精品解析:2026届河北石家庄实验中学高三下学期第二次调研考试物理试卷
2026-04-24
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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-二模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 河北省 |
| 地区(市) | 石家庄市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.30 MB |
| 发布时间 | 2026-04-24 |
| 更新时间 | 2026-04-24 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-04-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57519065.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
石家庄实验中学2026届高三年级第二次调研考试
物 理
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、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用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,再选涂其他案标号。回答非选择题时,将案写在答题卡上,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、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. 100年前,卢瑟福猜想在原子核内除质子外还存在着另一种粒子X,后来科学家用粒子轰击铍核证实了这一猜想,该核反应方程为:,则( )
A. ,,X是中子
B. ,,X是电子
C. ,,X是中子
D. ,,X是电子
【答案】A
【解析】
【详解】根据电荷数和质量数守恒,则有
,
解得m=1,n=0,故X是中子
故选A。
2. 某人站在力的传感器(连着计算机)上完成下蹲、起立动作,计算机屏幕上显示出力的传感器示数F随时间t变化的情况如图所示,g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 该人下蹲时间约为0.5s B. 下蹲过程该人一直处于失重状态
C. 起立过程该人一直处于超重状态 D. 该人下蹲过程的最大加速度约为6m/s2
【答案】D
【解析】
【详解】AB.下蹲过程中,初速度为0,末速度也为0,则下蹲过程先加速向下运动后减速向下运动,该人先处于失重状态,后处于超重状态。从图像可知1~2s过程为下蹲过程,则下蹲时间约为1s。故AB错误;
C.起立过程,初速度为0,末速度也为0,则起立过程先加速向上运动后减速向上运动,该人先处于超重状态,后处于失重状态,所以C错误;
D.由图像可知该人静止时有
支持力最小为200N,最大为700N,由牛顿第二定律可得
联立解得
所以该人下蹲过程的最大加速度约为6m/s2。故D正确。
故选D。
3. 一小型水力发电站给某商场用户供电,并将剩余的电能储存起来。如图,发电机的输出电压,输出功率,降压变压器原、副线圈的匝数之比,输电线总电阻,其余线路电阻不计,商场的用户端电压,功率,所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是( )
A. 发电机的输出电流为1200A
B. 输电线上损失的电压为160V
C. 输送给储能站的功率约为
D. 升压变压器原、副线圈的匝数之比
【答案】D
【解析】
【详解】A.发电机的输出电流为
故A错误;
B.降压变压器次级电流
初级电流
输电线上损失的电压为
故B错误;
C.输电线上损失的功率为
输送给储能站的功率为
故C错误;
D.升压变压器次级电压
升压变压器的匝数比
故D正确。
故选D。
4. 一个质量为m的物体,沿倾角为30°的斜面自由上滑,物体和斜面间动摩擦因数为,则物体对斜面的摩擦力的大小和方向分别是( )
A. ,沿斜面向下 B. ,沿斜面向上
C. ,沿斜面向下 D. ,沿斜面向上
【答案】B
【解析】
【详解】物体沿斜面自由上滑时, 受到竖直向下的重力、垂直斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力,如图
则有
可得
由牛顿第三定律可知斜面受到的摩擦力方向沿斜面向上,故ACD错误,B正确。
故选B。
5. 2024年4月26日,“神舟十八号”载人飞船与空间站天和核心舱自主交会对接成功。某同学根据所学知识设计了一种对接方案:载人飞船先在近地圆轨道I上的P点点火加速,然后沿椭圆转移轨道II运动到远地点Q,在Q点再次点火加速,进入圆轨道III并恰好与在圆轨道III上运行的空间站对接。已知地球的半径为,地球表面的重力加速度为,圆轨道III的轨道半径为,引力常量为。不考虑地球自转,则载人飞船( )
A. 在轨道上运行的角速度大小为
B. 在轨道上运行的周期为
C. 在轨道III上运行的线速度大小为
D. 沿轨道II从点运动到点的时间为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.载人飞船在轨道I上运行时,由牛顿第二定律可得
在地球表面
联立解得
选项AB错误;
C.载人飞船在轨道III上运行时,由牛顿第二定律可得
解得
选项C错误;
D.载人飞船始终围绕地球运动,设载人飞船沿轨道II从P点运动到Q点的时间为,由开普勒第三定律可得
由题意可得
解得
选项D正确。
故选D。
6. 从物理学角度看,彩虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。如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,则两种色光( )
A. 在同种玻璃中传播,a光的折射率一定小于b光
B. 在同种玻璃中传播,a光的传播速度与b光相同
C. 以相同角度透过一块两面平行的玻璃砖时,b光侧移量小
D. 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
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据光路图可知,第一次折射时,b光的折射角较大,入射角相等,根据折射率公式得知,b光的折射率较小,频率较小,同理在同种玻璃中传播,a光的折射率一定大于b光,根据可知在同种玻璃中传播时,a光的传播速度小于b光,故AB错误;
C.b光的折射率较小,以相同角度斜射到同一玻璃砖透过平行表面后,b光的折射角较大,所以b光侧移量小,a光侧移量大,故C正确;
D.根据全反射临界角可知b光的折射率较小,临界角大,不容易发生全反射,所以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b光,故D错误。
故选C。
7. 将一个小球从倾角为 斜面的底端以与水平方向成 角的某一初速度抛出,小球恰好垂直击中斜面。不计空气阻力。则以下判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设小球初速度为,抛出角为,运动时间为。小球做斜抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做竖直上抛运动。水平位移
竖直位移
小球落在倾角为的斜面上,由几何关系知
即
化简得
小球恰好垂直击中斜面,说明击中时速度方向与斜面垂直。斜面倾角为,则击中时速度方向与水平方向夹角为。击中时水平分速度
竖直分速度大小
由垂直条件知
即
化简得
联立得
解得
即
故选B。
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,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 甲、乙两质点同时同地在外力的作用下做匀变速直线运动,其运动的图像如图所示。关于甲、乙两质点的运动情况,下列说法中正确的是( )
A. 乙质点做初速度为c的匀减速直线运动
B. 甲质点做加速度大小为的匀加速直线运动
C. 时,甲、乙两质点速度相同
D. 时,甲、乙两质点速度相同
【答案】AD
【解析】
【详解】A.对于乙质点由图像可知
可得
根据匀变速直线运动位移与时间的关系
可得
可知乙质点做初速度为c的匀减速直线运动,故A正确;
B.对于甲质点,由图像可知
可得
结合匀变速直线运动位移与时间的关系
故B错误;
CD.设经过时间t甲、乙两质点速度相同可得
可得
解得
故C错误,D正确。
故选AD。
【点睛】本题考查匀变速直线运动位移与时间的关系。
9. 长直导线中通有恒定电流, 用霍尔传感器测量其电流值的原理如图甲所示。图乙为霍尔传感器的放大示意图,该霍尔元件是自由电子导电,霍尔电压(是霍尔系数、 为霍尔元件厚度、 为霍尔元件的工作电流,这些参数都保持不变)。已知通有待测电流的长直导线,在与导线垂直距离为处,产生的磁场磁感应强度,k为常数,则( )
A. 待测电流在霍尔传感器处产生的磁场方向垂直纸面向外
B. 该霍尔元件上表面电势更高
C. 该霍尔元件上表面电势更低
D. 保持距离不变,霍尔电压与待测电流成正比
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据安培定则可知,待测电流在霍尔传感器处产生的磁场方向垂直纸面向里,故A错误;
BC.根据左手定则可知,自由电子向霍尔元件的上表面偏转,因此上表面的电势更低,故B错误,C正确;
D.由题可知,
联立解得
即保持距离不变,霍尔电压与待测电流成正比,故D正确。
故选CD。
10. 如图所示,不同金属材料围成的闭合矩形线框倾斜放置,线框平面与水平面成角,两长边很长,电阻不计,两短边长度为,电阻均为,在两长边中间正方形区域内存在垂直线框面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为,区域边长为。质量为的金属杆从磁场上边缘由静止释放,下滑出磁场时已经开始匀速运动。金属杆与线框长边始终垂直且接触良好,金属杆接入电路的电阻为,不计一切摩擦,重力加速度为,则从金属杆由静止释放到下滑出磁场的整个过程中,下列说法正确的是( )
A. 金属杆中的电流方向从向
B. 金属杆出磁场时的速率为
C. 通过金属线框上侧短边的电荷量为
D. 金属线框产生的焦耳热为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据右手定则知,金属杆中的电流方向从向,故A错误;
B.金属杆匀速出磁场,安培力与重力沿斜面方向分力平衡,有
解得
故B正确;
C.通过金属杆的电荷量
而通过线框上侧短边的电荷量只是其中的一半,为,故C错误;
D.由能量守恒得电路中产生的总焦耳热
又内外电路的电阻之比为,可得线框产生的焦耳热
故D正确。
故选BD。
三、非选择题∶共5小题,共54分。
11. 实验小组在“探究加速度与力、质量的关系”时,用图甲所示的装置来进行;由水平放置的气垫导轨侧面的刻度尺可以测出光电门A、B之间的距离L以及遮光片的宽度d,遮光片通过光电门A、B的时间tA、tB可通过计时器(图中未标出)分别读出,滑块质量为M,钩码的质量为m,打开气垫导轨的气源,让滑块在钩码的重力作用下做匀加速直线运动,重力加速度为g,回答下列问题:
(1)滑块的加速度a=___________(用L、tA、tB、d来表示)。
(2)保持钩码的质量m不变,改变滑块的质量M,且满足m远小于M,得出不同的M对应的加速度a,描绘出a-M函数关系图像如图乙,若图中标为阴影的两矩形的面积相等,则a与M成___________(填“正比”或“反比”)。
(3)撤去光电门A,保持滑块的质量M不变,改变钩码的质量m,且满足m远小于M,滑块每次都从气垫导轨右边距光电门B为x的同一位置由静止释放,遮光片通过光电门B的时间为t,为了能更直观地看出滑块的加速度与所受合力的关系,应作出___________(选填“”“”或“”)图像,若该图像的斜率为k,已知当地的重力加速度大小为g,则滑块的质量M=___________(用k、d、g、x表示)。
【答案】(1)
(2)反比 (3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
滑块做匀加速直线运动,则
所以
【小问2详解】
把a-M函数关系图像中两个矩形补充完整,如图所示
两个完整的矩形的面积相等都为mg,再减去补充的共有面积,剩余的面积也相等,即图中两矩形的面积相等,当钩码的质量m不变,滑块的质量M与加速度a的乘积不变恒为mg,则a与M成反比。
【小问3详解】
[1]根据速度位移关系可得
所以
所以为了能更直观地看出滑块的加速度与所受合力的关系,应作出图像;
[2]根据题意有
解得
12. 某同学听说一支新HB铅笔笔芯(粗细均匀)的电阻约为25Ω,于是就找来一支新HB铅笔,准备测出笔芯的电阻。
(1)用多用电表直接测量笔芯的电阻。先把选择开关调至欧姆________(填“×1”、“×10”或“×100”)挡,使红、黑表笔短接进行调零,再使红、黑表笔与该铅笔笔芯的两端接触,经过正确的操作后,测量结果如图甲所示,则该铅笔笔芯的电阻为________Ω。
(2)该同学想更准确地测出这支铅笔笔芯的电阻,他从实验室找到如下器材:
A.电源E:电动势约为3.0V;
B.电流表:量程为,内阻;
C.电流表:量程为,内阻;
D.滑动变阻器:最大阻值为5Ω;
E.滑动变阻器:最大阻值为2kΩ;
F.电阻箱:最大阻值为99999.9Ω;
G.开关S,导线若干。
为了尽量准确地测量这支铅笔笔芯电阻Rx的阻值,根据实验室提供的仪器,他设计图乙所示的电路,图中电流表a应选用________,电流表b应选用________(选填“”或“”);滑动变阻器R应选用________(选填“”或“”)
(3)将变阻箱电阻调为,调节滑动变阻器的滑片,记录电流表A1的示数和电流表的示数,根据测得的多组数据描绘出图像,如图丙所示,图像的斜率为k,则铅笔笔芯电阻的阻值________(用或表示)。
【答案】(1) ①. ×1 ②. 30
(2) ①. ②. ③.
(3)
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由题可知,HB笔芯(粗细均匀)的电阻约为,故先把选择开关调至欧姆的“”挡,则图甲中的示数为
【小问2详解】
[1][2]通过电流表a的电流小于通过电流表b的电流,为使金属电阻阻值的测量结果尽量准确,图中a应选用量程小的,b应选用量程大的。
[3]滑动变阻器采用了分压接法,为方便实验操作,滑动变阻器应选择最大阻值较小的滑动变阻器。
【小问3详解】
根据题意,由欧姆定律有
整理可得
则有
解得
13. 小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置,如图所示。导热汽缸开口向上并固定在桌面上,用质量、截面积的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点上,左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞,右端用相同细绳竖直悬挂一个质量的铁块,并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为时,测得环境温度。设外界大气压强,重力加速度。
(1)当电子天平示数为时,环境温度为多少?
(2)该装置可测量的最高环境温度为多少?
【答案】(1)297K;(2)309K
【解析】
【分析】
【详解】(1)由电子天平示数为600.0g时,则细绳对铁块拉力为
又:铁块和活塞对细绳的拉力相等,则汽缸内气体压强等于大气压强
①
当电子天平示数为400.0g时,设此时汽缸内气体压强为p2,对受力分析有
②
由题意可知,汽缸内气体体积不变,则压强与温度成正比:
③
联立①②③式解得
(2)环境温度越高,汽缸内气体压强越大,活塞对细绳的拉力越小,则电子秤示数越大,由于细绳对铁块的拉力最大为0,即电子天平的示数恰好为1200g时,此时对应的环境温度为装置可以测量最高环境温度。设此时汽缸内气体压强为p3,对受力分析有
④
又由汽缸内气体体积不变,则压强与温度成正比
⑤
联立①④⑤式解得
14. 有一款闯关游戏可以简化为如图所示模型。可视为质点的物块A和长L=16m的木板B叠放在左侧粗糙水平地面上,A、B的质量分别为和,A、B之间以及B、地面之间的动摩擦因数分别为和。距B右侧d=8m处有一与B上表面平齐的光滑台面,台面上固定一半径可调的光滑圆弧轨道,圆弧轨道底端两侧稍微错开,分别与左右台面平滑过渡(未画出),N与圆心O等高。现让A从B上合适的位置以合适的初速度开始向右滑动,游戏环节中A只能经由B的右端滑上台面,沿圆弧轨道做完整的圆周运动,并最终被接收盒“捕获”,游戏便获得成功。已知B与台面相碰反弹运动一小段距离便被锁定静止不动,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2。求
(1)A、B刚开始滑动时的加速度大小;
(2)若圆弧轨道半径,A恰好能到达N点,A在PN段运动时克服重力做功的最大瞬时功率;(结果可用分式或根式表示)
(3)若圆弧轨道半径,为确保游戏能成功,A的初速度的取值范围。
【答案】(1)、;(2) (3)
【解析】
【详解】(1)设A、B开始滑动时的加速度分别为a1、a2,对物块A,由牛顿第二定律
得
对木板B,由牛顿第二定律有
解得
(2)设A运动到圆弧轨道上的C点时,克服重力做功的瞬时功率最大,则竖直方向分速度最大,即竖直方向分加速度为零,设此时C、O连线与竖直方向的夹角为,A受到轨道支持力大小为,在竖直方向上,有
沿半径方向,由牛顿第二定律有
物块从C到N,由机械能守恒定律有
联立可得
A克服重力做功的最大瞬时功率为
解得
(3)调整圆弧轨道半径,设A在Q点的速度为,从P到Q,由动能定理有
要使A恰好做完整的圆周运动,在Q点有
情形1:当A相对B从最左端滑到最右端时,B恰好运动到台面处,且时,A对应的有最大值。设B运动到与台面相碰所用的时间为,B的位移
A的位移
解得
此时A到台面的速度为
情形2:当A与B达到共同速度时恰好滑到B右端,以后一起减速运动至台面,A对应的有最小值,设A与B一起运动的加速度为,由牛顿第二定律有
设A与B达到共同的速度为,所用时间为,有
木板的总位移为
解得
则初速度的取值范围为
15. 如图所示,某游乐场游乐装置由竖直面内轨道组成,左侧为半径的光滑圆弧轨道,轨道上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角a,下端点与粗糙水平轨道相切,为倾角的粗糙倾斜轨道,一轻质弹簧上端固定在E点处的挡板上。现有质量为的小滑块P(视为质点)从空中的A点以的初速度水平向左抛出,经过后恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道,沿着圆弧轨道运动到C点之后继续沿水平轨道滑动,经过D点后沿倾斜轨道向上运动至F点(图中未标出),弹簧恰好压缩至最短,已知,滑块与轨道、间的动摩擦因数为,各轨道均平滑连接,不计其余阻力,。求:
(1)连线与水平方向的夹角的大小;
(2)小滑块P到达与O点等高的点时对轨道的压力;
(3)弹簧的弹性势能的最大值;
(4)试判断滑块返回时能否从B点离开,若能,求出飞出时对B点的压力大小;若不能,判断滑块最后位于何处。
【答案】(1) ;(2) ,方向向左;(3) ;(4)能,
【解析】
【详解】(1)滑块恰好从B点进入轨道有平抛运动可知
解得
(2)由由动能定理可知
解得
经过点时受轨道的支持力大小,有
解得
由牛顿第三定律可得滑块在点时对轨道的压力大小,方向向左
(3)设从B到F有
代入数据可解得
(4)设滑块返回时能上升的高度为h
运动到B点:
解得
有牛顿第三定律可知对B点的压力为
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石家庄实验中学2026届高三年级第二次调研考试
物 理
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、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用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,再选涂其他案标号。回答非选择题时,将案写在答题卡上,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、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. 100年前,卢瑟福猜想在原子核内除质子外还存在着另一种粒子X,后来科学家用粒子轰击铍核证实了这一猜想,该核反应方程为:,则( )
A. ,,X是中子
B. ,,X是电子
C. ,,X是中子
D. ,,X是电子
2. 某人站在力的传感器(连着计算机)上完成下蹲、起立动作,计算机屏幕上显示出力的传感器示数F随时间t变化的情况如图所示,g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 该人下蹲时间约为0.5s B. 下蹲过程该人一直处于失重状态
C. 起立过程该人一直处于超重状态 D. 该人下蹲过程的最大加速度约为6m/s2
3. 一小型水力发电站给某商场用户供电,并将剩余的电能储存起来。如图,发电机的输出电压,输出功率,降压变压器原、副线圈的匝数之比,输电线总电阻,其余线路电阻不计,商场的用户端电压,功率,所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是( )
A. 发电机的输出电流为1200A
B. 输电线上损失的电压为160V
C. 输送给储能站的功率约为
D. 升压变压器原、副线圈的匝数之比
4. 一个质量为m的物体,沿倾角为30°的斜面自由上滑,物体和斜面间动摩擦因数为,则物体对斜面的摩擦力的大小和方向分别是( )
A. ,沿斜面向下 B. ,沿斜面向上
C. ,沿斜面向下 D. ,沿斜面向上
5. 2024年4月26日,“神舟十八号”载人飞船与空间站天和核心舱自主交会对接成功。某同学根据所学知识设计了一种对接方案:载人飞船先在近地圆轨道I上的P点点火加速,然后沿椭圆转移轨道II运动到远地点Q,在Q点再次点火加速,进入圆轨道III并恰好与在圆轨道III上运行的空间站对接。已知地球的半径为,地球表面的重力加速度为,圆轨道III的轨道半径为,引力常量为。不考虑地球自转,则载人飞船( )
A. 在轨道上运行的角速度大小为
B. 在轨道上运行的周期为
C. 在轨道III上运行的线速度大小为
D. 沿轨道II从点运动到点的时间为
6. 从物理学角度看,彩虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。如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,则两种色光( )
A. 在同种玻璃中传播,a光的折射率一定小于b光
B. 在同种玻璃中传播,a光的传播速度与b光相同
C. 以相同角度透过一块两面平行的玻璃砖时,b光侧移量小
D. 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
7. 将一个小球从倾角为 斜面的底端以与水平方向成 角的某一初速度抛出,小球恰好垂直击中斜面。不计空气阻力。则以下判断正确的是( )
A. B. C. D.
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,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 甲、乙两质点同时同地在外力的作用下做匀变速直线运动,其运动的图像如图所示。关于甲、乙两质点的运动情况,下列说法中正确的是( )
A. 乙质点做初速度为c的匀减速直线运动
B. 甲质点做加速度大小为的匀加速直线运动
C. 时,甲、乙两质点速度相同
D. 时,甲、乙两质点速度相同
9. 长直导线中通有恒定电流, 用霍尔传感器测量其电流值的原理如图甲所示。图乙为霍尔传感器的放大示意图,该霍尔元件是自由电子导电,霍尔电压(是霍尔系数、 为霍尔元件厚度、 为霍尔元件的工作电流,这些参数都保持不变)。已知通有待测电流的长直导线,在与导线垂直距离为处,产生的磁场磁感应强度,k为常数,则( )
A. 待测电流在霍尔传感器处产生的磁场方向垂直纸面向外
B. 该霍尔元件上表面电势更高
C. 该霍尔元件上表面电势更低
D. 保持距离不变,霍尔电压与待测电流成正比
10. 如图所示,不同金属材料围成的闭合矩形线框倾斜放置,线框平面与水平面成角,两长边很长,电阻不计,两短边长度为,电阻均为,在两长边中间正方形区域内存在垂直线框面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为,区域边长为。质量为的金属杆从磁场上边缘由静止释放,下滑出磁场时已经开始匀速运动。金属杆与线框长边始终垂直且接触良好,金属杆接入电路的电阻为,不计一切摩擦,重力加速度为,则从金属杆由静止释放到下滑出磁场的整个过程中,下列说法正确的是( )
A. 金属杆中的电流方向从向
B. 金属杆出磁场时的速率为
C. 通过金属线框上侧短边的电荷量为
D. 金属线框产生的焦耳热为
三、非选择题∶共5小题,共54分。
11. 实验小组在“探究加速度与力、质量的关系”时,用图甲所示的装置来进行;由水平放置的气垫导轨侧面的刻度尺可以测出光电门A、B之间的距离L以及遮光片的宽度d,遮光片通过光电门A、B的时间tA、tB可通过计时器(图中未标出)分别读出,滑块质量为M,钩码的质量为m,打开气垫导轨的气源,让滑块在钩码的重力作用下做匀加速直线运动,重力加速度为g,回答下列问题:
(1)滑块的加速度a=___________(用L、tA、tB、d来表示)。
(2)保持钩码的质量m不变,改变滑块的质量M,且满足m远小于M,得出不同的M对应的加速度a,描绘出a-M函数关系图像如图乙,若图中标为阴影的两矩形的面积相等,则a与M成___________(填“正比”或“反比”)。
(3)撤去光电门A,保持滑块的质量M不变,改变钩码的质量m,且满足m远小于M,滑块每次都从气垫导轨右边距光电门B为x的同一位置由静止释放,遮光片通过光电门B的时间为t,为了能更直观地看出滑块的加速度与所受合力的关系,应作出___________(选填“”“”或“”)图像,若该图像的斜率为k,已知当地的重力加速度大小为g,则滑块的质量M=___________(用k、d、g、x表示)。
12. 某同学听说一支新HB铅笔笔芯(粗细均匀)的电阻约为25Ω,于是就找来一支新HB铅笔,准备测出笔芯的电阻。
(1)用多用电表直接测量笔芯的电阻。先把选择开关调至欧姆________(填“×1”、“×10”或“×100”)挡,使红、黑表笔短接进行调零,再使红、黑表笔与该铅笔笔芯的两端接触,经过正确的操作后,测量结果如图甲所示,则该铅笔笔芯的电阻为________Ω。
(2)该同学想更准确地测出这支铅笔笔芯的电阻,他从实验室找到如下器材:
A.电源E:电动势约为3.0V;
B.电流表:量程为,内阻;
C.电流表:量程为,内阻;
D.滑动变阻器:最大阻值为5Ω;
E.滑动变阻器:最大阻值为2kΩ;
F.电阻箱:最大阻值为99999.9Ω;
G.开关S,导线若干。
为了尽量准确地测量这支铅笔笔芯电阻Rx的阻值,根据实验室提供的仪器,他设计图乙所示的电路,图中电流表a应选用________,电流表b应选用________(选填“”或“”);滑动变阻器R应选用________(选填“”或“”)
(3)将变阻箱电阻调为,调节滑动变阻器的滑片,记录电流表A1的示数和电流表的示数,根据测得的多组数据描绘出图像,如图丙所示,图像的斜率为k,则铅笔笔芯电阻的阻值________(用或表示)。
13. 小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置,如图所示。导热汽缸开口向上并固定在桌面上,用质量、截面积的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点上,左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞,右端用相同细绳竖直悬挂一个质量的铁块,并将铁块放置到电子天平上。当电子天平示数为时,测得环境温度。设外界大气压强,重力加速度。
(1)当电子天平示数为时,环境温度为多少?
(2)该装置可测量的最高环境温度为多少?
14. 有一款闯关游戏可以简化为如图所示模型。可视为质点的物块A和长L=16m的木板B叠放在左侧粗糙水平地面上,A、B的质量分别为和,A、B之间以及B、地面之间的动摩擦因数分别为和。距B右侧d=8m处有一与B上表面平齐的光滑台面,台面上固定一半径可调的光滑圆弧轨道,圆弧轨道底端两侧稍微错开,分别与左右台面平滑过渡(未画出),N与圆心O等高。现让A从B上合适的位置以合适的初速度开始向右滑动,游戏环节中A只能经由B的右端滑上台面,沿圆弧轨道做完整的圆周运动,并最终被接收盒“捕获”,游戏便获得成功。已知B与台面相碰反弹运动一小段距离便被锁定静止不动,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2。求
(1)A、B刚开始滑动时的加速度大小;
(2)若圆弧轨道半径,A恰好能到达N点,A在PN段运动时克服重力做功的最大瞬时功率;(结果可用分式或根式表示)
(3)若圆弧轨道半径,为确保游戏能成功,A的初速度的取值范围。
15. 如图所示,某游乐场游乐装置由竖直面内轨道组成,左侧为半径的光滑圆弧轨道,轨道上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角a,下端点与粗糙水平轨道相切,为倾角的粗糙倾斜轨道,一轻质弹簧上端固定在E点处的挡板上。现有质量为的小滑块P(视为质点)从空中的A点以的初速度水平向左抛出,经过后恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道,沿着圆弧轨道运动到C点之后继续沿水平轨道滑动,经过D点后沿倾斜轨道向上运动至F点(图中未标出),弹簧恰好压缩至最短,已知,滑块与轨道、间的动摩擦因数为,各轨道均平滑连接,不计其余阻力,。求:
(1)连线与水平方向的夹角的大小;
(2)小滑块P到达与O点等高的点时对轨道的压力;
(3)弹簧的弹性势能的最大值;
(4)试判断滑块返回时能否从B点离开,若能,求出飞出时对B点的压力大小;若不能,判断滑块最后位于何处。
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