l0-10kg、电荷量为1×10-9C的5. 某静电场的方向平行于x轴,其电势φ随x的分布如图所示。一质量为2×
带电粒子自A点(-l,0)由静止开始,仅在电场力作用下在x轴上AB间做周期为0.6s的往返运动,
山东省高考物理二模试卷
一、单选题(本大题共5小题,共30.0分)
1. 几个水球可以挡住一颗子弹?《国家地理频道》的实验结果是:四个水球足够!如图,完全相同的水
球紧挨在一起水平排列,子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,恰好能穿出第4个水球,下列说法正确的是( )
不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A. 粒子带正电
B. B点的坐标为 C. B点的坐标为
D. 从A运动到B的过程中粒子的电势能先增加后减少
二、多选题(本大题共5小题,共27.0分)
A. 子弹在每个水球中的速度变化相同 B. 子弹在每个水球中的动能变化相同
6. 下列关于近代物理科学家提出的理论说法正确的是( )
C. 子弹在每个水球中运动的时间相同 D. 每个水球对子弹的冲量相同
2. A、B两物体沿同一直线运动,运动过程中的x-t图象如图所示,
下列说法正确的是( ) A. 4s时A物体运动方向发生改变 B. 内B物体的速度逐渐减小
A. 汤姆孙证实了 射线是高速电子流,其电离作用比 射线弱
B. 爱因斯坦认为某材料发生光电效应时,遏止电压与入射光的频率成正比 C. 玻尔的原子理论将量子观念引入原子领域,但该理论只能解释氢原子光谱 D. 查德威克通过用 粒子轰击氮原子核发现了质子
7. 如图,轻质弹簧上端悬挂于天花板,下端系一圆盘A,处于静止状态。一圆环B套在弹
簧外,与圆盘A距离为h,让环自由下落撞击圆盘,碰撞时间极短,碰后圆环与圆盘共同向下开始运动,下列说法正确的是( )
C. 内两物体的平均速度相等 D. 内某时刻两物体的速度大小相等
3. 如图,两小球P、Q从同一高度分别以vl和v2的初速度水平抛出,都落在了倾角θ=37°的斜面上的A
点,其中小球P垂直打到斜面上,则vl、v2大小之比为( ) A. 9:8 B. 8:9 C. 3:2
A. 整个运动过程中,圆环、圆盘与弹簧组成的系统机械能守恒 B. 碰撞后环与盘一起做匀加速直线运动
C. 碰撞后环与盘一块运动的过程中,速度最大的位置与h无关
D. 从B开始下落到运动到最低点过程中,环与盘重力势能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量
PQ水平放置,8. 如图,足够长的两平行光滑金属导轨MN、间距l=1m,
导轨中间分布有磁感应强度为1T的匀强磁场,磁场边界为正弦曲线。一粗细均匀的导体棒以l0m/s的速度向右匀速滑动,定值电阻R的阻值为1Ω,导体棒接入电路的电阻也为1Ω,二极管D正向电阻为零,反向电阻无穷大,导轨电阻不计,下列说法正确的是( )
D. 2:3
4. 2018年12月27日,北斗系统服务范围由区域扩展为全球,北斗系统正式迈入全球时代。如图所示是
北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图,己知A、B、C三颗卫星均做匀速圆周运动,A是地球同步卫星,三个卫星的半径满足rA=rB=nrC,己知地球自转周期为T,地球质量为M,万有引力常量为G,下列说法正确的是( )
A. 电压表示数为
B. 导体棒运动到图示位置时,有电流流过电阻R C. 流经电阻R的最大电流为5A D. 导体棒上热功率为
9. 如图,一定质量理想气体从状态A依次经状态B和C后再回到状态A,对此气
体下列说法正确的是( )
A. 卫星B也是地球同步卫星
B. 根据题设条件可以计算出同步卫星离地面的高度 C. 卫星C的周期为
D. A、B、C三颗卫星的运行速度大小之比为 : : :1: 第1页,共9页
A. 过程中气体对外界做功
B. 过程中气体放出的热量等于外界对气体做的功 C. 过程中气体分子对器壁单位面积碰撞的平均冲力减少 D. 过程中气体从外界吸收的热量等于气体内能的增加量 E. 过程中气体放出的热量大于 过程中吸收的热量
10. 如图,光源S从水下向空气中射出一束由红光、黄光和蓝光组成的复色光,
在水面上的P点分裂成a、b、c三束单色光,下列说法正确的是( )
电流表A1(600mA,内阻约1Ω) 电流表A2(300mA,内阻约2Ω)
滑动变阻器R1(最大阻值100Ω,额定电流0.5A) 滑动变阻器R2(最大阻值10Ω,额定电流0.5A)
(2)在答题纸方框中画出你所设计的合理电路图,并标注选用仪器的符号;
A. c光为红色光
B. 在水中传播时a光速度最大,c光波长最小 C. 逐渐增大入射角,c光最先发生全反射 D. b光比a光更容易发生明显的衍射现象
E. a、b、c三种色光分别用同一双缝干涉实验装置发生干涉,a光相邻亮条纹间距最大
三、实验题探究题(本大题共2小题,共15.0分)
11. 某研究小组利用气垫导轨验证动能定理,实验装置示意图如图甲所示:
首先用天平测量滑块和遮光条的总质量M、重物的质量m;用游标卡尺测量遮光条的宽度d;然后调整气垫导轨水平,调整轻滑轮使细线水平;实验时每次滑块都从同一位置A处由静止释放,用x表示滑块从位置A到光电门的距离,用△t表示遮光条经过光电门所用的时间。 回答下列问题:
(1)测量d时,游标卡尺(主尺的最小分度为1mm)的示数如图乙所示,读数为______cm; (2)实验前调整气垫导轨水平的目的是______;
(3)以滑块(包含遮光条)和重物组成的系统为研究对象,在实验误差允许的范围内,若满足关系式
(3)实验中测量的物理量有:用螺旋测微器测得横截面边长a,用毫米刻度尺测得金属管线长度L,电压表示数U,电流表示数I,则计算金属管线中空部分截面积S0的表达式为S0=______。 四、计算题(本大题共4小题,共52.0分)
13. 质量m=260g的手榴弹从水平地面上以v0=14.14m/s的初速度斜向上抛出,上升到距地面h=5m的最高
点时炸裂成质量相等的两块弹片,其中一块弹片自由下落到达地面,落地动能为5J.重力加速度g=l0m/s2,空气阻力不计,火药燃烧充分,求: (1)手榴弹爆炸前瞬间的速度大小; (2)手榴弹所装弹药的质量; (3)两块弹片落地点间的距离。
14. 如图,为一除尘装置的截面图,塑料平板M.Ⅳ的长度及它们间距
离均为d。大量均匀分布的带电尘埃以相同的速度v0进入两板间,速度方向与板平行,每颗尘埃的质量均为m,带电量均为-q.当两板间同时存在垂直纸面向外的匀强磁场和垂直板向上的匀强电场时,尘埃恰好匀速穿过两板间;若撤去板间电场,并保持板间磁场
______(用实验测得物理量的字母表示),则可认为验证了动能定理。
12. 如图,有一根细长而均匀的金属管线样品,横截面为正方形,管内中空部分截面形状不
规则。此金属管线长约20cm,电阻约l0Ω,金属的电阻率为ρ,请你设计一个实验方案, 3V,测量中空部分的截面积S0.现提供如下器材:毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表V(内阻约6kΩ)、蓄电池E (6V,内阻可忽略)、开关一个,带夹子的导线若干。
(1)以上所列器材中,还缺少电流表和滑动变阻器,现提供以下器材供选择,实验中要求电表的指针偏转达满偏 以上,请选出合适的器材,电流表应选用______,滑动变阻器应选用______(填仪器的字母代号);
不变,尘埃恰好全部被平板吸附,即除尘效率为100%;若撤去两
板间电场和磁场,建立如图所示的平面直角坐标系xoy,y轴垂直于板并紧靠板右端,x轴与两板中轴线共线,要把尘埃全部收集到位于P (2d,-1.5d)处的条状容器中,需在y轴右侧加一垂直于纸面向里的圆形匀强磁场区域。尘埃颗粒重力、颗粒间作用及对板间电场磁场的影响均不计,求: (1)两板间磁场磁感应强度Bi的大小;
(2)若撤去板间磁场,保持板间匀强电场不变,除尘效率η为多少; (3)y轴右侧所加圆形匀强磁场区域磁感应强度B2大小的取值范围。
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15. 如图,氧气瓶通过细管和上端封闭的玻璃管相连,玻璃管内用2cm长的水
银柱在玻璃管上方封闭了一段气柱,开始时瓶内氧气压强为10个大气压强,上方封闭气柱长度为8cm,随着氧气的使用,水银柱逐渐下降,通过下降的距离可以读出瓶内剩余氧气质量与原来氧气质量的比值。使用一段时间后,发现水银柱下降了4cm,使用过程中环境温度不变,求此时瓶内氧气质量与原来氧气质量的比值。
16. 如图,原点O处的质点做筒谐振动产生的筒谐横波在均匀介质中沿x
轴传播,P、Q为x轴上两点,P、O间距离x1=0.35m,且λ<x1<2λ,
λ为该简谐波波长。当O处质点从t0时刻开始由平衡位置向上振动,振动周期T=ls,振幅A=5cm;当波传到P点时,O处质点恰好到达波峰位置;再经过5.25s,Q处质点第一次到达波峰位置。求: (i)P、Q间的距离;
(ii)t=0开始到Q处质点第一次到达波谷位置过程中,P处质点通过的路程。
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答案和解析
1.【答案】B
【解析】
D、B物体的图象切线斜率绝对值先小于A,后大于A,根据x-t图线的斜率表示速度,可知,0-6s内某时刻两物体的速度大小相等。故D正确。 故选:D。
x-t图象的斜率等于物体的速度,斜率的正负表示速度方向,物体的位移等于x的变化量,而平均速度等于位移与时间之比。由此分析。
对于图象问题,首先要明确是哪一种图象,然后才能根据坐标及斜率的意义进行分析。本题要
解:AC、设水球的直径为d,子弹运动的过程为匀减速直线运动,直到末速度为零,我们可以应用逆过程,相当于子弹初速度为零做匀加速直线运动。
2
因为通过最后1个、最后2个、以及后3个、全部4个的位移分别为d,2d,3d和4d,根据x=at
知,
所以时间之比为1:
:
:2,所以子弹在每个水球中运动的时间不同;
知道x-t图象的斜率等于速度,倾斜的直线表示匀速直线运动,速度保持不变。 3.【答案】B
【解析】
子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,则受力是相同的,所以加速度相同,由△v=at可知,运动的时间不同,则速度的变化量不同;故AC错误;
D、根据冲量的定义:I=Ft,受力是相同的,运动的时间不同,所以每个水球对子弹的冲量不同。故D错误;
B、根据动能定理:△EK=W=Fd,受力是相同的,运动的位移相同,所以子弹受到的阻力对子弹做的功相等,所以子弹在毎个水球中的动能变化相同。故B正确。 故选:B。
子弹运动的过程为匀减速直线运动,直到末速度为零,我们可以应用逆过程,相当于子弹初速
解:两球抛出后都做平抛运动,两球从同一高度抛出落到同一点,它们在竖直方向的位移相等,小球在竖直方向做自由落体运动,由于竖直位移h相等,它们的运动时间t=对球Q:tanθ=tan37°==解得:v2=gt,
球P垂直打在斜面上,则有:v1=vytanθ=gttan37°=gt, 则:
=,故B正确,ACD错误;
=
相等;
度为零做匀加速直线运动来解决此题。
本题属匀变速直线运动的基本规律应用,只要能掌握运动情景及正确应用匀减速直线运动的逆过程即可顺利求解。 2.【答案】D
【解析】
故选:B。
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动。根据题意应用平抛运动规律求出两球的水平初速度,然后求出其比值。
本题考查了平抛运动规律的应用,认真审题、理解题意,知道两球的运动时间相等是解题的前提,解决本题的关键掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,运用运动学公式进行求解。 4.【答案】D
【解析】
解:A、根据x-t图线的斜率等于速度,则知,A物体的速度不变,做匀速直线运动,速度方向不变,故A错误。
B、0-6s内B物体图线切线的斜率增大,则B物体的速度逐渐增大,故B错误。
C、根据物体的位移△x=x2-x1,可知,0-5s内,A物体的位移比B物体的大,则A物体的平均速度比B物体的大。故C错误。
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解:A、地球同步卫星必须定点于赤道正上方,所以卫星B不是地球同步卫星,故A错误。 B、设地球的半径为R,同步卫星离地面的高度为h。根据万有引力等于向心力,得:G=m
(R+h),得:h=
-R,由于不知道地球半径R,所以不能求出同步卫星离地面的高
由题意可知,周期为:T=2(t1+t2),
代入数据解得:d=0.5m,则B点坐标为:(0.5,0),故B正确,C错误;
D、粒子在A、B间做简谐运动,粒子从A到B过程电场力先做正功后做负功,粒子电势能先减小后增大,故D错误; 故选:B。
沿电场方向电势逐渐降低,根据粒子受到的电场力方向与场强方向间的关系判断粒子的电性;
度h,故B错误。
C、卫星B是地球同步卫星,其运行周期为T,C的轨道半径为B的倍,由开普勒第三定律=k得卫星C的周期为
T=
T,故C错误。
得,A、B、C三颗卫星的运行速度大小之比
D、已知rA=rB=nrC,由卫星的线速度公式v=为vA:vB:vc=l:1:故选:D。
.故D正确。
粒子在A、B间做简谐运动,应用牛顿第二定律与运动学公式可以求出B点的坐标; 根据电场力做功情况判断粒子电势能的变化情况。
本题考查带电粒子在电场中的运动分析,要注意明确运动过程,并能根据牛顿第二定律以及动能定理等物理规律进行分析,并灵活应用数学规律求解。 6.【答案】AC
【解析】
地球同步卫星必须定点于赤道正上方,根据万有引力等于向心力,分析能否计算出同步卫星离地面的高度。根据开普勒第三定律求卫星C的周期。由卫星速度公式v=系。
解决本题的关键是掌握卫星的线速度公式和开普勒定律,知道卫星绕地球做匀速圆周运动所需要的向心力是万有引力,要掌握求卫星高度的方法:万有引力等于向心力。 5.【答案】B
【解析】
分析线速度关
解:A、汤姆孙证实了β射线是高速电子流,其电离作用比α射线强,穿透能力也比α射线强,故A正确。
B、爱因斯坦发现了光电效应,某材料发生光电效应时,根据光电效应方程Ekm=hγ-W0,以及最大初动能与遏止电压的关系Ekm=eUc得eUc=hγ-W0,知遏止电压Uc的大小与入射光的频率γ是线性关系,但不是正比,故B错误。
C、玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域,提出了定态和跃迁的概念,该理论只能解释氢原子光谱的实验规律,故C正确。
D、卢瑟福用α粒子轰击氮核,发现了质子,故D错误。 故选:AC。
根据三种射线的特性、以及爱因斯坦、玻尔和卢瑟福的物理学贡献进行答题。
解决本题时,要掌握原子物理学史,知道光电效应的条件,以及掌握光电效应方程,知道遏止
解:A、由图示图线可知:从O到A电势逐渐降低,则电场方向由O指向A,由题意可知,粒子从A到O过程做加速运动,粒子所受电场力水平向右,粒子所受电场力方向与场强方向相反,粒子带负电,故A错误;
B、设OB=d,由图示可知,电势差与距离成正比,由此可知该电场为匀强电场, 根据U=Ed可知:左侧电场强度为:E1=右侧电场强度为:E2=
,
=10V/m
设粒子在原点时的速度为vm, 由运动学公式有:vm=同理可知:vm=
t1,x1=1=
,
,
电压与最大初动能的关系。
t2 ,x2=d=
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