B.卫星在椭圆轨道上A点的加速度小于B点的加速度
C.卫星在A点加速后的速度vA=
D.卫星从A点运动至B点的最短时间为
【答案】AC
【解析】A项:
卫星在B点的速度
小于以
为半径的速度小于
,故
,故A正确;
20.如图甲所示,在光滑水平面上有一木板a,木板上有木块b(可视为质点),二者以相同的速度向右运动。
木板a与竖直墙壁发生碰撞后,立即以碰撞前的速度大小反向弹回,取反向弹回时t=0,此后二者的速度v随时间t变化的情况如图乙所示,已如木板a的质量大于木块b的质量,且木板a的质量m1=3.0kg,则
A.a、b相互作用后,二者一起运动的方向一定水平向左
B.木块b的质量m2=2.0kg
C.木板与墙壁碰撞后的运动过程摩擦力对b做功为-6J
D.木板与墙壁碰撞后的运动过程中系统损失的机械能ΔE=24J
【答案】ACD
【解析】由图可知木板a与墙壁碰撞后速度方向水平向左,大小为4m/s,木块b的速度向右,大小为-4m/s,取向左为正方向,当二者一起运动时速度为2m/s向左,选项A正确;由动量守恒定律,结合图像可知:
点睛:
此题考查了动量守恒定律以及动能定理的应用;关键是分析v-t图像,得到两物体的运动情况,选取适当的研究过程,利用动量定理解答比较简单.
21.如图(a)所示,在半径为R的虚线区域内存在周期性变化的磁场,其变化规律如图(b)所示。
薄挡板MN两端点恰在圆周上,且MN所对的圆心角为120°。
在t=0时,一质量为m、电荷量为+q的带电粒子,以初速度v从A点沿直径AOB射入场区,运动到圆心O后,做一次半径为
的完整的圆周运动,再沿直线运动到B点,在B点与挡板碰撞后原速率返回(碰撞时间不计,电荷量不变),运动轨迹如图(a)所示。
粒子的重力不计,不考虑变化的磁场所产生的电场,下列说法正确的是
A.磁场方向垂直纸面向外
B.图(b)中
C.图(b)中
D.若t=0时,质量为m、电荷量为-q的带电粒子,以初速度v从A点沿AO入射,偏转、碰撞后,仍可返回A点
【答案】BC
【解析】根据轨迹可知,带正电的粒子从O点向上偏转做圆周运动,由左手定则可知,磁场方向垂直纸面向里,选项A错误;粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:
qvB0=m
,
点睛:
此题关键是要搞清粒子在磁场中的运动情况即轨迹,结合圆周运动的知识求解运动时间;注意用左手定则判断洛伦兹力的方向时要注意四指的指向.
第Ⅱ卷
三、非选择题:
本卷包括必考题和选考题两部分。
第22~25题为必考题,每个试题考生都必须作答。
第33~34题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题(共47分)
22.(6分)在物理课外活动中,王聪聪同学制作了一个简单的多用电表,图甲为电表的电路原理图。
已知选用的电流表内阻Rg=10Ω、满偏电流Ig=10mA,当选择开关接3时为量程50V的电压表。
该多用电表表盘如图乙所示,下排刻度均匀,C为上排刻度线的中间刻度,由于粗心上排刻度线对应数据没有标出。
(1)若指针指在图乙所示位置,选择开关接1时其读数为________;选择开关接3时其读数为_____。
(2)为了测该多用电表电阻挡的电阻和表内电源的电动势,王聪聪同学在实验室找到了一个电阻箱,设计了如下实验:
①将选择开关接2,红黑表笔短接,调节R1的阻值使电表指针满偏;
②将电表红黑表笔与电阻箱相连,调节电阻箱使电表指针指表盘中央C处,此时电阻箱的示数如图丙所示,则C处刻度应为________Ω。
③计算得到多用电表内电源的电动势为________V。
(保留两位有效数字)
(3)调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连,若指针指在图乙所示位置,则待测电阻__________(保留两位有效数字)
【答案】6.8mA34.0V1501.570
【解析】
(1)选择开关接1时测电流,多用电表为量程是10mA的电流表,其分度值为0.2mA,示数为6.8mA;
点睛:
本题考查了电表读数、求电表内阻、电源电动势等问题,知道多用电表的原理是正确解题的前提与关键;对电表读数时,要先确定其量程与分度值,然后再读数.
23.(9分)为了探究合力做功与物体动能变化的关系,某实验小组设计了如下实验方案:
木板左端固定着一个挡板,一根轻质弹簧左端可以拴在挡板上,右端可以拴住一个滑块,滑块右端拴着一根细线,细线跨过木板右端的定滑轮,拴着一个重锤,重锤右侧有一个遮光片,当弹簧的长度为原长时,遮光片恰好处于光电门A处,光电门A和B分别连接计时器(图中未画出)。
已知弹性势能的表达式为Ep=
k(Δx)2,忽略滑轮摩擦及空气阻力。
实验步骤如下:
(1)简述平衡摩擦力的方法:
___________________________________________。
(2)在挡板和滑块间连接好弹簧,保持木板倾角不变,将弹簧分别拉长Δx、2Δx、3Δx、4Δx、…后,从静止释放滑块,分别记下遮光片通过光电门A的时间t1、t2、t3、t4、…。
若将前3次实验中弹簧对小物块做的功分别记为W1、W2、W3,则W1∶W2∶W3=________;
(3)若以W为纵坐标、
为横坐标作图,则得到的图象近似是________(填“一条直线”或“一条曲线”)。
(4)实验中,________(填“必须”或“可以不”)测量遮光片的宽度。
________(填“必须”或“可以不”)测量滑块和重锤的质量。
【答案】
(1)将木板右侧垫起一定高度,是遮光片通过两光电门的时间相同
(2)1:
4:
9(3)一条直线可以不可以不
【解析】
(1)将木板右侧垫起一定高度,滑块不连弹簧时,让滑块由静止释放,当重锤上的遮光片通过两光
24.(14分)如图所示轨道ABCDE在竖直平面内,AB与水平面BC成37°角且平滑连接,圆心为O、半径为R的光滑半圆轨道CDE与BC相切于C点,E、F两点等高,BC长为
.将小滑块从F点由静止释放,恰能滑到与O等高的D点.已知小滑块与AB及BC间的动摩擦因数相同,重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)求小滑块与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)若AB足够长,改变释放点的位置,要使小滑块恰能到达E点,求释放点到水平面的高度h;
(3)若半径R=1m,小滑块在某次释放后,滑过E点的速度大小为8m/s,则它从E点飞出至落到轨道上所需时间t为多少?
(g取10m/s2)
【答案】
(1)
(2)
(3)
【解析】解:
(1)滑块从F到D过程,根据动能定理得
(2)若滑块恰能到达E点,根据牛顿第二定律得
在滑块从释放点到E的过程,根据动能定理得
25.(18分)倾角为37°的绝缘斜面固定在水平地面上,在斜面内存在一宽度d=0.28m的有界匀强磁场,边界与斜面底边平行,磁场方向垂直斜面向上,如图甲所示。
在斜面上由静止释放一质量m=0.1kg,电阻R=0.06Ω的正方形金属线框abcd,线框沿斜面下滑穿过磁场区域,线框从开始运动到完全进入磁场过程中的图象如图乙所示。
已知整个过程中线框底边bc始终与磁场边界保持平行,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6.cos37°=0.8。
(1)求金属线框与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)求金属线框穿越该匀强磁场的过程中,线框中产生焦耳热的最大功率Pm;
(3)若线框bc边出磁场时,磁感应强度开始随时间变化,且此时记为t=0时刻。
为使线框出磁场的过程中始终无感应电流,求从t=0时刻开始,磁感应强度B随时间t变化的关系式。
【答案】
(1)
(2)
(3)
(
s)
【解析】
(1)由
图像可知在进入磁场之前做匀加速直线运动,
2m/s2,由牛顿第二定律
解得:
;
(2)由
图像可知线框匀速进入磁场,进入磁场的时间为0.125s,匀速进入磁场的速度
=1.2m/s,则线框边长
m
点睛:
本题考查导体棒切割磁场模型,解题关键是要分好过程,正确进行受力分析,结合运动状态列出力学方程,要求线框出磁场,并且无感应电流,则任意时间t回路的磁通量相等,始终等于初状态的磁通量,则B随时间t的关系式就能求出。
(二)选考题:
共15分。
请考生从2道物理题中任选一题作答。
如果多做,则按所做的第一题计分。
33.【选修3-3】(15分)
(1)(5分)下列说法正确的是。
(填正确答案标号,选对1个给2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分0分)
A.空气不能自发地分力成氮气、氧气、二氧化碳等各种不同的气体
B.一定质量的理想气体,若压强和体积不变,其内能可能增大
C.表面张力的产生,是因为液体表面层分子间的作用表现为相互排斥
D.一定质量的理想气体,绝热压缩过程中,分子平均动能一定增大
E.标准状态下氧气的摩尔体积为22.4L/mol,则平均每个分子所占的空间约为3.72×10-26m3
【答案】ADE
【解析】A、不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零,故空气不会自发地分离成氮气、氧气、二氧化碳等各种不同的气体,故A正确;
B、一定质量的理想气体,若气体的压强和体积都不变,根据理想气体状态方程
,温度不变,内能不变,故B错误;
C、液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,则液体表面分子间的作用表现为相互吸引,所以存在表面张力,故C错误;
D、一定质量的气体,在绝热压缩的过程中,外界对气体做功而没有热交换,故内能一定增大,故D正确;
E、每个分子占据的体积
,故E正确;
故选ADE。
(2)(10分)如图所示,绝热气缸倒扣放置,质量为M的绝热活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体,活塞与气缸间摩擦可忽略不计,活塞下部空间与外界连通,气缸底部连接一U形细管(管内气体的体积忽略不计).初始时,封闭气体温度为T0,活塞距离气缸底部为h0,细管内两侧水银柱存在高度差。
已知水银密度为ρ,大气压强为P0,气缸横截面积为s,重力加速度为g,求:
①U形细管内两侧水银柱的高度差△h
②通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞下降h,求此时的温度以及此加热过程中,气体对外界做的功。
【答案】①
②
【解析】①设封闭气体的压强为P,对活塞分析:
点睛:
分析清楚气体状态变化过程是解题的前提与关键,然后选择恰当方程进行求解即可!
34.【选修3-4】(15分)
(1)(5分)2018年央视春节晚会大量使用激光,为观众提供了一场视觉盛宴。
下列关于光的应用说法正确的是_________(填正确答案标号,选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.光学镜头的增透膜是利用光的衍射原理
B.全息照相主要是利用激光的相干性好的特点
C.用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点
D.用透明的标准平面样板检查平面的平整度是利用光的偏振
E.光导纤维传递信息是利用了光的全反射
【答案】BCE
(2)(10分)如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波,在x轴有P、Q两质点,
时,P质点位于(1.2m,0.1m)的波峰位置,Q质点(4.8m,0)恰好经过平衡位置向上运动,P、Q两质点间还有1个波峰。
t2=0.1s时,Q质点运动到
的位置(未画出)。
已知该简谐横波的周期T≥0.3s,求:
(i)这列简谐横波的波长;
(ii)这列简谐横波的波速。
【答案】(i)若波向x轴正方向传播波长为2.88m;若波向x轴负方向转播,则波长为2.06m(ii)若波向x轴正方向传播v=4.8m/s或9.6m/s;若波向x轴负方向转播,则v=3.43m/s或6.87m/s
【解析】(i)简谐运动沿x轴正向传播时
;
简谐横波沿x轴负向传播时
;
(ii)Q质点的振动方程
;
将
代入可得
或0.3s;
简谐横波沿x轴正向传播时
或9.6m/s;
简谐横波沿x轴负向传播时
或6.87m/s;