普通高中毕业班物理综合测试
第I卷(选择题 共40分)
一、本题共10小题;每小题4分。共40分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个正确选项,有的小题有多个正确选项。全部选对的得4分。选不全的得2分,有选错或不答的得0分。
1.关于分子势能的以下说法中正确的是( )
A.温度和质量都相同的水和水蒸汽具有相同的分子势能
B.当两分子间的距离小于时,分子间的距离越小,分子势能越大
C.当两分子间的距离大于时,分子间的距离越大,分子势能越大
D.当分子间的距离远远大于时,分子力为零,分子势能最小
2.如图所示,a、b两个物体,,用细绳连接后放在倾角为θ的光滑斜面上,在下滑的过程中( )
A.它们的加速度a=gsinθ
B.它们的加速度a<gsinθ
C.细绳的张力为零
D.细绳的张力为mgsinθ
3.一种玩具的结构如图所示,竖直放置的光滑铁圆环的半径为R=20cm,环上有一个穿孔的小球m,仅能沿环作无摩擦滑动,如果圆环绕着通过环心的竖直轴以10rad/s的角速度旋转,(g取)则小球相对环静止时与环心O的连线与的夹角θ可能是( )
A.30° B.45° C.60° D.75°
4.如图所示,质量为m的木块在与水平方向成α角斜向上的拉力F作用下沿水平地面匀速滑动,木块与水平地面之间的动摩擦因数为μ,以下说法中正确的是( )
A.木块受到地面摩擦力大小等于Fcosα
B.木块对地面摩擦力大小等于mg
C.木块受到地面摩擦力大小等于μ(mg-Fsinα)
D.木块对地面的压力大小等于mg-Fsinα
5.一定质量的理想气体与外界没有热交换( )
A.若气体分子的平均动能增大,则气体的压强一定增大
B.若气体分子的平均动能增大,则气体的压强一定减小
C.若气体分子的平均距离增大,则气体分子的平均动能一定减小
D.若气体分子的平均距离增大,则气体分子的平均动能一定减小
6.速度沿水平方向的子弹击中放在光滑水平地面上原静止的木块,并嵌入其中,这个过程中( )
A.子弹与木块组成的系统动量守恒
B.子弹与木块组成的系统机械能守恒
C.若把木块粘牢在地面上,子弹进入木块的深度比木块不固定时进入的深度大些
D.若把木块粘牢在地面上,子弹进入木块的深度比木块不固定时进入的深度小些
7.如图所示,质量相同的木块A、B用轻弹簧连接静止于光滑的水平面上,弹簧处于自然状态。现用水平恒力F推A,则从开始到弹簧第一次被压缩到最短的过程中 ( )
A.两木块速度柑同时,加速度
B.两木块速度相同时,加速度
C.两木块加速度相同时,速度
D.两木块加速度相同时,速度
8.如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时,波传播到x轴上的B质点,在它左边的A质点在负最大位移处。在时,质点A第二次出现在正的最大位移处,则( )
A.该波的波速等于5m/s
B.时,质点C在平衡位置处且向上运动
C.时,质点C在平衡位置处且向下运动
D.当x=5m的质点E第一次出现在正最大位移处时,质点B恰好在平衡位置且向下运动
9.如图是一种测定导电液体深度的装置:包着一层电介质的金属棒与导电液体形成一个电容器,电容量的变化能反映液面的升降情况( )
A.电容增大反映h增大
B.电容增大反映h减小
C.将金属棒和导电液体分别接电源两极再断开后,液体深度变化时异电液与金属棒间的电压增大反映h减小
D.将金属棒和导电液体分别接电源两极再断开后,液体深度变化时异电液与金属棒间的电压增大反映h增大
10.一个电茶壶有两组电热丝,如果只把第一组电热丝接上电源,需时间才能使水沸腾;如果只把第二组电热丝接上电源,则需才能使水沸腾。如果两组电热丝并联接上电源,使水沸腾的时间为(三种情况下水量和水的初始温度、环境温度都相同)( )
A. B. C. D.
第Ⅱ卷(非选择题 共110分)
二、本大题共3小题,共20分,把答案填在答题卡上相应的题的横线上或按题目要求作图。
11.(6分)某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如甲图所示,激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒,感光片的位置上出现一排等距的亮点,乙图中的黑点代表亮点的中心位置。
(1)这个现象说明激光具有___________性。
(2)通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长,据资料介绍:如果双缝的缝间距离为a,双缝到感光片的距离为L,感光片上相邻两光点间的距离为b,则光的波长。
该同学测得L=1.0000m、缝间距a=0.220mm,用带十分度游标的卡尺测感光片上的点的距离时,尺与点的中心位置如乙图所示。
乙图中第1到第4个光点的距离是___________mm。
实验中激光的波长λ=___________m。(保留两位有效数字)
(3)如果实验时将红激光换成蓝激光,屏上相邻两光点间的距离将___________。
12.(6分)某同学在做“测定匀变速直线运动的加速度”实验时打出的纸带如图所示,每两点之间还有四点没有画出来,图中上部数字为相邻两点间的距离,打点计时器的电源频率为50Hz。(答案保留三位有效数字)
(1)第4点时纸带的速度。
(2)0-6点间的加速度为a=___________。
13.(8分)某同学设计了用如图甲所示电路测量量程为1V的电压表的内阻(在800-900Ω之间)。实验方法和步骤是:
①断开开关S,按图甲连接好电路;
②把滑动变阻器的触头P滑到b端
③将电阻箱的阻值调到零;
④闭合开关S;
⑤调节滑动变阻器R的阻值,使电压表的示数为1V;
⑥调节电阻箱的阻值使电压表示数为0.5V,读出此时电阻箱的阻值,此值即为电压表的内电阻的测量值;
⑦最后断开开关S。
实验室可供选择的实验器材有:
A.待测电压表
B.滑动变阻器:最大阻值1000Ω
C.滑动变阻器:最大阻值10Ω
D.电阻箱:最大阻值999.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ω
E.电阻箱:最大阻值99.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ω
F.电池组:电动势约6V,内阻可忽略以及导线和开关等。
按照这位同学设计的实验方法,回答下列问题:
(1)要使用本方法测量得比较精确,而且使用仪器个数最少,除了电池组、导线、开关和待测电压表外,还应从提供的B、C、D、E器材中选用___________(用器材前的序号字母表示)。
(2)对于用上述方法测出的电压表内阻的测量值和真实值及测量误差,下列说法中正确的是___________。
A.
B.
C.若越大,测量值相对于真实值的误差就越大
D.若越大,测量值相对于真实值的误差就越小
(3)图乙是本题提供选择的所有仪器实物,按你的选择连接成图甲所示的测量电路。
三、本题共7小题。90分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
14.(12分)1930年发现,在真空条件下用α粒子轰击时,会产生一种贯穿能力强且不带电、质量与质子很接近的粒子和另一种原子核。
(1)写出这个过程的核反应方程。
(2)若一个这种粒子以初速度为与一个静止的核发生碰撞,但没有发生核反应,该粒子碰后的速率为,运动方向与原来运动方向相反,求核与该粒子碰撞后的速率。
15.(12分)一个质量为m、带+q电量的小球,用长L的绝缘细线悬吊在竖直向下的场强为E的匀强电场中。如果将细线拉至与竖直方向成θ角,然后将小球无初速释放,如图所示。
求小球运动到最低点时细线的拉力多大。
16.(14分)两个质量不计的弹簧将一金属块支在箱子的上顶板与下底板之间,箱子只能沿竖直方向运动,如图所示。两弹簧原长均为0.80m,劲度系数均为60N/m。当箱以的加速度匀减速上升时,上弹簧的长度为0.70m,下弹簧的长度为0.60m。()若上顶板压力是下底板压力的四分之一,试判断箱的运动情况。
17.(12分)半径为R的透明介质半圆柱体,横截面如图所示,圆心为O。两条平行单色红光平行于截面且与底面垂直射向圆柱面,光线1的入射点A为圆柱面的顶点,光线2的入射点为B,∠AOB=60°。已知介质对红光的折射率。
(1)求两条光线经圆柱底面折射后的交点与圆心O点的距离d。
(2)若入射的是单色蓝光,则距离d将比上面求得的结果是大还是小?
18.(15分)矩形线圈abcd的长ab=20cm,宽bc=10cm,匝数n=200,线圈总电阻R=5Ω,整个线圈位于垂直于线圈平面的匀强磁场内,并保持静止。
(1)若匀强磁场的磁感强度B随时间的变化如甲图所示,求线圈的感应电动势ε及t=0.30s时线圈的ab边所受的安培力多大。
(2)若匀强磁场的磁感强度B随时间作正弦变化的规律如乙图所示,线圈1min产生多少热量?
19.(13分)如图所示,在直角坐标系的第一、二象限内有垂直于纸面的匀强磁场,第三象限有沿Y轴负方向的匀强电场,第四象限内无电场和磁场。质量为m、带电量为q的粒子从M点以速度沿X轴负方向进入电场,不计粒子的重力,粒子经N、和X轴上的P点最后又回到M点。设OM=OP=l,ON=2l,求:
(1)电场强度E的大小。
(2)匀强磁场的磁感强度B的大小和方向。
(3)粒子从M点进入电场,经N、P点最后又回到M点所用的时间。
20.(12分)晴天晚上,人能看见卫星的条件是卫星被太阳照着且在人的视野之内。一个可看成漫反射体的人造地球卫星的圆形轨道与赤道共面,卫星自西向东运动。春分期间太阳垂直射向赤道,赤道上某处的人在日落后8小时时在西边的地平线附近恰能看到它,之后极快地变暗而看不到了。已知地球的半径,地面上的重力加速度为,估算:(答案要求精确到两位有效数字)
(1)卫星轨道离地面的高度。
(2)卫星的速度大小。
参考答案
一、选择题40分
题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
答案 | BC | AC | C | ACD | AD | AC | BD | AB | AC | D |
二、填空题
11.(1)波动 (2)8.6;(1分,只有一位有效数字的0分) (3)变小
12.(1)1.18m/s(3分,数字或单位错0分)
(2)(3分,数字或单位错的0分)
13.(1)CD(全对3分)
(2)AD(全对3分)
(3)如右图(2分,由于(1)问错而图错的0分)
14.(1)
(2)设碰后速度为,根据动量守恒定律有:
解得:
15.设小球通过最低点时的速度为v,
根据动能定理:
得
根据牛顿第二定律
设线的拉力为T,则
得T=3mg+3qE-2(mg+qE)cosθ
16.根据胡克定律F=Kx,设下弹簧压力为、上弹簧压力为
以向下为正方向,当金属块以的加速度匀减速上升时,金属块受力如图:
由牛顿第二定律:
10m+6-12=2m
∴m=0.75Kg
弹簧总长度不变:,上顶板压力为下底板压力的时,设上弹簧的压缩量为、下弹簧压缩量为,则,
,算出
7.5+3.6-14.4=0.75a′
得
箱子以大小为的加速度加速上升或减速下降
17.(1)光线1沿法线方向射入、射出半圆柱体,传播方向不变,光线2穿过半圆柱体的光路如图所示,由几何关系知:i=60°
由折射定律:
代入值后解得:r=30°
由几何关系得:i′=30°
同理可求得:r′=60°
由几何关系得:
则:d=OP=OO′
(2)如果入射的是单色蓝光,由于玻璃对蓝光的折射率比红光的大,蓝光穿过圆柱体后的偏折程度大,所以d比上面结果小。
18.(1)磁感强度的变化率为
感应电动势
200×0.20×0.10×0.50V=2.0V
t=0.3s时,,安培力f=nBIL
=nBLε/R
=200×0.20×0.20×2/5=3.2N
(2)题中线圈不动,磁场变化,可等效于线圈在磁感强度为的恒定的匀强磁场中匀速转动(转动轴与磁场方向垂直),周期0.02s,角速度线圈感应电动势的最大值
。
有效值。
1min产生的热量
19.(1)根据粒子在电场中运动的情况可知,粒子带负电,粒子在电场中运动所用的时间设为,X方向:
Y方向:
解得:电场强度
(2)设到达N点的速度为v,运动方向与-X轴方向的夹角为θ,如图所示
由动能定理得
将代入得
粒子在磁场中做匀速圆周运动,经过P点时速度方向也与-X方向成45°,从P到M作直线运动
OP=OM=l MP=NO+OP=3l
粒子在磁场中的轨道半径为
又因
联立解得
方向垂直纸面向里
(3)粒子在电场中运动的时间为
设粒子在磁场中运动所用的时间为,有
从p离开磁场作匀速直线运动到M所用的时间为,
粒子从M点进入电场,经N、P点最后又回到M点所用的时间为:
20.从北极沿地轴往下看的地球俯视图如图所示,设卫星离地高h,Q点日落后8小时时能看到它反射的阳光。日落8小时Q点转过的角度设为θ
(1)
轨道高
(2)因为卫星轨道半径
根据万有引力定律,引力与距离的平方成反比
卫星轨道处的重力加速度
(1分,同样给分)