
注意事項(xiàng):
1.答卷前,考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)等填寫在答題卡上。
2.回答選擇題時(shí),選出每小題答案后,用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng),用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?;卮鸱沁x擇題時(shí),將答案寫在答題卡上,寫在本試卷上無效。
3.考試結(jié)束后,將本試卷和答題卡一并交回。
一、單項(xiàng)選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1. 某運(yùn)動(dòng)員參加百米賽跑,起跑后做勻加速直線運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后達(dá)到最大速度,此后保持該速度運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)。下列速度-時(shí)間和位移-時(shí)間圖像中,能夠正確描述該過程的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】AB.因?yàn)閳D像的斜率表示加速度,由速度與時(shí)間關(guān)系可知
則勻加速階段為一條傾斜直線,勻速階段為一條平行于時(shí)間軸直線,故A錯(cuò)誤,B正確;
CD.根據(jù)位移與時(shí)間的關(guān)系
則圖像在勻加速階段為開口向上的拋物線,勻速階段為一條傾斜直線,故CD錯(cuò)誤。
故選B
2. 核電池是利用放射性同位素衰變釋放能量發(fā)電的裝置,并應(yīng)用在“嫦娥四號(hào)”的著陸器和月球車上。某
種核電池原料為钚的氧化物,核反應(yīng)方程為。則X為( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【詳解】設(shè)X為,根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒可知
解得
,
故X為。
故選D。
3. 水星是太陽系中距離太陽最近的行星,其平均質(zhì)量密度與地球的平均質(zhì)量密度可視為相同。已知水星半徑約為地球半徑的,則靠近水星表面運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星與地球近地衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比約為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【詳解】由萬有引力提供向心力
解得
所以
故選C。
4. 如圖,一棱鏡的橫截面為等腰三角形,其中邊長(zhǎng)PM與PN相等,,PM邊緊貼墻
壁放置,現(xiàn)有一束單色光垂直于MN邊入射,從PN邊出射后恰好與墻面垂直(不考慮光線在棱鏡內(nèi)的多次反射),則該棱鏡的折射率為( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【詳解】根據(jù)題意畫出光路圖如圖所示
根據(jù)幾何關(guān)系可得
,
根據(jù)折射定律可得
故選D。
5. 汽車輪胎壓力表的示數(shù)為輪胎內(nèi)部氣體壓強(qiáng)與外部大氣壓強(qiáng)的差值。一汽車在平原地區(qū)行駛時(shí),壓力表示數(shù)為(是1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓),輪胎內(nèi)部氣體溫度為315K,外部大氣壓強(qiáng)為。該汽車在某高原地區(qū)行駛時(shí),壓力表示數(shù)為,輪胎內(nèi)部氣體溫度為280K。輪胎內(nèi)部氣體視為理想氣體,輪胎內(nèi)體積不變且不漏氣,則該高原地區(qū)的大氣壓強(qiáng)為( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】根據(jù)題意可知:在平原地區(qū)時(shí),輪胎內(nèi)部壓強(qiáng)為
溫度
設(shè)在高原地區(qū)輪胎內(nèi)部壓強(qiáng)為,溫度
輪胎做等容變化,根據(jù)
解得
該高原地區(qū)的大氣壓強(qiáng)
故選B。
6. 某電場(chǎng)的電勢(shì)隨位置x的變化關(guān)系如圖所示,O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),a、b、c、d為x軸上的四個(gè)點(diǎn)。一帶正電粒子從d點(diǎn)由靜止釋放,在電場(chǎng)力作用下沿x軸運(yùn)動(dòng),不計(jì)重力,則粒子( )
A. 將在ad之間做周期性運(yùn)動(dòng)B. 在d點(diǎn)的電勢(shì)能大于a點(diǎn)的電勢(shì)能
C. 在b點(diǎn)與c點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向相同D. 將沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),可以到達(dá)O點(diǎn)
【答案】A
【解析】
【詳解】B.由圖可知,、兩點(diǎn)電勢(shì)相等,根據(jù)可知粒子在d點(diǎn)的電勢(shì)能等于a點(diǎn)的電勢(shì)能,故B錯(cuò)誤;
C.圖像斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度,由圖可知,b點(diǎn)與c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反,根據(jù)可知在b點(diǎn)與c點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向相反,故C錯(cuò)誤;
AD.根據(jù)沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低可知在點(diǎn)電場(chǎng)方向?yàn)檩S負(fù)方向,粒子帶正電,則粒子受到沿著軸負(fù)方向的電場(chǎng)力,即粒子將沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),粒子僅受電場(chǎng)力做功,則粒子的動(dòng)能和電勢(shì)能之和恒定,根據(jù)B選項(xiàng)分析可知粒子在d點(diǎn)的電勢(shì)能等于a點(diǎn)的電勢(shì)能,則粒子在d點(diǎn)的動(dòng)能等于a點(diǎn)的動(dòng)能均為0,即粒子將在ad之間做周期性運(yùn)動(dòng),不能到達(dá)點(diǎn),故A正確,D錯(cuò)誤。
故選A。
7. 無限長(zhǎng)平行直導(dǎo)線a、b每單位長(zhǎng)度之間都通過相同的絕緣輕彈簧連接。如圖,若b水平固定,將a懸掛在彈簧下端,平衡時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為;再在兩導(dǎo)線內(nèi)通入大小均為I的電流,方向相反,平衡時(shí)彈簧又伸長(zhǎng)了。若a水平固定,將b懸掛在彈簧下端,兩導(dǎo)線內(nèi)通入大小均為2I的電流,方向相同,平衡后彈簧的伸長(zhǎng)量恰為。已知通電無限長(zhǎng)直導(dǎo)線在其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與導(dǎo)線中電流大小成正比,與距導(dǎo)線的距離成反比。則a、b單位長(zhǎng)度的質(zhì)量比為( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】設(shè)直導(dǎo)線單位長(zhǎng)度為,彈簧的勁度系數(shù)為,對(duì)單位長(zhǎng)度直導(dǎo)線,根據(jù)題意有
兩通電導(dǎo)線電流方向相同時(shí),通電導(dǎo)線相互吸引,兩通電導(dǎo)線電流方向相反時(shí),通電導(dǎo)線相互排斥,根據(jù)題意通電無限長(zhǎng)直導(dǎo)線在其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與導(dǎo)線中電流大小成正比,與距導(dǎo)線的距離成反比,兩導(dǎo)線內(nèi)通入大小均為I的電流,方向相反,平衡時(shí)彈簧又伸長(zhǎng)了,根據(jù)
可知受到的排斥力
若a水平固定,將b懸掛在彈簧下端,兩導(dǎo)線內(nèi)通入大小均為2I的電流,方向相同,平衡后彈簧的伸長(zhǎng)量恰為,根據(jù)平衡條件
又
聯(lián)立可得
結(jié)合可得
故選A。
二、多項(xiàng)選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分。
8. 2024年我國研制的“朱雀三號(hào)”可重復(fù)使用火箭垂直起降飛行試驗(yàn)取得圓滿成功。假設(shè)火箭在發(fā)動(dòng)機(jī)的作用下,從空中某位置勻減速豎直下落,到達(dá)地面時(shí)速度剛好為零。若在該過程中火箭質(zhì)量視為不變,則( )
A. 火箭的機(jī)械能不變B. 火箭所受的合力不變
C. 火箭所受的重力做正功D. 火箭的動(dòng)能隨時(shí)間均勻減小
【答案】BC
【解析】
【詳解】A.由于火箭勻減速豎直下落,速度減小,動(dòng)能減小,且重力勢(shì)能減小,故火箭的機(jī)械能減小,故A錯(cuò)誤;
B.由于火箭勻減速豎直下落,加速度恒定,由牛頓第二定律可知,火箭所受的合力不變,故B正確;
C.由于火箭的重力勢(shì)能減小,故火箭所受的重力做正功,故C正確;
D.火箭的動(dòng)能
故火箭的動(dòng)能不隨時(shí)間均勻減小,故D錯(cuò)誤。
故選BC。
9. 某簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻的波形圖如圖所示。處質(zhì)點(diǎn)的位移為處的質(zhì)點(diǎn)P位于平衡位置且振動(dòng)方向向下。已知該波的周期為1.2s,則( )
A. 該波的波長(zhǎng)為1.2mB. 該波的波速為2m/s
C. 該波沿x軸正方向傳播D. 時(shí)刻,處的質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置
【答案】AD
【解析】
【詳解】A.設(shè)該簡(jiǎn)諧橫波的波動(dòng)方程為
代入數(shù)據(jù)解得
,
所以該簡(jiǎn)諧橫波的波動(dòng)方程為
當(dāng)時(shí)有
解得該波的波長(zhǎng)為
故A正確;
B.由可得該波的波速為
故B錯(cuò)誤;
C.已知質(zhì)點(diǎn)P位于平衡位置且振動(dòng)方向向下,由同側(cè)法可知,該波沿x軸負(fù)方向傳播,故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)
故時(shí)刻,處的質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置,故D正確。
故選AD。
10. 如圖是科技創(chuàng)新大賽中某智能小車電磁尋跡的示意圖,無急彎賽道位于水平地面上,中心設(shè)置的引導(dǎo)線通有交變電流(頻率較高),可在賽道內(nèi)形成變化的磁場(chǎng)。小車電磁尋跡的傳感器主要由在同一水平面內(nèi)對(duì)稱分布的a、b、c、d四個(gè)線圈構(gòu)成,a與c垂直,b與d垂直,安裝在小車前端一定高度處。在尋跡過程中,小車通過檢測(cè)四個(gè)線圈內(nèi)感應(yīng)電流的變化來調(diào)整運(yùn)動(dòng)方向,使其沿引導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)。若引導(dǎo)線上任一點(diǎn)周圍的磁感線均可視為與該點(diǎn)電流方向相垂直的同心圓;賽道內(nèi)距引導(dǎo)線距離相同的點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可視為相同,距離越近磁場(chǎng)越強(qiáng),賽道邊界以外磁場(chǎng)可忽略,則( )
A. c、d中的電流增大,小車前方為彎道
B. 沿直線賽道運(yùn)動(dòng)時(shí),a、b中的電流為零
C. a中電流大于b中電流時(shí),小車需要向左調(diào)整方向
D. a中電流大于c中電流時(shí),小車需要向右調(diào)整方向
【答案】AC
【解析】
【詳解】A.因引導(dǎo)線上任一點(diǎn)周圍的磁感線均可視為與該點(diǎn)電流方向相垂直的同心圓,若小車沿直道行駛,則穿過cd的磁通量一直為零,則cd中感應(yīng)電流為零,若c、d中的電流增大,則說明穿過cd的磁通量發(fā)生了變化,小車中心離開了引導(dǎo)線,即小車前方為彎道,選項(xiàng)A正確;
B.因引導(dǎo)線上任一點(diǎn)周圍的磁感線均可視為與該點(diǎn)電流方向相垂直的同心圓,可知沿直線賽道運(yùn)動(dòng)時(shí),a、b中磁通量變化率不為零,則感應(yīng)電流不為零,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.a(chǎn)中電流大于b中電流時(shí),說明a距離引導(dǎo)線更近,則小車需要向左調(diào)整方向,選項(xiàng)C正確;
D.a(chǎn)中電流大于c中電流時(shí),說明磁場(chǎng)在a中的分量大于c中的分量,說明引導(dǎo)線在小車速度方向的右側(cè),則小車需要向左調(diào)整方向,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選AC。
二、非選擇題
11. 現(xiàn)測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)E(約為3V)和內(nèi)阻r??梢赃x用的器材有:滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為15Ω),定值電阻(阻值4Ω),電壓表V(量程0~3V,內(nèi)阻很大),電流表(量程0~0.6A)和(量程0~3A),開關(guān)S,導(dǎo)線若干等。電路原理圖如圖1所示。
(1)將圖2中的實(shí)物圖連接完整___________,其中電流表應(yīng)選擇___________。(填“”或“”)
(2)實(shí)驗(yàn)中將滑動(dòng)變阻器滑片置于兩個(gè)不同位置時(shí),電壓表和電流表的示數(shù)分別為,則電源電動(dòng)勢(shì)___________,內(nèi)阻___________(用和表示)
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. ②.
【解析】
【小問1詳解】
[1]根據(jù)電路圖可得實(shí)物連接圖如圖所示
[2]電路中的最大電流
為了減小誤差,電流選擇量程為0~0.6A的。
【小問2詳解】
[1][2]根據(jù)閉合電路歐姆定律有
聯(lián)立可得
12. 學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組利用單擺測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?shí)驗(yàn)器材有:鐵架臺(tái)、細(xì)線、擺球、秒表、卷尺等。完成下列問題:
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),將細(xì)線的一端連接擺球,另一端固定在鐵架臺(tái)上O點(diǎn),如圖1所示。然后將擺球拉離平衡位置,使細(xì)線與豎直方向成夾角,釋放擺球,讓單擺開始擺動(dòng)。為了減小計(jì)時(shí)誤差,應(yīng)該在擺球擺至___________(填“最低點(diǎn)”或“最高點(diǎn)”)時(shí)開始計(jì)時(shí)。
(2)選取擺線長(zhǎng)度為100.0cm時(shí),測(cè)得擺球擺動(dòng)30個(gè)完整周期的時(shí)間(t)為60.60s。若將擺線長(zhǎng)度視為擺長(zhǎng),求得重力加速度大小為___________。(取,結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
(3)選取不同的擺線長(zhǎng)度重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),相關(guān)數(shù)據(jù)匯總在下表中,在坐標(biāo)紙上作出擺線長(zhǎng)度(l)和單擺周期的二次方的關(guān)系曲線,如圖2所示。
()
0.800
54.17
3.26
0.900
57.54
3.68
1.000
60.60
4.08
1.100
63.55
4.49
設(shè)直線斜率為k,則重力加速度可表示為___________(用k表示)。由圖2求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮開__________(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。
(4)用圖像法得到的重力加速度數(shù)值要比(2)中得到的結(jié)果更精確,原因是___________。
【答案】(1)最低點(diǎn) (2)9.68
(3) ①. ②.
(4)見解析
【解析】
【小問1詳解】
擺球經(jīng)過最低點(diǎn)的位置時(shí)速度最大,在相等的距離誤差上引起的時(shí)間誤差最小,測(cè)的周期誤差最?。凰詾榱藴p小測(cè)量周期的誤差,擺球應(yīng)選經(jīng)過最低點(diǎn)的位置時(shí)開始計(jì)時(shí);
【小問2詳解】
根據(jù)題意可知小球擺動(dòng)的周期
根據(jù)單擺周期公式
其中
1.200
66.34
4.89
代入數(shù)據(jù)可得
【小問3詳解】
[1]根據(jù)單擺周期公式
整理可得
可知圖線斜率
可得重力加速度可表示為
[2]由圖2求得當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?br>【小問4詳解】
圖像法得到的重力加速度數(shù)值要比(2)中得到的結(jié)果更精確,其原因是用圖像法處理數(shù)據(jù)時(shí),無論是否考慮擺球的半徑,圖像斜率均為,對(duì)的測(cè)量沒有影響。
13. 如圖1所示的水平地面上,質(zhì)量為1kg的物體在水平方向力F的作用下從靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)。圖2為F隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像,已知物體與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,重力加速度大小g取,求
(1)在2s末物體的速度大?。?br>(2)在0~3s內(nèi)物體所受摩擦力做的功。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小問1詳解】
物體所受的摩擦力為
,根據(jù)牛頓第二定律
其中
解得
2s末的速度
前2s內(nèi)位移
【小問2詳解】
內(nèi),根據(jù)牛頓第二定律
其中
可得
內(nèi),物體的位移
代入數(shù)據(jù)可得
在0~3s內(nèi)物體所受摩擦力做功
代入數(shù)據(jù)可得
14. 如圖,在有圓孔的水平支架上放置一物塊,玩具子彈從圓孔下方豎直向上擊中物塊中心并穿出,穿出后物塊和子彈上升的最大高度分別為h和8h。已知子彈的質(zhì)量為m,物塊的質(zhì)量為4m,重力加速度大小為g;在子彈和物塊上升過程中,子彈所受阻力忽略不計(jì),物塊所受阻力大小為自身重力的。子彈穿過物塊時(shí)間很短,不計(jì)物塊厚度的影響,求
(1)子彈擊中物塊前瞬間的速度大小;
(2)子彈從擊中物塊到穿出過程中,系統(tǒng)損失的機(jī)械能。
【答案】(1)
(2)37.5mgh
【解析】
【小問1詳解】
子彈射穿木塊后子彈和木塊的速度分別為
其中
子彈射穿木塊過程由動(dòng)量守恒
解得
【小問2詳解】
子彈從擊中物塊到穿出過程中,系統(tǒng)損失的機(jī)械能
15. 如圖,在水平虛線上方區(qū)域有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,在虛線下方區(qū)域有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為m、電荷量為的粒子從距虛線高度為h的a點(diǎn)向右水平發(fā)射,當(dāng)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)其速度方向與水平虛線的夾角為。不計(jì)重力。
(1)求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大?。?br>(2)若粒子第一次回到電場(chǎng)中高度為h時(shí),粒子距a點(diǎn)的距離為,求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的可能值;
(3)若粒子第一次回到電場(chǎng)中高度為h時(shí),粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等,求粒子此時(shí)距a點(diǎn)的距離。
【答案】(1)
(2)或者
(3)
【解析】
【小問1詳解】
粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),則豎直方向
由牛頓第二定律
粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小
解得
【小問2詳解】
粒子從a點(diǎn)拋出到進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的水平位移
粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),離開磁場(chǎng)時(shí)速度方向與x軸正向仍成45°角,到達(dá)高h(yuǎn)高度時(shí)水平位移仍為2h,由題意可知
或
即
或
根據(jù)洛倫茲力提供向心力
可得
或
【小問3詳解】
若粒子第一次回到電場(chǎng)中高度為h時(shí),粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
可知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也為
根據(jù)
由洛倫茲力提供向心力
解得
此時(shí)粒子距a點(diǎn)的距離
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