2022届内蒙古两市联考高三10月质量检测物理试题
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这是一份2022届内蒙古两市联考高三10月质量检测物理试题,共27页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年度高三10月联考质量监测
物理试卷
(试卷总分:110分 考试时间:90分钟)
注意事项:
1。 答题时,务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2。 答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其他答案标号。
3。 答非选择题时,必须使用黑色墨水笔或黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4。 所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
5。 考试结束后,只将答题卡交回。
一、选择题:本题共10小题,共50分。在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一项符合题目要求,每小题5分;第7~10小题有多项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 有一种新的交通工具,为了增加乘客乘车的舒适度,座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图所示,当此车减速上坡时,则乘客(仅考虑乘客与水平面之间的作用)( )
A. 处于超重状态 B. 不受摩擦力的作用
C. 受到向后(水平向左)的摩擦力作用 D. 所受合力竖直向上
2. 2019年上映的美国科幻大片《星际探索》讲述的是:地球上接连出现神秘怪象,科学家发现某种失控的反物质反应正在威胁整个太阳系,人类生存极度堪忧……据科学家论证,太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应,当太阳内部达到一定温度时,会发生“核燃烧”,其中“核燃烧”的核反应方程为γ,方程中表示某种粒子,是不稳定的粒子,其半衰期为,则下列说法不正确的是( )
A. 粒子是
B. 若使的温度降低,其半衰期不会减小
C. 经过,一定质量的占开始时的
D. “核燃烧”的核反应是轻核聚变反应
3. 如图所示,理想变压器输入电压保持不变。若将滑动变阻器的滑动触头向下移动,下列说法正确的是( )
A. 电表不变、的示数增大
B. 电表、的示数都不变
C. 原线圈输入功率减小
D. 电阻消耗电功率增大
4. 空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷,其中Q点处为正电荷,P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示,a、b、c、d、e为电场中的5个点,设无穷远处电势为0,则( )
A. e点的电势大于0
B. a点和b点的电场强度相同
C. b点的电势低于d点的电势
D. 负电荷从a点移动到c点时电势能增加
5. 如图所示,一质量的长方形木板B放在光滑水平地面上,在其右端放一个质量的小木块。给和B大小均为,方向相反的初速度,使开始向左运动,B开始向右运动,始终没有滑离B板。在小木块做加速运动的时间内,木板速度大小可能是( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示,质量均为m=1kg的小物体A和B用轻绳连接,轻绳跨过倾角为30°的固定斜面顶端的定滑轮,滑轮左侧的轻绳方向与斜面方向平行,开始时用手托住A,B恰好位于斜面底端,A离地h=0.8 m。现静止释放A,在B沿斜面上滑的过程中,下列说法正确的是(已知A落地后不反弹,不计一切摩擦和空气阻力,g取10 m/s2)( )
A. 物体A、B组成的系统机械能守恒
B. 物体A落地前一瞬间的速度大小为4m/s
C. 物体B的动量变化量的大小为2kgm/s
D. 物体B沿斜面上滑的最大距离为1.2m
7. 如图所示,直线上方存在着范围足够大的匀强磁场,在边界上的点垂直于磁场且垂直于边界方向同时发射两个相同的粒子1和2,其中粒子1经过点,粒子2经过点。已知、、三点在一条直线上,且,不计粒子的重力及粒子间的相互作用,下列判断正确的是( )
A. 两个粒子的速率之比
B. 两个粒子速率之比
C. 两个粒子同时经过点和点
D. 粒子2在磁场中运动的时间较长
8. 我国首次发射的火星探测器“天问一号”自2020年7月23日成功发射入轨后,2021年2月10日成功被火星捕获,顺利进入环火轨道;5月15日,“天问一号”着陆巡视器顺利软着陆于火星表面。关于“天问一号”的运行,可以简化为如图所示的模型:“天问一号”先绕火星做半径为、周期为的匀速圆周运动,在某一位置A点改变速度,使其轨道变为椭圆,椭圆轨道在点与火星表面相切,设法使着陆巡视器落在火星上。若火星的半径为,则下列说法正确的是( )
A. “天问一号”从圆轨道变为椭圆轨道,机械能增加
B. “天问一号”在圆轨道A点的加速度小于椭圆轨道上A点的加速度
C. “天问一号”从椭圆轨道的A点运动到点所需的时间为
D. “天问一号”在椭圆轨道点的速度大于火星的第一宇宙速度
9. 如图甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别为、(已知)的两物块、相连接,弹簧处于原长,三者静止在光滑的水平面上。现使获得水平向右、大小为的瞬时速度,从此刻开始计时,两物块的速度随时间变化的图像如图乙所示,从图像提供的信息可得( )
A. 到时间内弹簧由原长变化为压缩状态
B. 在时刻,两物块达到共同速度,且弹簧处于压缩状态
C. 时刻弹簧的弹性势能为
D. 在和时刻,弹簧均处于原长状态
10. 如图所示,电源电动势,内阻,滑动变阻器总阻值为,定值电阻,电流表以及电压表、是理想电表。在调整滑动变阻器的过程中,下面说法正确的是( )
A. 电压表读数改变量的大小与电流表读数改变量大小之比为
B. 电压表读数改变量与电流表读数改变量之比为
C. 电阻消耗的最小功率为
D. 电源的最大输出功率为
二、非选择题:共60分。第11~15题为必考题,每个试题考生都必须作答;第16~17题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共45分。
11. 如图甲所示是某研究性学习小组设计的“探究动能定理”的实验装置。他们将光电门固定在直轨道上的点,将拉力传感器固定在质量为的小车上,用不可伸长的细线通过一个定滑轮将小车与钩码相连,钩码的质量为,用拉力传感器记录小车所受拉力的大小,通过光电门记录遮光条通过光电门的时间,结合遮光条的宽度计算出小车通过光电门时的速度。
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度如图乙所示,则___________cm。
(2)不同的钩码通过细线拉同一小车,每次小车都从同一位置(与点之间的距离为的点)由静止释放。用该实验方案___________(填“需要”或“不需要”)满足远大于;___________(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力;只要已知量和测得量满足关系式___________,即可得出做功与速度变化的关系。
12. 某学习小组利用如图1所示的电路测量多用电表内欧姆“×1”挡内部电池的电动势E和多用电表欧姆“×1”挡的内阻r,为滑动变阻器,V为电压表(量程0~2V,内阻约)。实验步骤如下:
(1)将多用电表选择开关调到“×1”挡,将图1中多用电表的黑表笔与_______(填“1”或“2”)端相连。
(2)两表笔与1、2正确连接后,改变滑动变阻器接入电路的阻值,某次实验中多用电表和电压表的读数分别如图2、图3所示,多用电表的读数为___________,电压表的读数为___________V。
(3)多次改变滑动变阻器接入电路的阻值,记录多用电表的读数R和电压表的读数U,并在计算机上显示出如图4所示的图线,则E=________V,r=________。(计算结果保留三位有效数字)
13. 如图所示,两根水平放置的平行金属导轨,其末端连接等宽的四分之一圆弧导轨,圆弧半径。导轨的间距为,导轨的电阻与摩擦均不计。在导轨的顶端接有阻值为的电阻,右侧电压表为理想电压表,整个装置处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度。现有一根长度稍大于、电阻、质量的金属棒。金属棒在水平拉力作用下,从图中位置由静止开始匀加速运动,在时刻,,经运动到时撤去拉力,棒刚好能冲到最高点,重力加速度。求:
(1)金属棒做匀加速直线运动的加速度;
(2)金属棒运动到时电压表的读数;
(3)金属棒从运动到过程中电阻上产生的焦耳热。
14. 如图为某种质谱仪的示意图,质谱仪由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。静电分析器通道中心轴线的半径为R,通道内存在均匀辐向电场;磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场,方向垂直纸面向外。质子和待测未知粒子x,先后从静止开始经加速电压为U的电场加速后沿中心轴线通过静电分析器,从P点垂直边界进入磁分析器,最终分别打到胶片上的C、D点。已知质子质量为m、电荷量为q,粒子x的电荷量是质子的2倍,PC=2R,。求:
(1)静电分析器中心轴线处的场强大小E;
(2)磁感应强度大小B;
(3)粒子x的质量M。
15. 如图所示中,CO为粗糙水平轨道,CO间距L=6.8m,MN是以O为圆心、半径R=m的光滑圆弧轨道,小物块 A、B分别放置在C点和O点,小物块A的质量mA=0.5kg,小物块B的质量mB=1.5kg。现给A施加一大小为5N,方向与水平成θ=37°斜向上的拉力F,使小物块A从C处由静止开始运动,作用时间t后撤去拉力F。小物块A与B之间的碰撞为弹性正碰,小物块A与水平轨道的动摩擦因数μ=0.5,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,sin37° =0.6,cos37° =0.8。
(1)求拉力F作用时,小物块A加速度大小;
(2)若t=1s,求小物块A运动位移大小;
(3)要使小物块B第一次撞在圆弧MN上的动能最小,求t的取值。
(二)选考题:共15分。请考生从2道题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。
[选修3—3](15分)
16. 下列说法正确的是( )
A. 单晶体有固定的熔点,多晶体没有固定的熔点
B. 气球的体积增大时,气球内气体温度可能降低
C. 喷洒消毒药水时,一段时间后远处也能闻到消毒药水的味道,这属于扩散现象
D. 水的温度越高,悬浮在水中的花粉颗粒运动越缓慢
E. 浸润液体和不浸润液体都有可能发生毛细现象
17. 家用轿车轮胎气压的安全范围为(是胎压单位,计算时可以近似认为)。已知当某汽车正常胎压为时,此时轮胎内气体体积为。长时间行驶后,发现左前轮胎胎压显示为,且轮胎内气体体积为。现用电动气泵给左前轮胎充气,每秒钟充入压强为,体积为的气体,求如果使胎压达到,电动气泵需要给左前轮胎充气多长时间?(充气过程中认为气体温度不变)
[选修3—4](15分)
18. 一列简谐波在某时刻的图像如图所示,该波沿x轴方向传播,经Δt=0.7 s,质点b第二次出现在波峰上,求此波的传播速度。
19. 如图所示是一个半径为R的半球形透明物体的侧视图,该物体的折射率为,现在有一束截面为圆形的光柱垂直照射到半球体的底面上,光柱中心线与OA重合,光柱的截面半径大小可调,不考虑光线在透明物体内部的反射。
(1)光柱的半径由极小逐渐调大过程中发现当半径超过一定值时,透明体左侧透光面积将不再变化,求此时光柱的半径;
(2)将光柱半径调为极小且平移到距O点处入射,求出射光线与OA轴线的交点到O点的距离。
2021-2022学年度高三10月联考质量监测
物理试卷
(试卷总分:110分 考试时间:90分钟)
注意事项:
1。 答题时,务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2。 答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其他答案标号。
3。 答非选择题时,必须使用黑色墨水笔或黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4。 所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
5。 考试结束后,只将答题卡交回。
一、选择题:本题共10小题,共50分。在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一项符合题目要求,每小题5分;第7~10小题有多项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 有一种新的交通工具,为了增加乘客乘车的舒适度,座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图所示,当此车减速上坡时,则乘客(仅考虑乘客与水平面之间的作用)( )
A. 处于超重状态 B. 不受摩擦力的作用
C. 受到向后(水平向左)的摩擦力作用 D. 所受合力竖直向上
【答案】C
2. 2019年上映的美国科幻大片《星际探索》讲述的是:地球上接连出现神秘怪象,科学家发现某种失控的反物质反应正在威胁整个太阳系,人类生存极度堪忧……据科学家论证,太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应,当太阳内部达到一定温度时,会发生“核燃烧”,其中“核燃烧”的核反应方程为γ,方程中表示某种粒子,是不稳定的粒子,其半衰期为,则下列说法不正确的是( )
A. 粒子是
B. 若使的温度降低,其半衰期不会减小
C. 经过,一定质量的占开始时的
D. “核燃烧”的核反应是轻核聚变反应
【答案】C
3. 如图所示,理想变压器输入电压保持不变。若将滑动变阻器的滑动触头向下移动,下列说法正确的是( )
A. 电表不变、的示数增大
B. 电表、的示数都不变
C. 原线圈输入功率减小
D. 电阻消耗的电功率增大
【答案】D
4. 空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷,其中Q点处为正电荷,P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示,a、b、c、d、e为电场中的5个点,设无穷远处电势为0,则( )
A. e点的电势大于0
B. a点和b点的电场强度相同
C. b点的电势低于d点的电势
D 负电荷从a点移动到c点时电势能增加
【答案】D
5. 如图所示,一质量的长方形木板B放在光滑水平地面上,在其右端放一个质量的小木块。给和B大小均为,方向相反的初速度,使开始向左运动,B开始向右运动,始终没有滑离B板。在小木块做加速运动的时间内,木板速度大小可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
6. 如图所示,质量均为m=1kg的小物体A和B用轻绳连接,轻绳跨过倾角为30°的固定斜面顶端的定滑轮,滑轮左侧的轻绳方向与斜面方向平行,开始时用手托住A,B恰好位于斜面底端,A离地h=0.8 m。现静止释放A,在B沿斜面上滑的过程中,下列说法正确的是(已知A落地后不反弹,不计一切摩擦和空气阻力,g取10 m/s2)( )
A. 物体A、B组成的系统机械能守恒
B. 物体A落地前一瞬间的速度大小为4m/s
C. 物体B的动量变化量的大小为2kgm/s
D. 物体B沿斜面上滑的最大距离为1.2m
【答案】D
7. 如图所示,直线上方存在着范围足够大的匀强磁场,在边界上的点垂直于磁场且垂直于边界方向同时发射两个相同的粒子1和2,其中粒子1经过点,粒子2经过点。已知、、三点在一条直线上,且,不计粒子的重力及粒子间的相互作用,下列判断正确的是( )
A. 两个粒子的速率之比
B. 两个粒子的速率之比
C. 两个粒子同时经过点和点
D. 粒子2在磁场中运动时间较长
【答案】BC
8. 我国首次发射的火星探测器“天问一号”自2020年7月23日成功发射入轨后,2021年2月10日成功被火星捕获,顺利进入环火轨道;5月15日,“天问一号”着陆巡视器顺利软着陆于火星表面。关于“天问一号”的运行,可以简化为如图所示的模型:“天问一号”先绕火星做半径为、周期为的匀速圆周运动,在某一位置A点改变速度,使其轨道变为椭圆,椭圆轨道在点与火星表面相切,设法使着陆巡视器落在火星上。若火星的半径为,则下列说法正确的是( )
A. “天问一号”从圆轨道变为椭圆轨道,机械能增加
B. “天问一号”在圆轨道A点的加速度小于椭圆轨道上A点的加速度
C. “天问一号”从椭圆轨道的A点运动到点所需的时间为
D. “天问一号”在椭圆轨道点的速度大于火星的第一宇宙速度
【答案】CD
9. 如图甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别为、(已知)的两物块、相连接,弹簧处于原长,三者静止在光滑的水平面上。现使获得水平向右、大小为的瞬时速度,从此刻开始计时,两物块的速度随时间变化的图像如图乙所示,从图像提供的信息可得( )
A. 到时间内弹簧由原长变化为压缩状态
B. 在时刻,两物块达到共同速度,且弹簧处于压缩状态
C. 时刻弹簧的弹性势能为
D. 在和时刻,弹簧均处于原长状态
【答案】CD
10. 如图所示,电源电动势,内阻,滑动变阻器总阻值为,定值电阻,电流表以及电压表、是理想电表。在调整滑动变阻器的过程中,下面说法正确的是( )
A. 电压表读数改变量的大小与电流表读数改变量大小之比为
B. 电压表读数改变量与电流表读数改变量之比为
C. 电阻消耗的最小功率为
D. 电源的最大输出功率为
【答案】AD
二、非选择题:共60分。第11~15题为必考题,每个试题考生都必须作答;第16~17题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共45分。
11. 如图甲所示是某研究性学习小组设计的“探究动能定理”的实验装置。他们将光电门固定在直轨道上的点,将拉力传感器固定在质量为的小车上,用不可伸长的细线通过一个定滑轮将小车与钩码相连,钩码的质量为,用拉力传感器记录小车所受拉力的大小,通过光电门记录遮光条通过光电门的时间,结合遮光条的宽度计算出小车通过光电门时的速度。
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度如图乙所示,则___________cm。
(2)不同的钩码通过细线拉同一小车,每次小车都从同一位置(与点之间的距离为的点)由静止释放。用该实验方案___________(填“需要”或“不需要”)满足远大于;___________(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力;只要已知量和测得量满足关系式___________,即可得出做功与速度变化的关系。
【答案】 ①. 0.575 ②. 不需要 ③. 需要 ④. F
12. 某学习小组利用如图1所示的电路测量多用电表内欧姆“×1”挡内部电池的电动势E和多用电表欧姆“×1”挡的内阻r,为滑动变阻器,V为电压表(量程0~2V,内阻约)。实验步骤如下:
(1)将多用电表的选择开关调到“×1”挡,将图1中多用电表的黑表笔与_______(填“1”或“2”)端相连。
(2)两表笔与1、2正确连接后,改变滑动变阻器接入电路的阻值,某次实验中多用电表和电压表的读数分别如图2、图3所示,多用电表的读数为___________,电压表的读数为___________V。
(3)多次改变滑动变阻器接入电路的阻值,记录多用电表的读数R和电压表的读数U,并在计算机上显示出如图4所示的图线,则E=________V,r=________。(计算结果保留三位有效数字)
【答案】 ①. 1 ②. 20 ③. 0.85 ④. 1.43 ⑤. 13.7
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]欧姆表内部黑表笔接电源的正极,则应将图1中多用电表的黑表笔与“1”端相连。
(2)[2][3]多用电表接“×1”挡,所以读数为
20×1Ω=20Ω
电压表量程0~2V,所以读数为0.85V。
(4)[4][5]由闭合电路欧姆定律可得
解得
由图像可知
解得
E=1.43V
r=13.7Ω
13. 如图所示,两根水平放置的平行金属导轨,其末端连接等宽的四分之一圆弧导轨,圆弧半径。导轨的间距为,导轨的电阻与摩擦均不计。在导轨的顶端接有阻值为的电阻,右侧电压表为理想电压表,整个装置处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度。现有一根长度稍大于、电阻、质量的金属棒。金属棒在水平拉力作用下,从图中位置由静止开始匀加速运动,在时刻,,经运动到时撤去拉力,棒刚好能冲到最高点,重力加速度。求:
(1)金属棒做匀加速直线运动的加速度;
(2)金属棒运动到时电压表的读数;
(3)金属棒从运动到过程中电阻上产生的焦耳热。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【分析】
【详解】解:(1)刚开始拉金属棒时,由牛顿第二定律得
代入数据得
(2)时,金属棒的速度
此时的感应电动势
电压表示数
代入数据得
(3)金属棒从位置运动到位置,由动能定理得
回路中产生的总焦耳热
电阻上产生的焦耳热
代入数据得
14. 如图为某种质谱仪的示意图,质谱仪由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。静电分析器通道中心轴线的半径为R,通道内存在均匀辐向电场;磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场,方向垂直纸面向外。质子和待测未知粒子x,先后从静止开始经加速电压为U的电场加速后沿中心轴线通过静电分析器,从P点垂直边界进入磁分析器,最终分别打到胶片上的C、D点。已知质子质量为m、电荷量为q,粒子x的电荷量是质子的2倍,PC=2R,。求:
(1)静电分析器中心轴线处的场强大小E;
(2)磁感应强度大小B;
(3)粒子x的质量M。
【答案】(1);(2);(3)M=4m
【解析】
【分析】
【详解】(1)设质子加速后的速度为,根据动能定理有
在通道内,电场力提供向心力,有
联立解得
(2)设质子在磁场运动的半径为r1,则有
又PC=2R,可得
在磁场中,洛伦兹力提供向心力,有
联立解得
(3)设未知粒子x在磁场中运动的半径为r2,则有
PD=2r2
又,可得
设未知粒子x加速后的速度为v2,则有
联立解得:
M=4m
15. 如图所示中,CO为粗糙水平轨道,CO间距L=6.8m,MN是以O为圆心、半径R=m的光滑圆弧轨道,小物块 A、B分别放置在C点和O点,小物块A的质量mA=0.5kg,小物块B的质量mB=1.5kg。现给A施加一大小为5N,方向与水平成θ=37°斜向上的拉力F,使小物块A从C处由静止开始运动,作用时间t后撤去拉力F。小物块A与B之间的碰撞为弹性正碰,小物块A与水平轨道的动摩擦因数μ=0.5,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,sin37° =0.6,cos37° =0.8。
(1)求拉力F作用时,小物块A的加速度大小;
(2)若t=1s,求小物块A运动的位移大小;
(3)要使小物块B第一次撞在圆弧MN上的动能最小,求t的取值。
【答案】(1);(2)6.6m;(3)
【解析】
【详解】(1)小球A受到拉力F作用时,做加速运动,对A进行受力分析,
水平方向
竖直方向
代入数据解得
(2)假定小球A速度减为零之前未与B相碰,则撤去拉力时
撤去拉力后A做减速运动
因,假定成立,故小球A运动的总位移为6.6m。
(3)撤去拉力时
与B碰撞前
小球A与小球B之间碰撞为弹性正碰,则
解得
球B做平抛运动,经tB打在MN上,有:
且
平抛过程中遵循机械能守恒,有:
可得
可知当时,最小,即动能最小
解得
代入数据可解得
(二)选考题:共15分。请考生从2道题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。
[选修3—3](15分)
16. 下列说法正确的是( )
A. 单晶体有固定的熔点,多晶体没有固定的熔点
B. 气球的体积增大时,气球内气体温度可能降低
C. 喷洒消毒药水时,一段时间后远处也能闻到消毒药水的味道,这属于扩散现象
D. 水的温度越高,悬浮在水中的花粉颗粒运动越缓慢
E. 浸润液体和不浸润液体都有可能发生毛细现象
【答案】BCE
【解析】
【分析】
【详解】A.单晶体和多晶体都有固定的熔点,非晶体熔点不固定,A错误;
B. 根据可知,气球的体积增大时,若压强减小,气球内气体温度可能降低,选项B正确;
C.喷洒消毒药水时,一段时间后远处也能闻到消毒药水的味道,这属于扩散现象,选项C正确;
D.水的温度越高,悬浮在水中的花粉颗粒运动越剧烈,选项D错误;
E.浸润液体和不浸润液体都能发生毛细现象,选项E正确。
故选BCE。
17. 家用轿车轮胎气压的安全范围为(是胎压单位,计算时可以近似认为)。已知当某汽车正常胎压为时,此时轮胎内气体体积为。长时间行驶后,发现左前轮胎胎压显示为,且轮胎内气体体积为。现用电动气泵给左前轮胎充气,每秒钟充入压强为,体积为的气体,求如果使胎压达到,电动气泵需要给左前轮胎充气多长时间?(充气过程中认为气体温度不变)
【答案】100s
【解析】
【分析】
【详解】初态左前轮胎内气体压强,气体体积为
要充入的气体压强为,总体积为V,末状态轮胎内气体压强,体积为
该过程为等温变化,由玻意耳定律可得
设充气时间为t则
代入数据解得
【命题意图】本题以家用轿车轮胎胎压和电动气泵充气为情境,考查学生对于变质量气体问题的处理能力,主要考查学生的理解能力、模型建构能力,突出对基础性、应用性的考查要求。
[选修3—4](15分)
18. 一列简谐波在某时刻的图像如图所示,该波沿x轴方向传播,经Δt=0.7 s,质点b第二次出现在波峰上,求此波的传播速度。
【答案】沿x轴正方向传播时为7.1 m/s,沿x轴负向传播时为10 m/s
【解析】
【分析】
【详解】当该波沿x轴正方向传播时,此刻质点b沿+y方向运动,经第二次到达波峰,所以有
所以
所以波速为
当波沿x轴负方向传播时,此刻质点b沿-y方向运动,经第二次到达波峰,所以有
所以
所以波速为
19. 如图所示是一个半径为R的半球形透明物体的侧视图,该物体的折射率为,现在有一束截面为圆形的光柱垂直照射到半球体的底面上,光柱中心线与OA重合,光柱的截面半径大小可调,不考虑光线在透明物体内部的反射。
(1)光柱的半径由极小逐渐调大过程中发现当半径超过一定值时,透明体左侧透光面积将不再变化,求此时光柱的半径;
(2)将光柱半径调为极小且平移到距O点处入射,求出射光线与OA轴线的交点到O点的距离。
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)如图甲所示
设光柱的边界光束由C处水平射入,在B处发生全反射,为临界角,由
由几何关系得
解得光柱的半径
②如图乙所示,
光束由D点水平射入,在E点发生折射,入射角为,折射角为,折射率
根据几何关系
解得
即
由几何关系可知
则出射光线与OA轴线的交点F与O点的距离为
联立解得
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