内容正文:
物理试题
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在试卷、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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,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、单项选择题:(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 如图甲所示,在浅水槽的上方安装两个相同的振子S1、S2,振子下端浸入水中。当两个振子以相同的频率和相位上下振动时,在水面上形成了稳定的干涉图样,图乙为该干涉图样的示意图,P点为水面上的振动加强点。下列说法正确的是( )
A. P点一直位于最大位移处
B. 若仅将其中一个振子振动的相位改变π,则P点变为振动减弱点
C. 若仅将两个振子的振动频率同时增大为原来的2倍,则P点变为振动减弱点
D. 若仅将其中一个振子的振动频率增大为原来的2倍,仍能观察到稳定的干涉图样
【答案】B
【解析】
【详解】A.振动加强点是振幅增大,质点仍在平衡位置附近做周期性振动,位移随时间变化,不会一直停在最大位移处,A错误;
B.原来两振子同相位,P是振动加强点,说明P到两个波源的路程差满足(整数)
仅将一个振子的相位改变后,两振子在P点的振动总相位差变为,满足振动减弱的条件,因此P变为振动减弱点,B正确;
C.水波的波速由介质决定,保持不变。频率增大为原来的2倍后,波长变为原来的
原路程差,仍满足路程差为波长的整数倍,P点还是振动加强点,C错误;
D.产生稳定干涉的条件是两波频率相同、相位差恒定,仅改变一个振子频率后,两振子频率不同,无法观察到稳定干涉图样,D错误。
故选 B。
2. 2025年10月,我国“天问一号”环绕器利用高分辨率相机成功观测到星际天体—阿特拉斯(3I/ATLAS)。假设“天问一号”环绕器绕火星运行的轨道为椭圆,其轨道的半长轴为,运行的周期为,火星半径为,引力常量为,忽略火星自转及其他天体引力影响,下列说法正确的是( )
A. 从地球发射“天问一号”的速度一定高于
B. 若从火星表面发射卫星,其发射速度至少为
C. 火星的平均密度为
D. 若“天问一号”在轨道上相对自身向后喷射气体,则可以降低轨道高度
【答案】C
【解析】
【详解】A.是第三宇宙速度,是航天器脱离太阳系的最小发射速度,“天问一号”仅前往火星,未脱离太阳系,发射速度介于之间,故A错误;
B.是“天问一号”半长轴为的椭圆轨道的运行周期,不是火星近地卫星的周期,火星表面发射卫星的最小速度(第一宇宙速度)对应的周期远小于,最小发射速度大于,故B错误;
C.设贴近火星表面的卫星的运行周期为,火星的质量为,由开普勒第三定律可得
根据万有引力定律可得
平均密度
联立可得,故C正确;
D.向后喷射气体时,“天问一号”速度增大,万有引力不足以提供向心力,将做离心运动,轨道高度升高,故D错误。
故选C。
3. 现有一通电螺线管竖直固定于水平桌面右侧,螺线管中通有如图所示的恒定电流I1,通电螺线管的左侧固定一通电水平直导线M,直导线M中通有垂直于纸面向外的恒定电流I2。纸面内,以通电直导线M为圆心的圆上有A、B、C、D四点,其中A、C连线为圆的竖直直径,B、D连线为圆的水平直径。已知D点的磁感应强度方向竖直向上,忽略地磁场的影响。下列说法正确的是( )
A. A点的磁感应强度大于C点的磁感应强度
B. B点的磁感应强度大于D点的磁感应强度
C. 通电直导线M在图示位置时,通电螺线管所受直导线M对它的安培力水平向右
D. 将通电直导线M水平向右移动到D点的过程中,通电螺线管所受直导线M对它的安培力逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据右手螺旋定则,通电螺线管在它的左侧产生的磁场方向竖直向上,通电直导线M在A、C两点产生的磁场沿水平方向大小相等,方向相反,根据磁场的叠加,在A、C两点的磁感应强度大小相等,方向不同,A错误;
B.通电直导线M在B、D两点产生的磁场的磁感应强度大小相等,但方向相反,B点竖直向下,D点竖直向上,通电螺线管在B点和D点产生的磁场的磁感应强度方向均竖直向上,所以由磁场叠加原理可知,B点的磁感应强度更小,B错误;
C.通电直导线M在图示位置时,通电螺线管在通电直导线M处产生的磁场的磁感应强度方向竖直向上,根据左手定则可知,通电直导线M所受安培力水平向左,根据牛顿第三定律可知,通电螺线管所受安培力水平向右,C正确;
D.根据通电螺线管周围磁感线分布特点可知,将通电直导线M水平向右移动到D点的过程中,通电直导线M所在位置的磁感应强度逐渐增大,则通电直导线M所受安培力逐渐增大,根据牛顿第三定律可知,通电螺线管所受安培力也逐渐增大,D错误。
故选C。
4. 如图所示,边长为m的正方形线圈abcd,匝数为,总电阻为,外电路电阻为,ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上,匀强磁场的磁感应强度。若线圈从图示位置开始,以角速度rad/s绕OO′轴匀速转动,则以下判断中正确的是( )
A. 在s时刻,穿过线圈的磁通量变化率为零
B. 闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为
C. 从时刻到s时刻,电阻R上产生的热量为J
D. 从t=0时刻到s时刻,通过电阻R的电荷量为C
【答案】C
【解析】
【详解】A.线圈转动的周期
在时刻,线圈从图示位置转过,此时磁场穿过线圈的磁通量最小,磁通量变化率最大,故A错误;
B.线圈中产生感应电动势的最大值为
开始计时时线圈中的磁通量最大,感应电动势为零,则闭合电路中感应电动势的瞬时表达式为
故B错误;
C.线圈转动的周期为
回路中感应电流的最大值为
从时刻到s时刻回路中电流的有效值为
则电阻R上产生的热量为
故C正确;
D.从t=0时刻到s时刻,线框中磁通量的变化量
平均感应电动势
平均电流
通过R的电荷量
故D错误;
故选C。
5. 某介质中两持续振动的振源P、Q分别位于x轴上和处,t=0时刻两振源同时开始振动,t=3s时刻在x轴上第一次形成如图所示的波形。则下列说法正确的是( )
A. 波在传播过程中遇到1m尺度的障碍物能发生明显的衍射
B. 振源Q起振方向沿y轴正方向
C. 振源P在这3秒内的路程为24cm
D. 两列波在处相遇后,该质点的振动始终加强
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知两波的波长均为,在传播过程中遇到1m尺度的障碍物,由于障碍物的尺寸远大于波长,则不能发生明显的衍射现象,故A错误;
B.由图可知此时处质点的起振方向沿y轴负方向,则振源Q起振方向沿y轴负方向,故B错误;
C.由题意可知波速为
则周期为
由于
可知振源P在这3秒内的路程为
故C正确;
D.两列波在同一介质中传播,则波速相等,由图可知当振源P的波峰传处时,振源Q的波谷也刚好传到处,则两列波在处相遇后,该质点的振动始终减弱,故D错误。
故选C。
6. 一定质量理想气体体积随摄氏温度变化的图像如图所示,过程为,图线与图线均与纵轴平行,则下列判断正确的是( )
A. 从到过程,气体对容器壁单位面积的作用力减小
B. 从到过程,气体放出热量等于外界对气体做功
C. 从到过程,所有气体分子的动能增大
D. 从到过程,气体分子数密度增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.从到过程为等压过程,气体压强不变,可知气体对容器壁单位面积的作用力不变,A错误;
B.从到过程,气体温度不变,内能不变;体积减小,则外界对气体做功,根据热力学第一定律可知,气体放出热量等于外界对气体做功,B正确;
C.从到过程,气体温度升高,气体分子的平均动能变大,但并非所有气体分子的动能都增大,C错误;
D.从到过程,气体体积变大,则分子数密度减小,D错误。
故选B。
7. 如图甲所示,光滑水平面上两个质量均为的相同小球A和B靠在一起,A与轻绳组成单摆,B与劲度系数为的轻弹簧组成弹簧振子,刚开始A和B均处于静止状态,此时轻绳的拉力大小等于。现将小球A向左拉开一个较小角度(小于)并由静止释放,经最低点时与小球B发生碰撞,碰撞时间忽略不计,此后小球B运动的图像如图乙所示。两球发生的碰撞均为弹性正碰,重力加速度为,不计空气阻力,则( )
A. A球释放时离地的高度为
B. 弹簧振子的周期等于
C. 弹簧振子的振幅为
D. 单摆的摆长等于
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球A下摆过程机械能守恒,设碰撞前A的速度为,碰撞为弹性正碰,且两球质量相等,有,
解得,
即二球交换速度,对A球有
解得,故A错误;
B.由图乙可知,B球回到碰撞位置时与A球再次弹性碰撞,速度交换,B球的速度变为0时的时刻为,时B球的速度又变为,可知A球的周期满足
可得
时B球的速度为,经过速度减为零,对应周期,可知弹簧振子的周期等于,故B错误;
C.弹簧振子的最大速度为,由机械能守恒定律
解得振幅为,故C错误;
D.根据
解得摆的摆长等于,故D正确。
故选D。
二、多项选择题:(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 如图所示,一块足够长的木板,放在光滑水平面上,在木板上自左向右放有序号是1、2、3、……、n的木块,所有木块的质量均为m,与木块间的动摩擦因数都相同.开始时,木板静止不动,第1、2、3、……、n号木块的初速度分别为v0、2v0、3v0、……、nv0,v0方向向右,木板的质量与所有木块的总质量相等,最终所有木块与木板以共同速度匀速运动,则
A. 所有木块与木板一起匀速运动的速度为v0
B. 所有木块与木板一起匀速运动的速度为v0
C. 若n=3,则第2号木块在整个运动过程中的最小速度为
D. 若n=3,则第2号木块在整个运动过程中的最小速度为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.木块与木板组成的系统动量守恒,以木块的初速度方向为正方向,对系统,由动量守恒定律得:
m(v0+2v0+3v0+…+nv0)=2nmvn,
解得:
故A项正确,B项错误;
CD.第(n−1)号木块与木板相对静止时,它在整个运动过程中的速度最小,设此时第n号木块的速度为v.
对系统,由动量守恒定律:
①
对第n−1号木块,由动量定理得:
②
对第n号木块,由动量定理得:
③
由①②③式解得:
,
当n=3,第2号木块在整个运动过程中的最小速度:
,
故C项正确,D项错误;
9. 如图所示,、是位于同一水平面上、相互平行、足够长的光滑金属导轨,两导轨电阻不计,其左端用导线连接一个定值电阻,将一长度略大于两导轨间距的金属棒垂直于导轨放置,整个装置处在垂直于导轨平面、范围足够大的匀强磁场中。导体棒在平行于导轨的外力作用下由静止开始沿导轨向右做匀加速运动,一段时间后撤去外力,导体棒继续沿导轨向右运动一段时间后停止。已知导体棒沿导轨运动过程中始终保持与导轨垂直,且接触良好。选沿导轨水平向右为正方向,则导体棒在整个过程中的速度随时间、位移变化的图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.设匀强磁场的磁感应强度为B,两导轨相距为L,定值电阻阻值为R,导体棒的质量为m、电阻为r。由题知,在撤去外力前,导体棒做初速度为零的匀加速直线运动,设加速度为,根据速度时间公式有
可知导体棒的速度与时间成正比,为一条过原点的倾斜直线;
在t时刻撤去外力后,导体棒在水平方向上,只受安培力作用,设导体棒此时的速度为v,则导体棒切割磁感线运动产生的感应电动势大小为
回路中的感应电流
导体棒受到的安培力为
根据牛顿第二定律有
可知导体棒在减速运动过程中,随着速度的减小,其加速度越来越小,故A错误,B正确;
CD.导体棒在第一阶段做匀加速运动的加速度为,根据速度位移公式有
可知图像为曲线关系;
导体棒在减速运动阶段根据牛顿第二定律有
其中,
可得
可知在减速运动阶段导体棒的速度随位移的增大而线性减小,故C正确,D错误。
故选BC。
10. 近几年来,中国在变压器制造领域已达到世界领先水平。如图所示为发电机和变压器的简化图,其中发电机的矩形线圈长、宽,匝数匝,电阻不计,放置在磁感应强度大小为的匀强磁场中。理想变压器的原、副线圈匝数分别为匝、匝和匝,两个副线圈分别接有理想二极管、电阻和,其中和。当线圈绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动时,则( )
A. 电压表的示数为200 V
B. 电压表的示数为400 V
C. 发电机的输出功率为160 W
D. 发电机的输出功率为240 W
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.线圈产生的感应电动势最大值
电压表示数为,故A错误,B正确;
CD.两个副线圈电压的有效值分别为,
因二极管存在,电阻只有有电流通过,发电机在一个周期内的输出功率为2个电阻消耗功率之和,可得
可得,故C正确,D错误。
故选BC。
三、非选择题:(本题共5小题,共54分。)
11. 某实验小组用图甲的气垫导轨来探究加速度与力的关系,已知滑块(含遮光条)的质量为M,两光电门间的距离为L,请回答下列问题:
(1)用游标卡尺测出遮光条的宽度d,如图乙所示,则读数为_______mm。
(2)实验前需调节调平旋钮确保气垫导轨水平,判断导轨已水平的依据是________。
(3)连接实验装置,进行实验,多次改变沙桶中沙的质量进行实验,记录每次实验中弹簧测力计的示数F及滑块通过两光电门1、2时遮光条的挡光时间、,根据测得的数据,以为纵轴,以为横轴作图像,若图像是一条过原点的倾斜直线,且图像的斜率为_______(用M、L、d表示),表明质量一定时,加速度与合外力成正比。
【答案】(1)3.00
(2)轻推滑块后,两个光电门的挡光时间相等。
(3)
【解析】
【分析】
【小问1详解】
图乙为20分度游标卡尺,精度为,主尺读数为
游标尺第0条刻度线与主尺对齐,游标尺读数为
故读数为
【小问2详解】
若气垫导轨调平,滑块合力为0,轻推后做匀速直线运动,遮光条宽度一定,因此通过两个光电门的挡光时间相等,以此可判断导轨水平。
【小问3详解】
根据极短时间内平均速度等于瞬时速度,滑块通过两光电门的速度,
由运动学公式得
且滑块合力满足,即
代入得
整理化简得
因此图像斜率
【点睛】
12. 我国比亚迪新能源电动汽车技术已处于全球领先水平,电容储能技术在电动汽车中得到了广泛应用。某探究小组的同学设计图甲所示电路,探究电容器在不同电压下的充、放电过程,并测定值电阻。所用器材如下:
定值电阻(约)
电容器C(额定电压,电容值未知)
电源E(电动势,内阻不计)
滑动变阻器(,额定电流为)
电流传感器(内阻不计,电流传感器通过数据线与计算机相接)
电压表(,内阻很大)
开关、导线若干
(1)闭合开关,调节滑动变阻器,将开关接1,则观察到电流传感器所测得的电流随时间变化的图像可能正确的是__________。
A. B. C. D.
(2)保持开关接1,调节滑动变阻器,待电压表示数稳定在8 V后,再将开关接2,通过电流传感器将电流信息输入计算机,绘出电流随时间变化的图像如图乙所示。测得在时,且前、后图像与时间轴围成的面积(即图乙中两阴影部分的面积)之比为,此时图线切线的斜率。则此时电容器两极板间的电压为__________V,待测电阻__________(结果均保留两位有效数字)。
(3)电容器的电容__________;已知电容器的储能公式,则上述放电过程电容器释放的电能约为__________J(结果均保留两位有效数字)。
【答案】(1)C (2) ①. 3.2 ②. 3.2
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
电容器开始充电的瞬间,其两极板间没有电荷积累,电压为零,相当于短路,此时充电电流最大,电流传感器的示数达到最大值。随着电容器极板上电荷的积累,两板间的电压逐渐增大,方向与电源电动势方向相反,电流传感器的示数逐渐减小,当电容器的电压等于电源电动势时,电流等于零,此时电容器充满电,电路达到稳定。
故选C。
【小问2详解】
[1][2]依题意,t=0时刻电容器两极板间的电压为,由
可得
依题意有
解得
此时,由
得
【小问3详解】
[1][2]根据
可得
电容器开始放电时的电荷量
且
可得
四、解答题
13. 如图,某“飞天战袍”航天服的容积为(未知),给原来处于真空状态的“飞天战袍”航天服充入体积、压强为的氧气后,航天服内部压强达到后,把航天服放入检测室,检测其气密性,把检测室抽成真空密封。48小时后,测出检测室内的压强为,检测室内能容纳气体的空间体积为(除去航天服所占体积)且不变,控制充氧气和检测过程系统的温度始终不变。若经过48小时后,航天服内气体压强不小于原来压强的97%,则航天服的气密性合格。
(1)求“飞天战袍”航天服的容积;
(2)通过计算,分析该“飞天战袍”航天服气密性是否合格。
【答案】(1)
(2)合格
【解析】
【小问1详解】
由玻意耳定律可得
解得
【小问2详解】
设经过48小时后,航天服内气体压强为,由玻意耳定律可得
解得
由于,故航天服气密性合格。
14. 如图所示,光滑水平面上静止放置一质量为的滑板ABC,其中AB段为圆心角的光滑圆弧面,半径,圆心为O,半径OB竖直;BC段水平且粗糙。一质量为的物块(可视为质点)从同一竖直平面内某点P以初速度水平抛出,物块恰好从A点沿切线方向进入滑板,且物块最终没有脱离滑板。物块和滑板BC段的动摩擦因数,不计空气阻力,重力加速度g取。求:
(1)物块抛出后到达A点的时间;
(2)滑板BC部分的最短长度;
(3)物块滑到圆弧面最低点时对B点压力的大小。
【答案】(1)
(2)1.25m (3)
【解析】
【小问1详解】
从P点到A点过程,由平抛运动规律
又因为在A点由运动的合成与分解有
解得
【小问2详解】
设物块与轨道共速时的速度为v,由系统水平方向动量守恒定律
由系统能量守恒定律,得
联立解得 L=1.25m,即滑板BC部分的长度至少为1.25m
【小问3详解】
设物块从轨道上A点滑到B点时物块和轨道速度分别为和,此过程中由系统水平方向动量守恒定律
由系统机械能守恒定律
联立解得,
在B点,对物块由牛顿第二定律
解得
由牛顿第三定律,物块对滑板的压力大小为
15. 如图所示,光滑金属导轨由水平部分和倾斜部分两部分组成,两部分在D点和点绝缘平滑连接。AB和间距为2d,CD和间距、DE和间距均为d,与水平面的倾角为θ,DE长度为L。在部分、部分、部分分别存在垂直于对应区域的匀强磁场,磁感应强度分别为B1=B、B2=2B、B3=B,导轨电阻均忽略不计。间接有一电容为C的平行板电容器,电容器初始电量为,且靠近侧为正极板。初始时,导体棒a、导体棒b均分别处在图示位置,且与导轨接触良好,a棒具有水平向右的初速度,b棒初速度为0。a棒、b棒的质量均为m,a棒电阻为R,b棒的电阻忽略不计。已知a棒距离足够远,b棒在进入倾斜导轨前已进入稳定状态,重力加速度为g。求:
(1)初始瞬间b棒加速度的大小;
(2)从开始到b棒离开水平导轨的过程中,a棒上产生的焦耳热Q;
(3)从b棒进入倾斜导轨到b棒到达导轨底端的过程中,电容器增加的电场能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
开始瞬间,对a、b组成的回路,由电磁感应规律和电路知识,有
电流为
对b棒,由牛顿第二定律,有
联立解得
【小问2详解】
a、b棒达到稳定时,回路总电动势等于0,由电路知识,有
对a、b棒组成的系统,从开始→b达到稳定状态,注意到系统合外力等于0,由动量守恒,有
由能量守恒,有
联立解得
【小问3详解】
在从b进入倾斜导轨→b到达底端的过程中,设任意时刻b棒速度为v、加速度为a,回路电流为I,对b棒,由牛顿第二定律,有
对电容器所在电路,有
又有
联立解得
由此可知b做匀加速直线运动,从b进入倾斜导轨→b到达底端,由匀变速直线运动规律,有
对b、和电容器构成的系统,由功能关系,有
联立解得
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物理试题
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在试卷、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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,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、单项选择题:(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 如图甲所示,在浅水槽的上方安装两个相同的振子S1、S2,振子下端浸入水中。当两个振子以相同的频率和相位上下振动时,在水面上形成了稳定的干涉图样,图乙为该干涉图样的示意图,P点为水面上的振动加强点。下列说法正确的是( )
A. P点一直位于最大位移处
B. 若仅将其中一个振子振动的相位改变π,则P点变为振动减弱点
C. 若仅将两个振子的振动频率同时增大为原来的2倍,则P点变为振动减弱点
D. 若仅将其中一个振子的振动频率增大为原来的2倍,仍能观察到稳定的干涉图样
2. 2025年10月,我国“天问一号”环绕器利用高分辨率相机成功观测到星际天体—阿特拉斯(3I/ATLAS)。假设“天问一号”环绕器绕火星运行的轨道为椭圆,其轨道的半长轴为,运行的周期为,火星半径为,引力常量为,忽略火星自转及其他天体引力影响,下列说法正确的是( )
A. 从地球发射“天问一号”的速度一定高于
B. 若从火星表面发射卫星,其发射速度至少为
C. 火星的平均密度为
D. 若“天问一号”在轨道上相对自身向后喷射气体,则可以降低轨道高度
3. 现有一通电螺线管竖直固定于水平桌面右侧,螺线管中通有如图所示的恒定电流I1,通电螺线管的左侧固定一通电水平直导线M,直导线M中通有垂直于纸面向外的恒定电流I2。纸面内,以通电直导线M为圆心的圆上有A、B、C、D四点,其中A、C连线为圆的竖直直径,B、D连线为圆的水平直径。已知D点的磁感应强度方向竖直向上,忽略地磁场的影响。下列说法正确的是( )
A. A点的磁感应强度大于C点的磁感应强度
B. B点的磁感应强度大于D点的磁感应强度
C. 通电直导线M在图示位置时,通电螺线管所受直导线M对它的安培力水平向右
D. 将通电直导线M水平向右移动到D点的过程中,通电螺线管所受直导线M对它的安培力逐渐减小
4. 如图所示,边长为m的正方形线圈abcd,匝数为,总电阻为,外电路电阻为,ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上,匀强磁场的磁感应强度。若线圈从图示位置开始,以角速度rad/s绕OO′轴匀速转动,则以下判断中正确的是( )
A. 在s时刻,穿过线圈的磁通量变化率为零
B. 闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为
C. 从时刻到s时刻,电阻R上产生的热量为J
D. 从t=0时刻到s时刻,通过电阻R的电荷量为C
5. 某介质中两持续振动的振源P、Q分别位于x轴上和处,t=0时刻两振源同时开始振动,t=3s时刻在x轴上第一次形成如图所示的波形。则下列说法正确的是( )
A. 波在传播过程中遇到1m尺度的障碍物能发生明显的衍射
B. 振源Q起振方向沿y轴正方向
C. 振源P在这3秒内的路程为24cm
D. 两列波在处相遇后,该质点的振动始终加强
6. 一定质量理想气体体积随摄氏温度变化的图像如图所示,过程为,图线与图线均与纵轴平行,则下列判断正确的是( )
A. 从到过程,气体对容器壁单位面积的作用力减小
B. 从到过程,气体放出热量等于外界对气体做功
C. 从到过程,所有气体分子的动能增大
D. 从到过程,气体分子数密度增大
7. 如图甲所示,光滑水平面上两个质量均为的相同小球A和B靠在一起,A与轻绳组成单摆,B与劲度系数为的轻弹簧组成弹簧振子,刚开始A和B均处于静止状态,此时轻绳的拉力大小等于。现将小球A向左拉开一个较小角度(小于)并由静止释放,经最低点时与小球B发生碰撞,碰撞时间忽略不计,此后小球B运动的图像如图乙所示。两球发生的碰撞均为弹性正碰,重力加速度为,不计空气阻力,则( )
A. A球释放时离地的高度为
B. 弹簧振子的周期等于
C. 弹簧振子的振幅为
D. 单摆的摆长等于
二、多项选择题:(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 如图所示,一块足够长的木板,放在光滑水平面上,在木板上自左向右放有序号是1、2、3、……、n的木块,所有木块的质量均为m,与木块间的动摩擦因数都相同.开始时,木板静止不动,第1、2、3、……、n号木块的初速度分别为v0、2v0、3v0、……、nv0,v0方向向右,木板的质量与所有木块的总质量相等,最终所有木块与木板以共同速度匀速运动,则
A. 所有木块与木板一起匀速运动的速度为v0
B. 所有木块与木板一起匀速运动的速度为v0
C. 若n=3,则第2号木块在整个运动过程中的最小速度为
D. 若n=3,则第2号木块在整个运动过程中的最小速度为
9. 如图所示,、是位于同一水平面上、相互平行、足够长的光滑金属导轨,两导轨电阻不计,其左端用导线连接一个定值电阻,将一长度略大于两导轨间距的金属棒垂直于导轨放置,整个装置处在垂直于导轨平面、范围足够大的匀强磁场中。导体棒在平行于导轨的外力作用下由静止开始沿导轨向右做匀加速运动,一段时间后撤去外力,导体棒继续沿导轨向右运动一段时间后停止。已知导体棒沿导轨运动过程中始终保持与导轨垂直,且接触良好。选沿导轨水平向右为正方向,则导体棒在整个过程中的速度随时间、位移变化的图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
10. 近几年来,中国在变压器制造领域已达到世界领先水平。如图所示为发电机和变压器的简化图,其中发电机的矩形线圈长、宽,匝数匝,电阻不计,放置在磁感应强度大小为的匀强磁场中。理想变压器的原、副线圈匝数分别为匝、匝和匝,两个副线圈分别接有理想二极管、电阻和,其中和。当线圈绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动时,则( )
A. 电压表的示数为200 V
B. 电压表的示数为400 V
C. 发电机的输出功率为160 W
D. 发电机的输出功率为240 W
三、非选择题:(本题共5小题,共54分。)
11. 某实验小组用图甲的气垫导轨来探究加速度与力的关系,已知滑块(含遮光条)的质量为M,两光电门间的距离为L,请回答下列问题:
(1)用游标卡尺测出遮光条的宽度d,如图乙所示,则读数为_______mm。
(2)实验前需调节调平旋钮确保气垫导轨水平,判断导轨已水平的依据是________。
(3)连接实验装置,进行实验,多次改变沙桶中沙的质量进行实验,记录每次实验中弹簧测力计的示数F及滑块通过两光电门1、2时遮光条的挡光时间、,根据测得的数据,以为纵轴,以为横轴作图像,若图像是一条过原点的倾斜直线,且图像的斜率为_______(用M、L、d表示),表明质量一定时,加速度与合外力成正比。
12. 我国比亚迪新能源电动汽车技术已处于全球领先水平,电容储能技术在电动汽车中得到了广泛应用。某探究小组的同学设计图甲所示电路,探究电容器在不同电压下的充、放电过程,并测定值电阻。所用器材如下:
定值电阻(约)
电容器C(额定电压,电容值未知)
电源E(电动势,内阻不计)
滑动变阻器(,额定电流为)
电流传感器(内阻不计,电流传感器通过数据线与计算机相接)
电压表(,内阻很大)
开关、导线若干
(1)闭合开关,调节滑动变阻器,将开关接1,则观察到电流传感器所测得的电流随时间变化的图像可能正确的是__________。
A. B. C. D.
(2)保持开关接1,调节滑动变阻器,待电压表示数稳定在8 V后,再将开关接2,通过电流传感器将电流信息输入计算机,绘出电流随时间变化的图像如图乙所示。测得在时,且前、后图像与时间轴围成的面积(即图乙中两阴影部分的面积)之比为,此时图线切线的斜率。则此时电容器两极板间的电压为__________V,待测电阻__________(结果均保留两位有效数字)。
(3)电容器的电容__________;已知电容器的储能公式,则上述放电过程电容器释放的电能约为__________J(结果均保留两位有效数字)。
四、解答题
13. 如图,某“飞天战袍”航天服的容积为(未知),给原来处于真空状态的“飞天战袍”航天服充入体积、压强为的氧气后,航天服内部压强达到后,把航天服放入检测室,检测其气密性,把检测室抽成真空密封。48小时后,测出检测室内的压强为,检测室内能容纳气体的空间体积为(除去航天服所占体积)且不变,控制充氧气和检测过程系统的温度始终不变。若经过48小时后,航天服内气体压强不小于原来压强的97%,则航天服的气密性合格。
(1)求“飞天战袍”航天服的容积;
(2)通过计算,分析该“飞天战袍”航天服气密性是否合格。
14. 如图所示,光滑水平面上静止放置一质量为的滑板ABC,其中AB段为圆心角的光滑圆弧面,半径,圆心为O,半径OB竖直;BC段水平且粗糙。一质量为的物块(可视为质点)从同一竖直平面内某点P以初速度水平抛出,物块恰好从A点沿切线方向进入滑板,且物块最终没有脱离滑板。物块和滑板BC段的动摩擦因数,不计空气阻力,重力加速度g取。求:
(1)物块抛出后到达A点的时间;
(2)滑板BC部分的最短长度;
(3)物块滑到圆弧面最低点时对B点压力的大小。
15. 如图所示,光滑金属导轨由水平部分和倾斜部分两部分组成,两部分在D点和点绝缘平滑连接。AB和间距为2d,CD和间距、DE和间距均为d,与水平面的倾角为θ,DE长度为L。在部分、部分、部分分别存在垂直于对应区域的匀强磁场,磁感应强度分别为B1=B、B2=2B、B3=B,导轨电阻均忽略不计。间接有一电容为C的平行板电容器,电容器初始电量为,且靠近侧为正极板。初始时,导体棒a、导体棒b均分别处在图示位置,且与导轨接触良好,a棒具有水平向右的初速度,b棒初速度为0。a棒、b棒的质量均为m,a棒电阻为R,b棒的电阻忽略不计。已知a棒距离足够远,b棒在进入倾斜导轨前已进入稳定状态,重力加速度为g。求:
(1)初始瞬间b棒加速度的大小;
(2)从开始到b棒离开水平导轨的过程中,a棒上产生的焦耳热Q;
(3)从b棒进入倾斜导轨到b棒到达导轨底端的过程中,电容器增加的电场能。
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