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文档介绍
海南省文昌中学高考物理模拟试卷月份
2015年海南省文昌中学高考物理模拟试卷(4月份) 一、单项选择题:(本题共6小题,每小题3分,共18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.关于物理学家和他们的贡献,下列说法中正确的是( ) A. 法拉第发现了电磁感应现象,并制作了世界上第一台发电机 B. 库仑提出了库仑定律,并最早用实验测得元电荷e的数值 C. 奥斯特发现了电流的磁效应,并发现了确定电流产生的磁场方向的方法 D. 牛顿发现了万有引力定律,并利用万有引力定律首次计算出地球的质量 2.如图,一个人站在水平地面上的长木板上用力F向右推箱子,木板、人、箱子均处于静止状态,三者的质量均为m,重力加速度为g,则( ) A. 箱子受到的摩擦力方向向右 B. 地面对木板的摩擦力方向向左 C. 木板对地面的压力大小为3mg D. 若人用斜向下的力推箱子,则木板对地面的压力会大于3mg 3.在雨雪冰冻天,为清除高压输电线上的凌冰,有人设计了这样的融冰思路:利用电流的热效应除冰.若在正常供电时,高压线上送电电压为U,电流为I,热损耗功率为△P;除冰时,输电线上的热耗功率需变为9△P,则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( ) A. 输电电流为 B. 输电电流为9I C. 输电电压为3U D. 输电电压为 4.汽车从A点由静止开始沿直线ACB做匀变速直线运动,第4s末到达C点并关闭发动机匀减速前进,再经6s到达B点停止.已知AB长为20m,则下列说法正确的是( ) A. 通过C点时速度大小为3m/s B. BC段位移为12m C. 第5s末的速度大小为2m/s D. 汽车在AC段平均速度大于CB段平均速度 5.如图所示,金属线框abcd置于光滑水平桌面上,其右方存在一个有理想边界的方向竖直向下的矩形匀强磁场区,磁场宽度大于线圈宽度.金属线框在水平恒力F作用下向右运动,ab边始终保持与磁场边界平行.ab边进入磁场时线框恰好能做匀速运动.则下列说法中正确的是( ) A. 线框穿出磁场过程中,一定先做减速运动 B. 线框完全处于磁场中的运动阶段,F做的功大于线框动能的增加量 C. 线框进入磁场过程,F做的功大于线框内增加的内能 D. 线框穿出磁场过程中,F做的功等于线框中产生的焦耳热 6.如图,倾角为θ的绝缘斜面ABC置于粗糙的水平地面上,一质量为m,带电量+q的小物块(可看作是点电荷)恰好能在斜面上匀速下滑,若在AB中点D的上方与B等高的位置固定一带电量+Q的点电荷,再让物块以某一速度从斜面上滑下,物块在下滑至底端的过程中,斜面保持静止不动,在不考虑空气阻力和物块电荷没有转移的情况下,关于在物块下滑的过程中受到地面的摩擦力及其方向的分析正确的是( ) A. 当物块在BD之间,斜面受到地面的摩擦力的方向向左 B. 当物块在DA之间,斜面受到地面的摩擦力的方向向右 C. 当物块在DA之间,斜面受到地面的摩擦力为零 D. 当物块在DA之间,斜面受到地面的摩擦力的方向要视具体问题而定 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.下列说法正确的是( ) A. 根据a=可知:物体的加速度大小与质量及合外力无关 B. 根据a=可知:做匀加速直线运动的物体,速度变化越快,加速度越大 C. 根据E=可知:电场中某一点的电场强度与检验电荷的电量无关 D. 根据R=可知:定值电阻的阻值由它两端的电压及通过它的电流决定 8.在一阻值为R=10Ω的定值电阻中通入如图所示的交流电,则( ) A. 此交流电的频率为0.5Hz B. 此交流电的有效值为A C. 在0~2s内电阻产生的焦耳热为25J D. 在2~4s内通过该电阻的电荷量为1C 9.有一辆质量为170kg、输出功率为1200W的太阳能试验汽车,安装有约2m2的太阳能电池板和蓄能电池,该电池板在有效光照条件下单位面积输出的电功率为24W/m2.若驾驶员的质量为70kg,汽车最大行驶速度为20m/s.假设汽车行驶时受到的空气阻力与其速率成正比,则汽车( ) A. 保持最大速度行驶1h至少需要有效光照5h B. 以最大速度行驶时牵引力大小为60N C. 起动时的加速度大小为0.25m/s2 D. 直接用太阳能电池板提供的功率可获得4m/s的最大行驶速度 10.质量为m的带负电小球由空中某点A无初速度地自由下落,在t秒末加上竖直方向且范围足够大的匀强电场,再经过t秒小球又回到A点.整个过程中不计空气阻力且小球从未落地,则( ) A. 匀强电场方向一定竖直向下 B. 从加电场开始到小球运动到最低点的过程中,小球动能变化了mg2t2 C. 整个过程中小球电势能减少了2mg2t2 D. 小球受到的电场力是小球重力的3倍 三、实验题(本题共2小题,第11题6分,第12题9分,共15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.某研究性学习小组利用如图所示的装置探究作用力与反作用力的大小关系.如图甲所示,在铁架台上用弹簧秤挂住一个实心铁球,弹簧秤的示数为F1,在圆盘测力计的托盘上放盛有水的烧杯,圆盘测力计的示数为F2;再把小球浸没在水中(水未溢出),如图乙所示,弹簧秤的示数为F3,圆盘测力计的示数为F4. (1)请你分析弹簧秤示数的变化,即有F3 F1(选填“>”、“=”或“<”). (2)铁球对水的作用力大小为 ,水对铁球的作用力大小为 ,若两者相等,就说明了作用力与反作用力大小相等. 12.LED绿色照明技术已经走进我们的生活.某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时电阻大约500Ω,电学符号与小灯泡电学符号相同. 实验室提供的器材有: A.电流表A1(量程为0至10mA,内阻RA1约为5Ω) B.电流表A2(量程为0至2mA,内阻RA2=15Ω) C.定值电阻R2=1485Ω D.定值电阻R1=685Ω E.滑动变阻器R(0至1kΩ)一只 F.电压表V(量程为0至15V,内阻RV约为1kΩ) G.蓄电池E(电动势为5V,内阻很小) F.开关S一只 (1)如图所示,请选择合适的器材,电表1为 ,电表2为 ,定值电阻为 .(填写器材前的字母编号) (2)将采用的电路图补充完整. (3)写出测量LED灯工作时的电阻表达式Rx= (填字母,电表1读数用a表示,电表2读数用b表示.),当表达式中的电表读数 (选填“a”或“b”)达到 ,记下另一电表的读数代入表达式,结果为LED灯正常工作时电阻. 四、计算题:(本题共2小题,第13题9分,第14题14分,共23分.把解答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.竖直放置的一对平行金属板的左极板上,用长为L的轻质绝缘细线悬挂一个带电量为q质量为 m的小球,将平行金属板按如图所示的电路图连接.当滑动变阻器R在a位置时,绝缘线与左极板的夹角为θ1=30°,当将滑片缓慢地移动到b位置时,夹角为θ2=60°.两板间的距离大于L,重力加速度为g.问: (1)小球在上述两个平衡位置时,平行金属板上所带电荷量之比Q1:Q2= . (2)若保持变阻器滑片位置在a处不变,对小球再施加一个拉力,使绝缘线与竖直方向的夹角从θ1=30°缓慢地增大到θ2=60°,则此过程中拉力做的功W= . 14.如图在xoy坐标系第Ⅰ象限,磁场方向垂直xoy平面向里,磁感应强度大小为B=1.0T;电场方向水平向右,电场强度大小为E=N/C.一个质量m=2.0×10﹣7kg,电荷量q=2.0×10﹣6C的带正电粒子从x轴上P点以速度v0射入第Ⅰ象限,恰好在xoy平面中做匀速直线运动. 0.10s后改变电场强度大小和方向,带电粒子在xoy平面内做匀速圆周运动,取g=10m/s2.求: (1)带电粒子在xoy平面内做匀速直线运动的速度v0大小和方向; (2)带电粒子在xoy平面内做匀速圆周运动时电场强度E′的大小和方向; (3)若匀速圆周运动时恰好未离开第Ⅰ象限,x轴上入射P点应满足何条件? 五、模块选做题:(本题包括个模块,只要求选做2模块.每模块12分,共24分.把解答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)【模块3-3试题(12分)】 15.下列说法正确的是( ) A. 布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的 B. 在较暗的房间里,看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动 C. 一定量理想气体发生绝热膨胀时,其内能不变 D. 一定质量的理想气体压强不变,温度升高时吸收的热量一定大于内能的增加量 E. 物体的机械能和内能都不可以为零 16.如图所示,一粗细均匀的玻璃瓶水平放置,瓶口处有阀门K,瓶内有A、B两部分用一活塞分开的理想气体.开始时,活塞处于静止状态,A、B两部分气体长度分别为2L和L,压强均为P.若因阀门封闭不严,B中气体向外缓慢漏气,活塞将缓慢移动,整个过程中气体温度不变,瓶口处气体体积可以忽略.当活塞向右缓慢移动的距离为0.4L时,(忽略摩擦阻力)求此时: ①A中气体的压强; ②B中剩余气体与漏气前B中气体的质量比. 【模块3-4试题(12分)】 17.下列说法正确的是( ) A. 光在介质中传播的速度仅由介质本身所决定 B. 雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的 C. 泊松亮斑是光通过圆孔发生衍射时形成的 D. 水中的气泡看起来特别明亮,是因为光从水射向气泡时,一部分光在界面上发生了全反射的缘故 E. 赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在 18.用折射率为n的透明物质做成内、外径分别为a、b的球壳,球壳的内表面涂有能完全吸收光的物质,如图所示,当一束平行光从左侧射向该球壳时,被吸收掉的光束在射进球壳左侧外表面前的横截面积有多大? 【模块3-5试题】 1015•盐城二模)如图1所示的装置研究光电效应现象,当用光子能量为5eV的光照射到光电管上时,测得电流计上的示数随电压变化的图象如图2所示.则光电子的最大初动能为 J,金属的逸出功为 J. 2015•文昌校级模拟)如图所示,质量为km的斜劈,其中k>1,静止放在光滑的水平面上,斜劈的曲面光滑且为半径为R的四分之一圆面,圆面下端与光滑水平面相切.一质量为m的小球位于水平面上某位置,现给小球水平向右的初速度v0. ①若R足够大,求当小球从斜劈滑下离开时小球的速度v1; ②若小球向右滑上斜劈刚好没有越过圆面上端,求k的取值. 2015年海南省文昌中学高考物理模拟试卷(4月份) 参考答案与试题解析 一、单项选择题:(本题共6小题,每小题3分,共18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.关于物理学家和他们的贡献,下列说法中正确的是( ) A. 法拉第发现了电磁感应现象,并制作了世界上第一台发电机 B. 库仑提出了库仑定律,并最早用实验测得元电荷e的数值 C. 奥斯特发现了电流的磁效应,并发现了确定电流产生的磁场方向的方法 D. 牛顿发现了万有引力定律,并利用万有引力定律首次计算出地球的质量 考点: 物理学史. 专题: 常规题型. 分析: 根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家的主要贡献即可. 解答: 解:A、法拉第发现了电磁感应现象,并制作了世界上第一台发电机,故A正确; B、库仑提出了库仑定律,密立根最早用实验测得元电荷e的数值,故B错误; C、奥斯特发现了电流的磁效应,安培发现了确定电流产生的磁场方向的方法,故C错误; D、牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许利用万有引力定律首次计算出地球的质量,故D错误; 故选:A. 点评: 本题考查物理学史,是常识性问题,对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆,这也是考试内容之一. 2.如图,一个人站在水平地面上的长木板上用力F向右推箱子,木板、人、箱子均处于静止状态,三者的质量均为m,重力加速度为g,则( ) A. 箱子受到的摩擦力方向向右 B. 地面对木板的摩擦力方向向左 C. 木板对地面的压力大小为3mg D. 若人用斜向下的力推箱子,则木板对地面的压力会大于3mg 考点: 共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力. 专题: 共点力作用下物体平衡专题. 分析: 对箱子受力分析,根据平衡条件判断其受静摩擦力方向;对三个物体的整体受力分析,根据平衡条件判断地面对整体的支持力和静摩擦力情况. 解答: 解:A、人用力F向右推箱子,对箱子受力分析,受推力、重力、支持力、静摩擦力,根据平衡条件,箱子受到的摩擦力方向向左,与推力平衡,故A错误; B、对三个物体的整体受力分析,受重力和支持力,不是静摩擦力,否则不平衡,故地面对木板没有静摩擦力,故B错误; C、对三个物体的整体受力分析,受重力和支持力,根据平衡条件,支持力等于重力;根据牛顿第三定律,支持力等于压力;故压力等于重力,为3mg;故C正确; D、若人用斜向下的力推箱子,三个物体的整体受力分析,受重力和支持力,故压力依然等于3mg,故D错误; 故选:C. 点评: 本题关键是采用隔离法和整体法灵活地选择研究对象,然后根据共点力平衡条件列式判断,基础题目. 3.在雨雪冰冻天,为清除高压输电线上的凌冰,有人设计了这样的融冰思路:利用电流的热效应除冰.若在正常供电时,高压线上送电电压为U,电流为I,热损耗功率为△P;除冰时,输电线上的热耗功率需变为9△P,则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( ) A. 输电电流为 B. 输电电流为9I C. 输电电压为3U D. 输电电压为 考点: 远距离输电;电能的输送. 专题: 交流电专题. 分析: 根据I=,可以求出输电线上的电流;根据P=I2R可以求出输电线上损失的电功率. 解答: 解:A、高压线上的热耗功率为:△P=I2R线…① 若热耗功率变为9△P,则有:9△P=I′2R线…② 由①②得:I′=3I,所以A B错误. C、又输送功率不变,由P=UI=U′I′得U′=U,所以C错误,D正确. 故选:D. 点评: 本题考查远距离输电中的能量损失及功率公式的应用,要注意功率公式中P=UI中的电压U应为输电电压. 4.汽车从A点由静止开始沿直线ACB做匀变速直线运动,第4s末到达C点并关闭发动机匀减速前进,再经6s到达B点停止.已知AB长为20m,则下列说法正确的是( ) A. 通过C点时速度大小为3m/s B. BC段位移为12m C. 第5s末的速度大小为2m/s D. 汽车在AC段平均速度大于CB段平均速度 考点: 匀变速直线运动的位移与时间的关系;平均速度. 专题: 直线运动规律专题. 分析: 设C点的速度为v,结合位移等于平均速度与时间的乘积,抓住位移之和等于30m求出C点的速度,从而根据平均速度推论求出AC段的位移大小. 解答: 解:A、设C点的速度为v,根据题意有:t1+t2=20,代入数据得v===4m/s.故A错误. B、BC段位移为 x2=t2=2×6m=12m.故B正确. C、4s末后汽车开始做匀减速运动,速度均匀减小,经6s速度减至0,每秒速度减小m/s=,则第5s末的速度大小为 v﹣=4﹣=m/s,故C错误. D、因为汽车在AC段的初速度等于CB段的末速度,AC段的末速度等于CB段的初速度,根据平均速度的推论知,两段的平均速度相等.故D错误. 故选:B. 点评: 解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论,并能灵活运用.也可以作v﹣t图象解答. 5.如图所示,金属线框abcd置于光滑水平桌面上,其右方存在一个有理想边界的方向竖直向下的矩形匀强磁场区,磁场宽度大于线圈宽度.金属线框在水平恒力F作用下向右运动,ab边始终保持与磁场边界平行.ab边进入磁场时线框恰好能做匀速运动.则下列说法中正确的是( ) A. 线框穿出磁场过程中,一定先做减速运动 B. 线框完全处于磁场中的运动阶段,F做的功大于线框动能的增加量 C. 线框进入磁场过程,F做的功大于线框内增加的内能 D. 线框穿出磁场过程中,F做的功等于线框中产生的焦耳热 考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;焦耳定律. 专题: 电磁感应与电路结合. 分析: 线框进入磁场的过程:内能可根据功能关系进行分析;根据动能定理分析动能的增量;线框完全进入磁场的过程:没有感应电流产生,不受安培力,线框做匀加速运动;线框穿出磁场过程:线框做减速运动,再根据功能关系分析F做的功与线框产生的焦耳热的关系. 解答: 解:A、线框进入磁场的过程做匀速运动,恒力F等于安培力.线框完全处于磁场中的阶段,磁通量不变,没有感应电流产生,线框做匀加速运动,则线框穿出磁场时速度大于进入磁场时的速度,安培力增大,将大于F,所以线框将做减速运动,故A正确. B、线框完全处于磁场中的阶段,磁通量不变,没有感应电流产生,线框做匀加速运动,根据功能关系可知,F做的功等于线框动能的增加量.故B错误. C、线框进入磁场过程,动能不变,产生感应电流,根据功能关系得知,F做的功等于线框内增加的内能.故C错误. D、线框穿出磁场过程中,由于速度增大,穿出时产生的感应电动势和感应电流大于进入磁场时的感应电动势和感应电流,线框所受的安培力也大于进入磁场时的安培力,这样线框做减速运动,根据功能关系得知,F做的功与线框动能减小量之和等于产生的焦耳热,则F做的功小于线框中产生的焦耳热,故D错误. 故选:A. 点评: 解决本题首先要分析线框的受力情况,判断其完全在磁场中的运动情况,再运用功能关系分析各种能量如何变化. 6.如图,倾角为θ的绝缘斜面ABC置于粗糙的水平地面上,一质量为m,带电量+q的小物块(可看作是点电荷)恰好能在斜面上匀速下滑,若在AB中点D的上方与B等高的位置固定一带电量+Q的点电荷,再让物块以某一速度从斜面上滑下,物块在下滑至底端的过程中,斜面保持静止不动,在不考虑空气阻力和物块电荷没有转移的情况下,关于在物块下滑的过程中受到地面的摩擦力及其方向的分析正确的是( ) A. 当物块在BD之间,斜面受到地面的摩擦力的方向向左 B. 当物块在DA之间,斜面受到地面的摩擦力的方向向右 C. 当物块在DA之间,斜面受到地面的摩擦力为零 D. 当物块在DA之间,斜面受到地面的摩擦力的方向要视具体问题而定 考点: 电势差与电场强度的关系;摩擦力的判断与计算. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 开始时刻小物块恰好能在斜面上匀速下滑,说明摩擦力和支持力的合力与重力平衡,是竖直向上的;根据牛顿第三定律,压力和滑块对斜面体的摩擦力的合力是竖直向下的;再结合平衡条件分析即可. 解答: 解:开始时刻小物块受重力、支持力和摩擦力,物块恰好能在斜面上匀速下滑,说明摩擦力和支持力的合力与重力平衡,是竖直向上的; 根据牛顿第三定律,压力和滑块对斜面体的摩擦力的合力是竖直向下的; 增加电场力后,小物块对斜面体的压力和摩擦力正比例增加,故滑块对斜面体的压力和摩擦力的合力仍然是竖直向下的; 再对斜面体分析,受重力、故滑块对斜面体的压力和摩擦力、支持力,不是地面的摩擦力,否则合力不为零; 故ABD错误,C正确; 故选:C. 点评: 本题关键是根据平衡条件分析出滑块对斜面体的压力和摩擦力的合力是竖直向下,与小滑块的加速度大小无关,不难. 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.下列说法正确的是( ) A. 根据a=可知:物体的加速度大小与质量及合外力无关 B. 根据a=可知:做匀加速直线运动的物体,速度变化越快,加速度越大 C. 根据E=可知:电场中某一点的电场强度与检验电荷的电量无关 D. 根据R=可知:定值电阻的阻值由它两端的电压及通过它的电流决定 考点: 电场强度;加速度. 分析: 加速度大小等于速度的变化率;R=为比值定义法;I=知,I与U成正比,与R成反比;F=ma知可用控制变量来确定各量关系. 解答: 解:A、由公式F=ma知a=可知:质量一定,物体的加速度与合外力成正比;故A错误; B、由公式a=知,物体的加速度等于速度的变化率,速度变化越快,加速度越大,故B正确; B、由公式E=知,场强E的大小与试探电荷的电量无关,它是比值定义的,故C正确; C、电阻的定义式R=为比值定义法,电阻的阻值由它两端的电压及通过它的电流无关,故D错误; 故选:BC. 点评: 考查各公式的理解与应用,并强调之间的区别与联系.突出比值定义法与控制变量法. 8.在一阻值为R=10Ω的定值电阻中通入如图所示的交流电,则( ) A. 此交流电的频率为0.5Hz B. 此交流电的有效值为A C. 在0~2s内电阻产生的焦耳热为25J D. 在2~4s内通过该电阻的电荷量为1C 考点: 交流的峰值、有效值以及它们的关系. 专题: 交流电专题. 分析: 根据图象可知交流电的最大值以及周期等物理量,然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等. 解答: 解:A、由图象可知其周期为2s,所以频率为0.5Hz,故A正确; B、根据图象可知,设交流电的有效值为I,根据电流的热效应得:,代入数据解得:I=2.5A=3.5A,故B正确; C、根据焦耳定律得在0~2s内电阻产生的焦耳热为:,故C错误. D、根据得在2~4s内通过该电阻的电荷量为:q=I2t﹣I1t=4×1﹣3×1c=1c,故D正确; 故选:ABD. 点评: 本题考查了有关交流电描述的基础知识,要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量,同时明确非正弦式交流电有效值的计算方法. 9.有一辆质量为170kg、输出功率为1200W的太阳能试验汽车,安装有约2m2的太阳能电池板和蓄能电池,该电池板在有效光照条件下单位面积输出的电功率为24W/m2.若驾驶员的质量为70kg,汽车最大行驶速度为20m/s.假设汽车行驶时受到的空气阻力与其速率成正比,则汽车( ) A. 保持最大速度行驶1h至少需要有效光照5h B. 以最大速度行驶时牵引力大小为60N C. 起动时的加速度大小为0.25m/s2 D. 直接用太阳能电池板提供的功率可获得4m/s的最大行驶速度 考点: 功率、平均功率和瞬时功率. 专题: 功率的计算专题. 分析: 根据P=Fv计算最大速度时的牵引力大小;由牛顿第二定律和公式P=Fv结合求解加速度.由能量守恒定律分析答题. 解答: 解:A、由公式W=Pt,由能量守恒得:1200W×1h=24×2W×t,解得:t=25h,即保持最大速度行驶1h至少需要有效光照25h,故A错误; B、根据P额=Fvmax,得:F===60N,故B正确; C、以额定功率启动时:﹣f=ma,而刚启动时v=0,则f=0,故刚启动时加速度很大,根据现有条件无法求出,故C错误; D、汽车行驶时受到的空气阻力与其速度成正比,设f=kv,则结合前面分析:60=k×20,解得:k=3,当直接用太阳能电池板提供的功率行驶有最大速度时:牵引力=阻力,即:=kv,解得:v=4m/s,故D正确; 故选:BD. 点评: 本题考查推力、功率、面积等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,本题还告诉我们一定要广泛应用太阳能,太阳能不但节省能源,还可以环保. 10.质量为m的带负电小球由空中某点A无初速度地自由下落,在t秒末加上竖直方向且范围足够大的匀强电场,再经过t秒小球又回到A点.整个过程中不计空气阻力且小球从未落地,则( ) A. 匀强电场方向一定竖直向下 B. 从加电场开始到小球运动到最低点的过程中,小球动能变化了mg2t2 C. 整个过程中小球电势能减少了2mg2t2 D. 小球受到的电场力是小球重力的3倍 考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系;电势能. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 分析小球的运动情况:小球先做自由落体运动,加上匀强电场后小球先向下做匀减速运动,后向上做匀加速运动.由运动学公式求出t秒末速度大小,加上电场后小球运动,看成一种匀减速运动,自由落体运动的位移与这个匀减速运动的位移大小相等、方向相反,根据牛顿第二定律和运动学公式结合求电场强度,由W=qEd求得电场力做功,即可得到电势能的变化.由动能定理得求出A点到最低点的高度,得到重力势能的减小量. 解答: 解:A、由于小球先从A点自由下落,后加上电场后能回到A点,说明所受的电场力必定竖直向上,小球带负电,所以匀强电场方向应竖直向下.故A正确. B、从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能减少了△Ek=.故B错误. C、D、小球先做自由落体运动,后做匀减速运动,两个过程的位移大小相等、方向相反.设电场强度大小为E,加电场后小球的加速度大小为a,取竖直向下方向为正方向,则有:=﹣(vt﹣) 又v=gt 解得:a=3g, 则小球回到A点时的速度为:v′=v﹣at=﹣2gt 整个过程中小球速度增量的大小为:△v=v′﹣v=﹣3gt, 速度增量的大小为3gt. 由牛顿第二定律得: a=, 联立解得:qE=4mg 小球受到的电场力是小球重力的4倍 △ɛ=qEgt2=2mg2t2.故C正确,D错误. 故选:AC. 点评: 本题首先要分析小球的运动过程,采用整体法研究匀减速运动过程,抓住两个过程之间的联系:位移大小相等、方向相反,运用牛顿第二定律、运动学规律和动能定理结合进行研究. 三、实验题(本题共2小题,第11题6分,第12题9分,共15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.某研究性学习小组利用如图所示的装置探究作用力与反作用力的大小关系.如图甲所示,在铁架台上用弹簧秤挂住一个实心铁球,弹簧秤的示数为F1,在圆盘测力计的托盘上放盛有水的烧杯,圆盘测力计的示数为F2;再把小球浸没在水中(水未溢出),如图乙所示,弹簧秤的示数为F3,圆盘测力计的示数为F4. (1)请你分析弹簧秤示数的变化,即有F3 < F1(选填“>”、“=”或“<”). (2)铁球对水的作用力大小为 F1﹣F3 ,水对铁球的作用力大小为 F4﹣F2 ,若两者相等,就说明了作用力与反作用力大小相等. 考点: 作用力和反作用力. 分析: 把小球浸没在水中时,小球受到竖直向上的浮力的作用.由受力分析可得出弹力的变化. 解答: 解:(1)因乙中小球受到浮力的作用,浮力向上,故弹力减小;故F3<F1; (2)对烧杯分析可知,由于烧杯中的水受到小球的反作用力,则示数增加,由弹簧秤的示数变化可知,铁球对水的作用力大小为:F1﹣F3; 对小球分析可知,铁球受到的浮力为:F1﹣F3; 水对铁球的作用力大小为F4﹣F2,若F1﹣F3=F4﹣F2,则可以证明作用力与反作用力大小相等; 故答案为:(1)< (2)F1﹣F3; F4﹣F2 点评: 本题考查平衡条件的运用,知道球对水的反作用力等于受到水的浮力是本题的关键. 12.LED绿色照明技术已经走进我们的生活.某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时电阻大约500Ω,电学符号与小灯泡电学符号相同. 实验室提供的器材有: A.电流表A1(量程为0至10mA,内阻RA1约为5Ω) B.电流表A2(量程为0至2mA,内阻RA2=15Ω) C.定值电阻R2=1485Ω D.定值电阻R1=685Ω E.滑动变阻器R(0至1kΩ)一只 F.电压表V(量程为0至15V,内阻RV约为1kΩ) G.蓄电池E(电动势为5V,内阻很小) F.开关S一只 (1)如图所示,请选择合适的器材,电表1为 A ,电表2为 B ,定值电阻为 C .(填写器材前的字母编号) (2)将采用的电路图补充完整. (3)写出测量LED灯工作时的电阻表达式Rx= (填字母,电表1读数用a表示,电表2读数用b表示.),当表达式中的电表读数 b (选填“a”或“b”)达到 2.0mA ,记下另一电表的读数代入表达式,结果为LED灯正常工作时电阻. 考点: 伏安法测电阻. 专题: 实验题. 分析: 滑动变阻器阻值远小于LED的电阻,所以滑动变阻器采用分压式接法.LED灯的额定电压为3V,题目所给的电压表量程太大,测量不准确,需通过电流表和定值电阻改装一个电压表,因为通过LED的电流较小,可以用题目中的电压表当电流表使用.根据闭合电路欧姆定律求出LED正常工作时的电阻,根据欧姆定律得出LED电压为3V时,得到LED的电阻. 解答: 解:(1)(2)要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻,需测量LED灯两端的电压和通过LED灯的电流, 由于电压表的量程较大,测量误差较大,不能用已知的电压表测量LED两端的电压,可以将电流表A2与定值电阻串联改装为电压表测量电压; 改装电压表的内阻:R===1500Ω,A2的内阻约为15Ω,则定值电阻应选C; LED灯正常工作时的电流约为I===mA左右,故电表1选用A; 因为滑动变阻器阻值远小于LED的电阻,所以滑动变阻器采用分压式接法.电路图如图所示, 由以上分析可知,电表1为A,电表2为B,定值电阻为C. (3)根据闭合电路欧姆定律知,灯泡两端的电压U=I2(R+RA2),通过灯泡的电流I=a﹣b,所以LED灯正常工作时的电阻RX== 改装后的电压表内阻为RV=1485+15Ω=1500Ω,则当b=2.0mA时,LED灯两端的电压为3V,达到额定电压,测出来的电阻为正常工作时的电阻. 故答案为:(1)A;B;C;(2)电路图如图所示;(2);b;2.0mA 点评: 本题的难点在于正确分析电路结构;并掌握电表的改装原理;再根据测量电阻的实验方法进行实验即可. 四、计算题:(本题共2小题,第13题9分,第14题14分,共23分.把解答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.竖直放置的一对平行金属板的左极板上,用长为L的轻质绝缘细线悬挂一个带电量为q质量为 m的小球,将平行金属板按如图所示的电路图连接.当滑动变阻器R在a位置时,绝缘线与左极板的夹角为θ1=30°,当将滑片缓慢地移动到b位置时,夹角为θ2=60°.两板间的距离大于L,重力加速度为g.问: (1)小球在上述两个平衡位置时,平行金属板上所带电荷量之比Q1:Q2= 1:3 . (2)若保持变阻器滑片位置在a处不变,对小球再施加一个拉力,使绝缘线与竖直方向的夹角从θ1=30°缓慢地增大到θ2=60°,则此过程中拉力做的功W= . 考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系;动能定理. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: (1)对小球受力分析,根据共点力平衡条件得到电场力和重力之间的关系,也就知道了场强和重力之间的关系,再根据匀强电场的场强与电势差的关系,然后结合C= 计算比值即可. (2)从30度到60度过程中,小球受到重力、电场力、绳子的拉力和外界的拉力,其中绳子的拉力不做功,其它力都做功,由于是缓慢变化,动能不变,全过程运用动能定理,列式求解拉力做功. 解答: 解:(1)小球处于静止状态,受力情况如图所示,由平衡条件得: qE=mgtanθ, 设两极板间的距离为d,则有: U=Ed,C= 所以在两个平衡位置时,平行金属板上所带电荷量之比: Q1:Q2=1:3 (2)设该过程拉力对小球做功W,用动能定理得: W+qEl(sin60°﹣sin30°)﹣mgl(cos30°﹣cos60°)=0 又 qE=mgtan30° 解得: 故答案为:1:3, 点评: 本题综合考查电路知识、匀强电场及共点力的平衡和动能定理等知识,要求学生能通过读图和审题找出其中的关系.综合能力要求较高,是一道好题. 14.如图在xoy坐标系第Ⅰ象限,磁场方向垂直xoy平面向里,磁感应强度大小为B=1.0T;电场方向水平向右,电场强度大小为E=N/C.一个质量m=2.0×10﹣7kg,电荷量q=2.0×10﹣6C的带正电粒子从x轴上P点以速度v0射入第Ⅰ象限,恰好在xoy平面中做匀速直线运动. 0.10s后改变电场强度大小和方向,带电粒子在xoy平面内做匀速圆周运动,取g=10m/s2.求: (1)带电粒子在xoy平面内做匀速直线运动的速度v0大小和方向; (2)带电粒子在xoy平面内做匀速圆周运动时电场强度E′的大小和方向; (3)若匀速圆周运动时恰好未离开第Ⅰ象限,x轴上入射P点应满足何条件? 考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动. 专题: 带电粒子在复合场中的运动专题. 分析: (1)粒子在复合场中做匀速直线运动,受力平衡,受力分析后应用平衡条件求解即可. (2)带电粒子在xoy平面内做匀速圆周运动时,电场力F电必须与重力平衡,洛伦兹力提供向心力. (3)带电粒子匀速圆周运动恰好未离开第1象限,圆弧左边与y轴相切,画出图象,找出轨道半径,利用洛伦兹力提供向心力公式计算即可. 解答: 解:(1)如图粒子在复合场中做匀速直线运动,设速度v0与x轴夹角为θ, 依题意得:=(qE)2+(mg)2, 代入数据解得:v0=2m/s, tanθ==,所以:θ=60°, 即速度v0大小2m/s,方向斜向上与x轴正半轴夹角为60°; (2)带电粒子在xOy平面内做匀速圆周运动时,电场力F电必须与重力平衡, 洛伦兹力提供向心力:qE′=mg,解得:E′=1N/C,方向:竖直向上. (3)如图带电粒子匀速圆周运动恰好未离开第1象限,圆弧左边与y轴相切N点;PQ匀速直线运动, 则:PQ=v0t=0.2m, 洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得: qv0B=m, 代入数据解得:R=0.2m, 由几何知识得:OP=R+Rsin60°﹣PQcos60° 解得:OP=0.27m;故:x轴上入射P点离O点距离至少为0.27m; 答:(1)带电粒子在xoy平面内做匀速直线运动的速度v0大小为2m/s,方向斜向上与x轴正半轴夹角为60°. (2)带电粒子在xoy平面内做匀速圆周运动时电场强度E′的大小为1N/C,方向:竖直向上. (3)若匀速圆周运动时恰好未离开第Ⅰ象限,x轴上入射P点应满足的条件是:入射P点离O点距离至少为0.27m. 点评: 带电粒子在电磁场中的运动一般有匀速直线运动、圆周运动和一般的曲线运动;匀速直线运动一般平衡条件求解,圆周运动由洛仑兹力充当向心力,一般的曲线运动一般由动能定理求解.临界问题需要画出运动轨迹,找出临界条件进行求解. 五、模块选做题:(本题包括个模块,只要求选做2模块.每模块12分,共24分.把解答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)【模块3-3试题(12分)】 15.下列说法正确的是( ) A. 布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的 B. 在较暗的房间里,看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动 C. 一定量理想气体发生绝热膨胀时,其内能不变 D. 一定质量的理想气体压强不变,温度升高时吸收的热量一定大于内能的增加量 E. 物体的机械能和内能都不可以为零 考点: 热力学第一定律;布朗运动. 分析: 明确布朗运动的性质及产生原因;根据热力学第一定律及理想气全状态方程分析能量的转化. 解答: 解:A、布朗运动是由悬浮在液体中的微粒受到液体分子碰撞而引起的;故A错误; B、引起的布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动,在较暗的房间里可以观察到射入屋内的阳光中有悬浮在空气里的小颗粒在飞舞,是由于气体的流动,这不是布朗运动.故B正确; C、一定量理想气体发生绝热膨胀时,不吸收热量,同时对外做功,其内能减小,故D错误. D、压强不变时,温度升高,体积增大,则对外做功,根据热力学第一定律可知,故吸收的热量一定大于内能的增加量;故D正确; E、机械能为相对量,可以为零;故E错误; 故选:BD. 点评: 布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动,它反映的是液体分子的无规则运动.热力学第一定律告诉我们,做功和热传递均可以改变物体的内能. 16.如图所示,一粗细均匀的玻璃瓶水平放置,瓶口处有阀门K,瓶内有A、B两部分用一活塞分开的理想气体.开始时,活塞处于静止状态,A、B两部分气体长度分别为2L和L,压强均为P.若因阀门封闭不严,B中气体向外缓慢漏气,活塞将缓慢移动,整个过程中气体温度不变,瓶口处气体体积可以忽略.当活塞向右缓慢移动的距离为0.4L时,(忽略摩擦阻力)求此时: ①A中气体的压强; ②B中剩余气体与漏气前B中气体的质量比. 考点: 理想气体的状态方程;封闭气体压强. 专题: 理想气体状态方程专题. 分析: (1)A中气体保持温度不变,利用玻意耳定律即可求得A中的压强; (2)利用玻意耳定律求的B中气体漏气后B中气体和漏出气体总长度为LB 解答: 解:(1)对A中气体:由玻意耳定律可得: P•2L=PA(2L+0.4L) 得: (1)AB气体通过活塞分开,AB中气体压强始终保持相同:PA=PB 设漏气后B中气体和漏出气体总长度为LB PL=PBLB 得: 此时B中气体长度为:LB′=L﹣0.4L=0.6L 则此时B中气体质量mB′与原有质量mB之比为: 答:①A中气体的压强为; ②B中剩余气体与漏气前B中气体的质量比 点评: 本题重在要求学生真正理解好气体的状态方程适用条件,将变质量问题转化为恒质量问题即可 【模块3-4试题(12分)】 17.下列说法正确的是( ) A. 光在介质中传播的速度仅由介质本身所决定 B. 雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的 C. 泊松亮斑是光通过圆孔发生衍射时形成的 D. 水中的气泡看起来特别明亮,是因为光从水射向气泡时,一部分光在界面上发生了全反射的缘故 E. 赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在 考点: 电磁波的产生;光的折射定律;光的干涉. 分析: 光的传播速度由介质的本身性质与频率共同决定;油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的;玻璃中的气泡看起来特别明亮,是因为光从玻璃射向气泡时,一部分光在界面上发生了全反射的缘故.赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在. 解答: 解:A、光在介质中传播的速度由介质本身,及频率共同决定.故A错误. B、油膜形成的彩色条纹,是由膜的前后表面反射光,进行光的叠加,形成的干涉条纹.故B正确. C、泊松亮斑是光通过圆板时发生衍射时形成的;故C错误. D、玻璃中的气泡看起来特别明亮,是因为光从玻璃射向气泡时,即从光密介质射向光疏介质时,一部分光在界面上发生了全反射,故D正确; E、赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在;故E正确; 故选:BDE. 点评: 本题是振动和波部分,以选择题形式考查了全反射、干涉及电磁波等现象;要注意准确掌握相关物理规律,明确常见现象的原理. 18.用折射率为n的透明物质做成内、外径分别为a、b的球壳,球壳的内表面涂有能完全吸收光的物质,如图所示,当一束平行光从左侧射向该球壳时,被吸收掉的光束在射进球壳左侧外表面前的横截面积有多大? 考点: 光的折射定律. 专题: 光的折射专题. 分析: 作出经第一次折射后与空心球内壳相切的光线,由几何知识求出折射角的正弦,根据折射定律,求出入射角的正弦,由几何知识求出此平行光束在入射前的横截面积. 解答: 解:如图,若光线经球壳折射后恰与球壳的内表面相切,则被吸收的光束进入球壳前的横截面积S=πR2,① 由折射定律sini=nsinr② sini=R/b③ sinr=a/b④ 将③④代入②得:R=na, 若a<时,S=πn2a2;⑤ 若时,进入球壳的光线全部被吸收,此时,S=πb2.⑥ 答:被吸收掉的光束在射进球壳左侧外表面前的横截面积为πn2a2. 点评: 解决本题的关键作出光路图,通过折射定律和几何关系进行求解. 【模块3-5试题】 1015•盐城二模)如图1所示的装置研究光电效应现象,当用光子能量为5eV的光照射到光电管上时,测得电流计上的示数随电压变化的图象如图2所示.则光电子的最大初动能为 3.2×10﹣19 J,金属的逸出功为 4.8×10﹣19 J. 考点: 光电效应. 专题: 光电效应专题. 分析: 该装置所加的电压为反向电压,发现当电压表的示数大于或等于﹣2V时,电流表示数为0,知道光电子点的最大初动能为2eV,根据光电效应方程EKm=hγ﹣W0,求出逸出功. 光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系,而光的强度不会改变光电子的最大初动能,从而判断是否电流表是否有示数. 解答: 解:由图2可知,当该装置所加的电压为反向电压,当电压是﹣2V时,电流表示数为0,知道光电子点的最大初动能为:2eV=3.2×10﹣19J, 根据光电效应方程EKm=hγ﹣W0,W0=3eV=4.8×10﹣19J. 故答案为:3.2×10﹣19; 4.8×10﹣19 点评: 解决本题的关键掌握光电效应的条件,以及光电效应方程EKm=hγ﹣W0.注意光的入射频率决定光电子最大初动能,而光的强度不影响光电子的最大初动能. 2015•文昌校级模拟)如图所示,质量为km的斜劈,其中k>1,静止放在光滑的水平面上,斜劈的曲面光滑且为半径为R的四分之一圆面,圆面下端与光滑水平面相切.一质量为m的小球位于水平面上某位置,现给小球水平向右的初速度v0. ①若R足够大,求当小球从斜劈滑下离开时小球的速度v1; ②若小球向右滑上斜劈刚好没有越过圆面上端,求k的取值. 考点: 动量守恒定律;机械能守恒定律. 专题: 动量定理应用专题. 分析: ①系统动量守恒,由动量守恒定律与机械能守恒定律求出速度. ②由动量守恒定律求出速度,然后根据题意确定k的值. 解答: 解:①设小球从斜劈滑下离开时,小球和斜劈的速度分别为v1和v1, 系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒可得:mv0=﹣mv1+kmv2, 由机械能守恒可得:mv02=mv12+kmv22, 联立解得,小球速度为:v1=v0; ②小球向右滑上斜劈刚好没有越过圆面上端, 说明两者在圆面最上端具有相同的速度v3, 系统在水平方向动量守恒,由动量守恒可得:mv0=(m+km)v3, 由机械能守恒可得:mv02=(m+km)v32+mgR,解得:k=; 答:①若R足够大,求当小球从斜劈滑下离开时小球的速度v1为v0; ②若小球向右滑上斜劈刚好没有越过圆面上端,k的取值为. 点评: 本题考查了动量守恒定律的应用,分析清楚物体运动过程,应用动量守恒定律与机械能守恒定律即可正确解题. 查看更多