上海市黄浦区高二(下)期初学情调研测试物理试题
一、单选题
1.如图,在扇形区域AOB内存在垂直纸面向里的匀强磁场,O为圆心,OA与OB夹角为60°,OC为∠AOB的角平分线。带电粒子a沿AO方向以速度va从A点进入磁场,同时带电粒子b平行AO方向以速度vb从C点进入磁场,带电粒子a与带电粒子b同时从B点射出磁场,则两带电粒子比荷之比为( )
A. B. C. D.
2.下列说法中不正确的是()
A.电场强度为零的点,电势不一定为零
B.电容器所带的电荷量越多,电容越大
C.电场线是一条不闭合曲线,而磁感线是一条闭合曲线
D.电阻率是反映材料导电性能的物理量,电阻率越小,材料的导电性能越好
3.下列有关原子结构和原子核的认识,其中正确的是( )
A.γ射线是高速运动的电子流
B.氢原子辐射光子后,其绕核运动的电子动能减少
C.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变
D.的半衰期是5天,100克经过10天后还剩下25克
4.下列说法正确的是:
A.电子在核外绕核旋转,向心力为万有引力.
B.一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级,该氢原子吸收光子,能量增加.
C.根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型.
D.光电子的最大初动能随着入射光的强度增大而增大.
5.在2016年珠海航展上,中国航天科技集团公司五院展出了一项名为“可重复使用返回式空间环境利用卫星(简称可重复使用返回式卫星)”项目.该卫星填补了国际无人多次使用返回技术的空白.
据设计师刘欣介绍,可重复使用返回式卫星采用类似汽车刹车系统的着陆方式,即“降落伞+气囊”的精妙设计.降落伞相当于刹车系统,气囊则是缓冲装置,采用这种方法,可使它的着陆速度仅为传统返回式卫星的1/20,着陆冲击力相当于飞机着陆时的力度.通过这种方式,可确保该卫星重复往返天地15次以上.未来,这种卫星可能不仅仅用于空间科学实验,还将用于太空旅游等多个方面,如班车一样,来回运送旅客.
2017年6月28日,中国运载火箭技术研究院对外称,被业内誉为“快响动车”的长征十一号运载火箭(简称长十一火箭)这趟“太空班车”的发车时间将在2018年4月24日左右,将专送小卫星进入太空.
中国运载火箭技术研究院相关负责人介绍说,长十一火箭是运载火箭的新生力量,它是四级固体运载火箭,主要针对太阳同步轨道单星、多星、星座组网和补网提供快速发射服务;
长十一火箭主要针对太阳同步轨道单星、多星、星座组网和补网提供快速发射服务.若某次发射卫星时要将卫星直接送入绕地球的椭圆轨道II,其发射速度v应满足
A.v<7.9km/s B.v=7.9km/s C.7.9km/s<v<11.2km/s D.v>11.2km/s
6.“人工肺ecomo”呼吸机是治疗新冠肺炎重症的重要设备。呼吸机接在电压随时间变化的规律为u=220sin100πt(V)的交流电源上,正常工作时电流为5A,则( )
A.该交流电的频率为100Hz
B.该交流电每秒内电流方向变化50次
C.该呼吸机正常工作时电流的峰值为5A
D.该呼吸机正常工作时,1h消耗的电能为1.1度
7.如图所示的平面内,光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖,出射光为b、c两束单色光。下列说法正确的是( )
A.这是光的干涉现象
B.在真空中光束b的波长大于光束c的波长
C.玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率
D.在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度
8.如图所示,在平静的水面上有A、B两艘小船,A船的左侧是岸,在B船上站着一个人,人与B船的总质量是A船的10倍。两船开始时都处于静止状态,当人把A船以相对于地面的速度v向左推出,A船到达岸边时岸上的人马上以两倍原速率将A船推回,B船上的人接到A船后,再次把它以速度v向左推出……直到B船上的人不能再接到A船,忽略水的阻力,则B船上的人最多可以推船的次数为( )
A.8 B.7 C.6 D.9
9.某一列简谐横波在均匀介质中沿直线传播,、是传播方向上相距的两质点,波先传到,当波传到开始计时,、两质点的振动图像如图所示。则( )
A.质点开始振动的方向沿轴负方向 B.该波从传到的时间可能为
C.该波的传播速度可能为 D.该波的波长可能为
10.小明同学在周末参加文明城市建设推进活动,他从一个路口做匀速直线运动到另一路口做相关服务,停留一会儿后又做匀速直线运动返回出发点。那么在下列的位移---时间图像中,能够粗略地表示他运动过程的是( )
A. B.
C. D.
二、实验题
11.在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验中。
(1)如图所示为两种常用的打点计时器,其中工作电压需要交流220V的是____(选填“A”或“B”)
(2)某同学安装好实验器材进行实验,接通电源释放小车瞬间如图所示,请指出实验操作不足之处。____、__(至少指出两处)
(3)某同学在实验时,得到了一条纸带如图所示,从比较清晰的点起,每五个打印点取一个点作为计数点,分别标明0、1、2、3、4。量得x1=30.0mm,x2=36.0mm,x3=42.0mm,x4=48.0mm,则小车通过2点时的速度为____m/s,小车的加速度为____m/s2(计算结果均保留两位有效数字)
(4)甲、乙两同学用同一装置做探究实验,画出了各自如图所示的a-F的图像,从图像可知两个同学做实验时的____取值不同,其中____同学的取值较大
(5)在研究加速度a与小车的质量M的关系时,由于没有注意始终满足M远大于m的条件,结果得到的图像应是图中的____。
三、解答题
12.如图所示,一长度为d,质量为2m的长木板A,置于光滑水平地面上,木板左端放置一质量为m的小物块B(大小可忽略);现分别对长木板和小物块施加方向相反的水平方向的作用力,且,若,小物块和长木板恰好没有发生相对滑动,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求小物块与长木板间的动摩擦因数。
(2)不施加,对小物块施加水平向右的作用时间极短的较大冲击力,冲量为I,则I应满足什么条件才能使小物块从木板上掉下?
13.一长方形气缸静止于地面上,气缸的质量为,活塞的质量为,气缸内部的横截面积为S,活塞距气缸底部的高度为h.现通过一轻质细线和定滑轮将活塞和重物M连接起来,再次稳定时活塞上升了一定高度,不计气缸内气体的重量及活塞和滑轮的摩擦,整个过程中温度不变,大气压强为,重力加速度为g,求:
(1)再次稳定时气缸内的压强;
(2)气缸内活塞上升的高度.
14.1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了太阳能汽车,该车是以太阳能电池将所接受的太阳光能转化为电能而提供给电动机来驱动的。已知车上太阳能电池接收太阳光能的板面面积为,正对太阳能产生的电压,并对车上的电动机提供的电流,电动机的直流电阻为,而太阳光照射到地面处时单位面积上的辐射功率为.
(1)太阳光的能量实际上是由质子所参与的一系列反应所产生的,即在太阳内部持续不断地进行着热核反应,4个质子聚变为1个氦核()写出核反应方程;
(2)该车的太阳能电池转化太阳光能的效率是多少?
(3)若质子、氦核、正电子的静止质量分别为,,,则的质子发生上述热核反应所释放的能量完全转化为驱动该车的输出机械功,能够维持该车行驶的时间是多少?
(4)已知太阳每秒释放的能量为,则太阳每秒减少的质量为多少千克?若太阳质量减少万分之三,热核反应不能继续进行,计算太阳能存在多少年?(太阳的质量为,结果保留一位有效数字)
15.将一端带有四分之一圆弧轨道的长木板固定在水平面上,其中B点为圆弧轨道的最低点,BC段为长木板的水平部分,长木板的右端与平板车平齐并紧靠在一起,但不粘连。现将一质量m1=2kg的物块由圆弧的最高点A无初速度释放,经过B点时对长木板的压力大小为40N。物块经C点滑到平板车的上表面。若平板车固定不动,物块恰好停在平板车的最右端。已知圆弧轨道的半径,BC段的长度,平板车的长度,物块与BC段之间的动摩擦因数,平板车与水平面之间的摩擦力可忽略不计,。求:
(1)物块从A到B过程中克服摩擦做的功;
(2)物块在BC段滑动的时间t;
(3)若换一材料、高度相同但长度仅为的平板车,平板车的质量,且不固定,试通过计算判断物块是否能滑离小车,若不能滑离,求出最终物块离平板车左端的距离;若能滑离,求出滑离时物块和小车的速度。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【解析】
【分析】
【详解】
设带电粒子a的质量为ma,带电荷量为qa,在磁场中运动的圆心角为α,带电粒子b的质量为mb,带电荷量为qb,在磁场中运动的圆心角为β。因为带电粒子a与带电粒子b同时从B点射出磁场,由图中几何关系可知带电粒子a运动的弦切角为θa=60°,带电粒子b运动的弦切角为θb=45°,故两带电粒子的圆心角之比为4:3,根据
,
可得,带电粒子的运动周期
因为带电粒子a与带电粒子b在磁场中的运动时间相同,所以有
,,,
联立解得
故选C。
2.B
【解析】
【详解】
A.电场强度是从力的角度来描述电场的,而电势是从能的角度描述电场的,他们没有必然联系,故电场强度为零的点,电势不一定为零,故A正确;
B.电容由它本身决定,与电容器所带的电荷量多少无关,故B错误;
C.电场线是一条不闭合曲线,而磁感线是一条闭合曲线,故C正确;
D.电阻率是反映材料导电性能的物理量,电阻率越小,材料的导电性能越好,故D正确;
本题选择不正确的,故选择:B;
3.D
【解析】
【详解】
γ射线是高速运动的光子流,不是电子,故A错误;氢原子辐射出一个光子后,从高能级向低能级跃迁,轨道半径减小,能级减小,速度增大,动能增大,故B错误;太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变,故C错误;的半衰期是5天,经过10天,即经过2个半衰期,未衰变的质量,故D正确.
4.C
【解析】
【详解】
电子在核外绕核旋转,向心力为原子核对电子的静电引力,选项A错误.一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级,该氢原子释放光子,能量减小,选项B错误.根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型,选项C正确.根据爱因斯坦光电效应方程可知,光电子的最大初动能随着入射光的频率增大而增大,选项D错误.故选C.
5.C
【解析】
【详解】
依据第一宇宙速度为最小发射速度,可知在地面上发射一个飞行器,进入近地圆轨道Ⅰ并绕地球运行,其发射速度v应满足,当速度在之间时,人造卫星既不能保持在地球附近做圆周运动,又无法完全逃离地球,为椭圆轨道,故C正确,ABD错误.
点睛:掌握第一宇宙速度的两个含义:最小发射速度;最大环绕速度,此为第一宇宙速度考查的重点.
6.D
【解析】
【详解】
A.因为,则该交流电的频率为
选项A错误;
B.交流电每周期方向变化2次,则该交流电每秒内电流方向变化100次,选项B错误;
C.该呼吸机正常工作时电流的峰值为5A,选项C错误;
D.该呼吸机正常工作时,1h消耗的电能为
选项D正确。
故选D。
7.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖,出射光为b、c两束单色光,这是光的色散现象,A错误;
C.由题图可知光束c的折射角大于光束b的折射角,根据折射定律可知
nc < nb
C正确;
B.由于光的折射率越大,其频率越大,波长越短,则b光在真空中的波长较短,B错误;
D.根据v =知,c光束的折射率小,则c光在棱镜中的传播速度大,D错误。
故选C。
8.A
【解析】
【详解】
取向右为正方向,B船上的人第一次推出A船时,由动量守恒定律得
解得
当A船向右返回后,B船上的人第二次将A推出,由动量守恒定律得
解得
当A船再向右返回后,B船上的人第三次将A推出,由动量守恒定律得
解得
则B船上的人第n次将A推出,由动量守恒定律得
得
整理得
B船上的人不能再接到A船,须有
联立解得
则取
故A正确,BCD错误。
故选A。
9.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.由振动图像可知,质点起振方向沿轴正方向,由于各质点的起振方向与波源相同,故质点开始振动的方向沿轴正方向,A错误;
B.质点Q的振动图像向左平移4s后与质点P的图像重合,故Q比P滞后4s,振动周期为6s,结合振动的周期性可知,该波从传到的时间为
可能为4s,10s,16s等,不可能为7s,B错误;
C.该波的传播速度为
结合B解析中的数据可知,可能为2.5m/s,1m/s,0.625m/s等,不可能为2m/s,C错误;
D.波长为
结合C解析中的数据可知,波长可能为15m,6m,3.75m等,D正确。
故选D。
10.B
【解析】
【详解】
A.该图象中第三段图线表示时光倒流,不可能,故A错误;
B.根据位移-时间图象的斜率表示速度,知该图表示先沿正方向做匀速直线运动,接着静止一段时间,然后再沿负方向做匀速直线运动返回出发点,能够粗略地表示他运动情况,故B正确;
C.根据位移-时间图象的斜率表示速度,知该图表示先沿正方向做匀速直线运动,然后静止一会后仍然沿着沿正方向做匀速直线运动,不能表示他运动情况,故C错误;
D.该图象中第三段图线表示时光倒流,不可能,故D错误。
故选B。
11. B 没有把不带滑轮的一端木板垫高平衡摩擦力 滑轮与小车之间的细绳与木板不平行 0.39 0.60 小车质量 乙 D
【解析】
【详解】
(1)[1]电磁打点计时器使用8V以下的交流电源,电火花打点计时器使用220V的交流电源
故选B
(2)[2][3]为了保证细线的拉力为小车的合外力,应使细线与长木板平行且要平衡摩擦力,即图中没有把不带滑轮的一端木板垫高平衡摩擦力、滑轮与小车之间的细绳与木板不平行
(3)[4]利用平均速度来计算小车在打计数点2时的速度
[5]利用逐差法来计算加速度
(4)[6][7]由图象斜率表示质量的倒数可知,两个同学做实验时的质量不同,由图可知甲同学做实验时质量更小,乙同学做实验时质量更大
(5)[8]在研究加速度跟小车质量M的关系时,保持m不变,改变小车质量M,在小车质量M远大于重物质量m时,即当满足时,可以认为小车受到的拉力(合力)F=mg,此时加速度a与小车质量M成反比,与成正比,以轴,a为纵轴,则图象应是过原点的直线,当小车质量M不远大于重物质量m时,小车受到的拉力明显小于重物重力,则图象向下弯曲
故选D。
12.(1);(2)
【解析】
【详解】
(1)对整体受力分析,根据牛顿第二定律得
以B为研究对象
解得
(2)设冲击刚结束时小物块获得的速度大小为,物块恰好不掉下时,物块和木板的速度为,由动量定理有
由动量守恒定律,有
对物块和木板系统,由能量守恒得
由以上各式得
要使物体落下,应有
故油滴沿竖直方向在CB中做匀加速运动,然后在BA中做匀减速运动.
13.(1);(2)
【解析】
【详解】
(1)再次稳定时,对活塞受力分析,由平衡方程得:
解得
(2)初始状态对活塞受力分析,由平衡方程得:
解得
由玻意耳定律可得:
由已知条件可得:
联立得
答:(1)再次稳定时气缸内的压强;
(2)气缸内活塞上升的高度.
14.(1);(2);(3);(4)年
【解析】
【详解】
(1)根据质量数与质子数守恒,其核反应方程为:
(2)太阳光照射到地面处时单位面积上的辐射功率为,则面积为的功率为:
而太阳能产生120V的电压,并对车上的电动机提供10A的电流,则获得的功率为:
因此车的太阳能电池转化太阳光能的效率为:
(3)由核反应方程可知:
而根据能量守恒,则有:
代入数据,解得:
(4)太阳每秒释放的能量为,则太阳每秒减小的质量为:
代入数据解得:
太阳的质量为,因此太阳还能存在的时间为:
年
15.(1) (2) (3) 滑离小车,,
【解析】
【分析】
【详解】
(1)设物块达到B点时的速度为,由牛顿第二定律
从A到B由功能关系
联立解得
(2)设物块在C点的速度为,从B到C时间t,由动能定理
解得
由牛顿第二定律
解得
联立得到从B到C的时间为
(3)当平板车固定时,由动能定理
解得
(用题目中和算出摩擦力的,这一问不得分,但不影响后面的得分)
当平板车不固定时,假设物块恰好不能滑离小车,它停在小车的最右端时二者共同的速度为,物块相对小车滑行的距离为x,物块与平板车组成的系统动量守恒
物块与平板车组成的系统能量守恒
联立解得
因为,所以物块将滑离小车;
设物块滑离小车时物块的速度为,小车的速度,物块与平板车组成的系统动量守恒
物块与平板车组成的系统能量守恒
联立解得
,,另一组不合题意舍去。
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