【高考真题】广西2025年高考物理真题
1.(2025·广西)有四种不同逸出功的金属材料:铷,钾,钠和镁制成的金属板。现有能量为的光子,分别照到这四种金属板上,则会发生光电效应的金属板为( )
A.铷 B.钾 C.钠 D.镁
2.(2025·广西)有一变压器的原线圈接入有效值为的正弦交流电,副线圈输出电压的最大值,则原副线圈的匝数比为( )
A. B. C. D.
3.(2025·广西)某位同学观察火车进站,火车由初速度为,降速到停下,火车的运动看做匀减速直线运动,火车降速运动过程,此同学的脉搏跳动了70下,已知该同学每分钟脉搏跳动60下,则火车共行驶距离约为( )
A. B. C. D.
4.(2025·广西)用带电玻璃棒接触验电器的金属球,移走玻璃棒,验电器内两片金属箔张开,稳定后如图。图中、、、四点电场强度最强的是( )
A.a B.b C.c D.d
5.(2025·广西)如图扇形的材料,折射率大于,现有两条光线1和2,从扇形材料的A点传播,光线1传到圆弧(圆)AC的中点B.光线2传播到C点偏上,则两光线发生下列哪种情况( )
A.1不全反射,2全反射 B.都不全反射
C.都全反射 D.1全反射,2不全反射
6.(2025·广西)如图所示,a,b为同种材料的电阻,已知a的长度为,截面积,b的长度,横截面积,则在两支路a和b中,电荷移动的速率之比( )
A. B. C. D.
7.(2025·广西) 如图,两条固定的光滑平行金属导轨,所在平面与水平面夹角为,间距为l,导轨电阻忽略不计,两端各接一个阻值为2R的定值电阻,形成闭合回路:质量为m的金属棒垂直导轨放置,并与导轨接触良好,接入导轨之间的电阻为R;劲度系数为k的两个完全相同的绝缘轻质弹簧与导轨平行,一端固定,另一端均与金属棒中间位置相连,弹簧的弹性势能与形变量x的关系为;将金属棒移至导轨中间位置时,两弹簧刚好处于原长状态;整个装置处于垂直导轨所在平面向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。将金属棒从导轨中间位置向上移动距离a后静止释放,金属棒沿导轨向下运动到最远处,用时为t,最远处与导轨中间位置距离为b,弹簧形变始终在弹性限度内。此过程中( )
A.金属棒所受安培力冲量大小为
B.每个弹簧对金属棒施加的冲量大小为
C.每个定值电阻产生的热量为
D.金属棒的平均输出功率为
8.(2025·广西)关于用油膜法测分子直径的实验,下列说法正确的是( )
A.油膜的厚度,可以看成是球形的直径
B.油膜稳定时,油酸分子还在做热运动
C.展开的薄膜,如果是不完整的正方形,可以不计面积
D.实验时,加酒精比不加酒精更好的展开油膜
9.(2025·广西)“独竹漂”是一种传统的交通工具,人拿着竹竿站在单竹上,人和单竹筏在水里减速滑行,人与竹筏相对静止,则( )
A.人受合力为零
B.人对竹筏的力方向竖直向下
C.人和竹筏的重心在竹筏所在的竖直面上
D.人和竹竿构成的整体的重心,与杆受到合力的作用线在同一竖直平面上
10.(2025·广西) 如图,带等量正电荷q的M、N两种粒子,以几乎为0的初速度从S飘入电势差为U的加速电场,经加速后从O点沿水平方向进入速度选择器(简称选择器)。选择器中有竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场。当选择器的电场强度大小为E,磁感应强度大小为B1,右端开口宽度为2d时,M粒子沿轴线OO'穿过选择器后,沿水平方向进入磁感应强度大小为B2、方向垂直纸面向外的匀强磁场(偏转磁场),并最终打在探测器上;N粒子以与水平方向夹角为θ的速度从开口的下边缘进入偏转磁场,并与M粒子打在同一位置,忽略粒子重力和粒子间的相互作用及边界效应,则( )
A.M粒子质量为
B.刚进入选择器时,N粒子的速度小于M粒子的速度
C.调节选择器,使N粒子沿轴线OO'穿过选择器,此时选择器的电场强度与磁感应强度大小之比为
D.调节选择器,使N粒子沿轴线OO'进入偏转磁场,打在探测器上的位置与调节前M粒子打在探测器上的位置间距为
11.(2025·广西)某小组将电流表改装成一个欧姆表,所用器材如下:
定值电阻
电流表:内阻,量程为
电源:内阻不计,电源电压
(1)在测量前要将a,b点 ,欧姆表调零让G表示数为 ,滑动变阻器调为 。
(2)用调整好的欧姆表测量某个电阻,当欧姆表示数是时,测量的电阻阻值是 。
12.(2025·广西) 在用如图甲的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验中:
(1)探究小车加速度与小车所受拉力的关系时,需保持小车(含加速度传感器,下同)质量不变,这种实验方法是 。
(2)实验时,调节定滑轮高度,使连接小车的细绳与轨道平面保持 。
(3)由该装置分别探究M、N两车加速度a和所受拉力F的关系,获得a—F图像如图乙,通过图乙分析实验是否需要补偿阻力(即平衡阻力)。如果需要,说明如何操作;如果不需要,说明理由 。
(4)悬挂重物让M、N两车从静止释放经过相同位移的时间比为n,两车均未到达轨道末端,则两车加速度之比 。
13.(2025·广西)如图所示,是时刻,两列横波的波形图,两列波的波速均为,传播方向相同,则
(1)求两列波的波长;
(2)两列波叠加时,求此刻和处质点的位移;
(3)求两列波各自的周期。
14.(2025·广西)带电粒子绕着带电量为的源电荷做轨迹为椭圆的曲线运动,源电荷固定在椭圆左焦点F上,带电粒子电量为;已知椭圆焦距为c,半长轴为a,电势计算公式为,带点粒子速度的平方与其到电荷的距离的倒数满足如图关系。
(1)求在椭圆轨道半短轴顶点B的电势;
(2)求带电粒子从A到B的运动过程中,电场力对带电粒子做的功;
(3)用推理论证带点粒子动能与电势能之和是否守恒;若守恒,求其动能与电势能之和;若不守恒,说明理由。
15.(2025·广西)图甲为某智能分装系统工作原理示意图,每个散货经倾斜传送带由底端A运动到顶端B后水平抛出,撞击冲量式传感器使其输出一个脉冲信号,随后竖直掉入以与水平传送带共速度的货箱中,此系统利用传感器探测散货的质量,自动调节水平传送带的速度,实现按规格分装。倾斜传送带与水平地面夹角为,以速度匀速运行。若以相同的时间间隔将散货以几乎为0的速度放置在倾斜传送带底端A,从放置某个散货时开始计数,当放置第10个散货时,第1个散货恰好被水平抛出。散货与倾斜传送带间的动摩擦因数,到达顶端前已与传送带共速。设散货与传感器撞击时间极短,撞击后竖直方向速度不变,水平速度变为0。每个长度为d的货箱装总质为M的一批散货。若货箱之间无间隔,重力加速度为g。分装系统稳定运行后,连续装货,某段时间传感器输出的每个脉冲信号与横轴所围面积为I如图乙,求这段时间内:
(1)单个散货的质量。
(2)水平传送带的平均传送速度大小。
(3)倾斜传送带的平均输出功率。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】光电效应
【解析】【解答】当单色光光子的能量大于金属的逸出功时就能发生光电效应,可知会发生光电效应的金属板是铷。故A正确,BCD错误。
故答案为:A。
【分析】要判断能否逸出光电子,需依据光电效应条件:光子能量≥金属逸出功。
2.【答案】C
【知识点】变压器原理;交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】根据正弦式交流电的特点,副线圈的电压有效值为
则变压器原、副线圈的匝数比
故C正确,ABD错误。
故答案为:C。
【分析】根据理想变压器的变压比列式求解。
3.【答案】B
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】火车运动的时间为
v0=36km/h=10m/s
火车共行驶的距离
故ACD错误,B正确。
故答案为:B。
【分析】根据脉搏跳动频率算出运动时间,利用匀变速直线运动平均速度公式,结合位移公式求解。
4.【答案】D
【知识点】静电的防止与利用;电荷及三种起电方式;电场强度
【解析】【解答】b和c两点分别在金属外壳内部和金属杆的内部,处于静电场中的导体,内部的合场强为零,则两点的场强均为零;在金属箔上的最下端类似尖端,尖端附近场强较大,且d点距离金箔的下端较近,可知d点的场强比a点大,则电场强度最大的是d点。
故ABC错误,D正确。
故答案为:D。
【分析】验电器的金属箔带电后,金属箔是带电体,电场线分布越密集处电场强度越强。
5.【答案】C
【知识点】光的全反射
【解析】【解答】根据全反射临界角公式可知,因
可得临界角
即临界角
因射到B点的光线的入射角为
可知光线1会发生全反射;
光线2传播到C点偏上, 根据几何关系可知射到C点偏上的的光线的入射角为β>45°>C
可知光线2会发生全反射,故ABD错误,D正确。
故答案为:C。
【分析】当入射角增大到某值时,折射光消失,只剩下反射光,即发生了全反射。
6.【答案】B
【知识点】电阻定律;电流的微观表达式及其应用;串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】电流的微观表达式,n为单位体积内的自由电子数,v自由电子定向移动的平均速率;因此
根据电阻定律
可得金属导体a的电阻
两段金属导体b的总电阻
根据并联电路电流的分配与电阻的关系
联立解得
故ACD错误,B正确。
故答案为:B。
【分析】根据电阻定律、并联电路电流的分配与电阻的关系和电流的微观表达式求解作答。
7.【答案】D
【知识点】动量定理;导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的电路类问题;电磁感应中的动力学问题;电磁感应中的能量类问题
【解析】【解答】A、金属棒所受安培力冲量大小为
又根据法拉第电磁感应定律和电流定义式可得
,
解得
故A错误;
B、该过程中,沿斜面方向,导体棒受重力分力,弹簧弹力以及安培力,取沿导轨向下为正方向,沿斜面方向,对金属棒,由动量定理得
解得每个弹簧对金属棒施加的冲量大小为
故B错误;
C、 将金属棒从导轨中间位置向上移动距离a后静止释放, 最远处与导轨中间位置距离为b, 由能量关系可知回路产生的总热量
每个定值电阻产生的热量为
故C错误;
D、因金属棒的电阻与外电路总电阻相等,则金属棒的平均输出功率
故D正确。
故答案为:D。
【分析】根据冲量的定义式结合电荷量与磁通量变化量的关系求金属棒所受安培力冲量大小,并根据动量定理求出每个弹簧对金属棒施加的冲量大小;根据能量守恒结合热量分配规律求每个定值电阻产生的热量;根据功率公式计算金属棒的平均输出功率。
8.【答案】A,B,D
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】A、在油膜法测分子直径的实验中,通常将油膜分子视为球形模型,油膜的厚度可以近似看成是球形分子的直径,故A正确;
B、分子在永不停息地做无规则热运动,与宏观物体是否处于稳定状态无关。油膜稳定时,油酸分子仍然在做热运动,故B正确;
C、在计算油膜面积时,对于周边不完整的格子,大于半格记为一个单位面积,小于半格的不计面积,而不是不完整的格子不计面积,故C错误;
D、酒精可以溶解油酸,使油酸更容易在水面上展开形成单分子油膜,所以实验时加酒精比不加酒精更好地展开油膜,故D正确。
故答案为:ABD。
【分析】实验假设油酸分子为球形,便于估算;分子热运动持续,油膜稳定后分子仍运动;不完整小正方形不能忽略,需合理估算;纯油酸难形成单分子膜,油酸酒精溶液更易。
9.【答案】C,D
【知识点】重力与重心;摩擦力的判断与计算;共点力的平衡
【解析】【解答】A、选手和楠竹在水里减速滑行,不是匀速运动或者静止,存在加速度,根据牛顿第二定律可知合力不为零,故A错误;
B、水平方向选手受楠竹给的作用力,否则无法减速,则选手给竹子有水平方向作用力,选手对楠竹的力在竖直方向有重力,所以选手对楠竹的力方向不是竖直向下,故B错误;
C、选手和楠竹相对静止,且减速滑行,选手和楠竹的重心要在同一竖直面上才能保持相对稳定,手持划杆可使选手(含划杆)的重心下移,更易保持平衡,故C正确;
D、选手和楠竹构成的整体在减速滑行,受到的合力不为零,根据力的作用线和重心的关系可知整体的重心与楠竹受到合力作用线应该在同一竖直面上,故D正确。
故答案为:CD。
【分析】选手减速,有加速度,合力不为零;选手有水平加速度,楠竹对选手作用力不竖直,选手对楠竹作用力也不竖直向下;划杆使重心下移,更易平衡;选手受楠竹作用力与重力,合力产生水平加速度,作用力与重心在同一竖直平面。
10.【答案】A,D
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动;带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【解答】A.对M粒子在加速电场中,根据动能定理有
在速度选择器中,根据平衡关系
解得
故A正确;
B.进入粒子速度选择器后因N粒子向下偏转,可知
所以v0N>v0M,故B错误;
C.M粒子在磁场中运动半径为r1,则根据洛伦兹力提供向心力
解得M粒子在磁场中运动半径
N粒子在磁场中运动的半径为r2,则
解得
其中
可得
N粒子在选择器中,根据动能定理
在加速电场中,根据动能定理
解得
,
则要想使得粒子N沿轴线OO'通过选择器,则需满足
联立解得
故C错误;
D.若N粒子沿直线通过选择器,则在磁场中运动的半径为r3,对N粒子在加速电场中,根据动能定理有
N粒子在磁场中,根据洛伦兹力提供向心力
解得
因:v0N>v0M,故r3<r1
则打在探测器的位移与调节前M打在探测器上的位置间距为
其中,
可得
故D正确。
故答案为:AD。
【分析】根据动能定理和平衡关系求M粒子质量;根据力的大小关系求刚进入选择器时,N粒子的速度小于M粒子的速度;根据洛伦兹力提供向心力求出M粒子在磁场中运动半径,结合动能定理和平衡关系求此时选择器的电场强度与磁感应强度大小之比;根据长度关系求打在探测器上的位置与调节前M粒子打在探测器上的位置间距。
11.【答案】(1)短接;;14.4
(2)10
【知识点】电表的改装与应用;练习使用多用电表
【解析】【解答】(1)欧姆表在使用前需要调零,这个过程需要将红黑表笔短接,即图中的A、B点短接;
欧姆表短接调零需要将指针调到电流表G满偏的状态,即让G表示数为Ig=100μA;
因为电源内阻不计,调零过程中根据闭合电路欧姆定律可知
解得
代入数值得
(2)当欧姆表的示数是60μA时,根据
,
代入数据可得
【分析】(1)欧姆调零需先短接A、B,让电流表满偏,再用闭合电路欧姆定律E=Ig(Rg+R0+R)算滑动变阻器阻值;
(2)接入Rx后,依据E=I(Rg+R0+R+Rx),结合(1)中内阻,求Rx。
12.【答案】(1)控制变量法
(2)平行
(3)需要。撤出细绳连接的力传感器和重物,将木板左端用垫块垫起适当高度,使小车能沿木板匀速下滑
(4)1 n2
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】(1)在探究小车加速度与小车所受拉力的关系时,需保持小车(含加速度传感器)质量不变,这种实验方法是控制变量法即除了拉力变化外,其他影响加速度的因素都要保持不变。
(2)实验时,为使小车受到的合外力等于细绳的拉力,要调节定滑轮高度,使连接小车的细绳与轨道平面保持平行,保证细绳对小车的拉力方向与小车运动方向一致,拉力是恒力,否则力的方向会因为小车运动而改变,大小也可能变,减小实验误差。
(3)由图乙可知,当拉力F为某一值时才产生加速度,说明小车受到摩擦力,需要补偿阻力。补偿方法:撤出细绳连接的力传感器和重物,将木板左端用垫块垫起适当高度,使小车能沿木板匀速下滑。
(4)两车均从静止释放,都做初速度为零的匀加速直线运动,根据匀变速直线运动的位移公式
可知
因为
tM:tN=n:1
联立解得
【分析】(1)根据实验原理分析;
(2)平行可以保证力是恒力,符合实验原理;
(3)拉力F为某一值时才产生加速度,是因为摩擦力的存在,所以要平衡摩擦力;
(4)据匀变速直线运动的位移公式分析。
13.【答案】(1)解:根据波长的定义及两列波的波动图可知,
(2)解:由波动图可知在处两列波均处于波峰处,处的质点位移
在处,对于第一列波有
对于第二列波有
在处质点的位移
(3)解:对于第一列波有
对于第二列波有
【知识点】横波的图象;波长、波速与频率的关系
【解析】【分析】(1)直接从波形图读相邻波峰/谷间距得波长;
(2)依据波的叠加原理,找两波在对应位置位移,矢量和为合位移;
(3)用v=λf求两波频率,结合频率关系推叠加后周期。
14.【答案】(1)解:由几何关系可知,椭圆上任何一点到两焦点间距离之和为2a,故顶点B距源电荷的距离为
根据电势计算公式可得在椭圆轨道半短轴顶点B的电势为
(2)解:同理可知,在椭圆轨道半长轴顶点A的电势为
根据电场力做功与电势能的关系可知,带电粒子从A到B的运动过程中,电场力对带电粒子做的功为
(3)解:设带电粒子的质量为m,假设带点粒子动能与电势能之和守恒,则满足
(定值)
则
根据图像可知关系为一条倾斜直线,故假设成立,将图像中代入关系式可得其动能与电势能之和为
【知识点】电场力做功;电势
【解析】【分析】(1)用椭圆性质找B到源电荷F的距离r,代入电势公式计算;
(2)依据电场力做功与电势能变化关系,先求A、B电势(A点距F距离结合椭圆性质得,B点电势第一问已求),再代入计算;
(3)设任意点距F距离r、速度v,表出动能、电势能,总能量。结合图像关系化简E,判断是否为定值,确定是否守恒,若守恒求该定值。
15.【答案】(1)解:对单个散货水平方向由动量定理
解得单个散货的质量为
(2)解:落入货箱中散货的个数为
则水平传送带的平均传送速度大小为
(3)解:设倾斜传送带的长度为L,其中散货在加速阶段,由牛顿第二定律
解得
加速时间
加速位移
设匀速时间为,其中
则匀速位移为
故传送带的长度为
在加速阶段散货与传送带发生的相对位移为
在时间内传送带额外多做的功为
其中
,,,
联立可得倾斜传送带的平均输出功率为
【知识点】动量定理;匀变速直线运动规律的综合运用;牛顿运动定律的综合应用;功率及其计算
【解析】【分析】(1)由图可知,碰撞时的冲量,对碰撞过程分析,水平方向由动量守恒定律列式可求出散货的质量;
(2)长度为a的货箱里装总质量为M,由题意可求出落入货箱中的散货个数,由速度公式求解平均传送速度;
(3)对散货在倾斜传送带上的运动过程分析,分别求出加速和匀速运动的时间和位移,从而确定出传送带的长度和加速时的相对位移,即可求出传送带多做的功,从而求出平均功率。
1 / 1【高考真题】广西2025年高考物理真题
1.(2025·广西)有四种不同逸出功的金属材料:铷,钾,钠和镁制成的金属板。现有能量为的光子,分别照到这四种金属板上,则会发生光电效应的金属板为( )
A.铷 B.钾 C.钠 D.镁
【答案】A
【知识点】光电效应
【解析】【解答】当单色光光子的能量大于金属的逸出功时就能发生光电效应,可知会发生光电效应的金属板是铷。故A正确,BCD错误。
故答案为:A。
【分析】要判断能否逸出光电子,需依据光电效应条件:光子能量≥金属逸出功。
2.(2025·广西)有一变压器的原线圈接入有效值为的正弦交流电,副线圈输出电压的最大值,则原副线圈的匝数比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】变压器原理;交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】根据正弦式交流电的特点,副线圈的电压有效值为
则变压器原、副线圈的匝数比
故C正确,ABD错误。
故答案为:C。
【分析】根据理想变压器的变压比列式求解。
3.(2025·广西)某位同学观察火车进站,火车由初速度为,降速到停下,火车的运动看做匀减速直线运动,火车降速运动过程,此同学的脉搏跳动了70下,已知该同学每分钟脉搏跳动60下,则火车共行驶距离约为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】火车运动的时间为
v0=36km/h=10m/s
火车共行驶的距离
故ACD错误,B正确。
故答案为:B。
【分析】根据脉搏跳动频率算出运动时间,利用匀变速直线运动平均速度公式,结合位移公式求解。
4.(2025·广西)用带电玻璃棒接触验电器的金属球,移走玻璃棒,验电器内两片金属箔张开,稳定后如图。图中、、、四点电场强度最强的是( )
A.a B.b C.c D.d
【答案】D
【知识点】静电的防止与利用;电荷及三种起电方式;电场强度
【解析】【解答】b和c两点分别在金属外壳内部和金属杆的内部,处于静电场中的导体,内部的合场强为零,则两点的场强均为零;在金属箔上的最下端类似尖端,尖端附近场强较大,且d点距离金箔的下端较近,可知d点的场强比a点大,则电场强度最大的是d点。
故ABC错误,D正确。
故答案为:D。
【分析】验电器的金属箔带电后,金属箔是带电体,电场线分布越密集处电场强度越强。
5.(2025·广西)如图扇形的材料,折射率大于,现有两条光线1和2,从扇形材料的A点传播,光线1传到圆弧(圆)AC的中点B.光线2传播到C点偏上,则两光线发生下列哪种情况( )
A.1不全反射,2全反射 B.都不全反射
C.都全反射 D.1全反射,2不全反射
【答案】C
【知识点】光的全反射
【解析】【解答】根据全反射临界角公式可知,因
可得临界角
即临界角
因射到B点的光线的入射角为
可知光线1会发生全反射;
光线2传播到C点偏上, 根据几何关系可知射到C点偏上的的光线的入射角为β>45°>C
可知光线2会发生全反射,故ABD错误,D正确。
故答案为:C。
【分析】当入射角增大到某值时,折射光消失,只剩下反射光,即发生了全反射。
6.(2025·广西)如图所示,a,b为同种材料的电阻,已知a的长度为,截面积,b的长度,横截面积,则在两支路a和b中,电荷移动的速率之比( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】电阻定律;电流的微观表达式及其应用;串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】电流的微观表达式,n为单位体积内的自由电子数,v自由电子定向移动的平均速率;因此
根据电阻定律
可得金属导体a的电阻
两段金属导体b的总电阻
根据并联电路电流的分配与电阻的关系
联立解得
故ACD错误,B正确。
故答案为:B。
【分析】根据电阻定律、并联电路电流的分配与电阻的关系和电流的微观表达式求解作答。
7.(2025·广西) 如图,两条固定的光滑平行金属导轨,所在平面与水平面夹角为,间距为l,导轨电阻忽略不计,两端各接一个阻值为2R的定值电阻,形成闭合回路:质量为m的金属棒垂直导轨放置,并与导轨接触良好,接入导轨之间的电阻为R;劲度系数为k的两个完全相同的绝缘轻质弹簧与导轨平行,一端固定,另一端均与金属棒中间位置相连,弹簧的弹性势能与形变量x的关系为;将金属棒移至导轨中间位置时,两弹簧刚好处于原长状态;整个装置处于垂直导轨所在平面向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。将金属棒从导轨中间位置向上移动距离a后静止释放,金属棒沿导轨向下运动到最远处,用时为t,最远处与导轨中间位置距离为b,弹簧形变始终在弹性限度内。此过程中( )
A.金属棒所受安培力冲量大小为
B.每个弹簧对金属棒施加的冲量大小为
C.每个定值电阻产生的热量为
D.金属棒的平均输出功率为
【答案】D
【知识点】动量定理;导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的电路类问题;电磁感应中的动力学问题;电磁感应中的能量类问题
【解析】【解答】A、金属棒所受安培力冲量大小为
又根据法拉第电磁感应定律和电流定义式可得
,
解得
故A错误;
B、该过程中,沿斜面方向,导体棒受重力分力,弹簧弹力以及安培力,取沿导轨向下为正方向,沿斜面方向,对金属棒,由动量定理得
解得每个弹簧对金属棒施加的冲量大小为
故B错误;
C、 将金属棒从导轨中间位置向上移动距离a后静止释放, 最远处与导轨中间位置距离为b, 由能量关系可知回路产生的总热量
每个定值电阻产生的热量为
故C错误;
D、因金属棒的电阻与外电路总电阻相等,则金属棒的平均输出功率
故D正确。
故答案为:D。
【分析】根据冲量的定义式结合电荷量与磁通量变化量的关系求金属棒所受安培力冲量大小,并根据动量定理求出每个弹簧对金属棒施加的冲量大小;根据能量守恒结合热量分配规律求每个定值电阻产生的热量;根据功率公式计算金属棒的平均输出功率。
8.(2025·广西)关于用油膜法测分子直径的实验,下列说法正确的是( )
A.油膜的厚度,可以看成是球形的直径
B.油膜稳定时,油酸分子还在做热运动
C.展开的薄膜,如果是不完整的正方形,可以不计面积
D.实验时,加酒精比不加酒精更好的展开油膜
【答案】A,B,D
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】A、在油膜法测分子直径的实验中,通常将油膜分子视为球形模型,油膜的厚度可以近似看成是球形分子的直径,故A正确;
B、分子在永不停息地做无规则热运动,与宏观物体是否处于稳定状态无关。油膜稳定时,油酸分子仍然在做热运动,故B正确;
C、在计算油膜面积时,对于周边不完整的格子,大于半格记为一个单位面积,小于半格的不计面积,而不是不完整的格子不计面积,故C错误;
D、酒精可以溶解油酸,使油酸更容易在水面上展开形成单分子油膜,所以实验时加酒精比不加酒精更好地展开油膜,故D正确。
故答案为:ABD。
【分析】实验假设油酸分子为球形,便于估算;分子热运动持续,油膜稳定后分子仍运动;不完整小正方形不能忽略,需合理估算;纯油酸难形成单分子膜,油酸酒精溶液更易。
9.(2025·广西)“独竹漂”是一种传统的交通工具,人拿着竹竿站在单竹上,人和单竹筏在水里减速滑行,人与竹筏相对静止,则( )
A.人受合力为零
B.人对竹筏的力方向竖直向下
C.人和竹筏的重心在竹筏所在的竖直面上
D.人和竹竿构成的整体的重心,与杆受到合力的作用线在同一竖直平面上
【答案】C,D
【知识点】重力与重心;摩擦力的判断与计算;共点力的平衡
【解析】【解答】A、选手和楠竹在水里减速滑行,不是匀速运动或者静止,存在加速度,根据牛顿第二定律可知合力不为零,故A错误;
B、水平方向选手受楠竹给的作用力,否则无法减速,则选手给竹子有水平方向作用力,选手对楠竹的力在竖直方向有重力,所以选手对楠竹的力方向不是竖直向下,故B错误;
C、选手和楠竹相对静止,且减速滑行,选手和楠竹的重心要在同一竖直面上才能保持相对稳定,手持划杆可使选手(含划杆)的重心下移,更易保持平衡,故C正确;
D、选手和楠竹构成的整体在减速滑行,受到的合力不为零,根据力的作用线和重心的关系可知整体的重心与楠竹受到合力作用线应该在同一竖直面上,故D正确。
故答案为:CD。
【分析】选手减速,有加速度,合力不为零;选手有水平加速度,楠竹对选手作用力不竖直,选手对楠竹作用力也不竖直向下;划杆使重心下移,更易平衡;选手受楠竹作用力与重力,合力产生水平加速度,作用力与重心在同一竖直平面。
10.(2025·广西) 如图,带等量正电荷q的M、N两种粒子,以几乎为0的初速度从S飘入电势差为U的加速电场,经加速后从O点沿水平方向进入速度选择器(简称选择器)。选择器中有竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场。当选择器的电场强度大小为E,磁感应强度大小为B1,右端开口宽度为2d时,M粒子沿轴线OO'穿过选择器后,沿水平方向进入磁感应强度大小为B2、方向垂直纸面向外的匀强磁场(偏转磁场),并最终打在探测器上;N粒子以与水平方向夹角为θ的速度从开口的下边缘进入偏转磁场,并与M粒子打在同一位置,忽略粒子重力和粒子间的相互作用及边界效应,则( )
A.M粒子质量为
B.刚进入选择器时,N粒子的速度小于M粒子的速度
C.调节选择器,使N粒子沿轴线OO'穿过选择器,此时选择器的电场强度与磁感应强度大小之比为
D.调节选择器,使N粒子沿轴线OO'进入偏转磁场,打在探测器上的位置与调节前M粒子打在探测器上的位置间距为
【答案】A,D
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动;带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【解答】A.对M粒子在加速电场中,根据动能定理有
在速度选择器中,根据平衡关系
解得
故A正确;
B.进入粒子速度选择器后因N粒子向下偏转,可知
所以v0N>v0M,故B错误;
C.M粒子在磁场中运动半径为r1,则根据洛伦兹力提供向心力
解得M粒子在磁场中运动半径
N粒子在磁场中运动的半径为r2,则
解得
其中
可得
N粒子在选择器中,根据动能定理
在加速电场中,根据动能定理
解得
,
则要想使得粒子N沿轴线OO'通过选择器,则需满足
联立解得
故C错误;
D.若N粒子沿直线通过选择器,则在磁场中运动的半径为r3,对N粒子在加速电场中,根据动能定理有
N粒子在磁场中,根据洛伦兹力提供向心力
解得
因:v0N>v0M,故r3<r1
则打在探测器的位移与调节前M打在探测器上的位置间距为
其中,
可得
故D正确。
故答案为:AD。
【分析】根据动能定理和平衡关系求M粒子质量;根据力的大小关系求刚进入选择器时,N粒子的速度小于M粒子的速度;根据洛伦兹力提供向心力求出M粒子在磁场中运动半径,结合动能定理和平衡关系求此时选择器的电场强度与磁感应强度大小之比;根据长度关系求打在探测器上的位置与调节前M粒子打在探测器上的位置间距。
11.(2025·广西)某小组将电流表改装成一个欧姆表,所用器材如下:
定值电阻
电流表:内阻,量程为
电源:内阻不计,电源电压
(1)在测量前要将a,b点 ,欧姆表调零让G表示数为 ,滑动变阻器调为 。
(2)用调整好的欧姆表测量某个电阻,当欧姆表示数是时,测量的电阻阻值是 。
【答案】(1)短接;;14.4
(2)10
【知识点】电表的改装与应用;练习使用多用电表
【解析】【解答】(1)欧姆表在使用前需要调零,这个过程需要将红黑表笔短接,即图中的A、B点短接;
欧姆表短接调零需要将指针调到电流表G满偏的状态,即让G表示数为Ig=100μA;
因为电源内阻不计,调零过程中根据闭合电路欧姆定律可知
解得
代入数值得
(2)当欧姆表的示数是60μA时,根据
,
代入数据可得
【分析】(1)欧姆调零需先短接A、B,让电流表满偏,再用闭合电路欧姆定律E=Ig(Rg+R0+R)算滑动变阻器阻值;
(2)接入Rx后,依据E=I(Rg+R0+R+Rx),结合(1)中内阻,求Rx。
12.(2025·广西) 在用如图甲的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验中:
(1)探究小车加速度与小车所受拉力的关系时,需保持小车(含加速度传感器,下同)质量不变,这种实验方法是 。
(2)实验时,调节定滑轮高度,使连接小车的细绳与轨道平面保持 。
(3)由该装置分别探究M、N两车加速度a和所受拉力F的关系,获得a—F图像如图乙,通过图乙分析实验是否需要补偿阻力(即平衡阻力)。如果需要,说明如何操作;如果不需要,说明理由 。
(4)悬挂重物让M、N两车从静止释放经过相同位移的时间比为n,两车均未到达轨道末端,则两车加速度之比 。
【答案】(1)控制变量法
(2)平行
(3)需要。撤出细绳连接的力传感器和重物,将木板左端用垫块垫起适当高度,使小车能沿木板匀速下滑
(4)1 n2
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】(1)在探究小车加速度与小车所受拉力的关系时,需保持小车(含加速度传感器)质量不变,这种实验方法是控制变量法即除了拉力变化外,其他影响加速度的因素都要保持不变。
(2)实验时,为使小车受到的合外力等于细绳的拉力,要调节定滑轮高度,使连接小车的细绳与轨道平面保持平行,保证细绳对小车的拉力方向与小车运动方向一致,拉力是恒力,否则力的方向会因为小车运动而改变,大小也可能变,减小实验误差。
(3)由图乙可知,当拉力F为某一值时才产生加速度,说明小车受到摩擦力,需要补偿阻力。补偿方法:撤出细绳连接的力传感器和重物,将木板左端用垫块垫起适当高度,使小车能沿木板匀速下滑。
(4)两车均从静止释放,都做初速度为零的匀加速直线运动,根据匀变速直线运动的位移公式
可知
因为
tM:tN=n:1
联立解得
【分析】(1)根据实验原理分析;
(2)平行可以保证力是恒力,符合实验原理;
(3)拉力F为某一值时才产生加速度,是因为摩擦力的存在,所以要平衡摩擦力;
(4)据匀变速直线运动的位移公式分析。
13.(2025·广西)如图所示,是时刻,两列横波的波形图,两列波的波速均为,传播方向相同,则
(1)求两列波的波长;
(2)两列波叠加时,求此刻和处质点的位移;
(3)求两列波各自的周期。
【答案】(1)解:根据波长的定义及两列波的波动图可知,
(2)解:由波动图可知在处两列波均处于波峰处,处的质点位移
在处,对于第一列波有
对于第二列波有
在处质点的位移
(3)解:对于第一列波有
对于第二列波有
【知识点】横波的图象;波长、波速与频率的关系
【解析】【分析】(1)直接从波形图读相邻波峰/谷间距得波长;
(2)依据波的叠加原理,找两波在对应位置位移,矢量和为合位移;
(3)用v=λf求两波频率,结合频率关系推叠加后周期。
14.(2025·广西)带电粒子绕着带电量为的源电荷做轨迹为椭圆的曲线运动,源电荷固定在椭圆左焦点F上,带电粒子电量为;已知椭圆焦距为c,半长轴为a,电势计算公式为,带点粒子速度的平方与其到电荷的距离的倒数满足如图关系。
(1)求在椭圆轨道半短轴顶点B的电势;
(2)求带电粒子从A到B的运动过程中,电场力对带电粒子做的功;
(3)用推理论证带点粒子动能与电势能之和是否守恒;若守恒,求其动能与电势能之和;若不守恒,说明理由。
【答案】(1)解:由几何关系可知,椭圆上任何一点到两焦点间距离之和为2a,故顶点B距源电荷的距离为
根据电势计算公式可得在椭圆轨道半短轴顶点B的电势为
(2)解:同理可知,在椭圆轨道半长轴顶点A的电势为
根据电场力做功与电势能的关系可知,带电粒子从A到B的运动过程中,电场力对带电粒子做的功为
(3)解:设带电粒子的质量为m,假设带点粒子动能与电势能之和守恒,则满足
(定值)
则
根据图像可知关系为一条倾斜直线,故假设成立,将图像中代入关系式可得其动能与电势能之和为
【知识点】电场力做功;电势
【解析】【分析】(1)用椭圆性质找B到源电荷F的距离r,代入电势公式计算;
(2)依据电场力做功与电势能变化关系,先求A、B电势(A点距F距离结合椭圆性质得,B点电势第一问已求),再代入计算;
(3)设任意点距F距离r、速度v,表出动能、电势能,总能量。结合图像关系化简E,判断是否为定值,确定是否守恒,若守恒求该定值。
15.(2025·广西)图甲为某智能分装系统工作原理示意图,每个散货经倾斜传送带由底端A运动到顶端B后水平抛出,撞击冲量式传感器使其输出一个脉冲信号,随后竖直掉入以与水平传送带共速度的货箱中,此系统利用传感器探测散货的质量,自动调节水平传送带的速度,实现按规格分装。倾斜传送带与水平地面夹角为,以速度匀速运行。若以相同的时间间隔将散货以几乎为0的速度放置在倾斜传送带底端A,从放置某个散货时开始计数,当放置第10个散货时,第1个散货恰好被水平抛出。散货与倾斜传送带间的动摩擦因数,到达顶端前已与传送带共速。设散货与传感器撞击时间极短,撞击后竖直方向速度不变,水平速度变为0。每个长度为d的货箱装总质为M的一批散货。若货箱之间无间隔,重力加速度为g。分装系统稳定运行后,连续装货,某段时间传感器输出的每个脉冲信号与横轴所围面积为I如图乙,求这段时间内:
(1)单个散货的质量。
(2)水平传送带的平均传送速度大小。
(3)倾斜传送带的平均输出功率。
【答案】(1)解:对单个散货水平方向由动量定理
解得单个散货的质量为
(2)解:落入货箱中散货的个数为
则水平传送带的平均传送速度大小为
(3)解:设倾斜传送带的长度为L,其中散货在加速阶段,由牛顿第二定律
解得
加速时间
加速位移
设匀速时间为,其中
则匀速位移为
故传送带的长度为
在加速阶段散货与传送带发生的相对位移为
在时间内传送带额外多做的功为
其中
,,,
联立可得倾斜传送带的平均输出功率为
【知识点】动量定理;匀变速直线运动规律的综合运用;牛顿运动定律的综合应用;功率及其计算
【解析】【分析】(1)由图可知,碰撞时的冲量,对碰撞过程分析,水平方向由动量守恒定律列式可求出散货的质量;
(2)长度为a的货箱里装总质量为M,由题意可求出落入货箱中的散货个数,由速度公式求解平均传送速度;
(3)对散货在倾斜传送带上的运动过程分析,分别求出加速和匀速运动的时间和位移,从而确定出传送带的长度和加速时的相对位移,即可求出传送带多做的功,从而求出平均功率。
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