精品解析:贵州省兴义市第八中学2025-2026学年高三上学期10月月考物理试题
2025-11-13
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内容正文:
兴义市第八中学2025-2026学年高三上学期10月物理检测试卷
一、单选题(本大题共6小题)
1. 2024年4月25日20时59分,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟十八号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,如图所示。神舟十八号载人飞船入轨后,于北京时间2024年4月26日3时32分,成功对接于空间站天和核心舱径向端口,整个自主交会对接过程历时约6.5小时。下列说法正确的是( )
A. 2024年4月25日20时59分,指的是时间间隔
B. 研究空间站的姿态调整问题时,可以将其视为质点
C. 空间站绕地球飞行一周,任一时刻的瞬时速度均不为零,但是一周的平均速度为零
D. 飞船加速上升过程中,飞船对航天员的支持力大于航天员对飞船的压力
2. 如图所示,自动驾驶车辆配备了多种传感器和集成高精度地图,保证了自动驾驶的安全性和可靠性。某辆自动驾驶汽车甲和前方汽车乙以相同速度在同一公路上行驶,某时刻乙车突然以大小为的加速度刹车,甲车经反应识别后开始以大小为的加速度刹车,两车同时停止且不相撞,两车均可看作质点。下列说法不正确的是( )
A. 两车的初速度为
B. 两车正常行驶时的间距至少为
C. 停车之前两车间的距离一直在减小
D. 乙车开始刹车后甲运动的总位移大小为
3. 2021年10月15日,伴随着“三、二、一”的倒计时,“神舟十三号”在“长征二号”运载火箭的推动下顺利进入太空,“神舟十三号”航天员翟志刚、王亚平和叶光富开始了为期6个月的“太空旅行”。如图所示为“长征二号”运载火箭,下列关于它在竖直方向加速起飞过程的说法,正确的是( )
A. 保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后将立刻加速下落
B. 火箭加速上升时,航天员对座椅的压力大于自身重力
C. 燃料燃烧推动空气,空气反作用力推动火箭升空
D. 火箭喷出的热气流对火箭的作用力大于火箭对热气流的作用力
4. 如图所示,一个粗糙的斜面固定在地面上,斜面的倾斜角为θ,且θ=30°。质量为3m的物块D放在斜面上,通过一根轻绳绕过轻小滑轮B与质量为m的物块C相连。另一根轻绳的A端固定在天花板上,另一端打结于点,初态OA段绷直且绳子拉力刚好为零。现保持OA绳长一定,将绳的A端缓慢向左移动,直到D即将相对于斜面向上打滑,这个过程中D一直静止,则下列说法中正确的是( )
A. OA段绳子的拉力一直减小 B. OB段绳子的拉力一直增大
C. 物块D受到的摩擦力先减小后增大 D. 斜面受到地面的摩擦力先减小后增大
5. 一质量为的汽车在水平公路上行驶,路面对轮胎的径向最大静摩擦力为,当汽车经过半径为的弯道时,下列判断正确的是( )
A. 汽车转弯时不受摩擦力的作用
B. 汽车转弯的速度为时所需的向心力为
C. 汽车转弯的速度为时汽车不会发生侧滑
D. 汽车能安全转弯的向心加速度可以超过
6. 如图所示,倾角为45°的足够长的斜面固定在水平面上,质量为m的滑块A、质量为2m的滑块B叠放在一起,B上表面水平,A置于B上表面的最右端。现由静止释放A和B,当B沿斜面向下运动时,A相对B发生滑动。若B的右侧面的高度为H,A可视为质点,不计一切摩擦,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A. B受到A的压力为mg B. A运动的加速度大小为0.5g
C. A在B的上表面滑行的时间为 D. B受到斜面的支持力为
二、多选题(本大题共1小题)
7. 某物理兴趣小组为了探究小球运动过程中受到的空气阻力与哪些因素有关,测量了小球竖直上抛到落回到出发点过程中的上升时间和下落时间,小球竖直上抛的初速度和落回到出发点的速度(已知重力加速度为g),根据测量结果,该小组做了下列猜测,其中正确的是( )
A. 若空气阻力大小保持不变,则
B. 若空气阻力只与小球半径成正比,则同种材料的实心小球,质量大的小
C. 若空气阻力只与速率成正比,则
D. 若空气阻力只与速率的平方成正比,则小球抛出瞬间的加速度大小为
三、单选题(本大题共1小题)
8. 图(a)所示的采棉机在运输圆柱形棉包的过程中缓慢经过一段如图(b)所示路面(运动时,圆柱形棉包在前,路段足够长),CD、EF为水平路面,M点为倾角最大的位置,倾角为30°。棉包放在如图(c)所示的“V”形挡板上,两板间夹角恒为120°,初始时OA与水平面的夹角为30°。运动过程中,棉包不脱离挡板,忽略“V”形挡板对棉包的摩擦力,已知重力加速度为g。则( )
A. 从D到M斜面对采棉机的作用力越来越小
B. 从D到M棉包对OA板的压力先增大后减小
C. 从D到M棉包对OB板的压力一直增大
D. 采棉机在EF段做减速运动,加速度可以为
四、多选题(本大题共2小题)
9. 如图所示,两竖直光滑墙壁的水平间距为6m,贴近左边墙壁从距离地面高20m处以初速度10m/s水平向右抛出一小球,一切碰撞均无机械能损失。小球每次碰撞时:平行于接触面方向的分速度不变、垂直于接触面方向的分速度反向。不计空气阻力,重力加速度取10m/s2,则( )
A. 小球第一次与地面碰撞点到左边墙壁的水平距离为6m
B. 小球第一次与地面碰撞点到左边墙壁的水平距离为4m
C. 小球第二次与地面碰撞点到左边墙壁的水平距离为2m
D. 小球第二次与地面碰撞点到左边墙壁的水平距离为0m
10. 如图甲所示,物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平地面由静止开始运动,在时刻撤去恒力F,物体运动的图像如图乙所示,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A. 物体在3s内的位移
B. 恒力F与滑动摩擦力大小之比为
C. 物体与地面间的动摩擦因数
D. 在撤去F前后两个阶段的平均速度大小之比
五、实验题(本大题共2小题)
11. 某实验小组利用铜片、锌片和苹果制作了一个水果电池,他们测量水果电池的电动势和内阻,并探究电极间距对和的影响,实验电路图如图甲所示。已知电流表的内阻,量程为0~1mA,电阻箱阻值的变化范围为0~9999Ω。
(1)连接电路后,开关闭合前电阻箱的阻值应调节到______(填“最大”“最小”或“任意”)值;
(2)调节电阻箱,改变电路中的电流,利用测量数据作出图像,其中电压为电阻箱两端电压;
(3)保持铜片和锌片插入苹果中的深度不变,依次增加铜片与锌片的间距,先后得到图像如图乙中(a)、(b)、(c)、(d)所示;
(4)由图乙可知:在该实验中,随电极间距的增大,该水果电池的电动势______,内阻______;(均填“增大”“减小”或“不变”)
(5)曲线(c)对应的水果电池电动势E=______V,内阻r=______Ω。(均保留3位有效数字)
12. 某实验小组利用图1所示的实验装置来探究加速度与力,质量的关系。除图中提供的实验器材外,实验室还提供有质量相同的砝码若干,实验步骤如下:
(i)用天平测出带有凹槽的小车的质量和小桶的质量;
(ii)按图1所示组装实验装置,将木板一端垫高,平衡小车运动时所受的阻力及其他阻力;
(iii)保持小车质量不变,在小桶中放入砝码,并从静止开始释放小车;
(iv)取下纸带,分析打点计时器在纸带上留下的点迹,计算出小车的加速度;
(vi)在小桶中逐一增加砝码,重复步骤(iii)(iv),以小桶及砝码的总重力mg作为小车所受的合力F,将小车的加速度a和合力F等多组数据记录在表格1中;
(vii)保持小桶中砝码的质量不变,在小车的凹槽中放入一个砝码,并从静止释放小车;
(vii)取下纸带,分析打点计时器在纸带上留下的点迹,计算出小车的加速度;
(viii)在小车中逐一增加砝码,重复步骤(vi)(vii),将小车的加速度a和小车及砝码的总质量M等多组数据记录在表格2中;
(ix)利用表格数据,分别作出、图像,进行数据分析,得出实验结论。
表格1:
1
2
3
4
5
a(m/s2)
F/N
表格2:
1
2
3
4
5
a(m/s2)
M(kg)
据此回答以下问题:
(1)完成本实验主要采用的研究方法是______。
A. 微元法 B. 控制变量法 C. 等效替代法
(2)进行步骤(ii)需要连接______(选填“纸带”或“小桶”)。
(3)实验中打出的其中一条纸带如图2所示,相邻两计数点之间还有四个点未画出,则该纸带对应的小车加速度a=______m/s(结果保留三位有效数字)。
(4)在保持质量不变的情况下探究加速度与力的关系时,某同学根据测得的多组数据绘制图像如图3所示。图线右上部分明显偏离直线,造成此现象的主要原因可能是______。
六、解答题(本大题共3小题)
13. 如图所示,在锅炉外壁紧贴着导热性能良好且右壁开孔与大气相通的汽缸,汽缸右壁内侧装有压力传感器,用于监控锅炉外壁的温度、锅炉未工作时,活塞与锅炉外壁距离为0.3m、与传感器距离为0.2m,活塞左侧封闭温度为300K、压强为105Pa的空气,此时压力传感器的示数为0。已知大气压强为105Pa,活塞横截面积为10-2m2,不计活塞与汽缸壁的摩擦,锅炉工作时温度缓慢升高。
(1)当锅炉的温度为T1时,活塞刚好接触压力传感器,求T1;
(2)锅炉外壁温度T从300K逐渐增大,求压力传感器示数F与T的关系式;
(3)活塞从汽缸图示位置移动到最右侧刚接触到压力传感器的过程中,气体吸收了300J的热量,求该过程中气体内能变化多少?
14. 小杨同学每天都会乘坐10路公交车到万州二中上学,有一天他对乘车问题做了如下思考:假设在一条平直的道路上有两个红绿灯A、B,其中AB间距L2=430m,C为公交车站台,10路车的停靠时间为8s,18路公交车不停靠,BC间距L3=180m。两个灯都是绿灯持续10s,红灯持续20s,假设红绿灯切换不需要时间。有可视为质点的10路、18路两辆公交车行驶在路上依次经过A、B、C。两车加速时加速度大小均为a1=2.5m/s2,减速时加速度大小均为a2=5m/s2。当18路车以v0=10m/s的速度走到A处时,10路车以同样速度v0走到距离A处L1=80m的地方,此时A显示绿灯还有4s,B显示红灯还剩1s。当两车不能够匀速通过红绿灯时,就会匀减速运动刚好停到红绿灯处;绿灯亮起,公交车马上从静止做匀加速直线运动,加速到v0保持匀速直线行驶。不计站台大小,试求:
(1)10路公交车从A前80m的地方运动到A所需要的时间;
(2)10路、18路公交车在A、B之间的最大距离;
(3)若小杨同学在距站台右侧50m处看到18路车刚刚离开站台时,立刻先匀加速直线运动再匀减速直线运动最终到达站台时速度为零,试求小杨要赶上10路公交车,其加速度要满足什么条件?(设人加速和减速时加速度大小相同)
15. 如图甲所示,地面上有一长为l=1m,高为h=0.8m,质量M=2kg的木板,木板的右侧放置一个质量为m=1kg的木块(可视为质点),已知木板与木块之间的动摩擦因数为μ1=0.4,木板与地面之间的动摩擦因数为μ2=0.6,初始时两者均静止,现对木板施加一水平向右的拉力F,拉力F随时间的变化如图乙所示,求木块落地时距离木板左侧的水平距离。(取g=10m/s2)
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兴义市第八中学2025-2026学年高三上学期10月物理检测试卷
一、单选题(本大题共6小题)
1. 2024年4月25日20时59分,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟十八号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,如图所示。神舟十八号载人飞船入轨后,于北京时间2024年4月26日3时32分,成功对接于空间站天和核心舱径向端口,整个自主交会对接过程历时约6.5小时。下列说法正确的是( )
A. 2024年4月25日20时59分,指的是时间间隔
B. 研究空间站的姿态调整问题时,可以将其视为质点
C. 空间站绕地球飞行一周,任一时刻的瞬时速度均不为零,但是一周的平均速度为零
D. 飞船加速上升过程中,飞船对航天员的支持力大于航天员对飞船的压力
【答案】C
【解析】
【详解】A.2024年4月25日20时59分,指的是时刻,A错误;
B.研究空间站的姿态调整问题时,空间站的形状、大小不能忽略不计,不可以将其视为质点,B错误;
C.绕地球飞行一周,任一时刻的瞬时速度均不是零,飞船回到起点,故位移是零,一周的平均速度是零,C正确;
D.飞船加速上升过程中,根据牛顿第三定律可知,飞船对航天员的支持力大小等于航天员对飞船的压力,D错误。
故选C。
2. 如图所示,自动驾驶车辆配备了多种传感器和集成高精度地图,保证了自动驾驶的安全性和可靠性。某辆自动驾驶汽车甲和前方汽车乙以相同速度在同一公路上行驶,某时刻乙车突然以大小为的加速度刹车,甲车经反应识别后开始以大小为的加速度刹车,两车同时停止且不相撞,两车均可看作质点。下列说法不正确的是( )
A. 两车的初速度为
B. 两车正常行驶时的间距至少为
C. 停车之前两车间的距离一直在减小
D. 乙车开始刹车后甲运动的总位移大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题意作图像如图所示
根据速度—时间公式可得甲、乙两车从开始刹车到停止所用的时间分别为、
又有
解得,,故正确,不符合题意;
BD.根据图线与横轴所围的面积表示位移可得,甲车运动的位移大小为
乙车运动的位移大小为
由此可知甲比乙多运动的距离为
所以两车正常行驶时的间距至少为,故错误,符合题意,正确,不符合题意;
C.由图可知甲车的速度始终大于乙车的(两端除外),所以两车间的距离一直在减小,故C正确,不符合题意。
本题选择错误选项,故选B。
3. 2021年10月15日,伴随着“三、二、一”的倒计时,“神舟十三号”在“长征二号”运载火箭的推动下顺利进入太空,“神舟十三号”航天员翟志刚、王亚平和叶光富开始了为期6个月的“太空旅行”。如图所示为“长征二号”运载火箭,下列关于它在竖直方向加速起飞过程的说法,正确的是( )
A. 保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后将立刻加速下落
B. 火箭加速上升时,航天员对座椅的压力大于自身重力
C. 燃料燃烧推动空气,空气反作用力推动火箭升空
D. 火箭喷出的热气流对火箭的作用力大于火箭对热气流的作用力
【答案】B
【解析】
【详解】A.保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后将先向上减速至0再加速下落,A错误;
B.火箭加速上升时,加速度方向向上,根据牛顿第二定律可知航天员受到的支持力大于自身的重力,由牛顿第三定律知航天员对座椅的压力大于自身重力,B正确;
C.火箭受到重力、空气阻力以及内部燃料喷出时的作用力,燃料燃烧向下喷气,喷出的气体的反作用力推动火箭升空,C错误;
D.火箭喷出的热气流对火箭的作用力与火箭对热气流的作用力是作用力和反作用力,二者等大反向,D错误;
故选B。
4. 如图所示,一个粗糙的斜面固定在地面上,斜面的倾斜角为θ,且θ=30°。质量为3m的物块D放在斜面上,通过一根轻绳绕过轻小滑轮B与质量为m的物块C相连。另一根轻绳的A端固定在天花板上,另一端打结于点,初态OA段绷直且绳子拉力刚好为零。现保持OA绳长一定,将绳的A端缓慢向左移动,直到D即将相对于斜面向上打滑,这个过程中D一直静止,则下列说法中正确的是( )
A. OA段绳子的拉力一直减小 B. OB段绳子的拉力一直增大
C. 物块D受到的摩擦力先减小后增大 D. 斜面受到地面的摩擦力先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.画出结点O的受力分析如图所示
其中是一直变大的趋势,一开始等于mg,垂直时小于mg,接近水平时又远远大于mg,由以上特殊值法知是先减小后增大的趋势,故AB错误;
C.初态时,绳子的拉力大小为
D的重力沿斜面的分力为
故D的静摩擦力沿斜面向上,又由于是先减小后增大,所以D受到的摩擦力先向上增大,再减小再反向增大,故C错误;
D.斜面受到地面的摩擦力等于的水平分力,故先减小后增大,故D正确。
故选D。
5. 一质量为的汽车在水平公路上行驶,路面对轮胎的径向最大静摩擦力为,当汽车经过半径为的弯道时,下列判断正确的是( )
A. 汽车转弯时不受摩擦力的作用
B. 汽车转弯的速度为时所需的向心力为
C. 汽车转弯的速度为时汽车不会发生侧滑
D. 汽车能安全转弯的向心加速度可以超过
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A. 汽车转弯时摩擦力提供做圆周运动的向心力,A错误;
B. 汽车转弯的速度为时所需的向心力为
B正确;
C. 汽车转弯的速度为时所需的向心力为
则汽车会发生侧滑,C错误;
D. 汽车能安全转弯的向心加速度最大值满足
可得
am=7m/s2
则汽车能安全转弯的向心加速度不可以超过,D错误。
故选B。
6. 如图所示,倾角为45°的足够长的斜面固定在水平面上,质量为m的滑块A、质量为2m的滑块B叠放在一起,B上表面水平,A置于B上表面的最右端。现由静止释放A和B,当B沿斜面向下运动时,A相对B发生滑动。若B的右侧面的高度为H,A可视为质点,不计一切摩擦,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A. B受到A的压力为mg B. A运动的加速度大小为0.5g
C. A在B的上表面滑行的时间为 D. B受到斜面的支持力为
【答案】C
【解析】
【详解】设A、B之间的弹力大小为,斜面与B之间的弹力大小为,对A,由牛顿第二定律得
对B,由牛顿第二定律有
联立可得
A竖直向下运动的位移为H,由
可得A在B的上表面滑动的时间为
故选C。
二、多选题(本大题共1小题)
7. 某物理兴趣小组为了探究小球运动过程中受到的空气阻力与哪些因素有关,测量了小球竖直上抛到落回到出发点过程中的上升时间和下落时间,小球竖直上抛的初速度和落回到出发点的速度(已知重力加速度为g),根据测量结果,该小组做了下列猜测,其中正确的是( )
A. 若空气阻力大小保持不变,则
B. 若空气阻力只与小球半径成正比,则同种材料的实心小球,质量大的小
C. 若空气阻力只与速率成正比,则
D. 若空气阻力只与速率的平方成正比,则小球抛出瞬间的加速度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.若空气阻力大小保持不变,小球上升和下落过程做匀变速运动,设小球上升最大高度为H,根据平均速度公式可得
则有
故A错误。
B.若空气阻力只与半径成正比,即,设小球的密度为,半径为r,则小球的质量为
小球上升时的加速度
可知,同种材料的实心小球,质量越大,半径越大,则上升的加速度越小,所以越小,故B正确。
C.若空气阻力只与速率成正比,即,设上升时加速度为a1,则有
取极短时间,速度变化量为
上升全程速度变化量为
可得
设下降时加速度为a2,则有
取极短时间,速度变化量为
下降全程速度变化量为
可得
可得
故C正确。
D.若空气阻力只与速率的平方成正比,即,设小球抛出时加速度为a1,则有
设落回到出发点时加速度为a2,则有
两式消去m后,可得
只有在时,通过题干无法得出,故D错误。
故选BC。
三、单选题(本大题共1小题)
8. 图(a)所示的采棉机在运输圆柱形棉包的过程中缓慢经过一段如图(b)所示路面(运动时,圆柱形棉包在前,路段足够长),CD、EF为水平路面,M点为倾角最大的位置,倾角为30°。棉包放在如图(c)所示的“V”形挡板上,两板间夹角恒为120°,初始时OA与水平面的夹角为30°。运动过程中,棉包不脱离挡板,忽略“V”形挡板对棉包的摩擦力,已知重力加速度为g。则( )
A. 从D到M斜面对采棉机的作用力越来越小
B. 从D到M棉包对OA板的压力先增大后减小
C. 从D到M棉包对OB板的压力一直增大
D. 采棉机在EF段做减速运动,加速度可以为
【答案】C
【解析】
【详解】A.采棉机在斜面上缓慢行驶时受到重力和斜面对采棉机的作用力,受力平衡,所以斜面对采棉机的作用力与重力等大、反向,故从D到M斜面对采棉机的作用力不变,故A错误;
BC.采棉机从D点运动到M点的过程中,棉包重力大小和方向不变,OA板、OB板对棉包的作用力夹角不变,FOA与竖直方向的夹角变大,作出力矢量三角形的外接圆如图所示
由图可知,FOA一直减小,FOB一直增大,根据牛顿第三定律可得,棉包对OA板的压力一直减小,棉包对OB板的压力一直增大,故B错误,C正确;
D.采棉机在EF段做减速运动,挡板OB对棉包的支持力为0时,棉包受力如图所示
根据牛顿第二定律可得
解得
当加速度大于时,棉包会从采棉机上滚下来,故D错误。
故选C。
四、多选题(本大题共2小题)
9. 如图所示,两竖直光滑墙壁的水平间距为6m,贴近左边墙壁从距离地面高20m处以初速度10m/s水平向右抛出一小球,一切碰撞均无机械能损失。小球每次碰撞时:平行于接触面方向的分速度不变、垂直于接触面方向的分速度反向。不计空气阻力,重力加速度取10m/s2,则( )
A. 小球第一次与地面碰撞点到左边墙壁的水平距离为6m
B. 小球第一次与地面碰撞点到左边墙壁的水平距离为4m
C. 小球第二次与地面碰撞点到左边墙壁的水平距离为2m
D. 小球第二次与地面碰撞点到左边墙壁的水平距离为0m
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.在竖直方向,加速度不变,设运动时间为t,则有:
h=gt2
解得
t=
在水平方向上,由于速度不变,故总路程共有
x=v0t=10×2m=20m
水平方向位移经过6m与墙壁碰撞一次,则小球与墙碰撞3次后落地,两竖直墙壁间的距离为6m,根据运动可知,小球第一次与地面碰撞点到左边墙壁的水平距离为4m,故A错误,B正确;
CD.平抛斜抛运动总时间
t′=3t=6s
运动的总路程
x=vt′=60m
由于水平方向每过6m与墙壁碰撞一次,则再次与与地面碰撞10次刚好落在与左墙相距0m处,故C错误,D正确;
故选BD。
10. 如图甲所示,物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平地面由静止开始运动,在时刻撤去恒力F,物体运动的图像如图乙所示,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A. 物体在3s内的位移
B. 恒力F与滑动摩擦力大小之比为
C. 物体与地面间的动摩擦因数
D. 在撤去F前后两个阶段的平均速度大小之比
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据v-t图象与时间轴所围的面积表示位移,可得物体在3s内的位移
故A错误;
B.物体在第1s内和后2s内的位移分别为
对整个过程,由动能定理得
解得
F:f=3:1
故B正确;
C.对后2s内物体的运动过程,由动能定理得
得
故C正确;
D.撤去外力前后的两个过程为匀变速直线运动,平均速度为初末速度和的一半,故平均速度相同,故D错误。
故选BC。
五、实验题(本大题共2小题)
11. 某实验小组利用铜片、锌片和苹果制作了一个水果电池,他们测量水果电池的电动势和内阻,并探究电极间距对和的影响,实验电路图如图甲所示。已知电流表的内阻,量程为0~1mA,电阻箱阻值的变化范围为0~9999Ω。
(1)连接电路后,开关闭合前电阻箱的阻值应调节到______(填“最大”“最小”或“任意”)值;
(2)调节电阻箱,改变电路中的电流,利用测量数据作出图像,其中电压为电阻箱两端电压;
(3)保持铜片和锌片插入苹果中的深度不变,依次增加铜片与锌片的间距,先后得到图像如图乙中(a)、(b)、(c)、(d)所示;
(4)由图乙可知:在该实验中,随电极间距的增大,该水果电池的电动势______,内阻______;(均填“增大”“减小”或“不变”)
(5)曲线(c)对应的水果电池电动势E=______V,内阻r=______Ω。(均保留3位有效数字)
【答案】 ①. 最大 ②. 不变 ③. 增大 ④. 0.980(0.975~0.985) ⑤. 425(418~432)
【解析】
【详解】(1)[1]滑动变阻器在电路中起限流作用,为了确保电路安全,开关闭合前电阻箱接入电路的阻值要调至最大。
(4)[2][3]根据闭合电路欧姆定律有
根据电源的图像可知,纵截距表示电源的电动势,斜率的绝对值表示电源和电流表的内阻,当保持铜片和锌片插入苹果中的深度不变,依次增加铜片与锌片的间距,先后得到图像如图乙中(a)、(b)、(c)、(d)所示图像,图像斜率的绝对值依次增大,图像纵轴截距不变,可知,随电极间距的增大,电动势不变,内阻逐渐增大。
(5)[4]结合上述,根据图像可知,曲线(c)对应的水果电池电动势大小
[5]由于
结合曲线(c)有
解得
12. 某实验小组利用图1所示的实验装置来探究加速度与力,质量的关系。除图中提供的实验器材外,实验室还提供有质量相同的砝码若干,实验步骤如下:
(i)用天平测出带有凹槽的小车的质量和小桶的质量;
(ii)按图1所示组装实验装置,将木板一端垫高,平衡小车运动时所受的阻力及其他阻力;
(iii)保持小车质量不变,在小桶中放入砝码,并从静止开始释放小车;
(iv)取下纸带,分析打点计时器在纸带上留下的点迹,计算出小车的加速度;
(vi)在小桶中逐一增加砝码,重复步骤(iii)(iv),以小桶及砝码的总重力mg作为小车所受的合力F,将小车的加速度a和合力F等多组数据记录在表格1中;
(vii)保持小桶中砝码的质量不变,在小车的凹槽中放入一个砝码,并从静止释放小车;
(vii)取下纸带,分析打点计时器在纸带上留下的点迹,计算出小车的加速度;
(viii)在小车中逐一增加砝码,重复步骤(vi)(vii),将小车的加速度a和小车及砝码的总质量M等多组数据记录在表格2中;
(ix)利用表格数据,分别作出、图像,进行数据分析,得出实验结论。
表格1:
1
2
3
4
5
a(m/s2)
F/N
表格2:
1
2
3
4
5
a(m/s2)
M(kg)
据此回答以下问题:
(1)完成本实验主要采用的研究方法是______。
A. 微元法 B. 控制变量法 C. 等效替代法
(2)进行步骤(ii)需要连接______(选填“纸带”或“小桶”)。
(3)实验中打出的其中一条纸带如图2所示,相邻两计数点之间还有四个点未画出,则该纸带对应的小车加速度a=______m/s(结果保留三位有效数字)。
(4)在保持质量不变的情况下探究加速度与力的关系时,某同学根据测得的多组数据绘制图像如图3所示。图线右上部分明显偏离直线,造成此现象的主要原因可能是______。
【答案】(1)B (2)纸带
(3)0.493 (4)小桶及砝码总质量过大,不满足
【解析】
【小问1详解】
探究加速度与力,质量的关系时,每次研究其中两个物理量的关系时,需要确保其他物理量不变,可知,实验中采用了控制变量法。
选B。
【小问2详解】
平衡小车运动时所受的阻力及其他阻力时,应该不挂小桶,小车上连接纸带,使小车向下运动过程中打出的点迹均匀分布,表明小车此时向下做匀速直线运动,重力沿木板的分力与阻力平衡。
【小问3详解】
交流电频率为50Hz,打点周期为0.02s。由于相邻两计数点之间还有四个点未画出,则相邻计数点之间的时间间隔为
根据逐差法可知,加速度为
【小问4详解】
平衡摩擦力后,绳的拉力等于小车实际上所受外力的合力,对小车进行分析,根据牛顿第二定律有
对小桶进行分析,根据牛顿第二定律有
解得
当时,近似有
实验中,以小桶及砝码的总重力mg作为小车所受的合力F,在保持质量不变的情况下探究加速度与力的关系时,当小桶的质量远远小于小车质量时,理论图像与实验图像在基本重合,图中右上部分明显偏离直线,造成此现象的主要原因是小桶及砝码总质量过大,不满足。
六、解答题(本大题共3小题)
13. 如图所示,在锅炉外壁紧贴着导热性能良好且右壁开孔与大气相通的汽缸,汽缸右壁内侧装有压力传感器,用于监控锅炉外壁的温度、锅炉未工作时,活塞与锅炉外壁距离为0.3m、与传感器距离为0.2m,活塞左侧封闭温度为300K、压强为105Pa的空气,此时压力传感器的示数为0。已知大气压强为105Pa,活塞横截面积为10-2m2,不计活塞与汽缸壁的摩擦,锅炉工作时温度缓慢升高。
(1)当锅炉的温度为T1时,活塞刚好接触压力传感器,求T1;
(2)锅炉外壁温度T从300K逐渐增大,求压力传感器示数F与T的关系式;
(3)活塞从汽缸图示位置移动到最右侧刚接触到压力传感器的过程中,气体吸收了300J的热量,求该过程中气体内能变化多少?
【答案】(1)500K
(2)当T≤500K时,F=0,当T>500K时,
(3)增加了100J
【解析】
【小问1详解】
当锅炉的温度为升高时,气体做等圧变化,根据盖吕萨克定律可得
代入数据解得
【小问2详解】
由以上分析可知,当温度小于等于500K时,压力传感器示数
当温度大于500K时,气体体积不变,根据查理定律可得
解得
活塞对压力传感器的作用力为
【小问3详解】
根据热力学第一定律,
解得
即气体内能增加了100J。
14. 小杨同学每天都会乘坐10路公交车到万州二中上学,有一天他对乘车问题做了如下思考:假设在一条平直的道路上有两个红绿灯A、B,其中AB间距L2=430m,C为公交车站台,10路车的停靠时间为8s,18路公交车不停靠,BC间距L3=180m。两个灯都是绿灯持续10s,红灯持续20s,假设红绿灯切换不需要时间。有可视为质点的10路、18路两辆公交车行驶在路上依次经过A、B、C。两车加速时加速度大小均为a1=2.5m/s2,减速时加速度大小均为a2=5m/s2。当18路车以v0=10m/s的速度走到A处时,10路车以同样速度v0走到距离A处L1=80m的地方,此时A显示绿灯还有4s,B显示红灯还剩1s。当两车不能够匀速通过红绿灯时,就会匀减速运动刚好停到红绿灯处;绿灯亮起,公交车马上从静止做匀加速直线运动,加速到v0保持匀速直线行驶。不计站台大小,试求:
(1)10路公交车从A前80m的地方运动到A所需要的时间;
(2)10路、18路公交车在A、B之间的最大距离;
(3)若小杨同学在距站台右侧50m处看到18路车刚刚离开站台时,立刻先匀加速直线运动再匀减速直线运动最终到达站台时速度为零,试求小杨要赶上10路公交车,其加速度要满足什么条件?(设人加速和减速时加速度大小相同)
【答案】(1)9s (2)260m
(3)大于等于m/s2
【解析】
【小问1详解】
若10路车从A前50m以匀速运动到A 所需时间为
所以10路车不能够匀速通过红绿灯,则在到达A之前做匀减速运动;刹车距离为
刹车时间为
匀速时间为
解得10路车从A前50m的地方运动到A所需要的时间为
【小问2详解】
A变绿灯时,10路车开始做匀加速运动,此时18路车已到达离A灯的距离为
当两车共速时距离最大,由
解得
18车在4s时间内匀速前进的距离为
10车在4s时间内匀加速前进的距离为
所以甲、乙两车在A、B之间的最大距离为
【小问3详解】
对18路车, 若从A到B为匀速直线运动
B灯显示绿灯结束时间
所以18路车不能够匀速通过B灯,则在到达B之前做匀减速运动;刹车距离为
刹车时间为
匀速时间为
18路车从A 灯到B灯的总时间为
所以18车会在 B灯处等17s红灯。
对10路车, A灯变绿灯后先匀加速所用时间为
加速位移为
假设之后匀速通过B,则有
10路车从A灯到B灯的总时间为
在A 灯处10路车比18路车滞后24s,A到B过程10路车比18路车慢1s,在B灯处18路车等17s后显示绿灯,所以10车在18车离开B灯
后到达 B灯,此时B灯为绿灯10路车直接通过。所以两辆车通过B灯的时间差为8s。
B灯到站台C:18路先加速后匀速,则有
B灯到站台C: 10路先匀速后减速,则有
所以两辆车到达站台C的时间差为
根据题意得小杨到达站台时间不超过
由图可得
解得
则加速度为
则加速度大于等于。
15. 如图甲所示,地面上有一长为l=1m,高为h=0.8m,质量M=2kg的木板,木板的右侧放置一个质量为m=1kg的木块(可视为质点),已知木板与木块之间的动摩擦因数为μ1=0.4,木板与地面之间的动摩擦因数为μ2=0.6,初始时两者均静止,现对木板施加一水平向右的拉力F,拉力F随时间的变化如图乙所示,求木块落地时距离木板左侧的水平距离。(取g=10m/s2)
【答案】1.68m
【解析】
【分析】
【详解】因为木块的最大加速度为
所以,根据牛顿第二定律有
代入数据可求得,前2s二者一起做匀加速运动的加速度为
2s末二者的速度为
2s后木块和木板发生相对滑动,木块加速度为
木板加速度为
设经时间二者分离,则有
求得
此时
木板抽出后木板继续做加速运动,而木块将做平抛运动,再经时间
木块落地,在0.4s内,木块水平方向位移为
木板的加速度
木板的位移
所以,木块落地时距离木板左侧
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