【精品解析】【高考真题】重庆市2025年高考真题物理试卷

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【高考真题】重庆市2025年高考真题物理试卷
1.(2025·重庆市)现代生产生活中常用无人机运送物品,如图所示,无人机携带质量为m的匀质钢管在无风的空中悬停,轻绳M端和N端系住钢管,轻绳中点O通过缆绳与无人机连接。MO、NO与竖直方向的夹角均为60°,钢管水平。则MO的弹力大小为(  )(重力加速度为g)
A.2mg B.mg C. D.
【答案】B
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】以钢管为研究对象,受重力mg、轻绳的拉力,根据对称性可知两边绳子拉力相等,根据平衡条件
可得
故B正确,ACD错误;
故选B。
【分析】本题主要考查共点力平衡知识,以钢管为研究对象,受力分析,由平衡条件列式求解MO的弹力大小。
2.(2025·重庆市)易碎物品运输中常采用缓冲气袋减小运输中冲击。若某次撞击过程中,气袋被压缩(无破损),不计袋内气体与外界的热交换,则该过程中袋内气体(视为理想气体)(  )
A.分子热运动的平均动能增加 B.内能减小
C.压强减小 D.对外界做正功
【答案】A
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程;分子动能;热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】气袋无破损,质量不变,气袋内气体可视为理想气体。
ABD.绝热压缩时外界对气体做功,Q=0,W>0,由热力学第一定律
可知,气体内能增加,温度升高,分子平均动能由温度决定,分子热运动的平均动能增加,故A正确,BD错误;
C.气体体积减小,温度升高,根据理想气体状态方程
可知,压强增大,故C错误;
故选A。
【分析】本题主要考查热力学第一定律和理想气体状态方程的应用,准确判断各状态参量是解题关键。
根据热力学第一定律确定气体做功情况;温度是分子平均动能的标志,根据题意结合热力学第一定律判断气体内能变化,得到温度变化,确定分子热运动的平均动能的变化;由气体体积和温度变化结合理想气体状态方程判断压强变化。
3.(2025·重庆市)“魔幻”重庆的立体交通屋叠交错,小明选取其中两条线探究车辆的运动。如图所示,轻轨列车与汽车以速度分别从M和N向左同时出发,列车做匀速直线运动,汽车在长为S的NO段做匀减速直线运动并以速度进入半经为R的OP圆孤段做匀速图周运动。两车均视为质点,则(  )
A.汽车到O点时,列车行驶践离为S
B.汽车到O点时,列车行驶距离为
C.汽车在OP段向心加速度大小为
D.汽车在OP段向心加速度大小为
【答案】B
【知识点】匀速直线运动;匀变速直线运动的位移与速度的关系;向心加速度
【解析】【解答】AB.对汽车, 做匀减速直线运动 ,根据速度位移关系可得
可得匀减速运动的加速度大小
由可得,汽车做减速运动的时间
列车做匀速运动,由可得,这段时间列车行驶距离为
故B正确,A错误;
CD.根据,可得汽车在OP段向心加速度大小为
CD错误。
故选B。
【分析】本题主要考查匀变速直线运动、匀速运动和向心加速度的计算。汽车做匀减速运动,根据速度位移关系求得加速度,再利用速度时间关系求得汽车到O点时间;列车做匀速运动,利用匀速运动公式求解汽车到O点时,列车行驶距离;汽车进入圆弧段做圆周运动,根据求解汽车在OP段向心加速度大小。
4.(2025·重庆市)杨氏双缝干涉实验中,双缝与光屏距离为l,波长为的激光垂直入射到双缝上,在屏上出现如图所示的干涉图样。某同学在光屏上标记两条亮纹中心位置并测其间距为a,则(  )
A.相邻两亮条纹间距为 B.相邻两暗条纹间距为
C.双缝之间的距离为 D.双缝之间的距离为
【答案】C
【知识点】光的双缝干涉
【解析】【解答】AB.根据题意,由图可知,相邻两亮条纹(暗条纹)间距为
故AB错误;
CD.由公式
可得,双缝之间的距离为
故C正确,D错误。
故选C。
【分析】本题主要考查双缝干涉公式的应用。由题图得到相邻两亮条纹(暗条纹)间距,再根据得到双缝之间的距离。
5.(2025·重庆市)某兴趣小组用人工智能模拟带电粒子在电场中的运动,如图所示的矩形区域OMPQ内分布有平行于OQ的匀强电场,N为QP的中点。模拟动画显示,带电粒子a、b分别从Q点和O点垂直于OQ同时进入电场,沿图中所示轨迹同时到达M、N点,K为轨迹交点。忽略粒子所受重力和粒子间的相互作用,则可推断a、b(  )
A.具有不同比荷 B.电势能均随时间逐渐增大
C.到达M、N的速度大小相等 D.到达K所用时间之比为
【答案】D
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】A.根据题意可知,带电粒子在电场中做类平抛运动,带电粒子a、b分别从Q点和O点同时进入电场,沿图中所示轨迹同时到达M、N点,可知,运动时间相等。
由图可知,沿初速度方向位移之比为,由可知,初速度之比为,
沿电场方向的位移大小相等,由可知,粒子运动的加速度大小相等,由牛顿第二定律有
可得
可知,带电粒子具有相同比荷,故A错误;
B.带电粒子运动过程中,电场力均做正功,电势能均随时间逐渐减小,故B错误;
C.沿电场方向,由公式可知,到达M、N的竖直分速度大小相等,由于初速度之比为,由可知,到达M、N的速度大小不相等,故C错误;
D.由图可知,带电粒子a、b到达K的水平位移相等,由于带电粒子a、b初速度之比为,由可知,所用时间之比为,故D正确。
故选D。
【分析】本题主要考查带电粒子在匀强电场中的偏转问题。结合类平抛运动解答。
带电粒子在电场中做类平抛运动,沿着电场方向做匀加速直线运动,垂直电场方向做匀速运动;两粒子同时进入电场,同时打中同一极板,在电场中运动时间相等,由匀速运动公式x=vt得到初速度关系,由牛顿第二定律、电场强度公式F=Eq和匀加速直线运动位移时间公式求解两电荷的比荷;电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加;由和判断粒子到达极板的速度大小关系;由匀速运动公式x=vt和初速度关系得到到达K所用时间之比 。
6.(2025·重庆市)在科学实验中可利用激光使原子减速,若一个处于基态的原子朝某方向运动,吸收一个沿相反方向运动的能量为E的光子后跃迁到相邻激发态,原子速度减小,动量变为p。普朗克常量为h,光速为c,则(  )
A.光子的波长为
B.该原子吸收光子后质量减少了
C.该原子吸收光子后德布罗意波长为
D.一个波长更长的光子也能使该基态原子跃迁到激发态
【答案】C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁;粒子的波动性 德布罗意波
【解析】【解答】A.光子能量公式为

解得波长
故A错误;
B.原子吸收光子后,能量增加 ,根据质能方程
质量应增加而非减少,故B错误;
C.德布罗意波长公式为 ,题目明确吸收后原子动量为 ,因此波长为 ,故C正确;
D.吸收光子跃迁需光子能量严格等于能级差。波长更长的光子能量更低(),无法满足跃迁条件,故D错误。
故选C。
【分析】本题主要考查光子能量、质能方程、德布罗意波长、原子跃迁等知识由 和推导波长;由质能方程判断原子吸收光子后质量变化;由德布罗意波长公式 确定原子吸收光子后德布罗意波长;由跃迁知识确定波长更长的光子能否使该基态原子跃迁到激发态。
7.(2025·重庆市)“金星凌日”时,从地球上看,金星就像镶嵌在太阳表面的小黑点。在地球上间距为d的两点同时观测,测得金星在太阳表面的小黑点相距为L,如图所示。地球和金星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动,太阳直径远小于金星的轨道半径,则地球和金星绕太阳运动的(  )
A.轨道半径之比为 B.周期之比为
C.线速度大小之比为 D.向心加速度大小之比为
【答案】D
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】A.根据题意结合几何知识可知地球和金星绕太阳运动的轨道半径之比为
可得
故A错误;
BCD.根据万有引力提供向心力有
解得
,,
故可得周期之比为

线速度大小之比为

向心加速度大小之比为
故BC错误,D正确。
故选D。
【分析】本题主要考查万有引力定律的应用,根据万有引力提供向心力结合数学知识解答。
由数学知识求得地球和金星绕太阳运动的轨道半径之比,万有引力提供向心力,根据求解周期、 线速度大小 、 向心加速度大小之比。
8.(2025·重庆市)一浮筒(视为质点)在池塘水面以频率f上下振动,水面泛起圆形的涟漪(视为简谐波)。用实线表示波峰位置,某时刻第1圈实线的半径为r,第3圈实线的半径为9r,如图所示,则(  )
A.该波的波长为4r B.该波的波速为2fr
C.此时浮筒在最低点 D.再经过,浮筒将在最低点
【答案】A,D
【知识点】机械波及其形成和传播;波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】AB.根据题意可知第1圈实线与第3圈实线之间为两个波长长度,故可得

波的波速为
故A正确,B错误;
CD.由,根据某时刻第1圈实线的半径为可得此时浮筒处于平衡位置,由于波向外传播,根据同侧法可知此时浮筒处于平衡位置向下振动,故再经过
浮筒将在最低点,故C错误,故D正确。
故选AD。
【分析】本题主要考查波的形成与传播知识,根据波传播的特点解答。
相邻的波峰(波谷)之间的距离等于一个波长,由图得到波长,由得到波的波速;由浮筒与1距离判断此时浮筒位置以及再经过浮筒位置。
9.(2025·重庆市)2025年1月“疆电入渝”工程重庆段全线贯通,助力重庆形成特高压输电新格局,该工程计划将输电站提供的直流电由新疆输送至重庆,多次转换后变为的交流电,再经配电房中的变压器(视为理想变压器)降为的家用交流电,若输电线路输送功率为,且直流输电过程中导线电阻产生的电功率损耗不超过输送功率的5%,则(  )
A.直流输电导线中的电流为250A
B.直流输电导线总阻值不超过16Ω
C.家用交流电的电压最大值为220V,频率为50Hz
D.配电房中变压器原、副线圈中电流比为
【答案】B,D
【知识点】电能的输送;变压器的应用
【解析】【解答】A.由可得
故A错误;
B.导线允许的最大功率损耗为5%,可得
由 得导线总阻值上限
故B正确;
C.家用交流电表达式,其最大值为,有效值为;
频率为
故C错误;
D.降压变压器原线圈电压,副线圈电压,可得匝数比
电流比与匝数比成反比可知
故D正确。
故选BD。
【分析】本题主要考查变压器在输电中的应用,根据理想变压器各物理量关系解答。
由计算 直流输电导线中的电流;由 计算导线总阻值最大值;由交变电流表达式结合最大值与有效值关系、求解家用交流电的电压最大值和频率;由理想变压器电压、电流与匝数关系求解配电房中变压器原、副线圈中电流比。
10.(2025·重庆市)如图1所示,小明设计的一种玩具小车由边长为d的正方形金属框efgh做成,小车沿平直绝缘轨道向右运动,轨道内交替分布有边长均为d的正方形匀强磁场和无磁场区域,磁场区域的磁感应强度大小为B,方向竖直向上。gh段在磁场区域运动时,受到水平向右的拉力,且gh两端的电压随时间均匀增加;当gh在无磁场区域运动时,。gh段速度大小v与运动路程S的关系如图2所示,图中为gh每次经过磁场区域左边界时速度大小,忽略摩擦力。则(  )
A.gh在任一磁场区域的运动时间为
B.金属框的总电阻为
C.小车质量为
D.小车的最大速率为
【答案】B,C
【知识点】电磁感应中的电路类问题;电磁感应中的动力学问题
【解析】【解答】由法拉第电磁感应定律可得,由欧姆定律可得
由于gh两端的电压随时间均匀增加,BL不变,则说明速度随时间均匀增加,gh在磁场中运动时做匀变速直线运动,设运动的速度为v,有
,,
由牛顿第二定律可得
联立有
B.由于gh在磁场中运动时做匀变速直线运动,则有

解得
故B正确;
CD.gh在无磁场区域运动时,F =0,根据动量定理有
联立可得
gh在磁场中运动时做匀变速直线运动,有
结合,解得

故C正确,D错误;
A.由于gh磁场中运动时做匀变速直线运动,则有
解得
故A错误。
故选BC。
【分析】本题主要考查电磁感应现象的应用,根据gh两端的电压随时间判断gh运动特点是解题关键。
由法拉第电磁感应定律和欧姆定律得到gh两端的电压随时间变化关系,从而判断金属框做匀变速运动,根据牛顿第二定律得到速度、加速度关系式求得金属框的总电阻;由动量定理和电流计算公式、匀变速位移时间关系求得小车的质量和最大速度;由匀变速运动速度时间关系求得 h在任一磁场区域的运动时间 。
11.(2025·重庆市)弹簧是熄火保护装置中的一个元件,其劲度系数会影响装置的性能。小组设计了如图1所示的实验装置测量弹簧的劲度系数,其中压力传感器水平放置,弹簧竖直放在传感器上,螺旋测微器竖直安装,测微螺杆正对弹簧。
(1)某次测量时,螺旋测微器的示数如图2所示,此时读数为   mm。
(2)对测得的数据进行处理后得到弹簧弹力F与弹簧长度l的关系如图3所示,由图可得弹簧的劲度系数为   N/m,弹簧原长为   mm(均保留3位有效数字)。
【答案】(1)7.415
(2)184;17.6
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系;刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用
【解析】【解答】(1)根据螺旋测微器的读数法则有7mm+41.5 × 0.01mm = 7.415mm
(2)当弹力为零时弹簧处于原长,由图可知为17.6mm,将题图反向延长与纵坐标的交点为2.50N,则根据胡克定律可知弹簧的劲度系数为
【分析】本题主要考查测量弹簧的劲度系数的实验,注意螺旋测微器必须估读一位。
(1)根据螺旋测微器的读数法则读取数据;
(2)有图像结合公示F=kx求解 弹簧的劲度系数和弹簧原长。
12.(2025·重庆市)熄火保护装置主要由弹簧、热电偶和电磁铁等组成,其示意图如图1所示,A、B为导线上两个接线端。小组设计了如图2所的电路(部分连线未完成)进行探究,图中数字毫安表内阻约为1Ω,数字毫伏表内阻约为10MΩ。
(1)将图1中的A、B端分别与图2中的A、B端连接,测量热电偶和电磁铁线圈构成的组合体电阻。已知组合体电阻不超过0.05Ω,则未完成的连接中,Q端应和   (填“b”或“c")处相连,理由是   。正确连线后,开始时滑动变阻器的滑片应置于   (填“d”或“e")端
(2)闭合开关S1、S2,实验测得组合体电阻为0.020Ω,当电磁铁线圈中的电流小于142mA时,电磁铁无法继续吸合衔铁,衔铁被释放。断开开关S1、S2,从室温加热热电偶感温端到某一温度后,停止加热,使其自然冷却至室温,测得整个过程中热电偶受热产生的电动势E随时间的变化关系如图3所示。在相同的加热和冷却过程中,如果将A、B端直接连接,不计温度变化对组合体电阻的影响,从停止加热到吸合的衔铁被释放,所用的时间约为    s(保留3位有效数字)。
【答案】(1)b;组合体电阻不超过0.05Ω,远小于数字毫伏表内阻,应采用数字毫安表外接法;e
(2)17.5
【知识点】常见传感器的工作原理及应用
【解析】【解答】(1)根据题意可知,组合体电阻不超过,是数字毫安表内阻的,是数字毫伏表内阻的,应采用数字毫安表外接法,即Q端应和处相连。
滑动变阻器采用分压接法,闭合开关时,滑动变阻器的滑片应置于端,以利于保护电表不会被烧坏。
(2)根据题意,由闭合回路欧姆定律可知,衔铁被释放时,电动势为
停止加热时,热电偶受热产生的电动势最大,如图所示
由图可知,从停止加热到吸合的衔铁被释放,所用的时间约为

故答案为:(1)①②. 组合体电阻不超过0.05Ω,远小于数字毫伏表内阻,应采用数字毫安表外接法 ③.
(2)
【分析】(1)根据组合体电阻与数字毫伏表内阻、 字毫安表内阻大小关系确定Q端应和哪处相连;根据实验要求确定滑动变阻器接入方式;
(2)由闭合回路欧姆定律求得衔铁被释放时的电动势,结合图像求得从停止加热到吸合的衔铁被释放所用的时间。
13.(2025·重庆市)如图为小明设计的电容式压力传感器原理示意图,平行板电容器与绝缘侧壁构成密闭气腔。电容器上下极板水平,上极板固定,下极板质量为m、面积为S,可无摩擦上下滑动。初始时腔内气体(视为理想气体)压强为p,极板间距为d。当上下极板均不带电时,外界气体压强改变后,极板间距变为2d,腔内气体温度与初始时相同,重力加速度为g,不计相对介电常数的变化,求此时
(1)腔内气体的压强;
(2)外界气体的压强;
(3)电容器的电容变为初始时的多少倍。
【答案】(1)解:根据题意可知腔内气体温度不变,发生等温变化,根据玻意耳定律有
其中
,,
可得

(2)解:对下极板受力分析有
可得

(3)解:根据平行板电容器的决定式,变化后间距为2d,其他条件均不变,可知电容器的电容变为初始时的。
【知识点】电容器及其应用;气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】本题主要考查理想气体状态方程的应用和电容器的动态分析问题。
(1)腔内气体发生等温变化,根据玻意耳定律列式求解 腔内气体的压强;
(2)以下极板为研究对象,根据受力平衡条件列式求解 外界气体的压强;
(3)极板间距离变化,根据判断电容的变化。
14.(2025·重庆市)研究小组设计了一种通过观察粒子在荧光屏上打出的亮点位置来测量粒子速度大小的装置,如题图所示,水平放置的荧光屏上方有沿竖直方向强度大小为B,方向垂直于纸面向外的匀强磁场。0、N、M均为荧光屏上的点,且在纸面内的同一直线上,发射管K(不计长度)位于O点正上方,仅可沿管的方向发射粒子,一端发射带正电粒子,另一端发射带负电粒子,同时发射的正、负粒子速度大小相同,方向相反,比荷均为别:.已知OK=3h,:,不计粒子所受重力及粒子间相互作用。
(1)若K水平发射的粒子在0点产生光点,求粒子的速度大小。
(2)若K从水平方向逆时针旋转60°,其两端同时发射的正、负粒子恰都能在N点产生光点,求粒子的速度大小。
(3)要使(2)问中发射的带正电粒子恰好在M点产生光点,可在粒子发射时间后关闭磁场,忽略磁场变化的影响,求t。
【答案】(1)解:粒子在磁场中做匀速圆周运动,要在O点产生光点,则KO长度恰好等于轨迹直径,则运动半径应为
其中洛伦兹力提供向心力,即
两式联立可得
(2)解:画出两个方向的粒子的轨迹,如图所示

可得
可知正负粒子轨迹半径相等,所以正负粒子轨迹正好可以构成一个完整的圆,且在N点相切。根据题意可知θ=30°,由几何关系可得
解得
向心力由洛伦兹力提供,即
解得
(3)解:关闭磁场后粒子不受任何力作用,做匀速直线运动,因此要使粒子在M点产生光点,就需要关闭磁场时粒子的速度方向恰好指向M点。由于粒子速度和入射方向与(2)中一致,因此粒子轨迹不变,根据(2)中的轨迹图作正电粒子轨迹的切线,该切线经过M点,与轨迹的切点为P,如下图所示
由几何知识可得,解得ON=,所以
NM=OM-ON=
而,且,
因此∠NOM=∠POM=60°,
可得α=120°
由,可得,粒子在磁场中运动的周期为
对应圆心角α=120°

【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】本题主要考查带电粒子在匀强磁场中的圆周运动问题,由题意画出轨迹是解题关键。
(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,要在O点产生光点,则粒子正好运动半周到N点,根据数学知识求得轨迹半径,根据洛伦兹力提供向心力求解粒子的速度大小;
(2)由得到正负粒子轨迹半径关系,画出轨迹,由数学知识求得轨迹半径,根据洛伦兹力提供向心力求解粒子的速度大小;
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动,关闭磁场后沿着切线做匀速直线运动,由数学知识画出轨迹图,求得半径转过圆心角,由,求得周期表达式,根据 计算粒子发射到关闭磁场时间。
15.(2025·重庆市)如图所示,长度为d的水平传送带M顺时针匀速运动。质量为m的小物块A在传送带左端M由静止释放。A还未与传送带达到相同速度时就从右端N平滑地进入光滑水平面NO,与向右运动的小物块B发生碰撞(碰撞时间极短)。碰后A、B均向右运动,从O点进入粗糙水平地面。设A与传送带间的动摩擦因数和A、B与地面间的动摩擦因数均为,重力加速度为g。
(1)求A在传送带上的加速度大小及离开传送带时的速度大小;
(2)若碰前瞬间,B的速度大小为A的一半,碰撞为弹性碰撞,且碰后A、B在粗糙地面上停下后相距d,求B的质量;
(3)若B的质量是A的n倍,碰后瞬间A和B的动量相同,求n的取值范围及碰后瞬间B的速度大小范围。
【答案】(1)解:A在传送带上,根据牛顿第二定律可得
解得
由于A还没与传送带达到相同速度时就离开传送带,所以物体在传送带上做匀加速直线运动,由可得
解得
(2)解:设B的质量为M,则由题意由碰前,,两物体发生弹性碰撞,根据动量守恒可得

根据能量守恒有
联立解得

因为OP 段粗糙,对A,由动能定理有
对B,由动能定理有

即,
根据题意有,且由(1)有
联立各式解得

(3)解:A、B碰撞过程动量守恒有
又因为碰后瞬间A和B的动量相同,即
解得

根据碰撞的约束条件,要两物块不发生二次碰撞则有,即,碰后动能不增,即
可得
所以n的取值范围为
分别将和带入,分别可得

所以对应的B 的速度范围为
代入,可得

【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型;动能定理的综合应用;碰撞模型
【解析】【分析】本题主要考查牛顿第二定律、动量守恒、能量守恒、动能定理的综合应用,理清物体运动过程是解题关键。
(1)根据牛顿第二定律求得A在传送带上的加速度,由题意结合运功学公式求解物体离开传送带时的速度大小;
(2)A、B两物体发生弹性碰撞,根据动量守恒和能量守恒列式求解碰后A、B两物体速度,碰后A、B两物体在摩擦力作用下做匀减速运动,由动能定理求得滑行距离,进而求得B的质量;
(3)根据动量守恒和碰撞的合理性列式求得求得n的取值范围,从而求得碰后瞬间B的速度大小范围。
1 / 1【高考真题】重庆市2025年高考真题物理试卷
1.(2025·重庆市)现代生产生活中常用无人机运送物品,如图所示,无人机携带质量为m的匀质钢管在无风的空中悬停,轻绳M端和N端系住钢管,轻绳中点O通过缆绳与无人机连接。MO、NO与竖直方向的夹角均为60°,钢管水平。则MO的弹力大小为(  )(重力加速度为g)
A.2mg B.mg C. D.
2.(2025·重庆市)易碎物品运输中常采用缓冲气袋减小运输中冲击。若某次撞击过程中,气袋被压缩(无破损),不计袋内气体与外界的热交换,则该过程中袋内气体(视为理想气体)(  )
A.分子热运动的平均动能增加 B.内能减小
C.压强减小 D.对外界做正功
3.(2025·重庆市)“魔幻”重庆的立体交通屋叠交错,小明选取其中两条线探究车辆的运动。如图所示,轻轨列车与汽车以速度分别从M和N向左同时出发,列车做匀速直线运动,汽车在长为S的NO段做匀减速直线运动并以速度进入半经为R的OP圆孤段做匀速图周运动。两车均视为质点,则(  )
A.汽车到O点时,列车行驶践离为S
B.汽车到O点时,列车行驶距离为
C.汽车在OP段向心加速度大小为
D.汽车在OP段向心加速度大小为
4.(2025·重庆市)杨氏双缝干涉实验中,双缝与光屏距离为l,波长为的激光垂直入射到双缝上,在屏上出现如图所示的干涉图样。某同学在光屏上标记两条亮纹中心位置并测其间距为a,则(  )
A.相邻两亮条纹间距为 B.相邻两暗条纹间距为
C.双缝之间的距离为 D.双缝之间的距离为
5.(2025·重庆市)某兴趣小组用人工智能模拟带电粒子在电场中的运动,如图所示的矩形区域OMPQ内分布有平行于OQ的匀强电场,N为QP的中点。模拟动画显示,带电粒子a、b分别从Q点和O点垂直于OQ同时进入电场,沿图中所示轨迹同时到达M、N点,K为轨迹交点。忽略粒子所受重力和粒子间的相互作用,则可推断a、b(  )
A.具有不同比荷 B.电势能均随时间逐渐增大
C.到达M、N的速度大小相等 D.到达K所用时间之比为
6.(2025·重庆市)在科学实验中可利用激光使原子减速,若一个处于基态的原子朝某方向运动,吸收一个沿相反方向运动的能量为E的光子后跃迁到相邻激发态,原子速度减小,动量变为p。普朗克常量为h,光速为c,则(  )
A.光子的波长为
B.该原子吸收光子后质量减少了
C.该原子吸收光子后德布罗意波长为
D.一个波长更长的光子也能使该基态原子跃迁到激发态
7.(2025·重庆市)“金星凌日”时,从地球上看,金星就像镶嵌在太阳表面的小黑点。在地球上间距为d的两点同时观测,测得金星在太阳表面的小黑点相距为L,如图所示。地球和金星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动,太阳直径远小于金星的轨道半径,则地球和金星绕太阳运动的(  )
A.轨道半径之比为 B.周期之比为
C.线速度大小之比为 D.向心加速度大小之比为
8.(2025·重庆市)一浮筒(视为质点)在池塘水面以频率f上下振动,水面泛起圆形的涟漪(视为简谐波)。用实线表示波峰位置,某时刻第1圈实线的半径为r,第3圈实线的半径为9r,如图所示,则(  )
A.该波的波长为4r B.该波的波速为2fr
C.此时浮筒在最低点 D.再经过,浮筒将在最低点
9.(2025·重庆市)2025年1月“疆电入渝”工程重庆段全线贯通,助力重庆形成特高压输电新格局,该工程计划将输电站提供的直流电由新疆输送至重庆,多次转换后变为的交流电,再经配电房中的变压器(视为理想变压器)降为的家用交流电,若输电线路输送功率为,且直流输电过程中导线电阻产生的电功率损耗不超过输送功率的5%,则(  )
A.直流输电导线中的电流为250A
B.直流输电导线总阻值不超过16Ω
C.家用交流电的电压最大值为220V,频率为50Hz
D.配电房中变压器原、副线圈中电流比为
10.(2025·重庆市)如图1所示,小明设计的一种玩具小车由边长为d的正方形金属框efgh做成,小车沿平直绝缘轨道向右运动,轨道内交替分布有边长均为d的正方形匀强磁场和无磁场区域,磁场区域的磁感应强度大小为B,方向竖直向上。gh段在磁场区域运动时,受到水平向右的拉力,且gh两端的电压随时间均匀增加;当gh在无磁场区域运动时,。gh段速度大小v与运动路程S的关系如图2所示,图中为gh每次经过磁场区域左边界时速度大小,忽略摩擦力。则(  )
A.gh在任一磁场区域的运动时间为
B.金属框的总电阻为
C.小车质量为
D.小车的最大速率为
11.(2025·重庆市)弹簧是熄火保护装置中的一个元件,其劲度系数会影响装置的性能。小组设计了如图1所示的实验装置测量弹簧的劲度系数,其中压力传感器水平放置,弹簧竖直放在传感器上,螺旋测微器竖直安装,测微螺杆正对弹簧。
(1)某次测量时,螺旋测微器的示数如图2所示,此时读数为   mm。
(2)对测得的数据进行处理后得到弹簧弹力F与弹簧长度l的关系如图3所示,由图可得弹簧的劲度系数为   N/m,弹簧原长为   mm(均保留3位有效数字)。
12.(2025·重庆市)熄火保护装置主要由弹簧、热电偶和电磁铁等组成,其示意图如图1所示,A、B为导线上两个接线端。小组设计了如图2所的电路(部分连线未完成)进行探究,图中数字毫安表内阻约为1Ω,数字毫伏表内阻约为10MΩ。
(1)将图1中的A、B端分别与图2中的A、B端连接,测量热电偶和电磁铁线圈构成的组合体电阻。已知组合体电阻不超过0.05Ω,则未完成的连接中,Q端应和   (填“b”或“c")处相连,理由是   。正确连线后,开始时滑动变阻器的滑片应置于   (填“d”或“e")端
(2)闭合开关S1、S2,实验测得组合体电阻为0.020Ω,当电磁铁线圈中的电流小于142mA时,电磁铁无法继续吸合衔铁,衔铁被释放。断开开关S1、S2,从室温加热热电偶感温端到某一温度后,停止加热,使其自然冷却至室温,测得整个过程中热电偶受热产生的电动势E随时间的变化关系如图3所示。在相同的加热和冷却过程中,如果将A、B端直接连接,不计温度变化对组合体电阻的影响,从停止加热到吸合的衔铁被释放,所用的时间约为    s(保留3位有效数字)。
13.(2025·重庆市)如图为小明设计的电容式压力传感器原理示意图,平行板电容器与绝缘侧壁构成密闭气腔。电容器上下极板水平,上极板固定,下极板质量为m、面积为S,可无摩擦上下滑动。初始时腔内气体(视为理想气体)压强为p,极板间距为d。当上下极板均不带电时,外界气体压强改变后,极板间距变为2d,腔内气体温度与初始时相同,重力加速度为g,不计相对介电常数的变化,求此时
(1)腔内气体的压强;
(2)外界气体的压强;
(3)电容器的电容变为初始时的多少倍。
14.(2025·重庆市)研究小组设计了一种通过观察粒子在荧光屏上打出的亮点位置来测量粒子速度大小的装置,如题图所示,水平放置的荧光屏上方有沿竖直方向强度大小为B,方向垂直于纸面向外的匀强磁场。0、N、M均为荧光屏上的点,且在纸面内的同一直线上,发射管K(不计长度)位于O点正上方,仅可沿管的方向发射粒子,一端发射带正电粒子,另一端发射带负电粒子,同时发射的正、负粒子速度大小相同,方向相反,比荷均为别:.已知OK=3h,:,不计粒子所受重力及粒子间相互作用。
(1)若K水平发射的粒子在0点产生光点,求粒子的速度大小。
(2)若K从水平方向逆时针旋转60°,其两端同时发射的正、负粒子恰都能在N点产生光点,求粒子的速度大小。
(3)要使(2)问中发射的带正电粒子恰好在M点产生光点,可在粒子发射时间后关闭磁场,忽略磁场变化的影响,求t。
15.(2025·重庆市)如图所示,长度为d的水平传送带M顺时针匀速运动。质量为m的小物块A在传送带左端M由静止释放。A还未与传送带达到相同速度时就从右端N平滑地进入光滑水平面NO,与向右运动的小物块B发生碰撞(碰撞时间极短)。碰后A、B均向右运动,从O点进入粗糙水平地面。设A与传送带间的动摩擦因数和A、B与地面间的动摩擦因数均为,重力加速度为g。
(1)求A在传送带上的加速度大小及离开传送带时的速度大小;
(2)若碰前瞬间,B的速度大小为A的一半,碰撞为弹性碰撞,且碰后A、B在粗糙地面上停下后相距d,求B的质量;
(3)若B的质量是A的n倍,碰后瞬间A和B的动量相同,求n的取值范围及碰后瞬间B的速度大小范围。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】以钢管为研究对象,受重力mg、轻绳的拉力,根据对称性可知两边绳子拉力相等,根据平衡条件
可得
故B正确,ACD错误;
故选B。
【分析】本题主要考查共点力平衡知识,以钢管为研究对象,受力分析,由平衡条件列式求解MO的弹力大小。
2.【答案】A
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程;分子动能;热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】气袋无破损,质量不变,气袋内气体可视为理想气体。
ABD.绝热压缩时外界对气体做功,Q=0,W>0,由热力学第一定律
可知,气体内能增加,温度升高,分子平均动能由温度决定,分子热运动的平均动能增加,故A正确,BD错误;
C.气体体积减小,温度升高,根据理想气体状态方程
可知,压强增大,故C错误;
故选A。
【分析】本题主要考查热力学第一定律和理想气体状态方程的应用,准确判断各状态参量是解题关键。
根据热力学第一定律确定气体做功情况;温度是分子平均动能的标志,根据题意结合热力学第一定律判断气体内能变化,得到温度变化,确定分子热运动的平均动能的变化;由气体体积和温度变化结合理想气体状态方程判断压强变化。
3.【答案】B
【知识点】匀速直线运动;匀变速直线运动的位移与速度的关系;向心加速度
【解析】【解答】AB.对汽车, 做匀减速直线运动 ,根据速度位移关系可得
可得匀减速运动的加速度大小
由可得,汽车做减速运动的时间
列车做匀速运动,由可得,这段时间列车行驶距离为
故B正确,A错误;
CD.根据,可得汽车在OP段向心加速度大小为
CD错误。
故选B。
【分析】本题主要考查匀变速直线运动、匀速运动和向心加速度的计算。汽车做匀减速运动,根据速度位移关系求得加速度,再利用速度时间关系求得汽车到O点时间;列车做匀速运动,利用匀速运动公式求解汽车到O点时,列车行驶距离;汽车进入圆弧段做圆周运动,根据求解汽车在OP段向心加速度大小。
4.【答案】C
【知识点】光的双缝干涉
【解析】【解答】AB.根据题意,由图可知,相邻两亮条纹(暗条纹)间距为
故AB错误;
CD.由公式
可得,双缝之间的距离为
故C正确,D错误。
故选C。
【分析】本题主要考查双缝干涉公式的应用。由题图得到相邻两亮条纹(暗条纹)间距,再根据得到双缝之间的距离。
5.【答案】D
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】A.根据题意可知,带电粒子在电场中做类平抛运动,带电粒子a、b分别从Q点和O点同时进入电场,沿图中所示轨迹同时到达M、N点,可知,运动时间相等。
由图可知,沿初速度方向位移之比为,由可知,初速度之比为,
沿电场方向的位移大小相等,由可知,粒子运动的加速度大小相等,由牛顿第二定律有
可得
可知,带电粒子具有相同比荷,故A错误;
B.带电粒子运动过程中,电场力均做正功,电势能均随时间逐渐减小,故B错误;
C.沿电场方向,由公式可知,到达M、N的竖直分速度大小相等,由于初速度之比为,由可知,到达M、N的速度大小不相等,故C错误;
D.由图可知,带电粒子a、b到达K的水平位移相等,由于带电粒子a、b初速度之比为,由可知,所用时间之比为,故D正确。
故选D。
【分析】本题主要考查带电粒子在匀强电场中的偏转问题。结合类平抛运动解答。
带电粒子在电场中做类平抛运动,沿着电场方向做匀加速直线运动,垂直电场方向做匀速运动;两粒子同时进入电场,同时打中同一极板,在电场中运动时间相等,由匀速运动公式x=vt得到初速度关系,由牛顿第二定律、电场强度公式F=Eq和匀加速直线运动位移时间公式求解两电荷的比荷;电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加;由和判断粒子到达极板的速度大小关系;由匀速运动公式x=vt和初速度关系得到到达K所用时间之比 。
6.【答案】C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁;粒子的波动性 德布罗意波
【解析】【解答】A.光子能量公式为

解得波长
故A错误;
B.原子吸收光子后,能量增加 ,根据质能方程
质量应增加而非减少,故B错误;
C.德布罗意波长公式为 ,题目明确吸收后原子动量为 ,因此波长为 ,故C正确;
D.吸收光子跃迁需光子能量严格等于能级差。波长更长的光子能量更低(),无法满足跃迁条件,故D错误。
故选C。
【分析】本题主要考查光子能量、质能方程、德布罗意波长、原子跃迁等知识由 和推导波长;由质能方程判断原子吸收光子后质量变化;由德布罗意波长公式 确定原子吸收光子后德布罗意波长;由跃迁知识确定波长更长的光子能否使该基态原子跃迁到激发态。
7.【答案】D
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】A.根据题意结合几何知识可知地球和金星绕太阳运动的轨道半径之比为
可得
故A错误;
BCD.根据万有引力提供向心力有
解得
,,
故可得周期之比为

线速度大小之比为

向心加速度大小之比为
故BC错误,D正确。
故选D。
【分析】本题主要考查万有引力定律的应用,根据万有引力提供向心力结合数学知识解答。
由数学知识求得地球和金星绕太阳运动的轨道半径之比,万有引力提供向心力,根据求解周期、 线速度大小 、 向心加速度大小之比。
8.【答案】A,D
【知识点】机械波及其形成和传播;波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】AB.根据题意可知第1圈实线与第3圈实线之间为两个波长长度,故可得

波的波速为
故A正确,B错误;
CD.由,根据某时刻第1圈实线的半径为可得此时浮筒处于平衡位置,由于波向外传播,根据同侧法可知此时浮筒处于平衡位置向下振动,故再经过
浮筒将在最低点,故C错误,故D正确。
故选AD。
【分析】本题主要考查波的形成与传播知识,根据波传播的特点解答。
相邻的波峰(波谷)之间的距离等于一个波长,由图得到波长,由得到波的波速;由浮筒与1距离判断此时浮筒位置以及再经过浮筒位置。
9.【答案】B,D
【知识点】电能的输送;变压器的应用
【解析】【解答】A.由可得
故A错误;
B.导线允许的最大功率损耗为5%,可得
由 得导线总阻值上限
故B正确;
C.家用交流电表达式,其最大值为,有效值为;
频率为
故C错误;
D.降压变压器原线圈电压,副线圈电压,可得匝数比
电流比与匝数比成反比可知
故D正确。
故选BD。
【分析】本题主要考查变压器在输电中的应用,根据理想变压器各物理量关系解答。
由计算 直流输电导线中的电流;由 计算导线总阻值最大值;由交变电流表达式结合最大值与有效值关系、求解家用交流电的电压最大值和频率;由理想变压器电压、电流与匝数关系求解配电房中变压器原、副线圈中电流比。
10.【答案】B,C
【知识点】电磁感应中的电路类问题;电磁感应中的动力学问题
【解析】【解答】由法拉第电磁感应定律可得,由欧姆定律可得
由于gh两端的电压随时间均匀增加,BL不变,则说明速度随时间均匀增加,gh在磁场中运动时做匀变速直线运动,设运动的速度为v,有
,,
由牛顿第二定律可得
联立有
B.由于gh在磁场中运动时做匀变速直线运动,则有

解得
故B正确;
CD.gh在无磁场区域运动时,F =0,根据动量定理有
联立可得
gh在磁场中运动时做匀变速直线运动,有
结合,解得

故C正确,D错误;
A.由于gh磁场中运动时做匀变速直线运动,则有
解得
故A错误。
故选BC。
【分析】本题主要考查电磁感应现象的应用,根据gh两端的电压随时间判断gh运动特点是解题关键。
由法拉第电磁感应定律和欧姆定律得到gh两端的电压随时间变化关系,从而判断金属框做匀变速运动,根据牛顿第二定律得到速度、加速度关系式求得金属框的总电阻;由动量定理和电流计算公式、匀变速位移时间关系求得小车的质量和最大速度;由匀变速运动速度时间关系求得 h在任一磁场区域的运动时间 。
11.【答案】(1)7.415
(2)184;17.6
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系;刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用
【解析】【解答】(1)根据螺旋测微器的读数法则有7mm+41.5 × 0.01mm = 7.415mm
(2)当弹力为零时弹簧处于原长,由图可知为17.6mm,将题图反向延长与纵坐标的交点为2.50N,则根据胡克定律可知弹簧的劲度系数为
【分析】本题主要考查测量弹簧的劲度系数的实验,注意螺旋测微器必须估读一位。
(1)根据螺旋测微器的读数法则读取数据;
(2)有图像结合公示F=kx求解 弹簧的劲度系数和弹簧原长。
12.【答案】(1)b;组合体电阻不超过0.05Ω,远小于数字毫伏表内阻,应采用数字毫安表外接法;e
(2)17.5
【知识点】常见传感器的工作原理及应用
【解析】【解答】(1)根据题意可知,组合体电阻不超过,是数字毫安表内阻的,是数字毫伏表内阻的,应采用数字毫安表外接法,即Q端应和处相连。
滑动变阻器采用分压接法,闭合开关时,滑动变阻器的滑片应置于端,以利于保护电表不会被烧坏。
(2)根据题意,由闭合回路欧姆定律可知,衔铁被释放时,电动势为
停止加热时,热电偶受热产生的电动势最大,如图所示
由图可知,从停止加热到吸合的衔铁被释放,所用的时间约为

故答案为:(1)①②. 组合体电阻不超过0.05Ω,远小于数字毫伏表内阻,应采用数字毫安表外接法 ③.
(2)
【分析】(1)根据组合体电阻与数字毫伏表内阻、 字毫安表内阻大小关系确定Q端应和哪处相连;根据实验要求确定滑动变阻器接入方式;
(2)由闭合回路欧姆定律求得衔铁被释放时的电动势,结合图像求得从停止加热到吸合的衔铁被释放所用的时间。
13.【答案】(1)解:根据题意可知腔内气体温度不变,发生等温变化,根据玻意耳定律有
其中
,,
可得

(2)解:对下极板受力分析有
可得

(3)解:根据平行板电容器的决定式,变化后间距为2d,其他条件均不变,可知电容器的电容变为初始时的。
【知识点】电容器及其应用;气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】本题主要考查理想气体状态方程的应用和电容器的动态分析问题。
(1)腔内气体发生等温变化,根据玻意耳定律列式求解 腔内气体的压强;
(2)以下极板为研究对象,根据受力平衡条件列式求解 外界气体的压强;
(3)极板间距离变化,根据判断电容的变化。
14.【答案】(1)解:粒子在磁场中做匀速圆周运动,要在O点产生光点,则KO长度恰好等于轨迹直径,则运动半径应为
其中洛伦兹力提供向心力,即
两式联立可得
(2)解:画出两个方向的粒子的轨迹,如图所示

可得
可知正负粒子轨迹半径相等,所以正负粒子轨迹正好可以构成一个完整的圆,且在N点相切。根据题意可知θ=30°,由几何关系可得
解得
向心力由洛伦兹力提供,即
解得
(3)解:关闭磁场后粒子不受任何力作用,做匀速直线运动,因此要使粒子在M点产生光点,就需要关闭磁场时粒子的速度方向恰好指向M点。由于粒子速度和入射方向与(2)中一致,因此粒子轨迹不变,根据(2)中的轨迹图作正电粒子轨迹的切线,该切线经过M点,与轨迹的切点为P,如下图所示
由几何知识可得,解得ON=,所以
NM=OM-ON=
而,且,
因此∠NOM=∠POM=60°,
可得α=120°
由,可得,粒子在磁场中运动的周期为
对应圆心角α=120°

【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】本题主要考查带电粒子在匀强磁场中的圆周运动问题,由题意画出轨迹是解题关键。
(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,要在O点产生光点,则粒子正好运动半周到N点,根据数学知识求得轨迹半径,根据洛伦兹力提供向心力求解粒子的速度大小;
(2)由得到正负粒子轨迹半径关系,画出轨迹,由数学知识求得轨迹半径,根据洛伦兹力提供向心力求解粒子的速度大小;
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动,关闭磁场后沿着切线做匀速直线运动,由数学知识画出轨迹图,求得半径转过圆心角,由,求得周期表达式,根据 计算粒子发射到关闭磁场时间。
15.【答案】(1)解:A在传送带上,根据牛顿第二定律可得
解得
由于A还没与传送带达到相同速度时就离开传送带,所以物体在传送带上做匀加速直线运动,由可得
解得
(2)解:设B的质量为M,则由题意由碰前,,两物体发生弹性碰撞,根据动量守恒可得

根据能量守恒有
联立解得

因为OP 段粗糙,对A,由动能定理有
对B,由动能定理有

即,
根据题意有,且由(1)有
联立各式解得

(3)解:A、B碰撞过程动量守恒有
又因为碰后瞬间A和B的动量相同,即
解得

根据碰撞的约束条件,要两物块不发生二次碰撞则有,即,碰后动能不增,即
可得
所以n的取值范围为
分别将和带入,分别可得

所以对应的B 的速度范围为
代入,可得

【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型;动能定理的综合应用;碰撞模型
【解析】【分析】本题主要考查牛顿第二定律、动量守恒、能量守恒、动能定理的综合应用,理清物体运动过程是解题关键。
(1)根据牛顿第二定律求得A在传送带上的加速度,由题意结合运功学公式求解物体离开传送带时的速度大小;
(2)A、B两物体发生弹性碰撞,根据动量守恒和能量守恒列式求解碰后A、B两物体速度,碰后A、B两物体在摩擦力作用下做匀减速运动,由动能定理求得滑行距离,进而求得B的质量;
(3)根据动量守恒和碰撞的合理性列式求得求得n的取值范围,从而求得碰后瞬间B的速度大小范围。
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