精品解析:陕西省咸阳市武功县2025-2026学年高三上学期11月期中物理试题
2026-08-24
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内容正文:
武功县2026届高三质量监测
物理试题
注意事项:
1.本试卷共6页,满分100分,时间75分钟。
2.答卷前,务必将答题卡上密封线内的各项目填写清楚。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。涂写在本试卷上无效。
4.作答非选择题时,将答案书写在答题卡上,书写在本试卷上无效。
5.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理,试题不回收。
一、单项选择题: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,只有一项符合题目要求。
1. 特高压输电技术是中国实现能源大范围优化配置的战略途径,该技术是世界上最先进的输电技术之一。特高压交流输电工程中,采用高压输电可以减小( )
A. 输电的电压 B. 输电的时间 C. 输电的电流 D. 输电线的电阻
【答案】C
【解析】
【详解】A.高压输电是升高输电电压,并非减小输电电压,故A错误;
B.电能的传输速度接近光速,和输电电压无关,输电时间不会随输电电压变化,故B错误;
C.由得,不变时,升高输电电压,输电电流会减小,故C正确;
D.输电线电阻是导体本身的性质,满足,由材料、长度、横截面积决定,与输电电压无关,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,在某个恒星Q的上空有一颗卫星P绕其做匀速圆周运动,利用探测器测出卫星P的公转周期为T。若已知Q的质量为M,引力常量为G。利用上述已知信息可求出的物理量有( )
A. 恒星Q的密度 B. 卫星P的公转角速度
C. 恒星Q的自转周期 D. 卫星P与恒星Q间的万有引力大小
【答案】B
【解析】
【详解】A.设恒星Q半径为,则,体积为
密度
因为不知恒星半径,所以不能求出Q的密度,A错误;
B.根据角速度与周期的关系可求出卫星P的公转角速度,B正确;
C.恒星Q的自转周期无法求出,C错误;
D.卫星P的质量未知,无法求出卫星P与恒星Q间的万有引力大小,D错误。
故选B。
3. 一个锂核()受到一个质子()的轰击,变成两个α粒子。已知一个氢原子核的质量是,一个锂核的质量是,一个氦核的质量是。已知光速,则产生100个α粒子所释放的核能约为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据电荷数守恒和质量数守恒,写出核反应方程:
可知1次核反应生成2个α粒子。计算单次反应的质量亏损
根据质能方程,单次反应释放的核能
生成100个α粒子需要的反应次数为
总释放能量为
故选A。
4. 小明利用同一实验装置在真空中进行双缝干涉实验。仅换用甲、乙两种不同的单色光,在屏上分别观察到的干涉条纹如图所示,图中虚线是亮纹中心的位置。若将甲、乙两种单色光以相同的入射角由水中斜射入空气,均能发生折射,则下列说法正确的是( )
A. 甲光的频率小 B. 乙光的折射角大
C. 甲光在水中的传播速度大 D. 若增大入射角,甲光先发生全反射
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图像知,甲乙条纹间距关系为
由双缝干涉条纹间距公式得,
利用同一实验装置在真空中进行双缝干涉实验,其中、相同,条纹间距与波长成正比
根据光速与波长的关系有,
解得,即甲光的频率大,A错误;
B.在同一种介质中,光的频率越高,折射率越大
由知
根据折射定律知
以相同的入射角由水中斜射入空气时,入射角相同,折射率越大,折射角越大,即甲光的折射角大,B错误;
C.由光在介质中的速度公式知,C错误;
D.由光的全反射临界角公式知
增大入射角,临界角小的光先发生全反射,故甲光先发生全反射,D正确。
故选D。
5. 如图所示,两个倾角相同质量分别为M和m的斜面对接在一起,在力F的作用下,两个斜面恰好一起向左做匀速直线运动,设M与地面、M与m之间的动摩擦因数均为,斜面倾角,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则力F的值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】在力F的作用下,两个斜面恰好一起向左做匀速直线运动,对,根据平衡条件可得
可得
对和整体,根据平衡条件可得
故选B。
6. 健身者以固定频率上下抖动长绳的一端,长绳呈现波浪状起伏,可近似为单向传播的简谐横波。以健身者手持长绳端为坐标原点,和时刻长绳呈现的波形图如图所示,已知横波沿x轴正方向传播,则横波的波速可能是( )
A. 4m/s B. 8m/s C. 10m/s D. 12m/s
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知横波沿轴正方向传播,波长
则波速
其中,1,2,3,⋯
可得可能值为时,
时,
时,
故选C。
7. 如图所示,物块甲套在光滑的细直杆上,杆倾斜固定放置,与水平方向夹角为30°,轻质细线跨过光滑定滑轮,与物块甲、乙相连,物块甲、乙的质量均为m。甲在平行于杆方向的拉力作用下静止在A点,此时与甲连接的细线刚好水平,滑轮与A点的间距为2L,乙悬在空中。现让甲从A点由静止释放,当甲运动到B点时,与甲连接的细线刚好与杆垂直,重力加速度为g,运动中细线始终伸直,则甲从A点运动到B点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 物块甲的机械能守恒 B. 细线对物块乙所做的功为mgL
C. 物块甲的重力势能增加了 D. 物块甲经过B点时的动能为
【答案】D
【解析】
【详解】A.细直杆光滑,系统没有机械能向其他形式的能量转化,故物块甲、乙组成的系统机械能守恒,绳子对物块甲做功,物块甲的机械能不守恒,故A错误;
B.物块甲运动到B点时,其速度沿绳方向的分量为0,故此时乙的速度为0,且乙下降的高度为,对乙,根据动能定理
其中重力做功为
可得细线对物块乙所做的功为,故B错误;
C.由几何关系可知,甲的高度下降了,所以甲的重力势能减小了,故C错误;
D.甲经过B点时的动能为,根据系统机械能守恒可得
解得,故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 在某电场中沿与电场强度平行的方向建立x轴,如图甲所示,电子在M点处由静止释放,仅在电场力的作用下恰好运动到N点,其速度随时间的变化图像如图乙所示。以MN的中点O为坐标原点,沿直线向右为正方向建立x坐标轴,规定O点为零势能点,沿+x方向为电场强度及电场力的正方向,则MN之间的电场强度E和电势以及电子受到的电场力F和电势能随x的变化图像中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】A.图乙是图像,斜率表示加速度,结合图甲可知,从到做加速度在减小的加速运动,到做加速度增大的减速运动,因为电子带负电根据牛顿第二定律,结合电场力公式
可知电场在沿轴负方向向左且减小,在沿轴正方向向右且增大,曲线变化与描述匹配,A正确;
B.电势沿电场线方向降低,在:向左,电场线向左,电势升高;
在:电场线向右,电势降低;
因此电势先升高后减小,图像左半段上升,右半段下降,点电势最高,图像与描述不符,B错误;
C.根据电子受力情况可知,电子受力与方向相反,:沿轴正方向且减小;
:沿轴负方向且增大;
但图中全沿正方向,与描述不符,C错误;
D.电子电势能表达式为
电势与电势能变化趋势相反,因此:电势升高,则电势能降低;
:电势降低,则电势能升高;
点电势能最小;
电子从点由静止开始释放,到达点速度为,根据动能定理
解得
两点电势能相等,图像符合描述,D正确。
故选AD。
9. 如图所示,在一次体能训练中,运动员腰部系着不可伸长的轻绳拖着质量m=11kg的轮胎从静止开始沿着平直的跑道加速奔跑,绳与水平跑道的夹角是37°,5s后轻绳从轮胎上脱落,再经过2s轮胎静止,轮胎与水平跑道间的动摩擦因数为0.5,不计空气阻力,已知sin37°=0.6,g取。则下列说法正确的是( )
A. 轮胎在地面的划痕长为35m
B. 运动员加速奔跑时,轻绳中的拉力大小为60N
C. 运动员开始奔跑后第2s末,轻绳拉力的功率为280W
D. 轻绳脱落前,运动员对轮胎做的功为1750J
【答案】A
【解析】
【详解】A.设前内轮胎做匀加速直线运动的末速度为,后2s,在水平方向轮胎只受滑动摩擦力作用,做匀减速直线运动,末速度为0;根据牛顿第二定律有
解得
则做匀减速直线运动的初速度为
做匀减速直线运动的位移为
做匀加速直线运动的位移为
故轮胎在地面的划痕长一共为,故A正确;
B.运动员加速奔跑时,设加速度为,可得
对轮胎受力根据,在竖直方向上,根据平衡条件有
在水平方向上,根据牛顿第二定律有
又滑动摩擦力
联立解得,故B错误;
C.运动员开始奔跑后第2s末的速度为
轻绳拉力的功率为,故C错误;
D.轻绳脱落前,运动员对轮胎做的功为,故D错误。
故选A。
10. 电磁减震器是利用电磁感应原理制作的一种新型智能化汽车独立悬架系统。该减震器由绝缘滑动杆及固定在杆上的多个相互紧靠、绝缘的相同单匝矩形线圈组成,滑动杆及线圈的总质量m=0.5kg,每个矩形线圈abcd电阻值R=0.3Ω,ab边长,bc边长,该减震器在光滑水平面上以初速度v=3m/s向右进入范围足够大且方向竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小B=1.0T。整个过程不考虑互感影响,下列说法正确的是( )
A. 减震器刚进入磁场时,线圈abcd中电流大小I=4A
B. 线圈1恰好完全进入磁场时,减震器的速度大小
C. 线圈1受到安培力冲量的大小比线圈2受到安培力冲量的大小大
D. 要使减震器的速度减为零,至少需要25个线圈
【答案】BD
【解析】
【详解】A.减震器刚进入磁场时,感应电动势E=BL1v
解得E=0.9V
线圈abcd中电流大小,故A错误;
B.线圈1恰好完全进入磁场时,以向右为正方向,根据动量定理
其中
解得可得减震器的速度大小,故B正确;
C.线圈受安培力的冲量为
可知线圈1受到安培力冲量的大小等于线圈2受到安培力冲量的大小,故C错误;
D.由上述分析可知,每个线圈进入磁场过程中受安培力冲量相同,则速度减小量相同,则要使减震器的速度减为零,至少需要线圈的个数为,故D正确。
故选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 为了研究平抛运动的规律,某实验小组设计了如图甲所示的装置,在水平桌面上用书本叠放成一个斜槽,一面贴有白纸和复写纸(复写纸在白纸外侧)的木板竖直放置,小铁球沿斜槽滚下离开桌面后做平抛运动打在木板上。具体步骤如下:
①将木板上贴有白纸和复写纸的一面紧靠桌子的边缘,木板竖直放置,将小铁球放在桌子的边缘,用力压小铁球,在白纸上印出球心所对的位置O。
②将木板向右平移一定的距离,保持木板竖直,用尺子测出木板到桌子边缘的水平距离x。
③将小铁球从斜槽上某一位置释放,小铁球离开桌面后击打木板时在白纸上留下一个印迹,测出印迹到O点的竖直高度y。
④改变木板到桌子边缘的水平距离(尽可能范围大些),重复步骤②③,测出多组x和y的数据。根据这些数据,在xOy坐标系中描点作出小铁球的运动轨迹,如图乙中曲线所示。
(1)关于该实验,下列说法正确的是( )(填正确选项前的字母)
A. 斜槽必须保持平直,越光滑越好
B. 小铁球每次从斜槽上同一位置释放即可
C. 小铁球在斜槽上释放的位置适当高些
(2)在轨迹上任意取两点A、B,测得A、B两点的竖直坐标,A、B两点水平间距为,已知当地重力加速度大小为,则小铁球做平抛运动的初速度大小=______m/s。
(3)若以桌面在木板上所对的位置作为小铁球做平抛运动下落高度的起点,则根据(2)问中测得的数据求得小铁球做平抛运动的初速度______(选填“大于”“小于”或“等于”)小铁球做平抛运动的实际初速度。
【答案】(1)C (2)1.64
(3)小于
【解析】
【小问1详解】
A.本实验只要保证小铁球每次平抛的初速度相同即可,斜槽不需要光滑,只要保证小球每次从同一位置释放,摩擦力的影响一致,初速度就相同,故A错误;
B.为了确保小铁球飞出斜槽末端速度大小一定,小铁球每次均应从斜槽上同一位置静止释放,故B错误;
C.为了便于描绘出小铁球平抛运动的轨迹,小铁球在斜槽上释放位置适当高些,平抛初速度更大,轨迹范围更大,测量误差更小,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
小铁球做平抛运动,竖直方向自由落体运动有,
水平方向做匀速直线运动,则有
联立解得
【小问3详解】
若以桌面位置作为小铁球做平抛运动下落高度的起点,即小铁球实际抛出起点在目前起点上侧,竖直方向上的初速度不为零,小铁球竖直方向上实际下落高度偏大,时间的测量值偏大,则平抛运动初速度的测量值偏小,即根据(2)问中测得的数据求得小铁球做平抛运动的初速度小于小铁球做平抛运动的实际初速度。
12. 为了生命财产安全,“喝酒不开车,开车不喝酒”是每个公民应该遵守的底线。某款酒精检测仪的核心部件为酒精气体传感器,其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图甲所示。某小组同学利用该酒精气体传感器设计了一款酒精检测仪,其电路图如图乙所示,除酒精气体传感器外,还用到了如下器材:
A.蓄电池(电动势E=2V,内阻r=0.1Ω)
B.表头G(满偏电流6.0mA,=9Ω)
C.电流表A(满偏电流500mA,内阻未知)
D.电阻箱(最大阻值99.9Ω)
E.电阻箱(最大阻值999.9Ω)
F.开关及导线若干
(1)为将表头G的量程扩大为原来的10倍,小组同学将变阻器与灵敏电流计并联,并将电阻调节到______Ω;调节好后该小组同学将电路中的开关闭合,并将拨到2处对改装后的电表进行校对,调节得到了某次表头的读数如图丙,如果改装准确,电流表的读数应该是______。
(2)该同学若将图乙中开关合上,而将拨到1处,电阻器的阻值调为29.0Ω,酒精气体浓度为零时,则表头G读数为______mA。
(3)完成步骤(2)后,某次在实验室中测试酒精浓度时,表头指针指向5mA。已知酒精浓度在0.2~0.8mg/mL之间属于“酒驾”;酒精含量达到或超过0.8mg/mL属于“醉驾”,则该次测试的酒精浓度范围属于______(选填“酒驾”或“醉驾”)。
(4)使用较长时间后,蓄电池电动势降低,内阻增大,可将______(选填“增加”或“减小”),使得所测的酒精气体浓度仍为准确值。
【答案】(1) ①. 1 ②. 0.04A
(2)2 (3)醉驾
(4)减小
【解析】
【小问1详解】
[1]根据欧姆定律可得
代入数据,解得
[2]由图丙可知,表头的读数为4.0mA;表头G的量程扩大为原来的10倍,则电流表的读数为
【小问2详解】
由图甲可知,酒精气体浓度为零时,酒精气体传感器的阻值为
根据闭合电路欧姆定律可得电路中的电流为
由于表头G的量程扩大为原来的10倍,则表头G读数为
【小问3详解】
表头指针指向5mA,则电路中的电流为
根据
解得
由图甲可知,此时的酒精浓度为,所以该次测试的酒精浓度范围属于醉驾。
【小问4详解】
根据
可知,使用较长时间后,蓄电池电动势降低,内阻增大,若所测的酒精气体浓度仍为准确值,即保证计算得到的酒精气体传感器的阻值准确,可将减小。
13. 如图所示,“工”字型支架A固定在水平地面上,支架上端为一截面积的圆柱形活塞,活塞与质量m=20kg导热圆柱形汽缸B间封闭一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。已知环境温度,封闭气体的长度h=10cm,当环境温度缓慢变为时,封闭气体的长度减少1cm。外界大气压强。
(1)求环境温度;
(2)环境温度由变为的过程中,气缸内气体内能减少2J。判断该过程汽缸内气体是吸热还是放热?求热量的大小Q。
【答案】(1)
(2)放热,14J
【解析】
【小问1详解】
环境温度由缓慢变为的过程,封闭气体做等压变化,根据盖-吕萨克定律有
解得
【小问2详解】
分析汽缸的受力,根据平衡条件有
解得
汽缸对气体做的功为
根据热力学第一定律有
其中,联立解得Q=-14J
所以气体对外放热,热量的大小14J
14. 如图所示,长L=2.25m的轻绳一端连接质量、可视为质点的小球,另一端悬挂于O点,有一质量,倾角的斜面体ABC静止在光滑水平面上,斜面AB粗糙,M为斜面上一点,O、M两点间的距离也为L,且OM连线垂直于斜面AB。将一质量的小物块放在M点,小物块恰好保持静止。现将小球拉至轻绳水平,然后由静止释放,小球摆下后与小物块发生弹性正碰,碰撞时间极短,此后小物块滑至斜面上的P点时与斜面体再次保持相对静止,不计空气阻力,小球摆动时未与斜面相碰,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。
(1)求小球与小物块碰前瞬间轻绳的拉力大小;
(2)若小物块到达P点后,斜面体突然被卡住并停止运动,此后小物块恰好到达B点,求P、B两点之间的距离s。(结果用分数表示)
【答案】(1)F6N
(2)
【解析】
【小问1详解】
由几何关系可知,小球与小物块碰撞瞬间,轻绳与竖直方向的夹角为,设碰撞前瞬间小球的速度大小为
根据机械能守恒定律有
解得
碰撞前,对小球由牛顿第二定律可得
解得绳子的拉力大小F=6N
【小问2详解】
设小球、小物块碰撞后瞬间的速度分别为,根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得,
碰后小物块和斜面体整体水平方向动量守恒,设小物块到达P点时,小物块与斜面体的共同速度为v
有
解得v=2m/s
将小物块的速度分解为沿斜面方向的分速度和垂直于斜面方向的分速度
当斜面体停止运动后,突变为0,小物块将以速度沿斜面上滑。
设小物块与斜面间的滑动摩擦力为f,因小物块恰能静止在斜面上,故
小物块从P点运动到B点,根据动能定理有
解得
15. 如图,坐标系xOy中,Ox水平向右,Oy竖直向上。第一、四象限存在水平向左的匀强电场(为已知量)。第二、三象限存在竖直向上的匀强电场,电场强度为,第二、三象限还分别存在方向均垂直于纸面向里、磁感应强度不同的两个匀强磁场,两磁场以x负半轴为边界。带正电小球从第四象限内的某点A以大小为v的速度竖直向上射入,依次经过原点O和坐标为(-a,0)的P点。已知小球质量为m,带电量为q,到达O点时速度大小也为v、方向与y轴正向夹角为,重力加速度为g。
(1)求第二象限内磁场的磁感应强度大小;
(2)求A点的坐标;
(3)小球经过P点后,若要使它仅在第二、三象限内运动且能再次经过P点,求第三象限内磁场磁感应强度的所有取值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球在第二、三象限内
因此小球经过O点后将做匀速圆周运动,从O到P轨迹如图1所示
由几何关系得
可得
又
解得
【小问2详解】
在O点,将速度分解为沿x轴和y轴,即,
从A到O,水平方向有
其中
竖直方向有
联立解得,
所以A点的坐标为
【小问3详解】
小球从P点进入第三象限后做圆周运动,不能穿过y轴,轨迹与y轴相切,如图2所示
由几何关系有
可得
小球在第三象限运动轨迹与x轴的交点分别为、…,如图3所示
每个周期沿x轴正向移动
要使小球再次经过P点,则必须满足
解得
即
解得
因此的所有取值为
又
解得
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武功县2026届高三质量监测
物理试题
注意事项:
1.本试卷共6页,满分100分,时间75分钟。
2.答卷前,务必将答题卡上密封线内的各项目填写清楚。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。涂写在本试卷上无效。
4.作答非选择题时,将答案书写在答题卡上,书写在本试卷上无效。
5.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理,试题不回收。
一、单项选择题: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,只有一项符合题目要求。
1. 特高压输电技术是中国实现能源大范围优化配置的战略途径,该技术是世界上最先进的输电技术之一。特高压交流输电工程中,采用高压输电可以减小( )
A. 输电的电压 B. 输电的时间 C. 输电的电流 D. 输电线的电阻
2. 如图所示,在某个恒星Q的上空有一颗卫星P绕其做匀速圆周运动,利用探测器测出卫星P的公转周期为T。若已知Q的质量为M,引力常量为G。利用上述已知信息可求出的物理量有( )
A. 恒星Q的密度 B. 卫星P的公转角速度
C. 恒星Q的自转周期 D. 卫星P与恒星Q间的万有引力大小
3. 一个锂核()受到一个质子()的轰击,变成两个α粒子。已知一个氢原子核的质量是,一个锂核的质量是,一个氦核的质量是。已知光速,则产生100个α粒子所释放的核能约为( )
A. B. C. D.
4. 小明利用同一实验装置在真空中进行双缝干涉实验。仅换用甲、乙两种不同的单色光,在屏上分别观察到的干涉条纹如图所示,图中虚线是亮纹中心的位置。若将甲、乙两种单色光以相同的入射角由水中斜射入空气,均能发生折射,则下列说法正确的是( )
A. 甲光的频率小 B. 乙光的折射角大
C. 甲光在水中的传播速度大 D. 若增大入射角,甲光先发生全反射
5. 如图所示,两个倾角相同质量分别为M和m的斜面对接在一起,在力F的作用下,两个斜面恰好一起向左做匀速直线运动,设M与地面、M与m之间的动摩擦因数均为,斜面倾角,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则力F的值是( )
A. B. C. D.
6. 健身者以固定频率上下抖动长绳的一端,长绳呈现波浪状起伏,可近似为单向传播的简谐横波。以健身者手持长绳端为坐标原点,和时刻长绳呈现的波形图如图所示,已知横波沿x轴正方向传播,则横波的波速可能是( )
A. 4m/s B. 8m/s C. 10m/s D. 12m/s
7. 如图所示,物块甲套在光滑的细直杆上,杆倾斜固定放置,与水平方向夹角为30°,轻质细线跨过光滑定滑轮,与物块甲、乙相连,物块甲、乙的质量均为m。甲在平行于杆方向的拉力作用下静止在A点,此时与甲连接的细线刚好水平,滑轮与A点的间距为2L,乙悬在空中。现让甲从A点由静止释放,当甲运动到B点时,与甲连接的细线刚好与杆垂直,重力加速度为g,运动中细线始终伸直,则甲从A点运动到B点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 物块甲的机械能守恒 B. 细线对物块乙所做的功为mgL
C. 物块甲的重力势能增加了 D. 物块甲经过B点时的动能为
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 在某电场中沿与电场强度平行的方向建立x轴,如图甲所示,电子在M点处由静止释放,仅在电场力的作用下恰好运动到N点,其速度随时间的变化图像如图乙所示。以MN的中点O为坐标原点,沿直线向右为正方向建立x坐标轴,规定O点为零势能点,沿+x方向为电场强度及电场力的正方向,则MN之间的电场强度E和电势以及电子受到的电场力F和电势能随x的变化图像中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
9. 如图所示,在一次体能训练中,运动员腰部系着不可伸长的轻绳拖着质量m=11kg的轮胎从静止开始沿着平直的跑道加速奔跑,绳与水平跑道的夹角是37°,5s后轻绳从轮胎上脱落,再经过2s轮胎静止,轮胎与水平跑道间的动摩擦因数为0.5,不计空气阻力,已知sin37°=0.6,g取。则下列说法正确的是( )
A. 轮胎在地面的划痕长为35m
B. 运动员加速奔跑时,轻绳中的拉力大小为60N
C. 运动员开始奔跑后第2s末,轻绳拉力的功率为280W
D. 轻绳脱落前,运动员对轮胎做的功为1750J
10. 电磁减震器是利用电磁感应原理制作的一种新型智能化汽车独立悬架系统。该减震器由绝缘滑动杆及固定在杆上的多个相互紧靠、绝缘的相同单匝矩形线圈组成,滑动杆及线圈的总质量m=0.5kg,每个矩形线圈abcd电阻值R=0.3Ω,ab边长,bc边长,该减震器在光滑水平面上以初速度v=3m/s向右进入范围足够大且方向竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小B=1.0T。整个过程不考虑互感影响,下列说法正确的是( )
A. 减震器刚进入磁场时,线圈abcd中电流大小I=4A
B. 线圈1恰好完全进入磁场时,减震器的速度大小
C. 线圈1受到安培力冲量的大小比线圈2受到安培力冲量的大小大
D. 要使减震器的速度减为零,至少需要25个线圈
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 为了研究平抛运动的规律,某实验小组设计了如图甲所示的装置,在水平桌面上用书本叠放成一个斜槽,一面贴有白纸和复写纸(复写纸在白纸外侧)的木板竖直放置,小铁球沿斜槽滚下离开桌面后做平抛运动打在木板上。具体步骤如下:
①将木板上贴有白纸和复写纸的一面紧靠桌子的边缘,木板竖直放置,将小铁球放在桌子的边缘,用力压小铁球,在白纸上印出球心所对的位置O。
②将木板向右平移一定的距离,保持木板竖直,用尺子测出木板到桌子边缘的水平距离x。
③将小铁球从斜槽上某一位置释放,小铁球离开桌面后击打木板时在白纸上留下一个印迹,测出印迹到O点的竖直高度y。
④改变木板到桌子边缘的水平距离(尽可能范围大些),重复步骤②③,测出多组x和y的数据。根据这些数据,在xOy坐标系中描点作出小铁球的运动轨迹,如图乙中曲线所示。
(1)关于该实验,下列说法正确的是( )(填正确选项前的字母)
A. 斜槽必须保持平直,越光滑越好
B. 小铁球每次从斜槽上同一位置释放即可
C. 小铁球在斜槽上释放的位置适当高些
(2)在轨迹上任意取两点A、B,测得A、B两点的竖直坐标,A、B两点水平间距为,已知当地重力加速度大小为,则小铁球做平抛运动的初速度大小=______m/s。
(3)若以桌面在木板上所对的位置作为小铁球做平抛运动下落高度的起点,则根据(2)问中测得的数据求得小铁球做平抛运动的初速度______(选填“大于”“小于”或“等于”)小铁球做平抛运动的实际初速度。
12. 为了生命财产安全,“喝酒不开车,开车不喝酒”是每个公民应该遵守的底线。某款酒精检测仪的核心部件为酒精气体传感器,其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图甲所示。某小组同学利用该酒精气体传感器设计了一款酒精检测仪,其电路图如图乙所示,除酒精气体传感器外,还用到了如下器材:
A.蓄电池(电动势E=2V,内阻r=0.1Ω)
B.表头G(满偏电流6.0mA,=9Ω)
C.电流表A(满偏电流500mA,内阻未知)
D.电阻箱(最大阻值99.9Ω)
E.电阻箱(最大阻值999.9Ω)
F.开关及导线若干
(1)为将表头G的量程扩大为原来的10倍,小组同学将变阻器与灵敏电流计并联,并将电阻调节到______Ω;调节好后该小组同学将电路中的开关闭合,并将拨到2处对改装后的电表进行校对,调节得到了某次表头的读数如图丙,如果改装准确,电流表的读数应该是______。
(2)该同学若将图乙中开关合上,而将拨到1处,电阻器的阻值调为29.0Ω,酒精气体浓度为零时,则表头G读数为______mA。
(3)完成步骤(2)后,某次在实验室中测试酒精浓度时,表头指针指向5mA。已知酒精浓度在0.2~0.8mg/mL之间属于“酒驾”;酒精含量达到或超过0.8mg/mL属于“醉驾”,则该次测试的酒精浓度范围属于______(选填“酒驾”或“醉驾”)。
(4)使用较长时间后,蓄电池电动势降低,内阻增大,可将______(选填“增加”或“减小”),使得所测的酒精气体浓度仍为准确值。
13. 如图所示,“工”字型支架A固定在水平地面上,支架上端为一截面积的圆柱形活塞,活塞与质量m=20kg导热圆柱形汽缸B间封闭一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。已知环境温度,封闭气体的长度h=10cm,当环境温度缓慢变为时,封闭气体的长度减少1cm。外界大气压强。
(1)求环境温度;
(2)环境温度由变为的过程中,气缸内气体内能减少2J。判断该过程汽缸内气体是吸热还是放热?求热量的大小Q。
14. 如图所示,长L=2.25m的轻绳一端连接质量、可视为质点的小球,另一端悬挂于O点,有一质量,倾角的斜面体ABC静止在光滑水平面上,斜面AB粗糙,M为斜面上一点,O、M两点间的距离也为L,且OM连线垂直于斜面AB。将一质量的小物块放在M点,小物块恰好保持静止。现将小球拉至轻绳水平,然后由静止释放,小球摆下后与小物块发生弹性正碰,碰撞时间极短,此后小物块滑至斜面上的P点时与斜面体再次保持相对静止,不计空气阻力,小球摆动时未与斜面相碰,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。
(1)求小球与小物块碰前瞬间轻绳的拉力大小;
(2)若小物块到达P点后,斜面体突然被卡住并停止运动,此后小物块恰好到达B点,求P、B两点之间的距离s。(结果用分数表示)
15. 如图,坐标系xOy中,Ox水平向右,Oy竖直向上。第一、四象限存在水平向左的匀强电场(为已知量)。第二、三象限存在竖直向上的匀强电场,电场强度为,第二、三象限还分别存在方向均垂直于纸面向里、磁感应强度不同的两个匀强磁场,两磁场以x负半轴为边界。带正电小球从第四象限内的某点A以大小为v的速度竖直向上射入,依次经过原点O和坐标为(-a,0)的P点。已知小球质量为m,带电量为q,到达O点时速度大小也为v、方向与y轴正向夹角为,重力加速度为g。
(1)求第二象限内磁场的磁感应强度大小;
(2)求A点的坐标;
(3)小球经过P点后,若要使它仅在第二、三象限内运动且能再次经过P点,求第三象限内磁场磁感应强度的所有取值。
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