精品解析:2025年湖南省普通高中学业水平选择性考试物理冲刺卷(二)
2025-07-03
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内容正文:
湖南省2025年普通高中学业水平选择性考试
物理冲刺卷(二)
本试卷共100分 考试时间75分钟
注意事项∶
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法正确的是( )
A. 氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级时会放出一定频率的光子
B. 放射性同位素的半衰期不会因环境温度和气压的改变而改变
C. 核电站中U发生核裂变的常见核反应方程为UBaKr+n
D. 是α衰变
【答案】B
【解析】
【详解】A.氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级是从低能级向高能级跃迁,要吸收光子,故A错误;
B.放射性同位素的半衰期由原子核性质决定,与物理环境无关,故B正确;
C.发生核裂变方程是UnBaKr+n,故C错误;
D.是核聚变反应,故D错误。
故选B。
2. 利用两板之间形成的楔形空气膜检查工件是否平整的原理图如图。用绿光从上向下照射,如果被检查的平面是平整光滑的,我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹。如果想要观察到的条纹间距变大,可以采取的措施是( )
A. 只把原来的绿光改为紫光
B. 只增加薄片的厚度,位置不变
C. 只把薄片向右平移
D. 只增加被检查平面垂直纸面方向的长度
【答案】C
【解析】
【详解】A.设标准样板下表面和被检查平面的夹角为,从空气膜的上、下表面分别反射的两列光是相干光,其光程差为空气层厚度的2倍,当光程差
时出现亮条纹,故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为,相邻亮条纹之间的距离
紫光的波长比绿光的波长短,将绿光改为紫光会使条纹间距变小,故A项错误;
B.增加薄片厚度,变大,由
可知条纹间距变小,故B项错误;
C.把薄片向右平移,变小,由
条纹间距变大,故C项正确;
D.增加被检查平面垂直纸面方向的长度,对条纹间距无影响,故D项错误。
故选C。
3. 如图所示,一根轻质弹性绳(遵循胡克定律)的一端固定于天花板的O点,另一端挂上质量为m的物块B,静止时绳竖直且物块B恰好与光滑水平面接触没有挤压,OB间距为l;在O点正下方处绳的右侧安置一光滑的定滑轮(大小不计),把物块B换成大小、形状相同而质量为原来2倍的物块C,然后施加一个水平力F,当物块C缓慢沿光滑水平面向右移动x=时,物块C对水平面的压力恰好为零。已知重力加速度大小为g,则该弹性绳的劲度系数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设弹性绳原长为l0,劲度系数为k。弹性绳挂物块B时,B对水平面无压力,则有
换成物块C并沿水平面移动x后物块C对水平面压力为零,此时物块C受力如图所示
设弹性绳与水平方向的夹角为α,由几何知识得
则有
绳的拉力
又
联立解得
故选D。
4. 在轨运行的空间站绕地球做匀速圆周运动,它与地心的连线在单位时间内扫过的面积为S。若地球半径为R,地球表面的重力加速度大小为g,则空间站的运行速率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设空间站的轨道半径为r,质量为m,地球质量为M。由题意得,空间站与地心连线在单位时间内扫过的面积为S,则
由万有引力提供做圆周运动的向心力,得
在地球表面有
联立解得
故选A。
5. 一含有理想变压器的电路如图所示,原线圈与的电阻串联后接在电源电压有效值U不变的正弦交流电源上,副线圈接有三个电阻、、,其中所在支路上有一开关K。当开关K断开时,电阻的功率为P,当开关K闭合时,电阻的功率为9P。不计通电过程中各电阻阻值的变化,则理想变压器的原、副线圈匝数之比为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】开关K断开时,设原线圈中电流为,则有
因为理想变压器,所以电流关系有
又有
K闭合后,设原线圈中电流为,则
电流关系有
又有
闭合开关K后,、并联后的电阻
闭合开关K后,电阻的功率变为原来的9倍,由公式
可知电流
联立解得
故选D。
6. 如图所示,在空间直角坐标系里,在水平面内的等边三角形BCD的边长为L,B、D两点在y轴上,C点在x轴上,A点在z轴上,A点到B、D两点的距离均为L。在B、D两点固定两个等量异种点电荷,下列说法正确的是( )
A. 沿z轴从O点到A点,电场强度一直增大
B. 沿x轴从O点到C点,电势一直增大
C. A、C两点的电场强度相同
D. 带负电的试探电荷沿AC连线从A运动到C,其电势能先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意知,沿z轴从O点到A点,电场强度一直减小,故A错误;
BD.等量异种点电荷连线的中垂面是等势面,故沿x轴从O点到C点,电势不变,带负电的试探电荷沿AC连线从A运动到C,其电势能不变,故BD错误;
C.设点电荷的电荷量为Q,A、C两点在等量异种点电荷连线的中垂面上,由几何知识得,合电场强度
方向都沿y轴负方向,故C正确。
故选C。
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. 一列简谐波沿x轴正方向传播,图甲是开始计时后时的波形,A、B、C是介质中的质点,图乙是质点A、B、C其中一点的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 图乙是质点C的振动图像
B. 从图甲时刻开始,质点A比质点C先到达波谷
C. 从图甲时刻开始,再经过0.35s,质点B、C相对平衡位置的位移相同
D. 质点C在0.1s时间内沿波的传播方向运动的位移大小为5m
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由题图乙可知,质点的周期为0.08s,而,是经历了一个周期后又经历了四分之一个周期。结合题图甲可知,其所表示为质点C,故A项正确;
B.由题意可知,波向x轴正方向转播,则此时刻质点A向上振动,质点C在波峰处,要向下振动,所以质点C比质点A先到达波谷,故B项错误;
C.结合之前分析角频率为
解得
从图甲时刻开始,质点B的振动方程为
再经过0.35s时,质点B的位移为
从图甲时刻开始,质点C的振动方程是
再经过0.35s时,质点C的位移为
故C项正确;
D.质点C只在其平衡位置附近做往复运动,并不随波的传播而迁移,故D项错误。
故选AC。
8. 一定质量的理想气体从状态a开始变化,变化过程如图所示,经、、、过程,最后回到状态a,其中bc、da都是双曲线的一部分,bd连线与横轴垂直。若状态a的温度是27℃,过程气体吸收热量1000J,内能增加400J,下列说法正确的是( )
A. 状态c时气体的温度是400℃
B. 状态c时气体的体积
C. 过程气体放出的热量大于过程气体吸收的热量
D. 过程外界对气体做的功与过程气体对外界做的功数值相等
【答案】BD
【解析】
【详解】A.bd连线与横轴垂直,则b、d两点气体体积相等,故对b、d两状态,有
由题意知
代入图中数据解得
故
过程是等温变化,故
A错误;
B.过程气体吸收的热量
内能增加
由热力学第一定律
解得
即气体对外界做功。是等压变化
过程气体对外界做的功大小为
解得
对状态a和c,由
代入数据得
B正确;
C.过程为等温膨胀过程,气体内能不变,吸收热量,对外界做功,过程为等温压缩过程气体内能不变,外界对气体做功,气体放出热量,C错误;
D.过程有
过程有
故过程外界对气体做功
即过程外界对气体做的功与过程气体对外界做的功数值相等,D正确。
故选BD。
9. 如图甲所示,一质量为1.0kg、可视为质点的小铁块在平行于固定斜面的力F作用下由静止开始从斜面底端向上滑动,力F由一个初始值开始逐渐减小到0后就不再作用。以出发点为零势能点和原点,铁块的机械能E与其滑行位移x的关系如图乙中OABC所示,其中OAB段是曲线,BC段是直线,曲线OAB段的最高点A的横坐标是xA,B点和C点的坐标已在图乙中标出;铁块的重力势能Ep与其滑行位移x的关系如图乙中直线OC所示,取重力加速度g=10m/s2,斜面粗糙程度均匀,则下列说法正确的是( )
A. 外力F做的功为11.3J
B. 铁块与斜面间的动摩擦因数是0.45
C. 铁块上滑xA时,其加速度大小为11m/s2
D. 铁块滑回出发点时的动能为4.7J
【答案】AD
【解析】
【详解】A.设斜面倾角为θ,铁块的重力势能与上滑位移间的关系是
由图线可知,则;铁块上滑0.5m后,其机械能均匀减小,即铁块上滑0.5m时力F减为0。图像BC段的斜率的绝对值为铁块受到的摩擦力大小,故铁块受到的摩擦力大小为
在铁块滑行1.0m时,其机械能与重力势能相等,铁块速度为0,由动能定理得
其中,解得,故A正确;
B.根据
解得,故B错误;
C.铁块上滑xA时,F与f相等,设此时铁块的加速度为a,则有
解得,故C错误;
D.铁块下滑过程,由动能定理得
解得,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,和为在同一水平面内足够长的光滑金属导轨,左侧处于磁感应强度方向竖直向下的匀强磁场中,右侧处于磁感应强度方向竖直向上的匀强磁场中,且磁感应强度大小。导轨的段与段相互平行,两导轨间的距离;段与段也平行,两导轨间的距离为,金属杆a、b分别放置在的左侧和右侧,两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持良好接触。金属杆a的电阻,质量,金属杆b的电阻,质量。现给金属杆a平行于导轨方向向左的初速度,同时由静止释放金属杆b,两金属杆始终在各自磁场中运动,导轨电阻均不计。则( )
A. 金属杆b向右做加速运动的最大加速度大小为
B. 金属杆b匀速运动时的速度大小为4m/s
C. 金属杆b从开始运动到匀速运动的过程中,通过b的电荷量为0.8C
D. 金属杆b从开始运动到匀速运动的过程中,产生的热量为1.6J
【答案】BC
【解析】
【详解】A.经分析知,在开始时金属杆的加速度最大,回路中的感应电动势
由闭合电路欧姆定律知
金属杆所受安培力
由牛顿第二定律有
解得
故A错误;
B.设最后金属杆、匀速运动的速度大小分别是、,此时金属杆、产生的电动势大小相等,由法拉第电磁感应定律得
所以
对金属杆由动量定理得
对金属杆由动量定理得
又因为
以上方程联立解得
故B正确;
C.对金属杆有
则
通过金属杆的电荷量
代入得
解得
故C正确;
D.由能量守恒定律得,金属杆、产生的总热量
解得
又、两金属杆的电阻之比为,两金属杆串联,因此产生的热量之比是,故
故D错误。
故选BC。
三、非选择题∶本题共5小题,共56分。
11. 图甲为某同学做“探究加速度与物体受力的关系”实验的实验装置。
(1)实验的五个步骤如下:
A.将纸带穿过打点计时器并将纸带的一端固定在小车上;
B.把细线的一端固定在小车上,另一端绕过定滑轮与砂桶相连;
C.垫高长木板的一端,调节斜面倾角大小,使小车前端不挂砂桶且没有拉力作用时,小车匀速下滑;
D.接通电源后释放小车,小车在细线拉动下运动,测出砂桶(包括砂)的重力,以此重力的大小作为细线对小车的拉力F的大小,利用纸带测量出小车的加速度a;
E.更换纸带,改变砂桶内砂的质量,重复步骤D的操作。
按照实验原理,这五个步骤的先后顺序应该为:______。(将序号排序)
(2)为使砂和砂桶的总重力约等于小车所受的合力,应该满足的条件是______。
(3)利用测得的数据,可得到小车质量M一定时,运动的加速度a和所受拉力F(,m为砂和砂桶的总质量,g为重力加速度)的关系图像,如图丙所示。拉力F较大时,图线明显弯曲,产生误差。若不断增加砂桶中砂的质量,图像中各点连成的曲线将不断延伸,那么加速度a的趋向值为______(用题中出现的物理量表示)。实验的同学为避免上述误差采取了以下措施,其中最有效的措施是______。
A.每次增加桶内砂子的质量时,增幅小一点
B.测小车的加速度时,利用速度传感器代替纸带和打点计时器
C.将力传感器固定在小车上,再将细线连在力传感器上,用力传感器示数代替砂和砂桶的总重力
D.在增加桶内砂子质量的同时,在小车上增加砝码,确保砂和砂桶的总质量始终远小于小车和砝码的总质量
【答案】(1)ACBDE
(2)砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
(3) ①. g ②. C
【解析】
【小问1详解】
按照实验原理,应先安装器材,平衡摩擦力后再进行实验,最后重复实验。则这五个步骤的先后顺序应该为ACBDE。
【小问2详解】
以小车(质量为M)、砂和砂桶(总质量为m)整体为研究对象,根据牛顿第二定律有
以小车为研究对象可得
求得
可以看出,当时
故应使砂和砂桶的总质量远小于小车的质量,这样就可以用砂和砂桶的重力近似表示细线的拉力,即近似表示小车所受的合力。
【小问3详解】
[1]因为砂和砂桶的重力在这个实验中充当小车所受到的合力,当砂和砂桶的重力非常大时,小车带来的阻力可以被忽略,它们将带动小车做加速度近似为g的匀加速运动。
[2]砂的质量增大到一定程度时,图线明显偏离原直线,造成此误差的主要原因是所挂砂桶和砂的总质量太大,而我们把砂桶和砂的总重力作为小车所受的拉力,所以消除此误差可采取的简便且有效的措施是测量出小车所受的拉力,即在砂桶和砂与细线之间放置一力传感器,得到力F的数值,再作出小车运动的加速度a和力传感器示数F的关系图像。
故选C。
12. 电流传感器可以像电流表一样测量电流,能显示出电流随时间变化的图像。按照图甲连接电路,先使开关闭合,电源向电容器充电,这个过程可在较短时间内完成。然后断开开关,再把开关闭合,电容器通过电阻放电,传感器将电流信息传入计算机,可在屏幕上显示出电流随时间变化的图像。下面是关于该实验过程中的操作和数据处理。
(1)实验用的电容器的额定电压是2.5V。完成电路连接,只闭合开关时,开始调节滑动变阻器的滑片,调整过程中,电压表示数如图乙所示,则此时电容器两端的电压是_________V,若要电容器两端电压达到额定电压,则滑动变阻器的滑片应缓慢向_________(选填“a”或“b”)端滑动。
(2)调节滑动变阻器,电容器两端电压达到额定电压后,断开开关,则再闭合开关后,通过电流传感器的电流方向是从_________(选填“c端流向d”或“d端流向c”)端。
(3)某次实验中实验者先给电容器充电并使电容器两端电压达到额定电压,得到的图像如图丙中实线所示。可估算出该电容器开始放电前所带的电荷量Q约为_________C(保留两位有效数字),由此计算出电容器的电容为_________F(保留两位有效数字);若图中虚线表示断开开关、闭合开关后通过电流传感器的电流随时间变化的过程,虚线与纵轴交点的数值大约是3.8mA,则两个电阻和的大小关系是_________(选填“<”“=”或“>”);虚线图像与纵轴、横轴所围成的面积和实线图像与纵轴、横轴所围成的面积的关系是_________(选填“<”“=”或“>”)。
【答案】(1) ①. 1.50 ②. a
(2)d端流向c (3) ①. ②. ③. < ④. =
【解析】
【小问1详解】
[1]由电压表量程以及电压表的读数规则可知示数为1.50V。
[2]额定电压是,要使电容器两端达到额定电压,滑动变阻器的滑片应向a端滑动,使分压电路获得的电压变大。
【小问2详解】
断开开关,再闭合开关后电容器放电,上极板带正电荷,故通过电流传感器的电流方向是从d端流向c端。
【小问3详解】
[1]由
知所求电荷量为曲线与坐标轴所围的图形的面积,则利用数格子方法估算出电容器放电前所带的电荷量
[2]电容器的额定电压为2.5V,由
代入数据得
[3]电容器放电的最大电流小于充电时的最大电流,则放电时回路中电阻较大,即
[4]由于充电和放电的电荷量相同,则图像的“面积”不变,故
13. 一水平放置的玻璃砖如图所示,纵切面ABCD是一个直角梯形,AB边与AD边的夹角为30°,横截面CDGH是边长为L的正方形。一束单色光宽度为L,厚度为,平行于玻璃砖的棱BC向右传播,光束最外面下边缘光线从AB边中点进入玻璃砖后折射到AD边上的点E恰好是B点在AD边的投影,若BC边长,求:
(1)玻璃砖对该单色光的折射率n。
(2)光束进入玻璃砖后在CDGH面上有光射出的区域的面积(有折射光线时则不考虑反射光线)。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)最下边缘光线的传播光路如图甲所示,由几何知识得光线的入射角,折射角
由折射定律得
解得
(2)光线折射进入玻璃砖后,在上、下表面发生全反射的临界角为,则
由几何知识得光线在上、下表面的入射角均为,故光线在上、下表面均发生全反射,光线最终在横截面CDGH出射,光路如图乙所示,最终有光射出的区域为CQ间的部分,设其长度为x
由几何知识得
有光射出的区域的面积
14. 如图所示,在空间直角坐标系中,在x轴负半轴区域内有沿z轴负方向的匀强电场;在x轴正半轴范围内,以x轴为中心轴、半径为d的圆柱区域内有沿x轴正方向、磁感应强度大小的匀强磁场I,区域内有沿z轴负方向、磁感应强度大小的匀强磁场II。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,从点以速度沿x轴正方向开始运动,恰好从O点进入圆柱区域,不计粒子的重力,求:
(1)匀强电场的电场强度大小E。
(2)粒子在圆柱区域内的运动时间t。
(3)粒子离开圆柱区域右侧磁场II时的位置坐标。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)粒子从A点到O点,在电场中做类平抛运动,设运动时间为,沿x轴方向有
沿z轴方向有
由牛顿第二定律得
解得
(2)粒子进入圆柱区域后在垂直于磁场I方向的分速度
由牛顿第二定律,得
解得
又粒子沿x轴方向以速度做匀速直线运动,故粒子在圆柱区域内螺旋前进,则有
解得
(3)粒子在圆柱区域内做匀速圆周运动的周期
所以,有
故粒子在离开圆柱区域时,到平面的距离为,到平面的距离为,到平面的距离为3.5d,即粒子离开圆柱区域时的坐标为
粒子离开圆柱区域后,沿z轴负方向看,其轨迹如图所示
设粒子在磁场II中的运动半径为,则粒子进入磁场II时速度大小为
方向与x轴正方向成45°角,由牛顿第二定律,得
解得
故粒子离开磁场区域II时的坐标是。
15. 如图所示,倾斜放置的传送带与水平面间的夹角,传送带上、下两端间的距离,以的速率沿顺时针方向匀速转动,传送带下端与水平地面平滑相接。一滑块A从传送带顶端由静止释放,物块B放在紧靠传送带底端的水平地面上,不计物块B与传送带底端之间的距离,滑块A的质量,与传送带之间的动摩擦因数,A、B与传送带右侧的地面间的动摩擦因数均为。一段时间以后,滑块A离开传送带并与静止的物块B发生弹性正碰,已知物块B的质量,A、B均可视为质点,取重力加速度,,。
(1)求滑块A第一次到达传送带底端时速度的大小v。
(2)求滑块A与物块B都停止运动后,二者之间的距离d。
(3)若物块B与地面间的动摩擦因数,但滑块A与地面间的动摩擦因数为一可变常数,则当滑块A与地面间的动摩擦因数满足什么条件时,A、B才能发生第二次碰撞?请求出第二次碰撞时B的速度。
【答案】(1);(2);(3),
【解析】
【详解】(1)滑块A沿传送带向下运动的速度小于传送带转动的速度时,滑块A受到沿传送带斜向下的摩擦力,设此时滑块A的加速度大小为,有
解得
滑块A的速度从零开始增大至与传送带的速度大小相等时所用的时间
A达到与传送带共速所经过的位移
由
可知滑块A与传送带共速后,滑块A将沿传送带继续加速运动
设A继续加速的加速度大小为,有
解得
根据匀变速直线运动的规律,有
解得
(2)对A与B碰撞的过程,根据动量守恒定律及机械能守恒定律,有
解得
(“-”说明滑块A被弹回,滑回传送带)
滑块A与物块B碰撞后以的速度反向滑回传送带,再次滑回水平地面时的速度仍为。
设A、B在粗糙水平地面上滑行的距离分别为和,则有
滑块A与物块B都停止运动后,二者之间的距离
联立各式,解得
(3)物块B与地面间的动摩擦因数,则物块B在水平面上的加速度
若无滑块A对物块B的第二次碰撞,物块B在地面上滑行的距离
物块B在水平地面上滑行的时间
滑块A与地面间的动摩擦因数为时,滑块A滑上传送带再返回的时间是
若A在地面上做匀速运动,则在时间内
故如果发生第二次相撞,一定是在B停止运动后,碰撞时B的速度为。
对滑块A由动能定理,得
整理得
若A、B能第二次相撞,则
代入数据解得
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湖南省2025年普通高中学业水平选择性考试
物理冲刺卷(二)
本试卷共100分 考试时间75分钟
注意事项∶
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法正确的是( )
A. 氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级时会放出一定频率的光子
B. 放射性同位素的半衰期不会因环境温度和气压的改变而改变
C. 核电站中U发生核裂变的常见核反应方程为UBaKr+n
D. 是α衰变
2. 利用两板之间形成的楔形空气膜检查工件是否平整的原理图如图。用绿光从上向下照射,如果被检查的平面是平整光滑的,我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹。如果想要观察到的条纹间距变大,可以采取的措施是( )
A. 只把原来的绿光改为紫光
B. 只增加薄片的厚度,位置不变
C. 只把薄片向右平移
D. 只增加被检查平面垂直纸面方向的长度
3. 如图所示,一根轻质弹性绳(遵循胡克定律)的一端固定于天花板的O点,另一端挂上质量为m的物块B,静止时绳竖直且物块B恰好与光滑水平面接触没有挤压,OB间距为l;在O点正下方处绳的右侧安置一光滑的定滑轮(大小不计),把物块B换成大小、形状相同而质量为原来2倍的物块C,然后施加一个水平力F,当物块C缓慢沿光滑水平面向右移动x=时,物块C对水平面的压力恰好为零。已知重力加速度大小为g,则该弹性绳的劲度系数为( )
A. B. C. D.
4. 在轨运行的空间站绕地球做匀速圆周运动,它与地心的连线在单位时间内扫过的面积为S。若地球半径为R,地球表面的重力加速度大小为g,则空间站的运行速率为( )
A. B. C. D.
5. 一含有理想变压器的电路如图所示,原线圈与的电阻串联后接在电源电压有效值U不变的正弦交流电源上,副线圈接有三个电阻、、,其中所在支路上有一开关K。当开关K断开时,电阻的功率为P,当开关K闭合时,电阻的功率为9P。不计通电过程中各电阻阻值的变化,则理想变压器的原、副线圈匝数之比为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,在空间直角坐标系里,在水平面内的等边三角形BCD的边长为L,B、D两点在y轴上,C点在x轴上,A点在z轴上,A点到B、D两点的距离均为L。在B、D两点固定两个等量异种点电荷,下列说法正确的是( )
A. 沿z轴从O点到A点,电场强度一直增大
B. 沿x轴从O点到C点,电势一直增大
C. A、C两点的电场强度相同
D. 带负电的试探电荷沿AC连线从A运动到C,其电势能先增大后减小
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. 一列简谐波沿x轴正方向传播,图甲是开始计时后时的波形,A、B、C是介质中的质点,图乙是质点A、B、C其中一点的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 图乙是质点C的振动图像
B. 从图甲时刻开始,质点A比质点C先到达波谷
C. 从图甲时刻开始,再经过0.35s,质点B、C相对平衡位置的位移相同
D. 质点C在0.1s时间内沿波的传播方向运动的位移大小为5m
8. 一定质量的理想气体从状态a开始变化,变化过程如图所示,经、、、过程,最后回到状态a,其中bc、da都是双曲线的一部分,bd连线与横轴垂直。若状态a的温度是27℃,过程气体吸收热量1000J,内能增加400J,下列说法正确的是( )
A. 状态c时气体的温度是400℃
B. 状态c时气体的体积
C. 过程气体放出的热量大于过程气体吸收的热量
D. 过程外界对气体做的功与过程气体对外界做的功数值相等
9. 如图甲所示,一质量为1.0kg、可视为质点的小铁块在平行于固定斜面的力F作用下由静止开始从斜面底端向上滑动,力F由一个初始值开始逐渐减小到0后就不再作用。以出发点为零势能点和原点,铁块的机械能E与其滑行位移x的关系如图乙中OABC所示,其中OAB段是曲线,BC段是直线,曲线OAB段的最高点A的横坐标是xA,B点和C点的坐标已在图乙中标出;铁块的重力势能Ep与其滑行位移x的关系如图乙中直线OC所示,取重力加速度g=10m/s2,斜面粗糙程度均匀,则下列说法正确的是( )
A. 外力F做的功为11.3J
B. 铁块与斜面间的动摩擦因数是0.45
C. 铁块上滑xA时,其加速度大小为11m/s2
D. 铁块滑回出发点时的动能为4.7J
10. 如图所示,和为在同一水平面内足够长的光滑金属导轨,左侧处于磁感应强度方向竖直向下的匀强磁场中,右侧处于磁感应强度方向竖直向上的匀强磁场中,且磁感应强度大小。导轨的段与段相互平行,两导轨间的距离;段与段也平行,两导轨间的距离为,金属杆a、b分别放置在的左侧和右侧,两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持良好接触。金属杆a的电阻,质量,金属杆b的电阻,质量。现给金属杆a平行于导轨方向向左的初速度,同时由静止释放金属杆b,两金属杆始终在各自磁场中运动,导轨电阻均不计。则( )
A. 金属杆b向右做加速运动的最大加速度大小为
B. 金属杆b匀速运动时的速度大小为4m/s
C. 金属杆b从开始运动到匀速运动的过程中,通过b的电荷量为0.8C
D. 金属杆b从开始运动到匀速运动的过程中,产生的热量为1.6J
三、非选择题∶本题共5小题,共56分。
11. 图甲为某同学做“探究加速度与物体受力的关系”实验的实验装置。
(1)实验的五个步骤如下:
A.将纸带穿过打点计时器并将纸带的一端固定在小车上;
B.把细线的一端固定在小车上,另一端绕过定滑轮与砂桶相连;
C.垫高长木板的一端,调节斜面倾角大小,使小车前端不挂砂桶且没有拉力作用时,小车匀速下滑;
D.接通电源后释放小车,小车在细线拉动下运动,测出砂桶(包括砂)的重力,以此重力的大小作为细线对小车的拉力F的大小,利用纸带测量出小车的加速度a;
E.更换纸带,改变砂桶内砂的质量,重复步骤D的操作。
按照实验原理,这五个步骤的先后顺序应该为:______。(将序号排序)
(2)为使砂和砂桶的总重力约等于小车所受的合力,应该满足的条件是______。
(3)利用测得的数据,可得到小车质量M一定时,运动的加速度a和所受拉力F(,m为砂和砂桶的总质量,g为重力加速度)的关系图像,如图丙所示。拉力F较大时,图线明显弯曲,产生误差。若不断增加砂桶中砂的质量,图像中各点连成的曲线将不断延伸,那么加速度a的趋向值为______(用题中出现的物理量表示)。实验的同学为避免上述误差采取了以下措施,其中最有效的措施是______。
A.每次增加桶内砂子的质量时,增幅小一点
B.测小车的加速度时,利用速度传感器代替纸带和打点计时器
C.将力传感器固定在小车上,再将细线连在力传感器上,用力传感器示数代替砂和砂桶的总重力
D.在增加桶内砂子质量的同时,在小车上增加砝码,确保砂和砂桶的总质量始终远小于小车和砝码的总质量
12. 电流传感器可以像电流表一样测量电流,能显示出电流随时间变化的图像。按照图甲连接电路,先使开关闭合,电源向电容器充电,这个过程可在较短时间内完成。然后断开开关,再把开关闭合,电容器通过电阻放电,传感器将电流信息传入计算机,可在屏幕上显示出电流随时间变化的图像。下面是关于该实验过程中的操作和数据处理。
(1)实验用的电容器的额定电压是2.5V。完成电路连接,只闭合开关时,开始调节滑动变阻器的滑片,调整过程中,电压表示数如图乙所示,则此时电容器两端的电压是_________V,若要电容器两端电压达到额定电压,则滑动变阻器的滑片应缓慢向_________(选填“a”或“b”)端滑动。
(2)调节滑动变阻器,电容器两端电压达到额定电压后,断开开关,则再闭合开关后,通过电流传感器的电流方向是从_________(选填“c端流向d”或“d端流向c”)端。
(3)某次实验中实验者先给电容器充电并使电容器两端电压达到额定电压,得到的图像如图丙中实线所示。可估算出该电容器开始放电前所带的电荷量Q约为_________C(保留两位有效数字),由此计算出电容器的电容为_________F(保留两位有效数字);若图中虚线表示断开开关、闭合开关后通过电流传感器的电流随时间变化的过程,虚线与纵轴交点的数值大约是3.8mA,则两个电阻和的大小关系是_________(选填“<”“=”或“>”);虚线图像与纵轴、横轴所围成的面积和实线图像与纵轴、横轴所围成的面积的关系是_________(选填“<”“=”或“>”)。
13. 一水平放置的玻璃砖如图所示,纵切面ABCD是一个直角梯形,AB边与AD边的夹角为30°,横截面CDGH是边长为L的正方形。一束单色光宽度为L,厚度为,平行于玻璃砖的棱BC向右传播,光束最外面下边缘光线从AB边中点进入玻璃砖后折射到AD边上的点E恰好是B点在AD边的投影,若BC边长,求:
(1)玻璃砖对该单色光的折射率n。
(2)光束进入玻璃砖后在CDGH面上有光射出的区域的面积(有折射光线时则不考虑反射光线)。
14. 如图所示,在空间直角坐标系中,在x轴负半轴区域内有沿z轴负方向的匀强电场;在x轴正半轴范围内,以x轴为中心轴、半径为d的圆柱区域内有沿x轴正方向、磁感应强度大小的匀强磁场I,区域内有沿z轴负方向、磁感应强度大小的匀强磁场II。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,从点以速度沿x轴正方向开始运动,恰好从O点进入圆柱区域,不计粒子的重力,求:
(1)匀强电场的电场强度大小E。
(2)粒子在圆柱区域内的运动时间t。
(3)粒子离开圆柱区域右侧磁场II时的位置坐标。
15. 如图所示,倾斜放置的传送带与水平面间的夹角,传送带上、下两端间的距离,以的速率沿顺时针方向匀速转动,传送带下端与水平地面平滑相接。一滑块A从传送带顶端由静止释放,物块B放在紧靠传送带底端的水平地面上,不计物块B与传送带底端之间的距离,滑块A的质量,与传送带之间的动摩擦因数,A、B与传送带右侧的地面间的动摩擦因数均为。一段时间以后,滑块A离开传送带并与静止的物块B发生弹性正碰,已知物块B的质量,A、B均可视为质点,取重力加速度,,。
(1)求滑块A第一次到达传送带底端时速度的大小v。
(2)求滑块A与物块B都停止运动后,二者之间的距离d。
(3)若物块B与地面间的动摩擦因数,但滑块A与地面间的动摩擦因数为一可变常数,则当滑块A与地面间的动摩擦因数满足什么条件时,A、B才能发生第二次碰撞?请求出第二次碰撞时B的速度。
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