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2026年高考物理仿真模拟卷湖南卷1
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
2.回答第Ⅰ卷时,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.写在本试卷上无效.
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
第一部分(选择题 共44分)
单选题(本大题共6小题, 在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,共24分)
1.下列说法正确的是( )
A.氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级时会放出一定频率的光子
B.放射性同位素的半衰期不会因环境温度和气压的改变而改变
C.核电站中U发生核裂变的常见核反应方程为UBaKr+n
D.是α衰变
【答案】B
【详解】A.氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级是从低能级向高能级跃迁,要吸收光子,故A错误;
B.放射性同位素的半衰期由原子核性质决定,与物理环境无关,故B正确;
C.发生核裂变方程是UnBaKr+n,故C错误;
D.是核聚变反应,故D错误。
故选B。
2.如图所示是物体在相互垂直的x方向和y方向运动的图像。以下判断正确的是( )
A.在0~1s内,物体做匀速直线运动 B.在0~1s内,物体做匀变速直线运动
C.在1~2s内,物体做匀变速曲线运动 D.在1~2s内,物体做匀变速直线运动
【答案】D
【详解】AB.在0~1s内,水平方向为匀速直线运动,竖直方向为匀加速直线运动,合运动为匀变速曲线运动,故AB错误;
CD.在1~2s内,水平方向初速度为
加速度为
竖直方向初速度为
加速度为
则合速度与水平方向的夹角为
合加速度与水平方向的夹角为
而且二者方向在同一直线上,根据曲线运动条件可知,合运动为匀变速直线运动,故C错误,D正确。
故选D。
3.一半圆形玻璃砖放置在转盘上,圆心在转轴处,玻璃砖右侧有一足够大的光屏。一束由单色光a、b组成的光线从左侧沿着玻璃砖半径方向入射,光屏上有两个经圆心折射形成的亮点。使转盘从图示位置开始顺时针匀速转动,光屏上单色光a的亮点先消失。下列说法正确的是( )
A.a光的折射率小于b光的折射率
B.a光的频率小于b光的频率
C.a光在玻璃砖内的传播速度大于b光在玻璃砖内的传播速度
D.用同样的装置做双缝干涉实验时,b光相邻亮条纹间距较大
【答案】D
【详解】A.在图中的装置做顺时针转动时,入射光与法线的夹角增大,根据
可知先消失的光全反射临界角更小,折射率更大,所以a光的折射率大于b光,故A错误;
B.在介质中,频率越大的光折射率越大,所以a光的频率大于b光,故B错误;
C.由公式可知,折射率越大的在介质中传播速度越小,所以a光的传播速度小于b光的传播速度,故C错误;根据
D.根据公式,波长大的间距更大,由于,所以a光的波长小于b光,b光的干涉条纹间距更宽,故D正确。
故选D。
4.地球同步轨道卫星的轨道半径为r。某火星探测器绕火星运行的椭圆轨道半长轴为a,运行周期为地球同步轨道卫星运行周期的2倍。则地球质量与火星质量之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据开普勒第三定律,常数,设地球的质量为,火星的质量为。对于地球同步轨道卫星:,
对于火星探测器:,
根据题意,,
解得,
故选A。
5.如图所示,带正电的小球P与光滑的小定滑轮О固定在同一竖直面上,用绕过滑轮О的绝缘轻质细线拉住带电小球Q,Q静止时两球恰好位于同一水平面,且PQ⊥OP。现用力拉细线上端使Q缓慢上移,直至P、Q连线与水平方向的夹角为60°,此过程中P、Q两球的带电荷量保持不变。则下列说法正确的是( )
A.P、Q间的库仑力逐渐减小
B.库仑力对Q一直做正功
C.Q的电势能一直增大
D.细线拉力对Q做的功等于Q重力势能的增加量
【答案】D
【详解】ABC.缓慢移动Q的过程中,Q处于动态平衡状态,对Q进行受力分析,如图所示
可知Q所受力的矢量三角形与三角形OPQ相似,可得
由数学知识可得,Q上移过程中r保持不变,可知两球间的库仑力大小保持不变,Q受到的库仑力不做功,电势能不变,故ABC错误;
D.根据功能关系可知,细线拉力对Q做的功等于其重力势能的增加量,故D正确。
故选D。
6.理想变压器原、副线圈的匝数比为,线路上分别接有五个阻值相同的定值电阻、、、、,如图所示,在A、B间接入正弦式交变电流,则下列说法错误的是( )
A.、、两端的电压之比为
B.通过、、的电流之比为
C.、、的功率之比为
D.A、B间输入功率与变压器输入功率之比为
【答案】B
【详解】设五个定值电阻阻值均为R
AB.设副线圈输出电流为I,则输出电压为
变压器原、副线圈的匝数比为1:3,根据
可知,原线圈输入电流为3I,根据
可知,原线圈输入电压为
副线圈电路,电阻两端电压为
原线圈电路,电阻两端电压等于原线圈两端的电压为
根据欧姆定律可知
则流过电阻的电流
两端电压
则、、两端的电压之比为7:1:2,流过、、的电流之比为7:1:2,故、、通过的电流之比为7:1:1,故A正确,B错误;
C.根据可知,、、的功率之比为49:1:4,故C正确;
D.变压器原线圈输入功率为
而A、B间输入功率为
故A、B间输入功率与变压器输入功率之比为28:3,故D正确。
本题选不正确的,故选B。
二、多选题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得部分,有选错的得0分.)
7.有一列简谐波沿x轴正方向传播,波源位于坐标原点,t=0时刻波源位于平衡位置且开始向y轴正方向运动,做简谐运动的周期T=4s,t=4s后波源停止运动,在t=5s时的简谐波波形图如图所示,x=20m处的质点M刚开始振动,质点N刚好停止运动,质点P的位移为yP= 5cm,关于此列简谐波,下列说法正确的是( )
A.质点M起振方向为y轴负方向
B.此列简谐波的波速为v=4m/s
C.质点P的回到平衡位置的所需的时间为
D.质点N的平衡位置的坐标为xN=4m
【答案】BD
【详解】A.因为该列机械波向x轴的正方向传播,因为机械波向右传播,t=5s时,质点M开始从平衡位置向正方向运动,故A错误;
B.根据
又因为周期T=4s,则波长为λ=vT=16m,故B正确;
C.因为,质点P先向下运动到负方向振幅位置再回到平衡位置,所用时间为,故C错误;
D.由图可知xN=20m λ=4m,故D正确。
故选BD。
8.一匀强电场的方向平行于平面,平面内A点和B点的位置如图所示。电荷量为和的三个试探电荷先后分别置于O点、A点和B点时,电势能均为。下列说法正确的是( )
A.中点的电势为零 B.电场的方向与x轴正方向成角
C.电场强度的大小为 D.电场强度的大小为
【答案】AD
【详解】A.根据题意可知O点、A点和B点的电势分别为,,
故中点的电势为
故A正确;
B.如图,设N点为AB的三等分点,同理易知N点电势为0,连接MN为一条等势线,过A点做MN的垂线,可知电场线沿该垂线方向,指向右下方,由可知,故电场的方向与x轴正方向成角,故B错误;
CD.电场强度的大小为
故C错误,D正确。
故选AD。
9.如图所示,足够长的宽度的导轨固定于绝缘水平面上,a、b间接有一个电动势、内阻的电源,导轨右端接有一个降压限流器件(当电路电流大于或等于时相当于一个可变电阻且保持电流恒为,电流小于时相当于电阻为零的导线)和一个的定值电阻,其他电阻不计,是分界线且与左右两端足够远,整个导轨间有方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场,导轨在P点有一个断路小缺口,导体棒的质量,将它从距足够远处由静止释放,在的左侧,导体棒与导轨间的动摩擦因数;在的右侧,它与导轨间无摩擦。已知导体棒到达之前已经在做匀速运动,取重力加速度大小,导体棒越过时,由于缺口的影响导致导体棒的速度立即减为原来的。整个过程中,导体棒与导轨垂直且接触良好,导轨及导体棒的电阻均不计,下列说法正确的是( )
A.a端接电源的正极
B.导体棒越过后,还能运动的距离为
C.导体棒越过后,通过降压限流器件上的电荷量为
D.导体棒越过后,降压限流器件产生的热量为
【答案】AD
【详解】A.导体棒由静止释放后向右运动,故其所受的安培力向右,由左手定则可知,电流方向由M到N,故a端接电源的正极,故A正确;
B.对导体棒分析,设其在左侧运动的最大速度为v,受到的安培力
受到的摩擦力
导体棒在左侧运动的速度最大时,有
根据闭合电路欧姆定律有
解得
导体棒越过后速度变为
如果降压限流器件的电阻为零,电路中电流
当导体棒的速度减为时,降压限流器件的电阻恰好为零,此过程中,通过导体棒的电流恒为,在导体棒的速度从减到的过程中,导体棒受到的安培力不变,导体棒做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律有
导体棒做匀减速直线运动的时间
位移大小
通过导体棒的电荷量
之后降压限流器件的电阻为零,导体棒接下来做加速度减小的减速直线运动直到静止,依据动量定理有
即
解得
通过导体棒的电荷量
导体棒越过后运动的距离
故B错误;
C.通过降压限流器件上的总电荷量
故C错误;
D.降压限流器件仅在时间内产生热量,根据能量守恒定律有
故D正确。
故选AD。
10.某实验研究小组为探究物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系,使某一物体每次以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上运动,如图甲所示,调节斜面与水平面的夹角θ,实验测得x与θ的关系如图乙所示,取g=10m/s2。则由图可知( )
A.物体的初速率v0=3m/s
B.物体与斜面间的动摩擦因数 =0.8
C.图乙中xmin=0.36m
D.取初始位置所在水平面为重力势能参考平面,当θ=37°,物体上滑过程中动能与重力势能相等时,物体上滑的位移为0.1875m
【答案】AC
【详解】A.当时,物体做竖直上抛运动,不受摩擦力作用,根据
可得
A正确;
B.当时,物体沿水平面做减速运动,根据动能定理
代入数据解得
B错误;
C.根据动能定理
整理得
因此位移最小值
C正确;
D.动能与重力势能相等的位置
整理得
D错误。
故选AC。
第二部分(非选择题 共56分)
三.非选择题(本大题共5小题,共56分)
11.(7分)为测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率,实验中所用的器材:电压表、电流表、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径时,某次的测量结果如图甲所示,其读数为D= mm。
(2)采用伏安法测金属丝电阻时,为减小系统误差,需考虑电流表内接还是外接。如图乙所示,某同学采用试触法:让电压表的一端接在A点,另一端先后接B点和C点。结果发现电压表示数有明显变化,而电流表示数无明显变化,则实验中应将电压表的另一端接 (选填“B”或“C”)点。
(3)根据实验数据作出U-I图线,如图丙所示。若接入电路的金属丝长度为L,利用上述物理量可得出该金属丝的电阻率ρ= (用字母D、a、b、π、L表示)
【答案】(1)0.538/0.539/0.540/0.541/0.542
(2)B
(3)
【详解】(1)固定刻度部分有0毫米线,半毫米线露出,活动刻度部分第4小格对齐,再估读一位,
读数结果
(2)换接不同的位置,发现电压表读数变化比较大,说明被测电阻为小电阻,应使用电流表外接法,所以电压表的另一端接B点。
(3)电阻定律 ,,
由以上各式可得
12.(9分)某实验小组测量一个未知电阻的阻值,进行了如下操作步骤:
(1)先用多用电表粗测电阻,欧姆表的电路简图如图甲所示,将 (选填“红表笔”或“黑表笔”)插入a插孔,将另一表笔插入b插孔。
(2)将选择开关拨至“×10”挡,进行欧姆调零后,将两表笔接待测电阻两端,发现指针偏转角度过小,此时应选 (选填“×1”“×10”或“×100”)挡,重新进行测量,按照正确的操作后,示数如图乙所示,该电阻的阻值为 Ω。
(3)再采用如图丙所示的电路精确测量该电阻Rx的阻值。闭合开关,将滑动变阻器滑片置于合适位置。调节R3,当灵敏电流计G中的电流为 (选填“满偏”、“半偏”或“0”)时,电阻箱R3的读数为1080.0Ω。
(4)已知定值电阻,,计算出Rx= Ω。
【答案】(1)黑表笔
(2) ×100 1900
(3)0
(4)1800.0
【详解】(1)黑表笔与电源正极相连。欧姆表的电路简图如图甲所示,将黑表笔插入a插孔,将另一表笔插入b插孔。
(2)[1]将选择开关拨至“×10”挡,进行欧姆调零后,将两表笔接待测电阻两端,发现指针偏转角度过小,表明待测电阻阻值较大,此时应选“×100”挡,重新进行测量;
[2]电阻的阻值为
(3)调节R3,当灵敏电流计G中的电流为0时,电阻箱R3的读数为1080.0Ω。
(4)待测电阻的阻值为
解得
13.(10分)某同学根据气体实验定律制作了如图所示的装置用来粗测物体的质量。水平固定且导热性能良好的汽缸内由活塞密封了一定质量的理想气体,活塞横截面积,该装置固定在的环境中,小盘不计重力中不放任何物体时活塞恰好在零刻度位置。已知图中刻度均匀,活塞厚度不计,刻度最左端对应汽缸最左端,大气压强恒为,重力加速度,热力学温度与摄氏温度间的关系为,活塞与汽缸壁间摩擦不计。现将一个物体放在小盘中,活塞稳定时处于刻度4位置。
(1)求物体的质量可用分数表示
(2)若环境温度降为,活塞稳定时对应的刻度为多少?
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据玻意耳定律有
解得活塞稳定时气体压强为
对活塞,由平衡条件有
代入题中数据,联立解得物体的质量
(2)环境温度降为,设活塞稳定时对应的刻度变为x
根据理想气体状态方程有
解得
14.(14分)离子注入是芯片制造的一道重要工序,图为某离子注入示意图,纸面内,一束质量kg、电荷量C的静止负离子(不计重力),经加速电场后,沿水平虚线PQ通过速度选择器,从y轴上Q(0,1m)点垂直y轴射入xOy坐标系,经磁场、电场偏转后射到x轴上,从而实现离子注入。速度选择器中,匀强磁场的方向垂直纸面向里,磁感应强度T,匀强电场的方向沿y轴负方向,场强V/m。xOy坐标系内有一边界线AO,AOy区域有方向垂直纸面向里,磁感应强度为的匀强磁场,AOx区域有方向垂直纸面向外,磁感应强度为的匀强磁场,(大小未知),(结果均保留2位有效数字,其中在最终的结果取1.4)。
(1)求加速电场的电压U;
(2)要使离子能穿过磁场区域打到晶圆所在平面的x轴上,求磁感应强度的取值范围;
(3)若T,为了使粒子能够打在x轴上,可在AOx区域加上平行于y轴沿y轴正方向的匀强电场(图中未画出),求的最小值。(不考虑离子在AOx区域和AOy区域内的反复运动)
【答案】(1)V
(2)(0.30T,0.60T)
(3)V/m
【详解】(1)离子通过速度选择器,故由力的平衡条件有
解得m/s
离子在加速电场中加速,由动能定理有
联合解得
(2)如图所示,设离子在AOy区域内的轨迹恰好与OA相切于M点,此时的圆心为,轨道半径为
由几何关系有
由牛顿第二定律有
联合解得T
所以离子要打在x轴上,首先要进入AOx区域,磁感应强度大小T。
如图所示,设离子从OA上的H点从AOx区域进入AOy区域,恰好与x轴相切于N点,在两区域内轨迹圆的圆心分别为和,圆心角为θ。
由,
可设两区域内的轨迹圆半径分别为r和2r,由几何关系可得
解得,
解得m
解得T
综上,要使离子能够打在x轴上,的取值范围为(0.30T,0.60T)
(3)TT,粒子不能打在x轴上,根据
解得m
离子将垂直OA边界从K点进入AOx区域,加上匀强电场后,若离子刚好打在x轴上,速度大小,方向沿x轴正方向,由几何关系可知,K点与x轴的距离为m,
由动量定理
联合解得V/mV/m
15.(16分)质量为M,半径为R的半球静止地放置在光滑水平地面上,其表面也是光滑的。半球顶端放有一质量为m的小滑块(可视为质点),开始时两物体均处于静止状态。小滑块在外界的微小扰动下从静止开始自由下滑,小滑块的位置用其和球心连线与竖直方向夹角表示。已知重力加速度为g。
(1)若半球在外力作用下始终保持静止,求当半球对小滑块支持力等于滑块重力一半时对应角度的余弦值;
(2)若半球可在水平面内自由滑动,现发现小物块脱离半球时对应角度为,已知cos37°=0.8,sin37°=0.6,试求:
①半球与小滑块质量之比;
②如下图所示,当运动时间无限小时,曲线运动可以看成圆周运动,对应圆称为曲率圆,其半径称为曲率半径,即把整条曲线用一系列不同曲率半径的小圆弧替代。求小滑块的运动轨迹曲线在其脱离半球时对应点的曲率半径(答案可用分数表示)。
【答案】(1);(2)①,②
【详解】(1)由动能定理可得
小滑块做圆周运动,向心力满足
联立上式得
(2)①设小滑块脱离半球时,半球速度大小为,小滑块相对半球速度大小为。水平方向动量守恒
整体机械能守恒
脱离前,小滑块相对半球做圆周运动,在脱离瞬间,只受重力作用,以半球(此瞬间为惯性系)为参考系,小滑块受力满足
联立可得
②由上式解得
,
即小滑块实际速度为
,
如图所示,此时小滑块可视为做曲率半径为的圆周运动,
滑块速度与水平方向夹角满足
小滑块对应向心加速度为
由圆周运动向心加速度公式可得
代入数据得
试卷第2页,共17页
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2026年高考物理仿真模拟卷湖南卷1
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
2.回答第Ⅰ卷时,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.写在本试卷上无效.
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
第一部分(选择题 共44分)
单选题(本大题共6小题, 在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,共24分)
1.下列说法正确的是( )
A.氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级时会放出一定频率的光子
B.放射性同位素的半衰期不会因环境温度和气压的改变而改变
C.核电站中U发生核裂变的常见核反应方程为UBaKr+n
D.是α衰变
2.如图所示是物体在相互垂直的x方向和y方向运动的图像。以下判断正确的是( )
A.在0~1s内,物体做匀速直线运动 B.在0~1s内,物体做匀变速直线运动
C.在1~2s内,物体做匀变速曲线运动 D.在1~2s内,物体做匀变速直线运动
3.一半圆形玻璃砖放置在转盘上,圆心在转轴处,玻璃砖右侧有一足够大的光屏。一束由单色光a、b组成的光线从左侧沿着玻璃砖半径方向入射,光屏上有两个经圆心折射形成的亮点。使转盘从图示位置开始顺时针匀速转动,光屏上单色光a的亮点先消失。下列说法正确的是( )
A.a光的折射率小于b光的折射率
B.a光的频率小于b光的频率
C.a光在玻璃砖内的传播速度大于b光在玻璃砖内的传播速度
D.用同样的装置做双缝干涉实验时,b光相邻亮条纹间距较大
4.地球同步轨道卫星的轨道半径为r。某火星探测器绕火星运行的椭圆轨道半长轴为a,运行周期为地球同步轨道卫星运行周期的2倍。则地球质量与火星质量之比为( )
A. B. C. D.
5.如图所示,带正电的小球P与光滑的小定滑轮О固定在同一竖直面上,用绕过滑轮О的绝缘轻质细线拉住带电小球Q,Q静止时两球恰好位于同一水平面,且PQ⊥OP。现用力拉细线上端使Q缓慢上移,直至P、Q连线与水平方向的夹角为60°,此过程中P、Q两球的带电荷量保持不变。则下列说法正确的是( )
A.P、Q间的库仑力逐渐减小
B.库仑力对Q一直做正功
C.Q的电势能一直增大
D.细线拉力对Q做的功等于Q重力势能的增加量
6.理想变压器原、副线圈的匝数比为,线路上分别接有五个阻值相同的定值电阻、、、、,如图所示,在A、B间接入正弦式交变电流,则下列说法错误的是( )
A.、、两端的电压之比为
B.通过、、的电流之比为
C.、、的功率之比为
D.A、B间输入功率与变压器输入功率之比为
二、多选题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得部分,有选错的得0分.)
7.有一列简谐波沿x轴正方向传播,波源位于坐标原点,t=0时刻波源位于平衡位置且开始向y轴正方向运动,做简谐运动的周期T=4s,t=4s后波源停止运动,在t=5s时的简谐波波形图如图所示,x=20m处的质点M刚开始振动,质点N刚好停止运动,质点P的位移为yP= 5cm,关于此列简谐波,下列说法正确的是( )
A.质点M起振方向为y轴负方向
B.此列简谐波的波速为v=4m/s
C.质点P的回到平衡位置的所需的时间为
D.质点N的平衡位置的坐标为xN=4m
8.一匀强电场的方向平行于平面,平面内A点和B点的位置如图所示。电荷量为和的三个试探电荷先后分别置于O点、A点和B点时,电势能均为。下列说法正确的是( )
A.中点的电势为零 B.电场的方向与x轴正方向成角
C.电场强度的大小为 D.电场强度的大小为
9.如图所示,足够长的宽度的导轨固定于绝缘水平面上,a、b间接有一个电动势、内阻的电源,导轨右端接有一个降压限流器件(当电路电流大于或等于时相当于一个可变电阻且保持电流恒为,电流小于时相当于电阻为零的导线)和一个的定值电阻,其他电阻不计,是分界线且与左右两端足够远,整个导轨间有方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场,导轨在P点有一个断路小缺口,导体棒的质量,将它从距足够远处由静止释放,在的左侧,导体棒与导轨间的动摩擦因数;在的右侧,它与导轨间无摩擦。已知导体棒到达之前已经在做匀速运动,取重力加速度大小,导体棒越过时,由于缺口的影响导致导体棒的速度立即减为原来的。整个过程中,导体棒与导轨垂直且接触良好,导轨及导体棒的电阻均不计,下列说法正确的是( )
A.a端接电源的正极
B.导体棒越过后,还能运动的距离为
C.导体棒越过后,通过降压限流器件上的电荷量为
D.导体棒越过后,降压限流器件产生的热量为
10.某实验研究小组为探究物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系,使某一物体每次以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上运动,如图甲所示,调节斜面与水平面的夹角θ,实验测得x与θ的关系如图乙所示,取g=10m/s2。则由图可知( )
A.物体的初速率v0=3m/s
B.物体与斜面间的动摩擦因数 =0.8
C.图乙中xmin=0.36m
D.取初始位置所在水平面为重力势能参考平面,当θ=37°,物体上滑过程中动能与重力势能相等时,物体上滑的位移为0.1875m
第二部分(非选择题 共56分)
三.非选择题(本大题共5小题,共56分)
11.(7分)为测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率,实验中所用的器材:电压表、电流表、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径时,某次的测量结果如图甲所示,其读数为D= mm。
(2)采用伏安法测金属丝电阻时,为减小系统误差,需考虑电流表内接还是外接。如图乙所示,某同学采用试触法:让电压表的一端接在A点,另一端先后接B点和C点。结果发现电压表示数有明显变化,而电流表示数无明显变化,则实验中应将电压表的另一端接 (选填“B”或“C”)点。
(3)根据实验数据作出U-I图线,如图丙所示。若接入电路的金属丝长度为L,利用上述物理量可得出该金属丝的电阻率ρ= (用字母D、a、b、π、L表示)
12.(9分)某实验小组测量一个未知电阻的阻值,进行了如下操作步骤:
(1)先用多用电表粗测电阻,欧姆表的电路简图如图甲所示,将 (选填“红表笔”或“黑表笔”)插入a插孔,将另一表笔插入b插孔。
(2)将选择开关拨至“×10”挡,进行欧姆调零后,将两表笔接待测电阻两端,发现指针偏转角度过小,此时应选 (选填“×1”“×10”或“×100”)挡,重新进行测量,按照正确的操作后,示数如图乙所示,该电阻的阻值为 Ω。
(3)再采用如图丙所示的电路精确测量该电阻Rx的阻值。闭合开关,将滑动变阻器滑片置于合适位置。调节R3,当灵敏电流计G中的电流为 (选填“满偏”、“半偏”或“0”)时,电阻箱R3的读数为1080.0Ω。
(4)已知定值电阻,,计算出Rx= Ω。
13.(10分)某同学根据气体实验定律制作了如图所示的装置用来粗测物体的质量。水平固定且导热性能良好的汽缸内由活塞密封了一定质量的理想气体,活塞横截面积,该装置固定在的环境中,小盘不计重力中不放任何物体时活塞恰好在零刻度位置。已知图中刻度均匀,活塞厚度不计,刻度最左端对应汽缸最左端,大气压强恒为,重力加速度,热力学温度与摄氏温度间的关系为,活塞与汽缸壁间摩擦不计。现将一个物体放在小盘中,活塞稳定时处于刻度4位置。
(1)求物体的质量可用分数表示
(2)若环境温度降为,活塞稳定时对应的刻度为多少?
14.(14分)离子注入是芯片制造的一道重要工序,图为某离子注入示意图,纸面内,一束质量kg、电荷量C的静止负离子(不计重力),经加速电场后,沿水平虚线PQ通过速度选择器,从y轴上Q(0,1m)点垂直y轴射入xOy坐标系,经磁场、电场偏转后射到x轴上,从而实现离子注入。速度选择器中,匀强磁场的方向垂直纸面向里,磁感应强度T,匀强电场的方向沿y轴负方向,场强V/m。xOy坐标系内有一边界线AO,AOy区域有方向垂直纸面向里,磁感应强度为的匀强磁场,AOx区域有方向垂直纸面向外,磁感应强度为的匀强磁场,(大小未知),(结果均保留2位有效数字,其中在最终的结果取1.4)。
(1)求加速电场的电压U;
(2)要使离子能穿过磁场区域打到晶圆所在平面的x轴上,求磁感应强度的取值范围;
(3)若T,为了使粒子能够打在x轴上,可在AOx区域加上平行于y轴沿y轴正方向的匀强电场(图中未画出),求的最小值。(不考虑离子在AOx区域和AOy区域内的反复运动)
15.(16分)质量为M,半径为R的半球静止地放置在光滑水平地面上,其表面也是光滑的。半球顶端放有一质量为m的小滑块(可视为质点),开始时两物体均处于静止状态。小滑块在外界的微小扰动下从静止开始自由下滑,小滑块的位置用其和球心连线与竖直方向夹角表示。已知重力加速度为g。
(1)若半球在外力作用下始终保持静止,求当半球对小滑块支持力等于滑块重力一半时对应角度的余弦值;
(2)若半球可在水平面内自由滑动,现发现小物块脱离半球时对应角度为,已知cos37°=0.8,sin37°=0.6,试求:
①半球与小滑块质量之比;
②如下图所示,当运动时间无限小时,曲线运动可以看成圆周运动,对应圆称为曲率圆,其半径称为曲率半径,即把整条曲线用一系列不同曲率半径的小圆弧替代。求小滑块的运动轨迹曲线在其脱离半球时对应点的曲率半径(答案可用分数表示)。
试卷第2页,共17页
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