高考理综测试物理部分试题
二、选择题(本题包括8小题。每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
14.据报道,最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星,其质量约为地球质量的6.4倍,一个在地球表面重量为600N的人在这个行星表面的重量将变为960N。由此可推知,该行星的半径与地球半径之比约为( )
A、0.5 B、2 C、3.2 D、4
15.一列简谐横波沿x轴负方向传播,波速为v=4m/s。已知坐标原点(x=0)处质点的振动图像如图所示(a),在下列4幅图中能够正确表示t=0.15s时波形的图是( )
16.如图所示,质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内,活塞与气缸之间无摩擦。a态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态,b态是气缸从容器中移出后,在室温(270C)中达到的平衡状态。气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变。若忽略气体分子之间的势能,下列说法正确的是( )
A、与b态相比,a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多
B、与a态相比,b态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量较大
C、在相同时间内,a、b两态的气体分子对活塞的冲量相等
D、从a态到b态,气体的内能增加,外界对气体做功,气体对外界释放了热量
17.在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图所示。有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的地面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5,则光束在桌面上形成的光斑半径为( )
A、r B、1.5r C、2r D、2.5r
18.如图所示,在倾角为300的足够长的斜面上有一质量为m的物体,它受到沿斜面方向的力F的作用。力F可按图(a)、(b)(c)、(d)所示的四种方式随时间变化(图中纵坐标是F与mg的比值,力沿斜面向上为正)。
已知此物体在t=0时速度为零,若用v1、v2 、v3 、v4分别表示上述四种受力情况下物体在3秒末的速率,则这四个速率中最大的是( )
A、v1 B、v2 C、v3 D、v4
19.用大量具有一定能力的电子轰击大量处于基态的氢原子,观测到了一定数目的光谱线。调高电子的能力在此进行观测,发现光谱线的数目比原来增加了5条。用△n表示两侧观测中最高激发态的量子数n之差,E表示调高后电子的能量。根据氢原子的能级图可以判断,△n和E的可能值为( )
A、△n=1,13.22 eV <E<13.32 eV
B、△n=2,13.22 eV <E<13.32 eV
C、△n=1,12.75 eV <E<13.06 eV
D、△n=2,12.75 eV <E<13.06 Ev
20.a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点。电场线与矩形所在的平面平行。已知a点的电势是20V,b点的电势是24V,d点的电势是4V,如图。由此可知,c点的电势为( )
A、4V B、8V C、12V D、24V
21.如图所示,LOO’L’为一折线,它所形成的两个角∠LOO’和∠OO’L‘均为450。折线的右边有一匀强磁场,其方向垂直OO’的方向以速度v做匀速直线运动,在t=0时刻恰好位于图中所示的位置。以逆时针方向为导线框中电流的正方向,在下面四幅图中能够正确表示电流—时间(I—t)关系的是(时间以l/v为单位)( )
非选择题 共10小题,共174分
22.(17分)
实验题:
(1)用示波器观察频率为900Hz的正弦电压信号。把该信号接入示波器Y输入。
1当屏幕上出现如图1所示的波形时,应调节 钮。如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围,应调节 钮或 钮,或这两个钮配合使用,以使正弦波的整个波形出现在屏幕内。
2如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形,应将 钮置于 位置,然后调节 钮。
(2)碰撞的恢复系数的定义为 ,其中v10和v20分别是碰撞前两物体
的速度,v1和v2分别是碰撞后物体的速度。弹性碰撞的恢复系数e=1,非弹性碰撞的e<1。某同学借用验证动力守恒定律的实验装置(如图所示)验证弹性碰撞的恢复系数是否为1,实验中使用半径相等的钢质小球1和2(它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞),且小球1的质量大于小球2的质量。
实验步骤如下:
安装好实验装置,做好测量前的准备,并记下重锤线所指的位置O。
第一步,不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆把小球的所落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置。
第二步,把小球2 放在斜槽前端边缘处C点,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后小球落点的平均位置。
第三步,用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度。
上述实验中,
1P点是 平均位置,
M点是 平均位置,
N点是 平均位置。
2请写出本实验的原理 ,写出用测量量表示的恢复系数的表达式 。
3三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关系?
。
23.(15分)甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现:甲经短距离加速后能保持9m/s的速度跑完全程;乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的。为了确定乙起跑的时机,需在接力区前适当的位置设置标记。在某次练习中,甲在接力区前S0=13.5m处作了标记,并以V=9m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令。乙在接力区的前端听到口令时起跑,并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上,完成交接棒。已知接力区的长度为L=20m。
求:(1)此次练习中乙在接棒前的加速度a;
(2)在完成交接棒时乙离接力区末端的距离。
24.如图所示,质量为m的由绝缘材料制成的球与质量为M=19m的金属球并排悬挂。现将绝缘球拉至与竖直方向成θ=600的位置自由释放,下摆后在最低点与金属球发生弹性碰撞。在平衡位置附近存在垂直于纸面的磁场。已知由于磁场的阻尼作用,金属球将于再次碰撞前停在最低点处。求经过几次碰撞后绝缘球偏离竖直方向的最大角度将小于450。
25.两屏幕荧光屏互相垂直放置,在两屏内分别去垂直于两屏交线的直线为x和y轴,交点O为原点,如图所示。在y>0,0<x<a的区域有垂直于纸面向内的匀强磁场,在y>0,x>a的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场,两区域内的磁感应强度大小均为B。在O点出有一小孔,一束质量为m、带电量为q(q>0)的粒子沿x周经小孔射入磁场,最后打在竖直和水平荧光屏上,使荧光屏发亮。入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值。已知速度最大的粒子在0<x<a的区域中运动的时间与在x>a的区域中运动的时间之比为2︰5,在磁场中运动的总时间为7T/12,其中T为该粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动的周期。试求两个荧光屏上亮线的范围(不计重力的影响)。
答案解析
14:B 解析:由题意可以得到g’=1.6g;由黄金代换GM=gR2可以得到解得R’=2R
15:A 解析:由振动图像得到原点处的质点在y正半轴向下运动,由于向负x轴传播,所以只有A选项正确.
16:AC 解析: 由于两种状态下压强相等,所以在单位时间单位面积里气体分子对活塞的总冲量肯定相等;由于b状态的温度比a状态的温度要高,所以分子的平均动量增大,因为总冲量保持不变,所以b状态单位时间内冲到活塞的分子数肯定比a状态要少.
17:C 解析:如图所示,光线射到A或B时,入射角大于临界角,发生全反射,而后由几何关系得到第二次到达界面的时候垂直打出.O点为∆ABC的重心,设EC=x,则由几何关系得到: .解得光斑半径x=2r
18:C 解析 ,选向下为正方向,由动量定理分别得到对于A图:
对于B图:
对于C图:
对于D图:
综合四个选项得到最大
19:AD 解析: 存在两种可能,第一种n=2到n=4,由于是电子轰击,所以电子的能量必须满足13.6-0.85<E<13.6-0.54,故D选项正确;第二种可能是n=5到n=6,电子能量必须满足13.6-0.38<E<13.6-0.28,故A选项正确
20:B 解析:运用一个结论:在匀强电场中,任意一族平行线上等距离的两点的电势差相等,所以Uab=Ucd,所以c点电势为8v;
21:D解析:由初始位置可得,切割的有效长度在逐渐变大,且为逆时针,所以BD中选一个,由于BD两项中第2秒是一样的,没有区别.在第3秒内,线框已经有部分出上面磁场,切割的有效长度在减少,且为顺时针方向,所以只有D选项是正确的.
22.(1)①竖直位移或↑↓ 衰减或衰减调节 y增益
② 扫描范围 1k挡位 扫描微调
(2)①P点是在实验的第一步中小球1落点的平均位置
M点是小球1与小球2碰后小球1落点的平均位置
N点是小球2落点的平均位置
②小球从槽口C飞出后作平抛运动的时间相同,假设为 t,则有
小球2碰撞前静止,即
③OP与小球的质量无关,OM和ON与小的质量有关
23. 解:(1)设经过时间t,甲追上乙,则根据题意有vt-vt/2=13.5
将v=9代入得到:t=3s,
再有 v=at
解得:a=3m/s2
(2)在追上乙的时候,乙走的距离为s,
则:s=at2/2
代入数据得到 s=13.5m
所以乙离接力区末端的距离为∆s=20-13.5=6.5m
24.解:设:小球m的摆线长度为l
小球m在下落过程中与M相碰之前满足机械能守恒: ①
m和M碰撞过程满足: ②
③
联立 ②③得: ④
说明小球被反弹,而后小球又以反弹速度和小球M发生碰撞,满足:
⑤
⑥
解得: ⑦
整理得: ⑧
所以: ⑨
而偏离方向为450的临界速度满足: ⑩
联立① ⑨ ⑩代入数据解得,当n=2时,
当n=3时,
所以,最多碰撞3次
25 解:对于y轴上的光屏亮线范围的临界条件如图1所示:带电粒子的轨迹和x=a相切,此时r=a,y轴上的最高点为y=2r=2a ;
对于 x轴上光屏亮线范围的临界条件如图2所示:左边界的极限情况还是和x=a相切,此刻,带电粒子在右边的轨迹是个圆,由几何知识得到在x轴上的坐标为x=2a;速度最大的粒子是如图2中的实线,又两段圆弧组成,圆心分别是c和c’ 由对称性得到 c’在 x轴上,设在左右两部分磁场中运动时间分别为t1和t2,满足
解得 由数学关系得到:
代入数据得到:
所以在x 轴上的范围是