广东广州市2025-2026学年高二下学期期末冲刺自编物理模拟卷
2026-06-13
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2份
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24页
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摘要:
**基本信息**
这份高二物理期末模拟卷以钍基熔盐堆、航天服检测等科技前沿及共振筛、乒乓球颠球等生活情境为载体,覆盖热学、原子物理、力学等模块,通过实验探究与综合计算,考查物理观念与科学思维。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题(单选)|7题28分|布朗运动、β衰变、共振等|结合云母片晶体结构(单晶体判断)、水黾受力(表面张力)考查物质观念|
|选择题(多选)|3题18分|机械波、远距离输电、卡诺循环|通过振动图像分析波速波长(科学推理)、输电效率计算(能量观念)|
|非选择题|5题54分|油膜法测分子直径、动量守恒验证、气体实验定律等|实验题注重累计法(油膜法、单摆周期),计算题融合航天服气密性(气体定律)与滑道运动(能量守恒),体现科学探究与社会责任|
内容正文:
广东省广州市2025-2026学年下学期高二物理期末冲刺自编模拟卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分(选择题 共46分)
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.关于下列四幅图的说法,正确的是( )
A.图甲中,显微镜下看到的三颗微粒运动位置的连线是它们做布朗运动的轨迹
B.烧热的针尖接触涂上薄蜂蜡层的云母片背面上某点,经一段时间后形成图乙的形状,则说明云母为单晶体
C.图丙中,附着层水分子间距较内部水分子间距小,附着层水分子间作用力表现为引力
D.图丁中水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的浮力作用
2.钍基熔盐堆(TMSR)是我国下一代核电技术的攻关项目,钍可以做制备核燃料的反应物,其衰变为β衰变,核反应方程为,经过时间,钍原子核剩余质量是之前质量的一半,、、的质量分别为、、,下列说法正确的是( )
A.经过时间,100个钍原子核中有75个发生了衰变
B.粒子是核外的电子电离形成的
C.核反应释放的能量为
D.的比结合能大于的比结合能
3.把一个筛子用弹簧支撑起来,筛子上装一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这就做成了一个共振筛,如图甲所示。该共振筛的振动振幅与驱动力频率的关系如图乙所示,已知增大电压,可使偏心轮转速提高,增加筛子质量,可增大筛子的固有周期。现在,在某电压下偏心轮的转速是54 r/min。下列表述正确的是( )
A.增大电压可以增大筛子的固有频率
B.减小电压可以增大筛子的振动幅度
C.增大筛子质量,驱动力的频率一定减小
D.减小筛子质量,筛子的振动幅度一定减小
4.利用图示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长,下列说法中正确的是( )
A.实验装置中的a、b、c元件分别为滤光片、双缝、单缝
B.将滤光片由紫色换成红色,干涉条纹间距变宽
C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽
D.测量过程中误将5个条纹间距数成6个,波长测量值偏大
5.如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于的激发态,在向低能级跃迁时放出光子,用这些光子照射逸出功为的金属钠。下列说法正确的是( )
A.逸出光电子的最大初动能为
B.从跃迁到放出的光子,动量最小
C.有3种频率的光子,能使金属钠产生光电效应
D.用光子能量为10.2 eV的光照射时,不能使处于基态的氢原子电离
6.如图是金属探测仪的内部简化结构,由线圈与电容器构成的LC振荡电路。电路中的电流I随时间t变化的规律如图所示,则该振荡电路( )
A.时,电容器上的电荷量为零
B.增大线圈自感系数L,则振荡周期会减小
C.~,线圈内的磁场正在减弱
D.~,电容器处于放电状态
7.如图所示,颠球练习是乒乓球运动员掌握击球的力度、手感和球感的重要方法。运动员练习中将球垂直抛出,让球连续在球拍上垂直弹起和落下。某一次乒乓球静止下落50cm,被球拍击起后离开球拍竖直上升的最大高度为88cm。已知球与球拍的作用时间为0.1s,乒乓球的质量为2.7g,重力加速度g取10m/s2,阻力是球重的0.1倍,下列说法正确的是( )
A.球拍对球的平均作用力为乒乓球重力的84倍
B.整个过程阻力做功约为3.7×10-3J
C.球与球拍作用过程中动量变化量大小为3.78×10-3kg·m/s
D.球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为2.25×10-2N·s
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
8.在如图甲所示的轴上有M、N两质点,两点之间的距离为x=12 m,已知空间的简谐横波由M向N传播,两质点的振动图像如图乙、丙所示,已知该简谐横波的波长介于8 m和10 m之间。下列说法正确的是( )
A.该简谐横波的传播周期为0.8 s
B.该简谐横波的波长可能为9 m
C.0~1.2 s的时间内质点M通过的路程为120 cm
D.该简谐横波的传播速度大小为12 m/s
9.有一条河流,河水流量为,落差为。现利用它来发电,水电站的总效率为40%,发电机的输出电压为。水电站到用户之间要进行远距离高压输电,两地间输电线的总电阻为,升压变压器原副线圈匝数比为1∶8,用户所需要电压为,,水的密度,下列说法不正确的是( )
A.发电站的输出功率为 B.远距离输电的效率约为90%
C.降压变压器原、副线圈匝数比为 D.降压变压器原、副线圈匝数比为
10.如图,是以状态α为起始点、在两个恒温热源之间工作的卡诺逆循环过程(制冷机)的图像,虚线、,为等温线。该循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成,该过程以理想气体为工作物质,工作物质与低温热源和高温热源交换热量的过程为等温过程,脱离热源后的过程为绝热过程。下列说法正确的是( )
A.过程气体压强减小完全是由于单位体积内分子数减少导致的
B.一个循环过程中,外界对气体做的功大于气体对外界做的功
C.过程向外界释放的热量等于过程从低温热源吸收的热量
D.过程气体对外做的功等于过程外界对气体做的功
第二部分(非选择题 共54分)
三、非选择题:本题共5小题,共54分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
11.(8分)
物理是一门以实验为基础的科学,下面是某同学做实验过程中的部分步骤:
(1)在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中,可拆变压器如图甲所示。
①观察变压器的铁芯,它的结构和材料是______。
A、整块硅钢铁芯
B、整块不锈钢铁芯
C、绝缘的硅钢片叠成
②观察两个线圈的导线,发现粗细不同,导线粗的线圈匝数______。
(2)①用油膜法估测油酸分子大小的实验,将浓度为0.10%的油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒,100滴溶液恰好1mL。向浅盘中倒入适量的水,并向水面均匀地撒入痱子粉,把一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸薄膜形状稳定后,在浅盘上盖上透明塑料盖板,并描出油酸膜的轮廓,如图乙所示。已知正方形网格的边长为1cm,则估测出油酸分子的直径为______m。(保留2位有效数字)
②直接测1滴油酸酒精溶液的体积误差较大,本实验采用累计的方法。下列实验也采用了该方法的是( )
A、“用单摆测定重力加速度”实验中,测量单摆的周期
B、“用双缝干涉测光的波长”实验中,测量相邻条纹间距
C、“验证动量守恒定律”实验中,获得小球落点的平均位置
D、用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径,再求出直径平均值
12.(10分)
小明同学利用图甲的实验装置验证动量守恒定律。在长木板上安装光电门Ⅰ和Ⅱ,A、B为材料相同、带有等宽遮光条的滑块,A、B的质量分别为、,让滑块A与静止的滑块B在斜面上发生碰撞,碰撞时间极短,然后通过光电门对滑块进行测速,进而验证动量守恒定律并判断碰撞是否为弹性碰撞,请完成下列填空:
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度时,游标卡尺的示数如图乙所示,则______。将长木板一端垫高,调整长木板与水平面的夹角,轻推滑块直到经过两光电门的时间相同。
(2)某次实验中,滑块A通过光电门Ⅰ时的挡光时间为,则滑块A过光电门Ⅰ的速度为______(用相应的物理量符号表示),滑块A、B碰撞后通过光电门Ⅱ的挡光时间分别为、。
(3)在误差允许范围内,表达式:______(用、、、和表示)成立,即可验证动量守恒定律。
(4)判断是否为弹性碰撞可由碰后A、B两滑块的速度之比判断。若______(用和表示),则可认为滑块A与B的碰撞为弹性碰撞。
13.(12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)
如图所示,一圆心为O,半径为R的半圆形玻璃砖横截面,MN为直径,在MPN平面内一束足够宽的平行单色光线照射到直径MON上,光线与MN夹角,其中入射到A点的折射光线恰好射到半圆的最低点P,已知A到O的距离为,光在真空中的速度为c,不考虑光在玻璃砖内的二次反射,求:
(1)该玻璃砖的折射率n;
(2)光从A运动到P的时间t;
(3)半圆MPN界面上有光射出的弧长l。
15.(12分)
如图所示,将一质量为的钢球放在O点,用弹射装置将其弹出(弹射装置的弹性势能全部转化为钢球的动能),钢球沿着光滑的半圆形轨道OA和AB运动,B点与光滑的平台相连,半圆形轨道OA和AB的半径分别为、。水平平台右侧有一竖直放置的滑道(与钢球运动在同一竖直平面内),将滑道的竖直截面简化为直轨道DE与圆弧轨道EFG,半径与DE垂直,D、E两点的高度差,钢球在DE段运动时所受阻力恒为其重力的0.25倍,EFG段摩擦不计,圆弧EFG的半径,DE与水平方向的夹角。滑道顶端D点距离水平平台右端C点的竖直高度差。不计空气阻力,重力加速度,,。
(1)若使钢球恰好不脱离半圆形轨道,求初始时弹射装置的弹性势能;
(2)若钢球从光滑的平台飞出后,从滑道顶端D点恰好与斜面平行进入斜面。经过EFG后竖直上抛再从G点落回轨道,求:
①钢球第一次到达F点时的速度大小;
②钢球在斜面DE上运动的总路程。
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广东省广州市2025-2026学年下学期高二物理期末冲刺自编模拟卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分(选择题 共46分)
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.关于下列四幅图的说法,正确的是( )
A.图甲中,显微镜下看到的三颗微粒运动位置的连线是它们做布朗运动的轨迹
B.烧热的针尖接触涂上薄蜂蜡层的云母片背面上某点,经一段时间后形成图乙的形状,则说明云母为单晶体
C.图丙中,附着层水分子间距较内部水分子间距小,附着层水分子间作用力表现为引力
D.图丁中水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的浮力作用
【答案】B
【详解】A.布朗运动是微粒的无规则运动,显微镜下每隔一段时间记录的位置连线只是位置的连线,并非微粒实际运动的轨迹,故A错误;
B.云母片是单晶体,具有各向异性,不同方向上导热性能不同,因此蜡熔化后形成的形状为椭圆,这是单晶体的特征,故B正确;
C.图丙中水在玻璃细管成凹液面并高于外部液面,是浸润现象。此时附着层水分子间距小于内部水分子间距,意味着分子间距离小于平衡距离,分子间作用力表现为斥力,故C错误;
D.水黾停在水面上主要是由于水的表面张力,其腿细且不破坏水面,形成凹坑,表面张力提供支持力,故D错误;
故选B。
2.钍基熔盐堆(TMSR)是我国下一代核电技术的攻关项目,钍可以做制备核燃料的反应物,其衰变为β衰变,核反应方程为,经过时间,钍原子核剩余质量是之前质量的一半,、、的质量分别为、、,下列说法正确的是( )
A.经过时间,100个钍原子核中有75个发生了衰变
B.粒子是核外的电子电离形成的
C.核反应释放的能量为
D.的比结合能大于的比结合能
【答案】C
【详解】A.半衰期是大量原子核衰变的统计规律,仅对数量足够多的原子核成立,对100个这种少量原子核无法预测具体衰变个数,故A错误;
B.衰变产生的电子是原子核内部的中子转化为质子时释放的,不是核外电子电离形成,故B错误;
C.核反应的质量亏损为
根据质能方程,释放的能量为,故C正确;
D.该衰变反应释放能量,说明生成物比反应物更稳定,而原子核越稳定比结合能越大,因此的比结合能小于的比结合能,故D错误。
故选C。
3.把一个筛子用弹簧支撑起来,筛子上装一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这就做成了一个共振筛,如图甲所示。该共振筛的振动振幅与驱动力频率的关系如图乙所示,已知增大电压,可使偏心轮转速提高,增加筛子质量,可增大筛子的固有周期。现在,在某电压下偏心轮的转速是54 r/min。下列表述正确的是( )
A.增大电压可以增大筛子的固有频率
B.减小电压可以增大筛子的振动幅度
C.增大筛子质量,驱动力的频率一定减小
D.减小筛子质量,筛子的振动幅度一定减小
【答案】B
【详解】A.筛子的固有频率由筛子本身的结构决定,与驱动电压无关,故增大电压不能改变筛子的固有频率,故A错误;
B.根据偏心轮的转速可求得当前的驱动力频率为
由图乙可知筛子的固有频率为
减小电压可使偏心轮转速降低,从而减小驱动力的频率,由于初始状态下驱动力的频率大于固有频率,频率减小会使其更接近固有频率,根据受迫振动的规律可知驱动力频率越接近固有频率则振幅越大,因此减小电压可以增大筛子的振动幅度,故B正确;
C.驱动力的频率由偏心轮的转速决定,与筛子的质量无关,因此增大筛子质量时驱动力的频率保持不变,故C错误;
D.根据题意可知,减小筛子质量会减小筛子的固有周期,从而增大其固有频率,使其向当前的驱动力频率靠近,因此筛子的振动幅度可能会增大,并非一定减小,故D错误。
故选B。
4.利用图示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长,下列说法中正确的是( )
A.实验装置中的a、b、c元件分别为滤光片、双缝、单缝
B.将滤光片由紫色换成红色,干涉条纹间距变宽
C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽
D.测量过程中误将5个条纹间距数成6个,波长测量值偏大
【答案】B
【详解】A.实验装置中的a、b、c元件分别为滤光片、单缝、双缝,A错误;
B.将滤光片由紫色换成红色,波长增大,根据公式可知,干涉条纹间距变宽,B正确;
C.干涉条纹间距和单缝与双缝间的距离无关,C错误;
D.测量过程中误将5个条纹间距数成6个,则偏小,波长测量值偏小,D错误。
故选B。
5.如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于的激发态,在向低能级跃迁时放出光子,用这些光子照射逸出功为的金属钠。下列说法正确的是( )
A.逸出光电子的最大初动能为
B.从跃迁到放出的光子,动量最小
C.有3种频率的光子,能使金属钠产生光电效应
D.用光子能量为10.2 eV的光照射时,不能使处于基态的氢原子电离
【答案】D
【详解】A.大量处于的激发态的氢原子在向低能级跃迁时放出种不同频率的光子,其中能量最大的光子能量为
则用这种光子照射逸出功为的金属钠,逸出光电子的最大初动能为,A错误;
B.从跃迁到放出的光子,能量最大,根据,可知动量最大,B错误;
C.因,,
可知有2种频率的光子,能使金属钠产生光电效应,C错误;
D.要想使处于基态的氢原子电离需要的最小能量为13.6eV,则用光子能量为10.2 eV的光照射时,不能使处于基态的氢原子电离,D正确。
故选D。
6.如图是金属探测仪的内部简化结构,由线圈与电容器构成的LC振荡电路。电路中的电流I随时间t变化的规律如图所示,则该振荡电路( )
A.时,电容器上的电荷量为零
B.增大线圈自感系数L,则振荡周期会减小
C.~,线圈内的磁场正在减弱
D.~,电容器处于放电状态
【答案】D
【详解】A.时,电流减小,可知磁场能减小,电场能增大,可知电容器充电,时,电容器上的电荷量最大,故A错误;
B.根据,增大线圈自感系数L,则振荡周期变大,故B错误;
C.~,电流大小先增大再减小再增大,可知磁场先增大再减小再增大,故C错误;
D.~,电流变大,磁场能变大,可知电场能变小,可知电容器处于放电状态,故D正确。
故选D。
7.如图所示,颠球练习是乒乓球运动员掌握击球的力度、手感和球感的重要方法。运动员练习中将球垂直抛出,让球连续在球拍上垂直弹起和落下。某一次乒乓球静止下落50cm,被球拍击起后离开球拍竖直上升的最大高度为88cm。已知球与球拍的作用时间为0.1s,乒乓球的质量为2.7g,重力加速度g取10m/s2,阻力是球重的0.1倍,下列说法正确的是( )
A.球拍对球的平均作用力为乒乓球重力的84倍
B.整个过程阻力做功约为3.7×10-3J
C.球与球拍作用过程中动量变化量大小为3.78×10-3kg·m/s
D.球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为2.25×10-2N·s
【答案】D
【详解】下落过程中阻力做的功
根据动能定理
可得球与球拍碰撞前瞬间的速度
上升过程中阻力做的功
根据动能定理
可得球与球拍碰撞后瞬间的速度
A.球与球拍碰撞过程中,根据动量定理
解得
A错误;
B.整个过程阻力做功
B错误;
C.球与球拍作用过程中动量变化量大小
C错误
D.下落的时间
上升的时间
整个过程中重力的冲量
D正确。
故选D。
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
8.在如图甲所示的轴上有M、N两质点,两点之间的距离为x=12 m,已知空间的简谐横波由M向N传播,两质点的振动图像如图乙、丙所示,已知该简谐横波的波长介于8 m和10 m之间。下列说法正确的是( )
A.该简谐横波的传播周期为0.8 s
B.该简谐横波的波长可能为9 m
C.0~1.2 s的时间内质点M通过的路程为120 cm
D.该简谐横波的传播速度大小为12 m/s
【答案】AD
【详解】A.由图乙可知,该波周期为0.8s,故A正确;
B.由图乙可知时刻,M质点在平衡位置沿y轴正方向运动;由图丙可知时刻,N质点在波谷位置,则有
因为波长介于8m和10m之间,可知n取1满足条件,解得,故B错误;
C.一个周期内质点运动路程为,所以0~1.2s的时间内质点M点的路程为,故C错误;
D.波速,故D正确。
故选AD。
9.有一条河流,河水流量为,落差为。现利用它来发电,水电站的总效率为40%,发电机的输出电压为。水电站到用户之间要进行远距离高压输电,两地间输电线的总电阻为,升压变压器原副线圈匝数比为1∶8,用户所需要电压为,,水的密度,下列说法不正确的是( )
A.发电站的输出功率为
B.远距离输电的效率约为90%
C.降压变压器原、副线圈匝数比为
D.降压变压器原、副线圈匝数比为
【答案】BD
【详解】A.发电站的输出功率等于水流重力势能的功率乘以总效率
代入数据解得,故A正确
B.根据理想变压器电压与匝数成正比,有
解得升压变压器副线圈电压U2=3200V
输电电流
输电线损耗功率
输电效率,故B错误;
CD.输电线电压损失
降压变压器原线圈电压
降压变压器匝数比,C正确,D错误。
本题选不正确的,故选BD。
10.如图,是以状态α为起始点、在两个恒温热源之间工作的卡诺逆循环过程(制冷机)的图像,虚线、,为等温线。该循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成,该过程以理想气体为工作物质,工作物质与低温热源和高温热源交换热量的过程为等温过程,脱离热源后的过程为绝热过程。下列说法正确的是( )
A.过程气体压强减小完全是由于单位体积内分子数减少导致的
B.一个循环过程中,外界对气体做的功大于气体对外界做的功
C.过程向外界释放的热量等于过程从低温热源吸收的热量
D.过程气体对外做的功等于过程外界对气体做的功
【答案】BD
【详解】A. 由理想气体状态方程可得
由图像可以看出
所以
即过程气体压强减小是由于单位体积内分子数减少和温度降低导致的,故A错误;
B. 理想气体状态方程和图形面积表示做功可知,一个循环过程中,外界对气体做的功大于气体对外界做的功,故B正确;
C.由图像可知,过程外界对气体做的功大于过程气体对外做的功,所以过程向外界释放的热量大于过程从低温热源吸收的热量,故C错误;
D.因为两个过程是绝热过程, 过程气体对外做的功,气体温度由减小到,等于过程外界对气体做的功,气体温度由增加到,由热力学第一定律可知,过程气体对外做的功等于过程外界对气体做的功,故D正确。
故选BD。
第二部分(非选择题 共54分)
三、非选择题:本题共5小题,共54分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
11.(8分)
物理是一门以实验为基础的科学,下面是某同学做实验过程中的部分步骤:
(1)在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中,可拆变压器如图甲所示。
①观察变压器的铁芯,它的结构和材料是______。
A、整块硅钢铁芯
B、整块不锈钢铁芯
C、绝缘的硅钢片叠成
②观察两个线圈的导线,发现粗细不同,导线粗的线圈匝数______。
(2)①用油膜法估测油酸分子大小的实验,将浓度为0.10%的油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒,100滴溶液恰好1mL。向浅盘中倒入适量的水,并向水面均匀地撒入痱子粉,把一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸薄膜形状稳定后,在浅盘上盖上透明塑料盖板,并描出油酸膜的轮廓,如图乙所示。已知正方形网格的边长为1cm,则估测出油酸分子的直径为______m。(保留2位有效数字)
②直接测1滴油酸酒精溶液的体积误差较大,本实验采用累计的方法。下列实验也采用了该方法的是( )
A、“用单摆测定重力加速度”实验中,测量单摆的周期
B、“用双缝干涉测光的波长”实验中,测量相邻条纹间距
C、“验证动量守恒定律”实验中,获得小球落点的平均位置
D、用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径,再求出直径平均值
【答案】(1) C 少
(2) 1.8×10−9 AB
【详解】(1)①[1]为了减小涡流引起的磁损耗,变压器的铁芯,它的结构和材料是绝缘的硅钢片叠成。
故选C。
②[2]根据电阻定律有
导线越粗,导线电阻越小,根据电流匝数关系有
可知,匝数越少,电流越大,为了减小能量损耗,导线粗的线圈匝数少。
(2)①[1]每格边长为1cm,一个格子的面积为1cm2,按超过半格以一格计算,小于半格就舍去的原则,估算出55格,故油膜面积为
1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积
分子直径为
②[2] A.“用单摆测定重力加速度”实验中,测量单摆的周期时记录N次全振动的时间t,采用累计法,单摆周期,故A正确;
B.“用双缝干涉测光的波长”实验中,测量第1亮条纹和第N亮条纹间距d,则测量相邻条纹间距,也采用的累计法,故B正确;
C.“验证动量守恒定律”实验中,获得小球落点的平均位置,是为了减小偶然误差,故C错误;
D.用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径,再求出直径平均值,是为了减小偶然误差,故D错误。
故选AB。
12.(10分)
小明同学利用图甲的实验装置验证动量守恒定律。在长木板上安装光电门Ⅰ和Ⅱ,A、B为材料相同、带有等宽遮光条的滑块,A、B的质量分别为、,让滑块A与静止的滑块B在斜面上发生碰撞,碰撞时间极短,然后通过光电门对滑块进行测速,进而验证动量守恒定律并判断碰撞是否为弹性碰撞,请完成下列填空:
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度时,游标卡尺的示数如图乙所示,则______。将长木板一端垫高,调整长木板与水平面的夹角,轻推滑块直到经过两光电门的时间相同。
(2)某次实验中,滑块A通过光电门Ⅰ时的挡光时间为,则滑块A过光电门Ⅰ的速度为______(用相应的物理量符号表示),滑块A、B碰撞后通过光电门Ⅱ的挡光时间分别为、。
(3)在误差允许范围内,表达式:______(用、、、和表示)成立,即可验证动量守恒定律。
(4)判断是否为弹性碰撞可由碰后A、B两滑块的速度之比判断。若______(用和表示),则可认为滑块A与B的碰撞为弹性碰撞。
【答案】(1)5.00
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)20分度游标卡尺的精确值为,由图乙可知遮光条的宽度为
(2)某次实验中,滑块A通过光电门Ⅰ时的挡光时间为,则滑块A过光电门Ⅰ的速度为
(3)由题意可知碰撞后A、B两滑块的速度分别为,
根据动量守恒可得
联立可得在误差允许范围内,表达式
成立,即可验证动量守恒定律。
(4)若两滑块的碰撞为弹性碰撞,根据动量守恒与机械能守恒可得,
解得,
可得
则可认为滑块A与B的碰撞为弹性碰撞。
13.(12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。
【答案】(1)
(2)合格
【详解】(1)由玻意耳定律可得
解得
(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
解得
由于,故航天服气密性合格。
14.(12分)
如图所示,一圆心为O,半径为R的半圆形玻璃砖横截面,MN为直径,在MPN平面内一束足够宽的平行单色光线照射到直径MON上,光线与MN夹角,其中入射到A点的折射光线恰好射到半圆的最低点P,已知A到O的距离为,光在真空中的速度为c,不考虑光在玻璃砖内的二次反射,求:
(1)该玻璃砖的折射率n;
(2)光从A运动到P的时间t;
(3)半圆MPN界面上有光射出的弧长l。
【答案】(1);
(2);
(3)
【详解】(1)光线入射到A处的光路如图所示,则入射角,折射角在中满足①
又由折射定律得②
以上两式联立解得
(2)设光在玻璃砖中的速度为v,光从A到P的时间为t,有③
④
③、④联立解得
(3)光在MPN半圆面上发生全反射的临界角C满足⑤
得
如图,D、E刚好全反射,弧线DPE有光射出,对应的圆心角,故弧长
15.(12分)
如图所示,将一质量为的钢球放在O点,用弹射装置将其弹出(弹射装置的弹性势能全部转化为钢球的动能),钢球沿着光滑的半圆形轨道OA和AB运动,B点与光滑的平台相连,半圆形轨道OA和AB的半径分别为、。水平平台右侧有一竖直放置的滑道(与钢球运动在同一竖直平面内),将滑道的竖直截面简化为直轨道DE与圆弧轨道EFG,半径与DE垂直,D、E两点的高度差,钢球在DE段运动时所受阻力恒为其重力的0.25倍,EFG段摩擦不计,圆弧EFG的半径,DE与水平方向的夹角。滑道顶端D点距离水平平台右端C点的竖直高度差。不计空气阻力,重力加速度,,。
(1)若使钢球恰好不脱离半圆形轨道,求初始时弹射装置的弹性势能;
(2)若钢球从光滑的平台飞出后,从滑道顶端D点恰好与斜面平行进入斜面。经过EFG后竖直上抛再从G点落回轨道,求:
①钢球第一次到达F点时的速度大小;
②钢球在斜面DE上运动的总路程。
【答案】(1)
(2)①,②
【详解】(1)根据题意可知,若使钢球恰好不脱离半圆形轨道,在点,由牛顿第二定律有
设初始时弹射装置的弹性势能为,由机械能守恒定律有
联立代入数据解得
(2)①根据题意可知,钢球从做平抛运动,竖直方向上有
解得
钢球从滑道顶端D点恰好与斜面平行进入斜面,则有
钢球从过程中,由动能定理有
解得
②根据题意可知,最终钢球在圆弧轨道运动,运动到E点速度为0,设钢球在斜面DE上运动的总路程为,由动能定理有
解得
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