精品解析:2026届云南省玉溪第一中学高三上学期模拟预测物理试题
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内容正文:
玉溪一中2025—2026学年上学期高三适应性测试(七)
物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上,并认真核准条形码上的姓名、准考证号、考场号、座位号及科目,在规定的位置贴好条形码。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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,用黑色碳素笔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10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 物理思想方法是物理学科素养的重要内容,可帮助我们提升思维水平,形成综合能力。下列说法正确的是( )
A. 卡文迪什利用扭秤测量万有引力常量用到了微元法的思想
B. 合力、分力等概念的建立体现了等效替代的思想
C. 加速度公式与电势都采用了比值定义法
D. 点电荷、电场都是抓住主要因素忽略次要因素建立的理想化模型
【答案】B
【解析】
【详解】A.卡文迪什的扭秤实验通过放大微小形变测量引力常量,采用的是放大法,而非微元法,故A错误;
B.合力与分力的等效性体现了等效替代思想,故B正确;
C.加速度公式是牛顿第二定律的表达式(决定式),而电势是比值定义法,故C错误;
D.点电荷是理想化模型,但电场是客观存在的物质,并非理想化模型,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,某同学在两竖直墙壁之间安装免打孔单杠,单杠两侧与墙壁之间有防滑软胶垫,靠近墙壁处内置螺纹杆,可通过旋转螺纹杆使单杠向外侧伸长,进而把防滑软胶垫挤压在墙壁上,则下列说法正确的是( )
A. 该同学利用单杠做引体向上时,软胶垫受到墙壁的摩擦力向下
B. 该同学利用单杠匀速引体向上,当两手臂都竖直时,每只手臂受到的拉力最小
C. 螺纹杆向外旋转越多,单杠受到两侧墙壁的弹力均越大,单杠受到的合力也越大
D. 软胶垫与墙体的接触面积越大,软胶垫受到墙壁的摩擦力越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.把单杠、软胶垫和该同学看作整体,这个整体相对墙壁有向下运动的趋势,所以软胶垫受到墙壁的摩擦力向上,故A错误;
B.该同学利用单杠匀速引体向上时,设该同学的质量为,手臂与竖直方向的夹角为,则根据平衡关系有
解得每只手臂受到的拉力为
所以当即该同学两手臂都竖直时,每个手臂受到的拉力等于该同学的重力的一半且最小,故B正确;
C.螺纹杆向外旋转越多,单杠受到两侧墙壁的弹力均越大,但单杠所受合力一直为零,故C错误;
D.软胶垫受到墙壁的总摩擦力等于整体的重力,和软胶垫与墙体的接触面积无关,故D错误。
故选B。
3. 如图,空间存在水平向右、电场强度大小为E的匀强电场,质量为m的带电微粒恰好沿图中的虚线在竖直平面内做匀速直线运动,虚线与水平方向的夹角θ为(,),微粒受到的空气阻力不能忽略,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A. 微粒可能带正电
B. 微粒可能由M点向N点运动
C. 微粒的机械能不断增加
D. 微粒所带电荷量的绝对值为
【答案】D
【解析】
【详解】A.微粒受到的空气阻力与运动方向相反,根据受力分析可知,微粒只能由N点向M点运动才能保持平衡,受力分析如图所示
可知微粒带负电,故AB错误;
C.微粒由N点向M点做匀速直线运动,动能不变,重力势能逐渐减小,故机械能不断减小,故C错误;
D.根据平衡条件有
解得,故D正确。
故选D。
4. 太空电梯的原理与生活中的普通电梯十分相似。只需在地球同步轨道上建造一个空间站,并用某种足够长也足够结实的“索道”将其与地面相连。如图所示,假设有一长度为r的太空电梯连接地球赤道上的固定基地与同步卫星轨道上的空间站a,整个太空电梯相对地面静止。卫星b与空间站a的运行方向相同,某时刻二者距离最近,已知地球半径为R,自转周期为T,下列说法正确的是( )
A. 太空电梯各点向心力全部由万有引力提供,处于完全失重状态
B. 太空电梯上各点线速度平方与该点离地球球心距离成反比
C. 太空电梯靠近地球一端的角速度大于空间站a的角速度
D. 若经过时间t之后,a、b第一次相距最远,则卫星b的周期为
【答案】D
【解析】
【详解】A.太空电梯各点随地球一起做匀速圆周运动,角速度相同,只有在a点完全失重
其余位置,不是完全失重状态,故A错误;
B.太空电梯上各点
所以线速度与该点离地球球心距离成正比,故B错误;
C.太空电梯上各点的角速度与地球同步卫星的角速度相同,故C错误;
D.若经过时间t之后,a、b第一次相距最远,则有
解得,故D正确。
故选D。
5. 装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中,水面足够大,如图甲所示。把玻璃管向下缓慢按压4cm后放手,忽略运动阻力,玻璃管的运动可以视为竖直方向上的简谐运动,测得振动周期为0.5s。以竖直向上为正方向,某时刻开始计时,其振动图像如图乙所示,其中A为振幅。对于玻璃管,下列说法正确的是( )
A. 位移满足函数式
B. 回复力是浮力
C. 在 时间内,位移减小,速度减小,加速度增大
D. 振动过程中玻璃管的机械能守恒
【答案】A
【解析】
【详解】A.振动周期为0.5s,则圆频率为 ,依题意,A=4cm,t=0时, ,结合t=0时刻玻璃管振动的方向向下,可知,则玻璃管的振动方程为,故A正确;
B.回复力由浮力和重力的合力提供,故B错误;
C.由题图乙可知,在t₁~t₂时间内,位移减小,根据易知加速度减小,该段时间内玻璃管向平衡位置做加速运动,所以速度增大,故C错误;
D.玻璃管在做简谐运动过程中,水的浮力对玻璃管做功,所以玻璃管的机械能不守恒,故D错误。
故选A。
6. 如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,电流表所选量程为0~0.6A,电压表所选量程为0~15V,小灯泡L标有“6V,3.6W”,滑动变阻器R标有“50Ω,1.5A”。闭合开关S,调节滑动变阻器使其阻值在某一范围内变化时,电压表与电流表示数的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 图甲中电压表所测量的是小灯泡L两端的电压
B. 滑动变阻器滑片P向右移动时,电压表示数变小
C. 电源电压为12V
D. 为了电路安全,滑动变阻器取值范围是5~50Ω
【答案】D
【解析】
【详解】A.由电路图可知,电压表与小灯泡L和电源并联,故测量的不是灯泡两端电压,A错误;
B.滑动变阻器滑片P向右移动时,其阻值增大,电路中电流减小;从图乙可见电压表示数变大,B错误;
C.因为灯泡电阻随电流变化,所以无法计算电源电压具体值,故C错误;
D.当回路电流0.6A时,根据图像可知,电压表示数3.0V,此时滑动变阻器阻值为
所以滑动变阻器取值范围是5~50Ω,D正确。
故选D。
7. 反射式光纤位移传感器通过检测反射光信号的强度变化来测量物体位移,精度可达纳米级甚至更小。如图所示为一实验小组设计的双光纤结构的原理图。发射光纤和接收光纤均为直径为d的竖直圆柱状玻璃丝,下端面均与被测物体表面平行,两光纤的距离D=2d。激光在光纤内发生全反射,从光纤下端面射出时与竖直方向夹角为α,出射光线经被测物体反射后,射向接收光纤。当被测物体上下发生微小位移时,接收到的激光强度将发生变化,从而测量位移x。若光纤的折射率为n,不考虑光线在被测物体表面的多次反射,出射光线的能量均匀分布,被测物体不吸收光的能量。则( )
A. α的最大值
B. 若被测物体与光纤下端面间距为x0,激光可以从各个角度入射,则出射光线能照到被测物体的区域面积为
C. 若α为最大值,当接收到光强度为出射光强度的一半时,被测物体与光纤下端面间距
D. 若α为最大值,从刚接收到反射光至接收到的反射光最强过程中,被测物体的位移为
【答案】D
【解析】
【详解】A.在A点的入射角β越小,反射角β越小,在B点的入射角i越大,α越大。当β小于全反射临界角C时,在A点不能发生全反射,射出光纤端面的光的强度急剧减小,达不到设计要求,所以β不能小于临界角C。当β=C时,在A点恰好发生全反射,光线在B点射出时强度最大,α最大。
在A点根据全反射公式
在B点根据折射定律
根据直角三角形
解得
解得,故A错误;
B.出射光线照到被测物体的区域是个圆,α越大,圆的半径Δr越大,当α角最大时,圆的半径Δr最大。
因为,所以
圆的最大半径为Δ
圆的最大面积为,故B错误;
C.当时,出射光线经过被测物体反射后照射到接收光纤下端面的最远距离为
反射光线最远照射到接收光纤下端面的圆心处
被测物体上圆的半径为
当时,接收光纤下端面接收到光强度小于出射光强度的一半,如下图所示,故C错误;
D.接收光纤刚接收到反射光时,接收光纤的端面到被测物体之间的距离x1为
解得
接收光纤接收到反射光最强时,接收光纤的端面到被测物体之间的距离x2为
解得
被测物体的位移为,故D正确。
故选D。
8. 龙鳞潮是钱塘江流域出现的特殊潮汐现象,其形态特征表现为潮水整齐排列,呈现鳞片状波纹结构,民间称其为龙鳞潮。龙鳞潮产生的机制是南北两岸的涌潮相互叠加形成网格波纹,关于如图所示的龙鳞潮,下列说法正确的是( )
A. 南北涌潮叠加后形成龙鳞潮,是波的衍射现象
B. 南北涌潮存在相位差,依然可以形成稳定的干涉波纹
C. 振动加强点将一直位于波峰
D. 南北涌潮相遇叠加后,各自的振幅和频率不会发生改变
【答案】BD
【解析】
【详解】A.南北涌潮叠加后形成龙鳞潮,是波的干涉现象,故A错误;
B.两列波形成稳定干涉的条件是两列波的频率相同、相位差恒定。南北涌潮存在相位差,波速相同,频率相同,所以依然可以形成稳定的干涉波纹,故B正确;
C.振动加强点是指两列波引起的振动始终相互加强的点,但加强点并不一定一直位于波峰,故C错误;
D.两列波相遇叠加时,各自保持原来的振动状态,即各自的振幅和频率不会发生改变,只是在相遇区域内各点的振动是两列波引起的振动的合成,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,在矩形平面内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,在点A处有一个粒子源,在某时刻均匀向磁场内各个方向发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子,它们的速度大小相等,方向均在纸面内,与的夹角分布在范围内。已知,不计粒子重力及相互间的作用。若粒子在磁场中运动的最长时间为其做圆周运动周期的四分之一。下列说法正确的是( )
A. 粒子在磁场中运动最长时间时,可以从边飞出
B. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为
C. 粒子运动的速率为
D. 粒子经过边的最大长度为a
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.根据题意作出粒子在磁场中运动时间最长的运动轨迹,如图所示
设粒子在磁场中运动的半径为r,则水平方向有
竖直方向有
联立解得,,故A错误、B正确;
C.根据,可知,故C错误;
D.经过边的最上面的位置距C点长度为
在该位置以下均能通过边,故粒子经过边的最大长度为,故D正确。
故选BD。
10. 观察发现青蛙竖直向上起跳,跳起的最大高度为h。一长木板静止放置在光滑水平地面上,木板质量为M,一质量为m的青蛙静止蹲在长木板的左端。青蛙向右上方第一次跳起,恰好落至长木板右端且立刻相对木板静止,青蛙继续向右上方第二次跳起,落到地面。青蛙第三次从地面向右上方起跳并落地。三次向右上方跳跃过程都恰能使青蛙相对地面水平位移最大,木板的厚度不计。已知每次起跳青蛙做功相同,且等于竖直向上起跳做的功,起跳与着陆过程时间极短,青蛙可看作质点,忽略空气阻力,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 每次青蛙起跳做的功为
B. 青蛙第三次向右上方跳跃的水平距离为h
C. 若长木板的长度为L,青蛙第二次向右上方起跳的水平位移大小为
D. 长木板的长度L与h的关系满足
【答案】AD
【解析】
【详解】A.对青蛙竖直起跳过程列动能定理,解得每次青蛙起跳做的功,故A正确;
B.青蛙第二次跳起后落地,水平地面光滑,故第三次青蛙起跳过程,跳起的水平距离为0,故B错误;
C.青蛙第一、二次向右上方起跳前均在木板上,且均相对地面水平位移最大,故两次相对地面位移相同。对青蛙第一次在木板向右上方起跳过程,水平方向动量守恒有,由几何关系
联立解得,故C错误;
D.对青蛙第一次向右上方起跳,设青蛙起跳的竖直初速度为,水平初速度为,木板后退速度为v。则对青蛙,竖直方向,水平方向
对青蛙和木板系统
青蛙相对地面位移
对青蛙第一次起跳
联立解得
又由于
可知当时,青蛙跳的最远,则,故D正确。
故选AD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。其中13~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 下图为探究“加速度与力、质量的关系”的实验装置。
(1)实验时,下列说法及操作正确的是______;
A. 需测出滑块运动的时间
B. 重物质量需远小于滑块质量
C. 需垫高导轨右侧平衡摩擦力
D. 不需要测出重物的质量
(2)如甲图所示,测得遮光条宽度为_____cm,遮光条遮光时间为,则滑块经过光电门的速度_____,(用d、表示)滑块静止释放位置与光电门之间的距离为,多次改变滑块与光电门间的距离,并计算出经过光电门的速度,以为纵轴,距离为横轴建立直角坐标系,并描点作图,如图乙所示,由图可得滑块的加速度为_____(用、表示);
(3)测得传感器的示数为F,若滑块的质量为_______(用b、c、F表示),则加速度和力成正比,与质量成反比。
【答案】(1)D (2) ①. 0.440 ②. ③.
(3)
【解析】
【小问1详解】
A.探究“加速度与力、质量的关系”的实验,需要能够测出滑块质量与运动的加速度,题中给出光电门,可以测量通过光电门时的瞬时速度,进而通过公式求解加速度,不需要测量小滑块运动的时间,故A错误;
BCD.探究“加速度与力、质量的关系”的实验中,需要测量滑块的质量和合力,其中合力由力传感器测得,所以不需要测得重物的质量,也不需要平衡摩擦力,故BC错误,D正确。
故选D。
【小问2详解】
[1]根据游标卡尺的测量原理,
[2]由于遮光条比较窄,遮光条通过光电门的平均速度可以近似看成是瞬时速度,即
[3]小滑块从静止开始做匀加速直线运动,由运动学公式可知,的图像中斜率
解得
【小问3详解】
由牛顿第二定律可知
所以滑块的质量
12. 某实验小组准备利用表头设计一个多挡位欧姆表,但不知道其内阻。为了精确测量表头内阻,小组首先采用“电桥法”进行测量。实验电路如图所示,分为控制电路和测量电路两部分,所用器材如下:
A.待测表头:量程μA,内阻约为
B.灵敏电流计G
C.定值电阻
D.粗细均匀的电阻丝AB,总长度
E.滑动变阻器(最大阻值为
F.滑动变阻器(最大阻值为)
G.线夹、电源、开关及导线若干。
(1)实验过程中为便于调节,滑动变阻器应选用__________填器材前的字母;
(2)闭合开关S前,先将线夹大致固定在电阻丝AB中部,滑片置于a端。调节滑动变阻器滑片使表头示数适当后保持不动。移动线夹直至灵敏电流计G示数为零,测得此时段电阻丝长度。则表头内阻__________保留三位有效数字;
(3)将表头改装成具有“”、“”或“”三个挡位的欧姆表,如图乙所示。电源电动势,内阻忽略,为调节范围足够的滑动变阻器,且接线柱3未接电阻。表笔b为__________填“红”或“黑”表笔;当开关S接接线柱3时,对应的倍率为__________(填“”、“”或“”);短接表笔a、b进行欧姆调零时,应调至__________。
【答案】(1)E (2)
(3) ①. 黑 ②. ③. 9667
【解析】
【小问1详解】
待测表头内阻约为,定值电阻,电阻均较大,为便于调节,滑动变阻器应选最大阻值较小的,即选项。
【小问2详解】
粗细均匀的电阻丝AB,总长度,灵敏电流计G示数为零,即电桥平衡时,测得此时段电阻丝长度,有
代入数据解得表头内阻
【小问3详解】
[1]表笔b接内部电源正极,故应为黑表笔。
[2]接线柱3未接电阻,表头和分流电阻构成的电流表量程最小,倍率最大,可知倍率为“”。
[3]短接调零时,满偏电流
由
得
13. 航天员身着航天服出舱活动,首先要从太空舱进入到气闸舱,关闭太空舱舱门,然后将气闸舱中的气体缓慢抽出,再打开气闸舱门,从气闸舱出舱。已知气闸舱的容积为,舱中气体的初始压强为,温度为。为了安全起见,先将气闸舱的压强降至,给航天员一个适应过程。此过程中,求:
(1)若气闸舱的温度保持不变,抽出的气体在压强下的体积;
(2)若气闸舱温度变为,气闸舱内存留气体的质量与原气闸舱内气体质量之比。(该问结果保留2位有效数字)
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
以气闸舱内原有气体为研究对象,体积为,压强为,降压后气体的压强为,体积为,由玻意耳定律可得
设抽出的气体在时的体积为,转换到压强为压强下的体积为,由玻意耳定律解得
【小问2详解】
以气闸舱内存留的气体为研究对象,压强为后,体积为,温度为,转换到压强为,温度为时的体积为,由理想气体状态方程可得
气闸舱内存留气体的质量与原气闸舱内气体质量之比为
解得
14. 如图所示,半径为(厚度不计)的铁质圆形轨道固定在竖直面内,、分别为轨道的最高点和最低点(和垂直),为轨道上一点且和圆心连线与水平方向夹角为。质量为的磁性小球通过磁力吸附在轨道上,磁力大小恒为、方向始终通过圆心。现给磁性小球施加水平向左、大小为的恒力。忽略轨道厚度及小球大小,不计一切摩擦,重力加速度大小为。
(1)若让小球从轨道外侧点由静止释放,通过计算判断小球会不会脱离轨道;
(2)若让小球从轨道内侧点以初速度大小水平向左射入轨道,求:
①小球运动过程中对轨道的最大压力的大小;
②小球运动到点时对轨道压力的大小。
【答案】(1)小球不会脱离轨道
(2)① ;②
【解析】
【小问1详解】
把恒力和重力的合力视为等效重力
设等效重力方向与竖直方向夹角为,则有
解得
过圆心作的平行线和圆轨道有两个交点,下方交点为等效最低点,如图
假设小球能到达等效最低点,由动能定理
解得
在等效最低点恰好不脱离轨道时
解得
可知
可知小球不会脱离轨道。
【小问2详解】
①从点到等效最低点,由动能定理
解得
在等效最低点压力最大
解得
根据牛顿第三定律,小球对轨道的最大压力。
②从点运动到点过程,可知合外力做功为0,所以
在点,受力分析如图
解得
根据牛顿第三定律,小球在点对轨道的压力。
15. 如图所示为兴趣小组设置的模拟游戏装置,装置由倾角的粗糙斜面。光滑水平面和倾角的光滑斜面组成,粗糙斜面与水平面通过小圆弧平滑连接,粗糙斜面上有沿斜面向下的直轨道AB长L=5m,光滑水平面上有光滑竖直内圆轨道1,圆心为,半径 ,与水平面相切于 C、C'点,C、C'均为轨道最低点且略微错开以便质点进出,光滑斜面内固定着圆心为O2的四分之一圆形透风管道MN,和一个圆心为N的四分之一圆形透风挡板GH,管道MN光滑且半径,挡板GH半径,O2、N、G三点在平行于斜边且沿斜面向下的同一条直线上。当质量m=1kg可视为质点的小滑块在光滑斜面内任意位置运动时都会受到平行于斜边沿斜面向上大小为0.125mg的恒定风力。现让该滑块从A处以一定的初动能沿直轨道AB运动,假设小滑块从水平面经过C点后一定沿轨道1的内轨道运动,若能经过水平面左端E点,一定进入可控小圆弧通道,且在小圆弧通道内运动时速率大小不变,离开小圆弧刚好沿斜面从M处沿切线方向进入管道MN。若能进入MN运动,则能击中GH上的Q点(Q点未画出)。小滑块与AB 轨道间动摩擦因数,重力加速度。
(1)若小滑块在A处初动能为44J,求小滑块刚运动到C处时对圆轨道的压力;
(2)为使小滑块在竖直圆轨道1内运动时不脱离轨道,求小滑块在A处初动能取值范围;
(3)满足(2)问的小滑块运动到Q点时动能的最小值?
【答案】(1)110N,方向竖直向下
(2)或
(3)
【解析】
【小问1详解】
小滑块从A到B,根据动能定理有
其中
联立解得
因BC段光滑,故小滑块到达C处的速度为
小滑块在C处,根据牛顿第二定律有
联立解得
根据牛顿第三定律可知,小滑块刚运动到C处时对圆轨道的压力为
方向竖直向下
【小问2详解】
为使小滑块在竖直圆轨道1内运动时不脱离轨道,分两种情况讨论。第一种情况,小滑块能通过光滑竖直内圆轨道1的最高点,则临界条件为小球通过最高点时轨道对小球的支持力为零,仅由重力提供向心力,则有
解得
则小滑块从A到,根据动能定理有
解得
即小滑块能通过光滑竖直内圆轨道1的最高点,则小滑块在A处初动能
第二种情况,小滑块不能通过最高点,但又不能脱离轨道,则临界条件为小滑块最多上到光滑竖直内圆轨道1的左侧圆心等高处时
则小滑块从A到光滑竖直内圆轨道1的左侧圆心等高处,根据动能定理有
解得
即小滑块能通过光滑竖直内圆轨道1的最高点,则在小滑块在A处初动能
综上分析可知,为使小滑块在竖直圆轨道1内运动时不脱离轨道,则小滑块在A处初动能取值范围或
【小问3详解】
设小滑块以水平速度从N点滑出,做类平抛运动,运动到坐标为(x,y)的Q点。在沿斜面方向,根据牛顿第二定律有
解得
加速度的方向沿斜面向下;
在沿斜面向下有
在水平方向有
根据圆的知识有
联立可得
变形得
上式两边乘上,则有
其中
可得
变形可得
根据数学知识可得
即
两边乘上质量,则有
可知在满足(2)问的小滑块运动到Q点时动能的最小值
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玉溪一中2025—2026学年上学期高三适应性测试(七)
物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上,并认真核准条形码上的姓名、准考证号、考场号、座位号及科目,在规定的位置贴好条形码。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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,用黑色碳素笔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10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 物理思想方法是物理学科素养的重要内容,可帮助我们提升思维水平,形成综合能力。下列说法正确的是( )
A. 卡文迪什利用扭秤测量万有引力常量用到了微元法的思想
B. 合力、分力等概念的建立体现了等效替代的思想
C. 加速度公式与电势都采用了比值定义法
D. 点电荷、电场都是抓住主要因素忽略次要因素建立的理想化模型
2. 如图所示,某同学在两竖直墙壁之间安装免打孔单杠,单杠两侧与墙壁之间有防滑软胶垫,靠近墙壁处内置螺纹杆,可通过旋转螺纹杆使单杠向外侧伸长,进而把防滑软胶垫挤压在墙壁上,则下列说法正确的是( )
A. 该同学利用单杠做引体向上时,软胶垫受到墙壁的摩擦力向下
B. 该同学利用单杠匀速引体向上,当两手臂都竖直时,每只手臂受到的拉力最小
C. 螺纹杆向外旋转越多,单杠受到两侧墙壁的弹力均越大,单杠受到的合力也越大
D. 软胶垫与墙体的接触面积越大,软胶垫受到墙壁的摩擦力越大
3. 如图,空间存在水平向右、电场强度大小为E的匀强电场,质量为m的带电微粒恰好沿图中的虚线在竖直平面内做匀速直线运动,虚线与水平方向的夹角θ为(,),微粒受到的空气阻力不能忽略,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A. 微粒可能带正电
B. 微粒可能由M点向N点运动
C. 微粒的机械能不断增加
D. 微粒所带电荷量的绝对值为
4. 太空电梯的原理与生活中的普通电梯十分相似。只需在地球同步轨道上建造一个空间站,并用某种足够长也足够结实的“索道”将其与地面相连。如图所示,假设有一长度为r的太空电梯连接地球赤道上的固定基地与同步卫星轨道上的空间站a,整个太空电梯相对地面静止。卫星b与空间站a的运行方向相同,某时刻二者距离最近,已知地球半径为R,自转周期为T,下列说法正确的是( )
A. 太空电梯各点向心力全部由万有引力提供,处于完全失重状态
B. 太空电梯上各点线速度平方与该点离地球球心距离成反比
C. 太空电梯靠近地球一端的角速度大于空间站a的角速度
D. 若经过时间t之后,a、b第一次相距最远,则卫星b的周期为
5. 装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中,水面足够大,如图甲所示。把玻璃管向下缓慢按压4cm后放手,忽略运动阻力,玻璃管的运动可以视为竖直方向上的简谐运动,测得振动周期为0.5s。以竖直向上为正方向,某时刻开始计时,其振动图像如图乙所示,其中A为振幅。对于玻璃管,下列说法正确的是( )
A. 位移满足函数式
B. 回复力是浮力
C. 在 时间内,位移减小,速度减小,加速度增大
D. 振动过程中玻璃管的机械能守恒
6. 如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,电流表所选量程为0~0.6A,电压表所选量程为0~15V,小灯泡L标有“6V,3.6W”,滑动变阻器R标有“50Ω,1.5A”。闭合开关S,调节滑动变阻器使其阻值在某一范围内变化时,电压表与电流表示数的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 图甲中电压表所测量的是小灯泡L两端的电压
B. 滑动变阻器滑片P向右移动时,电压表示数变小
C. 电源电压为12V
D. 为了电路安全,滑动变阻器取值范围是5~50Ω
7. 反射式光纤位移传感器通过检测反射光信号的强度变化来测量物体位移,精度可达纳米级甚至更小。如图所示为一实验小组设计的双光纤结构的原理图。发射光纤和接收光纤均为直径为d的竖直圆柱状玻璃丝,下端面均与被测物体表面平行,两光纤的距离D=2d。激光在光纤内发生全反射,从光纤下端面射出时与竖直方向夹角为α,出射光线经被测物体反射后,射向接收光纤。当被测物体上下发生微小位移时,接收到的激光强度将发生变化,从而测量位移x。若光纤的折射率为n,不考虑光线在被测物体表面的多次反射,出射光线的能量均匀分布,被测物体不吸收光的能量。则( )
A. α的最大值
B. 若被测物体与光纤下端面间距为x0,激光可以从各个角度入射,则出射光线能照到被测物体的区域面积为
C. 若α为最大值,当接收到光强度为出射光强度的一半时,被测物体与光纤下端面间距
D. 若α为最大值,从刚接收到反射光至接收到的反射光最强过程中,被测物体的位移为
8. 龙鳞潮是钱塘江流域出现的特殊潮汐现象,其形态特征表现为潮水整齐排列,呈现鳞片状波纹结构,民间称其为龙鳞潮。龙鳞潮产生的机制是南北两岸的涌潮相互叠加形成网格波纹,关于如图所示的龙鳞潮,下列说法正确的是( )
A. 南北涌潮叠加后形成龙鳞潮,是波的衍射现象
B. 南北涌潮存在相位差,依然可以形成稳定的干涉波纹
C. 振动加强点将一直位于波峰
D. 南北涌潮相遇叠加后,各自的振幅和频率不会发生改变
9. 如图所示,在矩形平面内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,在点A处有一个粒子源,在某时刻均匀向磁场内各个方向发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子,它们的速度大小相等,方向均在纸面内,与的夹角分布在范围内。已知,不计粒子重力及相互间的作用。若粒子在磁场中运动的最长时间为其做圆周运动周期的四分之一。下列说法正确的是( )
A. 粒子在磁场中运动最长时间时,可以从边飞出
B. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为
C. 粒子运动的速率为
D. 粒子经过边的最大长度为a
10. 观察发现青蛙竖直向上起跳,跳起的最大高度为h。一长木板静止放置在光滑水平地面上,木板质量为M,一质量为m的青蛙静止蹲在长木板的左端。青蛙向右上方第一次跳起,恰好落至长木板右端且立刻相对木板静止,青蛙继续向右上方第二次跳起,落到地面。青蛙第三次从地面向右上方起跳并落地。三次向右上方跳跃过程都恰能使青蛙相对地面水平位移最大,木板的厚度不计。已知每次起跳青蛙做功相同,且等于竖直向上起跳做的功,起跳与着陆过程时间极短,青蛙可看作质点,忽略空气阻力,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 每次青蛙起跳做的功为
B. 青蛙第三次向右上方跳跃的水平距离为h
C. 若长木板的长度为L,青蛙第二次向右上方起跳的水平位移大小为
D. 长木板的长度L与h的关系满足
二、非选择题:本题共5小题,共54分。其中13~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 下图为探究“加速度与力、质量的关系”的实验装置。
(1)实验时,下列说法及操作正确的是______;
A. 需测出滑块运动的时间
B. 重物质量需远小于滑块质量
C. 需垫高导轨右侧平衡摩擦力
D. 不需要测出重物的质量
(2)如甲图所示,测得遮光条宽度为_____cm,遮光条遮光时间为,则滑块经过光电门的速度_____,(用d、表示)滑块静止释放位置与光电门之间的距离为,多次改变滑块与光电门间的距离,并计算出经过光电门的速度,以为纵轴,距离为横轴建立直角坐标系,并描点作图,如图乙所示,由图可得滑块的加速度为_____(用、表示);
(3)测得传感器的示数为F,若滑块的质量为_______(用b、c、F表示),则加速度和力成正比,与质量成反比。
12. 某实验小组准备利用表头设计一个多挡位欧姆表,但不知道其内阻。为了精确测量表头内阻,小组首先采用“电桥法”进行测量。实验电路如图所示,分为控制电路和测量电路两部分,所用器材如下:
A.待测表头:量程μA,内阻约为
B.灵敏电流计G
C.定值电阻
D.粗细均匀的电阻丝AB,总长度
E.滑动变阻器(最大阻值为
F.滑动变阻器(最大阻值为)
G.线夹、电源、开关及导线若干。
(1)实验过程中为便于调节,滑动变阻器应选用__________填器材前的字母;
(2)闭合开关S前,先将线夹大致固定在电阻丝AB中部,滑片置于a端。调节滑动变阻器滑片使表头示数适当后保持不动。移动线夹直至灵敏电流计G示数为零,测得此时段电阻丝长度。则表头内阻__________保留三位有效数字;
(3)将表头改装成具有“”、“”或“”三个挡位的欧姆表,如图乙所示。电源电动势,内阻忽略,为调节范围足够的滑动变阻器,且接线柱3未接电阻。表笔b为__________填“红”或“黑”表笔;当开关S接接线柱3时,对应的倍率为__________(填“”、“”或“”);短接表笔a、b进行欧姆调零时,应调至__________。
13. 航天员身着航天服出舱活动,首先要从太空舱进入到气闸舱,关闭太空舱舱门,然后将气闸舱中的气体缓慢抽出,再打开气闸舱门,从气闸舱出舱。已知气闸舱的容积为,舱中气体的初始压强为,温度为。为了安全起见,先将气闸舱的压强降至,给航天员一个适应过程。此过程中,求:
(1)若气闸舱的温度保持不变,抽出的气体在压强下的体积;
(2)若气闸舱温度变为,气闸舱内存留气体的质量与原气闸舱内气体质量之比。(该问结果保留2位有效数字)
14. 如图所示,半径为(厚度不计)的铁质圆形轨道固定在竖直面内,、分别为轨道的最高点和最低点(和垂直),为轨道上一点且和圆心连线与水平方向夹角为。质量为的磁性小球通过磁力吸附在轨道上,磁力大小恒为、方向始终通过圆心。现给磁性小球施加水平向左、大小为的恒力。忽略轨道厚度及小球大小,不计一切摩擦,重力加速度大小为。
(1)若让小球从轨道外侧点由静止释放,通过计算判断小球会不会脱离轨道;
(2)若让小球从轨道内侧点以初速度大小水平向左射入轨道,求:
①小球运动过程中对轨道的最大压力的大小;
②小球运动到点时对轨道压力的大小。
15. 如图所示为兴趣小组设置的模拟游戏装置,装置由倾角的粗糙斜面。光滑水平面和倾角的光滑斜面组成,粗糙斜面与水平面通过小圆弧平滑连接,粗糙斜面上有沿斜面向下的直轨道AB长L=5m,光滑水平面上有光滑竖直内圆轨道1,圆心为,半径 ,与水平面相切于 C、C'点,C、C'均为轨道最低点且略微错开以便质点进出,光滑斜面内固定着圆心为O2的四分之一圆形透风管道MN,和一个圆心为N的四分之一圆形透风挡板GH,管道MN光滑且半径,挡板GH半径,O2、N、G三点在平行于斜边且沿斜面向下的同一条直线上。当质量m=1kg可视为质点的小滑块在光滑斜面内任意位置运动时都会受到平行于斜边沿斜面向上大小为0.125mg的恒定风力。现让该滑块从A处以一定的初动能沿直轨道AB运动,假设小滑块从水平面经过C点后一定沿轨道1的内轨道运动,若能经过水平面左端E点,一定进入可控小圆弧通道,且在小圆弧通道内运动时速率大小不变,离开小圆弧刚好沿斜面从M处沿切线方向进入管道MN。若能进入MN运动,则能击中GH上的Q点(Q点未画出)。小滑块与AB 轨道间动摩擦因数,重力加速度。
(1)若小滑块在A处初动能为44J,求小滑块刚运动到C处时对圆轨道的压力;
(2)为使小滑块在竖直圆轨道1内运动时不脱离轨道,求小滑块在A处初动能取值范围;
(3)满足(2)问的小滑块运动到Q点时动能的最小值?
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