内容正文:
2026届高三全真模拟适应性考试
物理
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,写在试卷上无效。
3、考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题:本大题共6小题,共24分。
1. 将粗细不同、两端开口的细玻璃管插入装有某种液体的容器中,现象如图所示。下列说法中正确的是( )
A. 容器中的液体可能是水银
B. 若在正常运行的太空舱中进行实验,仍是较细玻璃管中的液面高
C. 玻璃管对液体分子的作用力比液体分子之间的作用力强
D. 若用不同液体进行实验,两玻璃管中液体的高度差一定相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.图中现象是毛细现象,水银对玻璃是不浸润的,不会出现这种液面上升的毛细现象,该液体不是水银,故A错误;
B.太空舱中处于完全失重状态,毛细现象更明显,液面直接攀升到毛细管顶部,两玻璃管液面没有高度差,故B错误;
C.出现毛细现象中液面上升,说明玻璃管对液体分子的作用力(附着力)比液体分子之间的作用力(内聚力)强,使得液体被拉向玻璃管,故C正确;
D.不同液体的表面张力、浸润程度等不同,做实验时两玻璃管中液体高度差不同,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,和都是厚度均匀的平玻璃板,它们之间的夹角为现有一束很细的具有两种不同颜色的复色光,以某一入射角从点射入板,且射出板后的两束单色光射在地面上、两点,由此可知( )
A. 光在两玻璃板间的空气中传播的时间是射到点的较短
B. 光由玻璃射向空气时,射到点的光发生全反射的临界角较大
C. 在相同条件下做双缝干涉实验,射到点的光的干涉条纹间距较小
D. 在玻璃中的传播速度是射到点的光较大
【答案】C
【解析】
【详解】A.平行玻璃板只改变出射光线的位置,不改变其方向。折射率越大,光在玻璃中的折射角越小,侧移越大;结合、两点的位置可知,射到点的光折射率较大,且它在、两板间空气中的传播距离较大。两束光在空气中的传播速度相同,故射到点的光在两板间空气中的传播时间较长,故A错误;
B.由临界角公式
可知,折射率越大,临界角越小,故B错误;
C.射到点的光折射率较大,频率较大、波长较短。双缝干涉条纹间距
在其他条件相同时,射到点的光的条纹间距较小,故C正确;
D.由
可知,射到点的光在玻璃中的传播速度较小,故D错误。
故选C。
3. 图甲为利用光电管研究光电效应的电路图,其中光电管阴极K的材料是钾,钾的逸出功为。图乙为实验中用某一频率的光照射光电管时,测量得到的光电管伏安特性曲线,当电压为时,光电流恰好为零。已知普朗克常量为h,光电子的电荷量为e。下列说法正确的是( )
A. 该实验的入射光频率为
B. 该实验的光电子获得的最大初动能为
C. 光电管两极间的正向电压越大,光电流越大
D. 当入射光的频率小于时,仍可以发生光电效应
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据
可得该实验的入射光频率为
该实验的光电子获得的最大初动能为
选项A错误,B正确;
C.开始时光电管两极间的正向电压越大,光电流越大,但随着光电流增加,当达到饱和光电流时,随正向电压增加,光电流不再增大,选项C错误;
D.由公式
可得,极限频率为
则入射光的频率小于时,不可以发生光电效应,选项D错误。
故选B。
4. 用单摆测定重力加速度的实验。三位同学用图像法处理数据,他们通过改变摆长,测得了多组摆长和对应的周期,并用这些数据作图像,作出的图线的示意图如图中的、、所示,其中和平行,和都过原点,图线对应的值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线,下列分析正确的是( )
A. 出现图线的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长
B. 通过对图线的正确处理不可以得到较为准确的值
C. 图线对应的值小于图线对应的值
D. 出现图线的原因可能是误将次全振动记为次
【答案】D
【解析】
【详解】根据单摆的周期公式
可得
根据数学知识可知,图像的斜率
则当地的重力加速度
A.由图像可知,对图像,当为零时不为零,所测摆长偏小,可能是把摆线长度作为摆长,即把悬点到摆球上端的距离作为摆长,故A错误;
B.若测量摆长时忘了加上摆球的半径,则摆长变成摆线的长度,则有
与线斜率相等,和平行,通过对图线的正确处理同样可以得到较为准确的值,故B错误;
C.由图可知,图线对应的斜率偏小,根据图像的斜率,当地的重力加速度可知,值大于图线对应的值,故C错误;
D.实验中误将次全振动记为次,则周期的测量值偏小,导致重力加速度的测量值偏大,图线的斜率偏小,故D正确。
故选D。
5. 北京时间2024年10月30日4时27分神舟十九号成功发射,并于10月30日上午11时与天宫空间站成功对接,天宫空间站迎来蔡旭哲、宋令东、王浩泽3名新乘组入驻。现将此过程简化为如图所示:先将神舟飞船发射至近地圆轨道运行,再由M点加速进入图中的椭圆转移轨道,运动半个椭圆后,在点与天宫空间站实现对接,已知天宫空间站做匀速圆周运动的轨道离地球表面的高度为。若将地球视为半径为的匀质球体,近地轨道离地高度忽略不计,地球表面重力加速度为,则神舟十九号由M运动至所用时间为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】天宫空间站绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力,则有
在地球表面有
解得
神舟十九号进入转移轨道,该椭圆轨道的半长轴为
令其周期为,根据开普勒第三定律有
解得
则神舟飞船由运动至的时间则为
故选B。
6. 如图所示为某静电除尘装置的简化原理图,两块平行带电极板间为除尘空间。质量为m,电荷量为-q的带电尘埃分布均匀,均以沿板方向的速率v射入除尘空间,当其碰到下极板时,所带电荷立即被中和,同时尘埃被收集。调整两极板间的电压可以改变除尘率(相同时间内被收集尘埃的数量与进入除尘空间尘埃的数量之百分比)。当两极板间电压为U0时,。不计空气阻力、尘埃的重力及尘埃之间的相互作用,忽略边缘效应。下列说法正确的是( )
A. 两极板间电压为U0时,尘埃的最大动能为qU0+
B. 两极板间电压为U0时,除尘率可达100%
C. 仅增大尘埃的速率v,可以提升除尘率
D. 仅减少尘埃的电荷量,可以提升除尘率
【答案】B
【解析】
【详解】A.当两极板间电压为U0时,。可知相同时间内有80%的带点尘埃打在下极板,则离开极板间的带点尘埃的偏移量
设尘埃的最大动能为,两极板间的距离为,根据动能定理可知
解得
A错误;
B.设离开板间的带电尘埃的偏移量为,极板间的电压为,粒子在平行极板的方向上做匀速直线运动,沿垂直极板的方向做匀加速直线运动,则有
根据牛顿第二定律
联立解得
由于
故
可解得
故B正确;
CD.根据上述结论
可知,仅增大尘埃的速率v,或仅减少尘埃的电荷量,均使的偏移量减小,会降低除尘率,CD错误。
故选B。
二、多选题:本大题共4小题,共20分。
7. 一定质量的理想气体从状态a经过状态b、c、d回到状态a,其压强p与体积倒数的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. b→c过程中气体要从外界吸收热量
B. d→a过程中气体分子在单位时间内对单位面积容器壁的平均碰撞次数不断减小
C. a→b过程中外界对气体做的功大于气体放出的热量
D. b→c过程中外界对气体做的功大于c→d过程中气体对外界所做的功
【答案】BD
【解析】
【详解】C.a→b过程为等温变化,内能不变,体积减小,根据,可知外界对气体做功与放出热量相等,C错误;
A.b→c过程为等压变化,根据图像中与原点连线斜率表示温度,可知,温度降低,内能减小,体积减小,外界对其做功,根据,可知气体向外界放热,A错误;
B.d→a为等压变化,由,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的平均碰撞次数减小,B正确;
D.b、d两状态气体体积相同,即b→c过程气体体积的变化量与c→d过程中气体体积变化量大小相等,b→c过程压强不变,而c→d过程压强减小,根据可知b→c过程中外界对气体做的功大于从c→d过程中气体对外界所做的功,D正确。
故选BD。
8. 频率不同的两束单色光1和2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后,其光路如右图所示,下列说法正确的是( )
A. 单色光1的波长小于单色光2的波长
B. 在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2 的传播速度
C. 单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间
D. 单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由折射光路可知,单色光1的折射率大于单色光2,则单色光1的频率大于单色光2,单色光1的周期小于单色光2,根据,所以单色光1的波长小于单色光2的波长 ,故A正确;
B.根据在玻璃中单色光1的传播速度小于单色光2的传播速度,故B错误;
C.设光线由空气射向玻璃时的入射角是,折射角为θ,则
设玻璃的厚度为d,则光线在玻璃中的路程为
穿过玻璃的时间为
其中
联立以上各式可得
根据数学方法可知当单色光1通过玻璃板所需的时间大于单色光2通过玻璃板所需的时间,当,无法判断两光所需时间的大小,故C错误;
D.根据,所以单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角,故D正确;
故选AD。
9. 如图所示在光滑水平面上有两个小木块和,其质量,它们中间用一根轻弹簧相连。一颗水平飞行的子弹质量为,初速度为,在极短的时间内射穿两木块,子弹射穿木块后子弹的速度变为原来的,且子弹射穿木块损失的动能是射穿木块损失的动能的2倍,则( )
A. 子弹射穿A 木块过程中系统损失的机械能为3975J
B. 子弹打穿两个木块后的过程中弹簧最大的弹性势能为
C. 弹簧再次恢复原长时的速度为
D. 弹簧再次恢复原长时的速度为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.设子弹射穿木块后和子弹的速度分别为和,由题意可知,子弹穿过的过程中,由动量守恒定律可得
联立解得,射穿木块过程中系统损失的机械能为,故A正确;
B.设子弹射穿木块后和子弹的速度分别为和,由动量守恒定律可得
由题意可知
联立解得,子弹穿过以后,弹簧开始被压缩,和弹簧所组成的系统动量守恒,当达到共同速度时,弹簧的弹性势能最大,由动量守恒定律可得
解得
根据机械能守恒定律可得弹簧的最大弹性势能为
故B错误;
CD.弹簧再次恢复原长时的速度分别为、,规定水平向右为正方向,根据动量守恒定律
机械能守恒定律有
联立解得,故C正确,D错误。
故选AC。
10. 如图所示,竖直平面内有固定的半径R的光滑绝缘圆形轨道,水平匀强电场平行于轨道平面向左,P、Q分别为轨道的最高、最低点.一质量为m、电量为q的带正电小球(可视为质点)在轨道内运动,已知重力加速度为g,场强.要使小球能沿轨道做完整的圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 小球过Q点时速度至少为
B. 小球过Q点时速度至少为
C. 小球过Q、P点受轨道弹力大小的差值为6mg
D. 小球过Q、P点受轨道弹力大小的差值为7.5mg
【答案】BC
【解析】
【详解】根据“等效场”知识得电场力与重力的合力大小为
则
方向为
,即
当小球刚好通过C点关于O对称的D点时,就能做完整的圆周运动,如图所示.
AB.在D点由电场力和重力的合力提供向心力,则
从Q到D,由动能定理得
联立解得
,
故A错误,B正确.
CD.在P点和Q点由牛顿第二定律
,
从Q到P,由动能定理得
联立解得
则C正确、D错误;
故选BC.
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 图甲所示为某实验小组测量A、B两个箱子质量的装置图,其中D为铁架台,E为固定在铁架台上的轻质定滑轮(质量和摩擦可忽略),F为光电门,C为固定在A上、宽度为d的细遮光条(质量不计).此外该实验小组还准备了砝码一套(总质量m0=1kg)和刻度尺等,请在以下实验步骤中按要求作答:
(1)在铁架台上标记一位置O,并测得该位置与光电门之间的高度差h.
(2)取出质量为m的砝码放在A中,剩余砝码都放在B中,让A从位置O由静止开始下降.
(3)记录下遮光条通过光电门的时间t,根据所测数据计算出A下落到F处的速率v=____;下落过程中的加速度大小a=______.
(4)改变m,重复(2)(3)步骤,得到多组m及a的数据,作出____(填“a-m”或“a-”)图像如图乙所示(图中横、纵坐标物理量的单位均采用国际制单位)
(5)由图像可得,A的质量mA=____kg,B的质量mB=____kg(保留两位有效数字,重力加速度大小g取10m/s2)
【答案】 ①. ②. ③. ④. 3.0kg ⑤. 1.0kg
【解析】
【详解】(1)由很短时间内的平均速度近似等于瞬时速度可知, ;
(2)由匀变速直线运动的速度位移公式得:,解得:;
(3)由牛顿第二定律得:,解得:,所以应作出的图象;
(4)图象斜率为:,截距为:,联立解得:.
12. 某物理兴趣小组的同学设计了一个利用天平测定磁感应强度的实验方案,实验原理如图所示,天平的右臂下面挂一个宽为L的矩形线圈,线圈的下部悬在方向垂直于纸面的匀强磁场中。天平左右悬点关于支点对称,线圈共N匝,当地重力加速度大小为g,实验步骤如下:
(1)未通电流时,在天平左盘内放入质量为M的砝码,使天平平衡;当给线圈通以逆时针方向、大小为I的电流(如图所示)时,需要在砝码盘中再加入质量为的砝码,天平才重新平衡。分析可知磁场方向垂直于纸面______(填“向里”或“向外”),磁感应强度大小______。(用题中所给物理量符号表示)
(2)只改变通入线圈电流I的大小,砝码盘中放入砝码使天平平衡,读出砝码盘中砝码的总质量m,得到多组m和I数据后,作出了图像,若该图像是一条斜率为k的直线,则匀强磁场的磁感应强度大小______。(用g、k、L和N表示)
【答案】(1) ①. 向外 ②.
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1]由题意可知,线圈受到向下的安培力,根据左手定则,可知磁场方向垂直于纸面向外;
[2]根据平衡条件,有
解得
【小问2详解】
根据平衡条件,有
化简可得
则图像的斜率
解得
四、计算题:本大题共3小题,共40分。
13. 如图甲所示,在竖直放置的圆柱形容器内用横截面积的质量不计且光滑的活塞密封一定质量的气体(可视为理想气体),活塞上静止一质量为的物块。图乙是密闭气体从状态A变化到状态B的图像,密闭气体在A点的压强,从状态A变化到状态B的过程中吸收热量。已知外界大气压强,重力加速度取。求:
(i)物块的质量;
(ii)气体在状态B的体积;
【答案】(i);(ii)
【解析】
【详解】(i)在A状态,根据平衡条件有
解得物块的质量为
(ii)根据图像可知
可知气体从状态A变化到状态B的过程中做等压变化,则有
解得
14. 香港迪士尼游乐园入口旁有一喷泉,在水泵作用下会从鲸鱼模型背部喷出竖直向上的水柱,将站在冲浪板上的米老鼠模型托起,稳定地悬停在空中,伴随着音乐旋律,米老鼠模型能够上下运动,引人驻足,如图所示.这一景观可做如下简化,假设水柱以一定的速度从喷口竖直向上喷出,水柱的流量为Q(流量定义:在单位时间内向上通过水柱横截面的水的体积),设同一高度水柱横截面上各处水的速率都相同,冲浪板底部为平板且其面积大于水柱的横截面积,保证所有水都能喷到冲浪板的底部.水柱冲击冲浪板前其水平方向的速度可忽略不计,冲击冲浪板后,水在竖直方向的速度立即变为零,在水平方向朝四周均匀散开.已知米老鼠模型和冲浪板的总质量为M,水的密度为ρ,重力加速度大小为g,空气阻力及水的粘滞阻力均可忽略不计.
(1)求喷泉单位时间内喷出的水的质量;
(2)由于水柱顶部的水与冲浪板相互作用的时间很短,因此在分析水对冲浪板的作用力时可忽略这部分水所受的重力.试计算米老鼠模型在空中悬停时,水到达冲浪板底部的速度大小;
(3)要使米老鼠模型在空中悬停的高度发生变化,需调整水泵对水做功的功率.水泵对水做功的功率定义为单位时间内从喷口喷出的水的动能.请根据第(2)问中的计算结果,推导冲浪板底部距离喷口的高度h与水泵对水做功的功率P0之间的关系式.
【答案】(1);(2);(3).
【解析】
【详解】(1)设很短时间内,从喷口喷出的水的体积为△V,质量为△m,水柱在喷口的初速度为v0,喷口的横截面积为S.
则
解得单位时间内从喷口喷出的水的质量为
(2)设米老鼠模型和冲浪板在空中悬停时,水柱顶部的水冲击冲浪板底面速度由v变为0,时间这些水对板的作用力的大小为F′,板对水的作用力的大小为F,以向下为正方向,不考虑水柱顶部水的重力,根据动量定理有
根据牛顿第三定律
F= F′
由于米老鼠模型在空中悬停,根据力平衡条件得
联立可解得
(3)设米老鼠模型和冲浪板悬停时其底面距离喷口的高度为h,对于时间内喷出的水,根据机械能守恒定律(或运动学公式)得
水泵对水做功的功率为
联立解得
15. 一个通电螺线管,单位长度上的匝数为,长度为。在螺线管中有一个等腰梯形线框,且、各在一条直线上,,,通电螺线管中通有大小为(、为正的常数)的电流,某时刻产生的磁场如图所示。求:
(1)时刻螺线管内的磁感应强度的大小;
(2)此时、、、各点的涡旋电场的大小和方向;
(3)梯形回路各段(、、、)的感生电动势及整个回路的感生电动势(取逆时针为回路正向);
(4)时刻靠近螺线管内壁处的能流密度S的大小和方向。能流密度的公式为,其中磁场强度。
【答案】(1)
(2)A、D处的电场强度大小为,B、C处的电场强度大小为,方向均为以O为圆心的对应圆周的逆时针切线方向
(3)AB、段的感生电动势为零,,,
(4),方向指向
【解析】
【小问1详解】
通电螺线管内部的磁感应强度为
【小问2详解】
距离轴线处有
可得
故A、D处的电场强度大小为
B、C处的电场强度大小为
方向均为以O为圆心的对应圆周的逆时针切线方向。
【小问3详解】
因、边与场强处处垂直,故AB、段的感生电动势为零。
在三角形中,、段电动势为零,边电动势等于总电动势,故有
则有
同理可求得边电动势
整个回路总的电动势
【小问4详解】
能流密度的大小为
根据矢量叉乘规则可知方向指向。
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物理
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,写在试卷上无效。
3、考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题:本大题共6小题,共24分。
1. 将粗细不同、两端开口的细玻璃管插入装有某种液体的容器中,现象如图所示。下列说法中正确的是( )
A. 容器中的液体可能是水银
B. 若在正常运行的太空舱中进行实验,仍是较细玻璃管中的液面高
C. 玻璃管对液体分子的作用力比液体分子之间的作用力强
D. 若用不同液体进行实验,两玻璃管中液体的高度差一定相同
2. 如图所示,和都是厚度均匀的平玻璃板,它们之间的夹角为现有一束很细的具有两种不同颜色的复色光,以某一入射角从点射入板,且射出板后的两束单色光射在地面上、两点,由此可知( )
A. 光在两玻璃板间的空气中传播的时间是射到点的较短
B. 光由玻璃射向空气时,射到点的光发生全反射的临界角较大
C. 在相同条件下做双缝干涉实验,射到点的光的干涉条纹间距较小
D. 在玻璃中的传播速度是射到点的光较大
3. 图甲为利用光电管研究光电效应的电路图,其中光电管阴极K的材料是钾,钾的逸出功为。图乙为实验中用某一频率的光照射光电管时,测量得到的光电管伏安特性曲线,当电压为时,光电流恰好为零。已知普朗克常量为h,光电子的电荷量为e。下列说法正确的是( )
A. 该实验的入射光频率为
B. 该实验的光电子获得的最大初动能为
C. 光电管两极间的正向电压越大,光电流越大
D. 当入射光的频率小于时,仍可以发生光电效应
4. 用单摆测定重力加速度的实验。三位同学用图像法处理数据,他们通过改变摆长,测得了多组摆长和对应的周期,并用这些数据作图像,作出的图线的示意图如图中的、、所示,其中和平行,和都过原点,图线对应的值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线,下列分析正确的是( )
A. 出现图线的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长
B. 通过对图线的正确处理不可以得到较为准确的值
C. 图线对应的值小于图线对应的值
D. 出现图线的原因可能是误将次全振动记为次
5. 北京时间2024年10月30日4时27分神舟十九号成功发射,并于10月30日上午11时与天宫空间站成功对接,天宫空间站迎来蔡旭哲、宋令东、王浩泽3名新乘组入驻。现将此过程简化为如图所示:先将神舟飞船发射至近地圆轨道运行,再由M点加速进入图中的椭圆转移轨道,运动半个椭圆后,在点与天宫空间站实现对接,已知天宫空间站做匀速圆周运动的轨道离地球表面的高度为。若将地球视为半径为的匀质球体,近地轨道离地高度忽略不计,地球表面重力加速度为,则神舟十九号由M运动至所用时间为( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示为某静电除尘装置的简化原理图,两块平行带电极板间为除尘空间。质量为m,电荷量为-q的带电尘埃分布均匀,均以沿板方向的速率v射入除尘空间,当其碰到下极板时,所带电荷立即被中和,同时尘埃被收集。调整两极板间的电压可以改变除尘率(相同时间内被收集尘埃的数量与进入除尘空间尘埃的数量之百分比)。当两极板间电压为U0时,。不计空气阻力、尘埃的重力及尘埃之间的相互作用,忽略边缘效应。下列说法正确的是( )
A. 两极板间电压为U0时,尘埃的最大动能为qU0+
B. 两极板间电压为U0时,除尘率可达100%
C. 仅增大尘埃的速率v,可以提升除尘率
D. 仅减少尘埃的电荷量,可以提升除尘率
二、多选题:本大题共4小题,共20分。
7. 一定质量的理想气体从状态a经过状态b、c、d回到状态a,其压强p与体积倒数的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. b→c过程中气体要从外界吸收热量
B. d→a过程中气体分子在单位时间内对单位面积容器壁的平均碰撞次数不断减小
C. a→b过程中外界对气体做的功大于气体放出的热量
D. b→c过程中外界对气体做的功大于c→d过程中气体对外界所做的功
8. 频率不同的两束单色光1和2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后,其光路如右图所示,下列说法正确的是( )
A. 单色光1的波长小于单色光2的波长
B. 在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2 的传播速度
C. 单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间
D. 单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角
9. 如图所示在光滑水平面上有两个小木块和,其质量,它们中间用一根轻弹簧相连。一颗水平飞行的子弹质量为,初速度为,在极短的时间内射穿两木块,子弹射穿木块后子弹的速度变为原来的,且子弹射穿木块损失的动能是射穿木块损失的动能的2倍,则( )
A. 子弹射穿A 木块过程中系统损失的机械能为3975J
B. 子弹打穿两个木块后的过程中弹簧最大的弹性势能为
C. 弹簧再次恢复原长时的速度为
D. 弹簧再次恢复原长时的速度为
10. 如图所示,竖直平面内有固定的半径R的光滑绝缘圆形轨道,水平匀强电场平行于轨道平面向左,P、Q分别为轨道的最高、最低点.一质量为m、电量为q的带正电小球(可视为质点)在轨道内运动,已知重力加速度为g,场强.要使小球能沿轨道做完整的圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 小球过Q点时速度至少为
B. 小球过Q点时速度至少为
C. 小球过Q、P点受轨道弹力大小的差值为6mg
D. 小球过Q、P点受轨道弹力大小的差值为7.5mg
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 图甲所示为某实验小组测量A、B两个箱子质量的装置图,其中D为铁架台,E为固定在铁架台上的轻质定滑轮(质量和摩擦可忽略),F为光电门,C为固定在A上、宽度为d的细遮光条(质量不计).此外该实验小组还准备了砝码一套(总质量m0=1kg)和刻度尺等,请在以下实验步骤中按要求作答:
(1)在铁架台上标记一位置O,并测得该位置与光电门之间的高度差h.
(2)取出质量为m的砝码放在A中,剩余砝码都放在B中,让A从位置O由静止开始下降.
(3)记录下遮光条通过光电门的时间t,根据所测数据计算出A下落到F处的速率v=____;下落过程中的加速度大小a=______.
(4)改变m,重复(2)(3)步骤,得到多组m及a的数据,作出____(填“a-m”或“a-”)图像如图乙所示(图中横、纵坐标物理量的单位均采用国际制单位)
(5)由图像可得,A的质量mA=____kg,B的质量mB=____kg(保留两位有效数字,重力加速度大小g取10m/s2)
12. 某物理兴趣小组的同学设计了一个利用天平测定磁感应强度的实验方案,实验原理如图所示,天平的右臂下面挂一个宽为L的矩形线圈,线圈的下部悬在方向垂直于纸面的匀强磁场中。天平左右悬点关于支点对称,线圈共N匝,当地重力加速度大小为g,实验步骤如下:
(1)未通电流时,在天平左盘内放入质量为M的砝码,使天平平衡;当给线圈通以逆时针方向、大小为I的电流(如图所示)时,需要在砝码盘中再加入质量为的砝码,天平才重新平衡。分析可知磁场方向垂直于纸面______(填“向里”或“向外”),磁感应强度大小______。(用题中所给物理量符号表示)
(2)只改变通入线圈电流I的大小,砝码盘中放入砝码使天平平衡,读出砝码盘中砝码的总质量m,得到多组m和I数据后,作出了图像,若该图像是一条斜率为k的直线,则匀强磁场的磁感应强度大小______。(用g、k、L和N表示)
四、计算题:本大题共3小题,共40分。
13. 如图甲所示,在竖直放置的圆柱形容器内用横截面积的质量不计且光滑的活塞密封一定质量的气体(可视为理想气体),活塞上静止一质量为的物块。图乙是密闭气体从状态A变化到状态B的图像,密闭气体在A点的压强,从状态A变化到状态B的过程中吸收热量。已知外界大气压强,重力加速度取。求:
(i)物块的质量;
(ii)气体在状态B的体积;
14. 香港迪士尼游乐园入口旁有一喷泉,在水泵作用下会从鲸鱼模型背部喷出竖直向上的水柱,将站在冲浪板上的米老鼠模型托起,稳定地悬停在空中,伴随着音乐旋律,米老鼠模型能够上下运动,引人驻足,如图所示.这一景观可做如下简化,假设水柱以一定的速度从喷口竖直向上喷出,水柱的流量为Q(流量定义:在单位时间内向上通过水柱横截面的水的体积),设同一高度水柱横截面上各处水的速率都相同,冲浪板底部为平板且其面积大于水柱的横截面积,保证所有水都能喷到冲浪板的底部.水柱冲击冲浪板前其水平方向的速度可忽略不计,冲击冲浪板后,水在竖直方向的速度立即变为零,在水平方向朝四周均匀散开.已知米老鼠模型和冲浪板的总质量为M,水的密度为ρ,重力加速度大小为g,空气阻力及水的粘滞阻力均可忽略不计.
(1)求喷泉单位时间内喷出的水的质量;
(2)由于水柱顶部的水与冲浪板相互作用的时间很短,因此在分析水对冲浪板的作用力时可忽略这部分水所受的重力.试计算米老鼠模型在空中悬停时,水到达冲浪板底部的速度大小;
(3)要使米老鼠模型在空中悬停的高度发生变化,需调整水泵对水做功的功率.水泵对水做功的功率定义为单位时间内从喷口喷出的水的动能.请根据第(2)问中的计算结果,推导冲浪板底部距离喷口的高度h与水泵对水做功的功率P0之间的关系式.
15. 一个通电螺线管,单位长度上的匝数为,长度为。在螺线管中有一个等腰梯形线框,且、各在一条直线上,,,通电螺线管中通有大小为(、为正的常数)的电流,某时刻产生的磁场如图所示。求:
(1)时刻螺线管内的磁感应强度的大小;
(2)此时、、、各点的涡旋电场的大小和方向;
(3)梯形回路各段(、、、)的感生电动势及整个回路的感生电动势(取逆时针为回路正向);
(4)时刻靠近螺线管内壁处的能流密度S的大小和方向。能流密度的公式为,其中磁场强度。
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