
本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。第Ⅰ卷第1頁至第4頁,第Ⅱ卷第4頁至第6頁。考試結(jié)束后,將本試卷和答題卡一并交回。滿分100分,考試用時90分鐘。
第Ⅰ卷(選擇題,共40分)
注意事項:
1. 答題前,考生務(wù)必用黑色碳素筆將自己的姓名、準(zhǔn)考證號、考場號、座位號在答題卡上填寫清楚。
2. 每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動,用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標(biāo)號。在試題卷上作答無效。
一、選擇題(本大題共10小題,每小題4分,共40分。在每小題給出的四個選項中,第1~6題只有一項符合題目要求;第7~10題有多項符合題目要求,全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)
1. 關(guān)于物體做簡諧運(yùn)動時,下列說法正確的是( )
A. 當(dāng)物體位移減小時,加速度和速度都減小B. 物體加速度方向始終與速度方向相反
C. 物體速度相同時,位移也相同D. 物體加速度方向總是跟物體的位移方向相反
2. 如圖1所示,在M、N兩點(diǎn)分別固定正、負(fù)點(diǎn)電荷,兩電荷的電荷量相等。MN連線的中點(diǎn)為O,與MN連線垂直的中垂面上存在兩個以O(shè)點(diǎn)為圓心的同心圓,兩圓上分別有a、b兩點(diǎn),并且a、b、O三點(diǎn)共線。則下列說法正確的是( )
圖1
A. a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小可能相等B. a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)方向一定相同
C. a點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)電勢D. a、b、O三點(diǎn)中,O點(diǎn)的場強(qiáng)最大,a點(diǎn)的電勢最低
3. 如圖2所示,A、B和C是以AC為直徑的半圓弧上的三個點(diǎn),O為半圓弧的圓心,OB與AC垂直。在A、B、C三處各有一條長直導(dǎo)線垂直紙面,導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流,電流均垂直平面向里,此時O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為?,F(xiàn)保持電流大小不變,僅將A處導(dǎo)線中的電流反向,則O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為( )
圖2
A. B. C. D.
4. 如圖3所示的吹灰球主要用于清理物體表面上的灰塵,例如清除鍵盤,電路板上的灰塵。使用時將吹灰球尖嘴對準(zhǔn)吹灰部位,在極短時間內(nèi)將球體內(nèi)的氣體擠壓出去,達(dá)到吹灰目的?,F(xiàn)有一容積為V的吹灰球,球體內(nèi)氣體平均密度為,在時間t內(nèi)將球體內(nèi)氣體全部擠壓出去,對清理表面產(chǎn)生的平均作用力大小為F。假設(shè)氣體從尖嘴處出來的速率相等,氣體到達(dá)清理表面后速度減為0,則氣體被擠出球體時的速率為( )
圖3
A. B. C. D.
5. 電子在原子核外繞核做勻速圓周運(yùn)動,若核外電子繞原子核運(yùn)動的周期為T,電子的質(zhì)量為m,電子繞行的線速度為v,只考慮電子和原子核之間的庫侖力,則在內(nèi)( )
A. 電子的速度沒有發(fā)生變化B. 電子的速度的變化量大小為2v
C. 電子的動量變化量大小為D. 原子核對電子作用力的沖量大小為2mv
6. 如圖4甲所示,輕質(zhì)彈簧下端掛一質(zhì)量為m的小球并處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)將小球豎直向上推動距離A后由靜止釋放并開始計時,小球在豎直方向開始做簡諧振動,彈簧彈力與小球運(yùn)動時間的關(guān)系如圖乙所示(選豎直向上為正方向),重力加速度為g,則下列說法正確的是( )
圖4
A. 小球做簡諧運(yùn)動的周期為B. 小球在時間內(nèi)下降的高度為
C. 小球的最大加速度為2gD. 彈簧的最大彈性勢能為2mgA
7. 自耦變壓器具有體積小、耗材少、效率高的優(yōu)點(diǎn),在不需要初、次級隔離的場合都有應(yīng)用。如圖5所示為一理想自耦式變壓器,原線圈接瞬時電壓為的交變電壓,副線圈負(fù)載電阻R的阻值恒為。下列說法正確的是( )
圖5
A. 當(dāng)電流表的示數(shù)為5A時,原副線圈的匝數(shù)之比為
B. 當(dāng)原副線圈匝數(shù)之比為時,變壓器的輸出電壓約為77.8V
C. 將觸頭P向上滑動時,電流表的示數(shù)增大
D. 當(dāng)電流表的示數(shù)為4A時,原線圈的電流值約為1A
8. 陶瓷作為一種古老而又重要的工藝品,其制作過程中的溫度掌控直接影響到陶瓷成品的質(zhì)量和效果。如圖6所示是制陶過程中一種監(jiān)控溫度的報警原理圖,R為滑動變阻器,用來調(diào)節(jié)電路警報溫度,調(diào)節(jié)完成后保持觸頭不動。為定值電阻,為熱敏電阻,熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小,當(dāng)報警器兩端的電壓低于設(shè)定值時,報警器就會自動報警。針對此電路,下列說法正確的是( )
圖6
A. 警報器的作用是防止制陶過程中溫度過高
B. 當(dāng)制陶過程中溫度升高時,電源的輸出效率增加
C. 當(dāng)制陶過程中溫度降低時,定值電阻上消耗的功率減小
D. 如果使報警溫度提高,需要將滑動變阻器R的觸頭向左滑動
9. 如圖7所示,阻值不計的光滑金屬導(dǎo)軌在豎直面上平行固定放置,導(dǎo)軌間距,下端通過導(dǎo)線并聯(lián)兩個完全相同的燈泡,燈泡的阻值恒為。在矩形區(qū)域MNQP內(nèi)有垂直平面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為1T,MN與PQ之間的距離,長度長于導(dǎo)軌間距的金屬棒質(zhì)量為0.2kg,從距MN上方處無初速度地緊貼導(dǎo)軌向下運(yùn)動,經(jīng)MN后進(jìn)入磁場區(qū)域。已知金屬棒離開磁場之前,速度已達(dá)到穩(wěn)定,并且金屬棒接入回路的阻值,金屬棒在運(yùn)動過程中與導(dǎo)軌接觸良好且始終垂直,不計空氣阻力,重力加速度取。則下列說法正確的是( )
圖7
A. 金屬棒剛經(jīng)過MN進(jìn)入磁場時,流過金屬棒的電流大小為1A
B. 金屬棒經(jīng)PQ離開磁場時速度大小為5m/s
C. 若金屬棒從MN到PQ用時為0.25s,流經(jīng)上的電荷量為0.15C
D. 整個過程,燈泡上產(chǎn)生的焦耳熱為0.9J
10. 如圖8甲所示,滑塊B靜止在光滑的水平面上,滑塊的左側(cè)面為光滑圓弧面,圓弧面底部與水平面相切。一質(zhì)量為m的小球A以速度向右運(yùn)動,小球與滑塊在整個相互作用的過程中,兩者水平方向的速度大小與時間t之間的關(guān)系如圖乙所示,若小球全程未能沖出滑塊的頂端,重力加速度為g,則下列說法正確的是( )
圖8
A. 滑塊B的質(zhì)量為小球A質(zhì)量的2倍
B. 小球A能夠到達(dá)的最大高度為
C. 最終小球離開滑塊時,兩者的相對速度大小為
D. 在時間內(nèi),滑塊對小球做的負(fù)功大小為
第Ⅱ卷(非選擇題,共60分)
注意事項:
第Ⅱ卷用黑色碳素筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答,在試題卷上作答無效。
二、填空、實驗題(本大題共2小題,共18分)
11.(9分)某學(xué)習(xí)小組在實驗室測量一塊電池的電動勢E和內(nèi)阻r。為了能較準(zhǔn)確地測量,該小組利用圖9甲所示電路進(jìn)行實驗,單刀雙擲開關(guān)先后與1、2連接,調(diào)節(jié)R的阻值,得到多組電壓和電流的數(shù)據(jù),根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)繪制了兩條圖線,如圖乙所示。圖像為單刀雙擲開關(guān)打到1上時的圖像,圖像為單刀雙擲開關(guān)打到2上時的圖像。
圖9
(1)本實驗中,單刀雙擲開關(guān)打到1或者2上時均會出現(xiàn)系統(tǒng)誤差,打到2上時產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是____________。
(2)小組同學(xué)在圖乙中繪制出了兩條圖線用來表示電源的真實圖像,電源的真實圖像應(yīng)該為圖乙中______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)圖像,電源的電動勢______(填“”或“”)。
(3)小組內(nèi)一同學(xué)進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),如果實驗數(shù)據(jù)測量無誤,根據(jù)圖像可以計算得電流表和電壓表的阻值,其中電流表內(nèi)阻的表達(dá)式______(用“”“”“”或“”中的符號表示)。
12.(9分)某學(xué)習(xí)小組采用圖10甲所示的裝置驗證滑塊碰撞過程中的動量守恒。
圖10
(1)在碰撞實驗開始之前,用天平測出滑塊A、B(含遮光條)的質(zhì)量為、,還測出滑塊A、B上的遮光條寬度d相同,如圖乙所示遮光條寬度______mm。
(2)接通氣源后,導(dǎo)軌右側(cè)放滑塊A并推動滑塊A,滑塊A通過兩個光電門時數(shù)字毫秒計記錄下滑塊A的擋光時間分別為0.04s、0.05s,可調(diào)節(jié)Q使軌道右端______(填“升高”或“降低”)一些,直至滑塊通過兩個光電門時數(shù)字毫秒計顯示的時間相等,說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)調(diào)節(jié)水平。
(3)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)整為水平后,把滑塊A和滑塊B放置在圖中的位置上,開始碰撞實驗:給滑塊A一個向左的初速度,滑塊A與靜止的B發(fā)生碰撞,數(shù)字毫秒計記錄下滑塊A先后兩次通過光電門1的遮光時間為和,滑塊B通過光電門2的遮光時間為,實驗中兩滑塊的質(zhì)量應(yīng)滿足______(填“>”“<”或“=”)。若滑塊A、B碰撞過程動量守恒,以向左為正方向,滿足表達(dá)式______(用、、、及中的符號表示)。
三、計算題(本大題共3小題,共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案不能得分。有數(shù)據(jù)計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)
13.(10分)如圖11所示,在光滑水平桌面上有一輕質(zhì)橡皮筋,橡皮筋一端固定在O點(diǎn),另一端穿過固定在點(diǎn)的光滑圓環(huán),與一小球相連。小球套在水平放置的光滑固定細(xì)桿上,小球內(nèi)徑略大于細(xì)桿直徑。已知O、、三點(diǎn)共線且垂直于細(xì)桿,橡皮筋的原長恰好等于O、之間的距離,橡皮筋的勁度系數(shù)為k?,F(xiàn)在將小球從點(diǎn)拉至距離點(diǎn)L的P點(diǎn)后由靜止釋放,經(jīng)過時間小球第一次經(jīng)過點(diǎn),不計空氣阻力,橡皮筋始終在彈性限度內(nèi)。
圖11
(1)試說明小球的運(yùn)動為簡諧運(yùn)動;
(2)設(shè)沿指向P方向為正,寫出小球的振動方程。
14.(14分)如圖12所示,在豎直平面內(nèi)存在以O(shè)為圓心,MN為直徑,半徑為R的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向垂直平面向里。在直徑MN正上方存在一擋板,在擋板和圓形磁場之間區(qū)域存在豎直向下的勻強(qiáng)電場。在M點(diǎn)存在一粒子發(fā)射源,以速度大小為向勻強(qiáng)磁場內(nèi)發(fā)射大量質(zhì)量為m、電荷量為的帶電粒子束,發(fā)射方向在與直徑MN成的上下范圍內(nèi)(即發(fā)射張角為)。帶電粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后進(jìn)入電場,已知磁感應(yīng)強(qiáng)度,電場強(qiáng)度與酸感應(yīng)強(qiáng)度之間滿足,忽略帶電粒子之間的相互作用,且磁場和電場邊界理想,不計帶電粒子重力,粒子電荷量始終不變。求:
圖12
(1)若沿MN方向射入磁場的粒子恰好可以打到擋板上,則MN與擋板之間的距離;
(2)(1)中帶電粒子在電場和磁場中運(yùn)動的時間。
15.(18分)如圖13所示,水平地面上有一固定光滑的四分之一圓弧軌道,圓弧半徑為,緊挨著圓弧軌道右側(cè)有一質(zhì)量為的小車B,小車與水平地面間無摩擦,小車左端和圓弧軌道末端等高但不粘連,最右邊有一固定的豎直擋板。現(xiàn)將一質(zhì)量為的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))A從軌道頂端由靜止滑下后滑上小車,小車與擋板碰撞時間極短,每次碰撞后小車速度反向,速度大小減小為碰撞前速度大小的。已知滑塊A與小車的上表面間的動摩擦因數(shù)為,滑塊A和小車B與擋板第1次碰撞時已達(dá)到共速,在整個過程中滑塊A未從小車上滑落,重力加速度取。求:
圖13
(1)滑塊A滑到四分之一圓弧軌道底端時,對圓弧軌道的壓力大小;
(2)滑塊A和小車B與擋板第一次碰撞前因摩擦而產(chǎn)生的熱量;
(3)小車B與墻壁第1次碰撞后到最終停下的過程中,小車B運(yùn)動的總路程。
2022級高二年級教學(xué)測評月考卷(五)
物理參考答案
第Ⅰ卷(選擇題,共40分)
一、選擇題(本大題共10小題,每小題4分,共40分。在每小題給出的四個選項中,第1~6題只有一項符合題目要求;第7~10題有多項符合題目要求,全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)
【解析】
4. 對球體內(nèi)氣體使用動量定理,氣體的質(zhì)量為,解得,故A正確。
5. 經(jīng)過個周期,電子速度方向改變,速度的變化量大小為,故A、B錯誤。動量的變化量為,動量的變化量等于合外力的沖量,故C正確,D錯誤。
6. 分析乙圖可知小球從上方的最大位移處到下方的最大位移處用時為,所以小球做簡諧運(yùn)動的周期為,故A錯誤。因為小球從上方最大位移處運(yùn)動四分之一周期,振動路程為A,在時間內(nèi),為,且速度逐漸增加,故小球在時間內(nèi)下降的高度小于,故B錯誤。在下方最大位移處,小球受到向上的最大彈力為3mg,所以,小球最大加速度為2g,故C正確。小球從上方的最大位移處運(yùn)動到下方的最大位移處,動能增量為0,彈簧彈性勢能增量等于小球重力勢能的減小量2mgA,但是初始彈簧具有一定的彈性勢能,所以彈簧的最大彈性勢能應(yīng)大于2mgA,故D錯誤。
8. 因為報警器兩端的電壓低于設(shè)定值時,報警器就會自動報警,即熱敏電阻的阻值低于某一阻值時,溫度高于某一溫度時,警報器會自動報警,故A正確。當(dāng)溫度升高時,外電阻減小,電源的輸出效率降低,故B錯誤。當(dāng)溫度降低時,熱敏電阻阻值增大,定值電阻上消耗的功率增加,故C錯誤。如果使報警溫度提高,需要在提高溫度后,警報器上的警報電壓與之前相等,熱敏電阻的阻值減小了,則回路的電流要增加,滑動變阻器的阻值要減小,所以滑動觸頭需要向左滑動,故D正確。
9. 金屬棒剛進(jìn)入磁場時,瞬間的感應(yīng)電動勢為,回路的總電阻,所以瞬間的感應(yīng)電流,解得,故A錯誤。因為金屬棒離開磁場之前,速度已達(dá)到穩(wěn)定,故離開磁場時,此時,解得,故B正確。金屬棒從MN到PQ過程中,根據(jù)動量定理可知,并且,流過燈泡上的電荷量等于,故C正確。金屬棒經(jīng)過磁場區(qū)域過程,由能量守恒可得,燈泡上產(chǎn)生的焦耳熱,故D錯誤。
10. 根據(jù)動量守恒定律,小球和滑塊水平方向動量守恒,解得,滑塊B的質(zhì)量為小球A質(zhì)量的一半,故A錯誤。當(dāng)兩者水平方向速度相等時,小球A到達(dá)了最大高度,根據(jù)機(jī)械能守恒可知,解得,故B錯誤。在時刻小球和滑塊分離,系統(tǒng)在0時刻和時刻,系統(tǒng)的動量守恒,動能守恒,解得,,故兩者的相對速度大小為,故C正確。在時間內(nèi),對小球使用動能定理有,解得,故D正確。
第Ⅱ卷(非選擇題,共60分)
二、填空、實驗題(本大題共2小題,共18分)
11.(除特殊標(biāo)注外,每空2分,共9分)
(1)電壓表的分流
(2)Ⅱ
(3)(3分)
【解析】(1)接2時,電流表測通過滑動變阻器的電流,不包括電壓表的電流,所以出現(xiàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是電壓表的分流效應(yīng)。
(2)接1時,所測電動勢為電流表與電源串聯(lián)后整體的等效電源的電動勢,即接1時的電動勢的測量值等于真實值;另一方面由于接2時,當(dāng)電路短路時,電壓表沒有分流,即此時的電流的測量值與真實值相等。結(jié)合上述可知,電源的真實的圖線是Ⅱ,故電源的電動勢為。
(3)接1時,所測內(nèi)阻為電源和電流表的整體的等效內(nèi)阻,再由(2)可知電源的真實內(nèi)阻,所以電流表的內(nèi)阻。
12.(除特殊標(biāo)注外,每空2分,共9分)
(1)5.20
(2)升高
(3)< (3分)
【解析】(1)由圖乙可知,游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺是20分度的,游標(biāo)尺的第4刻度線與主尺上某刻度線對齊,則游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為。
(2)滑塊從軌道右端向左運(yùn)動,滑塊通過光電門1的時間小于通過光電門2的時間,說明滑塊做減速運(yùn)動,可知導(dǎo)軌左高右低,為使導(dǎo)軌水平,可調(diào)節(jié)Q使軌道右端升高。
(3)滑塊A先后兩次通過光電門1,說明滑塊A與滑塊B相碰后會反彈回來,所以有。以向左為正方向,滑塊A碰撞前的速度為,碰撞后的速度大小為,方向向右?;瑝KB碰撞后的速度為。若滑塊A、B碰撞過程動量守恒,滿足的表達(dá)式,整理可得。
三、計算題(本大題共3小題,共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案不能得分。有數(shù)據(jù)計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)
13.(10分)
解:(1)對小球進(jìn)行受力分析可知,小球受到的合力沿細(xì)桿指向點(diǎn),設(shè),
則合力大?、?br>,為偏離的位移大小②
并且合力的方向與偏離的位移方向相反,設(shè)偏離的位移大小為x,則小球受到的合力滿足,故小球的運(yùn)動為簡諧運(yùn)動③
(2)小球初始為正向的最大位移L,所以④
又因為小球做簡諧運(yùn)動的周期為,所以⑤
小球的振動方程⑥
評分標(biāo)準(zhǔn):本題共10分。正確得出②、⑥式各給1分,其余各式各給2分。
14.(14分)
解:(1)帶電粒子在磁場中運(yùn)動時
①
解得②
分析可知,當(dāng)帶電粒子沿MN方向射入磁場時,沿垂直MN的半徑方向進(jìn)入電場。
由動能定理得③
解得④
此時MN與擋板之間的間距⑤
(2)分析可知粒子在磁場中的運(yùn)動時間為半個周期,即⑥
且⑦
在電場中由動量定理有⑧
帶電粒子在電場和磁場中運(yùn)動的時間⑨
解得⑩
評分標(biāo)準(zhǔn):本題共14分。正確得出①、③、⑦、⑧式各給2分,其余各式各給1分(其他正確解法參照給分)。
15.(18分)
解:(1)滑塊在圓弧軌道上運(yùn)動過程機(jī)械能守恒
①
在圓弧軌道的底端②
再根據(jù)牛頓第三定律③
解得④
(2)小車和滑塊相互作用到與彈性擋板第一次發(fā)生碰撞過程,動量守恒
⑤
此過程中損失的動能為⑥
損失的動能轉(zhuǎn)化為了摩擦產(chǎn)生的熱量⑦
解得⑧
(3)小車與擋板發(fā)生第1次碰撞后,速度方向反向,速度大小變?yōu)樵瓉淼?,即,小車受到滑塊對其的摩擦力產(chǎn)生加速度,根據(jù)牛頓第二定律
⑨
小車向左減速為0的位移大?、?br>小車在第1次與擋板碰撞后到與擋板發(fā)生第2次碰撞前,系統(tǒng)動量守恒達(dá)到共速,
根據(jù)動量守恒 eq \\ac(○,11)
eq \\ac(○,12)
小車向右加速到的位移大小 eq \\ac(○,13)
即小車與滑塊第2次共速時恰好與擋板發(fā)生第2次碰撞,且小車向左減速和向右加速的位移大小相等。故小車在與擋板發(fā)生第1次碰撞后到第2次碰撞前,小車的路程
eq \\ac(○,14)
同理:小車與滑塊第3次共速時恰好與擋板發(fā)生第3次碰撞,且小車向左減速和向右加速的位移大小相等 eq \\ac(○,15)
eq \\ac(○,16)
綜上所述,小車B與墻壁第1次碰撞后最到終停下的過程
, eq \\ac(○,17)
解得 eq \\ac(○,18)
評分標(biāo)準(zhǔn):本題共18分。正確得出①~ eq \\ac(○,18)式各給1分。題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
A
A
C
C
AC
AD
BC
CD
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