■山東省濱州市第一中學 成樹明

一、選擇題(第1～5題為單選題,第6～8題為多選題)

1.如圖1所示是氫原子的能級示意圖,用一群處于n=4能級的氫原子躍遷時發(fā)出的光去照射逸出功為3.4 eV 的鋅板,下列說法中正確的是( )。

圖1

A.這群氫原子能夠吸收任意能量的光子后向更高能級躍遷

B.這群氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光

C.從鋅板逸出的光電子的最大初動能為9.35 eV

D.由n=4 能級躍遷到n=2 能級輻射出的光照射鋅板能發(fā)生光電效應

2.如圖2所示是戶外露營時使用的一種便攜式三腳架,它由三根完全相同的輕桿通過鉸鏈組合在一起,每根桿均可繞鉸鏈自由轉動。將三腳架靜止放在水平地面上,用細鐵鏈將吊鍋掛在三腳架正中央。已知三根輕桿與豎直方向之間的夾角均為θ=37°,吊鍋和細鐵鏈的總質量為m,輕桿與鉸鏈之間的摩擦忽略不計,重力加速度為g,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,則( )。

圖2

C.減小夾角θ時桿對地面的壓力增大

D.減小夾角θ時桿對地面的摩擦力增大

3.一物體在恒力F的作用下,在粗糙程度不均勻的水平面上運動,其v-t圖像如圖3所示,物體在0～t時間內在動摩擦因數(shù)為μ1的水平面上做勻加速直線運動,在t～2t時間內在動摩擦因數(shù)為μ2的水平面上做勻速直線運動,在2t～3t時間內在動摩擦因數(shù)為μ3的水平面上做勻減速直線運動。已知物體在做勻速運動過程中的速度為v0,則下列表達式中正確的是( )。

圖3

C.μ3-μ1=μ2

D.μ1+μ3=μ2

4.如圖4所示,游樂場內的扶梯AB和水上滑梯軌道BC在B點相接,滑梯軌道BC是半徑為R的四分之一光滑圓弧,圓心O點和軌道上的C點恰好在水面上,整個裝置處在同一豎直平面內。小朋友沿著扶梯AB運動到B點,當他受到微小擾動時,將沿著圓弧軌道下滑。已知重力加速度為g,不計空氣阻力,小朋友可視為質點(提示:在圓周運動過程中任一點,質點所受的向心力與其速率的關系為,則小朋友滑離圓弧軌道時的速率為( )。

圖4

5.如圖5所示,OC是等腰三角形ABC底邊AB上的高,電荷量相等的兩個正電荷分別固定在A、B兩點。絕緣光滑桿與OC重合,一個帶負電的輕質小球套在桿上,自C點由靜止釋放后沿桿滑下,當小球運動到O點時,其速率為v。若固定在B處的正電荷所帶電荷量變?yōu)樵瓉淼? 倍,其他條件不變,仍將小球自C點由靜止釋放。不計小球的重力,將小球視為點電荷。當小球再次運動到O點時,其速率為( )。

圖5

A.2vB.

6.2020年7月23日,中國首個火星探測器“天問一號”成功升空。2021年5月15日,“天問一號”探測器成功著陸于火星烏托邦平原南部預選著陸區(qū),我國首次火星探測任務取得圓滿成功。已知地球與火星半徑之比為p,地球表面的重力加速度與火星表面的重力加速度之比為q,根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以求得( )。

A.地球與火星的公轉周期之比

B.地球與火星的向心加速度之比

C.地球與火星的質量之比

D.地球與火星的密度之比

7.某偏僻山區(qū)靠小型發(fā)電機供電照明,供電電路如圖6 甲所示,通過電燈的電流隨時間變化的正弦規(guī)律圖像如圖6 乙所示,若發(fā)電機的線圈共有1 000匝,總內阻為2 Ω,電燈的電阻為48 Ω,不計輸電線的電阻,則下列說法中正確的是( )。

圖6

A.電路中的電流方向每秒改變100次

D.電燈的電功率為12.5 W

8.如圖7所示,間距為L、足夠長的光滑平行金屬導軌的傾角θ=30°,底端接一阻值為R的電阻,質量為m的金屬棒通過跨過輕質定滑輪的細線與質量為4m的重錘相連,滑輪左側細線與導軌平行,金屬棒的電阻,金屬棒始終與導軌垂直且接觸良好,整個裝置處于垂直于導軌平面向上的勻強磁場中,磁感應強度為B。現(xiàn)將重錘由靜止釋放,重錘下落高度h時達到最大速度v,已知重力加速度為g,其他電阻均不計,則重錘從釋放到達到最大速度的過程中,下列說法正確的是( )。

圖7

A.通過電阻R的電荷量為

D.電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱為5v2)

二、非選擇題

(一)必考題

9.如圖8所示,用碰撞實驗器可以驗證動量守恒定律,即研究兩個小球在水平軌道上碰撞前后的動量關系。圖中O點是小球拋出點在地面上的投影。實驗時,先讓入射球多次從斜軌上某位置由靜止釋放,找到其落地點的平均位置P,然后把被碰球靜置在水平軌道的末端,再將入射球從斜軌上同一位置由靜止釋放,使它與被碰球相撞,并多次重復。M、N是碰后兩小球落點的平均位置。

圖8

(1)若入射球的質量為m1,半徑為r1;被碰球的質量為m2,半徑為r2。實驗要求m1_____m2,r1_____r2。(均選填“＞”“＜”或“=”)

(2)若兩小球相碰前后的動量守恒,則需要驗證的表達式為____(用題中和裝置圖中的字母表示)。

(3)碰撞的恢復系數(shù)的定義為e=,其中v10和v20分別是碰撞前兩物體的速度,v1和v2分別是碰撞后兩物體的速度。用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置到O點的距離,即線段OM、OP、ON的長度如圖9所示,則該實驗的恢復系數(shù)e=_____(結果保留2位有效數(shù)字)。

圖9

10.某實驗小組嘗試測量一節(jié)干電池的電動勢和內阻,設計了如圖10甲所示的測量方案,其中的電流表可視為理想電表,R0為定值電阻。

圖10

實驗操作步驟:①先閉合開關S1、S2,調節(jié)電阻箱的阻值,記下多組電流表的示數(shù)I和對應電阻箱的示數(shù)R。②只斷開開關S2,調節(jié)電阻箱的阻值,再次記下多組電流表的示數(shù)I和對應電阻箱的示數(shù)R。③根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù),作出如圖10 乙所示的圖像,其中直線Ⅰ的斜率為k,縱軸截距為a;直線Ⅱ的縱軸截距為b。

(1)直線Ⅰ與直線Ⅱ____(選填“平行”或“不平行”)。

(2)開關S1閉合,S2斷開時的圖像是____(選填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

11.如圖11甲所示,質量M=2 kg的小車靜止在光滑水平面上,質量m=1 kg的小物塊(可視為質點)靜止在小車的左端,與小車右端相距d=10 m 處的水平面上固定一豎直擋板?，F(xiàn)對小物塊施加一水平向右的作用力F,小物塊和小車的v-t圖像如圖11乙所示。經(jīng)過時間t=2 s后撤去力F,小車與擋板碰撞前后的速度大小不變。已知小物塊始終沒有滑離小車,取重力加速度g=10 m/s2,求:

圖11

(1)小物塊與小車之間的動摩擦因數(shù)μ及力F的大小。

(2)撤去力F后,經(jīng)過多長時間小車與擋板相碰？

(3)小物塊從開始運動到小車與擋板碰后二者再次達共速的過程中,小物塊與小車因摩擦而產(chǎn)生的熱量(結果保留2位小數(shù))。

12.如圖12所示,在空間建立O-xyz坐標系,在x≥0 區(qū)域內有沿y軸正方向的勻強電場,在x＜0 區(qū)域內既有沿x軸負方向的勻強磁場,又有沿x軸負方向的勻強電場,電場強度與x≥0 區(qū)域內的電場強度等大?，F(xiàn)有一質量為m,帶電荷量為+q(q＞0)的粒子從x軸上的P點,以初速度v0沿x軸負方向射入電場,經(jīng)過y軸上的Q點進入電、磁場疊加區(qū)域,在以后的運動過程中恰好未穿過xOz平面。已知P、Q兩點到坐標原點O的距離分別為2d、d,不計粒子的重力,求:

圖12

(1)電場強度E的大小及粒子到達Q點時速度的大小。

(2)磁感應強度B的大小。

(3)粒子在x＜0 區(qū)域內,第二次經(jīng)過xOz平面的位置到y(tǒng)Oz平面的距離。

(二)選考題

13.[選修3—3]

(1)一定質量的某種理想氣體,在不同溫度下氣體分子的運動速率分布曲線分別如圖13中的實線和虛線所示,橫坐標表示分子的運動速率,縱坐標表示單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比,下列說法中正確的是( )。

圖13

A.虛線對應的溫度較高

B.溫度升高,曲線峰值向右移動

C.實線與橫軸圍成的圖形面積大于虛線與橫軸圍成的圖形面積

D.相同壓強下,實線對應的氣體密度較小

E.同一溫度下,氣體分子的運動速率分布曲線總呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的特點

(2)如圖14所示是用打氣筒給足球充氣的示意圖。已知足球內部容積為7.5 L,室內環(huán)境溫度為17 ℃,大氣壓強為1.0 atm,打氣前球內氣體壓強等于外界大氣壓強,手持式打氣筒每打一次氣能將體積為0.25 L、壓強為1.0 atm的空氣打入球內。忽略打氣過程中球內氣體溫度的變化,當球內氣體的壓強等于1.5 atm 時停止打氣,求:

圖14

(ⅰ)打氣的次數(shù)。

(ⅱ)足球在足球場上暴曬后,球內氣體的溫度升高為37 ℃,球內氣體體積幾乎不變,求此時球內氣體的壓強(結果保留2位有效數(shù)字)。

14.[選修3—4]

(1)如圖15所示是一半徑為R的半圓柱形透明物體的側視圖,現(xiàn)有一細束單色光從右側沿軸線OA方向射入透明物體,光在其中的傳播速度為,c為光在真空中的傳播速度,則透明物體對該單色光的折射率n=_____;現(xiàn)將該細束單色光逐漸向上平移,當平移到距O點的距離d=_____處時,透明物體左側恰好不再有光線射出。

圖15

(2)一列簡諧橫波在t=0.6 s時刻的波形圖如16甲所示,質點A到達平衡位置,質點P的縱坐標為-5 cm,質點A的振動圖像如圖16乙所示,求:

圖16

(ⅰ)這列波傳播速度的大小。

(ⅱ)質點P的振動方程。