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第Ⅰ卷(選擇題)
一、單項選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分,每題只有一個正確選項)
1. 榫卯結(jié)構(gòu)是中國傳統(tǒng)木建筑、木家具的主要結(jié)構(gòu)方式,我國未來的月球基地將采用月壤燒制的帶有榫卯結(jié)構(gòu)的月壤磚建設(shè)。在木結(jié)構(gòu)上鑿削矩形榫眼用的是如圖甲所示木工鑿,鑿削榫眼時用錘子敲擊木工鑿柄,將木工鑿尖端釘入木頭,木工鑿尖端釘入木頭時的截面如圖乙所示,錘子對木工鑿施加的力F沿豎直面向下,木工鑿對木頭的側(cè)面和豎直面的壓力分別為和,下列說法正確的是( )
A. 和是的兩個分力
B. 鑿子尖端打磨的夾角不同,一定大于
C. 鑿子尖端打磨的夾角不同,一定大于F
D. 鑿子尖端打磨的夾角不同,一定大于F
【答案】D
【解析】
【詳解】A.和是鑿子對木頭的彈力,其大小等于在垂直兩接觸面方向上的分力大小,故A錯誤;
BCD.將沿垂直兩接觸面分解,如圖
分力大小分別等于和,則由數(shù)學(xué)知識可知一定大于和;當時,,當時,,當時,,故BC錯誤,D正確。
故選D。
2. 2023年中國載人航天工程辦公室公布了中國載人登月初步方案,計劃2030年前實現(xiàn)載人登陸月球開展科學(xué)探索。地球的質(zhì)量約為月球質(zhì)量的81倍,地球半徑約為月球半徑的3.6倍,則下列說法正確的是( )
A. 載人飛船離開地球到月球過程中,不計修正軌道的速度變化,飛船的速度先減小后增大
B. 忽略地球和月球的自轉(zhuǎn),航天員在月球上的重力是在地球上的重力的倍
C. 載人飛船從地球上發(fā)射的最小速度是從月球上發(fā)射的最小速度的倍
D. 載人飛船從地球上發(fā)射的最小速度需大于地球的第二宇宙速度
【答案】A
【解析】
【詳解】A.載人飛船從地球向月球間飛行時,同時受到月球與地球引力作用,在地球附近地球?qū)︼w船的引力大于月球?qū)︼w船的引力,飛船的速度減小,在靠近月球附近月球?qū)︼w船的引力大于地球?qū)︼w船的引力,飛船的速度增大,A正確;
B.航天員星球表面上有
解得
因此航天員在月球上的重力是在地球上重力的倍,B錯誤;
C.從星球上發(fā)射飛船的最小速度為星球的第一宇宙速度,由
解得
飛船從地球上發(fā)射的最小速度是從月球上發(fā)射的最小速度之比為C錯誤;
D.第二宇宙速度是離開地球,繞太陽飛行,載人飛船在地月間運動,發(fā)射速度大于第一宇宙速度,小于第二宇宙速度,D錯誤。
故選A。
3. 標準籃球場的三分線為一個半徑為6.25m的半圓弧線,圓心在球籃的中心垂直線與地面的交點處,球籃與地面的垂直高度為3.05m。一個籃球運動員從三分線上的兩不同位置豎直跳起斜向上投出籃球,籃球都恰好進入籃筐,兩次籃球投擲點與籃筐的高度都相同,不計籃球運動受到的空氣阻力,下列說法正確的是( )
A. 同一次投籃過程籃球入籃時速度與拋出時的速度相同
B. 籃球拋出時與水平方向夾角越大,則拋出時的速度越大
C. 籃球拋出時與水平方向夾角越大,在籃球入籃前運動時間越長
D. 籃球拋出速度大小相同時,拋出時與水平方向夾角可以不同
【答案】D
【解析】
【詳解】A.由題意,籃球做斜拋運動且籃球的起點和終點在同一高度上,則同一次投籃過程籃球入籃時的速度與拋出時的速度大小相等,但方向不同,故A錯誤;
B.設(shè)籃球拋出點和球藍的距離為,籃球拋出的初速度大小為,與水平方向夾角為θ,由斜拋運動可知運動時間為,
當不變時,在時,θ越大,越小,在時,θ越大,越大,故B錯誤;
D.由
可知,相同時,θ有兩個值,故D正確;
C.由
可知與和θ都有關(guān),故C錯誤。
故選D。
4. 如圖所示一個足夠長的傾斜傳送帶沿順時針方向轉(zhuǎn)動,一個物塊從傳送帶底端以一定的初速度滑上傳送帶,已知物塊的初速度大于傳送帶的速度,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)小于傳送帶傾角的正切值,最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力大小,取沿傳送帶向上方向為正方向,則物塊在傳送帶上運動過程中速度、加速度隨時間變化關(guān)系圖,機械能、動能隨位移變化關(guān)系圖正確的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【詳解】A.傳送帶足夠長,則物塊先向上減速,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)小于傳送帶傾角的正切值,則物塊與傳送帶共速后繼續(xù)減速為零,然后向下加速,A錯誤;
B.物塊滑上傳送帶時,加速度向下,為負值,大小為
共速后向上減速,加速度向下,為負值,大小為
減速為零后向下加速,加速度向下,為負值,大小為
B錯誤;
C.圖線的斜率大小等于摩擦力大小,物塊在斜面上運動時,滑動摩擦力大小不變,開始時摩擦力向上,摩擦力做負功,機械能減??;向上速度減為與傳送帶共速后,在向上速度減為零過程中摩擦力仍向上,摩擦力做正功機械能增加,向下滑動時摩擦力向上摩擦力做負功,物塊機械能減小,C正確;
D.圖線的斜率大小等于合力大小,物塊向上減速到與傳送帶速度相同前,合力大小
向上減速為零過程合力大小為
圖線斜率變小,向下加速過程時合力大小為
D錯誤。
故選C。
5. 兩個完全相同的超導(dǎo)金屬環(huán)水平平行放置,圓心在同一豎直線上,兩環(huán)中有等大反向電流,電流方向如圖所示,另一個與環(huán)半徑相同的絕緣光滑管道平行兩環(huán)固定在兩環(huán)之間,管道面與兩環(huán)面距離相等,金屬環(huán)與管道的圓心在同一豎直線上。在管道內(nèi)有一個帶正電的球,其直徑略小于管道內(nèi)徑,且可以視作質(zhì)點。給小球沿管切向方向初速度,小球在管道內(nèi)運動,下列說法正確的是( )
A. 小球的速度逐漸減小
B. 小球的速度逐漸增加
C. 小球受到管道的彈力不一定指向圓心
D. 小球受到管道的彈力可能沿管的半徑向外
【答案】C
【解析】
【詳解】AB.兩平行圓環(huán)是兩平行導(dǎo)線彎成,平行導(dǎo)線通反向電流時中點處的磁場與兩導(dǎo)線面垂直,則圖示的兩通電圓環(huán)在中點處(圓管)的磁場垂直圓環(huán)沿半徑方向向里。帶正電小球在管道中運動時,受到豎直向下重力,豎直向上洛倫茲力,圓管對小球的彈力,洛倫茲力不做功,小球做勻速圓周運動,故AB錯誤;
CD.圓管對小球彈力的水平分力指向圓心,提供向心力,若洛倫茲力大小等于重力大小,彈力豎直分力為零,則彈力方向指向圓心,若洛倫茲力大小小于重力大小,彈力豎直分力向上,則彈力斜向內(nèi)上方,若洛倫茲力大小大于重力大小,彈力豎直分力向下,則彈力斜向內(nèi)下方,C正確,D錯誤。
故選C。
6. 如圖甲所示為一個由表面涂有絕緣漆的金屬電阻絲制成的圓形線圈,AB和CD是互相垂直的兩個直徑。在圓面內(nèi)可以將甲線圈中C、D兩點向圓心擠到一起,得到如圖乙兩個等大的圓,也可以將甲線圈扭轉(zhuǎn)變形為如圖丙兩個等大的圓。三個圓都處于垂直圓面的變化磁場中,磁場變化率相同,則下列說法正確的是( )
A. 甲、乙線圈中感應(yīng)電流之比為1∶1B. 乙、丙線圈中感應(yīng)電流之比為1∶1
C. 丙、甲線圈中感應(yīng)電流之比為1∶2D. 丙、甲線圈中感應(yīng)電流之比為0
【答案】D
【解析】
【詳解】三個線圈的電阻相等,感應(yīng)電流之比等于感應(yīng)電動勢之比。設(shè)圖甲中半徑為R,周長
面積為
圖乙、丙中小圓的半徑為,根據(jù)
得
圖乙中兩小圓面積和為
設(shè)磁場變化率為,則甲線圈中感應(yīng)電動勢為
乙線圈中感應(yīng)電動勢為
所以,可知甲、乙線圈中感應(yīng)電流之比為
由磁通量的特點可知丙線圈中左右兩圓中感應(yīng)電動勢相反,總感應(yīng)電動勢為零,即。
故選D。
7. 在勻強電場中有一個直角三角形與電場平行,,,的長度為7cm,A、B、C三點的電勢分別為10V、3V、7V,則電場強度大小為( )
A. V/mB. V/m
C. V/mD. V/m
【答案】B
【解析】
【詳解】在AB上取一點D,D點電勢為7V,則CD為等勢線,過A點作CD的垂線AG,垂足為,AG方向為電場方向,如圖所示
則有
AC長度為7cm,則AB長度為14cm,AD長度為6cm,在中有
解得cm
由三角形面積
解得cm
電場強度大小為V/m
故選B。
二、多項選擇題(每題6分,共18分,每題有多個選項正確,全部選對得6分,選不全得3分,錯選得零分)
8. 我國在無人機領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先行列,特別是同時控制多架無人機的“蜂群技術(shù)”更是遙遙領(lǐng)先。在一次測試中同一臺電腦控制兩架無人機進行測試,兩架無人機完全相同,開始時靜止在地面上,在程序控制下同時開始豎直向上運動,兩架無人機的升力隨時間變化圖像如圖甲、乙所示,為無人機的重力大小,忽略無人機受到的阻力,則關(guān)于無人機運動過程的說法正確的是( )
A. 0-2t時間內(nèi)甲、乙兩無人機的上升的高度之比為5∶7B. 2t時刻甲、乙兩無人機的動量之比為1∶2
C. 2t時刻甲、乙兩無人機升力的功率之比為3∶2D. 0-2t時間內(nèi)甲、乙兩無人機升力做功之比為1∶1
【答案】AC
【解析】
【詳解】根據(jù)牛頓第二定律,可得無人機的加速度,可畫出甲、乙兩無人機的圖像如圖所示
A.由圖像面積大小可知,甲、乙無人機上升高度之比為5∶7,故A正確;
B.由圖像可知2t時刻兩無人機的的速度大小相等,故B錯誤;
C.2t時刻甲、乙兩無人機的升力之比為3∶2,速度相等,根據(jù)則瞬時功率之比為3∶2,故C正確;
D.0-2t時間內(nèi)甲無人機升力做功大小為
乙無人機升力做功大小
故D錯誤。
故選AC。
9. 如圖所示一個半徑為R的光滑圓環(huán)豎直固定,圓心為O,P點在O點正上方,,在P點有一個可以轉(zhuǎn)動的軸,輕質(zhì)彈簧一端與軸相連,另一端與一個有孔的小球相連,小球套在圓環(huán)上,彈簧的原長為R,小球的質(zhì)量為m,重力加速度為g。在圓環(huán)的最高點給小球一個沿切向方向的初速度,小球沿圓環(huán)運動,下列說法正確的是( )
A. 小球在圓環(huán)上運動過程中機械能不變
B. 小球在最低點的速度大小為
C. 小球在圓環(huán)最高點和最低點時受到圓環(huán)對它的彈力方向可能相反
D. 小球在最高點和最低點受到圓環(huán)彈力大小之差的絕對值恒為
【答案】BC
【解析】
【詳解】A.小球與彈簧組成系統(tǒng)機械能守恒,小球運動過程中彈簧長度先恢復(fù)原長然后伸長,彈簧彈性勢能先減小后增加,則小球的機械能先增加后減小,故A錯誤;
B.小球在最高點時彈簧壓縮量與小球在最低點時的伸長量相等,彈性勢能相等,因此小球在最高點和最低點時的機械能相等,有
得
故B正確;
C.取指向圓心方向為正方向,小球在最高點時彈簧彈力、重力、圓環(huán)彈力的合力提供向心力,有
代入解得
當時,為正,方向向下,當,,當,為負,方向向上
小球在最低點有
代入v解得
在時,為負,方向向下,和方向相同,在時,為正,方向向上,和方向相反;在時,為正,方向向上,和方向相同,故C正確;
D.在時,和的大小為:,
差值為
在時,和的大小為:,
差值為,
在時,和的大小為:,
差值為
故D錯誤。
故選BC。
10. 如圖甲所示理想變壓器原線圈與兩根平行金屬導(dǎo)軌相連,副線圈與定值電阻和交流電動機相連,交流電流表、、都是理想電表,定值電阻的阻值Ω,電動機線圈的電阻Ω。在原線圈所接導(dǎo)軌的虛線間有垂直導(dǎo)軌面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小T,導(dǎo)軌間距為m,電阻不計,在磁場中兩導(dǎo)軌間有一根金屬棒垂直橫跨在導(dǎo)軌間,棒的電阻Ω,棒在磁場內(nèi)沿導(dǎo)軌運動的圖像如圖乙所示,在金屬棒運動過程中,電流表示數(shù)為2A,示數(shù)為5A,則下列說法正確的是( )
A. 變壓器副線圈輸出的電流頻率為2HzB. 電動機的輸出機械功率為100W
C. 電流表的示數(shù)只能為14AD. 變壓器原副線圈匝數(shù)比可能為7∶6
【答案】BD
【解析】
【詳解】A.導(dǎo)體棒在磁場中運動,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時值為
產(chǎn)生正弦式交變電流,周期為2s,頻率為0.5Hz,電動勢有效值為,內(nèi)阻為。變壓器原副線圈的交變電流頻率相同,故A錯誤;
B.定值電阻與電動機并聯(lián),電壓相等
對電動機由功能關(guān)系可得輸出機械功率為
故B正確;
C.理想變壓器副線圈輸出總功率為
原線圈輸入功率
則導(dǎo)體棒等效為電源的輸出功率為
由能量關(guān)系
得
解得或
故C錯誤;
D.變壓器原副線圈匝數(shù)比為或
故D正確
故選BD。
第Ⅱ卷(非選擇題)
三、實驗題(共18分)
11. 要把手上的水甩掉,人通常的甩手動作是怎樣的?某實驗小組對此進行了“關(guān)于甩手動作的物理原理研究”,利用手機連拍功能測量甩手時指尖的向心加速度a。
(1)利用手機連拍功能(每隔s拍一張照片)得到甩手動作的過程如圖甲。其中,A、B、C三點是甩手動作最后3張照片指尖的位置??山⑷缦逻\動模型:開始階段,指尖從A點以肘關(guān)節(jié)M為圓心做圓周運動,指尖到B的瞬間,立刻以腕關(guān)節(jié)N(視為已經(jīng)靜止)為圓心做圓周運動,最終到達C點,簡化如圖乙所示。
(2)圖甲,實驗者手臂自然下垂時肩膀到指尖的長度為13cm,而相應(yīng)的實際長度為65cm;
(3)照片中A、B兩點間距離為5.2cm,則A、B兩點的實際距離為________cm;由此可以計算指尖實際在A、B間運動的平均速度為________m/s,并粗略認為這就是指尖過B點的線速度。同理,得到BN的實際距離為17cm;計算指尖在B處的向心加速度為________m/s2(此空保留三位有效數(shù)字)。
【答案】 ①. 26 ②. 6.5 ③. 249
【解析】
【詳解】(3)[1]根據(jù)(2)中比例關(guān)系可知A、B兩點的實際距離為
[2]指尖平均速度
[3]N靜止之后的向心加速度為
12. 某探究小組為測量一種新型材料制成的圓柱形電阻絲的電阻率,進行了如下實驗探究。
(1)該小組先用螺旋測微器測量該金屬絲的直徑D,示數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為______mm。再用米尺測量金屬絲長度L。
(2)該小組用如圖甲所示的電路測量該金屬絲的電阻的阻值。圖中電壓表量程為3V,內(nèi)阻很大,電源為兩節(jié)串聯(lián)的干電池,定值電阻的阻值為20.0Ω,電阻箱R的最大阻值為999.9Ω。首先將置于位置1,閉合,調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值,記下電壓表的對應(yīng)讀數(shù)U,并計算利的數(shù)值,多次改變電阻箱值,獲得多組和的數(shù)值,根據(jù)這些數(shù)據(jù),在圖丙中繪出了的圖線。再將置于2,此時電壓表讀數(shù)為1.00V,根據(jù)圖丙可得金屬絲的電阻______(保留一位小數(shù))。然后可由表達式______得到該材料的電阻率(用D、L、表示)
(3)該小組根據(jù)圖甲的電路和圖丙的圖像,可以求得電池組電動勢______V,內(nèi)阻______Ω。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)
(4)持續(xù)使用后,電池組電動勢降低、內(nèi)阻變大。若該小組再次將此金屬絲電阻連入此裝置,測得電路的電流,仍根據(jù)原來描繪的圖丙的圖像得到該電阻的測量值會______(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
【答案】(1)0.740
(2) ①. 11.6(11.4~11.8) ②.
(3) ①. 2.8##2.7##2.9 ②. 1.6(1.5~1.8)
(4)偏小
【解析】
【小問1詳解】
螺旋測微器的精確值為,由圖乙可知金屬絲的直徑為
【小問2詳解】
[1]電壓V,則,由圖丙中的圖線得Ω-1
解得
[2]根據(jù)電阻定律可得
解得該材料的電阻率為
【小問3詳解】
由閉合電路歐姆定律可得
整理得
則圖像的縱軸截距為
解得
圖像的斜率為
解得
【小問4詳解】
當電動勢E減小,內(nèi)阻r增大時,則做出的圖線的縱軸截距增大,斜率變大,如圖中虛線所示,則同樣電壓時使用原來的圖線對應(yīng)偏大,則R測量值偏小。
四、解答題(共36分,答題時寫出必要的解題步驟,直接得出答案的不得分)
13. 如圖所示光滑水平面上靜止放置一個長木塊,一顆子彈從左側(cè)以大小為的初速度水平射入長木板,射入深度恰好等于木板長度的一半,子彈在木板中運動時與木板間的摩擦力大小與射入木板的深度成正比,則要使子彈恰好射穿長木板,子彈從左側(cè)水平射入的初速度多大?(子彈可視作質(zhì)點)
【答案】
【解析】
【詳解】設(shè)長木板的質(zhì)量為M,子彈的質(zhì)量為m,子彈射入的初速度為,長木板的長度為d,子彈與木板間摩擦力為
則有
系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為
當子彈射穿一半,由平均力做功可得系統(tǒng)摩擦產(chǎn)生熱量為
當子彈恰好射穿長木板時,由平均力做功可得
當子彈射穿長木板一半時,有
當子彈恰好射穿長木板時,有
兩式相比可得
14. 圖甲為某學(xué)生的書桌抽屜。已知抽屜的質(zhì)量kg,長度m,其中放有質(zhì)量kg,長m的書本,書本的四邊與抽屜的四邊均平行。書本的右端與抽屜的右端相距也為s,如圖乙所示。不計柜體和抽屜的厚度以及抽屜與柜體間的摩擦,書本與抽屜間的動摩擦因數(shù)。現(xiàn)用水平力F將抽屜抽出,抽屜遇到柜體的擋板時立即鎖定不動。重力加速度m/s2。
(1)N時,書本和抽屜一起向右運動,求與擋板碰前瞬間抽屜的速度大小v;
(2)N時,求書本最終停止時,書本和抽屜因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能。
【答案】(1)1.2m/s
(2)0.16J
【解析】
【詳解】(1)對書本和抽屜由牛頓第二定律可得
根據(jù)運動學(xué)公式可得
解得與擋板碰前瞬間抽屜的速度大小為
(2)對書本由牛頓第二定律有
對抽屜和書本整體由牛頓第二定律有
解得要使書本和抽屜不發(fā)生相對滑動,F(xiàn)的最大值為
由于N
可知書本和抽屜有相對滑動;對抽屜,由牛頓第二定律有
設(shè)抽屜的運動時間為,根據(jù)運動學(xué)公式可得
此時書本的速度為
書本通過的位移大小為
此后書本經(jīng)過速度減為0,則有
則書本最終停止時,書本和抽屜因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為
15. 如圖所示豎直平面內(nèi)有坐標系,第二象限內(nèi)有平行金屬板AB和CD,兩板間電壓大小為U,AB板帶正電。兩板長度和距離均為,CD板與x軸重合,BD與y軸重合。在第一、四象限內(nèi)有一圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直坐標系向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,圓形區(qū)域的圓心坐標為。絕緣足夠長彈性擋板平行x軸放置,并于圓形區(qū)域相切。兩完全相同的帶正電粒子a和b同時從平行板左側(cè)沿x軸正向射入兩板間,a粒子從上板左邊緣射入,從右側(cè)兩板距離中點離開,b粒子從兩板左側(cè)中點射入。a粒子進入磁場后速度方向偏轉(zhuǎn)90°離開磁場,兩粒子離開磁場后與擋板發(fā)生彈性碰撞,不計粒子重力,求:
(1)粒子的比荷。
(2)兩粒子第一次離開磁場的時間差值。
(3)兩粒子與擋板EF相碰后經(jīng)過x軸的點間距離多大。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【詳解】(1)a粒子運動軌跡如圖所示,設(shè)粒子初速度為
在電場中有,,
a粒子離開電場時的速度為v,v與初速度方向夾角為α,有,
解得,
a粒子45°角正對圓心由P點進入磁場,偏轉(zhuǎn)90°從Q點離開磁場,由幾何關(guān)系可知粒子在磁場中的軌跡半徑為
結(jié)合
解得
(2)a粒子離開電場到進入磁場前時間為
a粒子在磁場中運動的軌跡為四分之一圓周,在磁場中運動時間為
粒子b在電場中離開時的速度與粒子a相同,與a粒子同方向進入磁場,軌跡半徑也為,b粒子也從Q點離開磁場,由幾何關(guān)系可得軌跡圓心角為135°,(磁匯聚)沿y軸正向離開磁場
b粒子在磁場中時間為
兩粒子第一次離開磁場的時間差為
解得
(3)a粒子離開磁場后與擋板相碰,經(jīng)過x軸上H點,由幾何關(guān)系得
b粒子沿y軸正向離開磁場后與擋板相碰后沿y軸負向進入磁場,因其軌跡半徑等于磁場圓半徑,則粒子b從圓邊界與x軸交點N離開磁場(磁匯聚),可知
這是一份2024屆河南省信陽市高三上學(xué)期第二次教學(xué)質(zhì)量檢測(二模)(2月)-物理試題(含答案),共6頁。
這是一份河南省信陽市2024-2025學(xué)年高三第二次教學(xué)質(zhì)量檢測物理試卷(PDF版,含解析),共13頁。
這是一份河南省信陽市2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期1月第二次教學(xué)質(zhì)量檢測物理試題(PDF版附解析),文件包含高三物理答案pdf、信陽市2024-2025學(xué)年普通高中高三第二次教學(xué)質(zhì)量檢測物理pdf等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共13頁, 歡迎下載使用。
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