内容正文:
永州市2026年高考考前模拟卷
物理
考生注意:
1.本试卷包括四道大题,共15道小题。满分100分,考试时量75分钟。
2.考生务必将各题的答案填写在答题卡的对应位置,在本试卷上作答无效。
3.考试结束时,只交答题卡。
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确,将你认为正确的答案选出来填在答题卡的指定位置)
1. 铯-137()具有独特的物理和化学性质,在高科技领域应用中具有不可替代性。的衰变方程为,其半衰期为30年,下列说法正确的是( )
A. 来自的核外电子
B. 的穿透能力比射线的穿透能力弱
C. 的比结合能比的比结合能大
D. 若以化合物的形式存在,则的半衰期会变长
【答案】C
【解析】
【详解】根据核反应质量数、电荷数守恒,计算得X的质量数
电荷数 ,因此X为电子(β粒子),该衰变为β衰变。
A.β衰变产生的电子来源于原子核内中子衰变为质子时释放的粒子,并非Cs的核外电子,故A错误;
B.β射线的穿透能力强于α射线(α射线一张纸即可阻挡,β射线可穿透几毫米厚铝板),故B错误;
C.该衰变过程释放能量,生成物比反应物更稳定;原子核的比结合能越大,原子核越稳定,因此的比结合能大于的比结合能,故C正确;
D.半衰期是放射性原子核的固有属性,仅由核内部结构决定,与元素的化学状态无关,因此以化合物形式存在时半衰期不变,故D错误。
故选C。
2. 跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目。当运动员从悬停的直升机上由静止跳下后,下落过程中空气阻力大小与速度的平方成正比,方向与运动方向相反。该运动员下落过程中,其速度v随时间t变化,加速度a随时间t变化,动能Ek随下落高度h变化,机械能E随下落高度h变化情况可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB.运动员向下运动过程,根据牛顿第二定律可得
由于运动员速度增大,所以加速度减小,即运动员向下做加速度减小的加速运动,当加速度减为零时,运动员的速度达到最大,之后运动员继续向下做匀速直线运动,故A正确,B错误;
C.Ek-h图线切线的斜率表示合外力,由于运动员的加速度减小,则合外力减小,图线切线的斜率减小,故C错误;
D.运动员向下运动过程中,阻力做负功,则机械能一直减小,故D错误。
故选A。
3. 夏天的雨后经常可以看到美丽的彩虹。从物理学角度看,彩虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的,如图是彩虹成因的简化示意图,a、b是两种不同频率的单色光出现的霓虹现象。入射光从P点以45°入射角射入球形雨滴,入射光线与出射单色光a之间的夹角为30°。已知球形雨滴的半径为R,真空中的光速为c,则下列说法中正确的是( )
A. 雨滴对a单色光的折射率为 B. a单色光在雨滴内的速度为
C. a单色光在雨滴内经历的时间为 D. a单色光的折射率比b单色光的折射率小
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由几何关系可知,a光线在P点的折射角为30°,则折射率为
a单色光在雨滴内的速度为,AB错误;
C.a单色光在雨滴内经历的时间为,C正确;
D.由光路可知,a光的偏折程度大于b光,可知a单色光的折射率比b单色光的折射率大,D错误。
故选C。
4. 北斗三号卫星导航系统由24颗中圆地球轨道卫星(MEO)、3颗地球静止同步轨道卫星(GEO)和3颗倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)共30颗卫星组成。已知地球半径为R,地球表面赤道处重力加速度为,地球同步卫星到地心的距离为,中圆地球轨道卫星的周期为同步卫星周期的一半,如图所示。下列关于地球静止同步轨道卫星A、倾斜地球同步轨道卫星B与中圆地球轨道卫星C的说法正确的是( )
A. 地球静止同步轨道卫星A和倾斜地球同步轨道卫星B均相对赤道表面静止
B. 某时刻B、C两卫星相距最近,则再经,两卫星间距离为
C. 地球表面赤道处的重力加速度
D. 中圆地球轨道卫星C的势能小于倾斜地球同步轨道卫星B的势能
【答案】B
【解析】
【详解】A.地球静止同步轨道卫星A相对于赤道静止,倾斜地球静止卫星只是周期等于地球自转周期,相对于赤道不静止,故A错误;
B.某时刻B、C两卫星相距最近,则再经,B卫星运动半周,C卫星运动一周,此时两卫星相距最远,距离为两者轨道半径之和。
对于B、C卫星,由开普勒第三定律得
解得
故B正确;
C.B卫星受到的万有引力完全提供向心力,有
对任意地球表面赤道处的物体受力分析,有
联立得
故C错误;
D.由于不知道卫星B、C的质量,所以无法比较两者的势能,故D错误。
故选B。
5. 如图为某昆虫机器人翅膀结构原理图。M、N为固定电极,P为柔性机翼电极,其间有绝缘液体电解质,可视为电容器。电极M、P、N通过单刀双掷开关连接在直流电源上,P极接地。实验时,开关S掷于1端,P向上摆动;开关S掷于2端,P向下摆动,从而模拟翅膀振动。已知为间一点,则缓慢向上摆动达到点前( )
A. M板的电势逐渐减小 B. M极电荷量逐渐减小
C. O点的场强逐渐减小 D. O点的电势逐渐减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.开关S掷于1端,P向上摆动, 因
故电极M电势不变,故A错误;
B.开关S掷于1端,P向上摆动,两板间距变小,由
,M极电荷量逐渐增多,故B错误;
C.由
两板间距变小,O点的场强逐渐增大,故C错误;
D.因
场强逐渐增大,O点到电极M距离不变,故增大,O点的电势逐渐减小,故D正确。
故选D。
6. 如图,两带电小球的质量均为m,小球A用一端固定在墙上的绝缘轻绳连接,小球B用固定的绝缘轻杆连接,两球均处于静止状态。轻绳水平,两球连线与轻绳的夹角为30°,整个系统在同一竖直平面内,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. A球静止时,轻绳上拉力为2mg
B. A球静止时,A球与B球间的库仑力为mg
C. 若将轻绳剪断,则剪断瞬间A 球加速度大小为g
D. 若将轻绳剪断,则剪断瞬间轻杆对B 球的作用力不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.对A球受力分析如图所示
由平衡条件可知轻绳上拉力为,故A错误;
B.由平衡条件可知A球与B球间的库仑力为,故B错误;
C.若将轻绳剪断,则剪断瞬间A球受到轻绳的拉力消失,其它两力保持不变,根据三力平衡知识,此时A球的合外力大小等于拉力的大小,则加速度大小为,方向为拉力的反方向,故C错误;
D.若将轻绳剪断,则剪断瞬间B球受到的库仑力和重力不变,小球仍然处于静止状态,则轻杆对B球的作用力不变,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,在坐标系内存在匀强磁场和匀强电场,电场方向沿z轴正方向,磁场方向沿z轴负方向。一质子从点处沿y轴正方向入射,其轨迹与z轴的第1个交点坐标为。若质子的质量为m,带电荷量为q,入射速度大小为,不计质子所受的重力,则下列说法正确的是( )
A. 匀强磁场的磁感应强度大小为 B. 匀强电场的电场强度大小为
C. 质子轨迹一定过点 D. 质子轨迹与z轴的第5个交点为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.质子在电场力作用下,沿z轴正方向做初速度为0的匀加速直线运动,在洛伦兹力的作用下,在xOy平面内做匀速圆周运动,由几何关系可知,质子做圆周运动的半径,由洛伦兹力提供质子做圆周运动的向心力,有
解得匀强磁场的磁感应强度大小,故A正确;
B.质子从入射到与z轴交第1个点的过程经历的时间
沿z轴方向有
解得,故B错误;
C.质子每隔2t经过出发点正上方,则质子第n次经过出发点正上方时z轴方向上的位移大小
解得
则当时质子经过点,故C正确;
D.质子与z轴第1次相交后,每隔2t时间再与z轴相交,则第n次与z轴相交时,在z轴上有
则与z轴的第5个交点的坐标为,故D错误。
故选AC。
二、多选题(本题共3小题,每小题5分,共15分。每小题给出的四个选项中,有多个选项正确,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。将你认为正确的答案选出来填在答题卡的指定位置)
8. 如图所示,在均匀介质中,坐标系位于水平面内。点处的波源从时刻开始沿垂直于水平面的轴做简谐运动,其位移随时间变化关系,产生的机械波在平面内传播。实线圆、虚线圆分别表示时刻相邻的波峰和波谷,且此时刻平面内只有一圈波谷,则下列正确的是( )
A. 该机械波的传播速度为
B.
C. 时,处质点的速度方向为轴正方向
D. 至时间内,处质点运动的路程为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.由题意可得,相邻的波峰和波谷距离为,故波的波长为。根据简谐振动的位移时间变化关系可得
故机械波的传播速度为
故A正确;
B.由图像可知,距离为一个完整的波长,时刻,均在波峰,且平面内只有一个完整的波形,则点此时第二次出现波峰,可知
故B正确;
C.由AB选项中的计算结果可知机械波传播到点需要
则时,点已经振动了个周期
机械波上的所有点都在模仿点的振动情况,因而如下图所示,的位置在轴的负半轴,且速度方向沿轴负方向。故C错误;
D.根据勾股定理可知
则传播到点的时间为
则至时间内,处质点只振动了个周期
则点处质点运动的路程
故D正确。
故选ABD。
9. 如图为“日”字形理想变压器(铁芯左右对称)的示意图,中间和两臂上分别绕有匝数为n0、n1,n2的线圈,线圈匝数比n0:n1:n2=10:4:5,两臂电路中接有相同的电阻R。将中间线圈接入电压的交变电流,设通过铁芯左右两臂的磁通量相等,下列说法正确的是( )
A. 三个线圈中磁通量的变化率都相同
B. 电压表V1的示数为7.2V
C. 电压表V1和V2示数比为4:5
D. 电流表A1和A2示数比为5:4
【答案】BC
【解析】
【详解】A.因穿过中间线圈的磁通量等于两边线圈的磁通量之和,可知中间线圈的磁通量变化率大于两边线圈的磁通量变化率,两边线圈的磁通量变化率相等,选项A错误;
B.中间线圈电压有效值
可得左侧线圈两端电压
即电压表V1的示数为7.2V,选项B正确;
C.同理右侧线圈两端电压
即电压表V2的示数为9.0V,电压表V1和V2示数比为4:5,选项C正确;
D.因左右两边电路中所接的电阻相同,可知电流表A1和A2示数比等于电压之比,即为4:5,选项D错误。
故选BC。
10. 如图所示,光滑的固定斜面倾角。左侧放置一个木板,其上表面与斜面底端平滑相连,若干个相同的小滑块紧挨着放在斜面上,小滑块总长度为,最下端的小滑块刚好与斜面底端对齐,由静止释放所有小滑块,然后滑上木板,当木板刚滑动时,将斜面上的小滑块取走,最终冲上木板的滑块均未从木板左端滑出。已知木板的质量,滑块总质量为,滑块与木板之间的动摩擦因数,木板与地面之间的动摩擦因数,木板与地面之间的最大静摩擦力是滑动摩擦力的1.5倍。重力加速度取,则下列说法正确的是( )
A. 木板刚滑动时滑块的速度大小为
B. 滑块与木板共速后之间的摩擦力为10 N
C. 木板至少长0.75 m
D. 滑块与木板之间摩擦产生的热量为13.2 J
【答案】AD
【解析】
【详解】A.设木板上滑块的质量为,当木板刚要滑动时,则有
解得
由于滑块质量分布均,匀这部分长
则滑块重力所做的功
摩擦力所做的功
根据动能定理可得
联立解得,故A正确;
B.由题可知,共速后整体的加速度
则滑块和木板之间的摩擦力为,故B错误;
C.当木板开始运动后,滑块的加速度
木板的加速度为
共速时则有
联立解得,
滑块相对于木板的位移
木板的长度至少为,故C错误;
D.滑块与木板因摩擦产生的热量,故D正确。
故选AD。
三、实验题(本题共2小题,每空2分,共16分。将答案填在答题卡的指定位置)
11. 物理小组用图甲所示的装置来探究系统的机械能守恒。实验前测得当地的重力加速度大小为。
(1)在气垫导轨上安装两个光电门1和2,测出两光电门之间的距离为。
(2)实验前要对气垫导轨进行调整,保证其水平,本步骤中判断气垫导轨水平的依据是打开气源,气垫导轨正常工作后,在______(选填“挂”或“不挂”)槽码的情况下,给滑块一个初速度,滑块经过光电门1和2,两光电门记录的时间______(选填“相等”或“不相等”)。
(3)用游标卡尺测出一个遮光条的宽度,如图乙所示,遮光条的宽度______cm。将此遮光条固定在滑块上,用天平测出滑块(带有遮光条)的质量,测出槽码的质量。
(4)用细线一端连接滑块,另一端跨过定滑轮挂上槽码,启动气源,让气垫导轨正常工作。
(5)将滑块从气垫导轨上光电门1的右侧某一位置静止释放,记录滑块经过光电门1和光电门2时光电门记录的时间和。
(6)需要验证的机械能守恒的表达式为____________(用、、、、、、表示)。
【答案】 ①. 不挂 ②. 相等 ③. 0.225 ④.
【解析】
【详解】(2)[1][2]打开气源,气垫导轨正常工作后,不挂槽码的情况下,给滑块一个初速度,滑块经过光电门 1 和 2,两光电门记录的时间相等,则说明气垫导轨调节水平。
(3)[3]由游标卡尺的读数规则可知
(6)[4]滑块经过光电门1、2的速度分别为、
由
可得
12. 某实验小组利用如图甲所示的实验电路测量某电源的电动势和内阻,所用两电源分别为、,其内阻分别为、,其中一块电源为待测电源,另一块为辅助电源。
该小组的主要实验步骤如下:
①按图甲连接好实验电路,将两滑动变阻器、的滑片滑到合适位置,闭合开关、,调节、,使灵敏电流计G的示数为零,读出此时电流表和电压表的示数和;
②改变、的阻值,仍使灵敏电流计的示数为零,读出电流表和电压表的示数和;
③重复②中的操作,得到多组I和U,根据所得数据作出图像如图乙所示。
由以上信息可知:
(1)待测电源是________(选填“”或“”);
(2)由图乙可知,待测电源的电动势为________V,内阻为________(结果均保留2位小数);
(3)在操作步骤①的过程中,若调节后发现灵敏电流计G中有自a流向b的电流,为使灵敏电流计G的示数再次为零,则应缓慢________(选填“向左”或“向右”)调节滑动变阻器的滑片。
【答案】(1)
(2) ①. ②.
(3)向左
【解析】
【小问1详解】
当灵敏电流计 G 示数为零时,电路处于补偿平衡状态,电路、两点电势相等,该支路无电流流过;此时电压表测量的电压等于电源的路端电压,电流表的示数等于流过电源的电流,因此根据闭合电路的欧姆定律可知电源的电动势满足
故待测电源是。
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路的欧姆定律
结合图乙整理得
可知图像与纵轴的截距等于电源的电动势,即
图像的斜率等于电源的内阻,即
【小问3详解】
若调节后发现灵敏电流计G中有自a流向b的电流,说明a点电势过高,即的分压过小,的阻值过小,因此需向左调节滑片,增大的接入电阻。
四、计算题(本题共3小题,共41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. 空气悬挂减震效果显著,在新能源汽车中广泛使用。我国某品牌汽车4个车轮均装有相同的空气悬挂。图甲为空气悬挂的结构简图,图乙为原理简化图:竖直的导热气缸底部与轮轴连接,活塞通过支撑连杆支撑汽车,气阀连接高压储气罐可对气缸充、放气从而调节活塞离地高度。若活塞质量不计,其横截面积为,气缸外气压恒为,车辆空载时每个活塞平均承重(汽车重量产生的作用力)为,外界气温时,气缸内气体体积为,忽略活塞与气缸之间的摩擦,重力加速度取,取273K。
(1)若气温不变,气阀关闭,满载5人,人均质量为80kg,每个活塞均分压力,求:
①空载和满载时气缸内气体的压强和;
②满载后活塞相对气缸底部下降的高度;
(2)空载时,若气温下降至,为了使气缸内气体体积恢复到,需注入气体(温度为),求注入气体后的气体总质量与原有气体质量之比。
【答案】(1)①,;②
(2)
【解析】
【小问1详解】
①空载时,气缸内气体压强为
解得
满载5人,即每个活塞增加作用力为
解得
②根据玻意耳定律有
解得
则活塞相对气缸底部下降的高度
解得
【小问2详解】
方法一:气温为时有:,其中
气温为时有:,其中
则注入气体后气缸内气体质量与原有气体质量之比为
解得
方法二:原有气体等压变化
解得
在等温等压的情况下,气体质量
解得
方法三:充气过程等压变化
解得
在等温等压的情况下,气体质量
解得
方法四:充气过程等压变化
解得
在等温等压的情况下,气体质量
解得
14. 利用高温超导材料钇钡铜氧制成的超薄YBCO超导薄膜,可检测到超级电感现象。如图所示,两平行的导轨abcd和efgh各处均相距,之间连一电感,自感系数为,电阻不计。导轨ab和段是圆弧且由绝缘材料制成,和段在水平面上且足够长圆弧导轨与水平导轨平滑连接。初始时,、两点处的开关处于断开状态,当有导体棒运动至、两点时,开关立即闭合且导体棒可无碰撞地经过开关,此后开关始终闭合。虚线与间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为。现在处静止放置一质量为、电阻不计的导体棒,质量为、电阻为的导体棒P在距离水平导轨高度为的圆弧导轨上静止释放,一段时间后两导体棒发生弹性碰撞。不计导体棒与导轨间的摩擦,不计水平导轨的电阻,导体棒始终与导轨接触良好,取,取。
(1)求两导体棒碰撞后瞬间的速度大小;
(2)两导体棒在水平导轨上共速时恰好相距为零,求圆弧导轨对应的半径;
(3)两导体棒第一次共速后立即粘在一起,记滑过、时为零时刻,且导体棒不与电感相碰,求两导体棒相对粘在一起时速度大小减半对应的时刻。(可能用到的结论:①自感电动势,其中为自感系数②简谐运动的周期,与回复力表达式中的相同)
【答案】(1),
(2)
(3)或,(、1、2、3…)
【解析】
【小问1详解】
P棒从圆弧轨道下滑,设P棒的质量为,Q棒的质量为,有
解得
P棒与Q棒发生弹性碰撞,设碰后速度分别为和,有
联立得,
即碰后瞬间,P棒反向运动,速度为,Q棒向右运动,速度为。
【小问2详解】
P棒在圆弧轨道上反向运动并下滑的过程中,机械能守恒。因此P棒向右进入磁场区域时的速度
此后P、Q棒均在磁场中且形成闭合回路,P、Q棒组成的系统动量守恒,有
解得
对P棒分析,由动量定理
即
又
其中为P进入磁场区域后比Q多走的位移。
联立上式得
P进入磁场区域前Q匀速运动
假设P在圆弧轨道上的运动可视作单摆,则
得
可见,远小于圆弧轨道半径,因此假设成立,所以圆弧导轨对应的半径为
【小问3详解】
P、Q棒粘在一起后,并联电阻为0,对任意时刻
移项得
又因为安培力,则
且安培力方向与导体棒位移方向相反。
可见
即P、Q棒一起做简谐运动,其中
由于
可得
由题可知,0时刻,P、Q棒在平衡位置,由简谐运动规律可知:
当或时,导体棒速度大小减半(、1、2、3…)
15. 水滑梯是水上乐园常见的游乐设施。图1为水滑梯的示意图,倾角为的斜加速滑道AB和水平减速滑道BC平滑连接,起点A距水平滑道的高度为H,BC长d,端点C距溅落区水面的高度为l。乘坐滑垫的游客在AB滑道上受到的阻力与所受支持力成正比,比例系数为,在BC滑道上受到的阻力与运动的速度成正比,比例系数为k,阻力方向始终与运动方向相反。质量为m的游客甲乘坐滑垫从滑道起点A无初速度滑下,与在水平滑道末端静止的另一质量为2m的游客乙发生碰撞,游客甲以速率反弹,游客乙从水平滑道飞出,落入水中。已知重力加速度为g,不考虑其他阻力和水流动时产生的推动力,忽略滑垫的质量、碰撞过程中的能量损失以及游客的体积,求:
(1)游客甲到达B点的速度大小;
(2)游客乙从C点飞出到落水时的水平位移大小;
(3)由于场地限制,水平滑道的起始点与终点距离d无法调整。为减少游客从水平滑道冲出时的速度,设计方将水平直滑道调整为水平曲滑道,滑道由四段圆心角为的圆弧组成,其俯视图如图2所示。若游客甲单独从新设计的水平滑道的B端滑向C端所用的时间为t,求该过程滑道弹力给游客甲的冲量的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对于游客甲,从A到B的运动过程,根据动能定理,有
解得
【小问2详解】
碰撞后游客甲速度大小为
设游客甲与游客乙碰撞前速度为,游客乙速度大小变为,碰撞前后动量守恒、机械能守恒,有,
得
设碰撞后乙飞出的水平位移为x,在空中运动时间为t,由自由落体运动规律,得
在水平方向的位移为
【小问3详解】
设游客甲从B点冲入的速度为,从C点冲出时的速度为,在水平面内设沿着BC方向为y方向,沿BC垂直方向为x方向,竖直方向设为z方向,则全过程甲速度在x与y方向的分量分别为。对x、y、z三个方向的动量定理,有,,
且有
联立解得
设圆弧的半径为r,水平曲滑道的总长度为s,由几何分析可得
联立解得
游客甲在水平曲线滑道上做变速圆周运动的全过程仅由阻力提供切向力改变速度的大小,设游客甲全过程中运动的速率为v,则有
对等式两边同乘极短的时间,并求和可得
解得
联立解得
全过程中滑道弹力对游客的冲量满足
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永州市2026年高考考前模拟卷
物理
考生注意:
1.本试卷包括四道大题,共15道小题。满分100分,考试时量75分钟。
2.考生务必将各题的答案填写在答题卡的对应位置,在本试卷上作答无效。
3.考试结束时,只交答题卡。
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确,将你认为正确的答案选出来填在答题卡的指定位置)
1. 铯-137()具有独特的物理和化学性质,在高科技领域应用中具有不可替代性。的衰变方程为,其半衰期为30年,下列说法正确的是( )
A. 来自的核外电子
B. 的穿透能力比射线的穿透能力弱
C. 的比结合能比的比结合能大
D. 若以化合物的形式存在,则的半衰期会变长
2. 跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目。当运动员从悬停的直升机上由静止跳下后,下落过程中空气阻力大小与速度的平方成正比,方向与运动方向相反。该运动员下落过程中,其速度v随时间t变化,加速度a随时间t变化,动能Ek随下落高度h变化,机械能E随下落高度h变化情况可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 夏天的雨后经常可以看到美丽的彩虹。从物理学角度看,彩虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的,如图是彩虹成因的简化示意图,a、b是两种不同频率的单色光出现的霓虹现象。入射光从P点以45°入射角射入球形雨滴,入射光线与出射单色光a之间的夹角为30°。已知球形雨滴的半径为R,真空中的光速为c,则下列说法中正确的是( )
A. 雨滴对a单色光的折射率为 B. a单色光在雨滴内的速度为
C. a单色光在雨滴内经历的时间为 D. a单色光的折射率比b单色光的折射率小
4. 北斗三号卫星导航系统由24颗中圆地球轨道卫星(MEO)、3颗地球静止同步轨道卫星(GEO)和3颗倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)共30颗卫星组成。已知地球半径为R,地球表面赤道处重力加速度为,地球同步卫星到地心的距离为,中圆地球轨道卫星的周期为同步卫星周期的一半,如图所示。下列关于地球静止同步轨道卫星A、倾斜地球同步轨道卫星B与中圆地球轨道卫星C的说法正确的是( )
A. 地球静止同步轨道卫星A和倾斜地球同步轨道卫星B均相对赤道表面静止
B. 某时刻B、C两卫星相距最近,则再经,两卫星间距离为
C. 地球表面赤道处的重力加速度
D. 中圆地球轨道卫星C的势能小于倾斜地球同步轨道卫星B的势能
5. 如图为某昆虫机器人翅膀结构原理图。M、N为固定电极,P为柔性机翼电极,其间有绝缘液体电解质,可视为电容器。电极M、P、N通过单刀双掷开关连接在直流电源上,P极接地。实验时,开关S掷于1端,P向上摆动;开关S掷于2端,P向下摆动,从而模拟翅膀振动。已知为间一点,则缓慢向上摆动达到点前( )
A. M板的电势逐渐减小 B. M极电荷量逐渐减小
C. O点的场强逐渐减小 D. O点的电势逐渐减小
6. 如图,两带电小球的质量均为m,小球A用一端固定在墙上的绝缘轻绳连接,小球B用固定的绝缘轻杆连接,两球均处于静止状态。轻绳水平,两球连线与轻绳的夹角为30°,整个系统在同一竖直平面内,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. A球静止时,轻绳上拉力为2mg
B. A球静止时,A球与B球间的库仑力为mg
C. 若将轻绳剪断,则剪断瞬间A 球加速度大小为g
D. 若将轻绳剪断,则剪断瞬间轻杆对B 球的作用力不变
7. 如图所示,在坐标系内存在匀强磁场和匀强电场,电场方向沿z轴正方向,磁场方向沿z轴负方向。一质子从点处沿y轴正方向入射,其轨迹与z轴的第1个交点坐标为。若质子的质量为m,带电荷量为q,入射速度大小为,不计质子所受的重力,则下列说法正确的是( )
A. 匀强磁场的磁感应强度大小为 B. 匀强电场的电场强度大小为
C. 质子轨迹一定过点 D. 质子轨迹与z轴的第5个交点为
二、多选题(本题共3小题,每小题5分,共15分。每小题给出的四个选项中,有多个选项正确,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。将你认为正确的答案选出来填在答题卡的指定位置)
8. 如图所示,在均匀介质中,坐标系位于水平面内。点处的波源从时刻开始沿垂直于水平面的轴做简谐运动,其位移随时间变化关系,产生的机械波在平面内传播。实线圆、虚线圆分别表示时刻相邻的波峰和波谷,且此时刻平面内只有一圈波谷,则下列正确的是( )
A. 该机械波的传播速度为
B.
C. 时,处质点的速度方向为轴正方向
D. 至时间内,处质点运动的路程为
9. 如图为“日”字形理想变压器(铁芯左右对称)的示意图,中间和两臂上分别绕有匝数为n0、n1,n2的线圈,线圈匝数比n0:n1:n2=10:4:5,两臂电路中接有相同的电阻R。将中间线圈接入电压的交变电流,设通过铁芯左右两臂的磁通量相等,下列说法正确的是( )
A. 三个线圈中磁通量的变化率都相同
B. 电压表V1的示数为7.2V
C. 电压表V1和V2示数比为4:5
D. 电流表A1和A2示数比为5:4
10. 如图所示,光滑的固定斜面倾角。左侧放置一个木板,其上表面与斜面底端平滑相连,若干个相同的小滑块紧挨着放在斜面上,小滑块总长度为,最下端的小滑块刚好与斜面底端对齐,由静止释放所有小滑块,然后滑上木板,当木板刚滑动时,将斜面上的小滑块取走,最终冲上木板的滑块均未从木板左端滑出。已知木板的质量,滑块总质量为,滑块与木板之间的动摩擦因数,木板与地面之间的动摩擦因数,木板与地面之间的最大静摩擦力是滑动摩擦力的1.5倍。重力加速度取,则下列说法正确的是( )
A. 木板刚滑动时滑块的速度大小为
B. 滑块与木板共速后之间的摩擦力为10 N
C. 木板至少长0.75 m
D. 滑块与木板之间摩擦产生的热量为13.2 J
三、实验题(本题共2小题,每空2分,共16分。将答案填在答题卡的指定位置)
11. 物理小组用图甲所示的装置来探究系统的机械能守恒。实验前测得当地的重力加速度大小为。
(1)在气垫导轨上安装两个光电门1和2,测出两光电门之间的距离为。
(2)实验前要对气垫导轨进行调整,保证其水平,本步骤中判断气垫导轨水平的依据是打开气源,气垫导轨正常工作后,在______(选填“挂”或“不挂”)槽码的情况下,给滑块一个初速度,滑块经过光电门1和2,两光电门记录的时间______(选填“相等”或“不相等”)。
(3)用游标卡尺测出一个遮光条的宽度,如图乙所示,遮光条的宽度______cm。将此遮光条固定在滑块上,用天平测出滑块(带有遮光条)的质量,测出槽码的质量。
(4)用细线一端连接滑块,另一端跨过定滑轮挂上槽码,启动气源,让气垫导轨正常工作。
(5)将滑块从气垫导轨上光电门1的右侧某一位置静止释放,记录滑块经过光电门1和光电门2时光电门记录的时间和。
(6)需要验证的机械能守恒的表达式为____________(用、、、、、、表示)。
12. 某实验小组利用如图甲所示的实验电路测量某电源的电动势和内阻,所用两电源分别为、,其内阻分别为、,其中一块电源为待测电源,另一块为辅助电源。
该小组的主要实验步骤如下:
①按图甲连接好实验电路,将两滑动变阻器、的滑片滑到合适位置,闭合开关、,调节、,使灵敏电流计G的示数为零,读出此时电流表和电压表的示数和;
②改变、的阻值,仍使灵敏电流计的示数为零,读出电流表和电压表的示数和;
③重复②中的操作,得到多组I和U,根据所得数据作出图像如图乙所示。
由以上信息可知:
(1)待测电源是________(选填“”或“”);
(2)由图乙可知,待测电源的电动势为________V,内阻为________(结果均保留2位小数);
(3)在操作步骤①的过程中,若调节后发现灵敏电流计G中有自a流向b的电流,为使灵敏电流计G的示数再次为零,则应缓慢________(选填“向左”或“向右”)调节滑动变阻器的滑片。
四、计算题(本题共3小题,共41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. 空气悬挂减震效果显著,在新能源汽车中广泛使用。我国某品牌汽车4个车轮均装有相同的空气悬挂。图甲为空气悬挂的结构简图,图乙为原理简化图:竖直的导热气缸底部与轮轴连接,活塞通过支撑连杆支撑汽车,气阀连接高压储气罐可对气缸充、放气从而调节活塞离地高度。若活塞质量不计,其横截面积为,气缸外气压恒为,车辆空载时每个活塞平均承重(汽车重量产生的作用力)为,外界气温时,气缸内气体体积为,忽略活塞与气缸之间的摩擦,重力加速度取,取273K。
(1)若气温不变,气阀关闭,满载5人,人均质量为80kg,每个活塞均分压力,求:
①空载和满载时气缸内气体的压强和;
②满载后活塞相对气缸底部下降的高度;
(2)空载时,若气温下降至,为了使气缸内气体体积恢复到,需注入气体(温度为),求注入气体后的气体总质量与原有气体质量之比。
14. 利用高温超导材料钇钡铜氧制成的超薄YBCO超导薄膜,可检测到超级电感现象。如图所示,两平行的导轨abcd和efgh各处均相距,之间连一电感,自感系数为,电阻不计。导轨ab和段是圆弧且由绝缘材料制成,和段在水平面上且足够长圆弧导轨与水平导轨平滑连接。初始时,、两点处的开关处于断开状态,当有导体棒运动至、两点时,开关立即闭合且导体棒可无碰撞地经过开关,此后开关始终闭合。虚线与间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为。现在处静止放置一质量为、电阻不计的导体棒,质量为、电阻为的导体棒P在距离水平导轨高度为的圆弧导轨上静止释放,一段时间后两导体棒发生弹性碰撞。不计导体棒与导轨间的摩擦,不计水平导轨的电阻,导体棒始终与导轨接触良好,取,取。
(1)求两导体棒碰撞后瞬间的速度大小;
(2)两导体棒在水平导轨上共速时恰好相距为零,求圆弧导轨对应的半径;
(3)两导体棒第一次共速后立即粘在一起,记滑过、时为零时刻,且导体棒不与电感相碰,求两导体棒相对粘在一起时速度大小减半对应的时刻。(可能用到的结论:①自感电动势,其中为自感系数②简谐运动的周期,与回复力表达式中的相同)
15. 水滑梯是水上乐园常见的游乐设施。图1为水滑梯的示意图,倾角为的斜加速滑道AB和水平减速滑道BC平滑连接,起点A距水平滑道的高度为H,BC长d,端点C距溅落区水面的高度为l。乘坐滑垫的游客在AB滑道上受到的阻力与所受支持力成正比,比例系数为,在BC滑道上受到的阻力与运动的速度成正比,比例系数为k,阻力方向始终与运动方向相反。质量为m的游客甲乘坐滑垫从滑道起点A无初速度滑下,与在水平滑道末端静止的另一质量为2m的游客乙发生碰撞,游客甲以速率反弹,游客乙从水平滑道飞出,落入水中。已知重力加速度为g,不考虑其他阻力和水流动时产生的推动力,忽略滑垫的质量、碰撞过程中的能量损失以及游客的体积,求:
(1)游客甲到达B点的速度大小;
(2)游客乙从C点飞出到落水时的水平位移大小;
(3)由于场地限制,水平滑道的起始点与终点距离d无法调整。为减少游客从水平滑道冲出时的速度,设计方将水平直滑道调整为水平曲滑道,滑道由四段圆心角为的圆弧组成,其俯视图如图2所示。若游客甲单独从新设计的水平滑道的B端滑向C端所用的时间为t,求该过程滑道弹力给游客甲的冲量的大小。
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