精品解析:广东深圳外国语学校2026-2027学年高三上学期第一次阶段性考试物理试题
2026-09-03
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内容正文:
绝密★启用前
深圳外国语学校2027届高三第一次阶段性考试
物理试题
本试卷共6页,满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、准考证号码等信息填写在答题卡上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上,写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示,某学校教师为了更好地给同学们模拟光导纤维的工作原理,特地用亚克力板制成的容器装满水,用绿色激光模拟了光导过程,如图甲。老师用手指蘸了点容器里面的水,然后按在光线的第一个全反射点,神奇的现象发生,容器中后面的光线不见了,如图乙。根据上述现象,请判断下列说法中正确的是( )
A. 甲图中光在容器与空气的界面上发生了全反射
B. 甲图中光在水与容器的界面上发生全反射
C. 如果用干燥的手去轻触第一个全反射点,容器中后面的光线也会消失不见
D. 若换用紫色光源以相同角度入射,则无法实现全反射光导
【答案】A
【解析】
【详解】A.光线在亚克力内部传播,射向亚克力与空气的界面;亚克力是光密介质,空气是光疏介质,且入射角大于临界角,所以发生全反射,故A正确;
B.水的折射率小于亚克力,光从水射向亚克力时是从光疏介质射向光密介质,不满足全反射的介质条件,故B错误;
C.干燥手指轻触时不能像蘸水手指那样在界面处形成连续水膜,界面外侧仍近似为空气,不能据此使首次全反射失效,后面的光线不会因此消失,故C错误;
D.紫光在亚克力中的折射率通常大于绿光,由,可知紫光的临界角更小;绿光以该角度能够全反射时,紫光同样能够全反射,故D错误。
故选A。
2. 2026年7月10日,我国长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场发射升空,将卫星顺利送入预定轨道并成功实施了运载火箭一子级可控回收,标志着我国在重复使用火箭技术领域取得新的历史性突破。假定回收火箭A时,钢索1、2、3、4刚好处于桁架的正中间,钢索中间的正方形夹住火箭A,火箭A伸出托架对称地压在四条轻质钢索上。平衡时,每条钢索与竖直方向均成60°。已知火箭质量为m,重力加速度为g,若不计托架与钢索之间的摩擦,则每一条钢索的张力为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】在竖直方向上,每一条钢索的合力大小
设每一条钢索的张力为T,则有
联立解得
故选B。
3. 如图,两只海鸥甲和乙均叼着鸟蛤(贝类动物,可视为质点),分别以和的水平速度在同一竖直平面内飞行,飞行到同一竖直线上的和高度时,同时松开嘴巴,鸟蛤恰好落在沙滩上的同一位置M。不计空气阻力,若,则为( )
A. 1∶2 B. 2∶1 C. 1∶4 D. 4∶1
【答案】B
【解析】
【详解】鸟蛤做平抛运动,水平方向
竖直方向
联立解得
因水平位移相等,则
代入,解得。
故选B。
4. 某同学在进行油滴实验时,将油滴室放置在均匀的重力场、电场与磁场中,其中电场与重力场方向竖直向下,磁场垂直纸面向里。现发现标记为1、2、3三个带有等量同种电荷,质量分别为、、的油滴的状态分别如下:油滴1保持静止、油滴2始终以速度水平向右运动、油滴3始终以速度水平向左运动,如图所示。不计一切阻力,三个油滴质量的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设粒子的电荷量为q,油滴1保持静止,不受洛伦兹力,根据平衡条件,有
可知三个油滴都带负电。油滴2水平向右运动,根据左手定则,知其受洛伦兹力方向竖直向下,有
油滴3水平向左运动,根据左手定则,知其受洛伦兹力方向竖直向上,有
综上可得。
故选C。
5. 2026年3月,中科院自主部署的地月空间DRO先导任务三颗试验卫星完成国际首次DRO低能入轨。如图,人造卫星C在距离地球表面约500 km的近地轨道上,人造卫星A和B在DRO轨道上,该轨道距离地球约31-45万公里,距离月球约7-10万公里,具有低能进入、稳定停泊、机动转移的特点。结合图示,以下说法正确的是( )
A. 卫星A与卫星B的发射速度应大于11.2 km/s
B. 卫星C的运行速度大于
C. 若卫星B加速,将会追上卫星A并成功对接
D. 卫星C环绕地球一周的时间约为95 min
【答案】D
【解析】
【详解】A.是第二宇宙速度,是物体脱离地球引力的最小发射速度。卫星仍在地月空间,受地球引力束缚,没有脱离地球,因此发射速度小于,故A错误。
B.是绕地球运行卫星的最大环绕速度。由牛顿第二定律可得
解得,轨道半径越大,线速度越小。
卫星轨道半径大于地球半径,因此运行速度小于,故B错误。
C.若卫星加速,所需向心力增大,万有引力不足以提供向心力,卫星会做离心运动,轨道半径变大,无法追上同轨道的卫星,故C错误。
D.地球半径约为,卫星距离地面,轨道半径约为
近地卫星(轨道半径≈地球半径)的周期约为
根据开普勒第三定律,计算可得卫星的周期约为,故D正确。
故选D。
6. 感应式旋转磁感测器利用导电线圈进入磁场时产生的感应电动势,作为非接触式机械动作检测,可应用于工业搬运机器人或医疗手术机械手臂等领域。如图为感应式旋转磁感测器的示意图,有一方向垂直纸面向里的矩形磁场,其旁水平放置半径为的半圆形封闭导电线圈。图下半部分为磁感应强度与水平位置的关系图。线圈以圆心为轴以恒定角速度(为周期)顺时针旋转进出磁场的区域,在时间时,线圈的位置如图所示,则下列线圈感应电动势随时间变化的关系图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由图像可知,在磁场边界处,磁感应强度。在时,线圈刚开始进入磁场,切割磁感线的有效位置处于处,根据
可知,那么在时感应电动势,故A错误,B错误;
CD.在时间内,线圈顺时针转动进入磁场,穿过线圈的磁通量(向里)增加,根据楞次定律,感应电流的磁场方向向外,由安培定则可知感应电动势方向为逆时针(设为正方向)。随着线圈转动,切割的先增大后减小,随之变化。当时,线圈直径边再次回到磁场边界处,此时,故。在时间内,线圈离开磁场,磁通量减少,根据楞次定律,感应电流的磁场方向向里,感应电动势方向为顺时针(负方向),且时。C选项与分析相符,故C正确,D错误。
故选C。
7. 滑沙是颇具特色的沙漠户外休闲运动,一名游客乘滑沙板从倾斜沙坡顶端由静止开始沿坡面匀加速下滑,经时间抵达坡底,抵达时速度为。已知沙坡坡面倾角为,游客和滑沙板的总质量为,重力加速度为,则游客从沙坡顶端滑到坡底的过程中,下列说法正确的是( )
A. 滑沙板与沙面间的动摩擦因数为
B. 游客和滑沙板的重力势能减少了
C. 游客和滑沙板的机械能变化量为
D. 游客和滑沙板克服阻力做的功为
【答案】A
【解析】
【详解】A.游客和滑沙板做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律可得
游客由静止开始匀加速下滑,满足
联立解得,故A正确;
B.游客沿坡面匀加速下滑的位移为
游客和滑沙板的重力势能减少量为,故B错误;
C.游客和滑沙板下滑过程中,机械能的变化量等于摩擦力做的功,已知摩擦力做功
代入,
解得
故游客和滑沙板的机械能变化量为,故C错误;
D.游客和滑沙板下滑过程中,因阻力做负功,故机械能减少;减少的机械能等于游客和滑沙板克服阻力做的功,即,故D错误。
故选A。
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. 在实验室中,研究人员用动能可调的电子束轰击大量处于基态的类氢原子,辐射出了6种不同频率的光子。已知该类氢原子的基态能量为,能级公式为。下列说法正确的是( )
A. 电子束的动能至少为
B. 这6种光子中,频率最高的光子能量为
C. 若改用能量为的光子照射该原子,原子可以跃迁到能级
D. 若改用动能为的电子轰击该原子,原子只能辐射出一种光子
【答案】AD
【解析】
【详解】A.辐射出6种不同频率光子,说明原子被激发到了n=4能级。电子碰撞激发时,电子动能至少需要等于基态到n=4能级的能量差。基态能量为,n=4能级能量为
能量差
电子束的动能至少为,故A正确;
B.光子频率与能量成正比,频率最高的光子对应能级差最大的跃迁,即4→1跃迁,其能量为,故B错误;
C.光子激发原子时,光子能量必须严格等于能级差才能被吸收。基态到n=2能级的能量差为
因此原子不能跃迁到n=2能级,故C错误;
D.动能为的电子,其动能大于基态到n=2能级的能量差,但小于基态到n=3能级的能量差
因此电子只能将原子激发到n=2能级,原子从n=2能级跃迁回基态时,原子只能辐射出一种光子,故D正确。
故选AD。
9. 光伏发电的蓬勃发展为我国实现“碳达峰”、“碳中和”提供了强劲引擎。如图甲所示,某光伏发电阵列产生的直流电先经过逆变器转换为图乙所示的正弦式交流电,再经过理想变压器升压后,通过输电线输送到变电站,输电线的等效电阻为。若理想变压器的输入功率为,输出电压为,下列说法正确的是( )
A. 图乙所示交流电电压的瞬时值表达式为
B. 输电线上损失的电压为
C. 变压器原、副线圈匝数比为
D. 变压器原线圈中的电流为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据图乙得,交流电压的最大值
交流电压的周期
角速度
初始相位
交流电电压的瞬时值表达式为,故A错误;
D.理想变压器原线圈两端电压
变压器原线圈中的电流为,故D错误;
C.理想变压器输出电压
变压器原、副线圈匝数比,故C正确;
B.变压器副线圈中的电流
输电线上损失的电压为,故B正确。
故选BC。
10. 如图甲所示,在xOy平面内,以坐标原点为圆心的两个同心圆半径分别为和。带正电的点电荷P固定在处,另一点电荷Q位于虚线圆周上,Q与的连线与轴正方向的夹角为。在从0逐渐增大至的过程,坐标原点处的电场强度的轴分量、轴分量随变化的图像分别如图Ⅰ、Ⅱ所示。则下列说法正确的是( )
A. 点电荷Q带负电
B. 点电荷P、Q的电荷量绝对值之比为
C. 坐标原点处的电势保持不变
D. 坐标原点处的场强大小先增大后减小
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.带正电点电荷P在O点产生的电场强度方向沿x轴正方向,由乙图可知,当时原点处的电场强度的轴分量最大,轴分量为零,当时原点处的电场强度的轴分量最小,轴分量为零,说明当点电荷Q位于处时,在O点产生的电场强度方向与带正电点电荷P在O点产生的电场强度方向相同,即沿x轴正方向;当点电荷Q位于处时,在O点产生的电场强度方向与带正电点电荷P在O点产生的电场强度方向相反,即沿x轴负方向,故点电荷Q带负电,故A正确;
B.由乙图可知,当时原点处的电场强度的轴分量最大,为
根据电场强度的叠加原理有
当时原点处的电场强度的轴分量最小,为
根据电场强度的叠加原理有
联立解得,
又,
联立解得,故B正确;
C.电势是标量,坐标原点处的电势等于P、Q两点电荷在O点电势的代数和,P、Q两点电荷离原点的距离一直不变,故两点电荷在O点产生的电势不变,故O点的电势不变,故C正确;
D.点电荷Q沿x 轴方向、y轴方向的分量分别为 ,
根据电场强度叠加原理,可得O点的电场强度为
解得
可知当从到时,从1减小到-1,故一直减小,故D错误。
故选ABC。
三、非选择题:共54分,请根据要求作答。
11. 某小组用如图甲所示的装置测量滑块与长木板间的动摩擦因数。
实验过程如下:
①长木板水平固定,弹簧左端固定在长木板左端的挡板上,带有遮光条的滑块紧靠在弹簧右端;
②在长木板适当位置安装光电门,并连接数字计时器,接通电源;
③向左推动滑块压缩弹簧至某一位置,由静止释放滑块,滑块与弹簧分离后、经过光电门,最终停止在长木板某一位置;
④记录遮光条遮光时间t,用刻度尺测量滑块停止运动后,光电门中心和遮光条中心之间的距离x;
⑤改变滑块释放位置重复③④,测得多组t和x;
已知遮光条的宽度为d,当地重力加速度为g,请回答下列问题:
(1)实验中某次测量x时,刻度尺的读数如图乙所示,则________cm;
(2)该小组某次实验中记录的遮光时间为、光电门中心和遮光条中心之间的距离为,则滑块与木板间的动摩擦因数可表示为________(用d、g、、表示);
(3)为了减小误差,该小组作出了图像如图丙所示,图像的斜率为k,则滑块与木板间的动摩擦因数为________(用d、g、k表示);
(4)实验中某同学向左推动滑块压缩弹簧后释放,滑块停在了光电门左侧,为顺利完成实验,请对该同学的操作提出合理改进建议:________________________________。
【答案】(1)10.18##10.19##10.20##10.21##10.22
(2)
(3)
(4)增大弹簧的压缩量或适当向左移动光电门或换用劲度系数更大的弹簧(其它建议合理即可)
【解析】
【小问1详解】
刻度尺的最小刻度为1mm,则读数10.20cm
【小问2详解】
滑块经过光电门时的速度为
由动能定理
可得
【小问3详解】
根据
可得
可得
则
【小问4详解】
实验中某同学向左推动滑块压缩弹簧后释放,滑块停在了光电门左侧,说明滑块被弹出的速度过小或者光电门距离弹簧较远,则为顺利完成实验,可增大弹簧的压缩量或适当向左移动光电门或换用劲度系数更大的弹簧。
12. 某同学自制了一个“×1”和“×10”双倍率的欧姆表并用来测电阻,其内部结构如图所示。图中电源的电动势为1.5V,表头的满偏电流,内阻。A、B是自制欧姆表的两个插孔。
(1)将开关闭合,断开,将黑表笔插入___________(填“A”或“B”)插孔,红表笔插入另一插孔,将两表笔短接,调节,使表头指针满偏,此时调好的欧姆表内阻为___________。
(2)再将开关闭合,___________(填“需要”或“不需要”)重新欧姆调零,这时欧姆表的倍率应是___________(填“×1”或“×10”)。
(3)用调好的倍率为“×10”挡的欧姆表测电阻,将被测电阻接在两表笔间,若表头的指针指在满刻度的位置,则被测电阻___________。
【答案】(1) ①. A ②.
(2) ①. 需要 ②. ×1
(3)2250
【解析】
【小问1详解】
[1] 欧姆表黑表笔接内部电源的正极,红表笔接内部电源的负极,遵循“红进黑出”的规则,所以应将黑表笔插入A插孔;
[2] 表头指针满偏,根据闭合电路欧姆定律可知,此时调好的欧姆表的内阻为
【小问2详解】
[1] 开关闭合后,欧姆表的倍率发生了改变,所以需要重新进行欧姆调零;
[2] 开关闭合后,电路的总电阻减小,欧姆表倍率减小,因此这时欧姆表的倍率应是“×1”。
【小问3详解】
由第(2)问可知,只闭合时,欧姆表的倍率为“”,若表头的指针指在满刻度的,根据闭合电路欧姆定律有
代入数据解得
13. 某实验小组制作了一款气火箭,装置如图所示。容积为的尖顶圆筒状容器底部,用一质量为m、横截面积为S的活塞封闭。活塞与竖直筒壁间的最大静摩擦力大小为,圆筒竖直搁置在离地一定高度的铁架台支架上。通过一根细气门芯穿过活塞连接打气筒给圆筒内部充气。打气筒每次将体积为V、压强为的气体压入圆筒中,最初圆筒内部与外界大气压强相等且都为,不考虑充气过程中圆筒容积的变化和气门芯以及连接导管的重力,不计充气过程中温度的变化,气体都可看作理想气体,重力加速度为g。某次打气结束后活塞刚好要被喷出。
(1)求活塞刚要被喷出时圆筒内部的压强;
(2)求活塞刚要被喷出时打气筒打气的次数;
(3)若活塞被喷出的过程时间极短,试分析活塞喷出前后火箭内气体的温度如何变化?
【答案】(1)
(2)
(3)温度降低
【解析】
【小问1详解】
当活塞刚要被喷出时,对其进行受力分析,如图所示:
根据平衡关系有
解得活塞刚要被喷出时圆筒内部的压强为
【小问2详解】
设打气次数为,打气过程中温度不变,根据玻意耳定律有
解得
【小问3详解】
由于活塞被喷出的过程时间极短,火箭内气体与外界没有进行热交换,为绝热过程,故
由于内部高压气体快速膨胀,推动活塞向外,气体对外做功,则有
则根据热力学第一定律
可知
即活塞被喷出的过程,火箭内气体的内能减小。由于理想气体的内能只由温度决定,所以内能减小,气体的温度降低。
14. 如图所示为某快递自动分拣系统的示意图。该系统由摆轮分拣区、倾斜滑道、光滑平台和与平台等高的固定水平托盘组成。一质量的快件A被识别后,以的速度进入摆轮分拣区;摆轮开始工作并使快件A以的速度沿着斜面进入倾斜滑道,实现转向分流,接着经过的时间滑入光滑平台,与静止在平台上的质量的快件发生正碰,碰撞时间极短,碰后两快件沿同一直线运动直到停止。已知快件B恰好滑到水平托盘的末端,快件A、B材质相同,与倾斜滑道和水平托盘间的动摩擦因数分别为、,倾斜滑道长度,倾角,水平托盘长度。忽略空气阻力及快件经过各连接处的能量损失,快件均视为质点。取,,。求:
(1)快件A在倾斜滑道上运动的加速度大小;
(2)摆轮对快件A所做的功;
(3)快件A在水平托盘上滑行的距离。
【答案】(1)
(2)-15J (3)0.9m
【解析】
【小问1详解】
对快件A分析,由牛顿第二定律得
解得
【小问2详解】
对快件A分析,穿过摆轮分拣区的过程,由动能定理得
在倾斜滑道上有
联立解得,
【小问3详解】
快件A到光滑平台的速度
A、B碰撞过程,由动量守恒得
A、B滑行过程中,分别由动能定理得,
联立解得
15. 如图所示,为半径的四分之一光滑绝缘竖直圆弧轨道,在四分之一圆弧区域内存在着、竖直向上的匀强电场,有一质量、带正电荷量的物体(可视为质点),从点的正上方距离点高处由静止开始自由下落(不计空气阻力),段为长、与物体间的动摩擦因数的粗糙绝缘水平面,段为倾角且离地面高的斜面,足够长,取。则:
(1)若物体恰能沿轨道到达最低点,求释放的高度;
(2)若,求物体到达点时对轨道的压力;
(3)若高度满足:,求物体第一次离开点后再次回到轨道上的位置与点之间的距离。(已知,。不考虑物体反弹的情况。)
【答案】(1)0.6m
(2)10N,方向竖直向下
(3)①当0.85m≤H<0.9125m时,物体落到斜面CD上,距D点距离
②当0.9125m≤H≤1m时,物体落到地面DE上,距D点距离
【解析】
【小问1详解】
物体受到重力,电场力
物体恰能沿轨道到达最低点,临界条件为B点处轨道对其支持力
此时有
得
从释放点到B点,由动能定理
求得
【小问2详解】
若,由动能定理求B点速度
得
在B点,径向合力提供向心力
求得
由牛顿第三定律,物体对轨道的压力大小为10N,方向竖直向下。
【小问3详解】
从释放点到C点,由动能定理有
代入数据得
当时,,物体从C点水平抛出。
D点距C点水平距离
平抛轨迹方程(以C为原点):,斜面方程:
联立得交点(非C点):
临界情况(恰好落到D点):,可得,对应。
①当0.85m≤H<0.9125m时,物体落到斜面CD上:
落点距C点沿斜面距离:
斜面总长:
距D点距离:
②当0.9125m≤H≤1m时,物体落到地面DE上:
下落时间:
水平位移:
距D点距离:
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深圳外国语学校2027届高三第一次阶段性考试
物理试题
本试卷共6页,满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、准考证号码等信息填写在答题卡上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上,写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示,某学校教师为了更好地给同学们模拟光导纤维的工作原理,特地用亚克力板制成的容器装满水,用绿色激光模拟了光导过程,如图甲。老师用手指蘸了点容器里面的水,然后按在光线的第一个全反射点,神奇的现象发生,容器中后面的光线不见了,如图乙。根据上述现象,请判断下列说法中正确的是( )
A. 甲图中光在容器与空气的界面上发生了全反射
B. 甲图中光在水与容器的界面上发生全反射
C. 如果用干燥的手去轻触第一个全反射点,容器中后面的光线也会消失不见
D. 若换用紫色光源以相同角度入射,则无法实现全反射光导
2. 2026年7月10日,我国长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场发射升空,将卫星顺利送入预定轨道并成功实施了运载火箭一子级可控回收,标志着我国在重复使用火箭技术领域取得新的历史性突破。假定回收火箭A时,钢索1、2、3、4刚好处于桁架的正中间,钢索中间的正方形夹住火箭A,火箭A伸出托架对称地压在四条轻质钢索上。平衡时,每条钢索与竖直方向均成60°。已知火箭质量为m,重力加速度为g,若不计托架与钢索之间的摩擦,则每一条钢索的张力为( )
A. B. C. D.
3. 如图,两只海鸥甲和乙均叼着鸟蛤(贝类动物,可视为质点),分别以和的水平速度在同一竖直平面内飞行,飞行到同一竖直线上的和高度时,同时松开嘴巴,鸟蛤恰好落在沙滩上的同一位置M。不计空气阻力,若,则为( )
A. 1∶2 B. 2∶1 C. 1∶4 D. 4∶1
4. 某同学在进行油滴实验时,将油滴室放置在均匀的重力场、电场与磁场中,其中电场与重力场方向竖直向下,磁场垂直纸面向里。现发现标记为1、2、3三个带有等量同种电荷,质量分别为、、的油滴的状态分别如下:油滴1保持静止、油滴2始终以速度水平向右运动、油滴3始终以速度水平向左运动,如图所示。不计一切阻力,三个油滴质量的大小关系为( )
A. B.
C. D.
5. 2026年3月,中科院自主部署的地月空间DRO先导任务三颗试验卫星完成国际首次DRO低能入轨。如图,人造卫星C在距离地球表面约500 km的近地轨道上,人造卫星A和B在DRO轨道上,该轨道距离地球约31-45万公里,距离月球约7-10万公里,具有低能进入、稳定停泊、机动转移的特点。结合图示,以下说法正确的是( )
A. 卫星A与卫星B的发射速度应大于11.2 km/s
B. 卫星C的运行速度大于
C. 若卫星B加速,将会追上卫星A并成功对接
D. 卫星C环绕地球一周的时间约为95 min
6. 感应式旋转磁感测器利用导电线圈进入磁场时产生的感应电动势,作为非接触式机械动作检测,可应用于工业搬运机器人或医疗手术机械手臂等领域。如图为感应式旋转磁感测器的示意图,有一方向垂直纸面向里的矩形磁场,其旁水平放置半径为的半圆形封闭导电线圈。图下半部分为磁感应强度与水平位置的关系图。线圈以圆心为轴以恒定角速度(为周期)顺时针旋转进出磁场的区域,在时间时,线圈的位置如图所示,则下列线圈感应电动势随时间变化的关系图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
7. 滑沙是颇具特色的沙漠户外休闲运动,一名游客乘滑沙板从倾斜沙坡顶端由静止开始沿坡面匀加速下滑,经时间抵达坡底,抵达时速度为。已知沙坡坡面倾角为,游客和滑沙板的总质量为,重力加速度为,则游客从沙坡顶端滑到坡底的过程中,下列说法正确的是( )
A. 滑沙板与沙面间的动摩擦因数为
B. 游客和滑沙板的重力势能减少了
C. 游客和滑沙板的机械能变化量为
D. 游客和滑沙板克服阻力做的功为
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. 在实验室中,研究人员用动能可调的电子束轰击大量处于基态的类氢原子,辐射出了6种不同频率的光子。已知该类氢原子的基态能量为,能级公式为。下列说法正确的是( )
A. 电子束的动能至少为
B. 这6种光子中,频率最高的光子能量为
C. 若改用能量为的光子照射该原子,原子可以跃迁到能级
D. 若改用动能为的电子轰击该原子,原子只能辐射出一种光子
9. 光伏发电的蓬勃发展为我国实现“碳达峰”、“碳中和”提供了强劲引擎。如图甲所示,某光伏发电阵列产生的直流电先经过逆变器转换为图乙所示的正弦式交流电,再经过理想变压器升压后,通过输电线输送到变电站,输电线的等效电阻为。若理想变压器的输入功率为,输出电压为,下列说法正确的是( )
A. 图乙所示交流电电压的瞬时值表达式为
B. 输电线上损失的电压为
C. 变压器原、副线圈匝数比为
D. 变压器原线圈中的电流为
10. 如图甲所示,在xOy平面内,以坐标原点为圆心的两个同心圆半径分别为和。带正电的点电荷P固定在处,另一点电荷Q位于虚线圆周上,Q与的连线与轴正方向的夹角为。在从0逐渐增大至的过程,坐标原点处的电场强度的轴分量、轴分量随变化的图像分别如图Ⅰ、Ⅱ所示。则下列说法正确的是( )
A. 点电荷Q带负电
B. 点电荷P、Q的电荷量绝对值之比为
C. 坐标原点处的电势保持不变
D. 坐标原点处的场强大小先增大后减小
三、非选择题:共54分,请根据要求作答。
11. 某小组用如图甲所示的装置测量滑块与长木板间的动摩擦因数。
实验过程如下:
①长木板水平固定,弹簧左端固定在长木板左端的挡板上,带有遮光条的滑块紧靠在弹簧右端;
②在长木板适当位置安装光电门,并连接数字计时器,接通电源;
③向左推动滑块压缩弹簧至某一位置,由静止释放滑块,滑块与弹簧分离后、经过光电门,最终停止在长木板某一位置;
④记录遮光条遮光时间t,用刻度尺测量滑块停止运动后,光电门中心和遮光条中心之间的距离x;
⑤改变滑块释放位置重复③④,测得多组t和x;
已知遮光条的宽度为d,当地重力加速度为g,请回答下列问题:
(1)实验中某次测量x时,刻度尺的读数如图乙所示,则________cm;
(2)该小组某次实验中记录的遮光时间为、光电门中心和遮光条中心之间的距离为,则滑块与木板间的动摩擦因数可表示为________(用d、g、、表示);
(3)为了减小误差,该小组作出了图像如图丙所示,图像的斜率为k,则滑块与木板间的动摩擦因数为________(用d、g、k表示);
(4)实验中某同学向左推动滑块压缩弹簧后释放,滑块停在了光电门左侧,为顺利完成实验,请对该同学的操作提出合理改进建议:________________________________。
12. 某同学自制了一个“×1”和“×10”双倍率的欧姆表并用来测电阻,其内部结构如图所示。图中电源的电动势为1.5V,表头的满偏电流,内阻。A、B是自制欧姆表的两个插孔。
(1)将开关闭合,断开,将黑表笔插入___________(填“A”或“B”)插孔,红表笔插入另一插孔,将两表笔短接,调节,使表头指针满偏,此时调好的欧姆表内阻为___________。
(2)再将开关闭合,___________(填“需要”或“不需要”)重新欧姆调零,这时欧姆表的倍率应是___________(填“×1”或“×10”)。
(3)用调好的倍率为“×10”挡的欧姆表测电阻,将被测电阻接在两表笔间,若表头的指针指在满刻度的位置,则被测电阻___________。
13. 某实验小组制作了一款气火箭,装置如图所示。容积为的尖顶圆筒状容器底部,用一质量为m、横截面积为S的活塞封闭。活塞与竖直筒壁间的最大静摩擦力大小为,圆筒竖直搁置在离地一定高度的铁架台支架上。通过一根细气门芯穿过活塞连接打气筒给圆筒内部充气。打气筒每次将体积为V、压强为的气体压入圆筒中,最初圆筒内部与外界大气压强相等且都为,不考虑充气过程中圆筒容积的变化和气门芯以及连接导管的重力,不计充气过程中温度的变化,气体都可看作理想气体,重力加速度为g。某次打气结束后活塞刚好要被喷出。
(1)求活塞刚要被喷出时圆筒内部的压强;
(2)求活塞刚要被喷出时打气筒打气的次数;
(3)若活塞被喷出的过程时间极短,试分析活塞喷出前后火箭内气体的温度如何变化?
14. 如图所示为某快递自动分拣系统的示意图。该系统由摆轮分拣区、倾斜滑道、光滑平台和与平台等高的固定水平托盘组成。一质量的快件A被识别后,以的速度进入摆轮分拣区;摆轮开始工作并使快件A以的速度沿着斜面进入倾斜滑道,实现转向分流,接着经过的时间滑入光滑平台,与静止在平台上的质量的快件发生正碰,碰撞时间极短,碰后两快件沿同一直线运动直到停止。已知快件B恰好滑到水平托盘的末端,快件A、B材质相同,与倾斜滑道和水平托盘间的动摩擦因数分别为、,倾斜滑道长度,倾角,水平托盘长度。忽略空气阻力及快件经过各连接处的能量损失,快件均视为质点。取,,。求:
(1)快件A在倾斜滑道上运动的加速度大小;
(2)摆轮对快件A所做的功;
(3)快件A在水平托盘上滑行的距离。
15. 如图所示,为半径的四分之一光滑绝缘竖直圆弧轨道,在四分之一圆弧区域内存在着、竖直向上的匀强电场,有一质量、带正电荷量的物体(可视为质点),从点的正上方距离点高处由静止开始自由下落(不计空气阻力),段为长、与物体间的动摩擦因数的粗糙绝缘水平面,段为倾角且离地面高的斜面,足够长,取。则:
(1)若物体恰能沿轨道到达最低点,求释放的高度;
(2)若,求物体到达点时对轨道的压力;
(3)若高度满足:,求物体第一次离开点后再次回到轨道上的位置与点之间的距离。(已知,。不考虑物体反弹的情况。)
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