内容正文:
(物理)学科试卷
注意事项:
1.答题前,考生须将自己的姓名、班级、考场/座位号填写在答题卡指定位置上,并粘贴条形码。
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,再选涂其它答案标号。
3.回答非选择题时,请使用0.5毫米黑色字迹签字笔将答案写在答题卡各题目的答题区域内,超出答题区域或在草稿纸、本试题卷上书写的答案无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄皱、弄破,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题(1~7单选,每题4分,8~10多选,每题6分,选不全得3分,有选错的得0分,计46分)
1.经典力学的基石主要是由牛顿三大运动定律和万有引力构成,它们共同描述了宏观、低速物体的运动规律,下列关于牛顿运动定律理解正确的是( )
A.牛顿第一定律是牛顿第二定律合外力为零情况下的特例
B.牛顿第二定律可以写成,其中的数值在任何情况下均为1
C.作用力与反作用力的大小关系与物体的运动状态有关
D.牛顿第一定律能够严格成立的参考系称为惯性参考系
2.如图所示,在开门过程中,门上、两点的角速度、线速度、向心加速度、转速的大小关系正确的是( )
A. B. C. D.
3.历史上曾发生过军队齐步通过吊桥时,吊桥剧烈振动甚至断裂的事故。下列选项中原理与该现象相同的是( )
A.图甲中,快速转动竹竿,听到蜂鸣器音调变化
B.图乙中,水波绕过挡板继续传播
C.图丙中,主动降噪耳机发出降噪声波来实现降噪的效果
D.图丁中,摩擦“鱼洗”的双耳,会发出嗡嗡声
4.将一根筷子竖直插入装有水的圆柱形薄玻璃杯中,从水平方向观察,发现浸在水中的部分发生了侧移,而且变粗了。关于这一现象,下列说法正确的是( )
A.“侧移”是由于光从空气射入水中时发生了全反射
B.“变粗”是由于光在筷子边缘时发生了衍射
C.换成折射率不同的透明液体,侧移量会发生变化
D.从不同角度观察筷子的侧移量一定保持不变
5.某湿度传感器利用平行板电容器测量空气湿度。电容器上极板(可移动)与固定支架间嵌入一种吸湿材料,当环境湿度增加时,吸湿材料体积膨胀,反之则体积缩小。将该电容器与恒压电源、电流表连接成如图所示的电路,闭合开关。下列说法正确的是( )
A.空气湿度降低时,电容器的电容会变大
B.空气湿度降低时,极板间电场强度变大
C.空气湿度一定时,滑片向上移动,电容器所带电荷量会增加
D.保持滑片位置不变,若出现从到的电流,说明环境湿度升高
6.如图所示,质量为的小球和质量为的小球用绕过光滑定滑轮的细线连接悬挂,B球与竖立在地面上的轻弹簧连接,滑轮两边的细线竖直。已知重力加速度为,用手托着小球A,使细线伸直且细线上的拉力刚好为零,快速撤去手的一瞬间,小球B的加速度大小为( )
A.0 B. C. D.
7.有些力学问题,可假想一个“虚设过程”使问题得以简化和解决。举例如下:如图所示,四根质量都是的均匀等长木棒,用铰链连成框架,铰链P固定在天花板上,框架竖直悬挂在空中;现在铰链上施一竖直向上的力使框架保持静止,不计一切摩擦,若要求出作用力的大小,可设想力使铰链缓慢上移一微小的距离,则框架的重心将上升,因为做的功等于框架重力势能的增加量,所以,可得。请参照上面解决问题的方法,尝试完成以下问题:一个半径为的四分之一光滑球面放在水平桌面上,球面上放置一光滑均匀铁链,其A端固定在球面的顶点,B端恰与桌面不接触,铁链单位长度的质量为,重力加速度为。则铁链A端受的拉力为( )
A. B. C. D.
8.如图甲所示的光电传感器,若光线被挡住,电流发生变化,工作电路立即报警。如图乙所示,光线发射器内大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时,辐射出的光只有、两种可以使该光电管阴极逸出光电子,图丙所示为、光单独照射光电管时产生的光电流与光电管两端电压的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为,下列说法正确的是( )
A.光为氢原子从能级跃迁到能级时发出的光
B.光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为
C.若部分光线被遮挡,光电子飞出阴极时的最大初动能不变,但光电流减小
D.通过增大电源提供的正向电压一定可以使光电流增大
9.如图所示,空间中存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,磁场磁感应强度大小为,一个带电液滴在其中做速率为的匀速圆周运动,其轨迹半径为,不计空气阻力,重力加速度大小为,则下列说法中正确的是( )
A.液滴沿逆时针方向圆周运动
B.匀强电场的电场强度为
C.若突然仅撤去匀强磁场,带电液滴的机械能一定不变
D.若突然仅撤去匀强电场,带电液滴的机械能一定不变
10.如图甲所示,质量为的四分之一圆弧形斜面静止在光滑的水平桌面上,斜面的下端与水平面平滑连接,斜面上表面粗糙。质量为的小球以水平向右,大小为的速度从斜面底端滑上斜面,小球能够冲出斜面上端。已知小球在冲出斜面过程中,小球的水平速度与斜面的速度的关系如图乙所示。斜面高度为,小球冲出斜面时的合速度大小为。重力加速度为,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.小球和斜面组成的系统机械能不守恒,动量守恒
B.小球与斜面的质量之比为
C.小球冲出斜面过程中与斜面间因摩擦产生的热量为
D.小球冲出斜面后不会再次落回到斜面上
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(6分)
用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置,如图所示。以某位置为坐标原点,沿水平向右和竖直向下的方向建立直角坐标系,测得小球在三个位置的坐标值分别为、、。
(1)若满足________________(填关系式),可判断小球在水平方向做匀速直线运动。
(2)如通过带入数据发现(1)问的关系式不完全相等,写出可能的误差原因:________
(3)若已知重力加速度为,请用给出水平抛出初速度表达式________。
12.(8分)
车辆运输中若存在超载现象,将带来安全隐患。由普通水泥和导电材料混合制成的导电水泥,可以用于监测道路超载问题。某小组对此进行探究。
(1)选择一块均匀的长方体导电水泥块样品用多用电表粗测其电阻。测得电阻约为。为进一步提高实验精度,使用伏安法测量水泥块电阻,电源电动势,内阻可忽略,电压表量程,内阻约,电流表量程,内阻约。请在图中完成余下导线的连接。【请在答题卡上作答,画在试卷上无效】
(2)如图所示,测量水泥块的长为,宽为,高为。用伏安法测得水泥块电阻为,则电阻率_______(用、、、表示)。
(3)测得不同压力下的电阻,算出对应的电阻率,作出图像如图所示。
基于以上结论,设计压力报警系统,电路如右图所示。报警器在两端电压大于或等于时启动,为水泥块,为滑动变阻器,当的滑片处于某位置,上压力大于或等于时,报警器启动。报警器应并联在_______(填“”或“”)两端。
(4)若电源使用时间过长,电动势变小,需要保持原报警压力(即上压力大于或等于时,报警器启动),需要将调_______(填“大”或“小”)。
三、计算题(第13题10分,第14题12分,第15题18分,共40分)
13.(10分)
2026年我国空间站常态化开展舱外出舱任务,舱外航天服需在太空真空环境下稳定工作,气密性是重要的检测指标。现有一件舱外航天服,航天服内为真空状态。给航天服充入体积、压强为的氧气后,航天服内部压强达到。充气过程中温度保持恒定。
(1)求充气后航天服的容积;
(2)把充好气的航天服放入检测室,将检测室抽成真空后密封,如图所示。48小时后,测出检测室内的压强为。已知检测室内能容纳气体的空间体积(除去航天服所占体积)为且不变,检测过程中系统的温度和航天服容积不变。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。通过计算,分析该航天服气密性是否合格。
14.(12分)
已知地球质量为,月球质量为,引力常量为。将月球绕地球的运动看成匀速圆周运动,且月球与地球两球心之间的距离为。
(1)求月球绕地球公转的线速度的大小;
(2)在牛顿的时代,已经能够比较精确地测定:月球与地球两球心之间的距离()约为地球半径的60倍,月球绕地球公转的周期,地球表面的重力加速度取。请通过计算推理说明“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵从相同的规律(可取,忽略天体的自转及空气阻力的影响)。
15.(18分)
如图甲所示,轻质导体大环与小环用三根阻值为、长度为的轻质导体辐条连接在一起,内部小环的半径忽略不计,辐条中点处各镶嵌一个质量为、电阻不计的金属小球。如图乙所示足够长的平行导轨水平固定,间距为,左侧有一个竖直金属转动轴,将装置甲套在竖直的转动轴上,装置甲可在水平面内转动,用导线和电刷将两部分连成回路,将长度略大于、质量为、阻值也为的导体棒垂直导轨放置并保持良好的接触,两个区域的匀强磁场的磁感应强度大小均为。不计一切摩擦阻力及其他一切电阻,初始时均静止,求:
(1)仅给导体棒水平向右的初速度,导体棒开始运动时棒的电流大小;
(2)若导体棒固定,给装置甲一个初始角速度,求装置甲中每根辐条转动的最大角度;
(3)若装置甲不固定,仅给导体棒水平向右的初速度,求:达到稳定时棒的速度,以及达到稳定过程中导体棒中产生的焦耳热。
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(物理)学科参考答案以及评分标准
选择题答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D
B
D
C
C
D
A
BC
BD
BC
11.【答案】(1);(2)空气阻力,或者其他答案合理均给分;(3),或者其他答案合理均给分,如等
12.【答案】(1) (2) (3) (4)大
13.【答案】
(1) (2)合格
【详解】
(1)由玻意耳定律可得 (2分)
解得 (2分)
(2)设经过48小时后,航天服内气体压强为,
由玻意耳定律可得 (2分)
解得 (2分)
由于,故航天服气密性合格。 (2分)
14.【答案】
(1) (2)推导见解析
【详解】
(1)对月球万有引力提供向心力有 (2分)
解得月球绕地球公转的线速度大小 (2分)
(2)假设两种力都遵从万有引力定律,
则对地表的苹果来说,有 (1分)
对月球来说,有 (1分)
由以上两式可得 (1分)
接下来分析实际情况:
地表的苹果有 (1分)
月球绕地球做匀速圆周运动,其向心加速度 (1分)
代入题给数据,,
计算得, (1分)
故在误差允许范围内,说明两者遵从相同的规律。 (2分)
15.【答案】
(1) (2) (3);
【详解】(1)金属棒切割磁感线产生动生电动势为 (1分)
由闭合电路的欧姆定律得 (1分)
解得 (2分)
(2)由电磁感应定律可知辐条旋转切割感应电动势为 (1分)
由闭合电路的欧姆定律得 (1分)
解得
对三根辐条和金属小球列动量定律得 (2分)
整理可得
可得导体环转动的最大角度 (2分)
(3)系统稳定运动时,(即) (1分)
由动量定理可知对于导体棒有: (1分)
对于装置甲有(1分)
可得 (1分)
由系统能量守恒定律可得 (1分)
因 (1分)
且 (1分)
导体棒运动过程中产生的焦耳热 (1分)
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