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2025年高考物理冲刺押题密卷06【江苏卷】第 1 页
2025年高考物理冲刺押题密卷06【江苏卷】
物理·全解全析
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证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11小题,每小题4分,共44分。
1.汤姆孙在实验中让一束电子经过电场加速后,通过多晶晶体得到了如图所示的衍射图样。已知电子质量为,加速后电子速度为,普朗克常量为,则( )
A.该图样说明电子具有粒子性
B.该实验中电子的德布罗意波波长为
C.加速电压越大,电子的物质波波长越长
D.加速电压越大,电子的粒子性越明显
【答案】D
【详解】A.该图样说明电子的衍射性,说明电子的波动性,故A错误;
B.该实验中电子的德布罗意波波长故B错误;
C.加速电压越大,电子速度越大,根据B分析可知,电子的物质波波长越短,故C错误;
D.加速电压越大,电子的物质波波长越短,粒子性越明显,故D正确。故选D。
2.两个半径为r、角速度为ω的转动圆盘,靠静摩擦力推送纸飞机,如图甲所示。图乙所示为纸飞机的实际飞行轨迹,从a点飞至e点。其中c点为轨迹最高点,b、d两点在同一水平线上,重力加速度为g。则纸飞机( )
A.初速度为2ωr
B.c点的加速度等于g
C.b点和d点的机械能相等
D.从a点运动到c点的时间小于从c点运动到e点的时间
【答案】D
【详解】A.纸飞机的初速度为,故A错误;
B.纸飞机在c点时除了受重力外还受到向后的空气阻力,合力大于重力,故c点的加速度大于g,故B错误;
C.从b点到d点过程中,空气阻力一直做负功,纸飞机的机械能逐渐减少,则b点和d点的机械能不相等,故C错误;
D.设纸飞机从a点运动到c点的过程中所受阻力的平均竖直分量为,从c点运动到e点的过程中所受阻力的平均竖直分量为,则前、后两个过程纸飞机的竖直平均加速度大小分别为,,因为,根据运动学规律可知,纸飞机从a点运动到c点的时间小于从c点运动到e点的时间,故D正确。
故选D。
3.如图为深中通道大桥结构一部分,内、外侧主索与桥梁平面的夹角为30°。假设桥梁重量为,仅由200条竖直吊索承担,200条竖直吊索固定于主索上,主索由东、西两个锚碇稳定平衡,则每条主索承担竖直吊索的拉力为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】设每条主绳索承受竖直吊索的拉力为F,由于左右两侧各有两根主绳索,受力分析如图
有
解得
故选B。
4.宇宙射线撞击空气中的原子核会产生碳,但又会发生衰变转变为,从而使大气中的含量达到稳定。已知1个衰变为1个释放出的核能为,核的质量为,光速为。则( )
A.夏天衰变速度比冬天要快
B.的比结合能小于的比结合能
C.β衰变实质的核反应方程为
D.核的质量近似为
【答案】C
【详解】A.放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系,故A错误;
B.由于衰变为时放出能量,可知比更加稳定,即的比结合能大于的比结合能,故B错误;
C.β衰变的实质是原子核内的一个中子转化为质子和电子,其核反应方程为,放出的电子称为β粒子,故C正确;
D.由爱因斯坦质能方程可知1个衰变为1个损失的质量为,则核的质量近似为,故D错误。
故选C。
5.如图甲所示,有一螺线管,其绕线两端并联了发光二极管和。在螺线管中通以如图乙所示的变化的磁场(忽略自感现象),磁场向上为正方向,下列所描述的实验现象正确的是( )
A.时间段,二极管发光
B.时间段,二极管发光
C.时间段,总有一个二极管在发光
D.时间段可观察到和交替发光
【答案】B
【详解】A.规定磁场向上为正方向,时间段,磁感应强度为负值,磁场方向向下,磁感应强度增大,穿过线圈的磁通量增大,根据楞次定律可知,感应电流方向沿发光二极管向上,根据二极管的单向导电性可知,二极管发光,故A错误;
B.
规定磁场向上为正方向,时间段,磁感应强度为负值,磁场方向向下,磁感应强度减小,穿过线圈的磁通量减小,根据楞次定律可知,感应电流方向沿发光二极管向下,根据二极管的单向导电性可知,二极管发光,故B正确;
C.
C.时间段,磁感应强度没变,穿过线圈的磁通量没有发生变化,线圈回路中没有产生感应电流,则该时间段内两个二极管均不发光,故C错误;
D.
D.结合上述可知,时间段,感应电流方向沿发光二极管向下,二极管发光,时间段,磁感应强度为正值,磁场方向向上,磁感应强度增大,穿过线圈的磁通量增大,根据楞次定律可判断,感应电流方向沿发光二极管向下,二极管发光,即时间段,感应电流方向相同,只有发光,故D错误。
故选B。
6.波源垂直于纸面做简谐运动,所激发的横波在均匀介质中沿纸面向四周传播。图甲为该简谐波在时的俯视图,实线圆表示波峰,虚线圆表示波谷,相邻两个实线圆之间仅有1个虚线圆。该介质中某质点的振动图像如图乙所示,取垂直纸面向外为正方向。下列说法正确的是( )
A. 该波的波速为
B. 图甲中质点和的相位差为
C. 图甲中质点在该时刻速度方向垂直纸面向外
D. 图乙可能是质点的振动图像
【答案】B
【详解】 A.根据题意,由图甲可知
解得
由图乙可知,周期为,由公式可得,该波的波速为
故A错误;
B.根据题意,由图甲可知,质点和距离为半个波长,则相位差为,故B正确;
CD.根据题意,由图甲可知,再经过波谷传播到点,则该时刻质点的速度方向垂直纸面向里,图乙中质点在时刻速度方向为垂直纸面向外,则图乙不是质点的振动图像,故CD错误。
故选B。
7.刘慈欣在《地球大炮》中描述了一条“从中国出发的通过地心贯穿地球的隧道”。如图所示,质量为m的列车从A点由静止开始无动力运动,仅在万有引力作用下可在地球A、B两点间往返运动。地球可视作质量分布均匀的半径为R的球体,地心在O点,P点为半径OB上靠近地心的三等分点。已知质量分布均匀的球壳对其内部物体的引力为零,万有引力常量为G,地表重力加速度为g。不考虑地球的自转,列车在P点( )
A.加速度大小为
B.加速度大小为
C.速度大小为
D.速度大小为
【答案】D
【详解】AB.设地球的密度为ρ,因为质量均匀球壳对其内部物体引力为零,所以列车在距离地心r处,只受到来自以地心为球心、半径为r的球体的万有引力,可得,可知地心内的列车受力与列车相对于地心的距离成正比,在地球表面列车受到的万有引力,列车在P点受到的万有引力大小为
由牛顿第二定律可得
解得
在地球表面
联立可得
故AB错误;
CD.根据对称性可知列车从B点运动到P点的过程中,由动能定理可得,解得
故C错误,D正确。
故选D。
8.如图,质量为m的人被悬在空中的氦气球拉着体验人类在月球上行走的感觉。当他在曲面上缓慢移动时(未在底部),氦气球对其有大小为、方向竖直向上的拉力作用。若将人视为质点,下列对人的受力分析正确的是( )
A.受到的重力大小为
B.受到的合力大小为
C.对曲面的压力小于
D.对曲面的作用力大小为
【答案】C
【详解】A.人的质量为m,则人受到的重力为G=mg,故A错误;
B.人在曲面上缓慢行走,处于平衡状态,合力为0,故B错误;
CD.曲面对人的作用力为F,由平衡条件得,解得,根据牛顿第三定律可得,人对曲面的作用力大小为,由于曲面不水平,设曲面对人的支持力为N,摩擦力为f,则有,可知
根据牛顿第三定律可知人对曲面压力小于,故C正确;D错误。
故选C。
9.用图1所示的洛伦兹力演示仪演示带电粒子在匀强磁场中的运动时发现,有时玻璃泡中的电子束在匀强磁场中的运动轨迹呈“螺旋”状。现将这一现象简化成如图2所示的情景来讨论:在空间存在平行于x轴的匀强磁场,由坐标原点在xOy平面内以初速度沿与x轴正方向成α角的方向,射入磁场的电子运动轨迹为螺旋线,其轴线平行于x轴,直径为D,螺距为△x,则下列说法中正确的是( )
A.匀强磁场的方向为沿x轴负方向
B.若仅增大匀强磁场的磁感应强度,则直径D减小,而螺距△x不变
C.若仅增大电子入射的初速度,则直径D增大,而螺距△x将减小
D.若仅增大α角(),则直径D增大,而螺距△x将减小,且当时“轨迹”为闭合的整圆
【答案】D
【详解】A.将电子的初速度沿x轴及y轴方向分解,沿x方向速度与磁场方向平行,做匀速直线运动且x=v0cosα·t,沿y轴方向,速度与磁场方向垂直,洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动,由左手定则可知,磁场方向沿x轴正方向,故A错误;
B.根据,,且,解得,,所以,所以,若仅增大磁感应强度B,则D、△x均减小,故B错误;
C.若仅增大,则D、△x皆按比例增大,故C错误;
D.若仅增大α,则D增大而△x减小,且°时,故D正确。
故选D。
10.如图所示,两带正电的带电粒子A、B分别沿椭圆、圆轨道绕固定在O点的负点电荷,在纸面内沿逆时针方向运动,P点为两轨道切点。不计A、B受到的重力及A、B间的作用力。则( )
A.A运动过程中动能与电势能之和不断变化
B.B运动的周期大于A运动的周期
C.A、B在P点的加速度大小相等
D.A经P点时,在整个空间加一垂直于纸面向外的匀强磁场可能转移到B的轨道
【答案】D
【详解】A.粒子仅受电场力作用,能量只有动能与电势能之间的相互转化,可知,A运动过程中动能与电势能之和不变,故A错误;
B.对粒子B,由库仑力提供向心力,则有
假设粒子A在粒子B所在圆轨道上运动,则有,由于A、B粒子的电荷量、质量关系不确定,在线速度、大小关系也不确定,则B在圆轨道上运动的周期与粒子A在粒子B所在圆轨道上运动周期的关系不确定。对于粒子A在椭圆轨道与A在B所在圆轨道上运动时,类比于行星运动,根据开普勒第三定律可知,粒子A在椭圆轨道上运动的周期小于粒子A在B所在圆轨道上运动的周期,由于B在圆轨道上运动的周期与粒子A在粒子B所在圆轨道上运动周期的关系不确定,则粒子A在椭圆轨道上运动的周期与B在圆轨道上运动的周期的大小关系不确定,故B错误;
C.根据牛顿第二定律有,,由于A、B粒子的电荷量、质量关系不确定,则A、B在P点的加速度大小关系也不确定,故C错误;
D.粒子A带正电,粒子沿逆时针方向运动,A经P点时,在整个空间加一垂直于纸面向外的匀强磁场,根据左手定则,粒子所受洛伦兹力方向背离O点,将电场力的效果抵消一部分,若电场力与洛伦兹力的合力恰好能够提供其圆周运动的向心力从,此时,粒子A将转移到B的轨道做匀速圆周运动,故D正确。
故选D。
11.近年来,随着三孩政策的开放,越来越多的儿童出生,儿童游乐场所的设施也更加多种多样。如图所示是儿童游乐场所的滑索模型,儿童质量为6m,滑环质量为m,滑环套在水平固定的光滑滑索上。该儿童站在一定的高度由静止开始滑出,静止时不可伸长的轻绳与竖直方向的夹角为,绳长为L,儿童和滑环均可视为质点,滑索始终处于水平状态,不计空气阻力,重力加速度为g,以下说法错误的是( )
A.儿童和滑环组成的系统水平方向动量守恒
B.儿童和滑环组成的系统机械能守恒
C.儿童运动到最低点时速度大小为
D.儿童从静止运动到最低点的过程中,滑环的位移大小为
【答案】C
【详解】A.儿童和滑环组成的系统水平方向不受力,竖直方向受力不平衡,所以系统水平方向动量守恒,故A正确;
B.儿童和滑环组成的系统只有重力做功,机械能守恒,故B正确;
C.儿童运动到最低点时,根据水平方向系统动量守恒有
根据能量守恒定律有
解得
故C错误;
D.儿童从静止运动到最低点的过程中,根据动量守恒定律可知,儿童和滑环在水平方向的平均速度大小和满足
则水平位移大小x1和x2满足
根据相对位移关系有
解得
故D正确。
故选C。
二、实验题:本题共15分。
12.(15分)伏安法测电阻是一种重要的测量电阻的方法。
(1)如图1所示,无论将P接a还是接b,考虑到电表内阻的影响,该实验都有系统误差,将P接a时,该误差产生的原因是电压表的分流;将P接b时, (填“”或“”)。
(2)小明同学改进了该装置,他找来另一定值电阻设计了如图2所示的电路图。
(a)将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2,闭合开关S1,调节R,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置,记录两表的示数和。
(b)闭合S2,电压表的示数 (填“变大”或“变小”),电流表示数 (填“变大”或“变小”),记录两表的示数和,若不考虑电压表的分流,则待测 (用、、、表示)。
(3)小华同学看了小明同学的装置后,给了极高的评价,但其发现如果在步骤(b)中,调整滑动变阻器的电阻,使得电压表的示数不变,就使得计算过程大大简化,此时待测电阻 。
【答案】(1) (3分) (2) 变小(3分) 变大 (3分) (3分)
(3)(3分)
【详解】(1)将P接b时,该误差产生的原因是电流表的分压,使得电压表示数大于待测电阻两端电压,根据欧姆定律可知,。
(2)闭合S2,并联部分电阻变小,电路总电阻变小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流增大,路端电压减小;则电流表示数变大;滑动变阻器两端电压变大,所以并联部分分到的电压变小,即电压表的示数变小;
设定值电阻的阻值为,则有,
解得
(3)电压表示数不变时,仍为,通过电压表和定值电阻的电流不变,故通过待测电阻的电流为,则有
三、计算题:本题共4小题,共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(6分)如图甲所示,某导热气缸左侧有一静止可无摩擦滑动的活塞,活塞横截面积为S,气缸内气体的温度为,密度为。一质量为m、体积为V的乒乓球静止于气缸底部。现逐渐降低温度,让乒乓球恰好能悬浮。已知大气压强为,重力加速度为g,设乒乓球体积不变。
(1)求乒乓球恰好能悬浮时气缸内气体的密度和温度;
(2)若保持温度不变,将气缸缓慢顺时针旋转90°,稳定后乒乓球也恰好能悬浮,求活塞的质量M。
【答案】(1), (2)
【详解】(1)(1)乒乓球刚好能浮起,说明浮力等于重力,即
解得
气体发生等压变化时有,(1分)
可得 (1分)
解得(1分)
(2)乒乓球刚好也能浮起,说明浮力等于重力,即
气体发生等温变化时,
可得 (2分)
解得M=(1分)
14.(8分)图中阴影部分为透明材料做成的柱形光学元件的横截面,ABCD构成正方形,M为正方形的中心,弧为过M点的半圆弧,圆心为O点。一束光从O点照射到弧上并射入透明材料,入射方向与OB成角,最终从弧射出。已知透明材料的折射率,圆弧的半径为R,光在真空中的速度为c。求
(1)光在透明材料中的传播速度v;
(2)光在透明材料中传播的时间t;
【答案】(1) (2)
【详解】(1)光在透明材料中的传播速度为(3分)
(2)光在AB、AD、DC面能发生全反射的临界角相同,均为C,则
即(1分)
光以角沿半径方向入射到弧面BC,进入透明材料后光的传播方向不变。入射到界面AB时入射角为,恰好发生全反射,反射角为。同理在AD、DC面时也恰好发生全反射。光在透明材料内部的光路如图所示
由几何关系可得,光在材料中路径的长度为(1分)
光在透明材料中传播的时间为(1分)
求得(2分)
15.(12分)如图所示,平台上固定半径为R的四分之一弧形轨道、水平轨道、半径为的竖直圆轨道、水平直轨道和倾角的斜轨道平滑连接,轨道均固定在竖直平面内。质量的小滑块P从弧形轨道离平台高度处静止释放,小滑块P刚好从A点沿圆弧轨道的切线方向进入弧形轨道,小滑块通过竖直圆轨道D点时对轨道的压力大小为,小滑块P在间与静止在水平轨道上、质量为2m的滑块Q相碰,碰撞时间极短且碰撞过程中没有机械能损失,小滑块Q无能量损失的滑上倾斜轨道,小滑块Q从倾斜轨道的F点离开后经过一段时间落回地面。滑块Q与轨道间的动摩擦因数,F点到平台的高度,平台到地面的高度,水平轨道和竖直圆轨道光滑,重力加速度g取,,,忽略空气阻力。求:
(1)小滑块P在轨道滑行过程中损失的机械能;
(2)两个小滑块碰撞后的速度大小;
(3)小滑块Q离开F点到落到地面过程中发生的位移。
【答案】(1) (2), (3),方向与水平方向的夹角为,满足
【详解】(1)小滑块P从释放至运动到D点过程中,由能量守恒定律
(1分)
当小滑块P经过D点时,对小滑块由牛顿第二定律(1分)
根据牛顿第三定律可知(1分)
联立解得小滑块P在轨道滑行过程中损失的机械能为(2分)
(2)小滑块P从释放后到与滑块Q碰撞前,由能量守恒定律
(1分)
解得(1分)
碰撞过程中由动量守恒定律(1分)
由能量守恒定律(1分)
联立解得,(1分)
(3)小滑块Q在倾斜轨道上滑行过程中,由动能定理
(1分)
解得(1分)
离开后小滑块Q做斜抛运动,由题意有
解得(1分)
水平方向有
所以小滑块Q发生的位移大小为(1分)
位移方向与水平方向的夹角为,满足(1分)
16.(15分)如图所示,平面直角坐标系中,在第二象限内存在垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域,为圆心,半径为,磁场边界与两坐标轴相切;区域内交替分布宽度均为的匀强电场和匀强磁场,其边界均与轴平行,匀强电场的电场强度大小为,方向沿轴负方向,匀强磁场的磁感应强度大小为,方向垂直于纸面向里。一质量为、电量为的带电粒子,从圆形边界上的点以初速度射入磁场,与轴平行,与夹角。粒子射出圆形磁场瞬间,在区域内加上沿轴正向的匀强电场(图中未画出)。已知圆形磁场的磁感应强度大小为,区域内匀强电场的电场强度大小为,不计粒子重力。
(1)求粒子离开圆形磁场区域后到达轴的速度大小;
(2)求粒子穿出区域内第二个电场时速度方向与竖直方向夹角的正弦值;
(3)若粒子到达区域内某个磁场下边界时,速度方向恰好沿轴正向,求此时速度大小。
【答案】(1) (2) (3)
【详解】(1)粒子在第二象限圆形磁场中,有(1分)
其中(1分)
解得
如图所示
由几何关系得粒子射出圆形磁场时距离轴(1分)
粒子从射出圆形磁场到轴,由动能定理得(1分)
解得(1分)
(2)粒子在区域第一个电场中加速,由动能定理得(1分)
粒子在区域第一个磁场中,有(1分)
如图所示
由几何关系得
粒子在区域经历两个电场加速,有
(1分)
(1分)
解得(1分)
(3)设粒子在第个磁场下边界的速度为,粒子在区域整个向下运动过程中,
由动能定理得(2分)
水平方向由动量定理得(1分)
其中
解得(2分)
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2025年高考物理冲刺押题密卷06【江苏卷】
物理(考试版)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证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11小题,每小题4分,共44分。
1.汤姆孙在实验中让一束电子经过电场加速后,通过多晶晶体得到了如图所示的衍射图样。已知电子质量为,加速后电子速度为,普朗克常量为,则( )
A.该图样说明电子具有粒子性
B.该实验中电子的德布罗意波波长为
C.加速电压越大,电子的物质波波长越长
D.加速电压越大,电子的粒子性越明显
2.两个半径为r、角速度为ω的转动圆盘,靠静摩擦力推送纸飞机,如图甲所示。图乙所示为纸飞机的实际飞行轨迹,从a点飞至e点。其中c点为轨迹最高点,b、d两点在同一水平线上,重力加速度为g。则纸飞机( )
A.初速度为2ωr
B.c点的加速度等于g
C.b点和d点的机械能相等
D.从a点运动到c点的时间小于从c点运动到e点的时间
3.如图为深中通道大桥结构一部分,内、外侧主索与桥梁平面的夹角为30°。假设桥梁重量为,仅由200条竖直吊索承担,200条竖直吊索固定于主索上,主索由东、西两个锚碇稳定平衡,则每条主索承担竖直吊索的拉力为( )
A. B.
C. D.
4.宇宙射线撞击空气中的原子核会产生碳,但又会发生衰变转变为,从而使大气中的含量达到稳定。已知1个衰变为1个释放出的核能为,核的质量为,光速为。则( )
A.夏天衰变速度比冬天要快
B.的比结合能小于的比结合能
C.β衰变实质的核反应方程为
D.核的质量近似为
5.如图甲所示,有一螺线管,其绕线两端并联了发光二极管和。在螺线管中通以如图乙所示的变化的磁场(忽略自感现象),磁场向上为正方向,下列所描述的实验现象正确的是( )
A.时间段,二极管发光
B.时间段,二极管发光
C.时间段,总有一个二极管在发光
D.时间段可观察到和交替发光
6.波源垂直于纸面做简谐运动,所激发的横波在均匀介质中沿纸面向四周传播。图甲为该简谐波在时的俯视图,实线圆表示波峰,虚线圆表示波谷,相邻两个实线圆之间仅有1个虚线圆。该介质中某质点的振动图像如图乙所示,取垂直纸面向外为正方向。下列说法正确的是( )
A. 该波的波速为
B. 图甲中质点和的相位差为
C. 图甲中质点在该时刻速度方向垂直纸面向外
D. 图乙可能是质点的振动图像
7.刘慈欣在《地球大炮》中描述了一条“从中国出发的通过地心贯穿地球的隧道”。如图所示,质量为m的列车从A点由静止开始无动力运动,仅在万有引力作用下可在地球A、B两点间往返运动。地球可视作质量分布均匀的半径为R的球体,地心在O点,P点为半径OB上靠近地心的三等分点。已知质量分布均匀的球壳对其内部物体的引力为零,万有引力常量为G,地表重力加速度为g。不考虑地球的自转,列车在P点( )
A.加速度大小为
B.加速度大小为
C.速度大小为
D.速度大小为
8.如图,质量为m的人被悬在空中的氦气球拉着体验人类在月球上行走的感觉。当他在曲面上缓慢移动时(未在底部),氦气球对其有大小为、方向竖直向上的拉力作用。若将人视为质点,下列对人的受力分析正确的是( )
A.受到的重力大小为
B.受到的合力大小为
C.对曲面的压力小于
D.对曲面的作用力大小为
9.用图1所示的洛伦兹力演示仪演示带电粒子在匀强磁场中的运动时发现,有时玻璃泡中的电子束在匀强磁场中的运动轨迹呈“螺旋”状。现将这一现象简化成如图2所示的情景来讨论:在空间存在平行于x轴的匀强磁场,由坐标原点在xOy平面内以初速度沿与x轴正方向成α角的方向,射入磁场的电子运动轨迹为螺旋线,其轴线平行于x轴,直径为D,螺距为△x,则下列说法中正确的是( )
A.匀强磁场的方向为沿x轴负方向
B.若仅增大匀强磁场的磁感应强度,则直径D减小,而螺距△x不变
C.若仅增大电子入射的初速度,则直径D增大,而螺距△x将减小
D.若仅增大α角(),则直径D增大,而螺距△x将减小,且当时“轨迹”为闭合的整圆
10.如图所示,两带正电的带电粒子A、B分别沿椭圆、圆轨道绕固定在O点的负点电荷,在纸面内沿逆时针方向运动,P点为两轨道切点。不计A、B受到的重力及A、B间的作用力。则( )
A.A运动过程中动能与电势能之和不断变化
B.B运动的周期大于A运动的周期
C.A、B在P点的加速度大小相等
D.A经P点时,在整个空间加一垂直于纸面向外的匀强磁场可能转移到B的轨道
11.近年来,随着三孩政策的开放,越来越多的儿童出生,儿童游乐场所的设施也更加多种多样。如图所示是儿童游乐场所的滑索模型,儿童质量为6m,滑环质量为m,滑环套在水平固定的光滑滑索上。该儿童站在一定的高度由静止开始滑出,静止时不可伸长的轻绳与竖直方向的夹角为,绳长为L,儿童和滑环均可视为质点,滑索始终处于水平状态,不计空气阻力,重力加速度为g,以下说法错误的是( )
A.儿童和滑环组成的系统水平方向动量守恒
B.儿童和滑环组成的系统机械能守恒
C.儿童运动到最低点时速度大小为
D.儿童从静止运动到最低点的过程中,滑环的位移大小为
二、实验题:本题共15分。
12.(15分)伏安法测电阻是一种重要的测量电阻的方法。
(1)如图1所示,无论将P接a还是接b,考虑到电表内阻的影响,该实验都有系统误差,将P接a时,该误差产生的原因是电压表的分流;将P接b时, (填“”或“”)。
(2)小明同学改进了该装置,他找来另一定值电阻设计了如图2所示的电路图。
(a)将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2,闭合开关S1,调节R,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置,记录两表的示数和。
(b)闭合S2,电压表的示数 (填“变大”或“变小”),电流表示数 (填“变大”或“变小”),记录两表的示数和,若不考虑电压表的分流,则待测 (用、、、表示)。
(3)小华同学看了小明同学的装置后,给了极高的评价,但其发现如果在步骤(b)中,调整滑动变阻器的电阻,使得电压表的示数不变,就使得计算过程大大简化,此时待测电阻 。
三、计算题:本题共4小题,共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(6分)如图甲所示,某导热气缸左侧有一静止可无摩擦滑动的活塞,活塞横截面积为S,气缸内气体的温度为,密度为。一质量为m、体积为V的乒乓球静止于气缸底部。现逐渐降低温度,让乒乓球恰好能悬浮。已知大气压强为,重力加速度为g,设乒乓球体积不变。
(1)求乒乓球恰好能悬浮时气缸内气体的密度和温度;
(2)若保持温度不变,将气缸缓慢顺时针旋转90°,稳定后乒乓球也恰好能悬浮,求活塞的质量M。
14.(8分)图中阴影部分为透明材料做成的柱形光学元件的横截面,ABCD构成正方形,M为正方形的中心,弧为过M点的半圆弧,圆心为O点。一束光从O点照射到弧上并射入透明材料,入射方向与OB成角,最终从弧射出。已知透明材料的折射率,圆弧的半径为R,光在真空中的速度为c。求
(1)光在透明材料中的传播速度v;
(2)光在透明材料中传播的时间t;
15.(12分)如图所示,平台上固定半径为R的四分之一弧形轨道、水平轨道、半径为的竖直圆轨道、水平直轨道和倾角的斜轨道平滑连接,轨道均固定在竖直平面内。质量的小滑块P从弧形轨道离平台高度处静止释放,小滑块P刚好从A点沿圆弧轨道的切线方向进入弧形轨道,小滑块通过竖直圆轨道D点时对轨道的压力大小为,小滑块P在间与静止在水平轨道上、质量为2m的滑块Q相碰,碰撞时间极短且碰撞过程中没有机械能损失,小滑块Q无能量损失的滑上倾斜轨道,小滑块Q从倾斜轨道的F点离开后经过一段时间落回地面。滑块Q与轨道间的动摩擦因数,F点到平台的高度,平台到地面的高度,水平轨道和竖直圆轨道光滑,重力加速度g取,,,忽略空气阻力。求:
(1)小滑块P在轨道滑行过程中损失的机械能;
(2)两个小滑块碰撞后的速度大小;
(3)小滑块Q离开F点到落到地面过程中发生的位移。
16.(15分)如图所示,平面直角坐标系中,在第二象限内存在垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域,为圆心,半径为,磁场边界与两坐标轴相切;区域内交替分布宽度均为的匀强电场和匀强磁场,其边界均与轴平行,匀强电场的电场强度大小为,方向沿轴负方向,匀强磁场的磁感应强度大小为,方向垂直于纸面向里。一质量为、电量为的带电粒子,从圆形边界上的点以初速度射入磁场,与轴平行,与夹角。粒子射出圆形磁场瞬间,在区域内加上沿轴正向的匀强电场(图中未画出)。已知圆形磁场的磁感应强度大小为,区域内匀强电场的电场强度大小为,不计粒子重力。
(1)求粒子离开圆形磁场区域后到达轴的速度大小;
(2)求粒子穿出区域内第二个电场时速度方向与竖直方向夹角的正弦值;
(3)若粒子到达区域内某个磁场下边界时,速度方向恰好沿轴正向,求此时速度大小。
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