内容正文:
重庆市2025届高考第一次诊断性质量检测
物理试题
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座位号在答题卡上填写清楚;
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,在试卷上作答无效;
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回;
4.全卷共7页,满分100分,考试时间75分钟。
一、单项选择题:本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 2024年11月4日,神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,神舟十八号载人飞行任务取得圆满成功。神舟十八号载人飞船返回舱在离地面左右时打开引导伞减速,在离地面时,点燃反推燃料,在内能产生巨大的反推力来缓冲降落,使返回舱到达地面时的速度为零。若返回舱下落最后的过程可视为做加速度大小为的匀减速直线运动,则返回舱距地面时的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由运动学公式
可得返回舱距地面时的速度大小为
故选D。
2. 紫金山-阿特拉斯彗星由紫金山天文台首次发现,其绕太阳运行周期约为6万年。该彗星轨道的半长轴与日地平均距离的比值约为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由开普勒第三定律
可得该彗星轨道的半长轴与日地平均距离的比值为
故选A。
3. 在如图所示的电路中,电介质板与被测量的物体A相连,当电介质向左或向右移动时,通过相关参量的变化可以将A定位。开始时单刀双掷开关接1,一段时间后将单刀双掷开关接2。则下列说法错误的是( )
A. 开关接1时,x增大,平行板电容器的电荷量减小
B. 开关接1时,x减小,电路中的电流沿顺时针方向
C. 开关接2时,x增大,静电计的指针偏角减小
D. 开关接2时,x减小,平行板间的电场强度变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.开关接1时,电容器两端的电压不变,当x增大时,电介质常数减小,根据
可知,电容器的电容减小,结合
可知平行板电容器的电荷量减小,A正确,不符题意;
B.开关接1,x减小时,结合上述分析可知,电容器的电容增大,电荷量增大,电容器处于充电状态,故电路中的电流方向为顺时针方向,B正确,不符题意;
C.开关接2时,电容器的电荷量不变,x增大,电容器的电容减小,根据
可知两极板的电势差增大,则静电计的指针偏转角度增大,C错误,符合题意;
D.开关接2,x减小时,电容器的电容增大,结合上述分析可知,两极板间的电势差减小,根据
可知,极板间的电场强度减小,D正确,不符题意。
故选C。
4. 变压器被誉为“电魔术师”,在生产和生活中有着重要的作用。从家里的电视机、电风扇,到大街上的路灯、广告牌,都有变压器的身影。如图所示是实验小组研究的一种家用台灯的原理图,理想自耦变压器的、间接入的交变电流,交流电流表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A. 的滑片不动,滑片位于线圈中点时,电流表与示数之比为2:1
B. 的滑片不动,滑片上移时灯泡变亮,两电流表示数均变大
C. 滑片不动,的滑片右移时,电流表示数不变,电流表示数变小
D. 滑片不动,的滑片右移时,灯泡变暗,灯泡消耗的电功率变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据题意,的滑片不动,滑片位于线圈中点时,原、副线圈匝数比为
根据理想变压器的电流与匝数比关系有
可知电流表与示数之比为,故A错误;
B.的滑片不动,滑片上移时,副线圈两端电压变大,副线圈的总电阻不变,则电流表示数变大,灯泡变亮,总功率增大,输入电压不变,则电流表示数变大,故B正确;
CD.滑片不动,的滑片右移时,接入电路的电阻变大,副线圈两端电压不变,电流表示数变小,电流表示数变小,灯泡变暗,灯泡消耗的电功率变小,故CD错误。
故选B。
5. 反射式速调管是常用的微波器件之一,它利用带电粒子在电场中的振荡来产生微波,振荡原理可以理解为:如图所示,以O为原点建立x轴,区域有匀强电场沿x轴负方向,其电场强度,区域有非匀强电场沿x轴正方向,其电场强度,一带负电粒子质量为,电荷量大小为,从处P点由静止释放,粒子仅在静电力作用下在x轴上往返运动。已知质点做简谐振动周期公式(m为质点质量,k为振动系数),设原点O处电势为零。下列说法正确的是( )
A. 粒子的最大速度为
B. 粒子运动到原点O右侧最低电势为
C. 粒子运动的周期为
D. 粒子向右运动距O点的最远距离为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题意可知,粒子运动到点时速度最大,由动能定理有
解得
故A错误;
B.根据题意可知,粒子运动到原点右侧最远点时电势最低为,运动过程中只有电场力做功,由能量守恒定律有
解得
故B错误;
C.粒子在电场中单程运动的时间为
粒子在电场中受电场力
则
粒子在电场中做简谐振动,根据简谐振动周期公式
粒子运动周期为
故C正确;
D.从点向右最远运动距离,由动能定理有
解得
故D错误。
故选C。
6. 质量为的物体受恒定合力,在作用下做匀变速运动,经过点时速度大小为,速度方向与力的方向垂直。再经一段时间,速度方向与方向的夹角是,下列对这一过程的描述,说法正确的是( )
A. 可能大于90°
B. 这一过程经历的时间是
C. 这一过程力做的功是
D. 这一过程物体动量的变化为
【答案】C
【解析】
【详解】A.经过点时速度大小为,速度方向与力的方向垂直,之后轨迹会向力的方向偏移,所以小于90°,故A错误;
BD.沿力的方向根据动量定理
这一过程经历的时间
故BD错误;
C.后来的速度大小为
根据动能定理
故C正确。
故选C。
7. 如图所示,半导体板放在磁感应强度为B的匀强磁场中,B垂直于导体板的上、下表面。当电流I垂直左右横截面通过半导体板时,在半导体板的前后两表面间会产生电势差UH,这种现象称为霍尔效应,定义霍尔电阻为。实验表明,当磁场不太强时RH与B成正比;当磁场超过一定数值时,RH会显示出量子化行为,可以表示为,n为正整数。已知R0仅与元电荷e和普朗克常数h有关。你可能不了解此现象的具体机制,也不会求解R0的表达式,但根据所学的知识你可以对R0表达式的合理性做出一些判断。根据你的判断,下列关于R0的表达式可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据
可知的单位是 ,再根据
可知R0的单位是 ,而电量e的单位,根据
可知为单位 ,比较这几个单位可推出
C正确,ABD错误。
故选C。
二、多项选择题:本大题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求;全部选对的得5分,选对但不全得得3分,有选错的得0分。
8. 一个体积为1的气泡从深为25m的湖底部缓慢上浮到湖面,气泡内的气体对湖水做功0.3J,气体可视为理想气体,湖底温度为7℃,湖面温度为27℃。已知湖水的密度为,g取10,大气压强为Pa.下列说法中正确的是( )
A. 气泡在湖底时,气泡内的气体压强为Pa
B. 在上升过程中,气泡内每个气体分子的平均速度都变大
C. 气泡上升过程中,气体从湖水中吸收的热量等于气体对湖水做的功
D. 上升到接近湖面时,气泡的体积变为3.75
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由压强关系可知
故A正确;
B.气泡内气体上升过程中,气泡的温度逐渐升高,气泡内气体的分子平均动能增大,但不是每个气体分子的速度都增大,故B错误;
C.由题意可知气泡内气体的内能增大,同时对外做功,由热力学第二定律有△U=W+Q,所以气体从湖水中吸收的热量大于气体对湖水做的功,故C错误;
D.气泡上升到湖面时压强
温度由,升高到,由理想气体状态方程有
解得
故D正确。
故选AD。
9. 现假设真空中有一氢原子,带电量为-e的电子绕一固定的原子核做圆周运动。根据Bohr的量子化假设,电子绕核转动时满足,其中为第n个能级的轨道半径,为电子处于第n个能级时的速度大小,为约化的普朗克常量。已知一电荷量为Q的点电荷在某处产生的电势满足,其中,r为该处到点电荷的距离,k为静电力常数,无穷远处为零势能面。下列说法正确的是( )
A. 在Bohr模型中,电子在定态轨道运行时,由于具有加速度,会不断向外辐射电磁波
B. 电子能级越高,运动的周期越小
C.
D. 电子在第n个能级时体系的总能量
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据玻尔的原子模型可知,电子在定态轨道上运行时不向外辐射电磁波,A错误;
B.电子绕着原子核做匀速圆周运动,具有“高轨、低速、大周期”的特点。即在外层轨道运动的周期比在内层轨道运动的周期大,B错误;
C.对于氢原子,库仑力提供电子绕核运动的向心力,根据牛顿运动定律得
根据玻尔的量子化条件
,n=1,2,3……
联立以上两式解得
,,n=1,2,3……
C正确;
D.电子运行在半径为的轨道上,电子的动能
电子在轨道为时氢原子系统的电势能
则电子轨道为时氢原子系统的总能量
D正确。
故选CD。
10. 如图所示,以的速度顺时针匀速转动的水平传送带,左端与粗糙的弧形轨道平滑对接,右端与光滑水平面平滑对接。水平面上有位于同一直线上、处于静止状态的5个相同小球,小球质量。质量的物体从轨道上高的点由静止开始下滑,滑到传送带上的A点时速度大小,物体和传送带之间的动摩擦因数,传送带之间的距离。物体与小球、小球与小球之间发生的都是弹性正碰,重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 物体从点下滑到A点的过程中,克服摩擦力做的功为
B. 物体第一次向右通过传送带的过程中,摩擦生热为
C. 第1个小球最终的速度大小为
D. 物体第一次与小球碰撞后,在传送带上向左滑行的最大距离为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.物体由P到A的过程,满足
解得
则克服摩擦力做的功为1.55J。故A正确;
B.物体滑上传送带后,在滑动摩擦力作用下匀减速运动,加速度大小为
减速至与传送带速度相等时所用的时间
匀减速运动的位移
传送带位移
物体第一次向右通过传送带的过程中,摩擦生热为
故B正确;
D.物体与小球1发生弹性正碰,设物体反弹回来的速度大小为,小球1被撞后的速度大小为,由动量守恒和能量守恒定律得
,
解得
,
物体被反弹回来后,在传送带上向左运动过程中,由运动学公式得
解得
故D正确;
C.由于小球质量相等,且发生的都是弹性正碰,它们之间将进行速度交换。由C可知,物体第一次返回还没到传送带左端速度就减小为零,接下来将再次向右做匀加速运动,直到速度增加到,再跟小球1发生弹性正碰,同理可得,第二次碰后,物体和小球的速度大小分别为
,
以此类推,物体与小球1经过n次碰撞后,他们的速度大小分别为
,
第1个小球最终的速度大小不可能为5m/s。故C错误。
故选ABD。
三、非选择题:共5小题,共57分。
11. 在研究平抛运动规律时,让小钢球多次从斜槽上的挡板处由静止释放,从轨道末端抛出,落在水平地面上。某学习小组为了测量小球在轨道上损失的机械能,他们准备了一块木板,设计了如图所示的实验方案。已知木板的下端放在水平地面上且可以在地面上平移,木板与水平地面的夹角为45°。
(1)请完善下列实验步骤:
①调整轨道末端沿___________方向;
②轨道末端重垂线的延长线与水平地面的交点记为O点;
③让小球多次从轨道上滚下,平移木板使小球与木板刚好不相碰,此时木板与地面接触点记为C点;
(2)用刻度尺测量小球在轨道上初位置A时到地面的高度H、小球在轨道末端B时到地面的高度h、C点到O点距离s,用天平测出小球质量m,已知当地重力加速度为g。若小球可视为质点,则小球离开B点时的速度为___________,小球在轨道上损失的机械能为___________;(用题中所给的物理量表示)
(3)实际操作中,木板与水平地面的夹角大于,实验者未察觉,那么根据(2)中的实验结论得到的机械能损失量___________真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 ①. 水平 ②. ③. ④. 大于
【解析】
【详解】(1) ①[1]调整轨道末端沿水平方向;
(2)[2][3]设从B点抛出的小球,经过时间t与板相切,可知此时小球的水平速度和竖直速度均为v0,由几何关系
解得
小球在轨道上损失的机械能为
(3)[4]实际操作中,木板与水平地面的夹角为θ,且,则表达式变为
可得
当tanθ变大时∆E减小,即根据(2)中的实验结论得到的机械能损失量大于真实值。
12. 某兴趣小组准备准确测量两节干电池组成的电池组(电动势约为,内阻约为的电动势和内电阻,在实验室找到了下列器材。
A.电压表(量程为,内阻约为
B.电压表(量程为,内阻约为
C.电流表(量程为,内阻为
D.电流表(量程为,内阻为
E.滑动变阻器(最大阻值为
F.开关、导线
(1)若该小组用如图甲所示的电路进行测量,表应选择___________(填“A”或“B”),N表应选择_________(填“C”或“D”)。
(2)实验开始前,将滑动变阻器的滑片调到端,闭合开关,逐渐向端移动滑片,记录多组电流表和电压表的示数,直至电流表接近满偏。若电压表的表盘如图乙所示,此时电压表的读数为___________。
(3)图丙为该实验绘制的线,由图可知该电池组的电动势E=___________,_________Ω。(结果均保留1位小数)
(4)不计电压表内阻的影响,滑片移动过程中,滑动变阻器消耗的功率最大值为___________(结果保留2位有效数字)。
【答案】(1) ①. A ②. C
(2)2.35 (3) ①. 3.0 ②. 1.5
(4)0.56
【解析】
【小问1详解】
[1]电动势约为,所以表应选,故选A;
[2]电路里最大电流约为
N表应选择A1,刚好满足量程要求,选择A2,量程太大。故选C。
【小问2详解】
电压表量程为,所以电压表的读数为2.35V
【小问3详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律
整理得
结合图像可知
解得
【小问4详解】
滑动变阻器消耗的功率
当
时,滑动变阻器消耗的功率最大,最大值为
13. 如图所示,某种均匀介质制成的圆柱形透明物体,其上表面为水平圆,圆心为,半径为;下底面为倾斜椭圆,椭圆的中心,MN为长轴,长,短轴方向平行于上表面。圆柱体左侧侧线PM的长度最长。在正下方处放置一点光源。从上表面射出的光形成一半径为的圆形亮斑,A为直径PQ与亮斑边缘的交点。已知光在真空中的传播速度为c。
(1)求该介质的折射率;
(2)光线SA经圆柱体侧面反射后到达椭圆中心,求其从S发出至到达的时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设该介质的临界角为,则
由几何关系
解得
【小问2详解】
根据题意,画出光路图,如图所示
折射率与速度的关系
又有
其中
,,
解得
14. 真空中有如图甲所示的太阳风(设为质子)模拟实验装置。实验中模拟太阳风在的范围内,以的速度沿x轴负方向运动,图甲中虚拟曲面EFGH与xOz平面相切于Oz轴,该曲面与xOy平面的交线是一条抛物线OM,曲面与yOz平面内存在沿y轴负方向的匀强电场,其场强。在xOy平面内通过曲线OM进入电场区域的质子均经过原点O。在yOz平面左侧空间某区域有沿z轴负方向的匀强磁场B1。其场强,质子通过磁场后,从yOz平面进入左端开口的固定容器D,容器D的长度,整个装置在xOy平面内的截面图如图乙所示。已知质子的质量和电荷量为,。不计质子间的相互作用。
(1)请写出满足条件的OM曲线的函数方程(请写出的形式);
(2)求质子在第三象限中可能经历的所有轨迹对应的面积(在xoy平面内);
(3)若单位时间内通过曲面EFGH的质子数个,容器内同时存在沿x轴正方向的匀强电场()和匀强磁场(未知),设所有质子均装进容器,且与容器光滑侧壁发生弹性碰撞,最终均被右侧面PQ吸收。求质子对容器产生的x方向压力F。
【答案】(1)
(2)
(3)1.336N
【解析】
【小问1详解】
设从处射入电场
由类平抛运动知识得
解得满足条件的OM曲线的函数方程为
【小问2详解】
由洛伦兹力提供向心力
可得
由几何关系可得
代入数据解得
因为从入射的质子轨道为最左边界(半圆),从入射的质子轨迹如图
所以所求面积为
【小问3详解】
因为粒子进入D的
之后水平方向匀加速,垂直x方向运动不用考虑
所以到达PQ时
对质子流由动量定理
所以质子对容器产生的x方向压力为
15. 如图所示,在坐标系区域内存在平行于轴、电场强度大小为(未知)的匀强电场,分界线将区域分为区域Ⅰ和区域Ⅱ,区域Ⅰ存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为(未知)的匀强磁场,区域Ⅱ存在垂直直面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场及沿轴负方向、电场强度大小为的匀强电场。一质量为、电荷量为的带正电粒子从点以初速度垂直电场方向进入第二象限,经点进入区域Ⅰ,此时速度与轴正方向的夹角为,经区域Ⅰ后由分界线上的点(图中未画出)垂直分界线进入区域Ⅱ,不计粒子重力及电磁场的边界效应。求:
(1)电场强度的大小;
(2)带电粒子从点运动到点的时间;
(3)粒子在区域Ⅱ中运动时,第1次和第5次经过轴的位置之间的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子经过点时的速度
粒子从点到点,由动能定理得
解得
【小问2详解】
粒子从点到点,由运动学公式有
解得
粒子从点到A点,其运动轨迹如图1所示
由抛体运动的规律可得
由几何关系可得,粒子在区域Ⅰ中做匀速圆周运动的半径
运动时间
则
【小问3详解】
粒子在区域Ⅰ中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力
解得
在A点对粒子由配速法,如图1所示,设对应的洛伦兹力与静电力平衡
方向相反,与合速度对应洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动,这样粒子进入区域Ⅱ中的运动分解为以的匀速直线运动和以的匀速圆周运动,静电力等于洛伦兹力
解得
合速度
设对应的匀速圆周运动的半径为,由洛伦兹力提供向心力有
解得
其运动轨迹如图2所示
粒子从第1次到第5次经过轴,共运动了2个周期,时间
距离
解得
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重庆市2025届高考第一次诊断性质量检测
物理试题
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座位号在答题卡上填写清楚;
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,在试卷上作答无效;
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回;
4.全卷共7页,满分100分,考试时间75分钟。
一、单项选择题:本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 2024年11月4日,神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,神舟十八号载人飞行任务取得圆满成功。神舟十八号载人飞船返回舱在离地面左右时打开引导伞减速,在离地面时,点燃反推燃料,在内能产生巨大的反推力来缓冲降落,使返回舱到达地面时的速度为零。若返回舱下落最后的过程可视为做加速度大小为的匀减速直线运动,则返回舱距地面时的速度大小为( )
A. B. C. D.
2. 紫金山-阿特拉斯彗星由紫金山天文台首次发现,其绕太阳运行周期约为6万年。该彗星轨道的半长轴与日地平均距离的比值约为( )
A. B. C. D.
3. 在如图所示的电路中,电介质板与被测量的物体A相连,当电介质向左或向右移动时,通过相关参量的变化可以将A定位。开始时单刀双掷开关接1,一段时间后将单刀双掷开关接2。则下列说法错误的是( )
A. 开关接1时,x增大,平行板电容器的电荷量减小
B. 开关接1时,x减小,电路中的电流沿顺时针方向
C. 开关接2时,x增大,静电计的指针偏角减小
D. 开关接2时,x减小,平行板间的电场强度变小
4. 变压器被誉为“电魔术师”,在生产和生活中有着重要的作用。从家里的电视机、电风扇,到大街上的路灯、广告牌,都有变压器的身影。如图所示是实验小组研究的一种家用台灯的原理图,理想自耦变压器的、间接入的交变电流,交流电流表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A. 的滑片不动,滑片位于线圈中点时,电流表与示数之比为2:1
B. 的滑片不动,滑片上移时灯泡变亮,两电流表示数均变大
C. 滑片不动,的滑片右移时,电流表示数不变,电流表示数变小
D. 滑片不动,的滑片右移时,灯泡变暗,灯泡消耗的电功率变大
5. 反射式速调管是常用的微波器件之一,它利用带电粒子在电场中的振荡来产生微波,振荡原理可以理解为:如图所示,以O为原点建立x轴,区域有匀强电场沿x轴负方向,其电场强度,区域有非匀强电场沿x轴正方向,其电场强度,一带负电粒子质量为,电荷量大小为,从处P点由静止释放,粒子仅在静电力作用下在x轴上往返运动。已知质点做简谐振动周期公式(m为质点质量,k为振动系数),设原点O处电势为零。下列说法正确的是( )
A. 粒子的最大速度为
B. 粒子运动到原点O右侧最低电势为
C. 粒子运动的周期为
D. 粒子向右运动距O点的最远距离为
6. 质量为的物体受恒定合力,在作用下做匀变速运动,经过点时速度大小为,速度方向与力的方向垂直。再经一段时间,速度方向与方向的夹角是,下列对这一过程的描述,说法正确的是( )
A. 可能大于90°
B. 这一过程经历的时间是
C. 这一过程力做的功是
D. 这一过程物体动量的变化为
7. 如图所示,半导体板放在磁感应强度为B的匀强磁场中,B垂直于导体板的上、下表面。当电流I垂直左右横截面通过半导体板时,在半导体板的前后两表面间会产生电势差UH,这种现象称为霍尔效应,定义霍尔电阻为。实验表明,当磁场不太强时RH与B成正比;当磁场超过一定数值时,RH会显示出量子化行为,可以表示为,n为正整数。已知R0仅与元电荷e和普朗克常数h有关。你可能不了解此现象的具体机制,也不会求解R0的表达式,但根据所学的知识你可以对R0表达式的合理性做出一些判断。根据你的判断,下列关于R0的表达式可能正确的是( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本大题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求;全部选对的得5分,选对但不全得得3分,有选错的得0分。
8. 一个体积为1的气泡从深为25m的湖底部缓慢上浮到湖面,气泡内的气体对湖水做功0.3J,气体可视为理想气体,湖底温度为7℃,湖面温度为27℃。已知湖水的密度为,g取10,大气压强为Pa.下列说法中正确的是( )
A. 气泡在湖底时,气泡内的气体压强为Pa
B. 在上升过程中,气泡内每个气体分子的平均速度都变大
C. 气泡上升过程中,气体从湖水中吸收的热量等于气体对湖水做的功
D. 上升到接近湖面时,气泡的体积变为3.75
9. 现假设真空中有一氢原子,带电量为-e的电子绕一固定的原子核做圆周运动。根据Bohr的量子化假设,电子绕核转动时满足,其中为第n个能级的轨道半径,为电子处于第n个能级时的速度大小,为约化的普朗克常量。已知一电荷量为Q的点电荷在某处产生的电势满足,其中,r为该处到点电荷的距离,k为静电力常数,无穷远处为零势能面。下列说法正确的是( )
A. 在Bohr模型中,电子在定态轨道运行时,由于具有加速度,会不断向外辐射电磁波
B. 电子能级越高,运动的周期越小
C.
D. 电子在第n个能级时体系的总能量
10. 如图所示,以的速度顺时针匀速转动的水平传送带,左端与粗糙的弧形轨道平滑对接,右端与光滑水平面平滑对接。水平面上有位于同一直线上、处于静止状态的5个相同小球,小球质量。质量的物体从轨道上高的点由静止开始下滑,滑到传送带上的A点时速度大小,物体和传送带之间的动摩擦因数,传送带之间的距离。物体与小球、小球与小球之间发生的都是弹性正碰,重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 物体从点下滑到A点的过程中,克服摩擦力做的功为
B. 物体第一次向右通过传送带的过程中,摩擦生热为
C. 第1个小球最终的速度大小为
D. 物体第一次与小球碰撞后,在传送带上向左滑行的最大距离为
三、非选择题:共5小题,共57分。
11. 在研究平抛运动规律时,让小钢球多次从斜槽上的挡板处由静止释放,从轨道末端抛出,落在水平地面上。某学习小组为了测量小球在轨道上损失的机械能,他们准备了一块木板,设计了如图所示的实验方案。已知木板的下端放在水平地面上且可以在地面上平移,木板与水平地面的夹角为45°。
(1)请完善下列实验步骤:
①调整轨道末端沿___________方向;
②轨道末端重垂线的延长线与水平地面的交点记为O点;
③让小球多次从轨道上滚下,平移木板使小球与木板刚好不相碰,此时木板与地面接触点记为C点;
(2)用刻度尺测量小球在轨道上初位置A时到地面的高度H、小球在轨道末端B时到地面的高度h、C点到O点距离s,用天平测出小球质量m,已知当地重力加速度为g。若小球可视为质点,则小球离开B点时的速度为___________,小球在轨道上损失的机械能为___________;(用题中所给的物理量表示)
(3)实际操作中,木板与水平地面的夹角大于,实验者未察觉,那么根据(2)中的实验结论得到的机械能损失量___________真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
12. 某兴趣小组准备准确测量两节干电池组成的电池组(电动势约为,内阻约为的电动势和内电阻,在实验室找到了下列器材。
A.电压表(量程为,内阻约为
B.电压表(量程为,内阻约为
C.电流表(量程为,内阻为
D.电流表(量程为,内阻为
E.滑动变阻器(最大阻值为
F.开关、导线
(1)若该小组用如图甲所示的电路进行测量,表应选择___________(填“A”或“B”),N表应选择_________(填“C”或“D”)。
(2)实验开始前,将滑动变阻器的滑片调到端,闭合开关,逐渐向端移动滑片,记录多组电流表和电压表的示数,直至电流表接近满偏。若电压表的表盘如图乙所示,此时电压表的读数为___________。
(3)图丙为该实验绘制的线,由图可知该电池组的电动势E=___________,_________Ω。(结果均保留1位小数)
(4)不计电压表内阻的影响,滑片移动过程中,滑动变阻器消耗的功率最大值为___________(结果保留2位有效数字)。
13. 如图所示,某种均匀介质制成的圆柱形透明物体,其上表面为水平圆,圆心为,半径为;下底面为倾斜椭圆,椭圆的中心,MN为长轴,长,短轴方向平行于上表面。圆柱体左侧侧线PM的长度最长。在正下方处放置一点光源。从上表面射出的光形成一半径为的圆形亮斑,A为直径PQ与亮斑边缘的交点。已知光在真空中的传播速度为c。
(1)求该介质的折射率;
(2)光线SA经圆柱体侧面反射后到达椭圆中心,求其从S发出至到达的时间。
14. 真空中有如图甲所示的太阳风(设为质子)模拟实验装置。实验中模拟太阳风在的范围内,以的速度沿x轴负方向运动,图甲中虚拟曲面EFGH与xOz平面相切于Oz轴,该曲面与xOy平面的交线是一条抛物线OM,曲面与yOz平面内存在沿y轴负方向的匀强电场,其场强。在xOy平面内通过曲线OM进入电场区域的质子均经过原点O。在yOz平面左侧空间某区域有沿z轴负方向的匀强磁场B1。其场强,质子通过磁场后,从yOz平面进入左端开口的固定容器D,容器D的长度,整个装置在xOy平面内的截面图如图乙所示。已知质子的质量和电荷量为,。不计质子间的相互作用。
(1)请写出满足条件的OM曲线的函数方程(请写出的形式);
(2)求质子在第三象限中可能经历的所有轨迹对应的面积(在xoy平面内);
(3)若单位时间内通过曲面EFGH的质子数个,容器内同时存在沿x轴正方向的匀强电场()和匀强磁场(未知),设所有质子均装进容器,且与容器光滑侧壁发生弹性碰撞,最终均被右侧面PQ吸收。求质子对容器产生的x方向压力F。
15. 如图所示,在坐标系区域内存在平行于轴、电场强度大小为(未知)的匀强电场,分界线将区域分为区域Ⅰ和区域Ⅱ,区域Ⅰ存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为(未知)的匀强磁场,区域Ⅱ存在垂直直面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场及沿轴负方向、电场强度大小为的匀强电场。一质量为、电荷量为的带正电粒子从点以初速度垂直电场方向进入第二象限,经点进入区域Ⅰ,此时速度与轴正方向的夹角为,经区域Ⅰ后由分界线上的点(图中未画出)垂直分界线进入区域Ⅱ,不计粒子重力及电磁场的边界效应。求:
(1)电场强度的大小;
(2)带电粒子从点运动到点的时间;
(3)粒子在区域Ⅱ中运动时,第1次和第5次经过轴的位置之间的距离。
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