内容正文:
西安高级中学2026届模拟测试物理试题(五)
注意事项:
1.本试题共6页,满分100分,时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将自己的姓名、准考证号、座位号填写在本试卷上。
3.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B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,再选涂其他答案标好。涂写在本试卷上无效。作答非选择题时将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
4考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1. 如图所示,竖直平面内的圆弧是无人机以恒定速率在空中表演的部分运动轨迹,其中点与圆心等高。无人机运动过程中只受重力、驱动力、大小恒定且与速度方向始终相反的阻力作用。在无人机从运动到的过程中,下列说法正确的是( )
A. 机械能守恒 B. 合外力做正功 C. 重力的功率不变 D. 驱动力的功率减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.匀速运动四分之一圆周,动能不变,重力势能增加,故机械能一直增加,即机械能不守恒,故A错误;
B.在无人机从运动到的过程中,速率不变,即无人机的动能不变,根据动能定理可知,合外力做功为0,故B错误;
C.无人机在竖直方向的速度不断减小,根据功率,可知重力功率一直减小,故C错误;
D.无人机以恒定速率飞行,所以无人机受到的合力始终指向圆心,与无人机速度垂直,即合力的功率为0,由题意可知无人机在竖直方向的分速度不断减小,所以重力的功率不断减小且为负,由于阻力与速度方向始终相反且大小恒定,所以阻力的功率不变且为负,由题意可知重力的功率、阻力功率与驱动力功率之和为0,所以驱动力的功率减小且为正,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,平板小车沿水平面做直线运动,小车顶部用细线悬挂着质量为m小球A,细线偏离竖直方向θ角,小车底部斜面上放有一质量为m的物块B,斜面倾角θ角,小球A和物块B都相对小车静止,则平板小车运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 小车水平运动的加速度大小为gsinθ
B. 小球A受到细线拉力大小为mgtanθ
C. 小车一定向左做匀加速直线运动
D. 小物块B不受摩擦力
【答案】D
【解析】
【详解】A.对小球A分析可知,根据牛顿第二定律
解得
由于小球A和物块B都相对小车静止,则小车水平运动的加速度大小为,故A错误;
B.对小球A,在竖直方向上,根据平衡条件可得
解得小球A受到细线拉力大小为,故B错误;
C.由题意可知,小球A的合力方向水平向左,即小球A的加速度水平向左,所以小车的加速度水平向左,则小车向左做匀加速直线运动或向右做匀减速直线运动,故C错误;
D.假设小物块B不受摩擦力,则小物块B受到垂直斜面向上的支持力和竖直向下的重力,在竖直方向上,根据平衡条件可得
解得斜面对小物块的支持力大小为
在水平方向,根据牛顿第二定律可得
解得
即假设成立,小物块B不受摩擦力,故D正确。
故选D。
3. 如图所示为神舟十三号载人飞船,与空间站交会对接前的变轨示意图。下列说法正确的是( )
A. 神舟十三号沿着轨道Ⅰ运动,环绕速度大于第一宇宙速度
B. 空间站内乒乓球下沉,浮力消失,是失重状态的体现,同时能用弹簧测力计测量出重力大小
C. 飞船在轨道Ⅱ运行时,经过M、N两点时,N点的机械能最大
D. 神舟十三号在M点从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ,发动机需朝运动反方向点火;与空间站交会对接前需减速,发动机需朝运动方向点火
【答案】D
【解析】
【详解】A.第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,也是绕地球做圆周运动的最大环绕速度。根据万有引力提供向心力,有
得
轨道Ⅰ的轨道半径大于地球半径,因此环绕速度小于第一宇宙速度,故A错误;
B.空间站内所有物体都处于完全失重状态,重力全部用来提供向心力;浮力本质是重力产生的液体压力差,因此浮力消失,乒乓球下沉。完全失重状态下,物体对弹簧测力计不会产生拉力,无法用弹簧测力计测量重力大小,故B错误;
C.飞船在轨道Ⅱ运行时,只有地球引力做功,机械能守恒,因此M、N两点机械能大小相等,故C错误;
D.从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ,轨道半长轴更大,飞船需要做离心运动,因此要在M点加速。发动机朝运动反方向(向后)点火喷气,获得向前的推力实现加速;若飞船在空间站后方的同一圆轨道上,由于轨道角速度相同,无法直接追上空间站。此时需减速,发动机朝运动方向点火喷气,产生向后的阻力,进入更低轨道,在低轨道角速度更大,利用更大的角速度追上空间站,再加速回到原轨道完成对接,故D正确。
故选D。
4. “海上充电宝”-南鲲号是一个利用海浪发电的大型海上电站,其发电原理:海浪带动浪板上下摆动,从而驱动发电机转子转动,其中浪板和转子的连接装置使转子只能单方向转动。图示时刻线圈平面与磁场方向平行,若转子带动线圈逆时针转动并向外输出电流,则下列说法正确的是( )
A. 线圈转动到如图所示位置时感应电流最小
B. 线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势
C. 线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率无关
D. 线圈转动到如图所示位置时电流方向发生变化
【答案】B
【解析】
【详解】AD.当线圈转动到如图所示的位置时,穿过线圈的磁通量为0,而磁通量的变化率最大,则根据法拉第电磁感应定律可知,此时线圈中的感应电动势最大,所以此时线圈中电流的方向不会发生变化,且此时感应电流最大,故AD错误;
B.线圈转动到如图所示位置时,根据右手定则可知线圈内部电流的方向由b流向a,由于电源内部电流从低电势流向高电势,所以a端电势高于b端电势,故B正确;
C.若从图示位置开始计时,线圈产生的电动势瞬时值表达式为
其中电动势的峰值为
又因为
联立解得
所以线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率有关,故C错误。
故选B。
5. 如图所示为密立根油滴实验示意图,两块水平放置的平行金属板分别与电源的正负极相接,板间产生匀强电场。用一个喷雾器把许多油滴从上板中间的小孔喷入电场。油滴从喷口出来时由于摩擦而带负电,油滴的大小、质量各不相同。油滴进入电场时的初速度、油滴间的相互作用及空气对油滴的浮力忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 悬浮的油滴所带的电荷量一定相等
B. 若某油滴向下加速运动,则重力和静电力的合力做负功
C. 若某油滴向下加速运动,仅增加平行金属板间距离,可使该油滴处于平衡状态
D. 若某油滴悬浮不动,断开电源与平行金属板的连接,仅减小平行金属板间距离则该油滴仍不动
【答案】D
【解析】
【详解】A.油滴进入电场后受重力与电场力的作用,若油滴悬浮不动,说明重力与电场力平衡,即
则
由于油滴的质量各不相同,则油滴所带的电荷量也不同,故A错误;
B.若某油滴向下加速运动,根据动能定理可知,重力与静电力的合力做正功,故B错误;
C.若某油滴向下加速运动,说明重力大于电场力。当增加平行金属板间的距离时,根据可知,由于不变,故两金属板间的电场强度将减小,则电场力也会减小,所以不可能使该油滴处于平衡状态,故C错误;
D.若油滴悬浮不动,说明重力与电场力平衡。当断开电源与平行金属板的连接时,金属板所带的电量将保持不变,若仅减小平行金属板间的距离,由于
所以两金属板间的电场强度不变,因此该油滴仍悬浮不动,故D正确。
故选D。
6. 如图所示电路,电源内阻为r,两相同灯泡电阻均为R,其中与一光敏电阻(阻值随光照强度增大而减小)串联,D为理想二极管(具有单向导电性),电表均为理想电表。闭合S后,一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。现装置所处位置光照强度变大,电压表、示数变化量绝对值分别为、,电流表示数变化量为,则下列说法中错误的是( )
A. 两灯泡逐渐变亮 B. 油滴将向下运动
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.光敏电阻阻值减小→总电阻减小→总电流增大→两个灯泡的电流都增大,功率增大,因此两灯都变亮,故A正确;
B.总电流增大,故内电压增大,所以外电压减小,即V1的示数减小,而L1的电压变大,所以并联部分L2的电压减小,所以V2的示数及电容器板间电压变小,应放电,但二极管的单向导电性使电荷不能放出,由于Q不变,则由,
得
可知E不变,油滴静止不动,故B错误;
C.把L1电阻R看作电源内阻一部分,就是两端电压的增加量,也是电容器两板间电压减少量,则,故C正确;
D.由闭合电路欧姆定律可得
所以,故D正确。
故选B。
7. 一定质量的理想气体经历a→b→c→d→a四段状态变化过程,其图像如图所示。其中da延长线与横轴的交点为,bc和cd分别平行于横轴和纵轴,b、c、d三个状态的体积关系为,下列说法正确的是( )
A. 从a到b,气体的体积不变
B. 从b到c,单位时间碰撞单位面积器壁的分子数增加
C. c、d两状态的体积之比为2:3
D. 从b到c的过程气体从外界吸收的热量大于从c到d的过程气体从外界吸收的热量
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据得
可知图像上的点与(-273.15,0)连线的斜率与气体体积有关,从a到b,斜率增大,则气体的体积减小。故A错误;
B.从b到c,压强不变,温度升高,则体积变大,单位体积内分子数减少,则单位时间碰撞单位面积器壁的分子数减少。故B错误;
C.d到a等容过程有
c到d等温过程有
联立解得
故C错误;
D.由,联立解得
bcd过程的图如下
由图可知,b到c和c到d的体积差相等。由于图线与横坐标围成的面积表示气体对外界做的功,显然
b到c,气体温度升高,内能增加,根据热力学第一定律得
c到d,气体温度不变,内能不变,根据热力学第一定律得
联立可得
故D正确。
故选D。
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分)
8. 如图所示,质量为2kg的小车A置于光滑水平地面上,其右侧是一半径为1m的光滑圆弧轨道,圆弧轨道对应圆心角为60°,小车水平部分粗糙。质量为0.99kg的滑块B静止于小车的左端,现被水平飞来的质量为0.01kg、速度为700m/s的子弹C击中,子弹立即停留在滑块B中,之后B在小车上滑动,与粗糙部分动摩擦因数为0.5,且从圆弧轨道的最高点离开小车,B上升的最高点距小车顶端的高度为0.15m。滑块B可视为质点,不计空气阻力,g取,则下列说法正确的是( )
A. 子弹C刚停留在滑块B中时,滑块B的速度大小为7m/s
B. 滑块B离开小车瞬间的速度大小为
C. 小车粗糙水平面的长度为1.9m
D. 滑块B离开小车后再下落到与小车顶端等高时,距离顶端
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.设小车A、滑块B、子弹C的质量分别为m1、m2、m3,子弹击中滑块B的过程,子弹与滑块B组成的系统动量守恒,则
解得=7m/s,故A正确;
B.从圆弧轨道的最高点离开小车,滑块B上升的最高点距小车顶端的高度为0.15m,则滑块B离开小车时竖直方向的分速度
滑块B离开小车瞬间,以小车为参照物,滑块B相对于小车沿水平方向的分速度
从滑块B开始滑动到离开小车,以水平向右的方向为正方向,系统水平方向动量守恒,得
其中
解得,
所以滑块B离开小车瞬间的速度大小,故B错误;
C.滑块B开始滑动到离开小车瞬间,由能量守恒定律得
解得小车粗糙水平面的长度,故C正确;
D.滑块B离开小车后,以小车为参照物,滑块B做竖直上抛运动,则再次返回小车所需要的时间为
则滑块B离开小车后再下落到与小车顶端等高时,距离顶端,故D正确。
故选ACD。
9. 如图所示,一列简谐横波在足够长的均匀长直介质中沿轴正方向传播。时,处的质点由静止开始向下运动;时,点位于的波谷位置,处的质点第一次到达的波峰位置。下列说法正确的是( )
A. 波源的起振方向沿轴正方向
B. 波的传播速度可能为
C. 时,处质点速度的大小一定为
D. 时,处质点加速度的大小可能为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.t=0时质点P开始向下运动,所有质点起振方向与波源一致,因此波源起振方向沿y轴负方向,故A错误;
B.t=0时质点P开始向下运动,时,质点P在波谷,因此()
间距,波从传到的时间
向下起振,第一次到达波峰需要,总时间满足
综合可得
当时,,故B正确;
C.波传到的时间
时该质点振动时间
质点振动半个周期的整数倍后,质点一定在平衡位置处,速度最大,大小不为零,故C错误;
D. 时,处质点振动时间
振动方程
加速度大小
当时,,,
因此,满足条件,故D正确。
故选BD。
10. 一边长为1m、质量0.5kg的正方形金属线框abcd静止在光滑绝缘水平面上,线框总电阻为4Ω,整个装置处在垂直水平面向外、磁感应强度为2T的匀强磁场中,线框ab边与磁场边界MN重合,如图所示。现用水平向左的外力F将线框拉出磁场,且外力与时间的函数关系为F=b+kt,b和k均为常数,力的单位为N。在线框穿出磁场的过程中( )
A. 若b=5、k=10,线框穿出磁场所需时间为s
B. 若b=5、k=10,线框穿出磁场过程产生的热量为J
C. 若b=5、k=5,线框穿出磁场过程通过回路的电荷量为0.5C
D. 若b=5、k=5,线框穿出磁场时的速度为m/s
【答案】AC
【解析】
【详解】A.若b=5、k=10,则线框初始受拉力为
根据牛顿第二定律有
解得,初始加速度
经极短时间,线框所受拉力增大为
速度增大为
此时线框所受安培力
根据牛顿第二定律有
联立解得,此时的加速度仍为,即物体可保持原加速度做匀加速直线运动。
由于,,根据运动学公式
解得,线框穿出磁场所需时间为,故A正确;
B.电流强度为
线框穿出磁场过程产生的热量为
,故B错误;
C.无论b、k取何值,电荷量总满足公式,故C正确;
D.若b=5、k=5,物体做加速度非均匀变化的直线运动,进而无法求出穿出磁场的速度,故D错误。
故选AC。
三、实验题(本题2小题;合计18分)
11. (1)某同学欲测量一新型电阻的阻值:他先用多用电表的欧姆挡测量,发现指针偏转角度过大,于是他应采取的措施是___________。
A.量程选择合适,可以进行下一步实验
B.换用欧姆挡,重新进行欧姆调零后测量
C.换用欧姆挡,重新进行欧姆调零后测量
(2)现有如下器材可用于精确测量该新型电阻的阻值:
A.电源E(电动势为、内阻约为)
B.电压表(量程、内阻)
C.电流表(量程、内阻约),电流表(量程、内阻)
D.滑动变阻器(阻值最大值,额定电流),滑动变阻器(阻值最大值,额定电流0.50A)
E.定值电阻(阻值)
F.导线若干,开关一只
(3)选择合适的仪器在方框内画出实验电路,要求测量结果尽可能准确且电压从零开始变化(标出仪器代号)___________。
(4)某次测量时电压表示数为,电流表示数为,则待测电阻___________(用题中所给符号表示)。此测量值___________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值
【答案】 ①. B ②. 见详解 ③. ④. 等于
【解析】
【详解】[1]欧姆表的刻度盘是反向的,在最右端,在最左端,“指针偏转角度过大”意味着指针非常靠近刻度盘的右端,即接近,电阻较小,原挡位偏大,为了获得更准确的测量结果,应换用更小的倍率挡,即挡位,并重新进行欧姆调零,故B正确。
故选B。
[2]由于电路需要从零开始进行调节,故滑动变阻器采用分压式接法,调节方便应选择;
根据(1)分析可知几十欧姆到一百欧姆,取,,故电流表选择;
电压表量程不足需要串联一个定值电阻扩充量程,即选择和;
由于电压表内阻已知,电压表分流可求,为了得到的准确电压与电流,应采用电流表外接法。
实验电路如下图。
[3]根据设计电路及电表改装原理,
[4]由于电压表内阻已知,电压表分流可求,从而可知的准确电压与电流,故可以做到无系统误差,测量值等于真实值。
12. 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过定滑轮,轻绳两端分别连接物块P与感光细钢柱K,两者质量均为,钢柱K下端与质量为的物块Q相连。铁架台下部固定一个电动机,电动机竖直转轴上装一支激光笔,电动机带动激光笔绕转轴在水平面内匀速转动,每转一周激光照射在细钢柱表面时就会使细钢柱感光并留下痕迹,初始时P、K、Q组成的系统在外力作用下保持静止,轻绳与细钢柱均竖直,查得当地重力加速度为。
(1)开启电动机,待电动机以的角速度匀速转动后。将P、K、Q组成的系统由静止释放,Q落地前,激光器在细钢柱K上留下感光痕迹。取下K,用刻度尺测出感光痕迹间的距离如图乙所示。细钢柱K上留下的相邻感光痕迹点的时间间隔是_________,激光束照射到点时,细钢柱速度大小为_________(计算结果保留2位有效数字)。
(2)经判断P、K、Q组成的系统由静止释放时激光笔光束恰好经过点。参照图乙,经计算,在段,系统动能的增加量_________(计算结果保留3位有效数字),重力势能的减少量________J(计算结果保留3位有效数字),该实验存在一定的误差,请写出一条可能的原因:_________。
【答案】(1) ①. 0.05 ②. 1.0
(2) ①. 0.240 ②. 0.245 ③. 滑轮的质量不可忽略或绳与滑轮之间有摩擦或空气阻力
【解析】
【小问1详解】
[1][2]根据角速度与周期的关系有
根据运动学公式
【小问2详解】
[1][2][3]在段,系统动能的增加量为
重力势能的减少量为。
滑轮的质量不可忽略,滑轮转动时有动能,或绳与滑轮之间有摩擦,或空气阻力导致系统重力势能的减少量大于物块与钢柱的动能增加量。
四、解答题(3小题,36分)
13. 如图所示,一竖直放置的绝热圆柱形汽缸上端开口,其顶端有一卡环,导热活塞M、绝热活塞N将两部分理想气体A、B封闭在汽缸内。初始时,A、B两部分气体的温度均为,活塞距卡环的距离为0.5L,两活塞的间距为,活塞距汽缸底的距离为3L;现用加热装置(体积忽略不计)缓慢加热气体B,使其温度升高。已知外界大气压为,环境温度为且保持不变,汽缸的横截面积为,两活塞的厚度、质量及活塞与汽缸之间的摩擦均忽略不计。求:
(1)活塞M刚好到达卡环处时,气体B的温度;
(2)当气体B温度达到时,卡环对活塞的作用力大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
在活塞到达卡环前,活塞质量忽略不计,受力平衡,所以气体的压强始终为
活塞导热,环境温度保持为,因此气体始终满足等温变化,即
对气体由理想气体状态方程知,因其压强和温度都不变,所以体积不变。故两活塞间距始终为,即活塞、一起上升。初态时气体的高度为,当活塞恰好到达卡环时,活塞上升了,因此活塞也上升了,于是气体的高度变为
又由于活塞质量忽略不计,始终受力平衡,所以在这一阶段
即气体做等压膨胀。由盖吕萨克定律,
代入,得。
【小问2详解】
从活塞刚好顶到卡环开始继续加热,活塞位置固定不动。设此时两活塞间距离为,则气体的体积为
由于气体始终与环境通过导热活塞保持热平衡,所以它做等温变化。以活塞刚碰到卡环时为初态,有
故
而活塞受力平衡,所以
此时气体的高度为
所以体积为
对气体,取活塞刚碰到卡环时为初态,彼时,,
末态时
由理想气体状态方程,有
代入,得
解得
因此末态气体的压强为
再对活塞受力分析:下方气体对它向上的压力为,上方大气对它向下的压力为,卡环对它向下的作用力为。由平衡条件
所以
因此。
14. 如图所示,竖直面内有一光滑圆弧轨道,半径,圆弧所对的圆心角,轨道最低点B与水平传送带左端相切,传送带BC长,以速率顺时针匀速转动。质量的长木板Q静止在C点右侧的水平地面上,Q与地面间的动摩擦因数,Q上表面与BC平齐。质量的物块P从圆弧轨道的最高点A由静止释放,P与传送带及Q间的动摩擦因数均为。不计物块P的大小,已知,,重力加速度取。
(1)求P经过B点时对轨道的压力大小;
(2)求P从B点运动到C点所用的时间;
(3)求P、Q之间因摩擦产生的热量及Q在地面上运动的距离。
【答案】(1)18N (2)0.8s
(3),
【解析】
【小问1详解】
物块P从A点静止下滑至B,由机械能守恒得
解得
在B点,由牛顿第二定律得
联立解得
由牛顿第三定律可知P经过B点时对轨道的压力大小为。
【小问2详解】
物块P在传送带上滑动时,由牛顿第二定律得
解得
减速至与传送带同速的时间为
此阶段物块的位移为
共速后,物块与传送带保持相对静止做匀速直线运动,匀速运动的时间为
则P从B点运动到C点所用的时间为
【小问3详解】
P在Q上滑动时,对P由牛顿第二定律得
解得
对Q由牛顿第二定律得
解得
设P、Q共速所用时间为,则
解得,
P、Q间的相对位移为
故P、Q之间因摩擦产生的热量为
产生的热量为
共速前Q加速阶段位移大小为
P、Q共速后一起做匀减速直线运动,对整体由牛顿第二定律得
解得
Q减速阶段位移大小为
则Q在地面上运动的距离为
15. 高能粒子实验装置是用以发现高能粒子并研究其特性的主要实验工具,图示为某种该装置的简化模型。在y轴沿竖直方向的直角坐标系xOy中,在第一象限内有与y轴负方向平行的匀强电场,电场强度大小;第二象限内有磁感应强度大小、方向垂直纸面向里的匀强磁场I;y<0的区域内有磁感应强度大小B、方向垂直纸面向外的匀强磁场Ⅱ。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点(,)以速率v0沿轴负方向开始运动,经磁场偏转后过C点进入电场,经电场偏转后过D点进入磁场Ⅱ。粒子在磁场Ⅱ中还受到与速度大小成正比、方向相反的阻力,比例系数为k;当粒子在磁场Ⅱ中运动到x轴上的P点(未画出)时恰好沿轴正方向做直线运动;x轴上无电场、磁场存在,不计粒子重力。求:
(1)C点距坐标原点O的距离;
(2)粒子从A点运动到D点的时间t;
(3)D、P两点间的距离d。
【答案】(1)L (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
画出粒子的运动轨迹,如图1所示
由洛伦兹力提供向心力得
可得粒子在第二象限内做圆周运动的半径
粒子在第二象限的运动轨迹恰好是圆弧,垂直y轴进入第一象限,则C点距坐标原点O的距离
【小问2详解】
粒子在第二象限中运动的时间
粒子在电场中做类平抛运动,可得,
联立解得
粒子从点运动到点的时间
【小问3详解】
粒子过点后,取一小段时间,粒子受力情况及矢量分解如图2所示
根据动量定理在方向上可得
两边同时对过程求和可得
其中,,
联立可得
解得
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西安高级中学2026届模拟测试物理试题(五)
注意事项:
1.本试题共6页,满分100分,时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将自己的姓名、准考证号、座位号填写在本试卷上。
3.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B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,再选涂其他答案标好。涂写在本试卷上无效。作答非选择题时将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
4考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1. 如图所示,竖直平面内的圆弧是无人机以恒定速率在空中表演的部分运动轨迹,其中点与圆心等高。无人机运动过程中只受重力、驱动力、大小恒定且与速度方向始终相反的阻力作用。在无人机从运动到的过程中,下列说法正确的是( )
A. 机械能守恒 B. 合外力做正功 C. 重力的功率不变 D. 驱动力的功率减小
2. 如图所示,平板小车沿水平面做直线运动,小车顶部用细线悬挂着质量为m小球A,细线偏离竖直方向θ角,小车底部斜面上放有一质量为m的物块B,斜面倾角θ角,小球A和物块B都相对小车静止,则平板小车运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 小车水平运动的加速度大小为gsinθ
B. 小球A受到细线拉力大小为mgtanθ
C. 小车一定向左做匀加速直线运动
D. 小物块B不受摩擦力
3. 如图所示为神舟十三号载人飞船,与空间站交会对接前的变轨示意图。下列说法正确的是( )
A. 神舟十三号沿着轨道Ⅰ运动,环绕速度大于第一宇宙速度
B. 空间站内乒乓球下沉,浮力消失,是失重状态的体现,同时能用弹簧测力计测量出重力大小
C. 飞船在轨道Ⅱ运行时,经过M、N两点时,N点的机械能最大
D. 神舟十三号在M点从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ,发动机需朝运动反方向点火;与空间站交会对接前需减速,发动机需朝运动方向点火
4. “海上充电宝”-南鲲号是一个利用海浪发电的大型海上电站,其发电原理:海浪带动浪板上下摆动,从而驱动发电机转子转动,其中浪板和转子的连接装置使转子只能单方向转动。图示时刻线圈平面与磁场方向平行,若转子带动线圈逆时针转动并向外输出电流,则下列说法正确的是( )
A. 线圈转动到如图所示位置时感应电流最小
B. 线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势
C. 线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率无关
D. 线圈转动到如图所示位置时电流方向发生变化
5. 如图所示为密立根油滴实验示意图,两块水平放置的平行金属板分别与电源的正负极相接,板间产生匀强电场。用一个喷雾器把许多油滴从上板中间的小孔喷入电场。油滴从喷口出来时由于摩擦而带负电,油滴的大小、质量各不相同。油滴进入电场时的初速度、油滴间的相互作用及空气对油滴的浮力忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 悬浮的油滴所带的电荷量一定相等
B. 若某油滴向下加速运动,则重力和静电力的合力做负功
C. 若某油滴向下加速运动,仅增加平行金属板间距离,可使该油滴处于平衡状态
D. 若某油滴悬浮不动,断开电源与平行金属板的连接,仅减小平行金属板间距离则该油滴仍不动
6. 如图所示电路,电源内阻为r,两相同灯泡电阻均为R,其中与一光敏电阻(阻值随光照强度增大而减小)串联,D为理想二极管(具有单向导电性),电表均为理想电表。闭合S后,一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。现装置所处位置光照强度变大,电压表、示数变化量绝对值分别为、,电流表示数变化量为,则下列说法中错误的是( )
A. 两灯泡逐渐变亮 B. 油滴将向下运动
C. D.
7. 一定质量的理想气体经历a→b→c→d→a四段状态变化过程,其图像如图所示。其中da延长线与横轴的交点为,bc和cd分别平行于横轴和纵轴,b、c、d三个状态的体积关系为,下列说法正确的是( )
A. 从a到b,气体的体积不变
B. 从b到c,单位时间碰撞单位面积器壁的分子数增加
C. c、d两状态的体积之比为2:3
D. 从b到c的过程气体从外界吸收的热量大于从c到d的过程气体从外界吸收的热量
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分)
8. 如图所示,质量为2kg的小车A置于光滑水平地面上,其右侧是一半径为1m的光滑圆弧轨道,圆弧轨道对应圆心角为60°,小车水平部分粗糙。质量为0.99kg的滑块B静止于小车的左端,现被水平飞来的质量为0.01kg、速度为700m/s的子弹C击中,子弹立即停留在滑块B中,之后B在小车上滑动,与粗糙部分动摩擦因数为0.5,且从圆弧轨道的最高点离开小车,B上升的最高点距小车顶端的高度为0.15m。滑块B可视为质点,不计空气阻力,g取,则下列说法正确的是( )
A. 子弹C刚停留在滑块B中时,滑块B的速度大小为7m/s
B. 滑块B离开小车瞬间的速度大小为
C. 小车粗糙水平面的长度为1.9m
D. 滑块B离开小车后再下落到与小车顶端等高时,距离顶端
9. 如图所示,一列简谐横波在足够长的均匀长直介质中沿轴正方向传播。时,处的质点由静止开始向下运动;时,点位于的波谷位置,处的质点第一次到达的波峰位置。下列说法正确的是( )
A. 波源的起振方向沿轴正方向
B. 波的传播速度可能为
C. 时,处质点速度的大小一定为
D. 时,处质点加速度的大小可能为
10. 一边长为1m、质量0.5kg的正方形金属线框abcd静止在光滑绝缘水平面上,线框总电阻为4Ω,整个装置处在垂直水平面向外、磁感应强度为2T的匀强磁场中,线框ab边与磁场边界MN重合,如图所示。现用水平向左的外力F将线框拉出磁场,且外力与时间的函数关系为F=b+kt,b和k均为常数,力的单位为N。在线框穿出磁场的过程中( )
A. 若b=5、k=10,线框穿出磁场所需时间为s
B. 若b=5、k=10,线框穿出磁场过程产生的热量为J
C. 若b=5、k=5,线框穿出磁场过程通过回路的电荷量为0.5C
D. 若b=5、k=5,线框穿出磁场时的速度为m/s
三、实验题(本题2小题;合计18分)
11. (1)某同学欲测量一新型电阻的阻值:他先用多用电表的欧姆挡测量,发现指针偏转角度过大,于是他应采取的措施是___________。
A.量程选择合适,可以进行下一步实验
B.换用欧姆挡,重新进行欧姆调零后测量
C.换用欧姆挡,重新进行欧姆调零后测量
(2)现有如下器材可用于精确测量该新型电阻的阻值:
A.电源E(电动势为、内阻约为)
B.电压表(量程、内阻)
C.电流表(量程、内阻约),电流表(量程、内阻)
D.滑动变阻器(阻值最大值,额定电流),滑动变阻器(阻值最大值,额定电流0.50A)
E.定值电阻(阻值)
F.导线若干,开关一只
(3)选择合适的仪器在方框内画出实验电路,要求测量结果尽可能准确且电压从零开始变化(标出仪器代号)___________。
(4)某次测量时电压表示数为,电流表示数为,则待测电阻___________(用题中所给符号表示)。此测量值___________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值
12. 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过定滑轮,轻绳两端分别连接物块P与感光细钢柱K,两者质量均为,钢柱K下端与质量为的物块Q相连。铁架台下部固定一个电动机,电动机竖直转轴上装一支激光笔,电动机带动激光笔绕转轴在水平面内匀速转动,每转一周激光照射在细钢柱表面时就会使细钢柱感光并留下痕迹,初始时P、K、Q组成的系统在外力作用下保持静止,轻绳与细钢柱均竖直,查得当地重力加速度为。
(1)开启电动机,待电动机以的角速度匀速转动后。将P、K、Q组成的系统由静止释放,Q落地前,激光器在细钢柱K上留下感光痕迹。取下K,用刻度尺测出感光痕迹间的距离如图乙所示。细钢柱K上留下的相邻感光痕迹点的时间间隔是_________,激光束照射到点时,细钢柱速度大小为_________(计算结果保留2位有效数字)。
(2)经判断P、K、Q组成的系统由静止释放时激光笔光束恰好经过点。参照图乙,经计算,在段,系统动能的增加量_________(计算结果保留3位有效数字),重力势能的减少量________J(计算结果保留3位有效数字),该实验存在一定的误差,请写出一条可能的原因:_________。
四、解答题(3小题,36分)
13. 如图所示,一竖直放置的绝热圆柱形汽缸上端开口,其顶端有一卡环,导热活塞M、绝热活塞N将两部分理想气体A、B封闭在汽缸内。初始时,A、B两部分气体的温度均为,活塞距卡环的距离为0.5L,两活塞的间距为,活塞距汽缸底的距离为3L;现用加热装置(体积忽略不计)缓慢加热气体B,使其温度升高。已知外界大气压为,环境温度为且保持不变,汽缸的横截面积为,两活塞的厚度、质量及活塞与汽缸之间的摩擦均忽略不计。求:
(1)活塞M刚好到达卡环处时,气体B的温度;
(2)当气体B温度达到时,卡环对活塞的作用力大小。
14. 如图所示,竖直面内有一光滑圆弧轨道,半径,圆弧所对的圆心角,轨道最低点B与水平传送带左端相切,传送带BC长,以速率顺时针匀速转动。质量的长木板Q静止在C点右侧的水平地面上,Q与地面间的动摩擦因数,Q上表面与BC平齐。质量的物块P从圆弧轨道的最高点A由静止释放,P与传送带及Q间的动摩擦因数均为。不计物块P的大小,已知,,重力加速度取。
(1)求P经过B点时对轨道的压力大小;
(2)求P从B点运动到C点所用的时间;
(3)求P、Q之间因摩擦产生的热量及Q在地面上运动的距离。
15. 高能粒子实验装置是用以发现高能粒子并研究其特性的主要实验工具,图示为某种该装置的简化模型。在y轴沿竖直方向的直角坐标系xOy中,在第一象限内有与y轴负方向平行的匀强电场,电场强度大小;第二象限内有磁感应强度大小、方向垂直纸面向里的匀强磁场I;y<0的区域内有磁感应强度大小B、方向垂直纸面向外的匀强磁场Ⅱ。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点(,)以速率v0沿轴负方向开始运动,经磁场偏转后过C点进入电场,经电场偏转后过D点进入磁场Ⅱ。粒子在磁场Ⅱ中还受到与速度大小成正比、方向相反的阻力,比例系数为k;当粒子在磁场Ⅱ中运动到x轴上的P点(未画出)时恰好沿轴正方向做直线运动;x轴上无电场、磁场存在,不计粒子重力。求:
(1)C点距坐标原点O的距离;
(2)粒子从A点运动到D点的时间t;
(3)D、P两点间的距离d。
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