精品解析:山东威海市乳山市银滩高级中学2025-2026学年高三上学期12月月考物理试题
2026-09-02
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内容正文:
2025-2026学年度第一学期高三12月模块检测
物理试题
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间90分钟。考试结束后,将答卷纸和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷(共40分)
注意事项
1.答题前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的班级、姓名、座号、准考证号填写在答题卡和试卷规定的位置上,并将答题卡上的考号、科目、试卷类型涂好。
2.第Ⅰ卷每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号,答案不能答在试卷上。
3.第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔在答卷纸各题的答题区域内作答;不能写在试题卷上,不按以上要求作答的答案无效。
一、选择题:本题共12小题,在每小题给出的四个选项中,第1-8题只有一项符合题目要求,选对的每题得3分;第9-12题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 采用电解法可以测量阿伏加德罗常数。用两块铜片作两极,以CuSO4溶液为电解质溶液进行电解,Cu2+在阴极上得到电子析出金属铜,使铜片增重,作为阳极的铜片溶解而减重。电极反应分别为阴极:Cu2++2e-=Cu,阳极:Cu-2e-=Cu2+。电解时,电流强度为I,经过时间t阴极铜片增加的质量为m,铜的摩尔质量为M,电子的电量为e,则阿伏加德罗常数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】电流强度为I,令经过时间t阴极铜片得到的电荷量为q,根据电流的定义式有
阴极铜片增加的质量为m,则有
解得
故选B。
2. 如图所示,在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,放置一通电圆线圈,圆心为O点,线圈平面与磁场垂直。在圆线圈的轴线上有M和N两点,它们到O点的距离相等。已知M点的总磁感应强度大小为零,则N点的总磁感应强度大小为( )
A. 0 B. B C. 2B D. 3B
【答案】A
【解析】
【详解】由右手螺旋定则及对称性可知,环形电流在N点产生的磁场,磁感应强度与M点等大同向。由于M点磁感应强度为零,由矢量合成法则可知环境中匀强磁场与M点磁场等大反向,即匀强磁场与N点的磁场等大反向,N点的磁感应强度为0。
故选A。
3. 为庆祝党的二十大的胜利召开,长沙某景区挂出32个灯笼(相邻两个灯笼间由轻绳连接),依次贴上“高举中国特色社会主义旗帜,为全面建设社会主义现代化国家而团结奋斗”,从高到低依次标为1、2、3、…、32。在无风状态下,32个灯笼处于静止状态,简化图如图所示,与灯笼“斗”右侧相连的轻绳处于水平状态,已知每一个灯笼的质量,重力加速度,悬挂灯笼的轻绳最大承受力,最左端连接的轻绳与竖直方向的夹角为。下列说法正确的是( )
A. 最大为
B. 当最大时最右端轻绳的拉力为
C. 当时第8个灯笼与第9个灯笼间轻绳与竖直方向的夹角为
D. 当时第8个灯笼与第9个灯笼间轻绳与竖直方向的夹角为
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】AB.设最左端连接的轻绳的拉力大小为,角的最大值为,对灯笼整体进行受力分析,如图所示
由平衡条件
水平方向有
竖直方向有,其中
得,,AB错误;
C.根据前面的分析可知,当时,有
得最右端轻绳的拉力
对第个灯笼到第个灯笼进行受力分析,如图所示
水平方向有
竖直方向有,其中
得,即,C错误;
D.根据前面分析,同理可得,当时,有
得最右端轻绳的拉力
对第个灯笼到第个灯笼进行受力分析
水平方向有
竖直方向有
得,即,D正确。
故选D。
【点睛】
4. 如图所示,一根很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳两端系着三个小球A、B、C,三小球组成的系统保持静止,A球质量为,B球质量为,C球离地面高度为。现突然剪断A球和B球之间的绳子,不计空气阻力,三个小球均视为质点,C球落地不反弹,则( )
A. 剪断绳子瞬间,A球的加速度为
B. 剪断绳子瞬间,C球的加速度为0
C. A球能上升的最大高度为
D. A球能上升的最大高度为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据平衡条件可知
故
剪断绳子瞬间,以AC为研究对象
故AB错误;
CD.A球上升h的速度
继续上升至速度为0,则
解得
上升最大高度
故C错误,D正确。
故选D。
5. 图甲为某元件R的特性曲线,把它连接在图乙所示电路中。已知电源电动势,内阻,定值电阻。闭合开关S后,电源的总功率约为( )
A. 1.5W B. 2W C. 3W D. 3.25W
【答案】B
【解析】
【详解】电路中,电源、定值电阻、元件串联,根据闭合电路欧姆定律
整理得元件的电压与电流的关系
在甲图中绘制直线
当时,
当时,
画出直线,观察与曲线交点,当时,
故电路工作电流
电源总功率公式为
解得
故选B。
6. 反射式速调管是常用的微波器件之一,它利用带电粒子在电场中的振荡来产生微波,振荡原理可以解释如下:静电场平行于x轴,电势随x的变化图像如图所示。一带电粒子的质量为2×10-6kg,电荷量大小为1×10-9C,从x=4cm处由静止释放,仅在电场力作用下粒子在x轴上往返运动。下列说法正确的是( )
A. 原点左侧的电场强度方向沿x轴正方向
B. 原点右侧的电场强度大小为2×103V/m
C. 粒子的最大速度为2m/s
D. 粒子运动的周期为1.2s
【答案】D
【解析】
【详解】A.沿电场线电势降低,可知,原点左侧的电场强度方向沿x轴负方向,故A错误;
B.图像中,图像斜率的绝对值表示电场强度的大小,则原点右侧的电场强度大小为
故B错误;
C.结合上述可知,原点左侧的电场强度方向沿x轴负方向,原点右侧的电场强度方向沿x轴正方向,粒子从x=4cm处由静止释放,粒子开始向左运动,表明粒子所受电场力方向向左,与电场强度方向相反,可知,粒子带负电,粒子先向左做匀加速直线运动,越过原点后向左做匀减速直线运动,即粒子经过原点时速度最大,根据动能定理有
其中
解得
故C错误;
D.原点左侧的电场强度大小为
根据牛顿第二定律,粒子在原点左右两侧运动的加速度分别为
,
粒子在原点左侧加速运动过程有
利用逆向思维,粒子在原点左侧加速运动过程有
根据运动的对称性可知,粒子运动的周期
解得
故D正确。
故选D。
7. 假设地球可视为质量均匀分布的球体,已知地球表面的重力加速度在两极的大小为g0,在赤道的大小为g;地球自转的周期为T,引力常数为G,则地球的密度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由万有引力定律可知,设质量为的物体在两极处
在地球的赤道上
地球的质量
联立三式可得
故选B。
8. 如图所示,有一长方体,,,、、、别为AB、、、CD的中点(图中未画出),下列说法正确的是( )
A. 若B点放置一正点电荷,则电势差
B. 若B点放置一正点电荷,则电势差
C. 若在、B两点放置等量异种点电荷,、M两点场强相同
D. 若在、B两点放置等量异种点电荷,D、两点的电势相等
【答案】A
【解析】
【详解】AB.如图所示
在B点放一正点电荷,连接BP,以B为圆心,分别做BC、BN的长为半径做圆弧,分别交BP于R、S点。因
故有
有因为
故有
设,则有
显然,根据正点电荷电场的特点,RS段的平均电场强度大于SP段,且离电场越远场强越小、电势越低,故必有
综上可知
故A正确,B错误;
C.若在B1、B两点放等量的异种电荷,在C1点产生的场强方向在BB1C1C平面上,在M点产生的场强方向在AA1B1B面上,故此两点的场强方向一定不同,故C错误;
D.若在B1、B两点放等量的异种电荷,B1、B连线的中垂面是等势面,则D、D1两点分布在中垂面的两侧,电势不相等,故D错误。
故选A。
9. 如图所示,带电粒子在电场中由A点运动到B点,图中实线为电场线,虚线为粒子运动轨迹,则下列说法判断正确的是( )
A. 该带电粒子带正电
B. A处电势比B处电势高
C. 从A到B的运动过程中,电场力做负功,动能减少
D. 该粒子从A到B的过程中加速度增大,速度也增大
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.电场力的方向沿电场线的切线,粒子做曲线运动,电场力指向轨迹的凹侧,则粒子在A点的受力如图,粒子带正电。故A正确;
B.顺着电场线电势降低,故则A处电势比B处电势高。故B正确;
C.从A到B的运动过程中,电场力方向与运动方向成锐角,电场力做正功,粒子动能增大,速度增大。故C错误;
D.粒子从A向B运动,电场线变得密集,粒子所受电场力增大,粒子的加速度增大,又据C项分析知,粒子速度增大。故D正确。
故选ABD。
【点睛】等势面和电场线垂直,顺着电场线电势降低。
10. 如图所示,空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场,且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端放置、带电荷量的滑块,滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左、大小的恒力,g取,则( )
A. 滑块先做匀加速直线运动再做加速度增大的变加速直线运动
B. 滑块匀加速运动的时间
C. 滑块匀加速结束时的速度
D. 滑块最终的速度
【答案】BD
【解析】
【详解】A.滑块带正电,随着向左运动的速度增加会受到向上的洛伦兹力,因此滑块对木板的压力会逐渐减小。随着压力减小,板块之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力都会减小。在刚开始运动时,板块可视为整体一起做匀加速直线运动。但当摩擦力不足以提供一起运动的加速度时,滑块会做加速度逐渐减小的加速运动。故A错误;
BC.开始时板块视为整体做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律有
对滑块进行受力分析,其所受洛伦兹力大小为
其所受摩擦力提供加速度,匀加速运动结束时所受摩擦力即最大静摩擦力,等于滑动摩擦力。因此有
联立以上公式,解得滑块匀加速结束时速度
其运动时间为
故B正确,C错误;
D.因木板足够长,则当其所受摩擦力为0时,即洛伦兹力等于重力时速度最大。因此有
解得
故D正确。
故选BD。
11. 如图所示,在方向水平向左的匀强电场中有一倾角为、高为H的固定绝缘斜面体,现将一质量为m,带正电且电荷量为q的小物块(可视为质点)从斜面体顶端由静止释放,已知重力加速度为g,匀强电场的电场强度大小为,不计一切摩擦及空气阻力,则( )
A. 小物块到达地面时的速度大小为
B. 小物块到达地面时的速度大小为
C. 若其他条件不变,只增大电场强度,小物块到达地面前的运动时间将减少
D. 若其他条件不变,只增大电场强度,小物块到达地面前的运动时间将不变
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.对物块进行受力分析,如图所示
物块受重力和水平向左的电场力,电场力
则合力的大小为2mg,小物块沿合力方向做匀加速直线运动,运用动能定理研究从开始到落地过程
解得
故A正确,B错误;
CD.增大电场强度,竖直方向上的加速度不变,不会影响竖直方向的运动,即竖直方向运动时间不变,根据分运动与合运动的关系可知,运动时间不变,故C错误,D正确。
故选AD。
12. 如图所示,带有光滑圆弧轨道的小车静止置于光滑水平面上,一质量为m的小球以水平速度从小车左端冲上小车,一段时间后小球从小车的左端飞出,已知小车的质量为4m,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A. 小球上升的最大高度为 B. 小球从小车的左端飞出的速度大小为
C. 小球飞出后小车的速度大小为 D. 整个过程中小球对小车做的功为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.当小球与小车速度相同时,小球上升到最大高度,设共同速度v,取向右为正方向,根据动量守恒
根据能量守恒
联立解得,小球上升的最大高度为
故A错误;
BC.设小球从小车的左端飞出的速度,小球飞出后小车的速度,根据动量守恒
根据能量守恒
解得
故BC正确;
D.根据动能定理,整个过程中小球对小车做的功为
故D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷(非选择题,共60分)
二、实验题
13. 电容储能已经在电动汽车,风、光发电、脉冲电源等方面得到广泛应用。某同学设计图甲所示电路,探究不同电压下电容器的充、放电过程,器材如下:
电容器C(额定电压,电容标识不清);
电源E(电动势,内阻不计);
电阻箱(阻值);
滑动变阻器(最大阻值,额定电流);
电压表V(量程,内阻很大);
发光二极管,开关,电流传感器,计算机,导线若干。
回答以下问题:
(1)按照图甲连接电路,闭合开关,若要升高电容器充电电压,滑动变阻器滑片应向___________端滑动(填“a”或“b”)。
(2)调节滑动变阻器滑片位置,电压表表盘如图乙所示,示数为___________V(保留1位小数)。
(3)继续调节滑动变阻器滑片位置,电压表示数为时,开关掷向1,得到电容器充电过程的图像,如图丙所示。借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中估算油膜面积的方法,根据图像可估算出充电结束后,电容器存储的电荷量为___________C(结果保留2位有效数字)。
(4)本电路中所使用电容器的电容约为___________F(结果保留2位有效数字)。
(5)电容器充电后,将开关掷向2,发光二极管___________(填“”或“”)闪光。
【答案】 ①. b
②. 6.5 ③. ④. ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1]滑动变阻器分压式接法,故向b端滑动充电电压升高;
(2)[2]量程15 V,每个小格0.5 V,估读,故6.5 V;
(3)[3]图像所围的面积,等于电容器存储的电荷量,38个小格,故电容器存储的电荷量为C;
(4)[4]由电容的定义式得:F;
(5)[5]开关掷向2,电容器放电,故闪光。
14. 某同学查阅资料后发现,金属丝的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ=ρ0(1+αt),其中α称为电阻温度系数,ρ0是金属丝在t=0℃时的电阻率。该同学利用实验室中的器材测定某种金属丝的电阻温度系数。实验的主要步骤如下:
a.将满偏电流Ig=120mA、内阻rg=2.0Ω的灵敏电流计并联一电阻R,改装成量程为0.6A的电流表;
b.用螺旋测微器测量金属丝的直径;
c.将金属丝接入如图甲所示的电路中,用米尺测量金属丝接入电路中的有效长度;
d.闭合电键,调节滑动变阻器滑片的位置,测量金属丝的温度并记下电压表及灵敏电流计的多组示数;
e.改变金属丝的温度,重复实验;
f.算出不同温度下金属丝的电阻率,将电阻率与温度的数据在坐标纸中描出点迹,如图乙所示。
请回答以下问题:
(1)R=______Ω。
(2)某次测量螺旋测微器的读数如图丙所示,则读数为______mm。
(3)某次实验中,电压表的示数为2V,灵敏电流计的示数为100mA,则金属丝的电阻为______Ω。
(4)该金属丝的电阻温度系数α=______℃-1(结果保留2位有效数字)。
【答案】 ①. 0.5 ②. 0.871##0.872##0.873 ③. 3.6 ④. 0.40
【解析】
【详解】(1)[1]将满偏电流Ig=120mA、内阻rg=2.0Ω的灵敏电流计并联一电阻R,改装成量程为0.6A的电流表,则有
(2)[2]根据螺旋测微器的读数规律,该读数为
(3)[3]根据图甲的实验原理,金属丝的电阻为
(4)[4]将图乙中点迹用直线连接起来,使点迹均匀分布在直线两侧,如图所示
金属丝的电阻率ρ随温度变化的规律为
结合图像有
,
解得
三、解答题
15. 如图所示,与竖直方向成α=37°的光滑直轨道AB与半径R=的光滑圆轨道相切于B点,O为圆心,C为圆轨道最低点,OB与OC的夹角β=53°,D为圆轨道上与O等高的点,整个轨道竖直固定在水平地面上。现将一可视为质点的小球从直轨道上距离B点L=处的A点由静止释放,小球从圆轨道上的E点(图中未画出)离开。已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求小球到达E点时的速度大小及方向;
(2)计算说明小球离开圆轨道后能否落到直轨道上。
【答案】(1),速度方向与水平方向成37°;(2)小球不能落到直轨上
【解析】
【详解】(1)设OE与OD的夹角为,根据牛顿第二定律有
小球从A点到达E点,根据动能定理有
解得
,
小球在E点的速度方向与水平方向成37°。
(2)小球离开圆轨道时的位置与B点的水平距离
小球离开圆轨道时的位置与B点的竖直距离
小球离开圆轨道后,做斜抛运动
以向下为正方向,竖直方向位移为
解得
由于
因此小球不能落到直轨上。
16. 如图所示,在xOy平面内,第Ⅱ象限存在大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场及一未知匀强电场,y轴右侧区域有相同的匀强磁场B,第Ⅲ象限内有一方向垂直纸面向里,大小为2B,但区域未知的圆形匀强磁场。现有一质量为m,电荷量为q的带负电粒子从x轴上的A点,以与x轴正向向上成θ=30°的速度v射出,发现该粒子在第Ⅱ象限沿直线运动,且经过一段时间后恰可沿原方向回到A点,已知OA间的距离(L具体大小未知),粒子重力忽略不计,求:
(1)第Ⅱ象限中电场的大小和方向;
(2)第Ⅲ象限中圆形磁场的最小面积;
(3)该粒子再次回到A点的运动时间。
【答案】(1),垂直速度斜向下
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在第Ⅱ象限沿直线运动,即电场力与洛伦兹力大小相等,方向相反,即,解得,因为粒子带负电,故洛伦兹力方向垂直速度斜向下,故电场方向垂直速度斜向下。
【小问2详解】
粒子轨迹如图所示,设粒子在y轴右侧磁场中运动的半径为
根据洛伦兹力提供向心力
解得
可得粒子在第Ⅲ象限的磁场中运动时的半径为
由几何关系可知
故以MN为直径的圆为磁场圆的最小面积,由公式,即圆形磁场的最小面积
解得
【小问3详解】
根据周期公式
粒子在大圆中运动的周期为,故粒子在大圆中运动的时间为
粒子在小圆中运动的周期为,故粒子在小圆中运动的时间为
由图可得,ME、NF段粒子做匀速直线运动,由几何关系,可求得
即这两段运动时间之和为
故该粒子再次回到A点的运动时间为
解得
17. 如图甲,正对放置的金属板A、B相距为d,紧贴金属板右端垂直于板放置荧光屏MN,在两板间加上如图乙所示的交变电压。在金属板左侧垂直金属板放置一对加速电极,在左侧电极中央P处有一粒子源,能连续不断地释放出质量为m、电荷量为q的带正电粒子,粒子初速度不计;右侧极板中央开有小孔O,P、O、共线,且为金属板A、B的中轴线。两极板间电压为U,粒子被加速后从小孔O沿连续射入两板间,所有粒子都能打在荧光屏MN上发出辉光。已知粒子的比荷满足,其中L(未知)为金属板A、B的长度,图乙中U0、T已知,不计粒子重力及粒子间的相互作用。求:
(1)粒子经过小孔O时的速度v0;
(2)打到荧光屏MN上的粒子动能Ek;
(3)荧光屏MN上发出辉光部分的长度。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)带电粒子在电场中加速,有
解得
(2)打到荧光屏上的所有粒子动能都相同,对于t=0时刻射入板间粒子,有
打到荧光屏上的粒子在垂直于板方向速度为
解得
(3)粒子在t=nT时刻(n=0,1,2,⋯)进入AB板,将打在靶MN的最下方,有
前半周期粒子竖直向下位移
后半周期粒子竖直向下位移
粒子在时刻(n=0,1,2,⋯)进入AB板,将打在靶MN的最上方,有
前半周期粒子竖直向上位移
后半周期粒子竖直向上位移
解得
18. 如图所示,传送带长,始终以的速度逆时针转动。传送带的左侧为足够长的光滑水平面,传送带右侧为光滑曲面,传送带与左右两边的台面等高,并能平滑对接。一轻质弹簧左端固定在竖直墙上,右端连接着质量的小物块A。质量的小物块B,从光滑曲面轨道上距水平台面高度处由静止释放。物块A、B之间发生的是弹性碰撞,第一次碰撞前物块A静止且处于平衡状态,物块A、B每次碰撞后,物块A再回到平衡位置时都会立即被锁定,而当它们再次碰撞前锁定被解除。已知物块B与传送带之间的摩擦因数,取。求:
(1)物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小;
(2)物块B与物块A第n次碰撞后运动的速度大小;
(3)与物块A第一次碰后运动的全过程,物块B与传送带间因摩擦而产生的热量。
【答案】(1)4m/s;(2);(3)8J
【解析】
【详解】(1)设物块B滑到曲面底部速度为,则有
解得
则物块B在传送带上开始做匀减速运动,设物块B一直做减速滑过传送带的速度为,则有
解得
由于
说明假设成立,即B与A碰撞前速度为。
(2)设第一次碰后物块A的速度为,B的速度为,取向左为正方向,则弹性碰撞过程有
解得
由于第一次碰撞后,B的速率小于传送带速率,B在传送带上先向右做匀减速运动,减速到0的位移
所以B在传送带上先向右做匀减速到0的运动,再向左做匀加速运动以原速率返回左端,所以物块B与物块A第二次碰撞前的速度为,设第二次碰后A的速度为,B的速度为,取向左为正方向,则弹性碰撞过程有
解得
同理可推:B每次碰撞后都将被传送带回与A发生下一次弹性碰撞,则B与A碰撞n次后反弹,速度大小为
(3)由前面分析可知,第n次与A碰撞后,B的速度
在传送带上运动的时间
B与传送带的相对位移
与物块A第一次碰后运动的全过程,物块B与传送带间因摩擦而产生的热量
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物理试题
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间90分钟。考试结束后,将答卷纸和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷(共40分)
注意事项
1.答题前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的班级、姓名、座号、准考证号填写在答题卡和试卷规定的位置上,并将答题卡上的考号、科目、试卷类型涂好。
2.第Ⅰ卷每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号,答案不能答在试卷上。
3.第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔在答卷纸各题的答题区域内作答;不能写在试题卷上,不按以上要求作答的答案无效。
一、选择题:本题共12小题,在每小题给出的四个选项中,第1-8题只有一项符合题目要求,选对的每题得3分;第9-12题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 采用电解法可以测量阿伏加德罗常数。用两块铜片作两极,以CuSO4溶液为电解质溶液进行电解,Cu2+在阴极上得到电子析出金属铜,使铜片增重,作为阳极的铜片溶解而减重。电极反应分别为阴极:Cu2++2e-=Cu,阳极:Cu-2e-=Cu2+。电解时,电流强度为I,经过时间t阴极铜片增加的质量为m,铜的摩尔质量为M,电子的电量为e,则阿伏加德罗常数为( )
A. B. C. D.
2. 如图所示,在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,放置一通电圆线圈,圆心为O点,线圈平面与磁场垂直。在圆线圈的轴线上有M和N两点,它们到O点的距离相等。已知M点的总磁感应强度大小为零,则N点的总磁感应强度大小为( )
A. 0 B. B C. 2B D. 3B
3. 为庆祝党的二十大的胜利召开,长沙某景区挂出32个灯笼(相邻两个灯笼间由轻绳连接),依次贴上“高举中国特色社会主义旗帜,为全面建设社会主义现代化国家而团结奋斗”,从高到低依次标为1、2、3、…、32。在无风状态下,32个灯笼处于静止状态,简化图如图所示,与灯笼“斗”右侧相连的轻绳处于水平状态,已知每一个灯笼的质量,重力加速度,悬挂灯笼的轻绳最大承受力,最左端连接的轻绳与竖直方向的夹角为。下列说法正确的是( )
A. 最大为
B. 当最大时最右端轻绳的拉力为
C. 当时第8个灯笼与第9个灯笼间轻绳与竖直方向的夹角为
D. 当时第8个灯笼与第9个灯笼间轻绳与竖直方向的夹角为
4. 如图所示,一根很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳两端系着三个小球A、B、C,三小球组成的系统保持静止,A球质量为,B球质量为,C球离地面高度为。现突然剪断A球和B球之间的绳子,不计空气阻力,三个小球均视为质点,C球落地不反弹,则( )
A. 剪断绳子瞬间,A球的加速度为
B. 剪断绳子瞬间,C球的加速度为0
C. A球能上升的最大高度为
D. A球能上升的最大高度为
5. 图甲为某元件R的特性曲线,把它连接在图乙所示电路中。已知电源电动势,内阻,定值电阻。闭合开关S后,电源的总功率约为( )
A. 1.5W B. 2W C. 3W D. 3.25W
6. 反射式速调管是常用的微波器件之一,它利用带电粒子在电场中的振荡来产生微波,振荡原理可以解释如下:静电场平行于x轴,电势随x的变化图像如图所示。一带电粒子的质量为2×10-6kg,电荷量大小为1×10-9C,从x=4cm处由静止释放,仅在电场力作用下粒子在x轴上往返运动。下列说法正确的是( )
A. 原点左侧的电场强度方向沿x轴正方向
B. 原点右侧的电场强度大小为2×103V/m
C. 粒子的最大速度为2m/s
D. 粒子运动的周期为1.2s
7. 假设地球可视为质量均匀分布的球体,已知地球表面的重力加速度在两极的大小为g0,在赤道的大小为g;地球自转的周期为T,引力常数为G,则地球的密度为( )
A. B. C. D.
8. 如图所示,有一长方体,,,、、、别为AB、、、CD的中点(图中未画出),下列说法正确的是( )
A. 若B点放置一正点电荷,则电势差
B. 若B点放置一正点电荷,则电势差
C. 若在、B两点放置等量异种点电荷,、M两点场强相同
D. 若在、B两点放置等量异种点电荷,D、两点的电势相等
9. 如图所示,带电粒子在电场中由A点运动到B点,图中实线为电场线,虚线为粒子运动轨迹,则下列说法判断正确的是( )
A. 该带电粒子带正电
B. A处电势比B处电势高
C. 从A到B的运动过程中,电场力做负功,动能减少
D. 该粒子从A到B的过程中加速度增大,速度也增大
10. 如图所示,空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场,且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端放置、带电荷量的滑块,滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左、大小的恒力,g取,则( )
A. 滑块先做匀加速直线运动再做加速度增大的变加速直线运动
B. 滑块匀加速运动的时间
C. 滑块匀加速结束时的速度
D. 滑块最终的速度
11. 如图所示,在方向水平向左的匀强电场中有一倾角为、高为H的固定绝缘斜面体,现将一质量为m,带正电且电荷量为q的小物块(可视为质点)从斜面体顶端由静止释放,已知重力加速度为g,匀强电场的电场强度大小为,不计一切摩擦及空气阻力,则( )
A. 小物块到达地面时的速度大小为
B. 小物块到达地面时的速度大小为
C. 若其他条件不变,只增大电场强度,小物块到达地面前的运动时间将减少
D. 若其他条件不变,只增大电场强度,小物块到达地面前的运动时间将不变
12. 如图所示,带有光滑圆弧轨道的小车静止置于光滑水平面上,一质量为m的小球以水平速度从小车左端冲上小车,一段时间后小球从小车的左端飞出,已知小车的质量为4m,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A. 小球上升的最大高度为 B. 小球从小车的左端飞出的速度大小为
C. 小球飞出后小车的速度大小为 D. 整个过程中小球对小车做的功为
第Ⅱ卷(非选择题,共60分)
二、实验题
13. 电容储能已经在电动汽车,风、光发电、脉冲电源等方面得到广泛应用。某同学设计图甲所示电路,探究不同电压下电容器的充、放电过程,器材如下:
电容器C(额定电压,电容标识不清);
电源E(电动势,内阻不计);
电阻箱(阻值);
滑动变阻器(最大阻值,额定电流);
电压表V(量程,内阻很大);
发光二极管,开关,电流传感器,计算机,导线若干。
回答以下问题:
(1)按照图甲连接电路,闭合开关,若要升高电容器充电电压,滑动变阻器滑片应向___________端滑动(填“a”或“b”)。
(2)调节滑动变阻器滑片位置,电压表表盘如图乙所示,示数为___________V(保留1位小数)。
(3)继续调节滑动变阻器滑片位置,电压表示数为时,开关掷向1,得到电容器充电过程的图像,如图丙所示。借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中估算油膜面积的方法,根据图像可估算出充电结束后,电容器存储的电荷量为___________C(结果保留2位有效数字)。
(4)本电路中所使用电容器的电容约为___________F(结果保留2位有效数字)。
(5)电容器充电后,将开关掷向2,发光二极管___________(填“”或“”)闪光。
14. 某同学查阅资料后发现,金属丝的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ=ρ0(1+αt),其中α称为电阻温度系数,ρ0是金属丝在t=0℃时的电阻率。该同学利用实验室中的器材测定某种金属丝的电阻温度系数。实验的主要步骤如下:
a.将满偏电流Ig=120mA、内阻rg=2.0Ω的灵敏电流计并联一电阻R,改装成量程为0.6A的电流表;
b.用螺旋测微器测量金属丝的直径;
c.将金属丝接入如图甲所示的电路中,用米尺测量金属丝接入电路中的有效长度;
d.闭合电键,调节滑动变阻器滑片的位置,测量金属丝的温度并记下电压表及灵敏电流计的多组示数;
e.改变金属丝的温度,重复实验;
f.算出不同温度下金属丝的电阻率,将电阻率与温度的数据在坐标纸中描出点迹,如图乙所示。
请回答以下问题:
(1)R=______Ω。
(2)某次测量螺旋测微器的读数如图丙所示,则读数为______mm。
(3)某次实验中,电压表的示数为2V,灵敏电流计的示数为100mA,则金属丝的电阻为______Ω。
(4)该金属丝的电阻温度系数α=______℃-1(结果保留2位有效数字)。
三、解答题
15. 如图所示,与竖直方向成α=37°的光滑直轨道AB与半径R=的光滑圆轨道相切于B点,O为圆心,C为圆轨道最低点,OB与OC的夹角β=53°,D为圆轨道上与O等高的点,整个轨道竖直固定在水平地面上。现将一可视为质点的小球从直轨道上距离B点L=处的A点由静止释放,小球从圆轨道上的E点(图中未画出)离开。已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求小球到达E点时的速度大小及方向;
(2)计算说明小球离开圆轨道后能否落到直轨道上。
16. 如图所示,在xOy平面内,第Ⅱ象限存在大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场及一未知匀强电场,y轴右侧区域有相同的匀强磁场B,第Ⅲ象限内有一方向垂直纸面向里,大小为2B,但区域未知的圆形匀强磁场。现有一质量为m,电荷量为q的带负电粒子从x轴上的A点,以与x轴正向向上成θ=30°的速度v射出,发现该粒子在第Ⅱ象限沿直线运动,且经过一段时间后恰可沿原方向回到A点,已知OA间的距离(L具体大小未知),粒子重力忽略不计,求:
(1)第Ⅱ象限中电场的大小和方向;
(2)第Ⅲ象限中圆形磁场的最小面积;
(3)该粒子再次回到A点的运动时间。
17. 如图甲,正对放置的金属板A、B相距为d,紧贴金属板右端垂直于板放置荧光屏MN,在两板间加上如图乙所示的交变电压。在金属板左侧垂直金属板放置一对加速电极,在左侧电极中央P处有一粒子源,能连续不断地释放出质量为m、电荷量为q的带正电粒子,粒子初速度不计;右侧极板中央开有小孔O,P、O、共线,且为金属板A、B的中轴线。两极板间电压为U,粒子被加速后从小孔O沿连续射入两板间,所有粒子都能打在荧光屏MN上发出辉光。已知粒子的比荷满足,其中L(未知)为金属板A、B的长度,图乙中U0、T已知,不计粒子重力及粒子间的相互作用。求:
(1)粒子经过小孔O时的速度v0;
(2)打到荧光屏MN上的粒子动能Ek;
(3)荧光屏MN上发出辉光部分的长度。
18. 如图所示,传送带长,始终以的速度逆时针转动。传送带的左侧为足够长的光滑水平面,传送带右侧为光滑曲面,传送带与左右两边的台面等高,并能平滑对接。一轻质弹簧左端固定在竖直墙上,右端连接着质量的小物块A。质量的小物块B,从光滑曲面轨道上距水平台面高度处由静止释放。物块A、B之间发生的是弹性碰撞,第一次碰撞前物块A静止且处于平衡状态,物块A、B每次碰撞后,物块A再回到平衡位置时都会立即被锁定,而当它们再次碰撞前锁定被解除。已知物块B与传送带之间的摩擦因数,取。求:
(1)物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小;
(2)物块B与物块A第n次碰撞后运动的速度大小;
(3)与物块A第一次碰后运动的全过程,物块B与传送带间因摩擦而产生的热量。
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