精品解析:贵州贵阳市贵州师范大学附属中学2026-2027学年高三上学期10月测试物理试卷
2026-10-13
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内容正文:
贵州师范大学附属中学2026-2027学年高2024级高三上10月测试
物理试卷
注意事项:
1.开考前,请先将自己的姓名涂写在试卷,答题卡上;注意涂写时务必检查是否准确;
2.请按照考试用笔要求:使用2B铅笔作答选择题部分,使用0.5mm黑色墨迹签字笔作答非选择题部分;绝对不允许使用红笔、蓝笔、钢笔作答。
3.考试结束后,由当堂考试工作人员将试卷,答题卡,草稿纸收回。
一、选择题:以下共10题,1~7题为单项选择题,每题4分,共28分;8~10题为不定项选择题,每题6分,共18分,全选对得6分,选对但不全得3分,有选错0分。所有选择题共46分。
1. 有一种巨型娱乐器械,可乘坐二十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上高处,然后让座舱自由落下。落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下,整个下降过程用时9s。已知座舱自由下落的高度为45m,g取10m/s2,下列说法正确的是( )
A. 座舱自由下落的时间为4.5s
B. 制动后每个人的加速度大小都是5m/s2
C. 制动系统启动时座舱的速度为45m/s
D. 下降的总高度为90m
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据可得,座舱自由下落的时间为,故A错误;
BCD.制动系统启动时座舱的速度为
剩余的减速时间为t′=6s,减速下降了
下降的总高度为,
制动后每个人的加速度大小都是,故B正确,CD错误。
故选B。
2. 我国“华龙一号”核电工程采用了世界最高安全要求和最新技术标准。关于核反应堆,下列说法正确的是( )
A. 华龙一号核反应堆是利用可控的核聚变释放核能的
B. 是核反应堆的一种典型核反应方程
C. 中等质量的原子核的比结合能最小,所以核裂变和核聚变都能释放核能
D. 将控制棒插入铀棒之间深一些,可多吸收铀核,链式反应速度会慢一些
【答案】B
【解析】
【详解】A.华龙一号核反应堆是利用可控的核裂变释放核能的。故A错误;
B.是核反应堆的一种典型核反应方程。故B正确;
C.中等质量的原子核的比结合能最大,最稳定,不易发生核反应。所以核裂变和核聚变都是变成中等大小的核而释放核能。故C错误;
D.将控制棒插入铀棒之间深一些,可多吸收中子,链式反应速度会慢一些。故D错误。
故选B。
3. 在如图所示的直角坐标系xOy中,存在平行于纸面的匀强电场。从a点以12 eV的动能沿纸面向不同方向先后射出两个电子,仅在电场力的作用下,一电子经过b点时的动能为6 eV,另一电子经过c点时的动能为8 eV。不考虑两电子间的相互作用,下列判断正确的是( )
A. b点的电势比a点的电势高
B. 该电场强度的大小为
C. c点与b点的电势差
D. c点与d点的电势差
【答案】B
【解析】
【详解】A.仅在电场力的作用下,电子由a到b,根据
可得
解得
因此,故A错误;
B.电子由a到c,根据
可得
解得
设匀强电场水平分量为,竖直分量为,从到,坐标相同,坐标的差值
根据
可得
解得,方向向下。
从到,坐标相同,坐标差值
同理可得
解得,方向向左。
因此电场强度大小,故B正确;
C.c点与b点的电势差,故C错误;
D.根据,
可知电场强度的方向与轴夹角为斜向左下方,如图所示
可知a、d两点是等势点,则
则,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,和是绝热汽缸内的两个活塞,他们把汽缸分成甲和乙两部分,两部分中都封有等量的理想气体。是导热的,其热容量可不计,与汽缸壁固连。是绝热的,可在汽缸内无摩擦滑动,但不漏气,其右方为大气,图中为加热用的电炉丝。开始时,系统处于平衡状态,两部分中气体的温度和压强皆相同。现接通电源,缓慢加热一段时间后停止加热,系统又达到新的平衡。则( )
A. 甲、乙中气体的温度有可能不变
B. 甲、乙中气体的压强都增加了
C. 甲、乙中气体的内能的增加量相等
D. 电炉丝放出的总热量等于甲、乙中气体增加内能的总和
【答案】C
【解析】
【详解】本题意在考查考生对理想气体状态方程等所学知识的识记能力和综合应用能力及熟记基础知识是解答此题的关键。
本题考查了判断气体压强、内能如何变化及气体吸热与放热情况分析清楚气体状态变化过程、应用热力学第二定律即可正瑰解题熟悉热力学第二定律的各种表述
形式。平时要理解并记牢定律的内容是解题的关健。
【解答】A.由热力学第二定律可知,由甲、乙组成的系统在吸收电炉丝传来的热量后,这一总热量必然有一部分用来增加系统的内能,使得甲、乙气体中的温度升高,故A错误;
C.因为甲、乙中封的气体是等量的,且 是导热的是绝热的,所以加热后再次达到新的平衡时,甲、乙中气体的温度一定相同且两部分中都封有等量的理想气体;故C正确;
BD.电炉丝放出的总热量等于甲、乙中气体增加内能的总和再加上活塞可在气缸内无摩擦滑动可对外界做功,因此乙中气体的压强始终等于大气压强,故 BD错误。
故选C。
5. 如图甲所示,在一条张紧的绳子上挂几个摆,a、c摆的摆长相同且小于摆的摆长。当摆振动的时候,通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力,使其余各摆也振动起来。图乙是摆稳定以后的振动图像,图丙是c摆的共振曲线,不计空气阻力,则( )
A. b、c摆振动达到稳定时,b摆振幅较大
B. 若减小a摆的振动周期,则c摆共振曲线的峰将向右移动
C. a、c摆的固有周期相等
D. 由图乙可知,此时摆的周期大于
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由单摆周期公式
因为
可知固有周期关系为
因为
所以c摆共振,达到稳定时,c摆振幅较大,b摆的振幅最小,故A错误;
B.图丙是c摆的共振曲线,峰对应的周期是c摆的固有周期,当单摆的长度和所处地不变时,固有周期不变,峰对应的频率值也不会变,故B错误;
CD.由单摆周期公式
因为
知固有周期关系为
受迫振动当稳定时振动周期与驱动力周期相同,因此稳定时abc三个摆的周期均为,故a、c摆的固有周期相等,故C正确,D错误。
故选C。
6. 年月日时分,我国成功利用长征运载火箭将“鹊桥二号”中继星送入环月轨道飞行,该中继星进入周期为的环月大椭圆使命轨道,按计划开展与“嫦娥四号”和“嫦娥六号”的通信测试。如图是中继星沿逆时针方向环绕月球的示意图,已知月球半径为R,P点为近月点,与月球表面距离为R,Q点为远月点,与月球表面距离为,M、N为椭圆的短轴点,万有引力常量为G,则( )
A. 该中继星从Q点运动到M点的时间等于
B. 该中继星在P点的速度小于Q点的速度
C. 月球表面重力加速度
D. 月球的质量
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据开普勒第二定律可知,该中继星与月球中心的连线在相等时间内扫过的面积相等,段连线扫过的面积大于椭圆面积,所以该中继星从Q点运动到M点的时间大于,故A错误;
B.根据开普勒第二定律可知,概中继星在近地点的速度大于其在远地点的速度,所以该中继星在P点的速度大于Q点的速度,故B错误;
CD.设近月轨道卫星的旋转周期为,由开普勒第三定律与天体圆周运动的规律有
万有引力提供向心力有
联立解得,,故C错误,D正确。
故选D。
7. 如图所示,质量均为m的小滑块P和Q连接在轻质弹簧两端,弹簧的劲度系数为k,P放在水平地面上。Q通过轻质细绳绕过两个同一高度上的轻质光滑小滑轮与质量为3m的小物体N相连,对N施加一个竖直向上的作用力,系统静止,细绳刚好伸直。重力加速度为g,现在把小物体N由静止释放,至P刚离开地面的过程中,下列判断正确的是( )
A. 弹簧弹力对Q做正功
B. 细绳拉力对Q做功为
C. P刚离地时,N所受重力做功的瞬时功率为
D. P刚离地时,细绳拉力对Q做功的瞬时功率为
【答案】B
【解析】
【详解】初始状态:系统静止,细绳伸直拉力为0,弹簧被Q压缩,由平衡条件得
可得压缩量
末状态:P刚离开地面,弹簧拉力等于P的重力,由平衡条件得
可得伸长量
因此Q上升的距离、N下降的距离均为 ,且Q和N速度大小始终相等,即
A.初末态弹簧形变量大小相等,弹性势能变化量,弹簧弹力对Q总做功为,不是正功,故A错误;
B.对Q、N、弹簧系统用动能定理:重力做功等于系统动能变化,弹簧弹力总功为0,即 ,代入
解得 。 对Q单独用动能定理,设细绳拉力对Q做功为:
代入、
可得 ,故B正确;
C.P刚离地时,N重力的瞬时功率 ,故C错误;
D.P刚离地时,Q向上加速,细线拉力大于,则细线拉力做功的瞬时功率大于,故D错误。
故选 B。
8. 杂技演员用细绳系住盛了水的杯子做“水流星”表演时,手拿绳子迅速地旋转着绳子做各种精彩表演。如图1所示,杯子在竖直平面内做匀速圆周运动,在最高点处杯子内的水恰好不流出来;如图2所示,杯子绕着同一点在水平面内做匀速圆周运动,绳与竖直方向的夹角为θ。假设水的质量均为m,杯子中水的重心到细绳端点的距离为l,重力加速度为g,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 图1中杯子和水做匀速圆周运动的线速度大小为
B. 图1中杯子在正下方时杯子内的水对杯子的压力大小为
C. 图2中杯子和水转动的角速度大小为
D. 图2中杯子和水转动的周期为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.杯子在竖直平面内做匀速圆周运动,杯子通过最高点时,水恰好不流出来,重力恰好提供向心力,设此时速度为v,有
解得
故A错误;
B.设杯子在正下方时杯子对水的支持力大小为F,水所受的合力提供向心力,即
可得
由牛顿第三定律可知,在正下方时杯子内的水对杯子的压力大小为,方向竖直向下,选项B正确;
C.设杯子的质量为M,绳的拉力为,对水杯进行受力分析,竖直方向上有
水平方向上有
其中,联立可得
故C错误;
D.杯子和水转动的周期为
故D正确。
故选BD。
9. 市面上常用光学玻璃的折射率一般在之间,某研发团队为突破上限对制作的超高折射特种玻璃进行了相关检测。如图所示,发射器发射一束光线从空气垂直进入横截面为四分之三圆面的柱状玻璃砖中,入射点为点,光线打在紧贴玻璃砖表面的感光仪上,感光仪可检测光点强度。现控制发射器缓慢下移,测得光强几乎不变,在越过点的瞬间感光仪测得光强骤然下降。已知圆的半径为,,,光在真空中传播的速度为,则( )
A. 玻璃砖的折射率为2
B. 光线在玻璃砖中的传播速度为
C. 光线在玻璃砖中的频率为真空中的一半
D. 点入射的光在玻璃砖中传播的路程为
【答案】AD
【解析】
【详解】依题意,根据已知条件作出光路图
根据题意可知,光线从B点入射,传播到圆弧界面时恰好能发生全反射,由几何关系可得临界角为
A.根据可知,玻璃砖的折射率,故A正确;
B.根据可知,光线在玻璃砖中的传播速度,故B错误;
C.光线频率由光源决定,因此光线在玻璃砖中的频率不变,故C错误;
D.由光路图可知光线在玻璃中传播的路程,故D正确。
故选AD 。
10. 如图所示,空间中存在一水平方向匀强电场和一水平方向匀强磁场,且电场方向和磁场方向相互垂直。在电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆,与电场正方向成夹角且处于竖直平面内。一质量为、带电量为的小球套在绝缘杆上。初始时给小球一沿杆向下的初速度,小球恰好做匀速运动,电量保持不变。已知磁感应强度大小为,电场强度大小为,则以下说法正确的是( )
A. 小球的初速度为
B. 若小球的初速度为,小球将做加速度减小的减速运动,运动中克服摩擦力做功为
C. 若小球的初速度为,小球将做加速度不断增大的减速运动,最后停止
D. 若小球的初速度为,则运动中克服摩擦力做功为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.带电小球刚开始受重力、电场力、洛伦兹力、弹力(可能有)、摩擦力(可能有);电场力,重力与电场力的合力刚好与杆垂直,大小为,如图
洛伦兹力的方向垂直于杆,要使小球做匀速运动,摩擦力应该为0,弹力也应该为0,即洛伦兹力与重力、电场力的合力相平衡,即
则小球的初速度,故A错误;
B.若小球的初速度为,则洛伦兹力大于,杆对球有弹力且
球会受到摩擦力作用,此摩擦力阻碍小球的运动,小球的速度会减小;当小球的速度减小,杆对球的弹力减小,球受的摩擦力减小,小球做加速度减小的减速运动;当小球的速度减小至,小球做匀速运动,此过程中重力、电场力和洛伦兹力的合力总与杆垂直,即此过程中这三力的合力对球做的功为零,摩擦阻力对小球做负功,据动能定理
此过程中
即克服阻力做功,故B正确;
CD.若小球的初速度为,则洛伦兹力小于,杆对球有弹力且
球会受到摩擦力作用,此摩擦力阻碍小球的运动,小球的速度会减小;当小球的速度减小,杆对球的弹力增大,球受的摩擦力增大,小球做加速度增大的减速运动,最终小球停止,此过程中重力、电场力和洛伦兹力的合力总与杆垂直,即此过程中这三力的合力对球做的功为零,摩擦阻力对小球做负功,据动能定理
此过程中
即克服阻力做功,故C正确,D错误。
故选BC。
二、非选择题:11题共6分,12题共10分,13题共10分,14题12分,15题16分;请按照题目要求作答,对于实验题部分,写出最后答案即可;对于解答题部分,必须写出完整的解答过程
11. 某兴趣小组做“验证力的平行四边形定则”的实验,装置如图甲所示,其中为固定橡皮筋的图钉,为橡皮筋与细绳的结点,及为细绳。整个实验在竖直平面内完成且方向竖直。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)图乙中的与两力中,方向一定沿方向的是__________。
(2)下列关于本实验的说法中,正确的有 。
A. 拉橡皮筋的细绳不可以用弹性绳代替,而且细绳长一些,实验效果较好
B. 拉橡皮筋时,弹簧测力计、橡皮筋、细绳应与木板靠近且与木板平面平行
C. 橡皮筋弹性要好,拉结点到达点时,拉力要适当大些,且拉力和的夹角越大越好
D. 在同一次实验中,应将结点拉到同一位置
(3)兴趣小组的同学对实验过程中的动态变化产生了浓厚的兴趣,按图乙所示,他们完成以下的探究:若初始时、成钝角,现将、一起顺时针转动,转动过程中要保持点位置和、的夹角不变,从水平方向转到竖直方向,他将观察到的现象是 。
A. 一直减小,一直增大
B. 一直减小,先增大再减小
C. 先增大再减小,一直增大
D. 先减小再增大,先增大再减小
【答案】(1) (2)BD (3)B
【解析】
【小问1详解】
是用一只弹簧测力计将结点拉到相同位置时测得的拉力。此时结点平衡,该拉力与橡皮筋的拉力大小相等、方向相反,作用线一定沿。是根据两个拉力的测量结果按平行四边形定则作出的合力,受测量和作图误差影响,其方向可能偏离。因此方向一定沿的是。
【小问2详解】
A.细绳适当长一些,有利于减小记录拉力方向时的误差;弹性绳绷紧后也能沿绳的方向传递拉力,在准确记录拉力大小和方向的条件下可以使用,故A错误;
B.弹簧测力计、橡皮筋和细绳应靠近木板且与木板平面平行,使拉力方向与纸面上记录的方向一致,故B正确;
C.拉力应在橡皮筋的弹性限度和测力计量程内适当大些,但两拉力的夹角应适当,夹角过大时合力相对于分力较小,测量误差对合力结果的影响会增大,故C错误;
D.同一次实验中,两只测力计共同拉和一只测力计单独拉时,应将结点拉到同一位置,使橡皮筋的伸长量和拉力相同,保证两次拉力的作用效果相同,故D正确。
故选BD。
【小问3详解】
结点的位置不变,橡皮筋的伸长量不变,所以等效拉力的大小和竖直向下的方向均不变。忽略实验误差,两拉力的合力与相同。设和的固定夹角为,与竖直向下的的夹角为。转动过程中,从减小到。将平移到的末端,构成力的三角形,其三个内角分别为,和。由正弦定理得
由上式整理得
由于和不变,由减小到时,一直减小,因此一直减小。对于另一拉力,由上式整理得
为钝角,由锐角逐渐增大,经过后成为钝角,其正弦值先增大后减小,因此先增大后减小。下图标出了上述力的三角形及三个内角,辅助理解正弦定理中的对应关系:
故选B。
12. 在“多用电表的使用”实验中:
(1)如图1所示,为一正在测量中的多用电表表盘,如果用电阻挡“× 100”测量,则读数为_______;如果用““直流5V”挡测量,则读数为_________V;
(2)甲同学利用多用电表测量电阻,他用电阻挡“× 100”测量时发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,操作顺序为________(填写选项前的字母);
A.将选择开关旋转到电阻挡“× 1k”的位置
B.将选择开关旋转到电阻挡“× 10”的位置
C.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量
D.将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指向“”
(3)乙同利用多用电表测量图示电路中小灯泡正常工作时的有关物理量,以下操作正确的是_________
A.将选择开关旋转到合适的电压挡,闭合开关,利用图2 的电路测量小灯泡两端的电压
B.将选择开关旋转到合适的电阻挡,闭合开关,利用图2 的电路测量小灯泡的电阻
C.将选择开关旋转到合适的电流挡,闭合开关,利用图3 的电路测量通过小灯泡的电流
D.将选择开关旋转到合适的电流挡,把图3 中红、黑表笔接入电路的位置互换,闭合开关,测量通过小灯泡的电流
(4)丙同学利用多用电表探测图4 所示黑箱时发现:用直流电压挡测量, E 、G 两点间和F 、G 两点间均有电压, E 、F 两点间无电压;用电阻挡测量,黑表笔接E 点,红表笔接F 点,阻值很小,但反接阻值很大,那么该黑箱内元件的接法可能是图5中的______
(5)丁同学选择开关旋转到“直流500mA”挡作为电流表A,设计了如图6 所示的电路,已知电流表内阻RA=0.4,R1=RA, R2=7RA,若将接线柱 1、2 接入电路时,最大可以测量的电流为_____A;若将接线柱1、3 接入电路时,最大可以测量的电压为_______V;
【答案】 ①. ②. ③. ADC(不可以改变顺序) ④. AC(可以改变顺序) ⑤. B ⑥. ⑦.
【解析】
【详解】(1)[1]多用电表测电阻选取最上端的欧姆表刻度,根据挡位可知阻值为;
[2]测电压时,由于精度为0.1V,需要估读一位,根据量程“50”的刻度可知电压为;
(2)[3] 欧姆挡测电阻时指针偏转角度过小是由于挡位过小,需选取大挡位,进行欧姆调零后再测阻值,故顺序为:ADC
(3)[4]多用电表一定是红表笔电流流入黑表笔电流流出,图2 是测电压,图3 是测电流,表笔位置正确,故AC正确,BD错误;
故选AC;
(4)[5] 用直流电压挡测量,E、G两点间和F、G两点间均有电压,说明E、G与F、G间可能有电源存在;用欧姆挡测量,因电流从黑表笔出来通过导体再从红表笔进入欧姆表,故若黑表笔接E点红表笔接F点时电阻小,说明电流容易从E通过导体,若黑表笔接F点红表笔接E点时电阻很大,说明电流不能从F通过,这就说明E、F间有二级管且E是正极,故该黑箱内元件的接法可能是B;
故选B;
(5)[6] [7]由题意可知各电阻,,接线柱 1、2 接入电路时,原电流表改装为2倍量程的电流表,最大测量电流是1.0A;接线柱1、3 接入电路时,原电流表改装为15倍量程的电压表,总电阻 ,最大测量电压为。
13. 如图所示,半径为的光滑固定四分之一圆形轨道末端水平,与地面上足够长的水平木板C的上表面等高,平滑对接,但不粘连。现将质量的物块A从轨道上最左端由静止释放,此时物块B、木板C均静止,B到C左端的距离。物块A滑上木板C后经过一段时间与物块B发生碰撞,碰撞时间极短,且碰后A、B粘在一起。已知B的质量,C的质量,A、B与C间的动摩擦因数相同,,C与地面间的动摩擦因数,重力加速度,A、B均可视为质点。求:
(1)物块A对圆形轨道最低点P的压力;
(2)从A滑上C直至A、B发生碰撞所需的时间;
(3)从释放A到三个物体最终均停止运动,全过程系统产生的摩擦热。
【答案】(1)60N,方向竖直向下
(2)
(3)
【解析】
【详解】(1)物块A下滑过程,由动能定理得
解得
代入数值得
在P点,支持力和重力的合力提供向心力,则有
整理得
由牛顿第三定律,物块对P点的压力大小为60N,方向竖直向下。
(2)A滑上C表面后做减速运动的加速度大小为
假设B、C相对静止,共同加速度大小
代入数值得
因为
故假设成立。
A追上B,满足
代入数据解得
,(舍去)
(3)A、B碰撞前
A、B碰撞过程,由动量守恒定律得
可得
全过程系统产生的摩擦热为
代入数值解得
14. 如图所示,两平行导轨按如图(a)方式固定,其中倾斜导轨的倾角为,其中虚线1为倾斜导轨和水平导轨(水平导轨足够长)的平滑衔接处,虚线2为水平导轨的末端,末端与倾角为的平行导轨相接,两虚线间存在竖直向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图(b)所示。金属棒乙锁定在水平轨道上,距离虚线1的间距为,时刻金属棒甲由距离虚线1为处静止释放。已知两导轨之间的距离为,两金属棒的长度均为,电阻均为金属棒甲、乙与导轨接触良好,质量分别为、,重力加速度,忽略一切摩擦和导轨的电阻。求:
(1)金属棒甲从释放到虚线1所用的时间为多少,该过程中金属棒乙中产生的焦耳热为多少?
(2)如果金属棒甲运动到虚线1的瞬间,金属棒乙的锁定立即解除,以后的过程中两金属棒没有碰撞,且金属棒乙离开水平导轨前二者已共速,则从金属棒甲静止释放到金属棒乙离开水平导轨的过程中,通过金属棒乙某一横截面的电荷量为多少?
(3)假设虚线2右侧斜面足够长,通过计算说明金属棒乙落在斜面上后金属棒甲是否在水平导轨上?
【答案】(1),;(2);(3)金属棒乙落在斜面上后金属棒甲仍在水平导轨上
【解析】
【详解】(1)导体棒甲到达虚线1前沿导轨做匀加速运动,由牛顿第二定律可知
解得
由运动学公式,解得
因为,则金属棒甲到达虚线1前产生的焦耳热的时间为,由法拉第电磁感应定律得
电路中的电流为
金属棒乙中产生的焦耳热为
(2)金属棒甲到虚线1的过程中,通过金属棒乙的电荷量为
金属棒甲由释放到虚线1过程中机械能守恒,则
由题意可知,两根金属棒在水平导轨上运动时满足系统动量守恒,且末速度相同,由动量守恒定律得
0.2s后磁感应强度用表示,对金属棒乙从静止到共速的过程,由动量定理得
其中
解得
由楞次定律和右手定则,金属棒甲从释放到两金属棒共速的过程中,电流的方向相同,则该过程中流过金属棒乙的电荷量为
(3)设两金属棒的相对位移为,金属棒甲从到达虚线1到共速的过程有
解得
金属棒乙离开水平导轨末端后做平抛运动,经过一段时间金属棒落在倾斜导轨上,则由平抛运动可知
其中
,
解得
金属棒乙离开水平导轨末端后的水平位移为
该过程中由于金属棒甲的速度等于金属棒乙的水平速度,则金属棒甲在水平导轨上的位移为
因为
说明金属棒乙落在斜面上后金属棒甲仍在水平导轨上。
15. 如图所示,倾角为的固定斜面、与倾斜传送带平滑相接,圆心为、半径为的光滑圆弧在点与斜面相切,为圆弧最高点,圆弧上的点与圆心等高。压缩并锁定的轻弹簧的一端固定在点,另一端位于斜面上的点,质量的物块紧靠弹簧静止在点。,,间光滑,传送带与物块间的动摩擦因数,斜面与物块间的动摩擦因数。现解除弹簧的锁定,物块向上运动到B点时速度大小。已知物块到达B点前已离开弹簧,重力加速度,物块可视为质点,。
(1)若传送带保持静止状态,求初始状态弹簧储存的弹性势能及物块运动到点的速度大小;
(2)若传送带顺时针转动且转动速度大小。
①判断物块能否到达点,若能,求出点速度大小,若不能,请说明理由;
②求物块第一次上滑过程中与传送带之间的摩擦热。
(3)若传送带转动方向、速度大小均可调节。为使物块可以进入圆弧轨道(即),又不会中途脱离圆轨道,求传送带转动方向及对应速度取值范围。
【答案】(1);
(2)物块能到达点,点速度大小为;
(3)若传送带顺时针转动,其速度小于等于或大于等于时满足题意;若逆时针转动,任何速度均满足题意。
【解析】
【小问1详解】
对物块由A到B由机械能守恒有
解得
对物块由A到C由能量守恒有
联立解得
【小问2详解】
①传送带的速度
对物块在传送带上受力分析可得
解得
物块先做匀减速直线运动,由于
所以物块与传送带共速后不能一起运动,此时再次对物块受力分析可得
解得
即物块继续以做匀减速直线运动,根据匀变速直线运动规律有,,
联立解得
设物块到的速度为,从到的过程,由动能定理有
解得
即恰好到达点,到达点的速度为0
②物块在传送带上运动分为两个阶段,第一阶段物块减速到共速的时间为
物块位移
相对位移
第二阶段物块相对传送带沿斜面向下运动,时间为
相对位移
摩擦热为
【小问3详解】
若传送带逆时针转动,由第(1)问可知物块运动至C点速度为
由动能定理可得
解得,无论传送带速度多大,均满足题意;
若传送带顺时针转动且速度小于,情景同上,满足题意;
设当传送带速度为时,恰使物块刚好到点,则在E点满足
物块从C点到E点,由动能定理有
解得
物块在传送带上先以再以做匀减速直线运动,根据匀变速直线运动规律有,,
联立解得
由第(2)问可知当传送带速度为时,恰使物块刚好到点;
综上所述,若传送带顺时针转动,其速度小于等于或大于等于时满足题意;若逆时针转动,任何速度均满足题意。
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贵州师范大学附属中学2026-2027学年高2024级高三上10月测试
物理试卷
注意事项:
1.开考前,请先将自己的姓名涂写在试卷,答题卡上;注意涂写时务必检查是否准确;
2.请按照考试用笔要求:使用2B铅笔作答选择题部分,使用0.5mm黑色墨迹签字笔作答非选择题部分;绝对不允许使用红笔、蓝笔、钢笔作答。
3.考试结束后,由当堂考试工作人员将试卷,答题卡,草稿纸收回。
一、选择题:以下共10题,1~7题为单项选择题,每题4分,共28分;8~10题为不定项选择题,每题6分,共18分,全选对得6分,选对但不全得3分,有选错0分。所有选择题共46分。
1. 有一种巨型娱乐器械,可乘坐二十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上高处,然后让座舱自由落下。落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下,整个下降过程用时9s。已知座舱自由下落的高度为45m,g取10m/s2,下列说法正确的是( )
A. 座舱自由下落的时间为4.5s
B. 制动后每个人的加速度大小都是5m/s2
C. 制动系统启动时座舱的速度为45m/s
D. 下降的总高度为90m
2. 我国“华龙一号”核电工程采用了世界最高安全要求和最新技术标准。关于核反应堆,下列说法正确的是( )
A. 华龙一号核反应堆是利用可控的核聚变释放核能的
B. 是核反应堆的一种典型核反应方程
C. 中等质量的原子核的比结合能最小,所以核裂变和核聚变都能释放核能
D. 将控制棒插入铀棒之间深一些,可多吸收铀核,链式反应速度会慢一些
3. 在如图所示的直角坐标系xOy中,存在平行于纸面的匀强电场。从a点以12 eV的动能沿纸面向不同方向先后射出两个电子,仅在电场力的作用下,一电子经过b点时的动能为6 eV,另一电子经过c点时的动能为8 eV。不考虑两电子间的相互作用,下列判断正确的是( )
A. b点的电势比a点的电势高
B. 该电场强度的大小为
C. c点与b点的电势差
D. c点与d点的电势差
4. 如图所示,和是绝热汽缸内的两个活塞,他们把汽缸分成甲和乙两部分,两部分中都封有等量的理想气体。是导热的,其热容量可不计,与汽缸壁固连。是绝热的,可在汽缸内无摩擦滑动,但不漏气,其右方为大气,图中为加热用的电炉丝。开始时,系统处于平衡状态,两部分中气体的温度和压强皆相同。现接通电源,缓慢加热一段时间后停止加热,系统又达到新的平衡。则( )
A. 甲、乙中气体的温度有可能不变
B. 甲、乙中气体的压强都增加了
C. 甲、乙中气体的内能的增加量相等
D. 电炉丝放出的总热量等于甲、乙中气体增加内能的总和
5. 如图甲所示,在一条张紧的绳子上挂几个摆,a、c摆的摆长相同且小于摆的摆长。当摆振动的时候,通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力,使其余各摆也振动起来。图乙是摆稳定以后的振动图像,图丙是c摆的共振曲线,不计空气阻力,则( )
A. b、c摆振动达到稳定时,b摆振幅较大
B. 若减小a摆的振动周期,则c摆共振曲线的峰将向右移动
C. a、c摆的固有周期相等
D. 由图乙可知,此时摆的周期大于
6. 年月日时分,我国成功利用长征运载火箭将“鹊桥二号”中继星送入环月轨道飞行,该中继星进入周期为的环月大椭圆使命轨道,按计划开展与“嫦娥四号”和“嫦娥六号”的通信测试。如图是中继星沿逆时针方向环绕月球的示意图,已知月球半径为R,P点为近月点,与月球表面距离为R,Q点为远月点,与月球表面距离为,M、N为椭圆的短轴点,万有引力常量为G,则( )
A. 该中继星从Q点运动到M点的时间等于
B. 该中继星在P点的速度小于Q点的速度
C. 月球表面重力加速度
D. 月球的质量
7. 如图所示,质量均为m的小滑块P和Q连接在轻质弹簧两端,弹簧的劲度系数为k,P放在水平地面上。Q通过轻质细绳绕过两个同一高度上的轻质光滑小滑轮与质量为3m的小物体N相连,对N施加一个竖直向上的作用力,系统静止,细绳刚好伸直。重力加速度为g,现在把小物体N由静止释放,至P刚离开地面的过程中,下列判断正确的是( )
A. 弹簧弹力对Q做正功
B. 细绳拉力对Q做功为
C. P刚离地时,N所受重力做功的瞬时功率为
D. P刚离地时,细绳拉力对Q做功的瞬时功率为
8. 杂技演员用细绳系住盛了水的杯子做“水流星”表演时,手拿绳子迅速地旋转着绳子做各种精彩表演。如图1所示,杯子在竖直平面内做匀速圆周运动,在最高点处杯子内的水恰好不流出来;如图2所示,杯子绕着同一点在水平面内做匀速圆周运动,绳与竖直方向的夹角为θ。假设水的质量均为m,杯子中水的重心到细绳端点的距离为l,重力加速度为g,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 图1中杯子和水做匀速圆周运动的线速度大小为
B. 图1中杯子在正下方时杯子内的水对杯子的压力大小为
C. 图2中杯子和水转动的角速度大小为
D. 图2中杯子和水转动的周期为
9. 市面上常用光学玻璃的折射率一般在之间,某研发团队为突破上限对制作的超高折射特种玻璃进行了相关检测。如图所示,发射器发射一束光线从空气垂直进入横截面为四分之三圆面的柱状玻璃砖中,入射点为点,光线打在紧贴玻璃砖表面的感光仪上,感光仪可检测光点强度。现控制发射器缓慢下移,测得光强几乎不变,在越过点的瞬间感光仪测得光强骤然下降。已知圆的半径为,,,光在真空中传播的速度为,则( )
A. 玻璃砖的折射率为2
B. 光线在玻璃砖中的传播速度为
C. 光线在玻璃砖中的频率为真空中的一半
D. 点入射的光在玻璃砖中传播的路程为
10. 如图所示,空间中存在一水平方向匀强电场和一水平方向匀强磁场,且电场方向和磁场方向相互垂直。在电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆,与电场正方向成夹角且处于竖直平面内。一质量为、带电量为的小球套在绝缘杆上。初始时给小球一沿杆向下的初速度,小球恰好做匀速运动,电量保持不变。已知磁感应强度大小为,电场强度大小为,则以下说法正确的是( )
A. 小球的初速度为
B. 若小球的初速度为,小球将做加速度减小的减速运动,运动中克服摩擦力做功为
C. 若小球的初速度为,小球将做加速度不断增大的减速运动,最后停止
D. 若小球的初速度为,则运动中克服摩擦力做功为
二、非选择题:11题共6分,12题共10分,13题共10分,14题12分,15题16分;请按照题目要求作答,对于实验题部分,写出最后答案即可;对于解答题部分,必须写出完整的解答过程
11. 某兴趣小组做“验证力的平行四边形定则”的实验,装置如图甲所示,其中为固定橡皮筋的图钉,为橡皮筋与细绳的结点,及为细绳。整个实验在竖直平面内完成且方向竖直。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)图乙中的与两力中,方向一定沿方向的是__________。
(2)下列关于本实验的说法中,正确的有 。
A. 拉橡皮筋的细绳不可以用弹性绳代替,而且细绳长一些,实验效果较好
B. 拉橡皮筋时,弹簧测力计、橡皮筋、细绳应与木板靠近且与木板平面平行
C. 橡皮筋弹性要好,拉结点到达点时,拉力要适当大些,且拉力和的夹角越大越好
D. 在同一次实验中,应将结点拉到同一位置
(3)兴趣小组的同学对实验过程中的动态变化产生了浓厚的兴趣,按图乙所示,他们完成以下的探究:若初始时、成钝角,现将、一起顺时针转动,转动过程中要保持点位置和、的夹角不变,从水平方向转到竖直方向,他将观察到的现象是 。
A. 一直减小,一直增大
B. 一直减小,先增大再减小
C. 先增大再减小,一直增大
D. 先减小再增大,先增大再减小
12. 在“多用电表的使用”实验中:
(1)如图1所示,为一正在测量中的多用电表表盘,如果用电阻挡“× 100”测量,则读数为_______;如果用““直流5V”挡测量,则读数为_________V;
(2)甲同学利用多用电表测量电阻,他用电阻挡“× 100”测量时发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,操作顺序为________(填写选项前的字母);
A.将选择开关旋转到电阻挡“× 1k”的位置
B.将选择开关旋转到电阻挡“× 10”的位置
C.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量
D.将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指向“”
(3)乙同利用多用电表测量图示电路中小灯泡正常工作时的有关物理量,以下操作正确的是_________
A.将选择开关旋转到合适的电压挡,闭合开关,利用图2 的电路测量小灯泡两端的电压
B.将选择开关旋转到合适的电阻挡,闭合开关,利用图2 的电路测量小灯泡的电阻
C.将选择开关旋转到合适的电流挡,闭合开关,利用图3 的电路测量通过小灯泡的电流
D.将选择开关旋转到合适的电流挡,把图3 中红、黑表笔接入电路的位置互换,闭合开关,测量通过小灯泡的电流
(4)丙同学利用多用电表探测图4 所示黑箱时发现:用直流电压挡测量, E 、G 两点间和F 、G 两点间均有电压, E 、F 两点间无电压;用电阻挡测量,黑表笔接E 点,红表笔接F 点,阻值很小,但反接阻值很大,那么该黑箱内元件的接法可能是图5中的______
(5)丁同学选择开关旋转到“直流500mA”挡作为电流表A,设计了如图6 所示的电路,已知电流表内阻RA=0.4,R1=RA, R2=7RA,若将接线柱 1、2 接入电路时,最大可以测量的电流为_____A;若将接线柱1、3 接入电路时,最大可以测量的电压为_______V;
13. 如图所示,半径为的光滑固定四分之一圆形轨道末端水平,与地面上足够长的水平木板C的上表面等高,平滑对接,但不粘连。现将质量的物块A从轨道上最左端由静止释放,此时物块B、木板C均静止,B到C左端的距离。物块A滑上木板C后经过一段时间与物块B发生碰撞,碰撞时间极短,且碰后A、B粘在一起。已知B的质量,C的质量,A、B与C间的动摩擦因数相同,,C与地面间的动摩擦因数,重力加速度,A、B均可视为质点。求:
(1)物块A对圆形轨道最低点P的压力;
(2)从A滑上C直至A、B发生碰撞所需的时间;
(3)从释放A到三个物体最终均停止运动,全过程系统产生的摩擦热。
14. 如图所示,两平行导轨按如图(a)方式固定,其中倾斜导轨的倾角为,其中虚线1为倾斜导轨和水平导轨(水平导轨足够长)的平滑衔接处,虚线2为水平导轨的末端,末端与倾角为的平行导轨相接,两虚线间存在竖直向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图(b)所示。金属棒乙锁定在水平轨道上,距离虚线1的间距为,时刻金属棒甲由距离虚线1为处静止释放。已知两导轨之间的距离为,两金属棒的长度均为,电阻均为金属棒甲、乙与导轨接触良好,质量分别为、,重力加速度,忽略一切摩擦和导轨的电阻。求:
(1)金属棒甲从释放到虚线1所用的时间为多少,该过程中金属棒乙中产生的焦耳热为多少?
(2)如果金属棒甲运动到虚线1的瞬间,金属棒乙的锁定立即解除,以后的过程中两金属棒没有碰撞,且金属棒乙离开水平导轨前二者已共速,则从金属棒甲静止释放到金属棒乙离开水平导轨的过程中,通过金属棒乙某一横截面的电荷量为多少?
(3)假设虚线2右侧斜面足够长,通过计算说明金属棒乙落在斜面上后金属棒甲是否在水平导轨上?
15. 如图所示,倾角为的固定斜面、与倾斜传送带平滑相接,圆心为、半径为的光滑圆弧在点与斜面相切,为圆弧最高点,圆弧上的点与圆心等高。压缩并锁定的轻弹簧的一端固定在点,另一端位于斜面上的点,质量的物块紧靠弹簧静止在点。,,间光滑,传送带与物块间的动摩擦因数,斜面与物块间的动摩擦因数。现解除弹簧的锁定,物块向上运动到B点时速度大小。已知物块到达B点前已离开弹簧,重力加速度,物块可视为质点,。
(1)若传送带保持静止状态,求初始状态弹簧储存的弹性势能及物块运动到点的速度大小;
(2)若传送带顺时针转动且转动速度大小。
①判断物块能否到达点,若能,求出点速度大小,若不能,请说明理由;
②求物块第一次上滑过程中与传送带之间的摩擦热。
(3)若传送带转动方向、速度大小均可调节。为使物块可以进入圆弧轨道(即),又不会中途脱离圆轨道,求传送带转动方向及对应速度取值范围。
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