精品解析:湖南省岳阳市第一中学2024-2025学年高二下学期入学考试物理试题
2025-10-02
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-开学 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | 岳阳市 |
| 地区(区县) | 岳阳楼区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.88 MB |
| 发布时间 | 2025-10-02 |
| 更新时间 | 2025-10-02 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-10-02 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54198085.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
岳阳市一中2025 年上期高二年级第一次质量检测物理试卷
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. 物理知识在生活中有广泛的应用,下列说法正确的是( )
A. 如图甲,阳光下观察竖直放置的肥皂膜,看到彩色条纹是光的衍射产生的
B. 如图乙,光纤通信是一种现代通信手段,它是利用光的全反射原理来传递信息的
C. 如图丙,采用红灯图作为各种交通警示,原因是红光产生了多普勒效应
D. 如图丁,立体电影利用了光的干涉现象
【答案】B
【解析】
【详解】A.如图甲,阳光下观察竖直放置的肥皂膜,看到彩色条纹是光的干涉产生的,故A错误;
B.如图乙,光纤通信是一种现代通信手段,它是利用光的全反射原理来传递信息的,故B正确;
C.如图丙,采用红灯图作为各种交通警示,原因是红光波长较长,容易发生明显的衍射,故C错误;
D.如图丁,立体电影就利用了光的偏振现象,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,、是两个相干波源,它们振动同步且振幅相同,实线和虚线分别表示在某一时刻它所发出的波峰和波谷,关于图中所标的a、b、c、d四点,下列说法中正确的是( )
A. 质点a为振动减弱点,位移始终为零,
B. 质点b为振动加强点,经过半个周期后变为振动减弱点
C. 质点c到两波源的波程差为波长的一半
D. 此时质点d既不是振动加强点也不是振动减弱点
【答案】A
【解析】
【详解】A.质点a是两列波波峰与波谷叠加的地方,由于两列波振幅相同,故位移始终为零,A正确;
B.质点b为振动加强点,经过半个周期后是波谷与波谷叠加的地方,但还是振动加强点,B错误;
C.质点c是两列波波谷与波谷叠加的地方,故到两波源的波程差为波长的整数倍,C错误;
D.d处在两加强点的连线上,故d在振动加强的区域,振动也是加强的,D错误。
故选A。
3. 如图甲所示是一列简谐横波在时的波形图,质点P的平衡位置位于处,其振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 波沿x轴负方向传播 B. 再经过0.3s质点P运动至处
C. 0.1~1.1s内,质点P的路程为30cm D. 质点Q的振动方程为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图乙可知时,质点P沿y轴正方向振动,根据上下坡法,波沿x轴正方向传播,A错误;
B.波传播过程中,质点P在平衡位置附近振动,不会随波迁移,B错误;
C.时,质点P正在向最大位移处运动,在周期内的路程小于一个振幅,在0.1~1.1s内,即周期内,质点P的路程小于五个振幅,即小于30cm,C错误;
D.质点P、Q的相位差
由图乙可知质点P的振动方程为
质点Q的振动方程为
D正确。
故选D。
4. 如图所示,在一通有恒定电流的长直导线的右侧,有一带负电的粒子以初速度沿平行于导线的方向射出。粒子重力及空气阻力均忽略不计,现用虚线表示粒子的运动轨迹,则下列选项中可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据右手螺旋定则可知,在导线右侧磁场方向垂直纸面向里,根据左手定则,判断粒子受力的方向向右,因此粒子向右侧偏转,由于是非匀强磁场,故不是圆周运动。
故选D。
5. 如图,力传感器固定在天花板上,边长为L的正方形匀质导线框abcd用不可伸长的轻质绝缘细线悬挂于力传感器的测力端,导线框与磁感应强度方向垂直,线框的bcd部分处于匀强磁场中,b、d两点位于匀强磁场的水平边界线上。若在导线框中通以大小为I、方向如图所示的恒定电流,导线框处于静止状态时,力传感器的示数为F1。只改变电流方向,其它条件不变,力传感器的示数为F2,该匀强磁场的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】线框在磁场中受到安培力的等效长度为,当电流方向为图示方向时,由左手定则可知导线框受到的安培力竖直向上,大小为
因此对导线框受力平衡可得
当导线框中的电流反向,则安培力方向竖直向下,此时有
联立可得
故选C。
6. 物块中间用一根轻质弹簧相连,放在光滑水平面上,物块的质量为,如图甲所示。开始时两物块均静止,弹簧处于原长,时对物块施加水平向右的恒力,时撤去,在内两物体的加速度随时间变化的情况如图乙所示。整个运动过程中以下分析正确的是( )
A. 时的速度大小等于
B. 恒力大小为
C. 内的动量增加量为
D. 撤去推力后弹簧最长时,速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.图象与坐标轴围成的面积表示速度变化量,若0~1s内Q的加速度均匀增大,则时Q的速度大小等于
由图可得实际Q的图象与坐标轴围成的面积大于Q的加速度均匀增大时图象与坐标轴围成的面积,故t=1s时Q的速度大小大于0.4m /s,故A错误;
B.时,对物块P有
故恒力大小为2N,故B错误;
C.施加水平向右的恒力F的过程中,根据动量定理有
故0~1s内P的动量增加量小于,故C错误;
D.时,对物块P、Q整体有
解得
撤去推力后,P、Q共速时,弹簧最长,有
解得撤去推力后弹簧最长时,Q的速度大小为
故D正确。
故选D。
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. 用某种单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到干涉条纹如图甲所示,改变双缝间的距离或改变双缝到光屏的距离后,干涉条纹变为如图乙所示,图中虚线是亮纹中心的位置。则( )
A. 双缝间的距离变大
B. 双缝间距离变小
C. 增加双缝与光屏间的距离
D. 减少双缝与光屏间的距离
【答案】BC
【解析】
【详解】由题图可知,图乙干涉条纹间距大于图甲干涉条纹间距,根据可知,双缝间的距离变小或增加双缝与光屏间的距离。
故选BC。
8. 安装在排污管道上的流量计可以测量排污流量Q,流量为单位时间内流过管道横截面的流体的体积,如图所示为流量计的示意图。左右两端开口的长方体绝缘管道的长、宽、高分别为a、b、c,所在空间有垂直于前后表面、磁感应强度大小为B的匀强磁场,在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N,污水充满管道从左向右匀速流动,测得M、N间电势差为U,污水流过管道时受到的阻力大小,k是比例系数,L为管道长度,v为污水的流速。则( )
A. 电压U与污水中离子浓度无关
B. 污水的流量
C. 金属板M的电势低于金属板N的电势
D. 左、右两侧管口的压强差
【答案】AD
【解析】
【详解】AC.污水中的离子受到洛伦兹力,正离子向上极板聚集,负离子向下极板聚集,所以金属板M的电势大于金属板N的电势,从而在从而在管道内形成匀强电场,最终离子在电场力和洛伦兹力的作用下平衡,即
解得
可知电压U与污水中离子浓度无关,A正确,C错误;
B.污水流量为
B错误;
D.污水流过该装置受到的阻力为
污水匀速通过该装置,则两侧的压力差等于阻力,即
则
D正确。
故选AD。
9. 我国空间站天和核心舱配备了四台全国产化的LHT-100霍尔推进器,其简化的工作原理如图所示。放电通道两端的电极A、B间存在一加速电场E,工作时,工作物质氙气进入放电通道后立即被电离为一价氙离子,再经电场加速喷出,形成推力。单台推进器每秒喷出的一价氙离子数量个,速度,单个氙离子的质量为,电子电荷量,不计一切阻力,计算时取氙离子的初速度为零,忽略离子之间的相互作用,则( )
A. A、B两电极间的加速电压为175V
B. A、B两电极间的加速电压为275V
C. 单台霍尔推进器产生的平均推力大小约为8N
D. 单台霍尔推进器向外喷射氙离子形成的电流约为2.9A
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.氙离子经电场加速,根据动能定理有
可得加速电压为
故A错误,B正确;
C.根据动量定理可得
代入数据解得
故C错误;
D.单台霍尔推进器向外喷射氙离子形成的电流约为
故D正确。
故选BD。
10. 如图,质量为的长木板静止在光滑水平面上,上表面段光滑,段粗糙,,左端固定劲度系数为的轻质弹簧,右端用不可伸长的轻绳连接于竖直墙上。质量为的小滑块以速度从点向左运动并压缩弹簧,弹簧压缩量为时轻绳被拉断,最终小滑块恰好没有从长木板上掉落。已知弹簧原长小于,弹簧弹性势能的表达式,其中为劲度系数,为弹簧的压缩量,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 轻绳被拉断瞬间,木板的加速度大小为
B. 最终长木板与滑块一起以速度向左匀速运动
C. 弹簧恢复原长时,滑块的动能可能为
D. 滑块与长木板的部分间的动摩擦因数为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.弹簧压缩量为时轻绳被拉断,长木板水平方向受到的合力为
根据牛顿第二定律有
解得
故A正确;
B.弹簧压缩量为时小滑块的速度小于,设此时小滑块的速度为,根据动量守恒定律有
解得
最终长木板与滑块一起以速度小于向左匀速运动,故B错误;
C.弹簧恢复原长时木板获得动能,所以滑块的动能一定小于,故C错误;
D.设滑块与长木板的OB部分间的动摩擦因数为,弹簧压缩量为时其弹性势能为
弹簧被压缩x的过程中,由机械能守恒得
全过程根据能量守恒定律得
又
联立解得
故D正确。
故选AD。
三、非选择题:本题共5小题,共56分。
11. 单摆是能够产生往复摆动的一种装置,将无重细杆或不可伸长的细柔绳一端悬于重力场内一定点,另一端固结一个重小球构成单摆。
(1)某小组利用频闪照相的方法研究单摆的运动过程(图),即用在同一张底片上多次曝光的方法,在远处从与单摆摆动平面垂直的视角拍摄单摆在摆动过程中的多个位置的照片。从摆球离开左侧最高点A时开始,每隔相同时间曝光一次,得到了一张记录摆球从A位置由静止运动到右侧最高点B的照片,如图所示,其中摆球运动到最低点O时摆线被一把刻度尺挡住。对照片进行分析可知( )
A.A和B位置等高,说明摆球在运动过程中机械能守恒
B.摆球在A点的所受合力大小大于在B点的合力
C.摆球经过O点前后瞬间加速度大小不变
D.摆球从A点到O点的过程中重力做功的功率,等于摆球从O点到B点的过程中克服重力做功的功率
(2)甲乙两位同学利用如图所示实验器材探究单摆摆长与周期的关系。
(i)关于实验操作,下列说法正确的是_______;
A.摆线要选择细些的、伸缩性小些的,并且尽可能适当长一些
B.摆球尽量选择质量大些、体积小些的
C.为了使摆的周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆角较大
D.用刻度尺测量摆线的长度l,这就是单摆的摆长
E.释放摆球,从摆球经过平衡位置开始计时,记下摆球做50次全振动所用的时间t,则单摆周期T=50t
(ii)如图所示,用游标卡尺测量摆球直径。摆球直径d=_______cm。
(iii)为了提高实验精度,在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T,从而得出一组对应的L与T的数据,并作出图线,如图所示,图线上A、B两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则可以得重力加速度g=_______;
(iv)同学乙发现计算得到的重力加速度值总是偏大,可能的原因是_______;
A.测摆长时,摆线拉得过紧
B.误将29次全振动记数为30次
C.将摆线长度当着摆长来计算
D.摆动的摆角偏小
E.摆球的质量偏大
【答案】 ①. A ②. AB##BA ③. 2.06 ④. ⑤. AB##BA
【解析】
【详解】(1)[1]A.摆球在A和B位置等高,且速度均为零,说明机械能守恒,A正确;
B.设绳与竖直方向夹角为,则摆球静止时的合力为
由于则摆球在A点绳与竖直夹角小于摆球在B点绳与竖直夹角,则摆球在A点的所受合力大小小于在B点的合力,B错误;
C.摆球经过O点的向心加速度为
摆球经过O点前后瞬间运动半径减小,则加速度变大,C错误;
D.根据
摆球从A点到O点的过程中摆长较大,则周期较大,运动时间较长,根据
则重力做功的功率较大,D错误。
故选A。
(2)(i)[2]A.为减小实验误差,摆线要选择细些的、伸缩性小些的,并且尽可能适当长一些,A正确;
B.为减小空气阻力的影响,摆球尽量选择质量大些、体积小些的,B正确;
C.周期与摆角无关,且摆角过大,不可视为简谐运动,C错误;
D.摆线的长度应等于摆线长于摆球半径之和,D错误;
E.单摆周期为
E错误。
故选AB。
(ii)[3]摆球直径为
(iii)[4]根据
得
图像斜率为
得
(iv)[5]A.测摆长时,摆线拉得过紧,则摆长的测量值大于真实值,根据
则重力加速度值偏大,A正确;
B.误将29次全振动记数为30次,则周期的测量值偏小,重力加速度值偏大,B正确;
C.摆线长度小于摆长,则重力加速度值偏小,C错误;
DE.摆角偏小、质量偏大,不影响实验结果,DE错误。
故选AB。
12. 某物理探究小组的同学测量均匀金属实心圆柱体电阻的电阻率。
(1)使用螺旋测微器测定金属丝直径d,然后用游标卡尺测量其长度L,用欧姆表粗测其电阻,把选择开关置于“”挡,用正确的测量方法,粗测时的读数如图丙所示,该读数为____。
(2)用伏安法测圆柱体电阻的阻值,提供如下器材:
电池组E:电动势,内阻不计;
电流表:量程0~15mA,内阻约;
电流表:量程,内阻为;
滑动变阻器:阻值范围,额定电流为;
电阻箱:阻值范围0~9999Ω,额定电流为;
开关S,导线若干。
要求实验中尽可能准确地测量的阻值,请回答下列问题:
①为了测量待测电阻两端的电压,将电流表____(填写器材字母代号)与电阻箱串联,并将电阻箱阻值调到____,改装成一个量程为3.0V的电压表。
②在方框中画出测量阻值的电路图,并在图中标明器材代号____。
(3)金属丝的电阻率为______(用、d、、L表示)。
【答案】(1)190 (2) ①. A2 ②. 9000 ③.
(3)
【解析】
【小问1详解】
[1]欧姆表的读数为指针所指刻度与倍率的乘积,所以
【小问2详解】
[1][2]根据电表的改装原理可知,应将电流表A2与电阻箱R2串联,改装成一个量程为0∼3.0V的电压表,根据欧姆定律有
代入数据解得;
[3]由于滑动变阻器最大阻值较小,所以滑动变阻器应采用分压式接法,同时电压表由内阻已知的电流表A2和电阻箱R2改装而成,其内阻已知,所以电流表A1应采用外接法,所以实验电路如图所示
【小问3详解】
根据电阻定律表达式
其中
联立可得金属丝的电阻率为。
13. 如图所示,一截面为直角三角形透明棱镜ABC,BC边长为a,。现有一细束单色光沿与AB平行的方向从到C点距离为的O点入射,折射后恰好射到AB边上的D点,且。光在真空中的传播速度为c,求:
①棱镜的折射率n;
②单色光从O点入射到第一次从棱镜中射出所用的时间t。
【答案】①;②
【解析】
【分析】
【详解】①单色光在棱镜中的光路如下图所示,由几何关系可知,CD长为、为
等边三角形,故有
根据折射定律有
解得
②由于,故单色光在D点发生全反射,由几何关系可知,反射光垂直BC边从BC边射出棱镜,故有
光在棱镜中的传播速度为
则所用的时间t为
解得
14. 如图,空间区域Ⅰ、Ⅱ有匀强电场和匀强磁场,MN、PQ为理想边界,Ⅰ区域高度d=0.15m,Ⅱ区域的范围足够大。匀强电场方向竖直向上;Ⅰ、Ⅱ区域的磁感应强度大小均为B=0.5T,方向分别垂直纸面向里和向外。一个质量为m=、带电荷量为的带电小球从距MN的高度为h的O点由静止开始下落,进入场区后,恰能做匀速圆周运动,重力加速度g取10m/s2。
(1)试判断小球的电性并求出电场强度E的大小;
(2)若带电小球能进入区域Ⅱ,则h应满足什么条件?
(3)若想带电小球运动一定时间后恰能回到O点,h应该等于多少?并求从开始运动到返回O点的时间(保留一位有效数字)?
【答案】(1)正电,0.25N/C;(2)h>0.45m;(3)h=0.6m,1s
【解析】
【详解】(1)带电小球进入复合场后,恰能做匀速圆周运动,即所受合力为洛伦兹力,则重力与电场力大小相等,方向相反,重力竖直向下,电场力竖直向上,即小球带正电。
则有
解得
E=0.25N/C
(2)假设下落高度为h0时,带电小球在Ⅰ区域做圆周运动的圆弧与PQ相切时,运动轨迹如图甲所示
由几何知识可知,小球的轨道半径R=d
带电小球在进入磁场前做自由落体运动,由动能定理得
带电小球在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得
联立解得
h0=0.45m
则当h>h0时,即h>0.45m时带电小球能进入区域Ⅱ。
(3)带电小球的轨迹如图乙所示
以三个圆心为顶点的三角形为等边三角形,边长为2R1,内角为60°,由几何关系知
由解得
粒子在磁场外运动的时间
粒子在磁场运动的时间
15. 如图所示,斜面与足够长的水平轨道平滑连接,一轻质弹簧的左端固定在质量为的小物块2上,右端与质量为、带电荷量为的小物块3接触但未拴接,小物块2和3均静止在水平轨道上,水平轨道与圆弧轨道平滑连接,其圆心与在同一水平面,上方虚线框内存在着水平向右的匀强电场,电场右侧紧挨着一个圆弧轨道,其圆心与在同一竖直线上,所有的轨道均绝缘且光滑,圆弧和的半径均为。现将质量为的小物块1从左侧斜面上距水平轨道高度为处由静止释放(不计小物块1在斜面与水平面衔接处的能量损失),与小物块2发生正碰后粘在一起,碰撞时间极短,一段时间之后小物块3脱离弹簧,经圆弧轨道后进入电场,再沿着水平方向进入圆弧轨道,经过点时小物块3对轨道的作用力恰好为,最终落在水平地面的点。设小物块在运动过程中带电荷量始终保持不变,空气阻力忽略不计,重力加速度为。求:
(1)弹簧被压缩时的最大弹性势能;
(2)匀强电场的电场强度大小;
(3)小物块3落地时的速度大小。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设小物块1沿光滑斜面下滑到底端时速度大小为,根据动能定律有
解得
小物块1、2碰撞过程中动量守恒,设二者粘在一起后速度大小为,则有
解得
设弹簧压缩最短时,小物块1、2、3有共同速度,此时弹簧有最大弹性势能,则有
解得
根据能量守恒有
(2)设弹簧恢复原长时,小物块1、2的速度大小为,小物块3的速度大小,则根据动量守恒有
根据机械能守恒有
解得
设小物块3在点的速度大小为,在段根据动能定理有
解得
设小物块3在点速度大小为,根据牛顿第二定律有
解得
设小物块3在电场中运动的时间为,竖直方向上满足
解得
水平方向满足
解得
(3)设小物块3在电场中上升的高度为,则有
设小物块3落地速度大小为,根据动能定理可知
解得
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岳阳市一中2025 年上期高二年级第一次质量检测物理试卷
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. 物理知识在生活中有广泛的应用,下列说法正确的是( )
A. 如图甲,阳光下观察竖直放置的肥皂膜,看到彩色条纹是光的衍射产生的
B. 如图乙,光纤通信是一种现代通信手段,它是利用光的全反射原理来传递信息的
C. 如图丙,采用红灯图作为各种交通警示,原因是红光产生了多普勒效应
D. 如图丁,立体电影利用了光的干涉现象
2. 如图所示,、是两个相干波源,它们振动同步且振幅相同,实线和虚线分别表示在某一时刻它所发出的波峰和波谷,关于图中所标的a、b、c、d四点,下列说法中正确的是( )
A. 质点a为振动减弱点,位移始终为零,
B. 质点b为振动加强点,经过半个周期后变为振动减弱点
C. 质点c到两波源波程差为波长的一半
D. 此时质点d既不是振动加强点也不是振动减弱点
3. 如图甲所示是一列简谐横波在时的波形图,质点P的平衡位置位于处,其振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 波沿x轴负方向传播 B. 再经过0.3s质点P运动至处
C. 0.1~1.1s内,质点P的路程为30cm D. 质点Q的振动方程为
4. 如图所示,在一通有恒定电流的长直导线的右侧,有一带负电的粒子以初速度沿平行于导线的方向射出。粒子重力及空气阻力均忽略不计,现用虚线表示粒子的运动轨迹,则下列选项中可能正确的是( )
A. B. C. D.
5. 如图,力传感器固定在天花板上,边长为L的正方形匀质导线框abcd用不可伸长的轻质绝缘细线悬挂于力传感器的测力端,导线框与磁感应强度方向垂直,线框的bcd部分处于匀强磁场中,b、d两点位于匀强磁场的水平边界线上。若在导线框中通以大小为I、方向如图所示的恒定电流,导线框处于静止状态时,力传感器的示数为F1。只改变电流方向,其它条件不变,力传感器的示数为F2,该匀强磁场的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
6. 物块中间用一根轻质弹簧相连,放在光滑水平面上,物块的质量为,如图甲所示。开始时两物块均静止,弹簧处于原长,时对物块施加水平向右的恒力,时撤去,在内两物体的加速度随时间变化的情况如图乙所示。整个运动过程中以下分析正确的是( )
A. 时的速度大小等于
B. 恒力大小为
C. 内的动量增加量为
D. 撤去推力后弹簧最长时,的速度大小为
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. 用某种单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示,改变双缝间的距离或改变双缝到光屏的距离后,干涉条纹变为如图乙所示,图中虚线是亮纹中心的位置。则( )
A. 双缝间的距离变大
B. 双缝间的距离变小
C. 增加双缝与光屏间距离
D. 减少双缝与光屏间距离
8. 安装在排污管道上的流量计可以测量排污流量Q,流量为单位时间内流过管道横截面的流体的体积,如图所示为流量计的示意图。左右两端开口的长方体绝缘管道的长、宽、高分别为a、b、c,所在空间有垂直于前后表面、磁感应强度大小为B的匀强磁场,在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N,污水充满管道从左向右匀速流动,测得M、N间电势差为U,污水流过管道时受到的阻力大小,k是比例系数,L为管道长度,v为污水的流速。则( )
A. 电压U与污水中离子浓度无关
B. 污水的流量
C. 金属板M的电势低于金属板N的电势
D. 左、右两侧管口的压强差
9. 我国空间站天和核心舱配备了四台全国产化的LHT-100霍尔推进器,其简化的工作原理如图所示。放电通道两端的电极A、B间存在一加速电场E,工作时,工作物质氙气进入放电通道后立即被电离为一价氙离子,再经电场加速喷出,形成推力。单台推进器每秒喷出的一价氙离子数量个,速度,单个氙离子的质量为,电子电荷量,不计一切阻力,计算时取氙离子的初速度为零,忽略离子之间的相互作用,则( )
A. A、B两电极间的加速电压为175V
B. A、B两电极间的加速电压为275V
C. 单台霍尔推进器产生的平均推力大小约为8N
D. 单台霍尔推进器向外喷射氙离子形成的电流约为2.9A
10. 如图,质量为的长木板静止在光滑水平面上,上表面段光滑,段粗糙,,左端固定劲度系数为的轻质弹簧,右端用不可伸长的轻绳连接于竖直墙上。质量为的小滑块以速度从点向左运动并压缩弹簧,弹簧压缩量为时轻绳被拉断,最终小滑块恰好没有从长木板上掉落。已知弹簧原长小于,弹簧弹性势能的表达式,其中为劲度系数,为弹簧的压缩量,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 轻绳被拉断瞬间,木板的加速度大小为
B. 最终长木板与滑块一起以速度向左匀速运动
C. 弹簧恢复原长时,滑块的动能可能为
D. 滑块与长木板部分间的动摩擦因数为
三、非选择题:本题共5小题,共56分。
11. 单摆是能够产生往复摆动的一种装置,将无重细杆或不可伸长的细柔绳一端悬于重力场内一定点,另一端固结一个重小球构成单摆。
(1)某小组利用频闪照相的方法研究单摆的运动过程(图),即用在同一张底片上多次曝光的方法,在远处从与单摆摆动平面垂直的视角拍摄单摆在摆动过程中的多个位置的照片。从摆球离开左侧最高点A时开始,每隔相同时间曝光一次,得到了一张记录摆球从A位置由静止运动到右侧最高点B的照片,如图所示,其中摆球运动到最低点O时摆线被一把刻度尺挡住。对照片进行分析可知( )
A.A和B位置等高,说明摆球在运动过程中机械能守恒
B.摆球在A点的所受合力大小大于在B点的合力
C.摆球经过O点前后瞬间加速度大小不变
D.摆球从A点到O点的过程中重力做功的功率,等于摆球从O点到B点的过程中克服重力做功的功率
(2)甲乙两位同学利用如图所示的实验器材探究单摆摆长与周期的关系。
(i)关于实验操作,下列说法正确的是_______;
A.摆线要选择细些的、伸缩性小些的,并且尽可能适当长一些
B.摆球尽量选择质量大些、体积小些的
C.为了使摆的周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆角较大
D.用刻度尺测量摆线的长度l,这就是单摆的摆长
E.释放摆球,从摆球经过平衡位置开始计时,记下摆球做50次全振动所用的时间t,则单摆周期T=50t
(ii)如图所示,用游标卡尺测量摆球直径。摆球直径d=_______cm。
(iii)为了提高实验精度,在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T,从而得出一组对应的L与T的数据,并作出图线,如图所示,图线上A、B两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则可以得重力加速度g=_______;
(iv)同学乙发现计算得到的重力加速度值总是偏大,可能的原因是_______;
A.测摆长时,摆线拉得过紧
B.误将29次全振动记数为30次
C.将摆线长度当着摆长来计算
D.摆动的摆角偏小
E.摆球的质量偏大
12. 某物理探究小组的同学测量均匀金属实心圆柱体电阻的电阻率。
(1)使用螺旋测微器测定金属丝直径d,然后用游标卡尺测量其长度L,用欧姆表粗测其电阻,把选择开关置于“”挡,用正确的测量方法,粗测时的读数如图丙所示,该读数为____。
(2)用伏安法测圆柱体电阻的阻值,提供如下器材:
电池组E:电动势,内阻不计;
电流表:量程0~15mA,内阻约;
电流表:量程,内阻为;
滑动变阻器:阻值范围,额定电流为;
电阻箱:阻值范围0~9999Ω,额定电流为;
开关S,导线若干。
要求实验中尽可能准确地测量阻值,请回答下列问题:
①为了测量待测电阻两端的电压,将电流表____(填写器材字母代号)与电阻箱串联,并将电阻箱阻值调到____,改装成一个量程为3.0V的电压表。
②在方框中画出测量阻值的电路图,并在图中标明器材代号____。
(3)金属丝的电阻率为______(用、d、、L表示)。
13. 如图所示,一截面为直角三角形透明棱镜ABC,BC边长为a,。现有一细束单色光沿与AB平行的方向从到C点距离为的O点入射,折射后恰好射到AB边上的D点,且。光在真空中的传播速度为c,求:
①棱镜的折射率n;
②单色光从O点入射到第一次从棱镜中射出所用的时间t。
14. 如图,空间区域Ⅰ、Ⅱ有匀强电场和匀强磁场,MN、PQ为理想边界,Ⅰ区域高度d=0.15m,Ⅱ区域的范围足够大。匀强电场方向竖直向上;Ⅰ、Ⅱ区域的磁感应强度大小均为B=0.5T,方向分别垂直纸面向里和向外。一个质量为m=、带电荷量为的带电小球从距MN的高度为h的O点由静止开始下落,进入场区后,恰能做匀速圆周运动,重力加速度g取10m/s2。
(1)试判断小球的电性并求出电场强度E的大小;
(2)若带电小球能进入区域Ⅱ,则h应满足什么条件?
(3)若想带电小球运动一定时间后恰能回到O点,h应该等于多少?并求从开始运动到返回O点的时间(保留一位有效数字)?
15. 如图所示,斜面与足够长的水平轨道平滑连接,一轻质弹簧的左端固定在质量为的小物块2上,右端与质量为、带电荷量为的小物块3接触但未拴接,小物块2和3均静止在水平轨道上,水平轨道与圆弧轨道平滑连接,其圆心与在同一水平面,上方虚线框内存在着水平向右的匀强电场,电场右侧紧挨着一个圆弧轨道,其圆心与在同一竖直线上,所有的轨道均绝缘且光滑,圆弧和的半径均为。现将质量为的小物块1从左侧斜面上距水平轨道高度为处由静止释放(不计小物块1在斜面与水平面衔接处的能量损失),与小物块2发生正碰后粘在一起,碰撞时间极短,一段时间之后小物块3脱离弹簧,经圆弧轨道后进入电场,再沿着水平方向进入圆弧轨道,经过点时小物块3对轨道的作用力恰好为,最终落在水平地面的点。设小物块在运动过程中带电荷量始终保持不变,空气阻力忽略不计,重力加速度为。求:
(1)弹簧被压缩时的最大弹性势能;
(2)匀强电场的电场强度大小;
(3)小物块3落地时的速度大小。
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