物理试题和答案.docx
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物理试题和答案
物理试题
一、单项选择题(共16分,每小题2分。
每小题只有一个正确选项。
)
1.放射性元素衰变时放出的三种射线,按穿透能力由弱到强的排列顺序是()
(A)γ射线、β射线、α射线(B)β射线、α射线、γ射线
(C)α射线、β射线、γ射线(D)α射线、γ射线、β射线
2.唐代大诗人李白的“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”,描述了庐山瀑布的美景,如果三尺为1m,重力加速度g=10m/s2,根据诗中的描述可得水降落到地面时的速度约为(设初速度为零,忽略空气阻力)()
(A)100m/s(B)140m/s(C)200m/s(D)2000m/s
3.下列核反应方程及其表述中错误的是()
(A)
He+
H
He+
H
是原子核的α衰变
(B)
He+
Al
P+
n
是原子核的人工转变
(C)
Na
Mg+
e
是原子核的β衰变
(D)
U+
n
Kr+
Ba+3
n
是重核的裂变反应
4.竖直放置的铁丝框中的肥皂膜,在太阳光的照射下会形成()
(A)黑白相间的水平干涉条纹(B)黑白相间的竖直干涉条纹
(C)彩色的水平干涉条纹(D)彩色的竖直干涉条纹
5.一个做简谐振动的弹簧振子,周期为T,振幅为A,已知振子从平衡位置第一次运动到x=
处所用的最短时间为t1,从最大的正位移处第一次运动到x=
处所用的最短时间为t2,那么t1与t2的大小关系正确的是()
(A)t1=t2 (B)t1<t2(C)t1>t2 (D)无法判断
6.如图所示,一个质量为m的小滑块静止于倾角为30°的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端系在滑块上,弹簧与竖直方向的夹角为30°,重力加速度为g,则()
(A)滑块可能受到三个力作用
(B)弹簧一定处于压缩状态
(C)斜面对滑块的支持力大小可能为零
(D)斜面对滑块的摩擦力大小可能等于mg
7.如图所示,在匀强磁场中,MN、PQ是两根平行的金属导轨,而ab、cd为串接有理想电压表和理想电流表的两根金属棒。
在ab、cd同时以相同速度沿导轨向右运动时,下列结果正确的是()
(A)电压表有读数,电流表有读数
(B)电压表无读数,电流表有读数
(C)电压表有读数,电流表无读数
(D)电压表无读数,电流表无读数
8.如果“歼15”战机每次从“辽宁号”航母上起飞的过程中,滑行的距离和牵引力都相同,则()
(A)携带的弹药越多,加速度越大
(B)携带的弹药越多,牵引力做功越多
(C)携带的弹药越多,滑行的时间越长
(D)携带的弹药越多,获得的起飞速度越大
二、单项选择题(共24分,每小题3分。
每小题只有一个正确选项。
)
9.关于下列四幅示意图的说法中正确的是()
(A)在单分子油膜法测量分子直径d的大小时认为油酸分子是一个挨一个紧密排列的
(B)光电效应实验现象说明了光具有波动性
(C)α粒子轰击铍产生的粒子流x2是质子流
(D)用中子轰击铀核使其发生聚变……,引起的链式反应会释放出巨大的核能
10.如图所示为汽车发动机的冷却风扇设计的一个控制电路。
要求发动机的点火开关闭合,并且温度过高时,风扇才会自动开启。
其中K为点火开关,R′为热敏电阻(温度升高时,其电阻减小)。
下面关于该控制电路的判断中正确的是()
(A)虚线框内的门电路是“或”门
(B)虚线框内的门电路是“与非”门
(C)增加R2的阻值可以使风扇启动的温度降低
(D)增加R1的阻值可以使风扇启动的温度降低
11.甲、乙两个质点同时同地同向做直线运动,甲做匀速直线运动,乙在前1s内做匀加速运动,之后做变加速运动,它们的v-t图像如图所示,则()
(A)1s前甲在前,1s后乙在前
(B)前4s时间内乙的平均速度大于甲的平均速度
(C)前4s时间内质点之间的最大距离为5m
(D)两质点相遇时距离出发点40m
12.在下图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,定值电阻为R0,在滑动变阻器R的滑片P从a向b滑动过程中,理想电压表的读数变大的是()
13.如图所示,“┏”型均匀杆的总长为3L,在竖直平面内可绕光滑的水平轴O转动。
若在右端A施加一个竖直向下的力F,使杆顺时针缓慢转动,则在杆AB从水平到转过45°的过程中,以下说法中正确的是()
(A)力F的力矩变大(B)力F的力矩先变大后变小
(C)力F的大小不变(D)力F的大小先变大后变小
14.如图所示,在足够大的、竖直向下的匀强磁场中有两根水平放置的平行粗糙的金属导轨CD、EF,导轨上放有一金属棒MN。
现从t=0时刻起,给MN通以图示方向的电流,且电流I的大小与时间t成正比,即I=kt,不考虑电流对匀强磁场的影响,金属棒与导轨始终垂直且接触良好。
下列关于金属棒的加速度a、速度v随时间t变化的关系图像中可能正确的是()
15.如图(a)所示,AB是某电场中的一条电场线,现有一个电子以某一初速度且仅在电场力的作用下,沿AB由A点运动到B点,所经位置的电势φ与到A点的距离x的变化规律如图(b)所示。
由分析可知结论正确的是()
(A)电场线AB的方向是由B指向A
(B)电子在A、B两点的速度关系是vA<vB
(C)电子在A、B两点的加速度关系是aA>aB
(D)电子在A、B两点的电势能关系是EpA>EpB
16.如图所示,一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物,已知货箱的质量为M,货物的质量为m,货车以速度v向左作匀速直线运动,重力加速度为g.则在将货物提升到图示的位置时,下列给出的结论正确的是()
(A)货箱向上运动的速度大于v
(B)缆绳中的拉力T等于(M+m)g
(C)货车对缆绳拉力做功的功率P大于(M+m)gvcosθ
(D)货物对货箱底部的压力小于mg
三、多项选择题(共16分,每小题4分。
每小题有二个或三个正确选项。
选全对的,得4分;选对但不全的,得2分;有选错或不答的,得0分。
)
17.下列叙述中符合物理学史实的是()
(A)托马斯·杨通过对光的干涉现象的研究,证实了光具有波动性
(B)贝克勒尔通过对天然放射现象的研究,提出了原子的核式结构模型
(C)卡文迪什通过扭秤实验装置测出了万有引力常量,验证了万有引力定律
(D)麦克斯韦依据电磁场理论预言了电磁波的存在,并通过实验给予了证实
18.如图所示,竖直放置的上下固定的两气缸A、B之间用质量不计的活塞和轻杆连接,活塞与气缸壁之间无摩擦且不漏气,A的横截面积大于B的横截面积,A、B中气体的初始温度相同。
现使A、B升高相同温度到再次达到稳定时,与初态相比A、B中气体的体积变化量为VA、VB,压强变化量为PA、PB,对活塞压力的变化量为FA、FB,则()
(A)活塞和轻杆向上移动了一段距离(B)VA>VB
(C)PA=PB(D)FA=FB
19.如图所示,在光滑绝缘的水平面上方,有两个方向相反的水平方向匀强磁场,PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大,磁感应强度的大小分别为B1=B、B2=2B。
一个竖直放置的边长为a、质量为m、电阻为R的正方形金属线框,以速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动,当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时,线框的速度为v/2,则下列结论中正确的是()
(A)此过程中通过线框截面的电量为
(B)此过程中回路产生的电能为
mv2
(C)此时线框的加速度为
(D)此时线框中的电功率为
20.一列简谐波沿着x轴正向传播,振幅为2cm。
如图所示,在t=0时刻相距30m的两个质点a、b的位移都是1cm,但运动方向相反,其中a质点速度沿y轴负方向;在t=2s时,b质点恰好第一次回到y=1cm处,则()
(A)t=0时刻,a、b两个质点的加速度相同
(B)a、b两个质点平衡位置间的距离是半波长的奇数倍
(C)这列简谐波的周期一定小于8s
(D)这列简谐波的波速可能为3.75m/s
四、填空题(共20分,每小题4分)
21.如图,甲分子固定于坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力F与两分子间距离x的关系如图中曲线所示,F>0为斥力,F<0为引力,a、b、c、d为x轴上的四个特定位置。
现把乙分子沿x轴负方向从a处移动到d处,则在位置分子间作用力最小,在位置分子势能最小。
(两空均选填“a”、“b”、“c”或“d”)
22.若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度v0水平抛出一个小球,测出小球的水平射程为L。
已知月球半径为R,万有引力常量为G,则可得月球的质量M月=,月球的第一宇宙速度vy=.
23.如图所示,长为L的木板水平放置,在木板的B端放置一个质量为m的小物块(可视为质点)。
现缓慢抬高木板的B端,使木板以A端为轴在竖直面内转动,当木板转到与水平面的夹角为α时,小物块开始滑动,此时停止转动木板。
当物块滑到A端时速度为v,已知重力加速度为g,则在整个过程中木板对物块的作用力所做的功为,木板对物块的支持力做功为.
24.在竖直平面内固定一个半径为R的均匀带电细圆环,质量为m的带电小球(视为质点)通过长为L的绝缘细线悬挂在圆环的最高点。
当圆环、小球都带有相同的电荷量Q(未知)时,发现小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态,如图所示。
已知静电力常量为k,重力加速度为g,则绝缘细线对小球的拉力T=,圆环的带电量Q=.
25.如图1所示,水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布,方向垂直于水平面向下,磁感应强度沿y轴方向不变,沿x轴方向与坐标x的关系如图2所示(图像是反比例函数图线);夹角θ=45°的光滑金属长直导轨OM、ON固定在水平面内,ON与x轴重合,一根与ON垂直的长导体棒在水平向右的外力F作用下沿x轴向右滑动,导体棒在滑动过程中始终与导轨接触良好。
已知t=0时,导体棒处于O位置,导体棒的质量m=2kg,导轨OM、ON在点O处的接触电阻为R=0.5Ω,其余电阻不计;回路中产生的电动势E与时间t的关系如图3所示(图线是过原点的直线)。
由图像分析可得1~2s时间内通过导体棒的电量q=C;导体棒在滑动过程中所受的外力F与时间t的关系式F=.
五、实验题(共24分,第26题6分,第27题4分,第28题6分,第29题8分。
)
26.上海某中学物理兴趣小组做“用单摆测定当地的重力加速度”的实验:
(1)实验时注意到必须控制摆角,若摆长为1.2m,则他们将摆球最多拉至离平衡位置约m处释放;测周期时计时起点应选在。
(选填“平衡位置”或“最高点”)
(2)该物理兴趣小组实验时通过改变摆长,测出几组摆长L和对应的周期T的数据,绘出T2-L图线,如右图所示。
然后利用在图线上测取两点A、B的坐标(x1,y1)、(x2,y2),便可求得当地的重力加速度g=.
27.右图1为“研究一定质量气体在压强不变的条件下,体积变化与温度变化的关系”的实验装置图。
粗细均匀的弯曲玻璃管的A管插入烧瓶,B管与玻璃管C下部用橡胶管连接,C管开口向上,一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。
开始时,B、C内的水银面等高。
(1)若气体温度升高,为使瓶内气体的压强不变,应将C管沿竖直方向移动(选填:
“向上”或“向下”),直至B、C内的水银面等高;
(2)【单选题】实验中多次改变封闭气体的温度,用Δt表示气体升高的摄氏温度,用Δh表示B管内水银面高度的改变量或C管竖直方向移动的距离。
已知右图2中的图线③为B管内水银面高度的改变量随Δt变化的函数图像,则C管移动的距离随Δt变化的函数图像可能是()
(A)图2中的图线①(B)图2中的图线②
(C)图2中的图线③(D)图2中的图线④
28.实验室配备的电压表的内阻其实并非很大。
现在设计测定量程为3V的电压表内阻的精确值(内阻约为2kΩ),可以把它等效为一个理想电压表和一个定值电阻的并联,实验室中提供的器材有:
电阻箱R(最大电阻为9999.9Ω),定值电阻r1=5kΩ,定值电阻r2=10kΩ,电源E(电动势约为12V、内阻不计),开关、导线若干。
设计的实验电路如图所示,先将电阻箱R的阻值调到最大,连接好实物电路;然后闭合开关,调节电阻箱R的阻值,使得电压表的指针刚好半偏,记下此时电阻箱的阻值R1;再次调节电阻箱R的阻值,使电压表的指针刚好满偏,记下此时电阻箱的阻值R2。
(1)实验中选用的定值电阻是;
(2)由上述的实验过程分析可得电压表内阻RV的表达式为RV=.(请用字母R1、R2和r表示)
(3)【单选题】若实验中使用的电源E的内阻并不为零,则该实验测得的电压表内阻RV的值与真实值相比将()
(A)偏小(B)不变(C)偏大(D)不能确定,要视电压表内阻的大小而定
29.在日常生活中经常需要精确测量密闭容器内液体的体积,某研究小组做了如下研究:
如图所示,实验使用的长方体容器B内部的底面积为1m2,高为1m。
在容器内顶部安装一个利用超声波测量距离的传感器A,该传感器默认超声波在空气中的传播速度为340m/s。
(1)若通过传感器A测得液面距离顶部的高度为0.15m,可得容器内液体的体积为__________m3.
(2)研究小组在实验中发现,传感器测量的液面距顶部的高度与实际高度存在偏差,通过查资料发现超声波在空气中的传播速度与温度有关,然后通过实验获得下表中的数据。
温度t(℃)
-10
5
20
35
50
超声波速度v(m/s)
324.0
333.0
342.0
351.0
360.0
液面距顶部的高度h测(m)
0.105
0.204
0.298
0.387
0.474
通过表中数据分析可得超声波在空气中的传播速度v与温度t的关系式为v=__________。
.
(3)利用
(2)的结论,若在环境温度为40℃时测得液面距顶部的高度为0.288m,实际液面距顶部的高度为__________m。
【小数点后保留三位】
(4)分析导出液面距离顶部的实际高度h与测量值h测和温度t之间关系式为h=__________。
六、计算题(共50分,第30题10分,第31题12分,第32题14分,第33题14分。
)
30.如图所示,在左端封闭右端开口的、粗细均匀的U形管中,有一段空气柱将水银分为A、B两部分,A位于封闭端的顶部。
已知在温度t=87℃时,空气柱的长度L=12.5cm,水银柱A的长度h1=25cm,B部分的两液面的高度差h2=45cm,外界大气压强P0=75cmHg。
试求:
(1)当空气柱的温度为多少摄氏度时,A部分的水银柱恰好对U形管的顶部没有压力.
(2)保持空气柱在
(1)情况下的温度不变,在右管中注入多少厘米长的水银柱,可以使U形管内B部分的水银面相平.
31.如图所示,在距水平地面高h1=1.2m的光滑水平台面上,一个质量m=1kg的小物块压缩弹簧后被锁扣K锁住,储存了一定量的弹性势能Ep。
现打开锁扣K,物块与弹簧分离后将以一定的水平速度v1向右滑离平台,并恰好从B点沿切线方向进入光滑竖直的圆弧轨道BC。
已知B点距水平地面的高h2=0.6m,圆弧轨道BC的圆心O与水平台面等高,C点的切线水平,并与水平地面上长为L=2.8m的粗糙直轨道CD平滑连接,小物块沿轨道BCD运动并与右边的竖直墙壁会发生碰撞,重力加速度g=10m/s2,空气阻力忽略不计。
试求:
(1)小物块由A到B的运动时间.
(2)压缩的弹簧在被锁扣K锁住时所储存的弹性势能Ep.
(3)若小物块与墙壁碰撞后速度反向、大小变为碰前的一半,且只会发生一次碰撞,那么小物块与轨道CD之间的动摩擦因数μ应该满足怎样的条件.
32.如图所示,一辆在水平地面上向右做直线运动的平板车,长度L=6m,质量M=10kg,其上表面水平光滑且距地面高为h=1.25m,A、B是其左右的两端点,在A端固定一个与车
绝缘的、质量与大小忽略不计的带电体Q,其电量Q=-5×10-6C。
在地面上方的空间存在着沿小车运动方向的、区域足够大的匀强电场(忽略Q的影响),场强大小E=1×107N/C。
在t=0时刻,小车速度为v0=7.2m/s,此时将一个质量m=1kg的小球轻放在平板车上距离B端
处的P点(小球可视为质点,释放时对地的速度为零)。
经过一段时间,小球脱离平板车并落到地面。
已知平板车受到地面的阻力与它对地面的压力成正比,且比例系数μ=0.2,其它阻力不计,重力加速度g=10m/s2.试求:
(1)从t=0时起,平板车能继续向右运动的最大距离.
(2)小球从t=0时起到离开平板车时所经历的时间.
(3)从t=0时起到小球离开平板车落地时止,带电体Q的电势能的变化量.
33.如图所示,两根粗细均匀的金属杆AB和CD的长度均为L,电阻均为R,质量分别为3m和m,用两根等长的、质量和电阻均不计的、不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,悬跨在绝缘的、水平光滑的圆棒两侧,AB和CD处于水平。
在金属杆AB的下方有高度为H的水平匀强磁场,磁感强度的大小为B,方向与回路平面垂直,此时CD处于磁场中。
现从静止开始释放金属杆AB,经过一段时间(AB、CD始终水平),在AB即将进入磁场的上边界时,其加速度为零,此时金属杆CD还处于磁场中,在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热为Q.重力加速度为g,试求:
(1)金属杆AB即将进入磁场上边界时的速度v1.
(2)在此过程中金属杆CD移动的距离h和通过导线截面的电量q.
(3)设金属杆AB在磁场中运动的速度为v2,通过计算说明v2大小的可能范围.
(4)依据第(3)问的结果,请定性画出金属杆AB在穿过整个磁场区域的过程中可能出现的速度-时间图像(v-t图).
上海市十三校2014届高三第二次质量检测
物理参考答案与评分标准
一、单项选择题(共16分,每小题2分。
每小题只有一个正确选项。
)
1
2
3
4
5
6
7
8
C
B
A
C
B
A
D
C
二、单项选择题(共24分,每小题3分。
每小题只有一个正确选项。
)
9
10
11
12
13
14
15
16
A
C
B
D
B
D
C
C
三、多项选择题(共16分,每小题4分。
每小题有二个或三个正确选项。
)
17
18
19
20
AC
BD
BC
ACD
四、填空题(共20分,每小题4分,每空2分.)
21.c;c22.
;
23.
mv2;mgLsin
24.
;
25.6;4+4t.
五、实验题(共24分,第26题6分,第27题4分,第28题6分,第29题8分,每空2分.)
26.
(1)0.1(0.1~0.105);平衡位置
(2)42
.
27.
(1)向下
(2)B
28.
(1)r1
(2)R1-2R2-r(写成R1-2R2-r1同样给分) (3)C
29.
(1)0.85
(2)330+0.6t(3)0.300
(4)h=h测(0.97+1.7610-3t)
六、计算题(共50分,第30题10分,第31题12分,第32题14分,第33题14分。
)
30.
(1)以封闭在左管中的气体为研究对象,
初状态:
T=360K,p1=(75-45)cmHg=30cmHg,V1=12.5Scm3(1分)
在水银柱A对U形管的顶部没有压力时:
T′=273+t′,p2=25cmHg(1分)
h2’=(75-25)cm=50cm
V2=10Scm3(1分)
,
(2分)
(2)状态3:
T3=T′,p3=p0=75cmHg,V3=L’’Scm3(1分)
p2V2=p3V3
(2分)
注入的水银柱长度为:
(2分)
31.⑴小物块由A运动到B的过程中做平抛运动,在竖直方向上根据自由落体运动规律可知,
小物块由A运动到B的时间为:
t=
=
s≈0.346s(2分)
⑵根据图中几何关系可知,h2=h1(1-cos∠BOC),解得:
∠BOC=60°(1分)
根据平抛运动规律有:
tan60°=
,解得:
v1=2m/s(2分)
根据能的转化与守恒可知,原来压缩的弹簧储存的弹性势能为:
Ep=
mv12=2J(1分)
⑶依据题意知,①μ的最大值对应的是物块撞墙前瞬间的速度趋于零,根据能量关系有:
mgh1+Ep>μmgL代入数据解得:
μ<
(2分)
②对于μ的最小值求解,首先应判断物块第一次碰墙后反弹,能否沿圆轨道滑离B点,设物块碰前在D处的速度为v2,由能量关系有:
mgh1+Ep=μmgL+
mv22
第一次碰墙后返回至C处的动能为:
EkC=
mv22-μmgL可知即使μ=0,有:
mv22=14J
mv22=3.5J<mgh2=6J,小物块不可能返滑至B点(2分)
故μ的最小值对应着物块撞后回到圆轨道最高某处,又下滑经C恰好至D点停止,因此有:
mv22≤2μmgL,联立解得:
μ≥
(1分)
综上可知满足题目条件的动摩擦因数μ值:
≤μ<
(1分)
32.
(1)以平板车为研究对象,根据受力分析和牛顿运动定律有:
F=EQ=50N,方向向左
a1=
=7.2m/s2 (2分)
x1=
=3.6m(2分)
(2)因x1<4m,故小球不会从车的左端掉下,小车向右运动的时间t1=
=1s(1分)
小车向左运动的加速度a2=
=2.8m/s2(1分)
小球掉下小车时,小车向左运动的距离x2=x1+L/3=5.6m
小车向左运动的时间t2=
=2s(1分)
所以小球从轻放到平板车开始至离开平板车所用的时间t=t1+t2=3s (1分)
(3)小球刚离开平板车时,小车向左的速度的大小为v2=a2t2=5.6m/s(1分)
小球离开平板车后,车的加速度大小a3=(F-μMg)/M=3m/s2(1分)
小球离开车子做自由落体的运动h=gt32/2t3=0.5s(1分)
车子在t3时间内向左运动的距离x3=v2t3+
a3t32=3.175m(1分)
车子在从t=0时起到小球离开平板车落地时止,向左运动的位移为S
s=x3+x2-x1=5.175m(1分)
故在从t=0时起到小球离开平板车落地时止,带电体Q的电势能的变化量为⊿E
⊿E=-Fs=-258.75J(1分)
33.
(1)AB杆达到磁场边界时,加速度为零,系统处于平衡状态,
对AB杆:
3mg=2T对CD杆:
2T=mg+BIL(1分)
又F=BIL=
(1分)
解得v1=
(1分)
(2)以AB、CD棒组成的系统在此过程中,根据能的转化与守恒有:
(3m-m)gh-2Q=
4mv12(1分)
(1分)
q=It=
=
=
(2分)
(3)AB杆与CD杆都在磁场中运动,直到达到匀速,此时系统处于平衡状态,
对AB杆:
3mg=2T+BIL对CD杆:
2T’=mg+BIL
又F=BIL=
解得v2=
(2分)
所以
<v2<
(1分)
(4)AB杆以速度v1进入磁场,系统受到安培力(阻力)突然增加,系统做加速度不断减小的减速运动,接下来的运动情况有四种可能性:
(注:
每画出一幅可能的v-t图得1分,共4分。
图1、3的右端也可逼近进入磁场时的速度v1