内容正文:
2026届黑龙江哈尔滨市第三中学校高三下学期第二次模拟考试物理试卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上,并认真核准条形码上的姓名、准考证号、考场号、座位号及科目,在规定的位置贴好条形码。
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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,用黑色碳素笔将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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. 2026年2月20日,在米兰-科尔蒂纳冬奥会自由式滑雪男子空中技巧决赛中,中国选手王心迪完成难度系数5.1的惊天一跳,摘得金牌,为国争光!如图所示为高速摄像机每隔相等时间拍摄的王心迪腾空旋转过程,空气阻力忽略不计,则王心迪腾空旋转过程中( )
A. 研究旋转动作时可将其视为质点 B. 最高点的加速度为零
C. 相同时间内重心的速度变化量相同 D. 动能先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.研究旋转动作时,王心迪的形状、大小不能忽略,因此不能将其视为质点,故A错误;
B.空气阻力忽略不计,腾空过程始终只受重力,加速度恒为重力加速度,最高点加速度不为零,故B错误;
C.腾空过程重心的加速度恒定为,根据
相等时间内重心的速度变化量(大小、方向都)相同,故C正确;
D.腾空过程先上升、后下落,上升阶段重力做负功,动能减小;下落阶段重力做正功,动能增大,因此动能先减小后增大,故D错误。
故选C。
2. 5G通信、红外测温、医院拍片、紫外线消毒等都离不开电磁波。下图是按波长由大到小排列的电磁波谱,由图中信息可知( )
A. 红外线的热效应显著,可用于红外遥感和夜视
B. 可见光中,红光光子能量最大
C. X射线照射某金属能发生光电效应,则紫外线也一定可以
D. 波长越短的电磁波,波动性越显著
【答案】A
【解析】
【详解】A.红外线的热效应显著,一切物体都在不停地辐射红外线,温度越高辐射越强,因此可用于红外遥感、夜视仪、红外测温等,故A正确;
B.可见光中,红光波长最长、频率最低,根据可知,红光光子能量最小,故B错误;
C.X射线的频率远高于紫外线,若X射线能使某金属发生光电效应,说明金属极限频率低于X射线频率,但不一定低于紫外线频率,因此紫外线不一定能发生光电效应,故C错误;
D.波长越短的电磁波,频率越高,粒子性越显著,波动性越不显著;波长越长,波动性越显著,故D错误。
故选A。
3. 如图所示为车载电磁实验简易装置,弹性线圈与A、B两个发光二极管组成的回路装置固定在小车上表面,小车置于光滑水平桌面上。实验中发现当条形磁体沿轴线快速靠近或远离线圈时,小车会向右或向左运动,同时两个二极管会交替发光,则条形磁体( )
A. N极靠近线圈时,小车向右运动,二极管A发光
B. N极远离线圈时,小车向左运动,二极管B发光
C. N极靠近线圈时,线圈有扩大的趋势
D. 无论N极或S极,只要靠近线圈时,小车均向右运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.极靠近线圈时,穿过线圈的磁通量增加,根据楞次定律的推论“来拒去留”,线圈受到向右的排斥力,小车向右运动;根据楞次定律,感应电流的磁场方向向左,由安培定则可知线圈中电流从下端流出,经二极管流回上端,二极管发光,故A错误;
B.极远离线圈时,穿过线圈的磁通量减少,根据“来拒去留”,线圈受到向左的吸引力,小车向左运动;感应电流的磁场方向向右,由安培定则可知线圈中电流从上端流出,经二极管流回下端,二极管发光,故B错误;
C.极靠近线圈时,穿过线圈的磁通量增加,根据楞次定律的推论“增缩减扩”,线圈有收缩的趋势,故C错误;
D.无论极或极,只要靠近线圈时,根据“来拒去留”,线圈均受到向右的排斥力,小车均向右运动,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,一较大广场100m直道的P、Q两端,分别安装了由同一信号发生器带动的两个完全相同的扬声器,两个扬声器连续发出波长为10m的声波。为直道的中点,MN为P、Q连线的中垂线。某同学沿直线PQ、MN缓慢行进的过程中会感觉到扬声器发出的声音时而增强时而减弱。图中、两位置距离点的距离分别为、,c为MN上的一个位置,下列说法正确的是( )
A. 声音的增强和减弱是声波的衍射造成的
B. 在位置听到的声音增强
C. 在位置听到的声音增强
D. 在位置听到的声音增强
【答案】D
【解析】
【详解】A.声音的增强和减弱是声波的干涉现象,而非衍射现象,故A错误;
B.根据干涉规律可知,若听到的声音减弱,则有(n=0,1,2,3…)
听到的声音增强,则有(n=0,1,2,3…)
在位置有
可知,在位置听到的声音减弱,故B错误;
C.在位置有
结合上述可知,在b位置听到的声音减弱,故C错误;
D.在位置有
结合上述可知,位置听到的声音增强,故D正确。
故选D。
5. 如图,水平放置、内壁光滑、绝热的圆柱形汽缸,左端用透明绝热、厚度为的平行玻璃砖密封,右端用可自由移动的绝热活塞封闭一定质量的空气(可视为理想气体)。一束激光从玻璃砖左侧面射入并进入汽缸,入射角为,已知激光在玻璃砖中的折射率,真空中光速为。激光进入汽缸后照射气体,使气体温度升高,进而推动活塞缓慢向右移动。不考虑激光对活塞的作用力,下列说法正确的是( )
A. 激光在玻璃中传播时间为
B. 进入汽缸的光线相对于入射光线的侧移量为
C. 活塞缓慢向右移动过程中,单位体积内气体分子数不变
D. 活塞缓慢向右移动过程中,外界对气体做功
【答案】B
【解析】
【详解】已知入射角,玻璃砖折射率,根据折射定律
得
因此折射角
A.光在玻璃中的传播速度
光在玻璃中传播的路径长度
传播时间,A错误。
B.由几何知识得侧移量
代入,
解得,B正确;
C.活塞缓慢右移,气体体积增大,而气体分子总数不变。单位体积内分子数,因此减小,C错误;
D.活塞向右移动,气体体积膨胀,是气体对外界做功,而非外界对气体做功,D错误。
故选。
6. 几个摆长相同的单摆在竖直面内不同条件下做简谐运动,图甲处于重力场中,图乙处于竖直向下的匀强电场中,图丙处于垂直纸面向里的匀强磁场中,图丁绝缘天花板固定一正的点电荷。图乙、丙、丁中小球电荷量为,小球可视为质点,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 图甲中,小球所受重力和拉力的合力充当回复力
B. 图乙中,小球做简谐运动的周期最小
C. 图丙中,小球每次通过最低点时线的拉力大小不变
D. 图丁中,若将正点电荷换为负点电荷,单摆的周期会变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲中,回复力是重力沿圆弧切线方向的分力,并非重力和拉力合力,故A错误;
B.图乙中存在竖直向下的匀强电场,等效重力加速度为
根据周期公式,周期变小,故B正确;
C.图丙中洛伦兹力始终垂直于速度,虽不做功,但方向随运动方向改变。小球左右通过最低点时,洛伦兹力方向相反,导致拉力不同,向右过最低点时,向左过最低点时,故C错误;
D.图丁中库仑力始终沿摆线径向,不影响切向回复力,因此无论固定电荷正负,等效重力加速度仍为,周期不变,故D错误。
故选B。
7. 如图所示,半径为2R的均匀带正电实心球体,总电荷量为Q,以该球体内部的O′点为球心,挖一个半径为R的球形空腔。过原球心O和空腔球心O′的直线上有A、B两点,OB=BA=2R。D为OO′的中点,C为O′正上方距O′为的一点。已知静电力常量为k,均匀带电球体在其外部产生的电场,与一个位于球心且电量相等的点电荷产生的电场相同;均匀带电球壳在其内部任意一点形成的电场强度为零,挖后不改变电荷的分布。下列说法正确的是( )
A. O′处的电场强度为零 B. C、D两点处电场强度方向不同
C. A点处电场强度的大小为 D. C点处电场强度的大小为
【答案】D
【解析】
【详解】采用割补法进行整体分析。将带空腔的球体等效为一个半径为2R、带正电荷量为Q的完整均匀实心大球,和一个半径为R、带负电(电荷体密度与大球相同)的均匀实心小球(球心在O′)的叠加。完整大球体积
空腔小球体积
故等效负电小球的电荷量大小为
设空腔内部任意一点P距球心O的位置矢量为,距球心O′的位置矢量为。大正电球在P处产生的场强
小负电球在P处产生的场强
叠加后空腔内部的实际场强
因为是大小恒为R、方向由O指向O′的常矢量,这说明空腔内部是一个匀强电场,电场强度大小恒为,方向沿OO′向右。
A.O′点位于空腔内部,其电场强度大小为,不为零,故A错误;
B.C、D两点均位于空腔内部,处于同一个匀强电场中,电场强度的方向相同,故B错误;
C.A点位于球体外部,到大球球心的距离OA=4R,到小球球心的距离O′A=3R,根据点电荷场强公式叠加,A点场强,故C错误;
D.C点位于空腔内部,处于匀强电场中,其电场强度的大小为,故D正确。
故选D。
8. 质点从静止开始做直线运动的加速度-时间图像如图所示,由图可知质点( )
A. 内先加速后减速 B. 1s末的速度大小为
C. 内的平均速度大小为 D. 内的位移大小为2m
【答案】BD
【解析】
【详解】A.内加速度始终为正,质点初速度为0,速度方向始终与加速度方向相同,因此速度一直增大,只是加速度先增大后减小,并非先加速后减速,A错误;
B.1s末速度等于内图像的面积,计算得,B正确;
C.若为匀加速运动,平均速度为;本题中加速度逐渐增大,位移小于同时间匀加速运动的位移,因此平均速度小于,C错误;
D.0~2s末质点速度为,且速度一直增大,其关系如图中蓝线所示,内的位移大小等于图中蓝线下方的面积
由图像的对称性可知,蓝线下方的面积与黑色线(匀加速直线运动)下的面积相同,所以内的位移大小为,D错误。
故选BD 。
9. 如图甲、乙所示,质量分别为和2m的小球A和B(均可视为质点)通过铰链用刚性轻杆连接,杆长为。甲图中A套在竖直固定杆M上,B放在地面,初始系统处于静止状态,释放后小球B开始向右运动。乙图中轻杆与地面垂直,B受轻微扰动(初速度可视为0)开始向右运动。设杆和两小球始终在同一竖直面内运动,重力加速度为g,不计摩擦和空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,A落地前,当A的机械能最小时,B对地面的压力为2mg
B. 甲图中,A落地前其加速度大小始终不大于g
C. 乙图中,从开始运动至落地过程中,杆对A做功为
D. 乙图中,A从开始运动至落地过程位移大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.系统机械能守恒,A的机械能变化与B的机械能变化互为增减:A机械能最小时,B动能最大,B的加速度为0。则B水平方向加速度为0,说明杆对B的弹力为0;B竖直方向始终无加速度,则地面支持力
由牛顿第三定律,B对地面压力为,故A正确;
B.A下落后期,B开始减速,加速度向左,杆对B的弹力向左,对A的弹力沿杆向下,A受到的合力大于重力,加速度大于,故B错误;
C.乙图中,系统水平方向不受外力,水平动量守恒,故任意时刻满足
即
A落地时杆水平,由杆长不变,两球沿杆(水平)速度分量相等,得
联立得
系统机械能守恒
对A由动能定理
解得杆对A做功,故C错误;
D.水平方向动量守恒可得
且位移关系满足
解得
位移大小,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,在平面直角坐标系xOy中,虚线边界OM与轴正方向成角。时刻,在第一象限加垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场,此时,位于OM上的一正离子源S(到原点的距离为)在xOy平面内发射出大量质量为、电荷量为的同种不同速率的离子,方向斜向右下方,均与OM成角,且所有离子均能运动到边界OM。当所有离子运动到边界OM时,撤去磁场,在第一象限加沿轴负方向、大小为的匀强电场,使得所有离子经过第一象限OM与y轴间的某边界OP(图中未画出)时的速率均相等。不计离子的重力以及离子间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A. 所有离子经过边界OM的时刻均为
B. 离子的最大发射速率为
C. 若离子的发射速率为,则离子经过边界OM时的坐标为
D. 边界OP满足的方程为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.离子在匀强磁场中运动的周期为
周期与离子速率无关。 由几何关系,入射方向与成,弦切角为,因此离子运动的圆心角
运动时间
与速率无关,所有离子运动时间都相同,A正确;
B.洛伦兹力提供向心力
得轨迹半径
由几何关系,到出射点的弦长
出射点到原点的距离
因此
代入得 ,B正确;
C.若,则
出射点到原点的距离
出射点坐标,
即坐标为,C错误;
D.撤去磁场后加电场,设到达边界上点时速率为,根据动能定理
其中出射点在上的坐标满足,
其中
代入整理后,要求为常数(与无关),消去含的项后可得
第一象限,即,D正确。
故选ABD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。已知滑块1、2(含遮光板)的质量分别为,遮光板宽度均为。
实验步骤如下:
①打开光电门及计时装置,接通气源,调节气垫导轨水平;
②在两个滑块中间放置一个压缩轻质弹簧(不拴接),用细线把两滑块拴接,使其处于静止状态;
③烧断细线,弹簧完全弹开后,遮光板通过光电门1、2,记录遮光时间分别为;
④改变弹簧的压缩量,多次重复实验,记录多组。
请回答下列问题:
(1)简述实验中检验气垫导轨水平的方法:________;
(2)滑块1通过光电门1时的速度大小________;
(3)在误差允许范围内满足表达式________(用表示),则表明两滑块弹开过程系统动量守恒;
【答案】(1)方法一:接通气源,轻推滑块,使其在导轨上运动,观察滑块通过两个光电门的遮光时间,若两次遮光时间近似相等,说明导轨水平;
方法二:接通气源,将滑块轻放在气垫导轨的任意位置,松开手后,若滑块保持静止,说明导轨水平;
方法三:将水平仪直接放置在气垫导轨的导轨面上,观察水平仪气泡的位置,若气泡居中,说明导轨水平。
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由于遮光板宽度很小,可认为滑块通过光电门的平均速度等于瞬时速度,因此
【小问3详解】
系统初始总动量为0(两滑块静止),弹开后两滑块动量大小相等、方向相反,总动量仍为0,即
代入速度表达式、
约去后,得
12. 为测量干电池的电动势和内阻,设计了如图甲所示的实验电路,实验室提供的实验器材如下:
A.待测干电池一节,电动势约为1.5V,内阻约为
B.电流表,量程为,内阻未知
C.电流表,量程为,内阻未知
D.定值电阻,阻值为
E.滑动变阻器,最大阻值为
F.滑动变阻器,最大阻值为
G.开关和导线若干
(1)为测量电流表的内阻,采用“电桥法”进行测量。如图乙所示,将电流表与两个定值电阻和电阻箱相连接,两点接灵敏电流计G。闭合开关S,调节电阻箱,当灵敏电流计G中的电流为________(选填“满偏”、“半偏”或“0”)时,电阻箱的读数为,则电流表的内阻________(结果保留小数点后一位);
(2)实验过程中为了调节方便,图甲中滑动变阻器应选择________(选填器材前面的字母序号E或F);
(3)实验中移动滑动变阻器的滑片,测出多组电流表的数据,描绘出的图像如图丙所示,电流表的内阻为(1)的测量值,则电源的电动势________V,内阻________。(结果均保留3位有效数字)
【答案】(1) ①. 0 ②. 5.0
(2)E (3) ①. 1.27 ②. 10.3
【解析】
【小问1详解】
[1][2]电桥平衡的条件是灵敏电流计G中电流为0,此时M、N两点电势相等,满足电桥平衡条件
代入已知,,,得
【小问2详解】
干电池电动势约1.5V,内阻约10Ω。为方便调节、获得多组明显的电流变化,应选阻值小、调节方便的滑动变阻器,故答案为。
【小问3详解】
[3][4]根据图甲电路,与串联作为“电压表”,路端电压
干路电流
由闭合电路欧姆定律
整理得与的关系
代入已知参数,,因此
由图丙纵截距时,,对应
横截距时,,代入得
解得内阻,
13. 如图甲所示,内阻不计、半径为的匝金属线圈P、Q与理想变压器原线圈连接,副线圈串联一阻值为的电阻。线圈内部半径为的圆形区域内有垂直纸面的磁场,如图乙所示,磁感应强度随时间呈余弦规律变化。已知磁感应强度的最大值为,变化周期为,原、副线圈匝数比,求:
(1)线圈P、Q产生的感应电动势最大值;
(2)一个周期内,副线圈电阻中产生的热量。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据法拉第电磁感应定律,得
磁场仅分布在半径为的区域,因此有效面积
磁感应强度变化规律为
其中,对求导得
因此
代入得感应电动势最大值
【小问2详解】
余弦交变电流的有效值为最大值除以,因此原线圈电压有效值
根据理想变压器电压比,已知,得副线圈电压
焦耳热用有效值计算,一个周期内热量
代入整理得
14. 如图所示,相距为的P、Q两颗恒星构成的双星系统,它们在彼此间万有引力下以周期绕O点逆时针旋转,轨道半径之比为1:2。P有一颗卫星M,绕P顺时针以周期做匀速圆周运动。不计卫星M对恒星P、Q的影响,且忽略恒星Q对卫星M的影响,万有引力常量为,求:
(1)P和Q两颗恒星的总质量;
(2)卫星M的轨道半径;
(3)P、Q、M由图示位置到再次共线所需的最短时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
P、Q两颗恒星相距为,则有
构成的双星系统轨道半径之比为,可得,
对P星球,受到的万有引力充当P星球做圆周运动的向心力,有
解得
对Q星球,受到的万有引力充当Q星球做圆周运动的向心力,有
解得
P和Q两颗恒星的总质量
【小问2详解】
对卫星M,由万有引力提供向心力,有
代入,解得
【小问3详解】
由于P、Q始终在同一直线上,且M卫星和P、Q绕向相反,最短时间再次共线时,M相对PQ连线转过弧度,有
解得
15. 如图所示,质量为的木板A静止于足够长的光滑水平面上,质量为可视为质点的小物块C静止在A的左端,C与A间的动摩擦因数为。与A质量相同、等高的木板B(足够长)静止在A右侧的水平面上,与C质量相同且静止的物块D左端固定一劲度系数的轻弹簧,弹簧处于原长。现对小物块施加的恒力,后撤去力,此时A正好到达B的左端并和B发生弹性碰撞(碰撞时间极短),小物块恰好从A的右端滑上了B的左端,B、C共速时B恰好与弹簧接触,此后再经弹簧压缩量最大,此时B、C间刚要发生相对滑动。弹簧始终处在弹性限度内,弹簧的弹性势能与形变量的关系为,为弹簧劲度系数,不计空气阻力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。求:
(1)木板A的长度L;
(2)B恰好与弹簧接触时的速度大小;
(3)木板B与C间的动摩擦因数,及内物块D的位移大小。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
恒力作用的内,对A,由牛顿第二定律,得
解得
对C由牛顿第二定律,得
解得
A的长度等于C和A的位移差,由匀变速直线运动位移与时间的关系,得
【小问2详解】
撤去时,由匀变速直线运动速度与时间的关系,得A速度
C的速度
A与B发生弹性碰撞,没有动能损失且动量守恒,有,
解得碰撞后:,
碰撞时间极短,C速度不变仍为
C滑上B后到共速过程,BC系统动量守恒,有
解得
即B接触弹簧时速度为。
【小问3详解】
设弹簧压缩到最短时,压缩量为,B、C、D共同速度为,对B、C、D组成的系统,动量守恒,有
解得
系统机械能守恒,有
解得
B、C恰好相对滑动时,对B、C整体,由牛顿第二定律,有
对C,由牛顿第二定律,有
联立解得
在时间,设BC和D的速度分别为、,对任意时刻满足动量守恒,有
等式两边同乘时间内一段极短时间并求和,得
设BC和D的位移分别为、,则有
压缩量与、关系为
联立解得
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2026届黑龙江哈尔滨市第三中学校高三下学期第二次模拟考试物理试卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上,并认真核准条形码上的姓名、准考证号、考场号、座位号及科目,在规定的位置贴好条形码。
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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,用黑色碳素笔将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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. 2026年2月20日,在米兰-科尔蒂纳冬奥会自由式滑雪男子空中技巧决赛中,中国选手王心迪完成难度系数5.1的惊天一跳,摘得金牌,为国争光!如图所示为高速摄像机每隔相等时间拍摄的王心迪腾空旋转过程,空气阻力忽略不计,则王心迪腾空旋转过程中( )
A. 研究旋转动作时可将其视为质点 B. 最高点的加速度为零
C. 相同时间内重心的速度变化量相同 D. 动能先增大后减小
2. 5G通信、红外测温、医院拍片、紫外线消毒等都离不开电磁波。下图是按波长由大到小排列的电磁波谱,由图中信息可知( )
A. 红外线的热效应显著,可用于红外遥感和夜视
B. 可见光中,红光光子能量最大
C. X射线照射某金属能发生光电效应,则紫外线也一定可以
D. 波长越短的电磁波,波动性越显著
3. 如图所示为车载电磁实验简易装置,弹性线圈与A、B两个发光二极管组成的回路装置固定在小车上表面,小车置于光滑水平桌面上。实验中发现当条形磁体沿轴线快速靠近或远离线圈时,小车会向右或向左运动,同时两个二极管会交替发光,则条形磁体( )
A. N极靠近线圈时,小车向右运动,二极管A发光
B. N极远离线圈时,小车向左运动,二极管B发光
C. N极靠近线圈时,线圈有扩大的趋势
D. 无论N极或S极,只要靠近线圈时,小车均向右运动
4. 如图所示,一较大广场100m直道的P、Q两端,分别安装了由同一信号发生器带动的两个完全相同的扬声器,两个扬声器连续发出波长为10m的声波。为直道的中点,MN为P、Q连线的中垂线。某同学沿直线PQ、MN缓慢行进的过程中会感觉到扬声器发出的声音时而增强时而减弱。图中、两位置距离点的距离分别为、,c为MN上的一个位置,下列说法正确的是( )
A. 声音的增强和减弱是声波的衍射造成的
B. 在位置听到的声音增强
C. 在位置听到的声音增强
D. 在位置听到的声音增强
5. 如图,水平放置、内壁光滑、绝热的圆柱形汽缸,左端用透明绝热、厚度为的平行玻璃砖密封,右端用可自由移动的绝热活塞封闭一定质量的空气(可视为理想气体)。一束激光从玻璃砖左侧面射入并进入汽缸,入射角为,已知激光在玻璃砖中的折射率,真空中光速为。激光进入汽缸后照射气体,使气体温度升高,进而推动活塞缓慢向右移动。不考虑激光对活塞的作用力,下列说法正确的是( )
A. 激光在玻璃中传播时间为
B. 进入汽缸的光线相对于入射光线的侧移量为
C. 活塞缓慢向右移动过程中,单位体积内气体分子数不变
D. 活塞缓慢向右移动过程中,外界对气体做功
6. 几个摆长相同的单摆在竖直面内不同条件下做简谐运动,图甲处于重力场中,图乙处于竖直向下的匀强电场中,图丙处于垂直纸面向里的匀强磁场中,图丁绝缘天花板固定一正的点电荷。图乙、丙、丁中小球电荷量为,小球可视为质点,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 图甲中,小球所受重力和拉力的合力充当回复力
B. 图乙中,小球做简谐运动的周期最小
C. 图丙中,小球每次通过最低点时线的拉力大小不变
D. 图丁中,若将正点电荷换为负点电荷,单摆的周期会变大
7. 如图所示,半径为2R的均匀带正电实心球体,总电荷量为Q,以该球体内部的O′点为球心,挖一个半径为R的球形空腔。过原球心O和空腔球心O′的直线上有A、B两点,OB=BA=2R。D为OO′的中点,C为O′正上方距O′为的一点。已知静电力常量为k,均匀带电球体在其外部产生的电场,与一个位于球心且电量相等的点电荷产生的电场相同;均匀带电球壳在其内部任意一点形成的电场强度为零,挖后不改变电荷的分布。下列说法正确的是( )
A. O′处的电场强度为零 B. C、D两点处电场强度方向不同
C. A点处电场强度的大小为 D. C点处电场强度的大小为
8. 质点从静止开始做直线运动的加速度-时间图像如图所示,由图可知质点( )
A. 内先加速后减速 B. 1s末的速度大小为
C. 内的平均速度大小为 D. 内的位移大小为2m
9. 如图甲、乙所示,质量分别为和2m的小球A和B(均可视为质点)通过铰链用刚性轻杆连接,杆长为。甲图中A套在竖直固定杆M上,B放在地面,初始系统处于静止状态,释放后小球B开始向右运动。乙图中轻杆与地面垂直,B受轻微扰动(初速度可视为0)开始向右运动。设杆和两小球始终在同一竖直面内运动,重力加速度为g,不计摩擦和空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,A落地前,当A的机械能最小时,B对地面的压力为2mg
B. 甲图中,A落地前其加速度大小始终不大于g
C. 乙图中,从开始运动至落地过程中,杆对A做功为
D. 乙图中,A从开始运动至落地过程位移大小为
10. 如图所示,在平面直角坐标系xOy中,虚线边界OM与轴正方向成角。时刻,在第一象限加垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场,此时,位于OM上的一正离子源S(到原点的距离为)在xOy平面内发射出大量质量为、电荷量为的同种不同速率的离子,方向斜向右下方,均与OM成角,且所有离子均能运动到边界OM。当所有离子运动到边界OM时,撤去磁场,在第一象限加沿轴负方向、大小为的匀强电场,使得所有离子经过第一象限OM与y轴间的某边界OP(图中未画出)时的速率均相等。不计离子的重力以及离子间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A. 所有离子经过边界OM的时刻均为
B. 离子的最大发射速率为
C. 若离子的发射速率为,则离子经过边界OM时的坐标为
D. 边界OP满足的方程为
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。已知滑块1、2(含遮光板)的质量分别为,遮光板宽度均为。
实验步骤如下:
①打开光电门及计时装置,接通气源,调节气垫导轨水平;
②在两个滑块中间放置一个压缩轻质弹簧(不拴接),用细线把两滑块拴接,使其处于静止状态;
③烧断细线,弹簧完全弹开后,遮光板通过光电门1、2,记录遮光时间分别为;
④改变弹簧的压缩量,多次重复实验,记录多组。
请回答下列问题:
(1)简述实验中检验气垫导轨水平的方法:________;
(2)滑块1通过光电门1时的速度大小________;
(3)在误差允许范围内满足表达式________(用表示),则表明两滑块弹开过程系统动量守恒;
12. 为测量干电池的电动势和内阻,设计了如图甲所示的实验电路,实验室提供的实验器材如下:
A.待测干电池一节,电动势约为1.5V,内阻约为
B.电流表,量程为,内阻未知
C.电流表,量程为,内阻未知
D.定值电阻,阻值为
E.滑动变阻器,最大阻值为
F.滑动变阻器,最大阻值为
G.开关和导线若干
(1)为测量电流表的内阻,采用“电桥法”进行测量。如图乙所示,将电流表与两个定值电阻和电阻箱相连接,两点接灵敏电流计G。闭合开关S,调节电阻箱,当灵敏电流计G中的电流为________(选填“满偏”、“半偏”或“0”)时,电阻箱的读数为,则电流表的内阻________(结果保留小数点后一位);
(2)实验过程中为了调节方便,图甲中滑动变阻器应选择________(选填器材前面的字母序号E或F);
(3)实验中移动滑动变阻器的滑片,测出多组电流表的数据,描绘出的图像如图丙所示,电流表的内阻为(1)的测量值,则电源的电动势________V,内阻________。(结果均保留3位有效数字)
13. 如图甲所示,内阻不计、半径为的匝金属线圈P、Q与理想变压器原线圈连接,副线圈串联一阻值为的电阻。线圈内部半径为的圆形区域内有垂直纸面的磁场,如图乙所示,磁感应强度随时间呈余弦规律变化。已知磁感应强度的最大值为,变化周期为,原、副线圈匝数比,求:
(1)线圈P、Q产生的感应电动势最大值;
(2)一个周期内,副线圈电阻中产生的热量。
14. 如图所示,相距为的P、Q两颗恒星构成的双星系统,它们在彼此间万有引力下以周期绕O点逆时针旋转,轨道半径之比为1:2。P有一颗卫星M,绕P顺时针以周期做匀速圆周运动。不计卫星M对恒星P、Q的影响,且忽略恒星Q对卫星M的影响,万有引力常量为,求:
(1)P和Q两颗恒星的总质量;
(2)卫星M的轨道半径;
(3)P、Q、M由图示位置到再次共线所需的最短时间。
15. 如图所示,质量为的木板A静止于足够长的光滑水平面上,质量为可视为质点的小物块C静止在A的左端,C与A间的动摩擦因数为。与A质量相同、等高的木板B(足够长)静止在A右侧的水平面上,与C质量相同且静止的物块D左端固定一劲度系数的轻弹簧,弹簧处于原长。现对小物块施加的恒力,后撤去力,此时A正好到达B的左端并和B发生弹性碰撞(碰撞时间极短),小物块恰好从A的右端滑上了B的左端,B、C共速时B恰好与弹簧接触,此后再经弹簧压缩量最大,此时B、C间刚要发生相对滑动。弹簧始终处在弹性限度内,弹簧的弹性势能与形变量的关系为,为弹簧劲度系数,不计空气阻力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。求:
(1)木板A的长度L;
(2)B恰好与弹簧接触时的速度大小;
(3)木板B与C间的动摩擦因数,及内物块D的位移大小。
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