精品解析:河北省保定市定州市河北定州中学2025-2026学年高三上学期开学考试物理试题
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内容正文:
2026届高三年级上学期开学考试
物理
注意事项:
1.本卷满分100分,考试时间75分钟。答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答: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。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 钚()的半衰期为88年,能发生α衰变,进而向外释放大量的核能。下列说法正确的是( )
A. 核反应方程为
B. 反应物的质量与生成物的质量相等
C. 10g钚()经176年剩余2.5g
D. 环境的温度越高,钚()的半衰期可能为86年
2. 某学校在校运动会开幕式上,运动员手持氢气球入场,当运动员通过主席台时,将手中的氢气球放飞,假设环境的温度恒定,氢气球上升的过程中,大气压逐渐降低,氢气球内封闭的气体视为理想气体。则氢气球上升的过程中( )
A. 气体从外界吸收热量
B. 外界对封闭的气体做功
C. 若大气压恒定,温度降低,则气体从外界吸收热量
D. 若大气压恒定,温度降低,则气体对外界做功
3. 一长绳平直地放在水平面上,现在O点用力在水平面内抖动绳子,抖动0.6s后停止抖动,再经1.2s的时间C点刚好开始振动,波形如图所示,已知OC=18m,A点刚好位于最高点,B点到平衡位置的距离刚好为振幅的一半,则下列说法正确的是( )
A. 该波的波长为6m
B. 波的周期为0.6s
C. O、B两点平衡位置的距离为
D. C点开始振动后再经0.5s的时间,C点第二次出现在波谷位置
4. 2025年6月20日20时37分,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将中星9C卫星(以下简称“卫星”)发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。卫星在进入预定轨道之前经过了多次变轨,如图所示,卫星先在圆轨道1上绕地球做匀速圆周运动,然后在P点点火进入椭圆轨道2,在Q点再次点火进入圆轨道3绕地球做匀速圆周运动,已知MN为椭圆的短轴、PQ为椭圆的长轴,不考虑空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道1上P点的运动速度大于在轨道2上P点的运动速度
B. 卫星在轨道2上从P经M到Q的过程中动能一直减小,但总的机械能不变
C. 卫星经过M、N两点的加速度相同
D. 卫星在轨道1和轨道3上的机械能相等
5. 给某物体一个初速度,使其沿直线运动,运动过程中的v2-x关系如图所示,下列说法正确的是( )
A. 物体做变加速直线运动
B. 物体运动的初速度大小为16m/s
C. 物体运动的加速度大小为2m/s2
D. 物体通过8m位移所用的时间为4s
6. 如图所示,底角为θ=30°、上表面光滑、底面粗糙的等腰三角形底座abc放置在水平粗糙地面上,在b点固定一竖直杆Ob,在O点有一个轻质光滑小定滑轮,Q为ab上的一点。轻质细线一端与质量为m的滑块P相连,另一端绕过小滑轮,在方向不变的拉力F(沿图示方向)的作用下,拉着小滑块P从a点缓缓上滑,此过程中底座一直保持静止。已知(ab=bc=Ob=L,重力加速度为g,不计空气阻力。P从a滑到Q的过程中,下列说法正确的是( )
A. P在a处时,细线的拉力大小为
B. 底座对地面的压力先减小后增大
C. 地面对底座的摩擦力一直增大
D. 底座对P的弹力一直增大
7. 将一可视为质点且质量为m的物体由地面沿竖直向上的方向抛出,抛出瞬间物体的动能为,物体的动能随距离抛出点高度的关系如图所示,规定抛出点为零势能面,整个过程物体所受的空气阻力大小保持不变,图线与坐标轴的交点为已知量,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.
B. 空气阻力为物体重力的倍
C. 物体下落过程中,距离地面的高度为时时其动能等于重力势能
D. 若抛出点物体的动能为2Ek0,上升时,动能与重力势能相等时动能大小为
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,四边形ABCD为菱形,其中∠ABC=60°,O点为菱形的中心,a、b两点为BD连线的三等分点,现在A、C两点固定两正点电荷,在B点固定一负点电荷,三个电荷的电荷量的绝对值均为q。下列说法正确的是( )
A. 电子在a点的电势能大于电子在O点的电势能
B. a点的电势高于b点的电势
C. a、b两点电场强度之比为8:3
D. 在O点固定电荷量为的负电荷,a点的电场强度为零
9. 绿色电能是现代社会发展的重要趋势,其中风能具有广阔的发展前景,风力发电占有很大的比重。如图甲所示为某地风力发电的简易图,扇叶通过比值为1:n=1:3的升速齿轮箱带动线圈在磁感应强度为的匀强磁场中匀速转动,线圈的输出端与MN相连接,通过升压变压器后采用110kV的高压直流向远距离输电,如图乙所示,其中整流器可将交流变为直流(直流与交流的有效值相同),逆变器将直流变为交流(直流与交流的有效值相同),然后通过降压变压器对额定电压为220V的用户供电。已知线圈的匝数为N=10匝,面积为扇叶的转动频率为,输电线的总电阻为R=10Ω,输电线上损耗的电功率为线圈的电阻忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 整流器接在升压变压器的输出端,逆变器接在降压变压器的输出端
B. 升压变压器原、副线圈的匝数比为3:550
C. 降压变压器原、副线圈的匝数比为5300:11
D. 该风力发电厂的输出功率为
10. 如图所示,处于自然状态的轻弹簧下端固定在斜面上,跨过定滑轮的轻绳一端连接物块A,另一端连接物块B。现给物块A一个沿斜面向下的初速度,它恰好能沿斜面向下做匀速运动,接触弹簧后物块A最多可将弹簧自由端压缩1m到达O点,然后被弹簧弹回。已知物块A、B的质量分别为4kg和1kg,斜面的倾角为30°,弹簧的劲度系数为30N/m,重力加速度整个运动过程中物块B既没有与滑轮相撞也没有落到地面,斜面始终静止。下列说法正确的是( )
A. 物块A与斜面间的动摩擦因数为
B. 物块A接触弹簧前,地面对斜面的摩擦力水平向左
C. 物块A到达O点前的瞬间,轻绳的拉力大小为10N
D. 物块A离开O点后的瞬间,轻绳的拉力大小为8N
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组利用图甲中的装置验证了牛顿第二定律。
(1)对该实验的理解,下列说法正确的是________;
A.实验时,应使小车的质量远大于砂和砂桶的总质量
B.实验前,应将长木板的右端适当垫高
C.实验时,应先释放小车再接通电源
D.实验时,细线与长木板没有必要保持平行
(2)通过多次操作得到了一条比较清晰的纸带,如图乙所示,纸带中相邻两计数点间有4个点未画出,且打点计时器所用电源频率为50Hz,则该次操作时,小车的加速度大小为________;(结果保留两位有效数字)
(3)在完成实验验证时,通过得出的实验数据得到了如图丙所示的图线,图线与纵轴相交的原因是________;该图像中标出的坐标值均为已知量,则小车的质量应为________。
12. 某同学利用实验室的实验器材制成了简易的欧姆表,该简易欧姆表有×100、×10两个倍率,如图所示,已知电流计(内阻量程为滑动变阻器R(最大阻值为2000Ω)、电阻箱(0~9999.9Ω)、干电池
(1)电路中M应为________(填“红”或“黑”)表笔;断开开关S时,应为________(填“×100”或“×10”)倍率。
(2)断开开关S,滑动变阻器接入电路的电阻值为________Ω,当电流表的指针偏转角度为满偏的时,此处所标注的刻度值应为________(刻度值为电阻值与倍率的比值)。
(3)闭合开关S,为使中央刻度值与开关断开时相同,则滑动变阻器接入电路的电阻值为________Ω,电阻箱的阻值应调节为________Ω。
13. 如图所示,玻璃砖的横截面由圆弧ABD和等腰直角三角形BPD组成,E为BP的中点。一平行光束垂直BP面射入。已知玻璃砖的折射率为n=1.6,不考虑AD面上的二次反射。求:
(1)从E点射入的光,射出玻璃砖时折射角的正弦值;
(2)从圆弧AD面上射出的光占入射光的百分比。
14. 如图所示,质量为m=0.5kg、完全相同的平板车A、B放在水平面上,质量为M=1kg、可视为质点的滑块C静止在平板车B的右端,某时刻给平板车A一水平向右的速度,经过一段时间A以的速度与平板车B发生完全非弹性碰撞,平板车A、B的黏合体为D,滑块C始终未从D上滑下。已知滑块C与D间的动摩擦因数为,平板车所受的阻力恒为车重的k倍,k=0.15,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小求:
(1)平板车A、B碰后瞬间C、D的加速度大小;
(2)停止运动时,C到D右端的距离。
15. 如图所示,在竖直平面的坐标系xOy中,第一象限内存在竖直向下的匀强电场。(大小未知,且不包含x轴),第四象限内存在竖直方向的匀强电场(大小、方向均未知,且包含x轴),同时第四象限内紧挨着x轴的某矩形区域内存在磁感应强度大小为垂直坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为+q的小球从坐标为(0,2L)的P点以速度v0沿x轴正方向抛出,经电场偏转后从坐标为(3L,0)的Q点进入第四象限做圆周运动,之后从x轴上的M点进入第一象限,最后从x轴上的N点进入第四象限,图中磁场区域,M点、N点均未画出,已知重力加速度为g。
(1)求电场强度E1和E2的大小的比值;
(2)求磁场的最小面积和N点到坐标原点O的距离;
(3)若把第四象限中的磁场去掉,同时垂直x轴固定一个光屏,光屏到O点的距离为4L。同时把多个相同的带电小球从y轴OP间不同位置以速度v0沿x轴正方向抛出,打在光屏上的不同位置,求光屏上发光的最大长度。
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2026届高三年级上学期开学考试
物理
注意事项:
1.本卷满分100分,考试时间75分钟。答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答: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。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 钚()的半衰期为88年,能发生α衰变,进而向外释放大量的核能。下列说法正确的是( )
A. 核反应方程为
B. 反应物的质量与生成物的质量相等
C. 10g钚()经176年剩余2.5g
D. 环境的温度越高,钚()的半衰期可能为86年
【答案】C
【解析】
【详解】A.核反应中质量数守恒和电荷数守恒。α衰变中,质量数减少4,电荷数减少2,所以钚238()衰变后生成铀234()和氦核()。选项A中铀的质量数为235,故A错误;
B.由题意可知该核反应向外释放大量的核能,所以核反应存在质量亏损,反应物的质量与生成物的质量不相等,故B错误;
C.半衰期88年,176年为2个半衰期,剩余质量,故C正确;
D.半衰期与温度无关,故D错误。
故选C。
2. 某学校在校运动会开幕式上,运动员手持氢气球入场,当运动员通过主席台时,将手中的氢气球放飞,假设环境的温度恒定,氢气球上升的过程中,大气压逐渐降低,氢气球内封闭的气体视为理想气体。则氢气球上升的过程中( )
A. 气体从外界吸收热量
B. 外界对封闭的气体做功
C. 若大气压恒定,温度降低,则气体从外界吸收热量
D. 若大气压恒定,温度降低,则气体对外界做功
【答案】A
【解析】
【详解】AB.环境的温度恒定,氢气球上升的过程中,大气压逐渐降低,由玻意耳定律(pV=C)可知,气体的体积增大,气体对外做功,温度不变,气体的内能不变,由热力学第一定律可知,气体从外界吸收热量,故A正确,B错误;
CD.若大气压恒定,温度降低,气体的体积减小,外界对气体做功,温度降低,气体的内能减小,气体向外界放出热量,故CD错误。
故选A。
3. 一长绳平直地放在水平面上,现在O点用力在水平面内抖动绳子,抖动0.6s后停止抖动,再经1.2s的时间C点刚好开始振动,波形如图所示,已知OC=18m,A点刚好位于最高点,B点到平衡位置的距离刚好为振幅的一半,则下列说法正确的是( )
A. 该波的波长为6m
B. 波的周期为0.6s
C. O、B两点平衡位置的距离为
D. C点开始振动后再经0.5s的时间,C点第二次出现在波谷位置
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由题意可知,从点开始振动到点开始振动的时间为,又,则该波的波速为
由图可知形成的波形图为 个波形,则应为 个周期,所以
由公式
可知波长,故AB错误;
C.由于点到平衡位置的距离刚好为振幅的一半,因此、两点平衡位置的距离应为 即为
所以、两点平衡位置的距离为 ,故C正确;
D.点经 个周期第一次运动到波谷位置,即点经第一次运动到波谷位置,所以第二次出现在波谷需,故D错误。
故选C。
4. 2025年6月20日20时37分,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将中星9C卫星(以下简称“卫星”)发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。卫星在进入预定轨道之前经过了多次变轨,如图所示,卫星先在圆轨道1上绕地球做匀速圆周运动,然后在P点点火进入椭圆轨道2,在Q点再次点火进入圆轨道3绕地球做匀速圆周运动,已知MN为椭圆的短轴、PQ为椭圆的长轴,不考虑空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道1上P点的运动速度大于在轨道2上P点的运动速度
B. 卫星在轨道2上从P经M到Q的过程中动能一直减小,但总的机械能不变
C. 卫星经过M、N两点的加速度相同
D. 卫星在轨道1和轨道3上的机械能相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.在轨道l上的P点点火,速度增大,做离心运动,在轨道2上的P点速度大于圆轨道1上P点的速度,故A错误;
B.由开普勒第二定律可知,在椭圆轨道上从P到Q速度一直减小,只有重力(万有引力)做功,机械能守恒,故B正确;
C.卫星经过M、N两点的加速度方向不同,故C错误;
D.卫星从轨道1到轨道3经过两次点火,有其他形式的能转化为机械能,机械能增加,故D错误。
故选B。
5. 给某物体一个初速度,使其沿直线运动,运动过程中的v2-x关系如图所示,下列说法正确的是( )
A. 物体做变加速直线运动
B. 物体运动的初速度大小为16m/s
C. 物体运动的加速度大小为2m/s2
D. 物体通过8m位移所用的时间为4s
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】由运动学公式
并结合图像可知,物体的初速度为4m/s,加速度为-1m/s2。所以物体做物体的初速度为4m/s,加速度为-1m/s2的匀减速直线运动。通过8m的位移速度减为零,所用时间为
所以ABC错误,D正确。
故选D。
6. 如图所示,底角为θ=30°、上表面光滑、底面粗糙的等腰三角形底座abc放置在水平粗糙地面上,在b点固定一竖直杆Ob,在O点有一个轻质光滑小定滑轮,Q为ab上的一点。轻质细线一端与质量为m的滑块P相连,另一端绕过小滑轮,在方向不变的拉力F(沿图示方向)的作用下,拉着小滑块P从a点缓缓上滑,此过程中底座一直保持静止。已知(ab=bc=Ob=L,重力加速度为g,不计空气阻力。P从a滑到Q的过程中,下列说法正确的是( )
A. P在a处时,细线的拉力大小为
B. 底座对地面的压力先减小后增大
C. 地面对底座的摩擦力一直增大
D. 底座对P的弹力一直增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.对P受力分析,画出矢量三角形,如图所示
开始时FN和F等大,有2Fcosθ=mg
解得 F= ,A错误;
D.随着P上移,OP 与竖直方向的夹角减小、FN的方向不变,由矢量三角形可知,F增大,FN减小,D错误;
C.对整体分析,底座受到地面的摩擦力
力F增大,则地面对底座的摩擦力一直增大,C正确;
B.对整体受力分析可知,地面对底座的支持力
支持力一直增大,根据牛顿第三定律,底座对地面的压力增大,B错误。
故选C。
7. 将一可视为质点且质量为m的物体由地面沿竖直向上的方向抛出,抛出瞬间物体的动能为,物体的动能随距离抛出点高度的关系如图所示,规定抛出点为零势能面,整个过程物体所受的空气阻力大小保持不变,图线与坐标轴的交点为已知量,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.
B. 空气阻力为物体重力的倍
C. 物体下落过程中,距离地面的高度为时时其动能等于重力势能
D. 若抛出点物体的动能为2Ek0,上升时,动能与重力势能相等时动能大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图像可知物体上升过程中,能达到的最大高度为h0,对物体上升过程,由动能定理得
物体返回过程中,由动能定理得
解得 ,A错误;
B.物体的重力为,空气阻力与物体重力的比值为 ,B正确;
C.物体下落过程中,设距离地面的高度为h时其动能等于重力势能,则有
此时物体的重力势能为
又
解得,C错误;
D.若抛出点的动能为2Ek0,物体上升时,由动能定理得
物体的重力势能为
又
解得,D错误。
故选B。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,四边形ABCD为菱形,其中∠ABC=60°,O点为菱形的中心,a、b两点为BD连线的三等分点,现在A、C两点固定两正点电荷,在B点固定一负点电荷,三个电荷的电荷量的绝对值均为q。下列说法正确的是( )
A. 电子在a点的电势能大于电子在O点的电势能
B. a点的电势高于b点的电势
C. a、b两点电场强度之比为8:3
D. 在O点固定电荷量为的负电荷,a点的电场强度为零
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由点电荷周围电场的分布特点可知,O点的电势应高于a点的电势,又由公式 可知负电荷在低电势点的电势能大,所以电子在a点的电势能大于电子在O点的电势能,A正确;
B.由对称性可知两正电荷在a、b两点的电势相等,因此比较a、b两点电势高低时,只需确定负电荷在a、b两点产生的电场,沿电场线电势降低,所以b点的电势高于a点的电势,B错误;
C.设AB=L,则由几何关系可知 ,三个电荷在a点产生的电场如图所示
则a点的电场强度大小为
b点的电场强度大小为
则 ,C正确;
D.由C选项分析可知,a点的电场方向由a指向B,欲使a点的电场强度为0,应在O点放置一负电荷,且该电荷在a点产生的电场强度大小也为 ,则有
解得 ,D错误。
故选AC。
9. 绿色电能是现代社会发展的重要趋势,其中风能具有广阔的发展前景,风力发电占有很大的比重。如图甲所示为某地风力发电的简易图,扇叶通过比值为1:n=1:3的升速齿轮箱带动线圈在磁感应强度为的匀强磁场中匀速转动,线圈的输出端与MN相连接,通过升压变压器后采用110kV的高压直流向远距离输电,如图乙所示,其中整流器可将交流变为直流(直流与交流的有效值相同),逆变器将直流变为交流(直流与交流的有效值相同),然后通过降压变压器对额定电压为220V的用户供电。已知线圈的匝数为N=10匝,面积为扇叶的转动频率为,输电线的总电阻为R=10Ω,输电线上损耗的电功率为线圈的电阻忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 整流器接在升压变压器的输出端,逆变器接在降压变压器的输出端
B. 升压变压器原、副线圈的匝数比为3:550
C. 降压变压器原、副线圈的匝数比为5300:11
D. 该风力发电厂的输出功率为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.变压器的工作原理是电磁感应现象,因此输入升压变压器原线圈的电流一定为交流电,因此整流器接在升压变压器的输出端,输电线上的电流为直流,要使输入降压变压器输入端的电流为交流,则逆变器应接在降压变压器的输入端,故A错误;
B.由题意可知线圈的频率,线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动,产生正弦式交变电流,其电动势的最大值为
有效值为
则升压变压器的输入电压为 ,又升压变压器的输出电压为 ,由变压器的工作原理得 ,故B正确;
C.设输电电流为,则由 得
输电线上损耗的电压为
则降压变压器原线圈的输入电压为
可得 ,故C正确;
D.由 得
则风力发电厂的输出功率,故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,处于自然状态的轻弹簧下端固定在斜面上,跨过定滑轮的轻绳一端连接物块A,另一端连接物块B。现给物块A一个沿斜面向下的初速度,它恰好能沿斜面向下做匀速运动,接触弹簧后物块A最多可将弹簧自由端压缩1m到达O点,然后被弹簧弹回。已知物块A、B的质量分别为4kg和1kg,斜面的倾角为30°,弹簧的劲度系数为30N/m,重力加速度整个运动过程中物块B既没有与滑轮相撞也没有落到地面,斜面始终静止。下列说法正确的是( )
A. 物块A与斜面间的动摩擦因数为
B. 物块A接触弹簧前,地面对斜面的摩擦力水平向左
C. 物块A到达O点前的瞬间,轻绳的拉力大小为10N
D. 物块A离开O点后的瞬间,轻绳的拉力大小为8N
【答案】AD
【解析】
【详解】A.在物块A接触弹簧前,对物块A、B组成的系统,由力的平衡条件得,
又
解得 ,A正确;
B.物块A 接触弹簧前,A、B与斜面组成的系统处于平衡状态,所以地面对斜面的摩擦力为0,B错误;
C.物块A到达O点前的瞬间,A、B组成的系统减速至0,设此时的加速度大小为a1,由牛顿第二定律得
对物块 B有
解得,C错误;
D.物块A 离开O点后的瞬间,A、B组成的系统从静止开始加速,设此时的加速度大小为a2,由受力分析可知
对物块B有
解得 ,D正确。
故选AD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组利用图甲中的装置验证了牛顿第二定律。
(1)对该实验的理解,下列说法正确的是________;
A.实验时,应使小车的质量远大于砂和砂桶的总质量
B.实验前,应将长木板的右端适当垫高
C.实验时,应先释放小车再接通电源
D.实验时,细线与长木板没有必要保持平行
(2)通过多次操作得到了一条比较清晰的纸带,如图乙所示,纸带中相邻两计数点间有4个点未画出,且打点计时器所用电源频率为50Hz,则该次操作时,小车的加速度大小为________;(结果保留两位有效数字)
(3)在完成实验验证时,通过得出的实验数据得到了如图丙所示的图线,图线与纵轴相交的原因是________;该图像中标出的坐标值均为已知量,则小车的质量应为________。
【答案】 ①. B ②. 2.0 ③. 平衡摩擦力过度 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]A.绳子的拉力可由力传感器测得,实验时,应使小车的质量不需要远大于砂和砂桶的总质量,故A错误;
B.为使绳子的拉力等于小车的合外力,实验需平衡摩擦力,实验前,应将长木板的右端适当垫高,故B正确;
C.为打点稳定,实验时,应先接通电源再释放小车,故C错误;
D.为使绳子的拉力等于小车的合外力,实验时,细线与长木板需保持平行,故D错误。
故选B。
(2)[2]相邻两计数点的时间间隔为
根据逐差法求出小车的加速度大小为
(3)[3]当绳子拉力为零时,小车已有加速度,图线与纵轴相交的原因是平衡摩擦力过度。
[4]根据牛顿第二定律
整理得
图象斜率为
小车的质量应为
12. 某同学利用实验室的实验器材制成了简易的欧姆表,该简易欧姆表有×100、×10两个倍率,如图所示,已知电流计(内阻量程为滑动变阻器R(最大阻值为2000Ω)、电阻箱(0~9999.9Ω)、干电池
(1)电路中M应为________(填“红”或“黑”)表笔;断开开关S时,应为________(填“×100”或“×10”)倍率。
(2)断开开关S,滑动变阻器接入电路的电阻值为________Ω,当电流表的指针偏转角度为满偏的时,此处所标注的刻度值应为________(刻度值为电阻值与倍率的比值)。
(3)闭合开关S,为使中央刻度值与开关断开时相同,则滑动变阻器接入电路的电阻值为________Ω,电阻箱的阻值应调节为________Ω。
【答案】(1) ①. 黑 ②. ×100
(2) ①. 1444 ②. 5
(3) ①. 142.6 ②. 6.0
【解析】
【小问1详解】
[1]M表笔连接电源的正极,又欧姆表的电流走向为“红入黑出”,因此M应为黑表笔;
[2]闭合开关后,电流计与电阻箱并联,电流表的量程变大,欧姆表的内阻减小,所以断开开关S时,应为倍率较大的×100倍率。
【小问2详解】
[1]欧姆调零时有
此时滑动变阻器接入电路的电阻值为
[2]当电流表的指针偏转角度为满偏的 时,电流计的读数为0.75 mA,则由
解得 ,此处所标注的刻度值为 。
【小问3详解】
[1][2]由(2)可知当电流计的指针半偏时有
则中值电阻应为 ,中央刻度值应为 。
闭合开关S,中央刻度值仍为15时,中值电阻为 150 Ω
流过电源的最大电流为
流过电阻箱的最大电流为
所以电阻箱的阻值应调为
电流计与电阻箱并联的电阻值为 Ω
滑动变阻器接入电路的电阻值为
13. 如图所示,玻璃砖的横截面由圆弧ABD和等腰直角三角形BPD组成,E为BP的中点。一平行光束垂直BP面射入。已知玻璃砖的折射率为n=1.6,不考虑AD面上的二次反射。求:
(1)从E点射入的光,射出玻璃砖时折射角的正弦值;
(2)从圆弧AD面上射出的光占入射光的百分比。
【答案】(1)0.8 (2)62.5%
【解析】
【小问1详解】
设全反射的临界角C,则有
光垂直入射到BP面上,到PD面上的入射角为45°,因为
所以光在PD面上发生了全反射;设从E点射入的光在AD弧上的入射角和折射角分别为i 和r,由几何关系可知i=30°,根据折射定律有
解得射出玻璃砖时折射角的正弦值为
【小问2详解】
如图所示
设从M点射入的光,在PD面上的N点发生全反射,在圆弧面AD的入射角恰好等于临界角C,根据几何关系有
从BM上射入的光,入射到圆弧面上都发生全反射,从PM上入射的光都能从圆弧面上射出,故从圆弧AD面上射出的光占入射光的百分率为
解得
14. 如图所示,质量为m=0.5kg、完全相同的平板车A、B放在水平面上,质量为M=1kg、可视为质点的滑块C静止在平板车B的右端,某时刻给平板车A一水平向右的速度,经过一段时间A以的速度与平板车B发生完全非弹性碰撞,平板车A、B的黏合体为D,滑块C始终未从D上滑下。已知滑块C与D间的动摩擦因数为,平板车所受的阻力恒为车重的k倍,k=0.15,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小求:
(1)平板车A、B碰后瞬间C、D的加速度大小;
(2)停止运动时,C到D右端的距离。
【答案】(1),
(2)2.25m
【解析】
【小问1详解】
平板车A、B发生碰撞,碰撞过程中动量守恒,则有
解得 v=5m /s
碰后,两平板车的黏合体D开始向右做减速运动,而滑块C向右做加速运动,对C由牛顿第二定律得
解得
对D,由牛顿第二定律得μMg+k(2m+M)g=2maD
解得
【小问2详解】
设平板车A、B碰后,假设经时间t1,C、D共速,则有
解得
C、D的共同速度为
该过程中 C、D的位移分别为,
C、D共速后,因为μ<k,故C、D均做匀减速运动,对D由牛顿第二定律得
解得
对C由牛顿第二定律得
解得
共速后 C、D滑行的距离分别为,
则最终滑块C到D右端的距离为
代入数据解得
15. 如图所示,在竖直平面的坐标系xOy中,第一象限内存在竖直向下的匀强电场。(大小未知,且不包含x轴),第四象限内存在竖直方向的匀强电场(大小、方向均未知,且包含x轴),同时第四象限内紧挨着x轴的某矩形区域内存在磁感应强度大小为垂直坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为+q的小球从坐标为(0,2L)的P点以速度v0沿x轴正方向抛出,经电场偏转后从坐标为(3L,0)的Q点进入第四象限做圆周运动,之后从x轴上的M点进入第一象限,最后从x轴上的N点进入第四象限,图中磁场区域,M点、N点均未画出,已知重力加速度为g。
(1)求电场强度E1和E2的大小的比值;
(2)求磁场的最小面积和N点到坐标原点O的距离;
(3)若把第四象限中的磁场去掉,同时垂直x轴固定一个光屏,光屏到O点的距离为4L。同时把多个相同的带电小球从y轴OP间不同位置以速度v0沿x轴正方向抛出,打在光屏上的不同位置,求光屏上发光的最大长度。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
在第一象限,带电小球做类平抛运动,加速度
沿y轴方向有
沿x轴方向有3L=v0t
解得
小球在第四象限内做圆周运动,可知电场力与重力平衡,则有
解得
【小问2详解】
带电小球进入第四象限时就进入磁场做匀速圆周运动,其运动轨迹如图所示
矩形QMCD的面积为匀强磁场的最小面积Smin,设带电小球进入磁场时的速度方向与y轴负方向的夹角为α,根据类平抛运动可知
由三角函数关系知
根据速度合成可知,进入磁场时的速度
带电小球在磁场中,洛伦兹力提供向心力有
解得R=2L
由几何知识可知
匀强磁场的最小面积为
带电小球从M点进入第一象限,再从M点到F点的逆过程为类平抛运动,根据对称性可知MN=2OQ=6L
故
【小问3详解】
设OP之间的某点到O点的距离为y,经电场偏转后经过x轴的G点,设G点到O点的距离为x。沿y轴方向有
沿x轴方向有x=v0t
设进入第四象限时速度与x轴的夹角为θ,则
小球击中光屏的位置到x轴的距离h=(4L-x)tanθ
整理可得
把看作未知数,根据数学知识可知,当时,h有最大值,最大值
又由第(1)问中的
解得
由此可知,当 时,
当y=0时,h=0,所以光屏上发光的长度为。
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