精品解析：湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年高三下学期3月月考物理试题

湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年 高三下学期3月月考物理试卷 一、单选题 1. 玻尔的氢原子的能级图如图所示，现有大量处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是（　　） A. 这些氢原子可能发出5种不同频率的电磁波 B. 已知钠逸出功为2.29eV，则氢原子从n=5能级跃迁到n=2能级释放的光子可以从金属钠的表面打出光电子 C. 氢原子从n=5能级跃迁到n=1能级释放的光子波长最长 D. 氢原子从n=5能级跃迁到n=4能级时，氢原子能量减小，核外电子动能减小 2. 如图甲所示，电梯从高处由静止开始下降，至最低点时速度为零，其离最低点的高度x随时间变化规律如图乙所示，图中、时间内电梯做匀变速运动，时间内图像为直线，，则下列判断正确的是（　　） A. 时间内，电梯处于超重状态 B. 时间内，电梯处于超重状态 C. 内和内电梯的加速度相同 D. 、、三段时间内位移之比为 3. 如图所示，a、b两束单色光分别沿不同方向射向横截面为半圆形玻璃砖的圆心O，已知a光刚好发生全反射，b光的折射光线（反射光线未画出）刚好与a光的反射光线重叠，且，则判断（　　） A. 若将b光沿a光的光路射向O点，b光也能发生全反射 B. 用a、b单色光分别检查同一光学平面的平整度时，b光呈现的明暗相间的条纹要宽些 C. 用a、b单色光分别照射同一光电管的阴极材料时，用a光照射打出的光电子的遏止电压小 D. 用a、b单色光分别以相同入射角斜射入同一平行玻璃砖，a光发生的侧移小 4. 如图所示，边长的正方形区域处于匀强电场（图中未画出）中，其中边恰与电场线平行，为的中心。已知将一电子自点移到的过程中，克服电场力做功。现再将一正点电荷固定于点，下列说法正确的是（　　） A. 、两点的电场强度相同 B. 、两点的电势差 C. 匀强电场的电场强度大小为 D. 将电子自点沿连线移到点的过程中，电子的电势能先变小后变大 5. 如图所示，在以水平线段AD为直径的半圆形区域内有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场。现有一个闭合导线框ACD（由细软弹性电阻丝制成），端点A、D固定。在竖直面内，将导线与圆周的接触点C点以恒定角速度ω（相对圆心O）从A点沿圆弧移动至D点，使导线框上产生感应电流。设导线框的电阻恒为r，圆的半径为R，从A点开始计时，下列说法正确的是（　　） A. 导线框中感应电流的方向始终为逆时针 B. 导线框中感应电流的方向先顺时针，后逆时针 C. 在C从A点移动到D的过程中，穿过ACD回路的磁通量与时间的关系为 D. 在C从A点移动到图中位置的过程中，通过导线截面的电荷量为 6. 2014年12月3日，世界台联宣布中国斯诺克球手丁俊晖已确定在新的世界排名榜上跃居世界第一，他也成为台联有史以来第11位世界第一，同时也是首位登上世界第一的亚洲球员，丁俊晖为台球运动在中国的推广和发展做出了突出贡献。按照国际标准，每颗球的标准质量为，但是由于不同厂商生产水平的不同，所以生产出来的球的质量会有一些差异。如图所示，假设光滑水平面一条直线上依次放个质量均为的静止的弹性红球（相邻两个红球之间有微小的间腺），另有一颗质量为的弹性白球以初速度与号红球发生弹性正碰，则号红球最终的速度大小为（已知）（　　） A. B. C. 0 D. 二、多选题 7. 两列简谐横波的振幅都是，传播速度大小相同。实线波的频率为，沿x轴正方向传播；虚线波沿x轴负方向传播。某时刻两列波在如图所示区域相遇，则（　　） A. 在相遇区域不会发生干涉现象 B. 平衡位置为处的质点此刻位移为 C. 平衡位置为处的质点此刻速度为零 D. 从图示时刻起在经过平衡位置为处质点的位移为零 8. 2020年7月23日我国首个独立火星探测器“天问一号”在文昌航天发射场成功升空并进入预定轨道，已于今年5月15日成功着陆火星表面，对我国持续推进深空探测、提升国家软实力和国际影响力具有重要意义。已知火星半径为R且质量分布均匀，火星两极表面的重力加速度大小为g，火星赤道表面重力加速度大小为，引力常量为G。则下列说法正确的是（  ） A. 探测器在靠近火星过程中万有引力逐渐增大 B. 火星的平均密度为 C. 在火星赤道上质量m的探测器对火星表面的压力大小为mg D. 火星的自转周期为 9. 如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为5：1，原线圈接入图乙所示的电路，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法正确的是（　　） A. 图乙中电压的有效值为220V B. 电压表的示数为44V C. R处出现火警时电流表示数增大 D. R处出现火警时电阻 R0消耗的电功率增大 10. 如图所示的直角坐标系中，第一象限中有一匀强电场，场强方向与轴的夹角为。在第四象限存在宽度为，沿轴负方向足够长的匀强磁场。磁感应强度为，方向垂直纸面向里。现有不计重力的带电粒子（电荷量为，质量为）以速度从点射入磁场（与轴的夹角为）。若带电粒子通过磁场后恰好从点射入电场，并从上距离点为的点（图中未标出）离开电场。下列分析正确的是（ ） A. 带电粒子进入磁场时的速度大小为 B. 带电粒子从点到点（图中未标出）运动的总时间为 C. 该匀强电场的场强大小为 D. 带电粒子离开电场时的动能为 三、实验题 11. （1）某实验小组在实验室做“单摆测定重力加速度”的实验，如图甲所示。 ①摆球的直径用螺旋测微器测出，如图乙所示，读数是__________； ②甲同学用正确的实验方法测出摆线的长度为L，摆球的直径为d，N次全振动的总时间为t，当地的重力加速度大小为__________（结果用L、d、N、t等字母表示）； （2）某同学用图甲的装置验证机械能守恒定律。大小相同的两小球P、Q分别固定在轻杆两端，轻杆可绕固定于中点O的光滑水平轴在竖直面内转动，O点正下方有一光电计时器，小球通过计时器时其球心恰好与光电门等高。测得小球的直径为d，两球球心间的距离为L，P球质量是Q球质量的2倍。Q球质量为m，重力加速度为g。现将轻杆拉至水平位置并由静止释放，当P球第一次通过光电门时，计时器显示的遮光时间为。回答下列问题： ①用游标卡尺测量d时如图乙所示，则__________； ②小球P经过光电门时速度的表达式为__________（用已知量和测得量的符号表示）； ③小球P从开始运动到最低点过程，PQ系统重力势能的减小量__________，若此过程中P、Q构成的系统机械能守恒，则需要验证的关系式为__________（用已知量和测得量的符号表示）。 12. LED被公认为21世纪“绿色照明”，具有“高节能”“寿命长”“多变幻”“利环保”“高新尖”等特点，LED通用照明成为最具市场潜力的行业热点，LED绿色照明技术已经真正走进了我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时的电阻大约为。实验室提供的器材有： A.电流表（量程，内阻约为，读数记为） B.电流表（量程为，内阻，读数记为） C.电压表V（量程为，内阻，读数记为U） D.定值电阻 E.定值电阻 F.滑动变阻器 G.滑动变阻器 H.蓄电池E（电动势为，内阻很小），开关S一个 (1)如图所示是某同学设计的实验电路图，请你帮他选择合适的器材，电表1应选_____电表2应选_____，定值电阻应选_____，滑动变阻器应选______。（这四空均填写器材前的字母代号） (2)测量小灯泡电阻表达式为______（用字母表示），实验时，不断改变滑动变阻器的阻值，当电表2的示数达到_____时，其对应的结果为小灯泡正常工作时的电阻。 四、解答题 13. 某兴趣小组受“蛟龙号”的启发，设计了一个测定水深的深度计．如图，细管连通且导热性能良好的汽缸Ⅰ、Ⅱ内径相同，长度均为L。汽缸Ⅰ左端开口，内部有轻质薄活塞A，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动．外界大气压强为，汽缸内封有压强为的气体，此时A位于汽缸Ⅰ最左端。该装置放入水下后，测出A向右移动的距离可测定水的深度．已知相当于10m高的水柱产生的压强，不计水温变化，被封闭气体视为理想气体，求： （1）当A向右移动时，水的深度h； （2）该深度计能测量的最大水深。 14. 如图所示，质量为M=5.0kg的长木板B静止在粗糙水平面上，长木板B右端距离平台DC左边距离为34.5m，竖直平面内半径R=0.4m的光滑半圆形轨道与平台DC右端相切于C点，平台与长木板B等高，在半圆轨道最高点固定一弹性挡板P（小物块与弹性挡板P相碰后以原速率反弹）。某时刻一质量为m=1.0kg的小木块A（可视为质点），以35m/s的初速度从左端滑上长木板，同时用一水平向右的恒力F=11N拉动长木板，使其向右做匀加速直线运动，当小木块A运动到长木板B的最右端时，二者恰好相对静止，此时撤去恒力F，随后长木板B与平台DC左端相碰，碰后长木板B速度为0，小木块A以碰前速度滑上平台，已知长木板与地面间动摩擦因数μ1=0.1，长木板与小木块间的动摩擦因数μ2=0.5，平台上铺设一种特殊材料，使得小物块A滑上平台后所受阻力大小与其速度大小成正比（即F阻=kv，k=2Ns/m），方向与速度方向相反，重力加速度g=10m/s2。求： （1）小木块A在长木板B上滑动过程中两者的加速度大小各为多少； （2）长木板B的长度L和小木块A与长木板B因摩擦产生的热量Q； （3）若小物块A能冲上半圆轨道，并能从半圆轨道上返回到平台DC上，平台DC长度S应满足什么条件。（结果可以用根式表示） 15. 如图所示，水平传送带以恒定速率顺时针转动，宽为、足够高的矩形匀强磁场区域MNPQ，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场下边界QP水平。矩形导体框abcd无初速度地放在传送带上且ad与MQ重合，bc向右运动到NP时恰与传送带共速，此时施加水平向右的拉力，使导体框保持共速前的加速度离开磁场。ad离开磁场时撤掉拉力，同时将QP提升到传送带上方距上表面L处。导体框继续向右运动，与NP右侧处的竖直固定挡板发生弹性正碰。当ad返回NP时，施加水平向左的拉力，使导体框以此时的速度匀速通过磁场。已知导体框质量为m，总电阻为R，ab长为，ad长为，导体框平面始终与磁场垂直且不脱离传送带，重力加速度为g。 （1）求导体框与传送带间的动摩擦因数是多少； （2）求导体框向右离开磁场过程中所经历的时间以及此过程中拉力冲量的大小； （3）导体框向左通过磁场的过程中，设ad到NP的距离为x，求导体框受到的摩擦力大小与x的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年 高三下学期3月月考物理试卷 一、单选题 1. 玻尔的氢原子的能级图如图所示，现有大量处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是（　　） A. 这些氢原子可能发出5种不同频率的电磁波 B. 已知钠的逸出功为2.29eV，则氢原子从n=5能级跃迁到n=2能级释放的光子可以从金属钠的表面打出光电子 C. 氢原子从n=5能级跃迁到n=1能级释放的光子波长最长 D. 氢原子从n=5能级跃迁到n=4能级时，氢原子能量减小，核外电子动能减小 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．这些氢原子可能发出种不同频率的电磁波，选项A错误； B．已知钠的逸出功为2.29eV，则氢原子从n=5能级跃迁到n=2能级释放的光子能量为 则可以从金属钠的表面打出光电子，选项B正确； C．氢原子从n=5能级跃迁到n=1能级释放的光子能量最大，则波长最短，选项C错误； D．氢原子从n=5能级跃迁到n=4能级时，氢原子能量减小，核外电子半径减小，根据 可知，动能变大，选项D错误。 故选B。 2. 如图甲所示，电梯从高处由静止开始下降，至最低点时速度为零，其离最低点的高度x随时间变化规律如图乙所示，图中、时间内电梯做匀变速运动，时间内图像为直线，，则下列判断正确的是（　　） A. 时间内，电梯处于超重状态 B 时间内，电梯处于超重状态 C. 内和内电梯的加速度相同 D. 、、三段时间内的位移之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．图像的斜率表示速度，由图可知，时间内电梯向下的速度增加，加速度向下，则电梯处于失重状态，故A错误； B．时间内电梯做匀速直线运动，则电梯处于平衡状态，故B错误； C．设电梯在时间内匀速运动的速度为v，则内、内的加速度分别为 所以内和内电梯的加速度大小相等，方向相反，故C错误； D．、、三段时间内的位移分别为 可知、、三段时间内的位移之比为，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，a、b两束单色光分别沿不同方向射向横截面为半圆形玻璃砖的圆心O，已知a光刚好发生全反射，b光的折射光线（反射光线未画出）刚好与a光的反射光线重叠，且，则判断（　　） A. 若将b光沿a光的光路射向O点，b光也能发生全反射 B. 用a、b单色光分别检查同一光学平面的平整度时，b光呈现的明暗相间的条纹要宽些 C. 用a、b单色光分别照射同一光电管阴极材料时，用a光照射打出的光电子的遏止电压小 D. 用a、b单色光分别以相同入射角斜射入同一平行玻璃砖，a光发生的侧移小 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据折射定律可知 所以有 又因为 所以有b光的全反射临界角大于a光的全反射临界角，若将b光沿a光的光路射向O点，b光不能发生全反射，A错误； B．因为折射率大的光频率也大，所以 所以 所以用a、b单色光分别检查同一光学平面的平整度时，b光呈现的明暗相间的条纹要宽些，B正确； C．因为 所以用a、b单色光分别照射同一光电管的阴极材料时，用a光照射打出的光电子的遏止电压大，C错误； D．因为 所以用a、b单色光分别以相同入射角斜射入同一平行玻璃砖，a光发生的侧移大，D错误。 故选B。 4. 如图所示，边长的正方形区域处于匀强电场（图中未画出）中，其中边恰与电场线平行，为的中心。已知将一电子自点移到的过程中，克服电场力做功。现再将一正点电荷固定于点，下列说法正确的是（　　） A. 、两点的电场强度相同 B. 、两点电势差 C. 匀强电场的电场强度大小为 D. 将电子自点沿连线移到点的过程中，电子的电势能先变小后变大 【答案】D 【解析】 【详解】A．电子自点移到的过程中，电场力做负功，所以，匀强电场方向由b指向a，当O点固定正电荷时，正电荷在a、c点产生场强方向分别沿着Oa、Oc连线指向外，如图所示。所以，a点的合场强方向为左下方，c点合场强方向可能右上方、右方或右下方，所以a、c两点的场强不同，故A错误； B．电子自点移到的过程中，克服电场力做功 根据对称性可知 所以 故B错误； C．根据 得 故C错误； D．将电子自点沿连线移到点的过程中，匀强电场对电子的电场力不做功，正电荷对电子先做正功后做负功，所以，电子的电势能先变小后变大，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，在以水平线段AD为直径的半圆形区域内有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场。现有一个闭合导线框ACD（由细软弹性电阻丝制成），端点A、D固定。在竖直面内，将导线与圆周的接触点C点以恒定角速度ω（相对圆心O）从A点沿圆弧移动至D点，使导线框上产生感应电流。设导线框的电阻恒为r，圆的半径为R，从A点开始计时，下列说法正确的是（　　） A. 导线框中感应电流的方向始终为逆时针 B. 导线框中感应电流的方向先顺时针，后逆时针 C. 在C从A点移动到D的过程中，穿过ACD回路的磁通量与时间的关系为 D. 在C从A点移动到图中位置的过程中，通过导线截面的电荷量为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．线框中的磁通量先增大后减小，根据楞次定律判断知导线框中的感应电流方向先逆时针，后顺时针，故AB错误； C．时间内CO转过的角度为 根据几何知识可知时刻线框的面积 磁通量为 故C错误； D．在C从A点移动到图中位置的过程中，通过导线截面的电荷量为 平均电流为 平均电动势为 又 联立以上几式解得 故D正确。 故选D。 6. 2014年12月3日，世界台联宣布中国斯诺克球手丁俊晖已确定在新的世界排名榜上跃居世界第一，他也成为台联有史以来第11位世界第一，同时也是首位登上世界第一的亚洲球员，丁俊晖为台球运动在中国的推广和发展做出了突出贡献。按照国际标准，每颗球的标准质量为，但是由于不同厂商生产水平的不同，所以生产出来的球的质量会有一些差异。如图所示，假设光滑水平面一条直线上依次放个质量均为的静止的弹性红球（相邻两个红球之间有微小的间腺），另有一颗质量为的弹性白球以初速度与号红球发生弹性正碰，则号红球最终的速度大小为（已知）（　　） A. B. C. 0 D. 【答案】B 【解析】 【详解】光滑水平面一条直线上依次放个质量为的弹性红球，质量为的白球以初速度为与号红球发生弹性正碰，根据一动碰一静的弹性碰撞特点可知，每碰撞一次白球的速度变为原来的，而号球每次将速度传给右侧球，故白球与号球碰撞1次后，白球速度为 红球的速度为 最终传给1号球，白球与号碰撞2次后，白球速度为 红球的速度为 最终传给2号球，白球与号球碰撞3次，白球速度为 红球的速度为 最终传给3号球，综上所述可知，号红球最终的速度大小为 故选B。 二、多选题 7. 两列简谐横波的振幅都是，传播速度大小相同。实线波的频率为，沿x轴正方向传播；虚线波沿x轴负方向传播。某时刻两列波在如图所示区域相遇，则（　　） A. 在相遇区域不会发生干涉现象 B. 平衡位置为处的质点此刻位移为 C. 平衡位置为处的质点此刻速度为零 D. 从图示时刻起在经过平衡位置为处质点的位移为零 【答案】AD 【解析】 【详解】A．两列波波速相同，波长不同，根据 频率不同，不能干涉，选项A正确； B．平衡位置为x=8.5cm处的质点，两类波单独引起的位移分别为和，故此刻合位移为大于振幅A，选项B错误； C．平衡位置为x=6cm处的质点此刻处于平衡位置，两列波的速度不等，方向相反，故合速度不为零，故选项C错误； D．实线波长为4cm，频率为2Hz，由 得波速为8cm/s，即虚线波速也为8cm/s。从图示时刻起在经过0.25s实线x=2cm处质点的波形和虚线x=6cm处质点的波形分别传播到平衡位置为x=4cm处质点处，合位移y=0，选项D正确。 故选AD。 8. 2020年7月23日我国首个独立火星探测器“天问一号”在文昌航天发射场成功升空并进入预定轨道，已于今年5月15日成功着陆火星表面，对我国持续推进深空探测、提升国家软实力和国际影响力具有重要意义。已知火星半径为R且质量分布均匀，火星两极表面的重力加速度大小为g，火星赤道表面重力加速度大小为，引力常量为G。则下列说法正确的是（  ） A. 探测器在靠近火星过程中万有引力逐渐增大 B. 火星的平均密度为 C. 在火星赤道上质量m探测器对火星表面的压力大小为mg D. 火星的自转周期为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．探测器在靠近火星过程中距离越来越小，万有引力逐渐增大，故A正确； B．根据 得火星的平均密度为 故B正确； C．火星赤道表面重力加速度大小为ng（n<1），则在火星赤道上质量m的探测器对火星表面的压力大小为nmg，故C错误； D．根据 得 火星的自转周期为 故D正确。 故选ABD。 9. 如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为5：1，原线圈接入图乙所示的电路，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法正确的是（　　） A. 图乙中电压的有效值为220V B. 电压表的示数为44V C. R处出现火警时电流表示数增大 D. R处出现火警时电阻 R0消耗电功率增大 【答案】CD 【解析】 【详解】A．设将此电流加在阻值为R的电阻上，电压的最大值为Um，电压的有效值为U。则 代入数据得图乙中电压的有效值为，故A错误； B．变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是5：1，所以电压表的示数为，故B错误； C．R处温度升高时，阻值减小，副线圈电流增大，而输出功率和输入功率相等，所以原线圈增大，即电流表示数增大，故C正确； D．R处出现火警时通过R0的电流增大，所以电阻R0消耗的电功率增大，故D正确。 故选CD。 10. 如图所示的直角坐标系中，第一象限中有一匀强电场，场强方向与轴的夹角为。在第四象限存在宽度为，沿轴负方向足够长的匀强磁场。磁感应强度为，方向垂直纸面向里。现有不计重力的带电粒子（电荷量为，质量为）以速度从点射入磁场（与轴的夹角为）。若带电粒子通过磁场后恰好从点射入电场，并从上距离点为的点（图中未标出）离开电场。下列分析正确的是（ ） A. 带电粒子进入磁场时的速度大小为 B. 带电粒子从点到点（图中未标出）运动的总时间为 C. 该匀强电场的场强大小为 D. 带电粒子离开电场时的动能为 【答案】BD 【解析】 【详解】A.带电粒子的运动轨迹如图所示，由几何关系可知，带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径为： ， 由 得 ， 故A错误； B.带电粒子在匀强磁场中的运动时间为： ， 在匀强电场中： ， 由题设知，垂直电场方向做匀速直线运动 ， 沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动， ， 解得： ， ， 从到的时间为： ， 故B正确，C错误； D.带电粒子从到过程中由动能定理可知 ， 解得： ， 故D正确。 故选：BD 三、实验题 11. （1）某实验小组在实验室做“单摆测定重力加速度”的实验，如图甲所示。 ①摆球的直径用螺旋测微器测出，如图乙所示，读数是__________； ②甲同学用正确的实验方法测出摆线的长度为L，摆球的直径为d，N次全振动的总时间为t，当地的重力加速度大小为__________（结果用L、d、N、t等字母表示）； （2）某同学用图甲的装置验证机械能守恒定律。大小相同的两小球P、Q分别固定在轻杆两端，轻杆可绕固定于中点O的光滑水平轴在竖直面内转动，O点正下方有一光电计时器，小球通过计时器时其球心恰好与光电门等高。测得小球的直径为d，两球球心间的距离为L，P球质量是Q球质量的2倍。Q球质量为m，重力加速度为g。现将轻杆拉至水平位置并由静止释放，当P球第一次通过光电门时，计时器显示的遮光时间为。回答下列问题： ①用游标卡尺测量d时如图乙所示，则__________； ②小球P经过光电门时速度的表达式为__________（用已知量和测得量的符号表示）； ③小球P从开始运动到最低点过程，PQ系统重力势能的减小量__________，若此过程中P、Q构成的系统机械能守恒，则需要验证的关系式为__________（用已知量和测得量的符号表示）。 【答案】 ①. 5. 980##5.981##5.982##5.979##5.978 ②. ③. ④. ⑤. ⑥. 【解析】 【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数为 [2]单摆的周期为 根据单摆周期公式可得 可得 （2）[3]20分度游标卡尺的精确度为，则游标卡尺的读数为 [4] 小球P经过光电门时速度为 [5] PQ系统重力势能的减小量为 [6]根据机械能守恒定律可得 可得 12. LED被公认为21世纪“绿色照明”，具有“高节能”“寿命长”“多变幻”“利环保”“高新尖”等特点，LED通用照明成为最具市场潜力的行业热点，LED绿色照明技术已经真正走进了我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时的电阻大约为。实验室提供的器材有： A.电流表（量程为，内阻约为，读数记为） B.电流表（量程为，内阻，读数记为） C.电压表V（量程为，内阻，读数记为U） D.定值电阻 E.定值电阻 F.滑动变阻器 G.滑动变阻器 H.蓄电池E（电动势为，内阻很小），开关S一个 (1)如图所示是某同学设计的实验电路图，请你帮他选择合适的器材，电表1应选_____电表2应选_____，定值电阻应选_____，滑动变阻器应选______。（这四空均填写器材前的字母代号） (2)测量小灯泡电阻的表达式为______（用字母表示），实验时，不断改变滑动变阻器的阻值，当电表2的示数达到_____时，其对应的结果为小灯泡正常工作时的电阻。 【答案】 ①. A ②. B ③. D ④. F ⑤. ⑥. 3.75mA 【解析】 【详解】(1) [1][2][3][4]LED灯正常工作时的电流为 则电表1应该选择电流表A；由于所给的电压表量程过大，则可选择已知内阻的电流表B与定值电阻串联，若选择定值电阻，则 可知定值电阻选择D即可。由于滑动变阻器要接成分压电路，可知要选择阻值较小的F即可； (2)[5]测量小灯泡电阻的表达式为 [6]当灯泡两端电压为3V时灯泡正常工作，此时电表2读数为 四、解答题 13. 某兴趣小组受“蛟龙号”的启发，设计了一个测定水深的深度计．如图，细管连通且导热性能良好的汽缸Ⅰ、Ⅱ内径相同，长度均为L。汽缸Ⅰ左端开口，内部有轻质薄活塞A，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动．外界大气压强为，汽缸内封有压强为的气体，此时A位于汽缸Ⅰ最左端。该装置放入水下后，测出A向右移动的距离可测定水的深度．已知相当于10m高的水柱产生的压强，不计水温变化，被封闭气体视为理想气体，求： （1）当A向右移动时，水的深度h； （2）该深度计能测量的最大水深。 【答案】（1）h=2m；（2）hm=10m 【解析】 【分析】 【详解】（1）设活塞A向右移动时，汽缸内的气体压强为，由玻意耳定律得 又 联立解得 （2）当活塞A恰好移动到汽缸I最右侧时所测深度最大，设此时气体压强为，则 解得 14. 如图所示，质量为M=5.0kg的长木板B静止在粗糙水平面上，长木板B右端距离平台DC左边距离为34.5m，竖直平面内半径R=0.4m的光滑半圆形轨道与平台DC右端相切于C点，平台与长木板B等高，在半圆轨道最高点固定一弹性挡板P（小物块与弹性挡板P相碰后以原速率反弹）。某时刻一质量为m=1.0kg的小木块A（可视为质点），以35m/s的初速度从左端滑上长木板，同时用一水平向右的恒力F=11N拉动长木板，使其向右做匀加速直线运动，当小木块A运动到长木板B的最右端时，二者恰好相对静止，此时撤去恒力F，随后长木板B与平台DC左端相碰，碰后长木板B速度为0，小木块A以碰前速度滑上平台，已知长木板与地面间动摩擦因数μ1=0.1，长木板与小木块间的动摩擦因数μ2=0.5，平台上铺设一种特殊材料，使得小物块A滑上平台后所受阻力大小与其速度大小成正比（即F阻=kv，k=2Ns/m），方向与速度方向相反，重力加速度g=10m/s2。求： （1）小木块A在长木板B上滑动过程中两者的加速度大小各为多少； （2）长木板B的长度L和小木块A与长木板B因摩擦产生的热量Q； （3）若小物块A能冲上半圆轨道，并能从半圆轨道上返回到平台DC上，平台DC的长度S应满足什么条件。（结果可以用根式表示） 【答案】（1），；（2），；（3）或 【解析】 【分析】 【详解】(1)对A、B进行受力分析，由牛顿第二定律可知 对A ， 对B ， (2)从开始运动到A、B到速度相等时，所用时间为t，由速度公式： ， 长木板B的长度 或 长木板B的长度 小木块A与长木板B因摩擦产生的热量 (3) 由于，A、B速度相等后相对静止并共同减速，减速加速度大小为 AB整体与平台DC碰撞前速度为 则有 ， 解得 当小木块A滑到平台C点时速度为0 由动量定理 ，， 当小木块A滑到与圆心等高处时速度为0 由动量定理 当小木块A滑到竖直圆周最高时刚好重力提供向心力 ， 由动量定理 小物块A能冲上圆形轨道且能从半圆轨道返回平台CD，应满足的条件为 或 15. 如图所示，水平传送带以恒定速率顺时针转动，宽为、足够高的矩形匀强磁场区域MNPQ，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场下边界QP水平。矩形导体框abcd无初速度地放在传送带上且ad与MQ重合，bc向右运动到NP时恰与传送带共速，此时施加水平向右的拉力，使导体框保持共速前的加速度离开磁场。ad离开磁场时撤掉拉力，同时将QP提升到传送带上方距上表面L处。导体框继续向右运动，与NP右侧处的竖直固定挡板发生弹性正碰。当ad返回NP时，施加水平向左的拉力，使导体框以此时的速度匀速通过磁场。已知导体框质量为m，总电阻为R，ab长为，ad长为，导体框平面始终与磁场垂直且不脱离传送带，重力加速度为g。 （1）求导体框与传送带间的动摩擦因数是多少； （2）求导体框向右离开磁场过程中所经历的时间以及此过程中拉力冲量的大小； （3）导体框向左通过磁场的过程中，设ad到NP的距离为x，求导体框受到的摩擦力大小与x的关系。 【答案】（1） （2）， （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 由牛顿第二定律可得 根据速度位移公式可得 联立解得 【小问2详解】 由题知，bc向右运动到NP时恰与传送带共速，此时施加水平向右的拉力，使导体框保持共速前的加速度离开磁场。导体框bc向右运动到NP到导体框离开磁场，水平方向受到向左的安培力、传送带向左的滑动摩擦力和施加水平向右的拉力。其中传送带向左的滑动摩擦力 导线框运动一直做匀加速直线运动，则， 解得， 导线框离开磁场时，由于加速度不变，则导线框切割磁场线，产生的动生电动势为 导线框中电流为 则受到的安培力为 传送带向左的滑动摩擦力为 则有 则 拉力冲量的大小为 解得 【小问3详解】 导体框从离开磁场到返回时ad到NP的过程中，水平方向只受到传送带给的摩擦力，则有 则导体框返回ad到NP时，由动能定律可得 解得 之后导体框匀速通过磁场，ad边进入磁场时（即的过程中），ad边切割磁感线，产生动生电动势 导线框中感应电流 导线框ad边受到向右的安培力 导线框ab边受到向下的安培力 则此时导体框受到的摩擦力（） 当导线框bc边进入磁场时（即的过程中），穿过导线框的磁通量不变，导线框中无感应电流，只受到向右的摩擦力（） 当导线框ad边离开磁场时（即的过程中），导线框中bc切割磁感线，产生动生电动势 感应电流大小仍为 导线框bc受到向右的安培力 导线框ab边受到向上的安培力 此时导线框受到的摩擦力（） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$