物理一模模拟·夯实卷(浙江专用)学易金卷:2027年高考第一次模拟考试
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内容正文:
2027年高考第一次模拟考试(浙江专用)
物理·参考答案
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D
C
B
A
D
C
D
C
C
D
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分)
11
12
13
AC
BD
AD
三、实验题(本题共3小题,共14分)
14.【答案】 (1)ACD (2)D (3)①需要 ②BC 1.14
15.【答案】 (1)1.23 (2)V2 (3) (4)无
16.【答案】 (1)AC (2)8×10-10 (3)B
四、计算题(本题共4小题,共44分)
17.【答案】 (1)9×104 Pa (2)减少7.35 J (3)24 N
【解析】 (1)状态1气体的温度T1=(77+273) K=350 K,压强p1=p0=1.05×105 Pa
状态2气体的温度T2=(27+273) K=300 K,压强为p2
忽略皮肤的形变,罐内气体做等容变化,根据查理定律=
解得p2=9×104 Pa
(2)根据热力学第一定律ΔU=W+Q
气体做等容变化,外界对气体不做功,W=0,气体向外界放出热量,Q=-7.35 J
解得ΔU=-7.35 J,即气体内能减少7.35 J。
(3)罐内外的压强差Δp=p0-p2=1.5×104 Pa
状态2皮肤受到的吸力大小F=ΔpS=24 N。
18.【答案】 (1)(1.2 m,0.45 m) (2)5 m (3)xAB≥5 m或xAB≤1.25 m (4)见解析
【解析】 (1)对滑块由P到A的运动,根据平抛规律有vy=v0tan θ=3 m/s
平抛运动的竖直方向有=2gy,解得y=0.45 m
运动时间t==0.3 s
则x=v0t=1.2 m
即弹出时位置的坐标值为(1.2 m,0.45 m)。
(2)滑块恰好能通过D点,在最高点有mg=m
从P到D点,由动能定理得
mg(y+xABsin θ-2R)-μmgxABcos θ-μmgxBC=m-m,联立解得xAB=5 m。
(3)滑块刚好不脱离轨道,有两种临界情况,一是刚好在圆轨道最高点压力为零时,二是刚好到达与圆轨道圆心等高的地方。由(2)知,滑块刚好能够到达圆轨道最高点时xAB=5 m
滑块刚好到达与圆轨道圆心等高的地方时,从P到与圆心等高的位置,由动能定理得
mg(y+xABsin θ-R)-μmgxABcos θ-μmgxBC=0-m,解得xAB=1.25 m
滑块从A点切入后不脱离轨道时AB的长度应满足xAB≥5 m或xAB≤1.25 m
(4)由(3)知,xAB=3.5 m时,滑块在圆轨道发生脱轨,设脱轨地点和圆心的连线与水平方向的夹角为α,则脱轨时mgsin α=
从P到脱轨的位置,由动能定理得
mg(y+xABsin θ-R-Rsin α)-μmgxABcos θ-μmgxBC=m-m
联立解得sin α=0.6,Rsin α=0.6 m
即滑块在圆心以上0.6 m处脱轨。
19.【答案】 (1)3Mg (2)E=(v0-2gt) (3)U=IR-+ - (4)装置A可回收火箭和导电杆的动能和重力势能 M
【解析】 (1)导电杆受安培力F=B1Id=3Mg
方向向上,则导电杆向下运动的加速度满足
Mg-F=Ma
解得a=-2g
导电杆运动的距离
L==
(2)回路的感应电动势E=B2dv
其中v=v0+at
解得E=(v0-2gt)
(3)由E+U=IR
U=IR-E
整理得U=IR-+
P出=UI=I2R-6Mgv0+12Mg2t
导电杆运动时间t=
作出U-t图像如图所示
可得W=(IR-+IR)I
化简得W=-
(4)装置A可回收火箭和导电杆的动能和重力势能;火箭和导电杆从速度v0到速度减为零的过程,有
W'=M+MgL=M
20.【答案】 (1)带正电 (2) (3)
【解析】 (1)粒子在 Ⅲ 中O处所受洛伦兹力方向向上,根据左手定则可知粒子带正电;
设粒子的质量为m,电荷量为q,粒子进入速度选择器时的速度为v0,在加速电场中,由动能定理有qU=m
在速度选择器中粒子做匀速直线运动,
由平衡条件有qv0B1=qE1
联立解得,粒子的比荷为=
(2)在Ⅲ中由洛伦兹力提供向心力有qv0B2=m
可得O点到P点的距离为OP=2r=
(3)粒子进入Ⅱ瞬间,粒子受到向上的洛伦兹力
F洛=qv0B1
向下的静电力F=qE2
由于E2>E1,且qv0B1=qE1
所以通过配速法,如图所示
其中满足qE2=q(v0+v1)B1
则粒子在速度选择器中水平向右以速度v0+v1做匀速直线运动的同时,竖直方向以v1做匀速圆周运动,当速度转向到水平向右时,满足垂直打在速度选择器右挡板的O'点的要求,故此时粒子打在O'点的速度大小为v'=v0+v1+v1=。
说明:选择题答案依据原题答案录入;实验题给出答案;计算题给出答案与解析。
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答题卡
贴条形码区
考生禁填: 缺考标记
违纪标记
以上标志由监考人员用2B铅笔填涂
选择题填涂样例:
正确填涂
错误填涂 [×] [√] [/]
1.答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
2.选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题必须用0.5 mm黑色签字笔答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
注意事项
姓 名:__________________________
准考证号:
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
选择题部分
1.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
2.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
3.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
4.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
5.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
6.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
7.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
8.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
9.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
10.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
11.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
12.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
13.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
三、实验题部分
14.(5分)
(1) ;(2) ;(3)① ;② 段,v= m/s
15.(5分)
(1)d= mm;(2)
(3)ρ=_________;(4)_________
16.(4分)
(1) ;(2)d≈ m;(3)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
四、计算题(共44分)
17. (8分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
18. (11分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
19. (12分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
20. (13分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
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姓 名:__________________________
准考证号:
贴条形码区
考生禁填: 缺考标记
违纪标记
以上标记由监考人员用2B铅笔填涂
选择题填涂样例:
正确填涂
错误填涂 [×] [√] [/]
1.答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
2.选择题必须用2B铅笔填涂;填空题和解答题必须用0.5 mm黑色签字笔答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
注意事项
第Ⅰ卷(请用2B铅笔填涂)
1 [A] [B] [C] [D]
2 [A] [B] [C] [D]
3 [A] [B] [C] [D]
4 [A] [B] [C] [D]
5 [A] [B] [C] [D]
6 [A] [B] [C] [D]
7 [A] [B] [C] [D]
8 [A] [B] [C] [D]
9 [A] [B] [C] [D]
10 [A] [B] [C] [D]
11 [A] [B] [C] [D]
12 [A] [B] [C] [D]
13 [A] [B] [C] [D]
第Ⅱ卷(请在各试题的答题区内作答)
三、实验题部分
14.(5分)
(1) (2)
(3)①
② 段,v= m/s
15.(5分)
(1)d= mm
(2)
(3)ρ=________
(4)
16.(4分)
(1)
(2)d≈ m
(3)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
17.(8分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
18.(11分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
19. (12分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
20.(13分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
非
答
题
区
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
物理 第4页(共6页) 物理 第5页(共6页) 物理 第6页(共6页)
物理 第1页(共6页) 物理 第2页(共6页) 物理 第3页(共6页)
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日
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姓
名:
准考证号:
贴条形码区
注意事项
1.答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准
考生禁填:
缺考标记
口
条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
违纪标记
☐
2.选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题必须用0.5mm黑色签字笔
以上标志由监考人员用2B铅笔填涂
答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.
请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案
选择题填涂样例:
无效:在草稿纸、试题卷上答题无效。
正确填涂■
4.
保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
错误填涂[][][]
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
选择题部分
1.[A][B][C][D]
6.IA][B][C][D]
11.[A][B][C][D]
2-[A][B][C][D]
7.[A][B][C][D]
12.[A][B][C][D]
3.A][B][C][D]
8.[AJ[B][C][D]
13.[A][B][C][D]
4.A][B]IC][D]
9.IA][B][C][D]
5.[A][B][C][D]
10.[A][B][C][D]
三、实验题部分
14.(5分)
(1)
(2)
;
(3)①
:②
段,v=
m/s
15.(5分)
(1)d=
m:(2)
(3)p=
(4)
16.
(4分)
(1)
(2)d≈
m;(3)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
四、计算题(共44分)
17.(8分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效:
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
18.(11分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效:
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
19.(12分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
20.
(13分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
此卷只装订不密封
………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
绝密★启用前
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高三物理
考生须知:
1.本卷满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
3.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
4.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内,作图时可先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
5.可能用到的相关参数:重力加速度g均取10 m/s²。
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.如图所示,某排球训练场地的长、宽、球网高分别为2d、d、,图中ED=。发球点位于BC中点正上方的O点,运动员在O点将排球沿水平方向击出,不计空气阻力,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.若排球恰好擦网落在对方底线AD上,则排球在空中做平抛运动的时间为
B.若排球恰好擦网落在对方底线AD上,则排球击出时的最大速度大小为
C.若排球恰好落在E点,则排球在空中做平抛运动的时间可能为
D.若排球恰好落在E点,则排球击出时的速度大小可能为
2.一质点沿x轴运动,其位置坐标x与时间t的关系为x=1+2t+3t2(x的单位是m,t的单位是s)。关于速度及该质点在第1 s内的位移,下列选项正确的是( )
A.速度是对物体位置变化快慢的描述;6 m
B.速度是对物体位移变化快慢的描述;6 m
C.速度是对物体位置变化快慢的描述;5 m
D.速度是对物体位移变化快慢的描述;5 m
3.半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,其右端有一固定放置的竖直挡板MN。在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑的均匀小圆柱体Q,整个装置处于平衡状态,如图所示是这个装置的纵截面图。现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移,在Q滑落到地面之前,发现P始终保持静止。则在此过程中,下列说法中正确的是( )
A.MN对Q的弹力逐渐减小
B.地面对P的摩擦力逐渐增大
C.P、Q间的弹力先减小后增大
D.Q所受的合力逐渐增大
4.如图甲是研究光电效应的实验装置,在光电效应实验中,滑片P初始位置处于滑动变阻器中点O。小明用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线如图乙所示,则( )
A.甲光的频率小于乙光频率
B.乙光的光子数小于丙光的光子数
C.滑片P向b端移动,电流表示数会一直增大
D.乙光照射产生的光电子到达阳极的一定动能最大
5.一列波速为、沿轴正方向传播的简谐波,时刻的波形如图所示。A、B、C为传播方向上的三个质点,B、C所在的位置分别为和。则( )
A.波的频率为0.5 Hz
B.图示时刻,向轴正方向运动
C.当波从点传播到点,运动了1 m
D.的振动方程为
6.一个长方体玻璃砖截面如图所示,,一束黄光从的中点射入玻璃砖,方向与边成角,恰好射到点。已知玻璃砖对蓝光的折射率大于黄光折射率,光在真空中的传播速度为,不考虑光在玻璃砖内的反射,下列说法正确的是( )
A.用蓝光替代黄光,其他条件不变,蓝光从边射出玻璃砖
B.玻璃砖对黄光的折射率为
C.黄光在玻璃砖中的传播速度为
D.用蓝光替代黄光,其他条件不变,蓝光在玻璃砖中传播速度比黄光更大
7.某同学利用图甲所示电路进行实验,定值电阻,电源电动势为E,内阻不计,电压表为理想电表,滑动变阻器的最大阻值分别为10 Ω、100 Ω、1000 Ω。当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中,根据实验数据,分别作出电压表读数随(滑片移动的距离x与滑片在变阻器上可移动的总长度L的比值)变化的关系曲线a、b、c如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.闭合开关前滑片应处于电路图中滑动变阻器的最右端
B.滑动变阻器最大阻值为10 Ω时,得到的曲线是a
C.滑动变阻器最大阻值为100 Ω时,实验得到的曲线为c
D.为了方便调节,实验中应选用最大阻值为10 Ω的滑动变阻器
8.如图所示,平行板电容器两极板与电源、开关构成回路,闭合开关,一带电粒子从上极板左侧边缘平行于极板射入后恰好从下极板右侧边缘射出,粒子重力不计,下列措施能使带电粒子打到下极板上的是( )
A.仅增大入射初速度
B.仅减小粒子的电荷量
C.仅增大电源的电压
D.仅增大粒子的质量
9.如图所示,在两个半径均为的半圆形区域ACD和FGH中,分布有磁感应强度,垂直于纸面向里的匀强磁场;在相距为的AD和FH之间分布有电场强度为,方向随时间不断变化的匀强电场。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子从的圆心点由静止释放,保证粒子每次经过电场区域均能加速,且粒子最终以的速度从A点向上射入半圆形区域ACD,恰好从D点射出,则下列说法正确的是( )
A.电场变化的周期可表示为
B.该粒子的比荷为
C.粒子从开始加速到穿出磁场,共经电场加速10次
D.粒子第n次加速后,其在磁场中的运动半径变为第次加速后的倍
10.如图甲所示,位于竖直平面内的正方形闭合金属线框abcd质量为m,其下方有一匀强磁场区域,该区域的水平边界MN、PQ与线框的bc边平行,磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某高度处由静止开始下落,如图乙是金属线框从开始下落到bc边刚好运动到匀强磁场PQ边界过程的v-t图像,图中数据均为已知量,重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.金属线框刚进入磁场时,感应电流方向沿adcba方向
B.金属线框的边长为2
C.MN和PQ之间的距离为
D.金属线框在时间内所产生的热量为
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.卫星未发射时静置在赤道上随地球转动,地球半径为R。卫星发射后在地球同步轨道上做匀速圆周运动,轨道半径为r。则卫星未发射时和在轨道上运行时( )
A.角速度之比为1∶1
B.线速度之比为∶
C.向心加速度之比为R∶r
D.受到地球的万有引力之比为R2∶r2
12.如图所示,质量为2m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上,其水平直径AB长度为2R。现将质量为m可视为质点的小球从距A点正上方h高处由静止释放。由A点经过半圆轨道后从B点射出,在空中能上升的最大高度为h,不计空气阻力,重力加速度为g。关于该过程,下列说法正确的是( )
A.小球和小车组成的系统满足动量守恒
B.小球离开小车后做竖直上抛运动
C.小车向左运动的最大距离为R
D.该过程小球克服摩擦力做的功为mgh
13.如图所示,空间存在竖直方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B=2 T,两根足够长水平金属直轨道平行放置,轨道间距L=0.5 m。将质量均为m=0.5 kg、长度均为L、电阻均为R=0.5 Ω的金属棒a、b垂直轨道放置,金属棒与直轨道间动摩擦因数均为μ=0.4。现用外力F使金属棒b保持静止,对金属棒a施加大小为F0=6 N,水平向右的恒力,当金属棒a匀速运动时,撤去固定金属棒b的外力F,在运动过程中,金属棒与导轨始终垂直且接触良好,导轨电阻不计,g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.金属棒a匀速运动时的速度大小为4 m/s
B.金属棒a匀速运动时,其两端的电势差为4 V
C.撤去外力F后,a、b两金属棒的速度差不断增大
D.最终金属棒b以大小为2 m/s2的加速度运动
三、实验题(本题共3小题,共14分)
14.(5分)“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”实验装置如图甲所示。
(1)除图甲中所示的实验器材外,还需要的实验器材有 。
A.天平 B.秒表
C.刻度尺 D.复写纸
(2)有关下列实验操作和分析正确的是 。
A.两球的质量必须相等
B.铅垂线的主要作用是确保斜槽末端水平
C.小球B可以放在斜槽水平段的任意位置
D.小球A每次必须从斜槽上的同一位置由静止释放
(3)某学习小组采用如图乙所示实验方案验证动量守恒定律。轨道上的小车A右端连接穿过打点计时器的纸带,轻推小车A运动,小车A与小车B碰撞后粘在一起运动。
①完成该实验 (选填“需要”或“不需要”)垫高轨道一端,以平衡阻力;
②图丙是正确操作后得到的一条纸带,计算小车A碰前的速度应选用 段纸带(选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)。已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz,则小车A、B一起运动的速度大小为v= m/s(结果保留3位有效数字)。
15.(5分)某兴趣小组测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为20 Ω。他们首先把电阻丝拉直固定在接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度。实验室提供的器材有:
电池组E(电动势为3.0 V,内阻约1 Ω);
电压表V1(量程0~15 V,内阻约12 000 Ω);
电压表V2(量程0~3 V,内阻约3 000 Ω);
电阻箱R(0~999.9 Ω);
开关、导线若干。
(1)若采用绕线法测量其横截面积,如图甲,则这次测量中该电阻丝直径d= mm;
(2)他们设计并连接好如图乙所示的实验电路,调节金属夹夹在电阻丝上的位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电压表示数为某一确定值,记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L,则实验中电压表应选择 (选填“V1”或“V2”);
(3)记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图丙所示的R-L关系图线,图线在R轴的截距为R0,在L轴的截距为L0,再结合测出的电阻丝直径d,可求出这种电阻丝材料的电阻率ρ= (用给定的物理量符号和已知常数表示)。
(4)若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误,那么由于电压表内阻的存在,对电阻率的测量结果 (选填“有”或“无”)影响。
16.(4分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,下列器材需要用到的有 (多选)。
(2)(2分)在上述实验时,每103 mL油酸酒精溶液中有纯油酸1 mL,用注射器测得80滴这样的溶液为1 mL。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里,等油膜形状稳定后,测得油膜面积约为150 cm2,可估算油酸分子的直径大小约为 m(结果保留一位有效数字)。
(3)(2分)如图为“用传感器探究气体等温变化的规律”的实验装置,实验时某同学缓慢推动活塞,在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中,由注射器壁上的刻度读出气体的体积V,由压强传感器测得的压强值p在计算机屏幕上实时显示,实验过程中该同学发现,环境温度逐渐升高,则实验得到的图像可能是 。
四、计算题(本题共4小题,共44分。解答应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。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
17.(8分)“拔火罐”是我国传统医学的一种疗法。治疗时,医生将开口面积为S的玻璃罐加热,使罐内空气温度升至t1,然后迅速将玻璃罐倒扣在患者皮肤上(状态1)。待罐内空气自然冷却至室温t2,玻璃罐便紧贴在皮肤上(状态2)。从状态1到状态2过程中罐内气体向外界放出热量7.35 J。已知S=1.6×10-3 m2,t1=77 ℃,t2=27 ℃。忽略皮肤的形变,大气压强p0=1.05×105 Pa。求:
(1)状态2时罐内气体的压强。
(2)状态1到状态2罐内气体内能的变化。
(3)状态2时皮肤受到的吸力大小。
18.(11分)某科技小组参加了过山车游戏项目研究,如图甲所示,为了研究其中的物理规律,小组成员设计出如图乙所示的装置。P为弹性发射装置,AB为倾角θ=37°的倾斜轨道,BC为水平轨道,CDC'为竖直圆轨道,C'E为足够长的曲面轨道,各段轨道均平滑连接。以A点为坐标原点,水平向右为x轴正方向,竖直向上为y轴正方向建立平面直角坐标系。已知滑块质量为m,圆轨道半径R=1 m,BC长为3 m,滑块与AB、BC段的动摩擦因数均为μ=0.25,其余各段轨道均光滑。现滑块从弹射装置P水平弹出的速度为4 m/s,且恰好从A点沿AB方向进入轨道,滑块可视为质点。重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,不计空气阻力。
(1)求滑块从弹射装置P弹出时的坐标值;
(2)若滑块恰好能通过D点,求轨道AB的长度xAB;
(3)若滑块第一次能进入圆轨道且不脱轨,求轨道AB的长度xAB的取值范围;
(4)若轨道AB的长度为3.5 m,试判断滑块在圆轨道是否脱轨;若发生脱轨,计算脱轨的位置。
19.(12分)某兴趣小组设计了一种火箭落停装置,简化原理如图所示,它由两根竖直导轨、承载火箭装置(简化为与火箭绝缘的导电杆MN)和装置A组成,并形成闭合回路。装置A能自动调节其输出电压确保回路电流I恒定,方向如图所示。导轨长度远大于导轨间距,不论导电杆运动到什么位置,电流I在导电杆以上空间产生的磁场近似为零,在导电杆所在处产生的磁场近似为匀强磁场,大小B1=kI(其中k为常量),方向垂直导轨平面向里;在导电杆以下的两导轨间产生的磁场近似为匀强磁场,大小B2=2kI,方向与B1相同。火箭无动力下降到导轨顶端时与导电杆粘接,以速度v0进入导轨,到达绝缘停靠平台时速度恰好为零,完成火箭落停。已知火箭与导电杆的总质量为M,导轨间距d=,导电杆电阻为R。导电杆与导轨保持良好接触滑行,不计空气阻力和摩擦力,不计导轨电阻和装置A的内阻,重力加速度为g。在火箭落停过程中,
(1)求导电杆所受安培力的大小F和运动的距离L。
(2)求回路感应电动势E与运动时间t的关系。
(3)求装置A输出电压U与运动时间t的关系和输出的能量W。
(4)若R的阻值视为0,装置A用于回收能量,给出装置A可回收能量的来源和大小。
20.(13分)质谱仪是科学研究中的重要仪器,其原理如图所示。Ⅰ为粒子加速器,加速电压为U;Ⅱ为速度选择器,匀强电场的电场强度大小为E1,方向沿纸面向下,匀强磁场的磁感应强度大小为B1,方向垂直纸面向里;Ⅲ为偏转分离器,匀强磁场的磁感应强度大小为B2,方向垂直纸面向里。从S点释放初速度为零的带电粒子(不计重力),加速后进入速度选择器做直线运动、再由O点进入分离器做圆周运动,最后打到照相底片的P点处,运动轨迹如图中虚线所示。
(1)粒子带正电还是负电?求粒子的比荷。
(2)求O点到P点的距离。
(3)若速度选择器Ⅱ中匀强电场的电场强度大小变为E2(E2略大于E1),方向不变,粒子恰好垂直打在速度选择器右挡板的O'点上。求粒子打在O'点的速度大小。
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2027年高考第一次模拟考试(浙江专用)
物理·全解全析
考生须知:
1.本卷满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
3.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
4.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内,作图时可先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
5.可能用到的相关参数:重力加速度g均取10 m/s²。
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.如图所示,某排球训练场地的长、宽、球网高分别为2d、d、,图中ED=。发球点位于BC中点正上方的O点,运动员在O点将排球沿水平方向击出,不计空气阻力,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.若排球恰好擦网落在对方底线AD上,则排球在空中做平抛运动的时间为
B.若排球恰好擦网落在对方底线AD上,则排球击出时的最大速度大小为
C.若排球恰好落在E点,则排球在空中做平抛运动的时间可能为
D.若排球恰好落在E点,则排球击出时的速度大小可能为
【答案】 D
【解析】 若排球恰好擦网落在对方底线AD上,设总时间为2t,则擦网前后的时间均为t,可知
h-=gt2,h=g(2t)2,解得t=
即排球在空中做平抛运动的时间为t'=2t=,选项A错误;
若排球恰好擦网落在对方底线AD上,则排球水平方向最大位移xm==d
击出时的最大速度大小为vm==
选项B错误;
若排球恰好落在E点,则在球网左右两侧的水平位移大小之比为1∶2,可知运动的时间之比为1∶2,设为t1和2t1,则h1=g(3t1)2,h1-≥g(2t1)2
联立解得t1≥
则排球运动的时间t″=3t1≥
不可能为,选项C错误;
若排球恰好落在E点,水平位移大小
x==d
则排球击出时的速度大小v=≤
可能为,选项D正确。
求解平抛运动临界问题的一般思路
(1)确定临界状态,若有必要,画出临界轨迹。
(2)找出临界状态对应的临界条件。
(3)根据平抛运动的规律列方程求解。
2.一质点沿x轴运动,其位置坐标x与时间t的关系为x=1+2t+3t2(x的单位是m,t的单位是s)。关于速度及该质点在第1 s内的位移,下列选项正确的是( )
A.速度是对物体位置变化快慢的描述;6 m
B.速度是对物体位移变化快慢的描述;6 m
C.速度是对物体位置变化快慢的描述;5 m
D.速度是对物体位移变化快慢的描述;5 m
【答案】 C
【解析】 根据速度的定义式v=得,速度等于位移与时间的比值。位移是物体在一段时间内从一个位置到另一个位置的位置变化量,因此,速度是描述物体位置变化快慢的物理量。再根据物体位置坐标随时间的关系x=1+2t+3t2,可知开始时物体的位置坐标x0=1 m,1 s时物体的位置坐标x1=6 m,则1 s内物体的位移为Δx=x1-x0=5 m,故选C。
自然界中某量D的变化可以记为ΔD,发生这个变化所用的时间间隔可以记为Δt,变化量ΔD与Δt之比就是这个量对时间的变化率,简称变化率。变化率不表示物理量D的大小,只表示D的变化快慢。例如速度v=是位置对时间的变化率,表示位置变化的快慢,即运动的快慢,v与Δx、Δt无关,a=是速度对时间的变化率,表示速度变化的快慢,与速度的大小v及速度变化量Δv的大小无关。
3.半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,其右端有一固定放置的竖直挡板MN。在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑的均匀小圆柱体Q,整个装置处于平衡状态,如图所示是这个装置的纵截面图。现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移,在Q滑落到地面之前,发现P始终保持静止。则在此过程中,下列说法中正确的是( )
A.MN对Q的弹力逐渐减小
B.地面对P的摩擦力逐渐增大
C.P、Q间的弹力先减小后增大
D.Q所受的合力逐渐增大
【答案】 B
【解析】 对Q受力分析,F1表示P对Q的弹力,F2表示MN对Q的弹力,F2的方向水平向左保持不变,F1的方向顺时针旋转,如图所示
由平行四边形定则可知,F1与F2都逐渐增大,故A、C错误;对P、Q整体受力分析,由平衡条件得,Ff=F2,由于F2不断增大,故Ff不断增大,故B正确;由于挡板MN缓慢移动,Q处于平衡状态,所受合力为零,故D错误。
4.如图甲是研究光电效应的实验装置,在光电效应实验中,滑片P初始位置处于滑动变阻器中点O。小明用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线如图乙所示,则( )
A.甲光的频率小于乙光频率
B.乙光的光子数小于丙光的光子数
C.滑片P向b端移动,电流表示数会一直增大
D.乙光照射产生的光电子到达阳极的一定动能最大
【答案】A
【解析】A.图乙是光电流随光电管两极间电压变化的曲线。乙光的遏止电压绝对值大于甲光,说明乙光产生的光电子最大初动能更大。由光电效应方程,同一光电管的逸出功相同,故A正确;
B.乙光对应的饱和光电流大于丙光,表明乙光照射时单位时间内逸出的光电子更多,不能据此认为乙光的入射光子数更少,故B错误;
C.图甲中电源右端为正极,阴极与变阻器中点等电势。滑片由向端移动时,阳极相对阴极的电压升高,光电流增大后会趋于饱和,故C错误;
D.乙光产生的光电子最大初动能较大,但不同光电子的初动能不一定相同;到达阳极后也并非每个光电子的动能都最大,故D错误。
故选A。
5.一列波速为、沿轴正方向传播的简谐波,时刻的波形如图所示。A、B、C为传播方向上的三个质点,B、C所在的位置分别为和。则( )
A.波的频率为0.5 Hz
B.图示时刻,向轴正方向运动
C.当波从点传播到点,运动了1 m
D.的振动方程为
【答案】D
【解析】A.从波形图可得波长,根据波速公式得频率,故A错误;
B.波沿轴正方向传播,用上下坡法,质点A振动方向为轴负方向,故B错误;
C.波从B传到C的距离
传播时间
该波周期
因此
质点B仅在平衡位置附近振动,半个周期内运动的路程为,故C错误;
D.角频率,振幅;
图示时刻C点在平衡位置,波向右传播,可知此时C点向轴负方向振动,由于周期也为,故时的运动状态与图示时刻相同,则C的振动方程为,故D正确。
故选D。
6.一个长方体玻璃砖截面如图所示,,一束黄光从的中点射入玻璃砖,方向与边成角,恰好射到点。已知玻璃砖对蓝光的折射率大于黄光折射率,光在真空中的传播速度为,不考虑光在玻璃砖内的反射,下列说法正确的是( )
A.用蓝光替代黄光,其他条件不变,蓝光从边射出玻璃砖
B.玻璃砖对黄光的折射率为
C.黄光在玻璃砖中的传播速度为
D.用蓝光替代黄光,其他条件不变,蓝光在玻璃砖中传播速度比黄光更大
【答案】C
【解析】A.作出黄光光路图如图所示
玻璃砖对蓝光的折射率大于黄光折射率,介质对蓝光的偏折程度更大,用蓝光替代黄光,其他条件不变,蓝光将从CD边射出玻璃砖,故A错误;
B.由几何关系可知,,由折射定律得折射率,故B错误;
CD.黄光在玻璃砖内的传播速度为
玻璃砖对蓝光的折射率较大,则用蓝光替代黄光,其他条件不变,蓝光在玻璃砖中传播速度比黄光更小,故C正确,D错误;
故选C。
7.某同学利用图甲所示电路进行实验,定值电阻,电源电动势为E,内阻不计,电压表为理想电表,滑动变阻器的最大阻值分别为10 Ω、100 Ω、1000 Ω。当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中,根据实验数据,分别作出电压表读数随(滑片移动的距离x与滑片在变阻器上可移动的总长度L的比值)变化的关系曲线a、b、c如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.闭合开关前滑片应处于电路图中滑动变阻器的最右端
B.滑动变阻器最大阻值为10 Ω时,得到的曲线是a
C.滑动变阻器最大阻值为100 Ω时,实验得到的曲线为c
D.为了方便调节,实验中应选用最大阻值为10 Ω的滑动变阻器
【答案】D
【解析】A.为保障电路安全,实验开始前滑片应打至最左端,此时流经待测电路的电流为0,故A错误;
BCD.当滑动变阻器最大阻值远小于时,并联部分电阻,输出电压
图像接近直线,则滑动变阻器最大阻值为10 Ω时,得到的曲线是c,滑动变阻器最大阻值为100 Ω时,实验得到的曲线为b,滑动变阻器最大阻值为1000 Ω时,实验得到的曲线为a,为了方便调节,实验中应选用最大阻值为10 Ω的滑动变阻器,故BC错误,D正确。
故选D。
8.如图所示,平行板电容器两极板与电源、开关构成回路,闭合开关,一带电粒子从上极板左侧边缘平行于极板射入后恰好从下极板右侧边缘射出,粒子重力不计,下列措施能使带电粒子打到下极板上的是( )
A.仅增大入射初速度
B.仅减小粒子的电荷量
C.仅增大电源的电压
D.仅增大粒子的质量
【答案】C
【解析】粒子在极板间做类平抛运动,打到下极板时,垂直极板方向上有,;沿极板方向上有
联立解得竖直偏转量
原来粒子恰好从下极板右侧边缘射出,说明,因此,要使粒子打到下极板上,必须让偏转量增大。
A.增大,与成反比,偏转量减小,粒子反而更容易从右侧射出,故A错误;
B.减小电荷量,与成正比,偏转量减小,故B错误;
C.增大电压,与成正比,偏转量增大,粒子会打到下极板,故C正确;
D.增大质量,与成反比,偏转量减小,故D错误。
故选C。
9.如图所示,在两个半径均为的半圆形区域ACD和FGH中,分布有磁感应强度,垂直于纸面向里的匀强磁场;在相距为的AD和FH之间分布有电场强度为,方向随时间不断变化的匀强电场。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子从的圆心点由静止释放,保证粒子每次经过电场区域均能加速,且粒子最终以的速度从A点向上射入半圆形区域ACD,恰好从D点射出,则下列说法正确的是( )
A.电场变化的周期可表示为
B.该粒子的比荷为
C.粒子从开始加速到穿出磁场,共经电场加速10次
D.粒子第n次加速后,其在磁场中的运动半径变为第次加速后的倍
【答案】C
【解析】A.粒子在两个磁场区和中间电场区的运动路径如图所示。
在磁场中,洛伦兹力提供向心力,由
得粒子做匀速圆周运动的周期
粒子每转半周交变电场方向改变一次,经过一整周改变两次,因此电场变化周期,故A错误;
B.由洛伦兹力提供向心力得
所以,故B错误;
C.粒子每次通过电场区,电场力做功为
从静止到速度,由动能定理得
代入,,和
整理得,所以粒子共经历10次电场加速,故C正确;
D.设第次加速后的速度、半径分别为,,第次加速后的速度、半径分别为,。由动能定理得,
所以
由洛伦兹力提供向心力得
磁场和粒子电性不变时
而不是,故D错误。
故选C。
10.如图甲所示,位于竖直平面内的正方形闭合金属线框abcd质量为m,其下方有一匀强磁场区域,该区域的水平边界MN、PQ与线框的bc边平行,磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某高度处由静止开始下落,如图乙是金属线框从开始下落到bc边刚好运动到匀强磁场PQ边界过程的v-t图像,图中数据均为已知量,重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.金属线框刚进入磁场时,感应电流方向沿adcba方向
B.金属线框的边长为2
C.MN和PQ之间的距离为
D.金属线框在时间内所产生的热量为
【答案】D
【解析】A.金属线框刚进入磁场时,根据楞次定律判断可知,感应电流为逆时针方向,即沿abcda方向,故A错误;
B.由图像可知,金属线框进入磁场过程中是做匀速直线运动,速度为,运动时间为,所以金属线框的边长,故B错误;
C.由图示图像可知,金属线框完全进入磁场后做匀加速直线运动,匀加速直线运动的位移
故MN和PQ之间的距离为,故C错误;
D.金属线框进入磁场前无感应电流,时线框匀速下落,动能不变,产生的热量等于重力势能的减少量,由能量守恒定律得
金属线框在磁场中的运动过程中金属线框不产生感应电流,所以金属线框在时间内所产生的热量为,故D正确。
故选D。
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.卫星未发射时静置在赤道上随地球转动,地球半径为R。卫星发射后在地球同步轨道上做匀速圆周运动,轨道半径为r。则卫星未发射时和在轨道上运行时( )
A.角速度之比为1∶1
B.线速度之比为∶
C.向心加速度之比为R∶r
D.受到地球的万有引力之比为R2∶r2
【答案】 AC
【解析】 卫星未发射时静置在赤道上随地球转动,角速度与地球自转角速度相等,卫星发射后在地球同步轨道上做匀速圆周运动,角速度与地球自转角速度相等,则卫星未发射时和在轨道上运行时角速度之比为1∶1,故A正确;
根据题意,由公式v=ωr可知,卫星未发射时和在轨道上运行时,由于角速度相等,则线速度之比为轨道半径之比R∶r,故B错误;
根据题意,由公式an=ω2r可知,卫星未发射时和在轨道上运行时,由于角速度相等,则向心加速度之比为轨道半径之比R∶r,故C正确;
根据题意,由公式F=可知,卫星未发射时和在轨道上运行时,受到地球的万有引力之比与轨道半径的平方成反比,即r2∶R2,故D错误。
同步卫星、近地卫星及赤道上物体的比较
比较项目
近地卫星a(r1、ω1、v1、a1)
同步卫星b(r2、ω2、v2、a2)
赤道上随地球自转的物体c(r3、ω3、v3、a3)
向心力来源
万有引力
万有引力
万有引力的一个分力
轨道半径
r2>r1=r3
角速度
ω1>ω2=ω3
线速度
v1>v2>v3
向心加速度
a1>a2>a3
三个宇宙速度
第一宇宙速度
(环绕速度)
v1=7.9 km/s,是人造地球卫星的最小发射速度,这也是地球卫星的最大环绕速度
第二宇宙速度
v2=11.2 km/s,是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度
第三宇宙速度
v3=16.7 km/s,是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度
12.如图所示,质量为2m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上,其水平直径AB长度为2R。现将质量为m可视为质点的小球从距A点正上方h高处由静止释放。由A点经过半圆轨道后从B点射出,在空中能上升的最大高度为h,不计空气阻力,重力加速度为g。关于该过程,下列说法正确的是( )
A.小球和小车组成的系统满足动量守恒
B.小球离开小车后做竖直上抛运动
C.小车向左运动的最大距离为R
D.该过程小球克服摩擦力做的功为mgh
【答案】 BD
【解析】 小球和小车组成的系统竖直方向合力不为0,故系统动量不守恒,故A错误;系统水平方向合力为0,水平方向动量守恒,小球离开小车时二者水平方向速度相等,由于系统水平方向总动量为0,故小球离开小车时水平方向速度为零,即小球离开小车后做竖直上抛运动,故B正确;系统水平方向动量守恒,则有mvx球=2mvx车,整理得mvx球Δt=2mvx车Δt,累加可得mx球=2mx车,因为x球+x车=2R,联立解得小车向左运动的最大距离x车=,故C错误;根据能量守恒定律,可知该过程小球克服摩擦力做的功为mg(h-h)=mgh,故D正确。
13.如图所示,空间存在竖直方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B=2 T,两根足够长水平金属直轨道平行放置,轨道间距L=0.5 m。将质量均为m=0.5 kg、长度均为L、电阻均为R=0.5 Ω的金属棒a、b垂直轨道放置,金属棒与直轨道间动摩擦因数均为μ=0.4。现用外力F使金属棒b保持静止,对金属棒a施加大小为F0=6 N,水平向右的恒力,当金属棒a匀速运动时,撤去固定金属棒b的外力F,在运动过程中,金属棒与导轨始终垂直且接触良好,导轨电阻不计,g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.金属棒a匀速运动时的速度大小为4 m/s
B.金属棒a匀速运动时,其两端的电势差为4 V
C.撤去外力F后,a、b两金属棒的速度差不断增大
D.最终金属棒b以大小为2 m/s2的加速度运动
【答案】 AD
【解析】 当加速度a=0时,金属棒a做匀速运动,此时有I=,又F0=μmg+BIL,联立解得v=4 m/s,故A正确;金属棒a匀速运动时,切割磁感线产生的感应电动势为E=BLv=4 V,由于两金属棒阻值相等,则金属棒a两端的电势差大小为U==2 V,故B错误;撤去外力F后,对a、b由牛顿第二定律可得F安-μmg=mab,F0-μmg-F安=maa,最终两金属棒加速度相同,有F安=3 N,aa=ab=2 m/s2,故D正确;又F安=,解得Δv=3 m/s,即最终两棒的速度差保持不变,故C错误。
三、实验题(本题共3小题,共14分)
14.(5分)“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”实验装置如图甲所示。
(1)除图甲中所示的实验器材外,还需要的实验器材有 。
A.天平 B.秒表
C.刻度尺 D.复写纸
(2)有关下列实验操作和分析正确的是 。
A.两球的质量必须相等
B.铅垂线的主要作用是确保斜槽末端水平
C.小球B可以放在斜槽水平段的任意位置
D.小球A每次必须从斜槽上的同一位置由静止释放
(3)某学习小组采用如图乙所示实验方案验证动量守恒定律。轨道上的小车A右端连接穿过打点计时器的纸带,轻推小车A运动,小车A与小车B碰撞后粘在一起运动。
①完成该实验 (选填“需要”或“不需要”)垫高轨道一端,以平衡阻力;
②图丙是正确操作后得到的一条纸带,计算小车A碰前的速度应选用 段纸带(选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)。已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz,则小车A、B一起运动的速度大小为v= m/s(结果保留3位有效数字)。
【答案】 (1)ACD (2)D (3)①需要 ②BC 1.14
【解析】 (1)因本实验需要测量小球的水平位移,所以还需要用到的器材是刻度尺;同时需要用天平测量小球的质量,用复写纸记录落点。故选A、C、D。
(2)为了保证碰撞后小球A不反弹且能做平抛运动,则A的质量大于B的质量,故A错误;铅垂线的作用是确定O点的位置,不是用于检验斜槽是否水平,故B错误;小球B需放在斜槽水平段的末端位置,故C错误;小球A每次必须从斜槽上的同一位置由静止释放,保证初速度一致,故D正确。
(3)①为使碰撞前小车做匀速直线运动,则在实验前,需要在长木板靠近打点计时器一端垫适当木块以平衡摩擦阻力;
②碰前小车应做匀速直线运动,故选用BC段;两车碰后粘到一起共同做匀速直线运动,则从DE段可求出碰后速度为v==×10-2 m/s=1.14 m/s。
15.(5分)某兴趣小组测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为20 Ω。他们首先把电阻丝拉直固定在接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度。实验室提供的器材有:
电池组E(电动势为3.0 V,内阻约1 Ω);
电压表V1(量程0~15 V,内阻约12 000 Ω);
电压表V2(量程0~3 V,内阻约3 000 Ω);
电阻箱R(0~999.9 Ω);
开关、导线若干。
(1)若采用绕线法测量其横截面积,如图甲,则这次测量中该电阻丝直径d= mm;
(2)他们设计并连接好如图乙所示的实验电路,调节金属夹夹在电阻丝上的位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电压表示数为某一确定值,记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L,则实验中电压表应选择 (选填“V1”或“V2”);
(3)记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图丙所示的R-L关系图线,图线在R轴的截距为R0,在L轴的截距为L0,再结合测出的电阻丝直径d,可求出这种电阻丝材料的电阻率ρ= (用给定的物理量符号和已知常数表示)。
(4)若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误,那么由于电压表内阻的存在,对电阻率的测量结果 (选填“有”或“无”)影响。
【答案】 (1)1.23 (2)V2 (3) (4)无
【解析】 (1)由题图甲可知,10圈电阻丝的宽度为12.3 mm,则该电阻丝直径d= mm=1.23 mm
(2)根据题意可知,电池组的电动势为3 V,则实验中电压表应选择V2。
(3)由电阻定律可得,接入电路中电阻丝的电阻为Rx=ρ=
实验过程中,保持电压表示数不变,则电阻箱与电阻丝接入电路的电阻之和不变,则有Rx+R=k,其中k是常数,则有+R=k,整理可得R=k-,结合题图丙可得=,解得ρ=
(4)根据实验原理可知,由于电压表内阻的存在,会改变(3)分析中常数k的值,但对电阻率的测量结果无影响。
16.(4分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,下列器材需要用到的有 (多选)。
(2)(2分)在上述实验时,每103 mL油酸酒精溶液中有纯油酸1 mL,用注射器测得80滴这样的溶液为1 mL。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里,等油膜形状稳定后,测得油膜面积约为150 cm2,可估算油酸分子的直径大小约为 m(结果保留一位有效数字)。
(3)(2分)如图为“用传感器探究气体等温变化的规律”的实验装置,实验时某同学缓慢推动活塞,在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中,由注射器壁上的刻度读出气体的体积V,由压强传感器测得的压强值p在计算机屏幕上实时显示,实验过程中该同学发现,环境温度逐渐升高,则实验得到的图像可能是 。
【答案】 (1)AC (2)8×10-10 (3)B
【解析】 (1)实验中需用注射器测油酸酒精溶液一定体积的滴数,需要用坐标纸测量油膜的面积,故A、C正确。
(2)1滴油酸酒精溶液中有纯油酸的体积V纯=× mL=1.25×10-5 mL,
故油酸分子的直径为d== m≈8×10-10 m
(3)根据理想气体状态方程=C,整理可得p=CT·,由此可知,随着环境温度的升高,p-图像的切线斜率会逐渐变大,B正确,A、C、D错误。
四、计算题(本题共4小题,共44分。解答应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。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
17.(8分)“拔火罐”是我国传统医学的一种疗法。治疗时,医生将开口面积为S的玻璃罐加热,使罐内空气温度升至t1,然后迅速将玻璃罐倒扣在患者皮肤上(状态1)。待罐内空气自然冷却至室温t2,玻璃罐便紧贴在皮肤上(状态2)。从状态1到状态2过程中罐内气体向外界放出热量7.35 J。已知S=1.6×10-3 m2,t1=77 ℃,t2=27 ℃。忽略皮肤的形变,大气压强p0=1.05×105 Pa。求:
(1)状态2时罐内气体的压强。
(2)状态1到状态2罐内气体内能的变化。
(3)状态2时皮肤受到的吸力大小。
【答案】 (1)9×104 Pa (2)减少7.35 J (3)24 N
【解析】 (1)状态1气体的温度T1=(77+273) K=350 K,压强p1=p0=1.05×105 Pa
状态2气体的温度T2=(27+273) K=300 K,压强为p2
忽略皮肤的形变,罐内气体做等容变化,根据查理定律=
解得p2=9×104 Pa
(2)根据热力学第一定律ΔU=W+Q
气体做等容变化,外界对气体不做功,W=0,气体向外界放出热量,Q=-7.35 J
解得ΔU=-7.35 J,即气体内能减少7.35 J。
(3)罐内外的压强差Δp=p0-p2=1.5×104 Pa
状态2皮肤受到的吸力大小F=ΔpS=24 N。
18.(11分)某科技小组参加了过山车游戏项目研究,如图甲所示,为了研究其中的物理规律,小组成员设计出如图乙所示的装置。P为弹性发射装置,AB为倾角θ=37°的倾斜轨道,BC为水平轨道,CDC'为竖直圆轨道,C'E为足够长的曲面轨道,各段轨道均平滑连接。以A点为坐标原点,水平向右为x轴正方向,竖直向上为y轴正方向建立平面直角坐标系。已知滑块质量为m,圆轨道半径R=1 m,BC长为3 m,滑块与AB、BC段的动摩擦因数均为μ=0.25,其余各段轨道均光滑。现滑块从弹射装置P水平弹出的速度为4 m/s,且恰好从A点沿AB方向进入轨道,滑块可视为质点。重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,不计空气阻力。
(1)求滑块从弹射装置P弹出时的坐标值;
(2)若滑块恰好能通过D点,求轨道AB的长度xAB;
(3)若滑块第一次能进入圆轨道且不脱轨,求轨道AB的长度xAB的取值范围;
(4)若轨道AB的长度为3.5 m,试判断滑块在圆轨道是否脱轨;若发生脱轨,计算脱轨的位置。
【答案】 (1)(1.2 m,0.45 m) (2)5 m (3)xAB≥5 m或xAB≤1.25 m (4)见解析
【解析】 (1)对滑块由P到A的运动,根据平抛规律有vy=v0tan θ=3 m/s
平抛运动的竖直方向有=2gy,解得y=0.45 m
运动时间t==0.3 s
则x=v0t=1.2 m
即弹出时位置的坐标值为(1.2 m,0.45 m)。
(2)滑块恰好能通过D点,在最高点有mg=m
从P到D点,由动能定理得
mg(y+xABsin θ-2R)-μmgxABcos θ-μmgxBC=m-m,联立解得xAB=5 m。
(3)滑块刚好不脱离轨道,有两种临界情况,一是刚好在圆轨道最高点压力为零时,二是刚好到达与圆轨道圆心等高的地方。由(2)知,滑块刚好能够到达圆轨道最高点时xAB=5 m
滑块刚好到达与圆轨道圆心等高的地方时,从P到与圆心等高的位置,由动能定理得
mg(y+xABsin θ-R)-μmgxABcos θ-μmgxBC=0-m,解得xAB=1.25 m
滑块从A点切入后不脱离轨道时AB的长度应满足xAB≥5 m或xAB≤1.25 m
(4)由(3)知,xAB=3.5 m时,滑块在圆轨道发生脱轨,设脱轨地点和圆心的连线与水平方向的夹角为α,则脱轨时mgsin α=
从P到脱轨的位置,由动能定理得
mg(y+xABsin θ-R-Rsin α)-μmgxABcos θ-μmgxBC=m-m
联立解得sin α=0.6,Rsin α=0.6 m
即滑块在圆心以上0.6 m处脱轨。
19.(12分)某兴趣小组设计了一种火箭落停装置,简化原理如图所示,它由两根竖直导轨、承载火箭装置(简化为与火箭绝缘的导电杆MN)和装置A组成,并形成闭合回路。装置A能自动调节其输出电压确保回路电流I恒定,方向如图所示。导轨长度远大于导轨间距,不论导电杆运动到什么位置,电流I在导电杆以上空间产生的磁场近似为零,在导电杆所在处产生的磁场近似为匀强磁场,大小B1=kI(其中k为常量),方向垂直导轨平面向里;在导电杆以下的两导轨间产生的磁场近似为匀强磁场,大小B2=2kI,方向与B1相同。火箭无动力下降到导轨顶端时与导电杆粘接,以速度v0进入导轨,到达绝缘停靠平台时速度恰好为零,完成火箭落停。已知火箭与导电杆的总质量为M,导轨间距d=,导电杆电阻为R。导电杆与导轨保持良好接触滑行,不计空气阻力和摩擦力,不计导轨电阻和装置A的内阻,重力加速度为g。在火箭落停过程中,
(1)求导电杆所受安培力的大小F和运动的距离L。
(2)求回路感应电动势E与运动时间t的关系。
(3)求装置A输出电压U与运动时间t的关系和输出的能量W。
(4)若R的阻值视为0,装置A用于回收能量,给出装置A可回收能量的来源和大小。
【答案】 (1)3Mg (2)E=(v0-2gt) (3)U=IR-+ - (4)装置A可回收火箭和导电杆的动能和重力势能 M
【解析】 (1)导电杆受安培力F=B1Id=3Mg
方向向上,则导电杆向下运动的加速度满足
Mg-F=Ma
解得a=-2g
导电杆运动的距离
L==
(2)回路的感应电动势E=B2dv
其中v=v0+at
解得E=(v0-2gt)
(3)由E+U=IR
U=IR-E
整理得U=IR-+
P出=UI=I2R-6Mgv0+12Mg2t
导电杆运动时间t=
作出U-t图像如图所示
可得W=(IR-+IR)I
化简得W=-
(4)装置A可回收火箭和导电杆的动能和重力势能;火箭和导电杆从速度v0到速度减为零的过程,有
W'=M+MgL=M
20.(13分)质谱仪是科学研究中的重要仪器,其原理如图所示。Ⅰ为粒子加速器,加速电压为U;Ⅱ为速度选择器,匀强电场的电场强度大小为E1,方向沿纸面向下,匀强磁场的磁感应强度大小为B1,方向垂直纸面向里;Ⅲ为偏转分离器,匀强磁场的磁感应强度大小为B2,方向垂直纸面向里。从S点释放初速度为零的带电粒子(不计重力),加速后进入速度选择器做直线运动、再由O点进入分离器做圆周运动,最后打到照相底片的P点处,运动轨迹如图中虚线所示。
(1)粒子带正电还是负电?求粒子的比荷。
(2)求O点到P点的距离。
(3)若速度选择器Ⅱ中匀强电场的电场强度大小变为E2(E2略大于E1),方向不变,粒子恰好垂直打在速度选择器右挡板的O'点上。求粒子打在O'点的速度大小。
【答案】 (1)带正电 (2) (3)
【解析】 (1)粒子在 Ⅲ 中O处所受洛伦兹力方向向上,根据左手定则可知粒子带正电;
设粒子的质量为m,电荷量为q,粒子进入速度选择器时的速度为v0,在加速电场中,由动能定理有qU=m
在速度选择器中粒子做匀速直线运动,
由平衡条件有qv0B1=qE1
联立解得,粒子的比荷为=
(2)在Ⅲ中由洛伦兹力提供向心力有qv0B2=m
可得O点到P点的距离为OP=2r=
(3)粒子进入Ⅱ瞬间,粒子受到向上的洛伦兹力
F洛=qv0B1
向下的静电力F=qE2
由于E2>E1,且qv0B1=qE1
所以通过配速法,如图所示
其中满足qE2=q(v0+v1)B1
则粒子在速度选择器中水平向右以速度v0+v1做匀速直线运动的同时,竖直方向以v1做匀速圆周运动,当速度转向到水平向右时,满足垂直打在速度选择器右挡板的O'点的要求,故此时粒子打在O'点的速度大小为v'=v0+v1+v1=。
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$物理一模模拟·必刷卷03(浙江专用)
答题卡
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名:
准考证号:
贴条形码区
注意事项
=。-。▣。。=。-=▣=。。=。=
1.
答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填
写清楚,并认真核准条形码上的姓名、准考
考生禁填:
缺考标记
证号,在规定位置贴好条形码。
违纪标记
▣
2.选择题必须用2B铅笔填涂;填空题和解答题
以上标记由监考人员用2B铅
必须用0.5m黑色签字笔答题,不得用铅笔
笔填涂
或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.
请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,
选择题填涂样例:
超出区域书写的答案无效;在草稿纸、试题
卷上答题无效。
正确填涂■
4.
保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
错误填涂[][][/]
第I卷(请用2B铅笔填涂)
1[A][B][C][D]
6[A][B][C][D]
11 [A][B][C][D]
2[A][B][C][D]
7[A][B][C][D]
12 [A][B][c][D]
3[AJ[B][C][D]
8[A]B][C]D]
13[AN[B][C][D]
4[A][B][C][D]
9[A][B][C][D]
5[A][B][C][D]
10 [A][B][c][D]
第Ⅱ卷(请在各试题的答题区内作答)
三、实验题部分
14.(5分)
(1)
(2)
(3)①
②
段,v=
m/s
15.(5分)
(1)d=
mm
(2)
(3)p=
(4)
16.(4分)
(1)
(2)d≈
(3)
物理第1页(共6页)
情在各题且的答题区域内作答、超出里色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
17.(8分)
请在各题目的答题区域内物理第2熏色(堪6返桩限定区域的答案无效!
:半紫号有习品岛靠号北4年习号明目鑫号巢
I)8I
:¥嵩易明海☒马的到印鲜母叢吊群‘易中每☒踞品明目露号平巢
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
19.
(12分)
请在各题目的答题区域物理第4颐硕)边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
20.(13分)
请在各题目的答题区域内作答物邂第黑氨橱限定区域的答案无效!
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答题
请在各题目的答题区域内作答,惣理第顾影限区域的答案无效!
绝密★启用前
2027年高考第一次模拟考试(浙江专用)
高三物理
考生须知:
1.本卷满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
3.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
4.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内,作图时可先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
5.可能用到的相关参数:重力加速度g均取10 m/s²。
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.如图所示,某排球训练场地的长、宽、球网高分别为2d、d、,图中ED=。发球点位于BC中点正上方的O点,运动员在O点将排球沿水平方向击出,不计空气阻力,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.若排球恰好擦网落在对方底线AD上,则排球在空中做平抛运动的时间为
B.若排球恰好擦网落在对方底线AD上,则排球击出时的最大速度大小为
C.若排球恰好落在E点,则排球在空中做平抛运动的时间可能为
D.若排球恰好落在E点,则排球击出时的速度大小可能为
2.一质点沿x轴运动,其位置坐标x与时间t的关系为x=1+2t+3t2(x的单位是m,t的单位是s)。关于速度及该质点在第1 s内的位移,下列选项正确的是( )
A.速度是对物体位置变化快慢的描述;6 m
B.速度是对物体位移变化快慢的描述;6 m
C.速度是对物体位置变化快慢的描述;5 m
D.速度是对物体位移变化快慢的描述;5 m
3.半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,其右端有一固定放置的竖直挡板MN。在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑的均匀小圆柱体Q,整个装置处于平衡状态,如图所示是这个装置的纵截面图。现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移,在Q滑落到地面之前,发现P始终保持静止。则在此过程中,下列说法中正确的是( )
A.MN对Q的弹力逐渐减小
B.地面对P的摩擦力逐渐增大
C.P、Q间的弹力先减小后增大
D.Q所受的合力逐渐增大
4.如图甲是研究光电效应的实验装置,在光电效应实验中,滑片P初始位置处于滑动变阻器中点O。小明用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线如图乙所示,则( )
A.甲光的频率小于乙光频率
B.乙光的光子数小于丙光的光子数
C.滑片P向b端移动,电流表示数会一直增大
D.乙光照射产生的光电子到达阳极的一定动能最大
5.一列波速为、沿轴正方向传播的简谐波,时刻的波形如图所示。A、B、C为传播方向上的三个质点,B、C所在的位置分别为和。则( )
A.波的频率为0.5 Hz
B.图示时刻,向轴正方向运动
C.当波从点传播到点,运动了1 m
D.的振动方程为
6.一个长方体玻璃砖截面如图所示,,一束黄光从的中点射入玻璃砖,方向与边成角,恰好射到点。已知玻璃砖对蓝光的折射率大于黄光折射率,光在真空中的传播速度为,不考虑光在玻璃砖内的反射,下列说法正确的是( )
A.用蓝光替代黄光,其他条件不变,蓝光从边射出玻璃砖
B.玻璃砖对黄光的折射率为
C.黄光在玻璃砖中的传播速度为
D.用蓝光替代黄光,其他条件不变,蓝光在玻璃砖中传播速度比黄光更大
7.某同学利用图甲所示电路进行实验,定值电阻,电源电动势为E,内阻不计,电压表为理想电表,滑动变阻器的最大阻值分别为10 Ω、100 Ω、1000 Ω。当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中,根据实验数据,分别作出电压表读数随(滑片移动的距离x与滑片在变阻器上可移动的总长度L的比值)变化的关系曲线a、b、c如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.闭合开关前滑片应处于电路图中滑动变阻器的最右端
B.滑动变阻器最大阻值为10 Ω时,得到的曲线是a
C.滑动变阻器最大阻值为100 Ω时,实验得到的曲线为c
D.为了方便调节,实验中应选用最大阻值为10 Ω的滑动变阻器
8.如图所示,平行板电容器两极板与电源、开关构成回路,闭合开关,一带电粒子从上极板左侧边缘平行于极板射入后恰好从下极板右侧边缘射出,粒子重力不计,下列措施能使带电粒子打到下极板上的是( )
A.仅增大入射初速度
B.仅减小粒子的电荷量
C.仅增大电源的电压
D.仅增大粒子的质量
9.如图所示,在两个半径均为的半圆形区域ACD和FGH中,分布有磁感应强度,垂直于纸面向里的匀强磁场;在相距为的AD和FH之间分布有电场强度为,方向随时间不断变化的匀强电场。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子从的圆心点由静止释放,保证粒子每次经过电场区域均能加速,且粒子最终以的速度从A点向上射入半圆形区域ACD,恰好从D点射出,则下列说法正确的是( )
A.电场变化的周期可表示为
B.该粒子的比荷为
C.粒子从开始加速到穿出磁场,共经电场加速10次
D.粒子第n次加速后,其在磁场中的运动半径变为第次加速后的倍
10.如图甲所示,位于竖直平面内的正方形闭合金属线框abcd质量为m,其下方有一匀强磁场区域,该区域的水平边界MN、PQ与线框的bc边平行,磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某高度处由静止开始下落,如图乙是金属线框从开始下落到bc边刚好运动到匀强磁场PQ边界过程的v-t图像,图中数据均为已知量,重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.金属线框刚进入磁场时,感应电流方向沿adcba方向
B.金属线框的边长为2
C.MN和PQ之间的距离为
D.金属线框在时间内所产生的热量为
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.卫星未发射时静置在赤道上随地球转动,地球半径为R。卫星发射后在地球同步轨道上做匀速圆周运动,轨道半径为r。则卫星未发射时和在轨道上运行时( )
A.角速度之比为1∶1
B.线速度之比为∶
C.向心加速度之比为R∶r
D.受到地球的万有引力之比为R2∶r2
12.如图所示,质量为2m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上,其水平直径AB长度为2R。现将质量为m可视为质点的小球从距A点正上方h高处由静止释放。由A点经过半圆轨道后从B点射出,在空中能上升的最大高度为h,不计空气阻力,重力加速度为g。关于该过程,下列说法正确的是( )
A.小球和小车组成的系统满足动量守恒
B.小球离开小车后做竖直上抛运动
C.小车向左运动的最大距离为R
D.该过程小球克服摩擦力做的功为mgh
13.如图所示,空间存在竖直方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B=2 T,两根足够长水平金属直轨道平行放置,轨道间距L=0.5 m。将质量均为m=0.5 kg、长度均为L、电阻均为R=0.5 Ω的金属棒a、b垂直轨道放置,金属棒与直轨道间动摩擦因数均为μ=0.4。现用外力F使金属棒b保持静止,对金属棒a施加大小为F0=6 N,水平向右的恒力,当金属棒a匀速运动时,撤去固定金属棒b的外力F,在运动过程中,金属棒与导轨始终垂直且接触良好,导轨电阻不计,g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.金属棒a匀速运动时的速度大小为4 m/s
B.金属棒a匀速运动时,其两端的电势差为4 V
C.撤去外力F后,a、b两金属棒的速度差不断增大
D.最终金属棒b以大小为2 m/s2的加速度运动
三、实验题(本题共3小题,共14分)
14.(5分)“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”实验装置如图甲所示。
(1)除图甲中所示的实验器材外,还需要的实验器材有 。
A.天平 B.秒表
C.刻度尺 D.复写纸
(2)有关下列实验操作和分析正确的是 。
A.两球的质量必须相等
B.铅垂线的主要作用是确保斜槽末端水平
C.小球B可以放在斜槽水平段的任意位置
D.小球A每次必须从斜槽上的同一位置由静止释放
(3)某学习小组采用如图乙所示实验方案验证动量守恒定律。轨道上的小车A右端连接穿过打点计时器的纸带,轻推小车A运动,小车A与小车B碰撞后粘在一起运动。
①完成该实验 (选填“需要”或“不需要”)垫高轨道一端,以平衡阻力;
②图丙是正确操作后得到的一条纸带,计算小车A碰前的速度应选用 段纸带(选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)。已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz,则小车A、B一起运动的速度大小为v= m/s(结果保留3位有效数字)。
15.(5分)某兴趣小组测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为20 Ω。他们首先把电阻丝拉直固定在接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度。实验室提供的器材有:
电池组E(电动势为3.0 V,内阻约1 Ω);
电压表V1(量程0~15 V,内阻约12 000 Ω);
电压表V2(量程0~3 V,内阻约3 000 Ω);
电阻箱R(0~999.9 Ω);
开关、导线若干。
(1)若采用绕线法测量其横截面积,如图甲,则这次测量中该电阻丝直径d= mm;
(2)他们设计并连接好如图乙所示的实验电路,调节金属夹夹在电阻丝上的位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电压表示数为某一确定值,记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L,则实验中电压表应选择 (选填“V1”或“V2”);
(3)记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图丙所示的R-L关系图线,图线在R轴的截距为R0,在L轴的截距为L0,再结合测出的电阻丝直径d,可求出这种电阻丝材料的电阻率ρ= (用给定的物理量符号和已知常数表示)。
(4)若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误,那么由于电压表内阻的存在,对电阻率的测量结果 (选填“有”或“无”)影响。
16.(4分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,下列器材需要用到的有 (多选)。
(2)(2分)在上述实验时,每103 mL油酸酒精溶液中有纯油酸1 mL,用注射器测得80滴这样的溶液为1 mL。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里,等油膜形状稳定后,测得油膜面积约为150 cm2,可估算油酸分子的直径大小约为 m(结果保留一位有效数字)。
(3)(2分)如图为“用传感器探究气体等温变化的规律”的实验装置,实验时某同学缓慢推动活塞,在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中,由注射器壁上的刻度读出气体的体积V,由压强传感器测得的压强值p在计算机屏幕上实时显示,实验过程中该同学发现,环境温度逐渐升高,则实验得到的图像可能是 。
四、计算题(本题共4小题,共44分。解答应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。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
17.(8分)“拔火罐”是我国传统医学的一种疗法。治疗时,医生将开口面积为S的玻璃罐加热,使罐内空气温度升至t1,然后迅速将玻璃罐倒扣在患者皮肤上(状态1)。待罐内空气自然冷却至室温t2,玻璃罐便紧贴在皮肤上(状态2)。从状态1到状态2过程中罐内气体向外界放出热量7.35 J。已知S=1.6×10-3 m2,t1=77 ℃,t2=27 ℃。忽略皮肤的形变,大气压强p0=1.05×105 Pa。求:
(1)状态2时罐内气体的压强。
(2)状态1到状态2罐内气体内能的变化。
(3)状态2时皮肤受到的吸力大小。
18.(11分)某科技小组参加了过山车游戏项目研究,如图甲所示,为了研究其中的物理规律,小组成员设计出如图乙所示的装置。P为弹性发射装置,AB为倾角θ=37°的倾斜轨道,BC为水平轨道,CDC'为竖直圆轨道,C'E为足够长的曲面轨道,各段轨道均平滑连接。以A点为坐标原点,水平向右为x轴正方向,竖直向上为y轴正方向建立平面直角坐标系。已知滑块质量为m,圆轨道半径R=1 m,BC长为3 m,滑块与AB、BC段的动摩擦因数均为μ=0.25,其余各段轨道均光滑。现滑块从弹射装置P水平弹出的速度为4 m/s,且恰好从A点沿AB方向进入轨道,滑块可视为质点。重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,不计空气阻力。
(1)求滑块从弹射装置P弹出时的坐标值;
(2)若滑块恰好能通过D点,求轨道AB的长度xAB;
(3)若滑块第一次能进入圆轨道且不脱轨,求轨道AB的长度xAB的取值范围;
(4)若轨道AB的长度为3.5 m,试判断滑块在圆轨道是否脱轨;若发生脱轨,计算脱轨的位置。
19.(12分)某兴趣小组设计了一种火箭落停装置,简化原理如图所示,它由两根竖直导轨、承载火箭装置(简化为与火箭绝缘的导电杆MN)和装置A组成,并形成闭合回路。装置A能自动调节其输出电压确保回路电流I恒定,方向如图所示。导轨长度远大于导轨间距,不论导电杆运动到什么位置,电流I在导电杆以上空间产生的磁场近似为零,在导电杆所在处产生的磁场近似为匀强磁场,大小B1=kI(其中k为常量),方向垂直导轨平面向里;在导电杆以下的两导轨间产生的磁场近似为匀强磁场,大小B2=2kI,方向与B1相同。火箭无动力下降到导轨顶端时与导电杆粘接,以速度v0进入导轨,到达绝缘停靠平台时速度恰好为零,完成火箭落停。已知火箭与导电杆的总质量为M,导轨间距d=,导电杆电阻为R。导电杆与导轨保持良好接触滑行,不计空气阻力和摩擦力,不计导轨电阻和装置A的内阻,重力加速度为g。在火箭落停过程中,
(1)求导电杆所受安培力的大小F和运动的距离L。
(2)求回路感应电动势E与运动时间t的关系。
(3)求装置A输出电压U与运动时间t的关系和输出的能量W。
(4)若R的阻值视为0,装置A用于回收能量,给出装置A可回收能量的来源和大小。
20.(13分)质谱仪是科学研究中的重要仪器,其原理如图所示。Ⅰ为粒子加速器,加速电压为U;Ⅱ为速度选择器,匀强电场的电场强度大小为E1,方向沿纸面向下,匀强磁场的磁感应强度大小为B1,方向垂直纸面向里;Ⅲ为偏转分离器,匀强磁场的磁感应强度大小为B2,方向垂直纸面向里。从S点释放初速度为零的带电粒子(不计重力),加速后进入速度选择器做直线运动、再由O点进入分离器做圆周运动,最后打到照相底片的P点处,运动轨迹如图中虚线所示。
(1)粒子带正电还是负电?求粒子的比荷。
(2)求O点到P点的距离。
(3)若速度选择器Ⅱ中匀强电场的电场强度大小变为E2(E2略大于E1),方向不变,粒子恰好垂直打在速度选择器右挡板的O'点上。求粒子打在O'点的速度大小。
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