内容正文:
威海二中2025—2026学年度第一学期第三次模块考试
高三物理试题
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。
第Ⅰ卷(选择题,共40分)
一、选择题(本题共12小题,共40分。第1-8题只有一项符合题目要求,每小题3分;第9-12小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. 关于核反应方程:①②③④,下列说法正确的是( )
A. ①是衰变,1g经过两个半衰期全部衰变
B. ②是核裂变,β射线的电离本领比α射线强
C. ③是人工转变,的比结合能比大
D. ④是热核反应,该反应需要很高的温度并放出热量
【答案】D
【解析】
【详解】A.①中生成核中有α粒子,属于α衰变,根据半衰期的规律,1g经过两个半衰期有发生了衰变,还剩余没有发生衰变,故A错误;
B.②中生成核中有β粒子,属于β衰变,β射线的电离本领比α射线弱,故B错误;
C.③是核裂变,由于裂变释放能量,说明生成核比反应核更加稳定,可知的比结合能比大,故C错误;
D.④核聚变,是热核反应,该反应需要很高的温度并放出热量,故D正确。
故选D。
2. 下列对光电效应规律的理解正确的是( )
A. 遏止电压与入射光频率成正比
B. 极限频率是能发生光电效应的最小频率
C. 饱和电流大小由入射光频率决定,与光照强度无关
D. 所有光电子的初动能都等于光电子的最大初动能
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据光电效应方程
又有
得
可知遏止电压与入射光频率成线性关系,不成正比。故A错误;
B.极限频率是能发生光电效应的最小频率,故B正确;
C.光的频率一定时,入射光越强,单位时间内逸出的光电子数越多,饱和光电流越大,故C错误;
D.光照射到金属表面时,电子吸收光子的能量,就可能向各个方向运动,运动过程中要克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量,剩余部分能量转化为光电子的初动能.所以金属表面的电子,只需克服原子核的引力做功就能从金属表面逸出,那么这些光电子具有最大初动能。而不从金属表面发射的光电子,在逸出的过程中损失的能量会更多,所以此时光电子的动能小于最大初动能 。所以一般情况下光电子的动能小于等于最大初动能。故D错误。
故选B。
3. 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。
4. 如图所示是杨氏双缝干涉实验示意图,实验时光源发出的白光从左边照射单缝S,若在S左侧加上红色滤光片,可以在光屏P上看到红光的干涉条纹。下列说法正确的是( )
A. 仅增大双缝到屏的距离,干涉条纹的间距将减小
B. 仅增大双缝间的距离,干涉条纹的间距将增大
C. 仅将红色滤光片替换为蓝色滤光片,干涉条纹间的距离会减小
D. 仅将单缝S从中央对称轴位置处稍微向上移动,中央亮纹的位置向上移动
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据双缝干涉条纹间距公式
仅增大双缝到屏的距离,干涉条纹的间距将增大,仅增大双缝间的距离,干涉条纹的间距将减小,故AB错误;
C.仅将红色滤光片替换为蓝色滤光片,蓝光的频率比红光高,根据
可知蓝光的波长较短,干涉条纹间的距离会减小,故C正确;
D.实验中单缝S的作用是形成频率一定的线光源,双缝、作用是形成相干光源,仅将单缝S从中央对称轴位置处稍微向上移动,没有改变传到双缝、的光的频率,由双缝、射出的光仍是相干光,此时由单缝S发出的光到达屏上P点下方某点的光程差为零,故中央亮纹将下移,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,光滑的轻质滑轮通过竖直杆固定于天花板上,一根不可伸长的轻绳跨过滑轮分别系着物块M和N,M静止在光滑水平地面上,N在水平拉力F作用下处于静止状态。现将F沿逆时针方向缓慢转至竖直方向,此过程中M和N始终静止不动。下列说法正确的是( )
A. F先增大后减小
B. 绳的弹力先减小后增大
C. M对地面的压力逐渐减小
D. 滑轮对杆的作用力逐渐减小
【答案】D
【解析】
【详解】对N作受力分析,N受受重力mg、拉力F和绳的拉力T,其中重力的大小和方向均不变,绳的拉力的方向不变;三力平衡时,三个力可以构成首尾相连的矢量三角形,作图如下
力F沿逆时针方向缓慢旋转时,由图可看出,力F先减小后增大,而绳上的拉力T一直减小,则M对地面的压力逐渐增大,滑轮对杆的作用力逐渐减小。
故选D。
6. 如图所示,地球的半径为R,表面的重力加速度为g。两卫星1、2分别在圆轨道Ⅰ、Ⅱ上沿顺时针做匀速圆周运动。1为近地卫星,2距地球表面的距离为3R。某时刻1、2相距最远,1、2再一次相距最远经历的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】轨道Ⅰ运行时,
解得
根据开普勒第三定律
解得
1、2再一次相距最远时
解得经历的时间为
故选C。
7. 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。
8. 如图甲所示,质量为0.2kg的物块受到水平向右的拉力F,以4m/s的初速度从A点向右运动,F随位移x变化的图像如图乙所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.3,重力加速度g取10m/s2,在运动过程中物块的最大速度为( )
A. m/s B. m/s C. m/s D. 3m/s
【答案】A
【解析】
【详解】由图像可知,拉力减小时表达式为
物体受到的滑动摩擦力大小为
当物体所受合力为零时,物体的速度最大,即时物体受到最大,则有
解得
图线与坐标轴围成图形的面积等于推力对物体做功,设物体的最大速度为,由图像可知,物体速度最大时,推力对物体做功为
从物体开始运动到速度最大过程,对物体,由动能定理得
代入数据解得
故选A。
9. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,再到状态C,最后回到状态A,其状态变化过程的图像如图所示。已知该气体在状态A时的体积为,下列说法正确的是( )
A. 状态B时气体的体积为
B. 气体向外界放出热量
C. 气体内能增加量小于从外界吸收的热量
D. 气体从外界吸收的热量为120J
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.由图像可知,,,,气体从状态A变化到状态B为等温变化,根据玻意耳定律有
代入数据解得,故A错误;
B.从状态A变化到状态B为等温变化,理想气体内能仅与温度有关,故内能的变化
由A选项可知从状态A变化到状态B气体的体积减小,外界对气体做功,所以
根据热力学第一定律
得
所以从状态A变化到状态B气体向外界放出热量,故B正确;
C.气体从状态B变化到状态C压强不变,由盖·吕萨克定律有
解得
故,所以从状态B变化到状态C气体对外界做功,即
根据热力学第一定律
变形得
由于,,因此
所以气体从状态B变化到状态C气体内能增加量小于从外界吸收的热量,故C正确;
D.气体从状态B变化到状态C再到状态A,整个过程温度与初始温度相同,故内能的变化
气体从状态B变化到状态C过程为等压膨胀,气体对外做功,则有
由图像可知气体从状态C变化到状态A过程的图像为过原点的倾斜直线,故该过程为等容变化过程,故
所以气体从状态B变化到状态C再到状态A整个过程的总功
根据热力学第一定律
变形得
即气体从状态B变化到状态C再到状态A,从外界吸收的热量为120J,故D正确。
故选BCD。
10. 如图所示,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于匀强磁场的轴以角速度匀速转动,线圈长为2L、宽为L,匝数为N,磁感应强度大小为B。理想变压器原、副线圈匝数比为,定值电阻,电阻箱的最大值为10R。不计线圈和导线的电阻,下列说法正确的是( )
A. 当线圈平面与磁场方向平行时,线圈产生的电动势为
B. 当线圈平面与磁场方向平行时,线圈产生的电动势为
C. 变压器输出功率的最大值为
D. 变压器输出功率的最大值为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.当线圈平面与磁场方向平行时,线圈产生的电动势为
故A错误,B正确;
CD.将副线圈所在电路与变压器整体等效为一个等效电阻。
等效电阻
副线圈输出功率等于等效电阻的功率,等效电阻的功率为
根据数学方法可知当时,即时输出功率最大
代入解得输出功率最大为
故C错误,D正确;
故选BD。
11. 在平面内,轴左右两侧分别存在不同的均匀介质Ⅰ和Ⅱ。两波源和分别位于和处,时刻两波源开始振动,振幅均为,分别向右和向左传播;时完整的波形图如图所示,下列说法正确的是( )
A. 波源发出的波先传播到处
B. 波源发出的波进入介质Ⅱ后波速为
C. 波源发出的波再经传播到处
D. 内,处的质点经过的路程为
【答案】BD
【解析】
【详解】经内两列波都传播了一个波长,可得两列波的周期相同
由图可知两列波的波长分别为,
根据波的传播速度与周期波长关系
波在左右两种介质的传播速度分别为
故由
两列波再经1s同时传播到处,故A错误;
B.波速度由介质决定,波源发出的波进入介质Ⅱ后波速为,故B正确;
C.接B选项,波源发出的波再经,在介质Ⅱ中传播的距离
即波源,再经传播到处,再经介质Ⅱ中向右传播到处,故C错误;
D.从x=12m向左传到x=3m,需时长
而由C选项知向右从x=-8m向右传到x=3m, 需时长为2.5s,故在1.5s2.5s时间内, 先引起x=3m的质点振动了一个周期,通过的路程是
由图像知两个波源质点的起振方向都是向下的,t=2.5s,两列波都使x=3m的质点从平衡位置开始向下振动,再经
使x=3m的质点先到达波谷再回到平衡位置,叠加的合路程为
内,处的质点经过的路程为,故D正确。
故选BD。
12. 如图所示,圆心为,半径为的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为。一带正电的粒子以初速度从点射入磁场,当圆心到入射方向所在直线的垂直距离为时,粒子离开磁场的速度方向偏转了,不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A. 该粒子在磁场中的运动半径为
B. 该粒子的比荷为
C. 该粒子在磁场中的运动周期为
D. 只改变粒子入射速度的方向,当圆心到入射方向所在直线的垂直距离为时,粒子在磁场中运动时间最长
【答案】AD
【解析】
【详解】A.作出粒子在磁场中的运动轨迹如图所示
由题可知
解得
由几何知识可得
根据题意可知
所以
粒子在磁场中的运动半径为
A正确;
B.洛伦兹力提供圆周运动的向心力,则有
解得
B错误;
C.根据周期公式
解得
C错误;
D.粒子在磁场中运动时间最长时,运动轨迹的弦最长,如图所示
由正弦定理可得
解得
所以圆心到入射方向所在直线的垂直距离为
D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷(非选择题,共60分)
注意事项:第Ⅱ卷用黑色签字笔答在答题纸上,不能答在试卷上。
二、实验题:本题共2小题
13. 2025年是我国首次自主完成珠峰高程测量50周年。某兴趣小组受此启发,在泰山山顶用单摆测量重力加速度,并以此估算海拔高度。实验装置如图甲所示,实验中测得摆球完成n=40次全振动的时间t=80.00s。请回答:
(1)用20分度的游标卡尺测量摆球直径d。游标卡尺示数如图乙所示,则摆球的直径d为_______mm。
(2)若测得摆线长度L,则重力加速度的测量值表达式为g=_______
(3)多次改变摆线长度,在小摆角下测得不同摆线长L和对应的摆球摆动周期T,并作出L−T2图像。由于未考虑小球的大小,L−T2图像为不过原点的直线,利用图像的斜率计算得到的重力加速度值_______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)19.20
(2)
(3)不变
【解析】
【小问1详解】
分度的游标卡尺,其精确度是。游标刻线落在主尺与之间;游标第条刻线与主尺刻线对齐
摆球的直径
【小问2详解】
单摆做简谐运动时,摆长等于摆线长度与摆球半径之和,即
摆球完成次全振动的时间,则单摆的周期
由单摆的周期公式
得
【小问3详解】
由上式可得
故图像的斜率,即
小球的大小只影响图线在纵轴上的截距,不影响斜率,故利用图像的斜率计算得到的重力加速度值不变。
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、计算题:本题共4小题。要求写出必要的文字说明、方程式,只写出最后答案的,不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15. 如图所示为某公园圆柱形景观水池,水面圆的半径为R,在池底边缘P点有一个点光源,发出的光在水面形成一个亮斑,亮斑的边缘刚好经过水面圆的圆心,已知水对光的折射率为光在真空中传播的速率为c,求:
(1)池中水的深度H为多少?
(2)光从P点传播到水面圆圆心的时间t为多少?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设光在水面全反射的临界角为C,水深为H,根据几何关系
由光的全反射条件可得
解得
【小问2详解】
光从P点传播到水面圆圆心距离
光在水中传播速率
光从P点传播到水面圆圆心的时间
解得
16. 游乐场的充气碰碰球是由完全封闭的PVC薄膜充气而成的,人钻入洞中,进行碰撞游戏。充气前碰碰球内空气压强为,体积为,现用电动充气泵充气,每秒可充入、压强为的空气。充气结束后发现碰碰球体积膨胀了10%,压强变为,充气过程温度不变,始终为7℃。
(1)求充气的时间;
(2)在某次碰撞游戏中,碰碰球被压缩了,求压缩后球内空气的压强?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据玻意耳定律有
其中,,,
由于,
联立解得
【小问2详解】
再根据玻意耳定律有
其中
解得压缩后球内空气的压强
17. 如图所示,两滑块P、Q静止在光滑水平面上,之间用一轻弹簧相连接,滑块P的左侧有一挡板,某时刻在滑块Q上施加一水平外力,使滑块Q缓慢地向左移动使弹簧压缩,该过程中外力对滑块Q做功为W,然后将外力撤走。已知两滑块的质量为。求:
(1)从撤走外力到滑块P刚好离开挡板的过程中,挡板对滑块P的冲量为多大?
(2)在以后的运动过程中,两滑块速度的最小值分别为多大?
【答案】(1)
(2)PQ最小速度分别为0,
【解析】
【小问1详解】
滑块P刚好离开挡板时,弹簧恢复到原长,由能量关系可知
对PQ整体分析,由动量定理可知
解得
【小问2详解】
设当弹簧再次恢复到原长时Q的速度最小,设此时P、Q的速度分别为v1和v2,则由动量守恒和能量关系,
解得,
可知,P的最小速度为零,Q的最小速度为。
18. 如图所示,左侧圆弧光滑导轨与右侧足够长的平行水平光滑导轨平滑连接,导轨电阻不计。金属棒和静止放在水平导轨上,、两棒均与导轨垂直。图中虚线右侧存在方向竖直向上、范围足够大的匀强磁场。绝缘棒垂直于圆弧导轨由静止释放,释放位置与水平导轨的高度差为,之后与静止在虚线处的金属棒发生弹性碰撞,金属棒进入磁场后始终未与金属棒发生碰撞。已知金属棒和绝缘棒的质量均为,金属棒质量是金属棒质量的一半,重力加速度取,求:
(1)绝缘棒与金属棒碰撞后瞬间两棒的速度大小;
(2)金属棒进入磁场后,其加速度为最大加速度的一半时的速度大小;
(3)整个过程两金属棒、上产生的总焦耳热;
(4)若磁感应强度大小,导轨间距,则整个过程通过回路横截面的电荷量。
【答案】(1),
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
设绝缘棒滑上水平导轨时,速度为。下滑过程中绝缘棒机械能守恒,有
绝缘棒与金属棒发生弹性碰撞,由动量守恒定律,有
由机械能守恒定律,有
联立解得绝缘棒的速度大小
金属棒b的速度大小
【小问2详解】
金属棒质量为,金属棒刚进磁场时的加速度最大,设其加速度为其最大加速度的一半时,金属棒速度为,棒速度为。两金属棒、组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒,由动量守恒定律,有
设金属棒进入磁场后任一时刻,金属棒的速度为,金属棒的速度为,则两金属棒、组成的回路中的感应电动势
由闭合电路欧姆定律得
由安培力公式得金属棒所受安培力
联立解得
最大加速度为
加速度为最大加速度的一半时,有
所以当金属棒加速度为最大值的一半时有
联立解得
【小问3详解】
最终两金属棒、以相同速度匀速运动,由动量守恒定律,有
由能量守恒定律,有
联立解得两金属棒、上最终产生的总焦耳热
【小问4详解】
由动量定理,对有
即
代入数据解得
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威海二中2025—2026学年度第一学期第三次模块考试
高三物理试题
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。
第Ⅰ卷(选择题,共40分)
一、选择题(本题共12小题,共40分。第1-8题只有一项符合题目要求,每小题3分;第9-12小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. 关于核反应方程:①②③④,下列说法正确的是( )
A. ①是衰变,1g经过两个半衰期全部衰变
B. ②是核裂变,β射线的电离本领比α射线强
C. ③是人工转变,的比结合能比大
D. ④是热核反应,该反应需要很高的温度并放出热量
2. 下列对光电效应规律的理解正确的是( )
A. 遏止电压与入射光频率成正比
B. 极限频率是能发生光电效应的最小频率
C. 饱和电流大小由入射光频率决定,与光照强度无关
D. 所有光电子的初动能都等于光电子的最大初动能
3. 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.
4. 如图所示是杨氏双缝干涉实验示意图,实验时光源发出的白光从左边照射单缝S,若在S左侧加上红色滤光片,可以在光屏P上看到红光的干涉条纹。下列说法正确的是( )
A. 仅增大双缝到屏的距离,干涉条纹的间距将减小
B. 仅增大双缝间的距离,干涉条纹的间距将增大
C. 仅将红色滤光片替换为蓝色滤光片,干涉条纹间的距离会减小
D. 仅将单缝S从中央对称轴位置处稍微向上移动,中央亮纹的位置向上移动
5. 如图所示,光滑的轻质滑轮通过竖直杆固定于天花板上,一根不可伸长的轻绳跨过滑轮分别系着物块M和N,M静止在光滑水平地面上,N在水平拉力F作用下处于静止状态。现将F沿逆时针方向缓慢转至竖直方向,此过程中M和N始终静止不动。下列说法正确的是( )
A. F先增大后减小
B. 绳的弹力先减小后增大
C. M对地面的压力逐渐减小
D. 滑轮对杆的作用力逐渐减小
6. 如图所示,地球的半径为R,表面的重力加速度为g。两卫星1、2分别在圆轨道Ⅰ、Ⅱ上沿顺时针做匀速圆周运动。1为近地卫星,2距地球表面的距离为3R。某时刻1、2相距最远,1、2再一次相距最远经历的时间为( )
A. B. C. D.
7. 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
8. 如图甲所示,质量为0.2kg的物块受到水平向右的拉力F,以4m/s的初速度从A点向右运动,F随位移x变化的图像如图乙所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.3,重力加速度g取10m/s2,在运动过程中物块的最大速度为( )
A. m/s B. m/s C. m/s D. 3m/s
9. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,再到状态C,最后回到状态A,其状态变化过程的图像如图所示。已知该气体在状态A时的体积为,下列说法正确的是( )
A. 状态B时气体的体积为
B. 气体向外界放出热量
C. 气体内能增加量小于从外界吸收的热量
D. 气体从外界吸收的热量为120J
10. 如图所示,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于匀强磁场的轴以角速度匀速转动,线圈长为2L、宽为L,匝数为N,磁感应强度大小为B。理想变压器原、副线圈匝数比为,定值电阻,电阻箱的最大值为10R。不计线圈和导线的电阻,下列说法正确的是( )
A. 当线圈平面与磁场方向平行时,线圈产生的电动势为
B. 当线圈平面与磁场方向平行时,线圈产生的电动势为
C. 变压器输出功率的最大值为
D. 变压器输出功率的最大值为
11. 在平面内,轴左右两侧分别存在不同的均匀介质Ⅰ和Ⅱ。两波源和分别位于和处,时刻两波源开始振动,振幅均为,分别向右和向左传播;时完整的波形图如图所示,下列说法正确的是( )
A. 波源发出的波先传播到处
B. 波源发出的波进入介质Ⅱ后波速为
C. 波源发出的波再经传播到处
D. 内,处的质点经过的路程为
12. 如图所示,圆心为,半径为的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为。一带正电的粒子以初速度从点射入磁场,当圆心到入射方向所在直线的垂直距离为时,粒子离开磁场的速度方向偏转了,不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A. 该粒子在磁场中的运动半径为
B. 该粒子的比荷为
C. 该粒子在磁场中的运动周期为
D. 只改变粒子入射速度的方向,当圆心到入射方向所在直线的垂直距离为时,粒子在磁场中运动时间最长
第Ⅱ卷(非选择题,共60分)
注意事项:第Ⅱ卷用黑色签字笔答在答题纸上,不能答在试卷上。
二、实验题:本题共2小题
13. 2025年是我国首次自主完成珠峰高程测量50周年。某兴趣小组受此启发,在泰山山顶用单摆测量重力加速度,并以此估算海拔高度。实验装置如图甲所示,实验中测得摆球完成n=40次全振动的时间t=80.00s。请回答:
(1)用20分度的游标卡尺测量摆球直径d。游标卡尺示数如图乙所示,则摆球的直径d为_______mm。
(2)若测得摆线长度L,则重力加速度的测量值表达式为g=_______
(3)多次改变摆线长度,在小摆角下测得不同摆线长L和对应的摆球摆动周期T,并作出L−T2图像。由于未考虑小球的大小,L−T2图像为不过原点的直线,利用图像的斜率计算得到的重力加速度值_______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
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、计算题:本题共4小题。要求写出必要的文字说明、方程式,只写出最后答案的,不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15. 如图所示为某公园圆柱形景观水池,水面圆的半径为R,在池底边缘P点有一个点光源,发出的光在水面形成一个亮斑,亮斑的边缘刚好经过水面圆的圆心,已知水对光的折射率为光在真空中传播的速率为c,求:
(1)池中水的深度H为多少?
(2)光从P点传播到水面圆圆心的时间t为多少?
16. 游乐场的充气碰碰球是由完全封闭的PVC薄膜充气而成的,人钻入洞中,进行碰撞游戏。充气前碰碰球内空气压强为,体积为,现用电动充气泵充气,每秒可充入、压强为的空气。充气结束后发现碰碰球体积膨胀了10%,压强变为,充气过程温度不变,始终为7℃。
(1)求充气的时间;
(2)在某次碰撞游戏中,碰碰球被压缩了,求压缩后球内空气的压强?
17. 如图所示,两滑块P、Q静止在光滑水平面上,之间用一轻弹簧相连接,滑块P的左侧有一挡板,某时刻在滑块Q上施加一水平外力,使滑块Q缓慢地向左移动使弹簧压缩,该过程中外力对滑块Q做功为W,然后将外力撤走。已知两滑块的质量为。求:
(1)从撤走外力到滑块P刚好离开挡板的过程中,挡板对滑块P的冲量为多大?
(2)在以后的运动过程中,两滑块速度的最小值分别为多大?
18. 如图所示,左侧圆弧光滑导轨与右侧足够长的平行水平光滑导轨平滑连接,导轨电阻不计。金属棒和静止放在水平导轨上,、两棒均与导轨垂直。图中虚线右侧存在方向竖直向上、范围足够大的匀强磁场。绝缘棒垂直于圆弧导轨由静止释放,释放位置与水平导轨的高度差为,之后与静止在虚线处的金属棒发生弹性碰撞,金属棒进入磁场后始终未与金属棒发生碰撞。已知金属棒和绝缘棒的质量均为,金属棒质量是金属棒质量的一半,重力加速度取,求:
(1)绝缘棒与金属棒碰撞后瞬间两棒的速度大小;
(2)金属棒进入磁场后,其加速度为最大加速度的一半时的速度大小;
(3)整个过程两金属棒、上产生的总焦耳热;
(4)若磁感应强度大小,导轨间距,则整个过程通过回路横截面的电荷量。
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