内容正文:
2026-2027学年高三物理上学期第一次月考自编练习卷
广东省深圳市适用
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分(选择题 共46分)
一、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.智能手机的降噪技术是利用降噪麦克风采样环境噪声,经过数据处理后发出降噪声波,图乙是原理简化图,图丙是理想情况下的降噪过程,实线表示环境噪声,虚线表示降噪系统产生的降噪声波,则( )
A.降噪过程应用的是声波的干涉原理,P点振动减弱
B.降噪过程应用了声波的衍射原理,使噪声无法从外面进入耳麦
C.降噪声波比环境噪声声波的传播速度小
D.质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长
【答案】A
【详解】AB.降噪过程应用的是声波的干涉原理,根据同侧法可判断环境噪声的声波在P点的振动方向向下,降噪声波在P点的振动方向向上,振动方向相反,P是振动减弱点,A正确,B错误;
C.降噪声波与环境噪声声波都为声波,传播速度只跟介质有关,在同一种介质中速度大小相等,C错误;
D.质点P在平衡位置附近做机械振动,不会随波迁移,D错误。
故选A。
2.如图所示,三根不可伸长的相同的轻绳,一端系在甲环上,彼此间距相等。绳穿过与甲环半径相同的乙环,另一端用同样的方式系在半径较大的丙环上。甲环固定在水平面上,整个系统处于平衡,忽略绳与乙环之间的摩擦,经过一段时间t后,下列说法中正确的是( )
A.甲环对绳子的弹力是由于绳子发生形变而产生的
B.每根绳对乙环的作用力均竖直向上
C.乙环对三根绳的总作用力的冲量竖直向下
D.三根绳对丙环作用力的总冲量为零
【答案】C
【详解】A.根据弹力产生的原因,可知甲环对绳子的弹力是由于甲环发生形变而产生的,故A错误;
B.因甲乙两环的半径相等,则在它们之间的每段绳的上段都是竖直的。忽略绳与乙环之间的摩擦时,绳中各处张力相等。因每段绳的上段对乙环的拉力竖直向上,下段绳对乙环的拉力斜向外侧下方,每段绳对乙环的作用力肯定不是竖直向上,故B错误;
C.乙环对三根绳的总作用力与三根绳对乙环的总作用力相等,而三根绳对乙环的总作用力与乙环的重力平衡,方向向上,故乙环对三根绳的总作用力的冲量与重力的冲量等大同向,故C正确;
D.三根绳对丙环作用力不为零,根据I=Ft,则总冲量不为零,故D错误。
故选C。
3.如图所示,椭圆轨道I是实践—I科学卫星的轨道,其轨道的近地点离地高度为,远地点离地高度为。圆轨道是乾坤一号卫星的轨道,其轨道离地高度为,为两轨道的切点,已知地球半径为,下列说法正确的是( )
A.实践-I科学卫星和乾坤一号卫星的运行周期之比为
B.在点,实践-I科学卫星的加速度更大
C.乾坤一号卫星想从轨道II变到轨道I,需要在点减速
D.实践-I科学卫星在远地点的速度大小大于乾坤一号卫星的运行速度大小
【答案】A
【详解】A.根据开普勒第三定律有
解得,故A正确;
B.对卫星,根据牛顿第二定律有
因为在P点,两卫星到地心的距离r相同,故在点两个卫星加速度相同,故B错误;
C.从圆轨道II变到椭圆轨道I(远地点更高),需要在P点加速(做离心运动),故C错误;
D.根据
可知,乾坤一号卫星的运行速度大于实践-I科学卫星在远地点所对应圆轨道的速度,而实践-I科学卫星进入远地点所对应圆轨道需要在远地点加速,所以实践-I科学卫星在远地点的速度小于对应圆轨道的速度,也小于乾坤一号卫星的运行速度,故D错误。
故选A。
4.某兴趣小组设计了如图所示的发电装置,在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域圆心角α均为,磁场均沿半径方向,矩形线圈abcd以一定的角速度绕中心轴逆时针匀速转动,bc和ad边同时进入磁场,且所经过处的磁感应强度大小相等,从bc边进入上方磁场时开始计时,电流从c→b为正方向,则下列图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】设bc=L1,ab=L2线圈转动的角速度为ω,则从bc边进入上方磁场时开始计时,电流从c→b为正方向,则线圈进入磁场时产生的感应电动势
感应电流
根据右手定则可知电流方向b→c为正方向,该电流存在的时间为;然后线圈转过时不切割磁感线,无感应电流;继续转过时,bc边进入下方磁场,同样产生的电流为
方向c→b为负方向,该电流存在的时间为;然后线圈转过时不切割磁感线,无感应电流;故图像A正确。
故选A。
5.图为广州二中趣味运动会的一个项目:学生从最低点竖直引体向上,到达最高点后再回到最低点,这就算完成一个引体向上。某个学生从0时刻开始的1s内完成一个引体向上,其重心运动情况如图乙所示。已知该生质量为50kg,重力加速度g取,规定向上为正方向,则下列说法正确的是( )
A.0时刻学生对横杆的拉力为500N B.0.2s末学生处于超重状态
C.在0.7~0.8s内,手臂拉力小于学生重力 D.0.9s末学生处于失重状态
【答案】C
【详解】A.0时刻,学生向上做加速运动,合力向上,手臂拉力大于重力大于500N,所以A错误;
B.0.2s末速度最大,加速度最小为0,则拉力等于重力,处于平衡状态,所以B错误;
C.在0.7~0.8s内,学生向下做加速运动,合力向下,则手臂拉力小于学生重力,所以C正确;
D.0.9s末,学生向下做减速运动,合力向上,处于超重状态,所以D错误;
故选C。
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
【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.撞钟祈福是除夕夜重要的年俗活动之一。如图,轻质细杆两端的钟锤A、B通过不可伸长的轻绳悬于O点,两绳长均为L、夹角为30°,钟锤A、B的质量均为m。现拉起钟锤A、B,使钟锤A与O点的连线与竖直方向夹角为30°,由静止释放两锤。当钟锤B运动到最低点时,钟锤A恰好和钟相撞。钟锤A、B均视为质点,不计空气阻力,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.钟锤A运动到最低点时,钟锤A的瞬时速度大小为
B.钟锤A运动到最低点时,钟锤B重力的瞬时功率为
C.钟锤B运动到最低点时(撞之前),钟锤A的瞬时速度大小为
D.钟锤B运动到最低点时(撞之前),钟锤B的瞬时角速度大小为
【答案】D
【详解】AB.钟锤A、B都以O为圆心做圆周运动,所以
从初位置到钟锤A运动到最低点,系统机械能守恒,则
解得
此时钟锤B重力瞬时功率为,故AB错误;
CD.从初位置到钟锤B运动到最低点时(撞之前),系统机械能守恒,则
解得
所以钟锤B的瞬时角速度大小为,故C错误,D正确。
故选D。
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
8.在学校科技文化周上,有同学展示了自己研制的球形飞行器。通过了解,球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机,球形飞行器总质量为M,飞行器飞行时受到的空气阻力大小与其速率平方成正比(即f=kv²,k为常量)。当发动机关闭时,飞行器由静止竖直下落,经过一段时间后,其匀速下落的速率为8m/s;当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动,经过一段时间后,飞行器匀速向上的速率为4 m/s。重力加速度大小为g,不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化,下列说法正确的是( )
A.发动机的最大推力为1.5Mg
B.发动机的最大推力为1.25Mg
C.飞行器由静止开始下落的过程是加速度逐渐变小的加速运动
D.飞行器由静止开始下落的过程是加速度逐渐变大的加速运动
【答案】BC
【详解】AB.飞行器关闭发动机,以匀速下落时,则有
飞行器以向上匀速运动时,设最大推力为,则有
联立,解得,故A错误,B正确;
CD.飞行器由静止下落的过程中,空气阻力逐渐变大,由牛顿第二定律
可知逐渐减小,即做加速度逐渐减小的加速运动,故C正确,D错误。
故选BC。
9.如图所示,光滑绝缘水平细杆上套有一个小球,其质量为m,带电量为+q,O、a、b是细杆垂线上的三点,O在杆上且Oa=Ob,在a、b两点分别固定一个电荷量为-Q的点电荷。小球从图示位置以初速度v0向右运动的过程中( )
A.速度一定先减小后增大 B.加速度一定先增大后减小
C.对细杆的作用力始终保持不变 D.电势能先减小后增大
【答案】CD
【详解】A.在O左侧,小球受到的库仑力合力向右,在O右侧小球收到的库仑力合力向左,小球在向右运动的过程中,在O左侧做加速运动,在O右侧做减速运动,所以小球的速度先增大后减小,A错误;
B.根据电场线的分布情况,电场强度可能先减小后增大,所以小球所受的电场力可能先减小后增大,则加速度可能先减小后增大,B错误;
C.两个电荷量为-Q的点电荷对小球的库仑力在竖直方向的分力大小相等,方向相反,所以小球对细杆的作用力等于小球的重力,始终保持不变,C正确;
D.在小球向右的运动过程中,电场力先做正功后做负功,所以电势能先减小后增大,D正确。
故选CD。
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
【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。
第二部分(非选择题 共54分)
三、非选择题:本题共5小题,共54分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
11.(8分)请完成下列实验操作和数据处理。
(1)用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置,探究平抛运动的特点。
①图1所示的实验中,A球沿水平方向抛出,同时B球自由落下,借助频闪仪拍摄上述运动过程。图2为某次实验的频闪照片,在误差允许范围内,根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同,可判断A球竖直方向做________运动。
②某同学使小球从高度为0.8 m的桌面水平飞出,用频闪照相机拍摄小球的平抛运动(每秒频闪25次),最多可以得到小球在空中运动的________个位置(重力加速度g=10 m/s2)。
(2)图3是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是________。图4是实验得到纸带的一部分,每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50 Hz,则小车的加速度大小为________m/s2(结果保留2位有效数字)。
【答案】(1) 自由落体 10
(2) 平衡摩擦力
【详解】(1)[1] 对比实验中A球做平抛运动、B球做自由落体运动,任意时刻两球竖直高度始终相同,说明二者竖直方向运动规律完全一致,因此可判断A球竖直方向做自由落体运动。
[2]首先由平抛竖直方向自由落体公式
代入、,解得小球总运动时间
频闪周期
总时间内的频闪间隔数为
当小球刚飞出的初始时刻是第1个位置,后续每经过一个频闪周期记录一个位置,小球落地前最多可记录10个空中位置(第10个位置对应时刻,第11个位置对应时刻,小球刚好落地),因此最多得到10个空中位置。
(2)[1]本实验中木板右端垫高,是为了让小车重力沿斜面向下的分力抵消小车受到的滑动摩擦力、纸带阻力等总阻力,保证后续实验中小车的合力近似等于细绳的拉力。即木板右端垫高的目的是平衡摩擦力。
[2]打点计时器电源频率,相邻点的时间间隔为,每相邻两计数点间有四个点未画出,因此相邻计数点的时间间隔
根据逐差法得加速度。
12.(10分)现要组装一个酒精测试仪,它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器。此传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化,规律如图甲所示。酒精测试仪的调试电路如图乙所示。目前国际公认的酒驾标准是“酒精气体浓度”,醉驾标准是“酒精气体浓度”提供的器材有:
A.二氧化锡半导体型酒精传感器
B.直流电源(电动势为4V,内阻不计)
C.电压表(量程为3V,内阻非常大)
D.电阻箱(最大阻值为)
E.定值电阻(阻值为)
F.定值电阻(阻值为)
G.单刀双掷开关一个,导线若干
(1)为使电压表改装成酒精浓度测试表以判断是否酒驾,应选用定值电阻______(填或);
(2)按照下列步骤调节此测试仪:
①电路接通前,先将电阻箱调为,然后开关向端闭合,将电压表此时指针对应的刻度线标记为______;(保留两位有效数字)
②逐步减小电阻箱的阻值,电压表的示数不断______(填“变大”或“变小”)。按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为对应的“酒精浓度”;
③将开关向另一端闭合,测试仪即可正常使用。
(3)在电压表刻度线上标注一段红色的长度以提醒酒驾的读数范围,该长度与电压表总刻度线长度的比例为1∶______。
【答案】(1)R2
(2) 0.20 变大
(3)3
【详解】(1)由于电压表量程为3V,本实验电压表并联在定值电阻两端,由欧姆定律可得,定值电阻两端的电压为:
由图甲可知10Ω≤Rx≤70Ω,电动势为4V,电压表量程为3V,得到
解不等式可得R≤30Ω
故R应选用定值电阻R2。
(2)①[1]本实验采用替代法,用电阻箱的阻值替代传感器的电阻Rx,电路接通前,先将电阻箱调为30.0Ω,然后开关向b端闭合,由图甲可知Rx=30Ω时,电压表指针对应的刻度线标记为0.20mg/mL
②[2]由图知,逐步减小电阻箱的阻值,则电阻总电阻减小,总电流变大,电阻R上的电压增大,即电压表的示数不断变大。
(3)根据电路分压原理,酒精浓度0.20mg/mL时传感器电阻为30Ω,此时电压表示数为
酒精浓度0.80mg/mL时传感器电阻为10Ω,此时电压表示数为
故电压表1~2V为酒驾范围,占总量程;则该长度与电压表总刻度线长度的比例为1:3。
13.(12分)图甲中空气炸锅是一种新型的烹饪工具,图乙为某型号空气炸锅的简化模型图,空气炸锅中有一气密性良好的内胆,工作时内胆的气体可视为质量不变的理想气体。某次处理食材时,食材占锅内总容积的,加热前胆内初始气体压强与大气压相同,记为,温度为,现启动加热模式使气体温度升高到。加热过程中食材体积变为原来的1.2倍,忽略内胆的热胀冷缩,并认为加热过程中内胆封闭性完好,求:
(1)此时内胆中气体的压强与大气压强的比值;
(2)烹饪结束后,拉开内胆,并取出食物,气体温度也恢复到,求内胆内现有的气体和加热过程中气体的质量之比。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)大气压记为,内胆的总容积记为,根据题意可知,食物体积从变为
气体体积从变为,根据理想气体状态方程,有
解得
(2)将拉开内胆前胆内原有气体摩尔数记为,拉开内胆、降温且取出食材后胆内气体记为,有,
解得,现有的气体和加热过程中气体的质量之比为
14.(12分)如图,两根间距为d的光滑平行导轨处于同一水平面内,同种材料制成的长度均为d,质量分别为2m、m的金属棒a、b静止在导轨上,金属棒b刚好处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场的左边界处。现使金属棒a以速度向右运动,两金属棒发生弹性碰撞后进入磁场区域,经过一段时间后,两金属棒的运动状态达到稳定,此时对金属棒b施加水平向右的恒力F,又经过时间t,两金属棒中的电流刚好达到最大值且之后保持恒定。已知金属棒a的电阻为R,两棒碰撞时间极短,两棒始终与导轨垂直且接触良好,不计金属导轨的电阻。求:
(1)金属棒a刚进入磁场瞬间回路中电流的大小;
(2)从两棒碰撞结束到施加力F之前的过程中,金属棒b上产生的焦耳热;
(3)施加力F后金属棒中的电流刚好达到最大值时,金属棒b的速度大小。
【答案】(1);(2);(3)或
【详解】(1)由动量守恒定律可知
根据能量守恒定律可知
解得
根据法拉第电磁感应定律可得
依题意可得两棒材料相同,质量关系2:1,长度相等,则截面积之比2:1,则电阻之比1:2,则金属棒b的电阻为2R,由闭合电路的欧姆定律可知
解得
(2)金属棒ab在磁场中运动时,由动量守恒定律
解得
由能量守恒定律可知
解得
(3)当金属棒中的电流刚好达到恒定值时两棒具有相同的加速度,对b棒
对a棒
根据法拉第电磁感应定律
由闭合电路的欧姆定律可知
对金属棒b由动量定理
对金属棒a由动量定理
解得
或者
15.(12分)在芯片制造过程中,离子注入是其中一道重要的工序。如图所示是离子注入简化工作原理的示意图,一粒子源于A处不断释放质量为m,带电量为的离子,其初速度视为零,经电压为U的加速电场加速后,沿图中半径为的圆弧形虚线通过圆弧形静电分析器(静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场)后,从P点沿直径PQ方向进入半径为的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向外。经磁场偏转,离子最后垂直打在平行PQ放置且与PQ等高的硅片上,硅片到PQ的距离为,不计离子重力。求:
(1)静电分析器通道内虚线处电场强度的大小E;
(2)磁感应强度大小B;
(3)若加速电压和静电分析器中电场的大小可以调节,离子在静电分析器中仍沿虚线圆弧运动,要让从P点沿直径PQ方向进入圆形匀强磁场区域的离子全部打在硅片上,求加速电压的变化范围。(结果用U表示)
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)离子通过加速电场,根据动能定理得
离子经过静电分析器,电场力提供向心力
解得
(2)由几何知识可知
根据洛伦兹力提供向心力有
其中
解得
(3)要让离子全部打在硅片上,其临界状态的轨迹如图所示,设圆心分别为、,半径分别为、,由几何关系可知,恰为硅片的最低点,
设圆心为的离子在磁场中做圆周运动的圆心角为,有
得
由
得
由
将“r”用“”和“”替换得
1 / 2
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2026-2027学年高三物理上学期第一次月考自编练习卷
广东省深圳市适用
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分(选择题 共46分)
一、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.智能手机的降噪技术是利用降噪麦克风采样环境噪声,经过数据处理后发出降噪声波,图乙是原理简化图,图丙是理想情况下的降噪过程,实线表示环境噪声,虚线表示降噪系统产生的降噪声波,则( )
A.降噪过程应用的是声波的干涉原理,P点振动减弱
B.降噪过程应用了声波的衍射原理,使噪声无法从外面进入耳麦
C.降噪声波比环境噪声声波的传播速度小
D.质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长
2.如图所示,三根不可伸长的相同的轻绳,一端系在甲环上,彼此间距相等。绳穿过与甲环半径相同的乙环,另一端用同样的方式系在半径较大的丙环上。甲环固定在水平面上,整个系统处于平衡,忽略绳与乙环之间的摩擦,经过一段时间t后,下列说法中正确的是( )
A.甲环对绳子的弹力是由于绳子发生形变而产生的
B.每根绳对乙环的作用力均竖直向上
C.乙环对三根绳的总作用力的冲量竖直向下
D.三根绳对丙环作用力的总冲量为零
3.如图所示,椭圆轨道I是实践—I科学卫星的轨道,其轨道的近地点离地高度为,远地点离地高度为。圆轨道是乾坤一号卫星的轨道,其轨道离地高度为,为两轨道的切点,已知地球半径为,下列说法正确的是( )
A.实践-I科学卫星和乾坤一号卫星的运行周期之比为
B.在点,实践-I科学卫星的加速度更大
C.乾坤一号卫星想从轨道II变到轨道I,需要在点减速
D.实践-I科学卫星在远地点的速度大小大于乾坤一号卫星的运行速度大小
4.某兴趣小组设计了如图所示的发电装置,在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域圆心角α均为,磁场均沿半径方向,矩形线圈abcd以一定的角速度绕中心轴逆时针匀速转动,bc和ad边同时进入磁场,且所经过处的磁感应强度大小相等,从bc边进入上方磁场时开始计时,电流从c→b为正方向,则下列图像正确的是( )
A. B.
C. D.
5.图为广州二中趣味运动会的一个项目:学生从最低点竖直引体向上,到达最高点后再回到最低点,这就算完成一个引体向上。某个学生从0时刻开始的1s内完成一个引体向上,其重心运动情况如图乙所示。已知该生质量为50kg,重力加速度g取,规定向上为正方向,则下列说法正确的是( )
A.0时刻学生对横杆的拉力为500N B.0.2s末学生处于超重状态
C.在0.7~0.8s内,手臂拉力小于学生重力 D.0.9s末学生处于失重状态
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.撞钟祈福是除夕夜重要的年俗活动之一。如图,轻质细杆两端的钟锤A、B通过不可伸长的轻绳悬于O点,两绳长均为L、夹角为30°,钟锤A、B的质量均为m。现拉起钟锤A、B,使钟锤A与O点的连线与竖直方向夹角为30°,由静止释放两锤。当钟锤B运动到最低点时,钟锤A恰好和钟相撞。钟锤A、B均视为质点,不计空气阻力,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.钟锤A运动到最低点时,钟锤A的瞬时速度大小为
B.钟锤A运动到最低点时,钟锤B重力的瞬时功率为
C.钟锤B运动到最低点时(撞之前),钟锤A的瞬时速度大小为
D.钟锤B运动到最低点时(撞之前),钟锤B的瞬时角速度大小为
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
8.在学校科技文化周上,有同学展示了自己研制的球形飞行器。通过了解,球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机,球形飞行器总质量为M,飞行器飞行时受到的空气阻力大小与其速率平方成正比(即f=kv²,k为常量)。当发动机关闭时,飞行器由静止竖直下落,经过一段时间后,其匀速下落的速率为8m/s;当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动,经过一段时间后,飞行器匀速向上的速率为4 m/s。重力加速度大小为g,不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化,下列说法正确的是( )
A.发动机的最大推力为1.5Mg
B.发动机的最大推力为1.25Mg
C.飞行器由静止开始下落的过程是加速度逐渐变小的加速运动
D.飞行器由静止开始下落的过程是加速度逐渐变大的加速运动
9.如图所示,光滑绝缘水平细杆上套有一个小球,其质量为m,带电量为+q,O、a、b是细杆垂线上的三点,O在杆上且Oa=Ob,在a、b两点分别固定一个电荷量为-Q的点电荷。小球从图示位置以初速度v0向右运动的过程中( )
A.速度一定先减小后增大 B.加速度一定先增大后减小
C.对细杆的作用力始终保持不变 D.电势能先减小后增大
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
第二部分(非选择题 共54分)
三、非选择题:本题共5小题,共54分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
11.(8分)请完成下列实验操作和数据处理。
(1)用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置,探究平抛运动的特点。
①图1所示的实验中,A球沿水平方向抛出,同时B球自由落下,借助频闪仪拍摄上述运动过程。图2为某次实验的频闪照片,在误差允许范围内,根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同,可判断A球竖直方向做________运动。
②某同学使小球从高度为0.8 m的桌面水平飞出,用频闪照相机拍摄小球的平抛运动(每秒频闪25次),最多可以得到小球在空中运动的________个位置(重力加速度g=10 m/s2)。
(2)图3是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是________。图4是实验得到纸带的一部分,每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50 Hz,则小车的加速度大小为________m/s2(结果保留2位有效数字)。
12.(10分)现要组装一个酒精测试仪,它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器。此传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化,规律如图甲所示。酒精测试仪的调试电路如图乙所示。目前国际公认的酒驾标准是“酒精气体浓度”,醉驾标准是“酒精气体浓度”提供的器材有:
A.二氧化锡半导体型酒精传感器
B.直流电源(电动势为4V,内阻不计)
C.电压表(量程为3V,内阻非常大)
D.电阻箱(最大阻值为)
E.定值电阻(阻值为)
F.定值电阻(阻值为)
G.单刀双掷开关一个,导线若干
(1)为使电压表改装成酒精浓度测试表以判断是否酒驾,应选用定值电阻______(填或);
(2)按照下列步骤调节此测试仪:
①电路接通前,先将电阻箱调为,然后开关向端闭合,将电压表此时指针对应的刻度线标记为______;(保留两位有效数字)
②逐步减小电阻箱的阻值,电压表的示数不断______(填“变大”或“变小”)。按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为对应的“酒精浓度”;
③将开关向另一端闭合,测试仪即可正常使用。
(3)在电压表刻度线上标注一段红色的长度以提醒酒驾的读数范围,该长度与电压表总刻度线长度的比例为1∶______。
13.(12分)图甲中空气炸锅是一种新型的烹饪工具,图乙为某型号空气炸锅的简化模型图,空气炸锅中有一气密性良好的内胆,工作时内胆的气体可视为质量不变的理想气体。某次处理食材时,食材占锅内总容积的,加热前胆内初始气体压强与大气压相同,记为,温度为,现启动加热模式使气体温度升高到。加热过程中食材体积变为原来的1.2倍,忽略内胆的热胀冷缩,并认为加热过程中内胆封闭性完好,求:
(1)此时内胆中气体的压强与大气压强的比值;
(2)烹饪结束后,拉开内胆,并取出食物,气体温度也恢复到,求内胆内现有的气体和加热过程中气体的质量之比。
14.(12分)如图,两根间距为d的光滑平行导轨处于同一水平面内,同种材料制成的长度均为d,质量分别为2m、m的金属棒a、b静止在导轨上,金属棒b刚好处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场的左边界处。现使金属棒a以速度向右运动,两金属棒发生弹性碰撞后进入磁场区域,经过一段时间后,两金属棒的运动状态达到稳定,此时对金属棒b施加水平向右的恒力F,又经过时间t,两金属棒中的电流刚好达到最大值且之后保持恒定。已知金属棒a的电阻为R,两棒碰撞时间极短,两棒始终与导轨垂直且接触良好,不计金属导轨的电阻。求:
(1)金属棒a刚进入磁场瞬间回路中电流的大小;
(2)从两棒碰撞结束到施加力F之前的过程中,金属棒b上产生的焦耳热;
(3)施加力F后金属棒中的电流刚好达到最大值时,金属棒b的速度大小。
15.(12分)在芯片制造过程中,离子注入是其中一道重要的工序。如图所示是离子注入简化工作原理的示意图,一粒子源于A处不断释放质量为m,带电量为的离子,其初速度视为零,经电压为U的加速电场加速后,沿图中半径为的圆弧形虚线通过圆弧形静电分析器(静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场)后,从P点沿直径PQ方向进入半径为的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向外。经磁场偏转,离子最后垂直打在平行PQ放置且与PQ等高的硅片上,硅片到PQ的距离为,不计离子重力。求:
(1)静电分析器通道内虚线处电场强度的大小E;
(2)磁感应强度大小B;
(3)若加速电压和静电分析器中电场的大小可以调节,离子在静电分析器中仍沿虚线圆弧运动,要让从P点沿直径PQ方向进入圆形匀强磁场区域的离子全部打在硅片上,求加速电压的变化范围。(结果用U表示)
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