资源描述
安徽省六安第一中学2025年物理高三第一学期期末复习检测试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题: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。
1、1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器,如图所示,磁感应强度为B的匀强磁场与D形盒面垂直,两盒间的狭缝很小,粒子穿过的时间可忽略,它们接在电压为U、周期为T的交流电源上,中心A处粒子源产生的粒子飘人狭缝中由初。速度为零开始加速,最后从出口处飞出。D形盒的半径为R,下列说法正确的是( )
A.粒子在出口处的最大动能与加速电压U有关
B.粒子在出口处的最大动能与D形盒的半径无关
C.粒子在D形盒中运动的总时间与交流电的周期T有关
D.粒子在D形盒中运动的总时间与粒子的比荷无关
2、如图是德国物理学家史特恩设计的最早测定气体分子速率的示意图.M、N是两个共轴圆筒的横截面,外筒N的半径为R,内筒的半径比R小得多,可忽略不计.筒的两端封闭,两筒之间抽成真空,两筒以相同角速度ω绕其中心轴线匀速转动.M筒开有与转轴平行的狭缝S,且不断沿半径方向向外射出速率分别为v1和v2的分子,分子到达N筒后被吸附,如果R、v1、v2保持不变,ω取某合适值,则以下结论中正确的是( )
A.当时(n为正整数),分子落在不同的狭条上
B.当时(n为正整数),分子落在同一个狭条上
C.只要时间足够长,N筒上到处都落有分子
D.分子不可能落在N筒上某两处且与S平行的狭条上
3、如图,真空中固定两个等量同种点电荷A、B,AB连线中点为O。在A、B所形成的电场中,以O点为圆心、半径为R的圆面垂直AB连线,以O为几何中心的边长为2R的正方形平面垂直圆面且与AB连线共面,两个平面边线交点分别为e、f,则下列说法正确的是( )
A.在a、b、c、d四点中存在场强和电势均相同的点
B.将一试探电荷由e点沿圆弧egf移到f点电场力始终不做功
C.将一试探电荷由f点移到正方形a、b、c、d任意一点时电势能的变化量都不相同
D.沿线段eOf移动的电荷所受的电场力先增大后减小
4、四个水球可以挡住一颗子弹!如图所示,是央视《国家地理》频道的实验示意图,直径相同(约30cm左右)的4个装满水的薄皮气球水平固定排列,子弹射入水球中并沿水平线做匀变速直线运动,恰好能穿出第4个水球,气球薄皮对子弹的阻力忽略不计。以下判断正确的是( )
A.子弹在每个水球中的速度变化相同
B.每个水球对子弹做的功不同
C.每个水球对子弹的冲量相同
D.子弹穿出第3个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等
5、如图所示,圆心在O点、半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直固定在水平桌面上,OC与OA的夹角为60°,轨道最低点A与桌面相切.一足够长的轻绳两端分别系着质量为m1和m2的两小球(均可视为质点),挂在圆弧轨道光滑边缘C的两边,开始时m1位于C点,然后从静止释放,若m1恰好能沿圆弧下滑到A点.则( )
A.两球速度大小始终相等
B.重力对m1做功的功率不断增加
C.m1=2m2
D.m1=3m2
6、一个质量为m的小球,以大小为v0的初速度被竖直向上抛出,从抛出到落地的过程中,重力对小球做功为mv02。不计空气阻力,则此过程重力对小球的冲量大小为
A. B. C. D.
二、多项选择题: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,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点,如右图所示,绳a与水平方向成θ角,绳b在水平方向且长为l,当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
A.a绳的张力不可能为零
B.a绳的张力随角速度的增大而增大
C.当角速度,b绳将出现弹力
D.若b绳突然被剪断,则a绳的弹力一定发生变化
8、倾角为的光滑绝缘斜面底端O点固定一正点电荷,一带正电的小物块(可视为质点)从斜面上的A点由静止释放,沿斜面向下运动能够到达的最低点是B点。取O点所在的水平面为重力势能的零势能面,A点为电势能零点,小物块的重力势能、BA之间的电势能随它与O点间距离x变化关系如图所示。重力加速度,由图中数据可得( )
A.小物块的质量为5kg
B.在B点,
C.从A点到B点,小物块速度先增大后减小
D.从A点到B点,小物块加速度先增大后减小
9、1772年,法籍意大利数学家拉格朗日在论文《三体问题》指出:两个质量相差悬殊的天体(如太阳和地球)所在同一平面上有5个特殊点,如图中的L1、L2、L3、L4、L5所示,人们称为拉格朗日点。若飞行器位于这些点上,会在太阳与地球共同引力作用下,可以几乎不消耗燃料而保持与地球同步绕太阳做圆周运动。若发射一颗卫星定位于拉格朗日L2点,下列说法正确的是( )
A.该卫星绕太阳运动周期和地球公转周期相等
B.该卫星在L2点处于平衡状态
C.该卫星绕太阳运动的向心加速度小于地球绕太阳运动的向心加速度
D.该卫星在L2处所受太阳和地球引力的合力比在L1处大
10、如图所示,沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线,其波速为200m/s,则下列说法正确的是( )
A.图示时刻质点b的加速度正在增大
B.从图示时刻开始,经0.01s,质点b位于平衡位置上方,并向y轴正方向做减速运动
C.从图示时刻开始,经0.01s,质点a沿波传播方向迁移了2m
D.若该波发生明显的衍射现象,则它所遇到的障碍物或孔的尺寸一定比4m大得多
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11.(6分)某同学采用如图甲所示的实验装置探究加速度和力的关系,其中小车的质量为M,砂和砂桶的总质量为m(滑轮光滑),交流电频率为Hz
(1)本实验中______(需要/不需要)满足
(2)松开砂桶,小车带动纸带运动,若相邻计数点间还有4个点未画出,纸带如图乙所示,则小车的加速度______m/s2(结果保留三位有效数字)
12.(12分) (1)如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤,将它们按操作先后顺序排列应是________(用符号表示)
(2)用“油膜法”来粗略估测分子的大小,是通过一些科学的近似处理,这些处理有:___________。
(3)某同学通过测量出的数据计算分子直径时,发现计算结果比实际值偏大,可能是由于(_____)
A.油酸未完全散开
B.油酸溶液浓度低于实际值
C.计算油膜面积时,将所有不足一格的方格计为一格
D.求每滴溶液体积时,1mL的溶液的滴数多记了10滴
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13.(10分)如图所示,CDE和MNP为两根足够长且弯折的平行金属导轨,CD、MN部分与水平面平行,DE和NP与水平面成30°,间距L=1m,CDNM面上有垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小B1=1T,DEPN面上有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小B2=2T。两根完全相同的导体棒a、b,质量均为m=0.1kg,导体棒b与导轨CD、MN间的动摩擦因数均为μ=0.2,导体棒a与导轨DE、NP之间光滑。导体棒a、b的电阻均为R=1Ω。开始时,a、b棒均静止在导轨上除导体棒外其余电阻不计,滑动摩擦力和最大静摩擦力大小相等,运动过程中a、b棒始终不脱离导轨,g取10m/s2.
(1)b棒开始朝哪个方向滑动,此时a棒的速度大小;
(2)若经过时间t=1s,b棒开始滑动,则此过程中,a棒发生的位移多大;
(3)若将CDNM面上的磁场改成竖直向上,大小不变,经过足够长的时间,b棒做什么运动,如果是匀速运动,求出匀速运动的速度大小,如果是匀加速运动,求出加速度大小。
14.(16分)在纸面平面内有一平面直角坐标系xOy,A为y轴上到O距离为d的点、C为x轴上到O距离为2d的点,在A沿x轴正向以速度v0发射一个带负电荷的带电粒子,粒子质量为m、电荷量为-q。在第一象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,在第四象限存在垂直纸面向里、磁场感应强度大小为的匀强磁场,带电粒子从A点发出后,经过x轴上的C点进入磁场,进入磁场经过一段时间后从y轴的下半轴飞出磁场,不计重力,求:
(1)电场场强大小;
(2)带电粒子在电场和磁场中运动的总时间。
15.(12分)如图所示,ABCD是某种透明材料的截面,AB面为平面,CD面是半径为R的圆弧面,O1O2为对称轴;一束单色光从O1点斜射到AB面上折射后照射到圆弧面上E点,刚好发生全反射,∠O1O2E= 30°,DO2⊥CO2,透明材料对单色光的折射率为,光在真空中传播速度为c,求:
(i)单色光在AB面上入射角α的正弦值;(结果可以用根号表示)
(ii)光在透明材料中传播的时间(不考虑光在BC面的反射)。(结果可以用根号表示)
参考答案
一、单项选择题: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。
1、D
【解析】
AB.根据回旋加速器的加速原理,粒子不断加速,做圆周运动的半径不断变大,最大半径即为D形盒的半径R,由
得
最大动能为
故AB错误;
CD.粒子每加速一次动能增加
ΔEkm=qU
粒子加速的次数为
粒子在D形盒中运动的总时间
,
联立得
故C错误,D正确。
故选D。
2、A
【解析】
微粒从M到N运动时间 ,对应N筒转过角度 ,即如果以v1射出时,转过角度: ,如果以v2射出时,转过角度: ,只要θ1、θ2不是相差2π的整数倍,即当 时(n为正整数),分子落在不同的两处与S平行的狭条上,故A正确,D错误;若相差2π的整数倍,则落在一处,即当 时(n为正整数),分子落在同一个狭条上.故B错误;若微粒运动时间为N筒转动周期的整数倍,微粒只能到达N筒上固定的位置,因此,故C错误.故选A
点睛:解答此题一定明确微粒运动的时间与N筒转动的时间相等,在此基础上分别以v1、v2射出时来讨论微粒落到N筒上的可能位置.
3、B
【解析】
A.根据等量同种电荷的电场线分布情况可知,、的电势相同,电场强度不同,由对称性可知,、的电势相同,电场强度也不相同,故A错误;
B.将一试探电荷由点沿圆弧移到点,试探电荷受到的电场力始终沿着径向方向,始终与运动的速度方向垂直,根据做功关系可知,电场力始终不做功,故B正确;
C.由于、的电势相同,故从点到、两点电势能变化量相同,同理从点到、两点电势能变化量相同,故C错误;
D.根据等量同种电荷的电场线分布,沿移动电场线先变疏再变密,根据可知,电场力先变小后变大,故D错误;
故选B。
4、D
【解析】
A.子弹向右做匀减速运动,通过相等的位移时间逐渐缩短,所以子弹在每个水球中运动的时间不同。加速度相同,由知,子弹在每个水球中的速度变化不同,选项A错误;
B.由知,f不变,x相同,则每个水球对子弹的做的功相同,选项B错误;
C.由知,f不变,t不同,则每个水球对子弹的冲量不同,选项C错误;
D.子弹恰好能穿出第4个水球,则根据运动的可逆性知子弹穿过第4个小球的时间与子弹穿过前3个小球的时间相同,子弹穿出第3个水球的瞬时速度即为中间时刻的速度,与全程的平均速度相等,选项D正确。
故选 D。
5、C
【解析】
A. m1由C点下滑到A点过程中,两球沿绳子方向的速度大小相等;m1由C点滑下去一段后,绳子与圆的切线不重合,而是类似于圆的一根弦线存在,m2一直沿竖直方向上升,所以两球速度大小不相等,故A项错误;
B.重力对m1做功的功率
指的是竖直分速度,m1从C点静止释放,所以C点处m1的竖直分速度为零;m1恰好能沿圆弧下滑到A点,A点处m1的竖直分速度也为零;从C点到A点过程中,m1的竖直分速度不为零;所以整个过程中m1的竖直分速度从无到有再从有到无,也就是一个先变大后变小的过程,所以重力对m1做功的功率先增大后变小;故B项错误;
CD. m1 从C点静止释放,恰好能沿圆弧下滑到A点,则据几何关系和机械能守恒得:
解得:
m1=2m2
故C项正确,D项错误。
6、D
【解析】
根据动能定理:
得v=v0,根据动量定理,重力的冲量:
I= m(v+ v0)=(+1)mv0。
ABC.由上计算重力对小球的冲量大小为(+1)mv0,ABC错误;
D. 由上计算重力对小球的冲量大小为(+1)mv0,D正确。
二、多项选择题: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,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、AC
【解析】
小球做匀速圆周运动,在竖直方向上的合力为零,水平方向上的合力提供向心力,所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等,可知a绳的张力不可能为零,故A正确;根据竖直方向上平衡得,Fasinθ=mg,解得,可知a绳的拉力不变,故B错误;当b绳拉力为零时,有:,解得,可知当角速度时,b绳出现弹力,故C正确;由于b绳可能没有弹力,故b绳突然被剪断,a绳的弹力可能不变,故D错误。
8、BC
【解析】
A.因为规定A点的电势为零,由图象可知OA之间的距离为2m,在A点具有的重力势能Ep=100J,也是物块具有的总能量,根据
Ep=mgh=mgOAsin30°
得
m=10kg
故A错误;
B.小物块在B点时电势能最大,由图象可知OB间距离为1.5m,此时的重力势能为
EpB=mgOBsin30°=10×10×1.5×0.5J=75J
由前面的分析可知物块的总能量是
E=100J
根据
E=EpB+E电
可得
E电=25J
故B正确;
C.小物块从A点静止出发,到B点速度为零,所以从A到B的过程中,物块的速度是先增大后减小的,故C正确;
D.在小物块下滑的过程中,所受的库仑力逐渐增大,一开始重力的分力大于库仑力,所以向下做加速运动,但随着库仑力的增大,其加速度逐渐减小,当库仑力与重力沿斜面的分力相等时,合力为零,加速度为零,此时物块速度达到最大,以后库伦力大于重力的分力,物块开始做减速运动,且加速度越来越大,所以整个过程加速度是先减小到零后反向增大,故D错误。
故选BC。
9、AD
【解析】
A.据题意知,卫星与地球同步绕太阳做圆周运动,则卫星绕太阳运动周期和地球公转周期相等,故A正确;
B.卫星受的合力为地球和太阳对它引力的合力,这两个引力方向相同,合力不为零,处于非平衡状态,故B错误;
C.由于卫星与地球绕太阳做圆周运动的周期相同,卫星的轨道半径大,根据公式分析可知,卫星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度,故C错误;
D.由题可知,卫星在L1点与L2点的周期与角速度是相等的,卫星的合力提供向心力,根据向心力的公式可知,在L1点处的半径小,所以在L1点处的合力小,故D正确。
故选AD。
10、AB
【解析】
A.由于波沿x轴正方向传播,根据“上下坡”法,知道b质点正向下振动,位移增大,加速度正在增大,故A正确;
B.由图知,波长λ=4m,则该波的周期为
从图示时刻开始,经过0.01s,即半个周期,质点b位于平衡位置上方,并向y轴正方向做减速运动,故B正确;
C.质点a不会沿波传播方向迁移,故C错误;
D.当波的波长比障碍物尺寸大或差不多时,就会发生明显的衍射,所以若该波发生明显的衍射现象,则该波所遇到的障碍物尺寸一定比4 m小或和4m差不多,故D错误。
故选:AB。
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11、不需要 2.01
【解析】
(1)[1]小车所受拉力可以由弹簧测力计测出,无需满足
(2)[2]计数点间有4个点没有画出,计数点间的时间间隔为
t=0.02×5s=0.1s
由匀变速直线运动的推论
可得小车的加速度
代入数据解得a=2.01m/s2
12、dacb 把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜,把形成油膜的分子看做紧密排列的球形分子 A
【解析】
(1)[1] “油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为:配制酒精油酸溶液(教师完成,记下配制比例)→测定一滴油酸酒精溶液的体积(d)→准备浅水盘→形成油膜(a)→描绘油膜边缘(c)→测量油膜面积(b)→计算分子直径;因此操作先后顺序排列应是dacb;
(2)[2]在“用油膜法估测分子的大小”实验中,我们的科学的近似处理是:①油膜是呈单分子分布的;②把油酸分子看成球形;③分子之间没有空隙;
(3)[3]计算油酸分子直径的公式是
V是纯油酸的体积,S是油膜的面积。
A. 油酸未完全散开,测得的S偏小,测得的分子直径d将偏大,故A正确;
B. 如果测得的油酸溶液浓度低于实际值,测得的油酸的体积偏小,测得的分子直径将偏小,故B错误;
C. 计算油膜面积时将所有不足一格的方格计为一格,测得的S将偏大,测得的分子直径将偏小,故C错误;
D. 求每滴体积时,lmL的溶液的滴数误多记了10滴,一滴溶液的体积
可知,测得一滴液体的体积偏小,测得纯油酸的体积将偏小,测得的分子直径将偏小,故D错误。
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、(1);(2)0.24m;(3)匀加速,0.4m/s2。
【解析】
(1)开始时,a棒向下运动,b棒受到向左的安培力,所以b棒开始向左运动,当b棒开始运动时有
对a棒
联立解得
(2)由动量定理得对a棒
其中
联立解得
(3)设a棒的加速度为a1,b棒的加速度为a2,则有
且
当稳定后,I保持不变,则
可得
联立解得两棒最后做匀加速运动,有a1=0.2m/s2,a2=0.4m/s2
14、 (1);(2)
【解析】
(1)带电粒子在第一象限做类平抛运动,经过x轴时的速度与x轴正方向夹角为θ,沿x轴正向
2d=v0t1
沿y轴负方向
d=at12
联立解得
,
又
a=,tanθ=
粒子经过x轴的速度大小为
v=
解得
E=,θ=45°,
(2)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力qvB=,结合解得运动半径
R=d
做出带电粒子在磁场中的运动轨迹如图
由于带电粒子进入磁场时的速度方向与x轴成45°,所以带电粒子在磁场中运动半个周期,运动周期
T==
粒子在磁场中运动时间
t2=T=
带电粒子在电场和磁场中运动的总时间为
15、(i)(ii)
【解析】
(i)光在圆弧面上刚好发生全反射,因此有 sinC=
由几何关系可知r+θ=C,因此r=30°,由折射公式有
n=,sinα=
(ii)由几何关系可知 O1E=R
光在E点的反射光线EF平行于AB,则 EF=Rsin45°−Rsin30°=
光在材料中传播速度
因此光在材料中传播的时间为
解答此类问题的关键是画出光路图,根据全反射条件、折射定律和几何关系列方程联立求解。
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