内容正文:
2025年秋季学期广安区前锋区武胜县三地高2026届八月月考物理试题
注意事项:
1. 本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2. 答题前, 务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
3. 答选择题时,必须使用2B铅笔填涂对应题目的答案标号,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其他答案标号。
4. 答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
5. 考试结束后, 将答题卡、试卷、草稿纸全部交回。
请考生注意:所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
一、单选题(共7小题,每小题4分,共28分)
1. 以下为教材中的四幅图,下列相关叙述正确的是( )
A. 图甲:当摇动手柄使得蹄形磁铁转动,铝框会同向转动,且和磁铁转得一样快
B. 乙图是氧气分子的速率分布图像,图中温度T1高于温度T2
C. 丙图是每隔30s记录了小炭粒在水中的位置,小炭粒做无规则运动的原因是组成小炭粒的固体分子始终在做无规则运动
D. 丁图是真空冶炼炉,当炉外线圈通入高频交流电时,炉内金属产生大量热量,从而冶炼金属
2. 如图所示,物块在水平向左的外力F的作用下静止在斜面上,斜面始终静止在水平地面上,下列说法正确的是( )
A. 斜面对地面的摩擦力水平向左
B. 地面对斜面支持力大于物块与斜面所受重力之和
C. 斜面给物体的力可能小于物体的重力
D. 物块一定受到沿斜面向下的摩擦力
3. 幻日是一种大气光学现象,称为“双太阳”。图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图,图乙为、两种单色光穿过六角形冰晶的过程图,则在冰晶中( )
A. 冰晶对的折射率比对的大
B. 真空中比的速度大
C. 光光子能量比光光子大
D. 真空中光光子动量比光光子大
4. 表演“顶竿”杂技时,站在地上的演员(称为“底人”)扛一竹竿,演员和竹竿的总质量为90kg,一质量为10kg的小猴(可当质点处理)在竿底端从静止开始以1m/s2的加速度加速上爬,同时演员以1m/s的速度水平向右匀速移动。以猴的出发时刻为计时起点,以猴的出发点为坐标原点建立平面直角坐标系,如图所示。g取10m/s2,则下列说法正确的是( )
A. 猴子做速度斜向上的匀变速直线运动
B. 1s时猴子的位置坐标为(1m,1m)
C. 2s时猴子瞬时速度大小为m/s
D. 在此运动过程中,演员对地面的压力大小为1000N
5. 如图甲所示,是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图,P是离原点的一个介质质点,Q是离原点的一个介质质点,此时离原点的介质质点刚刚要开始振动。图乙是该简谐波传播方向上的某一质点的振动图像(计时起点相同)。由此可知( )
A. 这列波的波长为
B. 乙图可能是图甲中质点Q振动图像
C. 这列波的传播速度为
D. 这列波的波源起振方向为向上
6. AB和CD为圆上两条相互垂直的直径,圆心为O,将电荷量分别为+q和-q的两点电荷放在圆周上,其位置关于AB对称且距离等于圆的半径,如图所示。要使圆心处的电场强度为零,可在圆周上再放一个适当的点电荷Q,则该点电荷( )
A. 应放在A点,Q=2q
B. 应放在B点,Q=-2q
C. 应放在C点,Q=-q
D. 应放在D点,Q=q
7. 如图所示,劲度系数为k的轻质弹性绳一端固定在O点,另一端与一质量为m、套在摩擦因数为μ的粗糙竖直固定杆的圆环相连,M处有一光滑定滑轮,初始圆环置于A处,三点在同一水平线上,弹性绳的原长等于。圆环从A处由静止开始释放,到达C处时速度为零,。如果圆环在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A,弹性绳始终在弹性限度内,重力加速度为g,则下列分析正确的是( )
A. 下滑过程中,竖直杆对圆环摩擦力越来越大
B. 从A下滑到C过程中摩擦发热为
C. 在C处,弹性绳的弹性势能为
D. 圆环的机械能在下滑过程中持续减小,上升过程中持续增加
二、多选题(共3小题,每小题6分,共18分)
8. 我国计划于2025年发射“天问2号”小行星取样返回探测器,“天问2号”探测器的首要目标是近地小行星2016HO3,它将对该小行星开展伴飞探测并取样返回地球。未来,“天问2号”发射后到达近地小行星时,先完成一系列的变轨,然后进入环小行星圆轨道Ⅲ,如图所示,若轨道Ⅰ的长轴长为a,轨道Ⅱ的长轴长为b,在轨道Ⅲ上的速度大小为v,则下列判断正确的( )
A. “天问2号”的发射速度大于第三宇宙速度
B. “天问2号”从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ机械能会减小
C. “天问2号”在轨道Ⅰ上的周期与在轨道Ⅱ上的周期之比大于
D. “天问2号”在轨道Ⅱ上P点速度大于v
9. 粗糙水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块,其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连。木块间的动摩擦因数均为μ,木块与水平面间的动摩擦因数相同,可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块,使四个木块一起匀速前进,则需要满足的条件是 ( )
A. 木块与水平面间的动摩擦因数最大为
B. 木块与水平面间的动摩擦因数最大为
C. 水平拉力F最大为2μmg
D. 水平拉力F最大为6μmg
10. 如图甲所示,小明沿倾角为的斜坡向上推动平板车,将一质量为10kg的货物运送到斜坡上某处,货物与小车之间始终没有发生相对滑动。已知平板车板面与斜坡平行,货物的动能随位移x的变化图像如图乙所示,,则货物( )
A. 在0~3m的过程中,所受的合力逐渐增大
B. 在3m~5m的过程中,所受的合力逐渐增大
C. 在0~3m的过程中,机械能先增大后减小
D. 在3m~5m的过程中,机械能先增大后减小
三、实验题(共2小题,第11题6分,第12题9分,满分17分)
11. 如图所示,点固定一个光滑水平转轴,在点等高处和正下方距离为的位置分别固定光电门1和光电门2,轻杆一端固定在水平转轴上,另一端固定一个质量为的小球,球心到转轴的距离为。某同学用如图甲所示的装置测量重力加速度,操作如下:
(1)用螺旋测微器测量小球的直径如图乙所示,_____mm。
(2)将小球转动到点右上方由静止释放,记录小球通过光电门1、2的时间分别为和,则重力加速度的值_____(用、、、表示)。
(3)改变小球的释放位置,测得多组的值,作出图像如图丙所示,纵轴截距为,则_____(用、、表示)。
12. 某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表1:量程0~3A,内阻约为0.3Ω
C.电流表2:量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω
D.电压表1:量程0~3V,内阻未知
E.电压表2:量程0~15V,内阻未知
F.滑动变阻器:0~10Ω,2A
G.开关、导线若干
在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
(1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母):电流表选择______,电压表选择______。
(2)实验电路图应选择如图中的______(填“甲”或“乙”)。
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像,则干电池的电动势E=______V(结果保留两位有效数字),考虑系统误差,测量结果______(填写“偏大”、“偏小”、“相等”);
内电阻r=______Ω(结果保留两位有效数字),考虑系统误差,测量结果______(填写“偏大”、“偏小”、“相等”)。
四、解答题(共3小题,13题9分,14题12分,15题17分,满分38分)
13. 如图所示,粗细均匀的等高U形玻璃管竖直放置,左管封闭,右端开口,用水银柱封闭长为的一段空气柱,右侧水银柱比左侧高出,已知大气压为。现用一质量不计的薄活塞封住右端开口,缓慢向下压活塞使两边液面相平,此过程中环境温度始终不变,当两边液面相平时,求:
(1)左侧空气柱的压强。
(2)右侧空气柱的长度多少厘米?(计算结果保留两位小数)
14. 如图所示,轨道竖直固定在水平地面上,它由水平轨道、圆弧轨道及圆弧轨道平滑连接组成;其中段粗糙、长为。圆弧段光滑,半径;现将一质量小滑块挂在长为的轻质摆线的一端,然后将摆线另一端固定在D点正上方处的O点。之间有一固定钉子B,间距为。某时刻,小滑块从图中与O等高的、距离O点0.4m的C位置获得竖直向下的初速度,当小滑块摆至最低点时,摆线与之间的钉子B相撞,摆线恰好被拉断;此后,小滑块在段向右做匀变速运动,然后进入圆轨道区域。若已知摆线可承受的最大拉力为105N,小滑块可视为质点,g取,则∶
(1)若小滑块沿轨道能到达E点,求它在P点的速度范围;
(2)求小滑块在C位置时,摆线对小球的拉力大小T;
(3)若小滑块能到达圆弧轨道,且始终未脱离轨道,求小滑块与间的动摩擦因数需要满足的条件。
15. 如图,有一平行于轴长为的线状粒子发射器,其中心位于轴负半轴某处,在间均匀发射沿平行轴方向速度均相同的同种粒子,粒子的电荷量为,质量为。其右侧有一沿轴正向的匀强电场,场强为,宽为。有一圆心在半径为的圆形匀强磁场I,其磁感应强度为,方向垂直纸面向外。第四象限下方有垂直向里的匀强磁场II,其磁感应强度为。已知从点射入圆形磁场的粒子,刚好从圆形磁场最下端点沿-轴方向射出,忽略粒子的重力和粒子间的相互作用力。求:
(1)粒子初速度;
(2)发射出的粒子经过磁场I的最长时间与最短时间之差;
(3)若第四象限的位置有一足够长的荧光屏,所有打在荧光屏上的粒子均被吸收,则线状粒子发射器同一时刻射出的粒子,最终打到荧光屏上的粒子数与总粒子数之比。
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2025年秋季学期广安区前锋区武胜县三地高2026届八月月考物理试题
注意事项:
1. 本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2. 答题前, 务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
3. 答选择题时,必须使用2B铅笔填涂对应题目的答案标号,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其他答案标号。
4. 答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
5. 考试结束后, 将答题卡、试卷、草稿纸全部交回。
请考生注意:所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
一、单选题(共7小题,每小题4分,共28分)
1. 以下为教材中的四幅图,下列相关叙述正确的是( )
A. 图甲:当摇动手柄使得蹄形磁铁转动,铝框会同向转动,且和磁铁转得一样快
B. 乙图是氧气分子的速率分布图像,图中温度T1高于温度T2
C. 丙图是每隔30s记录了小炭粒在水中的位置,小炭粒做无规则运动的原因是组成小炭粒的固体分子始终在做无规则运动
D. 丁图是真空冶炼炉,当炉外线圈通入高频交流电时,炉内金属产生大量热量,从而冶炼金属
【答案】D
【解析】
【详解】A.由电磁驱动原理,图甲中,摇动手柄使得蹄形磁铁转动,则铝框会同向转动,且比磁铁转的慢,故A错误;
B.氧气分子在温度下速率大的分子所占百分比较多,故温度高于温度,故B错误;
C.布朗运动时悬浮在液体中的固体小颗粒的运动,不是分子的运动,间接反映了液体分子的无规则运动,故C错误;
D.真空冶炼炉的工作原理是电磁感应现象中的涡流,当炉外线圈通入高频交流电时,炉内金属产生大量涡流,产生大量热量,从而冶炼金属,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,物块在水平向左的外力F的作用下静止在斜面上,斜面始终静止在水平地面上,下列说法正确的是( )
A. 斜面对地面的摩擦力水平向左
B. 地面对斜面的支持力大于物块与斜面所受重力之和
C. 斜面给物体的力可能小于物体的重力
D. 物块一定受到沿斜面向下的摩擦力
【答案】A
【解析】
【详解】AB.物块静止在斜面上,系统整体受力平衡,由整体法判断地面对斜面摩擦力向右,根据牛顿第三定律可知,斜面对地面的摩擦力水平向左,地面对斜面的支持力等于物块与斜面所受重力之和,故A正确,B错误;
CD.物块受重力、支持力和外力F时可以处于静止状态,斜面与物块间不一定有摩擦力,根据力的合成可知,斜面给物体的力为
则斜面给物体的力大于物体的重力,故CD错误。
故选A。
3. 幻日是一种大气光学现象,称为“双太阳”。图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图,图乙为、两种单色光穿过六角形冰晶的过程图,则在冰晶中( )
A. 冰晶对的折射率比对的大
B. 真空中比的速度大
C. 光光子能量比光光子大
D. 真空中光光子动量比光光子大
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,太阳光射入冰晶时,b光的偏折程度比a光的偏折程度大,则b的折射率比a的大,故A错误;
B.真空中光的速度与光的速度一样大,都为光速c,故B正确;
C.b的折射率比a的大,所以b的频率比a的大,根据
可知b光光子能量比a光光子大,故C错误;
D.b的频率比a的大,所以b的波长比a的小,根据
可知真空中光光子动量比光光子大,故D正确。
故选D。
4. 表演“顶竿”杂技时,站在地上的演员(称为“底人”)扛一竹竿,演员和竹竿的总质量为90kg,一质量为10kg的小猴(可当质点处理)在竿底端从静止开始以1m/s2的加速度加速上爬,同时演员以1m/s的速度水平向右匀速移动。以猴的出发时刻为计时起点,以猴的出发点为坐标原点建立平面直角坐标系,如图所示。g取10m/s2,则下列说法正确的是( )
A. 猴子做速度斜向上的匀变速直线运动
B. 1s时猴子的位置坐标为(1m,1m)
C. 2s时猴子瞬时速度大小为m/s
D. 在此运动过程中,演员对地面的压力大小为1000N
【答案】C
【解析】
【详解】A.猴子在竖直方向上从静止开始做匀加速直线运动,在水平方向上向右做匀速直线运动,所以加速速方向竖直向上,初始的方向水平向右,故猴子做匀变速曲线运动,故A错误;
B.1s时猴子的水位移为
竖直方向的位移为
所以1s时猴子的位置坐标为(1m,0.5m),故B错误;
C.2s时猴子的竖直方向是速度为
所以2s时猴子的瞬时速度大小为
故C正确;
D.对猴子由牛顿第二定律有
解得
对演员和竹竿,有
由牛顿第三定律可知在此运动过程中,演员对地面的压力大小为1010N,故D错误。
故选C。
5. 如图甲所示,是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图,P是离原点的一个介质质点,Q是离原点的一个介质质点,此时离原点的介质质点刚刚要开始振动。图乙是该简谐波传播方向上的某一质点的振动图像(计时起点相同)。由此可知( )
A. 这列波的波长为
B. 乙图可能是图甲中质点Q的振动图像
C. 这列波的传播速度为
D. 这列波波源起振方向为向上
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据图甲可知,波长为4m,故A错误;
D.根据同侧法可知,处质点的振方向向下,由于介质中所有质点的起振方向均与波源的起振方向相同,则这列波的波源起振方向为向下,故D错误;
C.这列波的传播速度为
故C错误;
B.根据图乙可知,0时刻,质点沿y轴正方向运动,根据图甲,结合同侧法可知,0时刻,质点Q也沿y轴正方向运动,即乙图可能是图甲中质点Q的振动图像,故B正确。
故选B。
6. AB和CD为圆上两条相互垂直的直径,圆心为O,将电荷量分别为+q和-q的两点电荷放在圆周上,其位置关于AB对称且距离等于圆的半径,如图所示。要使圆心处的电场强度为零,可在圆周上再放一个适当的点电荷Q,则该点电荷( )
A. 应放在A点,Q=2q
B. 应放在B点,Q=-2q
C. 应放在C点,Q=-q
D. 应放在D点,Q=q
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.先将+q、-q在O点产生的电场强度合成,因为+q、-q与O点构成等边三角形,如图所示
可求出合电场强度E0方向水平向右,大小
E0=E1=E2=
欲使圆心O处的电场强度为零,所放置的点电荷Q在O点产生的电场强度方向必须水平向左,且大小也为E0;若在A点和B点放置点电荷Q,则它产生的电场强度只能沿竖直方向,达不到目的,故AB错误;
CD. 根据
若在C点放置点电荷Q,则必为负电荷,且Q=-q;若在D点放置点电荷Q,则必为正电荷,且Q=q,故CD正确。
故选CD。
7. 如图所示,劲度系数为k的轻质弹性绳一端固定在O点,另一端与一质量为m、套在摩擦因数为μ的粗糙竖直固定杆的圆环相连,M处有一光滑定滑轮,初始圆环置于A处,三点在同一水平线上,弹性绳的原长等于。圆环从A处由静止开始释放,到达C处时速度为零,。如果圆环在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A,弹性绳始终在弹性限度内,重力加速度为g,则下列分析正确的是( )
A. 下滑过程中,竖直杆对圆环摩擦力越来越大
B. 从A下滑到C过程中摩擦发热为
C. 在C处,弹性绳的弹性势能为
D. 圆环的机械能在下滑过程中持续减小,上升过程中持续增加
【答案】B
【解析】
【详解】A.设下滑过程中,弹性绳的伸长量为,弹性绳与水平方向成,在水平方向有
即弹力的水平分力不变,则圆环和固定杆之间的弹力不变,滑动摩擦力不变,故A错误;
B.从C到A再到C,圆环弹性势能、重力势能和动能不变,则C处赋予的动能等于来回摩擦力对应发热,故从A下滑到C过程中摩擦发热为,故B正确;
C.根据动能定理可得从C到A,弹性势能减少,但是A处弹性势能不为零,故在C处,弹性绳的弹性势能大于,故C错误;
D.圆环在下滑过程中弹性绳弹力和摩擦力都做负功,故圆环的机械能持续减小,上升过程中弹性绳弹力做正功,摩擦力做负功,可以分析得,圆环的机械能先增加(特别是上升的初始阶段动能和重力势能都增加),但是即将到达A处时,弹性绳弹力做正功的功率趋向于零,而摩擦力做负功的功率不变,故即将到达A阶段,弹性绳弹力和摩擦力总功率为负值,故圆环的机械能减小,圆环的机械能上升过程中先增加后减少,故D错误。
故选B。
二、多选题(共3小题,每小题6分,共18分)
8. 我国计划于2025年发射“天问2号”小行星取样返回探测器,“天问2号”探测器的首要目标是近地小行星2016HO3,它将对该小行星开展伴飞探测并取样返回地球。未来,“天问2号”发射后到达近地小行星时,先完成一系列的变轨,然后进入环小行星圆轨道Ⅲ,如图所示,若轨道Ⅰ的长轴长为a,轨道Ⅱ的长轴长为b,在轨道Ⅲ上的速度大小为v,则下列判断正确的( )
A. “天问2号”的发射速度大于第三宇宙速度
B. “天问2号”从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ机械能会减小
C. “天问2号”在轨道Ⅰ上的周期与在轨道Ⅱ上的周期之比大于
D. “天问2号”在轨道Ⅱ上P点速度大于v
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.由于近地小行星在太阳系中,因此“天问2号”的发射速度小于第三宇宙速度,故A错误;
B. “天问2号”从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ要减速,机械能会减小,故B正确;
C.根据开普勒第三定律
故C正确;
D.“天问2号”在Ⅲ轨道的P点需要点火加速变轨到Ⅱ轨道,在Ⅱ轨道的P点的速度大于v,故D正确。
故选BCD。
9. 粗糙水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块,其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连。木块间的动摩擦因数均为μ,木块与水平面间的动摩擦因数相同,可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块,使四个木块一起匀速前进,则需要满足的条件是 ( )
A. 木块与水平面间的动摩擦因数最大为
B. 木块与水平面间的动摩擦因数最大为
C. 水平拉力F最大为2μmg
D. 水平拉力F最大为6μmg
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.设上、下两个木块间最大静摩擦力大小为,木块与水平面之间的动摩擦因数为,滑动摩擦力大小为,则
,
对于左侧两个木块中的下层木块,有
解得
故A正确,B错误;
CD.以四个木块为整体,整体做匀速运动,有
又因为
则
所以水平拉力最大为,故C正确,D错误。
故选AC。
10. 如图甲所示,小明沿倾角为的斜坡向上推动平板车,将一质量为10kg的货物运送到斜坡上某处,货物与小车之间始终没有发生相对滑动。已知平板车板面与斜坡平行,货物的动能随位移x的变化图像如图乙所示,,则货物( )
A. 在0~3m的过程中,所受的合力逐渐增大
B. 在3m~5m的过程中,所受的合力逐渐增大
C. 在0~3m的过程中,机械能先增大后减小
D. 在3m~5m的过程中,机械能先增大后减小
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.由动能定理
解得
可知图乙所示图像的斜率的绝对值表示合外力的大小,则可知,在0~3m的过程中,图像斜率的绝对值逐渐减小,则货物所受的合力逐渐减小;在3m~5m的过程中,图像斜率的绝对值逐渐增大,则可知货物所受的合力逐渐增大,故A错误;B正确;
C.根据图乙可知,在0~3m的过程中,动能逐渐增大,而随着板车沿着斜面向上运动,货物的势能也逐渐增大,由此可知,在0~3m的过程中,货物的机械能始终增大,故C错误;
D.取处为零势能面,在处货物重力势能为
做出重力势能随位移变化的图像如图所示
在x=3m时动能最大,之后动能减小,根据两图线的斜率对比,可知在x=3m之后动能随位移减小的快慢先是慢于重力势能随位移增加的快慢,此过程货物的机械能增大,在3m~5m之间的某位置之后,动能随位移减小的快慢又快于重力势能随位移增加的快慢,此过程货物的机械能减小,故在3m~5m的过程中,货物的机械能先增大后减小,故D正确。
故选BD。
三、实验题(共2小题,第11题6分,第12题9分,满分17分)
11. 如图所示,点固定一个光滑水平转轴,在点等高处和正下方距离为的位置分别固定光电门1和光电门2,轻杆一端固定在水平转轴上,另一端固定一个质量为的小球,球心到转轴的距离为。某同学用如图甲所示的装置测量重力加速度,操作如下:
(1)用螺旋测微器测量小球的直径如图乙所示,_____mm。
(2)将小球转动到点右上方由静止释放,记录小球通过光电门1、2的时间分别为和,则重力加速度的值_____(用、、、表示)。
(3)改变小球的释放位置,测得多组的值,作出图像如图丙所示,纵轴截距为,则_____(用、、表示)。
【答案】(1)10.360
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由图示螺旋测微器可知,其读数为。
【小问2详解】
设小球通过光电门时的速度分别为和,则有
小球运动过程中,根据机械能守恒定律有
联立解得。
【小问3详解】
由(2)可得
可知,所以
12. 某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表1:量程0~3A,内阻约为0.3Ω
C.电流表2:量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω
D.电压表1:量程0~3V,内阻未知
E.电压表2:量程0~15V,内阻未知
F.滑动变阻器:0~10Ω,2A
G.开关、导线若干
在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
(1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母):电流表选择______,电压表选择______。
(2)实验电路图应选择如图中的______(填“甲”或“乙”)。
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像,则干电池的电动势E=______V(结果保留两位有效数字),考虑系统误差,测量结果______(填写“偏大”、“偏小”、“相等”);
内电阻r=______Ω(结果保留两位有效数字),考虑系统误差,测量结果______(填写“偏大”、“偏小”、“相等”)。
【答案】(1) ①. C ②. D
(2)乙 (3) ①. 1.5 ②. 偏小 ③. 1.0 ④. 偏小
【解析】
【小问1详解】
[1][2]用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,通过电源的电流不能太大,所以电流表应选择量程较小的C;由于一节干电池的电动势约为,则电压表应选择D。
【小问2详解】
由于干电池的内阻较小,远小于电压表的内阻,所以电压表的分流几乎可以忽略不计,则相对于电源,电流表应采用外接法,即实验电路图应选择如图乙。
【小问3详解】
[1][2][3][4]根据闭合电路欧姆定律可得
可得
由图丙图像可得
,
由图乙电路图可知,误差来源于电压表的分流,则实际干路电流为
则真实的图线与测量的图线如图所示
根据图像的纵轴截距和斜率绝对值可知,电动势测量值偏小,内电阻测量值偏小。
四、解答题(共3小题,13题9分,14题12分,15题17分,满分38分)
13. 如图所示,粗细均匀的等高U形玻璃管竖直放置,左管封闭,右端开口,用水银柱封闭长为的一段空气柱,右侧水银柱比左侧高出,已知大气压为。现用一质量不计的薄活塞封住右端开口,缓慢向下压活塞使两边液面相平,此过程中环境温度始终不变,当两边液面相平时,求:
(1)左侧空气柱的压强。
(2)右侧空气柱的长度多少厘米?(计算结果保留两位小数)
【答案】(1);(2)8.69cm
【解析】
【详解】(1)设刚开始左侧空气柱的压强为,右侧水银柱高出部分的压强为,则
当两边液面相平时设左侧空气柱的压强为,则根据玻意耳定律
即
联立解得
(2)当两边液面相平时设右侧空气柱的压强为,则
则根据玻意耳定律
解得
14. 如图所示,轨道竖直固定在水平地面上,它由水平轨道、圆弧轨道及圆弧轨道平滑连接组成;其中段粗糙、长为。圆弧段光滑,半径;现将一质量的小滑块挂在长为的轻质摆线的一端,然后将摆线另一端固定在D点正上方处的O点。之间有一固定钉子B,间距为。某时刻,小滑块从图中与O等高的、距离O点0.4m的C位置获得竖直向下的初速度,当小滑块摆至最低点时,摆线与之间的钉子B相撞,摆线恰好被拉断;此后,小滑块在段向右做匀变速运动,然后进入圆轨道区域。若已知摆线可承受的最大拉力为105N,小滑块可视为质点,g取,则∶
(1)若小滑块沿轨道能到达E点,求它在P点的速度范围;
(2)求小滑块在C位置时,摆线对小球的拉力大小T;
(3)若小滑块能到达圆弧轨道,且始终未脱离轨道,求小滑块与间的动摩擦因数需要满足的条件。
【答案】(1)
(2)15N (3)
【解析】
【小问1详解】
要过E点,则小滑块必过最高点P,设在P点速度为v,则
解得
【小问2详解】
当滑块由C到D运动,根据动能定理有
在D点,由牛顿第二定律
同理,在C点
解得
【小问3详解】
小滑块能到达圆弧轨道,则在A点的动能
从D至A由动能定理
解得
不脱离圆弧轨道,运动高度为h,则
又
解得
不从D点向左飞出,则在水平轨道运动的路程为
则
解得
综上,始终未脱离轨道条件为。
15. 如图,有一平行于轴长为的线状粒子发射器,其中心位于轴负半轴某处,在间均匀发射沿平行轴方向速度均相同的同种粒子,粒子的电荷量为,质量为。其右侧有一沿轴正向的匀强电场,场强为,宽为。有一圆心在半径为的圆形匀强磁场I,其磁感应强度为,方向垂直纸面向外。第四象限下方有垂直向里的匀强磁场II,其磁感应强度为。已知从点射入圆形磁场的粒子,刚好从圆形磁场最下端点沿-轴方向射出,忽略粒子的重力和粒子间的相互作用力。求:
(1)粒子的初速度;
(2)发射出的粒子经过磁场I的最长时间与最短时间之差;
(3)若第四象限的位置有一足够长的荧光屏,所有打在荧光屏上的粒子均被吸收,则线状粒子发射器同一时刻射出的粒子,最终打到荧光屏上的粒子数与总粒子数之比。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子以速度经过电场加速后速度为,根据动能定理则有
粒子以速度由O进入磁场刚好从圆形磁场最下端点沿方向射出,洛伦兹力提供圆周运动的向心力,则有
由几何关系
联立以上各式解得
【小问2详解】
粒子在磁场中进行磁聚焦,粒子会汇聚在点,从圆形磁场最上端进入磁场和从最下端进入磁场的粒子时间间隔最大,粒子圆周运动的周期
最上端粒子运动时间
最下端粒子运动时间
最大时间间隔
【小问3详解】
刚好在磁场II射到荧光屏上轨迹恰好与荧光屏相切,由几何关系,
在磁场中
最终打到荧光屏上的粒子数与总粒子数之比
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