2021届重庆市高三上学期物理第一次联合诊断检测试卷含答案
展开 高三上学期物理第一次联合诊断检测试卷
一、单项选择题
1.真空中,在x轴的坐标原点O和坐标为x=d的P处,分别固定带电量为+4q和-q的两个点电荷,如下列图。x轴上场强大小为零的坐标位置是〔 〕
A. B. C. D.
2.2021年12月1日23时11分,嫦娥五号探测器成功着陆在月球的预选着陆区,并传回着陆影像图,引起人们极大关注,月球质量是地球质量的m倍,月球半径是地球半径的n倍,假设某探测器绕地球和月球的运动均可视为匀速圆周运动,那么该探测器近月运行速度与近地运行速度大小之比为〔 〕
A. B. C. D.
3.如下列图,直流电源E的内阻r≠0,滑动变阻器的滑片P位于ab中点,闭合开关S后,电源输出功率为P1 , 电源总功率为P2 , 电源的效率为 。滑片P向a端滑动过程中,以下说法一定正确的选项是〔 〕
A. P1增大 B. P1减小 C. 增大 D. 减小
4.如下列图,两平行板间有匀强电场,不同带电离子先后以相同初速度v0 , 从平行板左侧中央沿垂直电场方向射入,粒子均不与板碰撞,粒子重力不计。设粒子质量为m,带电荷量为q,从平行板右侧离开时偏转距离为y,那么以下说法正确的选项是〔 〕
A. y与q成正比 B. y与q成反比 C. y与 成正比 D. y与 成反比
5.甲、乙两质点同时从x=0处出发沿x轴正方向做直线运动。甲、乙运动速度v与位移x的关系如下列图,其中甲的图线为抛物线的一局部〔该抛物线顶点在坐标原点且关于x轴对称〕,乙的图线为与x轴平行的直线。由图可知,以下说法正确的选项是〔 〕
A. 甲做加速度为1m/s的匀加速直线运动 B. 出发后1s,甲速度大小为3m/s
C. 两质点在x=3m处相遇 D. 两质点相遇时,甲速度大小为6m/s
6.如下列图,重量为G的直杆AB静置在水平固定的光滑半球形碗内,直杆与水平方向夹角α=30°。直杆A端受到碗的作用力大小为〔 〕
A. B. C. D.
7.内壁光滑的圆环管道固定于水平面上,图为水平面的俯视图。O为圆环圆心,直径略小于管道内径的甲、乙两个等大的小球〔均可视为质点〕分别静置于P、Q处,PO⊥OQ,甲、乙两球质量分别为m、km。现给甲球一瞬时冲量,使甲球沿图示方向运动,甲、乙两球发生弹性碰撞,碰撞时间不计,碰后甲球立即向左运动,甲球刚返回到P处时,恰好与乙球再次发生碰撞,那么〔 〕
A. k= B. C. k=2 D. k=5
8.以下说法正确的选项是〔 〕
A. 对一定质量的理想气体加热,其内能一定增大
B. 理想气体放出热量,其分子的平均动能一定减小
C. 可以从单一热源吸收热量,使之完全转变为功而不发生其他变化
D. 一定质量的理想气体,当它的压强、体积都增大时,其内能一定增大
9.如下列图,在直角坐标系xOy中,位于坐标原点O的振源振动产生沿x轴正向传播的简谐横波,振幅为A,M、N为x轴上相距d的两质点。t=0时,振源开始沿-y方向振动;t=t0时,振源第一次到达y=A处,此时质点M开始振动;当质点M第一次到达y=-A处时,质点N开始振动。那么该简谐横波的传播速度大小为 ( )
A. B. C. D.
二、多项选择题
10.无动力翼装飞行是一种专业的极限滑翔运动,飞行者运用肢体动作来掌控滑翔方向,进行无动力空中飞行。某翼装飞行者在某次行过程中,在同一竖直面内从A到B滑出了一段圆弧,如下列图。该段运动可视为匀速圆运动的一局部,关于该段运动,以下说法正确的选项是〔 〕
A. 飞行者所受合力为零 B. 飞行者所受重力的瞬时功率逐渐减小
C. 空气对飞行者的作用力的瞬时功率为零 D. 空气对飞行者的作用力做负功
11.如下列图,矩形滑块静置于足够长的光滑水平面上,子弹甲以大小为v的速度从左向右水平射入滑块,从滑块右侧穿出后,完全相同的子弹乙以大小为v的速度从右向左水平射入滑块,设子弹两次穿越滑块过程中所受阻力大小恒定且相同,滑块质量始终保持不变,不计空气阻力,以下说法正确的选项是〔 〕
A. 子弹乙穿出滑块时,滑块速度恰好为零
B. 子弹甲穿越滑块经历的时间比子弹乙穿越滑坡经历的时间长
C. 子弹两次穿越滑块过程中,子弹与滑块系统产生的热量相同
D. 子弹两次穿越滑块过程中,滑块对子弹所做的功相同
12.如下列图,水平固定的粗糙直杆上套有一质量为m的小球。轻弹簧一端固定在O点,另一端与小球相连,弹簧与直杆在同一竖直面内,直杆上有a、b、c、d四点,ab=bc,b在O点正下方,小球在a、d两点时,弹簧弹力大小相等。开始时,小球静止于d点,然后给小球一水平向右的初速度v0 , 小球经过cb两点时速度大小分别为vc、vb , 到达a点时速度恰好减小为0。那么以下说法正确的选项是〔 〕
A. 小球能在a点静止
B. 假设在a点给小球一水平向左的初速度v0 , 小球不能到达d点
C. 假设在a点给小球一水平向左的初速度v0 , 小球经过b点时速度大于vb
D. 假设在a点给小球一水平向左的初速度v0 , 小球经过c点时速度大小为
三、实验题
13.某同学家里有一弹簧拉力器,查阅产品说明书,知道其能承受的最大拉力可达25千克力。该同学利用在超市购置的标注有质量为m0〔大约几千克〕的物品,将该弹簧拉力器改装成一个弹簧秤。
操作步骤如下:
⑴将弹簧拉力器紧靠刻度尺竖直悬挂,标记拉力器下端位置O。
⑵将质量为m0的物品挂在拉力器下端,待物品静止时,测出拉力器下端相对O点下移的距离h0。
⑶如果己知当地重力加速度为g,根据前面测量数据可计算拉力器的劲度系数k=________。
⑷据此可得出,在拉力器弹性限度内,如果在拉力器下端挂上待测物品并静止时,拉力器下端相对O点下移的距离为h,那么待测物品的质量m=________。
⑸弹簧拉力器自身质量较大不能忽略,对上述测量________〔填“有〞或“无〞〕影响。
14.某学习小组将一内阻为1200Ω、量程为250μA的微安表改装为量程为1.0mA的电流表,后又把该电流表改装为一多挡位欧姆表。
〔1〕把该微安表改装为量程为1.0mA的电流表需要________〔填“串联〞或“并联〞〕阻值R0=________Ω的电阻。
〔2〕取一电动势为1.5V、内阻较小的电源和调节范围足够大的滑动变阻器,与改装所得1.0mA的电流表连接成如图1所示欧姆表,其中a为________〔填“红〞或“黑〞〕表笔,改装表盘后,正确使用该欧姆表测量某电阻的阻值,示数如图2所示,图2所测电阻为________Ω。
〔3〕利用两定值电阻R1、R2〔R1<R2〕,将该欧姆表改装成如图3所示含有“×1〞“×10〞“×100〞三个挡位的欧表,其中“1〞为________档。
四、解答题
15.某人参加户外活动,水平轻绳一端固定,人手握轻绳另一端从静止开始无初速度运动,到最低点时松开轻绳,最后落到水平地面上。如下列图,将这一过程简化:长度为L的不可伸长的轻绳一端固定于O点,另一端栓接一质量为m的小球〔可视为质点〕,O点距离水平地面高度为H〔L<H〕,将轻绳水平拉直,使小球从静止开始无初速度释放,小球到达最低点时与轻绳脱离,最后落到水平地面上,重力加速度为g,不计空气阻力。求:
〔1〕小球落地前瞬时速度大小;
〔2〕如果L大小可以改变〔L仍小于H〕,其他条件不变,求小球落地点与O点的最大水平距离。
16.如下列图,绝缘平板A静置于水平面上,带电荷量q=2×10-4C的物块B〔可视为质点〕置于平板最左端。平板质量M=2kg,物块质量m=1kg,物块与平板间动摩擦因数μ1=0.5,平板与水平面间动摩擦因数μ2=0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。t=0时,空间提供水平向右的匀强电场〔图中未画出〕,场强大小为E=5×104N/C;t=1s时,电场反向变为水平向左,场强大小不变;t=1.5s时,撤去电场。整个过程中物块的电荷量保持不变,物块始终未离开平板,不计空气阻力,不考虑因电场变化产生的磁场影响,重力加速度取g=10m/s2.求:
〔1〕t=ls时,物块和平板的速度大小;
〔2〕平板长度至少为多少?
〔3〕整个过程中,电场力对物块所做的总功。
17.如下列图,用打气筒通过细导管向一容器打气。向上提打气筒活塞时,空气自由进入打气筒内部;当活塞下压到一定程度时,打气筒内气体全部被压到容器内部。打气之前,容器内原有空气的压强与外界大气压强p0相同、体积为V,活塞每次上提后进入打气筒内的气体体积为0.5V,打气过程中气体温度不变,容器内部体积不变,气体只能单向从打气筒中进入容器,细导管内气体体积可忽略不计。求:
〔1〕第1次打气完成后,容器内气体压强;
〔2〕假设打气筒活塞每次上提的高度为h,第n次打气时,下压活塞到离筒底高度为多少时才能将气体打入容器内部?
18.图为空气中半径为R的半圆柱体玻璃砖的横截面,O为圆心,A、B为直径边两端,足够长的直屏紧靠B点并与AB边垂直。一单色细光束对准圆心O从圆弧边入射,当光束与AO夹角为60°时,在屏上形成上、下两个光斑P和Q〔图中未画出〕;当光束逆时针转动至与AO夹角为45°时,屏上恰好只有一个光斑。求:
〔1〕玻璃砖对该光束的折射率;
〔2〕屏上P、Q两光斑之间的距离d。
答案解析局部
一、单项选择题
1.【解析】【解答】在轴上, 区域,+4q产生的场强始终大于-q产生的场强,所以在此区域内场强大小不可能为零, 区域内,+4q产生的场强与-q产生的场强方向相同,均向右,所以在此区域内场强大小也不可能为零,场强为零的点只能在P点右侧,设坐标位置为x,根据公式
解得
故答案为:D。
【分析】利用两同夹一异,两大夹一小可以判别场强为0的位置,结合平衡条件和库仑定律可以求出对应的坐标。
2.【解析】【解答】设地球质量为M,半径为R,根据万有引力提供向心力
解得探测器近地运行速度大小
同理得探测器近月运行速度
解得
故答案为:A。
【分析】利用引力提供向心力可以求出线速度的表达式,结合半径和质量之比可以求出近地和近月速度的比值。
3.【解析】【解答】AB.当外电阻与内电阻相等时电源输出功率最大,由于不确定R与r大小关系,所以不能判断P1一定如何变化,AB不符合题意;
CD.滑片P向a端滑动过程中,电路外电阻R增大,由
知η增大,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】由于不知道内外电阻的大小所以不能判别电源输出功率的变化;利用外电阻和总电阻的比值可以判别效率的大小变化。
4.【解析】【解答】带电粒子在电场中做类平抛运动,有
故答案为:C。
【分析】带电粒子在电场中做类平抛运动,利用类平抛的位移公式可以求出偏转位移的表达式,进而判别其影响因素。
5.【解析】【解答】A.根据 ,可知, ,故该抛物线顶点在坐标原点 ,图像过3,3,带入解得 ,A不符合题意;
B.出发后1s,甲速度大小为
B不符合题意;
C.在x=3m处,甲速度到达3m/s,需要时间为2s,此时间内,乙的位移为
故此时未相遇,C不符合题意;
D.两质点相遇时,
解得:
此时,甲速度大小为
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】利用速度位移公式可以求出甲的加速度大小,结合速度公式可以求出甲的速度大小;利用位移公式可以求出两者相遇的位置;利用相遇所花时间可以求出甲相遇时速度的大小。
6.【解析】【解答】受力分析如图
根据正弦定理有
解得
故答案为:A。
【分析】利用杆的平衡条件结合矢量三角形定那么可以求出碗对直杆A端的作用力大小。
7.【解析】【解答】设甲球初速度为v0 , 初始时两球间的弧长为l,那么管道长为4l,设碰撞后甲、乙小球速度大小分别为v1、v2 , 两球发生弹性碰撞,由动量守恒定律得
由机械能守恒得
由于再次碰撞,那么有
联立方程,解得
故答案为:B。
【分析】利用碰撞过程的动量守恒定律及能量守恒定律结合碰后速度的大小可以求出k值的大小。
8.【解析】【解答】A.对一定质量的理想气体加热时,气体可以通过热传递向外传热,使其温度降低,内能减小,A不符合题意。
B.一定质量的理想气体放出热量,如果外界对气体做功,那么气体内能可能增加,温度升高,分子的平均动能增加,B不符合题意。
C.热力学第二定律可以表示为:不可能从单一热源取热,使之完全变为功而不引起其它变化。C不符合题意;
D.一定质量的理想气体,当压强、体积都增大时,根据 ,气体的温度一定升高,那么分子总动能一定增大;因理想气体分子势能不计,故气体内能一定增加;D符合题意;
故答案为:D。
【分析】对理想气体加热,但不能判别系统做功情况不能判别气体内能的变化;理想气体放出热量后内能不确定变化所以不能判别温度的变化;不能从单一热源吸收热量使之完全转化为功而不产生其他变化。
9.【解析】【解答】由题意可知,从M传到N所需要的时间为 ,那么有
故答案为:C。
【分析】利用传播的距离和传播的时间可以求出传播的速度大小。
二、多项选择题
10.【解析】【解答】A.飞行者做匀速圆周运动,那么所受合力不为零,A不符合题意;
B.根据PG=mgvy
可知,从A到B,竖直分速度减小,那么飞行者所受重力的瞬时功率逐渐减小,B符合题意;
CD.飞行员受竖直向下的重力和空气阻力作用,合力方向指向圆心,那么空气阻力方向与速度方向夹角大于90°,根据Pf=fvcosθ
可知空气对飞行者的作用力的瞬时功率不为零,空气对飞行者的作用力做负功,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】飞行器做匀速圆周运动那么合力不等于0;利用竖直方向速率的变化可以判别重力瞬时功率的变化;利用空气阻力的方向可以判别瞬时功率的大小及空气阻力做功的情况。
11.【解析】【解答】AD.子弹两次穿越滑块过程中,子弹位移大小不同,滑块对子弹所做的功不同,那么两颗子弹穿出木块后速度不相等;因在整个过程中,两颗子弹和木块系统总动量为零,那么两颗子弹穿出后因两颗子弹的总动量不为零,那么滑块的动量也不为零,即滑块的速度不为零,AD不符合题意。
B.子弹乙与滑块相对初速度大,子弹甲穿越滑块经历的时间比子弹乙穿越滑块经历的时间长,B符合题意;
C.子弹两次穿越滑块过程中,子弹与滑块相对位移大小相同,子弹与滑块系统产生的热量 , 由于阻力和相对位移相同,所以热量相同,C符合题意;
故答案为:BC。
【分析】利用子弹穿出的动量不等于0可以判别滑块的速度不等于0;利用相对速度的大小可以判别子弹穿过木块所花时间的大小;利用摩擦力和相对位移的大小可以判别摩擦力产生的热量;由于子弹的位移不同所以其滑块对子弹做功大小不同。
12.【解析】【解答】A.小球开始时静止于d点,那么Ffd≤μFNd , 假设小球可以在a点静止,由受力分析可知,小球在d点受到的支持力FNd小于在a点受到的支持力FNa , 小球在d点受到的摩擦力大于小球在a点受到的摩擦力,一定有Ffa<μFNa , 那么小球在a点静止,A符合题意;
B.在d点和a点弹簧弹力大小相等,弹簧的弹性势能相等,因此弹簧在a、c、d位置,弹性势能均相等,由能量守恒可知,设小球从d到a运动中克服摩擦力做功W1 , 满足
假设在a点给小球一水平向左的初速度v0 , 那么小球从a点到d点运动中克服摩擦力做功也为W1 , 同样满足
因此小球可以到达d点,B不符合题意;
C.设小球从d到b运动中克服摩擦力做功W2 , 小球从a到b运动中克服摩擦力做功W3 , 设b点弹簧的弹性势能为Eb , 小球从d到b运动中,有
同理小球从a到b运动中,有
由于W2>W3
所以vb
D.小球从c到a运动中,有
小球从a到c运动中,设小球经c点时速度大小为vc',有
由于Wfca=Wfac
解得
D符合题意。
故答案为:ACD。
【分析】利用支持力的大小可以比较摩擦力的大小,利用水平方向的受力分析可以判别小球可以静止在a点;利用动能定理可以判别小球经过b点的速度大小及能够到达d点;利用小球从c到a及从a到c的动能定理可以求出小球经过c点的速度大小。
三、实验题
13.【解析】【解答】(3)对物体m0进行受力分析,得
解得 (4)对待测物体进行受力分析,得
解得 (5)弹簧拉力器自身质量对挂上物体后的伸长量没有影响,所以对测量结果没有影响。
【分析】〔3〕利用重力等于弹力结合胡克定律可以求出劲度系数的大小;
〔4〕利用平衡方程结合胡克定律可以求出待测物体的质量;
〔5〕弹簧拉力器本身的质量对挂上物体后伸长量没有影响所以对测量结果没有影响。
14.【解析】【解答】(1)]连接的电阻起分流作用,所以是并联,根据并联电路的特点可得 解得 (2)由图可知,电流由a回到电源负极,所以a为红表笔。根据电源及电流表量程可知,欧姆表内阻为
结合中值电阻刻度可知,该多用表倍率为×100,所以待测电阻阻值为600 。(3)由(2)可知,不接电阻时,欧姆表的倍率为“×100〞。因为R1<R2 , 所以电键接“1〞,电流表量程较大,表头内阻变小,而表头内阻是等于中值电阻刻度与倍率的乘积,所以倍率最小。
【分析】〔1〕把微安表改装为电流表需要并联一个电阻,利用欧姆定律结合并联电路的特点可以求出并联电阻的大小;
〔2〕利用红进黑出可以判别表笔的颜色;利用中值电阻结合欧姆定律可以判别多用电表的倍率;利用示数和档数可以求出电阻的大小;
〔3〕利用表头内阻为中值电阻与倍率的乘积可以判别“1〞的挡位。
四、解答题
15.【解析】【分析】〔1〕小球下落过程机械能守恒,利用机械能守恒定律可以求出小球落地时速度的大小;
〔2〕小球从释放点到最低点过程机械能守恒,利用机械能守恒定律可以求出小球到达最低点的速度,接着小球做平抛运动,利用平抛运动的位移公式可以求出最大的水平距离。
16.【解析】【分析】〔1〕物块和木板在电场中做匀加速直线运动,利用牛顿第二定律可以求出各自的加速度大小,结合速度公式可以求出两者的末速度的大小;
〔2〕两者在1s内做匀加速直线运动,利用位移公式可以求出两者的位移,当电场反向时,利用牛顿第二定律可以求出物块的加速度大小,利用速度公式可以求出两者共速的时间,结合位移公式可以求出物块相对于平板的位移大小;
〔3〕物块与平板共速后,利用牛顿第二定律可以求出物块匀减速的加速度大小;结合速度公式可以求出减速的时间,再利用电场力及运动的位移可以求出电场力对物块做功的大小。
17.【解析】【分析】〔1〕打气筒打气后,容器内壁的气体发生等温变化,利用理想气体的状态方程结合温度不变可以求出打气后气体的压强大小;
〔2〕气体在第n次打气后,发生了等温变化;利用理想气体的状态方程可以求出内部气体的压强;利用压强相等可以求出下压活塞到力筒底的高度。
18.【解析】【分析】〔1〕光束旋转后在界面上发生全发射,利用临界角的大小可以求出折射率的大小;
〔2〕光束在界面发生反射与折射时出现两个光斑;利用折射定律可以求出折射角的大小;再利用几何关系可以求出PQ之间的距离。
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