内容正文:
方城县第一高级中学2026届高三下学期第四周学情自测物理试题
学校∶___________姓名:___________班级:___________考号:___________
考生注意:
1、本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2、答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3、考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 碳14具有放射性,其衰变方程为,下列说法正确的是( )
A. 该衰变为衰变,为
B. 的比结合能大于的比结合能
C. 温度变化对碳14的半衰期无影响
D. 粒子是核外电子跃迁产生的
【答案】C
【解析】
【详解】A. 衰变方程为 。根据质量数和电荷数守恒,碳14衰变为氮14,可推知X粒子质量数为0,电荷数为-1,故X为电子(β粒子),属于β衰变,A错误;
B. 碳14自发衰变为氮14,表明氮14更稳定。比结合能越大,原子核越稳定,因此氮14的比结合能大于碳14的比结合能,B错误;
C. 半衰期由原子核内部结构决定,不受温度、压强等外部因素影响,C正确;
D. X粒子(电子)是β衰变中核内中子转化为质子时产生的,D错误。
故选C。
2. 如图所示,一导热良好的汽缸有三个阀门 A、B、C,一可自由移动的轻质活塞(横截面积为S)密封一段气体 Ⅲ,压强为。活塞上面有一段液体 Ⅱ,液体上方密封一段气体Ⅰ,压强为,环境温度视为不变,初始时三部分的高度均为。情况①:打开阀门A,通过阀门B、C分别向活塞上、下方注入一定量的液体和气体,稳定后气体Ⅲ压强变为。情况②:关闭阀门A,通过阀门B、C分别向活塞上、下方注入和①中质量相等的液体和气体。情况①稳定后活塞仍处于原位,大气压强为,则情况②稳定后气体Ⅰ的压强为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知,开始时液体 Ⅱ产生的压强为p0,在情况①中,液体 Ⅱ中注入液体后液体产生的压强为2p0,液柱长度变为2L,此时Ⅰ和Ⅲ两部分气体总长度为L;设在情况②中稳定后气体Ⅲ的压强为p3,体积为xS,则p3=2p0+p1
对气体Ⅰ由玻意耳定律p0LS=p1(L-x)S
对气体Ⅲ因两次注入的气体相同,满足玻意耳定律,则3p0LS=p3xS
联立解得
故选C。
3. 如图所示,“液导激光”是一项新型的激光加工技术,其原理是利用稳定的液柱引导激光,通过全反射实现激光传输。已知长为的液柱折射率为,激光从液柱的一端以角入射,光在真空中的传播速度为,则下列说法正确的是( )
A. 同种激光在液柱中传播时的频率与在空气中不同
B. 只有入射角,才能通过全反射实现激光传输
C. 若,光在液柱中传播的时间为
D. 仅改用折射率更大的液柱,沿原来方向入射不一定能实现“液导激光”
【答案】C
【解析】
【详解】A.激光在液柱中的频率由光源决定,与介质无关,故A错误;
B.设光线进入液柱后的折射角为 r,射到侧壁的入射角为 i。由几何关系知。发生全反射的临界角 C 满足
即
要实现全反射,需满足 i≥C,即
解得
根据折射定律
则有
因为 sinθ≤1,所以
即 恒成立。这意味着只要光能射入液柱(),在侧壁都能发生全反射,故B错误;
C.若,根据
解得
即
光在液柱中的传播速度
光在液柱中传播的路程
传播时间 ,故C正确;
D.若改用折射率 更大的液柱(),则临界角 C′ 满足
即
对于相同的入射角 θ,折射角满足
即 ,侧壁入射角
因为原来,现在
即 ,所以一定能发生全反射,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,实线为某静电除尘器中的电场线分布,虚线为一带电烟尘颗粒的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若不计烟尘颗粒的重力,下列说法正确的是( )
A. a点电势高于b点
B. a点电场强度小于b点
C. 烟尘颗粒在a点的动能小于b点
D. 烟尘颗粒在a点的电势能小于b点
【答案】C
【解析】
【详解】A.沿电场线电势逐渐降低,可知a点电势低于b点,A错误;
B.因a点电场线较b点密集,可知a点电场强度大于b点,B错误;
CD.若烟尘颗粒从b点运动到a点,则受电场力大致向上,电场力做负功,则动能减小,电势能增加,即颗粒在a点的动能小于b点,在a点的电势能大于b点;同理,若烟尘颗粒从a点运动到b点,则受电场力大致向上,电场力做正功,则动能增加,电势能减小,即颗粒在a点的动能小于b点,在a点的电势能大于b点;C正确,D错误。
故选C。
5. 近年来我国航天事业取得辉煌成就,2024年10月30日,神舟十九号飞船再次与空间站组合体成功对接。由于太空中宇宙尘埃的阻力以及地磁场的电磁阻尼作用,长时间在轨无动力运行的空间站轨道半径慢慢减小到(仍可看作匀速圆周运动),为了使轨道半径快速恢复到,并做匀速圆周运动,需要发动机短时间点火对空间站做功。规定距地球无穷远处引力势能为零,质量为m的物体与地心距离为r时引力势能为。已知地球质量为M,空间站的质量为,引力常量为G。轨道半径从恢复到的过程中,空间站机械能的变化量为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】空间站在轨道上的机械能由动能和引力势能两部分组成。
空间站在圆周轨道动行,由万有引力提供向心力,
解得,动能
总机械能:
轨道从到,机械能变化为,D正确。
故选D。
6. 如图所示,在粗糙绝缘水平地面上处固定一正点电荷,一带正电物块可视为质点,静止在地面的处。现给物块一瞬时水平速度,使物块向右运动,向右最远能到达处,然后返回,恰好回到处停下。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A. 物块从到的过程,动能最大处位于线段中点
B. 物块从到所用的时间大于从到所用的时间
C. 其他条件不变,物块初始时的电荷量增加时,物块最终一定停在的左侧
D. 其他条件不变,物块初速度减小,物块一定在点左侧折返
【答案】C
【解析】
【命题立意】结合同种点电荷模型考查受力分析、功与能等知识,检测考生的分析综合能力。
【详解】A.物块从到的过程,受到的库仑斥力向左,滑动摩擦力向右,在处时库仑斥力大于摩擦力,合力向左,加速度向左,向左运动过程库仑斥力减小,物块做加速度减小的加速运动。当库仑斥力减小到等于摩擦力时,速度达到最大,然后库仑斥力继续减小,物块做加速度逐渐增大的减速运动,到处停下。选向右为正方向,从到过程的图如图1所示。图与轴上下所围的面积相等,可见加速度为0处在的中点右侧,A错误。
B.物块从到再返回的图如图2所示,可定性看出到的平均速率大于到的平均速率,所以物块从到所用的时间一定小于从到的时间,B错误。
C.其他条件不变,物块电荷量增加时,离点电荷等距离处斥力变大,物块到达左端某处就会返回,假设回到处时速度大小为,由于克服摩擦力做的功减少,静电力做的功仍为0,可知,所以最终会停在的左侧,C正确。
D.其他条件不变,物块初速度很小时,若向右减速到0时,该处库仑斥力小于最大静摩擦力,物块就停在该处而不折返,D错误。
故选C。
【点睛】B项也可用微元法判断。对于、间的任一位置,设物块向右经过时的速度为,向左经过时的速度为,物块从到再到过程,静电力做的功为0,摩擦力做负功,由动能定理可知动能减少,即,则有,又,可知物块从到所用的时间一定小于从到的时间。
7. 如图所示,在同一竖直线上、质量相同的A、B两小球同时从距离地面高度分别为4h、h处由静止开始自由下落,若所有碰撞均为弹性碰撞,重力加速度为g,忽略小球的大小、空气阻力及碰撞时间,则从两小球开始运动时计时,两小球第二次相碰的时刻为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由于两小球同时释放,根据自由落体运动规律可得
解得小球B下落到地面的时刻
小球B先到达地面并反弹,小球A仍在下落,小球B到达地面时的速度大小
与地面发生弹性碰撞后,以相同速率竖直向上运动,此时小球A的速度为
设从tB时刻起,经过∆t1时间两小球相碰,则,,
解得
则第一次相碰的时刻
此时小球B距离地面的高度
第一次碰撞后小球A和B速度互换,小球A向上运动的速度大小为
小球B向下运动的速度大小为
小球A上升到小球B的释放点后就下落,小球B到达地面后反弹,则
故反弹后速度大小
设从t1时刻起,经过∆t2时间两小球相碰,则,,
解得
第二次相碰的时刻
故选C。
二、多项选择题(第8~10题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,共18分)
8. 如图甲所示,为了测量小车前端到达某一位置时的瞬时速度及小车的加速度,在固定有光电门传感器的倾斜导轨上,某同学不断改变小车上挡光片的宽度,且每次都从同一位置把小车由静止释放,并记录下挡光片通过光电门的时间,最后得到的关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 该同学每次更换挡光片时应让其中心位置不变
B. 挡光片前端每次到达光电门瞬间的速度大小为
C. 每次小车下滑的加速度大小为
D. 每次小车下滑的加速度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.本实验中为了测量小车前端经过同一位置的瞬时速度,即挡光片每次到达光电门的瞬时速度,应让挡光片与小车前端对齐,保证挡光片前端位置不变,A错误;
BCD.由匀变速直线运动的规律可得挡光片通过光电门的平均速度
由图中可得挡光片前端每次到达光电门瞬间的速度大小
每次小车下滑的加速度大小,BC正确,D错误。
故选BC。
9. 中医的悬丝诊脉悬的是“丝”,“诊”的脉搏是通过悬丝传过来的振动,即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图甲所示,假设“丝”上有S、P、Q三个质点,坐标分别为。时刻,病人的脉搏搭上丝线的质点S,质点S开始振动,其振动图像如图乙所示,产生的机械波沿丝线向轴正方向传播,P、Q两质点的振动方向始终相反,波长大于0.06m。则该机械波( )
A. 波速为
B. 在时间内,质点沿轴负方向做加速度减小的加速运动
C. 在到内,质点通过的路程为
D. 时,质点第一次达到波谷
【答案】AD
【解析】
【详解】A.P、Q两质点的振动方向始终相反,可知(n=0、1、2、3……)
因波长大于0.06m,可知n=0,,波速,A正确;
B.由质点S的振动图像可知,在时间内,质点沿轴负方向运动,位移增大,则加速度增加,B错误;
C.振动传到P点的时间
则在到内,质点振动了2.5s=2.5T,则通过的路程为,C错误;
D.振动传到Q点的时间
则时,质点振动了,因质点起振方向向上,可知时质点Q第一次达到波谷,D正确。
故选AD。
10. 如图所示,空间分布有一半径为的半圆形匀强磁场,磁感应强度为,一边长为的单匝正方形金属线框(阻值分布均匀)从图示位置向右以速度匀速通过磁场区域,则关于金属线框的情况下列说法正确的是( )
A. 金属线框穿过磁场区域的过程中,感应电流先逐渐增大后逐渐减小直至为零
B. 当金属线框的位移为时,间的电势差为
C. 当金属线框的位移为时,间的电势差为0
D. 当金属线框的位移为时,间的电势差为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.金属线框穿过磁场区域的过程中,进入磁场时,bd边切割磁感应线,有效长度在增大,感应电流在增大;当bd边进入右侧磁场切割磁感应线时,ac边在左侧磁场切割磁感应线,根据右手定则,可知bd边切割产生逆时针电流,ac边切割产生顺时针电流,故两条边切割产生的电流相互抵消,刚开始bd边的有效长度大于ac边的有效长度,随后再等于ac边的有效长度、再小于ac边的有效长度,则电流有效值先减小到零,当bd边的有效长度小于ac边的有效长度时,电流有效值反向增大,当ac边刚好达到O点时,bd边出右侧磁场,此时电流反向达到最大值,之后ac边出磁场,其有效长度不断减小,最后为零,故感应电流先逐渐增大后减小为零,再反向增大到最大后减小到0,故A错误;
B.当金属线框的位移为时,根据几何关系,可得边的有效切割长度为
回路电动势为
根据右手定则,可知电流由b到d,此时为bd边上部分导体可以成电源内部,线框的其它部分为电源的外部,故电势
则间的电势差为
故B正确;
CD.当金属线框的位移为时, 边和边的有效切割长度相等,根据几何关系,可得
根据右手定则,可知两边产生的电流方向相反,故回路中的电流为零,但和间的电势差均为
故C错误,D正确。
故选BD。
三、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 某实验小组用图甲所示的装置,来探究向心力与角速度大小的关系。滑块套在光滑的水平杆上,可随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动,力传感器通过细绳连接滑块。滑块中心固定一宽度为d的遮光片,滑块(含遮光片)总质量为m,固定在支架上的光电门可以记录遮光片通过的时间,滑块中心到竖直杆的距离为l。
(1)滑块随杆做匀速圆周运动,经过光电门时的遮光时间为,则滑块的角速度______(用、l、d表示)。
(2)多次测量滑块随杆做匀速圆周运动的角速度,得到多组力传感器示数F和遮光时间t的数据后,以F为纵坐标,以______(选填“”或“”)为横坐标,作出图像,如图乙所示,图像是一条斜率为______(用m、l、d表示)且过原点的直线,说明向心力与______(选填“角速度”或“角速度平方”)成正比。
【答案】(1)
(2) ①. ②. ③. 角速度平方
【解析】
【小问1详解】
滑块的线速度大小为
由
可得
【小问2详解】
[1]由向心力表达式
则
[2][3]以为横坐标,直线的斜率为,说明向心力与角速度平方成正比。
12. 某同学为了精确测量某圆柱导体(阻值Rₓ约为400Ω)的电阻率,设计了如图甲所示的电路,实验室中可选用的实验器材如下:
A.电流表(量程为0~15 mA,内阻r1约为2Ω);
B.电流表(量程为0~6 mA,内阻
C.电阻箱R₁(可调节范围为0~9 999 Ω);
D.滑动变阻器R₂(可调节范围为0~10 Ω);
E.电源E(电动势为3V,内阻很小);
F.开关S及导线若干;
G.10分度游标卡尺,螺旋测微器。
(1)分别用10分度游标卡尺和螺旋测微器测圆柱导体的长度L和直径d,游标卡尺的测量结果如图乙所示,则圆柱导体的长度L=______cm。
(2)该同学想要将电表P 与电阻箱R1串联后改装成量程为0~3V的电压表,则电表P应为______(填“A”或“B”),电阻箱 R₁ 的阻值应调至______Ω。
(3)若实验测得电表P的示数为I1,电表Q的示数为,则该圆柱导体的阻值 ______(选用来表示)。
【答案】(1)5.25
(2) ①. B ②. 400
(3)
【解析】
【小问1详解】
圆柱导体的长度L=
【小问2详解】
[1]因为需要把电流表P改装成电压表,电表P的内阻必须知道。故选B。
[2]因电源E的电动势为3V,改装后的电压表量程也为3V。
则有
代入数据解得
【小问3详解】
由欧姆定律得,该圆柱导体的阻值
四、计算题(本题共3小题,共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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. 如图所示,导线全部为裸导线,半径为r的圆内有垂直于平面的匀强磁场,磁感应强度为B,一根长度大于2r的导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左向右匀速滑动,电路的固定电阻为R.其余电阻忽略不计.试求:
(1)圆环的左端到右端的过程中电阻R上的电流强度的平均值?
(2)通过的电荷量?
【答案】(1) ;(2)
【解析】
【分析】(1)根据法拉第电磁感应定律,从而求出从左端滑到右端导体棒产生的平均感应电动势,再由闭合电路欧姆定律可求出通过电阻的平均电流;
(2)根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电流与电量的关系式求解通过导体棒的电荷量.
【详解】(1)由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势
平均感应电流
(2)MN从左端到右端的整个过程中,通过R的电荷量
14. 如图所示,在直角坐标系的第一象限内存在方向垂直坐标平面向外的匀强磁场,第二象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场,的区域内存在方向沿y轴正方向的匀强电场。A、D两点在x轴上。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)从x轴上的A点射入第二象限后,从坐标为(0,L)的C点以大小为v的速度垂直y轴射入第一象限,通过x轴上的D点(A、D两点关于原点O对称)进入的区域,并恰好第一次回到A 点。第一象限内磁场的磁感应强度大小,不计粒子所受的重力,不考虑粒子第一次回到A点后的运动。求:
(1)O、D两点间的距离d;
(2)第二象限内电场的电场强度大小E以及粒子从A点射入第二象限时的速度大小;
(3)的区域内电场的电场强度大小以及粒子从A点射入第二象限至第一次回到A点所用的时间t。
【答案】(1)
(2);
(3);
【解析】
【小问1详解】
粒子的运动轨迹如图所示,设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r,有
解得
根据几何关系有
解得
【小问2详解】
设粒子从A点运动到C点所用的时间为,该过程中粒子沿x轴方向做匀速直线运动,有
该过程中粒子沿y轴方向做匀减速直线运动,有
解得
对该过程,根据动能定理有
解得
【小问3详解】
设与的夹角为,有
解得
设粒子从D点运动到y轴所用的时间为,该过程中粒子沿x轴方向做匀速直线运动,有
解得
该过程中粒子沿y轴方向做匀变速直线运动,有
解得
由(1)可得
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期
粒子在第二象限内运动的时间
解得
经分析可知
解得
15. 如图所示,有4块相同的平直木板并排放置在水平面上,木板质量,长度,木板下表面与水平面间的动摩擦因数,木板从左向右依次标记为1、2、3、4.现有质量的滑块(可视为质点)以的速度从木板1的左端向右滑上木板,滑块与木板上表面间的动摩擦因数,重力加速度g取,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力.求:
(1)木板开始运动时滑块的速度大小;
(2)木板3滑行的位移大小(结果可用分数表示);
(3)木板4滑行的位移大小(结果可用分数表示).
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
分析滑块受力,设滑块受摩擦力为,则有
滑块在木板1上滑行,若木板1运动,木板1、2、3、4会一起运动,分析四块木板受力,设木板受地面的摩擦力为,则
由,木板1不会滑动,滑块在木板2上滑行,若木板2运动,木板2、3、4会一起运动,分析三块木板受力,设木板受地面的摩擦力为,则
由,木板2刚好不会滑动,滑块在木板3上滑行,若木板3运动,木板3、4会一起运动,分析两块木板受力,设木板受地面的摩擦力为,则
由,木板3会滑动,木板3、4会一起向右做加速运动,滑块在木板1、2上滑行时木板静止,对滑块在木板1、2上滑行过程用动能定理
解得木板3开始运动时滑块的速度大小
【小问2详解】
滑块在木板3上滑行的加速度
木板3、4一起滑行的加速度
若滑块可以滑离木板3,滑块向右的位移比木板3、4向右的位移多一个板长L,设滑块经时间滑离木板3,则有
解得或(舍去)
方程有解则滑块可以滑离木板3,木板3、4一起向右加速位移
滑块滑离木板3时,木板3、4的速度
滑块滑上木板4,木板3、4分离,木板3向右减速,木板4向右加速,木板3减速的加速度
木板3向右减速的位移
木板3共向右滑行的位移大小
【小问3详解】
滑块滑离木板3时滑块的速度
滑块在木板4上滑行时加速度仍为不变,木板4继续向右加速滑行
木板4滑行的加速度
若滑块不能滑出木板4,设滑块与木板4经时间,速度相同为,由运动学公式
解得,
木板4继续向右加速位移
滑块相对木板4向右滑行的位移
由于,滑块不能滑出木板4,由于,此后滑块与木板4一起向右减速滑行
滑块与木板4一起减速的加速度
滑块与木板4一起减速的位移
木板4滑行的位移大小
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方城县第一高级中学2026届高三下学期第四周学情自测物理试题
学校∶___________姓名:___________班级:___________考号:___________
考生注意:
1、本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2、答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3、考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 碳14具有放射性,其衰变方程为,下列说法正确的是( )
A. 该衰变为衰变,为
B. 的比结合能大于的比结合能
C. 温度变化对碳14的半衰期无影响
D. 粒子是核外电子跃迁产生的
2. 如图所示,一导热良好的汽缸有三个阀门 A、B、C,一可自由移动的轻质活塞(横截面积为S)密封一段气体 Ⅲ,压强为。活塞上面有一段液体 Ⅱ,液体上方密封一段气体Ⅰ,压强为,环境温度视为不变,初始时三部分的高度均为。情况①:打开阀门A,通过阀门B、C分别向活塞上、下方注入一定量的液体和气体,稳定后气体Ⅲ压强变为。情况②:关闭阀门A,通过阀门B、C分别向活塞上、下方注入和①中质量相等的液体和气体。情况①稳定后活塞仍处于原位,大气压强为,则情况②稳定后气体Ⅰ的压强为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,“液导激光”是一项新型的激光加工技术,其原理是利用稳定的液柱引导激光,通过全反射实现激光传输。已知长为的液柱折射率为,激光从液柱的一端以角入射,光在真空中的传播速度为,则下列说法正确的是( )
A. 同种激光在液柱中传播时的频率与在空气中不同
B. 只有入射角,才能通过全反射实现激光传输
C. 若,光在液柱中传播的时间为
D. 仅改用折射率更大的液柱,沿原来方向入射不一定能实现“液导激光”
4. 如图所示,实线为某静电除尘器中的电场线分布,虚线为一带电烟尘颗粒的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若不计烟尘颗粒的重力,下列说法正确的是( )
A. a点电势高于b点
B. a点电场强度小于b点
C. 烟尘颗粒在a点的动能小于b点
D. 烟尘颗粒在a点的电势能小于b点
5. 近年来我国航天事业取得辉煌成就,2024年10月30日,神舟十九号飞船再次与空间站组合体成功对接。由于太空中宇宙尘埃的阻力以及地磁场的电磁阻尼作用,长时间在轨无动力运行的空间站轨道半径慢慢减小到(仍可看作匀速圆周运动),为了使轨道半径快速恢复到,并做匀速圆周运动,需要发动机短时间点火对空间站做功。规定距地球无穷远处引力势能为零,质量为m的物体与地心距离为r时引力势能为。已知地球质量为M,空间站的质量为,引力常量为G。轨道半径从恢复到的过程中,空间站机械能的变化量为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,在粗糙绝缘水平地面上处固定一正点电荷,一带正电物块可视为质点,静止在地面的处。现给物块一瞬时水平速度,使物块向右运动,向右最远能到达处,然后返回,恰好回到处停下。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A. 物块从到的过程,动能最大处位于线段中点
B. 物块从到所用的时间大于从到所用的时间
C. 其他条件不变,物块初始时的电荷量增加时,物块最终一定停在的左侧
D. 其他条件不变,物块初速度减小,物块一定在点左侧折返
7. 如图所示,在同一竖直线上、质量相同的A、B两小球同时从距离地面高度分别为4h、h处由静止开始自由下落,若所有碰撞均为弹性碰撞,重力加速度为g,忽略小球的大小、空气阻力及碰撞时间,则从两小球开始运动时计时,两小球第二次相碰的时刻为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题(第8~10题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,共18分)
8. 如图甲所示,为了测量小车前端到达某一位置时的瞬时速度及小车的加速度,在固定有光电门传感器的倾斜导轨上,某同学不断改变小车上挡光片的宽度,且每次都从同一位置把小车由静止释放,并记录下挡光片通过光电门的时间,最后得到的关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 该同学每次更换挡光片时应让其中心位置不变
B. 挡光片前端每次到达光电门瞬间的速度大小为
C. 每次小车下滑的加速度大小为
D. 每次小车下滑的加速度大小为
9. 中医的悬丝诊脉悬的是“丝”,“诊”的脉搏是通过悬丝传过来的振动,即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图甲所示,假设“丝”上有S、P、Q三个质点,坐标分别为。时刻,病人的脉搏搭上丝线的质点S,质点S开始振动,其振动图像如图乙所示,产生的机械波沿丝线向轴正方向传播,P、Q两质点的振动方向始终相反,波长大于0.06m。则该机械波( )
A. 波速为
B. 在时间内,质点沿轴负方向做加速度减小的加速运动
C. 在到内,质点通过的路程为
D. 时,质点第一次达到波谷
10. 如图所示,空间分布有一半径为的半圆形匀强磁场,磁感应强度为,一边长为的单匝正方形金属线框(阻值分布均匀)从图示位置向右以速度匀速通过磁场区域,则关于金属线框的情况下列说法正确的是( )
A. 金属线框穿过磁场区域的过程中,感应电流先逐渐增大后逐渐减小直至为零
B. 当金属线框的位移为时,间的电势差为
C. 当金属线框的位移为时,间的电势差为0
D. 当金属线框的位移为时,间的电势差为
三、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 某实验小组用图甲所示的装置,来探究向心力与角速度大小的关系。滑块套在光滑的水平杆上,可随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动,力传感器通过细绳连接滑块。滑块中心固定一宽度为d的遮光片,滑块(含遮光片)总质量为m,固定在支架上的光电门可以记录遮光片通过的时间,滑块中心到竖直杆的距离为l。
(1)滑块随杆做匀速圆周运动,经过光电门时的遮光时间为,则滑块的角速度______(用、l、d表示)。
(2)多次测量滑块随杆做匀速圆周运动的角速度,得到多组力传感器示数F和遮光时间t的数据后,以F为纵坐标,以______(选填“”或“”)为横坐标,作出图像,如图乙所示,图像是一条斜率为______(用m、l、d表示)且过原点的直线,说明向心力与______(选填“角速度”或“角速度平方”)成正比。
12. 某同学为了精确测量某圆柱导体(阻值Rₓ约为400Ω)的电阻率,设计了如图甲所示的电路,实验室中可选用的实验器材如下:
A.电流表(量程为0~15 mA,内阻r1约为2Ω);
B.电流表(量程为0~6 mA,内阻
C.电阻箱R₁(可调节范围为0~9 999 Ω);
D.滑动变阻器R₂(可调节范围为0~10 Ω);
E.电源E(电动势为3V,内阻很小);
F.开关S及导线若干;
G.10分度游标卡尺,螺旋测微器。
(1)分别用10分度游标卡尺和螺旋测微器测圆柱导体的长度L和直径d,游标卡尺的测量结果如图乙所示,则圆柱导体的长度L=______cm。
(2)该同学想要将电表P 与电阻箱R1串联后改装成量程为0~3V的电压表,则电表P应为______(填“A”或“B”),电阻箱 R₁ 的阻值应调至______Ω。
(3)若实验测得电表P的示数为I1,电表Q的示数为,则该圆柱导体的阻值 ______(选用来表示)。
四、计算题(本题共3小题,共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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. 如图所示,导线全部为裸导线,半径为r的圆内有垂直于平面的匀强磁场,磁感应强度为B,一根长度大于2r的导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左向右匀速滑动,电路的固定电阻为R.其余电阻忽略不计.试求:
(1)圆环的左端到右端的过程中电阻R上的电流强度的平均值?
(2)通过的电荷量?
14. 如图所示,在直角坐标系的第一象限内存在方向垂直坐标平面向外的匀强磁场,第二象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场,的区域内存在方向沿y轴正方向的匀强电场。A、D两点在x轴上。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)从x轴上的A点射入第二象限后,从坐标为(0,L)的C点以大小为v的速度垂直y轴射入第一象限,通过x轴上的D点(A、D两点关于原点O对称)进入的区域,并恰好第一次回到A 点。第一象限内磁场的磁感应强度大小,不计粒子所受的重力,不考虑粒子第一次回到A点后的运动。求:
(1)O、D两点间的距离d;
(2)第二象限内电场的电场强度大小E以及粒子从A点射入第二象限时的速度大小;
(3)的区域内电场的电场强度大小以及粒子从A点射入第二象限至第一次回到A点所用的时间t。
15. 如图所示,有4块相同的平直木板并排放置在水平面上,木板质量,长度,木板下表面与水平面间的动摩擦因数,木板从左向右依次标记为1、2、3、4.现有质量的滑块(可视为质点)以的速度从木板1的左端向右滑上木板,滑块与木板上表面间的动摩擦因数,重力加速度g取,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力.求:
(1)木板开始运动时滑块的速度大小;
(2)木板3滑行的位移大小(结果可用分数表示);
(3)木板4滑行的位移大小(结果可用分数表示).
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