精品解析:2025届宁夏回族自治区银川市宁夏六盘山高级中学高三下学期考前预测物理试题
2025-06-12
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内容正文:
宁夏六盘山高级中学
2024-2025学年第二学期高三第三次模拟考试试卷
学科:物理 测试时间:75分钟 满分:100分
注意事项:
1、答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应位置,并将核对后的条形码贴在答题卡条形码区域内。
2、选择题答案使用2B铅笔填涂,非选择题答案使用0.5毫米的黑色中性(签字)笔或者碳素笔书写,字体工整,笔迹清楚。
3、做答时,务必将答案写在答题卡上,写在本试题上、超出答题区域或非题号对应区域的答案一律无效。
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,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分。
1. 靠墙静蹲是一种训练腿部肌肉的方式,如图所示。若此人体重为,静蹲时竖直墙壁对人的弹力大小为、方向水平向右,忽略墙壁对人的摩擦,鞋底与水平地面间的动摩擦因数为,则下列说法正确的是( )
A. 地面对脚的摩擦力大小为,方向水平向左
B. 脚对地面的摩擦力大小为,方向水平向左
C. 地面对人的作用力大小为
D. 地面和墙壁对人的作用力的合力大小为
2. 关于下列图中实验的说法正确的是( )
A. 在图(a)的实验中,使用多用电表测电压时选交流电流挡
B. 在图(b)的实验中,电容器放电过程中电流逐渐增大
C. 在图(c)的实验中,计算轮廓范围内正方形的个数,不足一格的舍去
D. 在图(d)的实验中,推拉柱塞时要保证动作缓慢
3. 如图a,倒挂的彩虹被叫做“天空的微笑”,是光由卷云里随机旋转的大量六角片状冰晶(直六棱柱)折射形成的。如图b光线从冰晶的上顶面进入后,经折射从侧面射出,发生色散。以下分析正确的是( )
A. 光线从空气进入冰晶后波长不变
B. 在冰晶中红光和紫光的传播速度相同
C. 光线从空气射入冰晶时可能发生全反射
D. 当入射角逐渐减小,在侧面紫光比红光先发生全反射
4. 如图所示为高压输电电路图,发电站输送的电压为,变压器为理想变压器。将两个相同的电压互感器甲和乙分别接入远距离输电线路的前后端,电流互感器接入远距离输电线路。电压互感器的原副线圈匝数比为,电流互感器的原副线圈匝数比为,且。高压输电线路正常工作时,电压互感器甲、乙的示数分别为、,电流互感器的示数为I。则( )
A. 用户使用的电流是频率为的交流电
B. 该远距离输电线路上的电阻为
C. 该远距离输电线路上损耗的功率为
D. 该远距离输电线路上的电流为
5. 1784年,乔治·阿特伍德为测量重力加速度和验证牛顿第二定律,设计了后来以他名字命名的实验装置——阿特伍德机。阿特伍德机的简化示意图如图所示,A、B为质量均为M的物体,物体C的质量为m,若滑轮质量和摩擦不计,轻绳不可伸长,m=0.5M,则物体B从静止开始下落一段距离所用时间约为其自由落体下落同样距离所用时间的( )
A. B. C. D. 5倍
6. 北斗三号卫星导航系统由24颗中圆地球轨道卫星(MEO)、3颗地球静止同步轨道卫星(GEO)和3颗倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)共30颗卫星组成。已知地球半径为R,地球表面赤道处重力加速度为,地球静止卫星到地心的距离为kR,中圆地球轨道卫星的周期为静止卫星周期T的一半,如图所示。下列关于地球静止同步轨道卫星B倾斜地球同步轨道卫星B与中圆地球轨道卫星C的说法正确的是( )
A. 地球静止同步轨道卫星A和倾斜地球同步轨道卫星B均相对赤道表面静止
B. 中圆地球轨道卫星C的动能大于倾斜地球同步轨道卫星B的动能
C. 地球表面赤道处的重力加速度
D. 某时刻B、C两卫星相距最近,则再经,两卫星间距离为
7. 高血压的诱因之一是血管变细。为研究该问题,假设血液通过一定长度血管时受到的阻力与血液流速的平方成正比,即(其中k与血管粗细无关),为维持血液匀速流动,在这血管两端需要有一定的压强差。设血管内径为d时所需的压强差为,若血管内径减为d'时,为了维持在相同时间内流过同样多的血液,压强差必须变为( )
A. B. C. D.
8. 某电场沿x轴方向分布。x轴上各点电势随x坐标变化的关系如图所示,段为曲线,段为直线。一电子只在静电力作用下沿x轴正方向由O点运动至位置,则( )
A. 之间电场方向沿x轴负方向
B. 粒子在点处动能最大
C. 粒子在段加速度先变大后变小
D. 处粒子电势能最小,段粒子的动能随x均匀增加
9. 如图所示,自嗨锅是一种自热火锅,加热时既不用火也不插电,主要利用发热包内的物质与水接触,释放出热量。自嗨锅的盖子上有一个透气孔,如果透气孔堵塞,容易造成爆炸,非常危险。则下列说法正确的是( )
A. 自嗨锅爆炸的瞬间,盒内气体的内能减小,温度降低
B. 自嗨锅爆炸的瞬间,盒内气体的内能增大,温度升高
C. 自嗨锅爆炸的短时间内,单位时间单位面积上撞击容器壁的次数增多
D. 够闻到自嗨锅内食物的香味是扩散现象
10. 如图所示,平面内有一外、内直径分别为和的环形区域,以直径AD为分界,左、右半环形区域内分别有垂直平面向里和向外的匀强磁场,磁感应强度大小均为B。直径为、电阻不计的两个半圆形金属框,置于环形区域的外圆处,并在A、D两处分别用长度可忽略的绝缘材料连接。金属框的C、E两点间连有一阻值为R的电阻,一长度为、电阻为r的导体棒ef过圆心O放置于金属框上,并绕过O点的转轴以角速度顺时针匀速转动,转动过程其两端与金属框接触良好。当导体棒转至图中位置时,下列说法正确的是( )
A. 电阻R中电流方向由a到b
B. 导体棒切割磁感线产生的感应电动势大小为
C. 流过R的电流大小为
D. 导体棒Of段所受安培力大小为
二、实验题(本小题共2小题)
11. 已知力传感器仅能测量沿其中轴线方向作用力的大小,对侧向作用力不显示。某同学用图(a)所示的装置探究两个互成角度的力的合成规律。先将传感器安装在竖直圆盘上,使其中轴线沿圆盘径向固定,细绳OC竖直悬挂一只钩码,细绳OA、OB分别挂在力传感器1、2的挂钩上,O点为绳的结点,测量前将结点O调整至圆盘圆心处。图(b)为某次计算机根据测得细绳OA、OB上的拉力作出的力的图示,分别为传感器1、2的中轴线与竖直方向的夹角。以为邻边作平行四边形得到对角线,记为,细绳OC对结点O的拉力记为F(说明:与F的大小可由计算机算出)。已知砝码的质量,重力加速度大小。
(1)根据实验数据可计算出______N(结果保留3位有效数字)。若改变细绳OA、OB所成角度多次测量,在实验误差允许范围内,均有与F______,则说明力的合成遵循平行四边形定则;
(2)实验中,圆盘未竖直安装,对实验结果______(选填“有”或“无”)影响;
(3)若在实验过程中将细绳的结点调节至圆盘圆心的正下方,则______(选填“大于”“小于”或“等于”)钩码的重力。
12. 某物理实验小组为探究滑动变阻器采用限流式接法和分压式接法的调控作用,设计如下实验。
(1)在探究限流式接法时,甲同学用电阻箱代替滑动变阻器,设计了图(a)所示电路图。已知Rx=10Ω,调节R1,测得对应的电压数值,并将数据记录下来,最后绘制成U-R1图像如图(b)所示。通过分析图(b)可知,测量电阻Rx≈10Ω时,滑动变阻器采用限流式接法,从调控作用角度考虑,最大阻值应选择( )
A. 1Ω B. 30Ω C. 100Ω
(2)已知Rx2=100Ω,在图(c)探究分压式接法时,小组设计了用R1和R2共同模拟最大阻值分别为1Ω、10Ω、100Ω、1000Ω的滑动变阻器,如图(d),保证R1与R2的和不变,同时调节R1和R2,测量数据绘制图像,如图(e)。
通过分析图(e)可知,考虑电压调节范围尽量大些,应排除______;考虑电压随滑动变阻器阻值近似均匀变化,应排除______。(填“①”、“②”、“③”或“④”)
(3)用图(c)电路调控电压时,滑动变阻器的最大阻值______(填“是”或“不是”)越小越好。
三、解答题(本大题共3小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数据计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图甲所示,太空舱内的弹簧振子沿y轴自由振动,沿x轴方向有一轻质长绳与弹簧振子相连。弹簧振子振动后;长绳某时刻(记为时刻)形成的波形如图乙中实线所示,虚线为时刻长绳的波形。P点为处的质点。已知弹簧振子周期T的大小满足,求:
(1)长绳波的波速大小;
(2)质点P的振动方程。
14. 如图甲所示,物块A静止在足够长的固定斜面上,将表面光滑、质量的物块B从物块A上方某处由静止释放并开始计时,一段时间后物块A、B发生弹性正碰(碰撞时间极短),碰撞后物块A做匀减速直线运动,物块B运动的图线如图乙所示,求:
(1)物块B释放时到物块A的距离L;
(2)物块A的质量M;
(3)每次碰撞后物块A、B间的最大距离d。
15. 某肿瘤治疗新技术是通过电子撞击目标靶,使目标靶放出X射线,对肿瘤进行准确定位,再进行治疗,其原理如图所示。圆形区域内充满垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度为B。水平放置的目标靶长为2l,靶左端M与磁场圆心O的水平距离为l、竖直距离为。从电子枪逸出的电子(质量为m、电荷量为e,初速度可以忽略)经匀强电场加速时间t后,沿PO方向射入磁场,(PO与水平方向夹角为),恰好击中M点,已知匀强电场场强的大小为E,求:
(1)电子射入磁场时的速度大小;
(2)匀强磁场的方向及电子在磁场中运动的时间;
(3)为保证电子击中目标靶MN,匀强电场场强的大小范围(匀强电场极板间距不变)。
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宁夏六盘山高级中学
2024-2025学年第二学期高三第三次模拟考试试卷
学科:物理 测试时间:75分钟 满分:100分
注意事项:
1、答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应位置,并将核对后的条形码贴在答题卡条形码区域内。
2、选择题答案使用2B铅笔填涂,非选择题答案使用0.5毫米的黑色中性(签字)笔或者碳素笔书写,字体工整,笔迹清楚。
3、做答时,务必将答案写在答题卡上,写在本试题上、超出答题区域或非题号对应区域的答案一律无效。
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,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分。
1. 靠墙静蹲是一种训练腿部肌肉的方式,如图所示。若此人体重为,静蹲时竖直墙壁对人的弹力大小为、方向水平向右,忽略墙壁对人的摩擦,鞋底与水平地面间的动摩擦因数为,则下列说法正确的是( )
A. 地面对脚的摩擦力大小为,方向水平向左
B. 脚对地面的摩擦力大小为,方向水平向左
C. 地面对人的作用力大小为
D. 地面和墙壁对人的作用力的合力大小为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.对人受力分析,在水平方向根据平衡条件可知,人受到墙壁对人水平向右的弹力N和地面对人水平向左的摩擦力f,大小相等,即f=N
根据牛顿第三定律可知,脚对地面的摩擦力水平向右,大小为N,故AB错误;
C.在竖直方向上,根据平衡条件可知,地面对人竖直向上的支持力和人的重力,大小相等,即Fy=G
在水平方向上f=N
所以,地面对人的作用力大小为
故C正确;
D.对人受力分析,人受到地面对人的作用力、墙壁对人的弹力和重力,根据平衡条件可知,地面和墙壁对人的作用力的合力与人的重力等大反向,故D错误。
故选C。
2. 关于下列图中实验的说法正确的是( )
A. 在图(a)的实验中,使用多用电表测电压时选交流电流挡
B. 在图(b)的实验中,电容器放电过程中电流逐渐增大
C. 在图(c)的实验中,计算轮廓范围内正方形的个数,不足一格的舍去
D. 在图(d)的实验中,推拉柱塞时要保证动作缓慢
【答案】D
【解析】
【详解】A.在图(a)的实验中,使用多用电表测电压时选交流电压挡,A错误;
B.在图(b)的实验中,电容器放电过程中电流逐渐减小,B错误;
C.在图(c)的实验中,计算轮廓范围内正方形的个数,超过半格算一格,不足半格舍去,C错误;
D.在图(d)的实验中,为了保证气体温度不变,推拉柱塞时要保证动作缓慢,D正确。
故选D。
3. 如图a,倒挂的彩虹被叫做“天空的微笑”,是光由卷云里随机旋转的大量六角片状冰晶(直六棱柱)折射形成的。如图b光线从冰晶的上顶面进入后,经折射从侧面射出,发生色散。以下分析正确的是( )
A. 光线从空气进入冰晶后波长不变
B. 在冰晶中红光和紫光的传播速度相同
C. 光线从空气射入冰晶时可能发生全反射
D. 当入射角逐渐减小,在侧面紫光比红光先发生全反射
【答案】D
【解析】
【详解】A.光线从空气进入冰晶后,频率不变,速度减小,根据
可知,波长变小,故A错误;
B.红光的频率小于紫光的频率,则冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率,根据
可知,红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度大,故B错误;
C.全反射只能发生在光密介质射入光疏介质,而光线从空气射入冰晶是光疏介质射入光密介质,所以不可能发生全反射,故C错误;
D.全反射的条件为入射角度达到临界角,根据
可知,冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率的情况下,紫光的临界角更小,更容易发生全反射,即紫光比红光先在侧面发生全反射,故D正确。
故选D。
4. 如图所示为高压输电电路图,发电站输送的电压为,变压器为理想变压器。将两个相同的电压互感器甲和乙分别接入远距离输电线路的前后端,电流互感器接入远距离输电线路。电压互感器的原副线圈匝数比为,电流互感器的原副线圈匝数比为,且。高压输电线路正常工作时,电压互感器甲、乙的示数分别为、,电流互感器的示数为I。则( )
A. 用户使用的电流是频率为的交流电
B. 该远距离输电线路上的电阻为
C. 该远距离输电线路上损耗的功率为
D. 该远距离输电线路上的电流为
【答案】C
【解析】
【详解】A.用户使用的电流是频率为
故A错误;
BD.远距离输电线路前端电压满足
远距离输电线路后端电压满足
远距离输电线路中的电流满足
该远距离输电线路上的电流为
则
故BD错误;
C.远距离输电线路上损耗的功率为
故C正确。
故选C。
5. 1784年,乔治·阿特伍德为测量重力加速度和验证牛顿第二定律,设计了后来以他名字命名的实验装置——阿特伍德机。阿特伍德机的简化示意图如图所示,A、B为质量均为M的物体,物体C的质量为m,若滑轮质量和摩擦不计,轻绳不可伸长,m=0.5M,则物体B从静止开始下落一段距离所用时间约为其自由落体下落同样距离所用时间的( )
A. B. C. D. 5倍
【答案】C
【解析】
【详解】对整体进行受力分析,由牛顿第二定律有
解得
由匀加速运动公式有
可知
同理,物体自由落体下落同样距离所用时间
联立解得
故选C。
6. 北斗三号卫星导航系统由24颗中圆地球轨道卫星(MEO)、3颗地球静止同步轨道卫星(GEO)和3颗倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)共30颗卫星组成。已知地球半径为R,地球表面赤道处重力加速度为,地球静止卫星到地心的距离为kR,中圆地球轨道卫星的周期为静止卫星周期T的一半,如图所示。下列关于地球静止同步轨道卫星B倾斜地球同步轨道卫星B与中圆地球轨道卫星C的说法正确的是( )
A. 地球静止同步轨道卫星A和倾斜地球同步轨道卫星B均相对赤道表面静止
B. 中圆地球轨道卫星C的动能大于倾斜地球同步轨道卫星B的动能
C. 地球表面赤道处的重力加速度
D. 某时刻B、C两卫星相距最近,则再经,两卫星间距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.地球静止同步轨道卫星A相对于赤道静止,倾斜地球静止卫星只是周期等于地球自转周期,并不相对于赤道静止,故A错误;
B.由于不知道卫星A、B的质量,所以无法比较两者的动能,故B错误;
C.B卫星受到的万有引力完全提供向心力,有
对任意地球表面赤道处的物体受力分析,有
联立得
故C错误;
D.某时刻B、C两卫星相距最近,则再经,B卫星运动半周,C卫星运动一周,此时两卫星相距最远,距离为两者轨道半径和,对于B、C卫星,由开普勒第三定律得
解得
故D正确。
故选D。
7. 高血压的诱因之一是血管变细。为研究该问题,假设血液通过一定长度血管时受到的阻力与血液流速的平方成正比,即(其中k与血管粗细无关),为维持血液匀速流动,在这血管两端需要有一定的压强差。设血管内径为d时所需的压强差为,若血管内径减为d'时,为了维持在相同时间内流过同样多的血液,压强差必须变为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据血液是匀速流动,说明受力平衡,即血压产生的压力等于阻力,则在正常情况下有
血管变细后有
因为在相同时间内流过的血液量不变,则有
即
又,所以
则
解得
故选A。
8. 某电场沿x轴方向分布。x轴上各点电势随x坐标变化的关系如图所示,段为曲线,段为直线。一电子只在静电力作用下沿x轴正方向由O点运动至位置,则( )
A. 之间电场方向沿x轴负方向
B. 粒子在点处动能最大
C. 粒子在段加速度先变大后变小
D. 处粒子电势能最小,段粒子的动能随x均匀增加
【答案】AB
【解析】
【详解】A.沿着电场线方向电势降低,故之间电场方向沿轴负方向,A正确;
B.电子带负电,一电子只在静电力作用下沿x轴正方向由O点运动至位置,电势能和动能之和恒定,根据可知电子在点处电势能最小,则粒子在点处动能最大,B正确;
C.粒子在段图像的斜率先变小后变大,则场强先变小后变大,由牛顿第二定律可知粒子的加速度先变小后变大, C错误;
D.x1处粒子电势能,电子带负电,则处粒子电势能最小,段粒子受到的电场力恒定,电场力做功随x均匀变化,故动能随x均匀变化,过程中电势能增大,则动能均匀减小,D错误。
故选AB。
9. 如图所示,自嗨锅是一种自热火锅,加热时既不用火也不插电,主要利用发热包内的物质与水接触,释放出热量。自嗨锅的盖子上有一个透气孔,如果透气孔堵塞,容易造成爆炸,非常危险。则下列说法正确的是( )
A. 自嗨锅爆炸的瞬间,盒内气体的内能减小,温度降低
B. 自嗨锅爆炸的瞬间,盒内气体的内能增大,温度升高
C. 自嗨锅爆炸的短时间内,单位时间单位面积上撞击容器壁的次数增多
D. 够闻到自嗨锅内食物的香味是扩散现象
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.在自嗨锅爆炸的瞬间,盒内气体对外做功,即外界对气体做负功,且来不及与外界进行热量交换,根据热力学第一定律可知盒内气体内能减少,温度降低,故A正确,B错误;
C.爆炸短时间内,温度迅速降低,分子平均速率减小,气体体积迅速膨胀,分子数密度减小,故单位时间单位面积上分子撞击容器壁的次数减小,故C错误;
D.如果气孔没有堵塞,能够闻到火锅的香味是因为分子热运动导致的扩散现象,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,平面内有一外、内直径分别为和的环形区域,以直径AD为分界,左、右半环形区域内分别有垂直平面向里和向外的匀强磁场,磁感应强度大小均为B。直径为、电阻不计的两个半圆形金属框,置于环形区域的外圆处,并在A、D两处分别用长度可忽略的绝缘材料连接。金属框的C、E两点间连有一阻值为R的电阻,一长度为、电阻为r的导体棒ef过圆心O放置于金属框上,并绕过O点的转轴以角速度顺时针匀速转动,转动过程其两端与金属框接触良好。当导体棒转至图中位置时,下列说法正确的是( )
A. 电阻R中电流方向由a到b
B. 导体棒切割磁感线产生的感应电动势大小为
C. 流过R的电流大小为
D. 导体棒Of段所受安培力大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据右手定则,金属棒转动切割磁感线时,点电势高,电阻中电流方向由到,故A正确;
B.导体棒切割磁感线产生的感应电动势
故B错误;
C.流过的电流大小为
解得
故C正确;
D.导体棒段所受安培力大小为
结合上述解得
故D错误。
故选AC。
二、实验题(本小题共2小题)
11. 已知力传感器仅能测量沿其中轴线方向作用力的大小,对侧向作用力不显示。某同学用图(a)所示的装置探究两个互成角度的力的合成规律。先将传感器安装在竖直圆盘上,使其中轴线沿圆盘径向固定,细绳OC竖直悬挂一只钩码,细绳OA、OB分别挂在力传感器1、2的挂钩上,O点为绳的结点,测量前将结点O调整至圆盘圆心处。图(b)为某次计算机根据测得细绳OA、OB上的拉力作出的力的图示,分别为传感器1、2的中轴线与竖直方向的夹角。以为邻边作平行四边形得到对角线,记为,细绳OC对结点O的拉力记为F(说明:与F的大小可由计算机算出)。已知砝码的质量,重力加速度大小。
(1)根据实验数据可计算出______N(结果保留3位有效数字)。若改变细绳OA、OB所成角度多次测量,在实验误差允许范围内,均有与F______,则说明力的合成遵循平行四边形定则;
(2)实验中,圆盘未竖直安装,对实验结果______(选填“有”或“无”)影响;
(3)若在实验过程中将细绳的结点调节至圆盘圆心的正下方,则______(选填“大于”“小于”或“等于”)钩码的重力。
【答案】(1) ①. ②. 大小相等,方向相反
(2)有 (3)小于
【解析】
【小问1详解】
[1]根据二力平衡可得
[2]若改变细绳OA、OB所成角度多次测量,根据平衡条件可知在实验误差允许范围内,均有与F大小相等,方向相反。
【小问2详解】
实验中,圆盘未竖直安装,由于力传感器仅能测量沿其中轴线方向作用力的大小,对侧向作用力不显示,则力传感器测量的是绳子拉力沿圆盘平面的分力,并不是绳子的实际拉力,所以对实验结果有影响。
【小问3详解】
据受力平衡可知,、的合力大小等于钩码的重力,若在实验过程中将细绳的结点调节至圆盘圆心的正下方,则角度、的测量值偏大,即、的夹角测量值偏大,根据平行四边形得到合力理论值偏小,则小于钩码的重力。
12. 某物理实验小组为探究滑动变阻器采用限流式接法和分压式接法的调控作用,设计如下实验。
(1)在探究限流式接法时,甲同学用电阻箱代替滑动变阻器,设计了图(a)所示电路图。已知Rx=10Ω,调节R1,测得对应的电压数值,并将数据记录下来,最后绘制成U-R1图像如图(b)所示。通过分析图(b)可知,测量电阻Rx≈10Ω时,滑动变阻器采用限流式接法,从调控作用角度考虑,最大阻值应选择( )
A. 1Ω B. 30Ω C. 100Ω
(2)已知Rx2=100Ω,在图(c)探究分压式接法时,小组设计了用R1和R2共同模拟最大阻值分别为1Ω、10Ω、100Ω、1000Ω的滑动变阻器,如图(d),保证R1与R2的和不变,同时调节R1和R2,测量数据绘制图像,如图(e)。
通过分析图(e)可知,考虑电压调节范围尽量大些,应排除______;考虑电压随滑动变阻器阻值近似均匀变化,应排除______。(填“①”、“②”、“③”或“④”)
(3)用图(c)电路调控电压时,滑动变阻器的最大阻值______(填“是”或“不是”)越小越好。
【答案】(1)B (2) ①. ① ②. ④
(3)不是
【解析】
【小问1详解】
采用“限流电路”测量约为10Ω的电阻时,滑动变阻器作为限流元件;若阻值过小,调节滑动变阻器的滑动片时,电流变化不明显;若阻值过大,不方便调节滑动变阻器的滑动片,当滑动变阻器的滑动片有微小变化,电路的电流就会有显著变化;滑动变阻器的阻值与待测电阻相当,既能起到限流主要,又方便调节。
故选B。
【小问2详解】
[1]通过分析图(e)可知,由于①的电压变化范围较小,所以考虑电压调节范围尽量大些,应排除①;
[2]由于④的电压不是均匀变化,所以考虑电压随滑动变阻器阻值近似均匀变化,应排除④。
【小问3详解】
由于滑动变阻器最大阻值过小时,电压调节范围过小,所以滑动变阻器的最大阻值不是越小越好。
三、解答题(本大题共3小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数据计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图甲所示,太空舱内的弹簧振子沿y轴自由振动,沿x轴方向有一轻质长绳与弹簧振子相连。弹簧振子振动后;长绳某时刻(记为时刻)形成的波形如图乙中实线所示,虚线为时刻长绳的波形。P点为处的质点。已知弹簧振子周期T的大小满足,求:
(1)长绳波的波速大小;
(2)质点P的振动方程。
【答案】(1)25m/s;(2)
【解析】
【详解】(1)由题意,波传播的时间间隔
设波沿x轴正向传播的距离为,则有
由波的图像得
结合波的图像可得
故由
解得波速
(2)由
得圆频率
设质点P的振动方程为
由图得
代入数据得
14. 如图甲所示,物块A静止在足够长的固定斜面上,将表面光滑、质量的物块B从物块A上方某处由静止释放并开始计时,一段时间后物块A、B发生弹性正碰(碰撞时间极短),碰撞后物块A做匀减速直线运动,物块B运动的图线如图乙所示,求:
(1)物块B释放时到物块A的距离L;
(2)物块A的质量M;
(3)每次碰撞后物块A、B间的最大距离d。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
物块B与物块A碰撞前的速度大小,加速时间,则有
解得
【小问2详解】
物块B与物块A碰撞后,设物块A的速度大小为,由题图乙可知物块B的速度大小,则有,
解得
【小问3详解】
设物块A每次向下减速的位移大小为,加速度大小为,物块B向上减速的位移大小,加速度大小,则有,
解得,
物块B运动的图线如图所示,设两者共速时的速度大小为v,则有
,
解得
15. 某肿瘤治疗新技术是通过电子撞击目标靶,使目标靶放出X射线,对肿瘤进行准确定位,再进行治疗,其原理如图所示。圆形区域内充满垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度为B。水平放置的目标靶长为2l,靶左端M与磁场圆心O的水平距离为l、竖直距离为。从电子枪逸出的电子(质量为m、电荷量为e,初速度可以忽略)经匀强电场加速时间t后,沿PO方向射入磁场,(PO与水平方向夹角为),恰好击中M点,已知匀强电场场强的大小为E,求:
(1)电子射入磁场时的速度大小;
(2)匀强磁场的方向及电子在磁场中运动的时间;
(3)为保证电子击中目标靶MN,匀强电场场强的大小范围(匀强电场极板间距不变)。
【答案】(1)
(2)垂直纸面向里,
(3)
【解析】
【小问1详解】
电子穿过匀强电场过程中,由动量定理得
解得
【小问2详解】
由左手定则,可知匀强磁场的方向为垂直纸面向里;电子在磁场中运动时,由洛伦兹力提供向心力得
周期为
联立可得
设与竖直方向夹角为,则有
可得
由图中几何关系可知,电子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为,则电子在磁场中运动时间为
【小问3详解】
①当电子击中M点时,电子在磁场中的偏转半径为
设匀强磁场区域半径,由几何关系得
②当电子击中N点时,设与竖直方向夹角为,则有
可得
由几何关系知电子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为,则偏转半径为
则有
设极板间距离为d,粒子穿过匀强电场后的速度,由动能定理得
联立解得
则匀强电场场强的范围为
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