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文档简介
(总分100分,时间75分钟)
第Ⅰ卷选择题共50分
一、本大题共11个小题,第1~8题为单项选题每题4分,第9~11题为多项选题,每题6分
1.下列关于电场强度和电势的说法中,正确的是()
A.电场强度为零的地方,电势一定为零
B.电势为零的地方,电场强度一定为零
C.电场强度较大的地方,电势一定较高
D.沿着电场强度的方向,电势逐渐降低
【答案】D
【解析】
【详解】电场线的疏密程度反映场强大小,沿电场线方向电势逐渐降低,两者的大小没有什么必然的联系,
只是都从电场线上可以表示出来.
所以选D.
2.一粒子从A点射入电场,从B点射出,电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示,图中左侧前三个等势
面彼此平行等距,各个相邻的等势面间电势差相等,不计粒子的重力.下列说法正确的有()
A.粒子带正电荷
B.粒子的加速度一直减小
C.粒子的动能一直减小
D.粒子的电势能先不变,后增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由粒子的运动轨迹可知,带电粒子做曲线运动.由曲线运动的条件可知,受到的电场力指向凹
的一侧,且与等势面垂直,即指向左偏下方;与电势降低的方向相反,电势降低最快的方向为电场强度的
方向,所以粒子带负电,故A错误;
B.由图可知,电场强度一开始均匀不变,后逐渐减小,所以加速度先不变后逐渐减小,故B错误;
C.电场力与粒子的运动方向成钝角,所以电场力做负功,动能减少,故C正确;
D.电场力做负功,电势能增加,故D错。
故选C。
3.如图所示,将某小量程电流表改装成电压表,对改装表进行校准时发现,它的示数总是略大于标准表的
示数。某同学提出几个修改建议,其中正确的是()
A.给R串联一个适当的大电阻B.给R串联一个适当的小电阻
C.给R并联一个适当的小电阻D.给R并联一个适当的大电阻
【答案】B
【解析】
【详解】改装后的电压表示数比标准表略大些,说明加上相同电压时,流过电流表的电流略大,应该稍微
增大串联电阻,所以给电阻R串联一个适当的小电阻是正确操作。
故选B。
4.一个质量为M的木块静止在光滑水平面上,一颗质量为m的子弹,以水平速度v0射入木块并留在木块中,
在此过程中,子弹射入木块的深度为d,木块运动的距离为s,木块对子弹的平均阻力为f,则对于子弹和
木块组成的系统,下列说法正确的是()
A.子弹射入木块过程中,系统的机械能守恒B.系统的动量守恒,而机械能不守恒
C.子弹减少的动能等于fsD.系统损失的机械能等于f(s+d)
【答案】B
【解析】
【详解】AB.子弹射入木块的过程中,系统处于光滑的水平面上,水平方向不受其他的外力,所以动量守
恒;但木块与子弹间的阻力对系统做负功引起摩擦生热,所以系统的机械能不守恒.故A错误,B正确;
C.对子弹,根据动能定理有fsdΔEk
即子弹减少的动能等于fsd,故C错误;
D.对系统,根据能量守恒定律,可知系统损失的机械能等于系统产生的热量,即fd,故D错误。
故选B。
5.如图甲所示,水平弹簧振子在A、B两点之间做简谐运动,O点为平衡位置,规定水平向右为正方向。图
乙是弹簧振子做简谐运动的xt图像,则下列说法正确的是()
A.弹簧振子的振动方程为x12sin2πtcm
B.弹簧振子在前5s内的路程为60cm
C.弹簧振子从A点经过O点再运动到B点为一次全振动
D.图乙中的P点时刻,弹簧振子的速度方向与加速度方向都沿x轴正方向
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据图乙可知弹簧振子的振动方程为
22
xAsint12sin(t)cm12sin(t)cm
T42
故A错误;
B.由于
5
t5sT
4
可知弹簧振子在前5s内的路程为
5
s4A5A60cm
4
故B正确;
C.弹簧振子从A点经过O点再运动到B点再从B点经过O点回到A点为一次全振动,故C错误;
D.图乙中的P点时刻,弹簧振子的速度方向沿x轴负方向,加速度方向沿x轴正方向,故D错误。
故选B。
6.如图所示,光滑圆槽的半径R远大于小球运动的弧长。甲、乙、丙三个小球(均可视为质点)同时由静
止释放,开始时,甲球比乙球离槽最低点O远些,丙球在槽的圆心处。则以下关于它们第一次到达点O的
先后顺序的说法正确的是( )
A.乙先到,然后甲到,丙最后到B.丙先到,然后甲、乙同时到
C.丙先到,然后乙到,甲最后到D.甲、乙、丙同时到
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】对于丙球,根据自由落体运动规律有
1
Rgt2
23
解得
2R
t
3g
对于甲乙两球,做简谐运动,其运动周期为
R
T2
g
1
甲乙两球第一次到达点O时运动周期,则
4
TR
tt
1242g
故丙先到,然后甲、乙同时到。
故选B。
7.圆心为O、半径为R的半球形玻璃砖横截面如图所示。光线从P点垂直界面入射后恰好在玻璃砖圆形表
面发生全反射;当光线由P点以某入射角θ进入玻璃砖后光线恰好从玻璃砖圆形表面的最高点出射,已知
玻璃砖的折射率为3,则()
A.OP之间的距离为3RB.OP之间的距离为2R
22
C.入射角θ为60°D.入射角θ为30°
【答案】C
【解析】
【详解】作出光路图如图所示
根据题意,有
OP
sinC
R
1
sinC
n
sin
n
sinr
OP
sinr
OP2R2
联立解得
3R
OP,60
3
故选C。
8.如图所示,水下光源S向水面A点发射一束光线,折射光线分成a、b两束,则()
A.若保持入射点A位置不变,将入射光线顺时针旋转,则从水面上方观察,a光先消失
B.在真空中,b光波长比a光波长大
C.a、b两束光相比较,在真空中的传播速度a光比b光大
D.用同一双缝干涉实验装置做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距
【答案】D
【解析】
【详解】A.两光束的入射角i相同,折射角rarb,根据折射定律
sinr
n
sini
可得折射率
nanb
1
由公式sinC分析得知,b光的临界角较小,将入射光线顺时针旋转,则从水面上方观察,b光的折射
n
角先达到90,发生全反射,最先消失。故A错误;
B.根据折射角rarb,有频率fafb,波长ab,故B错误;
C.在真空中两束光的传播速度相同,均为光速c,故C错误;
L
D.根据公式x知,因为a光的波长长,所以a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距,故D正确。
d
故选D。
9.如图,在x轴上的O、M两点固定着两个电荷量分别为q1和q2的点电荷,两电荷连线上各点电势φ随x
的变化关系如图所示,其中A、B两点的电势均为零,BD段中的C点离x轴最远,则()
A.q1为正电荷,q2为负电荷
B.BD段中C点场强最大且沿x轴正方向
C.A点场强大于C点场强
D.将一正点电荷从B点移到D点,电场力先做正功后做负功
【答案】AC
【解析】
【分析】两点电荷连线的电势高低的分布如图所示,由于沿着电场线电势降低,可知两点电荷的电性.
【详解】A.由图知A点的电势为零,由于沿着电场线电势降低,所以O点的电荷带正电,M点电荷带负电,
故A正确;
BC.点C为电势图象的拐点,若正点电荷从D到B点,根据公式Epq,电势能先增大后减小;x图
象的斜率表示电场强度,C点处图像的斜率为零,则该处电场强度为零,故B错误,C正确;
D.因为BC间电场强度方向沿x轴负方向,CD间电场强度方向沿x轴正方向,则将一正点电荷从B点移到
D点,电场力先做负功后做正功;故D错误;
【点睛】电势为零处,电场强度不一定为零.电荷在电场中与电势的乘积为电势能.电场力做功的正负决
定电势能的增加与否.
10.如图1所示,为定值电阻,为滑动变阻器(最大阻值25Ω),现闭合电路中的开关S,将滑动变
R1R2
阻器的滑动触头P从最左端滑到最右端的过程中,由电表的测量数据得到UI图线如图2所示(电表均为
理想电电表)。则下列说法正确的是()
A.电源电动势为4V
B.电源内电阻的阻值为10Ω
C.电源的最大输出功率为1.8W
D.滑动变阻器R2的最大功率为0.9W
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.滑动变阻器的滑动触头P从最左端滑到最右端的过程中,接入电路的电阻增大,电路总电阻
增大,电流减小,R1两端的电压减小,故乙表示V1示数的变化,甲表示V2示数的变化,由图可知图乙的斜
率表示定值电阻的阻值
30
R5
10.60
图甲斜率的绝对值为
60
Rr10
10.60
可得电源内阻为
r5
纵轴截距表示电源电动势
E6V
故AB错误;
C.设外电阻为R外,电源的输出功率为
2
2(E)2E
P出IR外R外2
R外rr
R外2r
R外
根据数学知识可知,当R外r5时,电源的输出功率最大
E262
PW1.8W
4r45
故C正确;
D.将R1看作电源的内阻,当滑动变阻器接入阻值为R2R1r10时,滑动变阻器消耗的功率最大
E262
PW=0.9W
4(R1r)410
故D正确。
故选CD。
11.如图所示,在光滑水平面上的两个小球A、B发生一维碰撞,两小球质量分别为m1和m2,右图为他们
碰撞前后的x-t图像。已知m10.3kg,由此可以判断()
A.碰前B做匀速直线运动,A做匀加速直线运动
B.可以计算出m20.9kg
C.碰撞过程为非弹性碰撞
D.若两球碰撞后粘合在一起运动,则碰撞过程中损失的动能是1.8J
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图像可知,碰前B处于静止状态,A做匀速直线运动,故A不符合题意;
B.碰前m2的位移不随时间而变化,处于静止状态,m1的速度大小为
x
v4ms
1t
方向只有向右才能与m2相撞,故题图乙中向右为正方向,由题图乙可求出碰后m2和m1的速度分别为
v22ms
v12ms
碰后m2的速度方向为正方向,说明m2向右运动,而m1的速度方向为负方向,说明m1向左运动,根据动量守
恒定律得
m1v1=m1v′1+m2v′2
代入解得
m2=0.9kg
故B正确;
C.碰撞过程中系统损失的机械能为
111
Emv2mv2mv20
211211222
碰撞过程为完全弹性碰撞,故C错误;
D.若两球碰撞后粘合在一起运动,则
m1v1m1m2v
解得
v1m/s
碰撞过程中损失的动能是
11
Emv2mmv21.8J
211212
故D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷非选择题共50分
12.用圆弧状玻璃砖做测量玻璃折射率的实验时,先将白纸平铺在木板上并用图钉固定,圆弧状玻璃砖平
放在白纸上,在纸上标出大头针的位置和圆弧状玻璃砖的轮廓,如图甲所示,其中O为圆弧AB、DC的圆心。
、
在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针、P1P2,图中已画出经过P1、P2点的入射光线。
(1)在玻璃砖的另一侧观察,调整视线使P1的像被P2的像挡住,接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3
和P4,使P3挡住_______________,P4挡住___________________。
(2)在图甲上补画出所需的光路,并在图甲中的AB分界面上标出测量玻璃的折射率所需的入射角i和折
射角r___________________。
(3)多次改变入射角,测得几组入射角和折射角的数据,根据测得的入射角和折射角的正弦值,作出如图
乙所示的图像,由图像可知该玻璃的折射率n___________________
(4)若无论怎样调整视线方向,在玻璃砖的另一侧都观察不到P2和P1的像,可能的原因是
______________________________。
【答案】(1)①.P1和P2的像②.P3以及P1和P2的像
(2)(3)1.5
(4)光线在弧面CD发生全反射
【解析】
【小问1详解】
[1][2]使P3挡住P1和P2的像,P4挡住P3以及P1和P2的像.
【小问2详解】
根据光的折射定律,作出相关折射光路,如图所示
【小问3详解】
sini
根据折射率n
sinr
整理可得sininsinr
0.6
因此在sinisinr图像中其斜率即为介质的折射率,即nk1.5
0.4
【小问4详解】
若无论怎样调整视线方向,在玻璃砖的另一侧都观察不到P2和P1的像,可能的原因是光线在弧面CD发生全
反射。
13.
(1)如图所示,读出下图中游标卡尺(20等分)、电压表和电流表的读数,图a读数为___________cm;图
b读数为___________V;图c读数为___________A。
(2)某同学测量一只未知阻值的电阻。他先用多用电表进行测量,选用“×10”倍率挡按照正确的步骤操
作后,测量的结果如图甲所示。请你读出其阻值大小为___________Ω。为了使测量的结果更准确,该同学
应将选择开关打到___________(填“×100”或“×1”)挡重新测量。
(3)如图所示的是用伏安法测电阻的部分电路,当开关S分别接通a和b时,若电压表的读数有较大变化,
说明电阻R的值___________(填“较大”或“较小”);
【答案】(1)①.2.060②.2.60③.0.52
(2)①.1000Ω②.×100
(3)较小
【解析】
【小问1详解】
[1]游标卡尺主尺读数为20mm,副尺第12格对齐,则读数为20mm+12×0.05mm=20.60mm=2.060cm
[2]电压表的量程是3V,由图示表盘可知,其分度值为0.1V,其读数是2.60V;
[3]电流表的量程是0.6A,由图示表盘可知,其分度值为0.02A,其读数是0.52A;
【小问2详解】
[1]挡位为×10,指针所对示数为100,则所测阻值为R测=10×100Ω=1000Ω;
[2]为使测量结果更准确,应使指针打在欧姆表中线左右区域,中线对应刻度为15,则可知应将挡位调至
×100。
【小问3详解】
若电压表的读数有较大变化,说明电流表分压较多,由串联分压可知,电阻R阻值与电流表接近,则电阻R
阻值较小。
14.一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为
y=10sin(5πt)cm。
(1)由图确定这列波的波长λ与振幅A。
(2)求出这列波的波速。
(3)试判定这列波的传播方向。
【答案】(1)λ=4m,A=10cm
(2)v=10m/s
(3)沿x轴正方向
【解析】
【小问1详解】
由图像得波长λ=4m,振幅A=10cm。
【小问2详解】
2π
波的圆频率ω=5πrad/s,周期T==0.4s
波速v10m/s
T
【小问3详解】
t=0时刻质点P的速度沿y轴正方向,根据波形平移法可知,该波在介质中传播速度的方向沿x轴正方向。
15.如图所示,滑块A从光滑曲面上离桌面h高处由静止开始下滑下,与滑块B发生碰撞(时间极短)并
粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动,经一段时间,滑块C脱离弹簧,继续在水平桌面上匀速运动一段
时间后从桌面边缘飞出.已知mAm,mBm,mC3m求:
(1)滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度;
(2)被压缩弹簧的最大弹性势能;
(3)滑块C落地点与桌面边缘的水平距离。
3mgh4
【答案】(1)2gh;(2);(3)
EpmsHh
2105
【解析】
【分析】
【详解】(1)滑块A从光滑曲面上h高处由静止开始滑下的过程中,机械能守恒,设其滑到底面的速度为
v1,由机械能守恒定律有
1
mghmv2
A2A1
解得
v12gh
滑块A与B碰撞的过程,A、B系统的动量守恒,碰撞结束瞬间具有共同速度设为v2,由动量守恒定律有
mAv1mAmBv2
解得
12gh
vv
2212
(2)滑块A、B发生碰撞后与滑块C一起压缩弹簧,压缩的过程机械能守恒,被压缩弹簧的弹性势能最大
时,滑块A、B、C速度相等,设为速度v3,由动量定恒定律有
mAv1mAmBmCv3
解得
12gh
vv
3515
由机械能定恒定律有
11
Emmv2mmmv2
pm2AB22ABC3
代入数据得
3mgh
E
pm10
(3)被压缩的弹簧再次恢复自然长度时,滑块C脱离弹簧,设滑块A、B速度为v4,滑块C的速度为v5,
分别由动量定恒定律和机械能定恒定律有:
mAmBv2mAmBv4mCv5
111
mmv2mmv2mv2
2AB22AB42C5
解得
2gh
v
410
22gh
v
55
(另一组解舍去),滑块C从桌面边缘飞出后做平抛运动
sv5t
1
Hgt2
2
解得
4
sHh
5
16.如图所示,空间有场强为E竖直向下的电场,长为L的不可伸长的轻绳固定于O点。另一端系一质量
为m,带正电为q的小球。拉起小球至绳水平后在A点无初速度释放,当小球运动至O点的正下方B点时绳
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