内容正文:
2026年下期高三入学质量检测
物理
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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. 对下列图片的描述正确的是( )
A. 图(a)电子束通过铝箔时的衍射现象证实了电子具有波动性
B. 图(b)放射性现象中产生的三种射线,射线2的电离本领最强
C. 图(c)在核反应堆中,为了减缓核反应速度,可以将镉棒抽出一些
D. 图(d)中的α粒子散射实验发现了质子
【答案】A
【解析】
【详解】A.衍射是波特有的性质,电子束通过铝箔产生衍射图样,直接证实了电子具有波动性,符合物质波的结论,故A正确;
B.根据左手定则可判断:图b中不偏转的射线2是不带电的射线,向左偏转的射线1是带正电的射线,射线的电离本领才是三种射线中最强的,故B错误;
C.核反应堆中,镉棒的作用是吸收中子控制反应速率,若要减缓核反应速度,需要插入镉棒(增加吸收中子的量),抽出镉棒会减少中子吸收,加快反应,故C错误;
D.粒子散射实验提出了原子核式结构模型,质子是卢瑟福通过原子核的人工转变实验发现的,故D错误。
故选A。
2. 如图所示,某同学将两个相同的物体从A点以同一速率沿不同方向抛出,运动轨迹分别为图上的1、2。若忽略空气阻力,在两个物体从抛出到刚要落地的过程中,下列说法正确的是( )
A. 两个物体单位时间内动量的变化相同
B. 轨迹为1的物体在最高点的速度大
C. 轨迹为2的物体所受重力的冲量大
D. 轨迹为2的物体刚要落地时动能大
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据动量定理,则物体单位时间内动量的变化,可知两个物体单位时间内动量的变化相同,A正确;
B.轨迹1竖直高度较大,则空中运动的时间较长,但水平位移较小,根据,水平速度较小,即轨迹为1的物体在最高点的速度小,B错误;
C.轨迹为2的物体运动时间较短,根据,可知所受重力的冲量小,C错误;
D.根据机械能守恒定律可知,可知两物体刚要落地时动能相等,D错误。
故选A。
3. 为了提高光刻机的分辨率,可在光刻机透镜组与焦平面之间充入超纯水,从而改变激光的波长和偏折角度。当透镜组与焦平面之间的介质是空气时,从透镜组一侧射入光线,入射角为,折射角为,如图所示。该光在空气中的波长为,将空气的折射率视为1。若在光刻机透镜组与焦平面之间充入超纯水,超纯水折射率为n,保持折射角不变,入射角变为,则( )
A. 该光在超纯水中的波长大于 B. 该光在超纯水中的波长小于
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.设光在超纯水中的波长为,光的频率为,则有,,
解得,故AB错误;
CD.根据题意,透镜组的折射率
透镜组相对于超纯水的折射率
联立得
则,故C错误,D正确。
故选D。
4. 静电纺纱利用了高压静电场,使单纤维两端带上异种电荷,如图所示为高压静电场的分布图,下列说法正确的是( )
A. 图中a、c两点电势关系为
B. 图中b、d两点的电场强度大小关系为
C. 电子在a、d两点的电势能关系为
D. 将质子从b点移动到c点,电场力做负功
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,右边电极电势高于左边电极的电势,电场线从右边电极发出,终止于左边电极,根据沿着电场线方向电势降低,可知图中a、c两点电势关系为,故A正确;
B.根据电场线的疏密代表电场强度的大小,可知图中b、d两点的电场强度大小关系为Eb< Ed,故B错误;
C.图中a、d两点电势关系为
根据
且电子带负电,可知电子在a、d两点的电势能关系为
故C错误;
D.图中b、c两点电势关系为
且质子带正电,故将质子从b点移动到c点,其电势能减小,电场力做正功,故D错误。
故选A。
5. 小明同学为了探究波的传播速度是由介质决定还是由波源决定,他做了如下实验,他将两条不同弹性绳连结于O点(左边为绳、右边为绳),O点在竖直方向做简谐运动,以竖直向上为轴正方向,时刻形成如图所示波形。则下列说法正确的是( )
A. 时刻两质点振动方向相反
B. 质点再次回到平衡位置的时间比质点短
C. 左右两列绳波传播的速度大小之比为
D. 左右两列绳波传播的速度大小之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A.绳向左传播,绳向右传播,根据“上下坡法”,可知在时刻a质点振动方向向上,b质点振动方向也向上,故A错误;
CD.经,左边P绳传到左侧18m处,Q绳传到右侧12m处,则有
解得
故C正确,D错误;
B.由图可知,左边P绳的波长为6m,右边Q绳的波长为4m,根据
可知周期之比为
两质点再过将回到平衡位置,故质点再次回到平衡位置的时间与质点相同,故B错误。
故选C。
6. “千帆星座”是我国“卫星互联网”的核心项目,我国计划2030年突破1.5万颗低空卫星组网,形成全球覆盖能力,实现多方面赋能。其中两颗卫星的运行轨道如图所示,卫星a在圆轨道上运动,卫星b在椭圆轨道上运动,卫星仅受地球对它的万有引力作用,它们的周期相同。下列说法正确的是( )
A. 两颗卫星在经过P点时的加速度不一定相同
B. 卫星a在P点的速度小于卫星b在M点的速度
C. 两颗卫星的发射速度均大于地球的第二宇宙速度
D. 两颗卫星与地球的连线在任意相同时间内扫过的面积一定相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据牛顿第二定律得
解得
可知两颗卫星在经过点时的加速度相同,故A错误;
B.对于在圆轨道上运动的卫星,根据万有引力提供向心力得
解得
即轨道越高,速度越小,可知卫星在点的速度小于卫星经过点所在的圆轨道的速度,故B正确;
C.两颗卫星都在绕地球运动,没有脱离地球的束缚,所以它们的发射速度均小于第二宇宙速度,故C错误;
D.根据开普勒第二定律可知,同一轨道上卫星与地球的连线在相同的时间扫过的面积相等,但卫星和卫星运行轨道不同,所以两个卫星与地球的连线在相同的时间扫过的面积不一定相等,故D错误。
故选B。
7. 如图所示,在竖直平面内,正方形的四个顶点均在圆周上,边水平,边竖直。现在、两点各固定一根无限长的直导线(简称导线、),电流方向垂直于纸面向内,同时在圆上最高点放置一根长为,质量为的导线,电流方向垂直于纸面向外。当通入的电流大小均为时,导线恰好处于静止状态。已知通有电流的长直导线在距其处产生的磁感应强度大小为(为常数),重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 导线、在点产生的磁场方向水平向左
B. 导线受到导线的安培力方向竖直向上
C. 若在C、D两点同样固定电流大小为,方向垂直纸面向内的无限长通电导线,则导线开始运动时的加速度大小为
D. 若在C、D两点同样固定电流大小为,方向垂直纸面向内的无限长通电导线,则导线、对导线的安培力大于导线C、D对导线的安培力
【答案】C
【解析】
【详解】A.由安培定则可知,导线、在点产生的合磁场方向水平向右,故A错误;
B.由安培定则结合左手定则可知,导线在产生的磁场竖直向上,根据左手定则,导线受到的安培力水平向右。故错误;
CD.如图所示,处和处在点激发的磁场由磁场叠加得
可见结果与无关,则导线、在点激发的磁场大小也为
导线、在点产生的安培力与导线、在点产生的安培力等大同向。
由初始的受力平衡关系,导线、产生的安培力与重力等大反向。因此加上导线、后,总安培力
导线所受合力为,方向向上,加速度大小为。故C正确,D错误。
故选C。
二、选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得3分,有选错的不得分。
8. 在同一均匀介质中,两个振动情况完全相同的相干波源和相距,它们振动的频率均为,振幅均为,振动方向均垂直于纸面。已知波在该介质中的传播速度。如图所示,以、的中点为坐标原点,建立轴(、在轴上,坐标分别为和)。两波源同时振动,下列说法正确的是( )
A. 该波的波长为,且轴上坐标为的两点是振动加强点
B. 若两个波源的振幅变为原来的2倍,则振动加强点的振幅将变为原来的4倍
C. 若波源提前振动,则连线上的原振动加强点的位置将变为振动减弱点
D. 若波源提前振动,则连线上的原振动加强点的位置将变为振动减弱点
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据波速、波长与频率的关系式有
代入数据解得
轴上坐标为的两点到两个波源的波程差为,因为,即波程差为波长的整数倍,所以该两点为振动加强点,故A正确;
B.原来振动加强点的振幅为2A,若两个波源的振幅变为原来的2倍,此时两个波源的振幅均为2A,则振动加强点的振幅变为4A,即振动加强点的振幅变为原来的2倍,故B错误;
C.波的周期公式为
代入数据解得
若波源提前振动,由于,即提前了个周期,两波源的初相位差为,、连线上的原点到两波源的距离相等,则两列波到达原点时的相位差为,原点既不是振动加强点也不是振动减弱点,故C错误;
D.若波源提前振动,由于,即提前了个周期,两波源的初相位差为,两波源步调相反,、连线上的原点到两波源的距离相等,两列波到达原点时的波程差为零,则原点变为振动减弱点,故D正确。
故选AD。
9. 如图,竖直固定圆环内有a、b两根等长轻杆,一端与固定在圆环上的光滑铰链连接,另一端通过光滑铰链连接在圆心O处,a杆水平。轻杆c的一端与O处的光滑铰链连接,另一端与质量为m的小球连接;劲度系数为k1的弹性轻绳一端固定在O点正上方的圆环上,另一端固定在可视为质点的小球上,小球处于静止状态,且轻杆c与轻杆b垂直。现把弹性轻绳换成原长相等但劲度系数为的另一弹性轻绳,小球静止后位于圆心O右侧,轻杆a、b、c 和弹性轻绳始终与圆环处在同一竖直平面内,轻杆c长度小于轻杆a、b 长度,弹性轻绳始终在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 轻杆a的弹力变小 B. 轻杆b的弹力变小
C. 轻杆c的弹力大小和方向都不变 D. 弹性轻绳的弹力变小
【答案】AD
【解析】
【详解】C.对小球进行受力分析如图1,由几何关系可得,小球重力,轻杆的弹力、弹性轻绳的拉力之间满足关系
因为,和为定值,故轻杆的弹力大小不变,但方向会改变,故错误;
D.因为弹性轻绳劲度系数变大,故距离会减小,故弹性轻绳的拉力减小,故D正确;
AB.对点进行受力分析如图2,根据平衡条件可知
结合上述分析可知,大小不变,与竖直方向夹角逐渐减小,由几何关系分析可得轻杆弹力变小、的弹力变大,故A正确,B错误。
故选AD。
10. 如图所示,两根足够长的导轨由上下两段电阻不计,光滑的金属导轨组成,在M、N两点绝缘连接,M、N两点等高,间距,连接处平滑。导轨面与水平面夹角,导轨两端分别连接一个的电容器和一个阻值,的电阻,整个装置处于的垂直斜面向上的匀强磁场中,两根导体棒ab、cd分别放在MN两侧,质量分别为、,棒ab电阻忽略不计,棒cd电阻,给cd施加一沿导轨平面向上的恒力,使cd由静止开始运动,同时ab从距离MN为处由静止开始释放,两棒恰好在MN处发生弹性碰撞,相遇前瞬间棒cd速度为,此时撤去作用力 F,取重力加速度。则从棒ab静止释放开始( )
A. 棒ab静止释放到与棒cd相遇运动的时间为
B. 棒cd沿导轨向上运动的距离为
C. 棒cd沿导轨向上运动过程中产生的焦耳热为
D. 两棒碰后,棒cd速度大小为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由和可知金属棒ab和电容器组成的回路有
对ab,根据牛顿第二定律有
其中,
联立有
说明金属棒ab做匀加速直线运动,则有
联立解得,,故A正确;
B.金属棒上滑过程中根据动量定理有
其中,
联立解得,故B正确;
C.由题知,碰前瞬间cd的速度为,则根据功能关系有
解得
为总焦耳热。cd棒上产生的焦耳热为,故C错误;
D.两棒发生弹性碰撞,以沿斜面向上为正方向,碰前,
碰撞瞬间动量守恒,有
弹性碰撞能量守恒,有
解得碰后棒cd速度为,故D错误。
故选AB。
三、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 实验小组用图甲所示的装置验证机械能守恒定律。细绳跨过固定在铁架台上的小滑轮,两端各悬挂一个质量均为M的重锤A(含遮光条)、重锤B,重力加速度为g。主要的实验操作如下:
①用游标卡尺测量遮光条的宽度d;
②用米尺量出光电门1、2间的高度差h;
③在重锤A上加上质量为m的小钩码;
④将重锤B压在铁架台面上,由静止释放,记录遮光条先后经过两光电门的遮光时间t1、t2;
⑤改变光电门2的位置,重复实验。
请回答下列问题:
(1)如图乙所示,用游标卡尺测得遮光条的宽度d=_______ mm。
(2)以h为纵轴、为横轴建立平面直角坐标系,作出如图丙所示图像。若在实验误差允许范围内,该图像的斜率k=________(用题中字母表示),则验证了机械能守恒定律。
(3)某小组实验中发现系统增加的动能略大于系统减少的重力势能,下列原因中可能的是________。
A. 存在空气阻力
B. 遮光条宽度d的测量值偏大
C. 细绳与滑轮间有摩擦力
【答案】(1)
(2) (3)B
【解析】
【小问1详解】
20分度的游标卡尺精度为,可知遮光条的宽度
【小问2详解】
A下降h,B上升h,系统势能减少量为,根据机械能守恒有
其中,
联立可得
若在实验误差允许范围内,该图像的斜率
则验证了机械能守恒定律。
【小问3详解】
A.空气阻力会使系统动能增加量小于势能减少量,故A错误;
B.遮光条宽度测量值偏大,会导致计算的速度偏大,动能计算值偏大,可能使动能略大于势能减少,故B正确;
C.细绳与滑轮间的摩擦力会消耗机械能,使动能增加量小于势能减少量,故C错误。
故选B。
12. 小军利用压敏电阻制作电子秤,他查找资料获得了该压敏电阻的阻值R随压力F变化的图像如图(a)所示。并按图(b)所示电路制作了一个简易电子秤(秤盘质量不计),电路中电源内阻,电流表量程为0.10 A(内阻不计),g取。
实验步骤如下:
步骤a:秤盘上不放重物时,闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表指针满偏;
步骤b:秤盘上放置质量为m的物体,保持滑动变阻器接入电路阻值不变,读出此时电流表示数I;
步骤c:换用不同已知质量的物体,记录每一个质量值对应的电流值I;
步骤d:将电流刻度盘改为质量刻度盘。
小明同学利用所测数据做出了如图(c)所示的图像。回答下列问题:
(1)改装后的质量刻度盘上的刻度________(填“均匀”或“不均匀”);
(2)若电流表示数为20 mA,待测重物质量为________kg(结果保留2位有效数字);
(3)电路中电源的电动势为________V,滑动变阻器接入电路的有效阻值________;(结果均保留2位有效数字)
(4)若该电源使用较长时间后,电动势变小,内阻变大,其他条件不变,现用这台电子秤称重前,已进行了步骤a操作,则质量的测量值________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【答案】(1)不均匀 (2)8.0
(3) ①. 3.0 ②. 10
(4)大于
【解析】
【小问1详解】
根据闭合电路的欧姆定律可得可知,电流不是随着线性变化的,而随着(即)线性变化,所以电流不是随着重物的质量线性变化,则质量刻度是不均匀的。
【小问2详解】
设图(c)中与的函数关系式为,由图像可知该图线的斜率为,纵轴截距为,所以与的函数关系式为,当电流时,代入上式解得重物的质量为
【小问3详解】
[1][2]由图(a)可知压敏电阻R与压力F的函数关系式为,又因为秤盘上放置质量为m的物体时,压力F = mg,代入上式得到压敏电阻R与秤盘上放置物体质量m的关系式为,设电源的电动势为E,滑动变阻器接入电路的阻值为,在图(b)中根据闭合电路欧姆定律有,代入数据有,变形得 ,结合上面得到的m与的函数关系式,可得,,所以电源的电动势为,滑动变阻器接入电路的有效阻值
【小问4详解】
若电源电动势减小,内阻变大,进行了步骤a操作,当测量时,由于电源电动势减小,导致电流偏小,压敏电阻阻值偏大,测量结果偏大。
13. 我国某科研团队研制了一种水下激光扫描通信装置,用于潜艇与水面舰艇之间的快速光通信。装置的核心原理如下:在折射率为的液体中,深度为h处有一可旋转的激光光源S,它绕垂直于纸面且过S点的轴以角速度ω匀速顺时针转动,对液面进行扫描探测。初始时光源发出的激光垂直向上射到液面O点。当光源转动扫描时,液面上的接收器检测到一个光点移动,且光点运动到某点P后突然消失(光点消失意味着信号中断,通信系统需据此调整扫描范围)。求:
(1)O、P两点间的距离;
(2)光点在P点即将消失时的速度大小(即信号消失瞬间光点的移动速度,用于判断接收器的响应时间)。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
光线从液体射向空气,当入射角等于临界角C时发生全反射,光点消失,临界角满足
由几何关系可得,
故
【小问2详解】
光斑在液面移动的速度v是光线的伸长速度v2与光线转动速度v1的合速度,光斑在P点的线速度(转动速度)为
所以
所以在P点光斑沿液面移动的速度为
14. 如图甲所示,y轴左侧有两块带等量异种电荷的水平平行金属板,y轴右侧有交替变化的匀强磁场,x轴在平行金属板的中心线上。一个质量为m,电荷量为的带电粒子(重力不计),以初速度从金属板左端中心线沿方向进入,恰好能从金属板下边缘P点飞出并进入磁场。以粒子进入磁场为0时刻,在时刻粒子第一次经过x轴。已知两金属板间距为d,板长为板间距的倍,磁场取垂直纸面向里为正方向,乙图中,T未知,不考虑磁场变化引起的感生电场,计算结果用、d和常量表示。
(1)求粒子在P点的速度大小v;
(2)若粒子在时刻恰到磁场右边界,求磁场的右边界到y轴之间的宽度s;
(3)若磁场宽度s不确定,但粒子出右边界时速度都是沿方向,求粒子在磁场中运动时间t的可能值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设P点速度与水平方向夹角为,将P点速度反向延长,有
得
可得
【小问2详解】
若粒子在时刻恰到磁场右边界,在磁场中
将代入得
则圆心恰在x轴上,宽度
【小问3详解】
第一次经过x轴时速度方向沿方向,时间
之后每经过速度方向均沿方向,故
15. 如图所示,水平光滑的地面上静置着一套由轻杆铰接而成的装置,装置包含A、B、C三个小球(可视为质点),其质量之比为。两个完全相同的轻质细杆长度均为,将A与B、B与C分别通过无摩擦的轻质铰链相连。初始时,两根细杆并拢且竖直立在地面上,A、C两球位于水平地面上,B球位于最高点,整个装置在外力作用下保持静止。现撤去外力后,装置在重力作用下发生运动,最终B球触地停止。若运动到某一位置时,两根细杆与水平方向夹角为,重力加速度为。
(1)求B球落地前瞬间速度大小;
(2)以初始时A球位置为坐标原点,竖直向上和水平向右分别为轴和轴正方向建立坐标系,求落地前B球的运动轨迹方程;
(3)当时,取,,求此时A、C两球速度大小。(,)
【答案】(1)
(2)或
(3),
【解析】
【小问1详解】
B球下落过程中,A、B、C系统水平方向动量守恒,结合速度关联,可知落地前瞬间,A、B、C三个小球水平速度均为0,
再结合系统机械能守恒得
解得
【小问2详解】
解法一:如图所示,两根细杆与水平方向夹角为时,B球坐标为,则A球坐标为,C球坐标为,设C球质量为由A、B、C系统水平方向动量守恒
三者水平位移满足
解得
已知
故B球运动轨迹方程为
或
解法二:由A、B、C系统水平方向动量守恒,且系统初始静止可得,系统质心的水平投影点(即坐标原点)不动,因此可求得B球落地前瞬间的水平位移为,据分析可知,B球的运动轨迹为椭圆,坐标原点(即A、B、C系统质心的水平投影点)为椭圆的中心,半长轴为,半短轴为,故B球运动轨迹方程为
或
【小问3详解】
解法一:当时,A、B、C速度大小方向如图所示
系统水平方向动量守恒
系统机械能守恒
A、B两球速度关联
或者(相对圆周运动),
B、C两球速度关联
或者(相对圆周运动),
解得,。
解法二:由A、B、C系统水平方向动量守恒,且系统初始静止,可得系统质心的水平投影点(即坐标原点)不动,
因此可求得A、B、C三球落地前任意时间内的水平位移之比为,即A、B、C三球在任意时刻水平速度之比为
又有
系统机械能守恒
解得,
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2026年下期高三入学质量检测
物理
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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. 对下列图片的描述正确的是( )
A. 图(a)电子束通过铝箔时的衍射现象证实了电子具有波动性
B. 图(b)放射性现象中产生的三种射线,射线2的电离本领最强
C. 图(c)在核反应堆中,为了减缓核反应速度,可以将镉棒抽出一些
D. 图(d)中的α粒子散射实验发现了质子
2. 如图所示,某同学将两个相同的物体从A点以同一速率沿不同方向抛出,运动轨迹分别为图上的1、2。若忽略空气阻力,在两个物体从抛出到刚要落地的过程中,下列说法正确的是( )
A. 两个物体单位时间内动量的变化相同
B. 轨迹为1的物体在最高点的速度大
C. 轨迹为2的物体所受重力的冲量大
D. 轨迹为2的物体刚要落地时动能大
3. 为了提高光刻机的分辨率,可在光刻机透镜组与焦平面之间充入超纯水,从而改变激光的波长和偏折角度。当透镜组与焦平面之间的介质是空气时,从透镜组一侧射入光线,入射角为,折射角为,如图所示。该光在空气中的波长为,将空气的折射率视为1。若在光刻机透镜组与焦平面之间充入超纯水,超纯水折射率为n,保持折射角不变,入射角变为,则( )
A. 该光在超纯水中的波长大于 B. 该光在超纯水中的波长小于
C. D.
4. 静电纺纱利用了高压静电场,使单纤维两端带上异种电荷,如图所示为高压静电场的分布图,下列说法正确的是( )
A. 图中a、c两点电势关系为
B. 图中b、d两点的电场强度大小关系为
C. 电子在a、d两点的电势能关系为
D. 将质子从b点移动到c点,电场力做负功
5. 小明同学为了探究波的传播速度是由介质决定还是由波源决定,他做了如下实验,他将两条不同弹性绳连结于O点(左边为绳、右边为绳),O点在竖直方向做简谐运动,以竖直向上为轴正方向,时刻形成如图所示波形。则下列说法正确的是( )
A. 时刻两质点振动方向相反
B. 质点再次回到平衡位置的时间比质点短
C. 左右两列绳波传播的速度大小之比为
D. 左右两列绳波传播的速度大小之比为
6. “千帆星座”是我国“卫星互联网”的核心项目,我国计划2030年突破1.5万颗低空卫星组网,形成全球覆盖能力,实现多方面赋能。其中两颗卫星的运行轨道如图所示,卫星a在圆轨道上运动,卫星b在椭圆轨道上运动,卫星仅受地球对它的万有引力作用,它们的周期相同。下列说法正确的是( )
A. 两颗卫星在经过P点时的加速度不一定相同
B. 卫星a在P点的速度小于卫星b在M点的速度
C. 两颗卫星的发射速度均大于地球的第二宇宙速度
D. 两颗卫星与地球的连线在任意相同时间内扫过的面积一定相等
7. 如图所示,在竖直平面内,正方形的四个顶点均在圆周上,边水平,边竖直。现在、两点各固定一根无限长的直导线(简称导线、),电流方向垂直于纸面向内,同时在圆上最高点放置一根长为,质量为的导线,电流方向垂直于纸面向外。当通入的电流大小均为时,导线恰好处于静止状态。已知通有电流的长直导线在距其处产生的磁感应强度大小为(为常数),重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 导线、在点产生的磁场方向水平向左
B. 导线受到导线的安培力方向竖直向上
C. 若在C、D两点同样固定电流大小为,方向垂直纸面向内的无限长通电导线,则导线开始运动时的加速度大小为
D. 若在C、D两点同样固定电流大小为,方向垂直纸面向内的无限长通电导线,则导线、对导线的安培力大于导线C、D对导线的安培力
二、选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得3分,有选错的不得分。
8. 在同一均匀介质中,两个振动情况完全相同的相干波源和相距,它们振动的频率均为,振幅均为,振动方向均垂直于纸面。已知波在该介质中的传播速度。如图所示,以、的中点为坐标原点,建立轴(、在轴上,坐标分别为和)。两波源同时振动,下列说法正确的是( )
A. 该波的波长为,且轴上坐标为的两点是振动加强点
B. 若两个波源的振幅变为原来的2倍,则振动加强点的振幅将变为原来的4倍
C. 若波源提前振动,则连线上的原振动加强点的位置将变为振动减弱点
D. 若波源提前振动,则连线上的原振动加强点的位置将变为振动减弱点
9. 如图,竖直固定圆环内有a、b两根等长轻杆,一端与固定在圆环上的光滑铰链连接,另一端通过光滑铰链连接在圆心O处,a杆水平。轻杆c的一端与O处的光滑铰链连接,另一端与质量为m的小球连接;劲度系数为k1的弹性轻绳一端固定在O点正上方的圆环上,另一端固定在可视为质点的小球上,小球处于静止状态,且轻杆c与轻杆b垂直。现把弹性轻绳换成原长相等但劲度系数为的另一弹性轻绳,小球静止后位于圆心O右侧,轻杆a、b、c 和弹性轻绳始终与圆环处在同一竖直平面内,轻杆c长度小于轻杆a、b 长度,弹性轻绳始终在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 轻杆a的弹力变小 B. 轻杆b的弹力变小
C. 轻杆c的弹力大小和方向都不变 D. 弹性轻绳的弹力变小
10. 如图所示,两根足够长的导轨由上下两段电阻不计,光滑的金属导轨组成,在M、N两点绝缘连接,M、N两点等高,间距,连接处平滑。导轨面与水平面夹角,导轨两端分别连接一个的电容器和一个阻值,的电阻,整个装置处于的垂直斜面向上的匀强磁场中,两根导体棒ab、cd分别放在MN两侧,质量分别为、,棒ab电阻忽略不计,棒cd电阻,给cd施加一沿导轨平面向上的恒力,使cd由静止开始运动,同时ab从距离MN为处由静止开始释放,两棒恰好在MN处发生弹性碰撞,相遇前瞬间棒cd速度为,此时撤去作用力 F,取重力加速度。则从棒ab静止释放开始( )
A. 棒ab静止释放到与棒cd相遇运动的时间为
B. 棒cd沿导轨向上运动的距离为
C. 棒cd沿导轨向上运动过程中产生的焦耳热为
D. 两棒碰后,棒cd速度大小为
三、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 实验小组用图甲所示的装置验证机械能守恒定律。细绳跨过固定在铁架台上的小滑轮,两端各悬挂一个质量均为M的重锤A(含遮光条)、重锤B,重力加速度为g。主要的实验操作如下:
①用游标卡尺测量遮光条的宽度d;
②用米尺量出光电门1、2间的高度差h;
③在重锤A上加上质量为m的小钩码;
④将重锤B压在铁架台面上,由静止释放,记录遮光条先后经过两光电门的遮光时间t1、t2;
⑤改变光电门2的位置,重复实验。
请回答下列问题:
(1)如图乙所示,用游标卡尺测得遮光条的宽度d=_______ mm。
(2)以h为纵轴、为横轴建立平面直角坐标系,作出如图丙所示图像。若在实验误差允许范围内,该图像的斜率k=________(用题中字母表示),则验证了机械能守恒定律。
(3)某小组实验中发现系统增加的动能略大于系统减少的重力势能,下列原因中可能的是________。
A. 存在空气阻力
B. 遮光条宽度d的测量值偏大
C. 细绳与滑轮间有摩擦力
12. 小军利用压敏电阻制作电子秤,他查找资料获得了该压敏电阻的阻值R随压力F变化的图像如图(a)所示。并按图(b)所示电路制作了一个简易电子秤(秤盘质量不计),电路中电源内阻,电流表量程为0.10 A(内阻不计),g取。
实验步骤如下:
步骤a:秤盘上不放重物时,闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表指针满偏;
步骤b:秤盘上放置质量为m的物体,保持滑动变阻器接入电路阻值不变,读出此时电流表示数I;
步骤c:换用不同已知质量的物体,记录每一个质量值对应的电流值I;
步骤d:将电流刻度盘改为质量刻度盘。
小明同学利用所测数据做出了如图(c)所示的图像。回答下列问题:
(1)改装后的质量刻度盘上的刻度________(填“均匀”或“不均匀”);
(2)若电流表示数为20 mA,待测重物质量为________kg(结果保留2位有效数字);
(3)电路中电源的电动势为________V,滑动变阻器接入电路的有效阻值________;(结果均保留2位有效数字)
(4)若该电源使用较长时间后,电动势变小,内阻变大,其他条件不变,现用这台电子秤称重前,已进行了步骤a操作,则质量的测量值________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
13. 我国某科研团队研制了一种水下激光扫描通信装置,用于潜艇与水面舰艇之间的快速光通信。装置的核心原理如下:在折射率为的液体中,深度为h处有一可旋转的激光光源S,它绕垂直于纸面且过S点的轴以角速度ω匀速顺时针转动,对液面进行扫描探测。初始时光源发出的激光垂直向上射到液面O点。当光源转动扫描时,液面上的接收器检测到一个光点移动,且光点运动到某点P后突然消失(光点消失意味着信号中断,通信系统需据此调整扫描范围)。求:
(1)O、P两点间的距离;
(2)光点在P点即将消失时的速度大小(即信号消失瞬间光点的移动速度,用于判断接收器的响应时间)。
14. 如图甲所示,y轴左侧有两块带等量异种电荷的水平平行金属板,y轴右侧有交替变化的匀强磁场,x轴在平行金属板的中心线上。一个质量为m,电荷量为的带电粒子(重力不计),以初速度从金属板左端中心线沿方向进入,恰好能从金属板下边缘P点飞出并进入磁场。以粒子进入磁场为0时刻,在时刻粒子第一次经过x轴。已知两金属板间距为d,板长为板间距的倍,磁场取垂直纸面向里为正方向,乙图中,T未知,不考虑磁场变化引起的感生电场,计算结果用、d和常量表示。
(1)求粒子在P点的速度大小v;
(2)若粒子在时刻恰到磁场右边界,求磁场的右边界到y轴之间的宽度s;
(3)若磁场宽度s不确定,但粒子出右边界时速度都是沿方向,求粒子在磁场中运动时间t的可能值。
15. 如图所示,水平光滑的地面上静置着一套由轻杆铰接而成的装置,装置包含A、B、C三个小球(可视为质点),其质量之比为。两个完全相同的轻质细杆长度均为,将A与B、B与C分别通过无摩擦的轻质铰链相连。初始时,两根细杆并拢且竖直立在地面上,A、C两球位于水平地面上,B球位于最高点,整个装置在外力作用下保持静止。现撤去外力后,装置在重力作用下发生运动,最终B球触地停止。若运动到某一位置时,两根细杆与水平方向夹角为,重力加速度为。
(1)求B球落地前瞬间速度大小;
(2)以初始时A球位置为坐标原点,竖直向上和水平向右分别为轴和轴正方向建立坐标系,求落地前B球的运动轨迹方程;
(3)当时,取,,求此时A、C两球速度大小。(,)
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