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2025年高考倒计时155天
2025年1月“八省联考”考前猜想卷
物理(1)
(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、考生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7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.如图是某次网球的飞行轨迹,图中A、B为轨迹上等高的两点,P为最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比,则该网球( )
A.在空中的运动为匀变速曲线运动
B.经过P点的加速度等于重力加速度
C.经过A、B两点的速度大小相等
D.在
段的飞行时间小于在
段的飞行时间
【答案】D
【解析】AC.羽毛球在运动过程中受到自身重力和空气阻力作用,其合力是变化的,做变加速曲线运动,且空气阻力做负功,羽毛球的机械能减小,由于A、B为同一轨迹上等高的两点,则羽毛球在A点的速度大于在B点的速度。故AC错误;
B.经过P点时羽毛球受重力与空气阻力的作用,加速度不等于重力加速度。故B错误;
D.由于存在空气阻力与运动方向相反,AP段羽毛球处于上升阶段,可知羽毛球竖直向下的加速度大于重力加速度,而PB段羽毛球处于下降阶段,羽毛球竖直向下的加速度小于重力加速度,由于上升与下降阶段,竖直方向的位移大小相等,由
可知AP段的飞行时间小于PB段的飞行时间。故D正确。
故选D。
2.2024年5月,“嫦娥六号”月球探测器开启主发动机实施制动,进入周期为12h的椭圆环月轨道,近月点A距月心
,远月点C距月心
,
为椭圆轨道的短轴。已知引力常量G,下列说法正确的是( )
A.根据信息可以求出月球的密度
B.“嫦娥六号”的发射速度大于
C.“嫦娥六号”从B经C到D的运动时间为6h
D.“嫦娥六号”在A点和C点速度之比为 5:1
【答案】D
【解析】A.根据
可求出月球的质量,但题中信息不能求出月球的体积,所以不可以求出月球的密度,故A错误;
B.“嫦娥六号”环绕月球运动,未脱离地球的束缚,故其发射速度应大于地球的第一宇宙速度7.9km/s,小于地球的第二宇宙速度11.2km/s,故B错误;
C.“嫦娥六号”围绕月球做椭圆运动,根据开普勒第二定律可知,从A→B→C做减速运动,从C→D→A做加速运动,则从B→C→D的运动时间大于半个周期,即大于6h,故C错误;
D.由开普勒第二定律,可得
“嫦娥六号”在A点和C点速度之比为
故D正确。
故选D。
3.如图所示,用折射率为n的玻璃制成顶角
很小
的棱镜,称为光楔。一束平行光垂直光楔左侧射入,不考虑多次反射,光线从光楔右侧出射时与入射时相比( )
A.向上偏折了
B.向下偏折了
C.向上偏折了
D.向下偏折了
【答案】B
【解析】光线在法线两侧,光线从光楔右侧出射时向下偏折,光路图如图
设光线从光楔右侧出射时与入射时相比的偏转角为
,根据折射定律
由于角
很小,所以
也很小,所以原式约等于
解得
故选B。
4.如图所示,甲在高处,乙在地面,两人通过系在重物上的轻绳P、Q将重物吊起。当重物处于静止状态时,两绳拉力大小分别为
、
,与竖直方向夹角分别为
、
。重物重力大小为G,下列说法中正确的是( )
A.
可能等于
B.
可能等于
C.
一定大于GD.
一定大于G
【答案】C
【解析】AB.对重物受力分析,由平衡条件,水平方向有
竖直方向有
若
等于
,则
等于
,则
,显然不满足条件,故
不可能等于
,
不可能等于
,故AB错误;
CD.根据
可得
所以
根据题目条件无法确定
与G的关系,故C正确,D错误。
故选C。
5.如图所示,由均匀电阻丝做成的正方形金属线框abcd的边长为L,每条边的电阻均为r,处于磁感应强度的大小为B的匀强磁场中,磁场方向与线框平面垂直,b、d两个顶点与电动势为E、内阻为r的电源相连,则线框abcd受到的安培力大小为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】线框中的总电流为
据已知条件可得
和
所受安培力的等效长度均为
,可得
故选B。
6.质量为1kg的物体,在一水平拉力作用下由静止开始在水平面上运动,运动过程中受到地面的摩擦力大小为1N,拉力随位移的变化如图所示,运动1m后撤去拉力,则下列说法正确的是( )
A.物体的最大位移为8mB.物体的最大速度为
C.运动过程中合力的最大功率为
D.运动过程中合力的最大功率为
【答案】D
【解析】A.设物体位移为
,拉力
为变力,变力做功为图像围成的面积,则拉力
做功为
由能量守恒知
代入得
A错误;
B.由动能定理知,物体的最大速度为
,则
代入得
B错误;
CD.当运动过程中合力最大时,拉力为
,速度最大
时,合力功率最大为
C错误,D正确。
故选D。
7.某电场沿x轴分布,其电场强度E与坐标x的关系如图所示,取坐标原点处的电势为零,电场强度E沿x轴正方向为正。一个质量为m、电荷量为大小q的带负电粒子,从x轴上
处由静止释放,粒子只在电场力作用下运动。下列说法不正确的是( )
A.粒子的最大动能
B.
处的电势
C.粒子做振幅为2a的简谐运动
D.粒子第一次运动到原点所用的时间为
【答案】C
【解析】B.
图像中,图像与横坐标所围几何图形的面积表示电势差,则有
解得
故B正确,不符合题意;
A.坐标原点左侧电场方向向左,右侧电场方向向右,粒子在电场力作用下,先向右做加速运动,后向右做减速运动,减速至0后,向左先做加速运动,后向左做减速运动,根据对称性,减速至0时,恰好返回释放点,可知,粒子到达坐标原点的速度最大,此时粒子的动能最大,根据动能定理有
结合上述解得
故A正确,不符合题意;
C.根据图像可知,图像对应的函数方程为
粒子所受电场力即为其合力
合力大小与相对于平衡位置的位移大小成正比,方向相反,粒子做简谐运动,振幅为a,故C错误,符合题意;
D.若从粒子从坐标原点向右运动作为计时起点,则其运动方程为
对上述函数求导,得到速度表达式
对速度表达式求导,得到加速度大小表达式为
根据牛顿第二定律有
综合上述解得
则粒子第一次运动到原点所用的时间为
故D正确,不符合题意。
故选C。
二、选择题:本题共3题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求的。全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.福岛核污染水中含有60多种放射性核素,例如氚、碳—14等,其中很多放射性核素尚无有效处理技术。其中碘—129衰变生成氙
,半衰期长达
年,将会对环境造成永久性污染。关于碘-129,下列说法正确的是( )
A.衰变方程为
B.碘—129制成碘化物后半衰期减小
C.放射性污染物半衰期越长对环境影响越小
D.碘—129衰变过程会释放能量
【答案】AD
【解析】A.根据质量数与电荷数守恒可知,碘—129的衰变方程为
故A正确;
B.放射性元素的半衰期不受温度、压强、是否是单质等因素的影响,故B错误;
C.放射性污染物半衰期越长,在环境中存在的时间越长,对环境影响越大,故C错误;
D.碘—129衰变过程有质量亏损,会释放能量,故D正确。
故选AD。
9.如图,内壁光滑的直圆筒竖直固定放置,轻质弹簧下端固定在圆筒的底端,自然状态时上端位于
点。A和B是质量均为
、直径略小于圆筒内径的相同小球。现将A缓慢放在弹簧上端,静止时弹簧的压缩量为
,再将B从A上方
的
处由静止释放,B与A碰撞后立即粘连一起运动,恰能回到
点。两小球均可视为质点,重力加速度为
,则( )
A.弹簧的劲度系数
B.B与A碰撞后瞬间速度大小为
C.小球A、B回到
点时加速度为零D.此过程中弹簧的最大弹性势能为
【答案】AB
【解析】A.以A球为对象,由平衡条件可得
解得弹簧的劲度系数
故A正确;
B.设B与A碰撞前瞬间速度大小为
,根据运动学公式可得
B与A碰撞过程,满足动量守恒,则有
联立解得B与A碰撞后瞬间速度大小为
故B正确;
C.小球A、B回到
点时,弹簧弹力为0,两球受到重力作用,加速度不为零,故C错误;
D.碰撞后两球一直做简谐运动,两球恰能回到
点,此时两球的加速度为
,方向向下,根据简谐运动对称性可知两球处于最低点时的加速度大小为
,方向向上,设最低点的压缩量为
,则有
解得
设此过程中弹簧的最大弹性势能为
,根据系统机械能守恒可得
故D错误。
故选AB。
10.如图所示,足够长的平行光滑金属导轨固定,两侧的倾角均为
,导轨间距为
,左右两侧均存在垂直导轨平面的匀强磁场,方向如图所示,且磁感应强度的大小分别为
、
。质量分别为
,
导体棒1、2均垂直导轨放置,导体棒1,2的电阻分别为
、
。右侧的导体棒放在绝缘挡板上,
时刻将导体棒1由静止释放,经过时间
导体棒2与挡板之间刚好没有作用力。重力加速度
,导体棒始终垂直导轨且与导轨保持良好的接触,导轨电阻不计,
,
。则下列说法正确的是( )
A.
时导体棒1的速度大小为
B.
时间内,导体棒1沿导轨下滑的距离为
C.
时间内,通过导体棒1的电荷量为
D.
时间内,导体棒1中产生的焦耳热为5.76J
【答案】AC
【解析】A.
时导体棒2与挡板之间的作用力刚好为零,由力的平衡条件得
对导体棒1有
又
解得
故A正确;
B C.对导体棒1由动量定理得
又由法拉第电磁感应定律得又
由以上可解得,
故B错误,C正确;
D.
时间内,由能量守恒定律得
解得
导体梯1上产生的焦耳热为
代入数据解得
故D错误。
故选AC。
三.非选择题:本题共5小题,共54分。
11.小黄同学在暗室中用图示装置做“测定重力加速度”的实验,用到的实验器材有:分液漏斗、阀门、支架、接水盒、一根有荧光刻度的米尺、频闪仪。具体实验步骤如下:
①在分液漏斗内盛满清水,旋松阀门,让水滴以一定的频率一滴滴的落下;
②用频闪仪发出的闪光将水滴流照亮,由大到小逐渐调节频闪仪的频率,当频率为25Hz时,第一次看到一串仿佛固定不动的水滴;
③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度;
④处理数据,得出结论;
(1)水滴滴落的时间间隔为 s。
(2)小黄同学测得连续相邻的五个水滴之间的距离如图乙所示,根据数据计算当地重力加速度g=
;D点处水滴此时的速度
m/s。(结果均保留三位有效数字)
(3)调整阀门可以控制水滴大小,由于阻力影响,测得两次实验
图像如图丙所示,假设水滴下落过程中受到的阻力大小恒定且相等,由图像可知水滴a的质量
(填“大于”或“小于”)水滴b的质量
。
【答案】(1)0.04 (2) 9.69 2.48 (3)大于
【解析】(1)由于闪仪的频率为25Hz时,看到水滴仿佛固定不动,故水滴滴下的时间间隔为
(2)[1]根据逐差法求加速度可得该地的重力加速度为
[2]由某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得,D点的瞬时速度
(3)根据动能定理可知
解得
结合图像可知
故
12.某物理实验小组利用如图所示的电路同时测量一只有30格刻度的毫安表的量程、内阻和光敏电阻的阻值与光照强度之间的关系。实验室能提供的实验器材有:学生电源(输出电压为U = 18.0V,内阻不计)、电阻箱(最大阻值9999.9Ω)、单刀双掷开关一个、导线若干。
(1)该小组实验时先将电阻箱的阻值调至最大,然后将单刀双掷开关接至a端,开始调节电阻箱,发现将电阻箱的阻值调为1100Ω时,毫安表刚好半偏;将电阻箱的阻值调为500Ω时,毫安表刚好能满偏。实验小组据此得到了该毫安表的量程为Ig = mA,内阻Rg = Ω。
(2)光敏电阻的阻值随光照强度的变化很大,为了安全,该小组需将毫安表改装成量程为3A的电流表,则需将毫安表 (选填“串联”或“并联”)一个阻值为R′ = Ω的电阻。(结果保留两位有效数字)
(3)改装完成后(表盘未改动),该小组将单刀双掷开关接至b端,通过实验发现,流过毫安表的电流I(单位:mA)与光照强度E(单位:cd)之间的数量关系满足
。由此可得光敏电阻的阻值R(单位:Ω)与光照强度E(单位:cd)之间的关系为R = (Ω)(用含“E”的代数式表示)。
【答案】(1) 30 100 (2) 并联 1.0 (3)
【解析】(1)(1)[1][2]设毫安表每格表示电流大小为I0,则当电阻箱的阻值为R1 = 1100Ω时,由欧姆定律可得
15I0(R1+Rg) = U
当电阻箱的阻值为R2 = 500Ω时,则有
30I0(R1+Rg) = U
两式联立并代入数据可解得
Rg = 100Ω,I0 = 1mA
故该毫安表的量程
Ig = 30I0 = 30mA
(2)[1][2]要将量程为300mA的毫安表改成量程为IA = 3A电流表,则需在毫安表两端并联一个电阻,设其电阻为R′,则有
IgRg = (IA−Ig)R′
代入数据可解得
R′ ≈ 1.0Ω
(3)由题意可知,改装后电流表的内阻为RG = 1Ω,设通过光敏电阻的电流大小为I′(单位:A)则有则有
(R+RG)I′ = U成立
且
I′RG = IRg
由以上两式可得整理可得
13.如图甲所示,一绝热刚性汽缸放在水平面上,汽缸上部带卡口,汽缸底部装有加热丝可以对汽缸内的气体进行加热,用质量为m、横截面积为S的活塞封闭了一定量的理想气体在汽缸中,活塞可以在汽缸内无摩擦滑动,汽缸内理想气体的体积随温度变化如图乙所示,重力加速度为g,外界大气压强恒为
。求:
(1)在A状态时,汽缸内气体的温度;
(2)在C状态时,活塞对卡口的作用力大小。
【答案】(1)200K (2)
【解析】(1)A到B等压变化,则由盖—吕萨克定律
代入数据解得,在A状态时,汽缸内气体的温度为
(2)B到C做等容变化,由查理定律
其中对活塞受力分析,由平衡条件
联立可得,在C状态时,活塞对卡口的作用力大小为
14.在科学研究中常用电场和磁场来控制带电粒子的运动。如图所示,宽度为d的虚线框内有垂直纸面方向的匀强磁场,匀强磁场左右边界竖直。电子枪发出的电子(初速度可以忽略)经M、N之间的加速电场加速后以一定的速度水平射出并进入偏转磁场。速度方向改变
角后从右边界离开磁场最终打在荧光屏上,已知加速电压为U,电子质量为m、电量值为e、电子重力不计。
(1)求偏转磁场的磁感应强度B的大小和方向;
(2)若撤去磁场,在虚线框中加一沿竖直方向的匀强偏转电场,从右边界离开电场也可使电子偏转60°角最终打在荧光屏上,求所加电场的电场强度大小E以及打到荧光屏上的电子动能。
【答案】(1)
,垂直纸面向外 (2)
【解析】(1)电子带负电,根据左手定则可知磁感应强度
方向垂直纸面向外,电子在磁场中的轨迹如图所示
根据洛伦兹力提供向心力由几何关系可得电子经过电场加速过程,根据动能定理可得联立解得
(2)电子在电场中做类平抛运动,假设在电场中的时间为
,则有离开电场时,假设沿电场方向的分速度为
,则有又联立可得
离开电场时的动能为
可知打在荧光屏上的电子动能为。
15.如图所示,曲面和下底面都光滑的
圆弧轨道A静置在水平地面上,其质量为
圆弧半径为
。A的左侧距离为
处为一足够长、以大小为
的速度顺时针匀速转动的传送带,其上表面与水平地面齐平。现将质量为
的滑块B,从圆弧最高点静止释放,B沿轨道下滑后,与静置在传动带右端的滑块C发生碰撞,C的质量也为
。B、C均可视作质点,B、C与传送带、水平地面的动摩擦因数都为
,重力加速度为
,且B与C的所有碰撞都是完全弹性的。求:
(1)从滑块B静止释放至滑块B滑到轨道的圆弧最低点的过程中,A、B运动的水平位移的大小;
(2)滑块C第一次在传送带上向左运动的时间;
(3)从滑块C在传送带最左端开始计时,到B恰好停止的过程中,地面给B的冲量大小。(答案可以用根号表示)
【答案】(1)
,
(2)
(3)
【解析】(1)从滑块B静止释放至滑块B滑到轨道的圆弧最低点的过程中,A、B组成的系统满足水平方向动量守恒,则
则有又联立解得A、B运动的水平位移的大小分别为,
(2)从滑块B静止释放至滑块B滑到轨道的圆弧最低点的过程,根据系统水平方向动量守恒可得
根据系统机械能守恒可得
解得
从B在圆弧最低点到与C发生碰撞前瞬间过程,根据动能定理可得
解得B与C碰前的速度大小为
B与C发生弹性碰撞过程,有解得,
可知B、C速度交换,则滑块C第一次在传送带上向左运动过程,有
滑块C第一次在传送带上向左运动的时间为
(3)由于传送带速度
可知滑块C向左减速为0后,反向向右加速到与传送带共速,接着匀速运动到右端与B发生弹性碰撞,碰后速度再一次发生交换,所以第二次碰撞后B的速度为
B向右减速到停下所用时间为
此过程,支持力对B的冲量大小为
摩擦力对B的冲量大小为
则地面给B的冲量大小为
2025年1月“八省联考”考前猜想卷
物理(2)
(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、考生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7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。
1.2024年9月18日,苏州大学研究团队在《自然》杂志上发布了辐光伏微型核电池的最新研究成果。该电池主要是利用镅243发生α衰变释放的能量。若镅243衰变的核反应方程是
,则下列说法正确的是( )
A.X的电荷数为95B.X的电荷数为91
C.X的质量数为241D.X的质量数为239
【答案】D
【详解】由于α粒子为
,根据核反应前后质量数守恒、电荷数守恒,可得
解得
,
所以X的电荷数为93,质量数为239。
故选D。
2.某卫星发射后先在圆轨道1上做匀速圆周运动,经过两次变轨后在圆轨道2上做匀速圆周运动。已知卫星在轨道2上的线速度比在轨道1上的线速度小,卫星质量不变。下列说法正确的是( )
A.轨道2的半径比轨道1的半径小
B.卫星在轨道2上的机械能比在轨道1上的机械能大
C.卫星两次变轨时发动机均做负功
D.卫星第一次变轨时发动机做负功,第二次变轨时发动机做正功
【答案】B
【详解】A.由
可知
故轨道2的半径比轨道1的半径大,故A错误;
B.轨道半径越大,卫星的机械能越大,故B正确;
CD.卫星每次变轨时发动机均做正功,使卫星做离心运动,抬高轨道,故CD错误。
故选B。
3.某户家庭安装了一台风力发电机,它的叶片转动时可形成半径为
的圆面,风向与叶片转动的圆面垂直,假设这个风力发电机能将此圆内30%的空气动能转化为电能。已知空气的密度为
,当风速是
时,此发电机的功率约为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】在∆t时间内吹到风叶叶片上的空气质量为
发电机的功率
带入数据可知
P=457W
故选C。
4.b、c两点各固定一个点电荷,以b、c的中点O为坐标原点,两点的连线在x轴上,x轴上各点的电势φ关于位置的分布规律如图所示,已知图像关于纵轴对称,O点处图像的切线平行于x轴,规定无穷远处的电势为0。下列说法正确的是( )
A.坐标原点O处的电场强度大小为零
B.关于O点对称的任意两点电场强度相同
C.b、c两点固定的点电荷均带负电,且所带电荷量相等
D.电子在a点的电势能大于在d点的电势能
【答案】A
【详解】A.根据
图像的切线斜率表示场强大小,可知坐标原点O处的电场强度大小为零,故A正确;
B.根据
图像可知,关于O点对称的任意两点电场强度大小相等,方向相反,故B错误;
C.由于
图像的电势均为正,且离点电荷越近电势越高,结合对称性可知b、c两点固定的点电荷均带正电,且所带电荷量相等,故C错误;
D.由题图可知a点的电势大于d点的电势,根据
,由于电子带负电,所以电子在a点的电势能小于在d点的电势能,故D错误。
故选A。
5.一列简谐横波在t=0时刻的波形如图甲所示,质点P、Q在x轴上的位置为xP=1m和xQ=3m从此时开始,P质点的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.该波沿x轴正向传播
B.此后P、Q两点速度大小始终相等
C.t=0.125s时,Q质点的位移为
D.若此波遇到另一列简谐横波发生了干涉现象,则所遇到的波的频率为0.5Hz
【答案】B
【详解】A.由图乙可知,t=0时刻质点P向下振动,根据“上下坡”法由图甲可知,该波沿x轴负向传播,故A错误;
B.由于P、Q两点间距离等于半个波长,所以两质点振动步调相反,速度大小始终相等,故B正确;
C.由图乙可知,周期为0.2s,所以0.125s时Q质点的位移为
故C错误;
D.若此波遇到另一列简谐横波发生了干涉现象,则两列波频率相同,则所遇到的波的频率为
故D错误。
故选B。
6.如图,理想变压器原、副线圈匝数比为2:1,原线圈接
的正弦交流电源,副线圈接有电阻
和两个小灯泡,开关
保持闭合状态,电流表和电压表均可视为理想电表。下列选项正确的是( )
A.副线圈中交流电的频率为
B.电流表
的示数之比为
C.电压表
的示数之比为
D.开关
断开后电压表
的示数增大
【答案】D
【详解】A.副线圈中交流电的频率为
选项A错误;
B.电流表
的示数之比为
选项B错误;
C.根据变压器电压与匝数关系可知
因电压表V2示数小于变压器次级电压,可知电压表
的示数之比不等于
,选项C错误;
D.开关
断开后,次级电阻变大,次级电流减小,则电阻R上电压减小,而变压器次级电压不变,可知电压表
的示数增大,选项D正确。
故选D。
7.如图所示,两块相互靠近的平行金属板M、N组成电容器,充电后与电源断开,M板带负电,N板带正电,且它们的电荷量保持不变。板间有一个用绝缘细线悬挂的带电小球(可视为质点),小球静止时与竖直方向的夹角为
,忽略带电小球所带电荷量对极板间匀强电场的影响,M、N板足够大,则( )
A.若只将N板水平向右平移稍许,电容器的电容将变小,夹角
将变大
B.若只将N板竖直向上平移稍许,电容器的电容将变小,夹角
将变小
C.将细线烧断,小球的运动轨迹是抛物线
D.若只将M板水平向左平移稍许,将细线烧断,小球到达N板的时间不变
【答案】D
【详解】A.只将N板水平向右平移稍许,由公式
可知,电容器的电容将变小,而又由
可知,两板间的电场强度
将不变,电场力不变,故夹角θ将不变,选项A错误;
B.只将N板竖直向上平移稍许,由公式
可知,电容器的电容将变小,而又由
可知,两板间的电场强度
将变大,电场力变大,故夹角θ将变大,选项B错误;
C.若将细线烧断,小球受电场力和重力都为恒力,则小球将沿绳的方向斜向下做初速度为零的匀加速直线运动,选项C错误;
D.只将M板水平向左平移稍许,由公式
可知,电容器的电容将变小,而又由
可知,两板间的电场强度
将不变,电场力不变,将细线烧断,小球与C选项情景中运动位移、加速度均不变,到达N板的时间不变,故D正确。
故选D。
二、选择题:本题共4题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求的。全部选对得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.如图所示,一定质量的理想气体从状态
依次经过状态
、
和
后再回到状态
,则( )
A.
到
过程,气体内能减少B.
到
过程,气体对外界做正功
C.
到
过程,气体从外界吸收热量D.经过一次循环过程,气体从外界吸收热量
【答案】ACD
【详解】A.
到
过程为等容变化,气体对外界不做功,由查理定律有
可得
则气体内能减少,故A正确;
B.
到
过程,气体体积减小,外界对气体做正功,故B错误;
C.
到
过程为等容变化,气体对外界不做功,由查理定律有
可得
则气体内能增加,根据热力学第一定律
可知,气体从外界吸收热量,故
正确;
D.由
可知,
图像与坐标轴围成的面积代表做功,可知由
到
气体对外界做的正功大于由
到
外界对气体做的正功,所以一个循环过程中,气体对外界做正功,而气体内能不变,根据热力学第一定律
可知,气体从外界吸收热量,故D正确。
故选ACD。
9.图为一半圆柱体透明介质的横截面,O为半圆的圆心,C是半圆最高点,E、Q是圆弧AC上的两点,一束复色光沿PO方向射向AB界面并从O点进入该透明介质,被分成a、b两束单色光,a光从E点射出,b光从Q点射出,现已测得PO与AB界面夹角
,
,
,则以下结论正确的是( )
A.a光的频率小于b光的频率
B.b光的折射率为
C.a光和b光在该透明介质内传播的速率相等
D.当夹角
减小到某一特定值时,将只剩下b光从AC圆弧面上射出
【答案】AB
【详解】ABC.由题意可得两中色光的折射率
因为在介质中
,所以a光的频率小于b光的频率。
又根据公式
可得,两种色光在玻璃中的传播速率
所以两种色光在玻璃中的传播速率
故AB正确,C错误;
D.由于光是从空气进入介质,是从光疏介质进入光密介质,在界面AB上,不能够发生全反射,而在弧面AC上光始终沿法线入射,也不能够发生全反射,所以当入射光线PO与AB 界面的夹角减小时,a光与b光总是能从AC圆弧面上射出。故D错误。
故选AB。
10.如图所示,在竖直平面直角坐标系
中,在
时,质量
的小球从坐标原点
处,以初速度
斜向右上方抛出,同时受到
的作用(虚线箭头为风力方向与
的夹角为
,且与
轴正方向的夹角也为
),重力加速度
取
。下列说法正确的是( )
A.小球的加速度先增大后减小
B.小球在
时再次经过
轴
C.小球的重力势能一直减小
D.小球的动能一直增大
【答案】BD
【详解】A.由题意和几何知识可知小球受到的合力为
方向与初速度的方向垂直,小球做类平抛运动,小球的加速度不变,故A错误;
B.小球再次经过x轴时,沿初速度方向的位移和垂直初速度的位移关系为
又
解得
故B正确;
C.小球做类平抛运动,小球的高度先增加后减小,重力势能先增加后减小,故C错误;
D.小球做类平抛运动,速度一直在增加,小球的动能一直增大,故D正确。
故选BD。
11.如图所示,甲、乙两个完全相同的线圈,在距地面同一高度处同时由静止开始释放,A、B是面积、磁感应强度的大小和方向均完全相同的匀强磁场区域,只是A区域比B区域离地面高,两线圈下落时始终保持线圈平面与磁场垂直,则( )
A.两线圈穿过磁场的过程中产生的热量相等
B.两线圈穿过磁场的过程中通过线圈横截面的电荷量相等
C.两线圈落地时甲的速度较大
D.乙运动时间较短,先落地
【答案】BCD
【详解】A.由
,
,
可得
由于乙进入磁场时的速度较大,则安培力较大,克服安培力做的功较多,即产生的焦耳热较多,故A错误;
B.由
可知通过线圈横截面的电荷量相等,故B正确;
C.由于甲、乙减少的重力势能相同,甲穿过磁场的过程中产生的热量较少,由能量守恒定律可知,甲落地时速度较大,故C正确;
D.线圈穿过磁场区域时受到的安培力为变力,设受到的平均安培力为
,穿过磁场时间为
,下落全过程时间为t,落地时的速度为v,则全过程由动量定理得
而
,
所以
可见,下落过程中两线圈所受安培力的冲量相等,因为
,所以
,即乙运动时间较短,先落地,故D正确。
故选BCD。
三.非选择题:本题共5小题,共52分。
12.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置可用于“探究物体所受合力做功与动能变化的关系”,物理小组同学们采用如图所示实验装置进行探究。实验要求小车受到的合外力为绳的拉力的合力。实验中同学们研究了砂和砂桶的运动过程所受合力做功是否等于其动能增量。忽略细线与滑轮间的摩擦阻力。
(1)本实验 (填“需要”或者“不需要”)满足m远小于M的条件。
(2)实验前测出砂和砂桶的总质量m,已知重力加速度为g。接通打点计时器的电源,静止释放砂和砂桶,带着小车开始做加速运动,读出运动过程中力传感器的读数T,通过纸带得出起始点O(初速度为零的点)到某点A的位移L,并通过纸带算出A点的速度v。实验过程中 (填“需要”或者“不需要”)平衡小车M所受的摩擦力。
(3)对m研究,所需验证的动能定理的表达式为_________。
A.
B.
C.
D.
(4)通过纸带测出了起始点O到不同点A、B、C、D…的位移及A、B、C、D…的速度,并做出了
图中所示的实线。那么在保证小车质量不变的情况下增加砂的质量,重复实验,将会得到如
图中虚线 (填“甲”或者“乙”)所示的图线。
【答案】(1)不需要 (2)需要 (3)A (4)甲
【详解】(1)实验中,根据力传感器的读数可以直接求出小车受到的拉力,不需要满足小车的质量M远大于砂和砂桶的总质量m这一条件。
(2)尽管实验装置采用了力传感器,也需要平衡摩擦力,否则小车受到的合外力不为绳的拉力的合力。
(3)对m研究,根据动能定理
整理,可得
故选A。
(4)对小车,根据动能定理有
联立,解得
逐渐增加砂的质量m,
图像的斜率越大,故在让小车质量不变的情况下逐渐增加砂的质量多次做实验,得到
图中虚线“甲”所示的图线。
13.新能源汽车已经普遍走进了我们的生活,某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的电池铭牌,电池采用的是“刀片电池”技术。现将一块电芯拆解出来,然后测量其电动势
和内阻
。所提供的器材有:
A.电压表V1(量程
)
B.电压表V2(量程
)
C.电流表A1(量程
)
D.电流表A2(量程
)
E.滑动变阻器
(阻值范围
,额定电流
)
F.滑动变阻器
(阻值范围
,额定电流
)
G.保护电阻
某同学采用了图甲所示的电路图,在进行了正确操作后,得到了图乙所示的
图像。
(1)实验中,电压表应选 ,电流表应选 ,滑动变阻器应选 ;(填器材前的字母代号)
(2)根据图乙所示,则该电池的电动势
,内阻
;(结果保留到小数点后一位)。
(3)为了能准确地测量一块电芯的电动势
和内阻
,该同学设计了一个可以排除电流表A和电压表V内阻影响的实验方案,如图丙所示,记录了单刀双掷开关
分别接1、2对应的多组电压表的示数
和电流表的示数
,根据实验记录的数据绘制如图丁中所示的
两条
图线,综合
两条图线,此电芯的电动势
,内阻
(用图中
表示)。
【答案】(1) A C E (2) 3.8 0.6 (3) EB
【详解】(1)[1][2][3]由图乙,电动势约为3.8V,且有电阻
分压,所以电压表选A,最大电流不超过0.6A,电流表选C,为了调节方便,滑动变阻器选E。
(2)[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
所以图像纵轴的截距表示电源的电动势为
E=3.8V
图像的斜率的绝对值表示电源的等效内阻,有
所以电源的内阻为
(3)[1][2]当S2接1时,误差在于电流表的分压,所测内阻等于电源内阻与电流表内阻之和,所以内阻测量值比真实值偏大;当S2接2时,误差在于电压表的分流,所测内阻等于电源与电压表并联的总电阻,所以内阻测量值比真实值偏小。由于U-I图线斜率的绝对值表示内阻,即S2接1时的图线陡一些,可以判断图线A是利用单刀双掷开关S2接2中的实验数据描出的,内阻测量值比真实值偏小。
S2接1时,所测电动势为电流表与电源串联后整体的等效电源的电动势,即S2接1时的电动势的测量值等于真实值,即有
E=EB
由于S2接2时,当电路短路时,电压表没有分流,即此时的电流的测量值与真实值相等,结合上述可知,电源的真实的U-I图线是B图线纵轴交点与A图线横轴交点的连线,可知
14.如图直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限内存在场强为E,沿x轴负方向的匀强电场,第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子,从
处由静止开始运动,第1次通过x轴时沿y轴负方向。不计粒子重力。
(1)匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)粒子第3次经过y轴时的纵坐标;
【答案】(1)
;(2)2l
【详解】(1)设粒⼦经第Ⅰ象限的电场加速后,到达y轴时的速度为
,根据动能定理
①
由左⼿定则可以判断,粒⼦向-y⽅向偏转,如图所示
由几何关系知,粒⼦在磁场中运动的半径为
②
由⽜顿第二定律得
③
由①②③得
④
(2)粒⼦第2次经过x轴时,速度沿+y⽅向,位置坐标为
⑤
粒⼦在电场中做类平抛运动,经历的时间
,第3次经过y轴时
⑥
⑦
⑧
由①⑤⑥⑦⑧得
15.如图,在竖直平面内有一固定光滑轨道ABC,BC段是
的半圆,AB段足够长,小球Q 静止于小球 P的左侧。质量
的小球P与轻弹簧一端连接,以速度
沿水平地面向左运动。与小球P连接的轻弹簧从接触小球Q到弹簧被压缩到最短的过程中,小球Q运动的距离d=0.4m,经历的时间t=0.25s。在此后的运动中,Q与弹簧分离后,滑上轨道BC,恰能经过最高点 C。小球P、Q均可视为质点,弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度
,求:
(1)小球Q在C点的速度大小
;
(2)小球Q的质量
;
(3)弹簧的最大压缩量
。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)小球Q沿BC运动时恰能经过最高点C,根据牛顿第二定律可得
求得
(2)设Q 与弹簧分开时 P、Q的速度分别为
、
,小球Q从B点到C点的过程中,根据机械能守恒可得
P、Q、弹簧组成的系统动量守恒,可得
P、Q、弹簧组成的系统机械能守恒,可得
解得
(3)P、Q和弹簧组成的系统动量守恒,小球P连接的轻弹簧从接触Q到弹簧被压缩到最短的过程中的任意时刻有
在任意一段很短的时间
内均有
两边分别对时间累加求和,可得
求得
所以,弹簧的最大压缩量为
16.某科研小组设计了如下实验,研究油滴在匀强电场中的运动。实验装置的原理示意图,如图所示,两个水平放置、相距为d的金属极板﹐上极板中央有一小孔,两金属极板与恒压源(可以提供恒定电压U),定值电阻R,电阻箱
(最大阻值为R)、开关串联组成的电路。用喷雾器将细小的油滴喷入密闭空间,这些油滴由于摩擦而带了负电。油滴通过上极板的小孔进入到观察室中,油滴可视为半径为r的球体,油滴的密度为
,重力加速度为g,油滴受到的空气阻力大小为
,其中
为空气的粘滞系数(已知),v为油滴运动的速率,不计空气浮力。
(1)开关断开时,观察到油滴A运动到两极板中心处开始匀速下落,之后经过时间t油滴A下落到下极板处,请推导油滴A的半径r的表达式(用
,d、t、
和g表示)。
(2)若将图中密闭空间的空气抽出,使油滴运动所受的空气阻力可忽略。闭合开关:
①调整电阻箱的阻值为
,观察到半径为
的油滴B可做匀速直线运动,求油滴B所带的电荷量;
②调整电阻箱的阻值为R,观察到比荷为k、处于下极板的油滴C由静止开始向上加速运动,求油滴C运动到上极板的时间。
【答案】(1)
;(2)①
;②
【详解】(1)油滴匀速下落的速度
此时
其中
解得
(2)①由串联电路规律有
解得两极板之间的电压
对油滴由平衡条件可知
而
解得
②设油滴C的电荷量为q、质量为m,两极板之间电压为
设油滴向上运动加速度为a,由牛顿第二定律有
解得
由运动学公式解得
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