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【精品解析】2025屆江蘇省南通市海門實(shí)驗(yàn)學(xué)校高三下學(xué)期第一次達(dá)成度檢測(cè)考試物理試卷

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【精品解析】2025屆江蘇省南通市海門實(shí)驗(yàn)學(xué)校高三下學(xué)期第一次達(dá)成度檢測(cè)考試物理試卷

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2025屆江蘇省南通市海門實(shí)驗(yàn)學(xué)校高三下學(xué)期第一次達(dá)成度檢測(cè)考試物理試卷
1.(2025·海門模擬)光電管可將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。如圖所示為某光電管的工作電路圖,用某單色光照射在陰極K上,有電信號(hào)從電阻R兩端輸出。下列方式一定能使R兩端電壓增大的是(  )
A.保持其他條件不變,將滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng)
B.保持其他條件不變,將滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng)
C.保持其他條件不變,增大照射光的強(qiáng)度
D.保持其他條件不變,減小照射光的強(qiáng)度
2.(2025·海門模擬)白熾燈正常發(fā)光時(shí),其消耗的電能約有10%的部分用于產(chǎn)生可見光。如圖所示,白熾燈發(fā)出的白光通過元件M照射到光屏P上。下列說法中正確的是(  )
A.如果M是單縫屏,光屏上出現(xiàn)的衍射圖樣中央是紅色亮條紋
B.如果M是單縫屏,光屏上出現(xiàn)的衍射圖樣中央是白色亮條紋
C.如果M是偏振片,沿水平軸線旋轉(zhuǎn)M,光屏上光的顏色將發(fā)生變化
D.如果M是偏振片,沿水平軸線旋轉(zhuǎn)M,光屏上光的亮度將發(fā)生周期性的變化
3.(2025·海門模擬)如圖示,某運(yùn)動(dòng)員在足球場上進(jìn)行“帶球突破”訓(xùn)練。運(yùn)動(dòng)員沿邊線將足球向前踢出,足球沿邊線運(yùn)動(dòng),為控制足球,又向前追上足球,下列可能反映此過程的v-t圖像和x-t圖像是(  )
A. B.
C. D.
4.(2025·海門模擬)關(guān)于天體的一些信息如圖表所示,僅利用表中信息不能估算出下列哪個(gè)物理量(  )
地球公轉(zhuǎn)周期 約365天 地球表面重力加速度 約9.8m/s2
地球自轉(zhuǎn)周期 約24小時(shí) 地球半徑 約6400km
月球公轉(zhuǎn)周期 約27天 引力常量
A.地心到月球中心的距離 B.月球的質(zhì)量
C.地球的第一宇宙速度 D.地球靜止衛(wèi)星距離地面的高度
5.(2025·海門模擬)在2024年世界杯男子61公斤級(jí)舉重比賽中,中國選手李發(fā)彬奪得金牌,為祖國贏得榮譽(yù)。在抓舉項(xiàng)目中,運(yùn)動(dòng)員首先從地面拉起杠鈴,當(dāng)杠鈴到達(dá)下腹部時(shí),運(yùn)動(dòng)員身體快速下沉至杠鈴下面,將杠鈴舉過頭頂成穩(wěn)定的蹲姿,如圖所示由①經(jīng)過②達(dá)到③的狀態(tài);然后運(yùn)動(dòng)員由③所示的狀態(tài)加速達(dá)到④狀態(tài)后再減速至⑤狀態(tài),即舉起杠鈴到雙腿站直保持靜止。對(duì)于運(yùn)動(dòng)員由③狀態(tài)至⑤狀態(tài)的過程,下列說法正確的是(  )
A.地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做正功
B.杠鈴先超重后失重
C.在舉起杠鈴的過程中,運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴的作用力一直大于杠鈴對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力
D.當(dāng)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)第⑤個(gè)狀態(tài)后,其兩只手臂的夾角越小,兩手受到的壓力越大
6.(2025·海門模擬)霓的形成原理與彩虹大致相同,是太陽光經(jīng)過水珠的折射和反射形成的,簡化示意圖如圖所示,其中a、b是兩種不同頻率的單色光,下列說法正確的是(  )
A.霓是經(jīng)過2次折射和1次全反射形成的現(xiàn)象
B.光束a、b通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉,a光的相鄰亮條紋間距大
C.b光在玻璃中的傳播速度比a光在玻璃中的傳播速度大
D.若a光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則b光也一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)
7.(2025·海門模擬)如圖所示,一光滑的輕滑輪用細(xì)繩OO 懸掛于O點(diǎn),另一細(xì)繩跨過滑輪,其一端懸掛物塊a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b。若F為水平拉力,且在F的作用下,物塊a豎直向上勻速運(yùn)動(dòng)了一小段距離,不計(jì)空氣阻力,則在此過程中,下列說法中正確的是(  )
A.物塊b做加速運(yùn)動(dòng)
B.繩OO 的張力將增大
C.物塊b與桌面間的摩擦力將增大
D.拉力F做的功等于a、b所組成的系統(tǒng)增加的機(jī)械能
8.(2025·海門模擬)如圖所示,光滑水平地面上有一輛靜止小車,車上固定一個(gè)螺線管,螺線管通過電阻R連成通路。虛線表示一光滑絕緣軌道穿過線圈內(nèi)部,一個(gè)條形磁鐵,N極向右,可以沿著軌道運(yùn)動(dòng),且磁鐵、軌道和線圈不接觸。現(xiàn)推動(dòng)一下磁鐵,使它獲得向右的初速度,下列說法正確的是(  )
A.磁鐵在運(yùn)動(dòng)過程中,速度可能為零
B.當(dāng)磁鐵處于線圈正中位置時(shí),磁鐵和小車的總動(dòng)能最小
C.當(dāng)磁鐵向小車運(yùn)動(dòng)時(shí),電阻R中的電流方向由A向B,磁鐵和小車的總動(dòng)量減少
D.若磁鐵穿過了線圈并逐漸遠(yuǎn)離線圈,則此時(shí)電阻R中的電流方向由B向A,磁鐵和小車的總動(dòng)能減少
9.(2025·海門模擬)2024年6月25日,嫦娥六號(hào)攜帶著從月球背面采來的樣品成功返回地球,這標(biāo)志著我國的嫦娥探月工程又向前邁出了一大步。比嫦娥六號(hào)先行著陸月球的嫦娥四號(hào),其上裝有核電池,可在月夜低溫環(huán)境下采集溫度信息。核電池將衰變釋放核能的一部分轉(zhuǎn)換成電能,的衰變方程為,下列說法正確的是(  )
A.衰變方程中的x等于3
B.由組成的射線的電離能力比射線的強(qiáng)
C.的比結(jié)合能比的比結(jié)合能大
D.的中子數(shù)為92
10.(2025·海門模擬)如圖所示,帶正電的小球P與小定滑輪O固定在同一豎直面上,用繞過滑輪O的絕緣細(xì)線拉住帶電小球Q,Q靜止時(shí)兩球恰好位于同一水平面,且。現(xiàn)用力拉細(xì)線上端使Q緩慢上移,直至P、Q連線與水平方向的夾角為60°,此過程中P、Q兩球的帶電荷量保持不變。則(  )
A.P、Q間的庫侖力一直減小
B.庫侖力對(duì)Q一直做正功
C.Q的電勢(shì)能一直增大
D.細(xì)線拉力對(duì)Q做的功等于Q重力勢(shì)能的增加量
11.(2025·海門模擬)如圖1所示,兩波源和分別位于與處,以為邊界,兩側(cè)為不同的均勻介質(zhì)。時(shí)兩波源同時(shí)開始振動(dòng),其振動(dòng)圖像相同,如圖2所示。時(shí)與兩處的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)。不考慮反射波的影響,則(  )
A.時(shí)兩列波開始相遇
B.在間波的波長為
C.兩列波疊加穩(wěn)定后,處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)減弱
D.兩列波疊加穩(wěn)定后,在間共有7個(gè)加強(qiáng)點(diǎn)
12.(2025·海門模擬)某實(shí)驗(yàn)小組為了測(cè)定小物塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,力傳感器可以測(cè)出輕繩的拉力大小,滑輪及輕繩質(zhì)量不計(jì),重力加速度g取。
①按圖甲所示裝置安裝實(shí)驗(yàn)器材,圖中長木板保持水平;
②在砂桶內(nèi)放入一定質(zhì)量的砂子,小物塊靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,釋放小物塊,打出一條紙帶,同時(shí)記錄力傳感器的讀數(shù);
③利用紙帶計(jì)算小物塊的加速度;
④改變砂桶內(nèi)砂子的質(zhì)量,重復(fù)步驟②③;
⑤以小物塊加速度a為縱坐標(biāo),力傳感器讀數(shù)F為橫坐標(biāo),作出圖像如圖乙所示。
回答下列問題:
(1)砂子與砂桶的總質(zhì)量   (選填“需要”或“不需要”)遠(yuǎn)小于小物塊的質(zhì)量。
(2)通過圖乙可以求得小物塊的質(zhì)量為   kg;小物塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)   。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(3)考慮系統(tǒng)誤差,的測(cè)量值與真實(shí)值相比   (選填“偏大”“偏小”或“不變”)。
(4)平衡了摩擦力后,在小物塊質(zhì)量M保持不變的情況下,不斷往砂桶里加砂,直到砂和砂桶的質(zhì)量最終達(dá)到M。作的圖像如圖所示。下列圖線正確的是 。
A. B.
C. D.
13.(2025·海門模擬)如圖甲所示為交流發(fā)電機(jī)示意圖,用導(dǎo)體做的兩個(gè)電刷E、F分別壓在兩個(gè)滑環(huán)上,線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過滑環(huán)和電刷保持與外電路連接,已知外電路電阻R=5Ω,圖示線圈匝數(shù)n=50匝(其電阻可忽略不計(jì)),穿過該線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示,求:
(1)發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的瞬時(shí)值表達(dá)式;
(2)電流表的讀數(shù)。
14.(2025·海門模擬)研究表明,新冠病毒耐寒不耐熱,溫度在超過56℃時(shí),30分鐘就可以滅活。如圖,含有新冠病毒的氣體被輕質(zhì)絕熱活塞封閉在絕熱氣缸下部內(nèi),氣缸頂端有一絕熱閥門,氣缸底部接有電熱絲。缸內(nèi)被封閉氣體初始溫度℃,活塞位于氣缸中央,與底部的距離,活塞和氣缸間的摩擦不計(jì)。
(1)若閥門始終打開,電熱絲通電一段時(shí)間,穩(wěn)定后活塞與底部的距離,持續(xù)30分鐘后,試分析說明內(nèi)新冠病毒能否被滅活?
(2)若閥門始終閉合,電熱絲通電一段時(shí)間,給缸內(nèi)氣體傳遞了的熱量,穩(wěn)定后氣體內(nèi)能增加了,求此過程氣體的內(nèi)能增加量。
15.(2025·海門模擬)如圖所示的裝置放在水平地面上,該裝置由弧形軌道、豎直圓軌道、水平直軌道AB和傾角θ=37°的斜軌道BC平滑連接而成。將質(zhì)量m=0.2kg的小滑塊從弧形軌道離地高H=2.0m的M處靜止釋放。已知滑塊與軌道AB和BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.25,弧形軌道和圓軌道均可視為光滑,忽略空氣阻力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)小滑塊運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)的速度大小;
(2)若滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為6N,求豎直圓軌道的半徑;
(3)若LAB=LBC=2.0m,試確定滑塊最終停止的位置。
16.(2025·海門模擬)為探測(cè)射線,威耳遜曾用置于勻強(qiáng)磁場或電場中的云室來顯示它們的徑跡。某研究小組設(shè)計(jì)了電場和磁場分布如圖所示,在平面(紙面)內(nèi),在區(qū)間內(nèi)存在平行y軸的勻強(qiáng)電場,。在的區(qū)間內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,。一未知粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)與x正方向成角射入,在坐標(biāo)為的P點(diǎn)以速度垂直磁場邊界射入磁場,并從射出磁場。已知整個(gè)裝置處于真空中,不計(jì)粒子重力,。求:
(1)該未知粒子的比荷;
(2)勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度E的大小及右邊界的值;
(3)如右圖所示,若偏轉(zhuǎn)磁場中磁感應(yīng)強(qiáng)度由邊界至由左向右在間距均為(很小)中,第一個(gè)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,下面各區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度依次為、、……,當(dāng)粒子能達(dá)到磁場右側(cè)邊界(達(dá)到邊界就被吸收),求應(yīng)當(dāng)滿足的條件。[當(dāng)時(shí),取]
答案解析部分
1.【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】光電效應(yīng)
【解析】【解答】本題是對(duì)愛因斯坦光電效應(yīng)方程的常規(guī)考查,只需要學(xué)生了解光電流的產(chǎn)生原因和增大光電流的辦法,就可以正確選擇。AB.保持其他條件不變,將滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng),光電管電壓減小,但如果此時(shí)仍然達(dá)到飽和電流,則光電流不變,則R兩端電壓不變;如果此時(shí)沒有達(dá)到飽和電流,光電流減小,R兩端電壓減小,可知滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng),R兩端電壓可能不變,也可能減小;同理將滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng),光電管電壓增大,如果已達(dá)到飽和電流,則光電流不變,則R兩端電壓不變;如果此時(shí)沒有達(dá)到飽和電流,光電流增大,R兩端電壓增大,可知滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng),R兩端電壓可能不變,也可能增大,故AB錯(cuò)誤;
CD.根據(jù)光電效應(yīng),增加光照強(qiáng)度會(huì)增加單位時(shí)間內(nèi)照射到陰極的光子數(shù),從而增加發(fā)射出來的光電子數(shù)。光電子數(shù)量的增加會(huì)導(dǎo)致形成的電流增大,導(dǎo)致光電管兩端的電壓增大,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選C。
【分析】根據(jù)光電效應(yīng)的特點(diǎn)及光電流與光照強(qiáng)度的關(guān)系分析。
2.【答案】B
【知識(shí)點(diǎn)】光的衍射;光的偏振現(xiàn)象
【解析】【解答】解答該題難點(diǎn)在理解自然光通過偏振片后是偏振光,沿水平軸線旋轉(zhuǎn)偏振片光屏上光的亮度不會(huì)變化。AB.無論是單縫屏還是雙縫屏,光屏上出現(xiàn)的圖樣中央都是白色條紋,單縫屏?xí)霈F(xiàn)衍射圖樣,雙縫屏?xí)霈F(xiàn)干涉圖樣,故A錯(cuò)誤,B正確;
CD.白熾燈發(fā)出的白光屬于自然光,所以如果M是偏振片,沿水平軸線旋轉(zhuǎn)M,光屏上光的亮度不會(huì)發(fā)生變化,顏色也不會(huì)發(fā)生變化,故CD錯(cuò)誤。
故選B。
【分析】光通過單縫后發(fā)生衍射現(xiàn)象;燈泡發(fā)出的光是自然光,通過偏振片后是偏振光,沿水平軸線旋轉(zhuǎn)偏振片后光屏上光的亮度不會(huì)變化。
3.【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】運(yùn)動(dòng)學(xué) S-t 圖象;運(yùn)動(dòng)學(xué) v-t 圖象
【解析】【解答】 v-t圖像的意義:代表了物體某一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的速度,可以以此判斷物體的速度大小及方向。 x-t圖像的意義:代表了物體某一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的位置,可以以此判斷物體的前后關(guān)系。AB.足球沿邊線在摩擦力的作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng),速度越來越小;運(yùn)動(dòng)員為了追上足球做加速運(yùn)動(dòng),速度越來越大。v-t圖像與坐標(biāo)軸的面積表示位移,當(dāng)運(yùn)動(dòng)員追上足球時(shí),運(yùn)動(dòng)員和足球的位移相同,v-t圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積相同,故AB錯(cuò)誤;
CD.x-t圖像的斜率表示速度,足球做減速運(yùn)動(dòng),足球的x-t圖像斜率逐漸減小,運(yùn)動(dòng)員向前追趕足球,做加速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)員的x-t圖像斜率逐漸增大,當(dāng)運(yùn)動(dòng)員追上足球時(shí),足球和運(yùn)動(dòng)員在同一時(shí)刻到達(dá)同一位置,足球和運(yùn)動(dòng)員的x-t圖像交于一點(diǎn),故C正確,D錯(cuò)誤。
故選C。
【分析】v-t圖像反映了做直線運(yùn)動(dòng)的物體的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,斜率表示加速度的大小及方向,圖線與時(shí)間軸所包圍的“面積”表示位移;x-t圖像的形狀反映了物體的位移隨時(shí)間變化的情況,圖像的斜率表示速度,傾斜的直線表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),曲線則表示物體做變速直線運(yùn)動(dòng),兩條x-t圖像的交點(diǎn)表示兩個(gè)物體在某一時(shí)刻處于同一位置。
4.【答案】B
【知識(shí)點(diǎn)】第一、第二與第三宇宙速度;衛(wèi)星問題
【解析】【解答】本題考查萬有引力定律的運(yùn)用,解決本題的關(guān)鍵是建立物理模型,利用萬有引力定律常用的兩條思路:重力等于萬有引力,以及萬有引力提供向心力,進(jìn)行列式分析。A.在地球表面,物體的重力等于萬有引力,有
得地球的質(zhì)量
已知地球表面重力加速度和地球的半徑,以及已知引力常量,可估算地球的質(zhì)量。
月球繞地球近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)萬有引力等于向心力,得
已知G和T,M由上求出,由此式可以求出地心到月球中心的距離r,故A正確;
B.月球作為環(huán)繞天體,不能求出月球的質(zhì)量,故B錯(cuò)誤;
C.第一宇宙速度即為近地衛(wèi)星的運(yùn)行速度,根據(jù)重力等于向心力,得
得地球的第一宇宙速度
g、R均已知,所以可以估算第一宇宙速度,故C正確;
D.地球靜止衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)萬有引力等于向心力,得
地球靜止衛(wèi)星的運(yùn)行周期T等于地球自轉(zhuǎn)的周期,由此式求出地球靜止衛(wèi)星離地面的高度h,故D正確。
本題選不能估算的量,故選B。
【分析】在地球表面上,根據(jù)萬有引力等于重力,能估算出地球的質(zhì)量。根據(jù)萬有引力提供向心力,可估算地心到月球中心的距離,不能估算月球的質(zhì)量。根據(jù)萬有引力提供向心力,能估算地球的第一宇宙速度。對(duì)于地球同步衛(wèi)星,根據(jù)萬有引力提供向心力,能估算地球同步衛(wèi)星距離地面的高度。
5.【答案】B
【知識(shí)點(diǎn)】牛頓第三定律;力的合成與分解的運(yùn)用;超重與失重;功的概念
【解析】【解答】在分析此類問題時(shí),關(guān)鍵在于理解運(yùn)動(dòng)員在不同階段的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化,包括加速度、速度的變化,以及力的平衡狀態(tài)。A.分析運(yùn)動(dòng)員由③狀態(tài)至⑤狀態(tài)的過程,地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力是豎直向上的,但運(yùn)動(dòng)員在豎直方向上的位移為零,因此地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力不做功,所以 A錯(cuò)誤;
B.在運(yùn)動(dòng)員由③狀態(tài)至⑤狀態(tài)的過程中,運(yùn)動(dòng)員和杠鈴的整體先是加速上升,此時(shí)有向上的加速度,處于超重狀態(tài);然后是減速上升,此時(shí)有向下的加速度,處于失重狀態(tài),所以B正確;
C.運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴的作用力與杠鈴對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力是一對(duì)作用力與反作用力,根據(jù)牛頓第三定律,它們的大小始終相等,方向相反,所以C錯(cuò)誤;
D.當(dāng)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)第⑤個(gè)狀態(tài)后,杠鈴受到重力mg,兩個(gè)沿手臂向上的支持力均為F,這三個(gè)力構(gòu)成平衡力系
其中 是手臂與豎直方向的夾角。當(dāng)兩只手臂的夾角越小時(shí),越小,因此F越小,即兩手受到的壓力越小,故D錯(cuò)誤。
故選B 。
【分析】根據(jù)運(yùn)動(dòng)員在舉重過程中,從蹲姿到站直的過程中,身體各部分的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化分析運(yùn)動(dòng)員在不同階段的加速度、速度變化,以及力的平衡狀態(tài)。
6.【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】光的折射及折射定律;干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系;光電效應(yīng)
【解析】【解答】本題考查折射率與光的頻率、速度的關(guān)系等知識(shí)點(diǎn),分析第一次折射時(shí)折射角的關(guān)系,判斷折射率關(guān)系是解題關(guān)鍵。A.由圖可知,霓是經(jīng)過2次折射和2次全反射形成的現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤;
BCD.根據(jù)題意,做出白光第一次折射的法線,如圖所示
由圖可知,當(dāng)入射角相同時(shí),光的折射角小于光的折射角,由折射定律
可知,光的折射率較大,頻率較大,波長較小,由公式
可知,光束a、b通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉,a光的相鄰亮條紋間距小,由公式可知,b光在玻璃中的傳播速度比a光在玻璃中的傳播速度大,由光電效應(yīng)方程
由于a光的頻率大,光子的能量大,a光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),b光不一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng),故BD錯(cuò)誤,C正確。
故選C。
【分析】由圖看出第一次折射時(shí),b光折射角較大,其折射率較小,頻率較小,能量低,波長較長。由折射率分析光在玻璃中的傳播速度大小。根據(jù)全反射臨界角公式判斷全反射時(shí)的臨界角的大小。結(jié)合光電效應(yīng)方程和干涉條紋間距公式分析。
7.【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】功能關(guān)系;共點(diǎn)力的平衡
【解析】【解答】本題主要是考查了共點(diǎn)力平衡條件、功能關(guān)系的應(yīng)用和關(guān)聯(lián)速度問題,求解兩物體速度關(guān)系時(shí)要注意二者在沿繩方向上的分速度相等。A.設(shè)連接物塊b的細(xì)繩與水平方向的夾角為θ,根據(jù)速度關(guān)聯(lián)可得
由于物塊a豎直向上勻速運(yùn)動(dòng),va不變,θ不斷減小,cosθ不斷增大,vb不斷減小,故A錯(cuò)誤;
B.繩OO 的張力為
由于θ不斷減小,T不斷減小,故B錯(cuò)誤;
C.物塊b與桌面間的摩擦力為
由于θ不斷減小,sinθ不斷減小,f不斷增大,故C正確;
D.拉力F與摩擦力做的功等于a、b所組成的系統(tǒng)增加的機(jī)械能,故D錯(cuò)誤。
故選C。
【分析】根據(jù)關(guān)聯(lián)速度規(guī)律分析物塊b的速度變化;分析定滑輪受力,由共點(diǎn)力平衡條件列式分析繩OO 的張力的變化情況;根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式分析物塊b與桌面間的摩擦力的變化情況;根據(jù)功能關(guān)系分析a、b所組成系統(tǒng)的機(jī)械能變化情況。
8.【答案】D
【知識(shí)點(diǎn)】動(dòng)量守恒定律;楞次定律
【解析】【解答】該題結(jié)合動(dòng)量守恒定律考查電磁感應(yīng)的規(guī)律,知道動(dòng)量守恒與能量守恒的條件是解題的前提。A.根據(jù)楞次定律,來拒去留可知,磁鐵一直減速,直到和小車的速度最終相同,速度不可能為零,故A錯(cuò)誤;
C.當(dāng)磁鐵向小車運(yùn)動(dòng)時(shí),由楞次定律和安培定則可知,電阻R中的電流方向由A向B,系統(tǒng)不受外力,故磁鐵和小車的總動(dòng)量守恒,保持不變,故C錯(cuò)誤;
BD.根據(jù)能量守恒定律可知,磁鐵的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為小車的動(dòng)能與電阻R產(chǎn)生的熱量,若磁鐵穿過了線圈并逐漸遠(yuǎn)離線圈,根據(jù)楞次定律和安培定則可知此時(shí)電阻R中的電流方向由B向A,磁鐵和小車的總動(dòng)能減少,故當(dāng)磁鐵處于線圈正中位置時(shí),磁鐵和小車的總動(dòng)能不是最小,故B錯(cuò)誤,D正確。
故選D。
【分析】系統(tǒng)所受合外力為零,系統(tǒng)動(dòng)量守恒;根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流方向;根據(jù)動(dòng)量守恒的條件與能量守恒的條件分析答題。
9.【答案】B
【知識(shí)點(diǎn)】原子核的組成;α、β、γ射線及特點(diǎn);結(jié)合能與比結(jié)合能
【解析】【解答】知道衰變過程中質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒,核反應(yīng)是朝著比結(jié)合能大的方向進(jìn)行的,質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)加中子數(shù)等是解題的基礎(chǔ)。
A.根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,衰變方程中的x等于4,故A錯(cuò)誤;
B.α射線()的電離能力比射線的強(qiáng),故B正確;
C.比結(jié)合能越大原子核越穩(wěn)定,由于衰變成為了,故比穩(wěn)定,即的比結(jié)合能比的比結(jié)合能小,故C錯(cuò)誤;
D.的質(zhì)子數(shù)為92,中子數(shù)
n=234-92=142
故D錯(cuò)誤。
故選B。
【分析】根據(jù)衰變過程中的質(zhì)量數(shù)守恒計(jì)算;α粒子的電離能力最強(qiáng),γ射線的電離能力最弱;核反應(yīng)是朝著比結(jié)合能大的方向進(jìn)行的;根據(jù)質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)加中子數(shù)計(jì)算。
10.【答案】D
【知識(shí)點(diǎn)】庫侖定律;電勢(shì)能
【解析】【解答】本題動(dòng)態(tài)分析問題,關(guān)鍵要熟練運(yùn)用三角形相似法判斷庫侖車力的變化,進(jìn)而判斷庫侖力做功情況。ABC.緩慢移動(dòng)Q的過程中,Q處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),對(duì)Q進(jìn)行受力分析,如圖所示
可知Q所受力的矢量三角形與三角形相似,可得
由數(shù)學(xué)知識(shí)可得,Q上移過程中保持不變,可知兩球間的庫侖力大小保持不變,Q受到的庫侖力不做功,Q的電勢(shì)能保持不變,故ABC錯(cuò)誤。
D.根據(jù)功能關(guān)系可知,細(xì)線拉力對(duì)Q做的功等于Q重力勢(shì)能的增加量,故D正確。
故選D。
【分析】緩慢移動(dòng)Q的過程中,Q處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),對(duì)Q進(jìn)行受力分析,根據(jù)三角形相似法列式分析P、Q間的庫侖力變化情況。分析P、Q間距離的變化判斷庫侖力對(duì)Q做功正負(fù),進(jìn)而判斷Q的電勢(shì)能變化;根據(jù)能量轉(zhuǎn)化情況分析細(xì)線拉力對(duì)Q做的功與Q重力勢(shì)能的增加量關(guān)系。
11.【答案】B,C
【知識(shí)點(diǎn)】波長、波速與頻率的關(guān)系;波的干涉現(xiàn)象
【解析】【解答】本題既要理解振動(dòng)圖像和波動(dòng)圖像各自的物理意義,由振動(dòng)圖像能判斷出質(zhì)點(diǎn)的速度方向,同時(shí)要把握兩種圖像的內(nèi)在聯(lián)系,能由質(zhì)點(diǎn)的速度方向,判斷出波的傳播方向。A.波在左側(cè)的波速
右側(cè)的波速
從0.1s開始,再經(jīng)過時(shí)間相遇
所以
選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.在間波的波長為
選項(xiàng)B正確;
C.左側(cè)波傳到時(shí)用時(shí)間為
此時(shí)右側(cè)波在該質(zhì)點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)
即此時(shí)刻左側(cè)波在該點(diǎn)的振動(dòng)在平衡位置向上運(yùn)動(dòng),右側(cè)波在該點(diǎn)的振動(dòng)也在平衡位置向下振動(dòng),可知該點(diǎn)的振動(dòng)減弱,選項(xiàng)C正確;
D.當(dāng)右側(cè)波傳到x=6m位置時(shí)用時(shí)間為0.1s=5T,即此時(shí)x=6m處質(zhì)點(diǎn)從平衡位置向上振動(dòng);此時(shí)x=0處的波源S1也在平衡位置向上振動(dòng),即振動(dòng)方向相同,可知在內(nèi)到x=0和x=6m兩點(diǎn)的路程差為波長整數(shù)倍時(shí)振動(dòng)加強(qiáng),波在該區(qū)間內(nèi)的波長
可知
即x=3+0.4n
其中n取0、±1、±2、±3、±4、±5、±6、±7
則共有15個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選BC。
【分析】求出波在0~6m處的介質(zhì)中的傳播速度和在6m~12m處的介質(zhì)中的傳播速度,再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解相遇時(shí)間;根據(jù)波長的計(jì)算公式求解波長;將x=6m處視為S1波的新波源,根據(jù)起振方向結(jié)合加強(qiáng)、減弱的條件進(jìn)行分析;將x=6m處視為S2的新波源,0<x<6m的加強(qiáng)點(diǎn)對(duì)兩波源的波程差應(yīng)為波長的整數(shù)倍,由此分析。
12.【答案】(1)不需要
(2)2.0;0.10
(3)偏大
(4)A
【知識(shí)點(diǎn)】探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系;滑動(dòng)摩擦力與動(dòng)摩擦因數(shù)
【解析】【解答】本題關(guān)鍵掌握測(cè)定小物塊與長木板間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)原理和利用圖像處理問題的方法。
(1)實(shí)驗(yàn)中可利用力傳感器直接得到繩子拉力,故不需要滿足砂子與砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小物塊的質(zhì)量。
(2)對(duì)物塊進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律可得
整理可得
所以圖像的斜率
縱截距表示,由圖可得
(3)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中不可以避免的存在其他阻力(紙帶、滑輪摩擦),導(dǎo)致測(cè)量的小物塊與長木板間的摩擦力偏大,所以的測(cè)量值偏大。
(4)平衡摩擦力以后,根據(jù)牛頓第二定律可知
故小車的加速度與合外力成正比,即圖像是一條通過原點(diǎn)的直線。
故選A。
【分析】(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置和原理分析判斷;
(2)根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)圖像對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式,結(jié)合圖像斜率和與縱軸的截距計(jì)算;
(3)分析阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響;
(4)根據(jù)牛頓第二定律分析判斷。
(1)實(shí)驗(yàn)中可利用力傳感器直接得到繩子拉力,故不需要滿足砂子與砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小物塊的質(zhì)量。
(2)[1][2]根據(jù)牛頓第二定律可得
整理可得
所以圖像的斜率
縱截距表示,由圖可得
(3)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中不可以避免的存在其他阻力(紙帶、滑輪摩擦),導(dǎo)致測(cè)量的小物塊與長木板間的摩擦力偏大,所以的測(cè)量值偏大。
(4)平衡摩擦力以后,根據(jù)牛頓第二定律可知
故小車的加速度與合外力成正比,即圖像是一條通過原點(diǎn)的直線。
故選A。
13.【答案】(1)解:由圖可知
發(fā)電機(jī)輸出電壓瞬時(shí)表達(dá)式為
(2)解:電流表示數(shù)為電流的有效值,則
所以
【知識(shí)點(diǎn)】交變電流的峰值、有效值、平均值與瞬時(shí)值
【解析】【分析】(1)根據(jù)交變電流的產(chǎn)生原理和瞬時(shí)值表達(dá)式的推導(dǎo)解決問題;
(2)電流表示數(shù)是有效值,結(jié)合最大值與有效值的關(guān)系分析。
(1)由圖可知
發(fā)電機(jī)輸出電壓瞬時(shí)表達(dá)式為
(2)電流表示數(shù)為電流的有效值,則
所以
14.【答案】解:(1)設(shè)活塞橫截面積為S,則對(duì)a氣體初始狀態(tài)有

末狀態(tài)有

閥門K打開,加熱過程a氣體做等壓變化,由蓋·呂薩克定律得
由以上各式可得
因57℃>56℃,由題意可知a內(nèi)新冠病毒能被滅活。
(2)閥門K閉合,由于系統(tǒng)絕熱,a氣體膨脹對(duì)b氣體做功,由熱力學(xué)第一定律有
代入數(shù)據(jù)得
對(duì)b氣體,由于系統(tǒng)絕熱,則此過程氣體的內(nèi)能增加量為
【知識(shí)點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用;氣體的等壓變化及蓋-呂薩克定律
【解析】【分析】(1)a氣體做等壓變化,找出初末狀態(tài)時(shí)的體積和溫度,根據(jù)蓋 呂薩克定律求得;
(2)整體絕熱,整體內(nèi)能的增加等于電熱絲產(chǎn)生的熱量,根據(jù)熱力學(xué)第一定律求得即可。
15.【答案】(1)解:小滑塊從M滑動(dòng)A點(diǎn)過程中,根據(jù)動(dòng)能定理可得
解得

(2)解:滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn),根據(jù)牛頓第三定律可知,滑塊所受軌道的支持力的大小等于壓力的大小,即支持力為6N,根據(jù)牛頓第二定律有
滑塊從初始位置滑至D點(diǎn)過程中,根據(jù)動(dòng)能定理有
聯(lián)立解得
(3)解:滑塊在斜面上,由于
則滑塊無法停留在斜面上,最終會(huì)停止在水平面AB上,設(shè)滑塊第一次滑上斜面滑行距離為s,則滑塊從最初到滑上斜面最高點(diǎn)的過程中,根據(jù)動(dòng)能定理有
解得
則滑塊第一次從斜面滑下來到地面的動(dòng)能為
之后滑塊在水平面上滑行返回A點(diǎn)時(shí)具有的動(dòng)能為
則滑塊經(jīng)光滑圓弧后還能回到水平面,設(shè)再次返回到水平面上還能繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的距離為s ,根據(jù)動(dòng)能定理有
解得
即最后滑塊停在水平面上A點(diǎn)右側(cè)距A點(diǎn)1m距離處。
【知識(shí)點(diǎn)】動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用
【解析】【分析】(1)M-A根據(jù)動(dòng)能定理求解A點(diǎn)速度大小;
(2)M-D根據(jù)動(dòng)能定理求解D點(diǎn)速度大小,結(jié)合牛頓第二定律合力提供向心力求解半徑;
(3)對(duì)滑塊在斜面上受力分析判斷能否靜止在斜面上,由開始到斜面最高點(diǎn)根據(jù)動(dòng)能定理求解斜面上滑行距離;再由動(dòng)能定理求解滑到斜面底端的動(dòng)能;再求解水平面滑到A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能;經(jīng)光滑曲面回到A點(diǎn),由動(dòng)能定理求解繼續(xù)滑行距離。
(1)小滑塊從M滑動(dòng)A點(diǎn)過程中,根據(jù)動(dòng)能定理可得
解得
(2)滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn),根據(jù)牛頓第三定律可知,滑塊所受軌道的支持力的大小等于壓力的大小,即支持力為6N,根據(jù)牛頓第二定律有
滑塊從初始位置滑至D點(diǎn)過程中,根據(jù)動(dòng)能定理有
聯(lián)立解得
(3)滑塊在斜面上,由于
則滑塊無法停留在斜面上,最終會(huì)停止在水平面AB上,設(shè)滑塊第一次滑上斜面滑行距離為s,則滑塊從最初到滑上斜面最高點(diǎn)的過程中,根據(jù)動(dòng)能定理有
解得
則滑塊第一次從斜面滑下來到地面的動(dòng)能為
之后滑塊在水平面上滑行返回A點(diǎn)時(shí)具有的動(dòng)能為
則滑塊經(jīng)光滑圓弧后還能回到水平面,設(shè)再次返回到水平面上還能繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的距離為s ,根據(jù)動(dòng)能定理有
解得
即最后滑塊停在水平面上A點(diǎn)右側(cè)距A點(diǎn)1m距離處。
16.【答案】(1)解:粒子在磁場中,由洛倫茲力提供向心力,則有
由題意和幾何關(guān)系可知
解得
粒子的比荷為
(2)解:粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示
粒子在電場中可逆向看成類平拋運(yùn)動(dòng),則有
聯(lián)立解得
由幾何關(guān)系可得
解得
故有
(3)解:設(shè)豎直方向的速度為,水平方向的速度為,極短時(shí)間,則有
結(jié)合題意可得
故有

解得

【知識(shí)點(diǎn)】帶電粒子在有界磁場中的運(yùn)動(dòng);帶電粒子在電場與磁場混合場中的運(yùn)動(dòng)
【解析】【分析】(1)由洛倫茲力提供向心力求粒子的比荷;
(2)畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度E的大小及右邊界x2的值;
(3)對(duì)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程根據(jù)數(shù)學(xué)方法分析求x4應(yīng)當(dāng)滿足的條件。
(1)粒子在磁場中,由洛倫茲力提供向心力,則有
由題意和幾何關(guān)系可知
解得
粒子的比荷為
(2)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示
粒子在電場中可逆向看成類平拋運(yùn)動(dòng),則有
聯(lián)立解得
由幾何關(guān)系可得
解得
故有
(3)設(shè)豎直方向的速度為,水平方向的速度為,極短時(shí)間,則有
結(jié)合題意可得
故有

解得

1 / 12025屆江蘇省南通市海門實(shí)驗(yàn)學(xué)校高三下學(xué)期第一次達(dá)成度檢測(cè)考試物理試卷
1.(2025·海門模擬)光電管可將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。如圖所示為某光電管的工作電路圖,用某單色光照射在陰極K上,有電信號(hào)從電阻R兩端輸出。下列方式一定能使R兩端電壓增大的是(  )
A.保持其他條件不變,將滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng)
B.保持其他條件不變,將滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng)
C.保持其他條件不變,增大照射光的強(qiáng)度
D.保持其他條件不變,減小照射光的強(qiáng)度
【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】光電效應(yīng)
【解析】【解答】本題是對(duì)愛因斯坦光電效應(yīng)方程的常規(guī)考查,只需要學(xué)生了解光電流的產(chǎn)生原因和增大光電流的辦法,就可以正確選擇。AB.保持其他條件不變,將滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng),光電管電壓減小,但如果此時(shí)仍然達(dá)到飽和電流,則光電流不變,則R兩端電壓不變;如果此時(shí)沒有達(dá)到飽和電流,光電流減小,R兩端電壓減小,可知滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng),R兩端電壓可能不變,也可能減小;同理將滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng),光電管電壓增大,如果已達(dá)到飽和電流,則光電流不變,則R兩端電壓不變;如果此時(shí)沒有達(dá)到飽和電流,光電流增大,R兩端電壓增大,可知滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng),R兩端電壓可能不變,也可能增大,故AB錯(cuò)誤;
CD.根據(jù)光電效應(yīng),增加光照強(qiáng)度會(huì)增加單位時(shí)間內(nèi)照射到陰極的光子數(shù),從而增加發(fā)射出來的光電子數(shù)。光電子數(shù)量的增加會(huì)導(dǎo)致形成的電流增大,導(dǎo)致光電管兩端的電壓增大,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選C。
【分析】根據(jù)光電效應(yīng)的特點(diǎn)及光電流與光照強(qiáng)度的關(guān)系分析。
2.(2025·海門模擬)白熾燈正常發(fā)光時(shí),其消耗的電能約有10%的部分用于產(chǎn)生可見光。如圖所示,白熾燈發(fā)出的白光通過元件M照射到光屏P上。下列說法中正確的是(  )
A.如果M是單縫屏,光屏上出現(xiàn)的衍射圖樣中央是紅色亮條紋
B.如果M是單縫屏,光屏上出現(xiàn)的衍射圖樣中央是白色亮條紋
C.如果M是偏振片,沿水平軸線旋轉(zhuǎn)M,光屏上光的顏色將發(fā)生變化
D.如果M是偏振片,沿水平軸線旋轉(zhuǎn)M,光屏上光的亮度將發(fā)生周期性的變化
【答案】B
【知識(shí)點(diǎn)】光的衍射;光的偏振現(xiàn)象
【解析】【解答】解答該題難點(diǎn)在理解自然光通過偏振片后是偏振光,沿水平軸線旋轉(zhuǎn)偏振片光屏上光的亮度不會(huì)變化。AB.無論是單縫屏還是雙縫屏,光屏上出現(xiàn)的圖樣中央都是白色條紋,單縫屏?xí)霈F(xiàn)衍射圖樣,雙縫屏?xí)霈F(xiàn)干涉圖樣,故A錯(cuò)誤,B正確;
CD.白熾燈發(fā)出的白光屬于自然光,所以如果M是偏振片,沿水平軸線旋轉(zhuǎn)M,光屏上光的亮度不會(huì)發(fā)生變化,顏色也不會(huì)發(fā)生變化,故CD錯(cuò)誤。
故選B。
【分析】光通過單縫后發(fā)生衍射現(xiàn)象;燈泡發(fā)出的光是自然光,通過偏振片后是偏振光,沿水平軸線旋轉(zhuǎn)偏振片后光屏上光的亮度不會(huì)變化。
3.(2025·海門模擬)如圖示,某運(yùn)動(dòng)員在足球場上進(jìn)行“帶球突破”訓(xùn)練。運(yùn)動(dòng)員沿邊線將足球向前踢出,足球沿邊線運(yùn)動(dòng),為控制足球,又向前追上足球,下列可能反映此過程的v-t圖像和x-t圖像是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】運(yùn)動(dòng)學(xué) S-t 圖象;運(yùn)動(dòng)學(xué) v-t 圖象
【解析】【解答】 v-t圖像的意義:代表了物體某一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的速度,可以以此判斷物體的速度大小及方向。 x-t圖像的意義:代表了物體某一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的位置,可以以此判斷物體的前后關(guān)系。AB.足球沿邊線在摩擦力的作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng),速度越來越小;運(yùn)動(dòng)員為了追上足球做加速運(yùn)動(dòng),速度越來越大。v-t圖像與坐標(biāo)軸的面積表示位移,當(dāng)運(yùn)動(dòng)員追上足球時(shí),運(yùn)動(dòng)員和足球的位移相同,v-t圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積相同,故AB錯(cuò)誤;
CD.x-t圖像的斜率表示速度,足球做減速運(yùn)動(dòng),足球的x-t圖像斜率逐漸減小,運(yùn)動(dòng)員向前追趕足球,做加速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)員的x-t圖像斜率逐漸增大,當(dāng)運(yùn)動(dòng)員追上足球時(shí),足球和運(yùn)動(dòng)員在同一時(shí)刻到達(dá)同一位置,足球和運(yùn)動(dòng)員的x-t圖像交于一點(diǎn),故C正確,D錯(cuò)誤。
故選C。
【分析】v-t圖像反映了做直線運(yùn)動(dòng)的物體的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,斜率表示加速度的大小及方向,圖線與時(shí)間軸所包圍的“面積”表示位移;x-t圖像的形狀反映了物體的位移隨時(shí)間變化的情況,圖像的斜率表示速度,傾斜的直線表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),曲線則表示物體做變速直線運(yùn)動(dòng),兩條x-t圖像的交點(diǎn)表示兩個(gè)物體在某一時(shí)刻處于同一位置。
4.(2025·海門模擬)關(guān)于天體的一些信息如圖表所示,僅利用表中信息不能估算出下列哪個(gè)物理量(  )
地球公轉(zhuǎn)周期 約365天 地球表面重力加速度 約9.8m/s2
地球自轉(zhuǎn)周期 約24小時(shí) 地球半徑 約6400km
月球公轉(zhuǎn)周期 約27天 引力常量
A.地心到月球中心的距離 B.月球的質(zhì)量
C.地球的第一宇宙速度 D.地球靜止衛(wèi)星距離地面的高度
【答案】B
【知識(shí)點(diǎn)】第一、第二與第三宇宙速度;衛(wèi)星問題
【解析】【解答】本題考查萬有引力定律的運(yùn)用,解決本題的關(guān)鍵是建立物理模型,利用萬有引力定律常用的兩條思路:重力等于萬有引力,以及萬有引力提供向心力,進(jìn)行列式分析。A.在地球表面,物體的重力等于萬有引力,有
得地球的質(zhì)量
已知地球表面重力加速度和地球的半徑,以及已知引力常量,可估算地球的質(zhì)量。
月球繞地球近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)萬有引力等于向心力,得
已知G和T,M由上求出,由此式可以求出地心到月球中心的距離r,故A正確;
B.月球作為環(huán)繞天體,不能求出月球的質(zhì)量,故B錯(cuò)誤;
C.第一宇宙速度即為近地衛(wèi)星的運(yùn)行速度,根據(jù)重力等于向心力,得
得地球的第一宇宙速度
g、R均已知,所以可以估算第一宇宙速度,故C正確;
D.地球靜止衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)萬有引力等于向心力,得
地球靜止衛(wèi)星的運(yùn)行周期T等于地球自轉(zhuǎn)的周期,由此式求出地球靜止衛(wèi)星離地面的高度h,故D正確。
本題選不能估算的量,故選B。
【分析】在地球表面上,根據(jù)萬有引力等于重力,能估算出地球的質(zhì)量。根據(jù)萬有引力提供向心力,可估算地心到月球中心的距離,不能估算月球的質(zhì)量。根據(jù)萬有引力提供向心力,能估算地球的第一宇宙速度。對(duì)于地球同步衛(wèi)星,根據(jù)萬有引力提供向心力,能估算地球同步衛(wèi)星距離地面的高度。
5.(2025·海門模擬)在2024年世界杯男子61公斤級(jí)舉重比賽中,中國選手李發(fā)彬奪得金牌,為祖國贏得榮譽(yù)。在抓舉項(xiàng)目中,運(yùn)動(dòng)員首先從地面拉起杠鈴,當(dāng)杠鈴到達(dá)下腹部時(shí),運(yùn)動(dòng)員身體快速下沉至杠鈴下面,將杠鈴舉過頭頂成穩(wěn)定的蹲姿,如圖所示由①經(jīng)過②達(dá)到③的狀態(tài);然后運(yùn)動(dòng)員由③所示的狀態(tài)加速達(dá)到④狀態(tài)后再減速至⑤狀態(tài),即舉起杠鈴到雙腿站直保持靜止。對(duì)于運(yùn)動(dòng)員由③狀態(tài)至⑤狀態(tài)的過程,下列說法正確的是(  )
A.地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做正功
B.杠鈴先超重后失重
C.在舉起杠鈴的過程中,運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴的作用力一直大于杠鈴對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力
D.當(dāng)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)第⑤個(gè)狀態(tài)后,其兩只手臂的夾角越小,兩手受到的壓力越大
【答案】B
【知識(shí)點(diǎn)】牛頓第三定律;力的合成與分解的運(yùn)用;超重與失重;功的概念
【解析】【解答】在分析此類問題時(shí),關(guān)鍵在于理解運(yùn)動(dòng)員在不同階段的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化,包括加速度、速度的變化,以及力的平衡狀態(tài)。A.分析運(yùn)動(dòng)員由③狀態(tài)至⑤狀態(tài)的過程,地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力是豎直向上的,但運(yùn)動(dòng)員在豎直方向上的位移為零,因此地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力不做功,所以 A錯(cuò)誤;
B.在運(yùn)動(dòng)員由③狀態(tài)至⑤狀態(tài)的過程中,運(yùn)動(dòng)員和杠鈴的整體先是加速上升,此時(shí)有向上的加速度,處于超重狀態(tài);然后是減速上升,此時(shí)有向下的加速度,處于失重狀態(tài),所以B正確;
C.運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴的作用力與杠鈴對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力是一對(duì)作用力與反作用力,根據(jù)牛頓第三定律,它們的大小始終相等,方向相反,所以C錯(cuò)誤;
D.當(dāng)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)第⑤個(gè)狀態(tài)后,杠鈴受到重力mg,兩個(gè)沿手臂向上的支持力均為F,這三個(gè)力構(gòu)成平衡力系
其中 是手臂與豎直方向的夾角。當(dāng)兩只手臂的夾角越小時(shí),越小,因此F越小,即兩手受到的壓力越小,故D錯(cuò)誤。
故選B 。
【分析】根據(jù)運(yùn)動(dòng)員在舉重過程中,從蹲姿到站直的過程中,身體各部分的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化分析運(yùn)動(dòng)員在不同階段的加速度、速度變化,以及力的平衡狀態(tài)。
6.(2025·海門模擬)霓的形成原理與彩虹大致相同,是太陽光經(jīng)過水珠的折射和反射形成的,簡化示意圖如圖所示,其中a、b是兩種不同頻率的單色光,下列說法正確的是(  )
A.霓是經(jīng)過2次折射和1次全反射形成的現(xiàn)象
B.光束a、b通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉,a光的相鄰亮條紋間距大
C.b光在玻璃中的傳播速度比a光在玻璃中的傳播速度大
D.若a光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則b光也一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)
【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】光的折射及折射定律;干涉條紋和光的波長之間的關(guān)系;光電效應(yīng)
【解析】【解答】本題考查折射率與光的頻率、速度的關(guān)系等知識(shí)點(diǎn),分析第一次折射時(shí)折射角的關(guān)系,判斷折射率關(guān)系是解題關(guān)鍵。A.由圖可知,霓是經(jīng)過2次折射和2次全反射形成的現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤;
BCD.根據(jù)題意,做出白光第一次折射的法線,如圖所示
由圖可知,當(dāng)入射角相同時(shí),光的折射角小于光的折射角,由折射定律
可知,光的折射率較大,頻率較大,波長較小,由公式
可知,光束a、b通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉,a光的相鄰亮條紋間距小,由公式可知,b光在玻璃中的傳播速度比a光在玻璃中的傳播速度大,由光電效應(yīng)方程
由于a光的頻率大,光子的能量大,a光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),b光不一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng),故BD錯(cuò)誤,C正確。
故選C。
【分析】由圖看出第一次折射時(shí),b光折射角較大,其折射率較小,頻率較小,能量低,波長較長。由折射率分析光在玻璃中的傳播速度大小。根據(jù)全反射臨界角公式判斷全反射時(shí)的臨界角的大小。結(jié)合光電效應(yīng)方程和干涉條紋間距公式分析。
7.(2025·海門模擬)如圖所示,一光滑的輕滑輪用細(xì)繩OO 懸掛于O點(diǎn),另一細(xì)繩跨過滑輪,其一端懸掛物塊a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b。若F為水平拉力,且在F的作用下,物塊a豎直向上勻速運(yùn)動(dòng)了一小段距離,不計(jì)空氣阻力,則在此過程中,下列說法中正確的是(  )
A.物塊b做加速運(yùn)動(dòng)
B.繩OO 的張力將增大
C.物塊b與桌面間的摩擦力將增大
D.拉力F做的功等于a、b所組成的系統(tǒng)增加的機(jī)械能
【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】功能關(guān)系;共點(diǎn)力的平衡
【解析】【解答】本題主要是考查了共點(diǎn)力平衡條件、功能關(guān)系的應(yīng)用和關(guān)聯(lián)速度問題,求解兩物體速度關(guān)系時(shí)要注意二者在沿繩方向上的分速度相等。A.設(shè)連接物塊b的細(xì)繩與水平方向的夾角為θ,根據(jù)速度關(guān)聯(lián)可得
由于物塊a豎直向上勻速運(yùn)動(dòng),va不變,θ不斷減小,cosθ不斷增大,vb不斷減小,故A錯(cuò)誤;
B.繩OO 的張力為
由于θ不斷減小,T不斷減小,故B錯(cuò)誤;
C.物塊b與桌面間的摩擦力為
由于θ不斷減小,sinθ不斷減小,f不斷增大,故C正確;
D.拉力F與摩擦力做的功等于a、b所組成的系統(tǒng)增加的機(jī)械能,故D錯(cuò)誤。
故選C。
【分析】根據(jù)關(guān)聯(lián)速度規(guī)律分析物塊b的速度變化;分析定滑輪受力,由共點(diǎn)力平衡條件列式分析繩OO 的張力的變化情況;根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式分析物塊b與桌面間的摩擦力的變化情況;根據(jù)功能關(guān)系分析a、b所組成系統(tǒng)的機(jī)械能變化情況。
8.(2025·海門模擬)如圖所示,光滑水平地面上有一輛靜止小車,車上固定一個(gè)螺線管,螺線管通過電阻R連成通路。虛線表示一光滑絕緣軌道穿過線圈內(nèi)部,一個(gè)條形磁鐵,N極向右,可以沿著軌道運(yùn)動(dòng),且磁鐵、軌道和線圈不接觸。現(xiàn)推動(dòng)一下磁鐵,使它獲得向右的初速度,下列說法正確的是(  )
A.磁鐵在運(yùn)動(dòng)過程中,速度可能為零
B.當(dāng)磁鐵處于線圈正中位置時(shí),磁鐵和小車的總動(dòng)能最小
C.當(dāng)磁鐵向小車運(yùn)動(dòng)時(shí),電阻R中的電流方向由A向B,磁鐵和小車的總動(dòng)量減少
D.若磁鐵穿過了線圈并逐漸遠(yuǎn)離線圈,則此時(shí)電阻R中的電流方向由B向A,磁鐵和小車的總動(dòng)能減少
【答案】D
【知識(shí)點(diǎn)】動(dòng)量守恒定律;楞次定律
【解析】【解答】該題結(jié)合動(dòng)量守恒定律考查電磁感應(yīng)的規(guī)律,知道動(dòng)量守恒與能量守恒的條件是解題的前提。A.根據(jù)楞次定律,來拒去留可知,磁鐵一直減速,直到和小車的速度最終相同,速度不可能為零,故A錯(cuò)誤;
C.當(dāng)磁鐵向小車運(yùn)動(dòng)時(shí),由楞次定律和安培定則可知,電阻R中的電流方向由A向B,系統(tǒng)不受外力,故磁鐵和小車的總動(dòng)量守恒,保持不變,故C錯(cuò)誤;
BD.根據(jù)能量守恒定律可知,磁鐵的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為小車的動(dòng)能與電阻R產(chǎn)生的熱量,若磁鐵穿過了線圈并逐漸遠(yuǎn)離線圈,根據(jù)楞次定律和安培定則可知此時(shí)電阻R中的電流方向由B向A,磁鐵和小車的總動(dòng)能減少,故當(dāng)磁鐵處于線圈正中位置時(shí),磁鐵和小車的總動(dòng)能不是最小,故B錯(cuò)誤,D正確。
故選D。
【分析】系統(tǒng)所受合外力為零,系統(tǒng)動(dòng)量守恒;根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流方向;根據(jù)動(dòng)量守恒的條件與能量守恒的條件分析答題。
9.(2025·海門模擬)2024年6月25日,嫦娥六號(hào)攜帶著從月球背面采來的樣品成功返回地球,這標(biāo)志著我國的嫦娥探月工程又向前邁出了一大步。比嫦娥六號(hào)先行著陸月球的嫦娥四號(hào),其上裝有核電池,可在月夜低溫環(huán)境下采集溫度信息。核電池將衰變釋放核能的一部分轉(zhuǎn)換成電能,的衰變方程為,下列說法正確的是(  )
A.衰變方程中的x等于3
B.由組成的射線的電離能力比射線的強(qiáng)
C.的比結(jié)合能比的比結(jié)合能大
D.的中子數(shù)為92
【答案】B
【知識(shí)點(diǎn)】原子核的組成;α、β、γ射線及特點(diǎn);結(jié)合能與比結(jié)合能
【解析】【解答】知道衰變過程中質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒,核反應(yīng)是朝著比結(jié)合能大的方向進(jìn)行的,質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)加中子數(shù)等是解題的基礎(chǔ)。
A.根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,衰變方程中的x等于4,故A錯(cuò)誤;
B.α射線()的電離能力比射線的強(qiáng),故B正確;
C.比結(jié)合能越大原子核越穩(wěn)定,由于衰變成為了,故比穩(wěn)定,即的比結(jié)合能比的比結(jié)合能小,故C錯(cuò)誤;
D.的質(zhì)子數(shù)為92,中子數(shù)
n=234-92=142
故D錯(cuò)誤。
故選B。
【分析】根據(jù)衰變過程中的質(zhì)量數(shù)守恒計(jì)算;α粒子的電離能力最強(qiáng),γ射線的電離能力最弱;核反應(yīng)是朝著比結(jié)合能大的方向進(jìn)行的;根據(jù)質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)加中子數(shù)計(jì)算。
10.(2025·海門模擬)如圖所示,帶正電的小球P與小定滑輪O固定在同一豎直面上,用繞過滑輪O的絕緣細(xì)線拉住帶電小球Q,Q靜止時(shí)兩球恰好位于同一水平面,且。現(xiàn)用力拉細(xì)線上端使Q緩慢上移,直至P、Q連線與水平方向的夾角為60°,此過程中P、Q兩球的帶電荷量保持不變。則(  )
A.P、Q間的庫侖力一直減小
B.庫侖力對(duì)Q一直做正功
C.Q的電勢(shì)能一直增大
D.細(xì)線拉力對(duì)Q做的功等于Q重力勢(shì)能的增加量
【答案】D
【知識(shí)點(diǎn)】庫侖定律;電勢(shì)能
【解析】【解答】本題動(dòng)態(tài)分析問題,關(guān)鍵要熟練運(yùn)用三角形相似法判斷庫侖車力的變化,進(jìn)而判斷庫侖力做功情況。ABC.緩慢移動(dòng)Q的過程中,Q處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),對(duì)Q進(jìn)行受力分析,如圖所示
可知Q所受力的矢量三角形與三角形相似,可得
由數(shù)學(xué)知識(shí)可得,Q上移過程中保持不變,可知兩球間的庫侖力大小保持不變,Q受到的庫侖力不做功,Q的電勢(shì)能保持不變,故ABC錯(cuò)誤。
D.根據(jù)功能關(guān)系可知,細(xì)線拉力對(duì)Q做的功等于Q重力勢(shì)能的增加量,故D正確。
故選D。
【分析】緩慢移動(dòng)Q的過程中,Q處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),對(duì)Q進(jìn)行受力分析,根據(jù)三角形相似法列式分析P、Q間的庫侖力變化情況。分析P、Q間距離的變化判斷庫侖力對(duì)Q做功正負(fù),進(jìn)而判斷Q的電勢(shì)能變化;根據(jù)能量轉(zhuǎn)化情況分析細(xì)線拉力對(duì)Q做的功與Q重力勢(shì)能的增加量關(guān)系。
11.(2025·海門模擬)如圖1所示,兩波源和分別位于與處,以為邊界,兩側(cè)為不同的均勻介質(zhì)。時(shí)兩波源同時(shí)開始振動(dòng),其振動(dòng)圖像相同,如圖2所示。時(shí)與兩處的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)。不考慮反射波的影響,則(  )
A.時(shí)兩列波開始相遇
B.在間波的波長為
C.兩列波疊加穩(wěn)定后,處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)減弱
D.兩列波疊加穩(wěn)定后,在間共有7個(gè)加強(qiáng)點(diǎn)
【答案】B,C
【知識(shí)點(diǎn)】波長、波速與頻率的關(guān)系;波的干涉現(xiàn)象
【解析】【解答】本題既要理解振動(dòng)圖像和波動(dòng)圖像各自的物理意義,由振動(dòng)圖像能判斷出質(zhì)點(diǎn)的速度方向,同時(shí)要把握兩種圖像的內(nèi)在聯(lián)系,能由質(zhì)點(diǎn)的速度方向,判斷出波的傳播方向。A.波在左側(cè)的波速
右側(cè)的波速
從0.1s開始,再經(jīng)過時(shí)間相遇
所以
選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.在間波的波長為
選項(xiàng)B正確;
C.左側(cè)波傳到時(shí)用時(shí)間為
此時(shí)右側(cè)波在該質(zhì)點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)
即此時(shí)刻左側(cè)波在該點(diǎn)的振動(dòng)在平衡位置向上運(yùn)動(dòng),右側(cè)波在該點(diǎn)的振動(dòng)也在平衡位置向下振動(dòng),可知該點(diǎn)的振動(dòng)減弱,選項(xiàng)C正確;
D.當(dāng)右側(cè)波傳到x=6m位置時(shí)用時(shí)間為0.1s=5T,即此時(shí)x=6m處質(zhì)點(diǎn)從平衡位置向上振動(dòng);此時(shí)x=0處的波源S1也在平衡位置向上振動(dòng),即振動(dòng)方向相同,可知在內(nèi)到x=0和x=6m兩點(diǎn)的路程差為波長整數(shù)倍時(shí)振動(dòng)加強(qiáng),波在該區(qū)間內(nèi)的波長
可知
即x=3+0.4n
其中n取0、±1、±2、±3、±4、±5、±6、±7
則共有15個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選BC。
【分析】求出波在0~6m處的介質(zhì)中的傳播速度和在6m~12m處的介質(zhì)中的傳播速度,再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解相遇時(shí)間;根據(jù)波長的計(jì)算公式求解波長;將x=6m處視為S1波的新波源,根據(jù)起振方向結(jié)合加強(qiáng)、減弱的條件進(jìn)行分析;將x=6m處視為S2的新波源,0<x<6m的加強(qiáng)點(diǎn)對(duì)兩波源的波程差應(yīng)為波長的整數(shù)倍,由此分析。
12.(2025·海門模擬)某實(shí)驗(yàn)小組為了測(cè)定小物塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,力傳感器可以測(cè)出輕繩的拉力大小,滑輪及輕繩質(zhì)量不計(jì),重力加速度g取。
①按圖甲所示裝置安裝實(shí)驗(yàn)器材,圖中長木板保持水平;
②在砂桶內(nèi)放入一定質(zhì)量的砂子,小物塊靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,釋放小物塊,打出一條紙帶,同時(shí)記錄力傳感器的讀數(shù);
③利用紙帶計(jì)算小物塊的加速度;
④改變砂桶內(nèi)砂子的質(zhì)量,重復(fù)步驟②③;
⑤以小物塊加速度a為縱坐標(biāo),力傳感器讀數(shù)F為橫坐標(biāo),作出圖像如圖乙所示。
回答下列問題:
(1)砂子與砂桶的總質(zhì)量   (選填“需要”或“不需要”)遠(yuǎn)小于小物塊的質(zhì)量。
(2)通過圖乙可以求得小物塊的質(zhì)量為   kg;小物塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)   。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(3)考慮系統(tǒng)誤差,的測(cè)量值與真實(shí)值相比   (選填“偏大”“偏小”或“不變”)。
(4)平衡了摩擦力后,在小物塊質(zhì)量M保持不變的情況下,不斷往砂桶里加砂,直到砂和砂桶的質(zhì)量最終達(dá)到M。作的圖像如圖所示。下列圖線正確的是 。
A. B.
C. D.
【答案】(1)不需要
(2)2.0;0.10
(3)偏大
(4)A
【知識(shí)點(diǎn)】探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系;滑動(dòng)摩擦力與動(dòng)摩擦因數(shù)
【解析】【解答】本題關(guān)鍵掌握測(cè)定小物塊與長木板間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)原理和利用圖像處理問題的方法。
(1)實(shí)驗(yàn)中可利用力傳感器直接得到繩子拉力,故不需要滿足砂子與砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小物塊的質(zhì)量。
(2)對(duì)物塊進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律可得
整理可得
所以圖像的斜率
縱截距表示,由圖可得
(3)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中不可以避免的存在其他阻力(紙帶、滑輪摩擦),導(dǎo)致測(cè)量的小物塊與長木板間的摩擦力偏大,所以的測(cè)量值偏大。
(4)平衡摩擦力以后,根據(jù)牛頓第二定律可知
故小車的加速度與合外力成正比,即圖像是一條通過原點(diǎn)的直線。
故選A。
【分析】(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置和原理分析判斷;
(2)根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)圖像對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式,結(jié)合圖像斜率和與縱軸的截距計(jì)算;
(3)分析阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響;
(4)根據(jù)牛頓第二定律分析判斷。
(1)實(shí)驗(yàn)中可利用力傳感器直接得到繩子拉力,故不需要滿足砂子與砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小物塊的質(zhì)量。
(2)[1][2]根據(jù)牛頓第二定律可得
整理可得
所以圖像的斜率
縱截距表示,由圖可得
(3)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中不可以避免的存在其他阻力(紙帶、滑輪摩擦),導(dǎo)致測(cè)量的小物塊與長木板間的摩擦力偏大,所以的測(cè)量值偏大。
(4)平衡摩擦力以后,根據(jù)牛頓第二定律可知
故小車的加速度與合外力成正比,即圖像是一條通過原點(diǎn)的直線。
故選A。
13.(2025·海門模擬)如圖甲所示為交流發(fā)電機(jī)示意圖,用導(dǎo)體做的兩個(gè)電刷E、F分別壓在兩個(gè)滑環(huán)上,線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過滑環(huán)和電刷保持與外電路連接,已知外電路電阻R=5Ω,圖示線圈匝數(shù)n=50匝(其電阻可忽略不計(jì)),穿過該線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示,求:
(1)發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的瞬時(shí)值表達(dá)式;
(2)電流表的讀數(shù)。
【答案】(1)解:由圖可知
發(fā)電機(jī)輸出電壓瞬時(shí)表達(dá)式為
(2)解:電流表示數(shù)為電流的有效值,則
所以
【知識(shí)點(diǎn)】交變電流的峰值、有效值、平均值與瞬時(shí)值
【解析】【分析】(1)根據(jù)交變電流的產(chǎn)生原理和瞬時(shí)值表達(dá)式的推導(dǎo)解決問題;
(2)電流表示數(shù)是有效值,結(jié)合最大值與有效值的關(guān)系分析。
(1)由圖可知
發(fā)電機(jī)輸出電壓瞬時(shí)表達(dá)式為
(2)電流表示數(shù)為電流的有效值,則
所以
14.(2025·海門模擬)研究表明,新冠病毒耐寒不耐熱,溫度在超過56℃時(shí),30分鐘就可以滅活。如圖,含有新冠病毒的氣體被輕質(zhì)絕熱活塞封閉在絕熱氣缸下部內(nèi),氣缸頂端有一絕熱閥門,氣缸底部接有電熱絲。缸內(nèi)被封閉氣體初始溫度℃,活塞位于氣缸中央,與底部的距離,活塞和氣缸間的摩擦不計(jì)。
(1)若閥門始終打開,電熱絲通電一段時(shí)間,穩(wěn)定后活塞與底部的距離,持續(xù)30分鐘后,試分析說明內(nèi)新冠病毒能否被滅活?
(2)若閥門始終閉合,電熱絲通電一段時(shí)間,給缸內(nèi)氣體傳遞了的熱量,穩(wěn)定后氣體內(nèi)能增加了,求此過程氣體的內(nèi)能增加量。
【答案】解:(1)設(shè)活塞橫截面積為S,則對(duì)a氣體初始狀態(tài)有

末狀態(tài)有

閥門K打開,加熱過程a氣體做等壓變化,由蓋·呂薩克定律得
由以上各式可得
因57℃>56℃,由題意可知a內(nèi)新冠病毒能被滅活。
(2)閥門K閉合,由于系統(tǒng)絕熱,a氣體膨脹對(duì)b氣體做功,由熱力學(xué)第一定律有
代入數(shù)據(jù)得
對(duì)b氣體,由于系統(tǒng)絕熱,則此過程氣體的內(nèi)能增加量為
【知識(shí)點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用;氣體的等壓變化及蓋-呂薩克定律
【解析】【分析】(1)a氣體做等壓變化,找出初末狀態(tài)時(shí)的體積和溫度,根據(jù)蓋 呂薩克定律求得;
(2)整體絕熱,整體內(nèi)能的增加等于電熱絲產(chǎn)生的熱量,根據(jù)熱力學(xué)第一定律求得即可。
15.(2025·海門模擬)如圖所示的裝置放在水平地面上,該裝置由弧形軌道、豎直圓軌道、水平直軌道AB和傾角θ=37°的斜軌道BC平滑連接而成。將質(zhì)量m=0.2kg的小滑塊從弧形軌道離地高H=2.0m的M處靜止釋放。已知滑塊與軌道AB和BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.25,弧形軌道和圓軌道均可視為光滑,忽略空氣阻力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)小滑塊運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)的速度大小;
(2)若滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為6N,求豎直圓軌道的半徑;
(3)若LAB=LBC=2.0m,試確定滑塊最終停止的位置。
【答案】(1)解:小滑塊從M滑動(dòng)A點(diǎn)過程中,根據(jù)動(dòng)能定理可得
解得

(2)解:滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn),根據(jù)牛頓第三定律可知,滑塊所受軌道的支持力的大小等于壓力的大小,即支持力為6N,根據(jù)牛頓第二定律有
滑塊從初始位置滑至D點(diǎn)過程中,根據(jù)動(dòng)能定理有
聯(lián)立解得
(3)解:滑塊在斜面上,由于
則滑塊無法停留在斜面上,最終會(huì)停止在水平面AB上,設(shè)滑塊第一次滑上斜面滑行距離為s,則滑塊從最初到滑上斜面最高點(diǎn)的過程中,根據(jù)動(dòng)能定理有
解得
則滑塊第一次從斜面滑下來到地面的動(dòng)能為
之后滑塊在水平面上滑行返回A點(diǎn)時(shí)具有的動(dòng)能為
則滑塊經(jīng)光滑圓弧后還能回到水平面,設(shè)再次返回到水平面上還能繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的距離為s ,根據(jù)動(dòng)能定理有
解得
即最后滑塊停在水平面上A點(diǎn)右側(cè)距A點(diǎn)1m距離處。
【知識(shí)點(diǎn)】動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用
【解析】【分析】(1)M-A根據(jù)動(dòng)能定理求解A點(diǎn)速度大小;
(2)M-D根據(jù)動(dòng)能定理求解D點(diǎn)速度大小,結(jié)合牛頓第二定律合力提供向心力求解半徑;
(3)對(duì)滑塊在斜面上受力分析判斷能否靜止在斜面上,由開始到斜面最高點(diǎn)根據(jù)動(dòng)能定理求解斜面上滑行距離;再由動(dòng)能定理求解滑到斜面底端的動(dòng)能;再求解水平面滑到A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能;經(jīng)光滑曲面回到A點(diǎn),由動(dòng)能定理求解繼續(xù)滑行距離。
(1)小滑塊從M滑動(dòng)A點(diǎn)過程中,根據(jù)動(dòng)能定理可得
解得
(2)滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn),根據(jù)牛頓第三定律可知,滑塊所受軌道的支持力的大小等于壓力的大小,即支持力為6N,根據(jù)牛頓第二定律有
滑塊從初始位置滑至D點(diǎn)過程中,根據(jù)動(dòng)能定理有
聯(lián)立解得
(3)滑塊在斜面上,由于
則滑塊無法停留在斜面上,最終會(huì)停止在水平面AB上,設(shè)滑塊第一次滑上斜面滑行距離為s,則滑塊從最初到滑上斜面最高點(diǎn)的過程中,根據(jù)動(dòng)能定理有
解得
則滑塊第一次從斜面滑下來到地面的動(dòng)能為
之后滑塊在水平面上滑行返回A點(diǎn)時(shí)具有的動(dòng)能為
則滑塊經(jīng)光滑圓弧后還能回到水平面,設(shè)再次返回到水平面上還能繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的距離為s ,根據(jù)動(dòng)能定理有
解得
即最后滑塊停在水平面上A點(diǎn)右側(cè)距A點(diǎn)1m距離處。
16.(2025·海門模擬)為探測(cè)射線,威耳遜曾用置于勻強(qiáng)磁場或電場中的云室來顯示它們的徑跡。某研究小組設(shè)計(jì)了電場和磁場分布如圖所示,在平面(紙面)內(nèi),在區(qū)間內(nèi)存在平行y軸的勻強(qiáng)電場,。在的區(qū)間內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,。一未知粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)與x正方向成角射入,在坐標(biāo)為的P點(diǎn)以速度垂直磁場邊界射入磁場,并從射出磁場。已知整個(gè)裝置處于真空中,不計(jì)粒子重力,。求:
(1)該未知粒子的比荷;
(2)勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度E的大小及右邊界的值;
(3)如右圖所示,若偏轉(zhuǎn)磁場中磁感應(yīng)強(qiáng)度由邊界至由左向右在間距均為(很小)中,第一個(gè)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,下面各區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度依次為、、……,當(dāng)粒子能達(dá)到磁場右側(cè)邊界(達(dá)到邊界就被吸收),求應(yīng)當(dāng)滿足的條件。[當(dāng)時(shí),取]
【答案】(1)解:粒子在磁場中,由洛倫茲力提供向心力,則有
由題意和幾何關(guān)系可知
解得
粒子的比荷為
(2)解:粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示
粒子在電場中可逆向看成類平拋運(yùn)動(dòng),則有
聯(lián)立解得
由幾何關(guān)系可得
解得
故有
(3)解:設(shè)豎直方向的速度為,水平方向的速度為,極短時(shí)間,則有
結(jié)合題意可得
故有

解得

【知識(shí)點(diǎn)】帶電粒子在有界磁場中的運(yùn)動(dòng);帶電粒子在電場與磁場混合場中的運(yùn)動(dòng)
【解析】【分析】(1)由洛倫茲力提供向心力求粒子的比荷;
(2)畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度E的大小及右邊界x2的值;
(3)對(duì)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程根據(jù)數(shù)學(xué)方法分析求x4應(yīng)當(dāng)滿足的條件。
(1)粒子在磁場中,由洛倫茲力提供向心力,則有
由題意和幾何關(guān)系可知
解得
粒子的比荷為
(2)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示
粒子在電場中可逆向看成類平拋運(yùn)動(dòng),則有
聯(lián)立解得
由幾何關(guān)系可得
解得
故有
(3)設(shè)豎直方向的速度為,水平方向的速度為,極短時(shí)間,則有
結(jié)合題意可得
故有

解得

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