精品解析:2025届吉林省吉林地区普通中学高三下学期第三次调研测试物理试题
2025-04-18
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-三模 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 吉林省 |
| 地区(市) | 吉林市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.88 MB |
| 发布时间 | 2025-04-18 |
| 更新时间 | 2025-04-18 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-04-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51687108.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
吉林地区普通中学2024-2025学年度高中毕业年级第三次调研测试
物理试题
说明:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,贴好条形码。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,用0.5毫米的黑色签字笔将答案写在答题卡上。字体工整,笔迹清楚。
3.请按题号顺序在答题卡相应区域作答,超出区域所写答案无效;在试卷上、草纸上答题无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,其中第1-7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 可控核聚变被誉为“人类的终极能源”,2025年1月20日,我国全超导托卡马克核聚变实验装置实现了1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,创新了世界纪录,其主要核反应方程为,其中表示的是( )
A. 质子 B. 粒子 C. 中子 D. 电子
【答案】C
【解析】
【详解】设X的质量数为a、电荷数为b,根据核反应前后电荷数守恒、质量数守恒有
联立解得
则X为中子。
故选C。
2. 2024年8月6日,我国“千帆星座”计划的首批组网卫星发射成功。“千帆星座”计划采用多层轨道,分阶段实施的星座设计,其中高轨卫星通常位于地球同步轨道,高度约为36000km,低轨卫星轨道高度通常在160km至2000km之间。低轨卫星相对高轨卫星而言( )
A. 环绕地球运行的速度更慢 B. 环绕地球运行的加速度更小
C. 绕地球转一周所需的时间更长 D. 需要更多卫星才能实现全球信息覆盖
【答案】D
【解析】
【详解】根据
解得
低轨卫星轨道半径小,相对高轨卫星而言,环绕速度更大,加速度更大,周期更短。由于轨道半径小,所以需要更多卫星才能实现全球信息覆盖。
故选D。
3. 玻璃缸中的浓糖水静置足够长时间后其浓度随深度变化。如图所示,一束激光从左侧射入后光线发生弯曲,下列说法不正确的是( )
A. 该激光束在传播过程中发生了全反射
B. 该激光束在传播过程中频率不断变化
C. 该激光束在传播过程中速度不断变化
D. 越往上溶液折射率越小
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据光线传播情况可知,光线在每个位置均未出现折射光线,该激光束在传播过程中发生了全反射,故A正确,不符合题意;
B.光频率由光源决定,在传播过程中只要光源不变,频率就不会改变。激光束在糖水中传播,其频率不会不断变化,故B错误,符合题意;
CD.根据光线的偏转情况可知,光线经过的区域折射率先变小后变大,根据
可知,该激光束在传播过程中速度不断变化,故CD正确,不符合题意。
故选B。
4. 如图甲所示,研究一般的曲线运动时可以将其分成很多小段,质点在每小段的运动都可以看成圆周运动的一部分。图乙是2024年珠海航空展上,飞行员驾驶飞机在竖直面内匀速率飞行的轨迹,a、b、c为飞行轨迹上的三点,a、c为飞行过程中距离地面高度相等的两点,b为最高点,关于飞机的说法正确的是( )
A. a、b、c三点的机械能相等
B. a、b、c三点的加速度大小相等
C. b点的加速度方向竖直向下
D. a点所受的合力大于c点
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于飞机匀速率飞行,a、b、c三点的动能相等,a、c为飞行过程中距离地面高度相等的两点,但b与a、c的高度不一样,故机械能a、c两点相等,且与b点不相等,故A错误;
B.图乙可知a、b、c曲率圆半径不同,根据向心加速度
可知a、b、c三点的加速度大小不相等,故B错误;
C.b为最高点,曲率圆圆心在其正下方,故加速度方向指向圆心,即竖直向下,故C正确;
D.由于飞机匀速率飞行,合力即向心力,根据
可知曲率圆半径大的合力大,图像可知a点的曲率圆半径大于c点的曲率圆半径,故a点所受的合力小于c点,故D错误。
故选C。
5. 一个简易温度计的结构如图所示,长直玻璃管竖直固定,上端与玻璃球形容器相连,下端通过软管与柱形开口容器相连,用水银将一定质量的空气封闭在球形容器内。大气压强保持不变,上下移动柱形容器使左右水银面平齐时,长直玻璃管中水银面对应刻度可以表示外界温度。则玻璃管M、N区间内的刻度可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】因为大气压强保持不变,所以球形容器内气体做等压变化,则其体积V与热力学温度T成正比,由此可知,温度越高,体积越大,则玻璃管M、N区间内刻度越靠下,对应温度越高,又因为摄氏温度与热力学温度差值不变,则M、N区间内的刻度分布均匀。
故选A。
6. 一段质量分布均匀、正电荷分布均匀的线上端固定在绝缘竖直杆上,若将它们置于水平向右的匀强电场中,线稳定后的样子可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】取线整体为研究对象,线受重力mg,电场力Eq和杆的拉力,设线上端沿切线方向与竖直方向的夹角为,其正切值
设线的单位长度l的质量为、线单位长度上所带的电荷量为,取线上最下面一小段,其质量
所带的电荷量
对这一小段的线进行受力分析,可知其受重力、电场力及这一小段线上端线对其的拉力,线处于平衡状态,故其所受合外力为零。设这一小段线与竖直方向的夹角为,其正切值
由于E、g都为定值,则
故
由此可知任取下方一段线,其与竖直方向的夹角均为。
故选A。
7. 工程师对质量为的汽车进行性能测试,测得该款汽车综合阻力随速度变化的关系式为常数)。现工程师为汽车提供恒定的牵引力,使汽车由静止开始做水平直线运动。汽车位移为时恰好达到最大速度。则( )
A. 汽车速度越大,加速度越大
B. 整个过程的平均速度为
C. 整个过程所用时间为
D. 整个过程所用时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由牛顿第二定律有
可知汽车速度越大,加速度越小,故A错误;
B.当汽车所受合力为零时,汽车达到最大速度,由受力平衡有
解得最大速度
汽车恒力启动过程中,汽车做加速度越来越小的加速运动,则整个过程汽车的平均速度大于,故B错误;
CD.汽车从静止达到最大速度过程中,根据动量定理有
解得整个过程所用时间为
故C错误,D正确。
故选D。
8. 某同学用可拆变压器探究变压器原副线圈的电压关系,如图所示,a作为原线圈连接到学生电源的交流输出端,线圈b接小灯泡,线圈电阻忽略不计。当闭合电源开关时,他发现电源过载(电流过大,超过学生电源允许的最大值)。为解决电源过载问题,下列措施中可行的是( )
A. 增大电源电压
B. 适当增加原线圈a的匝数
C. 适当增加副线圈b的匝数
D. 换一个电阻更大的灯泡
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据
可知增大电源电压,则增大,流过灯泡的电流增大,根据
可知增大,不符合题意,故A错误;
B.适当增加原线圈a的匝数,则减小,流过灯泡的电流减小,减小,符合题意,故B正确;
C.适当增加副线圈b的匝数,则增大,流过灯泡的电流增大,增大,不符合题意,故C错误;
D.换一个电阻更大的灯泡,由于匝数比不变、不变,不变,根据
可知流过灯泡的电流减小,则减小,符合题意,故D正确。
故选BD。
9. 一种无绳电梯依靠电磁驱动原理运行,如图所示,质量为m、宽度为l的电梯轿厢一端处于方向垂直轿厢平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。某次向上启动电梯时,磁场以速度v匀速向上移动,轿厢一端始终处于磁场区域内,整个轿厢的电阻为R,不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 轿厢刚开始做加速度减小的加速运动
B. 安培力对轿厢做的功等于轿厢动能增量
C. 轿厢刚开始向上运动时的加速度大小为
D. 轿厢向上运动的最大速度为
【答案】AD
【解析】
【详解】AC.根据题意,轿厢一端始终处于磁场区域内,磁场以速度v匀速向上移动,设处于磁场的轿厢一端相对磁场的速度大小为,则有,,
联立可得
由于相对速度逐渐减小,所以轿厢刚开始做加速度减小的加速运动;轿厢刚开始向上运动时的相对速度为,则轿厢刚开始向上运动时的加速度大小为
故A正确,C错误;
B.根据功能关系可知,安培力对轿厢做的功等于轿厢机械能的增量,即等于轿厢动能增量和重力势能增量之和,故B错误;
D.轿厢先向上做加速运动,当安培力等于轿厢重力时,开始匀速向上运动,此时其速度达到最大,则有,,
联立解得轿厢向上运动的最大速度为
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,质量为m的均匀圆环B静止平放在粗糙的水平桌面上,另一质量为2m的光滑弹珠A以水平初速度v0正对环心穿过圆环上的小孔射入环内,与圆环内壁发生多次弹性正碰后,弹珠与圆环均处于静止状态。已知弹珠与圆环内壁从发生第一次碰撞到弹珠恰好处于静止状态的时间为t0,桌面足够长且粗糙程度处处相同,下列说法正确的是( )
A. 整个过程中系统动量守恒,机械能守恒
B. 第一次碰撞后瞬间弹珠速度大小为v0
C. 若忽略碰撞时间,从发生第一次碰撞到弹珠恰好处于静止状态的过程中,圆环运动的时间为t0
D. 圆环从开始运动到最终处于静止状态的过程中通过的总位移的大小为v0t0
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.由于存在摩擦力,系统产生了内能,系统合外力不为0,故整个过程中系统动量不守恒,机械能不守恒,故A错误;
B.由于碰撞为弹性碰撞,设初速度方向为正,则第一次碰撞时有
联立解得,第一次碰撞后瞬间弹珠速度大小
故B正确;
C.弹珠和圆环第一次碰撞结束到发生第二次碰撞,弹珠做匀速运动,设弹珠的位移为,运动时间为,圆环做匀减速运动至停止,设圆环的位移为,该过程中弹珠与圆环通过的位移相等,即
又
解得
同理可知,此后每相邻两次碰撞,A、B的运动时间均满足此关系,可知
故C正确;
D.设初速度方向为正,圆环受到摩擦力为,第一次碰撞前到弹珠恰好停止的过程中,对弹珠和圆环系统,由动量定理得
对圆环和弹珠系统,由能量守恒可得
解得
故D正确。
故选BCD。
二、非选择题:共54分
11. 某同学常用身边的器材来完成一些物理实验。如图甲,他将手机放在蔬菜沥水器中侧壁竖直的蔬菜篮底部,紧靠侧壁边缘竖直放置,从慢到快转动手柄,可以使手机随蔬菜篮转动,手机和蔬菜篮始终相对静止,利用手机自带的Phyphox软件可以记录手机与蔬菜篮侧壁间压力和角速度的数值。
(1)保持手机到竖直转轴距离r不变,更换不同质量的手机(均可看作质点),重复上述操作,利用电脑拟合出两次的图像,由图像乙可知,直线_____(填“1”或“2”)对应的手机质量更大;
(2)保持手机质量不变,使用半径不同的蔬菜篮重复上述步骤,测出手机到竖直转轴的距离r,作出对应的F-ω图像,在同一坐标系中分别得到图丙中的五条图线。对5条图线进行分析研究可知图线_____(填①、②、③、④、⑤)对应的半径r最大;
(3)图丙中图线不过坐标原点的原因是 。
A. 手机到竖直转轴的距离r的测量值偏小
B. 手机和蔬菜篮底部间存在摩擦力
C. 手机和蔬菜篮侧壁间存在摩擦力
【答案】(1)1 (2)①
(3)B
【解析】
【小问1详解】
对手机,根据牛顿第二定律有
故图像斜率为
因为r不变,故斜率大的质量大,所以直线1的手机质量更大。
【小问2详解】
根据
由F-ω图像可知,当m,ω相同时,r大的对应的F大,故而图线①对应的半径r最大。
【小问3详解】
图丙可知,当增大到一定程度时,手机与蔬菜篮侧壁间才有压力作用,该原因是手机和蔬菜篮底部间存在摩擦力。
故选B。
12. 半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器,其阻值会随压力变化而改变。某实验小组想测量某一薄膜压力传感器在不同压力下的阻值RN,其阻值约为几十欧,现有以下器材:
压力传感器
电源:电动势6V(内阻不计)
电流表A:量程250mA,内阻约为5Ω
电压表V:量程3V,内阻约为20kΩ
滑动变阻器R:阻值范围0~10Ω
开关S,导线若干
(1)为了提高测量的准确性,应该选以下___________电路图进行测量,使用该电路得到的测量值___________(选填“大于”“小于”或者“等于”)真实值;
A. B.
C. D.
(2)通过多次实验测得其阻值RN随压力F变化的关系图像如图甲所示,该学习小组利用该压力传感器设计了如图乙所示的自动分拣装置,可以将质量大于0.14kg的物体和小于0.14kg的物体进行分拣,图中RN为压力传感器,R′为滑动变阻器,电源电动势为6V(内阻不计),重力加速度大小取10m/s2。分拣时质量不同的物体通过传送带运送到托盘上,OB为一个可绕O转动的杠杆,下端有弹簧,当控制电路两端电压≥2V时,杠杆OB水平,物体水平进入通道1;当控制电路两端电压<2V时,控制电路控制杠杆的端下移,物体下滑进入通道2,从而实现分拣功能。根据以上原理可知,R′接入电路的阻值为___________Ω(结果保留3位有效数字),质量为0.1kg的物体将进入___________(选填“通道1”或“通道2”)。
【答案】(1) ①. B ②. 小于
(2) ①. 15.0 ②. 通道2
【解析】
【小问1详解】
[1]由于
所以电流表应采用外接法,且待测电阻阻值与滑动变阻器的总电阻相比较大,并且为了提高测量的准确性,所以滑动变阻器采用分压式接法。
故选B。
[2]根据电路的连接方式可知,由于电压表分流,导致电流的测量值偏大,故电阻的测量值小于真实值。
【小问2详解】
[1]质量为0.14kg的物体对RN的压力为1.4N,由图甲可知,此时
由闭合电路欧姆定律可得
且
联立可得
[2]由图甲可知,压力变小,阻值变大,故电路中电流变小,控制电路两端电压变小,小于2V,故物体进入通道2。
13. 如图是古代奥林匹克立定跳远的陶瓷画,图中的运动员手持一种负重物起跳,这可以使运动员跳得更远。若某位运动员的质量为60kg,两手各持一个质量为3kg的负重物,在某次立定跳远练习过程中,起跳离地时速度大小为5m/s,方向与水平方向成37°夹角,在最高点沿水平方向将两个负重物相对于地面速度为零扔出,不计空气阻力,扔出重物时间极短,重力加速度大小取。与在最高点不扔出负重物相比,运动员可以多跳的距离是多少?(,)
【答案】0.12m
【解析】
【详解】运动员起跳时,竖直方向的速度
水平方向的速度
运动员在空中运动的时间
设运动员质量为,负重的质量为,运动员在最高点将两个负重物相对于地面速度为零扔出的过程中,根据水平方向动量守恒有
解得
运动员多跳的距离为
解得
14. 如图所示装置,两根光滑细杆与竖直方向夹角都是θ,上面套有两个质量为m的小球,小球之间用劲度系数为k的弹簧相连。静止时,两小球静止在A、B处,当整个装置绕中心轴线缓慢加速旋转,当角速度为ω时,不再加速,保持稳定,此时两小球处于C、D位置,且此时弹簧中弹力与小球静止在A、B处时的弹力大小相等,试求:
(1)小球静止在A、B位置时弹簧的弹力大小F;
(2)稳定在C、D位置时弹簧的长度LCD;
(3)整个过程中细杆对弹簧小球系统做的功W。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)小球静止在A、B位置时,根据平衡条件
弹簧的弹力大小为
(2)稳定在C、D位置时,对小球受力分析,重力、支持力、弹簧弹力的合力提供小球做圆周运动的向心力,竖直方向有
水平方向有
两小球处于C、D位置,且此时弹簧中弹力与小球静止在A、B处时的弹力大小相等,则
解得
(3)小球稳定在C、D位置时,线速度
设弹簧原长为,根据胡克定律有
根据几何关系有
小球稳定在C、D位置时,上升的高度为
因初、末状态弹簧的形变量相同,弹簧弹力对小球做功为零,故细杆对两小球所做总功为
15. 如图甲为研究光电效应的装置示意图,图乙为垂直于磁场的截面,该装置可用于分析光电子的信息。竖直放置足够大且接地、逸出功为的金属板P,金属板右侧分布有磁感应强度大小的匀强磁场,方向平行于金属板水平向里。磁场中有足够长且接地、半径为R的金属圆筒Q,其轴线与磁场方向平行,筒Q横截面的圆心O到金属板的距离为。当频率的入射光照射到板P右表面时,表面各点均逸出大量速率不同、沿空间各个方向运动的电子。已知电子电量为e、质量为m,普朗克常量为h,板P和筒Q 始终不带电,忽略相对论效应,不计电子重力和电子之间相互作用。
(1)求金属板P表面逸出电子的最大速度;
(2)若改变入射光的频率,使所有电子恰好均不能打在圆筒Q上,求该入射光的频率;
(3)仍保持入射光频率,在平行于板P的分界面与板P之间的区域Ⅰ内,附加一方向竖直向下的匀强电场(未画出),电场强度大小,分界面与板P之间的距离为R。
①仅考虑乙图截面内直线运动通过区域Ⅰ的电子,求截面内圆筒Q表面有电子打击的区域所对应的最大圆心角;
②求空间内直线运动通过区域Ⅰ且打在圆筒Q表面的电子,运动全过程沿磁场方向的最大位移。
【答案】(1)
(2)
(3)①;②
【解析】
【小问1详解】
金属板P发生光电效应,则有
解得
【小问2详解】
分析所有电子恰好不能打在圆筒Q,可知
设电子在磁场中运动的速度为,由洛伦兹力提供向心力得
又
联立解得
【小问3详解】
①电子在叠加场中匀速直线运动,则有
圆周运动半径为
轨迹与圆筒外切,有
可得
轨迹与圆筒内切,有
②沿磁场方向速度分量为
在区域Ⅰ直线运动分运动时间为
圆周分运动与圆筒相切,则有
则有
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吉林地区普通中学2024-2025学年度高中毕业年级第三次调研测试
物理试题
说明:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,贴好条形码。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,用0.5毫米的黑色签字笔将答案写在答题卡上。字体工整,笔迹清楚。
3.请按题号顺序在答题卡相应区域作答,超出区域所写答案无效;在试卷上、草纸上答题无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,其中第1-7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 可控核聚变被誉为“人类的终极能源”,2025年1月20日,我国全超导托卡马克核聚变实验装置实现了1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,创新了世界纪录,其主要核反应方程为,其中表示的是( )
A. 质子 B. 粒子 C. 中子 D. 电子
2. 2024年8月6日,我国“千帆星座”计划的首批组网卫星发射成功。“千帆星座”计划采用多层轨道,分阶段实施的星座设计,其中高轨卫星通常位于地球同步轨道,高度约为36000km,低轨卫星轨道高度通常在160km至2000km之间。低轨卫星相对高轨卫星而言( )
A. 环绕地球运行速度更慢 B. 环绕地球运行的加速度更小
C. 绕地球转一周所需的时间更长 D. 需要更多卫星才能实现全球信息覆盖
3. 玻璃缸中的浓糖水静置足够长时间后其浓度随深度变化。如图所示,一束激光从左侧射入后光线发生弯曲,下列说法不正确的是( )
A. 该激光束在传播过程中发生了全反射
B. 该激光束在传播过程中频率不断变化
C. 该激光束在传播过程中速度不断变化
D. 越往上溶液折射率越小
4. 如图甲所示,研究一般的曲线运动时可以将其分成很多小段,质点在每小段的运动都可以看成圆周运动的一部分。图乙是2024年珠海航空展上,飞行员驾驶飞机在竖直面内匀速率飞行的轨迹,a、b、c为飞行轨迹上的三点,a、c为飞行过程中距离地面高度相等的两点,b为最高点,关于飞机的说法正确的是( )
A. a、b、c三点的机械能相等
B. a、b、c三点的加速度大小相等
C. b点的加速度方向竖直向下
D. a点所受的合力大于c点
5. 一个简易温度计的结构如图所示,长直玻璃管竖直固定,上端与玻璃球形容器相连,下端通过软管与柱形开口容器相连,用水银将一定质量的空气封闭在球形容器内。大气压强保持不变,上下移动柱形容器使左右水银面平齐时,长直玻璃管中水银面对应刻度可以表示外界温度。则玻璃管M、N区间内的刻度可能正确的是( )
A. B. C. D.
6. 一段质量分布均匀、正电荷分布均匀的线上端固定在绝缘竖直杆上,若将它们置于水平向右的匀强电场中,线稳定后的样子可能为( )
A. B.
C. D.
7. 工程师对质量为的汽车进行性能测试,测得该款汽车综合阻力随速度变化的关系式为常数)。现工程师为汽车提供恒定的牵引力,使汽车由静止开始做水平直线运动。汽车位移为时恰好达到最大速度。则( )
A. 汽车速度越大,加速度越大
B. 整个过程平均速度为
C. 整个过程所用时间为
D. 整个过程所用时间为
8. 某同学用可拆变压器探究变压器原副线圈的电压关系,如图所示,a作为原线圈连接到学生电源的交流输出端,线圈b接小灯泡,线圈电阻忽略不计。当闭合电源开关时,他发现电源过载(电流过大,超过学生电源允许的最大值)。为解决电源过载问题,下列措施中可行的是( )
A 增大电源电压
B. 适当增加原线圈a的匝数
C. 适当增加副线圈b匝数
D. 换一个电阻更大的灯泡
9. 一种无绳电梯依靠电磁驱动原理运行,如图所示,质量为m、宽度为l的电梯轿厢一端处于方向垂直轿厢平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。某次向上启动电梯时,磁场以速度v匀速向上移动,轿厢一端始终处于磁场区域内,整个轿厢的电阻为R,不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 轿厢刚开始做加速度减小的加速运动
B. 安培力对轿厢做的功等于轿厢动能增量
C. 轿厢刚开始向上运动时的加速度大小为
D. 轿厢向上运动的最大速度为
10. 如图所示,质量为m的均匀圆环B静止平放在粗糙的水平桌面上,另一质量为2m的光滑弹珠A以水平初速度v0正对环心穿过圆环上的小孔射入环内,与圆环内壁发生多次弹性正碰后,弹珠与圆环均处于静止状态。已知弹珠与圆环内壁从发生第一次碰撞到弹珠恰好处于静止状态的时间为t0,桌面足够长且粗糙程度处处相同,下列说法正确的是( )
A. 整个过程中系统动量守恒,机械能守恒
B. 第一次碰撞后瞬间弹珠速度大小为v0
C. 若忽略碰撞时间,从发生第一次碰撞到弹珠恰好处于静止状态的过程中,圆环运动的时间为t0
D. 圆环从开始运动到最终处于静止状态的过程中通过的总位移的大小为v0t0
二、非选择题:共54分
11. 某同学常用身边的器材来完成一些物理实验。如图甲,他将手机放在蔬菜沥水器中侧壁竖直的蔬菜篮底部,紧靠侧壁边缘竖直放置,从慢到快转动手柄,可以使手机随蔬菜篮转动,手机和蔬菜篮始终相对静止,利用手机自带的Phyphox软件可以记录手机与蔬菜篮侧壁间压力和角速度的数值。
(1)保持手机到竖直转轴距离r不变,更换不同质量的手机(均可看作质点),重复上述操作,利用电脑拟合出两次的图像,由图像乙可知,直线_____(填“1”或“2”)对应的手机质量更大;
(2)保持手机质量不变,使用半径不同的蔬菜篮重复上述步骤,测出手机到竖直转轴的距离r,作出对应的F-ω图像,在同一坐标系中分别得到图丙中的五条图线。对5条图线进行分析研究可知图线_____(填①、②、③、④、⑤)对应的半径r最大;
(3)图丙中图线不过坐标原点的原因是 。
A. 手机到竖直转轴的距离r的测量值偏小
B. 手机和蔬菜篮底部间存在摩擦力
C. 手机和蔬菜篮侧壁间存在摩擦力
12. 半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器,其阻值会随压力变化而改变。某实验小组想测量某一薄膜压力传感器在不同压力下的阻值RN,其阻值约为几十欧,现有以下器材:
压力传感器
电源:电动势6V(内阻不计)
电流表A:量程250mA,内阻约为5Ω
电压表V:量程3V,内阻约为20kΩ
滑动变阻器R:阻值范围0~10Ω
开关S,导线若干
(1)为了提高测量的准确性,应该选以下___________电路图进行测量,使用该电路得到的测量值___________(选填“大于”“小于”或者“等于”)真实值;
A. B.
C. D.
(2)通过多次实验测得其阻值RN随压力F变化的关系图像如图甲所示,该学习小组利用该压力传感器设计了如图乙所示的自动分拣装置,可以将质量大于0.14kg的物体和小于0.14kg的物体进行分拣,图中RN为压力传感器,R′为滑动变阻器,电源电动势为6V(内阻不计),重力加速度大小取10m/s2。分拣时质量不同的物体通过传送带运送到托盘上,OB为一个可绕O转动的杠杆,下端有弹簧,当控制电路两端电压≥2V时,杠杆OB水平,物体水平进入通道1;当控制电路两端电压<2V时,控制电路控制杠杆的端下移,物体下滑进入通道2,从而实现分拣功能。根据以上原理可知,R′接入电路的阻值为___________Ω(结果保留3位有效数字),质量为0.1kg的物体将进入___________(选填“通道1”或“通道2”)。
13. 如图是古代奥林匹克立定跳远的陶瓷画,图中的运动员手持一种负重物起跳,这可以使运动员跳得更远。若某位运动员的质量为60kg,两手各持一个质量为3kg的负重物,在某次立定跳远练习过程中,起跳离地时速度大小为5m/s,方向与水平方向成37°夹角,在最高点沿水平方向将两个负重物相对于地面速度为零扔出,不计空气阻力,扔出重物时间极短,重力加速度大小取。与在最高点不扔出负重物相比,运动员可以多跳的距离是多少?(,)
14. 如图所示装置,两根光滑细杆与竖直方向夹角都是θ,上面套有两个质量为m的小球,小球之间用劲度系数为k的弹簧相连。静止时,两小球静止在A、B处,当整个装置绕中心轴线缓慢加速旋转,当角速度为ω时,不再加速,保持稳定,此时两小球处于C、D位置,且此时弹簧中弹力与小球静止在A、B处时的弹力大小相等,试求:
(1)小球静止在A、B位置时弹簧的弹力大小F;
(2)稳定在C、D位置时弹簧的长度LCD;
(3)整个过程中细杆对弹簧小球系统做的功W。
15. 如图甲为研究光电效应的装置示意图,图乙为垂直于磁场的截面,该装置可用于分析光电子的信息。竖直放置足够大且接地、逸出功为的金属板P,金属板右侧分布有磁感应强度大小的匀强磁场,方向平行于金属板水平向里。磁场中有足够长且接地、半径为R的金属圆筒Q,其轴线与磁场方向平行,筒Q横截面的圆心O到金属板的距离为。当频率的入射光照射到板P右表面时,表面各点均逸出大量速率不同、沿空间各个方向运动的电子。已知电子电量为e、质量为m,普朗克常量为h,板P和筒Q 始终不带电,忽略相对论效应,不计电子重力和电子之间相互作用。
(1)求金属板P表面逸出电子的最大速度;
(2)若改变入射光的频率,使所有电子恰好均不能打在圆筒Q上,求该入射光的频率;
(3)仍保持入射光频率,在平行于板P的分界面与板P之间的区域Ⅰ内,附加一方向竖直向下的匀强电场(未画出),电场强度大小,分界面与板P之间的距离为R。
①仅考虑乙图截面内直线运动通过区域Ⅰ的电子,求截面内圆筒Q表面有电子打击的区域所对应的最大圆心角;
②求空间内直线运动通过区域Ⅰ且打在圆筒Q表面的电子,运动全过程沿磁场方向的最大位移。
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