商河弘德中学高三上学期第三次月考物理试题
一、单项选择题:本题共10小题,每小题3分,共30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。
1.一物块在竖直方向运动的v-t图像如图所示(取竖直向上为正方向),其中t3~t4时间内是倾斜直线,其它时间内都是曲线。下列说法正确的是( )
A. 在t2时刻,物体到达最高点
B. 在t1~t2时间内,物体的平均速度大小为
C. 在t2~t3时间内,物体的加速度逐渐增大
D. 在t3~t4时间内,物体处于超重状态
2.高空抛物是一种会带来社会危害的不文明行为,不起眼的物品从高空落下就可能致人伤亡。某小区的监控摄像头录像显示,一花盆从距离地面20m高的阳台上掉下,落地时与地面作用时间为0.1s,假设花盆质量为3kg且掉下时无初速度,与地面作用后不反弹,重力加速度取10m/s2,不计空气阻力。则花盆落地时对地面的平均作用力大小为( )
A.600N B.630N C.300N D.330N
3.6. 2018年12月27日,北斗三号基本系统已完成建设,开始提供全球服务。其导航系统中部分卫星运动轨道如图所示:a为低轨道极地卫星,b为地球静止卫星,c为倾斜轨道卫星,其轨道平面与赤道平面有一定的夹角,c的周期与地球自转周期相同。下列说法正确的是( )
A. 卫星a的线速度比卫星c的线速度小
B. 卫星b的向心加速度比卫星c的向心加速度大
C. 卫星b和卫星c的线速度大小相等
D. 卫星a的机械能一定比卫星b的机械能大
4.如图甲所示,长木板A放在光滑的水平面上,质量m=2 kg的另一物体B以水平速度v0=3m/s滑上原来静止的长木板A的上表面,由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示,则下列说法正确的是(g取10 m/s2)( )
A. 木板获得的动能为1 J
B. 系统损失的机械能为7 J
C. 木板A的最小长度为1.5 m
D. A、B间的动摩擦因数为0.23
5. 下列四幅图涉及不同的物理知识,如图所示,其中说法正确的是( )
A. 甲图中A处能观察到大量的闪光点,B处能看到较多的闪光点,C处观察不到闪光点
B. 图乙中用中子轰击铀核使其发生聚变,链式反应会释放出巨大的核能
C. 图丙中处于能级的大量氢原子向低能级跃迁,最多可以放出3种频率的光
D. 丁图中用弧光灯照射原来就带电的锌板时,发现验电器的张角变大,说明锌板原来一定带负电
6.一列简谐横波某时刻波形如图1所示。由该时刻开始计时,质点N的振动情况如图2所示。下列说法正确的是( )
A.该横波沿x轴负方向传播
B.该时刻质点L向y轴正方向运动
C.经半个周期质点L将沿x轴负方向移动半个波长
D.该时刻质点K与M的速度、加速度都相同
7.小明用激光做双缝干涉实验。第一次用图甲所示的装置,缝S1和S2到屏上O点的距离相等,先用红色激光照射双缝,后用绿色激光照射双缝。第二次用图乙所示的装置,在S1右侧放置一薄玻璃片,用红色激光照射双缝,经S1出射后的激光垂直穿过玻璃片传播到O点,经S2出射后的激光直接传播到O点。已知玻璃片的厚度为红色激光波长的10倍,玻璃对红色激光的折射率为1.5,不计光在玻璃片内的反射。下列说法正确的是( )
A. 第一次实验中,用绿色激光照射时,光屏上明暗相间的条纹间距更大
B. 第一次实验中,若挡住缝S2,光屏上仍能得到明暗相间的等间距条纹
C. 第二次实验中,用红色激光照射时,光屏上O点出现的是亮条纹
D. 第二次实验中,用红色激光照射时,光屏上O点出现的是暗条纹
8.如图所示,一定质量的理想气体从状态a开始,沿图示路径先后到达状态b和c。下列说法正确的是( )
A.从a到b,气体温度保持不变
B.从a到b,气体对外界做功
C.从b到c,气体内能减小
D.从b到c,气体从外界吸热
9. 如图所示,粗糙斜面固定在水平地面上,木块以一定的初速度从斜面底端冲上斜面后又滑回斜面底端。则木块( )
A.上滑过程的时间大于下滑过程的时间
B.上滑过程的加速度小于下滑过程的加速度
C.上滑过程与下滑过程损失的机械能相等
D.上滑过程的动量变化量小于下滑过程的动量变化量
10.如图所示,一个三棱镜的截面为等腰直角三角形ABD,为直角。此截面所在平面内的光线沿平行于BD边的方向射到AB边,进入棱镜后直接射到AD边上,并刚好能发生全反射。该棱镜材料的折射率为( )
A B.
C. D.
二、多项选择题:本题共5小题,每小题分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得分,选对但不全的得分,有选错的得分。
11. 如图所示,两束单色光a、b从水面下射向A点,光线经折射后在空气中合成一束光,则正确的是( )
A.b光在水中的传播速度更大些
B.a光在A点发生全反射的临界角大于b光的临界角
C.用同一单缝衍射实验装置分别以a、b光做实验时,a光的衍射现象更加明显些
D.用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验时,b光的干涉条纹间距更大些
12.某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示,虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹,M、N分别是运动轨迹与等势面b、a的交点,下列说法正确的是( )
A.粒子带负电荷
B.M点的电场强度比N点的小
C.粒子在运动轨迹上存在动能最小的点
D.粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
13.如图甲所示,在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出),O、A、B为轴上三点.放在A、B两点的试探电荷受到的电场力跟试探电荷所带电荷量的关系如图乙所示,以x轴的正方向为电场力的正方向,则( )
A.点电荷Q一定为正电荷
B.点电荷Q在A、B之间
C.A点的电场强度大小为2×103 N/C
D.同一电荷在A点受到的电场力比在B点的大
14.如图所示,在空间直角坐标系Oxyz中有到原点O的距离均相等的a、b、c、d四个点,a、b在x轴上,c在y轴上,d在z轴上。在a、b两点各放置一个带电量为的点电荷,下列说法正确的是( )
A.c点和d点的电场强度相同
B.c点和d点的电势相等
C.将带正电的试探电荷沿直线从c点移动到d点的过程中,电势能始终不变
D.将带正电的试探电荷沿直线从c点移动到d点的过程中,电势能先变大后变小
15.如图所示,一个半径为的光滑圆弧轨道ABC竖直固定,AO与竖直方向的夹角为,B、C两点分别为圆弧轨道的最低点和最高点,从P点以初速度抛出一个小球,与水平方向的夹角,小球在A点沿切线方向进入圆弧轨道,沿着圆弧轨道恰好能到达C点,重力加速度大小取,下列说法正确的是( )
A.小球恰好到达C点时的速度大小为
B.小球恰好到达C点时的速度大小为
C.小球从P点抛出时的速度大小为
D.小球从P点抛出时的速度大小为
三、非选择题(每空2分,共14分)
16.(6分)
(碰撞恢复系数,其中和分别为碰撞前两物体的速度,和分别为碰撞后两物体的速度。某同学利用如图所示的实验装置测量半径相同的钢球A和玻璃球B的碰撞恢复系数。实验步骤如下:
①用电子天平测量出钢球A和玻璃球B的质量分别为m1、m2。
②调节斜槽末端水平并找到斜槽末端在白纸上的竖直投影点O。
③将钢球A从斜槽上某一位置S由静止释放,落到复写纸上并在白纸上留下痕迹。重复上述操作多次,得到多个落点痕迹,找到平均落点P。
④将玻璃球B放在斜槽末端,再将钢球A从位置S由静止释放,两球碰撞后落到复写纸上并在白纸上留下痕迹:重复上述操作多次,分别找到A、B两球的平均落点M、N。
⑤用刻度尺测量出线段OP、OM和ON的长度分别记为、和。试分析下列问题。
(1)关于实验操作和过程,下列说法正确的是( )
A.实验时需测量小球开始释放时距离斜槽末端的高度h
B.实验装置中的铅垂线是用来判断斜槽末端是否水平的
C.实验时每次释放钢球A的位置必须相同,斜槽是否光滑对实验结果无影响
(2)两球的碰撞恢复系数 (用、、表示);
(3)将玻璃球B换成大小相同的其它材质小球,测得其质量为。重复实验,发现落点N和P重合,则两球的碰撞恢复系数 (结果保留2位有效数字)。
17(8分)利用图1所示的装置验证机械能守恒定律。
(1)关于本实验的下列操作步骤,必要的是______。
A.用天平测量重物的质量
B.先接通电源后释放纸带
C.用秒表测量重物下落的时间
D.在纸带上用刻度尺测量重物下落的高度
(2)实验得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到重物下落的起始点O的距离分别为。已知当地重力加速度为g,计时器打点周期为T,设重物的质量为m,从O点到B点的过程中,重物重力势能的减少量为______,动能的增加量 。
(3)某同学用两个物体P、Q分别进行实验,多次记录下落的高度h和对应的速度大小v,作出图像如图3所示,实验操作规范。通过图像可以确定______。
A.Q受到的阻力大小恒定
B.P的质量小于Q的质量
C.选择P进行实验误差更小
18.(12分)如图,质量为2kg的小球A(视为质点)在细绳和OP作用下处于平衡状态,细绳,与竖直方向的夹角均为60°。质量为6kg的木板B静止在光滑水平面上,质量为2kg的物块C静止在B的左端。剪断细绳,小球A开始运动。(重力加速度g取)
(1)求A运动到最低点时细绳OP所受的拉力。
(2)A在最低点时,细绳OP断裂。A飞出后恰好与C左侧碰撞(时间极短)、碰后A竖直下落,C水平向右运动。求碰后C速度大小。
(3)A、C碰后,C相对B滑行4m后与B共速。求C和B之间的动摩擦因数。
19(12分)足够长的玻璃管水平放置,用长的水银封闭一段长为的空气柱(空气视为理想气体),大气压强为,环境温度为,将玻璃管缓慢顺时针旋转到竖直,求:
(1)空气柱是吸热还是放热,写出判断过程。
(2)空气柱长度变为多少。
(3)当气体温度变为时,空气柱长度又是多少。
20 (12分) 一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图所示,质点P的平衡位置位于x=1m处,质点Q的平衡位置位于x=15m处。t=1s时质点P第一次回到平衡位置。已知波源振动的周期小于5s。
(1)判断这列波的传播方向(回答“沿着x轴的正方向”或“沿着x轴的负方向”);
(2)求这列波传播速度;
(3)求t=1s时质点Q的位移。
商河弘德中学高三上学期第三次月考物理试题答案
1【答案】C
【详解】A.在t2时刻,物体的速度最大,之后继续向上做减速运动,在t4时刻,物体的速度为零,达到最高点,故A错误;
B.在t1~t2时间内,物体若做匀加速直线运动,如图中虚线所示,则物体的平均速度大小为,而由图可知物体在这段时间是做加速度逐渐减小的加速运动,如图中实线所示由图可知,实线与时间轴所围成的面积大于虚线与时间轴所围成的面积,故物体的平均速度大小大于,故B错误;
C.根据的斜率表示加速度,可知在t2~t3时间内,图像的切线斜率越来越大,故物体的加速度逐渐增大,故C正确;
D.由图可知,在t3~t4时间内物体向上做减速运动,则加速度竖直向下,故物体处于失重状态,故D错误。故选C。
2【答案】B
【详解】花盆做自由落体运动,则有
解得落地前瞬间的速度大小为
取向上为正方向,花盆与地面作用过程中,根据动量定理有
代入数据解得
根据牛顿第三定律可知,花盆落地时对地面的平均作用力大小为630N。
故选B。
3【答案】C【详解】A.由线速度与半径的关系可知,卫星a的线速度比卫星c的线速度大。故A错误;
B.由于b为地球静止卫星,c的周期与地球自转周期相同,所以b、c周期相等。由可知,卫星b的向心加速度与卫星c的向心加速度相等。故B错误;
C.由可知,b、c轨道半径相同。所以卫星b和卫星c的线速度大小相等。故C正确;
D.由轨道a到轨道b,卫星需加速,所以卫星a的机械能一定比卫星b的机械能小。故D错误。
故选C。
4【答案】C
【详解】A.设木板A的质量为M,由乙图可知,木板A的最终速度为1m/s,可知木板获得的动能为 A、B相互作用过程中,系统动量守恒,可得
联立,解得故A错误;
B.系统损失的机械能为故B错误;
C.设木板A的最小长度为L,由乙图中图线与坐标轴所围面积表示位移,可得
故C正确;
D.设A、B间的动摩擦因数为,根据能量守恒可得 解得故D错误。故选C。
5【答案】C
【详解】A.甲图是卢瑟福粒子散射实验,粒子与金箔撞击后,大多数粒子不发生偏转,少数粒子发生明显偏转,极少数粒子发生较大程度的偏转,甚至是反向,故C处也能看到少量的闪光点,选项A错误;
B.图乙是中子轰击原子核发生裂变反应,不是聚变反应,选项B错误;
C.大量的能级的氢原子发生跃迁时,可以从能级3直接跃迁到能级1,释放出一种光子,也可以从能级3先跃迁到能级2,释放出另一种光子,再从能级2跃迁到能级1,再释放出一种光子,所以大量处于能级的氢原子跃迁时最多可能放出3种光子,选项C正确;
D.发生光电效应时,电子从锌板表面逸出,会使锌板会带上正电。如果用弧光灯照射原本就带电的锌板,发现验电器张大时,说明锌板所带电荷量增加,因此本来带的就是正电荷,选项D错误。
故选C。
6【答案】A
【详解】A.根据乙图可知该时刻质点N向上振动,结合“上下坡法”可知,波沿x轴负方向传播,故A正确;
B.横波沿x轴负方向传播,根据“上坡下、下坡上”知识可知,质点L该时刻向y轴负方向运动,故B错误;
C.经半个周期简谐横波沿x轴负方向移动半个波长,质点L不会随波迁移,故C错误;
D.该时刻质点K与M的速度均为0,加速度大小相同、方向相反,故D错误;故选A。
7【答案】C
【详解】A.第一次实验中,根据,因红光波长大于绿光,可知用绿色激光照射时,光屏上明暗相间的条纹间距较小,选项A错误;
B.第一次实验中,若挡住缝S2,光屏上能得到衍射条纹,衍射条纹是明暗相间的不等距的条纹,选项B错误;
CD.第二次实验中,光在玻璃片中传播速度为
若玻璃片的厚度d=10λ,则经S2出射后直接传播到O点所用时间
则经S1出射后直接传播到O点所用时间
则光程差为Δs=c (t1-t2)=5λ
是波长的整数倍,故O点处为亮条纹,故C正确,D错误。故选C。
8【答案】D
【详解】AB.一定质量的理想气体从状态a开始,沿题图路径到达状态b过程中气体发生等容变化,压强减小,根据查理定律,可知气体温度降低,再根据热力学第一定律U = Q+W,由于气体不做功,内能减小,则气体放热,AB错误;
CD.一定质量的理想气体从状态b沿题图路径到达状态c过程中气体发生等压变化,体积增大,根据,可知气体温度升高,内能增大,再根据热力学第一定律U = Q+W,可知b到c过程吸热,且吸收的热量大于功值,C错误、D正确。 故选D。
9【答案】C
【详解】AB.设斜面倾角为,木块受到摩擦力大小为f,木块质量为m,木块上滑过程,由牛顿第二定律有 木块下滑过程,由牛第二定律有 可知 将上升的过程采用逆向思维,根据位移时间公式得 位移x相等,易得 故AB错误;
C.根据 可知上滑过程与下滑过程克服摩擦力做功相同,因为克服摩擦阻力做功等于物体机械能的变化量,所以上滑过程与下滑过程损失的机械能相等,故C正确;
D.由公式 且,可知上滑时木块的初速度大于木块下滑到低端时的速度,可知上滑过程的速度变化量大于下滑过程的速度变化量,故上滑过程的动量变化量大于下滑过程的动量变化量,故D错误。 故选C。
10-答案:D
解析:如图所示由几何关系可得,
光束射到AB边时,根据光的折射定律有
当光束射到AC边时,恰好发生全反射有 联立解得该棱镜材料的折射率为故选D。
11【答案】BC
【详解】AB.如图所示,
折射率, 由图可知,折射率,光在水的中的速度,故, 在水中a光的速度比b光的大,临界角的正弦值,折射率越大,临界角越小,即,故A错误,B正确;
C.波长,则, 用同一单缝衍射实验装置分别以a、b光做实验时,a光的衍射现象更加明显,故C正确;
D.条纹间距,用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验时,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距,故D错误。故选BC。
12 BCD
【详解】A.根据粒子所受电场力指向曲线轨迹的凹侧可知,带电粒子带正电,故A错误;
B.等差等势面越密集的地方场强越大,故M点的电场强度比N点的小,故B正确;
CD.粒子带正电,因为M点的电势大于在N点的电势,故粒子在M点的电势能大于在N点的电势能;由于带电粒子仅在电场作用下运动,电势能与动能总和不变,故可知当电势能最大时动能最小,故粒子在运动轨迹上到达最大电势处时动能最小,故CD正确。故选BCD。
13答案 BCD
解析 由题图乙知,两直线都是过原点的倾斜直线,由场强的定义式可知,其斜率的绝对值大小
为各点的场强大小,则EA=2×103 N/C,EB=0.5×103 N/C=,同一电荷在A点受到的电场力比在B点的大,故选项C、D正确;由题图知正试探电荷在A点受电场力为正,负试探电荷在B点受电场力也为正,可得A、B两点电场强度方向相反,则点电荷Q在A、B之间,且为负电荷,故选项A错误,B正确
14 BD
【详解】A.根据等量同种电荷电场线分布特点可知c、d两点电场强度大小相等,方向分别指向y轴和z轴正方向,故A错误;
B.c点和d点距离ab两点电荷距离相等,cd两点的电势相等,故B正确;
CD.将带正电的试探电荷沿直线从c点移动到d点的过程中,先靠近后远离ab两点电荷,故电场力先做负功后做正功,所以将带正电的试探电荷沿直线从c点移动到d点的过程中,电势能先变大后变小,故 C错误,D正确; 故选BD。
15 BC
【详解】AB.小球恰好能沿着圆弧轨道到达C点,则
解得小球恰好到达C点时的速度,故A错误,B正确;
CD.小球由A点到C点过程由动能定理有
解得小球在A点时的速度为,
则小球在A点时沿水平方向的分速度
根据斜抛运动规律可知,小球从P点抛出时的速度,故C正确,D错误。
故选BC。
16.(1)C (2) (3)0.33
【详解】(1)A.本实验需要测量碰撞恢复系数,由碰撞恢复系数可知,本实验实际是要测量小球的速度,由装置可以确定本实验采用平抛运动规律测量速度,考虑到所有小球平抛运动下落高度相同,运动时间相同,故只需要测量水平位即可用以代替平抛初速度,故不需要测量小球开始释放时距离斜槽末端的高度h,故A错误;
B.实验装置中的铅垂线是一方面是用来判断斜槽末端是否水平,另一方面也是用以确定初始位置,故B错误;
C.实验时每次释放钢球A的位置必须相同,只要释放位置相同斜槽是否光滑对小球到达斜槽末端时的速度无影响,对实验结果无影响,故C正确。故选C。
(2)设小球做平抛运动的时间为t,碰撞前,钢球A的速度玻璃球B的速度为0,
碰撞后,球A的速度玻璃球B的速度为故碰撞恢复系数
(3)将玻璃球B换成大小相同的,质量为的小球后,碰撞前后瞬间,钢球A与小球组的系统动量守恒有
由于落点N和P重合,故,故
故两球的碰撞恢复系数
17. 【答案】(1)BD (2) (3)AC
【详解】(1)A.若机械能守恒定律,需要验证
整理可得
故不需要测量重物得质量,A错误;
B.利用打点计时器打点时,要先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,B正确;
C.打点计时器本身就可以记录打点的时间,故不需要停表记录时间,C错误;
D.验证机械能守恒,需要知道重物下落的高度,通过再纸带上用刻度尺测量点迹之间的距离可以得到重物下落的高度,D正确。
故选BD。
(2)[1]由题可知,重力势能的减少量
[2]根据匀变速直线运动规律可得,打点计时器打出B点时重物的速度
重物动能的增加量
(3)设重物下落过程中受到的阻力为,根据动能定理可得
整理可得
故在图像中,其斜率为
A.由于Q的是一条通过原点的直线,即其斜率不变,故受到的阻力不变,A正确;
BC.由图像可知P的斜率大于Q的斜率,即有
解得
故用P进行实验误差更小,B错误,C正确。
故选AC。
18【答案】(1);(2);(3)
【详解】根据题意,设AC质量为,B的质量为,细绳长为,初始时细线与竖直方向夹角。
(1)A开始运动到最低点有
对最低点受力分析,根据牛顿第二定律得
解得,
(2)A与C相碰时,水平方向动量守恒,由于碰后A竖直下落可知
故解得
(3)A、C碰后,C相对B滑行4m后与B共速,则对CB分析,过程中根据动量守恒可得
根据能量守恒得
联立解得
19【答案】①放热;②;③
【详解】①②以封闭气体为研究对象,气体做等温变化,设玻璃管横截面积为,玻璃管水平时
玻璃管竖起来后,根据解得
气体体积减小,外界对气体做功,但其温度不变,内能不变,根据热力学第一定律可知气体向外放热;
③空气柱长度为;由等压变化得其中,,解得
20【答案】(1)波沿x轴负方向运动 (2) (3)
【小问1详解】设波源振动的周期为T,第一次回到平衡位置所用的时间为
t=0时,若质点P沿y轴正方向运动,则 可得
t=0时,若质点P沿y轴负方向运动,则 可得(不符合题意)
所以t=0时质点P沿y轴正方向运动,波沿x轴负方向运动。
【小问2详解】由图可知波长 根据 可得这列波的传播速度
【小问3详解】 根据
t=0时质点Q位于波峰,故振动方程
t=1s时质点Q的位移