2022-2023学年安徽省亳州市蒙城重点中学高三(下)临考卷
物理试题
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.答题时请按要求用笔。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折暴、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20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. 下列四幅图涉及到不同的物理知识,其中说法正确的是
A. 图甲:光电效应中,光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
B. 图乙:玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以氢原子发射光子的频率是不连续的
C. 图丙:卢瑟福通过分析粒子散射实验结果,发现了质子和中子
D. 图丁:光照到不透明的小圆盘上出现了泊松亮斑,这是光的偏振现象
2. 一物体沿直线由静止开始以加速度做匀加速直线运动,前进位移后立刻以大小为的加速度做匀减速直线运动,又前进速度恰好为零。已知,则以下说法中正确的是( )
A. 物体通过、两段位移的平均速度
B. 物体通过、各自中间时刻的瞬时速度不相等
C. 物体通过、两段位移所用的时间
D. 两个加速度和大小的关系是
3. 放在粗糙水平面上的物体上叠放着物体。和之间有一根处于压缩状态的弹簧,、均处于静止状态。下列说法中正确的是( )
A. 受到向左的摩擦力 B. 对的摩擦力向右
C. 地面对的摩擦力向右 D. 地面对没有摩擦力
4. 如图所示,“天问一号”探测器成功进入环绕火星椭圆轨道,在椭圆轨道的近火点接近火星表面制动后顺利进入近火圆轨道,点为近火轨道上的另一点,点是椭圆轨道的远火点,椭圆轨道的半长轴等于圆形轨道的直径,下列说法正确的是( )
A. 探测器在点的速度大于在点的速度
B. 探测器在点与椭圆轨道上的点的加速度相同
C. 探测器在椭圆轨道与圆轨道上的周期之比为:
D. 探测器在椭圆轨道上点与点的速度之比为:
5. 如图所示,螺线管中线圈匝数为,横截面积为,总电阻为,其,两端与两个定值电阻和相连,已知,匀强磁场沿轴线向上穿过螺线管,其磁感应强度大小随时间变化的关系式为,则下列说法正确的有( )
A. 端电势比端电势低
B. 时,通过螺线管的磁通量为
C. 内,通过的电荷量为
D. 内,产生的热量为
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15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。
6. 图甲为一列简谐横波时的波形图,图乙为质点的振动图像,则下列说法正确的是( )
A. 该波沿轴正方向传播
B. 时,质点与的连线距离最远
C. 从到内,质点运动的路程为
D. 波在后的传播过程中,质点和的加速度大小始终相等
7. 坐标系所在的竖直平面内存在着范围足够大且方向竖直向下的匀强电场,轴沿水平方向,一带负电小球以初速度从坐标原点水平射出,一段时间后小球通过第四象限点图中没有标出。已知小球质量为,重力加速度为,则小球( )
A. 从到的运动过程,运动时间为
B. 到达点时动能为。
C. 到达点时速度偏向角正切值为
D. 所受电场力大小为
8. 如图为一种改进后的回旋加速器示意图,其中盒缝间的加速电场场强大小恒定,且被限制在,板间,虚线中间不需加电场,带电粒子从处以速度沿电场线方向射入加速电场,经加速后再进入形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动。对这种改进后的回旋加速器,下列说法正确的是
A. 带电粒子每运动一周被加速一次
B. 加速粒子的最大速度与形盒的尺寸无关
C. 加速电场方向不需要做周期性的变化
D. 带电粒子每运动一周,等于
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。
9. 如图所示,某同学为了测量截面为正三角形的三棱镜玻璃折射率,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的左侧插上两枚大头针和,然后在棱镜的右侧观察到像和像,当的像恰好被像挡住时,插上大头针和,使挡住、的像,挡住和、的像在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示
在答题纸上画出对应的光路;______
为了测出三棱镜玻璃材料的折射率,若以作为分界面,需要测量的量是_______和_________,在图上标出它们;
三棱镜玻璃材料折射率的计算公式是___________.
若在测量过程中,放置三棱镜的位置发生了微小的平移移至图中的虚线位置底边仍重合,则以作为分界面,三棱镜材料折射率的测量值________真实值填“大于”、“小于”、“等于”.
10. 在“测量金属丝的电阻率”的实验中,某同学选择一根粗细均匀、阻值约为的电阻丝进行了测量。
在测量了电阻丝的长度之后,该同学用螺旋测微器测量电阻丝的直径,测量结果如图所示为_____;
现有电源电动势为,内阻不计、开关和导线若干,以及下列器材:
A.电流表量程,内阻约 电压表量程,内阻约
C.滑动变阻器,额定电流 滑动变阻器,额定电流
为减小误差,且电压调节范围尽量大,滑动变阻器应选______选填器材前的字母,然后补充完成图中实物图的连线。( )
关于上述实验,下列说法正确的是_________
A.用螺旋测微器多次测量金属丝直径并取平均值可以减小系统误差
B.用电压电流图像处理实验数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
C.只考虑电表内阻引起的误差,电压表分流会导致电阻测量值偏小
D.只考虑电表内阻引起的误差,电流表分压会导致电阻测量值偏大
电导率是电阻率的倒数,用希腊字母表示,常用单位是西门子厘米,即。电导率是反映水质的一项重要指标。资料显示某种饮用水的电导率约为将该饮用水灌满一个绝金缘性能良好、高约、容积约的薄壁圆柱形塑料简如图所示,瓶的两端用两个略小于瓶底面积的固定金属圆片电极密封经计算该塑料瓶中饮用水的电阻值约为_____保留到小数点后一位。
若用上面灌满该饮用水的圆筒替换掉原来的电阻丝,进一步用图中的电路不增减器材较为精确的测量该饮用水的电导率,则需对电路结构的改进措施是_________
四、计算题:本题共3小题,共47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。
11. 如图甲所示,斜面顶部线圈的横截面积,匝数匝,内有水平向左均匀增加的磁场,磁感应强度随时间的变化图象如图乙所示。线圈与间距为的光滑平行金属导相连,导轨固定在倾角的绝缘斜面上。图示虚线下方存在磁感应强度的匀强磁场,磁场方向垂直于斜面向上。质量的导体棒垂直导轨放置,其有效电阻,从无磁场区域由静止释放,导体棒沿斜面下滑一段距离后刚好进入磁场中并匀速下滑。在运动中导体棒与导轨始终保持良好接触,导轨足够长,线圈和导轨电阻均不计。重力加速度取,,,求:
导体棒进入磁场前流过导体棒的感应电流大小和方向;
导体棒沿斜面做匀加速直线运动的位移。
12. 如图所示,平面直角坐标系的第一象限充满沿轴正方向的匀强电场;坐标原点右侧有一个与轴平行、足够长且厚度不计的荧光屏,荧光屏与轴相交于点,且;轴左侧充满垂直平面向里的匀强磁场。一重力可忽略不计、比荷大小为的带负电粒子,以速度从轴负半轴上的点水平向左射入磁场。若匀强磁场的磁感应强度大小,匀强电场的电场强度大小,求:
该粒子从点入射到打在荧光屏上所经过的时间;
若,该粒子打在荧光屏上的位置到点的距离。
13. 如图所示,在平台中间有一个光滑凹槽,滑板的水平上表面与平台等高,一物块视为质点以大小为的初速度滑上滑板,当滑板的右端到达凹槽右端时,物块恰好到达滑板的右端,且此时物块与滑板的速度恰好相等。物块与滑板的质量分别为、,物块与滑板以及平台间的动摩擦因数均为,重力加速度取。求:
滑板的长度;
物块在平台上滑行的距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查物理常识,熟练掌握物理规律的来龙去脉是掌握此类知识的前提。
根据爱因斯坦光电效应方程可判断;根据玻尔理论分析可判断;根据粒子散射实验可判断;根据泊松亮斑的实质可判断。
【解答】
A、由知,光电效应中,光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系,但不是正比关系,故A错误;
B、玻尔理论指出氢原子能级是分立的,则氢原子发射光子的频率是不连续的,故B正确;
C、卢瑟福通过分析粒子散射实验结果,提出了原子的核式结构模型,故C错误;
D、光照到不透明的小圆盘上出现了泊松亮斑,这是光衍射现象,故D错误。
2.【答案】
【解析】
【分析】本题考查了匀变速直线运动的导出公式;本题关键是熟悉平均速度、中间时刻速度、加速度的求解方法,熟悉相关公式,不难。
【解答】设最大速度为,则加速阶段平均速度为,
减速阶段的平均速度为,
所以,故A错误;
B.物体做匀变速直线运动过程中的中间时刻速度等于该过程的平均速度;因为两段位移内的平均速度相等,所以两段位移内各自的中点时刻瞬时速度相等,故B错误;
C.由选项A的分析可知,加速阶段与减速阶段的平均速度相等,而,根据平均速度、位移、时间的关系可知平均速度一定时,位移与时间成正比,故,故C错误;
D.根据加速度公式,可知加速阶段与减速阶段速度变化相等,而根据选项C的分析可知加速阶段用时较长,故加速阶段的加速度较小,即,故D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】
【分析】
根据弹簧的状态结合平衡条件判断所受摩擦力,即可得出受力情况;将整体分析结合平衡条件判断地面对的摩擦力情况。
本题考查受力平衡条件,目的是考查学生的推理能力,灵活选择研究对象,正确运用平衡条件是解题的关键。
【解答】
假设接触面光滑,向左运动,所以受到的摩擦力向右,受到的摩擦力向左,以构成一个整体,在水平面上没有运动趋势,所以地面对没有摩擦力,故D正确ABC错误。
4.【答案】
【解析】A.假设探测器以半径为椭圆轨道的半长轴做匀速圆周运动,在经点时的速度要大于在椭圆轨道上经点时的速度,由
可知探测器在近火圆轨道点的速度要大于在圆轨道上点的速度,因此探测器在椭圆轨道点的速度小于在点的速度,故A错误;
B.由万有引力和牛顿第二定律知
解得
可知探测器在点与椭圆轨道上的点的加速度大小相等,方向不同,故B错误;
C.由题意可知椭圆的半长轴为 ,根据开普勒第三定律可得
则有
故C错误;
D.设探测器在椭圆轨道上点速度为,在点的速度为,设火星的半径为,根据开普勒第二定律可得
解得
故D正确。
故选D。
5.【答案】
【解析】
【分析】
根据楞次定律判定电流方向从而知、的电势高低;
通过螺线管的磁通量为,与匝数无关;
根据和电路特点求解通过电阻的电荷量;
根据求解产生的热量。
本题是电磁感应与电路的综合,知道产生感应电动势的那部分相当于电源,运用闭合电路欧姆定律进行求解。
【解答】
A.匀强磁场的磁感应强度随时间逐渐增大,由楞次定律可知感应电流在外电路中由点流向点,即端电势比端电势高,故A错误;
B.根据磁通量的定义可知, 时,通过螺线管的磁通量为 ,与线圈匝数无关,故B错误;
C.由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势为
感应电流为
则通过 的电流为
所以 内,通过 的电荷量为 ,故C错误;
D.由焦耳定律可知,在 内,电阻 产生的热量为 ,故D正确。
故选D。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查振动和波动的综合应用。解决问题的关键是清楚振动图像和波动图像的物理意义,根据振动图像知道质点的振动情况再结合波动图像判断波的传播方向。
【解答】
A.由图乙可知, 时, 向轴正方向振动,由图甲,根据同侧法可知,该波沿轴负方向传播,A错误;
B.由图乙可知
所以 时 在波谷, 在波峰,因此质点 与 的连线距离最远,B正确;
C. 时质点 刚振动,因此从 到 内,振动了 ,路程为 ,C错误;
D. 和 相差半个波长,所以波在 后的传播过程中,振动方向相反,加速度大小始终相等,D正确。
故选BD。
7.【答案】
【解析】A.从到的运动过程,小球在水平方向上做匀速运动,则运动时间为,选项A正确;
B.小球在竖直方向做匀加速运动,则,即
到达点时速度为
动能为,选项B正确;
C.到达点时速度偏向角正切值为,选项C错误;
D.由动能定理,
所受电场力大小为,选项D错误。
故选AB。
本题考查了带电粒子在电场和重力场的复合场中的运动,关键是将物体的运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动,并根据运动规律分析计算。
8.【答案】
【解析】
【分析】
带电粒子经加速电场加速后,进入磁场发生偏转,电场被限制在、板间,只有经过板间时被加速,所以运动一周加速一次,电场的方向不需改变;当带电粒子离开回旋加速器时,速度最大。
解决本题的关键知道该回旋加速器的原理,知道粒子每转一圈,加速一次,且都在间加速,加速的电场不需改变。
【解答】
带电粒子只有经过板间时被加速,即带电粒子每运动一周被加速一次,电场的方向没有改变,则在间加速,故AC正确;
B.当粒子从形盒中出来时,速度最大,根据得,,知加速粒子的最大速度与形盒的半径有关,故B错误;
D.根据得,则,因为每转一圈被加速一次,根据,知每转一圈,速度的变化量不等,且,则,故D错误;
故选:
9.【答案】;入射角;折射角;;大于
【解析】
【分析】
本题是插针法测量玻璃砖折射率的实验,实验原理是核心,根据原理确定所要测量的量,进行误差分析.
【解答】
画出光路图如图所示.
为了测出三棱镜玻璃材料的折射率,若以作为分界面,根据折射定律可知,需要测量的量是入射角、折射角.
棱镜玻璃材料折射率的计算公式是.
若在测量过程中,放置三棱镜的位置发生了如图所示的微小平移,仍以作为分界面,由图看出,
入射角没有改变.测量出来的折射变小,如图中实线光路所示,则由折射定律得知,测量值将大于真实值.
10.【答案】 电流表改为内接法
【解析】根据题意,由图可知,电阻丝的直径为
为减小误差,且电压调节范围尽量大,滑动变阻器采用分压接法。
故选C。
待测电阻约为 ,电流表采用外接法,补充完成图中实物间的连线,如图所示
用螺旋测微器多次测量金属丝直径并取平均值可以减小偶然误差,故A错误:
B.用电压电流图像处理实验数据求金属丝电阻可以减小偶然误差,故B正确;
只考虑电表内阻引起的误差,本实验采用电流表外接,误差来源于电压表分流会导致电流的测量值较大,则电阻测量值偏小,故D错误,C正确。
故选BC。
根据题意,由电阻定律可得,电阻约为
电阻较大,不能精确的测量该饮用水的电导率,需要把电流表改为内接法。
11.【答案】由法拉第电磁感应定律,斜面顶部线圈产生的感应电动势为
产生的感应电流为
代入数据可得,根据楞次定律可得电流方向到;
导体棒沿斜面下滑一段距离后进入磁场中匀速下滑,由平衡条件可得
解得:
导体棒在中切割磁感线产生的感应电流方向为到,感应电动势大小为
故回路中的感应电动势为,由闭合电路欧姆定律可得
解得:,
由运动学公式可得
联立解得。
【解析】本题是动生电动势和感生电动势的综合应用,要搞清哪部分电路是电源,熟练运用法拉第电磁感应定律、欧姆定律和安培力公式处理。
12.【答案】解;比荷大小为的带负电粒子,则
由图可知,粒子在磁场中运动时间为
在电场中运动时间为
故该粒子从点入射到打在荧光屏上所经过的时间为
粒子在磁场中做圆周运动,则
解得
在电场中沿轴方向上,可得
由公式
解得
则该粒子打在荧光屏上的位置到点的距离为
解得
【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动,在电场中做类平抛运动,根据平抛运动分解的思想分析即可。
本题考查带电粒子在组合场中的运动,常规题目。
13.【答案】解:设滑板的右端到达凹槽右端时,物块与滑板的共同速度大小为,
取向右为正方向,根据动量守恒定律有:,
解得:
根据能量守恒定律有:,
联立解得:;
对物块在平台上滑行的过程,根据动能定理有:,
解得:。
答:滑板的长度为;
物块在平台上滑行的距离为。
【解析】根据动量守恒定律、能量守恒定律列方程求解滑板的长度;
对物块在平台上滑行的过程,根据动能定理求解物块在平台上滑行的距离。
本题主要是考查了动量守恒定律和动能定理;对于动量守恒定律,其守恒条件是:系统不受外力作用或某一方向不受外力作用或合外力为零;解答时要首先确定一个正方向,利用碰撞前系统的动量和碰撞后系统的动量相等列方程求解。
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