精品解析:安徽合肥实验中学2026-2027学年高三上学期第二次阶段检测物理试题
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内容正文:
高三上学期物理第二次月考
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
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。
一、选择题:本题共10小题,共42分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,每小题4分;第9~10题有多项符合题目要求,每小题5分,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 杭州湾跨海大桥全长36km,某次节假日大桥全程限速70km/h。某人驾驶小型汽车通过大桥全程时用时40min,则( )
A. “70km/h”为平均速度
B. 计算行车时间时汽车可视为质点
C. 此过程中汽车的位移大小为“36km”
D. 此次驾车过程肯定没有超速行驶
【答案】B
【解析】
【详解】A.“70km/h”为瞬时速度,而不是平均速度,A错误;
B.计算行车时间时,可以忽略汽车的形状和大小,可以视为质点,B正确;
C.大桥全长36km指的是路程,而不是位移,C错误;
D.汽车过桥的平均速度
尽管过桥的平均速度小于限速,但无法确定汽车的任何瞬时速度都小于限制速度,也无法确定小车有无超速行驶,D错误。
故选B。
2. 如图所示为A、B两辆汽车运动的位移—时间图像,则在时间内,下列说法正确的是( )
A. A、B的平均速度相等
B. A、B的速度越来越大
C. A、B间的距离越来越大
D. 任一时刻,A、B速度不可能相等
【答案】A
【解析】
【详解】B.图像中,图像上某点切线的斜率的绝对值表示速度的大小,根据图像可知,A的速度逐渐减小,B的速度逐渐增大,故B错误;
A.在时间内,A、B始末位置相同,即位移相同,平均速度等于总位移与总时间的比值,可知,A、B的平均速度相等,故A正确;
C.根据图像可知,A、B始末位置相同,两者之间的距离先增大后减小,故C错误;
D.根据上述可知,在时间内,A的速度逐渐减小,B的速度逐渐增大,A的初速度大于B的初速度,A的末速度小于B的末速度,由于图像中,图像上某点切线的斜率的绝对值表示速度的大小,根据图像可知,在时间内,在某一时刻两图像的切线可能平行,即此时刻两者的速度相等,故D错误。
故选A。
3. 如图所示为2022年北京冬奥会某运动员滑雪比赛的场景,假设滑板与雪面的动摩擦因数一定,当运动员从坡度一定的雪坡上沿直线匀加速下滑时,运动员的速度v、加速度a、重力势能、机械能E随时间的变化图像,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.由于运动员由静止匀加速下滑,根据
可知,速度与时间成正比,A正确;
B.匀加速运动,加速度不变,B错误;
C.加速下滑的过程中,重力势能减小,C错误;
D.下滑的过程中,由于要克服摩擦力做功,机械能减小,但速度增大,相同时间内位移变大,克服摩擦力做功变大,因此机械能并不是均匀减小的,D错误。
故选A。
4. 在建筑装修中,工人用一质量为、与墙面动摩擦因数为的磨石打磨竖直粗糙墙面,在与竖直面成角的推力作用下,磨石以速度向上匀速运动,如图所示。已知重力加速度为g。则( )
A. 磨石受到的摩擦力大小为
B. 若仅略微减小角,则磨石将做减速运动
C. 若撤掉,磨石会立刻向下运动
D. 若撤掉,磨石受到的摩擦力大小变为
【答案】A
【解析】
【详解】A.对磨石受力分析如图所示
在竖直方向上,由平衡条件得
水平方向有
其中
联立可得磨石受到的摩擦力大小为
故A正确;
B.若仅略微减小角,则变大,变小,根据
可知变小,则有
合力方向向上,磨石向上做加速运动,故B错误;
C.若撤掉,由于惯性,磨石仍会向上运动,并不会立刻向下运动,故C错误;
D.若撤掉,墙面对磨石的弹力变为0,则磨石受到的摩擦力大小变为0,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,三个物块A、B、C的质量分别为、和,且,其中置于水平地面上,在A、B之间连接一轻弹簧,B与C之间用轻绳连接,轻绳绕过固定的轻滑轮。开始时用手托住物块C使轻绳刚好在竖直方向上伸直,轻弹簧也处于竖直方向,放手后使物块C从静止开始下落,当C的速度减为0时,物块A恰好脱离地面但不继续上升。不计空气阻力和滑轮的摩擦,在物块C向下落的过程中,下列说法错误的是( )
A.
B. 物块B的加速度先减小再增大
C. 物块B和弹簧组成的系统机械能一直增大
D. 轻绳上的拉力先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.开始时,A、B、C静止,设弹簧压缩量为,有
当C的速度减为0时,物块A恰好脱离地面但不继续上升,此时弹簧拉力为,有
因为
所以
形变量大小相同,则弹簧弹性势能相同,设物体C下落距离为,则B上升,初态和末态的动能都为零,动能变化量为零,弹性势能变化量也为零,根据能量守恒,系统重力势能变化量也为零,即C物体减少的重力势能等于B物体增加的重力势能
得
故A正确;
B.最开始,物块B受向下的重力、向上的弹簧弹力和绳子拉力,其中重力和弹簧弹力平衡,所受合力为拉力,向上运动过程中,弹力减小,合力减小,加速度减小,直到弹簧恢复原长时,合力为零,加速度为零,速度达到最大,然后弹簧弹力和重力之和大于绳子拉力,合力变为向下,物体减速,弹力增大,合力增大,加速度增大,直至减速为零,故B正确;
C.绳子拉力对物块B和弹簧组成的系统一直做正功,物块B和弹簧组成的系统机械能一直增大,故C正确;
D.物块C的加速度先向下减小再向上增大,分析C,最开始,加速度减小
弹簧恢复原长以后,加速度增大
轻绳上的拉力一直增大,故D错误。
由于本题选择错误的,故选D。
6. 如图为远距离输电系统的简化情景图,已知发电厂输出的交流电压为,理想升压变压器副线圈的端电压为,高压输电线的阻值为r,理想降压变压器原、副线圈的匝数之比为,假设用户(负载)是纯电阻,且阻值为R。下列说法正确的是( )
A. 高压输电线的输送电压为
B. 高压输电线的输送电流为
C. 输电效率为
D. 若r增大、R减小,、、n不变,则高压输电线的电流一定减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.高压输电线的输送电压指的是高压输电线的前端电压,即升压变压器副线圈的端电压,故A错误;
B.设降压变压器原线圈的端电压为,则高压输电线上损失的电压为
由欧姆定律可得高压输电线的输送电流为
故B错误;
C.设降压变压器副线圈的端电压为,由欧姆定律可得用户的电流为
对降压变压器,由理想变压器的原理可得
结合
综合可得
由能量守恒定律可得输电效率为
结合
可得
故C正确;
D.由
可得,当r增大、R减小,、、n不变时,高压输电线的电流I不一定减小,故D错误。
故选C。
7. 如图所示为半圆柱体形玻璃砖的横截面,OD为直径。一束包含红、紫两种单色光的光束沿AO方向从直径上非常靠近O点位置射入柱体,并分别到达柱体表面的B、C两点,则下列说法中正确的是( )
A. 两种颜色的光在玻璃中的传播速度大小相等
B. 到达B点的光可能是紫光
C. 两束光在玻璃中分别到达B、C两点的传播时间不相等
D. 在B、C两点中,若紫光能射出玻璃,则红光不能射出玻璃
【答案】B
【解析】
【详解】A.光的颜色不同,频率不同,对介质的折射率不同,根据
可知两种颜色的光在玻璃中的传播速度不同,故A错误;
B.从图中可看出到达B点的光折射率较大,所以到达B点的光频率较大,即为紫光,故B正确;
C.光路如图所示
设入射角为,折射角为,根据折射定律,有
光在玻璃中传播的距离为
运动时间为
又
联立可得
所以两束光在玻璃中分别到达B、C两点的传播时间相等,故C错误;
D.根据B选项分析可知,到达B点的光折射率较大且为紫光,如上图,设光线从玻璃射出时的入射角分别为和,全反射临界角为和,根据
可知
若紫光能射出玻璃,则有
如图可知
所以可得
所以红光也能从玻璃射出,故D错误。
故选B。
8. 如图,一物块以初速度从O点沿斜面向上运动,同时从O点斜向上以相同速度大小抛出一个小球,物块和小球的质量相等,它们在斜面上的P点相遇,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 小球和物块加速度相等
B. 小球运动到最高点时离斜面最远
C. 在P点时,小球的动能大于物块的动能
D. 小球和物块从O点到P点过程中合外力的功率相等
【答案】C
【解析】
【详解】B.把小球的运动分解为沿斜面方向和垂直斜面方向,当垂直斜面方向的分速度减为0时,小球离斜面最远,但此时小球不是运动到最高点,故B错误;
C.把小球的速度分解到沿斜面方向和垂直斜面方向,则小球沿斜面方向的速度小于物块的速度,若斜面光滑,则小球和物块沿斜面方向的加速度相同,则不可能在P点相遇,所以斜面是粗糙的;从O点到P点,小球和物块克服重力做功相对,但物块还要克服摩擦力做功,由于初动能相等,根据动能定理可知,在P点时,小球的动能大于物块的动能,故C正确;
D.从O点到P点过程,小球只克服重力做功,物块需要克服重力做功和克服摩擦力做功,则合外力对物块做功的大小大于合外力对小球做功的大小,又所用时间相等,所以小球和物块从O点到P点过程中合外力的功率不相等,故D错误。
A.小球的加速度为
设斜面倾角为,物块与斜面的动摩擦因数为,根据牛顿第二定律可得
可得物块的加速度大小为
不能确定小球和物块加速度是否大小相等,故A错误。
故选C。
9. 斯特林循环包括等温膨胀、等容降温、等温压缩和等容加热四个过程,一个完整斯特林循环过程中的关系如图所示。工作气体在热交换器之间来回流动,从而实现热能和机械能的转化。若将工作气体看成理想气体,关于斯特林循环,下列说法正确的是( )
A. 过程是等温膨胀,工作气体吸收的热量等于对外做的功
B. 过程是等容降温,所有气体分子的动能都减小
C. 过程是等温压缩,工作气体平均动能不变
D. 过程是等容加热,工作气体吸收的热量大于内能的增加量
【答案】AC
【解析】
【详解】A.过程是一定质量的理想气体的温度不变,内能不变,体积增大,气体对外做功,为等温膨胀过程,根据热力学第一定律可知气体从外界吸收热量等于对外做的功,A正确;
B.过程是一定质量的理想气体的压强减小,温度降低,为等容降温过程,分子的平均动能减小,并不是所有气体分子的动能都减小,B错误;
C.过程是一定质量的理想气体的压强增大,体积减小,分子密集程度增大,温度不变,为等温压缩过程,工作气体平均动能不变,C正确;
D.过程是外界对气体不做功,一定质量的理想气体的压强增大,温度升高,为等容加热过程,内能的增加量等于气体从外界吸收的热量,D错误。
故选AC。
10. 如图所示,间距为0.5m的两平行光滑金属导轨MN、PQ固定在绝缘水平面上,虚线AB的左、右两侧均存在垂直水平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小分别为、。长度为0.5m、质量为1kg、阻值为0.2Ω的导体棒a静止在AB左侧导轨上,长度为0.5m、质量为1kg、阻值为0.8Ω的导体棒b静止在AB右侧导轨上。时刻起,b在大小为0.6N、方向水平向右的恒力F作用下由静止开始运动。已知两棒始终与导轨垂直且接触良好,且a始终未越过虚线AB,导轨电阻均不计。下列说法正确的是( )
A. 时刻,b的加速度大小为
B. a的最大加速度为
C. 导体棒a消耗电功率的最大值为1.152W
D. a、b加速度相等时,二者速度之比大于1:3
【答案】BCD
【解析】
【分析】本题结合导体棒在恒力作用下的运动设题,考查电磁感应、电功率等知识,检测考生的模型建构能力。
【详解】A.初始时,两导体棒的速度均为0,回路中的感应电动势为0,导体棒所受安培力也为0,则由牛顿第二定律
可得,导体棒b的加速度
故A错误。
B.设某时刻导体棒a的速度为、导体棒b的速度为,由法拉第电磁感应定律可得,回路中的感应电动势
则回路中的电流
导体棒a所受的安培力
导体棒b所受的安培力
由牛顿第二定律可得,导体棒a的加速度
导体棒b的加速度
随着导体棒速度差的增大,导体棒a的加速度逐渐增大、导体棒b的加速度逐渐减小,直到两棒的加速度恒定,稳定时,即恒定,取稳定后一小段时间,则有
代入数据可得
又两导体棒质量相等,即
由于两导体棒中电流时刻相等,且两导体棒长度相等,则有
联立可得,导体棒a的加速度为,导体棒b的加速度为,故B正确。
C.稳定时回路中的电流,为回路中的最大电流,则导体棒a消耗电功率的最大值为
故C正确。
D.作出a、b加速度随时间变化的关系图像,如图所示,图线与坐标横轴围成的面积表示对应时间内导体棒速度的变化量,结合面积关系可知,a、b加速度相等时,二者速度之比大于1:3,故D正确。
故选BCD。
二、非选择题:本题共5小题,共58分。其中第13题~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某实验小组用如图所示装置验证牛顿第二定律,水平轨道上安装两个光电门,两个光电门中心距离为L,小车上的挡光板宽度为d,小车上装有力的传感器,小车和力的传感器总质量为M,细线一端与力传感器连接,另一端跨过滑轮挂上物块。实验时,保持轨道水平,当物块质量为m时,小车恰好匀速运动。
(1)该实验过程中,__________(填“不需要”或“需要”)物块质量远小于车的质量;
(2)某次实验测得小车通过光电门1、2时,挡光时间分别为t1和t2,计算出小车的加速度a=___________
(3)保持M不变,改变物块质量,得到多组力的传感器示数F,通过计算求得各组加速度,描出a-F图像,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】(1)不需要 (2) (3)A
【解析】
【小问1详解】
由于实验中已经给出力传感器可以直接得到拉力的大小无需满足物块质量远小于车的质量。
【小问2详解】
通过光电门1的速度为
通过光电门2的速度为
根据
解得
【小问3详解】
当物块质量为m时,小车恰好匀速运动可得此时拉力为
此时拉力与阻力大小相等即
改变物块质量根据牛顿第二定律可知
整理为
根据函数关系可知图像应为直线且在F轴上有截距。
故选A。
12. 某实验小组把不同浓度的NaCl溶液注满如图甲所示的粗细均匀的圆玻璃管中,来测量不同浓度盐水的电阻率。
(1)用游标卡尺测量得玻璃管中水柱的直径,应使用如图乙所示中游标示卡尺的_________(选填“A”“B”或“C”)部件测量。
(2)某次测量中,实验小组把浓度为1%的NaCl溶液注满玻璃管中,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略),用多用电表欧姆挡“×100”规范操作测量电阻,得到的指针示数如图丙所示,则被测盐水的电阻约为_________。
(3)为较准确测量电阻,实验小组又着手用伏安法测量玻璃管中盐水的电阻,因找不到合适量程的电流表,用多用电表的挡(内阻约)代替,其他所用实验器材有:
电源(电动势约为,内阻可忽略); 电压表(量程为3V,内阻为);
滑动变阻器最大阻值为; 定值电阻;导线若干等。
①该实验小组已完成的实验电路如图丁所示的连线,分析知,还缺少一条导线的连接,为较准确完成玻璃管中盐水的电阻测量,这条导线应为伏特表的负接线柱与多用电表_________(选填“红+”或“黑-”)表笔连接。
②开关闭合前,滑动变阻器滑片应置于_________(选填“左”或“右”)端。
③在某次测量时,多用电表的挡的读数如图戊所示,其读数为_________,利用图丁实验,多次测量得到伏特表读数与毫安表读数之间存在的变化关系如图己所示,已知用游标卡尺测得玻璃管内径,用毫米刻度尺测得玻璃管中盐水长度为,则该浓度盐水的电阻率约为_________(结果保留2位有效数字)。
【答案】(1)B (2)1000
(3) ①. 红+ ②. 左 ③. 2.30 ④. 92
【解析】
【小问1详解】
用游标卡尺测量得玻璃管中水柱的直径,即测量玻璃管的内径,则应使用图中游标卡尺的B部件。
【小问2详解】
用多用电表欧姆挡“×100”规范操作测量电阻,得到的指针示数如图丙所示,则被测盐水的电阻约为
【小问3详解】
①[1]由于电压表内阻和定值电阻的阻值已知,多用电表电流挡内阻未知,则采用电流表外接法,所以这条导线应为伏特表的负接线柱与多用电表红+表笔连接。
②[2]开关闭合前,为了保证电表的安全,滑动变阻器滑片应置于左端。
③[3]在某次测量时,多用电表的挡的读数如图戊所示,其读数为;
[4]当电压表示数为,由于电压表内阻和定值电阻均为,则被测盐水的两端电压为,根据串并联关系可得
整理可得
由图己图像可得
解得被测盐水的阻值为
由电阻定律可得
联立可得该浓度盐水的电阻率为
代入数据解得
13. “平衡浪木”是一种训练平衡能力的器材,如图所示,质量m1=30kg的长方形均质晃板用四根相同的轻质链条分别悬挂在两根固定的横梁上,链条长度均为l=5m,与竖直方向夹角均为α=37°。让一质量m2=50kg的受训人员静坐在晃板正中间,给晃板一水平初速度,晃板和受训人员摆动起来,到最高点时两根链条所在平面与晃板夹角为β=53°,受训人员可看作质点且始终与晃板保持相对静止,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)晃板和受训人员静止时每根链条的拉力大小T;
(2)晃板的初速度大小v0;
(3)晃板摆到最高点时,受训人员受到的支持力FN和摩擦力f的大小。
【答案】(1);(2);(3),
【解析】
【详解】(1)在最低点静止时受力平衡,对晃板和训练人员为整体进行受力分析,受到拉力和重力得
解得
(2)对晃板和训练人员为整体从最低点到最高点的过程,由动能定理得
解得
(3)最高点时,以晃板和训练人员为整体进行分析,整体受到重力和铁链拉力作用,铁链方向受力平衡,垂直铁链方向根据牛顿第二定律得
则
以训练人员为研究对象,水平方向
竖直方向受力平衡得
联立解得
14. 芯片制造中的重要工序之一是离子的注入,实际生产中利用电场和磁场来控制离子的运动。如图所示,MN为竖直平面内的一条水平分界线,MN的上方有方向竖直向下的匀强电场,电场强度大小为E,MN的下方有垂直于竖直平面向外的匀强磁场。一质量为m,电荷量为q()的带正电粒子从MN上的A点射入电场,从MN上的C点射入磁场,此后在电场和磁场中沿闭合轨迹做周期性运动。粒子射入电场时的速度方向与MN的夹角,速度大小为,不计带电粒子受到的重力。
(1)求A、C两点间的距离L;
(2)求电场强度与磁感应强度大小之比;
(3)若只通过减小电场强度的大小,使粒子能从下往上经过C点,求电场强度的最小值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
带正电粒子在电场中做类斜抛运动,则水平方向有
竖直方向
由牛顿第二定律
联立可得,A、C两点间的距离为
【小问2详解】
如图
粒子在磁场中做匀速圆周运动,由几何关系
由洛伦兹力提供向心力
联立可得电场强度与磁感应强度大小之比为
【小问3详解】
如图
粒子第一次从磁场返回电场时经过C点,此时电场强度最小,则电场中从A点到D点,有
由牛顿第二定律
粒子在磁场中做匀速圆周运动,半径不变,则有
由几何关系
联立可得
15. 如图所示的装置左侧是法拉第圆盘发电机,其细转轴竖直安装。内阻不计、半径的金属圆盘盘面水平,处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度。圆盘在外力作用下以角速度逆时针(俯视)匀速转动,圆盘的边缘和转轴分别通过电刷a、b与光滑水平导轨、相连,导轨间距。在导轨平面内以O点为坐标原点建立坐标系xOy,x轴与导轨平行。区域内存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度,导电性能良好的导轨上放置着一根质量、电阻的金属棒,金属棒离y轴足够远;区域内存在竖直向下磁场,磁感应强度,导轨由绝缘材料制成,导轨上紧贴y轴放置着一U型金属框,其质量、电阻为3R、长度为L、宽度。不计其它一切电阻。
(1)比较a、b两点电势的高低,并计算闭合开关瞬间通过金属棒的电流I;
(2)从闭合开关到金属棒刚达到最大速度时(此时金属棒未离开磁场区),求此过程通过金属棒的电量q和维持圆盘匀速转动外力所做的功W;
(3)若此后金属棒和金属框发生完全非弹性碰撞,求金属棒最终停下来时的位置坐标x。
【答案】(1)点电势高,5A
(2)6C,18J (3)
【解析】
【小问1详解】
由右手定则可知
圆盘切割,感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律得
联立解得
【小问2详解】
设导体棒最大速度为,有
设金属棒从开始运动到最大速度通过金属棒的电量为q,对金属棒,由动量定理得
由以上两式得
该过程外力对金属圆盘做功为
【小问3详解】
设金属棒和U型金属框碰撞后共同速度为,由动量守恒定律得
碰撞后金属棒运动到坐标x时整个框速度v,此时回路的感应电流为
整个框受到的安培力为
由动量定理得
求和得
解得
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高三上学期物理第二次月考
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
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。
一、选择题:本题共10小题,共42分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,每小题4分;第9~10题有多项符合题目要求,每小题5分,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 杭州湾跨海大桥全长36km,某次节假日大桥全程限速70km/h。某人驾驶小型汽车通过大桥全程时用时40min,则( )
A. “70km/h”为平均速度
B. 计算行车时间时汽车可视为质点
C. 此过程中汽车的位移大小为“36km”
D. 此次驾车过程肯定没有超速行驶
2. 如图所示为A、B两辆汽车运动的位移—时间图像,则在时间内,下列说法正确的是( )
A. A、B的平均速度相等
B. A、B的速度越来越大
C. A、B间的距离越来越大
D. 任一时刻,A、B速度不可能相等
3. 如图所示为2022年北京冬奥会某运动员滑雪比赛的场景,假设滑板与雪面的动摩擦因数一定,当运动员从坡度一定的雪坡上沿直线匀加速下滑时,运动员的速度v、加速度a、重力势能、机械能E随时间的变化图像,正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 在建筑装修中,工人用一质量为、与墙面动摩擦因数为的磨石打磨竖直粗糙墙面,在与竖直面成角的推力作用下,磨石以速度向上匀速运动,如图所示。已知重力加速度为g。则( )
A. 磨石受到的摩擦力大小为
B. 若仅略微减小角,则磨石将做减速运动
C. 若撤掉,磨石会立刻向下运动
D. 若撤掉,磨石受到的摩擦力大小变为
5. 如图所示,三个物块A、B、C的质量分别为、和,且,其中置于水平地面上,在A、B之间连接一轻弹簧,B与C之间用轻绳连接,轻绳绕过固定的轻滑轮。开始时用手托住物块C使轻绳刚好在竖直方向上伸直,轻弹簧也处于竖直方向,放手后使物块C从静止开始下落,当C的速度减为0时,物块A恰好脱离地面但不继续上升。不计空气阻力和滑轮的摩擦,在物块C向下落的过程中,下列说法错误的是( )
A.
B. 物块B的加速度先减小再增大
C. 物块B和弹簧组成的系统机械能一直增大
D. 轻绳上的拉力先增大后减小
6. 如图为远距离输电系统的简化情景图,已知发电厂输出的交流电压为,理想升压变压器副线圈的端电压为,高压输电线的阻值为r,理想降压变压器原、副线圈的匝数之比为,假设用户(负载)是纯电阻,且阻值为R。下列说法正确的是( )
A. 高压输电线的输送电压为
B. 高压输电线的输送电流为
C. 输电效率为
D. 若r增大、R减小,、、n不变,则高压输电线的电流一定减小
7. 如图所示为半圆柱体形玻璃砖的横截面,OD为直径。一束包含红、紫两种单色光的光束沿AO方向从直径上非常靠近O点位置射入柱体,并分别到达柱体表面的B、C两点,则下列说法中正确的是( )
A. 两种颜色的光在玻璃中的传播速度大小相等
B. 到达B点的光可能是紫光
C. 两束光在玻璃中分别到达B、C两点的传播时间不相等
D. 在B、C两点中,若紫光能射出玻璃,则红光不能射出玻璃
8. 如图,一物块以初速度从O点沿斜面向上运动,同时从O点斜向上以相同速度大小抛出一个小球,物块和小球的质量相等,它们在斜面上的P点相遇,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 小球和物块加速度相等
B. 小球运动到最高点时离斜面最远
C. 在P点时,小球的动能大于物块的动能
D. 小球和物块从O点到P点过程中合外力的功率相等
9. 斯特林循环包括等温膨胀、等容降温、等温压缩和等容加热四个过程,一个完整斯特林循环过程中的关系如图所示。工作气体在热交换器之间来回流动,从而实现热能和机械能的转化。若将工作气体看成理想气体,关于斯特林循环,下列说法正确的是( )
A. 过程是等温膨胀,工作气体吸收的热量等于对外做的功
B. 过程是等容降温,所有气体分子的动能都减小
C. 过程是等温压缩,工作气体平均动能不变
D. 过程是等容加热,工作气体吸收的热量大于内能的增加量
10. 如图所示,间距为0.5m的两平行光滑金属导轨MN、PQ固定在绝缘水平面上,虚线AB的左、右两侧均存在垂直水平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小分别为、。长度为0.5m、质量为1kg、阻值为0.2Ω的导体棒a静止在AB左侧导轨上,长度为0.5m、质量为1kg、阻值为0.8Ω的导体棒b静止在AB右侧导轨上。时刻起,b在大小为0.6N、方向水平向右的恒力F作用下由静止开始运动。已知两棒始终与导轨垂直且接触良好,且a始终未越过虚线AB,导轨电阻均不计。下列说法正确的是( )
A. 时刻,b的加速度大小为
B. a的最大加速度为
C. 导体棒a消耗电功率的最大值为1.152W
D. a、b加速度相等时,二者速度之比大于1:3
二、非选择题:本题共5小题,共58分。其中第13题~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某实验小组用如图所示装置验证牛顿第二定律,水平轨道上安装两个光电门,两个光电门中心距离为L,小车上的挡光板宽度为d,小车上装有力的传感器,小车和力的传感器总质量为M,细线一端与力传感器连接,另一端跨过滑轮挂上物块。实验时,保持轨道水平,当物块质量为m时,小车恰好匀速运动。
(1)该实验过程中,__________(填“不需要”或“需要”)物块质量远小于车的质量;
(2)某次实验测得小车通过光电门1、2时,挡光时间分别为t1和t2,计算出小车的加速度a=___________
(3)保持M不变,改变物块质量,得到多组力的传感器示数F,通过计算求得各组加速度,描出a-F图像,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
12. 某实验小组把不同浓度的NaCl溶液注满如图甲所示的粗细均匀的圆玻璃管中,来测量不同浓度盐水的电阻率。
(1)用游标卡尺测量得玻璃管中水柱的直径,应使用如图乙所示中游标示卡尺的_________(选填“A”“B”或“C”)部件测量。
(2)某次测量中,实验小组把浓度为1%的NaCl溶液注满玻璃管中,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略),用多用电表欧姆挡“×100”规范操作测量电阻,得到的指针示数如图丙所示,则被测盐水的电阻约为_________。
(3)为较准确测量电阻,实验小组又着手用伏安法测量玻璃管中盐水的电阻,因找不到合适量程的电流表,用多用电表的挡(内阻约)代替,其他所用实验器材有:
电源(电动势约为,内阻可忽略); 电压表(量程为3V,内阻为);
滑动变阻器最大阻值为; 定值电阻;导线若干等。
①该实验小组已完成的实验电路如图丁所示的连线,分析知,还缺少一条导线的连接,为较准确完成玻璃管中盐水的电阻测量,这条导线应为伏特表的负接线柱与多用电表_________(选填“红+”或“黑-”)表笔连接。
②开关闭合前,滑动变阻器滑片应置于_________(选填“左”或“右”)端。
③在某次测量时,多用电表的挡的读数如图戊所示,其读数为_________,利用图丁实验,多次测量得到伏特表读数与毫安表读数之间存在的变化关系如图己所示,已知用游标卡尺测得玻璃管内径,用毫米刻度尺测得玻璃管中盐水长度为,则该浓度盐水的电阻率约为_________(结果保留2位有效数字)。
13. “平衡浪木”是一种训练平衡能力的器材,如图所示,质量m1=30kg的长方形均质晃板用四根相同的轻质链条分别悬挂在两根固定的横梁上,链条长度均为l=5m,与竖直方向夹角均为α=37°。让一质量m2=50kg的受训人员静坐在晃板正中间,给晃板一水平初速度,晃板和受训人员摆动起来,到最高点时两根链条所在平面与晃板夹角为β=53°,受训人员可看作质点且始终与晃板保持相对静止,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)晃板和受训人员静止时每根链条的拉力大小T;
(2)晃板的初速度大小v0;
(3)晃板摆到最高点时,受训人员受到的支持力FN和摩擦力f的大小。
14. 芯片制造中的重要工序之一是离子的注入,实际生产中利用电场和磁场来控制离子的运动。如图所示,MN为竖直平面内的一条水平分界线,MN的上方有方向竖直向下的匀强电场,电场强度大小为E,MN的下方有垂直于竖直平面向外的匀强磁场。一质量为m,电荷量为q()的带正电粒子从MN上的A点射入电场,从MN上的C点射入磁场,此后在电场和磁场中沿闭合轨迹做周期性运动。粒子射入电场时的速度方向与MN的夹角,速度大小为,不计带电粒子受到的重力。
(1)求A、C两点间的距离L;
(2)求电场强度与磁感应强度大小之比;
(3)若只通过减小电场强度的大小,使粒子能从下往上经过C点,求电场强度的最小值。
15. 如图所示的装置左侧是法拉第圆盘发电机,其细转轴竖直安装。内阻不计、半径的金属圆盘盘面水平,处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度。圆盘在外力作用下以角速度逆时针(俯视)匀速转动,圆盘的边缘和转轴分别通过电刷a、b与光滑水平导轨、相连,导轨间距。在导轨平面内以O点为坐标原点建立坐标系xOy,x轴与导轨平行。区域内存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度,导电性能良好的导轨上放置着一根质量、电阻的金属棒,金属棒离y轴足够远;区域内存在竖直向下磁场,磁感应强度,导轨由绝缘材料制成,导轨上紧贴y轴放置着一U型金属框,其质量、电阻为3R、长度为L、宽度。不计其它一切电阻。
(1)比较a、b两点电势的高低,并计算闭合开关瞬间通过金属棒的电流I;
(2)从闭合开关到金属棒刚达到最大速度时(此时金属棒未离开磁场区),求此过程通过金属棒的电量q和维持圆盘匀速转动外力所做的功W;
(3)若此后金属棒和金属框发生完全非弹性碰撞,求金属棒最终停下来时的位置坐标x。
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