精品解析:湖北省武汉市江岸区2024-2025学年高三上学期11月调考物理试卷
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内容正文:
2024~2025学年度高三十一月
物理试卷
本试题卷共6页,15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40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,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 2024年巴黎奥运会开幕式于7月26日晚7点30分开始,备受世界各国关注。由405位运动员组成的中国体育代表团取得了傲人的成绩。有关奥运会的信息,下列说法正确的是( )
A. 2024年7月26日晚7点30分指的是时间间隔
B. 潘展乐在男子100米自由泳比赛中夺冠是因为他的平均速度最大
C. 用球拍击打乒乓球时,乒乓球受到的弹力是由于乒乓球发生弹性形变而产生的
D. 铅球比赛中,若不计空气阻力,铅球在空中运动的任意相等时间内其速度变化量相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.2024年7月26日晚7点30分指的是时刻,故A错误;
B.100米自由泳比赛的赛道是折返的,潘展乐在男子100米自由泳比赛中游泳的路程是100米,他夺冠是因为他的平均速率最大,故B错误;
C.用球拍击打乒乓球时,乒乓球受到的弹力是由于球拍发生弹性形变而产生的,故C错误;
D.铅球比赛中,若不计空气阻力,铅球在空中运动只受到重力作用,加速度为g,根据加速度的物理意义可知在任意相等时间内其速度变化量相同,故D正确。
故选D。
2. 采用核聚变产生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一,有“人造太阳”之称的“东方超环”是我国自主设计建造的世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置。“人造太阳”核聚变的反应方程为,此反应中释放的核能为,伴随光子放出,已知光速为。下列有关说法正确的是( )
A. 核聚变属于链式反应,反应方程中的为中子
B. 核聚变反应所释放的光子来源于核外电子的能级跃迁
C. 上述核聚变反应中质量亏损
D. 核聚变反应放出的能量是由质量亏损转化而来
【答案】CD
【解析】
【详解】A.链式反应通常是指核裂变反应中,一个原子核裂变产生的中子引发其他原子核裂变的过程。而核聚变反应是轻核结合成重核的过程,与链式反应不同。根据质量数和核电荷数守恒,质量数为
M=2+3-4=1
电荷数为
Z=1+1-2=0
即X为中子,故A错误;
B.核聚变反应所释放的光子来源于核聚变后新核的能级跃迁,故B错误;
C.由爱因斯坦质能方
得
故C正确;
D.核聚变反应放出的能量是由质量亏损释放的能量,故D正确。
故选CD。
3. 如图所示,为圆柱体玻璃的横截面。一束由三种不同频率的光组成的复色光,沿方向从真空射入玻璃后,从、、三个不同的点射出,对应在玻璃中的传播时间分别为、、。下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】光在O点发生折射时,令入射角为,折射角为,根据折射率的定义式有
根据折射率与光传播速度的关系有
令圆柱体半径为R,则光在玻璃中的传播时间
解得
根据光路图可知
则有
故选B。
4. 如图所示,倾角为的斜面体置于水平地面上,滑块置于光滑斜面上,通过细绳跨过轻质定滑轮与物体连接。连接的一段细绳与斜面平行,连接的一段细绳竖直,下端连接在竖直固定在地面的轻弹簧上,整个系统保持静止。已知物块、、的质量分别为、、,重力加速度为,不计滑轮的质量和摩擦,下列说法中正确的是( )
A. 对地面的压力为 B. 杆对轻滑轮的作用力大小为
C. 地面对的摩擦力为0 D. 剪断轻绳的瞬间、的加速度大小为
【答案】A
【解析】
【详解】AC.对b受力分析,根据平衡条件可知细绳的拉力
把b、c看成一个整体,在竖直方向上,根据平衡条件有
求得地面对c的支持力大小
则,c对地面的压力为;在水平方向上,地面对的摩擦力
故A正确,C错误;
B.绳中的拉力大小为,由于两段绳的夹角为,两段绳中的拉大小相等,由平行四边形定则可知,绳中拉力的合力为
对滑轮受力分析由平衡条件可知,杆对轻滑轮的作用力大小为,故B错误;
D.剪断轻绳的瞬间、根据牛顿第二定律,有受到的合力
求得a的加速度大小为
故D错误。
故选A。
5. 我国计划2025年前后发射天问二号,开展小行星探测任务;2030年前后发射天问三号和天问四号,分别开展火星采样返回任务和木星系探测任务。若将探测器送入地火转移轨道,逐渐远离地球,并成为一颗人造行星,简化轨迹如图所示。定义地球和太阳平均距离为1个天文单位(),火星和太阳平均距离为1.5个天文单位,则( )
A. 探测器从点转移到点的时间小于6个月
B. 地球、火星绕太阳运动的角速度之比为
C. 在地火转移轨道运行时的速度均小于地球绕太阳运行的速度
D. 探测器在地火转移轨道上点的加速度大于在火星轨道上点的加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.探测器在地火转移轨道上的半长轴大于地球轨道半径,由开普勒第三定律可知,探测器在地火转移轨道上的周期大于地球公转周期,即探测器从点转移到点的时间大于6个月,选项A错误;
B.根据
可得
可得地球、火星绕太阳运动的角速度之比为
选项B正确;
C.探测器从地球轨道到地火转移轨道要在P点加速,可知在地火转移轨道运行时的速度不是均小于地球绕太阳运行的速度,选项C错误;
D.根据
可得
可知,探测器在地火转移轨道上点的加速度等于在火星轨道上点的加速度,选项D错误。
故选B。
6. 如图所示,为一等边三角形,两根通过电流相等的长直导线分别垂直纸面置于、两个顶点,处导线中的电流方向垂直纸面向里,处导线中的电流方向垂直纸面向外。已知通电长直导线在其周围某点处产生的磁感应强度大小为,为常量,为该点到通电直导线的距离。已知处磁感应强度大小为,则边中点的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设三角形ACD的边长为L,则A处导线在C点产生的磁感应强度大小为
D处导线在C点产生的磁感应强度大小为
如图所示
C处合磁感应强度为
结合上述分析知,A处导线在E点产生的磁感应强度大小为
D处导线在E点产生的磁感应强度大小为
E点的合磁感应强度大小为
故选C。
7. 某同学以与水平方向夹角为60°的初速度,将质量的垒球从点抛出后、恰好以速度垂直击中前方挡板上的点,轨迹如图所示,已知方向与挡板平行,、两点的距离为。不计空气阻力,取。则垒球从到过程(抛出后到碰撞前)中( )
A. 垒球抛出的初速度为 B. 垒球运动时间为
C. 垒球动量变化量的大小为 D. 垒球在空中运行时最小动能为
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.小球只受重力,加速度为g,把g沿着初速度v0方向和垂直v0方向分解,同理把垒球的总位移沿着两个方向分解,如下图所示:
设垒球的总位移为x,则x=3.2m,设垒球从抛出到碰撞前运动的时间为t,垒球沿着初速度v0方向速度由v0减小为零,逆过程处理,
则有
垒球垂直v0方向速度由零增大为vB,有
两式联立,可得
tanα•tanβ=1
由数学知识可得
α+β=90°
则
sinα=sin(90°-β)=cosβ
由
可得
代入数据可得
t=0.8s
某同学以与水平方向夹角为60°的初速度v0,则∠β=60°,∠α=30°,
由图可得,速度变化量大小,所以质量m=1kg的垒球动量变化量大于4kg•m/s,故ABC错误;
D.初速度沿水平方向分量等于运动过程中的最小速度,即
vmin=v0cos60°=2m/s
球在空中运行时最小动能为
故D正确。
故选D。
8. 如图所示,向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀透明吸管,接口用蜡密封,在吸管内引入一小段油柱(长度可以忽略),如果不计大气压的变化,这就是一个简易的气温计。当温度由变为时,油柱从离接口处缓慢移到离接口的位置。下列说法正确的是( )
A. 气体分子在单位时间内碰撞单位面积器壁的碰撞次数增加
B. 罐内气体对外做的功大于气体从外界吸收的热量
C. 将罐正立放置仍可用相同的原理测温
D. 若仅增大吸管的横截面积,则可以增大该“气温计”的测量范围
【答案】CD
【解析】
【详解】A.油柱总是处于平衡状态,即饮料罐内气体的压强总是等于外界大气压强,当温度升高,压强不变,气体体积膨胀,单位体积内的分子数减少了,所以单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数也减少了,故A错误;
B.罐内气体膨胀对外做功,即
温度升高,有
由热力学第一定律
可知
且
罐内气体对外做的功小于气体从外界吸收的热量,故B错误;
C.将罐正立放置时,罐的气体仍进行等压变化,即仍可用相同的原理测温,故C正确;
D.设吸管横截面积为S,饮料罐体积为V,油柱离接口距离为x,由理想气体状态方程可得
解得
可知若仅增大吸管的横截面积,温度T会增大,则可以增大该“气温计”的测量范围,故D正确。
故选CD。
9. 某种感温式火灾报警器的简化工作电路如图所示。变压器原线圈接电压有效值恒定的交流电源,副线圈连接报警系统,其中为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,为滑动变阻器,为定值电阻。当警戒范围内发生火灾,环境温度升高达到预设值时,报警装置(图中未画出)通过检测的电流触发报警。下列说法正确的是( )
A. 警戒范围内出现火情时,副线圈两端电压减小
B. 警戒范围内出现火情时,原线圈输入功率变大
C. 通过定值电阻的电流过大时,报警装置就会报警
D. 若要调高预设的报警温度,可增大滑动变阻器的阻值
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.根据电压与匝数的关系有
由于变压器原线圈接电压有效值恒定的交流电源,可知,警戒范围内出现火情时,副线圈两端电压不变,故A错误;
B.警戒范围内出现火情时,环境温度升高,接入电阻减小,即变压器负载总电阻减小,由于副线圈两端电压不变,则副线圈中电流增大,根据电流匝数关系可知,变压器原线圈电流增大,由于原线圈电压一定,则原线圈输入功率变大,故B正确;
C.结合上述可知,警戒范围内出现火情时,副线圈中电流增大,即通过定值电阻的电流过大时,此时,报警装置就会报警,故C正确;
D.结合上述可知,温度升高时,接入电阻减小,若要调高预设的报警温度,即使得此时副线圈中电流仍然没有达到报警电流,则可以提供调节滑动变阻器,适当增大滑动变阻器的阻值,故D正确。
故选BCD。
10. 如图,两长度均为L的相同轻质细杆用铰链A、B、C相连,质量可忽略的铰链A固定在地面上,铰链B和C质量不可忽略,均为m,铰链A、B、C均可视为质点。起始位置两细杆竖直,如图虚线所示,铰链A和C彼此靠近。时铰链C在水平外力的作用下从静止开始做初速度为零,加速度大小为的匀加速直线运动(g为重力加速度),到时AB和BC间的夹角变为120°,如图实线所示。若两个轻质细杆始终在同一竖直面内运动,所有摩擦均不计,下列说法正确的是( )
A. 时重力对B做功的瞬时功率为
B. 时重力对B做功的瞬时功率为
C. 从到时间内,力F做的功为
D. 时连接AB的细杆中的弹力大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.时C的位移为
根据匀变速直线运动的规律,有
解得
B、C沿杆方向速度相等,为根据运动的合成与分解如图
B绕A做圆周运动, 解得
故重力对B做功的瞬时功率为
故A错误,B正确;
C.对系统,根据动能定理有
解得
故C正确;
D.若为恒力,时刻对C分析,根据牛顿第二定律
时刻对C分析,根据牛顿第二定律
联立解得
又B绕A做圆周运动,对B进行受力分析,如图
B所受合力沿AB杆指向A,设AB杆对B的弹力沿AB杆指向B, 根据牛顿第二定律,有
解得
此时AB杆对B的弹力大小为,但不是恒力,则
故此时连接AB的细杆中的弹力大小不为,故D错误。
故选BC。
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11.
(1)共同学用毫米刻度尺、20分度游标卡尺和螺旋测微器分别测量一块金属板的长、宽、厚,测量结果分别如图中甲,乙、丙所示,则刻度尺的读数为__________,游标卡尺的读数为__________,螺旋测微器的读数为__________。
(2)该同学又用多用电表欧姆挡测金属板的电阻,在使用多用电表的欧姆挡测电阻时,下列操作和说法正确的是( )
A. 在测量电阻时,若指针偏转很小,应换倍率更大的挡进行测量
B. 测量前应检查指针是否停在“”刻度线的“”处
C. 每测一次电阻,都要重新进行一次欧姆调零
D. 在测量金属板电阻时,电流从红表笔流经被测电阻再到黑表笔
(3)该同学选择开关旋转到“”挡,多用电表读数如下图所示,则金属板的电阻为__________。
【答案】(1) ①. 8.36##8.37##8.39 ②. 11.65 ③. 3.706##3.707##3.708##3.709 (2)AB
(3)1100
【解析】
【小问1详解】
[1]图甲中刻度尺精度为0.1cm,需向下估读一位,则其读数为8.38cm;
[2]图乙中游标卡尺的游标尺为20分度值,精度为,其读数为
[3]图丙中螺旋测微器的读数为
【小问2详解】
A.测量时,若指针偏转很小(靠近附近),说明示数过大,倍率选择过小,故应换倍率更大的挡进行测量,故A正确;
B.欧姆表测电阻前应进行机械调零,应检查指针是否停在“”刻度线的“”处,故B正确;
C.用欧姆挡测电阻时只有每次换挡时,需要进行欧姆调零,不换挡不需要进行欧姆调零,故C错误;
D.红表笔接内部电源的负极,在测量金属板电阻时,电流从黑表笔流经被测电阻再到红表笔,故D错误。
故选AB。
【小问3详解】
[1]该同学选择开关旋转到“”挡,多用电表读数如下图所示,则金属板的电阻为
12. 某同学利用现有的实验器材想要测量当地的重力加速度。一光滑桌面倾斜放置,其与水平面间的夹角为,在桌面上固定一悬挂点O,轻绳通过拉力传感器拴接在O点,另一端连接一个质量为m的物块。
①现给物块足够大的初速度,使其在桌面内做圆周运动,分别记录物块在最低点时绳子的拉力和最高点时绳子的拉力,改变不同的初速度,记录多组和;
②建立坐标系,以拉力为纵轴、拉力为横轴,得到了一条线性图像,测得图线斜率为k,纵轴截距为b
(1)根据以上数据,可得重力加速度的表达式为______(用m、b、表示);
(2)在本次实验中,斜率______,若改变斜面的倾角,斜率k的值______(选填“会”或者“不会”)发生变化;
(3)若仅考虑物块运动过程中的受到桌面的滑动摩擦力,不计其他阻力,此时的斜率将______(选填“大于”“小于”或者“等于”)该值。
【答案】(1)
(2) ①. 1 ②. 不会
(3)等于
【解析】
【小问1详解】
小球在最低点
在最高点
从最低点到最高点根据动能定理有
可知
故
得
【小问2详解】
[1][2]由可知,斜率k始终为1,与斜面的倾角无关。
【小问3详解】
若考虑滑动摩擦力,则动能定理的方程为
其中
整理得
故仍然为1,保持不变。
13. 两物块P、Q用轻细绳悬挂在轻弹簧下静止,如图所示。物块P的质量为m,物块Q的质量为M,烧断连接P、Q的细绳后,P做简谐运动。
(1)若弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g,求P做简谐运动的振幅A;
(2)烧断细绳后,P上升经过某位置时速度大小为v,此时Q下落速度大小为,求从烧断细绳后瞬间到此时的这段时间内,弹簧对P的冲量大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
绳剪断前,P、Q整体分析,弹簧伸长的长度
解得
绳剪断后,P做简谐运动,在平衡位置时,弹簧的拉力与重力平衡,此时弹簧伸长的长度为
解得
故其振幅
【小问2详解】
烧断细绳后,Q做自由落体运动,Q下落速度大小为的时间
对物块P,根据动量定理可知
解得
14. 如图所示,一个斜面体固定在水平地面上,斜面体端固定一与斜面垂直的挡板,斜面段光滑、段粗糙,段长为。光滑圆轨道与斜面体在点相切。质量为的小物块(可看作质点)从点开始以一定的初速度沿斜面向上运动,小物块滑上圆轨道后恰好不脱离圆轨道,之后物块原路返回与挡板碰撞后又沿斜面向上运动,到达点时速度为零。已知物块与斜面段的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,斜面倾角,重力加速度为,不计物块碰撞挡板时的机械能损失,,。求:
(1)小物块第一次到达点时的速度大小;
(2)圆轨道的半径;
(3)小物块在斜面段滑行的最大路程。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【详解】(1)小物块第一次到点至小物块碰撞后返回到点速度为零,由动能定理可得
联立解得
(2)依题意,小物块恰好不脱离圆轨道,分析可知,物块到达圆心等高处速度为0。小物块由点运动到该点,根据动能定理可得
联立,解得
(3)方法一:依题意,有
可知,小物块最终将在、之间做往复运动,设小物块在斜面段滑行的最大路程为,由动能定理,可得小物块从点开始运动到第一次到达点过程,有
解得
方法二:依题意,有
可知,小物块最终将在、之间做往复运动,从第一次到点速度至最后往复运动到点速度为零的过程分析,设该过程在斜面段走过的路程为;由功能关系可得
解得
则小物块在斜面段滑行的最大路程
得
15. 整个空间中存在匀强电场,虚线右方区域同时存在着宽度为、磁感应强度大小为的匀强磁场,方向垂直于纸面向里。在点将质量为、电荷量为的小球以初速度竖直向上抛出,小球运动中经过A点和点,在A点速度大小为、方向水平向右。、两点在同一水平线上,小球从点进入虚线右侧区域。不计空气阻力,已知,重力加速度为。
(1)从到的过程中小球动能的最小值;
(2)小球从到过程中,当电势能最高时,小球电势能的增加量;
(3)已知小球离开磁场区域时,速度方向水平向右,求小球从点出发到离开磁场区域的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设小球合力方向与竖直方向夹角为,则速度变化量的方向与合力方向相同,有
得
对小球,从P到C的过程中,将小球运动分解为垂直于合力方向速率为的匀速直线运动和沿合力反方向的匀减速直线运动,当沿合力反方向速度减为零时,小球动能最小。有
解得
【小问2详解】
设电场力和重力之间的夹角为,如图所示
有
代入数据解得
建立以沿电场方向为轴,垂直于电场方向为轴的直角坐标系,在沿轴方向
由于
沿电场反方向速度减为零,此时小球电势能最高
由
解得
【小问3详解】
对小球,从点到离开磁场区域,由竖直方向动量定理
而
联立解得
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2024~2025学年度高三十一月
物理试卷
本试题卷共6页,15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40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,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 2024年巴黎奥运会开幕式于7月26日晚7点30分开始,备受世界各国关注。由405位运动员组成的中国体育代表团取得了傲人的成绩。有关奥运会的信息,下列说法正确的是( )
A. 2024年7月26日晚7点30分指的是时间间隔
B. 潘展乐在男子100米自由泳比赛中夺冠是因为他的平均速度最大
C. 用球拍击打乒乓球时,乒乓球受到的弹力是由于乒乓球发生弹性形变而产生的
D. 铅球比赛中,若不计空气阻力,铅球在空中运动的任意相等时间内其速度变化量相同
2. 采用核聚变产生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一,有“人造太阳”之称的“东方超环”是我国自主设计建造的世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置。“人造太阳”核聚变的反应方程为,此反应中释放的核能为,伴随光子放出,已知光速为。下列有关说法正确的是( )
A. 核聚变属于链式反应,反应方程中的为中子
B. 核聚变反应所释放的光子来源于核外电子的能级跃迁
C. 上述核聚变反应中质量亏损
D. 核聚变反应放出的能量是由质量亏损转化而来
3. 如图所示,为圆柱体玻璃的横截面。一束由三种不同频率的光组成的复色光,沿方向从真空射入玻璃后,从、、三个不同的点射出,对应在玻璃中的传播时间分别为、、。下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示,倾角为的斜面体置于水平地面上,滑块置于光滑斜面上,通过细绳跨过轻质定滑轮与物体连接。连接的一段细绳与斜面平行,连接的一段细绳竖直,下端连接在竖直固定在地面的轻弹簧上,整个系统保持静止。已知物块、、的质量分别为、、,重力加速度为,不计滑轮的质量和摩擦,下列说法中正确的是( )
A. 对地面的压力为 B. 杆对轻滑轮的作用力大小为
C. 地面对的摩擦力为0 D. 剪断轻绳的瞬间、的加速度大小为
5. 我国计划2025年前后发射天问二号,开展小行星探测任务;2030年前后发射天问三号和天问四号,分别开展火星采样返回任务和木星系探测任务。若将探测器送入地火转移轨道,逐渐远离地球,并成为一颗人造行星,简化轨迹如图所示。定义地球和太阳平均距离为1个天文单位(),火星和太阳平均距离为1.5个天文单位,则( )
A. 探测器从点转移到点的时间小于6个月
B. 地球、火星绕太阳运动的角速度之比为
C. 在地火转移轨道运行时的速度均小于地球绕太阳运行的速度
D. 探测器在地火转移轨道上点的加速度大于在火星轨道上点的加速度
6. 如图所示,为一等边三角形,两根通过电流相等的长直导线分别垂直纸面置于、两个顶点,处导线中的电流方向垂直纸面向里,处导线中的电流方向垂直纸面向外。已知通电长直导线在其周围某点处产生的磁感应强度大小为,为常量,为该点到通电直导线的距离。已知处磁感应强度大小为,则边中点的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
7. 某同学以与水平方向夹角为60°的初速度,将质量的垒球从点抛出后、恰好以速度垂直击中前方挡板上的点,轨迹如图所示,已知方向与挡板平行,、两点的距离为。不计空气阻力,取。则垒球从到过程(抛出后到碰撞前)中( )
A. 垒球抛出的初速度为 B. 垒球运动时间为
C. 垒球动量变化量的大小为 D. 垒球在空中运行时最小动能为
8. 如图所示,向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀透明吸管,接口用蜡密封,在吸管内引入一小段油柱(长度可以忽略),如果不计大气压的变化,这就是一个简易的气温计。当温度由变为时,油柱从离接口处缓慢移到离接口的位置。下列说法正确的是( )
A. 气体分子在单位时间内碰撞单位面积器壁的碰撞次数增加
B. 罐内气体对外做的功大于气体从外界吸收的热量
C. 将罐正立放置仍可用相同的原理测温
D. 若仅增大吸管的横截面积,则可以增大该“气温计”的测量范围
9. 某种感温式火灾报警器的简化工作电路如图所示。变压器原线圈接电压有效值恒定的交流电源,副线圈连接报警系统,其中为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,为滑动变阻器,为定值电阻。当警戒范围内发生火灾,环境温度升高达到预设值时,报警装置(图中未画出)通过检测的电流触发报警。下列说法正确的是( )
A. 警戒范围内出现火情时,副线圈两端电压减小
B. 警戒范围内出现火情时,原线圈输入功率变大
C. 通过定值电阻的电流过大时,报警装置就会报警
D. 若要调高预设的报警温度,可增大滑动变阻器的阻值
10. 如图,两长度均为L的相同轻质细杆用铰链A、B、C相连,质量可忽略的铰链A固定在地面上,铰链B和C质量不可忽略,均为m,铰链A、B、C均可视为质点。起始位置两细杆竖直,如图虚线所示,铰链A和C彼此靠近。时铰链C在水平外力的作用下从静止开始做初速度为零,加速度大小为的匀加速直线运动(g为重力加速度),到时AB和BC间的夹角变为120°,如图实线所示。若两个轻质细杆始终在同一竖直面内运动,所有摩擦均不计,下列说法正确的是( )
A. 时重力对B做功的瞬时功率为
B. 时重力对B做功的瞬时功率为
C. 从到时间内,力F做的功为
D. 时连接AB的细杆中的弹力大小为
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11.
(1)共同学用毫米刻度尺、20分度游标卡尺和螺旋测微器分别测量一块金属板的长、宽、厚,测量结果分别如图中甲,乙、丙所示,则刻度尺的读数为__________,游标卡尺的读数为__________,螺旋测微器的读数为__________。
(2)该同学又用多用电表欧姆挡测金属板的电阻,在使用多用电表的欧姆挡测电阻时,下列操作和说法正确的是( )
A. 在测量电阻时,若指针偏转很小,应换倍率更大的挡进行测量
B. 测量前应检查指针是否停在“”刻度线的“”处
C. 每测一次电阻,都要重新进行一次欧姆调零
D. 在测量金属板电阻时,电流从红表笔流经被测电阻再到黑表笔
(3)该同学选择开关旋转到“”挡,多用电表读数如下图所示,则金属板的电阻为__________。
12. 某同学利用现有的实验器材想要测量当地的重力加速度。一光滑桌面倾斜放置,其与水平面间的夹角为,在桌面上固定一悬挂点O,轻绳通过拉力传感器拴接在O点,另一端连接一个质量为m的物块。
①现给物块足够大的初速度,使其在桌面内做圆周运动,分别记录物块在最低点时绳子的拉力和最高点时绳子的拉力,改变不同的初速度,记录多组和;
②建立坐标系,以拉力为纵轴、拉力为横轴,得到了一条线性图像,测得图线斜率为k,纵轴截距为b
(1)根据以上数据,可得重力加速度的表达式为______(用m、b、表示);
(2)在本次实验中,斜率______,若改变斜面的倾角,斜率k的值______(选填“会”或者“不会”)发生变化;
(3)若仅考虑物块运动过程中的受到桌面的滑动摩擦力,不计其他阻力,此时的斜率将______(选填“大于”“小于”或者“等于”)该值。
13. 两物块P、Q用轻细绳悬挂在轻弹簧下静止,如图所示。物块P的质量为m,物块Q的质量为M,烧断连接P、Q的细绳后,P做简谐运动。
(1)若弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g,求P做简谐运动的振幅A;
(2)烧断细绳后,P上升经过某位置时速度大小为v,此时Q下落速度大小为,求从烧断细绳后瞬间到此时的这段时间内,弹簧对P的冲量大小。
14. 如图所示,一个斜面体固定在水平地面上,斜面体端固定一与斜面垂直的挡板,斜面段光滑、段粗糙,段长为。光滑圆轨道与斜面体在点相切。质量为的小物块(可看作质点)从点开始以一定的初速度沿斜面向上运动,小物块滑上圆轨道后恰好不脱离圆轨道,之后物块原路返回与挡板碰撞后又沿斜面向上运动,到达点时速度为零。已知物块与斜面段的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,斜面倾角,重力加速度为,不计物块碰撞挡板时的机械能损失,,。求:
(1)小物块第一次到达点时的速度大小;
(2)圆轨道的半径;
(3)小物块在斜面段滑行的最大路程。
15. 整个空间中存在匀强电场,虚线右方区域同时存在着宽度为、磁感应强度大小为的匀强磁场,方向垂直于纸面向里。在点将质量为、电荷量为的小球以初速度竖直向上抛出,小球运动中经过A点和点,在A点速度大小为、方向水平向右。、两点在同一水平线上,小球从点进入虚线右侧区域。不计空气阻力,已知,重力加速度为。
(1)从到的过程中小球动能的最小值;
(2)小球从到过程中,当电势能最高时,小球电势能的增加量;
(3)已知小球离开磁场区域时,速度方向水平向右,求小球从点出发到离开磁场区域的时间。
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