山东省济南市2023-2024学年高三下学期2月联考物理试题(原卷版+解析版)

文档属性

名称 山东省济南市2023-2024学年高三下学期2月联考物理试题(原卷版+解析版)
格式 zip
文件大小 3.3MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2024-03-20 23:46:20

文档简介

高三年级2月份联合质量检测物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
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8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 如图所示,某种材料制成太阳能电池的主体部分由P型半导体和N型半导体结合而成。当太阳光照射到该材料上时,材料吸收光子发生内光电效应,自由电子向N型一侧移动,从而在两端形成电势差。已知该材料至少需要吸收能量为E的光子才能发生内光电效应,普朗克常量为h,光束为c,则( )
A. 通过负载的电流方向从上至下
B. 该材料发生光电效应的极限波长为
C. 太阳光的强度越强,则通过负载的电流越大
D. 光强不变,改用频率高的光照射该材料,则通过负载的饱和电流变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.自由电子向N型一侧移动,N型一侧电势更低,故电流从P型一侧流出,回到N型一侧,故电流应该从下至上通过负载,故A错误;
B.发生光电效应的极限波长满足
解得
故B错误;
C.太阳光强度越大,内光电效应释放的电子越多,向N型一侧移动的自由电子越多,两端电势差越大,电路中的电流越大,故增大太阳光的强度,通过负载的电流会变大,故C正确;
D.若要增加饱和电流,则需要增加光照强度,保持照射光的频率不变,故D错误。
故选C。
2. 甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动,速度随时间的变化图像如图所示。4s时两车同时经过公路旁的同一个路标。5s时乙车停止运动,且此时甲车超前乙车2m。两车均可视为质点,关于两车的运动,下列说法正确的是( )
A. 时,两车相距8m B. 甲、乙两车的加速度大小之比为
C. 在0~4s内,甲车的位移大小为8m D. 在3~5s内,甲车的位移大于乙车的位移
【答案】B
【解析】
【详解】设乙车的初速度为,加速度为,甲车的加速度为,则从到时间内
在时,乙车停止,且甲车超前乙车2m,则从到时间内
以上各式联立,解得
A.时,两车的速度相同为
时两车相遇,则时两车的距离为
故A错误;
B.甲、乙两车的加速度大小之比为
故B正确;
C.从到时间内,甲车的位移为
故C错误;
D.当时,甲车的速度为
则从到时间内,甲车的位移为
从到时间内,乙车的位移为
即从到时间内,两车位移大小相等,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,一理想变压器原线圈匝数匝,副线圈匝数匝,原线圈中接一交变电源,交变电源电压。副线圈中接一电动机,电阻为,电流表示数为1A。电表对电路的影响忽略不计,则下列说法正确的是( )
A. 电动机的输出功率为33W B. 电动机两端的电压为11V
C. 电流表示数为5A D. 交变电流的频率为50Hz
【答案】A
【解析】
【详解】D.根据交变电压的瞬时表达式可知,角速度
则此交流电的频率为
D错误;
B.原线圈中的电压有效值为
根据理想变压器的原副线圈的电压与匝数关系可得,副线圈的电压即电动机两端的电压为
B错误;
C.根据理想变压器的原副线圈的电流与匝数关系可得,电流表示数
C错误;
A.电动机输出功率为
A正确。
故选A。
4. 如图所示,边长为L正方形金属回路(总电阻为R)与水平面的夹角为,虚线圆与正方形边界相切,虚线圆形边界内(包括边界)存在竖直向下匀强磁场,其磁感应强度与时间的关系式为(且为常量),则金属回路产生的感应电流大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据法拉第电磁感应定律得,回路产生的感应电动势
由闭合电路欧姆定律得,金属回路产生的感应电流大小为
故选D。
5. 如图所示,为正三角形的三个顶点,A、B两点固定电荷量为的点电荷,C点固定电荷量为-q的点电荷,D、G、H分别为、和边的中点,O为正三角形的中心。下列说法正确的是(  )
A. O点的场强大小为零 B. D与H两点的电势相同
C. 电子沿方向运动始终克服电场力做功 D. 从O点静止释放的质子将沿运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.O点的电场强度的大小为
故A错误;
B.根据电场的分布特点和对称性可知,G与H两点电势相同,而D与H两点的电势不相同,故B错误;
C.电子沿方向运动电势降低,电势能增大,电场力做负功,故C正确;
D.O点电场强度的方向由O指向C点,所以质子将受到由O点指向C点的电场力,将沿OC运动,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,倾角的斜面固定在水平地面上。质量分别为2kg、1kg的两物块A、B置于斜面上,质量为0.2kg的物块C穿在固定在地面上的光滑竖直杆上,A与C之间用跨过定滑轮的轻质细线连接,滑轮左侧的细线与斜面平行,滑轮右侧的细线与竖直方向的夹角,A、B、C均处于静止状态,B的上表面水平,A与B、B与斜面之间的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取,则( )
A. 细线对定滑轮的作用力大小为2N,方向竖直向下
B. B对斜面的摩擦力大小为11N,方向沿斜面向上
C. 剪断细线后,B对A的支持力的大小为18.75N
D. 剪断细线后,A、B之间摩擦力的大小为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.依题意有,以C为研究对象对其受力分析,设绳子张力为T,杆对C的作用力为N,则有
解得
N
两绳子的夹角为120°,则细线对定滑轮的作用力大小为
N
方向竖直向下,故A错误;
B.对A、B整体,根据共点力平衡条件有
解得
N
斜面对B的摩擦力方向沿斜面向上,根据牛顿第三定律可知B对斜面的摩擦力沿斜面向下,故B错误;
CD.将A、B视为一整体,剪断细线后,假设水平方向上没有相对滑动,则有共同的加速度沿斜面下滑,设为a,有
解得
m/s2
则在竖直和水平方向的分加速度为
m/s2, m/s2
设B对A的支持力为,根据牛顿第二定律有
解得
N
水平方向的摩擦力为
N<
可见A、B没有相对滑动,故C正确,D错误。
故选C。
7. 如图所示,波源O沿y轴作简谐运动,形成两列简谐横波,一列波在介质Ⅰ中沿x轴正方向传播,另一列波在介质Ⅱ中沿x轴负方向传播。时刻完整波形如图所示,此时两列波分别传到和处。时质点M位移不变,振动方向相反,已知波源振动周期大于1s。则( )
A. 波源的起振方向沿y轴负方向 B. 介质Ⅰ中与介质Ⅱ中波速之比为
C. 介质Ⅰ中与介质Ⅱ中波频率之比为 D. 介质Ⅱ中波的周期为1.5s
【答案】D
【解析】
【详解】A.t=0时,两列波分别传到x1=6m和x2=-4m处,由上下坡法可知,波源的起振方向沿y轴正方向,故A错误;
C.两列波是由同一波源的振动形成的,所以周期相同,频率相同,故C错误;
B.由图可知,两列波的波长分别为

由公式
可得介质Ⅰ中与介质Ⅱ中波速之比为
故B错误;
D.当t=1s时质点M位移不变,振动方向相反可知
()
可得
因为波源振动周期大于1s,所以当n=0时,可得
因为两列波的周期相同,故介质Ⅱ中波的周期为1.5s,故D正确。
故选D。
8. 如图所示,绝缘水平面上固定有两根间距为L,足够长的平行光滑导轨(电阻不计),导轨所在空间存在磁感应强度为B,范围足够大的匀强磁场。长度均为L,质量分别为,两根导体a、b棒静置在导轨上,a的阻值是b的2倍。若在时刻给a一个平行于导轨向左的初速度,不计运动过程中a和b的相互作用力,则下列说法错误的是( )
A. 整个运动过程中,导体棒b做加速度逐渐减小的加速运动,直至匀速运动
B. 整个运动过程中,通过导体棒b的电荷量为
C. 整个运动过程中,导体棒a产生的焦耳热为
D. 整个运动过程中,导体棒b所受安培力的冲量大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.设运动过程导体棒a的速度为,导体棒b的速度为,一开始导体棒a的速度大于导体棒b的速度,则回路的总电动势为
设导体棒a的电阻为,导体棒b的电阻为,则回路电流为
导体棒受到的安培力为
由于导体棒a做减速运动,导体棒b做加速运动,则安培力逐渐减小,根据牛顿第二定律可知,加速度逐渐减小,所以导体棒b做加速度逐渐减小的加速运动,当两棒速度相等时,两棒开始做匀速直线运动,故A正确,不满足题意要求;
BD.以导体棒a、b为系统,由于两棒受到的安培力总是大小相等,方向相反,系统满足动量守恒,则有
可得两棒的最终速度为
以导体棒b为对象,根据动量定理可得
可得通过导体棒b的电荷量为
故B错误,满足题意要求;D正确,不满足题意要求;
C.整个运动过程中,根据能量守恒可得回路产生的焦耳热为
则导体棒a产生的焦耳热为
故C正确,不满足题意要求。
故选B
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 用水平拉力使质量分别为、的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动,两物体与桌面间的动摩擦因数分别为和。甲、乙两物体运动后,所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示。由图可知( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律有
整理后有
则可知图像的斜率为,纵截距为,则由题图可看出

故选AD。
10. 如图甲所示,一足够长的木板静止在光滑的水平地面上,质量1kg的滑块(可视为质点),置于木板中央。木板在一定时间内受到水平方向的恒定拉力F,其图像如图乙所示。已知滑块与木板间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取。下列说法正确的是( )
A. 0~2s滑块的加速度大小为
B. 拉力F的大小2N
C. 木板的质量为0.5kg
D. 为了使滑块不脱离木板,木板的长度至少为3m
【答案】BC
【解析】
【详解】A.假设滑块与木板发生了相对滑动,由乙图可知,在内木板的加速度为
对滑块,根据牛顿第二定律
解得,滑块的加速度
所以滑块确实与木板发生了相对滑动,所以滑块的加速度为,故A错误;
BC.设木板的质量为M,由乙图可知,在时撤去了拉力,此时木板的速度为
滑块的速度为
滑块与木板间仍有相对滑动,由乙图可知,此后木板的加速度为
对木板,根据牛顿第二定律
解得
在内,对木板根据牛顿第二定律
解得
故BC正确;
D.设在时滑块与木板的速度大小相等,则
解得
木板和滑块速度相等时,木板的总位移为
滑块的总位移为
两者相对位移为
所以木板的总长度不少于
故D错误。
故选BC。
11. 宇航员飞到一个被稠密气体包围的某行星上进行科学探索。他站在该行星表面,从静止释放一个质量为m的物体,由于运动时气体阻力f(阻力与速度有关)的作用,其加速度随下落位移变化x的关系图像如图所示。已知该星球半径为R,万有引力常量为G,图中、为已知量。下列说法正确的是( )
A. 该行星的平均密度为
B. 卫星在距该行星表面高R处的圆轨道上运行的周期为
C. 阻力f和下落位移x的关系式可表示为
D. 物体下落过程中的最大速度为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.开始下落时的加速度为a0,则
该行星的平均密度为
选项A正确;
B.卫星在距该行星表面高R处的圆轨道上运行时
可得周期为
选项B错误;
C.由牛顿第二定律
由图像可知
开始下落时的加速度为a0,联立可得
故C正确;
D.根据
可知a-x图像的面积等于,则
物体下落过程中的最大速度为
故D正确。
故选ACD。
12. 如图所示,在倾角为的斜面上,轻质弹簧一端连接固定在斜面底端的挡板C上,另一端连接滑块A,一轻细绳通过斜面顶端的固定轻滑轮,一端系在滑块A上,另一端与小球B相连,细绳与斜面平行,斜面足够长。先用手托住小球B,此时弹簧刚好处于原长,滑块A刚要沿斜面向上运动。现在由静止释放小球B,不计轻绳与滑轮间的摩擦,小球B始终未落地。已知滑块A的质量为3kg,小球B的质量为5kg,弹簧的劲度系数为100N/m,滑块A与斜面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧的弹性势能为(k为劲度系数,x为弹簧的形变量),取,,。下列说法正确的是( )
A. 释放小球B前,手受到的压力为32N
B. 滑块A向上滑行0.32m时速度最大
C. 滑块A向上滑行时最大速度为
D. 物体A向上滑行达到最大速度的过程中,细绳对滑块A做的功为8.75J
【答案】CD
【解析】
【详解】A.用手托住球B,此时弹簧刚好处于原长,设绳子拉力为T,滑块A刚要沿斜面向上运动可知
对B受力分析,设手的支持力为F,则
解得
根据牛顿第三定律可知,释放小球B前受到的压力为20N,故A错误;
B.松手后,A做加速度减小的加速运动,当A受到的合力为零时,速度最大,当A加速度为零时,B的加速度也为零,对A受力分析得
对B受力分析得
其中
解得
所以滑块A向上滑行0.2m时速度最大,故B错误;
C.根据能量守恒定律,松手后到滑块A最大速度的过程中有
解得滑块A向上滑行时最大速度为
故C正确;
D.物体A向上滑行达到最大速度的过程中,滑块A由动能定理得
其中
联立解得
故D正确。
故选CD。
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某实验小组的同学利用如图所示的双缝干涉实验装置测量光的波长。
(1)实验过程中,在光屏上得到了明暗相间的红色条纹,则下列说法正确的是______。
A 仅将红色滤光片换成绿色滤光片,条纹间距将变大
B. 若取下滤光片在屏上可得到明暗相间的白色条纹
C. 若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可以减小单缝到双缝的距离
D. 若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可以换用两缝间距更大的双缝
(2)已知实验过程中观察到分划板中心刻线与第1条亮条纹中心对齐时,手轮的读数如下方左图所示;转动手轮,分划板中心刻线与第7条亮条纹中心对齐时,手轮的读数如下方右图所示,则相邻两条亮条纹之间的距离为______mm。
(3)已知双缝到光屏之间的距离为,双缝之间的距离为,则该红色光的波长为______nm。
【答案】13. D 14. 0.75
15. 600
【解析】
【小问1详解】
A.根据条纹间距公式
可知,仅将红色滤光片换成绿色滤光片,波长减小,条纹间距将变小,故A错误;
B.若取下滤光片在屏上可得到中央为白色的亮条纹,两侧为明暗相间的彩色条纹,故B错误;
CD.若想增加从目镜中观察到条纹个数,可以通过减小条纹间距来实现,换用双缝到光屏距离更短的遮光筒,减小L,条纹间距减小,目镜中观察到的条纹个数增加,或者用两缝间距更大的双缝,增大d,条纹间距减小,目镜中观察到的条纹个数增加,而单缝到双缝的距离对此无影响,故C错误,D正确。
故选D。
【小问2详解】
当分划板中心刻线与第1条亮条纹中心对齐时,手轮的读数为
分划板中心刻线与第7条亮条纹中心对齐时,手轮的读数为
所以相邻两条亮条纹之间的距离为
小问3详解】
根据条纹间距公式可得
14. 如图所示,为某校科技社团成员设计的具有5个挡位的多用电表电路。其中E是电池,、、、是定值电阻,为滑动变阻器,G为灵敏电流计(,)。为了测量多用电表内电池电动势和内阻,还备有电阻箱R。
(1)A端应该接______表笔(选填“红”或“黑”);
(2)若直流电流挡有1mA和10mA两挡,则定值电阻______、______。
(3)将选择开关与“3”相连,的滑片到最下端b处,将两表笔A、B接在电阻箱上,调节电阻箱的阻值,采集灵敏电流计的读数I(国际单位)和变阻箱的读数R,在坐标纸上,以R为横轴,以______为纵轴,作出了一条不过原点的直线。若图线斜率为k、纵截距为b,则多用电表内电池的电动势为______,内阻为______。(用k、b和已知数据表示)
【答案】(1)红 (2) ①. 11 ②. 99
(3) ①. ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
多用电表电流“红进黑出”,根据内部电源的正负极可知,A端与红表笔相连接。
【小问2详解】
当选择开关接1时,直流电流挡为10mA,则
当选择开关接2时,直流电流挡为1mA,则
联立解得

【小问3详解】
根据闭合电路欧姆定律有
所以
由此可知,R为横轴,以为纵轴,作出的图线为一条不过原点的直线,其斜率为
截距为
所以

15. 某巨型液化天然气LNG储罐安装穹顶时,为了保证不出现大的形变导致天然气泄漏,采用的是“气升顶”施工方案。如图,质量为的球冠形穹顶与储罐壁间涂有密封材料,使穹顶上升时不漏气且可忽略二者之间的摩擦。施工时,用大功率鼓风机向储罐内泵入空气,使穹顶缓慢上升。安装完成后,储罐内空间可视为截面积,高的圆柱体。已知大气压强为,安装完成后罐内空气温度为27℃,标准状态下(,)空气密度为。
(1)穹顶缓慢上升时,储罐内空气压强多大?
(2)鼓风机作业时需要泵入罐内空气的质量为多大(结果保留两位有效数字)?
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)依题意,对穹顶,有
解得
(2)由理想气体状态方程,可得
解得
16. 如图,在竖直平面内,固定有一半径为R的光滑圆弧轨道,为圆弧轨道的水平直径,O为圆心,C为圆弧轨道的最高点。一质量为m的小球(可看成质点)从A点正上方H高处静止释放,小球运动过程中不计空气阻力,重力加速度大小g,求:
(1)为使小球能在轨道上运动而不脱离轨道,H应该满足的条件;
(2)若,小球刚要脱离轨道时,小球距的高度h。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)在C点,对小球由牛顿第二定律可得
从释放小球到C的过程中,由动能定理得
联立解得
(2)设小球刚要脱离轨道时小球与圆心的连线与竖直方向的夹角为,速度为v,
由几何关系可知
对小球由牛顿第二定律可得
由动能定理得
联立解得
17. 如图,水平桌面上有质量分别为、的两个物体A和B,某时刻A以大小为的速度向B匀速运动并与B发生弹性碰撞,碰撞时间极短。碰撞后,A和B先后从桌面的右端滑出,并落在地面上的同一地点。A和B在运动过程中,速度始终与桌面的右边缘垂直,已知B与桌面间的摩擦因数为,重力加速度大小为g,不计空气阻力。求:
(1)B滑出桌面时的速度大小;
(2)B在桌面上运动过程中产生的热量;
(3)B与桌面右边缘的距离;
(4)A与B滑出桌面的时间间隔。
【答案】(1);(2);(3);(4)
【解析】
【详解】(1)A与B发生弹性碰撞,根据动量守恒和机械能守恒可得
联立解得

A和B落在地面上同一地点,所以B滑出桌面时的速度
(2)由能量守恒得
解得
(3)由功能关系得
解得
(4)A与B碰撞后,B在桌面上做匀变速运动
B滑出桌面所以时间
A做匀速直线运动,滑出桌面所以时间
A与B滑出桌面的时间间隔
代入数据得
18. 如图所示,平面直角坐标系中第一、二、四象限内存在磁感应强度大小为B的匀强磁场。第一、四象限内磁场方向垂直纸面向里,第二象限内磁场方向垂直纸面向外。第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量为q()的粒子甲从点以一定初速度释放,初速度方向与x轴正方向的夹角为,从点垂直y轴进入第四象限磁场区域,然后从点垂直x轴进入第一象限,同时在p点释放一质量为、电量为q()、速度为的带电粒子乙,且速度方向垂直于x轴向上。不计粒子重力及甲乙两粒子间的相互作用,求:
(1)甲粒子进入第四象限时的速度;
(2)匀强电场的大小E;
(3)粒子甲第n次经过y轴时,甲乙粒子间的距离d;
(4)当甲粒子第一次经过y轴时在第二象限内施加一沿x轴负方向、电场强度大小与第三象限电场相同的匀强电场,求甲粒子的最大速度。
【答案】(1);(2);(3)(,2,3……);(4)
【解析】
【详解】(1)粒子在第四象限内的磁场中由洛伦兹力提供向心力
根据几何关系有
解得
(2)粒子在第三象限,经分析知粒子垂直y轴进入第四象限,速度大小为
水平方向
竖直方向
解得
(3)设甲粒子半径为,乙粒子半径为,则由洛伦兹力提供向心力
可得
其中

可得
当甲粒子第一次到达y轴()时,乙粒子第二次到达y轴(),两粒子相
此后每次甲粒子到达y轴时,乙比甲沿y轴多移动
粒子甲第n次经过y轴时甲乙粒子间的距离
(,2,3……)
(4)由于只有电场力做功,当粒子x方向的位移最大时速度最大,此时x轴方向的分速度为零,沿y轴方向的分速度即为合速度,则对甲粒子,由
可得
由动能定理得
解得高三年级2月份联合质量检测物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
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8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 如图所示,某种材料制成太阳能电池的主体部分由P型半导体和N型半导体结合而成。当太阳光照射到该材料上时,材料吸收光子发生内光电效应,自由电子向N型一侧移动,从而在两端形成电势差。已知该材料至少需要吸收能量为E的光子才能发生内光电效应,普朗克常量为h,光束为c,则( )
A. 通过负载的电流方向从上至下
B. 该材料发生光电效应的极限波长为
C. 太阳光的强度越强,则通过负载的电流越大
D. 光强不变,改用频率高的光照射该材料,则通过负载的饱和电流变大
2. 甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动,速度随时间的变化图像如图所示。4s时两车同时经过公路旁的同一个路标。5s时乙车停止运动,且此时甲车超前乙车2m。两车均可视为质点,关于两车的运动,下列说法正确的是( )
A. 时,两车相距8m B. 甲、乙两车的加速度大小之比为
C. 在0~4s内,甲车的位移大小为8m D. 在3~5s内,甲车的位移大于乙车的位移
3. 如图所示,一理想变压器原线圈匝数匝,副线圈匝数匝,原线圈中接一交变电源,交变电源电压。副线圈中接一电动机,电阻为,电流表示数为1A。电表对电路的影响忽略不计,则下列说法正确的是( )
A. 电动机的输出功率为33W B. 电动机两端的电压为11V
C. 电流表示数为5A D. 交变电流的频率为50Hz
4. 如图所示,边长为L正方形金属回路(总电阻为R)与水平面的夹角为,虚线圆与正方形边界相切,虚线圆形边界内(包括边界)存在竖直向下匀强磁场,其磁感应强度与时间的关系式为(且为常量),则金属回路产生的感应电流大小为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,为正三角形的三个顶点,A、B两点固定电荷量为的点电荷,C点固定电荷量为-q的点电荷,D、G、H分别为、和边的中点,O为正三角形的中心。下列说法正确的是(  )
A. O点的场强大小为零 B. D与H两点的电势相同
C. 电子沿方向运动始终克服电场力做功 D. 从O点静止释放的质子将沿运动
6. 如图所示,倾角斜面固定在水平地面上。质量分别为2kg、1kg的两物块A、B置于斜面上,质量为0.2kg的物块C穿在固定在地面上的光滑竖直杆上,A与C之间用跨过定滑轮的轻质细线连接,滑轮左侧的细线与斜面平行,滑轮右侧的细线与竖直方向的夹角,A、B、C均处于静止状态,B的上表面水平,A与B、B与斜面之间的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取,则( )
A. 细线对定滑轮的作用力大小为2N,方向竖直向下
B. B对斜面摩擦力大小为11N,方向沿斜面向上
C. 剪断细线后,B对A的支持力的大小为18.75N
D. 剪断细线后,A、B之间摩擦力的大小为零
7. 如图所示,波源O沿y轴作简谐运动,形成两列简谐横波,一列波在介质Ⅰ中沿x轴正方向传播,另一列波在介质Ⅱ中沿x轴负方向传播。时刻完整波形如图所示,此时两列波分别传到和处。时质点M位移不变,振动方向相反,已知波源振动周期大于1s。则( )
A. 波源的起振方向沿y轴负方向 B. 介质Ⅰ中与介质Ⅱ中波速之比为
C. 介质Ⅰ中与介质Ⅱ中波频率之比为 D. 介质Ⅱ中波的周期为1.5s
8. 如图所示,绝缘水平面上固定有两根间距为L,足够长的平行光滑导轨(电阻不计),导轨所在空间存在磁感应强度为B,范围足够大的匀强磁场。长度均为L,质量分别为,两根导体a、b棒静置在导轨上,a的阻值是b的2倍。若在时刻给a一个平行于导轨向左的初速度,不计运动过程中a和b的相互作用力,则下列说法错误的是( )
A. 整个运动过程中,导体棒b做加速度逐渐减小的加速运动,直至匀速运动
B. 整个运动过程中,通过导体棒b的电荷量为
C. 整个运动过程中,导体棒a产生的焦耳热为
D. 整个运动过程中,导体棒b所受安培力的冲量大小为
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 用水平拉力使质量分别为、的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动,两物体与桌面间的动摩擦因数分别为和。甲、乙两物体运动后,所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示。由图可知( )
A. B. C. D.
10. 如图甲所示,一足够长木板静止在光滑的水平地面上,质量1kg的滑块(可视为质点),置于木板中央。木板在一定时间内受到水平方向的恒定拉力F,其图像如图乙所示。已知滑块与木板间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取。下列说法正确的是( )
A. 0~2s滑块的加速度大小为
B. 拉力F的大小2N
C. 木板的质量为0.5kg
D. 为了使滑块不脱离木板,木板的长度至少为3m
11. 宇航员飞到一个被稠密气体包围的某行星上进行科学探索。他站在该行星表面,从静止释放一个质量为m的物体,由于运动时气体阻力f(阻力与速度有关)的作用,其加速度随下落位移变化x的关系图像如图所示。已知该星球半径为R,万有引力常量为G,图中、为已知量。下列说法正确的是( )
A. 该行星的平均密度为
B. 卫星在距该行星表面高R处的圆轨道上运行的周期为
C. 阻力f和下落位移x的关系式可表示为
D. 物体下落过程中的最大速度为
12. 如图所示,在倾角为的斜面上,轻质弹簧一端连接固定在斜面底端的挡板C上,另一端连接滑块A,一轻细绳通过斜面顶端的固定轻滑轮,一端系在滑块A上,另一端与小球B相连,细绳与斜面平行,斜面足够长。先用手托住小球B,此时弹簧刚好处于原长,滑块A刚要沿斜面向上运动。现在由静止释放小球B,不计轻绳与滑轮间的摩擦,小球B始终未落地。已知滑块A的质量为3kg,小球B的质量为5kg,弹簧的劲度系数为100N/m,滑块A与斜面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧的弹性势能为(k为劲度系数,x为弹簧的形变量),取,,。下列说法正确的是( )
A. 释放小球B前,手受到的压力为32N
B. 滑块A向上滑行0.32m时速度最大
C. 滑块A向上滑行时最大速度为
D. 物体A向上滑行达到最大速度的过程中,细绳对滑块A做的功为8.75J
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某实验小组的同学利用如图所示的双缝干涉实验装置测量光的波长。
(1)实验过程中,在光屏上得到了明暗相间的红色条纹,则下列说法正确的是______。
A. 仅将红色滤光片换成绿色滤光片,条纹间距将变大
B. 若取下滤光片在屏上可得到明暗相间白色条纹
C. 若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可以减小单缝到双缝的距离
D. 若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可以换用两缝间距更大的双缝
(2)已知实验过程中观察到分划板中心刻线与第1条亮条纹中心对齐时,手轮的读数如下方左图所示;转动手轮,分划板中心刻线与第7条亮条纹中心对齐时,手轮的读数如下方右图所示,则相邻两条亮条纹之间的距离为______mm。
(3)已知双缝到光屏之间的距离为,双缝之间的距离为,则该红色光的波长为______nm。
14. 如图所示,为某校科技社团成员设计的具有5个挡位的多用电表电路。其中E是电池,、、、是定值电阻,为滑动变阻器,G为灵敏电流计(,)。为了测量多用电表内电池电动势和内阻,还备有电阻箱R。
(1)A端应该接______表笔(选填“红”或“黑”);
(2)若直流电流挡有1mA和10mA两挡,则定值电阻______、______。
(3)将选择开关与“3”相连,的滑片到最下端b处,将两表笔A、B接在电阻箱上,调节电阻箱的阻值,采集灵敏电流计的读数I(国际单位)和变阻箱的读数R,在坐标纸上,以R为横轴,以______为纵轴,作出了一条不过原点的直线。若图线斜率为k、纵截距为b,则多用电表内电池的电动势为______,内阻为______。(用k、b和已知数据表示)
15. 某巨型液化天然气LNG储罐安装穹顶时,为了保证不出现大形变导致天然气泄漏,采用的是“气升顶”施工方案。如图,质量为的球冠形穹顶与储罐壁间涂有密封材料,使穹顶上升时不漏气且可忽略二者之间的摩擦。施工时,用大功率鼓风机向储罐内泵入空气,使穹顶缓慢上升。安装完成后,储罐内空间可视为截面积,高的圆柱体。已知大气压强为,安装完成后罐内空气温度为27℃,标准状态下(,)空气密度为。
(1)穹顶缓慢上升时,储罐内空气压强为多大?
(2)鼓风机作业时需要泵入罐内空气的质量为多大(结果保留两位有效数字)?
16. 如图,在竖直平面内,固定有一半径为R的光滑圆弧轨道,为圆弧轨道的水平直径,O为圆心,C为圆弧轨道的最高点。一质量为m的小球(可看成质点)从A点正上方H高处静止释放,小球运动过程中不计空气阻力,重力加速度大小g,求:
(1)为使小球能在轨道上运动而不脱离轨道,H应该满足的条件;
(2)若,小球刚要脱离轨道时,小球距的高度h。
17. 如图,水平桌面上有质量分别为、的两个物体A和B,某时刻A以大小为的速度向B匀速运动并与B发生弹性碰撞,碰撞时间极短。碰撞后,A和B先后从桌面的右端滑出,并落在地面上的同一地点。A和B在运动过程中,速度始终与桌面的右边缘垂直,已知B与桌面间的摩擦因数为,重力加速度大小为g,不计空气阻力。求:
(1)B滑出桌面时的速度大小;
(2)B在桌面上运动过程中产生的热量;
(3)B与桌面右边缘的距离;
(4)A与B滑出桌面的时间间隔。
18. 如图所示,平面直角坐标系中第一、二、四象限内存在磁感应强度大小为B的匀强磁场。第一、四象限内磁场方向垂直纸面向里,第二象限内磁场方向垂直纸面向外。第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量为q()的粒子甲从点以一定初速度释放,初速度方向与x轴正方向的夹角为,从点垂直y轴进入第四象限磁场区域,然后从点垂直x轴进入第一象限,同时在p点释放一质量为、电量为q()、速度为的带电粒子乙,且速度方向垂直于x轴向上。不计粒子重力及甲乙两粒子间的相互作用,求:
(1)甲粒子进入第四象限时的速度;
(2)匀强电场的大小E;
(3)粒子甲第n次经过y轴时,甲乙粒子间的距离d;
(4)当甲粒子第一次经过y轴时在第二象限内施加一沿x轴负方向、电场强度大小与第三象限电场相同的匀强电场,求甲粒子的最大速度。
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