内容正文:
物理
考生注意:
1、满分100分,考试时间75分钟。
2、考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
3、本卷命题范围:人教版必修三、选择性必修第一章。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 2025年11月1日,神舟二十一号航天员乘组顺利入驻“天宫”。神舟二十一号乘组可在空间站观看直播,同时收到视频和音频信息,下列关于电磁波和声波的说法正确的是( )
A. 电磁波不具有能量
B. 电磁波和声波都可以在真空中传播
C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验捕捉到了电磁波
D. 5G网比4G网传输数据快,是因为5G的电磁波在真空中传播速度更快
2. 有一个已充电的电容器,两极板之间的电压为5V,所带电荷量为,此电容器的电容是( )
A. B. C. D.
3. 一人静止于光滑的水平冰面上,现欲离开冰面,下列方法中可靠的是( )
A. 向后踢腿 B. 向后甩手
C. 脱下衣服或鞋子水平抛出 D. 脱下衣服或鞋子竖直向上抛出
4. 如图甲所示,光滑水平面上有P、Q两物块,它们在时发生碰撞,两物块的位移—时间图像如图乙所示。已知物块Q的质量,由此可知( )
A. 碰撞前P的动量为
B. 物块P的质量为1kg
C. 两物块的碰撞无机械能损失
D. 碰撞过程中P对Q的冲量为
5. 如图所示是三根平行通电直导线的截面图,它们的电流强度大小均为I,且。已知通电长直导线周围的磁感应强度大小与电流成正比、与该点到通电长直导线的距离成反比,即,则O点的磁感应强度的大小为( )
A. B. C. D.
6. 空间存在着平行纸面的匀强电场,但电场的具体方向未知,现在纸面内建立直角坐标系xOy,用仪器沿Ox、Oy两个方向探测该静电场中各点电势,得到各点电势φ与横、纵坐标的函数关系如图所示。关于该电场的电场强度E,下列说法正确的是( )
A. E=500V/m,方向指向第三象限
B. E=500V/m,方向指向第一象限
C. E=5V/m,方向指向第三象限
D. E=5V/m,方向指向第一象限
7. 如图所示,电源的电动势为E,电源内阻为r,定值电阻,M为直流电动机,其线圈电阻也为,电动机正常运转时,理想电压表读数为,则( )
A. 通过电动机M的电流为 B. 电阻R消耗的功率为
C. 电源的输出功率为 D. 电动机M的输出功率为
8. 如图所示,气球下面有一根长绳,一个质量为的人抓住气球下方的长绳,气球和长绳的总质量为,长绳的下端刚好和水平面接触,当系统静止时人离地面的高度为。如果这个人开始沿绳向下滑,当他滑到绳下端时,气球上升的距离大约是(可以把人看作质点)( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。每小题有多个选项符合要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 下列关于动能和动量的说法正确的是( )
A. 物体的速率改变,物体的动能和动量一定都变
B. 做匀速圆周运动的物体,在任何相同的时间内动量的变化量都相同
C. 两个物体质量相等,动量大的物体其动能也一定大
D. 物体的动量发生变化,动能也一定变化
10. 如图所示,A、B两木块紧靠在一起且静止于光滑水平面上,木块C(可视为质点)以一定的初速度v0从A的左端开始向右滑行,最后停在木块B的右端,对此过程,下列叙述正确的是 ( )
A. 当C在A上滑行时,A、C组成的系统动量守恒
B. 当C在B上滑行时,B、C组成的系统动量守恒
C. 无论C是在A上滑行还是在B上滑行,A、B、C三木块组成的系统动量都守恒
D. 当C在B上滑行时,A、B、C组成的系统动量守恒
三、非选择题:本题共5小题,共58分。
11. 某实验小组采用如图所示的实验装置做“验证动量守恒定律”实验。在水平桌面上放置气垫导轨,导轨上安装光电计时器1和光电计时器2,带有遮光片的滑块A、B的质量分别为mA、mB,两遮光片沿运动方向的宽度均为d,实验过程如下:①调节气垫导轨成水平状态;②轻推滑块A,测得滑块A通过光电计时器1的遮光时间为t1;③滑块A与滑块B相碰后,滑块B和滑块A先后经过光电计时器2的遮光时间分别为t2和t3。
(1)实验中为确保两滑块碰撞后滑块A不反向运动,则mA、mB应满足的关系为mA______(填“大于”“等于”或“小于”)mB。
(2)碰前滑块A的速度大小为_______。
(3)利用题中所给物理量的符号表示动量守恒定律成立的式子为_______。
12. 在“测量金属丝的电阻率”的实验中:
(1)用螺旋测微器测量金属丝直径时,其示数如图甲所示,则金属丝的直径为__________;
(2)用多用电表粗测金属丝的阻值,当用“”挡进行一系列正确操作后,指针静止时如图乙所示,则金属丝的阻值约为__________;
(3)为更准确地测量金属丝的电阻,设计了如图丙所示的测量电路。某次测量时电流表和电压表的示数如图丁所示,则电流__________A(量程),电压__________V(量程);
(4)用刻度尺测出金属丝接入电路的长度L,请用上述直接测量的物理量(d、I、U、L)写出该金属丝电阻率的表达式,即__________。
13. 水力采煤时,用水枪在高压下喷出强力的水柱冲击煤层。设水柱直径,水速,假设水柱射在煤层的表面上,冲击煤层后水的速度变为零。求水柱对煤层的平均冲击力(水的密度)。
14. 某粒子加速偏转实验装置,部分示意图如图所示,一质量为、电荷量为带电粒子由静止经电压的加速电场加速后,从轴上的点沿轴正方向垂直进入宽度为匀强偏转电场区域,电场方向沿轴正方向。已知粒子从点飞出电场,不计粒子重力。求:
(1)粒子进入偏转电场时的速度大小;
(2)粒子离开偏转电场时的速度大小;
(3)偏转电场的电场强度大小。
15. 固定的竖直截面为半径为的光滑圆弧轨道,最高点为,最低点为,如图所示。光滑水平面上紧靠着形滑块,其上表面与轨道末端所在的水平面平齐,左端静止一小物块。小物块从点静止释放,沿轨道下滑到点。在点与弹性正碰,碰后仅在上滑动,滑到右端的竖直挡板发生弹性碰撞。在上滑动时动摩擦因数恒为。空气阻力不计,、、质量均为,、视为质点,中竖直挡板长度不计,重力加速度取。求:
(1)在点与碰前瞬间的速度大小;
(2)、碰后瞬间的速度大小;
(3)至少多长才能使小物块不脱离。
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物理
考生注意:
1、满分100分,考试时间75分钟。
2、考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
3、本卷命题范围:人教版必修三、选择性必修第一章。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 2025年11月1日,神舟二十一号航天员乘组顺利入驻“天宫”。神舟二十一号乘组可在空间站观看直播,同时收到视频和音频信息,下列关于电磁波和声波的说法正确的是( )
A. 电磁波不具有能量
B. 电磁波和声波都可以在真空中传播
C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验捕捉到了电磁波
D. 5G网比4G网传输数据快,是因为5G的电磁波在真空中传播速度更快
【答案】C
【解析】
【详解】A. 电磁波具有能量,例如光能产生热效应,故A错误;
B. 电磁波可在真空中传播,但声波是机械波,需要介质传播,不能在真空中传播,故B错误;
C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验首次证实并捕捉到了电磁波,故C正确;
D. 电磁波在真空中的传播速度均为光速(约),与频率无关;5G传输数据快是因为带宽更高或调制技术更先进,而非传播速度更快,故D错误。
故选C。
2. 有一个已充电的电容器,两极板之间的电压为5V,所带电荷量为,此电容器的电容是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据电容的定义式可知电容器的电容为
故选A。
3. 一人静止于光滑的水平冰面上,现欲离开冰面,下列方法中可靠的是( )
A. 向后踢腿 B. 向后甩手
C. 脱下衣服或鞋子水平抛出 D. 脱下衣服或鞋子竖直向上抛出
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB.以人作为整体为研究对象,向后踢腿或手臂向前甩,人整体的总动量为0,不会运动起来,故AB错误;
C.把人和外衣视为一整体,这个整体动量为0,人给外衣或鞋子一个速度,动量总量不变,所以人也可以有一个反向的速度,可以离开冰面,故C正确;
D.把人和外衣视为一整体,这个整体动量为0,人给外衣或鞋子一个竖直方向的速度,水平动量总量仍然等于0,所以人仍然静止,不可以离开冰面,故D错误;
故选C。
4. 如图甲所示,光滑水平面上有P、Q两物块,它们在时发生碰撞,两物块的位移—时间图像如图乙所示。已知物块Q的质量,由此可知( )
A. 碰撞前P的动量为
B. 物块P的质量为1kg
C. 两物块的碰撞无机械能损失
D. 碰撞过程中P对Q的冲量为
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据位移—时间图像可知,碰撞前的速度
碰撞后两者的共同速度
以碰撞前的速度方向为正方向,根据动量守恒定律有
解得
碰撞前的动量,A错误、B正确;
C.根据位移—时间图像,碰撞后两者的速度相同,说明碰撞为完全非弹性碰撞,碰撞过程中存在机械能的损失,C错误;
D.根据动量定理,对作用力的冲量,D错误。
故选B。
5. 如图所示是三根平行通电直导线的截面图,它们的电流强度大小均为I,且。已知通电长直导线周围的磁感应强度大小与电流成正比、与该点到通电长直导线的距离成反比,即,则O点的磁感应强度的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由
知三根平行通电直导线在点产生的磁感应强度大小均为
用右手螺旋定则判断通电直导线在点上所产生的磁场方向,如图所示,则点的磁感应强度的大小为
故选B。
6. 空间存在着平行纸面的匀强电场,但电场的具体方向未知,现在纸面内建立直角坐标系xOy,用仪器沿Ox、Oy两个方向探测该静电场中各点电势,得到各点电势φ与横、纵坐标的函数关系如图所示。关于该电场的电场强度E,下列说法正确的是( )
A. E=500V/m,方向指向第三象限
B. E=500V/m,方向指向第一象限
C. E=5V/m,方向指向第三象限
D. E=5V/m,方向指向第一象限
【答案】A
【解析】
【详解】图像的斜率表示电场强度,故根据和图像,可求出水平方向的场强大小,竖直方向的场强大小
故合场强为
根据沿电场线方向电势逐渐降低,故水平方向场强向左,竖直方向场强向下,故合场强方向指向第三象限
故选A。
7. 如图所示,电源的电动势为E,电源内阻为r,定值电阻,M为直流电动机,其线圈电阻也为,电动机正常运转时,理想电压表读数为,则( )
A. 通过电动机M的电流为 B. 电阻R消耗的功率为
C. 电源的输出功率为 D. 电动机M的输出功率为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由闭合电路的欧姆定律得电路中的电流为
故A错误;
B.电阻消耗的功率为
故B错误;
C.电源的输出功率为
故C错误;
D.电动机的输出功率为
故D正确。
故选D。
8. 如图所示,气球下面有一根长绳,一个质量为的人抓住气球下方的长绳,气球和长绳的总质量为,长绳的下端刚好和水平面接触,当系统静止时人离地面的高度为。如果这个人开始沿绳向下滑,当他滑到绳下端时,气球上升的距离大约是(可以把人看作质点)( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设人的速度,气球的速度,根据人和气球动量守恒得
则有
由几何关系
气球上升的距离为
故选C。
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。每小题有多个选项符合要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 下列关于动能和动量的说法正确的是( )
A. 物体的速率改变,物体的动能和动量一定都变
B. 做匀速圆周运动的物体,在任何相同的时间内动量的变化量都相同
C. 两个物体质量相等,动量大的物体其动能也一定大
D. 物体的动量发生变化,动能也一定变化
【答案】AC
【解析】
【详解】A.物体速率(瞬时速度大小)改变,则动能与动量一定改变,故A正确;
B.动量变化量是矢量,匀速圆周运动中,相同时间内方向不同,故动量的变化量不同,故B错误;
C.根据动能与动量关系可知,质量相等时,动量越大,必然越大,故C正确;
D.动量变化可能仅由速度方向变化引起,如匀速圆周运动,此时动能不变,故D错误。
故选AC。
10. 如图所示,A、B两木块紧靠在一起且静止于光滑水平面上,木块C(可视为质点)以一定的初速度v0从A的左端开始向右滑行,最后停在木块B的右端,对此过程,下列叙述正确的是 ( )
A. 当C在A上滑行时,A、C组成的系统动量守恒
B. 当C在B上滑行时,B、C组成的系统动量守恒
C. 无论C是在A上滑行还是在B上滑行,A、B、C三木块组成的系统动量都守恒
D. 当C在B上滑行时,A、B、C组成的系统动量守恒
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.当C在A上滑行时,对A、C组成的系统,B对A的作用力为外力,不等于0,故系统动量不守恒,故A错误;
B.当C在B上滑行时,A、B已分离,对B、C组成的系统,沿水平方向不受外力作用,故系统动量守恒,故B正确;
CD.若将A、B、C三木块视为一系统,则沿水平方向无外力作用,系统动量守恒,故CD正确。
故选BCD。
三、非选择题:本题共5小题,共58分。
11. 某实验小组采用如图所示的实验装置做“验证动量守恒定律”实验。在水平桌面上放置气垫导轨,导轨上安装光电计时器1和光电计时器2,带有遮光片的滑块A、B的质量分别为mA、mB,两遮光片沿运动方向的宽度均为d,实验过程如下:①调节气垫导轨成水平状态;②轻推滑块A,测得滑块A通过光电计时器1的遮光时间为t1;③滑块A与滑块B相碰后,滑块B和滑块A先后经过光电计时器2的遮光时间分别为t2和t3。
(1)实验中为确保两滑块碰撞后滑块A不反向运动,则mA、mB应满足的关系为mA______(填“大于”“等于”或“小于”)mB。
(2)碰前滑块A的速度大小为_______。
(3)利用题中所给物理量的符号表示动量守恒定律成立的式子为_______。
【答案】 ①. 大于 ②. ③.
【解析】
【详解】[1]滑块A和滑块B发生碰撞,用质量大的滑块A碰质量小的滑块B,则不会发生反弹,所以
[2]滑块经过光电计时器时挡住光的时间极短,则平均速度可近似替代滑块的瞬时速度,则碰前滑块A的速度以
[3]碰后滑块A的速度
碰后滑块B的速度
由动量守恒定律得
化简可得
12. 在“测量金属丝的电阻率”的实验中:
(1)用螺旋测微器测量金属丝直径时,其示数如图甲所示,则金属丝的直径为__________;
(2)用多用电表粗测金属丝的阻值,当用“”挡进行一系列正确操作后,指针静止时如图乙所示,则金属丝的阻值约为__________;
(3)为更准确地测量金属丝的电阻,设计了如图丙所示的测量电路。某次测量时电流表和电压表的示数如图丁所示,则电流__________A(量程),电压__________V(量程);
(4)用刻度尺测出金属丝接入电路的长度L,请用上述直接测量的物理量(d、I、U、L)写出该金属丝电阻率的表达式,即__________。
【答案】(1)0.680
(2)10.0 (3) ①. 0.40 ②. 2.20
(4)
【解析】
【小问1详解】
金属丝的直径为
【小问2详解】
由图乙,知
【小问3详解】
[1] [2]由图丁知
【小问4详解】
由电阻定律得
又
联立解得该金属的电阻率。
13. 水力采煤时,用水枪在高压下喷出强力的水柱冲击煤层。设水柱直径,水速,假设水柱射在煤层的表面上,冲击煤层后水的速度变为零。求水柱对煤层的平均冲击力(水的密度)。
【答案】
【解析】
【详解】设在一小段时间内,从水枪射出的水的质量为,则
以的水为研究对象,如图所示
它在时间内的动量变化量
设F为水对煤层的平均作用力,即冲力,为煤层对水的反冲力,以v的方向为正方向,根据动量定理(忽略水的重力),
即
根据牛顿第三定律知
式中
代入数值得
14. 某粒子加速偏转实验装置,部分示意图如图所示,一质量为、电荷量为带电粒子由静止经电压的加速电场加速后,从轴上的点沿轴正方向垂直进入宽度为匀强偏转电场区域,电场方向沿轴正方向。已知粒子从点飞出电场,不计粒子重力。求:
(1)粒子进入偏转电场时的速度大小;
(2)粒子离开偏转电场时的速度大小;
(3)偏转电场的电场强度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子经过加速电场的加速过程,根据动能定理可得
解得
【小问2详解】
粒子在偏转电场区域内做类平抛运动,则有,
粒子离开偏转电场区域时速度大小为
联立解得
【小问3详解】
粒子在偏转电场中运动时,竖直方向有,
联立解得
15. 固定的竖直截面为半径为的光滑圆弧轨道,最高点为,最低点为,如图所示。光滑水平面上紧靠着形滑块,其上表面与轨道末端所在的水平面平齐,左端静止一小物块。小物块从点静止释放,沿轨道下滑到点。在点与弹性正碰,碰后仅在上滑动,滑到右端的竖直挡板发生弹性碰撞。在上滑动时动摩擦因数恒为。空气阻力不计,、、质量均为,、视为质点,中竖直挡板长度不计,重力加速度取。求:
(1)在点与碰前瞬间的速度大小;
(2)、碰后瞬间的速度大小;
(3)至少多长才能使小物块不脱离。
【答案】(1)2m/s
(2)2m/s (3)0.2m
【解析】
【小问1详解】
对小物块a从E到F的过程,根据动能定理有
解得
【小问2详解】
a、c碰撞过程动量守恒,能量守恒,有,
解得,
【小问3详解】
设滑块长度为l时,小物块恰好不脱离滑块,且此时二者达到共同速度v,根据动量守恒定律和能量守恒定律有,
解得
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