精品解析:2025届海南省农垦中学高三下学期冲刺(五)物理试题
2025-09-01
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内容正文:
2025届高三年级冲刺考试(五)
物理试题
一、单项选择题:本题共8小题,每题3分,共24分。
1. 如图所示,楔形玻璃的横截面为等腰直角三角形,AB边上有一点光源S,垂直于AB边的光线SN在AC边的折射角为60°。则楔形玻璃的折射率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题知,在空气中的角度
在玻璃中,根据几何关系,可知角度为
根据折射定律
代入数据可得
故选B。
2. 我国女子短道速滑队曾在世锦赛上实现女子3000m接力三连冠。观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,下列说法正确的是( )
A. 甲的动量变化量与乙的动量变化量相同
B. 甲对乙的冲量大小一定等于乙对甲的冲量大小
C. 甲的速度变化量与乙的速度变化量相等
D. 甲、乙运动员组成的系统机械能守恒
【答案】B
【解析】
【详解】AC.在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,相互作用的过程中甲与乙组成的系统满足动量守恒定律,甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反,由于不知道甲乙的质量关系,则不能确定甲的速度变化量的大小与乙的速度变化量大小的关系,且甲乙速度变化量的方向相反,故AC错误;
B.根据牛顿第三定律可知,在乙推甲的过程中甲对乙的作用力大小等于乙对甲的作用力大小,作用时间相等,根据可知,甲对乙的冲量一定与乙对甲的冲量等大反向,故B正确;
D.由于乙推甲的过程中,要消耗体内的化学能转化为系统的机械能,所以系统的机械能不守恒,故D错误。
故选B。
3. 利用如图所示的实验装置测量遏止电压与入射光频率ν的关系。则( )
A. 电源的左端应该为正极
B. 逸出的光电子初速度一样大
C. 增大入射光频率,遏止电压一定增大
D. 电压表读数为0时,电流表的读数也为0
【答案】C
【解析】
【详解】A.实验是测量遏止电压与入射光频率ν的关系,所以光电管应加反向电压,电源右端应为正极,A错误;
B.从K板逸出的光电子速度有大有小,初速度不是一样大,B错误;
C.增大入射光频率,由
可知遏止电压增大,C正确;
D.A、K之间不加电压,K板仍然有光电子逸出,到达A板,电流表的读数不为0,D错误。
故选C。
4. 如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比,b是原线圈的中心抽头,S为单刀双掷开关,定值电阻、均为10Ω,电表均为理想电表。在原线圈c、d两端加上图乙所示的交变电压,下列说法正确的是( )
A. 当S与a连接后,理想电流表示数为1.1A
B. 当S与a连接后,理想电压表示数为22V
C. 当S由a拨到b后,副线圈输出电压的频率变为100Hz
D. 当S由a拨到b后,原线圈的输入功率变为原来的2倍
【答案】B
【解析】
【详解】AB.图乙可知原线圈有效电压
当S与a连接后
联立解得副线圈电压
即电压表示数为22V,则理想电流表示数为
故A错误,B正确;
C.变压器不改变交变电流的频率,由图乙可知原线圈交变电压的周期,则频率
故C错误;
D.当S由a拨到b后,副线圈电压
根据功率
可知S由a拨到b后,原线圈的输入功率之比为
即原线圈的输入功率变为原来的4倍,故D错误。
故选B。
5. 抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细,如图所示,根据激光束越过细丝后在光屏上产生的条纹变化判断细丝的粗细变化,下列说法正确的是( )
A. 运用了光的衍射现象,屏上条纹变宽,说明细丝变细
B. 运用了光的衍射现象,屏上条纹变宽,说明细丝变粗
C. 运用了光的干涉现象,屏上条纹变宽,说明细丝变细
D. 运用了光的干涉现象,屏上条纹变宽,说明细丝变粗
【答案】A
【解析】
【详解】当障碍物的尺寸与波的波长相当或小于波的波长,会发生明显的衍射现象,该装置的原理是光的衍射现象,如果屏上条纹变宽,则细丝变细,故BCD错误,A正确。
故选A。
6. 波源处于坐标原点的一机械波沿x轴正方向传播,质点P的坐标为,质点Q的坐标为,质点P、Q的振动图像分别如图(a)(b)所示,时刻,质点P、Q间只有一个波峰,下列说法正确的是( )
A. 该机械波的波长为12m
B. 该机械波的波速是3m/s
C. 时,质点P在平衡位置向上振动
D. 该机械波在0~5 s时间内传播的距离是5m
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由振动图像可知周期为,由于Q、P两个质点振动方向相反,且质点P、Q间只有一个波峰,则可知两者间距离满足
解得波长为
则波速为
故AB错误;
C.在时质点P的振动与时相同,由质点P的振动图像可看出,质点P在平衡位置向下振动,故C错误;
D.该机械波在0~5 s时间内传播的距离为
故D正确。
故选D。
7. 2024年12月8日,木星冲日,如图所示,此时地球恰好运行到太阳和木星之间,三者近似排成一条直线。可认为木星、地球在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。若已知相邻两次木星冲日的时间间隔为年,则木星的轨道半径是地球的( )
A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍
【答案】B
【解析】
【详解】设地球、木星的轨道半径分别为、,地球、木星的绕日周期分别为、,相邻两次木星冲日的时间间隔为年,年,地球离太阳较近,周期较小,设木星相邻两次“冲日”间地球绕日转过的角度比木星绕日转过的角度大,由转过的角度关系可得
解得火星周期 年
由开普勒第三定律可知
可得
故选B正确。
8. 如图所示,将一个可视为质点的小球放置在距圆心水平距离为R处,以初速度水平抛入半径为R的半圆弧,小球与圆弧碰撞时间极短,碰撞前后小球速度大小不变,方向变化满足反射定律,不考虑多次碰撞,下列说法正确的是( )
A. 若小球落到圆弧的最低点,小球将弹回到抛出点
B. 若小球在与圆心等高处抛出,无论速度的大小,反弹后小球的最高点都无法超过圆心
C. 若小球在与圆心等高处抛出,存在一个速度,使其反弹后能回到抛出点
D. 若小球在高于与圆心等高处抛出,存在一个速度,使其反弹后能回到抛出点
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题意可知,当小球落到圆弧的最低点,小球将回到圆弧对面的等高点处(根据反射对称性和能量守恒),故A错误;
B.由能量守恒可知,小球在碰撞后如果水平方向的速度分量小于,反弹后小球的最高点超过圆心,故B错误;
C.当小球垂直入射到圆弧面上时,小球会回到抛出点,若小球在与圆心等高处抛出,小球不可能垂直入射到圆弧上,故C错误;
D.若小球高于圆心等高处抛出,小球可能垂直入射到圆弧上,故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共5小题。每小题4分,共20分,在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 玉兔二号月球车采用核电池来提供能量,其原理是将放射性同位素衰变时放出的核能转变为电能。玉兔二号月球车核电池的放射源是,其衰变方程为,的半衰期为88年。已知、α粒子、X的质量分别为、、,真空中的光速为c,下列说法正确的是( )
A. X的质子数为92
B. 温度升高,的半衰期缩短
C. 一个核衰变成X,释放的核能为
D. 经过176年后,核电池内核的质量减少
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据核反应的电荷数守恒可知,X的质子数为94-2=92,选项A正确;
B.半衰期与外部因素无关,则温度升高,的半衰期不变,选项B错误;
C.一个核衰变成X,释放的核能为
选项C错误;
D.经过176年后即经过两个半衰期,核电池内核的质量还剩原来的,选项D错误。
故选A。
10. 在如图甲所示的电路中,电阻,圆形金属线圈半径为,线圈导线的电阻也为R,半径为()的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示,图线与横、纵轴的交点坐标分别为和,其余导线的电阻不计。闭合开关S,至的计时时刻,电路中的电流已经稳定,下列说法正确的是( )
A. 线圈中产生的感应电动势大小为 B. 时间内流过的电量为
C. 电容器下极板带负电 D. 稳定后电容器两端电压的大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由法拉第电磁感应定律知感应电动势为
故A错误;
B.由闭合电路欧姆定律得感应电流为
时间内流过的电量为
故B错误;
C.由楞次定律知圆形金属线圈中的感应电流方向为顺时针方向,金属线圈相当于电源,电源内部的电流从负极流向正极,则电容器的下极板带正电,上极板带负电,故C错误;
D.稳定后电容器两端电压的大小为
故D正确。
故选D。
11. 关于下列物理情景图片,说法正确的是( )
A. 图甲3D眼镜是利用光的全息照相原理
B. 图乙用单色光检查工件表面的平整度是利用光的干涉原理
C. 图丙救护车发出的声波产生多普勒效应,电磁波也会产生多普勒效应
D. 图丁直接把墙壁上一个亮条纹的宽度当作条纹间距计算光的波长,结果会偏大
【答案】BC
【解析】
【详解】A.图甲3D眼镜是利用光的偏振原理,故A错误;
B.图乙用单色光检查工件表面的平整度是利用光的薄膜干涉原理,故B正确;
C.机械波与电磁波均能够发生多普勒效应,图丙救护车发出的声波产生多普勒效应,电磁波也会产生多普勒效应,故C正确;
D.根据
解得
其中的指相邻明条纹中心之间的间距,图丁直接把墙壁上一个亮条纹的宽度当作条纹间距,该间距小于上述的,可知,若直接把墙壁上一个亮条纹的宽度当作条纹间距计算光的波长,结果会偏小,故D错误。
故选BC。
12. 如图所示,ABCD和CEFD是同一平面上两个相同的正方形,A点和E点固定有两个等量负点电荷,下列说法中正确的是( )
A. D、C两点的电场强度相同
B. B、F两点电势相同
C. 一个正点电荷由F点沿FB移动至B点,电势能先增大后减小
D. 一个负点电荷由D点沿DC移动至C点,电场力先做负功后做正功
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据等量同种电荷电场分布特点结合对称性可知,D、C两点的电场强度大小相等,方向不同,故A错误;
B.根据等量同种电荷电场分布特点结合对称性可知,B、F两点电势相等,故B正确;
C.设与的交点为,当正点电荷由向移动时,电场力与夹角为锐角,电场力做正功,电势能减小,当正点电荷由向移动时,电场力与夹角为钝角,电场力做负功,电势能增大,故C错误;
D.当负电荷由向移动时,电场力与夹角为钝角,电场力做负功,当负电荷由向移动时,电场力与夹角为锐角,电场力做正功,故D正确。
故选BD。
13. 如图所示,实线是实验小组某次研究平抛运动得到的实际轨迹,虚线是相同初始条件下平抛运动的理论轨迹,分析后得知这种差异是空气阻力影响的结果。实验中,小球的质量为m,水平初速度为,初始时小球离地面高度为h,已知小球落地时速度大小为v,方向与水平面成θ角,小球在运动过程中受到的空气阻力大小与速率成正比,比例系数为k,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 小球落地时重力的功率为mgv
B. 小球下落的时间为
C. 小球下落过程中水平位移大小为
D. 小球下落过程中空气阻力做的功为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.小球落地时重力的功率,故A错误;
B.在竖直方向,根据动量定理,有
其中
解得,故B正确;
C.在水平方向,根据动量定理,有
其中,
解得,故C错误;
D.根据动能定理,有
解得
故选 BD。
三、实验题(本题共2小题,每空2分,共20分)。
14. 实验小组用如图所示的装置来验证动量守恒定律,在水平固定放置的气垫导轨上安上两个光电门,带有遮光片的、两个滑块放置在气垫导轨上,两遮光片的宽度相等,放在左侧光电门的左侧,放置在两光电门之间,实验开始,开启气垫导轨的气源,给一个水平向右的初速度,碰前上遮光片通过光电门的遮光时间为,碰后、上遮光片的遮光时间分别为、,回答下列问题:
(1)若的质量大于的质量,碰后________通过左侧光电门(选填“能”或“不能”);
(2)若,当、的质量之比为________时,可验证碰撞过程动量守恒;
(3)若碰后、的运动方向相反,,、发生的是弹性碰撞,则、的质量之比为________。
【答案】(1)不能 (2)1:1
(3)1:3
【解析】
【小问1详解】
若的质量大于的质量,根据动量守恒定律可知,碰后的速度方向不变,则碰后不能通过左侧光电门。
【小问2详解】
若,则说明碰后的速度等于碰前的速度大小,碰后的速度大小为零,有
可得
【小问3详解】
若碰后、的运动方向相反,,则、的速度等大反向,分别设为、,又、发生的是弹性碰撞,由弹性碰撞的二级结论有、
可得
解得
15. 某小组设计了测量盐水电阻率的实验,所用器材有:
电源E(电动势为15V,内阻不计):电压表(量程为9V,内阻很大);定值电阻R0(阻值为4.5Ω);
滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω,额定电流为2A);
滑动变阻器R2(最大阻值为100Ω,额定电流为0.8A);
单刀单掷开关S1和单刀双掷开关S2;
侧壁带有刻度线的圆柱体玻璃管,两个与玻璃管密封完好的电极,导线若干。
(1)根据如图甲所示电路图,其中玻璃管内封闭的盐水电阻约为几欧,滑动变阻器R选择______。闭合开关之前,滑动变阻器R的滑片应置于______(填“a”或“b”)端。
(2)①用游标卡尺测出圆柱体容器的内直径d,读数如图乙所示,则d=______cm,由玻璃管侧壁的刻度尺测出溶液的高度h=5cm。
②闭合开关S1,开关S2接2端,调节滑动变阻器R,使电压表的读数为,保持滑动变阻器滑片不动。然后将开关S2接1端,再次记录电压表的读数为。
③断开开关S1。
(3)根据测量的数据,计算得待测盐水的电阻率约为______Ω·m(计算结果保留两位有效数字)。
【答案】(1) ①. R1 ②. b
(2)5.020 (3)0.12
【解析】
【小问1详解】
(1)[1]为了调节电路方便,滑动变阻器的阻值应该选择与待测电阻阻值相接近的,所以滑动变阻器应该选择R1。
[2]为了保护电压表,闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,滑动变阻器的滑片应置于b。
【小问2详解】
圆柱体容器的内直径为
【小问3详解】
(3)根据欧姆定律得
代入数据解得盐水柱的电阻
根据电阻定律,盐水柱的电阻为
盐水柱的横截面积为
解得
代入数值得盐水的电阻率为
16. 某实验小组利用铜片、锌片和苹果制作了一个水果电池,他们测量水果电池的电动势E和内阻r,并探究电极间距对E和r的影响,实验电路图如图甲所示。已知电流表的内阻,量程为0~1mA,电阻箱R阻值的变化范围为0~9999Ω。
(1)连接电路后将电阻箱的阻值调节到最大值,闭合开关。
(2)调节电阻箱R,改变电路中的电流I,利用测量数据作出U-I图像,其中电压U为电阻箱两端电压;
(3)保持铜片和锌片插入苹果中的深度不变,依次增加铜片与锌片的间距,先后得到U-I图像如图乙中(a)、(b)、(c)、(d)所示:
(4)由图乙可知:在该实验中,随电极间距的增大,该水果电池的内阻______;(均填“增大”“减小”或“不变”)
(5)曲线(c)对应的水果电池电动势E=______V,内阻r=______Ω。(均保留3位有效数字)
【答案】 ①. 增大 ②. 0.975##0.976##0.977##0.978##0.979##0.980##0.981##0.982##0.983##0.984##0.985 ③. 418##419##420##421##422##423##424##425
【解析】
【详解】(4)[1]根据闭合电路欧姆定律得
根据电源的U-I图像可知,纵截距表示电源的电动势,斜率的绝对值表示电源和电流表的内阻;
当保持铜片和锌片插入苹果中的深度不变,依次增加铜片与锌片的间距,先后得到U-I图像如图乙中(a)、(b)、(c)、(d)所示图像,图像斜率的绝对值依次增大,图像纵轴截距不变,可知,随电极间距的增大,电动势不变,内阻逐渐增大。
(5)[2]结合上述,根据图像可知,曲线(c)对应的水果电池电动势大小E=0.980V
[3]由于
结合曲线(c)有
解得r=425Ω
四、计算题:本题共3小题,共36分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
17. 如图甲所示,高为h、横截面积为S、开口向右的汽缸平放在水平地面上,汽缸内有薄活塞密封了一定质量的理想气体,稳定时薄活塞刚好静止在汽缸口(如图甲)。接着将汽缸竖立起来,稳定时薄活塞离汽缸底部距离为0.8h(如图乙),随后再将汽缸放到倾角为θ=37°的粗糙固定斜面上,使其沿斜面加速下滑,汽缸与斜面的动摩擦因数μ=0.5(如图丙)。已知重力加速度大小为g,大气压强恒为,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计汽缸和薄活塞间的摩擦,缸内气体的温度保持恒定。
(1)从状态甲到状态乙过程,缸内气体与外界的热交换情况是______(选填“吸热”、“放热”);
(2)求薄活塞的质量m;
(3)状态丙时,薄活塞离汽缸底部的距离是多少?
【答案】(1)放热 (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
从甲图到乙图的状态,气体压强变大,体积减小,所以外界对气体做功,即
过程中气体的温度不变,内能不变,即
根据热力学第一定律,可知,气体放热。
【小问2详解】
在甲状态下,气体压强
乙状态下,对活塞受力分析,有
由玻意耳定律可知,
其中
解得
【小问3详解】
汽缸沿斜面加速下滑时,对整体受力分析有
对活塞受力分析
解得
由玻意耳定律
得薄活塞离汽缸底部的距离
18. 如图所示,AB为竖直光滑圆弧的直径,其半径R=0.9m,A端沿水平方向。水平轨道BC与半径r=0.9m的光滑圆弧轨道CD相接于C点,D为圆轨道的最低点,圆弧轨道CD对应的圆心角θ=37°。一质量为M=0.9kg的物块(视为质点)从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道,并从A点飞出,经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道,取g=10m/s²,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)物块到达C点时的速度大小;
(2)在A点受到的弹力大小FA;
(3)物体对C点的压力大小FC;
【答案】(1)10m/s,;(2)55N;(3)107.2N
【解析】
【详解】(1)经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道,对于A到C的平抛运动过程
根据
解得
(2)根据
在A点
解得
(3)在C点
解得
根据牛顿第三定律可知
19. 如图1所示,离子源C发射质量为m、电荷量为q的一束正离子,其初速度可忽略不计。离子经电场U加速后竖直向上进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外、半径为R的圆形匀强磁场区域Ⅰ。水平射出后匀速通过叠加场区域Ⅱ,区域Ⅱ中磁场垂直纸面向里,磁感应强度大小为B,电场方向为竖直方向(未画出),离子最后打在与区域Ⅱ右端荧光屏上的O点。以O为原点,建立如图坐标系。不计离子重力和离子间作用力及阻力,求:
(1)加速电场电压U的大小;
(2)叠加场中电场强度的大小与方向:
(3)如图2所示,区域Ⅱ宽度为,撤去区域Ⅱ中电场,粒子从区域Ⅱ右侧射出后打在y轴上M点。在y轴正向铺设足够长的光滑绝缘板(厚度不计),离子打到板上后垂直板方向的碰后速度总是碰前该方向上速度的0.5倍,平行板方向上分速度不变,在板左边有边界垂直于y轴的有界磁场区域Ⅲ。磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外,磁场水平方向足够长,下边界在M点,磁场宽度,d=0.9R,求离子在磁场Ⅲ中与板碰撞的次数(M点除外)。
【答案】(1)
(2),方向竖直向下
(3)3次
【解析】
【小问1详解】
在加速电场中,有
以速度v进入磁场I后刚好水平出射,由几何关系可知半径
即有
解得
【小问2详解】
在叠加场区域II中,电场力与洛伦兹力等大反向,所以电场方向竖直向下,且
计算得
【小问3详解】
在区域II内偏转时半径依然为R,从板间射出时速度方向与竖直方向夹角设为,根据几何关系有
解得,从区域II出射时速度方向与竖直方向成30°角。
此时速度沿光屏方向的分量为,垂直光屏的分量为
第一次碰撞后速度垂直面的速度变为
此时的合速度,角度与竖直方向夹角变为
在磁场中运动的半径为
第1次与第2次打在板上的落点之间距离为
代入数据可得
同理可得,第2次与第3次打在板上的落点直接距离为
第3次与第4次打在板上的落点之间距离为
第n次与第n+1次打在板上的落点之间距离为
时,n的最大整数为3,
则会碰撞3次。
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2025届高三年级冲刺考试(五)
物理试题
一、单项选择题:本题共8小题,每题3分,共24分。
1. 如图所示,楔形玻璃的横截面为等腰直角三角形,AB边上有一点光源S,垂直于AB边的光线SN在AC边的折射角为60°。则楔形玻璃的折射率为( )
A. B. C. D.
2. 我国女子短道速滑队曾在世锦赛上实现女子3000m接力三连冠。观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,下列说法正确的是( )
A. 甲的动量变化量与乙的动量变化量相同
B. 甲对乙的冲量大小一定等于乙对甲的冲量大小
C. 甲的速度变化量与乙的速度变化量相等
D. 甲、乙运动员组成的系统机械能守恒
3. 利用如图所示的实验装置测量遏止电压与入射光频率ν的关系。则( )
A. 电源的左端应该为正极
B. 逸出的光电子初速度一样大
C. 增大入射光频率,遏止电压一定增大
D. 电压表读数为0时,电流表的读数也为0
4. 如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比,b是原线圈的中心抽头,S为单刀双掷开关,定值电阻、均为10Ω,电表均为理想电表。在原线圈c、d两端加上图乙所示的交变电压,下列说法正确的是( )
A. 当S与a连接后,理想电流表示数为1.1A
B. 当S与a连接后,理想电压表示数为22V
C. 当S由a拨到b后,副线圈输出电压的频率变为100Hz
D. 当S由a拨到b后,原线圈的输入功率变为原来的2倍
5. 抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细,如图所示,根据激光束越过细丝后在光屏上产生的条纹变化判断细丝的粗细变化,下列说法正确的是( )
A. 运用了光的衍射现象,屏上条纹变宽,说明细丝变细
B. 运用了光的衍射现象,屏上条纹变宽,说明细丝变粗
C. 运用了光的干涉现象,屏上条纹变宽,说明细丝变细
D. 运用了光的干涉现象,屏上条纹变宽,说明细丝变粗
6. 波源处于坐标原点的一机械波沿x轴正方向传播,质点P的坐标为,质点Q的坐标为,质点P、Q的振动图像分别如图(a)(b)所示,时刻,质点P、Q间只有一个波峰,下列说法正确的是( )
A. 该机械波的波长为12m
B. 该机械波的波速是3m/s
C. 时,质点P在平衡位置向上振动
D. 该机械波在0~5 s时间内传播的距离是5m
7. 2024年12月8日,木星冲日,如图所示,此时地球恰好运行到太阳和木星之间,三者近似排成一条直线。可认为木星、地球在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。若已知相邻两次木星冲日的时间间隔为年,则木星的轨道半径是地球的( )
A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍
8. 如图所示,将一个可视为质点的小球放置在距圆心水平距离为R处,以初速度水平抛入半径为R的半圆弧,小球与圆弧碰撞时间极短,碰撞前后小球速度大小不变,方向变化满足反射定律,不考虑多次碰撞,下列说法正确的是( )
A. 若小球落到圆弧的最低点,小球将弹回到抛出点
B. 若小球在与圆心等高处抛出,无论速度的大小,反弹后小球的最高点都无法超过圆心
C. 若小球在与圆心等高处抛出,存在一个速度,使其反弹后能回到抛出点
D. 若小球在高于与圆心等高处抛出,存在一个速度,使其反弹后能回到抛出点
二、多项选择题:本题共5小题。每小题4分,共20分,在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 玉兔二号月球车采用核电池来提供能量,其原理是将放射性同位素衰变时放出的核能转变为电能。玉兔二号月球车核电池的放射源是,其衰变方程为,的半衰期为88年。已知、α粒子、X的质量分别为、、,真空中的光速为c,下列说法正确的是( )
A. X的质子数为92
B. 温度升高,的半衰期缩短
C. 一个核衰变成X,释放的核能为
D. 经过176年后,核电池内核的质量减少
10. 在如图甲所示的电路中,电阻,圆形金属线圈半径为,线圈导线的电阻也为R,半径为()的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示,图线与横、纵轴的交点坐标分别为和,其余导线的电阻不计。闭合开关S,至的计时时刻,电路中的电流已经稳定,下列说法正确的是( )
A. 线圈中产生的感应电动势大小为 B. 时间内流过的电量为
C. 电容器下极板带负电 D. 稳定后电容器两端电压的大小为
11. 关于下列物理情景图片,说法正确的是( )
A. 图甲3D眼镜是利用光的全息照相原理
B. 图乙用单色光检查工件表面的平整度是利用光的干涉原理
C. 图丙救护车发出的声波产生多普勒效应,电磁波也会产生多普勒效应
D. 图丁直接把墙壁上一个亮条纹的宽度当作条纹间距计算光的波长,结果会偏大
12. 如图所示,ABCD和CEFD是同一平面上两个相同的正方形,A点和E点固定有两个等量负点电荷,下列说法中正确的是( )
A. D、C两点的电场强度相同
B. B、F两点电势相同
C. 一个正点电荷由F点沿FB移动至B点,电势能先增大后减小
D. 一个负点电荷由D点沿DC移动至C点,电场力先做负功后做正功
13. 如图所示,实线是实验小组某次研究平抛运动得到的实际轨迹,虚线是相同初始条件下平抛运动的理论轨迹,分析后得知这种差异是空气阻力影响的结果。实验中,小球的质量为m,水平初速度为,初始时小球离地面高度为h,已知小球落地时速度大小为v,方向与水平面成θ角,小球在运动过程中受到的空气阻力大小与速率成正比,比例系数为k,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 小球落地时重力的功率为mgv
B. 小球下落的时间为
C. 小球下落过程中水平位移大小为
D. 小球下落过程中空气阻力做的功为
三、实验题(本题共2小题,每空2分,共20分)。
14. 实验小组用如图所示的装置来验证动量守恒定律,在水平固定放置的气垫导轨上安上两个光电门,带有遮光片的、两个滑块放置在气垫导轨上,两遮光片的宽度相等,放在左侧光电门的左侧,放置在两光电门之间,实验开始,开启气垫导轨的气源,给一个水平向右的初速度,碰前上遮光片通过光电门的遮光时间为,碰后、上遮光片的遮光时间分别为、,回答下列问题:
(1)若的质量大于的质量,碰后________通过左侧光电门(选填“能”或“不能”);
(2)若,当、的质量之比为________时,可验证碰撞过程动量守恒;
(3)若碰后、的运动方向相反,,、发生的是弹性碰撞,则、的质量之比为________。
15. 某小组设计了测量盐水电阻率的实验,所用器材有:
电源E(电动势为15V,内阻不计):电压表(量程为9V,内阻很大);定值电阻R0(阻值为4.5Ω);
滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω,额定电流为2A);
滑动变阻器R2(最大阻值为100Ω,额定电流为0.8A);
单刀单掷开关S1和单刀双掷开关S2;
侧壁带有刻度线的圆柱体玻璃管,两个与玻璃管密封完好的电极,导线若干。
(1)根据如图甲所示电路图,其中玻璃管内封闭的盐水电阻约为几欧,滑动变阻器R选择______。闭合开关之前,滑动变阻器R的滑片应置于______(填“a”或“b”)端。
(2)①用游标卡尺测出圆柱体容器的内直径d,读数如图乙所示,则d=______cm,由玻璃管侧壁的刻度尺测出溶液的高度h=5cm。
②闭合开关S1,开关S2接2端,调节滑动变阻器R,使电压表的读数为,保持滑动变阻器滑片不动。然后将开关S2接1端,再次记录电压表的读数为。
③断开开关S1。
(3)根据测量的数据,计算得待测盐水的电阻率约为______Ω·m(计算结果保留两位有效数字)。
16. 某实验小组利用铜片、锌片和苹果制作了一个水果电池,他们测量水果电池的电动势E和内阻r,并探究电极间距对E和r的影响,实验电路图如图甲所示。已知电流表的内阻,量程为0~1mA,电阻箱R阻值的变化范围为0~9999Ω。
(1)连接电路后将电阻箱的阻值调节到最大值,闭合开关。
(2)调节电阻箱R,改变电路中的电流I,利用测量数据作出U-I图像,其中电压U为电阻箱两端电压;
(3)保持铜片和锌片插入苹果中的深度不变,依次增加铜片与锌片的间距,先后得到U-I图像如图乙中(a)、(b)、(c)、(d)所示:
(4)由图乙可知:在该实验中,随电极间距的增大,该水果电池的内阻______;(均填“增大”“减小”或“不变”)
(5)曲线(c)对应的水果电池电动势E=______V,内阻r=______Ω。(均保留3位有效数字)
四、计算题:本题共3小题,共36分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
17. 如图甲所示,高为h、横截面积为S、开口向右的汽缸平放在水平地面上,汽缸内有薄活塞密封了一定质量的理想气体,稳定时薄活塞刚好静止在汽缸口(如图甲)。接着将汽缸竖立起来,稳定时薄活塞离汽缸底部距离为0.8h(如图乙),随后再将汽缸放到倾角为θ=37°的粗糙固定斜面上,使其沿斜面加速下滑,汽缸与斜面的动摩擦因数μ=0.5(如图丙)。已知重力加速度大小为g,大气压强恒为,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计汽缸和薄活塞间的摩擦,缸内气体的温度保持恒定。
(1)从状态甲到状态乙过程,缸内气体与外界的热交换情况是______(选填“吸热”、“放热”);
(2)求薄活塞的质量m;
(3)状态丙时,薄活塞离汽缸底部的距离是多少?
18. 如图所示,AB为竖直光滑圆弧的直径,其半径R=0.9m,A端沿水平方向。水平轨道BC与半径r=0.9m的光滑圆弧轨道CD相接于C点,D为圆轨道的最低点,圆弧轨道CD对应的圆心角θ=37°。一质量为M=0.9kg的物块(视为质点)从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道,并从A点飞出,经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道,取g=10m/s²,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)物块到达C点时的速度大小;
(2)在A点受到的弹力大小FA;
(3)物体对C点的压力大小FC;
19. 如图1所示,离子源C发射质量为m、电荷量为q的一束正离子,其初速度可忽略不计。离子经电场U加速后竖直向上进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外、半径为R的圆形匀强磁场区域Ⅰ。水平射出后匀速通过叠加场区域Ⅱ,区域Ⅱ中磁场垂直纸面向里,磁感应强度大小为B,电场方向为竖直方向(未画出),离子最后打在与区域Ⅱ右端荧光屏上的O点。以O为原点,建立如图坐标系。不计离子重力和离子间作用力及阻力,求:
(1)加速电场电压U的大小;
(2)叠加场中电场强度的大小与方向:
(3)如图2所示,区域Ⅱ宽度为,撤去区域Ⅱ中电场,粒子从区域Ⅱ右侧射出后打在y轴上M点。在y轴正向铺设足够长的光滑绝缘板(厚度不计),离子打到板上后垂直板方向的碰后速度总是碰前该方向上速度的0.5倍,平行板方向上分速度不变,在板左边有边界垂直于y轴的有界磁场区域Ⅲ。磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外,磁场水平方向足够长,下边界在M点,磁场宽度,d=0.9R,求离子在磁场Ⅲ中与板碰撞的次数(M点除外)。
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