精品解析:江西省南昌市第十中学2024-2025学年高三下学期一模模拟考试物理试题
2025-04-29
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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-一模 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 江西省 |
| 地区(市) | 南昌市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.67 MB |
| 发布时间 | 2025-04-29 |
| 更新时间 | 2025-05-10 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-04-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51902840.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
南昌十中2024—2025学年高三一模模拟考试
高三物理试题
注意事项:
1.答题前,请您务必将自己的姓名、准考证号或IS号用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡和答题纸上。
2.作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题纸上的指定位置,在其它位置作答一律无效。作答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案,请保持卡面清洁和答题纸清洁,不折叠、不破损。
3.考试结束后,请将答题纸交回。
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,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. 与下列图片相关的物理知识说法正确的是( )
A. 甲图,卢瑟福通过粒子散射实验,发现了质子
B. 乙图,氢原子的能级结构图,大量处于能级的原子向低能级跃迁时,能辐射6种不同频率的光子
C. 丙图,康普顿效应说明光子具有波动性
D. 丁图,重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续进行,称为链式反应,其中核裂变反应方程为
2. 以某一初速度行驶的汽车,制动后做匀减速直线运动,汽车制动后的8s时间内,每2s前进的距离分别为24m、16m,8m、1m。 由以上数据可以判断( )
A. 该减速过程中,汽车的加速度大小为8m/s2
B. 汽车在6s末的速度大小为4m/s
C. 汽车刹车时的速度大小为14m/s
D. 汽车在8s内的平均速度大小为7m/s
3. 轻质细线上端悬挂于天花板上的O点,另一端接在质量为的小球上,小球在水平向右的外力F作用下处于平衡状态,此时细线上的弹力大小为,细线与竖直方向的夹角为、与F的夹角为,如图所示。以下判断正确的是( )
A. 保持F水平,逐渐缓慢减小,则、都逐渐增大
B. 若换一根更长的细线,保持、不变,、可能都减小
C. 保持不变,逐渐缓慢增大,直至悬线水平,则逐渐减小,先增大后减小
D. 保持小球位置不变,F沿逆时针方向缓慢转动直至F竖直向上,则先减小后增大
4. 2024年9月25日,中国火箭军向南太平洋预定水域试射东风型导弹,本次试射的导弹飞行了12000公里,显示出我国强大的国防实力。若将导弹发射和飞行过程简化为:如图所示,从地面上A点发射出的导弹,只在引力作用下沿ACB椭圆轨道飞行击中地面目标B,C为轨道的远地点且距地面高度为H。已知地球半径为R,质量为M,引力常量为G.下列关于导弹只在引力作用下沿ACB椭圆轨道飞行过程,结论正确的是( )
A. 导弹在空中运动是匀变速曲线运动
B. 导弹在A点的速度小于在C点的速度
C. 导弹在A点加速度
D. 导弹在C点的速度
5. 一列沿x轴传播的简谐横波在时的波形图如图甲所示,此时简谐横波恰好传到质点P,处的质点的振动图像如图乙所示。则下列说法中正确的是( )
A. 该简谐横波向x轴负方向传播
B. 该简谐横波的传播速度为
C. 波源的起振方向为y轴正方向
D. 从时刻开始计时,经过时,处质点通过的路程为
6. 如图所示,圆形区域半径为R,区域内有一垂直纸面向外匀强磁场,磁感应强度的大小为位于磁场边界最低点P处有一粒子源,同时将n个带负电的粒子沿纸面内各个方向均匀射入磁场区域,粒子质量为m、电荷量大小为q、速率均为v。A、C为圆形区域水平直径的两个端点,足够长的弹性挡板MN、 与圆形区域在A、C两点处相切,所有粒子与挡板垂直碰撞后以原速率反弹,不计粒子的重力和空气阻力,忽略粒子间的相互影响。下列说法中正确的是( )
A. 所有粒子均与右侧挡板碰撞,最终全部从D点离开磁场
B. 粒子从P点出发到从D点离开磁场,运动的最长时间为
C. 粒子陆续与挡板碰撞过程中对挡板的平均作用力为
D. 粒子陆续从D点离开磁场过程中等效电流为
7. 如图所示,理想变压器原、副线圈分别接有阻值R0=24Ω和R1=5Ω、R2=4Ω的定值电阻,原线圈左侧接一正弦交流电源,开关闭合前后副线圈的输出功率不变,则原、副线圈的匝数的比值为( )
A. 2 B. 4 C. 6 D. 8
8. 如图甲所示,粗糙水平地面上有一块长木板P,小滑块Q放置于长木板上的最右端。现将一个水平向右的力F作用在长木板的右端,让长木板从静止开始运动,一段时间后撤去力F的作用。滑块和长木板在内的速度—时间图像如图乙所示,已知小滑块与长木板的质量均为m=1kg,重力加速度,则下列说法正确的是( )
A. 力F的大小为6N
B. 小滑块Q与长木板P之间的动摩擦因数为0.1
C. 长木板P与地面之间的动摩擦因数为0.3
D. 时长木板P停止运动
9. 如图甲所示,光滑水平面上放置、两物体,静止且左端有一轻弹簧,以初速度向右运动,当撞上弹簧后,能获得的最大速度大小为。保持的质量不变,改变的质量,可得与的大小关系如图乙。下列说法正确的是( )
A. 、组成的系统动量守恒 B. 的初速度
C. 的质量 D. 若,弹簧被压缩到最短时的弹性势能为37.5J
10. 在图甲的直角坐标系中,x轴上固定两等量的点电荷M、N,距坐标原点O均为L,y轴上有、、三点,其纵坐标值分别为、、。y轴上各点电场强度E随y变化的关系如图乙所示,图中的阴影部分面积为a,的阴影部分面积为b。一个质量为m,电荷量为的带电粒子,由点静止释放,仅在电场力作用下,将沿y轴负方向运动,则下列说法正确的是( )
A. M、N是等量正电荷
B. 带电粒子在、两点处的加速度大小之比为
C. 带电粒子运动过程中在达到最大速度
D. 带电粒子运动到位置时动能为
二、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. 某同学通过图所示的实验装置,利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积。
①将冰糖装进注射器,通过推、拉活塞改变封闭气体的体积和压强。若实验过程中不慎将活塞拔出针筒,则___________(填“需要”或“不需要”)重做实验。
②实验中通过活塞所在刻度读取了多组体积V及对应压强p,为了在坐标系中获得直线图像,应选择___________
A.图像 B.图像 C.图像 D.图像
③选择合适的坐标后,该同学通过描点作图,得到直线的函数图像如图所示,忽略传感器和注射器连接处的软管容积,则这颗冰糖的体积为___________。
12. 多用电表是实验室中常用的测量仪器,如图甲所示为多量程多用电表示意图。
(1)通过一个单刀多掷开关S,接线柱B可以分别与触点1、2、3、4、5接通,从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。图中的E是电池,R3是电池内阻,R6是欧姆调零电阻,AB分别与黑、红表笔相接。R1、R2、R4、R5都是定值电阻,表头G的满偏电流为20 mA,内阻为Rg。已知R1+R2=4Rg,R4=360 Ω,R5=1600 Ω。 关于此多用电表,下列说法正确的是___________;
A.图中B是红表笔
B.当S接触点1或2时,多用电表处于测量电流的挡位,且接1时的量程比接2时大
C.当S接触点3时,多用电表处于测量电阻的挡位,倍率越大,滑动变阻器接入阻值越大
D.当S接触点4、5时,多用电表处于测量电压的挡位,且接4比接5时量程大
(2)该学习小组将“B”端与“3”相接,将A、B表笔短接,调节R6.进行欧姆调零后测量未知电阻。得到通过表头G的电流与被测未知电阻的关系如图乙所示,由此可知多用电表中电池的电动势E=___________V(计算结果保留三位有效数字)。通过分析可知该小组使用多用电表的___________(填“×1”“×10”或“×1K”)倍率的欧姆挡进行测量未知电阻。
(3)实验小组用多用电表测量电源的电动势和内阻。器材有:待测电源(电动势约为8V), 定值电阻R0=8.0 Ω,多用表一只,电阻箱一只,连接实物如图丁所示,测得并记录多组数据后,得到对应的图,如图丙所示,则内阻r= ___________Ω(结果保留三位有效数字)。
13. 如图,半径为R的球面凹面镜内注有透明液体,将其静置在水平桌面上,液体中心厚度CD为10mm。一束单色激光自中心轴上距液面15mm的A处以入射角射向液面B处,其折射光经凹面镜反射后沿原路返回,液体折射率为。求:
(1)光线在B点进入液体的折射角;
(2)凹面镜半径R。
14. 跳台滑雪是最具观赏性的运动项目之一,滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成,其场地可以简化为如图甲所示的模型。某实验小组结合滑雪轨道设计了如图乙所示的轨道进行研究,竖直圆弧轨道的圆心为,B点为轨道最低点,为另一四分之一竖直圆弧轨道,圆心为,圆弧轨道和的半径相同,交接处留有可供小球通过的窄缝。四点在同一水平线上,两点连线与水平方向夹角为。一质量的小球以与水平方向成的初速度从点滑出,从此时开始计时,时小球离连线最远,最后恰好沿切线方向从A点落入圆弧轨道,已知。求:
(1)小球从点滑出时的初速度大小;
(2)的正切值;
(3)圆弧轨道和的半径时,小球脱离轨道时重力的瞬时功率。
15. 如图所示,平行金属导轨倾斜放置,倾角θ = 37°,导轨间距离为L。导轨顶端接有电阻R,下端G、H处通过绝缘材料与足够长的水平导轨平滑连接,水平导轨间距也为L,其右端接有电容为C的电容器。斜轨道EF的下方及水平轨道处均有方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度均为B。质量为m、长度为L、电阻为r的导体棒ab垂直倾斜导轨放置,与磁场边界EF的距离为x0。现将导体棒ab由静止释放,已知导体棒到达斜轨道底部前已匀速,EF离倾斜导轨底端距离为x。已知B = 1 T,L = 1 m,R = 4 Ω,r = 2 Ω,m = 0.08 kg,x0 = 0.75 m,x = 3.6 m,C = 0.1 F,当电容器电压为U时,电容器储存的电场能为,不计一切摩擦,不考虑电磁辐射,导体棒始终与导轨接触且垂直。(已知sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,重力加速度g = 10 m/s2)求:
(1)导体棒刚进入磁场时ab两端的电压Uab;
(2)导体棒在倾斜导轨上运动的时间t;
(3)在整个过程中导体棒ab上产生的焦耳热Q。
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南昌十中2024—2025学年高三一模模拟考试
高三物理试题
注意事项:
1.答题前,请您务必将自己的姓名、准考证号或IS号用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡和答题纸上。
2.作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题纸上的指定位置,在其它位置作答一律无效。作答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案,请保持卡面清洁和答题纸清洁,不折叠、不破损。
3.考试结束后,请将答题纸交回。
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,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. 与下列图片相关的物理知识说法正确的是( )
A. 甲图,卢瑟福通过粒子散射实验,发现了质子
B. 乙图,氢原子的能级结构图,大量处于能级的原子向低能级跃迁时,能辐射6种不同频率的光子
C. 丙图,康普顿效应说明光子具有波动性
D. 丁图,重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续进行,称为链式反应,其中核裂变反应方程为
【答案】B
【解析】
【详解】A.卢瑟福通过粒子散射实验,提出了原子核的概念,建立了原子核式结构模型,卢瑟福用粒子轰击氮原子核,发现了质子,故A错误;
B.根据知,大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时,向外辐射6种不同频率的光子,故B正确;
C.康普顿效应表明光子除了具有能量之外还具有动量,说明光具有粒子性,故C错误;
D.丁图,重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续的进行,核能持续的释放,这称为链式反应,但裂变方程中,铀235吸收一个慢中子后才能发生裂变,在核反应方程中,等号左侧的中子不能与等号右侧的中子约掉,故D错误。
故选B。
2. 以某一初速度行驶的汽车,制动后做匀减速直线运动,汽车制动后的8s时间内,每2s前进的距离分别为24m、16m,8m、1m。 由以上数据可以判断( )
A. 该减速过程中,汽车的加速度大小为8m/s2
B. 汽车在6s末的速度大小为4m/s
C. 汽车刹车时的速度大小为14m/s
D. 汽车在8s内的平均速度大小为7m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A.取汽车运动方向为正方向,根据
汽车的加速度
即大小为2m/s2,负号表示方向与运动方向相反,故A错误;
B.根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,在时的速度
汽车在6s末的速度
故B错误;
C.根据
汽车刹车时的速度大小为
故C正确;
D.根据
汽车在8s内的位移
平均速度
故D错误。
故选C。
3. 轻质细线上端悬挂于天花板上的O点,另一端接在质量为的小球上,小球在水平向右的外力F作用下处于平衡状态,此时细线上的弹力大小为,细线与竖直方向的夹角为、与F的夹角为,如图所示。以下判断正确的是( )
A 保持F水平,逐渐缓慢减小,则、都逐渐增大
B. 若换一根更长的细线,保持、不变,、可能都减小
C. 保持不变,逐渐缓慢增大,直至悬线水平,则逐渐减小,先增大后减小
D. 保持小球位置不变,F沿逆时针方向缓慢转动直至F竖直向上,则先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.保持F水平,逐渐缓慢减小,对小球受力分析有
,
可知随着减小,和都在减小,A错误;
B.换一根更长的细线,保持、不变,则、都不变,B错误;
C.保持不变,逐渐缓慢增大,直至悬线水平,根据三角形定则,如图所示
由图可知当水平时最大,当水平时最大,所以逐渐减小,逐渐增大,C错误;
D.保持小球位置不变,沿逆时针方向缓慢转动直至竖直向上的过程,根据三角形定则,如图所示
可知当方向与方向垂直时,有最小值,则先减小后增大, D正确。
故选D。
4. 2024年9月25日,中国火箭军向南太平洋预定水域试射东风型导弹,本次试射的导弹飞行了12000公里,显示出我国强大的国防实力。若将导弹发射和飞行过程简化为:如图所示,从地面上A点发射出的导弹,只在引力作用下沿ACB椭圆轨道飞行击中地面目标B,C为轨道的远地点且距地面高度为H。已知地球半径为R,质量为M,引力常量为G.下列关于导弹只在引力作用下沿ACB椭圆轨道飞行过程,结论正确的是( )
A. 导弹在空中的运动是匀变速曲线运动
B. 导弹在A点的速度小于在C点的速度
C. 导弹在A点的加速度
D. 导弹在C点的速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.导弹沿ACB椭圆轨道飞行的过程加速度的大小和方向均变化,则做非匀速曲线运动,故A错误;
B.由A点到C点,万有引力做负功,其动能增大,有,故B错误;
C.由牛顿第二定律可知
,
可得
故C错误;
D.若导弹过C点做匀速圆周运动,有
但导弹在椭圆轨道上运动过C点时需要加速才能变轨为圆周轨道,可推得
故D正确。
故选D。
5. 一列沿x轴传播的简谐横波在时的波形图如图甲所示,此时简谐横波恰好传到质点P,处的质点的振动图像如图乙所示。则下列说法中正确的是( )
A. 该简谐横波向x轴负方向传播
B. 该简谐横波的传播速度为
C. 波源的起振方向为y轴正方向
D. 从时刻开始计时,经过时,处的质点通过的路程为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由同侧法可知简谐横波向x轴正方向传播,A错误;
B.由图甲可知
由图乙可知
简谐横波的传播速度的大小为
B错误;
C.时刻P点向y轴负方向振动,故波源起振方向为y轴负方向,C错误;
D.质点P的平衡位置为,简谐横波传播到处的质点所需的时间为
处的质点振动的时间为
处的质点通过的路程为
D正确。
故选D。
6. 如图所示,圆形区域半径为R,区域内有一垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为位于磁场边界最低点P处有一粒子源,同时将n个带负电的粒子沿纸面内各个方向均匀射入磁场区域,粒子质量为m、电荷量大小为q、速率均为v。A、C为圆形区域水平直径的两个端点,足够长的弹性挡板MN、 与圆形区域在A、C两点处相切,所有粒子与挡板垂直碰撞后以原速率反弹,不计粒子的重力和空气阻力,忽略粒子间的相互影响。下列说法中正确的是( )
A. 所有粒子均与右侧挡板碰撞,最终全部从D点离开磁场
B. 粒子从P点出发到从D点离开磁场,运动最长时间为
C. 粒子陆续与挡板碰撞过程中对挡板的平均作用力为
D. 粒子陆续从D点离开磁场过程中等效电流为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由洛伦兹力提供向心力,有
可得
根据磁聚焦结论作出如图所示的轨迹图
粒子在圆形磁场中射出后均能垂直打在左侧挡板上,反弹后再次进入磁场并全部从点离开磁场,故A错误;
B.根据磁聚焦可以得出粒子在圆形磁场中运动的两段圆弧圆心角之和为,每个粒子在磁场中运动的时间均为
这个时间是粒子从点出发到从点离开的最短时间,故B错误;
C.所有粒子到达挡板的最短时间为
最长时间为
粒子与挡板碰撞过程中的作用时间为
对这个粒子由动量定理可得
解的
故C正确;
D.所有粒子从发出到达点的最短时间为
最长时间为
因此粒子离开点过程持续的时间为
则等效电流为
同时考虑到电荷离开点时沿着不同方向,实际的电流会更小,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,理想变压器原、副线圈分别接有阻值R0=24Ω和R1=5Ω、R2=4Ω的定值电阻,原线圈左侧接一正弦交流电源,开关闭合前后副线圈的输出功率不变,则原、副线圈的匝数的比值为( )
A. 2 B. 4 C. 6 D. 8
【答案】A
【解析】
【详解】设原、副线圈的匝数的比值为k,原线圈左侧接一正弦交流电源的输出电压为U,开关闭合时,R1短路,副线圈后面只有R2接入电路,设此时原线圈的电流为I1,根据电流之比等于匝数反比可得副线圈的电流为kI1;开关断开时,副线圈后面R1和R2串联接入电路,设此时原线圈的电流为I2,根据电流之比等于匝数反比可得副线圈的电流为kI2,则有
可得
对开关闭合和断开的情况分别有
,
联立以上各式可得
故选A。
8. 如图甲所示,粗糙水平地面上有一块长木板P,小滑块Q放置于长木板上的最右端。现将一个水平向右的力F作用在长木板的右端,让长木板从静止开始运动,一段时间后撤去力F的作用。滑块和长木板在内的速度—时间图像如图乙所示,已知小滑块与长木板的质量均为m=1kg,重力加速度,则下列说法正确的是( )
A. 力F的大小为6N
B. 小滑块Q与长木板P之间的动摩擦因数为0.1
C. 长木板P与地面之间的动摩擦因数为0.3
D. 时长木板P停止运动
【答案】BD
【解析】
【详解】ABC.根据题意,由图乙可知,时撤去力F的作用,撤去力F前,木板的加速度为
撤去力F后,木板的加速度为
小滑块Q的加速度为
设小滑块Q与长木板P之间的动摩擦因数为,长木板P与地面之间的动摩擦因数为,由牛顿第二定律有
解得
,,
故AC错误,B正确;
D.由图乙可知,时,小滑块Q与长木板P共速,若小滑块Q与长木板P保持相对静止,则有
解得
此时小滑块Q与长木板P之间的摩擦力为
可知,小滑块Q与长木板P不能保持相对静止,则对长木板P有
解得
则到长木板P停止运动还需
则长木板P停止运动的时间为
故D正确。
故选BD。
9. 如图甲所示,光滑水平面上放置、两物体,静止且左端有一轻弹簧,以初速度向右运动,当撞上弹簧后,能获得的最大速度大小为。保持的质量不变,改变的质量,可得与的大小关系如图乙。下列说法正确的是( )
A. 、组成的系统动量守恒 B. 的初速度
C. 的质量 D. 若,弹簧被压缩到最短时的弹性势能为37.5J
【答案】AD
【解析】
【详解】A.地面光滑,P、Q两物体组成的系统受合外力为0,动量守恒,故A正确;
BC.设碰后P的速度为,P、Q两物体碰撞,由动量守恒定律和能量守恒定律有
解得
变形得
由图线有
解得
故BC错误;
D.若,弹簧压缩最短,两者共速,由动量守恒定律有
弹簧势能为
得
故D正确。
故选AD。
10. 在图甲的直角坐标系中,x轴上固定两等量的点电荷M、N,距坐标原点O均为L,y轴上有、、三点,其纵坐标值分别为、、。y轴上各点电场强度E随y变化的关系如图乙所示,图中的阴影部分面积为a,的阴影部分面积为b。一个质量为m,电荷量为的带电粒子,由点静止释放,仅在电场力作用下,将沿y轴负方向运动,则下列说法正确的是( )
A. M、N是等量正电荷
B. 带电粒子在、两点处加速度大小之比为
C. 带电粒子运动过程中在达到最大速度
D. 带电粒子运动到位置时动能为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据图像可知两电荷电量相等,电性相同,一个质量为m,电荷量为的带负电粒子,由点静止释放,仅在电场力作用下,将沿y轴负方向运动,受到引力作用,所以M、N是等量正电荷,故A正确;
B.设电荷带电量为Q,则在点,有
在点有
代入数据可知,带电粒子在、两点处的加速度大小之比
故B错误;
D.图乙中图线与坐标轴围成的图形面积表示电势差,所以带电粒子运动到位置时,电场力做功为
根据动能定理可知动能为
故D正确;
C.带电粒子运动过程中在O点时速度最大,由动能定理有
解得最大速度
故C错误。
故选AD。
二、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. 某同学通过图所示的实验装置,利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积。
①将冰糖装进注射器,通过推、拉活塞改变封闭气体的体积和压强。若实验过程中不慎将活塞拔出针筒,则___________(填“需要”或“不需要”)重做实验。
②实验中通过活塞所在刻度读取了多组体积V及对应压强p,为了在坐标系中获得直线图像,应选择___________
A.图像 B.图像 C.图像 D.图像
③选择合适的坐标后,该同学通过描点作图,得到直线的函数图像如图所示,忽略传感器和注射器连接处的软管容积,则这颗冰糖的体积为___________。
【答案】 ①. 需要 ②. C ③. b
【解析】
【详解】①[1]实验需要保持气体温度与质量不变,操作中,若实验过程中不慎将活塞拔出针筒,则必须废除之前获得的数据,重做实验,这是为了保持气体质量不变。
②[2]设冰糖的体积为,则气体的体积为
由玻意耳定律知
为了获得直线图像,应表示为
选择图像,故选C。
③[3]由函数关系结合图可知
12. 多用电表是实验室中常用的测量仪器,如图甲所示为多量程多用电表示意图。
(1)通过一个单刀多掷开关S,接线柱B可以分别与触点1、2、3、4、5接通,从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。图中的E是电池,R3是电池内阻,R6是欧姆调零电阻,AB分别与黑、红表笔相接。R1、R2、R4、R5都是定值电阻,表头G的满偏电流为20 mA,内阻为Rg。已知R1+R2=4Rg,R4=360 Ω,R5=1600 Ω。 关于此多用电表,下列说法正确的是___________;
A.图中B是红表笔
B.当S接触点1或2时,多用电表处于测量电流的挡位,且接1时的量程比接2时大
C.当S接触点3时,多用电表处于测量电阻的挡位,倍率越大,滑动变阻器接入阻值越大
D.当S接触点4、5时,多用电表处于测量电压的挡位,且接4比接5时量程大
(2)该学习小组将“B”端与“3”相接,将A、B表笔短接,调节R6.进行欧姆调零后测量未知电阻。得到通过表头G的电流与被测未知电阻的关系如图乙所示,由此可知多用电表中电池的电动势E=___________V(计算结果保留三位有效数字)。通过分析可知该小组使用多用电表的___________(填“×1”“×10”或“×1K”)倍率的欧姆挡进行测量未知电阻。
(3)实验小组用多用电表测量电源的电动势和内阻。器材有:待测电源(电动势约为8V), 定值电阻R0=8.0 Ω,多用表一只,电阻箱一只,连接实物如图丁所示,测得并记录多组数据后,得到对应的图,如图丙所示,则内阻r= ___________Ω(结果保留三位有效数字)。
【答案】 ①. ABC ②. 3.75V ③. ④. 1.00
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]A.图中B接3接线柱时,由于B连接的是电源负极,根据电流从红表笔流入,从黑表笔流出,因此B为红表笔,故A正确;
B.当S接触点1或2时,且电路中没有电源,由于表头和电阻并联,故改装成了电流表,且接1时左边的电阻为分流电阻,即一个电阻为分流电阻;接2时两个电阻串联后为分流电阻,所以S接1时分流电阻小,故接1时的量程更大,故B正确;
C.当S接点3时,电表内部有电源,故多用表为欧姆表,倍率越大时,同样的待测电阻时表头指针偏转越小,欧姆表的内阻越大,接入的滑动变阻器阻值越大,故C正确;
D.当开关S接4或5时,多用表为电压挡,但接4时分压电阻为一个电阻,即左边的电阻;接5时两个电阻串联后的总电阻为分压电阻,所以接5时分压电阻的阻值要大,故接5时量程更大,故D错误。
故选ABC;
(2)[2]由I-R图线知,当满偏时
,
当电阻为R1=150Ω时,电流值等于满偏电流的一半,此时
解得
E=3.75V
[3]通过分析可知欧姆表中值电阻为150Ω,则该小组使用多用电表的“×10”倍率的欧姆挡进行测量未知电阻。
(3)[3]根据丙图和闭合电路欧姆定律可知
整理可得
结合图像的截距和斜率可知
解得
E=8.33V
r=1.00Ω
13. 如图,半径为R的球面凹面镜内注有透明液体,将其静置在水平桌面上,液体中心厚度CD为10mm。一束单色激光自中心轴上距液面15mm的A处以入射角射向液面B处,其折射光经凹面镜反射后沿原路返回,液体折射率为。求:
(1)光线在B点进入液体的折射角;
(2)凹面镜半径R。
【答案】(1)
(2)55mm
【解析】
【小问1详解】
根据光的折射定律可知,光线在B点进入液体的折射角满足
可知
光线在B点进入液体的折射角为;
【小问2详解】
因折射光经凹面镜反射后沿原路返回,可知折射光线垂直于凹面镜。如图所示,折射光线的反向延长线过凹面镜的圆心O,如图所示,由几何关系得
由题干可知,,BC的距离为
OC的距离为
由几何关系得凹面镜半径
14. 跳台滑雪是最具观赏性的运动项目之一,滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成,其场地可以简化为如图甲所示的模型。某实验小组结合滑雪轨道设计了如图乙所示的轨道进行研究,竖直圆弧轨道的圆心为,B点为轨道最低点,为另一四分之一竖直圆弧轨道,圆心为,圆弧轨道和的半径相同,交接处留有可供小球通过的窄缝。四点在同一水平线上,两点连线与水平方向夹角为。一质量的小球以与水平方向成的初速度从点滑出,从此时开始计时,时小球离连线最远,最后恰好沿切线方向从A点落入圆弧轨道,已知。求:
(1)小球从点滑出时的初速度大小;
(2)的正切值;
(3)圆弧轨道和的半径时,小球脱离轨道时重力的瞬时功率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
建立坐标系,如图
依题意,时小球离连线最远,则
解得
【小问2详解】
小球到达A点,分解速度,如图
有
解得
可知
由几何知识,可得
解得
可得
小问3详解】
由第二问分析,可得
如图,设夹角为时,小球脱离MN轨道,
则有
由动能定理,可得
解得
,
小球脱离轨道时重力的瞬时功率
15. 如图所示,平行金属导轨倾斜放置,倾角θ = 37°,导轨间距离为L。导轨顶端接有电阻R,下端G、H处通过绝缘材料与足够长的水平导轨平滑连接,水平导轨间距也为L,其右端接有电容为C的电容器。斜轨道EF的下方及水平轨道处均有方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度均为B。质量为m、长度为L、电阻为r的导体棒ab垂直倾斜导轨放置,与磁场边界EF的距离为x0。现将导体棒ab由静止释放,已知导体棒到达斜轨道底部前已匀速,EF离倾斜导轨底端距离为x。已知B = 1 T,L = 1 m,R = 4 Ω,r = 2 Ω,m = 0.08 kg,x0 = 0.75 m,x = 3.6 m,C = 0.1 F,当电容器电压为U时,电容器储存的电场能为,不计一切摩擦,不考虑电磁辐射,导体棒始终与导轨接触且垂直。(已知sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,重力加速度g = 10 m/s2)求:
(1)导体棒刚进入磁场时ab两端的电压Uab;
(2)导体棒在倾斜导轨上运动的时间t;
(3)在整个过程中导体棒ab上产生的焦耳热Q。
【答案】(1)1.6 V
(2)1.55 s (3)0.876 J
【解析】
【小问1详解】
依题意,导体棒进入磁场前,做匀加速直线运动,设加速度为a,由牛顿第二定律得
解得
进入磁场时速度为v1,则由匀变速直线运动规律得
解得
此时导体棒产生的电动势
结合闭合电路欧姆定律可知,此时ab两端电压
【小问2详解】
导体棒进入磁场前做匀加速直线运动,由速度时间关系可知,其运动时间
在磁场中匀速运动时,设此时速度为v2,导体棒受重力mg、支持力、安培力FA,由平衡条件沿斜面方向有
因为此时安培力
因为此时电动势
联立解得
设导体棒从进入磁场到运动到斜面底部过程用时t2,则由动量定理有
因为
联立整理得
联立解得
总时间
【小问3详解】
由能量守恒可知,在斜轨道上运动时导体棒ab产生的焦耳热
分析可知,导体棒在水平轨道上先减速后匀速,设匀速时速度为v3,且导体棒两端电压等于电容器两端电压,有
由动量定理得
联立解得
,
此时电容器两端电压
由能量守恒
解得
故整个过程中ab棒产生焦耳热
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