广东2026届高考物理押题密卷(四)
2026-05-20
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | - |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-模拟预测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.26 MB |
| 发布时间 | 2026-05-20 |
| 更新时间 | 2026-05-21 |
| 作者 | 启明数学物理探究室 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57960679.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
本试卷以高考命题趋势为导向,通过哈雷彗星运动、电动汽车制动能量回收等真实情境,融合波动光学、天体运动、电磁学等核心知识,考查物理观念与科学思维,适配高考模拟预测需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选|7/28|波动光学(1题)、力学综合(2题)、天体运动(3题)等|第7题结合电动汽车制动能量回收,体现科技前沿|
|多选|3/18|运动学(8题)、抛体运动与能量(9题)等|第9题通过玩具投掷器运动分析,融合运动图像与能量计算|
|实验题|2/16|动摩擦因数测量(11题)、电源参数测定(12题)|第11题设计光电门测量加速度,注重科学探究能力|
|计算题|3/38|气体实验定律(13题)、圆周运动与能量(14题)、电磁场综合(15题)|第14题以旋转拖把为情境,考查圆周运动与能量转化,贴近生活|
内容正文:
2026届广东高考物理押题密卷(四)
满分 100 分。考试用时 75 分钟。
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.下列关于多普勒效应、光的干涉和偏振现象,下列说法正确的是( )
A.“彩超”仪探头接收的超声波频率变大说明血液靠近探头
B.主动降噪技术是应用声波的多普勒效应
C.光的偏振现象说明光是一种纵波
D.3D电影技术利用光的干涉原理
2.如图,在倾角为的固定光滑斜面上,有一用绳子拴着的长木板,木板上站着一只猫。已知猫的质量是木板的质量的2倍。当绳子突然断开时,猫立即沿着板向上跑,以保持其相对斜面的位置不变,重力加速度为,在猫奔跑但没有离开木板的过程中( )
A.猫对木板的摩擦力沿斜面向上 B.猫和木板组成的系统动量守恒
C.木板对猫做正功 D.木板的加速度为
3.哈雷彗星是能用裸眼从地球看见的短周期彗星。哈雷彗星在近日点a处与地球公转轨道相切,运行轨迹如图所示。在相同时间内,哈雷彗星与太阳连线扫过的面积分别为、,地球与太阳连线扫过的面积为。天体均视为质点。下列说法正确的是( )
A.哈雷彗星在a点的速度小于c点的速度
B.面积和相等
C.从b点逆时针第一次运行到c点的过程,太阳对哈雷彗星的引力做正功
D.在a点地球的加速度大小等于哈雷彗星的加速度大小
4.如图所示,水平天花板下方用短杆固定一个光滑小定滑轮O,在定滑轮的正下方C处固定一个正点电荷,不带电的小球a与带电小球b通过跨过定滑轮的绝缘轻绳相连。开始时系统在图示位置静止,已知Ob<OC,若b球所带的电荷量缓慢减少(未减为零),则在b球到达O正下方前,下列说法正确的是( )
A.b球受到的绳子拉力逐渐增大 B.a球位置逐渐升高
C.b球带正电,点电荷对b球的库仑力不变 D.此过程中短杆对滑轮的作用力逐渐变大
5.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
6.如图,足够长的光滑细杆MN水平固定,质量的物块A穿在杆上,可沿杆无摩擦滑动,质量的物块B通过长度l=0.45m的轻质细绳竖直悬挂在A上,整个装置处于静止状态,A、B可视为质点。现让物块B以初速度水平向右运动,g取,则( )
A.物块A的最大速度为3m/s
B.物块A、B组成的系统,动量守恒
C.物块B恰好能够到达细杆MN处
D.物块B从开始运动到最大高度的过程中,机械能减少了1J
7.某国产品牌电动汽车配备基于电容器的制动能量回收系统,它有效增加电动汽车的续航里程。其工作原理为踩下驱动踏板时电池给电动机供电,松开驱动踏板或踩下刹车踏板时发电机工作回收能量。为进一步研究,某兴趣小组设计如图甲的模型。导线框abcd所在处剖面图如图乙所示,在磁极与圆柱形铁芯之间形成辐射状的磁场,导线框的ab、dc边经过处的磁感应强度大小均相同,导线框可在两金属半圆A、D内侧自由转动,且接触良好,当导线框在如图所示位置时( )。
A.松开驱动踏板或踩下刹车踏板,应该是接通开关1
B.踩下驱动踏板,导线框将会顺时针转动
C.松开驱动踏板,电容器上板带负电
D.松开驱动踏板,半圆环A、D两端输出的是交流电
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,部分选对的得 3 分,有选错的得 0 分。
8.如图,甲、乙两运动员正在训练接力赛的交接棒。已知甲、乙两运动员经短距离加速后能达到并保持的速度跑完全程。设乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的,加速度大小为。乙在接力区前端听到口令时起跑,在甲、乙相遇时完成交接棒。在某次练习中,甲以的速度跑到接力区前端处向乙发出起跑口令。已知接力区的长度为。下列说法正确的是( )
A.此次练习中,在乙运动3s时完成交接
B.此次练习中,在距乙出发点5m处完成交接
C.甲在接力区前端9m以内对乙发出起跑口令才可能完成交棒
D.棒经过接力区的最短时间是3s
9.市面上有一款“橡果投掷器”的玩具,利用弹力将玩具橡果投掷出去。小谣同学将玩具橡果换为小钢球,将投掷器的弹力片压至最低后将小钢球投射出去,同时用高频摄像机记录了投射与投射之后运动全过程(如图甲),并借助电脑软件分析和绘制出全程小钢球水平和竖直的速度随时间的变化情况,图乙中实线为球水平速度,虚线为球竖直速度,小钢球质量约为20g。不计风力和空气阻力,则下列分析正确的是( )
A.小钢球被掷出时初速度约为2.5m/s
B.小钢球离地的最大高度约为0.1875m
C.小钢球与地面碰撞损失机械能约为0.0175J
D.该小钢球被投射过程获得的动能小于投掷器做的功
10.在工业检测的磁控装置实验中,将一均匀导线围成总电阻为的闭合环状扇形线框,其中,圆弧和的圆心均为点,点为直角坐标系的原点,其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为,第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为。从时刻(如图位置刚好进入第四象限)开始让导线框以点为圆心,以恒定的角速度沿顺时针方向做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A.时,端的电势比端电势高
B.时,感应电动势为
C.该线框产生的感应电动势为
D.内,线框消耗的总电能为
三、实验题:本题共2小题,第一小题小题6分,第二小题10分,共16分。
11.某实验小组利用如图所示实验装置测量物块与桌面的动摩擦因数,已知重力加速度为g。
(1)实验步骤如下:
①用游标卡尺测量遮光条的宽度为d,用天平分别测出物块的质量为M,重物的质量为m;
②挂上重物,让重物拉着物块在水平桌面上运动,记录物块通过光电门A、B的时间分别为和;
③多次改变重物质量并重复步骤②,求出的平均值。
(2)根据实验步骤回答以下问题:
①本实验以物块和重物为研究对象,______(选填“需要”或“不需要”)满足“物块质量远大于重物质量”的条件;
②为测量物块的加速度a,还需测量光电门A、B间的距离L,测量结果如图所示L=______cm,物块通过光电门B的速度______(用题目中的已知量符号表示);
③写出物块与桌面间动摩擦因数的表达式:______(用题目中的已知量符号表示)。
12.某同学想测量一旧手机中的锂电池的电动势和内阻(电动势标称值,允许最大放电电流为)。实验室备有如下器材:
电压传感器(可视为理想电压表);定值电阻(阻值为);电阻箱;开关S一只;导线若干。
(1)为测量锂电池的电动势和内阻,该同学设计了如图甲所示的电路图。实验时,闭合开关S,发现电压传感器有示数,调节的阻值,示数不变,则电阻箱发生_________(选填“断路”或“短路”)。
(2)排除故障后,该同学通过改变电阻箱的阻值,得到多组测量数据,根据数据作出图像,如图乙所示。则该锂电池的电动势_________、内阻_________。(结果均保留两位有效数字)
(3)若考虑电压传感器的分流作用,则电池电动势的测量值_________(选填“大于”、“等于”或“小于”)其真实值。
四、计算题:本题共 3 小题,共 38 分。解答应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。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.如图,某刚性绝热轻杆将导热U形管固定在某高度,左管与大气相通,右管用轻活塞封闭一定质量的气体,活塞通过刚性轻杆与轻活塞相连,固定在地面上的导热气缸内中装有气体。已知活塞平衡时,左右两管的水银高度差为,气柱长为,活塞到缸底距离为,环境大气压,温度为,活塞可在气缸内无摩擦的移动且不漏气。活塞的面积分别为。求:
(1)活塞平衡时,缸内气体的压强为多少?
(2)对气缸进行加热,U形管内水银柱相平时,气缸中气体温度为多少摄氏度?
14.如图甲,家用旋转拖把主要由主杆、传动系统和拖布头组成。沿竖直方向推主杆,能实现拖布头的单向旋转。将拖布头放入脱水篮,拖布头与脱水篮结合成为一个整体,向下推动主杆,传动系统会带动拖布头及脱水篮一起快速旋转,将水甩出。g取。
(1)已知脱水篮半径,收纳桶半径R=12.0cm,俯视如图乙所示。用力向下推动主杆一定距离,污水脱离脱水篮后沿切线水平方向飞出,击中收纳桶内侧边缘上某点,测得该点距飞出点的高度差H=1.0cm。请计算污水脱离脱水篮时的速度大小;
(2)脱水结束后继续探究。在脱水篮外侧面固定一轻质遮光片,收纳桶内侧面固定光电门,遮光点到脱水篮边缘距离L=2.0cm。将钩码固定在主杆上,保持主杆竖直,由静止释放钩码,当钩码下降h=6.0cm时,测得遮光点的线速度为v=1.0m/s。请计算此时脱水篮的角速度;
(3)该拖把采用齿轮传动,主杆每下降d=3cm,脱水篮旋转n=1圈。钩码和主杆的总质量M=2.4kg,拖布头及脱水篮总质量m=1.0kg。若该拖布头及脱水篮总动能的表达式为,求第(2)问中钩码下降6.0cm过程中整个传动系统克服阻力做功大小。(不计空气阻力,取)
15.如图所示为内径为R的中空圆柱形管,OO′为管的中轴线,管内分布着沿中轴线OO′方向的匀强电场,电场强度大小为E。带电粒子与管内壁发生碰撞时会被反弹(碰撞时间极短),反弹前后沿管壁切向分速度不变,垂直管壁方向分速度大小不变、方向相反。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以垂直于中轴线OO′方向的速度v0从O点射出,不计粒子的重力。
(1)求带电粒子从O点出发与管壁发生碰撞后第一次经过中轴线OO′(带电粒子仍在圆柱形管内)时的速度大小;
(2)若带电粒子恰好能从O′点离开圆柱形管,求圆柱形管管长的可能值;
(3)若粒子第一次经过中轴线OO′时撤去电场,并立即换成与电场方向相同的匀强磁场,磁感应强度大小为,求带电粒子第二次经过中轴线时(带电粒子仍在圆柱形管内)的位置与O点之间的距离。
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2026届广东高考物理押题密卷(四)
满分 100 分。考试用时 75 分钟。
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.下列关于多普勒效应、光的干涉和偏振现象,下列说法正确的是( )
A.“彩超”仪探头接收的超声波频率变大说明血液靠近探头
B.主动降噪技术是应用声波的多普勒效应
C.光的偏振现象说明光是一种纵波
D.3D电影技术利用光的干涉原理
【答案】A
【详解】A.根据多普勒效应,当波源与观察者相互靠近时,观察者接收到的波的频率升高。“彩超”中血液相当于反射超声波的运动波源,若血液靠近探头,探头接收的反射超声波频率变大,故A正确;
B.主动降噪技术是利用声波的干涉,发射与噪声相位相反的声波叠加抵消噪声,与多普勒效应无关,故B错误;
C.偏振是横波特有的性质,光的偏振现象说明光是横波,纵波不存在偏振现象,故C错误;
D.3D电影技术利用的是光的偏振原理,通过让左右眼接收偏振方向不同的光产生立体视觉,与光的干涉无关,故D错误。
故选A。
2.如图,在倾角为的固定光滑斜面上,有一用绳子拴着的长木板,木板上站着一只猫。已知猫的质量是木板的质量的2倍。当绳子突然断开时,猫立即沿着板向上跑,以保持其相对斜面的位置不变,重力加速度为,在猫奔跑但没有离开木板的过程中( )
A.猫对木板的摩擦力沿斜面向上 B.猫和木板组成的系统动量守恒
C.木板对猫做正功 D.木板的加速度为
【答案】D
【详解】AD.猫保持相对斜面的位置不变,即相对斜面静止,以猫为研究对象,根据平衡条件可得
即木板对猫的摩擦力沿斜面向上;根据牛顿第三定律,可知猫对木板的摩擦力沿斜面向下,大小为
以木板为研究对象,根据牛顿第二定律有
联立解得,故A错误,D正确;
B.猫和木板组成的系统在沿着斜面的方向上所受外力不为零,系统动量不守恒,故B错误;
C.由于猫保持相对斜面的位置不变,即相对斜面静止,则猫的位移为零,故木板对猫不做功,故C错误。
故选D。
3.哈雷彗星是能用裸眼从地球看见的短周期彗星。哈雷彗星在近日点a处与地球公转轨道相切,运行轨迹如图所示。在相同时间内,哈雷彗星与太阳连线扫过的面积分别为、,地球与太阳连线扫过的面积为。天体均视为质点。下列说法正确的是( )
A.哈雷彗星在a点的速度小于c点的速度
B.面积和相等
C.从b点逆时针第一次运行到c点的过程,太阳对哈雷彗星的引力做正功
D.在a点地球的加速度大小等于哈雷彗星的加速度大小
【答案】D
【详解】A.根据开普勒第二定律可知,彗星在a点的速度大于c点的速度,故A错误;
B.根据开普勒第二定律可知,面积和相等,为地球与太阳连线扫过的面积,不符合开普勒第二定律,故B错误;
C.从b点逆时针第一次运行到c点的过程,太阳引力与彗星速度间的夹角为钝角,可知太阳对哈雷彗星的引力做负功,故C错误;
D.根据牛顿第二定律可得
可得加速度为
可知在a点地球的加速度大小等于哈雷彗星的加速度大小,故D正确。
故选D。
4.如图所示,水平天花板下方用短杆固定一个光滑小定滑轮O,在定滑轮的正下方C处固定一个正点电荷,不带电的小球a与带电小球b通过跨过定滑轮的绝缘轻绳相连。开始时系统在图示位置静止,已知Ob<OC,若b球所带的电荷量缓慢减少(未减为零),则在b球到达O正下方前,下列说法正确的是( )
A.b球受到的绳子拉力逐渐增大
B.a球位置逐渐升高
C.b球带正电,点电荷对b球的库仑力不变
D.此过程中短杆对滑轮的作用力逐渐变大
【答案】D
【详解】A.开始时b球受力如图所示
b球受力平衡,根据三角相似则有
由于、Ob、OC均不变,则轻绳的拉力T不变,故A错误;
B.对a球分析可知
则整个过程中,a球始终处于平衡状态,即a球的位置不变,故B错误;
C.根据上述受力分析可知,a、b两球间的静电力为斥力,因此b球带正电,由于b球所带的电荷量缓慢减少,b球缓慢下摆,BC距离减小,结合上述式子可得
因此点电荷对b球的库仑力变小,故C错误;
D.滑轮受到的轻绳的作用力大小均为,大小不变,由于bC减小,可知两绳夹角减小,所以滑轮受到两绳的合力增大,故D正确。
故选D。
5.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。
6.如图,足够长的光滑细杆MN水平固定,质量的物块A穿在杆上,可沿杆无摩擦滑动,质量的物块B通过长度l=0.45m的轻质细绳竖直悬挂在A上,整个装置处于静止状态,A、B可视为质点。现让物块B以初速度水平向右运动,g取,则( )
A.物块A的最大速度为3m/s
B.物块A、B组成的系统,动量守恒
C.物块B恰好能够到达细杆MN处
D.物块B从开始运动到最大高度的过程中,机械能减少了1J
【答案】D
【详解】A.当B在A的右侧运动时,细绳弹力对A一直做正功,可知当B再次回到最低点时,A的速度最大,根据水平方向动量守恒定律和机械能守恒有,
解得,A错误;
B.对B分析,可知B在竖直方向有加速与减速过程,即物块A、B组成的系统存在超重与失重过程,系统所受外力的合力不为0,系统的动量不守恒,但是系统在水平方向上所受外力的合力为0,即系统在水平方向上动量守恒,B错误;
C.设物块B恰好到达最高点上升的高度为h,此时A、B速度相等,由水平方向动量守恒定律和机械能守恒有,
解得
可知物块B不能够到达细杆MN处,C错误;
D.根据上述可知,物块B从开始运动到最大高度的过程中,B减小的机械能与A增加的机械能相等,则有,D正确。
故选D。
7.某国产品牌电动汽车配备基于电容器的制动能量回收系统,它有效增加电动汽车的续航里程。其工作原理为踩下驱动踏板时电池给电动机供电,松开驱动踏板或踩下刹车踏板时发电机工作回收能量。为进一步研究,某兴趣小组设计如图甲的模型。导线框abcd所在处剖面图如图乙所示,在磁极与圆柱形铁芯之间形成辐射状的磁场,导线框的ab、dc边经过处的磁感应强度大小均相同,导线框可在两金属半圆A、D内侧自由转动,且接触良好,当导线框在如图所示位置时( )。
A.松开驱动踏板或踩下刹车踏板,应该是接通开关1
B.踩下驱动踏板,导线框将会顺时针转动
C.松开驱动踏板,电容器上板带负电
D.松开驱动踏板,半圆环A、D两端输出的是交流电
【答案】C
【详解】A.由于工作原理为踩下驱动踏板时电池给电动机供电,线圈在安培力作用下开始转动,此时应该接通开关1,松开驱动踏板或踩下刹车踏板时发电机工作回收能量,线圈转动切割磁感线,产生感应电动势,线圈开始对电容器充电,此时应该接通开关2,故A错误;
B.结合上述,踩下驱动踏板时接通开关1,导线框中有沿的电流,根据左手定则可知,磁场对dc边的安培力方向向右,磁场对ab边的安培力方向向左,导线框将会逆时针转动,故B错误;
C.松开驱动踏板时接通开关2,导线框逆时针转动,根据右手定则可知,导线框切割磁感线产生的感应电流方向沿,导线框为一个等效电源,a端为等效电源的负极,可知,电容器上板带负电,故C正确;
D.松开驱动踏板时接通开关2,导线框逆时针转动,根据右手定则可知,导线框中的感应电流总是从金属半圆A端进入导线框后再从金属半圆D端流出,可知,半圆环A、D两端输出的是直流电,故D错误。
故选C。
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,部分选对的得 3 分,有选错的得 0 分。
8.如图,甲、乙两运动员正在训练接力赛的交接棒。已知甲、乙两运动员经短距离加速后能达到并保持的速度跑完全程。设乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的,加速度大小为。乙在接力区前端听到口令时起跑,在甲、乙相遇时完成交接棒。在某次练习中,甲以的速度跑到接力区前端处向乙发出起跑口令。已知接力区的长度为。下列说法正确的是( )
A.此次练习中,在乙运动3s时完成交接
B.此次练习中,在距乙出发点5m处完成交接
C.甲在接力区前端9m以内对乙发出起跑口令才可能完成交棒
D.棒经过接力区的最短时间是3s
【答案】CD
【详解】AB.交接棒时,有
解得
由于乙加速到最大速度的时间为
则2s时交接棒,交接棒处离接力区前端(即乙出发的位置)的距离为
故AB错误;
C.由题意可知,甲、乙共速时相遇,则
则发令时甲与接力区前端的距离为
故C正确;
D.棒先在甲的手中以6m/s运动,后交到乙的手中乙6m/s运动,因此棒始终是6m/s运动,通过的最短时间为
故D正确。
故选CD。
9.市面上有一款“橡果投掷器”的玩具,利用弹力将玩具橡果投掷出去。小谣同学将玩具橡果换为小钢球,将投掷器的弹力片压至最低后将小钢球投射出去,同时用高频摄像机记录了投射与投射之后运动全过程(如图甲),并借助电脑软件分析和绘制出全程小钢球水平和竖直的速度随时间的变化情况,图乙中实线为球水平速度,虚线为球竖直速度,小钢球质量约为20g。不计风力和空气阻力,则下列分析正确的是( )
A.小钢球被掷出时初速度约为2.5m/s
B.小钢球离地的最大高度约为0.1875m
C.小钢球与地面碰撞损失机械能约为0.0175J
D.该小钢球被投射过程获得的动能小于投掷器做的功
【答案】ACD
【详解】A.不计风力和空气阻力,小球被掷出水平方向做匀速直线运动,则由图乙可知,时小球被掷出,被掷出瞬间水平分速度为,竖直分速度为,则小球被掷出瞬间的速率为,故A正确;
B.由图乙可知,小球从最高点落到地面,竖直方向做匀变速直线运动,落地速率为,则下落高度为,故B错误;
C.由图乙可知小球与地面碰撞后水平方向速度不变,竖直方向的速度大小变为1.5m/s,小钢球与地面碰撞损失机械能约为,故C正确;
D.由功能关系可知,小球掷出过程投掷器做的功等于小球机械能的增加量,小球高度增加,重力势能增加,即小球掷出过程投掷器做的功等于小球获得的动能和增加的重力势能之和,即该小钢球被投射过程获得的动能小于投掷器做的功,故D正确。
故选ACD。
10.在工业检测的磁控装置实验中,将一均匀导线围成总电阻为的闭合环状扇形线框,其中,圆弧和的圆心均为点,点为直角坐标系的原点,其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为,第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为。从时刻(如图位置刚好进入第四象限)开始让导线框以点为圆心,以恒定的角速度沿顺时针方向做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A.时,端的电势比端电势高
B.时,感应电动势为
C.该线框产生的感应电动势为
D.内,线框消耗的总电能为
【答案】ABD
【详解】A.根据右手定则可知,时,端的电势比端电势高,A正确;
B.时,感应电动势为,B正确;
C.内,该线框产生的感应电动势大小为
内,该线框产生的感应电动势大小为;
内,该线框产生的感应电动势大小为;C错误;
D.内,线框消耗的总电能为,D正确。
故选ABD。
三、实验题:本题共2小题,第一小题小题6分,第二小题10分,共16分。
11.某实验小组利用如图所示实验装置测量物块与桌面的动摩擦因数,已知重力加速度为g。
(1)实验步骤如下:
①用游标卡尺测量遮光条的宽度为d,用天平分别测出物块的质量为M,重物的质量为m;
②挂上重物,让重物拉着物块在水平桌面上运动,记录物块通过光电门A、B的时间分别为和;
③多次改变重物质量并重复步骤②,求出的平均值。
(2)根据实验步骤回答以下问题:
①本实验以物块和重物为研究对象,______(选填“需要”或“不需要”)满足“物块质量远大于重物质量”的条件;
②为测量物块的加速度a,还需测量光电门A、B间的距离L,测量结果如图所示L=______cm,物块通过光电门B的速度______(用题目中的已知量符号表示);
③写出物块与桌面间动摩擦因数的表达式:______(用题目中的已知量符号表示)。
【答案】 不需要 38.55/38.54/38.56
【详解】(2)①[1]本实验只需要物块做加速运动即可,即以物块和重物为研究对象,不需要满足“物块质量远大于重物质量”的条件;
②[2]刻度尺最小刻度为0.1mm,则光电门A、B间的距离 L=38.55cm
[3]物块通过光电门B的速度;
(3)[4]物块通过光电门A的速度
根据
其中
解得
12.某同学想测量一旧手机中的锂电池的电动势和内阻(电动势标称值,允许最大放电电流为)。实验室备有如下器材:
电压传感器(可视为理想电压表);定值电阻(阻值为);电阻箱;开关S一只;导线若干。
(1)为测量锂电池的电动势和内阻,该同学设计了如图甲所示的电路图。实验时,闭合开关S,发现电压传感器有示数,调节的阻值,示数不变,则电阻箱发生_________(选填“断路”或“短路”)。
(2)排除故障后,该同学通过改变电阻箱的阻值,得到多组测量数据,根据数据作出图像,如图乙所示。则该锂电池的电动势_________、内阻_________。(结果均保留两位有效数字)
(3)若考虑电压传感器的分流作用,则电池电动势的测量值_________(选填“大于”、“等于”或“小于”)其真实值。
【答案】(1)断路 (2) 3.3 12 (3)小于
【详解】(1)电压传感器有示数,且调节R的阻值时,其示数不变,则说明电压传感器两端的电压不受R阻值变化的影响,即电阻箱R发生断路;若电阻箱R短路,则电压传感器的示数应该为0。
(2)[1][2] 根据闭合电路欧姆定律有变形有
所以图像与纵轴的截距为
解得该锂电池的电动势为
同理图像的斜率为
解得该锂电池的内阻为
(3)若考虑电压传感器的分流作用,则实际电路中的总电流为
根据闭合电路欧姆定律有
变形有
则图像与纵轴的截距变为
因此电动势的测量值小于其真实值。
四、计算题:本题共 3 小题,共 38 分。解答应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。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.如图,某刚性绝热轻杆将导热U形管固定在某高度,左管与大气相通,右管用轻活塞封闭一定质量的气体,活塞通过刚性轻杆与轻活塞相连,固定在地面上的导热气缸内中装有气体。已知活塞平衡时,左右两管的水银高度差为,气柱长为,活塞到缸底距离为,环境大气压,温度为,活塞可在气缸内无摩擦的移动且不漏气。活塞的面积分别为。求:
(1)活塞平衡时,缸内气体的压强为多少?
(2)对气缸进行加热,U形管内水银柱相平时,气缸中气体温度为多少摄氏度?
【答案】(1) (2)
【详解】(1)对气体有对活塞整体受力分析有:
解得:
(2)当左右两侧水银柱相平时有:对气体有状态参量如下:,,,,由理想气体状态方程可知: 解得
由几何关系:解得活塞上升的距离为
对活塞整体受力分析
解得
对气体由状态参量如下:,,,,
由理想气体状态方程得:
得
14.如图甲,家用旋转拖把主要由主杆、传动系统和拖布头组成。沿竖直方向推主杆,能实现拖布头的单向旋转。将拖布头放入脱水篮,拖布头与脱水篮结合成为一个整体,向下推动主杆,传动系统会带动拖布头及脱水篮一起快速旋转,将水甩出。g取。
(1)已知脱水篮半径,收纳桶半径R=12.0cm,俯视如图乙所示。用力向下推动主杆一定距离,污水脱离脱水篮后沿切线水平方向飞出,击中收纳桶内侧边缘上某点,测得该点距飞出点的高度差H=1.0cm。请计算污水脱离脱水篮时的速度大小;
(2)脱水结束后继续探究。在脱水篮外侧面固定一轻质遮光片,收纳桶内侧面固定光电门,遮光点到脱水篮边缘距离L=2.0cm。将钩码固定在主杆上,保持主杆竖直,由静止释放钩码,当钩码下降h=6.0cm时,测得遮光点的线速度为v=1.0m/s。请计算此时脱水篮的角速度;
(3)该拖把采用齿轮传动,主杆每下降d=3cm,脱水篮旋转n=1圈。钩码和主杆的总质量M=2.4kg,拖布头及脱水篮总质量m=1.0kg。若该拖布头及脱水篮总动能的表达式为,求第(2)问中钩码下降6.0cm过程中整个传动系统克服阻力做功大小。(不计空气阻力,取)
【答案】(1)2m/s (2) (3)1.197J
【详解】(1)由几何关系,得
解得
污水脱离脱水篮后做平抛运动,在竖直方向,有
解得
在水平方向,有
解得
(2)主杆到遮光点的水平距离
根据线速度和角速度的关系,得
解得
(3)设在时间内,脱水篮旋转圈,则脱水篮边缘的线速度
主杆下降了,下降的速度
且有
代入、、、,联立解得
代入第(2)问中脱水篮的角速度,可得脱水篮边缘的线速度
主杆下降的速度
由能量守恒定律,得
解得
15.如图所示为内径为R的中空圆柱形管,OO′为管的中轴线,管内分布着沿中轴线OO′方向的匀强电场,电场强度大小为E。带电粒子与管内壁发生碰撞时会被反弹(碰撞时间极短),反弹前后沿管壁切向分速度不变,垂直管壁方向分速度大小不变、方向相反。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以垂直于中轴线OO′方向的速度v0从O点射出,不计粒子的重力。
(1)求带电粒子从O点出发与管壁发生碰撞后第一次经过中轴线OO′(带电粒子仍在圆柱形管内)时的速度大小;
(2)若带电粒子恰好能从O′点离开圆柱形管,求圆柱形管管长的可能值;
(3)若粒子第一次经过中轴线OO′时撤去电场,并立即换成与电场方向相同的匀强磁场,磁感应强度大小为,求带电粒子第二次经过中轴线时(带电粒子仍在圆柱形管内)的位置与O点之间的距离。
【答案】(1);(2)(n=1,2,3…);(3)
【详解】(1)设带电粒子从O点出发与管壁发生碰撞后第一次经过中轴线OO′时的速度大小为v1,其沿中轴线方向的分速度大小为vx,从O点到与管壁发生碰撞后第一次经过中轴线所用时间为t1,粒子在电场中运动时加速度大小为a,在垂直中轴线方向有
在沿中轴线方向有
则有
联立解得
(2)假设粒子与圆柱形管碰撞n次,圆柱形管管长为L,粒子从O点运动至O′点用时t,在垂直中轴线方向有
在沿中轴线方向有
联立解得
(n=1,2,3…)
(3)在电场中加速过程,粒子沿中轴线方向前进的距离
解得
粒子在磁场中运动时,粒子在垂直中轴线的平面内做圆周运动,设其轨迹半径为r,周期为T,有
解得
,
粒子第二次与管壁的碰撞如图所示(沿OO′方向看)
根据几何关系可得,碰撞前后轨迹所对的圆心角均为
则从第一次经过中轴线到再次回到中轴线上所用的时间
这段时间粒子沿中轴线方向前进的距离
则带电粒子第二次经过中轴线时(带电粒子仍在圆柱形管内)与O点的距离
联立解得
2
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