精品解析:四川成都市树德中学2026-2027学年高三上学期10月阶段性测试物理试题
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内容正文:
树德中学高2024级高三上学期10月阶段性测试物理试题
本试卷满分100分,考试用时75分钟
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,只有一项是最符合题目要求的。
1. 在物理学发展的进程中,人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究,获得正确的理论认识。下列如图所示的实验规律对应的说法正确的是( )
A. 图甲是用多种频率的光进行光电效应实验,所得到的光电流与所加电压的关系,可知a光的频率最大
B. 图乙是卢瑟福进行粒子散射图景,他通过实验分析数据后提出核式结构模型
C. 图丙中随着温度升高,黑体辐射强度的极大值向频率较小的方向移动
D. 图丁是衰变过程的变化规律,说明每个半衰期发生衰变的原子核数量相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据爱因斯坦的光电效应理论,不同色光的图线说明频率大的光对应的遏止电压越大,则b光的频率最大,故A错误;
B.粒子散射实验示意图绝大多数粒子基本上沿原方向前进,极少数粒子发生偏转,说明原子具有核式结构,故B正确;
C.由黑体的辐射强度与辐射光波长的关系可知,随温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,频率变大,故C错误;
D.衰变过程随时间的变化规律说明在相同时间内,有半数的原子核发生了衰变,但相同时间内衰变的原子数量随时间的推移而不断减少,故D错误。
故选B。
2. 如图,A、B、C三个小球质量均为m,A、B之间用一根没有弹性的轻质细绳连在一起,B、C之间用轻弹簧拴接,整个系统用细线悬挂在天花板上并且处于静止状态.现将A上面的细线剪断,使A的上端失去拉力,则在剪断细线的瞬间,A、B、C三个小球的加速度分别是(重力加速度为g)( )
A. 1.5g,1.5g,0
B. g,2g,0
C. g,g,g
D. g,g,0
【答案】A
【解析】
【详解】剪断细线前,由平衡条件可知上端的细线的拉力为,、之间细绳的拉力为,轻弹簧的拉力为,在剪断细线的瞬间,轻弹簧中拉力不变,小球所受合外力为零,所以的加速度为零;、小球用一根没有弹性的轻质细绳连在一起,即将一起向下运动,整体受到二者重力和轻弹簧向下的拉力,由牛顿第二定律可得,解得,故选项A正确,B、C、D错误.
3. 如图所示,两根半圆柱体静止于粗糙程度处处相同的水平地面上,紧靠但无相互作用力。现将一根圆柱体轻放在这两根半圆柱体上,三者均静止。已知圆柱体和两半圆柱体的材料、长度、半径、密度均相同,不考虑它们之间的摩擦,则半圆柱体与水平地面间的动摩擦因数至少为(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设圆柱体的质量为m,则半圆柱体的质量为,设圆柱体与半圆柱体之间的弹力大小为F,对圆柱体进行受力分析,根据平衡条件有
解得
令地面对一个半圆柱体的支持力为N,结合对称性,对圆柱体与半圆柱体整体进行分析有
解得
三者始终处于静止状态,则有
解得
即半圆柱体与水平地面间的动摩擦因数至少为。
故选B。
4. 有甲、乙两只船,它们在静水中的航行速度分别为和,现在两船从同一渡口向河对岸开去,已知甲船想用最短时间渡河,乙船想以最短航程渡河,结果两船抵达对岸的地点恰好相同。则甲、乙两船渡河所用时间之比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】当与河岸垂直时,甲船渡河时间最短;乙船船头斜向上游开去,才有可能航程最短,由于甲、乙两只船到达对岸的地点相同(此地点并不在河正对岸),可见乙船在静水中的速度比水的流速要小,要满足题意,则如图所示
设河宽为d,甲用时
乙用时
则
又
解得
故选C。
5. 一定质量的理想气体,在一段过程中经历状态a→b→c,已知该气体在状态a时的压强为p0、体积为V0、温度为T0,其体积V与V0的比值随热力学温度T变化的关系图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 气体状态从a→b分子数密度不变 B. 气体状态从b→c压强减小,气体对外放热
C. 气体状态从a→b对外做的功为0.5p0V0 D. 气体在状态c时的压强为2p0
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,气体从a→b的过程中,-T图像为过原点的倾斜直线,可知气体压强不变,体积增大,则分子数密度减小,故A错误;
C.气体状态从a→b发生等压变化,则
解得
气体对外做的功为,故C正确;
B.气体状态从b→c体积不变,温度升高,则,
根据热力学第一定律可知,气体从外界吸收热量,故B错误;
D.从b到c的过程中,体积不变,则,
所以,故D错误。
故选C。
6. 一小球从如图所示的坐标原点处开始做平抛运动,初速度沿着轴正方向。在坐标原点处有束激光照射到小球上,随着小球的运动,激光束绕点不停旋转,总能保持激光束跟踪小球。设任意时刻激光束与轴正方向的夹角为,小球做平抛运动的时间为,不计空气阻力,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】物体做平抛运动竖直方向的位移为
水平方向的位移为
因此激光束与轴正方向的夹角的正切值为
即
故选C。
7. 如图所示,倾角30°的光滑斜面上,轻质弹簧两端连接着两个质量均为m=1 kg的物块B和C,C紧靠着挡板P,B通过轻质细绳跨过光滑定滑轮与质量M=8 kg的小球A(可视为质点)连接,细绳平行于斜面,A在外力作用下静止在圆心角为60°、半径R=2 m的光滑圆弧轨道的顶端a处,此时绳子恰好拉直且无张力。由静止释放A,当A滑至b时,C恰好离开挡板P,此时绳子断裂。已知重力加速度取,弹簧的形变始终在弹性限度内,细绳不可伸长。下列说法正确的是( )
A. 绳子断裂后,在大地参考系中,物体B的运动是简谐运动
B. 弹簧的劲度系数6 N/m
C. 小球A滑至b处时的速度大小为5 m/s
D. 小球A滑至b处时对圆弧轨道的压力的大小为144 N
【答案】D
【解析】
【详解】A.断绳后,物块和组成的整体沿斜面方向满足
因此整体质心仍做匀加速运动,物块相对质心的振动与质心的匀加速运动叠加,物块相对地面的运动不是简谐运动,故A错误;
B.设弹簧初始压缩量为,物块静止且绳中无张力时,沿斜面方向有
设刚好离开挡板时弹簧伸长量为,此时挡板支持力为零,沿斜面方向有
由绳长不变和图示几何关系,沿斜面上移的距离为,故
所以,故B错误;
C.从释放到小球到达的过程中,弹簧初、末形变量大小相等,弹性势能变化为零;由绳长不变,在处有
对小球、物块和弹簧组成的系统应用机械能守恒,得
代入及题给数据,有
解得,故C错误;
D.绳子在处断裂后,小球在圆弧最低点的径向方程为
代入,整理得,故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题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. 我国小行星防御系统能够监测、预警和应对近地天体的撞击,展现了从被动预警到主动防御的科技跨越。如图所示,圆轨道Ⅰ和椭圆轨道Ⅱ相切于P点,椭圆轨道Ⅱ和同步轨道Ⅲ相切于Q点。现有防御卫星在轨道Ⅰ处做匀速圆周运动,经变轨后运行到同步轨道Ⅲ的M点拦截小行星进行干预,卫星在轨道Ⅰ、Ⅲ和轨道Ⅱ上的P点、Q点运行的线速度分别为、、、。下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上,与地心的连线,在相同时间内,扫过的面积均相等
B. 的大小可能为7.9km/s
C.
D. 卫星在轨道Ⅰ、Ⅱ上的P点所对应的曲率圆的圆心均为地心
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据开普勒第二定律有,在同一轨道上,卫星与地心连线相等时间扫过面积相等, 轨道 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 是三条不同轨道,不满足 “同一轨道”,因此相同时间扫过面积不相等,故A错误;
B.轨道Ⅰ不一定是近地轨道,其速度可能小于7.9km/s,卫星在P点从轨道Ⅰ变轨到椭圆轨道Ⅱ,需要点火加速,此时的大小可能等于7.9km/s,故B正确;
C.卫星在P点从轨道Ⅰ变轨到椭圆轨道Ⅱ,需要点火加速,此时
又Ⅰ、Ⅲ轨道都是圆轨道,由万有引力提供向心力,则有
解得
因轨道Ⅰ的半径小于轨道Ⅲ的半径,故,综上分析,可知,故C正确;
D.轨道Ⅰ是圆轨道,所以 P点曲率圆圆心是地心,而轨道Ⅱ是椭圆轨道,椭圆有两个焦点,地心在椭圆的一个焦点上,故P点曲率圆圆心不是地心,故D错误。
故选BC。
9. 某新能源国产电车进行直线加速性能测试,已知该电车从静止开始匀加速启动,若在匀加速阶段电车速度为时记为0时刻,并将其此后电车匀加速直线运动中位移与时间关系绘制成 图像,图中时电车功率达到额定功率,此后电车以额定功率继续向前运动,已知机动车质量为1000kg,运动过程中所受阻力恒定为4000N。则以下说法正确的是( )
A. 电车在匀加速运动阶段,牵引力恒为5000N
B. 电车发动机的额定功率180kW
C. 电车能够达到的最大速度为30m/s
D. 电车做匀加速直线运动能持续的最长时间为15s
【答案】BD
【解析】
【详解】A.匀加速阶段,根据位移公式有
变形有
结合图形有,
解得,
根据牛顿第二定律有
解得F0=6000N,故A错误;
B.由于
则有
匀加速过程的末速度
则电车发动机的额定功率,故B正确;
C.结合上述,匀加速之后,功率一定,根据,
可知,速度增大,牵引力减小,加速度减小,电车开始做加速度减小的变加速运动,当牵引力与阻力平衡时,开始做匀速直线运动,速度达到最大值,则有
解得,故C错误;
D.结合上述,匀加速过程有
解得,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,一倾角为足够长的斜面体置于粗糙的水平地面上,并排放在斜面上的小物块、(接触但未粘连)在平行于斜面向上的恒力(未知)作用下沿斜面向上以匀速运动,某时刻突然撤去,斜面体始终处于静止状态。已知物块、、的质量均为,与斜面间的动摩擦因数分别为、,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为,。、之间的碰撞为完全弹性碰撞,物体一直保持静止,下列说法正确的是( )
A.
B. 撤去后,地面对的支持力大小可能为
C. 撤去后,地面对的摩擦力大小可能为
D. 撤去后,地面对的摩擦力大小可能为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.设斜面对和的支持力分别为和,两物块沿斜面向上匀速运动,摩擦力均沿斜面向下;垂直斜面方向两物块受力平衡,得
沿斜面方向向上,小物块、整体受力平衡,满足
代入、,
解得,故A错误;
BCD.撤去后,两物块仍具有沿斜面向上的速度,故初始阶段两物块做减速运动,设小物块、的加速度大小分别为、,根据牛顿第二定律有,
代入数据解得,
加速度沿斜面向下。将加速度分解为水平和竖直方向,其中加速度竖直分量方向向下,大小满足,
对、、整体,由牛顿第二定律可知地面对支持力大小
解得
另加速度水平分量方向向右,大小满足,
对、、整体,由牛顿第二定律可知地面对摩擦力方向向右,大小满足
由于
且
故运动过程的中间阶段,小物块静止于斜面,小物块继续向上做减速运动,加速度的竖直和水平分量分别为向下和向右,大小满足,
对、、整体,由牛顿第二定律可知地面对支持力大小
解得
同理可知地面对摩擦力方向向右,大小满足
第三阶段,由于
故该阶段小物块静止于斜面,小物块沿斜面向下做加速运动,根据牛顿第二定律有
解得
加速度的竖直和水平分量分别为向下和向右,大小满足,
对、、整体,由牛顿第二定律可知地面对支持力大小
解得
同理可知地面对摩擦力方向向右,大小满足
第四阶段,、之间发生完全弹性碰撞,满足动量守恒,碰撞前后动能相等,即,
可知二者交换速度,即碰撞后速度减为零,做初速度为零的匀加速直线运动,获得沿斜面向下的速度,做匀速直线运动, 故此阶段仍仅小物块具有沿斜面向下的加速度;对、、整体,由牛顿第二定律可知地面对支持力大小仍为
地面对摩擦力方向向右,大小满足
之后的运动过程,即使追上,再次发生弹性碰撞,斜面体的受力情况与第四阶段相同。综上,地面对的支持力大小可能为,,
地面对的摩擦力大小可能为,,,故BD正确,C错误。
故选BD。
三、实验题(本题共2小题,共16分。)
11. 实验小组利用现有仪器组装简易多用电表,设计电路图如图所示,实验室提供以下仪器:
A.微安表G(,)
B.定值电阻
C.定值电阻
D.滑动变阻器(最大阻值为10 Ω)
E.滑动变阻器(最大阻值为200 Ω)
F.干电池一节(电动势,内阻)
G.转换开关一个,红、黑表笔各一支
(1)电路图中红表笔应和________(选填“a”或“b”)端相连,黑表笔应和另一端相连。
(2)组装成电阻表时,滑动变阻器R应选________(选填“”或“”);对应电阻表中央刻度处电阻应为________Ω。
(3)组装完成后若换用一节旧的干电池(电动势为1.3 V,内阻为1.3 Ω),仍能进行电阻调零,用此电阻表测电阻时,其测量值为15 Ω,真实值为________Ω。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 150
(3)13
【解析】
【小问1详解】
多用电表欧姆挡内部电池的正极与黑表笔相连,负极与红表笔相连。由电路图可知,电池正极经滑动变阻器、转换开关与端相连,故黑表笔应接端,红表笔应接端。
【小问2详解】
[1][2]微安表与并联,满偏时总电流为
代入数据解得
欧姆表调零时,表笔短接,根据闭合电路欧姆定律有
代入数据解得
此时所需滑动变阻器接入电路的阻值
其中
代入数据解得
故滑动变阻器应选最大阻值为的
欧姆表中央刻度处对应的电阻等于欧姆表内阻,即
【小问3详解】
换用旧电池后,重新调零,欧姆表实际内阻
代入数据解得
测量值为时,表盘对应的电流
代入数据解得
设真实值为,根据闭合电路欧姆定律有
代入数据解得
12. 小新用下列器材测量小车质量:小车、一端带有定滑轮的平直轨道、垫块、细线、打点计时器、纸带、频率为的交流电源、直尺、质量均为的7个槽码。
(1)完成下列实验步骤中的填空:
ⅰ.按图甲安装好实验器材,跨过定滑轮的细线一端连接在小车上,另一端悬挂着7个槽码。改变轨道的倾角,用手轻拨小车,直到打点计时器在纸带上打出一系列________的点,表明小车沿倾斜轨道匀速下滑;
ⅱ.保持轨道倾角不变,取下1个槽码(即细线下端悬挂6个槽码),让小车拖着纸带沿轨道下滑,根据纸带上打的点迹测出加速度;
ⅲ.依次减少细线下端悬挂的槽码数量,重复步骤ⅱ;
ⅳ.以取下槽码的总个数()的倒数为纵坐标,以为横坐标,作出图像。
(2)已知重力加速度大小,请完成下列填空:
①下列说法正确的是________;(填正确选项前的字母)
A.接通电源后,再将小车从靠近打点计时器处释放
B.小车下滑时,位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行
C.实验中必须保证细线下端悬挂槽码的质量远小于小车的质量
D.若细线下端悬挂着2个槽码,则小车在下滑过程中受到的合外力大小为
②若某次实验获得如图乙所示的纸带,已知相邻计数点间均有4个点未画出,则加速度大小________(计算结果保留三位有效数字);
③随变化的图像如图所示,测得图线的斜率为0.40(所有物理量单位均为国际制单位),则小车质量________(用小数表示),图线的纵截距________(用分数表示).
【答案】(1)等间距 (2) ①. AB ②. ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
小车匀速下滑时,速度恒定,打点计时器打出的点迹间距相等、分布均匀,以此验证小车受力平衡,完成平衡摩擦力的操作。
【小问2详解】
①[1] A.为了能充分利用纸带,应将小车靠近打点计时器,先接通电源,待打点稳定后再释放,故A正确;
B.细线与倾斜轨道平行,可保证拉力方向与小车运动方向一致,小车合力恒定、做匀变速直线运动,故B正确;
C.本实验的研究对象是小车和所有剩余槽码组成的整体,不需要近似认为拉力等于槽码重力,因此无需满足悬挂槽码质量远小于小车质量,故C错误;
D.在步骤ⅰ中,小车(含7个槽码)匀速运动,小车、槽码均处于受力平衡状态,满足,
若细线下端悬挂着2个槽码,小车加速下滑,槽码加速上升,槽码超重,故细线对小车的拉力
则小车下滑过程中受到的合外力,故D错误。
故选AB。
②[2]相邻两计数点的时间间隔为
根据逐差法求出小车加速度大小为
③[3][4]小车匀速时有
取下个槽码后,对小车、槽码,根据牛顿第二定律有
对槽码有
整理得
结合图像可知斜率
代入,
解得
图线的纵截距
四、解答题(本题共3小题,共38分)
13. 如图,固定在水平面上的光滑半圆柱体(截面为半圆),小球从顶端A处静止开始沿半圆面下滑,小球相对半圆柱体转过37°至P点,已知圆半径为R=1 m,小球的质量为1 kg,重力加速度大小为,求:
(1)在P点,小球重力的功率大小;
(2)在P点,小球与半圆柱体的作用力大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
小球到P点的过程,根据机械能守恒
小球在P点重力的功率
联立解得
【小问2详解】
在P点,沿半径方向的动力学方程
解得
14. 图为倾斜传送带示意图,倾斜传送带由电动机驱动,每个散货经倾斜传送带由底端A运动到顶端B后水平抛出。倾斜传送带与水平地面夹角为30°,以速度匀速运行。若以相同的时间间隔将散货以几乎为0的速度放置在倾斜传送带底端A,从放置某个散货时开始计数,当放置第10个散货时,第1个散货恰好被水平抛出。散货的质量为m,散货与倾斜传送带间的动摩擦因数,到达顶端前已与传送带共速。重力加速度为g。求系统稳定运行后,某段较长时间内:
(1)散货刚放置于传送带的加速度大小;
(2)倾斜传送带的长度;
(3)电动机的平均输出功率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
散货在加速阶段,由牛顿第二定律
解得
【小问2详解】
根据题意可知,每次经过,后一个散货总会到达前一个散货的位置,因此在时间上可视为第10个散货一次性传输到第1个散货的位置:设倾斜传送带的长度为,
加速时间
加速位移
设匀速时间为,其中
则匀速位移为
故传送带的长度为
【小问3详解】
加速阶段散货与传送带发生的相对位移为
在时间内运送一个散货,增加了散货的动能、重力势能以及过程中摩擦生热:
电动机的平均输出功率:
15. 如图所示,用一轻细线连接物体A和物体D,细线刚好水平而且与定滑轮E恰好相切,细线与定滑轮之间摩擦不计,DE长度为,物体A的质量为4 kg,物体A与地面的摩擦因数为0.5,物体D的质量为,竖直杆穿过物体D,杆与物体D之间摩擦不计,弹簧1压缩,上端与M点相连,下端与物体D相连,弹簧2伸长,下端与N点相连,上端与物体D相连,弹簧1的压缩量与弹簧2的伸长量均为1.8 m。物体C质量为6 kg,且放置于滑块B上,物体B的质量为2 kg,物体B和物体C之间的摩擦因数为,物体B与地面的摩擦因数为,物体A与物体B的左端距离适当,物体B的右端与定滑轮距离足够长。现静止释放物体D,物体D下降3.6 m时,连接物体A和物体D的细线突然断裂(断裂前后A和D速度保持不变),断裂后物体A与物体B立即发生相撞,且物体A与物体B以后运动过程中不再分离,(物体A在运动过程中,未发生旋转),重力加速度大小为,求:
(1)细线断裂时物体A的速度大小;
(2)在以后的运动过程中,物体C恰好没有与物体A发生碰撞,求初始时,物体B的左端到物体C的距离;
(3)整个过程中,物体B和物体C相互作用产生的热量(用分数表示)。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
将物体A和物体D和弹簧1和弹簧2组成一个系统,在物体D下降高度为h=3.6 m的过程中,每个弹簧的伸长量和压缩量相同,所以弹簧的弹性势能不变,利用能量守恒
物体D下降高度为h=3.6 m时,物体D的速度竖直向下,物体A的速度水平向右,但是由于物体A和物体D通过绳子相连接,利用沿细线方向速度分量相等
联立解得
【小问2详解】
物体A和物体B碰撞前后动量守恒,对AB两个物体,利用动量守恒定律
连解得
之后物体C做加速运动,加速度大小为
AB一起作减速运动,加速度大小为
三个物体的共同速度为
联立解得 ,
物体C向右运动的距离
物体AB向右运动的距离
物体C相对物体AB向左运动,三者到达共同速度,但是物体C和物体B之间的摩擦因数小于物体AB与地面的摩擦因数,之后物体C相对物体AB向右运动,物体C恰好没有与物体A发生碰撞,所以物体C到物体B左端的距离为
【小问3详解】
物体ABC共速以后,C与AB还会出现相对滑动,物体C做减速运动的加速度为
物体AB做减速运动的加速度为
共速之后,物体C向右运动的距离为
共速之后,物体AB向右运动的距离为
整个过程物体B和物体C相互作用的热量为
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树德中学高2024级高三上学期10月阶段性测试物理试题
本试卷满分100分,考试用时75分钟
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,只有一项是最符合题目要求的。
1. 在物理学发展的进程中,人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究,获得正确的理论认识。下列如图所示的实验规律对应的说法正确的是( )
A. 图甲是用多种频率的光进行光电效应实验,所得到的光电流与所加电压的关系,可知a光的频率最大
B. 图乙是卢瑟福进行粒子散射图景,他通过实验分析数据后提出核式结构模型
C. 图丙中随着温度升高,黑体辐射强度的极大值向频率较小的方向移动
D. 图丁是衰变过程的变化规律,说明每个半衰期发生衰变的原子核数量相同
2. 如图,A、B、C三个小球质量均为m,A、B之间用一根没有弹性的轻质细绳连在一起,B、C之间用轻弹簧拴接,整个系统用细线悬挂在天花板上并且处于静止状态.现将A上面的细线剪断,使A的上端失去拉力,则在剪断细线的瞬间,A、B、C三个小球的加速度分别是(重力加速度为g)( )
A. 1.5g,1.5g,0
B. g,2g,0
C. g,g,g
D. g,g,0
3. 如图所示,两根半圆柱体静止于粗糙程度处处相同的水平地面上,紧靠但无相互作用力。现将一根圆柱体轻放在这两根半圆柱体上,三者均静止。已知圆柱体和两半圆柱体的材料、长度、半径、密度均相同,不考虑它们之间的摩擦,则半圆柱体与水平地面间的动摩擦因数至少为(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A. B. C. D.
4. 有甲、乙两只船,它们在静水中的航行速度分别为和,现在两船从同一渡口向河对岸开去,已知甲船想用最短时间渡河,乙船想以最短航程渡河,结果两船抵达对岸的地点恰好相同。则甲、乙两船渡河所用时间之比为( )
A. B. C. D.
5. 一定质量的理想气体,在一段过程中经历状态a→b→c,已知该气体在状态a时的压强为p0、体积为V0、温度为T0,其体积V与V0的比值随热力学温度T变化的关系图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 气体状态从a→b分子数密度不变 B. 气体状态从b→c压强减小,气体对外放热
C. 气体状态从a→b对外做的功为0.5p0V0 D. 气体在状态c时的压强为2p0
6. 一小球从如图所示的坐标原点处开始做平抛运动,初速度沿着轴正方向。在坐标原点处有束激光照射到小球上,随着小球的运动,激光束绕点不停旋转,总能保持激光束跟踪小球。设任意时刻激光束与轴正方向的夹角为,小球做平抛运动的时间为,不计空气阻力,则( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,倾角30°的光滑斜面上,轻质弹簧两端连接着两个质量均为m=1 kg的物块B和C,C紧靠着挡板P,B通过轻质细绳跨过光滑定滑轮与质量M=8 kg的小球A(可视为质点)连接,细绳平行于斜面,A在外力作用下静止在圆心角为60°、半径R=2 m的光滑圆弧轨道的顶端a处,此时绳子恰好拉直且无张力。由静止释放A,当A滑至b时,C恰好离开挡板P,此时绳子断裂。已知重力加速度取,弹簧的形变始终在弹性限度内,细绳不可伸长。下列说法正确的是( )
A. 绳子断裂后,在大地参考系中,物体B的运动是简谐运动
B. 弹簧的劲度系数6 N/m
C. 小球A滑至b处时的速度大小为5 m/s
D. 小球A滑至b处时对圆弧轨道的压力的大小为144 N
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题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. 我国小行星防御系统能够监测、预警和应对近地天体的撞击,展现了从被动预警到主动防御的科技跨越。如图所示,圆轨道Ⅰ和椭圆轨道Ⅱ相切于P点,椭圆轨道Ⅱ和同步轨道Ⅲ相切于Q点。现有防御卫星在轨道Ⅰ处做匀速圆周运动,经变轨后运行到同步轨道Ⅲ的M点拦截小行星进行干预,卫星在轨道Ⅰ、Ⅲ和轨道Ⅱ上的P点、Q点运行的线速度分别为、、、。下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上,与地心的连线,在相同时间内,扫过的面积均相等
B. 的大小可能为7.9km/s
C.
D. 卫星在轨道Ⅰ、Ⅱ上的P点所对应的曲率圆的圆心均为地心
9. 某新能源国产电车进行直线加速性能测试,已知该电车从静止开始匀加速启动,若在匀加速阶段电车速度为时记为0时刻,并将其此后电车匀加速直线运动中位移与时间关系绘制成 图像,图中时电车功率达到额定功率,此后电车以额定功率继续向前运动,已知机动车质量为1000kg,运动过程中所受阻力恒定为4000N。则以下说法正确的是( )
A. 电车在匀加速运动阶段,牵引力恒为5000N
B. 电车发动机的额定功率180kW
C. 电车能够达到的最大速度为30m/s
D. 电车做匀加速直线运动能持续的最长时间为15s
10. 如图所示,一倾角为足够长的斜面体置于粗糙的水平地面上,并排放在斜面上的小物块、(接触但未粘连)在平行于斜面向上的恒力(未知)作用下沿斜面向上以匀速运动,某时刻突然撤去,斜面体始终处于静止状态。已知物块、、的质量均为,与斜面间的动摩擦因数分别为、,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为,。、之间的碰撞为完全弹性碰撞,物体一直保持静止,下列说法正确的是( )
A.
B. 撤去后,地面对的支持力大小可能为
C. 撤去后,地面对的摩擦力大小可能为
D. 撤去后,地面对的摩擦力大小可能为
三、实验题(本题共2小题,共16分。)
11. 实验小组利用现有仪器组装简易多用电表,设计电路图如图所示,实验室提供以下仪器:
A.微安表G(,)
B.定值电阻
C.定值电阻
D.滑动变阻器(最大阻值为10 Ω)
E.滑动变阻器(最大阻值为200 Ω)
F.干电池一节(电动势,内阻)
G.转换开关一个,红、黑表笔各一支
(1)电路图中红表笔应和________(选填“a”或“b”)端相连,黑表笔应和另一端相连。
(2)组装成电阻表时,滑动变阻器R应选________(选填“”或“”);对应电阻表中央刻度处电阻应为________Ω。
(3)组装完成后若换用一节旧的干电池(电动势为1.3 V,内阻为1.3 Ω),仍能进行电阻调零,用此电阻表测电阻时,其测量值为15 Ω,真实值为________Ω。
12. 小新用下列器材测量小车质量:小车、一端带有定滑轮的平直轨道、垫块、细线、打点计时器、纸带、频率为的交流电源、直尺、质量均为的7个槽码。
(1)完成下列实验步骤中的填空:
ⅰ.按图甲安装好实验器材,跨过定滑轮的细线一端连接在小车上,另一端悬挂着7个槽码。改变轨道的倾角,用手轻拨小车,直到打点计时器在纸带上打出一系列________的点,表明小车沿倾斜轨道匀速下滑;
ⅱ.保持轨道倾角不变,取下1个槽码(即细线下端悬挂6个槽码),让小车拖着纸带沿轨道下滑,根据纸带上打的点迹测出加速度;
ⅲ.依次减少细线下端悬挂的槽码数量,重复步骤ⅱ;
ⅳ.以取下槽码的总个数()的倒数为纵坐标,以为横坐标,作出图像。
(2)已知重力加速度大小,请完成下列填空:
①下列说法正确的是________;(填正确选项前的字母)
A.接通电源后,再将小车从靠近打点计时器处释放
B.小车下滑时,位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行
C.实验中必须保证细线下端悬挂槽码的质量远小于小车的质量
D.若细线下端悬挂着2个槽码,则小车在下滑过程中受到的合外力大小为
②若某次实验获得如图乙所示的纸带,已知相邻计数点间均有4个点未画出,则加速度大小________(计算结果保留三位有效数字);
③随变化的图像如图所示,测得图线的斜率为0.40(所有物理量单位均为国际制单位),则小车质量________(用小数表示),图线的纵截距________(用分数表示).
四、解答题(本题共3小题,共38分)
13. 如图,固定在水平面上的光滑半圆柱体(截面为半圆),小球从顶端A处静止开始沿半圆面下滑,小球相对半圆柱体转过37°至P点,已知圆半径为R=1 m,小球的质量为1 kg,重力加速度大小为,求:
(1)在P点,小球重力的功率大小;
(2)在P点,小球与半圆柱体的作用力大小。
14. 图为倾斜传送带示意图,倾斜传送带由电动机驱动,每个散货经倾斜传送带由底端A运动到顶端B后水平抛出。倾斜传送带与水平地面夹角为30°,以速度匀速运行。若以相同的时间间隔将散货以几乎为0的速度放置在倾斜传送带底端A,从放置某个散货时开始计数,当放置第10个散货时,第1个散货恰好被水平抛出。散货的质量为m,散货与倾斜传送带间的动摩擦因数,到达顶端前已与传送带共速。重力加速度为g。求系统稳定运行后,某段较长时间内:
(1)散货刚放置于传送带的加速度大小;
(2)倾斜传送带的长度;
(3)电动机的平均输出功率。
15. 如图所示,用一轻细线连接物体A和物体D,细线刚好水平而且与定滑轮E恰好相切,细线与定滑轮之间摩擦不计,DE长度为,物体A的质量为4 kg,物体A与地面的摩擦因数为0.5,物体D的质量为,竖直杆穿过物体D,杆与物体D之间摩擦不计,弹簧1压缩,上端与M点相连,下端与物体D相连,弹簧2伸长,下端与N点相连,上端与物体D相连,弹簧1的压缩量与弹簧2的伸长量均为1.8 m。物体C质量为6 kg,且放置于滑块B上,物体B的质量为2 kg,物体B和物体C之间的摩擦因数为,物体B与地面的摩擦因数为,物体A与物体B的左端距离适当,物体B的右端与定滑轮距离足够长。现静止释放物体D,物体D下降3.6 m时,连接物体A和物体D的细线突然断裂(断裂前后A和D速度保持不变),断裂后物体A与物体B立即发生相撞,且物体A与物体B以后运动过程中不再分离,(物体A在运动过程中,未发生旋转),重力加速度大小为,求:
(1)细线断裂时物体A的速度大小;
(2)在以后的运动过程中,物体C恰好没有与物体A发生碰撞,求初始时,物体B的左端到物体C的距离;
(3)整个过程中,物体B和物体C相互作用产生的热量(用分数表示)。
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