内容正文:
2025-2026学年度考前冲顶实战演练
物理(四)
本试卷总分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。
一、单项选择题: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,只有一项符合题目要求。
1. 在超导托卡马克实验装置中,一个与一个发生核反应,放出一个,并生成一个新核。其中质量为,质量为,质量为,新核质量为,若已知真空中的光速为c,则下列说法中正确的是( )
A. 该核反应属于衰变
B. 新核的中子数为3,且该新核是的同位素
C. 该反应释放的核能为
D. 对于参与核反应的粒子系统,核反应前后系统的动量不守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A.核反应遵循电荷数、质量数守恒,故核反应方程为
该反应是轻核聚变,衰变是重核自发释放粒子的核变化过程,与该核反应方程不符,故A错误;
B.根据核反应方程可知,新核为,新核的质子数和中子数都是2,是的同位素,故B错误;
C.由于该聚变反应释放核能,会产生质量亏损,根据质能方程,释放的能量大小为,故C正确;
D.核反应过程中系统内力远大于外力,满足动量守恒条件,系统动量守恒,故D错误。
故选C。
2. 某人驾驶一辆汽车以速度匀速行驶,某时刻汽车开始刹车,测得第内的位移大小为,第内的位移大小为。若汽车刹车过程可看做匀减速直线运动,则( )
A. 汽车第末已经停下来 B. 汽车初速度
C. 汽车加速度的大小为 D. 汽车在时速度大小为
【答案】B
【解析】
【详解】AB.假设汽车末仍在做匀减速运动,则刹车总时间,由匀变速直线运动规律,连续相等时间内位移差满足
取,将,代入,有
解得
设汽车的初速度为,在第1s位移满足
代入数据解得
汽车刹车总时间为
故假设成立,汽车的初速度,在4s末未停止,故A错误,B正确;
C.由上述分析可知,汽车的加速度大小为,故C错误;
D.时,汽车的速度满足,故D错误。
故选B。
3. 石磨是把米、麦、豆等粮食加工成粉、浆的一种工具。如图所示,石磨由下盘(不动盘)和上盘(转动盘)两部分组成。某人在手柄上施加方向总与垂直、大小为的水平力使石磨上盘匀速转动。已知点到转轴的距离为,石磨运动一周历时。,则石磨上盘匀速转动一周的过程中克服摩擦力所做功的平均功率约为( )
A. 0 B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意知,力的方向始终与垂直、与速度方向相同,转动一周的路程
石磨上盘匀速转动一周,人做的功
石磨匀速转动时动能不变,根据动能定理可知,克服摩擦力做的功等于人做的功,即
故克服摩擦力所做功的平均功率
故选D。
4. 如图,一定量的理想气体从状态A经等容过程到达状态B,然后经状态B变化到状态C,其图像如图所示。已知质量一定的某种理想气体的内能只与温度有关,且随温度升高而增大。下列说法正确的是( )
A. 过程为放热过程 B. 过程为等压过程
C. 状态A压强比状态C的小 D. 状态A内能比状态C的大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,过程气体体积不变,故气体不做功,即
该过程气体温度升高,理想气体内能只与温度有关,可知内能增大,根据热力学第一定律
可知过程,即气体吸收热量,故A错误;
B.根据理想气体状态方程可知
变形得
故图像上的坐标点与原点的连线斜率表示气体压强的倒数,由图可知过程中,线段上的点与坐标原点连线的斜率不断变化,因此过程不是等压过程,故B错误;
C.图像上的坐标点与原点的连线斜率表示气体压强的倒数,由图可知,状态A与坐标原点连线的斜率比状态C与坐标原点连线的斜率大,因此状态A压强比状态C的小,故C正确;
D.理想气体内能只与温度有关,由图可知,状态A对应的横坐标比状态C对应的横坐标小,因此状态A内能比状态C小,故D错误。
故选C。
5. 如图,在某次巴蜀中学趣味运动会中,小蜀手持质量为M的乒乓球拍托着质量为m的乒乓球一起沿水平方向做匀加速直线运动。球拍平面与水平面之间的夹角为。不计球和球拍之间的摩擦力以及空气阻力,重力加速度为。则( )
A. 乒乓球的加速度大小为
B. 手对球拍的作用力大小为
C. 乒乓球运动过程中,其重力做负功
D. 若小蜀在中途突然带着球拍减速,则乒乓球将做自由落体运动
【答案】A
【解析】
【详解】A.乒乓球受重力和球拍的支持力作用,其中球拍平面与水平面之间的夹角为,故支持力与竖直方向的夹角也为,乒乓球竖直方向受力平衡,有
水平方向由牛顿第二定律可知
两式联立,解得,故A正确;
B.对球拍和乒乓球整体受力分析,整体受重力和手的作用力,竖直方向受力平衡,有
水平方向由牛顿第二定律可知
故手对球拍的作用力大小,故B错误;
C.乒乓球沿水平方向运动,位移方向水平,重力方向竖直向下,两者垂直,重力不做功,故C错误;
D.若小蜀带着球拍减速,球拍加速度向左,乒乓球由于惯性具有向右的速度,故球会脱离球拍;脱离后球只受重力,且有水平初速度,做平抛运动,故D错误。
故选A。
6. 如图所示,某星球赤道上的A点有一卫星观测站,高空中有一探测卫星b,其轨道与赤道共面。探测卫星b的绕行方向与该星球自转方向相反,角速度为该星球自转角速度的2倍。已知该星球半径为R,高空探测卫星b距星球表面的高度也为R,星球表面两极的重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 探测卫星b的加速度大小为
B. 该星球同步卫星的轨道半径为
C. 每经过时间,探测卫星b经过A点正上方一次
D. 卫星观测站能持续监测到探测卫星b的时间最长为
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据星球表面两极处的重力加速度为g,可知万有引力作为重力,有
对探测卫星b,由万有引力提供向心力有
由题意知,代入解得探测卫星b的加速度大小,故A正确;
B.设该星球的自转角速度为,由题意可知卫星b的角速度为,根据万有引力提供向心力有
解得
设该星球同步卫星的轨道半径为,则有
解得,故B错误;
C.探测卫星b与观测站A反向运动,相对角速度
设每经过时间探测卫星b经过A点正上方一次,则有
联立,
解得,故C错误;
D.以观测站为参考系,卫星以绕观测站做匀速圆周运动,能持续监测到探测卫星b对应的几何关系如图所示
由几何关系可知
持续监测到探测卫星b的时间最长为
联立,
解得,故D错误。
故选A。
7. 某静电除尘装置的原理截面图如图,一对间距为,极板长为的平行金属板,下板中点为,两板接多挡位稳压电源;均匀分布在、两点间的个(数量很多)带负电灰尘颗粒物,均以水平向右的初速度从左侧进入两板间。颗粒物可视为质点,其质量均为,电荷量均为,板间视为匀强电场。若不计重力、空气阻力和颗粒物之间的相互作用力,且颗粒物能够全部被收集在下极板,则( )
A. 上极板带正电
B. 电源电压至少为
C. 电源电压为U时,净化过程中电场力对颗粒物做的总功为
D. 点左侧和右侧收集到的颗粒数之比可能为
【答案】B
【解析】
【详解】A.颗粒物带负电,要被下极板收集,所受电场力方向必须向下。因为负电荷受力方向与电场强度方向相反,所以板间电场强度方向向上。电场线从正极板指向负极板,故下极板带正电,上极板带负电,故A错误;
B.要使所有颗粒物都被收集在下极板,则从上极板边缘点进入的颗粒物必须落在下极板上,临界情况是该颗粒物恰好落在下极板的最右端。设颗粒物在板间运动时间为,加速度为,水平方向颗粒物做匀速直线运动,满足
竖直方向颗粒物做初速度为零的匀加速直线运动,满足
根据牛顿第二定律
联立整理得
解得最小电压,故B正确;
C.由图可知上极板电势,电源电压为U时,下极板电势为,颗粒物均匀分布在、之间,即初始位置在竖直方向上均匀分布。所有颗粒物最终都到达下极板,故所有颗粒物的平均初始电势为,电场力做的总功等于电势能的减少量,即,故C错误;
D.当电压取最小值时,从上极板边缘点进入的颗粒物恰好落在下极板的最右端,该情况下,打到点的粒子,其水平方向的位移为
水平方向粒子做匀速直线运动,满足
解得
竖直方向粒子做匀加速直线运动,满足
因为颗粒物均匀分布,所以初始高度在的颗粒物落在点左侧,数量占总数的,初始高度在的颗粒物落在点右侧,数量占总数的;此时点左侧和右侧收集到的颗粒数之比为,若电压增大,加速度增大,颗粒会更快落到下极板,导致水平位移减小,更多颗粒物会落在点左侧,左侧比例增大,右侧比例减小。 因此,点左侧和右侧收集到的颗粒数之比最小为,不可能为,故D错误。
故选B。
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,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。
8. 波源处于坐标原点的一机械波沿x轴正方向传播,质点P的平衡横坐标,质点Q的平衡横坐标,质点P、Q的振动图像分别如图甲、乙所示,时刻,质点P、Q间只有一个波峰,下列说法正确的是( )
A. 该机械波的波长为4m
B. 该机械波的波速是3m/s
C. 时,质点P在平衡位置沿y轴负方向振动
D. 该机械波在时间内传播的距离是
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.由振动图像可知周期为,由图可知P、Q两个质点振动方向相反,且质点P、Q间只有一个波峰,则可知两者间距离满足
故可知该机械波的波长为
则波速为,故A正确,B错误;
C.因波的周期,时质点P的振动情况与时相同,由质点P的振动图像可看出,质点P在平衡位置沿y轴负方向振动,故C正确;
D.该机械波在时间内传播的距离,故D错误。
故选AC。
9. 在竖直平面内存在一静电场,其电场线分布如图甲所示,Ox轴竖直向下。在O点由静止释放一个带电小球,其后小球沿x轴正方向运动的v-t图像如图乙所示。已知重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 小球带负电
B. 小球在A点的加速度可能大于g
C. 从O点到A点,小球的动量变化率先增大再减小
D. 从O点到A点,小球的电势能一直增大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图乙可知小球加速度先减小后增大,小球向下运动,假设小球带正电,电场力向下,由牛顿第二定律可得
电场线从O到A先密集再稀疏,电场强度先增大再减小,加速度先增大再减小,与图乙不符合,故小球带负电,且所受电场力始终小于重力,故A正确;
B.由于小球带负电,由牛顿第二定律可得
可知小球在A点的加速度一定小于g,故B错误;
C.从O点到A点,由图乙可知小球加速度先减小再增大,则小球所受合力先减小再增大,根据动量定理可得,可知小球的动量变化率先减小再增大,故C错误;
D.从O点到A点,电场力一直对小球做负功,所以小球的电势能一直增大,故D正确。
故选AD。
10. 如图,真空中两个足够大的平行金属板M、N水平固定,间距为d,M板接地。M板上方整个区域存在垂直纸面向里的匀强磁场。M板O点处正上方P点有一粒子源,可沿纸面内任意方向发射速度大小相同的同种带电粒子。当发射方向与OP的夹角θ=60°时,粒子恰好垂直M板穿过Q点处的小孔。已知OQ=3L,初始时两板均不带电,粒子碰到金属板后立即被吸收,电荷在金属板上均匀分布,金属板电量可视为连续变化,不计金属板厚度、粒子重力及粒子间的相互作用,忽略边缘效应。下列说法正确的是( )
A. 粒子一定带负电
B. 若间距d增大,则板间所形成的最大电场强度增大
C. 粒子打到M板上表面的位置与O点的最大距离为7L
D. 粒子打到M板下表面的位置与Q点的最小距离为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据粒子在磁场中的偏转方向可知,当发射方向与OP的夹角θ=60°时,粒子在P点受到的洛伦兹力方向斜向右下方,则根据左手定则可知粒子带负电,故A正确;
B.随着粒子不断打到N板上,N板的带电量不断增加,则两板间向下的电场强度增加,所以之后再进入两板的粒子将做减速运动,设粒子的电量为,质量为,从P点发射的速度为,则当粒子恰能到达N板时满足
解得两板间所形成的最大电场强度为
所以若间距d增大,两板间所形成的最大电场强度将减小,故B错误;
C.因粒子发射方向与OP夹角为60°时,恰好垂直M板穿过Q点处的小孔,运动轨迹如图所示:
由几何关系有
解得粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为
所以
可得粒子在M板上方直接打到M板上表面的位置与O点的最大距离为
当N板吸收一定量的粒子后,粒子再从Q点射入极板时,将会返回再从Q点竖直向上射出极板,之后在磁场中继续向右偏转做匀速圆周运动,其运动轨迹如图所示:
这时打在M板上表面的位置与O点的最大距离为
由于,所以粒子打到M板上表面的位置与O点的最大距离为7L,故C正确;
D.因金属板厚度不计,当粒子在磁场中运动轨迹的弦长仍为PQ长度时,粒子仍可从Q点进入两板之间。由几何关系可知,此时粒子从P点沿正上方射出,进入两板间时的速度方向与M板夹角为,其运动轨迹如图所示:
粒子在两板间做类斜抛运动,设其最大加速度为,则有
解得
则粒子在两板间运动的最短时间为
所以粒子打到M板下表面距离Q点的最小距离为,故D错误。
故选AC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。
(1)用游标卡尺测量小球的直径,示数如图乙所示,读数为________mm。
(2)若某同学实验中测出单摆做n次全振动所用时间为t、摆线长为l、摆球直径为d,则当地的重力加速度g=________(用测出的物理量表示)。
(3)下列叙述正确的是________。
A. 长度不同的1m和30cm的同种细线,应选用1m的细线做摆线
B. 如图丙中A、B、C,摆线上端的三种悬挂方式,选C方式更好
C. 从经过平衡位置开始计时,此后单摆60次经过平衡位置的总时间除以60为单摆振动的周期
D. 如图丁中,由于操作失误,致使摆球在一个水平面内做圆周运动,对实验的结果并不会产生影响
【答案】(1)9.50
(2) (3)AB
【解析】
【小问1详解】
20分度游标卡尺的精确值为,由图乙可知读数为
【小问2详解】
某同学实验中测出单摆做n次全振动所用时间为t,则单摆周期为
根据单摆周期公式可得
联立可得
【小问3详解】
A.长度不同的1m和30cm的同种细线,应选用1m的细线做摆线,故A正确;
B.如图丙中A、B、C,摆线上端的三种悬挂方式,选C方式更好,用夹子夹住摆线可防止摆长发生变化,故B正确;
C.当单摆经过平衡位置时开始计时,60次经过平衡位置时振动了30个周期(第一次经过平衡位置时记作0),则可用60次经过平衡位置的时间除以30作为单摆振动的周期,故C错误;
D.若为圆锥摆,根据牛顿第二定律可得
解得
可知测得的周期偏小;根据,可得
可知求出的重力加速度与实际值相比偏大,故D错误。
故选AB。
12. 磁阻效应是指某些材料的电阻值随外加磁场变化而变化的现象。如图甲为某磁敏电阻在室温下的电阻——磁感应强度特性曲线,其中RB、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为测量某磁场的磁感应强度B,需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值。实验器材如下:
A、磁敏电阻,无磁场时阻值R0=400Ω
B、滑动变阻器R,总电阻为10Ω
C、电流表A,量程3mA,内阻未知
D、电压表V,量程3V,内阻为2kΩ
E、直流电源E,电动势6V,内阻不计
F、定值电阻R1
G、开关S,导线若干
(1)待测磁场磁感应强度大小约为0.6T~1.4T,选择一个合理的定值电阻R1=________(填“2kΩ”“200Ω”或“20Ω”)。
(2)为使测量尽量精确,下列电路图符合实验要求的是________。
A. B.
C. D.
(3)将该磁敏电阻置于待测匀强磁场中,不考虑磁场对电路其它部分的影响。某次闭合开关后,电压表的示数如图乙所示,此时电压表读数为________V。
(4)进行多次测量,得到电压表读数U和电流表读数I,绘出U-I图象如图丙所示,根据图像,进一步分析得到匀强磁场中磁敏电阻的阻值RB=________Ω,结合图甲可知待测磁场的磁感应强度B=________T(结果均保留两位有效数字)。
【答案】(1) (2)A
(3)2.50 (4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,磁感应强度 范围内,范围为 ,已知,得范围为 。电源电动势为,电压表量程仅为、内阻 ,需要串联定值电阻分压扩大量程,使总量程匹配最大电压,因此 。
【小问2详解】
滑动变阻器总阻值为,远小于磁敏电阻的千欧级阻值,限流接法电压调节范围极小,因此采用分压接法。与电压表串联改装为量程的电压表,并联在磁敏电阻两端,电流表直接测量磁敏电阻的电流。
故选A。
【小问3详解】
电压表量程,分度值,指针读数为 。
【小问4详解】
[1]改装后磁敏电阻两端电压
及
由丙图得
因此
[2]计算得
结合图甲可得,待测磁感应强度 。
13. 如图所示,一理想变压器原、副线圈匝数比,原线圈所加电压,副线圈连接一根阻值的电阻丝负载,其余电阻不计。将该电阻丝置于一绝热容器A中,A容器的体积。设电阻丝自身升温所需热量以及所占的体积忽略不计。A容器通过一绝热细管与一竖直的横截面积的绝热容器C相连,容器C内有质量的绝热活塞,活塞与C容器间无摩擦且无漏气。现有一定质量理想气体封闭在两容器中,开始时容器内气体温度,活塞离容器底高度,大气压强,接通电源对电阻丝加热,使C中活塞缓慢移动,当稳定时容器气体温度为,用时6分钟,焦耳热全部被气体吸收且C容器高度足够高。求:
(1)从开始加热到达到平衡时容器C中活塞移动的位移大小;
(2)容器中气体增加的内能。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设封闭气体压强为,活塞受力平衡,可知
代入数据,,
解得
初始状态封闭气体的总体积
升温过程活塞仍处于受力平衡状态,气体做等压变化,设容器C中活塞最终离容器底高度为,由盖—吕萨克定律可知
解得
故活塞移动的位移大小
【小问2详解】
原线圈电压有效值,理想变压器电压比满足
解得副线圈电压有效值
6分钟内电阻丝共产热
即气体吸收热量
该过程中气体对外做功
由热力学第一定律可知气体内能的变化量
其中气体对外做功,取为正时,内能变化为吸收热量减去对外做功,代入数据解得
14. 如图所示,足够长的固定平行金属导轨与水平面的夹角,导轨的右端接有阻值为的电阻,导轨的间距为,导轨的下方存在随空间交替变化的匀强磁场,方向如图,大小均为,每个磁场的宽度均为。现闭合开关,将材料相同、粗细均匀的矩形金属线框从距的上方某一位置静止释放,边刚进入磁场时加速度变为零。已知金属线框的质量为、周长为、总电阻为,运动过程中金属线框与导轨始终接触良好,且与重合,与重合,不计线框与导轨之间的摩擦力,导轨电阻忽略不计,重力加速度为。
(1)线框的边刚进入磁场时,求、两点之间的电势差。
(2)求初始时线框的边与之间的距离。
(3)从线框完全进入磁场开始计时,同时断开,经过时间,线框的加速度再次变为零,求此时线框的边与之间的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
边刚进入磁场时加速度变为零,则可知
解得
因线框受到的安培力沿斜面向上,由左手定则可知电流方向由流向,边刚进入磁场时,上的电阻与导轨的右端阻值为的电阻处于并联状态,金属线框材料相同、粗细均匀,由几何关系可知和的长度均为,故,
根据并联电路的特点可知
其中电流方向为到,故点的电势比点高,两点之间的电势差
【小问2详解】
运动过程中金属线框与导轨始终接触良好,故金属框的、边与金属导轨并联,处于短路状态,外电路电阻为
回路的总电阻为
故边的感应电动势满足
代入
联立解得边刚进入磁场时的速度大小
线框下滑进入磁场前,无安培力,做匀加速直线运动,由牛顿第二定律可知加速度
故初始时线框的边与之间的距离满足
【小问3详解】
线框进入磁场过程中,安培力一直等于重力分力,保持匀速,完全进入磁场时速度仍为,断开后,外电阻断路,此时和分别在方向相反的相邻磁场中,切割产生的电动势同向叠加,总电动势
总电阻
电流
线框受到的总安培力
设线框的加速度再次变为零时线框的速度为,可知
解得
过程,设金属框完全进入后下滑位移为,由动量定理得
代入数据整理得
解得
完全进入磁场时,刚好到达边界,因此到的距离
15. 一游戏装置竖直截面如图所示,该装置由固定在水平地面上倾角θ=37°的直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE,倾角θ=37°的直轨道EF、足够长水平直轨道FG组成,半径R=0.32m的螺旋圆形轨道与轨道AB、EF相切于B(E)处,B点高度为1.2R,轨道间平滑连接。质量M=5kg的滑块b放置在轨道FG上,滑块b的上端面是一水平台面,台面的长度和高度均为l=0.8m,滑块b的侧面是圆周的圆弧形光滑槽,槽底跟水平面相切。质量m=2kg的物块a从倾斜轨道AB上高度为H处静止释放。(各段轨道均光滑,物块a视为质点,不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)若H=1.12m,求
①物块a经过B点时螺旋圆形轨道对物块a的作用力大小FB;
②物块a冲上滑块b后能达到的最大离地高度h;
(2)欲使物块a击中滑块b的水平台面,求释放高度H的取值范围。
【答案】(1)①;②
(2)
【解析】
【小问1详解】
①从A到B由机械能守恒定律
在B点时
解得
②从A到F由机械能守恒定律
当物块上升到最大高度时,假设没有离开圆弧面,则物块与滑块共速,此时由动量守恒和能量关系
解得
假设正确,因此最大高度为0.8m。
【小问2详解】
恰过C点,根据机械能守恒
在C点时
解得
恰好击中平台右端:
由动量守恒和能量关系; ,
且;
其中
综上解得
由(1)得时,恰好到达平台左端;综上得:
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2025-2026学年度考前冲顶实战演练
物理(四)
本试卷总分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。
一、单项选择题: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,只有一项符合题目要求。
1. 在超导托卡马克实验装置中,一个与一个发生核反应,放出一个,并生成一个新核。其中质量为,质量为,质量为,新核质量为,若已知真空中的光速为c,则下列说法中正确的是( )
A. 该核反应属于衰变
B. 新核的中子数为3,且该新核是的同位素
C. 该反应释放的核能为
D. 对于参与核反应的粒子系统,核反应前后系统的动量不守恒
2. 某人驾驶一辆汽车以速度匀速行驶,某时刻汽车开始刹车,测得第内的位移大小为,第内的位移大小为。若汽车刹车过程可看做匀减速直线运动,则( )
A. 汽车第末已经停下来 B. 汽车初速度
C. 汽车加速度的大小为 D. 汽车在时速度大小为
3. 石磨是把米、麦、豆等粮食加工成粉、浆的一种工具。如图所示,石磨由下盘(不动盘)和上盘(转动盘)两部分组成。某人在手柄上施加方向总与垂直、大小为的水平力使石磨上盘匀速转动。已知点到转轴的距离为,石磨运动一周历时。,则石磨上盘匀速转动一周的过程中克服摩擦力所做功的平均功率约为( )
A. 0 B. C. D.
4. 如图,一定量的理想气体从状态A经等容过程到达状态B,然后经状态B变化到状态C,其图像如图所示。已知质量一定的某种理想气体的内能只与温度有关,且随温度升高而增大。下列说法正确的是( )
A. 过程为放热过程 B. 过程为等压过程
C. 状态A压强比状态C的小 D. 状态A内能比状态C的大
5. 如图,在某次巴蜀中学趣味运动会中,小蜀手持质量为M的乒乓球拍托着质量为m的乒乓球一起沿水平方向做匀加速直线运动。球拍平面与水平面之间的夹角为。不计球和球拍之间的摩擦力以及空气阻力,重力加速度为。则( )
A. 乒乓球的加速度大小为
B. 手对球拍的作用力大小为
C. 乒乓球运动过程中,其重力做负功
D. 若小蜀在中途突然带着球拍减速,则乒乓球将做自由落体运动
6. 如图所示,某星球赤道上的A点有一卫星观测站,高空中有一探测卫星b,其轨道与赤道共面。探测卫星b的绕行方向与该星球自转方向相反,角速度为该星球自转角速度的2倍。已知该星球半径为R,高空探测卫星b距星球表面的高度也为R,星球表面两极的重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 探测卫星b的加速度大小为
B. 该星球同步卫星的轨道半径为
C. 每经过时间,探测卫星b经过A点正上方一次
D. 卫星观测站能持续监测到探测卫星b的时间最长为
7. 某静电除尘装置的原理截面图如图,一对间距为,极板长为的平行金属板,下板中点为,两板接多挡位稳压电源;均匀分布在、两点间的个(数量很多)带负电灰尘颗粒物,均以水平向右的初速度从左侧进入两板间。颗粒物可视为质点,其质量均为,电荷量均为,板间视为匀强电场。若不计重力、空气阻力和颗粒物之间的相互作用力,且颗粒物能够全部被收集在下极板,则( )
A. 上极板带正电
B. 电源电压至少为
C. 电源电压为U时,净化过程中电场力对颗粒物做的总功为
D. 点左侧和右侧收集到的颗粒数之比可能为
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,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。
8. 波源处于坐标原点的一机械波沿x轴正方向传播,质点P的平衡横坐标,质点Q的平衡横坐标,质点P、Q的振动图像分别如图甲、乙所示,时刻,质点P、Q间只有一个波峰,下列说法正确的是( )
A. 该机械波的波长为4m
B. 该机械波的波速是3m/s
C. 时,质点P在平衡位置沿y轴负方向振动
D. 该机械波在时间内传播的距离是
9. 在竖直平面内存在一静电场,其电场线分布如图甲所示,Ox轴竖直向下。在O点由静止释放一个带电小球,其后小球沿x轴正方向运动的v-t图像如图乙所示。已知重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 小球带负电
B. 小球在A点的加速度可能大于g
C. 从O点到A点,小球的动量变化率先增大再减小
D. 从O点到A点,小球的电势能一直增大
10. 如图,真空中两个足够大的平行金属板M、N水平固定,间距为d,M板接地。M板上方整个区域存在垂直纸面向里的匀强磁场。M板O点处正上方P点有一粒子源,可沿纸面内任意方向发射速度大小相同的同种带电粒子。当发射方向与OP的夹角θ=60°时,粒子恰好垂直M板穿过Q点处的小孔。已知OQ=3L,初始时两板均不带电,粒子碰到金属板后立即被吸收,电荷在金属板上均匀分布,金属板电量可视为连续变化,不计金属板厚度、粒子重力及粒子间的相互作用,忽略边缘效应。下列说法正确的是( )
A. 粒子一定带负电
B. 若间距d增大,则板间所形成的最大电场强度增大
C. 粒子打到M板上表面的位置与O点的最大距离为7L
D. 粒子打到M板下表面的位置与Q点的最小距离为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。
(1)用游标卡尺测量小球的直径,示数如图乙所示,读数为________mm。
(2)若某同学实验中测出单摆做n次全振动所用时间为t、摆线长为l、摆球直径为d,则当地的重力加速度g=________(用测出的物理量表示)。
(3)下列叙述正确的是________。
A. 长度不同的1m和30cm的同种细线,应选用1m的细线做摆线
B. 如图丙中A、B、C,摆线上端的三种悬挂方式,选C方式更好
C. 从经过平衡位置开始计时,此后单摆60次经过平衡位置的总时间除以60为单摆振动的周期
D. 如图丁中,由于操作失误,致使摆球在一个水平面内做圆周运动,对实验的结果并不会产生影响
12. 磁阻效应是指某些材料的电阻值随外加磁场变化而变化的现象。如图甲为某磁敏电阻在室温下的电阻——磁感应强度特性曲线,其中RB、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为测量某磁场的磁感应强度B,需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值。实验器材如下:
A、磁敏电阻,无磁场时阻值R0=400Ω
B、滑动变阻器R,总电阻为10Ω
C、电流表A,量程3mA,内阻未知
D、电压表V,量程3V,内阻为2kΩ
E、直流电源E,电动势6V,内阻不计
F、定值电阻R1
G、开关S,导线若干
(1)待测磁场磁感应强度大小约为0.6T~1.4T,选择一个合理的定值电阻R1=________(填“2kΩ”“200Ω”或“20Ω”)。
(2)为使测量尽量精确,下列电路图符合实验要求的是________。
A. B.
C. D.
(3)将该磁敏电阻置于待测匀强磁场中,不考虑磁场对电路其它部分的影响。某次闭合开关后,电压表的示数如图乙所示,此时电压表读数为________V。
(4)进行多次测量,得到电压表读数U和电流表读数I,绘出U-I图象如图丙所示,根据图像,进一步分析得到匀强磁场中磁敏电阻的阻值RB=________Ω,结合图甲可知待测磁场的磁感应强度B=________T(结果均保留两位有效数字)。
13. 如图所示,一理想变压器原、副线圈匝数比,原线圈所加电压,副线圈连接一根阻值的电阻丝负载,其余电阻不计。将该电阻丝置于一绝热容器A中,A容器的体积。设电阻丝自身升温所需热量以及所占的体积忽略不计。A容器通过一绝热细管与一竖直的横截面积的绝热容器C相连,容器C内有质量的绝热活塞,活塞与C容器间无摩擦且无漏气。现有一定质量理想气体封闭在两容器中,开始时容器内气体温度,活塞离容器底高度,大气压强,接通电源对电阻丝加热,使C中活塞缓慢移动,当稳定时容器气体温度为,用时6分钟,焦耳热全部被气体吸收且C容器高度足够高。求:
(1)从开始加热到达到平衡时容器C中活塞移动的位移大小;
(2)容器中气体增加的内能。
14. 如图所示,足够长的固定平行金属导轨与水平面的夹角,导轨的右端接有阻值为的电阻,导轨的间距为,导轨的下方存在随空间交替变化的匀强磁场,方向如图,大小均为,每个磁场的宽度均为。现闭合开关,将材料相同、粗细均匀的矩形金属线框从距的上方某一位置静止释放,边刚进入磁场时加速度变为零。已知金属线框的质量为、周长为、总电阻为,运动过程中金属线框与导轨始终接触良好,且与重合,与重合,不计线框与导轨之间的摩擦力,导轨电阻忽略不计,重力加速度为。
(1)线框的边刚进入磁场时,求、两点之间的电势差。
(2)求初始时线框的边与之间的距离。
(3)从线框完全进入磁场开始计时,同时断开,经过时间,线框的加速度再次变为零,求此时线框的边与之间的距离。
15. 一游戏装置竖直截面如图所示,该装置由固定在水平地面上倾角θ=37°的直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE,倾角θ=37°的直轨道EF、足够长水平直轨道FG组成,半径R=0.32m的螺旋圆形轨道与轨道AB、EF相切于B(E)处,B点高度为1.2R,轨道间平滑连接。质量M=5kg的滑块b放置在轨道FG上,滑块b的上端面是一水平台面,台面的长度和高度均为l=0.8m,滑块b的侧面是圆周的圆弧形光滑槽,槽底跟水平面相切。质量m=2kg的物块a从倾斜轨道AB上高度为H处静止释放。(各段轨道均光滑,物块a视为质点,不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)若H=1.12m,求
①物块a经过B点时螺旋圆形轨道对物块a的作用力大小FB;
②物块a冲上滑块b后能达到的最大离地高度h;
(2)欲使物块a击中滑块b的水平台面,求释放高度H的取值范围。
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