
(考試時間:75分鐘 滿分:100分)
注意事項:
1.答題前在答題卡上填寫好自己的姓名、班級、考號等信息。
2.請將選擇題答案用2B鉛筆正確填寫在答題卡上;請將非選擇題答案用黑色中性筆正確填寫在答案卡上。
一、單項選擇題(本題共8小題,每小題4分,共32分。在每小題給出的四個選項中,只有一個選項正確。請將正確答案選出并填在答題卷中。)
1. 對下列物理現(xiàn)象理解正確的是( )
A. A圖是光的衍射現(xiàn)象 B. B圖中布朗運動反映了液體分子永不停息的無規(guī)則運動
C. C圖是光的干涉現(xiàn)象 D. D圖中射線①是射線
【答案】B
【解析】A.肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋時光的干涉現(xiàn)象,不是光的衍射現(xiàn)象,A錯誤;B.布朗運動反映了液體分子永不停息的無規(guī)則運動,B正確;C.單色光通過單縫形成明暗相間的條紋,中間亮條紋較寬,是光的衍射現(xiàn)象,C錯誤;D.根據(jù)三種射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)情況可知,射線①是射線,D錯誤。故選B。
2. 如圖所示,一束單色光從真空射入某介質(zhì),入射光線與法線夾角為,折射光線與法線夾角為,下列說法正確的是( )
A. 該介質(zhì)的折射率為
B. 光的傳播速度變大
C. 光子的能量變小
D. 調(diào)整該單色光的入射角度不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象
【答案】D
【解析】A.根據(jù)光的折射定律可知
故A錯誤;
B.光在介質(zhì)中的速度為
可知光的傳播速度變小,故B錯誤;
C.光進入介質(zhì)后,頻率不變,由可知光子頻率不變,能量也不變,故C錯誤;
D.全反射的條件一是?光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)?,二是入射角必須大于或等于臨界角,光從真空射向某種介質(zhì),是由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì),所以在分界面上不會發(fā)生全反射現(xiàn)象,故D正確。
故選D。
3. 大量基態(tài)氫原子被特定頻率的光照射后,輻射出三種不同頻率的光,如圖為氫原子能級圖,則入射光子的能量為( )
A. 10.2eVB. 12.09eVC. 12.75eVD. 13.06eV
【答案】B
【解析】根據(jù)題意知氫原子受激發(fā)后輻射出3種頻率的光,則由
解得
原子受激發(fā)后躍遷到能級,則入射光子的能量為
故選B。
4. 如圖,兩根通有相同電流的長直導線垂直xOy平面固定在D、E兩點,電流方向垂直xOy平面向里。D、E兩點坐標為和,B點的坐標為。在適當位置安放垂直平面的第三根通有相反方向電流的長直導線,可以使B點的磁感應強度為零,第三根導線放置的位置可能是( )
A 位置AB. 位置BC. 位置CD. 位置O
【答案】D
【解析】AC.根據(jù)安培定則,D、E兩位置的通電長直導線在B點產(chǎn)生的磁場方向如圖所示
由矢量合成法則,可知合磁場方向水平向右,第三根有相反方向電流的長直導線放置的位置在A、C,產(chǎn)生的磁場都在豎直方向,B點的合磁感應強度不可能為零,AC錯誤;
B.第三根有相反方向電流的長直導線放置的位置在B點,B點的合磁感應強度不可能為零,B錯誤;
D.第三根有相反方向電流的長直導線放置的位置在O點,由安培定則,可知產(chǎn)生的磁感應強度方向水平向左,B點的合磁感應強度可能為零,D正確。
故選D。
5. 李老師和王老師在操場上給同學們演示繩波的形成和傳播,一位老師手持繩子一端以周期T上下振動,可以認為是簡諧振動,圖中時刻繩子上A質(zhì)點正向下運動,繩子上1、3兩質(zhì)點在最低點,繩子上質(zhì)點2在最高點,、兩質(zhì)點在平衡位置,相距x。下列說法正確的是( )
A. 繩波的傳播速度
B. 繩子上各質(zhì)點水平向右運動
C. 繩子上各質(zhì)點振動周期不同
D. 機械振動在繩子上傳播形成了縱波
【答案】A
【解析】A.、兩質(zhì)點在平衡位置,則有
波傳播速度
解得
故A正確;
B.介質(zhì)中的質(zhì)點只在各自平衡位置上下振動,質(zhì)點并不隨波遷移,故B錯誤;
C.介質(zhì)中各質(zhì)點振動的周期均與波源振動的周期相等,故C錯誤;
D.圖中質(zhì)點振動方向與波傳播方向垂直,可知,機械振動在繩子上傳播形成了橫波,故D錯誤。
故選A。
6. 2024年11月3日,神舟十八號載人飛船與空間站組合體成功分離,航天員葉光富、李聰、李廣蘇即將踏上回家之旅??臻g站組合體距離地面的高度為h,運動周期為T,繞地球的運動可視為勻速圓周運動。已知萬有引力常量為G,地球半徑為R,根據(jù)以上信息可知( )
A. 懸浮在空間站內(nèi)的物體,不受力的作用
B. 空間站組合體的質(zhì)量
C. 地球的密度
D. 神舟十八號飛船與空間站組合體分離后做離心運動
【答案】C
【解析】A.懸浮在空間站內(nèi)的物體,仍受地球的引力作用,選項A錯誤;
B.根據(jù)
可得地球的質(zhì)量
選項B錯誤;
C.地球的密度
選項C正確;
D.神舟十八號飛船與空間站組合體分離后將做向心運動,選項D錯誤。故選C。
7. 如圖所示,在勻強磁場中有電阻為r的單匝矩形線圈,線圈的兩條邊,,轉(zhuǎn)軸垂直磁場且和線圈共面,從上往下看線圈繞轉(zhuǎn)軸以角速度逆時針勻速旋轉(zhuǎn)。從圖中開始計時,下列說法正確的是( )
A. 線圈的磁通量與時間t的變化規(guī)律為
B. 線圈由圖中位置繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的過程中平均電動勢為
C. 線圈的熱功率
D. 線圈在圖中位置時,電流方向為
【答案】C
【解析】A.從圖中開始計時,線圈的磁通量與時間t的變化規(guī)律為
故A錯誤;
B.線圈由圖中位置繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的過程中平均電動勢為
故B錯誤;
C.線圈的最大電動勢為
電動勢有效值為
線圈的熱功率為
故C正確;
D.線圈在圖中位置時,根據(jù)右手定則可知,邊電流方向由,邊電流方向由,則線圈中的電流方向為,故D錯誤。
故選C。
8. 如圖所示,已知勻強電場方向向下,邊界為矩形ABGH,勻強磁場方向垂直紙面向里,邊界為矩形BCDG,GD長為L,磁感應強度為B。電量為q,質(zhì)量為m的粒子,從AH中點以垂直電場的速度(未知量)進入電場,然后從邊界BG進入磁場,軌跡恰好和磁場另外三個邊界相切,運動個圓周后返回電場。不計粒子的重力,下列說法正確的是( )
A. 粒子一定帶正電
B. AB長2L
C.
D. 若電場強度減弱,粒子在磁場中運動時間將變長
【答案】B
【解析】A.由題意可知,若粒子帶正電,運動軌跡如圖所示,若粒子帶負電,由對稱性,粒子在電場中向上偏轉(zhuǎn),磁場中運動的圓軌跡與正粒子圓軌跡相重合,故不論帶何種電荷,都符合題意,A錯誤;
B.如圖所示,取正粒子運動軌跡,軌跡恰好和磁場另外三個邊界相切,運動個圓周后返回電場,所以圓弧對應圓心角為,可知圖中設定的,設粒子在磁場中運動軌道半徑為r,由幾何關系
設P點速度為,根據(jù)速度的分解可得,
粒子在電場中做類平拋運動,設粒子在電場中運動時間為,則有,
由幾何關系
聯(lián)立解得
B正確;
C.帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動,由洛倫磁力提供向心力,可得
代入數(shù)據(jù)解得
C錯誤;
D.若電場強度減弱,粒子進入磁場的偏轉(zhuǎn)角減小,粒子在磁場中運動的軌道半徑減小,圓軌道對應的圓心角變小,所以在磁場中運動時間將變短,D錯誤。故選B。
二、多項選擇題(本題共2小題,每小題5分,共10分。在每小題給出的四個選項中,有多個選項符合要求,全選對的得5分,選不全的得3分,有選錯的得0分。)
9. 如圖所示,兩質(zhì)量相同且可視為質(zhì)點的塑料小球,表面均勻帶等量異種微量電荷,左球帶負電,右球帶正電。兩球間夾一張絕緣紙,分別用兩根等長輕質(zhì)絕緣細線懸掛于O點,受重力作用兩球靜止。某時刻在系統(tǒng)所在空間加上水平向右的勻強電場,兩球向兩邊擺動。不考慮兩球間的庫侖力作用和對勻強電場的影響,取O點電勢為零,下列說法正確的是( )
A. 兩球在最高點合外力均0
B. 運動過程中,兩球組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒
C. 兩球速度最大時,二者電勢能相同
D. 從最低點擺到最高點的過程中,任意一個小球所受電場力的瞬時功率逐漸變小
【答案】BC
【解析】A.兩球在最高點時均受到重力、細線的拉力、水平方向的電場力,此時小球的速度為零,但受力不平衡,以帶正電的小球為例,重力和電場力的合力方向斜向右下方,而繩子的拉力不能與該合力平衡,故合外力不為0,A錯誤;
B.對兩球組成的系統(tǒng),在水平方向上,系統(tǒng)受到的外力為電場力,由于兩球帶等量的異種電荷,水平方向上所受的電場力等大反向,故系統(tǒng)在水平方向所受合外力為零,因此水平方向上,系統(tǒng)的動量守恒,B正確;
C.兩球速度最大時,兩球在同一水平面上,根據(jù)電場力做功
兩球帶等量的異種電荷,開始時的電勢相同,速度最大時,二者在同一水平面上,根據(jù)對稱性可知,末位置電勢相等,所以電場力做功相等,電勢能的變化量相等。由于O點電勢能為0,故速度最大時,二者具有相同的電勢能,C正確;
D.小球從最低點擺動到最高點時,小球在水平方向上的速度先增大后減小,而電場力的大小不變,根據(jù)
可知,電場力的瞬時功率先增大后減小,D錯誤。
故選BC。
10. 如圖所示,質(zhì)量為M的鋁質(zhì)矩形薄平板靜止在光滑水平面上,鋁板上固定白紙,質(zhì)量為m的圓柱磁鐵放在白紙上,且在鋁板對稱軸上。某時刻給磁鐵沿對稱軸方向的水平速度,經(jīng)t時間磁鐵和鋁板速度相同。磁鐵和白紙間動摩擦因數(shù)為,鋁板相對磁鐵可認為足夠長。下列說法正確的是( )
A. t時間內(nèi)鋁板和白紙對磁鐵的作用力大于
B. t時間內(nèi)磁鐵相對鋁板位移小于
C. 僅將鋁板替換成等質(zhì)量的長矩形銅板,仍然需經(jīng)t時間,磁鐵和銅板速度才相同
D. 僅將鋁板替換成等質(zhì)量的長矩形銅板,共速前的平均熱功率變大
【答案】ABD
【解析】A.對磁鐵受力分析,若不考慮磁鐵與鋁板間的磁力,則鋁板和白紙對磁鐵的支持力
鋁板和白紙對磁鐵的摩擦力
此時鋁板和白紙對磁鐵的作用力大小剛好為
實際上,磁鐵在運動過程中,,鋁板的磁通量減小,由于渦流的作用,磁鐵和鋁板之間存在相互吸引的磁力,導致磁鐵受到的支持力和摩擦力均增大,故t時間內(nèi)鋁板和白紙對磁鐵的作用力大于,A正確;
B.由題可知,磁鐵與鋁板間的相對速度越來越小,鋁板中的感應電流逐漸減小,故鋁板與磁鐵間的磁力逐漸減小,二者的加速度逐漸減小,因此磁鐵做減速度減小的減速運動,鋁板做加速度減小的加速運動,作出它們運動的圖像如下
根據(jù)圖像的面積為位移的大小可知,t時間內(nèi)磁鐵相對鋁板位移小于,B正確;
C.將鋁板換成銅板,由于銅板的電阻較小,感應電流較大,根據(jù)楞次定律,阻礙相對運動的安培力增大,達到共同速度的時間會減小,C錯誤;
D.將鋁板換成銅板后,達到共同速度的時間縮短,則平均速度增大,結合上述分析可知,平均作用力增大,根據(jù)可知,平均熱功率增大,D正確。
故選ABD。
三、實驗題(本題共2小題,共14分)
11. 我國天宮實驗室中曾進行過“應用動力學方法測質(zhì)量”的實驗。某興趣小組受到啟發(fā),設計了在太空完全失重環(huán)境下(忽略空氣阻力)測小球質(zhì)量并驗證彈性碰撞的實驗方案:
(1)裝置如圖,在環(huán)繞地球運轉(zhuǎn)的空間站中的桌面上固定一個支架,支架上端通過力傳感器O連接一根輕繩,輕繩末端系一個直徑為d的小球a;
(2)保持輕繩拉直,給小球a一個初速度,小球a在與桌面垂直的平面內(nèi)做勻速圓周運動,支架上端O與小球球心的距離為L。當小球a運動至最高點時,該處的光電門M可記錄下小球a通過該位置的遮光時間,記為,并同時記下力傳感器顯示的讀數(shù)F。根據(jù)以上測量數(shù)據(jù),可得小球a的質(zhì)量______(用“L,F(xiàn),,d”表示);
(3)更換大小相同的小球b,重復以上操作,可測得小球b的質(zhì)量;
(4)在小球a勻速圓周運動的過程中,將小球b放置在桌面右側(cè)的固定支架上,支架在小球a運動的平面內(nèi)。當小球a運動至最低點時剪斷輕繩,為保證小球a與小球b能發(fā)生正碰,小球b放置的高度與小球a運動至最低點的高度相比,應______(選填“等高”“稍高一些”或“稍低一些”);
(5)小球a與b碰后,依次通過右側(cè)的光電門N,光電門記錄下小球a的遮光時間為、小球b的遮光時間為,若測得,則當測出______時,即可驗證小球a、b的碰撞為彈性碰撞。
【答案】(2) (4)等高 (5)4
【解析】(2)由牛頓第二定律有
又有
解得小球a的質(zhì)量為
(4)該實驗是在太空完全失重環(huán)境下進行,當小球a運動至最低點時剪斷輕繩,由于慣性小球a將沿著圓周最低點切線方向做勻速直線運動,所以要使小球a與小球b能發(fā)生正碰,小球b放置的高度與小球a運動至最低點的高度等高。
(5)經(jīng)過光電門時小球a的速度為
小球a的速度為
則若小球a、b的碰撞為彈性碰撞,應滿足
若測得,則由以上各式解得
12. 力敏電阻是一種將機械力轉(zhuǎn)換為電信號的特殊原件,它的工作原理是利用半導體材料的電阻隨所受壓力大小改變而改變,主要用于各種張力計、轉(zhuǎn)矩計、加速度計、半導體傳聲器及各種壓力傳感器中。某社團活動小組對一個力敏電阻研究的過程中設計了以下實驗:
(1)利用伏安法測出力敏電阻Rx在承受壓力FN = 500 N時其電阻的大小。如圖甲為測量電路,其中電壓表V內(nèi)阻約為2 kΩ,電流表A1內(nèi)阻RA1 = 10 Ω,為減小測量誤差,測量電路中電壓表的右端應接在______端(選填“a”或“b”);
(2)閉合開關后電壓表讀數(shù)為3.0 V,電流表讀數(shù)為0.05 A,則此時Rx = ______Ω;
(3)經(jīng)查詢廠家資料可知,該力敏電阻的阻值與所受壓力大小可視為反比例關系。小組成員利用該力敏電阻設計了一個測量壓力的電路,如圖乙所示。已知電源電動勢為18 V,內(nèi)阻很小可忽略:電流表A2量程為0 ~ 0.6 A、內(nèi)阻RA2 = 5 Ω;定值電阻R0 = 20 Ω。閉合開關,在力敏電阻Rx上施加不同大小的壓力F,電流表會顯示不同的讀數(shù)I,則與______成線性關系(選填“I”“”或“”);
(4)在圖乙的電路中為了減小誤差,要求電流表讀數(shù)時指針在刻度盤的之間,則該力敏電阻允許承受的最大壓力應小于______N。
【答案】(1)b (2)50 (3) (4)1250
【解析】【小問1詳解】
電流表A1內(nèi)阻已知,可以準確的測量電流值和電壓值,為減小測量誤差,應把電流表內(nèi)接,測量電路中電壓表的右端應接在b端。
【小問2詳解】
根據(jù)歐姆定律
解得
【小問3詳解】
根據(jù)閉合電路歐姆定律
由
解得
可知與成線性關系。
【小問4詳解】
由
已知壓力FN = 500 N時,Rx = 50 Ω,解得
可知當施加最大壓力時,Rx′最小,電流最大,電流為
由
解得
由
解得
四、計算題(本題共3小題,共44分。解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。)
13. 已知外部環(huán)境溫度為0℃,大氣壓強為750mmHg,該環(huán)境下1ml氣體的體積是22.4L,阿伏伽德羅常數(shù)。假設某運動員放松情況下肺內(nèi)氣體體積約為3.5L,該運動員某次深呼吸吸入外部空氣的體積。則:
(1)求該次吸入的空氣分子總數(shù);(結果取一位有效數(shù)字)
(2)已知運動員肺部的溫度恒為37℃,吸氣時擴張肺部,大氣壓把新鮮的外部空氣通過鼻喉等升溫至37℃壓入肺內(nèi),并迅速達到內(nèi)外的氣壓平衡。求運動員該次深呼吸后肺內(nèi)氣體增加的體積;
(3)已知運動員在呼吸時能承受的內(nèi)外氣壓差的最大值是150mmHg。此次吸氣后,運動員屏住呼吸并收縮肺部,求肺內(nèi)氣體體積能達到的最小值。
【答案】(1)7×1022個
(2)3.1 L (3)5.5 L
【解析】【小問1詳解】
該次吸入的空氣分子總數(shù)為
【小問2詳解】
外部環(huán)境溫度 T1=273K ,肺內(nèi)的溫度 T2=310K,研究外部V0=2.73L 的空氣,吸入肺部后溫度迅速上升到肺部內(nèi)的溫度,發(fā)生等壓變化
解得
小問3詳解】
研究吸入后肺內(nèi)的總氣體,收縮過程發(fā)生等溫變化
其中V 為吸氣后通過收縮肺部達到肺部氣體體積的最小值,聯(lián)立可得
V = 5.5L
14. 一款能垂直起降的遙控無人機質(zhì)量m = 200 kg,發(fā)動機的功率最大值Pm = 24000 W,最大豎直升力Fm = 3000 N,執(zhí)行偵察任務時懸停在離地高度h1 = 189.6 m的高空。執(zhí)行任務后需要盡快豎直上升到離地高度超過h2 = 240 m的安全區(qū)域。忽略空氣阻力,g取10 m/s2。求:
(1)該過程的最大上升速度大小與最大上升加速度大??;
(2)執(zhí)行任務后,無人機立即以最大豎直升力上升,到最大功率時所用的時間及該過程位移的大??;
(3)執(zhí)行任務后,為盡快到達安全區(qū)域,無人機至少需要運動的時間(到達安全區(qū)域之前已經(jīng)達到最大速度)。
【答案】(1)12 m/s,5 m/s2
(2)1.6 s,6.4 m
(3)5.6 s
【解析】【小問1詳解】
設最大速度為vm,由
解得
設最大上升加速度為am,
解得
【小問2詳解】
設發(fā)動機勻加速到最大功率的末速度為v1,有
設該段時間為t1,由速度公式
設該段距離為x1,有
聯(lián)立解得
【小問3詳解】
為盡快脫離危險區(qū),首先需要最大加速度勻加速,然后保持最大功率運動的距離為x2,有
設該過程的時間為t2,對無人機應用動能定理
解得
所以,無人機至少需要的運動時間
解得
15. 如圖所示,質(zhì)量為m,下端封閉、上端開口且內(nèi)壁光滑的絕緣玻璃管豎直放置,管底有一帶正電的小球,電量為q,質(zhì)量也為m??臻g存在足夠大且垂直紙面向里的水平勻強磁場,磁感應強度。在斜向上的外力作用下,玻璃管在磁場中由靜止開始做水平向右的勻加速直線運動,加速度大小為,最終小球從上端開口飛出。設運動過程中小球的電荷量始終保持不變,重力加速度g取10 m/s2。則:
(1)求小球在玻璃管內(nèi)脫離底部之前的運動時間;
(2)已知小球飛出玻璃管前的運動時間t = 2 s,求小球運動到玻璃管最高點時的加速度大?。?br>(3)如果小球在玻璃管內(nèi)脫離底部之后外力保持不變,求玻璃管的最大速度大小(此時小球未飛出玻璃管)。
【答案】(1)0.8 s
(2)
(3)
【解析】【小問1詳解】
設小球在玻璃管內(nèi)脫離底部之前經(jīng)歷的運動時間為t1,水平方向速度為v0,小球脫離底部時,有
且
聯(lián)立可得
【小問2詳解】
小球在玻璃管中向上運動時間為t2,顯然
豎直方向
代入數(shù)據(jù)可得豎直方向最大加速度
故合加速度為
代入數(shù)據(jù)可得
【小問3詳解】
設玻璃管勻速時玻璃管的速度為v1,此時小球相對玻璃管的速度為v2,當小球剛剛脫離玻璃管底端時水平方向
因為玻璃管達最大速度,加速度為0,所以
解得
豎直方向?qū)π∏蛄袆恿慷ɡ?br>又玻璃管水平位移
該過程中對系統(tǒng)水平方向列動量定理
又小球豎直位移
該過程中對系統(tǒng)列動能定理
聯(lián)立解得
這是一份2025屆安徽省黃山市高三上學期第一次質(zhì)量檢測物理試題(解析版),共1頁。
這是一份2025屆安徽省黃山市高三第一次質(zhì)量檢測物理試題(解析版),共19頁。試卷主要包含了2eVB等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份安徽省黃山市2024屆高三下學期第一次質(zhì)量檢測物理試卷(Word版附解析),文件包含2024屆安徽省黃山市高三下學期第一次質(zhì)量檢測物理試題Word版含解析docx、2024屆安徽省黃山市高三下學期第一次質(zhì)量檢測物理試題Word版無答案docx等2份試卷配套教學資源,其中試卷共26頁, 歡迎下載使用。
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