二、选择题:本大题共8小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
14.亚里士多德在其著作《物理学》中说:一切物体都具有某种“自然本性”,物体由其“自然本性”打算的运
动称之为“自然运动”, 而物体受到推、拉、提、举等作用后的“非自然运动”称之为“受迫运动”。伽利略、笛卡尔、牛顿等人批判地继承了亚里士多德的这些说法,建立了新物理学:新物理学认为一切物体都具有的“自然本性”是“惯性”。下列关于“惯性”和“运动”的说法中不符合新物理学的是 A.一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动——静止或者匀速直线运动 B.作用在物体上的力,是使物体做“受迫运动”即变速运动的缘由
C.竖直向上抛出的物体,受到了重力,却没有马上反向运动,而是连续向上运动一段距离后才反向运动,
是由于物体具有惯性
D.可绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快时,放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去,这是由于“盘子受到的向
外的力”超过了“桌面给盘子的摩擦力”导致的
【答案】D
15.如图所示,一圆环上均匀分布着负电荷,x轴垂直于圆环所在平面且过圆心O。下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是
A.O点的电场强度不为零,电势最低 B.O点的电场强度为零,电势最高
C.从O点沿x轴正方向,电场强度减小,电势降低
D.从O点沿x轴正方向,电场强度先增大后减小,电势始终上升 【答案】D
【解析】环上负电荷关于O点对称分布,O点合场强为零,在O点右侧每一点合场强方向向左,在O点左侧每一点合场强方向向右,到无穷处场强为零,故从O点到无穷远处,场强先增大后减小,沿电场方向电势降低,所以x轴上O点电势最低,故选D。
16.将地面上静止的货物竖直向上吊起,货物由地面运动至最高点的过程中的v-t图象如图所示。以下推断
正确的是( )
A.前3 s内货物只受重力作用
B.最终2 s内物体的位移大小为12 m
C.前3 s内与最终2 s内货物的平均速度相同
D.第3 s末至第5 s末的过程中,货物的机械能守恒
【答案】C
17.如图所示,抱负变压器的输入端P、Q接入峰值肯定的正弦交变电流。开头时,开关K闭合,四盏灯均发光,则开关断开后与断开前比较(电流表A和导线的电阻不计)
A.电流表A的示数变大 B.灯L1亮度不变 C.灯L2变亮
D.灯L3变暗
【答案】B
18.如图所示,某卫星S绕地球做周期为T的匀速圆周运动,地球相对卫星S的张角为θ,地球视为质量分布均匀的球体,其表面重力加速度为g,引力常量为G,下列说法正确的是
A.卫星S的轨道半径rT2gsin242
B.卫星S的速度大小vTgsin2θ 4πS
2 C.地球的密度为
3
GT2sin32
D.地球的第一宇宙速度大小为Tg2sin2 【答案】C
【解析】 如图所示,由几何关系得卫星S的轨道半径rRMmsin,结合GR2mg,2Mm22GmTgsin3T2gsin2r22Tr,解得地球半径R242,r242,选项A错误;R θ Sr 卫星S的速度大小v2rTTg2sin22,选项B错误;地球的密度M3mv2
4,选项C正确;由mg1得,地球的第一宇宙速度大小
323R3RGTsin2vTg12sin2sin2,选项D错误。 19.如图所示,斜面与水平面间的夹角为,从斜面上空A点水平抛出a、b两个小球,初速度分别为va、vb,a球恰好垂直打到斜面上M点,而b球落在斜面上的N点,而AN恰好垂直于斜面。已知重力加速度为g。则
A.a球在空中运动时间为
vagtan B.b球在空中运动时间为vbgtan
C.a、b两球水平位移之比为v D.a、b两球下落的高度之比为v22a:2vb a:4vb 【答案】AD
20.某同学设计了一种静电除尘装置,如图甲所示,其中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道,其前、后面板为绝缘材料,上、下面板为金属材料。图乙是装置的截面图,上、下两板与电压恒为U的高压直流电源相连。带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v0,当遇到下板后其所带电荷被中和,同时被收集。将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值称为除尘率。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。
要增大除尘率,则下列措施可行的是
A.只增大电压U B.只增大高度d
C.只增大长度L D.只增大尘埃被吸入水平速度v0 【答案】AC
【解析】增加除尘率即是让离下极板较远的粒子落到下极板上,带电尘埃在矩形通道内做类平抛运动,在沿电场的方向上的位移为yqU2md(Lv)2,要增大y,只增大电压U即可,故A满足条件;只增大高度d, y0减小,故不满足条件;只增大长度L,可以增大y,故C满足条件;只增大v0,y减小,故不满足条件。选项AC正确。
考点:带电粒子在电场中的偏转
21.正方形导线框从磁场的竖直左边界由静止开头在外力F作用下水平向右做匀加速直线运动,从线框开头进入到完全进入磁场的过程,下列关于通过线框截面的电荷量q、线框中电流i、线框瞬时电功率P以及线框受到的外力F随时间t变化的关系可能正确的是
【答案】BCD
第Ⅱ卷
三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第22~32 题为必考题,每个考题考生都必需作答,第33~40题为选考题,考生依据要求作答。 (一)必考题(共129分)
22.(6分)如图所示,螺旋测微器的读数为______mm,游标卡尺的读数为_______mm;电流表接0~0.6 A量程,电流表的读数为 A。
【答案】6.124(±0.002)(2分) 50.90(2分) 0.16(2分)
2
3.(9分)争辩性学习小组围绕一个量程为30 mA的电流计开放探究。
(1)为测量该电流计的内阻,同学甲设计了如图(a)所示电路。图中电源电动势未知,内阻不计。闭合开
关,将电阻箱阻值调到20 Ω时,电流计恰好满偏;将电阻箱阻值调到95 Ω时,电流计指针指在如图(b)所示位置,则电流计的读数为________mA,由以上数据可得电流计的内阻Rg=________Ω。
(2)同学乙将甲设计的电路稍作转变,在电流计两端接上两个表笔,如图(c)所示,设计出一个简易的欧姆表,并将表盘的电流刻度转换为电阻刻度;闭合开关,将两表笔断开,调整电阻箱,使指针指在“30 mA”处,此处刻度应标为________(填“0”或“∞”);再保持电阻箱阻值不变,在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电流刻度。则“10 mA”处对应表笔间电阻阻值为________Ω。若该欧姆表使用一段时间后,电池内阻变大不能忽视,电动势不变,但将两表笔断开,使指针仍能满偏,按正确使用方法再进行测量,其测量
结果与原结果相比将________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)12.0(2分) 30(2分) (2)∞(1分) 6(2分) 不变(2分) 【解析】(1)电流计的读数为12.0 mA,由闭合电路欧姆定律知:E20 ΩR30 mA,E12 mA,
g95 ΩRg解得:Rg30 Ω。
(2)将两表笔断开,即相当于所测电阻无穷大,则指针指在“30 mA”处,此处刻度应标为∞;此时
ERR30 mA,得Rr20 Ω,当外接电阻时,表头示数为10 mA,由闭合电路欧姆定律知:
gERx10 mA,解得:R20 Ω30 ΩRRx6 Ω;两表笔断开,使指针仍能满偏,则类似重新进
x30 Ωx30 ΩRx行欧姆调零,按正确使用方法再进行测量,测量结果不变。
考点:电表的改装
24.(13分)如图所示,一质量为2×103 kg的小汽车从倾斜路面上以20 m/s的速度经A点驶入泥泞的水平路面,行驶200 m路程后到达B点,速度降为5 m/s,此后速度保持恒定,已知整个过程中汽车发动机的输出功率恒为40 kW。求:
(1)泥泞路面上行驶时,汽车受到的阻力; (2)速度为10 m/s时,汽车的加速度; (3)汽车在AB段上的运动时间。
【答案】(1)8103 N (2)–2 m/s2 (3)30.625 s
25.(19分)如图所示,在xOy平面内存在I、II、III、IV四个场区,y轴右侧存在匀强磁场I,y轴左侧与虚线MN之间存在方向相反的两个匀强电场,II区电场方向竖直向下,III区电场方向竖直向上,P点是MN与x轴的交点,OP为II、III场区的分界。有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子由原点O以速度v0沿x轴正方向水平射入磁场I,已知匀强磁场I的磁感应强度垂直纸面对里、大小为B0,匀强电场II和匀强电场
III的电场强度大小均为EB0v04,如图所示,IV区的磁场垂直纸面对外、大小为B02,O、P之间的距离为
8mv0qB,已知粒子最终能回到O点。粒子重力不计。 0
(1)求带电粒子从O点飞出后,第一次回到x轴时的位置坐标。
(2)依据题给条件画出粒子运动的轨迹。
(3)求带电粒子从O点飞出后到再次回到O点的时间。 【答案】(1)(4mv04(π4)mqB,0) (2)如图所示 (3)
0qB0
【解析】(1)带电粒子在磁场I中运动的半径为Rmv01qB(1分) 0带电粒子在磁场I中运动了半个圆周,回到y轴的坐标y2R2mv01qB(1分) 0带电粒子在II区做类平抛运动,依据牛顿其次定律得带电粒子运动的加速度aqEmqB0v04m(2分)竖直方向上有y12at2(1分) 水平方向上有xv0t(1分) 联立解得t4mqB,x4mv0(20qB分)
0第一次回到x轴时的位置坐标为(4mv0qB,0)(1分) 0 33.物理——选修3–3](15分)
(1)(5分)下列说法正确的是 。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.知道某物质摩尔质量和阿伏加德罗常数,肯定可求其分子的质量和体积 B.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同 C.不论单晶体还是多晶体,在熔化时,要吸热但温度保持不变
D.肯定质量的气体温度由T1上升到T2,在这个过程中,假如气体体积膨胀并对外界做功,则气体分子平均动能可能削减
E.液体的表面张力是由液体分子间的相互作用引起的 【答案】BCE(5分)
【解析】知道某物质摩尔质量和阿伏加德罗常数,肯定可求其分子质量,但是求不出分子体积,选项A错误;内能不同的物体,温度可能相同,所以它们分子热运动的平均动能可能相同,选项B正确;晶体熔化吸热时,分子的平均动能不变,分子势能增加,选项C正确;气体分子平均动能只与温度有关,温度上升,气体分子平均动能增大,D错误;液体的表面张力是由液体分子间的相互作用引起的,E正确。
(2)(10分)若一条鱼儿正在水下10m处戏水,吐出的一个体积为1cm3的气泡.气泡内的气体视为抱负气体,且气体质量保持不变,大气压强为p0=1.0×105Pa,重力加速度g=10m/s2,湖水温度保持不变.
(i)气泡在上升的过程中,气体吸热还是放热?请简述理由。 (ii)气泡到达湖面时的体积多大?
【答案】(i)吸热;见解析部分 (ii)2cm3
【解析】 (i)吸热(2分);气泡上升的过程中体积增大,对外做功,由于保持温度不变,故内能不变,由热力学第肯定律可得,气泡需要吸热。(3分)
(ii)气泡初始时的压强p1= p0+ρgh=2.0×105Pa(1分)
气泡浮到水面上的气压p1=p0=1.0×105Pa,由玻意耳定律可知,p1V1= p2V2(2分) 代入数据可得:V2=2cm3(2分) 34.物理——选修3–4](15分)
(1)(5分)关于相对论和光的属性,下列说法正确的是 。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.在双缝干涉试验中,保持入射光的频率不变,增大双缝间的距离,干涉条纹的间距也增大 B.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上滤光片可以使景像更清楚利用了光的偏振现象 C.我们可以观看到竖直向上高速运动的球在水平方向上长度变短了
D.用光照射大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光,利用了紫外线的荧光效应
E.水中的气泡看起来特殊光明,是由于光从水射向气泡时,一部分光在界面上发生了全反射 【答案】BDE(5分)
(2)(10分)一列机械横波某时刻的波形图如图所示,已知该波沿x轴正方向传播,质点P的横坐标x=0.32 m,从今时刻开头计时。
(i)若质点P经0.4 s第一次达到正向最大位移,求波速大小; (ii)若质点P经0.4 s到达平衡位置,求波速大小。 【答案】(i)0.3 m/s (ii)0.8+n(m/s)(n=0,1,2,…)
35.物理——选修3–5](15分)
(1)(5分)下列说法正确的是 。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.阴极射线是原子核内中子转变为质子时产生的高速电子流 B.某放射性原子核经过2次α衰变和一次β衰变,核内质子数削减3个
C.某单色光照射一金属时不发生光电效应,改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应 D.依据玻尔理论可知,氢原子辐射出一个光子后,氢原子的电势能减小,核外电子的运动速度增大
E.人类第一次实现的原子核的人工转变核反应方程是查德威克发觉质子的方程1441717N2He8O1H
【答案】BCD(5分)
【解析】阴极射线是核外电子受激发跃迁形成的,所以A错误;每发生一次α衰变,质子数削减2个,每发生一次β衰变,质子数增加一个,所以经过2次α衰变和一次β衰变,核内质子数削减3个,选项B正确;某单色光照射一金属时不发生光电效应,是由于该光的频率小于金属的极限频率,若改用频率更大的光(波长更短)照射该金属可能发生光电效应,所以C正确;氢原子辐射出一个光子后,从高能级向低能级跃迁,氢原子的能量减小,轨道半径减小,电子速率增大,动能增大,由于氢原子能量减小,则氢原子电势能减小,
所以D正确;1441717N2He8O1H是卢瑟福第一次发觉质子的核反应方程,选项E错误。
(2)(10分)质量M=50 kg的空箱子静止在光滑水平面上,箱子内部有一个m=30 kg的金属块,不计金属块和箱子之间的摩擦,且箱子左侧壁到金属块距离为s=2.0 m,但是金属块一旦与箱子左侧壁接触后就不会分开。现在用水平向右的恒力F=10 N推箱子,t=2 s时撤去恒力,则
(i)恒力撤去前,金属块是否和箱子左侧壁发生碰撞? (ii)金属块和箱子共同运动的速度是多大? 【答案】(i)否 (ii)0.25 m/s
考点:动量定理、动量守恒定律
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