内容正文:
北京师范大学海口附属学校2024-2025学年高三仿真模拟考试
物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写/填涂在答题卡上。
2.回答选择题时,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,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上指定位置。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷由考生自行保管,仅将答题卡交回。
一、单选题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。
1. 2024年是中国航天大年,神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天,部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知衰变为的半衰期约为29年;衰变为的半衰期约87年。现用相同数目的和各做一块核电池,下列说法正确的是( )
A. 从原理上分析,核电池的寿命更长
B. 衰变为时产生β粒子
C. 衰变为时产生α粒子
D. 29年后,剩余的数目大于的数目
【答案】A
【解析】
【详解】A.核电池的寿命与半衰期有关,半衰期越长,放射性物质衰变越慢,能持续提供能量的时间越长。已知的半衰期(87 年)大于的半衰期(29 年),所以核电池的寿命更长,故A正确;
B.衰变为,质量数减少4,电荷数减2,根据电荷数守恒和质量数守恒,衰变方程为,产生粒子,故B错误;
C.衰变为,质量数不变,电荷数增加1,根据电荷数守恒和质量数守恒,衰变方程为,产生粒子,故C错误;
D.经过年,对于,剩余数目
对于,剩余数目
所以剩余的数目大于的数目,故 D 错误。
故选 A。
2. 如图,水平面MN下方存在垂直纸面向里的匀强磁场,纸面为竖直平面。不可形变的导体棒ab和两根可形变的导体棒组成三角形回路框,其中ab处于水平位置框从MN上方由静止释放,框面始终在纸面内框落入磁场且ab未到达MN的过程中,沿磁场方向观察,框的大致形状及回路中的电流方向为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由楞次定律“增反减同”可知回路框中感应电流方向为逆时针,根据左手定则可知左侧导体棒所受安培力斜向右上方,右侧导体棒所受安培力斜向左上方。
故选C。
3. 如图所示,国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可知机器人“天工”它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走,对“天工”分析有
可得
故选B。
4. 如图是某次网球的飞行轨迹,图中A、B为轨迹上等高的两点,P为最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比,则该网球( )
A. 在空中的运动为匀变速曲线运动
B. 经过P点的加速度等于重力加速度
C. 经过A、B两点的速度大小相等
D. 在段的飞行时间小于在段的飞行时间
【答案】D
【解析】
【详解】AC.羽毛球在运动过程中受到自身重力和空气阻力作用,其合力是变化的,做变加速曲线运动,且空气阻力做负功,羽毛球的机械能减小,由于A、B为同一轨迹上等高的两点,则羽毛球在A点的速度大于在B点的速度。故AC错误;
B.经过P点时羽毛球受重力与空气阻力的作用,加速度不等于重力加速度。故B错误;
D.由于存在空气阻力与运动方向相反,AP段羽毛球处于上升阶段,可知羽毛球竖直向下的加速度大于重力加速度,而PB段羽毛球处于下降阶段,羽毛球竖直向下的加速度小于重力加速度,由于上升与下降阶段,竖直方向的位移大小相等,由
可知AP段的飞行时间小于PB段的飞行时间。故D正确。
故选D。
5. 甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播,波速均为2m/s。t=0时刻二者在x=2m处相遇,波形图如图所示。质点P的平衡位置在x=2m处,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两列简谐横波周期之比为1:2
B. 甲、乙两列简谐横波能发生干涉
C. t=1.0s时,P处于平衡位置向y轴正方向运动
D. t=2.0s时,P正在向x轴负方向运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,甲波波长为4m,乙波波长为2m,二者波速相等,根据可知,周期之比等于波长之比,即甲、乙两列简谐横波周期之比为2:1,故A错误;
B.由于两列波周期不同,频率不同,所以不能发生干涉,故B错误;
C.t=1.0s时,甲、乙两列波传播的距离均为2m,根据波形平移法可知,甲波的平衡位置向y轴正方向运动的振动形式刚好传到P处,乙波的平衡位置向y轴正方向运动的振动形式刚好传到P处,根据叠加原理可知,此时P处于平衡位置向y轴正方向运动,故C正确;
D.介质中的质点不会随波迁移,所以P不会向x轴负方向运动,故D错误。
故选C。
6. 三个点电荷的电场线和等势线如图所示,其中的d,e与e,f两点间的距离相等,则( )
A. d点电势高于b点电势
B. a、c两点的电场强度相同
C. d、f间电势差为d、e间电势差的两倍
D. 电子在c点的电势能小于在d点的电势能
【答案】D
【解析】
【详解】A.电场线从正电荷出发终止于负电荷,顺着电场线方向电势降低,b点靠近正电荷,d点靠近负电荷,所以b点电势高于d点电势,故A错误;
B.电场强度是矢量,a、c两点电场强度方向不同,所以电场强度不同,故B错误;
C.d、e与 e、f两点间的距离相等,但d、e间电场线比e、f间密,平均电场强度大,根据
可知
所以,故C错误;
D.c点靠近正电荷,d点靠近负电荷,c点电势高于d点电势,即
根据电势能公式
电子带负电,所以电子在c点的电势能小于在 d点的电势能,故D正确。
故选D。
7. 如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面,一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O,当θ=30°时,反射光b和折射光c刚好垂直。下列说法正确的是( )
A. 该材料对红光的折射率为1.5
B. 若θ=45°,光线c消失
C. 若入射光a变为白光,光线b、c也变为白光
D. 若入射光a变为紫光,光线b和c仍然垂直
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据几何关系可知红光从材料内射出时发生折射,折射角为60°,所以折射率为,故A错误;
B.设临界角为C,则
即此时入射角大于临界角,所以光线c消失,故B正确;
C.由于白光为复色光,且光线b为反射光线,所以光线b为白光,由于各种色光折射率不同,所以入射角相同时,折射角不同,所以c为单色光,故C错误;
D.对同种介质,紫光的折射率比红光大,故若入射光a变为紫光,折射角将变大,光线b和c不会垂直,故D错误。
故选B。
8. 如图所示,半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,AC是圆O的水平直径,P是圆周上的一点,P点离AC的距离为R,一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子以一定的速度从A点沿AC方向射入,粒子在磁场中运动的偏向角为90°,保持粒子的速度大小、方向不变,让粒子从P点射入磁场,则粒子在磁场中运动的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】带负电粒子从A点沿AC方向射入,偏向角为90°,故粒子从D点射出,如左图所示
根据几何关系,易知粒子的轨迹圆半径等于磁场圆半径R。若粒子从P点射入磁场,根据几何关系,粒子还是从D点射出,如右图所示。此时粒子的偏向角为120°,根据粒子在磁场中圆周运动的周期公式及粒子在磁场中部分圆周运动的时间公式得
故选C。
【点睛】本题求出轨迹圆半径等于磁场圆半径后,可确定属于磁聚焦模型,粒子从P点射入可迅速判断粒子还是从D点离开磁场,从而快速求解。
二、多选题:本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分;有选错的得0分。
9. 2024年5月,“嫦娥六号”月球探测器开启主发动机实施制动,进入周期为12h的椭圆环月轨道,近月点距月心,远月点距月心,为椭圆轨道的短轴。已知引力常量,下列说法正确的是( )
A. 根据信息可以求出月球的密度
B. “嫦娥六号”从A经B到C的运动时间为6h
C. “嫦娥六号”从B经C到D的运动时间为6h
D. “嫦娥六号”在A点和C点速率之比为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.该椭圆环月轨道的半长轴为
假设有一颗环绕月球做匀速圆周运动的卫星,周期也为12h,根据开普勒第三定律有
得
对于该卫星,根据万有引力提供向心力有
可求得月球的质量M,因月球的半径未知,所以无法求出月球的体积,根据可知,也就无法求出月球的密度,故A错误;
B.根据对称性可知,“嫦娥六号”从A经B到C的运动时间与从A经D到C的运动时间相等,均为周期的一半,故“嫦娥六号”从A经B到C的运动时间为6h,故B正确;
C.因“嫦娥六号”离月球越近速度越大,故“嫦娥六号”从B经C到D的运动时间大于从D经A到B的时间,“嫦娥六号”从B经C到D的运动时间大于6h,故C错误;
D.“嫦娥六号”在经过A点和C点的极短时间内,根据开普勒第二定律有
解得,故D正确。
故选BD。
10. 理想变压器的原线圈通过或与频率为、电压为的交流电源连接,副线圈接有三个支路,如图所示(光敏电阻的阻值随着光照增加而减少)。当接时,三个灯泡均发光。若( )
A. 电容增大,灯泡变亮
B. 频率增大,灯泡变亮
C. 上光照增强,灯泡变亮
D. 接到时,三个灯泡均变暗
【答案】AC
【解析】
【详解】A.电容增大,对交流电的阻碍作用减小,则L1灯泡变亮,故A正确;
B.频率f增大,则电感的阻碍作用增大,则L2灯泡变暗,故B错误;
C.光敏电阻光照增强,阻值减小,由于各支路电压不变,则L3灯泡电流增大,变亮,故C正确;
D.S接到b时,根据变压比可知,副线圈电压增大,则三个灯泡均变亮,故D错误。
故选 AC。
11. 如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于的激发态,在向低能级跃迁时放出光子,用这些光子照射逸出功为的金属钠。下列说法正确的是( )
A. 有种频率的光子能使金属钠产生光电效应
B. 跃迁到放出的光子动量最大
C. 逸出光电子的最大初动能为
D. 处于的氢原子至少需要吸收的光子才能电离
【答案】BC
【解析】
【详解】A.大量处于的氢原子向低能级跃迁,可放出3种不同能量的光子,跃迁方式分别为、、,对应的能量分别为,,
其中能量大于的光子能使金属钠发生光电效应,故有2种频率的光子能使金属钠产生光电效应,故A错误;
B.根据,,
得
即能量越大的光子动量越大,跃迁到放出的光子能量最大,所以动量也最大,故B正确;
C.跃迁到放出的光子被吸收时,逸出的光电子初动能最大,故逸出光电子的最大初动能为,故C正确;
D.处于的氢原子电离需要吸收的光子能量至少为,故D错误。
故选BC。
12. 如图所示,将质量均为的、两滑块用足够长的轻绳相连,分别置于等高的光滑水平台面上,质量为的物块挂在轻质动滑轮下端,手托使轻绳处于伸直状态。时刻将由静止释放,经时间下落高度。运动过程中、始终不会与定滑轮碰撞,摩擦力和空气阻力均忽略不计,重力加速度大小为,则下列说法正确的是( )
A. 、运动的加速度大小之比为
B. 、运动的加速度大小之比为
C. 时刻,下落的速度为
D. 时刻,下落的速度为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.根据对称性可知,、运动的加速度大小相等,则在时间t内、运动位移大小均为
在时间t内C下落的高度为
则有
解得,故A正确,B错误;
CD.设时刻下落的速度为v,在极短的时间内,有
又
可得
对于、、C组成的系统,根据机械能守恒定律有
解得,故C错误,D正确。
故选AD。
13. 如图,内壁光滑的直圆筒竖直固定放置,轻质弹簧下端固定在圆筒的底端,自然状态时上端位于点。和是质量均为、直径略小于圆筒内径的相同小球。现将缓慢放在弹簧上端,静止时弹簧的压缩量为,再将从上方的处由静止释放,与碰撞后立即粘连一起运动,恰能回到点。两小球均可视为质点,重力加速度为,则( )
A. 整个过程中小球和弹簧组成的系统的机械能守恒
B. 与碰撞后瞬间速度大小为
C. 小球A、B到最低点时加速度大小为
D. 此过程中弹簧的最大弹性势能为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.由题可知,B与A碰撞为完全非弹性碰撞,存在机械能损失,因此整个过程中小球和弹簧组成的系统的机械能不守恒,故A错误;
B.设B与A碰前的速度为,根据运动学规律可得
解得
碰撞过程动量守恒,则有
解得与碰撞后瞬间速度大小为,故B正确;
CD.碰撞后两球一直做简谐运动,两球恰能回到O点,此时两球的加速度为g,方向向下,根据简谐运动对称性可知两球处于最低点时的加速度大小为g,方向向上,设此时弹簧的压缩量为x,根据牛顿第二定律可得
B与A碰撞前,对A球由平衡条件可得
联立解得
设此过程中弹簧的最大弹性势能为,根据系统机械能守恒可得,故CD正确。
故选BCD。
三、实验题:本题共2小题,14题12分,15题8分,共20分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写运算过程。
14. 几位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素
(1)按图连接好电路,甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转,下列操作中能使指针向左偏转的有____。
A. 闭合开关时
B. 开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动时
C. 开关闭合后将B线圈从A线圈中拔出时
(2)连接好电路,闭合开关,把B线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处,第一次速度较慢,第二次快速进行,A线圈在两次过程中产生的感应电动势的大小关系是______(选填“>;”“<;”或“=”)。
【答案】(1)A (2)<
【解析】
【小问1详解】
A.甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转,说明当穿过线圈A的磁通量减小时指针右偏,则闭合开关时,穿过线圈A的磁通量增加,则指针左偏,A正确;
B.开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,电路电流减小,则穿过线圈A的磁通量减小,指针右偏,B错误;
C.开关闭合后将B线圈从A线圈中拔出时,穿过线圈A的磁通量减小,指针右偏,C错误;
故选A。
【小问2详解】
连接好电路并闭合开关后,把B线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处,第一次速度较慢,第二次快速进行,因快插时磁通量的变化率较大,则感应电动势较大,则两情况下A线圈中产生的感应电动势的大小关系是。
15. 某同学验证机械能守恒定律的装置如图1所示,该装置由悬挂在铁架台上的细线、小球和铁架台下方的光电门组成,当地重力加速度为。
(1)实验中用毫米刻度尺测量悬点到小球上端的细线长度为,用某测量工具测量小球的直径,则这名同学使用的测量工具可能为______(填选项序号);
A. 毫米刻度尺 B. 10分度的游标卡尺
C. 20分度的游标卡尺 D. 50分度的游标卡尺
E. 螺旋测微器
(2)该同学将细绳拉直至与悬点等高的位置后由静止释放,记录小球通过最低点时光电门的遮光时间,则小球通过最低点的速度大小为______(用所测物理量字母表示);
(3)本实验验证机械能守恒定律时,只需在误差允许范围内验证表达式______是否成立即可(表达式用所测物理量字母表示);
(4)多次改变细线长度,重复以上操作,若以为纵坐标,为横坐标,根据实验数据作出的图像如图2所示,图中的纵截距为,为纵轴上的一个数值,则可得重力加速度测量值______(用图中给的字母或所测物理量表示);
【答案】(1)CD (2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
该同学测量小球的直径,毫米刻度尺分度值为,读数到;10分度的游标卡尺的分度值为,20分度的游标卡尺的分度值为,尾数只能是0和5,50分度的游标卡尺的分度值为,尾数是偶数;螺旋测微器分度值为,读数到,所以测量工具为20分度和50等分的游标卡尺都可以。故选CD。
【小问2详解】
据光电门的原理可知小球通过最低点的速度为;
【小问3详解】
小球下落导致重力势能减小量为动能增加量为当小球的重力势能减小量等于动能的增加量时,机械能守恒,所以本实验验证的表达式为
即
【小问4详解】
根据变形式
可得则重力加速度测量值。
16. 为测量一节干电池的电动势(约为)和内阻(约为),某同学设计了如图甲、乙所示的实验电路图。已知电流表的内阻约为,电压表的内阻约为,滑动变阻器最大电阻为。
(1)按照图甲所示的电路图,将图丙中的实物连线补充完整_____;
(2)闭合开关前,图丙中的滑动变阻器的滑片P应移至最______(填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关后,移动滑片P改变滑动变阻器接入的阻值,记录下多组电压表示数和对应的电流表示数,将实验记录的数据在坐标系内描点并作出图像。某次测量时电流表如图所示,其读数为______。
(4)在图丙中通过改变导线的接线位置,完成了如图乙所示电路图的实物连接,重复步骤(2)(3)。在同一坐标系内描点并作出对应的图像,如图丁所示,图丁中、、、均已知。
(5)利用图丁中提供的信息可知,这节干电池的内阻的准确值为______。
【答案】 ①. ②. 右 ③. 0.16 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]因两节相同的干电池串联后电动势约3V,故电压表选0~3V量程;电路中的最大电流约,故应选0~0.6A量程的电流表,同时为减小误差应选电流表的外接法,故实物连线图如下
(2)[2]闭合开关S前,滑动变阻器的阻值应最大,即图丙中的滑动变阻器的滑片P应移至最右端。
(3)[3]电流表最小刻度为0.02A,则读数为0.16A。
(5)[4]图甲中,电动势的测量值,但短路电流I2是准确的;图乙中,电动势的测量值;可知
四、计算题:本题共3小题,第16题9分,第17题12分,18题15分,共36分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
17. 如图所示,内壁光滑、导热性能良好的汽缸呈圆柱形,正立于地面上,汽缸上部有限位挡板,内部高度为。缸内一个厚度不计的活塞封闭一定量的理想气体,活塞的横截面积为S、质量(为重力加速度)。开始时活塞处于离汽缸底部的高度,外界大气压强,温度为。
(1)若将汽缸缓慢放倒在地上,求稳定后活塞离汽缸底部的距离;
(2)现对汽缸内气体加热,当气体温度达到时,求气体的压强。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
初始状态根据活塞受力平衡分别有
解得
假设将汽缸缓慢放倒后活塞不被限位挡板卡住,则末状态汽缸内气体的压强
该过程汽缸内的气体做等温变化,根据玻意耳定律有
解得
所以,稳定后活塞离汽缸底部的距离。
【小问2详解】
活塞接触限位挡板前,汽缸内的气体做等压变化,设活塞恰好接触挡板时缸内气体的温度为T,根据盖-吕萨克定律有
其中
求得
因
故活塞接触限位挡板后继续做等容变化,根据查理定律有
解得
18. 如图所示,上、下边界均水平的区域宽为,内有磁感应强度大小为,方向水平向内的匀强磁场。一边长也为,质量为,电阻为的匀质正方形线框,通过滑轮装置与另一质量为的物体连接。线框从磁场下方某处静止释放,当线框边进入磁场时,速度,一段时间后(边仍在磁场中)开始匀速运动,从边进入磁场到其恰达到匀速时,流过线框横截面的电荷量,已知线框上升过程中线框平面始终与磁场方向垂直,边始终与边界平行,不计空气阻力,,求:
(1)线框刚进入磁场时的电流大小和方向;
(2)线框匀速运动时的速度以及线框匀速运动的时间。
【答案】(1)、逆时针方向
(2),
【解析】
【小问1详解】
线框刚进入磁场时的电动势为
由欧姆定律可知线框内电流为
根据右手定则可知,线框内电流方向为,即逆时针方向
【小问2详解】
匀速运动时,线框与物体作为一个系统整体受力平衡,则有
线框匀速运动时的电动势为
线框内电流大小为
则此时线框受到的安培力为
联立代入数据可得
设从线框进入磁场到匀速过程中位移为
则线框内的平均感应电动势为
则在此过程中流过线框横截面的电荷量有
代入数据解得
由于线框达到匀速后,匀速过程一直持续到ab边离开磁场
因此线框匀速运动的时间为
19. 如图,某快递公司自动卸货装置由直轨道AB、圆弧轨道BC、水平轨道DE和固定在E端的弹簧组成,轨道均光滑,AB与BC相切于B点。直轨道倾角,A、B两点竖直高度差,圆弧轨道半径、圆心角。质量为的运货箱载有质量为的货物一起从轨道最高点A静止下滑,经圆弧BC滑上紧挨着C点的静止小车,小车上表面水平与C点等高,运货箱与挡板碰撞后共速但不粘连,二者右行压缩弹簧至最短时锁定。卸货后解锁,小车与空箱被弹回,小车遇左侧台阶碰撞瞬间停止,空箱滑出后恰能返回到A点。已知小车质量,长度,弹簧始终在弹性限度内,货物在运货箱内不滑动,运货箱视为质点,重力加速度,求:
(1)运货箱经过圆弧轨道C点时对轨道的压力
(2)当弹簧被压缩到最短时弹簧的弹性势能
(3)小车上表面的滑动摩擦因数
【答案】(1)128N
(2)32J (3)0.3
【解析】
【小问1详解】
对m1和m2整体,从A到C过程,由动能定理,有
解得
C点有
解得
根据牛顿第三定律,运货箱对轨道的压力
方向竖直向下;
【小问2详解】
从滑上小车到共速,和系统动量守恒
弹簧压缩到最短时,弹簧的弹性势能
解得
【小问3详解】
取走m2,弹簧解锁后,弹性势能转化为m1和m3的动能,即
小车与台阶碰撞后静止,此后根据能量守恒,有
解得
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北京师范大学海口附属学校2024-2025学年高三仿真模拟考试
物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写/填涂在答题卡上。
2.回答选择题时,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,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上指定位置。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷由考生自行保管,仅将答题卡交回。
一、单选题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。
1. 2024年是中国航天大年,神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天,部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知衰变为的半衰期约为29年;衰变为的半衰期约87年。现用相同数目的和各做一块核电池,下列说法正确的是( )
A. 从原理上分析,核电池的寿命更长
B. 衰变为时产生β粒子
C. 衰变为时产生α粒子
D. 29年后,剩余的数目大于的数目
2. 如图,水平面MN下方存在垂直纸面向里的匀强磁场,纸面为竖直平面。不可形变的导体棒ab和两根可形变的导体棒组成三角形回路框,其中ab处于水平位置框从MN上方由静止释放,框面始终在纸面内框落入磁场且ab未到达MN的过程中,沿磁场方向观察,框的大致形状及回路中的电流方向为( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示,国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于( )
A. B. C. D.
4. 如图是某次网球的飞行轨迹,图中A、B为轨迹上等高的两点,P为最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比,则该网球( )
A. 在空中的运动为匀变速曲线运动
B. 经过P点的加速度等于重力加速度
C. 经过A、B两点的速度大小相等
D. 在段的飞行时间小于在段的飞行时间
5. 甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播,波速均为2m/s。t=0时刻二者在x=2m处相遇,波形图如图所示。质点P的平衡位置在x=2m处,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两列简谐横波周期之比为1:2
B. 甲、乙两列简谐横波能发生干涉
C. t=1.0s时,P处于平衡位置向y轴正方向运动
D. t=2.0s时,P正在向x轴负方向运动
6. 三个点电荷的电场线和等势线如图所示,其中的d,e与e,f两点间的距离相等,则( )
A. d点电势高于b点电势
B. a、c两点的电场强度相同
C. d、f间电势差为d、e间电势差的两倍
D. 电子在c点的电势能小于在d点的电势能
7. 如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面,一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O,当θ=30°时,反射光b和折射光c刚好垂直。下列说法正确的是( )
A. 该材料对红光的折射率为1.5
B. 若θ=45°,光线c消失
C. 若入射光a变为白光,光线b、c也变为白光
D. 若入射光a变为紫光,光线b和c仍然垂直
8. 如图所示,半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,AC是圆O的水平直径,P是圆周上的一点,P点离AC的距离为R,一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子以一定的速度从A点沿AC方向射入,粒子在磁场中运动的偏向角为90°,保持粒子的速度大小、方向不变,让粒子从P点射入磁场,则粒子在磁场中运动的时间为( )
A. B. C. D.
二、多选题:本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分;有选错的得0分。
9. 2024年5月,“嫦娥六号”月球探测器开启主发动机实施制动,进入周期为12h的椭圆环月轨道,近月点距月心,远月点距月心,为椭圆轨道的短轴。已知引力常量,下列说法正确的是( )
A. 根据信息可以求出月球的密度
B. “嫦娥六号”从A经B到C的运动时间为6h
C. “嫦娥六号”从B经C到D的运动时间为6h
D. “嫦娥六号”在A点和C点速率之比为
10. 理想变压器的原线圈通过或与频率为、电压为的交流电源连接,副线圈接有三个支路,如图所示(光敏电阻的阻值随着光照增加而减少)。当接时,三个灯泡均发光。若( )
A. 电容增大,灯泡变亮
B. 频率增大,灯泡变亮
C. 上光照增强,灯泡变亮
D. 接到时,三个灯泡均变暗
11. 如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于的激发态,在向低能级跃迁时放出光子,用这些光子照射逸出功为的金属钠。下列说法正确的是( )
A. 有种频率的光子能使金属钠产生光电效应
B. 跃迁到放出的光子动量最大
C. 逸出光电子的最大初动能为
D. 处于的氢原子至少需要吸收的光子才能电离
12. 如图所示,将质量均为的、两滑块用足够长的轻绳相连,分别置于等高的光滑水平台面上,质量为的物块挂在轻质动滑轮下端,手托使轻绳处于伸直状态。时刻将由静止释放,经时间下落高度。运动过程中、始终不会与定滑轮碰撞,摩擦力和空气阻力均忽略不计,重力加速度大小为,则下列说法正确的是( )
A. 、运动的加速度大小之比为
B. 、运动的加速度大小之比为
C. 时刻,下落的速度为
D. 时刻,下落的速度为
13. 如图,内壁光滑的直圆筒竖直固定放置,轻质弹簧下端固定在圆筒的底端,自然状态时上端位于点。和是质量均为、直径略小于圆筒内径的相同小球。现将缓慢放在弹簧上端,静止时弹簧的压缩量为,再将从上方的处由静止释放,与碰撞后立即粘连一起运动,恰能回到点。两小球均可视为质点,重力加速度为,则( )
A. 整个过程中小球和弹簧组成的系统的机械能守恒
B. 与碰撞后瞬间速度大小为
C. 小球A、B到最低点时加速度大小为
D. 此过程中弹簧的最大弹性势能为
三、实验题:本题共2小题,14题12分,15题8分,共20分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写运算过程。
14. 几位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素
(1)按图连接好电路,甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转,下列操作中能使指针向左偏转的有____。
A. 闭合开关时
B. 开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动时
C. 开关闭合后将B线圈从A线圈中拔出时
(2)连接好电路,闭合开关,把B线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处,第一次速度较慢,第二次快速进行,A线圈在两次过程中产生的感应电动势的大小关系是______(选填“>;”“<;”或“=”)。
15. 某同学验证机械能守恒定律的装置如图1所示,该装置由悬挂在铁架台上的细线、小球和铁架台下方的光电门组成,当地重力加速度为。
(1)实验中用毫米刻度尺测量悬点到小球上端的细线长度为,用某测量工具测量小球的直径,则这名同学使用的测量工具可能为______(填选项序号);
A. 毫米刻度尺 B. 10分度的游标卡尺
C. 20分度的游标卡尺 D. 50分度的游标卡尺
E. 螺旋测微器
(2)该同学将细绳拉直至与悬点等高的位置后由静止释放,记录小球通过最低点时光电门的遮光时间,则小球通过最低点的速度大小为______(用所测物理量字母表示);
(3)本实验验证机械能守恒定律时,只需在误差允许范围内验证表达式______是否成立即可(表达式用所测物理量字母表示);
(4)多次改变细线长度,重复以上操作,若以为纵坐标,为横坐标,根据实验数据作出的图像如图2所示,图中的纵截距为,为纵轴上的一个数值,则可得重力加速度测量值______(用图中给的字母或所测物理量表示);
16. 为测量一节干电池的电动势(约为)和内阻(约为),某同学设计了如图甲、乙所示的实验电路图。已知电流表的内阻约为,电压表的内阻约为,滑动变阻器最大电阻为。
(1)按照图甲所示的电路图,将图丙中的实物连线补充完整_____;
(2)闭合开关前,图丙中的滑动变阻器的滑片P应移至最______(填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关后,移动滑片P改变滑动变阻器接入的阻值,记录下多组电压表示数和对应的电流表示数,将实验记录的数据在坐标系内描点并作出图像。某次测量时电流表如图所示,其读数为______。
(4)在图丙中通过改变导线的接线位置,完成了如图乙所示电路图的实物连接,重复步骤(2)(3)。在同一坐标系内描点并作出对应的图像,如图丁所示,图丁中、、、均已知。
(5)利用图丁中提供的信息可知,这节干电池的内阻的准确值为______。
四、计算题:本题共3小题,第16题9分,第17题12分,18题15分,共36分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
17. 如图所示,内壁光滑、导热性能良好的汽缸呈圆柱形,正立于地面上,汽缸上部有限位挡板,内部高度为。缸内一个厚度不计的活塞封闭一定量的理想气体,活塞的横截面积为S、质量(为重力加速度)。开始时活塞处于离汽缸底部的高度,外界大气压强,温度为。
(1)若将汽缸缓慢放倒在地上,求稳定后活塞离汽缸底部的距离;
(2)现对汽缸内气体加热,当气体温度达到时,求气体的压强。
18. 如图所示,上、下边界均水平的区域宽为,内有磁感应强度大小为,方向水平向内的匀强磁场。一边长也为,质量为,电阻为的匀质正方形线框,通过滑轮装置与另一质量为的物体连接。线框从磁场下方某处静止释放,当线框边进入磁场时,速度,一段时间后(边仍在磁场中)开始匀速运动,从边进入磁场到其恰达到匀速时,流过线框横截面的电荷量,已知线框上升过程中线框平面始终与磁场方向垂直,边始终与边界平行,不计空气阻力,,求:
(1)线框刚进入磁场时的电流大小和方向;
(2)线框匀速运动时的速度以及线框匀速运动的时间。
19. 如图,某快递公司自动卸货装置由直轨道AB、圆弧轨道BC、水平轨道DE和固定在E端的弹簧组成,轨道均光滑,AB与BC相切于B点。直轨道倾角,A、B两点竖直高度差,圆弧轨道半径、圆心角。质量为的运货箱载有质量为的货物一起从轨道最高点A静止下滑,经圆弧BC滑上紧挨着C点的静止小车,小车上表面水平与C点等高,运货箱与挡板碰撞后共速但不粘连,二者右行压缩弹簧至最短时锁定。卸货后解锁,小车与空箱被弹回,小车遇左侧台阶碰撞瞬间停止,空箱滑出后恰能返回到A点。已知小车质量,长度,弹簧始终在弹性限度内,货物在运货箱内不滑动,运货箱视为质点,重力加速度,求:
(1)运货箱经过圆弧轨道C点时对轨道的压力
(2)当弹簧被压缩到最短时弹簧的弹性势能
(3)小车上表面的滑动摩擦因数
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