山东理综物理部分试卷与答案文档格式.doc
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D.Ffb方向向右
5、(4分)(不定项)为保证用户电压稳定在220V,变电所需适时进行调压,图甲为调压变压器示意图.保持输入电压u1不变,当滑动接头P上下移动时可改变输出电压.某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示.以下正确的是( )
A.u2=190sin(50πt)V
B.u2=190sin(100πt)V
C.为使用户电压稳定在220V,应将P适当下移
D.为使用户电压稳定在220V,应将P适当上移
6、(4分)(不定项)如图所示,在两等量异种点电荷的电场中,MN为两电荷连线的中垂线,a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线,且a和c关于MN对称、b点位于MN上,d点位于两电荷的连线上.以下判断正确的是( )
A.b点场强大于d点场强
B.b点场强小于d点场强
C.a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差
D.试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能
7、(4分)(不定项)如图甲所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计.两质量、长度均相同的导体棒c、d,置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处.磁场宽为3h,方向与导轨平面垂直.先由静止释放c,c刚进入磁场即匀速运动,此时再由静止释放d,两导体棒与导轨始终保持良好接触.用ac表示c的加速度,Ekd表示d的动能,xc、xd分别表示c、d相对释放点的位移.图乙中正确的是( )
图甲图乙
二、非选择题(本大题共6题,共计69分)
1、(12分)
(1)某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案.如图所示,将一个小球和一个滑块用细绳连接,跨在斜面上端.开始时小球和滑块均静止,剪断细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音.保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操作,直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音.用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x.(空气阻力对本实验的影响可以忽略)
①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________.
②滑块与斜面间的动摩擦因数为________.
③以下能引起实验误差的是________.
a.滑块的质量
b.当地重力加速度的大小
c.长度测量时的读数误差
d.小球落地和滑块撞击挡板不同时
(2)某同学利用图甲所示电路,探究了电源在不同负载下的输出功率.
①所得实验数据如下表,请在直角坐标系上画出UI图象.
U/V
1.96
1.86
1.80
1.84
1.64
1.56
I/A
0.05
0.15
0.25
0.35
0.45
0.55
②根据所画UI图象,可求得电流I=0.20A时电源的输出功率为________W.(保留两位有效数字)
③实验完成后,该同学对实验方案进行了反思,认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患,并对电路重新设计.在图乙所示的电路中,你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率,又能消除安全隐患的是________.(Rx阻值未知)
图甲图乙
2、(15分)如图所示,在高出水平地面h=1.8m的光滑平台上放置一质量M=2kg、由两种不同材料连接成一体的薄板A,其右段长度l1=0.2m且表面光滑,左段表面粗糙.在A最右端放有可视为质点的物块B,其质量m=1kg,B与A左段间动摩擦因数μ=0.4.开始时二者均静止,现对A施加F=20N水平向右的恒力,待B脱离A(A尚未露出平台)后,将A取走.B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x=1.2m.(取g=10m/s2)求:
(1)B离开平台时的速度vB.
(2)B从开始运动到刚脱离A时,B运动的时间tB和位移xB.
(3)A左段的长度l2.
3、(18分)扭摆器是同步辐射装置中的插入件,能使粒子的运动轨迹发生扭摆.其简化模型如图:
Ⅰ、Ⅱ两处的条形匀强磁场区边界竖直,相距为L,磁场方向相反且垂直于纸面.一质量为m、电量为-q、重力不计的粒子,从靠近平行板电容器MN板处由静止释放,极板间电压为U,粒子经电场加速后平行于纸面射入Ⅰ区,射入时速度与水平方向夹角θ=30°
.
(1)当Ⅰ区宽度L1=L、磁感应强度大小B1=B0时,粒子从Ⅰ区右边界射出时速度与水平方向夹角也为30°
,求B0及粒子在Ⅰ区运动的时间t.
(2)若Ⅱ区宽度L2=L1=L、磁感应强度大小B2=B1=B0,求粒子在Ⅰ区的最高点与Ⅱ区的最低点之间的高度差h.
(3)若L2=L1=L、B1=B0,为使粒子能返回Ⅰ区,求B2应满足的条件.
(4)若B1≠B2、L1≠L2,且已保证了粒子能从Ⅱ区右边界射出.为使粒子从Ⅱ区右边界射出的方向与从Ⅰ区左边界射入的方向总相同,求B1、B2、L1、L2之间应满足的关系式.
4、(8分)[选修模块33]
(1)人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程.以下说法正确的是______.
a.液体的分子势能与体积有关
b.晶体的物理性质都是各向异性的
c.温度升高,每个分子的动能都增大
d.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
(2)气体温度计结构如图所示.玻璃测温泡A内充有理想气体,通过细玻璃管B和水银压强计相连.开始时A处于冰水混合物中,左管C中水银面在O点处,右管D中水银面高出O点h1=14cm,后将A放入待测恒温槽中,上下移动D,使C中水银面仍在O点处,测得D中水银面高出O点h2=44cm.(已知外界大气压为1个标准大气压,1标准大气压相当于76cmHg)
①求恒温槽的温度.
②此过程A内气体内能______(填“增大”或“减小”),气体不对外做功,气体将______(填“吸热”或“放热”).
5、(8分)[选修模块34]
(1)如图所示,一列简谐横波沿x轴传播,实线为t1=0时的波形图,此时P质点向y轴负方向运动.虚线为t2=0.01s时的波形图.已知周期T>0.01s.
①波沿x轴______(填“正”或“负”)方向传播.
②求波速.
(2)如图所示,扇形AOB为透明柱状介质的横截面,圆心角∠AOB=60°
.一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质,经OA折射的光线恰平行于OB.
①求介质的折射率.
②折射光线中恰好射到M点的光线______(填“能”或“不能”)发生全反射.
6、(8分)[选修模块35]
(1)碘131核不稳定,会发生β衰变,其半衰期为8天.
①碘131核的衰变方程:
I→______(衰变后的元素用X表示).
②经过________天有75%的碘131核发生了衰变.
(2)如图所示,甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m,两船沿同一直线同一方向运动,速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞,乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船,甲船上的人将货物接住,求抛出货物的最小速度.(不计水的阻力)
1、(4分)AB C项中应为奥斯特发现了电流的磁效应,D项中应为伽利略将斜面实验的结论合理外推.
2、(4分)AC 地球对卫星的万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力,有==m=ma,可知,r越大、v、a越小,T越大.由题意可知,甲卫星的轨道半径较大,则其周期较大,加速度较小,A、C两项正确;
第一宇宙速度等于近地卫星的速度,是所有卫星环绕速度的最大值,C项错误;
甲卫星为地球同步卫星,轨道位于赤道平面内,运行时不能经过北极的正上方,D项错误.
3、(4分)C 设两球释放后经过时间t相遇,因它们的位移大小相等,故有v0t-gt2=gt2,得v0=gt,这表明相遇时a球的速度为零,根据竖直上抛运动的对称性可知a球从抛出至落地时间为2t,而b球的落地时间小于2t,A、B两项错误;
从开始到相遇,球a的机械能守恒,球a的动能减小量等于mgh/2,球b的机械能守恒,球b的动能增加量等于mgh/2,C项正确;
相遇后的任意时刻,a、b球的速度均不等,重力大小相同,所以重力的功率不等,D项错误.
4、(4分)AD 右侧细绳剪断瞬间,其拉力变为零.弹簧上的弹力不变,物体b受水平向右的摩擦力,D项正确;
剪断细绳瞬间,由于弹簧上的弹力不变,物体a所受摩擦力不变,A项正确.
5、(4分)BD 由题图可知,u2的变化周期T=0.02s,则ω==100πrad/s,B项正确;
由于u2偏小,为使其有效值增大为220V,根据变压器的变压规律=可知,应减小变压比,即将P适当上移,D项正确.
6、(4分)BC根据电场线分布规律可知,d点场强大于两电荷连线的中点O的场强,而O的场强大于b的场强,所以b的场强小于d的场强,B项正确,A项错误;
由于电场关于MN对称,所以ab的电势差等于bc的电势差,C项正确;
从a到c移动试探正电荷,电场力做正功,电势能减小,D项错误.
7、(4分)BD 0~h内,c做自由落体运动,加速度等于重力加速度g;
d自由下落h进入磁场前的过程中,c做匀速运动,位移为2h;
当d刚进入磁场时,其速度和c刚进入时相同,因此cd回路中没有电流,c、d均做加速度为g的匀加速运动,直到c离开磁场,c离开磁场后,仍做加速度为g的加速运动,而d做加速度小于g的加速运动,直到离开磁场,B、D两项正确.
1、(12分)
(1)① ②(h-) ③cd
(2)①如图所示
②0.37(或0.36) ③bc
解析:
(1)①由x=at2得滑块沿斜面的加速度a=,由H=gt2得重力加速度g=,则a/g=x/H.②根据a=gsinα-μgcosα,其中sinα=h/x,cosα=,则=-μ,得μ==(h-).③根据μ=(h-)及得到过程可知,引起实验误差的是长度(x、h、H)测量时的读数误差和小球落地及滑块撞击挡板不同时,c、d两项正确.
(2)②根据图象可知,当I=0.20A时,U=1.84V,则输出功率P=UI=0.37W.③图甲电路中存在的安全隐患是当滑动触头滑到最右端时,电源被短路.图乙b电路中滑动触头滑到最左端时,由于Rx的存在,避免了上述安全隐患,c电路中滑动触头滑到最右端时,由于Rx存在,避免电源短路.
2、(15分)
(1)2m/s
(2)0.5s 0.5m (3)1.5m
(1)设物块平抛运动的时间为t,由运动学知识可得
h=gt2①
x=vBt②
联立①②式,代入数据得vB=2m/s③
(2)设B的加速度为aB,由牛顿第二定律和运动学的知识得
μmg=maB④
vB=aBtB⑤
xB=aBt⑥
联立③④⑤⑥式,代入数据得tB=0.5s⑦
xB=0.5m⑧
(3)设B刚开始运动时A的速度为v1,由动能定理得
Fl1=Mv⑨
设B运动后A的加速度为aA,由牛顿第二定律和运动学知识得F-μmg=MaA⑩
(l2+xB)=v1tB+aAt?
联立⑦⑧⑨⑩?
式,代入数据得
l2=1.5m
3、(18分)见解析
(1)如图1所示,设粒子射入磁场Ⅰ区的速度为v,在磁场Ⅰ区中做圆周运动的半径为R1,由动能定理和牛顿第二定律得
图1
qU=mv2①
qvB1=m②
由几何知识得
L=2R1sinθ③
联立①②③式,代入数据得B0=④
设粒子在磁场Ⅰ区中做圆周运动的周期为T,运动的时间为t
T=⑤
t=T⑥
联立②④⑤⑥式,代入数据得
t=⑦
图2
图3
图4
(2)设粒子在磁场Ⅱ区做圆周运动的半径为R2,由牛顿第二定律得
qvB2=m⑧
由几何知识可得
h=(R1+R2)(1-cosθ)+Ltanθ⑨
联立②③⑧⑨式,代入数据得
h=(2-)L⑩
(3)如图2所示,为使粒子能再次回到Ⅰ区,应满足
R2(1+sinθ)<
L[或R2(1+sinθ)≤L]
联立①⑧?
B2>
(或B2≥)
(4)如图3(或图4)所示,设粒子射出磁场Ⅰ区时速度与水平方向的夹角为α,由几何知识可得
L1=R1(sinθ+sinα)
[或L1=R1(sinθ-sinα)]
L2=R2(sinθ+sinα)
[或L2=R2(sinθ-sinα)]
联立②⑧式得
B1R1=B2R2
联立式得
B1L1=B2L2.
4、(8分)
(1)ad
(2)①364K(或91℃) ②增大 吸热
(1)液体的分子势能与分子之间的距离有关,而分子之间的距离影响物体的体积,因而分子势能与体积有关,选项a正确;
有些晶体在某些物理性质上表现为各向异性,选项b错误,温度越高,分子的平均动能越大,但并非每个分子的动能都增大,选项c错误;
由于液体表面张力的作用,液体的表面有收缩到最小的趋势,因同等体积的物体,以球面的面积最小,所以露珠呈球状,选项d正确.
(2)①设恒温槽的温度为T2,由题意知T1=273K
A内气体发生等容变化,根据查理定律得
=(ⅰ)
p1=p0+ph1(ⅱ)
p2=p0+ph2(ⅲ)
联立(ⅰ)(ⅱ)(ⅲ)式,代入数据得T2=364K(或91℃)
②此过程中A内气体温度升高,则内能增大;
体积不变,则W=0;
根据热力学第一定律有ΔU=Q+W,得Q>0,即气体将吸热.
5、(8分)
(1)①正 ②100m/s
(2)① ②不能
(1)①由题意可知,t1=0时P质点向y轴负方向运动,则根据波的传播规律可知,波沿x轴正方向传播.
②由题意知,λ=8m
t2-t1=T①
v=②
联立①②式,代入数据解得v=100m/s.③
(2)依题意作出光路图
①由几何知识可知,
入射角i=60°
,折射角r=30°
④
根据折射定律得n=⑤
代入数据解得n=.⑥
(2)②光由介质射向空气发生全反射的临界角θ=sin-1>
30°
,有几何关系可得射向M点的光线的入射角γ′=60°
-γ=30°
<
θ,因此不能发生全反射.
6、(8分)
(1)①X+e ②16
(2)4v0
(1)①衰变过程遵循核电荷数和质量数守恒,有I→X+e
②根据半衰变期的定义可知,经2个半衰期的时间即16天,共有+×
=的碘发生了衰变.
(2)设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为vmin,抛出货物后船的速度为v1,甲船上的人接到货物后船的速度为v2,由动量守恒定律得12m×
v0=11m×
v1-m×
vmin①
10m×
2v0-m×
vmin=11m×
v2②
为避免两船相撞应满足v1=v2③
联立①②③式得vmin=4v0.
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