内容正文:
绝密★启用前
2025年高考考前信息必刷卷05(湖南专用)
物 理
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
考情速递
高考·新动向:2025年湖南高考物理科目的命题趋势将更加注重对学生综合能力的考查,尤其是对物理概念的理解和应用能力。题目呈现方式将更加多样化,不仅限于传统的计算题和选择题,还会增加更多情境题和实验题。这些题目将要求学生不仅掌握物理知识,还要能够将知识应用到实际问题中,解决现实生活中的物理问题。
高考·新考法:在常规考点的考查上,2025年湖南高考物理将更加注重知识点的融合和综合运用。例如,力学与电磁学的结合、热学与能量守恒的结合等。此外,对于非常规考点,命题者可能会通过创新性的设问方式,考查学生对物理原理的深入理解和灵活运用能力。例如,通过设计复杂的实验情境,考查学生对实验数据的分析和处理能力。
高考·新情境:情境题目的创新性、实时性和开放性将成为2025年湖南高考物理的一大亮点。这些题目将紧密结合当前科技发展和社会热点,如新能源技术、量子计算、人工智能等。同时,跨学科的融合性也将得到体现,例如物理与化学、生物等学科的结合,考查学生在多学科背景下的综合应用能力。
命题·大预测:基于以上分析,2025年湖南高考物理试卷将呈现以下趋势:
1、综合性强:题目将更加注重知识点的综合运用,考查学生在复杂情境下的问题解决能力。
2、创新性高:命题者将通过创新性的设问方式,考查学生对物理原理的深入理解和灵活运用能力。
3、情境化明显:题目将紧密结合当前科技发展和社会热点,考查学生在实际情境中的应用能力。
4、跨学科融合:物理与其他学科的融合将更加明显,考查学生在多学科背景下的综合应用能力。
备考方向
1、针对以上趋势,考生在备考时应注重以下几点:
2、夯实基础:熟练掌握物理基本概念和原理,确保在综合性强的情境下能够灵活运用。
3、强化实验能力:注重实验操作和数据分析能力的培养,能够独立设计和完成物理实验。
5、关注科技热点:关注当前科技发展和社会热点,了解物理知识在实际中的应用。
6、跨学科学习:加强物理与其他学科的联系,提升在多学科背景下的综合应用能力。
通过以上备考策略,考生将能够更好地应对2025年湖南高考物理科目的挑战,取得优异成绩。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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6小题,每小题4分,共24分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.
1.“南鲲号”称之为“海上充电宝”,是一个利用海浪发电的大型海上电站,其发电原理是海浪带动浪板上下摆动,从而驱动发电机转子转动,其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。若转子带动线圈如下图逆时针转动,并向外输出电流,则下列说法正确的是( )
A.线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量最大
B.线圈转动到如图所示位置时a端电势低于b端电势
C.线圈转动一周电流方向改变两次,图示位置正是电流变向的时刻
D.线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上
2.木星的卫星中,木卫一、木卫二、木卫三做圆周运动的周期之比为。木卫三周期为T,公转轨道半径是月球绕地球轨道半径r的n倍。月球绕地球公转周期为,则( )
A.木卫一轨道半径为 B.木卫二轨道半径为
C.周期T与T0之比为 D.木星质量与地球质量之比为
3.某物理实验兴趣小组利用如图所示电路研究电压的变化与电流的变化的关系,电流表、电压表均为理想电表,D为理想二极管,C为电容器,为定值电阻。闭合开关S至电路稳定后,将滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离,待电路稳定后发现电压表的示数变化量大小为,电压表的示数变化量大小为,电流表A的示数变化量大小为,则下列判断正确的是( )
A.的值等于 B.大于
C.电源输出功率先增大后减小 D.滑片向左移动的过程中,电容器所带电荷量减少
4.如图所示,一足够长的质量为m的木板静止在水平面上,t=0时刻质量也为m的滑块从板的左端以速度水平向右滑行,滑块与木板,木板与地面的摩擦因数分别为、且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。滑块的图像如图所示,则有( )
A.= B.< C.>2 D.=2
5.如图所示,粗细均匀的圆形绝缘环位于空间直角坐标系中的xOy平面内,其几何中心与坐标原点O重合。处于每个象限的圆环都均匀带有相同电量的电荷,电性如图所示。点1、2、3、4、5、6分别位于z、x、y轴上,它们与原点间距相同,以下说法错误的是( )
A.点1、点2处的场强一定相同 B.点3、点4处的场强一定相同
C.点3、点4处的电势一定相等 D.点5、点6处的电势一定相等
6.如图所示,ABC为一弹性轻绳,其弹力大小符合胡克定律。弹性轻绳一端固定于A点,另一端连接质量为m的小球,小球穿在竖直杆上。轻杆OB一端固定在墙上,另一端为定滑轮。若弹性轻绳自然长度等于AB,初始时ABC在一条水平线上,小球从C点由静止释放滑到E点时速度恰好为零。已知C、E两点间距离为h,D为CE的中点,重力加速度为g,小球在C点时弹性绳的拉力为,小球与杆之间的动摩擦因数为0.6,弹性轻绳始终处在弹性限度内,其弹性势能的表达式为,其中k为劲度系数、x为伸长量。则小球下滑经过D点时的速度大小为( )
A. B. C. D.
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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,选对但不全的得3分,有选错的得0分.
7.氩原子从一个能级跃迁到一个较低能级时,可能不发射光子,而是把相应的能量转交给另一能级上的电子,并使之脱离原子,这一现象叫俄歇效应,以这种方式脱离原子的电子叫俄歇电子。若氩原子的基态能量为,处于能级的电子跃迁时,将释放的能量转交给处于能级的电子,使之成为俄歇电子a。假设氩原子的能级能量公式类似于氢原子,即,则( )
A.氩原子从能级向能级跃迁时释放的能量为
B.氩原子从能级向能级跃迁时释放的能量为
C.俄歇电子a的动能为
D.俄歇电子a的动能为
8.如图所示,导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动,产生的交变电动势为e=26sin100πt(V)。并与理想升压变压器相连进行远距离输电,理想降压变压器的原、副线圈匝数比为4:1,降压变压器副线圈接入一只“12V,12W”的灯泡,且灯泡正常发光,输电线路总电阻r=16Ω,导线框及其余导线电阻不计,电表均为理想电表,则( )
A.电流表的示数为0.5A
B.原线圈中交变电压的频率为100Hz
C.升压变压器的原副线圈匝数之比为1:2
D.当降压变压器副线圈再并联一只同样灯泡时,输电线上损失的功率增大
9.如图所示,一倾角为的光滑斜面固定在水平面上,斜面的底端固定一垂直斜面的挡板,上端固定一定滑轮O。劲度系数为的轻弹簧下端固定在挡板上,上端与质量为的物块Q连接。一跨过定滑轮O的轻绳一端与物块Q连接,另一端与套在水平固定的光滑直杆上质量为m的物块P连接。初始时物块P在水平外力F作用下静止在直杆的A点,且恰好与直杆没有相互作用,轻绳与水平直杆的夹角也为。去掉水平外力F,物块P由静止运动到B点时轻绳与直杆间的夹角。已知滑轮到水平直杆的垂直距离为d,重力加速度大小为g,弹簧轴线、物块Q与定滑轮之间的轻绳与斜面平行,不计滑轮大小及摩擦,,。则下列说法正确的是( )
A.物块P在A点时弹簧的伸长量为
B.物块P从A点运动到B点时,物块Q的势能减少量等于P、Q两物块增加的总动能
C.物块P从A点运动到B点的过程中,轻绳拉力对物块P做的功为
D.物块P运动到B点时,物块Q的速度为
10.如图质量为、电荷量为的带正电粒子(忽略粒子重力),以速度沿方向垂直射入相互正交的竖直向下的匀强电场和水平向里匀强磁场,经过该区域中的P点的速率为,此时侧移量为,若,下列说法中正确的是( )
A.带电粒子在P点的速率
B.带电粒子的加速度大小恒为
C.若,粒子从射入该区域到P点所用时间至少
D.粒子在运动过程中洛伦兹力始终大于电场力
三、非选择题:本题共5小题,共56分.
11. (7分)小星学习了光的干涉后,用激光笔和双缝组件(如图甲所示)做双缝干涉实验,并测量激光的波长。他按如下步骤组装好设备:先将激光笔打开,让激光垂直照到墙壁上,在墙壁上形成一个小光斑。然后将双缝组件固定在激光笔前方,让激光垂直通过双缝后在远处墙壁上形成干涉图样,如图乙所示。
(1)小星做实验时,双缝组件到墙壁距离为,两次所用双缝间距分别为和,用刻度尺测量干涉图样的数据分别如图丙和图丁所示,则图丙是采用间距为 mm的双缝测得的结果。根据图丁的测量结果,计算得出激光笔所发出的激光波长为 nm(结果保留三位有效数字)。
(2)若实验过程中保持激光笔与双缝组件的位置不变,用光屏在离墙壁处承接干涉图样,光屏上的图样与原来的干涉图样相比,会出现的现象是( )
A.条纹间距变大
B.条纹间距不变
C.条纹间距变小
D.条纹消失
12. (9分) 某同学在“用单摆测量重力加速度”的实验中,利用了智能手机和一个磁性小球进行了如下实验:
(1)将摆线上端固定在铁架台上,下端系在小球上,做成图1所示的单摆。下列摆线安装最合理的是 。
A. B. C.
(2)用刻度尺测量悬线的长度,用游标卡尺测得磁性小球的直径如图2所示,则直径 cm,算出摆长L。
(3)将智能手机磁传感器置于磁性小球平衡位置正下方,打开智能手机的磁传感器,测量磁感应强度的变化。
(4)将磁性小球由平衡位置拉开一个小角度,由静止释放,手机软件记录磁感应强度的变化曲线如图3所示。试回答下列问题:
①由图3可知,单摆的周期为 。
②改变摆线长度l,重复实验操作,得到多组数据,画出对应的图像如图4所示,图像的斜率为k,则重力加速度g的表达式为 。(用题中物理量的符号表示)。
③图4中图像不过原点的原因是 ,对g的测量结果 (选填“有影响”或“无影响”)。
13. (10分) 如图,一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成,汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体,两活塞用一轻质弹簧连接,汽缸连接处有小卡销,活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为、m,面积分别为、S,弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态,此时弹簧的伸长量为,活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等,两活塞间气体的温度为。已知活塞外大气压强为,忽略活塞与缸壁间的摩擦,汽缸无漏气,不计弹簧的体积。(重力加速度常量g)
(1)求弹簧的劲度系数;
(2)缓慢加热两活塞间的气体,求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时,活塞间气体的压强和温度。
14. (14分) 如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ水平固定,间距为l,虚线EF左侧有垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。两根材料、长度均相同的金属棒ab、cd垂直放置在导轨上,阻值分别为R、4R,ab处于磁场中,cd处于磁场外侧紧靠EF放置(距离不计)。现同时给金属棒ab、cd一个初速度,大小均为v0,方向相反,0时刻cd进入磁场;两金属棒相向运动,但没发生碰撞,t1时刻金属棒ab的电流变为零,此时cd仍在磁场内,t2时刻金属棒ab恰好静止在磁场边界EF处。已知金属棒cd质量为m,导轨电阻不计,运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好,求:
(1)0时刻金属棒cd的加速度大小;
(2)t1时刻金属棒ab的速度大小及0~tl时间内通过金属棒ab的电荷量;
(3)整个过程金属棒ab中产生的焦耳热。
15. (16分) 如图所示,小滑块1、2质量分别为和,滑块1在半径为的四分之一光滑圆弧最高点A处,滑块2置于粗糙水平轨道端点处,间距为L。C点正下方处固定一劲度系数为的轻弹簧,弹簧右端固定一质量为的滑块,置于光滑水平面上。静止释放滑块1,1与2发生弹性碰撞后恰好静止于点。滑块2被碰后做平抛运动的同时给滑块一个向右的初速度,滑块2与运动中的在平衡位置相碰后竖直向上运动至与等高的点。已知所有的碰撞时间极短,质量为的弹簧振子振动周期为,重力加速度为,求:
(1)滑块1与水平面BC间的动摩擦因数;
(2)点与滑块的高度差;
(3)滑块2与第二次碰撞后弹簧振子的振幅A。
试卷第2页,共22页
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(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
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高考·新动向:2025年湖南高考物理科目的命题趋势将更加注重对学生综合能力的考查,尤其是对物理概念的理解和应用能力。题目呈现方式将更加多样化,不仅限于传统的计算题和选择题,还会增加更多情境题和实验题。这些题目将要求学生不仅掌握物理知识,还要能够将知识应用到实际问题中,解决现实生活中的物理问题。
高考·新考法:在常规考点的考查上,2025年湖南高考物理将更加注重知识点的融合和综合运用。例如,力学与电磁学的结合、热学与能量守恒的结合等。此外,对于非常规考点,命题者可能会通过创新性的设问方式,考查学生对物理原理的深入理解和灵活运用能力。例如,通过设计复杂的实验情境,考查学生对实验数据的分析和处理能力。
高考·新情境:情境题目的创新性、实时性和开放性将成为2025年湖南高考物理的一大亮点。这些题目将紧密结合当前科技发展和社会热点,如新能源技术、量子计算、人工智能等。同时,跨学科的融合性也将得到体现,例如物理与化学、生物等学科的结合,考查学生在多学科背景下的综合应用能力。
命题·大预测:基于以上分析,2025年湖南高考物理试卷将呈现以下趋势:
1、综合性强:题目将更加注重知识点的综合运用,考查学生在复杂情境下的问题解决能力。
2、创新性高:命题者将通过创新性的设问方式,考查学生对物理原理的深入理解和灵活运用能力。
3、情境化明显:题目将紧密结合当前科技发展和社会热点,考查学生在实际情境中的应用能力。
4、跨学科融合:物理与其他学科的融合将更加明显,考查学生在多学科背景下的综合应用能力。
备考方向
1、针对以上趋势,考生在备考时应注重以下几点:
2、夯实基础:熟练掌握物理基本概念和原理,确保在综合性强的情境下能够灵活运用。
3、强化实验能力:注重实验操作和数据分析能力的培养,能够独立设计和完成物理实验。
5、关注科技热点:关注当前科技发展和社会热点,了解物理知识在实际中的应用。
6、跨学科学习:加强物理与其他学科的联系,提升在多学科背景下的综合应用能力。
通过以上备考策略,考生将能够更好地应对2025年湖南高考物理科目的挑战,取得优异成绩。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D
D
B
C
B
B
BC
ACD
BD
BC
11. (7分)【答案】 (1) 0.45 675 (2)C
12. (9分)【答案】 B 1.070 2t0 没有考虑磁性小球的半径 无影响
13. (10分) 【答案】 (1);(2),
【解析】(1)设封闭气体的压强为,对两活塞和弹簧的整体受力分析,由平衡条件有
解得
对活塞Ⅰ由平衡条件有
解得弹簧的劲度系数为
(2)缓慢加热两活塞间的气体使得活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时,对两活塞和弹簧的整体由平衡条件可知,气体的压强不变依然为
即封闭气体发生等压过程,初末状态的体积分别为
,
由气体的压强不变,则弹簧的弹力也不变,故有
有等压方程可知
解得
14. (14分) 【答案】 (1);(2),;(3)
【解析】(1)由题知,时刻根据右手定则可知,ab棒产生的感应电流方向是a到b,cd棒产生的感应电流方向是d到c,即两个感应电流方向相同,所以回路中感应电动势为两杆产生的感应电动势之和。即
回路中感应电流为
因为电阻定律
可知
因为金属棒ab、cd材料、长度均相同,所以可知两棒的质量
对ab棒,根据牛顿第二定律有
对cd棒,根据牛顿第二定律有
解得
(2)在时刻,流经ab棒的电流为0,ab、cd的速度相等,整个过程,两棒安培力等大方向,系统动量守恒,即
得
方向向右。对ab棒由动量定理有
即
0~tl时间内通过金属棒ab的电荷量大小
(3)整个过程cd棒最终的速度为,ab棒静止,两棒损失的机械能转化成两棒的焦耳热。有
两棒的电流时刻相等,根据焦耳定律
可知
所以整个过程金属棒ab中产生的焦耳热
15. (16分)【答案】 (1) (2) (3)
【解析】(1)(1)设滑块1与2碰前速度为,由动能定理
碰后两者速度分别为和,由于弹性碰撞,则动量守恒和机械能守恒
解得
,
碰后滑块1恰滑动后能静止在点,滑块1只能从点向左匀减速运动至,由动能定理得
联立以上各式得
,
(2)(2)滑块2与振子在平衡位置相碰,由于,滑块2只能与向左运动的相碰才能碰后竖直向上运动,则碰前运动时间满足
所求高度为
解得
(3)(3)滑块2与碰撞过程水平方向动量守恒,第1次碰撞后的速度设为,则
代入得
设第一次碰撞过程中滑块2与接触时间为,则在时间内滑块2与间为滑动摩擦力,因为滑块2离开瞬间是相对运动的。滑块2从竖直上抛后落下与发生第二次碰撞前运动时间为,滑块运动时间正好在平衡位置向左运动时与滑块2相撞。假设第二次碰撞过程中滑块2离开前能共速,则
解得
由于第一次碰撞摩擦力对滑块的冲量大小
第二次碰撞摩擦力对滑块的冲量大小
由于
第二次滑动摩擦力作用的时间
则假设成立。滑块2离开后,振子的速度为。设所求振幅A为
解得:
试卷第2页,共22页
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高考·新考法:在常规考点的考查上,2025年湖南高考物理将更加注重知识点的融合和综合运用。例如,力学与电磁学的结合、热学与能量守恒的结合等。此外,对于非常规考点,命题者可能会通过创新性的设问方式,考查学生对物理原理的深入理解和灵活运用能力。例如,通过设计复杂的实验情境,考查学生对实验数据的分析和处理能力。
高考·新情境:情境题目的创新性、实时性和开放性将成为2025年湖南高考物理的一大亮点。这些题目将紧密结合当前科技发展和社会热点,如新能源技术、量子计算、人工智能等。同时,跨学科的融合性也将得到体现,例如物理与化学、生物等学科的结合,考查学生在多学科背景下的综合应用能力。
命题·大预测:基于以上分析,2025年湖南高考物理试卷将呈现以下趋势:
1、综合性强:题目将更加注重知识点的综合运用,考查学生在复杂情境下的问题解决能力。
2、创新性高:命题者将通过创新性的设问方式,考查学生对物理原理的深入理解和灵活运用能力。
3、情境化明显:题目将紧密结合当前科技发展和社会热点,考查学生在实际情境中的应用能力。
4、跨学科融合:物理与其他学科的融合将更加明显,考查学生在多学科背景下的综合应用能力。
备考方向
1、针对以上趋势,考生在备考时应注重以下几点:
2、夯实基础:熟练掌握物理基本概念和原理,确保在综合性强的情境下能够灵活运用。
3、强化实验能力:注重实验操作和数据分析能力的培养,能够独立设计和完成物理实验。
5、关注科技热点:关注当前科技发展和社会热点,了解物理知识在实际中的应用。
6、跨学科学习:加强物理与其他学科的联系,提升在多学科背景下的综合应用能力。
通过以上备考策略,考生将能够更好地应对2025年湖南高考物理科目的挑战,取得优异成绩。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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6小题,每小题4分,共24分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.
1.“南鲲号”称之为“海上充电宝”,是一个利用海浪发电的大型海上电站,其发电原理是海浪带动浪板上下摆动,从而驱动发电机转子转动,其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。若转子带动线圈如下图逆时针转动,并向外输出电流,则下列说法正确的是( )
A.线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量最大
B.线圈转动到如图所示位置时a端电势低于b端电势
C.线圈转动一周电流方向改变两次,图示位置正是电流变向的时刻
D.线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上
【答案】 D
【解析】A.线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量为零,最小,选项A错误;
B.根据右手定则可知,线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势,选项B错误;
C.线圈转动一周电流方向改变两次,线圈经过中性面一次电流方向改变,则图示位置不是电流变向的时刻,选项C错误;
D.根据左手定则可知,线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上,选项D正确。
故选D。
2.木星的卫星中,木卫一、木卫二、木卫三做圆周运动的周期之比为。木卫三周期为T,公转轨道半径是月球绕地球轨道半径r的n倍。月球绕地球公转周期为,则( )
A.木卫一轨道半径为 B.木卫二轨道半径为
C.周期T与T0之比为 D.木星质量与地球质量之比为
【答案】 D
【解析】根据题意可得,木卫3的轨道半径为
AB.根据万有引力提供向心力
可得
木卫一、木卫二、木卫三做圆周运动的周期之比为,可得木卫一轨道半径为
木卫二轨道半径为
故AB错误;
C.木卫三围绕的中心天体是木星,月球的围绕的中心天体是地球,根据题意无法求出周期T与T0之比,故C错误;
D.根据万有引力提供向心力,分别有
联立可得
故D正确。
故选D。
3.某物理实验兴趣小组利用如图所示电路研究电压的变化与电流的变化的关系,电流表、电压表均为理想电表,D为理想二极管,C为电容器,为定值电阻。闭合开关S至电路稳定后,将滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离,待电路稳定后发现电压表的示数变化量大小为,电压表的示数变化量大小为,电流表A的示数变化量大小为,则下列判断正确的是( )
A.的值等于 B.大于
C.电源输出功率先增大后减小 D.滑片向左移动的过程中,电容器所带电荷量减少
【答案】 B
【解析】A.滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路总电流减小,电阻R1两端电压和电源内电压之和UR1+Ur减小,根据电路电压关系可知,电压表V1的示数U1增大,且
所以
故A错误;
B.电压表V2的示数变化量大小为
所以
所以大于,故B正确;
C.因为不清楚电源内阻与外电阻关系,无法判断电源输出功率变化,故C错误;
D.滑片向左移动的过程中,UR1减小,电容器放电,但因为二极管存在无法放电,所以电容器所带电荷量不变,故D错误。
故选B。
4.如图所示,一足够长的质量为m的木板静止在水平面上,t=0时刻质量也为m的滑块从板的左端以速度水平向右滑行,滑块与木板,木板与地面的摩擦因数分别为、且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。滑块的图像如图所示,则有( )
A.= B.< C.>2 D.=2
【答案】 C
【解析】由图像分析可知,木板相对地面滑动,滑块与木板共速后一起减速到停止,对木板
则有
>2
故选C。
5.如图所示,粗细均匀的圆形绝缘环位于空间直角坐标系中的xOy平面内,其几何中心与坐标原点O重合。处于每个象限的圆环都均匀带有相同电量的电荷,电性如图所示。点1、2、3、4、5、6分别位于z、x、y轴上,它们与原点间距相同,以下说法错误的是( )
A.点1、点2处的场强一定相同 B.点3、点4处的场强一定相同
C.点3、点4处的电势一定相等 D.点5、点6处的电势一定相等
【答案】 B
【解析】A.根据电场强度叠加原理,点1和点2的场强都为零,场强相同,A不符合题意;
B.根据电场强度叠加原理,点3和点4的场强大小相同,方向相反,场强一定不同,B符合题意;
C.根据微元法和等效法,点3和点4可看作等量异种电荷中垂线上的点,电势都跟无穷远处电势相同。C不符合题意;
D.根据微元法和等效法,点5和点6可看作等量异种电荷中垂线上的点,电势都跟无穷远处电势相同。D不符合题意;
故选B。
6.如图所示,ABC为一弹性轻绳,其弹力大小符合胡克定律。弹性轻绳一端固定于A点,另一端连接质量为m的小球,小球穿在竖直杆上。轻杆OB一端固定在墙上,另一端为定滑轮。若弹性轻绳自然长度等于AB,初始时ABC在一条水平线上,小球从C点由静止释放滑到E点时速度恰好为零。已知C、E两点间距离为h,D为CE的中点,重力加速度为g,小球在C点时弹性绳的拉力为,小球与杆之间的动摩擦因数为0.6,弹性轻绳始终处在弹性限度内,其弹性势能的表达式为,其中k为劲度系数、x为伸长量。则小球下滑经过D点时的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】 B
【解析】小球在C点时,杆对小球的弹力为
释放小球后,设弹性绳与竖直杆夹角为,杆对小球的弹力等于弹性绳垂直于杆的分力,即
又
故杆对小球的弹力保持不变,则小球所受滑动摩擦力大小始终为
小球从C到E过程,由功能关系
得弹性绳劲度为
小球从C到D的过程,同理
得小球在D点速度为
故选B。
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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,选对但不全的得3分,有选错的得0分.
7.氩原子从一个能级跃迁到一个较低能级时,可能不发射光子,而是把相应的能量转交给另一能级上的电子,并使之脱离原子,这一现象叫俄歇效应,以这种方式脱离原子的电子叫俄歇电子。若氩原子的基态能量为,处于能级的电子跃迁时,将释放的能量转交给处于能级的电子,使之成为俄歇电子a。假设氩原子的能级能量公式类似于氢原子,即,则( )
A.氩原子从能级向能级跃迁时释放的能量为
B.氩原子从能级向能级跃迁时释放的能量为
C.俄歇电子a的动能为
D.俄歇电子a的动能为
【答案】 BC
【解析】AB.根据玻尔理论,氩原子从能级向能级跃迁时释放的能量等于这两个能级间的能量差为
故A错误,B正确;
CD.能级的电子电离时需要吸收的能量为
由题意可知,俄歇电子a的动能为
故D错误,C正确。
故选BC。
8.如图所示,导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动,产生的交变电动势为e=26sin100πt(V)。并与理想升压变压器相连进行远距离输电,理想降压变压器的原、副线圈匝数比为4:1,降压变压器副线圈接入一只“12V,12W”的灯泡,且灯泡正常发光,输电线路总电阻r=16Ω,导线框及其余导线电阻不计,电表均为理想电表,则( )
A.电流表的示数为0.5A
B.原线圈中交变电压的频率为100Hz
C.升压变压器的原副线圈匝数之比为1:2
D.当降压变压器副线圈再并联一只同样灯泡时,输电线上损失的功率增大
【答案】 ACD
【解析】A.降压变压器副线圈接入一只“12V,12W”的灯泡,且灯泡正常发光,灯泡的电流为,且降压变压器的原、副线圈匝数之比为,则输电线路的电流为,输电线上损失功率为,则升压变压器输入功率
由题意可知
则
A正确;
B.根据频率与角速度关系可得
B错误;
C.升压变压器副线圈电压
根据原、副线圈电压与线圈匝数成正比可得
C正确;
D.当降压变压器副线圈再并联一只同样灯泡时,副线圈电流增大,输电线电流也增大,由
则损失功率增大,D正确。
故选ACD。
9.如图所示,一倾角为的光滑斜面固定在水平面上,斜面的底端固定一垂直斜面的挡板,上端固定一定滑轮O。劲度系数为的轻弹簧下端固定在挡板上,上端与质量为的物块Q连接。一跨过定滑轮O的轻绳一端与物块Q连接,另一端与套在水平固定的光滑直杆上质量为m的物块P连接。初始时物块P在水平外力F作用下静止在直杆的A点,且恰好与直杆没有相互作用,轻绳与水平直杆的夹角也为。去掉水平外力F,物块P由静止运动到B点时轻绳与直杆间的夹角。已知滑轮到水平直杆的垂直距离为d,重力加速度大小为g,弹簧轴线、物块Q与定滑轮之间的轻绳与斜面平行,不计滑轮大小及摩擦,,。则下列说法正确的是( )
A.物块P在A点时弹簧的伸长量为
B.物块P从A点运动到B点时,物块Q的势能减少量等于P、Q两物块增加的总动能
C.物块P从A点运动到B点的过程中,轻绳拉力对物块P做的功为
D.物块P运动到B点时,物块Q的速度为
【答案】 BD
【解析】A.对物块P在A点时进行受力分析,其恰好与直杆没有相互作用,所以绳子拉力竖直向上的分力与其重力大小相等,有
所以绳子拉力
对物块Q进行受力分析,沿斜面方向上
解得此时弹簧弹力为
由胡克定律可得弹簧此时的伸长量为
故A错误;
B.物块P到B点时,由几何可得物块Q沿斜面向下滑了
所以弹簧此时压缩量为,所以此时弹簧的弹性势能与物块P在A点时的相同,物块P从A点运动到B点的过程中,弹簧弹力做功为零,所以由能量守恒定律,物块Q重力势能减少量之和等于P、Q两物块增加的总动能,故B正确;
D.物块P到B点时,P、Q速度满足
物块P从A点运动到B点的过程中,由能量守恒定律
联立解得
故D正确;
C.对物块P由动能定理从A运动到B的过程中,绳子拉力做功
故C错误。
故选BD。
10.如图质量为、电荷量为的带正电粒子(忽略粒子重力),以速度沿方向垂直射入相互正交的竖直向下的匀强电场和水平向里匀强磁场,经过该区域中的P点的速率为,此时侧移量为,若,下列说法中正确的是( )
A.带电粒子在P点的速率
B.带电粒子的加速度大小恒为
C.若,粒子从射入该区域到P点所用时间至少
D.粒子在运动过程中洛伦兹力始终大于电场力
【答案】 BC
【解析】A.粒子运动过程中,洛伦兹力始终与速度方向垂直而不做功,则根据动能定理
解得
故A错误;
B.将粒子进入电磁场的初速度看成是两个水平向右分速度、的合成,其中水平向右分速度满足
解得
则另一水平向右分速度满足
则粒子在电磁场中的运动可分解为:以水平向右做匀速直线运动和以大小做匀速圆周运动,其中以大小做匀速圆周运动由洛伦兹力提供向心力;可知粒子运动过程受到的合力大小为
根据牛顿第二定律可知带电粒子的加速度大小为
故B正确;
C.以大小做匀速圆周运动由洛伦兹力提供向心力,则有
解得
若
可知粒子从射入该区域到P点所用时间至少为
故C正确;
D.粒子的合速度为分速度与的合成,其中的大小方向均保持不变,的大小不变,方向时刻发生改变,当方向与方向相反时,粒子的合速度最小,则有
可知粒子受到的洛伦兹力最小值为零,而粒子受到的电场力保持不变,故D错误。
故选BC。
三、非选择题:本题共5小题,共56分.
11. (7分)小星学习了光的干涉后,用激光笔和双缝组件(如图甲所示)做双缝干涉实验,并测量激光的波长。他按如下步骤组装好设备:先将激光笔打开,让激光垂直照到墙壁上,在墙壁上形成一个小光斑。然后将双缝组件固定在激光笔前方,让激光垂直通过双缝后在远处墙壁上形成干涉图样,如图乙所示。
(1)小星做实验时,双缝组件到墙壁距离为,两次所用双缝间距分别为和,用刻度尺测量干涉图样的数据分别如图丙和图丁所示,则图丙是采用间距为 mm的双缝测得的结果。根据图丁的测量结果,计算得出激光笔所发出的激光波长为 nm(结果保留三位有效数字)。
(2)若实验过程中保持激光笔与双缝组件的位置不变,用光屏在离墙壁处承接干涉图样,光屏上的图样与原来的干涉图样相比,会出现的现象是( )
A.条纹间距变大
B.条纹间距不变
C.条纹间距变小
D.条纹消失
【答案】 (1) 0.45 675
(2)C
【解析】(1)由双缝干涉条纹间距公式可知,本实验中条纹间距较小的图丙对应的应为双缝间距较大的双缝,即图丙所对应的双缝的间距为0.45mm。
由双缝干涉条纹间距公式
可知
(2)由双缝干涉条纹间距公式可知,当双缝与屏的间距减小时,条纹间距也减小。
故选C。
12. (9分) 某同学在“用单摆测量重力加速度”的实验中,利用了智能手机和一个磁性小球进行了如下实验:
(1)将摆线上端固定在铁架台上,下端系在小球上,做成图1所示的单摆。下列摆线安装最合理的是 。
A. B. C.
(2)用刻度尺测量悬线的长度,用游标卡尺测得磁性小球的直径如图2所示,则直径 cm,算出摆长L。
(3)将智能手机磁传感器置于磁性小球平衡位置正下方,打开智能手机的磁传感器,测量磁感应强度的变化。
(4)将磁性小球由平衡位置拉开一个小角度,由静止释放,手机软件记录磁感应强度的变化曲线如图3所示。试回答下列问题:
①由图3可知,单摆的周期为 。
②改变摆线长度l,重复实验操作,得到多组数据,画出对应的图像如图4所示,图像的斜率为k,则重力加速度g的表达式为 。(用题中物理量的符号表示)。
③图4中图像不过原点的原因是 ,对g的测量结果 (选填“有影响”或“无影响”)。
【答案】 B 1.070 2t0 没有考虑磁性小球的半径 无影响
【解析】(1)A.图中采用了弹性绳,实验过程中,摆长会发生明显的变化,该装置不符合要求,故A错误;
B.图中采用铁夹固定悬点,细线丝弹性小,磁性小球体积小,空气阻力的影响可以忽略,该装置符合要求,故B正确;
C.图中没有用铁夹固定悬点,摆长会发生明显变化该装置不符合要求,故C错误。
故选B。
(2)根据游标卡尺的读数规律,该读数为
(4)①磁性小球经过最低点时测得的磁感应强度B最大,根据图3有
解得周期为
②摆长等于摆线长与小球半径之和,则有
根据周期公式有
解得
结合图像有
解得
③结合上述可知,图4中图像不过原点的原因是没有考虑磁性小球的半径。
结合上述可知,重力加速度的求解是根据图像的斜率,实验中,虽然没有考虑磁性小球的半径,但对斜率没有影响,即对g的测量结果无影响。
13. (10分) 如图,一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成,汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体,两活塞用一轻质弹簧连接,汽缸连接处有小卡销,活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为、m,面积分别为、S,弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态,此时弹簧的伸长量为,活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等,两活塞间气体的温度为。已知活塞外大气压强为,忽略活塞与缸壁间的摩擦,汽缸无漏气,不计弹簧的体积。(重力加速度常量g)
(1)求弹簧的劲度系数;
(2)缓慢加热两活塞间的气体,求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时,活塞间气体的压强和温度。
【答案】 (1);(2),
【解析】(1)设封闭气体的压强为,对两活塞和弹簧的整体受力分析,由平衡条件有
解得
对活塞Ⅰ由平衡条件有
解得弹簧的劲度系数为
(2)缓慢加热两活塞间的气体使得活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时,对两活塞和弹簧的整体由平衡条件可知,气体的压强不变依然为
即封闭气体发生等压过程,初末状态的体积分别为
,
由气体的压强不变,则弹簧的弹力也不变,故有
有等压方程可知
解得
14. (14分) 如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ水平固定,间距为l,虚线EF左侧有垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。两根材料、长度均相同的金属棒ab、cd垂直放置在导轨上,阻值分别为R、4R,ab处于磁场中,cd处于磁场外侧紧靠EF放置(距离不计)。现同时给金属棒ab、cd一个初速度,大小均为v0,方向相反,0时刻cd进入磁场;两金属棒相向运动,但没发生碰撞,t1时刻金属棒ab的电流变为零,此时cd仍在磁场内,t2时刻金属棒ab恰好静止在磁场边界EF处。已知金属棒cd质量为m,导轨电阻不计,运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好,求:
(1)0时刻金属棒cd的加速度大小;
(2)t1时刻金属棒ab的速度大小及0~tl时间内通过金属棒ab的电荷量;
(3)整个过程金属棒ab中产生的焦耳热。
【答案】 (1);(2),;(3)
【解析】(1)由题知,时刻根据右手定则可知,ab棒产生的感应电流方向是a到b,cd棒产生的感应电流方向是d到c,即两个感应电流方向相同,所以回路中感应电动势为两杆产生的感应电动势之和。即
回路中感应电流为
因为电阻定律
可知
因为金属棒ab、cd材料、长度均相同,所以可知两棒的质量
对ab棒,根据牛顿第二定律有
对cd棒,根据牛顿第二定律有
解得
(2)在时刻,流经ab棒的电流为0,ab、cd的速度相等,整个过程,两棒安培力等大方向,系统动量守恒,即
得
方向向右。对ab棒由动量定理有
即
0~tl时间内通过金属棒ab的电荷量大小
(3)整个过程cd棒最终的速度为,ab棒静止,两棒损失的机械能转化成两棒的焦耳热。有
两棒的电流时刻相等,根据焦耳定律
可知
所以整个过程金属棒ab中产生的焦耳热
15. (16分) 如图所示,小滑块1、2质量分别为和,滑块1在半径为的四分之一光滑圆弧最高点A处,滑块2置于粗糙水平轨道端点处,间距为L。C点正下方处固定一劲度系数为的轻弹簧,弹簧右端固定一质量为的滑块,置于光滑水平面上。静止释放滑块1,1与2发生弹性碰撞后恰好静止于点。滑块2被碰后做平抛运动的同时给滑块一个向右的初速度,滑块2与运动中的在平衡位置相碰后竖直向上运动至与等高的点。已知所有的碰撞时间极短,质量为的弹簧振子振动周期为,重力加速度为,求:
(1)滑块1与水平面BC间的动摩擦因数;
(2)点与滑块的高度差;
(3)滑块2与第二次碰撞后弹簧振子的振幅A。
【答案】 (1) (2) (3)
【解析】(1)(1)设滑块1与2碰前速度为,由动能定理
碰后两者速度分别为和,由于弹性碰撞,则动量守恒和机械能守恒
解得
,
碰后滑块1恰滑动后能静止在点,滑块1只能从点向左匀减速运动至,由动能定理得
联立以上各式得
,
(2)(2)滑块2与振子在平衡位置相碰,由于,滑块2只能与向左运动的相碰才能碰后竖直向上运动,则碰前运动时间满足
所求高度为
解得
(3)(3)滑块2与碰撞过程水平方向动量守恒,第1次碰撞后的速度设为,则
代入得
设第一次碰撞过程中滑块2与接触时间为,则在时间内滑块2与间为滑动摩擦力,因为滑块2离开瞬间是相对运动的。滑块2从竖直上抛后落下与发生第二次碰撞前运动时间为,滑块运动时间正好在平衡位置向左运动时与滑块2相撞。假设第二次碰撞过程中滑块2离开前能共速,则
解得
由于第一次碰撞摩擦力对滑块的冲量大小
第二次碰撞摩擦力对滑块的冲量大小
由于
第二次滑动摩擦力作用的时间
则假设成立。滑块2离开后,振子的速度为。设所求振幅A为
解得
试卷第2页,共22页
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