内容正文:
绝密★启用前
物理试卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,只有一项符合题目要求。
1.某金属在一束波长为的单色光的照射下发生光电效应,光电子的最大初动能为,已知普朗克常量为h,光速为c,则
A.单色光的频率为 B.单色光的光子能量为
C.金属的逸出功为 D.金属的极限频率为
2.2025年4月27日23时54分,我国在西昌卫星发射中心成功将天链二号05星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,天链二号05星属于地球同步轨道卫星,被称为“天上数据中转站”,是北斗导航系统的重要组成部分。已知空间站离地高度约为400 km,地球半径约为6400 km,地球同步卫星离地高度约为36000 km,空间站和地球同步卫星的运动均可视为匀速圆周运动。下列说法正确的是
A.空间站有可能在天链二号05星的正下方相对静止
B.空间站绕地球一圈的时间约为2.5 h
C.空间站绕地球运行的线速度可能大于第一宇宙速度
D.空间站的角速度大于地球自转的角速度
3.如图所示为交流发电机的示意图,从线圈通过中性面位置开始计时,发电机产生的电动势瞬时值表达式为,接入的电阻阻值为10 Ω。下列说法正确的是
A.每秒钟电流方向变化50次
B.电阻消耗的电功率为48.4 W
C.仅线圈转速加倍,则电动势为
D.图示位置CD边受到的安培力方向向下
4.水平光滑冰面上两质量均为m的拖船P、Q用轻质细线连接,初始状态细线恰好绷直,现在细线中点O处作用一个与细线垂直、大小为F的水平恒力来拉动P、Q。如图所示,当两段水平细绳与虚线的夹角第一次均保持为30°时,拖船P的加速度大小为
A. B. C. D.
5.如图所示是一套杨氏双缝干涉实验装置,其中、是距离为d的双缝,双缝到光屏的距离为L。光屏上O点是中央亮纹的中心,当用波长660 nm的红光照射双缝时,为第4级亮纹的中心。现用波长660 nm的红光和波长440 nm的蓝光同时照射双缝,下列说法正确的是
A.红光和蓝光会叠加形成干涉条纹
B.将光屏稍向左平移后,可能成为蓝光第4级亮纹的中心
C.红光和蓝光的亮条纹中心会在重叠
D.红光的亮条纹中心和蓝光的暗条纹中心会在重叠
6.如图所示,第一次从倾角为30°的斜面顶端A处将一可视为质点的小球以初速度向右水平抛出,小球落在斜面上的B点处;第二次从A的正上方某点处将同一小球以相同的初速度向右水平抛出,小球落在斜面上的C点处。已知,不计空气阻力,则关于第一次小球落在B点的速度与第二次小球落在C点的速度之比的判断正确的是
A. B. C. D.
7.如图所示,竖直平面内半径为R的光滑圆轨道保持不动,质量为可视为质点的小球静止在圆轨道最低点A。现给小球一水平向右的初速度,使小球能做完整的圆周运动,当小球转过的圆心角时,轨道对小球的弹力大小为11 N,小球的动能减少0.6 J。重力加速度g取,则
A.轨道半径为 B.小球运动过程中的最小速度为
C.小球的初速度 D.小球对轨道上任意两点的压力之差不超过10 N
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,真空中有一等边三角形ABC,B、C两点分别固定一个点电荷,A点的电场强度方向如图所示,取无穷远处为电势零点,下列说法正确的是
A.B处点电荷带负电,C处点电荷带正电
B.B处的电荷量大于C处的电荷量
C.若仅使B处的电荷量增大,则A点的电势会升高
D.若使B和C处的电荷量均变为原来的2倍,则A点的电势也变为原来的2倍
9.如图所示,、是两个都从时从平衡位置开始振动且振动步调完全相反的波源。两波源做简谐运动的周期均为2 s,振幅均为20 cm,两者间距离为20 m,在两波源的连线上,A与波源相距4 m,B与波源相距4 m,O与A相距8 m,时质点A即将开始振动。下列说法正确的是
A.时两列波相遇 B.时质点A由平衡位置向上起振
C.6 s后质点O的振幅为40 cm D.0-10 s时间内,质点O通过的路程为80 cm
10.如图所示,半径为R的圆形区域中有垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度B,A、C是左半圆的三等分点,一比荷为的带正电粒子a,先从圆形磁场边界上的A点以的速度垂直直径MN射入磁场,粒子a射出后另一与粒子a相同的带电粒子b,再从圆形磁场边界上的C点同样以的速度垂直直径MN射入磁场,关于粒子a、b在磁场中的运动,下列说法正确的是
A.粒子a、b从不同位置射出磁场
B.粒子a、b在磁场中运动的时间之比为2∶1
C.粒子a、b在磁场中运动位移之比为3∶1
D.粒子a、b在磁场中运动的动量改变量之比为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(6分)
在“探究两个互成角度的共点力的合成规律”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,橡皮条的另一端系两根细绳,细绳另一端带有绳套。先用两个弹簧秤分别钩住绳套并互成角度地拉橡皮条,再用一个弹簧秤拉橡皮条的结点,如图甲所示。
(1)对两次拉伸橡皮条的要求,下列说法正确的是________。
A.将橡皮条拉伸相同长度即可 B.将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
C.将弹簧秤都拉伸到相同刻度即可 D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
(2)弹簧测力计指针位置如图乙所示,其读数为________N。
(3)下列关于实验操作中的注意事项,说法正确的是________。
A.实验过程中拉动弹簧测力计时,弹簧测力计可以不与木板平行
B.两根细绳间的夹角必须为90°
C.确定两个分力方向时必须使铅笔紧贴细绳画出直线
D.拉动弹簧测力计时,弹簧不可与外壳接触或产生摩擦
(4)如图甲所示,开始两弹簧测力计的夹角小于90°,保持弹簧测力计B的方向以及结点O的位置不变,将弹簧测力计A沿顺时针方向缓慢转动至水平,则关于弹簧测力计A、B读数的变化情况正确的是________。
A.弹簧测力计A的读数增大,弹簧测力计B的读数先减小后增大
B.弹簧测力计A的读数先减小后增大,弹簧测力计B的读数增大
C.弹簧测力计A的读数减小,弹簧测力计B的读数先增大后减小
D.弹簧测力计A的读数先增大后减小,弹簧测力计B的读数减小
12.(8分)
某学习小组用两种不同的金属电极插入苹果做了一个“水果电池”,如图甲所示。
(1)该小组尝试将若干个水果电池依次串联起来给“1.5 V 0.3 A”的小灯泡供电,发现小灯泡始终不发光,其原因是________。
A.水果电池电动势太大 B.水果电池电动势太小
C.水果电池内阻太大 D.小灯泡内阻太大
(2)除待测水果电池外,实验室提供如下器材:
A.滑动变阻器(阻值0~15 Ω);
B.滑动变阻器(阻值0~2000 Ω);
C.电压表V(量程3 V,内阻约3 kΩ);
D.电流表A(量程500 μA,内阻为15 Ω);
E.开关一个,导线若干。
为了尽可能准确测定该水果电池的电动势和内阻,已提供的如图乙、丙所示的两个测量电路图,应选________(填“乙”或“丙”);滑动变阻器应选________(填“”或“”)。
(3)选择正确的电路和实验器材后由实验数据作出的图像如图丁所示,由图像可求得电源电动势为________V,内电阻为________Ω(结果均保留三位有效数字);实验时若将电极片插入得更深一点,则水果电池的内阻将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
13.(10分)
某小组设计了一个可测定下潜深度的深度计,如图所示,一横截面积为S的导热气缸被分成长度均为L的Ⅰ、Ⅱ两部分,在汽缸右端开口处和正中央各有一个体积不计的卡环,在卡环的左侧各有一个厚度不计的轻质活塞A、B,活塞A、B只可以向左移动,活塞密封良好且与汽缸壁之间无摩擦。
在潜水前Ⅰ内通过活塞封有压强为的气体,Ⅱ内通过活塞封有压强为的气体,温度相同,两活塞均位于卡环处。当该深度计水平放入水下达到一定深度后,水对活塞A产生挤压使之向左移动,通过活塞A向左移动的距离可以测出下潜深度。已知海水的密度为,海面上大气压强为,重力加速度为g,假设两部分气体均视为理想气体,且海水在一定深度以下温度保持不变。
(1)当活塞A向左移动达到稳定,求此时活塞A受到水的压力大小。
(2)求此装置能测量的最大深度。
14.(14分)
如图所示,相距为的平行导轨PQ、MN处于水平面上,磁感应强度大小为的匀强磁场与导轨平面垂直,两导轨通过单刀双掷开关K连接有电动势、内阻的电源和电容的电容器,电容器刚开始的带电量为零。一质量、电阻的导体棒垂直导轨静止放置。K先掷向1,待导体棒速度稳定后,再将K掷向2。忽略一切阻力,导轨的电阻不计,导轨足够长,不考虑电磁辐射。已知当电容器两极板间电压为U时,电容器储存的静电场能量为。
(1)K掷向1,求导体棒的最大加速度大小;
(2)K掷向1,当导体棒刚达到稳定时,求导体棒上产生的焦耳热;
(3)K掷向2后,求导体棒上产生的焦耳热。
15.(16分)
如图所示,固定点O处悬挂长为的轻质细绳,细绳的末端拴接一个质量为的小球A。一质量为m的凹槽B静止在光滑水平面上,凹槽的左侧挡板位于O点正下方,凹槽的左右挡板内侧间的距离,在凹槽右侧靠近挡板处静止有一质量为m的小物块C,凹槽上表面与物块间的动摩擦因数。将细线水平拉直,以竖直向下的初速度释放小球A,当小球A摆到最低点时刚好与凹槽B左侧发生碰撞,小球A与凹槽B不会发生二次碰撞,所有碰撞均为弹性碰撞,碰撞时间极短,重力加速度g取。求:
(1)小球A与凹槽B碰撞后瞬间的速度大小之比;
(2)整个过程中物块C与凹槽B的碰撞次数;
(3)从小球A与凹槽B碰撞开始到凹槽B在水平面上运动20 m所经历的时间。
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物理参考答案
1.C 2.D 3.B 4.D 5.C 6.C 7.B 8.AD 9.AD 10.BD
11.(6分)(1)BD (2分) (2)2.10 (1分,写成2.09-2.11均得分) (3)D (1分) (4)B (2分)
12.(8分)(1)C (1分)
(2)乙 (1分) (1分)
(3)1.00 (1分) 985 (2分) 变小 (2分)
13.(10分)【答案】(1) (2)
【解析】
(1)设此时Ⅰ内气体压强为,活塞A受到水的压力为F,对Ⅰ内气体,由玻意耳定律有
(2分)
解得,左侧活塞没有发生移动 (1分)
对轻质薄活塞进行分析,根据平衡条件有 (1分)
解得 (1分)
(2)当活塞A移动到汽缸中央卡环位置时所测深度最大,设此时两汽缸内气体压强为,活塞B向左移动d,最大深度为h,对Ⅰ内气体,由玻意耳定律得 (1分)
对Ⅱ内气体,由玻意耳定律得 (1分)
其中 (1分)
解得 (2分)
14.(14分)【答案】(1) (2)6 J (3)1.8 J
【解析】
(1)导体棒开始运动时,加速度最大,根据牛顿第二定律可得 (1分)
结合欧姆定律可得 (1分)
联立解得 (1分)
(2)稳定后回路中的电流为零,导体棒速度稳定时达到最大值,则有 (1分)
解得 (1分)
导体棒达到稳定速度过程中,根据动量定理可得 (1分)
可得 (1分)
解得 (1分)
根据能量守恒可得 (1分)
解得
导体棒上产生的焦耳热 (1分)
联立解得
(3)K掷向2后导体棒速度恒定时,有 (1分)
对导体棒,有, (1分)
解得,
电容器两极板间电压为 (1分)
由能量守恒得
解得 (1分)
15.(16分)【答案】(1)3∶2 (2)14次 (3)8.3 s
【解析】
(1)以竖直向下的初速度释放小球A,由机械能守恒得 (1分)
解得 (1分)
设小球A与凹槽B左槽壁碰撞后瞬时,小球A速度为,凹槽B速度为,以水平向右为正方向,对小球A与凹槽B整体,根据动量守恒定律和能量守恒定律有
, (1分)
解得,方向水平向左;,方向水平向右 (1分)
则 (1分)
(2)凹槽B和物块C最终将共速、一起向右做匀速直线运动,设共同速度为,由动量守恒定律有
设从凹槽B开始运动到二者共速过程中,物块C在凹槽B内通过的相对总路程为,有
(1分)
解得 (1分)
由此可知,整个运动过程中,凹槽B和物块C将碰撞14次 (1分)
(3)从小球A与凹槽B碰撞后到凹槽B和物块C第1次碰撞前的过程中,物块C向右做匀加速直线运动,凹槽B向右做匀减速直线运动,且二者加速度大小相等,即 (1分)
该过程中,凹槽B和物块C的相对位移 (1分)
设凹槽B和物块C第1次碰撞前瞬时,凹槽B速度大小为,物块C速度大小为,第1次碰撞后瞬时,凹槽B速度为,物块C速度为,第1次碰撞过程中,有
,
解得, (1分)
由此可以判断,每次碰撞后瞬时,凹槽B和物块C的速度都将交换,第1次碰撞后瞬时到第2次碰撞前瞬时,凹槽B向右匀加速,物块C向右匀减速,加速度大小仍为,该过程中
同理可知,第2次碰撞后到第3次碰撞前:
第3次碰撞后到第4次碰撞前:
……
第13次碰撞后到第14次碰撞前:
第14次碰撞后到二者共速 (1分)
在凹槽B开始运动后的整个运动过程中,作出凹槽B和物块C的图像如图所示
由图像知,从凹槽B开始运动到二者共速过程中,总历时 (1分)
凹槽B通过的位移为 (1分)
故从二者共速到凹槽B的总位移达到的过程中,凹槽B和物块C还将一起运动的时间为 (1分)
因此,从凹槽B开始运动到其通过20 m位移所经过的时间 (1分)
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