内容正文:
长治市2025—2026学年度高三年级九月份质量监测
物理试题
【注意事项】
1.本试卷全卷满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必将自己的姓名、班级、考号用0.5毫米的黑色墨水签字笔填写在答题卡上,并检查条形码粘贴是否正确。
3.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上,填空题和解答题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔书写在答题卡对应框内,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
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. 图甲为日晕现象,是光线射入卷层云中的冰晶后,分散成不同方向的单色光,形成围绕太阳的彩色光环。图乙为一束太阳光射到冰晶时的光路图,a、b为折射后的两种单色光,则在冰晶中( )
A. a光比b光频率大 B. a光比b光波长小
C. a光比b光速度小 D. a光比b光折射率小
【答案】D
【解析】
【详解】AD.由图看出,太阳光射入六角形冰晶时,b光的折射角小于a光的折射角,根据光的折射规律
可知a光比b光折射率小,a光比b光频率小,A错误,D正确;
B.根据波长、频率关系可知,a光比b光波长大,B错误;
C.根据折射率
可知a光比b光速度大,C错误。
故选D。
2. 研究光电效应的电路如图所示,用蓝光、较强的黄光和较弱的黄光分别照射密封在真空管中的金属极板K,极板发射出的光电子在电路中形成的光电流I与AK之间的电压U的关系图像如图乙所示。关于1、2、3三条曲线,下列说法正确的是( )
A. 1对应蓝光,2对应较强的黄光,3对应较弱的黄光
B. 1对应蓝光,2对应较弱的黄光,3对应较强的黄光
C. 2对应蓝光,1对应较弱的黄光,3对应较强的黄光
D. 2对应蓝光,1对应较强的黄光,3对应较弱的黄光
【答案】D
【解析】
【详解】光电效应发生事,光电子的最大初动能为
蓝光频率高于黄光,所以蓝光产生的光电子的最大初动能要大些,所需要的反向遏制电压也要大些。所以2对应蓝光,而随着正向电压的增加,当所有光电子都到达极板A时,就会使得电流达到饱和,较强的黄光饱和电流要大些,所以1对应的是较强的黄光,3对应的是较弱的黄光。故ABC错误,D正确。
故选D。
3. 2025年4月24日17时17分,神舟二十号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。飞船入轨后,于当日23时49分成功对接于离地面约400公里的中国空间站(低于地球静止卫星轨道高度)。若把空间站的轨道近似看作圆轨道,下列说法正确的是( )
A. 空间站的航天员受到的合力为零
B. 空间站绕地球运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度
C. 空间站绕地球运动的角速度大于地球静止卫星的角速度
D. 空间站绕地球运动的线速度大于地球的第一宇宙速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.航天员随空间站做圆周运动,所受合力提供向心力,不为零,故A错误;
B.空间站的向心加速度由万有引力提供,其值为
而地球表面重力加速度为
因
故,故B错误;
C.根据万有引力提供向心力有
得
故轨道半径越小,角速度越大。空间站轨道半径小于地球静止卫星,故空间站绕地球运动的角速度大于地球静止卫星的角速度,故C正确;
D.根据万有引力提供向心力有
得
故轨道半径越大,线速度越小。第一宇宙速度是近地轨道的线速度,空间站轨道半径更大,故其线速度更小,故D错误。
故选C。
4. 甲、乙两同学进行正面双手排球垫球训练,甲同学将排球由a点垫出,排球运动到b点时,又被乙同学垫出,排球反向飞回恰好过a点,两次排球在空中运动轨迹如图,a、b两点等高,忽略空气阻力,则排球两次在空中的运动( )
A. 初速度大小一定相同 B. 经历的时间相同
C. 最高点速率相同 D. 速度变化率相同
【答案】D
【解析】
【详解】D.排球做斜抛运动,加速度为重力加速度,根据加速度的定义可知,排球两次在空中的运动速度变化率相同,故D正确;
B.将斜抛运动等效为对称的两个平抛运动,令最高点到抛出点的高度为h,则有
解得
由于排球两次运动的高度不相等,则两次运动的时间也不相同,故B错误;
C.排球水平方向做匀速直线运动,则有
由于水平位移相等,经历时间不相等,则两次运动到最高点的速率不相同,故C错误;
A.将斜抛运动等效为对称的两个平抛运动,抛出时竖直分速度
则抛出初速度
结合上述解得
由于水平位移相等,竖直最大高度不相等,则抛出速度不一定相同,故A错误。
故选D。
5. 如图所示,在直线上分别放置两个试探电荷、,点处的电荷带电量为,点处的电荷带电量为,它们处于一个静止场源点电荷产生的电场中。电荷所受库仑力的方向与直线的夹角为,电荷所受库仑力的方向与直线的夹角为。已知试探电荷和场源点电荷均位于同一平面内,忽略试探电荷之间的相互作用。则下列说法正确的是( )
A. 场源电荷为负电荷
B. 两试探电荷到场源电荷的距离之比为
C. 两试探电荷受到的库仑力大小之比为
D. 将试探电荷从点移到点,其库仑力做负功
【答案】C
【解析】
【详解】A.正电荷受到的电场力方向与场强方向相同,负电荷受到的电场力方向与场强方向相反,由于电场是静止点电荷产生的,故两电场力方向的延长线的交点O为场源电荷的位置,如图
可知场源电荷为正电荷,故A错误;
B.几何关系可知,故B错误;
C.根据库仑力
可知两试探电荷受到的库仑力大小之比为
故C正确;
D.将试探电荷从点移到点的过程,b电荷受到的电场力方向与位移MN方向的夹角先成钝角后成锐角,故库仑力对b电荷先做负功后做正功,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,在坐标系平面第I象限内有垂直于纸面向外的匀强磁场,两个相同的带电粒子甲和乙在点垂直磁场射入,甲、乙速度方向均与轴成,并恰好垂直于轴射出磁场,不考虑粒子的重力和粒子之间的相互作用,下列说法正确的是( )
A. 甲在磁场中运动的半径大于乙在磁场中运动的半径
B. 甲在磁场中运动轨迹的长度大于乙在磁场中运动轨迹的长度
C. 甲在磁场中运动的过程中洛伦兹力的冲量大小大于乙在磁场中运动的过程中洛伦兹力的冲量大小
D. 甲、乙两个粒子在磁场中运动的过程中速率相等
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据题意,作出两粒子的运动轨迹图,如图所示由图可知,甲粒子的运动轨迹短,乙粒子的轨迹长,两粒子匀速圆周运动的半径为,故AB错误;
C.洛伦兹力是变力,甲和乙粒子的末动量大小方向都一样,而初动量大小一样,方向不一样,由动量定理得,故C错误;
D.因为,又,可得甲、乙两个粒子在磁场中运动的过程中速率相等,故D正确。
故选D。
7. 湖南长沙被誉为“中国工程机械之都”,是世界三大工程机械产业集聚地之一,生产的挖掘机具有高效、稳定和灵活的特点,应用广泛。某次挖掘机利用铲斗铲起一球形物体,其初始状态简化图如图甲所示,铲斗沿逆时针方向缓慢转动到图乙所示的位置,忽略铲斗两侧壁给球形物体的摩擦,则在铲斗逆时针转动过程中,关于两侧壁和对球形物体的弹力和的大小变化,下列说法正确的是( )
A. 先增大后减小,逐渐增大
B. 逐渐减小,先增大后减小
C. 逐渐减小,逐渐增大
D. 逐渐增大,先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】球形物体受力分析如图1所示,受重力,ab弹力,cd弹力,三力平衡,合力为零。
将、和矢量平移到三角形中,在铲斗逆时针转动过程中,和的对角恒定,所以力和的交点在圆上移动,矢量图如图2所示,可知在铲斗逆时针转动过程中,逐渐增大,先增大后减小。
故选D。
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,有多项符合题目要求。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. 某实验小组利用DIS系统观察超重和失重现象。他们在学校电梯房内做实验,如图甲所示,在电梯地板上固定了一个压力传感器,传感器上表面水平,将一个重力的物体放在压力传感器上,观察在电梯运动过程中压力传感器示数的变化情况,若某段时间内计算机显示屏上出现如图乙所示的图线,则根据图线分析可知( )
A. 在第1s内,物体处于失重状态
B. 在第2s内,电梯可能处于匀速运动状态
C. 在第3s内,电梯可能向下做匀减速直线运动
D. 在第4s内,电梯可能向上做匀加速直线运动
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.在第1s内,压力大小小于重力,由牛顿第三定律可知,支持力大小小于重力大小,则可知物体处于失重状态,故A正确;
B.在第2s内,由图可知,支持力等于重力,则此时电梯可能处于静止或匀速运动状态,故B正确;
C.在第3s内,由图可知,支持力大于重力,则物体处于超重状态,所受合力逐渐增大,由牛顿第二定律可知,加速度发生变化,则电梯不可能做匀变速运动,故C错误;
D.在第4s内,由图可知,支持力大于重力,且为恒力,则物体处于超重状态,合力向上且不变,则电梯可能向上做匀加速直线运动,或向下做匀减速直线运动,故D正确。
故选ABD。
9. 位于坐标原点O的波源在时开始振动,振动图像如图所示,所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。平衡位置在处的质点P开始振动时,波源恰好第1次处于波谷位置,则( )
A. 波的周期是0.1s
B. 波的振幅是0.2m
C. 波的传播速度是10m/s
D. 平衡位置在处的质点Q开始振动时,质点P处于波峰位置
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.波的周期和振幅与波源相同,根据图像可知波的周期为,振幅为,故A错误,B正确。
C.P开始振动时,波源第1次到达波谷,故可知此时经过的时间为
可得波速为,故C正确;
D.波从P传到Q点需要的时间为
可知质点P处于平衡位置且向下振动,故D错误。
故选BC 。
10. 如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与物块A连接在一起,处于压缩状态。A由静止释放后沿斜面向上运动到最大位移时,立即将物块B轻放在A右侧。A、B由静止开始一起沿斜面向下运动,下滑过程中A、B始终不分离,当A回到初始位置时速度为零。A、B与斜面间的动摩擦因数相同,弹簧未超过弹性限度,则( )
A. 当上滑到最大位移的一半时,A的加速度方向沿斜面向下
B. A上滑时、弹簧的弹力方向发生变化
C. 下滑时,B对A的压力一直增大
D. 整个过程中A、B克服摩擦力所做的总功等于B的重力势能减小量
【答案】CD
【解析】
【详解】A.设斜面倾角为θ,动摩擦因数为μ,A上滑过程,沿斜面方向受到重力分力、滑动摩擦力和弹簧弹力作用,A上滑过程可看成做简谐运动,根据对称性可知,当上滑到最大位移的一半时,A处于简谐运动的平衡位置,此时A的加速度为0,故A错误;
B.A、B由静止开始一起沿斜面向下运动,在最高点时,以B为对象,由于A对B的弹力沿斜面向上,则B向下的加速度满足
以A、B为整体,由于
可知此时弹簧对A弹力方向沿斜面向上;则物块A上滑时,弹簧对A的弹力方向一直沿斜面向上,故B错误;
C.设A对B弹力大小为FAB,弹簧弹力大小为F,对整体根据牛顿第二定律可得
对B根据牛顿第二定律可得
联立可得
A、B一起下滑时,由于弹簧弹力大小F一直增大,所以FAB一直增大,则B对A的压力一直增大,故C正确;
D.整个过程中,弹簧弹力做功为零,物块A的重力做功为零,系统动能变化也为零,根据功能关系可知,整个过程中A、B克服摩擦力所做的总功等于B的重力势能减小量,故D正确。
故选CD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 伏安法测电阻,可采用甲、乙两种接法。若电压表内阻约,电流表内阻约。
(1)若测量阻值约为的电阻,优选_____接法(选填“甲”或“乙”),且测量值_____真实值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)已知电流表内阻为,某同学实验过程中发现电流表量程不足,现需要对电流表进行改装,使得改装后的新表量程为原来的3倍,则应将原电流表_____(选填“串联”或“并联”)电阻_____。
【答案】(1) ①. 甲 ②. 大于
(2) ①. 并联 ②. 1.15
【解析】
【小问1详解】
[1]若测量阻值约为的电阻,则
应选用电流表内接,即甲图;
[2]由于电流表的分压作用,导致测量值大于真实值。
【小问2详解】
[2][3]为了使改装后的新表量程为原来的3倍,则应将原电流表并联一个电阻,则
解得
12. 某同学用如图甲所示的装置测量物块与长木板间的动摩擦因数。其中一端装有轻滑轮的长木板固定在水平桌面上,在其上表面的点安装一光电门,物块上表面固定一遮光片,左侧墙壁上固定一力传感器。细绳的一端与力传感器相连,另一端绕过固定在物块上的轻质动滑轮和固定在长木板左端的定滑轮与沙桶(内有沙)相接。实验时,物块从长木板右侧的点由静止释放,在绳的拉力作用下向左运动并通过光电门,记录力传感器示数和对应遮光片通过光电门的时间。增加沙桶内沙的质量,重复上述实验过程,保证每次让物块从长木板上的点由静止释放,得到多组、数据。
(1)测量遮光片的宽度时结果如图乙所示,则遮光片的宽度为_____
(2)已知重力加速度为,物块(含遮光片)的质量为,遮光片的宽度为,测得物块在点时遮光片的中心与光电门的中心之间的距离为,则与的关系式为_____(用题中所绘字母表示)
(3)若,重力加速度,实验得到的图像如图丙所示,则物块与木板间的动摩擦因数_____,物块(含遮光片)的质量_____(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)0.95
(2)
(3) ①. 0.26 ②. 0.53
【解析】
【小问1详解】
10分度游标卡尺的精确值为0.1mm,由题图乙可知遮光片的宽度为
【小问2详解】
物块经过光电门时的速度为
对物块根据动能定理有
整理可得
【小问3详解】
[1][2]根据
可知题图丙中图线的斜率为
纵截距为N
联立解得,
13. 如图所示,将一足够长薄壁导热汽缸开口向下用轻绳悬挂在天花板上,汽缸的横截面积为,不计厚度的活塞与汽缸之间无摩擦,活塞和汽缸之间封闭一定质量的理想气体,大气压强为,环境温度不变,重力加速度为。活塞稳定时距汽缸底部的距离为,在活塞中心用轻绳悬挂一个轻质小桶,往小桶中缓慢加细沙,当所加细沙质量为时,活塞距汽缸底部的距离为,在此过程中,求:
(1)外界对气体做正功还是负功,从外界吸热还是向外界放热;
(2)活塞的质量。
【答案】(1)负功,吸热
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,气体体积变大,气体对外界做正功,则外界对气体做负功,又汽缸导热,温度不变,气体的内能不变,根据热力学第一定律可知,气体从外界吸收热量。
【小问2详解】
设活塞质量为,不加细沙时,对活塞受力分析可得
加细沙后,对活塞和细沙整体受力分析,可得
根据玻意耳定律有
联立解得
14. 某一学校学生设计的发电机的示意图如图1所示:和是平行的金属导轨,其间距为,其中的电阻为,导轨其余部分的电阻不计。区域有方向垂直于平面向下,磁感应强度大小为的磁场,的长为,磁场随时间变化的图像如下图2所示。导轨倾斜部分光滑,平直部分粗糙,两部分平滑连接(连接处能量无损失),平直部分右端接一个阻值为的定值电阻。平直部分导轨的最左边区域有宽度为、方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。某时刻将质量为、接入电路中的电阻为的导体棒从高度为(低于)由静止释放,在时刻恰好到斜面底端,然后在水平导轨上滑行,到达磁场右边界处恰好停止。已知导体棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为,重力加速度大小为,导体棒与导轨始终垂直且接触良好,求:
(1)在时刻,导体棒两端的电压;
(2)导体棒在穿越磁场的过程中,导体棒产生的焦耳热;
(3)导体棒在磁场中的运动时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据法拉第电磁感应定律有
导体棒与定值电阻并联的总电阻为
在时刻,导体棒两端的电压为
【小问2详解】
导体棒从释放到停止的过程中有
MP与R并联的总电阻为
导体棒在穿越磁场的过程中,导体棒产生的焦耳热为
【小问3详解】
导体棒从释放到水平轨道有
导体棒从水平轨道到停止的过程中,根据动量定理有
在水平轨道有
联立解得
15. 如图所示,质量为的长木板置于光滑水平地面上、质量为的小物块放在长木板的右端,在木板右侧的地面上固定着一个有孔的弹性挡板,孔的尺寸刚好可以让木板无接触地穿过。现使木板和物块以的速度一起向右匀速运动,物块与挡板碰撞后(碰撞时间极短)立即以碰前的速率反向弹回,而木板穿过挡板上的孔继续向右运动,整个过程中物块不会从长木板上滑落。已知物块与挡板第一次碰撞后,物块离开挡板的最大距离为,取。求:
(1)物块与木板间的动摩擦因数;
(2)物块第一次与挡板碰撞到再次与木板相对静止所需的时间;
(3)若物块与挡板第次碰撞后,物块离开挡板的最大距离为,求。
【答案】(1)0.4 (2)1.5s (3)4
【解析】
【小问1详解】
物块与挡板第一次碰撞后,物块向左减速到速度为0的过程中只有摩擦力做功,由动能定理得
解得
【小问2详解】
物块与挡板碰后,物块与木板组成的系统动量守恒,取水平向右为正方向。第一次碰撞后,物块反弹后瞬间速度大小为,设再次相对静止时的共同速度为,由动量守恒定律得
解得
物块第一次与挡板碰撞到再次与木板相对静止过程,根据动量定理有
解得s
【小问3详解】
第二次碰撞后,物块反弹后瞬间速度大小为,经一段时间系统的共同速度为
第三次碰撞后,小物块反弹后瞬间速度大小为,经一段时间系统的共同速度为
……
第n − 1次碰撞后,小物块反弹后瞬间速度大小为,经一段时间系统的共同速度为
第n次碰撞后,小物块反弹后瞬间速度大小为,物块与挡板第n次碰撞后,物块向左减速到速度为0的过程中,由动能定理得
解得
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长治市2025—2026学年度高三年级九月份质量监测
物理试题
【注意事项】
1.本试卷全卷满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必将自己的姓名、班级、考号用0.5毫米的黑色墨水签字笔填写在答题卡上,并检查条形码粘贴是否正确。
3.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上,填空题和解答题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔书写在答题卡对应框内,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
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. 图甲为日晕现象,是光线射入卷层云中的冰晶后,分散成不同方向的单色光,形成围绕太阳的彩色光环。图乙为一束太阳光射到冰晶时的光路图,a、b为折射后的两种单色光,则在冰晶中( )
A. a光比b光频率大 B. a光比b光波长小
C. a光比b光速度小 D. a光比b光折射率小
2. 研究光电效应的电路如图所示,用蓝光、较强的黄光和较弱的黄光分别照射密封在真空管中的金属极板K,极板发射出的光电子在电路中形成的光电流I与AK之间的电压U的关系图像如图乙所示。关于1、2、3三条曲线,下列说法正确的是( )
A. 1对应蓝光,2对应较强的黄光,3对应较弱的黄光
B. 1对应蓝光,2对应较弱的黄光,3对应较强的黄光
C. 2对应蓝光,1对应较弱的黄光,3对应较强的黄光
D. 2对应蓝光,1对应较强的黄光,3对应较弱的黄光
3. 2025年4月24日17时17分,神舟二十号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。飞船入轨后,于当日23时49分成功对接于离地面约400公里的中国空间站(低于地球静止卫星轨道高度)。若把空间站的轨道近似看作圆轨道,下列说法正确的是( )
A. 空间站的航天员受到的合力为零
B. 空间站绕地球运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度
C. 空间站绕地球运动的角速度大于地球静止卫星的角速度
D. 空间站绕地球运动的线速度大于地球的第一宇宙速度
4. 甲、乙两同学进行正面双手排球垫球训练,甲同学将排球由a点垫出,排球运动到b点时,又被乙同学垫出,排球反向飞回恰好过a点,两次排球在空中运动轨迹如图,a、b两点等高,忽略空气阻力,则排球两次在空中的运动( )
A. 初速度大小一定相同 B. 经历的时间相同
C. 最高点速率相同 D. 速度变化率相同
5. 如图所示,在直线上分别放置两个试探电荷、,点处的电荷带电量为,点处的电荷带电量为,它们处于一个静止场源点电荷产生的电场中。电荷所受库仑力的方向与直线的夹角为,电荷所受库仑力的方向与直线的夹角为。已知试探电荷和场源点电荷均位于同一平面内,忽略试探电荷之间的相互作用。则下列说法正确的是( )
A. 场源电荷为负电荷
B. 两试探电荷到场源电荷的距离之比为
C. 两试探电荷受到的库仑力大小之比为
D. 将试探电荷从点移到点,其库仑力做负功
6. 如图所示,在坐标系平面第I象限内有垂直于纸面向外的匀强磁场,两个相同的带电粒子甲和乙在点垂直磁场射入,甲、乙速度方向均与轴成,并恰好垂直于轴射出磁场,不考虑粒子的重力和粒子之间的相互作用,下列说法正确的是( )
A. 甲在磁场中运动的半径大于乙在磁场中运动的半径
B. 甲在磁场中运动轨迹的长度大于乙在磁场中运动轨迹的长度
C. 甲在磁场中运动的过程中洛伦兹力的冲量大小大于乙在磁场中运动的过程中洛伦兹力的冲量大小
D. 甲、乙两个粒子在磁场中运动的过程中速率相等
7. 湖南长沙被誉为“中国工程机械之都”,是世界三大工程机械产业集聚地之一,生产的挖掘机具有高效、稳定和灵活的特点,应用广泛。某次挖掘机利用铲斗铲起一球形物体,其初始状态简化图如图甲所示,铲斗沿逆时针方向缓慢转动到图乙所示的位置,忽略铲斗两侧壁给球形物体的摩擦,则在铲斗逆时针转动过程中,关于两侧壁和对球形物体的弹力和的大小变化,下列说法正确的是( )
A. 先增大后减小,逐渐增大
B. 逐渐减小,先增大后减小
C. 逐渐减小,逐渐增大
D. 逐渐增大,先增大后减小
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,有多项符合题目要求。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. 某实验小组利用DIS系统观察超重和失重现象。他们在学校电梯房内做实验,如图甲所示,在电梯地板上固定了一个压力传感器,传感器上表面水平,将一个重力的物体放在压力传感器上,观察在电梯运动过程中压力传感器示数的变化情况,若某段时间内计算机显示屏上出现如图乙所示的图线,则根据图线分析可知( )
A. 在第1s内,物体处于失重状态
B. 在第2s内,电梯可能处于匀速运动状态
C. 在第3s内,电梯可能向下做匀减速直线运动
D. 在第4s内,电梯可能向上做匀加速直线运动
9. 位于坐标原点O的波源在时开始振动,振动图像如图所示,所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。平衡位置在处的质点P开始振动时,波源恰好第1次处于波谷位置,则( )
A. 波的周期是0.1s
B. 波的振幅是0.2m
C. 波的传播速度是10m/s
D. 平衡位置在处的质点Q开始振动时,质点P处于波峰位置
10. 如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与物块A连接在一起,处于压缩状态。A由静止释放后沿斜面向上运动到最大位移时,立即将物块B轻放在A右侧。A、B由静止开始一起沿斜面向下运动,下滑过程中A、B始终不分离,当A回到初始位置时速度为零。A、B与斜面间的动摩擦因数相同,弹簧未超过弹性限度,则( )
A. 当上滑到最大位移的一半时,A的加速度方向沿斜面向下
B. A上滑时、弹簧的弹力方向发生变化
C. 下滑时,B对A的压力一直增大
D. 整个过程中A、B克服摩擦力所做的总功等于B的重力势能减小量
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 伏安法测电阻,可采用甲、乙两种接法。若电压表内阻约,电流表内阻约。
(1)若测量阻值约为的电阻,优选_____接法(选填“甲”或“乙”),且测量值_____真实值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)已知电流表内阻为,某同学实验过程中发现电流表量程不足,现需要对电流表进行改装,使得改装后的新表量程为原来的3倍,则应将原电流表_____(选填“串联”或“并联”)电阻_____。
12. 某同学用如图甲所示的装置测量物块与长木板间的动摩擦因数。其中一端装有轻滑轮的长木板固定在水平桌面上,在其上表面的点安装一光电门,物块上表面固定一遮光片,左侧墙壁上固定一力传感器。细绳的一端与力传感器相连,另一端绕过固定在物块上的轻质动滑轮和固定在长木板左端的定滑轮与沙桶(内有沙)相接。实验时,物块从长木板右侧的点由静止释放,在绳的拉力作用下向左运动并通过光电门,记录力传感器示数和对应遮光片通过光电门的时间。增加沙桶内沙的质量,重复上述实验过程,保证每次让物块从长木板上的点由静止释放,得到多组、数据。
(1)测量遮光片的宽度时结果如图乙所示,则遮光片的宽度为_____
(2)已知重力加速度为,物块(含遮光片)的质量为,遮光片的宽度为,测得物块在点时遮光片的中心与光电门的中心之间的距离为,则与的关系式为_____(用题中所绘字母表示)
(3)若,重力加速度,实验得到的图像如图丙所示,则物块与木板间的动摩擦因数_____,物块(含遮光片)的质量_____(结果均保留两位有效数字)
13. 如图所示,将一足够长薄壁导热汽缸开口向下用轻绳悬挂在天花板上,汽缸的横截面积为,不计厚度的活塞与汽缸之间无摩擦,活塞和汽缸之间封闭一定质量的理想气体,大气压强为,环境温度不变,重力加速度为。活塞稳定时距汽缸底部的距离为,在活塞中心用轻绳悬挂一个轻质小桶,往小桶中缓慢加细沙,当所加细沙质量为时,活塞距汽缸底部的距离为,在此过程中,求:
(1)外界对气体做正功还是负功,从外界吸热还是向外界放热;
(2)活塞的质量。
14. 某一学校学生设计的发电机的示意图如图1所示:和是平行的金属导轨,其间距为,其中的电阻为,导轨其余部分的电阻不计。区域有方向垂直于平面向下,磁感应强度大小为的磁场,的长为,磁场随时间变化的图像如下图2所示。导轨倾斜部分光滑,平直部分粗糙,两部分平滑连接(连接处能量无损失),平直部分右端接一个阻值为的定值电阻。平直部分导轨的最左边区域有宽度为、方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。某时刻将质量为、接入电路中的电阻为的导体棒从高度为(低于)由静止释放,在时刻恰好到斜面底端,然后在水平导轨上滑行,到达磁场右边界处恰好停止。已知导体棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为,重力加速度大小为,导体棒与导轨始终垂直且接触良好,求:
(1)在时刻,导体棒两端的电压;
(2)导体棒在穿越磁场的过程中,导体棒产生的焦耳热;
(3)导体棒在磁场中的运动时间。
15. 如图所示,质量为的长木板置于光滑水平地面上、质量为的小物块放在长木板的右端,在木板右侧的地面上固定着一个有孔的弹性挡板,孔的尺寸刚好可以让木板无接触地穿过。现使木板和物块以的速度一起向右匀速运动,物块与挡板碰撞后(碰撞时间极短)立即以碰前的速率反向弹回,而木板穿过挡板上的孔继续向右运动,整个过程中物块不会从长木板上滑落。已知物块与挡板第一次碰撞后,物块离开挡板的最大距离为,取。求:
(1)物块与木板间的动摩擦因数;
(2)物块第一次与挡板碰撞到再次与木板相对静止所需的时间;
(3)若物块与挡板第次碰撞后,物块离开挡板的最大距离为,求。
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