届高三普通高等学校招生全国统一考试能力测试四理综物理试题Word格式文档下载.docx
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【答案】D
当弹力较小物体有向下的运动趋势时
,当弹力较大物体有向上的运动趋势时
,D错;
考查静摩擦力规律的应用
点评:
本题难度适中,静摩擦力的大小和方向都可以是变化的,要根据物体的运动趋势进行判断
3.关于人造地球卫星,下列说法中正确的是( )
A.卫星可与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面同心圆
B.任何人造地球卫星绕地球运行的轨道都是圆
C.发射人造地球卫星所需的速度大小只决定于轨道高度,而与卫星的质量无关
D.若卫星中有水银气压计,则仍然可以准确读出气压值
卫星的轨道平面只能过地球的大圆球心,而不可能是地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面同心圆,选项A错误;
人造地球卫星绕地球运行的轨道不一定都是圆,也可能是椭圆,选项B错误;
发射人造地球卫星所需的速度大小只决定于轨道高度,而与卫星的质量无关,选项C正确;
卫星中因为是完全失重,则卫星内与重力有关的仪器都不能使用,则其内的水银气压计部可以准确读出大气压值,选项D错误;
故选C.
4.真空中有一半径为r0的带电金属球,通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图所示,r表示该直线上某点到球心的距离,r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离,根据电势图象(φ-r图象),判断下列说法正确的是( )
A.该金属球可能带负电
B.A点的电场强度方向由A指向B
C.A点的电场强度小于B点的电场强度
D.电荷量为q的正电荷沿直线从A移到B的过程中,电场力做功W=q(φ2-φ1)
【答案】B
由图可知0到r0电势不变,之后电势变小,带电金属球为一等势体,再依据沿着电场线方向,电势降低,则金属球带正电,故A错误;
A点的电场强度方向由A指向B,A点的电场强度大于B点的电场强度,选项B正确、C错误;
正电荷沿直线从A移到B的过程中,电场力做功W=qUAB=q(φ1-φ2),故D错误.故选B.
电场强度;
电势及电势能
【名师点睛】解决该题要掌握根据电势高低判断电场方向,沿电场线方向电势逐点降低;
理解电场力做功表达式,注意电势差与电势之差的关系式。
5.如图所示,三小球a、b、c的质量都是m,都放于光滑的水平面上,小球b、c与轻弹簧相连且静止,小球a以速度v0冲向小球b,碰后与小球b黏在一起运动。
在整个运动过程中,下列说法正确的是( )
A.三球与弹簧组成的系统总动量守恒,总机械能不守恒
B.三球与弹簧组成的系统总动量守恒,总机械能也守恒
C.当小球b、c速度相等时,弹簧弹性势能最大
D.当弹簧恢复原长时,小球c的动能一定最大,小球b的动能一定不为零
【答案】ACD
在整个运动过程中,系统的合外力为零,总动量守恒,a与b碰撞过程机械能减小.故A正确,B错误.当小球b、c速度相等时,弹簧的压缩量或伸长量最大,弹性势能最大.故C正确.当弹簧恢复原长时,小球c的动能一定最大,根据动量守恒和机械能守恒分析可知,小球b的动能不为零.故D正确.故选ACD.
动量守恒和机械能守恒
【名师点睛】本题是含有弹簧的问题,难点是对物体运动过程的分析,得到弹簧势能最大的临界条件.
6.右图为一自耦变压器,保持电阻R'
和输入电压不变,以下说法正确的是( )
A.滑片P向b方向移动,滑片Q下移,电流表示数减小
B.滑片P不动,滑片Q上移,电流表示数不变
C.滑片P向b方向移动,滑片Q不动,电压表示数增大
D.滑片P不动,滑片Q上移或下移,电压表示数始终不变
【答案】AD
滑片P向b方向移动,输出电压减小,Q下移时,总电阻增大;
故电流减小,故变压器初级电流减小,安培表示数减小,故A正确;
滑片P不动,输出电压不变,滑片Q上移,电阻变化,电流表示数变化,所以B错误.滑片P向b方向移动,输出电压减小,滑片Q不动,电阻不变,电压表示数减小,所以C错误.当P不动时,自耦变压器的输出的电压不变,电压表测的是输出电压,示数不变,所以D正确.故选AD.
电路的动态分析
7.如图甲所示,正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示,t=0时刻,磁感应强度B的方向垂直于纸面向里。
设产生的感应电流顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向水平向左为正。
则下面关于感应电流i和cd所受安培力F随时间t变化的图象正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】AC
【解析】0~2s内,磁场的方向垂直纸面向里,且逐渐减小,根据楞次定律,感应电流的方向为顺时针方向,为正值.根据法拉第电磁感应定律,
为定值,则感应电流为定值,
.在2~3s内,磁感应强度方向垂直纸面向外,且逐渐增大,根据楞次定律,感应电流方向为顺时针方向,为正值,大小与0~2s内相同.在3~4s内,磁感应强度垂直纸面向外,且逐渐减小,根据楞次定律,感应电流方向为逆时针方向,为负值,大小与0~2s内相同.在4~6s内,磁感应强度方向垂直纸面向里,且逐渐增大,根据楞次定律,感应电流方向为逆时针方向,为负值,大小与0~2s内相同.故C正确,B错误.在0~2s内,磁场的方向垂直纸面向里,且逐渐减小,电流恒定不变,根据FA=BIL,则安培力逐渐减小,cd边所受安培力方向向右,为负值.0时刻安培力大小为F=2B0I0L.在2s~3s内,磁感应强度方向垂直纸面向外,且逐渐增大,根据FA=BIL,则安培力逐渐增大,cd边所受安培力方向向左,为正值,3s末安培力大小为B0I0L.在2~3s内,磁感应强度方向垂直纸面向外,且逐渐增大,则安培力大小逐渐增大,cd边所受安培力方向向右,为负值,第4s初的安培力大小为B0I0L.在4~6s内,磁感应强度方向垂直纸面向里,且逐渐增大,则安培力大小逐渐增大,cd边所受安培力方向向左,6s末的安培力大小2B0I0L.故A正确,D错误.故选AC.
点睛:
解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律,会运用楞次定律判断感应电流的方向,以及掌握安培力大小公式,会用左手定则判定安培力的方向.
8.如图所示,竖直光滑杆固定不动,套在杆上的轻质弹簧下端固定,将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度h=0.1m处,滑块与弹簧不拴接。
现由静止释放滑块,通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h并作出滑块的Ek-h图象,其中高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线,其余部分为曲线,以地面为零重力势能面,g取10m/s2,则由图象可知( )
A.小滑块的质量为0.1kg
B.轻弹簧原长为0.2m
C.弹簧最大弹性势能为0.5J
D.小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.4J
【答案】BC
在从0.2m上升到0.35m范围内,△Ek=△EP=mg△h,图线的斜率绝对值为:
,所以:
m=0.2kg,故A错误;
在Ek-h图象中,图线的斜率表示滑块所受的合外力,由于高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线,其余部分为曲线,说明滑块从0.2m上升到0.35m范围内所受作用力为恒力,所示从h=0.2m,滑块与弹簧分离,弹簧的原长的0.2m.故B正确;
根据能的转化与守恒可知,当滑块上升至最大高度时,增加的重力势能即为弹簧最大弹性势能,所以Epm=mg△h=0.2×
10×
(0.35-0.1)=0.5J,故C正确;
由图可知,当h=0.18m时的动能最大;
在滑块整个运动过程中,系统的动能、重力势能和弹性势能之间相互转化,因此动能最大时,滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小,根据能的转化和守恒可知,EPmin=E-Ekm=Epm+mgh-Ekm=0.5+0.2×
0.1-0.32=0.38J,故D错误;
故选BC.
能量守恒定律
【名师点睛】本题考查了能量守恒定律和图象的理解与应用问题,结合该图象得出滑块从0.2m上升到0.35m范围内所受作用力为恒力,说明物体不再受到弹簧的弹力的作用是解题的关键。
三、非选择题
(一)必考题(共47分)
9.探究加速度与物体质量、物体受力的关系的实验中,某同学用如图所示装置进行实验,打点计时器所用电源的频率为50Hz,重物通过跨过滑轮的细线与小车相连。
(1)该同学在实验中打出了一条纸带,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。
根据测量结果计算:
①打C点时纸带的速度大小为_____m/s;
②纸带运动的加速度大小为____m/s2(结果保留3位有效数字)。
(2)若该同学平衡好摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度,根据小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据作出的a-F图线来探究加速度与合外力的关系,此实验操作____(选填“能”或“不能”)探究加速度与质量的关系。
【答案】
(1).0.479
(2).0.810(3).不能
【解析】
(1)每相邻两点间还有4个点(图中未画),所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,
得:
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,为了更加准确的求解加速度,
(2)要探究加速度与质量的关系,必须保证合外力一定,即盘中砝码的重力不变,所以此操作不能探究加速度与质量的关系;
10.欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材:
A.电池组(3V,内阻1Ω)
B.电流表(0~3A,内阻0.0125Ω)
C.电流表(0~0.6A,内阻0.125Ω)
D.电压表(0~3V,内阻3kΩ)
E.电压表(0~15V,内阻15kΩ)
F.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
G.滑动变阻器(0~2000Ω,额定电流0.3A)
H.开关、导线
(1)滑动变阻器应选用的是____。
(填写器材的字母代号)
(2)实验电路应采用电流表____(选填“内”或“外”)接法,采用此接法测得的电阻值比其真实值偏____(选填“大”或“小”),造成这种误差的主要原因是_________。
(3)设实验中,电流表、电压表的某组示数如下图所示,图示中I=____A,U=____V。
(4)为使通过待测金属导线的电流能在0~0.5A范围内改变,请按要求在方框内画出测量待测金属导线的电阻Rx的原理电路图______________________________。
【答案】
(1).F
(2).外(3).小(4).电压表的分流作用(5).0.48(6).2.20(7).
(1)为方便实验操作方便,滑动变阻器选总阻值较小的:
故选F.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)。
(2)
小电阻则电流表应采用外接法.由于电压表的分流,使电流表示数偏大,故测量结果偏小.
(3)电流表量程是0~0.6A,由图示电流表可知其分度值是0.02A,示数为0.48A;
电压表量程是0~3V,由图示电压表可知其分度值是0.1V,其示数为2.20V.
(4)通过待测金属导线的电流能在0~0.5A范围内改变,则滑动变阻器应采用分压接法,电流表采用外接法,伏安法测电阻的实验电路及实物图如图所示.
考查伏安法测电阻.
【名师点睛】本题考查了实验器材的选取、实验电路设计、电表读数、螺旋测微器与游标卡尺读数等问题;
一定要掌握实验器材的选取原则;
对电表读数时要先确定其量程与分度值,然后再读数,读数时视线要与电表刻度线垂直.
11.在足球比赛中,经常使用“边路突破,下底传中”的战术,即攻方队员带球沿边线前进,到底线附近进行传中。
某足球场长90m、宽60m,如图所示,攻方前锋在中线处将足球沿边线向前踢出,足球的运动可视为在地面上做初速度为8m/s的匀减速直线运动,加速度大小为
m/s2,试求:
(1)足球从开始做匀减速直线运动到底线需要多长时间;
(2)足球开始做匀减速直线运动的同时,该前锋队员在边线中点处沿边线向前追赶足球,他的启动过程可以视为从静止出发的匀加速直线运动,能达到的最大速度为6m/s,并能以最大速度匀速运动,该前锋队员要在足球越过底线前追上足球,他加速时的加速度应满足什么条件?
【答案】
(1)9s
(2)大于或等于2m/s2
(1)设所用时间为t,则v0=8m/s;
x=45m
x=v0t+
at2,解得t=9s。
(2)设前锋队员恰好在底线追上足球,加速过程中加速度为a,若前锋队员一直匀加速运动,则其平均速度v=
,即v=5m/s;
而前锋队员的最大速度为6m/s,故前锋队员应该先加速后匀速
设加速过程中用时为t1,则t1=
匀加速运动的位移x1=
解得x1=
匀速运动的位移x2=vm(t-t1),即x2=6×
(9-t1)m
而x1+x2=45m
解得a=2m/s2
故该队员要在球出底线前追上足球,加速度应该大于或等于2m/s2。
解决本题的关键要注意分析运动过程,理清足球和运动员的位移关系,再结合运动学公式灵活求解即可解答.
12.如图所示,两根足够长的平行金属导轨间距l=0.50m,倾角θ=53°
导轨上端串接电阻R=0.05Ω。
在导轨间长d=0.56m的区域内,存在方向垂直于导轨平面向下、磁感应强度B=2.0T的匀强磁场。
质量m=4.0kg的金属棒CD水平置于导轨上,用轻质细绳跨过定滑轮与拉杆GH(GH杆的质量不计)相连。
某同学用F=80N的恒力竖直向下拉动GH杆,使CD棒从图中初始位置由静止开始运动,刚进入磁场时速度为v=2.4m/s,当CD棒到达磁场上边界时该同学松手。
g取10m/s2,sin53°
=0.8,不计其他电阻和一切摩擦。
求:
(1)CD棒的初始位置与磁场区域下边界的距离s;
(2)该同学松手后,CD棒能继续上升的最大高度h;
(3)在拉升CD棒的过程中,该同学所做的功W和电阻R上产生的热量Q。
(1)0.24m
(2)0.288m (3)W=64J QR=26.88J
(1)CD棒向上运动F-mgsinθ=ma
解得a=12m/s2
由运动学公式v2=2as
解得s=0.24m。
(2)刚进入磁场时E=Blv
由闭合电路欧姆定律I=
又F安=BIl
因为F=mgsinθ+F安
所以CD棒在磁场中做匀速直线运动
离开磁场后,CD棒沿导轨向上做匀减速运动
由v2=2gxsinθ
解得x=0.36m
CD棒还能继续上升的最大高度h=xsinθ=0.288m。
(3)该同学所做的功W=F(s+d)
解得W=64J
由能量转化和守恒定律得
W=mg(s+d)sinθ+h]+QR
解得QR=26.88J
本题是力电综合题,关键要根据法拉第定律、欧姆定律得到安培力的表达式,并计算出安培力的大小,从而判断导体棒的受力情况和运动情况.第3小题,导体棒匀速运动时,感应电流一定,也可根据焦耳定律求热量.
(二)选考题:
共15分。
请考生从给出的2道物理题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分。
13.下列说法中正确的是____。
(填正确答案标号。
选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。
每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
B.空气中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的原因
E.干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
【答案】BCE
14.如图所示,一定质量的理想气体被水银柱封闭在足够长的竖直玻璃管内,气柱的长度为h。
现向管内缓慢地添加部分水银,水银添加完成时,气柱长度变为
h。
再取相同质量的水银缓慢地添加在管内。
外界大气压强保持不变。
(1)求第二次水银添加完成时气柱的长度。
(2)若第二次水银添加完成时气体温度为T0,现使气体温度缓慢升高,求气柱长度恢复到原来长度h时气体的温度。
(1)
h
(2)
T0
考查理想气体的状态方程.
【名师点睛】本题考查了求气柱的长度、气体的温度问题,分析清楚气体状态变化过程,知道气体状态变化的性质是解题的关键;
应用玻意耳定律与盖吕萨克定律即可解题.
15.下列说法正确的是____。
A.简谐运动的周期与振幅无关
B.在弹簧振子做简谐运动的回复力表达式F=-kx中,F为振动物体所受的合外力,k为弹簧的劲度系数
C.在波的传播方向上,某个质点的振动速度就是波的传播速度
D.在双缝干涉实验中,同种条件下用紫光做实验比红光做实验得到的条纹更宽
E.在单缝衍射现象中要产生明显的衍射现象,狭缝宽度必须比波长小或者相差不多
【答案】ABE
【解析】简谐运动的周期由振动系统内部因素决定,与振动幅度无关,故A正确;
在简谐运动的回复力表达式F=-kx中,对于弹簧振子,F为振动物体受到的合外力,k为弹簧的劲度系数;
故B正确;
对于机械波,某个质点的振动速度与波的传播速度不同,横波两者垂直,纵波两者平行,故C错误;
在双缝干涉实验中,根据干涉条纹间距公式
,同种条件下,因紫光波长小于红光,则用紫光做实验比红光做实验得到的条纹更窄,故D错误;
在单缝衍射现象中要产生明显的衍射现象,根据明显衍射的条件可知,狭缝宽度必须比波长小或者相差不太多.故E正确.故选ABE.
16.如图,将半径为R的透明半球体放在水平桌面上方,O为球心,直径恰好水平,轴线OO'
垂直于水平桌面。
位于O点正上方某一高度处的点光源S发出一束与OO'
夹角θ=60°
的单色光射向半球体上的A点,光线通过半球体后刚好垂直射到桌面上的B点,已知O'
B=
R,光在真空中传播速度为c,不考虑半球体内光的反射,求:
(1)透明半球对该单色光的折射率n;
(2)该光在半球体内传播的时间。
(2)
(i)光从光源S射出经半球体到达水平桌面的光路如图。
光由空气射向半球体,由折射定律,有
在△OCD中,sin∠COD=
γ=∠COD=60°
光由半球体射向空气,由折射定律,有
故α=β
由几何知识得α+β=60°
故α=β=30°
(ii)光在半球体中传播的速度为
,光在半球体中传播的时间
光的折射
【名师点睛】
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