精品解析:广西壮族自治区玉林市博白县中学2024-2025学年高三上学期11月月考物理试题
2025-03-23
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内容正文:
2024年秋季期高三年级期考热身考
物理
(本试卷满分100分,考试时间75分钟)
注意事項:
1.答题前,务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
一、选择题:本题共10小题,共46分。第1-7题,每小题4分,只有一项是符合题目要求的,错选、多选或未选均不得分,第8-10题,每小题6分,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分。
1. 核电池利用放射性同位素衰变时释放的核能,能持续使用几十年,其核反应原理之一为。则下列说法正确的是( )
A. X为
B. 的质量等于和X的总质量
C. 环境的压强越大,的半衰期越大
D. X的穿透能力很强,可以穿透几毫米厚的铝板
2. 手机自动计步器的原理如图所示,电容器的一个极板M固定在手机上,另一个极板N与两个固定在手机上的轻弹簧连接,人带着手机向前加速运动阶段与静止时相比,手机上的电容器( )
A. 电容变大 B. 两极板间电压降低
C. 两极板间电场强度变大 D. 两极板所带电荷量减少
3. 一质点做匀加速直线运动,位移为x1时,速度的变化量为Δv;紧接着位移为x2时,速度的变化量仍为Δv。则质点的加速度为( )
A. (Δv)2() B. (Δv)2()
C. D.
4. 如图所示,质量为m、电阻为R、边长为l的单匝正方形导线框abcd从某一高度处自由下落,匀速穿过一磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.不计空气阻力,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 磁场区域的宽度小于l
B. 线框进入磁场时的速度大小为
C. 线框穿过磁场过程中产生的焦耳热为
D. 线框进入和穿出磁场过程中通过导线横截面的电荷量均为
5. 两倾斜的平行杆上分别套着a、b两相同圆环,两环上均用细线悬吊着相同的小球,如图所示。当它们都沿杆向下滑动,各自的环与小球保持相对静止时,a的悬线与杆垂直,b的悬线沿竖直方向,下列说法正确的是( )
A. a环与杆有摩擦力 B. d球处于失重状态
C. 杆对a、b环的弹力大小相等 D. 细线对c、d球的弹力大小可能相等
6. 如图甲所示,质量为0.2kg的物块在水平向右的拉力F的作用下从A点静止开始向右运动,F随位移x变化的图像如图乙所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.3,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,在运动过程中,则( )
A. 当拉力时,物体的速度最大
B. 拉力从1.8N减小到0.6N的过程中,拉力的功为19.2J
C. 物体的最大速度为
D. 物体的最大速度为6m/s
7. 如图所示,某种频率的单色光以入射角从空气平行入射到半圆形玻璃砖的直径一侧的界面,该种单色光在玻璃砖中的折射率为,玻璃砖的半径为R。则在圆弧界面上有光透出部分的长度为(不考虑光线在圆弧面上的反射)( )
A. B. C. D.
8. 咸宁九宫山的风电通过如图所示的线路输送到某工厂。两变压器均为理想变压器,升压变压器的匝数比,输电线的总电阻。风力发电机的输出功率为62.5kW,升压变压器的输入电压,降压变压器的输出电压。下列说法正确的是( )
A. 降压变压器输出的电流为50A B. 降压变压器匝数比
C. 输电线路上损失的电功率750W D. 降压变压器的输入电压
9. 我国计划发射“嫦娥五号”探月卫星,执行月面取样返回任务。“嫦娥五号”从月球返回地球的过程可以简单分成四步,如图所示,第一步将“嫦娥五号”发射至月球表面附近的环月圆轨道Ⅰ,第二步在环月轨道的A处进行变轨,进入月地转移轨道Ⅱ,第三步当接近地球表面附近时,又一次变轨,从B点进入绕地圆轨道Ⅲ,第四步再次变轨道后降落至地面。下列说法正确的是( )
A. 将“嫦娥五号”发射至轨道Ⅰ时,所需的发射速度为7.9 km/s
B. “嫦娥五号”从环月轨道Ⅰ进入月地转移轨道Ⅱ时需要加速
C. “嫦娥五号”从A点沿月地转移轨道Ⅱ到达B点的过程中其速率先减小后增大
D. “嫦娥五号”在第四步变轨时需要加速
10. 在如图所示的甲、乙、丙中除导体棒ab可动外,其余部分均固定不动。甲图中的电容器C原来不带电,设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略,导体棒和导轨间的摩擦不计。图中装置均在水平面内,且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中,导轨足够长,今给导体棒一个向右的初速度v0,导体棒的最终运动状态是( )
A. 三种情况下,导体棒最终均静止
B. 图甲、丙中导体棒最终将以不同的速度做匀速运动;图乙中导体棒最终静止
C. 图甲、丙中,导体棒最终将以相同的速度做匀速运动
D. 甲、乙两种情况下,电阻R上产生的焦耳热一定不同
二、非选择题:本大题共5小题,共54分。第11题6分,第12题9分,第13题9分,第14题14分,第15题16分。其中13~15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,若只有最后答案而无演算过程的不得分,有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 小刘同学利用气垫导轨验证动量守恒定律,实验装置如图1所示。
(1)将滑块b放置在气垫导轨上,打开气泵,待气流稳定后,调节气垫导轨,直至观察到滑块b能在短时间内保持静止,说明气垫导轨已调至___________ ;
(2)用天平测得滑块a、b质量分别为;
(3)在滑块上安装配套的粘扣,并按图示方式放置两滑块。使滑块a获得向右的速度,滑块a通过光电门1后与静止的滑块b碰撞弹粘在一起,并一起通过光电门2遮光条通过光电门1、2的时间分别为 ,则上述物理量间如果满足关系式___________,则证明碰撞过程中两滑块的总动量守恒。
(4)本实验___________ ( “需要”或“不需要”)测量遮光条的宽度。
12. 随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测,结果发现有不少样品的电导率(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)不合格。
(1)为了方便测量纯净水样品的电阻,将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内,容器两端用金属圆片电极密封,如图甲所示,用螺旋测微器测量水样的直径d,示数如图乙中的①所示,则______;再用50分度的游标卡尺测量水样的长度L,游标尺的零刻度线部分损坏,示数如图乙中的②所示,则______;
(2)粗测水样阻值约为,为了更精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
A.电流表(量程,电阻约为)
B.电流表(量程,电阻约为)
C.电压表(量程,电阻约为)
D.电压表(量程,电阻约为)
E.滑动变阻器(0~,额定电流)
F.电源(电压)
G.开关一个,导线若干
其中,电流表应选______,电压表应选______(填器材前面的字母序号),实验电路应采用如图______(填“丙”或“丁”)所示的电路。
(3)接通开关,改变滑动变阻器滑片的位置,并记录对应的电流表示数I,电压表示数U。
(4)在本实验中,某同学测得该圆柱形水样的长度L和直径d。用实验过程中测量的物理量对应的字母表示,则该水样电导率的表达式为______。
(5)由于电表内阻的影响,实验测得纯净水样品的电导率______(填“大于”“小于”或“等于”)其真实值。
13. 汽车中的安全气囊能有效保障驾乘人员的安全.发生交通事故时,强烈的碰撞使三氮化钠完全分解产生钠和氮气而快速充入气囊.充入氮气后的瞬间安全气囊的容积为70L,温度为300K,压强为,囊内氮气的密度;随后,驾乘人员因惯性挤压安全气囊,气囊的可变排气孔开始泄气,当内部气体体积变为50L、温度降为280K、压强变为时,不再排气,将气体视为理想气体。求:
(1)充气后瞬间,气囊内含有的氮气分子个数;(已知氮气的摩尔质量,阿伏加德罗常数)
(2)驾乘人员挤压安全气囊过程中,排出去的气体质量占原来囊内气体总质量的百分比(此问结果保留2位有效数字)。
14. 如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成,轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接,其中轨道AB、CD段是光滑的,水平轨道BC的长度,轨道CD足够长且倾角,A、D两点离轨道BC的高度分别为,。现让质量为的小滑块自点由静止释放。已知小滑块与轨道间的动摩擦因数,重力加速度取,,,求:
(1)小滑块第一次到达D点时的速度大小;
(2)小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔;
(3)小滑块最终停止的位置距B点的距离。
15. 如图所示,两足够长光滑平行金属导轨MN、PQ水平固定放置,导轨间距为l。两长度也为l的金属棒cd、ef静置在导轨上。已知cd棒的质量为m,阻值为2R,ef棒的质量为2m,阻值为R,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。现给cd棒一水平向右的初速度v0,整个过程两金属棒均与导轨接触良好,导轨电阻不计,求从开始运动到系统稳定过程:
(1)cd棒产生的热量;
(2)通过ef棒的电荷量;
(3)cd棒与ef棒的相对位移大小。
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2024年秋季期高三年级期考热身考
物理
(本试卷满分100分,考试时间75分钟)
注意事項:
1.答题前,务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
一、选择题:本题共10小题,共46分。第1-7题,每小题4分,只有一项是符合题目要求的,错选、多选或未选均不得分,第8-10题,每小题6分,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分。
1. 核电池利用放射性同位素衰变时释放的核能,能持续使用几十年,其核反应原理之一为。则下列说法正确的是( )
A. X为
B. 的质量等于和X的总质量
C. 环境的压强越大,的半衰期越大
D. X的穿透能力很强,可以穿透几毫米厚的铝板
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒可知,X的质量数为4、电荷数为2,则X为,故A正确;
B.由于衰变时能向外释放能量,因此该核反应存在质量亏损,即的质量大于器和X的总质量,故B错误;
C.的半衰期与所处的环境无关,即与环境的压强无关,故C错误;
D.由于X为粒子,而射线的穿透本领较弱,一张纸就能挡住,故D错误。
故选A。
2. 手机自动计步器的原理如图所示,电容器的一个极板M固定在手机上,另一个极板N与两个固定在手机上的轻弹簧连接,人带着手机向前加速运动阶段与静止时相比,手机上的电容器( )
A. 电容变大 B. 两极板间电压降低
C. 两极板间电场强度变大 D. 两极板所带电荷量减少
【答案】D
【解析】
【详解】A.人带着手机向前加速运动时,N极板向后运动,电容器两极板间的距离变大,由
可得,手机上的电容器的电容变小,A错误;
B.电容器始终与电源相连,所以人带着手机向前加速运动阶段与静止时相比,手机上的电容器两极板间电压不变,B错误;
C.由
可得,两极板间电场强度变小,C错误;
D.由电容的定义式
可得,两极板所带的电荷量
所以,两极板所带电荷量减少,D正确。
故选D。
3. 一质点做匀加速直线运动,位移为x1时,速度的变化量为Δv;紧接着位移为x2时,速度的变化量仍为Δv。则质点的加速度为( )
A. (Δv)2() B. (Δv)2()
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】在匀变速直线运动中,速度变化Δv所用的时间为
根据题意可知质点通过位移x1和x2过程中所用时间相同,根据
Δx=at2
则有
解得
故选C。
4. 如图所示,质量为m、电阻为R、边长为l的单匝正方形导线框abcd从某一高度处自由下落,匀速穿过一磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.不计空气阻力,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 磁场区域的宽度小于l
B. 线框进入磁场时的速度大小为
C. 线框穿过磁场过程中产生的焦耳热为
D. 线框进入和穿出磁场过程中通过导线横截面的电荷量均为
【答案】D
【解析】
【详解】A.线圈能匀速穿过匀强磁场,可知磁场区域的宽度等于l,选项A错误;
B.线框进入磁场时
可得线圈的速度大小为
选项B错误;
C.线框穿过磁场过程中产生的焦耳热等于线圈重力势能减小量,即为
选项C错误;
D.线框进入和穿出磁场过程中通过导线横截面的电荷量均为
选项D正确。
故选D。
5. 两倾斜的平行杆上分别套着a、b两相同圆环,两环上均用细线悬吊着相同的小球,如图所示。当它们都沿杆向下滑动,各自的环与小球保持相对静止时,a的悬线与杆垂直,b的悬线沿竖直方向,下列说法正确的是( )
A. a环与杆有摩擦力 B. d球处于失重状态
C. 杆对a、b环的弹力大小相等 D. 细线对c、d球的弹力大小可能相等
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.令倾斜杆与水平面的夹角为,对c球单独进行受力分析,受力分析图如下,c球受重力和绳的拉力F,物体沿杆滑动,因此在垂直于杆的方向加速度和速度都为零,由力的合成及牛顿第二定律可知物体合力
因a和c球相对静止,因此c球的加速度也为,将a和c球以及绳看成一个整体,在只受重力和支持力的情况下加速度为,因此a球和杆的摩擦力为零,故A错误;
B.对球d单独进行受力分离,只受重力和竖直方向的拉力,因此球d的加速度为零,因为b和d相对静止,因此b的加速度也为零,故d球处于平衡状态,加速度为零,不是失重状态,故B错;
D.细线对c球的拉力
对d球的拉力
因此不相等,故D错误;
C.对a和c整体受力分析有
对b和d整体受力分析
因a和b一样的环,b和d一样的球,因此受力相等,故C正确。
故选C。
6. 如图甲所示,质量为0.2kg的物块在水平向右的拉力F的作用下从A点静止开始向右运动,F随位移x变化的图像如图乙所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.3,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,在运动过程中,则( )
A. 当拉力时,物体的速度最大
B. 拉力从1.8N减小到0.6N的过程中,拉力的功为19.2J
C. 物体的最大速度为
D. 物体的最大速度为6m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A.物块的最大静摩擦力为
根据图乙可知,当拉力大于最大静摩擦力时,物体向右加速运动,当拉力与最大静摩擦力平衡时,合力为0,物体速度达到最大值,故A错误;
B.根据数学函数规律可知,拉力等于0.6N时,对应的位移为8m,图像中,图像与横坐标所围几何图形的面积表示功,则拉力从1.8N减小到0.6N的过程中,拉力的功为
故B错误;
CD.结合上述可知,拉力等于0.6N时,物体速度达到最大值,根据动能定理有
其中
解得
故C正确,D错误。
故选C。
7. 如图所示,某种频率的单色光以入射角从空气平行入射到半圆形玻璃砖的直径一侧的界面,该种单色光在玻璃砖中的折射率为,玻璃砖的半径为R。则在圆弧界面上有光透出部分的长度为(不考虑光线在圆弧面上的反射)( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】分析圆心O左右两侧光线射入后在圆弧界面发生全反射的临界情况,在O点左侧若此时从A点射入刚好可以在圆弧界面发生全反射,可知在A左测的光线射入玻璃砖后必定会在圆弧界面发生全反射,单色光在玻璃砖中的折射率为,故临界角为
即
在A处有
解得折射角为
可得图中有
根据几何关系可知;同理,若此时从B点射入刚好可以在圆弧界面发生全反射,可知在B右侧的光线射入玻璃砖后必定会在圆弧界面发生全反射,此时有
根据几何关系可知,故可知圆弧间有光线透出,该段圆弧长度为
故选A。
8. 咸宁九宫山的风电通过如图所示的线路输送到某工厂。两变压器均为理想变压器,升压变压器的匝数比,输电线的总电阻。风力发电机的输出功率为62.5kW,升压变压器的输入电压,降压变压器的输出电压。下列说法正确的是( )
A. 降压变压器输出的电流为50A B. 降压变压器匝数比
C. 输电线路上损失的电功率750W D. 降压变压器的输入电压
【答案】BD
【解析】
【详解】D.理想变压器原、副线圈的电压之比等于线圈匝数之比,则
原、副线圈的电流之比等于线圈匝数的反比,则
则降压变压器的输入电压为
故D正确;
B.降压变压器原、副线圈匝数之比为
故B正确;
A.降压变压器的输出电流为
故A错误;
C.输电线路上损失的电功率为
故C错误。
故选BD。
9. 我国计划发射“嫦娥五号”探月卫星,执行月面取样返回任务。“嫦娥五号”从月球返回地球的过程可以简单分成四步,如图所示,第一步将“嫦娥五号”发射至月球表面附近的环月圆轨道Ⅰ,第二步在环月轨道的A处进行变轨,进入月地转移轨道Ⅱ,第三步当接近地球表面附近时,又一次变轨,从B点进入绕地圆轨道Ⅲ,第四步再次变轨道后降落至地面。下列说法正确的是( )
A. 将“嫦娥五号”发射至轨道Ⅰ时,所需的发射速度为7.9 km/s
B. “嫦娥五号”从环月轨道Ⅰ进入月地转移轨道Ⅱ时需要加速
C. “嫦娥五号”从A点沿月地转移轨道Ⅱ到达B点的过程中其速率先减小后增大
D. “嫦娥五号”在第四步变轨时需要加速
【答案】BC
【解析】
【详解】A.7.9 km/s是地球的第一宇宙速度,也是将卫星从地面发射到近地圆轨道的最小发射速度,而月球的第一宇宙速度比地球的小得多,故将卫星发射到近月轨道Ⅰ上的发射速度比7.9 km/s小得多,故A错误;
B.“嫦娥五号”从环月轨道Ⅰ进入月地转移轨道Ⅱ时做离心运动,因此需要加速,故B正确;
C.“嫦娥五号”从A点沿月地转移轨道Ⅱ到达B点的过程中,开始时月球的引力大于地球的引力,“嫦娥五号”做减速运动,当地球的引力大于月球的引力时,“嫦娥五号”开始做加速运动,故C正确;
D.“嫦娥五号”在第四步变轨时做近心运动,因此需要减速,故D错误。
故选BC。
10. 在如图所示的甲、乙、丙中除导体棒ab可动外,其余部分均固定不动。甲图中的电容器C原来不带电,设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略,导体棒和导轨间的摩擦不计。图中装置均在水平面内,且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中,导轨足够长,今给导体棒一个向右的初速度v0,导体棒的最终运动状态是( )
A. 三种情况下,导体棒最终均静止
B. 图甲、丙中导体棒最终将以不同的速度做匀速运动;图乙中导体棒最终静止
C. 图甲、丙中,导体棒最终将以相同的速度做匀速运动
D. 甲、乙两种情况下,电阻R上产生的焦耳热一定不同
【答案】BD
【解析】
【详解】ABC.题图甲中,导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电,当电容器极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时,电路中没有电流,导体棒不受安培力,其向右做匀速运动;题图乙中,导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流,通过电阻R转化为内能,导体棒速度减小,当导体棒的动能全部转化为内能时,导体棒静止;题图丙中,导体棒先受到向左的安培力作用向右做减速运动,速度减为零后再在安培力作用下向左做加速运动,当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时,电路中没有电流,导体棒向左做匀速运动,故AC错误,B正确;
D.题图甲中,导体棒的部分动能转化为内能,题图乙中,导体棒的动能全部转化为内能,故有Q甲<Q乙,故D正确。
故选BD。
二、非选择题:本大题共5小题,共54分。第11题6分,第12题9分,第13题9分,第14题14分,第15题16分。其中13~15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,若只有最后答案而无演算过程的不得分,有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 小刘同学利用气垫导轨验证动量守恒定律,实验装置如图1所示。
(1)将滑块b放置在气垫导轨上,打开气泵,待气流稳定后,调节气垫导轨,直至观察到滑块b能在短时间内保持静止,说明气垫导轨已调至___________ ;
(2)用天平测得滑块a、b质量分别为;
(3)在滑块上安装配套的粘扣,并按图示方式放置两滑块。使滑块a获得向右的速度,滑块a通过光电门1后与静止的滑块b碰撞弹粘在一起,并一起通过光电门2遮光条通过光电门1、2的时间分别为 ,则上述物理量间如果满足关系式___________,则证明碰撞过程中两滑块的总动量守恒。
(4)本实验___________ ( “需要”或“不需要”)测量遮光条的宽度。
【答案】 ①. 水平 ②. ③. 不需要
【解析】
【详解】(1)[1]将滑块b放置在气垫导轨上,打开气泵,待气流稳定后,调节气垫导轨,直至观察到滑块b能在短时间内保持静止,说明气垫导轨已调至水平;
(3)[2]根据动量守恒定律可以知道
根据速度公式可以知道
,
代入上式可得应满足的公式为
(4)[3]由以上分析的结果可知本实验不需要测量遮光条的宽度。
12. 随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测,结果发现有不少样品的电导率(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)不合格。
(1)为了方便测量纯净水样品的电阻,将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内,容器两端用金属圆片电极密封,如图甲所示,用螺旋测微器测量水样的直径d,示数如图乙中的①所示,则______;再用50分度的游标卡尺测量水样的长度L,游标尺的零刻度线部分损坏,示数如图乙中的②所示,则______;
(2)粗测水样阻值约为,为了更精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
A.电流表(量程,电阻约为)
B.电流表(量程,电阻约为)
C.电压表(量程,电阻约为)
D.电压表(量程,电阻约为)
E.滑动变阻器(0~,额定电流)
F.电源(电压)
G.开关一个,导线若干
其中,电流表应选______,电压表应选______(填器材前面的字母序号),实验电路应采用如图______(填“丙”或“丁”)所示的电路。
(3)接通开关,改变滑动变阻器滑片的位置,并记录对应的电流表示数I,电压表示数U。
(4)在本实验中,某同学测得该圆柱形水样的长度L和直径d。用实验过程中测量的物理量对应的字母表示,则该水样电导率的表达式为______。
(5)由于电表内阻的影响,实验测得纯净水样品的电导率______(填“大于”“小于”或“等于”)其真实值。
【答案】 ①. 3.156 ②. ③. A ④. C ⑤. 丙 ⑥. ⑦. 小于
【解析】
【详解】(1)[1]直径
[2]长度
(2)[1]电源电压为,电压表选C;
[2]最大电流
电流表应选A;
[3]待测电阻远大于电流表内阻,则采用电流表内接;滑动变阻器用分压电路,则电路图应选图丙;
(4)根据电阻定律有
其中
联立可得
(5)由于电表内阻的影响,实验测得纯净水样品的阻值偏大,电阻率偏大,则电导率小于其真实值。
13. 汽车中的安全气囊能有效保障驾乘人员的安全.发生交通事故时,强烈的碰撞使三氮化钠完全分解产生钠和氮气而快速充入气囊.充入氮气后的瞬间安全气囊的容积为70L,温度为300K,压强为,囊内氮气的密度;随后,驾乘人员因惯性挤压安全气囊,气囊的可变排气孔开始泄气,当内部气体体积变为50L、温度降为280K、压强变为时,不再排气,将气体视为理想气体。求:
(1)充气后瞬间,气囊内含有的氮气分子个数;(已知氮气的摩尔质量,阿伏加德罗常数)
(2)驾乘人员挤压安全气囊过程中,排出去的气体质量占原来囊内气体总质量的百分比(此问结果保留2位有效数字)。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)充气后一瞬间,气囊内氮气的质量
气囊内含有氮气分子个数
(个)
(2)设囊中气体温度降为280K、压强变为时总体积为,根据理想气体状态方程
解得
排出去的气体质量占原来囊内气体总质量的比例
14. 如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成,轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接,其中轨道AB、CD段是光滑的,水平轨道BC的长度,轨道CD足够长且倾角,A、D两点离轨道BC的高度分别为,。现让质量为的小滑块自点由静止释放。已知小滑块与轨道间的动摩擦因数,重力加速度取,,,求:
(1)小滑块第一次到达D点时的速度大小;
(2)小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔;
(3)小滑块最终停止的位置距B点的距离。
【答案】(1)3m/s;(2)2s;(3)1.4m
【解析】
【详解】(1)小滑块从A点到第一次到达D点过程中,由动能定理得
代入数据解得
(2)小滑块从A点到第一次到达C点过程中,由动能定理得
代入数据解得
小滑块沿CD段上滑的加速度大小为
小滑块沿CD段上滑到最高点的时间为
由对称性可知小滑块从最高点滑回C点的时间为
故小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔为
(3)设小滑块在水平轨道上运动的总路程为,对小滑块运动全过程应用动能定理有
代入数据解得
故小滑块最终停止的位置距B点的距离为
15. 如图所示,两足够长光滑平行金属导轨MN、PQ水平固定放置,导轨间距为l。两长度也为l的金属棒cd、ef静置在导轨上。已知cd棒的质量为m,阻值为2R,ef棒的质量为2m,阻值为R,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。现给cd棒一水平向右的初速度v0,整个过程两金属棒均与导轨接触良好,导轨电阻不计,求从开始运动到系统稳定过程:
(1)cd棒产生的热量;
(2)通过ef棒的电荷量;
(3)cd棒与ef棒的相对位移大小。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)分析可知,cd做加速度减小的减速运动,ef做加速度减小的加速运动,当时,两杆均做匀速直线运动,回路中电流为零,系统稳定;对于系统,两棒所受合外力为零,整个过程系统动量守恒
解得
由能量守恒可知,系统产生的总热量
则cd棒产生的热量
(2)对ef由动量定理得
又
解得
(3)由法拉第电磁感应定律
联立求解得
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