内容正文:
河北昌黎第一中学2025-2026学年高三年级下学期开学考试
物理试卷
注意事项:
1.本试题共两部分,满分100分,时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂然。如要改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试上无效。
4.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试题不回收。
1. 2024年10月3日,Physical Review C期刊上发表了中国科学院近代物理研究所的研究成果:研究团队合成了新核素钚,并测定了该新核素发生α衰变时放出的能量约为8191KeV,半衰期约为0.78s。下列说法正确的是( )
A. 钚-227发生α衰变的核反应方程为
B. 钚-227发生α衰变的核反应方程为
C. 10个钚-227原子核经过0.78s后一定还剩余5个
D. 原子核的比结合能比原子核的比结合能大
【答案】B
【解析】
【详解】AB.钚-227发生α衰变,生成,核反应方程为
故A错误,B正确;
C.半衰期是大量粒子的统计规律,对少量原子核衰变不成立,10个钚-227经过一个半衰期不一定还剩余5个,故C错误;
D.钚-227衰变的过程中是释放能量的,新核更加稳定,比结合能更大,所以的比结合能比的比结合能小,故D错误。
故选B。
2. 玻璃球艺术品深受学生喜欢,它的内部材料折射率相同,如图所示,一束黄光从球上P点射向球内,折射光线与水平直径PQ夹角,出射光线恰好与PQ平行。已知光在真空中的传播速度为c,下列说法不正确的是( )
A. 玻璃球对黄光的折射率为
B. 若仅换成蓝光,则光在玻璃球中传播的时间变短
C. 若仅增大射向玻璃球表面的入射角,则光线一定能从球内射出
D. 若仅增大射向玻璃球表面光的频率,则光线一定能从球内射出
【答案】B
【解析】
【详解】A.由几何关系可知,出射光线的折射角为,则,故A正确。
B.换成蓝光,频率增大,折射率增大,折射角变小,光在玻璃球中的路程变大,而在玻璃球中的光速变小,则时间变长,B错误。
CD.在玻璃球内,光线进入时的折射角等于出射光线的入射角,所以光线只要能进入玻璃球,则玻璃内的折射角与入射角均相等且小于临界角,则光线就一定不可能在球内发生全反射,即都能从玻璃球内射出,CD正确。
此题选择不正确的,故选B。
3. 如图所示为沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,此时质点B刚刚开始振动,A处质点平衡位置位于x=5 m处,B处质点平衡位置位于x=3.5 m处,C处质点平衡位置位于x=1 m处。已知t=0.05 s时,机械波传播到C处质点位置,下列说法正确的是( )
A. 该机械波的波速为50 m/s B. C点的起振方向向下
C. 该机械波的频率为250 Hz D. t=0.05 s时,A处质点处于波谷位置
【答案】A
【解析】
【详解】A.波从B传到C用时,距离,波速,故A正确;
B.波向左传播,B点刚起振,由波形图可知B点起振方向向上,C点起振方向与B相同,也向上,故B错误;
C.由波形图可知波长,频率,故C错误;
D.时A点在波谷,经过后,A点位移为,即平衡位置,故D错误。
故选A。
4. 如图甲是煤气灶的电子点火器,它利用高压在两电极间产生电火花点燃煤气。如图乙,虚线是点火器两电极之间的三条等差等势线,实线是空气中某个带电粒子由M点到N点的运动轨迹。图中左侧电极带正电,不计带电粒子的重力,则下列说法正确的是( )
A. 带电粒子带正电
B. 带电粒子所受电场力对其做正功
C. M点的电势高于N点的电势
D. 带电粒子越靠近左侧电极,加速度越小
【答案】B
【解析】
【详解】A.带电粒子从M点运动到N点,轨迹向下弯曲,表明带电粒子受到向左下的电场力,如图所示
由图可知,带电粒子在电场中的受力方向与电场方向相反,因此带电粒子带负电,故A错误;
B.带电粒子所受电场力方向与粒子速度方向的夹角为锐角,电场力对带电粒子做正功,故B正确;
C.左侧电极带正电,电势从左向右降低,M点的电势低于N点的电势,故C错误;
D.带电粒子越靠近左侧电极,等势面越密集,电场强度越大,所受电场力越大,因此加速度越大,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,高空滑索早期是用于贫困山区的交通工具,后发展为高山自救及军事突击行动,如今发展为现代化体育游乐项目。现简化该模型如下:固定的足够长斜杆粗糙程度未知,与水平面的夹角为,杆上套一个金属环,不可伸长的轻绳连接着金属环和小球,质量分别为m、M。现给环和球组成的系统一沿杆方向的初速度,经过一段时间后两者保持相对静止,忽略空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 两者相对静止位置如图1时,系统一定处于静止状态
B. 两者相对静止位置如图2时,系统一定沿杆下滑
C. 两者相对静止位置如图3时,系统一定沿杆下滑
D. 两者相对静止位置如图4时,系统一定沿杆下滑
【答案】C
【解析】
【详解】A.两者相对静止位置如图1时,小球的加速度为0,系统加速度为0,系统可能静止,也可能处于匀速直线运动状态,A错误;
BD.两者相对静止位置如图2、图4时,小球的加速度方向沿杆向下,其运动方向可能沿杆向上减速,也可能沿杆向下加速,BD错误;
C.两者相对静止位置如图3时,小球的加速度方向沿杆向上,其运动方向只可能沿杆向下减速,不可能向上加速(根据能量关系判断),C正确。
故选C。
6. 如图1所示是医用红外理疗灯,图2为其内部电路结构示意图,自耦变压器可视为理想变压器,其抽头P与M、N点间的线圈匝数分别为和,且。已知交流电源的电压有效值不变,灯泡可视为定值电阻,电压表和电流表均为理想交流电表。若单刀双掷开关从a切换到b,下列判断正确的是
A. 电压表示数加倍 B. 电流表示数加倍
C. 电源输出功率不变 D. 灯泡消耗的功率变为原来的4倍
【答案】D
【解析】
【详解】A.设原线圈匝数为不变,副线圈匝数设为。电压表接在交流电源两端,电压不变,A错误;
B.根据原副线圈的电压之比等于匝数比,有
根据
可知
根据原、副线圈的电流之比等于匝数比的倒数,可知
结合可得,电流表示数变为原来的4倍,B错误;
CD.根据功率公式可知,灯泡功率变为原来的4倍,根据理想变压器原理可知,电源功率变为原来的4倍,C错误,D正确。
故选D。
7. 如图所示,质量为的斜面体木块静止在水平地面上,的倾角为30°。将一质量为的滑块轻放到上时,滑块恰能保持静止。现给滑块施加一个斜向下,与夹角为30°,大小为的恒力F,滑块做匀加速运动,木块仍静止。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,施加F后,下列说法正确的是( )
A. 水平地面对木块的摩擦力向右
B. 滑块对木块的摩擦力大小为
C. 滑块的加速度大小为
D. 水平地面对木块的支持力大小等于
【答案】D
【解析】
【详解】AC.滑块轻放到上时,滑块恰能保持静止,根据平衡条件有
解得
当恒力施加在滑块上时,沿方向,如图所示
对滑块有
解得滑块的加速度大小为
整体在水平方向由牛顿第二定律
解得
则水平地面对木块的摩擦力为零,故AC错误;
B.滑块对木块的摩擦力大小为,故B错误;
D.整体在竖直方向由牛顿第二定律
代入数据解得水平地面对木块的支持力大小为,故D正确。
故选D。
8. 嫦娥六号探测器的发射成功,开启了人类首次从月球背面采样返回先河。探测器着陆月球表面的过程示意图如图所示,探测器先在半径为r轨道I做匀速圆周运动,周期为T。从A点变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达近月点B点再次变轨到近月圆轨道Ⅲ,最后安全落在月球上。已知月球半径为R,引力常量为G,忽略近月点离月球表面高度,下列说法正确的是( )
A. 探测器在轨道Ⅱ上A和B两点加速度大小之比为
B. 探测器在轨道Ⅱ上A和B两点线速度大小之比为
C. 探测器在轨道Ⅱ上从A到B的最短时间为
D. 月球的平均密度为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据牛顿第二定律有
可得
则探测器在轨道Ⅱ上A和B两点加速度大小之比为,A错误;
B.设探测器在轨道Ⅱ上A和B两点线速度大小分别为、,取一小段时间,根据开普勒第三定律有
可得,B正确;
C.根据开普勒第三定律有
解得探测器在轨道Ⅱ上运行的周期
故探测器在轨道Ⅱ上从A到B的最短时间,C正确;
D.探测器在半径为r轨道I做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律有
可得
月球的体积
则月球的平均密度,D错误。
故选BC。
9. 如图甲,两根足够长的平行金属导轨固定在水平桌面上,左端接有阻值R=1Ω的电阻。一质量m=0.1kg的金属棒垂直导轨放置,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。金属棒在水平向右的拉力F作用下向右运动,拉力F与时间t的关系式为F=0.3+0.2t(N),t=2s时撤去拉力,金属棒在t=2.55s时停止运动,整个运动过程金属棒速度v随时间t变化的图像如图乙所示。导轨和金属棒电阻不计,重力加速度g取10m/s2.下列判断正确的是( )
A. 金属棒与导轨间摩擦力大小为0.3N
B. 整个过程中金属棒运动的距离为2.45m
C. 撤去拉力后,电阻R上产生的焦耳热为0.2J
D. 撤去拉力后,通过电阻R的电荷量为C
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图像可得内,导体棒做匀加速运动,加速度
设时刻速度为,导体棒切割磁感线电动势为
感应电流
则安培力
由牛顿第二定律可得
整理得
又因为
所以,
解得,,故A错误;
B.由法拉第电磁感应定律可得
由闭合电路欧姆定律得
拉力的冲量
全程由动量定理可得
其中
整理解得,故B正确;
C.内匀加速位移为
则撤去拉力后位移
此过程初速度,由能量守恒可得
解得,故C错误;
D.撤去拉力后,由法拉第电磁感应定律可得
由闭合电路欧姆定律得
则电荷量
解得,故D正确。
故选BD。
10. 如图,倾角为θ=30°的光滑固定斜面底端有一固定挡板P,两个用轻弹簧连接的滑块A、B置于斜面上处于静止状态。在斜面上静止释放滑块C,滑块C与滑块B碰撞后粘在一起(简称为滑块D),碰撞时间极短,滑块D运动到最高点时滑块A刚要离开挡板P,已知三个滑块的质量均为m,弹簧的劲度系数为k,弹簧始终处于弹性限度内,弹性势能表达式Ep=kx2(x为弹簧的形变量)。重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 滑块A刚要离开P的瞬间,滑块D的加速度大小为
B. 弹簧的最大压缩量为
C. 滑块C释放时滑块C与滑块B之间的距离为
D. 滑块D的最大速度大小为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.初始时A、B静止,弹簧压缩,由平衡条件有
解得弹簧压缩量
A刚要离开挡板P时,挡板对A弹力为0,弹簧拉伸,设弹簧伸长量为,对A由平衡条件有
解得
可见初态和A刚要离开时弹簧形变量相等,弹性势能相同。A刚要离开瞬间,对D,由牛顿第二定律有
联立解得,故A正确;
B.碰撞后D做简谐运动,平衡位置时D所受合力为零,则
解得平衡位置时弹簧压缩量
简谐运动的振幅为平衡位置到最高点的距离,即
因此弹簧的最大压缩量为,故B错误;
C.设C释放时与B的距离为,C下滑过程,由动能定理有
解得碰前C的速度
C、B为完全非弹性碰撞,沿斜面方向动量守恒,则
解得碰后D的速度
碰撞后到A刚要离开P时,D的速度为0,此过程弹簧弹性势能变化量为0,D沿斜面向上运动的位移为
由机械能守恒定律有
联立解得,,故C正确;
D.D在平衡位置时速度最大,从碰撞后到平衡位置,D沿斜面向下运动的距离为
从碰撞后瞬间到D速度最大的过程,弹簧形变量从变为,初末弹性势能差为
由机械能守恒定律有
联立解得,故D正确。
故选ACD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分
11. 利用两个半径相同的小球发生碰撞来验证动量守恒定律。实验过程如下:
(1)如图,小球A用细线悬于O点,静止时O点到球心的距离为L;将B放置在固定支柱的顶端,其球心在水平地面上的投影记为P点,球心离水平地面的高度也为L;调整悬点O的位置,使两球在碰撞时球心在同一水平面上,这样做的目的是________________________________________________;
(2)某次实验中将入射小球A拉起至某一位置,记下初始角度α;随即将小球A由静止释放,在最低点与B发生碰撞;观察并记下碰后小球A摆起的最大角度β。不计空气阻力,则α________β(填“大于”“等于”或“小于”);
(3)碰撞后小球B水平飞出,确定其在水平地面上的落点并记为Q,测量出________________,即为小球运动的水平距离d;
(4)分别测出入射小球A和被碰小球B的质量m1和m2,若两小球在这次碰撞过程中动量守恒,则应满足表达式________。(用题中所给物理量表示)
【答案】(1)两球能发生对心正碰
(2)大于 (3)PQ两点间的距离
(4)
【解析】
【小问1详解】
调整悬点O的位置,使两球在碰撞时球心在同一水平面上,这样做的目的是两球能发生对心正碰。
【小问2详解】
由于两球碰撞过程中,B球机械能增加,则A球机械能减小,即碰撞后A球速度减小,所以A球上升到最大高度处角度减小,即α大于β。
【小问3详解】
测量出PQ两点间的距离,即为小球运动的水平距离d。
【小问4详解】
对小球A,碰撞前,有
碰撞后,有
对B球,碰撞后,有,
若两小球在这次碰撞过程中动量守恒,则
若A球反弹,则
联立解得
12. 某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性,制作了一个简易的汽车低油位报警装置。
(1)该同学首先利用多用电表欧姆“×100”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值,示数如图甲所示,则此时热敏电阻的阻值为______kΩ。
(2)该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系,设计了如图乙所示的实验电路,定值电阻,则在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最______(选填“左”或“右”)端;在某次测量中,若毫安表的示数为2.25mA,的示数为1.50mA,两电表可视为理想电表,则热敏电阻的阻值为______kΩ。
(3)经过多次测量,该同学得到热敏电阻阻值随温度的变化关系图像如图丙所示,可知该热敏电阻的阻值随温度升高变化得越来越______(选填“快”或“慢”)。
(4)该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示,其中电源电动势E=6.0V,定值电阻R=1.8kΩ,长为l=50cm的热敏电阻下端紧靠在油箱底部,不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的电流时报警器开始报警,若测得报警器报警时油液(热敏电阻)的温度为30℃,油液外热敏电阻的温度为70℃,由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为______cm。
【答案】 ①. 1.9 ②. 左 ③. 3.0##3 ④. 慢 ⑤. 10
【解析】
【详解】(1)[1]由多用电表欧姆表的读数规则可知,此时热敏电阻的阻值为
(2)[2] [3]滑动变阻器采用分压接法,为保护电路安全,在开关闭合前应将滑动变阻器的滑片P置于最左端,由于和并联,故有
代入数据解得
(3)[4]由图丙可知,该热敏电阻的阻值随温度的升高而逐渐减小,从曲线的斜率可以看出,图线斜率越来越小,故该热敏电阻的阻值随温度升高变化得越来越慢;
(4)[5]设警戒液面到油箱底部的距离为x,温度为30℃时热敏电阻的阻值为,则在油液内的热敏电阻的阻值为
同理,可得油液外的热敏电阻的阻值为
其中,由闭合电路欧姆定律有
将E=6V、I=2.4mA、R=1.8kΩ代入可得
x=10cm
13. 某同学参加市科创大赛设计了一款如图甲所示的简易温度报警装置。图乙为简化示意图,在竖直放置、导热性能良好的气缸中用活塞密闭一定质量的气体。开始时活塞距气缸底部高度为,缸内气体热力学温度为。当环境温度上升,活塞缓慢向上移动时,安装在活塞上表面的金属薄片与、两触点接触使电路导通,蜂鸣器报警。若不计一切摩擦,密封气体可视为理想气体,活塞质量为,横截面积为,大气压强恒为,重力加速度为,求:
(1)开始时气缸内密封气体的压强;
(2)该装置恰好报警时的热力学温度;
(3)若上述过程中气体的内能增加,求气体吸收的热量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
气缸受力平衡有:
解得。
【小问2详解】
此过程气体是等压变化,由盖-吕萨克定律得
即
代入数据解得。
【小问3详解】
气体等压膨胀对外做功,则外界对气体做功
代入解得:
由热力学第一定律得:
代入可得:。
14. 如图所示,左端为半径R=2m的固定光滑四分之一圆弧轨道,与水平粗糙轨道MN平滑连接,MN长度L=2m,动摩擦因数μ=0.4,右端为倾角θ=30°的光滑固定斜面,轻弹簧一端固定在斜面顶端,自然长度时另一端位于斜面上的P点,弹簧劲度系数k=10N/m,弹簧另一端系一质量mB=1kg的物体B,静止时B离水平轨道的高度为h=1m。从圆弧顶点静止释放质量mA=1kg的物体A。忽略物体A过N点的能量损失,A、B均可视为质点,g=10m/s2。求:
(1)A在圆弧轨道最低点M处受到的弹力大小;
(2)A与B相碰前的瞬间,A的速度大小;
(3)若A与B发生弹性碰撞,判断碰后B能否经过P点,并说明理由。
【答案】(1)30N (2)2m/s
(3)物体B能经过P点。理由:A与B发生弹性碰撞,由动量守恒定律有
由机械能守恒定律有
联立解得
此时弹簧处于拉伸状态,有
若物体B可以通过P点,则由动能定理有
解得
因此物体B能经过P点。
【解析】
【小问1详解】
物体A下滑到M点的过程中,由动能定理有
解得
在M点,由牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
物体A从M点运动到与B碰撞前的瞬间,由动能定理有
联立解得
【小问3详解】
A与B发生弹性碰撞,由动量守恒定律有
由机械能守恒定律有
联立解得
此时弹簧处于拉伸状态,有
若物体B可以通过P点,则由动能定理有
解得
因此物体B能经过P点。
15. 如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一、二象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小均为,在第二、四象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小相同。一比荷为的带正电的粒子以初速度v0由P点沿x轴正方向做匀速直线运动,已知P点坐标为(-L,L),粒子受到的重力忽略不计。求:
(1)第二、四象限内匀强电场的电场强度大小E;
(2)粒子从P点到第一次运动到x轴的运动时间;
(3)粒子运动轨迹与x轴的交点横坐标。
【答案】(1)
(2)
(3),,其中
【解析】
【小问1详解】
粒子在第二象限沿轴正方向做匀速直线运动,电场力沿轴正方向,洛伦兹力沿轴负方向,因此二者大小相等,根据平衡条件有
解得
代入解得
【小问2详解】
设粒子由点运动到轴上的点所用时间为,该过程为匀速直线运动,根据运动学公式有
解得
粒子进入第一象限后只受洛伦兹力,做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力有
解得
粒子在点的速度沿轴正方向,洛伦兹力沿轴负方向,因此圆心为。设粒子第一次到达轴的位置为,由且圆心到轴的距离为,根据几何关系可得
粒子做圆周运动的角速度为
粒子由点运动到点所用时间为
解得
因此粒子从点到第一次运动至轴所用的总时间为
解得
【小问3详解】
粒子第一次到达轴时,由圆的几何关系有
解得
在点,圆周运动速度沿圆的切线方向斜向右下方,根据几何关系,其速度分量分别为,
粒子进入第四象限后只受沿轴正方向的电场力,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀变速直线运动,根据牛顿第二定律有
解得
设粒子从点出发后再次到达轴所用时间为,根据运动学公式分别有,
舍去的解,解得,
因此第二个交点的横坐标为
解得
粒子第二次到达轴时的竖直分速度为
解得
此时粒子速度大小仍为,方向斜向右上方。粒子重新进入第一象限后做半径为2L的匀速圆周运动,圆心位于交点右侧、下方处,因此该段圆弧与轴的下一个交点相对当前交点向右移动
粒子再次进入第四象限时,其速度分量又恢复为,,故此后的运动重复进行,每段第四象限内的运动使交点横坐标增加,每段第一象限内的运动使交点横坐标增加。
因此各交点横坐标依次为、、、、、、
写成通项为,,其中
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
河北昌黎第一中学2025-2026学年高三年级下学期开学考试
物理试卷
注意事项:
1.本试题共两部分,满分100分,时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂然。如要改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试上无效。
4.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试题不回收。
1. 2024年10月3日,Physical Review C期刊上发表了中国科学院近代物理研究所的研究成果:研究团队合成了新核素钚,并测定了该新核素发生α衰变时放出的能量约为8191KeV,半衰期约为0.78s。下列说法正确的是( )
A. 钚-227发生α衰变的核反应方程为
B. 钚-227发生α衰变的核反应方程为
C. 10个钚-227原子核经过0.78s后一定还剩余5个
D. 原子核的比结合能比原子核的比结合能大
2. 玻璃球艺术品深受学生喜欢,它的内部材料折射率相同,如图所示,一束黄光从球上P点射向球内,折射光线与水平直径PQ夹角,出射光线恰好与PQ平行。已知光在真空中的传播速度为c,下列说法不正确的是( )
A. 玻璃球对黄光的折射率为
B. 若仅换成蓝光,则光在玻璃球中传播的时间变短
C. 若仅增大射向玻璃球表面的入射角,则光线一定能从球内射出
D. 若仅增大射向玻璃球表面光的频率,则光线一定能从球内射出
3. 如图所示为沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,此时质点B刚刚开始振动,A处质点平衡位置位于x=5 m处,B处质点平衡位置位于x=3.5 m处,C处质点平衡位置位于x=1 m处。已知t=0.05 s时,机械波传播到C处质点位置,下列说法正确的是( )
A. 该机械波的波速为50 m/s B. C点的起振方向向下
C. 该机械波的频率为250 Hz D. t=0.05 s时,A处质点处于波谷位置
4. 如图甲是煤气灶的电子点火器,它利用高压在两电极间产生电火花点燃煤气。如图乙,虚线是点火器两电极之间的三条等差等势线,实线是空气中某个带电粒子由M点到N点的运动轨迹。图中左侧电极带正电,不计带电粒子的重力,则下列说法正确的是( )
A. 带电粒子带正电
B. 带电粒子所受电场力对其做正功
C. M点的电势高于N点的电势
D. 带电粒子越靠近左侧电极,加速度越小
5. 如图所示,高空滑索早期是用于贫困山区的交通工具,后发展为高山自救及军事突击行动,如今发展为现代化体育游乐项目。现简化该模型如下:固定的足够长斜杆粗糙程度未知,与水平面的夹角为,杆上套一个金属环,不可伸长的轻绳连接着金属环和小球,质量分别为m、M。现给环和球组成的系统一沿杆方向的初速度,经过一段时间后两者保持相对静止,忽略空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 两者相对静止位置如图1时,系统一定处于静止状态
B. 两者相对静止位置如图2时,系统一定沿杆下滑
C. 两者相对静止位置如图3时,系统一定沿杆下滑
D. 两者相对静止位置如图4时,系统一定沿杆下滑
6. 如图1所示是医用红外理疗灯,图2为其内部电路结构示意图,自耦变压器可视为理想变压器,其抽头P与M、N点间的线圈匝数分别为和,且。已知交流电源的电压有效值不变,灯泡可视为定值电阻,电压表和电流表均为理想交流电表。若单刀双掷开关从a切换到b,下列判断正确的是
A. 电压表示数加倍 B. 电流表示数加倍
C. 电源输出功率不变 D. 灯泡消耗的功率变为原来的4倍
7. 如图所示,质量为的斜面体木块静止在水平地面上,的倾角为30°。将一质量为的滑块轻放到上时,滑块恰能保持静止。现给滑块施加一个斜向下,与夹角为30°,大小为的恒力F,滑块做匀加速运动,木块仍静止。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,施加F后,下列说法正确的是( )
A. 水平地面对木块的摩擦力向右
B. 滑块对木块的摩擦力大小为
C. 滑块的加速度大小为
D. 水平地面对木块的支持力大小等于
8. 嫦娥六号探测器的发射成功,开启了人类首次从月球背面采样返回先河。探测器着陆月球表面的过程示意图如图所示,探测器先在半径为r轨道I做匀速圆周运动,周期为T。从A点变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达近月点B点再次变轨到近月圆轨道Ⅲ,最后安全落在月球上。已知月球半径为R,引力常量为G,忽略近月点离月球表面高度,下列说法正确的是( )
A. 探测器在轨道Ⅱ上A和B两点加速度大小之比为
B. 探测器在轨道Ⅱ上A和B两点线速度大小之比为
C. 探测器在轨道Ⅱ上从A到B的最短时间为
D. 月球的平均密度为
9. 如图甲,两根足够长的平行金属导轨固定在水平桌面上,左端接有阻值R=1Ω的电阻。一质量m=0.1kg的金属棒垂直导轨放置,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。金属棒在水平向右的拉力F作用下向右运动,拉力F与时间t的关系式为F=0.3+0.2t(N),t=2s时撤去拉力,金属棒在t=2.55s时停止运动,整个运动过程金属棒速度v随时间t变化的图像如图乙所示。导轨和金属棒电阻不计,重力加速度g取10m/s2.下列判断正确的是( )
A. 金属棒与导轨间摩擦力大小为0.3N
B. 整个过程中金属棒运动的距离为2.45m
C. 撤去拉力后,电阻R上产生的焦耳热为0.2J
D. 撤去拉力后,通过电阻R的电荷量为C
10. 如图,倾角为θ=30°的光滑固定斜面底端有一固定挡板P,两个用轻弹簧连接的滑块A、B置于斜面上处于静止状态。在斜面上静止释放滑块C,滑块C与滑块B碰撞后粘在一起(简称为滑块D),碰撞时间极短,滑块D运动到最高点时滑块A刚要离开挡板P,已知三个滑块的质量均为m,弹簧的劲度系数为k,弹簧始终处于弹性限度内,弹性势能表达式Ep=kx2(x为弹簧的形变量)。重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 滑块A刚要离开P的瞬间,滑块D的加速度大小为
B. 弹簧的最大压缩量为
C. 滑块C释放时滑块C与滑块B之间的距离为
D. 滑块D的最大速度大小为
二、非选择题:本题共5小题,共54分
11. 利用两个半径相同的小球发生碰撞来验证动量守恒定律。实验过程如下:
(1)如图,小球A用细线悬于O点,静止时O点到球心的距离为L;将B放置在固定支柱的顶端,其球心在水平地面上的投影记为P点,球心离水平地面的高度也为L;调整悬点O的位置,使两球在碰撞时球心在同一水平面上,这样做的目的是________________________________________________;
(2)某次实验中将入射小球A拉起至某一位置,记下初始角度α;随即将小球A由静止释放,在最低点与B发生碰撞;观察并记下碰后小球A摆起的最大角度β。不计空气阻力,则α________β(填“大于”“等于”或“小于”);
(3)碰撞后小球B水平飞出,确定其在水平地面上的落点并记为Q,测量出________________,即为小球运动的水平距离d;
(4)分别测出入射小球A和被碰小球B的质量m1和m2,若两小球在这次碰撞过程中动量守恒,则应满足表达式________。(用题中所给物理量表示)
12. 某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性,制作了一个简易的汽车低油位报警装置。
(1)该同学首先利用多用电表欧姆“×100”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值,示数如图甲所示,则此时热敏电阻的阻值为______kΩ。
(2)该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系,设计了如图乙所示的实验电路,定值电阻,则在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最______(选填“左”或“右”)端;在某次测量中,若毫安表的示数为2.25mA,的示数为1.50mA,两电表可视为理想电表,则热敏电阻的阻值为______kΩ。
(3)经过多次测量,该同学得到热敏电阻阻值随温度的变化关系图像如图丙所示,可知该热敏电阻的阻值随温度升高变化得越来越______(选填“快”或“慢”)。
(4)该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示,其中电源电动势E=6.0V,定值电阻R=1.8kΩ,长为l=50cm的热敏电阻下端紧靠在油箱底部,不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的电流时报警器开始报警,若测得报警器报警时油液(热敏电阻)的温度为30℃,油液外热敏电阻的温度为70℃,由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为______cm。
13. 某同学参加市科创大赛设计了一款如图甲所示的简易温度报警装置。图乙为简化示意图,在竖直放置、导热性能良好的气缸中用活塞密闭一定质量的气体。开始时活塞距气缸底部高度为,缸内气体热力学温度为。当环境温度上升,活塞缓慢向上移动时,安装在活塞上表面的金属薄片与、两触点接触使电路导通,蜂鸣器报警。若不计一切摩擦,密封气体可视为理想气体,活塞质量为,横截面积为,大气压强恒为,重力加速度为,求:
(1)开始时气缸内密封气体的压强;
(2)该装置恰好报警时的热力学温度;
(3)若上述过程中气体的内能增加,求气体吸收的热量。
14. 如图所示,左端为半径R=2m的固定光滑四分之一圆弧轨道,与水平粗糙轨道MN平滑连接,MN长度L=2m,动摩擦因数μ=0.4,右端为倾角θ=30°的光滑固定斜面,轻弹簧一端固定在斜面顶端,自然长度时另一端位于斜面上的P点,弹簧劲度系数k=10N/m,弹簧另一端系一质量mB=1kg的物体B,静止时B离水平轨道的高度为h=1m。从圆弧顶点静止释放质量mA=1kg的物体A。忽略物体A过N点的能量损失,A、B均可视为质点,g=10m/s2。求:
(1)A在圆弧轨道最低点M处受到的弹力大小;
(2)A与B相碰前的瞬间,A的速度大小;
(3)若A与B发生弹性碰撞,判断碰后B能否经过P点,并说明理由。
15. 如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一、二象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小均为,在第二、四象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小相同。一比荷为的带正电的粒子以初速度v0由P点沿x轴正方向做匀速直线运动,已知P点坐标为(-L,L),粒子受到的重力忽略不计。求:
(1)第二、四象限内匀强电场的电场强度大小E;
(2)粒子从P点到第一次运动到x轴的运动时间;
(3)粒子运动轨迹与x轴的交点横坐标。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$