精品解析:2024届湖南株洲市二中教育集团高三模拟预测物理试题
2026-08-13
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-模拟预测 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | 株洲市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.67 MB |
| 发布时间 | 2026-08-13 |
| 更新时间 | 2026-08-13 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59199691.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
株洲市二中教育集团2024年高三全真模拟考试
物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共6小题,每小题4分共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 如图所示是氢原子的能级图,一群氢原子处于量子数的激发态,这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态,并向外辐射多种频率的光,用辐射出的光照射图乙光电管的阴极K,已知阴极K的逸出功为,则( )
A. 波长最短的光是原子从激发态跃迁产生的
B. 波长最长的光是原子从激发态跃迁到基态时产生的
C. 阴极逸出光电子的最大初动能为
D. 阴极K逸出光电子的最大初动能与阴极K的逸出功相等
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由可知,波长越长,频率越小,光子的能量越小,波长最长的光是原子从激发态跃迁到时产生的,波长最短的光是从激发态跃迁到产生的,AB错误;
CD.氢原子从到基态跃迁,释放的光子能量最大
阴极K逸出光电子的最大初动能为
C正确,D错误。
故选C。
2. 匝数N=10、电阻r=5Ω的线圈在匀强磁场中匀速转动,穿过线圈的磁通量变化图像如图(a)所示。线圈通过电刷与变压器相连接如图(b)所示,R1为电阻箱,R2为定值电阻,变压器为理想变压器,导线电阻不计,电压表、电流表均为理想电表,取π2=10。则下列说法正确的是( )
A. 线圈转动产生的电动势的有效值为25V
B. 当t=0.04s时,电流表示数为零
C. 当增大R1阻值时,R2的功率变大
D. 当增大R1阻值时,电压表示数变小,副线圈两端电压变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.线圈转动产生的电动势的最大值为
电动势有效值为
故A错误;
B.电流表示数是电流有效值,不为零,故B错误;
C.变压器原线圈等效阻值为
当变大时,变压器原线圈等效阻值变大,原线圈电流为
可知通过原线圈电流变小,原线圈两端电压为
可知原线圈两端电压变大,根据理想变压器电流关系
可知通过副线圈电流变小,的功率变小,故C错误;
D.电压表所测电压为
可知电压表示数变小,根据理想变压器电压关系
可知副线圈两端电压变大,故D正确。
故选D。
3. 如图甲所示,太阳系中有一颗躺着的蓝色“冷行星”一天王星,外围空间存在着环状物质。为了测定环状物质是天王星的组成部分,还是环绕该行星的卫星群,“中国天眼”对其做了精确的观测,发现环状物质绕行星中心的运行速度v与到行星中心的距离r的关系如图乙所示(图中、均为已知值)。已知天王星的半径为R,环状物质的宽度为d,引力常量为G,以下说法正确的是( )
A. 环状物质是天王星的组成部分 B. 天王星的自转周期为
C. 该行星的质量为 D. 天王星的第一宇宙速度等于
【答案】C
【解析】
【详解】AB.若环状物是天王星的组成部分,则环状物与星体同轴旋转,角速度相同,根据
可知,环状物线速度v与r成正比,结合乙图可知,环状物不是星体的组成部分,星体的自转周期不能确定,故AB错误;
C.若环状物是星体的卫星群,则其向心力由星体的万有引力提供,则
所以
结合图像可得
所以
故C正确;
D.根据万有引力提供向心力有
所以天王星的第一宇宙速度为
故D错误。
故选C。
4. 消防员在水平地面上使用喷水枪对着火房屋喷水灭火,出水轨迹可简化为图乙,假设该消防员控制水柱恰好垂直击中竖直墙面,此时喷水枪出水口和水平面夹角为,不计空气阻力,下列做法仍可能让水柱垂直打到竖直墙面的是( )
A. 喷水枪初速度大小不变,仅改变初速度方向
B. 喷水枪初速度方向不变,仅改变初速度大小
C. 喷水枪初速度方向不变,仅减小初速度大小,人往后走一定距离
D. 喷水枪初速度方向不变,仅增大初速度大小,人向前走一定距离
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意,设初速度为,与水平方向夹角为,水柱恰好垂直击中竖直墙面,则有
,
整理可得
A.由上述分析可知,喷水枪初速度大小不变,仅改变初速度方向,例如角度由变为,水平射程不变,则水柱仍垂直击中竖直墙面,故A正确;
BCD.喷水枪初速度方向不变,仅减小初速度大小,水平射程减小,需人向前走一定距离,仅增大初速度大小,水平射程增大,需人往后走一定距离,故BCD错误。
故选A。
5. 如图所示,正立方体,上下底面的中心为O和,在d点固定一电荷量为+Q的点电荷,c1点固定一电荷量为的点电荷,bc的中点E固定一电荷量为的点电荷。下列说法正确的是( )
A. b点的电场强度小于c点的电场强度
B. a点与点的电势相同
C. c点与点的电势差等于b点与点的电势差
D. 将带正电的试探电荷由O点移动到,其电势能先增大后减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.d点和c1点处为等量异种电荷,则两点电荷在b点的场强小于在c点的场强,而E处点电荷到b、c两点距离相等,即在两点的场强相等,由于两场强垂直,则b点的电场强度小于c点的电场强度,A正确;
B.根据
设+Q在a点电势为,在点电势为,则在a点和点的电势分别为和。设在a点和点的电势为。则a点电势为
在点电势为
故a点与点的电势不相同,B错误;
C.等量异种电荷在b、c、、的电势为零,b、c与E距离相等,、与E点距离相等,故c点与点的电势差等于b点与点的电势差,C正确;
D.将带正电的试探电荷由O点移动到,电势降低,电势能减小,D错误。
故选AC。
6. 如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角的绝缘斜面上,其下端开口,顶部并联接入阻值的两个相同定值电阻,导轨间距,整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上。一质量、长度、电阻的直金属棒垂直放置在导轨上,导轨电阻不计。金属棒从静止释放至达到最大速度过程中,棒上产生的总电热为,棒始终与导轨垂直并接触良好。不计空气阻力,金属棒与导轨间的动摩擦因数,重力加速度取,,则该过程中,金属棒沿斜面下滑的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设金属棒ab达到的最大速度为v,由牛顿第二定律有
从静止释放至达到最大速度过程中,设金属棒ab沿斜面下滑的距离为x,金属棒ab上产生的总电热,则两个并联定值电阻
产生的总电热为
由能量守恒定律有
联立解得
故选B。
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7. 如图所示,一光束包含两种不同频率的单色光,从空气射向两面平行玻璃砖的上表面,玻璃砖下表面有反射层,光束经两次折射和一次反射后,从玻璃砖上表面分为两束单色光射出,a、b分别为两束单色光的出射点,下列说法正确的是( )
A. a光的频率小于b光的频率
B. 在同种玻璃中,a光的速度大于b光的速度
C. 出射光束a、b一定相互平行
D. a、b两色光从同种玻璃射向空气时,a光发生全反射的临界角大
【答案】C
【解析】
【详解】
A.由图可知a光在玻璃中的折射角较小,则
可知,a光的折射率较大,则a光的频率大于b光的频率,选项A错误;
B.根据
可知,在同种玻璃中,a光的速度小于b光的速度,选项B错误;
C.因光被反射再次射到玻璃上表面时的入射角等于射入玻璃中时的折射角,可知光从玻璃中出射时的折射角等于射入时的入射角,则出射光束a、b一定相互平行,选项C正确;
D.根据
可知,a、b两色光从同种玻璃射向空气时,a光折射率大,则发生全反射的临界角小,选项D错误。
故选C。
8. 如图所示,质量为m、倾角为30°的斜面体放置在水平面上,斜面体的右上角安装有轻质定滑轮,带有轻质定滑轮的物块放置在斜面体的光滑斜面上,轻质细线跨越这两个定滑轮,上端连接在天花板上,下端悬挂一质量为m的小球,整个系统处于静止状态时,物块与天花板间的细线成竖直状态,两定滑轮间的细线与斜面平行,不计细线与滑轮间的摩擦,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 物块的质量为3m
B. 斜面对物块的支持力大小为
C. 水平面对斜面的支持力大小为
D. 水平面与斜面体间的动摩擦因数一定不为0
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.由于是滑轮两侧是同一根绳,所以拉力滑轮两侧的绳上拉力相同,对小球分析有
对物块分析,沿斜面方向有
解得
故A项正确;
B.对物块受力分析,竖直方向有
解得
故B项正确;
C.将斜面,物块以及小球看成一个整体,竖直方向有
解得
故C项正确;
D.由上述分析可知,该整体在水平方向没有外力,即水平方向没有运动趋势,所以水平方向没有摩擦力,因此水平面与斜面间的动摩擦因数可能为零,故D项错误。
故选ABC。
9. 一列简谐横波沿x轴传播,在时刻和时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知处的质点在内运动的路程为7cm。下列说法正确的是( )
A. 该波一定沿x轴负方向传播
B. 在1s内,波向传播方向传播了3m
C. 波的传播速度大小为21m/s
D. 时,处的质点沿y轴负方向运动
【答案】AC
【解析】
【详解】ABC.处的质点在内运动的路程为7cm,则
解得
由图可知波长为,波的传播速度大小为
内,波传播的距离为
将时刻波形图沿x轴负方向平移可得到时刻波形图,将时刻波形图沿x轴正方向平移不能得到时刻波形图,故该波沿x轴负方向传播,故AC正确,B错误;
D.波沿x轴负方向传播,根据同侧法,时,处的质点沿y轴正方向运动,故D错误。
故选AC。
10. 如图所示,质量为M=2kg的木板AB静止放在光滑水平面上,木板右端B点处固定一根轻质弹簧,弹簧处于原长状态时左端在C点,C点到木板左端的距离L=1.0m,可视为质点的小木块质量为m,静止放置在木板的左端;现对木板AB施加水平向左的恒力F=24N,0.5s时撤去恒力F,此时木块恰好到达弹簧自由端C处,此后的运动中没有超过弹簧的弹性限度。已知木板C点左侧部分与木块间的动摩擦因数为μ=0.2,C点右侧部分光滑;取g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 撤去恒力F后,木板先做减速后做匀速运动
B. 恒力F对木板AB做功为26J
C. 整个运动过程中,弹簧的最大弹性势能Ep=8.0J
D. 整个运动过程中,系统产生的热量Q=8.0J
【答案】CD
【解析】
【详解】ABC.F作用的过程中,对小木块有
该过程小木块位移
联立解得,
对木板有
该过程木板位移
因为
联立可得,
则恒力F对木板AB做功为
此时木板的速度
小木块的速度
所以弹簧被压缩,小木块继续做加速运动,木板开始做减速运动,弹簧压缩到最短时,两者共速,此时弹簧弹性势能最大,由动量守恒和能量守恒有、
可得,
之后弹簧伸长,小木块继续做加速运动,木板继续做减速运动,弹簧回复原长时,小木块速度大于木板速度,小木块接着向左运动进入粗糙面,开始做减速运动;木板受到向左的摩擦力,开始做加速运动,二者共速时,开始做匀速运动,故AB错误,C正确;
D.弹簧回复原长时,根据动量和能量守恒,
可知
假设二者在粗糙部分最后共速,则由
可得
木板的加速度大小
木板向左运动的位移
小木块的位移
则
即小木块从木板左侧滑出,所以整个运动过程中,系统产生的热量
故D正确。
故选CD。
三、非选择题:本题共5小题,共56分。
11. 某实验小组利用如图所示的实验装置验证动量守恒定律,实验主要步骤如下:
i.调节气垫导轨水平,并将气垫导轨固定,用电子秤测得两滑块的质量分别为和;
ii.将滑块、放在导轨上,调节的位置,使与接触时,的左端到左边挡板的距离与的右端到右边挡板的距离相等,测得;
iii.使以一定的初速度沿气垫导轨向左运动,先后与左边挡板、碰撞,用手机的“声学秒表”软件记录从与左边挡板碰撞时刻开始到与碰撞所用的时间,分别记录从和碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间和。
请回答下列问题:
(1)实验中,、碰撞后的运动方向相反,则应选取质量为______的滑块作为;
(2)、从开始接触到分离,的动量变化量大小为______,(结果保留3位有效数字);
(3)、的这次碰撞是非弹性碰撞的依据是______。
A. B.
C. D.
【答案】(1)
(2) (3)B
【解析】
【小问1详解】
实验中,、碰撞后的运动方向相反,根据碰撞规律,要求入射滑块的质量小于被碰滑块的质量,因此质量更小的是入射滑块,质量为的是被碰滑块。
【小问2详解】
气垫导轨无摩擦,滑块匀速运动,取碰撞前的运动方向(向右)为正方向,从左挡板碰撞后向右运动到与碰撞,位移为,从与左边挡板碰撞时刻开始到与碰撞所用的时间,因此碰撞前的速度
从碰撞时刻开始到返回、撞到挡板所用的时间,因此碰撞后的速度
则的动量变化量大小为
【小问3详解】
弹性碰撞遵循动量守恒、碰撞前后动能相等,假设、的这次碰撞是非弹性碰撞,则碰撞结束后动能存在损耗,有,
联立得
其中,,
代入得
结合题中数据、、,可知假设成立,本次碰撞满足
故选B。
12. 小明同学想要设计一个既能测量电源电动势和内阻,又能测量定值电阻阻值的电路。他用了以下的实验器材中的一部分,设计出了图(a)的电路图。
a、电流表A1(量程0.6 A,内阻很小);电流表A2(量程300μA,内阻rA=1000Ω);
b、滑动变阻器R(0~20Ω)
c、两个定值电阻(R1=1000Ω,R2=9000Ω)
d、待测电阻Rx
e、待测电源E(电动势约为3 V,内阻约为2Ω)
f、开关和导线若干
(1)根据实验要求,与电流表A2串联的定值电阻为___________;(填“R1”或“R2”)
(2)小明先用该电路测量电源电动势和内阻,将滑动变阻器滑片移至最右端,闭合开关S1,调节滑动变阻器,分别记录电流表A1、A2的读数I1、I2,得I1与I2的关系如图(b)所示。根据图线可得电源电动势E=___________V,电源内阻r=___________Ω;(计算结果均保留两位有效数字)
(3)小明再用该电路测量定值电阻Rx的阻值,进行了以下操作:
①闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器到适当阻值,记录此时电流表A1示数Ia,电流表A2示数Ib;
②断开开关S2,保持滑动变阻器阻值不变,记录此时电流表A1示数Ic,电流表A2示数Id,后断开S1;
③根据上述数据可知计算定值电阻Rx的表达式为___________;若忽略偶然误差,则用该方法测得的阻值与其真实值相比___________。(填“偏大”“偏小”或“相等”)
【答案】 ①. R2 ②. 3.0 ③. 2.1 ④. (rA+R2) ⑤. 相等
【解析】
【详解】(1)[1]由于电源电压为3V,应将A2改装成量程为3V的电压表,因此串联的电阻
因此与R2串联。
(2)[2]理论上,当I1为零时,加在改装电压表两端的电压就是电动势,电源电动势
[3] 根据闭合电路欧姆定律,可知
由于
上式简化为
由图像可知
代入数据可得
(3)[4]滑动变阻器接入电路的阻值
待测电阻的阻值
[5]由于电流表A1的内阻并入到滑动变阻器中,不会对测量结果产生误差,因此测量值等于真实值。
13. 如图甲所示,型活塞固定在水平面上,一定质量的理想气体被封闭在导热性能良好的、质量为的汽缸中,活塞截面积为,活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气,大气压强为。重力加速度取,改变环境温度,缸内气体体积随温度变化如图乙所示,求:
(1)从状态A变化到状态,气体温度升高多少;
(2)在状态时,活塞对卡口的作用力多大。
【答案】(1)200K;(2)3400N
【解析】
【详解】(1)由图分析可知从状态A变化到状态B,气体发生等压变化,根据盖—吕萨克定律有
解得
K
从状态A变化到状态,气体温度升高
K-200K=200K
(2)在状态B时,根据平衡条件有
从状态B变化到状态C,气体发生等容变化,根据查理定律有
解得
Pa
根据平衡条件有
解得
N
14. 如图,在空间直角坐标系中存在指向z轴负方向的匀强磁场,磁感应强度为,与轴平行的挡板与轴交于,与轴交于,挡板在空间内向四周无限延伸,一带电量为,质量为的粒子从以一定的初速度向轴正方向进入磁场,恰好垂直击中挡板。粒子每次与挡板碰撞,垂直于挡板方向的速度反向,平行于挡板方向的速度保持不变,粒子重力忽略不计。
(1)求粒子初速度的大小;
(2)若在空间再施加沿轴负方向的匀强电场,粒子仍从点以同一初速度沿轴正方向进入叠加场,恰好使粒子第二次与挡板碰撞发生在平面,求匀强电场E的大小,并求出粒子第二次与挡板发生碰撞的空间坐标。
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
粒子在与平面平行的平面内做匀速圆周运动,运动轨迹如图所示
由图可知,粒子做圆周运动的半径
根据牛顿第二定律,洛伦兹力提供圆周运动的向心力,有
解得
【小问2详解】
沿轴方向作出粒子的运动轨迹图如下
粒子在磁场中匀速圆周运动的周期满足
由图可知,发生第二次碰撞时,经历时间为
在沿轴方向,粒子做匀加速直线运动,第二次与挡板碰撞发生在平面,故
根据牛顿第二定律有
联立得
粒子第二次与挡板发生碰撞对应的横坐标
纵坐标
竖直方向的坐标
故粒子第二次与挡板发生碰撞的空间坐标为
15. 如图所示,光滑水平地面上固定一轻质弹簧,右侧通过一小段光滑圆弧与倾角θ = 30°的直轨道平滑连接,整个装置固定在同一竖直平面内。用力将两个质量分别为m、2m的小滑块A、B向左挤压弹簧后由静止释放。两小滑块冲上直轨道,且A第一次到达最高点时与B的距离为L。已知A与倾斜直轨道间无摩擦,B与倾斜直轨道间的动摩擦因数,重力加速度为g。
(1)求释放小滑块前弹簧的弹性势能;
(2)若A、B之间的碰撞为弹性碰撞,求A、B第一次碰撞后A与倾斜直轨道底端的最大距离;
(3)若A、B每次相碰都为完全非弹性碰撞,但两者并不粘连,求滑块A在倾斜直轨道上经过的总路程。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由于A与倾斜直轨道间无摩擦,B与倾斜直轨道间有摩擦,所以A到达最高点之前B早已减速到零,由于μ > tan30°,B速度减小到零后保持静止。A、B第一次上滑,根据动能定理有
由能量守恒定律可知
解得
【小问2详解】
A、B第一次碰撞前
A、B弹性碰撞过程,根据动量守恒定律和能量守恒定律有
A碰撞后上滑到最高点过程,根据动能定理有
A与倾斜直轨道底端的最大距离
【小问3详解】
A、B第一次碰撞,根据动量守恒定律有
碰后,根据牛顿第二定律有
解得
即A、B在倾斜直轨道上每次一起下滑均做匀速直线运动。
A、B第二次冲上倾斜直轨道,根据动能定理有
解得
,
A、B第二次碰撞前,根据动能定理有
A、B第二次碰撞,根据动量守恒定律有
A、B第三次冲上倾斜直轨道,根据动能定理有
解得
,
归纳可知
则滑块A在倾斜直轨道上经过的总路程为
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株洲市二中教育集团2024年高三全真模拟考试
物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共6小题,每小题4分共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 如图所示是氢原子的能级图,一群氢原子处于量子数的激发态,这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态,并向外辐射多种频率的光,用辐射出的光照射图乙光电管的阴极K,已知阴极K的逸出功为,则( )
A. 波长最短的光是原子从激发态跃迁产生的
B. 波长最长的光是原子从激发态跃迁到基态时产生的
C. 阴极逸出光电子的最大初动能为
D. 阴极K逸出光电子的最大初动能与阴极K的逸出功相等
2. 匝数N=10、电阻r=5Ω的线圈在匀强磁场中匀速转动,穿过线圈的磁通量变化图像如图(a)所示。线圈通过电刷与变压器相连接如图(b)所示,R1为电阻箱,R2为定值电阻,变压器为理想变压器,导线电阻不计,电压表、电流表均为理想电表,取π2=10。则下列说法正确的是( )
A. 线圈转动产生的电动势的有效值为25V
B. 当t=0.04s时,电流表示数为零
C. 当增大R1阻值时,R2的功率变大
D. 当增大R1阻值时,电压表示数变小,副线圈两端电压变大
3. 如图甲所示,太阳系中有一颗躺着的蓝色“冷行星”一天王星,外围空间存在着环状物质。为了测定环状物质是天王星的组成部分,还是环绕该行星的卫星群,“中国天眼”对其做了精确的观测,发现环状物质绕行星中心的运行速度v与到行星中心的距离r的关系如图乙所示(图中、均为已知值)。已知天王星的半径为R,环状物质的宽度为d,引力常量为G,以下说法正确的是( )
A. 环状物质是天王星的组成部分 B. 天王星的自转周期为
C. 该行星的质量为 D. 天王星的第一宇宙速度等于
4. 消防员在水平地面上使用喷水枪对着火房屋喷水灭火,出水轨迹可简化为图乙,假设该消防员控制水柱恰好垂直击中竖直墙面,此时喷水枪出水口和水平面夹角为,不计空气阻力,下列做法仍可能让水柱垂直打到竖直墙面的是( )
A. 喷水枪初速度大小不变,仅改变初速度方向
B. 喷水枪初速度方向不变,仅改变初速度大小
C. 喷水枪初速度方向不变,仅减小初速度大小,人往后走一定距离
D. 喷水枪初速度方向不变,仅增大初速度大小,人向前走一定距离
5. 如图所示,正立方体,上下底面的中心为O和,在d点固定一电荷量为+Q的点电荷,c1点固定一电荷量为的点电荷,bc的中点E固定一电荷量为的点电荷。下列说法正确的是( )
A. b点的电场强度小于c点的电场强度
B. a点与点的电势相同
C. c点与点的电势差等于b点与点的电势差
D. 将带正电的试探电荷由O点移动到,其电势能先增大后减小
6. 如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角的绝缘斜面上,其下端开口,顶部并联接入阻值的两个相同定值电阻,导轨间距,整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上。一质量、长度、电阻的直金属棒垂直放置在导轨上,导轨电阻不计。金属棒从静止释放至达到最大速度过程中,棒上产生的总电热为,棒始终与导轨垂直并接触良好。不计空气阻力,金属棒与导轨间的动摩擦因数,重力加速度取,,则该过程中,金属棒沿斜面下滑的距离是( )
A. B. C. D.
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7. 如图所示,一光束包含两种不同频率的单色光,从空气射向两面平行玻璃砖的上表面,玻璃砖下表面有反射层,光束经两次折射和一次反射后,从玻璃砖上表面分为两束单色光射出,a、b分别为两束单色光的出射点,下列说法正确的是( )
A. a光的频率小于b光的频率
B. 在同种玻璃中,a光的速度大于b光的速度
C. 出射光束a、b一定相互平行
D. a、b两色光从同种玻璃射向空气时,a光发生全反射的临界角大
8. 如图所示,质量为m、倾角为30°的斜面体放置在水平面上,斜面体的右上角安装有轻质定滑轮,带有轻质定滑轮的物块放置在斜面体的光滑斜面上,轻质细线跨越这两个定滑轮,上端连接在天花板上,下端悬挂一质量为m的小球,整个系统处于静止状态时,物块与天花板间的细线成竖直状态,两定滑轮间的细线与斜面平行,不计细线与滑轮间的摩擦,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 物块的质量为3m
B. 斜面对物块的支持力大小为
C. 水平面对斜面的支持力大小为
D. 水平面与斜面体间的动摩擦因数一定不为0
9. 一列简谐横波沿x轴传播,在时刻和时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知处的质点在内运动的路程为7cm。下列说法正确的是( )
A. 该波一定沿x轴负方向传播
B. 在1s内,波向传播方向传播了3m
C. 波的传播速度大小为21m/s
D. 时,处的质点沿y轴负方向运动
10. 如图所示,质量为M=2kg的木板AB静止放在光滑水平面上,木板右端B点处固定一根轻质弹簧,弹簧处于原长状态时左端在C点,C点到木板左端的距离L=1.0m,可视为质点的小木块质量为m,静止放置在木板的左端;现对木板AB施加水平向左的恒力F=24N,0.5s时撤去恒力F,此时木块恰好到达弹簧自由端C处,此后的运动中没有超过弹簧的弹性限度。已知木板C点左侧部分与木块间的动摩擦因数为μ=0.2,C点右侧部分光滑;取g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 撤去恒力F后,木板先做减速后做匀速运动
B. 恒力F对木板AB做功为26J
C. 整个运动过程中,弹簧的最大弹性势能Ep=8.0J
D. 整个运动过程中,系统产生的热量Q=8.0J
三、非选择题:本题共5小题,共56分。
11. 某实验小组利用如图所示的实验装置验证动量守恒定律,实验主要步骤如下:
i.调节气垫导轨水平,并将气垫导轨固定,用电子秤测得两滑块的质量分别为和;
ii.将滑块、放在导轨上,调节的位置,使与接触时,的左端到左边挡板的距离与的右端到右边挡板的距离相等,测得;
iii.使以一定的初速度沿气垫导轨向左运动,先后与左边挡板、碰撞,用手机的“声学秒表”软件记录从与左边挡板碰撞时刻开始到与碰撞所用的时间,分别记录从和碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间和。
请回答下列问题:
(1)实验中,、碰撞后的运动方向相反,则应选取质量为______的滑块作为;
(2)、从开始接触到分离,的动量变化量大小为______,(结果保留3位有效数字);
(3)、的这次碰撞是非弹性碰撞的依据是______。
A. B.
C. D.
12. 小明同学想要设计一个既能测量电源电动势和内阻,又能测量定值电阻阻值的电路。他用了以下的实验器材中的一部分,设计出了图(a)的电路图。
a、电流表A1(量程0.6 A,内阻很小);电流表A2(量程300μA,内阻rA=1000Ω);
b、滑动变阻器R(0~20Ω)
c、两个定值电阻(R1=1000Ω,R2=9000Ω)
d、待测电阻Rx
e、待测电源E(电动势约为3 V,内阻约为2Ω)
f、开关和导线若干
(1)根据实验要求,与电流表A2串联的定值电阻为___________;(填“R1”或“R2”)
(2)小明先用该电路测量电源电动势和内阻,将滑动变阻器滑片移至最右端,闭合开关S1,调节滑动变阻器,分别记录电流表A1、A2的读数I1、I2,得I1与I2的关系如图(b)所示。根据图线可得电源电动势E=___________V,电源内阻r=___________Ω;(计算结果均保留两位有效数字)
(3)小明再用该电路测量定值电阻Rx的阻值,进行了以下操作:
①闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器到适当阻值,记录此时电流表A1示数Ia,电流表A2示数Ib;
②断开开关S2,保持滑动变阻器阻值不变,记录此时电流表A1示数Ic,电流表A2示数Id,后断开S1;
③根据上述数据可知计算定值电阻Rx的表达式为___________;若忽略偶然误差,则用该方法测得的阻值与其真实值相比___________。(填“偏大”“偏小”或“相等”)
13. 如图甲所示,型活塞固定在水平面上,一定质量的理想气体被封闭在导热性能良好的、质量为的汽缸中,活塞截面积为,活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气,大气压强为。重力加速度取,改变环境温度,缸内气体体积随温度变化如图乙所示,求:
(1)从状态A变化到状态,气体温度升高多少;
(2)在状态时,活塞对卡口的作用力多大。
14. 如图,在空间直角坐标系中存在指向z轴负方向的匀强磁场,磁感应强度为,与轴平行的挡板与轴交于,与轴交于,挡板在空间内向四周无限延伸,一带电量为,质量为的粒子从以一定的初速度向轴正方向进入磁场,恰好垂直击中挡板。粒子每次与挡板碰撞,垂直于挡板方向的速度反向,平行于挡板方向的速度保持不变,粒子重力忽略不计。
(1)求粒子初速度的大小;
(2)若在空间再施加沿轴负方向的匀强电场,粒子仍从点以同一初速度沿轴正方向进入叠加场,恰好使粒子第二次与挡板碰撞发生在平面,求匀强电场E的大小,并求出粒子第二次与挡板发生碰撞的空间坐标。
15. 如图所示,光滑水平地面上固定一轻质弹簧,右侧通过一小段光滑圆弧与倾角θ = 30°的直轨道平滑连接,整个装置固定在同一竖直平面内。用力将两个质量分别为m、2m的小滑块A、B向左挤压弹簧后由静止释放。两小滑块冲上直轨道,且A第一次到达最高点时与B的距离为L。已知A与倾斜直轨道间无摩擦,B与倾斜直轨道间的动摩擦因数,重力加速度为g。
(1)求释放小滑块前弹簧的弹性势能;
(2)若A、B之间的碰撞为弹性碰撞,求A、B第一次碰撞后A与倾斜直轨道底端的最大距离;
(3)若A、B每次相碰都为完全非弹性碰撞,但两者并不粘连,求滑块A在倾斜直轨道上经过的总路程。
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