2026届高三下学期高考物理模拟冲刺练(一)(江苏南京市)
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摘要:
**基本信息**
以脑机接口、黑磷半导体等科技前沿情境为载体,通过11道单选(44分)和5道非选择(56分),覆盖电磁学、热学等模块,注重科学思维与探究能力考查。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单项选择|11/44|电磁波调制(题1)、晶体性质(题2)、电场能(题3)、气体状态变化(题4)等|结合彭宁离子阱(题3)、改进回旋加速器(题6)等真实科研情境,考查模型建构与科学推理|
|非选择|5/56|铅笔芯电阻测量(题12)、氢原子能级跃迁(题13)、动量能量综合(题15)、电磁感应与机械运动(题16)|实验题(题12)设计多方法测量,综合题(题16)融合电磁感应与转动模型,突出科学探究与创新应用|
内容正文:
南京市 2026 届高三物理二模补偿训练
一、单项选择题(本题共 11 小题,每小题 4 分,共 44 分.每小题只有一个选项最符合题意.)
1.我国科学家利用脑机接口技术帮助截瘫患者实现意念控制体外仪器。植入患者颅骨内的微处理器,将意念对应的低频神经信号,通过高频载波无线传输给体外仪器。则( )
A.高频载波属于纵波
B.使高频载波随低频神经信号改变的过程属于调制
C.体外接收电路的固有频率与低频神经信号的频率相等
D.体外接收电路中的信号经过调谐还原出低频神经信号
【答案】B
【详解】A.高频载波是电磁波,属于横波,故A错误;
B.使高频载波随低频神经信号改变的过程属于调制,故B正确;
C.体外接收电路的固有频率与高频载波的频率相等,故C错误;
D.体外接收电路中的信号经过检波还原出低频神经信号,故D错误。
故选B。
2.白磷在高温、高压环境下可以转化为一种新型二维半导体材料—黑磷,图为黑磷微观结构,其原子以一定的规则有序排列。下列说法正确的是( )
A.黑磷是非晶体材料 B.黑磷熔化过程中温度不变
C.黑磷中每个分子都是固定不动的 D.黑磷分子在不同方向的导热性一定不同
【答案】B
【详解】AB.根据图示可知,黑磷的微观结构呈现空间上规则排列,具有空间上的周期性,属于晶体材料,因而黑磷具有固定的熔点,熔化过程中温度不变,A错误,B正确;
C.组成物质的分子总是在做无规则热运动,C错误;
D.黑磷具有各向异性,但不一定体现在导热性上,D错误。
故选B。
3.“彭宁离子阱”是一个可以用来储存带电粒子的装置。该装置主要由一对左右对称的环电极和一对上下对称的端电极构成,其内部某一截面的部分电场线和等势线分布如图,则( )
A.三点电场强度大小关系
B.三点电势高低关系
C.将一电子从点移到点,静电力做负功
D.将一电子从点移到点,电子电势能减小
【答案】C
【详解】A.电场线疏密反映场强大小,可知a、b、c三点的电场强度大小关系是,选项A错误;
B.沿电场线电势降低,则a点电势高于b点,bc电势相等,则a、b、c三点的电势高低关系是,选项B错误;
C.点电势高,电子在该点电势能小,所以从点移到点,电势能增大,静电力做负功,故C正确;
D.bc电势相等,所以将一电子从点移到点,电子电势能增大,故D错误。
故选C。
4.一定质量的理想气体从状态a开始。第一次经绝热过程到状态b;第二次先经等压过程到状态c,再经等容过程到状态b。图像如图所示。则( )
A.过程气体从外界吸热
B.过程比过程气体对外界所做的功多
C.气体在状态a时比在状态b时的分子平均动能小
D.气体在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数少
【答案】B
【详解】A.过程,气体体积不变,即等容变化过程,气体压强变小,温度降低,故内能减小,该过程气体对外不做功,故气体向外界放热,A错误;
B.由微元法可得图像与横坐标围成的面积表示为气体做功的多少,由图像可知,过程比过程气体对外界所做的功多,B正确;
C.过程为绝热过程,气体体积变大对外做功,由热力学第一定律可知,气体内能减小,温度降低。温度是分子平均动能的标志,故气体在状态a时比在状态b时的分子平均动能大,C错误;
D.过程,气体的压强相等,体积变大温度变大,分子的平均动能变大,分子撞击容器壁的动量变化量变大。由气体压强的微观解释可知,在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数多,D错误。
故选B。
5.牛顿管实验如图所示:长玻璃管一端封闭、另一端有开关,把形状和质量都不相同的金属片和小羽毛放到玻璃管里.先打开开关使管内空气与大气连通,把玻璃筒迅速倒转,让金属片和羽毛同时下落:当金属片落到管底时,羽毛还悠悠地飘在空中.抽掉玻璃筒里的空气(近似真空)再倒转玻璃筒,可看到它们同时落到管底.对这个实验,下列叙述正确的是( )
A.真空中的羽毛重力比空气中羽毛重力大
B.抽气前金属片比羽毛下落的快,这说明质量大的物体下落速度会更大
C.抽气前羽毛比金属片下落的慢,原因是羽毛受到空气阻力而钱币不受空气阻力
D.抽气后,在赤道和北京分别做该实验,金属片的下落时间会略有差异
【答案】D
【详解】A、重力G=mg和是否真空环境无关,A错误
B、C抽气前金属下落快是因为重力、阻力他们的合力产生的加速度大,并不是因为重的物体下落快,B、C错误;
D.依据自由落体公式,由于高度相同,但两地重力加速度不同,所以时间不同,故D正确.
故选D.
6.如图所示是一种改进后的回旋加速器示意图,狭缝MN间加速电场的场强大小恒定,且被限制在M、N板间。M、N板右侧延长线之间的真空区域无电场和磁场,M板上方和N板下方的D形盒内有垂直于纸面的匀强磁场。带正电的粒子从M板上的入口P点无初速进入电场中,经加速后进入磁场中做匀速圆周运动,回到电场再加速,如此反复,最终从D形盒右侧的出口射出。粒子通过狭缝的时间可忽略,不计粒子的重力,不考虑相对论效应的影响,忽略边缘效应,下列说法正确的是( )
A.狭缝间的电场方向需要做周期性的变化
B.每经过一次狭缝,粒子的速度的增加量相同
C.这种回旋加速器设置相同时,不同粒子在其中运动的时间相同
D.D形盒半径不变时,同种粒子能获得的最大动能与磁场的磁感应强度大小正比
【答案】C
【详解】A.由题意可知,带正电粒子始终从P点进入电场加速后进入磁场中做匀速圆周运动,回到电场再加速,因此,狭缝间的电场方向不需要做周期性的变化,故A错误;
B.粒子第一次加速,由动能定理得
粒子第二次加速,由动能定理得
整理得,
以此类推,可见,每经过一次狭缝,粒子的速度的增加量都不相同,故B错误;
C.设粒子到出口处被加速n圈,加速时间为t
由动能定理得
又由洛伦兹力提供向心力得周期
联立得
可见,回旋加速器设置相同时,不同粒子在其中运动的时间相同,故C正确;
D.设D形盒半径为R
则有
又
联立可得
可见,R不变时,同种粒子能获得的最大动能与磁场磁感应强度平方成正比,故D错误;
故选C。
7.如图所示,均匀介质中矩形区域内有一位置未知的波源。时刻,波源开始振动产生简谐横波,并以相同波速分别向左、右两侧传播,P、Q分别为矩形区域左右两边界上振动质点的平衡位置。和时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线所示,则( )
A.波速为
B.波源的平衡位置距离P点
C.时,波源处于平衡位置且向下运动
D.时,平衡位置在P、Q处的两质点位移相同
【答案】D
【详解】A.根据波形可知,可得
故波速为故A错误;
B.设波源的平衡位置距离P点距离为,根据左侧时的波形可知
解得故B错误;
C.根据左侧实线波形结合同侧法可知波源刚开始的振动方向向下,由于,故可知此时波源处于平衡位置且向上运动,故C错误;
D.由于,可知波源的平衡位置距离Q点距离为
故波传到PQ两点的时间分别为,
故时,平衡位置在P、Q处的两质点已经振动的时间分别为,
由于波源刚开始向下振动,故时,P处质点处于平衡位置向上振动,Q处质点处于平衡位置向下振动,故此时平衡位置在P、Q处的两质点位移相同。
故D正确。故选D。
8.某城市喷泉灯光秀场中的水下固定一环状形彩灯(如图所示),彩灯表面与水面平行,当彩灯发出黄光时,调节灯面距水面的深度到时,恰能使从水面透出光的区域呈一半径为的圆面形区域。水对黄光的折射率为,光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是( )
A.环状彩灯的宽度d为3cm
B.彩灯发出的黄光射出水面的最长时间为
C.若彩灯发出红光,则水面透光区域将变小
D.水面观察者观察到彩灯的深度比实际深度深,且与观察者的位置有关
【答案】A
【详解】A.根据题意作出刚好发生全反射光路图如图所示
根据几何关系可得
又
联立解得环状彩灯的宽度为
故A正确;
B.彩灯发出的黄光射出水面的最长距离为
黄光在水中的传播速度为
则彩灯发出的黄光射出水面的最长时间为
联立解得
故B错误;
C.若彩灯发出红光,由于水滴红光的折射率小于对黄光的折射率,所以红光发生全反射的临界角较大,根据几何关系可知,水面透光区域的半径变大,则水面透光区域变大,故C错误;
D.由于光线从水中射出空气时的折射角大于入射角,如图所示
可知水面观察者沿折射光线看到彩灯的深度比实际深度浅,且与观察者的位置有关,故D错误。
故选A。
9.地球和月球可视作一个双星系统,它们同时绕转他们连线上的点转动。同时在这个转动的平面内存在五个拉格朗日点,在这些点上的卫星能够在地球和月球的共同引力作用下也绕点转动,并且在转动过程中与地球和月球的相对位置保持不变。如图所示,在拉格朗日点处存在一个中继卫星,它的主要作用是用于登月行动的通信;在拉格朗日点处存在一个监测卫星,与地球球心、月球球心的连线恰构成一个等边三角形,其主要作用是监测其他月球卫星的工作情况。若地球的质量为月球的81倍,则下列说法正确的是( )
A.地球球心与月球球心到点的距离之比为
B.稳定运行时,监测卫星的加速度小于月球的加速度
C.监测卫星的运行周期小于中继卫星的运行周期
D.若某一瞬间月球对中继卫星的引力突然消失,则中继卫星会做离心运动
【答案】D
【详解】A.双星系统实际绕其质心转动,根据
即
地球球心与月球球心到点的距离之比为,A错误;
C.地球、月球以及在任一拉格朗日点上的卫星都具有相同的运行周期(这样才能保持不变的相对位置),监测卫星的运行周期等于中继卫星的运行周期,C错误;
B.监测卫星到点的距离大于月球到点的距离,结合两者周期一致,因此监测卫星的加速度应大于月球的加速度,B错误;
D.中继卫星是在月球和地球的共同吸引下做匀速圆周运动,若月球引力消失,则所受实际合力小于圆周运动所需的向心力,中继卫星做离心运动,D正确。
故选D。
10.如图所示,在置于水平地面上的盛水容器中,用一端固定于容器底部的细线拉住一个空心的塑料球,使之静止地悬浮在深水中,此时容器底部对地面的压力记为N1;某时刻拉紧球的细线突然断开后,球便在水中先加速后匀速地竖直上升,若球在此加速运动阶段和匀速运动阶段对应着容器底部对地面的压力分别记作N2和N3,则( )
A.球加速上升时,N1<N2 B.球加速上升时,N1>N2
C.球匀速上升时,N1<N3 D.球匀速上升时,N1>N3
【答案】B
【详解】球的加速上升和匀速上升可以认为与球等体积的水在加速下降和匀速下降。把杯子、水和球作为一个整体,塑料球静止和匀速运动时,系统处于平衡状态,地面对物体的支持力等于系统的重力,即
N1=N3
当球加速上升时,水加速下降,系统整体有向下的加速度,重力和支持力的合力提供加速度,所以重力大于支持力,故
N1=N3>N2
故B正确,ACD错误。
故选B。
11.如图所示,在光滑绝缘水平面上,三个完全相同带正电的小球A、B、C,通过不可伸长的绝缘细线a、b、c连接成正三角形,小球均处于静止状态,细线被拉直。剪断细线a,小球开始运动。则( )
A.剪断a前,a中张力大于B、C间的库仑力
B.剪断a瞬间,细线b、c中张力均变大
C.三个球运动至一直线时,整个系统电势能最大
D.球A经过B、C初始位置连线中点时的速度最大
【答案】B
【详解】A.由受力分析可知,剪断前,中的张力等于、间的库仑力,中的张力等于、间的库仑力,A错误;
B.剪断瞬间,对B分析,受A对B的斥力、C对B的斥力以及细线c的拉力,则此时c的拉力
同理可知b中张力也变大,即剪断a瞬间,细线b、c中张力均变大,B正确;
C.系统初始时静止,剪断后开始运动,动能增加,电势能减小,所以电势能最大时是初始静止状态,C错误;
D.当三个小球在同一直线上时,动能最大,电势能最小,但此时B、C小球已经离开了初始位置,D错误。
故选B。
二、非选择题:共 5 题,共 56 分.其中第 13 题~第 16 题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位.
12.某同学想要研究平时考试使用的2B铅笔芯的电阻,他找到的实验器材有:6只完全相同的2B铅笔芯(阻值相同)、定值电阻(阻值为)、滑动变阻器、螺旋测微器、毫米刻度尺、多用电表、电压表、一端连有鳄鱼夹的导线、开关S、电源、导线若干等。
(1)先用多用电表欧姆挡的“”挡粗测铅笔芯的电阻,发现指针偏角过大。为了更准确测量电阻,应将旋钮调至____________(选填“”或“”)挡后再次进行测量
(2)用毫米刻度尺、螺旋测微器分别测量2B铅笔的长度和直径。某次测量时的长度示数和直径示数如图甲和乙,其长度和直径读数分别:____________cm,____________mm;
(3)按原理图丙连接好电路进行测量
①闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片滑到____________(选填“A”或“B”)端;
②测量时,先将滑动变阻器调整至合适位置并一直保持不变;
③接着将鳄鱼夹夹在1位置,测得定值电阻两端的电压为;
④然后依次将鳄鱼夹夹在2、3、4、5、6、7的位置上进行测量,测得接入第支铅笔芯时的电压表示数为;
⑤根据测出的数据,则一支铅笔芯的电阻为____________(用题中、、、符号表达);
(4)若考虑电压表内阻的影响,此方法测量的铅笔芯电阻____________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1)
(2) 5.20(5.18~5.22) 0.709/0.708/0.710
(3) A
(4)小于
【详解】(1)先用多用电表欧姆挡的“”挡粗测铅笔芯的电阻,发现指针偏角过大,说明电阻阻值较小,为了更准确测量电阻,应将旋钮调至挡后再次进行测量。
(2)[1]图甲刻度尺的分度值为,由图甲可知长度读数为;
[2]螺旋测微器的精确值为,由图乙可知直径读数为
(3)①[1]闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片滑到A端,使电路电流从最小开始调节;
⑤[2]电路图是一个串联电路,电流始终为,连接铅笔芯时可得
故有
(4)由,
因为电压表分流,故实际电流,则有。
13.处于激发态的氢原子可以向低能级跃迁,发出光子;处于基态的氢原子可以吸收光子的能量,发生能级跃迁。已知基态的氢原子能量为,普朗克常量为,光在真空中速度为,电子的质量为,氢原子的能级公式(,,)。
(1)一群处于能级的氢原子发出的光子,能使逸出功为的某金属发生光电效应,求光电子的最大初动能;
(2)用波长为的光子照射基态氢原子,可以使其电离,求电子电离后的德布罗意的波长。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)一群处于能级的氢原子发出的光子最大能量为
根据光电效应方程可得,光电子的最大初动能为
(2)用波长为的光子照射基态氢原子,可以使其电离,设电子电离后的速度为,则有
根据动能与动量关系可得
联立解得电子电离后的动量为
根据德布罗意波长公式可得
14.现有两高度均为h、内壁光滑的圆筒甲、乙竖直放置,在筒甲口边缘A点沿直径方向以水平射入一小球,碰撞3次后恰好落在A点正下方圆筒甲的底部B处,已知小球与筒壁碰撞前后的水平和竖直分速度大小均不变。在筒乙C点以水平初速度沿圆筒内壁切线方向抛出一质量为m的小滑块,小滑块沿圆筒内壁运动了一周后恰好从D点离开圆筒,C、D连线竖直。重力加速度大小为g,不计空气阻力。求:
(1)筒甲与筒乙的半径之比;
(2)小滑块在筒乙中运动时受到的弹力大小。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)筒甲:小球在两平行筒壁间的运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,设运动总时间为t。
竖直方向
水平方向
解得
筒乙:小滑块的运动可分解为水平面内的匀速圆周运动和竖直方向的自由落体运动,由题意知运动时间也为t。
水平面内解得则
(2)小滑块在筒乙中水平方向做匀速圆周运动,由弹力提供向心力,设弹力大小为,有
又
解得
15.如图所示,半径的四分之一光滑圆弧轨道A固定在水平地面上,轨道最低点切线水平,紧邻轨道右侧放置着一下表面光滑、上表面粗糙的滑板B,在滑板B的右侧放置着一个物块C,其中滑板B的质量,物块C的质量。现将一质量的小滑块D(可视为质点)从圆弧轨道正上方距离圆弧轨道最高点处由静止释放,小滑块D正好沿圆弧切线进入圆弧轨道,小滑块D冲上滑板B,在达到共同速度的瞬间滑板B与物块C发生弹性碰撞,整个运动过程中,小滑块D未从滑板B上掉落。已知小滑块D与滑板B间的动摩擦因数,物块C与地面间的动摩擦因数,重力加速度。求:
(1)小滑块D到达圆弧轨道最低点时对圆弧轨道的压力;
(2)最初滑板B右端到物块C的距离;
(3)物块C与地面间因摩擦产生的热量。
【答案】(1),方向竖直向下(2)(2)(3)
【详解】(1)小滑块D从静止释放后做自由落体运动,由
小滑块D下落h高度的速度大小。
小滑块D从静止释放后到滑上滑板B前的过程中,根据动能定理可得
对最低点的小滑块D受力分析可得
由牛顿第三定律,联立解得,方向竖直向下。
(2)小滑块D冲上滑板B的速度大小为
根据动量守恒定律可得
小滑块D冲上滑板B时,滑板B的加速度为,则有
由运动学公式可得
联立解得最初滑板B右端到物块C的距离为。
(3)滑板B与物块C发生弹性碰撞,由动量守恒和机械能守恒可得,
解得,
之后滑板B与小滑块D达到共同速度再次与已经静止的物块C发生碰撞,滑板B与小滑块D达到共同速度时,有
滑板B第二次与物块C发生碰撞,设碰后物块C的速度为,根据动量守恒和机械能守恒可得
可知第次碰撞后物块C的速度为(,1,2……),最终小滑块D、滑板B和物块C均静止,根据能量的转化和守恒,可得物块C与地面摩擦产生的总热量为+
结合等比数列求和公式可得。
16.如图,一轻质绝缘转轴由半径分别为2R和R的两个圆柱体组成,其中大圆柱体的两底面边缘镶有圆形金属导线,两圆导线之间连接着4根电阻为r,质量为m,长度为l的细导体棒a、b、c、d,导体棒在圆柱面上水平分布且间隔均匀。一足够长轻绳一端固定在小圆柱体上并紧密缠绕,另一端连接一质量为3m的重锤。整个转轴可绕着水平轴线OO'自由转动,在大圆柱的扇区内分布着垂直轴线OO'向外辐射的磁场,距离O点2R处的磁感应强度大小均为B(如图乙所示),不计导线电阻和质量,不计一切摩擦。求:
(1)重锤下落至图乙时刻,导体棒a中的电流方向(从图乙看);
(2)重锤下落过程中能达到的最大速度vm;
(3)重锤达到最大速度时细绳突然断裂,转轴还能转过的角度θ(用弧度表示)。
【答案】(1)由右手定则判断可得a棒中的感应电流方向为垂直纸面向里;(2);(3)
【详解】(1)由右手定则判断可得a棒中的感应电流方向为垂直纸面向里;
(2)当重锤下落速度最大时,为匀速下落状态,此时重力对重锤的功率等于导体棒克服安培力的功率,即
又有
,
可得
感应电流为
联立解得
(3)安培力的冲量等于4个导体棒切向动量的变化量,则
平均感应电流为
弧长为
联立解得
1
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$南京市2026届高三物理二模补偿训练
一、单项选择题(本题共11小题,每小题4分,共44分.每小题只有一个选项最符合题意)
1.【答案】B
【详解】A.高频载波是电磁波,属于横波,故A错误:
B.使高频载波随低频神经信号改变的过程属于调制,故B正确:
C.体外接收电路的固有频率与高频载波的频率相等,故C错误;
D.体外接收电路中的信号经过检波还原出低频神经信号,故D错误。
故选B。
2.【答案】B
【详解】AB.根据图示可知,黑磷的微观结构呈现空间上规则排列,具有空间上的周期性,
属于晶体材料,因而黑磷具有固定的熔点,熔化过程中温度不变,A错误,B正确:
C.组成物质的分子总是在做无规则热运动,C错误:
D.黑磷具有各向异性,但不一定体现在导热性上,D错误。
故选B。
3.【答案】C
【详解】A.电场线疏密反映场强大小,可知a、b、c三点的电场强度大小关系是E。>E。>E,
选项A错误;
B.沿电场线电势降低,则a点电势高于b点,bc电势相等,则a、b、c三点的电势高低关
系是p。>P,=p,选项B错误;
C.a点电势高,电子在该点电势能小,所以从a点移到b点,电势能增大,静电力做负功,
故C正确:
D.bc电势相等,所以将一电子从a点移到c点,电子电势能增大,故D错误。
故选C。
4.【答案】B
【详解】A.c→b过程,气体体积不变,即等容变化过程,气体压强变小,温度降低,故
内能减小,该过程气体对外不做功,故气体向外界放热,A错误:
B.由微元法可得p-V图像与横坐标围成的面积表示为气体做功的多少,由图像可知,
a→c→b过程比a→b过程气体对外界所做的功多,B正确:
C.α→b过程为绝热过程,气体体积变大对外做功,由热力学第一定律可知,气体内能减
小,温度降低。温度是分子平均动能的标志,故气体在状态α时比在状态b时的分子平均动
能大,C错误;
D.a→c过程,气体的压强相等,体积变大温度变大,分子的平均动能变大,分子撞击容
器壁的动量变化量变大。由气体压强的微观解释可知,在状态α时比在状态c时单位时间内
撞击在单位面积上的分子数多,D错误。
故选B。
5.【答案】D
【详解】A、重力G=mg和是否真空环境无关,A错误
B、C抽气前金属下落快是因为重力、阻力他们的合力产生的加速度大,并不是因为重的物
体下落快,B、C错误;
D.依据自由落体公式h=28,由于高度h相同,但两地重力加速度8不同,所以时间不
同,故D正确
故选D.
6.【答案】C
【详解】A.由题意可知,带正电粒子始终从P点进入电场加速后进入磁场中做匀速圆周运
动,回到电场再加速,因此,狭缝间的电场方向不需要做周期性的变化,故A错误;
B.粒子第一次加速,由动能定理得gU=
-mv
粒子第二次加速,由动能定理得qU=m
21
mv
m-2
整理得4y=2g
2qU
,△y2=
mv
m(y+2)
以此类推,可见,每经过一次狭缝,粒子的速度的增加量都不相同,故B错误;
C.设粒子到出口处被加速n圈,加速时间为t
由动能定理得mgU=,
又由洛伦兹力提供向心力得gB=m'周期T=2m
t=nT
gB
联立得1=BR
U
可见,回旋加速器设置相同时,不同粒子在其中运动的时间相同,故C正确:
D.设D形盒半径为R
则有B=m
r
1
又Em=亏mv哈
2
联立可得E=9RB
21m
可见,R不变时,同种粒子能获得的最大动能与磁场磁感应强度平方成正比,故D错误:
故选C。
7.【答案】D
【详解】A.根据波形可知入=4m,
T=2.5s-1.5s可得T=2s
故波速为v=
=2m/s故A错误:
B.设波源的平衡位置距离P点距离为0,根据左侧1=15s时的波形可知2+七=1,59
1y
解得x=lm故B错误;
C.根据左侧实线波形结合同侧法可知波源刚开始的振动方向向下,由于t=1.0s=二T,故可
知此时波源处于平衡位置且向上运动,故C错误;
D.由于x,=1m,可知波源的平衡位置距离Q点距离为x=3m
故波传到P0两点的时间分别为。=血=0.5s,无=士=1.5s
5
故t=5.5s时,平衡位置在P、Q处的两质点已经振动的时间分别为t。'=5.5s-0.5s=二T,
t'=5.5s-1.5s=2T
由于波源刚开始向下振动,故t=5.5s时,P处质点处于平衡位置向上振动,Q处质点处于
平衡位置向下振动,故此时平衡位置在P、Q处的两质点位移相同。
故D正确。故选D。
8.【答案】A
【详解】A.根据题意作出刚好发生全反射光路图如图所示
2
发光区域半径R
根据几何关系可得
R=d+2htan C
又
sinC=1
联立解得环状彩灯的宽度为
d=0.03m=3cm
故A正确;
B.彩灯发出的黄光射出水面的最长距离为
ho
S=-
cos C
黄光在水中的传播速度为
则彩灯发出的黄光射出水面的最长时间为
联立解得
1
故B错误;
C.若彩灯发出红光,由于水滴红光的折射率小于对黄光的折射率,所以红光发生全反射的
临界角较大,根据几何关系可知,水面透光区域的半径变大,则水面透光区域变大,故C
错误;
D.由于光线从水中射出空气时的折射角大于入射角,如图所示
可知水面观察者沿折射光线看到彩灯的深度比实际深度浅,且与观察者的位置有关,故D
错误。
故选A。
9.【答案】D
【详解】A.双星系统实际绕其质心转动,根据GM
Mo'r mo'n
即sm
nM
地球球心与月球球心到A点的距离之比为1:81,A错误:
C.地球、月球以及在任一拉格朗日点上的卫星都具有相同的运行周期(这样才能保持不变
的相对位置),监测卫星的运行周期等于中继卫星的运行周期,C错误:
B.监测卫星到A点的距离大于月球到A点的距离,结合两者周期一致,因此监测卫星的加
速度应大于月球的加速度,B错误:
D.中继卫星是在月球和地球的共同吸引下做匀速圆周运动,若月球引力消失,则所受实际
3
合力小于圆周运动所需的向心力,中继卫星做离心运动,D正确。
故选D。
10.【答案】B
【详解】球的加速上升和匀速上升可以认为与球等体积的水在加速下降和匀速下降。把杯子、
水和球作为一个整体,塑料球静止和匀速运动时,系统处于平衡状态,地面对物体的支持力
等于系统的重力,即
NI=N3
当球加速上升时,水加速下降,系统整体有向下的加速度,重力和支持力的合力提供加速度
所以重力大于支持力,故
NI=N3>N2
故B正确,ACD错误。
故选B。
11.【答案】B
【详解】A.由受力分析可知,剪断a前,a中的张力等于B、C间的库仑力,c中的张力
等于A、B间的库仑力,A错误:
B.剪断a瞬间,对B分析,受A对B的斥力、C对B的斥力以及细线c的拉力,则此时c
的拉力T=FAB+FCB CoS60>T=FAB
同理可知b中张力也变大,即剪断a瞬间,细线b、c中张力均变大,B正确:
C.系统初始时静止,剪断后开始运动,动能增加,电势能减小,所以电势能最大时是初始
静止状态,C错误:
D.当三个小球在同一直线上时,动能最大,电势能最小,但此时B、C小球已经离开了初
始位置,D错误。
故选B。
二、非选择题:共5题,共56分.其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程
式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值
和单位
12.【答案】(1)×1(2)
5.20(5.18-5.22)
0.709/0.708/0.710
(U-U)Ro
(3)
A
(4)小于
U N
【详解】(1)先用多用电表欧姆挡的“×10”挡粗测铅笔芯的电阻,发现指针偏角过大,说明
电阻阻值较小,为了更准确测量电阻,应将旋钮调至×1挡后再次进行测量。
(2)图甲刻度尺的分度值为0.1cm,由图甲可知长度读数为5.20cm:
螺旋测微器的精确值为0.01mm,由图乙可知直径读数为0.5mm+20.9×0.01mm=0.709mm
(3)①闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片滑到A端,使电路电流从最小开始调节;
⑤电路图是个串联电路,电流始终为1光,连接铅笔芯时可得R+况:-
U
R
故有R笔=
(U-U)Ro
UN
U
(④由次+R=,1a
R
因为电压表分流,故实际电流I真<I测,则有R测<R真。
h
13.【答案】1)
166-形:(2)
2m(h+E)
【详解】(1)一群处于=4能级的氢原子发出的光子最大能量为
加=E-6-导-6=总
根据光电效应方程可得,光电子的最大初动能为
E=加。-形=-
1
E-Wo
(2)用波长为1的光子照射基态氢原子,可以使其电离,设电子电离后的速度为,则有
2m=h分-(←E)=h5+E
根据动能与动量关系可得
3m2s22
2m
联立解得电子电离后的动量为
D=
2mh+E)
根据德布罗意波长公式可得
h
h
2m(h *+E)
14.【答案】(1)R:Rz=π:4:(2)
m、2gh
h
【详解】(1)筒甲:小球在两平行筒壁间的运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方
向的自由落体运动,设运动总时间为t。
竖直方向如
水平方向v,t=8R
解得R=V2
筒乙:小滑块的运动可分解为水平面内的匀速圆周运动和竖直方向的自由落体运动,由题意
知运动时间也为t。
水平面内W=2R解得R,=V2则尺:R,=:4
2πg
(2)小滑块在筒乙中水平方向做匀速圆周运动,由弹力提供向心力,设弹力大小为F,,有
F=F
又E=m6
R
解得R=m√2gh
h
15.【答案】(1)46N,方向竖直向下(2)(2)2m(3)4.5J
【详解】(1)小滑块D从静止释放后做自由落体运动,由v2=2gh
小滑块D下落h高度的速度大小v=4m/s。
小滑块D从静止释放后到滑上滑板B前的过程中,根据动能定理可得
mog(h+R)=m
对最低点的小滑块D受力分析可得R-m8=m,R
由牛顿第三定律=F,联立解得F=46N,方向竖直向下。
(2)小滑块D冲上滑板B的速度大小为'。=6m/s
根据动量守恒定律可得mo=(mo+mg)y
小滑块D冲上滑板B时,滑板B的加速度为a,则有4mog=m.a
由运动学公式可得v2-0=2ad
联立解得最初滑板B右端到物块C的距离为d=2m。
5
(3)滑板B与物块C发生弹性碰撞,由动量守恒和机械能守恒可得mgy=m.'+mco,
2m,=2m喝+号m喝
1
1
2
2
解得Vco=y=2m/s,Vo=0
之后滑板B与小滑块D达到共同速度再次与已经静止的物块C发生碰撞,滑板B与小滑块
D达到共同速度时,有mo=(mo+)3
滑板B第二次与物块C发生碰撞,设碰后物块C的速度为'1,根据动量守恒和机械能守恒
2
可得ve1=y2=m/s
3
可知第n+1次碰撞后物块C的速度为'cn=
m/s(n=0,1,2),最终小滑块D、滑
2
板B和物块C均静止,根据能量的转化和守恒,可得物块C与地面摩擦产生的总热量为
Q=me6+7me哈++2me呢。
1
结合等比数列求和公式可得Q=4.5J
16.【答案】(1)由右手定则判断可得α棒中的感应电流方向为垂直纸面向里;(2)v。=
mgr
B272:
(3)0=
16gm2r2
3RB411
【详解】(I)由右手定则判断可得α棒中的感应电流方向为垂直纸面向里;
(2)当重锤下落速度最大时,为匀速下落状态,此时重力对重锤的功率等于导体棒克服安培
力的功率,即
3mgvn IlBv
又有
Vm=OR,v=0.2R
可得
v=2Vm
感应电流为
I=Bhv3Bl
联立解得
mgr
V。=B2
(3)安培力的冲量等于4个导体棒切向动量的变化量,则
-7Bt=0-4mv
平均感应电流为
7=B3B而
.r Ar
*
弧长为
t=0.2R
联立解得
1622
344
6
南京市 2026 届高三物理二模补偿训练
一、单项选择题(本题共 11 小题,每小题 4 分,共 44 分.每小题只有一个选项最符合题意.)
1.我国科学家利用脑机接口技术帮助截瘫患者实现意念控制体外仪器。植入患者颅骨内的微处理器,将意念对应的低频神经信号,通过高频载波无线传输给体外仪器。则( )
A.高频载波属于纵波
B.使高频载波随低频神经信号改变的过程属于调制
C.体外接收电路的固有频率与低频神经信号的频率相等
D.体外接收电路中的信号经过调谐还原出低频神经信号
2.白磷在高温、高压环境下可以转化为一种新型二维半导体材料—黑磷,图为黑磷微观结构,其原子以一定的规则有序排列。下列说法正确的是( )
A.黑磷是非晶体材料 B.黑磷熔化过程中温度不变
C.黑磷中每个分子都是固定不动的 D.黑磷分子在不同方向的导热性一定不同
3.“彭宁离子阱”是一个可以用来储存带电粒子的装置。该装置主要由一对左右对称的环电极和一对上下对称的端电极构成,其内部某一截面的部分电场线和等势线分布如图,则( )
A.三点电场强度大小关系
B.三点电势高低关系
C.将一电子从点移到点,静电力做负功
D.将一电子从点移到点,电子电势能减小
4.一定质量的理想气体从状态a开始。第一次经绝热过程到状态b;第二次先经等压过程到状态c,再经等容过程到状态b。图像如图所示。则( )
A.过程气体从外界吸热
B.过程比过程气体对外界所做的功多
C.气体在状态a时比在状态b时的分子平均动能小
D.气体在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数少
5.牛顿管实验如图所示:长玻璃管一端封闭、另一端有开关,把形状和质量都不相同的金属片和小羽毛放到玻璃管里.先打开开关使管内空气与大气连通,把玻璃筒迅速倒转,让金属片和羽毛同时下落:当金属片落到管底时,羽毛还悠悠地飘在空中.抽掉玻璃筒里的空气(近似真空)再倒转玻璃筒,可看到它们同时落到管底.对这个实验,下列叙述正确的是( )
A.真空中的羽毛重力比空气中羽毛重力大
B.抽气前金属片比羽毛下落的快,这说明质量大的物体下落速度会更大
C.抽气前羽毛比金属片下落的慢,原因是羽毛受到空气阻力而钱币不受空气阻力
D.抽气后,在赤道和北京分别做该实验,金属片的下落时间会略有差异
6.如图所示是一种改进后的回旋加速器示意图,狭缝MN间加速电场的场强大小恒定,且被限制在M、N板间。M、N板右侧延长线之间的真空区域无电场和磁场,M板上方和N板下方的D形盒内有垂直于纸面的匀强磁场。带正电的粒子从M板上的入口P点无初速进入电场中,经加速后进入磁场中做匀速圆周运动,回到电场再加速,如此反复,最终从D形盒右侧的出口射出。粒子通过狭缝的时间可忽略,不计粒子的重力,不考虑相对论效应的影响,忽略边缘效应,下列说法正确的是( )
A.狭缝间的电场方向需要做周期性的变化
B.每经过一次狭缝,粒子的速度的增加量相同
C.这种回旋加速器设置相同时,不同粒子在其中运动的时间相同
D.D形盒半径不变时,同种粒子能获得的最大动能与磁场的磁感应强度大小正比
7.如图所示,均匀介质中矩形区域内有一位置未知的波源。时刻,波源开始振动产生简谐横波,并以相同波速分别向左、右两侧传播,P、Q分别为矩形区域左右两边界上振动质点的平衡位置。和时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线所示,则( )
A.波速为
B.波源的平衡位置距离P点
C.时,波源处于平衡位置且向下运动
D.时,平衡位置在P、Q处的两质点位移相同
8.某城市喷泉灯光秀场中的水下固定一环状形彩灯(如图所示),彩灯表面与水面平行,当彩灯发出黄光时,调节灯面距水面的深度到时,恰能使从水面透出光的区域呈一半径为的圆面形区域。水对黄光的折射率为,光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是( )
A.环状彩灯的宽度d为3cm
B.彩灯发出的黄光射出水面的最长时间为
C.若彩灯发出红光,则水面透光区域将变小
D.水面观察者观察到彩灯的深度比实际深度深,且与观察者的位置有关
9.地球和月球可视作一个双星系统,它们同时绕转他们连线上的点转动。同时在这个转动的平面内存在五个拉格朗日点,在这些点上的卫星能够在地球和月球的共同引力作用下也绕点转动,并且在转动过程中与地球和月球的相对位置保持不变。如图所示,在拉格朗日点处存在一个中继卫星,它的主要作用是用于登月行动的通信;在拉格朗日点处存在一个监测卫星,与地球球心、月球球心的连线恰构成一个等边三角形,其主要作用是监测其他月球卫星的工作情况。若地球的质量为月球的81倍,则下列说法正确的是( )
A.地球球心与月球球心到点的距离之比为
B.稳定运行时,监测卫星的加速度小于月球的加速度
C.监测卫星的运行周期小于中继卫星的运行周期
D.若某一瞬间月球对中继卫星的引力突然消失,则中继卫星会做离心运动
10.如图所示,在置于水平地面上的盛水容器中,用一端固定于容器底部的细线拉住一个空心的塑料球,使之静止地悬浮在深水中,此时容器底部对地面的压力记为N1;某时刻拉紧球的细线突然断开后,球便在水中先加速后匀速地竖直上升,若球在此加速运动阶段和匀速运动阶段对应着容器底部对地面的压力分别记作N2和N3,则( )
A.球加速上升时,N1<N2 B.球加速上升时,N1>N2
C.球匀速上升时,N1<N3 D.球匀速上升时,N1>N3
11.如图所示,在光滑绝缘水平面上,三个完全相同带正电的小球A、B、C,通过不可伸长的绝缘细线a、b、c连接成正三角形,小球均处于静止状态,细线被拉直。剪断细线a,小球开始运动。则( )
A.剪断a前,a中张力大于B、C间的库仑力
B.剪断a瞬间,细线b、c中张力均变大
C.三个球运动至一直线时,整个系统电势能最大
D.球A经过B、C初始位置连线中点时的速度最大
二、非选择题:共 5 题,共 56 分.其中第 13 题~第 16 题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位.
12.某同学想要研究平时考试使用的2B铅笔芯的电阻,他找到的实验器材有:6只完全相同的2B铅笔芯(阻值相同)、定值电阻(阻值为)、滑动变阻器、螺旋测微器、毫米刻度尺、多用电表、电压表、一端连有鳄鱼夹的导线、开关S、电源、导线若干等。
(1)先用多用电表欧姆挡的“”挡粗测铅笔芯的电阻,发现指针偏角过大。为了更准确测量电阻,应将旋钮调至____________(选填“”或“”)挡后再次进行测量
(2)用毫米刻度尺、螺旋测微器分别测量2B铅笔的长度和直径。某次测量时的长度示数和直径示数如图甲和乙,其长度和直径读数分别:____________cm,____________mm;
(3)按原理图丙连接好电路进行测量
①闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片滑到____________(选填“A”或“B”)端;
②测量时,先将滑动变阻器调整至合适位置并一直保持不变;
③接着将鳄鱼夹夹在1位置,测得定值电阻两端的电压为;
④然后依次将鳄鱼夹夹在2、3、4、5、6、7的位置上进行测量,测得接入第支铅笔芯时的电压表示数为;
⑤根据测出的数据,则一支铅笔芯的电阻为____________(用题中、、、符号表达);
(4)若考虑电压表内阻的影响,此方法测量的铅笔芯电阻____________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
13.处于激发态的氢原子可以向低能级跃迁,发出光子;处于基态的氢原子可以吸收光子的能量,发生能级跃迁。已知基态的氢原子能量为,普朗克常量为,光在真空中速度为,电子的质量为,氢原子的能级公式(,,)。
(1)一群处于能级的氢原子发出的光子,能使逸出功为的某金属发生光电效应,求光电子的最大初动能;
(2)用波长为的光子照射基态氢原子,可以使其电离,求电子电离后的德布罗意的波长。
14.现有两高度均为h、内壁光滑的圆筒甲、乙竖直放置,在筒甲口边缘A点沿直径方向以水平射入一小球,碰撞3次后恰好落在A点正下方圆筒甲的底部B处,已知小球与筒壁碰撞前后的水平和竖直分速度大小均不变。在筒乙C点以水平初速度沿圆筒内壁切线方向抛出一质量为m的小滑块,小滑块沿圆筒内壁运动了一周后恰好从D点离开圆筒,C、D连线竖直。重力加速度大小为g,不计空气阻力。求:
(1)筒甲与筒乙的半径之比;
(2)小滑块在筒乙中运动时受到的弹力大小。
15.如图所示,半径的四分之一光滑圆弧轨道A固定在水平地面上,轨道最低点切线水平,紧邻轨道右侧放置着一下表面光滑、上表面粗糙的滑板B,在滑板B的右侧放置着一个物块C,其中滑板B的质量,物块C的质量。现将一质量的小滑块D(可视为质点)从圆弧轨道正上方距离圆弧轨道最高点处由静止释放,小滑块D正好沿圆弧切线进入圆弧轨道,小滑块D冲上滑板B,在达到共同速度的瞬间滑板B与物块C发生弹性碰撞,整个运动过程中,小滑块D未从滑板B上掉落。已知小滑块D与滑板B间的动摩擦因数,物块C与地面间的动摩擦因数,重力加速度。求:
(1)小滑块D到达圆弧轨道最低点时对圆弧轨道的压力;
(2)最初滑板B右端到物块C的距离;
(3)物块C与地面间因摩擦产生的热量。
16.如图,一轻质绝缘转轴由半径分别为2R和R的两个圆柱体组成,其中大圆柱体的两底面边缘镶有圆形金属导线,两圆导线之间连接着4根电阻为r,质量为m,长度为l的细导体棒a、b、c、d,导体棒在圆柱面上水平分布且间隔均匀。一足够长轻绳一端固定在小圆柱体上并紧密缠绕,另一端连接一质量为3m的重锤。整个转轴可绕着水平轴线OO'自由转动,在大圆柱的扇区内分布着垂直轴线OO'向外辐射的磁场,距离O点2R处的磁感应强度大小均为B(如图乙所示),不计导线电阻和质量,不计一切摩擦。求:
(1)重锤下落至图乙时刻,导体棒a中的电流方向(从图乙看);
(2)重锤下落过程中能达到的最大速度vm;
(3)重锤达到最大速度时细绳突然断裂,转轴还能转过的角度θ(用弧度表示)。
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一、单项选择题(本题共 11 小题,每小题 4 分,共 44 分.每小题只有一个选项最符合题意.)
1.【答案】B
【详解】A.高频载波是电磁波,属于横波,故A错误;
B.使高频载波随低频神经信号改变的过程属于调制,故B正确;
C.体外接收电路的固有频率与高频载波的频率相等,故C错误;
D.体外接收电路中的信号经过检波还原出低频神经信号,故D错误。
故选B。
2.【答案】B
【详解】AB.根据图示可知,黑磷的微观结构呈现空间上规则排列,具有空间上的周期性,属于晶体材料,因而黑磷具有固定的熔点,熔化过程中温度不变,A错误,B正确;
C.组成物质的分子总是在做无规则热运动,C错误;
D.黑磷具有各向异性,但不一定体现在导热性上,D错误。
故选B。
3.【答案】C
【详解】A.电场线疏密反映场强大小,可知a、b、c三点的电场强度大小关系是,选项A错误;
B.沿电场线电势降低,则a点电势高于b点,bc电势相等,则a、b、c三点的电势高低关系是,选项B错误;
C.点电势高,电子在该点电势能小,所以从点移到点,电势能增大,静电力做负功,故C正确;
D.bc电势相等,所以将一电子从点移到点,电子电势能增大,故D错误。
故选C。
4.【答案】B
【详解】A.过程,气体体积不变,即等容变化过程,气体压强变小,温度降低,故内能减小,该过程气体对外不做功,故气体向外界放热,A错误;
B.由微元法可得图像与横坐标围成的面积表示为气体做功的多少,由图像可知,过程比过程气体对外界所做的功多,B正确;
C.过程为绝热过程,气体体积变大对外做功,由热力学第一定律可知,气体内能减小,温度降低。温度是分子平均动能的标志,故气体在状态a时比在状态b时的分子平均动能大,C错误;
D.过程,气体的压强相等,体积变大温度变大,分子的平均动能变大,分子撞击容器壁的动量变化量变大。由气体压强的微观解释可知,在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数多,D错误。
故选B。
5.【答案】D
【详解】A、重力G=mg和是否真空环境无关,A错误
B、C抽气前金属下落快是因为重力、阻力他们的合力产生的加速度大,并不是因为重的物体下落快,B、C错误;
D.依据自由落体公式,由于高度相同,但两地重力加速度不同,所以时间不同,故D正确.
故选D.
6.【答案】C
【详解】A.由题意可知,带正电粒子始终从P点进入电场加速后进入磁场中做匀速圆周运动,回到电场再加速,因此,狭缝间的电场方向不需要做周期性的变化,故A错误;
B.粒子第一次加速,由动能定理得
粒子第二次加速,由动能定理得
整理得,
以此类推,可见,每经过一次狭缝,粒子的速度的增加量都不相同,故B错误;
C.设粒子到出口处被加速n圈,加速时间为t
由动能定理得
又由洛伦兹力提供向心力得周期
联立得
可见,回旋加速器设置相同时,不同粒子在其中运动的时间相同,故C正确;
D.设D形盒半径为R
则有
又
联立可得
可见,R不变时,同种粒子能获得的最大动能与磁场磁感应强度平方成正比,故D错误;
故选C。
7.【答案】D
【详解】A.根据波形可知,可得
故波速为故A错误;
B.设波源的平衡位置距离P点距离为,根据左侧时的波形可知
解得故B错误;
C.根据左侧实线波形结合同侧法可知波源刚开始的振动方向向下,由于,故可知此时波源处于平衡位置且向上运动,故C错误;
D.由于,可知波源的平衡位置距离Q点距离为
故波传到PQ两点的时间分别为,
故时,平衡位置在P、Q处的两质点已经振动的时间分别为,
由于波源刚开始向下振动,故时,P处质点处于平衡位置向上振动,Q处质点处于平衡位置向下振动,故此时平衡位置在P、Q处的两质点位移相同。
故D正确。故选D。
8.【答案】A
【详解】A.根据题意作出刚好发生全反射光路图如图所示
根据几何关系可得
又
联立解得环状彩灯的宽度为
故A正确;
B.彩灯发出的黄光射出水面的最长距离为
黄光在水中的传播速度为
则彩灯发出的黄光射出水面的最长时间为
联立解得
故B错误;
C.若彩灯发出红光,由于水滴红光的折射率小于对黄光的折射率,所以红光发生全反射的临界角较大,根据几何关系可知,水面透光区域的半径变大,则水面透光区域变大,故C错误;
D.由于光线从水中射出空气时的折射角大于入射角,如图所示
可知水面观察者沿折射光线看到彩灯的深度比实际深度浅,且与观察者的位置有关,故D错误。
故选A。
9.【答案】D
【详解】A.双星系统实际绕其质心转动,根据
即
地球球心与月球球心到点的距离之比为,A错误;
C.地球、月球以及在任一拉格朗日点上的卫星都具有相同的运行周期(这样才能保持不变的相对位置),监测卫星的运行周期等于中继卫星的运行周期,C错误;
B.监测卫星到点的距离大于月球到点的距离,结合两者周期一致,因此监测卫星的加速度应大于月球的加速度,B错误;
D.中继卫星是在月球和地球的共同吸引下做匀速圆周运动,若月球引力消失,则所受实际合力小于圆周运动所需的向心力,中继卫星做离心运动,D正确。
故选D。
10.【答案】B
【详解】球的加速上升和匀速上升可以认为与球等体积的水在加速下降和匀速下降。把杯子、水和球作为一个整体,塑料球静止和匀速运动时,系统处于平衡状态,地面对物体的支持力等于系统的重力,即
N1=N3
当球加速上升时,水加速下降,系统整体有向下的加速度,重力和支持力的合力提供加速度,所以重力大于支持力,故
N1=N3>N2
故B正确,ACD错误。
故选B。
11.【答案】B
【详解】A.由受力分析可知,剪断前,中的张力等于、间的库仑力,中的张力等于、间的库仑力,A错误;
B.剪断瞬间,对B分析,受A对B的斥力、C对B的斥力以及细线c的拉力,则此时c的拉力
同理可知b中张力也变大,即剪断a瞬间,细线b、c中张力均变大,B正确;
C.系统初始时静止,剪断后开始运动,动能增加,电势能减小,所以电势能最大时是初始静止状态,C错误;
D.当三个小球在同一直线上时,动能最大,电势能最小,但此时B、C小球已经离开了初始位置,D错误。
故选B。
二、非选择题:共 5 题,共 56 分.其中第 13 题~第 16 题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位.
12.【答案】(1) (2) 5.20(5.18~5.22) 0.709/0.708/0.710
(3) A (4)小于
【详解】(1)先用多用电表欧姆挡的“”挡粗测铅笔芯的电阻,发现指针偏角过大,说明电阻阻值较小,为了更准确测量电阻,应将旋钮调至挡后再次进行测量。
(2)图甲刻度尺的分度值为,由图甲可知长度读数为;
螺旋测微器的精确值为,由图乙可知直径读数为
(3)①闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片滑到A端,使电路电流从最小开始调节;
⑤电路图是一个串联电路,电流始终为,连接铅笔芯时可得
故有
(4)由,
因为电压表分流,故实际电流,则有。
13.【答案】(1);(2)
【详解】(1)一群处于能级的氢原子发出的光子最大能量为
根据光电效应方程可得,光电子的最大初动能为
(2)用波长为的光子照射基态氢原子,可以使其电离,设电子电离后的速度为,则有
根据动能与动量关系可得
联立解得电子电离后的动量为
根据德布罗意波长公式可得
14.【答案】(1);(2)
【详解】(1)筒甲:小球在两平行筒壁间的运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,设运动总时间为t。
竖直方向
水平方向
解得
筒乙:小滑块的运动可分解为水平面内的匀速圆周运动和竖直方向的自由落体运动,由题意知运动时间也为t。
水平面内解得则
(2)小滑块在筒乙中水平方向做匀速圆周运动,由弹力提供向心力,设弹力大小为,有
又
解得
15.【答案】(1),方向竖直向下(2)(2)(3)
【详解】(1)小滑块D从静止释放后做自由落体运动,由
小滑块D下落h高度的速度大小。
小滑块D从静止释放后到滑上滑板B前的过程中,根据动能定理可得
对最低点的小滑块D受力分析可得
由牛顿第三定律,联立解得,方向竖直向下。
(2)小滑块D冲上滑板B的速度大小为
根据动量守恒定律可得
小滑块D冲上滑板B时,滑板B的加速度为,则有
由运动学公式可得
联立解得最初滑板B右端到物块C的距离为。
(3)滑板B与物块C发生弹性碰撞,由动量守恒和机械能守恒可得,
解得,
之后滑板B与小滑块D达到共同速度再次与已经静止的物块C发生碰撞,滑板B与小滑块D达到共同速度时,有
滑板B第二次与物块C发生碰撞,设碰后物块C的速度为,根据动量守恒和机械能守恒可得
可知第次碰撞后物块C的速度为(,1,2……),最终小滑块D、滑板B和物块C均静止,根据能量的转化和守恒,可得物块C与地面摩擦产生的总热量为
结合等比数列求和公式可得。
16.【答案】(1)由右手定则判断可得a棒中的感应电流方向为垂直纸面向里;(2);(3)
【详解】(1)由右手定则判断可得a棒中的感应电流方向为垂直纸面向里;
(2)当重锤下落速度最大时,为匀速下落状态,此时重力对重锤的功率等于导体棒克服安培力的功率,即
又有
,
可得
感应电流为
联立解得
(3)安培力的冲量等于4个导体棒切向动量的变化量,则
平均感应电流为
弧长为
联立解得
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