内容正文:
绝密★启用前
2025年高考押题预测卷02
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
选择题部分
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.一定质量理想气体的状态方程为,常量的单位用国际单位制基本单位可表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】根据,则,可得常量的单位用国际单位制基本单位可表示为
故选A。
2.[原创题]如图为小米SU7 Ultra新能源汽车的宣传页上所标示的该车的部分性能参数, 其零百加速(从静止加速到100km/h)时间为1.98秒,设计最高时速可达到350公里,则( )
A.研究该车零百加速时,可以将其看成质点
B.研究该车零百加速过程中,其惯性随车速增加而增加
C.该车从静止加速到100km/h过程中,位移大于100m
D.该车的最高时速350km/h是指瞬时速度
【答案】A
【详解】A.研究其加速运动,汽车的大小和形状可以忽略,可将其视为质点,A正确;
B.惯性是物体的固有属性,只与质量有关,与速度无关,B错误;
C.匀加速情况下位移 ,计算得s≈26.5m,远小于100米,C错误;
D.最高时速350km/h是指汽车能达到的最大瞬时速度,D错误。
故选A。
3.在江南水乡,撑篙行舟是一种传统的水上交通方式。如图所示,船夫使用一根竹篙倾斜撑向河底,就能让船夫和小船一起缓慢向右运动离岸。小船缓慢离岸的过程中,竹篙对河底力的作用点不变,对该过程分析正确的是( )
A.竹篙对河底做正功 B.小船受到的合力向左
C.小船受到船夫的摩擦力向右 D.船夫受到小船的支持力的冲量为零
【答案】C
【详解】A.竹篙对河底有力的作用,但河底在这个力的方向上没有发生位移,所以竹篙对河底不做功,故A 错误;
B.因为小船缓慢向右运动,处于平衡状态,根据平衡条件,物体处于平衡状态时合力为零,所以小船受到的合力为零,故B 错误;
C.船夫和小船一起缓慢向右运动,船夫相对小船有向右的运动趋势,所以小船对船夫的摩擦力向左,根据牛顿第三定律可知,小船受到船夫的摩擦力向右,故C正确;
D.根据,因船夫受到小船的支持力不零,运动的时间也不为零,故船夫受到小船的支持力的冲量不为零,故D错误。
故选C。
4.[新情境改编,源自教材最后课题研究]用人们散步时并不觉得空气有阻力,但跑步时就会明显感觉迎面有风阻挡。这些经验说明,空气阻力的大小跟物体在空气中运动的速率有关。用如图所示的装置做课题研究发现:球形物体所受空气阻力的大小跟它运动的速率成正比。当气球和重物由静止释放,在一起竖直下落的过程中,其速率、加速度的大小和运动的时间之间的关系图像,下列可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】以气球和重物为对象,根据牛顿第二定律可得,又,联立可得,可知气球和重物由静止释放,随着速度的增大,加速度逐渐减小,气球和重物做加速度逐渐减小的加速运动,则图像的切线斜率逐渐减小;图像为一条斜率为负的倾斜直线。
故选A。
5.[新情境]如图所示,用平行光从侧面照射一个做匀速圆周运动的小球,它在光屏上的影子将做简谐运动。若从某时刻开始计时,测得影子偏离平衡位置的位移随时间变化的关系为,则小球的加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据影子偏离平衡位置的位移随时间变化的关系为,可知小球做匀速圆周运动的半径为,小球做匀速圆周运动的角速度为;则小球的加速度大小为
故选D。
6.[科技前沿]2025年1月20日,我国自主设计全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)创造了新的世界记录,实现了1亿摄氏度稳态长脉冲高约束模等离子体运行1066秒。该装置中的核反应方程为,其中可以用中子轰击得到,下列说法正确的是( )
A.该核反应方程中是质子
B.该核反应满足电荷数守恒和质量守恒
C.的比结合能大于的比结合能
D.用中子轰击还能得到,该反应属于核聚变
【答案】C
【详解】A.由质量数和电荷数守恒得X的电荷数为0,质量数为1,所以X为中子,故A错误;
B.核反应满足电荷数守恒,但由于核反应过程中有质量亏损,会以能量的形式释放出来,所以不满足质量守恒,而是满足质量数守恒,故B错误;
C.生成物比反应物更加稳定,所以的比结合能大于的比结合能,故C正确;
D.用中子轰击的反应属于人工核转变,核聚变是质量较小的核结合成质量较大的核的反应,故D错误。
故选C。
7.[新情境]在天文学上,太阳的半径、体积、质量和密度都是常用的物理量,利用小孔成像原理和万有引力定律,可以简捷的估算太阳的密度。如图,在地面上某处,取一个长的圆筒,在其一端封上厚纸,中间扎直径为1mm的圆孔,另一端封上一张画有同心圆的薄白纸,最小圆的半径为2.0mm,相邻同心圆的半径相差0.5mm,当作测量尺度;再用目镜(放大镜)进行观察。把小孔正对着太阳,调整圆筒的方向,使在另一端的薄白纸上可以看到一个圆形光斑,这就是太阳的实像。为了使观察效果明显,可在圆筒的观测端蒙上遮光布,形成暗室。若测得光斑的半径为(小于圆筒半径),试根据以上数据估算太阳的密度为( )(已知:,一年约为,取)
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】设太阳质量为M、半径为R、体积为V、平均密度为ρ,地球质量为m、日地距离为r,由万有引力定律和牛顿运动定律可以知道,,由图中的几何关系可近似得到 ,联立计算得,代入数据得ρ≈1.4×103kg/m3
故选B。
8.[新情境]生物电是细胞或组织在生命活动中产生的电现象,安静状态下细胞膜存在静息电位,其机理为钾离子K+从膜内流向膜外后,导致细胞膜内侧与外侧存在电势差。安静状态下膜内外两侧电势呈现外正内负,电荷分布如图所示。下列说法正确的是( )
A.静息电位Uab为正
B.K+在a点电势能大于在b点电势能
C.K+外流过程中,电场力对K+做负功
D.安静状态下,将灵敏电流计的两极分别插入膜内和膜外后,指针不偏转
【答案】C
【详解】AB.静息电位Uab为负,因为b点周围有很多正电荷,电势高,a点周围有很多负电荷,电势低,所以Uab为负,K+带正电,在电势高的地方电势能大,故AB错误;
C.K+外流过程中,克服电场力做功,电场力对K+做负功,故C正确;
D.安静状态下,将灵敏电流计的两极分别插入膜内和膜外后,因为膜内和膜存在电势差,电荷发生定向移动,指针发生偏转,故D错误。
故选C。
9.图甲为风力发电的简易模型,绕有线圈的形铁芯开口处装有磁铁,风叶转动时带动磁铁一起转动,从而使铁芯中磁通量发生变化。当风叶匀速转动时,发电机输出电压视为正弦式交流电。发电机与一变压器的原线圈相连,变压器原、副线圈匝数比为,当风速为某一恒定值时,变压器原线圈两端的电压随时间变化的关系图像如图乙所示。此时,若风速减小,导致风叶转速变为原来的,此过程中小灯泡阻值不变,所有线圈均为理想线圈,不计内阻。则下列说法中正确的是( )
A.变压器原线圈电压的瞬时值表达式变为
B.电压表V2的示数为
C.小灯泡的功率变为原来的
D.发电机产生的交变电流的周期变为
【答案】D
【详解】A.根据题意,结合题图可得变化前得,周期,所以角速度,解得,故变压器原线圈电压的瞬时值表达式变为,根据可知变化之后,,,故,故A答案错误;
B.电压表的示数为副线圈的有效值,根据变压器电压关系,又由,解得电压表V2的示数为,故B答案错误;
C.若风速减小,导致风叶转速变为原来的,则根据,可知灯泡两端电压也变为原来的,根据,得灯泡的功率变为原来的,故C答案错误;
D.根据转速与角速度的关系,又,故转速变为原来的,周期变为0.04s。
故选D。
10.[新情境]一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量,其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝,相距为,直径均为,折射率为。下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在内多次全反射后从下端面射向被测物体,经被测物体表面镜面反射至下端面,测量前先调节光纤内光路,使得从下端面出射的光与竖直方向的夹角达到最大。被测物体自上而下微小移动,使下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮,被测物体下移的距离为(只考虑在被测物体表面反射一次的光线)( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意可知当光在两侧刚好发生全反射时从M下端面出射的光与竖直方向夹角最大,设光在M下端发生折射时,入射光线与竖直方向的偏角为α,如图
此时,可得,又,可得,则,根据题意要使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮,光路图如图所示
由几何关系可得,,联立,解得
故选C。
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.下列关于来自课本的四幅插图的描述符合事实的是( )
A.如图甲所示为应变片测力原理图,当自由端施力变大时,上表面应变片的电阻也变大
B.如图乙为某分子在的速率分布图像,当温度升高时各速率区间分子数占总分子数的百分比都将增加
C.如图丙为方解石的双折射现象,该现象说明方解石晶体具有各向异性
D.如图丁为核反应堆的原理图,其中镉棒的作用是将裂变过程中的快中子变成慢中子
【答案】AC
【详解】A.当应变片在其弹性极限内受外力拉伸时,其不会被拉断或产生永久变形而会变窄变长,这种形变导致了其端电阻变大。相反,当一个导体被压缩后会变宽变短,这种形变导致了其端电阻变小,A正确;
B.当温度升高时,平均分子速率变大,但是不会各速率区间分子数占总分子数的百分比都增加,B错误;
C.双折射是光束入射到各向异性的晶体,分解为两束光而沿不同方向折射的现象,方解石的双折射现象,该现象说明方解石晶体具有各向异性,C正确;
D.图丁中镉棒的作用是吸收中子,从而影响链式反应速度,D错误。
故选AC。
12.[新情境]算盘是中国古老的计算工具,承载着我国古代劳动人民的智慧结晶和悠远文明。算盘一般由框、梁、档和算珠组成,中心带孔的相同算珠可在档上滑动,使用前算珠需要归零。若一水平放置的算盘中分别有一颗上珠和一颗顶珠未在归零位置,上珠靠梁,顶珠与框相隔,上珠与顶珠相隔,如图甲所示。现用手指将上珠以一定初速度拨出,一段时间后,上珠与顶珠发生正碰(碰撞时间极短),整个过程,上珠运动的图像如图乙所示。已知算珠与档之间的动摩擦因数处处相同,重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A.算珠与档之间的动摩擦因数为0.2
B.上珠从拨出到停下所用时间为0.2s
C.上珠与顶珠发生的碰撞是弹性碰撞
D.顶珠碰撞后恰好能运动至归零位置
【答案】AD
【详解】A.研究上珠从拨出至与顶珠碰撞前的运动过程,根据运动学公式,得,故A正确;
B.上珠从拨出到停下所用时间为,故B错误;
C.由图像知,上珠碰撞前的速度,碰撞后的速度,根据动量守恒定律有,得碰撞后顶珠的速度,因,故碰撞前、后机械能有损失,该碰撞不是弹性碰撞,故C错误;
D.碰撞后顶珠做匀减速直线运动,则碰撞后顶珠恰好能运动至归零位置,故D正确。
故选AD。
13.[新情境]如图所示,质量相等的小球和点光源,分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一水平杆上,间距为l,竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为2l,小球和光源做小振幅运动时,在观测屏上可观测小球影子的运动。以竖直向上为正方向,小球和光源的振动图像如图2所示,则( )
A.光源与小球振动的相位差为
B.光源从初始状态回到平衡位置的时间为0.75s
C.影子振动的初相位为
D.影子的最大速度
【答案】CD
【详解】A.设小球的振动方程,光源的振动方程,当时,则,,所以,则光源与小球振动的相位差为,故A错误;
B.光源的振动方程,,即,光源从初始状态回到平衡位置,即,可知光源从初始状态回到平衡位置的时间是多个值,0.75s,1.75s等均可,故B错误;
C.小球的振动方程,光源的振动方程,影子是光源发出的光被小球遮挡后,在屏上留下的阴影,取影子某一时刻的位置
根据几何关系,得影子的振动方程,当时,即,所以,故C正确;
D.对于,设振幅,根据能量守恒,根据图2,周期,又,联立得,故D正确。
故选CD。
非选择题部分
三、非选择题(本题共5小题,共58分)
14、实验题(I、ⅡI、ⅢI三题共14分)
14-Ⅰ.(5分)一实验小组用图甲所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验,图乙是某次实验获取的一段纸带,图丙为其中三个计数点放大图。纸带上已标出6个连续的计数点,相邻两个计数点间还有4个点迹,已知打点计时器的打点周期是。
(1)本次实验选择的电火花计时器所用的电源应为图________(选填“A”、“B”或“C”)中的电源。
A. B. C.
(2)该实验过程中,下列操作正确的是_______。
A.先释放小车,再接通电源
B.平衡阻力时,小车需要连上纸带
C.调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
(3)根据图丙可计算出小车的加速度大小为 (计算结果保留两位有效数字)。
(4)另一实验小组利用如图装置来做“探究加速度与力、质量的关系”实验,通过测量小车1和小车2的位移来比较他们的加速度,则本实验方案需保证两小车运动的 相同,若用刻度尺量出小车1、2发生的位移大小分别为、,可知小车1、2的加速度大小之比 。
【答案】(1)C (1分) (2)B (1分) (3) 0.96/0.95/0.97 (1分) (4) 时间 (1分) (1分)
【详解】(1)电火花打点计时器适用220V交流电源。
故选C。
(2)A.为了充分利用纸带,应先接通电源,后释放小车,故A错误;
B.平衡摩擦力时,不能将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上,但要拖着穿过打点计时器的纸带,轻推小车,若小车能够做匀速直线运动,摩擦力得到平衡,故B正确;
C.为了使小车所受合外力恒定,调节滑轮高度使细绳与长木板平行,故C错误。
故选B。
(3)根据题意可知纸带上相邻计数点时间间隔,根据逐差法可得加速度
(4)[1]根据位移时间关系可知通过测量小车1和小车2的位移来比较他们的加速度,则本实验方案需保证两小车运动的时间相同;
[2]根据以上分析可知用刻度尺量出小车1、2发生的位移大小分别为、,可知小车1、2的加速度大小之比
14-Ⅱ.(2分)某学习小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。
(1)学习小组中小明先将图1中的零件组装成图2中的变压器,再将原线圈接在交流电源上,之后再将副线圈接在电压传感器(可视为理想电压表)上,观察到副线圈输出电压U2随时间t变化的图像如图3所示,在保证安全的前提下,小明可能在t1-t2时间内进行的操作是 _____________;
A.减少了原线圈的匝数 B.拔掉了变压器铁芯
C.减小了交流电源的频率 D.增大了原线圈的输入电压
(2)学习小组中的小文在实验室中找到了一只标有“220V/11V”的变压器,如图所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头,且a、b引线比c、d引线粗。在没有相应的说明书情况下,他应该把引线 接交流“220 V”(选填“a、b”或“c、d”)。
【答案】(1) B (1分) (2) c、d (1分)
【详解】(1)实验要通过改变原、副线圈匝数,探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系,实验中需要运用的科学方法是控制变量法。
故选A。
(2)AD.由图知,t1时刻前的电压值大于t2时刻后的电压值,可知副线圈输出电压U2减小;根据
若减少了原线圈的匝数,则副线圈输出电压U2增大;若增大了原线圈的输入电压,则副线圈输出电压U2增大;故AD错误;
B.拔掉了变压器铁芯Q,副线圈磁通量减小,则输出电压U2减小,故B正确;
C.只减小交流电源的频率,不能改变副线圈输出电压U2,故C错误。
故选B。
(3)理想变压器的输入功率等于输出功率,因为是降压变压器,所以副线圈的电压小于原线圈的电压,而功率又相等,所以副线圈的电流大于原线圈的电流,为了减少功率损失,根据电阻定律可知副线圈应用较粗的铜导线绕制,故应将较细的线圈作为原线圈,他应该把引线c、d接交流“220 V”。
14-Ⅲ.(7分)小明在实验室找到一个可调内阻的电池,想自己动手探究电池内、外电压的关系。可调内阻电池由电池槽,正、负极板,探针,气室,打气筒等构成,如图甲所示。电池槽中间有一条电解质溶液通道,缓慢推动打气筒活塞,向电池内打气,可改变通道内液面的高度,从而改变电池的内阻,液面越低,电池内阻越大。电压表V1与正、负极板连接,电压表V2与探针连接。小明将三个相同的小灯泡并联接在两端,每个支路由独立的开关控制,如图乙所示。
(1)断开开关,两个电压表的示数分别如图丙中的A、B所示,则 (填“A”或“B”)为的读数,其读数为 ,若不计电压表内阻的影响,则此数值等于该电源的电动势。
(2)逐步闭合开关,小明将看到的示数 (填“增大”“减小”或“不变”),的示数 ____ (填“增大”“减小”或“不变”),同时会发现两电压表的示数还会满足 的关系。若读得的示数为,的示数为,的示数为,则此时电池的内阻 (用所给物理量符号表示)。
(3)保持闭合,用打气筒向电池内打气,同时记录的示数和的示数,利用多组数据画出图象,若灯泡电阻恒定,则下列图象正确的是 。
A. B.
C. D.
【答案】 (1) B (1分) 2.70(2.68~2.72)(1分)
(2) 减小 (1分) 增大(1分) 两电压表示数之和保持不变(或) (1分) (1分)
(3) AD(1分,漏选不得分)
【详解】(1)[1][2][3]断开开关外电路断开,电源输出电流为零,内电阻电压为零,即两探针之间电压为零,题图丙中的为电压表的读数。根据电压表读数规则,其读数为2.70V。电源两极之间的开路电压等于电源电动势,若不计电压表内阻的影响,则此数值等于电源的电动势。
(2)[4][5][6][7]逐步闭合开关,根据闭合电路欧姆定律可判断出电源输出电流逐渐增大,由,可知逐渐减小,小明将看到的示数逐渐减小。电压表测量的是电源内阻的电压,即,电压表的示数逐渐增大。由,可知两电压表的示数之和保持不变。由
可得电池的内阻。
(3)[8]AB.保持开关闭合,用打气筒向电池内打气,电解质溶液液面下降,电池内阻增大,外电阻不变,由,可知,A正确,B错误;
CD.由,可知
D正确,C错误。
故选AD。
四、计算题(本大题共4小题,共44分,解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程,只写出最终结果的不得分)
15.(8分)如图,左边是某款气压式升降椅,通过活塞上下运动来改变椅子的上下位置,右边为气缸柱放大结构图,气缸里充入一定量的密闭气体,圆柱形气缸内部横截面积为,和底座一起固定,室内温度为,活塞上端被气缸上端卡环卡住,此刻气缸内部气体柱长,外部大气压为,气缸内部气体压强,活塞、连接杆、椅子面总质量为,不计任何摩擦,气体视为理想气体。
(1)若椅子上放了一个快递,活塞对气体做功20J,一段时间后气缸内气体温度不变,判断缸内气体是吸热还是放热,求出该热量的大小。
(2)若椅子上不放任何东西,求活塞对卡环的作用力
(3)某同学刚坐在椅子上不久,椅子高度下降,平衡后某时刻缸内气体温度为312K,求该同学质量。
【答案】(1)放热,20J;(2),活塞对卡环的力方向竖直向上;(3)71kg
【详解】(1)根据热力学第一定律(1分)
可得
可得缸内气体放热,(1分)
放热20J 。(1分)
(2)活塞静止不动处于平衡状态(1分)
根据牛顿第三定律得到,活塞对卡环的力方向竖直向上 (1分)
(3)根据理想气体状态方程有(1分)
得到
活塞静止不动处于平衡状态(1分)
解得(1分)
16.(11分)北京成为世界上第一个既举办过夏季奥运会,又举办冬季奥运会的城市。如图(a)为某滑雪跳台的一种场地简化模型,右侧是一固定的四分之一光滑圆弧轨道,半径为,左侧是一固定的光滑曲面轨道,两轨道末端与等高,两轨道间有质量的薄木板静止在光滑水平地面上,右端紧靠圆弧轨道的端。薄木板上表面与圆弧面相切于点。一质量的小滑块(视为质点)从圆弧轨道最高点由静止滑下,经点后滑上薄木板,重力加速度大小为,滑块与薄木板之间的动摩擦因数为。
(1)求小滑块滑到点时对轨道的压力大小;
(2)若木板只与端发生1次碰撞,薄木板与轨道碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短,运动过程滑块所受摩擦力不变,滑块未与木板分离,求薄木板的运动时间和滑块发生的位移?
(3)如图(b)撤去木板,将两轨道C端和B端平滑对接后固定。忽略轨道上、距地的高度,点与地面高度差,小滑块仍从圆弧轨道最高点由静止滑下,滑块从点飞出时速率为多少?从点飞出时速度与水平方向夹角可调,要使得滑块从点飞出后落到地面水平射程最大,求最大水平射程及对应的夹角。
【答案】(1)60N (2)1.2s,4.5m (3);,
【详解】(1)根据题意可知,小滑块由到的过程中,机械能守恒,由机械能守恒定律有
(1分)
在点,由牛顿第二定律有,解得(1分)
由牛顿第三定律可知,小滑块滑到点时对轨道的压力。(1分)
(2)设木板与挡板第一次碰撞时,滑块速度为,木板速度为,在滑块滑上木板到木板第一次与挡板碰撞的过程中,由动量守恒定律有(1分)
由于只发生一次碰撞,则有
解得,(1分)
整个过程木板所受摩擦力不变,滑块滑上木板后,小滑块做匀减速直线运动,由牛顿第二定律有
解得
设从滑上木板到第一次碰撞的运动时间为,则有
解得
由于无能量损失,则木板原速率返回,做匀减速运动,由对称性可知,木板运动到端时,速度恰好为零,小滑块的速度为零,运动时间
则薄木板的运动时间为(1分)
由于小滑块一直做匀减速运动,则有(1分)
(3)根据题意可知,图(b)中,小滑块由点到点的过程中机械能守恒,由机械能守恒定律有
解得(1分)
设从点飞出时速度方向与水平方向夹角为,小滑块落地的速度大小为,落地速度方向与水平方向夹角为,从点飞出到落到所用时间为,根据动能定理有
解得(1分)
画出速度矢量关系图,如图所示
由几何关系可知,图像的面积为
又有,
则
可知,面积最大时,水平位移最大,由上述分析可知,、固定不变,则当
水平位移最大,又有
可得(1分)
解得
即从点飞出时速度与水平方向夹角为时,水平射程最大,则有
解得(1分)
17.(12分)[新情境]某科技小组设计了一种新型的海浪发电装置,其原理图如图甲所示。匝数为、质量为、半径为、总电阻为的圆形线圈通过固定绝缘细杆与漂浮平台连接,发电装置工作时,漂浮平台与线圈始终保持水平,且随着海浪做竖直方向的运动。条形磁铁固定在水底,N极在上,条形磁铁粗细可忽略不计。以条形磁铁底端所在位置为坐标原点,竖直向上为轴正方向建立坐标轴,在条形磁铁上方,沿轴方向的磁场可视为磁感应强度为的恒定匀强磁场,磁场的水平分量可视为沿磁铁中心轴辐向分布且不随发生变化。某次发电时,如图乙所示,漂浮平台速度与时间满足关系,经检测可知,当线圈向上加速或向下减速运动时,穿过线圈的磁通量随坐标的变化满足(为常量),线圈向下加速或向上减速运动时,穿过线圈的磁通量随轴坐标的变化满足,规定竖直向上为正方向,线圈产生的电能通过传输装置供给总阻值为的负载。已知正弦式交流电的感应电动势大小的平均值为最大值的,不计海水对线圈的作用力,求:
(1)时,线圈中电流的方向(俯视观察);
(2)一个周期内,该装置输出的电能;
(3)在时间内,绝缘细杆对线圈的冲量大小。
【答案】(1)逆时针方向 (2) (3)
【详解】(1)由题图乙可知,时漂浮平台速度方向竖直向上,由题述及右手定则可知此时线圈中电流方向沿逆时针方向。(1分)
(2)由题意可知,感应电动势(1分)
由于当线圈向上加速或向下减速运动时,穿过线圈的磁通量随坐标的变化满足
线圈向下加速或向上减速运动时,穿过线圈的磁通量随轴坐标的变化满足
可知的大小为(1分)
解得(1分)
则产生的电动势的有效值为(1分)
可知一个周期内,该装置输出的电能
解得(1分)
(3)设线圈处磁感应强度的水平分量大小为,时间内,根据动量定理有(1分)
其中(1分)
感应电流的平均值,感应电动势的平均值(1分)
结合上述有 (1分)
根据题意、结合上述可知,在线圈运动过程中有(1分)
解得(1分)
18.(13分)[新情境]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
【详解】(1)设从处射入电场
由类平抛运动知识得
(1分)
(1分)
解得满足条件的OM曲线的函数方程为(1分)
(2)由洛伦兹力提供向心力(1分)
可得(1分)
由几何关系可得(1分)
代入数据解得(1分)
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(1分)
(3)因为粒子进入D的(1分)
之后水平方向匀加速,垂直x方向运动不用考虑(1分)
所以到达PQ时(1分)
对质子流由动量定理(1分)
所以质子对容器产生的x方向压力为(1分)
试卷第28页,共29页
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绝密★启用前
2025年高考押题预测卷02
物理·双向细目表
一、命题意图
浙江省高考命题长期遵循“素养导向、能力为重、知识为基”的综合考查模式,其核心思路和趋势始终贯穿“立德树人”根本任务,命题从“能力立意”逐步转向“素养导向”,强调核心素养的实践运用。试卷广泛创设生活化、科技化情境.
本卷全面考查学生的物理学科知识和能力,特别注重基础知识掌握、实验操作与分析、逻辑思维与数学运算等。试卷通过多样化的题目设计,旨在评估学生对物理概念的理解和应用能力,以及将物理知识应用于实际问题解决的能力。同时,题目设计贴近学生的生活实际,如新能源汽车、风力发电、核聚变实验装置等,使学生能够将所学知识应用于实际情境中,此外试卷引入了如全超导托卡马克核聚变实验装置、太阳风模拟实验等科学前沿案例,不仅体现了对现代科技的关注,也激发了学生对物理学的兴趣和探索精神,进一步培养了学生的科学素养和创新思维。
二、双向细目表
题号
难度系数
详细知识点
备注
1
0.85
用基本单位推导物理量单位 应用理想气体状态方程处理实际问题
单选题
2
0.94
质点 位移的定义、路程与位移 平均速度 机车的额定功率、阻力与最大速度
单选题
3
0.85
冲量的定义、单位和矢量性 判断是否存在静摩擦力及其方向 分析物体受到几个力作用 判断某个力是否做功,做何种功
单选题
4
0.85
利用牛顿第二定律分析动态过程
单选题
5
0.85
向心加速度与角速度、周期的关系 简谐运动图像对应的表达式
单选题
6
0.65
根据条件写出核反应方程 分析原子核的结合能与比结合能 核聚变现象和产生条件
单选题
7
0.65
计算中心天体的质量和密度
单选题
8
0.65
利用功能关系计算电场力做的功及电势能的变化 电势与电势差的关系 带电粒子在电场中的电势能
单选题
9
0.65
有效值读取交流电表示数的含义 根据有效值计算交流电路中的电功、电功率和焦耳热 交流发电机原理和示意图 交流电的u-t图像和i-t图像
单选题
10
0.4
折射和全反射的综合问题
单选题
11
0.94
压(拉)力传感器 气体温度的微观意义、气体分子速率分布图像 晶体和非晶体 核裂变的应用
多选题
12
0.4
利用动量守恒及能量守恒解决(类)碰撞问题 牛顿定律与直线运动-复杂过程
多选题
13
0.4
简谐运动图像对应的表达式 弹簧振子运动时能量的转化
多选题
14-Ⅰ
0.65
验证加速度与力成正比的实验步骤、数据处理与误差分析
实验题
14-Ⅱ
0.85
探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
实验题
14-Ⅲ
0.4
测量电源电动势和内阻的实验原理、器材、实验电路 测量电源电动势和内阻的实验步骤和数据处理
实验题
15
0.65
应用理想气体状态方程处理实际问题
解答题
16
0.4
利用动量守恒及能量守恒解决(类)碰撞问题 应用动能定理解多段过程问题
解答题
17
0.4
判断导体切割磁感线中的电流方向 根据有效值计算交流电路中的电功、电功率和焦耳热 利用动量定理求解其他问题
解答题
18
0.4
用动量定理解决流体问题 带电粒子在磁场中做圆周运动的相关计算 带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算
解答题
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2025年高考押题预测卷02
物理·答题卡
(
姓 名:
__________________________
准考证号:
贴条形码区
考生禁填
: 缺考标记
违纪标记
以上标记由监考人员用
2B
铅笔
填涂
选择题填涂样例
:
正确填涂
错误填
涂
[
×
] [
√
] [/]
1.答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
2.选择题必须用
2B
铅笔填涂;填空题和解答题必须用
0.5
mm
黑
色签字笔答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
注意事项
)
第Ⅰ卷(请用2B铅笔填涂)
(
1
[A] [B] [C] [D]
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(
第
Ⅱ
卷
(请在各试题的答题区内作答)
)
(
1
4
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(14分)
Ⅰ
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1
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___________________
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(
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
)
(
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8
分)
) (
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
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请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
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) (
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
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非
答
题
区
) (
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(
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
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物理 第4页(共6页) 物理 第5页(共6页) 物理 第6页(共6页)
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2025年高考押题预测卷02
物理· (
贴条形码区
考生禁填
: 缺考标记
违纪标记
以上标志由监考人员用
2B
铅笔
填涂
选择题填涂样例
:
正确填涂
错误填
涂
[
×
] [
√
] [/]
1.答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
2.选择题必须用
2B
铅笔填涂;非选择题必须用
0.5
mm
黑
色签字笔答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4
.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
注意事项
) (
姓
名:
__________________________
准考证号:
)答题卡
第Ⅰ卷(请用2B铅笔填涂)
(
1
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[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
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[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
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(14分)
Ⅰ
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)第Ⅱ卷(请在各试题的答题区内作答)
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请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
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请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
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请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
2025 年高考押题预测卷 02
物理·答题卡
第Ⅰ卷(请用 2B 铅笔填涂)
第Ⅱ卷(请在各试题的答题区内作答)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效! 请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
1 [A] [B] [C] [D]
2 [A] [B] [C] [D]
3 [A] [B] [C] [D]
4 [A] [B] [C] [D]
5 [A] [B] [C] [D]
6 [A] [B] [C] [D]
7 [A] [B] [C] [D]
8 [A] [B] [C] [D]
9 [A] [B] [C] [D]
10 [A] [B] [C] [D]
11 [A] [B] [C] [D]
12 [A] [B] [C] [D]
13 [A] [B] [C] [D]
14. (14 分)
Ⅰ. (1)___________________(2)___________________(3)_________________
(4)___________________、___________________
Ⅱ. (1)____________________(2)_____________________
Ⅲ. (1)____________________、___________________
(2)___________________、_____________________
____________________、_____________________
(3)____________________
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
15.(8 分)
16.(11 分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
姓 名:__________________________
准考证号:
贴条形码区
考生禁填: 缺考标记
违纪标记
以上标记由监考人员用 2B 铅
笔填涂
选择题填涂样例:
正确填涂
错误填涂 [×] [√] [/]
1.答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填
写清楚,并认真核准条形码上的姓名、准考
证号,在规定位置贴好条形码。
2.选择题必须用 2B 铅笔填涂;填空题和解答题
必须用 0.5 mm 黑色签字笔答题,不得用铅笔
或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,
超出区域书写的答案无效;在草稿纸、试题
卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
注意事项
物理 第 4 页(共 6 页) 物理 第 5 页(共 6 页) 物理 第 6 页(共 6 页)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
17.(12 分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
18.(13 分)
非
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题
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请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效! 请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
2025年高考押题预测卷02
高三物理
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
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
选择题部分
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.一定质量理想气体的状态方程为,常量的单位用国际单位制基本单位可表示为( )
A. B.
C. D.
2.[原创题]如图为小米SU7 Ultra新能源汽车的宣传页上所标示的该车的部分性能参数, 其零百加速(从静止加速到100km/h)时间为1.98秒,设计最高时速可达到350公里,则( )
A.研究该车零百加速时,可以将其看成质点
B.研究该车零百加速过程中,其惯性随车速增加而增加
C.该车从静止加速到100km/h过程中,位移大于100m
D.该车的最高时速350km/h是指瞬时速度
3.在江南水乡,撑篙行舟是一种传统的水上交通方式。如图所示,船夫使用一根竹篙倾斜撑向河底,就能让船夫和小船一起缓慢向右运动离岸。小船缓慢离岸的过程中,竹篙对河底力的作用点不变,对该过程分析正确的是( )
A.竹篙对河底做正功 B.小船受到的合力向左
C.小船受到船夫的摩擦力向右 D.船夫受到小船的支持力的冲量为零
4.[新情境改编,源自教材最后课题研究]用人们散步时并不觉得空气有阻力,但跑步时就会明显感觉迎面有风阻挡。这些经验说明,空气阻力的大小跟物体在空气中运动的速率有关。用如图所示的装置做课题研究发现:球形物体所受空气阻力的大小跟它运动的速率成正比。当气球和重物由静止释放,在一起竖直下落的过程中,其速率、加速度的大小和运动的时间之间的关系图像,下列可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5.[新情境]如图所示,用平行光从侧面照射一个做匀速圆周运动的小球,它在光屏上的影子将做简谐运动。若从某时刻开始计时,测得影子偏离平衡位置的位移随时间变化的关系为,则小球的加速度大小为( )
A. B. C. D.
6.[科技前沿]2025年1月20日,我国自主设计全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)创造了新的世界记录,实现了1亿摄氏度稳态长脉冲高约束模等离子体运行1066秒。该装置中的核反应方程为,其中可以用中子轰击得到,下列说法正确的是( )
A.该核反应方程中是质子 B.该核反应满足电荷数守恒和质量守恒
C.的比结合能大于的比结合能 D.用中子轰击还能得到,该反应属于核聚变
7.[新情境]在天文学上,太阳的半径、体积、质量和密度都是常用的物理量,利用小孔成像原理和万有引力定律,可以简捷的估算太阳的密度。如图,在地面上某处,取一个长的圆筒,在其一端封上厚纸,中间扎直径为1mm的圆孔,另一端封上一张画有同心圆的薄白纸,最小圆的半径为2.0mm,相邻同心圆的半径相差0.5mm,当作测量尺度;再用目镜(放大镜)进行观察。把小孔正对着太阳,调整圆筒的方向,使在另一端的薄白纸上可以看到一个圆形光斑,这就是太阳的实像。为了使观察效果明显,可在圆筒的观测端蒙上遮光布,形成暗室。若测得光斑的半径为(小于圆筒半径),试根据以上数据估算太阳的密度为( )(已知:,一年约为,取)
A. B.
C. D.
8.[新情境]生物电是细胞或组织在生命活动中产生的电现象,安静状态下细胞膜存在静息电位,其机理为钾离子K+从膜内流向膜外后,导致细胞膜内侧与外侧存在电势差。安静状态下膜内外两侧电势呈现外正内负,电荷分布如图所示。下列说法正确的是( )
A.静息电位Uab为正
B.K+在a点电势能大于在b点电势能
C.K+外流过程中,电场力对K+做负功
D.安静状态下,将灵敏电流计的两极分别插入膜内和膜外后,指针不偏转
9.图甲为风力发电的简易模型,绕有线圈的形铁芯开口处装有磁铁,风叶转动时带动磁铁一起转动,从而使铁芯中磁通量发生变化。当风叶匀速转动时,发电机输出电压视为正弦式交流电。发电机与一变压器的原线圈相连,变压器原、副线圈匝数比为,当风速为某一恒定值时,变压器原线圈两端的电压随时间变化的关系图像如图乙所示。此时,若风速减小,导致风叶转速变为原来的,此过程中小灯泡阻值不变,所有线圈均为理想线圈,不计内阻。则下列说法中正确的是( )
A.变压器原线圈电压的瞬时值表达式变为
B.电压表V2的示数为
C.小灯泡的功率变为原来的
D.发电机产生的交变电流的周期变为
10.[新情境]一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量,其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝,相距为,直径均为,折射率为。下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在内多次全反射后从下端面射向被测物体,经被测物体表面镜面反射至下端面,测量前先调节光纤内光路,使得从下端面出射的光与竖直方向的夹角达到最大。被测物体自上而下微小移动,使下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮,被测物体下移的距离为(只考虑在被测物体表面反射一次的光线)( )
A. B. C. D.
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.下列关于来自课本的四幅插图的描述符合事实的是( )
A.如图甲所示为应变片测力原理图,当自由端施力变大时,上表面应变片的电阻也变大
B.如图乙为某分子在的速率分布图像,当温度升高时各速率区间分子数占总分子数的百分比都将增加
C.如图丙为方解石的双折射现象,该现象说明方解石晶体具有各向异性
D.如图丁为核反应堆的原理图,其中镉棒的作用是将裂变过程中的快中子变成慢中子
12.[新情境]算盘是中国古老的计算工具,承载着我国古代劳动人民的智慧结晶和悠远文明。算盘一般由框、梁、档和算珠组成,中心带孔的相同算珠可在档上滑动,使用前算珠需要归零。若一水平放置的算盘中分别有一颗上珠和一颗顶珠未在归零位置,上珠靠梁,顶珠与框相隔,上珠与顶珠相隔,如图甲所示。现用手指将上珠以一定初速度拨出,一段时间后,上珠与顶珠发生正碰(碰撞时间极短),整个过程,上珠运动的图像如图乙所示。已知算珠与档之间的动摩擦因数处处相同,重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A.算珠与档之间的动摩擦因数为0.2
B.上珠从拨出到停下所用时间为0.2s
C.上珠与顶珠发生的碰撞是弹性碰撞
D.顶珠碰撞后恰好能运动至归零位置
13.[新情境]如图所示,质量相等的小球和点光源,分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一水平杆上,间距为l,竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为2l,小球和光源做小振幅运动时,在观测屏上可观测小球影子的运动。以竖直向上为正方向,小球和光源的振动图像如图2所示,则( )
A.光源与小球振动的相位差为
B.光源从初始状态回到平衡位置的时间为0.75s
C.影子振动的初相位为
D.影子的最大速度
非选择题部分
三、非选择题(本题共5小题,共58分)
14、实验题(I、ⅡI、ⅢI三题共14分)
14-Ⅰ.(5分)一实验小组用图甲所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验,图乙是某次实验获取的一段纸带,图丙为其中三个计数点放大图。纸带上已标出6个连续的计数点,相邻两个计数点间还有4个点迹,已知打点计时器的打点周期是。
(1)本次实验选择的电火花计时器所用的电源应为图________(选填“A”、“B”或“C”)中的电源。
A. B. C.
(2)该实验过程中,下列操作正确的是_______。
A.先释放小车,再接通电源 B.平衡阻力时,小车需要连上纸带
C.调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
(3)根据图丙可计算出小车的加速度大小为 (计算结果保留两位有效数字)。
(4)另一实验小组利用如图装置来做“探究加速度与力、质量的关系”实验,通过测量小车1和小车2的位移来比较他们的加速度,则本实验方案需保证两小车运动的 相同,若用刻度尺量出小车1、2发生的位移大小分别为、,可知小车1、2的加速度大小之比 。
14-Ⅱ.(2分)某学习小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。
(1)学习小组中小明先将图1中的零件组装成图2中的变压器,再将原线圈接在交流电源上,之后再将副线圈接在电压传感器(可视为理想电压表)上,观察到副线圈输出电压U2随时间t变化的图像如图3所示,在保证安全的前提下,小明可能在t1-t2时间内进行的操作是 _____________;
A.减少了原线圈的匝数 B.拔掉了变压器铁芯
C.减小了交流电源的频率 D.增大了原线圈的输入电压
(2)学习小组中的小文在实验室中找到了一只标有“220V/11V”的变压器,如图所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头,且a、b引线比c、d引线粗。在没有相应的说明书情况下,他应该把引线 接交流“220 V”(选填“a、b”或“c、d”)。
14-Ⅲ.(7分)小明在实验室找到一个可调内阻的电池,想自己动手探究电池内、外电压的关系。可调内阻电池由电池槽,正、负极板,探针,气室,打气筒等构成,如图甲所示。电池槽中间有一条电解质溶液通道,缓慢推动打气筒活塞,向电池内打气,可改变通道内液面的高度,从而改变电池的内阻,液面越低,电池内阻越大。电压表V1与正、负极板连接,电压表V2与探针连接。小明将三个相同的小灯泡并联接在两端,每个支路由独立的开关控制,如图乙所示。
(1)断开开关,两个电压表的示数分别如图丙中的A、B所示,则 (填“A”或“B”)为的读数,其读数为 ,若不计电压表内阻的影响,则此数值等于该电源的电动势。
(2)逐步闭合开关,小明将看到的示数 (填“增大”“减小”或“不变”),的示数 ____ (填“增大”“减小”或“不变”),同时会发现两电压表的示数还会满足 的关系。若读得的示数为,的示数为,的示数为,则此时电池的内阻 (用所给物理量符号表示)。
(3)保持闭合,用打气筒向电池内打气,同时记录的示数和的示数,利用多组数据画出图象,若灯泡电阻恒定,则下列图象正确的是 。
A. B. C. D.
四、计算题(本大题共4小题,共44分,解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程,只写出最终结果的不得分)
15.(8分)如图,左边是某款气压式升降椅,通过活塞上下运动来改变椅子的上下位置,右边为气缸柱放大结构图,气缸里充入一定量的密闭气体,圆柱形气缸内部横截面积为,和底座一起固定,室内温度为,活塞上端被气缸上端卡环卡住,此刻气缸内部气体柱长,外部大气压为,气缸内部气体压强,活塞、连接杆、椅子面总质量为,不计任何摩擦,气体视为理想气体。
(1)若椅子上放了一个快递,活塞对气体做功20J,一段时间后气缸内气体温度不变,判断缸内气体是吸热还是放热,求出该热量的大小。
(2)若椅子上不放任何东西,求活塞对卡环的作用力
(3)某同学刚坐在椅子上不久,椅子高度下降,平衡后某时刻缸内气体温度为312K,求该同学质量。
16.(11分)北京成为世界上第一个既举办过夏季奥运会,又举办冬季奥运会的城市。如图(a)为某滑雪跳台的一种场地简化模型,右侧是一固定的四分之一光滑圆弧轨道,半径为,左侧是一固定的光滑曲面轨道,两轨道末端与等高,两轨道间有质量的薄木板静止在光滑水平地面上,右端紧靠圆弧轨道的端。薄木板上表面与圆弧面相切于点。一质量的小滑块(视为质点)从圆弧轨道最高点由静止滑下,经点后滑上薄木板,重力加速度大小为,滑块与薄木板之间的动摩擦因数为。
(1)求小滑块滑到点时对轨道的压力大小;
(2)若木板只与端发生1次碰撞,薄木板与轨道碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短,运动过程滑块所受摩擦力不变,滑块未与木板分离,求薄木板的运动时间和滑块发生的位移?
(3)如图(b)撤去木板,将两轨道C端和B端平滑对接后固定。忽略轨道上、距地的高度,点与地面高度差,小滑块仍从圆弧轨道最高点由静止滑下,滑块从点飞出时速率为多少?从点飞出时速度与水平方向夹角可调,要使得滑块从点飞出后落到地面水平射程最大,求最大水平射程及对应的夹角。
17.(12分)[新情境]某科技小组设计了一种新型的海浪发电装置,其原理图如图甲所示。匝数为、质量为、半径为、总电阻为的圆形线圈通过固定绝缘细杆与漂浮平台连接,发电装置工作时,漂浮平台与线圈始终保持水平,且随着海浪做竖直方向的运动。条形磁铁固定在水底,N极在上,条形磁铁粗细可忽略不计。以条形磁铁底端所在位置为坐标原点,竖直向上为轴正方向建立坐标轴,在条形磁铁上方,沿轴方向的磁场可视为磁感应强度为的恒定匀强磁场,磁场的水平分量可视为沿磁铁中心轴辐向分布且不随发生变化。某次发电时,如图乙所示,漂浮平台速度与时间满足关系,经检测可知,当线圈向上加速或向下减速运动时,穿过线圈的磁通量随坐标的变化满足(为常量),线圈向下加速或向上减速运动时,穿过线圈的磁通量随轴坐标的变化满足,规定竖直向上为正方向,线圈产生的电能通过传输装置供给总阻值为的负载。已知正弦式交流电的感应电动势大小的平均值为最大值的,不计海水对线圈的作用力,求:
(1)时,线圈中电流的方向(俯视观察);
(2)一个周期内,该装置输出的电能;
(3)在时间内,绝缘细杆对线圈的冲量大小。
18.(13分)[新情境]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。
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1
1
14. (14 分)
Ⅰ. (1)_____________________(2)____________________(3)____________________
(4)_____________________、_____________________
Ⅱ. (1)____________________(2)____________________
Ⅲ. (1)____________________、_____________________
(2)____________________、_____________________、_____________________、_____________________
(3)____________________
2025 年高考押题预测卷 02
物理·答题卡
第Ⅰ卷(请用 2B 铅笔填涂)
第Ⅱ卷(请在各试题的答题区内作答)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
1.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
2.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
3.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
4.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
5.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
6.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
7.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
8.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
9.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
10.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
11.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
12.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
13.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
姓 名:__________________________
准考证号:
贴条形码区
考生禁填: 缺考标记
违纪标记
以上标志由监考人员用 2B 铅笔填涂
选择题填涂样例:
正确填涂
错误填涂 [×] [√] [/]
1.答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准
条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
2.选择题必须用 2B 铅笔填涂;非选择题必须用 0.5 mm 黑色签字笔
答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案
无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
注意事项
15. (8 分)
16. (11 分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
17. (12 分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
18.(13 分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
绝密★启用前
2025年高考押题预测卷02
物理·参考答案
选择题部分
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A
A
C
A
D
C
B
C
D
C
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11
12
13
AC
AD
CD
非选择题部分
三、非选择题(本题共5小题,共58分)
14、实验题(I、ⅡI、ⅢI三题共14分)
14-Ⅰ.(5分) (1)C (1分) (2)B (1分) (3) 0.96/0.95/0.97 (1分)
(4) 时间 (1分) (1分)
14-Ⅱ.(2分)(1) B (1分) (2) c、d (1分)
14-Ⅲ.(7分)(1)B (1分) 2.70(2.68~2.72)(1分)
(2)减小 (1分) 增大(1分) 两电压表示数之和保持不变(或) (1分) (1分)
(3)AD(1分,漏选不得分)
四、计算题(本大题共4小题,共44分,解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程,只写出最终结果的不得分)
15.(8分)【答案】(1)放热,20J;(2),活塞对卡环的力方向竖直向上;(3)71kg
【详解】(1)根据热力学第一定律(1分)
可得
可得缸内气体放热,(1分)
放热20J 。(1分)
(2)活塞静止不动处于平衡状态(1分)
根据牛顿第三定律得到,活塞对卡环的力方向竖直向上 (1分)
(3)根据理想气体状态方程有(1分)
得到
活塞静止不动处于平衡状态(1分)
解得(1分)
16.(11分)【答案】(1)60N (2)1.2s,4.5m (3);,
【详解】(1)根据题意可知,小滑块由到的过程中,机械能守恒,由机械能守恒定律有
(1分)
在点,由牛顿第二定律有,解得(1分)
由牛顿第三定律可知,小滑块滑到点时对轨道的压力。(1分)
(2)设木板与挡板第一次碰撞时,滑块速度为,木板速度为,在滑块滑上木板到木板第一次与挡板碰撞的过程中,由动量守恒定律有(1分)
由于只发生一次碰撞,则有
解得,(1分)
整个过程木板所受摩擦力不变,滑块滑上木板后,小滑块做匀减速直线运动,由牛顿第二定律有
解得
设从滑上木板到第一次碰撞的运动时间为,则有
解得
由于无能量损失,则木板原速率返回,做匀减速运动,由对称性可知,木板运动到端时,速度恰好为零,小滑块的速度为零,运动时间
则薄木板的运动时间为(1分)
由于小滑块一直做匀减速运动,则有(1分)
(3)根据题意可知,图(b)中,小滑块由点到点的过程中机械能守恒,由机械能守恒定律有
解得(1分)
设从点飞出时速度方向与水平方向夹角为,小滑块落地的速度大小为,落地速度方向与水平方向夹角为,从点飞出到落到所用时间为,根据动能定理有
解得(1分)
画出速度矢量关系图,如图所示
由几何关系可知,图像的面积为
又有,
则
可知,面积最大时,水平位移最大,由上述分析可知,、固定不变,则当
水平位移最大,又有
可得(1分)
解得
即从点飞出时速度与水平方向夹角为时,水平射程最大,则有
解得(1分)
17.(12分)【答案】(1)逆时针方向 (2) (3)
【详解】(1)由题图乙可知,时漂浮平台速度方向竖直向上,由题述及右手定则可知此时线圈中电流方向沿逆时针方向。(1分)
(2)由题意可知,感应电动势(1分)
由于当线圈向上加速或向下减速运动时,穿过线圈的磁通量随坐标的变化满足
线圈向下加速或向上减速运动时,穿过线圈的磁通量随轴坐标的变化满足
可知的大小为(1分)
解得(1分)
则产生的电动势的有效值为(1分)
可知一个周期内,该装置输出的电能
解得(1分)
(3)设线圈处磁感应强度的水平分量大小为,时间内,根据动量定理有(1分)
其中(1分)
感应电流的平均值,感应电动势的平均值(1分)
结合上述有 (1分)
根据题意、结合上述可知,在线圈运动过程中有(1分)
解得(1分)
18.(13分)【答案】(1) (2) (3)1.336N
【详解】(1)设从处射入电场
由类平抛运动知识得
(1分)
(1分)
解得满足条件的OM曲线的函数方程为(1分)
(2)由洛伦兹力提供向心力(1分)
可得(1分)
由几何关系可得(1分)
代入数据解得(1分)
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(1分)
(3)因为粒子进入D的(1分)
之后水平方向匀加速,垂直x方向运动不用考虑(1分)
所以到达PQ时(1分)
对质子流由动量定理(1分)
所以质子对容器产生的x方向压力为(1分)
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………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
此卷只装订不密封
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………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2025年高考押题预测卷02
高三物理
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
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
选择题部分
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.一定质量理想气体的状态方程为,常量的单位用国际单位制基本单位可表示为( )
A. B.
C. D.
2.[原创题]如图为小米SU7 Ultra新能源汽车的宣传页上所标示的该车的部分性能参数, 其零百加速(从静止加速到100km/h)时间为1.98秒,设计最高时速可达到350公里,则( )
A.研究该车零百加速时,可以将其看成质点
B.研究该车零百加速过程中,其惯性随车速增加而增加
C.该车从静止加速到100km/h过程中,位移大于100m
D.该车的最高时速350km/h是指瞬时速度
3.在江南水乡,撑篙行舟是一种传统的水上交通方式。如图所示,船夫使用一根竹篙倾斜撑向河底,就能让船夫和小船一起缓慢向右运动离岸。小船缓慢离岸的过程中,竹篙对河底力的作用点不变,对该过程分析正确的是( )
A.竹篙对河底做正功 B.小船受到的合力向左
C.小船受到船夫的摩擦力向右 D.船夫受到小船的支持力的冲量为零
4.[新情境改编,源自教材最后课题研究]用人们散步时并不觉得空气有阻力,但跑步时就会明显感觉迎面有风阻挡。这些经验说明,空气阻力的大小跟物体在空气中运动的速率有关。用如图所示的装置做课题研究发现:球形物体所受空气阻力的大小跟它运动的速率成正比。当气球和重物由静止释放,在一起竖直下落的过程中,其速率、加速度的大小和运动的时间之间的关系图像,下列可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5.[新情境]如图所示,用平行光从侧面照射一个做匀速圆周运动的小球,它在光屏上的影子将做简谐运动。若从某时刻开始计时,测得影子偏离平衡位置的位移随时间变化的关系为,则小球的加速度大小为( )
A. B. C. D.
6.[科技前沿]2025年1月20日,我国自主设计全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)创造了新的世界记录,实现了1亿摄氏度稳态长脉冲高约束模等离子体运行1066秒。该装置中的核反应方程为,其中可以用中子轰击得到,下列说法正确的是( )
A.该核反应方程中是质子 B.该核反应满足电荷数守恒和质量守恒
C.的比结合能大于的比结合能 D.用中子轰击还能得到,该反应属于核聚变
7.[新情境]在天文学上,太阳的半径、体积、质量和密度都是常用的物理量,利用小孔成像原理和万有引力定律,可以简捷的估算太阳的密度。如图,在地面上某处,取一个长的圆筒,在其一端封上厚纸,中间扎直径为1mm的圆孔,另一端封上一张画有同心圆的薄白纸,最小圆的半径为2.0mm,相邻同心圆的半径相差0.5mm,当作测量尺度;再用目镜(放大镜)进行观察。把小孔正对着太阳,调整圆筒的方向,使在另一端的薄白纸上可以看到一个圆形光斑,这就是太阳的实像。为了使观察效果明显,可在圆筒的观测端蒙上遮光布,形成暗室。若测得光斑的半径为(小于圆筒半径),试根据以上数据估算太阳的密度为( )(已知:,一年约为,取)
A. B.
C. D.
8.[新情境]生物电是细胞或组织在生命活动中产生的电现象,安静状态下细胞膜存在静息电位,其机理为钾离子K+从膜内流向膜外后,导致细胞膜内侧与外侧存在电势差。安静状态下膜内外两侧电势呈现外正内负,电荷分布如图所示。下列说法正确的是( )
A.静息电位Uab为正
B.K+在a点电势能大于在b点电势能
C.K+外流过程中,电场力对K+做负功
D.安静状态下,将灵敏电流计的两极分别插入膜内和膜外后,指针不偏转
9.图甲为风力发电的简易模型,绕有线圈的形铁芯开口处装有磁铁,风叶转动时带动磁铁一起转动,从而使铁芯中磁通量发生变化。当风叶匀速转动时,发电机输出电压视为正弦式交流电。发电机与一变压器的原线圈相连,变压器原、副线圈匝数比为,当风速为某一恒定值时,变压器原线圈两端的电压随时间变化的关系图像如图乙所示。此时,若风速减小,导致风叶转速变为原来的,此过程中小灯泡阻值不变,所有线圈均为理想线圈,不计内阻。则下列说法中正确的是( )
A.变压器原线圈电压的瞬时值表达式变为
B.电压表V2的示数为
C.小灯泡的功率变为原来的
D.发电机产生的交变电流的周期变为
10.[新情境]一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量,其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝,相距为,直径均为,折射率为。下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在内多次全反射后从下端面射向被测物体,经被测物体表面镜面反射至下端面,测量前先调节光纤内光路,使得从下端面出射的光与竖直方向的夹角达到最大。被测物体自上而下微小移动,使下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮,被测物体下移的距离为(只考虑在被测物体表面反射一次的光线)( )
A. B. C. D.
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.下列关于来自课本的四幅插图的描述符合事实的是( )
A.如图甲所示为应变片测力原理图,当自由端施力变大时,上表面应变片的电阻也变大
B.如图乙为某分子在的速率分布图像,当温度升高时各速率区间分子数占总分子数的百分比都将增加
C.如图丙为方解石的双折射现象,该现象说明方解石晶体具有各向异性
D.如图丁为核反应堆的原理图,其中镉棒的作用是将裂变过程中的快中子变成慢中子
12.[新情境]算盘是中国古老的计算工具,承载着我国古代劳动人民的智慧结晶和悠远文明。算盘一般由框、梁、档和算珠组成,中心带孔的相同算珠可在档上滑动,使用前算珠需要归零。若一水平放置的算盘中分别有一颗上珠和一颗顶珠未在归零位置,上珠靠梁,顶珠与框相隔,上珠与顶珠相隔,如图甲所示。现用手指将上珠以一定初速度拨出,一段时间后,上珠与顶珠发生正碰(碰撞时间极短),整个过程,上珠运动的图像如图乙所示。已知算珠与档之间的动摩擦因数处处相同,重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A.算珠与档之间的动摩擦因数为0.2
B.上珠从拨出到停下所用时间为0.2s
C.上珠与顶珠发生的碰撞是弹性碰撞
D.顶珠碰撞后恰好能运动至归零位置
13.[新情境]如图所示,质量相等的小球和点光源,分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一水平杆上,间距为l,竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为2l,小球和光源做小振幅运动时,在观测屏上可观测小球影子的运动。以竖直向上为正方向,小球和光源的振动图像如图2所示,则( )
A.光源与小球振动的相位差为
B.光源从初始状态回到平衡位置的时间为0.75s
C.影子振动的初相位为
D.影子的最大速度
非选择题部分
三、非选择题(本题共5小题,共58分)
14、实验题(I、ⅡI、ⅢI三题共14分)
14-Ⅰ.(5分)一实验小组用图甲所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验,图乙是某次实验获取的一段纸带,图丙为其中三个计数点放大图。纸带上已标出6个连续的计数点,相邻两个计数点间还有4个点迹,已知打点计时器的打点周期是。
(1)本次实验选择的电火花计时器所用的电源应为图________(选填“A”、“B”或“C”)中的电源。
A. B. C.
(2)该实验过程中,下列操作正确的是_______。
A.先释放小车,再接通电源 B.平衡阻力时,小车需要连上纸带
C.调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
(3)根据图丙可计算出小车的加速度大小为 (计算结果保留两位有效数字)。
(4)另一实验小组利用如图装置来做“探究加速度与力、质量的关系”实验,通过测量小车1和小车2的位移来比较他们的加速度,则本实验方案需保证两小车运动的 相同,若用刻度尺量出小车1、2发生的位移大小分别为、,可知小车1、2的加速度大小之比 。
14-Ⅱ.(2分)某学习小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。
(1)学习小组中小明先将图1中的零件组装成图2中的变压器,再将原线圈接在交流电源上,之后再将副线圈接在电压传感器(可视为理想电压表)上,观察到副线圈输出电压U2随时间t变化的图像如图3所示,在保证安全的前提下,小明可能在t1-t2时间内进行的操作是 _____________;
A.减少了原线圈的匝数 B.拔掉了变压器铁芯
C.减小了交流电源的频率 D.增大了原线圈的输入电压
(2)学习小组中的小文在实验室中找到了一只标有“220V/11V”的变压器,如图所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头,且a、b引线比c、d引线粗。在没有相应的说明书情况下,他应该把引线 接交流“220 V”(选填“a、b”或“c、d”)。
14-Ⅲ.(7分)小明在实验室找到一个可调内阻的电池,想自己动手探究电池内、外电压的关系。可调内阻电池由电池槽,正、负极板,探针,气室,打气筒等构成,如图甲所示。电池槽中间有一条电解质溶液通道,缓慢推动打气筒活塞,向电池内打气,可改变通道内液面的高度,从而改变电池的内阻,液面越低,电池内阻越大。电压表V1与正、负极板连接,电压表V2与探针连接。小明将三个相同的小灯泡并联接在两端,每个支路由独立的开关控制,如图乙所示。
(1)断开开关,两个电压表的示数分别如图丙中的A、B所示,则 (填“A”或“B”)为的读数,其读数为 ,若不计电压表内阻的影响,则此数值等于该电源的电动势。
(2)逐步闭合开关,小明将看到的示数 (填“增大”“减小”或“不变”),的示数 ____ (填“增大”“减小”或“不变”),同时会发现两电压表的示数还会满足 的关系。若读得的示数为,的示数为,的示数为,则此时电池的内阻 (用所给物理量符号表示)。
(3)保持闭合,用打气筒向电池内打气,同时记录的示数和的示数,利用多组数据画出图象,若灯泡电阻恒定,则下列图象正确的是 。
A. B. C. D.
四、计算题(本大题共4小题,共44分,解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程,只写出最终结果的不得分)
15.(8分)如图,左边是某款气压式升降椅,通过活塞上下运动来改变椅子的上下位置,右边为气缸柱放大结构图,气缸里充入一定量的密闭气体,圆柱形气缸内部横截面积为,和底座一起固定,室内温度为,活塞上端被气缸上端卡环卡住,此刻气缸内部气体柱长,外部大气压为,气缸内部气体压强,活塞、连接杆、椅子面总质量为,不计任何摩擦,气体视为理想气体。
(1)若椅子上放了一个快递,活塞对气体做功20J,一段时间后气缸内气体温度不变,判断缸内气体是吸热还是放热,求出该热量的大小。
(2)若椅子上不放任何东西,求活塞对卡环的作用力
(3)某同学刚坐在椅子上不久,椅子高度下降,平衡后某时刻缸内气体温度为312K,求该同学质量。
16.(11分)北京成为世界上第一个既举办过夏季奥运会,又举办冬季奥运会的城市。如图(a)为某滑雪跳台的一种场地简化模型,右侧是一固定的四分之一光滑圆弧轨道,半径为,左侧是一固定的光滑曲面轨道,两轨道末端与等高,两轨道间有质量的薄木板静止在光滑水平地面上,右端紧靠圆弧轨道的端。薄木板上表面与圆弧面相切于点。一质量的小滑块(视为质点)从圆弧轨道最高点由静止滑下,经点后滑上薄木板,重力加速度大小为,滑块与薄木板之间的动摩擦因数为。
(1)求小滑块滑到点时对轨道的压力大小;
(2)若木板只与端发生1次碰撞,薄木板与轨道碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短,运动过程滑块所受摩擦力不变,滑块未与木板分离,求薄木板的运动时间和滑块发生的位移?
(3)如图(b)撤去木板,将两轨道C端和B端平滑对接后固定。忽略轨道上、距地的高度,点与地面高度差,小滑块仍从圆弧轨道最高点由静止滑下,滑块从点飞出时速率为多少?从点飞出时速度与水平方向夹角可调,要使得滑块从点飞出后落到地面水平射程最大,求最大水平射程及对应的夹角。
17.(12分)[新情境]某科技小组设计了一种新型的海浪发电装置,其原理图如图甲所示。匝数为、质量为、半径为、总电阻为的圆形线圈通过固定绝缘细杆与漂浮平台连接,发电装置工作时,漂浮平台与线圈始终保持水平,且随着海浪做竖直方向的运动。条形磁铁固定在水底,N极在上,条形磁铁粗细可忽略不计。以条形磁铁底端所在位置为坐标原点,竖直向上为轴正方向建立坐标轴,在条形磁铁上方,沿轴方向的磁场可视为磁感应强度为的恒定匀强磁场,磁场的水平分量可视为沿磁铁中心轴辐向分布且不随发生变化。某次发电时,如图乙所示,漂浮平台速度与时间满足关系,经检测可知,当线圈向上加速或向下减速运动时,穿过线圈的磁通量随坐标的变化满足(为常量),线圈向下加速或向上减速运动时,穿过线圈的磁通量随轴坐标的变化满足,规定竖直向上为正方向,线圈产生的电能通过传输装置供给总阻值为的负载。已知正弦式交流电的感应电动势大小的平均值为最大值的,不计海水对线圈的作用力,求:
(1)时,线圈中电流的方向(俯视观察);
(2)一个周期内,该装置输出的电能;
(3)在时间内,绝缘细杆对线圈的冲量大小。
18.(13分)[新情境]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。
试题 第11页(共14页) 试题 第12页(共14页)
试题 第13页(共14页) 试题 第14页(共14页)
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