精品解析:上海市同济大学第一附属中学2026-2027学年高三上学期11月期中物理试题
|
2份
|
25页
|
12人阅读
|
0人下载
内容正文:
同济大学第一附属中学
2026学年第一学期期中考试高三年级物理试卷
考试时间:60分钟 满分:100分
注意事项:
1、“选填”空格均填写字母;“多选”至少一个正确答案
2、“计算”写必要的文字说明、公式、演算等。
3、除特殊说明外,本试卷所用重力加速度大小g均取9.8 m/s2。
一、自行车(14分)
低碳时代,自行车不仅是一种重要的交通工具,自行车运动也是一种休闲运动方式。
1. 当自行车在水平路面上向右匀速骑行时,其后轮(驱动轮)受地面的作用力F的方向可能是( )
A. B.
C. D.
2. (多选)一辆自行车以恒定速度v沿水平直线行驶,后轮半径为R,且车轮与地面间无滑动。关于后轮边缘上某一点的运动,下列说法中正确的是( )
A. 该点相对地面的速度大小始终为v
B. 该点相对地面的速度大小不可能为v
C. 该点运动到最高点时,相对地面的速度大小为2v
D. 该点相对车轮圆心的向心加速度大小始终为
3. (计算)如图所示,某自行车的后车轮半径,固定在轮轴上的飞轮半径,与脚踏板关联的链轮半径。运动员骑行时每2秒蹬脚踏板1圈,不考虑车轮打滑等传递损耗。
(1)求链轮的角速度ω;自行车前行速度v。(结果保留π)
(2)某次比赛,该运动员骑着自行车在水平路面上沿半径的圆弧转弯。已知人与车的总质量为,轮胎与路面间的最大静摩擦因数为。求自行车过弯时不发生侧滑的最大安全速度。
【答案】1. B 2. CD
3. (1);;(2)
【解析】
【1题详解】
自行车向右匀速行驶,后轮受地面向前的摩擦力和竖直向上的弹力,合力的方向向右上。
故选B。
【2题详解】
自行车车轮相对地面无滑动,车轮边缘的线速度与自行车前进速度相同,相对地面的速度为线速度与自行车前进速度的合速度。
ABC.边缘上位置不同的点相对地面速度不同,如在最低点时相对地面速度为0,在最高点时相对地面速度大小为,与竖直向下半径夹角为的位置,线速度与自行车前进速度夹角为,由几何知识易得此时相对地面速度大小为,故AB错误,C正确;
D.由向心加速度公式知,速度不变半径不变,向心加速度为定值,故D正确。
故选CD。
【3题详解】
(1)链轮的角速度
链轮与飞轮的边缘线速度相同,则有
后轮与飞轮角速度相同,则有后轮边缘线速度
代入数据解得
(2)自行车过弯时不发生侧滑,最大安全速度时由最大静摩擦力提供向心力,可得
代入数据解得
二、万有引力(16分)
万有引力定律是研究天体运动的重要理论依据。
4. 运载火箭竖直升空阶段的某一时刻,火箭加速度大小为a,方向竖直向上,所搭载的卫星A质量为m,重力加速度大小为g,此时火箭对卫星A的作用力大小为_____________________。
5. 已知地球半径约为6400 km,则卫星A在运行轨道(距地面约800 km)处所受地球的万有引力大小是其在地面所受地球的万有引力大小的_____________________(分数表示);由于稀薄空气阻力的影响,卫星A轨道会逐渐变低,其动能将_____________________(选填A、增大;B、减小;C、不变)
6. 神舟十三号载人飞船与天和核心舱对接过程的示意图如图所示,天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ;飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ,通过变轨操作后,沿椭圆轨道Ⅱ运动到B点与天和核心舱对接。则下列说法正确的是( )
A. 由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需在A点减速
B. 核心舱的速度小于7.9 km/s
C. 神舟十三号飞船沿轨道Ⅰ运行的周期大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期
D. 正常运行时,神舟十三号飞船在轨道Ⅱ上经过B点的加速度大于在轨道Ⅲ上经过B点的加速度
7. 若该神舟飞船的质量为m,绕地球运行的轨道半径为,线速度大小为v。以无穷远处为零势能面,则飞船的引力势能_____________________;若要将其送入轨道为的天和核心舱完成对接,需对其做功至少为_____________________。
8. 太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道。下列四幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像。图中坐标系的横轴是纵轴是,这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径,和分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。下列4幅图中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】4.
5. ①. ②. 增大 6. B
7. ①. ②. 8. B
【解析】
【4题详解】
对卫星,由牛顿第二定律得
解得火箭对卫星A的作用力
【5题详解】
[1]地面所受万有引力
运行轨道所受万有引力
联立解得
[2]卫星轨道逐渐降低过程中,引力所做正功大于稀薄空气阻力所做负功,合外力做正功,动能增大。
【6题详解】
A.由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ,做离心运动,需在A点加速,故A错误;
B.由得在万有引力作用下做匀速圆周运动的线速度
第一宇宙速度7.9km/s对应轨道半径为地球半径,核心舱轨道半径大于地球半径,速度小于第一宇宙速度,故B正确;
C.由开普勒第三定律知,天和核心舱运行轨道的半长轴(半径)长,对应的周期大,故C错误;
D.不同轨道经过同一位置,所受万有引力相同,由牛顿第二定律得加速度相同,故D错误。
故选B。
【7题详解】
[1]假定卫星从离地心为处向无穷远运动,取移动的微小单元分析有
结合无穷远处为零势能面,可知在距地心处引力势能为
结合题设条件,则距地心处有
引力势能
联立解得
[2]神舟飞船机械能为
设天和核心舱速度为,则有
神舟飞船有
解得
天和核心舱机械能为
至少需做功
【8题详解】
由开普勒第三定律得
变形得
取对数有
整理得
故选B。
三、弱风扶柳(16分)
微风吹动岸边的垂柳,浸入湖面的柳枝上下振动,在湖面产生水波。
9. (多选)柳枝附近有一露出湖面的木桩。开始时,水波未明显绕过该木桩。某时刻起,水波明显绕过木桩。下列说法正确的是( )
A. 柳枝振动周期变大了 B. 柳枝振动频率变大了
C. 水波波长变小了 D. 水波波速不变
10. 水波在深水区的传播速度更快。如图为某时刻水波的折射图样,深水区为( )
A. A区 B. B区 C. 无法判断
11. 以柳枝浸入点为原点,沿波在湖面传播的某一方向建立轴。从某一时刻开始计时,时轴上部分波动图像如图(a)所示。在轴上离坐标原点不远处有一片柳叶,图(b)为该柳叶振动图像的一部分。则柳叶平衡位置可能位于( )
A. M点 B. N点
C. P点 D. Q点
12. 若观察到柳枝振动产生的水波图样如图所示,这可能是因为柳枝( )
A. 向左移动了 B. 振动频率增大了
C. 向右移动了 D. 振动频率减小了
13. 如图所示,两列相干水波叠加发生干涉的示意图,实线表示波峰,虚线表示波谷,、、三质点的平衡位置在同一直线上,且点为连线的中点。下列说法正确的是( )
A. 点为振动加强点,经过半个周期,这一点振动减弱
B. 点为振动加强点,经过半个周期,这一点振动仍加强
C. 点为振动加强点,经过半个周期,这一点振动仍加强
D. 点为振动减弱点,经过半个周期,这一点振动加强
【答案】9. AD 10. A 11. B 12. A 13. C
【解析】
【9题详解】
A.发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长小开始时,水波未明显绕过该木桩,说明开始时未发生明显衍射现象,某时刻起,水波明显绕过木桩,某时刻起发生了明显的衍射现象,说明此时水波的波长变长,水波的波速不变,由,说明柳枝振动周期变大了,故A正确;
B.柳枝振动周期变大了,频率变小了,故B错误;
C.某时刻起发生了明显的衍射现象,说明此时水波的波长变长了,故C错误;
D.水波的波速不变,故D正确。
故选AD。
【10题详解】
从图中看出,波由A区向B区折射时,折射角变小,,由
得,所以A区为深水区,故选A。
【11题详解】
从图(b)上判断,时,该质点的振动方向向下,位于平衡位置。结合图(a)判断,该质点是N点,故选B。
【12题详解】
AC.从图中看出左边的波长比右边的波长小,由于多普勒效应,波源应是向左移动,故A正确,C错误;
BD.如果波的频率变化,左右两边波长应该同样变化,故BD错误;
故选A。
【13题详解】
A.点为振动加强点,这一点始终是振动加强点,故A错误;
B.点为振动减弱点,故B错误;
C.点为振动加强点,这一点始终是振动加强点,故C正确;
D.点为振动减弱点,这一点始终是振动减弱点,故D错误。
故选C。
四、技术赋能(20分)
以下实验探究使用的是闪光频率为10 Hz的频闪仪,图中数据均已换算为实际长度。
14. (多选)摆球从A位置静止释放,经最低点O时改变摆长,到达B位置。此过程频闪照片如图,分析可知 。
A. 摆球的机械能守恒
B. 摆球在A点所受合力大小大于在B点的合力
C. 摆球运动到O点时,摆球加速度为零
D. 摆球经过O点瞬间角速度变大
15. (多选)频闪仪连续闪光2次拍得绳波传播的照片如图,绳波向x轴正方向传播,频闪仪闪光的时间间隔小于绳波的周期。根据图中数据,分析可知( )。
A. 质点A的路程可能为7.5 cm B. 质点A正向y轴负方向运动
C. 波速可能是0.75 m/s D. 波速可能是2.25 m/s
16. 如图所示为用频闪照相的方法拍到的一个水平放置的弹簧振子振动情况。甲图是振子静止在平衡位置的照片,乙图是振子被拉伸到左侧距平衡位置20 cm处,放手后向右运动周期内的频闪照片。振子的振动周期为_____________________s。该振子3 s内通过的路程为_____________________m。
17. 某同学利用频闪照相法进行动量守恒实验。初始时滑块A和滑块B在水平气垫导轨上相向运动,连续3次拍摄得到的照片如图所示(滑块A分别在、、;滑块B分别在、、)。若两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短,阻力忽略不计。
①若碰撞过程动量守恒,A、B两滑块质量比________________________。
②该碰撞________________________(填“是”或“不是”)弹性碰撞。
18. 如图,将手机固定在秋千座椅上,秋千摆动时可忽略秋千摆动时所受空气阻力。已知秋千座椅和手机的总质量为m,秋千从一侧最高点第一次摆动到另一侧最高点,用时为t。在此过程中两绳子对座椅拉力的冲量大小为________________________(已知重力加速度为g)。若秋千摆动过程中,绳子和竖直方向间夹角记为θ,手机内置传感器及配套软件测量手机运动时的向心加速度大小随变化关系如图所示,若图线斜率为k,则可推测当地重力加速度的大小为________________________。
【答案】14. AD 15. CD
16. ①. 1.2 ②. 2
17. ①. ②. 不是
18. ①. ②.
【解析】
【14题详解】
A.频闪照片显示,,两点在同一水平虚线上,故高度相等,重力势能相等。在运动过程中,摆球受拉力和重力作用,拉力方向始终垂直于速度方向(沿切线) 故拉力不做功。在,两点,摆球速度为零,动能、重力势能不变,故机械能守恒,故A正确;
B.在,两点,摆球速度为零,向心力为零,合力沿切向方向,大小为,其中为摆线与竖直方向夹角,设,两点到点的高度均为,则几何关系有,其中为摆线长度,又,故,故,故,因此点合力更大,故B错误;
C.点是圆周运动最低点,速度最大,由向心力公式,其中为摆长。故向心加速度,故C错误;
D.线速度在点连续无突变,角速度,其中,为摆球半径。由可得,,故D正确。
故选AD。
【15题详解】
由波形图可知,,振幅,频闪间隔,已知,故波在两次闪光间传播的距离,波沿轴正方向传播,可分为两种情况:(1)波峰在处,变为波峰在处;(2)波谷在处,变为波谷在处。
A.质点在一个周期内通过的路程为,若为(1)情况,,,此时,质点的路程;若为(2)情况,,,此时,质点的路程,无论哪种情况,路程均大于,故A错误;
B.由于波沿轴正方向传播,根据平移法可知,正向轴正方向运动,故B错误;
CD.由上述分析,若为(1)情况,波速;若为(2)情况,,故CD正确。
故选CD。
【16题详解】
[1]由图乙可知,振子从到,共次频闪,时间间隔,故振动周期
[2]由题,振子振幅,一个周期内振子通过路程为,内通过的路程
【17题详解】
设闪光间隔为
碰撞前(第一次到第二次闪光):(向右);(向左)
碰撞发生在第二次闪光后时刻,位置处。
碰撞后(第二次到第三次闪光):(第三次闪光时A仍在处);(向右)
根据动量守恒,代入得
解得,故
动能对比:碰撞前动能
碰撞后动能,代入,得,有动能损失,故不是弹性碰撞。
【18题详解】
从一侧最高点到另一侧最高点,初、末速度均为零,动量变化
由动量定理:,重力冲量大小,方向向下。故拉力冲量大小,方向竖直向上。
由机械能守恒:
向心加速度:
图像斜率,故。
五、新能源发展(17分)
锂离子电池被广泛地用于新能源汽车、手机等电子产品,它主要依靠锂离子移动来工作。
19. 某国产电动汽车公司可提供固态电池,单体能量密度达,这里与“”相对应的物理量是( )
A. 能量 B. 功率 C. 电量 D. 电容
20. 如图所示是长、宽、高分别为1 m、2 m、3 m的长方体电阻,已知其电阻率为(单位是),根据电阻定律可知,当用锂电池作为电源使其通电,当电流分别从侧面B和C流入时,电阻分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
21. 在锂电池和外电阻组成的闭合电路中,下列叙述正确的是( )
A. 闭合电路中的电流跟电源电动势成正比,跟外电路的电阻成反比
B. 当外电路断开时,路端电压等于零
C. 当外电路短路时,电路中的电流趋近于无穷大
D. 当外电阻增大时,路端电压也增大
22. 一台小型电动机在以锂离子电池为电源的16 V的电压下工作,通过的电流是0.5 A。该电动机能在1 min内把10 kg的物体匀速提升3 m。不计各处摩擦,则可以求出电动机输入电功率________________________W、输出机械功率________________________W、电动机的效率________________________%及电动机线圈的电阻________________________Ω。
【答案】19. A 20. B 21. D
22. ①. ②. ③. ④.
【解析】
【19题详解】
A.根据电功与电功率的关系有
功率单位与时间单位的乘积是能量单位,其中,故A正确;
B.功率表示做功的快慢,国际单位是,而是能量单位,故B错误;
C.根据可知,电量的国际单位是,也可表示为,不是,故C错误;
D.根据可知,电容的国际单位是,不是,故D错误。
故选A。
【20题详解】
电流在电阻内部沿垂直于通电面的方向流动,电阻定律中的为沿电流方向的长度,为垂直于电流方向的横截面积,根据电阻定律有
设图中竖直边长为、前端面水平边长为、沿斜向延伸的边长为,由图可知、、;电流从面流入时,沿竖直方向流动,因此有
代入数据解得
电流从面流入时,沿边长为的方向流动,因此有
代入数据解得
故选B。
【21题详解】
设锂电池的电动势为、内阻为,外电路电阻为
A.根据闭合电路欧姆定律有
电流与电源电动势成正比的前提是总电阻不变,且电流与总电阻成反比,而不是与外电路电阻成反比,故A错误;
B.外电路断开时,电流,根据路端电压与电动势的关系有
可知此时路端电压等于电源电动势,不等于零,故B错误;
C.外电路短路时,外电阻,短路电流为
由于电池内阻不为零,短路电流虽然较大,但并不趋近于无穷大,故C错误;
D.根据闭合电路欧姆定律和路端电压公式有,
外电阻增大时,电流减小,电池内阻上的电压减小,路端电压增大,故D正确。
故选D。
【22题详解】
已知电动机两端电压,电流,提升时间,物体质量,提升高度,不计其他摩擦损耗,取
[1]电动机的输入电功率为
代入数据解得
[2]物体匀速上升,电动机的输出机械功等于物体增加的重力势能,输出机械功率为
代入数据解得
[3]电动机的效率为
代入数据解得
[4]输入电功率转化为输出机械功率和线圈的热功率,根据能量守恒定律有
解得线圈电阻为
代入数据解得
六、细胞中的物理(17分)
人体细胞膜的双分子层之间存在电压(即膜电位),使细胞膜附近形成电场。
23. 由于细胞表面带有电荷,一定尺度下可将细胞看作点电荷Q,试探电荷a、b分别放在点电荷Q附近,测得试探电荷的受力F与其电荷量q的关系如图所示。其中合理的是( )
A. B.
C. D.
24. 细胞膜的厚度约为800 nm(),当膜的内外层间的电压达到0.4 V时,即可让Na⁺()渗透。设细胞膜内的电场为匀强电场,则Na⁺在渗透时( )
A. 膜内电场强度约为
B. 膜内电场强度约为
C. 每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做功约为0.4 eV
D. 每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做功约为
25. 若将细胞膜视为电容为的电容器,受到刺激时该细胞膜两侧电势从−60 mV变为40 mV,则该过程中通过该细胞膜的电荷量为( )
A. B.
C. D.
26. 流式细胞仪可对不同类型的细胞进行分类收集,其原理如图所示。仅含一个A细胞或B细胞的小液滴从喷嘴喷出(另有一些液滴不含细胞),液滴质量均为。当液滴穿过激光束、充电环时被分类充电,使含A、B细胞的液滴分别带上正、负电荷,电荷量均为。随后,液滴以的速度竖直进入长度为的电极板间,板间电场均匀、方向水平向右,电场强度大小为。含细胞的液滴最终被分别收集在极板下方处的A、B收集管中。不计重力、空气阻力以及带电液滴间的作用和极板外电场。求:
(1)含A细胞的液滴离开电场时偏转的距离;
(2)A、B细胞收集管的间距。
【答案】23. A 24. C 25. A
26. (1)
(2)
【解析】
【23题详解】
由电场强度的定义式可得,即点电荷附近某位置的试探电荷受到的电场力与自身电荷量成正比,图线是过原点的倾斜直线。由题图可知试探电荷距离场源电荷更近,因此所在位置的电场强度更大,对应过原点的图线斜率更大。
故选A。
【24题详解】
AB.由题意可得,膜内电场强度约为,故AB错误;
CD.每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做的功为,故C正确,D错误。
故选C。
【25题详解】
该细胞膜两侧电势从−60 mV变为40 mV时,电势差的变化量为
因此通过细胞膜的电荷量为
故选A。
【26题详解】
(1)液滴在电场中竖直方向做匀速运动,运动时间为
水平方向的加速度为
含A细胞的液滴离开电场时水平偏转距离为
(2)液滴离开电场时的水平速度为
液滴从极板下落到收集管的运动时间为
水平位移为
单个带正电的A液滴水平方向总偏转量为
由于A带正电向右偏、B带负电向左偏,二者偏转方向相反,水平偏转间距相等。因此收集管间距为
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
同济大学第一附属中学
2026学年第一学期期中考试高三年级物理试卷
考试时间:60分钟 满分:100分
注意事项:
1、“选填”空格均填写字母;“多选”至少一个正确答案
2、“计算”写必要的文字说明、公式、演算等。
3、除特殊说明外,本试卷所用重力加速度大小g均取9.8 m/s2。
一、自行车(14分)
低碳时代,自行车不仅是一种重要的交通工具,自行车运动也是一种休闲运动方式。
1. 当自行车在水平路面上向右匀速骑行时,其后轮(驱动轮)受地面的作用力F的方向可能是( )
A. B.
C. D.
2. (多选)一辆自行车以恒定速度v沿水平直线行驶,后轮半径为R,且车轮与地面间无滑动。关于后轮边缘上某一点的运动,下列说法中正确的是( )
A. 该点相对地面的速度大小始终为v
B. 该点相对地面的速度大小不可能为v
C. 该点运动到最高点时,相对地面的速度大小为2v
D. 该点相对车轮圆心的向心加速度大小始终为
3. (计算)如图所示,某自行车的后车轮半径,固定在轮轴上的飞轮半径,与脚踏板关联的链轮半径。运动员骑行时每2秒蹬脚踏板1圈,不考虑车轮打滑等传递损耗。
(1)求链轮的角速度ω;自行车前行速度v。(结果保留π)
(2)某次比赛,该运动员骑着自行车在水平路面上沿半径的圆弧转弯。已知人与车的总质量为,轮胎与路面间的最大静摩擦因数为。求自行车过弯时不发生侧滑的最大安全速度。
二、万有引力(16分)
万有引力定律是研究天体运动的重要理论依据。
4. 运载火箭竖直升空阶段的某一时刻,火箭加速度大小为a,方向竖直向上,所搭载的卫星A质量为m,重力加速度大小为g,此时火箭对卫星A的作用力大小为_____________________。
5. 已知地球半径约为6400 km,则卫星A在运行轨道(距地面约800 km)处所受地球的万有引力大小是其在地面所受地球的万有引力大小的_____________________(分数表示);由于稀薄空气阻力的影响,卫星A轨道会逐渐变低,其动能将_____________________(选填A、增大;B、减小;C、不变)
6. 神舟十三号载人飞船与天和核心舱对接过程的示意图如图所示,天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ;飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ,通过变轨操作后,沿椭圆轨道Ⅱ运动到B点与天和核心舱对接。则下列说法正确的是( )
A. 由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需在A点减速
B. 核心舱的速度小于7.9 km/s
C. 神舟十三号飞船沿轨道Ⅰ运行的周期大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期
D. 正常运行时,神舟十三号飞船在轨道Ⅱ上经过B点的加速度大于在轨道Ⅲ上经过B点的加速度
7. 若该神舟飞船的质量为m,绕地球运行的轨道半径为,线速度大小为v。以无穷远处为零势能面,则飞船的引力势能_____________________;若要将其送入轨道为的天和核心舱完成对接,需对其做功至少为_____________________。
8. 太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道。下列四幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像。图中坐标系的横轴是纵轴是,这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径,和分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。下列4幅图中正确的是( )
A. B.
C. D.
三、弱风扶柳(16分)
微风吹动岸边的垂柳,浸入湖面的柳枝上下振动,在湖面产生水波。
9. (多选)柳枝附近有一露出湖面的木桩。开始时,水波未明显绕过该木桩。某时刻起,水波明显绕过木桩。下列说法正确的是( )
A. 柳枝振动周期变大了 B. 柳枝振动频率变大了
C. 水波波长变小了 D. 水波波速不变
10. 水波在深水区的传播速度更快。如图为某时刻水波的折射图样,深水区为( )
A. A区 B. B区 C. 无法判断
11. 以柳枝浸入点为原点,沿波在湖面传播的某一方向建立轴。从某一时刻开始计时,时轴上部分波动图像如图(a)所示。在轴上离坐标原点不远处有一片柳叶,图(b)为该柳叶振动图像的一部分。则柳叶平衡位置可能位于( )
A. M点 B. N点
C. P点 D. Q点
12. 若观察到柳枝振动产生的水波图样如图所示,这可能是因为柳枝( )
A. 向左移动了 B. 振动频率增大了
C. 向右移动了 D. 振动频率减小了
13. 如图所示,两列相干水波叠加发生干涉的示意图,实线表示波峰,虚线表示波谷,、、三质点的平衡位置在同一直线上,且点为连线的中点。下列说法正确的是( )
A. 点为振动加强点,经过半个周期,这一点振动减弱
B. 点为振动加强点,经过半个周期,这一点振动仍加强
C. 点为振动加强点,经过半个周期,这一点振动仍加强
D. 点为振动减弱点,经过半个周期,这一点振动加强
四、技术赋能(20分)
以下实验探究使用的是闪光频率为10 Hz的频闪仪,图中数据均已换算为实际长度。
14. (多选)摆球从A位置静止释放,经最低点O时改变摆长,到达B位置。此过程频闪照片如图,分析可知 。
A. 摆球的机械能守恒
B. 摆球在A点所受合力大小大于在B点的合力
C. 摆球运动到O点时,摆球加速度为零
D. 摆球经过O点瞬间角速度变大
15. (多选)频闪仪连续闪光2次拍得绳波传播的照片如图,绳波向x轴正方向传播,频闪仪闪光的时间间隔小于绳波的周期。根据图中数据,分析可知( )。
A. 质点A的路程可能为7.5 cm B. 质点A正向y轴负方向运动
C. 波速可能是0.75 m/s D. 波速可能是2.25 m/s
16. 如图所示为用频闪照相的方法拍到的一个水平放置的弹簧振子振动情况。甲图是振子静止在平衡位置的照片,乙图是振子被拉伸到左侧距平衡位置20 cm处,放手后向右运动周期内的频闪照片。振子的振动周期为_____________________s。该振子3 s内通过的路程为_____________________m。
17. 某同学利用频闪照相法进行动量守恒实验。初始时滑块A和滑块B在水平气垫导轨上相向运动,连续3次拍摄得到的照片如图所示(滑块A分别在、、;滑块B分别在、、)。若两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短,阻力忽略不计。
①若碰撞过程动量守恒,A、B两滑块质量比________________________。
②该碰撞________________________(填“是”或“不是”)弹性碰撞。
18. 如图,将手机固定在秋千座椅上,秋千摆动时可忽略秋千摆动时所受空气阻力。已知秋千座椅和手机的总质量为m,秋千从一侧最高点第一次摆动到另一侧最高点,用时为t。在此过程中两绳子对座椅拉力的冲量大小为________________________(已知重力加速度为g)。若秋千摆动过程中,绳子和竖直方向间夹角记为θ,手机内置传感器及配套软件测量手机运动时的向心加速度大小随变化关系如图所示,若图线斜率为k,则可推测当地重力加速度的大小为________________________。
五、新能源发展(17分)
锂离子电池被广泛地用于新能源汽车、手机等电子产品,它主要依靠锂离子移动来工作。
19. 某国产电动汽车公司可提供固态电池,单体能量密度达,这里与“”相对应的物理量是( )
A. 能量 B. 功率 C. 电量 D. 电容
20. 如图所示是长、宽、高分别为1 m、2 m、3 m的长方体电阻,已知其电阻率为(单位是),根据电阻定律可知,当用锂电池作为电源使其通电,当电流分别从侧面B和C流入时,电阻分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
21. 在锂电池和外电阻组成的闭合电路中,下列叙述正确的是( )
A. 闭合电路中的电流跟电源电动势成正比,跟外电路的电阻成反比
B. 当外电路断开时,路端电压等于零
C. 当外电路短路时,电路中的电流趋近于无穷大
D. 当外电阻增大时,路端电压也增大
22. 一台小型电动机在以锂离子电池为电源的16 V的电压下工作,通过的电流是0.5 A。该电动机能在1 min内把10 kg的物体匀速提升3 m。不计各处摩擦,则可以求出电动机输入电功率________________________W、输出机械功率________________________W、电动机的效率________________________%及电动机线圈的电阻________________________Ω。
六、细胞中的物理(17分)
人体细胞膜的双分子层之间存在电压(即膜电位),使细胞膜附近形成电场。
23. 由于细胞表面带有电荷,一定尺度下可将细胞看作点电荷Q,试探电荷a、b分别放在点电荷Q附近,测得试探电荷的受力F与其电荷量q的关系如图所示。其中合理的是( )
A. B.
C. D.
24. 细胞膜的厚度约为800 nm(),当膜的内外层间的电压达到0.4 V时,即可让Na⁺()渗透。设细胞膜内的电场为匀强电场,则Na⁺在渗透时( )
A. 膜内电场强度约为
B. 膜内电场强度约为
C. 每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做功约为0.4 eV
D. 每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做功约为
25. 若将细胞膜视为电容为的电容器,受到刺激时该细胞膜两侧电势从−60 mV变为40 mV,则该过程中通过该细胞膜的电荷量为( )
A. B.
C. D.
26. 流式细胞仪可对不同类型的细胞进行分类收集,其原理如图所示。仅含一个A细胞或B细胞的小液滴从喷嘴喷出(另有一些液滴不含细胞),液滴质量均为。当液滴穿过激光束、充电环时被分类充电,使含A、B细胞的液滴分别带上正、负电荷,电荷量均为。随后,液滴以的速度竖直进入长度为的电极板间,板间电场均匀、方向水平向右,电场强度大小为。含细胞的液滴最终被分别收集在极板下方处的A、B收集管中。不计重力、空气阻力以及带电液滴间的作用和极板外电场。求:
(1)含A细胞的液滴离开电场时偏转的距离;
(2)A、B细胞收集管的间距。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$