14.物理学家通过实验来探究自然界的物理规律,为人类的科学事业做出了巨大的贡献。下列符合物理史实的是
A.法拉第通过精心设计的实验,发现了电磁感应现象,首先发现电与磁存在联系
B.伽利略最先把科学实验和逻辑推理方法相结合,否认了力是维持物体运动状态的原因
C.卡文迪许利用扭秤实验装置测量出了万有引力常量,牛顿在此基础上提出了万有引力定律
D.开普勒用了20年时间观测记录行星的运动,发现了行星运动的三大定律
15.如图甲,矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动,产生的交变电流经理想变压器给负载供电。原线圈两端的交变电压随时间变化的图象如图乙。电压表和电流表均为理想电表,Rt为阻值随温度升高而变小的热敏电阻,R1为定值电阻。则
A.t=0.005s时,电压表读数为0 B.t=0.005s时,穿过线框回路的磁通量为零
C.金属线框的转速为50r/s D.Rt温度升高时,变压器的输入功率变小
16.如图所示,斜面体M的底面粗糙,斜面光滑,放在粗糙水平面上。弹簧的一端固定在墙面上,另一端与放在斜面上的物块m相连,弹簧的轴线与斜面平行,若物块在斜面上做周期性往复运动,斜面体保持静止,则地面对斜面体的摩擦力f与时间t的关系图象正确的是
A
B
C
D
17.放在足够长的木板上的物体A和B由同种材料制成,且表面粗糙程度一样,现随长木板以速度v向右做匀速直线运动,如图所示。某时刻木板突然停止运动。已知mA>mB,下列说法正确的是
A.若木板光滑,由于A的惯性较大,所以A、B一定会相撞
B.若木板粗糙,由于A的动能较大,所以A、B一定会相撞
C.若木板粗糙,由于A所受的摩擦力较大,所以A比B先停下来。
D.不论木板是否光滑,A、B间的相对距离保持不变
18.两点电荷q1、q2固定在x轴上,在+x轴上每一点的电势随x变化的关系如图所示,其中x=x0处的电势为零,x=x1处的电势最低。下列说法正确的是
A.x0处的电场强度
B.x0、x1处的电场强度
C.q1带正电,q2带负电
D.q1的电荷量比q2的大
19. 为了探测X星球,载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心,半径为r1的圆轨道上运动,周期为T1,总质量为m1。随后登陆舱脱离飞船,变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动,此时登陆舱的质量为m2。则
A.登陆舱在与轨道上运动时的速度大小之比为
B. 登陆舱在半径为轨道上做圆周运动的周期为
C. X星球表面的重力加速度为
D. X星球的质量为
h
h/m
20.如图所示,竖直光滑杆固定不动,轻弹簧套在杆上,下端固定。将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至滑块离地高度h=0.1m处,滑块与弹簧不拴接。现由静止释放滑块,通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h,并作出滑块的Ek-h图象,其中高度从0.2 m上升到0.35 m范围内图象为直线,其余部分为曲线。以地面为零势能面,取g=10 m/s2,由图象可知
A.小滑块的质量为0.2 kg
B.轻弹簧原长为0.2 m
C.弹簧最大弹性势能为0.32 J
D.小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.18 J
21.如图,两根电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置。导轨间存在一宽为3d的有界匀强磁场,方向与导轨平面垂直。两根完全相同的导体棒M、N,垂直于导轨放置在距磁场左边界为d的同一位置处。先固定N棒,M棒在恒力F作用下由静止开始向右运动,且刚进入磁场时恰开始做匀速运动。M棒进入磁场时,N棒在相同的恒力F作用下由静止开始运动。则在棒M、N穿过磁场的过程中
M、N
F
d
3d
A.M棒离开磁场时的速度是进入磁场时速度的倍
B.N棒离开磁场时的速度等于M棒离开磁场时的速度
C.M棒穿过磁场的过程中,安培力对M棒做功为2Fd
D.N棒穿过磁场的过程中,安培力对N棒做功为2Fd
第II卷
三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题,每个试题考生都
必须做答。第33题~第40题为选考题,考生根据要求做答。
(一)必考题:(共129分)
22.(6分) 某学习小组做“探究向心力与向心加速度关系”的实验。实验装置如图甲:一轻质细线上端固定在拉力传感器O点,下端悬挂一质量为m的小钢球。小球从A点静止释放后绕O点在竖直面内沿着圆弧ABC摆动。已知重力加速度为g,主要实验步骤如下。
(1)用游标卡尺测出小球直径d。
(2)按图甲所示把实验器材安装调节好。当小球静止时,如图乙所示,毫米刻度尺0刻度与悬点O水平对齐(图中未画出),测得悬点O到球心的距离L=_________m。
(3)利用拉力传感器和计算机,描绘出小球运动过程中细线拉力大小随时间变化的图线,如图丙所示。
(4)利用光电计时器(图中未画出)测出小球经过B点时,其直径的遮光时间为∆t;可得小球经过B点瞬时速度为v =_________(用d、∆t表示)。
(5)若向心力与向心加速度关系遵循牛顿第二定律,则小球通过B点时物理量m、v、L、g、F1(或F2)应满足的关系式为_________。
23.(9分)如图甲所示,一根细长而均匀的合金管线样品,横截面为环形。此合金管线长度用L表示,外径用D表示,电阻约为5Ω。已知这种合金的电阻率为ρ,且ρ受温度的影响很小,可以忽略。因管线内中空部分内径太小,无法直接测量。某实验小组设计了一个实验方案,测量中空部分的截面积S0,可供选择的器材如下:
A.毫米刻度尺 B.螺旋测微器
C.电流表A(300mA,1.0Ω) D.电压表V1(15V,约10kΩ)
E.电压表V2(3V,约6kΩ) F.滑动变阻器R1(2KΩ,0.5A)
G.滑动变阻器R2(10Ω,2A) H.标准电阻(R0=5Ω)
I.蓄电池(3V,约0.05Ω) J.开关一个,导线若干
甲
乙
丙
U/V
I/A
0
40
10
0
1
mm
(1)用螺旋测微器测量该管线的外径D,示数如图乙所示,管线的外径等于_________
mm;
(2)上述器材中,电压表应选_________,滑动变阻器应选_________。(均只填代号字母)
(3)请在方框中将设计方案的实验电路图补充完整,要求电压表与电流表的示数均能过半,并能测量多组数据,合金管线电阻用Rx表示。
(4)将测得的多组U、I数据绘制成U—I图象如图丙所示,并计算出图象的斜率为K,同时用刻度尺测量出了管线的长度L。计算合金管线内部空间截面积S0的表达式为_________。(用已知量和所测物理量的符号L、D、ρ、K、R0表示)
24.如图所示,质量mA=0.4kg,mB=0.2kg的弹性小球 A、B穿过一绕过定滑轮的轻绳,两绳末端与地面距离均为h0=1m,两小球距离绳子末端均为L=7m,小球A、B与轻绳的滑动摩擦力均为重力的0.4倍,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现由静止同时释放A、B两个小球,不计绳子质量,忽略绳与定滑轮之间的摩擦,取g=10m/s 2 ,求
(1)将A、B两小球同时由静止释放时,A、B各自的加速度大小。
(2)A球落地时的速度大小。
25.如图所示,竖直平面内的直角坐标系xoy把空间分成四个区域,一绝缘带孔弹性挡板放置在x轴,其一端与坐标系O点重合,挡板上的小孔M距O点距离L1=9m,在y轴上有N点,N点距O点的距离L2=3m。空间中Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ象限存在竖直向上的匀强电场。小孔M正上方高h处有一直径略小于小孔宽度的带正电小球(视为质点),其质量m=1.0×10-3kg,电荷量q=1.0×10-3C。某时刻由静止释放带电小球,小球经过小孔M后进入匀强电场区域,恰好做匀速直线运动。不计空气阻力,取g=10m/s2。
(1)求电场强度E的大小。
(2)若在空间中Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ象限再加一垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度B=1T ,其他条件不变,由静止释放小球,小球通过小孔M后未与挡板碰撞且恰好通过N点,求h值。
(3)保持(2)问中的电场、磁场不变,适当改变h值,小球仍由静止释放,通过小孔后与挡板发生碰撞也恰好通过N点(小球与挡板相碰以原速率反弹,碰撞时间不计,碰撞后电量不变),求h的可能值。
33.【物理—选修3-3】(15分)
(1)(5分)堵住打气筒的出气口,缓慢向下压活塞使气体体积减小,你会感到越来越费力。若气体温度保持不变,对这一过程,下列说法正确的是_________ (填正确答案的标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A.气体的密度增大,相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多
B.分子间没有可压缩的间隙
C.压缩气体要克服分子力做功
D.分子间相互作用力表现为引力
E.在压缩过程中,气体分子势能减小
(2)(10分)有人设计了一种测定液体温度的仪器,其结构如图所示。在两端封闭、粗细均匀的竖直玻璃管内,有一段长10 cm的水银柱将管内气体分隔成上、下两部分,上部分气柱长20 cm、压强为50cmHg,下部分气柱长5 cm。今将玻璃管下部插入待测液体中(上部分气体温度始终与环境温度相同,下部分气体温度始终与待测液体温度相同),这时水银柱向上移动了2 cm,已知环境温度为20ºC,求
①此时上部分气体的压强为多少cmHg?
②待测液体的温度是多少ºC?(结果均保留一位小数)
34.【物理—选修3-4】(15分)
(1)(5分)一列持续、稳定地沿x轴正方向传播的简谐横波如图,令图示时刻t = 0,图中质点P的x坐标为0.9 m。已知任意一个振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.2s。下列说法正确的是_________ (填正确答案的标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A.波速为3m/s
B.波的频率为5Hz
C.x坐标为4.5m的质点在t = 0.1s时恰好位于波谷
D.x坐标为12.6m的质点在t = 0.1s时恰好位于波峰
E.当质点P位于波峰时,x坐标为13.5m的质点恰好位于波谷
(2)(10分)如图所示,MNPQ是一块正方体玻璃砖的横截面,其边长为30cm。与MNPQ在同一平面内的一束单色光AB射到玻璃砖MQ边的中点B后进入玻璃砖,接着在QP边上的F点(图中未画出)发生全反射,再到达NP边上的D点,最后沿DC方向射出玻璃砖。已知图中∠ABM= 30°,PD= 7.5 cm,∠CDN= 30°。
①画出这束单色光在玻璃砖内的光路图,求QP边上的反射点
F到Q点的距离QF。
②求出该玻璃砖对这种单色光的折射率n。(结果可用根式表示,下同)
③求出这束单色光在玻璃砖内的传播速度v。(已知真空中光速c = 3×108m/s)
35.【物理—选修3-5】(15分)
(1)(5分)下列说法正确的是_________。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律
B.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子,并提出了原子核式结构学说
C.当某种色光照射金属表面时,能产生光电效应,则入射光的频率越高,产生的光电子的最大初动能越大
D.现已建成的核电站的能量均来自于轻核聚变
E.由玻尔的原子模型可以推知,氢原子处于激发态,量子数越大,核外电子动能越小
O
m1
L
m2
D
B
·
A
C
(2)(10分)如图,一光滑水平面AB与一半径为R的光滑半圆形轨道相切于C点,且两者固定不动。一长L=0.8m的细绳,一端固定于O点,另一端系一个质量m1=0.2kg的小球。当小球m1在竖直方向静止时,球对水平面的作用力刚好为零。现将小球m1提起,在细绳处于水平位置时无初速释放。当球m1摆至最低点时,恰与放置在水平面上的质量m2=0.8kg的小铁球正碰,碰后球m1以2m/s的速度弹回,球m2将沿半圆形轨道运动,且恰好能通过半圆形轨道的最高点D。取g=10m/s2,求:
①球m2在半圆形轨道最低点C的速度大小;
②半圆形轨道半径R。