精品解析:浙江衢州市2025-2026学年高一下学期6月期末物理试题
2026-06-24
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | 衢州市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.84 MB |
| 发布时间 | 2026-06-24 |
| 更新时间 | 2026-06-25 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58485050.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
高一 物理
考生须知:
1.全卷分试卷和答题卷。考试结束后,将答题卷上交。
2.试卷共8页,有3大题,18小题。满分100分,考试时间90分钟。
3.请将答案做在答题卷的相应位置上,写在试卷上无效。
4.可能用到的相关参数:除特别说明外,重力加速度g均取。
一、选择题Ⅰ(有10小题,共30分。每小题只有一个符合题意的选项,多选、不选、错选均不给分)
1. 下列物理量为矢量,且其单位用国际单位制基本单位表示正确的是( )
A. 加速度() B. 力(N)
C. 速度() D. 功()
2. 2026年北京亦庄人形机器人半程马拉松赛,“闪电”机器人凭借50分26秒的成绩夺冠,超越了人类半马世界纪录。下列说法正确的是( )
A. 50分26秒指的是冲线的时刻
B. 研究“闪电”运动的路径时可视为质点
C. 研究“闪电”跑步的姿势稳定性时可视为质点
D. “闪电”冲线时的瞬时速度一定超越人类的冲线速度
3. 比值定义法是物理学中常用的研究方法,它用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量。下列不属于比值定义法的是( )
A. 加速度 B. 功率
C. 电场强度 D. 电容
4. 如图所示,用手指顶在玩具摆件平衡鹰嘴的下面,鹰可以稳稳地停在指尖上而不掉落。下列说法正确的是( )
A. 鹰的重心在其腹部
B. 鹰受到弹力是由于手指发生弹性形变
C. 鹰对手指的压力和手指对鹰的支持力是一对平衡力
D. 鹰的重力和手指对鹰的支持力是一对作用力与反作用力
5. 如图所示,当低空带负电的云团靠近建筑顶部的避雷针时,在其周围形成电场,其中a、b、c、d为等势面。下列说法正确的( )
A. 避雷针尖端带正电
B. A点电场强度小于B点电场强度
C. A点的电势大于B点的电势
D. 带正电的雨滴由A点运动到B点电势能减少
6. 如图所示,一个小球在真空中做自由落体运动,另一个同样的小球在黏性较大的液体中由静止开始下落。两球都由高度为的地方下落到高度为的过程中。下列说法正确的是( )
A. 合力做功相等 B. 重力势能变化量相等
C. 重力的平均功率相等 D. 机械能均守恒
7. 空间站因规避太空垃圾等原因会按需调整轨道。神舟二十一号发射前,空间站轨道近地点抬升4.7公里、远地点抬升9.2公里。下列说法正确的是( )
A. 空间站在确定轨道上运行时速度恒定
B. 空间站在轨运行的速度大于第一宇宙速度
C. 空间站经过近地点与远地点时点火加速可实现轨道抬升
D. 轨道抬升后,空间站在轨运行周期减小
8. 滑雪运动员从跳台A处水平飞出后落在斜坡B处,A、B间距离为40 m,斜坡与水平方向夹角为,不计空气阻力。下列说法错误的是( )
A. 运动员在空中飞行的时间为2 s
B. 运动员在A处的速度大小为
C. 运动员在空中离坡面的距离最大时,速度方向与坡面平行
D. 运动员落到B处时的速度方向与水平方向的夹角为
9. 下列说法正确的是( )
A. 如图1,验电器置于金属网罩内,带电金属球靠近网罩,但不接触,验电器的金属箔片会张开
B. 如图2,正电荷靠近不带电导体棒,保持位置不变,用导线连接导体棒上A、B两点,连通瞬间导线上会出现从B到A的电流
C. 如图3,静电除尘装置两极板间存在匀强电场
D. 如图4,库仑通过扭秤实验巧妙地实现了对电荷间相互作用力的研究
10. 如图1所示为示波管的结构图,若偏转电极和之间没有加电压,电子束从电子枪射出后沿直线运动,在荧光屏中心产生一个亮斑。现在偏转电极加上如图2所示的电压,在偏转电极加上不同的电压,则在荧光屏上看到的波形对应正确的是( )
A. B.
C. D.
二、选择题Ⅱ(有3小题,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 在空间站的微重力环境下部分高中物理实验仍可顺利进行。下列说法正确的是( )
A. 如图1可利用力传感器研究牛顿第三定律
B. 如图2可利用物体自由下落研究机械能守恒定律
C. 如图3可利用离心机分离血液
D. 如图4可利用该装置研究静摩擦力
12. 如图所示,风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为时,输出电功率为405 kW,风速在范围内,转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为A,空气密度为,风场风速为v,并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是( )
A. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积为Av
B. 单位时间流过面积A的流动空气动能为
C. 若每天平均有的风能资源,则每天发电量为
D. 若风场风速在范围内,则该发电机年发电的输出功率至少为120 kW
13. 新一代复兴号CR450型电力动车组将于2026年在成渝中线展开测试。小华通过AI模拟动车由静止启动时速度与加速度随时间变化图线,如图2所示。为了分析AI模拟的科学性,小华查询资料获取相关参数:动车质量约为400吨,最大牵引功率为,加速至仅需4分40秒。下列说法错误的是( )
A. 由图可知动车加速过程加速度先增大后减小
B. 图中内图线与坐标轴所围的面积约为
C. 分析参数可知动车由静止加速至最大速度过程中牵引力做功约为
D. 分析参数可知动车加速度的最大值可以达到图中峰值
三、非选择题(本题共5小题,共58分)
14. 在“研究两个互成角度的力的合成规律”实验中
(1)该实验的思想方法是( )
A. 实验推理法 B. 等效替代法 C. 控制变量法
(2)下列操作正确的是( )(多选);
A. 实验中应保证两个分力大小都小于合力大小
B. 实验中应保证弹簧测力计与木板平行
C. 用两把弹簧秤和用一把弹簧秤拉时,应将橡皮筋结点拉至同一位置
(3)某同学用同一套器材做了三次实验,白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力方向的点,如图所示。其中最能提高实验精度且符合实验事实的是( )
A. B. C.
15. 某小组用如图所示的装置探究平抛运动的特点:
(1)在此实验中,下列说法正确的是( )
A. 小球每次可从斜槽轨道上不同位置释放
B. 上下移动挡板时,每次移动的距离需相等
C. 适当多记录几个痕迹点
(2)小球从A点抛出,运动轨迹如图2所示,测得AB和BC的水平间距均为15 cm,AB的竖直间距为5 cm,BC的竖直间距为15 cm,则小球做平抛运动的初速度为________,小球过B点速度为________(结果可用根式表示);
(3)该小组利用(2)中所得数据验证平抛运动的机械能是否守恒,先求出A到B动能增量,再计算减少的重力势能,将数据进行验证,得出结论,问此方法是否合理________(选填“是”或“否”)。
16. 某同学利用电流传感器设计了如图1所示的电路来观察电容器充、放电过程。当他将开关S接1时,待充电完成后,把开关S再与2接通,电容器通过电阻R放电,电流传感器将电流信息传入计算机,显示出电流随时间变化的图像如图2所示。已知该同学所选用的直流电源电动势。
(1)电容器充电完毕后,上极板带______(选填“正电”或“负电”)。
(2)电容器放电时,通过电阻R的电流方向是______(选填“由a到b”或“由b到a”)。
(3)已知图2中图线与坐标轴所围成图形的面积表示电容器放电过程中所释放的电量,每一小格面积表示的电荷量为,据此可求出电容器放电前所带电荷量______C;由此推断他所选用的电容器最可能是______(选填“A”,“B”或“C”)。
A.B.C.
17. 如图所示,一辆货车运载着完全相同的圆柱形空油桶,下层油桶平整紧密排列,上一层只有一只油桶C,自由地摆放在油桶A、B之间,油桶的质量均为,不计油桶之间的摩擦力。求:
(1)当货车向左做匀速直线运动时,B对C的支持力大小;
(2)当货车前方路口显示红灯时,货车刹车做匀减速直线运动:
①与匀速直线运动时相比,此时油桶B对C的支持力是变大还是变小?
②为防止油桶C发生相对滚动,刹车的最大加速度是多少。
18. 2026年3月,中国自主研发的张雪机车在世界超级摩托车锦标赛(WSBK)葡萄牙站连续夺冠。如图所示,某段测试赛道由水平直道AB和水平弯道BC组成,两段赛道平滑连接。机车由A点驶入,沿赛道中间虚线行驶至C点。已知机车和车手的总质量,平直赛道AB的长度,虚线处弯道半径,弯道圆心角,机车在直道上加速和减速的最大加速度均为,最高限速为,在弯道上车轮与赛道的最大静摩擦力约为总重力的0.8倍。
(1)若机车从A点由静止出发在直道AB上以最大加速度做匀加速直线运动,求机车到达B点时的速度大小,并判断机车是否达到最高限速;
(2)要使机车在BC段安全过弯,求机车过弯的最大速度;
(3)若机车从A点以的速度驶入赛道,求机车在AB段行驶的最短时间。
19. 如图1所示,两块足够大的平行金属板水平放置,O、分别为两极板中心位置,且处于同一竖直线,将两极板接入电路,带电小球通过绝缘细线悬挂于上极板O点。已知绳长为,小球质量为m,两极板初始间距为,电源电压均为U,小球可视为质点,空气阻力忽略不计,重力加速度为。
(1)将开关K打到1,小球静止,细线拉力恰好为零,求小球所带电荷的电性与电荷量q;
(2)将开关K打到2,令小球做圆锥摆运动,如图2所示,若细线与竖直方向的夹角为,求角速度;
(3)在(2)的基础上断开开关,沿竖直方向调节下极板,若两板调至不同间距d时断开细绳,小球最终均落在下极板上,请分析小球落点与下极板中心的距离s与两极板间距d的关系。
20. 一游戏装置如图所示,弹射装置固定在光滑水平面AB上,水平传送带BC与CD平滑连接,传送带右侧紧接有等高的光滑水平面CD。现有一可视为质点的小滑块被弹射,通过传送带BC和水平面CD冲上半径为R的光滑二分之一圆管轨道。已知,,,CD长,传送带BC长,以速度顺时针匀速转动,小滑块与传送带间的动摩擦因数,弹射装置的弹性势能满足(为弹簧的形变量),忽略空气阻力。
(1)若小滑块恰能到达E点,求小滑块:
①在E点的速度;
②在D点处对轨道压力的大小和方向;
③被弹射前弹簧的压缩量。
(2)若在CD段铺上不同材料,小滑块与该材料的动摩擦因数为,现将小滑块自弹簧压缩量处静止释放:
①若(其中x是小滑块到C点的距离),小滑块将停在何处;
②若为某一定值,小滑块最终停在CD中点,试讨论所有可能取值。
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高一 物理
考生须知:
1.全卷分试卷和答题卷。考试结束后,将答题卷上交。
2.试卷共8页,有3大题,18小题。满分100分,考试时间90分钟。
3.请将答案做在答题卷的相应位置上,写在试卷上无效。
4.可能用到的相关参数:除特别说明外,重力加速度g均取。
一、选择题Ⅰ(有10小题,共30分。每小题只有一个符合题意的选项,多选、不选、错选均不给分)
1. 下列物理量为矢量,且其单位用国际单位制基本单位表示正确的是( )
A. 加速度() B. 力(N)
C. 速度() D. 功()
【答案】A
【解析】
【详解】A.加速度既有大小又有方向,属于矢量;单位中,m、s均为国际单位制基本单位,符合要求,故A正确;
B.力属于矢量,但单位N是导出单位,用基本单位表示应为,故B错误;
C.速度属于矢量,但单位中、h均不是国际单位制基本单位,故C错误;
D.功只有大小无方向,属于标量,且单位是导出单位,故D错误。
故选A。
2. 2026年北京亦庄人形机器人半程马拉松赛,“闪电”机器人凭借50分26秒的成绩夺冠,超越了人类半马世界纪录。下列说法正确的是( )
A. 50分26秒指的是冲线的时刻
B. 研究“闪电”运动的路径时可视为质点
C. 研究“闪电”跑步的姿势稳定性时可视为质点
D. “闪电”冲线时的瞬时速度一定超越人类的冲线速度
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.50分26秒指的是运动所经历的时间,不是冲线的时刻,A错误;
B.研究“闪电”运动的路径时,机器人的尺寸相对于半程马拉松赛全程的路程可以忽略,它的身高、运动姿势等不影响研究结果,可视为质点,B正确;
C.研究“闪电”跑步的姿势稳定性时,需要考虑四肢的比例、肢体形态等,不能视为质点,C错误;
D.半程马拉松路程固定,总时间更短仅说明机器人全程的平均速率更大,无法推出冲线时刻的瞬时速度一定超越人类,D错误。
故选B。
【点睛】
3. 比值定义法是物理学中常用的研究方法,它用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量。下列不属于比值定义法的是( )
A. 加速度 B. 功率
C. 电场强度 D. 电容
【答案】C
【解析】
【详解】A.加速度是加速度的定义式,加速度由合外力和物体质量决定,与速度变化量、变化时间无关,属于比值定义法,故A不符合题意;
B.功率是功率的定义式,功率反映做功的快慢,由做功主体的性质决定,与做功多少、时间无关,属于比值定义法,故B不符合题意;
C.是真空中点电荷电场强度的决定式,电场强度与场源电荷的电荷量成正比、与到场源的距离的平方成反比,不属于比值定义法(电场强度的定义式为),故C符合题意;
D.电容是电容的定义式,电容反映电容器容纳电荷的本领,由极板正对面积、极板间距、电介质的性质决定,与带电量、极板间电压无关,属于比值定义法,故D不符合题意。
故选C。
4. 如图所示,用手指顶在玩具摆件平衡鹰嘴的下面,鹰可以稳稳地停在指尖上而不掉落。下列说法正确的是( )
A. 鹰的重心在其腹部
B. 鹰受到弹力是由于手指发生弹性形变
C. 鹰对手指的压力和手指对鹰的支持力是一对平衡力
D. 鹰的重力和手指对鹰的支持力是一对作用力与反作用力
【答案】B
【解析】
【详解】A.由平衡鹰的形状以及根据受力平衡分析可知,重心不一定在鹰的腹部,重心在手指所在的直线上,故A错误;
B.手指发生弹性形变,由于被压要恢复原状,施加给鹰竖直向上的弹力,可知鹰受到弹力是由于手指发生弹性形变,故B正确;
C.鹰对手指的压力和手指对鹰的支持力是一对作用力与反作用力,故C错误;
D.鹰的重力和手指对鹰的支持力是一对平衡力,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,当低空带负电的云团靠近建筑顶部的避雷针时,在其周围形成电场,其中a、b、c、d为等势面。下列说法正确的( )
A. 避雷针尖端带正电
B. A点电场强度小于B点电场强度
C. A点的电势大于B点的电势
D. 带正电的雨滴由A点运动到B点电势能减少
【答案】A
【解析】
【详解】A.带负电的云团靠近避雷针时发生静电感应,避雷针中的自由电子被负电荷排斥流向大地,因此避雷针尖端感应出正电荷,故A正确;
B.等势面的疏密反映电场强度大小,越靠近带电尖端等势面越密、场强越大。A点更靠近避雷针尖端,等势面更密,因此A点电场强度大于B点,故B错误;
C.电场线由正电荷(避雷针)出发,终止于负电荷(云团),电场方向整体向上;沿电场线方向电势逐渐降低,因此位置越靠上(越靠近负云团)电势越低,A点电势小于B点电势,故C错误;
D.正电荷的电势能(),电势能随电势升高而增大。已知,因此带正电的雨滴从A到B,电势能增加,故D错误。
故选A。
6. 如图所示,一个小球在真空中做自由落体运动,另一个同样的小球在黏性较大的液体中由静止开始下落。两球都由高度为的地方下落到高度为的过程中。下列说法正确的是( )
A. 合力做功相等 B. 重力势能变化量相等
C. 重力的平均功率相等 D. 机械能均守恒
【答案】B
【解析】
【详解】A.在真空中下落的小球只有重力做功,下落高度相同,可知重力做功相同;在黏性较大的液体中的小球还受到阻力,阻力做负功,合力做功取代数和,故两种情况下的合力做功不相等,故A错误;
B.重力做功相同,根据可知重力势能变化量相等,故B正确;
C.在真空中下落的小球,竖直方向的加速度为,在黏性较大的液体中的小球还受到阻力,根据牛顿第二定律
可知其竖直下落的加速度小于,竖直位移相同,根据可知加速度越大,时间越小,根据可得重力的平均功率不相等,故C错误;
D.在真空中下落的小球只有重力做功,机械能守恒;在黏性较大的液体中的小球由于阻力做负功,则机械能减小,故D错误。
故选B。
7. 空间站因规避太空垃圾等原因会按需调整轨道。神舟二十一号发射前,空间站轨道近地点抬升4.7公里、远地点抬升9.2公里。下列说法正确的是( )
A. 空间站在确定轨道上运行时速度恒定
B. 空间站在轨运行的速度大于第一宇宙速度
C. 空间站经过近地点与远地点时点火加速可实现轨道抬升
D. 轨道抬升后,空间站在轨运行周期减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.空间站在确定轨道上运行时的轨迹为椭圆,是曲线运动,速度方向时刻变化,可知速度不恒定,故A错误;
B.根据万有引力提供向心力
可得第一宇宙速度为
由活力公式,椭圆轨道上任意点的速度满足
近地点速度
与第一宇宙速度的比值为
中国空间站运行在近地轨道,公开数据显示其典型轨道高度约为400km,可知空间站轨道抬升后近地点地心距
远地点地心距
轨道半长轴
代入计算得
显然
故B错误;
C.空间站经过近地点与远地点时点火加速,做离心运动,可实现轨道抬升,故C正确;
D.轨道抬升后,变轨后空间站近地点、远地点均抬升,轨道半长轴增大,根据开普勒第三定律可得运行周期变大,故D错误。
故选C。
8. 滑雪运动员从跳台A处水平飞出后落在斜坡B处,A、B间距离为40 m,斜坡与水平方向夹角为,不计空气阻力。下列说法错误的是( )
A. 运动员在空中飞行的时间为2 s
B. 运动员在A处的速度大小为
C. 运动员在空中离坡面的距离最大时,速度方向与坡面平行
D. 运动员落到B处时的速度方向与水平方向的夹角为
【答案】D
【解析】
【详解】A.在竖直方向上,运动员做自由落体运动,竖直位移为
根据
可得运动员在空中飞行的时间为,故A正确;
B.在水平方向上,运动员做匀速直线运动,水平位移为
根据
可得运动员在处的初速度大小为,故B正确;
C.运动员在空中的平抛运动可以分解为垂直于斜面和平行于斜面两个方向,在垂直斜面方向上,其运动规律等效于竖直上抛运动,因此当垂直斜面方向的速度减小到0时,运动员距离斜面最远,此时合速度方向与斜面平行,故C正确;
D.根据平抛运动推论,位移偏转角的正切值为速度偏转角正切值的一半,即,故D错误。
本题选错误的,故选D。
9. 下列说法正确的是( )
A. 如图1,验电器置于金属网罩内,带电金属球靠近网罩,但不接触,验电器的金属箔片会张开
B. 如图2,正电荷靠近不带电导体棒,保持位置不变,用导线连接导体棒上A、B两点,连通瞬间导线上会出现从B到A的电流
C. 如图3,静电除尘装置两极板间存在匀强电场
D. 如图4,库仑通过扭秤实验巧妙地实现了对电荷间相互作用力的研究
【答案】D
【解析】
【详解】A.金属网罩会产生静电屏蔽,网罩内部电场强度为 0,验电器不受外部带电球影响,金属箔片不会张开,故A错误;
B.导体棒的表面是一个等势面,任意两点间电势差为零,所以一根导线将导体棒的A端与B端连接起来,导线中不会有电流,故B错误;
C.如图3,静电除尘装置中,一侧是金属棒、一侧是金属板,电极形状不对称,两极间电场不是匀强电场(越靠近金属线电场越强),故C错误;
D.如图4,库仑借助扭秤装置将难以直接测量的微小静电力,通过扭丝扭转效应转化为可直观读数的偏转角,巧妙定量研究了点电荷间的相互作用力,得到库仑定律,故D正确。
故选D。
10. 如图1所示为示波管的结构图,若偏转电极和之间没有加电压,电子束从电子枪射出后沿直线运动,在荧光屏中心产生一个亮斑。现在偏转电极加上如图2所示的电压,在偏转电极加上不同的电压,则在荧光屏上看到的波形对应正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.为恒定电压,说明X方向偏转量固定,所有点的横坐标不变,最终波形应为一条竖直直线,不可能出现X方向延伸的正弦曲线,故AB错误;
C.内为正恒定值,X坐标固定为正,这段时间完成正半周变化,只能在X正位置得到一段竖直短线;内为负恒定值,X坐标固定为负,完成负半周变化,只能在X负位置得到一段竖直短线,不会得到C图中X方向展开的双波形,故C错误;
D.是周期与相同的锯齿波扫描电压,X偏转位移与时间成正比(X坐标代表时间),Y偏转位移对应每个时刻的大小,最终会在荧光屏上展开得到一个完整的、与变化规律一致的正弦波形,故D正确。
故选D。
二、选择题Ⅱ(有3小题,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 在空间站的微重力环境下部分高中物理实验仍可顺利进行。下列说法正确的是( )
A. 如图1可利用力传感器研究牛顿第三定律
B. 如图2可利用物体自由下落研究机械能守恒定律
C. 如图3可利用离心机分离血液
D. 如图4可利用该装置研究静摩擦力
【答案】AC
【解析】
【详解】A.在微重力(完全失重)环境下,两手拉动力传感器,力传感器之间的相互作用力仍为作用力与反作用力,因此可利用力传感器研究牛顿第三定律,故A正确;
B.在微重力环境下,物体处于完全失重状态,无法做自由落体运动,因此不能利用物体自由落体研究机械能守恒定律,故B错误;
C.离心机分离血液利用的是离心现象,主要是依靠高速旋转产生的向心力差异,在微重力环境下血液各成分仍可通过高速旋转的离心机进行分离,故C正确;
D.微重力环境下,物体对支持面的正压力为零,物体与支持面间没有摩擦力,因此无法利用该装置研究静摩擦力,故D错误。
故选AC。
12. 如图所示,风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为时,输出电功率为405 kW,风速在范围内,转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为A,空气密度为,风场风速为v,并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是( )
A. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积为Av
B. 单位时间流过面积A的流动空气动能为
C. 若每天平均有的风能资源,则每天发电量为
D. 若风场风速在范围内,则该发电机年发电的输出功率至少为120 kW
【答案】AD
【解析】
【详解】A.在风向保持正面吹向叶片的情况下,单位时间内冲击风力发电机叶片的气流可以看作一个长为、截面积为的圆柱体气流,因此其体积为,故A正确;
B.单位时间内流过面积的流动空气质量为
其动能为,故B错误;
C.若每天平均有的风能资源,由于转化为电能的效率未知,无法求出每天的发电量,故C错误;
D.由单位时间内流过叶片面积的空气动能可知输入的风能功率与风速的三次方成正比,若转化效率恒定,则输出功率与风速的三次方也成正比,当风速为时,输出功率为,在风速为范围内当风速最小时,即时,该发电机年发电的输出功率至少为,故D正确。
故选AD。
13. 新一代复兴号CR450型电力动车组将于2026年在成渝中线展开测试。小华通过AI模拟动车由静止启动时速度与加速度随时间变化图线,如图2所示。为了分析AI模拟的科学性,小华查询资料获取相关参数:动车质量约为400吨,最大牵引功率为,加速至仅需4分40秒。下列说法错误的是( )
A. 由图可知动车加速过程加速度先增大后减小
B. 图中内图线与坐标轴所围的面积约为
C. 分析参数可知动车由静止加速至最大速度过程中牵引力做功约为
D. 分析参数可知动车加速度的最大值可以达到图中峰值
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据加速度图像可知动车加速过程加速度先增大后减小,故A正确;
B.图中内图线与坐标轴所围的面积为速度变化量,由速度图像可知初速度为零,4分40秒时的速度为,即,故B正确;
C.动车由静止加速启动,加速时间为。实际运行过程中牵引功率变化,最大牵引功率为,不能用计算牵引力做功,故C错误;
D.动车刚启动时牵引力最大,若峰值,忽略阻力情况下,所需牵引力
此时对应的临界速度(达到最大功率时的速度)
但图中加速度峰值出现在速度,该速度远大于临界速度,考虑阻力,牵引力更大,临界速度更小。说明此时功率早已达到上限,牵引力会随速度增大而减小,加速度不可能还维持,理论最大加速度只能出现在速度小于,图中峰值位置速度过高,该加速度不可能实现,故D错误。
本题选错误的,故选CD。
三、非选择题(本题共5小题,共58分)
14. 在“研究两个互成角度的力的合成规律”实验中
(1)该实验的思想方法是( )
A. 实验推理法 B. 等效替代法 C. 控制变量法
(2)下列操作正确的是( )(多选);
A. 实验中应保证两个分力大小都小于合力大小
B. 实验中应保证弹簧测力计与木板平行
C. 用两把弹簧秤和用一把弹簧秤拉时,应将橡皮筋结点拉至同一位置
(3)某同学用同一套器材做了三次实验,白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力方向的点,如图所示。其中最能提高实验精度且符合实验事实的是( )
A. B. C.
【答案】(1)B (2)BC (3)B
【解析】
【小问1详解】
在“研究两个互成角度的力的合成规律”实验中需要我们让两次拉时的效果相同,所以是采用了等效替代法。
故选B。
【小问2详解】
A.实验中对两个分力大小与合力大小的关系没有要求,故A错误;
B.实验中应保证弹簧测力计与木板平行,保证各力在同一平面上,故B正确;
C.用两把弹簧秤和用一把弹簧秤拉时,应将橡皮筋结点拉至同一位置,保证作用效果相同,故C正确。
故选BC。
【小问3详解】
A.为了便于确定拉力的方向,拉橡皮条的细绳要稍长一些,同时在纸上描点时,所描的点不要太靠近结点,该图中所描的点太靠近结点,故A错误;
B.该图中所描的点到结点的距离适中,力的大小适中,而且两个力的角度的大小也适中,故B正确;
C.该图中两个分力之间的夹角太小,这样误差容易大,故C错误。
故选B。
15. 某小组用如图所示的装置探究平抛运动的特点:
(1)在此实验中,下列说法正确的是( )
A. 小球每次可从斜槽轨道上不同位置释放
B. 上下移动挡板时,每次移动的距离需相等
C. 适当多记录几个痕迹点
(2)小球从A点抛出,运动轨迹如图2所示,测得AB和BC的水平间距均为15 cm,AB的竖直间距为5 cm,BC的竖直间距为15 cm,则小球做平抛运动的初速度为________,小球过B点速度为________(结果可用根式表示);
(3)该小组利用(2)中所得数据验证平抛运动的机械能是否守恒,先求出A到B动能增量,再计算减少的重力势能,将数据进行验证,得出结论,问此方法是否合理________(选填“是”或“否”)。
【答案】(1)C (2) ①. 1.5 ②.
(3)否
【解析】
【小问1详解】
A.小球每次需从斜槽轨道上相同位置释放,故A错误;
B.上下移动挡板时,每次移动的距离不需要相等,故B错误;
C.适当多记录几个痕迹点,方便拟合轨迹,有利于减小误差,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
[1]测得AB和BC的水平间距均为15 cm,可得
AB的竖直间距为5 cm,BC的竖直间距为15 cm,根据逐差公式有
可得时间间隔为
水平方向有
可得
小球做平抛运动的初速度为
[2]小球过B点速度的竖直分量为
可得小球过B点速度
【小问3详解】
否。先求出A到B动能增量
其中小球过B点速度是按照平抛计算的,默认小球机械能守恒了,故此方法不合理。
16. 某同学利用电流传感器设计了如图1所示的电路来观察电容器充、放电过程。当他将开关S接1时,待充电完成后,把开关S再与2接通,电容器通过电阻R放电,电流传感器将电流信息传入计算机,显示出电流随时间变化的图像如图2所示。已知该同学所选用的直流电源电动势。
(1)电容器充电完毕后,上极板带______(选填“正电”或“负电”)。
(2)电容器放电时,通过电阻R的电流方向是______(选填“由a到b”或“由b到a”)。
(3)已知图2中图线与坐标轴所围成图形的面积表示电容器放电过程中所释放的电量,每一小格面积表示的电荷量为,据此可求出电容器放电前所带电荷量______C;由此推断他所选用的电容器最可能是______(选填“A”,“B”或“C”)。
A.B.C.
【答案】(1)正电 (2)由b到a
(3) ①. (~) ②. A
【解析】
【小问1详解】
开关S接1时,电容器上极板与电源正极连接,可知,电容器充电完毕后,上极板带正电。
【小问2详解】
结合上述可知,电容器充电完毕后,上极板带正电,可知,开关S接2,电容器放电时,通过电阻R的电流方向是由b到a。
【小问3详解】
[1]根据大于半格算一格,小于半格舍去,可知,图2中图线与坐标轴所围成图形的格数约为40,则电容器放电前所带电荷量
[2]充电的电源电动势
根据电容的定义式有
解得
该电容与给出的电容器最接近。
故选A。
17. 如图所示,一辆货车运载着完全相同的圆柱形空油桶,下层油桶平整紧密排列,上一层只有一只油桶C,自由地摆放在油桶A、B之间,油桶的质量均为,不计油桶之间的摩擦力。求:
(1)当货车向左做匀速直线运动时,B对C的支持力大小;
(2)当货车前方路口显示红灯时,货车刹车做匀减速直线运动:
①与匀速直线运动时相比,此时油桶B对C的支持力是变大还是变小?
②为防止油桶C发生相对滚动,刹车的最大加速度是多少。
【答案】(1)
(2)①变小;②
【解析】
【小问1详解】
如图所示,对C受力分析得
可得
【小问2详解】
①经分析,货车刹车做匀减速直线运动,可知油桶C的合力水平向右,有
竖直方向有
可得
可知油桶B对C的支持力变小。
②如图所示,对C受力分析,将和G合成,根据矢量三角形知识,
根据牛顿第二定律得
可得最大加速度
18. 2026年3月,中国自主研发的张雪机车在世界超级摩托车锦标赛(WSBK)葡萄牙站连续夺冠。如图所示,某段测试赛道由水平直道AB和水平弯道BC组成,两段赛道平滑连接。机车由A点驶入,沿赛道中间虚线行驶至C点。已知机车和车手的总质量,平直赛道AB的长度,虚线处弯道半径,弯道圆心角,机车在直道上加速和减速的最大加速度均为,最高限速为,在弯道上车轮与赛道的最大静摩擦力约为总重力的0.8倍。
(1)若机车从A点由静止出发在直道AB上以最大加速度做匀加速直线运动,求机车到达B点时的速度大小,并判断机车是否达到最高限速;
(2)要使机车在BC段安全过弯,求机车过弯的最大速度;
(3)若机车从A点以的速度驶入赛道,求机车在AB段行驶的最短时间。
【答案】(1);超过最高限速
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由匀变速直线运动规律
解得
超过最高限速
【小问2详解】
最大静摩擦力恰好提供向心力,安全过弯,需满足
解得机车过弯的最大速度
【小问3详解】
最高限速为,机车由A点加速至最高限速
解得
直道加速运动的时间
直道匀减速至B点
解得
减速运动的时间
直道匀速运动的时间
总时间
19. 如图1所示,两块足够大的平行金属板水平放置,O、分别为两极板中心位置,且处于同一竖直线,将两极板接入电路,带电小球通过绝缘细线悬挂于上极板O点。已知绳长为,小球质量为m,两极板初始间距为,电源电压均为U,小球可视为质点,空气阻力忽略不计,重力加速度为。
(1)将开关K打到1,小球静止,细线拉力恰好为零,求小球所带电荷的电性与电荷量q;
(2)将开关K打到2,令小球做圆锥摆运动,如图2所示,若细线与竖直方向的夹角为,求角速度;
(3)在(2)的基础上断开开关,沿竖直方向调节下极板,若两板调至不同间距d时断开细绳,小球最终均落在下极板上,请分析小球落点与下极板中心的距离s与两极板间距d的关系。
【答案】(1)正电;
(2)
(3)()(2、3中结果字母表示也给分)
【解析】
【小问1详解】
将开关K打到1,小球静止,细线拉力恰好为零,则小球受到的重力与电场力平衡,电场力方向竖直向上,与场强方向相同,故小球带正电;由平衡条件可得
又
解得
【小问2详解】
开关打到2,电场力大小不变,方向相反,则电场力与重力的合力方向竖直向下,大小为;令小球做圆锥摆运动,若细线与竖直方向的夹角为,根据牛顿第二定律可得
解得
【小问3详解】
经分析,断开开关,电容器所带电荷量不变,由
可知两极板间距d变化时两板间电场强度不变;
带电小球在水平面圆周运动的线速度大小为
解得
绳子断裂后,小球做类平抛运动。竖直方向有
水平方向有
联立解得
落点到的距离
解得()
20. 一游戏装置如图所示,弹射装置固定在光滑水平面AB上,水平传送带BC与CD平滑连接,传送带右侧紧接有等高的光滑水平面CD。现有一可视为质点的小滑块被弹射,通过传送带BC和水平面CD冲上半径为R的光滑二分之一圆管轨道。已知,,,CD长,传送带BC长,以速度顺时针匀速转动,小滑块与传送带间的动摩擦因数,弹射装置的弹性势能满足(为弹簧的形变量),忽略空气阻力。
(1)若小滑块恰能到达E点,求小滑块:
①在E点的速度;
②在D点处对轨道压力的大小和方向;
③被弹射前弹簧的压缩量。
(2)若在CD段铺上不同材料,小滑块与该材料的动摩擦因数为,现将小滑块自弹簧压缩量处静止释放:
①若(其中x是小滑块到C点的距离),小滑块将停在何处;
②若为某一定值,小滑块最终停在CD中点,试讨论所有可能取值。
【答案】(1)①;②,竖直向下;③
(2)①停在距离C点0.5m;②当,、、、;当,(n取5,7,9……)
【解析】
【小问1详解】
①根据题意要求,小滑块恰能到达E点,可知小滑块在E点速度
②从D至E过程,满足机械能守恒定律
解得
在D点受力分析,根据向心力公式
联立可得
根据牛顿第三定律可得小滑块对轨道压力的大小,竖直向下。
③从出发点至D点,根据功能关系有
代入数据可得压缩量
【小问2详解】
①根据题意要求,设从出发点作单向运动至停止,根据功能关系
由图可知
联立可得
可知小滑块将停在距离C点0.5m。
②根据
求出第一次到C点的动能,进行讨论:
第一次向右在中点直接停下
解得
第一次向左返回到中点停下
解得
若返回C点时,有(对应的速度为)
解得
当,返回C点的动能已经小于0.1 J,则向右经过C点的动能小于0.1 J。从第一次到C点至停下全过程有(n取1,3,5,……),
验证可得n取1、3成立,即、
当,则经过传送带返回C点的动能确定(速度等于传送带速度),从此时开始至停止,根据动能定理(n取1,3,5,……)
验证可得(n取5,7,9,……)
综合得时,、、、
当,得(n取5,7,9,……)
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