黑龙江2026届高考物理模拟练习卷三
2026-03-30
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-模拟预测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 黑龙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 9.43 MB |
| 发布时间 | 2026-03-30 |
| 更新时间 | 2026-04-08 |
| 作者 | 初高中物理资料大全 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-03-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57091259.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2026届黑龙江高考物理模拟练习卷
本试卷满分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。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本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.“嫦娥三号”着陆器和月球车首次使用了同位素核电池,该电池将放射性同位素衰变时释放的能量通过温差热电转换器转化为电能,在恶劣的月球环境中支持月球车低速移动及与地球间不间断通讯。已知半衰期为88年,衰变方程为,、、X的结合能分别为,,,一次衰变释放能量为,下列说法正确的是( )
A.衰变发出的射线是高速氦核流,能穿透几毫米厚的铝板
B.一次衰变释放的能量
C.经过88年,同位素核电池内的剩余25%
D.若一静止核衰变释放的能量全部转化为和X的动能,则动能为
2.如图所示,真空中的正四面体边长为,在两点分别固定电荷量大小均为的异种电荷,已知静电力常量为,无穷远处电势为零。则下列说法正确的是( )
A.点的电场强度大小为
B.点和点电场强度大小相等、方向相反
C.将一个带电粒子沿直线从点移动到点,电势能先增大后减小
D.将一带电粒子从无穷远处移动到点,电场力做功为零
3.中国古人对许多自然现象有深刻认识,唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道:“雨色映日而为虹”。从物理学角度看,虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。下图是彩虹成因的简化示意图,其中a、b是两种不同频率的单色光,则两光( )
A.在同种玻璃中传播,a光的传播速度一定大于b光
B.以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行面后,b光侧移量大
C.以相同的入射角从水中射入空气,在空气中只能看到一种光时,一定是a光
D.在同样的光的双缝干涉实验中,b光的干涉条纹比a光的宽
4.人类设想在赤道平面内建造垂直于地面并延伸到太空的电梯,又称“太空电梯”如图甲所示。图乙中,图线A表示地球引力对航天员产生的加速度大小与航天员距地心的距离r的关系,图线B表示航天员相对地面静止时而产生的向心加速度大小与r的关系。图乙中R(地球半径),为已知量,地球自转的周期为T,引力常量为G,地球表面重力加速度为g。下列说法正确的有( )
A.太空电梯停在处时,航天员对电梯舱的弹力为mg
B.地球的质量为
C.太空电梯中的物体均处于完全失重状态
D.随着r的增大,航天员对电梯舱的弹力逐渐减小
5.如图,质量为m的弹性圆环套在半径为R的球O上,弹性圆环的弹力与形变量满足胡克定律,且始终在弹性限度内。已知弹性圆环自然状态时半径为,圆环稳定时处于水平状态,与球心形成的角度,重力加速度为g,则弹性圆环的劲度系数为( )
A. B.
C. D.
6.如图所示,图甲中M为一电动机,当滑动变阻器R的滑片从左端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。已知电流表读数在0.2A以下时电动机没有发生转动,不考虑电表对电路的影响,以下判断正确的是( )
A.电流表读数为0.3A时,
B.滑动变阻器向右滑动时读数逐渐减小
C.滑动变阻器的最大电阻为30Ω
D.此过程中电动机的输出功率最大值为0.9W
7.一定质量的理想气体从状态a开始。第一次经绝热过程到状态b;第二次先经等压过程到状态c,再经等容过程到状态b。图像如图所示。则( )
A.过程气体从外界吸热
B.过程比过程气体对外界所做的功多
C.气体在状态a时比在状态b时的分子平均动能小
D.气体在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数少
8.在y轴左右两侧存在两种不同的均匀介质,有两列持续传播的简谐横波沿x轴相向传播,甲向右传播、乙向左传播,t=0时刻的波形如图所示,甲波恰好传至x=0处,乙波恰好传至x=5m处,已知波在负半轴的波速大小为0.5m/s,在正半轴的波速大小为0.25m/s,下列说法中正确的是( )
A.t=0时刻x=-2.6m处质点与x=5.1m处质点的振动方向相同
B.x轴上第一个位移到+6cm的质点的横坐标为x=2.75m
C.较长时间后x=2.5m处的质点是振动减弱点
D.0~50s内,x=2m处质点的路程为0.6m
9.磁流体发电机的原理如图所示,MN和PQ是两平行金属极板,匀强磁场垂直于纸面向里。等离子体(即高温下电离的气体,含有大量正、负带电粒子)从左侧以某一速度平行于极板喷入磁场,极板间便产生电压。下列说法正确的是( )
A.极板MN是发电机的正极
B.仅增大两极板间的距离,极板间的电压减小
C.仅增大等离子体的喷入速率,极板间的电压增大
D.仅增大喷入等离子体的正、负带电粒子数密度,极板间的电压增大
10.如图,原长为l0的轻弹簧竖直放置,一端固定于地面,另端连接厚度不计、质量为m1的水平木板X。将质量为m2的物块Y放在X上,竖直下压Y,使X离地高度为l,此时弹簧的弹性势能为Ep,由静止释放,所有物体沿竖直方向运动。则( )
A.若X、Y恰能分离,则
B.若X、Y恰能分离,则
C.若X、Y能分离,则Y的最大离地高度为
D.若X、Y能分离,则Y的最大离地高度为
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(6分)在测量某电源电动势和内阻时,因为电压表和电流表的影响,不论使用何种接法,都会产生系统误差,为了消除电表内阻造成的系统误差,某实验兴趣小组设计了如图甲实验电路进行测量。已知。
(1)按照图甲所示的电路图,将图乙中的器材实物连线补充完整_____。
(2)实验操作步骤如下:
①将滑动变阻器滑到最左端位置
②接法Ⅰ:单刀双掷开关S与1接通,闭合开关,调节滑动变阻器R,记录下若干组数据的值,断开开关
③将滑动变阻器滑到最左端位置
④接法Ⅱ:单刀双掷开关S与2闭合,闭合开关,调节滑动变阻器R,记录下若干组数据的值,断开开关
⑤分别作出两种情况所对应的和图像
(3)单刀双掷开关接1时,某次读取电表数据时,电压表指针如图丙所示,此时_____V。
(4)根据测得数据,作出和图像如图丁所示,根据图线求得电源电动势____________V,内阻____________Ω。(结果均保留两位小数)
(5)由图丁可知____________(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)测得的电源内阻更接近真实值。
(6)综合考虑,若只能选择一种接法,应选择____________(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)测量更合适。
12.(8分)某实验小组设计了一个验证机械能守恒定律的实验,器材如图甲所示,固定转轴位于四分之一圆周的圆心位置,质量可忽略的硬杆连接在固定转轴上,另一端固定着一个体积较小的小球,小球与圆弧紧贴但不接触,圆心的正下方固定着一个光电门,圆周的最右侧竖直放置一个刻度尺,其0刻线与圆周的圆心处于同一水平面上。实验小组每次从不同的高度释放小球前,先读出小球所在位置的刻度h,然后释放小球,并从数字记录仪上读出小球从光电门位置经过的速度大小v。已知硬杆的长度,回答下列问题:
(1)实验过程中,______(填“需要”或“不需要”)测量小球的质量,就能验证机械能守恒定律。
(2)若实验过程中,获得了一系列的实验数据,如下表所示,请在图乙坐标纸中选取合适的标度,并做出图像_______,根据图像可知表格中空白位置的数据应该是______。(保留三位有效数字)
1.372
1.176
0.980
0.784
0.920
h/m
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
(3)该实验小组在上述实验过程中,假如得到的实验图像不是严格的一条直线,那么造成这种情况的原因可能是_________。
四、解答题
13.(10分)某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示,鱼鳔结构可简化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室,A室壁厚、可认为体积恒定,B室壁薄,体积可变;两室内气体视为理想气体,可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处。B室内气体体积为V,质量为m;设B室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等,鱼的质量不变,鱼鳔内气体温度不变。水的密度为ρ,重力加速度为g。大气压强为p0,求:
(1)鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度、需从A室充入B室的气体质量m;
(2)鱼静止于水面下H1处时,B室内气体质量m1。
14.(12分)如图所示,内有弯曲光滑轨道的方形物体置于光滑水平面上,P、Q分别为轨道的两个端点且位于同一高度,P处轨道的切线沿水平方向,Q处轨道的切线沿竖直方向。小物块a、b用轻弹簧连接置于光滑水平面上,b被锁定。一质量的小球自Q点正上方处自由下落,无能量损失地滑入轨道,并从P点水平抛出,恰好击中a,与a粘在一起且不弹起。当弹簧拉力达到时,b解除锁定开始运动。已知a的质量,b的质量,方形物体的质量,重力加速度大小,弹簧的劲度系数,整个过程弹簧均在弹性限度内,弹性势能表达式(x为弹簧的形变量),所有过程不计空气阻力。求:
(1)小球到达P点时,小球及方形物体相对于地面的速度大小、;
(2)弹簧弹性势能最大时,b的速度大小及弹性势能的最大值。
15.(18分)如图所示,倾斜轨道与水平面间的夹角为θ=30°,在倾斜轨道顶端有一电容C=0.1F的电容器,与一定值电阻2R并联,2R=1Ω。水平轨道足够长,在最右端串接一定值电阻R=0.5Ω。两轨道宽度均为L=1m,在AA'处平滑连接,使导体棒1从斜轨道运动到水平轨道上时速度大小不变。AA'至DD'间是绝缘带,保证倾斜轨道与水平轨道间电流不导通,轨道其它部分均导电良好。垂直倾斜轨道向上有磁感应强度为B1=0.5T的匀强磁场;整个水平轨道上有磁感应强度大小为B2=1T,方向竖直向上的匀强磁场。两根导体棒1、2的质量均为m=0.1kg,两棒与轨道均接触良好,棒接入轨道的电阻R1=R2=1Ω。初始时刻,导体棒1在斜轨道上,离AA'足够远。导体棒2一开始被锁定(锁定装置未画出),且到DD'位置的水平距离为d=m。不计一切摩擦阻力。将导体棒1从倾斜轨道上静止释放。求:
(1)导体棒1滑至AA'时的瞬时速度大小v1及电容器上带电量qC;
(2)导体棒1运动到棒2位置,碰撞前瞬间速度大小;
(3)棒1与棒2碰撞前瞬间,立即解除对棒2的锁定,两棒碰后粘连在一起。从导体棒1进入水平轨道,至两棒运动到最终状态,定值电阻R上产生的焦耳热Q是多少。
答案第10页,共12页
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2026届黑龙江高考物理模拟练习卷
本试卷满分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。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本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.“嫦娥三号”着陆器和月球车首次使用了同位素核电池,该电池将放射性同位素衰变时释放的能量通过温差热电转换器转化为电能,在恶劣的月球环境中支持月球车低速移动及与地球间不间断通讯。已知半衰期为88年,衰变方程为,、、X的结合能分别为,,,一次衰变释放能量为,下列说法正确的是( )
A.衰变发出的射线是高速氦核流,能穿透几毫米厚的铝板
B.一次衰变释放的能量
C.经过88年,同位素核电池内的剩余25%
D.若一静止核衰变释放的能量全部转化为和X的动能,则动能为
【答案】B
【详解】A.由衰变前后的质量数和电荷数相等可知,X的质量数为
电荷数为
则X为氦原子核,即粒子,其穿透能力弱,能被一张薄纸阻挡,故A错误;
B.根据能量守恒定律可得一次衰变释放的能量
故B正确;
C.半衰期为88年,经过88年,同位素核电池内的 剩余50%,故C错误;
D.衰变过程由动量守恒定律可得
由能量守恒定律可得
根据动量和动量关系
解得
故D错误。
故选B。
2.如图所示,真空中的正四面体边长为,在两点分别固定电荷量大小均为的异种电荷,已知静电力常量为,无穷远处电势为零。则下列说法正确的是( )
A.点的电场强度大小为
B.点和点电场强度大小相等、方向相反
C.将一个带电粒子沿直线从点移动到点,电势能先增大后减小
D.将一带电粒子从无穷远处移动到点,电场力做功为零
【答案】D
【详解】A.根据电场的叠加原理,点的电场强度,A项错误;
B.点和点电场强度大小相等,方向均平行同向,电场强度相同,B项错误;
C.将一个带电粒子沿直线从移动到,电势能保持不变,C项错误;
D.一个带电粒子在无穷远处与的电势能相等,故电场力做功为零,D项正确。
故选D。
3.中国古人对许多自然现象有深刻认识,唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道:“雨色映日而为虹”。从物理学角度看,虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。下图是彩虹成因的简化示意图,其中a、b是两种不同频率的单色光,则两光( )
A.在同种玻璃中传播,a光的传播速度一定大于b光
B.以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行面后,b光侧移量大
C.以相同的入射角从水中射入空气,在空气中只能看到一种光时,一定是a光
D.在同样的光的双缝干涉实验中,b光的干涉条纹比a光的宽
【答案】D
【详解】A.由图可知,光线从空气射入雨滴时,光线a的偏折程度较大,则雨滴对光线a的折射率大于对b的,根据可知,在同种玻璃中传播,a光的传播速度一定小于b光,故A错误;
B.以相同的入射角度射入平行玻璃砖折射率越大侧移量越大,则a光侧移量较大,故B错误;
C.根据全反射临界角公式,由于光线a的折射率较大,所以光线a发生全反射的临界角较小,则以相同的入射角从水中射入空气,在空气中只能看到一种光时,则光线a发生全反射,看到的一定是b光,故C错误;
D.光线b的折射率小,频率小,波长大,根据可知,在同样的光的双缝干涉实验中,b光的干涉条纹比a光的宽,故D正确。
故选D。
4.人类设想在赤道平面内建造垂直于地面并延伸到太空的电梯,又称“太空电梯”如图甲所示。图乙中,图线A表示地球引力对航天员产生的加速度大小与航天员距地心的距离r的关系,图线B表示航天员相对地面静止时而产生的向心加速度大小与r的关系。图乙中R(地球半径),为已知量,地球自转的周期为T,引力常量为G,地球表面重力加速度为g。下列说法正确的有( )
A.太空电梯停在处时,航天员对电梯舱的弹力为mg
B.地球的质量为
C.太空电梯中的物体均处于完全失重状态
D.随着r的增大,航天员对电梯舱的弹力逐渐减小
【答案】B
【详解】AC.由图乙可知,太空电梯在时,航天员所受地球的引力完全提供其随地球自转所需的向心力,此时航天员与电梯舱间的弹力为0,只有此时太空电梯中的物体处于完全失重状态,故AC错误;
B.太空电梯在时,由于航天员的引力完全提供其所需的向心力,设地球的质量为M,航天员的质量为m,则
解得
故B正确;
D.随着r的增加,航天员所需的向心力
逐渐增加,在时,引力完全提供向心力,此时航天员与电梯舱的弹力为0;
当时,电梯舱对航天员的弹力表现为支持力,根据
解得
随着r的增大而减小;
当时,电梯舱对航天员的弹力表现为指向地心的压力,此时
随着r的增大而增大,故D错误。
故选B。
5.如图,质量为m的弹性圆环套在半径为R的球O上,弹性圆环的弹力与形变量满足胡克定律,且始终在弹性限度内。已知弹性圆环自然状态时半径为,圆环稳定时处于水平状态,与球心形成的角度,重力加速度为g,则弹性圆环的劲度系数为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】取圆环上很小的一段进行分析,设对应圆心角为,分析微元受力有重力、支持力N、两边圆环其余部分对微元的拉力T,则由平衡条件有
由于微元很小,则对应圆心角很小,则有
设圆环拉伸后的半径为,则
联立解得
根据胡克定律有
由题意可知弹簧的原长为
圆环拉伸后的半径为
所以圆环拉伸后的长度为
所以弹簧的形变量为
联立解得弹性圆环的劲度系数为
故选D。
6.如图所示,图甲中M为一电动机,当滑动变阻器R的滑片从左端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。已知电流表读数在0.2A以下时电动机没有发生转动,不考虑电表对电路的影响,以下判断正确的是( )
A.电流表读数为0.3A时,
B.滑动变阻器向右滑动时读数逐渐减小
C.滑动变阻器的最大电阻为30Ω
D.此过程中电动机的输出功率最大值为0.9W
【答案】C
【详解】A.电流表读数为0.3A时,,变阻器分压为零,即,故A错误;
B.变阻器向右滑动时接入电路的总电阻增大,路端电压升高,的示数增大,故B错误;
C.当电流表读数在0.2A以下时,电动机未转动,相当于纯电阻(内阻)。由图乙下方直线(段),当时,读数,根据欧姆定律有
当滑动变阻器滑片滑到最右端时,R最大,电路电流最小,因,电动机仍不转动,此时读数(图乙上方直线的截距),即R和M的总电压为3.4V。根据串联电路电压规律,滑动变阻器的最大电阻,故C正确;
D.电流表读数在0.2A以下时,电动机没有发生转动,因此电机内阻
当滑动变阻器调到零时,电动机输入功率最大,而输出功率小于输入功率,故D错误。
故选C。
7.一定质量的理想气体从状态a开始。第一次经绝热过程到状态b;第二次先经等压过程到状态c,再经等容过程到状态b。图像如图所示。则( )
A.过程气体从外界吸热
B.过程比过程气体对外界所做的功多
C.气体在状态a时比在状态b时的分子平均动能小
D.气体在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数少
【答案】B
【详解】A.过程,气体体积不变,即等容变化过程,气体压强变小,温度降低,故内能减小,该过程气体对外不做功,故气体向外界放热,A错误;
B.由微元法可得图像与横坐标围成的面积表示为气体做功的多少,由图像可知,过程比过程气体对外界所做的功多,B正确;
C.过程为绝热过程,气体体积变大对外做功,由热力学第一定律可知,气体内能减小,温度降低。温度是分子平均动能的标志,故气体在状态a时比在状态b时的分子平均动能大,C错误;
D.过程,气体的压强相等,体积变大温度变大,分子的平均动能变大,分子撞击容器壁的动量变化量变大。由气体压强的微观解释可知,在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数多,D错误。
故选B。
8.在y轴左右两侧存在两种不同的均匀介质,有两列持续传播的简谐横波沿x轴相向传播,甲向右传播、乙向左传播,t=0时刻的波形如图所示,甲波恰好传至x=0处,乙波恰好传至x=5m处,已知波在负半轴的波速大小为0.5m/s,在正半轴的波速大小为0.25m/s,下列说法中正确的是( )
A.t=0时刻x=-2.6m处质点与x=5.1m处质点的振动方向相同
B.x轴上第一个位移到+6cm的质点的横坐标为x=2.75m
C.较长时间后x=2.5m处的质点是振动减弱点
D.0~50s内,x=2m处质点的路程为0.6m
【答案】AC
【详解】A.根据题意,由图可知,甲在轴左侧的波长为4m,则甲的频率为
乙的波长为2m,则乙的频率
甲、乙频率相同,可以发生干涉现象,根据题意,由同侧法可知,x=-2.6m处质点与x=5.1m处质点的振动方向都向下,相同,故A正确;
B.根据题意可知,甲的波峰传到x=0时,需要的时间为
此时,乙的波峰传到x=6m处,由于波速相等,两个波峰同时到达x=3m处,两列波在此处叠加,使该点的位移为+6cm,故B错误;
C.根据题意可知,t=0时,x=0处质点开始向上振动,x=5m处的质点开始向下振动,则距两处相等位置x=2.5m处的质点,在较长时间后是振动减弱点,故C正确;
D.x=2m处的质点是振动加强点,根据题意可知,甲波x=2m处的质点在0~50s内,振动周期,则路程为
乙波x=2m处的质点在0~50s内,振动周期,则路程
则0~50s内,x=2m处质点的路程
故D错误。
故选AC。
9.磁流体发电机的原理如图所示,MN和PQ是两平行金属极板,匀强磁场垂直于纸面向里。等离子体(即高温下电离的气体,含有大量正、负带电粒子)从左侧以某一速度平行于极板喷入磁场,极板间便产生电压。下列说法正确的是( )
A.极板MN是发电机的正极
B.仅增大两极板间的距离,极板间的电压减小
C.仅增大等离子体的喷入速率,极板间的电压增大
D.仅增大喷入等离子体的正、负带电粒子数密度,极板间的电压增大
【答案】AC
【详解】A.带正电的离子受到的洛伦兹力向上偏转,极板MN带正电为发电机正极,A正确;
BCD.离子受到的洛伦兹力和电场力相互平衡时,此时令极板间距为d,则
可得
因此增大间距U变大,增大速率U变大,U大小和密度无关,BD错误C正确。
故选AC。
10.如图,原长为l0的轻弹簧竖直放置,一端固定于地面,另端连接厚度不计、质量为m1的水平木板X。将质量为m2的物块Y放在X上,竖直下压Y,使X离地高度为l,此时弹簧的弹性势能为Ep,由静止释放,所有物体沿竖直方向运动。则( )
A.若X、Y恰能分离,则
B.若X、Y恰能分离,则
C.若X、Y能分离,则Y的最大离地高度为
D.若X、Y能分离,则Y的最大离地高度为
【答案】AD
【详解】AB.将质量为m2的物块Y放在X上由静止释放,两物体一起向上加速,若X、Y恰能分离,则到达原长时速度刚好为零,则弹性势能刚好全部转化为系统的重力势能,由机械能守恒定律可知
故A正确,B错误;
CD.若X、Y能分离,则两物体到达原长时还有速度为,有
经过原长后两物体分离,物体Y的动能全部变成重力势能,上升的高度为,则有
则Y的最大离地高度为
故C错误,D正确。
故选AD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(6分)在测量某电源电动势和内阻时,因为电压表和电流表的影响,不论使用何种接法,都会产生系统误差,为了消除电表内阻造成的系统误差,某实验兴趣小组设计了如图甲实验电路进行测量。已知。
(1)按照图甲所示的电路图,将图乙中的器材实物连线补充完整_____。
(2)实验操作步骤如下:
①将滑动变阻器滑到最左端位置
②接法Ⅰ:单刀双掷开关S与1接通,闭合开关,调节滑动变阻器R,记录下若干组数据的值,断开开关
③将滑动变阻器滑到最左端位置
④接法Ⅱ:单刀双掷开关S与2闭合,闭合开关,调节滑动变阻器R,记录下若干组数据的值,断开开关
⑤分别作出两种情况所对应的和图像
(3)单刀双掷开关接1时,某次读取电表数据时,电压表指针如图丙所示,此时_____V。
(4)根据测得数据,作出和图像如图丁所示,根据图线求得电源电动势____________V,内阻____________Ω。(结果均保留两位小数)
(5)由图丁可知____________(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)测得的电源内阻更接近真实值。
(6)综合考虑,若只能选择一种接法,应选择____________(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)测量更合适。
【答案】 见解析 1.30 1.80 2.50 接法Ⅱ 接法Ⅱ
【详解】(1)[1]根据图甲所示的电路图,实物连接如图所示
(3)[2]量程为的电压表分度值为,需要估读到分度值的下一位,由图丙可知电压表读数为
(4)[3]当单刀双掷开关接1时,电流表示数为零时,电压表测量准确,故电动势为的纵轴截距,则有
[4]当单刀双掷开关接2时,电压表示数为零时,电流表测量准确,由图像可知此时电路电流为,根据闭合电路欧姆定律可知
解得内阻为
(5)[5]由图丁可知图像的斜率为
解得
由图丁可知图像的斜率为
解得
可得
故接法Ⅱ测得的电源内阻更接近真实值。
(6)[6]由电路图可知接法Ⅰ的误差来源是电流表的分压,接法Ⅱ的误差来源是电压表的分流,由于电源内阻较小,远小于电压表内阻,结合(5)问分析可知,若只能选择一种接法,应选择接法Ⅱ更合适。
12.(8分)某实验小组设计了一个验证机械能守恒定律的实验,器材如图甲所示,固定转轴位于四分之一圆周的圆心位置,质量可忽略的硬杆连接在固定转轴上,另一端固定着一个体积较小的小球,小球与圆弧紧贴但不接触,圆心的正下方固定着一个光电门,圆周的最右侧竖直放置一个刻度尺,其0刻线与圆周的圆心处于同一水平面上。实验小组每次从不同的高度释放小球前,先读出小球所在位置的刻度h,然后释放小球,并从数字记录仪上读出小球从光电门位置经过的速度大小v。已知硬杆的长度,回答下列问题:
(1)实验过程中,______(填“需要”或“不需要”)测量小球的质量,就能验证机械能守恒定律。
(2)若实验过程中,获得了一系列的实验数据,如下表所示,请在图乙坐标纸中选取合适的标度,并做出图像_______,根据图像可知表格中空白位置的数据应该是______。(保留三位有效数字)
1.372
1.176
0.980
0.784
0.920
h/m
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
(3)该实验小组在上述实验过程中,假如得到的实验图像不是严格的一条直线,那么造成这种情况的原因可能是_________。
【答案】(1)不需要
(2) 0.588
(3)有摩擦和空气阻力存在
【详解】(1)要验证机械能守恒定律,由题意有
可知质量可以约去,故不需要测量小球质量。
(2)[1]由之前分析可知,图像是一条直线,在坐标中选取合适标度,描点做出图像,如图所示
[2]由图像可知,表中空白处应该填0.588。
(3)若存在摩擦和空气阻力,得到的实验图像不是严格的一条直线。
四、解答题
13.(10分)某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示,鱼鳔结构可简化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室,A室壁厚、可认为体积恒定,B室壁薄,体积可变;两室内气体视为理想气体,可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处。B室内气体体积为V,质量为m;设B室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等,鱼的质量不变,鱼鳔内气体温度不变。水的密度为ρ,重力加速度为g。大气压强为p0,求:
(1)鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度、需从A室充入B室的气体质量m;
(2)鱼静止于水面下H1处时,B室内气体质量m1。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)由题知开始时鱼静止在H处,设此时鱼的体积为,有
且此时B室内气体体积为V,质量为m,则
鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度,则有
联立解得需从A室充入B室的气体质量
(2)B室内气体压强与鱼体外压强相等,则鱼静止在H处和水面下H1处时,B室内的压强分别为
,
由于鱼静止时,浮力等于重力,则鱼的体积不变,由于题可知,鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等,则鱼在水下静止时,B室内气体体积不变,由题知开始时鱼静止在H处时,B室内气体体积为V,质量为m,由于鱼鳔内气体温度不变,若,则在H处时,B室内气体需要增加,设吸入的气体体积为ΔV,根据玻意耳定律有
则此时B室内气体质量
若,则在H处时,B室内气体需要减少,设释放的气体体积为ΔV,根据玻意耳定律有
则此时B室内气体质量
14.(12分)如图所示,内有弯曲光滑轨道的方形物体置于光滑水平面上,P、Q分别为轨道的两个端点且位于同一高度,P处轨道的切线沿水平方向,Q处轨道的切线沿竖直方向。小物块a、b用轻弹簧连接置于光滑水平面上,b被锁定。一质量的小球自Q点正上方处自由下落,无能量损失地滑入轨道,并从P点水平抛出,恰好击中a,与a粘在一起且不弹起。当弹簧拉力达到时,b解除锁定开始运动。已知a的质量,b的质量,方形物体的质量,重力加速度大小,弹簧的劲度系数,整个过程弹簧均在弹性限度内,弹性势能表达式(x为弹簧的形变量),所有过程不计空气阻力。求:
(1)小球到达P点时,小球及方形物体相对于地面的速度大小、;
(2)弹簧弹性势能最大时,b的速度大小及弹性势能的最大值。
【答案】(1),水平向左,,水平向右
(2),水平向左,
【详解】(1)根据题意可知,小球从开始下落到处过程中,水平方向上动量守恒,则有
由能量守恒定律有
联立解得,
即小球速度为,方向水平向左,大物块速度为,方向水平向右。
(2)由于小球落在物块a正上方,并与其粘连,小球竖直方向速度变为0,小球和物块水平方向上动量守恒,则有
解得
设当弹簧形变量为时物块的固定解除,此时小球和物块的速度为,根据胡克定律
系统机械能守恒
联立解得,
固定解除之后,小球、物块和物块组成的系统动量守恒,当三者共速时,弹簧的弹性势能最大,由动量守恒定律有
解得,方向水平向左。
由能量守恒定律可得,最大弹性势能为
15.(18分)如图所示,倾斜轨道与水平面间的夹角为θ=30°,在倾斜轨道顶端有一电容C=0.1F的电容器,与一定值电阻2R并联,2R=1Ω。水平轨道足够长,在最右端串接一定值电阻R=0.5Ω。两轨道宽度均为L=1m,在AA'处平滑连接,使导体棒1从斜轨道运动到水平轨道上时速度大小不变。AA'至DD'间是绝缘带,保证倾斜轨道与水平轨道间电流不导通,轨道其它部分均导电良好。垂直倾斜轨道向上有磁感应强度为B1=0.5T的匀强磁场;整个水平轨道上有磁感应强度大小为B2=1T,方向竖直向上的匀强磁场。两根导体棒1、2的质量均为m=0.1kg,两棒与轨道均接触良好,棒接入轨道的电阻R1=R2=1Ω。初始时刻,导体棒1在斜轨道上,离AA'足够远。导体棒2一开始被锁定(锁定装置未画出),且到DD'位置的水平距离为d=m。不计一切摩擦阻力。将导体棒1从倾斜轨道上静止释放。求:
(1)导体棒1滑至AA'时的瞬时速度大小v1及电容器上带电量qC;
(2)导体棒1运动到棒2位置,碰撞前瞬间速度大小;
(3)棒1与棒2碰撞前瞬间,立即解除对棒2的锁定,两棒碰后粘连在一起。从导体棒1进入水平轨道,至两棒运动到最终状态,定值电阻R上产生的焦耳热Q是多少。
【答案】(1),;(2);(3)
【详解】(1)因倾斜轨道足够长,则导体棒1在斜轨道上最终将匀速下滑,由平衡条件
由法拉第电磁感应定律和欧姆定律知
解得
电容器上带电量
(2)导体棒1运动到棒2位置过程(碰前),由动量定理
又
解得
(3)从棒1进入水平轨道至碰前水平轨道电路产生的焦耳热
解得
由电路结构知
设总电流为I,此过程定值电阻R上产生的焦耳热
导体棒1、2碰撞,由动量守恒
得
碰后到两棒静止过程,电路产生的总焦耳热为
此过程定值电阻R上产生的焦耳热
综上
答案第10页,共12页
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