2023届重庆市渝中区高三下学期5月诊断性测试物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型(B)填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、如图所示,一个质量为的物块在恒力的作用下,紧靠在一个水平的上表面上保持静止,物块与上表面间静摩擦因数为,取。与水平面的夹角为,则角的最小值为( )
A. B.
C. D.
2、已知地球质量为月球质量的81倍,地球半径约为月球半径的4倍.若在月球和地球表面同样高度处,以相同的初速度水平抛出物体,抛出点与落地点间的水平距离分别为和,则 :约为
A.9:4 B.6:1 C.3:2 D.1:1
3、如图(a),R为电阻箱,A为理想电流表,电源的电动势为E,内阻为r。图(b)为电源的输出功率P与A示数I的关系图像,其中功率P0分别对应电流I1、I2。则
A.I1+I2> B.I1+I2< C.I1+I2= D.I1=I2=
4、如图所示,在一个粗糙水平面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。由静止释放后,两个物块向相反方向运动,并最终停止。在物块的运动过程中,下列表述正确的是
A.物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力 B.库仑力对两物块做的功相等
C.最终,两个物块的电势能总和不变 D.最终,系统产生的内能等于库仑力做的总功
5、如图所示,AO、BO、CO是完全相同的绳子,并将钢梁水平吊起,若钢梁足够重时,绳子AO先断,则( )
A.θ=120°
B.θ>120°
C.θ<120°
D.不论θ为何值,AO总是先断
6、自空中的A点静止释放一个小球,经过一段时间后与斜面体的B点发生碰撞,碰后速度大小不变,方向变为水平,并经过相等的时间最终落在水平地面的C点,如图所示,水平面上的D点在B点正下方,不计空气阻力,下列说法正确的是
A.A、B两点的高度差和B、D两点的高度差之比为1∶3
B.A、B两点的高度差和C、D两点的间距之比为1∶3
C.A、B两点的高度差和B、D两点的高度差之比为1∶2
D.A、B两点的高度差和C、D两点的间距之比为1∶2
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、如图甲所示,两个平行金属板、正对且竖直放置,两金属板间加上如图乙所示的交流电压,时,板的电势比板的电势高。在两金属板的正中央点处有一电子(电子所受重力可忽略)在电场力作用下由静止开始运动,已知电子在时间内未与两金属板相碰,则( )
A.时间内,电子的动能减小
B.时刻,电子的电势能最大
C.时间内,电子运动的方向不变
D.时间内,电子运动的速度方向向右,且速度逐渐减小
8、质量为m的物块在t=0时刻受沿固定斜面向上的恒力F1作用,从足够长的倾角为θ的光滑斜面底端由静止向上滑行,在t0时刻撤去恒力F1加上反向恒力F2(F1、F2大小未知),物块的速度-时间(v-t)图象如图乙所示,2t0时刻物块恰好返回到斜面底端,已知物体在t0时刻的速度为v0,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.物块从t=0时刻开始到返回斜面底端的过程中重力的冲量大小为2mgt0sinθ
B.物块从t0时刻到返回斜面底端的过程中动量的变化量大小为3mv0
C.F1的冲量大小为mgt0sinθ+mv0
D.F2的冲量大小为3mgt0sinθ-3mv0
9、关于分子运动论热现象和热学规律,以下说法中正确的有( )
A.水中的花粉颗粒在不停地做无规则运动,反映了液体分子运动的无规则性
B.两分子间距离大于平衡距离时,分子间的距离越小,分子势能越小
C.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡是晶体
D.利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机,将海水的一部分内能转化为机械能是可能的
E.一定质量的理想气体如果在某个过程中温度保持不变而吸收热量,则在该过程中气体的压强一定增大
10、关于理想气体,下列说法正确的是( )
A.已知气体的摩尔质量和阿伏伽德罗常数,可估算一个分子质量
B.已知气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数,可估算一个分子直径
C.气体压强是因为气体分子间表现为斥力
D.气体压强是因为气体分子无规则运动撞击器壁所致
E.一定质量的理想气体体积不变,温度升高,压强一定增大
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11.(6分)在“用DIS描绘电场的等势线”的实验中,电源通过正负电极在导电物质上产生的稳定电流分布模拟了由二个等量导种点电荷产生的静电场。
(1)给出下列器材,电源应选用__(选填“6V的交流电源”或“6V的直流电源”),探测等势点的仪器应选用__(选填“电压传感器”或“电流传感器”);
(2)如图在寻找基准点1的等势点时,应该移动探针__(选填“a”或“b”),若图示位置传感器的读数为正,为了尽快探测到基准点1的等势点,则逐渐将该探针向__(选填“右”或“左”)移动。
12.(12分)某同学用如图甲所示的实验装置某测量木块与木板间动摩擦因数:
(1)从打出的若干纸带中选出了如图所示的一条,纸带上A、B、C、D、E这些点的间距如图中标示,其中每相邻两点间还有4个计时点未画出。打点计时器的电源频率是50Hz,根据测量结果计算:则打C点时纸带的速度大小为___________m/s;纸带运动的加速度大小为___________m/s2。(结果保留3位有效数字)
(2)通过(1)测得木块的加速度为a,还测得钩码和木块的质量分别为m和M,已知当地重力加速度为g,则动摩擦因数μ=_________。
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13.(10分)如图所示,、两板间的电压为。、两平行金属板长为,两板间距为,电压为。的右侧有垂直纸面的匀强磁场,磁场宽度为。一束初速度为0、电荷量的范围为、质量的范围为的带负电粒子由无初速度射出后,先后经过两个电场,再从、两平行金属板间(紧贴板)越过界面进入磁场区域。若其中电荷量为、质量为的粒子恰从、两板间的中点进入磁场区域。求解下列问题(不计重力):
(1)证明:所有带电粒子都从点射出
(2)若粒子从边界射出的速度方向与水平方向成角,磁场的磁感应强度在什么范围内,才能保证所有粒子均不能从边射出?
14.(16分)如图所示,半径R=0.4m的竖直半圆形光滑轨道BC与水平面AB相切,AB间的距离x=3.6m。质量m2=0.15kg的小滑块2放在半圆形轨道的最低点B处,另一质量为m2=0.25kg的小滑块1,从A点以v0=10m/s的初速度在水平面上滑行,到达B处两滑块相碰,碰撞时间极短,碰后两滑块粘在一起滑上半圆形轨道。已知滑块1与水平面之间的动摩擦因数μ=0.5。重力加速度g取10m/s2。两滑块均可视为质点。求∶
(1)滑块1与滑块2碰撞前瞬间的速度大小v1;
(2)两滑块在碰撞过程中损失的机械能△E;
(3)在半圆形轨道的最高点C处,轨道对两滑块的作用力大小FN。
15.(12分)如图所示,汽缸开口向上,缸内壁有固定小砧,质量为m的活塞将缸内封闭一段气体缸内气体压强为2p0+,g为重力加速度,活塞到缸底的距离为h,活塞横截面积为S,大气压强为p0,环境温度为T0,活塞与汽缸内壁气密性好且无摩擦,汽缸与活塞的导热性能良好。
①缓慢降低环境温度,使缸内气体的体积减半,则环境温度应降低为多少;此过程外界对气体做的功为多少
②若环境温度不变,通过不断给活塞上放重物,使活塞缓慢下降,当活塞下降h时,活塞上所放重物的质量为多少
参考答案
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、D
【解析】
对物块受力分析:
物块受重力、恒力静摩擦力弹力。正交分解后,竖直方向平衡有
最大静摩擦力
水平方向有
(临界点)
解得
题意有
结合数学知识,联立方程解得
ABC错误,D正确。
故选D。
2、A
【解析】
设月球质量为,半径为,地球质量为M,半径为R.
已知,,
根据万有引力等于重力得:
则有:
因此…①
由题意从同样高度抛出,…②
联立①、②解得:
在地球上的水平位移
在月球上的;
因此得到:,故A正确,BCD错误.
点睛:根据万有引力等于重力,求出月球表面重力加速度和地球表面重力加速度关系,运用平抛运动规律求出两星球上水平抛出的射程之比.
3、C
【解析】
电源的输出功率:
P=EI I2r
则:
整理得:
A. I1+I2>。与上述结论不符,故A错误;
B. I1+I2<。与上述结论不符,故B错误;
C. I1+I2=。与上述结论相符,故C正确;
D. I1=I2=。与上述结论不符,故D错误。
4、D
【解析】
A.开始阶段,库仑力大于物块的摩擦力,物块做加速运动;当库仑力小于摩擦力后,物块做减速运动,故A错误;
B.物体之间的库仑力都做正功,且它们的库仑力大小相等,质量较小的物体所受摩擦力也较小,所以质量小的物体位移较大,则库仑力做功较多一些,故B错误。
C.在运动过程中,电场力对两带电体做正功,两物体的电势能减小,故C错误;
D.两物块之间存在库仑斥力,对物块做正功,而摩擦阻力做负功,由于从静止到停止,根据动能定理可知,受到的库仑力做的功等于摩擦生热。故D正确。
故选D。
5、C
【解析】
以结点O为研究对象,分析受力,作出力图如图.
根据对称性可知,BO绳与CO绳拉力大小相等.由平衡条件得:FAO=2FBOcos,当钢梁足够重时,AO绳先断,说明FAO>FBO,则得到2FBOcos>FBO,解得:θ<120°,故C正确,ABD错误。
6、D
【解析】
AC、AB段小球自由下落,BC段小球做平抛运动,两段时间相同,根据,可知A、B两点间距离与B、D两点间距离相等,A、B两点的高度差和B、D两点的高度差之比为1∶1,故AC错误;
BD、设A、B两点的高度差为h,根据速度位移公式可得BC段平抛初速度,持续的时间,所以CD两点间距离,所以AB两点的高度差和CD两点的间距之比为1∶2,故B错误,D正确;
故选D.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、AD
【解析】
A.在时间内,电场方向水平向右,电子所受电场力方向向左,所以电子向左做匀加速直线运动;在时间内,电场方向水平向左,电子所受电场力方向向右,电子向左做匀减速直线运动,电场力做负功,电子的电势能增加,动能减小,故A正确;
BC.时刻电子的速度为零,在时间内,电场方向水平向左,电子所受电场力方向向右,电子向右做初速度为零的匀加速直线运动,运动方向发生改变,时刻速度最大,动能最大,电势能并不是最大,故BC错误;
D.在时间内,电场方向水平向右,电子的加速度方向向左,电子向右做匀减速直线运动,到时刻速度为零,恰好又回到M点,故D正确。
故选:AD。
8、BC
【解析】
A.根据冲量的定义式可知物块从时刻开始到返回斜面底端的过程中重力的冲量大小为
故A错误;
B.由于在时撤去恒力加上反向恒力,物块在时恰好回到斜面的底端,所以在沿固定斜面向上的恒力的时间与撤去恒力加上反向恒力后回到底端的时间相等,设物体在沿固定斜面向上的恒力作用下的位移为,加速度为,取沿斜面向上为正;根据位移时间关系可得
根据速度时间关系可得撤去沿固定斜面向上的恒力时的速度为
撤去恒力加上反向恒力作用时的加速度为,则有
联立解得
物块在时的速度为
物块从时刻到返回斜面底端的过程中动量的变化量为
即物块从时刻到返回斜面底端的过程中动量的变化量大小为,故B正确;
C.物体在沿固定斜面向上的恒力作用下,根据动量定理可得
解得的冲量大小为
故C正确;
D.撤去恒力加上反向恒力作用时,根据动量定理可得
解得
故D错误;
故选BC。
9、ABD
【解析】
A. 水中的花粉颗粒在不停地做无规则运动,是由于周围液体分子对其不平衡的撞击造成的,反映了液体分子运动的无规则性。故A正确;
B. 两分子间距离大于平衡距离时,分子间表现为引力,当的距离减小,分子力做正功,分子势能减小。故B正确;
C. 用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,是由于云母片具有各向异性的原因,说明云母片是晶体。故C错误;
D. 根据能量转化与守恒以及热力学第二定律可知,用浅层海水和深层海水间的温度差造出一种热机,将海水的一部分内能转化为机械能,是可行的。故D正确;
E. 一定质量的理想气体,温度保持不变(△U=0)而吸收热量(Q>0),根据热力学第一定律,气体对外做功(W<0),体积变大;在根据气体等温方程 可知,压强变小,故E错误。
故选:ABD。
10、ADE
【解析】
A.一个分子的质量
已知气体的摩尔质量和阿伏伽德罗常数,可估算一个分子质量,A正确;
B.一个气体分子占据的体积
已知气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数,不可以估算一个分子直径,B错误;
CD.气体压强是因为气体分子无规则运动撞击器壁所致,气体分子之间的距离较大,几乎不体现分子力,C错误,D正确;
E.根据理想气体状态方程
可知一定质量的理想气体体积不变,温度升高,压强一定增大,E正确。
故选ADE。
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11、6V的直流电源 电压传感器 b 右
【解析】
(1)本实验是用恒定电流场来模拟静电场,圆柱形电极A接电源正极,圆环电极B接电源负极,可以在A、B之间形成电流,产生恒定的电流场,可以用此电流场模拟静电场,所以要使用低压直流电源,即选择6V的直流电源;
本实验的目的是描绘电场等势线,等势面上各点之间的电势差为0,根据两点电势相等时,它们间的电势差即电压为零,来寻找等势点,故使用的传感器是电压传感器;
(2)为了寻找与该基准点等势的另一点,移动探针b的位置,使传感器的显示读数为零;
由于该实验模拟的是静电场的情况,所以其等势面的分布特点与等量异种点电荷的电场的等势面是相似的,点1离A点比较近,所以探针b的等势点的位置距离A要近一些,近似在点1的正上方偏左一点点,由于图中b的位置在点1的左上方,所以为了尽快探测到基准点1的等势点,则逐渐将该探针向右移动一点点。
12、1.18m/s 1.50m/s2
【解析】
(1)[1][2].因纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s,设s1=9.50cm、s2=11.00cm、s3=12.5cm、s4=14.00cm,打C点时纸带的速度大小为
代入数值得
vc=1.18m/s
加速度
代入数值得
a=1.50m/s2
(2)[3].对木块、砝码盘和砝码组成的系统,由牛顿第二定律得
mg-μMg=(M+m)a
解得
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1)见解析(2)
【解析】
(1)电场加速有
带电粒子在偏转电场中做类平抛运动,在点分解位移。
水平位移
竖直位移
又有
解得
则射出点与粒子的、无关,所有粒子均从点射出
(2)类平抛的偏转位移,过程,由动能定理有
磁场中圆周运动有
解得
在粒子束中,、的粒子最大,最易射出磁场,设要使、的粒子恰射不出磁场,有
由几何关系得
粒子在电场中点射出时有
电场偏转过程由动能定理有
解得
则磁感应强度应为
。
14、 (1)8m/s;(2)3J;(3) 5N
【解析】
(1)滑块1从A运动到B,根据动能定理
-μm1gx=
得
v1=8m/s
(2)设两滑块碰后的共同速度为v,根据动量守恒定律
m1v1=(m1+m2)v
得
v=5m/s
根据能量守恒定律
得
ΔE=3J
(3)设两滑块到达最高点C处时的速度为vC,根据机械能守恒定律
(m1+m2)v2=(m1+m2)+(m1+m2)g×2R
得
vC=3m/s
两滑块在C点的受力示意图如图所示
根据牛顿第二定律
FN+(m1+m2)g=(m1+m2)
得
FN=5N
15、①,(p0S+mg)h ②m+
【解析】
本题考查理想气体状态方程的应用。
【详解】
①设环境温度应降低为T1,当缸内气体的体积减慢时,缸内气体的压强为:
根据理想气体状态方程有:
得到:
此过程外界对气体做的功:
②设所放重物的质量为m0,当气体体积减半时,气体的压强为:
气体发生等温变化,
则有
得到: