内容正文:
物理参考答案
双向细目表
能力层次
题号
题型
具体内容
分值
难度预估
了解
理解/掌握应用
1
单选题
曲线运动
4
0.9
单选题
生活中的平衡问题
4
0.8
3
单选题
双缝干涉
4
0.8
4
单选题
原子物理
4
0.8
单选题
图像问题
0.7
√
6
单选题
带电粒子在电场中的运动
0.7
单选题
万有引力定律
4
0.6
/
8
多选题
机械波
6
0.8
√
9
多选题
交流电的产生
6
0.8
10
多选题
带电粒子在组合场中的运动
6
0.6
11
实验题
验证机械能守恒定律
6
0.8
√
12
实验题
创新电学实验
10
0.6
13
计算题
理想气体方程相关问题
10
0.8
√
14
计算题
电磁感应、线框穿磁场相关问题
12
0.7
15
计算题
传送带与碰撞结合的压轴题(多次碰撞)
16
0.6
答案与解析
1.【参考答案】C
【解题思路】A,B最高点的速度等于水平方向的分速度,而:=,由图可知水平方向的位移x>,
所以最高点的速度v。>v6,根据速度的合成可知,无法判断初速度的大小,故A、B错误;C不计空气
阻力,从喷泉喷出的水在空中只受重力,加速度均为重力加速度,故C正确;D.设喷泉喷出的水在竖直
方向的分速度为y,在水平方向的分速度为z,在竖直方向,根据对称性可知,在空中运动的时间
=2受出图可知品,所以达放D错提,枝造C
2.【参考答案】B
【解题思路】A.机器人稳定地站立在斜坡上,有相对斜坡向下的运动趋势,受到的摩擦力方向沿斜坡向
上,故A错误;B.机器人在倾角为0的斜坡上稳定站立和行走,须满足其重力沿斜面向下的分力小于
等于最大静摩擦力,即mg sin0≤mg cos0即μ≥tan0,对于本题0=37°,则有μ≥tan37°=0.75,故B
正确;C,根据弹力产生的条件可知,机器人受到支持力是由于斜坡的形变而产生的,故C错误;D.设斜
物理参考答案第1页(共7页)
坡的倾角为0,机器人的质量为m,重力加速度为g,根据共点力平衡条件f=mg sin0可知,斜坡的粗
糙程度对机器人受到的摩擦力无影响,故D错误。故选B。
3.【参考答案】A
【解题思路】根据条纹间距表达式△x一子入可知,水平向右移动光屏少许,1增大,条纹间距增大,则0
点处的条纹宽度变宽,但仍是亮条纹。故选A。
4.【参考答案】D
【解题思路】A、B.H光对应的能级差小于H光对应的能级差,可知H。光的频率小于H光的频率,
则H.光的波长大于H光的波长,根据E=hw可知,H.光子的能量小于H光子的能量,故A、B错误;
C.H,对应的光子能量E=(-0.54eV)-(-3.4eV)=2.86eV,故C错误;D.H光在介质中传播时
频率不变,即H光在玻璃中传播时的频率等于它在空气中传播时的频率,故D正确。故选D。
5.【参考答案】D
【解题思路】A.小球在下落过程中,受到的空气阻力逐渐变大,合力逐渐减小,则加速度逐渐减小,最后
加速度可能减小为零,即速度先增大后不变,则x一t图像的斜率应先增加后不变,故A错误;B.若小
球做匀加速直线运动,则动能瓜一弓mw2-号ma#,因加速度随时间逐渐减小(非线性),则动能与时
间平方一定不是线性关系,故B错误;C.设小球原来距地面的高度为h,则其重力势能表达式
Ep=mg(h一x),则EP一x为线性关系,Ep一x图像是向下倾斜的直线,故C错误;D.根据牛顿第二定
律得mg一如2=ma,解得a=g产2,则。-心图像是向下倾斜的直线,故D正确。故选D。
6.【参考答案】C
【解题思路】A,B氙离子经电场加速,根据动能定理有gU-mw2-0,代入数据,解得加速电压
U≈175V,故A、B错误;C、D.在△t时间内,有质量为△m的氙离子以速度v喷射而出,形成电流为I,
由动量定理可得F△t=△v一0,进入放电通道的氙气质量为△mo,被电离的比例为?,则有
名-泄):联立解得-无≈53×10kg,故C正确,D错误。故选C。
△t7W
7.【参考答案】C
【解题思路】A.开普勒第三定律适用于围绕同一中心天体运动的天体,地月转移轨道中心天体是地球,
环月大椭圆冻结轨道中心天体是月球,巾心天体不同,不满足号一器,枚A错误:R设地球的质最为
M,半径为R,地球的第-字宙速度兔一√-7.9km/s,则月球的第一字宙速度v1
G+☑
81
R
/,联立解得月球的第一宇宙速度U明≈1.76km/S,则月球的逃逸速度为2U月≈2.5km/S
制动后速度低于逃逸速度,即近月制动后鹊桥二号的速度小于2.5k/s,故B错误;C.为了确保鹊桥
二号与月球南极附近区域之间有较长时间的稳定通信,冻结轨道的远月点应位于月球南极区域上方,
物理参考答案第2页(共7页)
故C正确;D.开普勒第二定律适用于同一轨道,捕获轨道与冻结轨道是不同轨道,不满足相同△t时间
内与月球连线扫过的面积相等,故D错误。故选C。
8.【参考答案】BD
【解题思路】A.由入=T=可知,A,音的波长大于D,音的波长,故A错误;B.声音在相同介质中的
传播速度相同,因此A音和D。音的传播速度相同,故B正确;C.由空气进入水中,频率不发生变化,
故C错误D,在空气中=号,在水中入=子,其中声音的速度只与介质有关,即在水中它们的速度大
小也一样,则可得到波长的改变量从-”一,可知频率越小其对应的波长改变量越大,故D正确。故
选BD。
9.【参考答案】AB
【解题思路】A若保持手柄的转速不变,仅使小飞轮的半径增大,根据=可知,小飞轮的角速度减
w2 r1
小,线圈转动的角速度减小,根据E。=NBS可知,线圈产生的电动势最大值减小,根据E=E会可知,
√2
线圈产生的电动势有效值减小,根据U景R=号可知,灯泡两端的电压减小,则灯泡变得更暗,故A
正确;B.根据Em=NBSw=6√2V,解得线圈的匝数N=300,故B正确;C.线圈产生的电动势的瞬时
值表达式为e=Em sin wt,Em=6√2V,w=20πrad/s,即e=6√2sin20πt(V),灯泡两端的电压瞬时值的
表达式为U=2==3√2sin20πt(V),故C错误;D.由图乙可知,线圈转动的周期T=0.1s,角速
度u-不=20πrad/s,由于小飞轮和线圈固定于同一转轴,所以小飞轮的角速度o=w=20元rad/s,大
飞轮和小飞轮的线速度相等,所以有。-只=号,所以大飞轮的角速度@1一弓:=29”ad/s,手柄的
3
转速%一受器一吕/,放D错误。放远AB
10.【参考答案】AC
【解题思路】A.粒子轨迹如图1所示:
M
图1
图2
由几何关系可知,粒子在圆形区域磁场内的偏转半径为R,粒子在圆形区域磁场内做匀速圆周运动,
由洛伦兹力提供向心力可得9加B-",解得粒子的比荷号-录,放A正确;B粒子从A点进入磁
场到从B点进入电场后再从电场回到B点时,因电场力做功为零,所以再次进入磁场时的速度大小
物理参考答案第3页(共7页)
不变,则再次进入磁场做圆周运动的轨迹半径不变,到最终离开磁场的运动过程中,其运动轨迹如图
2所示,粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T-迟,与从A点出发的速度方向无关,粒子在磁场
中运动的总时间1一号工,而粒子无论从A点向哪个方向射入磁场,到最终离开磁场时在磁场中偏转
的总角度日=元,因此粒子在磁场中运动的总时间与入射方向无关,均为(-了,由于粒子进人电场的
速度相同,则在电场中运动再返回时的时间也是相同的,但是粒子在电场和磁场外运动的距离不都相
同,可知在场外运动的时间不一定相同,可知粒子从A点进人磁场到最终离开磁场的运动过程中的
总时间与入射方向有关,故B错误;C.在A点的粒子源向磁场中的各个方向发射速度大小均为。的
带电粒子,由于粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径与磁场的半径相同,因此所有粒子离开圆形磁场
时将平行于电场方向进入电场,根据沿AO方向射入的粒子从MN的中点B进入电场后,刚好到达
边界PQ并返回,则由动能定理有9E·2R=2m6,解得电场力F-qE-袋,根据牛顿第二定律可
得,粒子在电场中运动时的加速度大小口一品-识:若将电场E的方向改为竖直向下,则粒子在
进人电场后将做类平抛运动,而粒子恰好打到Q处,则在平行电场方向有h=分,垂直电场方向有
2R=0w,联立解得=R,由于能进入电场的粒子范围总高度为2R,高度小于2R的粒子范围均从
NQ射出,高度大于2R,小于2R范围的粒子均从PQ射出,轨迹如图3所示:
图3
高度等于R的粒子从A点射出时速度方向与水平方向的夹角为60°,则从电场边界PQ与NQ射出
的粒子数之比%一器-名,故C正确;D.电场E方向竖直向下,且粒子要全部从NQ边界射出,则
n2
60°
进人电场范围高度为2R的粒子价好打在Q处,由类平抛运动有2R=20,2R=,解得。-爱,
由此可得号-写-E-号=因此可知,若电场E方向竖直向下,且粒子要全部从NQ边界射出,
则电场强度大小至少为原来的4倍,故D错误。故选AC。
11.【参考答案】(1)7.50(3)C(4)遮光片的速度大于小球的速度(写出一条,言之有理即可)
【解题思路】(1)游标卡尺的读数:7mm+0.05×10mm=7.50mm。
物理参考答案第4页(共7页)
(3)若系统机械能守恒,则有mg(+2)(1-c0s0)=号mo2,解得cos0=1
2m2u2
mg(1)
g2L+D,由光电门测速原理可知。4光室立,代人可知C正确。
(4)由于遮光片的位置低于小球的球心,导致其做圆周运动的半径更大,根据v=wr可知,遮光片的速
度较大,所以通过光电门测得的速度会略大于小球的速度,因此计算得到的小球的动能增加量会
偏大。
2.【参考答案I1片名偏小(3)向左品
【解题思路1闭合S.S时,R被短路,电压表测电阻箱R的电压,由闭合电路欧姆定律E=山+受,
鉴理得只-。,对比只心图像,斜及号,纵抗距6=解得E-合一
方;考虑到电
压表分流则Eg-U+很+)可得员+尽。-+所以-6-日尽-
瓜,可知
E测小于E真,r测小于r真。
(3)物体向右运动时,电压表示数U'=2.1V>1.5V,说明滑片向右(B端)偏移,物体相对于框架右
移,说明合力向左,因此加速度方向向左:由U-z关系图可知U-0,3+兰,静止时U-1.5V对应
x片,电压表示数U-21V时对应士-华,物体偏离中点位移4x=/-2头专-子,物体所
424
受合力F=2k△x=ma,解得a=2k△x=L
m
m
13.【参考答案】(1)△h=10cm(2)Um=4√2V
【解题思路】()最终活塞稳定后,汽缸内密封气体的温度为T1,加热过程中汽缸内气体的压强不
变,有
_S(h+△h①
To
T
解得△h=l0cm②
(2)对密封气体有p1S=pS+mg③
活塞上升过程中,外界对气体做功W=一1S·△h=一12J④
根据热力学第一定律有△U=Q+W⑤
又Q
2
解得Um=4v2V⑦
14.【参考答案】(1)v=
mgR
2B22
(2)a=1.5g(3)t=12Bd
mgR
【解题思路】(1)设导线框进入区域I的速度大小为v,有mg sin0-BI1d①
导线框进入区域I时的感应电动势E1=Bdo②
物理参考答案第5页(共7页)
感应电流1是⊙
联立解得0一器器@
(2)刚进入区域Ⅱ时,导线框产生的感应电动势E2=Bdv+Bdu=2Bd⑤
则此时导线框中的感应电流。一景回
由牛顿第二定律有2BI2d-mg sin0=ma⑦
联立解得导线框的加速度大小a=1.5g⑧
(3)开始进人区域I至开始进入区域Ⅱ,匀速运动的时间有=L-2B。
7mgR⑨回
开始离开区域Ⅱ至刚完全离开区域Ⅱ做匀速运动,同理知速度大小为,则运动的时间t?=t⑩
自开始进入区域Ⅱ到开始离开区域Ⅱ的过程,由动量定理有mg sin0·t2一2∑Bi2d·△t=mv-m①
其中2zB,d△L=2Bd32B△L_4BCz0A@
R
R
∑v△t=d③
联立解得t2
-
导线框自开始进入区域I至完全离开区域Ⅱ的时间t=有十右十专四
15.【参考答案】1)Fx=20N2)Q=16J(3)Q=32(1-2品)J
【解题思路】1)物块M从A到B,由动能定理有mgR(1-cos60)=moi0,解得ug=6m/s
B点有Fv-mg="m②
R
联立解得Fv=20N③
(2)设物块M在传送带上一直做减速运动,到C点时速度为vc,由动能定理有-41mgL=司m足
2nvi④
解得vc=2√3m/s,由于oc<vo,则假设不成立,故物块M先匀减速至vo,再以vo匀速滑上水平面⑤
1
(3解:匀减速至,由动能定理有一41mgx三7mw6?mui,z=5m<L,故以,匀速滑上水平面
物块M与小球1第一次弹性碰撞有mwo=mv1+3mv1⑥
2mo-2mvi+
·3mu1⑦
联立解得=一20,m=20,碰擅后物块M以速度大小为2滑上传送带做匀诚速直线运动先
减速至0,后做匀加速直线运动加速至,之后与小球1第二次相碰
设物块M在传送带上的加速度为a,则有mg=ma⑧
物理参考答案第6页(共7页)
此过装中物失M有发燕行同时路程△汇+学)昌】2兰-上三
8m⑨
与传送带因摩擦产生的热量Q=mg△⑩
解得Q1=16J①
(3)物块M与小球1第一次弹性碰撞,小球1向右滑动与小球2发生弹性碰撞
1
.3mviz+2
1
1
1
有3mw1=3mu1e+3mu2,2·3mui=2
3mui,联立解得v12=0,02i=01=20,可
知碰撞后两球交换速度②
类推物块M每次与静止的小球1碰后速度大小减为碰前的一半,经n次碰撞后物块M的速度大小
u.=六因
以?m滑上传送带再回到C点,与传送带相对路程
A[(+)+(w)1e0)-n2)-n2
=2,解得△,9m
2m-1a
a
所求摩擦生热Q=mg(a十a+△+…+△x)=2×16(合+是+安++)四,其中
n=2026
解得Q=32(1一2)J©
物理参考答案第7页(共7页)物理
(全卷满分100分,考试时间75分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在本试卷和答题卡相应位置上,
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B船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。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答。答案必须写在答题卡各题目指定区域
内相应位置上;如需改动,先画掉原来的答案,然后再写上新答案:不准使用铅笔和涂改液。不
按以上要求作答无效。
4.考生必须保证答题卡的整言。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题,共46分)】
毁
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共23分。在每小题给出的四个选项中只有一个
选项符合题目要求)
L.某广场喷泉喷出的两水柱如图中a,b所示。不计空气阻力,a、5中的水
A。在最高点的速度相同
B喷出时的初速度相同
C加速度相同
D.在空口的运动时间相同
2.2025年者节联欢晚会上,张艺谋导演通过将传统东北秧歌与高科技机器人相结合,句全世
果展示了中国在人工智能和机器人技术领域的领先地位。在研发和测试过程中,机器人能
否稳定地站立在斜坡上是一项重要指标。如图所示,当机器人稳定地站立在斜坡上时,下列
说法正确的是
A。机器人受到的摩擦大方向沿斜坡向下
B.若机器人可以在倾角不大于3?的斜坡上稳定地站立
和行走,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则它的脚
和斜面问的动摩擦因数不能小于0.?5
C,机器人受到支持力是由于机器人的形变而产生的
●
D.机器人受到的摩擦力与斜坡的粗糙程度有关
物理第1页(共6页)
3.某兴趣小组用如图所示的装置做双缝干涉实验,图中单缝S到双缝S:,S的距离相等,光屏
上O点到S1、S:的距离也相等,一单色点光源发出的光经单缝、双缝到达光屏,形成明暗相
间的等间距条纹。水平向右移动光屏少许,则O点处的条纹
A.宽度变宽
B.宽度变窄
C.宽度不变
D.由亮条纹变成暗条纹
4.我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次实现
了太阳H波段光谱成像的空间观测。氢原子由n=3、4、5、6
能级跃迁到n=2能级时发出的光,对应的谱线为可见光区的四条谱线,分别为H。、H、H,、
Ha,如图所示。下列说法正确的是
A.H,光的波长小于H光的波长
Elev
-0
B.H光子的能量大于H:光子的能量
8好
C.H,对应的光子能量为0.54eV
-151
D.H光在玻璃中传播时的频率等于它在空气中传播时的频率
-3.4
5.小球在空中自由下落,无风条件下,小球受到的空气阻力大小与
-13.6
其下落速度大小的平方成正比。一小球从某一高处由静止竖直下落至地面的过程中,位移
大小为x,速度大小为u,加速度大小为a,重力势能为E。,动能为E,下落时间为t。取地面
为零势能面,则下列关系图像,可能正确的是
6.我国霍尔推进器技术世界领先,其简化的工作原理如图所示。放电通道两端电极间存在一
加速电场,该区域内有一与电场近似垂直的约束磁场(未画出)用于提高工作物质被电离的
比例。工作时,工作物质氙气进人放电通道后被电离为氙离子,再经电场加速喷出,形成推
力。某次测试中,氙气被电离的比例为95%,氙离子喷射速度为1.6×10m/s,推进器产生
的推力为80mN。已知氙离子的比荷为7.3×10C/kg,计算时取氙离子的初速度为零,忽
略磁场对离子的作用力及粒子之间的相互作用,则
A.氙离子的加速电压约为50V
设电通道©,
0
B.氙离子的加速电压约为500V
Xe'●-
C.每秒进入放电通道的氙气质量约为5.3×106kg
D.每秒进入放电通道的氙气质量约为4.3×10‘kg
阳
阴极
物理第2奥(共6真)
7.为了给探月四期工程提供公共中继星平台,2024年3月20日长征八号遥三运载火箭将鹊
桥二号中继星送入半长轴为1、周期为T,的地月转移轨道,再通过近月制动,使其速度低
于月球途逸速度,进人月球捕获轨道,最终进入半长轴为2、周期为T:的环月大椭圆冻结
轨道。已知月球半径约为地球半径的厅,月球质量约为地球质量的。7,地球的第一宇宙速度
为7.9km/s,任何星球的逃逸速度为其第一宇宙速度的2倍。下列说法正确的是
A器-别
地月转移轨道
B.近月制动后鹊桥二号的速度大于
2.5km/s
环月大裤写体站轨道
C.为了确保鹊桥二号与月球南极附近区域
之间有较长时间的稳定通信,冻结轨道的
月球摘获轨通
远月点位于月球南极区域上方
D.鹊桥二号分别在捕获轨道与冻结轨道运行时,在相同△:时间内与月球的连线扫过的面
积相等
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,至少有两
个选项符合题目要求。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.贾湖骨笛是河南博物院镇馆之宝之一,被誉为“中华第一笛”。其中一支骨笛可以发出A、
B,C6、D、E等音。已知A音和D音所对应的频率分别为880Hz和1175Hz,则下列说
法正确的是
A.在空气中传播时,A音的波长小于D音的波长
B.在空气中传播时,A音的波速等于D,音的波速
C.由空气进入水中,A音和D,音的频率都变大
D.由空气进入水中,A音的波长改变量大于D,音的波长改变量
9.如图甲所示,手摇发电机的大、小飞轮通过皮带传动(皮带不打滑),大、小飞轮的半径之比为
3:1,小飞轮和线圈固定于同一转轴。匀速转动手柄时,线圈产生的感应电动势随时间
变化的规律如图乙所示。已知线圈所在处的磁场可视为匀强磁场,磁场的磁感应强度大小
为22×103T,线圈的面积为5×102cm、阻值为R,线圈通过导线、滑环和电刷连接一个
阻值恒为R的灯泡,其余电阻不计。下列说法正确的是
62
00
-6
物理第3页(共6真)
A.若保持手柄的转速不变,仅使小飞轮的半径增大,则灯泡变得更暗
B.线圈的匝数为300
C.灯泡两端的电压瞬时值的表达式为e=6√2sin20πt(V)
D.手柄匀速转动的转速为10r/s
10.圆心为O,半径为R的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场,在
磁场边缘上的A点沿纸面向圆形区域各个方向均匀发射速度大小为。的带电粒子。圆的
右边为边长是2R的正方形,刚好与圆相切于B点,切点为MN的中点,其区域内存在水平
向左的匀强电场。当粒子沿AO方向射入时,粒子刚好从B点离开磁场,进入电场后又恰
好从右边界的中点返回。不计粒子重力和粒子间的相互作用。下列说法正确的是
A粒子的比荷为碳
M
0.
B,粒子从A点进人磁场到最终离开磁场的运动过程中
的总时间与入射方向无关
C,若将电场E方向变为竖直向下,则从电场边界PQ
与NQ射出的粒子数之比为2:1
D.若将电场E方向变为竖直向下,且粒子要全部从VQ边界射出,则电场强度大小至少
为原来的5倍
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
三、实验题(本题共2小题,共16分】
1L.(6分)利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。不可伸长的细线一端固定于悬
点,悬点刚好与量角器的圆心重合,另一端与均质小球相连,在小球的平衡位置正下方处安
装光电门,可采集小球底部的轻质遮光片遮住光的时间。
退光片
3 (em)
时
HH
05101520
(I)实验前用游标卡尺测量小球的直径D,结果如图乙所示,则D=▲mm:还测量了
小球的质量m和小球自然悬垂时的悬线长L。
(2)将小球拉至与竖直方向成较大角度,用量角器测出细线与竖直方向的夹角,并由静止
释放:记录小球经过平衡位置时遮光片的遮光时间,改变夹角,多次实验。
物理第4页(共6页)
(3)在误差允许的范围内,若系统机械能守恒,则关于cOs0与:的关系图像可能是▲
(选填字母序号)。
0
(4)根据多次测量结果发现:小球由静止运动到平衡位置的过程中,重力势能减少量总是小
于动能增加量,可能的原因是▲。(写出一条即可)
12.(10分)某项目式学习小组设计并制作了一种利用电压表示数反映物体加速度的测量装
置,其原理图如图甲所示。质量为m的滑块2可沿光滑杆1水平移动,滑块两侧用劲度系
数均为k的相同轻质弹簧拉着,滑块静止时,两弹簧均处于原长状态。均匀金属丝AB绷
直且总长为L,3是固定在滑块2中心的轻质光滑金属滑片(宽度不计)。所用到的器材还
有:电源(电动势与内阻未知)、理想电压表V(量程0~3V、电阻箱R(0~999.9Q)、毫米
刻度尺,被测物体、开关、导线等。操作步骤如下:
2滑块1光滑杆
◆UV
P/N
2.7
-3滑片
E
甲
乙
(1)闭合开关S和S,多次改变电阻箱的阻值R,记录对应的电压表示数U,绘制最己关
系图像如图乙所示,图像为一条斜率为k,纵截距为一b的倾斜直线,则电源电动势E为
▲,内阻r为▲(用6、k表示):由于电压表的内阻不是无穷大的,因此内阻r
的测量值▲(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
(2)通过步骤(1)测得电源电动势为3.0V,内阻为1.0Q。闭合开关S,断开开关S,使滑
片位于金属丝中点,调整电阻箱R的阻值,使电压表示数恰为1.50V。将滑片从金属
丝的A端向B端滑动,记录滑片到A端的距离x,以及对应的电压表示数U,得到如图
丙所示的U一x图像,且弹簧始终处于弹性限度内。
(3)将滑块替换成质量也为m的被测物体,再将质量不计的加速度计固定在被测物体上,
闭合开关S,断开开关S,当物体水平向右运动时,电压表示数如图丁所示,则物体的加
速度方向▲(选填“向左”或“向右”),加速度的大小为▲(用m、k、L表示)。
四、计算题(本题共3小题,共8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,有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位】
13.(10分)如图甲所示,开口向上、内壁光滑、足够高的绝热汽缸竖直放置,汽缸内用质量
m=2kg、面积S=1×10-3m2的绝热活塞封闭了一定质量的理想气体。汽缸内有一阻值
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R一100Q的电热丝可以给密封气体加热,电热丝外加电压U随时间:的变化图像如图乙
所示,导线电阻和电热丝体积忽略不计,闭合开关后电热丝产生的热量全部被气体吸收。
初始时,开关K断开,活塞到汽缸底部的距离h。=20cm,密封气体的温度T。-300K。现
闭合开关K,经过一段时间t=500s后断
开开关,使气体温度缓慢上升到T,一
AUN
0
450K,此过程中活塞缓慢上升了△M,汽
缸内密封气体的内能变化量△U=68J.
0
0.57
外界大气压强p=1×10Pa,取重力加
速度大小g=10m/s,求:
(1)活塞上升的高度△:
(2)交变电压的最大值U。.
14.(12分)如图所示,倾角0=30°、足够长的光滑绝缘斜面固定不动,斜面上有1,2、3三条水
平虚线,相距为d的虚线1、2间(区域I)存在垂直斜面向下的匀强磁场(图中未画出),相
距为1(>d)的虚线2、3间(区域Ⅱ)存在垂直斜面向上的匀强磁场(图中未画出),磁感应
强度大小均为B,一个边长也是d的正方形单匝导线框的质量为m、电阻为R,线框底边平
行于水平虚线,自虚线1上方某处由静止被释放,导线框恰好能
匀速进人区域I,后又恰好匀速离开区域Ⅱ,重力加速度为
g。求:
(1)导线框进入区域I的速度大小:
(2)导线框刚进人入区域Ⅱ时的加速度大小a:
(3)导线框自开始进入区域I至刚完全离开区域Ⅱ所用的时
间t。
15.(16分)如图所示,竖直平面内半径R=3.6m的光滑圆弧轨道AB的圆心为O,圆心角
∠AOB=60°,最低点B与长L=6m的水平传送带平滑连接,传送带以o-4m/s的速率
顺时针匀速转动。一质量m-1kg的物块M(视为质点)从A点由静止释放,物块M与传
送带间的动摩擦因数4=0.2。传送带的右端与足够长的光滑水平面平滑连接,水平面
上等间距静置著2026个质量为3m的相同小球(视为质点)。物块M滑上水平面与小球1
碰撞,最终所有小球都向右运动,所有碰撞均为弹性正碰。取重力加速度大小g
10m/s2,求:
(1)物块M到B点时,轨道对物块M的支
70
持力大小:
60°
M
(2)物块M与小球1发生第一次碰撞到第
2026
二次碰撞,物块M与传送带间摩擦产生
的总热量:
(3)物块M与小球1发生第一次碰撞到最终所有小球都达到稳定状态时,物块M与传送
带间摩擦产生的总热量。
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