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1、小卷30分鐘提分練(8選擇+2實(shí)驗(yàn))(一)
一、選擇題(本題共8小題,每小題6分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第14~18題只有一項(xiàng)符合題目要求,第19~21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.)
14.如圖是氫原子的能級示意圖.已知鋅的逸出功為3.3 eV,一群處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)輻射出不同頻率的光,其中能使鋅發(fā)生光電效應(yīng)的有( )
A.2種
B.3種
C.5種
D.6種
解析:一群處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)能夠輻射出C=6種頻率的光子,分別為4→3,4→2,4→1,3→2,3→1,2→1,結(jié)合題圖可知能使鋅
2、發(fā)生光電效應(yīng)的有3種,選項(xiàng)B正確.
答案:B
15.質(zhì)量分別為m1、m2的甲、乙兩球,在離地相同高度處,同時(shí)由靜止開始下落,由于空氣阻力的作用,兩球到達(dá)地面前經(jīng)時(shí)間t0分別達(dá)到穩(wěn)定速度v1、v2,已知空氣阻力大小f與小球的下落速率v成正比,即f=kv(k>0),且兩球的比例常數(shù)k完全相同,兩球下落的v-t關(guān)系圖象如圖所示,下列說法正確的是( )
A.m1v2,因此m1
3、>m2,故A錯(cuò)誤,B正確;兩球由靜止釋放瞬間的速度v=0,因此空氣阻力f=0,兩球均只受重力,加速度均為重力加速度g,故C錯(cuò)誤;v-t圖象與時(shí)間軸所圍圖形的面積表示球通過的位移,由圖象可以知道,t0時(shí)間內(nèi)兩球下落的高度不相等,故D錯(cuò)誤.
答案:B
16.圖甲為一小型發(fā)電機(jī)的示意圖,發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為1 Ω,燈泡L的電阻為9 Ω,電壓表為理想交流電壓表.發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢e隨時(shí)間t按圖乙所示的正弦規(guī)律變化,則( )
A.0.01 s時(shí)穿過線圈的磁通量為零
B.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50 rad/s
C.電壓表的示數(shù)為10 V
D.燈泡L的電功率為9 W
解析:由圖乙可知,0.01
4、s時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零,此時(shí)線圈位于中性面位置,磁通量的變化率為零,穿過線圈的磁通量最大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由圖乙可知,該交變電流的周期(線圈轉(zhuǎn)動的周期)為T=0.02 s,根據(jù)ω=可得,線圈轉(zhuǎn)動的角速度為100π rad/s,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;該交變電流的電動勢有效值為10 V,根據(jù)閉合電路歐姆定律I=可得,流經(jīng)燈泡的電流為1 A,因此,燈泡兩端的電壓(電壓表的示數(shù))為U=IR=9 V,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)公式P=UI可得,燈泡L的電功率為9 W,選項(xiàng)D正確.
答案:D
17.如圖,某同學(xué)在沙料場中發(fā)現(xiàn)沙子堆積時(shí)會形成圓錐體,且堆積過程中圓錐體的底角保持不變.他測得某堆沙子的底部周長約為3
5、0 m,沙子之間的動摩擦因數(shù)約為0.8,則這堆沙子的體積約為(圓錐體的體積等于底面積與高的乘積的三分之一)( )
A.1×102 m3 B.2×102 m3
C.3×102 m3 D.8×102 m3
解析:對圓錐面上的任一沙子有:mgsin θ=μmgcos θ(θ為圓錐體的底角),即有tan θ=μ=0.8.根據(jù)數(shù)學(xué)知識得圓錐底部的半徑r== m,圓錐體的高為h=rtan θ= m,圓錐體的體積為V=Sh=πr2h≈90 m3,選項(xiàng)A正確.
答案:A
18.如圖,水平傳送帶以恒定速度v順時(shí)針轉(zhuǎn)動,傳送帶右端上方的擋板上固定著一輕彈簧.將小物塊P輕放在傳送帶左端,P在接觸
6、彈簧前速度已達(dá)到v,與彈簧接觸后彈簧的最大形變量為d.P的質(zhì)量為m,與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為g.從P開始接觸彈簧到彈簧第一次達(dá)到最大形變的過程中( )
A.P的速度一直減小
B.摩擦力對P做功的功率一直減小
C.摩擦力對P做的功W<μmgd
D.彈簧的彈性勢能變化量ΔEp=mv2+μmgd
解析:由于P在接觸彈簧前速度已經(jīng)達(dá)到v,因此P在剛接觸彈簧瞬間,不受傳送帶的摩擦力,隨著P向右運(yùn)動,P受到水平向左的彈力且不斷增大,而P由于相對傳送帶有向左運(yùn)動的趨勢受到傳送帶水平向右的靜摩擦力,且靜摩擦力的大小等于彈簧彈力的大小,即P仍然要以速度v
7、向右運(yùn)動,直到彈簧的彈力等于傳送帶的最大靜摩擦力,之后P相對傳送帶向左運(yùn)動,即向右做加速度逐漸增大的變減速直線運(yùn)動,直到速度減為0,此時(shí)彈簧第一次達(dá)到最大形變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;剛接觸彈簧的一段時(shí)間內(nèi),摩擦力從零開始逐漸增大,P的速度不變,根據(jù)公式P=Fv知,功率逐漸增大,彈簧彈力大于摩擦力后,摩擦力的大小不變,P的速度逐漸變小,直至最后功率為零,由此可知,摩擦力對P做功的功率先增大后減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;P從接觸彈簧到彈簧彈力等于最大靜摩擦力的過程中,相對傳送帶靜止,即傳送帶對P的摩擦力逐漸增大,但始終小于μmg,因此,摩擦力對P做的功W<μmgd,選項(xiàng)C正確;應(yīng)用動能定理有:W-ΔEp=0-mv2,
8、得ΔEp=mv2+W
9、剛好完全離開磁場的過程,線框中的磁通量減少,根據(jù)楞次定律和安培定則可判斷出線框中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向(俯視),即這兩個(gè)過程線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反,選項(xiàng)A正確;應(yīng)用左手定則可判斷出這兩個(gè)過程線框所受的安培力方向均水平向左,即線框在這兩個(gè)過程中均做減速運(yùn)動,兩個(gè)過程線框磁通量變化的數(shù)值相等,而第一個(gè)過程所用的時(shí)間小于第二個(gè)過程所用的時(shí)間,則有=,可知選項(xiàng)B錯(cuò)誤;線框中產(chǎn)生的焦耳熱數(shù)值上等于安培力做的功,安培力FA=BIL=BL=,分析可知兩個(gè)過程線框均做減速運(yùn)動,即安培力始終在減小,又位移相同,因此兩個(gè)過程安培力做的功不同,即線框中產(chǎn)生的焦耳熱不同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;通過線框?qū)Ь€橫截面的電荷
10、量q=Δt=Δt=,則選項(xiàng)D正確.
答案:AD
20.回旋加速器主要結(jié)構(gòu)如圖,兩個(gè)中空的半圓形金屬盒接高頻交流電源,置于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場中,兩盒間的狹縫寬度很?。W釉碨位于金屬盒的圓心處,產(chǎn)生的粒子初速度可以忽略.用兩臺回旋加速器分別加速質(zhì)子(H)和α粒子(He),這兩臺加速器的金屬盒半徑、磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度、高頻交流電源的電壓均相等,不考慮相對論效應(yīng),則質(zhì)子和α粒子( )
A.所能達(dá)到的最大動量相等
B.所能達(dá)到的最大動能相等
C.受到的最大洛倫茲力相等
D.在達(dá)到最大動能的過程中通過狹縫的次數(shù)相等
解析:帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動,洛倫茲力提供向心力,即有q
11、vB=m,解得:v=,所以動能Ek=m·=,動量p===qBr,由于這兩臺加速器的金屬盒半徑、磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等,而α粒子的電荷量是質(zhì)子電荷量的二倍,質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的四倍,因此,二者所能達(dá)到的最大動量不相等,最大動能相等,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;洛倫茲力F洛=qvB=,二者受到的最大洛倫茲力相等,選項(xiàng)C正確;應(yīng)用動能定理有:nqU=Ekm,因此,在達(dá)到最大動能的過程中通過狹縫的次數(shù)n=,由以上分析可知,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
答案:BC
21.如圖,地球與月球可以看成雙星系統(tǒng),它們均繞連線上的C點(diǎn)(未畫出)轉(zhuǎn)動,在該系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動平面內(nèi)有兩個(gè)拉格朗日點(diǎn)L2、L4(位于這兩個(gè)點(diǎn)的衛(wèi)星能在地球引力和月球引
12、力的共同作用下繞C點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動,并保持與地球、月球相對位置不變),L2點(diǎn)在地月連線的延長線上,L4點(diǎn)與地球球心、月球球心的連線構(gòu)成一個(gè)等邊三角形.我國已發(fā)射的“鵲橋”中繼衛(wèi)星位于L2點(diǎn)附近,它為“嫦娥四號”成功登陸月球背面提供了穩(wěn)定的通信支持.假設(shè)L4點(diǎn)有一顆監(jiān)測衛(wèi)星,“鵲橋”中繼衛(wèi)星視為在L2點(diǎn).已知地球的質(zhì)量為月球的81倍,則( )
A.地球和月球?qū)ΡO(jiān)測衛(wèi)星的引力大小之比為81:1
B.地球球心和月球球心到C點(diǎn)的距離之比為1:9
C.監(jiān)測衛(wèi)星繞C點(diǎn)運(yùn)行的加速度比月球的大
D.監(jiān)測衛(wèi)星繞C點(diǎn)運(yùn)行的周期比“鵲橋”中繼衛(wèi)星的大
解析:根據(jù)萬有引力公式F=G可知,地球和月球?qū)ΡO(jiān)
13、測衛(wèi)星的引力大小之比為81:1,選項(xiàng)A正確;地球與月球可以看成雙星系統(tǒng),繞連線上的C點(diǎn)轉(zhuǎn)動,萬有引力提供向心力且角速度相等,對地球有:G=Mω2r1,對月球有:G=mω2r2,聯(lián)立解得:==,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由題意可知,監(jiān)測衛(wèi)星與地球球心、月球球心的連線構(gòu)成一個(gè)等邊三角形,C點(diǎn)位于地球球心與月球球心的連線上,由幾何知識可知,監(jiān)測衛(wèi)星與C點(diǎn)間的距離大于月球球心到C點(diǎn)間的距離,又監(jiān)測衛(wèi)星與地球、月球、“鵲橋”中繼衛(wèi)星繞C點(diǎn)運(yùn)動的角速度相同,可知監(jiān)測衛(wèi)星繞C點(diǎn)運(yùn)行的周期與“鵲橋”中繼衛(wèi)星的相同,監(jiān)測衛(wèi)星繞C點(diǎn)運(yùn)行的加速度比月球的大,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.
答案:AC
二、非選擇題(考生按要求作答)
14、
22.[2019·廣東茂名五校聯(lián)考](5分)圖示裝置可用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.?dāng)[錘A拴在長為L的輕繩一端,另一端固定在O點(diǎn),在A上放一個(gè)小鐵片,現(xiàn)將擺錘拉起,使繩偏離豎直方向成θ角時(shí),由靜止開始釋放擺錘,當(dāng)其到達(dá)最低位置時(shí),受到豎直擋板P的阻擋而停止運(yùn)動,之后鐵片將飛離擺錘而做平拋運(yùn)動.
(1)為了驗(yàn)證擺錘在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒,必須求出擺錘在最低點(diǎn)的速度.若測得擺錘碰到擋板之后鐵片的水平位移為s和豎直下落高度為h,則根據(jù)測得的物理量可知擺錘在最低點(diǎn)的速度v=________.
(2)根據(jù)已知的和測得的物理量,寫出擺錘在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒的關(guān)系式為s2=________.
(3)
15、改變角θ的大小,測出對應(yīng)的擺錘碰到擋板之后鐵片的水平位移s.若以s2為縱軸,則應(yīng)以________(填“θ”“cos θ”或“sin θ”)為橫軸,以使作出的圖線是一條直線,該直線的斜率k0=________(用已知的和測得的物理量表示).
解析:(1)鐵片飛離擺錘后做平拋運(yùn)動,則s=vt,h=gt2,解得v=s.
(2)若擺錘下落過程中機(jī)械能守恒,則應(yīng)有mgh′=mv2,h′=L(1-cos θ),聯(lián)立解得s2=4hL(1-cos θ).
(3)s2=4hL(1-cos θ)=-4hLcos θ+4hL,若以s2為縱軸,則應(yīng)以cos θ為橫軸,使作出的圖線是一條直線,該直線的斜率k0=
16、-4hL.
答案:(1)s(1分) (2)4hL(1-cos θ)(2分)
(3)cos θ(1分)?。?hL(1分)
23.(10分)某同學(xué)用電阻箱、多用電表、開關(guān)和導(dǎo)線測一節(jié)舊干電池的電動勢和內(nèi)阻.
(1)用多用電表的直流“5 V”擋測量干電池的電動勢,如圖甲所示為測量時(shí)多用電表的表盤,則讀數(shù)為________V.
(2)為了更準(zhǔn)確地測量干電池的電動勢和內(nèi)阻,該同學(xué)用多用電表的直流“100 mA”擋設(shè)計(jì)了如圖乙所示的測量電路,為了電表安全,請估算開關(guān)閉合前電阻箱的最小阻值為________Ω.
(3)將多用電表的選擇開關(guān)從“OFF”擋旋轉(zhuǎn)至直流“100 mA”擋,調(diào)節(jié)電
17、阻箱到合適的值并記錄其讀數(shù)R,合上開關(guān),從多用電表上讀出相應(yīng)的示數(shù)I,重復(fù)實(shí)驗(yàn)獲得多組數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)作出了如圖丙所示的R-圖線.由圖線可得干電池的電動勢E=________V(保留三位有效數(shù)字),內(nèi)阻r=________Ω(取整數(shù)).
(4)若多用電表電流擋的內(nèi)阻不為零,則干電池電動勢的測量值________真實(shí)值,內(nèi)阻的測量值________真實(shí)值.(選填“大于”“小于”或“等于”)
解析:(1)用多用電表的直流“5 V”擋測量干電池的電動勢時(shí),由于精度為0.1 V,需要估讀到下一位,故可得干電池的電動勢為1.30 V.(2)根據(jù)歐姆定律,開關(guān)閉合前電阻箱的最小阻值Rmin==13 Ω.
18、(3)由E=IR+I(xiàn)r,變形為R=-r+E·,對比圖丙所示的R-圖線,可知圖線的斜率的大小等于干電池的電動勢的大小,即E=k= V=1.40 V,R-圖線的縱軸截距的絕對值等于干電池的內(nèi)阻,可得r=8 Ω.(4)設(shè)多用電表電流擋的內(nèi)阻為RA,由閉合電路歐姆定律得E=IR+I(xiàn)(RA+r),變形為R=-(RA+r)+E·,所以R-圖線的縱軸截距的絕對值代表電流表的內(nèi)阻與電源的內(nèi)阻之和,所以多用電表的內(nèi)阻對干電池的內(nèi)阻r的測量結(jié)果有影響,對干電池電動勢的測量沒有影響,干電池電動勢的測量值等于真實(shí)值,內(nèi)阻的測量值大于真實(shí)值.
答案:(1)1.30(2分) (2)13(2分) (3)1.40(2分) 8(2分) (4)等于(1分) 大于(1分)
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