内容正文:
2026年池州市普通高中高三教学质量统一监测
物理
满分:100分 考试时间:75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡和试卷上。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔将答题卡上对应题目的答案选项涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案选项。作答非选择题时,将答案写在答题卡上对应区域,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
1. 下列有关原子核的变化方程,其中对变化类型表述正确的是( )
A. 是人工核转变
B. 是核聚变
C. 是核裂变
D. 是衰变
【答案】A
【解析】
【详解】A.是原子核的人工核转变,故A正确;
B.是重核裂变,故B错误;
C.是衰变,故C错误;
D.是轻核聚变,故D错误。
故选A。
2. 2025年10月31日,我国神舟二十一号载人飞船发射成功,并首次采用约3.5小时的快速交会对接模式,与在轨运行的中国空间站对接。虚线Ⅰ为“神舟”二十一号飞船对接前的轨道,实线Ⅱ为空间站运行的圆轨道,两者对接于A处,则( )
A. 飞船在轨道Ⅱ上的机械能大于在轨道Ⅰ上的机械能
B. 飞船沿轨道Ⅰ运行的周期大于空间站沿轨道Ⅱ运行的周期
C. 飞船沿轨道Ⅰ运行至A处的加速度小于沿轨道Ⅱ运行至A处的加速度
D. 对接后两者在轨道Ⅱ运行的速度大于对接前空间站在轨道Ⅱ运行的速度
【答案】A
【解析】
【详解】A.飞船从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ,需要在A处点火加速,所以飞船在轨道Ⅱ上的机械能大于在轨道Ⅰ上的机械能,故A正确;
B.由于轨道Ⅰ的半长轴小于轨道Ⅱ的半径,根据开普勒第三定律可知,飞船沿轨道Ⅰ运行的周期小于空间站沿轨道Ⅱ运行的周期,故B错误;
C.由牛顿第二定律可得
可得
可知飞船沿轨道Ⅰ运行至A处的加速度等于沿轨道Ⅱ运行至A处的加速度,故C错误;
D.由万有引力提供向心力可得
解得
可知对接后两者在轨道Ⅱ运行的速度等于对接前空间站在轨道Ⅱ运行的速度,故D错误。
故选A。
3. 在做测量某种玻璃折射率的实验中,两细束单色光a、b从空气垂直射入顶角为的玻璃棱镜,出射光相对于入射光的偏转角分别为和,光路如图。则( )
A. 若a光是黄光,则b光可能是红光
B. 在棱镜中的传播时间a光大于b光
C. 玻璃对a光的折射率为
D. 玻璃对b光的折射率为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,玻璃棱镜中入射角相等,但是b光空气中折射角更大,则b光折射率更大,频率更大,因此b光不可能是红光,故A错误;
B.根据,a光在玻璃中的传播速度大于b光,光程相等,则在棱镜中的传播时间a光小于b光,故B错误;
C.由几何关系,a光空气中折射角为,则,故C正确;
D.由几何关系,b光空气中折射角为,则,故D错误。
故选C。
4. 如图,一电子在竖直平面内逆时针做匀速圆周运动(从右向左看),圆心为O点。空间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场,方向与电子运动平面垂直。在圆周的轴线上有M和N两点,。若M点的磁感应强度大小为0,则N点的磁感应强度大小为( )
A. B B. 0 C. 2B D. 3B
【答案】B
【解析】
【详解】电子在竖直平面内逆时针做匀速圆周运动(从右向左看),则等效电流方向为顺时针方向,根据右手螺旋定则可知其产生的磁场向右,若M点的磁感应强度大小为0,说明
且外加磁场向左,根据对称性可知,N点的磁感应强度大小为0。
故选B。
5. 如图,理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节,副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻和,开关S处于闭合状态,原线圈电压保持不变,下列说法正确的是( )
A. 将T向a端移动,滑动变阻器R的滑片向f端滑动,理想变压器的输入功率减小
B. 将T向a端移动,滑动变阻器R的滑片向f端滑动,的热功率增大
C. 将T向b端移动,滑动变阻器R的滑片向e端滑动,的热功率一定增大
D. 将T向b端移动,滑动变阻器R的滑片向e端滑动,R的热功率一定减小
【答案】B
【解析】
【详解】AB.将T向a端移动,则副线圈的匝数增大,根据,
可知增大,滑动变阻器R的滑片向f端滑动,接入电路的阻值减小,则副线圈回路的总电阻减小,通过副线圈的电流
则增大,根据,可知增大,理想变压器的输入功率
则理想变压器的输入功率增大;通过的电流
因增大,减小,则增大,根据可知,的热功率增大,故A错误,B正确;
CD.将T向b端移动,则副线圈的匝数减小,根据,
可知减小,的热功率,则的热功率减小;滑动变阻器R的滑片向e端滑动,接入电路的电阻增大,将副线圈、、组成的整体看作一个电源,这个电源的电动势大小为,内阻为,因R与的大小关系不明确且减小,故R的热功率不一定减小,故CD错误。
故选B。
【点睛】电源的电动势为E,内阻为r,根据可知,电源的电动势等于外电路断路时的路端电压,内阻等于电动势与短路电流的比值。一个电源和一个电阻并联对外界供电,设并联的电阻为R,等效电源的电动势和内阻分别为和,如图所示:
和的推导如下:,
一个电源和一个电阻串联对外界供电,设串联的电阻为R,等效电源的电动势和内阻分别为和,如图所示
和的推导如下:
,
本题中,等效电源是以上两个等效电源的组合,变压器副线圈电阻为零,故等效电源的电动势为,内阻为。
6. 一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程,a→b为等压过程,b→c为绝热过程(过程中气体不与外界交换热量),c→d为等容过程,d→a为等温过程。下列说法正确的是( )
A. a→b过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功
B. b→c过程,气体内能不变
C. c→d过程,气体从外界吸热
D. a→b→c→d过程,气体从外界吸收的净热量全部用于对外做功
【答案】D
【解析】
【详解】A.a→b过程,气体发生等压膨胀对外做功,由
则气体温度升高,内能增加,又
气体从外界吸收的热量一部分用于对外做功,另一部分用于增加气体的内能,故A错误;
B.b→c为绝热过程,则,气体膨胀对外做功,故对气体而言
则,即气体内能减少,故B错误;
C.c→d为等容降压过程,由
此过程,气体温度降低,内能减少, 由
则气体向外界放出热量,故C错误;
D.因d→a为等温过程,故a状态和d状态气体内能相同或没有变化,a→b→c→d过程,,根据
故气体从外界吸收的净热量全部用于对外做功,故D正确。
故选D。
7. 如图为某回旋加速器的示意图。磁感应强度大小为B的匀强磁场仅分布于两个相同且正对的半圆形中空金属盒内,方向与金属盒表面垂直。交变电源通过I、II分别与相连,仅在缝隙间的狭窄区域产生交变电场,I、II间电势差绝对值始终为U。核和核自加速器中央O处同时由静止释放,经电场加速后,以垂直磁场的速度进入。核和核每次经过缝隙时均被加速(假设粒子经过缝隙的时间和粒子间相互作用可忽略)。则( )
A. 核和核加速后获得的最大动能之比为1:3
B. 核和核在加速器内运动的时间之比为3:1
C. 核完成三次加速时的动能与此时核的动能之比为3:1
D. 核完成三次加速时的动能与此时核的动能之比为9:1
【答案】C
【解析】
【详解】A.设氕核质量为,电荷量为;氚核质量为,电荷量为,即两者电荷量相同,质量比。
粒子最大动能对应轨迹半径等于D形盒半径,洛伦兹力提供向心力
得最大动能
故,故A错误;
B.回旋加速器中粒子运动周期,最大加速次数
总运动时间
总时间与无关,,故B错误;
CD.周期,故
氕核完成3次加速,总时间
该时间内氚核的加速次数,仅加速1次。
动能
因此,
得,故C正确,D错误。
故选C。
8. 如图所示,原长为l的柔软弹性轻绳一端固定在宽度也为l的平台左侧壁上的O点,另一端连接质量为1kg的小物块,物块套在距平台为1.5m的竖直固定杆上,与杆间的动摩擦因数为0.2,弹性绳被拉长时其弹力大小与伸长量成正比,比例系数为10N/m。现将物块自杆上与O点等高处P点由静止释放后,弹性绳绕过固定在平台边缘的光滑小滑轮Q而转动,假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,g取。则滑块( )
A. 物块刚释放时的加速度为
B. 物块与杆间的滑动摩擦力大小始终为2N
C. 物块向下运动时可看作简谐运动,其平衡位置距P点距离为1.4m
D. 物块向上运动时可看作简谐运动,其平衡位置距P点距离为1.3m
【答案】D
【解析】
【详解】A.设弹性绳的形变量为,物块刚释放时的形变量为1.5m,可知弹力为,可知物块受杆的弹力为,物块与杆间的动摩擦因数为0.2,可知物块与杆间的摩擦力为
对物块,竖直方向有
可得刚释放时的加速度为,故A错误;
B.比例系数为10N/m,设,物块受杆的弹力为
可知物块与杆间的弹力大小不变,可得物块与杆间的滑动摩擦力大小始终为,故B错误;
C.物块向下运动时,摩擦力方向向上,在平衡位置时,有
解得
可得平衡位置距P点距离为0.7m,物块向下运动时设偏离平衡位置的位移为,有
方向与速度反向相反,可知可看作简谐运动,但是平衡位置距P点距离为0.7m,故C错误;
D.同理可证物块向上运动时可看作简谐运动,在平衡位置时,有
可得
即平衡位置距P点距离为1.3m,故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 速端曲线是英国数学家哈密顿于1835年提出的,从同一个原点画出质点在各个时刻的速度矢量,速度矢量的端点连成的曲线,叫作质点运动的速端曲线。它能直观地反映出质点速度大小和方向的变化情况,其本质是对速度矢量的几何抽象,在空气动力学、流体力学及天体物理学中有着广泛的应用。下列对速端曲线的描述可能正确的是( )
A. 图1中质点静止
B. 图2中质点做匀变速直线运动
C. 图3中质点做匀速直线运动
D. 图4中质点做匀速圆周运动
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图1可知,和保持不变,物体做匀速直线运动,故A错误;
B.由图2可知,初速度为零,和保持均匀增大,速度方向不变,则加速度不变,则物体做匀变速直线运动,故B正确;
C.由图3可知,保持不变且不为零,增大,则加速度与速度不在一条直线上,物体做曲线运动,故C错误;
D.由图4可知,为一定值,即合速度大小不变,但方向均匀变化,即物体做匀速圆周运动,故D正确。
故选BD。
10. 如图,物块A、B通过细线相连,中间有根处于压缩状态的轻质弹簧(与A、B不拴接)。水平平台距水平面高为h,MN段光滑,NP段粗糙。某时刻,烧断细线,弹簧的弹性势能全部转化为物块A、B的动能。物块B与位于N点的物块C碰撞后粘在一起形成组合体D,D与平台间的动摩擦因数为。D在平台上运动距离后水平抛出,落地点Q距抛出点的水平距离为。A、B、C(均可看作质点)的质量分别为3m、m、5m,,整个过程发生在同一竖直平面内,不计空气阻力,重力加速度大小为g,则( )
A. D的初动能与其落地时的动能相等
B. D的初动能与离开弹簧后瞬间A的动能相等
C. 弹簧初始状态的弹性势能为
D. 弹簧初始状态的弹性势能为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.D从N点到落地,总功
由动能定理可知动能变化为0,因此D的初动能等于落地动能,A正确;
B.B和C的碰撞为完全非弹性碰撞,由动量守恒有
解得
弹簧弹开过程动量守恒,系统初始动量为0,有
解得
D的初动能
A离开弹簧的动能
二者不相等,B错误;
CD.D从平台边缘P水平抛出,竖直方向
水平方向
得P点速度
设D在N点碰撞后的初速度为,由动能定理
又
整理得
根据能量守恒可得弹簧的弹性势能
C错误,D正确。
故选AD。
三、非选择题:本题共5题,共58分。
11. 为了研究碰撞时的规律,我们设计了如下实验:
在竖直平面内固定一斜槽,斜槽末端水平,末端端点为,在的右边竖直平面内建立一直角坐标系,坐标原点在的正下方距为,轴水平向右,在第一象限内有一个界面是抛物线的挡板,界面方程是如图所示:
(1)将小球从斜面某位置由静止释放,小球从点水平抛出,落在挡板上的点坐标是。小球从点抛出的速度______(取,结果保留2位有效数字)。
(2)将小球从斜面某位置由静止释放,小球在挡板上落点纵坐标为;将同样大小的小球放在斜槽末端,小球仍从原来位置由静止释放,小球与碰撞后在挡板上的落点纵坐标分别为、。已知小球和质量分别为、且,若小球和碰撞瞬间前后动量守恒,则下列关系式正确的一项是
A.
B.
C.
(3)将另一同样大小小球放在斜槽末端且,小球从第一问中同样位置由静止释放,若小球、发生完全弹性碰撞,则小球在挡板上落点的纵坐标是______(取,结果用分数表示)。
【答案】(1) (2)B
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据挡板界面方程可知,小球平抛的水平位移
小球在竖直方向做自由落体运动,满足
可知小球从点抛出的速度
【小问2详解】
平抛运动中,小球竖直下落的高度
小球在竖直方向做自由落体运动,平抛的运动时间
小球的水平位移
则小球飞出轨道时的初速度
结合题意可知,小球的初速度
与小球碰撞后,小球从轨道末端飞出的速度
小球从轨道末端飞出的速度
根据动量守恒定律
代入解得
故选B。
【小问3详解】
若小球、发生完全弹性碰撞,由动量守恒可知
碰撞前后动能总和不变
联立解得
由第(2)小问分析知小球平抛的初速度满足
解得
12. 某实验小组在测一电源电动势和内电阻实验时情形如下:
A.直流电源一个(电动势E约为几伏,内阻约为几欧)
B.电阻箱两个(最大阻值均为999.9欧)
C.电流表(量程0.6A,内阻约为十几欧)
D.电流表(量程0.6A,内阻不计)
E.小灯泡两只(额定电压均为3V,额定电流均为0.5A)
F.定值电阻
G.开关导线若干
(1)小组同学设计了甲所示的电路,开始将调到较大,闭合,断开,同时调节。当电流表的读数为0.32A时,电流表读数如图乙所示,则电流表的读数为______A。此时的阻值为20.0Ω则电流表的内阻为______Ω。
(2)同时闭合保持=30.0Ω不变,调节得到电流表的示数与的关系如图丙,由丙图可知该电源电动势E与内电阻r分别为______V,______Ω(结果均保留两位有效数字)。
(3)将这个电源、定值电阻和两个相同小灯泡组成电路如图丁,小灯泡的伏安特性曲线如图戊,每个小灯泡的实际功率是______W(结果保留三位有效数字)。
【答案】(1) ①. 0.56 ②. 15
(2) ①. 6.0 ②. 2.0
(3)1.06
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由图乙可知,电流表 量程为 0.6A,分度值为 0.02A,故读数为 0.56A。闭合 、断开时,与并联后与串联,测干路电流。流过的电流
根据并联电路电压相等,有
解得
【小问2详解】
[1][2]同时闭合时,被短路,电路为电源、、与 并联部分串联。并联电阻
干路电流 与 示数I的关系为
根据闭合电路欧姆定律
整理得
由图丙可知,图线斜率
纵轴截距
解得,
【小问3详解】
由内嵌公式图可知 。图丁电路中,两灯泡并联后与 、电源串联。设灯泡两端电压为U,流过每个灯泡的电流为,则干路电流为。根据闭合电路欧姆定律有
整理得
在图戊中作出该直线
当时,。故每个小灯泡的实际功率
13. 一列沿x轴负方向传播的简谐横波,平衡位置为,处的两个质点M、N的振动图像如图甲、乙所示,且M、N两质点之间有时出现一个波峰,有时出现两个波峰,求:
(1)质点M在0至9s内运动的路程;
(2)这列波的波长与波速。
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
根据甲图可知,周期,质点M在0至9s内振动了,则质点M的路程
【小问2详解】
根据甲、乙图可知,质点M、N间的距离
由于M、N两质点之间有时出现一个波峰,有时出现两个波峰,则上式中
解得波长
根据
14. 如图所示,PA为一竖直平面内的光滑圆弧轨道,O为圆心,AB、CD为竖直导体板(厚度不计),板间有水平向左的匀强电场(图中未画出)。一质量为0.16kg带电量的小球(可视为质点)从圆弧上与O等高的P点静止释放后,小球恰好不撞到CD板,最后从B点离开电场。已知轨道半径R为0.45m,两板间距为0.6m,重力加速度大小g取,不计空气阻力,求:
(1)电场强度的大小;
(2)小球在电场中的最小速度;
(3)AB板的长度。
【答案】(1)
(2)
(3)3.2m
【解析】
【小问1详解】
从P到A由动能定理
解得
离开A点后小球恰好不撞到CD板,则有
联立解得
【小问2详解】
小球在电场中的受力如图:
则小球在电场中的最小速度
【小问3详解】
小球从A点运动到恰好不撞到CD板的时间
则
15. 我国第三艘航母福建舰配备了目前世界上最先进的电磁弹射系统。某物理兴趣小组设计了一种电磁弹射系统,其简化模型水平放置如图所示。该模型由输出电流恒为的电源、间距为L的水平导轨CDEF、C'D'E'F'组成。D与E、D'与E'之间绝缘且平滑连接(D与E、D'与E'之间距离忽略不计),CE、C'E'段光滑,EF和E'F'段与两导体棒a、b间动摩擦因数均为,CD段长为d,EF段足够长,EE'右侧存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B,导体棒a、b质量均为m,电阻均为R,与导轨始终垂直且接触良好,轨道电流可在导体棒a处产生垂直导轨平面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度大小为,导轨电阻忽略不计。
(1)闭合开关S,导体棒a从CC'静止释放,到达DD'时的速度为多大?
(2)若电源的效率为70%,则导体棒a从CC'到DD'完成一次弹射过程消耗的电能是多少?
(3)若某次模拟弹射实验时,导体棒a到达EE'的速度为,导体棒b会运动起来,a、b两棒不会相撞,求从a棒到达EE'时至b棒达到最大速度过程中通过b棒的电荷量为多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对导体棒a由动能定理得
解得
【小问2详解】
由能量守恒定律得
则导体棒a从CC'到DD'完成一次弹射过程消耗的电能为
【小问3详解】
从a棒到达EE',a棒减速,b棒加速,b棒加速度为零时,其速度达到最大,对a棒由动量定理得,选水平向右为正方向,则
对b棒由动量定理得,选水平向右为正方向,则
联立解得
由闭合电路的欧姆定律得
对b棒由平衡条件得
联立解得a棒到达EE'时至b棒达到最大速度过程中通过b棒的电荷量为
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满分:100分 考试时间:75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡和试卷上。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔将答题卡上对应题目的答案选项涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案选项。作答非选择题时,将答案写在答题卡上对应区域,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
1. 下列有关原子核的变化方程,其中对变化类型表述正确的是( )
A. 是人工核转变
B. 是核聚变
C. 是核裂变
D. 是衰变
2. 2025年10月31日,我国神舟二十一号载人飞船发射成功,并首次采用约3.5小时的快速交会对接模式,与在轨运行的中国空间站对接。虚线Ⅰ为“神舟”二十一号飞船对接前的轨道,实线Ⅱ为空间站运行的圆轨道,两者对接于A处,则( )
A. 飞船在轨道Ⅱ上的机械能大于在轨道Ⅰ上的机械能
B. 飞船沿轨道Ⅰ运行的周期大于空间站沿轨道Ⅱ运行的周期
C. 飞船沿轨道Ⅰ运行至A处的加速度小于沿轨道Ⅱ运行至A处的加速度
D. 对接后两者在轨道Ⅱ运行的速度大于对接前空间站在轨道Ⅱ运行的速度
3. 在做测量某种玻璃折射率的实验中,两细束单色光a、b从空气垂直射入顶角为的玻璃棱镜,出射光相对于入射光的偏转角分别为和,光路如图。则( )
A. 若a光是黄光,则b光可能是红光
B. 在棱镜中的传播时间a光大于b光
C. 玻璃对a光的折射率为
D. 玻璃对b光的折射率为
4. 如图,一电子在竖直平面内逆时针做匀速圆周运动(从右向左看),圆心为O点。空间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场,方向与电子运动平面垂直。在圆周的轴线上有M和N两点,。若M点的磁感应强度大小为0,则N点的磁感应强度大小为( )
A. B B. 0 C. 2B D. 3B
5. 如图,理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节,副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻和,开关S处于闭合状态,原线圈电压保持不变,下列说法正确的是( )
A. 将T向a端移动,滑动变阻器R的滑片向f端滑动,理想变压器的输入功率减小
B. 将T向a端移动,滑动变阻器R的滑片向f端滑动,的热功率增大
C. 将T向b端移动,滑动变阻器R的滑片向e端滑动,的热功率一定增大
D. 将T向b端移动,滑动变阻器R的滑片向e端滑动,R的热功率一定减小
6. 一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程,a→b为等压过程,b→c为绝热过程(过程中气体不与外界交换热量),c→d为等容过程,d→a为等温过程。下列说法正确的是( )
A. a→b过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功
B. b→c过程,气体内能不变
C. c→d过程,气体从外界吸热
D. a→b→c→d过程,气体从外界吸收的净热量全部用于对外做功
7. 如图为某回旋加速器的示意图。磁感应强度大小为B的匀强磁场仅分布于两个相同且正对的半圆形中空金属盒内,方向与金属盒表面垂直。交变电源通过I、II分别与相连,仅在缝隙间的狭窄区域产生交变电场,I、II间电势差绝对值始终为U。核和核自加速器中央O处同时由静止释放,经电场加速后,以垂直磁场的速度进入。核和核每次经过缝隙时均被加速(假设粒子经过缝隙的时间和粒子间相互作用可忽略)。则( )
A. 核和核加速后获得的最大动能之比为1:3
B. 核和核在加速器内运动的时间之比为3:1
C. 核完成三次加速时的动能与此时核的动能之比为3:1
D. 核完成三次加速时的动能与此时核的动能之比为9:1
8. 如图所示,原长为l的柔软弹性轻绳一端固定在宽度也为l的平台左侧壁上的O点,另一端连接质量为1kg的小物块,物块套在距平台为1.5m的竖直固定杆上,与杆间的动摩擦因数为0.2,弹性绳被拉长时其弹力大小与伸长量成正比,比例系数为10N/m。现将物块自杆上与O点等高处P点由静止释放后,弹性绳绕过固定在平台边缘的光滑小滑轮Q而转动,假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,g取。则滑块( )
A. 物块刚释放时的加速度为
B. 物块与杆间的滑动摩擦力大小始终为2N
C. 物块向下运动时可看作简谐运动,其平衡位置距P点距离为1.4m
D. 物块向上运动时可看作简谐运动,其平衡位置距P点距离为1.3m
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 速端曲线是英国数学家哈密顿于1835年提出的,从同一个原点画出质点在各个时刻的速度矢量,速度矢量的端点连成的曲线,叫作质点运动的速端曲线。它能直观地反映出质点速度大小和方向的变化情况,其本质是对速度矢量的几何抽象,在空气动力学、流体力学及天体物理学中有着广泛的应用。下列对速端曲线的描述可能正确的是( )
A. 图1中质点静止
B. 图2中质点做匀变速直线运动
C. 图3中质点做匀速直线运动
D. 图4中质点做匀速圆周运动
10. 如图,物块A、B通过细线相连,中间有根处于压缩状态的轻质弹簧(与A、B不拴接)。水平平台距水平面高为h,MN段光滑,NP段粗糙。某时刻,烧断细线,弹簧的弹性势能全部转化为物块A、B的动能。物块B与位于N点的物块C碰撞后粘在一起形成组合体D,D与平台间的动摩擦因数为。D在平台上运动距离后水平抛出,落地点Q距抛出点的水平距离为。A、B、C(均可看作质点)的质量分别为3m、m、5m,,整个过程发生在同一竖直平面内,不计空气阻力,重力加速度大小为g,则( )
A. D的初动能与其落地时的动能相等
B. D的初动能与离开弹簧后瞬间A的动能相等
C. 弹簧初始状态的弹性势能为
D. 弹簧初始状态的弹性势能为
三、非选择题:本题共5题,共58分。
11. 为了研究碰撞时的规律,我们设计了如下实验:
在竖直平面内固定一斜槽,斜槽末端水平,末端端点为,在的右边竖直平面内建立一直角坐标系,坐标原点在的正下方距为,轴水平向右,在第一象限内有一个界面是抛物线的挡板,界面方程是如图所示:
(1)将小球从斜面某位置由静止释放,小球从点水平抛出,落在挡板上的点坐标是。小球从点抛出的速度______(取,结果保留2位有效数字)。
(2)将小球从斜面某位置由静止释放,小球在挡板上落点纵坐标为;将同样大小的小球放在斜槽末端,小球仍从原来位置由静止释放,小球与碰撞后在挡板上的落点纵坐标分别为、。已知小球和质量分别为、且,若小球和碰撞瞬间前后动量守恒,则下列关系式正确的一项是
A.
B.
C.
(3)将另一同样大小小球放在斜槽末端且,小球从第一问中同样位置由静止释放,若小球、发生完全弹性碰撞,则小球在挡板上落点的纵坐标是______(取,结果用分数表示)。
12. 某实验小组在测一电源电动势和内电阻实验时情形如下:
A.直流电源一个(电动势E约为几伏,内阻约为几欧)
B.电阻箱两个(最大阻值均为999.9欧)
C.电流表(量程0.6A,内阻约为十几欧)
D.电流表(量程0.6A,内阻不计)
E.小灯泡两只(额定电压均为3V,额定电流均为0.5A)
F.定值电阻
G.开关导线若干
(1)小组同学设计了甲所示的电路,开始将调到较大,闭合,断开,同时调节。当电流表的读数为0.32A时,电流表读数如图乙所示,则电流表的读数为______A。此时的阻值为20.0Ω则电流表的内阻为______Ω。
(2)同时闭合保持=30.0Ω不变,调节得到电流表的示数与的关系如图丙,由丙图可知该电源电动势E与内电阻r分别为______V,______Ω(结果均保留两位有效数字)。
(3)将这个电源、定值电阻和两个相同小灯泡组成电路如图丁,小灯泡的伏安特性曲线如图戊,每个小灯泡的实际功率是______W(结果保留三位有效数字)。
13. 一列沿x轴负方向传播的简谐横波,平衡位置为,处的两个质点M、N的振动图像如图甲、乙所示,且M、N两质点之间有时出现一个波峰,有时出现两个波峰,求:
(1)质点M在0至9s内运动的路程;
(2)这列波的波长与波速。
14. 如图所示,PA为一竖直平面内的光滑圆弧轨道,O为圆心,AB、CD为竖直导体板(厚度不计),板间有水平向左的匀强电场(图中未画出)。一质量为0.16kg带电量的小球(可视为质点)从圆弧上与O等高的P点静止释放后,小球恰好不撞到CD板,最后从B点离开电场。已知轨道半径R为0.45m,两板间距为0.6m,重力加速度大小g取,不计空气阻力,求:
(1)电场强度的大小;
(2)小球在电场中的最小速度;
(3)AB板的长度。
15. 我国第三艘航母福建舰配备了目前世界上最先进的电磁弹射系统。某物理兴趣小组设计了一种电磁弹射系统,其简化模型水平放置如图所示。该模型由输出电流恒为的电源、间距为L的水平导轨CDEF、C'D'E'F'组成。D与E、D'与E'之间绝缘且平滑连接(D与E、D'与E'之间距离忽略不计),CE、C'E'段光滑,EF和E'F'段与两导体棒a、b间动摩擦因数均为,CD段长为d,EF段足够长,EE'右侧存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B,导体棒a、b质量均为m,电阻均为R,与导轨始终垂直且接触良好,轨道电流可在导体棒a处产生垂直导轨平面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度大小为,导轨电阻忽略不计。
(1)闭合开关S,导体棒a从CC'静止释放,到达DD'时的速度为多大?
(2)若电源的效率为70%,则导体棒a从CC'到DD'完成一次弹射过程消耗的电能是多少?
(3)若某次模拟弹射实验时,导体棒a到达EE'的速度为,导体棒b会运动起来,a、b两棒不会相撞,求从a棒到达EE'时至b棒达到最大速度过程中通过b棒的电荷量为多少?
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