天津市军粮城第二中学2020届高三物理12月月考试题202004160294
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【知识点详解】 1. **第一宇宙速度**:第一宇宙速度是指物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动所需的最小初始速度。题目中提到地球的第一宇宙速度约为 \( v_1 \),X 星球的质量是地球的 81 倍,半径是地球的 4 倍。根据万有引力定律和圆周运动公式,第一宇宙速度 \( v \) 与星球质量和半径的关系为 \( v = \sqrt{\frac{GM}{R}} \),其中 G 是万有引力常量,M 是星球质量,R 是星球半径。因此,探测卫星绕X星球运行的速率可以通过这个公式计算,答案是 \( \sqrt{\frac{G(81M)}{4R}} = 4.5\sqrt{\frac{GM}{R}} = 4.5v_1 \)。 2. **电场与等势线**:等势线是指电势相等的点的连线,电荷在等势线上移动时不改变电势能。题目中电荷的轨迹表明它在电场中做曲线运动,说明电场力与速度方向有一定的角度。如果电荷沿等势线运动,电势能不会改变,但题目中轨迹曲线表明电势能有变化,说明电场方向不是水平向左,且b点的电势能低于a点的电势能。因此,选项B和C错误,选项A可能是正确的,但题目未提供足够信息判断电场方向。 3. **动态平衡问题**:当挡板向右平移时,整个装置仍保持静止,说明各力平衡。挡板对圆球的弹力、地面摩擦力、地面对柱状物体的支持力会相应调整以维持平衡。因为圆球与挡板接触面积减小,挡板对圆球的弹力会减小,从而导致地面对柱状物体的摩擦力减小,以保持整体平衡。因此,选项B正确。 4. **气体压强和分子动能**:气体压强是由大量分子对器壁碰撞产生的平均作用力,选项A正确。0℃的冰和0℃的铁温度相同,分子平均动能相同,选项B错误。布朗运动是由周围分子的无规则运动引起的,而不是颗粒内部,选项C错误。理想气体在温度不变时,外界做功,内能不变,选项D错误。 5. **速度-时间图像分析**:由图可知,在0-6s内,物体的运动速度先增大后减小,说明物体做往复运动,最远距离发生在速度最大时,即4s时,所以A正确,B也正确。在0-4s内,物体速度平均值不等于4s末速度的一半,平均速度不是7.5m/s,选项C错误。在5-6s内,物体速度减小,但无法确定是否为匀减速,选项D无法判断。 6. **光敏电阻电路**:光敏电阻受光照射时电阻减小,导致电路中电流增大。光敏电阻两端电压降低,根据串联电路电压规律,电灯L两端电压升高,因此变亮,选项A正确,B错误。电源输出功率 \( P = EI - I^2r \),由于I增大,当E和r不变时,输出功率P增大,选项D正确。变阻器R的功率 \( P_R = I^2R \),因I增大,R的功率增大,选项C错误。 7. **圆周运动**:小球在最高点B的速度最小值由重力提供向心力决定,即 \( mg = \frac{mv^2}{R} \),解得 \( v = \sqrt{gR} \),对于题目中的R,最小速度为 \( 2\sqrt{2} \) m/s,选项A错误。若小球通过B点速度为1m/s,杆需提供额外支持力,方向向上,大小为 \( mg - \frac{mv^2}{R} \),即7.5N,选项B正确。小球能过最高点B时,杆的作用力不一定随速度增大而增大,当速度达到临界值时,杆作用力可能为零,选项C错误,D正确。 8. **回旋加速器**:回旋加速器工作时,粒子在磁场中作圆周运动,每次经过电场被加速。交流电源的频率必须与粒子在磁场中做圆周运动的频率相同,否则粒子无法持续加速,选项A错误。不同粒子的荷质比不同,所需电源频率也不同,选项B正确。氘核和氦核的最大速度由 \( v = \frac{qBR}{m} \) 决定,因B和R相同,最大速度只与荷质比有关,选项C错误。 9. **弹簧与圆环问题**:圆环下滑过程中,摩擦力逐渐减小,加速度也随之减小,选项A正确。下滑至C点时速度为零,说明克服摩擦力做功等于下滑过程的势能减少,即 \( mgh \),选项B错误。从A到C下滑过程中,克服摩擦力做的功等于动能的增加量,由于圆环在C处获得向上速度,这部分动能转化为势能,所以克服摩擦力的功小于mgh,选项C错误。上滑过程中,圆环需克服摩擦力和弹簧的弹力做功,而下滑过程中只有摩擦力做功,因此上滑过程损失的机械能更多,选项D正确。 10. **电阻率实验**:测量电阻率通常需要用到电流表、电压表和电阻,目的是通过测量电阻两端的电压和流过的电流来确定电阻值。实验中,考虑到电阻丝的电阻大约是100Ω,应选择能够精确测量的小电流范围,因此电流表选择C,电压表选择D。选择合适的电阻作为分压器,以便精确测量电流表两端的电压。还需要用到螺旋测微器测量电阻丝的直径,米尺测量其长度,以计算电阻率。 这些知识点涵盖了物理的多个领域,包括天体物理学、电磁学、动力学、热力学、光学以及实验方法。
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