精品解析:2025届河南省洛阳市高三下学期5月高考摸底考试物理试卷
2025-09-01
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内容正文:
2025届河南省洛阳市高三下学期5月份高考摸底考试
物理试卷
(75分钟100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1. 碘131是碘的一种放射性同位素,半衰期为8天。碘131发生β衰变时变成氙131,发出的β射线可用于治疗甲状腺疾病。下列说法正确的是( )
A. β射线的实质是高速电子,说明碘131原子核内存在电子
B. β衰变的本质是原子核中一个中子转变为质子,同时放出一个电子
C. 经过24天,患者体内的碘131全部发生衰变
D. 碘131原子核的比结合能比氙131原子核的比结合能大
【答案】B
【解析】
【详解】A.β射线是高速电子流,但原子核由质子和中子组成,β衰变中的电子来源于中子转化为质子时释放的,并非核内原有电子,A错误;
B.β衰变时,原子核内的一个中子转化为质子,同时释放一个电子(及反电子、中微子),此描述符合β衰变的本质,B正确;
C.半衰期为8天,经过24天(3个半衰期),剩余碘131的质量为原来的
仍有未衰变,C错误;
D.衰变产物氙131比碘131更稳定,因此氙131的比结合能更大,D错误。
故选B。
2. 如图所示,金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,当棒中通以由M向N的电流,平衡时两悬线与竖直方向的夹角均为。如果仅改变下列某一个条件,能使棒再次平衡时角不变的是( )
A. 棒中的电流变大 B. 两悬线等长变短
C. 金属棒质量变大 D. 磁感应强度变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.以金属棒为研究对象,根据受力平衡可得
可得
棒中的电流变大,则角变大,A错误;
B.两悬线等长变短,则角保持不变,B正确;
C.金属棒质量变大,则角变小,C错误;
D.磁感应强度变大,则变大,D错误。
故选B。
3. 2024年10月24日,第三届北斗规模应用国际峰会在湖南株洲开幕。其中北斗三号系统包括5颗静止轨道卫星和25颗非静止轨道卫星,为全球提供定位和通信服务的系统。静止轨道卫星是轨道倾角(轨道平面和赤道平面的夹角)为零的圆形地球同步卫星。假设第5号非静止轨道卫星离地高度与静止轨道卫星相同,但轨道平面和赤道平面的夹角为30°,自西南向东北绕地球运行。下列说法正确的是( )
A. 5颗静止轨道卫星在任一时刻的线速度是相同的
B. 第5号非静止轨道卫星的发射速度大小约为7.9km/s
C. 静止轨道卫星每天都要准时经过首都北京的正上方
D. 第5号非静止轨道卫星的运行周期与地球自转周期相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.静止轨道卫星的轨道半径相同,线速度大小相等,但方向不同(分布在赤道不同经度),因此线速度矢量不同,故A错误;
B.7.9km/s是第一宇宙速度(近地轨道运行速度),发射到更高轨道需更大能量,实际发射速度需通过火箭多次加速,最终进入同步轨道的运行速度约为3.07km/s,但发射速度应大于7.9km/s,故B错误;
C.静止轨道卫星位于赤道上空固定点,北京位于北纬约40°,不在赤道上,因此卫星不会经过北京正上方,故C错误;
D.第5号非静止轨道卫星上圆形地球同步卫星,其运行周期与地球自转周期相同,故D正确。
故选D。
4. 倾角为θ的足够长的传送带以恒定速率v0逆时针转动。t=0时在传送带上部无初速度地轻放小木块a、b,开始时二者距离为d0,如图所示。已知小木块a、b与传送带间的动摩擦因数满足μa<tanθ<μb,二者运动过程中不会碰撞,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计空气阻力,则a、b间的距离( )
A. 一直增加 B. 一直减小
C. 先增加后减小 D. 先减小后增加
【答案】D
【解析】
【详解】初始时,根据牛顿第二定律有
开始阶段b的加速度大于a,b达到传送带速度后,由于tanθ<μb,则b和传送带保持相对静止;
a达到传送带速度后,有
可知a继续加速,木块a、b与传送带运动的v-t图像如图所示,则a、b间距离先减小,a达到传送带速度时,距离最近,再往后,a、b间距离又逐渐变大。
故选D。
5. 如图所示,半球形均匀玻璃砖过球心O的截面为MPN,PO与底面垂直。由红、蓝两种单色光组成的一束细光束从P点入射,入射角为45°,折射光线分别打在直径MN的a、b点。下列说法正确的是( )
A. 打到a点的光为蓝光
B. 打到a点的光在底面可能发生全反射
C. 若两束光能从a、b射出底面,出射光线不平行
D. 光由P到a传播的时间比由P到b传播的时间短
【答案】D
【解析】
【详解】A.设入射角为i,折射角为r,玻璃的折射率为n。由折射定律有n=
蓝光对玻璃的折射率大,折射角小,所以a是红光,故A错误;
B.到达底面光线的入射角i'=r,设折射角r',有n=
可得r'=i=45°
可知打到a、b的光在底面均不能发生全反射,故B错误;
C.从底面射出的两束光折射角均为45°,出射光线平行,故C错误。
D.光在玻璃中的速度v=
传播距离L=
传播时间t=
由于r<45°,2r<90°,r越大,sin2r越大,t越小,可知光由P到a传播的时间比由b传播的时间短,故D正确。
故选D。
6. 某售卖员在公园里跑动售卖有“哆啦A梦”图案的氦气球。现将其简化为如图所示板状氦气球,设售卖员在无风的公园里拉着氦气球沿直线向前以速度v匀速运动。氦气密度小于空气密度,此时系着氦气球的绳子AB处于水平状态,氦气球朝上的表面与水平方向夹角为45°。氦气球受到空气的浮力不可忽略。若空气密度为ρ,氦气球朝上的表面面积为S,则下列说法正确的是( )
A. 绳子拉力大小为ρSv²
B. 氦气球所受浮力与重力的合力大小为ρSv²
C. 空气对氦气球的冲击力大小为ρSv²
D. 绳子拉力对氦气球做功的功率为
【答案】C
【解析】
【详解】C.取一段微元时间,水平方向有质量为
的空气与氦气球发生碰撞,空气与氦气球碰撞后竖直向上冲出,可视为弹性碰撞,速度变化量为,动量变化量为
根据动量定理
氦气球对空气的冲击力为,C正确;
A.绳子拉力为,A错误;
B.重力和浮力的合力与绳子拉力等大反向,则为,B错误;
D.绳子拉力对氦气球做功的功率为,D错误。
故选C。
【点睛】
7. 某时刻手握水平绳一端沿竖直方向振动,振幅为0.1m,经过0.6s停止振动,形成一列简谐波沿绳传播。某一时刻的波形如实线所示,又经过,波形如虚线所示,M、N两点间的距离为1.5m。下列说法正确的是( )
A. 手握的是绳左端,起振方向向上
B. 为0.4s
C. 波速为5m/s
D. M处质点经过的总路程为0.3m
【答案】A
【解析】
【详解】A.由题图可知,经过,波形向右平移,说明波向右传播,波源在左侧,手握的是绳左端,波传到点时向上振动,与波源的起振方向相同,所以波源起振方向向上,A正确;
B.、两点间的距离为个波长,有
可知
时间为个周期,可知
,B错误;
C.波速,C错误;
D.处质点振动了个周期,运动的总路程为,D错误。
故选A。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 如图甲所示,理想变压器原线圈与副线圈的匝数比n1︰n2=2︰1,原线圈接有5A的熔断器R1,副线圈接有变阻箱R和定值电阻R2,R1=20Ω,R2=2Ω。原线圈接如图乙所示的交变电源,电路正常工作,下列说法正确的是( )
A. 变阻箱R能调节的最小阻值为4Ω
B. 变阻箱R能调节的最小阻值为5Ω
C. 变压器输出功率最大值为605W
D. 变压器输出功率最大值为600W
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.根据交变电流的电压与时间关系可知,原线圈输入电压的有效值为,变压器和负载的等效阻值为,原线圈电路的最大电流为5A,根据欧姆定律,
解得最小阻值,A正确,B错误;
CD.负载的等效阻值与相等时,变压器的输出功率最大,即
解得
小于变阻箱的最小值,因原线圈电流最大限制,无法取到,根据电源输出功率与负载间的图像关系,由图像可知,当变阻箱取最小阻值时,变压器输出功率最大,最大功率为,C错误,D正确。
故选AD。
9. 如图所示,质量均为m的两个小球a、b用长为L的不可伸长的轻绳连接,小球a套在光滑的足够长的水平杆上,在水平拉力F作用下,小球a、b一起向右做匀加速直线运动,小球b到杆的竖直高度为。当两球速度增加到v0时,撤去拉力。重力加速度为g,不计其他阻力。下列说法正确的是( )
A. 拉力F=
B. 撤去拉力后,小球a、b组成的系统机械能守恒,动量守恒
C. 小球b第一次运动到最低点时的速度大小为v0-
D. 以后小球a所能达到的最大速度为v0+
【答案】AD
【解析】
【详解】A.设轻绳与竖直方向的夹角为,,可得。设两小球加速度为,对小球b,由牛顿第二定律,有
对a、b整体,,A正确。
B.撤去拉力后,小球a、b组成的系统机械能守恒,水平方向不受外力,水平方向动量守恒,竖直方向动量不守恒,B错误。
CD.设小球b运动到最低点时a、b速度分别为、,由水平方向动量守恒,有
由系统机械能守恒,有
可得第一组解,
第二组解,
其中第一组解是小球b第1、3、5、…次到达最低点时a、b的速度,第二组解是小球b第2、4、6、…次到达最低点时a、b的速度。a、b速度的水平分量在这两个解之间变化。可知C错误,D正确。
故选AD。
10. 如图,空间存在匀强电场,在一竖直平面内建立直角坐标系,以水平向右为正方向建立x轴,以竖直向下为正方向建立y轴,质量m=1kg,带电荷量q=1C的小球运动过程中连续通过坐标系内的O(0,0)、A(,0)、B(,5)三点,通过连续两点的时间均为1s,重力加速度g=10m/s²,下列说法正确的是( )
A. 小球通过A点时的速度方向与OB连线平行
B. 小球通过A点时的速率为m/s
C. 小球运动过程中动能的最小值为7.5J
D. 匀强电场的电场强度的大小为10N/C
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.匀变速运动中,时间中点的瞬时速度等于平均速度,由O点运动至B点的位移为10m,时间为2s,故,速度方向与OB直线平行,与水平方向夹角为30°,故A正确,B错误;
D.匀变速运动中,相邻时间内的位移差等于加速度与时间平方乘积,,
根据矢量的减法,
位移差的方向与x轴负方向成30°,与y轴正方向成60°,与加速度方向相同,,如图所示加速度为重力加速度和电场力产生的加速度的矢量和,,,方向与x轴负方向成30°,与y轴负方向成60°,故D正确。
C.小球在A点的速度和加速度如图所示
将速度沿加速度方向和垂直加速度方向分解,小球在运动过程中,垂直于加速度方向的速度分量不变,当小球沿加速度方向的速度分量减小为零时,小球动能最小,,故C错误。
故选AD。
三、非选择题(本题共5小题,共54分。)
11. 某同学在实验室做平抛实验,用频闪照相机记录了小球做平抛运动过程中的A、B、C三点,于是就取A点为坐标原点,建立了如图甲所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。
(1)根据图中数据判断,A点__________(填“是”或“不是”)平抛运动的抛出点。小球平抛的初速度为____________m/s,小球抛出点的坐标为(______cm,__________cm)(取g=10m/s²,计算结果均保留两位有效数字)。
(2)由于该小组在定竖直方向时未用到铅垂线,而导致实际的竖直方向在该小组同学所绘图像y轴偏右侧的位置(如图乙所示),则该实验小组测得的小球的初速度____________(选填“大于”“等于”或“小于”)小球真实的初速度。
【答案】(1) ①. 不是 ②. 1.5 ③. -30 ④. -20
(2)大于
【解析】
【小问1详解】
[1]因为,则小球从A到B所用时间T与从B到C所用时间T相等,设小球在A点的竖直分速度为,从A到B过程,竖直方向有
从A到C过程,竖直方向有
联立解得,
由于A点的竖直分速度不为零,可知A点不是平抛运动的抛出点;
[2]小球平抛的初速度为
[3][4]从抛出点到A点所用时间为
则抛出点到A点的水平距离为cm
抛出点到点的竖直距离为
故小球抛出点的坐标为(cm,cm)。
【小问2详解】
由于实际的竖直方向在该小组同学所绘图像轴偏右侧的位置,导致横坐标的测量值偏大而纵坐标的测量值偏小,根据(1)可得测得的小球的初速度偏大。
12. 某学习小组将一量程为250μA的微安表改装为较大量程的电流表,然后测量电源的电动势和内阻。已知微安表内阻RμA=1200Ω,经计算后将一阻值合适的电阻与微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安表,根据图1所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。
(1)当标准毫安表的示数为16.0mA时,微安表的指针位置如图2所示,则微安表改装后的量程为Ig=____________。
(2)改装后电流表的总内阻为Rg=____________Ω。
(3)把改装后的电表与待测电源连接成如图3所示的电路(虚线框内是改装后的电表),测量电池的电动势E与内阻r。闭合开关前,电阻箱阻值应先调到____________(填“较大”“较小”或“任意值”)。
(4)按正确的步骤进行实验,记录电阻箱的阻值R与微安表的读数IμA。改变电阻箱的阻值,记录多组数据。在坐标纸中描点拟合直线,得到图像如图4所示。根据图像所给的数据,可求出电源电动势E=____________V,内阻r=____________Ω。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)
(2)12 (3)较大
(4) ①. 1.5 ②. 8.0
【解析】
【小问1详解】
[1]设通过改装电流表的总电流为,通过微安表的电流为,根据欧姆定律,有
整理得
即通过改装电流表的总电流与通过微安表的电流成正比,当标准毫安表的电流为mA时,微安表的电流为,可知量程扩大了100倍,所以微安表改装后的量程为
【小问2详解】
[1]改装后电流表的总内阻
【小问3详解】
[1]闭合开关前,电阻箱阻值应先调到较大,防止闭合开关时电流过大,损害微安表。测量时,逐渐减小电阻箱的阻值,观察微安表读数不超过其量程。
【小问4详解】
[1][2]改装电流表量程扩大了100倍,流经电源的电流
根据闭合电路的欧姆定律,有
整理可得
由图(4)可得图线斜率
可得
代入
可得
可得
故
13. 蔬菜大棚内白天温度一般保持在25℃~32℃为宜,夜间在10℃~18℃左右。冬季要做好保温,夏季需注意适当降温。小明为自家的蔬菜大棚设计了一个自动调温系统,其原理如图所示,导热良好的汽缸水平放置,封闭一定质量的理想气体,活塞移动可控制开关的连接与断开,温度较低时加热电路工作,温度较高时通风降温电路工作。初始状态活塞位于A位置,距离汽缸左端底部LA=59.6cm,内部气体压强等于大气压强p0,温度与环境温度t=25℃相同。热力学温度与摄氏度换算关系为T=t+273K。
(1)夜间温度逐渐降低,当活塞缓慢移动到C点时,启动加热电路M。若C点与A点间的距离,不考虑活塞与汽缸间的摩擦,则C点对应的温度是多少℃。
(2)白天由于日照温度逐渐升高,当活塞运动到B点时排风降温系统启动,活塞与汽缸间摩擦力为,若B点对应的温度是,求B到A的距离(计算结果保留两位有效数字)。
(3)本装置可以通过活塞在汽缸中的位置来确定温度,若不考虑活塞与汽缸间的摩擦,在汽缸上标上刻度制成一简单的温度计,所标刻度是否均匀。为提高测温精度可以采取的措施(写出一条即可)。
【答案】(1)
(2)
(3)均匀,增大汽缸深度
【解析】
【小问1详解】
根据盖-吕萨克定律,气体压强不变,温度降低,气体体积减小,电路闭合,加热装置启动。
根据可知C位置距离汽缸左端底部,此过程为等压变化,则由
可得C点对应的温度为
【小问2详解】
温度逐渐升高,气体膨胀使活塞缓慢向右移动,对活塞受力分析,活塞受向左的摩擦力,根据受力平衡可得
解得
根据理想气体状态方程可得
解得,
【小问3详解】
根据盖—吕萨克定律可得
变化得,
与成线性关系,所以刻度均匀。由上述分析可知,增大汽缸深度可以提高测量精度。
14. 某课外活动小组设计出某款游戏装置,其简化图如图甲所示,该装置包括轻质弹射器、光滑的竖直圆轨道、平直轨道,其中A点左侧平直轨道以及弹射器内壁均是光滑的,右侧平直轨道AB是粗糙的,且滑块1、2均可视为质点,与水平轨道AB之间的动摩擦因数均为,圆轨道的半径,与轨道AB平滑连接。现缓慢向左推动质量的滑块1,其受到的弹力F随压缩量x的变化关系如图乙所示,压缩量为时,弹射器被锁定。某时刻解除锁定,滑块1被弹出后,与静置于A点、质量的滑块2发生碰撞并粘合为一体,不计空气阻力,重力加速度。
(1)求弹射器被锁定时具有的弹性势能大小及碰后粘合体的速度大小;
(2)若粘合体恰好通过圆轨道的最高点,求粘合体通过圆轨道最低点B时受到的支持力大小;
(3)要使粘合体能进入圆轨道运动且不脱离轨道,求平直轨道AB段的长度范围。
【答案】(1),
(2)
(3)0~1.1m或2.6m~3.6m
【解析】
【小问1详解】
弹力与弹簧长度的图像与横轴围成的面积表示克服弹力做功,则有
由功能关系得弹射器被锁定时具有的弹性势能为
由能量守恒定律得
解得滑块1被弹出后的速度
滑块1与2发生完全非弹性碰撞,由动量守恒定律得
解得碰撞后粘合体的速度
【小问2详解】
粘合体恰好通过最高点,根据牛顿第二定律可得
解得。
粘合体从点到最高点过程由动能定理可得
解得
在B点,对粘合体由牛顿第二定律可得
解得
【小问3详解】
要使滑块能进入圆轨道运动,则至少能够到达B点,有
解得
若粘合体沿圆弧轨道到达与圆心等高处时速度为零,粘合体同样不会脱离轨道,则对全程由动能定理可得
解得
若粘合体能通过最高点,由(2)中可知到达最高点的最小速度为m/s
即到达最高点的速度应大于等于,对从碰后至到达最高点过程,由动能定理可得
解得
综上所述,要使碰后粘合体不脱离轨道,轨道AB长度范围为0~1.1m或2.6m~3.6m。
15. 如图甲,在光滑的绝缘水平面上,建立水平向右的x轴,整个空间存在竖直方向的非均匀的恒定磁场,磁感应强度随位置坐标的变化规律为,图像如图乙。为已知量,在处磁场方向向上,在处磁感应强度为0。一边长为L的正方形金属框abcd质量为m,总电阻为R。在水平外力作用下以速度在水平面上沿x轴正方向匀速运动,在时刻,金属框ab边恰好运动到处。忽略线圈的自感。
(1)求时刻,金属框中磁通量的变化率的大小;
(2)求金属框中电流的热功率P;
(3)求从到过程中拉力所做的功W;
(4)若在时撤去拉力,计算金属框继续运动的最远距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
在处磁感应强度为0,有
可得
时刻,处磁感应强度
处磁感应强度
又经过极短时间,导体框移动距离
回路中磁通量的变化率
可知与金属框位置无关,所以时刻金属框中磁通量的变化率为。
【小问2详解】
由法拉第电磁感应定律,回路中感应电动势
回路中感应电流
电流的热功率
【小问3详解】
时刻,金属框所受安培力
金属框匀速运动,拉力
故拉力为恒力,不随时间变化,从到过程,金属框前进距离
拉力做的功
【小问4详解】
撤去拉力后,设时刻速度为,由(2)可知金属框所受安培力的大小
再经过极短时间,导体框移动距离,速度变化量,由动量定理,有
可得
对减速的整个过程求和,有
可得
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2025届河南省洛阳市高三下学期5月份高考摸底考试
物理试卷
(75分钟100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1. 碘131是碘的一种放射性同位素,半衰期为8天。碘131发生β衰变时变成氙131,发出的β射线可用于治疗甲状腺疾病。下列说法正确的是( )
A. β射线的实质是高速电子,说明碘131原子核内存在电子
B. β衰变的本质是原子核中一个中子转变为质子,同时放出一个电子
C. 经过24天,患者体内的碘131全部发生衰变
D. 碘131原子核的比结合能比氙131原子核的比结合能大
2. 如图所示,金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,当棒中通以由M向N的电流,平衡时两悬线与竖直方向的夹角均为。如果仅改变下列某一个条件,能使棒再次平衡时角不变的是( )
A. 棒中的电流变大 B. 两悬线等长变短
C. 金属棒质量变大 D. 磁感应强度变大
3. 2024年10月24日,第三届北斗规模应用国际峰会在湖南株洲开幕。其中北斗三号系统包括5颗静止轨道卫星和25颗非静止轨道卫星,为全球提供定位和通信服务的系统。静止轨道卫星是轨道倾角(轨道平面和赤道平面的夹角)为零的圆形地球同步卫星。假设第5号非静止轨道卫星离地高度与静止轨道卫星相同,但轨道平面和赤道平面的夹角为30°,自西南向东北绕地球运行。下列说法正确的是( )
A. 5颗静止轨道卫星在任一时刻的线速度是相同的
B. 第5号非静止轨道卫星的发射速度大小约为7.9km/s
C. 静止轨道卫星每天都要准时经过首都北京的正上方
D. 第5号非静止轨道卫星的运行周期与地球自转周期相同
4. 倾角为θ的足够长的传送带以恒定速率v0逆时针转动。t=0时在传送带上部无初速度地轻放小木块a、b,开始时二者距离为d0,如图所示。已知小木块a、b与传送带间的动摩擦因数满足μa<tanθ<μb,二者运动过程中不会碰撞,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计空气阻力,则a、b间的距离( )
A. 一直增加 B. 一直减小
C. 先增加后减小 D. 先减小后增加
5. 如图所示,半球形均匀玻璃砖过球心O的截面为MPN,PO与底面垂直。由红、蓝两种单色光组成的一束细光束从P点入射,入射角为45°,折射光线分别打在直径MN的a、b点。下列说法正确的是( )
A. 打到a点的光为蓝光
B. 打到a点的光在底面可能发生全反射
C. 若两束光能从a、b射出底面,出射光线不平行
D. 光由P到a传播的时间比由P到b传播的时间短
6. 某售卖员在公园里跑动售卖有“哆啦A梦”图案的氦气球。现将其简化为如图所示板状氦气球,设售卖员在无风的公园里拉着氦气球沿直线向前以速度v匀速运动。氦气密度小于空气密度,此时系着氦气球的绳子AB处于水平状态,氦气球朝上的表面与水平方向夹角为45°。氦气球受到空气的浮力不可忽略。若空气密度为ρ,氦气球朝上的表面面积为S,则下列说法正确的是( )
A. 绳子拉力大小为ρSv²
B. 氦气球所受浮力与重力的合力大小为ρSv²
C. 空气对氦气球的冲击力大小为ρSv²
D. 绳子拉力对氦气球做功的功率为
7. 某时刻手握水平绳一端沿竖直方向振动,振幅为0.1m,经过0.6s停止振动,形成一列简谐波沿绳传播。某一时刻的波形如实线所示,又经过,波形如虚线所示,M、N两点间的距离为1.5m。下列说法正确的是( )
A. 手握的是绳左端,起振方向向上
B. 为0.4s
C. 波速为5m/s
D. M处质点经过的总路程为0.3m
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 如图甲所示,理想变压器原线圈与副线圈的匝数比n1︰n2=2︰1,原线圈接有5A的熔断器R1,副线圈接有变阻箱R和定值电阻R2,R1=20Ω,R2=2Ω。原线圈接如图乙所示的交变电源,电路正常工作,下列说法正确的是( )
A. 变阻箱R能调节的最小阻值为4Ω
B. 变阻箱R能调节的最小阻值为5Ω
C. 变压器输出功率最大值为605W
D. 变压器输出功率最大值为600W
9. 如图所示,质量均为m的两个小球a、b用长为L的不可伸长的轻绳连接,小球a套在光滑的足够长的水平杆上,在水平拉力F作用下,小球a、b一起向右做匀加速直线运动,小球b到杆的竖直高度为。当两球速度增加到v0时,撤去拉力。重力加速度为g,不计其他阻力。下列说法正确的是( )
A. 拉力F=
B. 撤去拉力后,小球a、b组成的系统机械能守恒,动量守恒
C. 小球b第一次运动到最低点时的速度大小为v0-
D. 以后小球a所能达到的最大速度为v0+
10. 如图,空间存在匀强电场,在一竖直平面内建立直角坐标系,以水平向右为正方向建立x轴,以竖直向下为正方向建立y轴,质量m=1kg,带电荷量q=1C的小球运动过程中连续通过坐标系内的O(0,0)、A(,0)、B(,5)三点,通过连续两点的时间均为1s,重力加速度g=10m/s²,下列说法正确的是( )
A. 小球通过A点时的速度方向与OB连线平行
B. 小球通过A点时的速率为m/s
C. 小球运动过程中动能的最小值为7.5J
D. 匀强电场的电场强度的大小为10N/C
三、非选择题(本题共5小题,共54分。)
11. 某同学在实验室做平抛实验,用频闪照相机记录了小球做平抛运动过程中的A、B、C三点,于是就取A点为坐标原点,建立了如图甲所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。
(1)根据图中数据判断,A点__________(填“是”或“不是”)平抛运动的抛出点。小球平抛的初速度为____________m/s,小球抛出点的坐标为(______cm,__________cm)(取g=10m/s²,计算结果均保留两位有效数字)。
(2)由于该小组在定竖直方向时未用到铅垂线,而导致实际的竖直方向在该小组同学所绘图像y轴偏右侧的位置(如图乙所示),则该实验小组测得的小球的初速度____________(选填“大于”“等于”或“小于”)小球真实的初速度。
12. 某学习小组将一量程为250μA的微安表改装为较大量程的电流表,然后测量电源的电动势和内阻。已知微安表内阻RμA=1200Ω,经计算后将一阻值合适的电阻与微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安表,根据图1所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。
(1)当标准毫安表的示数为16.0mA时,微安表的指针位置如图2所示,则微安表改装后的量程为Ig=____________。
(2)改装后电流表的总内阻为Rg=____________Ω。
(3)把改装后的电表与待测电源连接成如图3所示的电路(虚线框内是改装后的电表),测量电池的电动势E与内阻r。闭合开关前,电阻箱阻值应先调到____________(填“较大”“较小”或“任意值”)。
(4)按正确的步骤进行实验,记录电阻箱的阻值R与微安表的读数IμA。改变电阻箱的阻值,记录多组数据。在坐标纸中描点拟合直线,得到图像如图4所示。根据图像所给的数据,可求出电源电动势E=____________V,内阻r=____________Ω。(结果均保留两位有效数字)
13. 蔬菜大棚内白天温度一般保持在25℃~32℃为宜,夜间在10℃~18℃左右。冬季要做好保温,夏季需注意适当降温。小明为自家的蔬菜大棚设计了一个自动调温系统,其原理如图所示,导热良好的汽缸水平放置,封闭一定质量的理想气体,活塞移动可控制开关的连接与断开,温度较低时加热电路工作,温度较高时通风降温电路工作。初始状态活塞位于A位置,距离汽缸左端底部LA=59.6cm,内部气体压强等于大气压强p0,温度与环境温度t=25℃相同。热力学温度与摄氏度换算关系为T=t+273K。
(1)夜间温度逐渐降低,当活塞缓慢移动到C点时,启动加热电路M。若C点与A点间的距离,不考虑活塞与汽缸间的摩擦,则C点对应的温度是多少℃。
(2)白天由于日照温度逐渐升高,当活塞运动到B点时排风降温系统启动,活塞与汽缸间摩擦力为,若B点对应的温度是,求B到A的距离(计算结果保留两位有效数字)。
(3)本装置可以通过活塞在汽缸中的位置来确定温度,若不考虑活塞与汽缸间的摩擦,在汽缸上标上刻度制成一简单的温度计,所标刻度是否均匀。为提高测温精度可以采取的措施(写出一条即可)。
14. 某课外活动小组设计出某款游戏装置,其简化图如图甲所示,该装置包括轻质弹射器、光滑的竖直圆轨道、平直轨道,其中A点左侧平直轨道以及弹射器内壁均是光滑的,右侧平直轨道AB是粗糙的,且滑块1、2均可视为质点,与水平轨道AB之间的动摩擦因数均为,圆轨道的半径,与轨道AB平滑连接。现缓慢向左推动质量的滑块1,其受到的弹力F随压缩量x的变化关系如图乙所示,压缩量为时,弹射器被锁定。某时刻解除锁定,滑块1被弹出后,与静置于A点、质量的滑块2发生碰撞并粘合为一体,不计空气阻力,重力加速度。
(1)求弹射器被锁定时具有的弹性势能大小及碰后粘合体的速度大小;
(2)若粘合体恰好通过圆轨道的最高点,求粘合体通过圆轨道最低点B时受到的支持力大小;
(3)要使粘合体能进入圆轨道运动且不脱离轨道,求平直轨道AB段的长度范围。
15. 如图甲,在光滑的绝缘水平面上,建立水平向右的x轴,整个空间存在竖直方向的非均匀的恒定磁场,磁感应强度随位置坐标的变化规律为,图像如图乙。为已知量,在处磁场方向向上,在处磁感应强度为0。一边长为L的正方形金属框abcd质量为m,总电阻为R。在水平外力作用下以速度在水平面上沿x轴正方向匀速运动,在时刻,金属框ab边恰好运动到处。忽略线圈的自感。
(1)求时刻,金属框中磁通量的变化率的大小;
(2)求金属框中电流的热功率P;
(3)求从到过程中拉力所做的功W;
(4)若在时撤去拉力,计算金属框继续运动的最远距离。
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