内容正文:
2026年定远育才学校高考模拟预测试卷
物 理
祝您高考成功!
一、单选题:本大题共8小题,每小题4分,共32分。
1. 地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器。如图甲所示,若光线被乘客阻挡,电流发生变化,工作电路立即报警。如图乙所示,光线发射器内大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时,辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子,图丙为a,b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2.55eV,下列说法正确的是( )
A. b光为氢原子从能级跃迁到能级时发出的光
B. 经同一障碍物时,b光比a光衍射现象更明显
C. 光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为9.54eV
D. 若部分光线被遮挡,则放大器的电流将增大,从而引发报警
【答案】C
【解析】
【详解】A.由丙图知,,故a光为跃迁时发出的光,b光为跃迁时发出的光,故A错误;
B.由得,a光的波长大于b光的波长,故a光衍射现象更明显,故B错误;
C.由光电效应方程得
故C正确;
D.部分光被遮挡,光强降低,饱和光电流减小,故D错误。
故选C。
2. 降噪耳机主要通过主动降噪(ANC)和被动降噪(PNC)两种技术原理实现噪音消除,其中主动降噪技术利用声波干涉抵消噪音(如图所示),图中波峰表示密部,波谷表示疏部,P、Q为传播方向上的两个质点。下列说法正确的是( )
A. 耳膜的振动方向与环境噪声的传播方向垂直
B. 相同时间内,质点P、Q向右移动相同的距离
C. 图中质点P的位移始终为零
D. 环境噪声的频率越高,噪声从耳机传播到耳膜的速度就越大
【答案】C
【解析】
【详解】A.噪声为声波,属于纵波,纵波的质点振动方向与波的传播方向平行,因此耳膜的振动方向与噪声传播方向平行,故A错误;
B.机械波传播的是振动形式和能量,传播过程中质点仅在自身平衡位置附近振动,不会随波迁移,因此P、Q不会向右移动,故B错误;
C.主动降噪的两列波振幅相同、频率相同,相位恰好相反;P点为振动完全抵消的减弱点,两列波在P点的位移始终大小相等、方向相反,因此合位移始终为零,故C正确;
D.声波的波速由介质决定,同种介质中声波波速与频率无关,因此频率升高波速不变,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,完全相同的三根刚性柱竖直固定在水平地面上的A'、B'、C'三点上,三点恰好在等边三角形的三个顶点上,三角形的边长为L,三根完全一样的轻绳一端固定在A、B、C三点上,另一端栓接在一起,结点为O。现把质量为m的重物用轻绳静止悬挂在结点O处,O点到ABC平面的距离为,重物不接触地面,当地重力加速度为g。则AO绳中的张力为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设结点为O在三角形ABC平面的投影为,根据题意和几何关系知到A、B、C三点的距离都相等,为
与三根轻绳间的夹角都相同,设为,则
故
对结点O,根据平衡条件
解得AO绳中的张力为
故选A。
4. 如图所示,水平地面上竖直固定一内壁光滑的弹射器AB,长度,弹射器与四分之一光滑圆弧轨道BC相切,圆弧轨道半径。弹射器内有一轻质弹簧,质量的小球向下压缩弹簧并被锁定,锁定位置距离管道底部高度,此时弹簧的弹性势能。现解除锁定,小球被弹出后进入圆弧轨道。已知小球可看作质点,弹射器粗细可忽略不计,不考虑空气阻力,取重力加速度,则小球落地点距弹射器底端的水平距离为( )
A. 12 m B. 8 m C. 6 m D. 4.8 m
【答案】B
【解析】
【详解】由弹簧和小球组成系统机械能守恒
解得
而恰好到达C点的条件
解得
故小球能到达点且之后飞出后做平抛运动
小球落地点距弹射器底端的水平距离为
故选B。
5. “自热米饭”盒的内部结构如图所示,加热层有氧化钙等物质,遇水反应放热,可实现无火无电条件下加热食材,加热时食材层内空气温度缓慢上升,通过盖子上的透气孔泄压维持食材层内空气压强不变。若忽略加热过程中食材层体积变化,食材层内空气可视为理想气体,则加热过程中,下列说法正确的是( )
A. 食材层内空气分子单位时间内撞击器壁的分子数不变
B. 食材层内空气的内能增加量等于气体从化学反应中吸收的热量
C. 食材层内空气的压强与热力学温度成正比
D. 食材层内空气分子对单位面积器壁的平均作用力不变
【答案】D
【解析】
【详解】B.根据热力学第一定律
虽然气体体积不变,但是气体分子数减小,有气体泄漏,可视作气体体积增大,可得
所以,故B错误;
CD.压强的物理意义就是分子对单位面积器壁的平均作用力,由于盖子上的透气孔泄压维持食材层内空气压强不变,所以食材层内空气分子对单位面积器壁的平均作用力不变,故C错误,D正确;
A.设在时间内撞击器壁的分子数为,分子的平均速度为,器壁受到的平均作用力为,根据动量定理可得
解得单位时间内撞击器壁的分子数
根据选项D可知不变,随着加热食材层内温度升高,分子的平均速度增大,可得减小,故A错误。
故选D。
6. 如图所示,可视为质点的滑雪运动员从一段圆弧滑道由静止无助力下滑,初始时,运动员和圆心的连线与竖直方向的夹角,忽略一切阻力。运动员在圆弧轨道下滑到最低点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 沿滑道方向的加速度和速度都在增大
B. 沿滑道方向的加速度和速度都在减小
C. 若初始夹角,下滑时间变长
D. 若初始夹角,下滑时间不变
【答案】D
【解析】
【详解】AB.对运动员受力分析,重力的分力提供沿滑道切线方向的合力:设某位置运动员与圆心连线和竖直方向夹角为,可得
因此沿滑道方向的加速度
下滑过程中,从初始角度逐渐减小到0,因此沿滑道方向加速度逐渐减小;由于加速度方向始终与下滑速度方向同向,速度一直增大,故AB错误;
CD.本题中初始角度、都属于小角度,运动员在圆弧轨道的运动等效于单摆的小角度简谐运动,小角度下周期和振幅(初始偏角)无关,这是单摆的等时性。运动员从初始位置滑到最低点的时间为,不变,因此初始偏角从变为,下滑时间不变,故C错误,D正确。
故选D。
7. 如图所示,水平向右的匀强电场中固定倾角为30°的足够长斜面,质量为m、带电量为+q的小球以初速度从斜面底端斜向上抛出,初速度方向与水平方向间的夹角为60°。已知匀强电场的电场强度,重力加速度为g,不计空气阻力。小球从抛出到落回斜面的过程中,下列说法正确的是( )
A. 机械能不变 B. 离斜面最远时动能最小
C. 运动的时间为 D. 运动的时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球从抛出到落回斜面的过程中,电场力做功会改变机械能,故机械能不守恒,故A错误;
B.以斜面为参考系,建立沿斜面向上(x 轴)和垂直斜面向上(y 轴)的坐标系,小球受重力 mg(竖直向下)和电场力 qE(水平向右),沿斜面方向(x 轴):电场力分量:(沿斜面向上)
重力分量:(沿斜面向下)
根据牛顿第二定律
解得加速度(沿斜面向下)
垂直斜面方向(y 轴): 电场力分量(垂直斜面向下)
重力分量:(垂直斜面向下)
根据牛奶第二定律
解得加速度(垂直斜面向下)
初速度与斜面方向夹角为,分解到斜面坐标系,沿x轴为
沿y轴为
离斜面最远时(y 方向速度为 0),时间
此时x方向速度
设合力与竖直方向的夹角为,则
故
此时合力与速度成钝角,速度大小继续减小,故离斜面最远时动能不是最小,故B错误;
CD. 落回斜面时
由
解得,故C错误,D正确。
故选D。
8. 如图所示,足够长光滑水平面上方空间中有垂直向里、磁感应强度为B的匀强磁场和水平向右、电场强度为E的匀强电场,水平面上有一个质量为m且不带电的绝缘物块N,在物块N左边某处静止释放一个质量为2m且带正电的物块M,带电荷量为q,物块M、N都可以看成质点,若M、N恰能相碰(碰撞时间很短),且碰后粘为一体(碰后电荷量不变),重力加速度取g,下列说法正确的是( )
A. 物块M与物块N碰前的速度是
B. 物块M释放点距物块N的距离L是
C. 物块M与物块N碰后的速度是
D. 物块M与物块N碰后又滑动时间后会离开水平地面
【答案】B
【解析】
【详解】A.M在电场力的作用下向右加速,同时洛伦兹力向上且大小也在增加。若M、N恰好能相碰,此时有,求得。故A错误;
B.设物块释放点距物块的距离是,根据动能定理得
代入得,故B正确;
C.碰撞过程满足动量守恒,且碰后粘为一体,
解得,故C错误;
D.物块与物块碰后粘为一体后运动速度为时离开水平地面,则有
可求得速度
连接体受到电场力的作用加速运动,加速度
所以时间,故D错误。
故选B。
二、多选题:本大题共2小题,每小题5分,共10分。全部选对的得5分,选对但不全对得的3分,有选错的得0分。
9. 2025年3月4日,《上观新闻》消息,我国2025年将发射神舟二十号、神舟二十一号载人飞船和一搜货运飞船,执行二次载人飞行任务的航天员乘组已经选定,正在开展相关训练。如果“神舟二十号”飞船升空后先进入停泊轨道(即近地圆形轨道),之后进入转移轨道,最后在中国空间站轨道与天和核心舱对接,如图所示。已知中国空间站轨道为圆形轨道,距地面高度为h,飞船在停泊轨道运行的周期为T,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,引力常量为G,则下列说法正确的是( )
A. 从停泊轨道进入转移轨道在P点需要减速
B. 天和核心舱的向心加速度大小为
C. 可估得地球密度为
D. 飞船从P点运行到Q点需要的时间为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.飞船需要通过加速从停泊轨道进入转移轨道,A错误;
B.设天和核心舱的向心加速度大小为,地表物体受的重力为,由,解得,B正确;
C.船在停泊轨道运行的周期为,根据万有引力提供向心力有,解得,则地球的密度为,解得,C正确;
D.设飞船在转移轨道运行的周期为,由开普勒第三定律有,整理可得,故飞船在转移轨道上从点飞到点所需的时间为,D错误。
故选BC。
10. 如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数之比为,原线圈串联一个定值电阻接在正弦式交流电源上,电源内阻忽略不计。副线圈回路中接有定值电阻与滑动变阻器,电流表、电压表均为理想电表。滑动变阻器滑片自上而下滑动时,下列说法正确的是( )
A.
B. 若电压表与电流表示数变化量分别为和,则
C. 电源的输出功率先减小后增大
D. 副线圈的输出功率先减小后增大
【答案】BC
【解析】
【详解】A.原线圈电流为 ,副线圈电流为 ,根据 可知,又 ,即 ,故A错误;
B.当电压表的示数变化量为 时,原线圈两端电压的变化量 ,定值电阻 两端电压变化量的绝对值 ,可知 ,故B正确;
C.副线圈电路中总电阻为 ,滑动变阻器 的上段、下段并联,将滑动变阻器 的滑片从上端滑至下端的过程中,有 ,由数学知识可得 电阻先增大后减小,所以副线圈总电阻先增大后减小。
根据电压关系 ,其中 满足 , 满足 ,电流关系 ,联立可得,等效电阻为 ,可知 先增大后减小。根据 ,则电源的输出功率先减小后增大,故C正确;
D.根据 ,副线圈的输出功率为 ,其中 ,整理得,理想变压器副线圈的输出功率与副线圈电路的总电阻有关,无法确定 和 的大小关系,所以理想变压器副线圈的输出功率的变化情况不确定,故D错误。
故选BC。
三、非选择题:本大题共5小题,共58分。
11. 如图甲所示为某同学用气垫导轨装置验证动量守恒定律,其中、为两个光电门,它们与数字计时器相连两个滑块、(含相同的遮光片)质量分别为、,当它们通过光电门时,计时器可测得遮光片的遮光时间。
(1)用螺旋测微器测得遮光片宽度如图乙所示,则__________。
(2)调节气垫导轨水平时,仅放在导轨左端,给一个向右初速度,经光电门和时,记录的遮光时间分别为和,若__________(填“”“”或“”),则说明气垫导轨水平。
(3)将静置于两光电门之间,将置于光电门左侧,给一个向右的初速度,经光电门后,与发生碰撞,为了使碰后不返回,则要满足__________(填“”“”或“”)。
(4)在(3)问中光电门记录的时间为,滑块、先后通过光电门时,记录的遮光时间分别为、,若、、、、满足关系式__________,则可验证动量守恒定律;若、、又满足关系式__________,则说明、发生的是弹性碰撞。
【答案】(1)2.150##2.149##2.151
(2)= (3)>
(4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
由螺旋测微器的读数规则有 。
【小问2详解】
若气垫导轨调节水平,则滑块做匀速直线运动有,则有。
【小问3详解】
弹性碰撞中,动量守恒
机械能守恒
解得碰后A的速度
滑块A碰后不返回,要求,即。
【小问4详解】
[1]滑块A经过光电门的速度为,A经过光电门的速度为,经过光电门的速度为,
由动量守恒有
整理得,
[2]若为弹性碰撞则有,
联立解得,则有
可得。
12. “点亮未来”科技爱好小组从某电器上拆下一个金属铂电阻,在查阅资料得知,这种电阻在0 ~ 100℃范围内阻值Rt与摄氏温度t的关系为Rt = R0(1 + αt),其中R0为其在0℃时的阻值,t为摄氏温度,α为铂电阻温度系数(为正值)。该小组决定测量该金属铂电阻的R0和α值。实验室有一新型智能恒流源,能稳定输出大小为I0(已知)的电流,小组成员又找来了一块电流表A(量程略小于I0,内阻未知但很小)、电阻箱R、导线若干、温度计以及沸水和冷水各一杯。该小组设计了如图甲所示测量电路并进行如下操作。
(1)正确连接好电路,为了保证电流表的安全,闭合开关前应将电阻箱R的阻值调到一个______(填“较大”或“较小”)的阻值。
(2)在断开开关S的情况下将该金属铂电阻Rt置于沸水中。
(3)闭合开关S,通过改变电阻箱R的阻值,使电流表A的示数为,记下此时电阻箱的示数R和水的温度t。
(4)多次将冷水倒一点到热水中,重复步骤(3),可获得电阻箱的示数R和温度t的多组数据。
(5)以电阻箱的示数R为纵轴,温度t为横轴,作出图像如图乙所示,则该金属铂电阻在0℃时的阻值R0 = ______Ω,温度系数α = ______℃−1。(结果均用a、b、c表示)
(6)测量后该小组对实验原理及过程进行反思,由于电流表内阻的影响,R0的测量值______,温度系数α的测量值______。(均填“偏大”“偏小”或“无影响”)
【答案】 ①. 较大 ②. 2a ③. ④. 偏小 ⑤. 无影响
【解析】
【详解】(1)[1]要使电流表不烧坏,最初通过电流表的电流应较小,故电阻箱R的阻值应调到较大阻值。
(5)[2][3]根据欧姆定律及并联电路的特点可知
又因为
整理可得
结合图像可知
,
则
(6)[4][5]若考虑到电流表的内阻,则
整理可得
对应图像应平行上移,如图中虚线所示,由图可知,R0测量值偏小,温度系数α的测量值无影响。
13. 如图为一个半径为R的半球体截面图,O为球心,现让一束激光从O点沿半径缓慢向A点移动,(不考虑光线在球内多次反射),已知半球体的折射率为1.5,光在真空中的传播速度为c,求:
(1)光移至距球心处,射出半球体光线的折射角;
(2)光移至距球心多远时没有光从半球体上方射出。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由题意可得,光路图如图所示
由几何关系可得
根据折射定律可得
解得
即
【小问2详解】
当光线在曲面界面发生全反射时,半球体上方无光射出。光路图如图所示
由全反射临界角公式
由几何关系可得
解得
14. 如图甲所示,物块与质量 为m的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接.物块置于左侧滑轮正下方的表面水 平的压力传感装置上,小球与右侧滑轮的距离为l.开始时物块和 小球均静止,将此时传感装置的示数记为初始值.现给小球施加一始终垂直于细绳的力,将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成60°角,如图乙所示,此时传感装置的示数为初始值的1.25倍;再将小球由静止释放,当运动至最低位置时,传感装置的示数为初始值的0.6倍.不计滑轮的大小和摩擦,重力加速度的大小为g.求:
(1)物块的质量;
(2)从释放到运动至最低位置的过程中,小球克服空气阻力所做的功.
【答案】(1)M=3m ;(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)设物块质量为M,开始时,设压力传感器读数F0,则
F0+mg=Mg
当小球被抬高60°角时,则对小球根据力的平行四边形法则可得
T=mgcos60°
此时对物块
1.25F0+T=Mg;解得:M=3m;F0=2mg
(2)当小球摆到最低点时,对物块
0.6F0+T1=Mg;
对小球
对小球摆到最低点的过程,根据动能定理可知
,
联立解得
Wf=0.1mgl
15. 如图所示,间距为L的平行金属轨道MN、PQ均固定在竖直平面内,两轨道均由水平光滑直轨道和半径为r的四分之一光滑圆弧轨道组成,圆弧轨道的最低点切线水平,水平轨道有一部分处在竖直向上的匀强磁场中,磁场的边界垂直于轨道,磁场边界间距也为L,轨道N、Q端接有阻值为R的定值电阻,磁场右侧轨道上固定有弹性立柱,两立柱连线与轨道垂直,一个质量为m的金属棒从轨道的M、P端由静止释放,金属棒穿过磁场后,与金属立柱碰撞无能量损失,此后,金属棒刚好能再次穿过磁场,金属棒和轨道电阻均不计,重力加速度为g,求
(1)金属棒到达圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小;
(2)金属棒第一次穿过磁场的过程中,通过电阻R的电量的大小;
(3)金属棒第一次穿过磁场的过程中,电阻R产生的焦耳热。
【答案】(1);(2);(3)。
【解析】
【详解】(1)由题意可知从导体棒释放到达最低点的过程中,有动能定理有:
在圆轨道最低点合力提供向心力有:
联立解得:;根据牛顿第三定律可知金属棒对轨道的压力大小为:
(2)由题意可知金属棒穿过磁场后,与金属立柱碰撞无能量损失,且金属棒刚好能再次穿过磁场,即再次穿过磁场时速度恰好为0,设两次穿越磁场的时间为t,流过电荷量为q,此过程中根据:
可得:
对整个运动过程根据动量定理有:
联立两式结合(1)可解得:
金属棒第一次穿过磁场的过程中,通过电阻R的电量为:
(3)设金属棒第一次穿出磁场时速度为v1,则根据动量定理有:
所以金属棒第一次穿过磁场的过程中,根据能量守恒有:
联立两式结合(2)的结果可得:
答:(1)金属棒到达圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小为3mg;
(2)金属棒第一次穿过磁场的过程中,通过电阻R的电量的大小;
(3)金属棒第一次穿过磁场的过程中,电阻R产生的焦耳热。
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2026年定远育才学校高考模拟预测试卷
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祝您高考成功!
一、单选题:本大题共8小题,每小题4分,共32分。
1. 地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器。如图甲所示,若光线被乘客阻挡,电流发生变化,工作电路立即报警。如图乙所示,光线发射器内大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时,辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子,图丙为a,b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2.55eV,下列说法正确的是( )
A. b光为氢原子从能级跃迁到能级时发出的光
B. 经同一障碍物时,b光比a光衍射现象更明显
C. 光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为9.54eV
D. 若部分光线被遮挡,则放大器的电流将增大,从而引发报警
2. 降噪耳机主要通过主动降噪(ANC)和被动降噪(PNC)两种技术原理实现噪音消除,其中主动降噪技术利用声波干涉抵消噪音(如图所示),图中波峰表示密部,波谷表示疏部,P、Q为传播方向上的两个质点。下列说法正确的是( )
A. 耳膜的振动方向与环境噪声的传播方向垂直
B. 相同时间内,质点P、Q向右移动相同的距离
C. 图中质点P的位移始终为零
D. 环境噪声的频率越高,噪声从耳机传播到耳膜的速度就越大
3. 如图所示,完全相同的三根刚性柱竖直固定在水平地面上的A'、B'、C'三点上,三点恰好在等边三角形的三个顶点上,三角形的边长为L,三根完全一样的轻绳一端固定在A、B、C三点上,另一端栓接在一起,结点为O。现把质量为m的重物用轻绳静止悬挂在结点O处,O点到ABC平面的距离为,重物不接触地面,当地重力加速度为g。则AO绳中的张力为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,水平地面上竖直固定一内壁光滑的弹射器AB,长度,弹射器与四分之一光滑圆弧轨道BC相切,圆弧轨道半径。弹射器内有一轻质弹簧,质量的小球向下压缩弹簧并被锁定,锁定位置距离管道底部高度,此时弹簧的弹性势能。现解除锁定,小球被弹出后进入圆弧轨道。已知小球可看作质点,弹射器粗细可忽略不计,不考虑空气阻力,取重力加速度,则小球落地点距弹射器底端的水平距离为( )
A. 12 m B. 8 m C. 6 m D. 4.8 m
5. “自热米饭”盒的内部结构如图所示,加热层有氧化钙等物质,遇水反应放热,可实现无火无电条件下加热食材,加热时食材层内空气温度缓慢上升,通过盖子上的透气孔泄压维持食材层内空气压强不变。若忽略加热过程中食材层体积变化,食材层内空气可视为理想气体,则加热过程中,下列说法正确的是( )
A. 食材层内空气分子单位时间内撞击器壁的分子数不变
B. 食材层内空气的内能增加量等于气体从化学反应中吸收的热量
C. 食材层内空气的压强与热力学温度成正比
D. 食材层内空气分子对单位面积器壁的平均作用力不变
6. 如图所示,可视为质点的滑雪运动员从一段圆弧滑道由静止无助力下滑,初始时,运动员和圆心的连线与竖直方向的夹角,忽略一切阻力。运动员在圆弧轨道下滑到最低点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 沿滑道方向的加速度和速度都在增大
B. 沿滑道方向的加速度和速度都在减小
C. 若初始夹角,下滑时间变长
D. 若初始夹角,下滑时间不变
7. 如图所示,水平向右的匀强电场中固定倾角为30°的足够长斜面,质量为m、带电量为+q的小球以初速度从斜面底端斜向上抛出,初速度方向与水平方向间的夹角为60°。已知匀强电场的电场强度,重力加速度为g,不计空气阻力。小球从抛出到落回斜面的过程中,下列说法正确的是( )
A. 机械能不变 B. 离斜面最远时动能最小
C. 运动的时间为 D. 运动的时间为
8. 如图所示,足够长光滑水平面上方空间中有垂直向里、磁感应强度为B的匀强磁场和水平向右、电场强度为E的匀强电场,水平面上有一个质量为m且不带电的绝缘物块N,在物块N左边某处静止释放一个质量为2m且带正电的物块M,带电荷量为q,物块M、N都可以看成质点,若M、N恰能相碰(碰撞时间很短),且碰后粘为一体(碰后电荷量不变),重力加速度取g,下列说法正确的是( )
A. 物块M与物块N碰前的速度是
B. 物块M释放点距物块N的距离L是
C. 物块M与物块N碰后的速度是
D. 物块M与物块N碰后又滑动时间后会离开水平地面
二、多选题:本大题共2小题,每小题5分,共10分。全部选对的得5分,选对但不全对得的3分,有选错的得0分。
9. 2025年3月4日,《上观新闻》消息,我国2025年将发射神舟二十号、神舟二十一号载人飞船和一搜货运飞船,执行二次载人飞行任务的航天员乘组已经选定,正在开展相关训练。如果“神舟二十号”飞船升空后先进入停泊轨道(即近地圆形轨道),之后进入转移轨道,最后在中国空间站轨道与天和核心舱对接,如图所示。已知中国空间站轨道为圆形轨道,距地面高度为h,飞船在停泊轨道运行的周期为T,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,引力常量为G,则下列说法正确的是( )
A. 从停泊轨道进入转移轨道在P点需要减速
B. 天和核心舱的向心加速度大小为
C. 可估得地球密度为
D. 飞船从P点运行到Q点需要的时间为
10. 如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数之比为,原线圈串联一个定值电阻接在正弦式交流电源上,电源内阻忽略不计。副线圈回路中接有定值电阻与滑动变阻器,电流表、电压表均为理想电表。滑动变阻器滑片自上而下滑动时,下列说法正确的是( )
A.
B. 若电压表与电流表示数变化量分别为和,则
C. 电源的输出功率先减小后增大
D. 副线圈的输出功率先减小后增大
三、非选择题:本大题共5小题,共58分。
11. 如图甲所示为某同学用气垫导轨装置验证动量守恒定律,其中、为两个光电门,它们与数字计时器相连两个滑块、(含相同的遮光片)质量分别为、,当它们通过光电门时,计时器可测得遮光片的遮光时间。
(1)用螺旋测微器测得遮光片宽度如图乙所示,则__________。
(2)调节气垫导轨水平时,仅放在导轨左端,给一个向右初速度,经光电门和时,记录的遮光时间分别为和,若__________(填“”“”或“”),则说明气垫导轨水平。
(3)将静置于两光电门之间,将置于光电门左侧,给一个向右的初速度,经光电门后,与发生碰撞,为了使碰后不返回,则要满足__________(填“”“”或“”)。
(4)在(3)问中光电门记录的时间为,滑块、先后通过光电门时,记录的遮光时间分别为、,若、、、、满足关系式__________,则可验证动量守恒定律;若、、又满足关系式__________,则说明、发生的是弹性碰撞。
12. “点亮未来”科技爱好小组从某电器上拆下一个金属铂电阻,在查阅资料得知,这种电阻在0 ~ 100℃范围内阻值Rt与摄氏温度t的关系为Rt = R0(1 + αt),其中R0为其在0℃时的阻值,t为摄氏温度,α为铂电阻温度系数(为正值)。该小组决定测量该金属铂电阻的R0和α值。实验室有一新型智能恒流源,能稳定输出大小为I0(已知)的电流,小组成员又找来了一块电流表A(量程略小于I0,内阻未知但很小)、电阻箱R、导线若干、温度计以及沸水和冷水各一杯。该小组设计了如图甲所示测量电路并进行如下操作。
(1)正确连接好电路,为了保证电流表的安全,闭合开关前应将电阻箱R的阻值调到一个______(填“较大”或“较小”)的阻值。
(2)在断开开关S的情况下将该金属铂电阻Rt置于沸水中。
(3)闭合开关S,通过改变电阻箱R的阻值,使电流表A的示数为,记下此时电阻箱的示数R和水的温度t。
(4)多次将冷水倒一点到热水中,重复步骤(3),可获得电阻箱的示数R和温度t的多组数据。
(5)以电阻箱的示数R为纵轴,温度t为横轴,作出图像如图乙所示,则该金属铂电阻在0℃时的阻值R0 = ______Ω,温度系数α = ______℃−1。(结果均用a、b、c表示)
(6)测量后该小组对实验原理及过程进行反思,由于电流表内阻的影响,R0的测量值______,温度系数α的测量值______。(均填“偏大”“偏小”或“无影响”)
13. 如图为一个半径为R的半球体截面图,O为球心,现让一束激光从O点沿半径缓慢向A点移动,(不考虑光线在球内多次反射),已知半球体的折射率为1.5,光在真空中的传播速度为c,求:
(1)光移至距球心处,射出半球体光线的折射角;
(2)光移至距球心多远时没有光从半球体上方射出。
14. 如图甲所示,物块与质量 为m的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接.物块置于左侧滑轮正下方的表面水 平的压力传感装置上,小球与右侧滑轮的距离为l.开始时物块和 小球均静止,将此时传感装置的示数记为初始值.现给小球施加一始终垂直于细绳的力,将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成60°角,如图乙所示,此时传感装置的示数为初始值的1.25倍;再将小球由静止释放,当运动至最低位置时,传感装置的示数为初始值的0.6倍.不计滑轮的大小和摩擦,重力加速度的大小为g.求:
(1)物块的质量;
(2)从释放到运动至最低位置的过程中,小球克服空气阻力所做的功.
15. 如图所示,间距为L的平行金属轨道MN、PQ均固定在竖直平面内,两轨道均由水平光滑直轨道和半径为r的四分之一光滑圆弧轨道组成,圆弧轨道的最低点切线水平,水平轨道有一部分处在竖直向上的匀强磁场中,磁场的边界垂直于轨道,磁场边界间距也为L,轨道N、Q端接有阻值为R的定值电阻,磁场右侧轨道上固定有弹性立柱,两立柱连线与轨道垂直,一个质量为m的金属棒从轨道的M、P端由静止释放,金属棒穿过磁场后,与金属立柱碰撞无能量损失,此后,金属棒刚好能再次穿过磁场,金属棒和轨道电阻均不计,重力加速度为g,求
(1)金属棒到达圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小;
(2)金属棒第一次穿过磁场的过程中,通过电阻R的电量的大小;
(3)金属棒第一次穿过磁场的过程中,电阻R产生的焦耳热。
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