1、本試卷分選擇題和非選擇題兩部分。滿分100分,考試時間75分鐘。
2、答題前,考生務(wù)必用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆將密封線內(nèi)項目填寫清楚。
3、考生作答時,請將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑;非選擇題請用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答,超出答題區(qū)域書寫的答案無效,在試題卷、草稿紙上作答無效。
4、本卷命題范圍:高考范圍。
一、單項選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個選項中只有一個選項符合題目要求。
1. 如圖甲所示,某人正在進(jìn)行套圈游戲:將鐵絲圈水平拋出,套中物體B就算贏。某次套圈時,鐵絲圈的軌跡如圖乙所示,落地點在物體B的正前方。為了使鐵絲圈水平拋出后能套中物體,可采取的措施是( )(假設(shè)鐵絲圈平面始終保持水平,不計空氣阻力)
A. 僅適當(dāng)增大拋出時的水平初速度
B. 僅將拋出點A的位置適當(dāng)上移
C. 保持其他條件不變,套圈者適當(dāng)后移
D. 保持其他條件不變,套圈者適當(dāng)前移
2. 核污水中一種衰變方程為,α粒子轟擊氮原子核的核反應(yīng)方程為。下列說法正確的是( )
A. 衰變方程中的X為β粒子
B. 核反應(yīng)方程中的Y為氘核
C. 的結(jié)合能比大
D. 核反應(yīng)方程中的Y具有波動性
3. 某款單反相機(jī)中五棱鏡的一個截面如圖,其中。一束紅光垂直射入,分別在和上發(fā)生反射后,垂直射出。下列說法正確的是( )
A. 射入五棱鏡前后的這束紅光光子的動量大小沒有改變
B. 若用綠光從相同入射點垂直射入,則綠光在五棱鏡中傳播的路徑與紅光相同
C. 若用綠光從相同入射點垂直射入,則綠光在五棱鏡中傳播的時間與紅光相同
D. 七色光中紫光在五棱鏡中傳播速度最大
4. 2024年4月25日,神舟十八號載人飛船成功發(fā)射到預(yù)定軌道經(jīng)變軌后與天和核心艙空間站完成對接。若該飛船發(fā)射過程可以簡化為如圖所示的過程:Ⅰ為近地圓軌道(軌道半徑可視為等于地球半徑),Ⅲ為距地面高度為h的圓形工作軌道,Ⅱ為與軌道Ⅰ、Ⅲ相切的橢圓轉(zhuǎn)移軌道,切點分別為a、b。已知地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g,引力常量為G。下列說法正確的是( )
A. 飛船在軌道Ⅰ運行經(jīng)過點時速度等于在軌道Ⅱ運行經(jīng)過a點時的速度
B. 飛船在軌道Ⅲ經(jīng)過b點時的加速度大于在軌道Ⅱ經(jīng)過點時的加速度
C. 飛船從a點第一次運動到b點所用時間為
D. 地球的平均密度為
5. 圖甲是一種振動發(fā)電機(jī)示意圖,線圈套在一個輻向形永久磁鐵凹槽中,磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布(圖乙為左視圖)。推動線圈框架的P端,使線圈沿軸線做簡諧運動,頻率為5Hz,時線圈速度為0。線圈電阻為2Ω,與阻值為8Ω的小燈泡L串聯(lián),小燈泡發(fā)光,電壓表的讀數(shù)為2.40V。不計其他電阻,則該振動發(fā)電機(jī)的( )
A. 線圈所在同心圓各處的磁感應(yīng)強度都相同
B. 僅將線圈匝數(shù)加倍,電壓表讀數(shù)加倍
C. 總電功率為0.72W
D. 線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時值為(V)
6. 如圖甲所示為桿線擺的原理圖,它可以繞著懸掛軸來回擺動,其擺球的運動軌跡被約束在一個傾斜的平面內(nèi)。某同學(xué)利用鐵架臺做了一個桿線擺,如圖乙所示,用來探究它的周期的影響因素。把鐵架臺底座的一側(cè)墊高,立柱傾斜,擺桿通過光滑鉸鏈與立柱連接,擺桿始終與立柱垂直。讓鋼球小角度擺動,測出靜止時擺桿與重垂線的夾角為,擺線的長度為,擺桿的長度為,根據(jù)已有的知識,下列關(guān)系可能正確的是( )
A. 、不變時,越大,周期越短
B. 、不變時,越大,周期越長
C. 、不變時,越大,周期越長
D. 無論、怎樣改變,只要不變,則周期不變
7. 石墨烯是一種由碳原子組成的呈蜂巢晶格結(jié)構(gòu)的單層二維納米材料,利用如圖所示的電路可測量石墨烯樣品的載流子的濃度(即內(nèi)所含電子個數(shù))。在石墨烯表面加方向垂直向里,磁感應(yīng)強度為的勻強磁場,在電極1、3間通以恒定電流,則電極2、4間將產(chǎn)生電壓。已知電子的電荷量為,則該樣品的載流子濃度為( )
A. B. C. D.
二、多項選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個選項中,有兩個或兩個以上選項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。
8. 如圖所示為一個均勻帶正電的細(xì)圓環(huán),所帶電荷量為Q,其半徑為R。取環(huán)中心O為原點,以垂直環(huán)面的軸線為x軸。設(shè)x軸上某點P到O點的距離為L,取無窮遠(yuǎn)處的電勢為零,靜電力常量為k。下列說法正確的是( )
A. O點的電場強度大小為0
B. P點的電場強度大小為,方向水平向右
C. 從O點到P點,電場強度一定逐漸增大,電勢一定逐漸降低
D. 若在O點放置一個帶正電點電荷,給其一個沿方向的初速度,則該點電荷做加速度先增大后減小的加速運動
9. 圖甲是電子束穿過鋁箔后形成的衍射圖樣。圖乙是氫原子部分能級示意圖,真空中若用動能為E的電子去撞擊一群處于基態(tài)的氫原子,再用氫原子輻射出的光照射逸出功為10.2eV的某金屬表面,發(fā)現(xiàn)逸出光電子的最大初動能為2.55eV。已知,光在真空中傳播速度為,根據(jù)以上信息,下列說法正確的是( )
A. 圖甲能說明電子具有粒子性
B. 動能E的最小值為12.09eV
C. 氫原子輻射的光子中最大動量為
D. 氫原子輻射某種頻率的光照射該金屬表面可使逸出光電子最大初動能為1.89eV
10. 如圖所示,在光滑水平絕緣桌面上有一等腰梯形單匝均勻金屬線框,總電阻為R,,,??臻g存在豎直向下的有界勻強磁場(磁場邊界平行),磁感應(yīng)強度大小為B,有界磁場的寬度為2L。線框在水平拉力F作用下以速度v向右勻速穿過磁場區(qū)域(邊始終與磁場邊界平行),時刻,邊剛好在磁場左邊界。下列說法正確的是( )
A. 進(jìn)、出磁場過程中,線框中的電流方向相同
B. 進(jìn)、出磁場過程中,線框所受安培力的方向相同
C. 出磁場過程中,線框中的電流I與時間t的關(guān)系為
D. 線框進(jìn)入磁場過程,通過線框截面的電荷量為
三、非選擇題:本題共5小題,共54分。
11. 某同學(xué)用圖甲所示裝置做“測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣取睂嶒?,已知打點計時器所接交流電源上標(biāo)有“220V,50Hz”。
(1)以下實驗操作正確的是________(多選)。
A. 重物最好選用質(zhì)量較大,體積較小的
B. 打點計時器的兩個限位孔應(yīng)在同一豎直線上
C. 實驗前,手應(yīng)提住紙帶上端,使紙帶豎直
D. 實驗時,先放開紙帶,再接通打點計時器電源
(2)進(jìn)行正確實驗操作后,紙帶上打出圖乙所示的一系列點,點A、B、C、D、E是連續(xù)打出的5個點,兩個相鄰點的間距分別為,,,,則打下D點時重物的速度大小為________,當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮開_______(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)。
(3)不計其他影響,若電源實際頻率小于50Hz,則所測重力加速度________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。
(4)用圖甲所示裝置做“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗時,________(填“需要”或“不需要”)用到天平。
12. NTC熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小,小劉同學(xué)實驗組用歐姆表粗測該熱敏電阻在0℃~50℃之間的阻值范圍約為100Ω~200Ω,為了更精準(zhǔn)測量該熱敏電阻在不同溫度下的阻值,她設(shè)計了如圖甲所示的電路進(jìn)行測量。電源,內(nèi)阻未知;電阻箱:0~999Ω;靈敏電流計:內(nèi)阻,滿偏電流;為滑動變阻器。
(1)實驗前小劉同學(xué)首先要把靈敏電流計改裝為量程為60mA的電流表,則應(yīng)在靈敏電流計兩端并聯(lián)一個________Ω的電阻(保留兩位有效數(shù)字)。
(2)實驗時先控制熱敏電阻保持在5℃,閉合,將與1相連,調(diào)節(jié)滑動變阻器,讓電路中總電流為50mA,將與2相連,調(diào)節(jié)電阻箱電阻(開始時電阻箱阻值置于最大),讓電路中總電流仍為50mA,記錄電阻箱阻值。改變熱敏電阻的溫度,重復(fù)上述過程,得到一組該熱敏電阻在不同溫度下的阻值。本實驗中滑動變阻器的最大阻值選擇下面哪一個最合適________。
A 20ΩB. 300ΩC. 1kΩ
(3)實驗組規(guī)范實驗后得到如圖乙所示在0℃~50℃之間的實驗數(shù)據(jù)點,請在圖上把這些實驗點連成曲線,得到該熱敏電阻在實驗溫度范圍內(nèi)阻值隨溫度變化的曲線。
(4)如圖丙所示電路中,電源電動勢為3V,內(nèi)阻不計,定值電阻,當(dāng)控制開關(guān)兩端電壓上升至2V時,控制開關(guān)自動啟動加熱系統(tǒng),則根據(jù)實驗曲線,當(dāng)系統(tǒng)溫度下降至________℃時,控制開關(guān)自動啟動加熱系統(tǒng)。
13. 如圖所示,內(nèi)壁光滑、高度均為4h的兩個絕熱汽缸底部由細(xì)管連通,左側(cè)汽缸上端封閉,右側(cè)汽缸上端開口與大氣相通,一外形不規(guī)則的物體C放置在右側(cè)汽缸中,兩汽缸中的絕熱活塞M、N密封兩部分理想氣體A、B。開始時,氣體A、B溫度均為T,活塞M、N均靜止,M距汽缸底部為2h,N距汽缸底部為3h?,F(xiàn)緩慢加熱氣體A,使活塞N移動至汽缸上端時停止加熱,此時氣體A的溫度。已知活塞M、N的質(zhì)量分別為2m和m,截面積均為S,大氣壓強為,重力加速度為g,活塞厚度、電熱絲體積及細(xì)管內(nèi)氣體體積均忽略不計,溫度均為熱力學(xué)溫度。
(1)求物體C的體積V;
(2)上述加熱過程中,若氣體A吸收的熱量為Q,求氣體A的內(nèi)能變化量。
14. 光滑水平平臺上有一個滑塊D,滑塊D右側(cè)面是半徑為的圓弧,圓弧面與平臺相切,滑塊B在平臺右端。平臺右側(cè)有一長木板C放在光滑水平地面上,木板上表面與平臺平齊。小球從滑塊D的最高點沿圓弧面從靜止釋放。已知A、B、C、D的質(zhì)量分別為、、、,滑塊B和木板間的動摩擦因數(shù),小球與滑塊B均可視為質(zhì)點,重力加速度為。
(1)求小球剛滑到圓弧面底端時,小球的水平位移大??;
(2)求小球剛滑到圓弧面底端時,小球?qū)A弧面的壓力大??;
(3)若初始時將滑塊D固定在水平面上,小球在水平面上與滑塊B發(fā)生彈性碰撞(碰后小球即被取走),求滑塊B與木板共速時,木板的運動距離。
15. 如圖所示,半徑半圓形電極P的圓心在坐標(biāo)原點O處,一位于O處的粒子源釋放無初速的帶正電粒子,現(xiàn)在原點O與電極P之間加電壓的輻向電場,粒子經(jīng)電場加速后均沿半徑方向從電極P的網(wǎng)孔中向第一、二象限各方向飛出。在P的外圍加一個,方向垂直紙面向外的有界勻強磁場(第一象限內(nèi)有圓弧邊界,第二象限內(nèi)無邊界),使全部粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后平行于x軸正方向射出。若粒子重力不計,比荷、不計粒子間的相互作用及電場的邊緣效應(yīng),,。求:
(1)粒子經(jīng)電場加速后從電極P的網(wǎng)孔中飛出時的速度大小;
(2)磁場在第一象限內(nèi)的邊界函數(shù)方程;
(3)若在第一象限區(qū)域另有一個有豎直邊界的勻強磁場,其磁感應(yīng)強度,還有一半徑為0.04m,圓心坐標(biāo)為(0.32m,0.04m)的圓形接收器(實線圓),則能被接收器接收的粒子在邊界S上入射點的最高點和最低點的縱坐標(biāo)分別是多少(x軸上有磁場)?
高三物理
考生注意:
1、本試卷分選擇題和非選擇題兩部分。滿分100分,考試時間75分鐘。
2、答題前,考生務(wù)必用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆將密封線內(nèi)項目填寫清楚。
3、考生作答時,請將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑;非選擇題請用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答,超出答題區(qū)域書寫的答案無效,在試題卷、草稿紙上作答無效。
4、本卷命題范圍:高考范圍。
一、單項選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個選項中只有一個選項符合題目要求。
1. 如圖甲所示,某人正在進(jìn)行套圈游戲:將鐵絲圈水平拋出,套中物體B就算贏。某次套圈時,鐵絲圈的軌跡如圖乙所示,落地點在物體B的正前方。為了使鐵絲圈水平拋出后能套中物體,可采取的措施是( )(假設(shè)鐵絲圈平面始終保持水平,不計空氣阻力)
A. 僅適當(dāng)增大拋出時的水平初速度
B. 僅將拋出點A的位置適當(dāng)上移
C. 保持其他條件不變,套圈者適當(dāng)后移
D. 保持其他條件不變,套圈者適當(dāng)前移
【答案】C
【解析】
【詳解】AB.根據(jù)平拋運動規(guī)律,
可得鐵絲圈水平拋出后水平方向位移
由圖知,為了使鐵絲圈水平拋出后能套中物體,則需要減小。若僅增大拋出時的初速度將使水平射程增大;僅將拋出點適當(dāng)上移,將使鐵絲圈飛行時間增大,水平射程也將增大,故AB錯誤;
CD.保持其他條件不變,套圈者適當(dāng)后移,也就是將原運動軌跡適當(dāng)向后平移,鐵絲圈水平拋出后能套中物體;同理,保持其他條件不變,套圈者適當(dāng)前移,也就是將原運動軌跡適當(dāng)向前平移,鐵絲圈水平拋出后不可能套中物體。故C正確,D錯誤。
故選C。
2. 核污水中一種衰變方程為,α粒子轟擊氮原子核的核反應(yīng)方程為。下列說法正確的是( )
A. 衰變方程中的X為β粒子
B. 核反應(yīng)方程中的Y為氘核
C. 的結(jié)合能比大
D. 核反應(yīng)方程中的Y具有波動性
【答案】D
【解析】
【詳解】A.根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得,衰變方程中的X為α粒子,A錯誤;
B.核反應(yīng)方程中的Y為,B錯誤;
C.結(jié)合能是核子結(jié)合成原子核而釋放的能量,質(zhì)量數(shù)越大,結(jié)合能越大,C錯誤;
D.是實物粒子,也具有波粒二象性,D正確。
3. 某款單反相機(jī)中五棱鏡的一個截面如圖,其中。一束紅光垂直射入,分別在和上發(fā)生反射后,垂直射出。下列說法正確的是( )
A. 射入五棱鏡前后的這束紅光光子的動量大小沒有改變
B. 若用綠光從相同入射點垂直射入,則綠光在五棱鏡中傳播的路徑與紅光相同
C. 若用綠光從相同入射點垂直射入,則綠光在五棱鏡中傳播的時間與紅光相同
D. 七色光中紫光在五棱鏡中傳播速度最大
【答案】B
【解析】
【詳解】A.紅光由空氣進(jìn)入棱鏡后,頻率不變,傳播速度變小,根據(jù)
可知波長將變短,由
可知射入五棱鏡的這束紅光光子的動量增大,故A錯誤;
B.因為入射點和入射角相同,所以綠光在五棱鏡傳播的路徑與紅光相同,故B正確;
C.綠光在五棱鏡傳播的路徑與紅光相同,即路程相同,紅光傳播比綠光速度大,所以綠光在五棱鏡傳播的時間比紅光長,故C錯誤;
D.七色光中紫光的頻率最大,在五棱鏡中的折射率最大,根據(jù),可知傳播速度最小,故D錯誤。
故選B。
4. 2024年4月25日,神舟十八號載人飛船成功發(fā)射到預(yù)定軌道經(jīng)變軌后與天和核心艙空間站完成對接。若該飛船發(fā)射過程可以簡化為如圖所示的過程:Ⅰ為近地圓軌道(軌道半徑可視為等于地球半徑),Ⅲ為距地面高度為h的圓形工作軌道,Ⅱ為與軌道Ⅰ、Ⅲ相切的橢圓轉(zhuǎn)移軌道,切點分別為a、b。已知地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g,引力常量為G。下列說法正確的是( )
A. 飛船在軌道Ⅰ運行經(jīng)過點時速度等于在軌道Ⅱ運行經(jīng)過a點時的速度
B. 飛船在軌道Ⅲ經(jīng)過b點時加速度大于在軌道Ⅱ經(jīng)過點時的加速度
C. 飛船從a點第一次運動到b點所用時間為
D. 地球的平均密度為
【答案】C
【解析】
【詳解】A.飛船在軌道Ⅰ運行經(jīng)過a點時必須加速才能變軌到軌道Ⅱ運行,則飛船在軌道Ⅰ運行經(jīng)過點時速度小于在軌道Ⅱ運行經(jīng)過a點時的速度,故A錯誤;
B.由得
則飛船在軌道Ⅲ經(jīng)過b點時的加速度等于在軌道Ⅱ經(jīng)過b點時的加速度,B錯誤;
C.由開普勒第三定律
在軌道Ⅰ運行中,有
聯(lián)立可得,飛船從a點第一次運動到b點所用時間為
故C正確;
D.由得地球質(zhì)量
地球體積
地球的平均密度為
故D錯誤。
故選C。
5. 圖甲是一種振動發(fā)電機(jī)示意圖,線圈套在一個輻向形永久磁鐵凹槽中,磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布(圖乙為左視圖)。推動線圈框架的P端,使線圈沿軸線做簡諧運動,頻率為5Hz,時線圈速度為0。線圈電阻為2Ω,與阻值為8Ω的小燈泡L串聯(lián),小燈泡發(fā)光,電壓表的讀數(shù)為2.40V。不計其他電阻,則該振動發(fā)電機(jī)的( )
A. 線圈所在同心圓各處的磁感應(yīng)強度都相同
B. 僅將線圈匝數(shù)加倍,電壓表讀數(shù)加倍
C. 總電功率為0.72W
D. 線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時值為(V)
【答案】B
【解析】
【詳解】A.線圈所在的同心圓各處的磁感應(yīng)強度只是大小相同而方向各不相同,A錯誤;
B.僅將線圈匝數(shù)加倍,導(dǎo)致線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值加倍,電壓表讀數(shù)加倍,B正確;
C.線圈中電流的有效值
線圈中感應(yīng)電動勢的有效值
振動發(fā)電機(jī)的總電功率
故C錯誤;
D.感應(yīng)電動勢的峰值
頻率

線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時值為
故D錯誤。
故選B
6. 如圖甲所示為桿線擺的原理圖,它可以繞著懸掛軸來回擺動,其擺球的運動軌跡被約束在一個傾斜的平面內(nèi)。某同學(xué)利用鐵架臺做了一個桿線擺,如圖乙所示,用來探究它的周期的影響因素。把鐵架臺底座的一側(cè)墊高,立柱傾斜,擺桿通過光滑鉸鏈與立柱連接,擺桿始終與立柱垂直。讓鋼球小角度擺動,測出靜止時擺桿與重垂線的夾角為,擺線的長度為,擺桿的長度為,根據(jù)已有的知識,下列關(guān)系可能正確的是( )
A. 、不變時,越大,周期越短
B. 、不變時,越大,周期越長
C. 、不變時,越大,周期越長
D. 無論、怎樣改變,只要不變,則周期不變
【答案】B
【解析】
【詳解】桿線擺可看成以為擺長,以為等效加速度的單擺,其擺動周期
A.、不變時,越大,周期越長,故A錯誤;
B.、不變時,越大,周期越長,故B正確;
C.、不變時,越大,周期不變,故C錯誤;
D.有題意可知其擺動的周期不僅與有關(guān),還與有關(guān),故D錯誤。
故選B。
7. 石墨烯是一種由碳原子組成的呈蜂巢晶格結(jié)構(gòu)的單層二維納米材料,利用如圖所示的電路可測量石墨烯樣品的載流子的濃度(即內(nèi)所含電子個數(shù))。在石墨烯表面加方向垂直向里,磁感應(yīng)強度為的勻強磁場,在電極1、3間通以恒定電流,則電極2、4間將產(chǎn)生電壓。已知電子的電荷量為,則該樣品的載流子濃度為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【詳解】該樣品中載流子為電子,設(shè)樣品中每平方米電子數(shù)為,電子定向移動的速率為,2、4間的距離為,則時間內(nèi)有電子通過的面積為,時間內(nèi)通過樣品的電荷量
根據(jù)電流的定義式得
當(dāng)電子穩(wěn)定通過樣品時,其所受電場力與洛倫茲力平衡,有
聯(lián)立解得
故選C。
二、多項選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個選項中,有兩個或兩個以上選項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。
8. 如圖所示為一個均勻帶正電的細(xì)圓環(huán),所帶電荷量為Q,其半徑為R。取環(huán)中心O為原點,以垂直環(huán)面的軸線為x軸。設(shè)x軸上某點P到O點的距離為L,取無窮遠(yuǎn)處的電勢為零,靜電力常量為k。下列說法正確的是( )
A. O點的電場強度大小為0
B. P點的電場強度大小為,方向水平向右
C. 從O點到P點,電場強度一定逐漸增大,電勢一定逐漸降低
D. 若在O點放置一個帶正電的點電荷,給其一個沿方向的初速度,則該點電荷做加速度先增大后減小的加速運動
【答案】AD
【解析】
【詳解】A.根據(jù)場強疊加原理,由對稱性可知O處合場強為0,故A正確;
B.由微元法累積求和,可求得P點電場強度大小為
其中,場強方向水平向右,故B錯誤;
C.由于O點和無窮遠(yuǎn)處的場強為0,所以從O點到P點,電場強度可能一直逐漸增大,也可能先增大后減?。桓鶕?jù)沿著電場線方向,電勢逐漸降低,可知電勢一直降低,故C錯誤;
D.結(jié)合前面分析可知,若在O點放置一個帶正電的點電荷,給其一個沿方向的初速度,則該點電荷受到的電場力水平向右,大小先增大后減小。根據(jù)牛頓第二定律可知,其將做加速度先增大后減小的加速運動,故D正確。
故選AD。
9. 圖甲是電子束穿過鋁箔后形成的衍射圖樣。圖乙是氫原子部分能級示意圖,真空中若用動能為E的電子去撞擊一群處于基態(tài)的氫原子,再用氫原子輻射出的光照射逸出功為10.2eV的某金屬表面,發(fā)現(xiàn)逸出光電子的最大初動能為2.55eV。已知,光在真空中傳播速度為,根據(jù)以上信息,下列說法正確的是( )
A. 圖甲能說明電子具有粒子性
B. 動能E的最小值為12.09eV
C. 氫原子輻射的光子中最大動量為
D. 氫原子輻射某種頻率的光照射該金屬表面可使逸出光電子最大初動能為1.89eV
【答案】CD
【解析】
【詳解】A.由圖可知為電子衍射圖樣說明電子具有波動性,故A錯誤;
B.根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知
電子撞擊基態(tài)氫原子后,設(shè)氫原子從基態(tài)最大躍遷到n能級,由玻爾能級公式
代入數(shù)據(jù)得到
對照能級圖可知
則由能量守恒和原子躍遷規(guī)律可知,撞擊的電子動能E需大于12.75eV,故B錯誤;
C.輻射的光子中最大能量是12.75eV,根據(jù)光子動量
故C正確;
D.從能級3向基態(tài)躍遷釋放的光子中,使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)逸出光電子的最大初動能為
其中,
代入數(shù)據(jù)解得
故D正確。
故選CD。
10. 如圖所示,在光滑水平絕緣桌面上有一等腰梯形單匝均勻金屬線框,總電阻為R,,,??臻g存在豎直向下的有界勻強磁場(磁場邊界平行),磁感應(yīng)強度大小為B,有界磁場的寬度為2L。線框在水平拉力F作用下以速度v向右勻速穿過磁場區(qū)域(邊始終與磁場邊界平行),時刻,邊剛好在磁場左邊界。下列說法正確的是( )
A. 進(jìn)、出磁場過程中,線框中的電流方向相同
B. 進(jìn)、出磁場過程中,線框所受安培力的方向相同
C. 出磁場過程中,線框中的電流I與時間t的關(guān)系為
D. 線框進(jìn)入磁場過程,通過線框截面的電荷量為
【答案】BC
【解析】
【詳解】AC.由幾何關(guān)系可知,梯形的底角為45°,則時間內(nèi),感應(yīng)電動勢
由閉合電路歐姆定律得線框中電流
由楞次定律可知感應(yīng)電流方向為逆時針方向。
時間內(nèi),通過線框的通量不變,感應(yīng)電動勢為零,感應(yīng)電流為零。
時間內(nèi),線框中電流
方向為順時針方向,綜上可知,A錯誤,C正確。
B.時間內(nèi),線框所受安培力
根據(jù)左手定則可知方向水平向左
時間內(nèi),
時間內(nèi),
方向水平向左。綜上可知,B正確;
D.線框進(jìn)入磁場過程,由,,
可得
其中
得線框進(jìn)入磁場過程,通過線框截面的電荷量為
故D錯誤。
故選BC。
三、非選擇題:本題共5小題,共54分。
11. 某同學(xué)用圖甲所示裝置做“測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣取睂嶒?,已知打點計時器所接交流電源上標(biāo)有“220V,50Hz”。
(1)以下實驗操作正確的是________(多選)。
A. 重物最好選用質(zhì)量較大,體積較小的
B. 打點計時器的兩個限位孔應(yīng)在同一豎直線上
C. 實驗前,手應(yīng)提住紙帶上端,使紙帶豎直
D. 實驗時,先放開紙帶,再接通打點計時器的電源
(2)進(jìn)行正確實驗操作后,紙帶上打出圖乙所示的一系列點,點A、B、C、D、E是連續(xù)打出的5個點,兩個相鄰點的間距分別為,,,,則打下D點時重物的速度大小為________,當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮開_______(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)。
(3)不計其他影響,若電源實際頻率小于50Hz,則所測重力加速度________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。
(4)用圖甲所示裝置做“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗時,________(填“需要”或“不需要”)用到天平。
【答案】(1)ABC (2) ①. 2.07 ②. 9.75
(3)偏大 (4)不需要
【解析】
【小問1詳解】
A.重物最好選用質(zhì)量較大,體積較小的,以減小空氣阻力的影響,A正確;
B.為減小摩擦阻力,打點計時器的兩個限位孔應(yīng)在同一豎直線上,B正確;
C.實驗前,手應(yīng)提住紙帶上端,并使紙帶豎直,減小紙帶與打點計時器限位孔之間的摩擦,C正確;
D.實驗時,應(yīng)先接通電源,等打點計時器打點穩(wěn)定后再釋放紙帶,D錯誤。
故選ABC。
【小問2詳解】
[1]相鄰兩點間的時間間隔為
故打下D點時重物的速度大小為
[2]根據(jù)逐差法可得重物加速度大小為
【小問3詳解】
不計其他影響,若電源實際頻率小于50Hz,計算時所用的頻率偏大,則計算加速度所用時間間隔T偏小,根據(jù)可知所測重力加速度偏大。
【小問4詳解】
用圖甲所示裝置做“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗時,若在誤差允許范圍內(nèi)有

則能夠驗證機(jī)械能守恒定律成立,故實驗中不需要測量重物的質(zhì)量,不需要用到天平。
12. NTC熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小,小劉同學(xué)實驗組用歐姆表粗測該熱敏電阻在0℃~50℃之間的阻值范圍約為100Ω~200Ω,為了更精準(zhǔn)測量該熱敏電阻在不同溫度下的阻值,她設(shè)計了如圖甲所示的電路進(jìn)行測量。電源,內(nèi)阻未知;電阻箱:0~999Ω;靈敏電流計:內(nèi)阻,滿偏電流;為滑動變阻器。
(1)實驗前小劉同學(xué)首先要把靈敏電流計改裝為量程為60mA的電流表,則應(yīng)在靈敏電流計兩端并聯(lián)一個________Ω的電阻(保留兩位有效數(shù)字)。
(2)實驗時先控制熱敏電阻保持在5℃,閉合,將與1相連,調(diào)節(jié)滑動變阻器,讓電路中總電流為50mA,將與2相連,調(diào)節(jié)電阻箱電阻(開始時電阻箱阻值置于最大),讓電路中總電流仍為50mA,記錄電阻箱阻值。改變熱敏電阻的溫度,重復(fù)上述過程,得到一組該熱敏電阻在不同溫度下的阻值。本實驗中滑動變阻器的最大阻值選擇下面哪一個最合適________。
A. 20ΩB. 300ΩC. 1kΩ
(3)實驗組規(guī)范實驗后得到如圖乙所示在0℃~50℃之間的實驗數(shù)據(jù)點,請在圖上把這些實驗點連成曲線,得到該熱敏電阻在實驗溫度范圍內(nèi)阻值隨溫度變化的曲線。
(4)如圖丙所示電路中,電源電動勢為3V,內(nèi)阻不計,定值電阻,當(dāng)控制開關(guān)兩端電壓上升至2V時,控制開關(guān)自動啟動加熱系統(tǒng),則根據(jù)實驗曲線,當(dāng)系統(tǒng)溫度下降至________℃時,控制開關(guān)自動啟動加熱系統(tǒng)。
【答案】(1)0.51 (2)B
(3) (4)20
【解析】
【小問1詳解】
由歐姆定律
可得并聯(lián)電阻為
【小問2詳解】
由圖可知,滑動變阻器為限流式接法,為了保證電流計示數(shù)明顯,應(yīng)選擇的滑動變阻器與阻值相差不大,由圖乙可知,最合適的滑動變阻器是300Ω。
故選B。
【小問3詳解】
用平滑的曲線將實驗點連接起來,如圖所示
【小問4詳解】
根據(jù)串聯(lián)電路電壓分配,加熱系統(tǒng)兩端電壓為2V,根據(jù)
其中,
聯(lián)立解得
根據(jù)曲線得溫度為20℃。即根據(jù)實驗曲線,當(dāng)系統(tǒng)溫度下降至20℃時,控制開關(guān)自動啟動加熱系統(tǒng)。
13. 如圖所示,內(nèi)壁光滑、高度均為4h的兩個絕熱汽缸底部由細(xì)管連通,左側(cè)汽缸上端封閉,右側(cè)汽缸上端開口與大氣相通,一外形不規(guī)則的物體C放置在右側(cè)汽缸中,兩汽缸中的絕熱活塞M、N密封兩部分理想氣體A、B。開始時,氣體A、B溫度均為T,活塞M、N均靜止,M距汽缸底部為2h,N距汽缸底部為3h。現(xiàn)緩慢加熱氣體A,使活塞N移動至汽缸上端時停止加熱,此時氣體A的溫度。已知活塞M、N的質(zhì)量分別為2m和m,截面積均為S,大氣壓強為,重力加速度為g,活塞厚度、電熱絲體積及細(xì)管內(nèi)氣體體積均忽略不計,溫度均為熱力學(xué)溫度。
(1)求物體C的體積V;
(2)上述加熱過程中,若氣體A吸收的熱量為Q,求氣體A的內(nèi)能變化量。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小問1詳解】
分別以N、M為研究對象,由受力平衡可知,
得,
加熱氣體A的過程中,A、B的壓強均保持不變,活塞M靜止不動
對氣體A有
解得
【小問2詳解】
加熱過程中氣體A對外做的功
根據(jù)熱力學(xué)第一定律有
解得
14. 光滑水平平臺上有一個滑塊D,滑塊D右側(cè)面是半徑為的圓弧,圓弧面與平臺相切,滑塊B在平臺右端。平臺右側(cè)有一長木板C放在光滑水平地面上,木板上表面與平臺平齊。小球從滑塊D的最高點沿圓弧面從靜止釋放。已知A、B、C、D的質(zhì)量分別為、、、,滑塊B和木板間的動摩擦因數(shù),小球與滑塊B均可視為質(zhì)點,重力加速度為。
(1)求小球剛滑到圓弧面底端時,小球的水平位移大?。?br>(2)求小球剛滑到圓弧面底端時,小球?qū)A弧面的壓力大??;
(3)若初始時將滑塊D固定在水平面上,小球在水平面上與滑塊B發(fā)生彈性碰撞(碰后小球即被取走),求滑塊B與木板共速時,木板的運動距離。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小問1詳解】
小球下滑過程,小球和滑塊組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒,有
由幾何關(guān)系有
解得
【小問2詳解】
當(dāng)小球滑到圓弧面底端時有
由機(jī)械能守恒有
解得
小球相對于圓弧的速度
,
解得
【小問3詳解】
小球從滑塊D上滑下,有
解得小球到達(dá)平臺時的速度
小球和滑塊B碰撞過程有,
解得碰后滑塊B的速度
滑塊B在木板上滑行過程有
對木板由動量定理有
解得
所以
15. 如圖所示,半徑的半圓形電極P的圓心在坐標(biāo)原點O處,一位于O處的粒子源釋放無初速的帶正電粒子,現(xiàn)在原點O與電極P之間加電壓的輻向電場,粒子經(jīng)電場加速后均沿半徑方向從電極P的網(wǎng)孔中向第一、二象限各方向飛出。在P的外圍加一個,方向垂直紙面向外的有界勻強磁場(第一象限內(nèi)有圓弧邊界,第二象限內(nèi)無邊界),使全部粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后平行于x軸正方向射出。若粒子重力不計,比荷、不計粒子間的相互作用及電場的邊緣效應(yīng),,。求:
(1)粒子經(jīng)電場加速后從電極P的網(wǎng)孔中飛出時的速度大?。?br>(2)磁場在第一象限內(nèi)的邊界函數(shù)方程;
(3)若在第一象限區(qū)域另有一個有豎直邊界的勻強磁場,其磁感應(yīng)強度,還有一半徑為0.04m,圓心坐標(biāo)為(0.32m,0.04m)的圓形接收器(實線圓),則能被接收器接收的粒子在邊界S上入射點的最高點和最低點的縱坐標(biāo)分別是多少(x軸上有磁場)?
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小問1詳解】
根據(jù)
得粒子經(jīng)電場加速后從電極P的網(wǎng)孔中飛出時的速度大小
小問2詳解】
根據(jù)
得粒子在磁場中做圓周運動半徑
設(shè)經(jīng)P上某點A出射的粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后經(jīng)Q點平行x軸射出磁場,Q點的坐標(biāo)為,如圖
根據(jù)幾何關(guān)系有,
可得邊界方程為
【小問3詳解】
如上圖所示,由于,由上可知在范圍內(nèi)有粒子向右進(jìn)入虛線S。當(dāng)縱坐標(biāo)最大時,設(shè)粒子從M點進(jìn)入,由幾何關(guān)系不成立
故最大縱坐標(biāo)
同理,最小縱坐標(biāo)

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