注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,1~5题每题只有一个正确答案,6~8题有多个选项正确,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1.以下有关物理学概念或物理学史的说法正确的是( )
A.牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许用实验方法测出引力常量的数值,从而使万有引力定律有了真正的实用价值
B.匀速圆周运动是速度大小不变的匀变速曲线运动,速度方向始终为切线方向
C.行星绕恒星运动轨道为圆形,则它运动的周期的平方与轨道半径的三次方之比为常数,此常数的大小与恒星的质量和行星的速度均有关
D.奥斯特发现了电与磁之间的关系,即电流的周围存在着磁场;同时他通过实验发现了磁也能产生电,即电磁感应现象
2.某卫星在半径为r的轨道1上做圆周运动,动能为E1,变轨到轨道2上后,动能比在轨道1上减小了ΔE,在轨道2上也做圆周运动,则轨道2的半径为( )
A.C.
E1
E1-ΔE r B.D.
E1
r ΔEE1-ΔE r ΔEΔE r
E1-ΔE3.两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球,细线上端固定在同一点,若两个小球以相同的角速度,绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动,则两个摆球在运动过程中,相对位置关系示意图正确的是( )
4.如图所示,在加速向左运动的车厢中,一人用力向前推车厢(人与车厢始终保持相对静止),则下列说法正确的是( )
1 / 12
A.人对车厢做正功 B.人对车厢做负功 C.人对车厢不做功
D.无法确定人对车厢是否做功
5.电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示。K为阴极,A为阳极,两极之间的距离为d。在两极之间加上高压U,有一电子在K极由静止被加速。不考虑电子重力,元电荷为e,则下列说法正确的是( )
A.A、K之间的电场强度为 B.电子到达A极板时的动能大于eU C.由K到A电子的电势能减小了eU D.由K沿直线到A电势逐渐减小
6.如图所示,桌面上固定一个光滑竖直挡板,现将一个长方形物块A与截面为三角形的垫块B叠放在一起,用水平外力F缓缓向左推动B,使A缓慢升高,设各接触面均光滑,则该过程中( )
Ud
A.A和B均受三个力作用而平衡 B.B对桌面的压力大小不变 C.A对B的压力越来越小 D.推力F的大小不变
7.如图甲所示,在距离地面高度为h=0.80 m的平台上有一轻质弹簧,其左端固定于竖直挡板上,右端与质量m=0.50 kg、可看作质点的物块相接触(不粘连),OA段粗糙且长度等于弹簧原长,其余位置均无阻力作用。物块开始静止于A点,与OA段的动摩擦因数μ=0.50。现对物块施加一个水平向左的外力F,大小随位移x变化关系如图乙所示。物块向左运动x=0.40 m到达B点,到达B点时速度为零,随即撤去外力F,物块在弹簧弹力作用
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下向右运动,从M点离开平台,落到地面上N点,取g=10 m/s,则( )
2
A.弹簧被压缩过程中外力F做的功为6.0 J B.弹簧被压缩过程中具有的最大弹性势能为6.0 J C.整个运动过程中克服摩擦力做功为4.0 J D.MN的水平距离为1.6 m
8.如图,光滑斜面PMNQ的倾角为θ,斜面上放置一矩形导体线框abcd,其中ab边长为l1,bc边长为l2,线框质量为m、电阻为R,有界匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于斜面向上,ef为磁场的边界,且ef∥MN。线框在恒力F作用下从静止开始运动,其ab边始终保持与底边MN平行,F沿斜面向上且与斜面平行。已知线框刚进入磁场时做匀速运动,则下列判断正确的是( )
A.线框进入磁场前的加速度为B.线框进入磁场时的速度为
F-mgsinθ
mF-mgsinθ
B2l21
R C.线框进入磁场时有a→b→c→d→a方向的感应电流 D.线框进入磁场的过程中产生的热量为(F-mgsinθ)l1
二、非选择题(包括必考题和选考题两部分,第9~12题为必考题,每个试题考生都必须作答,第13题~第14题为选考题,考生根据要求作答。)
(一)必考题(共4小题,共47分)
9.(6分)某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速直线运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速直线运动。他设计的装置如图甲所示,在小车A后连着纸带,电磁打点计时器所用电源频率为50 Hz,长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力。
3 / 12
(1)若已测得打点纸带如图乙所示,并测得各计数点间距(已标在图上)。A为运动的起点,则应选________段来计算A碰前的速度,应选________段来计算A和B碰后的共同速度。(以上两空选填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)
(2)已测得小车A的质量m1=0.4 kg,小车B的质量为m2=0.2 kg,则碰前两小车的总动量为________kg·m/s,碰后两小车的总动量为________kg·m/s。
10.(9分)材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”,利用这种效应可以测量压力大小。若图1为某压敏电阻在室温下的电阻—压力特性曲线,其中RF、R0分别表示有、无压力时压敏电阻的阻值。为了测量压力F,需先测量压敏电阻处于压力中的电阻值RF。请按要求完成下列实验。
(1)设计一个可以测量处于压力中的该压敏电阻阻值的电路,在图2的虚线框内画出实验电路原理图(压敏电阻及所给压力已给出,待测压力大小约为0.4×10~0.8×10 N,不考虑压力对电路其他部分的影响),要求误差较小,提供的器材如下:
A.压敏电阻,无压力时阻值R0=6000 Ω B.滑动变阻器R,全电阻阻值约200 Ω C.电流表,量程2.5 mA,内阻约30 Ω D.电压表,量程3 V,内阻约3 kΩ E.直流电源E,电动势3 V,内阻很小 F.开关S,导线若干
(2)正确接线后,将压敏电阻置于待测压力下,通过压敏电阻的电流是1.33 mA,电压表的示数如图3所示,则电压表的读数为________V。
2
2
4 / 12
(3)此时压敏电阻的阻值为________Ω;结合图1可知待测压力的大小F=________N。(计算结果均保留两位有效数字)
11.(14分)如图所示,一质量M=2.0 kg的长木板AB静止在水平面上,木板的左侧固定一半径R=0.60 m的四分之一圆弧形轨道,轨道末端的切线水平,轨道与木板靠在一起,且末端高度与木板高度相同。现在将质量m=1.0 kg的小铁块(可视为质点)从弧形轨道顶端由静止释放,小铁块到达轨道底端时轨道的支持力为25 N,最终小铁块和长木板达到共同速度。忽略长木板与地面间的摩擦。取重力加速度g=10 m/s。求:
(1)小铁块在弧形轨道末端时的速度大小;
(2)小铁块在弧形轨道上下滑过程中克服摩擦力所做的功Wf; (3)小铁块和长木板达到的共同速度v。
12.(18分)如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在-3 m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B=4.0×10 T、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,其左边界与x轴交于P点;在x>0的某区域内有电场强度大小E=3.2×10 N/C、方向沿y轴正方向的有界匀强电场,其宽度d=2 m。一质量m=4.0×10
-17
4
-25
-2
2
kg、电荷量q=-2.0×10
C的带电粒子从P点以速度v=4.0×10 m/s,沿与x轴正方向成α=60°
6
角射入磁场,经电场偏转最终通过x轴上的Q点(图中未标出),不计粒子重力。求:
(1)带电粒子在磁场中运动的半径和时间; (2)当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标;
(3)若只改变上述电场强度的大小,要求带电粒子仍能通过Q点,试讨论电场强度的大小E′与电场左边界的横坐标x′的函数关系。
(二)选考题(共15分。请考生从给出的2道题中任选一题作答,如果多做,按所做的第一题计分) 13.[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.当分子间的距离增大时,分子间作用力的合力一定减小 B.温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大 C.第二类永动机违反了热传导的方向性 D.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大 E.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
5 / 12
(2)(10分)如图,在大气中有一水平放置的固定圆筒,它由a、b和c三个粗细不同的部分连接而成,各部分的横截面积分别为2S、和S。已知大气压强为p0,温度为T0。两活塞A和B用一根长为4l的不可伸长的轻线相连,
2把温度为T0的空气密封在两活塞之间,此时两活塞的位置如图所示。现对被密封的气体加热,使其温度缓慢上升到T。若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略,此时两活塞之间气体的压强可能为多少?
14.[物理——选修3-4](15分)
(1)(5分)一列简谐横波在某均匀介质中沿x轴传播,从x=3 m处的质点a开始振动时计时,图甲为t0时刻的波形图且质点a正沿y轴正方向运动,图乙为质点a的振动图象,则下列说法中正确的是________。(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)
S
A.该波的频率为2.5 Hz B.该波的传播速率为200 m/s C.该波是沿x轴负方向传播的
D.从t0时刻起,质点a、b、c中,质点b最先回到平衡位置 E.从t0时刻起,经0.015 s质点a回到平衡位置
(2)(10分)如图所示是一个透明圆柱的横截面,其半径为R,折射率是3,AB是一条直径,今有一束平行光沿
AB方向射向圆柱体。若一条入射光线经折射后恰经过B点,则这条入射光线到AB的距离是多少?
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物理试题答案
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,1~5题每题只有一个正确答案,6~8题有多个选项正确,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1.
【解析】匀速圆周运动是速度大小不变、方向时刻改变的非匀变速曲线运动,速度方向始终为切线方向,选项B错误。行星绕恒星运动轨道为圆形,它运动的周期的平方与轨道半径的三次方之比为常数,此常数的大小与恒星的质量有关,与行星的速度无关,选项C错误。奥斯特发现了电与磁间的关系,即电流的周围存在着磁场;法拉第通过实验发现了磁也能产生电,即电磁感应现象,选项D错误。 【答案】A 2. 12GMmmv1
【解析】某卫星在半径为r的轨道1上做圆周运动,动能E1=mv1,万有引力提供向心力2=,在轨道2
2rr2
GMmmv212E1r上运行时,动能E2=E1-ΔE,万有引力提供向心力2=,E2=mv2,联立以上各式得R=,故A正确。
RR2E1-ΔE2
【答案】A 3.
【解析】对于圆锥摆,摆线拉力与重力的合力提供向心力,设摆线长为L,摆角为θ,摆球质量为m,由牛顿第二定律得mgtanθ=mωLsinθ,ω=示意图正确的是B。
【答案】B 4.
【解析】本题中虽然问人对车做功情况,但我们可转变一下研究对象,将人当作研究对象,由于车匀加速向左运动,人和车是一个整体,所以人的加速度方向也向左,所以车对人的合力也向左,根据牛顿第三定律可得,人对车的合力方向向右,运动位移向左,则人对车厢做负功,选项B正确。
【答案】B 5.
【解析】A、K之间的电场不是匀强电场,所以E≠,故A错误。电子在K极由静止被加速,到达A极板时电场力做功W=eU,所以到A极板时动能等于eU,电势能减小了eU,故B错误,C正确。电场线由A指向K,所以由
2
gLcosθ
,若两小球ω相同则Lcosθ相同,即摆高相同,相对位置关系
UdK沿直线到A电势逐渐升高,故D错误。
【答案】C 6.
【解析】因各接触面均光滑,所以A受重力、B对A的弹力、竖直挡板对A的弹力共三个力作用而平衡,B受重力,A对B的弹力,水平面对B的弹力,外力F四个力作用而平衡,故A错误。以A、B整体为研究对象,B受桌面支持力大小等于A、B重力之和,所以B对桌面的压力大小不变,故B正确。以A为研究对象受力分析如图,B 7 / 12
对A的弹力FBA=,因θ不变,所以FBA不变,即A对B的压力大小不变,故C错误。推力F=FN=mgtanθ,
cosθ也不变,故D正确。
mg
【答案】BD 7.
【解析】弹簧被压缩过程中外力F做的功可以用图乙Fx围成的面积求解,WF=6 J,故A正确。压缩弹簧过程中由能量守恒得:WF=Ep+μmgx,所以Ep=WF-μmgx=5 J,故B错误。物块从A运动到B,撤去外力后又从B12
运动到A,整个过程中克服摩擦力做功Wf=2μmgx=2 J,故C错误。整个过程由能量守恒得:WF=Wf+mv0,所以
2物块从M点平抛的初速度v0=4 m/s,平抛的时间t=【答案】AD 8.
【解析】线框进入磁场前,根据牛顿第二定律得:线框的加速度为:a=2hg=0.4 s,所以MN的水平距离L=v0t=1.6 m,故D正确。
F-mgsinθ
,故A正确。线框刚进入mR,故B正确。线框进入磁场
B2l2F-mgsinθ1v磁场时做匀速运动时,由F安+mgsinθ=F,而F安=,解得:v=
RB2l21
时,穿过线框的磁通量增加,根据楞次定律判断知线框中感应电流方向为a→b→c→d,故C正确。由于线框刚进入磁场时做匀速运动,根据功能关系可知:产生的热量为Q=(F-mgsinθ)l2,故D错误。故选A、B、C。
【答案】ABC
二、非选择题(包括必考题和选考题两部分,第9~12题为必考题,每个试题考生都必须作答,第13题~第14题为选考题,考生根据要求作答。)
(一)必考题(共4小题,共47分) 9.
【解析】(1)从分析纸带上打点的情况看,BC段既表示小车做匀速运动,又表示小车有较大速度,因此BC段能较准确地描述小车A在碰撞前的运动情况,应选用BC段计算小车A碰前的速度。从CD段打点的情况看,小车的运动情况还没稳定,而在DE段内小车运动稳定,故应选用DE段计算A和B碰后的共同速度。
(2)小车A在碰撞前的速度
10.50×10
v0== m/s=1.050 m/s
5T5×0.02小车A在碰撞前的动量
BC-2
p0=m1v0=0.4×1.050 kg·m/s=0.420 kg·m/s
8 / 12
碰撞后A、B的共同速度
6.95×10
v== m/s=0.695 m/s
5T5×0.02碰撞后A、B的总动量
DE-2
p=(m1+m2)v=(0.2+0.4)×0.695 kg·m/s=0.417 kg·m/s。
【答案】(1)BC DE (2)0.420 0.417 10.
【解析】(1)根据题述对实验电路的要求,应该设计成滑动变阻器采用分压接法,电流表内接的电路。 (2)根据电压表读数规则,电压表读数为2.00 V。
(3)由欧姆定律,此时压敏电阻的阻值为RF==1.5×10 Ω。无压力时,R0=6000 Ω,有压力时,=4,由题图1可知,对应的待测压力F=60 N。
【答案】(1)如图所示
UI3
R0RF
(2)2.00 (3)1.5×10 60 11.
2mv0
【解析】(1)小铁块在弧形轨道末端时,满足F-mg= R3
解得:v0=3 m/s。
12
(2)根据动能定理mgR-Wf=mv0-0
2解得:Wf=1.5 J。
(3)根据动量守恒定律mv0=(m+M)v 解得:v=1.0 m/s。
【答案】(1)3 m/s (2)1.5 J (3)1.0 m/s 12.
【解析】(1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律有qvBmv2
= r代入数据解得:r=2 m
如图甲所示轨迹交y轴于C点,过P点作v的垂线交y轴于O1点, 由几何关系得O1为粒子运动轨迹的圆心,且圆心角为60°。在磁场中运动
9 / 12
T12πm时间t==× 66qBπ-6-7
代入数据解得:t=×10 s=5.23×10 s。
6
(2)带电粒子离开磁场垂直进入电场后做类平抛运动,设带电粒子离开电场时的速度偏向角为θ,如图甲所示 则:tanθ==vyqEd1
=
vmv25
设Q点的横坐标为x则: tanθ=
r-rcosα
dx-
2
由上两式解得:x=6 m。 (3)电场左边界的横坐标为x′。 ①当0 dx-x′-2 164 由上两式解得:E′=×10 N/C 5-x′②当4 m≤x′≤6 m时,如图丙, 10 / 12 12E′qx-x有y=at=2 22mv2 将y=r-rcosα=1 m及各数据代入上式解得: E′= 64-x2 ×10 N/C。 -7 4 【答案】(1)r=2 m t=5.23×10 s (2)x=6 m (3)见解析 (二)选考题(共15分。请考生从给出的2道题中任选一题作答,如果多做,按所做的第一题计分) 13.[物理——选修3-3](15分) (1) 【解析】分子间距离增大,分子间引力和斥力都减小,距离为 r0(引力等于斥力时的距离)时,合力为零,距离大于r0时,随分子间距离增大,分子间作用力的合力先增大后减小,A选项错误;温度是分子平均动能的标志,温度高,分子平均动能大,物体内能是物体内所有分子的动能和势能的总和,与分子数、温度、体积有关,B选项正确;第二类永动机不违背能量守恒定律,但违反了热传导的方向性,C选项正确;当人们感觉到潮湿时,空气的相对湿度一定较大,D选项错误;叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用,E选项正确。 【答案】BCE (2) 【解析】设加热前,被密封气体的压强为p1,轻线的张力为f,根据平衡条件有:对活塞A:p0·2S-p1·2S+f=0 对活塞B:p1S-p0S-f=0,解得:p1=p0,f=0 即被密封气体的压强与大气压强相等,轻线处在拉直的松弛状态,这时气体的体积为:V1=2Sl+·2l+Sl= 24Sl 对气体加热时,被密封气体温度缓慢升高,两活塞一起向左缓慢移动,气体体积增大,压强保持p1不变,若持续加热,此过程会一直持续到活塞向左移动的距离等于l为止,这时气体的体积为:V2=4Sl+Sl=5Sl SV2V155 根据盖—吕萨克定律得:=解得:T2=T0,由此可知,当T≤T2=T0时,气体的压强为:p=p0 T2T044 当T>T2时,活塞已无法移动,被密封气体的体积保持V2不变,由查理定理得:= 4T54T解得:p=p0,即当T>T0时,气体的压强为p0。 5T045T0 pp0 TT2 11 / 12 554T【答案】当T≤T0时,p=p0 当T>T0时,p=p0 445T014.[物理——选修3-4](15分) (1) 1λ 【解析】由题图可知该波的波长λ=8 m,周期T=0.04 s,所以该波的频率为f==25 Hz,波速为v== TT200 m/s,A错,B对;因t0时刻质点a正沿y轴正方向运动,由“上下坡法”可知该波是沿x轴正方向传播的,C错;同理可知此时质点b正沿y轴正方向运动,质点c正沿y轴负方向运动,所以从t0时刻起,质点b先回到平衡位置,D对;经0.015 s波传播的距离为x=200×0.015 m=3 m,而波又是沿x轴正方向传播的,所以从t0时刻起经0.015 s,质点a左侧与质点a距离为3 m的质点O的振动情况刚好传播到质点a处,即质点a回到平衡位置,E对。 【答案】BDE (2) 【解析】根据折射定律n=sinβ在△OBC中,= sinα =3 sinβ -α RBCsinα= 2R·cosβ 可得β=30°,α=60° 所以CD=Rsinα=【答案】 3R 2 3 R。 2 12 / 12 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容