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文档简介
第=page11页,共=sectionpages11页2026年广东省新高考物理试卷(选择性)一、单选题:本大题共7小题,共28分。1.核钟是基于原子核能级跃迁来建立高精度时间标准的装置,原子核可吸收光子发生类似原子的能级跃迁。现有一种激光能够激发某原子核从基态跃迁至激发态,其能级差约为1.3×10−18J,普朗克常量h=6.6×10−34JA.光强倍增,此能级跃迁不能发生 B.光强减半,此能级跃迁不能发生
C.频率约为2.0×1016Hz 2.静电卡盘是芯片制造中的重要设备,如图为双极型静电卡盘吸附原理简图,双电极接高压电源后,晶片靠近卡盘的一侧带上与电极极性相反的电荷,在电场力作用下向卡盘运动并被吸附。在晶片运动过程中,下列说法正确的是(
)A.电场力对晶片做负功 B.晶片在电场中的电势能逐渐减少
C.晶片与卡盘电极之间表现为斥力 D.晶片与卡盘电极之间电场强度处处相同3.如图是某种自由式活塞内燃发电机输出电压U随时间t变化的图像。下列说法正确的是(
)A.电压的有效值为2002V
B.电压的最大值为400V
C.电压的频率为50Hz
4.足球比赛中,某队员为接应传球,由静止开始沿直线跑动,先匀加速冲刺,后匀减速至接球点停止。全程用时5s,位移大小为20m,则该队员在某时刻的速度和加速度的大小可能是(
)A.6m/s,2m/s2 B.6m/s,1m/s2 C.9m/s,2m/s5.如图是月球上一圆柱形阴影坑竖直截面图。假定某飞行器在月面上空H=1.28km向坑中心方向以速度v0匀速水平飞行。在距坑边l=1.2km的P点正上方关闭动力,此后只受月球重力,直至抵达着陆线。已知坑直径d=3km,月面至着陆线深度h=1.6km,月面重力加速度取g月=1.6m/s2,飞行器可视为质点。飞行器安全到达着陆线,则A.20m/s B.50m/s C.110m/s D.120m/s6.如图所示,某行星对单个卫星表面最远点与最近点的单位质量物体的“引力差值”可近似为F=kMRr3,其中k为常量,M为行星质量,R为卫星球体半径,r为行星中心到卫星中心的距离。两卫星P和Q的球体半径之比RP:RQ为2:1,它们绕该行星做匀速圆周运动的周期之比TP:TQ为8:1,该行星对卫星P、Q的“引力差值”分别为FP、FQA.1:4 B.1:16 C.1:32 D.1:647.图(a)为某梳齿状可变电容器截面图,上端为固定极板,下端为可上下运动的动极板。将该电容器接入图(b)所示电路,探究其电荷量Q、极板电压U和电容C的变化。过程为:①当动极板运动到最高处,开关S接a端,电源E向电容器充电;②充电结束后S接b端空置,动极板向下运动;③当动极板运动到最低处,S接c端,电容器通过R放电。关于该过程,下列图像可能正确的是(
)
A. B.
C. D.二、多选题:本大题共3小题,共18分。8.如图所示,在光滑的水平地面上,P、Q、M、N四个质量相等的小球通过两根不可伸长的轻绳相连,P、Q间的绳长为L1,M、N间的绳长为L2,两绳相交于各自的中点O,四球以相同角速度ω绕固定的O点做匀速圆周运动,已知L1=2m,P、Q的向心加速度大小均为a1=4m/s2,M、A.ω=2rad/s B.L2=0.5m
C.P的线速度大小为0.5m/s 9.图中底端为锥形且顶角为90°的直光纤,可用于检测流动液体中的空气泡,某单色光从光纤顶端左部入射,平行于轴线方向传播,探测器在光纤顶端右部探测锥面反射光的光强,已知锥面外为空气时,该单色光在锥面恰好发生全反射,空气折射率取1,被测液体折射率大于此光纤折射率。下列说法正确的有(
)
A.此光纤对该单色光的折射率为2
B.该单色光在此光纤中的传播速度是真空中光速的12
C.锥面浸入液体过程中,探测到的光强相对于浸入液体前变强
10.如图是一种长方体电子磁谱仪结构示意图,磁谱仪内存在磁感应强度大小为B、方向垂直底面向上的匀强磁场,磁场区域长为a、宽为b。电子束中有三个电子通过准直器后垂直左侧面沿边缘进入磁场,偏转后分别到达磁谱仪三个侧面,与边缘的距离分别为x1、x2和x3,电子电荷量为−e、质量为m,不考虑相对论效应,下列说法正确的有A.电子1的动能比电子3的大 B.电子1在磁场中的运动时间为πmeB
C.电子2的动能为e2B2(x三、实验题:本大题共2小题,共16分。11.某科技小组设计了测量薄膜压缩时间的实验,图1(a)为装置示意图。
(1)实验原理。
某种薄膜受到小球冲击时会发光,通过测量发光光谱的相对光强峰值Ip,可得最大冲击力F,结合动量定理可估测薄膜压缩时间t。
(2)实验操作及数据处理。
①称量小球质量,记录质量m。
②断开电磁铁电源,使小球从薄膜正上方自由下落。拍摄小球下落过程的视频。
③图1(b)为利用视频处理软件得到的小球接触薄膜瞬间前连续3个时刻的位置图。分别测量图中的距离s1和s2,可得s1为
cm,s2为6.66cm。相邻两个位置的时间间隔为T,则小球在B位置处的速度v1=
(用s1、s2和T表示);与薄膜接触前瞬间,小球在C位置处的速度v2=
(用s1、s2和T表示)。
④用光谱仪测得薄膜受到冲击时发光光谱的Ip为158a.u.。图2为已知的F−Ip关系图像,可读得F为
N。
⑤m=30.0g,T=0.02s12.棉花的回潮率可通过测量一定压力下棉花的电阻得到。某科技小组制作了利用该方法测量棉花回潮率的简易装置,如图1(a)。旋转螺杆压缩弹簧对棉花施加压力。由图1(b)所示电路测量棉花的电阻Rc,所用器材有:电源E;微安表μA;定值电阻R0;电阻箱R;开关S1和S2;导线若干。
(1)弹簧劲度系数测量。
①将装有弹簧的绝缘压板放到水平桌面上,如图1(c)。用刻度尺测量并记录弹簧原长。
②在弹簧上端加一个砝码,待砝码
后读数,记录弹簧长度。
③依次增加砝码,重复步骤②。
④根据实验数据,描绘压力F与弹簧压缩量x的F−x图线,图线为直线,则图线的
表示弹簧劲度系数。
(2)棉花的电阻Rc测量。
①称量装有弹簧和刻度尺的绝缘压板质量,记录质量。
②将某棉花样品装进装置中,装上绝缘压板,确保环形电极与棉花接触良好,固定顶盖,正确连接电路。
③闭合S1和S2,调节R,使μA指针偏转到某一合适位置。此时R的示数如图2,读数为
,记为R1。断开S1和S2。
④缓慢旋进螺杆压紧棉花,确保压力达到回潮率测量的要求。S2保持断开,闭合S1,发现μA示数变
,将R的阻值
,使μA指针偏转到与步骤③相同的位置。记录R的示数R2四、计算题:本大题共3小题,共38分。13.图(a)所示的空气垫是由多个相连的独立气室构成的包装材料,其简化模型如图(b)。充气前气室内均没有气体,在室温T0下,将压强p0、体积V0的气体通过单向阀充入10个气室(忽略气道内气体),此时每个气室均为圆柱体,横截面半径为r,长度为h,当充气后的气室受到挤压变形时,其横截面变成图(c)所示的“跑道”形(两端是直径为d的半圆),且气室长度、横截面周长均保持不变,气室内气体可视为理想气体,充气及挤压变形过程中气体温度始终与室温相同。
(1)求充气后未挤压变形时气室中的压强p1;
(2)求挤压变形后气室中的压强p2;
(3)已知气室中的压强超过pc时气室会爆破,若气室经如图(c)14.如图是一种球形机器人跳跃原理的示意图,水平横轴过球心O点与外壳固定,外壳上的两挡板位于过O点的水平线上,两质量均为m的摆锤,由长均为R的不可伸长轻绳悬挂于轴上的O点,初始时刻,两摆锤同时以水平初速度v0从最低点向相反方向摆动,直至与两挡板发生碰撞,碰撞时间极短,随后带动外壳以共同速度竖直向上运动,机器人到达最高点后落回地面瞬间,外壳立即静止,两摆锤速度不变,与挡板分离,继续向下运动,已知机器人(含摆锤)总质量为M=4kg,m=1kg,R=0.4m,v0=4m/s。重力加速度取g=10m/s2,忽略空气阻力,摆锤可视为质点,求:
(1)摆锤与挡板碰撞后瞬间,机器人的动能Ek;
(2)机器人外壳上升的最大高度h;
(3)15.如图(a)所示,两竖直放置且足够大的平行金属板M、N,两板间距为d,在两板正中间竖直平面内固定有一水平绝缘横杆,一质量为m、电荷量为q的小球通过两根等长且不可伸长的绝缘轻绳悬挂于横杆下方,小球与横杆的距离为d,两绳的夹角为直角,如图(b),接通电源,使板间电压由0开始缓慢增大,小球缓慢向N靠近,在此过程中每个时刻小球都受力平衡,当小球接触N的瞬间,电荷量变为−q,板间电压停止增大并在此后保持恒定,在此恒定电压下,小球每次与M或N接触后瞬间,速度均减为0,带电荷量变化满足“电性反转、大小不变”,从而在两板间沿着圆弧往复运动,重力加速度为g,小球可视为质点,每次与板碰撞均不影响两板间电压,忽略空气阻力和电场的边缘效应,忽略小球所带电荷对板间电场的影响。
(1)求M、N间的恒定电压U;
(2)求小球第一次碰撞M前瞬间,单根轻绳的拉力大小T;
(3)若某次小球碰撞M时,M、N间的电压突变为原恒定电压的k倍(k>0),其他条件不变,此后小球仍能沿着圆弧往复运动,求k的取值范围,并求出该范围内不同k值对应的小球最大动能Ek。
答案和解析1.【答案】D
【解析】解:AB.由能级跃迁公式ΔE=hν,发生能级跃迁的条件是与吸收光子的频率有关,与光的强度无关,保持频率不变,光强变化时都能发生能级跃迁都能发生能级跃迁,故AB错误;
CD.由ΔE=hν=1.3×10−18J,解得ν≈2.0×1015Hz,又c=λν,解得λ=1.5×10−7m,故C错误,D2.【答案】B
【解析】解:A.晶片带上与电极极性相反的电荷后向卡盘运动,电场力方向与位移方向夹角小于90°,由功的公式W=Fscosθ可知电场力做正功,故A错误;
B.电场力对晶片做正功,由电场力做功与电势能变化的关系W=−ΔEp
可知,电场力做正功时电势能减少,因此晶片的电势能逐渐减少,故B正确;
C.晶片与卡盘电极带异种电荷,根据库仑定律F=kq1q2r2,异种电荷相互吸引,因此晶片与卡盘电极之间表现为吸引力而非斥力,故C错误;
D.晶片与卡盘电极之间的电场为非匀强电场,由电场线分布可知各点场强大小和方向不尽相同,电场强度E并非处处相同,故D错误。3.【答案】C
【解析】解:A.该波形不是标准正弦曲线,不能用U=Um2计算有效值,故A错误;
B.图像纵坐标最高点为200V,电压最大值是200V,不是400V,故B错误;
CD.从U−t图像读出周期T=0.02s,频率f=1T=10.02s=50Hz,故C正确,D错误。
故选:C。
1.从U−t图像读出完成一次完整波动的时间为周期T,频率f=1T;
2.图像纵坐标峰值即为电压最大值Um;
3.只有正弦式交变电流有效值满足U=Um4.【答案】A
【解析】解:该队员先匀加速(0→vm)、后匀减速(vm−0),两段平均速度均为v−=0+vm2=vm2。
总位移x=v−t总,代入数据x=20m,t总=5s,
解得:vm=8m/s;
所以运动员运动过程中瞬时速度一定满足0<v≤8m/s;
设匀加速冲刺时加速度为a1、加速时间为t1;匀减速时加速度大小为a2、减速时间为t2,
vm=a1t1=a2t2,t1+t2=5s
所以0<t1<5,0<t25.【答案】B
【解析】解:飞行器在月球表面做平抛运动,设最小平抛速度为vmin,最大平抛速度为vmax,根据平抛运动的规律有l=vmint1,H=12g月t12,l+d=vmaxt2,H+h=12g月t22,代入数据,联立解得vmin6.【答案】C
【解析】解:根据F=kMRr3,则FP=kMRPrP3,同理FQ=kMRQrQ3,由开普勒第三定律r7.【答案】A
【解析】解:AB.由题意可知①过程为电容器充电过程,电容器两端电势差逐渐增大,根据Q=CU可知电容器电荷量逐渐增大;②过程S接b端,则电容器Q不变,动极板向下运动,d增大,
根据C=εrS4πkd=QU
可知U增大,C减小;③过程为放电过程,动极板在最低处电容为更小的恒定值,故对应Q−U图线为过原点、斜率更小的直线,A正确,B错误;
CD.通过前面的分析可知①过程的电容C大于③过程的电容C,②过程中Q不变,因为C=QU,所以U与C成反比,图像为双曲线的一支,故CD错误。
故选:A。
由电容的概念、定义式、单位和物理意义电容器的动态分析(Q8.【答案】AB
【解析】解:A.P、Q间的绳长L1=2m,则它们做圆周运动的半径r1=1m,又a1=ω2r1=4m/s2
解得ω=2rad/s,故A正确;
B.M、N的向心加速度大小均为a2=ω2r2=1m/s2
解得r2=0.25m,故l2=0.5m,故B正确;
C.对9.【答案】AD
【解析】解:A.锥面外为空气时,该单色光在锥面恰好发生全反射,根据光路图可知,入射光在锥面的入射角等于临界角C=45°,由n=1sinC=1sin45∘,可得折射率n=2,故A正确;
B.由v=cn=c2,可得该单色光在此光纤中的传播速度是真空中光速的22,故B错误;
C.10.【答案】BCD
【解析】解:A.电子在磁场中做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力可得evB=mv2r,
可得v=eBrm,
根据几何关系可知电子1的运动半径小于电子3的运动半径,则电子1的速度小于电子3的速度,
根据Ek=12mv2,可知电子1的动能比电子3的小,故A错误;B.电子在磁场中做匀速圆周运动的周期T=2πrv,
结合v=eBrm,
可得T=2πmeB,
根据题图可知电子1在磁场中运动的圆心角为180°,
则电子1在磁场中的运动时间为t=180°360∘×T=πmeB,故B正确;
C.设电子2运动半径为R2如图所示:
根据几何关系有(b−R2)2+x22=R22,
可得R2=b2+x222b,
根据v2=eBR2m11.【答案】③6.26s3④100⑤2.06×
【解析】(2)③毫米刻度尺的分度值为1mm,需要估读到下一位,根据题可得s1=262.6mm−200.0mm=62.6mm=6.26cm,
根据匀变速直线运动规律可得v1=s1+s22T,
根据速度—时间关系有v2=v1+gT
又s2−s1=gT2
联立可得v2=3s2−s12T
④根据题图可得Ip为158a⋅u⋅时,F为100N;
⑤m=30.0g;T=0.02s;由动量定理可估测薄膜压缩时间t=2mv2F
结合v2=3s2−s12T
12.【答案】达到静止状态斜率29000.0小减小R
【解析】(1)在弹簧上端加一个砝码,当砝码处于静止状态时,弹簧弹力与砝码的重力等大反向,此时记录弹簧的长度,根据步骤①求解弹簧的形变量;根据胡克定律即可F−x图像斜率表示弹簧的劲度系数;
(2)由图2可得R的示数为R1=2×10000Ω+9×1000Ω+100×0Ω+10×0Ω+1×0Ω+0.1×0Ω=29000.0Ω,根据步骤③和步骤④,实验的原理是确保电路中的电流恒定,两次电路中的总电阻不变,进而求解棉花的电阻表达式,所以S2保持断开,闭合S1时,电路中增加了棉花的电阻,则总电阻变大,依据闭合电路欧姆定律,可知μA示数变小,将变阻箱R的阻值减小才能使电路中电流不变,那么前后两次电路中总电阻相等,即R1+R0=R2+R0+Rc,解得Rc=R1−R2
故答案为:(1)达到静止状态,斜率;(2)29000.0,小,减小,R1−R2。
(1)砝码处于静止状态时弹簧弹力与砝码的重力等大反向,然后依据胡克定律得出F−x13.【答案】充气后未挤压变形时气室中的压强为p0V010πr2h【解析】解:(1)由题意可知,在充气过程中,气体的温度不变,对所有充入气室的气体,由玻意耳定律可得:p0V0=p1V1,其中:V1=10πr2⋅h,代入数据解得充气后未挤压变形时气室中的压强为:p1=p0V0V1=p0V010πr2h;
(2)变形前,每个气室的体积为:V=πr2h,在挤压过程中,温度不变,且气室长度、横截面周长均保持不变,原圆形横截面的周长为:C=2πr,变形后跑道形状横截面两端半圆合为一个整圆周,周长为:C1=πd,则剩余直边的总长度为:C2=C−C1=2πr−πd,单根直边长为:x=C14.【答案】摆锤与挡板碰撞后瞬间,机器人的动能为4J
机器人外壳上升的最大高度为0.1m
从摆锤开始运动到第一次外壳落地静止过程中的机械能损失为6J
【解析】解:(1)一个摆锤由最低点运动至碰撞挡板前,由动能定理可知−mgR=12mv12−12mv02,代入数据可得v1=22m/s,
以向上为正方向,两个摆锤与外壳发生完全非弹性碰撞,动量守恒2mv1=Mv2,代入数据可得v2=2m/s,
则摆锤与挡板碰撞后瞬间,机器人的动能Ek=12Mv22,代入数据可得Ek=4J;
(2)机器人外壳做竖直上抛运动,h=v15.【答案】M、N间的恒定电压大小为3mgd3q
小球第一次碰撞M前瞬间,单根轻绳的拉力大小为263mg
k的取值范围为0<k≤3;当0<k≤1【解析】解:(1)两根等长轻绳夹角为90°,且小球到横杆的垂直距离为d,由几何关系可知,小球在垂直于横杆的竖直平面内做圆弧运动,其等效摆长L=d;
当小球缓慢移动刚好接触到金属板N时,其水平位移为d2,设此时等效摆线与竖直方向夹角为θ,由几何关系有sinθ=d2d=12,解得θ=30°;
此时小球处于受力平衡状态,在等效摆面内受力分析如图所示:
根据平衡条件有qE=mgtanθ,其中匀强电场场强E=Ud,联立代入数据解得M、N间的恒定电压U=3mgd3q。
(2)接通恒定电压后,小球接触N瞬间电荷量变为−q,受到的电场力反向,小球从N板(θ=30°)向M板(θ=−30°)运动,由于始末位置高度相同,重力做功为零;
根据动能定理,电场力做正功qU=12mv2−0,解得第一次碰M前瞬
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