甘肃省重点中学2024届高三入学摸底物理试题
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、一个原子核静止在磁感应强度为B的匀强磁场中,当原子核发生衰变后,它放出一个α粒子(),其速度方向与磁场方向垂直。关于α粒子与衰变后的新核在磁场中做的圆周运动,下列说法正确的是( )
A.运动半径之比是 B.运动周期之比是
C.动能总是大小相等 D.动量总是大小相等,方向相反
2、如图所示,质量为的木块在质量为的长木板上滑行,木块与长木板间动摩擦因数为,长木板与地面间动摩擦因数为。若长木板处于静止状态,则长木板受地面摩擦力大小为( )
A. B. C. D.
3、2020年初,在抗击2019-nCoV,红外线体温计发挥了重要作用。下列关于红外线的说法中正确的是( )
A.红外线的波长比红光短
B.利用红外线的热效应可以加热物体
C.红外遥感是利用红外线的穿透能力强
D.高温物体辐射红外线,低温物体不辐射红外线
4、如图所示,一根质量为M、长为L的铜管放置在水平桌面上,现让一块质量为m、可视为质点的钕铁硼强磁铁从铜管上端由静止下落,强磁铁在下落过程中不与铜管接触,在此过程中( )
A.桌面对铜管的支持力一直为Mg
B.铜管和强磁铁组成的系统机械能守恒
C.铜管中没有感应电流
D.强磁铁下落到桌面的时间
5、下列说法正确的是( )
A.某金属能发生光电效应,当入射光的颜色不变而增大光照强度时,逸出的光电子的最大初动能也增大
B.若利用黄光和蓝光分别在同一装置研究光电效应,用蓝光照射时的遏止电压大于用黄光照射时的遏止电压
C.换用频率小的光照射,但入射光的强度不变,则逸出的光电子的最大初动能不变
D.换用频率小的光照射,但入射光的强度不变,则从光照射到金属表面上到发射出电子的时间明显减少
6、如图,倾角为的光滑斜面上有两个用轻弹簧相连的小物块A和B(质量均为m),弹簧的劲度系数为k,B靠着固定挡板,最初它们都是静止的。现沿斜面向下正对着A发射一颗质量为m、速度为的子弹,子弹射入A的时间极短且未射出,子弹射入后经时间t,挡板对B的弹力刚好为零。重力加速度大小为g。则( )
A.子弹射入A之前,挡板对B的弹力大小为2mg
B.子弹射入A的过程中,A与子弹组成的系统机械能守恒
C.在时间t内,A发生的位移大小为
D.在时间t内,弹簧对A的冲量大小为
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,篮球赛中,甲、乙运动员想组织一次快速反击,甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑,甲运动员要将球传给乙运动员,不计空气阻力,则( )
A.应该让球沿着3的方向抛出
B.应该让球沿着2的方向抛出
C.两运动员对球的冲量大小和方向都是相同的
D.当乙接着球后要往身体收,延长触球时间,以免伤害手指
8、如图所示,足够大的水平圆台中央固定一光滑竖直细杆,原长为L的轻质弹簧套在竖直杆上,质量均为m的光滑小球A、B用长为L的轻杆及光滑铰链相连,小球A穿过竖直杆置于弹簧上。让小球B以不同的角速度ω绕竖直杆匀速转动,当转动的角速度为ω0时,小球B刚好离开台面。弹簧始终在弹性限度内,劲度系数为k,重力加速度为g,则
A.小球均静止时,弹簧的长度为L-
B.角速度ω=ω0时,小球A对弹簧的压力为mg
C.角速度ω0=
D.角速度从ω0继续增大的过程中,小球A对弹簧的压力不变
9、2019年11月我国首颗亚米级高分辨率光学传输型立体测绘卫星高分七号成功发射,七号在距地约600km的圆轨道运行,先期发射的高分四号在距地约36000km的地球同步轨道运行,关于两颗卫星下列说法正确的是( )
A.高分七号比高分四号运行速率大
B.高分七号比高分四号运行周期大
C.高分七号比高分四号向心加速度小
D.相同时间内高分七号与地心连线扫过的面积比高分四号小
10、如图,理想变压器上接有3个完全相同的灯泡,其中1个灯泡与原线圈串联,另外2个灯泡并联后接在副线圈两端。已知交流电源的电压usin100t(V),3个灯泡均正常发光,忽略导线电阻,则变压器( )
A.副线圈电压的频率为100Hz
B.原线圈两端的电压为12V
C.原副线圈的电流比为2︰1
D.原副线圈的匝数比为2︰1
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).现测定长金属丝的电阻率。
(1)先用螺旋测微器测量金属丝直径,结果如图甲所示,其读数是________mm,再用毫米刻度尺测量金属丝长度,结果如图乙所示,其读数是________mm。
(2)利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量一段金属丝的电阻,这段金属丝的电阻约为100 Ω。
电源E(电动势10 V,内阻约为10 Ω);;
电流表(量程0~250 mA,内阻);
电流表(量程0~300 mA,内阻约为5 Ω);
滑动变阻器(最大阻值10 Ω,额定电流2 A);
滑动变阻器(最大阻值1000 Ω,额定电流1 A);
开关S及导线若干。
①某同学根据题意设计了实验方案(图丙),滑动变阻器应该选择________(填“”或“”);
②请在图丙中把实验电路图补充完整,并标明器材代号_______;
③该同学测量得到电流表的读数为,电流表的读数为,则这段金属丝电阻的计算式________,从设计原理看其测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
12.(12分)如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律.该装置中的打点计时器所接交流电源频率是50 Hz.
(1)对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是________.
A.精确测量出重物的质量
B.两限位孔在同一竖直线上
C.重物选用质量和密度较大的金属锤
D.释放重物前,重物离打点计时器下端远些
(2)按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示.纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点.
①重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________.
A.OA、OB和OG的长度
B.OE、DE和EF的长度
C.BD、BF和EG的长度
D.AC、BF和EG的长度
②用刻度尺测得图中AB的距离是1.76 cm,FG的距离是3.71 cm,则可得当地的重力加速度是________ m/s2.(计算结果保留三位有效数字)
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)如图所示的两个正对的带电平行金属板可看作一个电容器,金属板长度为L,与水平面的夹角为。一个质量为m、电荷量为q的带电油滴以某一水平初速度从M点射入两板间,沿直线运动至N点。然后以速度直接进入圆形区域内,该圆形区域内有互相垂直的匀强电场与匀强磁场。油滴在该圆形区域做匀速圆周运动并竖直向下穿出电磁场。圆形区域的圆心在上金属板的延长线上,其中磁场的磁感应强度为B。重力加速度为g,求:
(1)圆形区域的半径;
(2)油滴在M点初速度的大小。
14.(16分)如图所示,一水平放置的薄壁圆柱形容器内壁光滑,长为L,底面直径为D,其右端中心处开有一圆孔。质量一定的理想气体被活塞封闭在容器内,器壁导热良好,活塞可沿容器内壁自由滑动,其质量、厚度均不计开始时气体温度为300K,活塞与容器底部相距,现对气体缓慢加热,已知外界大气压强为,求温度为600K时气体的压强。
15.(12分)如图所示,两个导热气缸竖直放置,底部由一细管连通(忽略细管的容积).两气缸内各有一个活塞,左边气缸内活塞质量为2m,右边气缸内活塞质量为m,活塞与气缸无摩擦,活塞的厚度可忽略.活塞的下方为理想气体,上方为真空.当气体处于平衡状态时,两活塞位于同一高度h,活塞离气缸顶部距离为2h,环境温度为T1.
(i)若在右边活塞上放一质量为m的物块,求气体再次达到平衡后两活塞的高度差(假定环境温度始终保持为T1);
(ii)在达到上一问的终态后,环境温度由T1缓慢上升到5T1,求气体再次达到平衡后两活塞的高度差.
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、A
【解析】
A.衰变方程为
衰变瞬间动量守恒,所以
洛伦兹力提供向心力,根据
解得半径
所以α粒子与衰变后的新核的半径之比为
A正确;
B.原子核在磁场中圆周运动的周期为
所以α粒子与衰变后的新核的周期之比为
B错误;
C.二者动量大小始终相等,根据动量和动能的关系
可知α粒子与衰变后的新核的质量不同,动能不同,C错误;
D.α粒子与衰变后的新核的动量大小始终相同,在衰变瞬间,二者方向相反,随后在磁场中做匀速圆周运动,动量方向不同,D错误。
故选A。
2、C
【解析】
隔离分析长木块,如图甲,受重力、支持力、向左的滑动摩擦力
①
隔离分析木板,如图乙,受重力、木块的压力、向右的滑动摩擦力、地面的支持力与向左的静摩擦力。水平方向受力平衡
②
解①②式得
竖直方向受力平衡
达到最大静摩擦力时(临界点),为
由题可知长木板静止不动,所以
所以C正确,ABD错误。
故选C。
3、B
【解析】
A.红外线的波长比红光的波长更长,故A错误;
B.红外线是一种看不见的光,通过红外线的照射,可以使物体的温度升高,故B正确;
C.人们利用红外线来实行遥控和遥感,是因为红外线波长长,更容易发生衍射,故C错误;
D.一切物体都向外辐射红外线,故D错误。
故选B。
4、D
【解析】
C.强磁铁通过钢管时,导致钢管的磁通量发生变化,从而产生感应电流,故C错误;
B.磁铁在铜管中运动的过程中,虽不计空气阻力,但在过程中,出现安培力做功产生热能,所以系统机械能不守恒,故B错误;
A.由于圆管对磁铁有向上的阻力,则由牛顿第三定律可知磁铁对圆管有向下的力,则桌面对铜管的支持力F>Mg,故A错误;
D.因圆管对磁铁有阻力,所以运动时间与自由落体运动相比会变长,即有,故D正确。
故选D。
5、B
【解析】
A.金属发生光电效应时逸出的光电子最大初动能满足,由此可知光电子的最大初动能与入射光的频率和金属的逸出功有关,与入射光的强度无关,故A错误;
B.根据光电效应方程和能量守恒,联立解得
由于黄光的频率小于蓝光,故黄光的遏止电压小于蓝光的遏止电压,故B正确;
C.减小入射光的频率,逸出的光电子的最大初动能将减小,故C错误;
D.光电效应具有瞬时性,所以无论入射光的频率和强度如何变化,从光照射到金属表面上到发射出电子的时间都是瞬时的,故D错误。
故选B。
6、C
【解析】
A.子弹射入A之前,AB系统所受合力为0,挡板对B的弹力大小为2mgsinθ,故A错误;
B.弹射入A的过程中,A与子弹之间的摩擦生热,组成的系统机械能不守恒,故B错误;
C.子弹射入A前弹簧为压缩状态,压缩量为
挡板对B的弹力刚好为零时弹簧处于伸长状态,伸长量为
则在时间t内,A发生的位移大小为
故C正确;
D.选沿斜面向上为正,时间t初态A的动量为-mv0,在时间t的末态,对于系统弹性势能相同,重力势能增加,则动能变小,即此位置A动量大小P要小于mv0,时间t内由动量定理有
I弹-2mgtsinθ=P-(-mv0)<2mv0
即为
I弹<2mv0+2mgtsinθ.
故D错误。
故选C。
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】
AB.甲和乙相对静止,所以甲将球沿着对方抛出,即沿着3方向抛出,就能传球成功,A正确,B错误;
C.根据动量定理,合外力的冲量等于动量的变化量,可知两运动员接球时速度的变化量大小相等、方向相反,动量的变化量等大反向,所以两运动员对球的冲量等大反向,C错误;
D.当乙接着球后要往身体收,根据动量定理可知,相同的动量变化量下,延长作用时间,减小冲击力,以免伤害手指,D正确。
故选AD。
8、ACD
【解析】
A.若两球静止时,均受力平衡,对B球分析可知杆的弹力为零,
;
设弹簧的压缩量为x,再对A球分析可得:
,
故弹簧的长度为:
,
故A项正确;
BC.当转动的角速度为ω0时,小球B刚好离开台面,即,设杆与转盘的夹角为,由牛顿第二定律可知:
而对A球依然处于平衡,有:
而由几何关系:
联立四式解得:
,
则弹簧对A球的弹力为2mg,由牛顿第三定律可知A球队弹簧的压力为2mg,故B错误,C正确;
D.当角速度从ω0继续增大,B球将飘起来,杆与水平方向的夹角变小,对A与B的系统,在竖直方向始终处于平衡,有:
则弹簧对A球的弹力是2mg,由牛顿第三定律可知A球队弹簧的压力依然为2mg,故D正确;
故选ACD。
9、AD
【解析】
A.万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得
可得
运行轨道半径越大,运行的速度越小,高分七号比高分四号向心速率大,故A正确;
B.万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得
解得
运行轨道半径越大,运行的周期越大,所以高分七号比高分四号运行周期小,故B错误;
C.万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得
解得
运行轨道半径越大,运行的加速度越小,所以高分七号比高分四号向心加速度大,故C错误;
D.卫星与地心连线扫过的面积为
相同时间内,运行轨道半径越大,与地心连线扫过的面积越大,相同时间内高分七号与地心连线扫过的面积比高分四号小,故D正确;
故选AD。
10、BD
【解析】
A.根据交流电源的电压usin100t(V),可知角速度为:rad/s,则频率为:
50Hz
A错误;
CD.设每只灯的额定电流为I,额定电压为U,因并联在副线圈两端的两只小灯泡正常发光,所以副线圈中的总电流为2I,原副线圈电流之比为1:2,根据原副线圈中电流之比与匝数成反比
得原、副线圈的匝数之比为:
故C错误,D正确;
B.根据电压与匝数成正比:
得原线圈两端电压为:
根据闭合电路欧姆定律得交流电源电压为:
该交流电的最大值为V,则有效值为18V,所以
3U=18V
则灯泡的额定电压为6V,原线圈两端得电压等于2U=12V,B正确;
故选BD。
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、3.700 601.0 R1 相等
【解析】
(1)[1][2].螺旋测微器测量金属丝直径读数是3.5mm+0.01mm×20.0=3.700mm;
用毫米刻度尺测量金属丝长度读数是60.10cm=601.0mm。
(2)①[3].某同学根据题意设计了实验方案,滑动变阻器接成分压电路,则可知应该选择阻值较小的R1;
②[4].根据伏安法可知,实验中需用一个已知内阻的电流表A1作为电压表测定待测电阻的电压,实验电路图如图所示;
③[5][6].根据电路图可知
从设计原理看其测量值与真实值相比相等。
12、BC BCD 9.75
【解析】
(1)[1].因为在实验中比较的是mgh、,的大小关系,故m可约去,不需要测量重锤的质量,对减小实验误差没有影响,故A错误.为了减小纸带与限位孔之间的摩擦图甲中两限位孔必须在同一竖直线,这样可以减小纸带与限位孔的摩擦,从而减小实验误差,故B正确.实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体,这样能减少摩擦阻力的影响,从而减小实验误差,故C正确.释放重物前,为更有效的利用纸带,重物离打点计时器下端近些,故D错误,故选BC.
(2)[2].当知道 OA、OB和OG的长度时,无法算出任何一点的速度,故A不符合题意;当知道OE、DE和EF的长度时,利用DE和EF的长度可以求出E点的速度,从求出O到E点的动能变化量,知道OE的长度,可以求出O到E重力势能的变化量,可以验证机械能守恒,故B符合题意;当知道BD、BF和EG的长度时,由BF和EG的长度,可以得到D点和F点的速度,从而求出D点到F点的动能变化量;由BD、BF的长度相减可以得到DF的长度,知道DF的长度,可以求出D点到F点重力势能的变化量,即可验证机械能守恒,故C项符合题意;当知道AC、BF和EG的长度时,可以分别求出B点和F点的速度,从而求B到F点的动能变化量,知道BF的长度,可以求出B到F点重力势能的变化量,可以验证机械能守恒,故D正确;故选BCD.
(3)[3].根据,解得
.
【点睛】
根据实验原理,结合实验中的注意事项后分析解答;依据这段时间内的平均速度等于中时刻瞬时速度,从而确定动能的变化,再依据重力势能表达式,进而确定其的变化,即可验证,根据求出重力加速度.
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);(2)
【解析】
(1)带电油滴在圆形区域运动,电场力和重力相平衡,在洛伦兹力作用下运动圆周。根据
得轨迹半径为
设圆形区域的半径为R,由几何关系得
解得
(2)带电油滴在MN段运动时,由牛顿第二定律得
①
由运动规律得
②
由几何关系知
③
解①②③式得
14、
【解析】
活塞移动时气体做等压变化,当刚至最右端时,;;
由盖萨克定律可知
解得
活塞至最右端后,气体做等容变化;;;.
由查理定律有
解得
15、 (1) (2)
【解析】
(i)设左、右活塞的面积分别为S1和S2,气体的压强为P1,由于两活塞平衡
有:,,得:
在右边活塞上加一质量为m的物块后,右活塞降至气缸底部,所有气体都在左气缸中,设左边活塞没有碰到气缸顶部,则等压过程,有:得
故假设成立且两活塞高度差为;
(ii)环境温度由T1缓慢上升时,气体做等压变化直到左边活塞上升到气缸顶部,设此时温度为,由,得:小于5T1
故气体开始做等容变化,直到压强增大到即将把右边活塞顶起,即压强由变为,由得:仍小于5T1
气体继续升温到5T1过程中气体做等压变化,设右边活塞上升x,由:
可得:,最终两活塞高度差为.
点睛:本题关键是明确气体经历等压过程,然后灵活地选择气体实验定律列方程求解活塞的高度.