内容正文:
文海大联考•2026届G20高三起点考试
物理试卷
考生注意:
1.本试卷满分100分,考试时间100分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,请将答题卡交回。
一、选择题:本题共12小题,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,每小题3分;第9~12题有多项符合题目要求,每小题4分,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 有一种自发光夜光管,叫做氚管,玻璃管内壁涂有荧光粉,管内密封有放射性气体氚,氚放出的射线照到荧光粉上,发出荧光。氚的衰变方程为,氚的半衰期为12.43年,以下说法正确的是( )
A. 氚的衰变方程中的是α射线 B. 氚的衰变方程中的是β射线
C. 氚的衰变方程中的是中子流 D. 经过12.43年氚管完全不发光
2. 下雨天有的同学会转动手中的雨伞将伞上过多的雨水清除,先将雨伞竖直握好,并绕伞柄沿逆时针方向匀速转动(俯视),则被甩出的雨水的径迹俯视图可能是下列的( )
A. B. C. D.
3. 如图是一种小型简易起重机,斜臂下端固定在立柱上不能活动,上端有一定滑轮,斜臂与竖直方向成角,钢丝绳跨过定滑轮把货物吊起。当重为的货物悬空平衡时,钢丝绳对斜臂作用力为,关于的大小和方向以下说法正确的是( )
A. B.
C. D. 的方向一定沿着斜臂向下
4. 如图所示,同学甲手指周期性点击水面,原来平静水面中形成了以手指为中心的一圈一圈的涟漪,使得水面上的树叶也上下振动起来,同学乙利用手机中的秒表功能,记录下了树叶6s内有24次到达波峰,由于机械波的传播速度由介质决定,通过查资料,发现水中涟漪从中心向外扩散的速度大约是1m/s,那么,水中涟漪波峰与相邻波谷之间的水平距离约为( )
A. 0.4m B. 0.5m C. 0.25m D. 0.125m
5. 如图所示,冰雪大世界里的冰雕闪烁着各色光芒,小南同学发现冰面下方装有各色彩灯,冰块中还分布有气泡。下列说法正确的是( )
A. 真空中红光的波长比绿光短
B. 冰块中红光的传播速度比绿光小
C. 冰面下方的灯,看起来比实际位置浅
D. 冰块中气泡看起来更亮是由于光从气泡内部入射到冰时发生了全反射
6. 北京时间2025年1月21日1时12分,神舟十九号乘组航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽密切协同,经过约8.5小时的出舱活动,圆满完成出舱活动,航天员安全返回问天实验舱,出舱活动取得圆满成功。神十九与卫星A在同一平面内,二者沿同一方向(顺时针)做匀速圆周运动,航天员刚出舱时神十九、卫星A与地心连线的夹角为60°,如图所示。已知神十九的运行周期为1.5h,卫星A的轨道半径是神十九的4倍,则此后8.5小时内,卫星A在神十九正上方的次数为( )
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
7. 滑草是儿童非常喜欢的运动,简单的滑草赛道由斜坡道和水平道构成。其过程可简化为下图,其中滑板与斜坡道和水平道的动摩擦因数均相同,某次小明和姐姐去滑草,两人先后都从坡道上的A点由静止下滑,在水平道上滑行一段距离后停止,姐姐的质量较大,坡道最低点B处平滑连接,则下列说法正确的( )
A. 在斜坡道上姐姐的滑行时间短
B. 在斜坡道上小明滑到B点时的速度较大
C. 在水平道上姐姐的滑行距离长
D. 在水平道上两人滑行的距离一样长
8. 如图1所示,空间中匀强磁场的方向与轴平行。不计重力的带电粒子以初速度进入磁场时的速度方向与磁场不垂直,而是与磁场成的锐角,如图2所示,这种情况下,带电粒子在匀强磁场中的轨迹就是一条等距的螺旋线。若要同时使螺旋线的螺距增大、半径减小,下列措施可行的是( )
A. 仅减小初速度 B. 仅减小角度
C 仅增大角度 D. 仅增大磁感应强度
9. 如图所示为模拟街头变压器通过降压给用户供电的示意图,变压器输入的交流电压可视为不变。变压器输出的低压交流电通过输电线输送给用户。定值电阻R0表示输电线的电阻,变阻器R表示用户用电器的总电阻。若变压器为理想变压器,电表为理想电表,当家用电器个数增加时( )
A. V2示数变小 B. V1示数变大
C. A1示数变大 D. A2示数变小
10. 一辆车的安全性与车辆的刹车性能息息相关,车辆既要跑得快,也要停得住,有一辆智能新能源汽车正在以速度在平直路面上匀速行驶,当发现前方有突发情况,电脑控制的刹车系统立即启动,汽车从开始刹车到停下来前进了8m的距离,在这8m距离内汽车加速度随刹车距离变化的图像如图所示。关于汽车的运动,以下说法正确的是( )
A 汽车匀减速刹车
B. 图线与轴所围面积等于
C 汽车初速大小
D. 刹车制动时间等于2s
11. 如图1所示,在倾角为的光滑斜面底端固定了一根轻质弹簧,弹簧与斜面平行,一质量为的小物块静止在弹簧上方(未拴接),现用力向下压物块至某一位置,然后由静止释放,取该位置为小物块运动的起始位置,小物块上升过程的图像如图2所示。已知重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 小物块运动过程中的最大加速度为
B. 弹簧的劲度系数为
C. 物块与弹簧分离后的加速度为
D. 小物块的最大动能为
12. 如图所示,有一个半径为的圆,、为两条互相垂直的直径,是圆心,是直径上与相距的点。在点固定一个电荷量为的正的点电荷,在点固定另一个正的点电荷,结果发现,在直径上点电势最低。则( )
A. 点的电势一定等于零 B. 点的场强一定等于零
C. 放在点的电荷电量为 D. 点的场强大小为
二、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 验证机械能守恒定律实验装置如图1所示,将气垫导轨固定在水平桌面上,调节旋钮使其水平,在气垫导轨的右端固定一光滑的定滑轮。将质量为的滑块放在气垫导轨上,质量为的物块(含遮光片)通过细线与滑块相连,物块正下方固定一光电门。打开气源,将物块由静止释放,记录遮光片的挡光时间为。已知遮光片的宽度为,物块释放时遮光片距离光电门的高度为,重力加速度为。回答下列问题:
(1)将,(含遮光片)作为一个系统,从物块由静止释放到遮光片通过光电门的过程中,系统增加的动能___________,系统减少的重力势能___________,比较与的大小,判断系统机械能是否守恒。
(2)改变高度,重复上述实验步骤,某同学根据记录的数据描绘出图像,若考虑到阻力作用不可忽略且大小不变为,则画出的图像应为图2中的图线___________(选填“①”“②”或“③”),其图像的斜率___________。
14.
(1)多用电表是电学实验常用测量仪表,多用电表有红黑两只表笔,无论测量直流电压还是测量电阻,都是电流从红表笔流入电表、从黑表笔流出电表;在测量直流电压,红表笔电势___________(选填“高于”或“低于”)黑红表笔电势;在测量电阻时红表笔电势___________(选填“高于”或“低于”)黑红表笔电势。
(2)某同学用毫安表、滑动变阻器、一节干电池和两只表笔组成了一个简单的欧姆表,如图所示。所用毫安表满偏电流,干电池电动势,欧姆表表盘中央刻度称为中值电阻,这个欧姆表的中值电阻为___________,利用这只欧姆表测量电阻时,指针指在电流表刻度的刻度线,则___________。
(3)利用这只欧姆表探究一个具有三个接线柱的黑箱,黑箱内没有电源、没有二极管,只有三只电阻,测量结果表格所示,
红表笔连接
端子1
端子1
端子2
黑表笔连接
端子2
端子3
端子3
测量值
83
133
150
则可判断端子、之间电阻为___________,、之间电阻为___________,,之间的电阻为___________。
15. 2024年秋某高校开学后进行军训,如图所示,军训中质量为的张卫同学(可视为质点)抓住一端固定的轻绳,从轻绳的固定端同一高度处摆下过障碍物。已知绳长为,在张卫到达竖直状态时放开绳索后水平飞出。绳子的固定端到地面的距离为2L。不计轻绳质量和空气阻力,重力加速度g取值,求:
(1)张卫摆到最低点抛出前对绳的拉力大小;
(2)张卫的落地点离绳的固定端的水平距离和张卫落地时的重力的功率大小。
16. 如图为某学校的气膜体育馆,馆内空气压强高于馆外空气压强,通过自动充气装置将馆内外气压差维持在250~500Pa,这种气压差对人体是安全的,且有利于营造馆内的富氧环境,对运动者的健康有益。已知馆内空间体积为V,空气温度T1=300K且保持不变,馆外大气压强为p0=1.0×105Pa,假设空气可看作理想气体,标准状态下(0℃,p0=1.0×105Pa)空气的摩尔体积为V0,阿伏伽德罗常数为NA。某次充气后到下次充前,求:
(1)漏掉空气的质量与馆内原有空气质量之比。
(2)漏掉空气分子的总个数。
17. 如图所示,光滑的水平面上两条平行线、之间均匀分布着宽度为0.5m、磁感应强度0.2T的匀强磁场区域,匀强磁场之间的间隔也等于0.5m,即图中虚线之间的距离均为0.5m。把一个电阻为、质量为1kg、边长为0.5m的正方形金属线圈放在、之间,线圈的右侧边与第一个磁场区域左侧边界线相距0.5m,给线圈一个、水平向右的恒定拉力,让线圈从静止开始向右运动,求:
(1)线圈右侧边刚进入第一个磁场区域时的加速度。
(2)线圈能获得的最大速度。
18. 如图所示,木块放在“”形木板上,木板放在粗糙的水平地面上,此时木块位置对应水平地面上的点,木块右侧木板表面光滑、左侧木板上表面粗糙,某时刻给木块一个的向右初速度,木块与木板发生弹性碰撞,当木块回到点位置时速度刚好为零。已知木块、木板质量分别为0.1kg和0.3kg,木块与木板以及木板与地面的动摩擦因数分别为,,,木块没有从木板上滑落,求:
(1)初始状态木块到木板右端的距离。
(2)木块在木板上运动过程中因摩擦产生的热量。
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文海大联考•2026届G20高三起点考试
物理试卷
考生注意:
1.本试卷满分100分,考试时间100分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,请将答题卡交回。
一、选择题:本题共12小题,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,每小题3分;第9~12题有多项符合题目要求,每小题4分,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 有一种自发光夜光管,叫做氚管,玻璃管内壁涂有荧光粉,管内密封有放射性气体氚,氚放出的射线照到荧光粉上,发出荧光。氚的衰变方程为,氚的半衰期为12.43年,以下说法正确的是( )
A. 氚的衰变方程中的是α射线 B. 氚的衰变方程中的是β射线
C. 氚的衰变方程中的是中子流 D. 经过12.43年氚管完全不发光
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.根据质量数守恒和电荷数守恒,方程左边质量数为3,电荷数为1,右侧氦核质量数为3,电荷数为2,因此,X的质量数为
电荷数为
对应粒子为电子(β射线),故AC错误,B正确;
D.半衰期是半数原子核衰变的时间,12.43年后仍有半数氚未衰变,会继续发光,故D错误。
故选B。
2. 下雨天有的同学会转动手中的雨伞将伞上过多的雨水清除,先将雨伞竖直握好,并绕伞柄沿逆时针方向匀速转动(俯视),则被甩出的雨水的径迹俯视图可能是下列的( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】雨水离开伞边缘后沿切线方向飞出在空中做平抛运动,在水平方向做匀速直线运动,轨迹在俯视图中为直线,由于是逆时针方向转动,雨水离开伞边缘时有与伞同向的速度,故ABD错误,C正确。
故选C。
3. 如图是一种小型简易起重机,斜臂下端固定在立柱上不能活动,上端有一定滑轮,斜臂与竖直方向成角,钢丝绳跨过定滑轮把货物吊起。当重为的货物悬空平衡时,钢丝绳对斜臂作用力为,关于的大小和方向以下说法正确的是( )
A. B.
C. D. 的方向一定沿着斜臂向下
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.假设跨过定滑轮的两根钢丝绳之间夹角为,两根钢丝绳上的力相等,构成一个菱形,菱形对角线为,由图看出,实际上两根钢丝绳之间的夹角大于,合力小于,故AB错误,C正确;
D.只有斜臂正好是两根钢丝绳夹角的平分线时,的方向才沿着斜臂向下,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,同学甲手指周期性点击水面,原来平静水面中形成了以手指为中心的一圈一圈的涟漪,使得水面上的树叶也上下振动起来,同学乙利用手机中的秒表功能,记录下了树叶6s内有24次到达波峰,由于机械波的传播速度由介质决定,通过查资料,发现水中涟漪从中心向外扩散的速度大约是1m/s,那么,水中涟漪波峰与相邻波谷之间的水平距离约为( )
A. 0.4m B. 0.5m C. 0.25m D. 0.125m
【答案】D
【解析】
【详解】树叶6s内有24次到达波峰,周期为
根据
解得波长为0.25m,水中涟漪波峰与相邻波谷之间的水平距离约
故选D。
5. 如图所示,冰雪大世界里冰雕闪烁着各色光芒,小南同学发现冰面下方装有各色彩灯,冰块中还分布有气泡。下列说法正确的是( )
A. 真空中红光的波长比绿光短
B. 冰块中红光的传播速度比绿光小
C. 冰面下方的灯,看起来比实际位置浅
D. 冰块中气泡看起来更亮是由于光从气泡内部入射到冰时发生了全反射
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据
可知在真空中,红光和绿光的波速相同,绿光的频率大,波长短,故A错误;
B.红光比绿光的频率小,根据
可知红光折射率小,波速大,故B错误;
C.冰面下方灯发出的光先经过冰块,再进入空气,空气中的折射角大于冰中的入射角,光路图如图
沿空气中光路的反向延长线,看到灯的位置比实际位置偏浅,故C正确;
D.冰块中气泡看起来更亮,是由于光从气泡外部入射到空气与冰的交界面上发生全反射形成的,光从空气到冰不能发生全反射,故D错误。
故选C。
6. 北京时间2025年1月21日1时12分,神舟十九号乘组航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽密切协同,经过约8.5小时的出舱活动,圆满完成出舱活动,航天员安全返回问天实验舱,出舱活动取得圆满成功。神十九与卫星A在同一平面内,二者沿同一方向(顺时针)做匀速圆周运动,航天员刚出舱时神十九、卫星A与地心连线的夹角为60°,如图所示。已知神十九的运行周期为1.5h,卫星A的轨道半径是神十九的4倍,则此后8.5小时内,卫星A在神十九正上方的次数为( )
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
【答案】A
【解析】
【详解】神十九的运动周期为T1,卫星A的运动周期为T2,由开普勒第三定律有
解得T2=12h
卫星A在神十九正上方的运动时间满足
根据题意t≤8.5h,解得n﹤5
故n取0,1,2,3,4,卫星A在神十九正上方的次数为5。
故选A。
7. 滑草是儿童非常喜欢的运动,简单的滑草赛道由斜坡道和水平道构成。其过程可简化为下图,其中滑板与斜坡道和水平道的动摩擦因数均相同,某次小明和姐姐去滑草,两人先后都从坡道上的A点由静止下滑,在水平道上滑行一段距离后停止,姐姐的质量较大,坡道最低点B处平滑连接,则下列说法正确的( )
A. 在斜坡道上姐姐的滑行时间短
B. 在斜坡道上小明滑到B点时的速度较大
C. 在水平道上姐姐的滑行距离长
D. 在水平道上两人滑行的距离一样长
【答案】D
【解析】
【详解】对滑行的人受力分析,设其与滑板的总质量为m,斜面坡道倾角为,滑板与斜坡道和水平道的动摩擦因数为,则根据牛顿第二定律可得
整理可得
,
可知,在斜坡道上与水平道上滑行的加速度大小与其质量无关,由于出发点相同,则两人的运动情况相同,即在斜坡道上滑行时间相同,在斜坡道上滑到B点时的速度相同,在水平道上两人滑行的距离一样长。
故选D。
8. 如图1所示,空间中匀强磁场的方向与轴平行。不计重力的带电粒子以初速度进入磁场时的速度方向与磁场不垂直,而是与磁场成的锐角,如图2所示,这种情况下,带电粒子在匀强磁场中的轨迹就是一条等距的螺旋线。若要同时使螺旋线的螺距增大、半径减小,下列措施可行的是( )
A. 仅减小初速度 B. 仅减小角度
C. 仅增大角度 D. 仅增大磁感应强度
【答案】B
【解析】
【详解】A.将速度沿y轴正方向与x轴正方向分解为、,粒子沿x轴正方向做匀速直线运动,垂直于x轴方向做匀速圆周运动,则有,
解得,
螺旋线的螺距
当仅减小初速度时,螺距、半径均减小,故A错误;
B.结合上述可知,仅减小角度,螺距增大、半径减小,故B正确;
C.结合上述可知,仅增大角度,螺距减小、半径增大,故C错误;
D.结合上述可知,仅增大磁感应强度,螺距、半径均减小,故D错误。
故选B。
9. 如图所示为模拟街头变压器通过降压给用户供电的示意图,变压器输入的交流电压可视为不变。变压器输出的低压交流电通过输电线输送给用户。定值电阻R0表示输电线的电阻,变阻器R表示用户用电器的总电阻。若变压器为理想变压器,电表为理想电表,当家用电器个数增加时( )
A. V2示数变小 B. V1示数变大
C. A1示数变大 D. A2示数变小
【答案】AC
【解析】
【详解】B.因为变压器输入的交流电压可视为不变,故V1示数不变,B错误;
D.由于变压器的原、副线圈电压由电源和匝数比决定,因为变压器输入的交流电压可视为不变,故变压器的输出电压不变,当用户的用电器增加时,副线圈的电阻减小,故副线圈电流增大,电流表A2示数变大,D错误;
C.变压器原、副线圈电流与匝数成反比,因为副线圈电流增大,所以原线圈电流增大,故电流表A1示数变大,C正确;
A.因为副线圈电流增大,定值电阻R0分压变大,故电压表V2示数减小,A正确。
故选AC。
10. 一辆车的安全性与车辆的刹车性能息息相关,车辆既要跑得快,也要停得住,有一辆智能新能源汽车正在以速度在平直路面上匀速行驶,当发现前方有突发情况,电脑控制的刹车系统立即启动,汽车从开始刹车到停下来前进了8m的距离,在这8m距离内汽车加速度随刹车距离变化的图像如图所示。关于汽车的运动,以下说法正确的是( )
A 汽车匀减速刹车
B. 图线与轴所围面积等于
C. 汽车初速大小
D 刹车制动时间等于2s
【答案】BC
【解析】
【详解】A.汽车加速度随距离变化而变化,故汽车做非匀变速直线运动,故A错误;
B.类比图像的面积表示位移,可知每一小段位移,都有
微元求和可得
即图线与轴所围面积等于,故B正确;
C.图线与轴所围面积
解得,故C正确;
D.刹车过程中最大加速度为,如果一直以最大加速度刹车,所用的时间为
实际加速度是逐渐增大的,所以刹车制动时间一定大于2s,故D错误。
故选BC。
11. 如图1所示,在倾角为的光滑斜面底端固定了一根轻质弹簧,弹簧与斜面平行,一质量为的小物块静止在弹簧上方(未拴接),现用力向下压物块至某一位置,然后由静止释放,取该位置为小物块运动的起始位置,小物块上升过程的图像如图2所示。已知重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 小物块运动过程中的最大加速度为
B. 弹簧的劲度系数为
C. 物块与弹簧分离后的加速度为
D. 小物块的最大动能为
【答案】AD
【解析】
【详解】C.物块与弹簧分离后,根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为,故C错误;
B.由图2可知,当时,物块与弹簧刚要分离,此时弹簧处于原长;在时,弹簧的压缩量为,此时物块的加速度为0,则有
解得弹簧的劲度系数为,故B错误;
A.由图2可知,初始时刻物块的加速度最大,弹簧的压缩量为,根据牛顿第二定律可得
解得最大加速度为,故A正确;
D.由图2可知,在时,物块的加速度为0,此时物块的速度最大,动能最大;根据运动学公式,结合图像与横轴围成的面积可得
则小物块的最大动能为,故D正确。
故选AD。
12. 如图所示,有一个半径为的圆,、为两条互相垂直的直径,是圆心,是直径上与相距的点。在点固定一个电荷量为的正的点电荷,在点固定另一个正的点电荷,结果发现,在直径上点电势最低。则( )
A. 点的电势一定等于零 B. 点的场强一定等于零
C. 放在点的电荷电量为 D. 点的场强大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.电势的零点是人为规定的,点的电势可以等于零,也可以不等于零,故A错误;
B.根据题意,点的电势是直径CD上电势最低的点,若让检验电荷仅在电场力作用下沿着直径CD运动,根据能量守恒定律,可得它在点动能最大,速度最大,则加速度为零,所以点的场强一定等于零,故B正确;
C.点的场强等于零,则
解得,故C错误;
D.和在点的场强大小分别为和,方向彼此垂直,根据平行四边形定则可得
解得,故D正确。
故选BD
二、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 验证机械能守恒定律的实验装置如图1所示,将气垫导轨固定在水平桌面上,调节旋钮使其水平,在气垫导轨的右端固定一光滑的定滑轮。将质量为的滑块放在气垫导轨上,质量为的物块(含遮光片)通过细线与滑块相连,物块正下方固定一光电门。打开气源,将物块由静止释放,记录遮光片的挡光时间为。已知遮光片的宽度为,物块释放时遮光片距离光电门的高度为,重力加速度为。回答下列问题:
(1)将,(含遮光片)作为一个系统,从物块由静止释放到遮光片通过光电门的过程中,系统增加的动能___________,系统减少的重力势能___________,比较与的大小,判断系统机械能是否守恒。
(2)改变高度,重复上述实验步骤,某同学根据记录的数据描绘出图像,若考虑到阻力作用不可忽略且大小不变为,则画出的图像应为图2中的图线___________(选填“①”“②”或“③”),其图像的斜率___________。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. ② ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]滑块与物块均沿着细线方向运动,两者速度大小相同,当物块经过光电门时,遮光片通过光电门的平均速度大小为,故系统增加的动能
[2]只有物块下降了高度h,滑块的重力势能不变,故系统减少的重力势能
【小问2详解】
[1][2]阻力大小为,则物块下落的过程中,根据动能定理有
与图像对应的函数关系为
即图像为一条过原点的直线,与图线②对应,且斜率为
14.
(1)多用电表是电学实验常用的测量仪表,多用电表有红黑两只表笔,无论测量直流电压还是测量电阻,都是电流从红表笔流入电表、从黑表笔流出电表;在测量直流电压,红表笔电势___________(选填“高于”或“低于”)黑红表笔电势;在测量电阻时红表笔电势___________(选填“高于”或“低于”)黑红表笔电势。
(2)某同学用毫安表、滑动变阻器、一节干电池和两只表笔组成了一个简单的欧姆表,如图所示。所用毫安表满偏电流,干电池电动势,欧姆表表盘中央刻度称为中值电阻,这个欧姆表的中值电阻为___________,利用这只欧姆表测量电阻时,指针指在电流表刻度的刻度线,则___________。
(3)利用这只欧姆表探究一个具有三个接线柱的黑箱,黑箱内没有电源、没有二极管,只有三只电阻,测量结果表格所示,
红表笔连接
端子1
端子1
端子2
黑表笔连接
端子2
端子3
端子3
测量值
83
133
150
则可判断端子、之间电阻为___________,、之间电阻为___________,,之间的电阻为___________。
【答案】(1) ①. 高于 ②. 低于
(2) ①. ②.
(3) ①. ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
[1][2]测量直流电压时,红笔接正极,电流从红表笔流入,黑表笔流出,因此红表笔电势高。测量电阻时,电流也是电流从红表笔流入,黑表笔流出,表针才不会出现反偏。欧姆表的电池在欧姆表内部,由于必须遵循电流从红表笔流入、黑表笔流出的原则,黑表笔电势要高于红表笔电势。
【小问2详解】
[1]毫安表满偏时有
解得欧姆表的中值电阻为
[2]当电流表刻度的,有
解得
【小问3详解】
[1][2][3]推断黑盒子内部电阻连接如图所示
则端子、之间电阻为
端子、之间电阻为
端子,之间的电阻为
联立解得,,
则黑盒子内部电阻连接如图所示
则端子、之间电阻为100,、之间电阻为200,,之间的电阻为300
15. 2024年秋某高校开学后进行军训,如图所示,军训中质量为的张卫同学(可视为质点)抓住一端固定的轻绳,从轻绳的固定端同一高度处摆下过障碍物。已知绳长为,在张卫到达竖直状态时放开绳索后水平飞出。绳子的固定端到地面的距离为2L。不计轻绳质量和空气阻力,重力加速度g取值,求:
(1)张卫摆到最低点抛出前对绳的拉力大小;
(2)张卫的落地点离绳的固定端的水平距离和张卫落地时的重力的功率大小。
【答案】(1)1800N
(2),
【解析】
【小问1详解】
对同学从开始到摆到最低点的过程中,根据动能定理得
解得
在最低点,由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律可知张卫摆到最低点抛出前对绳的拉力大小为1800N。
【小问2详解】
同学放开绳索后做平抛运动,竖直方向有
解得
水平方向上做匀速直线运动,则张卫的落地点离绳的固定端的水平距离为
解得
张卫落地时的竖直分速度大小为
则张卫落地时的重力的功率大小为
16. 如图为某学校的气膜体育馆,馆内空气压强高于馆外空气压强,通过自动充气装置将馆内外气压差维持在250~500Pa,这种气压差对人体是安全的,且有利于营造馆内的富氧环境,对运动者的健康有益。已知馆内空间体积为V,空气温度T1=300K且保持不变,馆外大气压强为p0=1.0×105Pa,假设空气可看作理想气体,标准状态下(0℃,p0=1.0×105Pa)空气的摩尔体积为V0,阿伏伽德罗常数为NA。某次充气后到下次充前,求:
(1)漏掉空气的质量与馆内原有空气质量之比。
(2)漏掉空气分子的总个数。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
某次充气后,馆内气压为
下次充气前,馆内气压为
由玻意耳定律有
则漏掉空气的质量与馆内原有空气质量之比
解得
【小问2详解】
标准状态下温度T0=273K,设漏出的空气体积为ΔV2,有
漏掉空气分子的总个数
解得
17. 如图所示,光滑的水平面上两条平行线、之间均匀分布着宽度为0.5m、磁感应强度0.2T的匀强磁场区域,匀强磁场之间的间隔也等于0.5m,即图中虚线之间的距离均为0.5m。把一个电阻为、质量为1kg、边长为0.5m的正方形金属线圈放在、之间,线圈的右侧边与第一个磁场区域左侧边界线相距0.5m,给线圈一个、水平向右的恒定拉力,让线圈从静止开始向右运动,求:
(1)线圈右侧边刚进入第一个磁场区域时的加速度。
(2)线圈能获得的最大速度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
线圈右侧边刚进入第一个磁场区域时的速度为,根据动能定理可得
代入数据解得
此时线圈中的感应电流为
线圈右侧边受到的安培力为
根据牛顿第二定律可得
解得加速度为
【小问2详解】
设线圈的最大速度为,此时有
解得最大速度
18. 如图所示,木块放在“”形木板上,木板放在粗糙的水平地面上,此时木块位置对应水平地面上的点,木块右侧木板表面光滑、左侧木板上表面粗糙,某时刻给木块一个的向右初速度,木块与木板发生弹性碰撞,当木块回到点位置时速度刚好为零。已知木块、木板质量分别为0.1kg和0.3kg,木块与木板以及木板与地面的动摩擦因数分别为,,,木块没有从木板上滑落,求:
(1)初始状态木块到木板右端的距离。
(2)木块在木板上运动过程中因摩擦产生的热量。
【答案】(1) (2)0.8J
【解析】
【分析】
【小问1详解】
木块右侧木板表面光滑,木块碰前匀速运动,碰前速度为,木块与木板发生弹性碰撞动量守恒、机械能守恒有
解得
设木板表面光滑部分长度为d,碰后木块匀速运动经时间t1到木板粗糙部分,到木板粗糙部分前木板的加速度为
则有
到木板粗糙部分木块匀减速,加速度为
木块匀减过程有
碰撞后B的位移为
联立解得
【小问2详解】
根据能量守恒,木块在木板上运动过程中因摩擦产生的热量等于碰后的系统总动能,为
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