滾動測試卷四(第一~十二章)(時(shí)間:60分鐘滿分: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。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)1.關(guān)于物理學(xué)的研究方法,下列說法不正確的是()A.伽利略開創(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)裝置測量引力常量時(shí),應(yīng)用了放大法C.由牛頓運(yùn)動定律可知加速度a=FmD.“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”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。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。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>a3C.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)動的周期相同,空間站半徑小,由a=ω2r得a1<a2,月球與同步衛(wèi)星都是由地球的萬有引力提供向心力做圓周運(yùn)動,而同步衛(wèi)星的半徑小,由a=GMr2得a2<a3。綜上所述,a3>a2>a3.1966年,在地球的上空完成了用動力學(xué)方法測質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí),用雙子星號宇宙飛船去接觸正在軌道上運(yùn)行的火箭組(后者的發(fā)動機(jī)已熄火),接觸以后,開動“雙子星號”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=895N,推進(jìn)器開動時(shí)間Δt=7s。測出飛船和火箭組的速度變化Δv=0.91m/s。已知雙子星號飛船的質(zhì)量m1=3400kg。由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可測出火箭組的質(zhì)量m2為()A.3400kg B.3485kgC.6265kg D.6885kg答案:B解析:根據(jù)動量定理得FΔt=(m1+m2)Δv,代入數(shù)據(jù)解得m2≈3485kg,B選項(xiàng)正確。4.(2019·四川樂山模擬)如圖所示,真空中a、b、c、d四點(diǎn)共線且等距,a、b、c、d連線水平。先在a點(diǎn)固定一點(diǎn)電荷+Q,測得b點(diǎn)電場強(qiáng)度大小為E。若再將另一點(diǎn)電荷+2Q放在d點(diǎn),則()A.b點(diǎn)電場強(qiáng)度大小為E2B.b點(diǎn)電場強(qiáng)度大小為3EC.c點(diǎn)電場強(qiáng)度大小為9ED.c點(diǎn)電場強(qiáng)度大小為9E答案:A解析:設(shè)ab=bc=cd=L,+Q在b點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E,且E=kQr2,方向水平向右;+2Q在b點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E1=k2Q(2L)2=kQ2L2=E2,方向水平向左,所以b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為Eb=E-12E=12E,方向水平向右,故A正確,B錯(cuò)誤;+Q在c點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為Ec1=kQ(2L)2=E4,方向向右;+5.如圖甲所示,在水平面上固定一電阻為R、半徑為r0的單匝金屬線圈,線圈內(nèi)有一半徑為r(r<r0)的區(qū)域內(nèi)存在垂直線圈平面向上的勻強(qiáng)磁場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t如圖乙變化時(shí),令πB0r2Rt0=a,答案:D解析:在0~t0時(shí)間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢:E1=ΔBΔtS=B0感應(yīng)電流I1=E1R根據(jù)楞次定律,電流為順時(shí)針方向,即正方向;在t0~3t0時(shí)間內(nèi)線圈中磁通量不變,產(chǎn)生的感應(yīng)電流為零;在3t0~5t0時(shí)間內(nèi),電動勢:E2=ΔBΔtS=B0感應(yīng)電流I2=E2R根據(jù)楞次定律,電流為逆時(shí)針方向,即負(fù)方向,故選D。6.如圖所示,重12N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50N的物塊G2上,物塊G2靜止于傾角為37°的斜面上(sin37°=0.6,cos37°=0.8),g取10m/s2。則下列說法正確的是()A.繩PB對物塊G2的拉力為9NB.繩PA對P點(diǎn)的拉力為20NC.斜面對物塊G2的摩擦力為37.2ND.斜面對物塊G2的支持力為34.6N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°+FB'·cos37°,FN+FB'sin37°=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、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)均勻輻射電場在中心線處的電場強(qiáng)度大小為E,磁分析器有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場,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的粒子從靜止開始經(jīng)加速電場加速后沿中心線通過靜電分析器,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,下列說法正確的是()A.極板M比極板N電勢高B.加速電場的電壓U=ERC.直徑PQ=2BqmERD.若一群粒子從靜止開始經(jīng)過上述過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板的電勢高于N板,A正確;根據(jù)電場力提供向心力,則有qE=mv2R,又粒子在加速電場中運(yùn)動,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=mv2r8.在探究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,用光照射某種金屬,測得該金屬表面有光電子逸出的最大入射光波長為λ0。若用氫原子發(fā)出的光照射該金屬,已知?dú)湓訌哪芗?躍遷到能級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4躍遷到能級3發(fā)出的光不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)。已知?dú)湓幽芗壢鐖D所示,真空中的光速為c。則()A.該金屬的極限頻率為cB.該金屬的逸出功大于0.66eVC.當(dāng)用氫原子從能級5躍遷到能級3發(fā)出的光照射該金屬時(shí),該金屬一定會發(fā)生光電效應(yīng)D.當(dāng)用氫原子從其他能級躍遷到能級1發(fā)出的光照射該金屬時(shí),該金屬一定會發(fā)生光電效應(yīng)答案:ABD解析:用光照射某種金屬,測得該金屬表面有光電子逸出的最大入射光波長為λ0。根據(jù)波長和頻率的關(guān)系得,該金屬的極限頻率為cλ0,故A正確;從能級4躍遷到能級3發(fā)出的光不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)。能級間躍遷輻射的光子能量等于兩能級間的能級差,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4躍遷到能級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?躍遷到能級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5躍遷到能級3發(fā)出的光照射該金屬時(shí),該金屬不一定會發(fā)生光電效應(yīng),故C錯(cuò)誤;當(dāng)用氫原子從其他能級躍遷到能級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10二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題,共20分)9.(8分)某課外活動小組利用豎直上拋運(yùn)動來驗(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,先后通過光電門A、B,計(jì)時(shí)裝置測出小球通過A、B的時(shí)間分別為2.55ms、5.15ms,由此可知小球通過光電門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)用刻度尺測出光電門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來表示)。

(3)通過多次的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),小球通過光電門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)1.0204.0(2)v(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+0.05×4mm=10.20mm=1.020cm;vA=dtA=1.020×10-22.55×10-310.(12分)某同學(xué)用下列器材測電源的電動勢和內(nèi)阻。待測電源E(電動勢約為3V,內(nèi)阻約為2.5Ω);電流表A(量程為0~0.6A,內(nèi)阻約為0.5Ω);電阻箱R(最大阻值為99.9Ω);開關(guān)S,導(dǎo)線若干。(1)在方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。該同學(xué)根據(jù)正確的電路圖,正確連接電路,規(guī)范操作。(2)第一次測量:調(diào)節(jié)電阻箱R,示數(shù)為R1時(shí),讀取電流表示數(shù)I1;示數(shù)為R2時(shí),讀取電流表示數(shù)I2。則電源電動勢的計(jì)算式E=,內(nèi)阻的計(jì)算式r=。

(3)第二次測量:調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值,記錄多組電流表的讀數(shù)I和電阻箱的對應(yīng)讀數(shù)R,以1I為縱坐標(biāo),R為橫坐標(biāo),根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出如圖所示的1I-R圖線,則電源電動勢E=V,內(nèi)阻r=(4)關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是。

A.由于電流表的內(nèi)阻,會使電源內(nèi)阻的測量值存在系統(tǒng)誤差B.由于電流表的內(nèi)阻,會使電源電動勢的測量值存在系統(tǒng)誤差C.第二次測量中的數(shù)據(jù)處理方式可以減小偶然誤差D.第一次測量中,若測有三組數(shù)據(jù),則可求得電源電動勢E和內(nèi)阻r及電流表內(nèi)阻RA答案:(1)如解析圖所示(2)I(3)33(4)AC解析:(1)由題意可得應(yīng)將電源與電流表和電阻箱串聯(lián)。(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知E=I1(R1+r),E=I2(R2+r),由兩式解得E=I1I2((3)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知E=I(R+r),即1I=1E·R+rE,結(jié)合圖像可知直線斜率k=13=1(4)實(shí)驗(yàn)中電流表視為理想電表,實(shí)際電流表有一部分內(nèi)阻,電源內(nèi)阻測量值包含了電流表的內(nèi)阻,但是并不影響電動勢的測量,電動勢的測量值等于真實(shí)值,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;測量多組數(shù)據(jù),利用圖像斜率和截距處理數(shù)據(jù),測量值更加精確,可以減小偶然誤差,選項(xiàng)C正確;如果考慮電流表內(nèi)阻,即使測量三組數(shù)據(jù),只能測量電動勢和電源與電流表的總電阻,無法求解電源的內(nèi)阻,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。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和行人,攔停的汽車排成筆直的一列,最前面一輛汽車的前端剛好與路口停車線相齊,相鄰兩車的前端間距均為d=6.0m,且車長為l0=4.8m,最前面的行人站在人行橫道線邊緣,已知人行橫道線長s=20m。若汽車啟動時(shí)都以a1=2.5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動,加速到v1=10.0m/s后做勻速直線運(yùn)動通過路口。行人起步的加速度為a2=0.5m/s2,達(dá)到v2=1.0m/s后勻速通過人行橫道線。已知該路口亮綠燈的時(shí)間t=40s,而且有按倒計(jì)時(shí)顯示的時(shí)間顯示燈(無黃燈)。另外交通法規(guī)定:原在綠燈時(shí)通行的汽車,紅燈亮起時(shí),車頭已越過停車線的允許通過。由于行人和汽車司機(jī)一直關(guān)注著紅綠燈,因此可以不考慮行人和汽車的反應(yīng)時(shí)間。請回答下列問題:(1)路口對面最前面的行人在通過橫道線的過程中與幾輛車擦肩而過?(2)按題述情景,不能通過路口的第一輛汽車司機(jī),在時(shí)間顯示燈剛亮出“3”時(shí)開始剎車,使車勻減速運(yùn)動,結(jié)果車的前端與停車線相齊,求剎車后汽車經(jīng)多長時(shí)間停下。答案:(1)31輛(2)6.8s解析:(1)汽車加速時(shí)間t1=v1a1=4.0s,加速位移為x1=12a行人加速的時(shí)間t2=v2a2=2.0s,加速位移為x2=v2行人通過橫道線的時(shí)間為t'=t2+s-x在行人通過橫道線的時(shí)間內(nèi)汽車行駛位移x3=x1+v1(t'-t1)=190m能到達(dá)橫道線的車輛數(shù)N1=x3d≈31.7,0.7d=4.2m<l0=4.8m,即第32輛車有一部分是行人離開橫道線后從側(cè)邊走過,故取N1(2)在亮燈t=40s內(nèi)汽車行駛的位移x4=x1+v1(t-t1)=380m該時(shí)段內(nèi)能通過路口的車輛N2=x4d≈63.3,取整知N2設(shè)t0=3s時(shí)第65輛車行駛的位移為x5=x1+v1(t-t1-t0)=350m,此時(shí)車離停車線的距離x6=64d-x5=34m,故它停下的時(shí)間滿足x6=v12t3,解得t3=612.(10分)右圖為車站使用的水平傳送帶的模型,水平傳送帶的長度為l=8m,傳送帶的皮帶輪的半徑均為R=0.2m,傳送帶的上部距地面的高度為h=0.45m,現(xiàn)有一個(gè)旅行包(視為質(zhì)點(diǎn))以v0=10m/s的初速度水平地滑上水平傳送帶,已知旅行包與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.6,g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力。(1)若傳送帶靜止,旅行包滑到B端時(shí),人沒有及時(shí)取下,旅行包將從B端滑落,求旅行包的落地點(diǎn)與B端的水平距離。(2)設(shè)皮帶輪順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動,并設(shè)水平傳送帶長度仍為8m,旅行包滑上傳送帶的初速度恒為10m/s,當(dāng)皮帶輪的角速度ω值在什么范圍內(nèi),旅行包落地點(diǎn)與B端的水平距離始終為(1)中所求的距離?若皮帶輪的角速度ω1=40rad/s,旅行包落地點(diǎn)與B端的水平距離又是多少?答案:(1)0.6m(2)ω≤10rad/s2.4m解析:(1)旅行包做勻減速運(yùn)動的加速度為a=μg=6m/s2旅行包到達(dá)B端的速度為v=v02-旅行包的落地點(diǎn)與B端的水平距離為s=vt=v2?g=0(2)要使旅行包落地點(diǎn)始終為(1)中所求的位置,旅行包在傳送帶上需做勻減速運(yùn)動,則皮帶輪的臨界角速度為ω=vR=ω值的范圍是ω≤10rad/s當(dāng)ω1=40rad/s時(shí),傳送帶速度為v1=ω1R=8m/s當(dāng)旅行包速度也為v1=8m/s時(shí),在傳送帶上運(yùn)動的距離為s'=v02以后旅行包做勻速直線運(yùn)動,所以旅行包到達(dá)B端的速度也為v1=8m/s旅行包的落地點(diǎn)與B端的水平距離為s1=v1t=v12?g=213.(12分)如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中,第三象限里有一加速電場,一個(gè)電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子(不計(jì)重力),從靜止開始經(jīng)加速電場加速后,垂直于x軸從A(-4L,0)點(diǎn)進(jìn)入第二象限,在第二象限的區(qū)域內(nèi),存在著指向O點(diǎn)的均勻輻射狀電場,距O點(diǎn)4L處的電場強(qiáng)度大小均為E=qLB0216m,粒子恰好能垂直于y軸從C(0,4L)點(diǎn)進(jìn)入第一象限,如圖所示