精品解析:河南省多校2025-2026学年高三上学期12月月考物理试题
2026-02-02
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内容正文:
2026届高三第一学期12月质量检测
物理
(试卷满分:100分,考试时间:75分钟)
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,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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,用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3、考试结束后,请将答题卡上交。
一、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. “蹴鞠”起源于春秋战国时期的齐国故都临淄,在我国已流传两千三百多年,历史悠久,其中在唐宋时期最为繁荣,盛极一时,下列说法正确的是( )
A. 研究“蹴鞠”在空中旋转时,可将“蹴鞠”看成质点
B. 研究“蹴鞠”在空中飞行的距离时,可将“蹴鞠”看成质点
C. 脚对“蹴鞠”的作用力是由于“蹴鞠”的形变而产生的
D. 脚对“蹴鞠”的作用力和“蹴鞠”对脚的作用力是一对平衡力
2. 在单色光双缝干涉实验中,光屏上的点到狭缝、的距离相等,屏上点处为点上方的第3条亮纹。若将狭缝遮住,并在、的垂直平分面处放一平面镜,如图所示,则( )
A. 屏上会呈现不等间距的干涉条纹
B. 仅将平面镜向上平移少许,屏上条纹间距将不变
C. 仅将平面镜向右平移少许,屏上条纹间距将增大
D. 若单色光的波长增大为原来的1.5倍,则光屏上处为点上方的第2条亮纹
3. 在足球场上,一质量为m=450g的足球朝运动员以v0=20m/s的水平速度迎面而来,然后运动员将足球以v=30m/s的速度反方向踢回,规定足球被踢回的方向为正方向。下列说法正确的是( )
A. 足球动量的变化量为4.5kg·m/s
B. 运动员对足球的冲量为-22.5N·s
C. 运动员对足球不做功
D. 运动员对足球做功为112.5J
4. 原点处有一波源,从时刻开始振动,产生一列沿轴正方向传播的机械波。已知波源的振动图像如图所示。则时的波形为( )
A. B.
C. D.
5. 神舟二十一号载人飞船于北京时间2025年10月31日23时44分发射,并与空间站完美对接。对接前神舟二十一号在轨道1上绕地球做圆周运动,空间站在轨道3上绕地球做圆周运动,神舟二十一号通过转移轨道2与空间站实现对接后,一起沿轨道3运动。下列说法正确的是( )
A. 神舟二十一号的发射速度大于11.2km/s
B. 若神舟二十一号先运动到轨道3上,则可以通过加速追上空间站以实现对接
C. 对接前,神舟二十一号与地心的连线和空间站与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等
D. 神舟二十一号与空间站对接前后,神舟二十一号环绕周期增大
6. 如图所示的电路中,电源的电动势为、内阻为,阻值固定的小灯泡L的额定电压为4V、额定功率为2W。单刀双掷开关接1,当电阻箱的阻值调为时小灯泡L正常发光;单刀双掷开关接2时,电动机M正常工作,小灯泡L正常发光。此时电动机的输出功率与电动机消耗的电功率之比为3∶4,电阻箱的电阻值足够大。则下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势
B. 单刀双掷开关接1时,调节电阻箱,电阻箱消耗的最大功率为1W
C. 电动机的额定功率为0.5W
D. 电动机的内阻为1Ω
7. 如图所示,甲、乙两辆汽车沿平直的公路行驶,时刻两汽车处在同一位置,通过速度传感器在计算机上描绘了两辆汽车的平均速度随时间的变化规律。则下列说法正确的是( )
A. 汽车甲、乙的加速度大小分别为、
B. 图中
C. 时汽车乙的速度刚好减为0
D. 两汽车再次处在同一位置前,两汽车之间的最大距离为14.4m
二、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. 如图所示,相框用两段长度不同的轻绳拴接于点,轻绳的另一端分别拴接在水平天花板上的、两点,已知。则下列说法正确的是( )
A. 轻绳向上的分力小于轻绳向上的分力
B. 轻绳向左的分力小于轻绳向右的分力
C. 轻绳的拉力大于轻绳的拉力
D. 将轻绳截去一小段,悬点向左移动少许,保持方向不变,轻绳的力减小
9. 空间存在一沿轴方向的静电场,其电场强度随位置的变化关系如图所示,当电场方向沿轴正方向时,电场强度取正值,已知轴上、、、及之间的间距均为,、间以及、间的图像平行于轴,、间的图像为过原点的倾斜直线,质子所带的电荷量为。若带电粒子在电场中只受电场力作用,则下列说法正确的是( )
A. 、区域内的电场方向沿轴的负方向
B. 、间的电势差等于、间电势差的2倍
C. 质子从原点沿轴运动到处,动能增加
D. 从处由静止释放的电子在、间做简谐运动
10. 如图所示,光滑水平面上静止一小球B,小球B的左端固定一轻弹簧,小球A位于小球B的左侧,某时刻小球A获得向右的初速度,动能的大小为,已知小球A的质量为小球B质量的一半。下列说法正确的是( )
A. 弹簧的弹性势能最大时,小球B的动能为
B. 弹簧的最大弹性势能为
C. 弹簧恢复原长时,小球A与小球B的速率之比为2:1
D. 弹簧恢复原长时,小球A的动能与初动能之比为1:9
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学在验证力的平行四边形定则时,实验室只为其提供了一只弹簧测力计,通过分析,该同学进行如下操作:
a、在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;
b、用图钉把橡皮条的一端固定在板上的点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;
c、用弹簧测力计钩住其中的一个绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置,记录下点的位置以及两条细绳的方向,读出弹簧测力计的示数;
d、用弹簧测力计钩住另一个绳套,拉伸橡皮条使结点到同一位置,并使两细绳的方向与c中记录的方向相同,读出弹簧测力计的示数;
e、按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出拉力和的图示,并以表示、的有向线段为邻边作平行四边形,画出两个有向线段所夹的对角线,在末端标上箭头表示为;
f、用弹簧测力计钩住任意一个绳套,只用该绳套拉橡皮条,使结点拉到同一位置,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力的图示;
g、比较和,得出结论。
(1)某次拉伸橡皮条时,弹簧测力计的读数如图所示,则该示数为______N;
(2)与橡皮条一定在同一直线上的是______(填“”或“”);
(3)在图中,若与的夹角小于90°,保持结点的位置不变,绳的方向不变,将弹簧测力计在该平面内沿逆时针方向缓慢转至与垂直,弹簧测力计的读数______(填字母)。
A. 一直减小
B. 一直增大
C. 先减小后增大
D. 先增大后减小
12. 某实验小组的同学为了测量电源的电动势和内阻,设计了如图甲所示的电路。
(1)为了选择合适的金属丝,该小组的同学首先用多用电表粗略测量了金属丝的电阻值,测量时先将旋钮调至“×1”倍率,结果指针偏转的角度如图乙所示,则待测金属丝的阻值为______Ω,测量完毕,应将旋钮调至______挡;
(2)电路图甲中,电键闭合前,金属丝上的滑片应置于______(填“”或“”)端;
(3)闭合电键,移动滑片P的位置,将滑片P到端的距离记为,同时记录多组与相对应的电流表的读数,在处理实验数据时,将作为横轴,为了得到倾斜的直线,如图丙所示,则图像的纵轴应为______(填“”“”或“”;若金属丝的直径为、电阻率为,电流表的内阻为,定值电阻阻值为,图像的斜率为、截距为,该电源的电动势为______,电源的内阻为______。(用以上的量表示)
13. 如图所示,某透明材料制成的棱镜的截面为直角梯形,一细光束由边的点斜射入棱镜,光束与边的夹角为,,光束第一次射到边时的入射角比临界角大15°,且该点为边的中点,又,已知光在真空中的传播速度为。求:
(1)该透明介质的折射率;
(2)光从射入棱镜到第一次射出棱镜的时间。
14. 如图所示,两段半径均为、圆心角均为的光滑圆管平滑衔接于点,其中入口和出口的切线均沿水平方向,放在光滑水平面上的长木板C上表面与出口处的切线刚好平齐,长木板C的右端固定一挡板,挡板上固定一轻弹簧,弹簧原长时的自由端刚好位于长木板的点,点右侧的长木板光滑,质量为的滑块B放在长木板的最左端。质量为的滑块A从圆管的入口处静止进入圆管,滑块A的尺寸比圆管的直径略小,经过一段时间与滑块B发生弹性碰撞,碰后滑块A被反弹,且速率为碰前的,最终滑块B又刚好返回到长木板的最左端。已知长木板的质量为,滑块B与点左侧长木板上表面间的动摩擦因数为,重力加速度,,滑块A、B均可视为质点。求:
(1)滑块A第一次运动到点时与圆管之间的作用力大小;
(2)滑块B的质量;
(3)点到长木板最左端的距离以及弹簧最大的弹性势能。
15. 如图所示,传送带与水平方向成固定,以恒定的速率沿顺时针方向传送,传送带的底端用一小段圆弧与长为、质量为的长木板平滑衔接,质量为的滑块从传送带的顶端由静止释放,经过一段时间滑块运动到传送带底端后滑上长木板,最终滑块与长木板均静止。已知滑块与传送带间的动摩擦因数为,滑块与长木板间的动摩擦因数为,长木板与水平面间的动摩擦因数为,传送带的长度为,滑块可视为质点,重力加速度取,。求:
(1)滑块放上传送带瞬间的加速度的大小;
(2)滑块在传送带上运动的时间以及滑块在传送带上留下的划痕;
(3)长木板在水平面上滑动的距离以及停止后滑块到长木板最左端的距离。
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2026届高三第一学期12月质量检测
物理
(试卷满分:100分,考试时间:75分钟)
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,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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,用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3、考试结束后,请将答题卡上交。
一、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. “蹴鞠”起源于春秋战国时期的齐国故都临淄,在我国已流传两千三百多年,历史悠久,其中在唐宋时期最为繁荣,盛极一时,下列说法正确的是( )
A. 研究“蹴鞠”在空中旋转时,可将“蹴鞠”看成质点
B. 研究“蹴鞠”在空中飞行的距离时,可将“蹴鞠”看成质点
C. 脚对“蹴鞠”的作用力是由于“蹴鞠”的形变而产生的
D. 脚对“蹴鞠”的作用力和“蹴鞠”对脚的作用力是一对平衡力
【答案】B
【解析】
【详解】A.在研究“蹴鞠”在空中旋转时,“蹴鞠”的形状和大小不能忽略,因此不能将“蹴鞠”看成质点,故A错误;
B.研究“蹴鞠”在空中飞行的距离时,“蹴鞠”的形状和大小可忽略不计,可将“蹴鞠”看成质点,故B正确;
C.弹力是由于施力物体的形变而产生的,因此脚对“蹴鞠”的作用力是由于脚的形变而产生的,故C错误;
D.脚对“蹴鞠”的作用力和“蹴鞠”对脚的作用力是一对作用力和反作用力,故D错误。
故选B。
2. 在单色光双缝干涉实验中,光屏上的点到狭缝、的距离相等,屏上点处为点上方的第3条亮纹。若将狭缝遮住,并在、的垂直平分面处放一平面镜,如图所示,则( )
A. 屏上会呈现不等间距的干涉条纹
B. 仅将平面镜向上平移少许,屏上条纹间距将不变
C. 仅将平面镜向右平移少许,屏上条纹间距将增大
D. 若单色光的波长增大为原来的1.5倍,则光屏上处为点上方的第2条亮纹
【答案】D
【解析】
【详解】A.当在、的垂直平分面处放一平面镜时,如图所示
由平面镜的反射特点可知,经平面镜反射出的光,相当于原来的射出的光,因此仍能在屏上产生等间距的干涉条纹,故A错误;
B.仅将平面镜向上移动少许,相当于、的间距减小,由可知,屏上条纹间距将增大,故B错误;
C.将平面镜右移少许,不影响等效光源的位置,则光屏上的条纹间距不变,故C错误;
D.由可得
即
则光屏上处为点上方的第2条亮纹,故D正确。
故选D。
3. 在足球场上,一质量为m=450g的足球朝运动员以v0=20m/s的水平速度迎面而来,然后运动员将足球以v=30m/s的速度反方向踢回,规定足球被踢回的方向为正方向。下列说法正确的是( )
A. 足球动量的变化量为4.5kg·m/s
B. 运动员对足球的冲量为-22.5N·s
C. 运动员对足球不做功
D. 运动员对足球做功为112.5J
【答案】D
【解析】
【详解】A.选取末速度的方向为正方向,该过程足球动量的变化量,故A错误;
B.对足球由动量定理可得,故B错误;
CD.运动员对足球做的功等于足球动能变化量,即,故C错误,D正确。
故选D。
4. 原点处有一波源,从时刻开始振动,产生一列沿轴正方向传播的机械波。已知波源的振动图像如图所示。则时的波形为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】CD.由题图可知,前半个周期先产生振幅为的半个波形图,后个周期产生振幅为的个波形图,由于波向轴正方向传播,所以右侧为振幅为的半个波形图,左侧为振幅为的个波形图,故CD错误;
AB.又由图可知波源的起振方向沿轴的正方向,则此后各质点的起振方向均沿轴的正方向,由“同侧法”可知时,处的质点沿轴的正方向振动,故A正确,B错误。
故选A。
5. 神舟二十一号载人飞船于北京时间2025年10月31日23时44分发射,并与空间站完美对接。对接前神舟二十一号在轨道1上绕地球做圆周运动,空间站在轨道3上绕地球做圆周运动,神舟二十一号通过转移轨道2与空间站实现对接后,一起沿轨道3运动。下列说法正确的是( )
A. 神舟二十一号的发射速度大于11.2km/s
B. 若神舟二十一号先运动到轨道3上,则可以通过加速追上空间站以实现对接
C. 对接前,神舟二十一号与地心的连线和空间站与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等
D. 神舟二十一号与空间站对接前后,神舟二十一号环绕周期增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.神舟二十一号环绕地球运行,因此神舟二十一号发射速度大于7.9km/s而小于11.2km/s,故A错误;
B.神舟二十一号与空间站对接时,应使神舟二十一号由低轨加速后与空间站实现对接,故B错误;
C.开普勒第二定律针对的是同一卫星与地心的连线在相同时间内扫过的面积相等,故C错误;
D.神舟二十一号与空间站对接后,轨道半长轴增大,由开普勒第三定律可知,其环绕周期增大,故D正确。
故选D。
6. 如图所示的电路中,电源的电动势为、内阻为,阻值固定的小灯泡L的额定电压为4V、额定功率为2W。单刀双掷开关接1,当电阻箱的阻值调为时小灯泡L正常发光;单刀双掷开关接2时,电动机M正常工作,小灯泡L正常发光。此时电动机的输出功率与电动机消耗的电功率之比为3∶4,电阻箱的电阻值足够大。则下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势
B. 单刀双掷开关接1时,调节电阻箱,电阻箱消耗的最大功率为1W
C. 电动机的额定功率为0.5W
D. 电动机的内阻为1Ω
【答案】C
【解析】
【详解】A.单刀双掷开关接1,小灯泡L正常发光,此时回路的电流为
小灯泡L的电阻值为
由闭合电路欧姆定律得,故A错误;
B.将小灯泡L等效为电源的内阻,则等效电源的电动势为6V,内阻为10Ω,当电阻箱的阻值为10Ω时,电阻箱消耗的电功率最大,其最大值为,故B错误;
C.单刀双掷开关接2,电动机M正常工作,小灯泡L正常发光,此时回路的电流为,灯泡L和电源内阻分得的电压为
则电动机的输入电压为
则电动机的额定功率为,故C正确;
D.由题意可知电动机的输出功率为
则电动机的内耗功率为
又由
得,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,甲、乙两辆汽车沿平直的公路行驶,时刻两汽车处在同一位置,通过速度传感器在计算机上描绘了两辆汽车的平均速度随时间的变化规律。则下列说法正确的是( )
A. 汽车甲、乙的加速度大小分别为、
B. 图中
C. 时汽车乙的速度刚好减为0
D. 两汽车再次处在同一位置前,两汽车之间的最大距离为14.4m
【答案】A
【解析】
【详解】A.由位移公式
得
即
结合图像可知汽车甲的初速度为0,斜率为
汽车甲的加速度为
汽车乙的初速度为
斜率为
汽车乙的加速度为,故A正确;
B.对汽车甲有
对汽车乙有
解得,故B错误;
C.汽车乙做匀减速直线运动,汽车乙刹车到停止的时间为,故C错误;
D.设经时间两汽车之间的距离最大,由距离最大时两汽车具有相同的速度,对汽车甲有
对汽车乙有
解得
两汽车之间的最大距离为
代入数据解得,故D错误。
故选A。
二、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. 如图所示,相框用两段长度不同的轻绳拴接于点,轻绳的另一端分别拴接在水平天花板上的、两点,已知。则下列说法正确的是( )
A. 轻绳向上的分力小于轻绳向上的分力
B. 轻绳向左的分力小于轻绳向右的分力
C. 轻绳的拉力大于轻绳的拉力
D. 将轻绳截去一小段,悬点向左移动少许,保持方向不变,轻绳的力减小
【答案】AD
【解析】
【详解】ABC.以相框为研究对象受力分析,如图1所示
由于,则图中的
由力的平衡条件得在轴方向上合力为0,则有
故
在轴方向上有,故A正确,BC错误;
D.将轻绳截去一小段,悬点向左移动少许,轻绳的拉力沿逆时针方向转过一个小角度,如图2所示
则轻绳的拉力减小,故D正确。
故选AD。
9. 空间存在一沿轴方向的静电场,其电场强度随位置的变化关系如图所示,当电场方向沿轴正方向时,电场强度取正值,已知轴上、、、及之间的间距均为,、间以及、间的图像平行于轴,、间的图像为过原点的倾斜直线,质子所带的电荷量为。若带电粒子在电场中只受电场力作用,则下列说法正确的是( )
A. 、区域内的电场方向沿轴的负方向
B. 、间的电势差等于、间电势差的2倍
C. 质子从原点沿轴运动到处,动能增加
D. 从处由静止释放的电子在、间做简谐运动
【答案】BD
【解析】
【详解】A.、间的电场强度为负值,电场方向沿轴的负方向,、间的电场强度为正值,电场方向沿轴的正方向,故A错误;
B.图像与横坐标轴围成的面积表示电势差,、间的电势差为
、间的电势差为
则、间的电势差等于、间电势差的2倍,故B正确;
C.、间的电势差为
由动能定理得
求得
即该过程中质子的动能增加了,故C错误;
D.、间的电场强度随的关系图像为过原点的倾斜直线,则关于的关系式为
电子所受的电场力为
整理得
显然电场力的大小与位移成正比,方向与位移方向相反,则电子可在、间做简谐运动,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,光滑水平面上静止一小球B,小球B的左端固定一轻弹簧,小球A位于小球B的左侧,某时刻小球A获得向右的初速度,动能的大小为,已知小球A的质量为小球B质量的一半。下列说法正确的是( )
A. 弹簧的弹性势能最大时,小球B的动能为
B. 弹簧的最大弹性势能为
C. 弹簧恢复原长时,小球A与小球B的速率之比为2:1
D. 弹簧恢复原长时,小球A的动能与初动能之比为1:9
【答案】AD
【解析】
【详解】A.设A质量为m,则B质量为2m,则
轻弹簧被压缩到最短时A和B的速度相等,弹簧的弹性势能最大,由动量守恒有
可得
则此时小球B的动能为,故A正确;
B.弹簧的最大弹性势能为,故B错误;
C.弹簧恢复原长时,有,
可得,
小球A与小球B的速率之比为1:2,故C错误;
D.小球A速率变为原来的,则动能变为原来的,即小球A的动能与初动能之比为1:9,故D正确。
故选AD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学在验证力的平行四边形定则时,实验室只为其提供了一只弹簧测力计,通过分析,该同学进行如下操作:
a、在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;
b、用图钉把橡皮条的一端固定在板上的点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;
c、用弹簧测力计钩住其中的一个绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置,记录下点的位置以及两条细绳的方向,读出弹簧测力计的示数;
d、用弹簧测力计钩住另一个绳套,拉伸橡皮条使结点到同一位置,并使两细绳的方向与c中记录的方向相同,读出弹簧测力计的示数;
e、按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出拉力和的图示,并以表示、的有向线段为邻边作平行四边形,画出两个有向线段所夹的对角线,在末端标上箭头表示为;
f、用弹簧测力计钩住任意一个绳套,只用该绳套拉橡皮条,使结点拉到同一位置,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力的图示;
g、比较和,得出结论。
(1)某次拉伸橡皮条时,弹簧测力计的读数如图所示,则该示数为______N;
(2)与橡皮条一定在同一直线上的是______(填“”或“”);
(3)在图中,若与的夹角小于90°,保持结点的位置不变,绳的方向不变,将弹簧测力计在该平面内沿逆时针方向缓慢转至与垂直,弹簧测力计的读数______(填字母)。
A. 一直减小
B. 一直增大
C. 先减小后增大
D. 先增大后减小
【答案】(1)1.88##1.89##1.90##1.91##1.92##1.93
(2) (3)C
【解析】
【小问1详解】
由弹簧测力计的读数规则可知,该示数为1.90N(1.88~1.93均可)。
【小问2详解】
F是根据力的平行四边形定则作出的合力,由于实验存在误差,因此不一定沿方向;是一个弹簧测力计拉橡皮条的实验值,根据二力平衡可知,方向一定沿方向。
【小问3详解】
作出和的合力,如图所示
显然当弹簧测力计沿逆时针方向缓慢转至与垂直的过程中,弹簧测力计的读数先减小后增大。
故选C。
12. 某实验小组的同学为了测量电源的电动势和内阻,设计了如图甲所示的电路。
(1)为了选择合适的金属丝,该小组的同学首先用多用电表粗略测量了金属丝的电阻值,测量时先将旋钮调至“×1”倍率,结果指针偏转的角度如图乙所示,则待测金属丝的阻值为______Ω,测量完毕,应将旋钮调至______挡;
(2)电路图甲中,电键闭合前,金属丝上的滑片应置于______(填“”或“”)端;
(3)闭合电键,移动滑片P的位置,将滑片P到端的距离记为,同时记录多组与相对应的电流表的读数,在处理实验数据时,将作为横轴,为了得到倾斜的直线,如图丙所示,则图像的纵轴应为______(填“”“”或“”;若金属丝的直径为、电阻率为,电流表的内阻为,定值电阻阻值为,图像的斜率为、截距为,该电源的电动势为______,电源的内阻为______。(用以上的量表示)
【答案】(1) ①. 6.0##6 ②. OFF ## 交流电压最大
(2)
(3) ①. ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由多用电表的读数规则可知,待测金属丝的电阻值为;测量完毕应将旋钮调至“OFF”或“交流电压最大”挡。
【小问2详解】
为了保证实验器材安全,电键闭合前应使接入电路的电阻值最大,即金属丝上的滑片应置于端;
【小问3详解】
[1][2][3]由闭合电路欧姆定律得
又由电阻定律得
电阻丝的横截面积为
整理得
为了使图像为倾斜直线,则图像的纵轴应为,结合题意得,
解得电源的电动势,
13. 如图所示,某透明材料制成的棱镜的截面为直角梯形,一细光束由边的点斜射入棱镜,光束与边的夹角为,,光束第一次射到边时的入射角比临界角大15°,且该点为边的中点,又,已知光在真空中的传播速度为。求:
(1)该透明介质的折射率;
(2)光从射入棱镜到第一次射出棱镜的时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
依据题意作出光路图,如图所示
光束在点的入射角为,
设折射角为,则有,
设临界角为,光束第一次射到边的入射角为,则有,
又,
解得,。
【小问2详解】
由几何关系得,,
又由于点为的中点,则
所以有
又由几何关系可知,则为等腰三角形,则有,
又光束在边的入射角为,则光束在边发生全反射,由几何关系可知,因此光束第一次射出棱镜的位置为边的点,且
光束在棱镜中的传播速度为
光从射入棱镜到第一次射出棱镜的时间为
解得。
14. 如图所示,两段半径均为、圆心角均为的光滑圆管平滑衔接于点,其中入口和出口的切线均沿水平方向,放在光滑水平面上的长木板C上表面与出口处的切线刚好平齐,长木板C的右端固定一挡板,挡板上固定一轻弹簧,弹簧原长时的自由端刚好位于长木板的点,点右侧的长木板光滑,质量为的滑块B放在长木板的最左端。质量为的滑块A从圆管的入口处静止进入圆管,滑块A的尺寸比圆管的直径略小,经过一段时间与滑块B发生弹性碰撞,碰后滑块A被反弹,且速率为碰前的,最终滑块B又刚好返回到长木板的最左端。已知长木板的质量为,滑块B与点左侧长木板上表面间的动摩擦因数为,重力加速度,,滑块A、B均可视为质点。求:
(1)滑块A第一次运动到点时与圆管之间的作用力大小;
(2)滑块B的质量;
(3)点到长木板最左端的距离以及弹簧最大的弹性势能。
【答案】(1)1N (2)1kg
(3),
【解析】
【小问1详解】
滑块从入口处运动到点的过程,滑块的机械能守恒,则有,滑块运动到点时,假设滑块与圆管的内壁有作用力,由牛顿第二定律得,解得
假设不成立,说明滑块与圆管的外壁有作用力,即外壁对滑块的作用力指向,作用力的大小为1N。
【小问2详解】
两滑块碰前,对滑块由机械能守恒定律得,
解得
由题意可知,碰后滑块的速度大小为,方向向左。
由于两滑块的碰撞为弹性碰撞,则该过程动量守恒、机械能守恒,则有
解得,
【小问3详解】
弹簧的弹性势能最大时,滑块B与长木板C共速,该过程由动量守恒定律得,解得
该过程由能量守恒定律得
从弹簧最短到滑块B返回到长木板最左端的过程,滑块B与长木板组成的系统动量守恒,则有
解得
该过程由能量守恒定律得,
解得,
15. 如图所示,传送带与水平方向成固定,以恒定的速率沿顺时针方向传送,传送带的底端用一小段圆弧与长为、质量为的长木板平滑衔接,质量为的滑块从传送带的顶端由静止释放,经过一段时间滑块运动到传送带底端后滑上长木板,最终滑块与长木板均静止。已知滑块与传送带间的动摩擦因数为,滑块与长木板间的动摩擦因数为,长木板与水平面间的动摩擦因数为,传送带的长度为,滑块可视为质点,重力加速度取,。求:
(1)滑块放上传送带瞬间的加速度的大小;
(2)滑块在传送带上运动的时间以及滑块在传送带上留下的划痕;
(3)长木板在水平面上滑动的距离以及停止后滑块到长木板最左端的距离。
【答案】(1)
(2);5m
(3)12m;6m
【解析】
【小问1详解】
滑块放上传送带后,由牛顿第二定律得
解得
【小问2详解】
设滑块加速到与传送带共速的时间为,则有
滑块在时间内的位移为
由于,则滑块与传送带共速后,滑块沿传送带继续向下匀加速运动,由牛顿第二定律得
解得
设滑块从与传送带共速到运动至底端的时间为,则有
解得
则滑块在传送带上运动的时间为
时间内滑块相对传送带向上运动,则该时间内的相对位移为
时间内滑块相对传送带向下运动,则该时间内的相对位移为
由于,则整个过程滑块在传送带上留下的划痕为5m。
【小问3详解】
滑块滑上长木板的速度大小为
滑块滑上长木板后,滑块在长木板的上表面做匀减速运动,对滑块由牛顿第二定律得
解得
长木板做匀加速运动,对长木板由牛顿第二定律得
解得
设经时间滑块和长木板达到共速,对滑块有
对长木板有
解得,
该时间内滑块的位移为
长木板的位移为
由于,则滑块和长木板共速后,二者相对静止以相同的加速度在水平面上匀减速直到停止运动,该过程对滑块和长木板组成的整体,由牛顿第二定律得
解得
二者共同减速的位移为
整个过程长木板在水平面上滑动的距离为
停止后滑块到长木板最左端的距离为
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