内容正文:
高2026届第二次适应性训练
高三物理
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 下列关于教材中四幅图片的说法正确的是( )
A. 图甲为分子间作用力与分子间距离的关系,分子间距为时,分子势能最大
B. 图乙为氧气分子不同温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化关系,虚线对应的温度较低
C. 图丙中,水黾可以停在水面是因为水黾的密度比水小,所以能漂浮在水面上
D. 图丁中,水中扩散后的颜料能自发地重新聚集在一起,而其余部分又变成清水
2. 如图,某同学为研究静电力大小的影响因素,用轻质绝缘细线将带电小球A悬挂在铁架台上B点,细线长度远大于小球直径,在B点正下方固定一带电小球C。两球静止时,细线与竖直方向呈一定夹角。某时刻起,小球A缓慢漏电,开始在竖直平面内缓慢运动,在小球A运动过程中,细线的拉力大小变化情况是( )
A. 一直增大 B. 一直减小
C. 一直不变 D. 先增大后减小
3. 2024年6月,国家卫健委等16个部门启动“体重管理年”三年行动。为响应国家号召,监测自己的体重情况,某科技小组同学利用所学知识做了一台简易体重计,其电路图如图甲所示。已知电源两端电压为12V,定值电阻R0=10Ω,RS为力敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,踏板重力不计,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A. 测量的体重越大,电流表示数越小
B. 该体重计所能测量的最大质量为120kg
C. 当体重计测量的质量为60kg时,电路中电流为0.4A
D. 若想使体重计的量程增大,R0应选用更小阻值的电阻
4. 2024年3月,我国使用长征八号运载火箭将鹊桥二号中继卫星送入近地点高度约200km、远地点高度约的地月转移轨道,之后鹊桥二号在地面测控支持下,经过中途修正,近月制动进入近月点高度约200km、远月点高度约、周期为24h的环月使命轨道Ⅰ,为嫦娥六号月背采样返回任务提供了中继服务。在2026年,鹊桥二号将调整到近月点高度约300km、远月点高度约8600km的环月使命轨道Ⅱ,为嫦娥七号、嫦娥八号提供服务。已知地球的半径约为6400km,月球的半径约为1700km,下列说法正确的是( )
A. 根据题目信息可以估算出地球的质量
B. 根据题目信息可以估算出地球的密度
C. 根据题目信息可以估算出鹊桥二号在环月使命轨道Ⅱ上的周期
D. 根据题目信息无法估算出鹊桥二号在环月使命轨道Ⅰ上近月点与远月点的速度大小之比
5. 如图所示,一束单色光平行OA边从OB边射入一个半径为R、圆心角为135°的扇形玻璃砖,该单色光在玻璃砖中的折射率为,从M点入射的光由玻璃砖射出后恰与OA边平行。只考虑第一次射到圆弧上的光,则( )
A.
B.
C. 从玻璃砖圆弧上有光射出的与没有光射出的部分之比为
D. 换成另一频率大的单色光平行OA边从M点入射到圆弧边出射后仍然与OA边平行
6. 如图(a)所示,倾斜圆盘与水平面的夹角为,它可绕过圆心且垂直于圆盘的转轴匀速转动,在圆盘平面内以圆心O为原点建立平面直角坐标系,x轴沿水平方向,y轴沿盘面向上。圆盘上一小滑块始终与圆盘保持相对静止,其所受摩擦力沿x、y轴的投影、的关系如图(b)所示。则滑块与圆盘之间的动摩擦因数至少为( )
A. B. C. D.
7. 为缓解高三学生的压力,班主任利用班会课时间组织了一次游戏活动。游戏如下:以教室里等宽的磁砖为标记线,如图所示,一位同学坐进箱子后,其他同学将箱子从同一指定位置O推出,只要箱子的任意部分能停靠在DD'和EE'之间将获奖。某次游戏中,箱子前端紧靠指定位置O,以3m/s的速度被推出,箱子前端刚好停靠在第一块磁砖的边线EE'上,箱子前端从第三块磁砖的左边界BB'滑到第二块磁砖的右边界DD'所用的时间为箱子和磁砖的宽度均为L=0.5m,重力加速度箱子始终在磁砖上运动,则下列说法正确的是( )
A. 若换成体重更大的同学坐进箱子,并以相同的速度推出箱子,箱子滑行的距离会变小
B. 箱子和磁砖间的动摩擦因数μ=0.5
C. 若箱子的初速度为v0,箱子前端到达边界线BB'的速度为v,则箱子前端到达AA'的速度为
D. 若要获奖,箱子被推出的速度大小必须满足
二、多选题(每题6分,共18分)
8. 一列纵波波源做频率为1.0Hz的简谐振动,在介质中形成疏密相间的状态向右传播,时刻部分质点振动情况如图所示。图中虚线代表相邻各质点1、2、3、…、13的平衡位置且相距为0.5cm,小圆点代表该时刻各质点振动所在的位置。下列说法正确的是( )
A. 这列纵波的波长为2cm
B. 该时刻质点7振动方向向左
C. ,质点3恰好运动到图中质点7的位置
D. 经过20.25s,质点4的运动路程大于质点6的运动路程
9. 如图为四种电磁场模型的示意图,四种模型中磁感应强度大小均为B。图甲为速度选择器,两板间电压为U,上极板带正电,板间距为d;图乙为电磁流量计,圆形截面的半径为r,稳定时最上方和最下方之间的电压为U;图丙为磁流体发电机,两极板间距离为d,离子进入两板间的速率为v;图丁中的霍尔元件为长方体,载流子为电子,带电荷量为e,单位体积内的自由电子数为n,与磁场方向平行的棱长为a,与磁场方向垂直的截面为正方形,正方形的边长为b。带电粒子的重力不计,下列说法正确的是( )
A. 图甲中正电荷做匀速直线运动的速度大小为,应从左边进入速度选择器
B. 图乙中液体的流量(单位时间内液体流过的体积)为
C. 图丙中磁流体发电机两极板间的电压为Bvd
D. 图丁中霍尔电压为
10. 如图1所示,两根光滑长直导轨AM和AN在A点连接,处于磁感应强度为B的匀强磁场中。一根长直金属杆垂直AM放置,开始时与A点相距L,杆与A点之间的导轨上连接一阻值为R的电阻。时刻,在水平外力作用下,杆沿平行AM方向以初速度水平向右运动,位移为L时到达PQ,杆速度倒数与位移x间的关系如图2所示,不计其余电阻。则( )
A. 前一半时间内的平均感应电动势比后一半时间内的平均感应电动势小
B. 位移时,速度大小为
C. 运动到PQ过程中,通过电阻的电量为
D. 运动到PQ过程中,电阻上产生的热量为
三、实验题(共16分)
11. 某实验小组设计了如图所示的装置,利用小球下落过程中减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能,来验证系统机械能守恒。已知弹簧弹性势能的表达式,式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧形变量。实验操作步骤如下:
①按如图所示安装好实验器材,测得小球自然静止时力传感器的示数为;
②用手将小球缓慢向上托起,当力传感器示数恰好为零时由静止释放小球,测得小球下落过程中力传感器示数的最大值为,弹簧始终处于弹性限度内;
③换用不同质量的小球重复①②步骤,测出小球静止时对应的力传感器示数(、、、…)和小球下落过程中力传感器示数的最大值(、、、…)。
根据以上实验步骤,回答下列问题:
(1)该实验______(填“需要”或“不需要”)测出弹簧的劲度系数。
(2)以为纵坐标、为横坐标作出图像,不考虑弹簧的质量,若图线的斜率为______,则可验证系统的机械能守恒。
12. 某实验小组为了研究多用电表电阻挡不同量程内置电源的电动势,利用两个完全相同的多用电表,设计如图(1)实验方案,实验步骤如下:
(1)先对两电表进行________调零;
(2)甲同学将A表量程打到“×1Ω”挡,并对其进行欧姆调零,B表量程打到100mA挡;
①请选择正确的连线将两表串联成一个回路________;
A.黑线和黑线连接,红线和红线连接
B.将A表的黑线和B表的红线连接,将A表的红线和B表的黑线连接
②两电表连通后,A、B表指针分别指在图(2)中的a和b位置,则B表100mA挡的内电阻为________Ω;已知A表“×1Ω”挡欧姆调零后电表内阻为15Ω,则A表“×1Ω”挡内接电源电动势大小为________V(结果保留3位有效数字);
(3)乙同学将A表量程打到“×100Ω”挡,B表量程打到10mA挡,先将两只电表按甲同学连接方式串联,然后再对A表欧姆调零,欧姆调零后B表指针指在图(2)中的c位置,则A表“×100Ω”挡内接电源电动势大小为________V(结果保留2位有效数字)。
四、计算题(共 38 分)
13. 如图所示的细玻璃管水平固定放置,玻璃管内一段水银柱把两团理想气体甲、乙隔开,稳定时左端气体的体积与温度分别为、,右端气体的体积与温度分别为、,忽略水银柱与玻璃管间的摩擦阻力。
(1)同时缓慢地增加两团气体的温度,若水银柱不移动,求甲、乙的温度的增加量之比;
(2)同时缓慢地增加两团气体的温度,若水银柱向左运动,当甲、乙的体积相等时,求甲、乙的温度之比。
14. 如图甲,一质量为3kg的鸬鹚观察到猎物后在低空由静止开始竖直向下加速俯冲,入水后作减速直线运动。整个运动过程的v-t图像如图乙所示,已知鸬鹚入水瞬间的速度大小为6m/s,在空中俯冲时受到的阻力f=0.1mg,重力加速度大小g取10m/s2,求:
(1)鸬鹚加速过程中加速度的大小;
(2)鸬鹚加速过程的时间及0~t0位移的大小;
(3)t0~过程中水对鸬鹚作用力的冲量。
15. 如图所示,光滑水平轨道上有一弹簧,弹簧左端固定,右端连接一质量的物块(可视为质点),开始时将弹簧右端压缩至点并锁定,物块与弹簧不粘连,此时弹簧储存的弹性势能。随后解除锁定,弹簧的弹性势能全部转化为物块的动能,物块从点飞出做平抛运动,恰好在点沿方向进入传送带。传送带与水平方向的夹角,动摩擦因数,传送带的转动方向为顺时针方向,速度大小。物块在传送带上运动了后进入粗糙水平轨道。传送带与平滑连接,物块在处损失的动能可忽略不计。水平轨道的动摩擦因数,长度。之后,物块滑到原本静止在水平轨道FG的木板上,带动木板向右运动。木板上表面与相平,初始时木板的左端与对齐。已知木板的质量为,物块与木板上表面动摩擦因数,下表面与地面动摩擦因数为(未知),且木板足够长,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计其它摩擦和空气阻力,重力加速度取。已知,求:
(1)物块刚到达传送带点时的速度大小;
(2)物块在传送带上运动的位移大小;
(3)传送带因为运送物块,电动机多消耗的电能;
(4)物块与木板上表面产生的热量范围。
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高2026届第二次适应性训练
高三物理
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 下列关于教材中四幅图片的说法正确的是( )
A. 图甲为分子间作用力与分子间距离的关系,分子间距为时,分子势能最大
B. 图乙为氧气分子不同温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化关系,虚线对应的温度较低
C. 图丙中,水黾可以停在水面是因为水黾的密度比水小,所以能漂浮在水面上
D. 图丁中,水中扩散后的颜料能自发地重新聚集在一起,而其余部分又变成清水
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子间距为时,分子势能最小,故A错误;
B.温度越高,速率大的分子所占比例越大,实线对应的温度高,虚线对应的温度低,故B正确;
C.水黾可以停在水面是由于表面张力的作用,故C错误;
D.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的,水中扩散后的颜料不能自发地重新聚集在一起,而其余部分又变成清水,故D错误。
故选B。
2. 如图,某同学为研究静电力大小的影响因素,用轻质绝缘细线将带电小球A悬挂在铁架台上B点,细线长度远大于小球直径,在B点正下方固定一带电小球C。两球静止时,细线与竖直方向呈一定夹角。某时刻起,小球A缓慢漏电,开始在竖直平面内缓慢运动,在小球A运动过程中,细线的拉力大小变化情况是( )
A. 一直增大 B. 一直减小
C. 一直不变 D. 先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意,对小球A受力分析,如图所示
由相似三角形有
小球A缓慢漏电,细线与竖直方向的夹角减小,在竖直平面内缓慢运动,小球处于平衡状态,由于和的长度不变,则细线的拉力大小一直不变。
故选C。
3. 2024年6月,国家卫健委等16个部门启动“体重管理年”三年行动。为响应国家号召,监测自己的体重情况,某科技小组同学利用所学知识做了一台简易体重计,其电路图如图甲所示。已知电源两端电压为12V,定值电阻R0=10Ω,RS为力敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,踏板重力不计,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A. 测量的体重越大,电流表示数越小
B. 该体重计所能测量的最大质量为120kg
C. 当体重计测量的质量为60kg时,电路中电流为0.4A
D. 若想使体重计的量程增大,R0应选用更小阻值的电阻
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图乙可知,测量的体重越大,力敏电阻的阻值越小,电路总电阻变小,电流表示数变大,A错误;
B.电源两端电压为12V,电流表量程为0~0.6A,此时电路总电阻
此时力敏电阻的阻值
由图像可知,此时力敏电阻所受压力为1200N,该体重计所能测量的最大质量为,B正确;
C.当体重计测量的质量为60kg时,力敏电阻所受压力
由图像可知,此时力敏电阻的阻值为30Ω,电路中电流为,C错误;
D.若想使体重计的量程增大,力敏电阻所受压力增大,力敏电阻的阻值会更小,受电流表量程的限制,R0应选用更大阻值的电阻,D错误。
故选B。
4. 2024年3月,我国使用长征八号运载火箭将鹊桥二号中继卫星送入近地点高度约200km、远地点高度约的地月转移轨道,之后鹊桥二号在地面测控支持下,经过中途修正,近月制动进入近月点高度约200km、远月点高度约、周期为24h的环月使命轨道Ⅰ,为嫦娥六号月背采样返回任务提供了中继服务。在2026年,鹊桥二号将调整到近月点高度约300km、远月点高度约8600km的环月使命轨道Ⅱ,为嫦娥七号、嫦娥八号提供服务。已知地球的半径约为6400km,月球的半径约为1700km,下列说法正确的是( )
A. 根据题目信息可以估算出地球的质量
B. 根据题目信息可以估算出地球的密度
C. 根据题目信息可以估算出鹊桥二号在环月使命轨道Ⅱ上的周期
D. 根据题目信息无法估算出鹊桥二号在环月使命轨道Ⅰ上近月点与远月点的速度大小之比
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由于题目没有给出鹊桥二号中继卫星绕地球运行的线速度或周期等相关信息,无法估算地球的质量和密度,故AB错误;
C.中继卫星在使命轨道Ⅰ上绕行时,其轨道半长轴
周期
中继卫星在使命轨道Ⅱ绕行时,其轨道半长轴
根据开普勒第三定律可得
代入数据解得鹊桥二号在环月使命轨道Ⅱ上的周期,故C正确;
D.设鹊桥二号在环月使命轨道Ⅰ的近月点到月球中心的距离为,速度为,远月点到月球中心的距离为,速度为,根据开普勒第二定律可得
其中,
代入数据解得,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,一束单色光平行OA边从OB边射入一个半径为R、圆心角为135°的扇形玻璃砖,该单色光在玻璃砖中的折射率为,从M点入射的光由玻璃砖射出后恰与OA边平行。只考虑第一次射到圆弧上的光,则( )
A.
B.
C. 从玻璃砖圆弧上有光射出的与没有光射出的部分之比为
D. 换成另一频率大的单色光平行OA边从M点入射到圆弧边出射后仍然与OA边平行
【答案】C
【解析】
【详解】AB.已知光线从M点入射的光由玻璃砖射出后恰与OA平行,则两个界面发生折射时的法线平行,其光路图如图所示
由题意和几何关系可知
由光的折射定律有
解得
则说明光线在M点的折射角与N点时的入射角相等,从而可确定为直角,且
解得,故AB错误;
C.若没有光射出的话,其临界角有
解得
所以当光线在圆弧面射出时的入射角为45°时将发生全反射,为圆弧边界有光射出的上边界,从O点射入的光线从圆弧面射出时为下边界,所对应圆心角为等于45°,如图所示
则从玻璃砖圆弧上有光射出的与没有光射出的部分之比为,故C项正确;
D.换成另一频率大的单色光平行OA边从M点入射到圆弧边出射,由于不同光的折射率不同,所以此时不会与OA边平行射出,故D项错误。
故选C。
6. 如图(a)所示,倾斜圆盘与水平面的夹角为,它可绕过圆心且垂直于圆盘的转轴匀速转动,在圆盘平面内以圆心O为原点建立平面直角坐标系,x轴沿水平方向,y轴沿盘面向上。圆盘上一小滑块始终与圆盘保持相对静止,其所受摩擦力沿x、y轴的投影、的关系如图(b)所示。则滑块与圆盘之间的动摩擦因数至少为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设图(b)圆与轴正方向的交点的纵坐标为,则
解得
结合图(b)知,滑块运动至最高点时,所受的静摩擦力最小,方向指向圆心,大小为。
由牛顿第二定律得
滑块运动至最低点时,所受的静摩擦力最大,方向指向圆心,大小为
由牛顿第二定律得
且满足
联立知,滑块与圆盘之间的动摩擦因数。
故选A。
7. 为缓解高三学生的压力,班主任利用班会课时间组织了一次游戏活动。游戏如下:以教室里等宽的磁砖为标记线,如图所示,一位同学坐进箱子后,其他同学将箱子从同一指定位置O推出,只要箱子的任意部分能停靠在DD'和EE'之间将获奖。某次游戏中,箱子前端紧靠指定位置O,以3m/s的速度被推出,箱子前端刚好停靠在第一块磁砖的边线EE'上,箱子前端从第三块磁砖的左边界BB'滑到第二块磁砖的右边界DD'所用的时间为箱子和磁砖的宽度均为L=0.5m,重力加速度箱子始终在磁砖上运动,则下列说法正确的是( )
A. 若换成体重更大的同学坐进箱子,并以相同的速度推出箱子,箱子滑行的距离会变小
B. 箱子和磁砖间的动摩擦因数μ=0.5
C. 若箱子的初速度为v0,箱子前端到达边界线BB'的速度为v,则箱子前端到达AA'的速度为
D. 若要获奖,箱子被推出的速度大小必须满足
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据牛顿第二定律,箱子的加速度,与质量无关,由运动学公式
得滑行距离
可知滑行距离仅与初速度和加速度有关,与质量无关,因此,换成体重更大的同学,以相同速度推出,滑行距离不变,故A错误;
B.已知箱子前端从O点以推出,前端刚好到EE′,则可将箱子看作是反方向初速度为零的匀加速,设EE′到DD'的时间为,EE′到BB'的时间为
由运动学公式,EE′到DD'满足
EE′到BB'满足
又由题意
联立解得
又因为,,
代入数据得,故B错误;
C.在箱子以3m/s的速度被推出,箱子前端刚好停靠在第一块磁砖的边线EE'上的过程过程中,由运动学公式
代入数据得
则位置O到AA'的距离
箱子前端从位置O到AA'的过程,满足运动学公式
箱子前端从位置O到EE′的过程,满足运动学公式
代入数据联立解得,故C错误;
D.获奖需箱子任意部分在DD′和EE′之间,即箱子前端至少超过DD′(距离O点距离为),且箱子末端不超过EE′(距离O点距离为)。箱子前端到DD′时速度大于零,满足
代入数据得
箱子末端到EE′之前速度减为零,满足
代入数据得
即若要获奖,箱子被推出的速度大小必须满足,故D正确。
故选D 。
二、多选题(每题6分,共18分)
8. 一列纵波波源做频率为1.0Hz的简谐振动,在介质中形成疏密相间的状态向右传播,时刻部分质点振动情况如图所示。图中虚线代表相邻各质点1、2、3、…、13的平衡位置且相距为0.5cm,小圆点代表该时刻各质点振动所在的位置。下列说法正确的是( )
A. 这列纵波的波长为2cm
B. 该时刻质点7振动方向向左
C. ,质点3恰好运动到图中质点7的位置
D. 经过20.25s,质点4的运动路程大于质点6的运动路程
【答案】BD
【解析】
【详解】A.质点3和质点7均在平衡位置,二者相距半个波长,这列纵波的波长为4cm,A错误;
B.因为质点5在左最大位移处,所以该时刻质点7振动方向向左,B正确;
C.质点只振动不移动,质点3不可能运动到图中质点7的位置,C错误;
D.经过,经过20个周期时二者的路程相等,最后四分之一周期时间内,质点4向右运动并经过平衡位置,速度大,路程大,质点6向左运动到最大位移处后向右运动,速度小,路程小,所以,质点4的运动路程大于质点6的运动路程,D正确。
故选BD。
9. 如图为四种电磁场模型的示意图,四种模型中磁感应强度大小均为B。图甲为速度选择器,两板间电压为U,上极板带正电,板间距为d;图乙为电磁流量计,圆形截面的半径为r,稳定时最上方和最下方之间的电压为U;图丙为磁流体发电机,两极板间距离为d,离子进入两板间的速率为v;图丁中的霍尔元件为长方体,载流子为电子,带电荷量为e,单位体积内的自由电子数为n,与磁场方向平行的棱长为a,与磁场方向垂直的截面为正方形,正方形的边长为b。带电粒子的重力不计,下列说法正确的是( )
A. 图甲中正电荷做匀速直线运动的速度大小为,应从左边进入速度选择器
B. 图乙中液体的流量(单位时间内液体流过的体积)为
C. 图丙中磁流体发电机两极板间的电压为Bvd
D. 图丁中霍尔电压为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.图甲中正电荷做匀速直线运动时,则有
解得
由于洛伦兹力与电场力平衡,电场力向下,洛伦兹力应向上,因此正电荷应从左边进入速度选择器,故A正确;
B.电压稳定时,导电液体受到的电场力等于洛伦兹力,则有,,
联立解得,故B正确;
C.电路稳定时,电场力与洛伦兹力平衡,则有
解得,故C正确;
D.根据题意可知,洛伦兹力与电场力平衡,则有
根据电流的微观定义可得
联立解得,故D错误。
故选ABC。
10. 如图1所示,两根光滑长直导轨AM和AN在A点连接,处于磁感应强度为B的匀强磁场中。一根长直金属杆垂直AM放置,开始时与A点相距L,杆与A点之间的导轨上连接一阻值为R的电阻。时刻,在水平外力作用下,杆沿平行AM方向以初速度水平向右运动,位移为L时到达PQ,杆速度倒数与位移x间的关系如图2所示,不计其余电阻。则( )
A. 前一半时间内的平均感应电动势比后一半时间内的平均感应电动势小
B. 位移时,速度大小为
C. 运动到PQ过程中,通过电阻的电量为
D. 运动到PQ过程中,电阻上产生的热量为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由图像可知图线方程
故
所以为一定值,故A错误;
B.由可知,当时,,故B错误;
C.电流
为一定值,根据图像速度倒数与位移x所围面积为时间,故可得运动到PQ所用时间
通过电阻的电量为,故C正确;
D.运动到PQ过程中,电阻上产生的热量为,故D正确。
故选CD。
三、实验题(共16分)
11. 某实验小组设计了如图所示的装置,利用小球下落过程中减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能,来验证系统机械能守恒。已知弹簧弹性势能的表达式,式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧形变量。实验操作步骤如下:
①按如图所示安装好实验器材,测得小球自然静止时力传感器的示数为;
②用手将小球缓慢向上托起,当力传感器示数恰好为零时由静止释放小球,测得小球下落过程中力传感器示数的最大值为,弹簧始终处于弹性限度内;
③换用不同质量的小球重复①②步骤,测出小球静止时对应的力传感器示数(、、、…)和小球下落过程中力传感器示数的最大值(、、、…)。
根据以上实验步骤,回答下列问题:
(1)该实验______(填“需要”或“不需要”)测出弹簧的劲度系数。
(2)以为纵坐标、为横坐标作出图像,不考虑弹簧的质量,若图线的斜率为______,则可验证系统的机械能守恒。
【答案】(1)不需要 (2)2
【解析】
【分析】
【小问1详解】
小球自然静止时
小球下落到最低点
由机械能守恒定律
联立可得,故不需要测出弹簧的劲度系数。
【小问2详解】
由小问1可知:若系统的机械能守恒,则有
即图线的斜率为。
【点睛】
12. 某实验小组为了研究多用电表电阻挡不同量程内置电源的电动势,利用两个完全相同的多用电表,设计如图(1)实验方案,实验步骤如下:
(1)先对两电表进行________调零;
(2)甲同学将A表量程打到“×1Ω”挡,并对其进行欧姆调零,B表量程打到100mA挡;
①请选择正确的连线将两表串联成一个回路________;
A.黑线和黑线连接,红线和红线连接
B.将A表的黑线和B表的红线连接,将A表的红线和B表的黑线连接
②两电表连通后,A、B表指针分别指在图(2)中的a和b位置,则B表100mA挡的内电阻为________Ω;已知A表“×1Ω”挡欧姆调零后电表内阻为15Ω,则A表“×1Ω”挡内接电源电动势大小为________V(结果保留3位有效数字);
(3)乙同学将A表量程打到“×100Ω”挡,B表量程打到10mA挡,先将两只电表按甲同学连接方式串联,然后再对A表欧姆调零,欧姆调零后B表指针指在图(2)中的c位置,则A表“×100Ω”挡内接电源电动势大小为________V(结果保留2位有效数字)。
【答案】(1)机械 (2) ①. B ②. 15.0 ③. 1.44
(3)9.0
【解析】
【小问1详解】
使用多用电表前需要进行机械调零。
【小问2详解】
[1]使用多用电表电流挡、欧姆挡时,电流要从多用电表的红表笔流入、黑表笔流出,由于A为欧姆表,其黑表笔接电源的正极,红表笔接电源的负极,所以应将A表的黑线和B表的红线连接,将A表的红线和B表的黑线连接。
故选B。
[2]图(2)可知B表100mA挡的内电阻为A表读数,即
[3]B表100mA挡,可知最小分度值为2mA,故图(2)可知B表电流为48mA,根据闭合电路欧姆定律可知
【小问3详解】
A表量程打到“×100Ω”挡,将两只电表按甲同学连接方式串联,然后再对A表欧姆调零,则A、B表总内阻为
B表量程打到10mA挡,可知最小分度值为0.2mA,图(2)可知B表电流为6mA,根据闭合电路欧姆定律可知
四、计算题(共 38 分)
13. 如图所示的细玻璃管水平固定放置,玻璃管内一段水银柱把两团理想气体甲、乙隔开,稳定时左端气体的体积与温度分别为、,右端气体的体积与温度分别为、,忽略水银柱与玻璃管间的摩擦阻力。
(1)同时缓慢地增加两团气体的温度,若水银柱不移动,求甲、乙的温度的增加量之比;
(2)同时缓慢地增加两团气体的温度,若水银柱向左运动,当甲、乙的体积相等时,求甲、乙的温度之比。
【答案】(1)
(2)1:1
【解析】
【小问1详解】
升温前两团气体压强相等,设为,水银柱不移动
对甲、乙两团气体由等容变化规律可得,
水银柱不移动,则有
联立解得
【小问2详解】
若水银柱向左运动,当甲、乙的体积相等时,两团气体的体积均为,压强均设为
对甲、乙两团气体由理想气体状态方程可得,
联立解得
14. 如图甲,一质量为3kg的鸬鹚观察到猎物后在低空由静止开始竖直向下加速俯冲,入水后作减速直线运动。整个运动过程的v-t图像如图乙所示,已知鸬鹚入水瞬间的速度大小为6m/s,在空中俯冲时受到的阻力f=0.1mg,重力加速度大小g取10m/s2,求:
(1)鸬鹚加速过程中加速度的大小;
(2)鸬鹚加速过程的时间及0~t0位移的大小;
(3)t0~过程中水对鸬鹚作用力的冲量。
【答案】(1)9m/s2
(2),2m
(3)28N·s,方向竖直向上
【解析】
【小问1详解】
鸬鹚俯冲过程,由牛顿第二定律
解得
【小问2详解】
鸬鹚加速过程有,
解得,
【小问3详解】
t0~时间内,鸬鹚在水中减速,规定竖直向下为正方向,由动量定理得
解得
即水对鸬鹚作用力的冲量大小为28N·s,方向竖直向上。
15. 如图所示,光滑水平轨道上有一弹簧,弹簧左端固定,右端连接一质量的物块(可视为质点),开始时将弹簧右端压缩至点并锁定,物块与弹簧不粘连,此时弹簧储存的弹性势能。随后解除锁定,弹簧的弹性势能全部转化为物块的动能,物块从点飞出做平抛运动,恰好在点沿方向进入传送带。传送带与水平方向的夹角,动摩擦因数,传送带的转动方向为顺时针方向,速度大小。物块在传送带上运动了后进入粗糙水平轨道。传送带与平滑连接,物块在处损失的动能可忽略不计。水平轨道的动摩擦因数,长度。之后,物块滑到原本静止在水平轨道FG的木板上,带动木板向右运动。木板上表面与相平,初始时木板的左端与对齐。已知木板的质量为,物块与木板上表面动摩擦因数,下表面与地面动摩擦因数为(未知),且木板足够长,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计其它摩擦和空气阻力,重力加速度取。已知,求:
(1)物块刚到达传送带点时的速度大小;
(2)物块在传送带上运动的位移大小;
(3)传送带因为运送物块,电动机多消耗的电能;
(4)物块与木板上表面产生的热量范围。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
根据能量守恒
解得
物块从B点到C点做平抛运动,则
解得
【小问2详解】
物块进入传送带以后,受到沿斜面向下的摩擦力,物块加速运动,根据牛顿第二定律
解得
假设物块加速至与传送带速度相同时,所需时间为,则
解得
所以物块还未加速至与传送带共速,就离开传送带,设离开传送带时速度大小,则
解得
物块在传送带上位移大小
【小问3详解】
传送带的位移大小
传送带受到沿斜面向上的滑动摩擦力
电动机多消耗的电能用于克服摩擦力做功,
【小问4详解】
滑块能带动木板向右运动
解得
物块与木板到达共速时
物块与木板上表面产生的热量
代入数据得
所以
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