2024年高考考前押题密卷
物理·全解全析
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回
一、选择题:本题共10小题,在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,共28分,第8~10题有多项符合题目要求,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.如图所示为氢原子的能级图,现利用某种光照射大量处于基态的氢原子,再利用氢原子辐射的不同频率的光分别照射同一逸出功为的金属板,发现只有两种光能发生光电效应,已知普朗克常数为。下列说法正确的是( )
A.氢原子辐射6种不同频率的光
B.照射氢原子的光一个光子的能量为
C.增强其它辐射光的强度,也可使金属板发生光电效应
D.用频率为的光照射处于基态的氢原子可使其电离
【答案】B
【详解】AB.当照射光的光子能量大于金属板的逸出功时,便可发生光电效应,由于该金属板的逸出功为,则可推知处于基态的氢原子吸收一个光子后跃迁到能级3,故照射光的光子能量等于,氢原子可辐射,,三种不同频率的光,故A错误,B正确;C.能否使金属板发生光电效应,与照射光的频率有关,与光照强度无关,故C错误;D.由于则用频率为的光照射处于基态的氢原子时,不会使其电离,故D错误。故选B。
2.在一条平直公路上,甲、乙两辆汽车从0时刻开始的位移—时间图像如图所示,甲的图像为抛物线,乙的图像为倾斜直线。已知甲的加速度大小为,再根据图中所提供的其他信息,下列说法正确的是( )
A.时刻甲的速度等于乙的速度 B.甲、乙在0时刻处在同一地点
C.甲的初速度不为0 D.甲的图像在时刻的切线与乙的图像平行
【答案】D
【详解】A.切线斜率表示速度,时刻甲的速度大于乙的速度,选项A错误;B.0时刻甲处在坐标原点处,乙处在坐标处,不是同一地点,选项B错误;C.根据结合综合解得选项C错误;D.设乙的速度为v,则有设甲的图像在时刻的切线与乙的图像平行,则时刻甲、乙的速度相等,则有综合解得选项D正确。故选D。
3.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,a、b两质点的横坐标分别为和 ,图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像,下列说法正确的是( )
A.时,质点a的位移沿y轴正向
B.时,质点a 的加速度方向与速度方向相同
C.该波沿x轴的负方向传播,波速为0.5m/s
D.质点a经过4s振动的路程为1m
【答案】D
【详解】C.由图乙可知质点b该时刻向上振动,根据波形平移法可知,该波沿方向传播,机械波的波长为8m,周期为8s,则波速为故C错误;AB.由于该波沿方向传播,由图甲可知,此时质点a沿轴向下振动,由于可知时,质点a处于平衡位置向波谷的振动过程中,此时质点a的位移沿y轴负向,质点a的加速度方向沿y轴正向,加速度方向与速度方向相反,故AB错误;D.由于可知质点a经过4s振动的路程为故D正确。
4.如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆上,悬挂衣服的衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.
B.
C.若两杆间距离不变,上下移动绳子结点,、变化
D.若两杆间距离减小,绳子拉力减小
【答案】D
【详解】AB.衣架钩光滑,同一绳上拉力处处相等,根据共点力平衡可知,衣架钩平衡时两侧绳子与竖直方向的夹角相等,即为的反向延长线,根据几何关系可知则故AB错误;C.设绳子的长度为,根据几何关系可知若两杆间距离不变,上下移动绳子结点,、不变,故C错误;D.对衣架钩受力分析,根据平衡条件可得若两杆间距离减小,减小,绳子拉力减小,故D正确。故选D。
5.如图所示,导热性能良好的气缸竖直放置,气缸内用轻质活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞可沿气缸无摩擦滑动,现往活塞上缓慢增加砂子,当砂子的质量为时,活塞下降的高度为,此过程中气体向外放出的热量为,继续缓慢添加砂子,当砂子的质量为时,活塞又下降了高度,此过程中气体向外放出的热量为,整个过程中环境的气压和温度均保持不变。关于上述各量的关系,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设初始时气体的压强与外界大气压强为,第一次加砂后气体压强为,活塞横截面积为S,气缸初始气体高度为H,有该过程是等温变化,有解得根据等温变化的p-V图像,面积代表做功可知,该过程气体的做功为由于理想气体温度不变,所以该过程气体内能不变,由热力学第一定律有解得设第二次加砂后气体的压强为,有从第一次加砂到第二次加砂有解得该过程气体的做功为由于理想气体温度不变,所以该过程气体内能不变,由热力学第一定律有解得故选B。
6.如图所示,半径为R的半圆形光滑管道ACB固定在竖直平面内。在一平行于纸面的恒力F(未画出)作用下,质量为m的小球从A端静止释放后,恰能到达最低点C;从B端静止释放后,到达C点时,管道受到的压力为10mg。则F的大小为( )
A.mg B. C. D.
【答案】D
【详解】设F方向斜向左下,且与水平方向夹角θ,从A端静止释放时,根据动能定理从B端静止释放时根据牛顿第二定律联立得F=力在其他方向均不可能。故选D。
7.如图所示,在以半径为R和2R的同心圆为边界的区域中,有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。在圆心O处有一粒子源(图中未画出),在纸面内沿各个方向发射出比荷为的带负电的粒子,粒子的速率分布连续,忽略粒子所受重力和粒子间的相互作用力,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。若所有的粒子都不能射出磁场,则下列说法正确的是( )
A.粒子速度的最大值为
B.粒子速度的最大值为
C.某粒子恰好不从大圆边界射出磁场,其在磁场中运动的时间为(不考虑粒子再次进入磁场的情况)
D.某粒子恰好不从大圆边界射出磁场,其在磁场中运动的时间为(不考虑粒子再次进入磁场的情况)
【答案】C
【详解】AB.根据洛伦兹力提供向心力可得粒子的运动半径为可知粒子速度最大时,运动半径最大,做出粒子的运动轨迹如图所示根据几何关系有联立解得故AB错误;CD.某粒子恰好不从大圆边界射出磁场,即粒子速度最大时,根据几何关系有解得其在磁场中运动的时间为故C正确;D错误。故选C。
8.2022年10月9日,我国综合性太阳探测卫星“夸父一号”成功发射,实现了对太阳探测的跨越式突破。“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动,距地面高度约为720km,运行一圈所用时间约为100分钟。如图所示,为了随时跟踪和观测太阳的活动,“夸父一号”在随地球绕太阳公转的过程中,需要其轨道平面始终与太阳保持固定的取向,使太阳光能照射到“夸父一号”,下列说法正确的是( )
A.“夸父一号”的运行轨道平面平均每天转动的角度约为1°
B.“夸父一号”绕地球做圆周运动的速度大于7.9km/s
C.“夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度小于地球表面的重力加速度
D.由题干信息,根据开普勒第三定律,可求出日地间平均距离
【答案】AC
【详解】A.因为“夸父一号”轨道要始终保持要太阳光照射到,则在一年之内转动,即轨道平面平均每天约转动,故A正确;B.第一宇宙速度是所有绕地球做圆周运动的卫星的最大环绕速度,则“夸父一号”的速度小于7.9km/s,故B错误;C.根据万有引力与重力的关系根据牛顿第二定律“夸父一号”绕地球做圆周运动的半径大于地球半径,可知“夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度小于地球表面的重力加速度,故C正确;D.“夸父一号”绕地球转动,地球绕太阳转动,中心天体不同,则根据题中信息不能求解地球与太阳的距离,故D错误。故选AC。
9.如图所示是磁吸基座无线充电器,当送电线圈通入的交流电源后,手机上的受电线圈产生感应电流,手机即进入“无线超充模式”。若手机“超充模式”下的充电电压为20V,充电电流为5A,充电基座送电线圈接有理想电流表,受电线圈接有电阻,线圈电阻不计且充电过程中不计一切能量损失,则( )
A.电流表的示数为0.5A
B.此无线充电器的耗电功率是100W
C.送电线圈与受电线圈的匝数比为
D.若此手机的电池容量为5000mAh,则超充模式下的充电时间为75分钟
【答案】AC
【详解】C.根据原副线圈的电压与匝数的关系可得代入数据解得即送电线圈与受电线圈的匝数之比为10:1,故C正确;A.由匝数比可知原线圈电流应为即电流表的示数为0.5A,故A正确;B.充电器消耗的总功率为故B错误;D.由容量单位可知,手机充电时间为电池容量与充电电流的比值,即故D错误。故选AC。
10.如图所示,以竖直向上为轴建立坐标系,空间中存在匀强电场和匀强磁场。匀强电场的电场强度方向沿着轴正向,大小为,匀强磁场的磁感应强度为,方向未知。现有一个质量为、电荷量为的带正电的小球恰好从点沿轴正方向以速度做匀速直线运动,为重力加速度,下列说法正确的是( )
A.匀强磁场的方向一定沿轴正方向
B.若的方向改为沿轴正方向,则改变磁场方向,可使小球仍做匀速直线运动,磁感应强度大小可能为
C.若撤去电场,小球运动的最低点坐标为
D.若撤去电场,小球第一次返回到平面的可能坐标为(,)
【答案】BCD
【详解】A.根据题意知正电的小球恰好从点沿轴正方向以速度做匀速直线运动,由平衡条件可知带电小球不受洛仑兹力,所以速度方向与磁场方向相互平行,匀强磁场的方向可能沿轴正方向,也可能沿轴负方向,故A错误;B.若的方向改为沿轴正方向,则小球受到的重力和电场力的合力为方向方向沿轴正方向和y轴负方向的角平分线,改变磁场方向,可使小球仍做匀速直线运动,根据平衡条件可知小球所受的洛仑兹力大小为则磁感应强度大小可能为故B正确;C.撤去电场后,粒子的运动如图:
在最低点有且根据题意可知根据几何关系可知最低点坐标为故C正确;D.撤去电场后,小球沿轴做匀速直线运动,则粒子做圆周运动的周期为且x方向的坐标为解得,所以小球第一次返回到平面的可能坐标为(,),故D正确;故选BCD。
二、实验题:本题共2小题,共15分。
11.某同学为了测量固体药物的体积,设计了如图甲所示的测量装置(装置密封性良好)。
要测量步骤如下:
①把待测药物放进注射器内;
②把注射器活塞推至适当位置,然后将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机连接;
③移动活塞,记录注射器的刻度值V,以及气体压强值p;
④重复上述步骤③,多次测量;
⑤根据记录的数据,作出图像,并利用图像计算药物体积。
(1)在操作步骤③中, (选填“缓慢”“快速”或“以任意速度”)移动活塞。
(2)在操作步骤⑤中,为了得到直线图像,纵坐标是V,则横坐标应该选用 (选填“p”“”或“”)。
(3)选择合适的坐标后,该同学通过描点作图,得到的直线图像如图乙所示,其延长线分别交横、纵坐标于a、b,则待测药物的体积为 (用题目中已知量表示)。
(4)由于压强传感器和注射器连接处软管存在一定容积,由此造成的测量值比真实值 (选填“偏大”“偏小”或“相同”)。
【答案】(1)缓慢
(2)
(3)b
(4)偏小
【详解】(1)在操作步骤③中,为了保证气体温度不变,应缓慢移动活塞。(2)设固体药物的体积为,以气体为对象,根据玻意耳定律可得整理可得为了得到直线图像,纵坐标是V,则横坐标应该选用。(3)根据结合图乙图像可知,待测药物的体积为(4)由于压强传感器和注射器连接处软管存在一定容积,设该容积为,以气体为对象,根据玻意耳定律可得整理可得结合图乙可知可知造成的测量值比真实值偏小。
12.小朗同学要将一满偏电流Ig为500μA的微安表G改装为毫安表。他先测量出微安表G的电阻,然后对微安表进行改装,最后再利用一标准电流表,对改装后的毫安表进行检测。
(1)为测量出微安表 G 的电阻,小朗同学设计了如图(a)所示电路,器材如下:
A.电源E1(电动势1.5V,内阻很小)
B.电源E2(电动势6.0 V,内阻很小)
C.滑动变阻器Ra(阻值0~2000Ω)
D.滑动变阻器 Rb(阻值0~15000Ω)
E.电阻箱R2(阻值0~600Ω)
F.开关两个,导线若干
为提高测量精度,电源E和滑动变阻器R1应该选择___________。
A.电源E1和滑动变阻器Ra
B.电源E2和滑动变阻器Ra
C.电源E1和滑动变阻器Rb
D.电源E2和滑动变阻器Rb
(2)该实验操作的步骤有:
A.按图(a)电路原理图连接线路;
B.将R1的阻值调到最大,闭合开关S1后调节R1的阻值,使毫安表G的指针偏转到满刻度;
C.保持 R1不变,再接通S2,调节电阻R2,使电流表G指针偏转到满刻度的一半,读出R2的阻值为400Ω,即认为Rg=R2,用此方法测得电流表内阻的测量值与真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”或“相等”);
(3)若忽略实验的误差,现通过并联一个阻值为R=80Ω的电阻把微安表改装成为一个特定量程的毫安表,则改装的电表量程为 mA;
(4)根据图(b)所示电路对改装后的电表进行检测,当标准毫安表的示数为1.6mA时,改装表的指针位置如图(c)所示,由此可以推测出改装的电表量程不是预期值,改装电流表的实际量程是 mA;
(5)要达到(3)的预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为 Ω的电阻即可。
【答案】(1)D
(2)偏小
(3)3.0
(4)3.2
(5)86.4
【详解】(1)由于实验中各器件的阻值都比较大,为减小实验误差,电源电动势应尽可能大些,另外闭合开关 S2时认为电路中总电流不变,实际闭合开关S2后,电路总电阻变小,电路电流变大,而闭合开关 S2时微安表两端的电压变化越小,实验误差就越小,则选用电动势较大的电源,故电源应选 E2,且滑动变阻器要能使微安表满偏,所以选择Rb。故选D。(2)闭合 S2后,R2与Rg的并联值,所以I总>Ig,而此时G的示数为满偏电流的一半,所以IR2大于满偏电流的一半,所以,即。(3)根据电流表的改装原理有(4)标准毫安表的示数为1.6mA时,改装后的电表显示为刻度盘的中值刻度,故改装电流表的量程为3.2mA。(5)把毫安表改装成电流表需要并联分流电阻,并联电阻阻值当量程为3.2mA时,则有所以当量程为3.0mA时,则有所以R'=86.4Ω
三、计算题:本题共3小题,共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.如图所示为一半径为的透明半球体,PQ为半球体的直径,O为半球体的球心.现有一束激光垂直半球的平面射入半球体,入射点从P点沿直径PQ方向缓慢向Q点移动,发现当入射点移动2cm后,才开始有光线从下方球冠射出,不考虑光线在半球体内多次反射,求:
(1)该半球体的折射率为多少?
(2)当该束激光入射点移动至距离球心为3cm位置入射,则其光线射出半球体的折射角的正弦值为多少?
【答案】(1);(2)
【详解】(1)由题意作出光路图
如图所示设射点移动2cm,该入射点位置为A,此时入射角为C,由几何关系可知
则由全反射规律,可知
得
(2)当该束激光入射点移动至距离球心为3cm的B点入射时,设此时入射角为r,
由几何关系可知,则
得
入射角小于临界角,光线能直接从球冠射出。设从球冠射出时折射角为i,由折射定律
可得
14.如图所示为一套电磁阻尼装置原理图,在光滑水平地面上方存在着水平方向上的磁场,磁感应强度大小均为,磁场方向垂直于纸面向里、向外分区域交替排列,依次编号为区域1、2、3、4…,磁场区域足够多,每个区域的边界均保持竖直,且各区域宽度相等均为,现有一个正方形线圈,边长也为,线圈匝数,电阻,质量为,以初速度向右滑入磁场区域,重力加速度。
(1)线圈从开始进入区域1到刚要进入区域2的过程中,求流经线圈的电荷量;
(2)线圈从开始进入区域1到刚要进入区域2的过程中,求线圈产生的焦耳热;
(3)线圈从开始运动到最终停止,求线框右侧边完整经过的磁场个数。
【答案】(1)0.05C;(2)2.4375J;(3)5
【详解】(1)进入1区域,右边切割磁感线产生感应电动势
由欧姆定律有
则电荷量
联立解得
(2)线圈进入1区域的过程中做变减速运动,取一短暂时间,由动量定理有
微元累加有
根据能量守恒有
代入数据解得
(3)当线圈进入2区域以后的磁场时,左右两边均在切割磁感线。故在某一时刻的电动势
此时电流为
线圈受到的安培力
取一短暂时间,由动量定理有
微元累加可得
代入数据得
故线圈穿过的磁场个数为
线框右侧边完整经过的磁场个数为5个。
15.如图,间距为L=1m的U形金属导轨,一端接有电阻为的定值电阻,固定在高为h=0.8m的绝缘水平桌面上。质量均为m=0.1kg的匀质导体棒a和b静止在导轨上,两导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直,接入电路的阻值均为,与导轨间的动摩擦因数均为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),导体棒a距离导轨最右端距离为x=2.5m。整个空间存在竖直向下的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度大小为B=0.1T。用沿导轨水平向右的恒力F=0.4N拉导体棒a,当导体棒a运动到导轨最右端时,导体棒b刚要滑动,撤去F,导体棒a离开导轨后落到水平地面上。(重力加速度g取,不计空气阻力,不计其他电阻)求:
(1)导体棒a刚要离开导轨时的速度大小v;
(2)导体棒a由静止运动到导轨最右端的过程中,通过导体棒a的电荷量q以及导体棒a中产生的焦耳热;
(3)设导体棒a与绝缘水平面发生碰撞前后,竖直方向速度大小不变,方向相反,碰撞过程中水平方向所受摩擦力大小为竖直方向支持力的k倍(碰撞时间极短,重力冲量可忽略不计),,请计算导体棒a离开导轨后向右运动的最大水平距离lm。
【答案】(1)3m/s;(2);0.2J;(3)18m
【详解】(1)对b分析可得
解得
I=1A
由题意可得
又有
解得
v=3m/s
(2)整个过程中通过a得电荷量为
整个过程对A运用功能关系有
由焦耳定律可得
(3)
A离开导轨后,至与地面碰撞前做平抛运动,落地前瞬间竖直速度为
碰撞过程中,竖直方向,由动量定理得
同理,水平方向上有
解得
即每次与地面碰撞,水平速度减小0.2m/s,又水平初速度为3m/s,故与地面碰撞15次后,水平速度为0,运动到最右侧,从抛出到第一次与地面碰撞
解得
t=0.4s
故可得
第1次碰撞与第2次碰撞之间
第2次碰撞与第3次碰撞之间
以此类推,第14次碰撞与第15次碰撞之间
组成等差数列,由求和公式可得
故导体棒a离开导轨后向右运动得最大水平距离2024年高考考前押题密卷
高三物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回
一、选择题:本题共10小题,在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,共28分,第8~10题有多项符合题目要求,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.如图所示为氢原子的能级图,现利用某种光照射大量处于基态的氢原子,再利用氢原子辐射的不同频率的光分别照射同一逸出功为的金属板,发现只有两种光能发生光电效应,已知普朗克常数为。下列说法正确的是( )
A.氢原子辐射6种不同频率的光
B.照射氢原子的光一个光子的能量为
C.增强其它辐射光的强度,也可使金属板发生光电效应
D.用频率为的光照射处于基态的氢原子可使其电离
2.在一条平直公路上,甲、乙两辆汽车从0时刻开始的位移—时间图像如图所示,甲的图像为抛物线,乙的图像为倾斜直线。已知甲的加速度大小为,再根据图中所提供的其他信息,下列说法正确的是( )
A.时刻甲的速度等于乙的速度 B.甲、乙在0时刻处在同一地点
C.甲的初速度不为0 D.甲的图像在时刻的切线与乙的图像平行
3.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,a、b两质点的横坐标分别为和 ,图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像,下列说法正确的是( )
A.时,质点a的位移沿y轴正向
B.时,质点a 的加速度方向与速度方向相同
C.该波沿x轴的负方向传播,波速为0.5m/s
D.质点a经过4s振动的路程为1m
4.如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆上,悬挂衣服的衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.
B.
C.若两杆间距离不变,上下移动绳子结点,、变化
D.若两杆间距离减小,绳子拉力减小
5.如图所示,导热性能良好的气缸竖直放置,气缸内用轻质活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞可沿气缸无摩擦滑动,现往活塞上缓慢增加砂子,当砂子的质量为时,活塞下降的高度为,此过程中气体向外放出的热量为,继续缓慢添加砂子,当砂子的质量为时,活塞又下降了高度,此过程中气体向外放出的热量为,整个过程中环境的气压和温度均保持不变。关于上述各量的关系,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
6.如图所示,半径为R的半圆形光滑管道ACB固定在竖直平面内。在一平行于纸面的恒力F(未画出)作用下,质量为m的小球从A端静止释放后,恰能到达最低点C;从B端静止释放后,到达C点时,管道受到的压力为10mg。则F的大小为( )
A.mg B. C. D.
7.如图所示,在以半径为R和2R的同心圆为边界的区域中,有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。在圆心O处有一粒子源(图中未画出),在纸面内沿各个方向发射出比荷为的带负电的粒子,粒子的速率分布连续,忽略粒子所受重力和粒子间的相互作用力,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。若所有的粒子都不能射出磁场,则下列说法正确的是( )
A.粒子速度的最大值为
B.粒子速度的最大值为
C.某粒子恰好不从大圆边界射出磁场,其在磁场中运动的时间为(不考虑粒子再次进入磁场的情况)
D.某粒子恰好不从大圆边界射出磁场,其在磁场中运动的时间为(不考虑粒子再次进入磁场的情况)
8.2022年10月9日,我国综合性太阳探测卫星“夸父一号”成功发射,实现了对太阳探测的跨越式突破。“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动,距地面高度约为720km,运行一圈所用时间约为100分钟。如图所示,为了随时跟踪和观测太阳的活动,“夸父一号”在随地球绕太阳公转的过程中,需要其轨道平面始终与太阳保持固定的取向,使太阳光能照射到“夸父一号”,下列说法正确的是( )
A.“夸父一号”的运行轨道平面平均每天转动的角度约为1°
B.“夸父一号”绕地球做圆周运动的速度大于7.9km/s
C.“夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度小于地球表面的重力加速度
D.由题干信息,根据开普勒第三定律,可求出日地间平均距离
9.如图所示是磁吸基座无线充电器,当送电线圈通入的交流电源后,手机上的受电线圈产生感应电流,手机即进入“无线超充模式”。若手机“超充模式”下的充电电压为20V,充电电流为5A,充电基座送电线圈接有理想电流表,受电线圈接有电阻,线圈电阻不计且充电过程中不计一切能量损失,则( )
A.电流表的示数为0.5A
B.此无线充电器的耗电功率是100W
C.送电线圈与受电线圈的匝数比为
D.若此手机的电池容量为5000mAh,则超充模式下的充电时间为75分钟
10.如图所示,以竖直向上为轴建立坐标系,空间中存在匀强电场和匀强磁场。匀强电场的电场强度方向沿着轴正向,大小为,匀强磁场的磁感应强度为,方向未知。现有一个质量为、电荷量为的带正电的小球恰好从点沿轴正方向以速度做匀速直线运动,为重力加速度,下列说法正确的是( )
A.匀强磁场的方向一定沿轴正方向
B.若的方向改为沿轴正方向,则改变磁场方向,可使小球仍做匀速直线运动,磁感应强度大小可能为
C.若撤去电场,小球运动的最低点坐标为
D.若撤去电场,小球第一次返回到平面的可能坐标为(,)
二、实验题:本题共2小题,共15分。
11.某同学为了测量固体药物的体积,设计了如图甲所示的测量装置(装置密封性良好)。
要测量步骤如下:
①把待测药物放进注射器内;
②把注射器活塞推至适当位置,然后将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机连接;
③移动活塞,记录注射器的刻度值V,以及气体压强值p;
④重复上述步骤③,多次测量;
⑤根据记录的数据,作出图像,并利用图像计算药物体积。
(1)在操作步骤③中, (选填“缓慢”“快速”或“以任意速度”)移动活塞。
(2)在操作步骤⑤中,为了得到直线图像,纵坐标是V,则横坐标应该选用 (选填“p”“”或“”)。
(3)选择合适的坐标后,该同学通过描点作图,得到的直线图像如图乙所示,其延长线分别交横、纵坐标于a、b,则待测药物的体积为 (用题目中已知量表示)。
(4)由于压强传感器和注射器连接处软管存在一定容积,由此造成的测量值比真实值 (选填“偏大”“偏小”或“相同”)。
12.小朗同学要将一满偏电流Ig为500μA的微安表G改装为毫安表。他先测量出微安表G的电阻,然后对微安表进行改装,最后再利用一标准电流表,对改装后的毫安表进行检测。
(1)为测量出微安表 G 的电阻,小朗同学设计了如图(a)所示电路,器材如下:
A.电源E1(电动势1.5V,内阻很小)
B.电源E2(电动势6.0 V,内阻很小)
C.滑动变阻器Ra(阻值0~2000Ω)
D.滑动变阻器 Rb(阻值0~15000Ω)
E.电阻箱R2(阻值0~600Ω)
F.开关两个,导线若干
为提高测量精度,电源E和滑动变阻器R1应该选择___________。
A.电源E1和滑动变阻器Ra
B.电源E2和滑动变阻器Ra
C.电源E1和滑动变阻器Rb
D.电源E2和滑动变阻器Rb
(2)该实验操作的步骤有:
A.按图(a)电路原理图连接线路;
B.将R1的阻值调到最大,闭合开关S1后调节R1的阻值,使毫安表G的指针偏转到满刻度;
C.保持 R1不变,再接通S2,调节电阻R2,使电流表G指针偏转到满刻度的一半,读出R2的阻值为400Ω,即认为Rg=R2,用此方法测得电流表内阻的测量值与真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”或“相等”);
(3)若忽略实验的误差,现通过并联一个阻值为R=80Ω的电阻把微安表改装成为一个特定量程的毫安表,则改装的电表量程为 mA;
(4)根据图(b)所示电路对改装后的电表进行检测,当标准毫安表的示数为1.6mA时,改装表的指针位置如图(c)所示,由此可以推测出改装的电表量程不是预期值,改装电流表的实际量程是 mA;
(5)要达到(3)的预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为 Ω的电阻即可。
三、计算题:本题共3小题,共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.如图所示为一半径为的透明半球体,PQ为半球体的直径,O为半球体的球心.现有一束激光垂直半球的平面射入半球体,入射点从P点沿直径PQ方向缓慢向Q点移动,发现当入射点移动2cm后,才开始有光线从下方球冠射出,不考虑光线在半球体内多次反射,求:
(1)该半球体的折射率为多少?
(2)当该束激光入射点移动至距离球心为3cm位置入射,则其光线射出半球体的折射角的正弦值为多少?
14.如图所示为一套电磁阻尼装置原理图,在光滑水平地面上方存在着水平方向上的磁场,磁感应强度大小均为,磁场方向垂直于纸面向里、向外分区域交替排列,依次编号为区域1、2、3、4…,磁场区域足够多,每个区域的边界均保持竖直,且各区域宽度相等均为,现有一个正方形线圈,边长也为,线圈匝数,电阻,质量为,以初速度向右滑入磁场区域,重力加速度。
(1)线圈从开始进入区域1到刚要进入区域2的过程中,求流经线圈的电荷量;
(2)线圈从开始进入区域1到刚要进入区域2的过程中,求线圈产生的焦耳热;
(3)线圈从开始运动到最终停止,求线框右侧边完整经过的磁场个数。
15.如图,间距为L=1m的U形金属导轨,一端接有电阻为的定值电阻,固定在高为h=0.8m的绝缘水平桌面上。质量均为m=0.1kg的匀质导体棒a和b静止在导轨上,两导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直,接入电路的阻值均为,与导轨间的动摩擦因数均为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),导体棒a距离导轨最右端距离为x=2.5m。整个空间存在竖直向下的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度大小为B=0.1T。用沿导轨水平向右的恒力F=0.4N拉导体棒a,当导体棒a运动到导轨最右端时,导体棒b刚要滑动,撤去F,导体棒a离开导轨后落到水平地面上。(重力加速度g取,不计空气阻力,不计其他电阻)求:
(1)导体棒a刚要离开导轨时的速度大小v;
(2)导体棒a由静止运动到导轨最右端的过程中,通过导体棒a的电荷量q以及导体棒a中产生的焦耳热;
(3)设导体棒a与绝缘水平面发生碰撞前后,竖直方向速度大小不变,方向相反,碰撞过程中水平方向所受摩擦力大小为竖直方向支持力的k倍(碰撞时间极短,重力冲量可忽略不计),,请计算导体棒a离开导轨后向右运动的最大水平距离lm。
