内容正文:
温州市普通高中2026届高三第二次适应性考试
物理试题卷
考生须知:
1、本试卷分为选择题和非选择题两部分,共8页,满分100分,考试时间90分钟。
2、答题前,务必将自己姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题卷规定的位置上。
3、答题时,按照答题卷上“注意事项”的要求,在答题卷相应位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
4、非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题卷上相应区域内,作图时可先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
5、可能用到的相关参数:未特殊说明,重力加速度g均取。
选择题部分
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 2026年1月,我国成功研制“35.6T”全超导磁体。磁感应强度的单位“特斯拉(T)”用国际单位制中的基本单位表示正确的是( )
A. B. C. D.
2. 如图所示为舰载机从航空母舰“福建”舰甲板上起飞时的情景,下列说法正确的是( )
A. 在弹射过程中,舰载机惯性逐渐增大
B. 研究舰载机起飞姿态时,舰载机可视为质点
C. 飞行员看到甲板向后运动,是以海面为参考系
D. 舰载机离舰加速上升过程,飞行员处于超重状态
3. 如图所示为2026年春晚节目《武BOT》机器人表演时的情景。机器人在水平地面加速奔跑过程中,下列说法正确的是( )
A. 机器人所受的合力为零
B. 机器人所受重力的冲量不为零
C. 地面对机器人的支持力做正功
D. 机器人所受地面的作用力方向竖直向上
4. 如图所示,某黑箱面板上有三个接线柱1、2和3,其内部电路由三个阻值均为10Ω的电阻和一个理想二极管构成。现用多用电表电阻挡测量接线柱之间的阻值:红表笔接1、黑表笔接2时测得电阻为零;红表笔接2、黑表笔接1时测得电阻为15Ω;红表笔接3、黑表笔接1时测得电阻为10Ω。则黑箱内部电路可能是( )
A. B. C. D.
5. 2025年,浙BA掀起篮球热潮。如图所示,某运动员在M点将篮球斜向上抛出,篮球在空中划过一道弧线后,到达N点。已知篮球抛出时速度方向与水平方向的夹角为60°,速度大小为,M、N两点的连线与水平方向的夹角为30°。若不计空气阻力,篮球视为质点,重力加速度为g,则篮球( )
A. 经最高点时的速度为零 B. 经最高点时重力的瞬时功率不为零
C. 从M点运动到最高点的时间为 D. M、N两点之间的水平距离为
6. 如图甲所示,某飞行器绕地球变轨过程中的两椭圆轨道Ⅰ、Ⅱ相切于P点,AB是椭圆轨道Ⅰ的短轴。图乙为该飞行器在两轨道上受到地球引力大小随时间的变化规律。则( )
A. 飞行器在时刻经过轨道Ⅰ的近地点
B. 飞行器沿轨道Ⅰ上从A点经P点运行至B点的时间为
C. 飞行器沿轨道Ⅰ和Ⅱ运行的周期之比为
D. 时间内,飞行器与地球连线在任意相等时间内扫过的面积相等
7. 在电子技术中,从某一装置输出的交流信号常常既有高频成分,又有低频成分。现只需要把低频成分输送到下一级装置,以下电路正确的是( )
A. B. C. D.
8. 如图所示,匀强电场方向平行于xOy平面,A、B、C是电场中的三点。电荷量为的试探电荷先后放置在A、B、C三点时,电势能分别为、、,下列说法正确的是( )
A. BC中点的电势为零 B. AC间的电势差
C. 电场强度的大小 D. 电场强度的方向与x轴正方向成45°
9. 航天实验室用如图所示的装置测量合金受热后的伸长量。用波长的激光做实验。激光经透明薄板折射与反射后形成两束相干光,再分别经固定反射镜和与合金棒相连的反射镜反射,在接收屏上出现干涉条纹。合金棒右端固定,未受热时,屏上P处为明条纹;合金棒受热伸长使向左移动,观察到P处明暗交替,共出现20次明条纹,则合金棒的伸长量为( )
A. B. C. D.
10. 某同学设计“利用电磁驱动为磁悬浮列车提供动力”的情景如下:矩形金属线圈CDEF固定在列车底部,轨道区域内存在垂直于金属线圈平面的磁场,磁感应强度B随x按正弦规律分布,最大值为,其空间变化周期为2d。整个磁场始终以速度沿x轴正方向匀速平移。列车在电磁驱动下沿x轴正方向匀速行驶,速度为。已知金属线圈匝数为n,总电阻为R,宽,长。时刻,磁场随空间分布的B-x图像及相对应的实际情景俯视图如图所示,此时CD、EF所在处磁感应强度大小均为。下列说法正确的是( )
A. 金属线圈所受安培力方向的变化周期为
B. t=0时刻,金属线圈受到安培力大小为
C. 电流变化的一个周期内,金属线圈产生的焦耳热为
D. 时间内,通过金属线圈导线横截面的电荷量为
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 下列有关说法正确的是( )
A. 无线电波、物质波、X射线与β射线都是电磁波
B. γ射线具有很强的穿透本领,可以用来检查人体的内部器官
C. 首次并网发电的温州苍南三澳核电站,采用重核裂变获得能量
D. 测量星球上某些元素发出的光波的频率,然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照,就可以判断星球在靠近或远离地球
12. 2025年全球首个全超导非圆截面托卡马克——“东方超环”,技术成果取得关键突破。一种典型的聚变反应是一个氘核和一个氚核聚变成氦核和某种强子x,已知、、和x的质量分别为、、和,1u相当于,阿伏伽德罗常数为,元电荷,下列说法正确的是( )
A. 该核反应方程为,其中为质子
B. 该核反应过程中释放的能量约为
C. 氘完全参与该核反应时释放出能量的数量级为
D. 要使该核聚变发生,必须使氘核和氚核的距离达到以内,让核力起作用
13. 如图是某绳波形成过程的示意图,1、2、3、4……为弹性绳上的一系列等间距的质点,绳处于水平方向。时质点1在外力作用下从平衡位置开始竖直向上做简谐运动,带动右边各个质点依次上下振动,经过四分之一周期,质点4开始振动。各质点的振动均为简谐运动,振幅为2cm,周期为T。下列说法正确的是( )
A. 时质点2的振动方向向上 B. 时质点5的加速度方向向下
C. 时质点9振动通过的路程为19cm D. 时质点15已经3次到达过波峰
非选择题部分
三、非选择题(本题共5小题,共58分)
14. 在“用单摆测量重力加速度”的实验中,
(1)如图1所示,摆线上端有甲、乙两种悬挂方式,应该选择__________(选填“甲”或“乙”);
(2)单摆做50次全振动,用秒表记录时间如图2所示,则时间为__________s;
(3)发现某次实验测得的重力加速度g偏大,可能的原因是__________(多选)。
A. 测量的摆长偏大 B. 开始计时时,秒表按下太早
C. 误将50次全振动记为49次 D. 实际做了圆锥摆运动
15. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件从左到右依次为光源、M、N、P、Q、遮光筒、毛玻璃、目镜,如图1所示。
(1)为保证实验效果,M、N、P、Q四个光学元件依次为__________;
A. 滤光片、透镜、单缝、双缝
B. 透镜、滤光片、单缝、双缝
C. 滤光片、透镜、双缝、单缝
D. 透镜、单缝、滤光片、双缝
(2)转动手轮时,观察到初、末两个视场,符合实际的是图2中的__________(填“甲”或“乙”);
(3)分划板中心刻线与第1条亮纹中心对齐,记下读数;转动手轮,分划板中心刻线与第7条亮纹中心对齐,记下读数。已知图1中的、,双缝间距为d,则波长__________。
16. 李辉用多用电表的电阻挡测量一个变压器线圈的电阻,以判断它是否断路。
(1)测量时,李辉采用“×10”电阻挡,调零后测量该电阻,发现指针偏转角度过大,此时他应选__________(选填“×1”或“×100”)挡,重新电阻调零后测量,指针位置如图1所示,该线圈电阻阻值为__________Ω。
(2)如图2所示,刘伟未注意操作规范,用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量。测量结束后,正当李辉把多用电表的表笔与被测线圈脱离时,刘伟觉得有电击感。请简要说明原因?__________。选用的被测线圈匝数越多,电击感越__________(填“强”或“弱”)。
(3)实验结束后,应将多用电表选择开关旋转到__________位置。
17. 有一火灾报警装置,其原理如图1所示,当活塞触及卡柱时,触发报警,致使闪烁灯闪烁、警报器鸣笛。导热性能良好的容器安装在天花板上,卡柱到容器上端距离为L。横截面积为、质量为的活塞(厚度不计)密封一定质量的理想气体,活塞能沿容器无摩擦滑动。未发生火灾时,环境温度为,活塞与卡柱的距离为;发生火灾时,容器内温度缓慢上升到,从至过程中容器中气体内能增加了9.6J。已知,,,,,,。
(1)求未发生火灾时容器内的压强;
(2)在图2中画出从至过程中容器内气体的图像;
(3)求从至过程中,气体吸收的热量。
18. 霍尔测速仪的核心元件为霍尔片,测速原理如图1所示,将非磁性圆盘固定在车轮转轴上,圆盘边缘等间距嵌装个极性相同的磁极,霍尔片置于圆盘边缘附近。霍尔片的放大图如图2所示,它由长×宽×厚、单位体积内自由电子数为的N型半导体制成。给霍尔片通以沿方向的电流,当磁极正对霍尔片时,通过霍尔片的磁感应强度为,此时在两个侧面间产生的霍尔电压与及霍尔片厚度满足关系式,式中为霍尔系数,只取决于霍尔片的材料本身。
(1)请判断两个侧面电势的高低;
(2)电子电荷量为,请推导霍尔系数的表达式;
(3)若车轮半径为,当车辆匀速行驶(车轮与地面不打滑)时,测得霍尔电压随时间变化图像如图3,图中已知,求车辆行驶速率。
(4)除测速外,请再提出利用霍尔片的另一个应用实例或设想。
19. 医院气动传输系统用于医用物品传送,可以实现跨楼层、跨区域高效传输。如图所示为气动传输装置模型管道,其中竖直、高度,是半径的四分之一圆弧管道(远大于管道内径),水平、长度。处放置一质量的传输瓶甲,启动风机,利用气压差给甲施加一大小恒为沿管道方向的气动推力,和均光滑,甲经过程克服阻力做功,传输瓶可视为质点,求:
(1)传输瓶甲经圆弧管道点时,管道对其压力大小;
(2)传输瓶甲到达点时的速度大小;
(3)若传输瓶甲进入管道后,某时刻调整气压差,甲获得向左的加速度。要使甲到点速度恰好为零,求甲在运动过程中的最大速度;
(4)现有质量的传输瓶乙锁在管道上的点(点未标出),长度。甲运动至点瞬间解锁乙,甲、乙发生弹性碰撞。碰撞前后甲受气动推力一直为,碰后乙始终具有向左的加速度。则在乙速度第一次减为零之前,甲、乙是否会再次发生碰撞?若会,求再次碰撞的位置到点的距离。
20. 利用质子照相术,可以分析强电流产生的磁场及质子的动能。如图1所示,PQ是沿x轴放置、长度为的细电流丝,分别过P、Q的Ⅰ、Ⅱ平面均与x轴垂直。当电流丝中通以强电流I时,会在Ⅰ、Ⅱ两个平面之间激发环形磁场,磁场中某点磁感应强度大小为,k为已知常数,r为该点到x轴的距离。Ⅱ平面右侧距离处,垂直x轴放置探测胶片,胶片由许多RCF膜叠合而成,不同动能的质子会打在不同深度的膜上。现有大量的高能质子从Ⅰ平面、沿x轴正方向射入磁场空间,经偏转,最终打在探测胶片上。实验发现:每张RCF膜片中心,都会出现一个圆形暗斑(即无质子区),而在暗斑边缘出现一圈特别明亮的亮环,如图2所示。已知质子的质量为m,电荷量为q;高能质子在磁场区运动时间极短,速度方向偏转角很小,有,且认为单个质子在磁场中运动所经之处磁感应强度处处相同;实验环境为真空,不考虑质子重力及质子间相互作用。
(1)判断电流丝PQ中强电流的方向;
(2)求动能为、离轴距离为入射的质子,在磁场中偏转角的正弦值;
(3)若、、、、、,求对应质子动能的膜片上,圆形暗斑的直径;
(4)某次实验中,从RCF膜堆中提取两张不同深度的膜片(如图3所示)。测得膜片中暗斑直径,膜片中暗斑直径,膜片对应的质子动能,求膜片对应的质子动能。
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温州市普通高中2026届高三第二次适应性考试
物理试题卷
考生须知:
1、本试卷分为选择题和非选择题两部分,共8页,满分100分,考试时间90分钟。
2、答题前,务必将自己姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题卷规定的位置上。
3、答题时,按照答题卷上“注意事项”的要求,在答题卷相应位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
4、非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题卷上相应区域内,作图时可先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
5、可能用到的相关参数:未特殊说明,重力加速度g均取。
选择题部分
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 2026年1月,我国成功研制“35.6T”全超导磁体。磁感应强度的单位“特斯拉(T)”用国际单位制中的基本单位表示正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据安培力公式,可得。由可知,单位为,单位为,代入得的单位为,故A正确;
B.(韦伯)是磁通量的导出单位,不属于基本单位,故B错误;
C.C是电荷量的导出单位,而,故C错误;
D.是力的导出单位,不属于基本单位,故D错误。
故选A。
2. 如图所示为舰载机从航空母舰“福建”舰甲板上起飞时的情景,下列说法正确的是( )
A. 在弹射过程中,舰载机惯性逐渐增大
B. 研究舰载机起飞姿态时,舰载机可视为质点
C. 飞行员看到甲板向后运动,是以海面为参考系
D. 舰载机离舰加速上升过程,飞行员处于超重状态
【答案】D
【解析】
【详解】A.在弹射过程中,舰载机速度增大,质量不变,可知惯性不变,故A错误;
B.研究舰载机起飞姿态时,需要关注机身的倾斜角度、机翼的形态等,不能忽略其形状和大小,因此不可视为质点,故B错误;
C.飞行员看到甲板向后运动,这是以飞行员(或舰载机)为参考系,故C错误;
D.舰载机离舰加速上升过程,加速度向上,可知飞行员处于超重状态,故D正确。
故选D。
3. 如图所示为2026年春晚节目《武BOT》机器人表演时的情景。机器人在水平地面加速奔跑过程中,下列说法正确的是( )
A. 机器人所受的合力为零
B. 机器人所受重力的冲量不为零
C. 地面对机器人的支持力做正功
D. 机器人所受地面的作用力方向竖直向上
【答案】B
【解析】
【详解】A.机器人做加速运动,加速度不为零,根据牛顿第二定律,机器人所受合力不为零,故A错误;
B.冲量定义为
重力不为零,加速过程的时间不为零,因此重力的冲量
故B正确;
C.地面对机器人的支持力方向竖直向上,机器人的位移沿水平方向,支持力方向与位移方向垂直,因此支持力不做功,故C错误;
D.地面对机器人的作用力包含两个部分:竖直向上的支持力,以及水平向前提供加速度的静摩擦力,因此地面作用力的合力方向斜向前上方,不是竖直向上,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,某黑箱面板上有三个接线柱1、2和3,其内部电路由三个阻值均为10Ω的电阻和一个理想二极管构成。现用多用电表电阻挡测量接线柱之间的阻值:红表笔接1、黑表笔接2时测得电阻为零;红表笔接2、黑表笔接1时测得电阻为15Ω;红表笔接3、黑表笔接1时测得电阻为10Ω。则黑箱内部电路可能是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.多用电表欧姆挡特性,黑表笔接内部电源正极,电势高于红表笔;理想二极管正向导通电阻为0,反向截止电阻无穷大,二极管符号中三角形为正极,竖线为负极,正向电流沿箭头方向。
已知,三个电阻均为;测量结果为,红接1、黑接2,(二极管正向导通),说明二极管正极接2、负极接1(黑接2电势高,满足正极高、负极低的导通条件);红接2、黑接1,(二极管反向截止,电流走电阻通路),
符合一个10Ω串联两个并联10Ω的电阻结构;红接3、黑接1,,说明1、3之间直接接一个电阻。
1只接二极管,二极管截止后1、2之间开路,电阻无穷大,不符合的条件,故A错误;
B.1、3之间为两个电阻串联,总电阻,不符合红3黑1测得的条件,故B错误;
C.二极管正极接2、负极接1,满足红1黑2导通电阻为0;二极管截止时,1→3(10Ω)→两个并联10Ω→2,总电阻,符合红2黑1的测量结果;1、3之间直接为一个10Ω电阻,满足红3黑1测得10Ω的条件,完全符合,故C正确;
D.1、3之间为两个电阻并联,总电阻,不符合的条件,故D错误。
故选C。
5. 2025年,浙BA掀起篮球热潮。如图所示,某运动员在M点将篮球斜向上抛出,篮球在空中划过一道弧线后,到达N点。已知篮球抛出时速度方向与水平方向的夹角为60°,速度大小为,M、N两点的连线与水平方向的夹角为30°。若不计空气阻力,篮球视为质点,重力加速度为g,则篮球( )
A. 经最高点时的速度为零 B. 经最高点时重力的瞬时功率不为零
C. 从M点运动到最高点的时间为 D. M、N两点之间的水平距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.斜抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动,先分解初速度,初速度与水平成,因此水平分速度
竖直分速度
斜抛运动最高点竖直方向速度为0,水平方向速度保持不变,因此最高点速度不为零,故A错误;
B.重力的瞬时功率
最高点竖直速度,因此重力瞬时功率为0,故B错误;
C.从M到最高点,竖直方向做匀减速运动,时间
故C错误;
D.设MN总运动时间为,MN连线与水平成,因此满足
竖直位移
水平位移
代入得
代入、、
解得总时间
因此水平距离
故D正确。
故选D。
6. 如图甲所示,某飞行器绕地球变轨过程中的两椭圆轨道Ⅰ、Ⅱ相切于P点,AB是椭圆轨道Ⅰ的短轴。图乙为该飞行器在两轨道上受到地球引力大小随时间的变化规律。则( )
A. 飞行器在时刻经过轨道Ⅰ的近地点
B. 飞行器沿轨道Ⅰ上从A点经P点运行至B点的时间为
C. 飞行器沿轨道Ⅰ和Ⅱ运行的周期之比为
D. 时间内,飞行器与地球连线在任意相等时间内扫过的面积相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.飞行器在两轨道运行过程中,当飞行器在轨道Ⅰ的近地点时,飞行器距离地球间距最小,飞行器所受万有引力最大,根据图乙可知,飞行器在时刻经过轨道Ⅰ的近地点,故A错误;
B.结合上述,根据图乙可知,飞行器在时刻经过轨道Ⅰ的近地点,在时刻经过轨道Ⅰ的P点,即飞行器沿轨道Ⅰ上从近地点经A点运行至P点的时间为,故B错误;
C.根据图乙,飞行器在轨道Ⅰ的近地点与远地点有,
飞行器沿轨道Ⅱ的远地点有
根据开普勒第三定律有
解得,故C正确;
D.时间内,飞行器开始在轨道Ⅱ上运行,后来在轨道Ⅰ上运行,开普勒第二定律是针对同一轨道,可知,时间内,飞行器与地球连线在任意相等时间内扫过的面积不一定相等,故D错误。
故选C。
7. 在电子技术中,从某一装置输出的交流信号常常既有高频成分,又有低频成分。现只需要把低频成分输送到下一级装置,以下电路正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AC.根据交流电路中电容器的通高频阻低频和电感线圈的通低频阻高频作用可知,电容较小的电容器让高频信号通过,但阻碍低频信号通过;电感线圈让低频信号通过,阻止高频信号通过,故A正确,C错误;
B.两个电感线圈分别并联在输入端与输出端,电感线圈通低频阻高频,故低频信号会通过被导入地面,无法输出到后级,故B错误;
D.同理电感线圈让低频信号通过,阻止高频信号通过,故低频信号会通过被导入地面,无法输出到后级,故D错误。
故选A。
8. 如图所示,匀强电场方向平行于xOy平面,A、B、C是电场中的三点。电荷量为的试探电荷先后放置在A、B、C三点时,电势能分别为、、,下列说法正确的是( )
A. BC中点的电势为零 B. AC间的电势差
C. 电场强度的大小 D. 电场强度的方向与x轴正方向成45°
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据电势能公式
试探电荷
可得
代入各点电势能得
BC中点的电势为
故A错误;
B.AC间的电势差
故B错误;
C.匀强电场中,沿轴方向(),电势降低,电场强度分量
方向沿轴负方向;
沿轴方向(),电势降低,电场强度分量
方向沿轴负方向;
则电场强度大小
故C正确;
D.由C选项分析可知,电场强度方向沿轴负方向和轴负方向的角平分线方向,即指向第三象限,与 轴正方向成(或与轴负方向成),故D错误。
故选C。
9. 航天实验室用如图所示的装置测量合金受热后的伸长量。用波长的激光做实验。激光经透明薄板折射与反射后形成两束相干光,再分别经固定反射镜和与合金棒相连的反射镜反射,在接收屏上出现干涉条纹。合金棒右端固定,未受热时,屏上P处为明条纹;合金棒受热伸长使向左移动,观察到P处明暗交替,共出现20次明条纹,则合金棒的伸长量为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】当可动反射镜随合金棒伸长向左移动(即合金棒的伸长量)时,激光往返经过反射,总光程差的变化量为(往返路程,因此是2倍移动距离)。
干涉中,P点每重新出现一次明条纹,对应光程差变化一个波长。题目中观察到共出现20次明条纹,因此总光程差变化满足
代入已知条件,
计算得
因此合金棒伸长量为
故选B。
10. 某同学设计“利用电磁驱动为磁悬浮列车提供动力”的情景如下:矩形金属线圈CDEF固定在列车底部,轨道区域内存在垂直于金属线圈平面的磁场,磁感应强度B随x按正弦规律分布,最大值为,其空间变化周期为2d。整个磁场始终以速度沿x轴正方向匀速平移。列车在电磁驱动下沿x轴正方向匀速行驶,速度为。已知金属线圈匝数为n,总电阻为R,宽,长。时刻,磁场随空间分布的B-x图像及相对应的实际情景俯视图如图所示,此时CD、EF所在处磁感应强度大小均为。下列说法正确的是( )
A. 金属线圈所受安培力方向的变化周期为
B. t=0时刻,金属线圈受到安培力大小为
C. 电流变化的一个周期内,金属线圈产生的焦耳热为
D. 时间内,通过金属线圈导线横截面的电荷量为
【答案】D
【解析】
【详解】A.匀速运动过程中金属框感应电流方向做周期性变化,但是受安培力合力方向不变,故A错误;
B.时刻CD、EF所在处磁感应强度大小均为,感应电动势为
感应电流为
金属线圈受到安培力大小为,故B错误;
C.匀速运动过程中金属框产生的感应电流按正弦规律变化,电流最大值为
则电流有效值为
则电流变化的一个周期内,金属线圈产生的焦耳热为,故C错误;
D.时间内,线圈相对磁场移动的位移为
时刻,线圈的磁通量恰好为0,经过线圈相对磁场移动,此时线圈的磁通量为
根据,故D正确。
故选D。
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 下列有关说法正确的是( )
A. 无线电波、物质波、X射线与β射线都是电磁波
B. γ射线具有很强的穿透本领,可以用来检查人体的内部器官
C. 首次并网发电的温州苍南三澳核电站,采用重核裂变获得能量
D. 测量星球上某些元素发出的光波的频率,然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照,就可以判断星球在靠近或远离地球
【答案】CD
【解析】
【详解】A.无线电波、X射线是电磁波,物质波(德布罗意波)是实物粒子的波动,不是电磁波,β射线是高速电子流,也不是电磁波,故A错误;
B.γ射线具有很强的穿透本领,但对人体的伤害很大,通常不用来检查人体内部器官,故B错误;
C.核电站采用重核裂变释放能量进行发电,故C正确;
D.通过测量星球上某些元素发光的频率与地球上对应元素发光频率的对比,根据多普勒效应可知,若频率变高,则星球靠近地球,若频率变低,则星球远离地球,故D正确。
故选CD。
12. 2025年全球首个全超导非圆截面托卡马克——“东方超环”,技术成果取得关键突破。一种典型的聚变反应是一个氘核和一个氚核聚变成氦核和某种强子x,已知、、和x的质量分别为、、和,1u相当于,阿伏伽德罗常数为,元电荷,下列说法正确的是( )
A. 该核反应方程为,其中为质子
B. 该核反应过程中释放的能量约为
C. 氘完全参与该核反应时释放出能量的数量级为
D. 要使该核聚变发生,必须使氘核和氚核的距离达到以内,让核力起作用
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据核反应过程质量数和电荷数守恒可知,核反应方程式为,则为中子,故A错误;
B.一个氘核与一个氚核聚变反应的质量亏损为
故该聚变反应释放的能量是,故B正确;
C.氘完全参与该核反应时释放出能量
即数量级为,故C错误;
D.氘核与氚核发生核聚变时,需要克服原子核间的库仑斥力,间距要达到,让核力起作用,故D正确。
故选BD。
13. 如图是某绳波形成过程的示意图,1、2、3、4……为弹性绳上的一系列等间距的质点,绳处于水平方向。时质点1在外力作用下从平衡位置开始竖直向上做简谐运动,带动右边各个质点依次上下振动,经过四分之一周期,质点4开始振动。各质点的振动均为简谐运动,振幅为2cm,周期为T。下列说法正确的是( )
A. 时质点2的振动方向向上 B. 时质点5的加速度方向向下
C. 时质点9振动通过的路程为19cm D. 时质点15已经3次到达过波峰
【答案】BD
【解析】
【详解】A.经过四分之一周期,质点4开始振动,即经过质点2开始振动,又经过质点2的振动方向向下,故A错误;
B.经过质点5开始振动,又经过质点5在平衡位置上方向下振动,可知其加速度方向向下,故B正确;
C.经过质点9开始振动,又经过,可知振动通过的路程为,故C错误;
D.经过质点15开始振动,又经过,即时质点15已经3次到达过波峰,故D正确。
故选BD。
非选择题部分
三、非选择题(本题共5小题,共58分)
14. 在“用单摆测量重力加速度”的实验中,
(1)如图1所示,摆线上端有甲、乙两种悬挂方式,应该选择__________(选填“甲”或“乙”);
(2)单摆做50次全振动,用秒表记录时间如图2所示,则时间为__________s;
(3)发现某次实验测得的重力加速度g偏大,可能的原因是__________(多选)。
A. 测量的摆长偏大 B. 开始计时时,秒表按下太早
C. 误将50次全振动记为49次 D. 实际做了圆锥摆运动
【答案】(1)乙 (2) (3)AD
【解析】
【详解】(1)单摆实验要求摆动过程中摆长保持不变,甲方式摆动时摆线会滑动,摆长会发生变化,乙方式悬点固定,摆长不变,因此选乙。
(2)秒表读数为小表盘(分钟盘)加大表盘(秒盘),由图可知,小表盘指针在之间,且超过,则小表盘读数为
大表盘不需要估读,直接读取最接近的刻度值,读数为
总时间为
(3)A.根据单摆周期公式
推导得
测量摆长偏大,由公式可知计算得到的偏大,A正确;
B.秒表按下太早,测得总时间偏大,周期
故周期偏大,计算得到的偏小,B错误;
C.将50次全振动记为49次,偏小,根据周期
计算得到的周期偏大,偏小,C错误;
D.若做圆锥摆运动,圆锥摆的等效摆长为,计算时代入了偏大的摆长,测得的偏大,D正确。
故选AD。
15. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件从左到右依次为光源、M、N、P、Q、遮光筒、毛玻璃、目镜,如图1所示。
(1)为保证实验效果,M、N、P、Q四个光学元件依次为__________;
A. 滤光片、透镜、单缝、双缝
B. 透镜、滤光片、单缝、双缝
C. 滤光片、透镜、双缝、单缝
D. 透镜、单缝、滤光片、双缝
(2)转动手轮时,观察到初、末两个视场,符合实际的是图2中的__________(填“甲”或“乙”);
(3)分划板中心刻线与第1条亮纹中心对齐,记下读数;转动手轮,分划板中心刻线与第7条亮纹中心对齐,记下读数。已知图1中的、,双缝间距为d,则波长__________。
【答案】(1)B (2)乙
(3)
【解析】
【小问1详解】
在"用双缝干涉测量光的波长"实验中,为了得到相干单色光源,光具座从左到右的光学元件顺序为,光源→透镜(汇聚光线,提高入射光亮度)→滤光片(获得单色光)→单缝(获得线光源)→双缝(获得相干光源)→遮光筒→毛玻璃→目镜,因此M、N、P、Q依次为透镜、滤光片、单缝、双缝,故选B。
【小问2详解】
实验中测量亮纹位置时,要求分划板的中心刻线对齐亮纹的中心,甲图中分划板刻线位于亮纹外侧,未对齐亮纹中心;乙图中分划板中心刻线分别对齐第1条、第7条亮纹的中心,符合操作要求,因此填乙。
【小问3详解】
已知第1条亮纹读数为,第7条亮纹读数为,相邻亮纹的间距为
双缝干涉公式为
其中双缝到毛玻璃(屏)的距离,为双缝间距,整理得波长
16. 李辉用多用电表的电阻挡测量一个变压器线圈的电阻,以判断它是否断路。
(1)测量时,李辉采用“×10”电阻挡,调零后测量该电阻,发现指针偏转角度过大,此时他应选__________(选填“×1”或“×100”)挡,重新电阻调零后测量,指针位置如图1所示,该线圈电阻阻值为__________Ω。
(2)如图2所示,刘伟未注意操作规范,用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量。测量结束后,正当李辉把多用电表的表笔与被测线圈脱离时,刘伟觉得有电击感。请简要说明原因?__________。选用的被测线圈匝数越多,电击感越__________(填“强”或“弱”)。
(3)实验结束后,应将多用电表选择开关旋转到__________位置。
【答案】(1) ①. ×1 ②. 17
(2) ①. 线圈断电瞬间产生了自感电动势,感应电流通过刘伟身体,刘伟觉得有电击感 ②. 强
(3)OFF挡或交流电压的最高挡
【解析】
【小问1详解】
[1] 发现指针偏转角度过大,说明待测电阻较小,应换较低倍率的挡位×1挡。
[2] 该线圈电阻阻值为
【小问2详解】
[1]表笔与被测线圈脱离时,通过线圈的电流突然减小,线圈产生了自感电动势,感应电流通过刘伟身体, 刘伟觉得有电击感。
[2] 选用的被测线圈匝数越多,断电瞬间产生的自感电动势越大,电击感越强。
【小问3详解】
实验结束后,应将多用电表选择开关旋转到OFF挡或者交流电压的最高挡位置。
17. 有一火灾报警装置,其原理如图1所示,当活塞触及卡柱时,触发报警,致使闪烁灯闪烁、警报器鸣笛。导热性能良好的容器安装在天花板上,卡柱到容器上端距离为L。横截面积为、质量为的活塞(厚度不计)密封一定质量的理想气体,活塞能沿容器无摩擦滑动。未发生火灾时,环境温度为,活塞与卡柱的距离为;发生火灾时,容器内温度缓慢上升到,从至过程中容器中气体内能增加了9.6J。已知,,,,,,。
(1)求未发生火灾时容器内的压强;
(2)在图2中画出从至过程中容器内气体的图像;
(3)求从至过程中,气体吸收的热量。
【答案】(1)
(2) (3)
【解析】
【小问1详解】
未发生火灾时,对活塞有
解得
【小问2详解】
活塞刚到达卡柱时的温度为,对等压变化有,,
解得
之后气体做等容变化,可得容器内气体的图像如图所示
【小问3详解】
气体仅在等压膨胀阶段做功,有
从至过程中容器中气体内能增加了9.6J,代入热力学第一定律
可得气体吸收的热量为
18. 霍尔测速仪的核心元件为霍尔片,测速原理如图1所示,将非磁性圆盘固定在车轮转轴上,圆盘边缘等间距嵌装个极性相同的磁极,霍尔片置于圆盘边缘附近。霍尔片的放大图如图2所示,它由长×宽×厚、单位体积内自由电子数为的N型半导体制成。给霍尔片通以沿方向的电流,当磁极正对霍尔片时,通过霍尔片的磁感应强度为,此时在两个侧面间产生的霍尔电压与及霍尔片厚度满足关系式,式中为霍尔系数,只取决于霍尔片的材料本身。
(1)请判断两个侧面电势的高低;
(2)电子电荷量为,请推导霍尔系数的表达式;
(3)若车轮半径为,当车辆匀速行驶(车轮与地面不打滑)时,测得霍尔电压随时间变化图像如图3,图中已知,求车辆行驶速率。
(4)除测速外,请再提出利用霍尔片的另一个应用实例或设想。
【答案】(1)侧面电势高于
(2)
(3)
(4)磁感应强度测量仪(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
电流沿方向,载流子电子运动方向沿着方向,根据左手定则,电子受洛伦兹力向侧偏转,侧聚集负电荷,侧带正电,因此侧面电势高于。
【小问2详解】
霍尔电压稳定时,电子受力平衡,洛伦兹力等于电场力
可得
电流的微观表达式为
垂直电流方向的横截面积
可得
将代入的表达式得
而
对比可得霍尔系数
【小问3详解】
由图像可知,相邻霍尔信号的时间间隔为,即相邻磁极经过霍尔片的时间为,圆盘共有个磁极,因此圆盘转动一周的周期
车轮角速度
车轮与地面不打滑,车速等于车轮边缘线速度
【小问4详解】
可制作磁强计(磁感应强度测量仪),测量未知磁场的磁感应强度;或制作霍尔传感器用于磁场检测、位置检测等。
19. 医院气动传输系统用于医用物品传送,可以实现跨楼层、跨区域高效传输。如图所示为气动传输装置模型管道,其中竖直、高度,是半径的四分之一圆弧管道(远大于管道内径),水平、长度。处放置一质量的传输瓶甲,启动风机,利用气压差给甲施加一大小恒为沿管道方向的气动推力,和均光滑,甲经过程克服阻力做功,传输瓶可视为质点,求:
(1)传输瓶甲经圆弧管道点时,管道对其压力大小;
(2)传输瓶甲到达点时的速度大小;
(3)若传输瓶甲进入管道后,某时刻调整气压差,甲获得向左的加速度。要使甲到点速度恰好为零,求甲在运动过程中的最大速度;
(4)现有质量的传输瓶乙锁在管道上的点(点未标出),长度。甲运动至点瞬间解锁乙,甲、乙发生弹性碰撞。碰撞前后甲受气动推力一直为,碰后乙始终具有向左的加速度。则在乙速度第一次减为零之前,甲、乙是否会再次发生碰撞?若会,求再次碰撞的位置到点的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
段光滑,根据动能定理有
在点,物体做圆周运动的向心力由支持力、重力、推力的合力提供,则有
代入数据解得。
【小问2详解】
从到根据动能定理有
解得。
【小问3详解】
进入后,甲先向右加速,后向右减速到0,最大速度出现在推力与阻力平衡(即加速度为0)时刻,即物体加速运动阶段的结束。已知加速度,方向向左,设从到最大速度位置的位移为,从到根据动能定理有
甲从到最大速度位置根据动能定理有
联立解得
【小问4详解】
点距离点为,从C到E根据动能定理有
在点甲乙发生弹性碰撞满足动量守恒和动能守恒,则有,
联立解得,
乙加速度向左,初速度向右,故乙做匀减速直线运动,碰撞后甲的加速度向右,甲的初速度为,负号表示速度方向向左,甲做匀减速直线运动,即甲先向左减速到0,再向右加速。则乙向右匀减速直线运动的位移
所以甲、乙会再次发生碰撞;
乙向右运动的时间为
甲向左匀减速直线运动的时间为
甲向左匀减速直线运动的位移为
甲减速到0后,开始向右做匀加速直线运动,在内运动的位移
甲减速到0的位置与乙加速到0的位置间距离为
所以乙减速到0之前甲乙发生第二次碰撞,设从第一次碰撞结束到第二次碰撞前瞬间的时间为,则有甲乙在这段时间内位移相等,即
代入数据解得
所以第二次发生碰撞位置与点的距离为
解得
所以第二次发生碰撞位置与点的距离为。
20. 利用质子照相术,可以分析强电流产生的磁场及质子的动能。如图1所示,PQ是沿x轴放置、长度为的细电流丝,分别过P、Q的Ⅰ、Ⅱ平面均与x轴垂直。当电流丝中通以强电流I时,会在Ⅰ、Ⅱ两个平面之间激发环形磁场,磁场中某点磁感应强度大小为,k为已知常数,r为该点到x轴的距离。Ⅱ平面右侧距离处,垂直x轴放置探测胶片,胶片由许多RCF膜叠合而成,不同动能的质子会打在不同深度的膜上。现有大量的高能质子从Ⅰ平面、沿x轴正方向射入磁场空间,经偏转,最终打在探测胶片上。实验发现:每张RCF膜片中心,都会出现一个圆形暗斑(即无质子区),而在暗斑边缘出现一圈特别明亮的亮环,如图2所示。已知质子的质量为m,电荷量为q;高能质子在磁场区运动时间极短,速度方向偏转角很小,有,且认为单个质子在磁场中运动所经之处磁感应强度处处相同;实验环境为真空,不考虑质子重力及质子间相互作用。
(1)判断电流丝PQ中强电流的方向;
(2)求动能为、离轴距离为入射的质子,在磁场中偏转角的正弦值;
(3)若、、、、、,求对应质子动能的膜片上,圆形暗斑的直径;
(4)某次实验中,从RCF膜堆中提取两张不同深度的膜片(如图3所示)。测得膜片中暗斑直径,膜片中暗斑直径,膜片对应的质子动能,求膜片对应的质子动能。
【答案】(1)电流方向为沿x轴负方向(从Q指向P)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
暗斑中心无质子,说明质子受洛伦兹力沿径向远离x轴,质子带正电沿x正方向入射,根据左手定则和安培定则可得,电流方向为沿x轴负方向(从Q指向P)。
【小问2详解】
质子动能
得动量
质子在磁场中运动时间
洛伦兹力的冲量(垂直x方向动量变化)
代入
得
偏转角很小
代入得
【小问3详解】
质子出磁场后打到胶片上,落点到x轴的距离
代入得
的最小值即为暗斑的半径(所有质子落点)
代入数值计算
计算得
故
即
【小问4详解】
由(为常数)
得(为常数)
即
代入、、
得
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