注意:本120分,時間100分鐘.請將答案填寫在答題卡上,直接寫在上不得分.
一、單項選擇題:本題共5小題,每小題3分,共15分.每小題只有一個選項符合題意.
1. 關(guān)于物理學(xué)家和他們的貢獻(xiàn),下列說法中正確的是
A. 奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),并提出了電磁感應(yīng)定律
B. 庫侖提出了庫侖定律,并最早實驗測得元電荷e的數(shù)值
C. 伽利略發(fā)現(xiàn)了行星運動的規(guī)律,并通過實驗測出了引力常量
D. 法拉第不僅提出了場的概念,而且發(fā)明了人類上的第一臺發(fā)電機(jī)
2. 如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為e的質(zhì)子以某一初速度從坐標(biāo)原點O沿x軸正方向進(jìn)入場區(qū),若場區(qū)僅存在平行于y軸向上的勻強(qiáng)電場時,質(zhì)子通過P(d ,d)點時的動能為 ;若場區(qū)僅存在垂直于xoy平面的勻強(qiáng)磁場時,質(zhì)子也能通過P點。不計質(zhì)子的重力。設(shè)上述勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為 、勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,則下列說法中正確的是
A. B. C. D.
3. 如圖所示的電路中,R1、R2、R3是固定電阻,R4是光敏電阻,其阻值隨光照的強(qiáng)度增強(qiáng)而減小。當(dāng)開關(guān)S閉合且沒有光照射時,電容器C不帶電。當(dāng)用強(qiáng)光照
射R4且電路穩(wěn)定時,則與無光照射時比較
A.電容器C的上極板帶正電
B.電容器C的下極板帶正電
C.通過R4的電流變小,電源的路端電壓增大
D.通過R4的電流變大,電源提供的總功率變小
4.假設(shè)有一載人宇宙飛船在距地面高度為4200km 的赤道上空繞地球做勻速圓周運動,地球半徑約為6400km,地球同步衛(wèi)星距地面高度為36000km,宇宙飛船和地球同步衛(wèi)星繞地球同向運動,每當(dāng)二者相距最近時,宇宙飛船就向同步衛(wèi)星發(fā)射信號,然后再由同步衛(wèi)星將信號發(fā)送到地面接收站,某時刻二者相距最遠(yuǎn),從此刻開始,在一晝夜的時間內(nèi),接收站共接收到信號的次數(shù)為
A.4次 B.6次 C.7次 D.8次
5. 如圖所示,一半徑為R的均勻帶正電圓環(huán)水平放置,環(huán)心為O點,質(zhì)量為m的帶正電的 小球從O點正上方h高的A點靜止釋放,并穿過帶電環(huán),關(guān)于小球從A到A關(guān)于O的對稱點A′過程加速度(a)、重力勢能(EpG)、機(jī)械能(E)、電勢能(Ep電)隨位置變化的圖象一定錯誤的是(取O點為坐標(biāo)原點且重力勢能為零,向下為正方向,無限遠(yuǎn) 電勢為零)( )
二、多項選擇題:本題共4小題,每小題4分,共計16分.每小題有多個選項符合題意,
全部選對的得4分,選對但不全的得2分,錯選或不答得0分.
6. 如圖所示電路中,電源電動勢為E,線圈L的電阻不計。以下判斷正確的是
A.閉合S瞬間,R1、R2中電流強(qiáng)度大小相等
B.閉合S,穩(wěn)定后,R1中電流強(qiáng)度為零
C.?dāng)嚅_S的瞬間,R1、R2中電流立即變?yōu)榱?br /> D.?dāng)嚅_S的瞬間,R1中電流方向向右,R2中電流方向向左
7.圖甲是某小型家用電器電源部分的主要電路圖,時Ⅰ部分變壓器原線圈A、B兩端與輸出電壓為220V的交流電源相連接,通過電路元件的最后在Ⅲ部分E、F兩端輸出6.0V的直流電.當(dāng)A、B兩端輸入如圖乙所示的交變電壓時,在Ⅱ部分的M、N兩端輸出的電壓如圖丙所示.Ⅲ部分中的自感線圈L的直流電阻可忽略不計,關(guān)于該電路元件及其工作過程,下列說法中正確的是
A.Ⅰ部分的變壓器是降壓變壓器
B.Ⅱ部分的M、N端輸出電壓的有效值為
C.Ⅲ部分的電容器C的作用是阻礙交流成分,導(dǎo)通直流成分
D.Ⅲ部分的自感線圈L的作用是阻礙直流成分,導(dǎo)通交流成分
8.內(nèi)壁光滑的環(huán)形凹槽半徑為R,固定在豎直平面內(nèi),一根長度為 R的輕桿,一端固定有質(zhì)量為m的小球甲,另一端固定有質(zhì)量為2m的小球乙,將兩小球放入凹槽內(nèi),小球乙位于凹槽的最低點,如圖所示.由靜止釋放后
A.下滑過程中甲球減少的機(jī)械能總等于乙球增加的機(jī)械能
B.下滑過程中甲球減少的重力勢能總等于乙球增加的重力勢能
C.甲球可沿凹槽下滑到槽的最低點
D.桿從右向左滑回時,乙球一定能回到凹槽的最低點
9. 在光滑的絕緣水平面上,有一個正三角形abc,頂點a、b、c處分別固定一個正點電荷,電荷量相等,如圖所示,D點為正三角形外接圓的圓心,E、G、H點分別為ab、ac、bc的中點,F(xiàn)點為E關(guān)于c電荷的對稱點,則下列說法中正確的是
A.D點的電場強(qiáng)度為零、電勢可能為零
B.E、F兩點的電場強(qiáng)度等大反向、電勢相等
C.E、G、H三點的電場強(qiáng)度和電勢均相同
D.若釋放c電荷,c電荷將一直做加速運動(不計空氣阻力)
三、簡答題:本題分必做題(第10、11題)和選做題(第12題)兩部分,共計42分.請
將解答填在答題卡相應(yīng)的位置.
【必做題】
10、用如圖實驗裝置驗證m1 、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒. m2 從高處由靜止開始下落,m1上拖著的紙帶打出一系列的點,對紙帶上的點跡進(jìn)行測量,即可驗證機(jī)械能守恒定律.下圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個點,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標(biāo)出),計數(shù)點間的距離如圖所示.已知m1= 50g 、m2=150g ,則(g取9.8m/s2,所有結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)
(1)在紙帶上打下記數(shù)點5時的速度v = m/s;
(2)在打點0~5過程中系統(tǒng)動能的增量△EK = J,系統(tǒng)勢能的減少量△EP = J;
(3)若某同學(xué)作出 圖像如圖,則當(dāng)?shù)氐膶嶋H重力加速度g = m/s2.
11、測量一未知電阻的阻值.
(1) 某同學(xué)首先用多用電表粗測電阻的大小,將多用表選擇開關(guān)置于×10Ω擋,調(diào)零后,將紅黑表筆分別接電阻兩端,發(fā)現(xiàn)指針讀數(shù)如圖所示,則所測阻值為________Ω.
(2) 接著該同學(xué)計劃用VA法準(zhǔn)確測量電阻的阻值,提供的實驗器材有:8V直流電源;電壓表(0~10V,內(nèi)阻約20kΩ);電流表(0~50mA,內(nèi)阻約10Ω);滑動變阻器(0~20Ω,1A);開關(guān)和導(dǎo)線.
請根據(jù)實驗要求和提供的器材,參考下面未完全連接好的實物電路在下面虛線方框內(nèi)畫出實驗電路圖,并完成下面實物電路未連接的導(dǎo)線.
(3) 實驗中移動變阻器滑動頭,記下多組電流表、電壓表讀數(shù)(U,I),然后在坐標(biāo)紙上作出UI圖線,圖線的________大小表示待測電阻阻值.在這個實驗中,測量值________真實值.(填“>”“=”或“<”)
12.【選做題】(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答,并在答題卡相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答 高三,如都作答則按A、B兩小題評分)
A.(選修模塊3-3)(12分)
封閉在氣缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)D,其體積V與熱力學(xué)溫度關(guān)T系如圖所示,該氣體的摩爾質(zhì)量為M,狀態(tài)A的體積為V0,溫度為T0,O、A、D三點在同一直線上,阿伏伽德羅常數(shù)為NA。
(1)由狀態(tài)A變到狀態(tài)D過程中 ▲
A.氣體從外界吸收熱量,內(nèi)能增加
B.氣體體積增大,單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)減少
C.氣體溫度升高,每個氣體分子的動能都會增大
D.氣體的密度不變
(2)在上述過程中,氣體對外做功為5J,內(nèi)能增加9J,則氣體 ▲ (選“吸收”或“放出”)熱量 ▲ J。
(3)在狀態(tài)D,該氣體的密度為ρ,體積為2V0,則狀態(tài)D的溫度為多少?該氣體的分子數(shù)為多少?
C.(選修模塊3-5)(12分)
(1)(4分)下列說法正確的是 ▲
A.湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子,表明原子具有核式結(jié)構(gòu)
B.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的熱核反應(yīng)
C.一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng),是因為該束光的波長太短
D.將放射性元素?fù)诫s到其它穩(wěn)定元素中,并降低其溫度,它的半衰期不發(fā)生改變
(2)(4分)北京時間2011年3月11日在日本海域發(fā)生強(qiáng)烈地震,并引發(fā)了福島核電站產(chǎn)生大量的核輻射,經(jīng)研究,其中核輻射的影響最大的是銫137( ),可廣泛散布到幾百公里之外,且半衰期大約是30年左右).請寫出銫137發(fā)生β衰變的核反應(yīng)方程:
▲ .如果在該反應(yīng)過程中釋放的核能為 ,則該反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損為 ▲ .(已知碘(I)為53號元素,鋇( )為56號元素)
(3)(4分)如圖甲所示,光滑水平面上有A、B兩物塊,已知A物塊的質(zhì)量mA=1kg.初始時刻B靜止,A以一定的初速度向右運動,之后與B發(fā)生碰撞并一起運動,它們的位移-時間圖象如圖乙所示(規(guī)定向右為位移的正方向),則物體B的質(zhì)量為多少?
四、計算題:本題共3小題,共計47分.解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.
13、如圖所示,長L=1.2 m、質(zhì)量M=3 kg的木板靜止放在傾角為37°的光滑斜面上,質(zhì)量m=1 kg、帶電荷量q=+2.5×10-4 C的物塊放在木板的上端,木板和物塊間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,所在空間加有一個方向垂直斜面向下、場強(qiáng)E=4.0×104 N/C的勻強(qiáng)電場.現(xiàn)對木板施加一平行于斜面向上的拉力F=10.8 N. 取g=10 m/s2,斜面足夠長.求:
(1)物塊經(jīng)多長時間離開木板;
(2)物塊離開木板時木板獲得的動能;
(3)物塊在木板上運動的過程中,由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能.
14. (15分)如圖所示,兩平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在水平面上,相距為L,處于豎直方向的磁場中,整個磁場由若干個寬度皆為d的條形勻強(qiáng)磁場區(qū)域1、2、3、4……組成,磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、B2的方向相反,大小相等,即B1=B2=B。導(dǎo)軌左端MP間接一電阻R,質(zhì)量為m、電阻為r的細(xì)導(dǎo)體棒ab垂直放置在導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌接觸良好,不計導(dǎo)軌的電阻。現(xiàn)對棒ab施加水平向右的拉力,使其從區(qū)域1磁場左邊界位置開始以速度v0向右作勻速直線運動并穿越n個磁場區(qū)域。
(1)求棒ab穿越區(qū)域1磁場的過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q;
(2)求棒ab穿越n個磁場區(qū)域的過程中拉力對棒ab所做的功W;
(3)規(guī)定棒中從a到b的電流方向為正,畫出上述過程中通過棒ab的電流I隨時間t變化的圖象;
15.(16分) 如圖甲所示,在光滑絕緣的水平桌面上建立一xoy坐標(biāo)系,平面處在周期性變化的電場和磁場中,電場和磁場的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定沿+y方向為電場強(qiáng)度的正方向,豎直向下為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向).在t=0時刻,一質(zhì)量為10g、電荷量為0.1C的帶電金屬小球自坐標(biāo)原點O處,以v0=2m/s的速度沿x軸正方向射出.已知E0=0.2N/C、B0=0.2 T.求:
(1)t=1s末速度的大小和方向;
(2)1s~2s內(nèi),金屬小球在磁場中做圓周運動的半徑和周期;
(3)在給定的坐標(biāo)系中,大體畫出小球在0到6S內(nèi)運動的軌跡示意圖。
(4)6s內(nèi)金屬小球運動至離x軸最遠(yuǎn)點的位置坐標(biāo).
高三物理答案:
題 號 1 2 3 4 5
答 案 D D B C D
題 號 6 7 8 9
答 案 BD AB AD AD
10、(1)2.40m/s
(2)0.576J ,0.588J,
(3)9.70m/s2
11(1) 200 (2) 如圖所示
(3) 斜率。
12A.(3-3)(12分)
(1)AB (4分)
(2)吸收;14J (各2分)
(3)A D,由狀態(tài)方程 ,得 (2分)
分子數(shù) (2分)
C.(選修模塊3-5)(12分)
(1)(4分)B D
(2) (2分) (2分)
(3)(4分)根據(jù)公式 由 圖可知,
撞前 (1分)
撞后 (1分)
則由 (1分)
解得: (1分)
13、 (1)物塊向下做加速運動,設(shè)其加速度為a1,木板的加速度為a2,則由牛頓第二定律
對物塊:mgsin37°-μ(mgcos37°+qE)=ma1 a1=4.2m/s2
對木板:Mgsin37°+μ(mgcos37°+qE)-F=Ma2 a2=3m/s2
又12a1t2-12a2t2=L
得物塊滑過木板所用時間t=2 s.
(2)物塊離開木板時木板的速度v2=a2t=32 m/s.
其動能為Ek2=12Mv22=27 J
(3)由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能為 Q=F摩x相=μ(mgcos37°+qE)•L=2.16 J.
14.(15分)
解:(1)棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 (2分)
通過棒的感應(yīng)電流 (1分)
電阻R產(chǎn)生的焦耳熱 (2分)
(2)拉力對棒ab所做的功 (5分)
(3)如圖所示 (5分)
注:(2)問中功W也可用功的定義式求解;
15(16分)
解析:(1)在0~1s內(nèi),金屬小球在電場力作用下,在x軸方向上做勻速運動
y方向做勻加速運動 (1分)
1s末粒子的速度 (1分)
設(shè) 與x軸正方向的夾角為 ,則 = (1分)
(2)在1s~2s內(nèi),粒子在磁場中做圓周運動,由牛頓第二定律
得 m (1分)
粒子做圓周運動的周期 (1分)
(3)粒子運動軌跡如圖所示 ( 2分)
(4))5s末粒子的坐標(biāo)為x=v0t=6m y=at2/2=9m
此時粒子y軸方向的速度:vy=qEOt/m=6m/s
合速度大小為 (2分)
第6s內(nèi)粒子做圓周運動的半徑 ( 2分)
帶電粒子在第6s內(nèi)做圓周運動的軌跡如圖所示
第6s內(nèi)粒子運動至離x軸最遠(yuǎn)點坐標(biāo)為
( m ) (2分)
其中
(m ) (2分)
其中
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