内容正文:
2
3
4
5
6
7
8
1
1~6题,每题4分
1.如图为压缩空气储能装置示意图,电力系统负荷低谷时,关闭储气室的出气阀门,利用多余电能驱动压缩机,将大气压入储气室。已知储气室的容积为V,初态内部气体压强为0.5p0,充气结束时储气室压强达到100p0。已知外部大气压强恒为p0,充气过程中,储气室内外温度相等且不变,则此过程中被压缩进入储气室的外部气体体积为( )
A.100V B.100.5V
C.105V D.99.5V
D
解析:以被压缩进入储气室的外部气体和初态储气室内部气体为研究对象,设被压缩进入储气室的外部气体体积为V0,由玻意耳定律,得0.5p0V+p0V0=100p0V,解得V0=99.5V,故选D。
2
3
4
5
6
7
8
1
2.(2025·江苏镇江一模)甲、乙两位同学玩投球游戏,如图所示,甲以大小为v1的速度从A点抛出球a,乙以大小为v2的速度从B点抛出球b,A、B两点高度差为h、水平距离为x1;两球在同一竖直平面内运动,且均运动到最高点C时相碰,A、C两点高度差为H、水平距离为x2,忽略空气阻力,球可视为质点,重力加速度大小为g,则( )
A.两球相碰前瞬间速度相同
B.两球抛出时的时间差为
C.两球抛出时的时间差为
D.球b初速度方向与水平方向的夹角满足tan θ=
2
3
4
5
6
7
8
1
D
解析:两球运动的逆过程是平抛运动,水平方向,根据x=vxt得vx=x,因a球运动的竖直高度大且水平距离小,则a球在C点的速度较小,即两球相碰前瞬间速度不相同,选项A错误;因v1和v2不是两球的水平速度,可知两球抛出时的时间差不等于,选项B错误;两球抛出时的时间差为Δt=-,选项C错误;球b位移方向与水平方向的夹角
满足tan α=,则球b初速度方向与水平方向
的夹角满足tan θ=2tan α=,选项D正确。
2
3
4
5
6
7
8
1
3.我国于2025年5月发射天问二号小行星取样返回探测器,它将对名为2016HO3的小行星开展伴飞探测并取样返回地球。天问二号发射后接近2016HO3小行星时,先完成从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ的变轨,然后进入环小行星圆轨道Ⅲ。如图,轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ相切于P点,轨道Ⅰ的长轴为b1,轨道Ⅱ的长轴为b2,天问二号在轨道Ⅲ上的线速度大小为v、加速度大小为a,则天问二号( )
A.在轨道Ⅱ上P点的加速度大于a
B.在轨道Ⅱ上P点的速度小于v
C.在轨道Ⅰ的机械能小于在轨道Ⅱ的机械能
D.在轨道Ⅰ、Ⅱ上的周期之比大于
2
3
4
5
6
7
8
1
D
解析:根据=ma可得a=,在轨道Ⅱ与轨道Ⅲ上经过P点时r相等,所以在轨道Ⅱ上P点的加速度等于a,故A错误;从轨道Ⅱ变轨进入环小行星圆轨道Ⅲ需要在P点减速,所以在轨道Ⅱ上P点的速度大于v,故B错误;从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ变轨时要减速,所以在轨道Ⅰ的机械能大于在轨道Ⅱ的机械能,故C错误;根据开普勒第三定律有()2=()3,所以=(>,故D正确。
2
3
4
5
6
7
8
1
4.在如图甲所示的电路中,交流发电机线圈的匝数n=500,线圈电阻r=1 Ω,外接定值电阻R=9 Ω,线圈在匀强磁场中匀速转动时,穿过单匝线圈的磁通量Φ随时间t变化的图像如图乙所示,则图甲中理想交流电压表的示数为( )
A.20 V B.10 V
C.18 V D.9 V
2
3
4
5
6
7
8
1
D
解析:交变电流电动势最大值Em=nBSω,结合题图乙可知BS=4×10-4 Wb, ω== rad/s=100 rad/s,代入题中数据,联立以上得Em=500×4×10-4 ×100 V=20 V,则电压表示数U=R,联立以上解得U=9 V,故选D。
2
3
4
5
6
7
8
1
5.(2025·江苏盐城三模)如图1所示,在光滑的水平面上有两弹簧振子甲、乙,甲、乙使用的弹簧劲度系数相同,两弹簧振子的速度随时间的变化图像如图2所示。已知弹簧振子的周期公式为T=2π,其中m为振子的质量,k为弹簧的劲度系数,弹簧的弹性势能Ep=kx2,x为弹簧形变量,则下列说法不正确的是( )
A.甲、乙的周期之比为4∶3
B.甲、乙的振子质量之比为16∶9
C.甲、乙的机械能之比为32∶9
D.甲、乙的弹簧最大形变量之比为16∶3
2
3
4
5
6
7
8
1
D
解析:由题图2可得t0=T甲,t0=T乙,解得T甲=t0,T乙=t0,所以=,故A正确;弹簧振子的周期公式为T=2π,整理得m=,则==,故B正确;由题图2可得,两弹簧振子的最大速度之比为=,当振子有最大速度时,振子的机械能只有动能,则根据Ek=mv2可得==×=,故C正确;当弹簧形变量最大时,振子的动能全部转化为弹性势能,根据Ek=Ep=kx2,整理可得x=,所以==,故D错误。
2
3
4
5
6
7
8
1
6.如图甲所示,已知车轮边缘上一质点P的轨迹可看成质点P相对圆心O做速率为v的匀速圆周运动,同时圆心O向右相对于地面以速率v做匀速运动形成的,该轨迹称为圆滚线。如图乙所示,空间存在竖直向下的大小为E的匀强电场和水平方向(垂直纸面向里)大小为B的匀强磁场,已知一质量为m、电荷量大小为q的正离子在电场力和洛伦兹力共同作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动(该曲线属于圆滚线),到达B点时速度为零,C为运动的最低点。不计离子重力,则( )
A.离子从A点运动到B点的时间为
B.A、C两点间距离随着电场E的增大而减小
C.该离子电势能先增大后减小
D.到达C点时离子速度最大
2
3
4
5
6
7
8
1
D
解析:离子由静止开始自A点沿曲线ACB运动,电场力先做正功后做负功,则电势能先减小后增大,故C错误;洛伦兹力不做功,结合上述分析可知,离子由静止开始自A点沿曲线运动到C点过程,电场力做正功最多,根据动能定理可知,离子到达C点时离子速度最大,故D正确;粒子在A点时,速度为0,将粒子速度分解为水平向右的速度v0与水平向左的速度v0,使水平向右的速度v0对应的洛伦兹力与电场力平衡,则有qE=qv0B,解得v0=,对应的逆时针方向的匀速圆周运动有qv0B=m,T=,解得R==,T=,由于粒子从静止开始自A点沿曲线AC运动到达B点时速度为零,即离子恰好经过圆周运动的一个周期的时间,即离子从A点运动到B点的时间为,故A错误;结合上述可知,A、C两点间水平方向的距离xAC=v0=·=,竖直方向的距离yAC=2R=,则A、C两点间的距离sAC==,可知,A、C两点间距离随着电场E的增大而增大,故B错误。
2
3
4
5
6
7
8
1
7.(6分)在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中,某小组进行实验的主要步骤是:
(ⅰ)如图甲所示,轻质小圆环挂在橡皮条一端,橡皮条另一端固定,橡皮条长度为GE;
(ⅱ)通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环,小圆环受到拉力F1、F2的共同作用,静止于O点,橡皮条伸长的长度为EO,如图乙所示,记录O点位置以及F1、F2的大小和方向;
(ⅲ)撤去F1、F2,改用一个弹簧测力计拉小
圆环,仍使它静止于O点,此时测力计的示数
为F,如图丙所示,记录F的大小和方向;
(ⅳ)图丁是在白纸上根据实验记录进行
猜想后画出的力的合成图示。
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
(1)本实验中,我们采用的研究方法是 。
A.理想实验法 B.控制变量法
C.等效替代法 D.理想模型法
解析:本实验中,两个力拉橡皮条的作用效果与一个力拉橡皮条的作用效果相同,采用的研究方法是等效替代法,故选C。
C
2
3
4
5
6
7
8
1
(2)关于该实验,下列说法正确的是 。
A.实验前必须对测力计进行校准和调零
B.连接测力计的细绳之间夹角越大越好
C.进行图丙的实验操作时,也可以用一个弹簧测力计将小圆环拉到O点之外的其他点
D.重复实验再次进行验证时,小圆环到达的平衡位置O可以与前一组不同
解析:实验前必须对测力计进行校准和调零,故A正确;连接测力计的细绳之间夹角不能太大,也不能太小,适当就好,故B错误;为了保持作用效果相同,进行图丙的实验操作时,需要用一个弹簧测力计将小圆环拉到O点,故C错误;重复实验再次进行验证时,由于不是同一次实验,所以小圆环到达的平衡位置O可以与前一组不同,故D正确。
AD
2
3
4
5
6
7
8
1
(3)图丁中F'是以F1、F2为邻边构成的平行四边形的对角线,实验中一定沿GO方向的是 (选填“F”或“F'”)。
解析:图丁中F'是以F1、F2为邻边构成的平行四边形的对角线,由于存在一定的误差,F'不一定沿GO方向;F是用一个弹簧测力计拉橡皮条得到的合力实验值,根据二力平衡可知,F一定沿GO方向。
F
8.(12分)(2025·江苏常州二模)图示阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面,AC为一半径为R的圆弧,D为圆弧面圆心,ABCD构成正方形,在D处有一点光源。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线,从点光源射入圆弧AC的光中,有一部分不能从AB、BC面直接射出。已知这部分光照射圆弧AC的弧长为R,光在真空中传播速度为c,求:
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
(1)该材料的折射率;
解析:设弧长为的圆弧所对的圆心角为α,则有α==,
根据几何知识可知,全反射的临界角为C=30°,
由全反射临界角公式有sin C=,
解得n=2。
答案:2
2
3
4
5
6
7
8
1
(2)直接从AB、BC面射出的光线在此光学元件中传播的最长时间。
解析:要使直接从AB、BC面射出的光线中,在此光学元件中传播的时间最长,此时光在介质中的光程应最长,故入射角等于临界角时光程最长,即i=C=30°,如图所示,
由几何知识可得DE==R,
故可知ME=DE-DM=(-1)R。
光在介质中的传播速度为v==,
所以直接从AB、BC面射出的光线中,在此光学元件中传播的最长时间为t==(-2)。
答案:(-2)
$