二、多项选择题:
本题共4小题,每小题4分,共计16分.每小题有多个选项符合题意.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不答的得0分.
6.2017年9月25日,微信启动页“变脸”:
由此前美国卫星拍摄地球的静态图换成了我国“风云四号”卫星拍摄地球的动态图,如图所示.“风云四号”是一颗静止轨道卫星,关于“风云四号”,下列说法正确的有( )
A.能全天候监测同一地区
B.运行速度大于第一宇宙速度
C.在相同时间内该卫星与地心连线扫过的面积相等
D.向心加速度大于地球表面的重力加速度
7.如图所示,理想变压器原副线圈匝数比为2∶1,原线圈接交流电u=20
sin100πt(V),保险丝的电阻为1Ω,熔断电流为2A,电表均为理想电表.下列说法正确的有( )
A.电压表V的示数为14.1V
B.电流表A1、A2的示数之比为2∶1
C.为了安全,滑动变阻器接入电路的最小阻值为4Ω
D.将滑动变阻器滑片向上移动,电流表A1的示数减小
8.在一个很小的矩形半导体薄片上,制作四个电极E、F、M、N,做成了一个霍尔元件.在E、F间通入恒定电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,M、N间的电压为UH.已知半导体薄片中的载流子为正电荷,电流与磁场的方向如图所示,下列说法正确的有( )
A.N板电势高于M板电势
B.磁感应强度越大,MN间电势差越大
C.将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行,UH不变
D.将磁场和电流分别反向,N板电势低于M板电势
9.如图所示,质量为M的长木板静止在光滑水平面上,上表面OA段光滑,AB段粗糙且长为l,左端O处固定轻质弹簧,右侧用不可伸长的轻绳连接于竖直墙上,轻绳所能承受的最大拉力为F.质量为m的小滑块以速度v从A点向左滑动压缩弹簧,弹簧的压缩量达最大时细绳恰好被拉断,再过一段时间后长木板停止运动,小滑块恰未掉落.则( )
A.细绳被拉断瞬间木板的加速度大小为
B.细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为
mv2
C.弹簧恢复原长时滑块的动能为
mv2
D.滑块与木板AB间的动摩擦因数为
三、简答题:
本题分必做题(第10、11题)和选做题(第12题)两部分,共计42分.
【必做题】
10.(8分)如图甲所示是研究小车加速度与力关系的实验装置.木板置于水平桌面上,一端系有砂桶的细绳通过滑轮与拉力传感器相连,拉力传感器可显示所受的拉力大小F,改变桶中砂的质量多次实验.完成下列问题:
(1)实验中需要________.
A.测量砂和砂桶的总质量
B.保持细线与长木板平行
C.保持小车的质量不变
D.满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量甲
(2)实验中得到一条纸带,相邻计数点间有四个点未标出,各计数点到A点的距离如图乙所示.电源的频率为50Hz,则打B点时小车速度大小为________m/s,小车的加速度大小为________m/s2.
乙丙
(3)实验中描绘出aF图象如图丙所示,图象不过坐标原点的原因是________________________________________________________________________.
11.(10分)测定一节电池的电动势和内阻,电路如图甲所示,MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝,定值电阻R0=1.0Ω.调节滑片P,记录电压表示数U、电流表示数I及对应的PN长度x,绘制了UI图象如图乙所示.
(1)由图乙求得电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω.
(2)实验中由于电表内阻的影响,电动势测量值________(选填“大于”“等于”或“小于”)其真实值.
(3)根据实验数据可绘出
x图象,如图丙所示.图象斜率为k,电阻丝横截面积为S,可求得电阻丝的电阻率ρ=________, 电表内阻对电阻率的测量________(选填“有”或“没有”)影响.
甲乙丙
12.【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两小题,并作答.若多做,则按A、B两小题评分.
A.[选修3-3](12分)
(1)对于下列实验,说法正确的有________.
甲乙丙丁
A.甲图是用油膜法测分子直径的示意图,认为油酸薄膜厚度等于油酸分子直径
B.乙图是溴蒸气的扩散实验,若温度升高,则扩散的速度加快
C.丙图是模拟气体压强产生机理的实验,说明气体压强是由气体重力引起的
D.丁图是蜂蜡涂在单层云母片上融化实验,说明云母晶体的导热性能各向同性
(2)一定质量的理想气体,其状态变化的pV图象如图所示.已知气体在状态A时的温度为260K,则气体在状态B时的温度为________K,从状态A到状态C,气体与外界交换的热量为________J.
(3)2017年5月,我国成为全球首个海域可燃冰试采获得连续稳定气流的国家.可燃冰是一种白色固体物质,1L可燃冰在常温常压下释放160L的甲烷气体,常温常压下甲烷的密度为0.66g/L,甲烷的摩尔质量为16g/mol,阿伏加德罗常数取6.0×1023mol-1.请计算1L可燃冰在常温常压下释放出甲烷气体的分子数目(计算结果保留一位有效数字).
B.[选修3-4](12分)
(1)下列说法正确的有________.
A.观察者接近恒定频率波源时,接收到波的频率变小
B.物体做受迫振动,当驱动力频率等于固有频率时,振幅最大
C.雨后美丽的彩虹是光的干涉现象
D.相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关
(2)图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0.1s时刻的波形图,图乙是这列波中质点B的振动图象.则波速的大小为________m/s;再经过0.05s,质点________(选填“A”“B”“C”或“D”)到达波峰.
甲乙
(3)如图所示,水深为H的池底有一半径为r的圆形光源,在水面上形成圆形光斑.已知水的折射率为n,真空中的光速为c.求:
①光到达水面的最短时间t:
②光斑的半径R.
C.[选修3-5](12分)
(1)下列说法正确的有________.
A.比结合能大的原子核分解成比结合能小的原子核时要吸收能量
B.用紫光照射某金属表面时发生光电效应,改用红光照射时也一定能发生光电效应
C.黑体辐射的强度随温度的升高而变大,且最大值向波长较短的方向移动
D.改变压强、温度可改变放射性元素的半衰期
(2)如图所示为氢原子的能级图,莱曼线系是氢原子从n=2,3,4,5…激发态跃迁到基态时辐射的光谱线系,辐射出光子的最小频率为________;若该光子被某种金属吸收后,逸出的光电子最大初动能为Ek,则该金属的逸出功为________.已知普朗克常量为h,氢原子处于基态时的能级为E1.
(3)如图所示,光滑水平面上小球A、B分别以1.2m/s、2.0m/s的速率相向运动,碰撞后B球静止.已知碰撞时间为0.05s,A、B的质量均为0.2kg.求:
①碰撞后A球的速度大小;
②碰撞过程A对B平均作用力的大小.
四、计算题:
本题共3小题,共计47分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,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.
13.(15分)如图甲所示,单匝正方形线框abed的电阻R=0.5Ω,边长L=20cm,匀强磁场垂直于线框平面,磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示.求:
(1)0~2s内通过ab边横截面的电荷量q;
(2)3s时ab边所受安培力的大小F:
(3)0~4s内线框中产生的焦耳热Q.
甲 乙
14.(16分)如图所示,水平光滑细杆上P点套一小环,小环通过长L=1m的轻绳悬挂一夹子,夹子内夹有质量m=1kg的物块,物块两竖直侧面与夹子间的最大静摩擦力均为fm=7N.现对物块施加F=8N的水平恒力作用,物块和小环一起沿水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,小环碰到杆上的钉子Q时立即停止运动,物块恰好相对夹子滑动,此时夹子立即锁定物块,锁定后物块仍受恒力F的作用.小环和夹子的大小及质量均不计,物块可看成质点,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)物块做匀加速运动的加速度大小a;
(2)P、Q两点间的距离s:
(3)物块向右摆动的最大高度h.
15.(16分)如图所示的xOy平面内,以O1(0,R)为圆心、R为半径的圆形区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场(用B1表示,大小未知);x轴下方有一直线MN,MN与x轴相距为Δy(未知),x轴与直线MN间区域有平行于y轴的匀强电场,电场强度大小为E:
在MN的下方有矩形区域的匀强磁场,磁感应强度大小为B2,磁场方向垂直于xOy平面向外.电子a、b以平行于x轴的速度v0分别正对O1点、A(0,2R)点射入圆形磁场,偏转后都经过原点O进入x轴下方的电场.已知电子质量为m,电荷量为e,E=
,B2=
,不计电子重力.
(1)求磁感应强度B1的大小;
(2)若电场沿y轴负方向,欲使电子a不能到达MN,求Δy的最小值;
(3)若电场沿y轴正方向,Δy=
R,欲使电子b能到达x轴上且距原点O距离最远,求矩形磁场区域的最小面积.
苏北四市2018届高三年级第一次模拟考试物理参考答案
1.A 2.C 3.D 4.D 5.B
6.AC 7.CD 8.AB 9.ABD
10.
(1)BC(2分)
(2)0.416或0.42(2分) 1.48(2分)
(3)平衡摩擦力过度(2分)
11.
(1)1.49(2分) 0.45(2分)
(2)小于(2分)
(3)kS(2分) 没有(2分)
12.A.AB(4分) 780(2分) 600(2分)
(3)n=
NA(2分)
解得n=4×1024.(2分)
B.
(1)BD(4分)
(2)20(2分) D(2分)
(3)①光在水中传播的速度v=
(1分)
当光竖直向上传播,时间最短t=
=
.(1分)
②发生全反射的临界角为c,有sinC=
(1分)
则水面光斑的半径
R=r+HtanC=r+
.(1分)
C.
(1)AC(4分)
(2)-
(2分) -
-Ek(2分)
(3)①A、B系统动量守恒,设B的运动方向为正方向
由动量守恒定律得mvB-mvA=0+mv′A(1分)
解得v′A=0.8m/s.(1分)
②对B,由动量定理得-FΔt=ΔpB(1分)
解得F=8N.(1分)
13.
(1)由法拉第电磁感应定律得电动势E=S
(2分)
感应电流I=
(1分)
电量q=IΔt(1分)
解得q=4.8×10-2C.(2分)
(2)安培力F=BIL(2分)
由图得3s时的B=0.3T(1分)
代入数值得F=1.44×10-3N.(2分)
(3)由焦耳定律得Q=I2Rt(2分)
代入数值得Q=1.152×10-3J.(2分)
14.
(1)由牛顿第二定律F=ma(2分)
解得a=8m/s2.(1分)
(2)环到达Q,刚达到最大静摩擦力
由牛顿第二定律2fm-mg=
解得vm=2m/s(3分)
根据动能定理Fs=
mv
(3分)
解得s=0.25m.(1分)
(3)设物块上升的最大高度为h,水平距离为x,由动能定理得
F(x+s)-mgh=0(3分)
由几何关系得
(L-h)2+x2=L2或(h-L)2+x2=L2(2分)
解得h=1m或h=
m(舍去).(1分)
15.
(1)电子射入圆形区域后做圆周运动,轨道半径大小相等,设为r,当电子a射入,经过O点进入x轴下方,则r=R(2分)
ev0B=m
,解得B1=
.(2分)
(2)匀强电场沿y轴负方向,电子a从O点沿y轴负方向进入电场做减速运动,由动能定理eEΔy=
mv
(2分)
可求出Δy=
=
R.(2分)
(3)匀强电场沿y轴正方向,电子b从O点进入电场做类平抛运动,设电子b经电场加速后到达MN时速度大小为v,电子b在MN下方磁场做匀速圆周运动,轨道半径为r1,电子b离开电场进入磁场时速度方向与水平方向成θ角,如图所示.
由动能定理eEΔy′=
mv2-
mv
解得v=2v0(1分)
在电场中a=
=
(1分)
t1=
=
x=v0t1=2R(1分)
由牛顿第二定律evB2=
代入得r1=
R(1分)
cosθ=
=
,θ=
(1分)
由几何关系可知,在下方磁场中运动的圆心O2在y轴上,当粒子从矩形磁场右边界射出,且射出方向与水平向右夹角为θ=
时,粒子能够到达x轴,距离原点O距离最远.
由几何关系得,最小矩形磁场的水平边长为
l1=(r1+r1sinθ)(1分)
竖直边长为l2=(r1+r1cosθ)(1分)
最小面积为S=l1l2=r
(1+sinθ)(1+cosθ)=4(2+
)R2.(1分)