2026年高考物理仿真模拟卷山东卷1(原卷+解析卷)

文档属性

名称 2026年高考物理仿真模拟卷山东卷1(原卷+解析卷)
格式 zip
文件大小 2.7MB
资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2026-01-04 14:37:37

文档简介

中小学教育资源及组卷应用平台
2026年高考物理仿真模拟卷山东卷1
(试卷满分:100分,考试时间:90分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号;回答非选择题时,用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,请将答题卡上交。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24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.中国高铁向世界展示了中国速度,和谐号动车和复兴号高铁相继从某站点由静止出发,沿同一方向做匀加速直线运动。两车运动的速度-时间图像如图所示,下列说法正确的是(  )
A.复兴号高铁追上和谐号动车前,时两车相距最远
B.复兴号高铁追上和谐号动车前,两车最远相距
C.时,复兴号高铁追上和谐号动车
D.复兴号高铁加速达到其最大速度
2.烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时,镅会释放出射线将它们电离,从而产生电流。烟尘一旦进入探测腔内,烟尘中的微粒会吸附部分射线,导致电流减小,从而触发警报。则下列判断正确的是(  )
A.镅原子核中有95个中子
B.镅衰变释放出的射线为β射线
C.发生火灾时,由于温度升高,会使镅的半衰期减小
D.1g的镅经864年将有0.75g发生衰变
3.如图所示,一定质量的理想气体循环过程的图像。为等压过程,为等容过程,和为等温过程。关于该循环过程,下列说法正确的是(  )
A.过程气体向外界放出热量
B.过程气体向外界放出热量大于外界对气体做的功
C.过程气体对外做功,气体分子的平均动能减小
D.在过程中,单位时间内与器壁单位面积碰撞的气体分子数减少
4.如图所示的双缝干涉实验装置中,S到S1、S2的距离相等,P点为S1S2中垂线与光屏的交点。现将S2竖直向上平移逐渐远离S1,观察到P点干涉条纹经过了强→弱→强→弱→强的变化过程。关于该变化过程,下列说法中正确的是(  )
A.光屏上干涉条纹间距变大
B.光屏上干涉条纹间距不变
C.从S经双缝S1、S2到达P点的两束光路程差从0变为波长的2倍
D.从S经双缝S1、S2到达P点的两束光路程差从0变为波长的2.5倍
5.如图所示,电源电动势,内阻,电动机的线圈电阻,只闭合时,理想电流表示数,再闭合,电动机正常工作,理想电流表示数,不考虑灯丝电阻的变化。则闭合后(  )
A.电动机的输出功率为960W B.电动机的输出功率为500W
C.电动机的效率为47.9% D.电动机的效率为52.1%
6.2025年2月27日,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭再一次发射一箭双星,成功将四维高景一号星发射升空.设卫星进入预定轨道后在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动,它们之间的距离随时间变化的关系如图所示,不考虑“03星”、“04星”之间的万有引力,已知“03星”的线速度小于“04星”的线速度,下列说法正确的是(  )
A.“04星”的周期等于 B.“03星”的周期等于T
C.“04星”的线速度大小为 D.“03星”、“04星”的轨道半径之比为
7.如图所示,在某一水平地面上的同一直线上,固定一个半径为R的四分之一圆形轨道AB,轨道右侧固定一个倾角为30°的斜面,斜面顶端固定一大小可忽略的轻滑轮,轻滑轮与OB在同一水平高度。一轻绳跨过定滑轮,左端与圆形轨道上质量为m的小圆环相连,右端与斜面上质量为M的物块相连。在圆形轨道底端A点静止释放小圆环,小圆环运动到图中P点时,轻绳与轨道相切,OP与OB夹角为60°;小圆环运动到B点时速度恰好为零。忽略一切摩擦力阻力,小圆环和物块均可视为质点,物块离斜面底端足够远,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.小圆环到达B点时的加速度为
B.小圆环到达B点后还能再次回到A点
C.小圆环到达P点时,小圆环和物块的速度之比为
D.小圆环和物块的质量之比满足
8.如图所示,高度为h、内部横截面积为S的绝热汽缸竖直放置,厚度均不计的绝热活塞A和导热活塞B封闭两部分理想气体。初始时活塞A与汽缸底面之间的距离为,两活塞之间的距离为,两部分气体和外界温度均为T0,大气压强为。现通过电热丝对区域甲内的气体缓慢加热,当活塞B到达汽缸口时停止加热并立即锁定活塞B,然后打开阀门K,气体缓慢漏出,经过足够长的时间,区域乙内剩余气体的质量是原来质量的。已知活塞A的质量不计,活塞B的质量为(g为当地重力加速度),两活塞与汽缸之间接触良好且无摩擦,不计电热丝的体积,外界温度保持不变。最终稳定后(  )
A.活塞A到汽缸底部的距离为
B.活塞A到汽缸底部的距离为
C.区域甲内气体的温度为
D.区域甲内气体的温度为
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16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4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分.
9.某直角三棱镜的横截面ABC如图所示,其中,,。在横截面所在的平面,平行底面AB的单色光从BC面射入棱镜。已知三棱镜对该单色光的折射率为,光在真空中的传播速度为,不考虑光在棱镜内的多次反射。下列说法正确的是(  )
A.AB面有光线射出的长度为4cm
B. AC面有光线射出的长度为6cm
C.从AB面射出的光线在棱镜中的传播时间范围为
D.从AB面射出的光线在棱镜中的传播时间范围为
10.如图所示,一劲度系数为k的直立轻弹簧下端固定在水平地面上,处于自然长度,其上端标记为O点。在O点正上方的A处,由静止释放一质量为m的小物块,已知弹簧弹性势能公式为,其中x是形变量,简谐运动的周期,重力加速度为g,不计空气阻力,弹簧形变始终在弹性限度内,且小物块与弹簧间无碰撞能量损失,下列说法正确的是(  )
A.弹簧的最大压缩量
B.小物块从A点到最低点的过程中做简谐运动
C.小物块从O点到最低点过程中重力的冲量大小为
D.小物块从O点到最低点过程中合力的冲量大小为
11.如图所示,在水平面上有不同材料制成的物块A和物块B,A、B之间用轻弹簧栓接,物块B的右侧为固定挡板,物块A与水平面之间无摩擦,物块B与水平面之间的动摩擦因数为,整个装置处于静止状态。现用水平恒力向右推物块A,弹簧压缩最短时撤去外力,物块A被弹回,运动至最左端时,物块B所受的摩擦力恰好为最大静摩擦力。已知劲度系数为的轻弹簧形变量为时的弹性势能为,重力加速度为,物块的质量为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是(  )
A.整个运动过程中,刚施加水平外力时A的加速度最小
B.物块A运动至最右端时,弹簧弹力与水平恒力大小相等
C.水平恒力的大小为
D.整个运动过程中,B物块和挡板间始终无弹力作用
12.如图所示,电容的平行板电容器、极板间距,在上极板的中心位置用绝缘细绳悬挂质量的带电小球A、小球A所带电荷量大小,极板右边缘位置焊接有电阻不计的金属棒、金属棒与两极板的总质量,平行于水平绝缘长木板的轻质绝缘细绳绕过定滑轮后,一端连接金属棒,另一端连接质量的不带电的物块B,整个空间处于垂直于纸面向里的匀强磁场之中。当释放物块B后,悬挂小球A的细绳与竖直方向的夹角为,经历时间,金属棒运动到定滑轮左侧的D位置(图中没有画出)。重力加速度g取,电容器与木板间的动摩擦因数。整个过程中电容器处于正常工作状态,则在金属棒运动到D位置的过程中,下列分析正确的是(  )
A.金属棒中能够产生恒定电流
B.匀强磁场的磁感应强度大小为
C.连接物块B的细绳中拉力大小为
D.该过程结束后,电容器储存的电能可以令额定功率为的小灯泡正常发光
三、非选择题:本题共6小题,共60分.
13.(6分)某实验小组探究影响感应电流方向的因素,设计了如下实验:
(1)小明同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流计及开关部分连接如图甲所示,请在答题卡的实物图中用实线代替导线把剩余部分电路连接完整 。
(2)正确连接电路后,小明同学发现将滑动变阻器的滑片P向右加速滑动时,灵敏电流表指针向右偏转,由此可以判断
A.若将滑动变阻器的滑片P向右减速滑动,则灵敏电流表指针向左偏转
B.若将滑动变阻器的滑片P向右匀速滑动,则灵敏电流表指针静止在中央
C.若将线圈A中的铁芯向上拔出,则灵敏电流表指针向右偏转
D.若将滑动变阻器的滑片P向左减速滑动,则灵敏电流表指针向左偏转
(3)小军同学设计了图乙所示的装置,将磁铁N极向下插入螺线管,小灯泡 (选填“C”或“D”)会短暂亮一下。
14.(10分)某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案,实验室提供的器材有:
A.A1内阻Rg=100Ω,满偏电流Ig=3mA
B.A2内阻约为0.4Ω,量程为0.6A
C.定值电阻R0=900Ω
D.滑动变阻器R(5Ω,2A)
E.干电池组(6V,0.05Ω)
F.一个开关和导线若干
G.螺旋测微器,游标卡尺
(1)如图1,用螺旋测微器测金属棒直径为 mm;如图2用20分度游标卡尺测金属棒长度为
cm。
(2)用多用电表粗测金属棒的阻值:当用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用挡 (填“×1Ω”或“×100Ω”),换挡并进行一系列正确操作后,指针静止时如图3所示,则金属棒的阻值约为
Ω。
(3)请根据提供的器材,设计一个实验电路,尽可能精确测量金属棒的阻值,画出实验电路图 。
(4)若实验测得电流表A1示数为I1,电流表A2示数为I2,则金属棒电阻的表达式为Rx= 。(用I1,I2,R0,Rg表示)
15.(6分)一列沿x轴传播的简谐波,在某时刻的波形图如图甲所示,平衡位置在处的质点从该时刻开始的振动图像如图乙所示,已知该波的波长大于2m。求:
(1)该简谐波的周期;
(2)该简谐波的波速。
16.(8分)图甲为某机场货物传送装置实物图,简化图如图乙所示,该装置由传送带及固定挡板CDEF组成,固定挡板与传送带上表面垂直,传送带上表面ABCD与水平地面的夹角,CD与水平面平行。传送带匀速转动时,工作人员将质量分布均匀的正方体货物从D点由静止释放,在L=10m处取下货物,货物在传送带上运动时的剖面图如图丙所示。已知传送带运行速度v=2m/s,货物质量m=10kg,其底面与传送带ABCD的动摩擦因数,其侧面与挡板CDEF的动摩擦因数。已知、重力加速度大小,不计空气阻力。求:
(1)货物刚放上传送带时,其底面所受摩擦力f1的大小及侧面所受摩擦力f2的大小;
(2)货物在传送带上运动的时间。
17.(10分)如图(a),空间直角坐标系中,有一长方体区域,四边形是边长为L的正方形,长度为,其顶点分别是a、b、c、d、O、、、,其中、、在坐标轴上,区域内(含边界)分布着电场或磁场。时刻,一质量为、电荷量为的带正电粒子,以初速度从a点沿方向射入区域,不计粒子重力。
(1)若区域内仅分布着沿y轴负方向的匀强电场,则粒子恰能从点离开区域,求电场强度的大小;
(2)若区域内仅分布着方向垂直于平面的匀强磁场,则粒子能从连线上距d点的点离开区域,求磁感应强度的大小;
(3)若区域内仅交替分布着方向沿x轴负方向的磁场和沿y轴正方向的磁场,且磁感应强度和的大小随时间周期性变化的关系如图(b)所示,则要使粒子从平面离开,且离开时速度方向与平面的夹角为60°,感应强度大小的可能取值。

18.(20分)如图,半径为R的圆环水平放置并固定,圆环内有质量为mA和mB的小球A和B(mA>mB)。初始时小球A以初速度v0沿圆环切线方向运动,与静止的小球B发生碰撞。不计小球与圆环之间的摩擦,两小球始终在圆环内运动。
(1)若小球A与B碰撞后结合在一起,求碰撞后小球组合体的速度大小及做圆周运动所需向心力的大小;
(2)若小球A与B之间为弹性碰撞,且所有的碰撞位置刚好位于等边三角形的三个顶点,求小球的质量比。
(3)若小球A与B之间为非弹性碰撞,每次碰撞后的相对速度大小为碰撞前的相对速度大小的e倍(0试卷第10页,共25页
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2026年高考物理仿真模拟卷山东卷1
(试卷满分:100分,考试时间:90分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号;回答非选择题时,用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,请将答题卡上交。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24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.中国高铁向世界展示了中国速度,和谐号动车和复兴号高铁相继从某站点由静止出发,沿同一方向做匀加速直线运动。两车运动的速度-时间图像如图所示,下列说法正确的是(  )
A.复兴号高铁追上和谐号动车前,时两车相距最远
B.复兴号高铁追上和谐号动车前,两车最远相距
C.时,复兴号高铁追上和谐号动车
D.复兴号高铁加速达到其最大速度
【答案】D
【详解】ABC.由图像可知,时,和谐号动车速度大于复兴号高铁,时,和谐号动车速度小于复兴号高铁,故复兴号高铁追上和谐号动车前,时两车相距最远,根据图像与坐标轴围成的面积表示位移,可知复兴号高铁追上和谐号动车前,两车最远相距,故ABC错误;
D.复兴号高铁的加速度为
复兴号高铁加速达到最大速度所需的时间为,故D正确。
故选D。
2.烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时,镅会释放出射线将它们电离,从而产生电流。烟尘一旦进入探测腔内,烟尘中的微粒会吸附部分射线,导致电流减小,从而触发警报。则下列判断正确的是(  )
A.镅原子核中有95个中子
B.镅衰变释放出的射线为β射线
C.发生火灾时,由于温度升高,会使镅的半衰期减小
D.1g的镅经864年将有0.75g发生衰变
【答案】D
【详解】A.镅原子核中质子数为95,中子数为
A错误;
B.能使空气分子电离的射线是射线,不是射线,B错误;
C.半衰期由原子核内部因素决定,与温度无关,C错误;
D.半衰期为432年,864年是2个半衰期,剩余质量
则衰变的质量为
D正确。
故选D。
3.如图所示,一定质量的理想气体循环过程的图像。为等压过程,为等容过程,和为等温过程。关于该循环过程,下列说法正确的是(  )
A.过程气体向外界放出热量
B.过程气体向外界放出热量大于外界对气体做的功
C.过程气体对外做功,气体分子的平均动能减小
D.在过程中,单位时间内与器壁单位面积碰撞的气体分子数减少
【答案】D
【详解】A. 为等温过程,则C、D状态气体温度相同,由图知,过程气体体积增大,则气体对外做功。
根据热力学第一定律,,W为负值,故Q为正值,气体从外界吸收热量,故A错误;
B. 为等温过程,则A、B状态气体温度相同,由图知,过程气体体积减小,则外界对气体做功。
根据热力学第一定律,,W为正值,故Q为负值,气体对外界放出热量,气体向外界放出热量等于外界对气体做的功,故B错误;
C.过程,压强不变,V增加,根据可知T升高,可知气体对外做功,气体分子的平均动能增大,故C错误;
D.过程,压强不变,V增加,T升高,气体分子平均动能增大,单位时间内与器壁单位面积碰撞的气体分子数减少,故D正确。
故选D。
4.如图所示的双缝干涉实验装置中,S到S1、S2的距离相等,P点为S1S2中垂线与光屏的交点。现将S2竖直向上平移逐渐远离S1,观察到P点干涉条纹经过了强→弱→强→弱→强的变化过程。关于该变化过程,下列说法中正确的是(  )
A.光屏上干涉条纹间距变大
B.光屏上干涉条纹间距不变
C.从S经双缝S1、S2到达P点的两束光路程差从0变为波长的2倍
D.从S经双缝S1、S2到达P点的两束光路程差从0变为波长的2.5倍
【答案】C
【详解】AB.根据条纹间距公式可知,将S2竖直向上平移逐渐远离S1,则双缝间距d增大,所以条纹间距变小,故AB错误;
CD.将S2竖直向上平移逐渐远离S1,观察到P点干涉条纹经过了强→弱→强→弱→强的变化过程,即由中央亮条纹变为第二级亮条纹,则光路程差从0变为波长的2倍,故C正确,D错误。
故选C。
5.如图所示,电源电动势,内阻,电动机的线圈电阻,只闭合时,理想电流表示数,再闭合,电动机正常工作,理想电流表示数,不考虑灯丝电阻的变化。则闭合后(  )
A.电动机的输出功率为960W B.电动机的输出功率为500W
C.电动机的效率为47.9% D.电动机的效率为52.1%
【答案】C
【详解】A B.只闭合时,,代入数据可得
两开关全闭合时,路端电压 ,通过灯泡电流 ,电动机的电流
代入数据可得 ,
电动机消耗的总功率
电动机内阻消耗的热功率
电动机输出的机械功率 ,A错误,B错误;.
C D.电动机的效率为 ,C正确,D错误。
故选C。
6.2025年2月27日,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭再一次发射一箭双星,成功将四维高景一号星发射升空.设卫星进入预定轨道后在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动,它们之间的距离随时间变化的关系如图所示,不考虑“03星”、“04星”之间的万有引力,已知“03星”的线速度小于“04星”的线速度,下列说法正确的是(  )
A.“04星”的周期等于 B.“03星”的周期等于T
C.“04星”的线速度大小为 D.“03星”、“04星”的轨道半径之比为
【答案】C
【详解】D.根据万有引力提供向心力有

故轨道半径越大,线速度越小,因“03星”的线速度小于“04星”的线速度,故
由图可知,,
解得,
故“03星”、“04星”的轨道半径之比为,故D错误;
AB.根据开普勒第三定律有

由图可知,“03星”与“04星”相邻两次距离最远的时间间隔为T,则有
联立解得,,故AB错误;
C.“04星”的线速度大小为,故C正确。
故选C。
7.如图所示,在某一水平地面上的同一直线上,固定一个半径为R的四分之一圆形轨道AB,轨道右侧固定一个倾角为30°的斜面,斜面顶端固定一大小可忽略的轻滑轮,轻滑轮与OB在同一水平高度。一轻绳跨过定滑轮,左端与圆形轨道上质量为m的小圆环相连,右端与斜面上质量为M的物块相连。在圆形轨道底端A点静止释放小圆环,小圆环运动到图中P点时,轻绳与轨道相切,OP与OB夹角为60°;小圆环运动到B点时速度恰好为零。忽略一切摩擦力阻力,小圆环和物块均可视为质点,物块离斜面底端足够远,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.小圆环到达B点时的加速度为
B.小圆环到达B点后还能再次回到A点
C.小圆环到达P点时,小圆环和物块的速度之比为
D.小圆环和物块的质量之比满足
【答案】B
【详解】A.小圆环到达B点时,受到了细线水平向右的拉力和轨道对其水平向左的支持力,以及竖直向下的重力,水平方向受力平衡,则根据牛顿第二定律有
即小圆环的加速度为,A错误;
B.小圆环由A点开始运动,到达B点时速度恰好为零,由题可知忽略一切摩擦力和阻力,则系统机械能守恒,所以小圆环能再次回到A点,B正确;
C.小圆环到达P点时,轻绳与轨道相切,即该时刻小圆环的瞬时速度沿着轻绳的方向,所以该时刻小圆环和物块的速度相等,C错误;
D.设轻滑轮的位置为C,由几何关系可知OC = 2R,在运动过程中,对环和物块组成的系统,根据动能定理可知
解得
D错误。
故选B。
8.如图所示,高度为h、内部横截面积为S的绝热汽缸竖直放置,厚度均不计的绝热活塞A和导热活塞B封闭两部分理想气体。初始时活塞A与汽缸底面之间的距离为,两活塞之间的距离为,两部分气体和外界温度均为T0,大气压强为。现通过电热丝对区域甲内的气体缓慢加热,当活塞B到达汽缸口时停止加热并立即锁定活塞B,然后打开阀门K,气体缓慢漏出,经过足够长的时间,区域乙内剩余气体的质量是原来质量的。已知活塞A的质量不计,活塞B的质量为(g为当地重力加速度),两活塞与汽缸之间接触良好且无摩擦,不计电热丝的体积,外界温度保持不变。最终稳定后(  )
A.活塞A到汽缸底部的距离为
B.活塞A到汽缸底部的距离为
C.区域甲内气体的温度为
D.区域甲内气体的温度为
【答案】A
【详解】AB.因为活塞A不计质量,所以甲乙两部分气体压强相等。打开阀门之前
打开阀门之后有
对于乙部分气体,由玻意耳定律得
则乙部分气体在压强是时的体积为
所以甲部分气体在压强是时的体积为,故活塞A到汽缸底部的距离为,故A正确,B错误;
CD.则对于甲部分气体由理想气体状态方程得
解得,故CD错误。
故选A。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16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4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分.
9.某直角三棱镜的横截面ABC如图所示,其中,,。在横截面所在的平面,平行底面AB的单色光从BC面射入棱镜。已知三棱镜对该单色光的折射率为,光在真空中的传播速度为,不考虑光在棱镜内的多次反射。下列说法正确的是(  )
A.AB面有光线射出的长度为4cm
B. AC面有光线射出的长度为6cm
C.从AB面射出的光线在棱镜中的传播时间范围为
D.从AB面射出的光线在棱镜中的传播时间范围为
【答案】BC
【详解】B.由题可知入射角为,根据,解得,若光线从A点射出,则假设从BC边经D点射入光线,根据几何关系可知,且,
故从D进入的光线从A射出;如图所示
若从BD之间射入光线,根据,可得,根据几何关系可知从BD射入的光线经过AB发生全反射,从AC边射出,则AC面有光线射出的长度为6cm,故B正确;
A.由上述可得从CD射入的光线经AC反射到AB且垂直AB射出,故过C作CE垂直于AB,可知从AB射出的光线的范围为AE,则,故A错误;
CD.由题可知,由几何关系可知,则;,故C正确,D错误。
故选BC。
10.如图所示,一劲度系数为k的直立轻弹簧下端固定在水平地面上,处于自然长度,其上端标记为O点。在O点正上方的A处,由静止释放一质量为m的小物块,已知弹簧弹性势能公式为,其中x是形变量,简谐运动的周期,重力加速度为g,不计空气阻力,弹簧形变始终在弹性限度内,且小物块与弹簧间无碰撞能量损失,下列说法正确的是(  )
A.弹簧的最大压缩量
B.小物块从A点到最低点的过程中做简谐运动
C.小物块从O点到最低点过程中重力的冲量大小为
D.小物块从O点到最低点过程中合力的冲量大小为
【答案】ACD
【详解】A.小物块到达最低点时弹簧的压缩量最大,则由能量关系可知,
解得弹簧的最大压缩量,A正确;
B.小物块从A点到O点的过程中做自由落体运动;从O点到最低点的过程中做简谐运动,B错误;
C.小物块速度最大时
即弹簧被压缩
则振子的振幅
小物块从O点到速度最大位置的位移为,时间为,则从O点到最低点过程中的时间为
重力的冲量大小为,C正确;
D.小物块到达O点时的速度为
从O点到最低点过程中由动量定理
方向向上,即合力的冲量大小为,D正确。
故选ACD。
11.如图所示,在水平面上有不同材料制成的物块A和物块B,A、B之间用轻弹簧栓接,物块B的右侧为固定挡板,物块A与水平面之间无摩擦,物块B与水平面之间的动摩擦因数为,整个装置处于静止状态。现用水平恒力向右推物块A,弹簧压缩最短时撤去外力,物块A被弹回,运动至最左端时,物块B所受的摩擦力恰好为最大静摩擦力。已知劲度系数为的轻弹簧形变量为时的弹性势能为,重力加速度为,物块的质量为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是(  )
A.整个运动过程中,刚施加水平外力时A的加速度最小
B.物块A运动至最右端时,弹簧弹力与水平恒力大小相等
C.水平恒力的大小为
D.整个运动过程中,B物块和挡板间始终无弹力作用
【答案】CD
【详解】AB.用水平恒力F向右推物块A直到弹簧压缩最短,物块A受恒力F和弹簧弹力F′的作用,由牛顿第二定律得F-F′=ma
F′随压缩量的增大而增大,a减小,直到F=F′时,a=0,此时速度最大,以后弹力F′>F,加速度反向,物体做减速运动,直到速度减为零,弹簧压缩到最短,则物块A运动至最右端时,弹簧弹力大于水平恒力大小,故AB错误;
C.由对称性性可知,到物块运动到右侧最短和左侧最远位置时加速度相同,由题意可知,在左侧最远位置时F弹=μmg此时弹簧伸长x0,即F弹=μmg =kx0
则当有力F作用整个过程中由能量关系可得
因此
故C正确;
D.由以上分析可知,弹簧被压缩到最短和被拉的最长时物块B受到的静摩擦力均为μmg,可知在整个过程中,物块B受的摩擦力不会超过最大静摩擦力,可知整个运动过程中,B物块和挡板间始终无弹力作用,故D正确。
故选CD。
12.如图所示,电容的平行板电容器、极板间距,在上极板的中心位置用绝缘细绳悬挂质量的带电小球A、小球A所带电荷量大小,极板右边缘位置焊接有电阻不计的金属棒、金属棒与两极板的总质量,平行于水平绝缘长木板的轻质绝缘细绳绕过定滑轮后,一端连接金属棒,另一端连接质量的不带电的物块B,整个空间处于垂直于纸面向里的匀强磁场之中。当释放物块B后,悬挂小球A的细绳与竖直方向的夹角为,经历时间,金属棒运动到定滑轮左侧的D位置(图中没有画出)。重力加速度g取,电容器与木板间的动摩擦因数。整个过程中电容器处于正常工作状态,则在金属棒运动到D位置的过程中,下列分析正确的是(  )
A.金属棒中能够产生恒定电流
B.匀强磁场的磁感应强度大小为
C.连接物块B的细绳中拉力大小为
D.该过程结束后,电容器储存的电能可以令额定功率为的小灯泡正常发光
【答案】AC
【详解】ABC.金属棒PQ在物块B的拉动下向右做匀加速直线运动,产生的感应电动势
对物块B受重力和绳子拉力,则
可知电容器的电压不断增大,故电容器不断充电,金属棒PQ中有持续的充电电流,电流为
再由电容器的定义式有
解得
平行板电容器两端电压与金属棒PQ产生的感应电动势相等,故小球A受到的电场力大小为
且根据左手定则可知电场力与洛伦兹力方向相反,故小球受到的电场力与洛伦兹力合力为零,当释放物块B后,悬挂小球A的细绳与竖直方向的夹角恒定为,则小球和金属棒PQ、平行板电容器整体加速度相同,因此金属棒PQ、小球A、物块B、平行板电容器整体加速度大小相同,对整个系统有,由牛顿第二定律有
可得
加速度恒大,故金属棒中能够产生恒定电流,A正确;
对小球受力分析,有
联系上面分析公式,可解得,,,故B错误,C正确;
D.系统做匀加速直线运动后,位移为
速度
由能量守恒定律有
解得电容器储存的电场能为
故可以令额定功率为7.5W的小灯泡正常发光时间
故D错误。
故选AC。
三、非选择题:本题共6小题,共60分.
13.(6分)某实验小组探究影响感应电流方向的因素,设计了如下实验:
(1)小明同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流计及开关部分连接如图甲所示,请在答题卡的实物图中用实线代替导线把剩余部分电路连接完整 。
(2)正确连接电路后,小明同学发现将滑动变阻器的滑片P向右加速滑动时,灵敏电流表指针向右偏转,由此可以判断
A.若将滑动变阻器的滑片P向右减速滑动,则灵敏电流表指针向左偏转
B.若将滑动变阻器的滑片P向右匀速滑动,则灵敏电流表指针静止在中央
C.若将线圈A中的铁芯向上拔出,则灵敏电流表指针向右偏转
D.若将滑动变阻器的滑片P向左减速滑动,则灵敏电流表指针向左偏转
(3)小军同学设计了图乙所示的装置,将磁铁N极向下插入螺线管,小灯泡 (选填“C”或“D”)会短暂亮一下。
【答案】(1)
(2)CD
(3)C
【详解】(1)实物图如图所示
(2)A.滑动变阻器的滑片P向右减速滑动与题干中向右加速滑动都是电阻增大,电流减小,电磁铁磁感应强度减小,故感应电流的方向相同,灵敏电流表指针向右偏转,故A错误;
B.滑动变阻器的滑片P向右匀速滑动与题干中向右加速滑动都是电阻增大,电流减小,电磁铁磁感应强度减小,故感应电流的方向相同,灵敏电流表指针向右偏转,故B错误;
C.题干中滑动变阻器的滑片P向右加速滑动是电阻增大,电流减小,电磁铁磁感应强度减小,线圈A中的铁芯向上拔出,电磁铁磁感应强度也减小,所以灵敏电流表指针向右偏转,故C正确;
D.滑动变阻器的滑片P向左减速滑动,电阻减小,电流增大,电磁铁磁感应强度增大,灵敏电流表指针向左偏转,故D正确。
故选CD。
(3)将磁铁N极向下插入螺线管,螺线管中的感应电流方向为从上到下的方向,则小灯泡C所在支路二极管处于导通状态,会短暂亮一下。
14.(10分)某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案,实验室提供的器材有:
A.A1内阻Rg=100Ω,满偏电流Ig=3mA
B.A2内阻约为0.4Ω,量程为0.6A
C.定值电阻R0=900Ω
D.滑动变阻器R(5Ω,2A)
E.干电池组(6V,0.05Ω)
F.一个开关和导线若干
G.螺旋测微器,游标卡尺
(1)如图1,用螺旋测微器测金属棒直径为 mm;如图2用20分度游标卡尺测金属棒长度为
cm。
(2)用多用电表粗测金属棒的阻值:当用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用挡 (填“×1Ω”或“×100Ω”),换挡并进行一系列正确操作后,指针静止时如图3所示,则金属棒的阻值约为
Ω。
(3)请根据提供的器材,设计一个实验电路,尽可能精确测量金属棒的阻值,画出实验电路图 。
(4)若实验测得电流表A1示数为I1,电流表A2示数为I2,则金属棒电阻的表达式为Rx= 。(用I1,I2,R0,Rg表示)
【答案】(1) 6.122/6.123/6.124 10.230
(2) ×1Ω 17
(3)
(4)
【详解】(1)[1]螺旋测微器的固定刻度读数为6.0mm,可动刻度读数为0.01×12.3mm=0.123mm
所以最终读数为6.0mm +0.123mm=6.123mm
[2]游标卡尺的固定刻度读数为102mm,游标尺上第6个刻度游标读数为0.05×6mm=0.30mm
读数为102mm+0.30mm=102.30mm=10.230cm
(2)[1]用“”挡时发现指针偏转角度过大,说明选择挡位过大,应换小挡,即应该换用挡“×1Ω”。
[2]根据欧姆表的读数原理可知金属棒的阻值约为。
(3)由题意可知,没有电压表,可以用电流表A1与定值电阻R0串联组成电压表测电压,用电流表A2测电流,由于改装后电压表内阻为
100+900=1000Ω
电流表内阻约为0.4Ω ,待测电阻阻值约为10Ω,滑动变阻器最大阻值为5Ω,为测多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法,电压表内阻远大于电阻阻值,电流表应采用外接法。实验电路图如图所示
(4)由电路连接及欧姆定律可求出金属棒的电阻为
15.(6分)一列沿x轴传播的简谐波,在某时刻的波形图如图甲所示,平衡位置在处的质点从该时刻开始的振动图像如图乙所示,已知该波的波长大于2m。求:
(1)该简谐波的周期;
(2)该简谐波的波速。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)处的质点的振动方程
代入点和解得
(2)若波沿轴正方向传播,则的质点位置为,
解得
波速
可得
若沿轴负方向传播则为点,则的质点位置为,
解得
波速
解得
16.(8分)图甲为某机场货物传送装置实物图,简化图如图乙所示,该装置由传送带及固定挡板CDEF组成,固定挡板与传送带上表面垂直,传送带上表面ABCD与水平地面的夹角,CD与水平面平行。传送带匀速转动时,工作人员将质量分布均匀的正方体货物从D点由静止释放,在L=10m处取下货物,货物在传送带上运动时的剖面图如图丙所示。已知传送带运行速度v=2m/s,货物质量m=10kg,其底面与传送带ABCD的动摩擦因数,其侧面与挡板CDEF的动摩擦因数。已知、重力加速度大小,不计空气阻力。求:
(1)货物刚放上传送带时,其底面所受摩擦力f1的大小及侧面所受摩擦力f2的大小;
(2)货物在传送带上运动的时间。
【答案】(1)20N,12N
(2)6.25s
【详解】(1)货物放上传送带后,由剖面图对货物受力分析可得,传送带对货物支持力为,货物底面所受滑动摩擦力为,挡板对货物支持力为,货物侧面所受滑动摩擦力为,由力的平衡条件有,
则由滑动摩擦力计算公式可得,
(2)因为与运动方向相同,与运动方向相反,货物将由静止开始沿传送带做匀加速直线运动,若能与传送带共速,则此后做匀速运动,由牛顿第二定律可得
解得
设货物匀加速至与传送带共速所用时间为,对地位移为,由运动学公式得
货物匀加速阶段的位移为
因,故能够共速。共速后,货物做匀速直线运动,直至被取下,设此段运动时间为,位移为,由运动学公式得
货物匀速阶段所用的时间为
则货物在传送带上运动的时间为
17.(10分)如图(a),空间直角坐标系中,有一长方体区域,四边形是边长为L的正方形,长度为,其顶点分别是a、b、c、d、O、、、,其中、、在坐标轴上,区域内(含边界)分布着电场或磁场。时刻,一质量为、电荷量为的带正电粒子,以初速度从a点沿方向射入区域,不计粒子重力。
(1)若区域内仅分布着沿y轴负方向的匀强电场,则粒子恰能从点离开区域,求电场强度的大小;
(2)若区域内仅分布着方向垂直于平面的匀强磁场,则粒子能从连线上距d点的点离开区域,求磁感应强度的大小;
(3)若区域内仅交替分布着方向沿x轴负方向的磁场和沿y轴正方向的磁场,且磁感应强度和的大小随时间周期性变化的关系如图(b)所示,则要使粒子从平面离开,且离开时速度方向与平面的夹角为60°,感应强度大小的可能取值。

【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)粒子在电场力作用下,在平面add'O内做类平抛运动,由运动学规律在x正方向
在y负方向
由牛顿第二定律
联立解得
(2)如答图1,粒子在洛伦兹力作用下,在平面adc'b'内做匀速圆周运动,做ae的中垂线与ab'的交点O'为圆心,设粒子在磁场中的运动半径为r

由牛顿第二定律
解得

(3)由题意,粒子在磁场和,中做匀速圆周运动的轨道半径R相同,周期T也相同

解得

(i)若粒子射出时与z轴负方向的夹角为60°,则粒子在长方体区域运动轨迹沿y轴负方向的俯视如答图2所示,沿x轴负方向的侧视如答图3所示,设粒子在平行于yOz平面内运动了n个半周期(答图2、答图3为n=3的情况),则

据答图2,x正方向
据答图3,y正方向
因为y<2L,故粒子能到达cdd'c'平面,符合题意

解得
(ii)若粒子射出时与z轴正方向的夹角为60°,则粒子在长方体区域运动轨迹沿y轴负方向的俯视如答图4所示。
据答图4,x正方向
据答图3,y负方向
因为,故粒子能到达cdd'c'平面,符合题意

解得
综合整理得
18.(20分)如图,半径为R的圆环水平放置并固定,圆环内有质量为mA和mB的小球A和B(mA>mB)。初始时小球A以初速度v0沿圆环切线方向运动,与静止的小球B发生碰撞。不计小球与圆环之间的摩擦,两小球始终在圆环内运动。
(1)若小球A与B碰撞后结合在一起,求碰撞后小球组合体的速度大小及做圆周运动所需向心力的大小;
(2)若小球A与B之间为弹性碰撞,且所有的碰撞位置刚好位于等边三角形的三个顶点,求小球的质量比。
(3)若小球A与B之间为非弹性碰撞,每次碰撞后的相对速度大小为碰撞前的相对速度大小的e倍(0【答案】(1),;(2)或;
(3)
【详解】(1)有题意可知A、B系统碰撞前后动量守恒,设碰撞后两小球的速度大小为v,则根据动量守恒有
可得
碰撞后根据牛顿第二定律有
可得
(2)若两球发生弹性碰撞,设碰后速度分别为vA,vB,则碰后动量和能量守恒有
联立解得

因为所有的碰撞位置刚好位于等边三角形的三个顶点,如图
①若第二次碰撞发生在图中的b点,则从第一次碰撞到第二次碰撞之间,A、B通过的路程之比为,则有
联立解得
由于两质量均为正数,故k1=0,即
对第二次碰撞,设A、B碰撞后的速度大小分别为,,则同样有
联立解得,,故第三次碰撞发生在b点、第四次碰撞发生在c点,以此类推,满足题意。
②若第二次碰撞发生在图中的c点,则从第一次碰撞到第二次碰撞之间,A、B通过的路程之比为;所以
联立可得
因为两质量均为正数,故k2=0,即
根据①的分析可证,,满足题意。
综上可知
或。
(3)第一次碰前相对速度大小为v0,第一次碰后的相对速度大小为,第一次碰后与第二次相碰前B球比A球多运动一圈,即B球相对A球运动一圈,有
第一次碰撞动量守恒有

联立解得
B球运动的路程
第二次碰撞的相对速度大小为
第二次碰撞有

联立可得
所以B球运动的路程
一共碰了2n次,有
试卷第10页,共25页
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