内容正文:
高三物理
(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。
4、本卷主要命题范围:必修第一~三册,选择性必修第二册,选择性必修第一册第一~三章。
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. 如图甲所示为包含电容器的电路,当单刀双掷开关S掷向1端,电源向电容器充电。然后把开关掷向2端,电容器通过电阻R放电,传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出如图乙所示的电流随时间变化曲线。下列说法正确的是( )
A. 当开关S接1,充电过程中电流表示数逐渐增大后不变
B. 开关S掷向2端时,流经电流传感器的电流方向从B到A
C. 放电过程中电容器的电荷量Q、电压U、电容C都变小
D. I-t曲线与坐标轴围成的面积表示电容器储存的电荷量
3. 在足球场上,一质量为m=450g的足球朝运动员以的速度迎面而来,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。则下列说法正确的是( )
A. 足球动量的变化量为4.5kg·m/s
B. 合外力对足球的冲量为22.5 N·s
C. 合外力对足球不做功
D. 合外力对足球做功为2.25J
4. 图甲为悬浮地球仪,其原理如图乙所示:底座的三个相同的磁极对地球仪中心的磁体产生大小均为F的作用力(方向沿磁极与磁体的连线),使地球仪悬浮在空中,此时各磁极和磁体恰好处在正四面体的四个顶点处。已知地球仪的重量为G,则力 F的大小为( )
A. G B. C. G D. G
5. 如图所示,斜面体倾角为θ,一个小球在斜面的顶端A点以初速度水平抛出,小球刚好落在斜面上的B点,保持小球在A点抛出的初速度大小不变,改变抛出的初速度方向,使抛出的初速度与水平方向的夹角为α斜向上,小球也恰好落在B点,不计空气阻力,则α和θ的关系正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示的电路中,电源的电动势为E、内阻为r=2Ω,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R=2Ω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E=8V
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0.9W
C. 电动机的额定功率为2.5 W
D. 电动机的内阻为1Ω
7. 电动汽车充电站变压器输入电压为10kV,输出电压为220V,每个充电桩的输入电流为16A,设原、副线圈匝数分别为n1、n2,输入正弦式交流电的频率为50Hz,则下列说法正确的是( )
A. 输出交流电的频率为1.1Hz
B. 原、副线圈匝数比为
C. 输出电压的最大值为
D. 若10台充电桩同时使用,输入功率为160kW
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. 2025年9月27日,中国在酒泉卫星发射中心使用长征四号丙运载火箭,成功将风云三号08星发射升空,卫星顺利进入距离地面约为的预定轨道。已知空间站距离地面的高度约为,其环绕周期约为,风云三号08星和空间站均环绕地球做匀速圆周运动,地球表面的重力加速度为。则下列说法正确的是( )
A. 风云三号08星的环绕周期为
B. 由已知条件可求地球的半径
C. 风云三号08星的向心加速度小于空间站的向心加速度
D. 在任意相等的时间内,风云三号08星和空间站与地心连线扫过的面积相等
9. 如图所示,倾角为α的足够长的光滑斜面体固定在水平面上,其底端固定一挡板,质量为m的物块甲和质量为2m的物块乙用原长为2d的轻弹簧拴接后静置于斜面体上,现在物块甲上施加一沿斜面体向上的外力,使物块甲由静止开始做匀加速直线运动,经过一段时间物块乙离开挡板。已知开始时外力的大小为mgsinα,轻弹簧的劲度系数为,重力加速度为g,两物块均可视为质点。则下列说法正确的是( )
A. 弹簧原长时外力的大小为零
B. 物块乙刚好离开挡板瞬间,外力的大小为
C. 物块乙刚好离开挡板瞬间,两物块之间的距离为4d
D. 物块乙刚好离开挡板瞬间,物块甲的速度大小为
10. 如图所示的装置水平地放在竖直向下、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中,电源电动势为E、内阻为R,两对平行且光滑的导轨的间距分别为d与2d。材质均匀的导体棒b、c的长度均为2d,电阻均为R,质量分别为m、 m,垂直置于导轨上。导轨足够长且不计电阻,从闭合开关到两导体棒达到稳定状态的全过程中,下列说法正确的是( )
A. 稳定前b、c棒加速度之比为1:2
B. 稳定时导体棒b的速度为
C. 稳定时导体棒b两端的电压为
D. 导体棒c中产生的焦耳热为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示。
(1)组装单摆时,应在下列器材中选用___________(多选,填选项前的字母)。
A. 直径为2.0cm的塑料球
B. 直径为2.0cm的铁球
C. 长度为90cm左右的细线
D. 长度为10cm左右的细线
(2)某同学某次实验中用刻度尺测出摆线长l,球直径d;从小球第一次经过最低点开始计时,记为第0次。秒表记录下单摆第 n次经过最低点的时间为t。重力加速度g的表达式为___________(填选项前的字母)。
A. B.
C. D.
(3)用多组实验数据作出图像,也可以求出重力加速度g。已知三位同学作出的图线的示意图如图乙中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都过原点,图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b,下列分析正确的是___________(填选项前的字母)。
A. 出现图线a可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L
B. 出现图线c可能是误将51次全振动记为50次
C. 图线c对应的g值小于图线b对应的g值
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R=___________Ω;
(2)如图甲所示正确连接电路,闭合电键,移动滑片P的位置,将滑片P到a端的距离记为L,同时记录多组与L相对应的电流表的读数I,在处理实验数据时,将L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“I2”“I”或“”)若金属丝的直径为d、电阻率为ρ,电流表的内阻为定值电阻阻值为,图像的斜率为k、截距为b,该电源的电动势为E=____________。电源的内阻为r=_____________。(用以上的量表示)
13. 如图所示,一列简谐横波沿x轴传播,y轴两侧介质不同,该波在介质2中的传播速度为介质1中速度的2倍。t=0时,位于x=8m处的波源S开始振动,振幅为4cm,波经1.5s恰好传到x=2m处的M点,设波穿过分界面时振幅不变,求:
(1)波在介质2中的波速;
(2)在x=-4m处的质点P在0~4s内运动的路程。
14. 如图所示,小球系在细绳上,物块静置于悬挂点的正下方,将细绳拉开偏离竖直方向后由静止释放小球,两物体发生弹性正碰,碰撞时间极短。已知绳长,,,重力加速度,两物体都可看成质点,物块与水平地面间的动摩擦因数,,求:
(1)小球与物块碰前瞬间的速度大小;
(2)碰后瞬间,小球、物块的速度大小、;
(3)碰撞后小球第一次摆到右端最高点时,物块的位移大小(结果可保留)。
15. 现代仪器中常用电磁场控制带电粒子的轨迹,如图所示,空间中xOy直角坐标系,第Ⅰ、Ⅳ象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小分别为kB(k > 1)、B,其中,第Ⅱ、Ⅲ象限内存在沿y轴负方向的匀强电场。现将一比荷为的带正电粒子,从坐标为的A点处以初速度v0沿x轴正方向射出,恰好从O点射入磁场,不计粒子重力,求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)要使粒子不再返回电场中,k的取值范围;
(3)若在第Ⅳ象限中施加与第Ⅱ、Ⅲ象限中相同的匀强电场,粒子再次经过x轴时的横坐标。
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高三物理
(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。
4、本卷主要命题范围:必修第一~三册,选择性必修第二册,选择性必修第一册第一~三章。
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. 如图甲所示为包含电容器的电路,当单刀双掷开关S掷向1端,电源向电容器充电。然后把开关掷向2端,电容器通过电阻R放电,传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出如图乙所示的电流随时间变化曲线。下列说法正确的是( )
A. 当开关S接1,充电过程中电流表示数逐渐增大后不变
B. 开关S掷向2端时,流经电流传感器的电流方向从B到A
C. 放电过程中电容器的电荷量Q、电压U、电容C都变小
D. I-t曲线与坐标轴围成的面积表示电容器储存的电荷量
【答案】D
【解析】
【详解】A.开关S接1,给电容器充电,电流表的示数先增大,电容器电压增大到一定值时,电流表示数开始减小,所以电流表示数先增大后减小,故A错误;
B.电容器充电后,上极板带正电,下极板带负电,开关S接2时,电容器放电所以电流方向从到,故B错误;
C.无论充电还是放电,电容器的电容不变,放电过程电容器电荷量、极板间电压减小,故C错误;
D.根据电流强度的定义,可得
即图像中图线与坐标轴围成的面积表示流过电流传感器的电荷量,即电容器储存的电荷量,故D正确。
故选D。
3. 在足球场上,一质量为m=450g的足球朝运动员以的速度迎面而来,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。则下列说法正确的是( )
A. 足球动量的变化量为4.5kg·m/s
B. 合外力对足球的冲量为22.5 N·s
C. 合外力对足球不做功
D. 合外力对足球做功为2.25J
【答案】B
【解析】
【详解】A.题意可知v方向为正方向,则足球动量的变化量,故A错误;
B.根据动量定理,合外力对足球的冲量等于动量变化量,即,故B正确;
CD。合外力对足球做功等于动能变化量,即,故CD错误。
故选B。
4. 图甲为悬浮地球仪,其原理如图乙所示:底座的三个相同的磁极对地球仪中心的磁体产生大小均为F的作用力(方向沿磁极与磁体的连线),使地球仪悬浮在空中,此时各磁极和磁体恰好处在正四面体的四个顶点处。已知地球仪的重量为G,则力 F的大小为( )
A. G B. C. G D. G
【答案】C
【解析】
【详解】令正四面体的棱长为L,地球仪中的磁体到下侧磁极之间连线与竖直方向夹角为,根据几何关系有
可知
根据对称性可知,每个磁极对磁体的作用力大小均相等,对磁体进行分析,根据平衡条件有
解得
故选C。
5. 如图所示,斜面体倾角为θ,一个小球在斜面的顶端A点以初速度水平抛出,小球刚好落在斜面上的B点,保持小球在A点抛出的初速度大小不变,改变抛出的初速度方向,使抛出的初速度与水平方向的夹角为α斜向上,小球也恰好落在B点,不计空气阻力,则α和θ的关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】小球在斜面的顶端A点以初速度水平抛出,刚好落在斜面上的B点,则有
可得
则A点到B点的水平位移为
保持小球在A点抛出的初速度大小不变,改变抛出的初速度方向,使抛出的初速度与水平方向的夹角为α斜向上,小球也恰好落在B点,将小球的运动分解为沿斜面和垂直斜面,在垂直斜面方向有
则A点到B点的水平位移为
联立可得
则有
化简可得
故选D。
6. 如图所示的电路中,电源的电动势为E、内阻为r=2Ω,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R=2Ω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E=8V
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0.9W
C. 电动机的额定功率为2.5 W
D. 电动机的内阻为1Ω
【答案】B
【解析】
【详解】A.开关S接1时,当电阻箱调到R=2Ω时,小灯泡L正常发光,
则电路中电流为
根据闭合电路欧姆定律有
代入数据解得电源的电动势为E=6V ,故A错误;
B.灯泡正常发光时
故电阻为
单刀双掷开关接1时,将灯泡电阻等效为电源内阻的一部分,故当电阻箱的电阻
其消耗的最大功率为,故B正确;
CD.开关S接2时,电路中电流仍为0.5A,根据闭合电路欧姆定律有
代入数据解得电动机的工作电压
电动机的输入功率
电动机消耗的电功率
此时电动机的输出功率
又
解得电动机的内阻为
故CD错误。
故选B。
7. 电动汽车充电站变压器输入电压为10kV,输出电压为220V,每个充电桩的输入电流为16A,设原、副线圈匝数分别为n1、n2,输入正弦式交流电的频率为50Hz,则下列说法正确的是( )
A. 输出交流电的频率为1.1Hz
B. 原、副线圈匝数比为
C. 输出电压的最大值为
D. 若10台充电桩同时使用,输入功率为160kW
【答案】C
【解析】
【详解】A.变压器不改变交流电的频率,所以输出交流电的频率仍为50Hz,故A错误;
B.根据
其中,由题意可知,
解得,故B错误;
C.输出电压的最大值为,故C正确;
D.每个充电桩的功率为
若10台充电桩同时使用,则变压器的输出功率为
则变压器的输入功率为,故D错误。
故选C。
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. 2025年9月27日,中国在酒泉卫星发射中心使用长征四号丙运载火箭,成功将风云三号08星发射升空,卫星顺利进入距离地面约为的预定轨道。已知空间站距离地面的高度约为,其环绕周期约为,风云三号08星和空间站均环绕地球做匀速圆周运动,地球表面的重力加速度为。则下列说法正确的是( )
A. 风云三号08星的环绕周期为
B. 由已知条件可求地球的半径
C. 风云三号08星的向心加速度小于空间站的向心加速度
D. 在任意相等的时间内,风云三号08星和空间站与地心连线扫过的面积相等
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由开普勒第三定律得
得风云三号08星的环绕周期为
当时代入解得
而地球半径R约为6400km,可知,故A错;
B.空间站距离地面的高度约为,其环绕周期约为,由
联立可解得地球半径R,故B正确;
C.由
得
可知离地面越高,向心加速度越小,所以风云三号08星的向心加速度小于空间站的向心加速度,故C正确;
D.在时间t内,绕地球做匀速圆周运动的物体与地心连线扫过的面积
其中弧长
所以①
由
得②
由①②得
因风云三号08星和空间站的轨道半径
所以,故D错。
故选BC。
9. 如图所示,倾角为α的足够长的光滑斜面体固定在水平面上,其底端固定一挡板,质量为m的物块甲和质量为2m的物块乙用原长为2d的轻弹簧拴接后静置于斜面体上,现在物块甲上施加一沿斜面体向上的外力,使物块甲由静止开始做匀加速直线运动,经过一段时间物块乙离开挡板。已知开始时外力的大小为mgsinα,轻弹簧的劲度系数为,重力加速度为g,两物块均可视为质点。则下列说法正确的是( )
A. 弹簧原长时外力的大小为零
B. 物块乙刚好离开挡板瞬间,外力的大小为
C. 物块乙刚好离开挡板瞬间,两物块之间的距离为4d
D. 物块乙刚好离开挡板瞬间,物块甲的速度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.物块甲静置于斜面体上时,设轻弹簧的压缩量为,则对物块甲进行受力分析,由平衡关系有
解得
当施加外力F后,物块甲由静止开始做匀加速直线运动,设其加速度为,当时,根据牛顿第二定律有
解得
同理当轻弹簧恢复到原长时,根据牛顿第二定律有
解得此时的外力为,故A错误;
B.物块乙刚好离开挡板瞬间,设此时轻弹簧的伸长量为,则对物块乙进行受力分析,由平衡关系有
解得
对此时的物块甲进行受力分析,根据牛顿第二定律有
解得此时的外力的大小为,故B正确;
C.已知轻弹簧的原长为2d,所以物块乙刚好离开挡板瞬间,两物块之间的距离为,故C正确;
D.物块甲从静止开始到物块乙刚好离开挡板瞬间,物块甲沿斜面上升的位移为
则根据匀变速直线运动速度与位移的关系式有
解得物块甲的速度大小为,故D错误。
故选BC。
10. 如图所示的装置水平地放在竖直向下、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中,电源电动势为E、内阻为R,两对平行且光滑的导轨的间距分别为d与2d。材质均匀的导体棒b、c的长度均为2d,电阻均为R,质量分别为m、 m,垂直置于导轨上。导轨足够长且不计电阻,从闭合开关到两导体棒达到稳定状态的全过程中,下列说法正确的是( )
A. 稳定前b、c棒加速度之比为1:2
B. 稳定时导体棒b的速度为
C. 稳定时导体棒b两端的电压为
D. 导体棒c中产生的焦耳热为
【答案】D
【解析】
【详解】A.稳定前通过b、c棒电流大小相等,根据牛顿第二定律可知,稳定前b、c棒加速度之比为,故A错误;
B.稳定时b、c两导体棒产生的总电动势与E等大,因为稳定前b、c棒加速度之比为1∶4,故稳定时二者速度之比也为1∶4,设导体棒b的速度为v,则导体棒c的速度为4v,则稳定时两棒产生的反电动势与电源电动势关系为
解得,故B错误;
C.稳定时导体棒b两端的电压为,故C错误;
D.根据动量定理,对b棒有
联立解得
由能量守恒定律,电源提供的电能转化为动能和焦耳热
因为导体棒c中产生的焦耳热
联立解得,故D正确。
故选D。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示。
(1)组装单摆时,应在下列器材中选用___________(多选,填选项前的字母)。
A. 直径为2.0cm的塑料球
B. 直径为2.0cm的铁球
C. 长度为90cm左右的细线
D. 长度为10cm左右的细线
(2)某同学某次实验中用刻度尺测出摆线长l,球直径d;从小球第一次经过最低点开始计时,记为第0次。秒表记录下单摆第 n次经过最低点的时间为t。重力加速度g的表达式为___________(填选项前的字母)。
A. B.
C. D.
(3)用多组实验数据作出图像,也可以求出重力加速度g。已知三位同学作出的图线的示意图如图乙中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都过原点,图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b,下列分析正确的是___________(填选项前的字母)。
A. 出现图线a可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L
B. 出现图线c可能是误将51次全振动记为50次
C. 图线c对应的g值小于图线b对应的g值
【答案】(1)BC (2)C (3)A
【解析】
【小问1详解】
AB.为了减小空气阻力的影响,应选择直径为2.0cm的铁球,故A错误,B正确;
CD.为减小实验误差,应选择适当长些的细线作为摆线,故C正确,D错误。
故选BC。
【小问2详解】
从小球第一次经过最低点开始计时,记为第0次。秒表记录下单摆第 n次经过最低点的时间为t。则周期为
根据单摆周期公式可得
联立可得重力加速度的表达式为
故选C。
【小问3详解】
A.由单摆周期公式
可得
可知图像的斜率为
当地的重力加速度为
若测量摆长时忘了加上摆球的半径,则摆长变成摆线的长度L,则有
可知图线与b线斜率相等,两图线应该平行,为纵轴截距,故出现图线的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L造成的,故A正确;
B.实验中误将51次全振动记为50次,则周期的测量值偏大,导致重力加速度的测量值偏小,图线的斜率k偏大,故出现图线c不可能是误将51次全振动记为50次,故B错误;
C.由图可知,图线c对应的斜率k偏小,根据图像的斜率
可得当地的重力加速度
可知图线c对应的值大于图线b对应的值,故C错误。
故选A。
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R=___________Ω;
(2)如图甲所示正确连接电路,闭合电键,移动滑片P的位置,将滑片P到a端的距离记为L,同时记录多组与L相对应的电流表的读数I,在处理实验数据时,将L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“I2”“I”或“”)若金属丝的直径为d、电阻率为ρ,电流表的内阻为定值电阻阻值为,图像的斜率为k、截距为b,该电源的电动势为E=____________。电源的内阻为r=_____________。(用以上的量表示)
【答案】(1)6 (2) ①. ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
待测金属丝的阻值为R=6×1Ω=6Ω;
【小问2详解】
[1]由电路可知
可得
在处理实验数据时,将L作为横轴,为了得到倾斜的直线,则图像的纵轴应为;
[2][3]根据可知,
解得,
13. 如图所示,一列简谐横波沿x轴传播,y轴两侧介质不同,该波在介质2中的传播速度为介质1中速度的2倍。t=0时,位于x=8m处的波源S开始振动,振幅为4cm,波经1.5s恰好传到x=2m处的M点,设波穿过分界面时振幅不变,求:
(1)波在介质2中的波速;
(2)在x=-4m处的质点P在0~4s内运动的路程。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
t=0时,位于x=8m处的波源S开始振动,振幅为4cm,波经1.5s恰好传到x=2m处的M点,波在介质1中的速度
该波在介质2中的传播速度为介质1中速度的2倍,可得在介质2中速度
【小问2详解】
波传到P点的时间
4s内振动时间为,又周期
波传到y轴左侧后周期不变,振幅不变,可知质点P振动了一个周期,运动路程为
14. 如图所示,小球系在细绳上,物块静置于悬挂点的正下方,将细绳拉开偏离竖直方向后由静止释放小球,两物体发生弹性正碰,碰撞时间极短。已知绳长,,,重力加速度,两物体都可看成质点,物块与水平地面间的动摩擦因数,,求:
(1)小球与物块碰前瞬间的速度大小;
(2)碰后瞬间,小球、物块的速度大小、;
(3)碰撞后小球第一次摆到右端最高点时,物块的位移大小(结果可保留)。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【详解】(1)小球下摆过程中机械能守恒
解得
(2)两物体发生弹性碰撞,根据动量守恒、能量守恒定律有,
解得,
(3)小球碰后,机械能守恒
解得
故
小球碰后的运动可看成简谐运动,根据单摆周期公式有
摆到左端最高点有
对物块,由牛顿第二定律得
假设物块经时间停了下来
因为,根据
代入数据,解得
15. 现代仪器中常用电磁场控制带电粒子的轨迹,如图所示,空间中xOy直角坐标系,第Ⅰ、Ⅳ象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小分别为kB(k > 1)、B,其中,第Ⅱ、Ⅲ象限内存在沿y轴负方向的匀强电场。现将一比荷为的带正电粒子,从坐标为的A点处以初速度v0沿x轴正方向射出,恰好从O点射入磁场,不计粒子重力,求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)要使粒子不再返回电场中,k的取值范围;
(3)若在第Ⅳ象限中施加与第Ⅱ、Ⅲ象限中相同的匀强电场,粒子再次经过x轴时的横坐标。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在电场中做类平抛运动
其中,根据牛顿第二定律可得
解得
【小问2详解】
粒子在进入第四象限磁场中,设速度与x轴正方向的夹角为,则,,
可得,
根据牛顿第二定律
解得
不返回电场,设在第一象限中的轨迹半径为,则
根据牛顿第二定律可得
解得
【小问3详解】
施加电场后,粒子在x方向分速度使粒子受到沿y轴正方向的洛伦兹力,大小为
即粒子沿x方向分速度使粒子受到沿y轴正方向的洛伦兹力与粒子受到的电场力平衡,在x轴正方向做匀速直线运动;粒子在沿y轴负方向,大小为的分速度作用下,做匀速圆周运动,设轨迹半径为,根据牛顿第二定律可得
解得
从匀速圆周运动看粒子运动再次经过x轴,所以,再次经过x轴时匀速圆周运动走过的水平位移为
匀速直线运动走过的位移为
已知
解得,
故粒子再次经过x轴时的横坐标
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