内容正文:
赤峰市高三年级3·20模拟考试试题
物理
2026.03
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、座位号填写在答题卡上。本试卷满分100分。
2.作答时,将答案写在答题卡上。写在试卷上无效。
3.考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 2025年3月,国内首款超长寿命“C核电池研制成功,能适用极端环境的特性使其在航天设备中具有重要应用价值。该核电池利用原子核发生衰变释放的能量发电,发电过程的衰变方程为“,其中X为( )
A. 质子 B. 电子 C. 中子 D. 正电子
【答案】B
【解析】
【详解】根据核反应方程质量数守恒、核电荷数守恒,可知X质量数为0,电荷数为,则X为电子,故B正确。
故选B。
2. 下列场景均涉及电学知识,其中应用的主要物理学原理相同的是( )
A. ①和② B. ②和③ C. ①和④ D. ③和④
【答案】C
【解析】
【详解】①高压线上方两条接地导线,它们与大地相连,形成一个稀疏的金属“网”,把高压线屏蔽起来,免遭雷击,是静电屏蔽作用:
②主要用了放大法来研究微小量
③静电除尘主要是使颗粒带电,然后被另一电极吸引,这里利用了静电力的作用
④带电金属球靠近静电计金属片不张开是因为金属网起到了静电屏蔽的作用
物理学原理相同的是①和④。
故选C。
3. 光伏板生产厂家通常会在光伏板的玻璃表面涂敷增透膜,用来提高光的利用率。原理如图,入射光会分别在增透膜的前表面和后表面发生反射,两束反射光相互抵消,从而降低反射光的强度,增强透射光的强度。该技术主要用到了( )
A. 光的干涉 B. 光的衍射 C. 光的偏振 D. 多普勒效应
【答案】A
【解析】
【详解】生产厂家通常会在光伏板的玻璃表面涂敷增透膜,入射光会分别在薄膜的前表面和后表面发生反射,两束反射光发生干涉相互抵消,从而降低反射光的强度,增强透射光的强度,用了光的干涉的原理。
故选A。
4. 如图,在铁芯P上绕着两个线圈A和B。在A中通入以下四种不同的电流,规定从铁芯P竖直向下看顺时针方向为电流正方向,在这段时间内,能使线圈B中产生负方向感应电流的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图示可知,A中电流不变,电流产生的磁场不变,穿过B的磁通量不变,不产生感应电流,故A错误;
B.由图示可知,通过A的电流正向增大,穿过B的磁通量向下增大,根据楞次定律可知,B中产生逆时针的感应电流,故B正确;
C.由图示可知,通过A的电流正向减小,穿过B的磁通量向下减小,根据楞次定律可知,B中产生顺时针的感应电流,故C错误;
D.由图示可知,通过A的电流正向减小,穿过B的磁通量向下减小,根据楞次定律可知,B中产生顺时针的感应电流,故D错误.
故选B。
5. 图甲是某体能训练器械,图乙是简化示意图,不计绳子和滑轮的质量,忽略空气阻力和一切摩擦。训练者用手拉着绳子使末端Q水平向右匀速运动,直到弹簧恢复原长的过程中( )
A. 重物的速度增大
B. 重物的速度减小
C. 绳子拉力对重物做的功等于重物机械能的增加量
D. 弹簧弹力对重物做的功等于重物机械能的增加量
【答案】A
【解析】
【详解】AB. 设绳子末端的速度为,绳子与水平方向的夹角为。将点的速度沿绳子方向和垂直绳子方向分解,沿绳子方向的分速度即为绳子被拉出的速度,也就是重物上升的速度。根据运动的合成与分解可知
在点水平向右匀速运动的过程中,逐渐减小,逐渐增大,而不变,所以重物的速度逐渐增大,故A正确,B错误;
CD.对重物进行受力分析,重物受到重力、绳子的拉力和弹簧的弹力。根据功能关系(除重力以外的其他力做的功等于物体机械能的变化量),有
其中为绳子拉力做的功,为弹簧弹力做的功,为重物机械能的增加量。在弹簧恢复原长的过程中,弹簧处于压缩状态并向上恢复,弹力方向向上,位移向上,所以弹簧弹力做正功,即
由上式可知
即绳子拉力对重物做的功小于重物机械能的增加量,同理,
由于拉力做正功
所以
即弹簧弹力对重物做的功小于重物机械能的增加量,故CD错误。
故选A。
6. 五个相同的篮球堆放在水平地面上,处于静止状态。其中四个篮球上方的正中间放有一个篮球,俯视图如图所示。下面四个球靠在一起且无挤压。篮球质量均为m,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 地面对A球的作用力大小等于
B. A球对B球的作用力大小等于
C. 地面对A球的摩擦力小于B球对A球的压力
D. 地面对A球的摩擦力等于B球对A球的压力
【答案】C
【解析】
【详解】A.整体分析可知,竖直方向每个篮球受到的支持力
而地面对篮球A还存在摩擦力,根据合成可知,地面对A球的作用力大小大于,故A错误;
B.根据平衡和对称性可知,A球对B球的作用力的竖直分力大小等于,则A球对B球的作用力大小大于,故B错误;
CD.对A分析可知,因为水平方向平衡,所以地面对A球的摩擦力等于B球对A球的压力水平分力,所以地面对A球的摩擦力小于B球对A球的压力,故C正确D错误。
故选C。
7. 2025年7月,在第11届自治区少数民族传统体育运动会上,赤峰市代表队的节目《舞龙》将跳绳与舞蹈结合,获得诸多好评。图甲为某人跳绳时的情况。起跳过程中,脚离地前,重心加速度与重心上升高度关系如图乙所示,脚离地后重心上升的最大高度为(取)( )
A. 0.15m B. 0.20m C. 0.30m D. 0.40m
【答案】A
【解析】
【详解】根据
结合图像可知,脚离地的速度为
脚离地后重心上升的最大高度为
故选A。
8. 物理溅射镀膜是芯片制作的关键环节之一,如图是镀膜部分平面结构简图。靶材溅射出的质量为m、电荷量为q的带负电的粒子,从x轴上P点以不同速率射入第一象限内磁感应强度为B的匀强磁场中,部分粒子恰好垂直打在固定基底上端附近的A点。A,O两点距离为,入射速度方向与x轴夹角为60°,不计粒子重力。能够打在基底上的粒子速度大小可能是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】带负电粒子斜向右上与x轴成入射,粒子垂直打在,结合几何关系可得
最大半径
当轨迹恰好与相切时,有
最小半径
所以轨迹半径满足
洛伦兹力提供向心力
解得速度范围
故选BC。
9. 滑板运动现在已经成为风靡全球的青少年时尚运动,代表着自由、创意与挑战极限的精神。如图甲,一名滑手以水平速度从左侧滑上静止的滑板,一段时间后速度变为,滑手的图像如图乙所示。已知滑板质量为m,重力加速度为g,忽略滑板与地面间的摩擦,利用以上信息可求出的物理量是( )
A. 滑手的质量 B. 滑手鞋底与滑板的相对位移
C. 滑手鞋底与滑板的动摩擦因数 D. 滑手鞋底与滑板因摩擦而产生的热量
【答案】AD
【解析】
【详解】A.设滑手质量为,由动量守恒
整理得
已知因此可以求出滑手质量,故A正确;
B.相对位移,,
得
题目未给出共速的时间,因此无法求出相对位移,故B错误;
C.对滑手,摩擦力
整理得
时间未知,因此无法求出动摩擦因数,故C错误;
D.摩擦生热等于系统动能的损失,即
代入
化简,最终得
所有量已知,因此可以求出摩擦生热,故D正确。
故选AD。
10. 如图两平行金属导轨的水平和竖直部分均足够长,间距为L,水平部分光滑,竖直部分粗糙。整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。导体棒M放在水平导轨上,导体棒N靠在竖直导轨的右侧固定。两导体棒的质量均为m,电阻均为R。导体棒N与导轨的动摩擦因数为。现用大小为F的水平向左的恒力作用在导体棒M上,同时释放导体棒N。经时间t导体棒N的速度恰好为0。两导体棒始终与导轨垂直且接触良好,其余电阻不计。下列说法正确的是( )
A. 经时间t导体棒M的速度为
B. 经时间t导体棒M的位移为
C. 经时间t通过导体棒M的电荷量为
D. 当导体棒N的速度最大时导体棒M的速度为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.对N竖直方向用动量定理:N初末速度均为0,动量变化为0,
即
得总电荷量
对M水平方向用动量定理,水平光滑,只有恒力和安培力冲量
代入
得
即
故A正确;
B.电荷量公式
代入
得
解得
故B正确;
C.由上述推导得
故C错误;
D.N速度最大时竖直方向合力为0,
代入
得
即
故D正确。
故选ABD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某学习小组用图甲装置测量当地重力加速度。
将细绳一端固定在O点,另一端系一磁性小球(质量很大,体积很小),在摆球的正下方放置一手机。打开手机中测量磁感应强度的软件,调整手机位置使手机磁传感器恰好位于磁性小球的悬挂点正下方。用毫米刻度尺测出细绳悬挂点到摆球球心的长度;
(1)使磁性球做小角度摆动,手机呈现出沿x轴方向磁感应强度随时间变化曲线,当磁感应强度测量值最大时,磁性小球位于最高点,当磁感应强度约为0时,小球所在位置为______(选填“最低点”或“最高点”)。
(2)实验采集到磁感应强度随时间变化的图像如图乙,可知5s-15s内有______个周期;
(3)通过计算得到当地重力加速度大小为______(取,结果保留三位有效数字);
(4)另一组同学多次改变摆长,根据测得数据,画出单摆周期平方T与摆长L的关系图线,发现其延长线未过原点,如图丙所示,原因可能是______(选填正确选项前的字母)。
A. 将摆线的长度作为摆长
B. 将摆线的长度与小球半径的和作为摆长
C. 将摆线的长度与小球直径的和作为摆长
【答案】(1)最低点 (2)5 (3)9.82
(4)C
【解析】
【小问1详解】
磁感应强度最大时小球位于最高点,磁性小球运动到最低点(平衡位置)时,沿x方向的磁感应强度分量近似为0,因此B约为0时小球在最低点。
【小问2详解】
单摆一个周期内会两次到达最高点(左右各一次),对应B出现两次峰值。由图乙可知,内有5个完整周期。
【小问3详解】
由上述分析得单摆周期,摆长
根据单摆周期公式
变形得
【小问4详解】
C.设真实摆长为,测量摆长为,若测量摆长时,将摆线长度与小球直径之和作为摆长,真实摆长(为小球半径,测量多了一个),代入周期公式得
当时,
即图线延长线与轴交于正半轴符合图丙的情况,故C错误;
A.只将摆线长作为摆长,会得到时,不符合,故A错误;
B.测量正确时图线过原点,不符合,故B错误。
故选C。
12. 某同学用图甲所示的电路观察电容器的充放电情况。所用器材有:电源E(8V)、电容器C、电阻R、开关S、电压传感器、电流传感器、导线若干。
(1)在图甲所示的电路图中,传感器B为______(选填“电流”或“电压”)传感器。
(2)将开关S接1,给电容器充电,充电完成后,将开关S接2,电容器通过R放电。观察放电过程中电压传感器的电压随时间的变化其图像可能为______(选填“图乙”或“图丙”)。
(3)电容器放电时的图像如图丁所示,已知图线与坐标轴围成的面积表示电荷量,通过计算得到该电容器电容为______μF。(结果保留3位有效数字)
(4)为了延长电容器的放电时间,请写出一种可行的方案______。
【答案】(1)电压 (2)图丙 (3)400
(4)增大电阻R的阻值,或换用容量更大的电容器
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,传感器B并联在电路两端,电压传感器并联接入电路,电流传感器串联接入电路,因此B为电压传感器。
【小问2详解】
电容器放电过程中,两端电压从初始最大值逐渐减小到0,因此放电的图像符合图丙。
【小问3详解】
图像与坐标轴围成的面积表示总电荷量。一个格子表示电荷量为
数格子估算面积可得,总电荷量
电容器充电后电压等于电源电动势,由电容定义
得
【小问4详解】
电容器放电的时间常数为,要延长放电时间,可增大电阻的阻值,或换用容量更大的电容器,均可达到目的。
13. 赤峰市出土的红山文化玉龙是中华龙文化起源的重要象征,其造型呈C形卷曲状,如图甲所示。为呈现“龙吐玉珠”景观,设计图乙中的形如“玉龙”的细管轨道ABCDEF,轨道由半径为R的两段圆弧ABC、DEF及连接两圆弧的竖直细管CD组成,其中CD长为,、为两圆弧的圆心。轨道在竖直平面内,最高点E和水平出口点F的高度差为,轨道内壁光滑且各部分平滑连接,细管的内径远小于R,小球略小于管的内径,质量为m,重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)若将小球由A口静止释放,求小球运动到轨道最低点B时受到的支持力大小;
(2)若将小球由A口以不同的速度连续不断的射入,使所有小球都能从F口射出即可呈现“龙吐玉珠”景观。求小球落在水平地面上水平位移的最小值x。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
小球从A静止释放到B的过程,轨道光滑,机械能守恒。A与同高,B为ABC圆弧最低点,圆弧半径为,因此A到B的下落高度为,则
在B点,由向心力公式,支持力与重力的合力提供向心力
联立解得
【小问2详解】
小球沿轨道运动,需先经过最高点E才能从F射出。由于轨道是细管,E点的最小速度(细管可提供支持力,允许最高点速度为0)。
从E到F,由机械能守恒,E、F高度差为,则
得
因此F点的最小速度对应
即
计算F点离地面的高度,B在地面,离地面高度为,CD长,因此比高,高度为;E比F高,E在上方处,得E高度为
因此F的高度(离地面)
小球从F水平射出做平抛运动,竖直方向
得
水平位移最小值
14. 2026年1月19日,神舟二十号飞船从中国空间站带回了一套“战功赫赫”的“飞天战袍”一一退役的舱外航天服。为检验此航天服的“气密性”,给真空状态的航天服充入体积为、压强为的氧气,使航天服内部压强,然后把航天服放入检测室,将检测室抽成真空密封。经过10小时通过压强传感器测出检测室内的压强。已知航天服的容积,检测室放入航天服后检测室剩余空腔的体积,整个过程温度不变。求:
(1)给真空状态的航天服充入氧气的体积;
(2)经10小时后,航天服内气体的压强;
(3)经10小时后,若漏出气体的质量小于原有质量的1%,航天服的“气密性”合格,通过计算判断该航天服“气密性”是否合格。
【答案】(1)
(2)
(3)合格,计算见解析
【解析】
【小问1详解】
已知氧气的压强,航天服内部压强,航天服的容积,充气过程温度不变,对充入的氧气由玻意耳定律,得
解得
【小问2详解】
已知检测室内的压强,检测室剩余空腔的体积,漏气后,气体分为航天服内、检测室内两部分,总气体温度不变,由玻意耳定律,得
解得
【小问3详解】
同温下,理想气体的质量比等于物质的量比,结合理想气体状态方程
得漏出气体占比
解得
因此该航天服气密性合格。
15. 如图甲,固定安装在机车头部的碰撞吸能装置由一级吸能元件钩缓装置和二级吸能元件防爬装置(可压缩)构成。某次碰撞实验中,总质量为的机车以的速度与固定的刚性墙发生正碰。开始仅触发一级吸能元件钩缓装置(由缓冲器与吸能管组成),其弹力随作用行程(压缩量)的变化关系如图乙所示,缓冲阶段,缓冲器弹力与压缩量成正比,属于弹性变形。作用行程为时,达到最大缓冲极限,缓冲器被锁定,钩缓装置中吸能管开始平稳变形,产生的弹力恒为,其作用行程为。吸能管行程结束后,钩缓装置迅速刚化,此时启动二级吸能元件,防爬装置被压缩产生恒定缓冲作用力,此过程行程为时,机车刚好停止,车体完好无损。(设每次碰撞过程中,该吸能装置的性能保持不变,忽略其它阻力影响。)求:
(1)一级吸能元件钩缓装置通过缓冲与吸能管变形过程总共吸收的能量;
(2)二级吸能元件工作时的缓冲作用力及作用时间;
(3)为了测试该吸能装置的一级吸能元件性能,将该套吸能装置安装在货车甲前端,总质量,与静止在水平面上无制动的质量的货车乙发生正碰(不考虑汽车的形变),在一级吸能元件最大吸能总量的60%以内进行碰撞测试(碰撞时若钩缓装置的吸能总量达到最大吸能量的60%时,缓冲器被锁定,发生完全非弹性碰撞,否则为弹性碰撞),为保证碰撞后货车乙的速度不高于,求货车甲的最大碰撞速度。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题意可知一级吸能元件吸收能量等于缓冲吸能和吸能管吸能总和
由图可知缓冲吸能
吸能管吸能
总共吸收的能量
【小问2详解】
设一级吸能元件工作结束时机车的速度为,由能量守恒定律
解得
二级吸能元件行程为时,机车刚好停止,可知二级吸能元件工作时的缓冲作用力满足
解得
根据动量定理可知二级吸能元件的作用时间满足
解得
【小问3详解】
由第(1)问可知,在本次碰撞测试中,一级吸能元件吸收能量的最大值为
情况一:一级吸能元件最大吸能总量小于,则甲乙两车发生弹性碰撞,由动量守恒可知货车甲的最大碰撞速度满足
甲乙两车发生弹性碰撞,满足初末状态动能相等,有
将代入后解得
情况二:当吸能恰好达到时,缓冲器被锁定,甲乙两车发生完全非弹性碰撞,设碰后两车共速速度为,根据能量守恒有
根据碰撞前后动量守恒有
联立解得,
与货车乙的速度高于与题意不符。综上,货车甲的最大碰撞速度
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赤峰市高三年级3·20模拟考试试题
物理
2026.03
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、座位号填写在答题卡上。本试卷满分100分。
2.作答时,将答案写在答题卡上。写在试卷上无效。
3.考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 2025年3月,国内首款超长寿命“C核电池研制成功,能适用极端环境的特性使其在航天设备中具有重要应用价值。该核电池利用原子核发生衰变释放的能量发电,发电过程的衰变方程为“,其中X为( )
A. 质子 B. 电子 C. 中子 D. 正电子
2. 下列场景均涉及电学知识,其中应用的主要物理学原理相同的是( )
A. ①和② B. ②和③ C. ①和④ D. ③和④
3. 光伏板生产厂家通常会在光伏板的玻璃表面涂敷增透膜,用来提高光的利用率。原理如图,入射光会分别在增透膜的前表面和后表面发生反射,两束反射光相互抵消,从而降低反射光的强度,增强透射光的强度。该技术主要用到了( )
A. 光的干涉 B. 光的衍射 C. 光的偏振 D. 多普勒效应
4. 如图,在铁芯P上绕着两个线圈A和B。在A中通入以下四种不同的电流,规定从铁芯P竖直向下看顺时针方向为电流正方向,在这段时间内,能使线圈B中产生负方向感应电流的是( )
A. B.
C. D.
5. 图甲是某体能训练器械,图乙是简化示意图,不计绳子和滑轮的质量,忽略空气阻力和一切摩擦。训练者用手拉着绳子使末端Q水平向右匀速运动,直到弹簧恢复原长的过程中( )
A. 重物的速度增大
B. 重物的速度减小
C. 绳子拉力对重物做的功等于重物机械能的增加量
D. 弹簧弹力对重物做的功等于重物机械能的增加量
6. 五个相同的篮球堆放在水平地面上,处于静止状态。其中四个篮球上方的正中间放有一个篮球,俯视图如图所示。下面四个球靠在一起且无挤压。篮球质量均为m,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 地面对A球的作用力大小等于
B. A球对B球的作用力大小等于
C. 地面对A球的摩擦力小于B球对A球的压力
D. 地面对A球的摩擦力等于B球对A球的压力
7. 2025年7月,在第11届自治区少数民族传统体育运动会上,赤峰市代表队的节目《舞龙》将跳绳与舞蹈结合,获得诸多好评。图甲为某人跳绳时的情况。起跳过程中,脚离地前,重心加速度与重心上升高度关系如图乙所示,脚离地后重心上升的最大高度为(取)( )
A. 0.15m B. 0.20m C. 0.30m D. 0.40m
8. 物理溅射镀膜是芯片制作的关键环节之一,如图是镀膜部分平面结构简图。靶材溅射出的质量为m、电荷量为q的带负电的粒子,从x轴上P点以不同速率射入第一象限内磁感应强度为B的匀强磁场中,部分粒子恰好垂直打在固定基底上端附近的A点。A,O两点距离为,入射速度方向与x轴夹角为60°,不计粒子重力。能够打在基底上的粒子速度大小可能是( )
A. B. C. D.
9. 滑板运动现在已经成为风靡全球的青少年时尚运动,代表着自由、创意与挑战极限的精神。如图甲,一名滑手以水平速度从左侧滑上静止的滑板,一段时间后速度变为,滑手的图像如图乙所示。已知滑板质量为m,重力加速度为g,忽略滑板与地面间的摩擦,利用以上信息可求出的物理量是( )
A. 滑手的质量 B. 滑手鞋底与滑板的相对位移
C. 滑手鞋底与滑板的动摩擦因数 D. 滑手鞋底与滑板因摩擦而产生的热量
10. 如图两平行金属导轨的水平和竖直部分均足够长,间距为L,水平部分光滑,竖直部分粗糙。整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。导体棒M放在水平导轨上,导体棒N靠在竖直导轨的右侧固定。两导体棒的质量均为m,电阻均为R。导体棒N与导轨的动摩擦因数为。现用大小为F的水平向左的恒力作用在导体棒M上,同时释放导体棒N。经时间t导体棒N的速度恰好为0。两导体棒始终与导轨垂直且接触良好,其余电阻不计。下列说法正确的是( )
A. 经时间t导体棒M的速度为
B. 经时间t导体棒M的位移为
C. 经时间t通过导体棒M的电荷量为
D. 当导体棒N的速度最大时导体棒M的速度为
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某学习小组用图甲装置测量当地重力加速度。
将细绳一端固定在O点,另一端系一磁性小球(质量很大,体积很小),在摆球的正下方放置一手机。打开手机中测量磁感应强度的软件,调整手机位置使手机磁传感器恰好位于磁性小球的悬挂点正下方。用毫米刻度尺测出细绳悬挂点到摆球球心的长度;
(1)使磁性球做小角度摆动,手机呈现出沿x轴方向磁感应强度随时间变化曲线,当磁感应强度测量值最大时,磁性小球位于最高点,当磁感应强度约为0时,小球所在位置为______(选填“最低点”或“最高点”)。
(2)实验采集到磁感应强度随时间变化的图像如图乙,可知5s-15s内有______个周期;
(3)通过计算得到当地重力加速度大小为______(取,结果保留三位有效数字);
(4)另一组同学多次改变摆长,根据测得数据,画出单摆周期平方T与摆长L的关系图线,发现其延长线未过原点,如图丙所示,原因可能是______(选填正确选项前的字母)。
A. 将摆线的长度作为摆长
B. 将摆线的长度与小球半径的和作为摆长
C. 将摆线的长度与小球直径的和作为摆长
12. 某同学用图甲所示的电路观察电容器的充放电情况。所用器材有:电源E(8V)、电容器C、电阻R、开关S、电压传感器、电流传感器、导线若干。
(1)在图甲所示的电路图中,传感器B为______(选填“电流”或“电压”)传感器。
(2)将开关S接1,给电容器充电,充电完成后,将开关S接2,电容器通过R放电。观察放电过程中电压传感器的电压随时间的变化其图像可能为______(选填“图乙”或“图丙”)。
(3)电容器放电时的图像如图丁所示,已知图线与坐标轴围成的面积表示电荷量,通过计算得到该电容器电容为______μF。(结果保留3位有效数字)
(4)为了延长电容器的放电时间,请写出一种可行的方案______。
13. 赤峰市出土的红山文化玉龙是中华龙文化起源的重要象征,其造型呈C形卷曲状,如图甲所示。为呈现“龙吐玉珠”景观,设计图乙中的形如“玉龙”的细管轨道ABCDEF,轨道由半径为R的两段圆弧ABC、DEF及连接两圆弧的竖直细管CD组成,其中CD长为,、为两圆弧的圆心。轨道在竖直平面内,最高点E和水平出口点F的高度差为,轨道内壁光滑且各部分平滑连接,细管的内径远小于R,小球略小于管的内径,质量为m,重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)若将小球由A口静止释放,求小球运动到轨道最低点B时受到的支持力大小;
(2)若将小球由A口以不同的速度连续不断的射入,使所有小球都能从F口射出即可呈现“龙吐玉珠”景观。求小球落在水平地面上水平位移的最小值x。
14. 2026年1月19日,神舟二十号飞船从中国空间站带回了一套“战功赫赫”的“飞天战袍”一一退役的舱外航天服。为检验此航天服的“气密性”,给真空状态的航天服充入体积为、压强为的氧气,使航天服内部压强,然后把航天服放入检测室,将检测室抽成真空密封。经过10小时通过压强传感器测出检测室内的压强。已知航天服的容积,检测室放入航天服后检测室剩余空腔的体积,整个过程温度不变。求:
(1)给真空状态的航天服充入氧气的体积;
(2)经10小时后,航天服内气体的压强;
(3)经10小时后,若漏出气体的质量小于原有质量的1%,航天服的“气密性”合格,通过计算判断该航天服“气密性”是否合格。
15. 如图甲,固定安装在机车头部的碰撞吸能装置由一级吸能元件钩缓装置和二级吸能元件防爬装置(可压缩)构成。某次碰撞实验中,总质量为的机车以的速度与固定的刚性墙发生正碰。开始仅触发一级吸能元件钩缓装置(由缓冲器与吸能管组成),其弹力随作用行程(压缩量)的变化关系如图乙所示,缓冲阶段,缓冲器弹力与压缩量成正比,属于弹性变形。作用行程为时,达到最大缓冲极限,缓冲器被锁定,钩缓装置中吸能管开始平稳变形,产生的弹力恒为,其作用行程为。吸能管行程结束后,钩缓装置迅速刚化,此时启动二级吸能元件,防爬装置被压缩产生恒定缓冲作用力,此过程行程为时,机车刚好停止,车体完好无损。(设每次碰撞过程中,该吸能装置的性能保持不变,忽略其它阻力影响。)求:
(1)一级吸能元件钩缓装置通过缓冲与吸能管变形过程总共吸收的能量;
(2)二级吸能元件工作时的缓冲作用力及作用时间;
(3)为了测试该吸能装置的一级吸能元件性能,将该套吸能装置安装在货车甲前端,总质量,与静止在水平面上无制动的质量的货车乙发生正碰(不考虑汽车的形变),在一级吸能元件最大吸能总量的60%以内进行碰撞测试(碰撞时若钩缓装置的吸能总量达到最大吸能量的60%时,缓冲器被锁定,发生完全非弹性碰撞,否则为弹性碰撞),为保证碰撞后货车乙的速度不高于,求货车甲的最大碰撞速度。
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