内容正文:
高三4月测试卷
物理
全卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1、答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚。
4、考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交。
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. 北京时间2026年2月23日第25届米兰—科尔蒂纳冬奥会闭幕,中国代表团最终以5金4银6铜的成绩排在奖牌榜第12位,创造了境外参加冬奥会的历史最佳战绩。如图为四个冬奥运动项目中运动员运动的一些场景,下列有关说法正确的是( )
A. 在研究甲图中的运动员完成某项技术动作时,可以把运动员看成质点
B. 在乙图中运动员用冰壶刷冰的目的是为了减少冰壶与冰面的摩擦力,以增大冰壶的惯性
C. 丙图中的处于空中的运动员,在其上升和下降的过程中均为失重状态
D. 丁图中速度滑冰项目比的是运动员的平均速度大小,第一名则平均速度最小
2. 充气救生船是船只在海上航行时的必备装备,使用时先要向浮筒内充入气体,浮筒导热性能良好,充满气后密闭浮筒内气体的体积可视为不变,气体可视为理想气体。关于充满气后的浮筒内的气体在夜间气温缓慢下降的过程中,下列说法正确的是( )
A. 对外做功
B. 放出热量
C. 对单位面积浮筒内壁的平均撞击力大小不变
D. 内能减小,所有分子热运动的速率都减小
3. 某同学去哈尔滨冰雪大世界游玩,冰雪大世界里的冰雕闪烁着各色光芒,如图所示。他发现冰面下方装有各色彩灯,冰块中还分布有气泡,则( )
A. 真空中红光的波长比绿光短
B. 冰块中红光的传播速度比绿光小
C. 冰面下方的灯,看起来比实际位置深
D. 冰块中气泡看起来更亮是由于光从气泡外部入射到气泡与冰的交界面时发生了全反射形成的
4. 两相干波源S1、S2产生的两组同心圆波阵面如图所示,实线表示波峰,虚线表示波谷,相邻的实线与虚线之间相差半个波长,a、b是交点,下列说法正确的是( )
A. 波源S1、S2的频率相同,相位差恒定,且振幅也一定相等
B. 点在某些时刻位移为0,在某些时刻位移最大
C. 点的振幅一定为0,且始终处于“平静”状态
D. 点所在的双曲实线是减弱区,点所在的双曲虚线是加强区
5. 长征七号改运载火箭由中国航天科技集团一院研制,是我国新一代中型高轨液体运载火箭,具备一箭一星和一箭双星发射能力。如图长征七号改运载火箭发射的两颗卫星A、B在同一平面内绕顺时针方向匀速圆周运行。某时刻两卫星的连线与A卫星的轨道相切,已知A、B卫星的运行周期分别为TA、TB,A、B卫星的运行半径分别为r、2r,则( )
A. 卫星A的机械能比B的小 B. 卫星A的角速度是B的倍
C. 卫星A的向心加速度是B的2倍 D. 经时间两卫星距离最近
6. 如图所示,用拖拉机和滑轮提升深井中的重物,开始时拖拉机位于滑轮的正下方,与滑轮间距离h=4m,t=0时刻拖拉机开始向左运动,图乙中实线为拖拉机的v-t图线,虚线为重物的v-t图线,重物的质量为m,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 时绳子的拉力
B. 0~2.5s虚线与横轴所围面积为2.5m
C. t=3s时重物的速度为
D. 拖拉机对绳子的拉力一直增大
7. 如图所示,半径为的圆形光滑绝缘轨道固定在水平地面上,在轨道所在平面加一竖直向上的场强为的匀强电场。、两点分别为轨道的最低点和最高点,在点有一质量为,电量为的带正电的小球,现给小球一初速度,不计空气阻力,重力加速度为,则有关下列说法正确的是( )
A. 小球通过点时对轨道一定有压力
B. 小球通过点时的速率可能大于通过点时的速率
C. 从到点的过程中,小球的机械能可能减小
D. 若,则小球一定能在竖直平面内做圆周运动
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,有多项是符合题目要求的。全选对的得6分,选不全的得3分,错选得0分。
8. 核聚变是将轻原子核结合成较重原子核并释放巨大能量的过程,被视为未来清洁能源的终极解决方案。关于核聚变原理与应用,下列说法正确的是( )
A. 是核聚变反应方程
B. 核聚变需要极高的温度,所以核聚变反应又称为热核反应
C. 核聚变使用作为主要燃料,反应后产生放射性废料
D. 可控核聚变已实现商业化应用,辽宁红沿河核电站采用核聚变技术发电
9. 一电阻不计的线框在匀强磁场中匀速转动,标有“20V、20W”的两个相同灯泡L1和L2都正常发光。已知理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,R为定值电阻,图示时刻线框平面与磁场方向垂直,则下列说法正确的是( )
A. 线框的输出功率为220W
B. 电阻R消耗的电功率为160W
C. 线框在图示位置时,线框的输出电压最小
D. 线框从图示位置转过90°时,通过线框的电流为A
10. 如图甲所示,质量均为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止。用恒力F向上拉B,分离前,A、B运动的加速度随位移变化如图乙所示,运动距离h时,B与A分离。重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 在B与A分离之前,它们做匀变速直线运动 B. 弹簧的劲度系数等于
C. F作用后瞬间,B对A的压力大小为 D. B和A分离后,B还能继续上升
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组的同学用如图甲所示的实验电路做“测量金属丝的电阻率”实验,实验室提供了以下两种规格的滑动变阻器:
滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω,允许通过的最大电流为3A);
滑动变阻器R2(最大阻值为100Ω,允许通过的最大电流为1.5A)。
(1)实验时滑动变阻器应选______(填“R1”或“R2”),开关闭合前滑动变阻器的滑片P应置于______(填“A”或“B”)端。
(2)实验小组的同学在做该实验时,连接的实物图如图乙所示,请用笔画线代替导线将图乙的实物图按照图甲的电路图连接完整。
(3)为了探究选不同的滑动变阻器对本实验的影响,实验小组的同学调整金属丝上的滑动头,使金属丝接入电路的电阻约为10Ω,再将(1)中所选的滑动变阻器接入电路,移动滑片P,测量多组数据,以金属丝两端电压U为纵轴,为横轴(x为AP的长度,L为AB的长度),作出曲线如图丙中的Ⅰ所示;若将滑动变阻器更换成另一个,重复上述测量过程,则得到的曲线对应图丙中的______(填“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
12. 为了测评小球弹性的好坏,可以让小球从适当高度自由释放后竖直碰撞水平面,假设碰撞前瞬间小球的速率为v1,碰撞后瞬间小球的速率为v2,定义,k值越接近于1,表明小球的弹性越好。小明同学在实验室为了探究k值的大小是否与v1的大小有关,设计了如下实验。
①测量小球初始高度h,让小球由该处静止自由下落,再测量小球反弹的最大高度。
②改变小球释放的高度,重复上面第①步,测出多组h和数据。
③建立合适的坐标系处理数据,得到如图所示的图像。
(1)该图像的斜率表示的物理意义即为k,图像中纵轴y代表___________,横轴x代表___________。(填选项标号)
A.h B. C. h2 D. E. F.
(2)这些数据连线在上图中为一条直线,代表k值与v1___________(填“有关”或“无关”)。
(3)由于空气阻力会造成所测量的k值与真实值相比___________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
13. 如图所示,两段斜面AB和BC连接成V字形,连接点B处可以视作一段极短的光滑圆弧,两段斜面长度均为L=1m,倾角,一质量为1kg的小物块(可视为质点)轻放AB段斜面顶端恰好能处于静止状态,已知小物块与AB和BC段动摩擦因数均相等,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求小物块与斜面间的动摩擦因数。
(2)若仅将斜面AB与水平面间倾角增大为,仍将小物块从AB顶端由静止释放,求小物块再次静止时与右侧斜面顶端C点间的距离d。(结果可保留分数形式)
14. 如图甲所示,光滑绝缘的水平面存在一有界的匀强磁场,磁感应强度随时间变化如图乙所示,规定磁场方向垂直纸面向里为正,B0、T0均为已知量,磁场中静止放置一边长为L、质量为m的正方形单匝导线框abcd,线框总电阻为R,则
(1)求0~T0内线框中产生的热量Q;
(2)求0~T0内线框ab边所受安培力的最大值F0,并在图丙中画出0~T0内ab边所受安培力的图像,规定安培力垂直ab边向右为正;
(3)若磁感应强度保持B0不变,方向垂直纸面向里,给线框一向右初速度v0,求线框运动的整个过程中经过导线横截面的电荷量。
15. 如图所示,两块平行金属板竖直放置,板长和板间距均为2d,两板之间存在水平向左的匀强电场,电场强度大小为E。极板上方空间存在范围足够大的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外。极板下方竖直平面内有一束宽度为2d,均匀分布的正离子束,平行于金属板进入电场,已知正离子的比荷为k,进入电场的离子有50%能从电场射出。不考虑离子间的相互作用,不计离子重力和金属板厚度,忽略电场的边缘效应。
(1)求离子进入电场的初速度大小v0。
(2)若从电场射出的离子经磁场偏转后能全部回到电场中,求磁感应强度B的取值范围。
(3)若磁感应强度B大小取(2)中的最小值,求磁场中有离子经过的区域面积。
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高三4月测试卷
物理
全卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1、答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚。
4、考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交。
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. 北京时间2026年2月23日第25届米兰—科尔蒂纳冬奥会闭幕,中国代表团最终以5金4银6铜的成绩排在奖牌榜第12位,创造了境外参加冬奥会的历史最佳战绩。如图为四个冬奥运动项目中运动员运动的一些场景,下列有关说法正确的是( )
A. 在研究甲图中的运动员完成某项技术动作时,可以把运动员看成质点
B. 在乙图中运动员用冰壶刷冰的目的是为了减少冰壶与冰面的摩擦力,以增大冰壶的惯性
C. 丙图中的处于空中的运动员,在其上升和下降的过程中均为失重状态
D. 丁图中速度滑冰项目比的是运动员的平均速度大小,第一名则平均速度最小
【答案】C
【解析】
【详解】A.研究运动员的某项技术运动时,不能忽略运动员的大小和形状,不可以把运动员看成质点,A错误;
B.冰壶刷冰的目的是为了减少摩擦力,但并未改变冰壶的惯性,惯性大小只与质量有关,B错误;
C.处于空中的运动员,上升过程是减速上升,加速度向下,此时处于失重状态。下降过程是加速下降,加速度向下,此时仍处于失重状态,C正确;
D.速度滑冰项目比的是运动员的平均速率,第一名的平均速率最大,D错误。
故选C。
2. 充气救生船是船只在海上航行时的必备装备,使用时先要向浮筒内充入气体,浮筒导热性能良好,充满气后密闭浮筒内气体的体积可视为不变,气体可视为理想气体。关于充满气后的浮筒内的气体在夜间气温缓慢下降的过程中,下列说法正确的是( )
A. 对外做功
B. 放出热量
C. 对单位面积浮筒内壁的平均撞击力大小不变
D. 内能减小,所有分子热运动的速率都减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.由于浮筒内气体的体积不变,故浮筒内的气体不对外做功,A错误;
B.因为温度降低,则气体内能减小,根据热力学第一定律,可知气体放出热量,B正确;
C.气体体积不变,温度降低,则气体压强减小,即气体分子对单位面积浮筒内壁的平均撞击力大小减小,C错误;
D.温度降低,气体分子的平均速率减小,但不是所有分子的速率都减小,D错误。
故选B。
3. 某同学去哈尔滨冰雪大世界游玩,冰雪大世界里的冰雕闪烁着各色光芒,如图所示。他发现冰面下方装有各色彩灯,冰块中还分布有气泡,则( )
A. 真空中红光的波长比绿光短
B. 冰块中红光的传播速度比绿光小
C. 冰面下方的灯,看起来比实际位置深
D. 冰块中气泡看起来更亮是由于光从气泡外部入射到气泡与冰的交界面时发生了全反射形成的
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据c=λf
在真空中,红光和绿光的波速相同,绿光的频率大,波长短,故A错误;
B.根据
红光比绿光的频率小,折射率小,波速大,故B错误;
C.冰面下方的灯发出的光先经过冰,再进入空气,空气中的折射角大于冰中的入射角,光路图如下图
沿空气中光路的反向延长线,看到灯的位置比实际位置偏浅,故C错误;
D.从光密介质射到光疏介质,当角度达到临界角则发生全反射形成的,冰块中气泡看起来更亮是由于光从气泡外部入射到气泡与冰的交界面上,导致光线被完全反射回冰中,使气泡看起来明亮,故D正确。
故选D。
4. 两相干波源S1、S2产生的两组同心圆波阵面如图所示,实线表示波峰,虚线表示波谷,相邻的实线与虚线之间相差半个波长,a、b是交点,下列说法正确的是( )
A. 波源S1、S2的频率相同,相位差恒定,且振幅也一定相等
B. 点在某些时刻位移为0,在某些时刻位移最大
C. 点的振幅一定为0,且始终处于“平静”状态
D. 点所在的双曲实线是减弱区,点所在的双曲虚线是加强区
【答案】B
【解析】
【详解】A.相干波的条件是波源S1、S2的频率相同,相位差恒定,但振幅不一定相等,故A项错误;
BD.由题图可知点是波峰与波峰相遇,是振动加强区,点是波峰与波谷相遇,是振动减弱区,加强区的点位移在变化,在某些时刻位移为0,在某些时刻位移最大,D错误,B正确;
C.当波源S1、S2振幅不相等,减弱区的点的振幅一定不为0,位移有时为0,有时不为0,处于比较“平静”状态,故C项错误。
故选B。
5. 长征七号改运载火箭由中国航天科技集团一院研制,是我国新一代中型高轨液体运载火箭,具备一箭一星和一箭双星发射能力。如图长征七号改运载火箭发射的两颗卫星A、B在同一平面内绕顺时针方向匀速圆周运行。某时刻两卫星的连线与A卫星的轨道相切,已知A、B卫星的运行周期分别为TA、TB,A、B卫星的运行半径分别为r、2r,则( )
A. 卫星A的机械能比B的小 B. 卫星A的角速度是B的倍
C. 卫星A的向心加速度是B的2倍 D. 经时间两卫星距离最近
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于卫星A与卫星B的质量未知,不能比较卫星A与卫星B的机械能大小,故A错误;
B.根据开普勒第三定律有
又知,所以,卫星A的角速度是卫星B的倍,故B错误;
C.卫星A与卫星B的向心加速度比值,故C错误;
D.设图示时刻两卫星与地球球心的连线夹角为θ,故
解得
设由图示时刻经时间t两卫星相距最近,故
解得,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,用拖拉机和滑轮提升深井中的重物,开始时拖拉机位于滑轮的正下方,与滑轮间距离h=4m,t=0时刻拖拉机开始向左运动,图乙中实线为拖拉机的v-t图线,虚线为重物的v-t图线,重物的质量为m,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 时绳子的拉力
B. 0~2.5s虚线与横轴所围面积为2.5m
C. t=3s时重物的速度为
D. 拖拉机对绳子的拉力一直增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.图像的斜率表示加速度,由题图虚线可知,时斜率大于零,故重物加速度方向竖直向上,故绳子拉力,A错误;
B.图像的面积表示位移,故0~2.5s实线与横轴所围面积为汽车的位移
故重物的位移为
故0~2.5s虚线与横轴所围面积为1m,B错误;
C.由题图可知t=3s时车的速度为,位移为
故绳子与竖直方向夹角为
两物体沿绳速度相等,C正确;
D.由题图可知,重物加速度方向竖直向上,先增大,后减小
由牛顿第二定律
故绳子拉力先增大后减小,D错误。
故选C。
7. 如图所示,半径为的圆形光滑绝缘轨道固定在水平地面上,在轨道所在平面加一竖直向上的场强为的匀强电场。、两点分别为轨道的最低点和最高点,在点有一质量为,电量为的带正电的小球,现给小球一初速度,不计空气阻力,重力加速度为,则有关下列说法正确的是( )
A. 小球通过点时对轨道一定有压力
B. 小球通过点时的速率可能大于通过点时的速率
C. 从到点的过程中,小球的机械能可能减小
D. 若,则小球一定能在竖直平面内做圆周运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.通过受力分析,当电场力和重力的合力刚好提供所需向心力时,对轨道无压力,故A错误;
B.当电场力小于重力时,它们的等效重力向下,有;当电场力大于重力时,它们的等效重力向上,有,故B正确;
C.从到点的过程中,电场力做正功,故机械能一定增加,故C错误;
D.当重力大于电场力时,由动能定理可知
解得
要使小球能在竖直平面内做圆周运动,则有
解得
显然由于本题没有具体数值,无法判断到达点的速度是否大于或等于上述计算的点的速度,故D错误。
故选B。
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,有多项是符合题目要求的。全选对的得6分,选不全的得3分,错选得0分。
8. 核聚变是将轻原子核结合成较重原子核并释放巨大能量的过程,被视为未来清洁能源的终极解决方案。关于核聚变原理与应用,下列说法正确的是( )
A. 是核聚变反应方程
B. 核聚变需要极高的温度,所以核聚变反应又称为热核反应
C. 核聚变使用作为主要燃料,反应后产生放射性废料
D. 可控核聚变已实现商业化应用,辽宁红沿河核电站采用核聚变技术发电
【答案】AB
【解析】
【详解】A.核聚变是将轻原子核结合成较重原子核并释放巨大能量的过程,常用到氢的同位素,可知,是核聚变反应方程,故A 正确;
B.核聚变需要极高的温度,高温下原子核的热运动加剧,核子更容易克服库仑斥力并发生碰撞,从而触发核聚变反应,所以核聚变反应又称为热核反应,故B 正确;
C.核聚变使用氢的同位素作为主要燃料,反应后不会产生放射性废料,故C 错误;
D.可控核聚变还没有实现商业化应用,辽宁红沿河核电站采用核裂变技术发电,故D错误。
故选AB。
9. 一电阻不计的线框在匀强磁场中匀速转动,标有“20V、20W”的两个相同灯泡L1和L2都正常发光。已知理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,R为定值电阻,图示时刻线框平面与磁场方向垂直,则下列说法正确的是( )
A. 线框的输出功率为220W
B. 电阻R消耗的电功率为160W
C. 线框在图示位置时,线框的输出电压最小
D. 线框从图示位置转过90°时,通过线框的电流为A
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由于两个灯泡都正常发光,可知原线圈的电流为
副线圈的输出电压为
根据原副线圈的电压比等于匝数比,可知原线圈的输入电压为
则线圈的输出电压为
线框的输出功率为 ,故 A 正确;
B.电阻 R 消耗的电功率为,故B 错误;
C.线框在图示位置时,线圈磁通量最大,线圈的磁通量变化量为零,则线框的输出电压最小,故 C 正确;
D.线框从图示位置转过90°时,线圈磁通量为零,此时通过线框的电流最大,则有Im ,故 D 正确。
故选ACD。
10. 如图甲所示,质量均为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止。用恒力F向上拉B,分离前,A、B运动的加速度随位移变化如图乙所示,运动距离h时,B与A分离。重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 在B与A分离之前,它们做匀变速直线运动 B. 弹簧的劲度系数等于
C. F作用后瞬间,B对A的压力大小为 D. B和A分离后,B还能继续上升
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图乙可知在B与A分离之前,它们的加速度在变化,故它们做的不是匀变速直线运动,故A 错误;
B.未作用时,对A、B,由平衡条件有(为压缩量),图乙可知F作用瞬间,A、B加速度大小为,此时对 A、B 有
联立解得
A、B 分离瞬间,A、B 间弹力为0,二者加速度相等,对B 有
对A有
联立解得,,故B 正确;
C. 作用后瞬间,对B有
联立解得A对B的支持力
根据牛顿第三定律,可知 B 对 A 的压力大小为,故 C 错误;
D.从作用到 A、B 分离过程,结合图乙,由动能定理有
联立解得 A、B 分离时的速度
A、B 分离后,对 B 有
联立解得 B 和 A 分离后,B 还能继续上升的距离,故 D 正确。
故选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组的同学用如图甲所示的实验电路做“测量金属丝的电阻率”实验,实验室提供了以下两种规格的滑动变阻器:
滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω,允许通过的最大电流为3A);
滑动变阻器R2(最大阻值为100Ω,允许通过的最大电流为1.5A)。
(1)实验时滑动变阻器应选______(填“R1”或“R2”),开关闭合前滑动变阻器的滑片P应置于______(填“A”或“B”)端。
(2)实验小组的同学在做该实验时,连接的实物图如图乙所示,请用笔画线代替导线将图乙的实物图按照图甲的电路图连接完整。
(3)为了探究选不同的滑动变阻器对本实验的影响,实验小组的同学调整金属丝上的滑动头,使金属丝接入电路的电阻约为10Ω,再将(1)中所选的滑动变阻器接入电路,移动滑片P,测量多组数据,以金属丝两端电压U为纵轴,为横轴(x为AP的长度,L为AB的长度),作出曲线如图丙中的Ⅰ所示;若将滑动变阻器更换成另一个,重复上述测量过程,则得到的曲线对应图丙中的______(填“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
【答案】(1) ①. R1 ②. A
(2) (3)Ⅲ
【解析】
【小问1详解】
[1]由于控制电路采用分压式,为了确保测量数据的连续性,滑动变阻器选用总阻值小一些,即实验时滑动变阻器应选R1;
[2]为了确保安全,开关闭合前应使待测部分电压为零,则开关闭合前滑动变阻器的滑片P应置于A端。
【小问2详解】
根据电路图连接实物图如下
【小问3详解】
在相同的条件下,滑动变阻器的阻值越大,并联部分总电阻越接近电阻丝电阻,但始终小于电阻丝的电阻,可知,当滑动变阻器选用总阻值大一些的时候,BP部分阻值更大,分压更大,则AP部分阻值分压变小,电压表示数越小,可知,若将滑动变阻器更换成另一个总阻值大的,重复上述测量过程,则得到的曲线对应图丙中的Ⅲ。
12. 为了测评小球弹性的好坏,可以让小球从适当高度自由释放后竖直碰撞水平面,假设碰撞前瞬间小球的速率为v1,碰撞后瞬间小球的速率为v2,定义,k值越接近于1,表明小球的弹性越好。小明同学在实验室为了探究k值的大小是否与v1的大小有关,设计了如下实验。
①测量小球初始高度h,让小球由该处静止自由下落,再测量小球反弹的最大高度。
②改变小球释放的高度,重复上面第①步,测出多组h和数据。
③建立合适的坐标系处理数据,得到如图所示的图像。
(1)该图像的斜率表示的物理意义即为k,图像中纵轴y代表___________,横轴x代表___________。(填选项标号)
A.h B. C. h2 D. E. F.
(2)这些数据连线在上图中为一条直线,代表k值与v1___________(填“有关”或“无关”)。
(3)由于空气阻力会造成所测量的k值与真实值相比___________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
【答案】(1) ①. F ②. E
(2)无关 (3)偏小
【解析】
【小问1详解】
[1]根据,
可得
所以纵轴y代表,故选F;
[2]横轴x代表,故选E。
【小问2详解】
图像为过原点的直线,说明斜率是定值,不随(即不随)变化,因此k值与无关。
【小问3详解】
假设下落时空气的平均阻力为f,上升时空气的平均阻力为,则有,
可得
可知由于空气阻力会造成所测量的k值与真实值相比偏小。
13. 如图所示,两段斜面AB和BC连接成V字形,连接点B处可以视作一段极短的光滑圆弧,两段斜面长度均为L=1m,倾角,一质量为1kg的小物块(可视为质点)轻放AB段斜面顶端恰好能处于静止状态,已知小物块与AB和BC段动摩擦因数均相等,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求小物块与斜面间的动摩擦因数。
(2)若仅将斜面AB与水平面间倾角增大为,仍将小物块从AB顶端由静止释放,求小物块再次静止时与右侧斜面顶端C点间的距离d。(结果可保留分数形式)
【答案】(1)
(2)
【解析】
【详解】(1)小物块恰好能静止在斜面上,对小物块受力分析,由平衡条件有
解得
(2)由题意可知,斜面AB倾角变大,小物块将由静止开始下滑,沿斜面BC减速至零则会保持静止,设小物块沿斜面BC上滑距离为x,由动能定理有
解得
故距离顶端C的距离为
14. 如图甲所示,光滑绝缘的水平面存在一有界的匀强磁场,磁感应强度随时间变化如图乙所示,规定磁场方向垂直纸面向里为正,B0、T0均为已知量,磁场中静止放置一边长为L、质量为m的正方形单匝导线框abcd,线框总电阻为R,则
(1)求0~T0内线框中产生的热量Q;
(2)求0~T0内线框ab边所受安培力的最大值F0,并在图丙中画出0~T0内ab边所受安培力的图像,规定安培力垂直ab边向右为正;
(3)若磁感应强度保持B0不变,方向垂直纸面向里,给线框一向右初速度v0,求线框运动的整个过程中经过导线横截面的电荷量。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
0~T0内线框中电流大小恒定为
故0~T0内线框中产生的热量
【小问2详解】
0~T0内线框中电流大小恒定,磁感应强度最大为B0,故ab边所受安培力的最大值
0~T0内ab边所受安培力F=BIL,故,根据楞次定律判断知0~时间内线框中电流为逆时针方向,ab边所受安培力方向向右,时间内线框中电流为顺时针方向,ab边所受安培力方向向左, 时间内线框中电流为顺时针方向,磁感应强度方向垂直纸面向外,ab边所受安培力方向向右, 时间内线框中电流为逆时针方向,ab边所受安培力方向向左,故 0~T0内ab边所受安培力的图像为
【小问3详解】
若线框运动的整个过程中,出了磁场区域,经过导线横截面的电荷量
若线框没有完全出磁场区域就停下,则根据动量定理
故经过导线横截面的电荷量
15. 如图所示,两块平行金属板竖直放置,板长和板间距均为2d,两板之间存在水平向左的匀强电场,电场强度大小为E。极板上方空间存在范围足够大的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外。极板下方竖直平面内有一束宽度为2d,均匀分布的正离子束,平行于金属板进入电场,已知正离子的比荷为k,进入电场的离子有50%能从电场射出。不考虑离子间的相互作用,不计离子重力和金属板厚度,忽略电场的边缘效应。
(1)求离子进入电场的初速度大小v0。
(2)若从电场射出的离子经磁场偏转后能全部回到电场中,求磁感应强度B的取值范围。
(3)若磁感应强度B大小取(2)中的最小值,求磁场中有离子经过的区域面积。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
有50%的离子能够从电场射出,则离子在电场中水平偏转距离为d,离子做类平抛运动,设离子质量为m、电荷量为q,水平方向有
根据牛顿第二定律,有qE=ma
竖直方向,有2d=v0t
联立解得
【小问2详解】
设离子射出电场时的速度与水平方向间的夹角为,由类平抛运动规律可知解得
则离子进入磁场时的速度大小为
根据洛伦兹力提供向心力,有
从电场射出的离子经磁场偏转后能全部回到电场,根据几何关系有
解得
【小问3详解】
磁感应强度B大小取(2)中的最小值,则离子在磁场中做匀速圆周运动的半径为
有粒子经过的区域如图所示
由几何关系知扇形面积为
三角形面积为
弓形面积为
梯形面积为
在磁场中有粒子经过的区域面积为
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