2022-2023学年福建省厦门市厦门第一中学高三下学期5月学情调研考试物理试题试卷
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注意事项
1.考生要认真填写考场号和座位序号。
2.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答;第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3.考试结束后,考生须将试卷和答题卡放在桌面上,待监考员收回。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、中微子失踪之谜是一直困扰着科学家的问题,原来中微子在离开太阳向地球运动的过程中,发生“中微子振荡”转化为一个μ子和一个τ子。科学家通过对中微子观察和理论分析,终于弄清了中微子失踪之谜,成为“2001年世界十大科技突破”之一。若中微子在运动中只转化为一个μ子和一个τ子,并已知μ子的运动方向与中微子原来的方向一致,则τ子的运动方向( )
A.一定与中微子方向一致 B.一定与中微子方向相反
C.可能与中微子方向不在同一直线上 D.只能与中微子方向在同一直线上
2、如图所示,一个带正电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为若加上一个垂直于纸面指向纸外的方向的磁场,则物体滑到底端时( )
A.v变大 B.v变小 C.v不变 D.不能确定
3、如图,一根容易形变的弹性轻导线两端固定。导线中通有如图箭头所示的电流I。当没有磁场时,导线呈直线状态;当分别加如图所示的匀强磁场B时,描述导线状态的四个图示中正确的是( )
A. B.
C. D.
4、科学家对物理学的发展做出了巨大贡献,也创造出了许多物理学方法,如理想实验法、控制变量法、极限思想法、建立物理模型法、类比法和科学假设法等,以下关于物理学史和所用物理学方法叙述正确的是 ( )
A.卡文迪许巧妙地运用扭秤实验测出引力常量,采用了理想实验法
B.牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球赤道上物体随地球自转的向心加速度,对万有引力定律进行了“月一地检验”,证实了万有引力定律的正确性
C.在不需要考虑物体本身的形状和大小时,用质点来代替物体的方法叫假设法
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后用各小段的位移之和代表物体的位移,这里采用了微元法
5、氢原子能级示意图如图所示.光子能量在1.63 eV~3.10 eV的光为可见光.要使处于基态(n=1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子,最少应给氢原子提供的能量为
A.12.09 eV B.10.20 eV C.1.89 eV D.1.5l eV
6、下列说法正确的是
A.玻尔根据光的波粒二象性,大胆提出假设,认为实物粒子也具有波动性
B.铀核裂变的核反应是
C.原子从低能级向高能级跃迁,不吸收光子也能实现
D.根据爱因斯坦的“光子说”可知,光的波长越大,光子的能量越大
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、下列说法正确的有_________
A.光的偏振现象说明光是一种纵波
B.红外线比紫外线更容易发生衍射
C.白光下镀膜镜片看起来有颜色,是因为光发生了衍射
D.交警可以利用多普勒效应对行驶的汽车进行测速
8、图甲是工厂静电除尘装置的示意图,烟气从管口M进入,从管口N排出,当A、B两端接直流高压电源后,在电场作用下管道内的空气分子被电离为电子和正离子,而粉尘在吸附了电子后最终附着在金属管壁上,从而达到减少排放烟气中粉尘的目的,图乙是金属丝与金属管壁通电后形成的电场示意图。下列说法正确的是( )
A.金属丝与管壁间的电场为匀强电场
B.粉尘在吸附了电子后动能会增加
C.粉尘在吸附了电子后电势能会减少
D.粉尘在吸附了电子后电势能会增加
9、真空中,在x轴上的坐标原点O和x=50cm处分别固定点电荷A、B,在x=10cm处由静止释放一正点电荷p,点电荷p只受电场力作用沿x轴方向运动,其速度与在x轴上的位置关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.x=10cm处的电势比x=20cm处的电势高
B.从x=10cm到x=40cm的过程中,点电荷p的电势能一定先增大后减小
C.点电荷A、B所带电荷量的绝对值之比为9:4
D.从x=10cm到x=40cm的过程中,点电荷p所受的电场力先增大后减小
10、如图所示,一根水平横杆上套有A、B两个轻环,拴柱水杯的等长细绳系在两环上,整个装置处于静止状态,现缓慢增大两环距离,则下列说法正确的是
A.杆对A环的支持力逐渐增大
B.杆对A环的摩擦力保持不变
C.杆对B环的支持力保持不变
D.细绳对B环的拉力逐渐增大
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11.(6分)如图甲为物理兴趣小组设计的多用电表的电路原理图。他们选用内阻Rg=10Ω、满偏电流Ig=10mA的电流表、标识不清电源,以及由定值电阻、导线、滑动变阻器等组装好的多用电表。当选择开关接“3”时为量程250V的电压表。该多用电表表盘如图乙所示,下排刻度均匀,上排刻度线对应数值还没有及时标出。
(1)其中电阻R2=_____Ω。
(2)选择开关接“1”时,两表笔接入待测电路,若指针指在图乙所示位置,其读数为________mA。
(3)兴趣小组在实验室找到了一个电阻箱,利用组装好的多用电表设计了如下从“校”到“测”的实验:
①将选择开关接“2”,红黑表笔短接,调节R1的阻值使电表指针满偏;
②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连,调节电阻箱使多用电表指针指在电表刻度盘中央C处,此时电阻箱如图丙所示,则C处刻度线的标注值应为____。
③用待测电阻Rx代替电阻箱接入两表笔之间,表盘指针依旧指在图乙所示位置,则计算可知待测电阻约为Rx=____Ω。 (保留三位有效数字)
④小组成员拿来一块电压表,将两表笔分别触碰电压表的两接线柱,其中______表笔(填“红”或“黑”)接电压表的正接线柱,该电压表示数为1.45V,可以推知该电压表的内阻为________Ω。
12.(12分)用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
主要实验步骤如下:
a.安装好实验器材。接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次。
b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(t = 0),然后每隔0.1s选取一个计数点,如图2中A、B、C、D、E、F……所示。
c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度,分别记作v1、v2、v3、v4、v5……
d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图3所示。
结合上述实验步骤,请你完成下列问题:
(1)在下列仪器和器材中,还必须使用的有______和______(填选项前的字母)。
A.电压合适的50 Hz交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.秒表
E.天平(含砝码)
(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点,请在该图中标出计数点C(v3=0.86m/s)对应的坐标点,并画出v-t图像。
(3)观察v-t图像,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是______。根据v-t图像计算出小车的加速度a = ______m/s2 。
(4)某同学测量了相邻两计数点间的距离:OA=7.05cm,AB=7.68cm,BC=8.31cm,CD=8.95cm,DE=9.57cm,EF=10.20cm,通过分析小车的位移变化情况,也能判断小车是否做匀变速直线运动。请你说明这样分析的依据是 ______________________。
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13.(10分)在一个足够长的水平桌面上,静置着一个足够长的木板A,A的右端与桌面边沿平齐,其上边缘距水平地面的竖直高度h=0.8m。木板A上静置两个可视为质点的B、C物块,它们之间有一个被锁定的压缩轻弹簧(弹簧与两物块均不连接),弹簧存储的弹性势能为5.4J。已知kg、kg,木板A与桌面、物块C与木板A间的动摩擦因数均为,物块B与木板A间的动摩擦因数。解锁后弹簧在瞬间恢复原长,两物块均开始运动,此时物块C距离木板A的右边缘x1=2.5m。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取g=10m/s2。求:
(1)弹簧恢复原长时物块B、C的速度;
(2)物块C从离开A板落地过程中的水平位移;
(3)物块B从开始运动到最终停止时,相对桌面运动的距离。
14.(16分)同学设计出如图所示实验装置.将一质量为0.2kg的小球(可视为质点)放置于水平弹射器内,压缩弹簧并锁定,此时小球恰好在弹射口,弹射口与水平面AB相切于A点,AB为粗糙水平面,小球与水平面间动摩擦因数,弹射器可沿水平方向左右移动,BC为一段光滑圆弧轨道.(O′为圆心,半径 ,与O′B之间夹角为,以C为原点,在C的右侧空间建立竖直平面内的坐标xOy,在该平面内有一水平放置开口向左且直径稍大于小球的接收器D, ,
(1)某次实验中该同学使弹射口距离B处处固定,解开锁定释放小球,小球刚好到达C处,求弹射器释放的弹性势能;
(2)把小球放回弹射器原处并锁定,将弹射器水平向右移动至离B处L2=0.8m处固定弹射器并解开锁定释放小球,小球将从C处射出,恰好水平进入接收器D,求D处坐标;
(3)每次小球放回弹射器原处并锁定,水平移动弹射器固定于不同位置释放小球,要求小球从C处飞出恰好水平进入接收器D,求D位置坐标y与x的函数关系式.
15.(12分)如图所示,在竖直分界线的左侧有垂直纸面的匀强磁场,竖直屏与之间有方向向上的匀强电场。在处有两个带正电的小球和,两小球间不发生电荷转移。若在两小球间放置一个被压缩且锁定的小型弹簧(不计弹簧长度),解锁弹簧后,两小球均获得沿水平方向的速度。已知小球的质量是小球的倍,电荷量是小球的倍。若测得小球在磁场中运动的半径为,小球击中屏的位置的竖直偏转位移也等于。两小球重力均不计。
(1)将两球位置互换,解锁弹簧后,小球在磁场中运动,求两球在磁场中运动半径之比、时间之比;
(2)若小球向左运动求、两小球打在屏上的位置之间的距离。
参考答案
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、D
【解析】
中微子转化为一个μ子和一个τ子过程中动量守恒,已知μ子的运动方向与中微子原来的方向一致,只能得出τ子的运动方向与中微子方向在同一直线上,可能与中微子同向也可能反向。
A. 一定与中微子方向一致与分析不符,故A错误;
B. 一定与中微子方向相反与分析不符,故B错误;
C. 可能与中微子方向不在同一直线上与分析不符,故C错误;
D. 只能与中微子方向在同一直线上与分析不符,故D正确。
故选:D。
2、A
【解析】
未加磁场时,根据动能定理,有
加磁场后,多了洛伦兹力,洛伦兹力不做功,根据左手定则,洛伦兹力的方向垂直斜面向上,所以物体对斜面的压力减小,所以摩擦力变小,摩擦力做的功变小,根据动能定理,有
Wf′<Wf
所以
v′>v.
故A正确,BCD错误。
故选A。
3、B
【解析】
考查安培力。
【详解】
A.图示电流与磁场平行,导线不受力的作用,故A错误;
B.由左手定则判得,安培力的方向水平向右,故B正确;
C.由左手定则判得,安培力的方向垂直直面向里,故C错误;
D.由左手定则判得,安培力的方向水平向右,故D错误。
故选B。
4、D
【解析】
A. 卡文迪许巧妙地运用扭秤实验,用了放大法成功测出引力常量,故A错误;
B. 牛顿通过比较月球公转的周期,根据万有引力充当向心力,对万有引力定律进行了“月地检验”,故B错误。
C. 在不需要考虑物体本身的形状和大小时,用质点来代替物体的方法叫理想模型法,故C错误。
D. 在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后用各小段的位移之和代表物体的位移,这里采用了微元法,故D正确。
5、A
【解析】
由题意可知,基态(n=1)氢原子被激发后,至少被激发到n=3能级后,跃迁才可能产生能量在1.63eV~3.10eV的可见光.故.故本题选A.
6、C
【解析】A项,1924年,德布罗意大胆的把光的波粒二象性推广到实物粒子,如电子、质子等,他提出实物粒子也具有波动性,故A项错误。
B项,铀核裂变有多种形式,其中一种的核反应方程是 ,故B项错误。
C项,原子从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子,也可能是由于碰撞,故C项正确。
D项,根据爱因斯坦的“光子说”可知,光的波长越大,光子的能量越小,故D项错误。
故选C
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、BD
【解析】
A.光的偏振现象说明光是一种横波,故A错误;
B.当波长与障碍物的尺寸差不多或大于障碍物的尺寸,可以发生明显的衍射,故对同一障碍物,波长越长越容易发生明显的衍射;根据电磁波谱可知红外线比紫外线的波长更长,则红外线更容易出现明显衍射,B正确;
C.白光下镀膜镜片看起来有颜色,是因为镜片的前后表面的反射光相遇后发生光的干涉现象,且只有一定波长(一定颜色)的光干涉时,才会相互加强,所以看起来有颜色,故C错误;
D.交警借助测速仪根据微波发生多普勒效应时,反射波的频率与发射波的频率有微小差异,对差异进行精确测定,再比对与速度的关系,就能用电脑自动换算成汽车的速度,故D正确;
故选BD。
8、BC
【解析】
A.由图乙可知金属丝与管壁间的电场是非匀强电场,A错误;
B.粉尘在吸附了电子后会加速向带正电的金属管壁运动,因此动能会增加,B正确;
CD.此时电场力对吸附了电子后的粉尘做正功,因此粉尘在吸附了电子后电势能会减少,C正确,D错误。
故选BC。
9、AC
【解析】
A.点电荷p从x=10cm处运动到x=30cm处,动能增大,电场力对点电荷做正功,则点电荷所受的电场力方向沿+x轴方向,因此,从x=10cm到x=30cm范围内,电场方向沿+x轴方向,所以,x=10cm处的电势比x=20cm处的电势高,故A正确;
B.点电荷p在运动过程中,只有电场力做功,电势能和动能之和保持不变,点电荷的动能先增大后减小,则其电势能先减小后增大,故B错误;
C.从x=10cm到x=30cm范围内,点电荷p所受的电场力沿+x轴方向,从x=30cm到x=50cm范围内,点电荷p所受的电场力沿-x轴方向,所以,点电荷p在x=30cm处所受的电场力为零,则点电荷A、B对点电荷p的静电力大小相等,方向相反,故有
其中rA=30cm,rB=20cm,所以,QA:QB=9:4,故C正确;
D.点电荷x=30cm处所受的电场力为零,由电场力公式F=qE可知:x=30cm处的电场强度为零,所以从x=10cm到x=40cm的过程中,点电荷p所受的电场力一定先减小后增大,故D错误。
故选AC。
10、CD
【解析】
AC. 设水杯的质量为,以两个轻环和水杯组成的系统为研究对象,竖直方向受到重力和水平横梁对铁环的支持力,力图如图所示,根据平衡条件得:
可得:
可见,水平横梁对铁环的支持力不变,故A错误、C正确;
B. 以环为研究对象,竖直方向:
水平方向:
联立解得:
减小时,变大,故B错误;
D. 设与环相连的细绳对水杯的拉力为,根据竖直方向的平衡条件可得:
由于绳子与竖直方向的夹角增大,则变小,绳子拉力变大,故D正确.
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11、24990 6.9 150Ω 67.4 黑 4350
【解析】
(1)[1].根据闭合电路欧姆定律得
(2)[2].由图甲所示电路图可知,选择开关接1时电表测量电流,其量程为10mA,由图示表盘可知,其分度值为0.2mA,示数为6.9mA;
(3)②[3].由图丙所示电阻箱可知,电阻箱示数为:0×1000Ω+1×100Ω+5×10Ω+0×1Ω=150Ω,此时指针指在中央,此为中值电阻等于欧姆表内阻都等于此时电阻箱阻值,即RΩ=150Ω;
③[4].根据闭合电路欧姆定律有 满偏电流时
当电流表示数为
联立解得
E=1.5V
Rx=67.4Ω
④[5][6].根据电流方向“黑出红进”的规律知,黑表笔接电压表正接线柱,根据闭合电路欧姆定律得 电压表的示数
解得电压表内阻
12、AC 小车速度随时间均匀变化 0.62 相邻相等时间(0.1s)内的位移变化量均为0.63cm左右,在误差范围内相等,所以小车做匀速直线运动。
【解析】
(1)[1]AB .图中打点计时器用的是50 Hz交流电源而不是直流电源,故选项A正确,B错误;
C.测量纸带上的点之间距离时,还需要用到刻度尺,故选项C正确;
D.但是不用秒表,因为计时器的点间距能够说明间隔时间的问题,选项D错误;
E.实验用不到天平,因为不用测量质量,选项E错误。
故选AC。
(2)[2]先画出C点,即在时间为0.3s时找出对应的速度0.86m/s即可,然后将图中各点用直线画出来;
(3)[3]因为它是一条直线,说明其加速度的大小是不变的,故说明是匀变速直线运动,也可以说是因为速度的变化的相同时间内是相同的.
[4]加速度的大小可以根据加速度的定义来计算得出
;
计算加速度时需要在直线上取两个点,所取的点间距尽量大一些;
(4)[5]由于在匀变速直线运动中,相邻相等时间内的位移的变化量是相等的,故我们只需要验证这个运动是不是满足这个关系就可以;由于相邻点间的时间是相等的,又因为
,…;
说明相邻相等时间内通过的位移都是相等的,所以小车的运动是匀变速直线运动。
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1) 9m/s,3m/s;(2)0.8m;(3)14.25m
【解析】
(1)根据题意,弹簧解锁在极短时间恢复原长,脱离两物块。选向右为正方向,由B、C两物块系统动量守恒和能量守恒可得
联立两式解得
vB1=9m/s
vC1=3m/s
(2)由题意可得,B、C两物块开始运动时,各自对物块A的滑动摩檫力方向相反,大小分别为
而木板A与水平桌面之间的最大静摩擦力等于其滑动摩擦力
由于
可知木板A在此阶段是静止的。物块C向右滑动直到到达桌面右端的过程,由运动学规律得
之后物块C做平抛运动,由平抛运动的规律可得
解得
(3)当物块C向右运动,直到离开木板A的过程中,物块B向左做交减速运动,由运动规律得
物块C离开木板之后,由于有
木板A开始向左加速运动,直到与物块B共速。由牛顿运动定律及运动学规律可得
此过程物块B运动的距离为
共速后,A、B一起做匀减速直线运动,直到停下来。由运动学规律
则物块B从开始运动到停止,运动的距离为
m
14、(1)1.8J(2)(,)(3)y=x
【解析】
(1)从A到C的过程中,由定能定理得:
W弹-μmgL1-mgR(1-cosθ)=0,
解得:W弹=1.8J.
根据能量守恒定律得:EP=W弹=1.8J;
(2)小球从C处飞出后,由动能定理得:
W弹-μmgL2-mgR(1-cosθ)=mvC2-0,
解得:vC=2m/s,方向与水平方向成37°角,
由于小球刚好被D接收,其在空中的运动可看成从D点平抛运动的逆过程,
vCx=vCcos37°=m/s,vCy=vCsin37°= m/s,
则D点的坐标:,,解得:x=m,y=m,
即D处坐标为:(m,).
(3)由于小球每次从C处射出vC方向一定与水平方向成37°角,则:,
根据平抛运动规律可知:抛出点D与落地点C的连线与x方向夹角α的正切值:,
故D的位置坐标y与x的函数关系式为:y=x.
点睛:本题考查了动能定理的应用,小球的运动过程较复杂,分析清楚小球的运动过程是解题的前提与关键,分析清楚小球的运动过程后,应用动能定理、平抛运动规律可以解题.
15、 (1),;(2)
【解析】
(1)两小球静止反向弹开过程,系统动量守恒有
①
小球A、B在磁场中做圆周运动,分别有
,②
解①②式得
磁场运动周期分别为
,
解得运动时间之比为
(2)如图所示,小球A经圆周运动后,在电场中做类平抛运动。
水平方向有
③
竖直方向有
④
由牛顿第二定律得
⑤
解③④⑤式得
⑥
小球B在电场中做类平抛运动,同理有
⑦
由题意知
⑧
应用几何关系得
⑨
解①⑥⑦⑧⑨式得
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