海南省昌江县部分学校2023届高三下学期联合质检(二模)物理试卷(含答案)
展开一、单选题
1.下列物理量中用国际单位制的基本单位表示,且是矢量的是( )
A.B.C.D.
2.将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后,再用细线l悬挂于O点,如图所示。用力F拉小球b,使两个小球都处于静止状态,且细线l与竖直方向的夹角保持,则F的最小值为( )
A.B.mgC.D.
3.氡气有天然放射性,其衰变产生的粒子可对人的呼吸系统造成辐射损伤.氡衰变方程为,衰变过程中同时产生γ射线,半衰期为3.8天,以下说法正确的是( )
A.该衰变过程为β衰变
B.对一个特定的氡核,在3.8天内一定会衰变
C. γ射线是由处于高能级的核向低能级跃迁时产生的
D.衰变后,核与X粒子的质量之和等于衰变前核的质量
4.如图,正点电荷放在O点,图中画出了该电荷电场八条对称分布电场线,以其中一条电场线上的点为圆心画一个圆,与电场线分别相交于点a、b、c、d、e和f,下列说法正确的是( )
A.b、f两点的电场强度相同
B.a点电势比d点电势高
C.c、b两点间电势差小于c、f两点间电势差
D.电子沿圆周由e到b与由c到b,电场力做功相等
5.在人类对微观世界进行探索的过程中,科学实验起到了非常重要的作用.下列说法与历史事实不符的是( )
A.密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值
B.康普顿效应表明光子只具有能量,不具有动量
C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出钋(P)和镭(Ra)两种新元素
D.爱因斯坦在光电效应的基础上,提出了光子说
6.将一个小球从倾角为α的足够长的斜面顶端,以初速度向下坡方向水平抛出。经历一定时间小球打到斜面,不计空气阻力,对上述过程,下列说法中正确的是( )
A.飞行时间与初速度大小无关
B.飞行时间与初速度大小成反比
C.若小球打到斜面上时的速度与水平方向成θ角,则
D.若小球打到斜面上时的速度与水平方向成θ角,则
7.一列波以速率v传播,如图所示,时刻的波形为实线,时刻的波形为虚线,两时刻之差,且小于一个周期T,下列各组判断中正确的是( )
A.B.
C.D.
8.如图所示,一个质量为M木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个质量为m的小木块,现使木箱获得一个向左的初速度,则( )
A.小木块和木箱最终都将静止
B.木箱速度为零时,小木块速度为
C.最终小木块速度为,方向向左
D.木箱和小木块系统机械能最终损失
二、多选题
9.我国“天宫一号”圆满完成相关科学实验,于2018年“受控”坠落,若某航天器变轨后仍绕地球做匀速圆周运动,但变轨后的周期减小为原来的,不考虑航天器质量的变化,则变轨后,下列说法正确的是( )
A.航天器的轨道半径变为原来的
B.航天器的动能变为原来的2倍
C.航天器的向心加速度变为原来的8倍
D.航天器的角速度变为原来的8倍
10.如图所示,一理想变压器的原、副线圈匝数分别为匝和匝,将原线圈接在输出电压的交流电源两端。副线圈上只接有一个电阻R,与原线圈串联的理想交流电流表的示数为。下列说法中正确的是( )
A.变压器副线圈中电流的有效值为
B.电阻R两端电压的有效值为
C.电阻R的电功率为
D.穿过变压器铁芯的磁通量变化率的最大值为
11.下列说法正确的是( )
A.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动
B.气体对容器壁的压强是大量气体分子不断碰撞器壁产生的
C.第二类永动机是不可能制成的,因为它违反了能量守恒定律
D.一定质量的理想气体,当气体等温膨胀时,气体要对外界放热
E.物体的温度越高,分子的平均动能越大
12.如图所示,光滑水平面上有一小车,小车上有一物体,用一细线将物体系于小车的A端,物体与小车A端之间有一压缩的弹簧,某时刻线断了,物体沿车滑动到B端粘在B端的油泥上.则下述说法中正确的是( )
A.若物体滑动中不受摩擦力,则全过程机械能守恒
B.若物体滑动中有摩擦力,则全过程系统动量守恒
C.小车的最终速度与断线前不同
D.全过程系统的机械能不守恒
13.如图所示,光滑“∏”形金属导体框平面与水平面的夹角为θ,两侧对称,间距为L,上端接入阻值为R的电阻。ab以上区域内有垂直于金属框平面磁感应强度为B的匀强磁场。质量为m的金属棒MN与金属框接触良好,由图示位置以一定的初速度沿导轨向上运动,进入磁场区域后又继续上升一段距离但未碰及电阻R。已知金属棒上升、下降经过ab处的速度大小分别为,不计金属框、金属棒电阻及空气的阻力。下列说法中正确的是( )
A.金属棒上升时间等于下降时间
B.的大小可能大于
C.上升过程中电阻R产生的焦耳热较下降过程的大
D.金属棒上升、下降经过ab处的时间间隔为
三、填空题
14.如图,游标(20分度)卡尺读数为_____mm;螺旋测微器的读数为_____mm。
四、实验题
15.某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验,设计了如图(a)所示的实验装置。他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,然后在弹簧下端依次挂1、2、3、4、5个钩码,待静止时,测出弹簧相应的总长度,每只钩码的质量都是10g。实验数据见下表。(弹力始终未超过弹性限度,g取10N/kg)
(1)试根据这些实验数据,在给定的如图(b)所示的坐标纸上,作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度l之间的函数关系图像。
(2)图像跟坐标轴交点的物理意义是______。该弹簧的劲度系数k是______N/m。
16.甲同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时,使用的小灯泡标有“6V;3.4W”,其他可供选择的器材有:
A.电压表V(量程6V,理想电压表)
B.电流表(量程3A,内阻0.2Ω)
C.电流表(量程0.3A,内阻2Ω)
D.定值电阻R(2Ω)
E.定值电阻(10Ω)
F.滑动变阻器R(,2A)
G.学生电源E()
H.开关S及导线若干
(1)实验过程中要使电表的指针尽量超过量程的,除了A、F、G、H外,以上器材中还需______(填器材前的字母)。
(2)请使用以上选择的实验器材,在图甲的方框内完成实验电路设计,要求能够完整的描绘出小灯泡的伏安特性曲线。
(3)通过实验测得小灯泡两端的电压U和通过它的电流I,绘成的一部分关系曲线如图乙所示。若该型号相同的两个小灯泡并联后接在电动势为6V、内阻为6Ω的电源两端,则每个小灯泡实际消耗的功率约为______W(保留两位有效数字)
(4)乙同学又用欧姆表测量了该小灯泡的电阻,在测量时不小心红黑表笔互换了插孔,这样______(填“会”或“不会”)影响测量结果;重新正确操作,欧姆表的指针如图丙所示,你认为乙同学选择的倍率为_____(选填“”)。
五、计算题
17.一半圆形玻璃砖的横截面如图所示半圆的半径为R、圆心为O。一光线DE沿横截面从直径AB上的E点以入射角经玻璃砖折射后,射到圆弧AB上的F点(图中未画出)恰好发生全反射。已知玻璃砖对该光线的折射率,求:
(1)光线DE在直径AB上发生折射的折射角r;
(2)O、E两点间的距离x。
18.如图所示水平传送带A、B两端点相距,以的速度顺时针运转.今将一小物块(可视为质点)无初速度地轻放至A点处,已知小物块与传送带间的动摩擦因数为0.2,求:小物块由A端运动至B端所经历的时间.(g取)
19.如图所示,粒子源S可以不断地产生质量为m、电荷量为的粒子(重力不计)。粒子从孔漂进(初速不计)一个水平方向的加速电场,再经小孔进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域,电场强度大小为E,磁感应强度大小为,方向如图。虚线PQ、MN之间存在着水平向右的匀强磁场,磁感应强度大小为(图中未画出)。有一块折成直角的硬质塑料板abc(不带电,宽度很窄,厚度不计)放置在PQ、MN之间(截面图如图),a、c两点恰在分别位于PQ、MN上,。现使粒子能沿图中虚线进入PQ、MN之间的区域。
(1)求加速电压;
(2)假设粒子与硬质塑料板相碰后,速度大小不变,方向变化遵守光的反射定律。粒子在PQ、MN之间的区域中运动的时间和路程分别是多少?
参考答案
1.答案:B
解析:A选项表示功率,不是矢量;B选项表示加速度,单位为基本单位组成,满足题意;C选项表示电场强度,但不是基本单位组成;D选项表示电阻,为标量。
故本题选B。
2.答案:B
解析:将两小球视为整体受力分析,并合成矢量三角形
可知当F与绳子拉力垂直时,有最小值
故B正确,ACD错误。
故选B。
3.答案:C
解析:A、根据电荷数守恒、质量数守恒得,X的电荷数为2,质量数为4,为α粒子,故A错误;
B、半衰期是大量粒子统计学结果,不能用在少量原子上,故B错误;
C、γ射线一般随着α或β射线产生,是由处于高能级的核向低能级跃迁时产生的,故C正确;
D、衰变过程中质量数和电荷数守恒,但质量有亏损,故核与X粒子的质量之和小于衰变前核的质量,故D错误;
故选C。
4.答案:D
解析:A.由图看出,b、f两点电场强度的大小相等,但方向不同,而电场强度是矢量,所以b、f两点的电场强度不同,故A错误;
B.根据顺着电场线电势逐渐降低可知,离点电荷O越远,电势越低,故a点电势低于d点电势,故B错误;
C.根据对称性可知,b、c两点间电势差与e、f两点间电势差都等于零,故C错误;
D.e到b与由c到b的电势差相等,所以电场力做功相等,故D正确。
故选D。
5.答案:B
解析:A.密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值,A正确,不符合题意;
B.康普顿效应表明光子不仅具有能量还具有动量,B错误,符合题意;
C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出钋(P)和镭(Ra)两种新元素,C正确,不符合题意;
D.爱因斯坦在光电效应的基础上,提出了光子说,D正确,不符合题意。
故选B。
6.答案:D
解析:AB.小球在竖直方向有
小球在水平方向有
根据几何关系有
解得
可知小球行时间与初速度大小成正比关系,AB错误;
CD.小球打到斜面上时,对速度分解有
结合上述解得
C错误,D正确。
故选D。
7.答案:B
解析:已知,则根据波形的平移得知,波传播的时间
由图像可知,当波向右传播时,波传播的时间,则周期为,再由波长为,可得波速
当波向左传播时,波传播的时间,则周期为,可得
ACD错误,B正确。
故B正确。
8.答案:C
解析:A.系统所受外力的合力为零,动量守恒,初状态木箱有向左的动量,小木块动量为零,故系统总动量向左,系统内部存在摩擦力,阻碍两物体间的相对滑动,最终相对静止,由于系统的总动量守恒,不管中间过程如何相互作用,根据动量守恒定律,最终两物体以相同的速度一起向左运动.故A错误;
B.规定向左为正方向,根据动量守恒
可得
故B错误;
C.最终两物体速度相同,由动量守恒得
则得
方向向左,故C正确;
D.木箱和小木块系统机械能最终损失
故D错误。
故选C。
9.答案:AD
解析:A、根据可知轨道半径变为原来的四分之一,故A正确;
B、根据可知,故动能变为原来的4倍,故B错误;
C、根据可知,故向心加速度变为原来的16倍,故C错误;
D、根据可知角速度变为原来的8倍,故D正确;
故选AD.
10.答案:BCD
解析:A.原线圈中的电流表示数是其电流有效值,原副线圈的电流比等于匝数比的反比,即
故原线圈的电流有效值为
A错误;
B.由变压器原理可知,原副线圈的电压比等于匝数比,即
原线圈的电压最大值是,所以有效值是,电压有效值之比等于原副线圈匝数比,故副线圈的有效电压为,即为电阻两端电压的有效值,B正确;
C.电阻R的电功率为
C正确;
D.由于,穿过变压器铁芯的磁通量变化率的最大值为
D正确。
故选BCD。
11.答案:ABE
解析:A.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,选项A正确。
B.气体对容器壁的压强是大量气体分子不断碰撞器壁产生的,选项B正确。
C.第二类永动机是不可能制成的,因为它违反了热力学第二定律,不违反能量守恒定律,选项C错误。
D.一定质量的理想气体,当气体等温膨胀时,内能不变,对外做功,根据热力学第一定律可知,气体要吸收热量,选项D错误。
E.温度是气体分子平均动能的标志,物体的温度越高,分子的平均动能越大,选项E正确。
故选ABE。
12.答案:BD
解析:物体与橡皮泥黏合的过程,发生非弹性碰撞,系统机械能有损失,所以全过程系统的机械能不守恒,A错误D正确;
取小车、物体和弹簧为一个系统,则系统水平方向不受外力(若物体在滑动有摩擦力,为系统的内力),全过程系统的动量守恒,B正确;
取系统的初速度方向为正方向,根据动量守恒定律可知,物体沿车滑动到B端粘在B端的油泥上后系统共同的速度与初速度是相同的,C错误。
13.答案:CD
解析:A.金属棒运动过程受重力、支持力和安培力作用;重力和支持力的合力沿斜面向下,大小为;由楞次定律可知:进入磁场区域前,安培力为零;进入磁场区域后,金属棒上升时,安培力方向沿斜面向下;金属棒下落时,安培力方向沿斜面向上;故上升时的加速度大于下滑时的加速度,那么根据位移相等可得:金属棒上升时间小于下降时间,故A错误;
B.设时间为t时,金属棒的速度为v,那么电动势
故金属棒受到的安培力
金属棒下滑过程,受到最大时,安培力,然后金属棒匀速运动;故
所以
故B错误;
C.上升时的加速度大于下滑时的加速度,那么,在同一位置时,上升速度大于下滑速度,故上升时安培力大于下滑时安培力,那么,上升时克服安培力做的功比下滑时大;根据能量守恒可得:克服安培力做的功转化为电阻R产生的焦耳热,故上升过程中电阻R产生的焦耳热较下降过程的大,故C正确;
D.金属棒上升、下降过程只受重力、支持力、安培力作用,设上滑最大位移为s,则分别应用动量定理可得
故金属棒上升、下降经过ab处的时间间隔为
故D正确;
故选CD。
14.答案:50.15;0.615/0.614/0.616
解析:游标卡尺的读数为
螺旋测微器的读数为
15.答案:(1)
(2)弹簧的自由长度;20
解析:(1)根据实验数据在坐标纸上描出的点,基本上在同一条直线上。可以判定F和l间是一次函数关系。画一条直线,使尽可能多的点落在这条直线上,不在直线上的点均匀地分布在直线两侧;
(2)该图线跟横轴交点的横坐标表示弹力为零时弹簧的长度,即为弹簧的自由长度;
根据图象求出弹簧劲度系数为
16.答案:(1)CD
(2)
(3)0.63()
(4)不会;
解析:(1)实验要描绘小灯泡的伏安特性曲线,需要电压表和电流表,电压表量程6V,与电源电压、小灯泡额定电压完全匹配;由可得小灯泡的额定电流为
用电流表与定值电阻R并联改装出一量程为0.60A的电流表来测小灯泡的电流。所以还需要的器材为:CD。
(2)由于电压表是理想电压表,所以电流表外接,实验要求小灯泡两端电压尽可能调节范围足够大,滑动变阻器采用分压式接法,电路图如下。
(3)两个小灯泡并联后接在电动势为6V,内阻为6Ω的电源两端,设每个灯泡上的电流为I,则通过电源的电流为2I,由闭合电路欧姆定律得
代入数值可得
在坐标系内作出图线如图所示,由图示图像可知,灯泡电压与电流分别是,每个灯泡实际功率
(4)把红黑表笔互换了插孔,不会影响电阻的测量结果;
小灯泡正常发光时的电阻为
欧姆表指针刻度读数约为1.1,用欧姆表测出的是小灯泡冷态电阻,明显小于正常发光时的电阻10.6Ω,所以倍率不可能是“”,应为“”。
17.答案:(1)(2)
解析:(1)光线在玻璃砖中的光路(部分)如图所示
根据折射定律有
解得
(2)设光线在玻璃中发生全反射的临界角为C,有
在中,根据正弦定理有
解得
18.答案:4s
解析:设小物块做匀加速直线运动的加速度大小为a,位移为,时间为。
由题意得
得
由,得
则
因,故小物块在传送带上先加速,当速度达到后,随传送带一起做匀速直线运动,直至运动到B端.
设小物块做匀速直线运动的位移s2,时间为t2.则由上得
所以小物块从A端运动到B端所用的时间为:
19.答案:(1)(2),
解析:(1)粒子源发出的粒子,进入加速电场被加速,速度为,根据动能定理得
要使粒子能沿图中虚线进入PQ、MN之间的区域,则粒子所受到向上的洛伦兹力与向下的电场力大小相等,即
联立可得
(2)粒子从以速度进入PQ、MN之间的区域,先做匀速直线运动,打到板上部,反弹后以大小为的速度垂直于磁场方向运动,粒子将以半径R在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动,转动一周后打到ab板的下部,由于不计板的厚度,所以粒子从第一次打到ab板到第二次打到ab板运动的时间为粒子在磁场中运动一周的时间,即周期T。粒子被ab板的下部反弹后速度向右,接下来向右做匀速直线运动,打到bc板下部;反弹后以大小为的速度垂直于磁场方向运动,粒子将以半径R在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动,转动一周后打到bc板的上部;反弹后速度向右,接下来向右做匀速直线运动飞出PQ、MN之间的区域。
粒子做匀速圆周运动有
解得
粒子在PQ、MN之间的区域,做圆周运动的时间
做圆周运动的路程
粒子在PQ、MN之间的区域,做匀速直线运动的时间
做直线运动的路程
则粒子在PQ、MN之间的区域,运动的时间
运动的路程
钩码质量/g
0
10
20
30
40
50
弹簧总长度/cm
5.00
5.50
6.00
6.50
7.00
7.50
弹力大小/N
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
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