高三 3 月物理
注意事项:
1、答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
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。
一、单项选择题: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 .关于近代物理知识,下列说法中正确的是( )
A .动量相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等
B .铀核裂变的一种核反应方程可能为 5 U →4 Ba + Kr + 3n
C .一个处于n =4 能级的氢原子向基态跃迁最多可能产生 4 种频率的光子
D .原子核的结合能越大,原子核越稳定
2.如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开连接。将一点电荷从电容器内的 M 点移动到 N 点,电场力做功为 W。现将上极板向上平移,使两极板间的距离变为原来的两倍,再将该电荷从 M 点移动到 N 点,则电场力做的功为( )
A .0.5W B .W C .2W D .4W
3 .如图所示,地球赤道上方有两颗卫星 A 、B,轨道半径分别为 r1 、r2 ,其中 r1 = nr2
(n > 1 ),若卫星 A 的周期为T1 ,则卫星 B 的周期为( )
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A . ·、in3 T1 B . C . D .
4 .两个力F1 和F2 大小相等,合力与F1 成 60°角。若保持力F1 不变,力F2 大小变为原来的一半,但方向不变,则合力与F1 的夹角变为( )
(
。 。
。 。
)A .30 B .45 C .60 D .120
5.如图所示,轻杆 OA 顶端固定质量为 m 的小球,轻杆带动小球绕 O 点在竖直平面内做半径为 R 的匀速圆周运动,重力加速度为 g。小球从圆周最低点运动到最高点的过程中, 下列说法正确的是( )
A .小球的机械能守恒 B .轻杆对小球的作用力不做功
C .轻杆对小球做功为 2mgR D .合力对小球做功为 2mgR
6 .如图所示,一定质量的理想气体经历了 A → B → C → D → A的循环过程后回到状态 A,以下说法正确的是( )
A .对于A → B 过程,外界对气体做功2p0 V0 B .对于D → A 过程,外界对气体做功p0 V0
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C .整个循环过程中,外界对气体做功2p0 V0 D .整个循环过程中,气体吸收热量2p0 V0
7 .如图 1 所示,从水面上看水下的物体,看起来比实际要浅,h 这段距离叫做视深度,当观察者的俯角(视线与水平面的夹角)接近90° 时,折射率n 。如图 2 所示,在一个边长为 21cm 的正方形玻璃砖内有一个小气泡,在左侧垂直 AB 边往右直视气泡,小气泡的视深度为 10cm;在右侧垂直 CD 边往左直视气泡,小气泡的视深度为 4cm。则小 气泡与 AB 边的实际距离近似为( )
A .6cm B .9cm C .12cm D .15cm
8 .如图所示,某防弹衣由 A 、B 两种不同材料的防护层构成,其中 A 层的厚度是 B 层的 2倍。将防弹衣固定,若让子弹先垂直打到 A 层上,子弹穿透 A 层后停在 B 层的正中间;若同一速度的子弹先垂直打到 B 层上,子弹穿透 B 层后停在 A 层的正中间。子弹在 A、B 层中分别视为以加速度大小a1 、a2 做匀减速直线运动,则以下关系正确的是( )
A .a1 = 2a2 B .a1 = 3a2 C .a2 = 5a1 D .a2 = 2a1
二、多项选择题:本题共 2 小题,每小题 5 分,共 10 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 5 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。
9 .如图所示,宽度为 l、足够长的光滑 U 形金属框固定在水平绝缘桌面上,空间存在垂直桌面向下、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场。一质量为 m、有效电阻为 R 的金属棒垂直放在金属框上,跨过光滑定滑轮的轻绳把金属棒和质量为 M 的钩码连在一起。初始时轻绳伸直,现将金属棒由静止释放,金属棒在金属框上先加速后匀速运动。金属框的电阻不计, 忽
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略空气阻力,重力加速度为 g,钩码离地足够高,以下说法正确的是( )
A .钩码在加速阶段匀加速下落 B .钩码的最大速度为
C .钩码的最大加速度为 D .通过回路的电荷量与钩码下落的距离成正比
10 .如图所示,在 xOy 坐标系中,一圆形区域(未画出)内存在垂直 xOy 平面向里的匀强磁场,一比荷为 的带正电粒子以初速度v0 沿 x 轴正方向从坐标原点 O 射入磁场,经过y轴上的 A 点时速度与y 轴正方向成30。角,A 、O 之间的距离为 h,粒子重力不计,以下说法正确的是( )
A .到达 A 点前,粒子已经离开磁场 B .匀强磁场的磁感应强度大小为
C .圆形磁场区域的最小面积为 D .圆形磁场区域的最小面积为
三、非选择题:本题共 5 小题,共 58 分。
11 .利用如图所示的实验装置验证动量守恒定律,气垫导轨上有两个滑块 A 、B,分别在滑块 A 、B 上固定宽度相等的遮光片,滑块 A(含遮光片)的质量为 m ,滑块 B(含遮光片)的质量为 2m,数字计时器可记录滑块 A 、B 上的遮光片通过光电门的遮光时间。
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(1)实验开始前要对气垫导轨进行调平。现仅将滑块 A 放在光电门 1 的右侧,轻推后发现滑块 A 的遮光片通过光电门 1 的遮光时间小于其通过光电门 2 的遮光时间,则应把气垫导轨左端的调节旋钮适当______(选填“调高”或“调低”)一些,直至滑块通过两光电门的时间相等。
(2)实验时,将滑块 B 静置在两光电门之间,滑块 A 从光电门 1 的右侧以一定的速度向左运动,与滑块 B 发生碰撞后返回。已知滑块 A 的遮光片前后两次经过光电门 1 的遮光时间分别为t1 、t1 ,滑块 B 的遮光片经过光电门 2 的遮光时间为t2 ,若 ______(用 t1 、t1 表示),则 A 、B 碰撞过程中动量守恒。
(3)在某次实验中,若测得滑块 A 碰前的速度大小为 3m/s,碰后返回时的速度大小为 1m/s,碰撞过程动量守恒,则可判断滑块 A、B 碰撞过程中______(选填“有”或“无”)机械能损失。
12 .如图 1 所示的实验电路可以用来测量电源的电动势和内电阻,R 和R0 是两只最大阻值
均为999.9Ω 的电阻箱。电源电动势 E 约3V,电源内阻 r 约1Ω , 电流表量程为 0.6A,内阻RA为1Ω 。
(1)将电阻箱R0 的阻值调到6Ω ,多次调节电阻箱 R 的阻值,电流表读数 I 也随着电阻箱 R阻值的改变而改变,记录下 R 、I 的多组数据,然后以 R 为横轴、以为纵轴建立平面直角坐标系,依据实验中记录的多组 R 、I 数据在坐标系中描点,把这些点拟合为一条直线的理
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论依据是 ______(用 R0 、R 、E、r、RA 表示)。
(2)图 2 为拟合的R 图线,由图可得此图线斜率k = ______ A—1 . Ω—1 ,可以得出电动势 E 和内电阻 r 的测量值为)E = ______V ,r = ______ Ω 。(均保留 2 位有效数字)
(3)该实验的测量结果______(选填“有”或“无”)系统误差。
13 .一列波长 λ> 3m 的简谐横波沿 x 轴正向传播,t = 0 时刻的波形如图 1 所示,平衡位置坐标为x =3m 的质点 P(未画出)从 t = 0 时刻开始计时的振动图像如图 2 所示。求:
(1)这列波的波长λ ;
(2)这列波的传播速度大小 v。
14.如图所示,在 xOy 直角坐标系第一、四象限存在沿y 轴正方向的匀强电场。某时刻一电荷量为—q 、质量为 m 的带电粒子从原点 O 沿纸面以初速度v0 射入第一象限中,当带电粒子的水平位移分别为x1 = L 和x2 = 2L 时,它的竖直位移均为y ,不计带电粒子的重力,求:
(1)带电粒子初速度与 x 轴正方向夹角的正切值;
(2)匀强电场的电场强度大小。
15 .如图所示,在水平面上,劲度系数为k = 0.8N / m 的轻弹簧一端固定,另一端连接一个质量为M = 1kg 的物块 B,最初物块 B 静止在弹簧原长位置。一质量为m = 0.2kg 的物块 A以v0 = 3.1m / s 的初速度从左向右运动,在水平面上滑行。L = 3.05m 后与物块 B 发生弹性碰撞,碰撞时间极短。物块 A 、B 与水平面间的动摩擦因数均为 μ = 0.01 ,最大静摩擦力等于
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滑动摩擦力,重力加速度 g 取10m / s2 ,弹簧始终在弹性限度内,弹簧弹性势能Ep 与形变量 x之间的关系为Ep kx2 ,求:
(1)碰后瞬间物块 B 的速度大小;
(2)碰后物块 B 向右运动的最大距离;
(3)从碰后物块 B 第一次向左运动算起,物块 B 最终停止运动前经过平衡位置(加速度为 0)多少次。
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1 .A
A .根据德布罗意波长公式 ,普朗克常量 h 为定值,若质子和电子动量p 相等,则二者德布罗意波长λ 相等,故 A 正确;
B .铀核裂变需要中子轰击,反应式左侧应包含中子 n ,即裂变方程为
5 U + n →4 Ba + Kr + 3n ,故 B 错误;
C .一个处于n =4 能级的氢原子向基态跃迁,最多的跃迁路径为4 → 3 → 2 → 1,共产生 3种频率的光子,故 C 错误;
D .原子核的比结合能(平均结合能)越大,原子核越稳定,总结合能大的原子核比结合能不一定大,稳定性不一定高,故 D 错误。
故选 A。
2 .B
由Q = CU ,E ,C 可得E
开关断开后,Q 不变,故两极板间电场强度不变,又W = qE . x ,x 为沿电场方向的位移,可
知电场力做的功不变。 故选 B。 3 .B 根据开普勒第三定律
得到T 故选 B。 4 .A
如图所示, F1 和F2 大小相等,合力沿角平分线,则F1 和F2 的夹角大小为120。,力
F2 的大小变为原来的一半,由平行四边形定则及几何关系可知,合力与F1 的夹角变为30。
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故选 A。
5 .C
A.小球绕 O 点在竖直平面内做半径为 R 的匀速圆周运动,动能不变,从圆周最低点运动到最高点的过程中,重力势能增大,可知机械能增大,故 A 错误;
BCD .小球动能不变,由动能定理可知小球受到的合力做功为 0,重力做负功,可知轻杆对小球的作用力做正功,有WF - 2mgR = 0
可得WF = 2mgR ,故 BD 错误,C 正确。
故选 C。
6 .C
A .图像面积代表做功可知,A → B 过程,气体体积增大,对外做功2p0 V0 ,A 错误;
B .D → A 过程体积不变,不做功,B 错误;
C .图像面积代表做功可知,整个循环过程中,外界对气体做功4p0 V0 - 2p0 V0 = 2p0 V0 ,C 正确;
D.整个循环过程,初状态内能等于末状态内能,由热力学第一定律结合 C 选项分析知,气体放出2p0 V0 的热量,D 错误。
故选 C。
7 .D
根据题干给出的视深公式:n ( h 为实际深度,h 为视深度,n 为玻璃砖折射率,保持不变)。
设小气泡到AB 边的实际距离为x ,已知正方形玻璃砖边长为21cm ,因此小气泡到CD 边的实际距离为21- x 。
从左侧垂直AB 向右看时,视深度h = 10cm ,代入公式得:n
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从右侧垂直CD 向左看时,视深度h = 4cm ,代入公式得:n 联立两式,折射率n 相等:
解得x = 15cm
因此小气泡与AB 边的实际距离为15cm ,故选 D。
8 .D
设 B 层厚度为 d,则 A 层厚度为 2d,子弹先打到 A 层时v — v = 2a1 . 2d
以及vd
二式相加,得到v = (4a1 + a2 )d子弹先打到 B 层时v — v = 2a2 . d以及v = 2a1 . d
二式相加,得到v = (2a1 + 2a2 )d
所以a2 = 2a1
故选 D。
9 .BD
A .因为金属棒最后匀速运动,可知,系统加速度一定是越来越小,不是匀变速运动,A 错误;
B .金属棒匀速运动时,安培力F安 = BIl 此时Mg = F安
解得v ,B 正确;
C .刚开始运动时加速度最大,根据整体法a C 错误;
D .通过回路的电量为q 即 q 与下落距离 h 成正比,D 正确。
故选 BD。
10 .AD
A .若没有离开磁场范围,粒子就会垂直打到y 轴上,故 A 正确;
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B .作出粒子运动的轨迹如图所示
图中 P 是圆弧 OP 与直线 PA 的衔接点,设轨迹圆半径为 R,则有(h — R) sin 30° = R解得R
粒子在磁场中运动,洛伦兹力提供向心力,则有Bqv 联立解得磁感应强度B = ,故 B 错误;
CD .根据几何关系OP = R
直线 OP 就是最小磁场圆的直径,因此最小磁场圆的面积为 π ( R)2 = π h2 ,故 C 错误,D
2 12
正确。
故选 AD。
11 .(1)调低
(3)无
(1)滑块 A 的遮光片经过光电门 1 的时间小于其通过光电门 2 的时间,说明滑块 A从右向左做减速运动,则气垫导轨的左端偏高,故应将气垫导轨的左侧调低一些。
(2)两滑块碰撞过程中动量守恒,以向左的方向为正,由动量守恒定律可得
1 1 2整理可得 + =
t1 t1 t2
即
(3)由动量守恒定律可知 m × 3 = 2mvB — m × 1
解得vB = 2m / s
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由此可知碰前的机械能为E m
碰后滑块 A 、B 的机械能之和为E m故碰撞过程中机械能守恒。
(2) 0.33##0.32##0.34 3.0##3.1##2.9 0.80 (3)无
(1)根据闭合电路欧姆定律得E = I(R + R0 + r + RA )整理可得
(2)[1][2][3]图线斜率k = ≈ 0.33因为k
解得E = 3.0V
图线纵截距b 解得r = 0.80Ω
(3)因电流表内阻已知,故无系统误差。
13 .(1) λ = 12m (2) v = 1.5m / s (1)根据题意可知
解得 λ = 12m (2)根据图 2 可知
解得T = 8s 波速v 解得v = 1.5m / s 14 .(1) tan θ =
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(1)设初速度v0 与水平方向的夹角为θ ,带电粒子在电场中运动的加速度为 a,粒子做类抛体运动,由对称性可知当x =1.5L 时,粒子沿y 轴方向速度为0;
从原点 O 到y 轴方向速度为 0 的过程中,沿 x 轴方向有1.5L = v0 cos θ . t沿y 轴方向有t = , at L
联立解得tan
(2)由 tan ,可得 cos sin 可得t
则a 又a
解得场强E
15 .(1)1m / s
(2)1m (3) 4
(1)设与物块 B 碰前瞬间物块 A 的速度为v1 ,碰前物块 A 的加速度a = μg = 0.1m / s2
根据运动公式v — v = 2aL
解得vm / s
A 、B 发生弹性碰撞,设碰后瞬间B 获得的速度为 v,动量守恒 mv1 = mv1 + Mv机械能守恒 mv mvMv2
解得v v1 = 1m / s
(2)碰后物块 B 向右运动的最大距离为x0 ,根据能量守恒 kxMgxMv2解得x0 = 1m
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(3)物块 B 从最右端开始向左运动,第 1 次经过平衡位置后再运动至弹簧形变量为x1 时速度为零,根据能量守恒有 kxkxMg
变形为 = μMg 化简后x0 – x
类似地x1 – x x2 – x xn–1 – xn 将上述所有方程相加x0 – xn
当物块停止时,弹力不大于最大静摩擦力μMg ≥ kxn ≥ 0
得到2n 解得n = 4
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