精品解析:2026届北京市大兴精华学校高三下学期考前学情自测物理试题
2026-08-08
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内容正文:
2025—2026学年高考适应性测试
物理
注意事项:
1.本试卷共10页,100分。考试时长90分钟。
2.考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分
一、本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 以下关于布朗运动的说法正确的是( )
A. 布朗运动就是分子的无规则运动
B. 布朗运动反映了固体小颗粒的分子在做无规则运动
C. 向一锅水中撒一点胡椒粉,加热时发现水中的胡椒粉在翻滚,这说明温度越高布朗运动越剧烈
D. 在显微镜下可以观察到煤油中小颗粒灰尘的布朗运动,这说明煤油分子在做无规则运动
2. 下列核反应方程中,属于核电站工作原理的反应方程是( )
A. B.
C. D.
3. 用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝关于轴对称,光屏垂直于轴放置。将偏振片垂直于轴置于双缝左侧,单色平行光沿轴方向入射,在屏上观察到干涉条纹,再将偏振片置于双缝右侧,透振方向平行。保持不动,将绕轴转动的过程中,关于光屏上的干涉条纹,下列说法正确的是( )
A. 条纹间距不变,亮度减小 B. 条纹间距增大,亮度不变
C. 条纹间距减小,亮度减小 D. 条纹间距不变,亮度增大
4. 某理想变压器如图甲所示,原、副线圈匝数比,输入电压随时间的变化图像如图乙所示,的阻值为的2倍,则( )
A. 交流电的频率为0.4Hz
B. 电压表示数约为23V
C. 原线圈电流与电流的比为
D. 原线圈的输入功率和副线圈的输出功率之比为
5. 2025年10月31日,搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在甘肃酒泉卫星发射中心成功点火发射,顺利将张陆、武飞、张洪章三名航天员送入太空,标志着我国载人航天事业取得进一步的发展。假设发射成功后的神舟二十一号飞船在距离地球表面h高度的圆形轨道上运行,地球半径为R,质量为M,地球表面附近的重力加速度为g,下列说法不正确的是( )
A. 神舟二十一号飞船内的三名宇航员处于完全失重状态
B. 神舟二十一号飞船运行速度为
C. 神舟二十一号飞船运行周期为
D. 若神舟二十一号要返回地球,需要先减速制动
6. 下列实验现象,不属于电磁感应现象的是( )
A. 甲图中,当线圈转动时电流计有示数
B. 乙图中,转动手柄时线框跟随磁铁转动
C. 丙图中,磁铁靠近时电子束径迹发生弯曲
D. 丁图中,强磁铁下落时电压表示数不为零
7. 如图所示为排球运动员的某次垫球训练,排球竖直向上运动,之后又落回到原位置,假设运动过程中排球所受空气阻力大小与速率成正比,则( )
A. 球上升阶段所用时间大于下降阶段所用时间
B. 球上升阶段动量的变化率大于下降阶段动量的变化率
C. 球上升阶段空气阻力做的功小于下降阶段空气阻力做的功
D. 球上升阶段克服重力做功小于下降阶段重力做功
8. 某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图中三个灯泡完全相同,不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据,当电路达到稳定状态后断开开关。不计电源内阻及电感线圈L的电阻。则由传感器得到的电压U随时间t变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
9. 一组身高相近的学生沿一直线等间隔排成一排,从左边第一位同学开始,依次周期性地“下蹲、起立”,整个队列呈现类似简谐波的波浪效果,如图所示。假定某次游戏中,形成的波形的波长为4m,左边第一位同学蹲至最低点时,队列中另一同学恰好站直,则这两位同学间的距离可能是( )
A. 1m B. 4m C. 6m D. 8m
10. 如图所示,孩子们在滑梯上匀速下滑,设孩子们与滑梯间动摩擦因数相同,下列说法正确的是( )
A. 仅增大滑梯长度,小孩到达地面速度不变
B. 仅增大滑梯长度,小孩到达地面所需时间不变
C. 若两个小孩前后靠在一起下滑,将做减速运动
D. 若小孩怀抱书包,依然能匀速下滑
11. 如图所示,在一固定的正点电荷产生的电场中,另一正点电荷q先后以大小相等、方向不同的初速度从P点出发,仅在电场力作用下运动,形成了直线PM和曲线PN两条轨迹,经过M、N两点时q的速度大小相等。则( )
A. M点比P点的电势高
B. M、N两点电势不同
C. q从P点到M点始终做减速运动
D. q在M、N两点的加速度大小相等
12. 如图所示装置,1是待测位移的物体,软铁芯2插在空心线圈3中并且可以随着物体1在线圈中左右平移。关于该传感器下列说法正确的是( )
A. 该传感器将待测物体位移的变化量转换成电路中电压的变化量
B. 为使传感器正常工作,电路中应使用直流电源
C. 若待测物体向左平移,电流表的示数将减小
D. 减少线圈3的匝数,该传感器灵敏度不变
13. 如图(a),倾角为的足够长斜面放置在粗糙水平面上。质量相等的小物块甲、乙同时以初速度沿斜面下滑,甲、乙与斜面的动摩擦因数分别为、,整个过程中斜面相对地面静止。甲和乙的位置x与时间t的关系曲线如图(b)所示,两条曲线均为抛物线,乙的曲线在时切线斜率为0,则( )
A.
B. 时,甲的速度大小为
C. 之前,地面对斜面的摩擦力方向向左
D. 之后,地面对斜面的摩擦力方向向左
14. 1896年塞曼发现原子在足够强的外加匀强磁场中,光谱谱线会发生分裂,该现象称为塞曼效应。此效应广泛应用于天文恒星磁场探测、精密光谱分析、原子能级精准标定等领域。在天文观测中,科学家通过观测太阳黑子区域的塞曼分裂谱线,可以推测其磁感应强度。如图所示,观测中发现某条谱线在无磁场时频率为,在外磁场作用下分裂为三条谱线。若已知该谱线对应的原子能级差(h为普朗克常量),且此原子能级差与B成正比,其比例系数取决于基本物理常数。以下分析正确的是( )
A. 电子绕核运动时,洛伦兹力始终不做功,因此原子能级不会发生任何改变
B. 光子频率的改变量与磁场强度B成正比,其比例系数与普朗克常数h和电子电荷量e有关
C. 可以测得月光中某种光的塞曼分裂谱线,从而推测月球的磁感应强度
D. 根据题中图示信息可以推得,分裂后三条谱线的波长关系应该满足
第二部分
二、本部分共6题,共58分。
15. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如:
(1)实验仪器。
下表是用如图所示的多用电表进行测量的记录,a、b分别为测量时的指针位置,请你填写表格中的空格。
所测物理量
量程(或倍率)
指针
读数
直流电流
_______
b
8.0mA
电阻
_______
a
(2)实验操作。
某兴趣小组要测量半圆形透明玻璃砖的折射率,实验装置如图所示,实验步骤如下:
①光屏MN与玻璃砖的直径AB垂直放置,画出玻璃砖的圆心O、直径AB以及AB的法线;
②调节激光器,使入射光线PO从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O,适当调节入射角度,可以在光屏MN上看到两个亮点C、D(不考虑AB弧面上的反射),描下两个亮点C、D的位置;
③用刻度尺测量________、________长度,从而计算出折射率。
(3)数据分析。
某同学实验时将打点计时器接到频率为50Hz的电源上,得到了一条纸带,纸带上打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有2个计时点未画出)
已知,,,,,,则小车的加速度大小_______,打点计时器在打C点时小车的速度大小_______m/s。(结果均保留2位有效数字)
16. 某同学在实验室测量一段圆柱形导电材料的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量其直径,如图所示,读数是________mm。
(2)已知圆柱形导电材料的电阻约为6Ω,除待测材料外,实验室备有的实验器材如下:
A.电源(电动势,内阻很小)
B.电压表(0~3V,内阻约15kΩ)
C.电压表(0~15V,内阻约75kΩ)
D.电流表(0~0.6A,内阻)
E.电流表(0~3A,内阻约0.1Ω)
F.滑动变阻器R(0~30Ω)
G.开关、导线若干
为了调节方便,测量准确,实验中电压表应选________,电流表应选________。(均填写各器材前的字母代号)
(3)为了使圆柱形导电材料的两端电压能明显变化且线性较好,并使测量结果尽可能准确,应选用如图所示的________电路进行实验。
(4)根据电路图测得多组电压表和电流表的示数U、I,作图像,得到图像的斜率为k,若实验所用导电材料的长为L,横截面直径为D,则得到圆柱形导电材料的电阻率________(用k、L、D表示)。
(5)实验中发现电压表损坏,他又找到另外一个内阻为的毫安表mA和定值电阻替代电压表完成了实验。实验中毫安表mA和电流表的示数分别为和I,改变滑片位置测得多组、I数据,他作出了图像为一条直线,测得该直线的斜率为k。则圆柱形导电材料的电阻率的表达式为________(用k、L、D、、表示)。
17. 如图所示,高度的水平桌面上放置两个相同物块A、B,质量。A、B间夹一压缩量的轻弹簧,弹簧与A、B不拴接。同时由静止释放A、B,弹簧恢复原长时A恰好从桌面左端沿水平方向飞出,水平射程;B脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离后停止。A、B均视为质点,取重力加速度。求:
(1)脱离弹簧时A的速度大小;
(2)脱离弹簧时B的速度大小;
(3)物块与桌面间的动摩擦因数。
18. 2026年3月,我国“蓝焱”220吨级液氧甲烷发动机完成长程试车,将助力载人登月等任务。假设搭载“蓝焱”发动机的火箭将一艘飞船先送入圆轨道Ⅰ运行,飞船经多次变轨进入地月转移轨道,如图所示。已知a是圆轨道Ⅰ上的点,b是椭圆轨道Ⅱ上的远地点,c是转移轨道上的点,d是椭圆轨道Ⅱ上的近地点且与圆轨道Ⅰ相切。a、b两点到地球球心的距离分别为R和3R。
(1)求飞船在圆轨道Ⅰ与椭圆轨道Ⅱ上的运行周期之比;
(2)求飞船在椭圆轨道Ⅱ上d、b的速率之比;
(3)比较飞船在b、c点的机械能大小并说明理由。
19. 2025年11月5日福建舰正式入列,标志着我国海军正式进入“三航母时代”。如图甲所示,福建舰配备了目前世界上最先进的电磁弹射系统。图乙所示是一种简化的电磁弹射模型,电源的电动势为E,内阻不计。两条足够长的导轨间距为L且水平放置,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下,电容器的电容为C。现将一质量为m、电阻为R的金属滑块垂直放置于导轨的滑槽内,分别与两导轨良好接触。将开关K置于a使电容器充电,充电结束后,再将开关K置于b,金属滑块会在电磁力的驱动下运动。不计导轨和电路其他部分的电阻,不计电容器充放电过程中该装置向外辐射的电磁能量及导轨中电流产生的磁场对滑块的作用,求:
(1)若忽略金属滑块运动过程中的一切阻力:
a.求开关接b后金属块的最大加速度大小;
b.求开关接b后金属块的最大速度大小;
(2)如果B可调,金属滑块在运动时受到的恒定阻力为f,求金属块能达到的最大速度和对应的B值大小。
20. 离子推进技术在太空探索中已有广泛的应用,其装置可简化为如图(a)所示的内、外半径分别为和的圆筒,图(b)为其侧视图。以圆筒左侧圆心为坐标原点,沿圆筒轴线向右为轴正方向建立坐标。在和处,垂直于轴放置栅极,在两圆筒间形成方向沿轴正向、大小为的匀强电场,同时通过电磁铁在两圆筒间加上沿轴正方向、大小为的匀强磁场。待电离的氙原子从左侧栅极飘进两圆筒间(其初速度可视为零)。在内圆筒表面分布着沿径向以一定初速度运动的电子源。氙原子被电子碰撞,可电离为一价正离子,刚被电离的氙离子的速度可视为零,经电场加速后从栅极射出,推进器获得反冲力。已知单位时间内刚被电离成氙离子的线密度(沿轴方向单位长度的离子数),其中为常量,氙离子质量为,电子质量为,电子元电荷量为,不计离子间、电子间相互作用。
(1)在处的一个氙原子被电离,经电场加速后从右侧栅极射出,求其射出时的动能;
(2)若电子既没与氙原子碰撞,也没有碰到外筒壁,求电子沿径向圆周运动一个周期内x轴方向上的速度变化量;
(3)若在的微小区间内被电离的氙离子从右侧栅极射出时所产生的推力为,求的关系式,并画出的图线;
(4)求推进器所受的推力大小。
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2025—2026学年高考适应性测试
物理
注意事项:
1.本试卷共10页,100分。考试时长90分钟。
2.考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分
一、本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 以下关于布朗运动的说法正确的是( )
A. 布朗运动就是分子的无规则运动
B. 布朗运动反映了固体小颗粒的分子在做无规则运动
C. 向一锅水中撒一点胡椒粉,加热时发现水中的胡椒粉在翻滚,这说明温度越高布朗运动越剧烈
D. 在显微镜下可以观察到煤油中小颗粒灰尘的布朗运动,这说明煤油分子在做无规则运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动,不是分子本身的无规则运动,故A错误;
B.布朗运动是液体或气体分子对悬浮小颗粒的撞击不平衡导致的,反映的是液体或气体分子的无规则运动,而非固体小颗粒内部分子的运动,故B错误;
C.加热时水中胡椒粉翻滚是水的宏观对流运动带动的,胡椒粉颗粒过大,其运动不属于布朗运动,不能说明温度越高布朗运动越剧烈,故C错误;
D.煤油中小颗粒灰尘的布朗运动,是煤油分子无规则运动对灰尘撞击的不平衡性导致的,该现象直接说明煤油分子在做无规则运动,故D正确。
故选D。
2. 下列核反应方程中,属于核电站工作原理的反应方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】核电站的工作原理是可控的重核裂变链式反应,可通过控制中子数量实现链式反应的可控运行,其核反应方程为。
故选C。
3. 用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝关于轴对称,光屏垂直于轴放置。将偏振片垂直于轴置于双缝左侧,单色平行光沿轴方向入射,在屏上观察到干涉条纹,再将偏振片置于双缝右侧,透振方向平行。保持不动,将绕轴转动的过程中,关于光屏上的干涉条纹,下列说法正确的是( )
A. 条纹间距不变,亮度减小 B. 条纹间距增大,亮度不变
C. 条纹间距减小,亮度减小 D. 条纹间距不变,亮度增大
【答案】A
【解析】
【详解】根据干涉条纹间距公式可知当P2旋转时,,,均不变,故条纹间距不变;随着P2的旋转,透过P2的光强在减小,干涉条纹的亮度在减小。
故选A。
4. 某理想变压器如图甲所示,原、副线圈匝数比,输入电压随时间的变化图像如图乙所示,的阻值为的2倍,则( )
A. 交流电的频率为0.4Hz
B. 电压表示数约为23V
C. 原线圈电流与电流的比为
D. 原线圈的输入功率和副线圈的输出功率之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像乙可知,交流电的周期为T=2.25s,所以交流电的频率为,A错误;
B.由图像乙可知,原线圈输入电压的峰值,则有效值
根据理想变压器电压比
解得副线圈电压
所以电压表示数为16V,B错误;
C.设,则得
由欧姆定律得 副线圈总电流
根据理想变压器电流比
解得原线圈电流
因此原线圈电流与 电流之比为, C正确;
D.理想变压器的特点是输入功率等于输出功率,二者之比为,D错误。
故选C 。
5. 2025年10月31日,搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在甘肃酒泉卫星发射中心成功点火发射,顺利将张陆、武飞、张洪章三名航天员送入太空,标志着我国载人航天事业取得进一步的发展。假设发射成功后的神舟二十一号飞船在距离地球表面h高度的圆形轨道上运行,地球半径为R,质量为M,地球表面附近的重力加速度为g,下列说法不正确的是( )
A. 神舟二十一号飞船内的三名宇航员处于完全失重状态
B. 神舟二十一号飞船运行速度为
C. 神舟二十一号飞船运行周期为
D. 若神舟二十一号要返回地球,需要先减速制动
【答案】B
【解析】
【详解】A.飞船内的宇航员所受重力全部提供圆周运动的向心力,对支持物的压力为0,处于完全失重状态,故A正确;
B.万有引力提供飞船圆周运动的向心力,有
根据黄金代换有
解得运行速度,故B错误;
C.由万有引力提供向心力
根据黄金代换有
解得,故C正确;
D.飞船返回地球需要做近心运动,减速后飞船所需向心力减小,万有引力大于所需向心力,飞船即可向近轨道运动,因此需要先减速制动,故D正确。
本题选不正确的,故选B。
6. 下列实验现象,不属于电磁感应现象的是( )
A. 甲图中,当线圈转动时电流计有示数
B. 乙图中,转动手柄时线框跟随磁铁转动
C. 丙图中,磁铁靠近时电子束径迹发生弯曲
D. 丁图中,强磁铁下落时电压表示数不为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲图中,当线圈转动时,穿过线圈的磁通量发生变化,会产生感应电流,属于电磁感应现象,故A不符合题意;
B.乙图中,转动手柄时,穿过线框的磁通量发生变化,会产生感应电流,使线框受到安培力的作用而跟随磁铁转动,属于电磁感应现象,故B不符合题意;
C.丙图中,磁铁靠近时电子束径迹发生弯曲,原因是带电粒子受到洛伦兹力而发生偏转,不是电磁感应现象,故C符合题意;
D.丁图中,强磁铁下落时,线圈中的磁通量发生变化,产生感应电动势,电压表示数不为零,属于电磁感应现象,故D不符合题意。
故选C。
7. 如图所示为排球运动员的某次垫球训练,排球竖直向上运动,之后又落回到原位置,假设运动过程中排球所受空气阻力大小与速率成正比,则( )
A. 球上升阶段所用时间大于下降阶段所用时间
B. 球上升阶段动量的变化率大于下降阶段动量的变化率
C. 球上升阶段空气阻力做的功小于下降阶段空气阻力做的功
D. 球上升阶段克服重力做功小于下降阶段重力做功
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题意可知,设空气阻力大小为
上升阶段,根据牛顿第二定律可得
可得
下降阶段,根据牛顿第二定律可得
可得
所以
即上升阶段任意位置的加速度均大于下降阶段任意位置的加速度,又因为上升阶段和下降阶段的位移大小相等,根据
可知,球上升阶段所用时间小于下降阶段所用时间,故A错误;
B.设上升的初速度为,下降的末速度为,因为上升和下降过程中要克服阻力做功,所以球的机械能减小,即
球上升阶段动量的变化量大小为
下降阶段动量的变化量大小为
上升阶段动量的变化率为;下降阶段动量的变化率为,由以上分析可知,
所以
即球上升阶段动量的变化率大于下降阶段动量的变化率,故B正确;
C.因为上升和下降过程中要克服阻力做功,所以球的机械能减小,则在同一高度处,上升速率大于下降速率,故上升阶段受到的空气阻力大于下降阶段受到的空气阻力。由于上升和下降的路程相等,根据可知,上升阶段克服空气阻力做的功大于下降阶段克服空气阻力做的功,故C错误;
D.球上升阶段克服重力做功
下降阶段重力做功
两者大小相等,故D错误。
故选B。
8. 某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图中三个灯泡完全相同,不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据,当电路达到稳定状态后断开开关。不计电源内阻及电感线圈L的电阻。则由传感器得到的电压U随时间t变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】闭合开关瞬间,电感的自感作用阻碍电流增大,初始时支路电流近似为0,两端电压(电压传感器测量值)为正,大小为; 电路稳定后,由于不计的电阻,因此两端电压逐渐降为0;设电源电动势为,单个灯泡电阻为,电路稳定后,并联支路总电阻为,总电阻,则根据串联分压规律可知并联部分的电压为,支路电流方向为从右端流向左端,其大小为
断开开关后,电源被切断,电感的自感作用会维持原电流方向不变,内部电流仍为右端流向左端,此时相当于电源,左端为正极、右端为负极,电压极性与原来相反,因此为负值。断开瞬间,、、构成闭合回路,总电阻为,因此两端电压大小为
而初始闭合时
可知断开瞬间
即断开瞬间电压绝对值大于,之后电流逐渐减小到0,电压绝对值逐渐降到0。
故选D。
9. 一组身高相近的学生沿一直线等间隔排成一排,从左边第一位同学开始,依次周期性地“下蹲、起立”,整个队列呈现类似简谐波的波浪效果,如图所示。假定某次游戏中,形成的波形的波长为4m,左边第一位同学蹲至最低点时,队列中另一同学恰好站直,则这两位同学间的距离可能是( )
A. 1m B. 4m C. 6m D. 8m
【答案】C
【解析】
【详解】左边第一位同学蹲至最低点时,队列中另一同学恰好站直,两同学位于波谷和波峰的位置。波谷与波峰之间的距离为,
当时,对应的距离为
故选C。
10. 如图所示,孩子们在滑梯上匀速下滑,设孩子们与滑梯间动摩擦因数相同,下列说法正确的是( )
A. 仅增大滑梯长度,小孩到达地面速度不变
B. 仅增大滑梯长度,小孩到达地面所需时间不变
C. 若两个小孩前后靠在一起下滑,将做减速运动
D. 若小孩怀抱书包,依然能匀速下滑
【答案】D
【解析】
【详解】孩子们在滑梯上匀速下滑时,设滑梯与水平面间的夹角为,则
可得
A.仅增大滑梯长度,则减小,此时
即小孩受到的合力沿滑梯向上,做减速运动,即小孩到达地面速度减小,故A错误;
B.由A项分析可知,小孩做减速运动,且路程变长,根据运动学规律,到达地面所需时间变长,故B错误;
CD.若两个小孩前后靠在一起下滑,或小孩怀抱书包,总质量m增大,但依然满足
合力为零,依然能匀速下滑,故C错误,D正确。
故选D。
11. 如图所示,在一固定的正点电荷产生的电场中,另一正点电荷q先后以大小相等、方向不同的初速度从P点出发,仅在电场力作用下运动,形成了直线PM和曲线PN两条轨迹,经过M、N两点时q的速度大小相等。则( )
A. M点比P点的电势高
B. M、N两点电势不同
C. q从P点到M点始终做减速运动
D. q在M、N两点的加速度大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图中正电荷运动轨迹可知,正电荷受力方向向右,即电场线为P指向M,所以P点电势高于M点电势,即M点比P点电势低,故A错误;
B.由题意知,同一个正电荷q两次以大小相同、方向不同的初速度从P点出发,分别抵达M点与N点,且q在M、N点时速度大小也一样,根据动能定理可知,M、N两点的电势相同,故B错误;
C.q从P到M做加速运动,故C错误;
D.根据以上分析可知,M、N两点在同一等势面上,且该电场是固定正电荷产生的电场,则说明M、N到固定正电荷的距离相等,根据库仑定律可知,试探电荷在M、N两点所受电场力大小相等,根据牛顿第二定律可知,q在M、N两点的加速度大小相等,故D正确。
故选D。
12. 如图所示装置,1是待测位移的物体,软铁芯2插在空心线圈3中并且可以随着物体1在线圈中左右平移。关于该传感器下列说法正确的是( )
A. 该传感器将待测物体位移的变化量转换成电路中电压的变化量
B. 为使传感器正常工作,电路中应使用直流电源
C. 若待测物体向左平移,电流表的示数将减小
D. 减少线圈3的匝数,该传感器灵敏度不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.该装置通过软铁芯2插入空心线圈3的深度变化,改变了线圈的自感系数,从而引起闭合电路中交变电流大小的变化。因此,该传感器是将待测物体位移的变化量转换成自感系数的变化量,最终转化为电路中电流的变化量,故A错误;
B.线圈的自感现象只能对交变电流产生持续的阻碍作用(感抗)。若使用恒定直流电源,电路达到稳态后线圈仅起纯电阻作用,铁芯位置的变化不会引起直流电流大小的变化,传感器无法正常工作。因此,电路中必须使用交变电源,故B错误;
C.若待测物体1向左平移,软铁芯2插入线圈3的深度增加,线圈的磁导率增大,使得线圈的自感系数增大,对交变电流的阻碍作用(感抗)也随之增大。在电源电压有效值恒定的情况下,电路中的电流减小,即电流表A的示数将减小,故C正确;
D.线圈的自感系数及其变化率均与线圈的匝数有关。减少线圈3的匝数,不仅会使线圈本身的自感系数减小,还会使软铁芯平移相同位移时引起的自感系数变化量减小,进而导致电流的变化量减小,因此该传感器的灵敏度会降低(发生变化),故D错误。
故选C。
13. 如图(a),倾角为的足够长斜面放置在粗糙水平面上。质量相等的小物块甲、乙同时以初速度沿斜面下滑,甲、乙与斜面的动摩擦因数分别为、,整个过程中斜面相对地面静止。甲和乙的位置x与时间t的关系曲线如图(b)所示,两条曲线均为抛物线,乙的曲线在时切线斜率为0,则( )
A.
B. 时,甲的速度大小为
C. 之前,地面对斜面的摩擦力方向向左
D. 之后,地面对斜面的摩擦力方向向左
【答案】AD
【解析】
【详解】B.位置与时间的图像的斜率表示速度,甲乙两个物块的曲线均为抛物线,则甲物体做匀加速运动,乙物体做匀减速运动,在时间内甲乙的位移可得
可得时刻甲物体的速度为,B错误;
A.甲物体的加速度大小为
乙物体的加速度大小为
由牛顿第二定律可得甲物体
同理可得乙物体
联立可得,A正确
C.设斜面的质量为,取水平向左为正方向,由系统牛顿第二定理可得
则之前,地面和斜面之间摩擦力为零,C错误;
D.之后,乙物体保持静止,甲物体继续沿斜面向下加速,由系统牛顿第二定律可得
即地面对斜面的摩擦力向左,D正确。
故选AD。
14. 1896年塞曼发现原子在足够强的外加匀强磁场中,光谱谱线会发生分裂,该现象称为塞曼效应。此效应广泛应用于天文恒星磁场探测、精密光谱分析、原子能级精准标定等领域。在天文观测中,科学家通过观测太阳黑子区域的塞曼分裂谱线,可以推测其磁感应强度。如图所示,观测中发现某条谱线在无磁场时频率为,在外磁场作用下分裂为三条谱线。若已知该谱线对应的原子能级差(h为普朗克常量),且此原子能级差与B成正比,其比例系数取决于基本物理常数。以下分析正确的是( )
A. 电子绕核运动时,洛伦兹力始终不做功,因此原子能级不会发生任何改变
B. 光子频率的改变量与磁场强度B成正比,其比例系数与普朗克常数h和电子电荷量e有关
C. 可以测得月光中某种光的塞曼分裂谱线,从而推测月球的磁感应强度
D. 根据题中图示信息可以推得,分裂后三条谱线的波长关系应该满足
【答案】B
【解析】
【详解】A.虽然洛伦兹力对运动电荷不做功,但外加磁场会与电子的轨道磁矩发生相互作用,会产生附加能量,导致原来的能级分裂,因此原子能级会发生改变,故A错误;
B.由题意可知,原子能级差的变化量与磁感应强度B成正比,即
又根据光子能量公式
即
在塞曼效应中,k与电子电荷量e、电子质量()等有关,因此,光子频率的改变量与磁场强度B成正比,其比例系数与普朗克常数h和电子电荷量e有关,故B正确;
C.月光是月球反射的太阳光,其光谱特征主要反映太阳表面的物理性质。月光并非月球自身原子受激辐射产生的光,且月球表面反射过程不会产生类似原子能级分裂的塞曼效应,因此无法通过观测月光的塞曼分裂谱线来推测月球的磁感应强度,故C错误;
D.由图可知,分裂后的三条谱线频率分别为,,
根据波长与频率的关系
所以
整理可得,故D错误。
故选B。
第二部分
二、本部分共6题,共58分。
15. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如:
(1)实验仪器。
下表是用如图所示的多用电表进行测量的记录,a、b分别为测量时的指针位置,请你填写表格中的空格。
所测物理量
量程(或倍率)
指针
读数
直流电流
_______
b
8.0mA
电阻
_______
a
(2)实验操作。
某兴趣小组要测量半圆形透明玻璃砖的折射率,实验装置如图所示,实验步骤如下:
①光屏MN与玻璃砖的直径AB垂直放置,画出玻璃砖的圆心O、直径AB以及AB的法线;
②调节激光器,使入射光线PO从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O,适当调节入射角度,可以在光屏MN上看到两个亮点C、D(不考虑AB弧面上的反射),描下两个亮点C、D的位置;
③用刻度尺测量________、________长度,从而计算出折射率。
(3)数据分析。
某同学实验时将打点计时器接到频率为50Hz的电源上,得到了一条纸带,纸带上打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有2个计时点未画出)
已知,,,,,,则小车的加速度大小_______,打点计时器在打C点时小车的速度大小_______m/s。(结果均保留2位有效数字)
【答案】(1) ①. 10mA ②.
(2) ①. OC ②. OD
(3) ①. 0.56 ②. 0.69
【解析】
【小问1详解】
[1]题意可知,指针b所指刻度数表示电流为8.0mA,结合指针b刻度数,则有
解得满偏电流
可知直流电流量程为10mA。
[2]题意可知,指针a所指刻度数表示电阻为,结合指针a刻度数,则有
解得
可知多用电表采用“”倍率。
【小问2详解】
入射光线的折射光和反射光如图所示
由三角函数有
故折射率为
可知用刻度尺测量OC、OD长度,从而计算出折射率。
【小问3详解】
[1]由题意可知每相邻两个计数点时间间隔
由逐差法可知
代入数据有
[2]打点计时器在打C点时小车的速度大小
16. 某同学在实验室测量一段圆柱形导电材料的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量其直径,如图所示,读数是________mm。
(2)已知圆柱形导电材料的电阻约为6Ω,除待测材料外,实验室备有的实验器材如下:
A.电源(电动势,内阻很小)
B.电压表(0~3V,内阻约15kΩ)
C.电压表(0~15V,内阻约75kΩ)
D.电流表(0~0.6A,内阻)
E.电流表(0~3A,内阻约0.1Ω)
F.滑动变阻器R(0~30Ω)
G.开关、导线若干
为了调节方便,测量准确,实验中电压表应选________,电流表应选________。(均填写各器材前的字母代号)
(3)为了使圆柱形导电材料的两端电压能明显变化且线性较好,并使测量结果尽可能准确,应选用如图所示的________电路进行实验。
(4)根据电路图测得多组电压表和电流表的示数U、I,作图像,得到图像的斜率为k,若实验所用导电材料的长为L,横截面直径为D,则得到圆柱形导电材料的电阻率________(用k、L、D表示)。
(5)实验中发现电压表损坏,他又找到另外一个内阻为的毫安表mA和定值电阻替代电压表完成了实验。实验中毫安表mA和电流表的示数分别为和I,改变滑片位置测得多组、I数据,他作出了图像为一条直线,测得该直线的斜率为k。则圆柱形导电材料的电阻率的表达式为________(用k、L、D、、表示)。
【答案】(1)4.700
(2) ①. B ②. D (3)丁
(4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
由图可知,螺旋测微器读数为
【小问2详解】
[1]依题意电源电动势为4.0V,故电压表选B;
[2]电路中电流最大值约为
可知电流表选D。
【小问3详解】
要求电压“明显变化且线性较好”,且滑动变阻器的最大阻值比待测电阻阻值大,因此滑动变阻器应采用限流式接法。又因为选取的电流表内阻已知,为避免系统误差,故电流表采用内接法,因此丁图符合题意。
【小问4详解】
根据题意有
可知图像斜率为
又因为
联立解得
【小问5详解】
根据题意有
整理得
可知图像斜率为
又因为
联立解得电阻率
17. 如图所示,高度的水平桌面上放置两个相同物块A、B,质量。A、B间夹一压缩量的轻弹簧,弹簧与A、B不拴接。同时由静止释放A、B,弹簧恢复原长时A恰好从桌面左端沿水平方向飞出,水平射程;B脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离后停止。A、B均视为质点,取重力加速度。求:
(1)脱离弹簧时A的速度大小;
(2)脱离弹簧时B的速度大小;
(3)物块与桌面间的动摩擦因数。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
弹簧恢复原长时A恰好从桌面左端沿水平方向飞出,A飞出后做平抛运动,由平抛运动的规律可得
解得
【小问2详解】
物块A、B与弹簧作用过程,由题意可知物块A、B受到的滑动摩擦力等大反向,则物块A、B与弹簧组成的系统合外力为零,满足动量守恒定律,以向右为正方向,则有
解得
【小问3详解】
对B脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离后停止的过程,根据动能定理得
解得物块与桌面间的动摩擦因数为
18. 2026年3月,我国“蓝焱”220吨级液氧甲烷发动机完成长程试车,将助力载人登月等任务。假设搭载“蓝焱”发动机的火箭将一艘飞船先送入圆轨道Ⅰ运行,飞船经多次变轨进入地月转移轨道,如图所示。已知a是圆轨道Ⅰ上的点,b是椭圆轨道Ⅱ上的远地点,c是转移轨道上的点,d是椭圆轨道Ⅱ上的近地点且与圆轨道Ⅰ相切。a、b两点到地球球心的距离分别为R和3R。
(1)求飞船在圆轨道Ⅰ与椭圆轨道Ⅱ上的运行周期之比;
(2)求飞船在椭圆轨道Ⅱ上d、b的速率之比;
(3)比较飞船在b、c点的机械能大小并说明理由。
【答案】(1)
(2)
(3)飞船在b点的机械能小于在c点时的机械能
【解析】
【小问1详解】
由开普勒第三定律,轨道Ⅰ半径R,轨道Ⅱ半长轴2R,结合
代入数据可得
【小问2详解】
根据开普勒第二定律可知
可得
【小问3详解】
在轨道Ⅱ上运行时机械能守恒,则在b点的机械能等于在d点的机械能;而从轨道Ⅱ到转移轨道需要在d点加速,可知在转移轨道上的d点的机械能大于在轨道Ⅱ上d点时的机械能;而在转移轨道上机械能守恒,即在d点的机械能等于在c点的机械能,可知飞船在b点的机械能小于在c点时的机械能。
19. 2025年11月5日福建舰正式入列,标志着我国海军正式进入“三航母时代”。如图甲所示,福建舰配备了目前世界上最先进的电磁弹射系统。图乙所示是一种简化的电磁弹射模型,电源的电动势为E,内阻不计。两条足够长的导轨间距为L且水平放置,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下,电容器的电容为C。现将一质量为m、电阻为R的金属滑块垂直放置于导轨的滑槽内,分别与两导轨良好接触。将开关K置于a使电容器充电,充电结束后,再将开关K置于b,金属滑块会在电磁力的驱动下运动。不计导轨和电路其他部分的电阻,不计电容器充放电过程中该装置向外辐射的电磁能量及导轨中电流产生的磁场对滑块的作用,求:
(1)若忽略金属滑块运动过程中的一切阻力:
a.求开关接b后金属块的最大加速度大小;
b.求开关接b后金属块的最大速度大小;
(2)如果B可调,金属滑块在运动时受到的恒定阻力为f,求金属块能达到的最大速度和对应的B值大小。
【答案】(1)a. ;b.
(2),
【解析】
【小问1详解】
a.经分析,当开关K置于b的瞬间金属块加速度最大,由闭合电路欧姆定律可得电路中的电流
对金属块,根据牛顿第二定律有
解得金属块的加速度
b.当金属块运动达到稳定状态时,则有
设金属块的稳定速度为,此时电容器两端电压为
规定向右为正方向,在此过程中,由动量定理得
其中
联立解得
【小问2详解】
当金属块最终达到稳定时,有
整理得
由求根公式得
若使B有解,则
解得
可知最大速度
此时
20. 离子推进技术在太空探索中已有广泛的应用,其装置可简化为如图(a)所示的内、外半径分别为和的圆筒,图(b)为其侧视图。以圆筒左侧圆心为坐标原点,沿圆筒轴线向右为轴正方向建立坐标。在和处,垂直于轴放置栅极,在两圆筒间形成方向沿轴正向、大小为的匀强电场,同时通过电磁铁在两圆筒间加上沿轴正方向、大小为的匀强磁场。待电离的氙原子从左侧栅极飘进两圆筒间(其初速度可视为零)。在内圆筒表面分布着沿径向以一定初速度运动的电子源。氙原子被电子碰撞,可电离为一价正离子,刚被电离的氙离子的速度可视为零,经电场加速后从栅极射出,推进器获得反冲力。已知单位时间内刚被电离成氙离子的线密度(沿轴方向单位长度的离子数),其中为常量,氙离子质量为,电子质量为,电子元电荷量为,不计离子间、电子间相互作用。
(1)在处的一个氙原子被电离,经电场加速后从右侧栅极射出,求其射出时的动能;
(2)若电子既没与氙原子碰撞,也没有碰到外筒壁,求电子沿径向圆周运动一个周期内x轴方向上的速度变化量;
(3)若在的微小区间内被电离的氙离子从右侧栅极射出时所产生的推力为,求的关系式,并画出的图线;
(4)求推进器所受的推力大小。
【答案】(1)
(2)
(3),
(4)
【解析】
【小问1详解】
从右侧栅极射出时的动能:
【小问2详解】
粒子在筒内垂直于x轴方向匀速圆周运动:,
得
x轴方向上匀加速运动:
一个周期内的速度变化量:
得
【小问3详解】
单位时间内刚被电离成的氙离子:
微小区间内被电离的氙离子从右侧栅极射出时所产生的推力
即
解得
图线如下图所示:
【小问4详解】
则推进器所受的推力
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