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159041-卷3 2024年普通高等学校招生选择性考试(黑吉辽卷)《2025高考试题攻略 第1辑 一年真题风标卷 物理》
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
题号 |
一 |
二 |
总分 |
得分 |
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注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.2024年5月3日,长征五号遥八运载火箭托举嫦娥六号探测器进入地月转移轨道。火箭升空过程中,以下描述其状态的物理量属于矢量的是
A.质量 B.速率 C.动量 D.动能
2.“指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧.如图,当篮球在指尖上绕轴转动时,球面上 、 两点做圆周运动的( )
A. 半径相等B. 线速度大小相等
C. 向心加速度大小相等D. 角速度大小相等
3.利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”。如图,在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时
A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C.桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
4.某同学自制双缝干涉实验装置:在纸板上割出一条窄缝,于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝,将该纸板与墙面平行放置,如图所示。用绿色激光照射双缝,能够在墙面上观察到干涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮条纹中心间距变小的是 ( )
A.换用更粗的头发丝
B.换用红色激光照射双缝
C.增大纸板与墙面的距离
D.减小光源与纸板的距离
5.某种不导电溶液的相对介电常数εr与浓度cm的关系曲线如图(a)所示。将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中,并与恒压电源、电流表等构成如图(b)所示的电路。闭合开关S后,若降低溶液浓度,则
图(a) 图(b)
A.电容器的电容减小
B.电容器所带的电荷量增大
C.电容器两极板之间的电势差增大
D.溶液浓度降低过程中电流方向为M→N
6.在水平方向的匀强电场中,一带电小球仅在重力和电场力作用下于竖直面(纸面)内运动。如图,若小球的初速度方向沿虚线,则其运动轨迹为直线;若小球的初速度方向垂直于虚线,则其从O点出发运动到与O点等高处的过程中
A.动能减小,电势能增大
B.动能增大,电势能增大
C.动能减小,电势能减小
D.动能增大,电势能减小
7.如图(a),将一弹簧振子竖直悬挂,以小球的平衡位置为坐标原点O,竖直向上为正方向建立x轴。若将小球从弹簧原长处由静止释放,其在地球与某球状天体表面做简谐运动的图像如图(b)所示(不考虑自转影响)。设地球、该天体的平均密度分别为ρ1和ρ2,地球半径是该天体半径的n倍。 的值为
A.2n B. C. D.
8.X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子,并对光电子进行分析的科研仪器。用某一频率的X光照射某种金属表面,逸出了光电子,若增加此X光的强度,则
A.该金属的逸出功增大
B.X光的光子能量不变
C.逸出的光电子最大初动能增大
D.单位时间逸出的光电子数增多
9.如图,两条“∧”形的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上,间距为L,左、右两导轨面与水平面夹角均为30°,均处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小分别为2B和B。将有一定阻值的导体棒ab、cd放置在导轨上,同时由静止释放,两棒在下滑过程中始终与导轨垂直并接触良好。ab、cd的质量分别为2m和m,长度均为L。导轨足够长且电阻不计,重力加速度大小为g。两棒在下滑过程中
A.回路中的电流方向为abcda
B.ab中电流趋于
C.ab与cd加速度大小之比始终为2∶1
D.两棒产生的电动势始终相等
10.一足够长木板置于水平地面上,二者间的动摩擦因数为μ。t=0时,木板在水平恒力作用下,由静止开始向右运动。某时刻,一小物块以与木板等大、反向的速度从右端滑上木板。已知t=0到t=4t0的时间内,木板速度v随时间t变化的图像如图所示,其中g为重力加速度大小。t=4t0时刻,小物块和木板的速度相同。下列说法正确的是
A.小物块在t=3t0时刻滑上木板
B.小物块和木板间的动摩擦因数为2μ
C.小物块与木板的质量比为3∶4
D.t=4t0之后小物块和木板一起做匀速运动
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(6分)某探究小组要测量电池的电动势和内阻。可利用的器材有:电压表、电阻丝、定值电阻(阻值为R0)、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图所示的实验电路原理图。
图(a) 图(b)
(1)实验步骤如下:
①将电阻丝拉直固定,按照图(a)连接电路,金属夹置于电阻丝的 (填“A”或“B”)端;
②闭合开关S,快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U,断开开关S,记录金属夹与B端的距离L;
③多次重复步骤②,根据记录的若干组U、L的值,作出图(c)中图线Ⅰ;
④按照图(b)将定值电阻接入电路,多次重复步骤②,再根据记录的若干组U、L的值,作出图(c)中图线Ⅱ。
图(c)
(2)由图线得出纵轴截距为b,则待测电池的电动势E= 。
(3)由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别为k1、k2,若 =n,则待测电池的内阻r= (用n和R0表示)。
12.(8分)图(a)为一套半圆拱形七色彩虹积木示意图,不同颜色的积木直径不同。某同学通过实验探究这套积木小幅摆动时周期T与外径D之间的关系。
(1)用刻度尺测量不同颜色积木的外径D,其中对蓝色积木的某次测量如图(b)所示,从图中读出D= cm。
图(a) 图(b)
(2)将一块积木静置于硬质水平桌面上,设置积木左端平衡位置的参考点O,将积木的右端按下后释放,如图(c)所示。当积木左端某次与O点等高时记为第0次并开始计时,第20次时停止计时,这一过程中积木摆动了 个周期。
图(c)
(3)换用其他积木重复上述操作,测得多组数据。为了探究T与D之间的函数关系,可用它们的自然对数作为横、纵坐标绘制图像进行研究,数据如下表所示:
颜色 |
红 |
橙 |
黄 |
绿 |
青 |
蓝 |
紫 |
ln D |
2.939 2 |
2.788 1 |
2.595 3 |
2.484 9 |
2.197 |
… |
1.792 |
ln T |
-0.45 |
-0.53 |
-0.56 |
-0.65 |
-0.78 |
-0.92 |
-1.02 |
图(d)
根据表中数据绘制出ln T-ln D图像如图(d)所示,则T与D的近似关系为 。
A.T∝ B.T∝D2
C.T∝ D.T∝
(4)请写出一条提高该实验精度的改进措施:
13.(10分)如图,理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2=5∶1,原线圈接在电压峰值为Um的正弦交变电源上,副线圈的回路中接有阻值为R的电热丝,电热丝密封在绝热容器内,容器内封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热,加热前气体温度为T0。
(1)求变压器的输出功率P。
(2)已知该容器内的气体吸收的热量Q与其温度变化量ΔT成正比,即Q=CΔT,其中C已知。若电热丝产生的热量全部被气体吸收,要使容器内的气体压强达到加热前的2倍,求电热丝的通电时间t。
14.(12分)如图,高度h=0.8 m的水平桌面上放置两个相同物块A、B,质量mA=mB=0.1 kg。A、B间夹一压缩量Δx=0.1 m的轻弹簧,弹簧与A、B不拴接。同时由静止释放A、B,弹簧恢复原长时A恰好从桌面左端沿水平方向飞出,水平射程xA=0.4 m;B脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离xB=0.25 m后停止。A、B均视为质点,取重力加速度g=10 m/s2。求:
(1)脱离弹簧时A、B的速度大小vA和vB;
(2)物块与桌面间的动摩擦因数μ;
(3)整个过程中,弹簧释放的弹性势能ΔEp。
15.(18分)现代粒子加速器常用电磁场控制粒子团的运动及尺度。简化模型如图:Ⅰ、Ⅱ区宽度均为L,存在垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度等大反向;Ⅲ、Ⅳ区为电场区,Ⅳ区电场足够宽;各区边界均垂直于x轴,O为坐标原点。甲、乙为粒子团中的两个电荷量均为+q、质量均为m的粒子。如图,甲、乙平行于x轴向右运动,先后射入Ⅰ区时速度大小分别为 v0和v0。甲到P点时,乙刚好射入Ⅰ区。乙经过Ⅰ区的速度偏转角为30°。甲到O点时,乙恰好到P点。已知Ⅲ区存在沿+x方向的匀强电场,电场强度大小E0= 。不计粒子重力及粒子间相互作用,忽略边界效应及变化的电场产生的磁场。
(1)求磁感应强度的大小B。
(2)求Ⅲ区宽度d。
(3)Ⅳ区x轴上的电场方向沿x轴,电场强度E随时间t、位置坐标x的变化关系为E=ωt-kx,其中常系数ω>0,ω已知、k未知,取甲经过O点时t=0。已知甲在Ⅳ区始终做匀速直线运动,设乙在Ⅳ区受到的电场力大小为F,甲、乙间距为Δx,求乙追上甲前F与Δx间的关系式(不要求写出Δx的取值范围)。
参考答案
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. C
质量、速率和动能都是标量,动量p=mv,质量m是标量,速度v是矢量,故动量p是矢量,C正确。
2. D
由图可知 错误;篮球绕轴转动时, 、 在相同时间内转过的圆心角相等,根据 可知, 正确;根据 可知,线速度 错误;根据 可知,向心加速度 错误.
3. C
墨条相对于砚台水平向左运动,砚台对墨条有向右的摩擦力,A错误;根据牛顿第三定律知,墨条对砚台有向左的摩擦力,砚台处于平衡状态,故桌面对砚台有向右的摩擦力,B错误;砚台处于平衡状态,水平方向只受桌面和墨条对其的摩擦力,故这两个力是一对平衡力,C正确;桌面对砚台的支持力等于砚台的重力与墨条对砚台的压力之和,故桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力不是一对平衡力,D错误。
4. A
双缝干涉中相邻两亮条纹的间距 ,换用更粗的头发丝,d增大,Δx减小,A正确;换用红色激光照双缝,λ增大,Δx增大,B错误;增大纸板与墙面的距离,L增大,Δx增大,C错误;减小光源与纸板的距离对产生的亮条纹间距无影响,D错误。
5. B
由题图(a)知,溶液浓度降低,相对介电常数εr增大,根据C= 可知,电容C增大,A错误;由于电容器与恒压电源相连,故电容器两极板间的电势差等于电源电压,保持不变,C错误;根据C= 可知,由A项结论,电容C增大,电容器所带电荷量增大,B正确;溶液浓度降低,电容器所带电荷量增加,电容器充电,故电流方向是由N→M,D错误。
6. D
小球的初速度方向沿虚线,则运动轨迹沿直线,故小球受到的合力方向沿虚线,由于重力向下,电场方向水平,故合力方向只能沿虚线向下,如图所示,故初速度垂直于虚线时,小球做类平抛运动;从O点出发运动到O点等高处的过程中,合力做正功,动能增大,电场力与速度方向的夹角始终为锐角,故电场力做正功,电势能减小,D正确。
7. C
小球处于平衡位置时kx=mg,其中k为弹簧劲度系数,x为振幅,结合题图(b)可知g地=2g天,设该天体的半径为R,则地球的半径为nR,又mg= ,M=ρ· πR3,可得g= πGρR,则 = = =2,可知 = ,C正确。
8. BD
金属的逸出功与金属本身有关,与入射光无关,A错误;光子的能量E=hν,与入射光强度无关,B正确;根据爱因斯坦光电效应方程hν=Ek0+W0可知,逸出的光电子最大初动能与入射光的强度无关,C错误;入射光的强度增加,可知单位时间内入射的总能量增加,每个光子的能量不变,故单位时间内入射的光子数增多,则单位时间内逸出的光电子数增多,D正确。
9. AB
两导体棒均向下运动,穿过闭合回路的磁通量增加,根据楞次定律和安培定则可知回路中的电流方向为abcda,A正确;如图,对两导体棒受力分析,对ab有2mgsin 30°-2ILBcos 30°=2ma1,对cd有mgsin 30°-ILBcos 30°=ma2,初始时两导体棒均加速,闭合回路的电动势增大,电流增大,导体棒受到的安培力增大,导体棒的加速度减小,最终加速度为零,此时I= = ,B正确;由B项分析可知两导体棒加速阶段加速度大小之比为a1∶a2=1∶1,最终加速度均为零,C错误;由前面分析可知,两导体棒的速度大小始终相等,但两部分磁场的磁感应强度大小为两倍的关系,根据公式E=BLv可知,两导体棒产生的电动势应为两倍的关系,D错误。
10. ABD
由v-t图像可知,在3t0时刻木板的加速度发生变化,可知小物块在t=3t0时刻滑上木板,A正确;由v-t图像可知,0~3t0,木板的加速度大小为 μg,设木板的质量为M,对木板分析有F-μMg=M ,可得F= μMg,3t0时刻,木板的速度为 μg·3t0= μgt0,根据题意可知小物块滑上木板时的速度为- μgt0,由v-t图像可知,3t0~4t0,小物块的加速度大小为2μg,设小物块的质量为m,对小物块分析有μ'mg=m·2μg,可得μ'=2μ,B正确;由v-t图像可知,3t0~4t0,木板的加速度大小为μg,对木板分析有μ'mg+μ(M+m)g-F=M·μg,可得 = ,C错误;4t0时刻后,假设木板与小物块相对静止,对整体有F-μ(M+m)g=0,假设成立,小物块与木板一起做匀速运动,D正确。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. (1)①A(2分) (2) (2分) (3) (2分)
(1)①闭合开关前,为了保护电路,应使电阻丝接入电路的阻值最大,金属夹应置于电阻丝的A端。
(2)设电阻丝单位长度的电阻为λ,对题图(a),由闭合电路欧姆定律得U= E,整理得 = · + ;对题图(b),由闭合电路欧姆定律得U= E,整理得 = · + 。纵轴截距为b,有b= ,解得E= 。
(3)由(2)中表达式可知k1= ,k2= ,又 =n,解得r= 。
12. (1)7.55(2分) (2)10(2分) (3)A(2分) (4)见解析(2分)
(1)由题图(b)可知,外径D=7.55 cm。
(2)一次全振动为相邻两次积木同一端经过与O点等高的位置,且振动方向相同,因此积木摆动了10个周期。
(3)由题图(d)可得表达式为ln T=kln D+b,斜率为k= = ,即ln T= ln D+b=ln +b,化简得 =eb即T∝ ,A正确。
(4)提高该实验精度的改进措施有:增加所测周期数(时间更长,周期测量误差更小);用游标卡尺测量积木的外径(直径测量更精确);适当减小摆动幅度(摆角越小,摆动越趋近简谐运动)。
13. (1) (2)
(1)设原线圈两端电压为U1,副线圈两端电压为U2,对理想变压器有 = ,则副线圈两端电压U2= U1 (1分)
又U1= ,负载消耗的电功率P2= = (1分)
则变压器的输出功率P=P2= (2分)
(2)对封闭的理想气体,加热前后气体发生等容变化,容器内初始气体压强设为p1,由查理定律得 = (1分)
解得加热后气体的温度T2=2T0 (1分)
则气体吸收的热量Q=CΔT=C(2T0-T0)=CT0 (1分)
又Q=P2t (1分)
联立解得t= (2分)
14. (1)1 m/s 1 m/s (2)0.2 (3)0.12 J
(1)弹簧恢复原长时两物块脱离弹簧,A做平抛运动,B做匀减速直线运动,
对A,水平方向有xA=vAt (1分)
竖直方向有h= gt2 (1分)
联立解得vA=1 m/s,
弹簧恢复原长的过程中,由于A、B所受摩擦力大小相等,方向相反,A、B与弹簧组成的系统动量守恒,
对系统有0=mAvA+mB(-vB) (1分)
解得vB=1 m/s (1分)
(2)B物块与弹簧分离后做匀减速直线运动,
对B有-μmBgxB=0- mB (2分)
解得μ=0.2 (1分)
(3)从系统初始状态到弹簧与物块分离的过程中,弹簧释放的弹性势能转化为A和B的动能与A和B同桌面摩擦产生的热量,该过程中对系统有
ΔEp= mA + mB +μmAgΔxA+μmBgΔxB (2分)
其中ΔxA、ΔxB为弹簧恢复原长过程中A、B两物块相对桌面的路程,则有Δx=ΔxA+ΔxB (2分)
解得ΔEp=0.12 J (1分)
15. (1) (2) (3)F= Δx
(1)根据乙粒子经过Ⅰ区的速度偏转角为30°,可知乙粒子在Ⅰ区运动的轨迹圆心角为30°,如图所示,由几何关系得乙粒子轨迹半径为r乙= =2L (2分)
根据洛伦兹力提供向心力有qv0B=m (2分)
解得B= (1分)
(2)甲粒子从P到O在电场力作用下做匀加速直线运动,时间等于乙粒子从Ⅰ区左边界运动至P点所需时间,即t甲=t乙,因为Ⅰ、Ⅱ区的磁感应强度等大反向,所以乙粒子在Ⅰ区和Ⅱ区中转过的圆心角相同,粒子乙在两磁场区域中运动时间为
t乙=2× T=2× × = (2分)
则Ⅲ区的宽度为
d= v0t甲+ a甲 ,a甲= = (2分)
联立解得d= (1分)
(3)甲经过O点时的速度v= v0+a甲t乙=3v0 (1分)
甲在Ⅳ区始终做匀速直线运动,则甲粒子受电场力为零,所在位置电场强度大小始终为零,则有
ωt-kx甲=ωt-k3v0t=0,解得k= (1分)
t时刻,乙所在位置的电场强度大小为E乙=ωt-kx乙 (1分)
此时甲在Ⅳ区的位移
x甲=3v0t (1分)
则E乙-E甲=E乙-0=(ωt-kx乙)-(ωt-kx甲)=k(x甲-x乙)=kΔx= Δx (1分)
所以E乙= Δx (1分)
则F=E乙q= Δx (2分)