内容正文:
西南大学附中高2025届高三下二诊模拟考试
物理试卷
一、单选题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 北斗二期导航系统的“心脏”是上海天文台自主研发的星载氢原子钟,它是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟的,如图为氢原子能级图,a、b、c为氢原子能级跃迁过程中所发出的三种光,则下列说法正确的是( )
A. 氢原子从低能级向高能级跃迁时辐射光子
B. 大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时,形成的线状光谱总共有3条亮线
C. 在相同条件下,a、b、c三种光中,b光最容易发生明显的衍射现象
D. 用b光照射处于能级的氢原子,氢原子会发生电离
【答案】C
【解析】
【详解】A.氢原子从低能级向高能级跃迁时吸收光子,故A错误;
B.大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时,形成的线状光谱总共有条亮线,故B错误;
C.根据公式
可知,在相同条件下,a、b、c三种光中,b光的波长最长,最容易发生明显的衍射现象,故C正确;
D.用b光照射处于能级的氢原子,氢原子是否能发生电离取决于b光的能量是否足以使氢原子从能级跃迁到电离态。b光的能量
因此不能使处于能级的氢原子发生电离电离,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的,它与基板构成电容器,并与电阻、电池构成闭合回路。麦克风正常工作时,振动膜随声波左右振动。当振动膜随声波向右振动,与基板距离减小的过程中( )
A. 电容器的电容减小 B. 振动膜所带的电荷量增大
C. 电容器的板间电场强度不变 D. 图中a点电势低于b点电势
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据
振动膜随声波向右振动,与基板距离减小时,即减小,则电容器的电容增大,故A错误;
B.根据电容的定义式有
结合上述,电容器的电容增大,极板电压一定,则振动膜所带的电荷量增大,故B正确;
C.根据电场强度与电势差的关系
电压一定,减小,则电容器的板间电场强度增大,故C错误;
D.振动膜与电源负极连接,振动膜带负电,结合上述可知,电容器所带电荷量增大,电容器处于充电状态,即振动膜将得电子,电阻中的电流由,则图中a点电势高于b点电势,故D错误。
故选B。
3. 平行太阳光透过大气中整齐的六角形冰晶时,中间的光线是由太阳直射过来的,是“真正的太阳”;左右两条光线是折射而来,沿水平方向朝左右折射约是“假太阳”。图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“双太阳”的示意图,图乙为a、b两种单色光穿过六角形冰晶的过程图,则( )
A. 冰晶对a的折射率比对b的折射率大
B. 真空中a比b的速度大
C. a光光子能量比b光大
D. 用a、b光在相同实验条件下做双缝干涉实验,a的条纹间距大
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据题意,由图乙可知,相同入射角时,光的折射角小于光折射角,由折射定律可知,冰晶对a的折射率比对b的折射率小,故A错误;
B.真空中a光和b光的速度相等,故B错误;
C.冰晶对a的折射率比对b的折射率小,光的频率小,由可知,a光光子能量比b光小,故C错误;
D.冰晶对a的折射率比对b的折射率小,光的波长较大,由公式可知,用a、b光在相同实验条件下做双缝干涉实验,a的条纹间距大,故D正确。
故选D。
4. 跳台滑雪是一项勇敢者的运动,某运动员从跳台A处沿水平方向飞出,在斜面AB上的B处着陆,斜面与水平方向夹角为且足够长,如图所示,测得A、B间的距离为40m,斜坡与水平面的夹角为,运动员质量,不计空气阻力,下列说法正确的有( )
A. 运动员在空中相同时间内的速度变化逐渐增大
B. 运动员的质量越大,落点离A越远
C. 运动员在A处的速度为
D. 运动员落在B处的速度与水平方向夹角为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题意可知,运动员在空中做平抛运动,加速度为重力加速度,由可知,运动员在空中相同时间内的速度变化相同,故A错误;
BC.根据平抛运动规律有,
又有,
整理可得,
代入数据解得,
可知,运动员在A处的速度为,在斜面上的落点到A点的距离与初速度的平方成正比,与质量无关,故B错误,C正确;
D.运动员落在B处竖直速度为
则速度与水平方向夹角的正切值
可见速度与水平方向夹角不等于,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,载人飞船先后在环绕地球的圆形轨道Ⅰ、椭圆轨道Ⅱ和圆形轨道Ⅲ上运行并最终与“天和”核心舱成功对接。已知轨道Ⅰ、Ⅲ的半径分别为、,轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ分别相切于A、B两点,则飞船( )
A. 在轨道Ⅲ上的线速度大于宇宙第一速度
B. 在轨道Ⅰ上A点应减速才能进入轨道Ⅱ
C. 在轨道Ⅲ和轨道Ⅰ上的线速度大小之比为
D. 在轨道Ⅱ和轨道Ⅰ上运行的周期之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据万有引力提供向心力,有
解得第一宇宙速度为
因为轨道Ⅲ的半径大于地球半径所以在轨道Ⅲ上的线速度小于宇宙第一速度,故A错误;
B.载人飞船在轨道Ⅰ上A点应加速离心才能进入轨道Ⅱ,故B错误;
C.由万有引力提供向心力得
解得
可知在轨道Ⅲ和轨道Ⅰ上的线速度大小之比为
故C错误;
D.轨道Ⅱ的半长轴为,根据开普勒第三定律
知在轨道Ⅱ和轨道Ⅰ上运行的周期之比是,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,一理想变压器原线圈可通过移动滑动触头P位置改变接入电路的匝数,b为原线圈的中点。当P接a时,原、副线圈的匝数比为,线圈L上的直流电阻不计。原线圈接的交流电,则( )
A. 当P接a时,滑动变阻器R两端的电压为
B. 若将P由a向b滑动,则变压器的输入功率减小
C. 若将滑片M向下滑动,则变压器输入功率增大
D. 若增大电源的频率,则灯泡B将变亮
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题意可知,原线圈输入电压的有效值为
当P接a时,原、副线圈的匝数比为,滑动变阻器R两端的电压等于副线圈输出电压为
故A错误;
B.若将P由a向b滑动,原、副线圈的匝数比减小,副线圈输出电压增大,副线圈输出功率变大,则变压器的输入功率增大,故B错误;
C.若将滑片M向下滑动,滑动变阻器阻值减小,副线圈输出功率变大,则变压器输入功率增大,故C正确;
D.若增大电源的频率,线圈L上电流频率增大,由可知,线圈的感抗增大,则灯泡B将变暗,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,边长为L的正四面体ABCD的中心为O,A、B两点分别固定等量异种点电荷、,已知O点到A、B的距离均为,下列说法正确的是( )
A. C点电势小于D点电势
B. 将一试探电荷+Q从C点沿直线移到D点,电势能先增大后减小
C. C、D两点电场强度大小相等,方向不同
D. O点场强大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据几何关系可知,连线上所有点到A、B点距离相等,则连线是一条等势线,C点电势等于D点电势,将一试探电荷+Q从C点沿直线移到D点,电势能不变,故AB错误;
C.根据题意,由对称性可知,C、D两点电场强度大小相等,方向相同,均平行于AB向上,故C错误;
D.A、B两点的点电荷在O点产生的场强大小均为
设、与的夹角为,则有
O点场强大小为
故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 在一次海洋观测中,研究人员将浮标放置在海面上,用以观测水波的传播特性。某时刻一个浮漂位于波峰,另一浮漂恰好位于波谷,两浮漂之间还有一个波峰,两浮漂相距3m,两浮漂在1min内都上下振动了15个周期。所有浮漂和波源在同一竖直平面内,其波可视为简谐波,下列说法正确的是( )
A. 该列水波的波长是2m
B. 该列水波的传播速度为30m/s
C. 该列水波的频率是15Hz
D. 两个浮漂的速度始终大小相等
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据题意可以知道,解得,故A答案正确;
B.两浮漂在1min内都上下振动了15个周期,可以得出浮漂振动的周期为
又由
解得
故B答案错误;
C.据前分析可以知道,故C答案错误;
D.两浮漂的距离为半长轴的奇数倍,故两者步调总是相反,所以两者速度大小相等,故D答案正确;
故选AD。
9. 如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为,原线圈接在电压峰值为的正弦交变电源上,副线圈的回路中接有阻值为的电热丝,电热丝密封在绝热容器内,容器内封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热,加热前气体温度为,已知该容器内的气体吸收的热量与其温度变化量成正比,即,其中已知,若电热丝产生的热量全部被气体吸收,当容器内气体压强达到加热前的2倍时,则下列说法正确的是( )
A. 变压器的输出电压为 B. 变压器的输出功率为
C. 容器内气体吸收的热量为 D. 电热丝通电的时间为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由原线圈正弦交流电的峰值可知变压器输入电压有效值为
设变压器副线圈的输出电压为U2,根据理想变压器的电压与匝数之间的关系有
联立解得
A错误;
B.理想变压器的输出功率等于R的热功率,即
B正确;
C.设加热前容器内气体的压强为p0,则加热后气体的压强为2p0,温度为T2,容器内的气体做等容变化,则有
由
解得气体吸收的热量
C错误;
D.根据热力学第一定律
气体的体积不变,所以
容器是绝热容器,则
电热丝产生的热量全部被气体吸收
联立整理得
解得
D正确。
故选BD。
10. 某种弹跳杆的结构如图甲所示。一质量为m的小朋友站在该种弹跳杆的脚踏板上静止时,其重心处于空中 O点,然后小朋友双手抓住横杆开始弹跳,小朋友从地面上升、下落,与地面作用,再弹起,往复运动,如图乙所示。以 O点为坐标原点,在竖直方向建立小朋友重心位置数轴,如图丙。某次,小朋友从最高点开始下落到重心运动到最低点,此过程中加速度以向下为正方向随重心位置变化的关系如图丁。假设小朋友运动中始终保持站立状态,不计空气阻力和弹跳杆的重力,重力加速度大小为 g,则( )
A. 从到过程,小朋友做简谐运动
B. 在O点处,小朋友的速度大小为
C. 在处,小朋友的加速度大小可表示为
D. 、和大小满足
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由丁图可知,根据,
可判断,从到过程,小朋友做的不是简谐运动,故A错误;
BCD.由丁图可知,小朋友重心在点时速度最大,在和时速度为零。根据速度时间关系可得
可得
故图像的面积大小
由丁图可得
联立解得,
故C错误,BD正确。
故选BD。
三、实验题:共15分。
11. 某同学在探究加速度与力、质量的关系实验中,设计了如图甲所示的装置,小车的总质量用表示,重物的质量用表示,各滑轮均光滑。
(1)实验中将木板左端适当垫高以平衡摩擦,所挂重物的质量_____(填“需要”或“不需要”)远小于小车的总质量。
(2)当重物的质量一定时,画出小车的图像如图乙所示,图像为过原点的直线,末端略微弯曲,图像弯曲的原因是_____;已知当地的重力加速度大小,则悬挂重物的质量_____(保留两位有效数字)。
【答案】(1)需要 (2) ①. 见解析 ②. 25
【解析】
【小问1详解】
整体受力分析,根据牛顿第二定律可得
对小车受力分析则有
联立解得
当时,小车受到的外力才等于重物的重力,故该实验需要满足所挂重物的质量远小于小车的总质量。
【小问2详解】
[1]图像弯曲的原因就是由于没有满足挂重物的质量远小于小车的总质量导致的。
[2]根据牛顿第二定律可得
解得
故在图像中,其斜率为
又因为
解得
12. 某同学用普通的干电池(电动势,内阻)、直流电流表(量程,内阻)、定值电阻和电阻箱、等组装成一个简单的欧姆表,电路如图甲所示,通过控制开关 S和调节电阻箱,可使欧姆表具有“”和“”两种倍率。
(1)图甲中b表笔为________(选填“红表笔”或“黑表笔”)
(2)当开关S断开时,将红、黑表笔短接,调节电阻箱,使电流表达到满偏。再在 ab表笔间接入待测电阻,电流表指针指向如图乙所示的位置,则待测电阻的阻值为________。
(3)闭合开关S,调节电阻箱R2和R3,当________且________时,将红黑表笔短接,电流表再次满偏,电流表就改装成了另一倍率的欧姆表。
(4)若该欧姆表内电池使用已久,电动势降低到,内阻变为,当开关S闭合时,短接调零时仍能实现指针指到零欧姆刻度处(指针指电流满刻度)。若用该欧姆表测出的电阻值,这个电阻的真实值是________。(保留两位有效数字)
【答案】(1)红表笔 (2)1000
(3) ①. 77.5 ②. 80
(4)93
【解析】
【小问1详解】
由“红入黑出”可知,b端应与红表笔连接
【小问2详解】
满偏时有
解得欧姆表的内阻
表盘的中值电阻为,电流表指针指向如图乙所示的位置时的读数为,根据闭合电路的欧姆定律有
解得
【小问3详解】
[1][2]闭合开关S,欧姆表的内阻变小,倍率变小至“×10”,调节电阻箱R2和R3,使电流表满偏时欧姆表内阻为,电路总电流为
根据欧姆定律,有
表的内阻为
解得
【小问4详解】
设电流表满偏电流,欧姆调零时
则
当电动势变小、内阻变大时,由于欧姆表重新调零,内阻的变化不影响,由于满偏电流不变,由知,欧姆表的内阻变小,用欧姆表测电阻时
解得
四、计算题:共42分。
13. 如图所示,绝缘水平面上固定有两根足够长的光滑平行导轨,导轨间距为d,左端连接阻值为R的定值电阻,一质量为m、有效电阻为r的导体棒ab垂直导轨放置,空间存在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场,现给导体棒一个水平向右的初速度v0,导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好,导轨电阻不计,求:
(1)整个过程导体棒产生的热量Q;
(2)导体棒向右运动的最大距离x。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据能量守恒可知,整个过程回路产生的焦耳热为
则整个过程导体棒产生的热量为
可得
【小问2详解】
对导体棒根据动量定理可得
又
联立解得导体棒向右运动的最大距离为
14. 如图所示,一“”形平板静止在光滑水平面上,其上表面粗糙,右侧为竖直弹性挡板(即物体与挡板的碰撞可视为弹性碰撞)。一物块静止于平板最左端,一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方,并轻靠在物块左侧,现将细线拉直到水平位置时,静止释放小球,小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞,碰撞后,物块沿着平板运动,已知细线长L=0.8m,小球质量m=0.5kg,物块、平板质量均为M=1.5kg,平板长s=1.25m,小球、物块均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)小球运动到最低点与物块碰撞前向心加速度的大小;
(2)小球与物块碰撞后的瞬间,物块速度的大小;
(3)若物块恰好不脱离平板,求物块与平板上表面的动摩擦因数。
【答案】(1)20m/s2
(2)2m/s (3)0.04
【解析】
小问1详解】
小球运动到最低点过程中,由动能定理知
解得小球运动到最低点的速度大小
在最低点
【小问2详解】
小球与物块碰撞过程中,由动量守恒和机械能守恒得,
联立解得小球与物块碰撞后瞬间,物块速度的大小为
【小问3详解】
物块恰好不脱离平板,即物块返回平板左端时恰好与平板达共速,设共同速度为v,根据动量守恒定律和能量守恒定律有,
联立解得物块与平板上表面的动摩擦因数为
15. 现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。如图所示,在真空坐标系xOy中,第二象限内有边界互相平行且宽度均为d的两个区域,分别分布着方向竖直向下的匀强电场和方向垂直纸面向里的匀强磁场,调节电场和磁场大小,可以控制飞出的带电粒子的速度大小及方向,现将质量为m、电荷量为q的带正电粒子在边界P处由静止释放,粒子恰好以速度大小为v0、沿x轴正方向从坐标原点O进入x>0区域,x>0区域存在磁感应强度大小B1、方向垂直xOy平面向里的匀强磁场和另一未知的匀强电场,粒子进入x>0区域后恰好做匀速直线运动,不计粒子重力,求:
(1)x>0区域中电场强度E1的大小和方向;
(2)第二象限中电场强度大小E0与磁感应强度大小B0;
(3)保持第二象限中磁感应强度大小不变,将电场强度大小增大为原来的4倍,同时左右调整入射P点的位置,使粒子仍能从O点进入x>0区域,求粒子进入x>0区域后,运动过程中距离x轴最远位置的坐标。
【答案】(1),方向沿y轴负方向
(2),
(3)和
【解析】
小问1详解】
粒子进入区域后恰好做匀速直线运动,根据平衡条件由
解得
方向沿y轴负方向
【小问2详解】
粒子从O到P,根据动能定理有
解得
粒子在中做匀速圆周运动,根据几何关系有
洛伦兹力提供向心力
解得
【小问3详解】
将第二象限中电场强度大小增大为原来的4倍,根据动能定理有
解得
磁感应强度大小不变
解得
其运动轨迹如图
由图可知
即粒子从O点进入区域时速度方向与y轴负方向的夹角为
该速度沿x轴和y轴正方向的分速度大小为,
则粒子进入区域后的运动可分解为沿x轴正方向的匀速直线运动和速度大小为的匀速圆周运动,可知
解得
粒子做圆周运动的周期为
第一个周期内粒子运动和距离x轴最远,根据粒子运动的周期性,粒子运动和时距离x轴最远,最远位置的横坐标分别为
纵坐标分别为,
综上所述,最远的位置坐标为和,
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西南大学附中高2025届高三下二诊模拟考试
物理试卷
一、单选题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 北斗二期导航系统的“心脏”是上海天文台自主研发的星载氢原子钟,它是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟的,如图为氢原子能级图,a、b、c为氢原子能级跃迁过程中所发出的三种光,则下列说法正确的是( )
A. 氢原子从低能级向高能级跃迁时辐射光子
B. 大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时,形成的线状光谱总共有3条亮线
C. 在相同条件下,a、b、c三种光中,b光最容易发生明显的衍射现象
D. 用b光照射处于能级的氢原子,氢原子会发生电离
2. 如图所示,电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的,它与基板构成电容器,并与电阻、电池构成闭合回路。麦克风正常工作时,振动膜随声波左右振动。当振动膜随声波向右振动,与基板距离减小的过程中( )
A. 电容器的电容减小 B. 振动膜所带的电荷量增大
C. 电容器的板间电场强度不变 D. 图中a点电势低于b点电势
3. 平行太阳光透过大气中整齐六角形冰晶时,中间的光线是由太阳直射过来的,是“真正的太阳”;左右两条光线是折射而来,沿水平方向朝左右折射约是“假太阳”。图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“双太阳”的示意图,图乙为a、b两种单色光穿过六角形冰晶的过程图,则( )
A. 冰晶对a的折射率比对b的折射率大
B. 真空中a比b速度大
C. a光光子能量比b光大
D. 用a、b光在相同实验条件下做双缝干涉实验,a的条纹间距大
4. 跳台滑雪是一项勇敢者的运动,某运动员从跳台A处沿水平方向飞出,在斜面AB上的B处着陆,斜面与水平方向夹角为且足够长,如图所示,测得A、B间的距离为40m,斜坡与水平面的夹角为,运动员质量,不计空气阻力,下列说法正确的有( )
A. 运动员在空中相同时间内的速度变化逐渐增大
B. 运动员的质量越大,落点离A越远
C. 运动员在A处的速度为
D. 运动员落在B处的速度与水平方向夹角为
5. 如图所示,载人飞船先后在环绕地球的圆形轨道Ⅰ、椭圆轨道Ⅱ和圆形轨道Ⅲ上运行并最终与“天和”核心舱成功对接。已知轨道Ⅰ、Ⅲ的半径分别为、,轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ分别相切于A、B两点,则飞船( )
A. 在轨道Ⅲ上的线速度大于宇宙第一速度
B. 在轨道Ⅰ上A点应减速才能进入轨道Ⅱ
C. 在轨道Ⅲ和轨道Ⅰ上的线速度大小之比为
D. 在轨道Ⅱ和轨道Ⅰ上运行的周期之比为
6. 如图所示,一理想变压器原线圈可通过移动滑动触头P位置改变接入电路的匝数,b为原线圈的中点。当P接a时,原、副线圈的匝数比为,线圈L上的直流电阻不计。原线圈接的交流电,则( )
A. 当P接a时,滑动变阻器R两端的电压为
B. 若将P由a向b滑动,则变压器的输入功率减小
C. 若将滑片M向下滑动,则变压器输入功率增大
D. 若增大电源的频率,则灯泡B将变亮
7. 如图所示,边长为L的正四面体ABCD的中心为O,A、B两点分别固定等量异种点电荷、,已知O点到A、B的距离均为,下列说法正确的是( )
A. C点电势小于D点电势
B. 将一试探电荷+Q从C点沿直线移到D点,电势能先增大后减小
C. C、D两点电场强度大小相等,方向不同
D. O点场强大小为
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 在一次海洋观测中,研究人员将浮标放置在海面上,用以观测水波的传播特性。某时刻一个浮漂位于波峰,另一浮漂恰好位于波谷,两浮漂之间还有一个波峰,两浮漂相距3m,两浮漂在1min内都上下振动了15个周期。所有浮漂和波源在同一竖直平面内,其波可视为简谐波,下列说法正确的是( )
A. 该列水波的波长是2m
B. 该列水波的传播速度为30m/s
C. 该列水波的频率是15Hz
D. 两个浮漂的速度始终大小相等
9. 如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为,原线圈接在电压峰值为的正弦交变电源上,副线圈的回路中接有阻值为的电热丝,电热丝密封在绝热容器内,容器内封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热,加热前气体温度为,已知该容器内的气体吸收的热量与其温度变化量成正比,即,其中已知,若电热丝产生的热量全部被气体吸收,当容器内气体压强达到加热前的2倍时,则下列说法正确的是( )
A. 变压器的输出电压为 B. 变压器的输出功率为
C. 容器内气体吸收的热量为 D. 电热丝通电的时间为
10. 某种弹跳杆的结构如图甲所示。一质量为m的小朋友站在该种弹跳杆的脚踏板上静止时,其重心处于空中 O点,然后小朋友双手抓住横杆开始弹跳,小朋友从地面上升、下落,与地面作用,再弹起,往复运动,如图乙所示。以 O点为坐标原点,在竖直方向建立小朋友重心位置数轴,如图丙。某次,小朋友从最高点开始下落到重心运动到最低点,此过程中加速度以向下为正方向随重心位置变化的关系如图丁。假设小朋友运动中始终保持站立状态,不计空气阻力和弹跳杆的重力,重力加速度大小为 g,则( )
A. 从到过程,小朋友做简谐运动
B. 在O点处,小朋友的速度大小为
C. 在处,小朋友的加速度大小可表示为
D. 、和大小满足
三、实验题:共15分。
11. 某同学在探究加速度与力、质量的关系实验中,设计了如图甲所示的装置,小车的总质量用表示,重物的质量用表示,各滑轮均光滑。
(1)实验中将木板左端适当垫高以平衡摩擦,所挂重物的质量_____(填“需要”或“不需要”)远小于小车的总质量。
(2)当重物的质量一定时,画出小车的图像如图乙所示,图像为过原点的直线,末端略微弯曲,图像弯曲的原因是_____;已知当地的重力加速度大小,则悬挂重物的质量_____(保留两位有效数字)。
12. 某同学用普通的干电池(电动势,内阻)、直流电流表(量程,内阻)、定值电阻和电阻箱、等组装成一个简单的欧姆表,电路如图甲所示,通过控制开关 S和调节电阻箱,可使欧姆表具有“”和“”两种倍率。
(1)图甲中b表笔为________(选填“红表笔”或“黑表笔”)
(2)当开关S断开时,将红、黑表笔短接,调节电阻箱,使电流表达到满偏。再在 ab表笔间接入待测电阻,电流表指针指向如图乙所示的位置,则待测电阻的阻值为________。
(3)闭合开关S,调节电阻箱R2和R3,当________且________时,将红黑表笔短接,电流表再次满偏,电流表就改装成了另一倍率的欧姆表。
(4)若该欧姆表内电池使用已久,电动势降低到,内阻变为,当开关S闭合时,短接调零时仍能实现指针指到零欧姆刻度处(指针指电流满刻度)。若用该欧姆表测出电阻值,这个电阻的真实值是________。(保留两位有效数字)
四、计算题:共42分。
13. 如图所示,绝缘水平面上固定有两根足够长的光滑平行导轨,导轨间距为d,左端连接阻值为R的定值电阻,一质量为m、有效电阻为r的导体棒ab垂直导轨放置,空间存在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场,现给导体棒一个水平向右的初速度v0,导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好,导轨电阻不计,求:
(1)整个过程导体棒产生的热量Q;
(2)导体棒向右运动的最大距离x。
14. 如图所示,一“”形平板静止在光滑水平面上,其上表面粗糙,右侧为竖直弹性挡板(即物体与挡板的碰撞可视为弹性碰撞)。一物块静止于平板最左端,一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方,并轻靠在物块左侧,现将细线拉直到水平位置时,静止释放小球,小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞,碰撞后,物块沿着平板运动,已知细线长L=0.8m,小球质量m=0.5kg,物块、平板质量均为M=1.5kg,平板长s=1.25m,小球、物块均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)小球运动到最低点与物块碰撞前向心加速度的大小;
(2)小球与物块碰撞后的瞬间,物块速度的大小;
(3)若物块恰好不脱离平板,求物块与平板上表面的动摩擦因数。
15. 现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。如图所示,在真空坐标系xOy中,第二象限内有边界互相平行且宽度均为d的两个区域,分别分布着方向竖直向下的匀强电场和方向垂直纸面向里的匀强磁场,调节电场和磁场大小,可以控制飞出的带电粒子的速度大小及方向,现将质量为m、电荷量为q的带正电粒子在边界P处由静止释放,粒子恰好以速度大小为v0、沿x轴正方向从坐标原点O进入x>0区域,x>0区域存在磁感应强度大小B1、方向垂直xOy平面向里的匀强磁场和另一未知的匀强电场,粒子进入x>0区域后恰好做匀速直线运动,不计粒子重力,求:
(1)x>0区域中电场强度E1大小和方向;
(2)第二象限中电场强度大小E0与磁感应强度大小B0;
(3)保持第二象限中磁感应强度大小不变,将电场强度大小增大为原来的4倍,同时左右调整入射P点的位置,使粒子仍能从O点进入x>0区域,求粒子进入x>0区域后,运动过程中距离x轴最远位置的坐标。
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