内容正文:
2026届高三年级上学期模拟考试(一)
物理试题
本试卷共100分,考试时间75分钟。
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,只有一项符合题目要求。
1. 月球昼夜温差大概为310℃,我国探月所用的玉兔号月球车配备的放射性元素是钚,其自发核反应方程为,固体热电偶利用温差使衰变产生的核能转化为电能。已知、X的比结合能分别为E2、E3。下列说法正确的是( )
A. 在月球的半衰期有波动
B. 题述一次核反应只能释放出一条射线
C. 钚的比结合能为
D. 一次核反应热电偶转化的电能一定小于E1
【答案】D
【解析】
【详解】A. 半衰期是放射性元素的固有属性,由核内部结构决定,不受温度、压力等外部环境影响。月球昼夜温差大,但不会导致半衰期波动。故A错误。
B. 题述核反应为α衰变(),主要释放α粒子,但衰变后的子核可能处于激发态并释放γ射线,因此一次核反应可能释放多条射线。故B错误。
C. 比结合能(结合能除以核子数)的计算依据质量亏损和能量守恒。核反应释放能量
因此钚的比结合能为
故C错误。
D. 核反应释放能量,热电偶将核能转化为电能的过程存在效率损失(如热散失),电能输出必然小于输入能量,故D正确。
故选D。
2. 随着“双碳”的提出,新能源汽车产业发展迅猛。某新能源汽车进行性能测试,司机驾驶汽车沿平直的公路行驶,从t=0时刻开始计时,利用速度传感器在计算机上描绘了汽车的平均速度关于时间的变化规律图像,如图所示。则图像对应过程汽车的位移为( )
A. 75m B. 100m C. 125 m D. 150m
【答案】A
【解析】
【详解】根据平均速度的定义, 时间内汽车的位移
由图像可得平均速度与时间的关系式为
代入得:
对比匀变速直线运动位移公式
可得汽车初速度
加速度
即汽车做匀减速直线运动。
汽车做匀减速直线运动,速度减为0后停止运动,速度减为0的时间:
即汽车实际只运动了,后位移不再变化。
代入得总位移:
故选A。
3. 有一列沿x轴方向传播的简谐横波,t=0时的波形图如图甲所示,波上的四个质点a、b、c、d的位移大小相等,四个质点中某质点的振动图像如图乙所示,已知t=0.15s时b质点位于平衡位置,则质点a的振动方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由图乙可知这列波的周期
当时,图乙可能为c、d两点的振动图像,而时b质点位于平衡位置,可得时b质点向y轴正向移动,由“微平移法”可知波向x轴正方向传播,则图乙应为质点d的振动图像,角频率
则图乙的表达式可设为
代入当时和时
可得
而质点a在时处于,并且向y轴负向移动,代入
可得
则质点a的振动方程为
故选C。
4. 如图所示,倾角为θ的足够长斜面固定在水平面上,物体A、B叠放,相同的物体B、C用绷紧的轻绳连接,由静止释放后,物体开始运动,物体A、B始终保持相对静止。已知A、B、C的质量均为m,A、B间的动摩擦因数为μ0,B、C与斜面间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 绳上张力大小与μ有关 B. 两动摩擦因数一定满足
C. 相同时间内三者的动量变化量不同 D. A、B间作用力一定小于mg
【答案】D
【解析】
【详解】A.若没有中间的细绳,则根据
可得C的加速度为
同理AB的加速度也为
则当有细绳连接BC时,三者一起沿斜面下滑时,加速度相等,细绳的张力为零,张力大小与μ无关,A错误;
B.对A分析可知
可得
即,B错误;
C.三者的加速度相同,则所受的合外力相同,根据动量定理可知,,可知相同时间内三者的动量变化量相同,C错误;
D.A、B间作用力等于B对A的支持力和摩擦力的合力,大小为
因,可知
则F< mg,即A、B间作用力一定小于mg,D正确。
故选D。
5. 如图所示为某半导体气相溅射沉积镀膜的原理图,真空中,电容器下极板放置待镀膜基板(极薄),另一极板处放置镀膜靶材,且两极板分别与电源两极相接。氩离子Ar⁺进入电场后加速撞击靶材,使多个金属原子从靶材脱离,然后金属原子溅射到基板上完成镀膜。不计离子间的相互作用,下列说法正确的是( )
A. 电容器的下极板带负电
B. 镀膜靶材放入后,电容器的电容减小
C. 靶材为金或银时,银原子脱离时的能量一定大于金原子的
D. 将氩离子Ar⁺换为质量较轻的氖离子Ne⁺,离子在电场中加速过程的动能增加量不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.带正电的氩离子进入电场后向上极板运动,可得电场方向是从下极板指向上极板,下极板带正电,故A错误;
B.镀膜靶材放入后,达到静电平衡,相当于两极板间间距减小,根据电容决定式
可得减小,增大,故B错误;
C.由于碰撞前氩离子的动能相同,但碰撞过程未知,不确定一个氩离子撞出几个金属粒子,所以银原子脱离时的能量不一定大于金原子的,故C错误;
D.根据
由于与两粒子所带电荷量相等,若将换为,则动能增加量不变,故D正确。
故选D。
6. 某建筑工地用起重机将质量为m=300kg的重物运送到一定高度处,重物从地面启动瞬间开始计时,前10s内重物的加速度a随时间t的变化规律如图所示。已知0~4s内的图线为过原点的倾斜直线,4~10s的图线为曲线,且4~10s的时间内起重机的输出功率保持不变,4s时重物上升的高度为,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。则( )
A. 4s末重物的速度达到最大
B. 0~4s内重物所受拉力随位移均匀变化
C. 0~10s内重物机械能的增加量为4.82×104J
D. 6~10s内重物机械能的增加量为3.6×104J
【答案】C
【解析】
【详解】A.内重物加速度始终大于0,速度持续增大,末加速度减为0时速度才达到最大,故A错误;
B.内,由图像可得重物的加速度与时间的关系
由牛顿第二定律,得
联立解得
可知拉力与时间呈线性关系,但重物做变加速运动,位移与时间不是线性关系,因此拉力与位移不是线性关系,则拉力不随位移均匀变化,故B错误;
C.图线与时间轴所围图形的面积表示速度变化量的大小,末的速度
已知末上升高度
内机械能增加量
由牛顿第二定律,可得末拉力
功率为
经过了
功率不变,拉力做功
即该段机械能增加量
总机械能增加量,故C正确;
D.共经过,拉力做功
即机械能增加量为,不是,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,半径为R的圆形区域内存在垂直纸面的匀强磁场(未画出),PQ为圆形磁场的一条弦,圆心O点到弦PQ的距离为,P点有一粒子发射源,能沿PQ方向发射相同的带正电粒子。一粒子以速度v0发射时,从磁场边缘的M点竖直射出。已知粒子的比荷均为k,ON⊥PQ,M、E到水平直径的距离相等,忽略粒子的重力和粒子间的相互作用。则( )
A. 磁场方向垂直纸面向里
B. 磁感应强度大小为
C. 从N点离开磁场的粒子速度大小为
D. 从E点离开磁场的粒子在磁场中运动时间为
【答案】C
【解析】
【详解】A.粒子带正电,从M点竖直射出,说明在磁场中受到的洛伦兹力使其轨迹向下偏转。根据左手定则可知,磁场方向垂直纸面向外,故A错误;
B.从M点竖直离开磁场的粒子的运动轨迹如图所示
由几何关系可知,M点到竖直直径的距离为,O点到弦EM的距离为,则粒子的轨道半径为
已知,粒子做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,有
联立解得,故B错误;
C.从N点离开磁场的粒子的运动轨迹如图所示
由几何关系可知,轨道半径
粒子做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,有
代入、、,解得,故C正确;
D.从E点离开磁场的粒子的运动轨迹如图所示
由几何关系可知,在磁场中运动的圆心角为
粒子做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,有
解得
代入、,解得运动的周期为
粒子在磁场中运动时间为,故D错误。
故选C。
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. 理想变压器的原、副线圈两端接有如图所示的电路,定值电阻,,、两点间接有电压为的交流电,电路接通后,理想电流表的示数为2A,定值电阻和定值电阻消耗的电功率之比为。下列说法正确的是( )
A. 变压器原、副线圈匝数比为
B. 交流电压的最大值
C. 若短路,则电流表的示数减小
D. 若断路,则的电功率增大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由题意可知,定值电阻消耗的功率为
设副线圈的干路电流为,可知定值电阻消耗的功率为
可知
变压器的原副线圈电流之比满足
解得,故A正确;
B.根据欧姆定律,副线圈两端电压有效值为
故主线圈两端电压有效值为
、两点间电压有效值为
因此交流电压的最大值,故B错误;
C.从变压器的原线圈向右看去的等效电阻
若短路,则等效电阻的阻值减小,电流表的示数满足
可知电流表的示数增大,故C错误;
D.若断路,则等效电阻的阻值增大,电流表的示数满足
可知电流表的示数减小,主线圈电压有效值
可知主线圈的电压有效值增大,副线圈的电压有效值也增大,副线圈的电流有效值减小,电阻上的电压减小,上的电压增大,的功率增大,故D正确。
故选AD。
9. 2025年11月,在中国空间站顺利“会师”的神舟二十一号航天员乘组和神舟二十号航天员乘组,启用随神舟二十一号飞船上行的热风烘烤机,第一次在“太空家园”吃上了烤鸡翅、烤牛排。鸡翅在热风烘烤机内加热28分钟,空间站可视为绕地球做匀速圆周运动,转动方向和地球自转方向相同,轨道平面与赤道平面夹角约为41°,距地面高度为390km,地球半径约为6400km,地表重力加速度g约为9.8m/s²,下列物理量可求的是( )
A. 地球的质量
B. 鸡翅加热过程空间站轨迹所对圆心角
C. 鸡翅加热过程空间站的动量变化量大小
D. 空间站经过赤道正上方时相对地表的速度大小
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由黄金代换式有
由万有引力提供向心力有
联立能解出空间站角速度,因引力常量未知,故不能求出地球的质量M,故A错误;
B.因,故能求出鸡翅加热过程空间站轨迹所对圆心角,故B正确;
C.因空间站质量未知,故不能求出鸡翅加热过程空间站的动量变化量大小,故C错误;
D.因空间站的轨道速度大小可以求出
地球赤道上物体随地球自转的速度大小为(其中地球自转周期T为已知量),可以求出,当空间站经过赤道正上方时,其速度与该处地表速度的夹角为轨道倾角。根据速度合成法则,其相对地表的速度大小为
所有物理量均已知或可求,故能求出空间站经过赤道正上方时相对地表的速度大小,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,带电荷量为的负点电荷A固定在光滑绝缘水平面内O点的上方,三个带电荷量均为+q、完全相同的带电小球B、C、D在光滑绝缘水平面上做匀速圆周运动,轨迹圆半径均为R,且三个小球对水平面恰无作用力,已知重力加速度为g,静电力常量为k,忽略一切摩擦和阻力。下列说法正确的是( )
A. 圆心O处的电场强度大小为
B. 点电荷A所受的库仑力大小为
C. 小球B的质量为
D. 小球C的角速度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.带电小球B、C、D在圆心O处产生的合电场强度为零,故圆心O处的电场强度为负点电荷A在圆心O处产生的电场强度,故A错误;
B.由几何知识可知
且
又
得
带电小球B、C、D对负点电荷A的库仑力大小均为
点电荷A所受的库仑力大小
故B正确;
C.由牛顿第三定律,负点电荷A对带电小球B、C、D的库仑力大小均为三个小球对水平面恰无作用力,则由小球B竖直方向受力平衡得
得,故C错误;
D.由几何关系得
对小球C受力分析,得
解得,故D正确。
故选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学利用插针法测定梯形玻璃砖的折射率,进行了如下操作:将玻璃砖平放在铺有白纸的木板上,描出玻璃砖的四边,并依次插上了四枚大头针,撤走玻璃砖后画出光路图,如图甲所示。
(1)插四枚大头针的顺序为( )
A. B.
C. D.
(2)为了减小实验误差,在插下四枚大头针时,玻璃砖同侧的两枚大头针应满足( )
A. 间距越大越好 B. 间距越小越好 C. 间距应相等 D. 间距适当大些
(3)该同学利用两种方法求玻璃砖的折射率。
第一种方法:以O点为圆心,适当长度为半径画圆,与入射光线和折射光线分别交于a、c两点,过a、c作法线的垂线,垂足分别为b、d,如图乙所示,分别测量出ab、Ob、Od、cd的长度,则玻璃砖的折射率为n=___________(用以上的测量量表示)。
第二种方法:过O点将入射光线延长,与玻璃砖的下边界交于f点,测量出图丙中Oe、Os、Of、es、ef的长度,则玻璃砖的折射率为n=___________(用以上的测量量表示)。
【答案】(1)C (2)D
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
根据图甲光线的传播方向,应先插大头针,接着插大头针挡住的像,最后插大头针挡住和的像。
故选C。
【小问2详解】
为了减小实验误差,在插下四枚大头针时,大头针及之间的距离应适当大些。
故选D。
【小问3详解】
[1]根据折射定律可得
又,,
联立可得玻璃砖的折射率为
[2]根据折射定律可得
又,
联立可得玻璃砖的折射率为
12. 某同学学习完“练习使用多用电表”后,想用一电流表G设计一个三挡位的欧姆表。
(1)首先使用如图甲所示的标准多用电表测量电流表G的内阻(约100Ω),请从下列选项中选出合理的步骤,并按_________的顺序进行操作,再进行读数。
A.将K旋转到“×100”的位置
B.将K旋转到“×10”的位置
C.将K旋转到“×1”的位置
D.转动部件S,使指针对准电流的“0”刻度
E.转动部件T,使指针对准电阻的“0”刻度
F.红黑表笔短接,转动部件T,使指针对准电阻的“0”刻线
G.红黑表笔短接,转动部件T,使指针对准电阻的“∞刻线”
H.将红表笔与电流表的正接线柱连接,黑表笔与另一接线柱连接
I.将红表笔与电流表的负接线柱连接,黑表笔与另一接线柱连接
(2)测量电流表G的内阻后,设计出电路图如图乙所示,R为调零电阻,R1、R2、R3为定值电阻。
①当欧姆表的挡位为“×100”时,单刀三掷开关应与______(选填“1”“2”或“3”)接通。
②将挡位由“×10”换到“×100”,进行欧姆调零时,应将调零电阻R的滑片向____(选填“上”或“下”)移动。
③选用“×100”挡测量阻值为5kΩ的定值电阻,电流表的指针偏转到满偏刻度的,再测量某定值电阻Rx时,电流表的指针偏转到满偏刻度的,则Rx=_______kΩ。
④在电流表的刻线上标注欧姆刻度,一段时间后电源电动势由1.5V降为1.45V,按正确操作测量某电阻时,读数为240Ω,则该电阻的真实值为______Ω。
【答案】(1)DBFI
(2) ①. 1 ②. 上 ③. 10 ④. 232
【解析】
【小问1详解】
多用电表测电流表内阻的操作步骤:
1.机械调零:先将选择开关置于“OFF”或交流电压最高档,转动部件S,使指针对准电流的“0”刻度(步骤D)。
2.选择倍率:电流表内阻约100Ω,应选择“×10”倍率(步骤B),使指针指在表盘中央附近。
3.欧姆调零:红黑表笔短接,转动部件T,使指针对准电阻的“0”刻线(步骤F)。
4.测量连接:多用电表内部电源负极接红表笔,正极接黑表笔。为使电流表正向偏转,应将红表笔与电流表的负接线柱连接,黑表笔与另一接线柱连接(步骤I)。
故顺序为DBFI。
【小问2详解】
[1]欧姆表的倍率越大,内部总电阻越大。在图乙中,开关与“1”接通时,电路的总电阻最大,对应“×100”挡位。
[2]挡位由“×10”换到“×100”时,内部总电阻增大。为使短接时满偏,调零电阻的阻值需增大,因此滑片应向上移动。
[3]根据欧姆表原理,当选用“×100”挡时,内阻为。则满偏电流
测量阻值为5kΩ的定值电阻,电流表的指针偏转到满偏刻度的,则有
解得
再测量某定值电阻Rx时,电流表的指针偏转到满偏刻度的,则有
联立可得
[4]电动势变为1.45V时,欧姆表内阻
原来1.5V时的内阻
则测量时的真实电流和表盘上的对应电流的数值相同,则有
联立解得
13. 如图所示,高度为h的汽缸与密封性良好的活塞通过轻弹簧连接,截面积为S的活塞通过轻杆固定在水平面上,汽缸口处有一卡环,汽缸开口向下,封闭气体的温度为环境的压强为p0,系统静止时活塞到汽缸底部的距离为,此时弹簧恰处于原长。已知汽缸的质量为,弹簧的劲度系数为,g为重力加速度。活塞和汽缸均绝热,活塞和汽缸间的摩擦、活塞的厚度均不计。
(1)对封闭气体加热,当汽缸口刚好上升到活塞处时,求气体的温度;
(2)在第(1)问的条件下,继续对气体加热,当温度再升高25℃时,求汽缸与卡环间的作用力大小。
【答案】(1)375K
(2)
【解析】
【小问1详解】
对汽缸受力分析,初始时受重力、外界大气向下的压力、封闭气体向上的压力,由力的平衡条件有
又
解得
封闭气体的体积为
加热后,汽缸口刚好上升到活塞处时,对汽缸由力的平衡条件得
解得
封闭气体的体积为
由理想气体状态方程有
解得
【小问2详解】
在第(1)问的条件下,当温度再升高25 ℃时,封闭气体的温度为
该过程中封闭气体做等容变化,设此时封闭气体的压强为p3,由查理定律得
解得
对汽缸由力的平衡条件有
解得
14. 如图所示,固定在水平桌面的挡板上拴接一轻弹簧,质量为m1=1kg的小球甲将轻弹簧压缩并处于锁定状态(甲与弹簧不拴接),弹簧储存的弹性势能为Ep=32J,桌面右侧有一半径为R=11m、圆心角为α=37°的光滑圆弧轨道,圆弧轨道最低点C与水平轨道CE平滑连接,半径为r的竖直半圆轨道与水平轨道在E点相切,半圆轨道上F点与圆心O'的连线与水平方向的夹角θ=37°,质量为m2=2kg的小球乙静止在CE段的D点。解除轻弹簧的锁定,甲能从B点无碰撞地进入圆弧轨道。已知甲离开桌面前已和弹簧分离,除了半圆轨道与小球有摩擦,其余部分的摩擦均可忽略,甲乙碰撞时无机械能损失,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6。
(1)求A、B间的水平距离;
(2)求碰后小球甲沿左侧圆弧上升到最高点时对轨道的压力大小(可用分式表示);
(3)两球碰后,若乙从E到F克服摩擦力做的功为7J,且恰在F点与轨道分离,求半圆轨道的半径。
【答案】(1)4.8m
(2)
(3)1.5m
【解析】
【小问1详解】
锁定解除后,轻弹簧将甲弹开,该过程有
解得
甲由B点无碰撞地进入圆弧轨道,设小球在B点的速度为vB,则有
甲在B点的竖直分速度大小为
解得
甲离开A点后做平抛运动,由A到B的时间为
A、B之间的水平间距为
【小问2详解】
甲由B到C的过程机械能守恒,则有
解得
甲、乙发生弹性碰撞,两球组成的系统动量守恒、机械能守恒,有,
解得
碰后甲被反弹,设甲上升的最大高度为h,有
解得
即甲没有从圆弧飞出最高点与圆弧圆心连线与竖直方向夹角β的余弦值为
甲在该点的速度为0,则甲的向心力为0,即沿半径方向所受的合力为0,有
解得
由牛顿第三定律可知,甲在该点对轨道的压力大小为
【小问3详解】
乙从碰后到F点的过程,由动能定理有
又在F点由牛顿第二定律得
解得
15. 如图所示,两间距为L=1m的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在绝缘水平面上,左端接有定值电阻R=6Ω,右端NQ处有一固定弹性绝缘挡板,虚线1、2间和虚线3、4间的距离均为L=1m,,且均存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小均为B=1T。质量为m=0.1kg、阻值为ra=2Ω、长为L=1m的导体棒a垂直导轨放在虚线1左侧,质量为m=0.1kg、阻值为rb=6Ω,长为L=1m的导体棒b垂直导轨放在虚线2、3间,虚线2、3间距离很小。某时刻给棒a一水平向右的初速度v0=6m/s,两棒始终与导轨垂直且接触良好,所有碰撞均为弹性碰撞。求:
(1)棒a刚越过虚线1瞬间的加速度大小;
(2)棒a第一次在虚线1、2运动的过程中,R上产生的焦耳热;
(3)最终两棒停止的位置。
【答案】(1)12m/s2
(2)0.3J (3)棒b停止在虚线2、3间,棒a停止在虚线1、2间到虚线2的距离为
【解析】
【详解】(1)棒a刚越过虚线1 瞬间,产生的感应电动势为
回路的总电阻为
此时流过棒a的电流为
棒a所受的安培力大小为
由牛顿第二定律得棒a的加速度为
解得
(2)棒a在虚线1、2间运动过程由动量定理有
又
可得
又由法拉第电磁感应定律有
由闭合电路欧姆定律得
整理得
联立解得
由能量守恒定律得该过程系统产生的焦耳热为
则定值电阻上产生的焦耳热为
(3)棒a越过虚线2后,两导体棒发生弹性碰撞,速度交换,
有
此后棒b在虚线3、4间运动,同理,对棒b由动量定理有
由第(2)问得
回路的总电阻为
解得
棒b与挡板碰后以等大的速度反弹,再次返回虚线3、4间,同理得
解得棒b返回到虚线3 的速度大小为
棒b与导体棒a发生弹性碰撞,速度交换,有
棒a以 再次进入虚线1、2间,结合(2)问分析可知,棒a在虚线1、2间减速运动直到停止,设该过程的位移大小为x,则由动量定理得
又
解得
最终棒b停止在虚线2、3间,棒a停止在虚线1、2间到虚线2的距离为
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2026届高三年级上学期模拟考试(一)
物理试题
本试卷共100分,考试时间75分钟。
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,只有一项符合题目要求。
1. 月球昼夜温差大概为310℃,我国探月所用的玉兔号月球车配备的放射性元素是钚,其自发核反应方程为,固体热电偶利用温差使衰变产生的核能转化为电能。已知、X的比结合能分别为E2、E3。下列说法正确的是( )
A. 在月球的半衰期有波动
B. 题述一次核反应只能释放出一条射线
C. 钚的比结合能为
D. 一次核反应热电偶转化的电能一定小于E1
2. 随着“双碳”的提出,新能源汽车产业发展迅猛。某新能源汽车进行性能测试,司机驾驶汽车沿平直的公路行驶,从t=0时刻开始计时,利用速度传感器在计算机上描绘了汽车的平均速度关于时间的变化规律图像,如图所示。则图像对应过程汽车的位移为( )
A. 75m B. 100m C. 125 m D. 150m
3. 有一列沿x轴方向传播的简谐横波,t=0时的波形图如图甲所示,波上的四个质点a、b、c、d的位移大小相等,四个质点中某质点的振动图像如图乙所示,已知t=0.15s时b质点位于平衡位置,则质点a的振动方程为( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示,倾角为θ的足够长斜面固定在水平面上,物体A、B叠放,相同的物体B、C用绷紧的轻绳连接,由静止释放后,物体开始运动,物体A、B始终保持相对静止。已知A、B、C的质量均为m,A、B间的动摩擦因数为μ0,B、C与斜面间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 绳上张力大小与μ有关 B. 两动摩擦因数一定满足
C. 相同时间内三者的动量变化量不同 D. A、B间作用力一定小于mg
5. 如图所示为某半导体气相溅射沉积镀膜的原理图,真空中,电容器下极板放置待镀膜基板(极薄),另一极板处放置镀膜靶材,且两极板分别与电源两极相接。氩离子Ar⁺进入电场后加速撞击靶材,使多个金属原子从靶材脱离,然后金属原子溅射到基板上完成镀膜。不计离子间的相互作用,下列说法正确的是( )
A. 电容器的下极板带负电
B. 镀膜靶材放入后,电容器的电容减小
C. 靶材为金或银时,银原子脱离时的能量一定大于金原子的
D. 将氩离子Ar⁺换为质量较轻的氖离子Ne⁺,离子在电场中加速过程的动能增加量不变
6. 某建筑工地用起重机将质量为m=300kg的重物运送到一定高度处,重物从地面启动瞬间开始计时,前10s内重物的加速度a随时间t的变化规律如图所示。已知0~4s内的图线为过原点的倾斜直线,4~10s的图线为曲线,且4~10s的时间内起重机的输出功率保持不变,4s时重物上升的高度为,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。则( )
A. 4s末重物的速度达到最大
B. 0~4s内重物所受拉力随位移均匀变化
C. 0~10s内重物机械能的增加量为4.82×104J
D. 6~10s内重物机械能的增加量为3.6×104J
7. 如图所示,半径为R的圆形区域内存在垂直纸面的匀强磁场(未画出),PQ为圆形磁场的一条弦,圆心O点到弦PQ的距离为,P点有一粒子发射源,能沿PQ方向发射相同的带正电粒子。一粒子以速度v0发射时,从磁场边缘的M点竖直射出。已知粒子的比荷均为k,ON⊥PQ,M、E到水平直径的距离相等,忽略粒子的重力和粒子间的相互作用。则( )
A. 磁场方向垂直纸面向里
B. 磁感应强度大小为
C. 从N点离开磁场的粒子速度大小为
D. 从E点离开磁场的粒子在磁场中运动时间为
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. 理想变压器的原、副线圈两端接有如图所示的电路,定值电阻,,、两点间接有电压为的交流电,电路接通后,理想电流表的示数为2A,定值电阻和定值电阻消耗的电功率之比为。下列说法正确的是( )
A. 变压器原、副线圈匝数比为
B. 交流电压的最大值
C. 若短路,则电流表的示数减小
D. 若断路,则的电功率增大
9. 2025年11月,在中国空间站顺利“会师”的神舟二十一号航天员乘组和神舟二十号航天员乘组,启用随神舟二十一号飞船上行的热风烘烤机,第一次在“太空家园”吃上了烤鸡翅、烤牛排。鸡翅在热风烘烤机内加热28分钟,空间站可视为绕地球做匀速圆周运动,转动方向和地球自转方向相同,轨道平面与赤道平面夹角约为41°,距地面高度为390km,地球半径约为6400km,地表重力加速度g约为9.8m/s²,下列物理量可求的是( )
A. 地球的质量
B. 鸡翅加热过程空间站轨迹所对圆心角
C. 鸡翅加热过程空间站的动量变化量大小
D. 空间站经过赤道正上方时相对地表的速度大小
10. 如图所示,带电荷量为的负点电荷A固定在光滑绝缘水平面内O点的上方,三个带电荷量均为+q、完全相同的带电小球B、C、D在光滑绝缘水平面上做匀速圆周运动,轨迹圆半径均为R,且三个小球对水平面恰无作用力,已知重力加速度为g,静电力常量为k,忽略一切摩擦和阻力。下列说法正确的是( )
A. 圆心O处的电场强度大小为
B. 点电荷A所受的库仑力大小为
C. 小球B的质量为
D. 小球C的角速度大小为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学利用插针法测定梯形玻璃砖的折射率,进行了如下操作:将玻璃砖平放在铺有白纸的木板上,描出玻璃砖的四边,并依次插上了四枚大头针,撤走玻璃砖后画出光路图,如图甲所示。
(1)插四枚大头针的顺序为( )
A. B.
C. D.
(2)为了减小实验误差,在插下四枚大头针时,玻璃砖同侧的两枚大头针应满足( )
A. 间距越大越好 B. 间距越小越好 C. 间距应相等 D. 间距适当大些
(3)该同学利用两种方法求玻璃砖的折射率。
第一种方法:以O点为圆心,适当长度为半径画圆,与入射光线和折射光线分别交于a、c两点,过a、c作法线的垂线,垂足分别为b、d,如图乙所示,分别测量出ab、Ob、Od、cd的长度,则玻璃砖的折射率为n=___________(用以上的测量量表示)。
第二种方法:过O点将入射光线延长,与玻璃砖的下边界交于f点,测量出图丙中Oe、Os、Of、es、ef的长度,则玻璃砖的折射率为n=___________(用以上的测量量表示)。
12. 某同学学习完“练习使用多用电表”后,想用一电流表G设计一个三挡位的欧姆表。
(1)首先使用如图甲所示的标准多用电表测量电流表G的内阻(约100Ω),请从下列选项中选出合理的步骤,并按_________的顺序进行操作,再进行读数。
A.将K旋转到“×100”的位置
B.将K旋转到“×10”的位置
C.将K旋转到“×1”的位置
D.转动部件S,使指针对准电流的“0”刻度
E.转动部件T,使指针对准电阻的“0”刻度
F.红黑表笔短接,转动部件T,使指针对准电阻的“0”刻线
G.红黑表笔短接,转动部件T,使指针对准电阻的“∞刻线”
H.将红表笔与电流表的正接线柱连接,黑表笔与另一接线柱连接
I.将红表笔与电流表的负接线柱连接,黑表笔与另一接线柱连接
(2)测量电流表G的内阻后,设计出电路图如图乙所示,R为调零电阻,R1、R2、R3为定值电阻。
①当欧姆表的挡位为“×100”时,单刀三掷开关应与______(选填“1”“2”或“3”)接通。
②将挡位由“×10”换到“×100”,进行欧姆调零时,应将调零电阻R的滑片向____(选填“上”或“下”)移动。
③选用“×100”挡测量阻值为5kΩ的定值电阻,电流表的指针偏转到满偏刻度的,再测量某定值电阻Rx时,电流表的指针偏转到满偏刻度的,则Rx=_______kΩ。
④在电流表的刻线上标注欧姆刻度,一段时间后电源电动势由1.5V降为1.45V,按正确操作测量某电阻时,读数为240Ω,则该电阻的真实值为______Ω。
13. 如图所示,高度为h的汽缸与密封性良好的活塞通过轻弹簧连接,截面积为S的活塞通过轻杆固定在水平面上,汽缸口处有一卡环,汽缸开口向下,封闭气体的温度为环境的压强为p0,系统静止时活塞到汽缸底部的距离为,此时弹簧恰处于原长。已知汽缸的质量为,弹簧的劲度系数为,g为重力加速度。活塞和汽缸均绝热,活塞和汽缸间的摩擦、活塞的厚度均不计。
(1)对封闭气体加热,当汽缸口刚好上升到活塞处时,求气体的温度;
(2)在第(1)问的条件下,继续对气体加热,当温度再升高25℃时,求汽缸与卡环间的作用力大小。
14. 如图所示,固定在水平桌面的挡板上拴接一轻弹簧,质量为m1=1kg的小球甲将轻弹簧压缩并处于锁定状态(甲与弹簧不拴接),弹簧储存的弹性势能为Ep=32J,桌面右侧有一半径为R=11m、圆心角为α=37°的光滑圆弧轨道,圆弧轨道最低点C与水平轨道CE平滑连接,半径为r的竖直半圆轨道与水平轨道在E点相切,半圆轨道上F点与圆心O'的连线与水平方向的夹角θ=37°,质量为m2=2kg的小球乙静止在CE段的D点。解除轻弹簧的锁定,甲能从B点无碰撞地进入圆弧轨道。已知甲离开桌面前已和弹簧分离,除了半圆轨道与小球有摩擦,其余部分的摩擦均可忽略,甲乙碰撞时无机械能损失,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6。
(1)求A、B间的水平距离;
(2)求碰后小球甲沿左侧圆弧上升到最高点时对轨道的压力大小(可用分式表示);
(3)两球碰后,若乙从E到F克服摩擦力做的功为7J,且恰在F点与轨道分离,求半圆轨道的半径。
15. 如图所示,两间距为L=1m的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在绝缘水平面上,左端接有定值电阻R=6Ω,右端NQ处有一固定弹性绝缘挡板,虚线1、2间和虚线3、4间的距离均为L=1m,,且均存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小均为B=1T。质量为m=0.1kg、阻值为ra=2Ω、长为L=1m的导体棒a垂直导轨放在虚线1左侧,质量为m=0.1kg、阻值为rb=6Ω,长为L=1m的导体棒b垂直导轨放在虚线2、3间,虚线2、3间距离很小。某时刻给棒a一水平向右的初速度v0=6m/s,两棒始终与导轨垂直且接触良好,所有碰撞均为弹性碰撞。求:
(1)棒a刚越过虚线1瞬间的加速度大小;
(2)棒a第一次在虚线1、2运动的过程中,R上产生的焦耳热;
(3)最终两棒停止的位置。
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