选择题部分
一、选择题Ⅰ(本题共3小题,每小题3分,共39分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.下列属于国际单位制中基本单位符号的是(
)
A .J
B .K
C .W
D .Wb 2.如图所示,轻质网兜兜住重力为G 的足球,用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A 点,轻绳的拉力为T F ,墙壁对足球的支持力为N F ,则()
A .T N F F <
B .T N F F =
C .T F G >
D .T F G
=3.“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后,在轨运行如图所示,则()
A .选地球为参考系,“天和”是静止的
B .选地球为参考系,“神舟十五号”是静止的
C .选“天和”为参考系,“神舟十五号”是静止的
D .选“神舟十五号”为参考系,“天和”是运动的
4.一位游客正在体验蹦极,绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下.游客从跳台下落直到最低点过程中()
A .弹性势能减小
B .重力势能减小
C .机械能保持不变
D .绳一绷紧动能就开始减小5.如图所示,在考虑空气阻力的情况下,一小石子从O 点抛出沿轨迹OPQ 运动,其中P 是最高点.若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比,则小石子竖直方向分运动的加速度大小()
A .O 点最大
B .P 点最大
C .Q 点最大
D .整个运动过程保持不变
6.主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号,并产生相应的抵消声波.,某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示,取得最好降噪效果的抵消声波(声音在空气中的传播速度为340m /s )()
A .振幅为2A
B .频率为100Hz
C .波长应为1.7m 的奇数倍
D .在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相
7.如图甲所示,一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴OO ',接入电阻R 构成回路.导体杆处于竖直向上的匀强磁场中,将导体杆从竖直位置拉开小角度日静止释放,导体杆开始下摆.当0R R =时,导体杆振动图像如图乙所示.若横纵坐标皆采用图乙标度,则当02R R =时,导体杆振动图像是()
A .
B .
C .
D .
8.某兴趣小组设计的测量大电流的装置如图所示,通有电流I 的螺绕环在霍尔元件处产生的磁场1B k I =,通有待测电流I '的直导线ab 垂直穿过螺绕环中心,在霍尔元件处产生的磁场2B k I ''=.调节电阻R ,当电流表示数为0I 时,元件输出霍尔电压H U 为零,则待测电流I '的方向和大小分别为()
A .201,k a b I k →
B .102,k a b I k →
C .201,k b a I k →
D .102
,k b a I k →9.宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子,中子与大气中的氮14会产生以下核反应:
1411417061N n C H +→+,产生的146C 能自发进行β衰变,其半接期为5730年,利用碳14的衰变规律可推断古木的年代.下列说法正确的是(
)
A .146C 发生β衰变的产物是157N
B .β衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子
C .近年来由于地球的温室效应,引起146C 的半衰期发生微小变化
D 若测得一古木样品的116C 含量为活体植物的14
,则该古木距今约为11460年10.太阳系各行星几平在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动.当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间,且三者几乎排成一条直线的现象,称为“行星冲日”.已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表:行星名称
地球火星木星土星天王星海王星轨道半径/AU
R 1.0 1.5 5.29.51930则相邻两次“冲日”时间间隔约为()A .火星365天B .火星800天
C .天王星365天
D .天王星800天11.被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星,领先世界.天眼对距地球为L 的天体进行观测,其接收光子的横截面半径为R .若天体射向天眼的辐射光子中,有(1)ηη<倍被天眼接收,天眼每秒接收到该天体发出的频率为v 的N 个光子.普朗克常量为h ,则该天体发射频率为v 光子的功率为()
B .222NL h R νη
C .224L h R N ην
D .222L h R N
ην12.如图所示,示波管由电子竖直方向偏转电极YY '、水平方问偏转电极XX '和荧光屏组成.电极XX '的长度为l 、间距为d 、极板间电压为U ,YY '极板间电压为零,电子加速电压为10U .电子刚离开金属丝的速度为零,从电子射出后沿OO '方向进入偏转电极.
已知电子电荷量为e ,质量为m ,则电子(
)A .在XX '极板间的加速度大小为eU
m
B .打在荧光屏时,动能大小为11eU
C .在XX '
D .打在荧光屏时,其速度方向与OO '连线夹角α的正切tan 20l
d
α=13.如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图.一细黄光束从直角边AB 以角度θ入射,依次经AC 和BC 两次反射,从直角边AC 出射.出射光线相对于入射光线偏转了α角,则α()
A .等于90︒
B .大于90︒
C .小于90︒
D .与棱镜的折射率有关
二、选择题Ⅱ(本题共2小题,每小题3分,共6分.每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的.全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
14.下列说法正确的是()
A .利用电容传感器可制成麦克风
B .物体受合外力越大,则动量变化越快
C .利用红外传感器可制成商场的自动门
D .牛顿运动定律不适用,则动量守恒定律也不适用
15.氢原子从高能级向低能级跃迁时,会产生四种频率的可见光,其光谱如图1所示.氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I ,从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ.用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象,得到如图2和图3所示的干涉条纹.用两种光分别照射如图4所示的实验装置,都能产生光电效应.下列说法正
A.图1中的H 对应的是Ⅰ
B.图2中的干涉条纹对应的是Ⅱ
C.Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量
D.P向a移动,电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大
非选择题部分
三、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.实验题(Ⅰ、Ⅱ两题共14分)
Ⅰ.(7分)(1)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,实验装置如图1所示.
①需要的实验操作有__________(多选)
A.调节滑轮使细线与轨道平行B.倾斜轨道以补偿阻力
C.小车靠近打点计时器静止释放D.先接通电源再释放小车
②经正确操作后打出一条纸带,截取其中一段如图2所示.选取连续打出的点0、1、2、3、4为计数点,则计数点1的读数为__________cm.已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz,则打计数点2时小车的速度大小为:__________m/s(结果保留3位有效数字).
(2)“探究向心力大小的表达式”实验装置如图3所示.
①采用的实验方法是__________
A .控制变量法
B .等效法
C .模拟法
②在小球质量和转动半径相同的情况下,逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动.此时左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的________之比(选填“线速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”);在加速转动手柄过程中,左右标尺露出红白相何等分标记的比值__________(选填“不变”、“变大”或“变小”).Ⅱ.(7分)在“测量金属丝的电阻率”实验中:
(1)测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示,图中的导线a 端应与________(选填“一”、“0.6”或“3”)接线柱连接,b 端应与___________(选填“—”、“0.6”或“3”)接线柱连接.开关闭合前,图1中滑动变阻器滑片应置于____________(选填“左”或“右”)端.
(2)合上开关,调节滑动变阻器,得到多组U 和I 数据.甲同学由每组U 、I 数据计算电阻,然后求电阻平均值;乙同学通过U I -图像求电阻.则两种求电阻的方法更合理的是___________(选填“甲”或“乙”).
(3)两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流g 300A I μ=的表头G 改装成电流表.如图2所示,表头G 两端并联长为L 的镍铬丝,调节滑动变阻器使表头G 满偏,毫安表示数为I .改变L ,重复上述步骤,获得多组I 、L 数据,作出1I L -图像如图3所示.
则1I L
-图像斜率k =______mA m ⋅.若要把该表头G 改装成量程为9mA 的电流表,需要把长为__________m 的镍铬丝并联在表头G 两端..(结果均保留两位有效数字)
17.(8分)某探究小组设计了一个报警装置,其原理如图所示.在竖直放置的圆柱形容器内用面积2
100cm S =、质量1kg m =的活塞密封一定质量的理想气体,活塞能无摩擦滑动.开始时气体处于温度A 300K T =、活塞与容器底的距离030cm h =的状态A .环境温度升高时容器内气体被加热,活塞缓慢上升3cm d =恰好到达容器内的卡口处,此时气体达到状态B .活塞保持不动,气体被继续加热至温度363K c T =的状态C 时触动报警器.从状态A 到状态C 的过程中气体内能增加了158J U =△.取大气压500.9910Pa p =⨯,求气体
(1)在状态B 的温度;
(2)在状态C 的压强;
(3)由状态A 到状态C 过程中从外界吸收热量Q .
18.(11分)一游戏装置竖直截面如图所示,该装置由固定在水平地面上倾角37θ=︒的直轨道AB 、螺旋圆形轨道BCDE ,倾角37θ=︒的直轨道EF 、水平直轨道FG 组成,除FG 段外各段轨道均光滑,且各处平滑连接.螺旋圆形轨道与轨道AB 、EF 相切于()E B 处.凹槽GHIJ 底面HI 水平光滑,上面放有一无动力摆渡车,并紧靠在竖直侧壁GH 处,摆渡车:上表面与直轨道下FG 、平台JK 位于同一水平面.已知螺旋圆形轨
道半径0.5m R =,B 点高度为1.2R ,FG 长度 2.5m FG L =,HI 长度09m L =,摆渡车长度3m L =、质量1kg m =.将一质量也为m 的滑块从倾斜轨道AB 上高度 2.3m h =处静止释放,滑块在FG 段运动时的阻力为其重力的0.2倍.(摆渡车碰到竖直侧壁IJ 立即静止,滑块视为质点,不计空气阻力,sin 370.6︒=,cos 370.8︒=)
(1)求滑块过C 点的速度大小C v 和轨道对滑块的作用力大小C F ;
(2)摆渡车碰到IJ 前,滑块恰好不脱离摆渡车,求滑块与摆渡车之间的动摩擦因数μ;
(3)在(2)的条件下,求滑块从G 到J 所用的时间t .
19.(11分)如图1所示,刚性导体线框由长为L 、质量均为.m 的两根竖杆,与长为2l 的两轻质横杆组成,且2L l .线框通有恒定电流0I ,可以绕其中心竖直轴转动.以线框中心O 为原点、转轴为z 轴建立直角坐标系,在y 轴上距离O 为a 处,固定放置二半径远小于a ,面积为s 、电阻为R 的小圆环,其平面垂直于y 轴.在外力作用下,通电线框绕转轴以角速度ω匀速转动,当线框平面与xOz 平面重合时为计时零点,圆环处的磁感应强度的y 分量y B 与时间的近似关系如图2所示,图中0B 已知.
(1)求0到πω时间内,流过圆环横截面的电荷量q ;
(2)沿y 轴正方向看以逆时针为电流正方向,在20~
3πω时间内,求圆环中的电流与时间的关系;(3)求圆环中电流的有效值;
(4)当撤去外力,线框将缓慢减速,经πω时间角速度减小量为ΔΔ1ωωω⎛⎫ ⎪⎝⎭
,设线框与圆环的能量转换效率为k ,求Δω的值(当01x < ,有2(1)12x x -≈-).
20.(11分)探究离子源发射速度大小和方向分布的原理如图所示.x 轴上方存在垂直xOy 平面向外、磁感应强度大小为B 的匀强磁场.x 轴下方的分析器由两块相距为d 、长度足够的平行金属薄板M 和N 组成,其中位于x 轴的M 板中心有一小孔C (孔径忽略不计),N 板连接电流表后接地.位于坐标原点O 的离子源能发射质量为m 、电荷量为q 的正离子,其速度方向与y 轴夹角最大值为60︒;且各个方向均有速度大小连续分布在
012
v 0之间的离子射出.已知速度大小为0v 、沿y 轴正方向射出的离子经磁场偏转后恰好垂直x 轴射入孔C .未能射入孔C 的其它离子被分析器的接地外罩屏蔽(图中没有画出).不计离子的重力及相互作用,不考虑离子间的碰撞.
(1)求孔C 所处位置的坐标0x ;
(2)求离子打在N 板上区域的长度L ;
(3)若在N 与M 板之间加载电压,调节其大小,求电流表示数刚为0时的电压0U ;
(4)若将分析器沿着x 轴平移,调节加载在N 与M 板之间的电压,求电流表示数刚为0时的电压x U 与孔C 位置坐标x 之间关系