内容正文:
雅礼中学2026届高三月考试卷(四)
物理
本试题卷分选择题和非选择题两部分,共8页。时量75分钟,满分100分。
一、选择题(本题共6小题,每小题4分,共24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. 下列关于近代物理的说法正确的是( )
A. 贝克勒尔发现的天然放射现象,说明原子核有复杂结构
B. 原子核发生衰变时,产生的射线本质是高速电子流,因核内没有电子,所以射线是核外电子逸出原子形成的
C. 强子是参与强相互作用的粒子,因而质子、中子和电子都属于强子
D. 结合能越大的原子核越牢固
【答案】A
【解析】
【详解】A.贝克勒尔发现的天然放射现象表明原子核内部存在复杂结构,A正确;
B.射线是核内中子转化为质子时释放的电子,并非核外电子逸出,B错误;
C.电子属于轻子,不参与强相互作用,C错误;
D.原子核的牢固程度由比结合能(结合能/核子数)决定,而非总结合能,D错误。
故选A。
2. 2025年唐山南湖春节灯会,以“神奇中国”为主题,活动现场约有2000架无人机参与演出,呈现出新春特色的图案。表演中某个无人机在一段时间内沿一直线运动,通过位移传感器描绘出该无人机的位置随时间的变化规律,如图所示。已知该图像为开口向上的抛物线,则无人机运动的( )
A. 速度始终不变
B. 速度先变大再变小
C. 加速度始终不变
D. 加速度先变大后变小
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据x-t图像的斜率表示速度,由图可知斜率先减小后增大,所以速度先减小后增大,故AB错误;
CD.根据题意可知图像为开口向上的抛物线,位移-时间关系为,根据数学知识可知该图像为抛物线,所以加速度始终保持不变,故C正确,D错误。
故选C。
3. 如图甲所示为小勇同学收集的一个“足球”玻璃球,他学了光的折射后想用激光对该球进行研究,某次实验过程中他将激光水平向右照射且过球心所在的竖直截面,其正视图如乙所示,是沿水平方向的直径。当光束从点射入时恰能从右侧射出且射出点为,已知点到竖直距离,玻璃球的半径为,且球内的“足球”是不透光体,不考虑反射光的情况下,下列说法正确的是( )
A. 点的出射光相对点入射光方向偏折了
B. 该“足球”的直径为玻璃球直径的
C. 继续增加则光将会在右侧发生全反射
D. 用频率更小的激光入射时,光在玻璃球中的传播时间将变短
【答案】D
【解析】
【详解】A.从C点入射的光线,进入玻璃球后光线如图所示,设入射角为i,折射角为r,法线与直径AB夹角为θ,则根据几何关系
,
而
可知
,
进入玻璃时,光线沿顺时针偏转了30o,根据光的折射定律,从B点射出时,光线沿顺时针又偏转了30o,因此从点的出射光相对点入射光方向偏折了60o,故A错误;
B.根据几何关系,足球的直径
故B错误;
C.由于光线从C点射入玻璃中的折射角等于从B点出射时的入射角,离开玻璃球的折射角等于射入玻璃球时的入射角,因此光线不会发生全反射,故C错误;
D.如果用频率更小的激光入射时,进入玻璃的折射角增大,从而在玻璃内传播的距离减小,而频率更小时,光在玻璃中的传播速度增大,从而光在玻璃球中的传播时间将变短,故D正确。
故选D。
4. 二十四节气是中华民族的文化遗产。地球沿椭圆形轨道绕太阳运动,所处四个位置分别对应北半球的四个节气,如图所示。已知引力常量,下列说法正确的是( )
A. 夏至时地球线速度最大
B. 可根据夏至和冬至的位置间距离以及地球的公转周期推测出太阳的质量
C. 夏至时地球向心加速度最大
D. 可根据夏至和冬至的位置间距离以及地球的公转周期推测出地球的质量
【答案】B
【解析】
【详解】A.夏至时地球离太阳最远,根据开普勒第二定律可知,此时地球的线速度最小,A错误;
C.夏至时地球离太阳最远,根据可知,夏至时向心加速度最小,C错误;
BD.若已知夏至和冬至的位置间距离d以及地球的公转周期T,根据开普勒第三定律以及,可推测出太阳的质量M,B正确,D错误。
故选B。
5. 如图所示,倾角的传送带以的速度沿顺时针方向匀速转动,现将物块B轻放在传送带下端的同时,物块A从传送带上端以的初速度沿传送带下滑,结果两物块恰好没有在传送带上相碰,已知两物块与传送带间的动摩擦因数均为0.8,两物块(均可视为质点)质量均为1kg,重力加速度g取,,。下列说法正确的是( )
A. 两物块刚开始在传送带上运动时的加速度大小均为
B. 物块B从放上传送带到刚好要与物块A相碰所用的时间为7.5s
C. 两物块与传送带之间由于摩擦产生的热量为64J
D. 传送带上下端间的距离为6.25m
【答案】B
【解析】
【详解】A.两物块刚开始在传送带上运动时,根据牛顿第二定律可得,故A错误;
B.物块B在传送带上加速的时间为
由于,物块B随后跟着传送带一起匀速向上运动。物块A从冲上传送带到速度为零所用时间为
物块A从速度为零向上加速到与传送带速度相同所用时间为
所以两物块从放上传送带到刚好要相碰所用时间为,故B正确;
C.物块A与传送带发生相对位移大小为
物块B与传送带发生的相对位移大小为
两物块与传送带之间由于摩擦产生的热量为,故C错误;
D.在7.5s内物块A的位移大小为
物块B的位移大小为
所以传送带下端到上端的距离为,故D错误。
故选B。
6. 在汽车行业的快速变革中,电动汽车以其环保、节能的优势,逐渐成为了道路上的新宠,电动汽车充电站也逐步增加。如图所示,电动汽车充电站的理想变压器原、 副线圈的匝数比 25:1,其原线圈接有输出电压有效值恒定的交变电源,定值电阻R的阻值为100Ω , 现副线圈同时给8个充电桩供电,每个充电桩的输入电流为12A ,副线圈两端电压为 ,下列说法正确的是( )
A. 变压器的原线圈输入电压最大值为 5.5kV
B. 流过充电桩的电流每一秒方向改变50次
C. 变压器原线圈串联的定值电阻 R 两端的电压为48V
D. 若增加副线圈的匝数,则流过充电桩的电流增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据
得
故A错误;
B.流过充电桩的电流的周期为
一秒钟有50个周期,每个周期电流改变2次,所以电流每一秒方向改变100次,故B错误;
C.变压器副线圈中的电流为
设变压器原线圈中的电流为,根据,得
定值电阻 R 两端电压为
故C错误;
D.将变压器的原线圈看成一个电阻,叫作等效电阻,用表示,将副线圈并联的充电桩也看成一个电阻,用表示,则
由于、不变,增大,则减小,将等效为电源内阻,则消耗的功率增大,即变压器原线圈的输入功率增大,根据输入功率等于输出功率可知,副线圈的输出功率增大,而
所以副线圈电流增大,流过充电桩的电流也增大,故D正确。
故选D。
二、选择题(本题共4小题,每小题5分,共20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)
7. 如图,图甲为一列简谐横波在时刻的波形图,图乙为质点P的振动图像,Q是平衡位置在x=4.0m处的质点,下列说法正确的是( )
A. 时刻,质点Q沿y轴负方向振动
B. 这列波的波速为0.8m/s
C. 质点Q的振动方程为
D. 从到,质点Q通过的路程为70cm
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据振动图像,质点P在t=0时刻后的下一时刻的振动方向向上,结合波的图像,可知这列简谐横波向左传播,质点Q沿y轴负方向振动。故A正确;
B.由图甲可得λ=8m,由图乙知
可得
T=12s
所以横波的波速为
故B错误;
C.设质点Q的振动方程为
综合以上信息可得质点Q的振动方程为
故C错误;
D.从t=0s到t=11s,经历了
质点Q通过的路程为
故D正确。
故选AD。
8. 如图所示,在沿水平方向的匀强电场中(方向未知),一带电粒子通过该区域时作曲线运动,P、Q是这条轨迹上的两点,不计重力。下列说法正确的是( )
A. 若粒子带正电,则Q点电势比P 点电势高
B 若粒子带负电,则Q点电势比P点电势高
C. 若粒子带负电,则在P点时动能大
D. 不论粒子带正电或负电,都是在 Q点时动能大
【答案】AC
【解析】
【详解】由粒子运动的轨迹可知,粒子受电场力水平向右;
A.若粒子带正电,则电场方向水平向右,根据沿着电场线方向电势降低的规律知,则Q点电势比P 点电势高,故A正确;
B.若粒子带负电,则电场方向水平向左,根据沿着电场线方向电势降低的规律知,则Q点电势比P点电势低,故B错误;
CD.不论粒子带正电或负电,粒子都是受向右的电场力,若从Q到P运动则电场力做正功动能增加,所以P点的动能大,故C正确,D错误。
故选AC。
9. 如图所示,一根足够长的水平滑杆上套有一质量为的光滑金属圆环,在滑杆的正下方与其平行放置一足够长的光滑水平的绝缘轨道,穿过金属环的圆心。现使质量为的条形磁铁以水平速度沿绝缘轨道向右运动,磁铁最终穿过了金属环,则( )
A. 在这一过程中,磁铁所受磁场力先水平向左后水平向右
B. 磁铁和金属环最终将静止不动
C. 磁铁的最终速度可能比圆环大,且此时磁铁速度大于
D. 整个过程产生的热量可能是12J
【答案】CD
【解析】
【详解】A.磁铁从靠近到远离金属环的过程中,根据楞次定律,磁铁所受磁场力总是要阻碍磁铁的相对运动,可知磁铁始终受水平向左的磁场力,A错误;
B.金属环是光滑的,足够长的水平的绝缘轨道是光滑的,选取磁铁与圆环组成的系统为研究的系统,系统在水平方向受到的合力为0,满足动量守恒,因此在磁铁穿过金属环后,两者总动量不为零,故不可能静止不动,B错误;
C.选取磁铁运动的方向为正方向,则若最终状态为两者共速时有
解得
但也有可能还未共速两者即已距离足够远,则磁铁的最终速度可能比圆环大,且此时磁铁速度大于,C正确;
D.运动的过程中系统的产生的热量等于系统损失的动能,二者的末速度相等时损失的动能最大,则有
D正确。
故选CD。
10. 如图所示,竖直墙上固定有光滑的小滑轮D,质量相等的物体A和B用轻弹簧连接,物体B放在地面上,用一根不可伸长的轻绳一端与物体A连接,另一端跨过定滑轮与小环C连接,小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆,小环C位于位置R时,绳与细杆的夹角为,此时物体B与地面刚好无压力。图中SD水平,位置R和Q关于S对称。现让小环从R处由静止释放,环下落过程中绳始终处于拉直状态,且环到达Q时速度最大。下列关于小环C下落过程中的描述正确的是( )
A. 小环C、物体A组成的系统机械能守恒
B. 小环C下落到位置S时,小环C的机械能一定最大
C. 小环C下落到位置S时,物块A的速度为0
D. 小环C从位置R运动到位置Q的过程中,弹簧的弹性势能一定先减小后增大
【答案】BC
【解析】
【详解】A.小环C、物体A组成的系统受到弹簧的弹力作用,机械能不守恒,A错误;
B.从R到S绳对小环做正功,小环的机械能增加,从S到Q绳对小环做负功,小环的机械能减少,所以小环C下落到位置S时,小环C的机械能一定最大,B正确;
C.小环C下落到位置S时,小环在水平方向上没有速度,物块A的速度为0,C正确;
D.若小环C下落到位置S时弹簧处于压缩状态,小环C从位置R运动到位置Q的过程中,弹簧经历两次原长,弹簧的弹性势能有两次最小值,D错误。
故选BC。
三、实验题(第11题6分、第12题10分,共16分)
11. 某学习小组用如图所示的装置利用动量守恒等知识测量铁块与桌面间的动摩擦因数μ,实验步骤如下:
A.先测出小铁块A、B的质量M、m,水平桌面到水平地面的高度h,查出当地的重力加速度g;
B.在小铁块A、B中间填有少量的炸药后放在桌面上,A紧靠在桌边,某时刻炸药爆炸,A向左水平飞出,B在桌面上向右滑动;
C.用刻度尺测得小铁块A的落地点与飞出点的水平距离为,测得小铁块B在桌面上滑行的距离为;
(1)小铁块A、B被炸开时的速度大小分别为: =________, = ________;
(2)小铁块B与桌面间的动摩擦因数μ的计算公式为:μ=______。(用题目中所涉及的物理量的字母表示)
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1] [2]由平抛运动知识得
小铁块A、B被炸开时,由动量守恒有
代入数据可得
=
=
(2)[3]对小物块B,由能量守恒定律得
μmg=
解得
μ=
12. 如图甲所示,为某学习小组测电源电动势和内阻的电路原理图。
实验室提供以下器材:
A.待测电源电动势约为,内阻未知;
B. 电流表,内阻约;
C.电压表,内阻约;
D. 电压表,内阻约;
E.滑动变阻器最大阻值;
F. 开关导线若干。
(1)为了完成实验,并且减小实验误差,电压表应选择__________选填“”或“”。
(2)闭合开关前将滑片置于滑动变阻器的左端,逐渐向右滑动滑片,改变滑动变阻器接入电路的阻值,测出多组电压表的读数和电流表读数,作出图像,如图乙所示。根据图像可得电源电动势__________,内阻__________结果均保留两位有效数字。
(3)若有一小灯泡的伏安特性曲线如图丁所示,先将该小灯泡与的定值电阻并联,连接在上述电源正负极间,如图丙所示,则小灯泡实际消耗的功率为__________。
【答案】(1)
(2) ①. ②.
(3)0.70##0.71##0.72##0.73##0.74
【解析】
【小问1详解】
待测电源的电动势为3V,则为了完成实验,并且减小实验误差,电压表应选择量程3V的。
【小问2详解】
根据U=E-Ir结合图像可知E=3.0V,内阻
【小问3详解】
设灯泡两端的电压为 ,通过灯泡的电流为 ,由闭合电路欧姆定律得
上式整理可得
该电路的等效电路为等效电源电动势
等效内阻
在图丁上面做等效电源的外电路电压与电流的关系 图像:
。
图中交点代表的是小灯泡两端的实际电压和电流,由图可得实际功率
四、解答题(共40分)
13. 用于精准调控气体的状态的AI智能气室系统示意图如图所示。气缸A和B通过带有智能阀门的细管连通,气缸A内有一定质量的理想气体,气缸B带有轻质活塞,活塞右侧与大气连通。初始时,阀门关闭,活塞静置于气缸B最左端,气缸A中气体压强为10p0,温度为27℃,体积为1.0L。现通过AI系统控制阀门,使气体通过阀门并推动活塞缓慢向右移动,直至气室内气体与大气平衡,此时锁定活塞。整个过程中气体体积增大了,气体吸收热量,已知活塞与气缸间的相互作用和细管体积均忽略不计,大气压强,求
(1)活塞被锁定时,气室内气体的温度;
(2)活塞被锁定后,气室内的智能温控装置将气体温度恢复,气体吸收的热量。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据理想气体状态方程
其中,
解得
【小问2详解】
气体的体积增大的过程中,由于轻质活塞缓慢移动,因此外界对气体做的功
气体从外界吸收了热量,根据热力学第一定律,气体的内能改变量
温控装置对气体加热,此过程体积不变,外界不对气体做功,即
温度恢复到初始温度,由于内能只与温度有关,因此
根据热力学第一定律,有
可知吸收的热量
14. 如图1所示,在分布均匀的磁场中,有两根固定的足够长平行金属导轨(不计电阻),间距为L、倾角为θ,上端接一阻值为R的电阻,磁场方向垂直导轨平面向上.一质量为m、电阻为R的导体棒ab放在导轨上,闭合回路恰好是一个边长为L的正方形.已知t=0时ab恰好处于静止状态,重力加速度大小为g.滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等,ab始终与导轨垂直且接触良好.
(1)若磁感应强度大小B随时间t的变化规律为B=kt(k>0),求经过多长时间ab开始滑动?
(2)若磁感应强度恒定且为B0,对ab施加一个沿导轨向下的拉力,使ab从静止开始运动,其速度与此后的位移关系图象如图2所示,求0~x0位移内拉力所做的功.
【答案】(1)t= (2)WF==
【解析】
【详解】解:(1) 时则有:
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势:
其中:
根据闭合电路欧姆定律,感应电流:
刚要移动时有:
又:
解得:
(2) 速度为时,感应电流:
安培力大小:
由图2得:
解得:
克服安培力做的功:
根据动能定理有:
拉力做的功:
15. 如图所示,倾角为的光滑斜面固定在水平地面上,倾角也为的传送带下端B非常靠近斜面上端,斜面与传送带上表面在同一平面上。传送带的长l=4.8m,以v=2m/s的速度沿顺时针匀速转动。一根轻弹簧放在斜面上,与斜面底端的固定挡板连接,质量为1kg的物块放在斜面上,用力向下推物块压缩弹簧,在A点时由静止释放物块,物块沿斜面向上运动,滑上传送带并从C点抛出,上升到最高点时速度为1.6m/s,物块与传送带间的动摩擦因数为0.5,A、B间的距离为2m,重力加速度。
(1)求物块在传送带上运动的时间;
(2)物块与传送带间因摩擦产生的热量及弹簧被压缩具有的最大弹性势能;
(3)若斜面是粗糙的,将传送带改为沿逆时针方向匀速转动,速度大小不变,上述物块压缩弹簧仍在A点由静止释放,结果物块刚好不能从传送带C点滑出,求物块与斜面间的动摩擦因数以及物块第一次在传送带上滑行的时间。(结果可带根号)
【答案】(1)0.8s
(2)12.8J,
(3)
【解析】
【小问1详解】
设在最高点的速度为v',物块运动到C点时速度大小为,则
解得
由于
因此物块在传送带上不可能向上做匀速或加速运动,即物块在传送带上一直以相同的加速度做减速运动,做减速运动的加速度
设物块在B的速度大小为,由运动学公式有
解得
在传送带上运动时间
【小问2详解】
物块与传送带间的相对位移
因摩擦产生的热量
根据机械能守恒得
解得
【小问3详解】
设物块第一次运动到B点的速度为,根据运动学公式
解得
设物块与斜面间的动摩擦因数为,根据功能关系
解得
物块在传送带上向上运动过程中,运动的时间
物块从传送带顶端向下加速运动,至与传送带速度相等,时间
运动的距离
物块以v=2m/s的初速度继续向下做加速运动,加速度大小
向下运动的距离
设离开传送带时的速度为,则
解得
即物块以2m/s初速度传送带上继续下滑时间
物块第一次在传送带上的时间
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雅礼中学2026届高三月考试卷(四)
物理
本试题卷分选择题和非选择题两部分,共8页。时量75分钟,满分100分。
一、选择题(本题共6小题,每小题4分,共24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. 下列关于近代物理的说法正确的是( )
A. 贝克勒尔发现的天然放射现象,说明原子核有复杂结构
B. 原子核发生衰变时,产生的射线本质是高速电子流,因核内没有电子,所以射线是核外电子逸出原子形成的
C. 强子是参与强相互作用的粒子,因而质子、中子和电子都属于强子
D. 结合能越大的原子核越牢固
2. 2025年唐山南湖春节灯会,以“神奇中国”为主题,活动现场约有2000架无人机参与演出,呈现出新春特色的图案。表演中某个无人机在一段时间内沿一直线运动,通过位移传感器描绘出该无人机的位置随时间的变化规律,如图所示。已知该图像为开口向上的抛物线,则无人机运动的( )
A. 速度始终不变
B. 速度先变大再变小
C. 加速度始终不变
D. 加速度先变大后变小
3. 如图甲所示为小勇同学收集的一个“足球”玻璃球,他学了光的折射后想用激光对该球进行研究,某次实验过程中他将激光水平向右照射且过球心所在的竖直截面,其正视图如乙所示,是沿水平方向的直径。当光束从点射入时恰能从右侧射出且射出点为,已知点到竖直距离,玻璃球的半径为,且球内的“足球”是不透光体,不考虑反射光的情况下,下列说法正确的是( )
A. 点的出射光相对点入射光方向偏折了
B. 该“足球”的直径为玻璃球直径的
C. 继续增加则光将会在右侧发生全反射
D. 用频率更小的激光入射时,光在玻璃球中的传播时间将变短
4. 二十四节气是中华民族的文化遗产。地球沿椭圆形轨道绕太阳运动,所处四个位置分别对应北半球的四个节气,如图所示。已知引力常量,下列说法正确的是( )
A. 夏至时地球线速度最大
B. 可根据夏至和冬至的位置间距离以及地球的公转周期推测出太阳的质量
C. 夏至时地球向心加速度最大
D. 可根据夏至和冬至的位置间距离以及地球的公转周期推测出地球的质量
5. 如图所示,倾角的传送带以的速度沿顺时针方向匀速转动,现将物块B轻放在传送带下端的同时,物块A从传送带上端以的初速度沿传送带下滑,结果两物块恰好没有在传送带上相碰,已知两物块与传送带间的动摩擦因数均为0.8,两物块(均可视为质点)质量均为1kg,重力加速度g取,,。下列说法正确的是( )
A. 两物块刚开始在传送带上运动时的加速度大小均为
B. 物块B从放上传送带到刚好要与物块A相碰所用的时间为7.5s
C. 两物块与传送带之间由于摩擦产生的热量为64J
D. 传送带上下端间的距离为6.25m
6. 在汽车行业的快速变革中,电动汽车以其环保、节能的优势,逐渐成为了道路上的新宠,电动汽车充电站也逐步增加。如图所示,电动汽车充电站的理想变压器原、 副线圈的匝数比 25:1,其原线圈接有输出电压有效值恒定的交变电源,定值电阻R的阻值为100Ω , 现副线圈同时给8个充电桩供电,每个充电桩的输入电流为12A ,副线圈两端电压为 ,下列说法正确的是( )
A. 变压器的原线圈输入电压最大值为 5.5kV
B. 流过充电桩电流每一秒方向改变50次
C. 变压器原线圈串联的定值电阻 R 两端的电压为48V
D. 若增加副线圈的匝数,则流过充电桩的电流增大
二、选择题(本题共4小题,每小题5分,共20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)
7. 如图,图甲为一列简谐横波在时刻的波形图,图乙为质点P的振动图像,Q是平衡位置在x=4.0m处的质点,下列说法正确的是( )
A. 时刻,质点Q沿y轴负方向振动
B. 这列波的波速为0.8m/s
C. 质点Q的振动方程为
D. 从到,质点Q通过的路程为70cm
8. 如图所示,在沿水平方向的匀强电场中(方向未知),一带电粒子通过该区域时作曲线运动,P、Q是这条轨迹上的两点,不计重力。下列说法正确的是( )
A. 若粒子带正电,则Q点电势比P 点电势高
B 若粒子带负电,则Q点电势比P点电势高
C. 若粒子带负电,则在P点时动能大
D. 不论粒子带正电或负电,都是在 Q点时动能大
9. 如图所示,一根足够长的水平滑杆上套有一质量为的光滑金属圆环,在滑杆的正下方与其平行放置一足够长的光滑水平的绝缘轨道,穿过金属环的圆心。现使质量为的条形磁铁以水平速度沿绝缘轨道向右运动,磁铁最终穿过了金属环,则( )
A. 在这一过程中,磁铁所受磁场力先水平向左后水平向右
B. 磁铁和金属环最终将静止不动
C. 磁铁的最终速度可能比圆环大,且此时磁铁速度大于
D. 整个过程产生的热量可能是12J
10. 如图所示,竖直墙上固定有光滑的小滑轮D,质量相等的物体A和B用轻弹簧连接,物体B放在地面上,用一根不可伸长的轻绳一端与物体A连接,另一端跨过定滑轮与小环C连接,小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆,小环C位于位置R时,绳与细杆的夹角为,此时物体B与地面刚好无压力。图中SD水平,位置R和Q关于S对称。现让小环从R处由静止释放,环下落过程中绳始终处于拉直状态,且环到达Q时速度最大。下列关于小环C下落过程中的描述正确的是( )
A. 小环C、物体A组成的系统机械能守恒
B. 小环C下落到位置S时,小环C的机械能一定最大
C. 小环C下落到位置S时,物块A的速度为0
D. 小环C从位置R运动到位置Q的过程中,弹簧的弹性势能一定先减小后增大
三、实验题(第11题6分、第12题10分,共16分)
11. 某学习小组用如图所示的装置利用动量守恒等知识测量铁块与桌面间的动摩擦因数μ,实验步骤如下:
A.先测出小铁块A、B质量M、m,水平桌面到水平地面的高度h,查出当地的重力加速度g;
B.在小铁块A、B中间填有少量的炸药后放在桌面上,A紧靠在桌边,某时刻炸药爆炸,A向左水平飞出,B在桌面上向右滑动;
C.用刻度尺测得小铁块A的落地点与飞出点的水平距离为,测得小铁块B在桌面上滑行的距离为;
(1)小铁块A、B被炸开时速度大小分别为: =________, = ________;
(2)小铁块B与桌面间的动摩擦因数μ的计算公式为:μ=______。(用题目中所涉及的物理量的字母表示)
12. 如图甲所示,为某学习小组测电源电动势和内阻的电路原理图。
实验室提供以下器材:
A.待测电源电动势约为,内阻未知;
B. 电流表,内阻约;
C.电压表,内阻约;
D 电压表,内阻约;
E.滑动变阻器最大阻值;
F. 开关导线若干。
(1)为了完成实验,并且减小实验误差,电压表应选择__________选填“”或“”。
(2)闭合开关前将滑片置于滑动变阻器的左端,逐渐向右滑动滑片,改变滑动变阻器接入电路的阻值,测出多组电压表的读数和电流表读数,作出图像,如图乙所示。根据图像可得电源电动势__________,内阻__________结果均保留两位有效数字。
(3)若有一小灯泡的伏安特性曲线如图丁所示,先将该小灯泡与的定值电阻并联,连接在上述电源正负极间,如图丙所示,则小灯泡实际消耗的功率为__________。
四、解答题(共40分)
13. 用于精准调控气体的状态的AI智能气室系统示意图如图所示。气缸A和B通过带有智能阀门的细管连通,气缸A内有一定质量的理想气体,气缸B带有轻质活塞,活塞右侧与大气连通。初始时,阀门关闭,活塞静置于气缸B最左端,气缸A中气体压强为10p0,温度为27℃,体积为1.0L。现通过AI系统控制阀门,使气体通过阀门并推动活塞缓慢向右移动,直至气室内气体与大气平衡,此时锁定活塞。整个过程中气体体积增大了,气体吸收热量,已知活塞与气缸间的相互作用和细管体积均忽略不计,大气压强,求
(1)活塞被锁定时,气室内气体的温度;
(2)活塞被锁定后,气室内的智能温控装置将气体温度恢复,气体吸收的热量。
14. 如图1所示,在分布均匀的磁场中,有两根固定的足够长平行金属导轨(不计电阻),间距为L、倾角为θ,上端接一阻值为R的电阻,磁场方向垂直导轨平面向上.一质量为m、电阻为R的导体棒ab放在导轨上,闭合回路恰好是一个边长为L的正方形.已知t=0时ab恰好处于静止状态,重力加速度大小为g.滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等,ab始终与导轨垂直且接触良好.
(1)若磁感应强度大小B随时间t的变化规律为B=kt(k>0),求经过多长时间ab开始滑动?
(2)若磁感应强度恒定且为B0,对ab施加一个沿导轨向下的拉力,使ab从静止开始运动,其速度与此后的位移关系图象如图2所示,求0~x0位移内拉力所做的功.
15. 如图所示,倾角为的光滑斜面固定在水平地面上,倾角也为的传送带下端B非常靠近斜面上端,斜面与传送带上表面在同一平面上。传送带的长l=4.8m,以v=2m/s的速度沿顺时针匀速转动。一根轻弹簧放在斜面上,与斜面底端的固定挡板连接,质量为1kg的物块放在斜面上,用力向下推物块压缩弹簧,在A点时由静止释放物块,物块沿斜面向上运动,滑上传送带并从C点抛出,上升到最高点时速度为1.6m/s,物块与传送带间的动摩擦因数为0.5,A、B间的距离为2m,重力加速度。
(1)求物块在传送带上运动的时间;
(2)物块与传送带间因摩擦产生的热量及弹簧被压缩具有的最大弹性势能;
(3)若斜面是粗糙的,将传送带改为沿逆时针方向匀速转动,速度大小不变,上述物块压缩弹簧仍在A点由静止释放,结果物块刚好不能从传送带C点滑出,求物块与斜面间的动摩擦因数以及物块第一次在传送带上滑行的时间。(结果可带根号)
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