长宁区2022学年第一学期期末

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  •  2022/12/18
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1.下列各组能源中,均属于一次能源的是

(A)水能、天然气、太阳能                              (B)风能、煤气、太阳能

(C)水能、电能、天然气                                   (D)风能、电能、煤气

【答案】

A

 

2.在“用油膜法估测分子的大小”实验中,估测的物理量是

(A)水分子的直径                                               (B)油酸分子的直径

(C)水分子的体积                                                (D)油酸分子的体积

【答案】

B

 

3.右图为甲、乙两物体沿同一直线运动的位移 s 随时间 t 变化的图像。下列说法中正确的是

(A)两物体的运动方向始终相同

(B)乙物体做匀加速直线运动

(C)t1 时刻两物体速度相等

(D)t1 ~ t2 时间内两物体平均速度相等

【答案】

D20

 

4.声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物,这是因为

(A)声波穿透力比光波强                                   (B)声波是纵波,光波是横波

(C)声波波长较长,光波波长很短                  (D)声波波速较小,光波波速很大

【答案】

C

 

5.用电动势为 E、内阻为 r 的电源对外电路供电,则

(A)电源短路时,路端电压为最大值

(B)外电路断开时,路端电压为零

(C)路端电压增大时,流过电源的电流一定减小

(D)路端电压增大时,外电路消耗的功率一定增大

【答案】

C

 

6.两个相同的单摆静止于平衡位置,使摆球分别以水平初速 v1v2v1 > v2)离开平衡位置,在竖直平面内做小角度摆动,它们的周期与振幅分别为 T1T2A1A2、,则

(A)T1 = T2A1 > A2                           (B)T1 < T2A1 = A2

(C)T1 = T2A1 < A2                           (D)T1 > T2A1 = A2

【答案】

A

 

7.雷雨天带有负电的乌云飘过一栋建筑物上空时,在避雷针周围形成电场。该电场的等势面 a、b、c、d 分布情况如图所示,在等势面上有 A、B、C 三点。下列说法中正确的是

(A)避雷针附近形成了匀强电场

(B)A、B、C 三点中,B 点场强最大

(C)A、B、C 三点中,C 点电势最高

(D)一带负电的雨点从乌云中下落,电场力做正功

【答案】

D

 

8.物体做自由落体运动,Ek 为动能,Ep 为势能,s 为下落的距离,v 为速度,t 为时间。以水平地面为零势能面,下列图像中,正确反映各物理量之间关系的是

【答案】

A

【解析】

设初始高度为 h0,初始机械能为 E0

A.Ep = mgh = mgh0s),为斜率为负的倾斜直线。选项 A 正确;

B.由机械能守恒定律 E0 = Ek + EpEp = − Ek + E0,为斜率为负的倾斜直线。选项 B 错误;

C.Ek = \(\frac{1}{2}\)mv2 = \(\frac{1}{2}\)m(gt)2,为斜率为正的倾斜直线。选项 C 错误;

D.Ep = mgh = mgh0 − \(\frac{{{v^2}}}{{2g}}\)),为开口向下的抛物线。选项 D 错误;

正确选项为 A。

 

9.如图所示,将长为 2L 的直导线折成边长相等、夹角为 60° 的“V”形,并置于与其所在平面垂直的、磁感应强度为 B 的匀强磁场中。若“V”形导线所受的安培力大小为 F,则该直导线中通过的电流大小为

(A)\(\frac{F}{{2BL}}\)             (B)\(\frac{{\sqrt 3 F}}{{2BL}}\)            (C)\(\frac{F}{{BL}}\)              (D)\(\frac{{\sqrt 3 F}}{{BL}}\)

【答案】

C

 

10.某人骑自行车沿平直坡道向下滑行,其车把上挂有一只水壶,壶内装有半瓶水。若滑行过程中悬挂壶的细绳始终保持竖直,不计空气阻力,则下列说法正确的是 

(A)自行车可能做匀加速运动

(B)壶内水面与坡面平行

(C)坡道对自行车的作用力垂直坡面向上

(D)水壶及水整体的重心一定在悬绳正下方

【答案】

D

 

11.如图所示,两端开口、内径均匀的玻璃弯管固定在竖直平面内,两段水银柱 A 和 C 将空气柱 B 封闭在左侧竖直段玻璃管,平衡时 A 段水银有一部分在水平管中,竖直部分高度为 h2,C 段水银两侧液面高度差为 h1。若保持温度不变,向右管缓缓注入少量水银,则再次平衡后

(A)空气柱 B 的长度减小               (B)左侧水银面高度差 h2 减小

(C)空气柱 B 的压强增大               (D)右侧水银面高度差 h1 增大

【答案】

B

【解析】

向右管注入水银后,B 气柱的上下液面都会上升,导致稳定后 h2 减小。选项 B 正确;

B 部分气体的压强可以表达为 p0 + ρgh2,因此 B 部分气体压强减小,体积(长度)变大。选项 A、C 错误;

而 B 部分气体压强还可以表达为 p0 + ρgh1,即可以证明 h1 恒等于 h2,所以 h1 也减小。选项 D 错误;

正确选项为 B。

 

12.一列波长大于 3 m 的横波沿着 x 轴正方向传播,处在 x1 = 1.5 m 和 x2 = 4.5 m 的两质点 A、B,当 B 点的位移为正的最大值时,A 点的位移恰为零,且向上运动。以该时刻为计时起点,t = 1.0 s 时,A 点处于波峰。则

(A)波长为 12 m                                         (B)波速可能为 5 m/s

(C)1 s 末 A、B 两点的位移相同          (D)2 s 末 A 点的运动速度小于 B 点的运动速度

【答案】

B

【解析】

满足“当 B 点的位移为正的最大值时,A 点的位移恰为零,且向上运动”的波形如图所示。

A.由图可知,\(\frac{3}{4}\) λ = 3 m,λ = 4 m。选项 A 错误;

B.由“t = 1.0 s 时,A 点处于波峰”可知 (n + \(\frac{1}{4}\))T = 1,解得波速 v = \(\frac{\lambda }{T}\) = 4n + 1,当 n = 1 时,v = 5 m/s。选项 B 正确;

C.1 s 末 A 位于波峰、B 位于平衡位置,两者位移不同。选项 C 错误;

D.2 s 末 A 位于平衡位置速度最大、B 位于波谷速度为零,A 点的运动速度大于 B 点的运动速度。选项 D 错误;

正确选项为 B。

 

13.内能是物体内部具有的能量,它包括物体内所有分子的__________,它与物体的__________、状态都有关系。

【答案】

动能和势能,温度和体积

 

14.在“用 DIS 研究通电螺线管的磁感应强度”实验中,在螺线管通电前,要先对磁传感器进行____________。实验中得到如图所示的 B d 图线,若螺线管匝数为 100 匝,其内径(直径)为 4 × 10−2 m,根据图线估算螺线管中心的磁通量约为_________Wb。

【答案】

调零,5×10−6

 

15.甲、乙两个物体在水平面内做半径之比为 8∶9 的匀速圆周运动。在相同时间内,它们通过的路程之比为 4∶3,运动方向改变的角度之比为 3∶2。则它们的周期之比为_______,向心加速度之比为_______。

【答案】

2∶3,2∶1

 

16.物体从静止开始沿光滑的固定斜面加速下滑,以 t 为时间间隔,在第一个 t 内物体获得动能为 ∆Ek,在第 3 个 t 内,物体动能的增量为______;在这 3t 时间内,重力对物体做功的平均功率为_______。

【答案】

5∆Ek,\(\frac{{3\Delta {E_k}}}{t}\)

 

17.如图,倾角为 θ 的斜面粗糙且绝缘,在虚平面下方区域有一垂直斜面向上的匀强电场。一质量为 m、电荷量为 q 的带负电的小物块(可视为质点),从斜面上 A 点以速度 v0 沿斜面匀速下滑,进入电场区域滑行距离 L 后停止,则匀强电场场强 E = ______。在电场中滑行 L 的过程中,带电小物块电势能的变化量 ∆Ep = _________。

【答案】

\(\frac{{mv_0^2}}{{2Lq\tan \theta }}\),0

【解析】

(1)小物块在斜面上匀速运动时,有

mgsinθμmgcosθ = 0

解得  μ = tanθ

小物块进入电场匀减速直线运动,有 μmgcosθ + qE)− mgsinθ = ma

根据匀变速直线运动规律,得:a = \(\frac{{{v^2}}}{{2L}}\)

联立解得:E = \(\frac{{mv_0^2}}{{2Lq\tan \theta }}\)

(2)物块在电场中运动时,运动方向垂直于电场强度的方向,电场力不做功,因此电势能的变化量为零。

 

18.“用 DIS 描绘电场的等势线”的实验示意图如图所示。图中 A、B 是连接电源的两个电极,基准点 c 位于 A、B 连线的中点,f、d 连线和 A、B 连线垂直。

(1)(单选)安装实验装置时,正确的做法是

(A)平整的木板上依次铺放白纸、导电纸、复写纸

(B)导电纸有导电物质的一面向上

(C)电源电压为交流 4 ~ 6 V

(D)电极 A、B 必须与导电物质保持绝缘

(2)实验中如果忘记传感器调零,则描绘得到的等势线形状与原来的_________。(选填“相同”或“不同”)

(3)(单选)实验中得到的曲线实际上是

(A)一对等量同种电荷的静电场的等势线                      (B)稳恒电流场中的等势线

(C)一对等量异种电荷的静电场的等势线                      (D)变化电流场中的等势线

(4)若电压传感器的红、黑色探针分别接触图中的 d、f 两点时,示数小于零,则可以判断电极 A 接在电源的_____极上(选填“正”或“负”);为使传感器示数为零,应保持红色探针与 d 点接触,将黑色探针_______(选填“向左”或“向右”)移动。

【答案】

(1)B

(2)不同

(3)B

(4)正,向右

 

19.如图所示,电阻 R3 = 4 Ω,电表均为理想表。开始时 R1R3 均有电流通过,电压表示数为 2 V,电流表示数为 0.75 A。若某个电阻发生断路,使电压表示数变为 3.2 V,电流表示数变为 0.8 A。

(1)分析判断发生断路的是哪个电阻。

(2)R1R2 的阻值各为多少?

(3)电源的电动势 E 和内阻 r 各为多少?

【答案】

(1)R2

(2)R1 = 4 Ω,R2 = 8 Ω

(3)E = 4 V,r = 1 Ω

【解析】

(1)假如 R1 断路,则电流表示数为 0,不符合;假如 R3 断路,则电压表示数为 0,也不符合,所以 R2 断路。

(2)R2 断路时,电压表与 R3 串联,相 R3 当于导线,等效电路如图,电压表读数为 R1 的电压值,故

R1 = = Ω = 4 Ω

R2 发生断路前,通过 R3 的电流为:

I3 = = A = 0.25 A

故   R2 = = Ω = 8 Ω

(3)由全电路欧姆定律 E = U + Ir

E = 3 + (0.75 + 0.25)r

E = 3.2 + 0.8r

联立方程,解得 E = 4 V,r = 1 Ω

 

20.如图所示,倾角 θ = 30° 的光滑斜面上,放置了一装有挡光片的滑块 A,其质量 m = 0.2 kg。A 在恒力 F 作用下以一定初速度沿斜面向上做匀减速直线运动,速度减为零后又继续沿斜面下滑。当 A 滑到粗糙水平面 O 点时撤去 F,此时完全相同的滑块 B 以一定初速度沿水平面向右滑行。a、b、c、d、e 是五个光电门,测量滑块通过所在位置的速率。忽略滑块 A 过 O 点时的能量损失,以滑块 A 向上经过光电门 a 的瞬间为 t1 = 0 时刻,每个光电门在各个时刻测得的速率记录在下表(其中 v3 数据不详),g 取 10 m/s2

光电门编号

      速度(m/s)

时刻(s)

a

b

c

d

e

t1 = 0.0

 

v1 = 2

 

 

 

 

t2 = 0.8

v2 = 2

 

 

 

 

t3 = 1.0

 

v3 =

 

 

 

t4 = 1.2

 

 

v4 = 1

 

v5 = 2

t5 = 2.4

 

 

 

v6 = 0.5

 

(1)计算滑块 A 在斜面上运动时的加速度。

(2)t3 = 1.0 时,v3 的数值是多少?

(3)以光电门 b 的位置为零势能面,计算滑块 A 通过光电门 a 的机械能,分析说明滑块 A 在斜面上运动时机械能是否守恒。

(4)光电门 e、c 间距 L = 2 m,若 A、B 两滑块在 t5 时刻前还未相遇,通过分析判断光电门 d 测得的是哪个滑块的速度。

【答案】

(1)a = 5 m/s2

(2)v3 = 3 m/s

(3)Ea = 0.9 J

滑块 A 在斜面上受到重力 G、弹力 FN 和外力 F 的作用,由加速度 a = 5 m/s2,可知 F 的方向垂直于斜面,与运动方向垂直,不做功,弹力 FN 方向垂直于斜面,也不做功,仅重力做功,机械能守恒。

(4)d 传感器测到的是 B 滑块速率

【解析】

(1)滑块 A 在斜面上运动时所受合力不变,做匀减速直线运动,加速度沿斜面向下。从表格中前两组数据可知,滑块 A 从斜面最高点滑至光电门 a 的时间间隔为 Δt = 0.4 s

a = \(\frac{{\Delta v}}{{\Delta t}}\) = \(\frac{{{v_2} - 0}}{{\frac{{{t_2} - {t_1}}}{2}}}\) = \(\frac{2}{0.4}\) = 5 m/s2          方向沿斜面向下

(2)v3 是滑块A滑至光电门 b 的速度,v3 = v2 + at = 2 + 5×(1.0 – 0.8) m/s = 3 m/s

(3)sab = \(\frac{{v_3^2 - v_2^2}}{{2a}}\) = 0.5 m     斜面倾角 θ = 30°  得 hab = 0.25 m

滑块 A 在光电门 a 位置:Ea = mgh + \(\frac{1}{2}\)mv2 = (0.2×10×0.25 + ×0.2×22) J = 0.9 J

滑块 A 在光电门 b 位置:Eb = mgh + \(\frac{1}{2}\)mv2 = (0 + ×0.2×32) J = 0.9 J

滑块 A 在斜面上受到重力 G、弹力 FN 和外力 F 的作用,由加速度 a = 5 m/s2,可知 F 的方向垂直于斜面,与运动方向垂直,不做功,弹力 FN 方向垂直于斜面,也不做功,仅重力做功,机械能守恒。

(4)A、B 两相同滑块在水平面上受力相同,由牛顿第二定律,加速度大小相同。

解法一:若 d 传感器测得的是 A 滑块的速度,由光电门 c、d 数据知

a = \(\frac{{{v_6} - {v_4}}}{{{t_5} - {t_4}}}\) = − \(\frac{5}{12}\) m/s2

在 1.2 s ~ 2.4 s 时间内,A 滑块位移为 sA = \(\frac{{v_6^2 - v_4^2}}{{2a}}\) = 0.9 m

B 滑块位移为 sB = \(\frac{{{v_4} + {v_6}}}{2}\) (t5t4) = 2.1 m

位移之和 sA + sB = 0.9 + 2.1 = 3.0 m > 2 m,假设不成立。

所以 d 传感器测到的是 B 滑块速率。 

 

解法二:若 d 传感器测得的是 B 的速度,由光电门 e、d 数据知:

a = \(\frac{{{v_6} - {v_5}}}{{{t_5} - {t_4}}}\) = − 1.25 m/s2

在 1.2 s ~ 2.4 s 之间,A 滑块经 t = \(\frac{{0 - {v_4}}}{a}\) = 0.8 s 停下

位移为 sA = \(\frac{{0 - v_4^2}}{{2a}}\) = 0.4 m

B 滑块位移为 sB = \(\frac{{v_6^2 - v_5^2}}{{2a}}\) = 1.5 m

位移之和 sA + sB = 0.4 + 1.5 = 1.9 m < 2 m,假设成立。

所以 d 传感器测到的是 B 滑块速率。

 

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