《河北省邯郸市2023-2024学年高三上学期第一次调研监测物理试题含解析.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《河北省邯郸市2023-2024学年高三上学期第一次调研监测物理试题含解析.pdf(28页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、邯郸市邯郸市 2024 届高三年级第一次调研监测届高三年级第一次调研监测物理物理本试卷共本试卷共 8 页,满分页,满分 100 分,考试用时分,考试用时 75 分钟。分钟。注意事项:注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。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。写在动,用橡皮擦干净
2、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。本试卷上无效。3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。一一、单项选择题单项选择题:本题共本题共 7 小题小题,每小题每小题 4 分分,共共 28 分分。在每小题给出的四个选项中在每小题给出的四个选项中,只有只有一项是符合题目要求的。一项是符合题目要求的。1.物理学中物理定律最终都能用数学公式表示,物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系,同时也确定了物理量间的单位关系。等式两端单位必定一致。而量纲分析就是在保证量纲一致的原则下,分析和探求物理量之间的关系,第 26 届国际计量大会
3、决定,千克由普朗克常量 h 及米(m)和秒(s)定义,即34211kg6.62607015 10msh。则普朗克常量 h 的单位可表示为()A.J s B.N s C.1J sD.2kg m s2.生活中有很多跟物理相关的问题,我们可以利用所学知识对这些问题进行分析,例如平伸手掌托起物体,由静止开始竖直向上运动,最后静止(物体始终没有离开手)。关于物体的运动分析正确的是()A.物体所受支持力始终大于重力,物体始终处于超重状态B.物体一直向上运动,所以不会出现失重状态C.物体所受支持力始终对物体做正功D.物体的机械能不变3.图甲是双缝干涉实验的装置,用 a、b 两种不同频率的单色光分别做实验,a
4、 光形成的相邻两条亮纹中心之间的距离较大。图乙是研究光电效应工作的实验装置,当用 a、b 两束光分别照射阴极时,微安表均有示数,普朗克常量为 h,下列说法正确的是()A.a 光的频率大于 b 光的频率B.用 a 光照射阴极,滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数一定增大C.用 b 光照射阴极时,光电子的最大初动能较大D.阴极 K 接电源正极,微安表示数一定为零4.地球绕太阳运动,月球绕地球运动,它们之间的作用力是同一性质的力,这种力与地球对树上苹果的力也是同一性质的力吗?牛顿认为苹果受到地球的吸引才下落,这种吸引力与天体间(如地球与月球)的引力具有相同的性质,且都满足2MmFr。已知地月之间
5、的距离 r 大约是地球半径的 60 倍,苹果自由落体的加速度为a苹,根据牛顿的想法,月球绕地球公转的向心加速度为a月,则()A.2160aa月苹B.160aa月苹C.260aa月苹D.60aa月苹5.降噪耳机越来越受到人们的青睐。降噪耳机的工作原理包括几个环节:(1)耳机内的微型麦克风采集耳朵能听到的环境中的中、低噪声(比如1001000Hz);(2)将噪声信号传至降噪电路,降噪电路对环境噪声进行实时分析、运算等处理工作;(3)通过扬声器向外发出与噪声相位相反、振幅相同的降噪声波来抵消噪声。最后,我们的耳朵就会感觉到噪声减弱甚至消失了。如图为噪声在某时刻的简谐波图像,则下列说法正确的是()A.
6、降噪声波的振幅为 10cmB.降噪声波和噪声声波传播的速度不相等C.质点 P 此时刻一定正从平衡位置向上振动D.如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢,也不影响耳机的使用6.如图所示为某运动员做蹦床运动的简化示意图,A 为运动员某次下落过程的最高点,B 为运动员下落过程中刚接触蹦床时的位置,C 为运动员下落过程的最低点。若 A、B 之间的竖直距离为 h,B、C 之间的竖直距离为x,人的质量为 m,重力加速度为 g,不计空气阻力,下列说法正确的是()A.下落过程中运动员与蹦床组成的系统势能一直在减小B.从最高点 A 运动到最低点 C,运动员的机械能守恒C.从 B 点至 C 点过程中,运动员在 B
7、点时的加速度最大D.蹦床的最大弹性势能是mgxh 7.如图所示,倾角为30的斜面体 c 放在水平地面上,质量2kgbm 的小物块 b 放在斜面上并通过绝缘细绳跨过光滑定滑轮与通电直导线 a 相连,滑轮左侧细绳与斜面平行,通电直导线处于竖直向上的磁场中,通电直导线的质量0.5kgam。初始时滑轮右侧的细绳与竖直方向之间的夹角为60。现将滑轮右侧磁场的磁感应强度 B 逐渐减小,直到减为零,在此过程中 b、c 始终都处于静止状态,磁感应强度为零时 b恰好没滑动,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g 取210m/s。下列说法正确的是()A.初始状态,地面对斜面体 c 的摩擦力大小为 5NB.磁感应强度
8、B 减小的过程中,b 对 c 的摩擦力一直在增大C.磁感应强度 B 减小的过程中,地面对斜面体 c 的支持力先变小后变大D.小物块 b 和斜面体 c 之间的动摩擦因数为33二二、多项选择题多项选择题:本题共本题共 3 小题小题,每小题每小题 6 分分,共共 18 分分。在每小题给出的四个选项中有两个在每小题给出的四个选项中有两个或两个以上选项符合题目要求或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得全部选对的得 6 分分,选对但不全的得选对但不全的得 3 分分,有选错的得有选错的得 0 分分。8.如图所示,两正对的平行金属板 AB、CD 与水平面成30角固定,竖直截面如图所示。AB 板带正电、CD
9、板带负电,两板间距 10cm,电荷量为81.0 10 C,质量为43.0 10 kg的小球用长为 5cm 的绝缘细线悬挂于 A 点处于静止状态。细线与 AB 板夹角为30;剪断细线,小球运动到 CD 板上的 M 点(未标出),g 取210m/s。则下列说法正确的是()A.MC 距离为 15cmB.小球的电势能增加了433 10 J4C.电场强度大小为510C2 3N/D.剪断细线后小球做匀加速直线运动9.如图 1 所示为远距离输电示意图,实际用电因季节不同,电力需求量差异很大,用电高峰和低谷之间存在一个较大的差值,因此有必要在远距离输电时再建立一个节能储能输电网。如图 2 所示,这样的电网可以
10、在用电低谷时段把电能储存起来,高峰时段输出,填补用电缺口。已知发电机的输出电压1250VU,输出功率为180kWP,25000VU,输电线总电阻60R。其余线路电阻不计,用户端电压4220VU,444kWP,所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是()A.发电机的输出电流为 32AB.降压变压器的匝数比34:40:1nn C.输送给储能站的功率为 30kWD.输电线上损失的功率为 6kW10.如图 1 所示,匝数100N、边长为0.5mL、电阻2R 、重力未知的正方形金属线框用两根均带有拉力传感器(图中未画出)的绝缘轻绳悬挂在天花板上。位于线框中间的虚线上方充满磁场,磁感应强度按Bkt(k未
11、知且为恒量,式中各量的单位均为国际单位)变化,电脑显示每个拉力传感器的示数变化如图 2 所示,整个过程中轻绳未断且线框始终处于静止状态。不考虑线框的形变和电阻的变化。下列说法正确的是()A.线框的重力为 4NB.k 的值为4T/s25C.02s时间内线框的功率为 4WD.02s时间内通过金属线框某一截面的电荷量为 2C三、非选择题:本题共三、非选择题:本题共 5 小题,共小题,共 54 分。分。11.某物理兴趣小组的同学们想探究小灯泡的电阻在不同电压下的阻值,于是设计了如图 1 所示的电路图进行测量。实验所用电压表内阻约为 6k,电流表内阻为 1.5.待测小灯泡额定电压为 6V、额定功率约为
12、3W。(1)闭合开关前,滑动变器的滑片应该位于滑动变阻器的_(选填“左”或“右”)端。(2)实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图2所示,电压表示数是6V时,小灯泡的内阻是_。(3)结合图 2 在答题卡所给图上用实线画出小灯泡实际的 I-U 图线_。12.用如图所示的气垫导轨来验证动量守恒定律,在气垫导轨的一端装有位移传感器(图中未画出),A、B两物块(可视为质点)沿同一直线运动并发生正碰,若 A 物块质量1300gm,B 物块的质量为2150gm,表中是电脑记录的 A、B 两物块在同一时刻距离传感器的距离。A/mx1.201.010.800.590.400.350.30B/mx00.100
13、.210.300.400.250(1)根据表中数据可以判断出位移传感器固定在_(选填“A 端”或“B 端”)。(2)为了更方便判断 A、B 碰撞时是否满足动量守恒,于是画出了 A、B 两物块位移随时间变化的图像,a、b 分别为 A、B 两物块碰撞前后的位移一时间图线。碰撞前 A 物块的速度为_m/s,碰撞前 B 物块的速度为_m/s;由题中数据结合 x-t 图像中提供的信息,可以得出的结论是_.这个碰撞_(选填“是”或“不是”)弹性碰撞。13.如图所示,带有加热装置(图中未画出)的绝热汽缸用轻杆固定在天花板上。现用一个质量为1kgm,面积为2100cmS 的绝热活塞将一定质量的理想气体封闭在汽
14、缸内。初始时缸内温度为 300K,活塞处于平衡状态,此时缸内气体处于状态 A,体积为3600cmAV。现竖直向上缓慢将活塞推动 1cm,此时缸内气体处于状态 B。然后将活塞固定,同时启动汽缸内的加热装置,气体达到状态 C,此时压强51.6P10aCp。已知气体从状态 A 到状态 C,内能增加 25J,从状态 B 到状态 C 吸收的热量为 12J。已知大气压501.01 10 Pap,不计活塞与汽缸之间的摩擦。(1)求气体处于状态 A 时的压强;(2)求气体在状态 C 的温度CT(结果保留一位小数);(3)求气体从状态 A 到状态 B 过程中外界对气体做的功。14.如图所示的环形区域中存在垂直于
15、纸面向外的匀强磁场,已知外圆半径是内圆半径的3倍,内圆半径为 R。MN 为磁场外圆边界的直径,一群均匀分布、质量为 m、带电荷量为q的粒子垂直 MN 以速度 v 平行射入磁场区域,粒子入射范围的宽度等于 MN 的长度。已知正对圆心 O 入射的粒子恰好没有射入内圆,不计粒子重力及粒子间的相互作用。求:(1)磁场的磁感应强度大小;(2)若某粒子可以垂直射入内圆,则该粒子从进入磁场到内圆所需的时间;(3)从 M 点射入的粒子第一次在环形磁场中速度偏转角的余弦值。15.如图甲所示,物块 C 以08m/sv 的速度冲上静止于地面的木板 B,距木板 B 右端 x 处固定一个物体 A。已知木板质量B4kgm
16、,物块 C 的质量C2kgm,物块 C 从冲上木板到最终静止的vt图像如图乙所示,物块 C 始终未从木板上掉下来,地面光滑,所有的碰撞均为弹性碰撞,重力加速度210m/sg。(1)物体 A 距木板 B 右端的最大距离。(2)木板的长度至少是多少?(3)若 A 距 B 木板右端的距离1m16x,A4kgm,解除 A 的固定,则 B 与 A 会碰撞几次,A 物体最终的速度是多少?邯郸邯郸市市 2024届高三年级第届高三年级第一次调研监测一次调研监测物理物理本试卷共本试卷共 8 页,满分页,满分 100 分,考试用时分,考试用时 75 分钟。分钟。注意事项:注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名
17、、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。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。本试卷上无效。3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。一一、单项选择题单项选择题:本题共本题共 7 小题小
18、题,每小题每小题 4 分分,共共 28 分分。在每小题给出的四个选项中在每小题给出的四个选项中,只有只有一项是符合题目要求的。一项是符合题目要求的。1.物理学中物理定律最终都能用数学公式表示,物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系,同时也确定了物理量间的单位关系。等式两端单位必定一致。而量纲分析就是在保证量纲一致的原则下,分析和探求物理量之间的关系,第 26 届国际计量大会决定,千克由普朗克常量 h 及米(m)和秒(s)定义,即34211kg6.62607015 10msh。则普朗克常量 h 的单位可表示为()A.J s B.N s C.1J sD.2kg m s【答案】A【解析】【详解】根据
19、题意可得普朗克常量 h 的单位为2kg m/s,同时可知221J s1N m s1kg m/sm s1kg m/s 故选 A。2.生活中有很多跟物理相关的问题,我们可以利用所学知识对这些问题进行分析,例如平伸手掌托起物体,由静止开始竖直向上运动,最后静止(物体始终没有离开手)。关于物体的运动分析正确的是()A.物体所受支持力始终大于重力,物体始终处于超重状态B.物体一直向上运动,所以不会出现失重状态C.物体所受支持力始终对物体做正功D.物体的机械能不变【答案】C【解析】【详解】AB平伸手掌托起物体,由静止开始竖直向上运动,最后静止,可知物体先向上做加速运动,加速度向上,物体所受支持力大于重力,
20、物体处于超重状态,后向上做减速运动,加速度向下,物体所受支持力小于重力,物体处于失重状态,故 AB 错误;C 物体所受支持力方向与运动方向相同,为竖直向上,可知物体所受支持力始终对物体做正功,故 C 正确;D物体的动能不变,重力势能增大,故物体的机械能增大,故 D 错误。故选 C。3.图甲是双缝干涉实验的装置,用 a、b 两种不同频率的单色光分别做实验,a 光形成的相邻两条亮纹中心之间的距离较大。图乙是研究光电效应工作的实验装置,当用 a、b 两束光分别照射阴极时,微安表均有示数,普朗克常量为 h,下列说法正确的是()A.a 光的频率大于 b 光的频率B.用 a 光照射阴极,滑动变阻器的滑片向
21、右移动时,电流表的示数一定增大C.用 b 光照射阴极时,光电子的最大初动能较大D.阴极 K 接电源正极,微安表示数一定为零【答案】C【解析】【详解】A根据Lxd 知,a 光产生的条纹间距大,则 a 光的波长长,频率小,故 A 错误;B滑动变阻器的滑片向右滑动时,光电管两端电压增大,会有更多光电子达到阳极,电流表的示数逐渐增大,当达到饱和光电流后,电流表示数不再增大,故 B 错误;C根据2km12mvhWE已知 b 光频率大,可得用 b 光照射阴极时,光电子的最大初动能较大,故 C 正确;D阴极 K 接电源正极时,该装置所加的电压为反向电压,而当逸出的光电子的最大初动能较小,使其无法达到 A 端
22、,此时电流表示数才为 0,故 D 错误;故选 C。4.地球绕太阳运动,月球绕地球运动,它们之间的作用力是同一性质的力,这种力与地球对树上苹果的力也是同一性质的力吗?牛顿认为苹果受到地球的吸引才下落,这种吸引力与天体间(如地球与月球)的引力具有相同的性质,且都满足2MmFr。已知地月之间的距离 r 大约是地球半径的 60 倍,苹果自由落体的加速度为a苹,根据牛顿的想法,月球绕地球公转的向心加速度为a月,则()A.2160aa月苹B.160aa月苹C.260aa月苹D.60aa月苹【答案】A【解析】【详解】假设地面的地球吸引力与地球吸引月球绕地球运行的引力是同种力,即地面的重力满足2GMmmgR则
23、2GMagR苹对于月球,有2GMar月所以222160aRar月苹故选 A。5.降噪耳机越来越受到人们的青睐。降噪耳机的工作原理包括几个环节:(1)耳机内的微型麦克风采集耳朵能听到的环境中的中、低噪声(比如1001000Hz);(2)将噪声信号传至降噪电路,降噪电路对环境噪声进行实时分析、运算等处理工作;(3)通过扬声器向外发出与噪声相位相反、振幅相同的降噪声波来抵消噪声。最后,我们的耳朵就会感觉到噪声减弱甚至消失了。如图为噪声在某时刻的简谐波图像,则下列说法正确的是()A.降噪声波的振幅为 10cmB.降噪声波和噪声声波传播的速度不相等C.质点 P 此时刻一定正从平衡位置向上振动D.如果降噪
24、电路处理信息的速度大幅度变慢,也不影响耳机的使用【答案】A【解析】【详解】A由题意可知,降噪声波的振幅为A=10cm故 A 正确;B降噪声波与噪声声波频率相同、相位相反、振幅相同,即速度相等,相互叠加后波的振幅变为零,故 B错误;C未知波的传播方向,无法判断 P 的振动方向,故 C 错误;D如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢,则在降噪电路处理完成后,通过扬声器可能会向外发出与噪声相位相同、振幅相同的声波来加强噪声,则耳机使用者可能会听到更强的噪声,故 D 错误;故选 A。6.如图所示为某运动员做蹦床运动的简化示意图,A 为运动员某次下落过程的最高点,B 为运动员下落过程中刚接触蹦床时的位置,
25、C 为运动员下落过程的最低点。若 A、B 之间的竖直距离为 h,B、C 之间的竖直距离为x,人的质量为 m,重力加速度为 g,不计空气阻力,下列说法正确的是()A.下落过程中运动员与蹦床组成的系统势能一直在减小B.从最高点 A 运动到最低点 C,运动员的机械能守恒C.从 B 点至 C 点过程中,运动员在 B 点时的加速度最大D.蹦床的最大弹性势能是mgxh【答案】D【解析】【详解】A不计空气阻力,运动员与蹦床组成的系统在整个运动过程中只有重力与弹力做功,蹦床与运动员组成的系统机械能守恒,运动员的动能在整个过程中先变大后变小,则运动员与蹦床组成的系统势能先变小后变大,故 A 错误;BA 至 B,
26、运动员先做自由落体运动,只有重力做功,运动员机械能守恒,从 B 运动到 C,蹦床逐渐发生形变,蹦床弹力对运动员做负功,运动员和蹦床组成系统机械能守恒,运动员的机械能不守恒,故 B 错误;CD蹦床与运动员组成的系统机械能守恒,在 B 点时,加速度大小为mgagm从 B 点至 C 点过程中,运动员加速度先减小至 0,后增大,可知在 C 点时,运动员所有的重力势能转化为蹦床的弹性势能,此时蹦床的弹性势能最大,为pEmgxh 则可得蹦床的弹力为2mgxhTx 根据牛顿第二定律可得Tmgma可得2haggx则可知此时加速度最大,即在 C 点时,运动员在的加速度最大,故 C 错误,D 正确。故选 D。7.
27、如图所示,倾角为30的斜面体 c 放在水平地面上,质量2kgbm 的小物块 b 放在斜面上并通过绝缘细绳跨过光滑定滑轮与通电直导线 a 相连,滑轮左侧细绳与斜面平行,通电直导线处于竖直向上的磁场中,通电直导线的质量0.5kgam。初始时滑轮右侧的细绳与竖直方向之间的夹角为60。现将滑轮右侧磁场的磁感应强度 B 逐渐减小,直到减为零,在此过程中 b、c 始终都处于静止状态,磁感应强度为零时 b恰好没滑动,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g 取210m/s。下列说法正确的是()A.初始状态,地面对斜面体 c 的摩擦力大小为 5NB.磁感应强度 B 减小的过程中,b 对 c 的摩擦力一直在增大C.磁
28、感应强度 B 减小的过程中,地面对斜面体 c 的支持力先变小后变大D.小物块 b 和斜面体 c 之间的动摩擦因数为33【答案】B【解析】【详解】A将 a、b、c 看成整体,水平方向有tan605 3NafFm g安故初始状态,地面对斜面体 c 的摩擦力大小为5 3N,故 A 错误;B设滑轮右侧的细绳与竖直方向之间的夹角为,对 c 受力分析有Tcosam gF可知磁感应强度 B 减小的过程中,逐渐减小,绳子拉力逐渐减小,初始时滑轮右侧的细绳与竖直方向之间的夹角为60,绳子拉力为T10Ncos60am gF b 沿斜面向下的分力为Tsin10N=bm gF可知磁感应强度 B 减小的过程中,c 受力
29、平衡有Tsinbm gFf可知磁感应强度 B 减小的过程中,c 对 b 的摩擦力一直在增大,根据牛顿第三定律 b 对 c 的摩擦力一直在增大,故 B 正确;C将 b、c 看成整体,竖直方向有TcosbcaNm gm gFm g可得bcaNm gm gm g故磁感应强度 B 减小的过程中,地面对斜面体 c 的支持力不变,故 C 错误;D磁感应强度为零时 b 恰好没滑动,有sincosbabm gm gm g解得小物块 b 和斜面体 c 之间的动摩擦因数为36故 D 错误。故选 B。二二、多项选择题多项选择题:本题共本题共 3 小题小题,每小题每小题 6 分分,共共 18 分分。在每小题给出的四个
30、选项中有两个在每小题给出的四个选项中有两个或两个以上选项符合题目要求或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得全部选对的得 6 分分,选对但不全的得选对但不全的得 3 分分,有选错的得有选错的得 0 分分。8.如图所示,两正对的平行金属板 AB、CD 与水平面成30角固定,竖直截面如图所示。AB 板带正电、CD 板带负电,两板间距 10cm,电荷量为81.0 10 C,质量为43.0 10 kg的小球用长为 5cm 的绝缘细线悬挂于 A 点处于静止状态。细线与 AB 板夹角为30;剪断细线,小球运动到 CD 板上的 M 点(未标出),g 取210m/s。则下列说法正确的是()A.MC 距离为 1
31、5cmB.小球的电势能增加了433 10 J4C.电场强度大小为510C2 3N/D.剪断细线后小球做匀加速直线运动【答案】BD【解析】【详解】A剪断细线,小球沿直线运动到 M 点,如图所示:根据几何关系可得10cm10 3cmt3a 303ndMC 故 A 错误;B根据几何关系可得电场力 F 和细线拉力 T 夹角为 60,在三个力所在的三角形中,根据正弦定理可得sin120sin30mgF可得电场力大小为43333.0 1010N3 10 N33Fmg逆电场线方向的位移sin30 xdL其中10cm0.1m5cm0.05mdL,解得0.075mx 克服电场力做的功为3433 100.075J
32、3 10 J4WFx电所以电势能增加了433 10 J4,故 B 正确;C电场强度的大小为FEq解得53 10 N/CE 故 C 错误;D剪断细线后小球的平衡状态被打破,受到的合外力为 T,方向与原细线拉力方向的反方向,则可知其沿原细线拉力方向的反方向做匀加速运动,故 D 正确;故选 BD。9.如图 1 所示为远距离输电示意图,实际用电因季节不同,电力需求量差异很大,用电高峰和低谷之间存在一个较大的差值,因此有必要在远距离输电时再建立一个节能储能输电网。如图 2 所示,这样的电网可以在用电低谷时段把电能储存起来,高峰时段输出,填补用电缺口。已知发电机的输出电压1250VU,输出功率为180kW
33、P,25000VU,输电线总电阻60R。其余线路电阻不计,用户端电压4220VU,444kWP,所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是()A.发电机的输出电流为 32AB.降压变压器的匝数比34:40:1nn C.输送给储能站的功率为 30kWD.输电线上损失的功率为 6kW【答案】CD【解析】【详解】A发电机的输出电压 U1=250V,输出功率P1=80kW=8.0104W根据 P1=U1I1可得发电机的输出电流为I1=320A故 A 错误;B用户端电压 U4=220V,功率P2=44kW=4.4104W根据 P2=U4I4可得降压变压器线圈中的电流为I4=200A降压变压器的匝数比可得
34、334443UnIUnI又因为根据输电线的损耗可得233UUI R联立数据解得3420:1nn或3430:11nn又因为能量守恒,则仅成立3420:1nn故 B 错误;CD可得输电线上的电流大小为434310AnIIn输电线上损失的功率为2231060W6000W6.0kWPI R输送给储能站的功率为1280kW44kW6kW30kWPPPP储存故 CD 正确;故选 CD。10.如图 1 所示,匝数100N、边长为0.5mL、电阻2R 、重力未知的正方形金属线框用两根均带有拉力传感器(图中未画出)的绝缘轻绳悬挂在天花板上。位于线框中间的虚线上方充满磁场,磁感应强度按Bkt(k未知且为恒量,式中
35、各量的单位均为国际单位)变化,电脑显示每个拉力传感器的示数变化如图 2 所示,整个过程中轻绳未断且线框始终处于静止状态。不考虑线框的形变和电阻的变化。下列说法正确的是()A.线框的重力为 4NB.k的值为4T/s25C.02s时间内线框的功率为 4WD.02s时间内通过金属线框某一截面的电荷量为 2C【答案】A【解析】【详解】AB根据拉力传感器随着时间的增大而增大,同时磁感应强度按Bkt变化可知,楞次定律可知金属圆环产生逆时针方向的电流,根据法拉第电磁感应定律可得金属圆环产生感应电动势为22N BSNkLEt可得电流为22ENkLIRR由左手定则可知安培力方向向下,由受力平衡可得2322Nk
36、LtFGFGR安则可得线框的重力为2 2N4NG 同时解得8T/s5k 故 A 正确,B 错误;C02s时间内金属环的功率为222200W2NkLPI RRR故 C 错误;D02s时间内通过金属环某一截面的电荷量为220C2NkLqI ttR 故 D 错误。故选 A。三、非选择题:本题共三、非选择题:本题共 5 小题,共小题,共 54 分。分。11.某物理兴趣小组的同学们想探究小灯泡的电阻在不同电压下的阻值,于是设计了如图 1 所示的电路图进行测量。实验所用电压表内阻约为 6k,电流表内阻为 1.5.待测小灯泡额定电压为 6V、额定功率约为 3W。(1)闭合开关前,滑动变器的滑片应该位于滑动变
37、阻器的_(选填“左”或“右”)端。(2)实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图2所示,电压表示数是6V时,小灯泡的内阻是_。(3)结合图 2 在答题卡所给图上用实线画出小灯泡实际的 I-U 图线_。【答案】.左.12.【解析】【详解】(1)1为保护电路,开关闭合前灯泡两端的电压应该最小,因此应将该分压式接法的滑动变阻器的滑片置于最左端。(2)2根据图 2 可知,当电压表的示数为 6V 时,流过小灯泡的电流为 500mA,根据部分电路的欧姆定律可得小灯泡此时的电阻为L6120.5URI(3)3根据图 1 电路图所得到的图 2 关于小灯泡 I-U 图线,通过数据计算得到小灯泡的内阻为12,电流表
38、的内阻 1.5,与小灯泡串联会导致电流表分压,分析可知,根据图 2 可知,当电压为 1V,电流为 200mA时,电流表分压为0.3V,则此时小灯泡的实际电压为 0.7V;当电压为 2V,电流为 300mA 时,电流表的分压为 0.45V,则此时小灯泡的实际电压为 1.55V;当电压为 3V,电流为 400mA 时,电流表的分压为 0.60V,则此时小灯泡的实际电压为 2.40V;当电压为 6V,电流为 500mA 时,电流表的分压为 0.75V,则此时小灯泡的实际电压为 5.25V;也就是说,相同电流时,灯泡两端的实际电压要小于电压表读数,则根据以上数据可做出图像如图所示12.用如图所示的气垫
39、导轨来验证动量守恒定律,在气垫导轨的一端装有位移传感器(图中未画出),A、B两物块(可视为质点)沿同一直线运动并发生正碰,若 A 物块质量1300gm,B 物块的质量为2150gm,表中是电脑记录的 A、B 两物块在同一时刻距离传感器的距离。A/mx1.201.010.800.590.400.350.30B/mx00.100.210.300.400.250(1)根据表中数据可以判断出位移传感器固定在_(选填“A 端”或“B 端”)。(2)为了更方便判断 A、B 碰撞时是否满足动量守恒,于是画出了 A、B 两物块位移随时间变化的图像,a、b 分别为 A、B 两物块碰撞前后的位移一时间图线。碰撞前
40、 A 物块的速度为_m/s,碰撞前 B 物块的速度为_m/s;由题中数据结合 x-t 图像中提供的信息,可以得出的结论是_.这个碰撞_(选填“是”或“不是”)弹性碰撞。【答案】.B 端.-4.2.两滑块组成的系统在相互作用过程中动量守恒.不是【解析】【详解】(1)1根据表中数据可以判断出位移传感器在开始时距离 B 端较近,可知固定在 B 端;(2)2碰撞前 A 物块的速度为A0.40 1.20m/s4m/s0.20v 3碰撞前 B 物块的速度为B0.400m/s2m/s0.20v4读图可知碰撞后 A 物块的速度为A00.40m/s1m/s0.60.2v 碰撞后 B 物块的速度为B00.40m/
41、s4m/s0.30.2v 则可知1 A2B1 A2Bmvm vmvm v故可得出的结论两滑块组成的系统在相互作用过程中动量守恒;5可知碰撞前的总动能为22k11 A2B112.7J22Emvm v碰撞后的总动能为22k21 A2B111.35J22Emvm v则可知这个碰撞不是弹性碰撞。13.如图所示,带有加热装置(图中未画出)的绝热汽缸用轻杆固定在天花板上。现用一个质量为1kgm,面积为2100cmS 的绝热活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内。初始时缸内温度为 300K,活塞处于平衡状态,此时缸内气体处于状态 A,体积为3600cmAV。现竖直向上缓慢将活塞推动 1cm,此时缸内气体处于状
42、态 B。然后将活塞固定,同时启动汽缸内的加热装置,气体达到状态 C,此时压强51.6P10aCp。已知气体从状态 A 到状态 C,内能增加 25J,从状态 B 到状态 C 吸收的热量为 12J。已知大气压501.01 10 Pap,不计活塞与汽缸之间的摩擦。(1)求气体处于状态 A 时的压强;(2)求气体在状态 C 的温度CT(结果保留一位小数);(3)求气体从状态 A 到状态 B 过程中外界对气体做的功。【答案】(1)51.02 10 Pa;(2)392.2K;(3)13J【解析】【详解】(1)气体处于状态 A 时,对活塞进行分析有0Amgp Sp S解得51.02 10 PaAp(2)根据
43、题意可知333600cm1 100cm500cmCBAVVVhS 在AC过程,根据理想气体状态方程有CCAAACp Vp VTT解得32010 K392.2K51CT(3)由于气缸与活塞均为绝热,可知在AB过程,与外界没有热交换,在BC过程,气体体积不变,该过程气体与外界没有做功,则在AC过程,根据热力学第一定律有UWQ其中25JU,12JQ 解得W=13J14.如图所示的环形区域中存在垂直于纸面向外的匀强磁场,已知外圆半径是内圆半径的3倍,内圆半径为 R。MN 为磁场外圆边界的直径,一群均匀分布、质量为 m、带电荷量为q的粒子垂直 MN 以速度 v 平行射入磁场区域,粒子入射范围的宽度等于
44、MN 的长度。已知正对圆心 O 入射的粒子恰好没有射入内圆,不计粒子重力及粒子间的相互作用。求:(1)磁场的磁感应强度大小;(2)若某粒子可以垂直射入内圆,则该粒子从进入磁场到内圆所需的时间;(3)从 M 点射入的粒子第一次在环形磁场中速度偏转角的余弦值。【答案】(1)mvqR;(2)4Rv;(3)132【解析】【详解】(1)正对圆心 O 入射的粒子恰好没有射入内圆,轨迹图如图 1 所示,根据几何关系有222(3)()RrrR解得rR根据洛伦兹力提供向心力有2vqvBmr磁场的磁感应强度大小为mvBqR(2)粒子可以垂直射入内圆,轨迹图如图 2 所示,打在内圆的点设为K,轨迹圆圆心为Q,则三角
45、形OKQ为等腰直角三角形,可得2OQR根据222PQQOPO可知90PQO故轨迹的圆心角为4545PQO 粒子从进入磁场到内圆所需的时间为451236084RRtTvv(3)从 M 点射入的粒子第一次在环形磁场中,轨迹图如图 3 所示,D点为轨迹圆圆心,根据几何关系可知三角形COD为等腰三角形,有(31)ODR从 M 点射入的粒子第一次在环形磁场中速度偏转角的余弦值为13coscos2MDCCDO 15.如图甲所示,物块 C 以08m/sv 的速度冲上静止于地面的木板 B,距木板 B 右端 x 处固定一个物体 A。已知木板质量B4kgm,物块 C 的质量C2kgm,物块 C 从冲上木板到最终静
46、止的vt图像如图乙所示,物块 C 始终未从木板上掉下来,地面光滑,所有的碰撞均为弹性碰撞,重力加速度210m/sg。(1)物体 A 距木板 B 右端的最大距离。(2)木板的长度至少是多少?(3)若 A 距 B 木板右端的距离1m16x,A4kgm,解除 A 的固定,则 B 与 A 会碰撞几次,A 物体最终的速度是多少?【答案】(1)1m;(2)8m;(3)5m/s3【解析】【详解】(1)由 B、C 速度为零,可知 B 一定与 A 发生了碰撞,且碰撞次数越少,A 距 B 板右端距离越大,因此 A、B 只碰撞一次时x最大,且 B、A 碰撞前 B、C 未共速。设 B 与 A 碰撞前 B 的速度为Bv
47、,C 的速度为Cv,根据动量守恒有CCBB0m vm v可得BC12vv根据物块 C 从冲上木板到最终静止的vt图像可知物块 C 的加速度大小为22C8m/s4m/s2vat根据牛顿第二定律有CCCm gm aCBBm gm a可得0.4,2B2m/sa 根据动力学公式有B0C1()2a tva t可得1st 物体 A 距木板 B 右端的最大距离2B11m2xa t(2)由能量守恒定律可得2CC012m gm v故木板的长度至少是8mL(3)B 与 A 第一次碰撞前 B 的速度为1v,根据动力学公式有21B2va xC10C 1012vva tvv解得11m/s2v,C17m/svB 与 A
48、的质量相等,碰撞为弹性碰撞,B 与 A 的速度交换,A 的速度为1v,B 的速度为零。B 与 A 第二次碰撞前有21 2B 22 21122vta tv tB 与 A 第二次碰撞前 B 的速度为2121m/svv根据动量守恒有CC1B2CC2m vm vm v解得C25m/sv第二次弹性碰撞,B 与 A 的速度交换,A 的速度为2v,B 的速度为1v。B 与 A 第三次碰撞前有22 31 3B 312v tvta t解得30.5st 第三次碰撞前 B 的速度为31B 31.5m/svva t根据动量守恒有CC2B2B 3CC3m vm vm vm v解得C33m/sv第三次弹性碰撞,B 与 A 的速度交换,A 的速度为3v,B 的速度为2v。第四次碰撞前 B、C 共速,有CC3B2BC4()m vm vmmv解得速度为45m/s3v 第四次弹性碰撞,B 与 A 的速度交换,A 的速度为4v,B 的速度为3v。可知第四次弹性碰撞后 B 与 A 不在发生碰撞,故 A 物体最终的速度是A45m/s3vv