精品解析:四川巴中市2026-2027学年高三上学期零诊考试物理试题
2026-09-06
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内容正文:
巴中市普通高中2024级“零诊”考试
物理试题
(满分100分 75分钟完卷)
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡规定的位置。
2.答选择题时请使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题答题时必须用0.5毫米黑色墨迹签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置,在规定的答题区域以外答题无效,在试题卷上答题无效。
3.考试结束后,考生将答题卡交回。
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. 近日,中国科学院近代物理研究所、重离子科学与技术全国重点实验室超重核研究团队与合作者利用兰州重离子加速器国家实验室加速器装置,首次成功合成了新核素锫-235()及其衰变产物元素,下列说法正确的是( )
A. 元素中的、
B. 高温高压环境下新核素锫-235的衰变会变快
C. 锫-235核的比结合能大于核的比结合能
D. 具有相同动能的锫-235和粒子,锫-235物质波的波长更长
【答案】A
【解析】
【详解】A.α衰变过程中原子核放出,满足电荷数守恒、质量数守恒,因此新核质子数
质量数
故A正确;
B.放射性元素的半衰期由原子核内部自身性质决定,与外界温度、压强等环境条件无关,高温高压不会改变衰变快慢,故B错误;
C.α衰变是放能反应,衰变后生成的原子核更稳定,而比结合能越大原子核越稳定,因此的比结合能大于锫-235的比结合能,故C错误;
D.物质波波长公式为,动能与动量满足关系,动能相同时,质量越大动量越大、波长越短。锫-235质量远大于α粒子,因此其物质波波长更短,故D错误。
故选A。
2. 如图所示,均匀介质中的三个质点、、分别静止于直角坐标系平面内的、和处。时刻,波源从平衡位置开始垂直平面向上振动,振动周期为,形成向外传播的简谐横波,图中实线圆表示某时刻相邻的波峰,则( )
A. 该波的波速大小为
B. 比先振动
C. 从后,、的位移始终相同
D. 从后,、的位移始终相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意可知,波长,,故A错误;
B.波传到A的时间,C到O的距离
波传到C的时间,A比C先振动时间,故B错误;
C.A、C到波源的距离差
,为波长的整数倍,说明两者振动相位相同,步调一致。时,A早已振动,波刚好传到C点,此后两质点振动同步,位移相同,故C正确;
D、B到O点距离,
,为半波长奇数倍,因此A、B振动相位相反,步调完全相反,位移始终大小相同,方向相反,故D错误。
故选C。
3. 我国某品牌无线闪充手机,充满5000 mAh电池约需要67分钟,已知无线充电座内的发射线圈额定功率为,输入电压与时间图像如图乙所示,接收线圈的感应电动势为9 V,若不考虑线圈漏磁和各种能量损失,下列说法正确的是( )
A. 接收线圈在时电压最大
B. 发射线圈和接收线圈内的电流频率不相同
C. 发射线圈和接收线圈的匝数比为
D. 发射线圈和接收线圈中的电流之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A.接收线圈中的感应电动势由穿过接收线圈的磁通量变化率决定,即与发射线圈中电流的变化率成正比。发射线圈在时电压达到最大值,其电流也达到峰值,但正弦交流电在峰值处电流的变化率为零,故此时接收线圈的感应电动势为零,而非最大,故A错误;
B.根据电磁感应原理可知,无线充电的原理是互感现象,此时发射线圈和接收线圈内的电流频率相同,故B错误;
C.由图乙得,发射线圈电压为正弦式交变电压,电压峰值为,故有效值为,接收线圈的电压有效值为,由此据线圈匝数与电压的关系可知发射线圈和接收线圈的匝数比为
故C错误;
D.据线圈匝数与电流的关系可知电流之比为
故D正确。
故选D。
4. 在火星与木星之间的主小行星带有一颗直径约10.2公里的小行星,国际小天体命名委员会批准命名为“袁隆平星”,以此致敬袁隆平院士毕生贡献。已知该小行星自转周期约5.4小时,公转周期为5.27年,忽略行星间的相互作用,则此小行星绕太阳公转半径与地球绕太阳公转轨道半径之比约为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】B
【解析】
【详解】开普勒第三定律:绕同一中心天体运动的天体,满足,为轨道半径,为公转周期,只和中心天体有关。
设小行星轨道半径,公转周期;地球轨道半径,公转周期。
则
得
代入数值
故选B。
5. 如图所示,半径为的光滑绝缘圆环竖直放置,为最低点,为最高点,、分别固定等量异种点电荷,水平直径、间固定一光滑绝缘细杆,一质量为带电小球穿在细杆上,小球受到水平向左恒力(图中未画出)从点由静止运动到点。重力加速度为,小球视为点电荷。则小球在运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球电势能先减小后增大
B. 小球在点的速率为
C. 小球某时刻所受细杆支持力可能为零
D. 小球在圆心点的速率为点的一半
【答案】C
【解析】
【详解】A.A、C是竖直放置的等量异种点电荷,水平细杆BD是等量异种电荷连线的中垂线,整条中垂线为等势线,小球从B到D的过程中电势始终不变,因此电势能保持恒定,故A错误;
B.BD作为等量异种电荷的中垂线,电场线垂直于等势面、沿竖直方向,因此电场力与水平位移方向垂直,电场力不做功;重力方向竖直向下,同样与水平位移垂直,重力也不做功,只有水平恒力F对小球做功。从B到D的总位移为,由动能定理:
解得,故B错误;
C.BD上的电场强度方向竖直向下,若小球带负电,受到的电场力方向竖直向上;且电场强度在O点最大、向B和D两侧逐渐减小,因此小球受到的竖直向上的电场力从B到D先增大后减小。则可能存在某位置,竖直向上的电场力恰好与向下的重力平衡,此时小球竖直方向合力为零,细杆对小球的支持力为零,因此小球某时刻所受细杆支持力可能为零,故C正确;
D.小球水平方向合力恒为F,做初速度为零的匀加速直线运动,加速度。由匀变速直线运动公式,从B到O满足
从B到D满足
可得,并非D点速率的一半,故D错误。
故选C 。
6. 2026年6月美加墨世界杯足球比赛在墨西哥开幕,如图所示为某段时间内足球与水平地面碰撞前后的轨迹,已知足球碰撞前瞬间速度方向与竖直方向的夹角为,、两点速度大小均为且方向水平,足球视为质点,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. A点距地面的高度
B. 碰撞后瞬间,足球速度方向与竖直方向的夹角为
C. 碰撞后瞬间,足球的动量大小为碰前的
D. 碰撞后瞬间,足球的动能大小为碰前的
【答案】B
【解析】
【详解】A.足球从到是平抛运动,落地点,速度方向与竖直方向夹角,则有
解得
所以点距地面的高度,故A错误;
B.碰撞后,足球做斜抛运动到点,点水平速度大小依然,故碰撞后瞬间点的水平速度为
碰撞后足球竖直方向做竖直上抛运动,由图可知点高度为,故
解得
故碰撞后瞬间,
解得,故B正确;
C.碰撞前瞬间,足球的速度
碰撞后瞬间,足球的速度
故碰撞前后瞬间,足球的动量大小之比
即碰撞后瞬间,足球的动量大小为碰前的倍,故C错误;
D.碰撞前后瞬间,足球的动能大小之比
即碰撞后瞬间,足球的动能大小为碰前的倍,故D错误;
故选B。
7. 如图所示,空间直角坐标系中存在沿z轴正方向、磁感应强度大小为B的匀强磁场,O点有一粒子源,能沿与z轴正方向成60°角的各个方向源源不断地发射质量为m、带电荷量为+q、速度大小为v的粒子,z轴正方向有一平行于xOy平面的足够大荧光屏,屏到O点的距离为,不计粒子重力和粒子间的相互作用,则屏上亮环围成的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】磁场沿z轴正方向,速度平行于磁场的分量为
垂直于磁场的分量为
沿z轴正方向的速度做匀速直线运动,垂直于z轴的速度受洛伦兹力做匀速圆周运动,整体做螺旋运动,则,
所以圆周运动的半径和周期分别为,
粒子做螺旋线运动,螺距(每周期沿z轴正方向前进的距离)为
由于屏到O点的距离为
则粒子做圆周运动转过了90°,荧光屏上的亮环的半径为
所以屏上亮环围成的面积为
故选B。
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. 在直线运动中,速度的定义式为,若定义另类“速度”表达式为,为时间、为位移,下列说法正确的是( )
A. 若速度不变,则另类“速度”也不变
B. 另类“速度”越大,表示质点运动的越快
C. 另类“速度”越小,表示质点运动的越快
D. 若速度均匀变化,则另类“速度”也均匀变化
【答案】AC
【解析】
【详解】A.若常规速度不变,由可知,的数值也保持恒定,故A正确;
BC.越小,说明单位位移下消耗的时间越短,代表质点运动得越快,故B错误,C正确;
D.若常规速度均匀变化(即匀变速直线运动),代入可得,该函数不是线性均匀变化的,因此不会均匀变化,故D错误。
故选 AC。
9. 如图所示,汽缸内封闭一定质量的理想气体,经历了一个完整循环过程,其图像如图所示。已知过程为等温变化,过程为等容变化,下列说法正确的是( )
A. 气体在状态时的压强为
B. 过程中,外界对气体所做的功为
C. 过程中,气体向外界放出热量
D. 一个完整循环过程中,气体从外界吸收的热量小于向外界放出的热量
【答案】AD
【解析】
【详解】A.过程为等温变化,根据玻意耳定律有
解得
故A正确;
B.图像中,图像与V轴所围几何图形的面积表示功,过程中,气体体积减小,外界对气体做正功
故B错误;
C.过程为等容变化,体积不变,则做功为0,由于压强增大,根据
可知温度升高,气体内能增加;
根据热力学第一定律
可知气体从外界吸收热量,故C错误;
D.由于图像中,图像与V轴所围几何图形的面积表示功。根据图像可知,过程中,气体体积增大,气体对外界做功,过程中,气体体积减小,外界对气体做功,且气体对外界做功小于外界对气体做功,即一个完整循环过程中,外界对气体做功。
由于一个完整循环过程中,气体内能不变,则一个完整循环过程中,气体向外界放热,即一个完整循环过程中,气体从外界吸收的热量小于向外界放出的热量,D正确。
故选AD。
10. 电梯的渐进式安全钳系统常利用“楔形结构”来进行紧急制动(图甲)。如图所示(图乙)为该装置的简化原理模型图,该装置将其置于水平工作台上,由A、B两部分组成。A固定在水平桌面上,可移动部分B的质量为,其上下表面均为直角三角形,其顶角大小为,与、与桌面之间的动摩擦因数均为。现用垂直于外侧面的水平推力推B,使其在桌面上沿楔形接触面的尖端发生滑动。重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 当B沿接触面匀速滑动时,的大小为
B. 当沿接触面匀速滑动时,受到摩擦力大小为
C. 当沿接触面以速度匀速滑动时,的功率为
D. 当沿接触面匀速滑动时,对做功为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.对B做水平面内受力分析:推力与运动方向夹角为;A对B的弹力垂直接触面;A对B的摩擦力沿接触面与运动反向;桌面摩擦力与运动反向。
垂直运动方向:
沿运动方向匀速:
解得,,
故A错误,B正确;
C.的功率为,故C错误;
D.弹力垂直接触面不做功,滑动时,对做功为,故D正确。
故选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。其中第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某同学用单摆测量当地的重力加速度,实验装置如图甲所示.
(1)组装单摆时,应在下列器材中选用__________,(选填选项前的字母)。
A. 长度约为的橡皮绳 B. 长度约为的细线
C. 直径约为的塑料球 D. 直径约为的铁球
(2)实验过程同学分别用图乙、图丙的两种不同方式悬挂小球,你认为__________(选填“乙”或“丙”)的悬挂方式较好。
(3)下列振动图像真实地描述了用单摆进行周期测量的四组信息。图中横坐标原点表示计时起点,图A、B、C、D为单摆全振动的图像,符合实验要求且误差最小的是__________。(已知,)
A. B.
C. D.
【答案】(1)BD (2)丙 (3)A
【解析】
【小问1详解】
测量重力加速度时,根据单摆周期公式可得
为减小实验误差,摆线应选择较长且不易伸长的细线,因此选择长度约为的细线;摆球应选择体积较小、质量较大的小球,使空气阻力相对重力的影响较小,因此选择直径约为的铁球,故选BD。
【小问2详解】
单摆摆动过程中要求悬点固定,摆线长度保持不变。图乙中摆线绕在横杆上,摆动时摆线与横杆的接触位置可能发生变化,使悬点位置和有效摆长发生变化;图丙能使摆线的悬点固定,因此图丙的悬挂方式较好。
【小问3详解】
单摆实验要求摆角较小,通常应控制摆角不超过。若摆长约为,摆球振幅满足
当时,有
因此图A、B中振幅约为,符合小角度摆动要求;图C、D中振幅约为,由于,摆角甚至大于,不符合单摆实验要求。计时时应选择摆球经过平衡位置的时刻作为计时起点,因为摆球经过平衡位置时速度最大,位置判断较准确,相比在最大位移处计时误差更小,因此A图符合实验要求且误差最小。
12. 在“测量金属丝的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准。
(1)用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为:电池组(电动势3V,内阻约1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、电流表(内阻约0.1Ω)、滑动变阻器(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干。
某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
I/A
0.02
0.06
0.16
0.22
0.34
0.46
0.52
由以上实验数据可知,他们测量Rx采用的电路图是__________图(选填“A”或“B”)。
A. B.
(2)该小组同学在坐标纸上建立U-I坐标系,如图所示,图中已标出了与测量数据对应的5个坐标点,请在图中标出第4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U-I图线__________。由图线得到金属丝的阻值Rx=__________Ω。(保留两位有效数字)
(3)另一小组同学分析电表内阻引起误差,又额外找了器材(电流表G,内阻Rg=150Ω,满偏电流Ig=3mA)和电阻箱R0(0~9999Ω,1.0A),将电流表G与电阻箱串联改装成电压表使用,最大测量电压为3V,则电阻箱的阻值应调为R0=__________Ω。
(4)用改装电压表代替原有电压表接入电路进行实验,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到合适位置,电流表示数为I0,电流表示数为I1,已知待测金属丝接入电路部分长度为L,螺旋测微器测量金属丝直径为d。则电阻率的表达式ρ=__________。(用题中的字母符号表示)
【答案】(1)A (2) ①. ②. 4.3~4.5
(3)850 (4)
【解析】
【小问1详解】
由表格数据可知,电压表和电流表示数调节范围较大,几乎从0开始调节,则滑动变阻器应采用分压接法。
故选A。
【小问2详解】
[1]描点连线,如图所示
[2]图线的斜率表示金属丝的阻值,则
【小问3详解】
根据电压表的改装原理可得
代入数据解得
【小问4详解】
根据欧姆定律可得
根据电阻定律可得,
联立可得
13. 在一次家庭物理自主探究活动中,某同学从冰箱冷冻室里取出一块用正方形冰格制成的冰块。该冰块呈规则的正方体,其横截面为正方形,边长为。如图所示,他让一束激光从冰块上表面的中点处入射,入射角为。激光折射入冰块后,照射到右侧面的点,且在点恰好发生全反射,随后反射光线从下表面上的点射出。求:
(1)该冰块的折射率;
(2)、两点之间的距离.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
光线在点发生折射有
由题知,光线经折射后在边的点恰好发生全反射,则
且满足
联立有
解得
【小问2详解】
根据几何关系有
解得
再由
解得
14. 电子束曝光技术是半导体集成电路制造的关键技术之一,常用于在硅片上绘制高精度的纳米级图形。如图所示为某电子束曝光偏转定位系统的简化模型:在以为圆心、半径为的圆形区域内,存在方向垂直纸面向外的匀强磁场。初速度可忽略的电子在电子枪中经加速电压为的电场加速后,沿方向射入磁场,电子经磁场偏转后,垂直打在平行于放置且与圆形磁场等高的靶板上。已知靶板与轴线的距离为,电子的电荷量大小为、质量为,忽略电子间的相互作用及重力。求:
(1)电子进入磁场区域时的速度大小;
(2)圆形区域内的磁感应强度大小;
(3)若电子枪的加速电压可调节,要让电子刚好覆盖整个靶板,求加速电压的范围。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
在电场中加速,由动能定理得
解得
【小问2详解】
由几何关系得轨道半径
洛伦兹力提供向心力
解得
【小问3详解】
当电子打在点时轨道半径为。此时速度偏转角。当电子打在点时轨道半径为,此时速度偏转角,如图所示:
则速度偏转角的范围为
由几何关系得,
洛伦兹力提供向心力,
又,
解得,
所以电压的范围
15. 如图所示,两平行光滑长直金属导轨水平放置,间距L=1m。MNQP区域有匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5T,方向竖直向下。初始时刻,磁场外的金属杆a以初速度v0=3m/s向右运动,磁场内的细金属杆b处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。若两杆在磁场内运动时未发生相撞,且当b刚好离开磁场边界PQ时,金属杆a的速度为2m/s。已知:两杆的质量均为m=1kg,在导轨间的a、b电阻Ra=1Ω,Rb=1Ω。感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。
(1)求金属杆a刚进入磁场时,a杆两端的电压;
(2)求从a进入磁场到b刚离开磁场的过程中,通过金属杆b的电荷量q以及金属杆b产生的内能;
(3)若从a开始进入磁场到a离开磁场的整个过程中,系统由于电磁感应产生的总焦耳热为Q总=3J。求a刚进入磁场时a、b间距与b刚离开磁场时a、b间距之比。
【答案】(1)0.75V
(2)2C,1J (3)
【解析】
【小问1详解】
a刚进入磁场时,导体棒a切割磁感线产生感应电动势为
a两端的电压为
解得
【小问2详解】
导体棒a在磁场运动时,导体棒a、b组成的系统,根据动量守恒定律可得
解得
对b,根据动量定理可得,
解得
a进入磁场到b刚离开磁场,根据能量守恒定律可得
金属杆b产生的内能为
解得
【小问3详解】
当b离开磁场后,根据能量守恒定律可得
则b离开磁场时,a、b间距为x1,对导体棒a,有,
整理可得
a进入磁场到b刚好离开磁场时,设a、b间距变化∆x,则
则a刚进入磁场时,a、b间距x2,所以
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巴中市普通高中2024级“零诊”考试
物理试题
(满分100分 75分钟完卷)
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡规定的位置。
2.答选择题时请使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题答题时必须用0.5毫米黑色墨迹签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置,在规定的答题区域以外答题无效,在试题卷上答题无效。
3.考试结束后,考生将答题卡交回。
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. 近日,中国科学院近代物理研究所、重离子科学与技术全国重点实验室超重核研究团队与合作者利用兰州重离子加速器国家实验室加速器装置,首次成功合成了新核素锫-235()及其衰变产物元素,下列说法正确的是( )
A. 元素中的、
B. 高温高压环境下新核素锫-235的衰变会变快
C. 锫-235核的比结合能大于核的比结合能
D. 具有相同动能的锫-235和粒子,锫-235物质波的波长更长
2. 如图所示,均匀介质中的三个质点、、分别静止于直角坐标系平面内的、和处。时刻,波源从平衡位置开始垂直平面向上振动,振动周期为,形成向外传播的简谐横波,图中实线圆表示某时刻相邻的波峰,则( )
A. 该波的波速大小为
B. 比先振动
C. 从后,、的位移始终相同
D. 从后,、的位移始终相同
3. 我国某品牌无线闪充手机,充满5000 mAh电池约需要67分钟,已知无线充电座内的发射线圈额定功率为,输入电压与时间图像如图乙所示,接收线圈的感应电动势为9 V,若不考虑线圈漏磁和各种能量损失,下列说法正确的是( )
A. 接收线圈在时电压最大
B. 发射线圈和接收线圈内的电流频率不相同
C. 发射线圈和接收线圈的匝数比为
D. 发射线圈和接收线圈中的电流之比为
4. 在火星与木星之间的主小行星带有一颗直径约10.2公里的小行星,国际小天体命名委员会批准命名为“袁隆平星”,以此致敬袁隆平院士毕生贡献。已知该小行星自转周期约5.4小时,公转周期为5.27年,忽略行星间的相互作用,则此小行星绕太阳公转半径与地球绕太阳公转轨道半径之比约为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
5. 如图所示,半径为的光滑绝缘圆环竖直放置,为最低点,为最高点,、分别固定等量异种点电荷,水平直径、间固定一光滑绝缘细杆,一质量为带电小球穿在细杆上,小球受到水平向左恒力(图中未画出)从点由静止运动到点。重力加速度为,小球视为点电荷。则小球在运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球电势能先减小后增大
B. 小球在点的速率为
C. 小球某时刻所受细杆支持力可能为零
D. 小球在圆心点的速率为点的一半
6. 2026年6月美加墨世界杯足球比赛在墨西哥开幕,如图所示为某段时间内足球与水平地面碰撞前后的轨迹,已知足球碰撞前瞬间速度方向与竖直方向的夹角为,、两点速度大小均为且方向水平,足球视为质点,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. A点距地面的高度
B. 碰撞后瞬间,足球速度方向与竖直方向的夹角为
C. 碰撞后瞬间,足球的动量大小为碰前的
D. 碰撞后瞬间,足球的动能大小为碰前的
7. 如图所示,空间直角坐标系中存在沿z轴正方向、磁感应强度大小为B的匀强磁场,O点有一粒子源,能沿与z轴正方向成60°角的各个方向源源不断地发射质量为m、带电荷量为+q、速度大小为v的粒子,z轴正方向有一平行于xOy平面的足够大荧光屏,屏到O点的距离为,不计粒子重力和粒子间的相互作用,则屏上亮环围成的面积为( )
A. B. C. 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. 在直线运动中,速度的定义式为,若定义另类“速度”表达式为,为时间、为位移,下列说法正确的是( )
A. 若速度不变,则另类“速度”也不变
B. 另类“速度”越大,表示质点运动的越快
C. 另类“速度”越小,表示质点运动的越快
D. 若速度均匀变化,则另类“速度”也均匀变化
9. 如图所示,汽缸内封闭一定质量的理想气体,经历了一个完整循环过程,其图像如图所示。已知过程为等温变化,过程为等容变化,下列说法正确的是( )
A. 气体在状态时的压强为
B. 过程中,外界对气体所做的功为
C. 过程中,气体向外界放出热量
D. 一个完整循环过程中,气体从外界吸收的热量小于向外界放出的热量
10. 电梯的渐进式安全钳系统常利用“楔形结构”来进行紧急制动(图甲)。如图所示(图乙)为该装置的简化原理模型图,该装置将其置于水平工作台上,由A、B两部分组成。A固定在水平桌面上,可移动部分B的质量为,其上下表面均为直角三角形,其顶角大小为,与、与桌面之间的动摩擦因数均为。现用垂直于外侧面的水平推力推B,使其在桌面上沿楔形接触面的尖端发生滑动。重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 当B沿接触面匀速滑动时,的大小为
B. 当沿接触面匀速滑动时,受到摩擦力大小为
C. 当沿接触面以速度匀速滑动时,的功率为
D. 当沿接触面匀速滑动时,对做功为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。其中第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某同学用单摆测量当地的重力加速度,实验装置如图甲所示.
(1)组装单摆时,应在下列器材中选用__________,(选填选项前的字母)。
A. 长度约为的橡皮绳 B. 长度约为的细线
C. 直径约为的塑料球 D. 直径约为的铁球
(2)实验过程同学分别用图乙、图丙的两种不同方式悬挂小球,你认为__________(选填“乙”或“丙”)的悬挂方式较好。
(3)下列振动图像真实地描述了用单摆进行周期测量的四组信息。图中横坐标原点表示计时起点,图A、B、C、D为单摆全振动的图像,符合实验要求且误差最小的是__________。(已知,)
A. B.
C. D.
12. 在“测量金属丝的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准。
(1)用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为:电池组(电动势3V,内阻约1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、电流表(内阻约0.1Ω)、滑动变阻器(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干。
某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
I/A
0.02
0.06
0.16
0.22
0.34
0.46
0.52
由以上实验数据可知,他们测量Rx采用的电路图是__________图(选填“A”或“B”)。
A. B.
(2)该小组同学在坐标纸上建立U-I坐标系,如图所示,图中已标出了与测量数据对应的5个坐标点,请在图中标出第4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U-I图线__________。由图线得到金属丝的阻值Rx=__________Ω。(保留两位有效数字)
(3)另一小组同学分析电表内阻引起误差,又额外找了器材(电流表G,内阻Rg=150Ω,满偏电流Ig=3mA)和电阻箱R0(0~9999Ω,1.0A),将电流表G与电阻箱串联改装成电压表使用,最大测量电压为3V,则电阻箱的阻值应调为R0=__________Ω。
(4)用改装电压表代替原有电压表接入电路进行实验,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到合适位置,电流表示数为I0,电流表示数为I1,已知待测金属丝接入电路部分长度为L,螺旋测微器测量金属丝直径为d。则电阻率的表达式ρ=__________。(用题中的字母符号表示)
13. 在一次家庭物理自主探究活动中,某同学从冰箱冷冻室里取出一块用正方形冰格制成的冰块。该冰块呈规则的正方体,其横截面为正方形,边长为。如图所示,他让一束激光从冰块上表面的中点处入射,入射角为。激光折射入冰块后,照射到右侧面的点,且在点恰好发生全反射,随后反射光线从下表面上的点射出。求:
(1)该冰块的折射率;
(2)、两点之间的距离.
14. 电子束曝光技术是半导体集成电路制造的关键技术之一,常用于在硅片上绘制高精度的纳米级图形。如图所示为某电子束曝光偏转定位系统的简化模型:在以为圆心、半径为的圆形区域内,存在方向垂直纸面向外的匀强磁场。初速度可忽略的电子在电子枪中经加速电压为的电场加速后,沿方向射入磁场,电子经磁场偏转后,垂直打在平行于放置且与圆形磁场等高的靶板上。已知靶板与轴线的距离为,电子的电荷量大小为、质量为,忽略电子间的相互作用及重力。求:
(1)电子进入磁场区域时的速度大小;
(2)圆形区域内的磁感应强度大小;
(3)若电子枪的加速电压可调节,要让电子刚好覆盖整个靶板,求加速电压的范围。
15. 如图所示,两平行光滑长直金属导轨水平放置,间距L=1m。MNQP区域有匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5T,方向竖直向下。初始时刻,磁场外的金属杆a以初速度v0=3m/s向右运动,磁场内的细金属杆b处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。若两杆在磁场内运动时未发生相撞,且当b刚好离开磁场边界PQ时,金属杆a的速度为2m/s。已知:两杆的质量均为m=1kg,在导轨间的a、b电阻Ra=1Ω,Rb=1Ω。感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。
(1)求金属杆a刚进入磁场时,a杆两端的电压;
(2)求从a进入磁场到b刚离开磁场的过程中,通过金属杆b的电荷量q以及金属杆b产生的内能;
(3)若从a开始进入磁场到a离开磁场的整个过程中,系统由于电磁感应产生的总焦耳热为Q总=3J。求a刚进入磁场时a、b间距与b刚离开磁场时a、b间距之比。
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