参考答案
1.D
【详解】
AB.根据爱因斯坦光电效应方程
又
联立两式可得
即图像斜率
可得普朗克常量
故AB错误;
CD.由题图知,当入射光的频率为时,,则此时产生的光电子的最大初动能为
可得金属逸出功为
当入射光的频率为时,根据爱因斯坦光电效应方程有
可得此时产生的光电子的最大初动能为
故C错误,D正确。
故选D。
2.D
【详解】
A.根据开普勒第三定律
因为地球同步卫星的轨道半径大于天和核心舱的轨道半径,故地球同步卫星的周期大于天和核心舱的周期,所以天和核心舱的运行周期小于24小时,故A错误;
B.7.9km/s是地球的第一宇宙速度,是发射卫星的最小速度,也是卫星最大的环绕速度,所以“天和”核心舱绕地球的速度小于7.9km/s,故B错误;
C.后续对接实验舱后,虽然由于质量变大,但依然由万有引力提供向心力,有
则空间站加速度不变,故C错误;
D.后续对接实验舱后,轨道半径不变,则空间站周期仍不变,故D正确;
故选D。
3.B
【详解】
甲物体是拴牢在O点,且甲、乙两物体的质量相等,则甲、乙绳的拉力大小相等,O点处于平衡状态,则左侧绳子拉力的方向在甲、乙绳子的角平分线上,如图所示
根据几何关系有
解得。
故选B。
4.A
【详解】
AD.由图像可知,汽车在前5s内匀加速过程的加速度为
根据牛顿第二定律可得
解得
汽车在前5s内的牵引力为,故A正确,D错误;
BC.汽车在5s末达到额定功率,则有
且当牵引力等于阻力时,汽车的速度达到最大,则有
解得
故BC错误。
故选A。
5.D
【详解】
A.根据电场线由正电荷出发终止于负电荷可知,左侧为负电荷,故A错误;
B.沿电场线方向电势逐渐降低,故A点电势比B点电势高,故B错误;
C.电场线疏密代表场强大小,故A点场强大,故C错误;
D.根据 可知,正电荷在电势高的地方电势能大,故正电荷在A点电势能大于在B点电势能,故D正确。
故选D。
6.B
【详解】
设两物体质量为m,由图像可知减速时AB加速度相同。对减速过程应用牛顿第二定律
所以AB与地面摩擦力相同,对A应用动量定理可得
解得
对B应用动量定理可得
解得
故
由图像可知全过程A的位移为
B的位移为
对A应用动能定理可得
解得
对B应用动能定理可得
解得
故
B正确。
故选B。
7.A
【详解】
B.将汽车减速运动的逆过程看作是反方向初速度为零的匀加速运动,因为在最后1秒内的位移为,根据
可知加速度
故B错误;
AD.汽车刹车时第1秒内的位移为,由
代入数据解得
根据
可得汽车在第1秒末的速度是
故A正确,D错误;
C.汽车刹车停止所需的时间为
故时汽车已经停下来,因而汽车前4秒内的位移是
故C错误。
故选A。
8.BCD
【详解】
A.静电计测量的是电容器两端的电势差,因为电容器始终与电源相连,则电势差不变,所以静电计指针张角不变,A错误;
B.根据电容的决定式
上极板竖直向上移动一小段距离,可知增大,则电容减小,B正确;
C.电势差不变,增大,由公式
可知板间电场强度减小,点与下极板间的电势差减小,且下极板接地,所以点的电势减小,带电油滴带负电,所以电势能增大,C正确;
D.电容器与电源断开,则电荷量不变,根据
,,
联立可得
可知将下极板向下移动一小段距离,板间电场强度不变,则油滴所受电场力不变,D正确。
故选BCD。
9.BD
【详解】
C.电表的读数均为有效值,原线圈两端电压有效值为220V,由理想变压器原、副线圈两端电压与线圈匝数成正比,可知副线圈两端电压有效值为
电压表的读数为110V,故C错误;
A.根据欧姆定律可知流过电阻R的电流为
所以负载消耗的功率为
根据能量守恒可知,原线圈的输入功率为220W,故A错误;
B.由理想变压器原、副线圈电流与线圈匝数成反比可知,电流表的读数为
故B正确;
D.由交变电压瞬时值表达式可知
ω=π rad/s
周期
故D正确。
故选BD。
10.ABC
【详解】
A.据能量守恒,研究从cd边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的过程:动能变化量为0,重力势能转化为线框进入磁场的过程中产生的热量
Q=mgd
cd边刚进入磁场时速度为v0,cd边刚离开磁场时速度也为v0,所以从cd边刚穿出磁场到ab边离开磁场的过程,线框产生的热量与从cd边刚进入磁场到ab边刚进入磁场的过程产生的热量相等,所以线圈从cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程,产生的热量
Q′=2mgd
感应电流做的功为2mgd,故A正确。
B.线框可能进入磁场先做减速运动,在完全进入磁场前已做匀速运动,刚完全进入磁场时的速度最小,有
mg=
解得可能的最小速度
v=
故B正确。
C.因为进磁场时要减速,线圈全部进入磁场后做匀加速运动,则知线圈刚全部进入磁场的瞬间速度最小,线圈从开始下落到线圈刚完全进入磁场的过程,根据能量守恒定律得
mg(h+L)=Q+
解得最小速度
v=
故C正确。
D.线圈穿出磁场的过程,由楞次定律知,磁通量向里减少,感应电流的磁场垂直纸面向里,感应电流的方向为顺时针,故D错误。
故选ABC。
11.ABD
【详解】
AB.由题图可知,物体上滑和下滑经过同一位置高度时动能不等,即物体与斜面之间存在摩擦力,AB错误;
CD.根据动能定理,上滑高度为3m过程,有
下滑高度为3m过程,有
联立以上两式解得
D错误,C正确。
12.AC
【详解】
A.当连接A的细线与水平杆垂直时,A的速度最大,A的位移为
B的位移为
所以A的位移大于B的位移,则A正确;
BD.设A、B的瞬时速度分别为vA,vB,当连接A的细线与水平杆成角时,有
当时,,显然此过程中B先向下加速向下减速,故B先失重后超重,所以BD错误;
C.对A、B系统,由机械能守恒定律可得
解得
所以D错误;
故选AC。
13. C BCD
【解析】
【详解】
(1)[1]在实验中,入射小球和被碰小球要正碰,且入射小球不反弹,所以连个小球的半径必须相等,且入射小球的质量要大于被碰小球的质量。
故选C;
(2)[2]AB.要验证动量守恒定律,必须保证斜槽末端切线水平,但不必光滑,所以A错误。B正确;
C.为了保证被碰小球的初速度相等,入射球每次都要从同一高度由静止滚下,所以C正确;
D.为保证碰撞以后的小球都能够做平抛运动,因此要求小球球心连线与轨道末端的切线平行,所以D正确。
故选BCD。
14. S T 0 ×1 24 1.5 1.0
【详解】
(1)[1]首先要对表盘机械校零,所以旋动部件是S;
[2][3]将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件T,让表盘指针指在最右端电阻的零刻度处;
(2)[4]测量电阻时指针偏转如图乙(a)所示,指针偏转太大,说明电阻较小,则应将选择开关旋到“×1”,并进行欧姆调零;
(3)[5]如图乙(b)所示位置被测电阻的测量值为;
[4][6]当电流计满偏时,欧姆表显示外电阻为零,故该欧姆表的内阻为
[7]电流计电流0.6mA时,由闭合电路欧姆定律可得,表盘上0.6mA刻度线对应的电阻值为
15.(1);(2);(3)
【详解】
(1)对滑块从A到B过程,由动能定理
解得
(2)滑块通过点时,由牛顿第二定律
代入数得
依据牛三定律支持力等于压力为。
(3)对滑块从B到C过程,由动能定理
解得
故克服摩擦力做功为。
16.(1);(2),夹角=60°;(3)
【详解】
(1)粒子运动轨迹如图所示:
在电场中做类平抛运动,在x轴方向:
y轴方向:
联立解得
(2)设粒子进入磁场时速度为v,和x轴的夹角为,竖直方向的速度为:
由
tan=
解得
=60°
合速度为
(3)在磁场中轨迹如上图所示,设轨迹半径为r,由几何关系可得:
解得
根据牛顿第二定律可得
联立以上解得
17.(1)BCE
【详解】
A.因从a到b的p—T图像过原点,由可知从a到b气体的体积不变,则从a到b气体不对外做功,选项A错误;
B.因从a到b气体温度升高,可知气体内能增加,选项B正确;
CDE.因W=0, U>0,根据热力学第一定律
U=W+Q
可知,气体一直从外界吸热,且气体吸收的热量等于内能增加量,选项CE正确,D错误。
故选BCE。
(2)(i);(ii)
【详解】
(i)对气体B,根据玻意耳定律有
解得
同理,对气体A有
其中
解得
(ii)对气体B,根据玻意耳定律有
解得
对气体A,根据气态方程有
其中
解得
18.(1)ACE
【详解】
当θ=90°时,a光恰好不从AC边出射时,光路图如图所示
A.由几何关系,知a光发生全反射的临界角等于37°,所以棱镜对a光的折射率
所以A正确;
B.a光在AC边恰好发生全反射时,b光从AC边射出,说明棱镜对a光的折射率大于b光,所以a光的频率大于b光,B错误;
CD.由于a光的频率大于b光,在棱镜中a光的传播速度小于b光的传播速度,但在真空中所有光的传播速度均相等,所以C正确D错误;
E.由于a光的频率大于b光,用同一台双缝干涉器材做实验,a光的相邻亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距,E正确。
故选ACE。
(2)(i);(ii)
【详解】
(i)因为入射光线与OB平行,则
所以折射角为
根据折射定律有
(ii)光线在圆柱内传播的速度大小为
A、B两点间的距离为
光线从A点传播到B点的时间为
答案第1页,共2页贵州省修文县2021-2022学年度第二学期期末监测模拟试题
高 二 物 理
试卷满分:110分 考试时间:90分钟
一、单选题:本题共8小题,每小题4分,共32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.在某次光电效应实验中,测得遏止电压Uc与入射光频率v之间的关系图线如图所示,已知光电子的电荷量为e,则下列说法正确的是( )
A.普朗克常量
B.普朗克常量
C.入射光的频率为v0时,产生的光电子的最大初动能为U0e
D.入射光的频率为2v0时,产生的光电子的最大初动能为U0e
2.2021年10月16日,神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成交会对接,3名宇航员顺利进入“天和”核心舱。根据任务安排,后续将发射“问天”实验舱和“梦天”实验舱,计划在2022年前后完成空间站建造并开始运营。已知空间站离地面高度h约400km,地球半径R约6370km,空间站可看成是绕地球做匀速圆周运动,则关于空间站的说法正确的是( )
A.绕地球运行周期大于24 h
B.绕地球运行线速度大于7.9km/s
C.后续对接实验舱后,由于质量变大,空间站加速度将增大
D.后续对接实验舱后,空间站周期仍不变
3.如图所示,悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处,绳的一端固定在墙上,另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时,O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α=70°,则β等于( )
A.45°
B.55°
C.60°
D.70°
4.一辆汽车在水平路面上由静止启动,在前5s内做匀加速直线运动,5s末达到额定功率,之后保持以额定功率运动。其v-t图像如图所示。已知汽车的质量为m=2×103kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,g取10m/s2,则以下说法正确的是( )
A.汽车在前5s内的加速度为2 m/s2
B.汽车的最大速度为10m/s
C.汽车的额定功率为40kW
D.汽车在前5s内的牵引力为4×103N
5.如图所示是两个点电荷的电场线分布图A、B是电场中的两点,则( )
A.左侧为正电荷
B.A点电势比B点电势低
C.A、B两点电场强度相等
D.正电荷在A点电势能大于在B点电势能
6.质量相等的A、B两物体放在同一水平面上,t=0时刻,分别受到水平拉力F1、F2的作用从静止开始运动。经过时间t0和3t0,分别撤去F1和F2。两物体速度随时间变化的图线如图所示。设F1和F2对物体的冲量大小分别为I1和I2,对物体做的功分别为W1和W2( )
A.I1:I2=4:5,W1:W2=9:4
B.I1:I2=4:5,W1:W2=6:5
C.I1:I2=3:2,W1:W2=6:5
D.I1:I2=3:2,W1:W2=9:4
7.汽车在平直的公路上行驶,发现险情紧急刹车,汽车立即做匀减速直线运动直到停车。已知汽车刹车时第1s内的位移为13m,在最后1s内的位移为2m,则下列说法正确的是( )
A.汽车的初速度大小是
B.汽车加速度大小是
C.汽车前4s内的位移是
D.汽车在第1s末的速度是
8.如图所示,平行板电容器与电动势为的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,可被忽略。一带负电油滴被固定于电容器中的点,现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,则( )
A.静电计指针张角变小
B.平行板电容器的电容将变小
C.带电油滴的电势能将增大
D.若先将电容器上极板与电源正极的导线断开,再将下极板向下移动一小段距离,则带电油滴所受电场力不变
二、多选题:本题共4小题,每题6分,共24分。在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求的。多选或错选不给分,少选得3分。
9.如图所示,理想变压器的原线圈接在的交流电源上,副线圈接有R=55Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2:1,电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A.原线圈的输入功率为
B.电流表的读数为1A
C.电压表的读数为
D.副线圈输出交流电的周期为2s
10.如图所示,相距为d的两条水平虚线L1、L2之间是方向水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B,正方形线圈abcd边长为L(L<d),质量为m、电阻为R,将线圈在磁场上方h高处静止释放,cd边刚进入磁场时速度为v0,cd边刚离开磁场时速度也为v0,则线圈穿过磁场的过程中(从cd边刚进入磁场一直到ab边离开磁场为止)( )
A.感应电流所做的功为2mgd
B.线圈的最小速度可能为
C.线圈的最小速度一定是
D.线圈穿出磁场的过程中,感应电流为逆时针方向
11.倾角为37°的足够长斜面固定在水平地面上,一物体以一定的速度从斜面底端冲上斜面,距地面高度h在3m以内时,物体上滑、下滑过程中动能Ek随高度h的变化如图所示。重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。若物体的质量为m、与斜面之间的动摩擦因数为 ,则下列选项错误的是( )
A. =0,m=1.2kg
B. =0,m=0.8kg
C. =0.15,m=1kg
D. =0.75,m=0.8kg
12.如图所示,可视为质点且光滑的两定滑轮高度相同,跨过滑轮的细线分别连接质量相等的两物体A和B,A套在光滑水平轻杆上,开始时连接A的细线与水平杆夹角为θ=53°,现由静止释放A,在A由静止开始向右运动至达到最大速度的过程中(B始终未碰杆,sin53°=0.8,cos53°=0.6)( )
A.A的位移大于B的位移
B.A和B的速度大小总是相等的
C.A的最大速度为
D.B一直处于失重状态
三、实验题:本题共2小题,共15分。请直接将答案填在答题卡的横线上,不要求写出说明或过程。
13.(5分)在实验室里为了验证动量守恒定律,可以采用如图所示的装置。
(1)若入射小球质量为m1,半径为r1;被碰小球质量为m2,半径为r2,则( )
A.m1>m2,r1>r2 B.m1>m2,r1<r2
C.m1>m2,r1=r2 D.m1<m2,r1=r2
(2)在本实验中,必须要遵循的要求有( )
A.斜槽轨道必须是光滑的
B.斜槽轨道末端的切线是水平的
C.入射球每一次都要从同一高度由静止滚下
D.碰撞的瞬间,入射球和被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行
14.(10分)某同学使用如图甲所示的多用电表测量电阻。请根据下列步骤完成测量。
(1)首先需要用到选择开关K和两个部件S、T(把部件符号填入空中)
①旋动部件_____________,使指针对准电流的“0”刻线;
②将K旋转到电阻挡“×10”的位置;
③将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件______,使指针对准电阻的_______刻线(选填“0刻线”或“∞刻线”);
(2)K旋转到电阻挡“×10”的位置测量电阻时指针偏转如图乙(a)所示,以下是接下来的测量过程:应将选择开关旋到_____挡(填“×1”或“×100”),并进行欧姆调零;
(3)重新测量后,指针位于如图乙(b)所示位置被测电阻的测量值为_________Ω;
(4)欧姆表内部电路可简化为如图丙所示的电路,已知电流计的量程Ig=1mA,电池电动势E=1.5V,则该欧姆表的内阻是________kΩ,表盘上0.6mA刻度线对应的电阻值是_______kΩ。(结果均保留两位有效数字)
四、解答题:本题共2小题,共24分。要求写出必要的文字说明、方程和演算步骤,只写出答案而未写出必要的演算过程的不能得分,有数字计算的题目,答案中必须写出数值和单位。
15.(12分)如图所示,水平轨道AB与放置在竖直平面内的圆弧轨道BC相连,圆弧轨道的B端的切线沿水平方向。一质量m=1.0kg的滑块(可视为质点),在水平恒力F=3.25N的作用下,从A点由静止开始运动,已知A、B之间的距离s=2m,滑块与水平轨道间的动摩擦因数 =0.10,圆弧轨道的半径R=0.30m,取g=10m/s2。
(1)求当滑块运动到B点时的速度大小;
(2)当滑块运动的位移到B点时撤去F,求滑块通过B点时对圆弧轨道的压力大小;
(3)当滑块运动的位移到B点时撤去F后,若滑块恰好能上升到圆弧轨道的最高点,求在圆弧轨道上滑块克服摩擦力所做的功。
16.(12分)如图所示,在平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,已知,,不计粒子重力。求:
(1)电场强度大小E;
(2)带电粒子从N点进入磁场时的速度大小和方向;
(3)磁感应强度大小B。
五、选考题:共15分。请考生从17、18两道题中任选一题作答。如果多做,则每科按所做的第一题计分。
17.(1)(5分)一定量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p-T图上从a到b的线段所示。在此过程中( )
A.气体一直对外做功
B.气体的内能一直增加
C.气体一直从外界吸热
D.气体吸收的热量等于其对外做的功
E.气体吸收的热量等于其内能的增加量
(2)(10分)如图所示,一固定汽缸中由两活塞封闭一定质量的理想气体,分别为A、B两部分,初始时,A的体积为V、B的体积为2V,压强均等于大气压强p0,热力学温度均为T0。现向右缓慢推动活塞1,使B的体积减小到V,该过程中气体A、B的温度始终保持不变,不计一切摩擦。
(1)求此时A的体积;
(2)固定活塞1,缓慢加热气体A并保持气体B的温度不变,使气体B的体积变为,求此时气体A的热力学温度。
18.(1)(5分)如图所示,直角三角形ABC为固定的玻璃三棱镜的截面,∠ACB=90°,∠A=37°,P是AB面上的一点。由a、b两种单色光组成的一束光射向P点,入射光与AB面的夹角θ=53°时,a、b光均从AC边射出。逐渐增大θ角,当θ=90°时,恰好只有b光从AC边射出。sin53°=0.8,则下面选项正确的是( )
A.棱镜对a光的折射率为
B.a光的频率小于b光的频率
C.在棱镜中a光的传播速度小于b光的传播速度
D.在真空中a光的传播速度大于b光的传播速度
E.用同一台双缝干涉器材做实验,a光的相邻亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距
(2)(10分)半径为R的透明圆柱的横截面如图所示,圆心在O点,一光线沿横截面以入射角i=60°从A点射入圆柱,折射后的光线射到B点,O、B两点的连线恰好与入射光线平行。真空中的光速为c。求:
(i)圆柱对光线的折射率n;
(ii)光线从A点传播到B点的时间t。