内容正文:
2025届重庆市巴蜀中学高三二模
物理试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.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。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
一、单项选择题:本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. “物理”一词最早源于我国《庄子·天下》中的“判天地之美,析万物之理”。关于物理思想与方法,下列说法正确的是( )
A. 用点电荷来代替带电体的方法运用了假设法
B. 借助激光笔及平面镜观察桌面的微小形变的实验中,用到了理想模型法
C. 加速度用到了比值定义法
D. 重心的概念体现了等效思想
2. 在火星上太阳能电池板发电能力有限,因此科学家们用放射性制料——作为发电能源为火星车供电(中的是)。已知衰变后变为和粒子,衰变过程放出高能量的射线使电池内部温度升高,在热电元件中将内能转化为电能。下列说法正确的是( )
A. 粒子是由原子核内中子转变而成
B. 比的比结合能大
C. 为保证电池的长寿命应选用半衰期更短的放射性材料
D. 衰变过程,生成物所有原子核的结合能之和比反应物原子核的结合能大
3. 如图所示,两根完全相同的轻质弹性绳一端分别固定于两点,另一端与轻绳、连结。用力拉轻绳,使水平,与夹角为,此时两弹性绳长度相同,在一条直线上,也在一条直线上。现保持点不动且方向不变,将逆时针方向旋转。则下列说法正确的是( )
A. 与的拉力始终相等并一直减小
B. 与的拉力始终相等并一直增大
C. 上的拉力一直减小
D. 上的拉力先减小后增大
4. 如图所示,水平面上方有水平向左的匀强电场,电场强度,一个质量为、电量为的带正电微粒从距离水平面处水平抛出,抛出速度,不计空气阻力,重力加速度。微粒运动过程中下列说法正确的是( )
A. 微粒做非匀变速运动
B. 微粒抛出到落地的时间是
C. 微粒运动过程到动能最小时所用的时间是
D. 微粒运动过程中动能最小时距离地面的高度为
5. 如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比,原线圈的电压,副线圈中接有、可变电阻,所用电表均为理想电表。断开开关,在增大的过程中,电流表、电压表、电压表示数的变化量分别为、、。下列说法正确的是( )
A. 小于
B. 与均不变
C. 闭合开关调为0,变压器的输入电流为
D. 闭合开关,保证电容器不损坏,电容器的耐压值至少为
6. 在恒星形成后的演化过程中,一颗恒星可能在运动中接近并捕获另外两颗恒星,逐渐形成稳定的三星系统。如图所示是由三颗星体构成的系统,星体B、C的质量均为,星体A的质量是星体B的4倍,忽略其他星体对它们的作用,三颗星体在相互之间的万有引力作用下,分别位于等边三角形的三个顶点上,绕某一共同的圆心在三角形所在的平面内做圆周运动。星体A、B、C的向心加速度大小之比为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,小木块a和b(可视为质点)用轻绳连接置于水平圆盘上,开始时轻绳处于伸直状态但无拉力,a的质量为3m,b的质量为m。它们分居圆心两侧,与圆心的距离分别为r和2r,a、b与盘间的动摩擦因数相同(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。圆盘从静止开始绕转轴极缓慢地加速转动,木块和圆盘始终保持相对静止,a、b所受摩擦力大小分别为随变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题:本大题共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. 一个电子无初速度地注入电子感应加速器的真空室中,加速器的磁极在半径为的圆形区域内产生磁感应强度大小为、方向如图所示的变化磁场,真空室内存在另一个变化的磁场“约束”电子在真空室内做半径为的圆周运动,不考虑电子的重力和相对论效应。下列说法正确的是( )
A. 电子感应加速器是利用感生电场对电子进行加速的
B. 俯视真空管道电子沿顺时针方向加速运动
C. 电子所受到的洛伦兹力一定不断增大
D. 洛伦兹力对电子一直做正功
9. 一乘客在候车室座椅上看手机,手机屏幕处于水平面内,此手机屏幕用防窥屏制作成。这种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成,其中屏障垂直于屏幕平行排列,可实现对像素单元可视角度的控制(可视角度定义为某像素单元发出的光在图所示平面内折射到空气后最大折射角的2倍)。透明介质的折射率,屏障高度,屏障间隙,发光像素单元紧贴屏下并位于相邻屏障正中央,下列说法正确的是( )
A. 防窥屏实现防窥效果是因为光发生了全反射
B. 此防窥屏的可视角度
C. 若减小透明介质的折射率,则可增强防窥效果
D. 若增大,则可视角度减小
10. 如图所示,一轻质弹簧竖直放置在水平地面上,其下端固定,上端拴接一个质量为、厚度可忽略不计的薄板。薄板静止时,弹簧的压缩量为,现有一个质量为的物块从距薄板正上方某高度处自由下落,与薄板碰撞后立即粘连在一起,碰撞时间极短。之后,物块与薄板一起在竖直方向上运动,在这个过程中,弹簧的最大形变量为,从刚粘连到第一次运动到最高点用时为,弹簧始终在弹性限度内,不计空气阻力。下列说法正确的是(本题可能用到弹性势能公式,为弹簧劲度系数,为弹簧形变量)( )
A. 物块与薄板粘在一起之后在竖直方向上做简谐运动
B. 物块与薄板在最低点加速度大小大于重力加速度
C. 物块与薄板运动的周期为
D. 物块从距离薄板处自由下落
三、非选择题:共5小题,共57分。
11. 小巴同学用铝制易拉罐和粗细均匀的透明薄吸管制作温度计,实验装置如图所示。向一个空的铝制易拉罐中插入一根透明吸管,接口用蜡密封,在吸管内引入一小段油柱,并将吸管水平放置。不计环境大气压的变化,罐内气体视为理想气体。
(1)环境温度由27℃缓慢上升至30℃过程中,罐内气体__________(填“吸热”或“放热”)。
(2)给吸管上标刻温度值时,刻度__________(填“是’或’不是’)均习的。
(3)将制作好的温度计竖直放置在某环境中(吸管在易拉罐上方),所测温度读数__________(填“大于”“小于”或“等于”)实际温度。
12. 人们对室内空气质量和环境健康问题十分重视,已知国家室内甲醛浓度标准是。某探究小组准备利用一个对甲醛气体非常敏感的气敏电阻,制作一个甲醛检测仪,用于检测室内甲醛是否超标。正常情况下该气敏电阻阻值为几百欧,当甲醛浓度升高时,其阻值可以增大到几千欧。供选择的器材如下:
A. 蓄电池(电动势,内阻不计)
B. 电流表(量程,内阻为)
C. 电流表(量程,内阻约为)。
D. 滑动变阻器(最大阻值)
E. 滑动变阻器(最大阻值)
F. 电阻箱(最大阻值)
G. 红色发光二极管
H. 开关、导线若干
(1)该组同学设计了如图甲所示的电路图研究气敏电阻阻值随甲醛浓度变化的规律,为了更方便测量气敏电阻的阻值,则图中滑动变阻器应选择__________(填“”或“”)。
(2)按图甲连接好电路,将电流表连接到恰当位置后,把气敏电阻放置于不同浓度甲醛中测量其电阻的阻值,某次测量时读出两电流表、的示数分别为、,则此次电阻阻值___________(用题目所给字母表示)。最终得到如图乙所示图像。
(3)利用该气敏电阻,探究小组设计的甲醛检测仪的测试电路如图所示。当报警器两端的电压大于时将报警,报警器对电路电阻的影响不计,实验要求当室内甲醛浓度超过标准时,报警器报警。按电路图连接好电路,按照下列步骤调节甲醛检测仪,使其能正常使用。
①电路接通前需将电阻箱调到某一恰当数值,这一恰当数值为_____,将滑动变阻器滑片置于右端;
②将开关向1端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至报警器开始报警;③保持滑动变阻器滑片位置不动,将开关向2端闭合,甲醛检测仪即可正常使用。
(4)某些环境对甲醛浓度标准有更高要求,按(3)调节好甲醛检测仪后,为了使甲醛检测仪能够在时就能报警,应将滑动变阻器的滑片向_____(填“左”或“右”)移动。
13. 一列简谐横波沿轴传播,如图所示,实线为时刻的波形图,虚线为时刻的波形图。
(1)若已知处的质点在内运动的路程为,求处的质点的振动方程(用正弦函数形式表达);
(2)若波沿轴正向传播,求波的传播速度大小。
14. 如图,在平面直角坐标系上,区域有垂直于纸面(平面)向里、磁感应强度大小为的匀强磁场;区域有沿轴负向的匀强电场,电场强度大小为。一带电粒子从坐标为(,0)的点处由静止释放,由点入射到磁场中,在磁场另一侧的点射出,粒子离开磁场后,沿直线运动打在垂直于轴的接收屏上的点,与屏的距离为。若在磁场右边界和接收屏之间再加上电场强度大小为的匀强电场,方向垂直于且与轴负方向夹角为,则粒子将在平面运动并垂直打在接收屏上的点。粒子的重力不计,不考虑相对论效应。求:
(1)带电粒子在磁场中运动的轨迹半径;
(2)求带电粒子比荷的绝对值;
(3)从释放到运动至Q点所用的时间。
15. 半径为(为外半径之差可忽略)的光滑圆管水平放置并固定,俯视图如图所示。圆心为,圆管内有质量分别为的A、B、C三个小球,静止在图示位置,对应刻度盘上的角度分别是,不计小球碰撞的时间,重力加速度为g。
(1)现给A一个初速度,让其沿圆管切线方向逆时针运动,若A、B、C三个小球中任意两球之间的碰撞为弹性碰撞,但三球同时碰撞时会结合在一起,求:
①第2次碰撞发生时,A球的位置;
②第3次碰撞后瞬间,小球A的速度大小;
③第3次碰撞后瞬间,三球对圆管压力的合力大小;
(2)现撤去C球,给B一个初速度,让其沿圆管切线方向顺时针运动,若B与A球之间的碰撞为非弹性碰撞,每次碰撞后的相对速度大小为碰撞前的相对速度大小的倍,其中,求第1次碰撞到第2025次碰撞之间小球A通过的路程。
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2025届重庆市巴蜀中学高三二模
物理试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.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。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
一、单项选择题:本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. “物理”一词最早源于我国《庄子·天下》中的“判天地之美,析万物之理”。关于物理思想与方法,下列说法正确的是( )
A. 用点电荷来代替带电体的方法运用了假设法
B. 借助激光笔及平面镜观察桌面的微小形变的实验中,用到了理想模型法
C. 加速度用到了比值定义法
D. 重心的概念体现了等效思想
【答案】D
【解析】
【详解】A.用点电荷来代替带电体的方法运用了理想模型法,故A错误;
B.借助激光笔及平面镜观察桌面的微小形变的实验中,用到了放大法,故B错误;
C.加速度用到了比值定义法,为加速度的决定式,是牛顿第二定律的表达式,故C错误;
D.重心是重力的等效作用点,所以重心的概念体现了等效思想,故D正确。
故选D。
2. 在火星上太阳能电池板发电能力有限,因此科学家们用放射性制料——作为发电能源为火星车供电(中的是)。已知衰变后变为和粒子,衰变过程放出高能量的射线使电池内部温度升高,在热电元件中将内能转化为电能。下列说法正确的是( )
A. 粒子是由原子核内中子转变而成
B. 比的比结合能大
C. 为保证电池的长寿命应选用半衰期更短的放射性材料
D. 衰变过程,生成物所有原子核的结合能之和比反应物原子核的结合能大
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据衰变可知
粒子是,不是由原子核内中子转变而成,故A错误;
B.发生衰变变成更稳定的,核越稳定比结合能越大,所以比的比结合能小,故B错误;
C.为保证电池的长寿命应选用半衰期更长的放射性材料,故C错误;
D.反应过程释放核能,将原子核分解为单个的核子需要的能量更大,原子变得更稳定,生成物所有原子核的结合能之和比反应物原子核的结合能大,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,两根完全相同的轻质弹性绳一端分别固定于两点,另一端与轻绳、连结。用力拉轻绳,使水平,与夹角为,此时两弹性绳长度相同,在一条直线上,也在一条直线上。现保持点不动且方向不变,将逆时针方向旋转。则下列说法正确的是( )
A. 与的拉力始终相等并一直减小
B. 与的拉力始终相等并一直增大
C. 上的拉力一直减小
D. 上的拉力先减小后增大
【答案】C
【解析】
【详解】由题意因O点位置不动,可知、段拉力相等且始终不变,动态分析图如图所示
由图可知、的拉力都一直减小。
故选C。
4. 如图所示,水平面上方有水平向左的匀强电场,电场强度,一个质量为、电量为的带正电微粒从距离水平面处水平抛出,抛出速度,不计空气阻力,重力加速度。微粒运动过程中下列说法正确的是( )
A. 微粒做非匀变速运动
B. 微粒抛出到落地的时间是
C. 微粒运动过程到动能最小时所用的时间是
D. 微粒运动过程中动能最小时距离地面的高度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.微粒受到电场力和重力作用,由于电场力和重力均为恒力,微粒受到的合力恒定不变,加速度恒定不变,微粒做匀变速运动,故A错误;
B.竖直方向微粒做自由落体运动,则有
可得微粒抛出到落地的时间为
故B错误;
CD.设微粒受到的合力与竖直方向的夹角为,如图所示
可得,
解得
将微粒的运动分解为垂直合力方向与沿合力方向两个分运动,当沿合力方向分速度减为0时,微粒的速度最小,动能最小,则微粒运动过程到动能最小时所用的时间为
此时微粒下落的高度为
即微粒运动过程中动能最小时距离地面的高度为
故C错误,D正确。
故选D。
5. 如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比,原线圈的电压,副线圈中接有、可变电阻,所用电表均为理想电表。断开开关,在增大的过程中,电流表、电压表、电压表示数的变化量分别为、、。下列说法正确的是( )
A. 小于
B. 与均不变
C. 闭合开关调为0,变压器的输入电流为
D. 闭合开关,保证电容器不损坏,电容器的耐压值至少为
【答案】B
【解析】
【详解】A.R3增大,副线圈两端电压不变,电压表V1、电压表V2示数之和等于次级电压不变,可得:|ΔU1|=|ΔU2|
故A错误;
B.由欧姆定律可得:
可知不变;
由A选项可知:|ΔU1|=|ΔU2|
则有:
保持不变,故B正确;
C.假设断开开关S,将R3调为0。原线圈电压U1=50V
根据:
可得副线圈电压U2=10V
副线圈的电流为
解得I2=2A
根据:
可得变压器的输入电流I1=0.4A
因为电容器通交流,故闭合开关S原副线圈的电流均增大,变压器的输入电流大于0.4A,故C错误;
D.副线圈电压的最大值为V
保证电容器不损坏,电容器的耐压值至少为10V,故D错误。
故选B。
6. 在恒星形成后的演化过程中,一颗恒星可能在运动中接近并捕获另外两颗恒星,逐渐形成稳定的三星系统。如图所示是由三颗星体构成的系统,星体B、C的质量均为,星体A的质量是星体B的4倍,忽略其他星体对它们的作用,三颗星体在相互之间的万有引力作用下,分别位于等边三角形的三个顶点上,绕某一共同的圆心在三角形所在的平面内做圆周运动。星体A、B、C的向心加速度大小之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由儿何关系知
设B、A间的距离为,则
A所受的合力
联立可得
由几何对称性可知星体B、C受力大小相等,根据牛顿第三定律
又
设星体B所受的合力为,正交分解,有,
则
则
故选A。
7. 如图所示,小木块a和b(可视为质点)用轻绳连接置于水平圆盘上,开始时轻绳处于伸直状态但无拉力,a的质量为3m,b的质量为m。它们分居圆心两侧,与圆心的距离分别为r和2r,a、b与盘间的动摩擦因数相同(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。圆盘从静止开始绕转轴极缓慢地加速转动,木块和圆盘始终保持相对静止,a、b所受摩擦力大小分别为随变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】当圆盘角速度较小时,两木块均由静摩擦力提供向心力,对a物块有
对b物块有
则b物块受到的摩擦力较小,当角速度时,b物块所受摩擦力达最大值,则
此时a物块所受摩擦力为,即仍未达最大值;
此后随着圆盘角速度逐渐增大,b物块所受摩擦力保持不变,a物块所受摩擦力继续增大;当角速度时,a物块所受摩擦力达最大值,设绳子拉力为,对a、b分别有
继续增大圆盘角速度,绳子拉力继续变大,b物块所需向心力较小,所以b物块所受摩擦力将逐渐减小至零后反向再增大,此过程a物块所受摩擦力为最大值保持不变。
故选C。
二、多项选择题:本大题共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. 一个电子无初速度地注入电子感应加速器的真空室中,加速器的磁极在半径为的圆形区域内产生磁感应强度大小为、方向如图所示的变化磁场,真空室内存在另一个变化的磁场“约束”电子在真空室内做半径为的圆周运动,不考虑电子的重力和相对论效应。下列说法正确的是( )
A. 电子感应加速器是利用感生电场对电子进行加速的
B. 俯视真空管道电子沿顺时针方向加速运动
C. 电子所受到的洛伦兹力一定不断增大
D. 洛伦兹力对电子一直做正功
【答案】AC
【解析】
【详解】A.电子感应加速器是利用变化的磁场激发感生电场,从而进行加速,故A正确;
B.根据楞次定律判断感生电场方向为顺时针,电子运动方向为逆时针,故B错误;
C.根据可知电子在真空室中的半径不变,速度增加,也在增加,可知不断增加,故C正确;
D.洛伦兹力对电子不做功,故D错误。
故选AC。
9. 一乘客在候车室座椅上看手机,手机屏幕处于水平面内,此手机屏幕用防窥屏制作成。这种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成,其中屏障垂直于屏幕平行排列,可实现对像素单元可视角度的控制(可视角度定义为某像素单元发出的光在图所示平面内折射到空气后最大折射角的2倍)。透明介质的折射率,屏障高度,屏障间隙,发光像素单元紧贴屏下并位于相邻屏障正中央,下列说法正确的是( )
A. 防窥屏实现防窥效果是因为光发生了全反射
B. 此防窥屏的可视角度
C. 若减小透明介质的折射率,则可增强防窥效果
D. 若增大,则可视角度减小
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.防窥屏实现防窥效果是因为有吸光屏障,故A错误。
BCD.如图所示
根据几何关系得
根据光的折射率
联立得r1=60°
则可视角度为120°,若减小透明介质的折射率,则r1减小,可视角度减小,可增强防窥效果;若增大,则i1减小,则r1减小,可视角度减小,故BCD正确。
故选BCD。
10. 如图所示,一轻质弹簧竖直放置在水平地面上,其下端固定,上端拴接一个质量为、厚度可忽略不计的薄板。薄板静止时,弹簧的压缩量为,现有一个质量为的物块从距薄板正上方某高度处自由下落,与薄板碰撞后立即粘连在一起,碰撞时间极短。之后,物块与薄板一起在竖直方向上运动,在这个过程中,弹簧的最大形变量为,从刚粘连到第一次运动到最高点用时为,弹簧始终在弹性限度内,不计空气阻力。下列说法正确的是(本题可能用到弹性势能公式,为弹簧劲度系数,为弹簧形变量)( )
A. 物块与薄板粘在一起之后在竖直方向上做简谐运动
B. 物块与薄板在最低点加速度大小大于重力加速度
C. 物块与薄板运动的周期为
D. 物块从距离薄板处自由下落
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.物块和薄板受力平衡时,根据平衡条件
可得
以平衡位置为坐标原点,向下为正方向建立坐标系,设物块与薄板在平衡位置下方处,此时弹簧的弹力
物块和薄板受到的合力
所以物块和薄板粘在一起之后在竖直方向上做简谐运动,选项A正确;
B.由题干分析可知,最低点的弹簧形变量为,设最低点加速度为对物块和薄板受力可知,由牛顿第二定律可知
又对初始时薄板静止时受力平衡关系可知
得加速度
所以物块与薄板在最低点加速度大小小于重力加速度,选项B错误;
C.由以上分析可知,物块与薄板做简谐运动的振幅
所以物块和薄板得最高点的弹簧的形变量
设简谐运动的周期为,则由分析可知从刚粘连向下运动到平衡位置所用时间为,从平衡位置到最低点再到最高点的时间为,即
得周期
选项C正确;
D.设物块距薄板的高度为,下落过程,由机械能守恒定律
物块与薄板碰撞,由动量守恒定律
对物块和薄板,从刚开始粘连到最低点的过程中,由简谐运动机械能守恒定律
联立得
选项D正确。
故选 ACD。
三、非选择题:共5小题,共57分。
11. 小巴同学用铝制易拉罐和粗细均匀的透明薄吸管制作温度计,实验装置如图所示。向一个空的铝制易拉罐中插入一根透明吸管,接口用蜡密封,在吸管内引入一小段油柱,并将吸管水平放置。不计环境大气压的变化,罐内气体视为理想气体。
(1)环境温度由27℃缓慢上升至30℃过程中,罐内气体__________(填“吸热”或“放热”)。
(2)给吸管上标刻温度值时,刻度__________(填“是’或’不是’)均习的。
(3)将制作好的温度计竖直放置在某环境中(吸管在易拉罐上方),所测温度读数__________(填“大于”“小于”或“等于”)实际温度。
【答案】(1)吸热 (2)是
(3)小于
【解析】
【小问1详解】
罐内气体压强恒定不变,环境温度升高时,罐内气体内能增大,根据
可知罐内气体体积增大,外界对气体做负功,根据
可知罐内气体吸热;
【小问2详解】
罐内气体压强恒定不变,根据
所以
温度与细管长度成线性关系,所以刻度均匀变化
【小问3详解】
若将制作好的温度计竖直放置在某环境中,则气体实际压强增大,所以实际温度大于测量温度
12. 人们对室内空气质量和环境健康问题十分重视,已知国家室内甲醛浓度标准是。某探究小组准备利用一个对甲醛气体非常敏感的气敏电阻,制作一个甲醛检测仪,用于检测室内甲醛是否超标。正常情况下该气敏电阻阻值为几百欧,当甲醛浓度升高时,其阻值可以增大到几千欧。供选择的器材如下:
A. 蓄电池(电动势,内阻不计)
B. 电流表(量程,内阻为)
C. 电流表(量程,内阻约为)。
D. 滑动变阻器(最大阻值)
E. 滑动变阻器(最大阻值)
F. 电阻箱(最大阻值)
G. 红色发光二极管
H. 开关、导线若干
(1)该组同学设计了如图甲所示的电路图研究气敏电阻阻值随甲醛浓度变化的规律,为了更方便测量气敏电阻的阻值,则图中滑动变阻器应选择__________(填“”或“”)。
(2)按图甲连接好电路,将电流表连接到恰当位置后,把气敏电阻放置于不同浓度甲醛中测量其电阻的阻值,某次测量时读出两电流表、的示数分别为、,则此次电阻阻值___________(用题目所给字母表示)。最终得到如图乙所示图像。
(3)利用该气敏电阻,探究小组设计的甲醛检测仪的测试电路如图所示。当报警器两端的电压大于时将报警,报警器对电路电阻的影响不计,实验要求当室内甲醛浓度超过标准时,报警器报警。按电路图连接好电路,按照下列步骤调节甲醛检测仪,使其能正常使用。
①电路接通前需将电阻箱调到某一恰当数值,这一恰当数值为_____,将滑动变阻器滑片置于右端;
②将开关向1端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至报警器开始报警;③保持滑动变阻器滑片位置不动,将开关向2端闭合,甲醛检测仪即可正常使用。
(4)某些环境对甲醛浓度标准有更高要求,按(3)调节好甲醛检测仪后,为了使甲醛检测仪能够在时就能报警,应将滑动变阻器的滑片向_____(填“左”或“右”)移动。
【答案】(1)R1 (2)
(3)2600 (4)左
【解析】
【小问1详解】
图甲中滑动变阻器采用分压接法,为了方便调节,滑动变阻器应采用阻值较小的。
【小问2详解】
根据图甲电路图和题干所提供的器材,采用双安法测量气敏电阻的阻值,则图中a应选择电流表,b应选择电流表;根据欧姆定律和串并联关系可得
可得
【小问3详解】
已知国家室内甲醛浓度标准是,由图乙可知当甲醛浓度为
气敏电阻阻值为
则电路接通前需将电阻箱调到。
【小问4详解】
为了使甲醛检测仪能够在时就能报警,即当
此时气敏电阻阻值为
报警器两端的电压达到,根据串联时电阻分到的电压与电阻成正比,滑动变阻器接入电路阻值应减小,应将滑动变阻器的滑片向左移动。
13. 一列简谐横波沿轴传播,如图所示,实线为时刻的波形图,虚线为时刻的波形图。
(1)若已知处的质点在内运动的路程为,求处的质点的振动方程(用正弦函数形式表达);
(2)若波沿轴正向传播,求波的传播速度大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
已知 x = 0 处的质点在 0 ∼ 1s 内运动的路程为 25cm=5A ,则时间为,设处的质点的振动方程为
由题知该质点时刻向轴负方向运动,可知
由
解得
所以
由图知
所以处的质点的振动方程为
【小问2详解】
由图知
若波沿轴正向传播,则
解得
所以波的传播速度大小
14. 如图,在平面直角坐标系上,区域有垂直于纸面(平面)向里、磁感应强度大小为的匀强磁场;区域有沿轴负向的匀强电场,电场强度大小为。一带电粒子从坐标为(,0)的点处由静止释放,由点入射到磁场中,在磁场另一侧的点射出,粒子离开磁场后,沿直线运动打在垂直于轴的接收屏上的点,与屏的距离为。若在磁场右边界和接收屏之间再加上电场强度大小为的匀强电场,方向垂直于且与轴负方向夹角为,则粒子将在平面运动并垂直打在接收屏上的点。粒子的重力不计,不考虑相对论效应。求:
(1)带电粒子在磁场中运动的轨迹半径;
(2)求带电粒子比荷的绝对值;
(3)从释放到运动至Q点所用的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
从到,粒子做匀速圆周运动,运动轨迹如图所示
根据几何关系有
解得
则粒子做圆周运动的半径
【小问2详解】
从到过程,根据动能定理
在磁场中,由洛伦兹力提供向心力
可得
则
【小问3详解】
从到过程,根据牛顿第二定律
根据运动学公式
解得
从到,粒子在磁场中运动的周期
粒子在磁场中运动的时间
从到,粒子做类平抛运动,根据几何关系
根据牛顿第二定律
得
从释放到运动至Q点所用的时间
15. 半径为(为外半径之差可忽略)的光滑圆管水平放置并固定,俯视图如图所示。圆心为,圆管内有质量分别为的A、B、C三个小球,静止在图示位置,对应刻度盘上的角度分别是,不计小球碰撞的时间,重力加速度为g。
(1)现给A一个初速度,让其沿圆管切线方向逆时针运动,若A、B、C三个小球中任意两球之间的碰撞为弹性碰撞,但三球同时碰撞时会结合在一起,求:
①第2次碰撞发生时,A球的位置;
②第3次碰撞后瞬间,小球A的速度大小;
③第3次碰撞后瞬间,三球对圆管压力的合力大小;
(2)现撤去C球,给B一个初速度,让其沿圆管切线方向顺时针运动,若B与A球之间的碰撞为非弹性碰撞,每次碰撞后的相对速度大小为碰撞前的相对速度大小的倍,其中,求第1次碰撞到第2025次碰撞之间小球A通过的路程。
【答案】(1)①位置;②;③
(2)
【解析】
【小问1详解】
①A球与B球在处的弹性碰撞是第1次碰撞,设A与B球碰撞后的速度分别是、,根据动量守恒定律和能量守恒定律有,
解得,
即第1次碰后,A球顺时针转动,速度大小为,B球逆时针转动,速度大小为,B逆时针从转到位置,转过过程,A顺时针转过的角度是
故当第2次碰撞发生时,A球在圆环内刻度盘上位置。
②B球与C球在位置处的弹性碰撞是第2次碰撞,设B与C球碰后的速度分别是、,同理根据动量守恒定律和能量守恒定律有,
解得,
即第2次碰后,B球顺时针转动,速度大小为,C球逆时针转动,速度大小为,经分析,三个球将在圆管内刻度盘上位置处同时碰撞(即第3次碰撞),依题意,三球将结合在一起,结合体的质量为,设该结合体的速度为v,则有
解得
即第3次碰后,结合体将逆时针转动,速度大小为;
③对结合体,水平面内有
竖直方向上有
由力的合成得
由牛顿第三定律得
【小问2详解】
设B与A球第1次碰撞后的速度分别是、,则有,
解得,
第1次碰撞和第2次碰撞之间时间间隔为,此过程A球比B球多运动一圈,有
此过程中,A球运动的路程为
设B与A球第2次碰撞后的速度分别是、,则有,
解得,
第2次碰撞和第3次碰撞之间时间间隔为,此过程B球比A球多运动一圈,有
此过程中,A球运动的路程为
设B与A球第3次碰撞后的速度分别是、,第3次碰撞和第4次碰撞之间时间间隔为,A球运动的路程为,同理可得,,,
同理可以分析接下来的两球的各次碰撞过程,则从第1次碰撞到第2025次碰撞共有2024个间隔过程,小球A通过的路程为
化简得
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