内容正文:
陕西西安市新城区2026-2027学年高三上学期第一次模考物理试卷
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,将本试题卷和答题卡一并交回。
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,只有一项符合题目要求。
1. 中国新能源汽车产业已连续10年位居全球首位,一辆某新能源汽车,它所用电池是锂电池,锂电池内阻特别小,若忽略锂电池内阻,从能量守恒的角度考虑,该新能源汽车在一段坡路上加速上坡过程中,电能转化为( )
A. 动能和重力势能 B. 重力势能和内能
C. 动能和内能 D. 机械能和内能
【答案】D
【解析】
【详解】取汽车为研究对象。忽略锂电池内阻只说明电池内部没有电能转化为内能,电能全部对外输出;汽车加速上坡时速度增大、高度升高,动能和重力势能都在增加,二者之和即机械能,满足
同时汽车要克服空气阻力和摩擦阻力做功,电动机等部件也会发热,因此还产生内能。由能量守恒定律,电能转化为机械能和内能。
故选D。
2. 2026年6月27日,中国科学院合肥研究所“人造太阳”项目取得新进展,两套聚变堆关键超导磁体先后完成研制验收与满参数测试,预计在2030年前后,演示用核聚变将发出第一度电。该核聚变的核反应方程可表示为。下列关于核聚变的有关说法正确的是( )
A. 核聚变过程中电荷数守恒,质量也守恒
B. 该聚变反应中平均每个核子放出的能量大约为
C. 核聚变后生成核的结合能小于核的结合能
D. 核聚变后生成核的比结合能小于核的比结合能
【答案】B
【解析】
【详解】A.核聚变过程中电荷数、质量数守恒,反应存在质量亏损,静质量不守恒,故A错误;
B.该反应参与反应的核子总个数为个,总释放能量为,平均每个核子释放能量为,故B正确;
C.原子核的结合能随核子数增多而增大,核子数为4,核子数为2,且反应放热说明生成物总结合能大于反应物总结合能,因此的结合能大于的结合能,故C错误;
D.比结合能越大原子核越稳定,核聚变生成的比更稳定,因此的比结合能更大,故D错误。
故选B。
3. 2026年5月12日,世界最大跨度公铁两用无砟轨道斜拉桥—崇启公铁长江大桥最后一节单悬臂钢梁精准吊装就位,如图甲所示,南北两岸钢梁顺利实现“隔空对望、即将牵手”。大桥所使用的钢梁直接从船上通过吊装进行安装,在某次吊装中钢梁运动的位移与时间的图像如图乙所示,其中时间内和时间内图线为曲线,时间内图线为直线,下列说法正确的是( )
A. 时间内,钢梁的速度逐渐增大,处于超重状态
B. 时间内,钢梁的速度逐渐增大,处于超重状态
C. 时间内,钢梁的加速度逐渐增大,处于失重状态
D. 时间内,钢梁的速度逐渐增大,处于失重状态
【答案】A
【解析】
【详解】位移与时间的图像斜率表示速度,故时间内,其速度逐渐增大,则做加速运动,则其加速度方向向上,处于超重状态;时间内,速度不变,做匀速直线运动,处于平衡状态;时间内,其速度逐渐减小,则做减速运动,则其加速度方向向下,处于失重状态。
故选A。
4. 某款多功能电加热器内部结构可简化为如图所示理想变压器模型。原线圈匝数为,副线圈有两个,匝数分别为和。副线圈的两端接有发热电阻,副线圈的两端通过开关接有发热电阻。已知,原线圈输入正弦式交变电流的电压恒为。当开关断开时,原线圈中的电流为;当开关闭合时,原线圈中的电流变为。电阻与的阻值之比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设原线圈输入电压的有效值为,两副线圈输出电压的有效值分别为和。理想变压器无漏磁,各线圈中磁通量的变化率相同,由电磁感应规律有
题给,两副线圈的电压分别为,
理想变压器不计能量损失,输入功率等于输出功率,即,把电压关系代入得
开关断开时,原线圈中的电流,副线圈回路断开,其中电流,只有副线圈所在回路有电流,由电流关系得
即副线圈中的电流为,由欧姆定律得
开关闭合后,原线圈电压不变,两副线圈电压仍为和,所在回路的电流不变,即,原线圈中的电流变为,电流关系为
把和代入,副线圈中的电流为
所以
两式相比得
故选C。
5. 2026年7月4日17时30分,我国在太原卫星发射中心使用一箭多星技术成功将千帆极轨13组卫星发射升空。这些千帆极轨卫星属于商用遥感卫星,自带高清成像设备,能完整扫过全球每一寸土地。13组千帆极轨卫星中有两颗卫星绕地球做匀速圆周运动,轨道半径分别为、,线速度大小分别为、,周期分别为、。下列关系式正确的是( )
A. B. C. D. 以上三种情况都有可能
【答案】A
【解析】
【详解】设地球质量为,引力常量为。取质量为、轨道半径为的任一卫星,记其线速度大小为、周期为。卫星所受的万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得
解得
由匀速圆周运动的周期公式
结合上式可得
两颗卫星绕同一地球运动,相同,故随轨道半径增大而增大。第一颗卫星的轨道半径较小,因此
故选A。
6. 在水平面上固定一劲度系数为的轻弹簧,物块、叠放在弹簧上端,一轻绳一端连接在物块上,另一端绕过光滑的定滑轮后连接一物块,物块、、的质量分别为、、,初始时用手托住物块使轻绳恰好处于伸直状态但无弹力,物块、处于静止状态,如果突然放开托住物块的手,物块开始下落,物块,开始上升,运动过程中轻弹簧和滑轮两侧的轻绳始终处于竖直方向上,重力加速度大小为。从开始放手到物块A、B刚好分离过程中,下列说法正确的是( )
A. 此过程中物块A、B、C组成的系统动量守恒
B. 此过程中物块A、B、C组成的系统机械能守恒
C. 刚放手瞬间物块C的加速度大小为
D. 此过程中物块C下降的距离为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.物块,上升过程中,受到弹簧弹力作用,物块A、B、C组成的系统动量不守恒,弹力对系统做了功,物块A、B、C组成的系统机械能不守恒,故AB错误;
C.开始时弹簧被压缩x,则弹力为
方向向上,放手瞬间,则对C有
对AB整体有
解得
即放手瞬间物块C的加速度大小为,故C错误;
D.初始时,A、B处于静止状态,对A、B整体受力分析,弹簧弹力等于A、B的总重力,即
根据胡克定律,此时弹簧的压缩量
当A、B刚好分离时,A、B之间的相互作用力为零,且两者的加速度相同。设此时系统的加速度大小为,绳子拉力为。对物块C,由牛顿第二定律得
对物块B,由牛顿第二定律得
联立解得
此时对物块A受力分析,受重力和弹簧弹力,由牛顿第二定律得
解得此时弹簧弹力
此时弹簧仍处于压缩状态,压缩量
从开始放手到A、B刚好分离的过程中,物块C下降的距离等于物块B上升的距离,也等于弹簧长度的变化量,即,故D正确。
故选D。
7. 如图,孔明灯在我国有非常悠久的历史,其“会飞”的原因是:孔明灯下端开口,与大气相通,灯内燃料燃烧使内部空气升温膨胀,所以一部分空气从灯内排出,使孔明灯及内部气体的总重力变小,空气浮力将其托起。某盏孔明灯灯体(包括燃料、气袋)的质量为,气袋体积恒为,手扶着孔明灯,当气袋内气体温度达到(单位:K)时松开手,孔明灯开始加速上升。当孔明灯升到某一高度时恰好开始匀速上升,气袋内气体温度达到(单位:K)。已知重力加速度大小为g,环境温度恒为(单位:K),地面附近大气压强为,大气密度为,高度处大气压强为,大气密度为,忽略燃料燃烧引起的孔明灯灯体质量变化。下列说法正确的是( )
A. 刚松手时气袋内气体的密度为
B. 高度处气袋内气体的密度为
C. 刚松手时灯体质量与大气密度和气袋体积乘积的比值可能为
D. 高度处气袋内气体质量与没点燃之前气袋内气体质量之比可能为
【答案】C
【解析】
【详解】A.刚松手时, 孔明灯开始加速上升,有
解得,故A错误;
B.孔明灯升到某一高度时恰好开始匀速上升,有
解得,故B错误;
C.将气袋内的气体温度升高时,气体视为等压变化,原来的气体温度升高时体积为V0,升高后体积为V(有V0留在气袋内),根据质量相等则有
原来的气体温度升高后压强不变,体积从变为,由等压变化得
根据题意
结合A选项解析联立解得
则松手时灯体质量与大气密度和气袋体积乘积的比值可能为,故C正确;
D.高度处气袋内气体质量与没点燃之前气袋内气体质量之比
由理想气体状态方程得
高度越高,大气压强越小,有
解得,故D错误。
故选C。
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 两位冲浪爱好者在海面上某处冲浪,他们所处位置的浮板、在水平方向上的距离为。一列水波沿水平海面从浮板向浮板方向传播,波速为。从某时刻开始计时,时水波的波动图像如图所示,此时浮板恰好在平衡位置且向轴负方向运动,该水波可视为简谐横波。下列说法正确的是( )
A. 该水波沿轴负方向传播
B. 该水波的波长为
C. 时浮板的加速度方向竖直向下
D. 时,浮板和浮板的速度方向相同
【答案】AD
【解析】
【详解】A.浮板c在平衡位置且向y轴负方向运动,说明波向x轴负方向传播,故A正确;
B.由图知波长为12m,故B错误;
C.由波速可知周期
波形图为时,时对应又过了
说明此时刻浮板c正从负向最大位移返回平衡位置,加速度竖直向上,故C错误;
D.时对应又过了
此时浮板c正从正向最大位移返回平衡位置,速度方向竖直向下
水波沿水平海面从浮板c向浮板d方向传播,浮板d和浮板c水平方向上的距离为9m,时浮板d在波谷,经
浮板d正从平衡位置向负向最大位移运动,速度方向竖直向下,与浮板c速度方向相同,故D正确。
故选AD。
9. 如图所示,一平面直角坐标系内加一匀强电场,电场强度的方向平行于该坐标系所在的平面,、、三点的坐标分别为、、,三点的电势分别为,,,已知,,下列说法正确的是( )
A. 一电子在点的电势能比在点的电势能大
B. 点电势为
C. 该匀强电场的电场强度大小为
D. 该匀强电场的电场强度方向与轴负方向的夹角为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.电子在A点的电势能为
在B点的电势能为,故A错误;
B.匀强电场中沿任一方向相同的距离电势差相等,则有
代入数据解得O点电势,故B正确;
CD.y轴方向场强为,方向向上
x轴方向场强为,方向向左
场强
与轴负方向的夹角满足,即,故C错误,D正确。
故选BD。
10. 如图所示,两足够长平行粗糙的金属导轨倾斜固定在水平地面上,倾角均为,导轨间距为,其顶端用导线连接一阻值为的电阻,两导轨间存在垂直于斜面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为。和是两条垂直导轨的平行线,两线之间距离为,质量为的导体棒垂直导轨放置在导轨处并锁定,导体棒与导轨间的动摩擦因数为,导体棒接在两导轨间的电阻为。当时解除锁定,导体棒以的初速度从出发沿导轨向下运动。导体棒滑过线后继续向下运动,当其速度减小到时,区域内磁场的磁感应强度方向不变、大小在极短时间内由增大到,随后保持不变。当时,导体棒已经以的速度做匀速直线运动。导体棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨电阻,重力加速度大小为。关于导体棒从出发到上述时刻的过程,下列说法正确的是( )
A. 此过程中导体棒运动总距离为
B. 此过程中导体棒与两导轨摩擦产生的热量为
C. 此过程中电阻上产生的焦耳热为
D. 此过程中安培力的冲量大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.取沿斜面向下为正方向,按高中常用近似取、。导体棒所受摩擦力大小为
重力沿斜面的分力与摩擦力的合力为
磁场突变时,导体棒已在线下方,棒所在处的磁场仍为。忽略极短突变时间内棒的位移,由法拉第电磁感应定律及欧姆定律,突变产生的电荷量为
由楞次定律可知,该电流使棒受到沿斜面向上的安培力,其冲量大小为
设突变前速度为,突变后速度为,由动量定理得
解得
设题给终止时刻为,这段过程的总路程为。棒运动切割磁感线产生的电荷量为
对全过程应用动量定理,有
代入得
解得,A错误;
B.由摩擦生热公式得,B正确;
C.磁场增强与棒向下运动均使回路中原方向的磁通量增大,两者产生的感应电流方向相同。改变磁场的外界装置向电路输入电能,设这部分电能为,则
设全过程回路产生的总焦耳热为,由能量守恒得
电阻与导体棒串联,二者电阻之比为,故电阻上产生的焦耳热为,C错误;
D.全过程安培力方向始终沿斜面向上,其冲量大小为
代入得,D错误。
故选B。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 用如图甲所示装置研究平抛运动的特点。将坐标纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。A球沿斜槽轨道PQ滑下后从斜槽末端Q飞出,落在水平挡板MN上,由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,A球会在坐标纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,依次重复上述操作,坐标纸上将留下一系列痕迹点。
(1)为了能较准确地描绘小球的运动轨迹,下列说法正确的是( )
A. 小球做平抛运动时应尽量与木板摩擦,以便画出运动轨迹
B. 为保证小球沿水平方向飞出,应将斜槽末端调至水平
C. 本实验需要用天平测出小球质量,也需配备铅垂线作为y轴方向
D. 本实验中每次释放小球时都要从斜槽上的同一位置静止释放小球
(2)利用该装置描绘运动轨迹研究平抛运动时,需要建立平面直角坐标系,坐标原点O(实心圆点表示)选取正确的是( )
A. B.
C. D.
(3)在建立的平面直角坐标系上小球在平抛运动过程中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示,已知小方格的边长为L,位置a__________(填写“是”或“不是”小球的抛出点,小球的初速度大小v0=__________(用L、g表示)。
【答案】(1)BD (2)B
(3) ①. 不是 ②.
【解析】
【小问1详解】
A.小球做平抛运动时,不应使其与木板摩擦,以免影响运动的轨迹造成较大实验误差,故A错误;
B.为保证小球沿水平方向飞出,应将斜槽轨道的末端调至水平,故B正确;
C.本实验不需要用天平测出小球的质量,但需要配备重垂线,以便确定竖直方向为y轴方向,故C错误;
D.实验中每次释放小球时都要从斜槽上的同一位置静止释放小球,保证小球做平抛运动的初速度不变,故D正确。
故选BD。
【小问2详解】
小球从斜槽上某位置由静止滚下,离开斜槽末端后做平抛运动,应以小球在斜槽末端时球心在坐标纸上的投影点作为所建坐标系的原点O。
故选B。
【小问3详解】
[1]若a位置是小球的抛出点,则小球竖直方向的运动满足初速度为0的匀变速直线运动的规律,竖直方向连续相等时间内的位移之比满足1∶3∶5…,根据题图可知,水平方向上ab、bc、cd间距离相等,但竖直方向上比例不满足1∶3∶5…,则a位置不是小球的抛出点;
[2]根据平抛运动规律可得,水平方向,有
竖直方向,有
联立可得
12. 某物理兴趣小组利用光敏电阻制作一个“自动调光系统”,需先探究光敏电阻的阻值与光强(单位:)之间的关系。实验室提供的器材有:
A.光敏电阻(常温下无光照时阻值约为,强光下阻值约为几百欧);
B.直流电源(内阻忽略不计);
C.电流表(量程,内阻约为);
D.电流表(量程,内阻约为);
E.电压表(量程,内阻约为);
F.滑动变阻器(最大阻值为);
G.开关、导线若干,点光源(亮度可调)。
(1)为了尽可能准确地测量光敏电阻在不同光强下的阻值(实验时阻值变化范围为),用如图甲所示的电路图研究光敏电阻的阻值变化,实验中测得的几组实验数据如下表所示,为了准确测量流过光敏电阻的电流,电路图中的电流表应选择__________(选填器材前面的字母序号)
次数
光强
光强倒数
电压
电流
电阻
1
0.8
1.25
2.60
0.50
5200
2
1.0
1.00
2.52
0.60
4200
3
2.0
0.50
2.20
1.00
2200
4
5.0
0.20
1.00
1.00
1000
5
(见图乙)
4.0
(2)在某次实验中,调节光强为时,电压表的示数如图乙所示,则__________,此时电流表的示数为,则光敏电阻的阻值为__________。
(3)通过多次实验绘出光敏电阻阻值与光强倒数关系的图像如图丙所示。
①根据图像可知,与的数学关系式为__________
②现利用该光敏电阻与电磁继电器(线圈电阻不计)连接组成自动光控开关。若要求当光强降至时,继电器刚好释放衔铁接通路灯电路。已知继电器释放衔铁时的电流为,控制电路电压恒为,要想实现自动光控,则应在控制电路中串联一个阻值为__________的定值电阻。
【答案】(1)D (2) ①. 2.40 ②. 600
(3) ①. ②. 200
【解析】
【小问1详解】
电压表的量程为,当光敏电阻的阻值最小时,通过光敏电阻的最大电流约为
电流表的量程为,能够满足测量要求,且读数比使用量程为的电流表更准确,因此应选择D。
【小问2详解】
[1]电压表使用量程,分度值为,由图乙读得
[2]图甲采用电流表内接法,电压表测量光敏电阻与电流表两端的总电压。按表中数据所采用的近似,忽略电流表内阻的影响,由欧姆定律得
【小问3详解】
[1]图丙为一条直线,设其斜率为、纵轴截距为,则
由图可得,
因此
[2]当光强为时,光敏电阻的阻值为
由闭合电路的欧姆定律得
解得
13. 某光学实验小组用一块横截面为直角三角形的玻璃棱镜研究光的折射与全反射,如图所示,边长为,,。将该三棱镜置于空气中,一束单色光从边的中点点与面夹角为射入棱镜,其折射光线恰好平行于边。已知光在真空中传播速度大小为。求:
(1)该三棱镜对该单色光的折射率;
(2)光从面射入三棱镜到第一次射出三棱镜经历的时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
作光路图如图所示
入射光与BC夹角30°,则入射角为
折射光线平行于AC,而,,
由几何关系可知折射角
由折射定律
解得
【小问2详解】
光从三棱镜中的E点射向空气,若发生全反射有
可得临界角为
因DE平行于AC,则入射角
即在AB面上发生全反射不射出,反射后光线射到AC边,由几何关系可知
所以在AC边第一次射出棱镜;D点为BC的中点,,则
可知
由:,,可知
光线DE反射后到AC上F点,中,则
光的总路程为
光在棱镜中的速度
故运动时间为
14. 在平面直角坐标系的第一象限内有沿轴负方向的匀强电场,一质量为、电荷量为的带电粒子从第一象限的点沿轴负方向以初速度射出,恰好从轴上的点进入第二象限,、两点的坐标分别为、。第二象限内与轴负方向的夹角为,在与轴之间有垂直于纸面向里的匀强磁场,粒子从上的点(图中未标出)进入磁场,经磁场偏转后从轴上的点(图中未标出)垂直于轴射出磁场,不计粒子重力。求:
(1)匀强电场电场强度的大小;
(2)匀强磁场磁感应强度的大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
粒子在第一象限内做类平抛运动,对其进行受力分析:
①水平方向:不受力,粒子做匀速直线运动,由运动学公式有
解得粒子在第一象限内的运动时间为
②竖直方向:粒子受电场力作用,向下做初速度为零的匀加速直线运动
粒子在竖直方向上的位移大小为
由运动学公式
解得加速度大小为
由牛顿第二定律
解得电场强度大小为
【小问2详解】
粒子到达点时,竖直方向的速度为
则粒子在点的合速度大小为
速度方向与水平向左(方向)的夹角设为,有
解得
粒子从点进入第二象限后,做匀速直线运动,在点进入磁场
磁场方向垂直纸面向里,粒子带正电,由左手定则可知,粒子在磁场中做逆时针方向的圆周运动
的直线方程为(在第二象限),设圆周运动的轨迹圆心为,半径为
由几何关系可知,粒子做匀速直线运动的轨迹方程为,如图所示:
联立两直线方程,解得交点的坐标为
圆心在轴上,设坐标为,且到点的连线垂直于点的速度方向,因此连线与水平方向夹角为
由几何关系可得
由洛伦兹力提供向心力公式
代入相关数据,解得
15. 某工业自动化分拣系统的简化模型如图所示。在水平面内有两条足够长平行的金属轨道,轨道间距为。区域存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为,在区域两导轨粗糙,在区域两导轨光滑。滑块、和分别静置在轨道上、和处,质量分别为、和,滑块接在两导轨间的电阻为,与导轨之间的动摩擦因数为,滑块和为光滑绝缘滑块。现给滑块一个沿轴正方向的初速度使其进入磁场,之后滑块以速度与滑块发生弹性碰撞。除外其余电阻不计,重力加速度大小为,碰撞过程滑块可视为质点。求:
(1)滑块进入磁场瞬间的加速度大小;
(2)滑块从进入磁场到与滑块碰撞前瞬间的过程中滑块电阻上产生的焦耳热;
(3)滑块与滑块发生弹性碰撞后,滑块向右运动再与滑块发生弹性碰撞,的取值满足什么条件时碰撞之后滑块能获得最大速度,并求最大速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
滑块进入磁场瞬间受到向左的安培力和摩擦力,安培力大小为
则加速度大小为
【小问2详解】
由能量守恒可得
则滑块电阻上产生的焦耳热为
【小问3详解】
滑块与滑块发生弹性碰撞,由动量守恒可得
根据能量守恒可得
联立以上两式可得碰撞后滑块的速度为
滑块与滑块发生弹性碰撞,同理可得碰撞后滑块的速度为
由均值不等式可得,当且仅当时等号成立,此时滑块的速度最大,最大值为
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陕西西安市新城区2026-2027学年高三上学期第一次模考物理试卷
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,将本试题卷和答题卡一并交回。
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,只有一项符合题目要求。
1. 中国新能源汽车产业已连续10年位居全球首位,一辆某新能源汽车,它所用电池是锂电池,锂电池内阻特别小,若忽略锂电池内阻,从能量守恒的角度考虑,该新能源汽车在一段坡路上加速上坡过程中,电能转化为( )
A. 动能和重力势能 B. 重力势能和内能
C. 动能和内能 D. 机械能和内能
2. 2026年6月27日,中国科学院合肥研究所“人造太阳”项目取得新进展,两套聚变堆关键超导磁体先后完成研制验收与满参数测试,预计在2030年前后,演示用核聚变将发出第一度电。该核聚变的核反应方程可表示为。下列关于核聚变的有关说法正确的是( )
A. 核聚变过程中电荷数守恒,质量也守恒
B. 该聚变反应中平均每个核子放出的能量大约为
C. 核聚变后生成核的结合能小于核的结合能
D. 核聚变后生成核的比结合能小于核的比结合能
3. 2026年5月12日,世界最大跨度公铁两用无砟轨道斜拉桥—崇启公铁长江大桥最后一节单悬臂钢梁精准吊装就位,如图甲所示,南北两岸钢梁顺利实现“隔空对望、即将牵手”。大桥所使用的钢梁直接从船上通过吊装进行安装,在某次吊装中钢梁运动的位移与时间的图像如图乙所示,其中时间内和时间内图线为曲线,时间内图线为直线,下列说法正确的是( )
A. 时间内,钢梁的速度逐渐增大,处于超重状态
B. 时间内,钢梁的速度逐渐增大,处于超重状态
C. 时间内,钢梁的加速度逐渐增大,处于失重状态
D. 时间内,钢梁的速度逐渐增大,处于失重状态
4. 某款多功能电加热器内部结构可简化为如图所示理想变压器模型。原线圈匝数为,副线圈有两个,匝数分别为和。副线圈的两端接有发热电阻,副线圈的两端通过开关接有发热电阻。已知,原线圈输入正弦式交变电流的电压恒为。当开关断开时,原线圈中的电流为;当开关闭合时,原线圈中的电流变为。电阻与的阻值之比为( )
A. B. C. D.
5. 2026年7月4日17时30分,我国在太原卫星发射中心使用一箭多星技术成功将千帆极轨13组卫星发射升空。这些千帆极轨卫星属于商用遥感卫星,自带高清成像设备,能完整扫过全球每一寸土地。13组千帆极轨卫星中有两颗卫星绕地球做匀速圆周运动,轨道半径分别为、,线速度大小分别为、,周期分别为、。下列关系式正确的是( )
A. B. C. D. 以上三种情况都有可能
6. 在水平面上固定一劲度系数为的轻弹簧,物块、叠放在弹簧上端,一轻绳一端连接在物块上,另一端绕过光滑的定滑轮后连接一物块,物块、、的质量分别为、、,初始时用手托住物块使轻绳恰好处于伸直状态但无弹力,物块、处于静止状态,如果突然放开托住物块的手,物块开始下落,物块,开始上升,运动过程中轻弹簧和滑轮两侧的轻绳始终处于竖直方向上,重力加速度大小为。从开始放手到物块A、B刚好分离过程中,下列说法正确的是( )
A. 此过程中物块A、B、C组成的系统动量守恒
B. 此过程中物块A、B、C组成的系统机械能守恒
C. 刚放手瞬间物块C的加速度大小为
D. 此过程中物块C下降的距离为
7. 如图,孔明灯在我国有非常悠久的历史,其“会飞”的原因是:孔明灯下端开口,与大气相通,灯内燃料燃烧使内部空气升温膨胀,所以一部分空气从灯内排出,使孔明灯及内部气体的总重力变小,空气浮力将其托起。某盏孔明灯灯体(包括燃料、气袋)的质量为,气袋体积恒为,手扶着孔明灯,当气袋内气体温度达到(单位:K)时松开手,孔明灯开始加速上升。当孔明灯升到某一高度时恰好开始匀速上升,气袋内气体温度达到(单位:K)。已知重力加速度大小为g,环境温度恒为(单位:K),地面附近大气压强为,大气密度为,高度处大气压强为,大气密度为,忽略燃料燃烧引起的孔明灯灯体质量变化。下列说法正确的是( )
A. 刚松手时气袋内气体的密度为
B. 高度处气袋内气体的密度为
C. 刚松手时灯体质量与大气密度和气袋体积乘积的比值可能为
D. 高度处气袋内气体质量与没点燃之前气袋内气体质量之比可能为
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 两位冲浪爱好者在海面上某处冲浪,他们所处位置的浮板、在水平方向上的距离为。一列水波沿水平海面从浮板向浮板方向传播,波速为。从某时刻开始计时,时水波的波动图像如图所示,此时浮板恰好在平衡位置且向轴负方向运动,该水波可视为简谐横波。下列说法正确的是( )
A. 该水波沿轴负方向传播
B. 该水波的波长为
C. 时浮板的加速度方向竖直向下
D. 时,浮板和浮板的速度方向相同
9. 如图所示,一平面直角坐标系内加一匀强电场,电场强度的方向平行于该坐标系所在的平面,、、三点的坐标分别为、、,三点的电势分别为,,,已知,,下列说法正确的是( )
A. 一电子在点的电势能比在点的电势能大
B. 点电势为
C. 该匀强电场的电场强度大小为
D. 该匀强电场的电场强度方向与轴负方向的夹角为
10. 如图所示,两足够长平行粗糙的金属导轨倾斜固定在水平地面上,倾角均为,导轨间距为,其顶端用导线连接一阻值为的电阻,两导轨间存在垂直于斜面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为。和是两条垂直导轨的平行线,两线之间距离为,质量为的导体棒垂直导轨放置在导轨处并锁定,导体棒与导轨间的动摩擦因数为,导体棒接在两导轨间的电阻为。当时解除锁定,导体棒以的初速度从出发沿导轨向下运动。导体棒滑过线后继续向下运动,当其速度减小到时,区域内磁场的磁感应强度方向不变、大小在极短时间内由增大到,随后保持不变。当时,导体棒已经以的速度做匀速直线运动。导体棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨电阻,重力加速度大小为。关于导体棒从出发到上述时刻的过程,下列说法正确的是( )
A. 此过程中导体棒运动总距离为
B. 此过程中导体棒与两导轨摩擦产生的热量为
C. 此过程中电阻上产生的焦耳热为
D. 此过程中安培力的冲量大小为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 用如图甲所示装置研究平抛运动的特点。将坐标纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。A球沿斜槽轨道PQ滑下后从斜槽末端Q飞出,落在水平挡板MN上,由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,A球会在坐标纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,依次重复上述操作,坐标纸上将留下一系列痕迹点。
(1)为了能较准确地描绘小球的运动轨迹,下列说法正确的是( )
A. 小球做平抛运动时应尽量与木板摩擦,以便画出运动轨迹
B. 为保证小球沿水平方向飞出,应将斜槽末端调至水平
C. 本实验需要用天平测出小球质量,也需配备铅垂线作为y轴方向
D. 本实验中每次释放小球时都要从斜槽上的同一位置静止释放小球
(2)利用该装置描绘运动轨迹研究平抛运动时,需要建立平面直角坐标系,坐标原点O(实心圆点表示)选取正确的是( )
A. B.
C. D.
(3)在建立的平面直角坐标系上小球在平抛运动过程中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示,已知小方格的边长为L,位置a__________(填写“是”或“不是”小球的抛出点,小球的初速度大小v0=__________(用L、g表示)。
12. 某物理兴趣小组利用光敏电阻制作一个“自动调光系统”,需先探究光敏电阻的阻值与光强(单位:)之间的关系。实验室提供的器材有:
A.光敏电阻(常温下无光照时阻值约为,强光下阻值约为几百欧);
B.直流电源(内阻忽略不计);
C.电流表(量程,内阻约为);
D.电流表(量程,内阻约为);
E.电压表(量程,内阻约为);
F.滑动变阻器(最大阻值为);
G.开关、导线若干,点光源(亮度可调)。
(1)为了尽可能准确地测量光敏电阻在不同光强下的阻值(实验时阻值变化范围为),用如图甲所示的电路图研究光敏电阻的阻值变化,实验中测得的几组实验数据如下表所示,为了准确测量流过光敏电阻的电流,电路图中的电流表应选择__________(选填器材前面的字母序号)
次数
光强
光强倒数
电压
电流
电阻
1
0.8
1.25
2.60
0.50
5200
2
1.0
1.00
2.52
0.60
4200
3
2.0
0.50
2.20
1.00
2200
4
5.0
0.20
1.00
1.00
1000
5
(见图乙)
4.0
(2)在某次实验中,调节光强为时,电压表的示数如图乙所示,则__________,此时电流表的示数为,则光敏电阻的阻值为__________。
(3)通过多次实验绘出光敏电阻阻值与光强倒数关系的图像如图丙所示。
①根据图像可知,与的数学关系式为__________
②现利用该光敏电阻与电磁继电器(线圈电阻不计)连接组成自动光控开关。若要求当光强降至时,继电器刚好释放衔铁接通路灯电路。已知继电器释放衔铁时的电流为,控制电路电压恒为,要想实现自动光控,则应在控制电路中串联一个阻值为__________的定值电阻。
13. 某光学实验小组用一块横截面为直角三角形的玻璃棱镜研究光的折射与全反射,如图所示,边长为,,。将该三棱镜置于空气中,一束单色光从边的中点点与面夹角为射入棱镜,其折射光线恰好平行于边。已知光在真空中传播速度大小为。求:
(1)该三棱镜对该单色光的折射率;
(2)光从面射入三棱镜到第一次射出三棱镜经历的时间。
14. 在平面直角坐标系的第一象限内有沿轴负方向的匀强电场,一质量为、电荷量为的带电粒子从第一象限的点沿轴负方向以初速度射出,恰好从轴上的点进入第二象限,、两点的坐标分别为、。第二象限内与轴负方向的夹角为,在与轴之间有垂直于纸面向里的匀强磁场,粒子从上的点(图中未标出)进入磁场,经磁场偏转后从轴上的点(图中未标出)垂直于轴射出磁场,不计粒子重力。求:
(1)匀强电场电场强度的大小;
(2)匀强磁场磁感应强度的大小。
15. 某工业自动化分拣系统的简化模型如图所示。在水平面内有两条足够长平行的金属轨道,轨道间距为。区域存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为,在区域两导轨粗糙,在区域两导轨光滑。滑块、和分别静置在轨道上、和处,质量分别为、和,滑块接在两导轨间的电阻为,与导轨之间的动摩擦因数为,滑块和为光滑绝缘滑块。现给滑块一个沿轴正方向的初速度使其进入磁场,之后滑块以速度与滑块发生弹性碰撞。除外其余电阻不计,重力加速度大小为,碰撞过程滑块可视为质点。求:
(1)滑块进入磁场瞬间的加速度大小;
(2)滑块从进入磁场到与滑块碰撞前瞬间的过程中滑块电阻上产生的焦耳热;
(3)滑块与滑块发生弹性碰撞后,滑块向右运动再与滑块发生弹性碰撞,的取值满足什么条件时碰撞之后滑块能获得最大速度,并求最大速度大小。
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