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第一部分 本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1.以下现象不属于干涉的是
A.白光经过杨氏双缝得到彩色图样 B.白光照射肥皂膜呈彩色图样C.白光经过三棱镜得到彩色图样D.白光照射水面油膜呈彩色图样
2.氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于 n =3能级上,下列说法正确的是
A.这些原子跃迁过程中最多可辐射出 2 种频率的光子 B.从 n =3能级跃迁到 n= 1能级比跃迁到 n = 2 能级辐射的光子频率低
C.从 n = 3能级跃迁到 n =4 能级需吸收0.66eV 的能量 D.n = 3能级的氢原子电离至少需要吸收13.6eV 的能量
3.随着通信技术的更新换代,无线通信使用的电磁波频率更高,频率资源更丰富,在相同时间内能够传输的信息量更大。第 5 代移动通信技术(简称 5G)意味着更快的网速和更大的网络容载能力,"4G 改变生活,5G 改变社会"。与 4G 相比,5G 使用的电磁波
A.光子能量更大 | B.衍射更明显 | C.传播速度更大 | D.波长更长 |
4.如图,一定量理想气体从状态A 开始,经两个过程,先后到状态B和C。A、B 和 C 状态温度TA 、 TB和TC 关系正确的是
A.TA = TB ,TB= TC | B.TA < TB ,TB< TC | C.TA = TC ,TB > TC | D.TA = TC ,TB< TC |
5.已知火星质量约为地球质量的 10%,半径约为地球半径的 50%,下列说法正确的是
A.火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度 B.火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间
C.火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度 D.火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度
6.一列简谐横波某时刻波形如图甲示。由该时刻开始计时,质点 L 的振动情况如图乙示。下列说法正确的是
A.该横波沿 x 轴负方向传播 B.质点 N 该时刻向 y 轴负方向运动
C. 质点 L 经半个周期将沿 x 轴正方向移动到N 点 D. 该时刻质点 K 与M的速度、加速度都相同
7.真空中某点电荷的等势面示意如图,图中相邻等势面间电势差相等。下列说法正确的是
A.该点电荷一定为正电荷 B.P 点的场强一定比 Q 点的场强大
C.P 点电势一定比 Q 点电势低 D.正检验电荷在 P 点比在 Q 点的电势能大
8.如图所示,在带负电荷的橡胶圆盘附近悬挂一个小磁针。现驱动圆盘绕中心轴高速旋转,小磁针发生偏转。下列说法正确的是
A.偏转原因是圆盘周围存在电场 B.偏转原因是圆盘周围产生了磁场
C.仅改变圆盘的转动方向,偏转方向不变 D.仅改变圆盘所带电荷的电性,偏转方向不变
9.如图所示, 理想变压器原线圈接在u=Umsin(ωt+φ)的交流电源上,副线圈接三个阻值相同的电阻R,不计电表内电阻影响。闭合开关S后
A.电流表 A2 的示数减小 B.电压表 V1的示数减小 C.电压表 V2 的示数不变 D.电流表 A1的示数不变
10.分子力 F 随分子间距离 r 的变化如图所示。将两分子从相距 r= r2 处释放,仅考虑这两个分子间的作用,下列说法正确的是
A.从 r= r2 到 r= r0 分子间引力、斥力都在减小 B.从 r= r2 到 r= r1 分子力的大小先减小后增大
C.从 r= r2 到 r= r0 分子势能先减小后增大 D.从 r= r2 到 r= r1 分子动能先增大后减小
11.某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器,传感器用棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,传感器记录的 F -t 图像如图乙所示。下列说法正确的是
A.实验中必须让木板保持匀速运动 B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为 10:7 D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
12.图甲表示某金属丝的电阻 R 随摄氏温度t 变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来(图乙),用这段金属丝做测温探头,把电流表的刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是
A.tA 标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系 B.tA 标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系
C.tB 标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系 D.tB 标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系
13.在同一竖直平面内,3 个完全相同的小钢球(1 号、2 号、3 号)悬挂于同一高度;静止时小球恰能接触且悬线平行,如图所示。在下列实验中,悬线始终保持绷紧状态,碰撞均为对心正碰。以下分析正确的是
A.将 1号移至高度 h释放,碰撞后,观察到 2号静止、3号摆至高度h 。若 2号换成质量不同的小钢球,重复上述实验,3号仍能摆至高度h
B. 将 1、2号一起移至高度h 释放,碰撞后,观察到1号静止,2、3号一起摆至高度h ,释放后整个过程机械能和动量都守恒
C.将右侧涂胶的 1 号移至高度 h 释放,1、2 号碰撞后粘在一起,根据机械能守恒,3 号仍能摆至高度 h
D.将1号和涂胶的2号一起移至高度 h 释放,碰撞后,2、3 号粘一起向右运动,未能摆至高度h ,释放后整个过程机械能和动量不守恒
14.在无风的环境,某人在高处释放静止的篮球,篮球竖直下落;如果先让篮球以一定的角速度绕过球心的水平轴转动(如图)再释放,则篮球在向下掉落的过程中偏离竖直方向做曲线运动。其原因是,转动的篮球在运动过程中除受重力外,还受到空气施加的阻力f1和偏转力 f2。这两个力与篮球速度v 的关系大致为:f1=k1v2,方向与篮球运动方向相反;f2=k2v,方向与篮球运动方向垂直。下列说法正确的是
A.k1 、 k2 是与篮球转动角速度无关的常量 B.篮球可回到原高度且角速度与释放时的角速度相同
C.人站得足够高,落地前篮球有可能向上运动 D.释放条件合适,篮球有可能在空中持续一段水平直线运动
第二部分 本卷共6题,共58分。
15.(9分) 在"探究加速度与物体受力、物体质量的关系"实验中,做如下探究:
(1)为猜想加速度与质量的关系,可利用图 1 所示装置进行对比实验。两小车放在水平板上,前端通过钩码牵引,后端各系一条细线,用板擦把两条细线按在桌上,使小车静止。抬起板擦,小车同时运动,一段时间后按下板擦,小车同时停下。对比两小车的位移,可知加速度与质量大致成反比。关于实验条件,下列正确的是:_____。
A.小车质量相同,钩码质量不同 B.小车质量不同,钩码质量相同 C.小车质量不同,钩码质量不同
(2)某同学为了定量验证(1)中得到的初步关系,设计实验并得到小车加速度 a 与质量 M 的 7 组实验数据,如下表所示。在图 2 所示的坐标纸上已经描好了 6 组数据点,请将余下的一组数据描在坐标纸上,并作出 a- 1/M图像。
a/(m·s-2):0.62,0.56,0.48,0.40,0.32,0.24,0.15。M /kg:0.25,0.29,0.33,0.40,0.50,0.71,1.00。
(3)在探究加速度与力的关系实验之前,需要思考如何测"力"。请在图 3 中画出小车受力的示意图。为了简化"力"的测量,下列说法正确的是:_____(选填选项前的字母)。
A.使小车沿倾角合适的斜面运动,小车受力可等效为只受绳的拉力 B.若斜面倾角过大,小车所受合力将小于绳的拉力
C.无论小车运动的加速度多大,砂和桶的重力都等于绳的拉力 D.让小车的运动趋近于匀速运动,砂和桶的重力才近似等于绳的拉力
16.(9分) 用图 1 所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻(约为 1Ω)。其中 R 为电阻箱,电流表的内电阻约为 0.1Ω,电压表的内电阻约为 3kΩ。
(1)利用图 1 中甲图实验电路测电源的电动势 E 和内电阻 r,所测量的实际是图 2 中虚线框所示"等效电源"的电动势 E' 和内电阻 r'。若电流表内电阻用 RA 表示,请你用 E、r 和 RA 表示出 E'、 r',并简要说明理由。
(2)某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图 3 中,实线是根据实验数据(图甲:U=IR,图乙: I =U/R)描点作图得到的 U-I 图像;虚线是该电源的路端电压 U 随电流 I 变化的 U-I 图像(没有电表内电阻影响的理想情况)。
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A | B | C | D |
在图 3 中,对应图甲电路分析的 U-I 图像是:______;对应图乙电路分析的 U-I 图像是:______。
(3)综合上述分析,为了减小由电表内电阻引起的实验误差,本实验应选择图 1 中的_____(填甲或乙)。
17.(9分) 无人机在距离水平地面高度 h 处,以速度 v0 水平匀速飞行并释放一包裹,不计空气阻力,重力加速度为 g。
(1)求包裹释放点到落地点的水平距离 x。 (2)求包裹落地时的速度大小v。
(3)以释放点为坐标原点,初速度方向为 x 轴方向,竖直向下为 y 轴方向,建立平面直角坐标系,写出该包裹运动的轨迹方程。
18.(9分) 如图甲所示,N = 200 匝的线圈(图中只画了 2 匝),电阻 r = 2Ω,其两端与一个 R = 48Ω 的电阻相连,线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。
(1)判断通过电阻 R 的电流方向; (2)求线圈产生的感应电动势 E ; (3)求电阻 R 两端的电压U。
19.(10分) 如图甲所示,真空中有一长直细金属导线 MN ,与导线同轴放置一半径为 R 的金属圆柱面。假设导线沿径向均匀射出速率相同的电子,已知电子质量为 m ,电荷量为e 。不考虑出射电子间的相互作用。
(1)用以下两种实验方案测出射电子的初速度:A.在柱面和导线之间,只加恒定电压;B.在柱面内,只加与 MN 平行的匀强磁场。
当电压为U0 或磁感应强度为B0 时,刚好没有电子到达柱面。分别计算出射电子的初速度v0 。
(2)撤去柱面,沿柱面原位置放置一个弧长为 a 、长度为b 的金属片,如图乙所示。在该金属片上检测到出射电子形成的电流为 I ,电子流对该金属片的压强为 p 。求单位长度导线单位时间内出射电子的总动能。
20.(12分) 某试验列车按照设定的直线运动模式,利用计算机控制制动装置,实现安全准确地进站停车。制动装置包括电气制动和机械制动两部分。图 1 所示为该列车在进站停车过程中设定的加速度大小 a车随速度 v 的变化曲线。
(1)求列车速度从 20 m/s 降至3 m/s 经过的时间 t 及行进的距离x。
(2)有关列车电气制动,可以借助图 2 模型来理解。图中水平平行金属导轨处于竖直方向的匀强磁场中,回路中的电阻阻值为 R ,不计金属棒 MN 及导轨的电阻。MN 沿导轨向右运动的过程,对应列车的电气制动过程,可假设 MN 棒运动的速度与列车的速度、棒的加速度与列车电气制动产生的加速度成正比。列车开始制动时,其速度和电气制动产生的加速度大小对应图 1 中的 P 点。论证电气制动产生的加速度大小随列车速度变化的关系,并在图 1 中画出图线。
(3)制动过程中,除机械制动和电气制动外,列车还会受到随车速减小而减小的空气阻力。分析说明列车从
100 m/s 减到3 m/s 的过程中,在哪个速度附近所需机械制动最强?