内容正文:
高三物理
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分.满分100分,考试时间75分钟.
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚.
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效.
4.本卷命题范围:高考范围.
一、选择题
1. 1898年12月21日,居里夫妇发现了具有更大放射强度的新元素——镭(),发生一次衰变变成,同时放出一个粒子X,衰变前静止,放出的粒子X的速度大小为v,下列说法正确的是( )
A. 该核反应为β衰变
B. 的比结合能大于的比结合能
C. 释放能量后,由于环境的温度升高,则的半衰期变短
D. 的速度大小为
2. 2023年3月15日,我国在酒泉卫星发射中心使用“长征十一号”运载火箭,成功将实验十九号卫星发射升空。卫星的发射可以简化为如图所示的过程,先将卫星发射至近地圆轨道,在近地轨道的A点加速后进入转移轨道,在转移轨道上的远地点B加速后进入运行圆轨道。下列说法正确的是( )
A. 卫星在近地轨道的线速度小于在运行轨道上的线速度
B. 卫星在近地轨道的机械能小于在运行轨道上的机械能
C. 卫星在转移轨道上经过A点的速度小于经过B点的速度
D. 卫星在转移轨道上经过A点加速度小于经过B点的加速度
3. 用双缝干涉测量某种单色光波长的实验装置如图甲所示,光屏上某点P到双缝的路程差为,如图乙所示,已知真空中的光速为,如果用频率为的橙光照射双缝,下列说法正确的是( )
A. 该橙光的波长是
B. P点出现亮条纹
C. 仅将橙光换成红光,则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变小
D. 仅将橙光换成紫光,则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变小
4. 复兴号动车在世界上首次实现时速350公里自动驾驶功能,成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车,初速度为v0,以恒定功率P在平直轨道上运动,经时间t达到该功率下的最大速度vm,设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变,则动车在时间t内( )
A. 牵引力越来越大 B. 做匀加速直线运动
C. 牵引力做功为 D. 牵引力功率
5. 空间中一静电场的电场强度在x轴上分布情况E随x的变化如图所示(x轴上电场强度方向与x轴平行),其图像关于E轴对称,x轴上的A、B两点关于原点O对称。一质子仅在电场力的作用下从静止开始,由A点沿x轴运动到B点。下列说法正确的是( )
A. x轴上的电场强度方向沿x轴正方向
B. A点电势低于B点电势
C. 质子从A点运动到B点的过程中,质子的加速度先减小后增大
D. 质子从A点运动到B点的过程中,其所受电场力先做负功再做正功
6. 如图所示,质量为m1的小明踩着质量为m2的滑板车冲上质量为M的斜面,到最高点后,小明用力推一下固定在斜面上的挡板,然后匀速滑下来。全过程小明相对滑板车保持不动,脚不着地,斜面始终静止在水平地面,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 冲上斜面的过程中,斜面受到地面水平向右的摩擦力
B. 冲上斜面的过程中,斜面对地面的压力小于
C. 沿斜面匀速下滑的过程中,小明受到滑板车沿斜面向下的摩擦力
D. 沿斜面匀速下滑的过程中,滑板车受到斜面的作用力小于
7. 如图所示,正方形线框边长,质量,电阻,水平放置在粗糙绝缘水平面上,开始时线框边紧靠匀强磁场左边界,平行的边界与之间存在方向竖直向下的匀强磁场,磁场宽度为,磁感应强度大小,现对线框施加一水平向右的拉力F,使线框以的加速度由静止开始匀加速进入匀强磁场,当线框边到达磁场左边界时,撤去拉力,当线框边到达磁场右边界时,线框速度恰好减为零。已知重力加速度g取,线框与水平面间的动摩擦因数,下列说法正确的是( )
A. 整个过程中线框达到的最大速度为
B. 整个过程中线框中感应电流的最大值为
C. 线框进入磁场过程中拉力的功率与时间的函数关系为
D. 线框从边刚离开边界到边抵达边界经历的时间为
8. 两振源A、B分别位于x轴上处,两振源沿y轴方向做简谐运动,振动产生的两列波a、b相向传播,某时刻两列波的波形如图所示,一段时间后两列波叠加,已知两振源从平衡位置开始到再次同方向经过平衡位置所用时间均为,下列说法正确的是( )
A. 两振源起振方向相同 B. 两列波的波速均为
C. 经过两列波相遇 D. 两列波叠加后将发生干涉现象
9. 如图所示的交变电路中,变压器为理想变压器,a、b、c、d、e为5个完全相同的灯泡,现在MN间接入有效值不变的交流电压,5个灯泡刚好正常发光,下列说法正确的是( )
A. 变压器原、副线圈的匝数比为3:2 B. 原线圈的输入电压与灯泡a的额定电压相等
C. 电源电压的有效值为灯泡额定电压的2.5倍 D. 若将灯泡d切断,则灯泡a、b的亮度不变
10. 如图甲所示,倾角、底端带有固定挡板的足够长的斜面体置于水平面上,斜面光滑,劲度系数的轻质弹簧,一端固定在斜面体底端挡板上,另一端与小物块A相连,小物块B紧靠着A一起静止在斜面上.现用水平向左的推力使斜面体向左以加速度a做匀加速运动,稳定后弹簧的形变量大小为x,如图乙所示为弹簧形变量x与相应加速度a间的关系图像,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度.下列说法正确的是( )
A. 乙图中 B. 物块A的质量
C. 物块B的质量 D. 当,物块A、B间作用力为零
二、非选择题
11. 在某次探究加速度与力、质量的关系实验中,甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如图所示的实验装置,小车总质量用M表示,重物质量用m表示。
(1)不需要小车质量远大于重物质量的方案是_______。
(2)需要补偿阻力的方案是_______。
(3)在通过调整长木板的倾角来补偿阻力时,正确的操作是( )
A. 小车后面安装纸带,前面挂重物 B. 小车后面安装纸带,前面不挂重物
C. 小车后面不安装纸带,前面挂重物 D. 小车后面不安装纸带,前面不挂重物
(4)某次实验得到的纸带如图所示,已知所用电源的频率为50Hz,相邻2个计数点之间还有4个计时点没有标出,可求出小车的加速度大小为_______m/s2(计算结果保留2位有效数字)。
(5)按正确实验步骤进行实验,若乙、丙、丁三位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同,通过计算得到小车加速度均为a,则乙、丙、丁实验时所用小车总质量之比为_______。
12. 某实验小组想测量一节新干电池的电动势和内阻,实验室提供的器材有:
新干电池一节(电动势约1.5V);
电压表V(量程3V,内阻约3kΩ);
电流表A(量程0.6A,内阻0.50Ω);
滑动变阻器R(最大阻值为20Ω);
定值电阻R0(阻值1.70Ω);
开关一个,导线若干,
(1)实验小组的成员设计了四个实验电路图(如图所示),为了尽量减小实验误差,最合适的一个电路是( )
A. B.
C. D.
(2)请根据选用的最合适的电路将图中的电路图连接好______。
(3)闭合电键后调节滑动变阻器,测得多组电压表和电流表的示数U、I,作出的U-I图像如图所示,则干电池的电动势E=____________V,电池的内阻r=____________Ω(结果均保留两位小数)。
(4)从系统误差的角度分析电动势的实验测量值____________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
13. 玉龙雪山是国家级旅游景区,高山雪景位于海拔4000m以上,由于海拔较高,景区通常为游客备有氧气瓶。假设景区用体积为V=30L、温度为t=27℃、压强为的氧气瓶对便携式氧气瓶充气,便携式氧气瓶的容积为,允许的最大压强为,已知热力学温度T与摄氏温度t的关系为,瓶内的气体均可视为理想气体求:
(1)在27℃的环境下,能充满多少个便携式氧气瓶?假设充气前便携式氧气瓶内均为真空。
(2)如果将景区的氧气瓶移至玉龙雪山上,已知山上的温度为t′=2℃,瓶中的压强变为原来的,通过计算分析该氧气瓶是否泄漏了氧气;若泄漏了,瓶中剩余的氧气占原来氧气的百分比(结果保留两位有效数字)。
14. 如图所示,两个滑块A和B的质量分别为mA=1kg和mB=5kg,放在静止于光滑水平地面上的木板的两端,两者与木板间的动摩擦因数均为μ=0.5,木板的质量m=10kg,某时刻A、B两滑块开始相向滑动,初速度大小均为v0=3.5m/s,A、B始终未相遇,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,两滑块均可视为质点,重力加速度大小g=10m/s2,求:
(1)A、B两滑块开始相向滑动时,木板相对于地面的加速度;
(2)B与木板刚好相对静止时,木板的速度;
(3)全过程三者间因摩擦产生的总热量。
15. 如图所示,在平面直角坐标系xOy中,x轴上方有一匀强磁场,方向垂直于纸面向外,在x轴下方有平行于xOy平面且与x轴负方向夹角为45°的匀强电场,y轴上有一个P点,P点到坐标原点O点的距离为,一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子,以初速度v0从P点与y轴正方向夹角为60°斜向左上方射出,正好在x轴负半轴的Q点(图中未画出)以与x轴正方向夹角45°的方向第一次经过x轴射入下方电场,若粒子第二次经过x轴时的点和Q点关于原点O对称,不计粒子的重力,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)匀强电场的电场强度大小;
(3)带电粒子第一次在匀强电场中运动时离x轴最远距离。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
高三物理
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分.满分100分,考试时间75分钟.
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚.
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效.
4.本卷命题范围:高考范围.
一、选择题
1. 1898年12月21日,居里夫妇发现了具有更大放射强度的新元素——镭(),发生一次衰变变成,同时放出一个粒子X,衰变前静止,放出的粒子X的速度大小为v,下列说法正确的是( )
A. 该核反应为β衰变
B. 比结合能大于的比结合能
C. 释放能量后,由于环境的温度升高,则的半衰期变短
D. 的速度大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.衰变时遵守质量数守恒、电荷数守恒,则该核反应方程式为
所以该核反应为α衰变,故A错误;
B.比稳定,则的比结合能大于的比结合能,故B正确;
C.的半衰期与外界环境无关,因此环境的温度升高,的半衰期不变,故C错误;
D.静止的原子核发生衰变的过程中动量守恒,设的速度为v′,则有
代入数据解得
故D错误。
故选B。
2. 2023年3月15日,我国在酒泉卫星发射中心使用“长征十一号”运载火箭,成功将实验十九号卫星发射升空。卫星的发射可以简化为如图所示的过程,先将卫星发射至近地圆轨道,在近地轨道的A点加速后进入转移轨道,在转移轨道上的远地点B加速后进入运行圆轨道。下列说法正确的是( )
A. 卫星在近地轨道的线速度小于在运行轨道上的线速度
B. 卫星在近地轨道的机械能小于在运行轨道上的机械能
C. 卫星在转移轨道上经过A点的速度小于经过B点的速度
D. 卫星在转移轨道上经过A点的加速度小于经过B点的加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据万有引力提供向心力有
可得
由于近地轨道半径较小,因此卫星近地轨道的线速度大于在运行轨道上的线速度,故A错误;
B.从近地轨道进入运行轨道过程中,在A点加速,机械能增加,在转移轨道上运行时,机械能守恒,而从B点进入运行轨道时,又需要加速,机械能再次增加,因此卫星在近地轨道的机械能小于在运行轨道上的机械能,故B正确;
C.根据开普勒第二定律,在A点到地球的距离比B点的小,因此卫星在转移轨道上经过A点的速度大于经过B点的速度,故C错误;
D.根据牛顿第二定律有
可知卫星在转移轨道上经过A点的加速度大于经过B点的加速度,故D错误。
故选B。
3. 用双缝干涉测量某种单色光的波长的实验装置如图甲所示,光屏上某点P到双缝的路程差为,如图乙所示,已知真空中的光速为,如果用频率为的橙光照射双缝,下列说法正确的是( )
A. 该橙光的波长是
B. P点出现亮条纹
C. 仅将橙光换成红光,则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变小
D. 仅将橙光换成紫光,则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变小
【答案】D
【解析】
【详解】A.橙光的波长为
故A错误;
B.由于
即光程差等于半波长的奇数倍,故P点是振动减弱点,P点出现暗条纹,故B错误;
C.根据
可知,在其他条件不变的情况下,仅将橙光换成红光,光的波长增大,相邻两亮条纹的中心间距变大,故C错误;
D.若将橙光换成紫光,在其他条件不变的情况下,光的波长减小,相邻两亮条纹的中心间距变小,故D正确。
故选D。
4. 复兴号动车在世界上首次实现时速350公里自动驾驶功能,成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车,初速度为v0,以恒定功率P在平直轨道上运动,经时间t达到该功率下的最大速度vm,设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变,则动车在时间t内( )
A. 牵引力越来越大 B. 做匀加速直线运动
C. 牵引力做功为 D. 牵引力的功率
【答案】D
【解析】
【详解】AB.高铁以恒定功率P在平直轨道上运动,则
由于在时间t内,速度增大,功率不变,则牵引力减小,加速度减小,即高铁做加速度减小的加速运动,故AB错误;
C.牵引力做功为
故C错误;
D.达到最大速度时,牵引力与阻力相等,则牵引力的功率为
故D正确。
故选D。
5. 空间中一静电场的电场强度在x轴上分布情况E随x的变化如图所示(x轴上电场强度方向与x轴平行),其图像关于E轴对称,x轴上的A、B两点关于原点O对称。一质子仅在电场力的作用下从静止开始,由A点沿x轴运动到B点。下列说法正确的是( )
A. x轴上的电场强度方向沿x轴正方向
B. A点电势低于B点电势
C. 质子从A点运动到B点的过程中,质子的加速度先减小后增大
D. 质子从A点运动到B点的过程中,其所受电场力先做负功再做正功
【答案】A
【解析】
【详解】A.质子仅在电场力的作用下从静止开始,由A点沿x轴运动到B点,说明质子所受电场力沿x轴正方向,而质子带正电,所以x轴上的电场强度方向沿x轴正方向,故A正确;
B.沿电场线电势逐渐降低,电场线由A指向B,则A点电势高于B点电势,故B错误;
C.根据牛顿第二定律得,由图知,质子从A点运动到B点的过程中电场强度先增大后减小,所以质子的加速度先增大后减小,故C错误;
D.质子从A点运动到B点的过程中,质子所受电场力沿x轴正方向,与位移方向相同,故电场力一直做正功,故D错误。
故选A。
6. 如图所示,质量为m1的小明踩着质量为m2的滑板车冲上质量为M的斜面,到最高点后,小明用力推一下固定在斜面上的挡板,然后匀速滑下来。全过程小明相对滑板车保持不动,脚不着地,斜面始终静止在水平地面,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 冲上斜面的过程中,斜面受到地面水平向右的摩擦力
B. 冲上斜面的过程中,斜面对地面的压力小于
C. 沿斜面匀速下滑的过程中,小明受到滑板车沿斜面向下的摩擦力
D. 沿斜面匀速下滑的过程中,滑板车受到斜面的作用力小于
【答案】B
【解析】
【详解】A.滑板车冲上斜面的过程中,滑板车给斜面向右上方的摩擦力和右下方的压力,斜面为了平衡,受到地面水平向左的摩擦力。故A错误;
B.小明和滑板车冲上斜面的过程中,做减速运动,处于失重状态,则斜面对地面的压力小于。故B正确;
C.沿斜面匀速下滑过程中,小明受到滑板车沿斜面向上的摩擦力。故C错误;
D.沿斜面匀速下滑的过程中,小明和滑板车处于平衡状态,滑板车受到斜面的作用力等于。故D错误。
故选B。
7. 如图所示,正方形线框边长,质量,电阻,水平放置在粗糙绝缘水平面上,开始时线框边紧靠匀强磁场左边界,平行的边界与之间存在方向竖直向下的匀强磁场,磁场宽度为,磁感应强度大小,现对线框施加一水平向右的拉力F,使线框以的加速度由静止开始匀加速进入匀强磁场,当线框边到达磁场左边界时,撤去拉力,当线框边到达磁场右边界时,线框速度恰好减为零。已知重力加速度g取,线框与水平面间的动摩擦因数,下列说法正确的是( )
A. 整个过程中线框达到的最大速度为
B. 整个过程中线框中感应电流的最大值为
C. 线框进入磁场过程中拉力的功率与时间的函数关系为
D. 线框从边刚离开边界到边抵达边界经历的时间为
【答案】C
【解析】
【详解】A.线框先以加速,撤去拉力后,线框在摩擦力作用下减速,则在撤去拉力时线框速度最大,由运动学公式得
解得
故A错误;
B.当线框速度最大时,其感应电动势最大
由欧姆定律得
联立解得
故B错误;
C.线框进入磁场得过程中,由牛顿第二定律得
其中
,
代入数据得
则线框进入磁场过程中拉力的功率与时间的函数关系为
故C正确;
D.在撤去拉力后到ab边刚到达PQ的过程中,由牛顿第二定律得
由运动学得
解得ab边到达PQ时线框速度
线框从ab边离开PQ到cd边抵达PQ的过程中,由动量定理得
其中
由微元法可知
解得
故D错误。
故选C。
8. 两振源A、B分别位于x轴上处,两振源沿y轴方向做简谐运动,振动产生的两列波a、b相向传播,某时刻两列波的波形如图所示,一段时间后两列波叠加,已知两振源从平衡位置开始到再次同方向经过平衡位置所用时间均为,下列说法正确的是( )
A. 两振源起振方向相同 B. 两列波的波速均为
C. 经过两列波相遇 D. 两列波叠加后将发生干涉现象
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.波最前沿质点的振动方向与波源的起振方向相同;根据“同侧法”可知,x=4m处的质点的振动方向沿y轴负方向,因此波源A的起振方向沿y轴负方向;x=12m处的质点的振动方向沿y轴负方向,因此波源B的起振方向沿y轴负方向,两波源的起振方向相同,故A正确;
B.由图可知,两列波波长相等
两列波的波长相等,在同种介质中传播,波速相等,所以波的周期相等;两振源从平衡位置开始到再次同方向经过平衡位置所用时间均为,因此两波源的振动周期
两列波的波速为
故B正确;
C.两列波相遇的时间为
故C错误;
D.两列波的周期相等,所以波的频率相等,则两列波叠加后将发生干涉现象,故D正确。
故选ABD
9. 如图所示的交变电路中,变压器为理想变压器,a、b、c、d、e为5个完全相同的灯泡,现在MN间接入有效值不变的交流电压,5个灯泡刚好正常发光,下列说法正确的是( )
A. 变压器原、副线圈的匝数比为3:2 B. 原线圈的输入电压与灯泡a的额定电压相等
C. 电源电压的有效值为灯泡额定电压的2.5倍 D. 若将灯泡d切断,则灯泡a、b的亮度不变
【答案】AC
【解析】
【详解】A.5个灯泡刚好正常发光,设灯泡的额定电压为U,额定电流为I,则原线圈电流为2I,副线圈电流为3I,则变压器原、副线圈的匝数比为
故A正确;
BC.原线圈两端电压
则电源电压为
故B错误,C正确;
D.变压器等效电阻为
若将灯泡d切断,则次级电阻变大,等效电阻变大,则初级电流减小,则灯泡a、b的亮度变暗,故D错误。
故选AC。
10. 如图甲所示,倾角、底端带有固定挡板的足够长的斜面体置于水平面上,斜面光滑,劲度系数的轻质弹簧,一端固定在斜面体底端挡板上,另一端与小物块A相连,小物块B紧靠着A一起静止在斜面上.现用水平向左的推力使斜面体向左以加速度a做匀加速运动,稳定后弹簧的形变量大小为x,如图乙所示为弹簧形变量x与相应加速度a间的关系图像,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度.下列说法正确的是( )
A. 乙图中 B. 物块A的质量
C. 物块B的质量 D. 当,物块A、B间作用力为零
【答案】ABD
【解析】
【详解】由图乙可知,当斜面的加速度小于时,随着加速度的增加,弹簧的压缩量逐渐减小,当加速度为时,弹簧处于原长,两个物体间作用力为零,当加速度大于时,弹簧处于伸长状态,两物体分离。
①在两物体分离之前,将A、B作为整体可知
代入数据化简可得
当加速度
将,时代入可得
②两物体分离后,弹簧处于伸长状态,对物体A
代入数据化简可得
利用图像斜率可知
可知
因此
故选ABD。
二、非选择题
11. 在某次探究加速度与力、质量的关系实验中,甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如图所示的实验装置,小车总质量用M表示,重物质量用m表示。
(1)不需要小车质量远大于重物质量的方案是_______。
(2)需要补偿阻力的方案是_______。
(3)在通过调整长木板倾角来补偿阻力时,正确的操作是( )
A. 小车后面安装纸带,前面挂重物 B. 小车后面安装纸带,前面不挂重物
C. 小车后面不安装纸带,前面挂重物 D. 小车后面不安装纸带,前面不挂重物
(4)某次实验得到纸带如图所示,已知所用电源的频率为50Hz,相邻2个计数点之间还有4个计时点没有标出,可求出小车的加速度大小为_______m/s2(计算结果保留2位有效数字)。
(5)按正确实验步骤进行实验,若乙、丙、丁三位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同,通过计算得到小车的加速度均为a,则乙、丙、丁实验时所用小车总质量之比为_______。
【答案】(1)甲、乙、丙、丁
(2)乙、丙、丁 (3)B
(4)0.79 (5)2:1:1
【解析】
【小问1详解】
图甲中细线拉力可以通过力的传感器测得,所以不需要小车质量远大于重物质量;图乙中细线拉力可以通过弹簧测力计测得,图丙中细线拉力可以通过力传感器测得,图丁中细线拉力可以通过弹簧测力计测得,则不需要小车质量远大于重物质量的方案是:甲、乙、丙、丁。
【小问2详解】
甲图中,小车与气垫导轨间摩擦力可以忽略,所以不需要补偿阻力,而乙、丙、丁中小车与长木板间存在摩擦力,所以需要补偿阻力的方案是:乙、丙、丁。
【小问3详解】
在通过调整长木板的倾角来补偿阻力时,小车前面不挂重物,通过纸带判断小车是否做匀速直线运动,所以小车后面要安装纸带。
故选B。
【小问4详解】
相邻两个计数点之间还有4个计时点没有标出,则相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法可得小车的加速度大小为
【小问5详解】
若乙、丙、丁三位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同,通过计算得到小车的加速度均为a,对乙图,有
对丙图,有
对丁图,有
则乙、丙、丁实验时所用小车总质量之比为
12. 某实验小组想测量一节新干电池的电动势和内阻,实验室提供的器材有:
新干电池一节(电动势约1.5V);
电压表V(量程3V,内阻约3kΩ);
电流表A(量程0.6A,内阻0.50Ω);
滑动变阻器R(最大阻值为20Ω);
定值电阻R0(阻值1.70Ω);
开关一个,导线若干,
(1)实验小组的成员设计了四个实验电路图(如图所示),为了尽量减小实验误差,最合适的一个电路是( )
A. B.
C. D.
(2)请根据选用的最合适的电路将图中的电路图连接好______。
(3)闭合电键后调节滑动变阻器,测得多组电压表和电流表的示数U、I,作出的U-I图像如图所示,则干电池的电动势E=____________V,电池的内阻r=____________Ω(结果均保留两位小数)。
(4)从系统误差的角度分析电动势的实验测量值____________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1)D (2)
(3) ①. 1.55 ②. 0.38
(4)等于
【解析】
【小问1详解】
由于器材中电流表内阻已知,所以电流表相对于待测电源应采用内接法;由于新电池内阻较小,为了使电压表示数变化明显,干路上应串联一个定值电阻。
故选D。
【小问2详解】
根据电路图,连接实物图如下
【小问3详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
可得
根据丙图图像的纵轴截距可得电源的电动势为
图像斜率绝对值为
解得电池的内阻为
【小问4详解】
从系统误差的角度分析,由于电流表内阻已知,则电动势的实验测量值等于真实值。
13. 玉龙雪山是国家级旅游景区,高山雪景位于海拔4000m以上,由于海拔较高,景区通常为游客备有氧气瓶。假设景区用体积为V=30L、温度为t=27℃、压强为的氧气瓶对便携式氧气瓶充气,便携式氧气瓶的容积为,允许的最大压强为,已知热力学温度T与摄氏温度t的关系为,瓶内的气体均可视为理想气体求:
(1)在27℃的环境下,能充满多少个便携式氧气瓶?假设充气前便携式氧气瓶内均为真空。
(2)如果将景区的氧气瓶移至玉龙雪山上,已知山上的温度为t′=2℃,瓶中的压强变为原来的,通过计算分析该氧气瓶是否泄漏了氧气;若泄漏了,瓶中剩余的氧气占原来氧气的百分比(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)380;(2)见解析
【解析】
【详解】(1)瓶中的氧气压强变为p0时,氧气的体积为,由玻意耳定律得
代入数据得
在该状态下放出的氧气体积为
则能充满的便携式氧气瓶的个数为
(2)将氧气瓶移至雪山上时,氧气的温度为
压强为
由理想气体状态方程可知
代入数据解得
因为
所以氧气瓶有氧气泄漏,剩余的气体占原来气体的百分比为
14. 如图所示,两个滑块A和B的质量分别为mA=1kg和mB=5kg,放在静止于光滑水平地面上的木板的两端,两者与木板间的动摩擦因数均为μ=0.5,木板的质量m=10kg,某时刻A、B两滑块开始相向滑动,初速度大小均为v0=3.5m/s,A、B始终未相遇,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,两滑块均可视为质点,重力加速度大小g=10m/s2,求:
(1)A、B两滑块开始相向滑动时,木板相对于地面的加速度;
(2)B与木板刚好相对静止时,木板的速度;
(3)全过程三者间因摩擦产生的总热量。
【答案】(1)2m/s2,方向水平向右
(2)1m/s,方向水平向右
(3)30.625J
【解析】
【小问1详解】
A对木板的摩擦力水平向左,大小为
B对木板的摩擦力水平向右,大小为
对木板,由牛顿第二定律得
解得
方向水平向右;
【小问2详解】
木板向右做匀加速直线运动,B向右做匀减速直线运动,经过时间t二者共速,则
B与木板相对静止时,木板的速度为
解得
,
木板速度方向水平向右;
【小问3详解】
从开始运动到B与木板相对静止,B相对木板的位移为
从开始运动到B与木板相对静止,A相对木板的位移为
B与木板共速后一起做匀加速直线运动,A减速到零后,向右做匀加速直线运动,直到A与木板共速,设再经过时间t′A与木板共速,则
这段时间内A相对木板的位移为
所以全过程三者间因摩擦产生的总热量为
15. 如图所示,在平面直角坐标系xOy中,x轴上方有一匀强磁场,方向垂直于纸面向外,在x轴下方有平行于xOy平面且与x轴负方向夹角为45°的匀强电场,y轴上有一个P点,P点到坐标原点O点的距离为,一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子,以初速度v0从P点与y轴正方向夹角为60°斜向左上方射出,正好在x轴负半轴的Q点(图中未画出)以与x轴正方向夹角45°的方向第一次经过x轴射入下方电场,若粒子第二次经过x轴时的点和Q点关于原点O对称,不计粒子的重力,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)匀强电场的电场强度大小;
(3)带电粒子第一次在匀强电场中运动时离x轴的最远距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子运动的轨迹,如图所示
根据洛伦兹力提供向心力有
根据几何关系有
联立解得
,
【小问2详解】
粒子在x轴负半轴的Q点处以与x轴正方向夹角为45°的方向第一次经过x轴射入下方电场,匀强电场方向与x轴负方向夹角为45°,可知粒子在电场中做类平抛运动,粒子第二次经过x轴时的点M,有
则电场方向的位移
在速度方向的位移
联立解得
【小问3详解】
速度v0在垂直于x轴方向的分量为
加速度在垂直于x轴方向的分量为
所以带电粒子在匀强电场中离x轴的最远距离为
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$