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贵州省遵义市航天高中2016届高三上学期第五次月考物理试卷


贵州省遵义市航天高中 2015-2016 学年高三(上)第五次月考物 理试卷
二、选择题:本题共 8 小题,每小题 6 分.在每小题给出的四个选项中,第 14~18 题只有一 项符合题目要求,第 19~21 题有多项符合题目要求.全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分. 1.如图所示,有一重力不计的方形容器,被水平力 F 压在竖直的墙面上处于静

止状态,现缓 慢地向容器内注水, 直到注满为止, 此过程中容器始终保持静止, 则下列说法正确的是 ( )

A.容器受到的摩擦力不断增大 B.容器受到的摩擦力不变 C.水平力 F 必须逐渐增大 D.容器受到的合力逐渐增大 2.如图所示,质量为 M 的长木板位于光滑水平面上,质量为 m 的物块静止在长木块上,两 点之间的滑动摩擦因数,现对物块 m 施加水平向右的恒力 F,若恒力 F 使长木板与物块出现 相对滑动.则恒力 F 的最小值为(重力加速度大小为 g,物块与长木板之间的最大静摩擦力等 于两者之间的滑动摩擦力) ( )

A.μmg(1+ ) B.μmg(1+ ) C.μmg D.μMg

3.如图所示,在通电长直导线 AB 的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属线圈 P,AB 在 线圈平面内.当发现闭合线圈向右摆动时( )

A.AB 中的电流减小,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流 B.AB 中的电流不变,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流 C.AB 中的电流增大,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流 D.AB 中的电流增大,用楞次定律判断得线圈中产生顺时针方向的电流

4.一个带电粒子,沿垂直于磁场方向,射入匀强磁场中,粒子的一段径迹如图所示,径迹上 的每一小段都可以近似看成圆弧.由于带电粒子使周围的空气电离,粒子的能量逐渐减小而 带电量不变.不计粒子重力,从图中情况可以确定( )

A.粒子是带正电的,它所受的洛仑兹力大小不变 B.粒子是带正电的,它是由 a 点运动到 b 点 C.粒子是带负电的,它所受的洛仑兹力大小逐渐增大 D.粒子是带负电的,它是由 a 点运动到 b 点 5.如图甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的 轴匀速转动,产生的交变电动势图象如图乙中曲线 a、b 所示,则( )

A.两次 t=0 时刻线圈平面均与中性面垂直 B.曲线 a、b 对应的线圈角速度之比为 3:2 C.曲线 a 表示的交变电动势频率为 50Hz D.曲线 b 表示的交变电动势有效值为 10 V 6.用控制变量法,可以研究影响电荷间相互作用力的因素.如图所示,O 是一个带电的物体, 若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的 P1、P2、P3 等位置,可以比较小球在不同位置 所受带电物体的作用力的大小.这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度 θ 显示出 来.若物体 O 的电荷量用 Q 表示,小球的电荷量用 q 表示,物体与小球间距离用 d 表示,物 体和小球之间的作用力大小用 F 表示.则以下对该实验现象的判断正确的是( )

A.保持 Q、q 不变,增大 d,则 θ 变大,说明 F 与 d 有关 B.保持 Q、q 不变,减小 d,则 θ 变大,说明 F 与 d 成反比 C.保持 Q、d 不变,减小 q,则 θ 变小,说明 F 与 q 成正比 D.保持 q、d 不变,减小 Q,则 θ 变小,说明 F 与 Q 成正比 7.已知地球的半径为 6.4×10 m,地球自转的角速度为 7.29×10 rad/s,地面的重力加速度为 2 3 3 9.8m/s ,在地球表面发射卫星的第一宇宙速度为 7.9×10 m/s,第三宇宙速度为 16.7×10 m/s,
6
﹣5

月球到地球中心的距离为 3.84×10 m.假设地球上有一棵苹果树长到了接近月球那么高,则当 苹果脱离苹果树后,将( ) A.落向地面 B.成为地球的同步“苹果卫星” C.成为地球的“苹果月亮” D.飞向茫茫宇宙 8.如图所示,点电荷 q 只在 Q 的电场力作用下沿椭圆轨道运动,Q 位于椭圆轨道的一个焦点 上,则关于点电荷 q 的下列说法正确的是( )

8

A.从 M 点运动到 N 点的过程中电势能增加 B.从 M 点运动到 N 点的过程中动能增加 C.q 在 M 点的加速度比 N 点的加速度大 D.从 M 点运动到 N 点,电势能与动能之和增加

二、解答题(共 4 小题,满分 47 分) 9.某兴趣小组在做“探究功与速度变化的关系”的实验前,提出以下几种猜想:①W∝v, 2 ②W∝v ,③W∝ ,….他们的实验装置如图甲所示,PQ 为一块倾斜放置的木板,在 Q 处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过 Q 点的速度) .在刚开始实验时,有位同学提 出,不需要测出物体质量,只要测出物体从初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器 的示数就行了,大家经过讨论采纳了该同学的建议.

(1)本实验中不需要测量的量是 (文字或者符号) . (2) 让物体分别从不同高度无初速度释放, 测出物体从初始位置到速度传感器的距离 L1、 L2、 L3、L4…,读出物体每次通过速度传感器 Q 的速度 v1、v2、v3、v4…,并绘制了如图乙所示的 L﹣v 图象.根据绘制出的 L﹣v 图象,若为了更直观地看出 L 和 v 的变化关系,他们应该作 出什么样的图象 A.L﹣v 图象
2

B.L﹣

图象

C.L﹣ 图象

D.L﹣

图象 (填“会”还

(3)本实验中,木板与物体间摩擦力大小会不会影响探究出的结果 是“不会”) 10.某同学用图 1 所示电路测一节干电池的电动势和内电阻,现提供器材如下:

A.电压表 V: (0~3V 和 0~15V 两个量程) B.电流表 A: (0~0.6A 和 0~3A 两个量程) C.滑动变阻器 R1(最大阻值 20Ω) D.滑动变阻器 R2(最大阻值 100Ω) E.开关 S 和导线若干

(1)电流表应选用 量程;电压表应选用 量程;滑动变阻器应选 (选填 R1 或 R2) (2)如图 2 所绘制的 U﹣I 图线是根据实验中所测的六组数据作出.请根据图线,求出 E= V,r= Ω. (3)实验测出的内阻值与真实值比较偏 (填大或小) 11.如图所示,一条轻质弹簧左端固定在水平桌面上,右端放一个可视为质点的小物块,小物 块的质量为 m=1.0kg,当弹簧处于原长时,小物块静止于 O 点,现对小物块施加一个外力, 使它缓慢移动,压缩弹簧(压缩量为 x=0.1m)至 A 点,在这一过程中,所用外力与压缩量的 关系如图所示. 然后释放小物块, 让小物块沿桌面运动, 已知 O 点至桌边 B 点的距离为 L=2x. 水 2 平桌面的高为 h=5.0m,计算时,可用滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力. (g 取 10m/s ) 求: (1)在压缩弹簧过程中,弹簧存贮的最大弹性势能; (2)小物块到达桌边 B 点时速度的大小; (3)小物块落地点与桌边 B 的水平距离.

12.如图所示,圆柱形区域的半径为 R,在区域同有垂直于纸面向里,磁感应强度大小为 B 的匀强磁场;对称放置的三个相同的电容器.极板间距为 d,极板电压为 U,与磁场相切的极 板,在切点处均有一小孔,一带电粒子,质量为 m,带电荷量为+q,自某电容器极板上的 M 点由静止释放,M 点在小孔 a 的正上方,若经过一段时间后,带电粒子又恰好返回 M 点,不 计带电粒子所受重力.求: (1)带电粒子在磁场中运动的轨道半径;

(2)U 与 B 所满足的关系式; (3)带电粒子由静止释放到再次返回 M 点所经历的时间.

[选修 3-3] 13.关于固体与液体,下列说法正确的是( ) A.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,波面分子间只有引力,没有斥力, “所以液体表面具有收缩的趋势” B.液晶既具有液体的流动体,又具有光学各向异性 C.不具有规则几何形状的物体一定不是晶体 D.有的物质能够生成种类不同的几种晶体,因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构 E.所有晶体都有固定熔点 14.如图 1 所示,封闭有一定质量理想气体的汽缸固定在水平桌面上,开口向右放置,活塞 的横截面积为 S.活塞通过轻绳连接了一个质量为 m 的小物体,轻绳跨在定滑轮上.开始时 汽缸内外压强相同,均为大气压 p0(mg<p0s) .汽缸内气体的温度 T0,轻绳处在伸直状态.不 计摩擦.缓慢降低汽缸内温度,最终使得气体体积减半,求:

(1)重物刚离地时气缸内的温度 T1; (2)气体体积减半时的温度 T2; (3)在下列坐标系中画出气体状态变化的整个过程.并标注相关点的坐标值.

[选修 3-4] 15.如图甲所示,为一列沿水平方向传播的简谐横渡在 t=0 时的波形图,图乙是这列波中质点 p 的振动图线,下列说法正确的是( )

A.该波的波长为 1.5m B.该渡的振幅为 0.2cm C.该波的传播速度为 O.5m/s D.该波的传播方向向右 E.Q 点(坐标为 x=2.25m 处的点)的振动方程为可能是:y=0.2cosπt cm 16.半径为 R 的半球形介质截面如图所示,D 为圆心,同一频率的单色光 a、b 相互平行,从 不同位置进入介质,光线 a 在 O 点恰好产生全反射.光线 b 的入射角为 45°,求: ①介质的折射率; ②光线 a、b 的射出点 O 与 O′之间的距离.

[选修 3-5] 17.如图所示为氢原子的能级图.用光子能量为 13.06eV 的光照射一群处于基态的氢原子,可 能观测到氢原子发射的不同波长的光有 种,其中最短波长为 m(已 知普朗克常量 h=6.63×10
﹣34

J?s) .

18.如图所示,一质量为 m 的光滑弧形槽固定在光滑水平面上,弧形槽的高为 h,一质量为 m 的物块 B 静止放在光滑水平面上 O 点,B 上连一轻弹簧,现让一质量也为 m 的物块从弧形槽 的顶端由静止下滑,问: (1)弹簧能获得的最大弹性势能多大? (2)若弧形槽不固定,则物块 A 滑下后,与弹簧相碰,弹簧获得的最大弹性势能又为多大?

2015-2016 学年贵州省遵义市航天高中高三(上)第五次 月考物理试卷
参考答案与试题解析

二、选择题:本题共 8 小题,每小题 6 分.在每小题给出的四个选项中,第 14~18 题只有一 项符合题目要求,第 19~21 题有多项符合题目要求.全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分. 1.如图所示,有一重力不计的方形容器,被水平力 F 压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓 慢地向容器内注水, 直到注满为止, 此过程中容器始终保持静止, 则下列说法正确的是 ( )

A.容器受到的摩擦力不断增大 B.容器受到的摩擦力不变 C.水平力 F 必须逐渐增大 D.容器受到的合力逐渐增大 【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用. 【专题】定性思想;推理法;共点力作用下物体平衡专题. 【分析】由题知物体处于静止状态,受力平衡,合力为 0;再利用二力平衡的条件再分析其受 到的摩擦力和 F 是否会发生变化. 【解答】解:A、B、由题知物体处于静止状态,受力平衡,摩擦力等于容器和水的总重力, 所以容器受到的摩擦力逐渐增大,故 A 正确,B 错误; C、水平方向受力平衡,力 F 可能不变,也可能要增大.故 C 错误; D、容器处于平衡状态,受到的合力始终为零,不变,故 D 错误. 故选:A 【点评】物体受到墙的摩擦力等于物体重,物重变大、摩擦力变大,这是本题的易错点. 2.如图所示,质量为 M 的长木板位于光滑水平面上,质量为 m 的物块静止在长木块上,两 点之间的滑动摩擦因数,现对物块 m 施加水平向右的恒力 F,若恒力 F 使长木板与物块出现 相对滑动.则恒力 F 的最小值为(重力加速度大小为 g,物块与长木板之间的最大静摩擦力等 于两者之间的滑动摩擦力) ( )

A.μmg(1+ ) B.μmg(1+ ) C.μmg D.μMg 【考点】摩擦力的判断与计算. 【专题】摩擦力专题. 【分析】当 AB 保持静止,具有相同的加速度时,F 达到最大值时,A、B 间的摩擦力达到最 大静摩擦力.根据牛顿第二定律求出 F 的最大值.

【解答】解:对 A、B 整体进行受力分析:F=(M+m)a 对 A 进行受力分析:F﹣fB=ma 对 B 进行受力分析:fA=Ma 当 AB 保持静止,具有相同的加速度时,F 达到最大值,fA=μmg.求解上面方程组, F 最大=μmg(1+ ) ,故 A 正确、BCD 错误. 故选:A. 【点评】解决本题的关键能够正确地受力分析,运用牛顿第二定律进行求解,注意临界状态 和整体法、隔离法的运用. 3.如图所示,在通电长直导线 AB 的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属线圈 P,AB 在 线圈平面内.当发现闭合线圈向右摆动时( )

A.AB 中的电流减小,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流 B.AB 中的电流不变,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流 C.AB 中的电流增大,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流 D.AB 中的电流增大,用楞次定律判断得线圈中产生顺时针方向的电流 【考点】楞次定律. 【专题】定性思想;推理法;电磁感应与电路结合. 【分析】直导线中的电流方向由 B 到 A,根据安培定则判断导线框所在处磁场方向.根据楞 次定律判断导线框中感应电流方向,由左手定则分析导线框所受的安培力情况. 【解答】解:根据安培定则可知导线框所在处的磁场方向垂直纸面向里; A、AB 中的电流减小,线圈中向里的磁通量减小,所以将产生顺时针方向的电流.故 A 错误; B、AB 中的电流不变,线圈中向里的磁通量不变,没有感应电流产生.故 B 错误; C、AB 中的电流增大,穿过线框的磁通量增大,根据楞次定律得到:线框中感应电流方向为 逆时针方向.根据左手定则可知导线框所受安培力指指向线框内,由于靠近导线磁场强,则 安培力较大;远离导线磁场弱,则安培力较小.因此线圈离开 AB 直导线,向右运动.故 D 错误,C 正确; 故选:C. 【点评】本题考查安培定则、楞次定律和左手定则综合应用的能力.同时注意远离直导线的 磁场较弱,靠近直导线的磁场较强.并根据线框所受安培力的合力大小来判定如何运动. 4.一个带电粒子,沿垂直于磁场方向,射入匀强磁场中,粒子的一段径迹如图所示,径迹上 的每一小段都可以近似看成圆弧.由于带电粒子使周围的空气电离,粒子的能量逐渐减小而 带电量不变.不计粒子重力,从图中情况可以确定( )

A.粒子是带正电的,它所受的洛仑兹力大小不变 B.粒子是带正电的,它是由 a 点运动到 b 点 C.粒子是带负电的,它所受的洛仑兹力大小逐渐增大 D.粒子是带负电的,它是由 a 点运动到 b 点 【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动. 【专题】定性思想;方程法;带电粒子在磁场中的运动专题. 【分析】由于带电粒子使沿途的空气电离,粒子的能量逐渐减小,速度逐渐减小,根据粒子 在磁场中运动的半径公式 r= 来分析粒子的运动的方向, 在根据左手定则来分析电荷的性质.

【解答】解:由于带电粒子使沿途的空气电离,粒子的能量逐渐减小,速度逐渐减小, 根据粒子在磁场中运动的半径公式 r= 可知, 粒子的半径逐渐的减小, 所以粒子的运动方向

是从 a 到 b, 在根据左手定则可知,粒子带负电,所以 D 正确,ABC 错误. 故选:D 【点评】根据 r= 可知,粒子运动的半径与速度的大小有关,根据半径的变化来判断粒子的

运动的方向,这是解决本题的关键. 5.如图甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的 轴匀速转动,产生的交变电动势图象如图乙中曲线 a、b 所示,则( )

A.两次 t=0 时刻线圈平面均与中性面垂直 B.曲线 a、b 对应的线圈角速度之比为 3:2 C.曲线 a 表示的交变电动势频率为 50Hz D.曲线 b 表示的交变电动势有效值为 10 V 【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理;正弦式电流的图象和三角函数表达式. 【专题】定性思想;推理法;交流电专题. 【分析】根据图象可分别求出两个交流电的最大值以及周期等物理量,然后进一步可求出其 瞬时值的表达式以及有效值等. 【解答】解:A、在 t=0 时刻,电动势都是 0,线圈一定处在中性面上;故 A 错误; B、由图可知,a 的周期为 4×10 s;b 的周期为 6×10 s,则由 n= 可知,转速与周期成反比, 故转速之比为:3:2;故 B 正确; C、曲线 a 的交变电流的频率 f= Hz;故 C 错误;
﹣2 ﹣2

D、 曲线 a、 b 对应的线圈转速之比为 3: 2, 曲线 a 表示的交变电动势最大值是 15V, 根据 Em=nBSω 得曲线 b 表示的交变电动势最大值是 10V,

则有效值为 U=

V;故 D 错误;

故选:B. 【点评】本题考查了有关交流电描述的基础知识,要根据交流电图象正确求解最大值、有效 值、周期、频率、角速度等物理量. 6.用控制变量法,可以研究影响电荷间相互作用力的因素.如图所示,O 是一个带电的物体, 若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的 P1、P2、P3 等位置,可以比较小球在不同位置 所受带电物体的作用力的大小.这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度 θ 显示出 来.若物体 O 的电荷量用 Q 表示,小球的电荷量用 q 表示,物体与小球间距离用 d 表示,物 体和小球之间的作用力大小用 F 表示.则以下对该实验现象的判断正确的是( )

A.保持 Q、q 不变,增大 d,则 θ 变大,说明 F 与 d 有关 B.保持 Q、q 不变,减小 d,则 θ 变大,说明 F 与 d 成反比 C.保持 Q、d 不变,减小 q,则 θ 变小,说明 F 与 q 成正比 D.保持 q、d 不变,减小 Q,则 θ 变小,说明 F 与 Q 成正比 【考点】库仑定律. 【专题】电场力与电势的性质专题. 【分析】根据库仑定律公式 F=k 判断物体与小球之间的作用力 F 与什么因素有关.丝线偏

离竖直方向的角度 θ 越大,则作用力越大. 【解答】解:A、保持 Q、q 不变,根据库仑定律公式 F=k ,增大 d,库仑力变小,则 θ 变

小,减小 d,库仑力变大,则 θ 变大.F 与 d 的二次方成反比.故 A、B 错误. C、保持 Q、d 不变,减小 q,则库仑力变小,θ 变小,知 F 与 q 有关.故 C 正确. D、保持 q、d 不变,减小 Q,则库仑力变小,θ 变小,根据库仑定律公式 F=k 与两电荷的乘积成正比.故 D 错误. 故选 C. 【点评】解决本题的关键掌握库仑定律的公式 F=k 与距离的二次方成反比. ,知道库仑力与两电荷的乘积成正比, ,知 F

7.已知地球的半径为 6.4×10 m,地球自转的角速度为 7.29×10 rad/s,地面的重力加速度为 2 3 3 9.8m/s ,在地球表面发射卫星的第一宇宙速度为 7.9×10 m/s,第三宇宙速度为 16.7×10 m/s, 8 月球到地球中心的距离为 3.84×10 m.假设地球上有一棵苹果树长到了接近月球那么高,则当 苹果脱离苹果树后,将( ) A.落向地面 B.成为地球的同步“苹果卫星” C.成为地球的“苹果月亮” D.飞向茫茫宇宙 【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用. 【专题】人造卫星问题. 【分析】根据 v=rω,可得出苹果的线速度.把苹果的线速度与第三宇宙速度比较求解. 【解答】解:地球自转的角速度为 7.29×10 rad/s,月球到地球中心的距离为 3.84×10 m. 地球上有一棵苹果树长到了接近月球那么高, 根据 v=rω 得 苹果的线速度 v=2.8×10 m/s,第三宇宙速度为 16.7×10 m/s, 由于苹果的线速度大于第三宇宙速度,所以苹果脱离苹果树后,将脱离太阳系的束缚,飞向 茫茫宇宙. 故选 D. 【点评】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力.同时知道宇宙速度的意义. 8.如图所示,点电荷 q 只在 Q 的电场力作用下沿椭圆轨道运动,Q 位于椭圆轨道的一个焦点 上,则关于点电荷 q 的下列说法正确的是( )
4 3
﹣5

6

﹣5

8

A.从 M 点运动到 N 点的过程中电势能增加 B.从 M 点运动到 N 点的过程中动能增加 C.q 在 M 点的加速度比 N 点的加速度大 D.从 M 点运动到 N 点,电势能与动能之和增加 【考点】电势差与电场强度的关系;电势能. 【专题】定性思想;模型法;电场力与电势的性质专题. 【分析】电势能的变化根据电场力做功正负分析.动能的变化由动能定理判断.加速度由牛 顿第二定律和库仑定律结合分析. 【解答】解:A、点电荷 q 沿椭圆轨道运动,必定受到 Q 的引力作用,从 M 点运动到 N 点的 过程中,电场力对 q 做负功,则 q 的电势能增加,故 A 正确. B、从 M 点运动到 N 点的过程中,电场力对 q 做负功,由动能定理知动能减小,故 B 错误. C、M 与 Q 间的距离比 N 与 Q 间的距离,由库仑定律知,q 在 M 点所受的库仑力大于在 N 点 所受的库仑力,由牛顿第二定律知,q 在 M 点的加速度比 N 点的加速度大,故 C 正确. D、根据能量守恒定律知,从 M 点运动到 N 点,电势能与动能之和保持不变,故 D 错误. 故选:AC 【点评】本题可与卫星绕行星运动类比,要掌握库仑力做功的特点,明确库仑力做正功,电 势能减小,库仑力做负功,电势能增加.

二、解答题(共 4 小题,满分 47 分) 9.某兴趣小组在做“探究功与速度变化的关系”的实验前,提出以下几种猜想:①W∝v, ②W∝v ,③W∝ ,….他们的实验装置如图甲所示,PQ 为一块倾斜放置的木板,在 Q 处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过 Q 点的速度) .在刚开始实验时,有位同学提 出,不需要测出物体质量,只要测出物体从初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器 的示数就行了,大家经过讨论采纳了该同学的建议.
2

(1)本实验中不需要测量的量是 物体的质量 mm (文字或者符号) . (2) 让物体分别从不同高度无初速度释放, 测出物体从初始位置到速度传感器的距离 L1、 L2、 L3、L4…,读出物体每次通过速度传感器 Q 的速度 v1、v2、v3、v4…,并绘制了如图乙所示的 L﹣v 图象.根据绘制出的 L﹣v 图象,若为了更直观地看出 L 和 v 的变化关系,他们应该作 出什么样的图象 A A.L﹣v 图象
2

B.L﹣

图象

C.L﹣ 图象

D.L﹣

图象

(3)本实验中,木板与物体间摩擦力大小会不会影响探究出的结果 不会 (填“会”还是“不 会”) 【考点】探究功与速度变化的关系. 【专题】实验题;定量思想;实验分析法;动能定理的应用专题. 【分析】 (1)通过实验来探究“合外力做功和物体速度变化的关系”,根据实验原理可知,物体 质量可以约掉; (2)根据实验数据列出数据表并描点作出 L﹣v 图象,从而找到位移与速度变化的关系; (3) 在运动过程中, 由于物体受力是恒定的, 所以得出合外力做功与物体速度变化的关系. 因 此在实验中物体与木板间的摩擦力不会影响探究的结果. 【解答】解: (1)若只有重力做功,则: ,等号的两边都有 m,可以约掉,
2

故不需要测出物体的质量. 2 (2)采用表格方法记录数据,合理绘制的 L﹣v 图象是曲线,不能得出结论 W∝v .为了更 2 直观地看出 L 和 v 的变化关系,应该绘制 L﹣v 图象. (3)重力和摩擦力的总功 W 也与距离 L 成正比,因此不会影响探究的结果. 故答案为: (1)物体的质量 mm; (2)A; (3)不会 【点评】通过实验数据列表、描点、作图从而探究出问题的结论.值得注意的是:由于合外 力恒定,因此合外力做的功与发生的位移是成正比.故可先探究位移与速度变化有何关系. 10.某同学用图 1 所示电路测一节干电池的电动势和内电阻,现提供器材如下: A.电压表 V: (0~3V 和 0~15V 两个量程) B.电流表 A: (0~0.6A 和 0~3A 两个量程) C.滑动变阻器 R1(最大阻值 20Ω)

D.滑动变阻器 R2(最大阻值 100Ω) E.开关 S 和导线若干

(1)电流表应选用 0~0.6A 量程;电压表应选用 0~3.0V 量程;滑动变阻器应选 R1 (选填 R1 或 R2) (2) 如图 2 所绘制的 U﹣I 图线是根据实验中所测的六组数据作出. 请根据图线, 求出 E= 1.5 V,r= 0.5 Ω. (3)实验测出的内阻值与真实值比较偏 偏小 (填大或小) 【考点】测定电源的电动势和内阻. 【专题】实验题. 【分析】 (1)根据电池电动势选择电压表,根据电路最大电流选择电流表,为方便实验操作, 在保证安全的前提下,要选择最大阻值较小的滑动变阻器. (2)电源的 U﹣I 图象与纵轴的交点坐标值是电源的电动势,图象斜率的绝对值是电源的内 阻; (3)根据电表的影响可分析测量值与真实值之间的关系. 【解答】解: (1)干电池电动势约为 1.5V,电压表应选:0~3V 量程,由图象可知,电流小 于 1.0A,故电流表选择 0~0.6A; 为方便实验操作,滑动变阻器应选择小电阻 R1; (2)由闭合电路欧姆定律可知 U=E﹣Ir,再由数学知识可知, 图象与纵坐标的交点为电源的电动势故电源的电动势为 1.5V; 而图象的斜率表示电源的内阻,r= =0.5Ω;

(3)本实验采用相对电源的外接法,故测量出的电流值偏小,导致电动势及电阻均偏小; 故答案为: (1)0~0.6A;0~3.0V;R1 (2)1.5;0.50 (3)偏小 【点评】本题考查了实验器材的选取、作实验电路图、求电动势与内阻,知道实验器材的选 取原则、知道实验原理、掌握应用图象法处理实验数据的方法即可正确解题.在计算电源的 内阻的时候,一定要注意纵坐标的数值是不是从 0 开始的. 11.如图所示,一条轻质弹簧左端固定在水平桌面上,右端放一个可视为质点的小物块,小物 块的质量为 m=1.0kg,当弹簧处于原长时,小物块静止于 O 点,现对小物块施加一个外力, 使它缓慢移动,压缩弹簧(压缩量为 x=0.1m)至 A 点,在这一过程中,所用外力与压缩量的 关系如图所示. 然后释放小物块, 让小物块沿桌面运动, 已知 O 点至桌边 B 点的距离为 L=2x. 水 2 平桌面的高为 h=5.0m,计算时,可用滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力. (g 取 10m/s ) 求: (1)在压缩弹簧过程中,弹簧存贮的最大弹性势能; (2)小物块到达桌边 B 点时速度的大小;

(3)小物块落地点与桌边 B 的水平距离.

【考点】动能和势能的相互转化;平抛运动;动能定理的应用. 【专题】动能定理的应用专题. 【分析】 (1)在弹簧被压缩过程中,力 F 做功除转化为因摩擦产生的热量之外,其余功转化 为弹性势能,因此关键是根据力 F 与压缩量的关系正确求出力 F 做的功. (2)弄清小物块在运动过程中所受外力做功情况,然后根据动能定理进行求解. (3)小球离开桌面过程中做平抛运动,根据平抛运动规律即可求解. 【解答】解: (1)从 F﹣x 图中看出,小物块与桌面的动摩擦力大小为 f=1.0 N,在压缩过程中, 摩擦力做功为:Wf=f?x=﹣0.1 J 由图线与 x 轴所夹面积(如图) ,可得外力做功为: WF=(1+47)×0.1÷2=2.4 J 所以弹簧存贮的弹性势能为:EP=WF﹣Wf=2.3 J 故弹簧存贮的最大弹性势能为 2.3J. (2)从 A 点开始到 B 点的过程中,由于 L=2x, 摩擦力做功为 W′f=f?3x=0.3 J 对小物块用动能定理有:

解得:vB=2 m/s 故小物块到达桌边 B 点时速度的大小为 2m/s. (3)物块从 B 点开始做平抛运动,所以有: ,下落时间 t=1 s 水平距离 s=vBt=2 m 故小物块落地点与桌边 B 的水平距离为 2m.

【点评】本题的难点是根据力与弹簧压缩量的关系求变力 F 所做的功,动能定理是即牛顿第 二定律之后的另一种处理力与运动的方法,要在今后的训练中要不断的加强. 12.如图所示,圆柱形区域的半径为 R,在区域同有垂直于纸面向里,磁感应强度大小为 B 的匀强磁场;对称放置的三个相同的电容器.极板间距为 d,极板电压为 U,与磁场相切的极 板,在切点处均有一小孔,一带电粒子,质量为 m,带电荷量为+q,自某电容器极板上的 M 点由静止释放,M 点在小孔 a 的正上方,若经过一段时间后,带电粒子又恰好返回 M 点,不 计带电粒子所受重力.求: (1)带电粒子在磁场中运动的轨道半径; (2)U 与 B 所满足的关系式; (3)带电粒子由静止释放到再次返回 M 点所经历的时间.

【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力. 【专题】带电粒子在磁场中的运动专题. 【分析】 (1)画出运动的轨迹,根据几何关系求得半径; (2) 根据动能定理求出电子加速后的速度, 然后由洛伦兹力提供向心力即可求出磁感应强度; (3)求出粒子做圆周运动的周期,结合运动的轨迹求出电子在各段上的时间,求和即可. 【解答】解: (1)磁场中原半径 r 圆心角为 120°的圆弧与半径 R 圆心角为 60°的轨道圆弧的两 段详解在相同的两点,由几何关系解出:r= R; (2)设粒子加速后获得的速度为 v,进入磁场后做匀速圆周运动的半径为 R. 由动能定理得:qU= mv ﹣0, 由洛伦兹力提供向心力,得:qvB=m 由几何关系得:r=Rtan60° 联立以上公式得:B= ; =2πR , ,
2

(3)根据运动电荷在磁场中做匀速圆周运动的周期公式 T=

依题意分析可知粒子在磁场中运动一次所经历的时间为 T,故粒子在磁场中运动的总时间 t1=3× =πR ,
2

而粒子在匀强电场中做一类 似竖直上抛运动,所经历的时间 t2,由 s= at 可求得:t2=2



因为 a= 所以 t2=2d

, ,粒子在电场中运动的总时间为:6d .?

带电粒子由静止释放到再次返回 M 点所经历的时间为:? t=t1+3t2=πR +6d .? R;

答: (1)带电粒子在磁场中运动的轨道半径为 (2)U 与 B 所满足的关系式为:B= ;

(3)带电粒子由静止释放到再次返回 M 点所经历的时间为 πR

+6d



【点评】带电粒子在电磁场中的运动,要注意灵活选择物理规律,电场中一般由动能定理或 类平抛的规律求解,而磁场中粒子做圆周运动,应由向心力公式及几何关系求解. [选修 3-3] 13.关于固体与液体,下列说法正确的是( ) A.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,波面分子间只有引力,没有斥力, “所以液体表面具有收缩的趋势” B.液晶既具有液体的流动体,又具有光学各向异性 C.不具有规则几何形状的物体一定不是晶体 D.有的物质能够生成种类不同的几种晶体,因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构 E.所有晶体都有固定熔点 【考点】分子间的相互作用力;* 晶体和非晶体;* 液晶. 【分析】根据液体的表面张力产生的原因解释 A;单晶体具有规则的几何外形;液晶既具有液 体的流动体,又具有光学各向异性;所有晶体都有固定熔点. 【解答】解:A、由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,波面分子的引力大于 斥力,整体表现为引力,“所以液体表面具有收缩的趋势”.故 A 错误; B、液晶是一种特殊的物态形式,既具有液体的流动体,又具有光学各向异性.故 B 正确; C、E、晶体与非晶体的区别是所有晶体都有固定熔点,不能根据几何形状来判断.故 C 错误, E 正确. D、 有的物质能够生成种类不同的几种晶体, 因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构. 故 D 正确. 故从:BDE 【点评】本题考查了液体的表面张力、晶体与非晶体、液晶等,知识点多,难度小,关键要 记住相关基础知识.

14.如图 1 所示,封闭有一定质量理想气体的汽缸固定在水平桌面上,开口向右放置,活塞 的横截面积为 S.活塞通过轻绳连接了一个质量为 m 的小物体,轻绳跨在定滑轮上.开始时 汽缸内外压强相同,均为大气压 p0(mg<p0s) .汽缸内气体的温度 T0,轻绳处在伸直状态.不 计摩擦.缓慢降低汽缸内温度,最终使得气体体积减半,求:

(1)重物刚离地时气缸内的温度 T1; (2)气体体积减半时的温度 T2; (3)在下列坐标系中画出气体状态变化的整个过程.并标注相关点的坐标值. 【考点】封闭气体压强;气体的等容变化和等压变化. 【专题】气体的压强专题. 【分析】 (1)物体刚离地时,缸内气压强为 ,此时刚内气体为等容变化

(2)从重物离地到气体体积减半,封闭气体做等压变化 (3)有计算值,画出图象即可 【解答】解: (1)对于封闭气体,P1=P0, ,重物刚离地过程等容过程:

整理得: (2)从重物离地到气体体积减半,封闭气体做等压变化:

整理得: (3)图线如下:

答: (1)重物刚离地时气缸内的温度为

T0

(2)气体体积减半时的温度为

T0

(3)图象为 【点评】认清气体的变化过程中的不变量,选择合适的物理方程解决问题,作图有难度 [选修 3-4] 15.如图甲所示,为一列沿水平方向传播的简谐横渡在 t=0 时的波形图,图乙是这列波中质点 p 的振动图线,下列说法正确的是( )

A.该波的波长为 1.5m B.该渡的振幅为 0.2cm C.该波的传播速度为 O.5m/s D.该波的传播方向向右

E.Q 点(坐标为 x=2.25m 处的点)的振动方程为可能是:y=0.2cosπt cm 【考点】横波的图象;波长、频率和波速的关系. 【专题】振动图像与波动图像专题. 【分析】根据图甲得到波动情况,根据图乙得到质点 b 的振动情况,然后结合波形平移得到 波的传播方向,根据公式 v= 求解速度; = =0.5m/s,故 A 错

【解答】解:ABC、据图可知,λ=1m,T=2s,A=0.2cm,公式 v=

误,BC 正确; D、据质点 p 的振动图线知 P 向上振动,据波形平移法得,该波向做传播,故 D 错误; E、Q 点坐标为 x=2.25m 与 0.25m 处的质点振动情况相同,所以 ω= =πrad/s,所以该质点

的振动方程为:y=0.2cosπt cm,故 E 正确. 故选:BCE. 【点评】本题关键要把握振动图象与波形图象之间的联系,知道波形平移的同时质点在平衡 位置附近振动,根据公式 v= 求解速度.

16.半径为 R 的半球形介质截面如图所示,D 为圆心,同一频率的单色光 a、b 相互平行,从 不同位置进入介质,光线 a 在 O 点恰好产生全反射.光线 b 的入射角为 45°,求: ①介质的折射率; ②光线 a、b 的射出点 O 与 O′之间的距离.

【考点】光的折射定律;全反射. 【专题】光的折射专题. 【分析】①光线 a 在 O 点恰好产生全反射,根据 sinC= 求出介质的折射率. ②根据光的折射定律求出光在介质中的折射角,通过几何关系求出 O 与 O′之间的距离. 【解答】解:①a 光线刚好发生全反射,则 n= ②b 光线用折射定律有: .

解得 γ=30°. 则 O 与 O′之间的距离 答:①介质的折射率为 . . .

②光线 a、b 的射出点 O 与 O′之间的距离为

【点评】本题是简单的几何光学问题,其基础是作出光路图,根据几何知识确定入射角与折 射角,根据折射定律求解. [选修 3-5] 17.如图所示为氢原子的能级图.用光子能量为 13.06eV 的光照射一群处于基态的氢原子,可 能观测到氢原子发射的不同波长的光有 10 种, 其中最短波长为 9.14×10 ﹣34 克常量 h=6.63×10 J?s) .
﹣8

m (已知普朗

【考点】氢原子的能级公式和跃迁. 【专题】原子的能级结构专题. 【分析】求出基态氢原子吸收光子能量后处于第几能级,从而确定发射的不同波长的光的种 数.跃迁过程中,能级差最大的两个能级间辐射的波长最短,结合 进行求解.

【解答】解:用光子能量为 13.06eV 的光照射一群处于基态的氢原子,氢原子的能量为﹣ 13.6+13.06=﹣0.54eV,知氢原子跃迁到第 5 能级, 根据 =10 知,可能观测到氢原子发射的不同波长的光有 10 种. 得,

从第 5 能级跃迁到第 1 能级辐射的光子能量最大,波长最短,根据
﹣8

λ= 故答案为:10,9.14×10 m.
﹣8

=9.14×10 m.

【点评】解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律,即

,并能灵活运用.

18.如图所示,一质量为 m 的光滑弧形槽固定在光滑水平面上,弧形槽的高为 h,一质量为 m 的物块 B 静止放在光滑水平面上 O 点,B 上连一轻弹簧,现让一质量也为 m 的物块从弧形槽 的顶端由静止下滑,问: (1)弹簧能获得的最大弹性势能多大? (2)若弧形槽不固定,则物块 A 滑下后,与弹簧相碰,弹簧获得的最大弹性势能又为多大?

【考点】动量守恒定律;机械能守恒定律. 【专题】动量定理应用专题. 【分析】 (1)物块下滑过程机械能守恒,由机械能守恒定律可以求出物块滑到水平面的速度, 然后由动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出弹簧的最大弹性势能. (2)滑块下滑过程,滑块与弧形槽组成的系统机械能守恒、水平方向动量守恒,滑块与物块 B 作用过程系统动量守恒、 机械能守恒, 由机械能守恒定律与动量守恒定律可以求出弹簧的最 大弹性势能. 【解答】解: (1)物块 A 下滑过程,机械能守恒, 由机械能守恒定律得:mgh= mv1 , A、B 速度相等时,弹簧弹性势能最大,以向右为正方向, A、B 系统动量守恒,由动量守恒定律得:mv1=(m+m)v2, 由机械能守恒定律得:EP1= mv1 ﹣ ?(m+m)v2 , 解得:EP1= mgh; (2)弧形槽不固定,物块 A 下滑过程,物块 A 与弧形槽系统机械能守恒,在水平方向动量守 恒, 以向右为正方向,在水平方向,由动量守恒定律得:mv3﹣mv4=0, 由机械能守恒定律得: mv3 + mv4 =mgh,
2 2 2 2 2

A、B 系统动量守恒,由动量守恒定律得:mv3=(m+m)v5, 由机械能守恒定律得:EP2= mv3 ﹣ ?(m+m)v5 , 解得:EP2= mgh; 答: (1)弹簧能获得的最大弹性势能为 mgh; (2)若弧形槽不固定,则物块 A 滑下后,与弹簧相碰,弹簧获得的最大弹性势能又为 mgh. 【点评】本题考查了求弹簧的弹性势能,分析清楚物体运动过程、应用机械能守恒定律与动 量守恒定律即可正确解题.
2 2


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