内容正文:
2026界陕西西安高考物理自编模拟卷
陕西全省适用
时间:75分钟 满分:100分
注意事项:
1、答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。
2、作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。
3、非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4、考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,请将答题卡交回。
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28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.如图中属于明显衍射现象的是( )
A. B.
C. D.
答案 B
【解析】图A是水波的折射,图B是水波的衍射,图C是水波的干涉。图D是波源向右运动时形成的波形,属于多普勒效应,所以属于明显衍射现象的是B。
2. 青少年正处在身体发育阶段,若经常低头玩手机,会使颈椎长期受压,从而引发颈椎病。为研究颈椎受力,可粗略认为头部受到三个共点力作用,即重力、肌肉拉力和颈椎支持力,如图所示,假设某同学头部重为G,若低头看手机时颈椎与竖直方向成,此时颈部肌肉对头的拉力为,由此可以估算颈椎受到的压力为( )
A. 2G B. 2.5G C. 3G D. 3.5G
【答案】B
【解析】设颈椎对头部的支持力为,设肌肉拉力与水平方向的夹角为,建立直角坐标系,作出受力分析,如图所示
根据正交分解有,
联立得,B正确。
3 .太阳内部核聚变的p-p(p为氢原子核)循环包含以下三步反应,下列说法正确的是( )
①
②
③ :
A. 的质量大于和的质量之和
B. 和是同位素,比多一个质子
C. 的比结合能大于的比结合能,原子核更稳定
D. 发生一次p-p循环,消耗了3个,放出总能量为18.77 MeV
【答案】C
【解析】.在反应②()中,释放能量5.49 MeV,表明反应后体系质量小于反应前体系质量,因此的质量小于和的质量之和,故A错误;
和的质子数均为2(下标相同),中子数分别为2和1(上标减下标),因此是同位素,但比多一个中子,而非多一个质子,故B错误;
比结合能(结合能除以核子数)越大,原子核越稳定。在核聚变中,轻核聚变到较重核时,比结合能增大。 的比结合能大于的比结合能,因此原子核更稳定,故C正确;
发生一次完整的p-p循环需两次反应①(消耗4个)、两次反应②(消耗2个 )和一次反应③(产生2个),净消耗为4个;总释放能量为 ,故D错误。
4. 车辆减震装置中的囊式空气弹簧由橡胶气囊和密闭在其中的压缩空气组成。某气囊内有一定质量的理想气体,其p-V图像及状态a→b→c→a的变化过程如图所示,图像中a、b、c三点的坐标为已知量,ab 平行于V 轴,bc 平行于p轴,已知气体在状态a 时的温度 Ta=300k
以下说法正确的是 ( )
A. a->b->c变化过程中,气体内能一直增大
B.a→b→c变化过程中,气体吸收的热量为6ρ。V。
C.a→b→c→a 的整个过程中气体对外做功为0
D.c→a 的变化过程中气体的最高温度为360K
【答案】. B
【解析】:a→b→c变化过程中,气体体积增大。气体对外酸功,根据坐标可知,a--b过程,气体压强与体积乘积变大,根据理想气体状态方程可知,温度升高,内能增大,b→c变化过程中,气体压强与体积乘积变小,根据理想气体状态方程可知,温度降低、内能减小,故A 错误;a、c两点状态,气体压强与体积乘积相等,均为3p0V0,根据理想气体状态方程可知,a、c两点状态的温度相等.即气体内能不变,气体体积增大,气体对外做功,根据热力学第一定律,气体吸收热量与微功大小相等,即吸收热量为 3p0.故B正确;结合上述·a→b→c变化过程中.气体对外做功,且为W₁=-6p0V0。V₁c→a(的变化过程中,气体体积减小,外界对气体做功,且为 4p0V0,则a→b→c→a的整个过程中气体对外做功为( -2p0V0,故C 错误:根据理想气体状态方程有 可知,压强与体积乘积越大,温度越高、c→a的变化过程中,根据数学函数规律可知.体积与压强乘积的最大值为2p0`2V0=4p0V0,,则有 解得 ,故D 错误。5. . “千帆星座”是我国“卫星互联网”核心项目,我国计划2030年突破1.5万颗低空卫星组网,形成全球覆盖能力,实现多方面赋能。其中两颗卫星的运行轨道如图所示,卫星a在圆轨道上运动,卫星b在椭圆轨道上运动,卫星仅受地球对它的万有引力作用。下列说法正确的是( )
A. 两颗卫星在经过P点时的加速度相同
B. 卫星a在P点的速度大于卫星b在M点的速度
C. 两颗卫星的发射速度均大于地球的第二宇宙速度
D. 两颗卫星与地球的连线在任意相同时间内扫过的面积一定相等
【答案】A
【解析】.根据牛顿第二定律可得,可得
可知两颗卫星在经过P点时的加速度相同,A正确;
在圆轨道上运动的卫星,由万有引力提供向心力有,可得,即轨道越高,速度越小;根据卫星变轨的规律可知,假设卫星b在经过M点所在的圆轨道时,须经历加速才能在椭圆轨道运行,所以卫星a在P点的速度小于卫星b在M点的速度,B错误;两颗卫星均绕地球运动,发射速度小于第二宇宙速度,C错误;根据开普勒第二定律可知,同一轨道上卫星与地球的连线在相同的时间扫过的面积相等,但卫星a和卫星b运行轨道不同,所以两个卫星与地球的连线在相同的时间扫过的面积不一定相等,D错误;
6. 动画电影《哪吒2》票房突破百亿大关,这一里程碑式的突破,是中国文化创新活力、魅力与实力的一次生动展示。如图甲所示,哪吒手持法宝混天绫挥舞甩动,即可翻江倒海。若舞动的混天绫可简化为沿x轴正方向传播的简谐横波,图乙为t=0时刻的波形图,质点P的坐标x=4.5m,已知t=3s时,P第一次经过平衡位置,下列说法正确的是( )
A. t=3s时P点向y轴正方向振动
B. 该波的传播速度大小为2m/s
C. P点在0~10s内通过的路程为2.5m
D. P点的振动方程为
【答案】D
【解析】.该简谐波沿x轴正方向传播,由波形图可知,P点在t=0时刻向y轴的正方向振动,其振动图像如图所示
P点在t=3s时,振动方向为y轴负方向,故A错误;
已知质点P的横坐标,由图乙可知,在t=0时刻P点的纵坐标,故,则,波长,所以波速,故B错误;
由于,P点在0时刻不在平衡位置,所以路程,故C错误;
设P点的振动方程为,,
将坐标(0,)代入可得
根据振动图像,可得
则,故D正确。
7. 高空风能具有储量丰富、风速高、风向稳定等优势,所蕴含的风能远远超过目前人类社会能源总需求。高空风力发电系统由空中组件、牵引缆绳和地面组件三部分构成,利用风力牵引地面发电系统做功发电。如图所示,伞体在2000m高空展开形成近5000m2的迎风面,垂直迎风面的风速为20m/s,伞体以一定的速度匀速上升,牵引地面发电系统产生的电功率为2.2×103kW。已知1kg标准煤完全燃烧可发电2.8度,排放二氧化碳2.6kg,空气密度为1.0kg/m3。下列说法正确的是( )
A. 高空风能属于不可再生能源
B. 伞体在匀速上升过程中机械能守恒
C. 发电系统将风能转化为电能的效率约为28%
D. 若发电系统每天工作10h,可减少二氧化碳排放量约2.0×104kg
【答案】D
【解析】高空风能属于风能,风能可以从自然界源源不断获得,所以高空风能是可再生能源,故A错误;
伞体匀速上升时,质量不变、速度不变,动能不变;但高度升高,重力势能增大,故机械能增大,所以机械能不守恒,故B错误;
设时间内风吹来的空气质量为,则
质量为的空气具有的动能为
已知发电系统产生的电功率为
则内产生的电能为
发电系统将风能转化为电能的效率为
代入数据联立解得,故C错误;
发电系统每天工作10h的发电量为
需要标准煤的质量为
则减少的二氧化碳排放量为,故D正确。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 种植水稻经历了从插秧到抛秧的发展历程。在抛秧时,人们将育好的水稻秧苗大把抓起,然后向空中用力抛出,使秧苗分散着落入田间。某同学研究抛秧的运动过程时,将秧苗的运动简化为以肩关节为圆心,臂长为半径的圆周运动,忽略空气阻力。如图所示,秧苗离手的瞬间,通过手指改变秧苗运动的速度方向,秧苗A、B同时离开手后做不同的抛体运动,其运动轨迹在空中交于P点,不计空气阻力。若秧苗B离开手时的速度方向水平,则下列说法正确的是( )。
A. 秧苗A离手时速度的水平分量小于秧苗B离手时的速度
B. 秧苗A、B可能同时到达P点
C. 秧苗在圆周运动的最低点时处于超重状态
D. 秧苗A离手后上升过程中处于超重状态
【答案】AC
【解析】.如图所示,将秧苗脱离手的点、秧苗A轨迹最高点与点的竖直高度、秧苗脱离手的点与点的竖直高度以及秧苗脱离手的点与点的水平距离分别记作、、以及
对秧苗A,由抛体运动规律得,
秧苗A从点到点的时间为
秧苗A在点速度的水平分量
对秧苗B,由抛体运动规律得
秧苗B从点到点的时间
秧苗B在点速度的水平分量
由于,因此,
即秧苗B比秧苗A先到达P点,秧苗A离手时速度的水平分量小于秧苗B离手时的速度,故A正确,B错误;
秧苗在圆周运动的最低点时,合力提供向心力,向心力竖直向上,向心加速度(合加速度)竖直向上,处于超重状态,故C正确;
秧苗A离手后上升过程中,加速度竖直向下,处于失重状态,故D错误。
9. 在古代,儿童常喜欢玩一种叫“吹豆”的游戏,儿童用手竖直握住两端开口且中空的秸秆,上端口放一粒黄豆,通过秸秆的下端向上用嘴吹气,从上端口喷出的气流可以将黄豆吹停在端口的正上方。若喷出的气流对豆的冲力F正比于气流相对于豆的速率v,即F=v(为已知恒量);而气流速率随高度增大而减小,关系满足 v=-h(为气流从上端口喷出速率且不变,为已知恒量,h为离上端口高度),本题黄豆受到的力只考虑冲力和重力,重力加速度为g,以下说法正确的是( )
A. 恰好悬停在上端口处的黄豆的质量为
B. 黄豆被吹停的高度与黄豆的质量成反比
C. 若质量为m的黄豆恰好悬停在上端口,则更换为质量为m/2的黄豆轻放在上端口后,上升的最大高度为
D. 两粒不同的黄豆两次吹停的高度分别为、,且>>0,则它们的质量差为
【答案】AC
【解析】由于恰好悬停,所以秸秆对黄豆的弹力为0,则mg=F=,得m=, A正确;悬停时有mg=F==(-h),解得m=-h+,故B错误;
对于质量为m的黄豆,有mg=F=;
对于质量为m/2的黄豆放在端口处有F-mg=ma;
两式联立解得a=g,方向竖直向上,由于冲力F随h增大而线性减小,因此黄豆做简谐运动,由对称性可知,在最高点a=g,方向竖直向下,所以在最高点气流速率v=0,即 v=-h,则h=,故C正确;
对高度为的黄豆有g=(-),,对高度为的黄豆有:g=(-),
则△m=-=(),故D错误。
10. 如图所示,质量为的带正电小球,套在粗糙水平细杆上,空间中存在水平向右的匀强电场和垂直平面向里的匀强磁场,给小球一初速度,关于小球的加速度和速度大小的变化图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】.对小球受力分析,小球受向下的重力、向右的电场力、向上的洛伦兹力、向左的摩擦力、杆的弹力方向可能向上也可能向下,当电场力大于滑动摩擦力,且弹力向下,根据牛顿第二定律有,可知随着小球速度的增大,小球的加速度逐渐减小,最后加速度减小到零,做匀速直线运动; A正确;
当电场力大于滑动摩擦力,且弹力向上,根据牛顿第二定律有,可知随着小球速度的增大,小球受到的摩擦力先减小后增大,小球的加速度先增大后减小到零,速度一直增大后匀速,但图线的斜率先增加后减小,B错误;
当电场力小于滑动摩擦力,且弹力向上,根据牛顿第二定律有,
可知随着小球速度的减小,摩擦力逐渐增大,小球的加速度逐渐增大,速度减小直至停止,C正确;
当电场力小于滑动摩擦力,且弹力向下,根据牛顿第二定律有
加速度减小,速度减小,直至摩擦力等于电场力,小球做匀速直线运动,D错误;
3、 非选择题(本题共5小题,共54分,考生根据要求作答)
11.某物理兴趣小组的同学想探究自来水管水的流量,以便改进如何节约水资源,小组同学先用游标卡尺测量水管的内径如图甲,然后打开水龙头(水龙头处管口水平),测水在空中的运动轨迹如图乙,然后将轨迹简化为一条平滑曲线,小组同学以轨迹上的某点O为坐标原点建立如图丙所示的坐标系,重力加速度g=10m/s²,取
(1)用游标卡尺测量水管的直径,示数如图甲所示,则水管的直径d=___________mm。
(2)A点速度大小为___________(保留3位有效数字)。
(3)自来水水管的流量(流量为每秒流过的水的体积)为___________(保留3位有效数字)。
【答案】(1)42.40
(2)2.82m/s
(3)
【解析】(1)图甲可知,游标卡尺为20分度,则精度为0.05mm,则水管的直径
(2)根据图丙可知O到A、A到B时间间隔相同设为T,由
解得
因为
解得水流从水龙头到O点时间
故,
解得
(3)流量
12. 罗非鱼适宜生长的水温为20~30°C,某项目式学习小组为帮助养殖户监测水温,设计了如图甲所示的电路,当水温低于20°C时低温指示灯亮,高于时高温指示灯亮。已知当继电器线圈中的电流大于或等于时衔铁被吸引下移,当继电器线圈中的电流大于时衔铁被吸引上移,控制电路中电源的电动势,热敏电阻的阻值与温度关系如图乙所示。
(1)若水温上升,电流表A示数将_____(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)若两个继电器线圈的电阻及控制电路电源内阻忽略不计,定值电阻_____。
(3)工作电路中,接线应与_____(选填“A”或“B”)端相连。
(4)实际测试中发现水温上升到时,高温指示灯才开始亮,请你分析其中原因可能是_____。
【答案】(1)增大 (2)200
(3)A (4)电源有内阻或继电器有电阻
【解析】(1)由图乙可得,水温上升,热敏电阻的阻值减小,根据欧姆定律可得,电路中的电流增大,所以电流表的示数增大。
(2)由图乙可得,当温度为20°C时,热敏电阻,电路中的电流为10mA,由闭合电路欧姆定律
代入数据,解得
(3)由题意可知,当水温大于30°C时,电流等于20mA,此时衔铁被吸引,此时C应该接A。
(4)当高温指示灯亮时,电路电流为20mA,若考虑继电器及电源电阻,此时热敏电阻比小,水温比30°C高。
13. 如图所示,一导热良好的圆柱形汽缸竖直放置于水平地面上,横截面积,用质量m=2kg厚度不计的活塞密封一定质量的理想气体。初始时活塞与汽缸底部距离,与汽缸底部距离处有一固定卡环,外界大气压,初始气体状态1温度。现缓慢加热气体,加热至气体状态2温度时停止。忽略活塞与汽缸间摩擦,重力加速度。
(1)如图乙所示两条曲线为气体状态1和2的分子速率分布曲线,状态2对应的曲线为_______(填A或B),气体温度从300K至400K过程中,单位时间撞击单位面积汽缸壁的分子数_______(填“增大”、“不变”或“减小”)
(2)求状态2的气体压强。
(3)若从状态1到状态2过程中气体吸收热量Q=120J,求外界对气体做的功W及气体内能变化。
【答案】(1)B,减少
(2)
(3)-21J,99J
【解析】(1)[1]状态2温度高,分子平均速率大,对应曲线B;
[2]对活塞受力分析,根据平衡条件可得
解得
气体先做等压变化,根据盖-吕萨克定律可知
解得
接下来气气体温度从300K至400K过程为等压变化,单位时间内单位面积汽缸壁受到撞击力不变,但每次分子撞击力变大,故撞击次数减少。
(2)气体先发生等压变化,接下来气体做等容变化,根据查理定律可得
解得
(3)外界对气体所做的功
由热力学第一定律得
14.
如图所示,顶角为74°足够长的等腰三角形金属轨道MON水平固定在方向竖直向上,磁感强度的匀强磁场中,沿轨道角平分线方向建立坐标轴Ox。质量m=0.01kg且足够长的金属棒ab静止放在轨道上,其中点与O点重合。质量为M=0.04kg的绝缘物块沿Ox方向以速度与金属棒ab发生碰撞并迅速粘在一起,之后一起在轨道上做减速运动。金属棒与坐标轴Ox始终垂直,与轨道始终接触良好。已知金属棒与导轨单位长度电阻值均为r=0.125Ω,不计一切摩擦阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求
(1)物块与ab棒碰撞后瞬间共同速度的大小;
(2)物块与ab棒一起运动速度v=0.1m/s时,回路中感应电流的大小;
(3)从物块与ab棒碰撞后瞬间到它们停下来的过程中,物块与ab棒运动的距离。
【答案】(1)
(2)0.1A (3)0.2m
【解析】(1)物块与金属棒ab碰撞过程中动量守恒,有
解得
(2)ab切割磁感线设切割长度为L,回路中产生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律有E=BLv
回路中总电阻
回路中电流
解得I=0.1A
(3)若某时刻杆长为L,则回路中电阻为
经过,由动量定理可得
其中
注意到v△t=△x, 联立解得 =(M+m)△v,
R=L(1+1/sin37°)r,
方程两侧求和,注意到Σ△x=x,Σ△v=v共,
tan37°=L/2x
联立可得
解得x= 0.2m
15. 如图甲所示,长木板C静止在光滑水平地面上,其右上端有固定的挡板,可视为质点的小物体A和B紧靠在一起静止在长木板C上,小物体A和B之间夹有少量火药。某时刻点燃火药,火药瞬间燃爆后A获得的速度大小为,若长木板C固定,A和B会同时停在C的最左端。已知小物体A的质量为2m,小物体B的质量为m,长木板C的质量为3m,A、C之间的动摩擦因数为,B、C之间的动摩擦因数为,重力加速度为,不计火药的质量和燃爆时间,不计B和挡板的碰撞时间,B和挡板碰撞时无机械能损失。
(1)若点燃火药释放的能量全部转化为A和B的机械能,求点燃火药释放的能量;
(2)求长木板C的长度;
(3)若长木板不固定,求整个过程A、C之间由于摩擦产生的内能和B、C之间由于摩擦产生的内能;
(4)若长木板不固定,将B碰撞挡板时作为t=0时刻,自该时刻开始A的位移大小用表示,B的位移大小用表示,C的位移大小用表示,设,在图乙中画出y随时间t变化的图像,并标明时的y值。
【答案】(1)(2)(3),(4)见解析
【解析】(1)火药爆炸瞬间A和B系统的动量守恒,则
解得
则火药爆炸释放的能量
联立可得
(2)若长木板固定,A和B的速度同时减小到0,对二者获得速度到速度减为0的过程中,对于物体A有
解得
由运动学公式有
解得
A和B的路程差
长木板的长度
(3)由第二问可知,A和B的初始位置距挡板的距离为
B与挡板碰撞前C静止,对B自开始运动到与挡板碰撞的过程中,有
解得
设物体B与挡板碰前瞬间的速度,则
解得
设该过程的时间间隔为,则
解得
B与挡板碰撞时A速度大小
以水平向左的方向为正方向,B与挡板碰撞后对A、B、C组成的系统动量守恒,设三者的共同速度为,则有
解得
对C由牛顿第二定律有
解得
计算可知,B撞击挡板后A先与C共速,A与C共速后不再有相对运动,然后B再与A、C共速,自B撞击挡板至A、C共速,有
解得
自B开始运动至A、C共速之间的相对路程
A、C之间由于摩擦产生的热量
B、C间由于摩擦产生的热量
(4)以水平向左为正方向,对A、B、C组成的系统自B与挡板碰撞以后的任意时刻,由动量守恒定律得
其中
且将该过程得时间分为、、无穷段,则
以上各式相加,又
即有
故
其图像如图所示,当
学科网(北京)股份有限公司
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陕西全省适用
时间:75分钟 满分:100分
注意事项:
1、答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。
2、作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。
3、非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4、考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,请将答题卡交回。
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28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.如图中属于明显衍射现象的是( )
A. B.
C. D.
2. 青少年正处在身体发育阶段,若经常低头玩手机,会使颈椎长期受压,从而引发颈椎病。为研究颈椎受力,可粗略认为头部受到三个共点力作用,即重力、肌肉拉力和颈椎支持力,如图所示,假设某同学头部重为G,若低头看手机时颈椎与竖直方向成,此时颈部肌肉对头的拉力为,由此可以估算颈椎受到的压力为( )
A. 2G B. 2.5G C. 3G D. 3.5G
【答案】B
3 .太阳内部核聚变的p-p(p为氢原子核)循环包含以下三步反应,下列说法正确的是( )
①
②
③ :
A. 的质量大于和的质量之和
B. 和是同位素,比多一个质子
C. 的比结合能大于的比结合能,原子核更稳定
D. 发生一次p-p循环,消耗了3个,放出总能量为18.77 MeV
4. 车辆减震装置中的囊式空气弹簧由橡胶气囊和密闭在其中的压缩空气组成。某气囊内有一定质量的理想气体,其p-V图像及状态a→b→c→a的变化过程如图所示,图像中a、b、c三点的坐标为已知量,ab 平行于V 轴,bc 平行于p轴,已知气体在状态a 时的温度 Ta=300k
以下说法正确的是 ( )
A. a->b->c变化过程中,气体内能一直增大
B.a→b→c变化过程中,气体吸收的热量为6ρ。V。
C.a→b→c→a 的整个过程中气体对外做功为0
D.c→a 的变化过程中气体的最高温度为360K
5. . “千帆星座”是我国“卫星互联网”核心项目,我国计划2030年突破1.5万颗低空卫星组网,形成全球覆盖能力,实现多方面赋能。其中两颗卫星的运行轨道如图所示,卫星a在圆轨道上运动,卫星b在椭圆轨道上运动,卫星仅受地球对它的万有引力作用。下列说法正确的是( )
A. 两颗卫星在经过P点时的加速度相同
B. 卫星a在P点的速度大于卫星b在M点的速度
C. 两颗卫星的发射速度均大于地球的第二宇宙速度
D. 两颗卫星与地球的连线在任意相同时间内扫过的面积一定相等
6. 动画电影《哪吒2》票房突破百亿大关,这一里程碑式的突破,是中国文化创新活力、魅力与实力的一次生动展示。如图甲所示,哪吒手持法宝混天绫挥舞甩动,即可翻江倒海。若舞动的混天绫可简化为沿x轴正方向传播的简谐横波,图乙为t=0时刻的波形图,质点P的坐标x=4.5m,已知t=3s时,P第一次经过平衡位置,下列说法正确的是( )
A. t=3s时P点向y轴正方向振动
B. 该波的传播速度大小为2m/s
C. P点在0~10s内通过的路程为2.5m
D. P点的振动方程为
7. 高空风能具有储量丰富、风速高、风向稳定等优势,所蕴含的风能远远超过目前人类社会能源总需求。高空风力发电系统由空中组件、牵引缆绳和地面组件三部分构成,利用风力牵引地面发电系统做功发电。如图所示,伞体在2000m高空展开形成近5000m2的迎风面,垂直迎风面的风速为20m/s,伞体以一定的速度匀速上升,牵引地面发电系统产生的电功率为2.2×103kW。已知1kg标准煤完全燃烧可发电2.8度,排放二氧化碳2.6kg,空气密度为1.0kg/m3。下列说法正确的是( )
A. 高空风能属于不可再生能源
B. 伞体在匀速上升过程中机械能守恒
C. 发电系统将风能转化为电能的效率约为28%
D. 若发电系统每天工作10h,可减少二氧化碳排放量约2.0×104kg
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 种植水稻经历了从插秧到抛秧的发展历程。在抛秧时,人们将育好的水稻秧苗大把抓起,然后向空中用力抛出,使秧苗分散着落入田间。某同学研究抛秧的运动过程时,将秧苗的运动简化为以肩关节为圆心,臂长为半径的圆周运动,忽略空气阻力。如图所示,秧苗离手的瞬间,通过手指改变秧苗运动的速度方向,秧苗A、B同时离开手后做不同的抛体运动,其运动轨迹在空中交于P点,不计空气阻力。若秧苗B离开手时的速度方向水平,则下列说法正确的是( )。
A. 秧苗A离手时速度的水平分量小于秧苗B离手时的速度
B. 秧苗A、B可能同时到达P点
C. 秧苗在圆周运动的最低点时处于超重状态
D. 秧苗A离手后上升过程中处于超重状态
9. 在古代,儿童常喜欢玩一种叫“吹豆”的游戏,儿童用手竖直握住两端开口且中空的秸秆,上端口放一粒黄豆,通过秸秆的下端向上用嘴吹气,从上端口喷出的气流可以将黄豆吹停在端口的正上方。若喷出的气流对豆的冲力F正比于气流相对于豆的速率v,即F=v(为已知恒量);而气流速率随高度增大而减小,关系满足 v=-h(为气流从上端口喷出速率且不变,为已知恒量,h为离上端口高度),本题黄豆受到的力只考虑冲力和重力,重力加速度为g,以下说法正确的是( )
A. 恰好悬停在上端口处的黄豆的质量为
B. 黄豆被吹停的高度与黄豆的质量成反比
C. 若质量为m的黄豆恰好悬停在上端口,则更换为质量为m/2的黄豆轻放在上端口后,上升的最大高度为
D. 两粒不同的黄豆两次吹停的高度分别为、,且>>0,则它们的质量差为
10. 如图所示,质量为的带正电小球,套在粗糙水平细杆上,空间中存在水平向右的匀强电场和垂直平面向里的匀强磁场,给小球一初速度,关于小球的加速度和速度大小的变化图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3、 非选择题(本题共5小题,共54分,考生根据要求作答)
11.某物理兴趣小组的同学想探究自来水管水的流量,以便改进如何节约水资源,小组同学先用游标卡尺测量水管的内径如图甲,然后打开水龙头(水龙头处管口水平),测水在空中的运动轨迹如图乙,然后将轨迹简化为一条平滑曲线,小组同学以轨迹上的某点O为坐标原点建立如图丙所示的坐标系,重力加速度g=10m/s²,取
(1)用游标卡尺测量水管的直径,示数如图甲所示,则水管的直径d=___________mm。
(2)A点速度大小为___________(保留3位有效数字)。
(3)自来水水管的流量(流量为每秒流过的水的体积)为___________(保留3位有效数字)。
12. 罗非鱼适宜生长的水温为20~30°C,某项目式学习小组为帮助养殖户监测水温,设计了如图甲所示的电路,当水温低于20°C时低温指示灯亮,高于时高温指示灯亮。已知当继电器线圈中的电流大于或等于时衔铁被吸引下移,当继电器线圈中的电流大于时衔铁被吸引上移,控制电路中电源的电动势,热敏电阻的阻值与温度关系如图乙所示。
(1)若水温上升,电流表A示数将_____(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)若两个继电器线圈的电阻及控制电路电源内阻忽略不计,定值电阻_____。
(3)工作电路中,接线应与_____(选填“A”或“B”)端相连。
(4)实际测试中发现水温上升到时,高温指示灯才开始亮,请你分析其中原因可能是_____。
13. 如图所示,一导热良好的圆柱形汽缸竖直放置于水平地面上,横截面积,用质量m=2kg厚度不计的活塞密封一定质量的理想气体。初始时活塞与汽缸底部距离,与汽缸底部距离处有一固定卡环,外界大气压,初始气体状态1温度。现缓慢加热气体,加热至气体状态2温度时停止。忽略活塞与汽缸间摩擦,重力加速度。
(1)如图乙所示两条曲线为气体状态1和2的分子速率分布曲线,状态2对应的曲线为_______(填A或B),气体温度从300K至400K过程中,单位时间撞击单位面积汽缸壁的分子数_______(填“增大”、“不变”或“减小”)
(2)求状态2的气体压强。
(3)若从状态1到状态2过程中气体吸收热量Q=120J,求外界对气体做的功W及气体内能变化。
14.
如图所示,顶角为74°足够长的等腰三角形金属轨道MON水平固定在方向竖直向上,磁感强度的匀强磁场中,沿轨道角平分线方向建立坐标轴Ox。质量m=0.01kg且足够长的金属棒ab静止放在轨道上,其中点与O点重合。质量为M=0.04kg的绝缘物块沿Ox方向以速度与金属棒ab发生碰撞并迅速粘在一起,之后一起在轨道上做减速运动。金属棒与坐标轴Ox始终垂直,与轨道始终接触良好。已知金属棒与导轨单位长度电阻值均为r=0.125Ω,不计一切摩擦阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求
(1)物块与ab棒碰撞后瞬间共同速度的大小;
(2)物块与ab棒一起运动速度v=0.1m/s时,回路中感应电流的大小;
(3)从物块与ab棒碰撞后瞬间到它们停下来的过程中,物块与ab棒运动的距离。
15. 如图甲所示,长木板C静止在光滑水平地面上,其右上端有固定的挡板,可视为质点的小物体A和B紧靠在一起静止在长木板C上,小物体A和B之间夹有少量火药。某时刻点燃火药,火药瞬间燃爆后A获得的速度大小为,若长木板C固定,A和B会同时停在C的最左端。已知小物体A的质量为2m,小物体B的质量为m,长木板C的质量为3m,A、C之间的动摩擦因数为,B、C之间的动摩擦因数为,重力加速度为,不计火药的质量和燃爆时间,不计B和挡板的碰撞时间,B和挡板碰撞时无机械能损失。
(1)若点燃火药释放的能量全部转化为A和B的机械能,求点燃火药释放的能量;
(2)求长木板C的长度;
(3)若长木板不固定,求整个过程A、C之间由于摩擦产生的内能和B、C之间由于摩擦产生的内能;
(4)若长木板不固定,将B碰撞挡板时作为t=0时刻,自该时刻开始A的位移大小用表示,B的位移大小用表示,C的位移大小用表示,设,在图乙中画出y随时间t变化的图像,并标明时的y值。
【答案】(1)(2)(3),(4)见解析
【解析】(1)火药爆炸瞬间A和B系统的动量守恒,则
解得
则火药爆炸释放的能量
联立可得
(2)若长木板固定,A和B的速度同时减小到0,对二者获得速度到速度减为0的过程中,对于物体A有
解得
由运动学公式有
解得
A和B的路程差
长木板的长度
(3)由第二问可知,A和B的初始位置距挡板的距离为
B与挡板碰撞前C静止,对B自开始运动到与挡板碰撞的过程中,有
解得
设物体B与挡板碰前瞬间的速度,则
解得
设该过程的时间间隔为,则
解得
B与挡板碰撞时A速度大小
以水平向左的方向为正方向,B与挡板碰撞后对A、B、C组成的系统动量守恒,设三者的共同速度为,则有
解得
对C由牛顿第二定律有
解得
计算可知,B撞击挡板后A先与C共速,A与C共速后不再有相对运动,然后B再与A、C共速,自B撞击挡板至A、C共速,有
解得
自B开始运动至A、C共速之间的相对路程
A、C之间由于摩擦产生的热量
B、C间由于摩擦产生的热量
(4)以水平向左为正方向,对A、B、C组成的系统自B与挡板碰撞以后的任意时刻,由动量守恒定律得
其中
且将该过程得时间分为、、无穷段,则
以上各式相加,又
即有
故
其图像如图所示,当
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