精品解析:2025届福建省泉州市德化第一中学高三下学期5月适应性考试物理试题
2025-09-01
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内容正文:
2025年春季德化一中高三年5月份适应性考试
物理试卷
一、单选题:(本大题共4小题,每小题只有一个正确答案,共16分。)
1. 嫦娥五号月壤样品的化学成分分析显示,月壤具有高含量的钍(),经中子轰击,其核反应方程式为,下列说法正确的是( )
A. 该反应属于衰变 B. 反应方程式中,
C. 该反应属于链式反应 D. 反应生成的电子来自钍原子的核外电子
2. 电鳗可以通过放电来捕食和自我保护,如图所示,静息时电鳗细胞不带电,捕食时电鳗通过神经元控制细胞膜消耗ATP中的能量来交换细胞内外的钠离子和钾离子(平均每3个钠离子运出细胞,就会有2个钾离子运进细胞),使得细胞内带负电。每个细胞内外产生150mV的电压,大量带电细胞串联后电鳗头尾间电势差可以达到几百伏,并通过体外海水放电形成的强电流来击杀猎物。在电鳗放电过程中以下说法正确的是( )
A. 电鳗周围的海水中的正离子电势能减小,负离子电势能增加
B. 电鳗周围的海水中的正离子电势能增加,负离子电势能减小
C. 从带电细胞内运出的钠离子,其电势能增加
D. 从带电细胞外运进的钾离子,其电势能增加
3. 2024年9月,我国成功试射了一枚洲际弹道导弹,射程高达12000公里,测试弹头最终落入南太平洋公海的预定海域,创下了全球洲际导弹射程的最远纪录。如图所示,若导弹从P点飞出大气层后,靠惯性绕地心O做椭圆轨道飞行(O为椭圆轨道的一个焦点),最后从Q点进入大气层。N点为远地点,,已知地球质量为M,引力常数为G,则下列说法正确的是( )
A. 导弹在N点的加速度大小为
B. 导弹在P点和Q点受到的地球引力相同
C. 导弹在N点的速度大小为
D. 导弹从P到N过程中机械能不守恒
4. 如图甲所示,倒挂的彩虹被叫做“天空的微笑”,实际上它是日晕,是太阳光由薄而均匀的卷云里面大量扁平的六角片状冰晶(直六棱柱)折射形成,光线从冰晶的上底面进入,经折射从侧面射出,当太阳高度角增大到某一临界值,侧面的折射光线因发生全反射而消失不见。其简化光路如图乙所示,以下分析正确的是( )
A. 光线从空气进入冰晶后波长变短、频率变小
B. 紫光在冰晶中的传播速度比红光在冰晶中的传播速度大
C. 光线可能在下表面发生全反射
D. 若太阳高度角等于30°时冰晶侧面恰好无光射出,则冰晶的折射率为
二、双选题(本大题共4小题,每小题有两个正确答案,选不全得3分,有选错的得0分,共24分)
5. 一束γ射线(从底部进入而没有留下痕迹)从充满在气泡室中的液态氢的一个氢原子中打出一个电子,同时γ光子自身转变成一对正、负电子对(分别称为正电子、负电子,二者速度接近),其径迹如图所示。已知匀强磁场的方向垂直照片平面向里,正、负电子质量相等,则下列说法正确的是( )
A. 右侧螺旋轨迹为负电子运动的轨迹
B. 正电子、负电子所受洛伦兹力大小时刻相等
C. 分离瞬间,正电子速度大于负电子速度
D. 正电子、负电子的动能不断减小,而被打出的电子动能不变
6. 磁流体发电是一项新兴技术。如图所示,平行金属板之间有一个很强的磁场,将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体,沿图中所示方向喷入磁场。图中虚线框部分相当于发电机。把两个极板与用电器相连,下列说法正确的是( )
A. 用电器中的电流方向从A到B
B. 若只增大带电粒子电荷量,发电机的电动势增大
C. 若只增强磁场,发电机的电动势增大
D. 若只增大喷入粒子的速度,发电机的电动势不变
7. 滑雪是大众喜欢的冰雪项目之一,有一滑雪爱好者沿斜坡ABC的顶端A由静止开始匀加速下滑(此过程人不做功),经斜坡中点B时调整姿势采用犁式刹车方式开始匀减速,滑至坡底C时速度恰好为零,若滑雪者可视为质点,用v、s、t、a、E分别表示滑雪者下滑时的速度、位移、时间、加速度、机械能(以C为零势能点),则下列图像正确的是( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示,在光滑水平面上方空间存在一匀强电场,其大小为E、方向水平向左。劲度系数为k的弹簧左端固定在墙面上,右端与带电量为+q、质量为m的绝缘小滑块a相连,O点为弹簧原长位置,给a一定初速度起振后,P点为a能到达的最左端位置,PO距离为。当a运动至P时,在其右端立即无初速放置一个带电量为+2q、质量为m的绝缘小滑块b,a、b之间无电量交换,不计a、b之间的库仑力,已知,下列说法正确的是( )
A. 放b前,a运动到O处速度最大
B. 放b前,a运动到P处加速度最大
C. 放b后,若ab粘连不分离,弹簧振子振幅会增大
D. 放b后,若ab不粘连,则两者会在O点右侧处分离
三、填空题:(每题3分,共9分)
9. 停在湖面上的两艘船相距48m。一列水波在湖面上传播开来,使船每分钟上下振动30次。当甲船位于波峰时,乙船位于波谷,此时两船之间还有一个波峰,如图所示。若将水波视为横波,则这列水波的频率为______Hz,波长为______m,波速为______m/s。
10. 密立根用如图所示的实验装置来测定很小的带电油滴所带的电荷量。油滴从喷雾器喷出时由于摩擦而带电,落入两块相互平行的极板MN之间(M板带正电、N板带负电),透过显微镜寻找那些刚好悬浮在极板间的油滴。根据观测数据算出油滴的质量,再根据油滴悬浮时受到的电场力和重力平衡,可计算出油滴所带的电荷量。
(1)若P为从显微镜中观察到的悬浮油滴,则可推知P带_____电荷。(选填“正”或“负”)
(2)已知极板M、N之间的距离为d,电压为U,则两板之间的电场强度E的大小为_____。
(3)油滴P可视为球体,并测得其半径为R,已知油的密度为ρ,重力加速度为g,极板M、N之间的距离为d,电压为U,则该油滴的电荷量q =_____。(提示:球的体积公式)
11. 二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一,目前正在研究二氧化碳的深海填埋处理技术。某次试验,将一定质量的二氧化碳气体封闭在可以自由压缩的导热容器中,从海面缓慢移到深海中心处后会自主下沉,从而实现深海填埋处理。已知初始时容器内的气体压强为、热力学温度为,A处热力学温度为,气体体积减小为初始时的一半,该过程容器内气体可视为理想气体,则此过程中容器的气体的内能______(选填“增加”“减小”或“不变”),气体______(选填“吸收”或“放出”)热量,容器位于A处时内部气体压强为______。
四、实验题:
12. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤,请完成实验操作和计算。
(1)某个实验小组要测量小车匀加速运动的加速度,使用了打点频率为f的打点计时器获得了该运动的一条纸带,每隔4个点取一个计数点,该小组取了连续的计数点O、A、B,分别测量了OA和OB的距离为x1、x2,则相邻计数点之间的时间间隔T=______,小车的加速度大小a=______。(用f、x1、x2表示)
(2)“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置如图所示,在实验过程中某一步骤需要拨动拨杆,是为了______。
A. 调节单缝,使单缝和双缝平行 B. 调节双缝,使双缝和单缝平行
C. 调节单缝,使单缝和双缝高度相同 D. 调节双缝,使双缝和单缝高度相同
(3)某实验小组用如图甲所示的装置探究“两个互成角度的力合成规律”。弹簧测力计A的一端钩在固定的钉子P上,用手拉动弹簧测力计B的一端,使结点O静止在某位置,结点下方挂着一物体M,根据实验要求作出两个弹力的合力F并与M的重力G比较,从而得出实验结果。在实验过程中,下列正确的是( )
A. M的质量越大,实验误差越小
B. 多组实验测量时,结点O可以静止在不同位置
C. 弹簧测力计外壳与纸面间的摩擦不影响实验结果
D. 在确定弹力方向时,需用铅笔沿着细线画直线
13. 某同学用伏安法测定一薄的圆形合金片的阻值Rx(约为1kΩ),除了Rx、开关S、导线外,还有下列器材供选用:
A.电压表V1(量程0~1V,内阻约10kΩ) B.电压表V2(量程0~5V,内阻约100kΩ)
C.电流表A1(量程0~1mA,内阻约10Ω) D.电流表A2(量程0~3mA,内阻约15Ω)
E.电源(电压1.2V,额定电流0.5A,内阻不计) F.滑动变阻器R1(阻值范围0~10Ω,额定电流2A)
G.滑动变阻器R2(阻值范围0~20000Ω,额定电流2A)
用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示。
(1)由图甲、图乙两图读得圆柱体的直径D为______mm,长度L为_______mm。
(2)为使测量尽可能准确,电压表选用______,电流表选用______,滑动变阻器选用______。(均填器材的字母代号)
(3)要求能在实验中获得尽可能大的电压调节范围,并能较准确地测出金属丝的阻值,实验电路应选用中的______。
A. B.
C. D.
14. 如图,某同学正在网球场练习发球,他将质量m=0.05kg的网球从离水平地面高度h=1.8m处,以某一初速度水平击出,网球第一次落在距击球点水平距离处的地面上,然后经地面多次反弹,最终停下来。已知网球与地面第一次碰后,竖直分速度反向,大小变为碰前的,水平分速度方向不变,大小变为碰前的。不计网球所受空气阻力,网球与地面碰撞时间极短,重力加速度,求:
(1)该同学击球过程对网球所做的功W;
(2)网球第二次接触地面处与击球点间的水平距离L2。
15. 如图所示,质量为m、边长为L、总电阻为R的单匝正方形线框abcd能在两竖直光滑绝缘导轨间滑行,导轨间存在两个直径为L的相切的圆形区域磁场(AB和EF分别为两圆与轨道垂直的直径),磁感应强度大小均为B,方向分别垂直导轨平面向外和向内,线框从图中位置(ab边与磁场上边界相切)静止释放,线框ab边滑至EF处时加速度为零,重力加速度为g,求:
(1)ab边滑至EF处时,线框的电流大小I及速度大小v;
(2)ab边由静止滑至EF处的过程中,线框产生的焦耳热Q;
(3)ab边由静止滑至CD处的过程中,流过线框某一截面的电量q。
16. 如图所示,固定在竖直平面内的圆弧轨道AB和管道(内径忽略不计)BC在B点相切并平滑连接,圆弧和管道的半径均为,水平面与圆弧在A点相切,管道的C点切线水平,圆弧和管道所对的圆心角均为,半径为的四分之一圆弧面DE固定在竖直面内,圆心在C点,CE水平,轻弹簧放在水平面上,左端固定,质量为1kg的物块a放在水平面上,用质量为2kg的物块b压缩弹簧后由静止释放,弹簧将b弹开后,b与a发生弹性碰撞,此后a到达C点时对管道的压力恰好为零,重力加速度g取,不计物块的大小,不计一切摩擦,求:
(1)物块a运动到AB圆弧上的A点时对轨道的压力大小;
(2)弹簧开始被压缩时具有的弹性势能;
(3)若改变b对弹簧的压缩量,使b由静止释放后与a发生弹性碰撞,a从C点水平抛出后落到圆弧面DE的动能最小,则开始时弹簧被压缩时具有的弹性势能多大。
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2025年春季德化一中高三年5月份适应性考试
物理试卷
一、单选题:(本大题共4小题,每小题只有一个正确答案,共16分。)
1. 嫦娥五号月壤样品的化学成分分析显示,月壤具有高含量的钍(),经中子轰击,其核反应方程式为,下列说法正确的是( )
A. 该反应属于衰变 B. 反应方程式中,
C. 该反应属于链式反应 D. 反应生成的电子来自钍原子的核外电子
【答案】B
【解析】
【详解】B.根据电荷数守恒,U的电荷数为Z=90+0+2=92
根据质量数守恒,U的质量数为A=232+1=233
故B正确;
AC.该反应属于人工核转变,故AC错误;
D.粒子是核内的一个中子转化成质子和一个电子得到的,故D错误。
故选B。
2. 电鳗可以通过放电来捕食和自我保护,如图所示,静息时电鳗细胞不带电,捕食时电鳗通过神经元控制细胞膜消耗ATP中的能量来交换细胞内外的钠离子和钾离子(平均每3个钠离子运出细胞,就会有2个钾离子运进细胞),使得细胞内带负电。每个细胞内外产生150mV的电压,大量带电细胞串联后电鳗头尾间电势差可以达到几百伏,并通过体外海水放电形成的强电流来击杀猎物。在电鳗放电过程中以下说法正确的是( )
A. 电鳗周围的海水中的正离子电势能减小,负离子电势能增加
B. 电鳗周围的海水中的正离子电势能增加,负离子电势能减小
C. 从带电细胞内运出的钠离子,其电势能增加
D. 从带电细胞外运进的钾离子,其电势能增加
【答案】C
【解析】
【详解】AB.在电鳗放电过程中,电鳗带负电,海水中的正离子向电鳗处移动,电场力做正功,电势能减小,而负离子向相反方向移动,电场力仍然做正功,电势能减小,故AB错误;
C.从带电细胞内运出的钠离子,电场力做负功,其电势能增加,故C正确;
D.从带电细胞外运进的钾离子,电场力做正功,其电势能减小,故D错误。
故选C。
3. 2024年9月,我国成功试射了一枚洲际弹道导弹,射程高达12000公里,测试弹头最终落入南太平洋公海的预定海域,创下了全球洲际导弹射程的最远纪录。如图所示,若导弹从P点飞出大气层后,靠惯性绕地心O做椭圆轨道飞行(O为椭圆轨道的一个焦点),最后从Q点进入大气层。N点为远地点,,已知地球质量为M,引力常数为G,则下列说法正确的是( )
A. 导弹在N点的加速度大小为
B. 导弹在P点和Q点受到的地球引力相同
C. 导弹在N点的速度大小为
D. 导弹从P到N过程中机械能不守恒
【答案】A
【解析】
【详解】A.导弹的加速度由万有引力提供,在N点有
解得,故A正确;
B.由图像,导弹在P点和Q点距地心O点距离相等,因此所受引力大小相同,但位置不同,引力方向不同,故B错误;
C.若导弹在N点轨道为圆轨道,有解得
但N点实际轨道为椭圆轨道,N点为远地点。卫星在圆轨道上某点变轨时,若该点成为椭圆轨道的远地点,则需减速,因此才能使导弹在椭圆轨道运动,故C错误;
D.导弹从P到N过程中仅受地球引力,无其他力做功,机械能守恒,故D错误;
故选A。
4. 如图甲所示,倒挂的彩虹被叫做“天空的微笑”,实际上它是日晕,是太阳光由薄而均匀的卷云里面大量扁平的六角片状冰晶(直六棱柱)折射形成,光线从冰晶的上底面进入,经折射从侧面射出,当太阳高度角增大到某一临界值,侧面的折射光线因发生全反射而消失不见。其简化光路如图乙所示,以下分析正确的是( )
A. 光线从空气进入冰晶后波长变短、频率变小
B. 紫光在冰晶中的传播速度比红光在冰晶中的传播速度大
C. 光线可能在下表面发生全反射
D. 若太阳高度角等于30°时冰晶侧面恰好无光射出,则冰晶的折射率为
【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
可知紫光在冰晶中的传播速度比红光在冰晶中的传播速度小,故B错误;
C.如图所示
光线在冰晶侧面发生全反射,根据几何关系可知
根据折射定律以及光路可逆,可知无论入射光线如何增大,如果在侧边发生全反射的情况下,光线总会与水平方向成角射出,所以在下表面不可能发生全反射,故C错误;
D.若太阳高度角等于30°时冰晶侧面恰好无光射出,如图所示
由几何关系得
由折射定律得
由全反射的临界条件得
又
联立解得
故D正确。
故选D。
二、双选题(本大题共4小题,每小题有两个正确答案,选不全得3分,有选错的得0分,共24分)
5. 一束γ射线(从底部进入而没有留下痕迹)从充满在气泡室中的液态氢的一个氢原子中打出一个电子,同时γ光子自身转变成一对正、负电子对(分别称为正电子、负电子,二者速度接近),其径迹如图所示。已知匀强磁场的方向垂直照片平面向里,正、负电子质量相等,则下列说法正确的是( )
A. 右侧螺旋轨迹为负电子运动的轨迹
B. 正电子、负电子所受洛伦兹力大小时刻相等
C. 分离瞬间,正电子速度大于负电子速度
D. 正电子、负电子的动能不断减小,而被打出的电子动能不变
【答案】AC
【解析】
【详解】A.匀强磁场的方向垂直照片平面向里,根据粒子运动轨迹结合左手定则可知,左侧螺旋轨迹为正电子运动的轨迹,右侧螺旋轨迹为负电子运动的轨迹,故A正确;
B.正电子、负电子所受洛伦兹力大小为
正电子、负电子的速度大小不是时刻相等,则正电子、负电子所受洛伦兹力大小不是时刻相等,故B错误;
C.根据洛伦兹力提供向心力有
解得
根据运动轨迹可知正电子与负电子分离瞬间,左侧正电子的轨迹半径大于右侧负电子的轨迹半径,故分离瞬间,正电子速度大于负电子速度,故C正确;
D.正、负电子在气泡室运动时,根据轨迹可知运动的轨迹半径逐渐减小,则速度逐渐减小,动能逐渐减小,被打出的电子,在气泡室中克服阻力做功,动能也逐渐减小,故D错误。
故选 AC。
6. 磁流体发电是一项新兴技术。如图所示,平行金属板之间有一个很强的磁场,将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体,沿图中所示方向喷入磁场。图中虚线框部分相当于发电机。把两个极板与用电器相连,下列说法正确的是( )
A. 用电器中的电流方向从A到B
B. 若只增大带电粒子电荷量,发电机的电动势增大
C. 若只增强磁场,发电机的电动势增大
D. 若只增大喷入粒子的速度,发电机的电动势不变
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据左手定则可知,正离子所受洛伦兹力方向向上,负离子所受洛伦兹力方向向下,所以上极板相当于电源的正极,下极板相当于电源的负极,则用电器中的电流方向从A到B,故A正确;
BCD.稳定时,离子受到的洛伦兹力等于电场力,则有
可得发电机的电动势为
若只增大带电粒子电荷量,发电机的电动势不变;若只增强磁场,发电机的电动势增大;若只增大喷入粒子的速度,发电机的电动势增大,故BD错误,C正确。
故选AC。
7. 滑雪是大众喜欢的冰雪项目之一,有一滑雪爱好者沿斜坡ABC的顶端A由静止开始匀加速下滑(此过程人不做功),经斜坡中点B时调整姿势采用犁式刹车方式开始匀减速,滑至坡底C时速度恰好为零,若滑雪者可视为质点,用v、s、t、a、E分别表示滑雪者下滑时的速度、位移、时间、加速度、机械能(以C为零势能点),则下列图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】A.滑雪者做匀加速运动,根据位移时间关系可得
之后做匀减速直线运动,有
故A正确;
B.由于匀加速、匀减速的位移相等,根据可得匀加速、减速的时间相等,故B错误;
C.匀加速时,加速度沿斜面向下,匀减速时,加速度沿斜面向上,故C错误;
D.图线的斜率表示阻力,匀加速、匀减速阻力均不变,但匀加速阶段阻力小于匀减速阶段的阻力,到达斜面底端时,机械能为零,故D正确。
故选AD。
8. 如图所示,在光滑水平面上方空间存在一匀强电场,其大小为E、方向水平向左。劲度系数为k的弹簧左端固定在墙面上,右端与带电量为+q、质量为m的绝缘小滑块a相连,O点为弹簧原长位置,给a一定初速度起振后,P点为a能到达的最左端位置,PO距离为。当a运动至P时,在其右端立即无初速放置一个带电量为+2q、质量为m的绝缘小滑块b,a、b之间无电量交换,不计a、b之间的库仑力,已知,下列说法正确的是( )
A. 放b前,a运动到O处速度最大
B. 放b前,a运动到P处加速度最大
C. 放b后,若ab粘连不分离,弹簧振子振幅会增大
D. 放b后,若ab不粘连,则两者会在O点右侧处分离
【答案】BD
【解析】
【详解】A.放b前,当小滑块a的加速度为零时,速度达到最大,即小滑块应受到向右的弹簧弹力,该位置应位于O点左侧,故A错误;
B.放b前,小滑块a做简谐运动到P点时,速度为零,此时处于最大位移处,加速度达到最大,故B正确;
C.放b后,若ab粘连不分离,则ab一起做简谐运动,平衡位置时,弹簧弹力等于ab受到的总电场力,此时弹簧的压缩量比a单独做简谐运动处于平衡位置时弹簧的压缩量大,即ab一起做简谐运动的平衡位置更靠近P点,所以弹簧振子振幅会减小,故C错误;
D.放b后,若ab不粘连,假设ab在O点右侧x处分离,此时a、b之间的弹力为0;分别对a、b由牛顿第二定律可得,
又
联立解得,故D正确。
故选BD。
三、填空题:(每题3分,共9分)
9. 停在湖面上的两艘船相距48m。一列水波在湖面上传播开来,使船每分钟上下振动30次。当甲船位于波峰时,乙船位于波谷,此时两船之间还有一个波峰,如图所示。若将水波视为横波,则这列水波的频率为______Hz,波长为______m,波速为______m/s。
【答案】 ①. 0.5 ②. 32 ③. 16
【解析】
【详解】[1]这列水波的频率为
[2]当甲船位于波峰时,乙船位于波谷,此时两船之间还有一个波峰,则
解得波长为
[3]波速为
10. 密立根用如图所示的实验装置来测定很小的带电油滴所带的电荷量。油滴从喷雾器喷出时由于摩擦而带电,落入两块相互平行的极板MN之间(M板带正电、N板带负电),透过显微镜寻找那些刚好悬浮在极板间的油滴。根据观测数据算出油滴的质量,再根据油滴悬浮时受到的电场力和重力平衡,可计算出油滴所带的电荷量。
(1)若P为从显微镜中观察到的悬浮油滴,则可推知P带_____电荷。(选填“正”或“负”)
(2)已知极板M、N之间的距离为d,电压为U,则两板之间的电场强度E的大小为_____。
(3)油滴P可视为球体,并测得其半径为R,已知油的密度为ρ,重力加速度为g,极板M、N之间的距离为d,电压为U,则该油滴的电荷量q =_____。(提示:球的体积公式)
【答案】(1)负 (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
P为从显微镜中观察到的悬浮油滴,根据受力平衡可知,P受到竖直向上的电场力,与板间场强方向相反,则P带负电。
【小问2详解】
已知极板M、N之间的距离为d,电压为U,则两板之间的电场强度E的大小为
【小问3详解】
设油滴P的质量为,根据受力平衡可得
又
联立可得该油滴的电荷量为
11. 二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一,目前正在研究二氧化碳的深海填埋处理技术。某次试验,将一定质量的二氧化碳气体封闭在可以自由压缩的导热容器中,从海面缓慢移到深海中心处后会自主下沉,从而实现深海填埋处理。已知初始时容器内的气体压强为、热力学温度为,A处热力学温度为,气体体积减小为初始时的一半,该过程容器内气体可视为理想气体,则此过程中容器的气体的内能______(选填“增加”“减小”或“不变”),气体______(选填“吸收”或“放出”)热量,容器位于A处时内部气体压强为______。
【答案】 ①. 减小 ②. 放出 ③.
【解析】
【详解】[1]由题可知气体温度降低,则内能减小;
[2]气体体积减小,外界对气体做正功,根据热力学第一定律
可知,则气体放出热量;
[3]根据理想气体状态方程有
解得
四、实验题:
12. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤,请完成实验操作和计算。
(1)某个实验小组要测量小车匀加速运动的加速度,使用了打点频率为f的打点计时器获得了该运动的一条纸带,每隔4个点取一个计数点,该小组取了连续的计数点O、A、B,分别测量了OA和OB的距离为x1、x2,则相邻计数点之间的时间间隔T=______,小车的加速度大小a=______。(用f、x1、x2表示)
(2)“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置如图所示,在实验过程中某一步骤需要拨动拨杆,是为了______。
A. 调节单缝,使单缝和双缝平行 B. 调节双缝,使双缝和单缝平行
C. 调节单缝,使单缝和双缝高度相同 D. 调节双缝,使双缝和单缝高度相同
(3)某实验小组用如图甲所示的装置探究“两个互成角度的力合成规律”。弹簧测力计A的一端钩在固定的钉子P上,用手拉动弹簧测力计B的一端,使结点O静止在某位置,结点下方挂着一物体M,根据实验要求作出两个弹力的合力F并与M的重力G比较,从而得出实验结果。在实验过程中,下列正确的是( )
A. M的质量越大,实验误差越小
B. 多组实验测量时,结点O可以静止在不同位置
C. 弹簧测力计外壳与纸面间的摩擦不影响实验结果
D. 在确定弹力方向时,需用铅笔沿着细线画直线
【答案】(1) ①. ②.
(2)A (3)BC
【解析】
【小问1详解】
[1]由于打点频率为f,且每隔4个点取一个计数点,则相邻两计数点间的时间间隔为
[2]小车运动的加速度为
【小问2详解】
在实验过程中某一步骤需要拨动拨杆,是为了调节单缝,使单缝和双缝平行。
故选A。
【小问3详解】
A.M的质量越大,越容易使得弹簧弹力超出量程,所以实验误差越大,故A错误;
B.多组实验测量时,结点O可以静止在不同位置,保证三力平衡即可,故B正确;
C.弹簧测力计外壳与纸面间的摩擦不影响实验结果,故C正确;
D.在确定弹力方向时,不能用铅笔沿着细线画直线,而应该找直线上相距较远的两个投影点,然后用直尺连线,故D错误。
故选BC。
13. 某同学用伏安法测定一薄的圆形合金片的阻值Rx(约为1kΩ),除了Rx、开关S、导线外,还有下列器材供选用:
A.电压表V1(量程0~1V,内阻约10kΩ) B.电压表V2(量程0~5V,内阻约100kΩ)
C.电流表A1(量程0~1mA,内阻约10Ω) D.电流表A2(量程0~3mA,内阻约15Ω)
E.电源(电压1.2V,额定电流0.5A,内阻不计) F.滑动变阻器R1(阻值范围0~10Ω,额定电流2A)
G.滑动变阻器R2(阻值范围0~20000Ω,额定电流2A)
用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示。
(1)由图甲、图乙两图读得圆柱体的直径D为______mm,长度L为_______mm。
(2)为使测量尽可能准确,电压表选用______,电流表选用______,滑动变阻器选用______。(均填器材的字母代号)
(3)要求能在实验中获得尽可能大的电压调节范围,并能较准确地测出金属丝的阻值,实验电路应选用中的______。
A. B.
C. D.
【答案】(1) ①. 1.745 ②. 41.4
(2) ①. A ②. C ③. F
(3)C
【解析】
【小问1详解】
[1]螺旋测微器的精确值为,由图甲可知圆柱体的直径为
[2]10分度游标卡尺的精确值为,由图乙可知圆柱体的长度为
【小问2详解】
[1][2][3]由于电源电动势为1.2V,则电压表应选用A;由于待测电阻Rx约为1kΩ,则有
则电流表应选用C;为了调节方便,使电表示数变化明显,滑动变阻器应选用阻值较小的F。
【小问3详解】
要求能在实验中获得尽可能大的电压调节范围,且滑动变阻器的阻值远小于待测电阻阻值,所以滑动变阻器应采用分压接法;根据
可知电流表应采用内接法。
故选C。
14. 如图,某同学正在网球场练习发球,他将质量m=0.05kg的网球从离水平地面高度h=1.8m处,以某一初速度水平击出,网球第一次落在距击球点水平距离处的地面上,然后经地面多次反弹,最终停下来。已知网球与地面第一次碰后,竖直分速度反向,大小变为碰前的,水平分速度方向不变,大小变为碰前的。不计网球所受空气阻力,网球与地面碰撞时间极短,重力加速度,求:
(1)该同学击球过程对网球所做的功W;
(2)网球第二次接触地面处与击球点间的水平距离L2。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设网球第一次落地前运动时间为,根据平抛运动规律可得,
解得,
根据动能定理可得该同学击球过程对网球所做的功为
【小问2详解】
根据题意可知,网球与地面第一次碰后竖直分速度为
水平分速度为
设网球第一次弹起后经时间再次落地,根据对称性可得
则网球第二次接触地面处与击球点间的水平距离为
15. 如图所示,质量为m、边长为L、总电阻为R的单匝正方形线框abcd能在两竖直光滑绝缘导轨间滑行,导轨间存在两个直径为L的相切的圆形区域磁场(AB和EF分别为两圆与轨道垂直的直径),磁感应强度大小均为B,方向分别垂直导轨平面向外和向内,线框从图中位置(ab边与磁场上边界相切)静止释放,线框ab边滑至EF处时加速度为零,重力加速度为g,求:
(1)ab边滑至EF处时,线框的电流大小I及速度大小v;
(2)ab边由静止滑至EF处的过程中,线框产生的焦耳热Q;
(3)ab边由静止滑至CD处的过程中,流过线框某一截面的电量q。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
线框ab边滑至EF处时加速度为零,则
根据法拉第电磁感应定律可得
所以,
【小问2详解】
根据能量守恒定律可得
解得
【小问3详解】
ab边由静止滑至CD处的过程中,流过线框某一截面的电量为,
所以
16. 如图所示,固定在竖直平面内的圆弧轨道AB和管道(内径忽略不计)BC在B点相切并平滑连接,圆弧和管道的半径均为,水平面与圆弧在A点相切,管道的C点切线水平,圆弧和管道所对的圆心角均为,半径为的四分之一圆弧面DE固定在竖直面内,圆心在C点,CE水平,轻弹簧放在水平面上,左端固定,质量为1kg的物块a放在水平面上,用质量为2kg的物块b压缩弹簧后由静止释放,弹簧将b弹开后,b与a发生弹性碰撞,此后a到达C点时对管道的压力恰好为零,重力加速度g取,不计物块的大小,不计一切摩擦,求:
(1)物块a运动到AB圆弧上的A点时对轨道的压力大小;
(2)弹簧开始被压缩时具有的弹性势能;
(3)若改变b对弹簧的压缩量,使b由静止释放后与a发生弹性碰撞,a从C点水平抛出后落到圆弧面DE的动能最小,则开始时弹簧被压缩时具有的弹性势能多大。
【答案】(1)40N (2)60.75J
(3)
【解析】
【小问1详解】
由于物块a运动到C点时对轨道的压力恰好为零,设在C点速度为,根据题意有
解得
设C点离水平面的高度为h,根据题意有
设物块a在A点的速度大小为,根据机械能守恒定律有
在A点,根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知,物块a对轨道A点的压力大小
【小问2详解】
由(1)问可知
设碰撞前b的速度为,根据动量守恒有
根据能量守恒有
解得
根据能量守恒,弹簧开始被压缩具有的弹性势能
【小问3详解】
设物块a从C点以速度抛出落到圆弧面DE上时的动能最小,则有,
根据几何关系有
根据动能定理,物块a落到圆弧面上时的动能
解得
当时,物块a落到圆弧面上时的动能最小
解得,
设物块a在A点的速度大小为,根据机械能守恒有
根据(2)问可知,a、b碰撞前,b的速度大小
根据能量守恒,弹簧具有的弹性势能
解得
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