2022-2023学年广东省揭阳、潮州金中高中毕业班综合测试物理试题
展开2022-2023学年广东省揭阳一中、潮州金中高中毕业班综合测试(一)物理试题
考生请注意:
1.答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内,不得在试卷上作任何标记。
2.第一部分选择题每小题选出答案后,需将答案写在试卷指定的括号内,第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
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、空间存在如图所示的静电场,图中实线a、b、c、d、e为静电场中的等势线,虚线为等势线的水平对称轴。一个带负电的粒子从P点以垂直于虚线向上的初速度v0射入电场,开始一小段时间内的运动轨迹已在图中画出,粒子仅受电场力作用,则下列说法中正确的是( )
A.等势线a的电势最高
B.带电粒子从P点射出后经过等势线b时,粒子的速率可能等于v0
C.若让粒子从P点由静止释放,在图示空间内,粒子将在虚线上做往复运动
D.若让粒子从P点由静止释放,在图示空间内,粒子的加速度先增大后减小
2、如图所示,理想变压器的原线圈接在的交流电源上,副线圈接有的负载电阻,原、副线圈匝数之比为4:1,为电容器,电流表为理想交流电表,电路中所有元件均正常工作,则( )
A.该交流电的频率为
B.交流电流表的示数为0
C.电阻的功率为
D.电容器的耐压值不能小于
3、图中ae为珠港澳大桥上四段l10m的等跨钢箱连续梁桥,若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动,通过ab段的时间为t,则通过ce段的时间为
A.t B.t C.(2-)t D.(2+) t
4、如图甲所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比为9:1,电表均为理想电表,R1为阻值随温度升高而变小的热敏电阻,R0为定值电阻。若发电机向原线圈输入如图乙所示的正弦交变电流,下列说法中正确的是( )
A.输入变压器原线圈的交变电流的电压表达式为(V)
B.t=0.02s时,穿过该发电机线圈的磁通量最小
C.R温度升高时,电流表示数变大,电压表示数变小,变压器的输人功率变大
D.t=0.01s时,电流表的示数为0
5、如图所示,纸面为竖直面,MN为竖直线段,MN之间的距离为h,空间存在平行于纸面的足够宽的匀强电场,其大小和方向未知,图中未画出,一带正电的小球从M点在纸面内以v0=的速度水平向左开始运动,以后恰好以大小为v =v0的速度通过N点。已知重力加速度g,不计空气阻力。则下列说法正确的的是( )
A.可以判断出电场强度的方向水平向左
B.从M点到N点的过程中小球的机械能先增大后减小
C.从M到N的运动过程中小球的速度最小为
D.从M到N的运动过程中小球的速度最小为
6、某时刻水平抛出的小球,在时的速度方向与水平方向的夹角,,其速度方向与水平方向的夹角。忽略空气阻力,重力加速度,则小球初速度的大小为( )
A. B. C. D.
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、如图,篮球赛中,甲、乙运动员想组织一次快速反击,甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑,甲运动员要将球传给乙运动员,不计空气阻力,则( )
A.应该让球沿着3的方向抛出
B.应该让球沿着2的方向抛出
C.两运动员对球的冲量大小和方向都是相同的
D.当乙接着球后要往身体收,延长触球时间,以免伤害手指
8、关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.电磁波在真空和介质中的传播速度相同
B.周期性变化的电场和磁场相互激发,形成电磁波
C.电磁波谱中的无线电波与可见光相比,更容易产生显著的衍射现象
D.电磁振荡停止后,其发射到空间的电磁波随即消失
E.载有信号的电磁波可以在真空中传输也可以通过光缆传输
9、如图甲所示,轻弹簧下端固定在倾角37°的粗糙斜面底端A处,上端连接质量3kg的滑块(视为质点),斜面固定在水平面上,弹簧与斜面平行。将滑块沿斜面拉动到弹簧处于原长位置的D点,由静止释放到第一次把弹簧压缩到最短的过程中,其加速度a随位移x的变化关系如图乙所示,重力加速度取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列说法正确的是( )
A.滑块先做匀加速后做匀减速运动
B.滑块与斜面间的动摩擦因数为0.1
C.弹簧的劲度系数为180N/m
D.滑块在最低点时,弹簧的弹性势能为3.12J
10、一质量为m的物体静止在水平地面上,在水平拉力F的作用下开始运动,在0~6s内其速度与时间关系图象和拉力的功率与时间关系图象如图所示,取g=10m/s2,下列判断正确的是( )
A.0~6s内物体克服摩擦力做功24J
B.物体的质量m为2kg
C.0~6s内合外力对物体做的总功为120J
D.0~6s内拉力做的功为156J
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)某实验小组做“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示,图中A为铁架台,B,C是用细线连接的两个物块,D为固定在物块C上的细遮光条(质量可忽略不计),E为固定在铁架台上的轻质定滑轮,F为光电门,实验步骤如下:
①用游标卡尺测得遮光条的宽度为d,用天平分别称出物块B、C的质量分别为和,用跨过定滑轮的细线连接物块B和C;
②在铁架台上标记一位置O,并测得该位置与光电门之间的高度差h;
③将物块C从位置O由静止释放,C加速下降,B加速上升;
④记录遮光条D通过光电门的时间t。
依据以上步骤,回答以下问题:
(1)该实验的研究对象是__________填“B”或“C”或“B、C组成的系统”);
(2)从物块C由静止释放到其经过光电门的过程中,研究对象的动能增加量______,研究对象的重力势能减少量________(用实验中测量的量表示,重力加速度为g)。
12.(12分)某同学采用图甲所示的电路完成“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验,实验中用电压表测量小灯泡的电压,用多用电表的直流挡测量通过小灯泡的电流。
(1)图甲中多用电表的黑表笔是____________(填“P”或“Q”),用多用电表的直流电流挡测量通过小灯泡的电流时,需要将多用电表的两个表笔连接到a、b两处,其中黑表笔应与____________(填“a”或“b”)连接。
(2)实验配备的器材如下:
A.待测小灯泡L(“2.5V,0.2W”)
B.电压表V(量程0-3V,阻值约)
C.多用电表(三个直流电流挡量程分别为1mA,10mA,100mA)
D.滑动变阻器(阻值范围,额定电流2A)
E.滑动变阻器(阻值范围,额定电流1A)
F.电池组(电动势4.5V,内阻约为)
G.开关一只,导线若干
为了使测量尽可能地准确且能方便地进行调节,多用电表直流电流挡量程应选____,滑动变阻器应选_______。
(3)该同学选取合适的器材后,用导线将器材按图甲所示的电路连接起来,如图乙所示。他在实验前进行电路检查时发现漏接了一根导线,请你在乙图上用笔画上这根漏接的导线________。
(4)该同学纠正连线错误后,通过实验测得多组I、U值并描绘出小灯泡的I-U曲线如图丙所示。由I-U曲线可以看出:当灯泡两端电压时小灯泡的电阻=_____________Ω(保留两位有效数字);
(5)我们知道,多用电表用久以后,表内电池的电动势会减小而内阻会增大。那么用久以后的多用电表电流挡测得的电流与真实值相比_____________(填“偏大”,“偏小”或“相同”)。
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)如图所示, 在xoy平面内, 有一线状电子源沿x正方向发射速度均为v的电子,形成宽为2R、在y轴方向均匀分布且关于x轴对称的电子流.电子流沿+x方向射入一个半径为R、中心位于原点O的圆形匀强磁场区域, 磁场方向垂直xoy平面向里.在磁场区域的正下方d处,有一长为2d的金属板MN关于y轴对称放置,用于接收电子,电子质量为m,电量为e,不计电子重力及它们间的相互作用.
(1)若正对0点射入的电子恰好从P点射出磁场,求磁感应强度大小B;
(2)在第(1)问的情况下,求电子从进入磁场到打在MN板上的时间t:
(3)若所有电子都能从P点射出磁场,MN板能接收到的电子数占发射电子总数的比例是多大?
14.(16分)一列简谐横波沿x轴传播,t=0时的图像如图所示,此时刻后介质中P质点回到平衡位置的最短时间为 0.2s,Q质点回到平衡位置的最短时间为1s,已知t=0 时,P、Q 两质点相对平衡位置的位移相同,则:
(1)波的传播周期为多少秒?
(2)传播速度是多大?
(3)t=0.8s 时刻算起到质点Q第二次回到平衡位置波传播的距离?
15.(12分) “801所”设计的磁聚焦式霍尔推进器可作为太空飞船的发动机,其原理如下:系统捕获宇宙中大量存在的等离子体(由电量相同的正、负离子组成)经系统处理后,从下方以恒定速率v1向上射入有磁感应强度为B1、垂直纸面向里的匀强磁场区域Ⅰ内.当栅极MN、PQ间形成稳定的电场后,自动关闭区域Ⅰ系统(关闭粒子进入通道、撤去磁场B1).区域Ⅱ内有磁感应强度大小为B2、垂直纸面向外的匀强磁场,磁场右边界是直径为D、与上下极板相切的半圆(圆与下板相切于极板中央A).放在A处的放射源能够向各个方向均匀发射速度大小相等的氙原子核,氙原子核经过该区域后形成宽度为D的平行氙粒子束,经过栅极MN、PQ之间的电场加速后从PQ喷出,在加速氙原子核的过程中探测器获得反向推力(不计氙原子核、等离子体的重力,不计粒子之间相互作用于相对论效应).已知极板长RM=2D,栅极MN和PQ间距为d,氙原子核的质量为m、电荷量为q,求:
(1)氙原子核在A处的速度大小v2;
(2)氙原子核从PQ喷出时的速度大小v3;
(3)因区域Ⅱ内磁场发生器故障,导致区域Ⅱ中磁感应强度减半并分布在整个区域Ⅱ中,求能进入区域Ⅰ的氙原子核占A处发射粒子总数的百分比.
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】
A.由图可知,负电荷弯曲的方向向右,则受到的电场力得方向向右,由于负电荷受到的电场力得方向与电场强度的方向相反,所以电场强度的方向向左,等势线a电势最低。故A错误;
B.带电粒子从P点射出后经过等势线b时,电场力做正功,则粒子的动能增加,则其速率大于v0,选项B错误;
C.让粒子在P点由静止释放,粒子受到的电场力得方向始终向右,所以将一直向右做加速运动。故C错误;
D.电场线的疏密代表电场的强弱,让粒子在P点由静止释放,粒子将沿虚线向右做加速运动,因电场线先密后疏,可知电场力先增后减,即加速度先增大后减小。故D正确。
故选D。
2、D
【解析】
A.该交流电的频率
故A错误;
B.电容器通交流隔直流,故电流表的示数不为0,故B错误;
C.原线圈两端的电压的有效值
由可知,副线圈两端的电压的有效值
电阻的功率
故C错误;
D.由于副线圈两端的电压的最大值为,故电容器的耐压值不能小于,故D正确。
故选:D。
3、C
【解析】
设汽车的加速度为a,经历bc段、ce段的时间分别为t1、t2,根据匀变速直线运动的位移时间公式有:, ,,解得:,故C正确,A、B、D错误;
故选C。
4、C
【解析】
A.由交变电流的图像可读出电压的最大值为,周期为,则
所以输入变压器原线圈的交变电流的电压表达式为
故A错误;
B.当t=0.02s时,输入电压的瞬时值为0,所以该发电机的线圈平面位于中性面,穿过线圈的磁通量最大,故B错误;
C.R温度升高时,其阻值变小,副线圈中的电流I2变大,则原线圈中电流也变大,由P=UI得,变压器的输入功率变大,电压表读数
则U3减小,故C正确;
D.电流表测的是电路中的有效值,不为0,D错误。
故选C。
5、D
【解析】
A.小球运动的过程中重力与电场力做功,设电场力做的功为W,则有
代入解得
说明MN为电场的等势面,可知电场的方向水平向右,故A错误;
B.水平方向小球受向右的电场力,所以小球先向左减速后向右加速,电场力先负功后正功,机械能先减小后增加,故B错误;
CD.设经过时间t1小球的速度最小,则竖直方向
水平方向
合速度
由数学知识可知,v的最小值为
故C错误,D正确。
故选D。
6、C
【解析】
将小球在时和时的速度分解,如图所示:
则有
,
又因为
解得
选项C项正确,ABD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、AD
【解析】
AB.甲和乙相对静止,所以甲将球沿着对方抛出,即沿着3方向抛出,就能传球成功,A正确,B错误;
C.根据动量定理,合外力的冲量等于动量的变化量,可知两运动员接球时速度的变化量大小相等、方向相反,动量的变化量等大反向,所以两运动员对球的冲量等大反向,C错误;
D.当乙接着球后要往身体收,根据动量定理可知,相同的动量变化量下,延长作用时间,减小冲击力,以免伤害手指,D正确。
故选AD。
8、BCE
【解析】
A.电磁波在介质中的传播速度小于真空中的速度,选项A错误;
B.周期性变化的电场和磁场相互激发,形成电磁波,选项B正确;
C.电磁波谱中的无线电波与可见光相比波长更长,更容易产生显著的衍射现象,选项C正确;
D.电磁振荡停止后,其发射到空间的电磁波仍然会传播,选项D错误;
E.载有信号的电磁波可以在真空中传输也可以通过光缆传输,选项E正确。
故选BCE。
9、BD
【解析】
A.因滑块的加速度先减小后反向增加,可知滑块先做变加速后做变减速运动,选项A错误;
B.弹簧处于原长时,加速度为a=5.2m/s2,由牛顿第二定律
解得
μ=0.1
选项B正确;
C.由图像可知,弹簧被压缩x=0.1m时滑块的加速度减为零,则
解得
k=156N/m
选项C错误;
D.由能量关系可知,滑块在最低点时,弹簧的弹性势能为
解得
EP=3.12J
选项D正确。
故选BD。
10、BD
【解析】
2~6s内,物体做匀速直线运动,拉力与摩擦力大小相等。0~2s内,物体做匀加速直线运动,根据v-t图像的斜率求出加速度,再根据牛顿第二定律求出物体的质量。根据动能定理求合外力对物体做的总功,根据v-t图像的“面积”求出物体的位移,从而求出摩擦力做功,即可求出拉力做的功。
【详解】
A.在2~6s内,物体做匀速直线运动,由,得
故物体受到的摩擦力大小
根据v-t图像的“面积”表示物体的位移,知0~6s内物体的位移为
物体克服摩擦力做功
故A错误。
B.0~2s内,物体的加速度
由牛顿第二定律可得
在2s末,,由图知
P′=60W,v=6m/s
联立解得
F′=10N,m=2kg
故B正确。
C.0~6s内合外力对物体做的总功
故C错误。
D.由动能定理可知
故D正确。
故选BD。
【点睛】
本题的关键要根据速度时间图像得到物体的运动情况,分析时要抓住速度图像的斜率表示加速度、面积表示位移。要知道动能定理是求功常用的方法。
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、B、C 组成的系统
【解析】
(1)[1]实验中要验证机械能守恒,只有以B、C 组成的系统为研究对象,才只有重力做功,机械能才守恒,故该实验的研究对象是B、C 组成的系统。
(2)[2]因为遮光条的宽度为,故物块C通过光电门的速度可近似等于通过d的平均速度,即
所以从物块C由静止释放到其经过光电门的过程中,B、C组成的系统动能增加量
[3]从物块C由静止释放到其经过光电门的过程中,物块C下降h,物块B上升h,故B、C 组成的系统重力势能该变量为
12、P b 100mA R1 28 相同
【解析】
(1)[1][2]多用电表黑表笔接表的负插孔,故由图可知P为多用电表的黑表笔;对于多用电表测量时因遵循电流由红表笔进表,由黑表笔出表,故可知黑表笔应与b连接;
(2)[3][4]根据小灯泡的规格可知电路中电流约为
灯泡电阻约为
故为了测量准确减小误差多用电表直流电流挡量程应选100mA;滑动变阻器应选R1;
(3)[5]滑动变阻器是采用的分压式接法,故连接图如图所示
(4)[6]根据图丙可知当灯泡两端电压,电流I=78mA=0.078A,故此时小灯泡的电阻
(5)[7]使用多用电表电流档测电流时并不会用到表内的电池,即表内电池电动势和内阻的大小对多用电表电流档的测量无影响,故测得的电流与真实值相比是相同的。
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) (2) (3)
【解析】
(1)可求得电子旋转的轨道半径是,根据公式
解得
(2)电子在磁场中运动时间为
电子出磁场后的运动时间为
总时间为
(3)所有电子在磁场中运动的半径相等,因为所有电子都能从点射出磁场,所以所有电子在磁场中运动的半径均为。板能接收到的电子从点射出时,速度偏转角为(即与正方向的夹角)满足
①到达点的电子轨迹如图甲所示,其入射点为,四边形为菱形,
点到轴的距离
②到达点的电子轨迹如图乙所示,其入射点为,四边形为菱形,点到轴的距离
竖直长度占射入总长度的比例
所以板能接收的电子数占发射电子总数的比例。
14、 (1)T=2.4s (2)v=5m/s (3)x=11.0m
【解析】
(1)由题意简谐横波沿x轴正向传播,分析得知,此时P点向下运动,Q点向上,
它们周期相同,则T=2×(0.2s+1s)=2.4s
(2)根据图象可知,λ=12m,则波速
(3)根据题意可知,Q质点经过1s第一次回到平衡位置,再经过半个周期第二次回到平衡位置,设质点Q第二次回到平衡位置经过的时间为t,则
波传播的距离为
【点睛】
本题关键要根据质点的振动过程确定其振动周期,得到波的周期;要注意介质中质点只在各自的平衡位置附近振动,不随波迁移.
15、(1) (2) (3)
【解析】
(1)离子在磁场中做匀速圆周运动时:
根据题意,在A处发射速度相等,方向不同的氙原子核后,形成宽度为D的平行氙原子核束,即
则:
(2)等离子体由下方进入区域I后,在洛伦兹力的作用下偏转,当粒子受到的电场力等于洛伦兹力时,形成稳定的匀强电场,设等离子体的电荷量为 ,则
即
氙原子核经过区域I加速后,离开PQ的速度大小为 ,根据动能定理可知:
其中电压
联立可得
(3)根据题意,当区域Ⅱ中的磁场变为之后,根据可知,
①根据示意图可知,沿着AF方向射入的氙原子核,恰好能够从M点沿着轨迹1进入区域I,而沿着AF左侧射入的粒子将被上极板RM挡住而无法进入区域I.
该轨迹的圆心O1,正好在N点,,所以根据几何关系关系可知,此时;
②根据示意图可知,沿着AG方向射入的氙原子核,恰好从下极板N点沿着轨迹2进入区域I,而沿着AG右侧射入的粒子将被下极板SN挡住而无法进入区域I.
,所以此时入射角度.
根据上述分析可知,只有这个范围内射入的粒子还能进入区域I.该区域的粒子占A处总粒子束的比例为
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