精品解析:2025届安徽省六安市第一中学高三下学期学业水平考试物理试题
2025-08-27
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内容正文:
六安一中2025届高三年级第二学期周末检测
物理试卷(八)
时间:75分钟 满分:100分
一、单项选择题(本题共8个小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求选对得4分,选错得0分。)
1. 在“金星凌日”的精彩天象中,观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过,持续时间达六个半小时,那便是金星,如图所示。下面说法正确的是( )
A. 观测“金星凌日”时可将太阳看成质点
B. 地球在金星与太阳之间
C. 金星绕太阳公转一周时间小于365天
D. 相同时间内,金星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.观测“金星凌日”时,如果将太阳看成质点,无法看到“金星凌日”现象,A错误;
B.“金星凌日”现象的成因是光的直线传播,当金星转到太阳与地球中间且三者在一条直线上时,金星挡住了沿直线传播的太阳光,人们看到太阳上的黑点实际上是金星,由此可知发生金星凌日现象时,金星位于地球和太阳之间,B错误;
C.根据开普勒第三定律
金星绕太阳的轨道半径小于地球绕太阳的轨道半径,所以金星绕太阳公转一周时间小于365天,C正确;
D.相同时间内,金星与太阳连线扫过的面积不等于地球与太阳连线扫过的面积,因为是不同的天体在围绕太阳运动,D错误。
故选C。
2. 某房子屋顶造形如图所示,P为顶点,底面四个点a、b、c、d构成正方形,O为正方形中点,一金属球固定于顶点P,由于风的摩擦而成为正场源点电荷,下列说法正确的是( )
A. 四个点a、b、c、d的场强相同
B. 试探电荷在O处受到电场力方向竖直向下
C. 底面一定是一个等势面
D. 点电荷沿移动电势能先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.四个点a、b、c、d的场强大小相同,方向不同,A错误;
B.场源正电荷在O点的电场方向竖直向下,则试探正电荷在O处受到电场力方向竖直向下,试探负电荷在O处受到电场力方向竖直向上,B错误;
C.根据,底面上各点到正场源点电荷的距离不相等,所以底面不是一个等势面,C错误;
D.根据可知,沿的电势先升高后降低,由可知,点电荷沿移动电势能先减小后增大,D正确。
故选D。
3. 氢原子部分能级示意图如题所示,不同色光的光子能量如下表所示。
色光
赤
橙
黄
绿
蓝—靛
紫
光子能量范围(eV)
1.61~2.00
2.00~2.07
2.07~2.14
2.14~2.53
2.53~2.76
2.76~3.10
处于某激发态的氢原子,发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条,其颜色分别为( )
A. 红、蓝靛
B. 黄、绿
C. 红、紫
D. 蓝靛、紫
【答案】A
【解析】
【详解】如果激发态的氢原子处于第二能级,能够发出10.2eV的光子,不属于可见光;如果激发态的氢原子处于第三能级,能够发出12.09eV、10.2eV、1.89eV的三种光子,只有1.89eV属于可见光;如果激发态的氢原子处于第四能级,能够发出12.75eV、12.09eV、10.2eV、2.55eV、1.89eV、0.66eV的六种光子,1.89eV和2.55eV属于可见光,1.89eV的光子为红光,2.55eV的光子为蓝-靛。
故选A。
4. 小型发电站为某村寨110户家庭供电,输电原理如图所示,图中的变压器均为理想变压器,其中降压变压器的匝数比为n3∶n4=50∶1,输电线的总电阻R=10 Ω.某时段全村平均每户用电的功率为200 W,该时段降压变压器的输出电压为220 V.则此时段( )
A. 降压变压器的输入电压为11 kV B. 发电机的输出功率为22 kW
C. 输电线的电流为1 100 A D. 输电线上损失的功率约为8.26 W
【答案】A
【解析】
【详解】A.降压变压器输出电压220 V,根据变压器原理:,代入数据解得:,A正确
BCD.降压变压器输出功率:,而,代入数据解得:输电线电流,输电线上功率损失:,根据:,所以发电机输出功率为22040W,BCD错误
5. 如图所示,质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中,盒子的边长略大于球的直径。某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动,已知重力加速度为g,空气阻力不计,要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,则( )
A. 该盒子做圆周运动的向心力一定恒定不变
B. 该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于
C. 盒子在最低点时,小球对盒子的作用力大小等于3mg
D. 盒子在与O点等高的右侧位置时,小球对盒子的作用力大小等于mg
【答案】B
【解析】
【详解】A.向心力的方向始终指向圆心,是变化的,故A错误;
B.在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,说明此时恰好只有小球的重力作为向心力,由
得周期,故B正确;
C.盒子在最低点时受重力和支持力的作用,由
可得,故C错误;
D.盒子在与O点等高的右侧位置时,小球受重力和盒子底部以及盒子外侧的支持力的作用,盒子底部的支持力等于重力mg,而盒子侧壁的支持力也等于mg,两者相互垂直,所以盒子对小球的作用力等于,根据牛顿第三定律,小球对盒子的作用力大小等于,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,竖直平面内有一个支架MON,MO水平且表面粗糙ON表面光滑。OM上套有小环P,ON套有小环Q,两环由细绳相连,处于平衡状态。现将P环向右移一小段距离,两环再次达到平衡,那么移动后的平衡状态和原来的平衡状态相比较,下列说法正确的是( )
A. MO杆对环P的支持力变大
B. NO杆对Q的支持力变大
C. 细绳的拉力变大
D. MO杆对环P的摩擦力变小
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.Q受力变化前后如图所示
当P环向右移一小段距离后,绳的长度不变,故绳与竖直方向的夹角变大,Q受到垂直NO向上的支持力,绳的拉力 以及重力mg,支持力 的方向不变,重力的大小方向也不变,故由矢量三角形可得绳的拉力变小,NO给Q的支持力 变大,因为绳的拉力 变小,夹角变大,故绳子给P向下的力变小,故MO杆对环P的支持力变小, AC错误B正确;
D.把PQ看成一个整体,如图所示
因为支持力 变大,方向不变,所以在水平方向的分力变大,故摩擦力也变大,D错误。
故选B。
7. 我国研制的爆轰驱动超高速高焓激波风洞各项性能指标领先国际。假设某风洞在竖直方向上可产生方向、大小均可调节的风。在竖直平面内建立平面直角坐标系轴沿竖直方向,从轴上点抛出一小球,小球运动轨迹如图所示。已知风只在小球经过点时改变,且、与、间高度差相等,、间水平距离大于、间水平距离,下列说法正确的是( )
A. 小球在点左右两侧所受风力方向不同
B. 小球在点左侧时所受风力小于在点右侧时所受风力
C. 小球在点左侧时的加速度大于在点右侧时的加速度
D. 小球在竖直方向上的平均速度从到的小于从到的
【答案】D
【解析】
【详解】AB.题意知风力在竖直方向,做曲线运动的物体合力在轨迹的凹侧,结合图像可知,小球在点左侧所受合力竖直向上,即风力大于重力,在点右侧所受合力竖直向下,合力方向与重力同向,因此点右侧风力的方向不能确定,方向可能向上,也可能向下,则小球在点左右两侧时所受风力大小关系无法判断,故AB错误;
C.由于小球在水平方向不受力,所以小球在水平方向上的分速度不变,由于、间的水平距离大于、间的水平距离,可知小球在段的运动时间大于在段的运动时间,小球由到竖直方向的运动过程可看成由到的竖直方向的逆过程,从到和从到,小球竖直方向的初速度大小相同,竖直方向的位移大小相同,由于时间,根据匀变速直线运动位移时间公式易判断,小球在点左侧时的加速度小于在点右侧时的加速度,故C错误;
D.平均速度公式
由于小球在段的运动时间大于在段的运动时间,且、与、间高度差相等,故小球从到在竖直方向上的平均速度小于从到的平均速度,D正确。
故选 D。
8. 如图所示,竖直轻质弹簧与竖直轻质杆相连,轻质杆可在固定的“凹”形槽内沿竖直方向向下移动。轻质杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且滑动摩擦力大小不变。将小球由距轻弹簧上端h处静止释放,弹簧压缩至最短时,弹性势能为EP1。若增大h,重复此前过程,小球再次将弹簧压缩至最短时,弹簧的弹性势能为EP2。(弹簧始终处于弹性限度内,轻质杆底部与槽不发生碰撞)则( )
A. EP2可能等于EP1
B. EP2可能小于EP1
C. EP2一定小于EP1
D. EP2一定大于EP1
【答案】A
【解析】
【详解】若弹簧压缩至最短时,弹簧对轻质杆的弹力小于轻质杆与槽间的最大静摩擦力,则轻质杆不会滑动,小球的重力势能转化为弹簧的弹性势能,则
可知h越大,弹簧的压缩量x越大,弹簧的弹性势能越大,即h增大,。
若弹簧压缩时,弹簧对轻质杆的弹力大于轻质杆与槽间的最大静摩擦力,轻质杆会向下滑动,当小球和轻质杆速度相等时,弹簧的弹性势能达到最大,此时小球的重力等于弹簧的弹力,即
不管h如何增大,当弹性势能最大时,弹簧的形变量不变,弹簧的弹性势能不变,即。
故选A。
二、多项选择题(本题共2个小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的四个选项中有多项符合要求选对得5分,选不全的得3分,选错得0分。)
9. 如图所示,竖直墙壁连有一劲度系数为k=1N/cm的轻质弹簧,弹簧右端连有一质量为m=1kg的重物,重物与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。推动重物,使弹簧压缩量达到x0=13cm后由静止释放,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力,弹簧始终处于弹性限度内,下列说法正确的是( )
A. 释放后瞬间重物的加速度大小为11m/s2
B. 重物做往复运动,第一次向右运动的最大距离为25cm
C. 重物最终停止时弹簧处于原长
D. 从静止释放到最终停下,重物运动的总路程为42cm
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据牛顿第二定律有
代入数据解得释放后瞬间重物的加速度大小为,故A正确;
B.设重物第一次向右运动时,弹簧的最大伸长量为x1,根据功能关系可得
代入数据解得
则重物第一次向右运动的最大距离为,故B错误;
CD.设重物向右运动到弹簧最大伸长量x1后,反向向左的最大压缩量为x2,根据功能关系有
解得
由于,重物第二次向右运动,设弹簧的最大伸长量为x3,根据功能关系有
解得
由于,可知此后重物处于静止状态,则重物最终停在伸长量为1cm的位置;
从静止开始释放,到最终停下,重物运动的总路程为,故C错误,D正确。
故选AD。
10. 如图甲所示,金属杆垂直导轨放置在光滑两平行水平导轨上,接入导轨间的有效长度为,磁感应强度大小为的匀强磁场方向竖直向上,整个回路的电阻恒为,现给金属杆施加水平向右的特殊拉力,让金属棒向右运动的速度-时间关系图像如图乙所示,图中的曲线是正弦曲线的形状,结合图中所给的相关已知条件,分析下列说法正确的是( )
A. 时刻,若拉力的大小为,则曲线切线的斜率小于
B. 时刻,拉力的功率为
C. 若图乙阴影的面积为,则时间内,拉力的平均值为
D. 时间内,回路中产生的热量为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.若时刻,金属棒的速度是0,电动势是0,电流是0,安培力是0,合力为F,当F的大小为,则
又因为图像的斜率表示加速度,则时刻,图像曲线切线的斜率等于,故A错误;
B.时刻,图像的斜率是0,金属棒的加速度是0,则拉力F与安培力等大反向,即
其中,,
综合可得
拉力F的功率为
故B正确;
C.时间内,由动量定理可得
其中,,
联立以上三式可得
金属杆从时间内的位移等于阴影部分的面积,则
综合可得时间内,拉力的平均值为
故C正确;
D.由图像可得,
图像中的曲线是正弦曲线的二分之一,则电动势的有效值是最大值的
则有,
在时间内,回路中产生的热量为
故D错误。
故选BC。
三、实验题(本题共2个小题,每空2分,共16分。)
11. (1)某同学利用图(甲)所示的装置研究光的干涉和衍射,将刀片在涂有墨汁的玻璃片上划过便可得到单缝、不同间距双缝的缝屏,光电传感器可用来测量光屏上光强的分布。
①某次实验时,在电脑屏幕上得到图(乙)所示的两种光a、b的光强分布,这位同学在缝屏上安装的是______(选填“单缝”或“双缝”)。由该图像两条曲线的特征可知______(填选项)。
A.以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,a光侧移量小
B.若两光均由氢原子能级跃迁产生,产生a光的能级能量差小
C.以相同的入射角从水中射入空气,在空气中只能看到一种光时,一定是a光
D.分别照射在同一金属板,若b光能引起光电效应,a光也一定能
②当做干涉现象研究时,选用间距较大的双缝相比于间距较小的双缝,在光屏上可观察到______的条纹个数(选填“更多”、“更少”或“一样多”)
【答案】 ①. 单缝 ②. D ③. 更多
【解析】
【详解】①[1]由图乙可知,条纹中间宽,两边窄,是衍射条纹,这位同学在缝屏安装的是单缝。
[2]A.由于a光衍射条纹间距较小,则a光波长较短。根据,a光频率较大。在同一介质中,频率大的光折射率大,因此a光折射率更大,偏转角度更大。因此以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,a光侧移量大,故A错误;
B.a光频率较大,由知,若两光均由氢原子能级跃迁产生,产生a光的能级能量差大,故B错误;
C.a光频率较大,折射率较大,根据知a光临界角较小,以相同的入射角从水中射入空气,光先发生全反射,在空气中只能看到一种光时,一定是b光,故C错误;
D.当入射光的频率大于金属板的极限频率时,金属板上的电子就会逸出光电子,a光频率较大,分别照射在同一金属板,若b光能引起光电效应,a光也一定能,故D正确。
②[3]根据可知选用间距较大的双缝相比于间距较小的双缝,条纹间距小,在光屏上可观察到更多条纹个数。
12. 高精度电阻测温仪的核心部件是热敏电阻,热敏电阻是一种传感器,其电阻值随着温度的变化而改变,实验小组利用下列仪器探究传感器电阻随环境温度变化的规律。
A.传感器电阻(阻值)
B.电源(电动势,内阻不计)
C.电压表(量程,内阻为)
D.电压表(量程,内阻为)
E.电流表(量程,内阻不计)
F.电流表(量程,内阻不计)
G.定值电阻
H.定值电阻
H.定值电阻
I.滑动变阻器
J.开关、导线若干
(1)为准确测量传感器电阻在不同温度下的电阻值,设计如图甲所示测量电路,将实物如乙图连线成测量电路______。
(2)电路中电压表应选______,电流表应选______,定值电阻应选______(均填写仪器前字母)。
(3)在正确连接电路后,闭合开关S,当环境温度为27℃时,电压表读数,电流表读数13.0mA,此时传感器电阻的阻值______Ω。
(4)不断改变环境温度,测出对应电阻值,作出电阻随摄氏温度的图像如图丙所示,则传感器电阻随摄氏温度关系表达式:______。
【答案】(1) (2) ①. C ②. F ③. G
(3)400 (4)
【解析】
【小问1详解】
【小问2详解】
[1][2][3]由于电动势,则电路中电压表应选量程为的,并将定值电阻与串联,改装成量程为的电压表,则电路中电压表应选C,定值电阻应选G;根据欧姆定律可得
可知电流表应选F。
【小问3详解】
当环境温度为27℃时,电压表读数,电流表读数13.0mA,则此时传感器电阻的阻值为
【小问4详解】
设传感器电阻随摄氏温度关系表达式为
图像的斜率为
根据
解得
则传感器电阻随摄氏温度关系表达式为
四、解答题(共三题,第13题12分,第14题12分,第15题18分。)
13. “拔火罐”是一种中医的传统疗法,某实验小组为了探究“火罐”的“吸力”,设计了如图所示的实验。圆柱状汽缸(横截面积为S)被固定在铁架台上,轻质活塞通过细线与置于地面上质量为m的重物相连,将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸顶的阀门K处扔到汽缸内,酒精棉球熄灭时密闭阀门K,此时活塞下的细线刚好拉直且拉力为零,而这时活塞距缸底为L。由于汽缸传热良好,随后重物会被缓慢吸起,最后重物稳定在距地面处。已知汽缸内气体内能变化量与温度变化量的关系式为,C为已知常数;环境温度为不变,,g为当地重力加速度,为大气压强,汽缸内的气体可看作理想气体。求:
(1)酒精棉球熄灭时,汽缸内气体的温度T;
(2)从酒精棉球熄灭到最终稳定的过程中,汽缸内气体放出的热量Q。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
阀门K密闭时,大气压强为,重物稳定在距地面处时,根据平衡条件有
解得气体压强
根据理想气体状态方程有
解得
【小问2详解】
气体内能的变化量
外界对气体做功
根据热力学第一定律有
解得
14. 如图所示,轻杆两端分别系着质量为mA=2kg的圆环A和质量为mB=1kg的小球B,轻杆与A的连接处有光滑铰链,轻杆可以绕铰链自由转动,A套在光滑的水平固定横杆上且能自由滑动,A、B静止不动时B球恰好与光滑地面接触,在B的左侧是半径为R=0.4m的圆弧,质量为mC=3kg的小球C以v0=3m/s的速度向左与B球发生正碰,已知碰后C小球恰好能做平抛运动,小球B在运动过程中恰好能与横杆接触。重力加速度取g=10m/s2,则:
(1)碰后C球平抛的水平位移大小:
(2)A、B间轻杆的长度。
【答案】(1)
(2)0.3m
【解析】
【小问1详解】
碰后C球恰好能做平抛运动,则C球在圆弧顶端,根据牛顿第二定律有
解得
C做平抛运动,在竖直方向上有
在水平方向上有
联立解得
【小问2详解】
碰撞过程中,B球和C球组成的系统动量守恒,则有
解得
碰后当B球恰好与横杆接触时,A、B二者具有相同的水平速度,A、B构成的系统水平方向动量守恒,则有
根据机械能守恒定律有
联立解得
15. 如图所示,在三维坐标系Oxyz中,x<0,z≤L,y≥0的空间内充满匀强磁场,方向沿y轴正方向;0≤x≤L,y≥0的所有空间内充满匀强电场,方向平行于xOy平面,与y轴正方向夹角为37°。质量为m、电荷量为+q的带电粒子,在xOz平面内从图中磁场边界的点以速度v沿与x轴负方向夹角θ=60°射入磁场,经磁场偏转后从坐标原点O沿x轴正方向射入电场,粒子在电场中运动时,恰好没有从x=L的边界射出电场,之后从y轴上的P点(图中未画)再次射入磁场,不计带电粒子的重力,取sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)匀强磁场磁感应强度的大小;
(2)P、O两点间的距离;
(3)带电粒子第n(n>2)次射出磁场时的y轴坐标。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
在xOz平面内,设粒子从A点到O点做匀速圆周运动的半径为R,匀强磁场的磁感应强度大小为B,由几何关系可得
解得
由向心力公式有
联立解得
【小问2详解】
由题意知,粒子在xOy面内的运动轨迹与直线x=L相切,切点记为C,如图所示
由运动的分解知:粒子在x轴、y轴方向上均做匀变速直线运动,设电场强度大小为E,粒子在x、y方向上的分加速度大小分别为ax、ay,则有,
联立解得
设粒子从O点运动P点的时间为t,则从O点运动到C点的时间为,x方向有
y方向有
联立解得
【小问3详解】
粒子从O点运动到C点的过程中,x轴上满足
可得
代入
解得
由(2)问分析知:粒子每次在电场中运动的时间均为t,从第1次出磁场至第n次出磁场,粒子在电、磁场中均运动(n-1)次。若仅考虑粒子在电场中轴正向的加速,由于每次加速的ay不变,相当于粒子从初速为零开始匀加速了(n-1)t的时间,粒子在这段时间内加速的总位移为
粒子在磁场中的运动为螺旋状运动,粒子每次进磁场时垂直于磁场方向的速度为v不变,由运动的分解可把粒子在磁场中的运动看成xOz面内线速度为v的匀速圆周运动(半径仍为R)和y轴正向的匀速直线运动,设每次磁场中运动过程中,粒子在y方向匀速运动的分速度大小分别为、,则有
分析易知,粒子每次在磁场中运动的时间均为其做圆周运动的半个周期时间,设此时间为t′,则有
所以粒子在磁场中运动的时间内,在y轴方向上匀速运动的总位移为
联立解得
综上所述,粒子第n次出磁场时的y轴坐标为
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六安一中2025届高三年级第二学期周末检测
物理试卷(八)
时间:75分钟 满分:100分
一、单项选择题(本题共8个小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求选对得4分,选错得0分。)
1. 在“金星凌日”的精彩天象中,观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过,持续时间达六个半小时,那便是金星,如图所示。下面说法正确的是( )
A. 观测“金星凌日”时可将太阳看成质点
B. 地球在金星与太阳之间
C. 金星绕太阳公转一周时间小于365天
D. 相同时间内,金星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积
2. 某房子屋顶造形如图所示,P为顶点,底面四个点a、b、c、d构成正方形,O为正方形中点,一金属球固定于顶点P,由于风的摩擦而成为正场源点电荷,下列说法正确的是( )
A. 四个点a、b、c、d的场强相同
B. 试探电荷在O处受到电场力方向竖直向下
C. 底面一定是一个等势面
D. 点电荷沿移动电势能先减小后增大
3. 氢原子部分能级示意图如题所示,不同色光的光子能量如下表所示。
色光
赤
橙
黄
绿
蓝—靛
紫
光子能量范围(eV)
1.61~2.00
2.00~2.07
2.07~2.14
2.14~2.53
2.53~2.76
2.76~3.10
处于某激发态的氢原子,发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条,其颜色分别为( )
A. 红、蓝靛
B. 黄、绿
C. 红、紫
D. 蓝靛、紫
4. 小型发电站为某村寨110户家庭供电,输电原理如图所示,图中的变压器均为理想变压器,其中降压变压器的匝数比为n3∶n4=50∶1,输电线的总电阻R=10 Ω.某时段全村平均每户用电的功率为200 W,该时段降压变压器的输出电压为220 V.则此时段( )
A. 降压变压器的输入电压为11 kV B. 发电机的输出功率为22 kW
C. 输电线的电流为1 100 A D. 输电线上损失的功率约为8.26 W
5. 如图所示,质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中,盒子的边长略大于球的直径。某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动,已知重力加速度为g,空气阻力不计,要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,则( )
A. 该盒子做圆周运动的向心力一定恒定不变
B. 该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于
C. 盒子在最低点时,小球对盒子的作用力大小等于3mg
D. 盒子在与O点等高的右侧位置时,小球对盒子的作用力大小等于mg
6. 如图所示,竖直平面内有一个支架MON,MO水平且表面粗糙ON表面光滑。OM上套有小环P,ON套有小环Q,两环由细绳相连,处于平衡状态。现将P环向右移一小段距离,两环再次达到平衡,那么移动后的平衡状态和原来的平衡状态相比较,下列说法正确的是( )
A. MO杆对环P的支持力变大
B. NO杆对Q的支持力变大
C. 细绳的拉力变大
D. MO杆对环P的摩擦力变小
7. 我国研制的爆轰驱动超高速高焓激波风洞各项性能指标领先国际。假设某风洞在竖直方向上可产生方向、大小均可调节的风。在竖直平面内建立平面直角坐标系轴沿竖直方向,从轴上点抛出一小球,小球运动轨迹如图所示。已知风只在小球经过点时改变,且、与、间高度差相等,、间水平距离大于、间水平距离,下列说法正确的是( )
A. 小球在点左右两侧所受风力方向不同
B. 小球在点左侧时所受风力小于在点右侧时所受风力
C. 小球在点左侧时的加速度大于在点右侧时的加速度
D. 小球在竖直方向上的平均速度从到的小于从到的
8. 如图所示,竖直轻质弹簧与竖直轻质杆相连,轻质杆可在固定的“凹”形槽内沿竖直方向向下移动。轻质杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且滑动摩擦力大小不变。将小球由距轻弹簧上端h处静止释放,弹簧压缩至最短时,弹性势能为EP1。若增大h,重复此前过程,小球再次将弹簧压缩至最短时,弹簧的弹性势能为EP2。(弹簧始终处于弹性限度内,轻质杆底部与槽不发生碰撞)则( )
A. EP2可能等于EP1
B. EP2可能小于EP1
C. EP2一定小于EP1
D. EP2一定大于EP1
二、多项选择题(本题共2个小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的四个选项中有多项符合要求选对得5分,选不全的得3分,选错得0分。)
9. 如图所示,竖直墙壁连有一劲度系数为k=1N/cm的轻质弹簧,弹簧右端连有一质量为m=1kg的重物,重物与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。推动重物,使弹簧压缩量达到x0=13cm后由静止释放,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力,弹簧始终处于弹性限度内,下列说法正确的是( )
A. 释放后瞬间重物的加速度大小为11m/s2
B. 重物做往复运动,第一次向右运动的最大距离为25cm
C. 重物最终停止时弹簧处于原长
D. 从静止释放到最终停下,重物运动的总路程为42cm
10. 如图甲所示,金属杆垂直导轨放置在光滑两平行水平导轨上,接入导轨间的有效长度为,磁感应强度大小为的匀强磁场方向竖直向上,整个回路的电阻恒为,现给金属杆施加水平向右的特殊拉力,让金属棒向右运动的速度-时间关系图像如图乙所示,图中的曲线是正弦曲线的形状,结合图中所给的相关已知条件,分析下列说法正确的是( )
A. 时刻,若拉力的大小为,则曲线切线的斜率小于
B. 时刻,拉力的功率为
C. 若图乙阴影的面积为,则时间内,拉力的平均值为
D. 时间内,回路中产生的热量为
三、实验题(本题共2个小题,每空2分,共16分。)
11. (1)某同学利用图(甲)所示的装置研究光的干涉和衍射,将刀片在涂有墨汁的玻璃片上划过便可得到单缝、不同间距双缝的缝屏,光电传感器可用来测量光屏上光强的分布。
①某次实验时,在电脑屏幕上得到图(乙)所示的两种光a、b的光强分布,这位同学在缝屏上安装的是______(选填“单缝”或“双缝”)。由该图像两条曲线的特征可知______(填选项)。
A.以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,a光侧移量小
B.若两光均由氢原子能级跃迁产生,产生a光的能级能量差小
C.以相同的入射角从水中射入空气,在空气中只能看到一种光时,一定是a光
D.分别照射在同一金属板,若b光能引起光电效应,a光也一定能
②当做干涉现象研究时,选用间距较大的双缝相比于间距较小的双缝,在光屏上可观察到______的条纹个数(选填“更多”、“更少”或“一样多”)
12. 高精度电阻测温仪的核心部件是热敏电阻,热敏电阻是一种传感器,其电阻值随着温度的变化而改变,实验小组利用下列仪器探究传感器电阻随环境温度变化的规律。
A.传感器电阻(阻值)
B.电源(电动势,内阻不计)
C.电压表(量程,内阻为)
D.电压表(量程,内阻为)
E.电流表(量程,内阻不计)
F.电流表(量程,内阻不计)
G.定值电阻
H.定值电阻
H.定值电阻
I.滑动变阻器
J.开关、导线若干
(1)为准确测量传感器电阻在不同温度下的电阻值,设计如图甲所示测量电路,将实物如乙图连线成测量电路______。
(2)电路中电压表应选______,电流表应选______,定值电阻应选______(均填写仪器前字母)。
(3)在正确连接电路后,闭合开关S,当环境温度为27℃时,电压表读数,电流表读数13.0mA,此时传感器电阻的阻值______Ω。
(4)不断改变环境温度,测出对应电阻值,作出电阻随摄氏温度的图像如图丙所示,则传感器电阻随摄氏温度关系表达式:______。
四、解答题(共三题,第13题12分,第14题12分,第15题18分。)
13. “拔火罐”是一种中医的传统疗法,某实验小组为了探究“火罐”的“吸力”,设计了如图所示的实验。圆柱状汽缸(横截面积为S)被固定在铁架台上,轻质活塞通过细线与置于地面上质量为m的重物相连,将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸顶的阀门K处扔到汽缸内,酒精棉球熄灭时密闭阀门K,此时活塞下的细线刚好拉直且拉力为零,而这时活塞距缸底为L。由于汽缸传热良好,随后重物会被缓慢吸起,最后重物稳定在距地面处。已知汽缸内气体内能变化量与温度变化量的关系式为,C为已知常数;环境温度为不变,,g为当地重力加速度,为大气压强,汽缸内的气体可看作理想气体。求:
(1)酒精棉球熄灭时,汽缸内气体的温度T;
(2)从酒精棉球熄灭到最终稳定的过程中,汽缸内气体放出的热量Q。
14. 如图所示,轻杆两端分别系着质量为mA=2kg的圆环A和质量为mB=1kg的小球B,轻杆与A的连接处有光滑铰链,轻杆可以绕铰链自由转动,A套在光滑的水平固定横杆上且能自由滑动,A、B静止不动时B球恰好与光滑地面接触,在B的左侧是半径为R=0.4m的圆弧,质量为mC=3kg的小球C以v0=3m/s的速度向左与B球发生正碰,已知碰后C小球恰好能做平抛运动,小球B在运动过程中恰好能与横杆接触。重力加速度取g=10m/s2,则:
(1)碰后C球平抛的水平位移大小:
(2)A、B间轻杆的长度。
15. 如图所示,在三维坐标系Oxyz中,x<0,z≤L,y≥0的空间内充满匀强磁场,方向沿y轴正方向;0≤x≤L,y≥0的所有空间内充满匀强电场,方向平行于xOy平面,与y轴正方向夹角为37°。质量为m、电荷量为+q的带电粒子,在xOz平面内从图中磁场边界的点以速度v沿与x轴负方向夹角θ=60°射入磁场,经磁场偏转后从坐标原点O沿x轴正方向射入电场,粒子在电场中运动时,恰好没有从x=L的边界射出电场,之后从y轴上的P点(图中未画)再次射入磁场,不计带电粒子的重力,取sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)匀强磁场磁感应强度的大小;
(2)P、O两点间的距离;
(3)带电粒子第n(n>2)次射出磁场时的y轴坐标。
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