精品解析:广东韶关市2026-2027学年高三上学期9月阶段检测物理试题(C1)
2026-09-26
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内容正文:
2027届高三供题训练(C1)
物理试题
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,只有一个选项符合题目要求,选对的得4分,错选、不选得0分。
1. 2026年4月,中国原子能科学研究院成功研发一种用于心肌灌注显像的新型锝放射性药物。激发态的原子核衰变为基态原子核,衰变方程为,半衰期约为6小时,衰变释放射线;也是一种放射性核素,衰变方程为。则以下说法正确的是( )
A. 医学显像利用的是其辐射的射线强电离特性
B. 制备好的锝药剂可以长期保存
C. 的衰变为衰变,此过程有一个质子转变为中子
D. 原子核质量大于原子核质量
【答案】D
【解析】
【详解】A.射线电离本领极弱,穿透本领强,医学显像利用的是其强穿透特性,故A错误;
B.半衰期仅为6小时,衰变速度快,无法长期保存,故B错误;
C.根据质量数、电荷数守恒可知X为电子(),该衰变为衰变,本质是原子核内1个中子转化为1个质子和1个电子,并非质子转变为中子,故C错误;
D.衰变为时释放携带能量的光子,根据质能方程,衰变过程存在质量亏损,因此原子核质量大于原子核质量,故D正确。
故选D。
2. 神舟系列飞船承担我国近地轨道载人飞行任务,梦舟系列飞船承担载人登月任务。设神舟二十三号绕地球做匀速圆周运动的轨道半径,与梦舟飞船一号绕月球做匀速圆周运动的某轨道半径相同,则与梦舟飞船相比较,神舟飞船的( )
A. 线速度较大 B. 周期较大 C. 角速度较小 D. 加速度较小
【答案】A
【解析】
【详解】AB.设中心天体质量为,飞船质量为,轨道半径为,飞船的线速度为、周期为,为引力常量。万有引力提供飞船做匀速圆周运动所需的向心力,整理得
又有,结合前式解得
两飞船的轨道半径相同,且地球质量大于月球质量,所以神舟飞船的线速度较大、周期较小,故A正确,B错误;
CD.设飞船的角速度为,以下用为向心加速度。万有引力提供向心力时,有
解得
由万有引力和牛顿第二定律得
解得
在相同轨道半径下,神舟飞船的角速度和加速度均较大,故CD错误。
故选A。
3. 如图所示,一条足够长的空心铜管竖直放置,其内壁光滑,不计空气阻力。一圆柱形磁铁(其直径略小于铜管内径)从管上端静止释放,取竖直向下为正方向。下列有关磁铁运动的位置x和速度v随时间变化图像,最接近真实运动的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.两图均为-图像,曲线斜率表示向下运动的速度。磁铁由静止释放,A的直线表示速度始终不变;下落时铜管中产生涡流,根据楞次定律,涡流对磁铁的作用阻碍其下落。随着速度增大,阻力增大,加速度逐渐减小,而B的抛物线表示加速度恒定,故AB错误;
CD.两图均为-图像,曲线斜率表示向下的加速度。磁铁所受向上的磁阻力逐渐增大,向下的合力及加速度逐渐减小;当磁阻力与重力平衡时,速度趋于恒定。C的斜率逐渐增大,D的斜率逐渐减小并趋于零,故C错误,D正确。
故选D。
4. 如图所示为透明介质材料制成的等腰直角棱镜剖面图,某一频率的激光从空气中垂直射向棱镜前表面AB,在棱镜内部经两次全反射后,最终沿与入射方向平行的方向射出棱镜。已知空气折射率为1,下列说法正确的是( )
A. 该棱镜材料对该激光的折射率至少为
B. 若入射光ab不垂直前表面AB,则出射光cd不与ab平行
C. 若改变入射激光的频率,激光在棱镜中一定会发生全反射
D. 若改变入射激光的频率,激光在棱镜中传播的时间不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.光线垂直射入棱镜后方向不变,在两个斜面上的入射角均为。设该棱镜对该频率激光的全反射临界角为,临界角公式为。要使光线在两个斜面上发生全反射,需满足,因此,故A正确;
B.若入射光不垂直于前表面,设其在空气中的入射角和棱镜中的折射角分别为,。光线在两个互相垂直的斜面上各反射一次后,传播方向转过;它从前表面射出时,由光路可逆性可知出射角仍为,所以出射光与入射光平行,故B错误;
C.透明介质的折射率随入射光频率变化,改变频率后,激光在斜面上的入射角不一定大于相应的全反射临界角,故C错误;
D.设激光在棱镜内的传播路程为,真空中的光速为,折射率为,则棱镜内的光速为
由于折射率随频率变化,传播时间为,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,水平放置的长管道,其竖直截面为圆形,CD为竖直直径。在同一截面上有A、B两处射入孔,其中A与圆心O等高,B与OD的中点等高。若A、B两处的水均沿水平方向射入容器内(A处向右、B处向左),且均落在D点,忽略空气阻力及水流间的相互影响,以下说法正确的是( )
A. 两处水流在空中运动时间相同
B. A处水流初速度等于B处水流初速度
C. A处水流落到D点时,速度方向与水平方向的夹角的正切值等于2
D. 水流在空中运动过程,AD处水流的加速度大于BD处水流的加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.平抛运动的竖直分运动为自由落体,运动时间由下落高度决定:
A点与O等高,到D点的竖直下落高度,由
可得;
B点与OD中点等高,到D点的竖直下落高度,
可得。 两处水流运动时间不同,故A错误;
B.平抛运动的水平分运动为匀速直线运动:
A点的水平位移,初速度;
B点的水平位移(由几何关系,B点横坐标距O点为,到D点水平距离为该值),初速度。 显然,故B错误;
C.平抛运动中,速度方向与水平方向夹角的正切值
对A处水流,代入、
解得,故C正确;
D.两水流在空中都只受重力,加速度均为重力加速度,大小相等,故D错误。
故选 C。
6. 如图所示,为无人机四机联吊的场景,当无人机群悬停时,四台无人机处于同一水平面上,其所在四点恰好组成一边长为的正方形,通过轻质绳联合吊起质量为的重物。已知绳、、、长度均为,绳、长度相等、在结点处夹角为(为锐角),重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 绳子的张力大小为
B. 绳子的张力大小为
C. 绳子的张力大小为
D. 绳子的张力大小为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.结点受重力和两根绳、的拉力。两根绳与竖直方向夹角均为,竖直方向平衡,有
解得,故AB错误;
CD.分析结点,受三根绳拉力、、,由对称性
设与竖直方向夹角为,则在竖直方向
解得
如下图所示建立三维坐标系,取中点为,设与竖直方向,即轴夹角为
由几何关系,
解得
又、合力方向沿方向,由受力平衡可知,、大小相等,方向相反,因此
联立解得,故C正确,D错误。
故选C。
7. 2026年6月5日,中科院宁波材料所发布:高性能专用磁钢的轴向磁通电机实现量产,可在电动、发电模式间切换。电机主体结构如图甲,定子固定于中间,由多组扇形线圈均匀排布(线圈间留有间隙);转子装有永磁体。图乙为定子示意图,线圈内、外半径分别为r和2r,每组匝数为n,有效面积为S。图丙是转子永磁体产生的磁场,相邻两扇区磁场方向相反,各扇区内可视为匀强磁场,磁感应强度大小均为B。图丁为发电工作状态,磁场以角速度绕轴顺时针转动,每组线圈产生电流。已知各组线圈内阻均不计,每组线圈外接负载电阻为R,以下选项正确的是(可能用到的结论:细导线旋转切割磁场产生的电动势,表示导线旋转切割时的平均速度大小,L表示导线在磁场中的有效长度)( )
A. 磁场经过图丁所示位置时,线圈a中感应电流方向为逆时针方向
B. 磁场经过图丁所示位置时,线圈a中产生的感应电动势大小为
C. 磁场经过图丁所示位置时,线圈a输出功率为
D. 磁铁转动一周,线圈a中通过电量为
【答案】B
【解析】
【详解】A.图示位置,线圈的两条径向边分别处在垂直纸面向外和向内的磁场中,由于磁场顺时针转动,所以线圈的两条径向边相对于磁场逆时针转动,由右手定则可知,两边产生的电动势在线圈回路中同向叠加,回路电流为顺时针方向,故A错误;
BC.一条径向边上各处的线速度随半径均匀变化,其平均值为
由题给关系,单根径向导线的动生电动势为
两条径向边产生的电动势沿回路同向,匝串联后线圈的感应电动势为
线圈内阻不计,负载电阻为,由欧姆定律和电功率公式得,故B正确,C错误;
D.某一次磁场方向由反转为时,每匝磁通量变化量大小为
设该过程经历时间,由法拉第电磁感应定律得平均感应电动势为
由欧姆定律,该次通过负载的电量为
该结果只对应一次磁场方向反转,磁铁转动一周时线圈会经历多次反转;若按同一方向统计有效电量,一周后磁通量回到初值,净电量为,故D错误。
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,有两个或两个以上的选项符合题目要求,全选对的得6分,漏选的得3分,错选、不选得0分。
8. 如图所示,交流发电机与理想变压器原线圈相连,副线圈接有两盏相同的灯泡L1、L2,分别与滑动变阻器R和线圈L串联,当发电机线圈以角速度匀速转动时,两盏灯泡亮度恰好相同,已知变压器原副线圈匝数比,忽略发电机内阻,下列说法正确的是( )
A. 当线圈经过图示位置(磁通量为零)时,线圈中产生感应电动势大小为零
B. 变压器原、副线圈电流的有效值之比
C. 当发电机线圈角速度提高至时,变压器原副线圈电压比
D. 当发电机角速度提高至时,灯L1的亮度将大于L2
【答案】BD
【解析】
【详解】A.当线圈经过图示位置(磁通量为零)时,线圈切割磁感线的运动方向与磁场方向垂直,磁通量的变化率达到最大,根据法拉第电磁感应定律可知,线圈中产生的感应电动势为最大值,而非零,故A错误;
B.理想变压器原、副线圈的电流有效值与匝数之比满足关系
已知变压器原副线圈匝数比
则变压器原、副线圈电流的有效值之比为,故B正确;
C.理想变压器原、副线圈的电压之比与匝数之比满足关系
与发电机线圈角速度无关,匝数没有变化,电压之比不变,始终为,故C错误;
D.当发电机角速度提高至时,交变电流的频率随之加倍,电感线圈的感抗随频率f升高而增大,所在支路的总阻抗增大,而所在支路的总阻抗不变。两灯泡相同且原亮度相同,说明两灯所在支路的原总阻抗相同,发电机角速度提高后,所在支路的总阻抗将大于所在支路的总阻抗,因此所在支路的电流将小于所在支路的电流,灯的亮度将大于,故D正确;
故选BD。
9. 已知均匀分布正电荷的无限大平面会在空间激发垂直于平面的匀强电场。如图所示,x轴为该平面的垂直轴线,在x轴上的O点固定一带电荷量为的点电荷(该点电荷不改变带电平面的电荷分布)。以O为圆心的同一圆周上有a、b、c、d四点,其中cd垂直于x轴,下列说法正确的是( )
A. 圆弧线acbda是等势线
B. c、d两点电势相等,电场强度也相同
C. a、b、c、d四点中,电场强度最大的点为a点
D. 将一个带电量为的试探电荷从a点沿圆弧线acbda移动一周,其电势能先减小后增加
【答案】CD
【解析】
【详解】A.圆弧线acbda只是点电荷的等势线,匀强电场沿电场线方向电势降低,叠加了沿x方向的匀强电场后,整段圆弧不是合电场的等势线,故A错误;
B.c、d两点关于x轴对称,匀强电场在两点的场强均沿x正方向、大小相等;点电荷在两点的场强大小相等、方向相反,合场强大小相等但方向不同,因此电场强度(矢量)不相同,故B错误;
C.设匀强电场的场强大小为,点电荷在四点的场强大小均为:
a点:点电荷的场强沿x轴正方向(指向O点),与匀强电场方向完全相同,合场强为;
b点:点电荷的场强沿x轴负方向,与反向,合场强为;
c、d点:点电荷的场强沿y轴方向,合场强为,均小于a点合场强,因此a点场强最大,故C正确;
D.沿圆弧移动一周,点电荷电场部分电势不变,只有匀强电场的电势沿x正方向逐渐降低、沿x负方向逐渐升高,因此+q的电势能变化为:从a到b电势能减小,从b回到a电势能增大,故D正确。
故选CD。
10. 如图甲所示,足够长的光滑绝缘斜面体OAB固定在水平面上,倾角。以O点为坐标原点,沿斜面向上为x轴正方向,平行于斜面施加一静电场,其电场强度E随x变化的关系如图乙所示,设x轴正方向为电场强度的正方向。现将一质量为m,电荷量大小为q的带电小滑块(可视为质点)从O点静止释放,小滑块释放后沿斜面向上运动。已知,运动过程中小滑块的电荷量q保持不变,经推导,滑块沿斜面的合外力满足:。已知简谐振动的回复力、振动周期(为相对平衡位置的位移,为振子质量,为比例系数),重力加速度为。则下列说法正确的是( )
A. 小滑块一定带正电
B. 小滑块沿斜面向上运动过程中的最大速度为
C. 小滑块将在0到区间做简谐振动
D. 小滑块由到第一次运动至最高点的时间为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.滑块从O点静止释放后沿斜面向上运动,说明初始时刻合力沿斜面向上。重力沿斜面向下的分力为
因此电场力必须沿斜面向上。由于正方向为沿斜面向上、也为电场强度正方向,电场力方向与电场强度方向一致,说明滑块带正电,故A正确;
B.简谐振动的平衡位置是合外力为0的位置,令,代入合外力公式,可得平衡位置在
此处滑块速度最大。图像的面积乘以为电场力做功,从O到过程中,由动能定理得
代入,解得最大速度,故B正确;
C.将题干给出的合外力公式变形:令(为相对平衡位置的位移)
代入得
符合简谐振动回复力特征,其中比例系数
滑块从O点(,对应)静止释放,根据简谐振动的对称性,振动的另一端最大位移对应,即最大位移
因此滑块的运动区间为,故C错误;
D.简谐振动周期公式,代入,可得周期
滑块从O点静止释放到第一次运动到最高点,对应从简谐振动的一个最大位移处运动到另一个最大位移处,恰好经过半个周期,时间,故D正确。
故选ABD。
三、非选择题:共54分。考生根据要求作答。
11. 如图甲,某小组设计探究圆周运动规律的实验装置,水平实验台上依次放上复写纸和白纸并用图钉固定,中央固定拉力传感器。实验小滑块内置脉冲放电装置,可以通过滑块下方放电针发出频率为的高压电脉冲,拉力传感器中心转轴通过水平轻绳与滑块连接,实验步骤如下:
(1)启动放电针开关,推动滑块使其绕做圆周运动,电脉冲放电通过复写纸在白纸上留下一系列点,如图乙,测得到打下的各点间的平均距离为;
(2)为第一个点,按打点先后顺序每隔4个点取一个计数点,得到了、、、等计数点,则滑块经过相邻计数点之间的时间间隔________;
(3)若将圆弧轨迹沿切线展开,由测量结果可得,滑块可等效做匀减速直线运动。图乙中依次测得连线、、、与之间的夹角分别为、、、(各角度取弧度为单位),可得滑块经过点时的角速度大小________;图丙为拉力传感器测得拉力大小随时间变化的图像,从图丙中可以获得滑块经过点时绳的拉力大小为,则滑块质量________;已知重力加速度大小为,由此可以测得滑块与白纸间的动摩擦因数________。(以上各空均用测量得到的物理量和表达)
【答案】 ①. ②. ③. ④.
【解析】
【详解】(2)[1]放电脉冲的频率为,则相邻两个放电点的时间间隔为。每隔4个点取一个计数点,说明相邻计数点间有5个放电间隔,因此滑块经过相邻计数点之间的时间间隔
(3)[2]是、的中间时刻,到的弧长为
到的时间间隔为
匀变速曲线运动中,某点的瞬时线速度等于相邻两段过程的平均速度。因此点线速度
由角速度与线速度关系,可得滑块经过点时的角速度大小
[3]圆周运动的向心力由绳的拉力提供,则向心力
则滑块质量
[4]滑块沿圆弧做匀减速圆周运动,沿切线方向等效为匀减速直线运动,相邻计数点时间间隔
四段弧长、、、
利用匀变速直线运动逐差法,得
将弧长和代入,整理得到切向加速度
滑块切向仅受滑动摩擦力,由牛顿第二定律
解得动摩擦因数
12. 气压传感器常用于测量气体压强,结构及工作原理如图甲,电阻桥贴附于硅隔膜上,气压作用于硅隔膜,使电阻桥的应变电阻发生横向、纵向应变,引起增大、减小。小天和小亮设计的气压测量电路如图乙,虚线框内为气压传感器,电阻桥输出端为、两端;通电工作时,、间产生与压强对应的电势差,由此可通过测量该电势差得出气体压强。电压表、电流表均为理想电表,进行如下实验操作:
(1)连接电路时,闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P滑至________(选填“”或“”)端;电压表的正极应连接电路中________(选填“”或“”)端;
(2)将传感器置于真空中,已知此时传感器内阻值。闭合开关S,移动滑动变阻器滑片位置至适当位置,电压表的读数为________;此时电压表读数为,对应电流表读数为,则气压传感器、间的等效阻值为________(用和表示);
(3)保持滑动变阻器滑片位置不变,将传感器放到待测气体中,受气压作用,传感器内阻值,(由于电桥两支路总电阻不变,电压表读数仍然为,对应电流表读数仍然为);若此时电压表的读数为,已知与环境气体压强的关系为(和均为与材料有关的常数),则待测气体压强________(用、、、、和表示)。
【答案】(1) ①. f ②. b
(2) ①. 0 ②.
(3)
【解析】
【小问1详解】
[1]滑动变阻器为分压式接法,滑片滑至f端时,传感器所在支路初始分压为0,可保护电路元件,因此滑片应滑到f端。
[2]c为高电势端、d为低电势端,电桥两条支路总电阻始终相等,支路电流相同。气压作用下,a点电势为
b点电势为
可得
因此电压表V2的正极需接高电势的b端。
【小问2详解】
[1] 真空时,代入电势公式得,因此a、b间电势差为0,即
[2] 电流表测c、d间的总电流,电压表V1测c、d间的总电压,根据欧姆定律,气压传感器c、d间的等效阻值
【小问3详解】
受气压作用,传感器内阻值,,两支路总电阻均为
且保持不变,因此不变:电压表V2的大小为
真空状态下等效电阻
联立解得
由题可知,解得
13. 如图所示为生活在海里的某类变温鱼(体内温度始终与环境水温保持一致)的鱼鳔,有两个气室,前气室可通过气腺分泌气体进行充气,后气室可通过卵圆窗结构进行排气,前、后气室始终连通。鱼通过充、排气,以及控制前、后气室体积大小,实现上浮、下潜和运动姿态的变化。请解答以下问题:
(1)鱼随海水缓慢降温,鱼鳔内气体温度降低,气体分子平均动能________(填“增大”或“减小”);
(2)鱼缓慢下潜至某一深度,环境压强由变为,水温由300 K降至290 K,若鱼鳔内气体质量不变,求下潜前、后鱼鳔内气体体积之比;
(3)鱼停在某深度,海水温度保持不变。初始时鱼鳔内气体压强为,总体积为。鱼通过气腺向鱼鳔内充入一部分气体,并调节鱼鳔壁肌肉使其总体积始终维持在,充气完成后,内部压强变为。求充入的这部分气体在压强为时的体积。
【答案】(1)减小 (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
温度是气体分子平均动能的宏观标志,气体温度降低时,气体分子的平均动能随之减小。
【小问2详解】
鱼鳔内气体质量不变,由理想气体状态方程得
已知下潜前状态参量,;下潜后状态参量,,代入方程得:
即下潜前后鱼鳔内气体体积之比为
【小问3详解】
设充入的气体在压强为时的体积为,充气过程温度不变,由玻意耳定律有:
解得
14. 某种测量地磁场的装置原理如图所示。装置位于赤道上方,y轴沿竖直方向,x轴沿南北水平方向。热灯丝逸出的电子,初速度可视为零,依次经过竖直放置的加速极板间和水平放置的偏转极板间(偏转极板范围内屏蔽了地磁场),随后进入磁场区域,该区域外加一匀强磁场,磁感应强度大小为,方向沿x轴正方向;电子在磁场区域内做螺旋线运动,最终打在竖直放置的荧光屏上。当x轴正方向指向正北时,通过移动荧光屏测得螺旋线的螺距(一周期内电子沿x轴方向的位移)为;当x轴正方向指向正南时,测得螺距为。已知电子质量为m,电荷量为e,加速电极的电压大小为,忽略电子的重力,地磁场大小为,并未在图中画出,且,求:
(1)电子进入偏转电场时的速度大小;
(2)测量点的地磁场的磁感应强度大小(用表示);
(3)若某电子进入磁场时速度方向与x轴正方向夹角为θ,求偏转电场做功大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
电子在加速电场中由静止加速,根据动能定理有
解得
【小问2详解】
当x轴指向正北时,总磁场沿x方向的合分量为
当x轴指向正南时,地磁场与反向,总磁场沿x方向的合分量为
螺旋运动的螺距定义为一个周期内电子沿平行磁场方向的位移:电子沿平行磁场方向的分运动为匀速直线运动,垂直磁场方向的分运动为匀速圆周运动,圆周运动周期
根据洛伦兹力提供向心力有
螺距
将B、代入解得,
计算可得
【小问3详解】
根据速度的分解可知
根据动能定理可知
解得
15. 如图所示,竖直平面内的滑道由光滑圆弧ab、bc、cd和足够长的光滑水平直线de四段组合而成,各段拼接处均平滑相切。ab段为半径为R的四分之一圆弧,其圆心与a点等高;bc和cd段半径未知,圆弧bc的圆心位于de段所在水平面上,且连线与水平面间夹角。de段上静置有一质量为的小滑块B(k为未知的比例系数),B的左端沿水平方向固定着一压缩状态的轻质弹簧(大小可忽略),弹簧锁定的弹性势能大小。现从a点静止释放一质量为m的小滑块A,滑块恰好可以不脱离圆弧轨道运动。忽略一切摩擦阻力,,。
(1)分别求出滑块经过拼接点b、c、d时的速度大小;
(2)求滑块对圆弧轨道的最大压力大小;
(3)A与弹簧接触前瞬间弹簧解锁,若A此后不脱离轨道运动,且A与B能发生二次碰撞,求满足此条件下k的取值范围,以及第一次碰撞后B的速度取值范围。
【答案】(1),,
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
小滑块A从过程中,由机械能守恒定律有
解得
设光滑圆弧bc、cd的半径分别为和,由几何关系有
小滑块A从过程中,由机械能守恒定律有
在点,由牛顿第二定律有
解得,,
小滑块A从过程中,由机械能守恒定律有
解得
【小问2详解】
根据题意可知,滑块在圆弧最低点时,对圆弧的压力最大,在点,由牛顿第二定律有
解得
在点,由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可知,滑块对圆弧轨道的最大压力
【小问3详解】
滑块A和B发生弹性碰撞,设碰撞后A的速度为,B的速度为,
由动量守恒定律有
由能量守恒定律有
其中,
A被弹簧弹回后沿轨道上升,A此后不脱离轨道运动,最高点不超过bc圆弧的c点高度,即需要满足
A被弹回向左运动、沿轨道返回de后,速度大小仍为(轨道光滑无能量损失),要追上向右匀速的B,需满足
联立可得,
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2027届高三供题训练(C1)
物理试题
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,只有一个选项符合题目要求,选对的得4分,错选、不选得0分。
1. 2026年4月,中国原子能科学研究院成功研发一种用于心肌灌注显像的新型锝放射性药物。激发态的原子核衰变为基态原子核,衰变方程为,半衰期约为6小时,衰变释放射线;也是一种放射性核素,衰变方程为。则以下说法正确的是( )
A. 医学显像利用的是其辐射的射线强电离特性
B. 制备好的锝药剂可以长期保存
C. 的衰变为衰变,此过程有一个质子转变为中子
D. 原子核质量大于原子核质量
2. 神舟系列飞船承担我国近地轨道载人飞行任务,梦舟系列飞船承担载人登月任务。设神舟二十三号绕地球做匀速圆周运动的轨道半径,与梦舟飞船一号绕月球做匀速圆周运动的某轨道半径相同,则与梦舟飞船相比较,神舟飞船的( )
A. 线速度较大 B. 周期较大 C. 角速度较小 D. 加速度较小
3. 如图所示,一条足够长的空心铜管竖直放置,其内壁光滑,不计空气阻力。一圆柱形磁铁(其直径略小于铜管内径)从管上端静止释放,取竖直向下为正方向。下列有关磁铁运动的位置x和速度v随时间变化图像,最接近真实运动的是( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示为透明介质材料制成的等腰直角棱镜剖面图,某一频率的激光从空气中垂直射向棱镜前表面AB,在棱镜内部经两次全反射后,最终沿与入射方向平行的方向射出棱镜。已知空气折射率为1,下列说法正确的是( )
A. 该棱镜材料对该激光的折射率至少为
B. 若入射光ab不垂直前表面AB,则出射光cd不与ab平行
C. 若改变入射激光的频率,激光在棱镜中一定会发生全反射
D. 若改变入射激光的频率,激光在棱镜中传播的时间不变
5. 如图所示,水平放置的长管道,其竖直截面为圆形,CD为竖直直径。在同一截面上有A、B两处射入孔,其中A与圆心O等高,B与OD的中点等高。若A、B两处的水均沿水平方向射入容器内(A处向右、B处向左),且均落在D点,忽略空气阻力及水流间的相互影响,以下说法正确的是( )
A. 两处水流在空中运动时间相同
B. A处水流初速度等于B处水流初速度
C. A处水流落到D点时,速度方向与水平方向的夹角的正切值等于2
D. 水流在空中运动过程,AD处水流的加速度大于BD处水流的加速度
6. 如图所示,为无人机四机联吊的场景,当无人机群悬停时,四台无人机处于同一水平面上,其所在四点恰好组成一边长为的正方形,通过轻质绳联合吊起质量为的重物。已知绳、、、长度均为,绳、长度相等、在结点处夹角为(为锐角),重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 绳子的张力大小为
B. 绳子的张力大小为
C. 绳子的张力大小为
D. 绳子的张力大小为
7. 2026年6月5日,中科院宁波材料所发布:高性能专用磁钢的轴向磁通电机实现量产,可在电动、发电模式间切换。电机主体结构如图甲,定子固定于中间,由多组扇形线圈均匀排布(线圈间留有间隙);转子装有永磁体。图乙为定子示意图,线圈内、外半径分别为r和2r,每组匝数为n,有效面积为S。图丙是转子永磁体产生的磁场,相邻两扇区磁场方向相反,各扇区内可视为匀强磁场,磁感应强度大小均为B。图丁为发电工作状态,磁场以角速度绕轴顺时针转动,每组线圈产生电流。已知各组线圈内阻均不计,每组线圈外接负载电阻为R,以下选项正确的是(可能用到的结论:细导线旋转切割磁场产生的电动势,表示导线旋转切割时的平均速度大小,L表示导线在磁场中的有效长度)( )
A. 磁场经过图丁所示位置时,线圈a中感应电流方向为逆时针方向
B. 磁场经过图丁所示位置时,线圈a中产生的感应电动势大小为
C. 磁场经过图丁所示位置时,线圈a输出功率为
D. 磁铁转动一周,线圈a中通过电量为
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,有两个或两个以上的选项符合题目要求,全选对的得6分,漏选的得3分,错选、不选得0分。
8. 如图所示,交流发电机与理想变压器原线圈相连,副线圈接有两盏相同的灯泡L1、L2,分别与滑动变阻器R和线圈L串联,当发电机线圈以角速度匀速转动时,两盏灯泡亮度恰好相同,已知变压器原副线圈匝数比,忽略发电机内阻,下列说法正确的是( )
A. 当线圈经过图示位置(磁通量为零)时,线圈中产生感应电动势大小为零
B. 变压器原、副线圈电流的有效值之比
C. 当发电机线圈角速度提高至时,变压器原副线圈电压比
D. 当发电机角速度提高至时,灯L1的亮度将大于L2
9. 已知均匀分布正电荷的无限大平面会在空间激发垂直于平面的匀强电场。如图所示,x轴为该平面的垂直轴线,在x轴上的O点固定一带电荷量为的点电荷(该点电荷不改变带电平面的电荷分布)。以O为圆心的同一圆周上有a、b、c、d四点,其中cd垂直于x轴,下列说法正确的是( )
A. 圆弧线acbda是等势线
B. c、d两点电势相等,电场强度也相同
C. a、b、c、d四点中,电场强度最大的点为a点
D. 将一个带电量为的试探电荷从a点沿圆弧线acbda移动一周,其电势能先减小后增加
10. 如图甲所示,足够长的光滑绝缘斜面体OAB固定在水平面上,倾角。以O点为坐标原点,沿斜面向上为x轴正方向,平行于斜面施加一静电场,其电场强度E随x变化的关系如图乙所示,设x轴正方向为电场强度的正方向。现将一质量为m,电荷量大小为q的带电小滑块(可视为质点)从O点静止释放,小滑块释放后沿斜面向上运动。已知,运动过程中小滑块的电荷量q保持不变,经推导,滑块沿斜面的合外力满足:。已知简谐振动的回复力、振动周期(为相对平衡位置的位移,为振子质量,为比例系数),重力加速度为。则下列说法正确的是( )
A. 小滑块一定带正电
B. 小滑块沿斜面向上运动过程中的最大速度为
C. 小滑块将在0到区间做简谐振动
D. 小滑块由到第一次运动至最高点的时间为
三、非选择题:共54分。考生根据要求作答。
11. 如图甲,某小组设计探究圆周运动规律的实验装置,水平实验台上依次放上复写纸和白纸并用图钉固定,中央固定拉力传感器。实验小滑块内置脉冲放电装置,可以通过滑块下方放电针发出频率为的高压电脉冲,拉力传感器中心转轴通过水平轻绳与滑块连接,实验步骤如下:
(1)启动放电针开关,推动滑块使其绕做圆周运动,电脉冲放电通过复写纸在白纸上留下一系列点,如图乙,测得到打下的各点间的平均距离为;
(2)为第一个点,按打点先后顺序每隔4个点取一个计数点,得到了、、、等计数点,则滑块经过相邻计数点之间的时间间隔________;
(3)若将圆弧轨迹沿切线展开,由测量结果可得,滑块可等效做匀减速直线运动。图乙中依次测得连线、、、与之间的夹角分别为、、、(各角度取弧度为单位),可得滑块经过点时的角速度大小________;图丙为拉力传感器测得拉力大小随时间变化的图像,从图丙中可以获得滑块经过点时绳的拉力大小为,则滑块质量________;已知重力加速度大小为,由此可以测得滑块与白纸间的动摩擦因数________。(以上各空均用测量得到的物理量和表达)
12. 气压传感器常用于测量气体压强,结构及工作原理如图甲,电阻桥贴附于硅隔膜上,气压作用于硅隔膜,使电阻桥的应变电阻发生横向、纵向应变,引起增大、减小。小天和小亮设计的气压测量电路如图乙,虚线框内为气压传感器,电阻桥输出端为、两端;通电工作时,、间产生与压强对应的电势差,由此可通过测量该电势差得出气体压强。电压表、电流表均为理想电表,进行如下实验操作:
(1)连接电路时,闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P滑至________(选填“”或“”)端;电压表的正极应连接电路中________(选填“”或“”)端;
(2)将传感器置于真空中,已知此时传感器内阻值。闭合开关S,移动滑动变阻器滑片位置至适当位置,电压表的读数为________;此时电压表读数为,对应电流表读数为,则气压传感器、间的等效阻值为________(用和表示);
(3)保持滑动变阻器滑片位置不变,将传感器放到待测气体中,受气压作用,传感器内阻值,(由于电桥两支路总电阻不变,电压表读数仍然为,对应电流表读数仍然为);若此时电压表的读数为,已知与环境气体压强的关系为(和均为与材料有关的常数),则待测气体压强________(用、、、、和表示)。
13. 如图所示为生活在海里的某类变温鱼(体内温度始终与环境水温保持一致)的鱼鳔,有两个气室,前气室可通过气腺分泌气体进行充气,后气室可通过卵圆窗结构进行排气,前、后气室始终连通。鱼通过充、排气,以及控制前、后气室体积大小,实现上浮、下潜和运动姿态的变化。请解答以下问题:
(1)鱼随海水缓慢降温,鱼鳔内气体温度降低,气体分子平均动能________(填“增大”或“减小”);
(2)鱼缓慢下潜至某一深度,环境压强由变为,水温由300 K降至290 K,若鱼鳔内气体质量不变,求下潜前、后鱼鳔内气体体积之比;
(3)鱼停在某深度,海水温度保持不变。初始时鱼鳔内气体压强为,总体积为。鱼通过气腺向鱼鳔内充入一部分气体,并调节鱼鳔壁肌肉使其总体积始终维持在,充气完成后,内部压强变为。求充入的这部分气体在压强为时的体积。
14. 某种测量地磁场的装置原理如图所示。装置位于赤道上方,y轴沿竖直方向,x轴沿南北水平方向。热灯丝逸出的电子,初速度可视为零,依次经过竖直放置的加速极板间和水平放置的偏转极板间(偏转极板范围内屏蔽了地磁场),随后进入磁场区域,该区域外加一匀强磁场,磁感应强度大小为,方向沿x轴正方向;电子在磁场区域内做螺旋线运动,最终打在竖直放置的荧光屏上。当x轴正方向指向正北时,通过移动荧光屏测得螺旋线的螺距(一周期内电子沿x轴方向的位移)为;当x轴正方向指向正南时,测得螺距为。已知电子质量为m,电荷量为e,加速电极的电压大小为,忽略电子的重力,地磁场大小为,并未在图中画出,且,求:
(1)电子进入偏转电场时的速度大小;
(2)测量点的地磁场的磁感应强度大小(用表示);
(3)若某电子进入磁场时速度方向与x轴正方向夹角为θ,求偏转电场做功大小。
15. 如图所示,竖直平面内的滑道由光滑圆弧ab、bc、cd和足够长的光滑水平直线de四段组合而成,各段拼接处均平滑相切。ab段为半径为R的四分之一圆弧,其圆心与a点等高;bc和cd段半径未知,圆弧bc的圆心位于de段所在水平面上,且连线与水平面间夹角。de段上静置有一质量为的小滑块B(k为未知的比例系数),B的左端沿水平方向固定着一压缩状态的轻质弹簧(大小可忽略),弹簧锁定的弹性势能大小。现从a点静止释放一质量为m的小滑块A,滑块恰好可以不脱离圆弧轨道运动。忽略一切摩擦阻力,,。
(1)分别求出滑块经过拼接点b、c、d时的速度大小;
(2)求滑块对圆弧轨道的最大压力大小;
(3)A与弹簧接触前瞬间弹簧解锁,若A此后不脱离轨道运动,且A与B能发生二次碰撞,求满足此条件下k的取值范围,以及第一次碰撞后B的速度取值范围。
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