内容正文:
2026届广州市高三年级调研测试
物 理
本试卷共6页,15小题,满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、试室号、座位号填写在答题卡上。用2B铅笔将试卷类型(B)填涂在答题卡相应位置上,并在答题卡相应位置上填涂考生号。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题: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. 关于机械振动和机械波,下列说法正确的是( )
A. 横波的传播需要介质,纵波的传播不需要介质
B. 机械波在传播过程中,介质中各质点不会沿波的传播方向宏观移动
C. 汽车由远及近时,观测者接收到鸣笛声的音调变化是声波的衍射现象
D. 拨动吉他上的一根琴弦,其他琴弦也跟着振动,这是声波的干涉现象
2. 如图,篮球球托上有三个相同的支架,分布在正三角形的三个顶点上,支架上表面是倾角为θ的斜面。球托放置在水平地面上,质量为m的篮球放在球托上且只与支架斜面接触。重力加速度为g,忽略球与支架斜面间摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 篮球受到弹力的原因是篮球发生了形变
B. 每个支架对球的弹力方向竖直向上
C. 每个支架对球的弹力大小为
D. 支架对球的作用力的合力大于mg
3. 已知雨滴下落过程所受阻力与其速度大小成正比。以雨滴开始下落位置为原点,取竖直向下为正方向,雨滴由静止开始下落,其速度随时间变化的v-t图像和其动能随位移变化的Ek-x图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 如图,卫星沿倾斜圆轨道运行,由南向北穿过赤道平面的点称为升交点,反之称为降交点,这两点对卫星的任务规划具有重要意义。某卫星每天仅在北京时间10∶30经过一次升交点,22∶30经过一次降交点,则该卫星( )
A. 始终相对地面静止
B. 线速度大于第一宇宙速度
C. 角速度比在赤道上物体的大
D. 向心加速度比在赤道上物体的大
5. 如图,将平行板电容器极板N与静电计金属球相连,极板M和静电计外壳均接地。现使M、N分别带上等量正、负电荷,此时静电计的指针偏转角度为θ。保持电容器电荷量不变,使M水平向左平移一小段距离,则( )
A. 电容器的电容增大 B. 指针偏转角度θ变小
C. 两极板间场强变小 D. 极板N的电势降低
6. 如图,通有等大恒定电流的两根长直细导线分别固定在正方体abcd-a'b'c'd'的两条边bb'和a'd'上,电流分别由b流向b'、由a'流向d'。已知c'点的磁感应强度大小为B0,则( )
A. a点的磁感应强度大小为B0
B. c点的磁感应强度大小为B0
C. a、c'两点的磁感应强度方向相同
D. c、c'两点的磁感应强度方向相同
7. 某同学用手机传感器探究竖直方向直线运动规律。将手机水平放置于手掌,在启动传感器数据记录后,上抬手掌,得到的加速度随时间变化的a-t图像如图所示,则手机( )
A. 在t1~t2时间内处于超重状态
B. 在t2时刻运动到最高点
C. 在t3时刻速度方向向下
D. 在t1~t4时间内一定没有离开过手掌
二、多项选择题: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. 如图为管式静电除尘器剖面图。放电极和集尘极之间的强电场使空气电离,产生的电子附着在管内空气中的粉尘上,带电粉尘在静电力作用下被吸附到集尘极。下列说法正确的是( )
A. 带电粉尘被吸附过程中电势能减小
B. 带电粉尘被吸附过程中电场力减小
C. 放电极的电势高于集尘极的电势
D. 放电极和集尘极之间的电场为匀强电场
9. 如图,在光滑的水平面上停放两辆小车。其中左侧小车上固定一条形磁铁,该组合体甲的总质量为m1;右侧小车上固定一螺线管,该组合体乙的总质量为m2(m2>m1)。条形磁铁与螺线管的中心轴在同一水平线上,现给螺线管通顺时针方向(从左往右看)的恒定电流后( )
A. 甲、乙相互靠近
B. 甲、乙的动量始终相同
C. 乙所受到的合力在变小
D. 乙的速度始终小于甲的速度
10. 如图为二轮平衡车,两轮直径相等,外轮、内轮的圆心分别为O1、O2(图中未标出),O1O2连线中点为P。某人在水平地面上操纵平衡车,使其绕O1O2连线延长线上的定点O做匀速圆周运动,,。车轮不打滑,轮胎宽度及形变不计,下列说法正确的是( )
A. 二轮平衡车所受合外力始终不变
B. O1、P绕O做圆周运动的线速度大小之比为(2R+L)∶2R
C. O1、O2绕O做圆周运动的角速度大小之比为(2R+L)∶(2R-L)
D. 外轮与内轮绕O1O2连线转动的角速度大小之比为(2R+L)∶(2R-L)
三、非选择题:共54分,考生根据要求作答。
11. 某同学利用一量程为2.5N的弹簧测力计开展实验研究。
(1)①用细绳拴一玻璃瓶悬挂在竖直放置的弹簧测力计挂钩上,稳定后弹簧测力计读数为F1=0.28N;增加一相同玻璃瓶,稳定后弹簧测力计读数(如图甲)为F2=_______N。
②上述操作中,F2≠2F1,原因是该同学未对弹簧测力计进行调零操作,分析可知每个玻璃瓶所受的重力可表示为________ (用F1、F2表示)。如果该同学测量前,进行调零操作,应将刻度面板相对指针________(选填“上移”或“下移”)。
(2)将毫米刻度尺与弹簧测力计刻度线并齐摆放,拍摄照片如图乙,由此可知该测力计内弹簧的劲度系数为___________N/m(结果保留两位有效数字)。
12. 硅整流二极管具有反向耐高压、工作温度范围广、单向导电性突出的特点。一实验小组用伏安法测绘某型号硅整流二极管的正向伏安特性曲线,实验中使用的器材有
A.直流电源(电动势3V,内阻不计)
B.滑动变阻器(0~20Ω)
C.数字电压表(量程为0~2V,内阻为3.24MΩ)
D.数字电流表(量程为0~2mA,内阻为100Ω;量程为0~50mA,内阻为4Ω)
E.待测二极管D,开关S,导线若干。
(1)在图(a)中按实验需要完成电路图连线_____,图中电源_____(选填“M”或“N”)端为正极。
(2)闭合开关S,调节滑动变阻器,记录多组电压表示数U和电流表示数I。当电压表示数超过0.600V时,应将电流表量程由0~2mA切换至0~50mA。该小组测得一系列数据,当U=0.650V时,I=3.55mA,此时二极管两端的实际电压UD=______V(结果保留三位有效数字)。
(3)研究表明,在正向导通状态下,二极管的电阻值随温度升高而减小。实验中,由于电流热效应,导致测量得到的伏安曲线与理论曲线存在差异。图(b)中作出了这两条曲线,其中_____(选填“甲”或“乙”)为测量得到的曲线。
(4)通过实验,得到30℃时,二极管正向导通情况下,流过二极管的电流数值的自然对数ln(I/mA)与二极管两端电压的数值UD/V的关系图线如图(c)所示,则电流I(mA)的数值与电压UD(V)的数值关系式为I=__________。
13. 如图为高山滑雪简化模型:倾斜滑道AB与水平滑道CD通过圆弧滑道BC平滑连接。已知AC高度差为5R,BC半径为R,CD长度为4R,滑雪板与CD间的动摩擦因数为0.05。质量为m的运动员(含装备)从A点由静止开始滑下,到达C处速率为,随后运动到D处再水平飞出,最后着陆在滑道DE上,着陆点与D点高度差为R。运动员可视为质点,重力加速度为g,不计空气阻力,求运动员
(1)在BC段的C处对滑道压力的大小;
(2)从A到D过程中损失的机械能;
(3)在DE上着陆时重力的功率。
14. 在仓库卸货时常因抛掷而造成货物损坏,为解决这个问题,某同学设计了如图所示的缓冲转运装置。装置A紧靠仓库,转运车B紧靠A,A的上表面由光滑曲面OC段和粗糙水平面OD段组成,B上表面粗糙,右侧装有挡板。卸货时,可视为质点的货物由OC段上某点静止释放。已知A、B质量均为M=80kg,A、B水平上表面等高且长度均为L=5m,OC高度差H=5m。A下表面与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2,不计B与地面间的摩擦。货物与A、B水平上表面的动摩擦因数均为μ2=0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10m/s2。
(1)要使货物在装置A上运动时A保持静止,货物质量m0应满足什么条件?
(2)若货物质量m=20kg,为使货物能停在转运车B上且不与挡板相碰,则该货物释放点距OD的高度h应满足什么条件?
15. 如图所示直角坐标xOy平面内,第I、III、IV象限内只存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,第II象限内只存在沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E。在y轴正半轴和x轴负半轴固定一直角挡板,挡板厚度不计且足够长。M、N为直角挡板上的两点,。在M点安装一粒子源,可在xOy平面内向各个方向发射质量为m,电荷量为+q的粒子(重力不计)。粒子撞击挡板后电荷量不变、以原速率反弹且反射角等于入射角。若粒子源
(1)向第II象限发射的粒子恰能击中N点,求M到N过程粒子电势能的变化量;
(2)向第II象限发射的粒子第一次撞击挡板时恰能垂直y轴向右击中N点,求发射速度大小以及发射速度方向与x轴正方向夹角的正切值;
(3)沿y轴负方向发射的粒子,能撞击挡板两次后再击中N点,求发射速度大小。
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物 理
本试卷共6页,15小题,满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、试室号、座位号填写在答题卡上。用2B铅笔将试卷类型(B)填涂在答题卡相应位置上,并在答题卡相应位置上填涂考生号。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题: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. 关于机械振动和机械波,下列说法正确的是( )
A. 横波的传播需要介质,纵波的传播不需要介质
B. 机械波在传播过程中,介质中各质点不会沿波的传播方向宏观移动
C. 汽车由远及近时,观测者接收到鸣笛声的音调变化是声波的衍射现象
D. 拨动吉他上的一根琴弦,其他琴弦也跟着振动,这是声波的干涉现象
【答案】B
【解析】
【详解】A.横波和纵波均属于机械波,机械波的传播均需要介质,故A错误;
B.机械波传播时,介质质点仅在平衡位置附近振动,波传播的是振动形式和能量,质点本身不会发生宏观迁移,故B正确;
C.汽车由远及近时,观测者接收到的鸣笛声音调变高,是由于声源与观测者相对运动引起的多普勒效应,故C错误;
D.拨动一根琴弦导致其他琴弦的受迫振动,是因琴弦固有频率匹配引发的共振现象,故D错误。
故选B。
2. 如图,篮球球托上有三个相同的支架,分布在正三角形的三个顶点上,支架上表面是倾角为θ的斜面。球托放置在水平地面上,质量为m的篮球放在球托上且只与支架斜面接触。重力加速度为g,忽略球与支架斜面间摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 篮球受到弹力的原因是篮球发生了形变
B. 每个支架对球的弹力方向竖直向上
C. 每个支架对球的弹力大小为
D. 支架对球的作用力的合力大于mg
【答案】C
【解析】
【详解】A.弹力是由施力物体的形变产生的,篮球受到弹力的原因是支架发生了形变,故A错误;
B.由于接触面为曲面和平面,所以弹力的方向垂直接触面指向篮球,故B错误;
D.篮球静止在支架上,受力平衡,支架对球的作用力的合力等于,故D错误;
C.忽略球与支架斜面间摩擦力,根据对称性分析,将每个支架对球的弹力沿水平、竖直方向分解,三个水平方向分力的合力为零,三个竖直方向分力的合力为,所以竖直方向分力为
根据几何关系得,每个支架对球的弹力,故C正确。
故选C。
3. 已知雨滴下落过程所受阻力与其速度大小成正比。以雨滴开始下落位置为原点,取竖直向下为正方向,雨滴由静止开始下落,其速度随时间变化的v-t图像和其动能随位移变化的Ek-x图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB.设空气阻力大小为f,则
根据牛顿第二定律可得
则雨滴做加速度减小的加速运动,最终可能做匀速直线运动,故AB错误;
CD.根据,阻力随速度增大而增大,则Ek-x图像斜率减小,故C正确D错误。
故选C。
4. 如图,卫星沿倾斜圆轨道运行,由南向北穿过赤道平面的点称为升交点,反之称为降交点,这两点对卫星的任务规划具有重要意义。某卫星每天仅在北京时间10∶30经过一次升交点,22∶30经过一次降交点,则该卫星( )
A. 始终相对地面静止
B. 线速度大于第一宇宙速度
C. 角速度比在赤道上物体的大
D. 向心加速度比在赤道上物体的大
【答案】D
【解析】
【详解】A.地球的同步卫星始终相对地面静止, 同步卫星运行的轨道平面在赤道平面,而该卫星沿倾斜圆轨道运行,故A错误;
B.第一宇宙速度是卫星运行的最大速度,故该卫星的线速度小于第一宇宙速度, 故B错误;
C.由题知该卫星周期等于24h,与同步卫星周期相等,即该卫星和同步卫星的轨道半径、运动的角速度、线速度相等,而同步卫星和赤道上物体相对静止,故该卫星角速度与赤道上物体的角速度相等,故C错误;
D.由,结合C项分析知该卫星的向心加速度比在赤道上物体的大,故D正确。
故选D。
5. 如图,将平行板电容器极板N与静电计金属球相连,极板M和静电计外壳均接地。现使M、N分别带上等量正、负电荷,此时静电计的指针偏转角度为θ。保持电容器电荷量不变,使M水平向左平移一小段距离,则( )
A. 电容器的电容增大 B. 指针偏转角度θ变小
C. 两极板间场强变小 D. 极板N的电势降低
【答案】D
【解析】
【详解】A.由平行板电容器的电容公式,M水平向左平移一小段距离,板间距d增加,电容减小,故A错误;
B.根据
整理有
电容器电荷量不变,d增加,U增大,则偏转角度θ变大,故B错误;
C.电荷量不变时由,,
解得
故板间距d增加时,两极板间的场强不变,故C错误;
D.U增大,两极板电势差增大,极板M接地,电势为零不变,则极板N的电势降低,故D正确。
故选D。
6. 如图,通有等大恒定电流的两根长直细导线分别固定在正方体abcd-a'b'c'd'的两条边bb'和a'd'上,电流分别由b流向b'、由a'流向d'。已知c'点的磁感应强度大小为B0,则( )
A. a点的磁感应强度大小为B0
B. c点的磁感应强度大小为B0
C. a、c'两点的磁感应强度方向相同
D. c、c'两点的磁感应强度方向相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.a点到两导线的距离与c'点到两导线的距离相等,两导线在a点产生的磁场大小与c'点一致,合磁场大小为,故A正确;
B.c点到两导线的距离与c'点不同,两导线在c点产生的磁场大小、方向关系与c'点存在差异,合磁场大小不为,故B错误;
C.a点与c'点的磁场方向均由两导线磁场的矢量合成决定,根据安培定则判断各导线在两点产生的磁场方向,二者方向不同,故C错误;
D.c点与c'点的磁场方向均由两导线磁场的矢量合成决定,但二者方向不同,故D错误。
故选A。
7. 某同学用手机传感器探究竖直方向直线运动规律。将手机水平放置于手掌,在启动传感器数据记录后,上抬手掌,得到的加速度随时间变化的a-t图像如图所示,则手机( )
A. 在t1~t2时间内处于超重状态
B. 在t2时刻运动到最高点
C. 在t3时刻速度方向向下
D. 在t1~t4时间内一定没有离开过手掌
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,在t1~t2时间内手机的加速度方向为竖直向上,故手机处于超重状态,故A正确;
B.由图可知,在t2时刻加速度为零,速度达到最大,手机仍在上升,故B错误;
C.根据可知图像与时间轴围成的面积表示速度的变化量;设竖直向上为正方向,在t1~t2时间内的速度变化量的大小为,方向竖直向上;在t2~t3时间内的速度变化量的大小为,方向竖直向下;故在t1~t3时间内的速度变化量为
若,则,因初速度为零,故手机在t3时刻速度为零;若,则,因初速度为零,故手机在t3时刻速度不为零,方向竖直向上;若,则,因初速度为零,故手机在在t3时刻速度不为零,方向竖直向下;由题知,无法判断与的大小关系,故无法确定在t3时刻速度情况,故C错误;
D.由图可知,在t2~t3时间内加速度为重力加速度,则手掌对手机的支持力为零,手机可能离开过手掌,故D错误。
故选A。
二、多项选择题: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. 如图为管式静电除尘器剖面图。放电极和集尘极之间的强电场使空气电离,产生的电子附着在管内空气中的粉尘上,带电粉尘在静电力作用下被吸附到集尘极。下列说法正确的是( )
A. 带电粉尘被吸附过程中电势能减小
B. 带电粉尘被吸附过程中电场力减小
C. 放电极的电势高于集尘极的电势
D. 放电极和集尘极之间的电场为匀强电场
【答案】AB
【解析】
【详解】A.电子附着于粉尘使其带负电,静电除尘器内放电极与集尘极形成电场,带电粉尘向集尘极运动,说明电场力方向与运动方向一致,电场力做正功,因此粉尘电势能减小,故A正确;
B.粉尘从靠近放电极处向集尘极运动时,r增大,电场强度E减小;粉尘带电量q不变,根据电场力公式
电场力逐渐减小,故B正确;
C.负电荷在电场中做正功时,会向电势高的区域移动,说明集尘极电势高于放电极,故C错误;
D.辐射状电场的电场强度随距离变化,不符合匀强电场“大小、方向处处相同”的特征,故D错误。
故选AB。
9. 如图,在光滑的水平面上停放两辆小车。其中左侧小车上固定一条形磁铁,该组合体甲的总质量为m1;右侧小车上固定一螺线管,该组合体乙的总质量为m2(m2>m1)。条形磁铁与螺线管的中心轴在同一水平线上,现给螺线管通顺时针方向(从左往右看)的恒定电流后( )
A. 甲、乙相互靠近
B. 甲、乙的动量始终相同
C. 乙所受到的合力在变小
D. 乙的速度始终小于甲的速度
【答案】CD
【解析】
【详解】A.对螺线管通电,由安培定则可知,从左侧观察电流沿顺时针方向,螺线管内部磁场方向向右,左端为S极,右端为N极。条形磁铁右端为S极,根据同名磁极相互排斥,甲、乙两车间存在斥力作用。由于斥力作用方向相反,甲、乙两车将向两侧运动,即彼此远离,故A错误;
B.水平面光滑,甲、乙系统水平方向不受外力,取水平向右为正方向,系统动量守恒。初始总动量为零,根据动量守恒定律有
可得
两车动量大小相等、方向相反,因动量是矢量,方向不同,则动量不同,故B错误;
C.在两车远离过程中,磁铁与螺线管间距增大,其间的磁场力随之减小,故乙车所受合力减小,故C正确;
D.根据动量守恒定律,可知两车动量大小相等,即
可得
由题知,故乙的速度始终小于甲的速度,故D正确。
故选CD。
10. 如图为二轮平衡车,两轮直径相等,外轮、内轮的圆心分别为O1、O2(图中未标出),O1O2连线中点为P。某人在水平地面上操纵平衡车,使其绕O1O2连线延长线上的定点O做匀速圆周运动,,。车轮不打滑,轮胎宽度及形变不计,下列说法正确的是( )
A. 二轮平衡车所受合外力始终不变
B. O1、P绕O做圆周运动的线速度大小之比为(2R+L)∶2R
C. O1、O2绕O做圆周运动的角速度大小之比为(2R+L)∶(2R-L)
D. 外轮与内轮绕O1O2连线转动的角速度大小之比为(2R+L)∶(2R-L)
【答案】BD
【解析】
【详解】A.二轮平衡车做匀速圆周运动,合外力提供向心力,合外力方向时刻指向圆心,合外力方向时刻改变,故A错误;
B.由,共轴模型角速度相同,可知O1、P绕O做圆周运动的线速度大小与半径成正比,故速度之比为,故B正确;
C.O1、O2绕O做圆周运动相同时间转过相同的角度,角速度相等,故其角速度大小之比为1:1,故C错误;
D.外轮与内轮转动的线速度大小之比为
由,两轮直径相等,可知外轮与内轮绕O1O2连线转动的角速度与线速度大小成正比,故其角速度大小之比为(2R+L)∶(2R-L),故D正确。
故选BD。
三、非选择题:共54分,考生根据要求作答。
11. 某同学利用一量程为2.5N的弹簧测力计开展实验研究。
(1)①用细绳拴一玻璃瓶悬挂在竖直放置的弹簧测力计挂钩上,稳定后弹簧测力计读数为F1=0.28N;增加一相同玻璃瓶,稳定后弹簧测力计读数(如图甲)为F2=_______N。
②上述操作中,F2≠2F1,原因是该同学未对弹簧测力计进行调零操作,分析可知每个玻璃瓶所受的重力可表示为________ (用F1、F2表示)。如果该同学测量前,进行调零操作,应将刻度面板相对指针________(选填“上移”或“下移”)。
(2)将毫米刻度尺与弹簧测力计刻度线并齐摆放,拍摄照片如图乙,由此可知该测力计内弹簧的劲度系数为___________N/m(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1) ①. 0.77##0.76##0.78##0.79 ②. F2-F1 ③. 上移
(2)31##30##32
【解析】
【小问1详解】
[1]根据图像可知测力计的最小一格测量值为0.05N,所以估读后读数应为0.77N。
[2]由于未调零,初始时刻弹簧测力计有读数为,所以挂一个玻璃瓶时,
挂上两个玻璃瓶时,读数为
所以玻璃瓶的重力应为
[3]根据上一小问的计算可知初始读数
所以应将刻度面板上移一些,使初始读数为零。
【小问2详解】
测力计中读数为2.50N时,刻度尺的读数约为7.95cm,所以劲度系数
12. 硅整流二极管具有反向耐高压、工作温度范围广、单向导电性突出的特点。一实验小组用伏安法测绘某型号硅整流二极管的正向伏安特性曲线,实验中使用的器材有
A.直流电源(电动势3V,内阻不计)
B.滑动变阻器(0~20Ω)
C.数字电压表(量程为0~2V,内阻为3.24MΩ)
D.数字电流表(量程为0~2mA,内阻为100Ω;量程为0~50mA,内阻为4Ω)
E.待测二极管D,开关S,导线若干。
(1)在图(a)中按实验需要完成电路图连线_____,图中电源_____(选填“M”或“N”)端为正极。
(2)闭合开关S,调节滑动变阻器,记录多组电压表示数U和电流表示数I。当电压表示数超过0.600V时,应将电流表量程由0~2mA切换至0~50mA。该小组测得一系列数据,当U=0.650V时,I=3.55mA,此时二极管两端的实际电压UD=______V(结果保留三位有效数字)。
(3)研究表明,在正向导通状态下,二极管的电阻值随温度升高而减小。实验中,由于电流热效应,导致测量得到的伏安曲线与理论曲线存在差异。图(b)中作出了这两条曲线,其中_____(选填“甲”或“乙”)为测量得到的曲线。
(4)通过实验,得到30℃时,二极管正向导通情况下,流过二极管的电流数值的自然对数ln(I/mA)与二极管两端电压的数值UD/V的关系图线如图(c)所示,则电流I(mA)的数值与电压UD(V)的数值关系式为I=__________。
【答案】(1) ①. ②. M
(2)0.636 (3)甲
(4)
【解析】
【小问1详解】
[1]题目中需要测绘某型号硅整流二极管的正向伏安特性曲线,故电流、电压需要从零开始测量,滑动变阻器接入电路中的方式应选择分压式,电流表内阻已知,电流表应该选择内接法,故电路图为
[2]题目中需要测绘某型号硅整流二极管的正向伏安特性曲线,电流应该从二极管左端流入二极管,故M端应为电源正极。
【小问2详解】
当U=0.650V时,I=3.55mA,此时二极管两端的实际电压
【小问3详解】
因为在正向导通状态下,二极管的电阻值随温度升高而减小,实验中,由于电流热效应,二极管阻值比理论值小,导致测量得到的电流比理论的电流大,故甲为测量得到的曲线。
【小问4详解】
根据图(c),设图线关系式为
由图像可得,
解得,
故图线关系式为则
13. 如图为高山滑雪简化模型:倾斜滑道AB与水平滑道CD通过圆弧滑道BC平滑连接。已知AC高度差为5R,BC半径为R,CD长度为4R,滑雪板与CD间的动摩擦因数为0.05。质量为m的运动员(含装备)从A点由静止开始滑下,到达C处速率为,随后运动到D处再水平飞出,最后着陆在滑道DE上,着陆点与D点高度差为R。运动员可视为质点,重力加速度为g,不计空气阻力,求运动员
(1)在BC段的C处对滑道压力的大小;
(2)从A到D过程中损失的机械能;
(3)在DE上着陆时重力的功率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题意知,运动员在C处的速率为
在滑道BC段C处,由牛顿第二定律
得运动员所受弹力
由牛顿第三定律,运动员对圆弧滑道的压力大小
【小问2详解】
运动员从C到D过程,由动能定理
从A到D过程,由能量守恒有
联立可得此过程损失的机械能
【小问3详解】
运动员经过D点后平抛运动,着陆点竖直方向速度满足
着陆到DE上时重力的功率
14. 在仓库卸货时常因抛掷而造成货物损坏,为解决这个问题,某同学设计了如图所示的缓冲转运装置。装置A紧靠仓库,转运车B紧靠A,A的上表面由光滑曲面OC段和粗糙水平面OD段组成,B上表面粗糙,右侧装有挡板。卸货时,可视为质点的货物由OC段上某点静止释放。已知A、B质量均为M=80kg,A、B水平上表面等高且长度均为L=5m,OC高度差H=5m。A下表面与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2,不计B与地面间的摩擦。货物与A、B水平上表面的动摩擦因数均为μ2=0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10m/s2。
(1)要使货物在装置A上运动时A保持静止,货物质量m0应满足什么条件?
(2)若货物质量m=20kg,为使货物能停在转运车B上且不与挡板相碰,则该货物释放点距OD的高度h应满足什么条件?
【答案】(1)m0不能超过80kg
(2)
【解析】
【小问1详解】
货物下滑过程A保持静止,滑过O点后仍要求A保持静止,考虑到紧靠A的B车与地面间摩擦不计,则对AB整体需满足
解得
【小问2详解】
由于货物质量m=20kg小于80kg,故A始终静止不动,所以货物释放高度最小为h1时,货物恰好滑上B,则有
解得h1=2.0m
货物释放高度最大为h2时,货物滑上B车刚到达挡板处恰好共速,即恰好不与挡板相碰。
对货物从开始下滑至滑上B车过程有
货物与B车相互作用到共同速度v共过程满足系统动量守恒和能量守恒,
联立解得h2=4.5m
由题意知h2 < H
即货物静止释放时的高度h应满足
15. 如图所示直角坐标xOy平面内,第I、III、IV象限内只存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,第II象限内只存在沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E。在y轴正半轴和x轴负半轴固定一直角挡板,挡板厚度不计且足够长。M、N为直角挡板上的两点,。在M点安装一粒子源,可在xOy平面内向各个方向发射质量为m,电荷量为+q的粒子(重力不计)。粒子撞击挡板后电荷量不变、以原速率反弹且反射角等于入射角。若粒子源
(1)向第II象限发射的粒子恰能击中N点,求M到N过程粒子电势能的变化量;
(2)向第II象限发射的粒子第一次撞击挡板时恰能垂直y轴向右击中N点,求发射速度大小以及发射速度方向与x轴正方向夹角的正切值;
(3)沿y轴负方向发射的粒子,能撞击挡板两次后再击中N点,求发射速度大小。
【答案】(1)
(2),2
(3)或或
【解析】
【小问1详解】
粒子在第二象限内从M运动到N过程,粒子电势能的变化量 ,
得
【小问2详解】
设发射速度大小为v0、与x轴正方向夹角为θ,粒子在y轴正方向匀减速直线运动,,
粒子在x轴正方向匀速直线运动
得= ,
【小问3详解】
设发射速度大小为v,粒子在磁场中圆周运动
即
根据几何关系,半径r有如下三种情况:
情况(i)如答图
则
得
情况(ii)如答图
有,
且sin2θ+cos2θ=1,
解得
得
情况(iii)如答图
有,
且sin2θ+cos2θ=1
解得
得
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