内容正文:
湖北省部分高中协作体2025—2026学年上学期9月联考
高三物理试题
一、单项选择题:(本题共10小题,每小题4分,共40分。在小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合要求,每小题全部选对得4分,选对但不全的得2分,有错选或者不选的得0分)
1. 某同学在研究光的衍射现象时,用a、b两种单色光照射同一单缝,在光屏上分别观察到如图甲、乙所示的衍射图样。关于a、b两种单色光,下列说法正确的是( )
A. 在水中传播时,b光波长较大
B. 在水中传播时,b光的传播速度较大
C. 经同一双缝干涉装置发生干涉,a光的干涉条纹间距较小
D. 若用a光照射钾金属能发生光电效应,则用b光照射也能发生光电效应
【答案】D
【解析】
【详解】A.在狭缝宽度与波长相差不多或者狭缝宽度比波长更小的情况下,会发生明显的衍射现象,由题图可知甲图衍射现象更明显,故在真空中a光波长更长,即,在水中传播时,a光波长较大,A错误;
B.因为,故折射率,由可知,在水中a光的传播速度较大,B错误;
C.由,可知经同一双缝干涉装置后a光的条纹间距较大,C错误;
D.因为,则,若用a光照射钾金属能发生光电效应,则用b光照射也能发生光电效应,D正确。
故选D。
2. 一定质量的理想气体从状态A经过状态B和C又回到状态A,其压强p随体积V变化的图线如图所示,其中A到B为等温过程,C到A为绝热过程。下列说法正确的是( )
A. A→B过程,气体从外界吸收热量
B. B→C过程,压缩气体,气体温度升高
C. B→C过程,气体分子平均动能不变
D. C→A过程,气体分子平均动能不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.A→B过程为等温变化,气体内能不变,由图知气体体积增大,气体对外界做正功,即
W<0
由热力学第一定律有
可得
Q>0
即气体从外界吸收热量,故A正确;
BC.B→C过程,等压变化,气体体积减小,根据
可知气体温度降低, 分子平均动能减小,故BC错误;
D.C→A过程,C到A为绝热过程,即
Q=0
由图可知,气体体积减小,气体对外界做正功,即
W>0
由热力学第一定律有
>0
可知气体内能增大,温度升高,气体分子平均动能增大,故D错误。
故选A。
3. 在离变压器较远的地方,用户电压会明显低于正常值220V,甚至家用电器不能正常工作。该地居民常常会用调压器来调整电压,其原理图如图所示。交变电压从ab端输入,由cd端输出连接到家用电器R,滑片可以上、下滑动。调压器视为理想变压器,匝数,下列说法正确的是( )
A. 此调压器既能升压也能降压
B. 此调压器只能升压
C. 若滑片向上滑动,则家用电器R两端的电压减小
D. 若滑片向下滑动,则家用电器R的功率会增大
【答案】A
【解析】
【详解】AB.由理想变压器电压与匝数的关系可得
,
而
,
所以此调压器既能升压也能降压,A正确,B错误;
C.若滑片向上滑动,增大,由
、均不变,所以增大,即家用电器R两端的电压增大,C错误;
D.若滑片向下滑动,减小,、均不变,所以减小,由
可得,家用电器R的功率会减小,D错误。
故选A。
4. 一同学将针筒的针拔除后,将该端封闭一定质量的理想气体做成弹射玩具,该同学先缓慢推动推杆将针筒内气体进行压缩,然后松开推杆,压缩气体膨胀将推杆弹射,若推杆缓慢压缩气体过程中针筒内气体温度不变,推杆弹射过程中针筒内气体与外界无热交换,则下列说法中正确的是( )
A. 推杆压缩气体过程,针筒内气体吸热
B. 推杆压缩气体过程,针筒内气体压强减小
C. 推杆弹射过程,针筒内气体内能增加
D. 推杆弹射过程,针筒内气体分子平均动能减少
【答案】D
【解析】
【详解】A.推杆压缩气体过程,对气体做功,气体内能不变,根据热力学第一定律可知气体向外界放热,故A错误;
B.推杆压缩气体过程,气体体积变小,根据玻意耳定律可知,针筒内气体压强变大,故B错误;
C.推杆弹射过程,针筒内气体对外做功且外界无热交换,内能减小,故C错误;
D.推杆弹射过程,内能减小,温度降低,针筒内气体分子平均动能减少,故D正确。
故选D。
5. 如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波,实线为时刻的波形图,此时质点Q()向y轴正向振动,虚线为时的波形图,质点P()在0.9s时恰好第三次到达波峰,则下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴负方向传播 B. 该波的传播速度为
C. 在时刻,Q点处于波峰位置 D. 在0~0.9s内,Q运动的路程为20m
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据同侧法可知该波沿x轴正方向传播,故A错误;
B.质点P()在0.9s时恰好第三次到达波峰,则有
解得
T=0.4s
由图知波长为8m,则
故B错误;
C.据Q点波峰坐标为
则波峰传到Q点的时间为
当时,解得
n=4
故C正确;*
D.若质点Q振动时,其通过的路程为
但在0~0.9s内,即Q点只振动了,所以Q运动的路程小于20m。
故D错误。
故选C。
6. 如图所示,桶装水的容积为,为取水方便,在上面安装一个取水器。某次取水前桶内气体压强为,剩余水的体积为,水面距出水口的高度为。取水器每按压一次,向桶内打入压强为、体积为的空气。已知水桶的横截面积为,水的密度为,大气压强为,重力加速度为,取水过程中气体温度保持不变,则( )
A. 取水器至少按压1次,水才能从出水口流出 B. 取水器至少按压3次,水才能从出水口流出
C. 若要压出水,至少需按压16次 D. 若要压出水,至少需按压17次
【答案】D
【解析】
【详解】A B.设取水器下压n次后,桶中的水才能从出水口流出。以原来桶中空气和打入的空气为研究对象,设开始时压强为,体积为,则
,
设桶中空气和打入的空气后来的体积,压强为,则
由玻意耳定律得
要使桶中水能从出水口流出,则有
联立各式解得
所以取水器至少按压2次后,桶中水才能从出水口流出。AB错误;
C D.水桶高度
装满水时,水面距离出水口高度
再压出4升水后桶内液面与出水口高度差为
则有
解得
由于外界温度保持不变,根据玻意耳定律有
其中
,,
解得
可知,若要再压出4升水,至少需按压17次。C错误,D正确。
故选D。
7. 如图所示,倾角为α=37°的光滑斜面固定在水平地面上,物块A和长木板B叠放在斜面上,不可伸长的轻绳绕过光滑定滑轮连接B与物块C。物块A、长木板B的质量均为m,物块C的质量为2m,A、B间的滑动摩擦因数μ=0.8,重力加速度为g,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。将A、B、C由静止释放,下列说法正确的是( )
A. 轻绳拉力为2mg B. 物块A与木板B间的摩擦力为0.64mg
C. 物块C的加速度为0.76g D. 物块A的加速度为0.2g
【答案】B
【解析】
【详解】BD.假设AB能相对静止一起沿斜面向上加速运动,则整体的加速度
此时对物体A:f-mgsin 37°=ma
解得f=0.8mg
而A与B的最大静摩擦力fm=μmgcos37°=0.64mg
可知此时AB不能相对静止,即A相对B下滑,物块A与木板B间的滑动摩擦力为f=μmgcos 37°=0.64mg
此时A的加速度
方向沿斜面向上,故D错误,B正确;
AC.对BC的整体
因物块C加速度向下,则失重,即细绳的拉力小于2mg,故AC错误。
故选B。
8. 为了研究某种透明新材料的光学性质,将其压制成半圆柱形,如图甲所示。一束激光由真空沿半圆柱体的径向与其底面过O的法线成θ角射入。CD为光学传感器,可以探测光的强度,从AB面反射回来的光强随角θ变化的情况如图乙所示.现将这种新材料制成的一根光导纤维束暴露于空气中(假设空气中的折射率与真空相同),用同种激光从光导纤维束端面EF射入,且光线与EF夹角为β,如图丙所示。则( )
A. 图甲中若减小入射角θ,则反射光线和折射光线之间的夹角也将变小
B. 该新材料的折射率为
C. 若该激光在真空中波长为,则射入该新材料后波长变为
D. 若该束激光不从光导纤维束侧面外泄,则β角需满足
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.图甲中若减小入射角θ,则反射角减小,折射角也减小,则和折射光线之间的夹角将变大,选项A错误;
B.由图乙可知,当入射角大于45°时,反射光线的强度不再变化,可知临界角为C=45°,则该新材料的折射率为
选项B正确;
C.若该激光在真空中波长为,则
射入该新材料后波长变为
选项C正确;
D.若该束激光恰好不从光导纤维束侧面外泄,则β角需满足
解得
则若该束激光不从光导纤维束侧面外泄,选项D正确。
故选BCD。
9. 细线拉着一质量为m的带电小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动,该区域内存在水平方向的匀强电场(图中未画出),小球所受电场力水平向右,大小是其重力的倍,圆周上A点在圆心的正上方,小球过A点时的速度大小为,方向水平向左,除受重力、电场力及细线的拉力外小球不受其他力的作用,重力加速度为g,在小球做圆周运动的过程中( )
A. 小球最小速率为
B. 小球速率最小时其电势能最大
C. 若小球过A点时细线断开,之后小球电势能最大时速率为
D. 若小球过A点时细线断开,之后小球电势能最大时速率为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.如图,当小球到达B点时小球的速度最大,到达C点时速度最小,BC连线与竖直方向夹角为
可知
由A到C由动能定理
解得
选项A正确;
B.电场方向沿水平方向,则电势最高点和最低点应该在水平直径的两端,则C点不是电势能最大的位置,选项B错误;
CD.若小球过A点时细线断开,之后小球电势能最大时水平速度减为零,则此时的时间
竖直方向做自由落体,则此时的速率为
选项C正确,D错误。
故选AC。
10. 如图,倾角的足够长传送带向上匀速传动,与传送带运动方向垂直的虚线MN与PQ间存在垂直传送带向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。质量为m、边长为L的正方形单匝导线框abcd随传送带一起向上运动;经过一段时间,当线框ab边越过虚线MN进入磁场后,线框与传送带间发生相对运动;当线框ab边到达虚线PQ处时,线框速度刚好与传送带共速。已知两虚线间距离为d,且,线框的阻值为R,线框与传送带间的动摩擦因数,重力加速度为g,整个过程中线框ab边始终与两虚线平行,下列说法正确的是( )
A. 当线框ab边越过虚线MN后,线框做匀减速运动
B. 当线框cd边越过虚线MN时,线框的速度必为
C. 线框由开始进入磁场到开始离开磁场经历的时间为
D. 线框在穿过磁场区域过程中产生的焦耳热为
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.当线框ab边越过虚线MN后,边切割磁感线,产生感应电动势,根据楞次定律可知边受到沿斜面向下的安培力,由题意可知
线框做减速运动,随着速度减小,感应电动势减小,则,所受安培力减小,线框做加速度减小的减速运动,当
又
联立可得
线框做匀速运动时,线框可能完全进入磁场,也可能还没有完全进入磁场,故AB错误;
D.设传送带速度为,线框完全进入磁场时的速度为,从线框完全进入磁场到线框ab边到达虚线PQ过程中,根据动能定理
从线框ab边越过虚线MN进入磁场到线框完全进入磁场过程中,根据动能定理
联立解得
又
线框出磁场和进入磁场的过程中产生的焦耳热相等,则线框在穿过磁场区域过程中产生的焦耳热为
故D正确;
C.对线框由开始进入磁场到开始离开磁场的过程由动量定理
又
可得
联立解得
故C正确。
故选CD。
二、非选择题:(本大题共5小题,共60分)
11. 现要通过实验验证机械能守恒定律,实验装置如图(a)所示,实验过程如下:
(1)用螺旋测微器测量小球的直径,示数如图(b)所示,小球直径d=___________mm。
(2)将小球从释放装置由静止释放,调节光电门位置,使小球从光电门正上方释放后。在下落过程中通过光电门。用刻度尺测出光电门到小球释放点的距离h,记录小球通过光电门的遮光时间t,计算小球通过光电门的速度。已知重力加速度为g,在误差允许范围内,若满足关系式___________(用字母h、d、t、g表示),则认为小球下落过程中机械能守恒;
(3)小球与橡胶材料碰撞会造成机械能损失。调节光电门位置,使小球下落通过光电门后,与水平放置的橡胶材料碰撞并反弹再次通过光电门,记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间t1和,已知小球的质量为m,可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失△E=___________(用字母、和表示)。若适当调高光电门的高度,将会___________(选填“增大”或“减小”)因空气阻力引起的测量误差。
【答案】 ①. 7.383(7.381~7.384均可) ②. ③. ④. 增大
【解析】
【详解】(1)[1]螺旋测微器的分度值为0.01mm,主刻度为7mm,可动刻度为
38.3×0.01mm=0.383mm
小球的直径为
(2)[2]小球通过光电门速度
若机械能守恒,则
化简得
(3)[3]由题意可得,小球向下、向上通过光电门的速度为
由题意可得,碰撞过程中损失的机械能为
[4] 若调高光电门的高度,较调整之前小球会经历较大的空中距离,所以将会增大因空气阻力引起的测量误差。
12. 某课外兴趣小组要精确测定一节圆筒状碳布鱼竿的电阻,可选择的实验仪器有:
A.电源(,内阻可以忽略
B.电压表V(,内阻约为)
C.电流表A(,内阻为)
D.定值电阻
E.定值电阻
F.滑动变阻器
G.开关、导线
H.多用电表
完成下列问题:
(1)小组用多用电表测得该节鱼竿的电阻约为,为了精确测量该节鱼竿的电阻,要求电压调节范围尽量大一些,根据提供的实验器材,请你选出最佳电路图______(选填“A”或“B”);
(2)实验中应该选用的定值电阻是______(选填“”或“”);
(3)根据选取的电路图,用笔画线代替导线,在答题卡上把实物图连接完整_____;
0
0
1.61
21.5
2.01
26.8
2.2
29.3
2.42
32.3
2.66
35.5
2.82
37.6
(4)移动滑动变阻器的滑片,将电流表和电压表的对应的示数填在上面的表格中,并在图像中描点作图如图所示,则该节鱼竿的电阻大小为______(结果保留3位有效数字)。
【答案】 ①. A ②. R1 ③. ④. 14.6
【解析】
【详解】(1)[1]实验中获得较大的电压调节范围,则需要滑动变阻器选择分压式接法,故选A电路。
(2)[2]实验中定值电阻与电流表并联,起扩充量程作用,应选电阻较小的R1。
(3)[3]实验中实物图连接如图所示
(4)[4]因
R1=4RA
流过鱼竿的电流为5I,有
鱼竿的电阻大小为
13. 如图是泡茶常用的茶杯,某次茶艺展示中往杯中倒入适量热水,水温为,盖上杯盖,杯内气体与茶水温度始终相同。已知室温为27°C,杯盖的质量,杯身与茶水的总质量为,杯盖的面积约为,大气压强,忽略汽化、液化现象,杯中气体可视为理想气体,重力加速度,求:
(1)若杯盖和杯身间气密性很好,请估算向上提杯盖恰好带起整个杯身时的水温;
(2)实际的杯盖和杯身间有间隙,当水温降到室温时,从外界进入茶杯的气体质量与原有气体质量的比值。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)杯中气体做等容变化
末态对茶杯和茶水受力分析如图
列平衡方程
解得
所以此时水温为
(2)杯中气体降为室温过程中,全部气体都做等压变化,对于全部气体
解得进入杯中的空气在室温下体积为
所以杯中原有气体在室温下体积为
所以外界进入茶杯的气体质量与原有气体质量的比值
14. 如图所示,在x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场。在x轴下方有沿y轴正方向的匀强电场。一个质量为m、电荷量为+q、初速度v的带电粒子从a(0,d)点处沿y轴正方向开始运动,一段时间后,粒子速度方向与x轴正方向成45°角进入电场,经过y轴上b点时速度方向恰好与y轴垂直,带电粒子重力不计。求:
(1)匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)匀强电场的电场强度大小;
(3)粒子从a点开始到达x轴的时间。
【答案】(1);(2);(3)(n为奇数),(n为偶数)
【解析】
【详解】(1)粒子运动轨迹如图
以后重复x1—x2—x3过程,粒子在磁场中做圆周运动
由图可得
rcos45° = d
联立可得
(2)粒子在x轴下方运动到b点过程中,水平方向
r+rsin45° = vcos45°∙t2
竖直方向
联立可得
(3)粒子在磁场中运动到x1,即第一次到达x轴所用时间
从x1到x2,根据对称性可知
所以粒子第二次到达x轴所用时间为
在x2处,粒子以速度v与x轴正方向成45°进入磁场,从x2到x3
所以粒子第三次到达x轴所用时间为
所以当粒子第n次到达x轴时所用时间
(n为奇数)
(n为偶数)
15. 如图所示,物块A和B静止在光滑水平面上,B的前端固定轻质弹簧,某时刻一子弹以大小为的速度水平射向B并嵌入其中,射入过程子弹与B水平方向的平均相互作用力大小为,之后B以大小为的速度向着A运动,从弹簧开始接触A到第一次被压缩至最短所用时间为t,在这段时间内B运动的位移大小为。又经过一段时间后A与弹簧分离,滑上粗糙斜面后再滑下,在水平面上再次压缩弹簧后又滑上斜面。已知A的质量为m,子弹和B的总质量为,A前两次在斜面上到达的最高点相同,B始终在水平面上运动,斜面与水平面平滑连接,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,不计A、B碰撞过程中的机械能损失。求:
(1)子弹嵌入物块B的深度;
(2)物块A第一次离开弹簧时,A、B各自的速度大小;
(3)物块A第一次在斜面上到达的最大高度;
(4)物块A第一次离开弹簧前,弹簧的最大压缩量。
【答案】(1);(2),;(3);(4)
【解析】
【详解】(1)设子弹的质量为,对子弹射入B的过程中,由动量守恒定律
由能量守恒定律
联立解得,子弹嵌入物块B的深度为
(2)以B的初速度方向为正方向,物块A第一次离开弹簧时,由动量守恒定律
由机械能守恒定律
联立解得,物块A第一次离开弹簧时,A、B各自的速度大小为
(3)设A返回斜面底端时的速度大小为,斜面倾角为,A所受斜面的摩擦力为,对A第一次沿斜面的运动,上滑过程中,由动能定理可得
下滑过程中有
由两次沿斜面上滑的最高点相同可知,A与B再次碰撞分离后A的速度大小仍为,以B的初速度方向为正方向,对A与B再次碰撞分离的过程中,由动量守恒定律和机械能守恒定律可得
联立可得
物块A第一次在斜面上到达的最大高度为
(4)A、B第一次压缩弹簧的过程中,任意时刻A、B组成的系统动量守恒,有
方程两边同时乘以时间,得
在时间内,根据位移等于速度在时间上的累积,可得
将代入,可得
所以,物块A第一次离开弹簧前,弹簧的最大压缩量为
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高三物理试题
一、单项选择题:(本题共10小题,每小题4分,共40分。在小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合要求,每小题全部选对得4分,选对但不全的得2分,有错选或者不选的得0分)
1. 某同学在研究光的衍射现象时,用a、b两种单色光照射同一单缝,在光屏上分别观察到如图甲、乙所示的衍射图样。关于a、b两种单色光,下列说法正确的是( )
A. 在水中传播时,b光波长较大
B. 在水中传播时,b光的传播速度较大
C. 经同一双缝干涉装置发生干涉,a光的干涉条纹间距较小
D. 若用a光照射钾金属能发生光电效应,则用b光照射也能发生光电效应
2. 一定质量的理想气体从状态A经过状态B和C又回到状态A,其压强p随体积V变化的图线如图所示,其中A到B为等温过程,C到A为绝热过程。下列说法正确的是( )
A. A→B过程,气体从外界吸收热量
B. B→C过程,压缩气体,气体温度升高
C. B→C过程,气体分子平均动能不变
D. C→A过程,气体分子平均动能不变
3. 在离变压器较远的地方,用户电压会明显低于正常值220V,甚至家用电器不能正常工作。该地居民常常会用调压器来调整电压,其原理图如图所示。交变电压从ab端输入,由cd端输出连接到家用电器R,滑片可以上、下滑动。调压器视为理想变压器,匝数,下列说法正确的是( )
A. 此调压器既能升压也能降压
B. 此调压器只能升压
C. 若滑片向上滑动,则家用电器R两端的电压减小
D. 若滑片向下滑动,则家用电器R的功率会增大
4. 一同学将针筒的针拔除后,将该端封闭一定质量的理想气体做成弹射玩具,该同学先缓慢推动推杆将针筒内气体进行压缩,然后松开推杆,压缩气体膨胀将推杆弹射,若推杆缓慢压缩气体过程中针筒内气体温度不变,推杆弹射过程中针筒内气体与外界无热交换,则下列说法中正确的是( )
A. 推杆压缩气体过程,针筒内气体吸热
B. 推杆压缩气体过程,针筒内气体压强减小
C. 推杆弹射过程,针筒内气体内能增加
D. 推杆弹射过程,针筒内气体分子平均动能减少
5. 如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波,实线为时刻的波形图,此时质点Q()向y轴正向振动,虚线为时的波形图,质点P()在0.9s时恰好第三次到达波峰,则下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴负方向传播 B. 该波的传播速度为
C. 在时刻,Q点处于波峰位置 D. 在0~0.9s内,Q运动的路程为20m
6. 如图所示,桶装水的容积为,为取水方便,在上面安装一个取水器。某次取水前桶内气体压强为,剩余水的体积为,水面距出水口的高度为。取水器每按压一次,向桶内打入压强为、体积为的空气。已知水桶的横截面积为,水的密度为,大气压强为,重力加速度为,取水过程中气体温度保持不变,则( )
A. 取水器至少按压1次,水才能从出水口流出 B. 取水器至少按压3次,水才能从出水口流出
C. 若要压出水,至少需按压16次 D. 若要压出水,至少需按压17次
7. 如图所示,倾角为α=37°的光滑斜面固定在水平地面上,物块A和长木板B叠放在斜面上,不可伸长的轻绳绕过光滑定滑轮连接B与物块C。物块A、长木板B的质量均为m,物块C的质量为2m,A、B间的滑动摩擦因数μ=0.8,重力加速度为g,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。将A、B、C由静止释放,下列说法正确的是( )
A. 轻绳拉力为2mg B. 物块A与木板B间的摩擦力为0.64mg
C. 物块C的加速度为0.76g D. 物块A的加速度为0.2g
8. 为了研究某种透明新材料的光学性质,将其压制成半圆柱形,如图甲所示。一束激光由真空沿半圆柱体的径向与其底面过O的法线成θ角射入。CD为光学传感器,可以探测光的强度,从AB面反射回来的光强随角θ变化的情况如图乙所示.现将这种新材料制成的一根光导纤维束暴露于空气中(假设空气中的折射率与真空相同),用同种激光从光导纤维束端面EF射入,且光线与EF夹角为β,如图丙所示。则( )
A. 图甲中若减小入射角θ,则反射光线和折射光线之间的夹角也将变小
B. 该新材料的折射率为
C. 若该激光在真空中波长为,则射入该新材料后波长变为
D. 若该束激光不从光导纤维束侧面外泄,则β角需满足
9. 细线拉着一质量为m的带电小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动,该区域内存在水平方向的匀强电场(图中未画出),小球所受电场力水平向右,大小是其重力的倍,圆周上A点在圆心的正上方,小球过A点时的速度大小为,方向水平向左,除受重力、电场力及细线的拉力外小球不受其他力的作用,重力加速度为g,在小球做圆周运动的过程中( )
A. 小球最小速率为
B. 小球速率最小时其电势能最大
C. 若小球过A点时细线断开,之后小球电势能最大时速率为
D. 若小球过A点时细线断开,之后小球电势能最大时速率为
10. 如图,倾角的足够长传送带向上匀速传动,与传送带运动方向垂直的虚线MN与PQ间存在垂直传送带向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。质量为m、边长为L的正方形单匝导线框abcd随传送带一起向上运动;经过一段时间,当线框ab边越过虚线MN进入磁场后,线框与传送带间发生相对运动;当线框ab边到达虚线PQ处时,线框速度刚好与传送带共速。已知两虚线间距离为d,且,线框的阻值为R,线框与传送带间的动摩擦因数,重力加速度为g,整个过程中线框ab边始终与两虚线平行,下列说法正确的是( )
A. 当线框ab边越过虚线MN后,线框做匀减速运动
B. 当线框cd边越过虚线MN时,线框的速度必为
C. 线框由开始进入磁场到开始离开磁场经历的时间为
D. 线框在穿过磁场区域过程中产生的焦耳热为
二、非选择题:(本大题共5小题,共60分)
11. 现要通过实验验证机械能守恒定律,实验装置如图(a)所示,实验过程如下:
(1)用螺旋测微器测量小球的直径,示数如图(b)所示,小球直径d=___________mm。
(2)将小球从释放装置由静止释放,调节光电门位置,使小球从光电门正上方释放后。在下落过程中通过光电门。用刻度尺测出光电门到小球释放点的距离h,记录小球通过光电门的遮光时间t,计算小球通过光电门的速度。已知重力加速度为g,在误差允许范围内,若满足关系式___________(用字母h、d、t、g表示),则认为小球下落过程中机械能守恒;
(3)小球与橡胶材料碰撞会造成机械能损失。调节光电门位置,使小球下落通过光电门后,与水平放置的橡胶材料碰撞并反弹再次通过光电门,记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间t1和,已知小球的质量为m,可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失△E=___________(用字母、和表示)。若适当调高光电门的高度,将会___________(选填“增大”或“减小”)因空气阻力引起的测量误差。
12. 某课外兴趣小组要精确测定一节圆筒状碳布鱼竿的电阻,可选择的实验仪器有:
A.电源(,内阻可以忽略
B.电压表V(,内阻约为)
C.电流表A(,内阻为)
D.定值电阻
E.定值电阻
F.滑动变阻器
G.开关、导线
H.多用电表
完成下列问题:
(1)小组用多用电表测得该节鱼竿的电阻约为,为了精确测量该节鱼竿的电阻,要求电压调节范围尽量大一些,根据提供的实验器材,请你选出最佳电路图______(选填“A”或“B”);
(2)实验中应该选用的定值电阻是______(选填“”或“”);
(3)根据选取的电路图,用笔画线代替导线,在答题卡上把实物图连接完整_____;
0
0
1.61
21.5
2.01
26.8
2.2
29.3
2.42
32.3
2.66
35.5
2.82
37.6
(4)移动滑动变阻器的滑片,将电流表和电压表的对应的示数填在上面的表格中,并在图像中描点作图如图所示,则该节鱼竿的电阻大小为______(结果保留3位有效数字)。
13. 如图是泡茶常用的茶杯,某次茶艺展示中往杯中倒入适量热水,水温为,盖上杯盖,杯内气体与茶水温度始终相同。已知室温为27°C,杯盖的质量,杯身与茶水的总质量为,杯盖的面积约为,大气压强,忽略汽化、液化现象,杯中气体可视为理想气体,重力加速度,求:
(1)若杯盖和杯身间气密性很好,请估算向上提杯盖恰好带起整个杯身时的水温;
(2)实际的杯盖和杯身间有间隙,当水温降到室温时,从外界进入茶杯的气体质量与原有气体质量的比值。
14. 如图所示,在x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场。在x轴下方有沿y轴正方向的匀强电场。一个质量为m、电荷量为+q、初速度v的带电粒子从a(0,d)点处沿y轴正方向开始运动,一段时间后,粒子速度方向与x轴正方向成45°角进入电场,经过y轴上b点时速度方向恰好与y轴垂直,带电粒子重力不计。求:
(1)匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)匀强电场的电场强度大小;
(3)粒子从a点开始到达x轴的时间。
15. 如图所示,物块A和B静止在光滑水平面上,B的前端固定轻质弹簧,某时刻一子弹以大小为的速度水平射向B并嵌入其中,射入过程子弹与B水平方向的平均相互作用力大小为,之后B以大小为的速度向着A运动,从弹簧开始接触A到第一次被压缩至最短所用时间为t,在这段时间内B运动的位移大小为。又经过一段时间后A与弹簧分离,滑上粗糙斜面后再滑下,在水平面上再次压缩弹簧后又滑上斜面。已知A的质量为m,子弹和B的总质量为,A前两次在斜面上到达的最高点相同,B始终在水平面上运动,斜面与水平面平滑连接,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,不计A、B碰撞过程中的机械能损失。求:
(1)子弹嵌入物块B的深度;
(2)物块A第一次离开弹簧时,A、B各自的速度大小;
(3)物块A第一次在斜面上到达的最大高度;
(4)物块A第一次离开弹簧前,弹簧的最大压缩量。
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