物理一模模拟·夯实卷(全国通用,广东、黑吉辽蒙、陕晋青宁、湖北)学易金卷:2027年高考第一次模拟考试
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内容正文:
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此卷只装订不密封
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… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2027年高考第一次模拟考试(全国通用)
高三物理
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
(适用地区:广东、黑吉辽蒙、陕晋青宁、湖北)
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46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,第8~10题有多项符合题目要求。每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分。
1.2026年8月6日,中国科学家领衔的北京谱仪Ⅲ实验国际合作组,在巴西举行的国际高能物理大会上宣布,通过15年研究已建立证明胶球存在的完整证据链。胶球是由传递相互作用的胶子(不带电)构成的纯“力”粒子。则胶子传递的相互作用属于( )
A.引力相互作用 B.电磁相互作用
C.强相互作用 D.弱相互作用
2.石子从塔顶自静止下落,不计空气阻力,已知当地重力加速度为,测出哪个物理量可以估算塔高( )
A.石子落地前的瞬时速度 B.石子开始下落第1s内通过的位移
C.石子开始下落2m所需时间 D.石子开始下落1s末的瞬时速度
3.下列四个有关光现象的示意图分析正确的是( )
A.图甲若只减小屏到挡板的距离L,则相邻亮条纹间距离将增大
B.图乙用如图所示的空气劈尖检查平面平整度时,利用了样板的上表面的反射光和被检查平面的上表面的反射光形成的干涉条纹
C.图丙光导纤维内芯的折射率比外套的更大
D.图丁中观看立体电影的眼镜镜片利用了光的干涉原理
4.如图甲为一列简谐波在某时刻的波形图,图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像。则由图可知( )
A.从该时刻起质点Q比质点P先运动至波谷位置
B.从该时刻起,经过0.1s,质点Q通过的路程为0.2m
C.当质点P位于波谷时,质点Q位于平衡位置上方并向上振动
D.从该时刻起经过0.15s,波沿x轴的负方向传播了3m
5.在轴上有两个点电荷、,其静电场的电势在轴上分布如图所示(处为图像最高点)。下列说法正确的有( )
A.和带有同种电荷
B.负电荷从移到,受到的电场力增大
C.负电荷从移到,电势能增大
D.处的电场强度为零
6.新能源电动汽车常用交流充电桩进行充电,如图所示为交流充电桩的供电电路,输电线的总电阻。配电设施的输出电压为,降压变压器原、副线圈的匝数比为,充电桩的输出电压,充电桩实际功率为,变压器均视为理想变压器,则( )
A.配电设施输出电流的频率为 B.输电线损失的电压为
C.升压变压器原、副线圈的匝数比为 D.该情境下输电效率为
7.如图a,倾角为θ的足够长斜面放置在粗糙水平面上。质量相等的物块甲、乙同时以初速度v0沿斜面下滑,甲、乙与斜面的动摩擦因数分别为μ1、μ2,整个过程中斜面相对地面静止。位置x与时间t的关系曲线如图b所示,两条曲线均为抛物线,乙的x-t曲线在t=t0时切线斜率为0,则( )
A.μ1+μ2=3tanθ
B.t=t0时,甲的速度大小为3v0
C.t=t0之前,地面对斜面的摩擦力方向向右
D.t=t0之后,地面对斜面的摩擦力方向向左
多选题
8.2024年我国将加速稳步推进载人登月,未来中国航天员将登上月球。假设航天员分别在地球和月球上用同一装置对同一单摆做受迫振动实验,得到的共振曲线如图所示,图中(均为已知量)。地球表面的重力加速度大小为g,不考虑星球自转的影响,下列说法正确的是( )
A.该单摆在地球上自由摆动的频率为
B.实验用单摆在地球上和月球上的固有周期之比为
C.月球表面的重力加速度大小为
D.地球和月球的平均密度之比大于
9.半径为的水平圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动,为圆盘边缘上一点,在点的正上方将一个可视为质点的小球以的速度水平抛出,半径方向恰好与该初速度的方向相同,如图所示。若小球与圆盘只碰一次,且落在点,则圆盘转动的角速度大小可能是( )
A. B. C. D.
10.我国深空探测着陆器采用电磁阻尼缓冲技术,其核心原理可简化为如图所示的模型:竖直固定的光滑平行金属导轨间距为,上端通过单刀双掷开关可分别与电容为的超级电容器、阻值为的定值电阻连接。质量为、接入电路电阻为的导体棒垂直跨接在导轨上,始终与导轨接触良好,导轨电阻不计。整个装置处于垂直导轨平面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场中。初始时开关断开,导体棒由静止释放,下落高度后闭合开关接1,稳定后导体棒保持恒定加速度下落;一段时间后将开关切换至2,最终导体棒达到匀速下落状态。重力加速度为,下列说法正确的是( )
A.开关接1稳定后,导体棒下落的加速度大小为
B.开关接1稳定后,回路中的充电电流大小为
C.开关切换至2后,导体棒最终匀速的速度大小为
D.从开关切换至2到导体棒匀速的过程中,定值电阻上产生的焦耳热为
二.实验题(本大题共2小题,共16.0分。第一小题8分,第二小题8分)
11.鉴于体重超标已对部分中学生的身心健康构成威胁,为准确掌握学生体重动态,某创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其简化电路如图甲所示。已知电源电动势恒为,内阻,定值电阻,为压敏电阻,其阻值与压力的关系如图乙所示,理想电流表的测量范围为,踏板重力忽略不计。
(1)压敏电阻的阻值随它所受的压力的变化而变化,压敏电阻主要是由__________(填“导体”“绝缘体”“半导体”或“超导体”)材料制成的;随着被测者体重的增加,图甲中电流表的示数将__________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)闭合开关,电流表的示数为0.12 A时,体重计所受压力为__________。
(3)为了方便读数,在电流表的表盘上标注了对应的体重值。在使用过程中,若电源电动势不变,内阻变大,则测量的体重与实际体重相比会__________(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
12.为了验证动量守恒定律,某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置:将一足够长气垫导轨放置在水平桌面上,光电门1和光电门2相隔适当距离安装好,在滑块1和2相碰的端面上装有弹性碰撞架,用天平测得滑块1、2(包含遮光片和弹簧)的质量分别为m1和m2,滑块1、2上装的挡光片宽度均为d。
(1)充气后,仅在导轨左侧放一个滑块并推动滑块,滑块通过两个光电门时,若与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为0.06s、0.05s,则应使导轨右端________(A、调高 B、调低),直到滑块通过两个光电门的时间相等。
(2)调节气垫导轨水平后,滑块2放在两个光电门之间,让滑块1向左挤压导轨上的左侧弹射架后释放,滑块1与静止的滑块2发生碰撞且不粘连,与光电门1相连的计时器的示数只有一个,为t1,与光电门2相连的计时器的示数有两个,先后为t2、t3。则m1________m2(A、大于 B、小于 C、等于);
(3)在实验误差允许范围内,若表达式_________________(用m1、m2、d、t1、t2、t3等表示)成立,说明滑块1、2碰撞过程中动量守恒;
(4)若挡光片的宽度相同,两滑块发生的是弹性碰撞,下列等式成立的是________。
A. B. C. D.
三.解答题(本大题共3小题,共38.0分。第一小题9分,第二小题14分,第三小题15分)
13.如图所示,压缩空气储能电站利用地下盐穴储存高压空气。盐穴中空气在状态A时,压强PA=7×106 Pa、温度TA=350 K,再逐渐冷却至温度T0=280 K的状态B。从A到B过程中穴内空气放出热量Q=1.75×1011 J。当用电高峰来临时,冷却后的高压空气推动涡轮机发电,穴内气压降低至大气压P0=1×105 Pa,该过程近似等温膨胀。若将盐穴视为密闭体积不变的导热容器,穴内空气视为理想气体,则
(1)从A到B过程中穴内空气内能变化量ΔU;
(2)穴内空气在状态B的压强PB;
(3)发电前、后穴内空气质量之比。
14.磁流体发电是一项新兴技术,它的发电原理是:在两平行金属板之间存在很强的磁场,等离子体(即高温下电离的气体,含有大量正、负带电粒子)以一定速度沿垂直于磁场的方向喷入磁场,由于等离子体在磁场力的作用下运动方向发生偏转,金属板上就会聚集电荷,从而在两板间产生电压。如图所示,M、N为等离子体发电机的两个极板,分别通过导线与平行板电容器的两个极板P、Q相连。M与N、P与Q的间距均为d,M、N中间有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为,一束等离子体以速度v沿垂直于磁场的方向喷入磁场。P、Q间加一垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为(未知)。一电荷量为q、质量为m的正离子以某一速度沿平行于极板方向从A点射入电容器。不计离子的重力和电容器的边缘效应。
(1)已知离子在P、Q间恰好做匀速直线运动,求磁感应强度的大小;
(2)若撤去P、Q间的电场,离子从A点以原来的速度入射后恰好从下极板的右侧边缘射出磁场,已知A点离下极板的距离求射出磁场时离子速度方向与水平方向之间的夹角及离子在磁场中的运动时间t;
(3)以极板Q右侧边缘O点为原点建立如图所示的直角坐标系xOy,在第一、四象限内分别存在磁感应强度大小为、方向相反的匀强磁场。若在第(2)问的情形中,离子能够经过点,求第一、四象限内匀强磁场的磁感应强度的大小。
15.图(a)为某物流公司设计的自动卸货装置,倾斜轨道底端通过一小段圆弧与静止在水平轨道上的小车平滑接触,小车右端固定一竖直挡板;货物装在平底箱里从高为处由静止释放,滑上小车与小车共速或与挡板碰撞后立即被锁定,与小车一起继续向右运动至卸货区;卸货区的缓冲装置由一级弹簧缓冲和二级液压缓冲组成,当小车压缩弹簧至时,弹簧将会被锁定;若此时小车还未静止,二级液压装置将对小车施加一水平向左恒力直至小车停止,整个缓冲装置允许的最大位移为,缓冲过程中小车所受合力与位移的关系如图(b)所示。只有当小车静止在卸货区时才能解除对货物的锁定进行卸货;卸货后,将空平底箱紧靠挡板放置在小车上并解锁弹簧释放弹性势能,可使小车连同空箱一同被弹回;小车撞击左侧台阶瞬间停下,空平底箱滑过小车冲上倾斜轨道。已知,小车长,质量,货物装箱后不会在平底箱中滑动,所有轨道均光滑,水平轨道足够长,重力加速度。求:
(1)平底箱滑上小车前瞬间的速度大小;
(2)能被运送到卸货区卸货的货物和平底箱总质量的范围;
(3)若平底箱与小车间的动摩擦因数,要保证卸货后平底箱能被弹回的高度不低于出发点,则其质量应满足什么要求?(结果保留一位小数)
试题 第7页(共8页) 试题 第8页(共8页)
试题 第1页(共8页) 试题 第2页(共8页)
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2027年高考第一次模拟考试(全国通用)
高三物理
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
(适用地区:广东、黑吉辽蒙、陕晋青宁、湖北)
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46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,第8~10题有多项符合题目要求。每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分。
1.2026年8月6日,中国科学家领衔的北京谱仪Ⅲ实验国际合作组,在巴西举行的国际高能物理大会上宣布,通过15年研究已建立证明胶球存在的完整证据链。胶球是由传递相互作用的胶子(不带电)构成的纯“力”粒子。则胶子传递的相互作用属于( )
A.引力相互作用 B.电磁相互作用
C.强相互作用 D.弱相互作用
【答案】C
【详解】A.引力相互作用的传递媒介是理论预言的引力子,至今尚未被实验直接探测到;胶子不带电,也不承担传递引力的角色,故A错误;
B.电磁相互作用的传递媒介是光子,它只作用于带电粒子;胶子本身不带电,传递的是夸克之间的相互作用,并非电磁相互作用,故B错误;
C.胶子是量子色动力学预言的规范玻色子,是传递强相互作用的媒介粒子,共有8种,带色荷而不带电;胶球完全由胶子结合而成,其内部起束缚作用的正是胶子传递的强相互作用,与题意相符,故C正确;
D.弱相互作用的传递媒介是W、Z玻色子,胶子并不参与弱相互作用,故D错误。
故选C。
2.石子从塔顶自静止下落,不计空气阻力,已知当地重力加速度为,测出哪个物理量可以估算塔高( )
A.石子落地前的瞬时速度 B.石子开始下落第1s内通过的位移
C.石子开始下落2m所需时间 D.石子开始下落1s末的瞬时速度
【答案】A
【详解】A.石子由静止下落且不受空气阻力,做自由落体运动。取竖直向下为正方向,设塔高为,石子落地前的速度为,由自由落体运动的速度与位移关系有,因此测出即可求得,故A正确;
B.设石子开始下落第内的位移为,该段时间为,由自由落体运动的位移与时间关系有。该位移只由已知的和固定的决定,与塔高无关,不能据此确定塔高,故B错误;
C.设石子开始下落所需时间为,这段位移为,由自由落体运动的位移与时间关系整理得;解得;该时间只由已知的和固定的决定,与塔高无关,不能据此确定塔高,故C错误;
D.设石子开始下落末的速度为,由自由落体运动的速度与时间关系有。该速度只由已知的和固定的决定,与塔高无关,不能据此确定塔高,故D错误。
故选A。
3.下列四个有关光现象的示意图分析正确的是( )
A.图甲若只减小屏到挡板的距离L,则相邻亮条纹间距离将增大
B.图乙用如图所示的空气劈尖检查平面平整度时,利用了样板的上表面的反射光和被检查平面的上表面的反射光形成的干涉条纹
C.图丙光导纤维内芯的折射率比外套的更大
D.图丁中观看立体电影的眼镜镜片利用了光的干涉原理
【答案】C
【详解】A.双缝干涉相邻亮纹间距公式为,式中L为屏到挡板(双缝)距离,d为双缝间距,为单色光波长。
只减小屏到挡板的距离L,由,L减小则相邻亮条纹间距减小,故A错误。
B.空气劈尖检查平面平整度时,干涉光来自样板下表面与被检测平面上表面之间空气薄膜的两束反射光(样板下表面的反射光和被检测平面上表面的反射光),故B错误。
C.光导纤维依靠全反射传光,发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质,即内芯折射率大于外套折射率,光才能在内芯与外套界面不断全反射向前传播,故C正确。
D.立体电影利用两台方向不同的偏振光放映,观看眼镜两镜片为正交偏振片,分别让左右眼获得对应画面,原理是光的偏振,而非干涉,故D错误。
故选C。
4.如图甲为一列简谐波在某时刻的波形图,图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像。则由图可知( )
A.从该时刻起质点Q比质点P先运动至波谷位置
B.从该时刻起,经过0.1s,质点Q通过的路程为0.2m
C.当质点P位于波谷时,质点Q位于平衡位置上方并向上振动
D.从该时刻起经过0.15s,波沿x轴的负方向传播了3m
【答案】C
【详解】AC.由图乙可知,此时质点P沿y轴负方向振动,根据波形平移法可知,波沿x轴正方向传播,则此时质点Q沿y轴正方向振动,则质点P从该时刻起经时间第一次运动至波谷,质点Q从该时刻起第一次运动至波谷所需时间大于,所以质点P比质点Q先运动至波谷位置;该时刻质点Q向上振动,由图甲中质点Q位置,则其向上运动第一次到达波峰所需时间大于,但其经过后一定运动至平衡位置上方,当质点P位于波谷时,可认为质点P振动了,经后与经时质点Q运动状态相同,则经后质点Q位于平衡位置上方并向上振动,故A错误,C正确;
B.由图乙可知,周期,振幅,则从该时刻起,经过,质点Q运动时间为,则其通过的路程为,故B错误;
D.由图甲可知波长为,则波速
则从该时刻起经过0.15s,波沿x轴的正方向传播的距离为,故D错误。
故选C。
5.在轴上有两个点电荷、,其静电场的电势在轴上分布如图所示(处为图像最高点)。下列说法正确的有( )
A.和带有同种电荷
B.负电荷从移到,受到的电场力增大
C.负电荷从移到,电势能增大
D.处的电场强度为零
【答案】D
【详解】A.由图可知:无穷远处电势为零,又有电势为正的地方,故存在正电荷;又有电势为负的地方,故也存在负电荷,所以和是异种电荷,故A错误;
B.根据图像的切线斜率表示电场强度,由图可知,从移到切线的斜率越来越小,故电场强度越来越小,所以负电荷受到的电场力在减小,故B错误;
C.负电荷在电势越低的地方,电势能越大,由图可知,从移到电势逐渐增大,故负电荷的电势能在减小,故C错误;
D.根据图像的切线斜率表示电场强度,由图可知在处切线的斜率为零,故此处的电场强度为零,故D正确。
故选D。
6.新能源电动汽车常用交流充电桩进行充电,如图所示为交流充电桩的供电电路,输电线的总电阻。配电设施的输出电压为,降压变压器原、副线圈的匝数比为,充电桩的输出电压,充电桩实际功率为,变压器均视为理想变压器,则( )
A.配电设施输出电流的频率为 B.输电线损失的电压为
C.升压变压器原、副线圈的匝数比为 D.该情境下输电效率为
【答案】B
【详解】A.由充电桩输出电压表达式可知,角速度,则交流电的频率
变压器不改变交流电的频率,故配电设施输出电流的频率为,故A错误;
B.充电桩输出电压的有效值
根据功率可得充电桩电流
根据理想变压器电流与匝数成反比,可得输电线电流
则输电线损失的电压,故B正确;
C.根据理想变压器电压与匝数成正比,可得降压变压器原线圈电压
升压变压器副线圈电压
则升压变压器原、副线圈的匝数比,故C错误;
D.输电线上损失的功率
输电效率,故D错误。
故选B。
7.如图a,倾角为θ的足够长斜面放置在粗糙水平面上。质量相等的物块甲、乙同时以初速度v0沿斜面下滑,甲、乙与斜面的动摩擦因数分别为μ1、μ2,整个过程中斜面相对地面静止。位置x与时间t的关系曲线如图b所示,两条曲线均为抛物线,乙的x-t曲线在t=t0时切线斜率为0,则( )
A.μ1+μ2=3tanθ
B.t=t0时,甲的速度大小为3v0
C.t=t0之前,地面对斜面的摩擦力方向向右
D.t=t0之后,地面对斜面的摩擦力方向向左
【答案】D
【详解】AB.题给位置—时间图像的切线斜率表示瞬时速度,两条抛物线表明两物块在之前均做匀变速直线运动。以沿斜面向下为正方向,设甲、乙的加速度分别为和。由乙在时速度为零,以及两物块从初位置出发的位移,可分别列出,和
联立解得
设两物块的质量均为,各自所受支持力均为,滑动摩擦力分别为和。下图表示下滑物块的受力方向,其中代表该物块所受的滑动摩擦力
垂直斜面方向的加速度为零,故
由滑动摩擦力公式有,
沿斜面分别对两物块应用牛顿第二定律,有,
利用两加速度互为相反数,将两式相加并整理得
甲在时的速度为,故AB错误;
C.取甲、乙和斜面为整体,规定水平向右为正方向,设地面对斜面的摩擦力水平分量为。整体在水平方向只受地面摩擦力,斜面加速度为零;在之前,甲、乙加速度的水平分量分别为和。由牛顿第二定律得,故C错误;
D.由图像可知,乙在之后保持静止,甲仍以匀加速下滑。继续对上述整体在水平方向应用牛顿第二定律,有
因此地面对斜面的摩擦力方向向左,故D正确。
故选D。
多选题
8.2024年我国将加速稳步推进载人登月,未来中国航天员将登上月球。假设航天员分别在地球和月球上用同一装置对同一单摆做受迫振动实验,得到的共振曲线如图所示,图中(均为已知量)。地球表面的重力加速度大小为g,不考虑星球自转的影响,下列说法正确的是( )
A.该单摆在地球上自由摆动的频率为
B.实验用单摆在地球上和月球上的固有周期之比为
C.月球表面的重力加速度大小为
D.地球和月球的平均密度之比大于
【答案】AC
【详解】AB.根据单摆周期公式;结合;可得
由于月球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度,因此该单摆在月球上的共振频率为,在地球上的共振频率为,根据共振条件可知,该单摆在地球上自由摆动的频率为,实验用单摆在地球上和月球上的固有周期之比为,A正确、B错误;
C.根据;可知
则月球表面的重力加速度大小;C正确;
D.根据黄金替换公式有;又因为地球半径大于月球半径,则地球和月球的密度之比小于, D错误。
故选AC。
9.半径为的水平圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动,为圆盘边缘上一点,在点的正上方将一个可视为质点的小球以的速度水平抛出,半径方向恰好与该初速度的方向相同,如图所示。若小球与圆盘只碰一次,且落在点,则圆盘转动的角速度大小可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【详解】小球做平抛运动,水平方向为匀速直线运动,水平位移等于圆盘半径,由
得
小球落在点,说明小球下落的时间内,圆盘刚好转过整数圈,设圆盘转了圈(,为正整数),则圆盘转过的角度。
由角速度定义;代入得
故选BCD。
10.我国深空探测着陆器采用电磁阻尼缓冲技术,其核心原理可简化为如图所示的模型:竖直固定的光滑平行金属导轨间距为,上端通过单刀双掷开关可分别与电容为的超级电容器、阻值为的定值电阻连接。质量为、接入电路电阻为的导体棒垂直跨接在导轨上,始终与导轨接触良好,导轨电阻不计。整个装置处于垂直导轨平面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场中。初始时开关断开,导体棒由静止释放,下落高度后闭合开关接1,稳定后导体棒保持恒定加速度下落;一段时间后将开关切换至2,最终导体棒达到匀速下落状态。重力加速度为,下列说法正确的是( )
A.开关接1稳定后,导体棒下落的加速度大小为
B.开关接1稳定后,回路中的充电电流大小为
C.开关切换至2后,导体棒最终匀速的速度大小为
D.从开关切换至2到导体棒匀速的过程中,定值电阻上产生的焦耳热为
【答案】AC
【详解】AB.由题意,开关接1稳定后导体棒匀加速下落,设瞬时加速度为、瞬时速度为,则导体棒动生电动势
电容器带电量
回路充电电流为电量变化率,即
对导体棒由牛顿第二定律可知
联立解得,导体棒下落的加速度大小为
因此,回路中的充电电流大小,故A正确,B错误;
C.开关切换至2后,导体棒最终匀速时合力为0,安培力与重力平衡,满足
此时回路感应电流
又;联立解得开关切换至2后,导体棒最终匀速的速度大小,故C正确;
D.开关切换至2时,导体棒已有初速度(接1匀加速阶段获得的速度),从切换至2到匀速的过程中,由能量守恒可知,导体棒减少的重力势能等于动能的变化量及回路的总焦耳热,总焦耳热按电阻比例分配给和,但该过程的下落高度未知、初速度也未知,无法得到总焦耳热等于的结论,因此无法得到定值电阻上产生的焦耳热为,故D错误。
故选AC。
二.实验题(本大题共2小题,共16.0分。第一小题8分,第二小题8分)
11.鉴于体重超标已对部分中学生的身心健康构成威胁,为准确掌握学生体重动态,某创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其简化电路如图甲所示。已知电源电动势恒为,内阻,定值电阻,为压敏电阻,其阻值与压力的关系如图乙所示,理想电流表的测量范围为,踏板重力忽略不计。
(1)压敏电阻的阻值随它所受的压力的变化而变化,压敏电阻主要是由__________(填“导体”“绝缘体”“半导体”或“超导体”)材料制成的;随着被测者体重的增加,图甲中电流表的示数将__________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)闭合开关,电流表的示数为0.12 A时,体重计所受压力为__________。
(3)为了方便读数,在电流表的表盘上标注了对应的体重值。在使用过程中,若电源电动势不变,内阻变大,则测量的体重与实际体重相比会__________(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
【答案】(1) 半导体;增大;(2)0;(3)偏小
【详解】(1)[1]压敏电阻的阻值随外界压力的变化而显著变化,这是半导体材料的特性,所以力敏电阻主要是由半导体材料制成的。
[2]由图甲可知,定值电阻与力敏电阻R串联,电流表测电路中的电流。由图乙可知,当压力F增大时,力敏电阻R的阻值减小。根据串联电路电阻规律,电路总电阻变小。电源电动势E不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表的示数将增大。
(2)电流表的示数为0.12 A时,电路的总电阻为
此时力敏电阻的阻值为
由图乙可知时对应踏板受到的压力为
(3)在使用过程中,若电源电动势不变,内阻变大,由可知,电路中的实际电流I会变小。因为电流变小了,指针偏转角度减小,指示的刻度值(测量体重)就会比原来对应的刻度值小,所以测量的体重与实际体重相比会偏小。
12.为了验证动量守恒定律,某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置:将一足够长气垫导轨放置在水平桌面上,光电门1和光电门2相隔适当距离安装好,在滑块1和2相碰的端面上装有弹性碰撞架,用天平测得滑块1、2(包含遮光片和弹簧)的质量分别为m1和m2,滑块1、2上装的挡光片宽度均为d。
(1)充气后,仅在导轨左侧放一个滑块并推动滑块,滑块通过两个光电门时,若与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为0.06s、0.05s,则应使导轨右端________(A、调高 B、调低),直到滑块通过两个光电门的时间相等。
(2)调节气垫导轨水平后,滑块2放在两个光电门之间,让滑块1向左挤压导轨上的左侧弹射架后释放,滑块1与静止的滑块2发生碰撞且不粘连,与光电门1相连的计时器的示数只有一个,为t1,与光电门2相连的计时器的示数有两个,先后为t2、t3。则m1________m2(A、大于 B、小于 C、等于);
(3)在实验误差允许范围内,若表达式_________________(用m1、m2、d、t1、t2、t3等表示)成立,说明滑块1、2碰撞过程中动量守恒;
(4)若挡光片的宽度相同,两滑块发生的是弹性碰撞,下列等式成立的是________。
A. B. C. D.
【答案】(1)A;(2)A;(3);(4)BD
【详解】(1)滑块通过光电门1、2的挡光时间分别为0.06s、0.05s,挡光片宽度相同,由
可知滑块通过光电门2时的速度较大。
滑块向右运动的过程中速度在增大,说明导轨右端偏低,故应使导轨右端调高。
故选A。
(2)与光电门1相连的计时器的示数只有一个,说明碰后滑块1没有再次通过光电门1。
若
碰后滑块1将被弹回而向左运动,必再次通过光电门1,计时器应有两个示数,与题意不符,故碰后滑块1仍向右运动,即
碰后滑块2的速度较大,先通过光电门2,示数为t2;滑块1的速度较小,后通过光电门2,示数为t3。
故选A。
(3)滑块通过光电门的平均速度可代替瞬时速度,碰前滑块1的速度
碰后滑块2的速度
碰后滑块1的速度
以向右为正方向,由动量守恒定律得
代入速度表达式得
两边约去d得
(4)AB.两滑块发生弹性碰撞,碰撞过程机械能守恒,有
将、、
代入,两边约去得,A错误,B正确;
CD.动量守恒的表达式为
变形为:
联立机械能守恒式,变形为
可得:
代入
得
两边约去d得,C错误,D正确。
故选BD。
三.解答题(本大题共3小题,共38.0分。第一小题9分,第二小题14分,第三小题15分)
13.如图所示,压缩空气储能电站利用地下盐穴储存高压空气。盐穴中空气在状态A时,压强PA=7×106 Pa、温度TA=350 K,再逐渐冷却至温度T0=280 K的状态B。从A到B过程中穴内空气放出热量Q=1.75×1011 J。当用电高峰来临时,冷却后的高压空气推动涡轮机发电,穴内气压降低至大气压P0=1×105 Pa,该过程近似等温膨胀。若将盐穴视为密闭体积不变的导热容器,穴内空气视为理想气体,则
(1)从A到B过程中穴内空气内能变化量ΔU;
(2)穴内空气在状态B的压强PB;
(3)发电前、后穴内空气质量之比。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)规定外界对气体做功、气体吸热为正。从到,盐穴密闭且体积不变,外界对空气做功;题给为放出热量的大小,由热力学第一定律得
(2)从到,一定质量的理想气体发生等容变化,冷却后的温度为,由查理定律有
解得
(3)设盐穴容积为,空气摩尔质量为,气体常量为,发电前、后穴内空气质量分别为和。发电时空气流出,穴内空气质量减少;发电前、后穴内气体的温度均为,体积均为,由理想气体状态方程分别有和
两式相除,得
14.磁流体发电是一项新兴技术,它的发电原理是:在两平行金属板之间存在很强的磁场,等离子体(即高温下电离的气体,含有大量正、负带电粒子)以一定速度沿垂直于磁场的方向喷入磁场,由于等离子体在磁场力的作用下运动方向发生偏转,金属板上就会聚集电荷,从而在两板间产生电压。如图所示,M、N为等离子体发电机的两个极板,分别通过导线与平行板电容器的两个极板P、Q相连。M与N、P与Q的间距均为d,M、N中间有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为,一束等离子体以速度v沿垂直于磁场的方向喷入磁场。P、Q间加一垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为(未知)。一电荷量为q、质量为m的正离子以某一速度沿平行于极板方向从A点射入电容器。不计离子的重力和电容器的边缘效应。
(1)已知离子在P、Q间恰好做匀速直线运动,求磁感应强度的大小;
(2)若撤去P、Q间的电场,离子从A点以原来的速度入射后恰好从下极板的右侧边缘射出磁场,已知A点离下极板的距离求射出磁场时离子速度方向与水平方向之间的夹角及离子在磁场中的运动时间t;
(3)以极板Q右侧边缘O点为原点建立如图所示的直角坐标系xOy,在第一、四象限内分别存在磁感应强度大小为、方向相反的匀强磁场。若在第(2)问的情形中,离子能够经过点,求第一、四象限内匀强磁场的磁感应强度的大小。
【答案】(1);(2);;(3)
【详解】(1)磁流体发电机稳定工作时,等离子体所受电场力与洛伦兹力平衡。设两板间电压为,板间电场强度为,则
所以
正离子在间匀速直线运动时,电场力与洛伦兹力平衡,故
所以
(2)撤去电场后,正离子只受洛伦兹力,速率保持为,洛伦兹力提供向心力,得
所以
离子从点运动到下极板右侧边缘时,圆心在点正下方距离处;出射点相对圆心的竖直距离为。半径与竖直方向的夹角等于出射速度与水平方向的夹角,因此
由题给的及前述代入几何关系,可得
所以。
匀速圆周运动的周期满足,结合前述半径关系可得
离子在中转过的圆心角为,运动时间为
(3)正离子从进入第四象限后,洛伦兹力使轨迹弯回轴;进入第一象限后,磁场方向相反,轨迹也转过后回到轴。每段圆弧对应的圆心角均为,相邻两次与轴交点间的弦长为
所以。若粒子从到经过段圆弧,则,所以
在第一、四象限内,洛伦兹力提供向心力,满足
其中为正整数,表示粒子从到间的圆弧段数,因此
15.图(a)为某物流公司设计的自动卸货装置,倾斜轨道底端通过一小段圆弧与静止在水平轨道上的小车平滑接触,小车右端固定一竖直挡板;货物装在平底箱里从高为处由静止释放,滑上小车与小车共速或与挡板碰撞后立即被锁定,与小车一起继续向右运动至卸货区;卸货区的缓冲装置由一级弹簧缓冲和二级液压缓冲组成,当小车压缩弹簧至时,弹簧将会被锁定;若此时小车还未静止,二级液压装置将对小车施加一水平向左恒力直至小车停止,整个缓冲装置允许的最大位移为,缓冲过程中小车所受合力与位移的关系如图(b)所示。只有当小车静止在卸货区时才能解除对货物的锁定进行卸货;卸货后,将空平底箱紧靠挡板放置在小车上并解锁弹簧释放弹性势能,可使小车连同空箱一同被弹回;小车撞击左侧台阶瞬间停下,空平底箱滑过小车冲上倾斜轨道。已知,小车长,质量,货物装箱后不会在平底箱中滑动,所有轨道均光滑,水平轨道足够长,重力加速度。求:
(1)平底箱滑上小车前瞬间的速度大小;
(2)能被运送到卸货区卸货的货物和平底箱总质量的范围;
(3)若平底箱与小车间的动摩擦因数,要保证卸货后平底箱能被弹回的高度不低于出发点,则其质量应满足什么要求?(结果保留一位小数)
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)设货物和平底箱的总质量为,一起滑上小车前瞬间的速度大小为,根据动能定理可得
解得
(2)设货物与小车的共同速度为,当货物和平底箱总质量为时,刚好能进入二级缓冲;
当货物和平底箱总质量达到最大值时,速度减小到0时恰好达到整个缓冲装置的最大位移。
令,,
由动量守恒定律得
由动能定理得
解得
同理有
由动能定理得
解得
解得货物和平底箱总质量范围为
(3)锁定时弹簧的弹性势能等于克服弹簧所做的功,则有
弹回过程弹簧弹性势能全部转化为小车和空平底箱的动能,设小车和平底箱可以达到的共同速度为,则
平底箱脱离小车沿斜面向上滑的过程,动能转化为热量和重力势能,要回到释放点需满足
由上式可知最小值与质量无关,当时代入上面两式可得
要保证卸货后平底箱能被弹回的高度不低于出发点,则平底箱的质量应满足
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姓
名:
准考证号:
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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
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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0.5mm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[×]【力【/刀
第I卷(请用2B铅笔填涂)
1 [A][B][c][o]
6 [A][B][C][D]
2 [A][B][C][D]
7 [A][B][c][D]
3[A[®[C]D
8[A[B][C[D
4tA®1[C1D
9[A][B][c][D]
5 [A][B][c][D]
10[A[®][CD]
第Ⅱ卷(请在各试题的答题区内作答)
11.(8分)
(1)
(2分);
(2分):
(2)
(2分)
(3)
(2分)
12.(8分)
(1)
(2分);(2)
(2分):
(3)
(2分);(4)
(2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:
物理第1页(共6页)
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:
13.(9分)
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物理第2页(共6页)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区的答案无效!
14.(14分)
M
等离→。一◆。
子体二B
。·
B
。。C
XXX
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物理第3页(共6页)
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15.(15分)
↑F(×10N)
6
缓冲装置
台阶
0-
0.36
0.67x/m
(a)
(b)
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物理第4页(共6页)
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非
答题
区
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非
答题
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选择题填涂样例:
正确填涂
错误填涂 [×] [√] [/]
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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:
一、选择题。
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.(8分)
(1)_____________(2分);______________(2分);
(2)_____________(2分)
(3)______________(2分)
12.(8分)
(1)________________________(2分);(2)_________________________(2分);
(3)_________________________(2分);(4)_________________________(2分);
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13 .(9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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14 .(14分)
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15 .(15分)
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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
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无效:在草稿纸、试题卷上答题无效。
正确填涂一
4.
保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
错误填涂[]【【/I
一、
选择题。
1[AJ[B][C][D]
6.[A][B][C][D]
2A[B][C][D]
7.[A][B][C][D]
3.[A][B][C][D]
8[A][B][C][D]
4.[A][B][C][D]
9.[A][B][C][D]
5.[A][B][C][D]
10.[A][B]IC1ID]
11.(8分)
(1)
(2分):
(2分):
(2)
(2分)
(3)
(2分)
12.(8分)
(1)
(2分);(2)
(2分):
(3)
(2分);(4)
(2分)
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13.(9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的答案无效:
14.(14分)
M
XX
■
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色拒形边框限定区域的答案无效:
15.(15分)
↑F(×102N)
8====
h
缓冲装置
台阶
0
0
】
0.36
0.67xm
(a)
(b)
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物理·参考答案
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,第8~10题有多项符合题目要求。每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
A
C
C
D
B
D
AC
BCD
AC
二.实验题(本大题共2小题,共16.0分。第一小题8分,第二小题8分)
11.【答案】(1) 半导体;(2分)增大;(2分)(2)0;(2分)(3)偏小(2分)
12.【答案】(1)A;(2分)(2)A;(2分)(3);(2分)(4)BD(2分)
三.解答题(本大题共3小题,共38.0分。第一小题9分,第二小题14分,第三小题15分)
13.【详解】(1)规定外界对气体做功、气体吸热为正。从到,盐穴密闭且体积不变,外界对空气做功;题给为放出热量的大小,由热力学第一定律得(2分)
(2)从到,一定质量的理想气体发生等容变化,冷却后的温度为,由查理定律有(2分)
解得(1分)
(3)设盐穴容积为,空气摩尔质量为,气体常量为,发电前、后穴内空气质量分别为和。发电时空气流出,穴内空气质量减少;发电前、后穴内气体的温度均为,体积均为,由理想气体状态方程分别有和(2分)
两式相除,得(2分)
14.【详解】(1)磁流体发电机稳定工作时,等离子体所受电场力与洛伦兹力平衡。设两板间电压为,板间电场强度为,则(1分)
所以(1分)
正离子在间匀速直线运动时,电场力与洛伦兹力平衡,故(1分)
所以(1分)
(2)撤去电场后,正离子只受洛伦兹力,速率保持为,洛伦兹力提供向心力,得(1分)
所以(1分)
离子从点运动到下极板右侧边缘时,圆心在点正下方距离处;出射点相对圆心的竖直距离为。半径与竖直方向的夹角等于出射速度与水平方向的夹角,因此(1分)
由题给的及前述代入几何关系,可得
所以。(1分)
匀速圆周运动的周期满足,结合前述半径关系可得(1分)
离子在中转过的圆心角为,运动时间为(1分)
(3)正离子从进入第四象限后,洛伦兹力使轨迹弯回轴;进入第一象限后,磁场方向相反,轨迹也转过后回到轴。每段圆弧对应的圆心角均为,相邻两次与轴交点间的弦长为(1分)
所以。若粒子从到经过段圆弧,则,所以(1分)
在第一、四象限内,洛伦兹力提供向心力,满足(1分)
其中为正整数,表示粒子从到间的圆弧段数,因此(1分)
15.【详解】(1)设货物和平底箱的总质量为,一起滑上小车前瞬间的速度大小为,根据动能定理可得(1分)
解得(1分)
(2)设货物与小车的共同速度为,当货物和平底箱总质量为时,刚好能进入二级缓冲;
当货物和平底箱总质量达到最大值时,速度减小到0时恰好达到整个缓冲装置的最大位移。
令,,(1分)
由动量守恒定律得(1分)
由动能定理得(1分)
解得(1分)
同理有(1分)
由动能定理得(1分)
解得(1分)
解得货物和平底箱总质量范围为(1分)
(3)锁定时弹簧的弹性势能等于克服弹簧所做的功,则有(1分)
弹回过程弹簧弹性势能全部转化为小车和空平底箱的动能,设小车和平底箱可以达到的共同速度为,则(1分)
平底箱脱离小车沿斜面向上滑的过程,动能转化为热量和重力势能,要回到释放点需满足(1分)
由上式可知最小值与质量无关,当时代入上面两式可得(1分)
要保证卸货后平底箱能被弹回的高度不低于出发点,则平底箱的质量应满足(1分)
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姓 名:__________________________
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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]
第Ⅱ卷(请在各试题的答题区内作答)
11.(8分)
(1)_____________(2分);______________(2分);
(2)_____________(2分)
(3)______________(2分)
12.(8分)
(1)_______________________(2分);(2)________________________(2分);
(3)_______________________(2分);(4)_________________________(2分);
(3)_________________________(2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!
13.(9分)
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14.(14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!
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15.(15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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非
答
题
区
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非
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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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高三物理
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
(适用地区:广东、黑吉辽蒙、陕晋青宁、湖北)
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46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,第8~10题有多项符合题目要求。每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分。
1.2026年8月6日,中国科学家领衔的北京谱仪Ⅲ实验国际合作组,在巴西举行的国际高能物理大会上宣布,通过15年研究已建立证明胶球存在的完整证据链。胶球是由传递相互作用的胶子(不带电)构成的纯“力”粒子。则胶子传递的相互作用属于( )
A.引力相互作用 B.电磁相互作用
C.强相互作用 D.弱相互作用
2.石子从塔顶自静止下落,不计空气阻力,已知当地重力加速度为,测出哪个物理量可以估算塔高( )
A.石子落地前的瞬时速度 B.石子开始下落第1s内通过的位移
C.石子开始下落2m所需时间 D.石子开始下落1s末的瞬时速度
3.下列四个有关光现象的示意图分析正确的是( )
A.图甲若只减小屏到挡板的距离L,则相邻亮条纹间距离将增大
B.图乙用如图所示的空气劈尖检查平面平整度时,利用了样板的上表面的反射光和被检查平面的上表面的反射光形成的干涉条纹
C.图丙光导纤维内芯的折射率比外套的更大
D.图丁中观看立体电影的眼镜镜片利用了光的干涉原理
4.如图甲为一列简谐波在某时刻的波形图,图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像。则由图可知( )
A.从该时刻起质点Q比质点P先运动至波谷位置
B.从该时刻起,经过0.1s,质点Q通过的路程为0.2m
C.当质点P位于波谷时,质点Q位于平衡位置上方并向上振动
D.从该时刻起经过0.15s,波沿x轴的负方向传播了3m
5.在轴上有两个点电荷、,其静电场的电势在轴上分布如图所示(处为图像最高点)。下列说法正确的有( )
A.和带有同种电荷
B.负电荷从移到,受到的电场力增大
C.负电荷从移到,电势能增大
D.处的电场强度为零
6.新能源电动汽车常用交流充电桩进行充电,如图所示为交流充电桩的供电电路,输电线的总电阻。配电设施的输出电压为,降压变压器原、副线圈的匝数比为,充电桩的输出电压,充电桩实际功率为,变压器均视为理想变压器,则( )
A.配电设施输出电流的频率为 B.输电线损失的电压为
C.升压变压器原、副线圈的匝数比为 D.该情境下输电效率为
7.如图a,倾角为θ的足够长斜面放置在粗糙水平面上。质量相等的物块甲、乙同时以初速度v0沿斜面下滑,甲、乙与斜面的动摩擦因数分别为μ1、μ2,整个过程中斜面相对地面静止。位置x与时间t的关系曲线如图b所示,两条曲线均为抛物线,乙的x-t曲线在t=t0时切线斜率为0,则( )
A.μ1+μ2=3tanθ
B.t=t0时,甲的速度大小为3v0
C.t=t0之前,地面对斜面的摩擦力方向向右
D.t=t0之后,地面对斜面的摩擦力方向向左
多选题
8.2024年我国将加速稳步推进载人登月,未来中国航天员将登上月球。假设航天员分别在地球和月球上用同一装置对同一单摆做受迫振动实验,得到的共振曲线如图所示,图中(均为已知量)。地球表面的重力加速度大小为g,不考虑星球自转的影响,下列说法正确的是( )
A.该单摆在地球上自由摆动的频率为
B.实验用单摆在地球上和月球上的固有周期之比为
C.月球表面的重力加速度大小为
D.地球和月球的平均密度之比大于
9.半径为的水平圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动,为圆盘边缘上一点,在点的正上方将一个可视为质点的小球以的速度水平抛出,半径方向恰好与该初速度的方向相同,如图所示。若小球与圆盘只碰一次,且落在点,则圆盘转动的角速度大小可能是( )
A. B. C. D.
10.我国深空探测着陆器采用电磁阻尼缓冲技术,其核心原理可简化为如图所示的模型:竖直固定的光滑平行金属导轨间距为,上端通过单刀双掷开关可分别与电容为的超级电容器、阻值为的定值电阻连接。质量为、接入电路电阻为的导体棒垂直跨接在导轨上,始终与导轨接触良好,导轨电阻不计。整个装置处于垂直导轨平面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场中。初始时开关断开,导体棒由静止释放,下落高度后闭合开关接1,稳定后导体棒保持恒定加速度下落;一段时间后将开关切换至2,最终导体棒达到匀速下落状态。重力加速度为,下列说法正确的是( )
A.开关接1稳定后,导体棒下落的加速度大小为
B.开关接1稳定后,回路中的充电电流大小为
C.开关切换至2后,导体棒最终匀速的速度大小为
D.从开关切换至2到导体棒匀速的过程中,定值电阻上产生的焦耳热为
二.实验题(本大题共2小题,共16.0分。第一小题8分,第二小题8分)
11.鉴于体重超标已对部分中学生的身心健康构成威胁,为准确掌握学生体重动态,某创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其简化电路如图甲所示。已知电源电动势恒为,内阻,定值电阻,为压敏电阻,其阻值与压力的关系如图乙所示,理想电流表的测量范围为,踏板重力忽略不计。
(1)压敏电阻的阻值随它所受的压力的变化而变化,压敏电阻主要是由__________(填“导体”“绝缘体”“半导体”或“超导体”)材料制成的;随着被测者体重的增加,图甲中电流表的示数将__________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)闭合开关,电流表的示数为0.12 A时,体重计所受压力为__________。
(3)为了方便读数,在电流表的表盘上标注了对应的体重值。在使用过程中,若电源电动势不变,内阻变大,则测量的体重与实际体重相比会__________(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
12.为了验证动量守恒定律,某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置:将一足够长气垫导轨放置在水平桌面上,光电门1和光电门2相隔适当距离安装好,在滑块1和2相碰的端面上装有弹性碰撞架,用天平测得滑块1、2(包含遮光片和弹簧)的质量分别为m1和m2,滑块1、2上装的挡光片宽度均为d。
(1)充气后,仅在导轨左侧放一个滑块并推动滑块,滑块通过两个光电门时,若与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为0.06s、0.05s,则应使导轨右端________(A、调高 B、调低),直到滑块通过两个光电门的时间相等。
(2)调节气垫导轨水平后,滑块2放在两个光电门之间,让滑块1向左挤压导轨上的左侧弹射架后释放,滑块1与静止的滑块2发生碰撞且不粘连,与光电门1相连的计时器的示数只有一个,为t1,与光电门2相连的计时器的示数有两个,先后为t2、t3。则m1________m2(A、大于 B、小于 C、等于);
(3)在实验误差允许范围内,若表达式_________________(用m1、m2、d、t1、t2、t3等表示)成立,说明滑块1、2碰撞过程中动量守恒;
(4)若挡光片的宽度相同,两滑块发生的是弹性碰撞,下列等式成立的是________。
A. B. C. D.
三.解答题(本大题共3小题,共38.0分。第一小题9分,第二小题14分,第三小题15分)
13.如图所示,压缩空气储能电站利用地下盐穴储存高压空气。盐穴中空气在状态A时,压强PA=7×106 Pa、温度TA=350 K,再逐渐冷却至温度T0=280 K的状态B。从A到B过程中穴内空气放出热量Q=1.75×1011 J。当用电高峰来临时,冷却后的高压空气推动涡轮机发电,穴内气压降低至大气压P0=1×105 Pa,该过程近似等温膨胀。若将盐穴视为密闭体积不变的导热容器,穴内空气视为理想气体,则
(1)从A到B过程中穴内空气内能变化量ΔU;
(2)穴内空气在状态B的压强PB;
(3)发电前、后穴内空气质量之比。
14.磁流体发电是一项新兴技术,它的发电原理是:在两平行金属板之间存在很强的磁场,等离子体(即高温下电离的气体,含有大量正、负带电粒子)以一定速度沿垂直于磁场的方向喷入磁场,由于等离子体在磁场力的作用下运动方向发生偏转,金属板上就会聚集电荷,从而在两板间产生电压。如图所示,M、N为等离子体发电机的两个极板,分别通过导线与平行板电容器的两个极板P、Q相连。M与N、P与Q的间距均为d,M、N中间有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为,一束等离子体以速度v沿垂直于磁场的方向喷入磁场。P、Q间加一垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为(未知)。一电荷量为q、质量为m的正离子以某一速度沿平行于极板方向从A点射入电容器。不计离子的重力和电容器的边缘效应。
(1)已知离子在P、Q间恰好做匀速直线运动,求磁感应强度的大小;
(2)若撤去P、Q间的电场,离子从A点以原来的速度入射后恰好从下极板的右侧边缘射出磁场,已知A点离下极板的距离求射出磁场时离子速度方向与水平方向之间的夹角及离子在磁场中的运动时间t;
(3)以极板Q右侧边缘O点为原点建立如图所示的直角坐标系xOy,在第一、四象限内分别存在磁感应强度大小为、方向相反的匀强磁场。若在第(2)问的情形中,离子能够经过点,求第一、四象限内匀强磁场的磁感应强度的大小。
15.图(a)为某物流公司设计的自动卸货装置,倾斜轨道底端通过一小段圆弧与静止在水平轨道上的小车平滑接触,小车右端固定一竖直挡板;货物装在平底箱里从高为处由静止释放,滑上小车与小车共速或与挡板碰撞后立即被锁定,与小车一起继续向右运动至卸货区;卸货区的缓冲装置由一级弹簧缓冲和二级液压缓冲组成,当小车压缩弹簧至时,弹簧将会被锁定;若此时小车还未静止,二级液压装置将对小车施加一水平向左恒力直至小车停止,整个缓冲装置允许的最大位移为,缓冲过程中小车所受合力与位移的关系如图(b)所示。只有当小车静止在卸货区时才能解除对货物的锁定进行卸货;卸货后,将空平底箱紧靠挡板放置在小车上并解锁弹簧释放弹性势能,可使小车连同空箱一同被弹回;小车撞击左侧台阶瞬间停下,空平底箱滑过小车冲上倾斜轨道。已知,小车长,质量,货物装箱后不会在平底箱中滑动,所有轨道均光滑,水平轨道足够长,重力加速度。求:
(1)平底箱滑上小车前瞬间的速度大小;
(2)能被运送到卸货区卸货的货物和平底箱总质量的范围;
(3)若平底箱与小车间的动摩擦因数,要保证卸货后平底箱能被弹回的高度不低于出发点,则其质量应满足什么要求?(结果保留一位小数)
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