精品解析:2026届四川省广安中学高三上学期模拟预测物理试题
2025-10-04
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内容正文:
四川省广安中学高2023级“零诊”模拟考试
物理试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7个小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项最符合题目要求。
1. 课堂教学中,为了获得更好的教学效果,有的教师会使用头戴式耳麦,某次使用过程中教师将耳麦弯曲成如图所示形状,此时话筒受力正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 如图所示,小明在斜坡上的M点分别沿两个方向抛出石块A、B,A、B落在斜坡的同一点N上。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 在空中运动的时间B比A短
B. 从抛出位置到最高点,A、B的速度变化量相同
C. 从抛出到落回斜坡的过程中,A的平均速度大于B的平均速度
D. 在各自最高点处,A的速度小于B的速度
3. 当架空线路的一根带电导线断落在地上时,落地点与带电导线的电势相同,电流就会从导线的落地点向大地流散,于是地面上以导线落地点为中心,形成了一个电势分布区域,离落地点越远,电流越分散,地面电势也越低。如图,车辆在行驶的过程中一根高压电线不慎掉落在车身上,下列说法不正确的是( )
A. 若汽车车身能够形成一个金属空腔,则人待在空腔内部是安全的
B. 以相同的速度运动,沿着AB方向比沿AC方向能更快地离开危险区域
C. 双脚大跨步走能更快离开所以更安全
D. 单脚跳可以安全离开
4. 在如图所示的电路中,L是直流电阻可以忽略的电感线圈,闭合开关S,电路稳定后突然断开开关S并开始计时,已知LC振荡电路的振荡周期为T,则在时间内( )
A. 电容器在放电 B. 灯泡越来越亮
C. A板所带的正电荷增加 D. L产生的自感电动势不变
5. 如图所示,有一根长为L、质量为M的均匀链条AB静止在摩擦系数的粗糙水平桌面上,其长度的悬于桌边外,如果在链条的A端施加一个拉力使链条AB以0.4g(g为重力加速度)的加速度运动,直到把悬着的部分拉回桌面。设拉动过程中链条与桌边始终保持接触,则拉力需做功( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,三个体积相同可看作质点的物体A、B和C放在水平圆盘上,水平圆盘绕轴转动,BC叠放在一起,它们分居圆心两侧且共线,物块质量均为1kg,与圆心距离分别为m,m,A与转盘间摩擦系数,B、C间摩擦系数,,C与转盘间摩擦系数。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当水平圆盘角速度由零逐渐增大时,取m/s2,下列说法正确的是( )
A. A最先滑离圆盘
B. 角速度rad/s时,A恰好发生滑动,此时A不受到摩擦力
C. 角速度rad/s时,B、C恰好一起发生滑动
D. 角速度rad/s时,B恰好发生滑动
7. 如图甲所示,一根粗细均匀的木筷,下端绕几圈细铁丝后竖直悬浮静止在装有盐水的杯子中,木筷下端到水面的距离为,现把木筷竖直向上提起一段距离后放手,忽略水的黏滞阻力及水面高度变化,以竖直向上为正方向,从某时刻开始计时,木筷下端的位移y随时间t变化的图像如图乙所示。已知盐水的密度为ρ,木筷的横截面积为S,木筷下端到水面的最小距离为。则( )
A. 和时刻木筷速度相同
B. 木筷做简谐运动的振幅为
C. 木筷(含铁丝)的质量为
D. 木筷在时间内运动的路程为
二、多项选择题:本题共3个小题,每小题6分,共18分。每小题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. 空间中存在竖直向上的匀强磁场,在光滑的半径为R的半圆管中,一根长为L、质量为m的直导体棒静止在最低点,截面图如图所示。当导体棒中通有垂直线面向里的恒定电流I后,导体棒恰好可沿着半圆管运动到圆心等高处,重力加速度为g,在导体棒运动的过程中下列说法正确的是( )
A. 运动过程中安培力始终垂直于导体棒,不做功
B. 运动过程中机械能一直增加
C. 匀强磁场磁感应强度
D. 导体棒最大速度为
9. 如图,以f为圆心、半径为m的四分之三圆弧区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度T。一群不计重力、质量kg、电荷量C的带电粒子垂直于Oa边以m/s的速度射入磁场区域。下列判断正确的是( )
A. 若粒子带正电,所有粒子射出磁场时的速度方向都平行
B. 若粒子带正电,所有粒子出射点都在b点
C. 若粒子带负电,所有粒子出射点都在e点
D. 所有粒子在磁场中运动的最长时间为s
10. 如图所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端叠放两个质量均为1kg的物体A、B(B物体与弹簧拴接),弹簧的劲度系数为N/m,初始时系统处于静止状态。现用一方向竖直向上的拉力F作用在物体A上,使物体A开始向上做加速度m/s2的匀加速直线运动,重力加速度g取10m/s2,空气阻力忽略不计,下列说法正确的是( )
A. 外力F刚施加的瞬间,F的大小为8N
B. 经过s,A、B分离
C. 分离后B做简谐运动,振幅为0.2m
D. B物体速度达到最大时,B物体的位移为0.2m
三、非选择题:本题共5小题,共54分。其中第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 在用单摆测量重力加速度时,小明将小锁头拴接在不易形变的细丝线一端,另一端固定在O点,并在细线上标记一点A,如图所示。
(1)将小锁头拉到某一高度(细线与竖直方向夹角很小)由静止释放,当锁头第一次向右到达最低点D时开始计时并计数为1,以后锁头每向右到达D点一次,计数增加1,计数为N时,秒表测出单摆运动时间为t,则该单摆的周期_______。
(2)他保持A点以下的细线长度不变,通过改变OA间细线长度L以改变摆长,并测出单摆运动对应的周期T,测量多组数据后,作出图像如图乙所示。已知图像的斜率为k,可求得当地的重力加速度_______。
(3)图线乙明显不过原点,其图像与横轴交点的意义是_______。
(4)与重力加速度真实值相比,发现用以上方法的测量结果偏大,分析原因可能是_______。
A. 锁头重心未知,无法准确测量摆长
B. OA间长度测量偏小
C. OA间长度测量偏大
D. 误将N次向右经过D点记成次
12. 小明同学练习使用多用电表测电阻。
(1)如图甲所示,请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动________(填“S”或“T”),使指针对准电流的“0”刻线。
②将K旋转到电阻挡“”的位置。
③将红、黑表笔短接,旋动_______(填“S”或“T”),使指针对准电阻的_______(填“0”或“∞”)刻线。
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过大。为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按_______的顺序进行操作,再完成读数测量。
A.将K旋转到电阻挡“×100”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×1”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表欧姆调零
(2)正确操作后,读数如图乙所示,则阻值为_______Ω。
(3)若欧姆表内用一个新电池(电动势为1.5V,内阻较小),测得该电阻读数为;然后更换另外品牌的新电池(电动势为1.5V,内阻较大)和一个旧电池(电动势约为1.3V,内阻较大),欧姆表调零后测得该电阻读数为,,三次测量值相比,正确的是_______。
A. B. C. D.
13. 城市中的某些路段设置了“绿波带”,当汽车按照绿波速度(某一范围)行驶,车辆通过时能连续获得一路绿灯。设一路上某直线路段每间隔m就有一个红绿灯路口,绿灯时间s,红灯时间s,而且下一路口红绿灯亮起总比当前路口红绿灯滞后s。汽车可看作质点,不计通过路口的时间,道路通行顺畅。
(1)若某路口绿灯刚亮起时,某汽车恰好通过,要使该汽车在后面道路上再连续通过3个路口,则该路段绿波速度范围?
(2)若该路段限速72km/h,汽车在某路口遭遇红灯,待绿灯刚亮起时,由静止开始以加速度m/s2匀加速运动直到最大速度,试通过计算判断该汽车连续再通过3个路口的用时。
14. 如图所示,xOy坐标系中,在的区域中存在沿x轴正方向,大小为的匀强电场(图中未画出),区域存在垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出)。一质量为m、电荷量为的带电粒子从坐标原点O以速度v0沿y轴正方向射入电场,不计粒子的重力,已知。
(1)粒子再次经过x轴时距O点的距离;
(2)粒子从O点出发至再次经过x轴的时间。
15. 如图所示,间距m的平行金属导轨放置在绝缘水平面上,导轨左端连接输出顺时针电流A的恒流源。空间分布两个宽度分别为m和m,间距m的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,两磁场磁感应强度小,方向均相同。质量kg、电阻为的导体棒静止于区域Ⅰ左边界,质量kg、边长为、电阻Ω的正方形单匝线框的右边紧靠区域Ⅱ左边界;一竖直固定挡板与区域Ⅱ的右边界距离为。某时刻闭合开关S,导体棒开始向右运动,离开区域Ⅰ时速度m/s。已知导体棒与线框、线框与竖直挡板之间均发生弹性碰撞,导体棒始终与导轨接触并且相互垂直,不计一切摩擦和空气阻力。求:
(1)求磁感应强度B;
(2)线框与导体棒从第1次碰撞至它们第2次碰撞过程中,线框产生的焦耳热Q;
(3)线框与导体棒碰撞的次数n以及导体棒在磁场区域Ⅰ中运动的总时间。
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四川省广安中学高2023级“零诊”模拟考试
物理试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7个小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项最符合题目要求。
1. 课堂教学中,为了获得更好的教学效果,有的教师会使用头戴式耳麦,某次使用过程中教师将耳麦弯曲成如图所示形状,此时话筒受力正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】话筒处于静止状态,故竖直向下的重力与话筒架对其施加的竖直向上的弹力二力平衡。
故选D。
2. 如图所示,小明在斜坡上的M点分别沿两个方向抛出石块A、B,A、B落在斜坡的同一点N上。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 在空中运动的时间B比A短
B. 从抛出位置到最高点,A、B的速度变化量相同
C. 从抛出到落回斜坡的过程中,A的平均速度大于B的平均速度
D. 在各自最高点处,A的速度小于B的速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据A、B石块的运动轨迹可知,B石块上升及下落高度均大于A石块上升和下落高度,根据可知B物体上升及下落所用时间均大于A物体,因此整个在空中运动的过程中B运动时间比A运动时间长,故A错误;
B.速度变化量
由A选项可知上升过程,A的速度变化量小于B的速度变化量,故B错误;
C.由于A、B石块都是从斜面上同一点抛出,最后都落在了斜面上同一点,则A和B从抛出到落回斜坡面时位移x相同,由A选项可知,所以,故C正确;
D.在各自最高点处速度只有水平方向上的速度,而整个过程A、B水平方向上的位移相等,又因为,故,故D错误。
故选C。
3. 当架空线路的一根带电导线断落在地上时,落地点与带电导线的电势相同,电流就会从导线的落地点向大地流散,于是地面上以导线落地点为中心,形成了一个电势分布区域,离落地点越远,电流越分散,地面电势也越低。如图,车辆在行驶的过程中一根高压电线不慎掉落在车身上,下列说法不正确的是( )
A. 若汽车车身能够形成一个金属空腔,则人待在空腔内部是安全的
B. 以相同的速度运动,沿着AB方向比沿AC方向能更快地离开危险区域
C. 双脚大跨步走能更快离开所以更安全
D. 单脚跳可以安全离开
【答案】C
【解析】
【详解】A.金属放电中场内静电平衡后内部没有电场,因此人待在车内是安全的,故A正确,不符题意;
B.带电导线断落在地上时,落地点与带电导线的电势相同,电流就会从导线的落地点向大地流散,于是地面上以导线等电势为中心,形成了一个近似圆的电势分布区域。离落地点越远,电流越分散,地面电势也越低,沿圆半径方向电势降落最快,因此AB方向能更快地离开危险区域,故B正确,不符题意;
CD.双脚大跨步走时人的两只脚处在电势不同区域中,两脚之间有电势差,不安全。单脚跳离过程人处在同一电势区域,没有电势差,安全,故C错误,符合题意,D正确,不符题意。
故选C。
4. 在如图所示的电路中,L是直流电阻可以忽略的电感线圈,闭合开关S,电路稳定后突然断开开关S并开始计时,已知LC振荡电路的振荡周期为T,则在时间内( )
A. 电容器在放电 B. 灯泡越来越亮
C. A板所带的正电荷增加 D. L产生的自感电动势不变
【答案】C
【解析】
【详解】AB.电路稳定后,线圈中电流方向向下,电容器被短路,带电荷量为0,断开开关,电感线圈与电容器构成回路。
时间内电容器充电,电流方向为顺时针;
时间内电容器放电,电流为逆时针方向;
时间内电容器充电,电流为逆时针方向,电场能增加,磁场能减小,所以电流减小,灯泡亮度减弱,AB错误;
C.时间内电容器充电,两极板所带电荷量增大,电流为逆时针方向, A板带正电,B板带负电,C正确;
D.在时间内电容器充电,两极板所带电荷量增大,则两极板之间的电势差增大,L产生的自感电动势等于两极板之间的电势差,所以L产生的自感电动势增大,D错误。
故选C。
5. 如图所示,有一根长为L、质量为M的均匀链条AB静止在摩擦系数的粗糙水平桌面上,其长度的悬于桌边外,如果在链条的A端施加一个拉力使链条AB以0.4g(g为重力加速度)的加速度运动,直到把悬着的部分拉回桌面。设拉动过程中链条与桌边始终保持接触,则拉力需做功( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意,由运动学公式,悬着的部分拉回桌面时,链条的速度满足
链条上升的过程中所受摩擦力逐渐增大,与位移x成正比,如图所示
设拉力F做功W,整个过程,由动能定理有
联立解得
故选C。
6. 如图所示,三个体积相同可看作质点的物体A、B和C放在水平圆盘上,水平圆盘绕轴转动,BC叠放在一起,它们分居圆心两侧且共线,物块质量均为1kg,与圆心距离分别为m,m,A与转盘间摩擦系数,B、C间摩擦系数,,C与转盘间摩擦系数。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当水平圆盘角速度由零逐渐增大时,取m/s2,下列说法正确的是( )
A. A最先滑离圆盘
B. 角速度rad/s时,A恰好发生滑动,此时A不受到摩擦力
C. 角速度rad/s时,B、C恰好一起发生滑动
D. 角速度rad/s时,B恰好发生滑动
【答案】D
【解析】
【详解】受力分析可知,A、B、C均由摩擦力提供向心力,若均与水平圆盘不发生相对滑动,对A、对B、对BC整体(假设BC能保持相对静止),均有
则A、B、C与水平圆盘不发生相对滑动,均要求
解得,,
A.不发生相对滑动,最小,B最先滑离圆盘,故A错误;
B.角速度时,A恰好发生滑动,摩擦力到达最大静摩擦力,故B错误;
C.因,则在角速度到达时,B、C就会发生相对运动,以上假设也不成立,故C错误;
D.角速度rad/s时,B恰好发生滑动,故D正确。
故选D。
7. 如图甲所示,一根粗细均匀的木筷,下端绕几圈细铁丝后竖直悬浮静止在装有盐水的杯子中,木筷下端到水面的距离为,现把木筷竖直向上提起一段距离后放手,忽略水的黏滞阻力及水面高度变化,以竖直向上为正方向,从某时刻开始计时,木筷下端的位移y随时间t变化的图像如图乙所示。已知盐水的密度为ρ,木筷的横截面积为S,木筷下端到水面的最小距离为。则( )
A. 和时刻木筷速度相同
B. 木筷做简谐运动的振幅为
C. 木筷(含铁丝)的质量为
D. 木筷在时间内运动的路程为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图乙可知木筷运动周期为,和时刻相差,运动速度大小相同,但方向相反,故A错误;
B.由简谐运动可知,木筷静止时的位置为其做简谐运动的平衡位置,下端到水面的距离为,振动到正向最大位移处,到水面的距离最小,为,可得振幅,故B错误;
C.木筷(含铁丝)静止在平衡位置时,所受重力与浮力相等,即
解得,故C正确。
D.木筷振动方程的一般形式为
其中,,
代入得
时,有
结合图乙可知,木筷在时间内运动的路程为
故D错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共3个小题,每小题6分,共18分。每小题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. 空间中存在竖直向上的匀强磁场,在光滑的半径为R的半圆管中,一根长为L、质量为m的直导体棒静止在最低点,截面图如图所示。当导体棒中通有垂直线面向里的恒定电流I后,导体棒恰好可沿着半圆管运动到圆心等高处,重力加速度为g,在导体棒运动的过程中下列说法正确的是( )
A. 运动过程中安培力始终垂直于导体棒,不做功
B. 运动过程中机械能一直增加
C. 匀强磁场磁感应强度
D. 导体棒最大速度为
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB.导体棒运动过程中,受力情况如图所示
安培力始终垂直于导体棒,但与位移夹角为锐角,做正功,机械能一直增大,故A错误,B正确;
C.恰好运动到圆心等高处,从出发到圆心等高处,根据动能定理可得
故安培力
解得,故C正确;
D.根据上述结论可知,当夹角时有最大速度,从出发到此处根据动能定理可得
解得最大速度,故D正确。
故选BCD。
9. 如图,以f为圆心、半径为m的四分之三圆弧区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度T。一群不计重力、质量kg、电荷量C的带电粒子垂直于Oa边以m/s的速度射入磁场区域。下列判断正确的是( )
A. 若粒子带正电,所有粒子射出磁场时的速度方向都平行
B. 若粒子带正电,所有粒子出射点都在b点
C. 若粒子带负电,所有粒子出射点都在e点
D. 所有粒子在磁场中运动的最长时间为s
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.若粒子带正电,粒子进入磁场后做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力得粒子的运动半径为
所以带正点的粒子从O点射入,形成以为半径的圆弧,从b点出去,从aO边射入的粒子先做一段时间的直线运动,设某一个粒子在M点进入磁场,其圆心为,如图所示
根据几何关系,可得虚线的四边形是菱形,则粒子的出射点一定是从B点射出,同理可知,从aO边射入的粒子,出射点都在b点,但射出的速度方向并不相同,A错误,B正确;
C.同理,带负电的粒子,从a点入射,形成以为半径的圆弧,从e点离开,从aO间射出的粒子,顺时针偏转,轨迹如图
有的能到达e点,有的从Of边离开,故C错误;
D.根据运动轨迹可知,所有粒子中最长的轨迹为半圆,故在磁场中运动的最长时间为,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端叠放两个质量均为1kg的物体A、B(B物体与弹簧拴接),弹簧的劲度系数为N/m,初始时系统处于静止状态。现用一方向竖直向上的拉力F作用在物体A上,使物体A开始向上做加速度m/s2的匀加速直线运动,重力加速度g取10m/s2,空气阻力忽略不计,下列说法正确的是( )
A. 外力F刚施加的瞬间,F的大小为8N
B. 经过s,A、B分离
C. 分离后B做简谐运动,振幅为0.2m
D. B物体速度达到最大时,B物体的位移为0.2m
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.施加外力F前,系统处于静止状态,对整体受力分析,由平衡条件得
代入数据解得
m
外力施加的瞬间,物体A加速度为
m/s2
对整体,由牛顿第二定律得
代入数据解得
N
故A正确;
B.设A、B分离时,弹簧的形变量为,对B受力分析,由牛顿第二定律得
代入数据解得
m
所以A物体的位移大小为
由匀变速运动公式
解得
故B正确;
D.当B物体的速度达到最大时,合力为零, 而A、B分离时B受力达到最大,方向向上,故加速度最大,方向向上,所以B速度最大时A、B已经分离,当合力为零时,对B受力分析,由平衡条件得
代入数据解得
m
B物体的位移为
代入数据解得
故D正确;
C.A、B分离前做匀加速运动,分离时的速度为
解得
分离后做简谐运动,系统机械能守恒,在该位置与最低点处
解得
所以振幅为
代入数据解得
即,故C错误。
故选ABD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。其中第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 在用单摆测量重力加速度时,小明将小锁头拴接在不易形变的细丝线一端,另一端固定在O点,并在细线上标记一点A,如图所示。
(1)将小锁头拉到某一高度(细线与竖直方向夹角很小)由静止释放,当锁头第一次向右到达最低点D时开始计时并计数为1,以后锁头每向右到达D点一次,计数增加1,计数为N时,秒表测出单摆运动时间为t,则该单摆的周期_______。
(2)他保持A点以下的细线长度不变,通过改变OA间细线长度L以改变摆长,并测出单摆运动对应的周期T,测量多组数据后,作出图像如图乙所示。已知图像的斜率为k,可求得当地的重力加速度_______。
(3)图线乙明显不过原点,其图像与横轴交点的意义是_______。
(4)与重力加速度真实值相比,发现用以上方法的测量结果偏大,分析原因可能是_______。
A. 锁头重心未知,无法准确测量摆长
B. OA间长度测量偏小
C. OA间长度测量偏大
D. 误将N次向右经过D点记成次
【答案】(1)
(2)
(3)A点距小锁头重心距离的负值 (4)D
【解析】
【小问1详解】
单摆在一个周期内两次同速度方向经过最低点,由题意可知
解得
【小问2详解】
设A点距小锁头重心距离为,根据单摆周期公式
整理得
可知图乙所示图像斜率
解得
【小问3详解】
当时,,因此图线乙不过原点,其图像与横轴交点的意义是A点距小锁头重心距离的负值。
【小问4详解】
A.由(2)中公式可知摆长是否准确测量不影响斜率测量,故不影响g的测量值,故A错误;
BC.设OA长度测量误差,,不影响g的测量值,故BC错误;
D.误将N次向右经过D点记成次,导致T测量偏小,导致图像中斜率小于真实值,因此g的测量值大于真实值,故D正确。
故选D。
12. 小明同学练习使用多用电表测电阻。
(1)如图甲所示,请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动________(填“S”或“T”),使指针对准电流的“0”刻线。
②将K旋转到电阻挡“”的位置。
③将红、黑表笔短接,旋动_______(填“S”或“T”),使指针对准电阻的_______(填“0”或“∞”)刻线。
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过大。为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按_______的顺序进行操作,再完成读数测量。
A.将K旋转到电阻挡“×100”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×1”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表欧姆调零
(2)正确操作后,读数如图乙所示,则阻值为_______Ω。
(3)若欧姆表内用一个新电池(电动势为1.5V,内阻较小),测得该电阻读数为;然后更换另外品牌的新电池(电动势为1.5V,内阻较大)和一个旧电池(电动势约为1.3V,内阻较大),欧姆表调零后测得该电阻读数为,,三次测量值相比,正确的是_______。
A. B. C. D.
【答案】(1) ①. S ②. T ③. 0 ④. BDC
(2)19.0##19 (3)D
【解析】
【小问1详解】
[1]S为机械调零旋钮,测量前应旋动部件S,使指针指在“0”刻度线;
[2][3]欧姆调零时,应旋动部件T,使指针对准电阻的“0刻线”;
[4]欧姆表指针偏转角度较大,说明所选挡位太大,应该换小挡位进行测量,应将旋转开关K置于电阻挡“”的位置,然后进行欧姆调零,再测电阻,因此合理的实验步骤是BDC;
【小问2详解】
由题图乙可知,被测电阻为19.0Ω;
【小问3详解】
欧姆表测电阻是通过欧姆表的指针显示待测电阻值的大小的,电路中的电流变小,对应的电阻值变大,即电阻的测量值变大,由欧姆表的结构可知,进行欧姆调零时,根据闭合电路的欧姆定律
当两表笔之间接入待测电阻时,电流
电源的内阻的变化,可以通过调零电阻的阻值的变化来抵消,故测量值
若电池电动势减小了,仍可以欧姆调零,根据闭合电路的欧姆定律
当两表笔之间接入待测电阻时,电流
,得,则。
故选D。
13. 城市中的某些路段设置了“绿波带”,当汽车按照绿波速度(某一范围)行驶,车辆通过时能连续获得一路绿灯。设一路上某直线路段每间隔m就有一个红绿灯路口,绿灯时间s,红灯时间s,而且下一路口红绿灯亮起总比当前路口红绿灯滞后s。汽车可看作质点,不计通过路口的时间,道路通行顺畅。
(1)若某路口绿灯刚亮起时,某汽车恰好通过,要使该汽车在后面道路上再连续通过3个路口,则该路段绿波速度范围?
(2)若该路段限速72km/h,汽车在某路口遭遇红灯,待绿灯刚亮起时,由静止开始以加速度m/s2匀加速运动直到最大速度,试通过计算判断该汽车连续再通过3个路口的用时。
【答案】(1)
(2)150s
【解析】
【小问1详解】
第4个路口的绿灯起始时间为
绿灯持续,因此到达第4个路口的时间需满足
汽车匀速运动,位移
由
可得绿波速度范围为
同理通过第3个路口的绿波速度范围为
通过第2个路口的绿波速度范围为
综上所述再连续通过3个路口的速度范围为
【小问2详解】
限速,汽车从静止开始匀加速到最大速度,再匀速运动。
加速时间
加速位移
再匀速通过第一段剩余道路,需用时
因总用时
所以到达第二个路口时,因速度过快绿灯未亮起
继续等待
重复再加速匀速再用时
同理每次通过一个路口用时,因此从开始再连续通过3个路口需用时
14. 如图所示,xOy坐标系中,在的区域中存在沿x轴正方向,大小为的匀强电场(图中未画出),区域存在垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出)。一质量为m、电荷量为的带电粒子从坐标原点O以速度v0沿y轴正方向射入电场,不计粒子的重力,已知。
(1)粒子再次经过x轴时距O点的距离;
(2)粒子从O点出发至再次经过x轴的时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
作出粒子的运动轨迹,如图所示
粒子从O点到P点的运动过程中,粒子做类平抛运动,则有竖直方向
水平方向
结合牛顿第二定律可得
联立解得
粒子到达P点时,则有,
速度关系为,
粒子进入磁场由洛伦兹力提供向心力,则有
设粒子从射出磁场,设P点与点的距离为,粒子的轨迹半径为R,则
解得
粒子从点到Q点的运动过程中,又做类平抛运动,则有竖直方向
水平方向
解得
故
【小问2详解】
粒子两次经过电场的时间
粒子在磁场中运动的时间
粒子从O点出发至再次经过x轴的时间
15. 如图所示,间距m的平行金属导轨放置在绝缘水平面上,导轨左端连接输出顺时针电流A的恒流源。空间分布两个宽度分别为m和m,间距m的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,两磁场磁感应强度小,方向均相同。质量kg、电阻为的导体棒静止于区域Ⅰ左边界,质量kg、边长为、电阻Ω的正方形单匝线框的右边紧靠区域Ⅱ左边界;一竖直固定挡板与区域Ⅱ的右边界距离为。某时刻闭合开关S,导体棒开始向右运动,离开区域Ⅰ时速度m/s。已知导体棒与线框、线框与竖直挡板之间均发生弹性碰撞,导体棒始终与导轨接触并且相互垂直,不计一切摩擦和空气阻力。求:
(1)求磁感应强度B;
(2)线框与导体棒从第1次碰撞至它们第2次碰撞过程中,线框产生的焦耳热Q;
(3)线框与导体棒碰撞的次数n以及导体棒在磁场区域Ⅰ中运动的总时间。
【答案】(1),方向竖直向下
(2)J
(3)碰7次,s
【解析】
【小问1详解】
导体棒受到向右的安培力,其大小为
对导体棒第一次离开区域Ⅰ的过程,由动能定理得
解得,磁感应强度T
方向竖直向下。
【小问2详解】
棒与线框发生弹性碰撞,设碰撞后瞬间两者速度分别为,,以向右为正方向,由动量守恒和机械能守恒得,
解得,m/s(质量相等,速度交换)
第一次撞后,线框以m/s速度进入磁场Ⅱ,棒处于静止状态,设线框右边从磁场Ⅱ左边界运动到右边界的过程时间为,末速度为,由法拉第电磁感应定律得
又,
以向右为正方向,对线框由动量定理得
解得m/s
同理可得,线框左边从磁场Ⅱ左边界运动到右边界时线框速度为m/s
可知每次线框穿过磁场Ⅱ的速度,速度大小均减少0.2m/s,线框以m/s与挡板弹性碰撞后,以原速率再次穿过磁场Ⅱ后的速度大小为m/s,线框以速度与棒第二次相碰,由能量守恒可得
解得J
【小问3详解】
线框与导体棒第二次碰后,两者交换速度,棒以m/s速度向左运动,线框静止,棒进入磁场Ⅰ,所受安培力与原来等大反向,棒做匀减速直线运动,由牛顿第二定律得
解得m/s2
棒在磁场I中的最大位移
解得mm
棒在磁场Ⅰ中减速到速度为零,然后以加速度a反向加速,以m/s的速度离开磁场Ⅰ,与线框碰撞且速度交换后,线框通过磁场Ⅱ速度大小减小0.2m/s,与挡板弹性碰撞后,以原速率再次穿过磁场Ⅱ后的速度大小再减小0.2m/s后,以m/s的速度大小与棒再相碰。经过如此反复,可知两者每两次碰撞都对应速度大小减小0.4m/s,由
可知棒与线框总的碰撞次数为次
棒第1次从磁场Ⅰ左边界匀加速运动到右边界时为ss
棒与线框碰后从右向左进入磁场Ⅰ的速度均比前一次减小0.4m/s,棒在磁场I中匀减速直线运动和反向匀加速直线运动对称,可得,第2次碰后棒在磁场Ⅰ中运动的时间分别为ss
同理可得,第4、6次碰后棒在磁场Ⅰ中运动的时间分别为ss,ss
导体棒在磁场区域Ⅰ中运动的总时间
解得s
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