北京市海淀区普通中学高三模拟 一 物理Word文档下载推荐.docx
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D.小球到达B点时的动能等于到达点A时的动能
7.如图所示,表面粗糙的固定斜面顶端装有滑轮,小桶P、物块Q用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦),P悬于空中,Q放在斜面上,二者均处于静止状态,轻绳与斜面平行.已知斜面倾角θ=30°
,小桶P的质量m1=100g,物块Q的质量m2=150g,重力加速度g=l50m/s2.现向桶内不断缓慢添加细砂并使P、Q开始运动.关于上述过程,下列说法中正确的是( )
A.在向小桶内不断缓慢添加细砂的过程中,Q受到的静摩擦力一定变大
B.轻绳对物块的拉力做10J功的过程中,物块动能增加10J
C.物块Q向上运动过程中,若物块Q增加10J的机械能,小桶和其中细砂就损失10J的机械能
D.物块Q向上运动过程中,其动量增量的大小一定等于小桶和细砂动量改变量的大小
8.两个相距很近的等量异种点电荷组成的系统称为电偶极子.设相距为l,电荷量分别为+q和﹣q的点电荷构成电偶极子,如图所示.取二者连线方向为y轴方向,中点O为原点,建立如图所示的xOy坐标系,p点距坐标原点O的距离为r(r>>l),p、O两点间的连线与y轴正方向的夹角为θ,设无穷远处的电势为零,p点的电势为φ,真空中静电力常量为k.下面给出φ的四个表达式,其中只有一个是合理的.你可能不会求解p点的电势φ,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断.根据你的判断,φ的合理表达式应为( )
A.
B.
C.
D.
二、解答题(共5小题,满分0分)
9.
(1)某同学用图丙所示装置做“验证牛顿第二定律”实验.
①该同学从打出的纸带上比较清晰的点迹起,每5个点迹取一个计数点(即相邻的两个计数点间都有4个未画出的点迹),标出了A、B、C、D四个计数点,各计数点之间的距离如图甲所示.已知打点计时器打点的时间间隔为0.020s,则实验中该小车的加速度a= m/s2.(结果保留两位有效数字)
②该同学选用质量不同的A、B小车分别做实验,根据实验数据画出了图乙所示的两条a﹣F图线,根据图线可知A车的质量 B车的质量.(选填“大于”或“小于”)
10.某同学欲将量程为200μA的电流表改装成电压表,他采用如图所示的实验电路测量该电流表的内阻,根据实验电路,请回答下列问题.
①有如下的主要实验器材供选择:
A.电阻箱(阻值范围0﹣999.9Ω)
B.电阻箱(阻值范围0﹣99999.9Ω)
C.电源(电动势6.0V,内阻0.30Ω)
D.电源(电动势12V,内阻0.60Ω)
E.电源(电动势50V,内阻2.0Ω)
为减小实验误差,可变电阻R1应选择,电源应选择 .(填字母代号)
②该同学主要实验步骤依次是:
A.按电路图连接好电路,并使两个开关处于断开状态;
B.将R1的阻值调到最大;
C.闭合S1;
D.调节R1的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度;
E.闭合S2;
F.调节R1和R2的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半;
G.记下R2的阻值.
上述实验步骤中,错误的步骤是 .(填字母代号)
③如果按正确步骤测得电流表的内阻为190Ω,要将此表改装成量程为2.0V的电压表V,应选一个阻值为 Ω的电阻与电流表串联.
④用标准的电压表
对改装的电压表
进行校准,发现测量同一电压值时,改装电压表的示数比标准表的示数小,则应该适当地将与电流表串联的电阻调 一些.(选填“大”或“小”)
11.均匀导线制成的电阻为R、质量为m的单匝矩形闭合线框abcd,边长ab=h,ad=L,将线框置于一有界匀强磁场上方某一高度处,如图所示.已知该磁场区域宽度为h,方向沿水平、垂直线框所在平面向里,磁感应强度为B.现使线框由静止自由下落,线框平面保持与磁场方向垂直,且bc边始终保持水平方向.若线框恰好以恒定速度通过磁场,重力加速度为g,空气阻力可忽略不计,求:
(1)线框通过磁场过程中产生的焦耳热;
(2)开始下落时线框bc边与磁场上边界的距离;
(3)bc边在磁场区域运动的过程中,a、d两点间的电势差.
12.如图所示装置可用来分析气体原子的组成.首先使待研究气体进入电离室A,在此气体被电离成等离子体(待研究气体的等离子体由含有一价正离子和电荷量为e的电子组成,整体显电性).这些等离子体(统称“带电粒子”)从电离室下端狭缝S1飘出(忽略飘出的速度),经两极板间电压为U的加速电场后(忽略这些带电粒子被加速的时间),从狭缝S2沿垂直磁场方向进入磁感应强度为B的有界匀强磁场,在磁场的上、下边界处分别装有水平底片E和F.当双刀双掷开关分别掷向1、2和3、4时,发现从电离室狭缝S1飘出的带电粒子分别打在E和F上的P、Q点.已知狭缝S2与水平底片E上P点之间的距离d1=2.0cm,到水平底片F上Q点的水平距离d2=6.4cm,磁场区域宽度d=30cm.空气阻力、带电粒子所受重力以及带电粒子之间的相互作用均可忽略不计.
(1)试分析打在P点的带电粒子的带电性质,并写出该带电粒子质量的表达式;
(要求用题中的字母表示)
(2)试确定打在Q点的带电粒子的质量和打在P点的带电粒子的质量之比;
(结果保留两位有效数字)
(3)若P点是底片E上刻度尺的右端点,而实验中带电粒子总是打到P点右侧,从而导致不便于测量带电粒子击中底片位置到狭缝S2的距离,应如何调整可使带电粒子能打在P点左侧的位置.
13.图是一种碰撞装置的俯视图,其左边Q是一个接收器,它的下端装有光滑轨道(图中未画出),左端与固定在墙壁上的轻质弹簧相连;
右边P是一固定的发射器,它可根据需要瞄准接收器的接收口,将质量m=0.10kg的珠子以v1=50m/s的速度沿水平方向射入接收器.已知接收器的质量M=0.40kg,弹簧处于自然长度时,接收器右边缘与直线MN对齐.若接收器右边缘停止在MN线上或向右运动到达MN线时,都有一粒珠子打入接收器,并在极短时间内与接收器具有相同的速度.
(1)求第一粒珠子打入接收器之后,弹簧被压缩至最短的过程中(在弹簧的弹性限度内),当弹簧的弹性势能达到其能达到最大值的一半时接收器的速度大小;
(2)试分析当第n粒珠子射入接收器中刚与接收器相对静止时,接收器速度的大小;
(3)已知与接收器相连接弹簧的劲度系数k=400N/m,发射器左端与MN线的水平距离s=0.25m,求发射器至少应发射几粒珠子后停止发射,方能使接收器沿直线往复运动而不会碰到发射器.(注:
轻质弹簧的弹性势能可按
进行计算,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量.)
2017北京市海淀区普通中学高三模拟物理参考答案
1.
【考点】全反射.
【分析】光导纤维进行光学通信所依据的物理原理是光的全反射.
【解答】解:
光导纤维进行光学通信利用光在不停地发生全反射.故B正确,A、C、D错误.
故选:
B.
【点评】本题考查光的全反射的运用,知道全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质,入射角大于等于临界角.
2.
【考点】玻尔模型和氢原子的能级结构.
【分析】玻尔提出的氢原子结构理论主要依据是氢原子光谱为线状谱.
A、α粒子散射实验的现象得出了原子核式结构模型.故A错误.
B、中子轰击铀核发生裂变是核电站的主要原理.故B错误.
C、原子核的天然放射现象说明原子核内部有复杂结构.故C错误.
D、低压氢气放电管中的氢气在高电压作用下发光,产生线状谱线的现象,用核式结构模型无法解释,在这基础上,玻尔提出了氢原子结构理论,用能量的量子化进行解释.故D正确.
故选D.
【点评】解决本题的关键需熟悉教材,了解物理学史,知道理论所对应的物理现象.
3.
【考点】电磁波的发射、传播和接收.
【分析】电磁波从发射到接收,走的距离是雷达到目标距离的双倍,从图中可以看出,两个尖形波间隔为10个小格,即全程的时间就是1×
10﹣4s,单程的时间为0.5×
10﹣4s,乘以光速,那么就是被监视目标与雷达的距离.
读图可知电磁波从发射到接收,走的距离是雷达到目标距离的双倍,从图中可以看出,两个尖形波间隔为10个小格,
即全程的时间就是1×
10﹣4s,由v=
得
s=vt=3×
108m/s×
0.5×
10﹣4s=15km;
该雷达发出的电磁波的波长λ=
=0.01m=1.0cm
故选B.
【点评】本题考查了速度公式的理解和应用.
4.
【考点】向心力;
物体的弹性和弹力.
【分析】飞机受重力、空气的作用力,靠两个力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出空气对飞机的作用力.
根据牛顿第二定律有:
根据平行四边形定则,如图.空气对飞机的作用力为:
F=
=M
M
.故A正确,BCD错误.
【点评】解决本题的关键搞清向心力的来源,运用牛顿第二定律进行求解.
5.
【考点】波长、频率和波速的关系;
横波的图象.
【分析】由题,甲、丙图象反相,t小于A波的周期TA,说明A波经过了半个周期.B波的图象与原来重合,说明经过了整数倍周期.由图读出两波的波长,由题分别得到周期与时间的关系,由波速公式得到波速的关系式,再进行选择.
由图读出,A波波长为λA=24cm,周期TA=2t;
B波波长为λB=12cm,周期TB=
,波速vA=
=
,vB=
,得到vA:
vB=1:
n,所以A、B两列波的波速vA、vB之比不可能的是D.
故选D
【点评】本题中知道两个时刻波形图,抓住经过半个周期时间,波形反相;
经过整数倍周期时间,图象重合是关键.
6.
【考点】电势能;
功能关系.
【分析】对于负电荷电势能大的地方的电势小,故D点的电势最低;
电场力做功,电势能与机械能之间相互转化.
AB两点处于CD之间,小球在AB两点的电势能也介于CD之间,不是最大,也不是最小,故A错误;
B:
小球从O点分别到A、B两点的过程中电场力对它做的功相同,说明AB两点的电势相等,物体在A点的重力势能要大于物体在B点的重力势能,故B错误;
C:
AB两点的电势相等,对于负电荷电势能大的地方的电势小,故D点的电势最低;
说明了该区域内的电场可能具有一定的对称性,若是正电荷的电场,正电荷在OC的连线上或延长线上;
若是负电荷,负电荷在OD上,或OD的延长线上.故C正确;
D:
AB两点的电势相等,物体在A点的重力势能要大于物体在B点的重力势能,小球在A点的动能小于在B点的动能,故D错误.
C
【点评】该题考查电场力做功与电势能改变之间的关系,和能量的转化与守恒,属于基础题目,有一定的难度.解题的关键在:
对于负电荷电势能大的地方的电势小,故D点的电势最低.
7.
【考点】共点力平衡的条件及其应用;
静摩擦力和最大静摩擦力;
动能定理的应用.
【分析】先对物体P受力分析,受重力和拉力,二力平衡;
再对物体Q受力分析,受重力、拉力、支持力,可能有静摩擦力,然后根据平衡条件和功能关系进行分析.
A、先对P受力分析,受重力和拉力,二力平衡,故拉力等于重力,即T=m1g=1N;
在对Q受力分析,受重力、拉力、支持力和静摩擦力(沿着斜面向下),根据平衡条件,有:
T﹣f﹣m2gsin30°
=0,解得f=0.25N;
在向小桶内不断缓慢添加细砂的过程中,拉力T增加,故Q受到的静摩擦力f一定变大;
故A正确;
B、动能增加量等于合力的功,物块受多个力,合力不等于拉力,故轻绳对物块的拉力做10J功的过程中,物块动能增加不是10J;
故B错误;
C、由于摩擦力的作用,滑动后P与Q机械能不守恒,故C错误;
D、物体P与Q质量不同,速度相等,故动量mv不等,初动量为零,故P与Q的动量增加量不等,故D错误;
故选A.
【点评】本题关键要对物体P和Q分别受力分析,然后根据平衡条件列式分析,难点在于静摩擦力的方向的不确定上,同时要能根据功能关系进行分析.
8.
【考点】电势;
电势能.
【分析】可用一些比较特殊的位置进行尝试,结合所给的表达式进行验证.
若夹角θ=90°
,则P点位于检验电荷从无穷远沿x轴移动到O点的过程中,电力始终与位移方向垂直,则x轴上的电势处处为0,这与cos90°
相符,
可见A,D错误,因离O点越远,其电势就越小,故r应在分母上,故B错误,C正确.
故选:
【点评】对于不会列式求解的问题,可用特殊位置分析法进行尝试分析.
9.
【考点】验证牛顿第二运动定律.
【分析】根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小.
①每打五个点取一个计数点,又因打点计时器每隔0.02s打一个点,所以相邻两计数点间的时间T=0.1s;
在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数即△x=aT2,将△x=1.8cm和T=0.1s带入解得a=1.8m/s2;
②由a﹣F图线可知,图中图线的斜率为k=
,而kA>kB,故mA<mB
即A车的质量小于B车的质量.
故答案为:
①1.8;
②小于.
【点评】要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.
10.
【考点】把电流表改装成电压表.
【分析】根据半偏法测电表内阻的原理与实验步骤分析答题;
把电流表改装成电压表应串联一个分压电阻,由欧姆定律可以求出串联电阻阻值.
①由于该实验要求开关s2闭合前后通过干路的电流保持不变,根据闭合电路欧姆定律可知电阻箱R1的阻值应足够大,所以电阻R1应选择B,则电源电要选电动势大的,测量误差越小,所以电源应选择D.
②步骤F中,应保持R1的阻值不变,只调节R2,所以错误的步骤是F.
③根据欧姆定律应有:
R=
﹣Rg,解得:
R=9810Ω.
④根据欧姆定律可知,减小分压电阻的阻值,可以增大通过改装电压表的电流,从而增大电压表的示数,所以应该适当地将与电流表串联的电阻调小一些.
①B,D,②F,③9810,④小
【点评】本题考查了测电流表内阻、电压表改装问题,要掌握半偏法测电表内阻的方法,把电流表改装成电压表需要串联一个分压电阻,应用串联电路特点与欧姆定律可以求出串联电阻阻值.
11.
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势;
电磁感应中的能量转化.
【分析】
(1)根据能量守恒定律求出线框通过磁场过程中产生的焦耳热.
(2)根据线框在磁场中做匀速直线运动,通过共点力平衡求出线框进入磁场时的速度,再通过速度位移公式求出开始下落时线框bc边与磁场上边界的距离;
(3)根据速度求出切割产生的感应电动势,从而根据欧姆定律求出a、d两点间的电势差.
(1)因为线框恰好以恒定速度通过磁场,根据能量守恒定律有:
Q=2mgh.
(2)根据mg=BIL=
解得v=
.
根据v2=2gh,解得h=
(3)bc边在磁场区域运动的过程中,切割产生的感应电动势E=BLv=
则a、d两点间的电势差Uab=﹣(
)E=﹣
答:
(1)线框通过磁场过程中产生的焦耳热为2mgh.
(2)开始下落时线框bc边与磁场上边界的距离为
(3)a、d两点间的电势差为﹣
【点评】本题考查了电磁感应与力学和能量的综合,难度中等,电磁感应是高考的重点和热点问题,需加强训练.
12.
【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动;
牛顿第二定律;
向心力.
【分析】带电粒子电场中做加速运动,动能的增加量等于电场力对粒子做的功;
进入磁场后,洛仑兹力提供向心力,得到半径的表达式;
根据图象中的几何关系,求出粒子的半径的大小,联立公式即可求出结果.
带电粒子电场中做加速运动,动能的增加量等于电场力对粒子做的功:
进入磁场后,洛仑兹力提供向心力:
,
得:
①
联立以上3个公式,整理得:
②
(1)打在P点的粒子向右偏转,根据左手定则可以判定出,粒子带负电荷;
同时还可以知道,粒子运动的轨迹是个半圆,所以:
2r1=d1
将上式带入②,得到:
(2)设打在Q点的粒子的半径是r2,则根据几何关系得:
带入数据,求得:
r2=73.5cm
所以:
(3)要使带电粒子能打在P点左侧的位置,可以采用的方法就是减小粒子的运动半径.根据①可知,减小半径的方法有两种:
一是增大磁场的强度,一是减小粒子进入磁场时的速度,即减小加速电场的电压U.
(1)在P点的带电粒子的带负电,该带电粒子质量的表达式
;
(2)打在Q点的带电粒子的质量和打在P点的带电粒子的质量之比1.9×
10﹣4;
(3)增大磁场的强度或者减小加速电场的电压U可使带电粒子能打在P点左侧的位置.
【点评】该题考查带电粒子在匀强磁场中的运动,解题的关键是正确推导出半径的表达公式,和根据几何关系正确找出半径的大小.该题属于中档偏难的题目.
13.
力的合成与分解的运用;
胡克定律.
(1)第一粒珠子打入接收器内刚与接收器相对静止过程系统动量守恒,根据动量守恒定律列式;
此后接收器和弹簧机械能守恒,根据守恒定律列式求解即可;
(2)根据动量守恒定律分别求出第一轮珠子、第二粒珠子、…、第n粒珠子打入时的速度,得到规律;
(3)接收器和弹簧系统机械能守恒,根据机械能守恒定律列式;
再根据最大位移x小于S;
联立求解即可.
(1)设第一粒珠子打入接收器内刚与接收器相对静止时,接收器速度的大小为v1,
根据动量守恒定律mv0=(M+m)v1①
弹簧的最大弹性势能Epm=
(M+m)
设接收器运动中弹簧弹性势能等于最大值一半时,接收器的速度为vx,
由机械能守恒定律
③
联立①②③,解得
(2)第1粒珠子打入接收器相对静止时,接收器速度
设第2粒珠子打入接收器相对静止时,接收器速度为v2,
同理mv0﹣(M+m)v1=(M+2m)v2,解得v2=0
设第3粒珠子打入接收器相对静止时,接收器速度为v3,
同理mv0=(M+3m)v3,解得
设第4粒珠子打入接收器相对静止时,接收器速度为v4,
同理mv0﹣(M+3m)v3=(M+4m)v4,解得v4=0
可见,当第奇数个珠子打入接收器相对静止时,接收器的速度
其中n=1,3,5
当第偶数个珠子打入接收器相对静止时,接收器的速度v偶=0
(3)若接收器往复运动过程中不碰到发射器,则接收器最大位移x≤s
根据能量守恒定律
代入数据解得n≥6
要使接收器在停止射击后能往复运动,则发射的珠子数n必为奇数,所以至少应发射7粒珠子后停止发射,使接收器沿直线往复运动而不碰到发射器.
【点评】本题是多物体系统的动量和能量综合的问题,关键先计算出接受一个球、二个球、三个球…的情况,然后总结规律,难题.
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