精品解析:河南漯河实验高级中学2025-2026学年高三上学期期末物理试题
2026-09-08
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内容正文:
漯河实验高级中学2025—2026学年上学期高三试题
物理
(时间75分钟满分100分)
一、单项选择题:本题共7个小题,每题4分,共28分。每小题中只有一个选项符合要求。
1. 如图是一名同学在进行“跳远”时的示意图,忽略空气阻力,该过程下列说法正确的是( )
A. 该同学起跳时的速度越大,惯性越大,跳得越远
B. 该同学在空中时速度不断改变,做匀变速曲线运动
C. 起跳后上升过程中,该同学处于超重状态
D. 该同学落地过程中弯曲腿是为了减小动量变化量
【答案】B
【解析】
【详解】A.惯性是物体的固有属性,大小仅由物体质量决定,和速度无关,起跳速度不改变惯性大小,故A错误;
B.忽略空气阻力,该同学在空中只受重力,加速度恒定为重力加速度,且初速度方向与加速度方向不在同一直线,因此做匀变速曲线运动,速度不断改变,故B正确;
C.起跳后上升过程中,同学的加速度竖直向下、大小为,加速度向下时物体处于失重状态,故C错误;
D.落地过程中,同学最终动量变为0,动量变化量是固定值;落地弯曲腿是通过延长作用时间,从而减小落地受到的冲击力,并不是减小动量变化量,故D错误。
故选B。
2. 氡(Rn-222)是一种室内空气污染物,常常存在于刚装修好的房间中,因此刚装修好的房子需要空置一段时间后方可入住。已知氡的半衰期为3.8天,衰变方程为。以下说法正确的是( )
A. 氡222衰变为钋218的过程是β衰变
B. 衰变过程中产生的X是,它的贯穿能力强但电离能力弱
C. 给房屋通风和放置绿植,可以减小氡222的半衰期
D. 经过38天,氡的放射性降到初始值的0.1%
【答案】D
【解析】
【详解】A.衰变方程中, 衰变为,原子序数减少2,质量数减少4,符合α衰变特征,而非β衰变,A错误;
B.衰变产生的X为粒子,粒子电离能力强,贯穿能力弱,B错误;
C.半衰期是放射性核素的固有属性,由核内部结构决定,不受外界条件影响,C错误;
D.半衰期为3.8天,38天恰为10个半衰期。剩余放射性比例为,约为0.1%,D正确。
故选D。
3. 如图甲,由细小玻璃珠及反射层制成的玻璃微珠反光膜,它能将射向它的部分光逆向照回(反射光线和入射光线方向相反),常被用于无光源的道路标志线、标志牌中,以增强反光效果。一束光线平行直径方向射入折射率的玻璃微珠,光路如图乙所示,已知光在空气中的传播速度为c,第一次折射时折射角为,玻璃球的半径为R。下列说法正确的是( )
A. 该玻璃的全反射临界角为
B. 光线在玻璃微珠内的传播路程为
C. 光线在玻璃中的传播时间为
D. 如果没有反射层,该束光线仍可以发生全反射
【答案】B
【解析】
【详解】A.全反射临界角满足公式 ,代入 得 ,而 ,因此 ,故A错误;
B.由几何关系:第一次折射后,入射点到反射点的弦长满足
反射后反射点到出射点的弦长也为 ,因此总路程 ,故B正确;
C.光在玻璃中的传播速度
传播时间 ,故C错误;
D.光线到达玻璃微珠内表面时,入射角为 ,而临界角 ,入射角小于临界角,不会发生全反射,故D错误。
故选B。
4. 宇树科技机器人在2025年春晚表演“左右劈叉”时,从站立状态缓慢打开双腿,上半身始终保持竖直,两脚与地面接触点连线水平。已知机器人总质量为m,劈叉过程中机器人重心沿两脚连线中垂线缓慢下降,且重心始终在中垂线上。忽略肢体质量分布变化,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 地面对机器人的支持力大于机器人对地面的压力
B. 地面对机器人的弹力由机器人的形变产生
C. 劈叉过程中,机器人对地面的压力等于
D. 劈叉过程中,机器人对地面的压力大于
【答案】C
【解析】
【详解】A.地面对机器人的支持力和机器人对地面的压力为相互作用力,大小相等,故A错误;
B.地面对机器人的弹力由地面的形变产生,故B错误;
CD.对机器人,由平衡条件可知,在竖直方向上,地面对机器人的支持力大小始终等于重力大小,故机器人对地面的压力等于,故C正确,D错误。
故选C。
5. 2025年10月16日,我国成功发射互联网低轨12组卫星,这些卫星在距地面200至2000公里的低轨道绕地球做匀速圆周运动,信号延迟仅15至100毫秒,远低于地球静止轨道卫星,如图所示。则互联网低轨卫星( )
A. 动能比地球静止轨道卫星的大
B. 线速度比地球静止轨道卫星的大
C. 向心加速度比地球静止轨道卫星的小
D. 和地心的连线在相等的时间内扫过的面积,与地球静止轨道卫星的相等
【答案】B
【解析】
【详解】卫星绕地球做圆周运动时,根据万有引力提供向心力
AB.由可知,越大,越小,故互联网低轨卫星的更大,但由于卫星质量大小未知,故无法比较动能关系,故A错误,B正确;
C.由可知,越大,越小,故互联网低轨卫星的向心加速度比地球静止轨道卫星的大,故C错误;
D.在相等时间内与地心连线扫过的面积为
故互联网低轨卫星与地心连线扫过的面积更小,故D错误。
故选B。
6. 在图甲的直角坐标系中,轴上固定两个等量正点电荷、,距坐标原点均为,轴上有、、三点,其纵坐标值分别为、、。轴上各点电场强度随变化的关系如图乙所示,图中的阴影部分面积为,的阴影部分面积为。一个质量为、电荷量为()的带电粒子,由点静止释放,仅在电场力作用下运动,则( )
A. 带电粒子从到的过程中先加速后减速
B. 带电粒子从到的过程中加速度一直减小
C. 带电粒子运动到位置时速度为
D. 带电粒子从到的过程中最大速度为
【答案】D
【解析】
【详解】AD.根据等量同种正点电荷电场分布特点可知,两点电荷连线的中垂线(y轴)上的场强方向由点出发沿中垂线指向无穷远处;由于带电粒子带负电,所以带电粒子从到的过程受到的电场力指向,一直做加速运动;从到的过程受到的电场力指向,做减速运动;所以带电粒子在点的速度最大;根据可知,图乙中图线与横轴围成的面积表示电势差,带电粒子从到过程,根据动能定理可得
解得带电粒子从到的过程中最大速度为,故A错误,D正确;
B.由图乙可知,从到的过程,场强先增大后减小,则带电粒子受到的电场力先增大后减小,根据牛顿第二定律可知,加速度先增大后减小,B错误;
C.根据对称性可知,图乙中的图线与横轴围成的面积大小为,则带电粒子从到过程,根据动能定理可得
解得带电粒子运动到位置时速度为,故C错误。
故选D。
7. 如图所示,“”形光滑导轨固定在水平面上,垂直于的边界右侧有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为,,点到的距离为。质量为的金属棒放在导轨上,给金属棒施加一个水平向右的拉力,使金属棒先向右做加速运动,金属棒进入磁场后,以速度做匀速运动,金属棒运动过程中始终与导轨接触良好且始终与垂直,金属棒和导轨单位长度的电阻均为。,,则下列说法正确的是( )
A. 金属棒刚进磁场时,拉力的大小为
B. 金属棒在磁场中导轨上运动时,金属棒中的电流均匀减小
C. 金属棒在磁场中导轨上运动时,回路中的电流是顺时针
D. 全过程通过点的电量为
【答案】A
【解析】
【详解】A.金属棒刚进入磁场时,距离C点水平距离为,由得有效切割长度:
回路总长度为斜边导轨+水平导轨+金属棒,总长度:
总电阻 感应电动势,电流
匀速运动时拉力等于安培力:,故A正确;
B.设金属棒距离C点水平距离为,同理可得: 有效切割长度,总电阻
电流,电流是恒定值,不随减小而变化,故B错误;
C.磁场竖直向上(垂直纸面向外),金属棒向右运动,回路面积减小,向外的磁通量减小,根据楞次定律:感应电流的磁场阻碍磁通量减小,故感应磁场向外,由右手螺旋定则得回路电流为逆时针,故C错误。
D.电流恒定,总运动时间,电量,故D错误。
故选A。
二、多项选择题:本题共3小题,每题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的不得分。
8. 我国新一代09IV系列战略核潜艇,它通过声呐信号探测敌方舰船的位置,并通过雷达信号纠正导弹的弹道轨迹。下列说法正确的是( )
A. 雷达信号可以在真空中传播,声呐信号不能在真空中传播
B. 声呐信号和雷达信号传播速度均是光速
C. 声呐发射的信号在水中发生衰减,指其频率不断减小
D. 若声呐接收到的信号频率大于发射频率,说明敌方舰船正在靠近
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.声呐信号是声波(机械波),需要介质传播,在水中传播速度约1500m/s;雷达信号是电磁波,传播速度为光速。二者速度不同,故A正确,B错误;
C.声呐信号在水中衰减是指振幅,频率由振源决定,不会随传播而减小,故C错误;
D.根据多普勒效应,当接收到的信号频率大于发射频率时,说明敌方舰船正在靠近(声源与观察者距离减小),故D正确。
故选AD。
9. 如图所示,、端输入电压有效值不变的交变电流,变压器为自耦式理想变压器,滑片用于调节副线圈匝数,、为定值电阻,为滑动变阻器,电压表和电流表均为理想交流电表。当副线圈上的滑片移动或者滑动变阻器的滑片移动时,电压表和电流表示数变化量的绝对值分别为和,下列说法正确的是( )
A. 滑片保持不动,滑片上移,电压表的示数减小
B. 滑片保持不动,滑片下移,保持不变
C. 滑片保持不动,滑片上移,电流表的示数增大
D. 滑片保持不动,滑片下移,变压器的输出功率变大
【答案】BC
【解析】
【详解】A.滑片不动,不变。滑片上移,接入电阻变大,副边总电阻变大,等效到原边的电阻变大,原边总电阻变大,原边电流减小,分压减小,原线圈电压变大,副线圈电压也变大,即电压表示数增大。故A错误;
B.滑片不动,不变。由原边电压关系:,不变,得,即。 结合变比关系:,故,且(电流表测原边电流),代入得: 均不变,故保持不变。故B正确;
C.滑片不动,副边总电阻不变。滑片上移,增大,等效电阻减小,原边总电阻减小,输入电压不变,故原边电流(电流表示数)增大。故C正确;
D.滑片下移,减小,等效电阻增大,原边电流减小,理想变压器输出功率等于输入功率,故输出功率减小。故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,质量为的木板与直立轻弹簧的上端拴接,弹簧下端固定在地面上。平衡时弹簧的压缩量为,一质量为的物块从木板正上方距离为的高处自由落下,打在木板上并与木板粘在一起向下运动(A、B可以看作质点)。从A、B碰撞后到两者到达最低点经历的总时间为,已知弹簧的弹性势能,为弹簧的劲度系数,为弹簧的形变量,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为,空气阻力忽略不计。则在时间内,下列说法正确的是( )
A. A、B碰后的速度为
B. A和B碰后弹簧最大形变量为
C. A和B一起运动的最大加速度是
D. A、B碰撞后一起做简谐振动的周期
【答案】AD
【解析】
【详解】A.设物块A与木板B碰前瞬间的速度为,则根据机械能守恒定律有
解得
物块A与木板B碰撞过程,根据动量守恒定律有
解得物块A与木板B碰后瞬间的速度大小为,故A正确;
B.木板B静止时有
解得
设从A、B相碰到两者到达最低点的过程,A、B下落的高度为,则根据系统机械能守恒有
解得
所以弹簧的最大压缩量为,故B错误;
C.当弹簧压缩量最大时,A和B一起运动的加速度有最大值,则根据牛顿第二定律有
解得A和B一起运动的最大加速度大小为,故C错误;
D.当弹簧弹力与A、B的重力相等时,A和B一起运动的速度最大,设此时弹簧压缩量为,则由共点力平衡可得
解得
由分析可知A、B粘在一起后做简谐运动,其振幅为
其振动过程如图所示
设其振动方程为
在C点A、B碰撞,则从C到O有
解得
由题意可知经历的时间为,则有
解得简谐运动的周期为,故D正确。
故选AD。
三、实验题(共2小题,每空2分,共16分)
11. 某同学利用如图所示的装置来测量物块与木板CD间的动摩擦因数。轨道ABC的BC段为圆弧轨道,C点为轨道的最低点,此处安装的压力传感器能测出物块经过C点时对轨道的压力。木板CD水平放置且与BC平滑连接。将质量为m的物块从轨道的某点释放后,读出物块经过C点时传感器的示数为F,测量物块停止运动后离C点的距离为X。
(1)此实验__________(填“需要”或“不需要”)满足ABC轨道光滑。
(2)除F和X外,还需要测量的物理量有__________;
A. 圆弧轨道的半径R
B. 斜面的倾斜角度
C. 物块释放时的高度h
(3)为减小实验误差,某同学想到了多次从不同高度释放物块并利用图像法处理数据的实验方法,得到了如图所示的F-X图像。如果图线的斜率为k、与纵轴的截距为b,圆形轨道的半径R,请写出滑动摩擦因数表达式______(用k、b、R表示)。若,利用图中数据可得______。(计算结果保留两位有效数字)
【答案】(1)不需要 (2)A
(3) ①. ②. 0.25
【解析】
【小问1详解】
通过C点传感器的示数F,根据圆周运动的知识,可求出C点速度的大小,故不需要ABC轨道光滑
【小问2详解】
根据圆周运动的知识,在C点,有
则有
从C点到停止运动,有
联立解得
故还需要测量的物理量是圆形轨道的半径R,故选A。
【小问3详解】
[1][2]由(2)分析可得
则有,
解得
由图像可知,b=1.0
代入数据得
12. 某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性,制作了一个简易的汽车低油位报警装置。
(1)该同学首先利用多用电表电阻“”挡粗测该热敏电阻的阻值。示数如图甲所示,则此时热敏电阻的阻值______。
(2)该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系,设计了如图乙所示的实验电路,已知热敏电阻的长度为,直径为,定值电阻,改变滑动变阻器的滑片,记录毫安表的示数为,的示数为,两电表可视为理想电表,则热敏电阻的电阻率的表达式为______(用、、、、等表示)
(3)经过多次测量,该同学得到长度的热敏电阻阻值随温度变化的关系图像如图丙所示。热敏电阻分为正温度系数PTC(温度越高,阻值越大)和负温度系数NTC(温度越高,阻值越小)两类,则该热敏电阻是______(填“PTC”或“NTC”)。
(4)该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示,其中电源电动势,定值电阻,长度的热敏电阻下端紧靠在油箱底部,不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的电流时报警器开始报警,若测得报警器报警时油液(热敏电阻)的温度为,油液外热敏电阻的温度为,由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为______。
【答案】(1)1900
(2)
(3)NTC (4)8
【解析】
【小问1详解】
表盘的指针位置为19,测电阻所用的为“”挡,所以读数结果为
【小问2详解】
由于和并联,故有
热敏电阻的电阻率满足
联立得
【小问3详解】
由图丙可知,本实验中用到的热敏电阻阻值随温度升高而减小,则该热敏电阻是NTC
【小问4详解】
设警戒液面到油箱底部的距离为,由图丙可知温度为时热敏电阻的阻值为,则在油液内的热敏电阻的阻值为
同理,可得油液外的热敏电阻的阻值为
其中,由闭合电路欧姆定律有
将,,,代入可得
四、计算题(共3小题,38分)
13. 在圆柱形容器中放有一文物,圆柱形容器上端开口,容器内有一质量为的活塞,横截面积为,重力加速度大小为,大气压强为,活塞底面到容器底的距离为,保持环境温度不变,在活塞上轻放质量为的物体,稳定后活塞底面到容器底的距离为,未与文物接触,求:
(1)稳定后,封闭气体的压强;
(2)文物的体积。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【详解】(1)稳定后,活塞处于平衡状态,有
解得
(2)封闭气体做等温变化,有
初状态有
解得
14. 某物流公司设计了如图所示的自动卸货装置,质量为m的平底货箱内装有质量为的货物,从光滑圆弧轨道上高为的A点由静止释放,平滑滑上静止在足够长的光滑水平轨道上的平板小车,小车长为、质量为。货箱在小车上滑行恰好在小车右端与车共速。而后随小车向右运动至水平轨道右端时,压缩固定在水平轨道右端的弹簧,当弹簧被压缩到最短时将小车锁定。卸下货物后将平底货箱紧靠挡板放置并解除对小车的锁定,弹簧能量全部释放,将小车及货箱一起弹回。当小车与水平轨道左侧台阶碰撞后立即停止,货箱滑出小车冲上圆弧轨道。设货箱长和宽远小于,货物不会在平底货箱中滑动,弹簧的形变始终处于弹性限度内,重力加速度为。求:
(1)货箱滑上小车前瞬间的速度大小;
(2)求货箱与小车间的滑动摩擦因数;
(3)空货箱返回后在圆弧轨道上升的最大高度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设平底货箱滑上小车前瞬间的速度大小为,对平底货箱从A点到滑上小车前,由动能定理有
解得
【小问2详解】
平底货箱刚好在小车右端共速,则系统损失的动能刚好等于平底货箱在小车上相对滑动产生的热量,由动量守恒定律有
由能量守恒定律有
解得
【小问3详解】
设小车被锁定时弹簧的弹性势能为,根据能量守恒定律可知
解得
弹回过程中,弹性势能转化为平底货箱和小车的动能,而小车与水平轨道左侧台阶碰撞时瞬间停止,则这一部分能量损失,此时平底货箱从挡板处滑上高度,则有
解得
15. 如图所示,在平面内存在区域足够大的方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为,的虚线将磁场分成左右两部分。位于坐标原点处的粒子源能在平面内持续发射质量为、电荷量为()、速率不同的粒子,粒子入射速度与轴夹角最大值为。已知当粒子沿轴正方向以的速度入射时,粒子恰好垂直通过坐标为(L,L)的点。现让夹角逐渐增大,同时增大粒子速度大小,保证所有粒子都垂直通过的虚线界面,当时,粒子的速度恰好增大到,不计粒子的重力及粒子间的相互作用,并忽略磁场的边界效应。求:
(1)求的大小;
(2)当时,求这两个粒子垂直通过界面时的间距;
(3)若在界面右侧磁场区域再加一宽度为且沿轴正方向的匀强电场,如图所示。为使所有粒子都不能穿越电场区域且重回界面,求所加电场的电场强度的最小值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
当粒子沿轴正方向以大小为的速度入射时,粒子恰好垂直通过坐标为(L,L)的点,由几何关系可得
由牛顿第二定律有
联立解得
【小问2详解】
若粒子与轴夹角向左上入射时,运动轨迹如图所示
由几何关系可得
粒子到达界面时与轴之间的距离
若粒子与轴夹角向右上入射时,运动轨迹如图所示
由几何关系可得
粒子到达界面时与轴之间的距离
所以两粒子间的距离为
【小问3详解】
由题可知,所有粒子的圆心一定在界面上,当时,通过界面的速度最大,则保证此粒子不能穿越电场区域且重回界面即可,此时速度
恰好能重回界面的粒子到达右边界的速度方向与界面平行,设其为,对该粒子竖直方向运用动量定理有
两边求和可得
又由动能定理得
联立解得
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漯河实验高级中学2025—2026学年上学期高三试题
物理
(时间75分钟满分100分)
一、单项选择题:本题共7个小题,每题4分,共28分。每小题中只有一个选项符合要求。
1. 如图是一名同学在进行“跳远”时的示意图,忽略空气阻力,该过程下列说法正确的是( )
A. 该同学起跳时的速度越大,惯性越大,跳得越远
B. 该同学在空中时速度不断改变,做匀变速曲线运动
C. 起跳后上升过程中,该同学处于超重状态
D. 该同学落地过程中弯曲腿是为了减小动量变化量
2. 氡(Rn-222)是一种室内空气污染物,常常存在于刚装修好的房间中,因此刚装修好的房子需要空置一段时间后方可入住。已知氡的半衰期为3.8天,衰变方程为。以下说法正确的是( )
A. 氡222衰变为钋218的过程是β衰变
B. 衰变过程中产生的X是,它的贯穿能力强但电离能力弱
C. 给房屋通风和放置绿植,可以减小氡222的半衰期
D. 经过38天,氡的放射性降到初始值的0.1%
3. 如图甲,由细小玻璃珠及反射层制成的玻璃微珠反光膜,它能将射向它的部分光逆向照回(反射光线和入射光线方向相反),常被用于无光源的道路标志线、标志牌中,以增强反光效果。一束光线平行直径方向射入折射率的玻璃微珠,光路如图乙所示,已知光在空气中的传播速度为c,第一次折射时折射角为,玻璃球的半径为R。下列说法正确的是( )
A. 该玻璃的全反射临界角为
B. 光线在玻璃微珠内的传播路程为
C. 光线在玻璃中的传播时间为
D. 如果没有反射层,该束光线仍可以发生全反射
4. 宇树科技机器人在2025年春晚表演“左右劈叉”时,从站立状态缓慢打开双腿,上半身始终保持竖直,两脚与地面接触点连线水平。已知机器人总质量为m,劈叉过程中机器人重心沿两脚连线中垂线缓慢下降,且重心始终在中垂线上。忽略肢体质量分布变化,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 地面对机器人的支持力大于机器人对地面的压力
B. 地面对机器人的弹力由机器人的形变产生
C. 劈叉过程中,机器人对地面的压力等于
D. 劈叉过程中,机器人对地面的压力大于
5. 2025年10月16日,我国成功发射互联网低轨12组卫星,这些卫星在距地面200至2000公里的低轨道绕地球做匀速圆周运动,信号延迟仅15至100毫秒,远低于地球静止轨道卫星,如图所示。则互联网低轨卫星( )
A. 动能比地球静止轨道卫星的大
B. 线速度比地球静止轨道卫星的大
C. 向心加速度比地球静止轨道卫星的小
D. 和地心的连线在相等的时间内扫过的面积,与地球静止轨道卫星的相等
6. 在图甲的直角坐标系中,轴上固定两个等量正点电荷、,距坐标原点均为,轴上有、、三点,其纵坐标值分别为、、。轴上各点电场强度随变化的关系如图乙所示,图中的阴影部分面积为,的阴影部分面积为。一个质量为、电荷量为()的带电粒子,由点静止释放,仅在电场力作用下运动,则( )
A. 带电粒子从到的过程中先加速后减速
B. 带电粒子从到的过程中加速度一直减小
C. 带电粒子运动到位置时速度为
D. 带电粒子从到的过程中最大速度为
7. 如图所示,“”形光滑导轨固定在水平面上,垂直于的边界右侧有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为,,点到的距离为。质量为的金属棒放在导轨上,给金属棒施加一个水平向右的拉力,使金属棒先向右做加速运动,金属棒进入磁场后,以速度做匀速运动,金属棒运动过程中始终与导轨接触良好且始终与垂直,金属棒和导轨单位长度的电阻均为。,,则下列说法正确的是( )
A. 金属棒刚进磁场时,拉力的大小为
B. 金属棒在磁场中导轨上运动时,金属棒中的电流均匀减小
C. 金属棒在磁场中导轨上运动时,回路中的电流是顺时针
D. 全过程通过点的电量为
二、多项选择题:本题共3小题,每题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的不得分。
8. 我国新一代09IV系列战略核潜艇,它通过声呐信号探测敌方舰船的位置,并通过雷达信号纠正导弹的弹道轨迹。下列说法正确的是( )
A. 雷达信号可以在真空中传播,声呐信号不能在真空中传播
B. 声呐信号和雷达信号传播速度均是光速
C. 声呐发射的信号在水中发生衰减,指其频率不断减小
D. 若声呐接收到的信号频率大于发射频率,说明敌方舰船正在靠近
9. 如图所示,、端输入电压有效值不变的交变电流,变压器为自耦式理想变压器,滑片用于调节副线圈匝数,、为定值电阻,为滑动变阻器,电压表和电流表均为理想交流电表。当副线圈上的滑片移动或者滑动变阻器的滑片移动时,电压表和电流表示数变化量的绝对值分别为和,下列说法正确的是( )
A. 滑片保持不动,滑片上移,电压表的示数减小
B. 滑片保持不动,滑片下移,保持不变
C. 滑片保持不动,滑片上移,电流表的示数增大
D. 滑片保持不动,滑片下移,变压器的输出功率变大
10. 如图所示,质量为的木板与直立轻弹簧的上端拴接,弹簧下端固定在地面上。平衡时弹簧的压缩量为,一质量为的物块从木板正上方距离为的高处自由落下,打在木板上并与木板粘在一起向下运动(A、B可以看作质点)。从A、B碰撞后到两者到达最低点经历的总时间为,已知弹簧的弹性势能,为弹簧的劲度系数,为弹簧的形变量,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为,空气阻力忽略不计。则在时间内,下列说法正确的是( )
A. A、B碰后的速度为
B. A和B碰后弹簧最大形变量为
C. A和B一起运动的最大加速度是
D. A、B碰撞后一起做简谐振动的周期
三、实验题(共2小题,每空2分,共16分)
11. 某同学利用如图所示的装置来测量物块与木板CD间的动摩擦因数。轨道ABC的BC段为圆弧轨道,C点为轨道的最低点,此处安装的压力传感器能测出物块经过C点时对轨道的压力。木板CD水平放置且与BC平滑连接。将质量为m的物块从轨道的某点释放后,读出物块经过C点时传感器的示数为F,测量物块停止运动后离C点的距离为X。
(1)此实验__________(填“需要”或“不需要”)满足ABC轨道光滑。
(2)除F和X外,还需要测量的物理量有__________;
A. 圆弧轨道的半径R
B. 斜面的倾斜角度
C. 物块释放时的高度h
(3)为减小实验误差,某同学想到了多次从不同高度释放物块并利用图像法处理数据的实验方法,得到了如图所示的F-X图像。如果图线的斜率为k、与纵轴的截距为b,圆形轨道的半径R,请写出滑动摩擦因数表达式______(用k、b、R表示)。若,利用图中数据可得______。(计算结果保留两位有效数字)
12. 某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性,制作了一个简易的汽车低油位报警装置。
(1)该同学首先利用多用电表电阻“”挡粗测该热敏电阻的阻值。示数如图甲所示,则此时热敏电阻的阻值______。
(2)该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系,设计了如图乙所示的实验电路,已知热敏电阻的长度为,直径为,定值电阻,改变滑动变阻器的滑片,记录毫安表的示数为,的示数为,两电表可视为理想电表,则热敏电阻的电阻率的表达式为______(用、、、、等表示)
(3)经过多次测量,该同学得到长度的热敏电阻阻值随温度变化的关系图像如图丙所示。热敏电阻分为正温度系数PTC(温度越高,阻值越大)和负温度系数NTC(温度越高,阻值越小)两类,则该热敏电阻是______(填“PTC”或“NTC”)。
(4)该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示,其中电源电动势,定值电阻,长度的热敏电阻下端紧靠在油箱底部,不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的电流时报警器开始报警,若测得报警器报警时油液(热敏电阻)的温度为,油液外热敏电阻的温度为,由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为______。
四、计算题(共3小题,38分)
13. 在圆柱形容器中放有一文物,圆柱形容器上端开口,容器内有一质量为的活塞,横截面积为,重力加速度大小为,大气压强为,活塞底面到容器底的距离为,保持环境温度不变,在活塞上轻放质量为的物体,稳定后活塞底面到容器底的距离为,未与文物接触,求:
(1)稳定后,封闭气体的压强;
(2)文物的体积。
14. 某物流公司设计了如图所示的自动卸货装置,质量为m的平底货箱内装有质量为的货物,从光滑圆弧轨道上高为的A点由静止释放,平滑滑上静止在足够长的光滑水平轨道上的平板小车,小车长为、质量为。货箱在小车上滑行恰好在小车右端与车共速。而后随小车向右运动至水平轨道右端时,压缩固定在水平轨道右端的弹簧,当弹簧被压缩到最短时将小车锁定。卸下货物后将平底货箱紧靠挡板放置并解除对小车的锁定,弹簧能量全部释放,将小车及货箱一起弹回。当小车与水平轨道左侧台阶碰撞后立即停止,货箱滑出小车冲上圆弧轨道。设货箱长和宽远小于,货物不会在平底货箱中滑动,弹簧的形变始终处于弹性限度内,重力加速度为。求:
(1)货箱滑上小车前瞬间的速度大小;
(2)求货箱与小车间的滑动摩擦因数;
(3)空货箱返回后在圆弧轨道上升的最大高度。
15. 如图所示,在平面内存在区域足够大的方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为,的虚线将磁场分成左右两部分。位于坐标原点处的粒子源能在平面内持续发射质量为、电荷量为()、速率不同的粒子,粒子入射速度与轴夹角最大值为。已知当粒子沿轴正方向以的速度入射时,粒子恰好垂直通过坐标为(L,L)的点。现让夹角逐渐增大,同时增大粒子速度大小,保证所有粒子都垂直通过的虚线界面,当时,粒子的速度恰好增大到,不计粒子的重力及粒子间的相互作用,并忽略磁场的边界效应。求:
(1)求的大小;
(2)当时,求这两个粒子垂直通过界面时的间距;
(3)若在界面右侧磁场区域再加一宽度为且沿轴正方向的匀强电场,如图所示。为使所有粒子都不能穿越电场区域且重回界面,求所加电场的电场强度的最小值。
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