内容正文:
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
b
Q
AC
BD
BC
AD
11.(1)18.9
(2)C
(3)
C
BC
12.(1)
变小
变大
πR,
2k迅
(2)
b元-2k
bn-2k
13.(1)7×10Pa;(2)20cm
【详解】(1)设杆对A活塞的作用力向下,则对B活塞的作用力向上,大小均为F,对A、B
活塞,由平衡条件分别可得
mag+poS+p2
po8g+=p8g+mgg2
联立可得
(mA+mg)g
P=Po Ss-S
代入数据解得
乃1=7×104Pa…
.1
(2)当温度刚降低时,由于外界大气压不变,由(1)的解析可知,活塞间气体压强不变,由盖
吕萨克定律可得,气体温度减小,体积减小,则活塞上升,假设活塞塞B上升高度为h
(h'<10cm),对活塞A、B由平衡条件分别可得
mag+poS+=p8.
po8gF=p8g+mgg+kh
联立解得
P=A。-m+m)8+h
SB-S
假设h'=l0℃m,设此时活塞B与汽缸接口处无挤压,此时封闭气体温度为T,计算可得
P2=5.25×104Pa
降温前体积为
=SA(L-H+h)+Sp(H-h)=300cm3
降温后体积为
y2=Sa-L=200cm31
由理想气体状态方程可得
pn_pav
.1
T
代入数据解得
T=200K1
故活塞B恰好运动至汽缸接口处,即活塞B到地面的距离为20cm。
2πm
14.(1)
23gBR
3gB’
,方向斜向右下方与AC成60°
3m
(29BR
m
4nm
6)g邱
【详解】(1)作出粒子的运动轨迹,如图所示
3R
IxB
人60°
R II
60°
由图可知,粒子的圆心角4=2
所以1=“r=T_2am
2π33gB
根据几何关系可得,=
3R-R 23
2sin60°-
3
v
根据洛伦兹力提供向心力有qvB=m
1'
所以v=gBr_23gBR方向斜向右下方与4C成60°。1
m 3m
(2)若粒子从A点沿各个方向射入磁场都不能穿出磁场外边界,
则-3RR=R
2
2
根据洛伦兹力提供向心力有qY✉B=m
解得=9B跳
m
2
(3)如图所示
要回到A点,则2n0=2m(n=3,4,5...)
所以0=严
00'+r=Rtan0+-
π
Rtan+
R
≤3R
根据几何关系可得
se
π
cos-
.1
π
π
即3C0s-sin-之1…
n
又sim2π+cos2π=l
n
n
联立可得5sim2严+sinπ-4<0.
π
1
n
n
解得sim严≤0.8
n
由此可知,时间最短时n=4
所以1血=2T=4rm
gB
3
8πR
15.(1)
5πR
(2)-
Vo
、25πR
【详解】1)球A从开始运动经马时间与球B碰撞,4=
A、B碰撞过程,动量守恒,机械能守恒,根据动量守恒定律和机械能守恒定律有
1
1
6=+mmA哈生m坛十m32
2
解得:v=0,1=Vo
1
撞后球B经名时间在K点与球A发生弹性碰撞,互-
1
由前两式可知,二者再次交换速度,V2=,2=0
3πR
经时间小球A再次回到C点,飞=
8πR
小球A再次回到C点的时间t=+t2+t=
o
元R
(2)若ma=3m,m=m,经1=
,两球发生第1次碰撞,A碰B过程,动量守恒,机
vo
械能守恒,根据动量守恒定律和机械能守恒定律有ma。=ma"a+m3'g,
1
1
2mG=2m,吸+2m,哈
3
联立可得:以之
2
1
4πR4πR
A、B发生第一次碰撞到第二次碰撞的时间4=
VB-VA Vo
1'
5πR
小球A、B发生第2次碰撞的时刻t=+t4=
1'
(3)当恢复系数e=0.5时,
从开始运动到第1次碰撞需时时间,(=心
……
.1
设AB第1次碰撞后,A的速度为y,B的速度为2,满足e=Y
1
解得:=21
根据相对运动,从第1次碰撞到第2次碰撞所用时间5=4心_8
V2-V1 Vo
设AB第2次碰撞后,A的速度为Y,B的速度为以,满足c=发Y
2-Y
解得:--4o
根据相对运动,从第2次碰撞到第3次碰撞所用时间
6
25πR
小球A、B发生第3次碰撞的时刻t=4+,+。=创新班联考试题
一、单选题(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,只有一个
选项符合题目要求。)
1.2024年10月8日消息,本年度诺贝尔物理学奖授予约翰·霍普菲尔德和杰弗里·
辛顿,“以表彰他们为利用人工神经网络进行机器学习作出的基础性发现和发明”。
在物理学的探索和发现过程中,物理过程和研究方法比物理知识本身更加重要。以
下关于物理学研究方法的叙述中正确的是()
A.重心、合力和分力都体现了微元法的思想
B.根据速度定义式v-A“,当A,足够小时,A就可以表示物体在某时刻的瞬时速度,该定义应用了极
△t
限思想方法
C.伽利略在研究自由落体运动时采用了控制变量法
D.惯性定律即牛顿第一定律,伽利略通过理想斜面实验直接验证了惯性定律
2.在如图所示的四种电场中,分别标记有α、b两点。其中α、b两点电场强度大小相等、方向相同的是()
A.甲图中与点电荷等距的a、b两点
B.乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C.丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的α、b两点
D.丁图中非匀强电场中的a、b两点
3.某同学借助如图所示的电路,探究电网输电的规律。电路中升压变压器原线圈接电压恒定的交流电源,
变压器均可视为理想变压器,电表均可视为理想电表,则下列说法中正确的是()
A.仅将P向上调,电压表示数会减小
B.仅将P向上调,电流表示数会增大
C.若用户增多,电网负荷增大,要想用电器正常工作,应
将P2向下调
D.演示“夜深了,灯更亮了”,应将变阻器R的滑片向上调,电流表示数减小而电压表示数不变
4.跳台滑雪是一项极富有挑战性的运动。运动简化过程如图乙所示,运动员起跳瞬间速度大小,方向与
水平方向的夹角为α,着陆瞬间速度大小为v2,方向与水平方向的夹角为B。运动员与滑雪板的总质量为m,
所受空气阻力与速度大小成正比,比例系数为k,重力加速度为g。下列说法正确的是()
试卷第1页,共6页
A.在运动过程中运动员始终处于超重状态
最高点
B.运动员在空中的运动为匀变速曲线运动
起跳点…
C.从起跳点A到着陆点C运动员的重力势
着陆点
C
能减少量为E,戏=2m巧-2m心
甲
D.起跳点A到着陆点C的水平距离为x=m(cosa-cosB)
5.如图所示,质量均为m的两个物块P、S放在水平转台上,P、S间用长为L的细线相连,P离转轴中心
O的距离为2L。开始时,P、S与轴心O在同一直线上,细线刚好被拉直,当转台的角速度达到,时细线
上开始出现张力;当转台的角速度达到,时P开始滑动。已知P、S与水平转台间的动摩擦因数分别为
2(≥2),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则(
)
A.01=2
428
41+42
、C2
V 2L
4L
B.01=
438
PS
V 3L
、02=
24,+42)8
5L
C.o1=
428
(41+42)8
V3L
、02=
5L
D.01=
428
、
02=
(41+42)8
V4L
5L
6.如图所示,用一根长杆和两个小定滑轮组合成的装置来提升质量为m的重物A,长杆的一端放在地面上,
并且通过铰链连接形成转轴,其端点恰好处于左侧滑轮正下方的O点处,在杆的中点C处拴一细绳,通过
两个滑轮后挂上重物A,C点与O点的距离为1,滑轮上端B点距O点的距离为4l。现在杆的另一端用力,
使其沿逆时针方向由竖直位置以角速度0匀速转至水平位置(转过了90°角)。则在此过程中,下列说法正
确的是()
M
A.重物A的速度先增大后减小,最大速度是ol
B.重物A做匀速直线运动
C.绳的拉力对A所做的功为(V7-3)mgl
D.绳的拉力对A所做的功为(-到mg+音mor
二、多选题(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。全部选对得5分,选对但未选全得3分,有选错的得0分。)
7.2025年1月7日,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将实践二十五卫星发射升空,
卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。若二十五号卫星的离地高度为h,周期为T,地球的半径
为R,引力常量为G,下列说法正确的是()
试卷第2页,共6页
A.二十五号卫星的发射速度大于7.9km/s,但小于11.2km/s
B.二十五号卫星的向心加速度大小为4πR
T2
C.地球表面的重力加速度大小为4n(R+h
T2R2
3元R3
D.地球的密度为
GT2(R+h)
8.《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献,书中对彩虹作了如下描述:“虹乃雨中日影也,日照雨则
有之”。如图是彩虹成因的简化示意图,设水滴是球形的,图中的圆代表过球心O的截面,入射光线在过此
截面的平面内,α、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是()
A.由图可知水滴对b光的折射率为n=sina
sin B
O
B.a、b两种光由相同介质进入空气时,b光更容易发生全反射
e
C.α、b两种光经相同的单缝发生衍射时,b光中央亮条纹更宽
89
a
D.通过同一装置发生双缝干涉时,a光的相邻条纹间距较大
9.如图甲所示,某均匀介质中两波源S、S2形成的两列简谐横波均沿x轴传播,波速v=20/s。两波源
的位置坐标分别为x,=-10m和x2=10m,t=0时刻两波源同时开始振动,振动图像均如图乙所示,质点P
的平衡位置坐标x=2.5m,下列说法正确的是()
+y/cm
+y/cm
A.t=0.475s时刻,质点P的速度方向沿y轴正方向S
S2
-10-8-6-4-20246810.xm
0.10N
70.207s
B.0~0.625s时间内,质点P经过的路程为20cm
C.经足够长的时间,质点P的振幅为4V2cm
D.0~0.825s时间内,质点P经过的路程为52cm
10.如图所示,用金属制作的曲线导轨与水平导轨平滑连接,水平导轨宽轨部分间距为3L,有竖直向下的
匀强磁场,窄轨部分间距为2L。有竖直向上的匀强磁场,两部分磁场磁感应强度大小均为B。质量均为m
金属棒M、N垂直于导轨静止放置,现将金属棒M自曲线导轨上h高度处停止释放,两金属棒在运动过程
中始终相互平行且与导轨保持良好接触,两棒接入电路中的电阻均为R,其余电阻不计,导轨足够长,M
棒总在宽轨上运动,N棒总在窄轨上运动,不计所有摩擦。下列说法正确的是()
A.M棒刚进入磁场时N棒的加速度3BTV2g
mR
B.N棒的最终速度大小2gh
B
试卷第3页,共6页
C.通过M棒的电量3mV2g
D.N棒产生的热量
117
mgh
10BL
338
三、实验题(本题共2个小题,八个空,每空2分,共计16分。)
11.如图甲所示,用碰撞实验器可以研究两个刚性小球在水平轨道碰撞前后的动量关系。实验时先让质量
为m,的小球1从斜槽上某一固定位置
Q由静止开始释放,从轨道末端水平
抛出,落到位于水平地面的P点。再
把质量为m,的小球2放在水平轨道末
7777777
50
甲
端,让小球1仍从位置Q由静止释放,
两小球碰撞后从轨道末端水平抛出,小球2落到位于水平地面的N点,小球1落到位于水平地面的M点。
(1)该小组用游标卡尺测小球直径如图乙所示,则小球直径d为mm:
(2)本实验中,小球1的质量为m,半径为,小球2的质量为m2,半径为5,则两小球的质量和半径关系
需满足()
A.m1>m2,片>3
B.m1=m2,5<5C.m>m2,5=2D.m1<m2,片=2
(3)用天平测量两个小球的质量m、m2,实验中分别找到m,碰前和m、m2相碰后平均落地点的位置,测量
平抛水平射程OP、OM、ON。
①则动量守恒的表达式可表示为
A.m OP+m OM =m2 ON B.m OP'=m OM+m ON'
C.m OP=m OM+m,ON D.m ON=m OM+m,OP
②若碰撞过程中,动量和机械能均守恒,不计空气阻力,则下列表达式中正确的有
A.m OP+m OM2=m,ON2 B.m OP'=m OM2+m,ON
C.ON-OM=OP
D.ON+OM=20P
12.某实验小组设计了如图甲所示的实验电路,来测量电源的电动势和内阻,实验器材有:待测电源,阻
值为R,的定值电阻,内阻极小的电流表,总阻值为R,且阻值均匀的四分之一圆形变阻器,变阻器上有可指
示滑片转过角度0的刻度盘,开关、导线若干。回答下列问题:
()闭合开关,滑片在顺时针转动的过程中,电流表示数
(填“变大”
或“变小”),电路消耗的总功率
(填“变大”或“变小”):
试卷第4页,共6页
②)在实验中转动滑片,改变角度日(弧度制),测量通过定值电阻R的电流I,以为纵坐标,
为横坐标,
作出图像如图乙所示,已知图像的斜率为k,纵截距为b,则电源的电动势为E=
,内阻
r=
。(均用k、b、R表示)
四、解答题(本题共三个小题,13题10分,14题14分,15题16分,共计40分。)
13.如图所示,两端开口内壁光滑的导热汽缸竖直固定放置在地面上,活塞A
质量m4=1kg,活塞B质量mB=2kg,两个活塞由长度为L=20cm的轻杆相连,
A活塞的横截面积S4=10cm2,B活塞的横截面积S=20cm2,两活塞均不计厚
度,活塞间封闭有一定质量的理想气体。上方较细的汽缸足够长,下方较粗的
汽缸长度为H=20cm,开始时,活塞B距离地面h=10cm,活塞B下面有一弹
簧上端固定在活塞B上,下端固定在地面上,弹簧的劲度系数-175N/m,此
B
时弹簧处于原长,整个装置处于静止状态。大气压强恒为p。=1.0×10Pa,初
始时汽缸周围环境温度T=400K,重力加速度g为10m/s2。
777777777777777
(1)求初始时活塞间封闭气体的压强p:
(2)若缓慢降低环境温度至200K,求活塞B到地面的距离。
14.受控核聚变装置中有极高的温度,通常由磁场约束带电粒子运动使之束缚在某个区域内。如图所示,
在以O为圆心。内、外半径分别为R和3R的两圆环构成的区域I内,存在方向垂直圆环平面向里、磁感应
强度大小为B的匀强磁场。一电荷量为+9、质量为m的粒子从内圆上的A点进入该区域。不计重力。
3R
IxB
60°
RI
(1)若粒子直接从OA延长线与外圆的交点C处、方向与OA延长线成60°角射出,求粒子在磁场中运动的时
间t和粒子从A点进入区域I时的速度;
(2)若粒子从A点沿各个方向射入磁场都不能穿出磁场外边界,求该粒子的最大速度ymx:
(3)若在内圆环区域Ⅱ加上与区域I大小相同、方向相反的匀强磁场(图中未画出),粒子从A点沿OA方向
进入区域I,求该粒子回到A点时所用的最短时间tmm。
试卷第5页,共6页
15.内壁光滑的“∞字形的管道平放并固定在水平地面上,俯视图如图所示。管道的左右两部分均可看作
半径为R的圆,圆心分别为P、Q,衔接点为K。C、D为过P、Q、K直线与管道的两交点。将质量为m的
小球A放置于C点,质量为m的小球B放置于K点。t=0时小球A从C点以速度y,开始在管道内运动,
小球运动过程中不考虑管道叠放部分的高度差。
D
(1)若m=m,两小球发生弹性碰撞且碰撞时间极短,求小球A第1次回到C点的时刻;
(2)若m=3m,m=m,两小球发生弹性碰撞且碰撞时间极短,求小球A、B发生第2次碰撞的时刻:
(3)物体在实际碰撞过程中,其形变并不能完全恢复,为描述此现象可引入恢复系数e。若m=3m,m=m,
小球A、B每次发生碰撞恢复系数均为e=0.5,求小球A、B发生第3次碰撞的时刻。(恢复系数e等于碰
撞后两物体的分离速度(,-y)与碰撞前两物体的接近速度(。-)的比值,即e=当-出,式中V。、为
Vo-V20
两物体碰撞前的速度,、y,为两物体碰撞后的速度。)
试卷第6页,共6页