高三第二学期期中练习理科综合物理部分能力测试
13.下列叙述正确的是
A.一定质量的气体压强越大,则分子的平均动能越大
B.自然界中自发进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性
C.外界对气体做正功,气体的内能一定增加
D.物体的温度升高时,其内部每个分子的热运动速率都一定增大
14.在地球大气层外有很多太空垃圾绕地球转动,可视为绕地球做匀速圆周运动。每到太阳活动期,由于受太阳的影响,地球大气层的厚度增加,从而使得一些太空垃圾进入稀薄大气层,运动半径开始逐渐变小,但每一周仍可视为匀速圆周运动。若在这个过程中某块太空垃圾能保持质量不变,则这块太空垃圾的
A.线速度将逐渐变小
B.加速度将逐渐变小
C.运动周期将逐渐变小
D.机械能将逐渐变大
15.氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级辐射出a光,从n=4的能级跃迁到n=2的能级辐射出b光。关于这两种光的下列说法正确的是
A.a光的光子能量比b光的光子的能量大
B.在同种介质中a光的传播速度比b光的传播速度小
C.若a光不能使某金属发生光电效应,则b光一定不能使该金属发生光电效应
D.在同一双缝干涉装置进行实验,所得到的相邻干涉条纹的间距,a光的比b的大一些
16.如图所示,MN和PQ为处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨,垂直导轨放置金属棒ab与导轨接触良好。N、Q端接理想变压器的初级线圈,理想变压器的输出端有三组次级线圈,分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C。在水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场,若用IR、IL、Ic分别表示通过R、L和C的电流,则下列判断中不正确的是
A.在ab棒匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后,IR≠0、IL≠0、IC=0
B.在ab棒匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定的,IR=0、IL=0、IC=0
C.若ab棒在某一中心位置附近做简谐运动,则IR≠0、IL≠0、IC≠0
D.若ab棒匀加速运动,则IR≠0、IL≠0、IC=0
17.在平静的水面上激起一列水波,使水面上漂浮的小树叶在3.0s内全振动了6次。当某小树叶开始第6次振动时,沿水波传播的方向与该小树叶相距1.0m、浮在水面的另一小树叶刚好开始振动,则
A.此水波的周期为2.0s
B.此水波的波长为1/6m
C.此水波的传播速度为0.40m/s
D.若振动的频率变大,则同样条件下波传播到1.0m远的另一小叶处所用时间将变短
18.长木板A放在光滑的水平面上,质量为m的物块B以水平初速度v0从A的一端滑上A的水平上表面,它们在运动过程中的v-t图线如图所示。则根据图中所给出的已知数据v0、t1及物块质量m,可以求出的物理量是
A.木板获得的动能
B.A、B组成的系统损失的机械能
C.木板的最小长度
D.A、B之间的动摩擦因数
19.如图所示,P、Q是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜,叠合在一起组成一个长方体。某单色光沿与P的上表面成θ角的方向斜射向P,其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面。已知材料的折射率nP<nQ,则下列说法正确的是
A.一定没有光线从Q的下表面射出
B.从Q的下表面射出的光线一定与入射到P的上表面的光线平行
C.如果光线从Q的下表面射出,出射光线与下表面所夹的锐角一定大于θ
D.如果光线从Q的下表面射出,出射光线与下表面所夹的锐角一定小于θ
20.P、Q是某电场中一条电场线上的两点,一点电荷仅在电场力作用下,沿电场线从P点运动到Q点,过此两点的速度大小分别为vP和vQ,其速度随位移变化的图象如图所示。P、Q两点电场强度分别为EP和EQ;该点电荷在这两点的电势能分别为εP和εQ,则下列判断正确的是
A.EP>EQ ,εP<εQ B.EP>EQ ,εP>εQ
C.EP<EQ ,εP<εQ D.EP<EQ ,εP>εQ
21.(18分)
⑴如图所示,有一根横截面为正方形的薄壁管,用游标为20分度的游标卡尺测量其外部的边长l的情况如下左图所示;用螺旋测微器测得其壁厚d的情况如下右图所示。则此管外部边长的测量值为l= cm;管壁厚度的测量值为d= mm。
⑵一种电池标称电动势为9V,内电阻约50Ω,允许的最大输出电流为50mA。为了较准确的测量这个电池的电动势和内电阻,可以设计出如下左图所示的实验电路,已知实验中所使用的电压表内电阻足够大,可以忽略其对电路的影响;图中R为电阻箱,阻值范围为0~999.9Ω,R0为保护电阻。
①实验室里备用的定值电阻有以下几种规格:
A.10Ω B.50Ω C.150Ω D.500Ω
实验时,R0应选用 较好(填字母代号)。
②按照下左图所示的电路图,将下右图所示的实物连接成实验电路。
③在实验中,当变阻箱调到图所示位置后,闭合开关S,电压表的示数为8.70V,此时通过电阻箱的电流为 mA。
④断开开关S,调整电阻箱的阻值,再闭合开关S,读取并记录电压表的示数。多次重复上述操作,可得到多组电压值U和通过电阻箱的电流值I,利用多次读取和计算出的数据,作出如坐标纸所示的图线。根据图线可知,该电池的电动势E= V,内电阻r= Ω。
22.(16分)如图所示,在距水平地面高h=0.80m的水平桌面一端的边缘放置一个质量m=0.80kg的木块B,桌面的另一端有一块质量M=1.0kg的木块A以初速度v0=4.0m/s开始向着木块B滑动,经过时间t=0.80s与B发生碰撞,碰后两木块都落到地面上。木块B离开桌面后落到地面上的D点。设两木块均可以看作质点,它们的碰撞时间极短,且已知D点距桌面边缘的水平距离s=0.60m,木块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,重力加速度取g=10m/s2。求:⑴两木块碰撞前瞬间,木块A的速度大小;⑵木块B离开桌面时的速度大小;⑶木块A落到地面上的位置与D点之间的距离。
23.(18分)显像管是电视机的重要部件,在生产显像管的阴极时,需要用到去离子水。如果去离子水的质量不好,会导致阴极材料中含有较多的SO42-离子,用这样的阴极材料制作显像管,将造成电视机的画面质量变差。显像管的简要工作原理如图所示:阴极K发出的电子(初速度可忽略不计)经电压为U的高压加速电场加速后,沿直线PQ进入半径为r的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面,圆形磁场区域的圆心O在PQ直线上,荧光屏M与PQ垂直,整个装置处于真空中。若圆形磁场区域内的磁感应强度的大小或方向发生变化,都将使电子束产生不同的偏转,电子束便可打在荧光屏M的不同位置上,使荧光屏发光而形成图象,其中Q点为荧光屏的中心。不计电子和SO42-离子所受的重力及它们之间的相互作用力。⑴已知电子的电量为e,质量为me,求电子射出加速电场时的速度大小;⑵在圆形磁场区域内匀强磁场的磁感应强度大小为B时,电子离开磁场时的偏转角大小为θ(即出射方向与入射方向所夹的锐角,且θ未知),请推导tan的表达式;⑶若由于去离子水的质量不好,导致阴极材料中含有较多的SO42-离子,使得阴极在发出电子的同时还发出一定量的SO42-离子,SO42-离子打在荧光屏上,屏上将出现暗斑,称为离子斑。请根据下面所给出的数据,通过计算说明这样的离子斑将主要集中在荧光屏上的哪一部位。(电子的质量me=9.1×10-31kg, SO42-离子的质量mso=1.6×10-25kg)
24.(20分)如图所示,两根正对的平行金属直轨道MN、M´N´位于同一水平面上,两轨道之间的距离l=0.50m。轨道的MM´端之间接一阻值R=0.40Ω的定值电阻,NN´端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N´P´平滑连接,两半圆轨道的半径均为R0=0.50m。直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.64 T的匀强磁场中,磁场区域的宽度d=0.80m,且其右边界与NN´重合。现有一质量m=0.20kg、电阻r=0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0m处。在与杆垂直的水平恒力F=2.0N的作用下ab杆开始运动,当运动至磁场的左边界时撤去F,结果导体杆ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP´。已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好,且始终与轨道垂直,导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数μ=0.10,轨道的电阻可忽略不计,取g=10m/s2,求:⑴导体杆刚进入磁场时,通过导体杆上的电流大小和方向;⑵导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量;⑶导体杆穿过磁场的过程中整个电路中产生的焦耳热。
参考答案
13.B 14.C 15.D 16.A 17.C 18.C 19.D 20.A
21.(18分)
⑴2.230~2.240;1.037~1.039(每空3分,共6分)
⑵①C;(3分)②如图所示;(2分)③17.6(17~18均可得分);(3分) ④9.45~9.55(或9.5)(2分),50.0(或50)(2分)
22.(16分)(1)木块A在桌面上受到滑动摩擦力作用做匀减速运动,根据牛顿第二定律,木块A的加速度 =2.5m/s2……………………………………3分
设两木块碰撞前A的速度大小为v,根据运动学公式,得
=2.0m/s……………………………2分
(2)两木块离开桌面后均做平抛运动,设木块B离开桌面时的速度大小为v2,在空中飞行的时间为t′。根据平抛运动规律有:,s=v2t′……………………………2分
解得: =1.5m/s………………………………………3分
(3)设两木块碰撞后木块A的速度大小为v1,根据动量守恒定律有:
…………………………………………1分
解得: =0.80m/s…………………………………2分
设木块A落到地面过程的水平位移为s′,根据平抛运动规律,得
=0.32m………………………………2分
则木块A落到地面上的位置与D点之间的距离 =0.28m ……………1分
23.(18分)(1)设电子经电场加速后的速度为v,对于电子被电场加速的过程运用动能定理有 ……………………………………………………………(3分)
解得 ……………………………………………………………………(2分)
(2)电子进入磁场后做匀速圆周运动,设电子在磁场中的运动半径为R,根据洛仑兹力公式和牛顿第二定律有 ……………………………(3分)
解得 = ……………………………(2分)
根据如图所示的几何关系可知
tan=…………………………………(4分)
(3)由第(2)问的结果可知,若SO42-离子(电荷量大小为2e)通过圆形磁场区后的偏转角度为,则…………………………………………(1分)
所以………………………………………………(1分)
即SO42-离子的偏转角远小于电子的偏转角,所以,观看到的离子斑将主要集中在荧光屏上的中央位置附近。………………………………………………………………………(2分)
24.(20分)(1)设导体杆在F的作用下运动至磁场的左边界时的速度为v1,根据动能定理则有 (F-μmg)s=mv12 …………………………………………………………2分
导体杆刚进入磁场时产生的感应电动势E=Blv1…………………………………1分
此时通过导体杆上的电流大小I=E/(R+r)=3.8A(或3.84A)………………2分
根据右手定则可知,电流方向为由b向a ………………………………………2分
(2)设导体杆在磁场中运动的时间为t,产生的感应电动势的平均值为E平均,则由法拉第电磁感应定律有 E平均=△φ/t=Bld/t…………………………………………………2分
通过电阻R的感应电流的平均值 I平均=E平均/(R+r)……………………………1分
通过电阻R的电荷量 q=I平均t=0.512C(或0.51C)………………………………2分
(3)设导体杆离开磁场时的速度大小为v2,运动到圆轨道最高点的速度为v3,因导体杆恰好能通过半圆形轨道的最高点,根据牛顿第二定律对导体杆在轨道最高点时有
mg=mv32/R0…………………………………………………………………………1分
对于导体杆从NN′运动至PP′的过程,根据机械能守恒定律有
mv22=mv32+mg2R0………………………………………………………………1分
解得v2=5.0m/s…………………………………………………………………………1分
导体杆穿过磁场的过程中损失的机械能△E=mv12-mv22=1.1J………………3分
此过程中电路中产生的焦耳热为
Q=△E-μmgd=0.94J…………………………………………………………………2分