内容正文:
物理
共4页,满分100分,时间75分钟。
一、选择题:共10题,共43分。
(一)单项选择题:共7题,每题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. 国庆期间,重庆的无人机表演吸引了大量游客观赏。下列关于某匀速直线上升的无人机的说法,正确的是( )
A. 所受合力为零 B. 重力的功率为零
C. 重力的冲量为零 D. 机械能守恒
【答案】A
【解析】
【详解】A.无人机匀速直线上升,合力为零,故A正确;
B.根据
因重力G,速度v,且重力的方向与速度的方向相反,夹角为,都不为零,故重力的功率不为零,故B错误;
C.根据
因重力G,运动的时间t,都不为零,故重力的冲量不为零,故C错误;
D.无人机匀速上升,速度不变,动能不变;高度增加,重力势能增加,故机械能增加,则机械能不守恒,故D错误。
故选A。
2. 将一长度为L、通有恒定电流I的直导体棒,固定在磁感应强度为B的匀强磁场中,则该导体棒所受磁场作用力的大小不可能为( )
A. 0 B. BIL C. BIL D. 2BIL
【答案】D
【解析】
【详解】根据安培力公式,通电直导体棒在匀强磁场中所受磁场力大小为,其中为电流方向与磁场方向的夹角,的取值范围为,则的取值范围为,故安培力的大小可能为0,,,不可能为。
本题选不可能的,故选D。
3. 2025年11月26日下午,香港新界大埔屋村宏福苑多栋住宅楼发生火灾,造成重大人员伤亡。如图所示,某直升机在执行某次灭火任务时,水和桶(总质量为m)一起做匀加速直线运动,其竖直向上的加速度大小为,牵引绳与竖直方向的夹角为37°。已知重力加速度为g,sin37°=0.6,不计空气阻力,则此时牵引绳的拉力大小为( )
A. B. mg C. D. 2mg
【答案】C
【解析】
【详解】对水和桶整体进行受力分析可知,竖直方向上
解得。
故选C。
4. 2025年5月11日亚洲举重锦标赛上,重庆举重运动员李霜包揽女子64公斤级抓举、挺举、总成绩三枚金牌。其中抓举105公斤第一次试举就成功夺魁,如图所示。则该次抓举李霜对杠铃做的功最接近于( )
A. 0.5kJ B. 2kJ C. 15kJ D. 64kJ
【答案】B
【解析】
【详解】设杠铃升高的高度约为h=2m,因此该次抓举过程中,李霜对杠铃做的功
故选B。
5. 经颅磁刺激(TMS)是一种无创伤、非侵入性的神经调控治疗技术,其原理如图1所示。大脑皮层中一面积为S的单匝圆形回路中通有脉冲磁场,其磁感应强度B随时间t变化的规律如图2所示(B0、t0已知),穿过该回路的磁场视为均匀且磁感应强度方向与回路所在平面的夹角为θ。则0~t0时间段内,该回路中的平均感应电动势大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】t=0时刻,通过回路的磁通量为零;t=t0时刻,通过回路的磁通量为
由法拉第电磁感应定律可知,0~t0时间段内,该回路中的平均感应电动势大小
故选B。
6. 无线话筒是LC振荡电路一个典型应用。如图1所示的LC振荡电路中,电容器上极板的电荷量q随时间t变化的规律如图2所示。则下列说法正确的是( )
A. 时刻,该电路中的电流为零
B. 时刻,该电路中的电场能最大
C. 时间段内,电容器在放电
D. 其他条件不变,仅增大电容器的电容,则振荡周期减小
【答案】A
【解析】
【详解】A.由q-t图像可知,时刻,该电路中的电流为零,A正确;
B.时刻,电容器的电荷量为零,该电路中的电场能为零、磁场能最大,B错误;
C.时间段内,电容器在充电,C错误;
D.由可知,仅增大电容器的电容,LC振荡电路的周期增大,D错误。
故选A。
7. 2025年2月28日,太阳系中出现了“七星连珠”天文现象。为了解此类现象的周期,天文爱好者利用人工智能来模拟探究地球系统的“三星连珠”(三星位于地球同侧且共线)。如图所示,卫星a、b绕地球做匀速圆周运动的周期分别为19.2h、18h,地球同步卫星的周期为24h(等于1d),则a、b和同步卫星出现“三星连珠”的周期为(三星轨道在同一平面内且环绕方向相同)( )
A. 6d B. 8d C. 12d D. 20d
【答案】C
【解析】
【详解】设内侧卫星(a或b)与同步卫星每次相距最近的周期为T,则有
可得
其中a的周期为19.2h,代入解得,a与同步卫星每隔4d相距最近
其中b的周期为18h, 代入解得,b与同步卫星每隔3d相距最近
则 “三星连珠”的最小周期为T1和T2的最小公倍数,即。
故选C。
(二)多项选择题:共3题,每题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 小明与父亲一起参加幼儿园的亲子“套圈”活动。小明与父亲各自从同一竖直线上的不同高度处水平扔出一个套圈,套中同一个小沙包,两个套圈完全相同且落地时的位置恰好重叠。已知父亲扔出套圈时的高度高于小明,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 两个套圈落地时的速度一定相等
B. 父亲扔出的套圈在空中运动的时间较长
C. 两个套圈被扔出时的速度相等
D. 父亲扔出的套圈在整个过程中的位移较大
【答案】BD
【解析】
【详解】B.平抛运动竖直方向做自由落体运动,根据位移-时间公式得
由高度,得落地时间,故B正确;
C.平抛运动水平方向做匀速直线运动,列式得
小明与父亲扔出的套圈x相同,落地时间,可得,故C错误;
A.由于落地时间,根据速度-时间公式得,落地时竖直方向速度
水平方向的速度,由于落地速度
所以两个套圈落地时的速度不一定相等,故A错误;
D.整个过程中的位移
由高度,小明与父亲扔出的套圈x相同,得,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,竖直平面内平行正对的两水平金属板A1B1、A2B2的间距和板长均为d,上极板接地,下极板不带电。一发射源从A1点沿A1B2方向以相同速度持续喷射出质量为m、电荷量为+q(q很小)的油滴(视为质点),第1滴油滴落在下极板中点C处,油滴落在极板上立即被吸收且电荷均匀分布在极板上。已知重力加速度为g,不计空气阻力,忽略油滴间的相互作用,则( )
A. 油滴喷射的初速度大小为
B. 最终稳定时,油滴沿A1B2方向做匀速直线运动
C. 油滴在平行板间运动的最短、最长时间之比为1∶2
D. 油滴在平行板间运动时电势能最多减少
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由题意可知粒子的初速度方向与水平方向呈,第1滴油滴落在下极板中点C处,水平方向上满足,竖直方向上满足
解得油滴喷射的初速度,故A错误;
B.随着电荷量的积累,两板间电场强度逐渐增大,粒子竖直方向上的加速度减小,水平方向的位移逐渐增大,直至下极板的电荷量积累至油滴刚好离开B1点为止,之后粒子将一直从B1点射出,故B错误;
C.水平方向分运动决定了油滴在平行板间运动的时间,因此最短、最长时间之比为1∶2,故C正确;
D.电场力做功最多时油滴向上运动至最高点(最终从B1点离开),由运动的对称性分析知,水平方向上,竖直方向上,从A1点到最高点由动能定理有
联立解得
即电势能最多减少,故D正确。
故选CD。
10. 2025年10月1日,我国自主研制的全球单机容量(单个发电机的额定功率)最大的漂浮式风力发电机成功吊装,最大功率可达1.6×104kW。图1是某漂浮式正弦交流风力发电机的输出电压u随时间t变化的图像,其输电示意图如图2所示。已知理想变压器的输入功率为1.0×104kW,该风力发电机与变压器间导线总电阻r=0.1Ω,经变压器升压至100kV后,通过总电阻R=4Ω的输电线输送到变电站。则( )
A. 该变压器原、副线圈匝数之比为1∶50
B. 该风力发电机的实际输出功率为1.6×104kW
C. 输电线上R消耗的功率为40kW
D. 其他条件不变,若该风力发电机输出电压减半、输出功率不变,则R消耗的功率增加40kW
【答案】AC
【解析】
【详解】A.设理想变压器原线圈中的电流为I1,则在原线圈回路中,有
由图1可知
代入数据解得或20kA(20kA对应的输出功率超过1.6×104kW,舍去)
因此
原线圈两端的电压
副线圈两端的电压
因此原、副线圈匝数之比,故A正确;
B.风力发电机的实际输出功率,故B错误;
C.变压器原、副线圈的功率相等
副线圈中的电流
输电线上R消耗的功率,故C正确;
D.若风力发电机的输出电压减半,则
原线圈中的电流加倍
副线圈中电流也加倍
则R消耗的功率
故R消耗的功率增加120kW,故D错误。
故选AC。
二、非选择题:共5题,共57分。
11. 某兴趣小组通过实验探究“一轻小橡皮筋的伸长量x与所受拉力大小F的关系”。将该橡皮筋一端固定,另一端用一个标准测力计拉伸,多次实验,记录每次的拉力大小F和对应的伸长量x,如下表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
F/N
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
x/cm
1.05
2.35
3.70
5.50
7.50
9.50
11.50
13.50
14.50
1500
(1)请在如图所示的坐标图上描出表中第6次实验数据的点,并画出F-x的拟合图线。
(2)根据图线可以判断:该橡皮筋的伸长量x与所受拉力大小F之间的关系________(选填“符合”或“不符合”)胡克定律。
(3)若用该橡皮筋制作一个简易的测力计,则结合图线可知,当该橡皮筋的伸长量为10.50cm时,其拉力大小为________N(保留两位有效数字)
【答案】(1) (2)不符合
(3)3.3##3.2##3.4
【解析】
【小问1详解】
以表格中的橡皮筋的伸长量x为横坐标,测力计的读数F为纵坐标,将各组数据所对应的点描在坐标纸上,描出点后用平滑的曲线将各点连成线,如图所示
【小问2详解】
根据胡克定律,橡皮筋弹力与橡皮筋伸长量成正比,(1)问中所做F-x图像不是过原点的倾斜直线,故橡皮筋弹力与橡皮筋伸长量的关系不符合胡克定律。
【小问3详解】
根据F-x图像可知,当橡皮筋伸长量为10.50cm时,该橡皮筋的弹力大小为3.3(3.2~3.4均可)N。
12. 某光敏电阻的暗电阻(没有光照射时的电阻),亮电阻(有光照射时的电阻)为。据此,某小组设计了如下实验:
实验一:为了测量该光敏电阻在光照强度为90lx(lx勒克斯:光照强度的单位)时的电阻,设计了如图1所示的电路,其中电流表内阻忽略不计。请回答下列问题:
(1)请根据电路图完成图2中的实物连线。
(2)将RL密闭在黑色不透光的盒子里,然后闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从右向左缓慢滑动,发现电流表的指针指在零刻度线几乎不动,而电压表示数从零逐渐增加到接近电源电动势E1。则图1中可能的原因是 (填正确答案标号)。
A. ab段导线断路 B. RL的暗电阻太大 C. RL短路
(3)当RL的光照强度为90lx且保持不变时,从右向左缓慢调节滑片P,记录一系列电表示数U、I,并作出U-I图像如图3所示。已知RL的相对灵敏度=,则RL在光照强度为90lx时的相对灵敏度为_____________。
实验二:改变光照强度,可测得该光敏电阻RL的阻值与光照强度之间的关系如图4所示。某同学设计了如图5所示的电路来实现对庭院路灯的自动控制,其原理是:白天光照充足时,RL电阻较小,自动控制器(电阻不计)de、df之间自动断开,电流流经RL和定值电阻R1;傍晚光照不足时,RL电阻变大,当RL两端电压超过某一设定值时,de、df之间自动导通,路灯发光(R0与路灯的总电阻远小于R1)。
(4)已知电源电动势E2=5.0V(内阻不计),R1=15kΩ。当RL两端电压超过4.0V时,de、df之间自动导通,则傍晚光照强度低于___________lx时路灯开始亮起。(保留两位有效数字)
【答案】(1) (2)B
(3)97% (4)30##28##29##31##32
【解析】
【小问1详解】
实物连线如图所示。
【小问2详解】
若ab段导线断路,则电流表指针指在零刻度线几乎不动,而电压表示数一直接近于电源电动势,A错误;RL的暗电阻太大,将滑动变阻器的滑片P从右向左缓慢滑动,流过电流表的电流几乎为零,故电流表的指针指在零刻度线几乎不动,,电压表并联连接部分电路的电阻由滑动变阻器右边电阻决定,阻值越来越大,电压表示数从零逐渐增加到接近电源电动势,B正确;若短路,将滑动变阻器的滑片P从右向左缓慢滑动,电路中的总电阻越来越小,则电流表的示数越来越大,电压表被短路示数一直为零,C错误。
故选B。
【小问3详解】
当光照强度为90lx时,由图3可知此时的亮电阻为,由相对灵敏度=
则RL在光照强度为90lx时的相对灵敏度为97%。
【小问4详解】
当两端电压超过4.0V时,易知RL的阻值大于60kΩ,由图4可知60kΩ对应的光照强度为30lx,因此当光照强度低于30lx时,路灯开始亮起。
13. 如图所示,一质量为2m的木块放在水平桌面上,木块与桌面间的动摩擦因数μ=0.2,木块右侧通过一条不可伸长的轻绳绕过光滑定滑轮悬挂一物块P,木块和定滑轮间的轻绳水平。已知重力加速度为g,取最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)若要保证木块静止,求物块P的最大质量。
(2)若物块P的质量为3m,将木块和物块P同时由静止释放,求刚释放时物块P的加速度大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
当木块刚好不会相对桌面滑动时,物块P质量最大。对木块和物块P系统,由平衡方程有
解得。
【小问2详解】
设刚释放时,木块和物块P系统的加速度大小为a,对系统,由牛顿第二定律有
解得
因此,刚释放时物块P的加速度大小为。
14. 如图所示,足够长的水平传送带顺时针匀速转动,其左侧紧邻光滑轨道AMN,AM倾斜、MN水平,其右侧紧邻粗糙水平面PQ。初始时刻,小物块a静置于AM上,小物块b静置于MN上,小物块c静置于PQ左端点P处。现将a由静止释放,a与b发生碰撞后粘在一起进入传送带,且ab进入传送带时的动能为。ab运动至P处时以动能与c发生弹性碰撞,此后ab与c恰好未发生下一次碰撞。从ab与c碰撞后至各自停止,ab与c各自运动的时间之比为。已知a、b质量均为m,重力加速度为g,ab与传送带及PQ间的动摩擦因数相同。所有物块均可视为质点,M、N、P、Q在同一水平线上,碰撞时间、空气阻力及各连接处的能量损失不计。求:
(1)传送带的速度大小;
(2)a释放时距MN的高度;
(3)c的质量。
【答案】(1)
(2)
(3)或
【解析】
【小问1详解】
设传送带的速度大小为u,因为传送带足够长,则ab与c碰撞前已与传送带共速
由
解得
【小问2详解】
设a释放时距MN的高度为,则a下滑过程中由动能定理有
a、b碰撞过程中由动量守恒定律有
又因为
联立解得
【小问3详解】
取ab质量为,c质量为,ab与c发生弹性碰撞,则,
联立解得,
设ab与c在PQ上匀减速的加速度大小分别为、,由题中的时间、位置关系可得或
且有
解得或
因此c的质量为或
15. 通过电磁场可以实现对粒子运动的控制。如图所示,间距很小且平行正对的两水平金属板M1N1、M2N2的长度均为2d,上极板M2N2位于平面直角坐标系xOy的x轴上,其中心小孔位于坐标原点O处。下极板M1N1连有外电路(未画出),可从整个下极板的上表面向xOy平面内的各个方向发射各种速度大小为0~v(v已知)的热电子(质量为m、电荷量为e),电子只能由小孔射出。I区(第一象限内和y轴正半轴上)充满垂直xOy平面向里的匀强磁场,II区(x轴下方竖直虚线N2N1右侧)充满垂直xOy平面向外的匀强磁场,两区磁场的磁感应强度大小相等,其他区域无磁场。不计电子重力、电子间的碰撞及相互作用。
(1)若UM2M1=U0,求M1N1板上速度为0的电子从O点射出时的速度大小。
(2)某次实验时,在两金属板间加上另一恒定电压,电子经电场加速后,由小孔射出时的最小、最大速度之比为1∶2,之后仅经过I区磁场偏转一次后,能全部通过x轴上AC之间(含A、C)的各个位置,其中A、C两点的横坐标分别为xA=2d、xC=4d。忽略金属板的厚度及边缘效应,已知sin37°=0.6。
①求磁场的磁感应强度大小B。
②若D点位于x轴上且xD=3.2d,通过A点的电子和通过D点的电子会在x轴上发生相遇。以电子同时离开A、D为计时起点(t=0时刻),求电子第一次在x轴上相遇的时刻与位置。
【答案】(1)
(2)①;②x=16d,
【解析】
【小问1详解】
设板上速度为0的电子从点射出时的速度为
由动能定理有
解得
【小问2详解】
[1] 设电子从小孔射出时的最小、最大速度分别为、,由分析知,平行板间电场对所有从小孔射出的电子所做的功均相同,因此板上速度为0的电子从小孔射出时的速度最小为,板上速度为的电子从小孔射出时的速度最大为,分别由动能定理可得,
联立解得
由分析知,板上速度为0的电子从点射出后,仅经I区磁场偏转一次落在点
可得
由洛伦兹力提供向心力
解得:
[2] 设电子从小孔射出时与方向的夹角为、速度大小为
由板间匀变速曲线运动规律易知
其中,即
如答图3所示,电子要通过点,需满足
由此可知,通过点的电子的竖直分速度均为
因此,通过点的电子的速度满足
与竖直方向的夹角满足,故
同理分析可知:通过点的电子最大速度为,设最小速度为,且方向竖直向上,则可得:
因此通过点电子的速度满足
与竖直方向的夹角满足,故
由(其中、取1,2,3…)
可得:
因为是第一次相遇,则取最小的自然数,可得:,
因此电子第一次在轴上相遇的位置:
由于电子在两区磁场中的运动具有周期性,且电子做圆周运动的周期均为,因此从、两点出发运动时间最短的电子最快到达相遇点。
由分析知,电子相遇时的时间
得
其中,
代入,可得,到达第一次相遇位置的电子,满足:
当时,,不符合题意,舍去
当时,,符合题意
由此可知,当时相遇的时间最短,即,的电子最先相遇
因此,电子第一次在轴上相遇的时刻:
解得:
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物理
共4页,满分100分,时间75分钟。
一、选择题:共10题,共43分。
(一)单项选择题:共7题,每题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. 国庆期间,重庆的无人机表演吸引了大量游客观赏。下列关于某匀速直线上升的无人机的说法,正确的是( )
A. 所受合力为零 B. 重力的功率为零
C. 重力的冲量为零 D. 机械能守恒
2. 将一长度为L、通有恒定电流I的直导体棒,固定在磁感应强度为B的匀强磁场中,则该导体棒所受磁场作用力的大小不可能为( )
A 0 B. BIL C. BIL D. 2BIL
3. 2025年11月26日下午,香港新界大埔屋村宏福苑多栋住宅楼发生火灾,造成重大人员伤亡。如图所示,某直升机在执行某次灭火任务时,水和桶(总质量为m)一起做匀加速直线运动,其竖直向上的加速度大小为,牵引绳与竖直方向的夹角为37°。已知重力加速度为g,sin37°=0.6,不计空气阻力,则此时牵引绳的拉力大小为( )
A. B. mg C. D. 2mg
4. 2025年5月11日亚洲举重锦标赛上,重庆举重运动员李霜包揽女子64公斤级抓举、挺举、总成绩三枚金牌。其中抓举105公斤第一次试举就成功夺魁,如图所示。则该次抓举李霜对杠铃做的功最接近于( )
A. 0.5kJ B. 2kJ C. 15kJ D. 64kJ
5. 经颅磁刺激(TMS)是一种无创伤、非侵入性的神经调控治疗技术,其原理如图1所示。大脑皮层中一面积为S的单匝圆形回路中通有脉冲磁场,其磁感应强度B随时间t变化的规律如图2所示(B0、t0已知),穿过该回路的磁场视为均匀且磁感应强度方向与回路所在平面的夹角为θ。则0~t0时间段内,该回路中的平均感应电动势大小为( )
A. B. C. D.
6. 无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。如图1所示的LC振荡电路中,电容器上极板的电荷量q随时间t变化的规律如图2所示。则下列说法正确的是( )
A. 时刻,该电路中电流为零
B. 时刻,该电路中的电场能最大
C. 时间段内,电容器在放电
D. 其他条件不变,仅增大电容器电容,则振荡周期减小
7. 2025年2月28日,太阳系中出现了“七星连珠”天文现象。为了解此类现象的周期,天文爱好者利用人工智能来模拟探究地球系统的“三星连珠”(三星位于地球同侧且共线)。如图所示,卫星a、b绕地球做匀速圆周运动的周期分别为19.2h、18h,地球同步卫星的周期为24h(等于1d),则a、b和同步卫星出现“三星连珠”的周期为(三星轨道在同一平面内且环绕方向相同)( )
A. 6d B. 8d C. 12d D. 20d
(二)多项选择题:共3题,每题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 小明与父亲一起参加幼儿园的亲子“套圈”活动。小明与父亲各自从同一竖直线上的不同高度处水平扔出一个套圈,套中同一个小沙包,两个套圈完全相同且落地时的位置恰好重叠。已知父亲扔出套圈时的高度高于小明,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 两个套圈落地时的速度一定相等
B. 父亲扔出的套圈在空中运动的时间较长
C. 两个套圈被扔出时的速度相等
D. 父亲扔出的套圈在整个过程中的位移较大
9. 如图所示,竖直平面内平行正对的两水平金属板A1B1、A2B2的间距和板长均为d,上极板接地,下极板不带电。一发射源从A1点沿A1B2方向以相同速度持续喷射出质量为m、电荷量为+q(q很小)的油滴(视为质点),第1滴油滴落在下极板中点C处,油滴落在极板上立即被吸收且电荷均匀分布在极板上。已知重力加速度为g,不计空气阻力,忽略油滴间的相互作用,则( )
A. 油滴喷射的初速度大小为
B. 最终稳定时,油滴沿A1B2方向做匀速直线运动
C. 油滴在平行板间运动的最短、最长时间之比为1∶2
D. 油滴在平行板间运动时电势能最多减少
10. 2025年10月1日,我国自主研制的全球单机容量(单个发电机的额定功率)最大的漂浮式风力发电机成功吊装,最大功率可达1.6×104kW。图1是某漂浮式正弦交流风力发电机的输出电压u随时间t变化的图像,其输电示意图如图2所示。已知理想变压器的输入功率为1.0×104kW,该风力发电机与变压器间导线总电阻r=0.1Ω,经变压器升压至100kV后,通过总电阻R=4Ω的输电线输送到变电站。则( )
A. 该变压器原、副线圈匝数之比为1∶50
B. 该风力发电机的实际输出功率为1.6×104kW
C. 输电线上R消耗的功率为40kW
D. 其他条件不变,若该风力发电机输出电压减半、输出功率不变,则R消耗的功率增加40kW
二、非选择题:共5题,共57分。
11. 某兴趣小组通过实验探究“一轻小橡皮筋的伸长量x与所受拉力大小F的关系”。将该橡皮筋一端固定,另一端用一个标准测力计拉伸,多次实验,记录每次的拉力大小F和对应的伸长量x,如下表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
F/N
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
300
3.50
4.00
4.50
5.00
x/cm
1.05
2.35
3.70
5.50
7.50
9.50
1150
13.50
14.50
15.00
(1)请在如图所示的坐标图上描出表中第6次实验数据的点,并画出F-x的拟合图线。
(2)根据图线可以判断:该橡皮筋的伸长量x与所受拉力大小F之间的关系________(选填“符合”或“不符合”)胡克定律。
(3)若用该橡皮筋制作一个简易的测力计,则结合图线可知,当该橡皮筋的伸长量为10.50cm时,其拉力大小为________N(保留两位有效数字)
12. 某光敏电阻的暗电阻(没有光照射时的电阻),亮电阻(有光照射时的电阻)为。据此,某小组设计了如下实验:
实验一:为了测量该光敏电阻在光照强度为90lx(lx勒克斯:光照强度的单位)时的电阻,设计了如图1所示的电路,其中电流表内阻忽略不计。请回答下列问题:
(1)请根据电路图完成图2中的实物连线。
(2)将RL密闭在黑色不透光的盒子里,然后闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从右向左缓慢滑动,发现电流表的指针指在零刻度线几乎不动,而电压表示数从零逐渐增加到接近电源电动势E1。则图1中可能的原因是 (填正确答案标号)。
A. ab段导线断路 B. RL的暗电阻太大 C. RL短路
(3)当RL的光照强度为90lx且保持不变时,从右向左缓慢调节滑片P,记录一系列电表示数U、I,并作出U-I图像如图3所示。已知RL的相对灵敏度=,则RL在光照强度为90lx时的相对灵敏度为_____________。
实验二:改变光照强度,可测得该光敏电阻RL的阻值与光照强度之间的关系如图4所示。某同学设计了如图5所示的电路来实现对庭院路灯的自动控制,其原理是:白天光照充足时,RL电阻较小,自动控制器(电阻不计)de、df之间自动断开,电流流经RL和定值电阻R1;傍晚光照不足时,RL电阻变大,当RL两端电压超过某一设定值时,de、df之间自动导通,路灯发光(R0与路灯的总电阻远小于R1)。
(4)已知电源电动势E2=5.0V(内阻不计),R1=15kΩ。当RL两端电压超过4.0V时,de、df之间自动导通,则傍晚光照强度低于___________lx时路灯开始亮起。(保留两位有效数字)
13. 如图所示,一质量为2m的木块放在水平桌面上,木块与桌面间的动摩擦因数μ=0.2,木块右侧通过一条不可伸长的轻绳绕过光滑定滑轮悬挂一物块P,木块和定滑轮间的轻绳水平。已知重力加速度为g,取最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)若要保证木块静止,求物块P的最大质量。
(2)若物块P的质量为3m,将木块和物块P同时由静止释放,求刚释放时物块P的加速度大小。
14. 如图所示,足够长的水平传送带顺时针匀速转动,其左侧紧邻光滑轨道AMN,AM倾斜、MN水平,其右侧紧邻粗糙水平面PQ。初始时刻,小物块a静置于AM上,小物块b静置于MN上,小物块c静置于PQ左端点P处。现将a由静止释放,a与b发生碰撞后粘在一起进入传送带,且ab进入传送带时的动能为。ab运动至P处时以动能与c发生弹性碰撞,此后ab与c恰好未发生下一次碰撞。从ab与c碰撞后至各自停止,ab与c各自运动的时间之比为。已知a、b质量均为m,重力加速度为g,ab与传送带及PQ间的动摩擦因数相同。所有物块均可视为质点,M、N、P、Q在同一水平线上,碰撞时间、空气阻力及各连接处的能量损失不计。求:
(1)传送带的速度大小;
(2)a释放时距MN的高度;
(3)c的质量。
15. 通过电磁场可以实现对粒子运动的控制。如图所示,间距很小且平行正对的两水平金属板M1N1、M2N2的长度均为2d,上极板M2N2位于平面直角坐标系xOy的x轴上,其中心小孔位于坐标原点O处。下极板M1N1连有外电路(未画出),可从整个下极板的上表面向xOy平面内的各个方向发射各种速度大小为0~v(v已知)的热电子(质量为m、电荷量为e),电子只能由小孔射出。I区(第一象限内和y轴正半轴上)充满垂直xOy平面向里的匀强磁场,II区(x轴下方竖直虚线N2N1右侧)充满垂直xOy平面向外的匀强磁场,两区磁场的磁感应强度大小相等,其他区域无磁场。不计电子重力、电子间的碰撞及相互作用。
(1)若UM2M1=U0,求M1N1板上速度为0的电子从O点射出时的速度大小。
(2)某次实验时,在两金属板间加上另一恒定电压,电子经电场加速后,由小孔射出时的最小、最大速度之比为1∶2,之后仅经过I区磁场偏转一次后,能全部通过x轴上AC之间(含A、C)的各个位置,其中A、C两点的横坐标分别为xA=2d、xC=4d。忽略金属板的厚度及边缘效应,已知sin37°=0.6。
①求磁场的磁感应强度大小B。
②若D点位于x轴上且xD=3.2d,通过A点的电子和通过D点的电子会在x轴上发生相遇。以电子同时离开A、D为计时起点(t=0时刻),求电子第一次在x轴上相遇的时刻与位置。
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