一、 选择题:本题共5小题,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意 1. 人类对光的本性的认识经历了曲折的过程.下列关于光的本性的陈述中不符合科学规律或历史事实的是( )
A.牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是不同的 B.光的双缝干涉实验显示了光具有波动性 C.爱因斯坦预言了光是一种电磁波 D.光既具有粒子性又具有波动性 参考答案: C
2. 用r表示物体分子间的距离,EP表示分子势能。当r=r0时,分子间的分子力F=0,设两分子相距很远时,EP=0。用f引和f斥分别表示它们之间的引力和斥力,则下列说法正确的是( )
A.当r由小于r0逐渐增大到10r0的过程中,F先减小后增大 B.当r由小于r0逐渐增大到10r0的过程中,EP先减小后增大 C.当r=r0时,分子势能EP具有最小值 D.当r=r0时,分子力F=0,f引=f斥=0 参考答案:
答案:BC
3. 用电动势为E、内电阻为r的电池组直接向线圈电阻为R的电动机供电,电动机正常工作后,测得通过的电流为I、电动机两端的电压为U,则( )
A.电路中电流
B.在时间t内,电池组消耗的化学能为IEt
C.在时间t内,电动机输出的机械能是IEt-I2rt
D.以上说法都不对 参考答案: B
当电动机正常工作时,其电路是非纯电阻电路,,故A错误.由电源定义知在时间t内,电池组消耗的化学能为IEt,B对;电动机的输出功率是机械功率,根据能量守恒定律得,P出=P电-P热=UI-I2R,在时间t内,电动机输出的机械能是IUt-I2Rt,故C、D错。
4. 一物体从某一行星表面竖直向上抛出(不计空气阻力)。t=0时抛出,位移随时间变化的s-t图象如图所示,则
A. 该行星表面的重力加速度为8 m/s2 B. 该物体上升的时间为5 s
C. 该物体被抛出时的初速度为10 m/s D. 该物体落到行星表面时的速度为16 m/s
参考答案:
AD
A、B、C由图读出,物体上升的最大高度为h=25m,上升的时间为t=2.5s.
对于上升过程,有h=得,初速度=,
又物体上升的加速度大小a=g==.故A正确,BC错误.
D、根据对称性可知,该物体落到行星表面时的速度大小与初速度大小相等,也为20m/s.故D正确. 故选AD
5. 甲乙两物体在同一直线上运动,位移﹣时间(s﹣t)图象如图所示,以甲的出发点为坐标原点,出发时刻为计时起点,则从图象可以看出,下列说法不正确的是( )
A.甲乙同时计时
B.从开始计时到相遇,甲的速度始终比乙的速度大 C.甲计时开始运动时,乙在甲前面s0处 D.甲在中途停了一会儿,但最后还是追上了乙
参考答案:
D
【考点】匀变速直线运动的图像.
【分析】根据图象可知两物体同时出发,甲开始运动时,乙在甲前面x0处.甲物体在t1~t2时间内在中途停了一会儿,在t3时刻甲追上了乙.根据斜率的大小分析速度的大小. 【解答】解:A、由图象可知:甲乙两物体都是从t=0时刻同时出发.故A正确.
B、根据斜率等于速度,可知,甲物体在t1~t2时间内速度为零,小于乙的速度,故B不正确. C、由图象可知开始运动时甲的出发点在原点,而乙物体在出发时在离原点正方向上的距离为s0,故甲开始运动时,乙在甲前面s0处,故C正确.
D、由于甲物体在t1~t2时间内甲物体的位移未变,即甲在中途停了一会儿,但最后位移相同,甲还是追上了乙.故D正确. 本题选不正确的,故选:B
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 如图所示,一个半径为R的透明球体放置在水平面上,一束光从A点沿水平方向射入球
体后经B点射出,最后射到水平面上的C点。已知
,该球体对光的折射率为
,则
它从球面射出时的出射角= ;在透明体中的速度大小为 (结果保留两位有效数字)(已知光在的速度c=3×108m/s)
参考答案:
7. (4分)图示电路中,R1=12,R2=6,滑动变阻器R3上标有“20,2A”字样,理想电压
表的量程有0-3V和0-15V两档,理想电流表的量程有0-0.6A和0-3A两档。闭合电键S,将滑片P从最左端向右移动到某位置时,电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A;继续向右移动滑片P到另一位置,电压表指针指在满偏的1/3,电流表指针指在满偏的1/4,则此时电流表示数为__________A,该电源的电动势为__________V。
参考答案: 0.15,7.5
解析:由于题意当“继续向右移动滑片P到另一位置”电压表示数一定大于2.5V,电流表示数一定小于0.3A,再结合电压表指针指在满偏的1/3,电流表指针指在满偏的1/4,可知电压表的量程为0-15V,电流表的量程为0-0.6A,因此当滑片滑到下一位置是电流表的实数
为;电压表的示数为5V;由串并联电路规律得:
,得
,由闭合电路欧姆定律得
;同理:
,得,由闭合电路欧姆定律
以上各式联立解得:
。
8. )如图所示,是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,已知波的传播速度
v=2m/s,则振动的周期为 s,x=1.0m处质点的振动方向
沿 (填 “y轴正方向”或 “y轴负方向”),x=2.0m处的质点在0—1.5s内通过的路程为 cm.
参考答案:
9. (4分)如图所示,在倾角为30°的斜面上,一辆动力小车沿斜面下滑,在小车下滑的过程中,小车支架上连接着小球的轻绳恰好水平。已知小球的质量为
,则小车运动的加速度大
小为 ,绳对小球的拉力大小为 。
参考答案:
答案:2 g;
10. 如图所示,一截面为正三角形的棱镜,其折射率为。今有一束单色光射到它的一个侧面,经折射后与底边平行,则入射光线与水平方向的夹角是______。
参考答案: 30°
11. 质量为m的卫星围绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径是地球半径的2倍.已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,则卫星的速度大小为_______
参考答案:
12. 右图为小车做直线运动的s-t图,则小车在BC段做______运动,图中B点对应的运动状态的瞬时速度大小是______m/s。
参考答案: 匀速 1.6-2.1
13. 在《研究匀变速直线运动的规律》实验中,小车拖纸带运动,打点计时器在纸带上打出一系列
点,处理时每隔4个点取一个记数点,测出的数据如图。则打点计时器打下C点时小车的速度vC = m/s,小车运动的加速度a= m/s2。
参考答案:
2 , 2.4
三、 简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 如图所示,质量m = 1 kg的小物块静止放置在固定水平台的最左端,质量2 kg的小车左端紧靠平台静置在光滑水平地面上,平台、小车的长度均为0.6 m。现对小物块施加一水平向右的恒力F,使小物块开始运动,当小物块到达平台最右端时撤去恒力F,小物块刚好能够到达小车的右端。小物
块大小不计,与平台间、小车间的动摩擦因数均为0.5,重力加速度g取10 m/s2,水平面足够长,求:
(1)小物块离开平台时速度的大小;
(2)水平恒力F对小物块冲量的大小。 参考答案:
(1)v0=3 m/s;(2)
【详解】(1)设撤去水平外力时小车的速度大小为v0,小物块和小车的共同速度大小为v1。从撤去恒力到小物块到达小车右端过程,对小物块和小车系统: 动量守恒:
能量守恒:
联立以上两式并代入数据得:v0=3 m/s
(2)设水平外力对小物块的冲量大小为I,小物块在平台上运动的时间为t。小物块在平台上运动过程,对小物块: 动量定理:
运动学规律:
联立以上两式并代入数据得:
15. 螺线管通电后,小磁针静止时指向如图所示,请在图中标出通电螺线管的N、S极,并标
出电源的正、负极。
参考答案: N、S极1分 电源+、-极
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 如图所示,AB是固定在竖直平面内半径为R的光滑圆形轨道,轨道在最低点B与水平粗糙轨道
BC平滑连接,BC的长度为2R.一质量为m的物块Q静止放置在水平轨道上与B点相距为x处.另一
质量也为m的物块P从A点无初速释放,沿轨道下滑后进入水平轨道并与Q发生完全非弹性碰撞.已知两物块与水平轨道间的动摩擦因数均为μ=0.25,两物块都可视为质点,重力加速度为g.
(1)求P刚要到达B点时受到轨道的支持力的大小.
(2)若两物块碰撞后能越过C点,求x与R之间应满足的关系.
(3)讨论物块P和物块Q在水平轨道运动过程克服摩擦力做的总功Wf与x和R之间的关系.
参考答案:
答案:3mg;x与R之间应满足的关系x>4R/3;总功Wf与x和R之间的关系:x>4R/3时,
和x≤4R/3时,。
:
17. (8分)如图所示,有一截面是直角三角形的棱镜ABC,∠A=30o。它对红光的折射率为n1.对紫光的折射率为n2.在距AC边d处有一与AC平行的光屏。现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边射入棱镜。
(1)红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少?
(2)为了使红光能从AC面射出棱镜,n1应满足什么条件?
(3)若两种光都能从AC面射出,求在光屏MN上两光点间的距离。 参考答案:
解析:
(1)v红=
v紫=
∴
(2) C>30o sinC=
∴n1<2
(3) =n1
Δx=d(tanr2-tanr1)=d
18. 如图所示,在坐标系xOy内有一半径为a的圆形区域,圆心坐标为O1(a,0),圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场。在直线y=a的上方和直线x=2a的左侧区域内,有一沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E.一质量为m、电荷量为+q(q>0)的粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入,当速度方向沿x轴正方向时,粒子恰好从O1点正上方的A点射出磁场,不计粒子重力。 (1)求磁感应强度B的大小;
(2)粒子在第一象限内运动到最高点时的位置坐标;
(3)若粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入第一象限,当速度方向沿x轴正方向的夹角=30°时,求粒子从射入磁场到最终离开磁场的时间t。
参考答案:
(1)设粒子在磁场中做圆运动的轨迹半径为R,牛顿第二定律有
粒子自A点射出,由几何知识 (2分)解得 (2分)
(2)粒子从A点向上在电场中做匀减运动,设在电场中减速的距离为y1
(2分)得 (2分)
所以在电场中最高点的坐标为(a,) (2分)
(3)粒子在磁场中做圆运动的周期
(1分)
粒子从磁场中的P点射出,因磁场圆和粒子的轨迹圆的半径相等,OO1PO2构成菱形,故粒子从P点的出射方向与y轴平行,粒子由O到P所对应的圆心角为 =60°
由几何知识可知,粒子由P点到x轴的距离S = acos
粒子在电场中做匀变速运动,在电场中运动的时间
(1分)
粒子由P点第2次进入磁场,由Q点射出,PO1QO3 构成菱形,由几何知识可知Q点在x轴上,粒子由P到Q的偏向角为
=120°
则
粒子先后在磁场中运动的总时间
(1分)
粒子在场区之间做匀速运动的时间 (1分)
解得粒子从射入磁场到最终离开磁场的时间
(2分)
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