精品解析:河南省南阳市方城县第一高级中学2025-2026学年高三上学期1月第2次周考物理试题
2026-05-28
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-周测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 河南省 |
| 地区(市) | 南阳市 |
| 地区(区县) | 方城县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.37 MB |
| 发布时间 | 2026-05-28 |
| 更新时间 | 2026-06-19 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-28 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58091809.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2025-2026学年方城县第一高级中学1月份第2次周考物理试题
一、单选题
1. 如图所示,(a)为氢原子能级图,(b)为某放射性元素剩余质量与原质量的比值随时间t变化的图像,(c)为轧制钢板时动态监测钢板厚度的装置图,(d)为原子核的比结合能随质量数变化的图像。下列说法正确的是( )
A. 图(a)中,一个氢原子从的能级向基态跃迁时,最多可以放出3个光子
B. 图(b)中,由放射性元素剩余质量m与原质量的比值随时间t的变化规律可知其半衰期为67.3天
C. 图(c)中,探测器接收到的射线可能是射线
D. 图(d)中,比结合能越大,平均核子质量越大,原子核越稳定
2. 如图甲所示,木箱静止在光滑水平面上,箱内有一光滑斜面,斜面倾角θ=37°,可视为质点的滑块静止在斜面底部。现对木箱施加一水平向左的拉力F,测得木箱加速度a随时间t变化的图像如图乙所示,2.5s后加速度保持不变。已知木箱和斜面的总质量M=2kg,滑块的质量m=1kg,斜面高H=9.6cm,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列说法正确的是( )
A. 1s末,水平拉力F的大小为6N B. 2s末,木箱的速度为4m/s
C. 2s后滑块开始相对于斜面向上运动 D. 2.9s末滑块到达斜面顶部
3. 人站在力传感器上完成下蹲和站起动作,传感器记录的力随时间变化图像(图像)如图所示,重力加速度,则( )
A. 下蹲过程中最大加速度为
B. 人在站起过程中,先超重后失重
C. 人在下蹲过程中,力的示数先变大后变小
D. 人在8s内完成了两次下蹲—站起动作
4. 2025年10月1日,山东临沂千架无人机共庆祖国76华诞,把祝福“写”上夜空。一架质量为的无人机需要在水平面内做半径为的匀速圆周运动,通过的弧长为半径的,若升力F与竖直方向成角,不计空气阻力,,以下计算结果正确的是( )
A. B.
C. D.
5. 某种类型的飞机质量为,起飞过程中从静止开始匀加速滑跑,加速度大小为,当位移为时速度达到起飞速度,此过程中飞机受到的阻力恒为,取重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 飞机起飞时克服阻力做功的瞬时功率为
B. 飞机滑行过程中克服阻力做功的平均功率为
C. 飞机起飞时牵引力的瞬时功率为
D. 飞机滑行过程中牵引力的平均功率为
6. 用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝关于轴对称,光屏垂直于轴放置。将偏振片垂直于轴置于双缝左侧,单色平行光沿轴方向入射,在屏上观察到干涉条纹,再将偏振片置于双缝右侧,透振方向平行。保持不动,将绕轴转动的过程中,关于光屏上的干涉条纹,下列说法正确的是( )
A. 条纹间距不变,亮度减小 B. 条纹间距增大,亮度不变
C. 条纹间距减小,亮度减小 D. 条纹间距不变,亮度增大
7. 如图甲所示,在光滑水平面上的两个小球、发生一维碰撞,如图乙所示为两小球碰撞前后的图像。已知小球的质量为,由此可以判断( )
A. 碰前做匀加速直线运动 B. 小球的质量为
C. 碰撞的过程,球受到的冲量大小 D. 碰撞过程为非弹性碰撞
8. 如图所示,上表面光滑的半圆柱体P放置在水平地面上,一细长木棒Q搭在P上,另一端与地面接触,系统静止,木棒与水平夹角为。下列判断正确的是( )
A. 木棒受到四个力作用 B. 木棒受到三个力作用
C. P对地面的压力等于P和木棒的总重力 D. P受到地面的摩擦力可能为零
二、多选题
9. 空间存在一静电场,静电场中有一x轴,x轴上的电势φ随x的变化关系如图所示。将一质量为m、电荷量为q的负点电荷在x = x0处由静止释放。下列说法正确的有( )
A. 若仅受电场力作用,释放的一瞬间,点电荷的加速度大小为
B. 若仅受电场力作用,释放后点电荷一定先沿x轴正方向运动
C. 若将点电荷从x = x0处移到x = x1处,电场力对点电荷做功为
D. 若将点电荷从x = x0处移到x = x2处,点电荷的电势能增加了
10. 如图所示,发电机矩形线框面积为S,线框匝数为N,线框所处磁场可视为匀强磁场,磁感应强度大小为B,线框从图示位置开始绕轴以恒定的角速度ω沿顺时针方向转动,线框输出端接有换向器(换向器的作用是当线框转过平衡位置时,会自动改变电路中电流方向,将交流电变为直流电),通过电刷和外电路连接。定值电阻、的阻值均为R,两电阻间接有理想变压器,原、副线圈的匝数比为2:1,忽略线框以及导线电阻。下列说法正确的是( )
A. 图示位置线框产生的电动势为
B. 两端电压的有效值为
C. 发电机的输出功率为
D. 转动一圈过程,通过的电荷量为
11. 波源在x=-2cm和x=12cm处产生的两列简谐横波分别沿x轴正方向和x轴负方向传播。两列波的周期均为1s,其振幅分别为10cm和5cm。t=0时刻的波形图如图所示,此时平衡位置在x=2cm和x=8cm处的质点刚开始振动。下列说法正确的是( )
A. 0.75s时,两列波相遇
B. x=5cm处的质点起振方向向上
C. 0~1.5s,x=6cm处的质点运动路程为40cm
D. 足够长时间后,x=4cm处为振动减弱点
12. 如图所示,间距为的光滑平行金属导轨、由弯曲段和水平段组成,水平段的矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度的大小为,导体棒处在磁场中垂直导轨放置,导体棒静止的位置离的距离为,导体棒在弯曲段导轨上距水平段高处由静止释放,当刚要出磁场时,的加速度为零。已知、两导体棒质量均为,接入电路的电阻均为,两导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,导体棒不会离开磁场,且运动中不会与相碰撞,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 整个过程中通过导体棒的电荷量为
B. 导体棒刚进入磁场时加速度大小为
C. 当刚要离开磁场时,导体棒在磁场中运动的距离为
D. 整个过程中回路产生的焦耳热小于
三、实验题
13. 图甲为“用双缝干涉测量光的波长”装置图,
(1)关于此实验,下列说法正确的是______;(填选项前的字母)
A. 双缝安装在图甲中的C位置
B. 调节时应尽量使单缝与双缝在一条直线上且相互垂直
C. 仅将红色滤光片换成蓝色滤光片,则干涉条纹间距变小
D. 若仅挡住双缝中的一条缝,屏上的条纹就会全部消失
(2)已知该装置中双缝间距为,双缝到光屏的距离为,在光屏上得到的干涉图样如图乙所示,分划板中心在图中位置时游标卡尺的读数记为,在位置时游标卡尺的读数如图丙所示,该示数为______mm;
(3)由以上所测数据,可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为______。(用题中物理量符号表示,已知)
14. 某小组要测量两个相同的木盒A、B与木板之间的动摩擦因数,实验装置如图甲所示。一端带有定滑轮的长木板放置在水平桌面上,木盒A放置在长木板上,左端连接纸带,右端用轻质细线绕过定滑轮与木盒B相接。已知所用交流电源的频率为50Hz,当地重力加速度g取10m/s2。
(1)实验步骤:
①木盒A不放细沙,在木盒B中放入适量的细沙,接通电源,释放纸带,打点计时器打出一条纸带,加速度大小为a1。将木盒A与装了细沙的木盒B位置互换,再次实验,打出第二条纸带,加速度大小为a2,此两纸带编为一组。
②改变木盒B中细沙的质量,重复上述过程,得到多组纸带。图乙为某次实验得到的一条纸带,每隔4个点取一个计数点。该次运动的加速度a=___________m/s2(保留2位有效数字)。
(2)建立a2-a1坐标系,将实验测得的多组加速度值描点并作出图像,如图丙所示,由图像可得木盒与木板间的动摩擦因数μ为___________(保留2位有效数字)。
(3)该实验中___________(填“需要”或“不需要”)测量木盒A、B及细沙的质量。
15. 某实验小组要测定水的电阻率,选择下面的仪器进行实验。
A.两节干电池(每节干电池的电动势为1.5V)
B.电压表V(0~1V,内阻为6kΩ)
C.毫安表G(0~6mA)
D.滑动变阻器R(0~20Ω)
E.定值电阻R0(阻值为12kΩ)
F.开关、导线若干
次数
1
2
3
4
5
U/V
0
0.28
0.45
0.65
0.80
I/mA
0
1.40
2.20
3.20
4.00
(1)将水装入如图甲所示的均匀长玻璃管中,两端各装一个电极,测得水柱的长度为25cm;用游标卡尺测量玻璃管的内径如图乙所示,读数为___________cm;
(2)为了测出玻璃管内水柱的电阻,该实验小组设计的实验电路如图丙所示,请在图丁中将实物图补充完整___________;
(3)按照电路图连接电路,闭合开关,移动滑片,测得多组电压表示数U与电流表示数I,如图戊表格所示,则水的电阻率约为___________Ω·m(计算结果保留两位有效数字)。
四、解答题
16. 如图所示,倾角为α的斜面体(斜面光滑且足够长)固定在水平地面上,斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为L的轻质弹簧相连,弹簧的另一端连接着质量为m的物块。压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放(物块做简谐运动),重力加速度为g。
(1)求物块处于平衡位置时弹簧的长度;
(2)物块做简谐运动的振幅是多少;
17. 如图所示,竖直面内固定一个圆心在点,半径的粗糙圆弧轨道,与水平地面相切于点,连线竖直,为轨道的一条直径,与之间的夹角。小球由点水平抛出,以的速度从点沿切线进入圆弧轨道,顺着轨道运动至点时脱离轨道。小球可视为质点,不计空气阻力,取,。求:
(1)之间的水平距离;
(2)小球在点时的速度大小;
(3)小球运动到最高点时与点之间的竖直距离和水平距离(结果保留两位小数)。
18. 如图所示的xOy坐标平面,在第一象限内存在方向垂直坐标平面向外的匀强磁场,在第二象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场。一个质量为m、电荷量为q()的粒子从x轴上的点以初速度进入电场,速度方向与x轴正方向成角,之后粒子从y轴上的M点进入第一象限。已知匀强磁场的磁感应强度大小,匀强电场的电场强度大小,,不计粒子的重力。求:
(1)M点的坐标;
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径;
(3)粒子在磁场中运动的时间;
(4)粒子再一次经过x轴时的坐标。
19. 如图所示,足够长的光滑水平面上静置着质量的光滑圆轨道,圆轨道最低点与水平面相切。质量的小球A和质量的小球B中间压缩锁定着水平轻质弹簧并静止在水平面上,小球B与弹簧连接,小球A未与弹簧连接。弹簧解除锁定后小球A以的速度离开弹簧,之后小球A冲上圆轨道,恰好能运动到圆轨道的最高点,取重力加速度大小,小球A、B均可视为质点,求:
(1)弹簧锁定时的弹性势能
(2)圆轨道的半径R;
(3)小球A再次压缩弹簧至最短时弹簧的弹性势能。
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2025-2026学年方城县第一高级中学1月份第2次周考物理试题
一、单选题
1. 如图所示,(a)为氢原子能级图,(b)为某放射性元素剩余质量与原质量的比值随时间t变化的图像,(c)为轧制钢板时动态监测钢板厚度的装置图,(d)为原子核的比结合能随质量数变化的图像。下列说法正确的是( )
A. 图(a)中,一个氢原子从的能级向基态跃迁时,最多可以放出3个光子
B. 图(b)中,由放射性元素剩余质量m与原质量的比值随时间t的变化规律可知其半衰期为67.3天
C. 图(c)中,探测器接收到的射线可能是射线
D. 图(d)中,比结合能越大,平均核子质量越大,原子核越稳定
【答案】A
【解析】
【详解】A.一个氢原子从的能级向基态跃迁时,最多可以放出3种不同频率的光,即从到,到,到,故A正确;
B.放射性原子核从衰变为,所用时间
则有半数发生衰变,所以半衰期为,故B错误;
C.粒子穿透能力比较弱,不能穿透钢板,故C错误;
D.比结合能越大,平均核子质量越小,原子核越稳定,故D错误。
故选A 。
2. 如图甲所示,木箱静止在光滑水平面上,箱内有一光滑斜面,斜面倾角θ=37°,可视为质点的滑块静止在斜面底部。现对木箱施加一水平向左的拉力F,测得木箱加速度a随时间t变化的图像如图乙所示,2.5s后加速度保持不变。已知木箱和斜面的总质量M=2kg,滑块的质量m=1kg,斜面高H=9.6cm,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列说法正确的是( )
A. 1s末,水平拉力F的大小为6N B. 2s末,木箱的速度为4m/s
C. 2s后滑块开始相对于斜面向上运动 D. 2.9s末滑块到达斜面顶部
【答案】D
【解析】
【详解】A.以木箱作为参考系,当滑块相对于斜面刚要发生相对滑动时受到重力和支持力作用,此时滑块的加速度
1s末由图可知,滑块相对于木箱没有发生相对运动,滑块木箱可视为整体,由牛顿第二定律
解得
F=9N
故A错误;
B.根据图像可知,2s内速度增加量
2s末速度为6m/s,故B错误;
C.2.5s末滑块的加速度为7.5m/s2,滑块才相对于斜面开始滑动,故C错误;
D.2.5s后开始发生相对滑动,设相对加速度为a3,根据
解得t=0.4s则滑块到达斜面顶部时刻为2.9s末,故D正确。
故选D。
3. 人站在力传感器上完成下蹲和站起动作,传感器记录的力随时间变化图像(图像)如图所示,重力加速度,则( )
A. 下蹲过程中最大加速度为
B. 人在站起过程中,先超重后失重
C. 人在下蹲过程中,力的示数先变大后变小
D. 人在8s内完成了两次下蹲—站起动作
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知传感器的最小压力为200N,根据牛顿第二定律,下蹲过程中最大加速度为
,故A错误;
B.人在站起过程中,先加速上升后减速上升,先超重后失重,故B正确;
C.人在下蹲过程中,先加速下降后减速下降,故先失重后超重,力的示数先变小后变大,故C错误;
D.人在下蹲过程中,力的示数先变小后变大,人在站起过程中,力的示数先变大后变小,可知人在8s内完成了一次下蹲和一次站起动作,故D错误。
故选B。
4. 2025年10月1日,山东临沂千架无人机共庆祖国76华诞,把祝福“写”上夜空。一架质量为的无人机需要在水平面内做半径为的匀速圆周运动,通过的弧长为半径的,若升力F与竖直方向成角,不计空气阻力,,以下计算结果正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】C.该无人机的线速度,则角速度
故C正确;
A.该无人机所受合力提供向心力,,得
,则
,故A错误;
B.竖直方向上,由平衡条件可得
解得,故B错误;
D.周期,故D错误。
故选C。
5. 某种类型的飞机质量为,起飞过程中从静止开始匀加速滑跑,加速度大小为,当位移为时速度达到起飞速度,此过程中飞机受到的阻力恒为,取重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 飞机起飞时克服阻力做功的瞬时功率为
B. 飞机滑行过程中克服阻力做功的平均功率为
C. 飞机起飞时牵引力的瞬时功率为
D. 飞机滑行过程中牵引力的平均功率为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据速度-位移公式可得起飞时的速度为
飞机起飞时克服阻力做功的瞬时功率为
联立解得,故A错误;
B.滑行过程中克服阻力做功
根据位移-时间公式,有
滑行过程中克服阻力做功的平均功率为
联立解得,故B错误;
C. 根据牛顿第二定律,有
飞机起飞时牵引力的瞬时功率为
联立解得飞机起飞时牵引力的瞬时功率为,故C正确;
D.滑行过程中平均速度
滑行过程中牵引力的平均功率为
联立可得,故D错误。
故选C。
6. 用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝关于轴对称,光屏垂直于轴放置。将偏振片垂直于轴置于双缝左侧,单色平行光沿轴方向入射,在屏上观察到干涉条纹,再将偏振片置于双缝右侧,透振方向平行。保持不动,将绕轴转动的过程中,关于光屏上的干涉条纹,下列说法正确的是( )
A. 条纹间距不变,亮度减小 B. 条纹间距增大,亮度不变
C. 条纹间距减小,亮度减小 D. 条纹间距不变,亮度增大
【答案】A
【解析】
【详解】根据干涉条纹间距公式可知当P2旋转时,,,均不变,故条纹间距不变;随着P2的旋转,透过P2的光强在减小,干涉条纹的亮度在减小。
故选A。
7. 如图甲所示,在光滑水平面上的两个小球、发生一维碰撞,如图乙所示为两小球碰撞前后的图像。已知小球的质量为,由此可以判断( )
A. 碰前做匀加速直线运动 B. 小球的质量为
C. 碰撞的过程,球受到的冲量大小 D. 碰撞过程为非弹性碰撞
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图乙可知,碰前小球做匀速直线运动,小球处于静止状态,故A错误;
B.设水平向右为正方向,碰撞前
碰撞后
由动量守恒定律
解得,故B正确;
C.由动量定理
碰撞的过程,球受到的冲量大小。故C错误;
D.碰撞前系统的总能量
碰撞后系统的总能量
由于碰撞前系统的总能量等于碰撞后系统的总能量,碰撞过程中没有能量损失,因此该碰撞为弹性碰撞。故D错误。
故选B。
8. 如图所示,上表面光滑的半圆柱体P放置在水平地面上,一细长木棒Q搭在P上,另一端与地面接触,系统静止,木棒与水平夹角为。下列判断正确的是( )
A. 木棒受到四个力作用 B. 木棒受到三个力作用
C. P对地面的压力等于P和木棒的总重力 D. P受到地面的摩擦力可能为零
【答案】A
【解析】
【详解】AB.木棒静止,受到竖直向下的重力G、斜向右上的弹力,如图所示,根据三力汇交原理可知,受到地面的作用力,地面对木棒的作用力为竖直向上的支持力与水平向左的摩擦力的合力,则木棒受到4个力作用,A正确,B错误;
C.对P、Q整体分析受力可知,P对地面的压力大小等于P、Q总重力减去地面对Q的支持力,小于P、Q的总重力,C错误;
D.对P、Q整体分析,水平方向受力为零,则P受到地面向右的摩擦力,D错误。
故选A。
二、多选题
9. 空间存在一静电场,静电场中有一x轴,x轴上的电势φ随x的变化关系如图所示。将一质量为m、电荷量为q的负点电荷在x = x0处由静止释放。下列说法正确的有( )
A. 若仅受电场力作用,释放的一瞬间,点电荷的加速度大小为
B. 若仅受电场力作用,释放后点电荷一定先沿x轴正方向运动
C. 若将点电荷从x = x0处移到x = x1处,电场力对点电荷做功为
D. 若将点电荷从x = x0处移到x = x2处,点电荷的电势能增加了
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.由于电场的方向不一定平行于x轴,因此电场强度不能确定,释放的一瞬间加速度大小不能确定,释放的一瞬间点电荷也不一定沿x轴正方向运动,故AB错误;
C.若将点电荷从x = x0处移到x = x1处,电场力做正功,做功大小为
故C正确;
D.负电荷在电势高处电势能小,因此将点电荷从x = x0处移到x = x2处,点电荷的电势能增加了,故D正确。
故选CD。
10. 如图所示,发电机矩形线框面积为S,线框匝数为N,线框所处磁场可视为匀强磁场,磁感应强度大小为B,线框从图示位置开始绕轴以恒定的角速度ω沿顺时针方向转动,线框输出端接有换向器(换向器的作用是当线框转过平衡位置时,会自动改变电路中电流方向,将交流电变为直流电),通过电刷和外电路连接。定值电阻、的阻值均为R,两电阻间接有理想变压器,原、副线圈的匝数比为2:1,忽略线框以及导线电阻。下列说法正确的是( )
A. 图示位置线框产生的电动势为
B. 两端电压的有效值为
C. 发电机的输出功率为
D. 转动一圈过程,通过的电荷量为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.图示位置,线框平面与磁场垂直,磁通量最大,磁通量变化率最小,线框产生的电动势0,故A错误;
B.线框转动产生的感应电动势的最大值为
R1与原线圈并联,两端电压相同,则有效值为
所以两端电压的有效值为
故B正确;
C.发电机的输出功率为
故C正确;
D.通过副线圈的电流
则通过原线圈的电流
则原线圈的电阻4R,总电阻为
转动一圈过程,产生的平均感应电动势
平均感应电流
穿过线框的电量
通过的电荷量为
故D错误。
故选BC。
11. 波源在x=-2cm和x=12cm处产生的两列简谐横波分别沿x轴正方向和x轴负方向传播。两列波的周期均为1s,其振幅分别为10cm和5cm。t=0时刻的波形图如图所示,此时平衡位置在x=2cm和x=8cm处的质点刚开始振动。下列说法正确的是( )
A. 0.75s时,两列波相遇
B. x=5cm处的质点起振方向向上
C. 0~1.5s,x=6cm处的质点运动路程为40cm
D. 足够长时间后,x=4cm处为振动减弱点
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由图可知,波长为
则波速为
两列波相遇用时,故A正确;
B.两列波同时传到x=5cm处,正方向波的最前沿质点起振方向向下,负方向波的最前沿质点起振方向向上,正方向波的振幅较大,故x=5cm处的质点起振方向向下,故B错误;
C.正方向波到达x=6cm处用时1s,负方向波到达x=6cm处用时0.5s,正方向波到达x=6cm处时,负方向波已经到达该处0.5s,该质点已经振动的路程为
两波源的起振方向相反,x=6cm处的质点到两波源的距离之差为
故正向波到达x=6cm处后,该质点为振动加强点,振幅为,在剩余的0.5s内该质点通过的路程为
0~1.5s,x=6cm处的质点运动路程为,故C正确;
D.两波源的起振方向相反,x=4cm处的质点到两波源的距离之差为
故足够长时间后,该质点为振动加强点,故D错误。
故选AC。
12. 如图所示,间距为的光滑平行金属导轨、由弯曲段和水平段组成,水平段的矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度的大小为,导体棒处在磁场中垂直导轨放置,导体棒静止的位置离的距离为,导体棒在弯曲段导轨上距水平段高处由静止释放,当刚要出磁场时,的加速度为零。已知、两导体棒质量均为,接入电路的电阻均为,两导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,导体棒不会离开磁场,且运动中不会与相碰撞,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 整个过程中通过导体棒的电荷量为
B. 导体棒刚进入磁场时加速度大小为
C. 当刚要离开磁场时,导体棒在磁场中运动的距离为
D. 整个过程中回路产生的焦耳热小于
【答案】AD
【解析】
【详解】B.设导体棒a刚进磁场时的速度大小为,根据机械能守恒有
解得
根据牛顿第二定律
其中,,
联立,解得,故B错误;
C.、共速时加速度为零,设当b的加速度为零时,b的速度为,根据动量守恒有
解得
对b棒,根据动量定理
其中,
解得、导体棒间减小的距离为
当b刚要离开磁场时,导体棒a在磁场中运动的距离为,故C错误;
A.b在磁场中运动过程中
其中
解得
b出磁场后,对a研究
其中
解得
因此通过b的总电量为,故A正确;
D.根据能量守恒,由于金属棒出磁场后做匀速直线运动,因此回路中产生的总焦耳热小于,故D正确。
故选AD。
三、实验题
13. 图甲为“用双缝干涉测量光的波长”装置图,
(1)关于此实验,下列说法正确的是______;(填选项前的字母)
A. 双缝安装在图甲中的C位置
B. 调节时应尽量使单缝与双缝在一条直线上且相互垂直
C. 仅将红色滤光片换成蓝色滤光片,则干涉条纹间距变小
D. 若仅挡住双缝中的一条缝,屏上的条纹就会全部消失
(2)已知该装置中双缝间距为,双缝到光屏的距离为,在光屏上得到的干涉图样如图乙所示,分划板中心在图中位置时游标卡尺的读数记为,在位置时游标卡尺的读数如图丙所示,该示数为______mm;
(3)由以上所测数据,可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为______。(用题中物理量符号表示,已知)
【答案】(1)AC (2)31.10
(3)
【解析】
【小问1详解】
A.双缝安装在图甲中的C位置,选项A正确;
B.调节时应尽量使单缝与双缝在一条直线上且相互平行,选项B错误;
C.仅将红色滤光片换成蓝色滤光片,因蓝光波长小于红光,根据,则干涉条纹间距变小,选项C正确;
D.若仅挡住双缝中的一条缝,屏上将出现衍射条纹,即条纹不会全部消失,选项D错误。
故选AC。
【小问2详解】
示数为31mm+0.05mm×2=31.10mm;
【小问3详解】
条纹间距
根据
可得
14. 某小组要测量两个相同的木盒A、B与木板之间的动摩擦因数,实验装置如图甲所示。一端带有定滑轮的长木板放置在水平桌面上,木盒A放置在长木板上,左端连接纸带,右端用轻质细线绕过定滑轮与木盒B相接。已知所用交流电源的频率为50Hz,当地重力加速度g取10m/s2。
(1)实验步骤:
①木盒A不放细沙,在木盒B中放入适量的细沙,接通电源,释放纸带,打点计时器打出一条纸带,加速度大小为a1。将木盒A与装了细沙的木盒B位置互换,再次实验,打出第二条纸带,加速度大小为a2,此两纸带编为一组。
②改变木盒B中细沙的质量,重复上述过程,得到多组纸带。图乙为某次实验得到的一条纸带,每隔4个点取一个计数点。该次运动的加速度a=___________m/s2(保留2位有效数字)。
(2)建立a2-a1坐标系,将实验测得的多组加速度值描点并作出图像,如图丙所示,由图像可得木盒与木板间的动摩擦因数μ为___________(保留2位有效数字)。
(3)该实验中___________(填“需要”或“不需要”)测量木盒A、B及细沙的质量。
【答案】(1)0.52
(2)0.45 (3)不需要
【解析】
【小问1详解】
由于交流电的频率为50Hz,且每隔4个点取一个计数点,所以相邻两计数点间的时间间隔为
根据可得,加速度大小为
【小问2详解】
根据牛顿第二定律可得,
联立可得
结合图线可知,当时,有,即
所以
【小问3详解】
由以上分析可知,实验中不需要测量木盒A、B及细沙的质量。
15. 某实验小组要测定水的电阻率,选择下面的仪器进行实验。
A.两节干电池(每节干电池的电动势为1.5V)
B.电压表V(0~1V,内阻为6kΩ)
C.毫安表G(0~6mA)
D.滑动变阻器R(0~20Ω)
E.定值电阻R0(阻值为12kΩ)
F.开关、导线若干
次数
1
2
3
4
5
U/V
0
0.28
0.45
0.65
0.80
I/mA
0
1.40
2.20
3.20
4.00
(1)将水装入如图甲所示的均匀长玻璃管中,两端各装一个电极,测得水柱的长度为25cm;用游标卡尺测量玻璃管的内径如图乙所示,读数为___________cm;
(2)为了测出玻璃管内水柱的电阻,该实验小组设计的实验电路如图丙所示,请在图丁中将实物图补充完整___________;
(3)按照电路图连接电路,闭合开关,移动滑片,测得多组电压表示数U与电流表示数I,如图戊表格所示,则水的电阻率约为___________Ω·m(计算结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)
(2) (3)4.8
【解析】
【小问1详解】
20分度的游标卡尺的最小分度为0.05mm
玻璃管的内径读数为
【小问2详解】
电压表量程小了,故串联定值电阻改装成了量程是的电压表
【小问3详解】
根据欧姆定律水的电阻
水的电阻的平均值为
由电阻定律
得
解得水的电阻率约为
四、解答题
16. 如图所示,倾角为α的斜面体(斜面光滑且足够长)固定在水平地面上,斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为L的轻质弹簧相连,弹簧的另一端连接着质量为m的物块。压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放(物块做简谐运动),重力加速度为g。
(1)求物块处于平衡位置时弹簧的长度;
(2)物块做简谐运动的振幅是多少;
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
物块处于平衡位置时,根据受力平衡可得
解得弹簧的伸长量为
则物块处于平衡位置时弹簧的长度为
【小问2详解】
物体处于最高点到平衡位置的距离等于物块做简谐运动的振幅,则有
联立解得
17. 如图所示,竖直面内固定一个圆心在点,半径的粗糙圆弧轨道,与水平地面相切于点,连线竖直,为轨道的一条直径,与之间的夹角。小球由点水平抛出,以的速度从点沿切线进入圆弧轨道,顺着轨道运动至点时脱离轨道。小球可视为质点,不计空气阻力,取,。求:
(1)之间的水平距离;
(2)小球在点时的速度大小;
(3)小球运动到最高点时与点之间的竖直距离和水平距离(结果保留两位小数)。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
设小球在点水平向右的分速度大小为,竖直向下的分速度大小为,则有,
小球在竖直方向上做自由落体运动,设由至历时,有
在水平方向上,有
解得
【小问2详解】
小球在点仅受重力作用,设小球质量为,有
解得
【小问3详解】
小球经点后做斜抛运动,设小球轨迹最高点为,则之间的高度差
解得
设经时间小球从点到达点,则
之间的水平距离
解得
18. 如图所示的xOy坐标平面,在第一象限内存在方向垂直坐标平面向外的匀强磁场,在第二象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场。一个质量为m、电荷量为q()的粒子从x轴上的点以初速度进入电场,速度方向与x轴正方向成角,之后粒子从y轴上的M点进入第一象限。已知匀强磁场的磁感应强度大小,匀强电场的电场强度大小,,不计粒子的重力。求:
(1)M点的坐标;
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径;
(3)粒子在磁场中运动的时间;
(4)粒子再一次经过x轴时的坐标。
【答案】(1)(0,)
(2)
(3)
(4)(,0)
【解析】
【小问1详解】
粒子在第二象限做类斜抛运动,沿x轴正方向做匀速直线运动有,,,
解得
M点的坐标(0,)
【小问2详解】
粒子通过M点时,
可得
速度方向沿x轴正方向,粒子进入第一象限后做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力有
解得
【小问3详解】
设粒子在第一象限的运动轨迹对应的圆心角为α,如图
可求得
则α=60°
根据,
解得
【小问4详解】
粒子再一次经过x轴时
坐标为(,0)
19. 如图所示,足够长的光滑水平面上静置着质量的光滑圆轨道,圆轨道最低点与水平面相切。质量的小球A和质量的小球B中间压缩锁定着水平轻质弹簧并静止在水平面上,小球B与弹簧连接,小球A未与弹簧连接。弹簧解除锁定后小球A以的速度离开弹簧,之后小球A冲上圆轨道,恰好能运动到圆轨道的最高点,取重力加速度大小,小球A、B均可视为质点,求:
(1)弹簧锁定时的弹性势能
(2)圆轨道的半径R;
(3)小球A再次压缩弹簧至最短时弹簧的弹性势能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
取水平向左为正方向,弹簧解除锁定后,两小球动量守恒,有
解得
则弹簧锁定时的弹性势能为
【小问2详解】
小球运动到圆轨道的最高点时,小球与圆轨道的速度相同,对小球和圆轨道构成的系统,水平方向上动量守恒,有
解得
由机械能守恒定律有
解得
【小问3详解】
从小球冲上圆轨道到小球返回水平面,根据动量守恒有
又根据能量守恒定律有
解得
小球再次压缩弹簧至最短时,小球、的速度相同,有
弹簧的弹性势能为
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