内容正文:
物理
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、班级、考场/座位号、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔填涂;答非选择题时,必须使用0.5毫米的黑色签字笔书写;必须在题号对应的答题区域内作答,超出答题区域书写无效;保持答卷清洁、完整。
3.考试结束后,将答题卡交回(试题卷学生留存,以备评讲)。
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.真空中有两个静止的点电荷M和N,M的电荷量为,N的电荷量为,两者相距,则两电荷连线上与M距离为的处电场强度的大小为( )
A. B. C. D.
2.如图,一辆玩具车装载了小型电磁炮,炮筒朝向车的正后方。启动玩具车使之沿水平地板向前做匀速直线运动,某时刻启动电磁炮向后发射一枚“炮弹”,观察到炮弹脱离炮筒后做自由落体运动。发射“炮弹”前后玩具车受到的牵引力、阻力均不变,设发射“炮弹”前玩具车(含炮弹)的动量为,发射后玩具车的动量为,则( )
A. B.
C. D.、的关系无法判断
3.某物理小组在学习中国航空航天史的过程中,了解到神舟系列飞船在绕地做匀速圆周运动时,可看作距地表高度可忽略的近地卫星。他们想利用神舟飞船运行的相关数据估算地球的密度,经分析,只需用到两个数据,它们是( )
A.万有引力常量和飞船的线速度 B.飞船的线速度和地球半径
C.万有引力常量和飞船的周期 D.飞船的周期和地球表面的重力加速度
4.Cybercab是特斯拉于2026年9月推出的一款无人监督完全自动驾驶出租车(如图甲),它不配备方向盘、加速踏板和制动踏板,利用视觉系统和传感器实现全自动驾驶。如图乙,某次行程中,Cybercab沿平直车道AB减速行驶至B点停下,接到乘客后,又沿平直车道BC加速驶离,车道BC与车道AB相互垂直。若Cybercab在A点时速度为5 m/s,减速和加速过程的加速度大小均恒为0.5 m/s2,车在B点停下接客的时间为30 s,加速到C点时速度为10 m/s,忽略车道的宽度,将车看作质点,则从A到C点Cybercab的平均速度大小是( )
A. B. C. D.
5.如图,挂在卡车驾驶舱内的灯笼吊饰由两个灯笼甲、乙及两段轻绳连接而成,甲的质量大于乙。在卡车向左做匀加速直线运动过程中,以下各图最接近吊饰正确姿态的是( )
A. B. C. D.
6.如图,人体细胞膜由磷脂双分子层组成,双分子层间存在电压,使得只有特定粒子才能经细胞膜进入细胞内。某次观察发现,初速度同为的钠离子和钾离子仅在双分子层间静电力的作用下,从细胞膜外A点向膜内运动,到达B点时速度恰好为零。不计离子间作用力,双分子层间的电场近似为匀强电场,A点电势为,的质量为,电荷量为,的质量比的质量大,细胞膜的厚度为。下列说法正确的是( )
A.穿过细胞膜的过程中的电势能逐渐减小
B.双分子层间的电场强度大小为
C.B点电势为
D.钾离子不能顺利地进入细胞内
7.消防员救火时,利用高压水枪将水高速喷出,达到远距离灭火的目的。下图为某次救火现场的照片,水柱在空中的形状可视作抛物线,测得水柱上某点B到喷嘴处A点的距离为,且水柱在A、B两点的切线方向相互垂直。已知照片的比例尺为,水喷出时的流量(单位时间内的出水体积)为6.28 L/s,喷嘴的内部直径为2 cm,重力加速度,忽略水喷出后各部分间的黏滞力,不计空气阻力,则可以估算水到达B点时的速度大小为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.关于振动和波的相关知识,下列说法正确的有( )
A.弹簧振子的回复力,其中代表弹簧的形变量
B.振幅是振动的物体偏离其平衡位置的最大距离
C.波源振动的频率越高,波的传播速度越快
D.两列波要发生干涉,它们的频率必须相同,振幅可以不同
9.飞行时间质谱仪可用于创新药物研发等领域,其简化工作原理如图。开关S闭合,在真空室内,平行板电容器极板AB间加速电压为U,两极板中央开有小孔,C为接收端,BC间为无场漂移区域。有一质量为m、电荷量为的带电大分子(不计重力),自漂入A极板小孔(忽略初速度)起,经加速区域和漂移区域到达C端结束,时间探测器显示整个过程时间为t,已知平行板电容器的电容与极板间距离成反比,则( )
A.保持S闭合,仅变大,t变长
B.保持S闭合,A、C位置不变,仅B极板向右移动,t变长
C.保持S闭合,仅U增大,t变长
D.将S断开,A、C位置不变,仅B极板向右移动,t变短
10.如图,长方体中空容器(器壁很薄)装满水后静止在光滑水平面上,总质量为9m,一颗质量为m的子弹以水平初速度从容器的左侧壁射入容器,最终留在容器底部与容器相对静止。整个过程子弹未与右侧壁接触,水对子弹阻力的水平分量与子弹相对于水的水平分速度始终满足(k为已知常数),子弹射入时留下的弹孔到容器底部的高度为h,重力加速度为g,忽略射入容器瞬间容器壁对子弹运动的影响,不计弹孔处水的微量流失。下列说法正确的是( )
A.子弹最终的速度大小为
B.从开始射入到刚好共速,子弹受到的总冲量大小为
C.最终子弹到容器左侧壁的距离为
D.整个过程子弹、容器和水构成的系统损失的机械能为
三、非选择题:本大题共5小题,共57分。
11.(6分)实验小组利用图1所示的实验装置验证机械能守恒定律,所用器材包括:已安装phyphox的智能手机、铁块、钢尺、刻度尺等。
实验步骤如下:
①将钢尺伸出水平桌面少许,在钢尺末端放一个铁块,用刻度尺测出铁块下表面与水平地板间的高度差;
②运行phyphox中的声音振幅(声音传感器)项目;
③迅速敲击钢尺侧面,铁块自由下落;
④传感器记录下声音振幅随时间的变化曲线(图2),第一个尖峰、第二个尖峰分别对应敲击钢尺瞬间和铁块落地瞬间。
(1)由图2,铁块在空中下落的时间为________s。
(2)认为铁块在空中下落的加速度恒定,则铁块落地前瞬间的速度大小为________m/s。
(3)若再测得铁块的质量为50 g,重力加速度取,则铁块在空中下落的整个过程中,重力势能减少了________J,动能增加了________J,在误差允许的范围内,可认为验证了机械能守恒定律。(均保留3位有效数字)
12.(9分)小明同学用如图(a)所示的装置测量当地的重力加速度。实验步骤如下:
①按图(a)组装实验装置,两根长为的不可伸长的细线分别固定在铁架台水平支架的、两点,细线另一端共同系在摆球顶端,形成一个双线摆;
②用刻度尺测量并记录、之间的距离;
③用游标卡尺测量并记录摆球的直径,结果如图(b)所示;
④将双线摆向外拉开较小的角度(小于5°)由静止释放,此后它在垂直于的竖直平面内摆动,用秒表测量并记录摆的周期;
⑤改变,重复步骤④,得到多组(,)数据;
⑥处理数据,计算当地的重力加速度。
回答下列问题:
(1)小球直径________;
(2)该双线摆的摆长________________________(用、、表示);
(3)写出双线摆较普通单线摆的一个优点:___________________________________________________;
(4)小明同学在计算摆长时忘记考虑小球的半径,根据实验数据拟合出如图(c)所示的“”图像,根据图像,他算出的重力加速度为________(用、表示),这个结果比真实值偏________(选填“大”、“小”)。
13.(10分)一列简谐横波在均匀介质中沿轴负方向传播,波速为,振幅为。时刻的波形图如图所示,、为介质中的两个质点,它们的平衡位置相距0.5 m。
(1)若在内,质点通过的路程为40 cm,求波长和质点的振动方程;
(2)质点回到平衡位置对应的所有时刻。
14.(14分)如图所示,某传送装置由水平传送带AB、光滑水平直轨BC和光滑半圆轨组成,传送带及各段轨道均为绝缘材质,位于竖直平面内且与BC平滑连接,C、D分别是它的最低点和最高点。整个装置处在匀强电场中,电场方向水平向右且与半圆轨平行。将一质量为m、带电量为q(q>0)的物块轻放于传送带最左侧A点,物块能沿着轨道连续经过B、C、D完成传送。已知传送带顺时针转动,速率为,AB=3L,BC=2L,的半径为L,匀强电场的电场强度为,物块与传送带间的动摩擦因数为,重力加速度为g,物块可视为质点,不计空气阻力和物块电荷量变化。求:
(1)物块第一次到达B点时的速度大小;
(2)物块第一次到达D点时与轨道间的弹力大小;
(3)判断物块从第一次D点飞出后能否落在B、C之间,如果能,请计算落点到C点的距离;如不能,请说明理由。
15.(18分)某同学设计的弹球游戏装置示意图如图所示,装置由一段倾斜直管道和个相同的不对称“倒V”形管道平滑连接而成,管道透明且光滑,固定在竖直平面内。入口端与第一个“倒V”形管道左端高度差为,每个“倒V”形管道最高点与其左、右两端的高度差分别为和,每个“倒V”形管道的左端均静置1个质量为的弹球,自上而下依次编号为1,2,3,…,。开始游戏时,在入口端由静止释放一质量为的弹球P。所有弹球的直径均略小于管道内径,不计弹球与管道相互作用的能量损失和空气阻力,所有弹球之间的碰撞均视为对心弹性碰撞,重力加速度为。求:
(1)弹球P与1号弹球碰撞后瞬间,弹球P和1号弹球各自的速度大小;
(2)号弹球飞出出口时的动量大小;
(3)若弹球P的质量,已知:每个弹球在被上方弹球碰撞后,与下方弹球碰撞前不会被上方弹球再次碰撞,且所有弹球(包括P)都能到达出口。
(i)求弹球P与1号弹球第次碰撞后瞬间的速度大小;
(ii)若足够大,且,求与之间应满足的关系。
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