文档文本内容
物 理
(物理测试共4页,满分100分;时间75分钟。)
一、选择题:共10题,共43分。
(一)单项选择题:共7题,每题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. 现代家庭生活中常用到电磁炉。电磁炉工作时,炉盘上放置的下列器具不能发热的是
A.铁锅 B.铝锅 C.不锈钢锅 D.陶瓷锅
2. 如题2图所示,某顾客在商场随匀速运行的自动扶梯下楼(二者无相对移动),则扶梯对该顾客的作用力方向
A.竖直向下
B.竖直向上
C.水平向左
D.水平向右
题2图
3. 如题3图所示,BCGF是两个完全相同的正方体的公共面,B、C两点分别固定有两个等量正点电荷,M、N
kq
分别是棱EH、IJ的中点。已知点电荷在其周围某点产生的电势= (其中k为静电力常量,q为点电荷的
r
电荷量,r为该点到点电荷的距离),则下列说法正确的是 D C
+q
L
B K
A.M点与N点的电势相等 A
+q
B.M点与N点的电场强度相同 H G
J
M
C.负试探电荷在M点的电势能大于其在N点的电势能 N
E F I
D.沿FG连线移动一正试探电荷,电场力对该试探电荷始终不做功 题3图
4. 为估测某水库的库容,取一瓶无毒的某放射性元素的水溶液,已知该放射性元素的半衰期是8d,测得这瓶
溶液每分钟衰变N 次。现将这瓶溶液倒入水库,经过时间40d后在该水库中取水样1m3(可认为溶液已均
1
匀分布),测得水样每分钟衰变N 次。据此可以估算,该水库中水的体积为
2
N 32N 5N N
A. 1 m3 B. 1 m3 C. 1 m3 D. 1 m3
32N N N 5N
2 2 2 2
5. 如题5图所示,在一厚度为d、上下表面平行且足够大的均质玻璃砖的下表面放置一单色点光源S,在其上
表面可观测到一直径为D的圆形光亮区域。只考虑首次从点光源直接射向玻璃砖上表面的光线,则该玻璃
砖对该单色光的折射率为
D 2d
A. B.
d
2d D
C. ( 2d )2+ 1 D. ( 2D )2+ 1 S
D d
题5图
6. 如题6图所示,光滑固定轨道ABC左侧为1/4圆弧轨道、右侧为水平轨道,两轨道在B点平滑连接,圆弧
半径为R。一小球(可视为质点)从圆弧轨道的最高点A处由静止 A O
释放后沿轨道ABC运动,不计空气阻力,则下列关于该小球运动的 R
加速度的平方a2与其水平位移x的关系图像,可能正确的是
B 题6图 C
a2 a2 a2 a2
O x O x O x O x
A B C D7. 某小组同学利用人工智能模拟“风洞”实验。如题7图所示,整个竖直平面内存在与竖直方向夹角为θ的恒
力风,现将一小球以速度v 水平抛出,小球在该竖直平面内运动且所受风力大小是其重力的一半。其他条
0
件不变,若在该竖直平面内任意改变角θ的大小,则该小球在所有运动过程中的最小速度大小为
1
A. v
3 0 风
1
B. v
2 0 v
小球 0
θ
3
C. v
4 0
D. 3 v 题7图
2 0
(二)多项选择题:共3题,每题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选
对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 2026年1月20日,“藏粤直流工程”广东段线路开工建设,计划2029年全线投运,其远距离全程输电采用
的是±8.0×105V特高压直流输电技术(额定输电电压为1.6×106V),额定输电容量为1.0×1010W,是全
球首个四端特高压柔性直流工程。则下列说法正确的是
A.该工程的直流输电线可直接接入变压器输电
B.该工程的直流输电线不可直接接入变压器输电
C.该工程直流输电线上的电流等于1.25×104A
D.该工程直流输电线上的电流等于6.25×103A
9. 如题9图所示,某卫星在椭圆轨道Ⅰ上绕地球运行,其中O为近地点,P为远地点。当该卫星运动至P点
时变轨进入圆形轨道Ⅱ,则下列说法正确的是
Ⅱ
Ⅰ
A.该卫星在轨道Ⅱ上运行的速度大于11.2km/s
O 地球 P
B.该卫星沿轨道Ⅰ运行时,在O点的速度大于在P点的速度
C.该卫星沿轨道Ⅰ运行时,在O点的加速度大于在P点的加速度 卫星
D.该卫星在P点从轨道Ⅰ变轨进入轨道Ⅱ时,需要向前喷气减速 题9图
10.某均匀介质中,两个波源在t=0时刻同时开始振动,产生持续的简谐横波。该介质中与这两个波源分别相
距r 、r 的一质点的振动图像如题10图所示,其振幅为A。已知t 与t 、t 与t 的时间间隔均为T,则下列
1 2 1 2 2 3
说法正确的是 y
r r A
A.这两个波源产生的简谐横波的波速v 1 2
T t
O t 2 t t
B.这两个波源产生的简谐横波的振幅相等 1 3
-A
C.这两个波源的起振方向相同
题10图
r r
D.稳定时,该介质中与这两个波源的距离差为 1 2 的质点的振幅为3A
2
二、非选择题:共5题,共57分。
11.(7分)
某学习小组将一厚度均匀的塑胶面平整地贴在水平长木板上,来探究“该塑胶面与某运动鞋底面之间的动摩
擦因数μ”。主要实验步骤如下:
F /N
n
4.4
4.2
固 4.0
低速直流 运动鞋 力传感器 定 3.8
塑胶面 木
电动机 3.6
v 板
3.4
实验平台
3.2
+ - 水平长木板
电源
3.0 n/个
0 1 2 3 4 5 6
题11图1 题11图2
①如题11图1所示,贴有塑胶面的水平长木板用水平细线连接电动机,运动鞋用水平细线连接力传感器;
②接通电源,调节电动机的输入电压,使电动机低速缓慢拉动长木板,稳定时记录力传感器的示数F;
③在运动鞋中分别添加n个(n=1,2,3,4,5)质量均为50g的钩码,重复步骤②,进行多次实验,并
记录相应的力传感器示数F ;
n
④关闭电源,处理数据。根据所得实验数据,作出F 与n的关系图像如题11图2所示。
n
请回答下列问题:
(1)根据图像可知,该塑胶面与该运动鞋之间的正压力越大,它们之间的滑动摩擦力 (选填“越大”
或“越小”)。
(2)若重力加速度g取9.8m/s2,则由图像可得:该塑胶面与该运动鞋底面之间的动摩擦因数μ= ,
该运动鞋的质量约为 kg。(结果均保留两位有效数字)
12.(9分)
已知题11中使用的低速直流电动机正常工作时的额定电压为3V,为探究该电动机工作时的电流I与电压U
之间的关系,该小组同学又设计了如题12图1所示的电路图来进行实验探究。所用实验器材有:电压表(量程
0~3V,内阻约1500Ω),电流表(量程0~400mA,内阻约0.6Ω),滑动变阻器R,学生电源(可提供0~12V
的交、直流电,内阻不计),单刀双掷开关S及导线若干。
I/A
(1)实验时在 B、C 两端接入学生电
0.3
源,电源旋钮应调至4V
B
0.2
(选填“直”或“交”)流挡。在 a M V
接通学生电源的开关前,滑动变 R 1 S 0.1
b
A 2
阻器的滑片应调至 (选填
C
0
U/V
1 2 3 4
“a”或“b”)端。 题12图1 题12图2
(2)正确连接电路后,接通学生电源的开关,移动滑动变阻器的滑片,记录多组电压表示数U和电流表示
数I,并作出I-U关系图像如题12图2所示。由此可知,为减小实验误差,题12图1中的开关S应
与 (选填“1”或“2”)连接。
(3)实验中,当滑动变阻器的滑片移至a、b间4/5位置时(滑片到a端的距离为ab总长的4/5),电压表
示数为3.0V,若此时电动机突然被卡死但马上又正常工作,则结合题12图2可知:电动机被卡死不
转的瞬间,该电动机的输入功率约为 W(结果保留两位有效数字)。13.(10分)
如题13图1所示,某圆柱体绝热气缸开口向上竖直放置,缸内用一质量为m、横截面积为S 的水平绝热活
0
塞封闭着一定质量的理想气体。t=0时刻活塞静止,活塞距气缸底部的高度为h。一阻值为R的电热丝密封在气
缸内,电热丝两端与N匝横截面积为S 的线圈相连,线圈总电阻为r,其余电阻不计。线圈内充满垂直线圈平面
1
的匀强磁场,其磁感应强度按题13图2所示规律变化(其中B 、t 已知);t=t 时刻撤去磁场,经过足够长时间
0 0 0
后,活塞距气缸底部的高度变为1.1h。已知外界大气压强恒为p ,重力加速度为g,活塞可在气缸内无摩擦滑动
0
且不漏气,电热丝的体积、活塞及气缸底部的厚度均忽略不计,电热丝产生的焦耳热完全被气体吸收。求:
(1)0~t
0
时间段内,通过电热丝的电荷量及 B/T
活塞 线圈
气 B
电热丝产生的焦耳热; 0
缸
电热丝 B
(2)从t=0时刻开始,经过足够长时间后,
气缸内气体内能的增加量。 O t t/s
0
题13图1 题13图2
14.(13分)
如题14图所示,矩形区域abcd内充满垂直该区域向里的匀强磁场,其中ab=2 3L,ad=4L。ad边的中
点S处有一可视为质点的粒子源,在该区域内沿ab方向持续发射出质量均为m、电荷量均为q、速率范围为v ~
0
3v 的所有带电粒子,其中速率为2v 的粒子恰好从b点射出磁场。若在该区域内叠加一平行于该区域且范围足
0 0
够大的匀强电场(未画出),则速率为2v
0
的粒子恰好做匀速直线运动。
a b
不计粒子重力、粒子间的相互作用及碰撞。
(1)求匀强磁场的磁感应强度大小B。
S v
(2)求匀强电场的电场强度E。
(3)若保留电场、撤去磁场,其他条件不变,求粒子在
该区域内运动的最长时间与最短时间之比。 d c
题14图
15.(18分)
如题15图所示,足够长的水平地面上静置有两个质量分别为3m、2m的木块A、B,两木块与地面间的动摩
擦因数均为。初始时刻,A、B两木块之间有一质量为m的
v
0
小车以初速度v 水平向右运动,两木块和小车在同一直线上。
0
B A
已知小车与两木块间的碰撞均为一维弹性碰撞,重力加速度为
题15图
g,碰撞时间、空气阻力及小车与地面间的摩擦均不计。
(1)求小车与木块A发生第一次碰撞后瞬时,小车和木块A各自的速度。
(2)计算说明:小车每次与木块碰撞前瞬时,木块均处于静止状态。
(3)求从初始时刻到三者均停止运动,A、B两木块各自运动的距离。物理 参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B A A C C D BD BC AD
解析:
1.D。电磁炉的工作原理是“电磁感应”,工作时不能使炉盘上面放置的陶瓷锅发热,D正确;故选D。
2.B。顾客相对地面做匀速直线运动,处于平衡状态,扶梯对顾客的作用力方向竖直向上,B正确;故选B。
3.A。由对称性知,M点与N点的电势相等,故负电荷在M点的电势能与在N点的电势能相同,A正确,C错
误;由电场强度的矢量叠加知,M点与N点的电场强度方向不同,B错误;沿FG连线移动正试探电荷,
因电荷所受电场力并非始终垂直于运动方向,故电场力先做负功后做正功,D错误;故选A。
1 1
4.A。经过时间40d后剩余放射性元素是原来的( )5,所以整个水库中每分钟衰变的次数也变为原来的( )5,
2 2
1
( )5N
因此水库中水的体积V 2 1 1m3 N 1 m3,A正确;故选A。
N 32N
2 2
D
5.C。由题知,该单色光在圆形光亮区域的边缘处恰好发生全反射,由n 1 ,sinC 2 可得,折
sinC D
d2( )2
2
2d
射率n ( )2 1,C正确;故选C。
D
6.C。小球在水平轨道上匀速运动,加速度为0,因此只需考虑在圆弧轨道上的运动。如答图1所示,设小球运
1
动至圆弧轨道上某处时速度为v、水平位移为x、经过的圆心角为θ,由mgRsin mv2得,此时小球在
2
v2
该处的法向加速度a
1
R
2gsin,切向加速度a
2
gcos,
A
x R-x
O
θ
T
合加速度的平方a2 a2a2 g2(43cos2)(由几何关系可
1 2 a 1 R
x x
知,其中cos1 ),因此a2 3g2( 1)2 4g2,又结合 θ a
2
R R B C
mg
0≤x≤R可知,正确的a2-x关系图像为C;故选C。 答图1
g
7.D。由题知,风力提供的加速度恒为a ,小球所受合加速度(等效重力加速度g )是a与重力加速度g的
1
2
风
矢量和,结合抛体运动规律易知,最小速度就是v 在垂直“等
0
效重力加速度”方向的分速度(即匀速分运动的速度大小),由 v
0
α θ
v
矢量三角形定则(如答图2)可知,当a与g
1
垂直时,小球运 g
1
α min
g
动的最小速度即为所有运动过程中的最小速度,由几何关系易 a
θ
1 3
得sin ,v v cos v ,D正确;故选D。 答图2
2 min 0 2 0
8.BD。该工程的直流输电线上电流恒定,不能直接接入变压器,A错误,B正确;由P=UI可知,输电线上的
电流等于6.25×103A,C错误,D正确;故选BD。9.BC。卫星在轨道Ⅱ上运行的速度小于7.9km/s,A错误;卫星在轨道Ⅰ上从近地点O向远地点P运动时,万
GM
有引力做负功,速度减小,因此在O点的速度大于在P点的速度,B正确;根据a 可知,沿轨道
r2
Ⅰ运行时,在O点的加速度大于在P点的加速度,C正确;轨道Ⅱ为高轨道,卫星沿轨道Ⅰ运动至P
点时,应加速做离心运动才能进入轨道Ⅱ,因此需要向后喷气加速,D错误;故选BC。
10.AD。由图知,t 时刻后两列波发生稳定的干涉,这两列波的频率相同,波速相同,波长也相同。t 时刻,第
2 1
r r r r
1列波到达该质点处,t 时刻第2列波到达该质点处,可知波速v 1 2 1 2 ,波长 r r ,
2 t t T 1 2
2 1
A正确;合成波在该质点处的叠加为干涉减弱,故这两列波的振幅分别为A、2A,B错误;由图易知,
这两列波在该质点处的起振方向相反,即这两个波源的起振方向相反,C错误;该介质中与这两个波
r r
源的距离差为 1 2 的质点是干涉加强点,故振幅为3A,D正确;故选AD。
2 2
11.(7分)
(1)越大(2分)
(2)0.61(0.57~0.65均可)(2分) 0.47(0.42~0.52均可)(3分)
解析:
(2)由F (nmM)g,得F mgnMg,结合图像的斜率k 0.3mg,解得0.61;在该直线上任
n n
取一点坐标,代入F mgnMg中,解得M 0.47kg。
n
12.(9分)
(1)直(2分) a(2分)
(2)1(2分)
(3)1.4(1.2~1.6均可)(3分)
解析:
1.2V 40
(2)由I-U图像可知,电动机内阻r ,为减小实验误差,电流表应外接,故开关S应接“1”。
M 0.21A 7
(3)方法一:由I-U图像可知,当U≤1.2V时,电动机未转动,可视为纯电阻;之后电动机开始转动。当电动
机正常工作且电压表示数为3.0V时,电流表示数为0.27A,设滑动变阻器上、下两部分的电阻分
3 1 100
别为 R 、R ,则R 4R ,由电路中的电压、电流关系可得 0.27 ,解得R ,
1 2 1 2 R R 1 27
1 2
25 40
R ;电动机被卡死瞬间,电动机视为纯电阻且r ,此时电动机与滑动变阻器并联
2 27 M 7
r R 200 R 864
后的电阻R M 1 ,电动机两端的实际电压U 并 E V2.83V,因此,
并 r R 89 M R R 305
M 1 并 2
U2
卡死不转瞬间电动机的输入功率P M 1.4W。
M r
M方法二:由I-U图像可知,当电动机正常工作且电压表示数为3.0V时,电流表示数为0.27A,设滑动变阻
3 1 100 25
器上、下两部分的电阻分别为R 、R ,则R 4R ,且 0.27 ,解得R ,R ,
1 2 1 2 R R 1 27 2 27
1 2
RR 20
此时将R 、R 和学生电源视为一个“等效电源”,则“等效电源”内阻r 1 2 ,电动
1 2
R R 27
1 2
势EU Ir3.2V,在同一坐标图中作出“等效电源”的I-U图像如答图3所示(对应直线l );
1
电动机被卡死瞬间,电动机视为纯电阻且
40
r (对应直线l ),此时电动机的实际电
M 7 2
l 2 l 1
压和电流就是直线l
1
和l
2
的交点坐标,结合坐标 I/A
0.3
图可以读出,交点坐标对应的电压U 2.8V,
M
0.2
U2
电动机的输入功率P M 1.4W。
M r
M 0.1
(提示:也可通过列出直线l 和l 的解析式来求
1 2
交点坐标,或利用刻度尺作平行线让交点出现在坐 0 1 2 3 4
U/V
标图上等方法来读取交点坐标) 答图3
13.(10分)
解:(1)由图2可知,0~t 时间段内,线圈中产生的感应电动势为定值
0
Φ NS B
感应电动势:N 1 0 ,感应电流:I (1分)
t t Rr
0
NB S
通过电热丝的电荷量:qIt (1分),解得:q 0 1 (1分)
0 Rr
N2B2S2R
电热丝产生的焦耳热:QI2Rt (1分),解得:Q 0 1 (1分)
0 (Rr)2t
0
(2)缸内气体发生等压变化,设缸内气体压强为p
t=0时刻,对活塞有: pS p S mg(1分)
0 0 0
从t=0时刻开始,经过足够长时间后,气体对外做功:W pS (1.1hh)(1分)
0
由热力学第一定律有:U QW (1分)
O
N2B2S2R (p S mg)h R
联立解得:U 0 1 0 0 (2分) R-2L
(Rr)2t 10
0
2 3L
a b
14.(13分)
2L
解:(1)速率为2v 的粒子在磁场中运动的轨迹如答图4所示
0
设该粒子在磁场中做圆周运动的半径为R S 2v 0
由几何关系有:(R2L)2 (2 3L)2 R2(1分)
d c
解得:R4L(1分) 答图4(2v )2 mv
又由q2v Bm 0 (1分),解得:B 0 (1分)
0 R 2qL
(2)粒子仅在磁场中运动时向上方偏转,由左手定则知粒子带正电
加上匀强电场后,根据平衡条件有:q2v BqE(1分)
0
mv2
解得:E2v B 0 (1分),方向:沿ad方向(1分)
0 qL
(3)设速度大小为v的粒子恰好从c点离开矩形区域(如答图5)
2 3L
a b
1 qE
由类平抛运动有:2 3Lvt(1分),2L t2(1分) E
2 m
联立解得:v 3v (1分)
0 S v
3v
0
由分析易知: 3v <v≤3v 的粒子将从bc边离开, 2L
0 0
v ≤v≤ 3v 的粒子将从dc边(含c点)离开 d v 0 c 3v 0
0 0
答图5
2 3L
速度为3v 的粒子在电场中运动的时间最短:t (1分)
0 min 3v
0
1 qE 2L
v ≤v≤ 3v 的粒子在电场中运动的时间最长且相等,由2L t2 得:t (1分)
0 0 2 m max max v
0
t
因此粒子在矩形区域内运动的最长时间与最短时间之比: max 3(1分)
t
min
15.(18分)
解:(1)设小车与A第1次碰撞后瞬时速度分别为v 、v ,以水平向右为正方向
1 A1
1 1 1
由弹性碰撞有:mv mv 3mv (1分), mv2 mv2 3mv2 (1分)
0 1 A1 2 0 2 1 2 A1
v v
联立解得:v 0 ,方向水平向左(1分);v 0 ,方向水平向右(1分)
1 2 A1 2
(2)A第1次被碰后做匀减速直线运动,加速度大小ag
v v v2 v2
当A第1次停止运动时,历时t A1 0 (1分),位移大小x A1 0 (1分)
A1 a 2g A1 2a 8g
设A、B两木块的初始间距为L ,则
1
L 2L
第1次与B碰撞前,小车向左运动的时间:t 1 1
车左1 v v
1 0
1 1 1
小车第1次与B碰撞过程中:mv mv 2mv , mv2 mv2 2mv2
1 2 B1 2 1 2 2 2 B1
1 v 2v v
联立解得:v v 0 (水平向右)(1分),v 1 0 (水平向左)(1分)
2 3 1 6 B1 3 3
小车第2次与A碰撞前,若A已经静止,则:L x 6L 3v
小车第1次与B碰后向右运动的时间:t 1 A1 1 0
车右1 v v 4g
2 0
8L 3v
小车第1、2次与A碰撞的时间间隔:t t t 1 0 >t (1分)
车1 车左1 车右1 v 4g A1
0
因此,小车第2次与A碰撞前瞬时,A已处于静止状态
v v
B第1次被碰后到停止运动,历时:t B1 0 <t (1分)
B1 a 3g 车右1
因此,小车第2次与B碰撞前,B也已处于静止状态
以此类推……同理可知:
8L 3v v
小车第2、3次与A碰撞的时间间隔:t 2 2 >t 2
车2 v 4g A2 2g
2
8L 3v v
小车第n、(n1)次与A碰撞的时间间隔:t n 2(n1)>t 2(n1) (其中n=1,2,3,…)
车n v 4g An 2g
2(n1)
说明:小车每次与A碰撞前瞬时,A均处于静止状态(1分,需写出必要的判断依据或过程方能得分)
6L 3v v
小车第2次与B碰后向右运动的时间:t 2 2 >t 2
车右2 v 4g B2 3g
2
6L 3v v
小车第n次与B碰后向右运动的时间:t n 2(n1)>t 2(n1) (其中n=1,2,3,…)
车右n v 4g Bn 3g
2(n1)
说明:小车每次与B碰撞前瞬时,B均处于静止状态(1分,需写出必要的判断依据或过程方能得分)
综上可知:小车每次与木块碰撞前瞬时,木块均处于静止状态
1 1 v
(3)小车第n次与A碰撞后瞬时,A的速度:v ( )n( )n1v 0 (其中n=1,2,3,…)(1分)
An 2 3 0 2n3n1
2 v
小车第n次与B碰撞后瞬时,B的速度:v v 0 (其中n=1,2,3,…)(1分)
Bn 3 An 2n13n
v2 v2
A第n次被碰后,运动的位移:x An 0 (其中n=1,2,3,…)(1分)
An 2g 22n132(n1)g
v2 v2
B第n次被碰后,运动的位移:x Bn 0 (其中n=1,2,3,…)(1分)
Bn 2g 22n132ng
v2 1 v2 1
显然:x 是首项为 0 、公比为 的等比数列,x 是首项为 0 、公比为 的等比数列
An 8g 36 Bn 18g 36
因此,从初始时刻到三者均停止运动,
v2
0
8g 9v2
A运动的距离:x 0 (1分)
A 1 70g
1
36
v2
0
18g 2v2
B运动的距离:x 0 (1分)
B 1 35g
1
36