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物理
一、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
,需要妥善处理。下列说法正确的是
,将完全衰变殆尽
,质量数不守恒
、温度或浓度,将改变放射性元素的半衰期
,但辐射强度在安全剂量内则没有伤害
.物体的运动状态可用位置x和动量p描述,称为相,对应p-x图像中的一个点。物体运动状态的变化可用p-x图像中的一条曲线来描述,称为相轨迹。假如一质点沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,则对应的相轨迹可能是
.“复兴号”动车组用多节车厢提供动力,从而达到提速的目的。总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢,每节车厢发动机的额定功率均为P,若动车组所受的阻力与其速率成正比(尸阳4匕〃为常量),动车组能达到的最大速度为匕。下列说法正确的是
,牵引力恒定不变
,则动车组从静止开始做匀加速运动
4
,动车组从静止启动,经过时间t达到最大速度匕,则这一过程中该动车组克服阻力做的功为:如系-代
.如图,在(a,0)位置放置电荷量为q的正点电荷,在(0,a)位置放置电荷量为q的负点电荷,在距P(a,a)为&a的某点处放置正点电荷。,使得尸点的电场强度为零。则0的位置及电荷量分别为
A.(0,2a),y[2qB.(0,2a),2。
C.(2a,0),\/2qD.(2a,0),2夜q
.质量为"的凹槽静止在水平地面上,内壁为半圆柱面,截面如图所示,A为半圆的最低点,6为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触,内有一质量为明的小滑块。用推力F推动小滑块由力点向占点缓慢移动,力厂的方向始终沿圆弧的切线方向,在此过程中所有摩擦均可忽略,下列说法正确的是
.如图,理想变压器原、副线圈匝数比为m输入端G〃接入电压有效值恒定的交变电源,灯泡L”L2的阻值始终与定值电阻尼的阻值相同。在滑动变阻器的滑片从a端滑动到6端的过程中,两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内,下列说法正确的是
L先变暗后变亮,L一直变亮
L,先变亮后变暗,L一直变亮
L先变暗后变亮,L先变亮后变暗
L先变亮后变暗,L2先变亮后变暗
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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。
,中国空间站天和核心舱发射升空,准确进入预定轨道。根据任务安排,后续将发射问天实验舱和梦天实验舱,计划2022年完成空间站在轨建造。核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道,轨道离地面的高度约为地球半径的白。下列说法正确的是
16
(")2倍
,空间站由于质量增大,轨道半径将变小
(a),质量分别为m、倒的46两物体用轻弹簧连接构成一个系统,外力尸作用在力上,系统静止在光滑水平面上(6靠墙面),此时弹簧形变量为人撤去外力并开始计时,4、8两物体运动的a-t图像如图(b)所示,S表示。到△时间内{的a-t图线与坐标轴所围面积大小,S、S分别表示心至IJ打时间内力、6的a-t图
0到。时间内,墙对5的冲量等于ffltvb
hiMb
,弹簧的最大形变量等于x
-£=£
,圆心为0的圆处于匀强电场中,电场方向与圆平面平行,ab和cd为该圆直径。将电荷量为q(°为)的粒子从a点移动到b点,电场力做功为2/(心0);若将该粒子从c点移动到d点,电场力做功为队下列说法正确的是
,/
,从d点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动
,边长为L,通过长为L的绝缘轻质杆相连,构成如图所示的组合体。距离组合体下底边〃处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界水平,高度为〃左右宽度足够大。把
该组合体在垂直磁场的平面内以初速度的水平无旋转抛出,设置合适的磁感应强度大小6使其匀
速通过磁场,不计空气阻力。下列说法正确的是
%无关,与V77成反比
,金属框中电流的大小和方向保持不变
,组合体克服安培力做功的功率与重力做功的功率相等
、外和B,只要组合体仍能匀速通过磁场,则其通过磁场的过程中产生的热量不变
三、非选择题:共56分。第11题为必考题,每个试题考生都必须作答。第15、16题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共43分。
(6分)某实验小组利用图(a)所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系。主要实验步骤如下:
图(a) 图(b)
(1)用游标卡尺测量垫块厚度h,示数如图(b)所示,cm;
(2)接通气泵,将滑块轻放在气垫导轨上,调节导轨至水平;
(3)在右支点下放一垫块,改变气垫导轨的倾斜角度;
(4)在气垫导轨合适位置释放滑块,记录垫块个数〃和滑块对应的加速度a;
(5)在右支点下增加垫块个数(垫块完全相同),重复步骤(4),记录数据如下表:
n
1
2
3
4
5
6
(d/fn•s')
根据表中数据在图(c)上描点,绘制图线。
图(c)
0
如果表中缺少的第4组数据是正确的,其应该是m/s"保留三位有效数字)。
(9分)某实验小组需测定电池的电动势和内阻,器材有:一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为%)、一个电流表(内阻为尼)、一根均匀电阻丝(电阻丝总阻值大于民并配有可在电阻丝上移动的金属夹)、导线若干。由于缺少刻度尺,无法测量电阻丝长度,但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提
出将电阻丝绕在该表盘上,利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下:
(1)将器材如图(a)连接;
(2)开关闭合前,金属夹应夹在电阻丝的端(填"a”或"b");
(3)改变金属夹的位置,闭合开关,记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角。和电流表示数/,得到多组数
据;
(4)整理数据并在坐标纸上描点绘图,所得图像如图(b)所示,图线斜率为k,与纵轴截距为d,设单位角度对应
电阻丝的阻值为打,该电池电动势和内阻可表示为夕 ,r= ;(用尼、吊、k、d、量表示)(5)为进一步确定结果,还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值打。利用现有器材设计实验,在图(c)方框中画出实验电路图(电阻丝用滑动变阻器符号表示);
图(c)
(6)利用测出的r。,可得该电池的电动势和内阻。
(13分)带电粒子流的磁聚焦和磁控束是薄膜材料制备的关键技术之一。带电粒子流(每个粒子的质量为队电荷量为加)以初速度「垂直进入磁场,不计重力及带电粒子之间的相互作用。对处在x火平面内的粒子,求解以下问题。
图(a) 图(b)
⑴如图(a),宽度为2r,的带电粒子流沿x轴正方向射入圆心为4(0,八)、半径为八的圆形匀强磁场中,若带电粒子流经过磁场后都汇聚到坐标原点0,求该磁场磁感应强度3的大小;
(2)如图(a),虚线框为边长等于2n的正方形,其几何中心位于C(0,F)。在虚线框内设计一个区域面积最小的匀强磁场,使汇聚到。点的带电粒子流经过该区域后宽度变为20,并沿x轴正方向射出。求该磁场磁感应强度员的大小和方向,以及该磁场区域的面积(无需写出面积最小的证明过程);
(3)如图(b),虚线框I和H均为边长等于△的正方形,虚线框〃环口"均为边长等于八的正方形。在I、II、HI和IV中分别设计一个区域面积最小的匀强磁场,使宽度为2△的带电粒子流沿x轴正方向射入I和H后汇聚到坐标原点0,再经过H1和IV后宽度变为2几并沿x轴正方向射出,从而实现带电粒子流的同轴控束。求I初〃小磁场磁感应强度的大小,以及H和W中匀强磁场区域的面积(无需写出面积最小的证明过程)。
(15分)如图,竖直平面内一足够长的光滑倾斜轨道与一长为/的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接,水平轨道右下方有一段弧形轨道图。质量为勿的小物块]与水平轨道间的动摩擦因数为〃。以水平轨道末端0点为坐标原点建立平面直角坐标系xOy,x轴的正方向水平向右,y轴的正方向竖直向下,弧形轨道。端坐标为(2"/,“力,0端在y轴上。重力加速度为外
(1)若A从倾斜轨道上距x轴高度为2 的位置由静止开始下滑,求/经过。点时的速度大小;
(2)若{从倾斜轨道上不同位置由静止开始下滑,经过。点落在弧形轨道图上的动能均相同,求图的曲线方程;
(3)将质量为2MH为常数且425)的小物块6置于。点,4沿倾斜轨道由静止开始下滑,与6发生弹性碰撞(碰撞时间极短),要使A和6均能落在弧形轨道上,且A落在5落点的右侧,求A下滑的初始位置距”轴高度
的取值范围。
(二)选考题:共13分。请考生从两道题中任选一题作答。如果多做,则按第一题计分。
15.[物理——选修3-3](13分)(1)(5分)如图,两端开口、下端连通的导热汽缸,用两个轻质绝热活塞(截面积分别为S和S)封闭一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙,活塞从/下降力高度到6位置时,活塞上细沙的总质量为他在此过程中,用外力厂作用在右端活塞上,使活塞位置始终不变。整个过程环境温度和大气
。(填正确答案标号。
压强R保持不变,系统始终处于平衡状态,.
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)
5,
/
M细沙
Th
1
H
,外力尸做功大于0,小于mgh
,理想气体的分子平均动能保持不变
,理想气体的内能增大
,理想气体向外界释放的热量小于(p>S/?+勿加)
,外力厂等于噜
(2)(8分)小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置,如图所示。导热汽缸开口向上并固定在桌面上,用质量加=600g、截面积S=20cm'的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点4上,左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞,右端用相同细绳竖直悬挂一个质量德二1200g的铁块,并将铁块放置到电子天平上。,测得环境温度71^00K。设外界大气压强P>=L0X10*Pa,重力加速度g=10m/s2.
(i),环境温度④为多少?
(ii)该装置可测量的最高环境温度Ax为多少?
电子天平
16.[物理——选修3M](13分)
(1)(5分)均匀介质中,波源位于。点的简谐横波在宜"水平面内传播,波面为圆。片0时刻,波面分布如图(a)所示,其中实线表示波峰,虚线表示相邻的波谷。{处质点的振动图像如图(b)所示,z轴正方向竖直向上。
下列说法正确的是。(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)
tas时,6处质点位于波峰
t=8s时,C处质点振动速度方向竖直向上
t=10s时,〃处质点所受回复力方向竖直向上
E.£处质点起振后,12s内经过的路程为12cm(2)(8分)我载了小孔成倒像的实验,认识到光沿直线传播。,,、,孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此时,由于孔洞深度过大,使得成像不完整,如图所示。现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质,不考虑光在透明介质中的反射。
(i)若该人通过小孔能成完整的像,透明介质的折射率最小为多少?
(ii)若让掠射进入孔洞的光能成功出射,透明介质的折射率最小为多少?
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
C
B
C
A
AC
ABD
AB
CD
.D【关键能力】本题以核废料处理为背景考查考生的理解能力。
【必备知识】本题考查的知识有半衰期、核反应方程、放射性的危害。
【解题思路】半衰期是指大量放射性元素原子核衰变•半的时间,经过一个半衰期有一半的核发生衰变,再经过一个半衰期,未衰变的原子核中又衰变一半,经过两个半衰期衰变的原子核数为总数的四分之三,A项错误;原子核衰变时满足质量数守恒和电荷数守恒,B项错误;原子核的半衰期与原子所处的化学状杰和外部条件无关,由原子核本身决定,C项错误;过量的放射性辐射对人体组织有破坏作用,但辐射强度在合适剂量内是安全的,D项正确。
.D【关键能力】本题通过函数图像考查考生的推理论证能力。
【必备知识】本题考查的知识有匀变速直线运动的规律、0-x图像、动量等,需要考生分析新信息,灵活运用物理规律。
【学科素养】本题考查的学科素养主要是科学思维,需要考生通过题中的新信息来分析讨论匀变速直线运动的规律。
【解题思路】根据运动学公式2a产R又有p=mv,解得分后滔菽,根据数学知识,不难判断出D项正确,ABC项错误。
【一题多解】由动能定理得Fx=民,又有婢-&F=ma,解得八质而三可判断出D项正确,ABC项错误。
2m
.C【关键能力】本题通过机车启动考查考生的理解能力和推理论证能力。
【必备知识】本题考查功和功率、动能定理、牛顿运动定律、匀加速直线运动、变加速直线运动等知识,需要考生通过机车启动模型来分析实际问题。
【解题思路】根据牛顿第二定律有F-kv=ma,动车组做匀加速直线运动时加速度恒定,而加速运动过程速度是变化的,故牵引力是变力,A项错误;若四节动力车厢输出功率均为额定值,有竺-kv=/na,加速度是变化的,BV
项错误;动车组达到最大速度匀速运动时,,设动车组匀速行驶时的速率为%,C项正确;若四节动力车厢输出功率为额定值,对整个过程由动能定理得4a-弘苫崎,则幽刃&1/峻,D项错误。
【关键能力】本题通过点电荷周围电场的叠加考查考生的理解能力、逻辑推理能力。
【解题思路】根据点电荷周围电场的电场强度公式得原来两点电荷在〃点产生的电场强度大小均为瓦当
原来两点电荷在P点产生电场的合电场强度为笈之Acos:=管,方向斜向左上方与x轴负方向成45°角,由于放入正点电荷。后〃点的电场强度为零,结合题述可知正点电荷Q的位置应该在(0,2a)处,并且满足^^="(7^)2,解得。之