2019-2020年高考物理摸底试卷(2月份)含解析.doc
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2019-2020年高考物理摸底试卷(2月份)含解析一、选择题(共12道题,均为单选题,每题3分,共36分)1关于布朗运动,下列说法中正确的是()A液体温度越高,布朗运动越剧烈B液体温度越低,布朗运动越剧烈C布朗微粒的运动是有规则的D液体中悬浮微粒越大,布朗运动越显著2在下列四个核反应方程中,符号“X”表示中子的是()A He+NO+XB UTh+XC Be+HeC+XD ThPa+X3关于粒子散射实验,粒子的运动轨迹如图所示,在其中一条粒子的运动轨迹上标出a、b、c三点原子核对粒子的作用力在哪个点最大()Aa点Bb点Cc点D三个点一样大4一质点做简谐运动质点的位移随时间变化的规律如图所示,则从图中可以看出()A质点做简谐运动的周期为5sB质点做简谐运动的振幅为4cmCt=3s时,质点的速度为零Dt=3s时,质点沿y轴正向运动5光可以发生干涉、衍射等现象,下列属于光的干涉现象的是()A雨后天空出现的彩虹B在沙漠中看到的海市蜃楼景象C阳光下肥皂泡上出现的彩色条纹D小孔成像现象6一束光线从空气射向玻璃,入射角为下列四幅光路图中正确的是()ABCD7一个质点A位于坐标原点处,沿y轴做简谐运动,在介质中形成一列沿x轴正方向传播的简谐横波,t0时刻波形如图所示这列波的周期为T下列说法中正确的是()A质点A开始振动时的方向沿y轴正方向B从t0到t0+时间内,回复力对质点B一直做负功C在t0到t0+时间内,质点B将沿x轴正方向迁移半个波长D在一个周期T内,质点B所受回复力的冲量不为零8如图所示电路,闭合开关,灯泡发光若滑动变阻器R2的滑片P由b端向a端移动,关于灯泡L1、L2的亮度变化情况正确的是()AL1、L2都变暗BL1变暗,L2变亮CL1、L2都变亮DL1变亮,L2变暗9万有引力定律能够很好地将天体运行规律与地上物体运动规律具有内在的一致性统一起来用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量,随称量位置的变化可能会有不同的结果已知地球质量为M,万有引力常量为G将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体下列选项中说法正确的是()A在北极地面称量时,弹簧秤的读数是B在赤道地面称量时,弹簧秤读数为C在北极上空高出地面h处称量时,弹簧秤读数为D在赤道上空高出地面h处称量时,弹簧秤读数为10在“研究平行板电容器的电容与哪些因素有关”的实验中,用电容表可以直接测量出该平行板电容器的电容大小某同学在测量中,记录了一些测量结果,参看表,表中的数据是测量出的电容大小在实验误差的允许范围内,可以得到的最直接的结论是()实验次数极板材质介质材料正对面积S铜橡胶680pF530pF380pF230pF铁橡胶660pF520pF380pF240pF铝亚克力板330pF280pF230pF160pFA通过和数据,可知极板材料不影响平行板电容器的电容B通过和数据,可知极板材料和介质材料都影响平行板电容器的电容C通过和数据,可知介质材料影响平行板电容器的电容D通过、和数据,可知极板的不同正对面积影响平行板电容器的电容11某个量D的变化量D,D与发生这个变化所用时间t的比值叫做这个量D的变化率关于“加速度的变化率”,下列说法正确的是()A“加速度的变化率”的单位是m/s2B加速度的变化率为0的运动是匀速直线运动C若加速度与速度同方向,如图所示的at图象,表示的是物体的速度在减小D若加速度与速度同方向,如图所示的at图象,已知物体在t=0时速度为5m/s,则2s末的速度大小为7m/s12石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构的新型纳米材料,xx年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫,成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯,两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由,共同获得xx年诺贝尔物理学奖石墨烯的结构非常稳定,碳碳键仅为1.42,它内部碳原子之间的连接很柔韧,当施加外力于石墨烯时,碳原子面会弯曲变形,使得碳原子不必重新排列来适应外力,从而保持稳定的结构石墨烯是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料,电阻率约106cm,比铜或银的电阻率更小,为当今发现电阻率最小的材料,石墨烯的应用范围广阔,比如超轻防弹衣,超薄超轻型飞机材料等,石墨烯有可能会成为硅的替代品,制造超微型晶体管,用来生产未来的超级计算机,利用石墨烯加入电池电极材料中可以大大提高充电效率,并且提高电池容量通过阅读上述材料,推断下列说法中不正确的是()A石墨烯的厚度数量级为1010mB用石墨烯做成的电池储存电能的性能大大增加C石墨烯和金刚石是同位素D用石墨烯可以实现像报纸一样可以卷起来的平板电脑二、实验题(共2道题,共18分)13在“研究平抛运动”的实验中:(1)小明采用图甲所示装置,小铁球A、B完全相同,用小锤打击弹性金属片,金属片把球A沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小捶打击的力度,即改变球A被弹出时的速度,两球仍然同时落地改变装置与地面间距离,重复上述实验,两球仍然同时落地根据上述实验现象可得到的结论是A平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动B平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动C平抛运动可以分解为竖直运动和水平运动(2)小红用图乙所示装置做实验,两个完全相同的弧形轨道M、N,分别用于发射两个完全相同的小铁球P、Q,其中M的末端是水平的,N的末端与光滑的水平板相切;两轨道上端分别装有电磁铁C、D,调节电磁铁C、D的高度,使电磁铁最下端C、D的满足AC=BD,从而保证小球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等现将小球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电磁铁的电源,使两小球同时分别从轨道M、N射出多次重复上述实验,下列说法中正确的是A小球P下落到水平板时总是正好碰到小球QB小球P下落到水平板时总是落在小球Q的右侧C小球P下落到水平板时总是落在小球Q的左侧(3)用图乙所示装置做实验,若仅改变弧形轨道M的高度(AC距离保持不变),重复(2)中实验,仍能观察到相同的现象根据上述实验现象可得到的结论是A平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动B平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动C平抛运动是匀变速运动14某同学利用以下器材测量电源电动势、内阻和定值电阻的阻值待测电源(电动势约3V,内阻约1)一个阻值未知的电阻 电压表两块(内阻很大,量程3V)电流表(内阻约为5,量程0.6A) 滑动变阻器A(030,3A)滑动变阻器B(0200,0.2A)电键一个,导线若干该同学设计了如图甲的电路,用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数将滑动变阻器的滑片移到不同位置时,得到下表所示数据:I(A)0.100.200.250.300.400.45U1(V)2.912.802.762.692.582.55U2(V)2.401.811.491.210.600.29根据题中所给信息回答下列问题:(1)滑动变阻器应选择(选填器材代号“A”或“B”);(2)根据甲图用笔画线代替导线把乙图中的实物图补充完整;(3)该同学根据表中数据在图丙中已经画出了UI(U=U1U2)图线,请你在图中画出EI图线;(4)根据图线,求出电源电动势E=V,内阻r=,定值电阻=三、计算题(共5道题,共46分)解题要求:写出必要的文字说明、方程式和演算步骤有数字计算的题,答案必须明确写出数值和单位15在水平地面的右端B处有一面墙,一小物块放在水平地面上的A点,质量m=0.5kg,AB间距离s=5m,如图所示小物块以初速度v0=8m/s从A向B运动,刚要与墙壁碰撞时的速度v1=7m/s,碰撞后以速度v2=6m/s反向弹回重力加速度g取10m/s2求:(1)小物块从A向B运动过程中的加速度a的大小;(2)小物块与地面间的动摩擦因数;(3)若碰撞时间t=0.05s,碰撞过程中墙面对小物块平均作用力F的大小16如图所示,两根光滑平行金属导轨MN和PQ固定在水平面上,左端接有阻值R=4的电阻,处于方向竖直向下的匀强磁场(磁场足够大)中在导轨所在平面内,垂直于导轨放一质量m=0.5kg的金属杆,接在导轨间的金属杆电阻r=1,金属杆与导轨接触良好,导轨足够长且电阻不计平面内恒力F=0.5N垂直作用于金属杆上,金属杆沿导轨方向向右做匀速运动,此时电阻R上的电功率P=4W求:(1)通过电阻R的电流的大小和方向;(2)金属杆向右匀速运动时的速度大小17如图所示,一根金属棒长为L,横截面积为S,其材料的电阻率为已知金属棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e在金属棒两端加上恒定的电压时,金属棒内自由电子定向移动的平均速率为v(1)求电阻的大小;(2)请证明金属棒内的电流I=neSv;(3)求金属棒内的电场强度大小18如图甲所示“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器如图乙所示是“电磁炮”的原理结构示意图光滑水平加速导轨电阻不计,轨道宽为L=0.2m在导轨间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=1102T“电磁炮”的弹体总质量m=0.2kg,其中弹体在轨道间的电阻R=0.4电源的内阻r=0.6,不计弹体在运动中的感应电动势在某次试验发射过程中,电源为加速弹体提供的电流是I=4103A,不计空气阻力求:(1)弹体所受安培力大小;(2)弹体从静止加速到4km/s,轨道至少要多长?(3)若考虑弹体切割磁感线产生的感应电动势,试分析弹体的运动情况19目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机,如图所示是它的发电原理:将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有足够多带正电和负电的微粒,整体呈中性),喷射入磁场,磁场中有两块平行金属板A、B,这时金属板上就会聚集大量电荷,产生电压设平行金属板A、B长为a、宽为b,两板间距为d,其间有匀强磁场,磁感应强度为B,等离子体的流速为v,电阻率为,外接一个负载电阻,等离子体从一侧沿垂直磁场且与极板平行方向射入极板间(1)从两个角度推导发电机电动势的表达式E=Bdv;(2)若负载电阻为可变电阻,请证明当负载电阻等于发电机的内阻时,发电机的输出功率最大,并求发电机的最大输出功率Pm;(3)若等离子体均为一价离子,外接一个负载电阻为R,电荷量为e,每秒钟有多少个离子打在A极板上?xx年北京市通州区高考物理摸底试卷(2月份)参考答案与试题解析一、选择题(共12道题,均为单选题,每题3分,共36分)1关于布朗运动,下列说法中正确的是()A液体温度越高,布朗运动越剧烈B液体温度越低,布朗运动越剧烈C布朗微粒的运动是有规则的D液体中悬浮微粒越大,布朗运动越显著【考点】布朗运动【专题】定性思想;推理法;布朗运动专题【分析】布朗运动是悬浮微粒永不停息地做无规则运动,用肉眼看不到悬浮微粒,只能借助光学显微镜观察到悬浮微粒的无规则运动,看不到液体分子【解答】解:ABD、布朗运动的实质是液体分子不停地无规则的撞击悬浮微粒,悬浮微粒越小,温度越高,液体分子撞击作用的不平衡性越明显,布朗运动越明显,故A正确,B错误,D错误;C、液体分子热运动的无规则导致布朗运动的无规则,故D错误;故选:A【点评】布朗运动的实质是液体分子不停地做无规则撞击悬浮微粒,悬浮微粒受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用不平衡,导致的无规则运动2在下列四个核反应方程中,符号“X”表示中子的是()A He+NO+XB UTh+XC Be+HeC+XD ThPa+X【考点】裂变反应和聚变反应【专题】定量思想;推理法;衰变和半衰期专题【分析】根据电荷数守恒、质量数守恒确定x的电荷数和质量数,从而判断是否是中子【解答】解:A、根据电荷数守恒、质量数守恒知,x的电荷数为2+78=1,质量数为4+1417=1,不是中子,是质子,故A错误;B、根据电荷数守恒、质量数守恒知,x的电荷数为9290=2,质量数为238234=4,不是中子,是粒子,故B错误;C、根据电荷数守恒、质量数守恒知,x的电荷数为4+26=0,质量数为9+412=1,为中子,故C正确;D、根据电荷数守恒、质量数守恒知,x的电荷数为9091=1,质量数为234234=0,不是中子,是电子,故D错误;故选:C【点评】该题考查常见的核反应方程,解决本题的关键知道在核反应方程中,电荷数守恒、质量数守恒3关于粒子散射实验,粒子的运动轨迹如图所示,在其中一条粒子的运动轨迹上标出a、b、c三点原子核对粒子的作用力在哪个点最大()Aa点Bb点Cc点D三个点一样大【考点】粒子散射实验;库仑定律【专题】定量思想;推理法;原子的核式结构及其组成【分析】粒子带正电荷,金原子核也带正电荷,两个电荷间相互排斥,结合库仑定律分析即可【解答】解:粒子与金原子核间存在静电斥力,即库仑力,根据库仑定律,该力与距离的二次方成正比,故在b位置力最大;故选:B【点评】本题中粒子的大角度散射是受到了较大的力的缘故,关键是结合库仑定律分析,基础题目4一质点做简谐运动质点的位移随时间变化的规律如图所示,则从图中可以看出()A质点做简谐运动的周期为5sB质点做简谐运动的振幅为4cmCt=3s时,质点的速度为零Dt=3s时,质点沿y轴正向运动【考点】横波的图象;波长、频率和波速的关系【专题】定性思想;推理法;振动图像与波动图像专题【分析】根据图象直接读出周期,质点的振幅等于位移y的最大值,由图象直接读出,平衡位置,加速度为零,速度最大,根据质点位移的变化,判断质点的振动方向【解答】解:A、由图知,该质点的周期为4s,故A错误;B、由图知,该质点的振幅为2cm,故B错误;C、t=3s时,质点处于平衡位置,加速度为零,速度最大,故C错误;D、根据图象可知,t=3s时,质点处于平衡位置,下个时刻位移为正,则质点沿y轴正向运动,故D正确;故选:D【点评】本题考查考取振动图象信息的能力,可结合简谐运动的特征进行分析,难度不大,属于基础题5光可以发生干涉、衍射等现象,下列属于光的干涉现象的是()A雨后天空出现的彩虹B在沙漠中看到的海市蜃楼景象C阳光下肥皂泡上出现的彩色条纹D小孔成像现象【考点】光的干涉;光的衍射【专题】定性思想;推理法;光的干涉专题【分析】根据光的常见的现象逐个选项分析即可:雨后天空出现的彩虹是光的折射现象;海市蜃楼景象是由于光的全反射形成的;皂泡上出现的彩色条纹是薄膜干涉;小孔成像是和光的直线传播有关【解答】解:A、雨后天空出现的彩虹是光的折射现象,故A错误B、在沙漠中看到的海市蜃楼景象是由于光的全反射形成的故B错误C、阳光下肥皂泡上出现的彩色条纹是由于肥皂泡的前后薄膜的反射光发生干涉形成的,是薄膜干涉,故C正确D、小孔成像是由于光的直线传播形成的,故D错误故选:C【点评】该题考查常见的光现象,掌握折射现象、干涉现象和衍射现象的本质的不同是顺利解决此类题目的关键基础题目6一束光线从空气射向玻璃,入射角为下列四幅光路图中正确的是()ABCD【考点】光的折射定律【专题】定性思想;推理法;光的折射专题【分析】光线从空气射入介质,一定会发生折射,折射角小于入射角,而且还会发生反射【解答】解:一束光线从空气射向玻璃,入射角为,可知光线一定会发生折射,根据知,折射角小于入射角,光线在分界面上还会发生反射故选:A【点评】本题考查了折射和反射,知道折射和反射的特点,光从光疏进入光密,折射角小于入射角反射时,反射角和入射角相等只有光从光密进入光疏时,当入射角大于等于临界角,才会发生全反射7一个质点A位于坐标原点处,沿y轴做简谐运动,在介质中形成一列沿x轴正方向传播的简谐横波,t0时刻波形如图所示这列波的周期为T下列说法中正确的是()A质点A开始振动时的方向沿y轴正方向B从t0到t0+时间内,回复力对质点B一直做负功C在t0到t0+时间内,质点B将沿x轴正方向迁移半个波长D在一个周期T内,质点B所受回复力的冲量不为零【考点】横波的图象;波长、频率和波速的关系【专题】定性思想;推理法;振动图像与波动图像专题【分析】简谐波传播过程中,质点做简谐运动时,起振方向与波源起振方向相同,与图示时刻波最前端质点的振动方向相同波在同一均匀介质中匀速传播,振动在一个周期内传播一个波长但质点不随波迁移当回复力方向与质点运动的位移方向相同时,回复力做正功,否则,回复力做负功在一个周期时间内B所受回复力的冲量为零【解答】解:A、波向右传播,图示时刻波最右端质点的振动方向沿y轴负方向,所以波源A开始振动时的运动方向沿y轴负方向故A错误 B、从t0到t0+时间内B点的回复力向下,位移向上,则回复力对B一直做负功故B正确 C、波向右传播过程中,质点B不向右迁移故C错误 D、在一个周期时间内B的动量变化量为零,根据动量定理得,B所受回复力的冲量为零故D错误故选:B【点评】本题应用到机械波两个基本特点:一是机械波向前传播时,介质中质点不随波迁移;二是介质中质点起振方向与波源起振方向相同8如图所示电路,闭合开关,灯泡发光若滑动变阻器R2的滑片P由b端向a端移动,关于灯泡L1、L2的亮度变化情况正确的是()AL1、L2都变暗BL1变暗,L2变亮CL1、L2都变亮DL1变亮,L2变暗【考点】闭合电路的欧姆定律【专题】比较思想;控制变量法;恒定电流专题【分析】由电路图可知:滑动变阻器和L2串联后和灯泡L1并联,最后与R1串联;滑动变阻器的滑片P由由b向a滑动时,先分析并联电路的总阻值的变化,再根据串联电路的电压特点和欧姆定律判断干路上的电流变化,进一步可知灯泡的亮度变化【解答】解:当滑动变阻器的滑片P由b向a滑动时,滑动变阻器的连入电阻的阻值变大,外电路总电阻变大,总电流变小,则路端电压变大,R1的电压变小,可得灯泡L1两端的电压变大,所以L1变亮总电流变小,通过L1的电流变大,所以通过L2的电流变小,因此L2变暗故D正确故选:D【点评】本题要掌握串联电路的电压特点、并联电路电流、电阻特点,关键是滑动变阻器和灯泡L2所在的支路上的电流的判断,注意利用干路和另一条支路的电流变化来判断,这是本题的突破点、难点9万有引力定律能够很好地将天体运行规律与地上物体运动规律具有内在的一致性统一起来用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量,随称量位置的变化可能会有不同的结果已知地球质量为M,万有引力常量为G将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体下列选项中说法正确的是()A在北极地面称量时,弹簧秤的读数是B在赤道地面称量时,弹簧秤读数为C在北极上空高出地面h处称量时,弹簧秤读数为D在赤道上空高出地面h处称量时,弹簧秤读数为【考点】万有引力定律及其应用【专题】定性思想;推理法;万有引力定律的应用专题【分析】北极地面物体不随地球自转,万有引力等于重力,在赤道地面称量时,万有引力等于重力加上随地球一起自转所需要的向心力【解答】解:A、北极地面物体不随地球自转,万有引力等于重力,则有,故A正确;B、在赤道地面称量时,万有引力等于重力加上随地球一起自转所需要的向心力,则有,故B错误;C、在北极上空高出地面h处称量时,万有引力等于重力,则有,故C错误;D、在赤道上空高出地面h处称量时,万有引力大于重力,弹簧秤读数,故D错误;故选:A【点评】解决本题的关键知道在地球的两极,万有引力等于重力,在赤道,万有引力的一个分力等于重力,另一个分力提供随地球自转所需的向心力,难度适中10在“研究平行板电容器的电容与哪些因素有关”的实验中,用电容表可以直接测量出该平行板电容器的电容大小某同学在测量中,记录了一些测量结果,参看表,表中的数据是测量出的电容大小在实验误差的允许范围内,可以得到的最直接的结论是()实验次数极板材质介质材料正对面积S铜橡胶680pF530pF380pF230pF铁橡胶660pF520pF380pF240pF铝亚克力板330pF280pF230pF160pFA通过和数据,可知极板材料不影响平行板电容器的电容B通过和数据,可知极板材料和介质材料都影响平行板电容器的电容C通过和数据,可知介质材料影响平行板电容器的电容D通过、和数据,可知极板的不同正对面积影响平行板电容器的电容【考点】电容器【专题】定性思想;推理法;电容器专题【分析】根据表格中电容值,结合极板材质,与介质材料,以及正对面积,采用控制变量法,即可求解【解答】解:A、根据和数据,可知,控制了介质材料相同,虽极板材料不同,但不影响平行板电容器的电容大小,故A正确;B、和数据,由于没有控制极板材质与介质材料,因此无法确定极板材料和介质材料是否会影响平行板电容器的电容,故B错误;C、通过和数据,可知,影响电容器的电容不同原因是介质材料,虽极板材质不同,但不会影响电容的,故C正确;D、同理,根据、和数据,可知极板的不同正对面积,会影响平行板电容器的电容,故D正确;故选:ACD【点评】考查影响平行板电容器的电容因素,掌握控制变量法的应用,注意表格中的数据的不同,是解题的关键11某个量D的变化量D,D与发生这个变化所用时间t的比值叫做这个量D的变化率关于“加速度的变化率”,下列说法正确的是()A“加速度的变化率”的单位是m/s2B加速度的变化率为0的运动是匀速直线运动C若加速度与速度同方向,如图所示的at图象,表示的是物体的速度在减小D若加速度与速度同方向,如图所示的at图象,已知物体在t=0时速度为5m/s,则2s末的速度大小为7m/s【考点】加速度【专题】定性思想;推理法;直线运动规律专题【分析】若D表示某质点的加速度,则表示加速度的变化率,结合加速度的方向与速度的方向关系分析速度的变化趋势;结合at图象中的面积分析速度的变化【解答】解:A、由于D表示某质点的加速度,则表示加速度的变化率,所以其单位是:故A错误;B、加速度的变化率为0的运动表示加速度不变,所以是匀变速直线运动故B错误;C、若加速度与速度同方向,如图所示的at图象,表示的是物体做加速度减小的加速运动物体的速度在增大故C错误;D、若加速度与速度同方向,如图所示的at图象,根据积分的原理可知,物体在02s内速度的变化量为: m/s,由于已知物体在t=0时速度为5m/s,则2s末的速度大小为vt=v0+v=5+2=7m/s故D正确故选:D【点评】解决本题的关键是知道当D表示不同的量时,表示的物理量,再根据条件判断是否变化在解答的过程中要注意结合at图象中的面积表示物体速度的变化量是解答的关键难度适中12石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构的新型纳米材料,xx年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫,成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯,两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由,共同获得xx年诺贝尔物理学奖石墨烯的结构非常稳定,碳碳键仅为1.42,它内部碳原子之间的连接很柔韧,当施加外力于石墨烯时,碳原子面会弯曲变形,使得碳原子不必重新排列来适应外力,从而保持稳定的结构石墨烯是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料,电阻率约106cm,比铜或银的电阻率更小,为当今发现电阻率最小的材料,石墨烯的应用范围广阔,比如超轻防弹衣,超薄超轻型飞机材料等,石墨烯有可能会成为硅的替代品,制造超微型晶体管,用来生产未来的超级计算机,利用石墨烯加入电池电极材料中可以大大提高充电效率,并且提高电池容量通过阅读上述材料,推断下列说法中不正确的是()A石墨烯的厚度数量级为1010mB用石墨烯做成的电池储存电能的性能大大增加C石墨烯和金刚石是同位素D用石墨烯可以实现像报纸一样可以卷起来的平板电脑【考点】阿伏加德罗常数;电阻定律【专题】定量思想;推理法;阿伏伽德罗常数的应用专题【分析】根据题意,石墨烯柔软性能好、硬度大、电阻率小,运用前途广泛【解答】解:A、石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新型纳米材料,故厚度等于原子的直径,故其数量级为1010m,故A正确;B、根据题意“利用石墨烯加入电池电极材料中可以大大提高充电效率,并且提高电池容量”可知,用石墨烯做成的电池储存电能的性能大大增加,故B正确;C、石墨烯和金刚石是同素异形体,不是同位素,故C错误;D、根据题意“当施加外力于石墨烯时,碳原子面会弯曲变形,使得碳原子不必重新排列来适应外力,从而保持稳定的结构”,用石墨烯可以实现像报纸一样可以卷起来的平板电脑,故D正确;本题选不正确的,故选:C【点评】本题关键是读懂题意,明确石墨烯这种新型材料的性质,考查了从材料中提取有用信息的能力二、实验题(共2道题,共18分)13在“研究平抛运动”的实验中:(1)小明采用图甲所示装置,小铁球A、B完全相同,用小锤打击弹性金属片,金属片把球A沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小捶打击的力度,即改变球A被弹出时的速度,两球仍然同时落地改变装置与地面间距离,重复上述实验,两球仍然同时落地根据上述实验现象可得到的结论是AA平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动B平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动C平抛运动可以分解为竖直运动和水平运动(2)小红用图乙所示装置做实验,两个完全相同的弧形轨道M、N,分别用于发射两个完全相同的小铁球P、Q,其中M的末端是水平的,N的末端与光滑的水平板相切;两轨道上端分别装有电磁铁C、D,调节电磁铁C、D的高度,使电磁铁最下端C、D的满足AC=BD,从而保证小球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等现将小球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电磁铁的电源,使两小球同时分别从轨道M、N射出多次重复上述实验,下列说法中正确的是AA小球P下落到水平板时总是正好碰到小球QB小球P下落到水平板时总是落在小球Q的右侧C小球P下落到水平板时总是落在小球Q的左侧(3)用图乙所示装置做实验,若仅改变弧形轨道M的高度(AC距离保持不变),重复(2)中实验,仍能观察到相同的现象根据上述实验现象可得到的结论是BA平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动B平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动C平抛运动是匀变速运动【考点】研究平抛物体的运动【专题】实验题;定性思想;类比法;平抛运动专题【分析】探究平抛运动的规律中,图甲同时让A球做平抛运动,B球做自由落体运动若两小球同时落地,则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动图乙同时让P球做平抛运动,Q球做匀速运动若两小球相碰,则说明平抛运动水平方向是匀速运动【解答】解:(1)在打击金属片时,两小球同时做平抛运动与自由落体运动结果同时落地,则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动,故A正确故选:A(2)让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下,从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度小球P做平抛运动,小球Q做匀速直线运动,因为平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,则小球P下落到水平板时总是正好碰到小球Q,故A正确故选:A(3)改变两小球滚下的高度时,仍能相碰,则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动故B正确故选:B故答案为:(1)A(2)A(3)B【点评】该实验设计的巧妙,有创新性,使复杂问题变得更直观,因此在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理,要重视学生对实验的创新14某同学利用以下器材测量电源电动势、内阻和定值电阻的阻值待测电源(电动势约3V,内阻约1)一个阻值未知的电阻 电压表两块(内阻很大,量程3V)电流表(内阻约为5,量程0.6A) 滑动变阻器A(030,3A)滑动变阻器B(0200,0.2A)电键一个,导线若干该同学设计了如图甲的电路,用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数将滑动变阻器的滑片移到不同位置时,得到下表所示数据:I(A)0.100.200.250.300.400.45U1(V)2.912.802.762.692.582.55U2(V)2.401.811.491.210.600.29根据题中所给信息回答下列问题:(1)滑动变阻器应选择A(选填器材代号“A”或“B”);(2)根据甲图用笔画线代替导线把乙图中的实物图补充完整;(3)该同学根据表中数据在图丙中已经画出了UI(U=U1U2)图线,请你在图中画出EI图线;(4)根据图线,求出电源电动势E=3.1V,内阻r=1.4,定值电阻=5【考点】测定电源的电动势和内阻【专题】实验题【分析】(1)选取滑线变阻器时注意电流值是否满足要求,(2)(3)根据电路图,画出的实物图(4)在EI图象中纵坐标的截距代表的是电源的电动势,直线的斜率代表的是电源的内阻的大小【解答】解:(1)电流表量程为0.6A,滑线变阻器B的电流为0.2A,不能达到电表半偏的要求,故选A,(2)电路图已画出,根据电路图连接实物图,如图:(3)根据图中数据利用描点法画出图象,如图:图象的截距为电源电动势,图象的斜率即为电源的内阻,有图象得 故答案为:(1)A(2)如图:(3)如图:(4)3.1 1.4 5【点评】关于数据的处理,物理中一般是利用图象来处理的,在数据解答中还要靠图象来处理三、计算题(共5道题,共46分)解题要求:写出必要的文字说明、方程式和演算步骤有数字计算的题,答案必须明确写出数值和单位15在水平地面的右端B处有一面墙,一小物块放在水平地面上的A点,质量m=0.5kg,AB间距离s=5m,如图所示小物块以初速度v0=8m/s从A向B运动,刚要与墙壁碰撞时的速度v1=7m/s,碰撞后以速度v2=6m/s反向弹回重力加速度g取10m/s2求:(1)小物块从A向B运动过程中的加速度a的大小;(2)小物块与地面间的动摩擦因数;(3)若碰撞时间t=0.05s,碰撞过程中墙面对小物块平均作用力F的大小【考点】动量定理;牛顿第二定律;动能定理【专题】定量思想;推理法;动量定理应用专题【分析】(1)从A到B过程受重力、支持力和摩擦力,合力恒定,是匀减速直线运动,根据速度位移公式列式求解加速度;(2)对从A到B过程根据动能定理列式求解动摩擦因数;(3)对碰撞过程根据动量定理列式求解墙面对小物块平均作用力F的大小【解答】解:(1)从A到B过程是匀减速直线运动,根据速度位移公式,有:=1.5m/s2(2)从A到B过程,由动能定理,有:可得:=0.15(3)对碰撞过程,规定向左为正方向,由动量定理,有:Ft=mv2m(v1)可得:F=130N答:(1)小物块从A向B运动过程中的加速度a的大小为1.5m/s2;(2)小物块与地面间的动摩擦因数为0.15;(3)若碰撞时间t=0.05s,碰撞过程中墙面对小物块平均作用力F的大小为130N【点评】本题关键是明确减速过程和碰撞过程的运动性质和受力情况,结合运动学公式、动能定理和动量定理列式求解,不难16如图所示,两根光滑平行金属导轨MN和PQ固定在水平面上,左端接有阻值R=4的电阻,处于方向竖直向下的匀强磁场(磁场足够大)中在导轨所在平面内,垂直于导轨放一质量m=0.5kg的金属杆,接在导轨间的金属杆电阻r=1,金属杆与导轨接触良好,导轨足够长且电阻不计平面内恒力F=0.5N垂直作用于金属杆上,金属杆沿导轨方向向右做匀速运动,此时电阻R上的电功率P=4W求:(1)通过电阻R的电流的大小和方向;(2)金属杆向右匀速运动时的速度大小【考点】导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律;电功、电功率【专题】计算题;定量思想;推理法;电磁感应与电路结合【分析】(1)根据右手定则判断出电流的方向,根据电功率的公式计算出电流的大小;(2)当到达稳定时,拉力的功率等于电流的电功率,写出表达式,即可求得结果;【解答】解:(1)根据电功率的公式,得:P=I2R 所以:I=A由右手定则可得,电流的方向从M到P (2)当到达稳定时,拉力的功率等于电流的电功率,即:Fv=I2(R+r)代入数据得:v=m/s 答:(1)通过电阻R的电流的大小是1A,方向从M到P;(2)金属杆的速度大小是10m/s;【点评】本题考查了求导体棒的加速度、导体棒的最大速度,分析清楚金属杆的运动过程是正确解题的前提与关键;当金属杆受到的安培力与拉力相等时,杆做匀速直线运动,速度达到最大第二问也可以这样做:F=BILBL=0.5TmBLv=I(R+r)v=10m/s17如图所示,一根金属棒长为L,横截面积为S,其材料的电阻率为已知金属棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e在金属棒两端加上恒定的电压时,金属棒内自由电子定向移动的平均速率为v(1)求电阻的大小;(2)请证明金属棒内的电流I=neSv;(3)求金属棒内的电场强度大小【考点】电势差与电场强度的关系;闭合电路的欧姆定律【专题】计算题;证明题;模型法;电场力与电势的性质专题【分析】(1)已知金属棒的长度、横截面积、材料的电阻率,根据电阻定律求电阻的大小(2)根据导体中自由电子的定向移动速率可明确t内通过截面的电量,再由电流的定义即可证明(3)由欧姆定律求棒两端的电压,由公式U=Ed求电场强度【解答】解:(1)由电阻定律得:电阻 R=(2)由题意金属棒中的电荷量为 q=LSne,由一端运动到另一端所需时间 t=所以金属棒中电流为 I=Snev(3)棒两端加上恒定的电压U=IR,而R=可得 U=Lnev;金属棒内的电场强度大小 E=nev答:(1)电阻的大小为(2)证明见上(3)金属棒内的电场强度大小是nev【点评】本题证明电流微观表达式时,要注意明确,t内长度为vt的导线内部电子能全部通过截面,从而可以由电流的定义证明18如图甲所示“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器如图乙所示是“电磁炮”的原理结构示意图光滑水平加速导轨电阻不计,轨道宽为L=0.2m在导轨间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=1102T“电磁炮”的弹体总质量m=0.2kg,其中弹体在轨道间的电阻R=0.4电源的内阻r=0.6,不计弹体在运动中的感应电动势在某次试验发射过程中,电源为加速弹体提供的电流是I=4103A,不计空气阻力求:(1)弹体所受安培力大小;(2)弹体从静止加速到4km/s,轨道至少要多长?(3)若考虑弹体切割磁感线产生的感应电动势,试分析弹体的运动情况【考点】安培力;动能定理【专题】定量思想;推理法;磁场 磁场对电流的作用【分析】(1)根据F=BIL求得安培力大小;(2)根据动能定理求得距离;(3)弹体切割磁感线产生感应电动势,电流总和减小,弹体的加速度减小,弹体做加速度减小的加速运动【解答】解:(1)由安培力公式F=IBL=8104N(2)由动能定理得到弹体从静止加速到4km/s,轨道长m(3)弹体切割磁感线产生感应电动势,电流总和减小,弹体的加速度减小,弹体做加速度减小的加速运动答:(1)弹体所受安培力大小为8104N(2)弹体从静止加速到4km/s,轨道至少要20m(3)若考虑弹体切割磁感线产生的感应电动势,弹体的加速度减小,弹体做加速度减小的加速运动【点评】本题实质上就是借助安培力问题考查了力与运动,因此解决这类题目的基本思路是对研究对象正确进行受力分析,弄清功能转化关系,然后依据相应规律求解19目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机,如图所示是它的发电原理:将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有足够多带正电和负电的微粒,整体呈中性),喷射入磁场,磁场中有两块平行金属板A、B,这时金属板上就会聚集大量电荷,产生电压设平行金属板A、B长为a、宽为b,两板间距为d,其间有匀强磁场,磁感应强度为B,等离子体的流速为v,电阻率为,外接一个负载电阻,等离子体从一侧沿垂直磁场且与极板平行方向射入极板间(1)从两个角度推导发电机电动势的表达式E=Bdv;(2)若负载电阻为可变电阻,请证明当负载电阻等于发电机的内阻时,发电机的输出功率最大,并求发电机的最大输出功率Pm;(3)若等离子体均为一价离子,外接一个负载电阻为R,电荷量为e,每秒钟有多少个离子打在A极板上?【考点】带电粒子在混合场中的运动;闭合电路的欧姆定律【专题】定性思想;推理法;电磁学【分析】(1)依据电动势定义式,或电场力与洛伦兹力平衡,即可求解;(2)根据P=I2R,导出输出功率表达式,依据数学知识,即可求得;(3)根据闭合电路欧姆定律,结合电量表达式,及,即可确定【解答】解:(1)角度1:由电动势定义可得:而W=fd,且f=qvB解得:E=Bdv角度2:当达到平衡时,qE场=qvBE场=解得:E=Bdv角度3:利用等效替代的思想,将等离子体束看成一根导体棒在磁场中做切割运动则有:E=Bdv(2)由于P=I2R,当负载电阻和内电阻相等时,输出功率最大解得:(3)根据闭合电路欧姆定律, =由于,且Q=It则答:(1)推导过程,如上所述;(2)证明如上,且发电机的最大输出功率;(3)若等离子体均为一价离子,外接一个负载电阻为R,电荷量为e,每秒钟有个离子打在A极板上【点评】考查感应电动势表达式的推导,掌握何时输出功率最大,理解闭合电路欧姆定律的应用,注意表达式正确运算,并理解磁流体发电机原理- 配套讲稿:
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