一、單項(xiàng)選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分,在每小題只有一項(xiàng)符合題目要求。
1.(改編題)電動(dòng)平衡車是時(shí)下熱門的一種代步工具。如圖所示,人站在平衡車上在水平地面上沿直線勻速前進(jìn),已知人受到的空氣阻力與速度成正比,下列說(shuō)法正確的是( )
A.電動(dòng)平衡車對(duì)人的作用力豎直向上
B.電動(dòng)平衡車對(duì)人的作用力大于人的重力
C.不管速度多大,電動(dòng)平衡車對(duì)人的作用力不變
D.地面對(duì)電動(dòng)平衡車的作用力豎直向上
2.如圖所示,兩小球從斜面的頂點(diǎn)先后以不同的初速度向右水平拋出,在斜面上的落點(diǎn)分別是a和b,不計(jì)空氣阻力.關(guān)于兩小球的判斷正確的是( )
A.落在b點(diǎn)的小球飛行過(guò)程中速度變化快
B.落在a點(diǎn)的小球飛行過(guò)程中速度變化大
C.小球在a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的速度方向不同
D.兩小球的飛行時(shí)間均與初速度v0成正比
3.(改編題)如圖所示,在粗糙固定的斜面上,放有A、B兩個(gè)木塊,用輕質(zhì)彈簧將A、B兩木塊連接起來(lái),B木塊的另一端再通過(guò)細(xì)線與物體C相連接,細(xì)線跨過(guò)光滑定滑輪使C物體懸掛著,A、B、C均處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說(shuō)法不正確的是( )
A.彈簧彈力可能為零
B.A受到的摩擦力可能沿斜面向上
C.B可能不受到摩擦力的作用
D.若增大B物體的重量,則B物體受到的摩擦力一定將先增大后減小
4.如圖所示,正方形ABCD的對(duì)角線相交于O點(diǎn),兩個(gè)等量同種正電荷分別固定在A、C兩點(diǎn),則( )
A.B、D兩處電勢(shì)、電場(chǎng)強(qiáng)度均相同
B.B、D兩處電勢(shì)、電場(chǎng)強(qiáng)度均不相同
C.若在B點(diǎn)靜止釋放一電子,電子一定在B、D間往復(fù)運(yùn)動(dòng),且加速度先減小后增大
D.若在B點(diǎn)給電子一垂直紙面合適的速度,電子可繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
5.某空間中存在一個(gè)有豎直邊界的水平方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,現(xiàn)將一個(gè)等腰梯形閉合導(dǎo)線圈,從圖示位置垂直于磁場(chǎng)方向勻速拉過(guò)這個(gè)區(qū)域,尺寸如圖所示,圖中能正確反映該過(guò)程線圈中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象是( )
6.(原創(chuàng)題)2020年6月23日,北斗三號(hào)最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星成功發(fā)射,標(biāo)志著北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的星座部署全部完成。據(jù)悉,北斗三號(hào)由3顆地球靜止同步軌道(GEO)衛(wèi)星、3顆傾斜地球同步軌道(IGEO)衛(wèi)星和24顆中圓地球軌道(MEO)衛(wèi)星組成。已知MEO衛(wèi)星的軌道高度大概是在2萬(wàn)公里,軌道周期是12小時(shí);IGEO衛(wèi)星的軌道周期是24小時(shí)。則關(guān)于北斗衛(wèi)星,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.三類衛(wèi)星中,MEO衛(wèi)星的加速度最大
B.三類衛(wèi)星中,MEO衛(wèi)星的運(yùn)行速度最大
C.GEO衛(wèi)星和IGEO衛(wèi)星的軌道高度不同
D.MEO衛(wèi)星具有在軌備份的功能,即某顆IGEO衛(wèi)星失效時(shí),其功能可由某顆MEO衛(wèi)星來(lái)替代。那么,MEO衛(wèi)星必須經(jīng)過(guò)加速過(guò)程才能完成軌道調(diào)整
7.(改編題)如圖所示,一平行板電容器的兩極板A、B水平放置,A在上方,B在下方,上極板A接地,電容器、理想的二極管、開(kāi)關(guān)S與電源相連,已知A和電源正極相連,理想二極管具有單向?qū)щ娦浴,F(xiàn)將開(kāi)關(guān)S閉合,位于A、B兩板之間P點(diǎn)的帶電粒子恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是( )
A.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S,將A板向上移動(dòng)一小段距離,帶電粒子將向下移動(dòng)
B.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S,將A板向左移動(dòng)一小段距離,用電壓表測(cè)量A、B兩板間的電壓,電壓值始終不變
C.保持開(kāi)關(guān)S閉合,將B板向左移動(dòng)一小段距離,二極管兩端電壓(絕對(duì)值)不變
D.保持開(kāi)關(guān)S閉合,將B板向上移動(dòng)一小段距離,帶電粒子將向上移動(dòng)
二、多項(xiàng)選擇題:本題共3小題,每小題5分,共15分,每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合要求,全部選對(duì)得5分,選對(duì)但不全的得3分,有錯(cuò)選的得0分。
8.(原創(chuàng)題)在經(jīng)典電磁學(xué)中,點(diǎn)電荷間的相互作用力表現(xiàn)為:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。但當(dāng)兩個(gè)帶電體不能視為點(diǎn)電荷時(shí),由于靜電感應(yīng)等因素,帶電體的電荷會(huì)發(fā)生變化,從而影響帶電體間的相互作用力?,F(xiàn)有一半徑為R的金屬球帶正電,其電荷量為Q,將電荷量為q的一個(gè)小球(可視為帶正電的點(diǎn)電荷)放在金屬球旁邊,則兩個(gè)帶電體之間的相互作用力可能為( )
A.引力 B.斥力 C.零 D. 條件不足,無(wú)法判斷
9.(原創(chuàng)題)電子和光子均是自然界的基本粒子。當(dāng)光子被電子散射時(shí),如果電子具備足夠大的動(dòng)能,則散射光子的頻率會(huì)大于入射光的頻率,稱為逆康普頓散射或逆康普頓效應(yīng)。關(guān)于該效應(yīng),下列說(shuō)法中正確的是( )
A.該效應(yīng)說(shuō)明光子和電子一樣,具有粒子性
B.相較于入射光子,散射光子的波長(zhǎng)更長(zhǎng)
C.與入射光子發(fā)生作用后,電子的動(dòng)能減小
D.由于散射光子的能量大于入射光子的能量,故該效應(yīng)否定了能量量子化的觀點(diǎn)
10.(原創(chuàng)題)在足球運(yùn)動(dòng)中,如果進(jìn)攻方球員故意用危險(xiǎn)性動(dòng)作阻擋對(duì)方守門員,會(huì)被裁判員判罰點(diǎn)球。在某次比賽中,某運(yùn)動(dòng)員在距球門正前方s 處的罰球點(diǎn)將球踢出,足球正中球門橫梁(與橫梁垂直碰撞)。已知橫梁離地高度為h且可視為細(xì)桿,足球質(zhì)量為m ,忽略空氣阻力。則下列說(shuō)法正確的是( )
A.足球擊中橫梁時(shí),速度沿水平方向
B.罰球過(guò)程中,足球的位移大小為
C.運(yùn)動(dòng)員至少對(duì)足球做功為
D.運(yùn)動(dòng)員至少對(duì)足球做功為
三、非選擇題:共57分,第11~14題為必考題,每個(gè)試題考生都必須作答。第15題為選考題,考生必須根據(jù)要求作答。
(一)必考題:共45分。
11.(6分)如圖甲所示的裝置叫做阿特伍德機(jī),是英國(guó)數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置,用來(lái)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.某同學(xué)對(duì)該裝置加以改進(jìn)后用來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,如圖乙所示.
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),該同學(xué)進(jìn)行了如下操作:
①將質(zhì)量均為M(A的含擋光片,B的含掛鉤)的重物用繩連接后,跨放在定滑輪上,處于靜止?fàn)顟B(tài),測(cè)量出____________(填“A的上表面”、“A的下表面”或“擋光片中心”)到光電門中心的豎直距離h.
②在B的下端掛上質(zhì)量為m的物塊C,讓系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),光電門記錄擋光片擋光的時(shí)間為Δt.
③測(cè)出擋光片的寬度d,計(jì)算有關(guān)物理量,驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.
(2)如果系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)的機(jī)械能守恒,應(yīng)滿足的關(guān)系式為
____________________________ (已知重力加速度為g).
(3)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,該同學(xué)突發(fā)奇想:如果系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)的機(jī)械能守恒,不斷增大物塊C的質(zhì)量m,重物B的加速度a也將不斷增大,那么a與m之間有怎樣的定量關(guān)系?a隨m增大會(huì)趨于一個(gè)什么值?請(qǐng)你幫該同學(xué)解決:
①寫(xiě)出a與m之間的關(guān)系式:________________(還要用到M和g).
②a的值會(huì)趨于____________.
12.(8分)某同學(xué)要用電阻箱和電壓表測(cè)量某水果電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,考慮到水果電池組的內(nèi)阻較大,為了提高實(shí)驗(yàn)的精度,需要測(cè)量電壓表的內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)室中恰好有一塊零刻度在中央的雙向電壓表,該同學(xué)便充分利用這塊表,設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路,既能實(shí)現(xiàn)對(duì)該電壓表內(nèi)阻的測(cè)量,又能利用該表完成水果電池組電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量。
該同學(xué)用到的實(shí)驗(yàn)器材有:待測(cè)水果電池組(電動(dòng)勢(shì)約4 V、內(nèi)阻約50 Ω),雙向電壓表(量程為2 V、內(nèi)阻約為2 kΩ),電阻箱(0~9 999 Ω),滑動(dòng)變阻器(0~200 Ω),一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)及若干導(dǎo)線。
(1)該同學(xué)按如圖1所示電路圖連線后,首先測(cè)量了電壓表的內(nèi)阻。請(qǐng)完善測(cè)量電壓表內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)步驟:
①將R1的滑動(dòng)觸片滑至最左端,將開(kāi)關(guān)S撥向1位置,將電阻箱阻值調(diào)為0;
②調(diào)節(jié)R1的滑動(dòng)觸片,使電壓表示數(shù)達(dá)到滿偏U;
③保持R1不變,調(diào)節(jié)R2,使電壓表的示數(shù)達(dá)到eq \f(U,3),讀出電阻箱的阻值,記為R0,則電壓表的內(nèi)阻RV=________。
(2)若測(cè)得電壓表內(nèi)阻為2 kΩ,可分析此測(cè)量值應(yīng)________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實(shí)值。
(3)接下來(lái)測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①將開(kāi)關(guān)S撥至________(選填“1”或“2”)位置,將R1的滑片移到最________端,不再移動(dòng);
②調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使電壓表的示數(shù)達(dá)到一合適值,記錄電壓表的示數(shù)和電阻箱的阻值;
③重復(fù)第二步,記錄多組電壓表的示數(shù)和對(duì)應(yīng)的電阻箱的阻值。
(4)若將電阻箱與電壓表并聯(lián)后的阻值記錄為R,作出eq \f(1,U)-eq \f(1,R)圖象,如圖2所示,其中縱軸截距為b,斜率為k,則電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為_(kāi)_______,內(nèi)阻的表達(dá)式為_(kāi)_______。
13.(11分)如圖所示,直角坐標(biāo)系中的第Ⅰ象限中存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),在第Ⅱ象限中存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子,在x軸上的a點(diǎn)以速度v0與x軸負(fù)方向成60°角射入磁場(chǎng),從y=L處的b點(diǎn)沿垂直于y軸方向進(jìn)入電場(chǎng),并經(jīng)過(guò)x軸上x(chóng)=2L處的c點(diǎn)。不計(jì)粒子重力。求:
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?br>(2)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??;
(3)帶電粒子在磁場(chǎng)和電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比。
14.(改)(20分)如圖所示為某種彈射裝置的示意圖,該裝置由三部分組成,傳送帶左邊是足夠長(zhǎng)的光滑水平面,一輕質(zhì)彈簧左端固定,右端連接著質(zhì)量M=6.0 kg的物塊A。裝置的中間是水平傳送帶,它與左右兩邊的臺(tái)面等高,并能平滑對(duì)接.傳送帶的皮帶輪逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),使傳送帶上表面以u(píng)=2.0 m/s勻速運(yùn)動(dòng).傳送帶的右邊是一半徑R=1.25 m位于豎直平面內(nèi)的光滑1/4圓弧軌道.質(zhì)量m=2.0 kg的物塊B從eq \f(1,4)圓弧的最高處由靜止釋放.已知物塊B與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,傳送帶兩軸之間的距離l=4.5 m.設(shè)物塊A、B之間發(fā)生的是正對(duì)彈性碰撞,第一次碰撞前,物塊A靜止。取g=10 m/s2.求:
(1)物塊B滑到eq \f(1,4)圓弧的最低點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道的壓力;
(2)物塊B與物塊A第一次碰撞后彈簧的最大彈性勢(shì)能;
(3)如果物塊A、B每次碰撞后,物塊A再回到平衡位置時(shí)彈簧都會(huì)被立即鎖定,而當(dāng)它們?cè)俅闻鲎睬版i定被解除,求物塊B在第一次與物塊A碰撞后在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。
(二)選考題:共12分。請(qǐng)從2道題中任選一道作答。如果多做,則按所做的第一題計(jì)分。
15.【物理—選修3-4】(12分)
(1)(4分)下列說(shuō)法正確的是____.(本題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,錯(cuò)選多選均不給分)
A.多晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)
B.布朗運(yùn)動(dòng)就是分子的熱運(yùn)動(dòng)
C.氣體向真空的自由膨脹過(guò)程是可逆過(guò)程
D.葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用
E.壓縮氣體時(shí)氣體會(huì)表現(xiàn)出抗拒壓縮的力是由于氣體分子間存在斥力的緣故
(2) (8分)U形管左右兩管粗細(xì)不等,左側(cè)A管開(kāi)口向上,封閉的右側(cè)B管橫截面積是A管的3倍.管中裝入水銀,大氣壓為p0=76 cmHg ,環(huán)境溫度為27 ℃.A管中水銀面到管口的距離為h1=24 cm,且水銀面比B管內(nèi)高Δh=4 cm.B管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)為h2=12 cm,如圖所示.欲使兩管液面相平,現(xiàn)用小活塞把開(kāi)口端封住,并給A管內(nèi)氣體加熱,B管溫度保持不變,當(dāng)兩管液面相平時(shí),試求此時(shí)A管氣體的溫度為多少?
16.【物理—選修3-4】(12分)
(1)(4分)在坐標(biāo)原點(diǎn)的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,波速v=200 m/s.已知t=0時(shí),波剛好傳播到x=40 m處,如圖所示,在x=400 m處有一接收器(圖中未畫(huà)出),則下列說(shuō)法正確的是________.(本題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,錯(cuò)選多選均不給分)
A.波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)方向沿y軸正方向
B.從t=0開(kāi)始經(jīng)過(guò)0.15 s,x=40 m處的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)路程為0.6 m
C.接收器在t=0.8 s時(shí)才能接收到此波
D.若波源向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),根據(jù)多普勒效應(yīng),接收器接收到的波源頻率可能為11 Hz
E.若該波與另一列振幅也為10cm、波源在x=350 m處的沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波相遇,一定能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣
(2)(8分)如圖所示,某玻璃磚的截面由半圓和正三角形組成,半圓的直徑為d,正三角形的邊長(zhǎng)也為d,一束單色光從AB邊的中點(diǎn)D垂直于BC射入玻璃磚中,結(jié)果折射光線剛好通過(guò)半圓的圓心O,光在真空中的傳播速度為c,求:
①光在玻璃磚中傳播的時(shí)間(不考慮光的反射).
②入射光線的方向不變,將光在AB面上的入射點(diǎn)下移,使折射光線剛好能照射到圓的最底部,入射點(diǎn)沿AB移動(dòng)的距離為多少?這時(shí)光束在圓的最底部經(jīng)玻璃磚折射后的折射角為多少?
物理試題
答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1.解析:選B。人勻速運(yùn)動(dòng),受三種力的作用:重力、空氣阻力和平衡車的作用力,則A錯(cuò)誤、B正確;速度越大,空氣阻力越大,電動(dòng)平衡車對(duì)人的作用力越大,C錯(cuò)誤;地面對(duì)電動(dòng)平衡車有兩個(gè)力的作用,
2.解析:選D.平拋運(yùn)動(dòng)是加速度為g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng),速度變化一樣快,b球運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)所以速度變化大,A、B錯(cuò)誤;落在a點(diǎn)和b點(diǎn)的小球,由eq \f(y,x)=eq \f(\f(1,2)gt2,v0t)=eq \f(gt,2v0)=tan α,而速度偏轉(zhuǎn)角θ應(yīng)滿足tan θ=eq \f(vy,vx)=eq \f(gt,v0)=2tan α,由于α一定,所以θ一定,它們速度方向相同,C錯(cuò)誤;落在a點(diǎn)和b點(diǎn)的小球,由tan α=eq \f(y,x)=eq \f(\f(1,2)gt2,v0t)=eq \f(gt,2v0),得t=eq \f(2v0tan α,g),所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間t與v0成正比,D正確.
3.解析:選D.由于斜面粗糙,彈簧有可能處于自然長(zhǎng)度,即彈力有可能為零,A正確;如果彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài),當(dāng)彈簧的彈力大于A重力沿斜面向下的分力時(shí),A受到的摩擦力沿斜面向下,B錯(cuò)誤;以B為研究對(duì)象,沿斜面方向有F繩+FT彈+Ff-mBgsin θ=0,如果F繩+FT彈=mBgsin θ,則摩擦力為零,C正確;初狀態(tài)下不知道B受到的摩擦力大小和方向,無(wú)法確定增大B物體的重量時(shí)B物體受到的摩擦力變化情況,D錯(cuò)誤.
4.解析:選D.在等量同種電荷連線的中垂線上,電場(chǎng)強(qiáng)度從O點(diǎn)開(kāi)始向上、下兩邊先增大后減小,在O上方的電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向上,在O下方的電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向下,根據(jù)對(duì)稱性可知B、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同,方向不同,電勢(shì)相同,A、B錯(cuò)誤;無(wú)法判斷從O到B(O到D)電場(chǎng)強(qiáng)度是一直增大,還是先增大后減小,故無(wú)法判斷電子加速度的變化情況,C錯(cuò)誤;在垂直紙面且經(jīng)過(guò)B、D兩點(diǎn)的圓上,所有點(diǎn)的電勢(shì)相等,并且電子受到的電場(chǎng)力指向O點(diǎn),與速度方向垂直,電子可繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),D正確.
5.解析:選A。當(dāng)右邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,由楞次定律得,感應(yīng)電流應(yīng)是逆時(shí)針?lè)较颍捎谟行懈铋L(zhǎng)度逐漸增大,導(dǎo)致感應(yīng)電流的大小也均勻增大;當(dāng)線框右邊出磁場(chǎng)后,有效切割長(zhǎng)度不變,則產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小不變,但比剛出磁場(chǎng)時(shí)的有效長(zhǎng)度縮短,導(dǎo)致感應(yīng)電流的大小比剛出磁場(chǎng)時(shí)的電流小,但由楞次定律得,感應(yīng)電流應(yīng)仍是逆時(shí)針?lè)较颍划?dāng)線框左邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),有效切割長(zhǎng)度在變大,感應(yīng)電流的方向是順時(shí)針?lè)较?,即?fù)方向大小增大,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。
6.解析:選C.由題圖乙可知,0~t1內(nèi),線圈中的電流的大小與方向都不變,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,線圈中的磁通量的變化率相同,故0~t1內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度與時(shí)間的關(guān)系是一條斜線,A、B錯(cuò)誤;又由于0~t1時(shí)間內(nèi)電流的方向?yàn)檎?,即沿abcda方向,由楞次定律可知,電路中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向里,故0~t1內(nèi)原磁場(chǎng)方向向里減小或向外增大,D正確,C錯(cuò)誤.
7. 解析:選D.若將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),電容器帶電荷量Q保持不變,根據(jù)E=eq \f(4πkQ,εrS)得,電場(chǎng)強(qiáng)度E與距離d無(wú)關(guān),則將A板上移一小段距離,電場(chǎng)強(qiáng)度E不變,粒子不動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若將電壓表測(cè)量?jī)砂彘g電壓,構(gòu)成通路,電容器將會(huì)放電,最終無(wú)示數(shù),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;開(kāi)關(guān)S閉合,將B板向左移動(dòng),電容器兩板間的正對(duì)面積S減小,根據(jù)C=eq \f(εrS,4πkd)得,電容C減小,再根據(jù)C=eq \f(Q,U)得,電容器帶的電荷量應(yīng)減小,但是由于二極管具有單向?qū)щ娦?,所以電容器不能放電,則電容器帶的電荷量Q仍然保持不變,由C=eq \f(Q,U),C=eq \f(εrS,4πkd),E=eq \f(U,d),可得兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E=eq \f(4πkQ,εrS),S減小,E增大,根據(jù)電路中的電壓關(guān)系,二極管和電容器的電壓之和為電源電動(dòng)勢(shì),電場(chǎng)強(qiáng)度增大時(shí),電容器兩板間電壓也隨之增大,則二極管兩端(與電容器兩端電壓反向)電壓變大,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;開(kāi)關(guān)S閉合,電容器兩極板間的電壓U保持不變,將B板向上移動(dòng),兩極板間距離d減小,根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度E=eq \f(U,d)得,E增大,電場(chǎng)力大于重力,帶電粒子將向上移動(dòng),選項(xiàng)D正確;
二、多項(xiàng)選擇題:本題共3小題,每小題5分,共15分,每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合要求,全部選對(duì)得5分,選對(duì)但不全的得3分,有錯(cuò)選的得0分。
8. 解析:選ABC。金屬球上出現(xiàn)感應(yīng)電荷后,定性分析可知,有ABC三種可能。
9.參考答案:AC
基本粒子沒(méi)有內(nèi)部結(jié)構(gòu),光子和電子均具有動(dòng)量,相互作用過(guò)程可理解為彈性碰撞。
10. 解析:選BD.斜拋在最高點(diǎn)時(shí)速度最小,垂直橫梁的方向有很多種情況,不一定水平,如果因?yàn)樗季S定勢(shì),一定會(huì)選錯(cuò)誤選項(xiàng)AC,故正確答案為BD。設(shè)斜拋運(yùn)動(dòng)的初始速度為v,初速度與水平方向的夾角為θ,將斜拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的豎直上拋運(yùn)動(dòng),則有
,
聯(lián)立可得:
得的解為
由于只有唯一的入射角,故判別式應(yīng)為0,則
整理可得
則運(yùn)動(dòng)員至少對(duì)足球做功
三、非選擇題:共57分,第11~14題為必考題,每個(gè)試題考生都必須作答。第15題為選考題,考生必須根據(jù)要求作答。
(一)必考題:共45分。
11.(6分)解析:(1)①實(shí)驗(yàn)時(shí),測(cè)量出擋光片中心到光電門中心的豎直距離h.
(2)重物A經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的速度為v=eq \f(d,Δt);則如果系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)的機(jī)械能守恒,應(yīng)滿足的關(guān)系式為mgh=eq \f(1,2)(2M+m)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,Δt)))eq \s\up12(2).
(3)①根據(jù)牛頓第二定律可知mg=(m+2M)a,解得:
a=eq \f(mg,2M+m)=eq \f(g,\f(2M,m)+1).
②當(dāng)m增大時(shí),式子的分母趨近于1,則a的值會(huì)趨于重力加速度g.
答案:(1)①擋光片中心(1分);
(2)mgh=eq \f(1,2)(2M+m)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,Δt)))eq \s\up12(2) (2分);
(3)①a=eq \f(g,\f(2M,m)+1)(2分) ②重力加速度g(1分)
12.(8分)解析:(1)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值不變,電壓表與電阻箱兩端電壓不變,電壓表示數(shù)變?yōu)闈M偏電壓eq \f(1,3)U時(shí),則電阻箱分壓eq \f(2,3)U,電阻箱接入電路的阻值等于電壓表內(nèi)阻的2倍,則電壓表內(nèi)阻RV=eq \f(1,2)R0.
(2)調(diào)節(jié)電阻箱阻值使電壓表示數(shù)變?yōu)闈M偏電壓的eq \f(1,3)時(shí),電路總電阻變大,電路總電流變小,滑動(dòng)變阻器與電源內(nèi)阻分壓變小,電阻箱與電壓表兩端總電壓變大,當(dāng)電壓表示數(shù)變?yōu)闈M偏電壓eq \f(1,3)時(shí),電阻箱兩端電壓大于電壓表滿偏電壓的eq \f(2,3),實(shí)際上電壓表內(nèi)阻小于eq \f(1,2)R0,則電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值偏大。
(3)測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻,應(yīng)將開(kāi)關(guān)S撥至2位置,將R1的滑動(dòng)觸片移到最左端,不再移動(dòng)。
(4)由圖示電路圖可知,在閉合電路中,電源電動(dòng)勢(shì)E=U+I(xiàn)r=U+eq \f(U,R)r
則eq \f(1,U)=eq \f(1,E)+eq \f(r,E)·eq \f(1,R)
由圖示可知,圖象截距b=eq \f(1,E)
圖象斜率k=eq \f(r,E)
則電源電動(dòng)勢(shì)E=eq \f(1,b)
電源內(nèi)阻r=eq \f(k,b)。
答案:(1)eq \f(1,2)R0(1分) (2)大于(1分) (3)2(1分) 左(1分) (4)eq \f(1,b) (2分); eq \f(k,b)(2分)
13.(11分解析:(1)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示.
由幾何關(guān)系可知:r+rcs 60°=L, (1分)
得r=eq \f(2L,3) (1分)
又因?yàn)閝v0B=meq \f(v\\al(2,0),r) (1分)
解得:B=eq \f(3mv0,2qL). (1分)
(2)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),沿x軸有:2L=v0t2 (1分)
沿y軸有:L=eq \f(1,2)ateq \\al(2,2), (1分)
又因?yàn)閝E=ma (1分)
解得:E=eq \f(mv\\al(2,0),2qL). (1分)
(3)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:t1=eq \f(1,3)·eq \f(2πr,v0)=eq \f(4πL,9v0) (1分)
帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:t2=eq \f(2L,v0) (1分)
所以帶電粒子在磁場(chǎng)和電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為:eq \f(t1,t2)=eq \f(2π,9). (1分)
答案:(1)eq \f(3mv0,2qL) (2)eq \f(mv\\al(2,0),2qL) (3)eq \f(2π,9)
14.(20分)解析:(1)設(shè)物塊B沿光滑曲面下滑到水平位置時(shí)的速度大小為v0.
由機(jī)械能守恒定律知mgR=eq \f(1,2)mveq \\al(2,0) (1分)
得v0=eq \r(2gR)=5 m/s (1分)
設(shè)物塊B滑到eq \f(1,4)圓弧的最低點(diǎn)C時(shí)受到的支持力大小為F,由牛頓第二定律得:F-mg=eq \f(v\\al(2,0),R) (1分)
解得:F=60 N
則物塊B滑到eq \f(1,4)圓弧的最低點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為F′=60 N, 方向豎直向下.(2分)
(2)設(shè)物塊B在傳送帶上滑動(dòng)過(guò)程中因受摩擦力所產(chǎn)生的加速度大小為a,則μmg=ma (1分)
設(shè)物塊B通過(guò)傳送帶后運(yùn)動(dòng)速度大小為v,有v2-veq \\al(2,0)=-2al (1分)
聯(lián)立解得v=4 m/s
由于v>u=2 m/s,所以v=4 m/s即為物塊B與物塊A第一次碰撞前的速度大?。?br>設(shè)物塊A、B第一次碰撞后的速度分別為v2、v1,取向左為正方向,
由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律得mv=mv1+Mv2, (1分)
eq \f(1,2)mv2=eq \f(1,2)mveq \\al(2,1)+eq \f(1,2)Mveq \\al(2,2) (1分)
解得v1=-eq \f(1,2)v=-2 m/s,v2=2 m/s (1分)
彈簧具有的最大彈性勢(shì)能等于物塊A的初動(dòng)能Ep=eq \f(1,2)Mveq \\al(2,2)=12 J (1分)
(3)碰撞后物塊B沿水平臺(tái)面向右勻速運(yùn)動(dòng).
設(shè)物塊B在傳送帶上向右運(yùn)動(dòng)的最大位移為l′,由動(dòng)能定理得:-μmgl′=0-eq \f(1,2)mv1 2 (1分)
得l′=2 m

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