精品解析:湖南武冈市幸福富田高级中学2026-2027学年高三上学期10月学情自测物理试卷
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内容正文:
湖南省武冈市幸福富田高级中学2026-2027学年高三年级上学期
10月学情物理自测试卷
考试时间:75分钟;总分:100分
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
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题目的答案标号涂黑。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,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分(选择题 共43分)
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 篮球比赛前,常通过观察篮球从一定高度由静止下落后的反弹情况判断篮球的弹性。某同学拍摄了该过程,并得出了篮球运动的图像,如图所示。图像中a、b、c、d四点中对应篮球位置最高的是( )
A. a点 B. b点 C. c点 D. d点
【答案】A
【解析】
【详解】由图像可知,图像第四象限表示向下运动,速度为负值。当向下运动到速度最大时篮球与地面接触,运动发生突变,速度方向变为向上并做匀减速运动。故第一次反弹后上升至a点,此时速度第一次向上减为零,到达离地面最远的位置。故四个点中篮球位置最高的是a点。
故选A。
2. 如图所示,虚线是一个带电粒子从a点运动到d点的运动轨迹,若粒子只受电场力作用,粒子从a点运动到d点的过程中( )
A. 该粒子带负电荷
B. 粒子的电势能逐渐增加,动能逐渐减小
C. 粒子运动的加速度逐渐增大
D. 若该粒子在b点静止释放,轨迹将与电场线bc重合
【答案】C
【解析】
【详解】AB.带电粒子在电场中运动时,受到的电场力的方向指向运动轨迹的弯曲的内侧,由此可知,此带电的粒子受到的电场力的方向为沿着电场线向上,所以此粒子为正电荷,粒子带正电,从a到d的过程中,电场力对粒子做正功,所以粒子由a点向d点运动的过程中电势能逐渐减小,动能逐渐增加,故AB错误;
C.由电场线的分布可知,电场线在d点较密,在d点的电场强,粒子在d点时受到的电场力大,在d点加速度大,粒子运动的加速度逐渐增大,故C正确;
D.电场中的带电粒子受力的方向沿电场线的切线方向,由于b点所在电场线为曲线,所以将该粒子在b点由静止释放,它一定不能沿电场线运动,故D错误。
故选C。
3. 在一均匀介质中,位于和处的两个波源P和Q沿y轴方向振动,形成了两列相向传播的简谐横波,波速均为2 m/s。时,两列波分别传播至和处,波形图如图所示。则( )
A. 两列波的周期不同
B. 时,处质点振动方向沿y轴正方向
C. 时,两列波开始相遇
D. 从到,处质点沿x轴负方向移动了2 m
【答案】B
【解析】
【详解】A.从波形图中可得两列波的波长均为
已知波速
根据周期公式
代入数据得
即两列波的周期相同,均为2 s,故A错误;
B.根据同侧法可知时,处质点振动方向沿y轴正方向,故B正确;
C.时,两列波分别传播至和处,两波前端的间距为
两波相向传播,相对速度为,相遇时间,故C错误;
D.简谐横波传播过程中,介质中的质点仅在平衡位置附近沿y轴方向振动,不会随波沿x轴方向迁移,因此处质点不会沿x轴移动,故D错误。
故选B。
4. 我国科学家在钍基熔盐堆中成功实现了钍—铀核燃料循环,该成果入选“2025年度中国科学十大进展”。循环涉及的核反应方程包含:①②③。式中是质量可忽略不计的中性粒子,则( )
A. X是 B. Y是
C. 方程②属于衰变 D. 方程③属于衰变
【答案】D
【解析】
【详解】A.对反应①,设X的质量数为A、电荷数为Z,由,
解得
因此X是中子,故A错误;
B.反应②中质量可忽略、电荷为0,设Y的质量数为、电荷数为N,由,
解得
因此Y是电子,故B错误;
C.α衰变的本质是放出α粒子(),但反应②放出的是电子,不属于α衰变,故C错误;
D.反应③中母核质量数不变、电荷数增加1,同时放出电子,符合β衰变的特征(中子转化为质子放出电子),属于β衰变,故D正确。
故选D。
5. 如图是中国探月工程的标识,圆月的起笔处如龙头,象征中国航天事业如巨龙腾空,落笔处由一群和平鸽组成,表达了中国和平利用宇宙空间的美好愿望。把地球和月球看成质量均匀分布的球体,已知地球与月球的表面重力加速度之比为p,地球和月球的半径之比为q,下列说法正确的是( )
A. 地球和月球的第一宇宙速度之比等于pq
B. 地球和月球的第一宇宙速度之比等于
C. 地球和月球的平均密度之比等于pq
D. 地球和月球的平均密度之比等于
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据
得第一宇宙速度
所以地球和月球的第一宇宙速度之比,故AB错误;
CD.由万有引力与重力的关系
根据,
得
所以地球和月球的平均密度之比,故C错误,D正确。
故选D。
6. 如图所示,为一位于竖直平面内的轨道,其中水平,点比高出 ,长 ,和轨道光滑且与平滑连接。一质量为的物体,从点以 的速度开始沿轨道运动,经过后滑到高出点 的点速度为零。取,下列选项正确的是( )
A. 物体与轨道间的动摩擦因数
B. 物体在水平面上的总路程为
C. 第15次经过点时,克服摩擦力做功为
D. 最终停下的位置在点
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体从到,根据动能定理有
解得,故A错误;
B.全过程,对物体分析,根据动能定理有
解得 ,故B错误;
D.物体在之间往返一次的路程为
故物体能在之间往返的次数为次
所以物体最终停下的位置在点,D正确;
C.物体在之间往返一次的过程中,有两次经过点,所以一共有18次经过点,物体第15次经过点时,物体在之间已运动的路程为
则物体第15次经过点时,克服摩擦力做功为 ,故C错误。
故选D。
7. 电动方程式(Formula E)是目前世界上新能源汽车运动中级别最高的赛事,赛车在专业赛道水平路面上由静止启动,在前2 s内做匀加速直线运动,2 s末达到额定功率,之后保持额定功率继续运动,其图像如图所示。已知汽车的质量为,汽车受到地面的阻力为车重的0.2倍,取,下列说法正确的是( )
A. 赛车在2 s时的瞬时功率 B. 赛车在匀加速阶段平均功率
C. 该赛车的最大速度是 D. 当速度时,其加速度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.加速度2s时赛车的加速度为
由牛顿第二定律得
解得F=mg
2s末达到额定功率,即赛车瞬时功率 ,A错误;
B.匀加速阶段平均速度
平均功率 ,B错误;
C.当赛车的牵引力等于阻力时,赛车达到最大速度,,C错误;
D.时,赛车已达额定功率,牵引力
加速度 ,D正确。
故选 D。
二、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,有多项是符合题目要求。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. 如图所示,甲是回旋加速器,乙是磁流体发电机,丙是速度选择器,丁是霍尔元件,下列说法正确的是( )
A. 甲图可通过增加磁感应强度来增大粒子的最大动能
B. 乙图可通过增加磁感应强度来增大电源电动势
C. 丙图无法判断出带电粒子的电性,粒子能够从左右两个方向沿直线匀速通过速度选择器
D. 丁图中产生霍尔效应时,无论载流子带正电或负电,稳定时都是板电势高
【答案】AB
【解析】
【详解】A.粒子在磁场中满足
设回旋加速器型盒的半径为,可推导出粒子的最大动能为
则增大磁感应强度可以增大粒子的最大动能,故A正确;
B.当磁流体发电机达到稳定时,电荷在、板间受到的电场力和洛伦兹力平衡,满足
则可得电源电动势
所以增加磁感应强度,可以增大电源电动势,故B正确;
C.粒子从左到右通过时,电场力与洛伦兹力方向相反。但粒子从右到左通过时,电场力与洛伦兹力方向相同,所以粒子无法从右向左通过速度选择器,故C错误;
D.若载流子带正电,洛伦兹力指向板,载流子向板聚集,板电势高。若载流子带负电,洛伦兹力指向板,载流子向板聚集,板电势低,故D错误。
故选AB。
9. 某广场喷泉喷出的两水柱如图中a、b所示。不计空气阻力,a、b中的水( )
A. 加速度方向不同 B. 落地前瞬间的速度一定不同
C. a在最高点的速度更大 D. a在空中的运动时间更长
【答案】BC
【解析】
【详解】A.不计空气阻力,喷泉喷出的水在空中只受重力,加速度均为重力加速度,所以a、b中的水加速度相同,故A错误;
CD.设水上升的最大高度为,根据结合对称性可知水在空中的运动时间为
由于a上升的最大高度较低,所以a在空中的运动时间更短;最高点的速度等于水平方向的分速度,由,由于a的水平位移更大,且a在空中的运动时间更短,所以a的水平分速度更大,即a在最高点的速度更大,故C正确,D错误;
B.设水落地前瞬间的速度方向与水平方向的夹角为,则有
a做自由落体运动的高度更低,则a落地前瞬间的竖直分速度更小,又a的水平分速度更大,所以a落地前瞬间的速度方向与水平方向的夹角更小,故a、b中的水落地前瞬间的速度方向不同,因此落地前瞬间的速度一定不同,故B正确。
故选BC。
10. 如图所示,金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引( )
A. 向右做匀速运动 B. 向左做减速运动
C. 向右做减速运动 D. 向右做加速运动
【答案】BC
【解析】
【详解】A.当导体棒向右匀速运动时,产生恒定的电流,线圈中的磁通量恒定不变,线圈c中无感应电流出现,也不被螺线管吸引,A错误;
B.当导体棒向左减速运动时,由E=BLv可知,导体棒产生减小的电动势,由右手定则可判定回路中出现从b→a的感应电流且减小,由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱,由楞次定律知c中出现顺时针感应电流(从右向左看)且被螺线管吸引,B正确;
C.同理可判定导体棒向右做减速运动时,线圈c中有感应电流,且被螺线管吸引,C正确;
D.导体棒向右做加速运动时,线圈c中有感应电流,可是被螺线管排斥,D错误。
故选BC
第二部分(非选择题 共57分)
三、非选择题:本大题共5题,共57分。
11. 自动洗衣机水位检测的精度会影响洗净比和能效等级。某款洗衣机水位检测结构如图1所示。洗衣桶内水位升高时,集气室内气体压强增大,铁芯进入电感线圈的长度增加,从而改变线圈的自感系数。洗衣机智能电路通过测定振荡电路的频率来确定水位高度。
某兴趣小组在恒温环境中对此装置进行实验研究。
(1)研究集气室内气体压强与体积的关系
①洗衣桶内水位H一定时,其内径D的大小________(填“会”或“不会”)影响集气室内气体压强的大小。
②测量集气室高度、集气室内径d。然后缓慢增加桶内水量,记录桶内水位高度H和集气室进水高度,同时使用气压传感器测量集气室内气体压强p。H和h数据如下表所示。
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
45.00
50.00
0.33
0.40
0.42
0.52
0.61
0.70
0.78
0.87
实验中使用同一把刻度尺对H和h进行测量,根据数据判断,测量________(填“H”或“h”)产生的相对误差较小。
③利用数据处理软件拟合集气室内气体体积V与的关系曲线,如图2所示。图中拟合直线的延长线明显不过原点,经检查实验仪器完好,实验装置密封良好,操作过程规范,数据记录准确,则该延长线不过原点的主要原因是________
(2)研究洗衣桶水位高度与振荡电路频率的关系图是桶内水位在两个不同高度时示波器显示的图像,u的频率即为振荡电路的频率。振荡电路的频率f与线圈自感系数L、电容C的关系是,则图中________(填“甲”或“乙”)对应的水位较高。
【答案】(1) ①. 不会 ②. ③. 该延长线不过原点的主要原因是与集气室相连的细管中的气体被忽略不计,导致集气室气体体积相比于实际气体体积偏小。
(2)乙
【解析】
【小问1详解】
①[1]集气室内气体压强等于桶内水位高度H和集气室进水高度的高度差产生的压强和大气压强之和,根据可知其内径D的大小不会影响影响集气室内气体压强的大小;
②[2]由于实验中使用同一把刻度尺进行测量,分度值相同,根据数据分析,桶内水位高度明显大于集气室内进水高度,所以测量桶内水位高度产生的相对误差较小;
③[3]略。
【小问2详解】
桶内水位高度越大,集气室内气体压强越大,铁芯进入电感线圈的长度越大,电感线圈的自感系数越大,根据可知震荡电路的周期越大,所以图3中乙对应的水位较高。
12. 一同学探究阻值约为的待测电阻在范围内的伏安特性。可用器材有:电压表V(量程为,内阻很大),电流表A(量程为,内阻为),电源E(电动势约为,内阻不计),滑动变阻器R(最大阻值可选或),定值电阻(阻值可选或),开关S,导线若干。
(1)要求通过的电流可在范围内连续可调,在答题卡上将图(a)所示的器材符号连线,画出实验电路的原理图________;
(2)实验时,图(a)中的R应选最大阻值为______(填“”或“”)的滑动变阻器,应选阻值为______(填“”或“”)的定值电阻;
(3)测量多组数据可得的伏安特性曲线。若在某次测量中,电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示,则此时两端的电压为______V,流过的电流为_____,此组数据得到的的阻值为______(保留3位有效数字)。
【答案】 ①. ②. ③. ④. ⑤. ⑥.
【解析】
【详解】(1)[1]电流表内阻已知,电流表与并联扩大电流表量程,进而准确测量通过的电流,电压表单独测量的电压;滑动变阻器采用分压式接法,电表从开始测量,满足题中通过的电流从连续可调,电路图如下
(2)[2]电路中应选最大阻值为的滑动变阻器,方便电路的调节,测量效率高、实验误差小;
[3]通过的电流最大为,需要将电流表量程扩大为原来的倍,根据并联分流的规律示意图如下
根据并联分流,即并联电路中电流之比等于电阻的反比,可知
解得
(3)[4]电压表每小格表示,向后估读一位,即;
[5]电流表每小格表示,本位估读,即,电流表量程扩大倍,所以通过的电流为;
[6]根据欧姆定律可知
13. 如图所示,在平面内有一平行于轴宽为的线状电子源,每秒沿轴正方向均匀发射个速度相同的电子。电子源中心与半径为、磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域圆心等高。射入圆形磁场区域的电子汇聚到磁场的最低点后,进入轴正下方足够大区域,该区域内分布着磁感应强度大小也为、方向垂直纸面向外的匀强磁场。在轴上有一左端置于原点,长为的电子收集板(收集板的厚度均不计)。打到收集板上的电子被收集板吸收后流经电流表全部导入大地。已知电子质量为,电荷量为,忽略电子重力和电子间的相互作用。
(1)求从电子源发射出来的电子的速度大小;
(2)电子源发射足够长时间后,求每秒收集板上收集到的电子数N;
(3)现撤去区域磁场,然后在且区域加垂直纸面方向的磁场,磁感应强度随轴坐标变化的规律如图乙所示,规定垂直纸面向外为磁场的正方向。电子源正对点以原初速度射向圆形磁场区域的电子运动轨迹经过,其中且为已知量。求该电子运动轨迹上横坐标为的点的纵坐标。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【详解】(1)电子只受到洛伦兹力,根据
本题中的磁聚焦要求电子运动半径等于圆形磁场的半径
联立上式得:
(2)粒子轨迹如图1由对称性,可设离电子源
中心线上、下距离的电子经过磁场偏
转后与负轴夹角为,由三角函数,得
则
所以,的范围为
粒子轨迹如图2,计算能打到收集板的电
子在运动到点时与负轴夹的角,设为,
在下方区域内做匀速圆周运动也为。当
时,打在处,由于,
则该粒子打不到收集板上。
设打在收集板最右端的粒子对应的角为
,由几何关系得
即
由对称性,设离电子源中心线上、下距离的电子经过磁场偏转后与负轴夹角恰为。由几何关系得解得
所以,能到达收集板的电子发射点与电子源中心线的距离为
每秒收集板收集到的电子数为
(3)正对点射向圆磁场区域的电子在圆磁场区域内做圆周运动,运动的轨道半径等于圆形磁场的半径R,电子从O点沿轴负方向射出,速度大小为,运动轨迹如下图。设轴正向为正,经时间△t,由动量定理得:
所以
又由
得
设题中乙图图像与轴围成的面积为
则
在过程,
解得电子经过点时沿轴负方向分速度
由全程洛伦兹力不做功,速率不变,可知电子经过点时沿方向分速度
在过程,,电子沿轴负方向分速度由0增大到,沿方向分速度由减小到0,电子在轴负方向的位移与间的相同,之后重复运动。
故该电子轨迹上横坐标为4R的点的纵坐标为:
14. 如图所示,为竖直光滑圆弧轨道的直径,其半径,端沿水平方向。水平轨道与光滑圆弧轨道相接于点,为圆弧轨道的圆心,和与竖直方向的夹角均为,圆弧轨道和斜坡交于点。一质量的物块(视为质点)从水平轨道上以一定速度冲上竖直圆轨道,并从点飞出,经过点时恰好沿圆弧轨道切线进入,一段时间后从点飞出。取,,重力加速度大小。
(1)求物块到达点时的速度大小;
(2)求物块到达点时对圆弧轨道的压力大小;
(3)已知物块经过点时速度大小与经过点时速度大小相等,斜坡倾角的正切值,取,,求物块从点飞出后落到斜坡上的时间以及此过程中物块离斜坡最远的距离。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
将物块经过点时的速度沿水平方向和竖直方向进行正交分解,设其竖直方向的分速度大小为,则根据几何关系有
由于物块从点到点做平抛运动,其竖直方向为自由落体运动,则有
联立解得物块到达点时的速度大小为
【小问2详解】
设物块到达点时的速度大小为,则根据运动规律有
设物块到达点时,圆弧轨道对物块的弹力大小为,则根据牛顿第二定律有
解得
所以根据牛顿第三定律可知,物块到达点时对圆弧轨道的压力大小为,方向竖直向上。
【小问3详解】
将物块从点飞出后的运动分解为垂直于方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,则根据运动规律有,
根据几何关系有
联立解得物块从点飞出后落到斜坡上的时间为
将物块从点飞出时的速度沿垂直于斜坡和平行于斜坡的方向进行正交分解,则垂直于斜坡方向的分速度为
设物块垂直于斜坡方向的加速度为,则有
设物块离斜坡最远的距离为,则根据运动学公式有
联立解得
15. 火药爆炸时能将化学能转化为热能、机械能、声能和光能等能量,其中机械能可以推动物体做功。如图所示,水平地面OPQ与固定的光滑直角三角形斜面MNO在O点平滑连接,A、B两物块静止在水平地面上的P点,且两物块之间置有0.1 g的火药。地面OP之间光滑,地面PQ之间粗糙,物块B与地面PQ之间的动摩擦因数为。某时刻火药完全爆炸,产生的机械能使A、B两物块获得初速度,物块A向左运动,最终冲上斜面OM的位移,物块B向右运动,最终在水平地面PQ上滑行的距离。物块A、B看作质点,忽略空气阻力,物块A的质量为,三角形斜面倾角为,已知1 g火药完全爆炸时产生的总能量为,重力加速度大小取。求:
(1)爆炸瞬间物块A获得的速度的大小;
(2)物块B的质量;
(3)火药完全爆炸时产生的机械能占总能量的百分比。
【答案】(1)2m/s
(2)1.2kg (3)
【解析】
【小问1详解】
设爆炸后瞬间物块A的速度大小为,对爆炸后物块A减速到斜面上速度为零的过程,由机械能守恒定律
解得
【小问2详解】
设爆炸后瞬间物块B的速度大小为,对爆炸后物块B在水平地面PQ上减速为零的过程,由动能定理
得
取爆炸后A的速度方向为正方向,物块A、B爆炸过程,由动量守恒定律
解得
【小问3详解】
由题知1g火药完全爆炸时产生的总能量为,则0.1g火药完全爆炸时产生的总能量为,物块A、B爆炸后系统的机械能
则火药爆炸时产生的机械能占总能量的百分比
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湖南省武冈市幸福富田高级中学2026-2027学年高三年级上学期
10月学情物理自测试卷
考试时间:75分钟;总分:100分
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
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题目的答案标号涂黑。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,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分(选择题 共43分)
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 篮球比赛前,常通过观察篮球从一定高度由静止下落后的反弹情况判断篮球的弹性。某同学拍摄了该过程,并得出了篮球运动的图像,如图所示。图像中a、b、c、d四点中对应篮球位置最高的是( )
A. a点 B. b点 C. c点 D. d点
2. 如图所示,虚线是一个带电粒子从a点运动到d点的运动轨迹,若粒子只受电场力作用,粒子从a点运动到d点的过程中( )
A. 该粒子带负电荷
B. 粒子的电势能逐渐增加,动能逐渐减小
C. 粒子运动的加速度逐渐增大
D. 若该粒子在b点静止释放,轨迹将与电场线bc重合
3. 在一均匀介质中,位于和处的两个波源P和Q沿y轴方向振动,形成了两列相向传播的简谐横波,波速均为2 m/s。时,两列波分别传播至和处,波形图如图所示。则( )
A. 两列波的周期不同
B. 时,处质点振动方向沿y轴正方向
C. 时,两列波开始相遇
D. 从到,处质点沿x轴负方向移动了2 m
4. 我国科学家在钍基熔盐堆中成功实现了钍—铀核燃料循环,该成果入选“2025年度中国科学十大进展”。循环涉及的核反应方程包含:①②③。式中是质量可忽略不计的中性粒子,则( )
A. X是 B. Y是
C. 方程②属于衰变 D. 方程③属于衰变
5. 如图是中国探月工程的标识,圆月的起笔处如龙头,象征中国航天事业如巨龙腾空,落笔处由一群和平鸽组成,表达了中国和平利用宇宙空间的美好愿望。把地球和月球看成质量均匀分布的球体,已知地球与月球的表面重力加速度之比为p,地球和月球的半径之比为q,下列说法正确的是( )
A. 地球和月球的第一宇宙速度之比等于pq
B. 地球和月球的第一宇宙速度之比等于
C. 地球和月球的平均密度之比等于pq
D. 地球和月球的平均密度之比等于
6. 如图所示,为一位于竖直平面内的轨道,其中水平,点比高出 ,长 ,和轨道光滑且与平滑连接。一质量为的物体,从点以 的速度开始沿轨道运动,经过后滑到高出点 的点速度为零。取,下列选项正确的是( )
A. 物体与轨道间的动摩擦因数
B. 物体在水平面上的总路程为
C. 第15次经过点时,克服摩擦力做功为
D. 最终停下的位置在点
7. 电动方程式(Formula E)是目前世界上新能源汽车运动中级别最高的赛事,赛车在专业赛道水平路面上由静止启动,在前2 s内做匀加速直线运动,2 s末达到额定功率,之后保持额定功率继续运动,其图像如图所示。已知汽车的质量为,汽车受到地面的阻力为车重的0.2倍,取,下列说法正确的是( )
A. 赛车在2 s时的瞬时功率 B. 赛车在匀加速阶段平均功率
C. 该赛车的最大速度是 D. 当速度时,其加速度为
二、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,有多项是符合题目要求。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. 如图所示,甲是回旋加速器,乙是磁流体发电机,丙是速度选择器,丁是霍尔元件,下列说法正确的是( )
A. 甲图可通过增加磁感应强度来增大粒子的最大动能
B. 乙图可通过增加磁感应强度来增大电源电动势
C. 丙图无法判断出带电粒子的电性,粒子能够从左右两个方向沿直线匀速通过速度选择器
D. 丁图中产生霍尔效应时,无论载流子带正电或负电,稳定时都是板电势高
9. 某广场喷泉喷出的两水柱如图中a、b所示。不计空气阻力,a、b中的水( )
A. 加速度方向不同 B. 落地前瞬间的速度一定不同
C. a在最高点的速度更大 D. a在空中的运动时间更长
10. 如图所示,金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引( )
A. 向右做匀速运动 B. 向左做减速运动
C. 向右做减速运动 D. 向右做加速运动
第二部分(非选择题 共57分)
三、非选择题:本大题共5题,共57分。
11. 自动洗衣机水位检测的精度会影响洗净比和能效等级。某款洗衣机水位检测结构如图1所示。洗衣桶内水位升高时,集气室内气体压强增大,铁芯进入电感线圈的长度增加,从而改变线圈的自感系数。洗衣机智能电路通过测定振荡电路的频率来确定水位高度。
某兴趣小组在恒温环境中对此装置进行实验研究。
(1)研究集气室内气体压强与体积的关系
①洗衣桶内水位H一定时,其内径D的大小________(填“会”或“不会”)影响集气室内气体压强的大小。
②测量集气室高度、集气室内径d。然后缓慢增加桶内水量,记录桶内水位高度H和集气室进水高度,同时使用气压传感器测量集气室内气体压强p。H和h数据如下表所示。
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
45.00
50.00
0.33
0.40
0.42
0.52
0.61
0.70
0.78
0.87
实验中使用同一把刻度尺对H和h进行测量,根据数据判断,测量________(填“H”或“h”)产生的相对误差较小。
③利用数据处理软件拟合集气室内气体体积V与的关系曲线,如图2所示。图中拟合直线的延长线明显不过原点,经检查实验仪器完好,实验装置密封良好,操作过程规范,数据记录准确,则该延长线不过原点的主要原因是________
(2)研究洗衣桶水位高度与振荡电路频率的关系图是桶内水位在两个不同高度时示波器显示的图像,u的频率即为振荡电路的频率。振荡电路的频率f与线圈自感系数L、电容C的关系是,则图中________(填“甲”或“乙”)对应的水位较高。
12. 一同学探究阻值约为的待测电阻在范围内的伏安特性。可用器材有:电压表V(量程为,内阻很大),电流表A(量程为,内阻为),电源E(电动势约为,内阻不计),滑动变阻器R(最大阻值可选或),定值电阻(阻值可选或),开关S,导线若干。
(1)要求通过的电流可在范围内连续可调,在答题卡上将图(a)所示的器材符号连线,画出实验电路的原理图________;
(2)实验时,图(a)中的R应选最大阻值为______(填“”或“”)的滑动变阻器,应选阻值为______(填“”或“”)的定值电阻;
(3)测量多组数据可得的伏安特性曲线。若在某次测量中,电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示,则此时两端的电压为______V,流过的电流为_____,此组数据得到的的阻值为______(保留3位有效数字)。
13. 如图所示,在平面内有一平行于轴宽为的线状电子源,每秒沿轴正方向均匀发射个速度相同的电子。电子源中心与半径为、磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域圆心等高。射入圆形磁场区域的电子汇聚到磁场的最低点后,进入轴正下方足够大区域,该区域内分布着磁感应强度大小也为、方向垂直纸面向外的匀强磁场。在轴上有一左端置于原点,长为的电子收集板(收集板的厚度均不计)。打到收集板上的电子被收集板吸收后流经电流表全部导入大地。已知电子质量为,电荷量为,忽略电子重力和电子间的相互作用。
(1)求从电子源发射出来的电子的速度大小;
(2)电子源发射足够长时间后,求每秒收集板上收集到的电子数N;
(3)现撤去区域磁场,然后在且区域加垂直纸面方向的磁场,磁感应强度随轴坐标变化的规律如图乙所示,规定垂直纸面向外为磁场的正方向。电子源正对点以原初速度射向圆形磁场区域的电子运动轨迹经过,其中且为已知量。求该电子运动轨迹上横坐标为的点的纵坐标。
14. 如图所示,为竖直光滑圆弧轨道的直径,其半径,端沿水平方向。水平轨道与光滑圆弧轨道相接于点,为圆弧轨道的圆心,和与竖直方向的夹角均为,圆弧轨道和斜坡交于点。一质量的物块(视为质点)从水平轨道上以一定速度冲上竖直圆轨道,并从点飞出,经过点时恰好沿圆弧轨道切线进入,一段时间后从点飞出。取,,重力加速度大小。
(1)求物块到达点时的速度大小;
(2)求物块到达点时对圆弧轨道的压力大小;
(3)已知物块经过点时速度大小与经过点时速度大小相等,斜坡倾角的正切值,取,,求物块从点飞出后落到斜坡上的时间以及此过程中物块离斜坡最远的距离。
15. 火药爆炸时能将化学能转化为热能、机械能、声能和光能等能量,其中机械能可以推动物体做功。如图所示,水平地面OPQ与固定的光滑直角三角形斜面MNO在O点平滑连接,A、B两物块静止在水平地面上的P点,且两物块之间置有0.1 g的火药。地面OP之间光滑,地面PQ之间粗糙,物块B与地面PQ之间的动摩擦因数为。某时刻火药完全爆炸,产生的机械能使A、B两物块获得初速度,物块A向左运动,最终冲上斜面OM的位移,物块B向右运动,最终在水平地面PQ上滑行的距离。物块A、B看作质点,忽略空气阻力,物块A的质量为,三角形斜面倾角为,已知1 g火药完全爆炸时产生的总能量为,重力加速度大小取。求:
(1)爆炸瞬间物块A获得的速度的大小;
(2)物块B的质量;
(3)火药完全爆炸时产生的机械能占总能量的百分比。
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