运动,有
解得
由于
x>R
故小球从D点脱离轨道后不可能落到B处,故D正确。
故选BD。
8、AC
【解析】
A.当粒子的轨迹与边相切时,如图①轨迹所示,设此时粒子轨道半径为,由几何关系得
得
在磁场中做匀速圆周运动时洛伦兹力提供向心力
粒子在电场中加速过程根据动能定理
以上各式联立解得粒子轨迹与边相切时加速电压为
当粒子的轨迹与边相切时,如图②轨迹所示,由几何关系可得此时的半径为
同理求得此时的加速电压为
当粒子的轨迹与边相切时,如图③轨迹所示,由几何关系可得此时的半径为
同理求得此时的加速电压为
当加速电压为大于临界电压时,则粒子全部从边离开磁场,故A正确;
B.当加速电压为时
粒子从边离开磁场,故B错误;
C.当加速电压为时
所以粒子从边离开磁场,故C正确;
D.加速电压为和时均小于临界电压,则粒子从边离开磁场,轨迹如图④所示,根据对称性得轨迹的圆心角为,运动时间都为
故D错误。
故选AC。
9、AC
【解析】
A.三颗卫星做圆周运动的圆心都是地心,是相同的,A正确;
B.三颗卫星的质量相同,但轨道半径不同,所受到地球的万有引力不相同,B错误;
C.根据万有引力充当向心力,得
,
解得:
,
a、b两颗卫星的轨道半径相等,所以做圆周运动的角速度大小相等,C正确;
D.根据:
,
可得
,
a、c两颗卫星轨道半径不同,所以做圆周运动的周期不相等,D错误。
故选AC。
10、AD
【解析】
A.断出直导线中电流方向为由南向北,由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向里,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动,A正确;
BC.开关闭合并保持一段时间后,左侧线圈中磁通量不变,线圈中感应电动势和感应电流为零,直导线中电流为零,小磁针恢复到原来状态, BC错误;
D.开关闭合并保持一段时间后再断开后的瞬间,左侧的线圈中磁通量变化,产生感应电动势和感应电流,由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由北向南,由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向外,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动,D正确.
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11、0.1 2.5
【解析】
考查实验“用打点计时器测量做匀速直线运动的物体的加速度”。
【详解】
(1)[1].电源的频率为50Hz,知每隔0.02s打一个点,每隔4个点取1个计数点,可知相邻两计数点,每隔4个点取1个计数点,可知相邻两计数点的时间间隔为0.1s;
(2)[2].C点的瞬时速度等于BD段的平均速度,则
;
(3)[3].匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以均匀增大,有:
。
12、 P的质量M,Q的质量m (M-m)gh=
【解析】
(1)[1]光电门的遮光条挡住光的时间极短,则平均速度可作为瞬时速度,有:
;
(2)[2]两物块和轻绳构成的系统,只有重力做功,机械能守恒:
故要验证机械能守恒还需要测量P的质量M、Q的质量m;
(3)[3]将光电门所测速度带入表达式:
则验证机械能守恒的表达式为:
;
(4)[4]将验证表达式变形为:
若在误差允许的范围内,系统满足机械能守恒定律,图像将是一条过原点的倾斜直线,其斜率为:
。
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1)864 W (2)864 J
【解析】
(1)根据安培力公式与平衡条件求出电流,然后又E=BLv求出电动势,应用欧姆定律求出金属杆的速度,由平衡条件求出水平拉力,然后应用P=Fv求出拉力的功率.
(2)由能量守恒定律求出产生的热量,然后应用焦耳定律求出ab杆产生的焦耳热.
【详解】
(1)cd杆静止,由平衡条件可得mgsin θ=BIL,
解得I=12 A
由闭合电路欧姆定律得2I=,得v=36 m/s
水平拉力F=2BIL=24 N,
水平拉力的功率P=Fv=864 W
(2)撤去外力后ab杆在安培力作用下做减速运动,安培力做负功,先将棒的动能转化为电能,再通过电流做功将电能转化为整个电路产生的焦耳热,即焦耳热等于杆的动能的减小量,有Q=ΔEk=mv2=1296 J
而Q=I′2·R·t,
ab杆产生的焦耳热Q′=I′2·R·t,
所以Q′=Q=864 J.
【点睛】
本题是电磁感应与电路、力学相结合的综合题,分析清楚运动过程,应用E=BLv、安培力公式、欧姆定律、功率公式与焦耳定律可以解题.
14、 (1) (2)t=0.1s
【解析】
(1)根据两列波的振幅都为,偏离平衡位置位移为16的的质点即为两列波的波峰相遇.
设质点坐标为
根据波形图可知,甲乙的波长分别为,
则甲乙两列波的波峰坐标分别为
综上,所有波峰和波峰相遇的质点坐标为
整理可得
(ii)偏离平衡位置位移为是两列波的波谷相遇的点,
时,波谷之差
整理可得
波谷之间最小的距离为
两列波相向传播,相对速度为
所以出现偏离平衡位置位移为的最短时间
15、 (1);(2);(3)
【解析】
(1)电流稳定后,导体棒做匀速运动,则有
解得磁感应强度为
(2)设电流稳定后导体棒做匀速运动的速度为,则有
感应电动势
感应电流
解得
(3)金属杆在进入磁场前,机械能守恒,设进入磁场时的速度为,则由机械能守恒定律,则有
此时的电动势
感应电流
、两端的电压
解得辽宁省2023-2024学年高三上学期物理模拟考试
注意事项:
1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24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、如图所示,在一个粗糙水平面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。由静止释放后,两个物块向相反方向运动,并最终停止。在物块的运动过程中,下列表述正确的是
A.物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力 B.库仑力对两物块做的功相等
C.最终,两个物块的电势能总和不变 D.最终,系统产生的内能等于库仑力做的总功
2、如图,S1、S2是振幅均为A的两个水波波源,某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示。则
A.两列波在相遇区域发生干涉
B.a处质点振动始终减弱,b、c处质点振动始终加强
C.此时a、b、c处各质点的位移是:xa=0,xb=-2A,xc=2A
D.a、b、c处各质点随着水波飘向远处
3、如图所示,内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上,碗口保持水平.A球、C球与B球分别用两根轻质细线连接,当系统保持静止时,B球对碗壁刚好无压力,图中θ=30 ,则A球、C球的质量之比为( )
A.1:2 B.2:1 C.1: D.:1
4、一列简谐横波沿x轴正向传播,某时刻的波形如图所示。在波继续传播一个波长的时间内,下列图中能正确描述x=2m处的质点受到的回复力与其位移的关系的是( )
A. B.
C. D.
5、如图所示,粗糙水平地面上用拉力F使木箱沿地面做匀速直线运动.设F的方向与水平面夹角θ从0°逐渐增大到90°的过程中,木箱的速度和动摩擦因数都保持不变,则F的功率( )
A.一直增大 B.先减小后增大 C.先增大后减小 D.一直减小
6、甲、乙两个同学打乒乓球,某次动作中,甲同学持拍的拍面与水平方向成45°角,乙同学持拍的拍面与水平方向成30°角,如图所示.设乒乓球击打拍面时速度方向与拍面垂直,且乒乓球每次击打球拍前、后的速度大小相等,不计空气阻力,则乒乓球击打甲的球拍的速度υ1与乒乓球击打乙的球拍的速度υ2之比为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、在某空间建立如图所示的平面直角坐标系,该空间有垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场和沿某个方向的匀强电场(图中均未画出)。一质量为m,带电荷量为的粒子(不计重力)从坐标原点O以初速度v沿x轴正方向射入该空间,粒子恰好能做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.匀强电场的电场强度大小为vB
B.电场强度方向沿y轴负方向
C.若磁场的方向沿x轴负方向,粒子也能做匀速直线运动
D.若只改变磁场的方向,粒子不可能做匀变速直线运动
8、示波器的核心部件是示波管,示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,其原理图如图甲所示。下列说法正确的是( )
A.如果仅在XX′之间加不变的电压(X正X′负),在荧光屏的正Y轴上将出现一个亮斑
B.如果仅在XX′之间加图乙所示的电压,在荧光屏上会看到X轴上一条水平的亮线
C.如果在XX′之间加不变的电压(X正X′负),在YY′之间加图丙所示的电压,在荧光屏上会看到一条与Y轴平行的竖直亮线(在Ⅱ、Ⅲ象限)
D.如果在XX′之间加图乙所示的电压,在YY′之间加图丙所示的电压,在荧光屏上看到的亮线是正弦曲线
9、如图,MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨,其间距为L,导轨弯曲部分光滑,平直部分粗糙,固定在水平面上,右端接一个阻值为R的定值电阻,平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场,质量为m、电阻也为R的金属棒从高为h 处由静止释放,到达磁场右边界处恰好停止.己知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ,金属棒与导轨间接触良好,则金属棒穿过磁场区域的过程中( )
(重力加速度为g)
A.金属棒克服安培力做的功等于金属棒产生的焦耳热
B.金属棒克服安培力做的功为mgh
C.金属棒产生的电热为
D.金属棒运动的时间为
10、情形 1:如图,两列水波波源S1和S2的振幅分别为2A和A,某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示。情形 2:在杨氏双缝实验中,若两缝之间的距离稍微加大,其他条件不变,则干涉条纹将如何变?情形 3:用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时,在光屏上得到衍射图形,它们的特征是( )
A.情形1中两列波在相遇区域发生干涉
B.情形1中此刻A点和B点的位移大小分别是A和3A
C.情形2中干涉条纹将变密
D.情形3中中央均为亮点的同心圆形条纹
E.情形3中用小圆盘时中央是暗的,用小圆孔时中央是亮的
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11.(6分)如图甲,是“探究功与速度变化的关系”的实验装置,当质量为的小车,在1条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为;当用2条、3条完全相同的橡皮筋进行第2次、第3次实验时,由于每次实验中橡皮筋的拉伸长度相同,因此第2次、第3次实验中,橡皮筋对小车做的功分别为、,每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带求出。则:
(1)关于该实验,下列说法中正确的是__(填选项序号字母)。
A.必须平衡摩擦力
B.打点计时器可以用干电池供电
C.每次实验,小车必须从同一位置由静止释放
D.可以选用规格不相同的橡皮筋
(2)图乙为某次用1条橡皮筋实验打出的纸带,测得、、、、相邻两点间的距离分别为,,,,则小车获得的最大速度为__。如果用2条橡皮筋做实验,那么,在理论上,小车获得的最大动能为__(结果保留两位有效数字)。
12.(12分)某同学为验证机械能守恒定律设计了如图所示的实验,一钢球通过轻绳系在O点,由水平位置静止释放,用光电门测出小球经过某位置的时间,用刻度尺测出该位置与O点的高度差h。(已知重力加速度为g)
(1)为了完成实验还需测量的物理量有________(填正确答案标号)。
A.绳长l B.小球的质量m C.小球的直径d D.小球下落至光电门处的时间t
(2)正确测完需要的物理量后,验证机械能守恒定律的关系式是________________(用已知量和测量量的字母表示)。
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13.(10分)细管 AB 内壁光滑、厚度不计,加工成如图所示形状。长 L=0.5m 的 BD 段竖直,其 B 端与半径 R=0.3m 的光滑圆弧轨道平滑连接,P 点为圆弧轨道的最高点。CD 段是半径 R=0.3m 的四分之一圆弧,AC 段在水平面上。管中有两个可视为质点的小球 a、b, 质量分别为 ma=6kg、mb=2kg。最初 b 球静止在管内 AC 段某一位置,a 球以速度 v0 水平向右运动,与b 球发生弹性碰撞。重力加速度g 取10m/s2。
(1)若 v0=4m/s,求碰后 a、b 两球的速度大小:
(2)若 a 球恰好能运动到 B 点,求 v0的大小,并通过分析判断此情况下 b 球能否通过 P 点。
14.(16分)如图所示,直角坐标系Oxy位于竖直平面内,x轴与绝缘的水平面重合,在y轴右方有垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场.质量为m2=8×10-3kg的不带电小物块静止在原点O,A点距O点L=0.045m,质量m1=1×10-3kg的带电小物块以初速度v0=0.5m/s从A点水平向右运动,在O点与m2发生正碰并把部分电量转移到m2上,碰撞后m2的速度为0.1m/s,此后不再考虑m1、m2间的库仑力.已知电场强度E=40N/C,小物块m1与水平面的动摩擦因数为μ=0.1,取g=10m/s2,求:
(1)碰后m1的速度;
(2)若碰后m2做匀速圆周运动且恰好通过P点,OP与x轴的夹角θ=30°,OP长为Lop=0.4m,求磁感应强度B的大小;
(3)其它条件不变,若改变磁场磁感应强度的大小为B/使m2能与m1再次相碰,求B/的大小?
15.(12分)如图甲所示,弯折成90°角的两根足够长金题导轨平行放置,形成左右两导执平面,左导轨平面与水平面成53°角,右导轨平面与水平面成37°角,两导轨相距L=0.2m,电阻不计.质量均为m=0.1kg,电阻均为R=0.1Ω的金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,金属杆与导轨间的动摩擦因数均为μ=0.5,整个装置处于磁感应强度大小为B=1.0T,方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中.t=0时刻开始,ab杆以初速度v1沿右导轨平面下滑,t=ls时刻开始,对ab杆施加一垂直ab杆且平行右导轨平面向下的力F,使ab开始作匀加速直线运动.cd杆运动的v-t图象如图乙所示(其中第1s、第3s内图线为直线).若两杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)在第1秒内cd杆受到的安培力的大小
(2)ab杆的初速度v1
(3)若第2s内力F所做的功为9J,求第2s内cd杆所产生的焦耳热
参考答案
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24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、D
【解析】
A.开始阶段,库仑力大于物块的摩擦力,物块做加速运动;当库仑力小于摩擦力后,物块做减速运动,故A错误;
B.物体之间的库仑力都做正功,且它们的库仑力大小相等,质量较小的物体所受摩擦力也较小,所以质量小的物体位移较大,则库仑力做功较多一些,故B错误。
C.在运动过程中,电场力对两带电体做正功,两物体的电势能减小,故C错误;
D.两物块之间存在库仑斥力,对物块做正功,而摩擦阻力做负功,由于从静止到停止,根据动能定理可知,受到的库仑力做的功等于摩擦生热。故D正确。
故选D。
2、C
【解析】
A.图中两列波的波长不同;波速由介质决定,是相同的;根据,频率不同,两列波不会干涉,只是叠加,A错误;
B.两列波不能产生稳定的干涉,所以振动不是始终加强或减弱的,B错误;
C.波叠加时,各个质点的位移等于各个波单独传播时引起位移的矢量和,故
,,,
C正确;
D.波传播时,各个质点只是在平衡位置附近做振动,D错误;
故选C。
3、C
【解析】
B球对碗壁刚好无压力,则根据几何知识分析可得B球所在位置两线的夹角为90°,以B球为研究对象,进行受力分析,水平方向所受合力为零,由此可知
A.1:2,与结论不相符,选项A错误;
B.2:1,与结论不相符,选项B错误;
C.1: ,与结论相符,选项C正确;
D.:1,与结论不相符,选项D错误;
故选C.
考点:考查受力平衡的分析
点评:本题难度较小,明确B球所在位置夹角为90°是本题求解的关键
4、A
【解析】
简谐横波对应的质点,回复力大小与位移大小成正比,回复力方向与位移方向相反。故A项正确,BCD三项错误。
5、D
【解析】
木箱的速度和动摩擦因数都保持不变,据平衡条件可得:
解得:
F的功率
θ从0°逐渐增大到90°的过程中,增大,F的功率一直减小,故D项正确,ABC三项错误。
6、C
【解析】
由题可知,乒乓球在甲与乙之间做斜上抛运动,根据斜上抛运动的特点可知,乒乓球在水平方向的分速度大小保持不变,竖直方向的分速度是不断变化的,由于乒乓球击打拍面时速度与拍面垂直,在甲处:;在乙处:;所以:=.故C正确,ABD错误
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、AD
【解析】
AB.粒子恰好能沿x轴正向做匀速直线运动,可知受电场力和洛伦兹力平衡,因洛伦兹力沿y轴负向,可知电场力沿y轴正向,且
qE=qvB
则
E=Bv
且方向沿y轴正方向,选项A正确,B错误;
C.若磁场的方向沿x轴负方向,则粒子不受洛伦兹力作用,粒子只在沿y轴正方向的电场力作用下不可能做匀速直线运动,选项C错误;
D.若只改变磁场的方向,则洛伦兹力与电场力不再平衡,则粒子将做变速曲线运动,不可能做匀变速直线运动,选项D正确;
故选AD.
8、BD
【解析】
A.如果仅在XX′之间加不变的电压(X正X′负),电子在两极间发生偏转,做类平抛运动,电子射出时沿垂直于板面的方向偏移为
电子离开电场的偏转角度为
则电子达到屏上距离中心的距离为
其中是极板到屏的垂直距离,即与U成正比,所加电压不变,电子的在光屏的位置不变,所以在荧光屏的正X轴上将出现一个亮斑,所以A错误;
B.如果仅在XX′之间加图乙所示的电压,所以电子只在X方向偏转,由图象可知,电压均匀增大,又与U成正比,所以亮点在X轴上均匀分布,所以在X轴上是一条水平的亮线,所以B正确;
C.如果在XX′之间加不变的电压(X正X′负),在YY′之间加图丙所示的电压,电子既要在X方向偏转,也要在Y方向偏转,由于XX′之间的电压不变,所以看到的也是一条平行与Y轴的亮线,在Ⅰ、Ⅳ象限,所以C错误;
D.如果在XX′之间加图乙所示的电压,在YY′之间加图丙所示的电压,电子既要在X方向偏转,也要在Y方向偏转,但在X轴方向均匀分布,所以看到的就是和图丙一样的正弦曲线,所以D正确。
故选BD。
9、CD
【解析】
根据功能关系知,金属棒克服安培力做的功等于金属棒以及电阻R上产生的焦耳热之和,故A错误.设金属棒克服安培力所做的功为W.对整个过程,由动能定理得 mgh-μmgd-W=0,得 W=mg(h-μd),故B错误.电路中产生的总的焦耳热Q=W= mg(h-μd),则属棒产生的电热为mg(h-μd),故C正确.金属棒在下滑过程中,其机械能守恒,由机械能守恒定律得:mgh=mv02,得.金属棒经过磁场通过某界面的电量为 ;根据动量定理: ,其中 ,解得 ,选项D正确;故选CD.
10、BCD
【解析】
A.由图看出,波源Sl形成的水波波长大于波源S2是形成的水波波长,两列波在同一介质中传播,波速相等,由波速公式v=λf得知,两列波的频率不等,不会形成干涉现象,但能发生叠加现象,故A错误;
B.根据两列水波波源S1和S2的振幅分别为2A和A,结合图可知,此时刻A点和B点的位移大小分别是A和3A,故B正确。
C.在杨氏双缝实验中,若两缝之间的距离稍微加大,其他条件不变,根据可知,则条纹间距减小,干涉条纹将变密集,选项C正确;
DE.情形3中小圆盘和小圆孔衍射均为中央亮点的同心圆形条纹,选项D正确,E错误。
故选BCD。
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11、AC 0.82 0.067
【解析】
(1)[1].A.为了保证小车的动能都是橡皮筋做功的结果,必须平衡摩擦力,长木板要适当的倾斜,故A正确。
B.打点计时器使用的是低压交流电源。故B错误;
C.根据实验原理可知,每次实验,小车必须从同一位置由静止弹出。故C正确。
D.根据实验原理可知,橡皮筋必须是相同的,故D错误。
故选AC
(2)[2][3].要测量最大速度,应该选用点迹恒定的部分。即应选用纸带的C、D、E部分进行测量,时间间隔为0.02s,最大速度:
如果用2条橡皮筋做实验,那么在理论上,小车获得的最大动能为
12、C
【解析】
(1)[1]系统机械能守恒时满足
又
解得
还需要测量的量是小球的直径d。
(2)[2]由(1)知成立时,小球机械能守恒。
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、(1)2m/s,6m/s(2)8m/s,能。
【解析】
(1)由于 a、b 的碰撞是弹性碰撞,碰撞过程中动量守恒
mav0=mava+mbvb
同时,碰撞过程中机械能也守恒
由以上两式可解得
(2) 在 a碰撞以后的运动过程中,a小球机械能守恒。若a恰好运动到B点,即到达B点时速度为 0
解得:
v1=4m/s
由(1)问中计算可知
解得:
v0=8m/s
同理也可求出b球碰撞以后的速度
假设 b球能上到P点,上升过程中机械能守恒
解得
若恰好能运动到P点
解得:
可得 v3>vP因此,b球能够通过 P点.
14、(1)0.4m/s,方向向左 (2)1T (3)0.25T
【解析】
试题分析:(1)m1与m2碰前速度为v1,由动能定理
-μm1gl=m1v-m1v
代入数据解得:v1=0.4 m/s
设v2=0.1 m/s,m1、m2正碰,由动量守恒有:
m1v1=m1v1′+m2v2
代入数据得:v1′=-0.4 m/s,方向水平向左
(2)m2恰好做匀速圆周运动,所以qE=m2g
得:q=2×10-3C
粒子由洛伦兹力提供向心力,设其做圆周运动的半径为R,则
qv2B=m2
轨迹如图,由几何关系有:R=lOP
解得:B=1 T
(3)当m2经过y轴时速度水平向左,离开电场后做平抛运动,m1碰后做匀减速运动.
m1匀减速运动至停,其平均速度为:
=v1′=0.2 m/s>v2=0.1 m/s
所以m2在m1停止后与其相碰
由牛顿第二定律有:f=μm1g=m1a
m1停止后离O点距离:s=
则m2平抛的时间:t=
平抛的高度:h=gt2
设m2做匀速圆周运动的半径为R′,由几何关系有:
R′=h
由qv2B′=
联立得:B′=0.25 T
考点:本题考查了带电粒子在磁场中运动和数形结合能力
15、(1)0.2N(2)1m/s(3)3J
【解析】
(1)对cd杆,由v-t图象得:
a1==4m/s2,
由牛顿第二定律得:mgsin53°-μ(mgcos53°+F安)=ma
解得:F安=0.2N
(2)对ab杆,感应电动势:E=BLv1
电流:
cd杆的安培力:F安=BIL
解得:v1=lm/s.
(3)由题意得第3s内cd的加速度:a2=-4m/s2
设2s时ab杆的速度为v2,对cd杆,由牛顿第二定律得:
mgsin53°-μ(mgcos53°+)=ma2
解得:v2=9m/s
有运动学知识得2s内ab杆的位移:
由动能定理得:WF+WG+Wf+W安=
又WF=9J
WG=mgx2sin37°
Wf=-μmgx2cos37°
-W安=2Qcd
解得:Qcd=3J
点睛:本题是电磁感应和图象结合的题目,分析清楚运动过程、合理的利用图象得到关键的加速度,再由牛顿第二定律和运动学公式及动能定理求解即可.