内容正文:
秘密★启用前
九江市2026年第二次高考模拟统一考试
物 理
共100分,考试时长75分钟。
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的准考证号、姓名填写在答题卡上。考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的“准考证号、姓名、考试科目”与考生本人准考证号、姓名是否一致。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束,监考员将试题卷、答题卡一并收回。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 当太阳内部氦资源消耗殆尽时,将出现“氦闪”现象,同时释放巨大的核能,科幻片《流浪地球2》就是描述此情景的。“氦闪”现象的本质是氦核聚变,其核反应方程为。已知一个氦核的质量为,一个X核的质量为,一个质子的质量为,一个中子的质量为,真空中的光速为c,下列说法正确的是( )
A. 该核反应方程中的X是氮核
B. X核的结合能为
C. 核的比结合能小于X核的比结合能
D. 该聚变反应释放的核能为
2. 商场感应门如图所示,人走近时感应门同时向两侧平移,若门从静止开始先匀加速后匀减速运动,完全打开时速度恰好为零,且匀加速运动的位移小于匀减速运动的位移。其中右侧门的速度、加速度的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 由中国科学院云南天文台牵头的研究团队,在一颗类似太阳的恒星周围发现了一颗位于宜居带的“超级地球”开普勒,轨道如图所示。该行星绕恒星运行周期为,行星从A到B(A、B两点关于椭圆长轴对称)、从C到D的时间均为;从B到C、从D到A行星与恒星的连线扫过面积之比为3∶1,万有引力做功的绝对值分别为和,经历的时间分别为和;A和C处的速度分别为和、加速度分别为和下面判断正确的是( )
A. B. C. D.
4. 普朗克质量是质量的自然单位,它是宏观尺度与微观尺度的分界点,当物质的质量大于普朗克质量时,它的行为是确定的,表现出宏观的物质特性;当物质的质量小于普朗克质量时,它的行为是不确定的,表现出微观的量子特性。万有引力常量为G、光速为c、普朗克常量为h,K为无单位常数。下列关于普朗克质量的表达式可能正确的是( )
A. B. C. D.
5. 某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验,下列说法正确的是( )
A. 先滴入油酸酒精溶液,再撒上爽身粉显示油膜的边界
B. 油酸酒精溶液里酒精的作用是让油酸溶于水
C. 本实验的原理是油膜的体积等于油酸酒精溶液的体积
D. 本实验的假设是把油膜看成是单分子层
6. 某科创小组制作了一个玩具飞碟,如图甲所示,上、下两圆盘内均安放了半径为r的水平匀质金属圆环,圆环上下同轴水平放置,下方圆盘放在水平桌面上。当上、下圆环中通有大小分别为、的电流时,上方圆盘能悬浮,此时两线圈相距为h,且,轴截面如图乙。已知上方圆盘的总质量为m,长直通电导线在空间中某点激发的磁场的磁感应强度满足关系式,k为常数,I为通过直导线的电流,x为该点与直导线的垂直距离,重力加速度为g。此时( )
A. 两圆环中电流方向相同
B. 上方圆环对下方圆环的作用力大于mg
C. 电流
D. 下方圆环在上方圆环处产生的磁场的磁感应强度
7. 如图,固定的足够长平行光滑双导轨由水平段和弧形段在C、D处相切构成,导轨的间距为L,区域CDEF内存在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场,E、D相距也为L。现将多根长度也为L的相同导体棒依次从弧形轨道上高为h的PQ处由静止释放(释放前棒均未接触导轨),释放后一根棒时,前一根棒刚好穿出磁场。已知每根棒的质量均为m,电阻均为R,重力加速度大小为g,且与导轨垂直,导轨电阻不计,棒与导轨接触良好且始终垂直。则( )
A. 第3根棒刚到达磁场正中间时的速度大小为
B. 第3根棒刚到达磁场正中间时的加速度大小为
C. 第3根棒刚到达磁场正中间时,第1根棒的热功率为
D. 从开始到第3根棒刚到达磁场正中间的过程中,回路产生的焦耳热为
8. 1834年洛埃镜实验进一步验证了光具有波动性,其装置如图所示。单色光源S发出的光,一部分直接照射到光屏上,另一部分经平面镜反射后到达光屏。S到平面镜的垂直距离为a,到光屏的垂直距离为L(L≫a),单色光的波长为λ,下列说法正确的是( )
A. 光屏上出现等间距的明暗相间条纹
B. 将平面镜沿垂直光屏方向向右移动一小段距离后,光屏上相邻亮条纹的中心间距将变大
C. 若将平面镜稍微向上移动,相邻亮条纹的中心间距变大
D. 若将整套装置完全浸入透明溶液中,条纹将变得更密集
9. 如图所示,质量为m、电荷量为的粒子从点以初速度沿x轴正方向射出,为使其打在x轴上的点,可在整个空间施加电场或磁场,不计粒子所受重力,下列说法正确的是( )
A. 仅施加一平行于y轴正方向的匀强电场,则电场强度
B. 仅施加一垂直于xOy平面向外的匀强磁场,则磁感应强度
C. 仅施加由A点指向C点方向的匀强电场,该粒子可能打在C点
D. 仅施加由A点指向C点方向的匀强磁场,该粒子可能打在C点
10. 倾斜传送带与水平地面的夹角为,沿逆时针方向以速度匀速转动。第一次把质量为m的煤块(视为质点)从传送带上端静止释放,到达传送带底端速度为;第二次煤块以速度从底端冲上传送带。已知煤块与传送带之间的动摩擦因数为,煤块与传送带的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列判断正确的是( )
A. 若,煤块两次在传送带上所受重力的冲量一定相等
B. 若,煤块第二次在传送带上留下的划痕较长
C. 若,煤块冲上传送带,滑离时速率可能小于
D. 若,煤块冲上传送带,可能从传送带的上端滑离
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学为测量电压表的内阻,实验室仅提供了:
A.待测电压表(量程为3V,内阻约为)
B.电源E(电动势为6.0V,内阻很小)
C.滑动变阻器(最大阻值为)
D.滑动变阻器(最大阻值为)
E.电阻箱(满足实验要求)
F.开关2个,导线若干
该同学利用上述器材连接了如图电路后,进行了下述操作:
(1)先将滑动变阻器的滑片调到最左端,闭合开关和,调节滑动变阻器使电压表满偏;
(2)保持滑动变阻器的滑片位置不变,断开,调节电阻箱使电压表指到满刻度的一半,此时电阻箱的读数为。
①滑动变阻器选用________。(填写对应序号)
②待测电压表内阻为________,测量值________真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
12. 某科创小组利用实验室提供的传感器设计了如图甲所示的实验装置,用以探究机械能守恒定律,以及加速度与力、质量的关系。他们将附有刻度尺的气垫导轨调整水平,在导轨左侧处固定一光电门,将轻绳一端固定在点,另一端与滑块相连,滑块上安装遮光条,并且可以增加砝码以改变其质量,在轻绳上通过不计质量的动滑轮悬挂一个重物。打开气泵,将滑块从导轨右侧处由静止释放,记录遮光条通过光电门的时间以及和之间的距离。已知重物的质量为m,遮光条的宽度为d,重力加速度为g,滑块、遮光条以及砝码的总质量用M表示,遮光条通过光电门的时间用t表示,和之间的距离用L表示。
(1)若某次实验中遮光条挡光时间为,此时滑块的速度为________。
(2)该小组探究系统机械能守恒定律时,使滑块总质量保持为不变,改变L进行若干次实验,根据实验数据画出的图线是图乙中的________(选填“A”或“B”),图线斜率________(用所给的字母表示)。
(3)该小组探究加速度与力、质量的关系时,保持L不变,改变滑块M进行了若干次实验,根据实验数据画出了如图丙所示的一条过坐标原点的直线,其纵轴为滑块M的加速度a,经测量其斜率恰为重力加速度g,则该图线的横轴为________(用所给的字母表示),若气垫导轨未调整水平,滑块M加速度的测量值________________。
13. 单级水火箭可以简化为如图所示的下方开口的容器。容器中气体体积,压强,下方水的深度。单向气阀(不计重力)是一个只能朝一个方向通入气体的装置,它外部为橡胶材质,将其紧紧塞在容器口位置可将水堵住还能向容器内进行充气。单向气阀与容器口摩擦力的最大值。现用打气筒通过单向气阀向容器内一次次的充入压强,体积的气体。当容器内的气体压强到达一定值时单向气阀和容器中的水被一起喷出,水火箭可以获得一定的速度发射。已知重力加速度,容器口的横截面积,水的密度。假设容器中的气体为理想气体,充气和喷水时忽略温度的变化。
(1)求水火箭刚好喷水时容器内气体压强p;
(2)求水火箭刚好喷水时的充气次数。
14. 如图,光滑竖直玻璃管内有一劲度系数为k的轻质弹簧,下端固定,上端与一物块P相连,物块Q与物块P之间不粘连,P、Q质量均为。初始时用竖直向下的力压物块Q,系统处于静止状态,某时刻撤去外力,此后在物块P、Q运动过程中,两者会分离。每当两者分离时立刻给物块Q施加竖直向上的恒力,每当两者接触时立刻撤去。P、Q之间的碰撞为弹性碰撞,且弹簧始终处于弹性限度内。已知弹簧的弹性势能与形变量x的关系为,弹簧振子的周期公式为。求:
(1)从撤去外力到P、Q第一次分离时的位移大小;
(2)从撤去外力到P、Q第一次分离时的时间;
(3)从撤去外力到P、Q第2026次相遇时的时间及此次相遇的位置。
15. 平面直角坐标系xOy的第一、第四象限充满匀强磁场,磁场的磁感应强度大小均为B,方向相反,坐标原点处有一粒子源,该粒子源可向与x轴夹角为区域各方向发射速率范围在的带正电粒子,粒子质量均为m、电荷量均为q,如图所示。粒子进入第一象限后,A点为速率最小的粒子首次进入第四象限通过x轴的最远点,,为已知量,不计粒子重力、粒子间的碰撞及相互作用,已知。
(1)求A点坐标;
(2)求能够到达A点的粒子的初速度方向与y轴正方向的夹角范围;
(3)若首次通过A点进入第四象限的粒子和首次通过C点进入第四象限的粒子会在x轴上相遇,以粒子同时离开A、C为计时起点(时刻),求粒子第一次在x轴上相遇的位置及时刻。
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秘密★启用前
九江市2026年第二次高考模拟统一考试
物 理
共100分,考试时长75分钟。
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的准考证号、姓名填写在答题卡上。考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的“准考证号、姓名、考试科目”与考生本人准考证号、姓名是否一致。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束,监考员将试题卷、答题卡一并收回。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 当太阳内部氦资源消耗殆尽时,将出现“氦闪”现象,同时释放巨大的核能,科幻片《流浪地球2》就是描述此情景的。“氦闪”现象的本质是氦核聚变,其核反应方程为。已知一个氦核的质量为,一个X核的质量为,一个质子的质量为,一个中子的质量为,真空中的光速为c,下列说法正确的是( )
A. 该核反应方程中的X是氮核
B. X核的结合能为
C. 核的比结合能小于X核的比结合能
D. 该聚变反应释放的核能为
【答案】C
【解析】
【详解】根据核反应电荷数守恒、质量数守恒
故X是碳核,故A错误;
B.原子核的结合能是将其拆为自由核子所需的能量,X核有6个质子、6个中子,结合能为,而是该核反应释放的核能,不是X的结合能,故B错误;
C.核聚变反应释放能量,说明生成物X核比反应物核更稳定,而比结合能越大原子核越稳定,因此核的比结合能小于X核的比结合能,故C正确;
D.该反应质量亏损,根据质能方程,释放的核能为,故D错误。
故选C。
2. 商场感应门如图所示,人走近时感应门同时向两侧平移,若门从静止开始先匀加速后匀减速运动,完全打开时速度恰好为零,且匀加速运动的位移小于匀减速运动的位移。其中右侧门的速度、加速度的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB.因门打开时先从静止开始匀加速后匀减速运动,完全打开时速度恰好为零,且匀加速运动的位移小于匀减速运动的位移,v-t图像中图线与时间轴所围图形的面积表示位移,故A正确,B错误;
CD.由
得门加速阶段的加速度比匀减速运动的加速度大,且右侧门加速阶段的加速度方向与速度方向相同向右,减速阶段的加速度方向与速度方向相反向左,故两段加速度方向相反,故CD错误。
故选A。
3. 由中国科学院云南天文台牵头的研究团队,在一颗类似太阳的恒星周围发现了一颗位于宜居带的“超级地球”开普勒,轨道如图所示。该行星绕恒星运行周期为,行星从A到B(A、B两点关于椭圆长轴对称)、从C到D的时间均为;从B到C、从D到A行星与恒星的连线扫过面积之比为3∶1,万有引力做功的绝对值分别为和,经历的时间分别为和;A和C处的速度分别为和、加速度分别为和下面判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.从B到C、从D到A行星与恒星的连线扫过面积之比为3∶1,根据开普勒第二定律可知,,而
可得,A错误;
B.因AB两点动能相同,由功的概念结合对称性可知,B正确;
C.根据,因,可得,C错误;
D.根据开普勒第二定律可知
因,可知,D错误。
故选B。
4. 普朗克质量是质量的自然单位,它是宏观尺度与微观尺度的分界点,当物质的质量大于普朗克质量时,它的行为是确定的,表现出宏观的物质特性;当物质的质量小于普朗克质量时,它的行为是不确定的,表现出微观的量子特性。万有引力常量为G、光速为c、普朗克常量为h,K为无单位常数。下列关于普朗克质量的表达式可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】本题可通过量纲分析法判断,物理公式等号两侧量纲必须一致,已知K无单位,普朗克质量量纲为质量量纲,因此根号内的物理量组合量纲要为。
首先明确三个常量的量纲(为长度量纲,为时间量纲):
光速:量纲为
普朗克常量:由,能量,频率,得
引力常量:由,得
A.的量纲为,与质量量纲不符,故A错误;
B.的量纲为,与质量量纲一致,故B正确;
C.的量纲为,与质量量纲不符,故C错误;
D.的量纲为,与质量量纲不符,故D错误。
故选B。
5. 某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验,下列说法正确的是( )
A. 先滴入油酸酒精溶液,再撒上爽身粉显示油膜的边界
B. 油酸酒精溶液里酒精的作用是让油酸溶于水
C. 本实验的原理是油膜的体积等于油酸酒精溶液的体积
D. 本实验的假设是把油膜看成是单分子层
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验操作中需先在水面均匀撒上爽身粉,再滴入油酸酒精溶液,才能通过爽身粉的移动清晰显示油膜边界,故A错误;
B.油酸酒精溶液中酒精的作用是稀释油酸,且滴入水中后酒精会快速挥发,酒精无法让不溶于水的油酸溶于水,故B错误;
C.滴入的油酸酒精溶液中的酒精会挥发,形成油膜的只有溶液中的纯油酸,因此油膜体积等于纯油酸的体积,不等于油酸酒精溶液的体积,故C错误;
D.本实验的核心假设是将水面上的油酸膜视为单分子紧密排列的球形分子层,由此可通过分子直径公式,其中V为纯油酸体积,S为油膜面积,来估测分子大小,故D正确。
故选D。
6. 某科创小组制作了一个玩具飞碟,如图甲所示,上、下两圆盘内均安放了半径为r的水平匀质金属圆环,圆环上下同轴水平放置,下方圆盘放在水平桌面上。当上、下圆环中通有大小分别为、的电流时,上方圆盘能悬浮,此时两线圈相距为h,且,轴截面如图乙。已知上方圆盘的总质量为m,长直通电导线在空间中某点激发的磁场的磁感应强度满足关系式,k为常数,I为通过直导线的电流,x为该点与直导线的垂直距离,重力加速度为g。此时( )
A. 两圆环中电流方向相同
B. 上方圆环对下方圆环的作用力大于mg
C. 电流
D. 下方圆环在上方圆环处产生的磁场的磁感应强度
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据“同向电流相互吸引,异向电流相互排斥”可知,两圆环中电流方向相反,A错误;
B.因下方圆环对上方圆环的斥力为mg,根据牛顿第三定律可知,上方圆环对下方圆环的作用力等于mg,B错误;
C.下方圆环在距离h处的磁感应强度大小为
则由平衡可知
解得电流,C正确;
D.下方圆环在上方圆环处产生的磁场的磁感应强度,D错误。
故选C。
7. 如图,固定的足够长平行光滑双导轨由水平段和弧形段在C、D处相切构成,导轨的间距为L,区域CDEF内存在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场,E、D相距也为L。现将多根长度也为L的相同导体棒依次从弧形轨道上高为h的PQ处由静止释放(释放前棒均未接触导轨),释放后一根棒时,前一根棒刚好穿出磁场。已知每根棒的质量均为m,电阻均为R,重力加速度大小为g,且与导轨垂直,导轨电阻不计,棒与导轨接触良好且始终垂直。则( )
A. 第3根棒刚到达磁场正中间时的速度大小为
B. 第3根棒刚到达磁场正中间时的加速度大小为
C. 第3根棒刚到达磁场正中间时,第1根棒的热功率为
D. 从开始到第3根棒刚到达磁场正中间的过程中,回路产生的焦耳热为
【答案】C
【解析】
【详解】A.第3根棒刚进入磁场有
解得
设第3根棒刚到达磁场正中间时的速度大小为,此时回路中第1根棒与第2根棒并联再与第3根棒串联,故回路中总电阻为
棒产生的感应电动势为
电流为
受到的安培力为
将第3个棒在磁场中的运动过程分成若干个过程,设每个过程时间为,则刚进入瞬间
设为这段运动的平均速度,设第3根棒最开始一段运动结束后的速度为,对最开始一段运动过程进行分析,则由动量定理可知
整理得
则第3根棒最开始进入磁场到棒刚到达磁场正中间整个运动过程中,整理后有
解得,故A不符合题意;
B.由牛顿第二定律得,第3根棒刚到达磁场正中间时有
解得,故B不符合题意;
C.第3根棒刚到达磁场正中间时,流过第1根棒的电流为
则第3根棒刚到达磁场正中间时,第1根棒的热功率为,故C符合题意;
D.第1根棒和第2棒已经离开磁场做匀速运动,设第1根棒和第2棒离开磁场做匀速运动的速度分别为和,则,
又有,第3根棒刚到达磁场正中间时的速度
根据能量守恒,回路中产生的焦耳热等于总的重力势能的减少量减去总动能的增加量,即从开始到第3根棒刚到达磁场正中间的过程中,回路产生的焦耳热为
若则回路产生的焦耳热为
但是本题中,故从开始到第3根棒刚到达磁场正中间的过程中,回路产生的焦耳热不等于,故D不符合题意。
故选C。
8. 1834年洛埃镜实验进一步验证了光具有波动性,其装置如图所示。单色光源S发出的光,一部分直接照射到光屏上,另一部分经平面镜反射后到达光屏。S到平面镜的垂直距离为a,到光屏的垂直距离为L(L≫a),单色光的波长为λ,下列说法正确的是( )
A. 光屏上出现等间距的明暗相间条纹
B. 将平面镜沿垂直光屏方向向右移动一小段距离后,光屏上相邻亮条纹的中心间距将变大
C. 若将平面镜稍微向上移动,相邻亮条纹的中心间距变大
D. 若将整套装置完全浸入透明溶液中,条纹将变得更密集
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.此题的原理是点光源S在平面镜中所成的像与光源S是相干光源,形成双缝干涉,在光屏上出现等间距的明暗相间条纹,故A正确;
B.由,其中,将平面镜沿垂直光屏方向向右移动时,d、l、都不变,光屏上相邻亮条纹的中心间距不变,故B错误;
C.若将平面镜稍微向上移动,d变小,则相邻亮条纹的中心间距变大,故C正确;
D.由,,若将整套装置完全浸入透明溶液中,光的频率不变,光速变小,波长变短,则条纹将变得更密集,故D正确。
故选ACD。
9. 如图所示,质量为m、电荷量为的粒子从点以初速度沿x轴正方向射出,为使其打在x轴上的点,可在整个空间施加电场或磁场,不计粒子所受重力,下列说法正确的是( )
A. 仅施加一平行于y轴正方向的匀强电场,则电场强度
B. 仅施加一垂直于xOy平面向外的匀强磁场,则磁感应强度
C. 仅施加由A点指向C点方向的匀强电场,该粒子可能打在C点
D. 仅施加由A点指向C点方向的匀强磁场,该粒子可能打在C点
【答案】AD
【解析】
【详解】A.仅施加一平行于y轴正方向的匀强电场,带负电的粒子向y轴负方向偏转,带负电的粒子做类平抛运动,在x轴方向上
在y轴方向上
联立解得 ,故A正确;
B.仅施加一垂直于xOy平面向外的匀强磁场,根据左手定则可知,0时刻洛伦兹力沿y轴正方向,带负电的粒子在xOy平面内做匀速圆周运动,圆轨迹在A点上方,该粒子不可能打在C点,故B错误;
C.仅施加由A点指向C点方向的匀强电场,带负电的粒子受到由C点指向A点方向的电场力作用,电场力有沿y轴正方向的分量,该粒子的运动轨迹向y轴正方向偏转,该粒子不可能打在C点,故C错误;
D.仅施加由A点指向C点方向的匀强磁场,将初速度分解为沿方向的一个分速度,带负电的粒子沿方向以速度大小做匀速直线运动;将初速度分解为垂直于方向的另一个分速度,带负电的粒子受到洛伦兹力作用,在垂直于方向上以速度大小做匀速圆周运动;该粒子沿方向做等距螺旋线运动,故该粒子可能打在C点,D正确。
故选AD。
10. 倾斜传送带与水平地面的夹角为,沿逆时针方向以速度匀速转动。第一次把质量为m的煤块(视为质点)从传送带上端静止释放,到达传送带底端速度为;第二次煤块以速度从底端冲上传送带。已知煤块与传送带之间的动摩擦因数为,煤块与传送带的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列判断正确的是( )
A. 若,煤块两次在传送带上所受重力的冲量一定相等
B. 若,煤块第二次在传送带上留下的划痕较长
C. 若,煤块冲上传送带,滑离时速率可能小于
D. 若,煤块冲上传送带,可能从传送带的上端滑离
【答案】BC
【解析】
【详解】A.若,第一次把质量为m的煤块(视为质点)从传送带上端静止释放,到达传送带底端速度为,由于传送带长度不确定,煤块可能一直向下做匀加速直线运动,加速度
到达底端的速度
煤块也可能先向下以加速度做匀加速直线运动,速度与传送带达到相等时,再向下做匀速直线运动,到达底端的速度
第二次煤块以速度从底端冲上传送带,开始向上做匀减速直线运动,加速度
由于加速度与第一次向下做匀加速直线运动的加速度相等,初速度与第一次匀加速直线运动的末速度大小相等,根据对称性可知,第二次向上做匀减速直线运动的位移、时间与第一次向下做匀加速直线运动的位移、时间相等,则煤块不可能从传送带的上端滑离,煤块向上速度减为0后再向下做匀加速直线运动,可知,若煤块第一次的运动是一直向下做匀加速直线运动,则煤块第二次在传送带上运动的时间大于第一次在传送带上运动的时间,此时煤块第一次在传送带上所受重力的冲量小于第二次在传送带上所受重力的冲量,故A错误;
B.结合上述可知,煤块第一次加速至时,划痕长
煤块第二次在传送带上的划痕长
可知,若,煤块第二次在传送带上留下的划痕较长,故B正确;
C.结合上述,当传送带长度较小,煤块第一次在传送带上向下一直做匀加速直线运动时,煤块到达底端的速度可能小于,可知,若,煤块冲上传送带,煤块先向上以加速度做匀减速直线运动,减速至0后再向下以加速度做匀加速直线运动,根据对称性可知,煤块到达底端的速度仍然为,即若,煤块冲上传送带,滑离时速率可能小于,故C正确;
D.若,结合上述可知,煤块冲上传送带后,由于加速度与第一次向下做匀加速直线运动的加速度相等,初速度与第一次匀加速直线运动的末速度大小相等,根据对称性可知,第二次向上做匀减速直线运动的位移与第一次向下做匀加速直线运动的位移相等,则煤块不可能从传送带的上端滑离,故D错误。
故选BC。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学为测量电压表的内阻,实验室仅提供了:
A.待测电压表(量程为3V,内阻约为)
B.电源E(电动势为6.0V,内阻很小)
C.滑动变阻器(最大阻值为)
D.滑动变阻器(最大阻值为)
E.电阻箱(满足实验要求)
F.开关2个,导线若干
该同学利用上述器材连接了如图电路后,进行了下述操作:
(1)先将滑动变阻器的滑片调到最左端,闭合开关和,调节滑动变阻器使电压表满偏;
(2)保持滑动变阻器的滑片位置不变,断开,调节电阻箱使电压表指到满刻度的一半,此时电阻箱的读数为。
①滑动变阻器选用________。(填写对应序号)
②待测电压表内阻为________,测量值________真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 ①. D ②. 28.5 ③. 大于
【解析】
【详解】[1]本实验采用半偏法,滑动变阻器为分压接法,分压接法优先选择最大阻值较小的滑动变阻器,阻值越小,实验过程中分压部分的电压变化越小,误差越小,因此选最大阻值的。
[2]保持滑动变阻器滑片位置不变,认为接入电阻箱后并联部分总电压不变,当电压表半偏时,电阻箱分压与电压表分压相等,串联电流相同,因此电压表内阻等于电阻箱读数,即测量值为。
[3]断开接入电阻箱后,并联部分总电阻增大,实际并联部分总电压会略大于原来电压表满偏时的电压,因此电阻箱两端电压略大于电压表的半偏电压,由可知,电阻箱读数(即测量值)大于电压表内阻的真实值。
12. 某科创小组利用实验室提供的传感器设计了如图甲所示的实验装置,用以探究机械能守恒定律,以及加速度与力、质量的关系。他们将附有刻度尺的气垫导轨调整水平,在导轨左侧处固定一光电门,将轻绳一端固定在点,另一端与滑块相连,滑块上安装遮光条,并且可以增加砝码以改变其质量,在轻绳上通过不计质量的动滑轮悬挂一个重物。打开气泵,将滑块从导轨右侧处由静止释放,记录遮光条通过光电门的时间以及和之间的距离。已知重物的质量为m,遮光条的宽度为d,重力加速度为g,滑块、遮光条以及砝码的总质量用M表示,遮光条通过光电门的时间用t表示,和之间的距离用L表示。
(1)若某次实验中遮光条挡光时间为,此时滑块的速度为________。
(2)该小组探究系统机械能守恒定律时,使滑块总质量保持为不变,改变L进行若干次实验,根据实验数据画出的图线是图乙中的________(选填“A”或“B”),图线斜率________(用所给的字母表示)。
(3)该小组探究加速度与力、质量的关系时,保持L不变,改变滑块M进行了若干次实验,根据实验数据画出了如图丙所示的一条过坐标原点的直线,其纵轴为滑块M的加速度a,经测量其斜率恰为重力加速度g,则该图线的横轴为________(用所给的字母表示),若气垫导轨未调整水平,滑块M加速度的测量值________________。
【答案】(1)
(2) ①. A ②.
(3) ①. ②. 若气垫导轨左低右高,滑块M加速度的测量值偏大;若气垫导轨左高右低,滑块M加速度的测量值偏小。
【解析】
【小问1详解】
此时滑块的速度为
【小问2详解】
[1]由系统机械能守恒有
变形得
画出的图线是图乙中的A
[2] 图线斜率
【小问3详解】
[1] 设绳的张力为F,由牛顿第二定律对重物
对滑块
联立解得
则该图线的横轴为
[2]略。
13. 单级水火箭可以简化为如图所示的下方开口的容器。容器中气体体积,压强,下方水的深度。单向气阀(不计重力)是一个只能朝一个方向通入气体的装置,它外部为橡胶材质,将其紧紧塞在容器口位置可将水堵住还能向容器内进行充气。单向气阀与容器口摩擦力的最大值。现用打气筒通过单向气阀向容器内一次次的充入压强,体积的气体。当容器内的气体压强到达一定值时单向气阀和容器中的水被一起喷出,水火箭可以获得一定的速度发射。已知重力加速度,容器口的横截面积,水的密度。假设容器中的气体为理想气体,充气和喷水时忽略温度的变化。
(1)求水火箭刚好喷水时容器内气体压强p;
(2)求水火箭刚好喷水时的充气次数。
【答案】(1)
(2)48
【解析】
【小问1详解】
对单向气阀受力分析
解得
代入数据得
【小问2详解】
气体做等温变化,有
解得充气次数N=48
14. 如图,光滑竖直玻璃管内有一劲度系数为k的轻质弹簧,下端固定,上端与一物块P相连,物块Q与物块P之间不粘连,P、Q质量均为。初始时用竖直向下的力压物块Q,系统处于静止状态,某时刻撤去外力,此后在物块P、Q运动过程中,两者会分离。每当两者分离时立刻给物块Q施加竖直向上的恒力,每当两者接触时立刻撤去。P、Q之间的碰撞为弹性碰撞,且弹簧始终处于弹性限度内。已知弹簧的弹性势能与形变量x的关系为,弹簧振子的周期公式为。求:
(1)从撤去外力到P、Q第一次分离时的位移大小;
(2)从撤去外力到P、Q第一次分离时的时间;
(3)从撤去外力到P、Q第2026次相遇时的时间及此次相遇的位置。
【答案】(1)
(2)
(3),在弹簧原长位置
【解析】
【小问1详解】
当P、Q分离时P、Q之间弹力为0,加速度大小相等,令为
对Q由牛顿第二定律有
对P有
解得
初始状态
P、Q第一次分离时弹簧处于原长,解得P、Q位移大小
【小问2详解】
当PQ一起振动时,周期
平衡位置
可得振幅
根据公式
代入和A可得
时间
【小问3详解】
从撤去力到第一次分离,令P、Q速度为
根据能量守恒
分离后Q物块
分离后Q物块回到与P分离处的时间
分离后P物块做简谐运动的周期
故P、Q在分离处第一次相遇,此时P向上,Q向下,速度大小相等,发生弹性碰撞,速度交换
P向下振动,Q向上做匀变速运动,P、Q第二次在分离点相遇,具有共同向下的速度,压缩弹簧后又在弹簧原长位置分离,以后将重复上述过程
以此类推,P、Q奇数次相遇时,速度方向相反,发生碰撞速度交换;偶数次相遇时,P、Q速度方向相同
故P、Q第2026次相遇时的位置在弹簧原长位置
分析可得,P、Q第2026次相遇的时间
代入可得。
15. 平面直角坐标系xOy的第一、第四象限充满匀强磁场,磁场的磁感应强度大小均为B,方向相反,坐标原点处有一粒子源,该粒子源可向与x轴夹角为区域各方向发射速率范围在的带正电粒子,粒子质量均为m、电荷量均为q,如图所示。粒子进入第一象限后,A点为速率最小的粒子首次进入第四象限通过x轴的最远点,,为已知量,不计粒子重力、粒子间的碰撞及相互作用,已知。
(1)求A点坐标;
(2)求能够到达A点的粒子的初速度方向与y轴正方向的夹角范围;
(3)若首次通过A点进入第四象限的粒子和首次通过C点进入第四象限的粒子会在x轴上相遇,以粒子同时离开A、C为计时起点(时刻),求粒子第一次在x轴上相遇的位置及时刻。
【答案】(1)(,0)
(2)
(3),,
【解析】
【小问1详解】
粒子以最小速度进入第四象限的最远点在x轴上的截距为直径,由于,A点的横坐标为,则C点的横坐标为
故A点的坐标为(,0)
【小问2详解】
设粒子进入第一象限时与y轴正方向的夹角为、速度大小为时通过A点,如图所示,需满足
由此可知,通过A点的粒子的竖直分速度为
由于通过A点的粒子的速度满足
与y轴正方向的夹角满足
故到达A点的粒子的初速度方向与y轴正方向的夹角范围是
【小问3详解】
设粒子进入第一象限时与y轴正方向的夹角为、速度大小为时通过C点,同理可得
可得
因此通过点的粒子的速度满足
与轴正方向的夹角满足,故
两粒子相遇,必有(其中、取,,)
即
由于是第一次相遇,则取最小的自然数,取,
因此粒子第一次在轴上相遇的位置:
由于粒子在两磁场中的运动具有周期性,且粒子做圆周运动的周期均为,因此从、两点出发运动时间最短的粒子最快到达相遇点。
由分析知,粒子相遇时的时间
其中,
代入,可得到,到达第一次相遇位置的粒子,满足
当时,,不符合题意,舍去;
当时,,符合题意;
由此可知,当时相遇的时间最短,即,的粒子最先相遇;
因此,粒子第一次在轴上相遇的时刻为
即相遇时刻
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