内容正文:
2026届广东省广州市高三上学期12月调研测试(零模)物理练习卷2
一、选择题(1~7题单选题,每小题4分,8-10题多选题,每小题6分,共46分)
1.如图甲所示,一物体一开始在两个大小相等、方向相反的力、作用下静止在光滑水平面上,从时刻开始,和方向不变,大小随时间t变化的规律如图乙所示。则下列四个选项中,能正确反映0~时间内该物体的速度v随时间t变化规律的是( )
A. B. C. D.
2.如图所示,M和N为电容器两极板,一直保持与导线相连,M极板左端绝缘固定,N极板两端用绝缘材料与两轻弹簧连接,N极板只能沿图中标识的上下方向运动,当N极板静止时,两极板间距为,在外力驱动下,N极板做简谐运动,向下运动至最低点时,两极板间距,运动到最高点时两极板相距,下列说法正确的是( )
A.当N极板向上运动时,电流表电流方向从
B.N极板完成一个运动周期运动,回路电流方向改变1次
C.当N极板从最低点运动到最高点的过程中,极板电荷量减少
D.N极板在最低点和最高点时,电容器中场强之比为
3.如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的光滑半圆形导轨在B点平滑相接,导轨半径为。一个可视为质点的物体质量为,将弹簧压缩至A点后静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,之后滑上半圆形导轨,运动到D点时恰好脱离轨道,已知O、D连线和竖直方向O、C连线夹角为,g取,下列说法中正确的是( )
A.小球在D点时的速度为
B.弹簧释放出来的弹性势能大小为100J
C.D点到物体落地点的水平距离为
D.为使物体能从C点飞出,物体到达B处时速度至少为10m/s
4.低空跳伞是一种危险性比较高的极限运动,人在空中降落过程中所受空气阻力随下落速度的增大而增大。一名质量为70kg的跳伞运动员背有质量为10kg的伞包从某高层建筑顶层跳下,且一直沿竖直方向下落,其整个运动过程的v-t图像如图所示。已知前2.0s图像为直线,2.0s末的速度为18m/s,10s末拉开绳索开启降落伞,16.2s时安全落地,并稳稳地站立在地面上。g取,则关于跳伞运动员(包括其随身携带的全部装备),下列说法正确的是( )
A.前2s机械能守恒,10s到16.2s机械能减小
B.前2s所受平均阻力大小为720N
C.前10s的平均速度大小为20m/s
D.开伞后,克服空气阻力做功约为
5.如图所示,一长木板斜靠在竖直墙上的A点,其与水平面的夹角为53°;另一不同材料的长木板斜靠在竖直墙上的B点(其与水平面的夹角未知),两长木板底端都在C点并处于同一竖直平面内。将一光滑的小物体分别从A、B两点由静止释放,发现物体到达C点所用的时间相等;将另一粗糙的小物体分别从A、B两点由静止释放,物体到达C点所用的时间仍然相等。若粗糙物体与木板AC间的动摩擦因数为,与木板BC间的动摩擦因数为,取,不计空气阻力。下列判断正确的是( )
A.
B.
C.
D.
6.如图所示,甲、乙、丙、丁四个小球用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,从左至右摆长依次增加,小球静止在纸面所示竖直平面内。将四个小球垂直纸面向外拉起一小角度,由静止同时释放。释放后小球都做简谐运动。当小球甲完成2个周期的振动时,小球丙恰好到达与小球甲同侧最高点,同时小球乙、丁恰好到达另一侧最高点。则( )
A.小球甲第一次回到释放位置时,小球丙加速度为零
B.小球丁第一次回到平衡位置时,小球乙动能为零
C.小球甲、乙的振动周期之比为
D.小球丙、丁的摆长之比为
7.2023年5月30日,神舟十六号载人飞船与空间站组合体成功完成“T”字型径向交会对接。径向交会对接指飞船沿垂直空间站运动方向与其对接,载人飞船多次变轨和姿态调整来到距离空间站约2公里的中途瞄准点,最后在空间站正下方200米处启动动力设备始终沿径向靠近空间站完成对接,则此过程中( )
A.飞船到达中途瞄准点前的环绕周期大于空间站的环绕周期
B.飞船到达中途瞄准点后具有的动能大于空间站的动能
C.飞船处于空间站正下方处时绕地球运行的线速度略小于空间站的线速度
D.空间站与飞船对接后轨道高度会略微降低
8.从地面上以一定初速度竖直向上抛出一质量为m的小球,其动能随时间的变化如图。已知小球受到的空气阻力与速率成正比。小球落地时的动能为E0,且落地前小球已经做匀速运动。重力加速度为g,则小球在整个运动过程中( )
A.最大的加速度为5g B.从最高点下降落回到地面所用时间小于t1
C.球上升阶段阻力的冲量大小等于下落阶段阻力的冲量大小
D.球上升阶段动量变化的大小小于下落阶段动量变化的大小
9.如图甲,O是均匀介质中的波源,a是介质中的一个质点。如果波源O分别按照图乙、丙方式振动,形成的简谐横波I、II传播到a点所需要的时间分别为t1、t2,则下列说法正确的是( )
A.t1<t2 B.简谐横波I、II的波长之比为2∶1
C.质点a在两列简谐横波中开始振动的方向相反
D.在两列简谐横波中,质点a开始振动后,经时间t0运动的路程相同
10.如图,以f为圆心、半径为m的四分之三圆弧区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度T。一群不计重力、质量kg、电荷量C的带电粒子垂直于Oa边以m/s的速度射入磁场区域。下列判断正确的是( )
A.若粒子带正电,所有粒子射出磁场时的速度方向都平行
B.若粒子带正电,所有粒子出射点都在b点
C.若粒子带负电,所有粒子出射点都在e点
D.所有粒子在磁场中运动的最长时间为s
二、非选择题(11题6分,12题10分,13题11分,14题13分,15题14分,共54分)
11.为了更好地使教学可视化,某学校实验小组借助数字化实验仪器来探究向心力F与转动角速度ω之间的关系。如图甲所示,细线1上端通过力传感器固定在水平直杆并保持竖直状态,下端挂一个磁性小球(看作质点),竖直转轴上与磁性小球等高处固定另一个力传感器,用细线2连接,细线2伸直且水平,磁传感器固定在与磁性小球等高、距转轴距离略大于细线2的固定支架上,可以显示在远离磁体时磁感应强度变弱,靠近时变强,最近时出现峰值。细线1、2重力均不计。
(1)用刻度尺测出悬线1到转轴的距离L,将整个装置绕竖直转轴匀速转动,磁性小球每次经过磁传感器附近时,磁传感器就接收到一个反映磁场强度的脉冲,如图乙所示,由图可知,磁性小球做圆周运动周期T= s;(结果保留两位有效数字)
(2)多次改变转动的角速度ω,获得多组对应的力传感器1的示数F1及力传感器2的示数F2,为了直观地反映向心力F与ω的关系,在坐标纸中做 (填写纵坐标-横坐标,如y-x)图。在误差允许范围内做出的图像为 。
12.某同学利用下列器材测量干电池的电动势和内阻;
i.电压表V1、V2,量程均为3V,内阻均约为3kΩ
ii.电流表A,量程为0.6A,内阻小于1Ω
ⅲ.定值电阻R0,阻值R0=2Ω
iv.滑动变阻器R,最大阻值为10Ω
v.两节相同的干电池,导线和开关若干
(1)某同学按照图甲所示的电路进行实验,记录多组电流表和电压表的示数(I,U)在坐标纸上描点连线作出U-I图像,测得的电动势和内阻均小于真实值,这种误差属于 (选填“系统误差”或“偶然误差”),产生该误差的原因是 ;
(2)实验中,由于电流表发生了故障,某同学又设计了如图乙所示的电路继续进行实验,调节滑动变阻器,记录多组电压表的示数(U1,U2),在坐标纸上描点连线作出U2-U1图像,如图丙所示,则一节电池的电动势E测= ,内阻r测= (结果保留两位有效数字);
(3)一节电池的内阻r测 (选填“大于”“等于”或“小于”)它的真实值。
13.某创新小组研究遥控汽车的性能,他们让一辆遥控汽车甲在水平地面上由静止开始运动,利用传感器测量出小车运动的全过程,得到如图所示的v-t图像。已知小车甲的质量为2kg,t=0时刻小车甲由静止匀加速启动,t=6s小车甲的功率达到了额定功率,之后保持不变,t=12s时碰上了在水平面静止的遥控汽车乙(一直未打开动力),碰撞时间极短,碰撞过程中甲小车失去动力,t=14s时甲小车停止,t=16s时小车乙停止。已知g=10m/s2,整个运动过程中两车在同一直线上,两车与地面间的摩擦力均视为滑动摩擦力,两车与地面间的动摩擦因数相同。求:
(1)小车甲碰撞前瞬间的速度大小;
(2)小车甲初始位置与小车乙初始位置之间的距离;
(3)小车乙的质量。
14.如图所示,一游戏装置由安装在水平台面上的高度可调的斜轨道、竖直圆轨道(在最低点分别与水平轨道和相连)和细圆管道(由两段四分之一圆弧拼接而成)组成。可认为所有轨道均处在同一竖直平面内,连接处均平滑。已知,滑块质量为且可视为质点,竖直圆轨道和细圆管道半径均为长度为和长度均为,滑块与间动摩擦因数均为,其他轨道均光滑,不计空气阻力,忽略管道内外半径差异。现调节的大小,让滑块从斜轨道最高点由静止释放,求:
(1)若滑块恰能过点,则释放的高度为多高?
(2)若要保证滑块第一次到达竖直圆轨道时不脱离轨道,求斜轨道高度调节的范围;
(3)现在细圆管道右侧放一块长为的收集板HI(收集板的高度忽略不计),和的水平距离为,只有滑块落入收集板中,游戏才能成功,求斜轨道高度调节的范围。
15.如图所示,有一对水平的平行金属板,板间加有恒定电压,两板间有匀强磁场,磁感应强度大小方向垂直于纸面向里。在平行金属板的下极板右下方正方形MNQP的区域内,存在垂直纸面向外的匀强磁场,正方形边长d=0.2m,MN与下极板等高,MP与金属板右端在同一竖直线上。一质量、电荷量的带正电离子,以大小v0=3×105m/s的初速度沿平行于金属板面、垂直于板间磁场的方向从A点射入金属板间,不计离子受到的重力,取、、。
(1)若离子恰好做匀速直线运动,求金属板间电场的电场强度大小E;
(2)若撤去金属板间的磁场,已知离子恰好从金属板的下极板的右边缘射出电场,方向与水平方向的夹角,求平行金属板的长度L;
(3)在(2)的情形中,若离子进入磁场运动后从边界PQ射出,求正方形MNQP区域内磁场的磁感应强度大小B的取值范围(结果保留两位有效数字)。
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.C【详解】根据两力的变化情况可知,物块受合外力先增加后减小,则物块先做加速度增大的加速运动,再做加速度减小的加速运动,而图像斜率的绝对值表示加速度的大小,可知,第三个选项符合题意。故选C。
2.D【详解】AC.当N极板向上运动时,板间距减小,电容增大,电容器充电,电流方向为,故AC错误;
B.N极板完成一个周期运动,回路电流方向改变2次,故B错误;
D.根据题意,在N极板运动过程中,极板电压不变,最低点与最高点板间距之比为,故场强之比为,故D正确。故选D。
3.C【详解】A.运动到D点时恰好脱离轨道,根据牛顿第二定律,有解得,故A错误;
B.从A到D,根据能量守恒,有解得弹簧释放出来的弹性势能大小为,故B错误;
C.在D点将速度分解,在竖直方向,有在水平方向,有
竖直向上运动的时间为竖直向上运动的高度为
从最高点到水平面的高度为从最高点落到地面的时间为
D点到物体落地点的水平距离为,故C正确;
D.从B到C,根据动能定理,有为使物体能从C点飞出,则有
联立解得物体到达B处时速度至少为,故D错误。故选C。
4.D【详解】B.由v-t图可知,起跳后前2s内运动员的运动近似是匀加速运动,其加速度为a==m/s2=9.0m/s2
设运动员受平均阻力为f,总质量为;根据牛顿第二定律有解得所受平均阻力f=80N,故B错误;
A. 在前2s内,运动员做匀加速直线运动,运动员受到了空气阻力作用,空气阻力做负功,机械能不守恒,故A 错误;C. 由v-t图可知,10s末开伞时的速度v=40m/s,若运动员一直做匀加速直线运动,有
但运动员2s~10s做加速度减小的变加速直线运动,则由图像可知平均速度大于20m/s,故C错误;
D.从图像可知,10s时的速度v=40m/s,末速度为零,总质量为M = 80kg,开伞后的下落高度为10s到16.2s内v-t图像与时间轴所围的面积;通过数格子估算面积为
由动能定理可知解得,故D正确。故选D。
5.C【详解】设BC与水平方向夹角,C点距墙角L,将一光滑的小物体从A点由静止释放,加速度为,据运动学公式可得联立可得
同理可得,当光滑的小物体从B点由静止释放后满足对比可得。
将另一粗糙的小物体分别从A、B两点由静止释放,由牛顿第二定律分别可得加速度为
;位移分别满足 ;联立代入数据可得,C正确。故选C。
6.C【详解】根据单摆周期公式可知
CD.设甲的周期为,根据题意可得可得,,
可得,
根据单摆周期公式结合可得小球丙、丁的摆长之比故C正确,D错误;
A.小球甲第一次回到释放位置时,即经过()时间,小球丙到达另一侧最高点,此时速度为零,位移最大,根据可知此时加速度最大,故A错误;
B.根据上述分析可得小球丁第一次回到平衡位置时,小球乙振动的时间为(即)可知此时小球乙经过平衡位置,此时速度最大,动能最大,故B错误。故选C。
7.C【详解】A.对飞船,由万有引力提供向心力得可得
由上式可知,飞船到达中途瞄准点前的环绕周期小于空间站的环绕周期,故A错误;
B.根据可得可知飞船到达中途瞄准点后的速度大于空间站的速度,但二者质量未知,所以无法比较动能,故B错误;
CD.飞船沿径向接近空间站过程中,始终在空间站正下方,所以需要控制飞船绕地球运行的角速度等于空间站的角速度,根据飞船绕地球运行的线速度小于空间站的线速度,飞船沿径向到达空间站与之对接时的线速度相同,由万有引力提供向心力可知,对接后轨道高度不会降低,故C正确,D错误。故选C。
8.AC【详解】A.小球抛出上升过程和下降过程,由牛顿第二定律有mg+f1=ma1,mg-f2=ma2
已知小球受到的空气阻力与速率成正比,即f=kv
则小球刚抛出时空气阻力最大,加速度最大,有mg+kv1=mamax,
小球落地前已经匀速运动,有mg=kv2,联立解得amax=5g故A正确;
B.因为小球要克服空气阻力做功,则机械能不断减少,则上升过程中的平均速度大于下降过程中的平均速度,又因为上升过程与下降过程的位移大小相等,所以小球在运动的全过程,上升的时间小于下降的时间,则从最高点下降落回到地面所用时间大于t1,故B错误;
C.已知小球受到的空气阻力与速率成正比,则阻力与速率的关系为f=kv
故阻力的冲量大小为If=Σft=Σkvt=kx
因为上升过程和下降过程位移大小相同,则上升和下降过程阻力的冲量大小相等,故C正确;
D.根据动能表达式可得,动量大小p=mv联立可得
小球初动能为16E0,球上升阶段动量的变化量
小球下降阶段动量的变化量
所以球上升阶段动量变化的大小大于下落阶段动量变化的大小,故D错误。故选AC。
9.BC【详解】A.在同一种均匀介质中,机械波的传播速度是相同的,由于到的距离固定,因此波传播到点的时间相等,故A错误。
B.由图乙、丙可知,波Ⅰ的周期,波Ⅱ的周期。根据,则有波长之比,故B正确;
C.波源的起振方向就是质点的起振方向,图乙中波源在时向上振动,图丙中波源在时向下振动,因此质点在两列波中的起振方向相反,故C正确;
D.波Ⅰ中,由于,所以质点在时间内运动的路程为;波Ⅱ中,由于,所以质点在时间内运动的路程为。所以质点运动的路程不同,故D错误。故选BC。
10.BD【详解】AB.若粒子带正电,粒子进入磁场后做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力得粒子的运动半径为
所以带正点的粒子从O点射入,形成以为半径的圆弧,从b点出去,从aO边射入的粒子先做一段时间的直线运动,设某一个粒子在M点进入磁场,其圆心为,如图所示
根据几何关系,可得虚线的四边形是菱形,则粒子的出射点一定是从B点射出,同理可知,从aO边射入的粒子,出射点都在b点,但射出的速度方向并不相同,A错误,B正确;
C.同理,带负电的粒子,从a点入射,形成以为半径的圆弧,从e点离开,从aO间射出的粒子,顺时针偏转,轨迹如图
有的能到达e点,有的从Of边离开,故C错误;
D.根据运动轨迹可知,所有粒子中最长的轨迹为半圆,故在磁场中运动的最长时间为,故D正确。故选BD。
11.(1)0.69(2) F2-ω2 一条过原点的倾斜直线
【详解】(1)磁性小球做圆周运动周期为
(2)[1]对磁性小球根据牛顿第二定律得
为了直观地反映向心力F与ω的关系,在坐标纸中做F2-ω2图;
[2]当m、L一定时,F2与ω2成正比,所以在误差允许范围内做出的图像为得到一条过原点的倾斜直线。
12. 系统误差 未考虑电压表分流 1.3V 0.88±0.02Ω 小于
【详解】(1)[1][2]流过电流表的电流不是流过干路的电流,产生误差的原因是电压表的分流造成的,这种误差是由于电路结构和电表造成的,属于系统误差;
(2)[3][4]由闭合电路欧姆定律可知,变形可得则有,当时即有;由图像可知,代入数据解得;(0.88±0.02Ω)
(3)[5]由于电压表的分流作用,导致一节电池的内阻r测小于它的真实值。
13.(1)4.5m/s;(2)30.375m;(3)1.25kg
【详解】(1)0~6s内,小车做匀加速直线运动,则,,
12~14s内,根据图线可得所以则,
所以小车甲碰撞前瞬间的速度大小为
(2)0~6s内,小车的位移大小为
6~12s内,根据动能定理可得代入数据解得
所以小车甲初始位置与小车乙初始位置之间的距离为
(3)两车碰撞过程,根据动量守恒定律可得,
联立解得
14.(1)1.75m;(2)或;(3)
【详解】(1)若滑块恰能过点,根据牛顿第二定律
从B到E过程,根据动能定理得
根据几何关系联立解得
(2)要保证滑块第一次到达竖直圆轨道时不脱离轨道,则滑块可以通过E点或者滑块不可以通过与圆心等高点,根据(1)分析可知,当时滑块可以通过E点,当滑块恰好可以通过与圆心等高点时,根据动能定理
解得
故斜轨道高度调节的范围为或。
(3)由G到HI过程做平抛运动,根据平抛运动规律
恰好到达H和I的临界速度为,
由B到G过程,根据动能定理
恰好到达H和I时h为,;故斜轨道高度调节的范围为。
15.(1);(2)0.17m;(3)
【详解】(1)离子做匀速直线运动,受到的电场力和洛伦兹力平衡有解得
(2)设A点离下极板的距离为h,离子射出电场时的速度大小为v,根据动能定理有
离子在电场中做类平抛运动,设运动时间为t,离子在水平方向的分运动为匀速直线运动,则有
解得由几何关系有解得
(3)设离子进入磁场后做匀速圆周运动的最小半径为r1,此时离子经过P点,如图所示,由几何关系有
根据牛顿第二定律有解得
设离子进入磁场后做匀速圆周运动的最大半径为r2,此时离子经过Q点,由几何关系有
根据牛顿第二定律有解得
则正方形中磁场的磁感应强度大小的范围为。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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