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文檔簡介

2023年山西省高考物理試卷(新課標(biāo))試題數(shù):13,滿分:1101.(單選題,6分)船上的人和水下的潛水員都能聽見輪船的鳴笛聲。聲波在空氣中和在水中傳播時的()A.波速和波長均不同B.頻率和波速均不同C.波長和周期均不同D.周期和頻率均不同2.(單選題,6分)無風(fēng)時,雨滴受空氣阻力的作用在地面附近會以恒定的速率豎直下落。一質(zhì)量為m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的過程中,克服空氣阻力做的功為(重力加速度大小為g)()A.0B.mghC.mv2-mghD.mv2+mgh3.(單選題,6分)銫原子基態(tài)的兩個超精細(xì)能級之間躍遷發(fā)射的光子具有穩(wěn)定的頻率,銫原子鐘利用的兩能級的能量差量級為10-5eV,躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為(普朗克常量h=6.63×10-34J?s,元電荷e=1.60×10-19C)()A.103HzB.106HzC.109HzD.1012Hz4.(單選題,6分)2023年5月,世界現(xiàn)役運輸能力最大的貨運飛船天舟六號,攜帶約5800kg的物資進(jìn)入距離地面約400km(小于地球同步衛(wèi)星與地面的距離)的軌道,順利對接中國空間站后近似做勻速圓周運動。對接后,這批物資()A.質(zhì)量比靜止在地面上時小B.所受合力比靜止在地面上時小C.所受地球引力比靜止在地面上時大D.做圓周運動的角速度大小比地球自轉(zhuǎn)角速度大5.(單選題,6分)一電子和一α粒子從鉛盒上的小孔O豎直向上射出后,打到鉛盒上方水平放置的屏幕P上的a和b兩點,a點在小孔O的正上方,b點在a點的右側(cè),如圖所示。已知α粒子的速度約為電子速度的,鉛盒與屏幕之間存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,則電場和磁場方向可能為()A.電場方向水平向左、磁場方向垂直紙面向里B.電場方向水平向左、磁場方向垂直紙面向外C.電場方向水平向右、磁場方向垂直紙面向里D.電場方向水平向右、磁場方向垂直紙面向外6.(多選題,6分)使甲、乙兩條形磁鐵隔開一段距離,靜止于水平桌面上,甲的N極正對著乙的S極,甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量,兩者與桌面之間的動摩擦因數(shù)相等?,F(xiàn)同時釋放甲和乙,在它們相互接近過程中的任一時刻()A.甲的速度大小比乙的大B.甲的動量大小比乙的小C.甲的動量大小與乙的相等D.甲和乙的動量之和不為零7.(多選題,6分)一質(zhì)量為1kg的物體在水平拉力的作用下,由靜止開始在水平地面上沿x軸運動,出發(fā)點為x軸零點,拉力做的功W與物體坐標(biāo)x的關(guān)系如圖所示。物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.4,重力加速度大小取10m/s2。下列說法正確的是()A.在x=1m時,拉力的功率為6WB.在x=4m時,物體的動能為2JC.從x=0運動到x=2m,物體克服摩擦力做的功為8JD.從x=0運動到x=4m的過程中,物體的動量最大為2kg?m/s8.(多選題,6分)如圖,一封閉著理想氣體的絕熱汽缸置于水平地面上,用輕彈簧連接的兩絕熱活塞將汽缸分為f、g、h三部分,活塞與汽缸壁間沒有摩擦。初始時彈簧處于原長,三部分中氣體的溫度、體積、壓強(qiáng)均相等?,F(xiàn)通過電阻絲對f中的氣體緩慢加熱,停止加熱并達(dá)到穩(wěn)定后()A.h中的氣體內(nèi)能增加B.f與g中的氣體溫度相等C.f與h中的氣體溫度相等D.f與h中的氣體壓強(qiáng)相等9.(問答題,6分)在“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實驗中,所用器材如下:電池、電容器、電阻箱、定值電阻、小燈泡、多用電表、電流表、秒表、單刀雙擲開關(guān)以及導(dǎo)線若干。

(1)用多用電表的電壓擋檢測電池的電壓。檢測時,紅表筆應(yīng)該與電池的___(填“正極”或“負(fù)極”)接觸。

(2)某同學(xué)設(shè)計的實驗電路如圖(a)所示。先將電阻箱的阻值調(diào)為R1,將單刀雙擲開關(guān)S與“1”端相接,記錄電流隨時間的變化。電容器充電完成后,開關(guān)S再與“2”端相接,相接后小燈泡亮度變化情況可能是___。(填正確答案標(biāo)號)

A.迅速變亮,然后亮度趨于穩(wěn)定

B.亮度逐漸增大,然后趨于穩(wěn)定

C.迅速變亮,然后亮度逐漸減小至熄滅

(3)將電阻箱的阻值調(diào)為R2(R2>R1),再次將開關(guān)S與“1”端相接,再次記錄電流隨時間的變化情況。兩次得到的電流I隨時間t變化如圖(b)中曲線所示,其中實線是電阻箱阻值為___(填“R1”或“R2”)時的結(jié)果,曲線與坐標(biāo)軸所圍面積等于該次充電完成后電容器上的___(填“電壓”或“電荷量”)。

10.(問答題,12分)一學(xué)生小組做“用單擺測量重力加速度的大小”實驗。

(1)用實驗室提供的螺旋測微器測量擺球直徑。首先,調(diào)節(jié)螺旋測微器,擰動微調(diào)旋鈕使測微螺桿和測砧相觸時,發(fā)現(xiàn)固定刻度的橫線與可動刻度上的零刻度線未對齊,如圖(a)所示,該示數(shù)為___mm;螺旋測微器在夾有擺球時示數(shù)如圖(b)所示,該示數(shù)為___mm,則擺球的直徑為___mm。

(2)單擺實驗的裝置示意圖如圖(c)所示,其中角度盤需要固定在桿上的確定點O處,擺線在角度盤上所指的示數(shù)為擺角的大小。若將角度盤固定在O點上方,則擺線在角度盤上所指的示數(shù)為5°時,實際擺角___5°(填“大于”或“小于”)。

(3)某次實驗所用單擺的擺線長度為81.50cm,則擺長為___cm。實驗中觀測到從擺球第1次經(jīng)過最低點到第61次經(jīng)過最低點的時間間隔為54.60s,則此單擺周期為___s,該小組測得的重力加速度大小為___m/s2。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字,π2取9.870)11.(問答題,10分)將扁平的石子向水面快速拋出,石子可能會在水面上一跳一跳地飛向遠(yuǎn)方,俗稱“打水漂”。要使石子從水面跳起產(chǎn)生“水漂”效果,石子接觸水面時的速度方向與水面的夾角不能大于θ。為了觀察到“水漂”,一同學(xué)將一石子從距水面高度為h處水平拋出,拋出速度的最小值為多少?(不計石子在空中飛行時的空氣阻力,重力加速度大小為g)12.(問答題,14分)密立根油滴實驗的示意圖如圖所示。兩水平金屬平板上下放置,間距固定,可從上板中央的小孔向兩板間噴入大小不同、帶電量不同、密度相同的小油滴。兩板間不加電壓時,油滴a、b在重力和空氣阻力的作用下豎直向下勻速運動,速率分別為v0、;兩板間加上電壓后(上板為正極),這兩個油滴很快達(dá)到相同的速率,均豎直向下勻速運動。油滴可視為球形,所受空氣阻力大小與油滴半徑、運動速率成正比,比例系數(shù)視為常數(shù)。不計空氣浮力和油滴間的相互作用。

(1)求油滴a和油滴b的質(zhì)量之比;

(2)判斷油滴a和油滴b所帶電荷的正負(fù),并求a、b所帶電荷量的絕對值之比。13.(問答題,20分)一邊長為L、質(zhì)量為m的正方形金屬細(xì)框,每邊電阻為R0,置于光滑的絕緣水平桌面(紙面)上。寬度為2L的區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,兩虛線為磁場邊界,如圖(a)所示。

(1)使金屬框以一定的初速度向右運動,進(jìn)入磁場。運動過程中金屬框的左、右邊框始終與磁場邊界平行,金屬框完全穿過磁場區(qū)域后,速度大小降為它初速度的一半,求金屬框的初速度大小。

(2)在桌面上固定兩條光滑長直金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌與磁場邊界垂直,左端連接電阻R1=2R0,導(dǎo)軌電阻可忽略,金屬框置于導(dǎo)軌上,如圖(b)所示。讓金屬框以與(1)中相同的初速度運動,進(jìn)入磁場。運動過程中金屬框的上、下邊框處處與導(dǎo)軌始終接觸良好。求在金屬框整個運動過程中,電阻R1產(chǎn)生的熱量。

2023年山西省高考物理試卷(新課標(biāo))參考答案與試題解析試題數(shù):13,滿分:1101.(單選題,6分)船上的人和水下的潛水員都能聽見輪船的鳴笛聲。聲波在空氣中和在水中傳播時的()A.波速和波長均不同B.頻率和波速均不同C.波長和周期均不同D.周期和頻率均不同【正確答案】:A【解析】:聲波從一種介質(zhì)到另一種介質(zhì),波的頻率不變,波速變化;根據(jù)周期與頻率關(guān)系分析周期的變化;根據(jù)波長與周期的關(guān)系式分析波長的變化。

【解答】:解:聲波在空氣中和水中傳播時,頻率相同;

周期T=,則聲波在空氣中和在水中傳播時的周期相同;

波速與介質(zhì)有關(guān),則聲波在空氣中和在水中傳播時的波速不同;

波長λ=vT,則聲波在空氣中和在水中傳播時的波長不同;

故A正確,BCD錯誤。

故選:A。

【點評】:本題考查波的傳播,解題關(guān)鍵是知道波從一種介質(zhì)到另一種介質(zhì),頻率不變,波速變化。2.(單選題,6分)無風(fēng)時,雨滴受空氣阻力的作用在地面附近會以恒定的速率豎直下落。一質(zhì)量為m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的過程中,克服空氣阻力做的功為(重力加速度大小為g)()A.0B.mghC.mv2-mghD.mv2+mgh【正確答案】:B【解析】:雨滴做勻速直線運動,在地面附近以速率v下落高度h的過程中,動能的變化量為零,根據(jù)動能定理列式求解克服阻力做功即可。

【解答】:解:雨滴下落過程,在重力和阻力作用下做勻速直線運動,設(shè)克服空氣阻力做的功為W克,則空氣阻力對雨滴做功為-W克,雨滴在地面附近以速率v下落高度h的過程中,由動能定理得:mgh-W克=0

解得:W克=mgh

故B正確,ACD錯誤。

故選:B。

【點評】:本題考查動能定理,解題關(guān)鍵是明確雨滴的運動情況和受力情況,結(jié)合動能定理列式求解即可。3.(單選題,6分)銫原子基態(tài)的兩個超精細(xì)能級之間躍遷發(fā)射的光子具有穩(wěn)定的頻率,銫原子鐘利用的兩能級的能量差量級為10-5eV,躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為(普朗克常量h=6.63×10-34J?s,元電荷e=1.60×10-19C)()A.103HzB.106HzC.109HzD.1012Hz【正確答案】:C【解析】:根據(jù)兩能級間的能級差求解能級躍遷過程中輻射出光子的能量,根據(jù)能量子公式求解光子的頻率量級。

【解答】:解:躍遷過程中,輻射處光子的能量為ΔE=hν

則躍遷發(fā)射的光子的頻率為ν===Hz≈2.4×109Hz

頻率量級為109Hz,故C正確,ABD錯誤。

故選:C。

【點評】:本題考查能級躍遷,解題關(guān)鍵是掌握能級躍遷公式,掌握能量子公式。4.(單選題,6分)2023年5月,世界現(xiàn)役運輸能力最大的貨運飛船天舟六號,攜帶約5800kg的物資進(jìn)入距離地面約400km(小于地球同步衛(wèi)星與地面的距離)的軌道,順利對接中國空間站后近似做勻速圓周運動。對接后,這批物資()A.質(zhì)量比靜止在地面上時小B.所受合力比靜止在地面上時小C.所受地球引力比靜止在地面上時大D.做圓周運動的角速度大小比地球自轉(zhuǎn)角速度大【正確答案】:D【解析】:質(zhì)量是物體的固有屬性,物資進(jìn)入太空后質(zhì)量不發(fā)生變化;根據(jù)物體運動狀態(tài)比較合力大小;根據(jù)萬有引力公式比較引力大?。坏厍蜃赞D(zhuǎn)角速度等于同步衛(wèi)星做勻速圓周運動的角速度,同步衛(wèi)星和物資均繞地球做勻速圓周運動,根據(jù)萬有引力等于向心力比較角速度大小。

【解答】:解:A、物資在空間站中的質(zhì)量與靜止在地面上的質(zhì)量相等,故A錯誤;

B、物資靜止在地面時,所受合力為零,物資在空間站中做勻速圓周運動,物資所受的合力為地球?qū)ξ镔Y的萬有引力,則物體在空間站中所受合力比靜止在地面上時大,故B錯誤;

C、由萬有引力公式得:F=

物資在空間站中離地球球心的距離大于在地面上時離球心的距離,則所受地球引力比靜止在地面上時小,故C錯誤;

D、地球自轉(zhuǎn)角速度等于同步衛(wèi)星做勻速圓周運動的角速度,同步衛(wèi)星和物資均繞地球做勻速圓周運動,萬有引力等于向心力:=mω2r

解得:ω=

由題意可知,空間站運動軌道離地面高度小于地球同步衛(wèi)星與地面的距離,則空間站做圓周運動的半徑小于同步衛(wèi)星做圓周運動的半徑,角速度大于同步衛(wèi)星的角速度,則空間站做圓周運動的角速度大小比地球自轉(zhuǎn)角速度大,故D正確。

故選:D。

【點評】:本題考查萬有引力定律在天體問題中的應(yīng)用,解題關(guān)鍵是知道物資隨太空艙做勻速圓周運動,萬有引力等于向心力,結(jié)合萬有引力公式和向心力公式分析即可。5.(單選題,6分)一電子和一α粒子從鉛盒上的小孔O豎直向上射出后,打到鉛盒上方水平放置的屏幕P上的a和b兩點,a點在小孔O的正上方,b點在a點的右側(cè),如圖所示。已知α粒子的速度約為電子速度的,鉛盒與屏幕之間存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,則電場和磁場方向可能為()A.電場方向水平向左、磁場方向垂直紙面向里B.電場方向水平向左、磁場方向垂直紙面向外C.電場方向水平向右、磁場方向垂直紙面向里D.電場方向水平向右、磁場方向垂直紙面向外【正確答案】:C【解析】:沿直線運動到a點的粒子受力平衡,電場力等于洛倫茲力,運動到b點的粒子從O點射出時,所受合力水平向右;α粒子帶正電,受電場力方向與電場方向相同,電子帶負(fù)電,受電場力方向與電場方向相反;根據(jù)左手定則判斷粒子所受洛倫茲力的方向,根據(jù)選項分析即可。

【解答】:解:A、粒子剛從O點射出時,若電場方向水平向左,α粒子所受電場力水平向左,若磁場方向垂直紙面向里,根據(jù)左手定則得,α粒子所受洛倫茲力水平向左,則α粒子向左偏轉(zhuǎn),不會出現(xiàn)圖示的軌跡,故A錯誤;

B、粒子剛從O點射出時,若電場方向水平向左,α粒子所受電場力水平向左,電子所受電場力水平向右,若磁場方向垂直紙面向外,根據(jù)左手定則得,α粒子所受洛倫茲力水平向右,電子所受洛倫茲力水平向左,沿直線運動到a點的粒子受力平衡,有:qvB=qE

已知α粒子的速度約為電子速度的,若α粒子沿直線運動到a點,則電子所受洛倫茲力大于電場力,電子向左偏轉(zhuǎn),若電子沿直線運動到a點,則α粒子所受洛倫茲力小于電場力,α粒子向左偏轉(zhuǎn),不會出現(xiàn)圖示的軌跡,故B錯誤;

C、粒子剛從O點射出時,若電場方向水平向右,α粒子所受電場力水平向右,電子所受電場力水平向左,若磁場方向垂直紙面向里,根據(jù)左手定則得,α粒子所受洛倫茲力水平向左,電子所受洛倫茲力水平向右,沿直線運動到a點的粒子受力平衡,有:qvB=qE

已知α粒子的速度約為電子速度的,若α粒子沿直線運動到a點,則電子所受洛倫茲力大于電場力,電子向右偏轉(zhuǎn),若電子沿直線運動到a點,則α粒子所受洛倫茲力小于電場力,α粒子向右偏轉(zhuǎn),會出現(xiàn)圖示的軌跡,故C正確;

D、粒子剛從O點射出時,若電場方向水平向右,α粒子所受電場力水平向右,電子所受電場力水平向左,磁場方向垂直紙面向外,根據(jù)左手定則得,α粒子所受洛倫茲力水平向右,電子所受洛倫茲力水平向左,α粒子向右偏轉(zhuǎn),電子向左偏轉(zhuǎn),不會出現(xiàn)圖示的軌跡,故D錯誤。

故選:C。

【點評】:本題考查帶電粒子在復(fù)合場中的運動,解題關(guān)鍵是分析好粒子的受力情況和運動情況。6.(多選題,6分)使甲、乙兩條形磁鐵隔開一段距離,靜止于水平桌面上,甲的N極正對著乙的S極,甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量,兩者與桌面之間的動摩擦因數(shù)相等?,F(xiàn)同時釋放甲和乙,在它們相互接近過程中的任一時刻()A.甲的速度大小比乙的大B.甲的動量大小比乙的小C.甲的動量大小與乙的相等D.甲和乙的動量之和不為零【正確答案】:BD【解析】:分別對甲和乙受力分析,根據(jù)牛頓第二定律求解加速度,進(jìn)而比較速度大??;比較兩物體所受合力大小,進(jìn)而比較從開始運動到某一時刻物體所受合力的沖量,根據(jù)動量定理比較動量的大小。

【解答】:解:A、分別對甲和乙受力分析,設(shè)兩者間的磁力為F,對甲,由牛頓第二定律得:F-μm甲g=m甲a甲

解得:a甲=-μg

對乙,由牛頓第二定律得:F-μm乙g=m乙a乙

解得:a乙=-μg

由題意可知,m甲>m乙,則a甲<a乙,則在它們相近過程中的任意時刻甲的速度大小比乙的小,故A錯誤;

BCD、甲物體所受摩擦力大于乙物體所受摩擦力,則甲所受合力小于乙所受合力,從釋放甲和乙到它們相互接近過程中的某一時刻,甲所受合力的沖量小于乙所受合力的沖量,根據(jù)動量定理得,合力的沖量等于動量的變化量,甲的動量大小比乙的小,甲和乙的動量之和不為零,故BD正確,C錯誤;

故選:BD。

【點評】:本題考查動量定理,解題關(guān)鍵是對兩物體做好受力分析,知道合力的沖量等于動量的變化量。7.(多選題,6分)一質(zhì)量為1kg的物體在水平拉力的作用下,由靜止開始在水平地面上沿x軸運動,出發(fā)點為x軸零點,拉力做的功W與物體坐標(biāo)x的關(guān)系如圖所示。物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.4,重力加速度大小取10m/s2。下列說法正確的是()A.在x=1m時,拉力的功率為6WB.在x=4m時,物體的動能為2JC.從x=0運動到x=2m,物體克服摩擦力做的功為8JD.從x=0運動到x=4m的過程中,物體的動量最大為2kg?m/s【正確答案】:BC【解析】:W-x圖像的斜率為拉力F,根據(jù)圖像求解拉力大小,根據(jù)牛頓第二定律求解物體的加速度,根據(jù)運動學(xué)公式求解物體的速度,根據(jù)P=Fv求解拉力的功率;根據(jù)動能定理求解物體的動能;根據(jù)做功公式求解克服摩擦力公式;根據(jù)拉力大小與摩擦力大小的關(guān)系分析物體的運動情況,當(dāng)物體速度最大時動量最大,根據(jù)p=mv求解最大動量。

【解答】:解:A、W-x圖像的斜率為拉力F,由圖像可知,0~2m內(nèi),拉力F1==N=6N

2~4m內(nèi),拉力F2==N=3N

0~2m內(nèi),對物體受力分析,由牛頓第二定理得:F1-μmg=ma

代入數(shù)據(jù)解得:a=2m/s2

由勻變速直線運動速度—位移公式得:=2ax

x=1m時,物體的速度大小為v1==m/s=2m/s

拉力的功率P1=F1v1=6×2W=12W

故A錯誤;

B、滑動摩擦力f=μmg=0.4×1×10N=4N

0~4m內(nèi),對物體由動能定理得:W-fx=Ek

代入數(shù)據(jù)解得:Ek=2J

故B正確;

C、從x=0運動到x=2m,物體克服摩擦力做的功為W克=fx=4×2J=8J

故C正確;

D、0~2m過程中,拉力大于摩擦力,物體做勻加速運動,2m~4m時,拉力小于摩擦力,物體做勻減速運動,則當(dāng)x=2m時,物體的速度最大,動量最大,物體的速度大小為:v2==m/s=2m/s

物體的最大動量為:p=mv=1×2kg?m/s=2kg?m/s

故D錯誤。

故選:BC。

【點評】:本題考查動能定理、功的計算、動量,解題關(guān)鍵是知道W-x圖像的斜率表示力F,分析好物體的受力情況和運動情況,結(jié)合牛頓第二定律、運動學(xué)公式、動能定理列式求解即可。8.(多選題,6分)如圖,一封閉著理想氣體的絕熱汽缸置于水平地面上,用輕彈簧連接的兩絕熱活塞將汽缸分為f、g、h三部分,活塞與汽缸壁間沒有摩擦。初始時彈簧處于原長,三部分中氣體的溫度、體積、壓強(qiáng)均相等?,F(xiàn)通過電阻絲對f中的氣體緩慢加熱,停止加熱并達(dá)到穩(wěn)定后()A.h中的氣體內(nèi)能增加B.f與g中的氣體溫度相等C.f與h中的氣體溫度相等D.f與h中的氣體壓強(qiáng)相等【正確答案】:AD【解析】:電阻絲加熱后,f中的氣體內(nèi)能增大,體積增大,向右推動活塞,導(dǎo)致h中的體積減小,外界對氣體做功,結(jié)合熱力學(xué)第一定律得出h中的內(nèi)能變化趨勢;

根據(jù)對左邊活塞的受力分析得出g中氣體體積的變化趨勢,結(jié)合一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程列式得出g與f中氣體的溫度大小關(guān)系;

將兩個活塞和彈簧組成的系統(tǒng)當(dāng)成整體,對其受力分析,結(jié)合其平衡狀態(tài)得出f和h中氣體的壓強(qiáng)大小關(guān)系;

分析出h中氣體變化前后的狀態(tài)參量,利用一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程聯(lián)立等式得出f與h中的氣體溫度的大小關(guān)系。

【解答】:解:A、當(dāng)電阻絲對f中的氣體緩慢加熱時,f中的氣體內(nèi)能增大,溫度升高,根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程pV=CT可知,f中的氣體的壓強(qiáng)增大,則會向右推動活塞,而h中的氣體體積減小,外界對氣體做正功,因為活塞和氣缸絕熱,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W可知,h中的氣體內(nèi)能增加,故A正確;

B、初始狀態(tài)下,三部分氣體的狀態(tài)參量完全相同,當(dāng)系統(tǒng)再次穩(wěn)定時,對左側(cè)活塞分析可得:

pfS=F+pgS

因為f中的氣體溫度升高,則f中的氣體壓強(qiáng)增大,則彈簧對左邊活塞的彈力水平向左,由此可知彈簧處于壓縮狀態(tài)。

分別對f和g中的氣體,根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程可得:

=

=

其中,Vf>Vg

聯(lián)立解得:Tf>Tg,故B錯誤;

CD、根據(jù)題意可知,兩個活塞和彈簧組成的整體會向右移動一段距離,因此最終f中的氣體體積增大,h中的體積減小,壓強(qiáng)增大,將兩絕熱活塞和彈簧當(dāng)成整體,可知再次穩(wěn)定時f和h中的壓強(qiáng)再次相等,對h中的氣體,根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程可得:

聯(lián)立解得:Tf>Th,故C錯誤,D正確;

故選:AD。

【點評】:本題主要考查了一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程,解題的關(guān)鍵點是理解再次穩(wěn)定后的狀態(tài)參量,結(jié)合一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程即可完成分析。9.(問答題,6分)在“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實驗中,所用器材如下:電池、電容器、電阻箱、定值電阻、小燈泡、多用電表、電流表、秒表、單刀雙擲開關(guān)以及導(dǎo)線若干。

(1)用多用電表的電壓擋檢測電池的電壓。檢測時,紅表筆應(yīng)該與電池的___(填“正極”或“負(fù)極”)接觸。

(2)某同學(xué)設(shè)計的實驗電路如圖(a)所示。先將電阻箱的阻值調(diào)為R1,將單刀雙擲開關(guān)S與“1”端相接,記錄電流隨時間的變化。電容器充電完成后,開關(guān)S再與“2”端相接,相接后小燈泡亮度變化情況可能是___。(填正確答案標(biāo)號)

A.迅速變亮,然后亮度趨于穩(wěn)定

B.亮度逐漸增大,然后趨于穩(wěn)定

C.迅速變亮,然后亮度逐漸減小至熄滅

(3)將電阻箱的阻值調(diào)為R2(R2>R1),再次將開關(guān)S與“1”端相接,再次記錄電流隨時間的變化情況。兩次得到的電流I隨時間t變化如圖(b)中曲線所示,其中實線是電阻箱阻值為___(填“R1”或“R2”)時的結(jié)果,曲線與坐標(biāo)軸所圍面積等于該次充電完成后電容器上的___(填“電壓”或“電荷量”)。

【正確答案】:正極;C;R2;電荷量【解析】:(1)根據(jù)多用電表的內(nèi)部構(gòu)造分析出正確的表筆連接方式;

(2)電容器放電過程中,電流逐漸減?。?/p>

(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律分析電阻的大小,I-t圖像中圖線與坐標(biāo)軸所圍面積表示充電完成后電容器上的電荷量。

【解答】:解:(1)使用多用電表測電壓時,多用電表應(yīng)滿足“紅進(jìn)黑出”,則紅表筆應(yīng)與電源的正極接觸;

(2)開關(guān)S與“2”端相接,電容器發(fā)電,電容器充當(dāng)電源,放電過程電流逐漸減小,放電完成后,電路中電流為零,則燈泡迅速變亮,然后亮度逐漸減小至熄滅,故AB錯誤,C正確。

故選:C。

(3)開關(guān)S與“1”端相接,電容器充電,由圖像可得,開關(guān)S與“1”端相接瞬間,實線的電流小于虛線的電流,電源電動勢為定值,則實線對應(yīng)的電阻箱阻值更大,即實線是電阻箱阻值為R2時的結(jié)果;

由q=It得,I-t圖像中,曲線與坐標(biāo)軸所圍面積等于該次充電完成后電容器上的電荷量。

故答案為:(1)正極;(2)C;(3)R2,電荷量。

【點評】:本題考查多用電表的使用和電容器的充放電過程,知道電容器充放電過程電流逐漸減小,I-t圖像中圖線與坐標(biāo)軸所圍面積表示充電完成后電容器上的電荷量。10.(問答題,12分)一學(xué)生小組做“用單擺測量重力加速度的大小”實驗。

(1)用實驗室提供的螺旋測微器測量擺球直徑。首先,調(diào)節(jié)螺旋測微器,擰動微調(diào)旋鈕使測微螺桿和測砧相觸時,發(fā)現(xiàn)固定刻度的橫線與可動刻度上的零刻度線未對齊,如圖(a)所示,該示數(shù)為___mm;螺旋測微器在夾有擺球時示數(shù)如圖(b)所示,該示數(shù)為___mm,則擺球的直徑為___mm。

(2)單擺實驗的裝置示意圖如圖(c)所示,其中角度盤需要固定在桿上的確定點O處,擺線在角度盤上所指的示數(shù)為擺角的大小。若將角度盤固定在O點上方,則擺線在角度盤上所指的示數(shù)為5°時,實際擺角___5°(填“大于”或“小于”)。

(3)某次實驗所用單擺的擺線長度為81.50cm,則擺長為___cm。實驗中觀測到從擺球第1次經(jīng)過最低點到第61次經(jīng)過最低點的時間間隔為54.60s,則此單擺周期為___s,該小組測得的重力加速度大小為___m/s2。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字,π2取9.870)【正確答案】:0.007;20.034;20.027;大于;82.5;1.82;9.83【解析】:(1)根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則得出對應(yīng)的示數(shù);

(2)根據(jù)角度盤的工作原理得出實際擺角是否大于5°;

(3)根據(jù)幾何關(guān)系得出擺長的大小和周期的大小,結(jié)合單擺的周期公式得出重力加速度的大小。

【解答】:解:(1)測量前測微螺桿和測砧相觸時,圖(a)的示數(shù)為

d0=0mm+0.7×0.01mm=0.007mm

螺旋測微器的分度值為0.01mm,需要估讀到分度值的下一位,則圖中的讀數(shù)為:

d1=20mm+3.4×0.01mm=20.034mm

因此擺球的直徑為:

d=d1-d0=20.034mm-0.007mm=20.027mm

(2)角度盤的大小一定,則在規(guī)定的位置安裝角度盤,測量的角度準(zhǔn)確,但將角度盤固定在規(guī)定位置的上方時,角度盤到懸掛點的距離將會變短,因此在保持角度相同的情況下,擺線在刻度盤上掃過的弧長會變短,則擺線在角度盤上所指的示數(shù)為5°時,其實實際擺角大于5°;

(3)根據(jù)幾何關(guān)系可知,擺長為:

一次全振動過程中單擺經(jīng)過最低點兩次,則單擺的周期為:

根據(jù)單擺的周期公式可得:

代入數(shù)據(jù)解得:g=9.83m/s2。

故答案為:(1)0.007;20.034;20.027;(2)大于;(3)82.5;1.82;9.83

【點評】:本題主要考查了單擺測量重力加速度的實驗,根據(jù)實驗原理掌握正確的實驗操作,結(jié)合單擺的周期公式即可完成分析。11.(問答題,10分)將扁平的石子向水面快速拋出,石子可能會在水面上一跳一跳地飛向遠(yuǎn)方,俗稱“打水漂”。要使石子從水面跳起產(chǎn)生“水漂”效果,石子接觸水面時的速度方向與水面的夾角不能大于θ。為了觀察到“水漂”,一同學(xué)將一石子從距水面高度為h處水平拋出,拋出速度的最小值為多少?(不計石子在空中飛行時的空氣阻力,重力加速度大小為g)【正確答案】:

【解析】:根據(jù)平拋運動豎直方向和水平方向的速度關(guān)系分析解答。

【解答】:解:根據(jù)平拋運動規(guī)律可知豎直方向有

=2gh

結(jié)合題意石子接觸水面時的速度方向與水面的夾角不能大于θ,可知拋出速度的最小值滿足,如圖:

tanθ=

解得

v0=

答:拋出速度的最小值為。

【點評】:本題考查平拋運動,解題關(guān)鍵掌握平拋運動有關(guān)速度的計算公式。12.(問答題,14分)密立根油滴實驗的示意圖如圖所示。兩水平金屬平板上下放置,間距固定,可從上板中央的小孔向兩板間噴入大小不同、帶電量不同、密度相同的小油滴。兩板間不加電壓時,油滴a、b在重力和空氣阻力的作用下豎直向下勻速運動,速率分別為v0、;兩板間加上電壓后(上板為正極),這兩個油滴很快達(dá)到相同的速率,均豎直向下勻速運動。油滴可視為球形,所受空氣阻力大小與油滴半徑、運動速率成正比,比例系數(shù)視為常數(shù)。不計空氣浮力和油滴間的相互作用。

(1)求油滴a和油滴b的質(zhì)量之比;

(2)判斷油滴a和油滴b所帶電荷的正負(fù),并求a、b所帶電荷量的絕對值之比?!菊_答案】:

【解析】:(1)根據(jù)質(zhì)量的計算公式得出油滴的質(zhì)量比值關(guān)系,結(jié)合其運動狀態(tài)和空氣阻力的計算公式得出油滴的質(zhì)量之比;

(2)根據(jù)油滴的變速類型得出油滴所帶電荷的電性,結(jié)合其受力分析得出電荷量的絕對值的比值關(guān)系。

【解答】:解:(1)設(shè)油滴的半徑為r,密度為ρ,根據(jù)質(zhì)量公式可得,油滴的質(zhì)量為:

根據(jù)題意可知,速度為v時,空氣阻力的大小為:

f=kvr

當(dāng)油滴勻速下落時,則油滴處于平衡狀態(tài),由此可得:

f=mg

聯(lián)立解得:

根據(jù)上述表達(dá)式可知,油滴的半徑與成正比

則油滴的半徑之比為:

根據(jù)質(zhì)量的計算公式可知,油滴a和油滴b的質(zhì)量之比為:

(2)當(dāng)兩板加上電壓后(上板為正極),這兩個油滴很快達(dá)到相同的速率,根據(jù)(1)中的分析可知,油滴a做的是減速運動,油滴b做的是加速運動,由此可判斷出油滴a帶負(fù)電,油滴b帶正電。

當(dāng)油滴再次達(dá)到平衡狀態(tài)時,根據(jù)其受力特點可得:

油滴a:

油滴b:

其中,根據(jù)油滴的前后速度的比值關(guān)系可知:

fb=2mbg

聯(lián)立解得:

答:(1)油滴a和油滴b的質(zhì)量之比為8:1;

(2)油滴a帶負(fù)電,油滴b帶正電,a、b所帶電荷量的絕對值之比為4:1。

【點評】:本題主要考查了帶電粒子在電場中的運動,熟悉球體的體積公式,根據(jù)物體的運動狀

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