精品解析:江西景德镇市乐平市第三中学2025-2026学年高三下学期5月阶段检测物理试卷
2026-05-07
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 江西省 |
| 地区(市) | 景德镇市 |
| 地区(区县) | 乐平市 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.69 MB |
| 发布时间 | 2026-05-07 |
| 更新时间 | 2026-05-07 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57739671.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
乐平三中高三物理5月月考试卷
一、单选题(每小题4分,总计28分)
1. 下列有关电磁振荡、电磁波、电磁驱动、电磁感应现象的四幅图像说法正确的是( )
A. 对甲图,电容器处于放电状态,电场能正在向磁场能转化
B. 对乙图,电磁波是横波,在传播方向上的任一点,和彼此垂直且均与传播方向平行
C. 对丙图,从上向下看,当蹄形磁体绕竖直轴逆时针转动时,线圈也逆时针转动,且转速比磁体大
D. 对丁图,圆环由磁体N极向下平移到磁体S极的过程中,磁感应强度先减小后增大,磁通量先减小后增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.对甲图,电容器上极板带正电,电路中电流为顺时针方向,可知电容器处于放电状态,电场能正在向磁场能转化,A正确;
B.对乙图,电磁波是横波,在传播方向上的任一点,和彼此垂直且均与传播方向垂直,B错误;
C.对丙图,根据电磁驱动原理,从上向下看,当蹄形磁体绕竖直轴逆时针转动时,线圈也逆时针转动,且转速比磁体小,C错误;
D.对丁图,圆环由磁体N极向下平移到磁体S极的过程中,磁感线先疏后密,则磁感应强度先减小后增大,磁铁内部向上穿过线圈的磁感线条数不变,外部向下穿过线圈的磁感线先减小后增加,可知磁通量先增大后减小,D错误。
故选A。
2. 如图所示,光电管的阴极K由某种金属材料制成,现用一束单色光由窗口射入光电管后,照射阴极K。下列说法正确的是( )
A. 只要入射光的强度足够大,电流表一定有示数
B. 只要入射光的频率足够大,电流表就会有示数
C. 若将电源换成导线,电流表一定没有示数
D. 电源电压过低时,无论用何种光照射,电流表一定没有示数
【答案】B
【解析】
【详解】AB.能否发生光电效应要看入射光的频率是否大于金属的极限频率,如果入射光的频率小于金属的极限频率,即使入射光的强度足够大,也不会发生光电效应,即电流表不一定有示数,只有当入射光的频率足够大,才可能发生光电效应,电流表才会有示数,选项A错误,B正确;
C.若能发生光电效应,则若将电源换成导线,电流表也会有示数,选项C错误;
D.因所加电压为正向电压,若能发生光电效应,即使电源电压过低时,电流表也会有示数,选项D错误。
故选B。
3. 如图,两小球M、N从同一高度同时分别以v1和v2的初速度水平抛出,经过时间t都落在了倾角θ=30°的斜面上的A点,其中小球N垂直打到斜面上。不计空气阻力,初速度v1、v2大小之比为( )
A. 3:2 B. 3:1 C. 2:1 D. 4:1
【答案】A
【解析】
【详解】小球在竖直方向做自由落体运动,设竖直位移为h,根据自由落体运动规律可知,两小球运动时间相同,对小球M,有
对小球N,有
联立可得
故选A。
4. 如图甲所示为一平静的水面,各点在同一条直线上,相邻两点间的距离均为,a、i两点各有一个振源且均由时刻开始振动(振动方向与直线垂直),、振源的振动图像分别如图乙、图丙所示,且形成的水波的波速。下列说法正确的是( )
A. 点刚开始振动时的方向竖直向上
B. 点的振幅为
C. a、i两点间(不包括a、i)有3个加强点
D. a、i两点间(不包括a、i)有3个减弱点
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图乙可知,振源a在时刻沿y轴负方向运动,即振源a起振方向沿y轴负方向运动,点距离振源a近一些,可知,点刚开始振动时的方向竖直向下,故A错误;
B.点到两振源间距相等,根据图乙、丙可知,两振源周期、频率相等,振动方向始终相反,则点为振动减弱点,可知,点的振幅为0,故B错误;
C.周期为2s,则波长
由于两振源周期、频率相等,振动方向始终相反,令,a、i两点间振动加强点距离a间距为x,则有,(n=0,±1,±2,±3…)
其中
解得n取-2,-1,1,0,即a、i两点间(不包括a、i)有4个加强点,故C错误;
D.令a、i两点间振动减弱点距离a间距为x,则有,(n=0,±1,±2,±3…)
其中
解得n取0,1,-1,即a、i两点间(不包括a、i)有3个减弱点,故D正确。
故选D。
5. 在先进芯片制造的晶圆中测环节,硅片表面的纳米级平整度直接决定了后续光刻、刻蚀等工艺的精度。技术人员常采用空气劈尖干涉法实现高精度检测,利用薄膜上下表面反射光的光程差形成干涉条纹,通过条纹的形态与分布判断硅片表面状态。实验装置示意图如下,下列说法正确的是( )
A. 若硅片某一位置表面向下凹陷,干涉条纹会向空气薄膜变厚的方向弯曲
B. 若将装置由原来空气环境移入水中,实验观察到的干涉条纹间距会减小
C. 若增大玻璃板与硅片的夹角,相邻亮条纹对应的空气薄膜厚度差会增大
D. 若使用黄色、蓝色两种单色光同时照射,则蓝色光形成的条纹间距更宽
【答案】B
【解析】
【详解】A.若硅片某一位置表面向下凹陷,空气薄膜的厚度增加,上下表面反射光的光程差增加,使得条纹向薄的方向弯曲,故A错误;
B.水中光的传播速度小于在真空中的光速,根据
光的波长会减小,根据干涉条纹间距与波长的关系
可知条纹间距也会减小,故B正确;
C.根据干涉的原理,相邻亮条纹之间对应的空气薄膜厚度差应为半个波长(光程差的变化应为一个波长,即),夹角变化对此无影响,故C错误;
D.黄色与蓝色光相比黄光的波长更长,所以黄色光形成的条纹间距更宽,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,在水平向左且足够大的匀强电场中,一长为L的绝缘细线一端固定于O点,另一端系着一个质量为m、电荷量为q的带电小球,小球静止在M点。现给小球一垂直于OM的初速度,使其在竖直面内绕O点沿顺时针方向恰好能做完整的圆周运动,AB为圆的竖直直径。已知A点电势为0,OM与竖直方向的夹角,重力加速度大小为g。则( )
A. 电场强度E的大小为
B. 小球电势能最大值为
C. 小球在M点初速度为
D. 小球运动到B点时突然剪断细线后,小球运动过程中速度的最小值为
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球静止在点,受力分析如图,可知小球带正电。由平衡条件有
解得,故A错误。
B.带电小球运动到最右侧的时候电势能最大,此时带电小球距离点沿电场方向的距离为,所以带电小球的电势能为,即,故B错误。
C.带电小球恰能完成完整的圆周运动,则在等效最高点有
从点到等效最高点过程,根据动能定理有
代入解得,故C错误。
D.剪断细线后,小球相对于合力方向做类斜抛运动,当小球在合力方向上的分速度为0时,合速度最小。从到,由动能定理有
解得
剪断细线后,当速度与合外力垂直时速度最小,则最小速度,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,水平方向上A、B两点间距离为4m,C点位于B点正上方3m处,空间内存在与A、B、C所在平面平行的匀强电场。一质量的带正电小球从A点在平面内以初速度大小沿不同的方向抛出,第一次抛出小球经过B点时的动能为36J;第二次抛出小球经过C点时的动能为54J,重力加速度大小,。下列说法正确的是( )
A. 电场强度的方向与A、B所在直线平行
B. 电场强度的方向与A、B所在直线的夹角为45°
C. 小球第二次抛出时的初速度方向可能水平向右
D. 小球第二次抛出时的初速度方向可能竖直向上
【答案】B
【解析】
【详解】AB.小球在A点的动能,
又,
第一次小球从A点运动到B点只有电场力做功,则该过程电场力做功
第二次小球从A点运动到C点,设电场力做功为,则由动能定理
得
若小球从B点运动到C点,设电场力做功,则有
得
A、B两点的电势差与B、C两点的电势差之比
设电场强度的方向与A、B所在直线夹角为,斜向上,电场强度大小为,又因为
解得,
故,故电场强度的方向与A、B所在直线的夹角为45°
故A错误,B正确;
CD.设电场强度沿方向的分量为,小球电荷量为,则
得电场力沿方向的分量
电场力沿方向的分量
小球沿方向所受合力
小球沿方向所受合力
有
故小球所受合力方向沿,故小球第二次抛出时的初速度方向沿方向,故CD错误。
故选B。
二、多选题(每小题6分,总计18分)
8. 中国空间站天和核心舱配备了四台国产化的LHT-100霍尔推进器,其简化的工作原理如图所示。放电通道两端的电极A、B间存在一加速电场,工作时,工作物质氙气进入放电通道后立即被电离为一价氙离子,再经电场加速喷出,形成推力。单台推进器每秒喷出的一价氙离子数个,速度,单个氙离子的质量为,电子电荷量,不计一切阻力,计算时取氙离子的初速度为零,忽略离子之间的相互作用,则( )
A. A、B两电极间的加速电压为
B. A、B两电极间的加速电压为
C. 单台霍尔推进器产生的平均推力大小约为
D. 单台霍尔推进器向外喷射氙离子形成的电流约为
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB.氙离子经电场加速,根据动能定理有
解得,A正确,B错误;
C.根据动量定理可得
代入数据解得,C正确;
D.单台霍尔推进器向外喷射氙离子形成的电流,D正确。
故选ACD。
9. 神舟十八号载人飞船与天和核心舱对接过程的示意图如图所示,天和核心舱处于圆轨道III;神舟十八号飞船处于圆轨道,通过变轨操作后,沿椭圆轨道II运动到处与天和核心舱对接。天和核心舱在距离地面约的轨道上运行。则神舟十八号飞船( )
A. 由轨道II变换到轨道III需要在点减速
B. 在轨道和轨道上分别经过点时加速度相同
C. 在轨道II上经过点向点运动时速度大小将增大
D. 在处与天和核心舱对接后,其线速度小于第一宇宙速度
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由轨道II变换到轨道III需要在点加速,故A错误;
B.根据牛顿第二定律有
解得
故在轨道和轨道上分别经过点时加速度相同,故B正确;
C.根据开普勒第二定律可知,轨道II上经过点向点运动时速度大小将减小,故C错误;
D.第一宇宙速度是最大的环绕速度,在处与天和核心舱对接后,其线速度小于第一宇宙速度,故D正确;
故选BD。
10. 如图甲所示,一质量为M的小车静止在光滑水平地面上,其左端P点与平台等高接触。小车上表面PQ是一段光滑的圆弧轨道,其末端P切线水平。质量为m的小球以水平速度冲上小车的圆弧轨道。测得在水平方向上小球与小车的速度大小分别为,作出其关系图像如图乙所示。已知水平台面高,小球可视为质点,重力加速度取。则下列说法正确的是( )
A. B. 小球上升的最大高度为
C. 小球离开小车时的速度大小为 D. 小球落地时与小车间的水平距离为1.6m
【答案】BD
【解析】
【详解】A.小车与小球组成的系统水平方向动量守恒,把图像中的速度值代入动量守恒关系中可得,即,A错误;
B.当小球与小车水平方向速度相同时,小球到达最高点,设共同速度为,小球能达到的最大高度为
水平方向动量守恒
机械能守恒
解得,B正确;
C.设小球与小车分离时,小球的速度为,小车的速度为
水平方向动量守恒
机械能守恒
解得,C错误;
D.小球与小车分离后做平抛运动
竖直方向
水平方向
解得,D正确。
故选BD。
三、实验题(总计16分)
11. 磷酸铁锂电池具有较高的安全性和能量密度,广泛应用于我国的电动汽车。某同学利用以下器材测量单体磷酸铁锂电池的电动势和内阻。
A. 磷酸铁锂电池(电动势约为3V,内阻为几百毫欧)
B. 电压表V
C. 毫安表A(量程200mA,内阻为)
D. 定值电阻
E. 定值电阻
F. 滑动变阻器(最大阻值为)
G. 开关、导线若干
根据提供的器材,设计电路如图甲所示。
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应滑至________________(选填“左”或“右”)端。
(2)根据实验需要,要把毫安表改装成更大量程的电流表A,则定值电阻应该与毫安表_________(选填“串”或“并”)联。
(3)电压表选择“”量程,连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,某次电压表读数如图乙所示,则读数____________V;此后多次记录电压表的示数、改装后电流表A的示数,作出图线如图丙所示,该磷酸铁锂电池的电动势_________V,内阻_________(计算结果保留两位有效数字)。
(4)利用图甲进行测量,该磷酸铁锂电池的内阻测量值____________(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)右 (2)并
(3) ①. 1.80 ②. 3.2 ③. 0.25
(4)偏小
【解析】
【小问1详解】
开关闭合前,滑动变阻器接入电路的阻值要最大,故滑片应该在右端。
【小问2详解】
实验中,要将定值电阻与毫安表并联分流,才能保证改装后的电流表能测量更大范围的电流。
【小问3详解】
[1] 电压表选量程,表盘上每小格代表0.1V,应估读到0.01V。
读数为
[2][3] 根据闭合电路欧姆定律得
整理得
由图乙可知图像的截距
图像斜率的绝对值
解得。
【小问4详解】
根据闭合电路欧姆定律得
整理得
图像的斜率
故。
12. 某同学用图甲所示装置通过M、N两弹性小球的碰撞来验证动量守恒定律,图甲中A是斜槽导轨,固定在水平桌面上,斜面BF顶端B点与斜槽导轨的水平末端相接。实验时先使M球从斜槽上某一固定位置静止释放,落到斜面上时记录纸上留下痕迹,重复上述操作10次,得到M球的10个落点痕迹,如图乙所示,刻度尺贴近斜面且零刻度线与B点对齐。再把N球放在斜槽导轨水平末端,让M球仍从原位置静止释放,和N球碰撞后两球分别在斜面记录纸上留下各自的落点痕迹,重复这种操作10次。(不考虑小球对斜面的二次碰撞)
(1)为了更精确地做好该实验,对两个碰撞小球的要求是M球的半径______N球的半径,M球的质量______N球的质量(填“小于”“等于”或“大于”)。
(2)由图乙可得M球不与N球碰撞时在斜面上的平均落点位置到B点的距离为______cm。
(3)若利用天平测出M球的质量,N球的质量,利用刻度尺测量平均落点位置C、D、E到B的距离分别为、、,由上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是______(用所给物理量的字母表示)。如果两球碰撞为弹性碰撞,还需要验证______(用所给物理量的字母表示)。
【答案】 ①. 等于 ②. 大于 ③. 54.2(53.5~54.5范围内均可) ④. ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1]为使两小球进行对心碰撞,对两个碰撞小球的要求是M球的半径等于N球的半径;
[2]为使碰撞后M球不被弹回,碰撞后两球都做平抛运动,M球的质量大于N球的质量。
(2)[3]画一个尽可能小的圆将所有落点圈住,圆心即为平均落点,由图乙平均落点位置到B点的距离为54.2cm。
(3)[4]设斜面倾角为θ,则平均落点位置C、D、E到B的水平距离分别为
,,
时间分别为
,,
则水平速度分别为
动量守恒,则有
则有
整理可得,验证动量守恒定律得表达式是
[5]如果两球碰撞为弹性碰撞,则机械能也守恒,还需验证
速度代入,整理得
四、解答题(总计38分)
13. 如图所示为一定质量的某种理想气体从状态到状态的体积随温度变化的图像。已知气体在状态时的压强,体积,温度;在状态时的温度。
(1)求气体在状态时的体积;
(2)若上述过程气体内能增加了200J,求该过程中气体吸收的热量。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由题图可知,为等压变化,则有
代入数据解得
【小问2详解】
过程,外界对气体做功为
根据热力学第一定律可得
联立解得
14. 如图所示,在竖直平面内固定有一段半径为R=1.8m的四分之一光滑圆弧轨道AB,其末端与水平传送带AB在B点相切。传送带以速度v=3m/s沿逆时针方向运行。水平地面上放置一倾角为θ=60°的收集盒DEF,其底边DE距离C点足够远,C点位于D点正上方,且与EF边的垂直距离为L=3m。一质量m=1kg的滑块(可视为质点)从圆弧轨道顶端A点由静止开始自由下滑,并恰好未从传送带右端C点滑出。已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为µ=0.5,重力加速度取g=10m/s2,不计空气阻力和传送带轮子的半径。
(1)滑块第一次滑到B点时对圆弧轨道的压力;
(2)滑块从滑上传送带至第一次返回到B点的过程中,摩擦力对滑块做的功;
(3)若圆弧轨道的半径可调,为使滑块从C点抛出后能落入收集盒内,且下落过程中不与EF边发生碰撞,求圆弧轨道半径的取值范围。
【答案】(1)30N,方向竖直向下
(2)-13.5J (3)
【解析】
【小问1详解】
从A到B滑块受到重力和支持力,只有重力做功,由动能定理可得
解得
在B点,由牛顿第二定律可得
解得
由牛顿第三定律可知,滑块第一次滑到B点时对圆弧轨道的压力大小为30N,方向竖直向下;
【小问2详解】
由分析可知,滑块从C点返回B点过程中,由于加速度相等,且,滑块先匀加速到3m/s,再匀速运动到B点,即返回B点速度
从B点到第一次返回B点,由动能定理可得
解得
【小问3详解】
若滑块从C点抛出后做平抛运动,恰好与EF边碰撞,即到EF边时速度恰沿着EF方向,由速度的反向延长线交于水平位移中点和几何关系可知,
解得
从B到C,根据牛顿第二定律有
解得加速度大小为
根据题意,滑块向右运动的位移大小,即传送带BC的长度为
根据动能定理可得
可得
由题知当时,滑块从圆弧轨道顶端A点由静止开始自由下滑,并恰好未从传送带右端C点滑出,为使滑块从C点抛出后能落入收集盒内,且下落过程中不与EF边发生碰撞,则圆弧轨道半径的取值范围。
15. 如图所示,两根相距为的金属导轨固定于水平面上,导轨电阻不计。一根质量为、长为、电阻为的金属棒两端放于导轨上,导轨与金属棒间的动摩擦因数为。导轨左端连有阻值也为的电阻,在电阻两端接有电压传感器并与监视器相连。空间中存在段竖直向下的匀强磁场区域,磁感应强度大小均为,方向垂直纸面向里;每段磁场区域的宽度均为,相邻两段磁场区域的间距为。金属棒初始位置与第1段磁场左边界的距离为。现对金属棒施加一个水平向右的恒定拉力(重力加速度为),使其穿过各段磁场。当金属棒运动一段时间后,从监视器可发现,电压呈稳定的周期性变化(即棒在通过每段磁场区域和无磁场区域的过程中,速度的变化规律完全相同)。金属棒与导轨接触良好。
(1)求金属棒刚进入第1段磁场时的速度大小及此时监视器显示的电压;
(2)若金属棒刚穿过第1段磁场区域的速度为,求此过程中回路产生的焦耳热及通过金属棒横截面的电荷量;
(3)求此周期性变化的电压的有效值。
【答案】(1),
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
对金属棒,从到第1段磁场左边界,由动能定理有
解得
金属棒进入磁场瞬间,电动势为
路端电压(监视器显示的电压)为
解得
【小问2详解】
设金属棒穿过第1段磁场的时间为,通过金属棒横截面的电荷量为
由闭合电路欧姆定律有
由法拉第电磁感应定律有
联立解得
在金属棒穿过第1段磁场的过程中,由功能关系有
解得
【小问3详解】
由于“电压呈周期性变化”,所以金属棒在磁场中减速,出磁场后加速,每次进入磁场时速度都相同,在电压的一个周期内,根据功能关系有
设稳定后金属棒穿过磁场的时间为,电压的周期为,由动量定理有
而金属棒穿过每段磁场的过程中电荷量都相同,为
解得
电阻产生的热量是回路总焦耳热的一半,故有
根据热效应相同得
将周期代入上式,解得
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乐平三中高三物理5月月考试卷
一、单选题(每小题4分,总计28分)
1. 下列有关电磁振荡、电磁波、电磁驱动、电磁感应现象的四幅图像说法正确的是( )
A. 对甲图,电容器处于放电状态,电场能正在向磁场能转化
B. 对乙图,电磁波是横波,在传播方向上的任一点,和彼此垂直且均与传播方向平行
C. 对丙图,从上向下看,当蹄形磁体绕竖直轴逆时针转动时,线圈也逆时针转动,且转速比磁体大
D. 对丁图,圆环由磁体N极向下平移到磁体S极的过程中,磁感应强度先减小后增大,磁通量先减小后增大
2. 如图所示,光电管的阴极K由某种金属材料制成,现用一束单色光由窗口射入光电管后,照射阴极K。下列说法正确的是( )
A. 只要入射光的强度足够大,电流表一定有示数
B. 只要入射光的频率足够大,电流表就会有示数
C. 若将电源换成导线,电流表一定没有示数
D. 电源电压过低时,无论用何种光照射,电流表一定没有示数
3. 如图,两小球M、N从同一高度同时分别以v1和v2的初速度水平抛出,经过时间t都落在了倾角θ=30°的斜面上的A点,其中小球N垂直打到斜面上。不计空气阻力,初速度v1、v2大小之比为( )
A. 3:2 B. 3:1 C. 2:1 D. 4:1
4. 如图甲所示为一平静的水面,各点在同一条直线上,相邻两点间的距离均为,a、i两点各有一个振源且均由时刻开始振动(振动方向与直线垂直),、振源的振动图像分别如图乙、图丙所示,且形成的水波的波速。下列说法正确的是( )
A. 点刚开始振动时的方向竖直向上
B. 点的振幅为
C. a、i两点间(不包括a、i)有3个加强点
D. a、i两点间(不包括a、i)有3个减弱点
5. 在先进芯片制造的晶圆中测环节,硅片表面的纳米级平整度直接决定了后续光刻、刻蚀等工艺的精度。技术人员常采用空气劈尖干涉法实现高精度检测,利用薄膜上下表面反射光的光程差形成干涉条纹,通过条纹的形态与分布判断硅片表面状态。实验装置示意图如下,下列说法正确的是( )
A. 若硅片某一位置表面向下凹陷,干涉条纹会向空气薄膜变厚的方向弯曲
B. 若将装置由原来空气环境移入水中,实验观察到的干涉条纹间距会减小
C. 若增大玻璃板与硅片的夹角,相邻亮条纹对应的空气薄膜厚度差会增大
D. 若使用黄色、蓝色两种单色光同时照射,则蓝色光形成的条纹间距更宽
6. 如图所示,在水平向左且足够大的匀强电场中,一长为L的绝缘细线一端固定于O点,另一端系着一个质量为m、电荷量为q的带电小球,小球静止在M点。现给小球一垂直于OM的初速度,使其在竖直面内绕O点沿顺时针方向恰好能做完整的圆周运动,AB为圆的竖直直径。已知A点电势为0,OM与竖直方向的夹角,重力加速度大小为g。则( )
A. 电场强度E的大小为
B. 小球电势能最大值为
C. 小球在M点初速度为
D. 小球运动到B点时突然剪断细线后,小球运动过程中速度的最小值为
7. 如图所示,水平方向上A、B两点间距离为4m,C点位于B点正上方3m处,空间内存在与A、B、C所在平面平行的匀强电场。一质量的带正电小球从A点在平面内以初速度大小沿不同的方向抛出,第一次抛出小球经过B点时的动能为36J;第二次抛出小球经过C点时的动能为54J,重力加速度大小,。下列说法正确的是( )
A. 电场强度的方向与A、B所在直线平行
B. 电场强度的方向与A、B所在直线的夹角为45°
C. 小球第二次抛出时的初速度方向可能水平向右
D. 小球第二次抛出时的初速度方向可能竖直向上
二、多选题(每小题6分,总计18分)
8. 中国空间站天和核心舱配备了四台国产化的LHT-100霍尔推进器,其简化的工作原理如图所示。放电通道两端的电极A、B间存在一加速电场,工作时,工作物质氙气进入放电通道后立即被电离为一价氙离子,再经电场加速喷出,形成推力。单台推进器每秒喷出的一价氙离子数个,速度,单个氙离子的质量为,电子电荷量,不计一切阻力,计算时取氙离子的初速度为零,忽略离子之间的相互作用,则( )
A. A、B两电极间的加速电压为
B. A、B两电极间的加速电压为
C. 单台霍尔推进器产生的平均推力大小约为
D. 单台霍尔推进器向外喷射氙离子形成的电流约为
9. 神舟十八号载人飞船与天和核心舱对接过程的示意图如图所示,天和核心舱处于圆轨道III;神舟十八号飞船处于圆轨道,通过变轨操作后,沿椭圆轨道II运动到处与天和核心舱对接。天和核心舱在距离地面约的轨道上运行。则神舟十八号飞船( )
A. 由轨道II变换到轨道III需要在点减速
B. 在轨道和轨道上分别经过点时加速度相同
C. 在轨道II上经过点向点运动时速度大小将增大
D. 在处与天和核心舱对接后,其线速度小于第一宇宙速度
10. 如图甲所示,一质量为M的小车静止在光滑水平地面上,其左端P点与平台等高接触。小车上表面PQ是一段光滑的圆弧轨道,其末端P切线水平。质量为m的小球以水平速度冲上小车的圆弧轨道。测得在水平方向上小球与小车的速度大小分别为,作出其关系图像如图乙所示。已知水平台面高,小球可视为质点,重力加速度取。则下列说法正确的是( )
A. B. 小球上升的最大高度为
C. 小球离开小车时的速度大小为 D. 小球落地时与小车间的水平距离为1.6m
三、实验题(总计16分)
11. 磷酸铁锂电池具有较高的安全性和能量密度,广泛应用于我国的电动汽车。某同学利用以下器材测量单体磷酸铁锂电池的电动势和内阻。
A. 磷酸铁锂电池(电动势约为3V,内阻为几百毫欧)
B. 电压表V
C. 毫安表A(量程200mA,内阻为)
D. 定值电阻
E. 定值电阻
F. 滑动变阻器(最大阻值为)
G. 开关、导线若干
根据提供的器材,设计电路如图甲所示。
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应滑至________________(选填“左”或“右”)端。
(2)根据实验需要,要把毫安表改装成更大量程的电流表A,则定值电阻应该与毫安表_________(选填“串”或“并”)联。
(3)电压表选择“”量程,连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,某次电压表读数如图乙所示,则读数____________V;此后多次记录电压表的示数、改装后电流表A的示数,作出图线如图丙所示,该磷酸铁锂电池的电动势_________V,内阻_________(计算结果保留两位有效数字)。
(4)利用图甲进行测量,该磷酸铁锂电池的内阻测量值____________(选填“偏大”或“偏小”)。
12. 某同学用图甲所示装置通过M、N两弹性小球的碰撞来验证动量守恒定律,图甲中A是斜槽导轨,固定在水平桌面上,斜面BF顶端B点与斜槽导轨的水平末端相接。实验时先使M球从斜槽上某一固定位置静止释放,落到斜面上时记录纸上留下痕迹,重复上述操作10次,得到M球的10个落点痕迹,如图乙所示,刻度尺贴近斜面且零刻度线与B点对齐。再把N球放在斜槽导轨水平末端,让M球仍从原位置静止释放,和N球碰撞后两球分别在斜面记录纸上留下各自的落点痕迹,重复这种操作10次。(不考虑小球对斜面的二次碰撞)
(1)为了更精确地做好该实验,对两个碰撞小球的要求是M球的半径______N球的半径,M球的质量______N球的质量(填“小于”“等于”或“大于”)。
(2)由图乙可得M球不与N球碰撞时在斜面上的平均落点位置到B点的距离为______cm。
(3)若利用天平测出M球的质量,N球的质量,利用刻度尺测量平均落点位置C、D、E到B的距离分别为、、,由上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是______(用所给物理量的字母表示)。如果两球碰撞为弹性碰撞,还需要验证______(用所给物理量的字母表示)。
四、解答题(总计38分)
13. 如图所示为一定质量的某种理想气体从状态到状态的体积随温度变化的图像。已知气体在状态时的压强,体积,温度;在状态时的温度。
(1)求气体在状态时的体积;
(2)若上述过程气体内能增加了200J,求该过程中气体吸收的热量。
14. 如图所示,在竖直平面内固定有一段半径为R=1.8m的四分之一光滑圆弧轨道AB,其末端与水平传送带AB在B点相切。传送带以速度v=3m/s沿逆时针方向运行。水平地面上放置一倾角为θ=60°的收集盒DEF,其底边DE距离C点足够远,C点位于D点正上方,且与EF边的垂直距离为L=3m。一质量m=1kg的滑块(可视为质点)从圆弧轨道顶端A点由静止开始自由下滑,并恰好未从传送带右端C点滑出。已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为µ=0.5,重力加速度取g=10m/s2,不计空气阻力和传送带轮子的半径。
(1)滑块第一次滑到B点时对圆弧轨道的压力;
(2)滑块从滑上传送带至第一次返回到B点的过程中,摩擦力对滑块做的功;
(3)若圆弧轨道的半径可调,为使滑块从C点抛出后能落入收集盒内,且下落过程中不与EF边发生碰撞,求圆弧轨道半径的取值范围。
15. 如图所示,两根相距为的金属导轨固定于水平面上,导轨电阻不计。一根质量为、长为、电阻为的金属棒两端放于导轨上,导轨与金属棒间的动摩擦因数为。导轨左端连有阻值也为的电阻,在电阻两端接有电压传感器并与监视器相连。空间中存在段竖直向下的匀强磁场区域,磁感应强度大小均为,方向垂直纸面向里;每段磁场区域的宽度均为,相邻两段磁场区域的间距为。金属棒初始位置与第1段磁场左边界的距离为。现对金属棒施加一个水平向右的恒定拉力(重力加速度为),使其穿过各段磁场。当金属棒运动一段时间后,从监视器可发现,电压呈稳定的周期性变化(即棒在通过每段磁场区域和无磁场区域的过程中,速度的变化规律完全相同)。金属棒与导轨接触良好。
(1)求金属棒刚进入第1段磁场时的速度大小及此时监视器显示的电压;
(2)若金属棒刚穿过第1段磁场区域的速度为,求此过程中回路产生的焦耳热及通过金属棒横截面的电荷量;
(3)求此周期性变化的电压的有效值。
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