10,2024届福建省泉州市泉港区第二中学高三下学期模拟预测(一模)物理试题
展开1. 如图所示,半径为r的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度B随时间t的变化关系为,、k为常量,则图中半径为R的单匝圆形线圈中产生的感应电动势大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知磁场的变化率为
根据法拉第电磁感应定律可知
故选A。
2. 如图甲所示,a、b位于两个等量异种电荷的连线的中垂线上,且a、b到两电荷连线的中点O的距离相等;如图乙所示,两根相互平行的长直导线垂直纸面通过M、N两点,c、d位于MN的连线的中垂线上,且c、d到MN连线的中点的距离相等,两导线中通有等大反向的恒定电流,下列说法正确的是( )
A. O点处的电场强度为零
B. 点处的磁感应强度为零试卷源自 每日更新,汇集全国各地小初高最新试卷。C. a、b处的电场强度大小相等,方向相反
D. c、d处的磁感应强度大小相等,方向相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.正、负电荷在O点处的电场强度方向均水平向右,根据场强叠加可知,O点电场强度不为零,故A错误。
C.根据等量异种电荷中垂线电场分布特点,结合对称性可知,a、b处的电场强度大小相等,方向相同,均水平向右,故C错误;
BD.根据安培定则以及磁场叠加可知,c、d处的磁感应强度大小相等,方向均沿cd向下,点处的磁感应强度不为零,也沿cd向下,故B错误,D正确。
故选D
3. 由于空气阻力的影响,炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线,而是“弹道曲线”,如图所示。其中点为发射点,点为落地点,点为轨迹的最高点,、为距地面高度相等的两点,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 炮弹到达最高点时的加速度等于
B. 炮弹经过点和经过点的机械能不相同
C. 炮弹经过点和经过点时的加速度相同
D. 炮弹由点运动到点的时间大于由点运动到点的时间
【答案】B
【解析】
【详解】A.在最高点时,炮弹具有水平向右的速度,所以炮弹在点时,除了受重力外还受到向后的空气阻力,所以合力大于重力,即加速度大于,A错误;
B.从到的过程中,空气阻力一直做负功,炮弹的机械能逐渐减小,则炮弹经过点和经过点的机械能不相同,B正确;
C.炮弹经过点和经过点时受空气阻力和重力作用,空气阻力方向不同,所受合力不同,则加速度不同,C错误;
D.设炮弹从点运动到点的过程中所受阻力的平均竖直分量为,从点运动到点的过程中所受阻力的平均竖直分量为,根据牛顿第二定律可知
到平均加速度为
到的平均加速为
由此可知,,根据运动学规律可知,炮弹从点运动到点的时间小于点运动到点的时间,D错误。
故选B。
4. 2023年7月23日,我国首个火星探测器“天问一号”成功发射三周年,如图所示,已知地球表面重力加速度为g,地球的质量是火星质量的k倍,地球的半径是火星半径的n倍,假设探测器在火星的着陆点为水平面,探测器总质量为m,探测器有4条腿,每条腿与地面夹角为,则每条腿对火星表面的正压力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由黄金代换
解得
可得
联立,解得
对探测器进行受力分析,可得每条腿对火星表面的正压力大小为
故选B。
二、双选题
5. 如图,轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪,仪器探测到的射线强度与钢板的厚度有关。已知某车间采用放射性同位素铱作为放射源,其化学符号是,原子序数是77,通过衰变放出射线,产生新核X,半衰期为74天,适合透照钢板厚度,已知钢板厚度标准为,下列说法正确的是( )
A. 放射性同位素发生衰变时,遵循能量守恒和质量守恒
B. 上述衰变方程为
C. 若有铱,经过148天有没有衰变
D. 若探测器得到的射线变弱时,说明钢板厚度大于,应当减小热轧机两轮之间的厚度间隙
【答案】BD
【解析】
【详解】A.放射性同位素发生衰变时,由于能量守恒,从而出现质量亏损,因此遵循质量数守恒而非质量守恒,A错误;
B.上述衰变方程,根据电荷数守恒和质量数守恒可得
B正确;
C.经过148天恰好为两个半衰期,有发生了衰变,因此只剩没有衰变,C错误;
D.若探测器得到的射线变弱时,说明钢板厚度大于,应当减小热轧机两轮之间的厚度间隙,D正确。
故选BD。
6. 如图所示一束光通过三棱镜折射后分成a、b、c三束单色光,下列判断正确的是( )
A. 三束光在水中传播速度间的关系是va
C. 通过同一装置做双缝干涉实验,产生的干涉条纹的间距Δxa>Δxb>Δxc
D. 若b光束照射到某金属表面上有光电子发出,则a光束照射到同种金属表面上不一定发生光电效应
【答案】AB
【解析】
【详解】A.光的频率越大,波长越小,那么在介质中的衰减速率越大,在介质中的速率越小,折射率就越大;故由光线可得:a的折射率最大,b的其次,最小的是c,那么三束光在水中传播速度间的关系是va<vb<vc,故A正确;
B.根据折射定律可知:折射率越大,全反射的临界角越小,故由A可得:c光的临界角最大,故B正确;
C.光的频率越大,波长越小,故a光的波长最小,b光其次,c光的波长最大;那么通过同一装置做双缝干涉实验,根据可知产生的干涉条纹的间距△xa<△xb<△xc,故C错误;
D.由A可得:a光的频率最大,b光其次,c光的频率最小;光的频率越大,光子能量越大,那么a光光子能量比b光的大,故若b光束照射到某种金属表面上有光电子发出,则a光束照射到同种金属表面上一定发生光电效应,故D错误;
故选AB。
7. 一质量为1kg的物体在水平拉力的作用下,由静止开始在水平地面上沿x轴运动,出发点为x轴零点,拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4,重力加速度大小取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 在x = 1m时,拉力的功率为6W
B. 在x = 4m时,物体的动能为2J
C. 从x = 0运动到x = 2m,物体克服摩擦力做的功为8J
D. 从x = 0运动到x = 4的过程中,物体的动量最大为2kg∙m/s
【答案】BC
【解析】
【详解】由于拉力在水平方向,则拉力做的功为
W = Fx
可看出W—x图像的斜率代表拉力F。
AB.在物体运动的过程中根据动能定理有
则x = 1m时物体速度为
v1= 2m/s
x = 1m时,拉力为
则此时拉力的功率
P = Fv1= 12W
x = 4m时物体的动能为
Ek= 2J
A错误、B正确;
C.从x = 0运动到x = 2m,物体克服摩擦力做的功为
Wf= μmgx = 8J
C正确;
D.根据W—x图像可知在0—2m的过程中F1= 6N,2—4m的过程中F2= 3N,由于物体受到的摩擦力恒为f = 4N,则物体在x = 2m处速度最大,且根据选项AB分析可知此时的速度
则从x = 0运动到x = 4的过程中,物体的动量最大为
D错误。
故选BC
8. 如图所示为研究某种带电粒子的装置示意图,粒子源射出的粒子束以一定的初速度沿直线射到荧光屏上的点,出现一个光斑。在垂直纸面向里的方向上加一宽度为、磁感应强度为的匀强磁场后,粒子束发生偏转,沿半径为的圆弧运动,最后打在距磁场右侧距离为的荧光屏上的点。现在磁场区域再加一竖直方向、电场强度大小为的匀强电场,光斑从点又回到点,不计粒子重力,则( )
A. 粒子带正电
B. 粒子的初速度大小为
C. 粒子的比荷为
D. 两点之间的距离为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由题图可知,粒子在加上磁场后向上偏,磁场方向为垂直于平面向里,根据左手定则可知,粒子带正电,故A项正确;
B.由题意可知,粒子在电场和磁场的叠加场内做直线运动,有
解得
故B项错误;
C.在只有磁场时,对粒子有
解得
故C项正确;
D.由几何关系,粒子在磁场中偏转的距离为
由几何关系有
粒子出磁场后竖直方向的位移为
所以OP两点之间的距离为
故D项错误。
故选AC。
三、填空、实验题
9. 如图(a)所示,水平面上A、B、C、D四点构成一矩形,两波源分别位于A、C两点;两波源振动规律如图(b)所示,已知A、C两波源产生的两列简谐波传到B点的时间差是1s,,,则两列波的波长均为______m,B、D两点的振动规律______(填“相同”或“不同”),A、C两点所在的直线共有______个振动加强的点。
【答案】 ①. 2 ②. 相同 ③. 5
【解析】
【详解】[1]由题图(b)可知两列波的周期为
A、C两波源产生的两列简谐波传到B点的时间差是1s,则有
解得
则波长
[2]A、C两波源振动情况相同,B、D两点到A、C两点的距离对称,则B、D两点的振动规律相同。
[3]由几何关系可知
而波长
当A、C间的点与A、C的距离差等于波长的整数倍时,该点为振动加强点,设该点到A、点的距离为x,有
(n=0,1,2……)
解得
所以A、C两点所在的直线共有5个点为振动加强点。
10. 如图所示,是一个光敏电阻,其阻值随光照强度的增加而减小。理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,电压表和电流表均为理想交流电表,从某时刻开始在线圈两端加上交变电压,其瞬时值表达式为(V),则电压表的示数为_______V,在天逐渐变黑的过程中,电压表V的示数____________(填“变大”“变小”或“不变”);电流表A1的示数____________(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 22 ②. 不变 ③. 变小
【解析】
【详解】[1] 依题意,交变电流的电压有效值为
根据理想变压器原副线圈电压比与匝数比的关系,可得
解得
[2] 因为变压器原副线圈匝数比不变的情况下,副线圈的电压由原线圈电压决定,在天逐渐变黑的过程中,电压表V的示数不变。
[3]依题意,在天逐渐变黑的过程中光敏电阻的阻值将增大,由欧姆定律,可得
易知副线圈电流将减小,根据
可知原线圈电流随之减小,即电流表A1的示数变小。
11. 从高空下落的雨滴所受空气阻力随下落速度的增大而增大,经过一段距离后将匀速下落,这个速度称为此雨滴下落的终极速度。模拟雨滴在无风时下落的实验中,将一质量为、半径为的小球从足够高的空中由静止释放。已知球形物体体积不大时所受的空气阻力与速度和球半径成正比,即,是比例系数,重力加速度为,则该小球达到终极速度前的加速度逐渐____________(选填“增大”或“减小”),终极速度为____________(用、、、表示),若有两个雨滴(一大一小)从同一大气层开始下落,接近地面时_________(填“大”或“小”)雨滴速度小。
【答案】 ①. 减小 ②. ③. 小
【解析】
【详解】[1]对小球受力分析,由牛顿第二定律,可得
可知该小球达到终极速度前,随着小球速度的增加,小球的加速度逐渐减小;
[2]当加速度为零时,小球速度最大,根据受力平衡可得
解得终极速度为
[3]根据
又
联立可得
可知接近地面时小雨滴速度小。
12. 某同学利用如图甲所示的单摆装置测量当地的重力加速度。
(1)测量中,该同学用游标卡尺测量摆球的直径如图乙所示,其读数为__________;
(2)若在实验过程中,该同学误将摆球59次全振动的时间记为60次,则重力加速度的测量值会________。(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(3)改变摆长,测量出多组周期、摆长数值后,画出的关系如图丙所示,则当地的重力加速度__________(用图丙中的字母及表示)。
【答案】(1)1.35
(2)偏大 (3)
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知,摆球的直径为
【小问2详解】
该同学误将摆球59次全振动的时间记为60次,周期的测量值偏小,则由公式可得
则重力加速度的测量值会偏大。
【小问3详解】
根据题意,由(2)分析可得
结合图丙可得
解得
13. 现代智能手机中大都配置有气压传感器,当传感器所处环境气压变化时,其电阻也随之发生变化。已知某气压传感器的阻值变化范围为几十欧姆到几百欧姆,某实验小组在室温下用伏安法探究其阻值R,随气压P变化的规律,实验室提供了如下器材可供选择:
A.气压传感器,一个标准大气压下阻值约为300Ω
B.直流电源,电动势6V,内阻不计
C.电流表A,量程为0~60mA,内阻不计
D.电压表V,量程为0~3V,内阻为3kΩ
E.定值电阻
F.滑动变阻器R,最大电阻值约为50Ω
G.开关S与导线若干
(1)小明同学设计了图(a)实验电路原理图,请在图(b)中将实物连线图补充完整。( )
(2)某次测量时,电压表示数如图(c)所示,电压表示数为___________V。
(3)当气压传感器所处环境气压为P时,闭合开关S,测得两个电表的读数分别为U和I,则气压传感器的阻值___________。
(4)改变环境压强P的大小,测得不同的R,值,绘成图象如图(d)所示,由图可得阻值和压强P的函数关系式为___________Ω。
【答案】 ①. 见解析 ②. 2.30(2.28~2.32) ③. ④. 1500-0.012P
【解析】
【详解】(1)[1]根据电路图连接得
(2)[2]电压表读数为2.30V由于估读有误差,在2.28V~2.32V即可
(3)[3]根据欧姆定律得
(4)[4] 根据图像可知阻值和压强P的函数关系式为一次函数纵截距为1500,斜率为
因此函数为
四、解答题
14. 如图,长度为、粗细均匀的玻璃管竖直放置,下端封闭,上端开口,中间有一段高度的水银柱封闭了一段理想气体,气柱长度为,气体温度为,大气压强,不计摩擦。求:
(1)竖直放置时气体对液柱的压强
(2)先将玻璃管缓慢转至水平(温度不变),稳定后封闭气体的长度为多少?
(3)在玻璃管水平状态下,对气体缓慢加热,当水银刚好不溢出时,此时气体的温度为多少?(用表示)
【答案】(1)100cmHg;(2)40cm;(3)
【解析】
【详解】(1)设玻璃管横截面积为,玻璃管由竖直缓慢转至水平,根据玻意耳定律有
其中
代入数据,解得玻璃管水平时封闭气体的长度
(2)在玻璃管水平状态下,对气体缓慢加热,当水银刚好不溢出时,此时气体的温度设为,气体发生等压变化,根据盖—吕萨克定律,有
其中
解得
15. 空间存在一方向竖直向下的匀强电场,、是电场中的两点。从点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为的小球、。不带电,的电荷量为()。从点发射时的速度大小为,到达点所用时间为;从点到达点所用时间为。重力加速度为,求:
(1)点到达点高度差;
(2)小球的加速度大小和电场强度的大小;
(3)运动到点时的动能。
【答案】(1);(2)4g,;(3)
【解析】
【详解】(1)小球A在竖直方向做自由落体运动,因此高度差为
(2)设电场强度的大小为,小球运动的加速度为。根据牛顿定律、运动学公式和题给条件,有
解得
(3)设从点发射时的速度为,到达点时的动能为,、两点的高度差为,根据动能定理有
且有
联立得
16. 如图所示,质量为2m的木板C静止在光滑的水平地面上,质量分别为m和2m的物块A、B(可视为质点)紧挨着放在木板C上。某时刻A、B分别以和的初速度向相反方向运动,A、B均刚好不从C上滑落,已知A、B两物块与木板C之间的动摩擦因数均为,重力加速度为g,求:
(1)最初时刻A、B、C三个物体各自的加速度大小;
(2)木板C的最大速度的大小;
(3)木板C的长度。
【答案】(1),,;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)最初时刻对A由牛顿第二定律可得
解得
最初时刻对B由牛顿第二定律可得
解得
最初时刻对B由牛顿第二定律可得
解得
(2)当A、B、C三者共速,一起向右匀速运动时,C的速度最大,设向右为正,对A、B、C组成的系统由动量守恒定律得
解得
所以木板C的最大速度的大小为。
(3)当A、B、C三者共速时,A、B刚好不从C上滑落,则A位于C的最左端,B位于C的最右端,设对B由动能定理可得
解得
设C的位移大小为,对C由动能定理可得
解得
A、B相对于C滑动的位移大小分别为、,B的位移为,则B相对C滑动的距离为
对A、B、C由能量守恒定律可得
解得
则木板C长
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