信息必刷卷02(安徽专用)-2025年高考物理考前信息必刷卷
2025-02-24
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内容正文:
绝密★启用前
2025年高考考前信息必刷卷02(安徽专用)
物 理
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
考情速递
高考·新动向:新高考命题严格遵循课程标准。基础知识与能力并重:既注重基础知识的考查,也加大跨学科和学科内知识融合力度,知识点交织将更加紧密,综合性题目比例增加。新高考物理试题往往与数学学科跨学科知识融合(如利用数学取对数方法求解天体问题;如利用等差或等比数列求和处理多次碰撞问题等)。
高考·新情境:新高考物理试题实现从“解题”到“解决问题”转变,提高解决物理问题的能力。达到这一目的,新高考物理试题基于真实的生活实践情境设置物理问题。早期人们用于计算的“算盘”也可用于作为考题——考查“算珠”间的碰撞问题、中国传统文化——“沏茶”过程中考查热学部分的气体变化问题等。提醒教师与考生对身边的事、物多留心且对其用物理的思维进行深度思考——“作为考题”研究。
命题·大预测:本卷试题难度分布合理,没有出现过易和过难的试题,符合新高考命题特点。本卷的第2、3、4、7、13题都取景于生产生活中不同的情景,让学生能真正体会“物理”就在身边,而不是“纸上谈兵”,领略物理的魅力,引导教师复习过程中可引导学生进行物理学科内知识综合训练和学生跨学科训练的意示,让学生做到心中有“数”,以后碰到这类问题不至于“无解”,总之新高考复习过程中不能一成不变,应加强“新情景”、“跨学科或学科内综合”、“新考法”的训练。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
1.在2023年12月举办的中国国际海事技术学术会和展览会上,我国江南造船厂官宣将生产全球最大的核动力集装箱船,该船将使用第四代核反应堆——钍基熔盐核反应堆。钍基熔盐核反应堆经历了的增殖反应和链式反应两个过程,如图所示;其中链式核反应方程为:。下列说法正确的是( )
A.核反应方程中的,
B.增殖反应的反应类型也属于核裂变
C.比更稳定
D.β衰变辐射电子,说明原子核中存在电子
2.经常低头玩手机易引发颈椎病,低头时头部受到重力G、颈椎后面肌肉拉力T和颈椎支持力N,如图所示。颈椎弯曲越厉害,N与竖直方向的夹角θ就越大,T方向视为不变,则颈椎弯曲越厉害时( )
A.N和T都越小 B.N和T都越大
C.N越大,T越小 D.N越小,T越大
3.某同学在乘坐高铁列车时,利用手机软件记录了列车沿平直轨道运动的速度v随时间t的变化关系如图所示,下列能大致反映列车位移x随时间变化规律的图像是( )
A. B.
C. D.
4.国庆假期,一游客来到了风景秀丽的六安万佛湖边欲乘坐游船,游客观察到游船上下浮动,可以把游船浮动看成竖直方向的简谐运动,其振动图像如图所示。时刻游船甲板刚好上升到相对码头地面5cm高度处,则下列说法中正确的是( )
A.游船在时刻加速度最大
B.经过游船第一次运动到平衡位置
C.在四分之一周期内,游船运动的路程一定为10cm
D.游船的振动方程为
5.如图甲所示为一个由表面涂有绝缘漆的金属电阻丝制成的圆形线圈,AB和CD是互相垂直的两个直径。在圆面内可以将甲线圈中C、D两点向圆心挤到一起,得到如图乙两个等大的圆,也可以将甲线圈扭转变形为如图丙两个等大的圆。三个圆都处于垂直圆面的变化磁场中,磁场变化率相同,则下列说法正确的是( )
A.甲、乙线圈中感应电流之比为1∶1 B.乙、丙线圈中感应电流之比为1∶1
C.丙、甲线圈中感应电流之比为1∶2 D.丙、甲线圈中感应电流之比为0
6.如图所示,矩形线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动,轴线右侧无磁场。以abcda方向为感应电流的正方向。从图示位置开始线圈逆时针转动1周,可描述线圈中感应电流随时间变化规律的图像是( )
A. B.
C. D.
7.水稻是皖西地区重要的农作物之一。如图甲,抛秧种水稻与插秧种水稻不同,它是直接将秧苗抛种在田里,比插秧更轻便省时,抛秧过程简化为如图乙。在同一竖直面内,两位村民将两颗质量相同的秧苗、(均可视为质点),分别从高度和()处以初速度和沿水平方向同时抛出,均落到与两拋出点水平距离相等的点。若不计空气阻力,则( )
A.、两秧苗的落地时间之比为
B.、两秧苗抛出的初速度
C.、两秧苗抛出时的竖直高度之比为
D.落地时的重力瞬时功率大于的重力瞬时功率
8.2024年9月24日,我国太原卫星发射中心在山东海阳附近海域使用捷龙三号运载火箭,成功将天仪41星等8颗卫星发射升空。本次任务是该型火箭首次在山东海阳近海海域实施太阳同步轨道发射任务。一颗做匀速圆周运动的太阳同步轨道卫星(可视为经过地球两极,周期T满足)某时经过位于北纬45°的哈尔滨市正上方,12个小时后,该卫星第二次经过了哈尔滨市正上方,则再过多少小时,该卫星会第三次出现在哈尔滨市正上方( )
A.24 B.36 C.48 D.60
二、选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每题给出的四个选项中,有多项是符合要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9.如图甲所示的地球是人类已知的唯一孕育和支持生命的天体,也是电荷的良导体。若将地球视为带电的导体球,取地球表面电势为零,其周围某点的电势φ随该点到球心的距离r的变化如图乙,为地球半径,下列说法正确的是( )
A.地球带正电
B.同一正电荷在离地球越远的地方,电势能越大
C.当时,电场强度随r的增大而减小
D.当时,地球内部的电场强度不为零
10.如图甲所示,足够长的木板A静止于光滑水平面上,t=0时小物块B以4m/s的水平初速度从左端滑上A,图乙为A的动能Ek随时间t变化的关系图像,t=0.4s后图线为平行于t轴的直线。已知A、B间的动摩擦因数为0.5,g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A.t=0.4s时A、B速度相同
B.B的质量为2.0kg
C.A的长度至少为1.0m
D.整个过程系统因摩擦产生的内能为4.0J
三、非选择题:共5题,共58分。
11.(6分)某同学通过双缝干涉实验测量发光二极管发出光的波长。图甲为实验装置示意图,双缝间距,双缝到毛玻璃的距离,实验中观察到的干涉条纹如图乙所示。
当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹中心,手轮上的读数为;当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心,手轮上的读数为。完成下列填空:
(1)相邻两条亮条纹间的距离 ;
(2)根据 可算出波长(填正确答案标号);
A. B. C.
(3)则待测发出光的波长为 (结果保留3位有效数字)。
12.(10分)某同学要测量一段特制的圆柱形导体材料的电阻率,同时测量电源的电动势和内阻。实验室提供了如下器材:待测的圆柱形导体(阻值未知)、螺旋测微器、游标卡尺、电流表A、电阻箱、待测电源、开关S、开关K,导线若干。
(1)该同学用螺旋测微器测量该导体的直径,结果如图甲所示,则 mm,用游标卡尺测得该导体的长度为。
该同学设计了如图乙所示的电路,并进行了如下的操作:
①断开开关K,闭合开关S,改变电阻箱的阻值,记录不同对应的电流表示数,并作出图像,如图丙中直线II;
②将开关S、K均闭合,改变电阻箱的阻值,再记录不同对应的电流表示数,并作出图像,如图丙中直线I。
(2)根据步骤①中作出的图像II,不考虑电流表内阻,可得电源的电动势 V,内阻 (结果均保留1位小数)。
(3)在第(2)问中,若考虑电流表内阻的影响,则电源内阻的测量值相对真实值 (选填“偏大”,“偏小”,“相等”)。
(4)根据步骤②中作出的图像I,不考虑电流表内阻,经计算得出待测圆柱形导体的电阻 (结果保留1位小数),最后可由表达式计算出该导体材料的电阻率。
13.(10分)在深海潜水时,潜水员需在特制的加压舱内接受高压适应训练,适应后再送到深海处潜水。如下图是某加压舱的实物图,若加压前,舱内潜水员肺内气压为,肺内气体容积为,经一段时间加压并稳定后,舱内潜水员肺内气压变为,肺内气体容积变为,此过程潜水员肺内气体温度维持在不变。求:
(1)加压并稳定后,潜水员肺内的气体在压强为,温度为的体积;
(2)加压前与加压稳定后,潜水员肺内气体的质量之比。
14.(14分)如图所示,两根足够长的光滑金属导轨倾斜放置,轨道与水平面的夹角为,两导轨间的距离为,导轨下端连接阻值为的电阻,质量为的金属杆与导轨垂直并接触良好,金属杆及导轨电阻不计,在矩形区域内有垂直于导轨平面的匀强磁场,距离为,磁场方向如图所示,磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示(图中和为已知),在时刻,将金属杆从上方某位置由静止释放,金属杆在时刻进入磁场,离开磁场时的速度为进入磁场时速度的一半,已知重力加速度为,求:
(1)进入磁场前金属杆中的电流方向;
(2)金属杆刚进入磁场时的加速度大小;
(3)从金属杆开始下落到离开磁场的过程,回路中产生的焦耳热。
15.(18分)如图所示为一套小型玩具的模拟立体示意图,一可视为质点的小球A以初速度v0 = 1.2 m/s的速度从高台平抛出,恰好落到固定在地面上倾角θ = 53°的斜面顶端且与斜面未发生碰撞,已知斜面高度h = 0.4 m,斜面动摩擦因数μ = 0.5,小球A质量为mA = 5 kg。质量为mB = 1 kg的弹性小球B静置在斜面底端,与小球A发生弹性碰撞后共同进入到与斜面底端相切的水平固定放置的光滑圆形轨道内,轨道入口随即关闭。圆形轨道半径R = 0.5 m,重力加速度g = 10 m/s2。求:
(1)小球A抛出点离地高度H及离斜面顶端的水平距离x;
(2)小球A刚下滑到斜面底端时的速度v1;
(3)两球进入圆形轨道开始计时,此后相遇的时刻。
试卷第2页,共22页
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物理·参考答案
一、选择题:本题共10小题,1-8每小题4分,共32分。在每题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。9-10题第小题5分,共10分,在每题给出的四个选项中,有多项是符合要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
B
A
B
D
C
D
B
BC
AD
二、非选择题:共5题,共58分。
11.(1)0.508(2分);(2)B(2分);(3)626(2分)
12.(1)9.500(2分);(2) 3.1(2分),2.1(2分);(3)偏大(2分);(4)2.3(2分)
13.(10分)
(1)潜水员肺内气体在加压后
压强、体积
压强、体积
根据玻意耳定律得(2分)
解得(2分)
(2)由(1)知加压后潜水员肺内气体在气压为p0,温度在时的体积为。根据
压强和温度都相同时(3分),气体密度相等则加压前、后潜水员肺内气体的质量之比为(3分)
14.(14分)
(1)由图乙可知,金属杆进入磁场前,磁感应强度随时间均匀减小,穿过闭合回路的磁通量垂直于矩形区域向外在减小,由楞次定律可知金属杆中的电流方向从到。(2分)
(2)金属杆在导轨上下滑的过程,有
(1分)
刚进入磁场时的速度
(1分)
此时受到的安培力
(1分)
又
(1分)
(1分)
由牛顿第二定律
(1分)
可得
(1分)
(3)金属杆进入磁场前,有
(1分)
此过程产生的焦耳热
(1分)
穿过磁场的过程,由能量守恒,有
(1分)
整个过程
(1分)
可得
(1分)
15.(18分)
(1)依题意,小球运动到斜面顶端时,有
(1分)
解得
(1分)
由平抛运动规律,可得
,(1分)
又
(1分)
联立解得
,(2分)
(2)小球在斜面上下滑时,根据牛顿第二定律可得
(1分)
解得
由运动学公式得
(1分)
又
联立解得
(1分)
(3)小球A与弹性小球B发生弹性碰撞过程,根据动量守恒和机械能守恒可得
(1分)
(1分)
解得
,(1分)
设经过t1时间,B追上A发生第二次碰撞,则有
(1分)
可得
(1分)
B追上A发生第二次碰撞过程,根据动量守恒和机械能守恒可得
(1分)
(1分)
解得
,
设经过t2时间,A追上B发生第三次碰撞,则有
(1分)
可得
(1分)
第三次碰撞与第一次碰撞的碰撞情况完全一样,第四次碰撞与第二次碰撞的碰撞情况完全一样;即小球的碰撞过程具有周期性,则两球进入圆形轨道开始计时,此后相遇的时刻满足
(n = 1,2,3⋯)
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(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
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高考·新动向:新高考命题严格遵循课程标准。基础知识与能力并重:既注重基础知识的考查,也加大跨学科和学科内知识融合力度,知识点交织将更加紧密,综合性题目比例增加。新高考物理试题往往与数学学科跨学科知识融合(如利用数学取对数方法求解天体问题;如利用等差或等比数列求和处理多次碰撞问题等)。
高考·新情境:新高考物理试题实现从“解题”到“解决问题”转变,提高解决物理问题的能力。达到这一目的,新高考物理试题基于真实的生活实践情境设置物理问题。早期人们用于计算的“算盘”也可用于作为考题——考查“算珠”间的碰撞问题、中国传统文化——“沏茶”过程中考查热学部分的气体变化问题等。提醒教师与考生对身边的事、物多留心且对其用物理的思维进行深度思考——“作为考题”研究。
命题·大预测:本卷试题难度分布合理,没有出现过易和过难的试题,符合新高考命题特点。本卷的第2、3、4、7、13题都取景于生产生活中不同的情景,让学生能真正体会“物理”就在身边,而不是“纸上谈兵”,领略物理的魅力,引导教师复习过程中可引导学生进行物理学科内知识综合训练和学生跨学科训练的意示,让学生做到心中有“数”,以后碰到这类问题不至于“无解”,总之新高考复习过程中不能一成不变,应加强“新情景”、“跨学科或学科内综合”、“新考法”的训练。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
1.在2023年12月举办的中国国际海事技术学术会和展览会上,我国江南造船厂官宣将生产全球最大的核动力集装箱船,该船将使用第四代核反应堆——钍基熔盐核反应堆。钍基熔盐核反应堆经历了的增殖反应和链式反应两个过程,如图所示;其中链式核反应方程为:。下列说法正确的是( )
A.核反应方程中的,
B.增殖反应的反应类型也属于核裂变
C.比更稳定
D.β衰变辐射电子,说明原子核中存在电子
【答案】A
【详解】A.根据电荷数守恒和质量数守恒,则有
,
解得,
故A正确;
B.由题可知,增殖反应的反应类型属于衰变,故B错误;
C.到的过程会释放能量,故的比结合能大于的比结合能,故更比更稳定,故C错误;
D.β衰变中辐射出来的电子是核内中子转变成质子释放出来的,故D错误。
故选A。
2.经常低头玩手机易引发颈椎病,低头时头部受到重力G、颈椎后面肌肉拉力T和颈椎支持力N,如图所示。颈椎弯曲越厉害,N与竖直方向的夹角θ就越大,T方向视为不变,则颈椎弯曲越厉害时( )
A.N和T都越小 B.N和T都越大
C.N越大,T越小 D.N越小,T越大
【答案】B
【详解】由题知,T方向视为不变,即T与G的夹角不变,设为,根据正交分解得,
联立解得,
由图可知刚开始有,故颈椎弯曲越厉害时,越大,故N、T都增大。
故选B。
3.某同学在乘坐高铁列车时,利用手机软件记录了列车沿平直轨道运动的速度v随时间t的变化关系如图所示,下列能大致反映列车位移x随时间变化规律的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由速度v随时间t的变化图像可知,列车先匀加速,再匀速,根据及可知,位移x随时间的变化图像先是开口向上的抛物线,然后是斜率不变的直线。
故选A。
4.国庆假期,一游客来到了风景秀丽的六安万佛湖边欲乘坐游船,游客观察到游船上下浮动,可以把游船浮动看成竖直方向的简谐运动,其振动图像如图所示。时刻游船甲板刚好上升到相对码头地面5cm高度处,则下列说法中正确的是( )
A.游船在时刻加速度最大
B.经过游船第一次运动到平衡位置
C.在四分之一周期内,游船运动的路程一定为10cm
D.游船的振动方程为
【答案】B
【详解】A.游船上在时刻位于平衡位置,加速度最小且为零,故A错误;
BD.由振动图像可知振幅是cm,游船做简谐运动的周期为1s,设该游船做简谐运动的振动方程为
由振动图像可知,游船向上振动,且满足
可得
则游船的振动方程为
经过游船第一次运动到平衡位置,则有
可得
解得
故B正确,D错误;
C.游船做简谐运动的振幅是cm,四分之一周期内,如果初始位置是平衡位置或者最大位移处,则游船运动的路程;如果初始位置不是平衡位置或者最大位移处,则游船运动的路程不是,故C错误。
故选B。
5.如图甲所示为一个由表面涂有绝缘漆的金属电阻丝制成的圆形线圈,AB和CD是互相垂直的两个直径。在圆面内可以将甲线圈中C、D两点向圆心挤到一起,得到如图乙两个等大的圆,也可以将甲线圈扭转变形为如图丙两个等大的圆。三个圆都处于垂直圆面的变化磁场中,磁场变化率相同,则下列说法正确的是( )
A.甲、乙线圈中感应电流之比为1∶1 B.乙、丙线圈中感应电流之比为1∶1
C.丙、甲线圈中感应电流之比为1∶2 D.丙、甲线圈中感应电流之比为0
【答案】D
【详解】三个线圈的电阻相等,感应电流之比等于感应电动势之比。设图甲中半径为R,周长
面积为
图乙、丙中小圆的半径为,根据
得
图乙中两小圆面积和为
设磁场变化率为,则甲线圈中感应电动势为
乙线圈中感应电动势为
所以,可知甲、乙线圈中感应电流之比为
由磁通量的特点可知丙线圈中左右两圆中感应电动势相反,总感应电动势为零,即。
故选D。
6.如图所示,矩形线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动,轴线右侧无磁场。以abcda方向为感应电流的正方向。从图示位置开始线圈逆时针转动1周,可描述线圈中感应电流随时间变化规律的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】从题图示位置开始,在时间内,磁通量减小,原磁场方向向里,由楞次定律“增反减同”可知,感应电流的磁场方向向里,产生的感应电流的方向为abcda,即与电流规定的正方向相同,且产生的感应电流的大小随时间按正弦规律变化,有
在时间内,磁通量增大,原磁场方向向里,由楞次定律“增反减同”可知,感应电流的磁场方向向外,因线圈的位置也发生了变化,所以产生的感应电流的方向还是abcda,即与电流规定的正方向相同,但此时减小,感应电流的最大值将减小,结合题中选项可知,C正确,ABD错误。
故选C。
7.水稻是皖西地区重要的农作物之一。如图甲,抛秧种水稻与插秧种水稻不同,它是直接将秧苗抛种在田里,比插秧更轻便省时,抛秧过程简化为如图乙。在同一竖直面内,两位村民将两颗质量相同的秧苗、(均可视为质点),分别从高度和()处以初速度和沿水平方向同时抛出,均落到与两拋出点水平距离相等的点。若不计空气阻力,则( )
A.、两秧苗的落地时间之比为
B.、两秧苗抛出的初速度
C.、两秧苗抛出时的竖直高度之比为
D.落地时的重力瞬时功率大于的重力瞬时功率
【答案】D
【详解】AB.两颗秧苗都做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,由
解得
因为
所以
秧苗水平方向都做匀速直线运动,由
由题意相等,联立以上可得,
故AB错误;
C.根据
可知
故C错误;
D.与的重力相等,因,根据
解得
根据
可知,落地时的重力瞬时功率大于的重力瞬时功率,故D正确。
故选D。
8.2024年9月24日,我国太原卫星发射中心在山东海阳附近海域使用捷龙三号运载火箭,成功将天仪41星等8颗卫星发射升空。本次任务是该型火箭首次在山东海阳近海海域实施太阳同步轨道发射任务。一颗做匀速圆周运动的太阳同步轨道卫星(可视为经过地球两极,周期T满足)某时经过位于北纬45°的哈尔滨市正上方,12个小时后,该卫星第二次经过了哈尔滨市正上方,则再过多少小时,该卫星会第三次出现在哈尔滨市正上方( )
A.24 B.36 C.48 D.60
【答案】B
【详解】若卫星经过哈尔滨市正上方后先经过北极再第二次经过哈尔滨市正上方,则卫星的周期为
若极地卫星的公转周期较小,则卫星可能多转几圈后第二次经过哈尔滨市正上方,又,则n可能取1或2,当时
地球自转周期为24h,从卫星第一次经过哈尔滨市正上方开始计时,之后卫星经过哈尔滨市正上方一定满足
或
其中、、、为正整数,则卫星第三次出现在哈尔滨市正上方,需要再经历的时间为
当时
同理可得,需要再经历的时间为36h。
若卫星经过哈尔滨市正上方后先经过南极再第二次经过哈尔滨市正上方,则卫星的周期为
又,则取n=1,有
同理可得,需要再经历的时间为36h,故B正确,ACD错误。
故选B。
二、选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每题给出的四个选项中,有多项是符合要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9.如图甲所示的地球是人类已知的唯一孕育和支持生命的天体,也是电荷的良导体。若将地球视为带电的导体球,取地球表面电势为零,其周围某点的电势φ随该点到球心的距离r的变化如图乙,为地球半径,下列说法正确的是( )
A.地球带正电
B.同一正电荷在离地球越远的地方,电势能越大
C.当时,电场强度随r的增大而减小
D.当时,地球内部的电场强度不为零
【答案】BC
【详解】A. 由图可知,距离地球表面越远电势越高,可知地球带负电,选项A错误;
B. 距离地球越远电势越高,可知同一正电荷在离地球越远的地方,电势能越大,选项B正确;
C. φ-r图像的斜率等于电场强度,可知当时,电场强度随r的增大而减小,选项C正确;
D. 地球表面是等势体,则当时,地球内部的电场强度为零,选项D错误。
故选BC。
10.如图甲所示,足够长的木板A静止于光滑水平面上,t=0时小物块B以4m/s的水平初速度从左端滑上A,图乙为A的动能Ek随时间t变化的关系图像,t=0.4s后图线为平行于t轴的直线。已知A、B间的动摩擦因数为0.5,g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A.t=0.4s时A、B速度相同
B.B的质量为2.0kg
C.A的长度至少为1.0m
D.整个过程系统因摩擦产生的内能为4.0J
【答案】AD
【详解】A.由乙图知,后A的动能不再发生变化,即时A、B速度相同,故A正确;
B.B在与A共速前,B的加速度为
设A、B 的共同速度为v,由速度公式
整理得末速度为
结合根据动量守恒
得二者质量相等,设都为m,共速后A的动能
解得B的质量为
故B错误;
C.二者共速时相对静止,相对位移为
即A的长度至少为,故C错误;
D.整个过程系统因摩擦产生的内能
故D正确。
故选AD。
三、非选择题:共5题,共58分。
11.(6分)某同学通过双缝干涉实验测量发光二极管发出光的波长。图甲为实验装置示意图,双缝间距,双缝到毛玻璃的距离,实验中观察到的干涉条纹如图乙所示。
当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹中心,手轮上的读数为;当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心,手轮上的读数为。完成下列填空:
(1)相邻两条亮条纹间的距离 ;
(2)根据 可算出波长(填正确答案标号);
A. B. C.
(3)则待测发出光的波长为 (结果保留3位有效数字)。
【答案】(1)0.508;(2)B;(3)626
【详解】(1)相邻两条亮条纹间的距离为
(2)根据相邻两条亮条纹间的距离与光的波长关系可得波长为
故选B。
(3)待测发出光的波长为
12.(10分)某同学要测量一段特制的圆柱形导体材料的电阻率,同时测量电源的电动势和内阻。实验室提供了如下器材:待测的圆柱形导体(阻值未知)、螺旋测微器、游标卡尺、电流表A、电阻箱、待测电源、开关S、开关K,导线若干。
(1)该同学用螺旋测微器测量该导体的直径,结果如图甲所示,则 mm,用游标卡尺测得该导体的长度为。
该同学设计了如图乙所示的电路,并进行了如下的操作:
①断开开关K,闭合开关S,改变电阻箱的阻值,记录不同对应的电流表示数,并作出图像,如图丙中直线II;
②将开关S、K均闭合,改变电阻箱的阻值,再记录不同对应的电流表示数,并作出图像,如图丙中直线I。
(2)根据步骤①中作出的图像II,不考虑电流表内阻,可得电源的电动势 V,内阻 (结果均保留1位小数)。
(3)在第(2)问中,若考虑电流表内阻的影响,则电源内阻的测量值相对真实值 (选填“偏大”,“偏小”,“相等”)。
(4)根据步骤②中作出的图像I,不考虑电流表内阻,经计算得出待测圆柱形导体的电阻 (结果保留1位小数),最后可由表达式计算出该导体材料的电阻率。
【答案】(1)9.500;(2) 3.1 ,2.1;(3)偏大;(4)2.3
【详解】(1)螺旋测微器的精度为0.01mm,由图甲可知该导体的直径为
(2)[1][2]在步骤①中,不考虑电流表内阻影响时,由闭合电路欧姆定律有
整理可得
步骤①对应图像II,由图线II可得,
解得,
(3)若考虑电流表内阻影响,在步骤①中有
可得
则电源内阻真实值为
故测量值相对真实值偏大。
(4)在步骤②中,不考虑电流表内阻,由闭合电路欧姆定律有
可得
步骤②对应图像I,由图线I可得,
解得
13.(10分)在深海潜水时,潜水员需在特制的加压舱内接受高压适应训练,适应后再送到深海处潜水。如下图是某加压舱的实物图,若加压前,舱内潜水员肺内气压为,肺内气体容积为,经一段时间加压并稳定后,舱内潜水员肺内气压变为,肺内气体容积变为,此过程潜水员肺内气体温度维持在不变。求:
(1)加压并稳定后,潜水员肺内的气体在压强为,温度为的体积;
(2)加压前与加压稳定后,潜水员肺内气体的质量之比。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)潜水员肺内气体在加压后
压强、体积
压强、体积
根据玻意耳定律得
解得
(2)由(1)知加压后潜水员肺内气体在气压为p0,温度在时的体积为。根据
压强和温度都相同时,气体密度相等则加压前、后潜水员肺内气体的质量之比为
14.(14分)如图所示,两根足够长的光滑金属导轨倾斜放置,轨道与水平面的夹角为,两导轨间的距离为,导轨下端连接阻值为的电阻,质量为的金属杆与导轨垂直并接触良好,金属杆及导轨电阻不计,在矩形区域内有垂直于导轨平面的匀强磁场,距离为,磁场方向如图所示,磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示(图中和为已知),在时刻,将金属杆从上方某位置由静止释放,金属杆在时刻进入磁场,离开磁场时的速度为进入磁场时速度的一半,已知重力加速度为,求:
(1)进入磁场前金属杆中的电流方向;
(2)金属杆刚进入磁场时的加速度大小;
(3)从金属杆开始下落到离开磁场的过程,回路中产生的焦耳热。
【答案】(1)从到;(2);(3)
【详解】(1)由图乙可知,金属杆进入磁场前,磁感应强度随时间均匀减小,穿过闭合回路的磁通量垂直于矩形区域向外在减小,由楞次定律可知金属杆中的电流方向从到。
(2)金属杆在导轨上下滑的过程,有
刚进入磁场时的速度
此时受到的安培力
又
由牛顿第二定律
可得
(3)金属杆进入磁场前,有
此过程产生的焦耳热
穿过磁场的过程,由能量守恒,有
整个过程
可得
15.(18分)如图所示为一套小型玩具的模拟立体示意图,一可视为质点的小球A以初速度v0 = 1.2 m/s的速度从高台平抛出,恰好落到固定在地面上倾角θ = 53°的斜面顶端且与斜面未发生碰撞,已知斜面高度h = 0.4 m,斜面动摩擦因数μ = 0.5,小球A质量为mA = 5 kg。质量为mB = 1 kg的弹性小球B静置在斜面底端,与小球A发生弹性碰撞后共同进入到与斜面底端相切的水平固定放置的光滑圆形轨道内,轨道入口随即关闭。圆形轨道半径R = 0.5 m,重力加速度g = 10 m/s2。求:
(1)小球A抛出点离地高度H及离斜面顶端的水平距离x;
(2)小球A刚下滑到斜面底端时的速度v1;
(3)两球进入圆形轨道开始计时,此后相遇的时刻。
【答案】(1)0.528 m,0.192 m;(2)3 m/s;(3)(n = 1,2,3⋯)
【详解】(1)依题意,小球运动到斜面顶端时,有
解得
由平抛运动规律,可得
,
又
联立解得
,
(2)小球在斜面上下滑时,根据牛顿第二定律可得
解得
由运动学公式得
又
联立解得
(3)小球A与弹性小球B发生弹性碰撞过程,根据动量守恒和机械能守恒可得
解得
,
设经过t1时间,B追上A发生第二次碰撞,则有
可得
B追上A发生第二次碰撞过程,根据动量守恒和机械能守恒可得
解得
,
设经过t2时间,A追上B发生第三次碰撞,则有
可得
第三次碰撞与第一次碰撞的碰撞情况完全一样,第四次碰撞与第二次碰撞的碰撞情况完全一样;即小球的碰撞过程具有周期性,则两球进入圆形轨道开始计时,此后相遇的时刻满足
(n = 1,2,3⋯)
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