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滾動(dòng)測(cè)試卷四(第一~十二章)
(時(shí)間:60分鐘 滿(mǎn)分:100分)
一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~5題只有一項(xiàng)符合題目要求,第6~8題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)
1.關(guān)于物理學(xué)的研究方法,下列說(shuō)法不正確的是( )
A.伽利略開(kāi)創(chuàng)了運(yùn)用邏輯推理和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行科學(xué)研究的方法
B.卡文迪許在利用扭秤實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量引力常量時(shí),應(yīng)用了放大法
C.由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知加速度a=Fm,該公式體現(xiàn)了比值定義法
D.“總電阻”“交變電流的有效值”等用的是等效替代的方法
答案C
解析伽利略開(kāi)創(chuàng)了運(yùn)用邏輯推理和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行科學(xué)研究的方法,A正確;卡文迪許在利用扭秤實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量引力常量時(shí),應(yīng)用了放大法,B正確;公式a=Fm是牛頓第二定律的表達(dá)式,不是運(yùn)用了比值定義法,C錯(cuò)誤;“總電阻”“交變電流的有效值”等用的是等效替代的方法,D正確。
2.
如圖所示,拉格朗日點(diǎn)L1位于地球和月球連線上,處在該點(diǎn)的物體在地球和月球引力的共同作用下,可與月球一起以相同的周期繞地球運(yùn)動(dòng)。據(jù)此,科學(xué)家設(shè)想在拉格朗日點(diǎn)L1處建立空間站,使其與月球同周期繞地球運(yùn)動(dòng)。以a1、a2分別表示該空間站和月球向心加速度的大小,a3表示地球同步衛(wèi)星向心加速度的大小。以下判斷正確的是( )
A.a2>a3>a1 B.a2>a1>a3
C.a3>a1>a2 D.a3>a2>a1
答案D
解析因空間站建在拉格朗日點(diǎn),所以月球與空間站繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期相同,空間站半徑小,由a=ω2r得a1
a2>a1,選項(xiàng)D正確。
3.1966年,在地球的上空完成了用動(dòng)力學(xué)方法測(cè)質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí),用雙子星號(hào)宇宙飛船去接觸正在軌道上運(yùn)行的火箭組(后者的發(fā)動(dòng)機(jī)已熄火),接觸以后,開(kāi)動(dòng)“雙子星號(hào)”飛船的推進(jìn)器,使飛船和火箭組共同加速。推進(jìn)器的平均推力F=895 N,推進(jìn)器開(kāi)動(dòng)時(shí)間Δt=7 s。測(cè)出飛船和火箭組的速度變化Δv=0.91 m/s。已知雙子星號(hào)飛船的質(zhì)量m1=3 400 kg。由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可測(cè)出火箭組的質(zhì)量m2為( )
A.3 400 kg B.3 485 kg
C.6 265 kg D.6 885 kg
答案B
解析根據(jù)動(dòng)量定理得FΔt=(m1+m2)Δv,代入數(shù)據(jù)解得m2≈3485kg,B選項(xiàng)正確。
4.
如圖所示,兩根等長(zhǎng)帶電棒放置在第一、二象限,其端點(diǎn)在兩坐標(biāo)軸上,棒與坐標(biāo)軸圍成等腰直角三角形,兩棒所帶電荷量相等,且電荷均勻分布,此時(shí)O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,撤去其中一根帶電棒后,O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小變?yōu)? )
A.E2 B.22E
C.E D.2E
答案B
解析假設(shè)帶電棒都帶正電荷,把兩根等長(zhǎng)帶電棒等效成兩個(gè)正點(diǎn)電荷,如圖,設(shè)E1=E2=E0,則兩正點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E=2E0,故撤走一根帶電棒后,在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E0=E2=22E,選項(xiàng)B正確。
5.如圖所示,一理想變壓器原線圈接入一交流電源,副線圈電路中R1、R2和R3均為定值電阻,V1和V2為理想電壓表,A1和A2為理想電流表。開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),V1和V2的讀數(shù)分別為U1和U2,A1和A2的讀數(shù)分別為I1和I2。若交流電源電壓不變,現(xiàn)斷開(kāi)S,下列推斷正確的是( )
A.U2可能變小,I2一定變小
B.U2一定不變,I2一定變小
C.I1一定變小,I2可能變大
D.I1可能變大,I2可能變大
答案B
解析交流電源電壓不變,U1數(shù)值不變。根據(jù)變壓器變壓公式可知,副線圈電壓只與原線圈電壓和變壓器原、副線圈匝數(shù)比有關(guān),故斷開(kāi)S,U2不變。斷開(kāi)S,副線圈所接電路的等效電阻增大,電流表A2的讀數(shù)I2變小。變壓器輸出功率減小,導(dǎo)致變壓器輸入功率變小,I1變小。綜上所述,A、C、D錯(cuò)誤,B正確。
6.如圖所示,重12 N的物塊G1在三根細(xì)繩懸吊下處于靜止?fàn)顟B(tài),細(xì)繩BP在水平方向,細(xì)繩AP偏離豎直方向37角,且細(xì)繩BP連在重50 N的物塊G2上,物塊G2靜止于傾角為37的斜面上(sin 37=0.6,cos 37=0.8),g取10 m/s2。則下列說(shuō)法正確的是( )
A.繩PB對(duì)物塊G2的拉力為9 N
B.繩PA對(duì)P點(diǎn)的拉力為20 N
C.斜面對(duì)物塊G2的摩擦力為37.2 N
D.斜面對(duì)物塊G2的支持力為34.6 N
答案ACD
解析P點(diǎn)受力,如圖甲所示,由平衡條件可得:FAcos37=G1,FAsin37=FB,解得FB=9N,FA=15N,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;再分析物塊G2的受力情況,如圖乙所示。由物體的平衡條件可得Ff=G2sin37+FBcos37,FN+FBsin37=G2cos37,FB=FB,由以上三式解得Ff=37.2N,FN=34.6N,選項(xiàng)C、D正確。
7.右圖為一種質(zhì)譜儀示意圖,由加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器組成,若靜電分析器通道中心線的半徑為R,通道內(nèi)均勻輻射電場(chǎng)在中心線處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,磁分析器有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外,一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿中心線通過(guò)靜電分析器,由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器,最終打到膠片上的Q點(diǎn),不計(jì)粒子重力,下列說(shuō)法正確的是( )
A.極板M比極板N電勢(shì)高
B.加速電場(chǎng)的電壓U=ER
C.直徑PQ=2BqmER
D.若一群粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)上述過(guò)程都落在膠片上同一點(diǎn),則該群粒子具有相同的比荷
答案AD
解析由左手定則可知,粒子帶正電,而粒子在M、N間被加速,所以M板的電勢(shì)高于N板,A正確;根據(jù)電場(chǎng)力提供向心力,則有qE=mv2R,又粒子在加速電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),有qU=12mv2,從而解得U=ER2,B錯(cuò)誤;根據(jù)洛倫茲力提供向心力,有qvB=mv2r,結(jié)合上式可知,PQ=2r=2ERBmq,若一群粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)上述過(guò)程都落在膠片上同一點(diǎn)說(shuō)明運(yùn)動(dòng)的直徑相同,由于磁感應(yīng)強(qiáng)度、電場(chǎng)強(qiáng)度與靜電分析器的半徑不變,則該群粒子具有相同的比荷,C錯(cuò)誤,D正確。
8.
在探究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,用光照射某種金屬,測(cè)得該金屬表面有光電子逸出的最大入射光波長(zhǎng)為λ0。若用氫原子發(fā)出的光照射該金屬,已知?dú)湓訌哪芗?jí)3躍遷到能級(jí)2時(shí)發(fā)出的光可使該金屬發(fā)生光電效應(yīng),但從能級(jí)4躍遷到能級(jí)3發(fā)出的光不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)。已知?dú)湓幽芗?jí)如圖所示,真空中的光速為c。則( )
A.該金屬的極限頻率為cλ0
B.該金屬的逸出功大于0.66 eV
C.當(dāng)用氫原子從能級(jí)5躍遷到能級(jí)3發(fā)出的光照射該金屬時(shí),該金屬一定會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)
D.當(dāng)用氫原子從其他能級(jí)躍遷到能級(jí)1發(fā)出的光照射該金屬時(shí),該金屬一定會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)
答案ABD
解析用光照射某種金屬,測(cè)得該金屬表面有光電子逸出的最大入射光波長(zhǎng)為λ0。根據(jù)波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系得,該金屬的極限頻率為cλ0,故A正確;從能級(jí)4躍遷到能級(jí)3發(fā)出的光不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)。能級(jí)間躍遷輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差,發(fā)生光電效應(yīng)的條件是光子能量大于逸出功,所以該金屬的逸出功大于從能級(jí)4躍遷到能級(jí)3發(fā)出的光子能量,即該金屬的逸出功大于0.66eV,故B正確;若用氫原子發(fā)出的光照射該金屬,已知?dú)湓訌哪芗?jí)3躍遷到能級(jí)2時(shí)發(fā)出的光可使該金屬發(fā)生光電效應(yīng),即該金屬的逸出功小于1.89eV,所以當(dāng)用氫原子從能級(jí)5躍遷到能級(jí)3發(fā)出的光照射該金屬時(shí),該金屬不一定會(huì)發(fā)生光電效應(yīng),故C錯(cuò)誤;當(dāng)用氫原子從其他能級(jí)躍遷到能級(jí)1發(fā)出的光照射該金屬時(shí),發(fā)出的光子能量大于或等于10.20eV,所以該金屬一定會(huì)發(fā)生光電效應(yīng),故D正確。
二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題,共20分)
9.(8分)某課外活動(dòng)小組利用豎直上拋運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律:
甲
乙
(1)某同學(xué)用20分度游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑,讀數(shù)如圖甲所示,小球直徑為 cm。用如圖乙所示的彈射裝置小球豎直向上拋出,先后通過(guò)光電門(mén)A、B,計(jì)時(shí)裝置測(cè)出小球通過(guò)A、B的時(shí)間分別為2.55 ms、5.15 ms,由此可知小球通過(guò)光電門(mén)A、B時(shí)的速度分別為vA、vB,其中vA= m/s(保留兩位有效數(shù)字)。
(2)用刻度尺測(cè)出光電門(mén)A、B間的距離h,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,只需要比較2gh與 是否相等就可以驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒(用題目中涉及的物理量符號(hào)來(lái)表示)。
(3)通過(guò)多次的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),小球通過(guò)光電門(mén)A的時(shí)間越短,(2)中要驗(yàn)證的兩數(shù)值相差越大,試分析實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的主要原因: 。
答案(1)1.020 4.0 (2)vA2-vB2 (3)速度越大,小球克服空氣阻力做功越多
解析(1)小球的直徑為d=10mm+0.054mm=10.20mm=1.020cm;vA=dtA=1.02010-22.5510-3m/s=4.0m/s。(2)分析實(shí)驗(yàn)?zāi)孢^(guò)程,即小球從B到A的運(yùn)動(dòng)情況,若動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減少量相等,則機(jī)械能守恒,重力勢(shì)能的減少量為mgh,動(dòng)能的增加量為12mvA2-12mvB2,則比較2gh和vA2-vB2是否相等,就可以驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒。(3)由于受到空氣阻力作用,小球通過(guò)光電門(mén)A的時(shí)間越短,速度越大,克服空氣阻力做功越多。
10.(12分)小華、小剛共同設(shè)計(jì)了圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路,電路中的各個(gè)器材元件的參數(shù)為:電池組(電動(dòng)勢(shì)約6 V,內(nèi)阻r約3 Ω)、電流表(量程2.0 A,內(nèi)阻rA=0.8 Ω)、電阻箱R(0~99.9 Ω)、滑動(dòng)變阻器R2(0~Rx)、開(kāi)關(guān)三個(gè)及導(dǎo)線若干。他們認(rèn)為該電路可以用來(lái)測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻和R2接入電路的阻值。
甲
(1)小華先利用該電路準(zhǔn)確地測(cè)出了R2接入電路的阻值。他的主要操作步驟是:先將滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)到某位置,接著閉合S、S2,斷開(kāi)S1,讀出電流表的示數(shù)I;再閉合S、S1,斷開(kāi)S2,調(diào)節(jié)電阻箱的電阻值為3.6 Ω時(shí),電流表的示數(shù)也為I。此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為 Ω。
(2)小剛接著利用該電路測(cè)出了電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。
①他的實(shí)驗(yàn)步驟為:
a.在閉合開(kāi)關(guān)前,調(diào)節(jié)電阻R1或R2至 (選填“最大值”或“最小值”),之后閉合開(kāi)關(guān)S,再閉合 (選填“S1”或“S2”);
b.調(diào)節(jié)電阻 (選填“R1”或“R2”),得到一系列電阻值R和電流I的數(shù)據(jù);
c.斷開(kāi)開(kāi)關(guān),整理實(shí)驗(yàn)儀器。
乙
②圖乙是他由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的1I-R圖像,圖像縱軸截距與電源電動(dòng)勢(shì)的乘積代表 ,電源電動(dòng)勢(shì)E= V,內(nèi)阻r= Ω。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
答案(1)3.6 (2)①最大值 S1 R1?、陔娫磧?nèi)阻和電流表的內(nèi)阻之和(或r+rA) 6.0 2.8
解析(1)本小題就是替代法測(cè)電阻,電阻箱的讀數(shù)即是滑動(dòng)變阻器的電阻,即電阻為3.6Ω。
(2)①為保護(hù)電路,先要把可變電阻調(diào)到最大值;因?yàn)樽詈笠?huà)出圖像,所以必須要知道電阻的阻值,所以要用到電阻箱這個(gè)支路,所以接下來(lái)要閉合S1,調(diào)節(jié)電阻R1。
②由閉合電路歐姆定律E=IR+IrA+Ir,可得1I=1ER+r+rAE,所以縱截距表示內(nèi)阻和電流表的內(nèi)阻之和與電動(dòng)勢(shì)的比值,圖像斜率表示電動(dòng)勢(shì)的倒數(shù),所以圖像縱軸截距與電源電動(dòng)勢(shì)的乘積代表電源內(nèi)阻和電流表的內(nèi)阻之和。圖像斜率為16,所以電動(dòng)勢(shì)為6.0V,縱截距為0.60,則內(nèi)阻和電流表的內(nèi)阻之和為3.6Ω,所以電源內(nèi)阻為2.8Ω。
三、計(jì)算題(本題共3小題,共32分)
11.(10分)在十字路口,紅燈攔停了很多汽車(chē)和行人,攔停的汽車(chē)排成筆直的一列,最前面一輛汽車(chē)的前端剛好與路口停車(chē)線相齊,相鄰兩車(chē)的前端間距均為d=6.0 m,且車(chē)長(zhǎng)為l0=4.8 m,最前面的行人站在人行橫道線邊緣,已知人行橫道線長(zhǎng)s=20 m。若汽車(chē)啟動(dòng)時(shí)都以a1=2.5 m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速到v1=10.0 m/s后做勻速直線運(yùn)動(dòng)通過(guò)路口。行人起步的加速度為a2=0.5 m/s2,達(dá)到v2=1.0 m/s后勻速通過(guò)人行橫道線。已知該路口亮綠燈的時(shí)間t=40 s,而且有按倒計(jì)時(shí)顯示的時(shí)間顯示燈(無(wú)黃燈)。另外交通法規(guī)定:原在綠燈時(shí)通行的汽車(chē),紅燈亮起時(shí),車(chē)頭已越過(guò)停車(chē)線的允許通過(guò)。由于行人和汽車(chē)司機(jī)一直關(guān)注著紅綠燈,因此可以不考慮行人和汽車(chē)的反應(yīng)時(shí)間。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)路口對(duì)面最前面的行人在通過(guò)橫道線的過(guò)程中與幾輛車(chē)擦肩而過(guò)?
(2)按題述情景,不能通過(guò)路口的第一輛汽車(chē)司機(jī),在時(shí)間顯示燈剛亮出“3”時(shí)開(kāi)始剎車(chē),使車(chē)勻減速運(yùn)動(dòng),結(jié)果車(chē)的前端與停車(chē)線相齊,求剎車(chē)后汽車(chē)經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間停下。
答案(1)31輛 (2)6.8 s
解析(1)汽車(chē)加速時(shí)間t1=v1a1=4.0s,加速位移為x1=12a1t12=20m
行人加速的時(shí)間t2=v2a2=2.0s,加速位移為x2=v22t2=1m
行人通過(guò)橫道線的時(shí)間為t=t2+s-x2v2=21s
在行人通過(guò)橫道線的時(shí)間內(nèi)汽車(chē)行駛位移
x3=x1+v1(t-t1)=190m
能到達(dá)橫道線的車(chē)輛數(shù)N1=x3d≈31.7,0.7d=4.2m
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滾動(dòng)
測(cè)試
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