精品解析:四川成都市树德中学2026届高三上学期一诊模拟物理试题
2026-05-11
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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-一模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | 成都市 |
| 地区(区县) | 青羊区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.88 MB |
| 发布时间 | 2026-05-11 |
| 更新时间 | 2026-05-11 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57805706.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
树德中学高2023级上学期物理一诊模拟试题
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. 图示为氢原子的能级图,当大量处在能级的氢原子向低能级跃迁时会辐射不同频率的光子,用这些光子照射逸出功为的金属钠,能发生光电效应的光子频率有( )
A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种
【答案】C
【解析】
【详解】当大量处在能级的氢原子向低能级跃迁时会辐射不同频率的光子,根据
可知一共辐射6种不同频率的光子,其中
可知能发生光电效应的光子频率有4种。
故选C。
2. 某同学制作了一个小型喷泉装置,如图甲所示两个瓶子均用瓶塞密闭,两瓶用弯管连通,左瓶插有两端开口的直管。左瓶装满水,右瓶充满空气。用沸水浇右瓶时,左瓶直管有水喷出,如图乙所示,水喷出的过程中,装置内的气体( )
A. 内能比浇水前大
B. 压强与浇水前相等
C. 所有分子的动能都比浇水前大
D. 对水做的功等于水重力势能的增量
【答案】A
【解析】
【详解】A.用沸水浇右瓶时,装置内气体的温度升高,所以内能增大,故A正确;
B.水能喷出的原因就是装置内气体的压强增大,故B错误;
C.装置内气体的温度升高,气体分子的平均动能增大,但并不是所有分子的动能都增大,故C错误;
D.水喷出时有动能,故瓶内气体对水做的功等于水动能的增量和重力势能增量之和,故D错误。
故选A。
3. 图示为一种自动测定油箱内油面高度的装置,装置中金属杠杆的一端接浮标(浮标与杠杆绝缘),另一端的触点P接滑动变阻器R,油量表由电流表改装而成。当汽车加油时,油箱内油面上升过程中,下列说法正确的是( )
A. 电路中电流减小 B. 两端电压减小
C. 整个电路消耗的功率增大 D. 电源输出功率一定增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.当汽车加油时油箱内油面上升时,通过浮球和杠杆使触点P向下滑动,滑动变阻器R接入电路的电阻变小,整个电路的总电阻变小,电路中的电流变大,故A错误;
B.两端电压
由于电路中的电流变大,所以两端电压升高,故B错误;
C.整个电路消耗的功率
由于电路中的电流变大,所以整个电路消耗的功率增大,故C正确;
D.电源输出功率
当时,电源输出功率最大,因不知道电路中各个电阻的大小关系,所以无法判断电源输出功率的变化,故D错误。
故选C。
4. 如图,真空中两个等量异种点电荷P、Q关于O点对称分布,P带正电,A为P、Q连线上一点。保持距离不变,增大P、Q之间的距离后再次静止(仍关于O点对称)。选无穷远为零电势点,则P、Q距离增大后( )
A. O点的场强不变 B. O点的电势升高 C. A点的场强变小 D. A点的电势降低
【答案】C
【解析】
【详解】A.由点电荷周围的场强公式
可知,增大P、Q之间的距离后,P、Q到O点的距离都变大,P、Q在O点的场强都变小,由场强的叠加可知,O点的场强变小,故A错误;
B.增大P、Q之间的距离后O点的电势仍然为零,不变,故B错误;
C.增大P、Q之间的距离后,P、Q到A点的距离都变大,P、Q在A点的场强都变小,由场强的叠加可知,A点的场强变小,故C正确;
D.增大P、Q之间的距离后O、A间的场强减小,由
可知,增大P、Q之间的距离,OA距离不变,所以O、A之间的电势差变小,由O点电势不变,A点的电势低于O点的电势,可知A点的电势升高,故D错误。
故选C。
5. 在地球赤道平面内有一颗运动方向与地球自转方向相同的卫星,其轨道半径为地球半径的倍,在赤道上某处建有一卫星监测站。若地球半径为,地球表面重力加速度大小为,地球自转角速度为,则监测站能连续监测到该卫星的最长时间约为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设地球质量为M,卫星A的质量为m,根据万有引力提供向心力,有
由题意可知卫星A的轨道半径为
在地球表面根据万有引力等于重力
联立解得
如图所示,卫星A的通讯信号视为沿直线传播,由于地球遮挡,使卫星A和地面测控站B不能一直保持直接通讯,也就监测不到。设无遮挡时间为t,则它们转过的角度之差最多为时就不能通讯
根据几何关系可得
则有
又因为地球自转周期
联立以上解得
,
故选D。
6. 同一赛车分别在干燥路面及湿滑路面以恒定加速度和启动达到最大速度。已知,赛车两次启动过程中阻力大小相等且不变,能达到的额定功率相同。则赛车的速度随时间变化的图像正确的是(图中、为直线)( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】对赛车由牛顿第二定律可得
则有
由于,则有
设赛车在干燥路面做匀加速运动达到的最大速度为,在湿滑路面做匀加速运动达到的最大速度为,则有
可知
在干燥路面及湿滑路面赛车的额定功率相同,当牵引力大小等于阻力时则有
可知赛车在干燥路面及湿滑路面达到的最大速度相等。
故选B。
7. 如图,竖直平面内有一光滑绝缘轨道,取竖直向上为y轴正方向,轨道形状满足曲线方程y = x2。质量为m、电荷量为q(q > 0)的小圆环套在轨道上,空间有与x轴平行的匀强电场,电场强度大小,圆环恰能静止在坐标(1,1)处,不计空气阻力,重力加速度g大小取10 m/s2。若圆环由(3,9)处静止释放,则( )
A. 恰能运动到(−3,9)处
B. 在(1,1)处加速度为零
C. 在(0,0)处速率为
D. 在(−1,1)处机械能最小
【答案】D
【解析】
【详解】AD.由题意可知,圆环所受的电场力平行于x轴向右,如图所示
圆环所受重力与电场力的合力为
又
根据题意可知,坐标(1,1)处是等效最低点,过(1,1)做轨道的切线,再过坐标(3,9)作该切线的平行线,如图所示
根据题意写出该平行线的方程为
即
设该平行线与轨道的交点为A,则A点的坐标满足方程,
解得A点的坐标为(−1,1),则圆环恰能运动到(−1,1)处,圆环运动到该位置时,克服静电力做功最多,故机械能最小,故A错误,D正确;
B.圆环做曲线运动,在(1,1)处加速度一定不为零,故B错误;
C.设圆环到达(0,0)处时的速度大小为v,则圆环由(3,9)处静止释放运动到(0,0)处的过程,由动能定理得
又
联立得,故C错误。
故选D。
二、多项选择题:本大题共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. 如图,轻杆中点及一端分别固定有两个完全相同的小球A和B,另一端与O点相连。当轻杆绕竖直定轴匀速转动时,A、B在水平面上做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A. 小球A、B的角速度大小之比为
B. 小球A、B的线速度大小之比为
C. 小球A、B的加速度大小之比为
D. 小球A、B受轻杆的作用力大小之比为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.小球A、B绕同一转轴转动,则角速度相等,即两球的角速度大小之比为1:1,选项A错误;
B.小球A、B转动的半径之比为1:2,根据
v=ωr
可知两球的线速度大小之比为1:2,选项B正确;
C.根据
a=ωv
可知,小球A、B的加速度大小之比为1:2,选项C正确;
D.两球受轻杆的作用力竖直方向与重力平衡,水平方向的分力提供向心力,因此
可知小球A、B受轻杆的作用力大小之比为不等于1:2,选项D错误。
故选BC。
9. 一列简谐横波沿x轴传播在t=0时刻的波形如图中实线所示,t=0.5s时刻的波形如图中虚线所示,虚线恰好过质点P的平衡位置。已知质点P平衡位置的坐标x=0.5m。下列说法正确的是( )
A. 该简谐波传播的最小速度为1.0m/s
B. 若波向轴正方向传播,质点P比质点Q先回到平衡位置
C. 若波向轴负方向传播,质点P运动路程的最小值为5cm
D. 质点O的振动方程可能为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.0.5s内波传播的最短距离为0.5m,故最小速度为1.0m/s,故A正确;
B.若波向x轴正方向传播,波速为
若波向x轴负方向传播,波速为
波向x轴正方向传播,0时刻后质点P背离平衡位置运动,质点Q靠近平衡位置运动,故质点P比质点Q后回到平衡位置,故B错误;
C.若波向x轴负方向传播,质点P向平衡位置运动,0.5s时质点P至少运动T,最短路程为25cm。故C错误;
D.若波向x轴正方向传播,则周期
质点O的振动方程
若波向x轴负方向传播,则周期
质点O的振动方程,故D正确。
故选AD。
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
【解析】
【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。
三、实验题
11. 某同学用图(a)所示的装置测量木块与长木板间的动摩擦因数。长木板水平固定,木块通过水平轻绳绕过轻质光滑定滑轮连接重物。
(1)实验时________(选填“①”或“②”),得到加速阶段的部分纸带如图(b)所示,A、B、C、D、E为打下的相邻的计数点,相邻计数点之间还有4个计时点未画出。
①先接通打点计时器电源,再由静止释放重物
②先由静止释放重物,再接通打点计时器电源
(2)测量得,,木块质量为M=0.5kg,重物质量为m=0.2kg。已知打点计时器的频率为50Hz,重力加速度,忽略纸带与打点计时器限位孔之间的阻力。则打下B点时木块的速度________m/s,木块与长木板间的动摩擦因数约为μ=________。(所有计算结果均保留2位有效数字)
【答案】 ①. ① ②. 0.27 ③. 0.26
【解析】
【详解】(1)[1]使用打点计时器时应先接通电源,后释放纸带,故选①。
(2)[2] 由于相邻计数点之间还有4个计时点未画出,所以相邻计数点之间的时间间隔为
B点的速度为
[3] D点的速度为
加速度为
根据牛顿第二定律,有
解得
12. 物理兴趣小组的同学利用铜片和锌片平行插入柠檬中制作了一个水果电池,经查阅资料了解到该水果电池的电动势小于1V,内阻约为2kΩ,为了尽可能准确地测量该水果电池的电动势和内阻,要求电表读数要超过量程的三分之一。实验室能提供的器材规格如下:
电压表V(0~3V,内阻约为3kΩ);电流表A(0~0.6A,内阻约为0.05Ω);
微安表G(0~300μA,内阻为100Ω);电阻箱R(0~9999Ω);
滑动变阻器R0(0~50Ω);开关一个,导线若干。
同学们设计图(a)、图(b)、图(c)所示的三种实验方案并规范进行了实验操作。
(1)用图(a)所示方案:闭合开关,电压表测得的电压________(填“小于”、“等于”或“大于”)水果电池的电动势。
(2)用图(b)所示方案:闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电压表、电流表示数________(填“有”或“无”)明显的偏转。
(3)用图(c)所示方案:闭合开关,调节电阻箱阻值,记录下微安表和电阻箱示数如下表:
电阻箱阻值R
100Ω
500Ω
900Ω
1300Ω
1700Ω
2100Ω
2500Ω
微安表读数I
220μA
204μA
172μA
148μA
132μA
119μA
110μA
利用计算机软件描绘出图像如图(d)中实线甲所示,其拟合出的函数关系式为,则根据此函数关系式可计算出该柠檬电池的电动势为________V,内阻为________Ω。
(4)某同学又将铜片和锌片平行插入同一柠檬中的另一位置,用图(c)所示方案重复实验操作,发现得到的函数图像如图(d)中虚线乙所示,造成实验差异的主要原因可能为( )
A. 柠檬不同区域酸碱度不同导致电池电动势升高
B. 铜片和锌片的间距不变但插入深度变深导致水果电池内阻减小
C. 铜片和锌片的插入深度不变但间距变大导致水果电池内阻变大
【答案】(1)小于 (2)无
(3) ①. 0.5 ②. 1963
(4)C
【解析】
【小问1详解】
闭合开关,电压表测得的电压为电源的路端电压,小于电源的电动势。
【小问2详解】
滑动变阻器最大阻值为50Ω,而水果电池的内阻约为2kΩ,则滑动变阻器起不到调节作用,所以闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电压表、电流表示数没有明显偏转。
【小问3详解】
根据闭合电路欧姆定律可得
所以
则
代入数据解得
,
【小问4详解】
由图可知,虚线与实线的斜率相同,纵截距偏大,由以上分析可知,电动势不变,而内阻变大,其原因可能为铜片和锌片的插入深度不变但间距变大导致水果电池内阻变大。
故选C。
四、解答题
13. 如图,在第一象限0≤x≤2L区域内存在沿y轴正方向的匀强电场(未知),2L<x≤4L区域内存在沿x轴正方向的匀强电场(未知)。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子,以速率从坐标原点O沿x轴正方向进入电场并依次通过和两点。不计粒子的重力。已知L、m、q和,求:
(1)粒子运动至A点的速度大小;
(2)场强的大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)粒子在电场中x方向做匀速直线运动,y方向做初速度为零的匀加速直线运动
x方向
y方向
在A点处的速度大小为
(2)粒子在电场中x方向做初速度不为零的匀加速直线运动,y方向做匀速直线运动,y方向
x方向
由牛顿第二定律有
联立解得
14. 如图所示,长木板A位于足够高的光滑水平台面上,右端用轻绳绕过光滑的轻质定滑轮与物体C连接。当C从静止开始下落0.4m时,在A的最右端轻放一小铁块B(初速度为0,可视为质点),最终B恰好未从A上滑落,已知A与C的质量均为,B的质量为,A、B间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度.求:
(1)铁块B放上前瞬间,轻绳中的张力大小T及木板A的速度大小;
(2)木板A的长度L;
(3)若当B轻放在A最右端的同时,对B施加一水平向右、大小为70N的恒力F,其他条件不变,则B滑出A时速度大小。
【答案】(1)N;,;(2);(3),
【解析】
【详解】(1)B放上前,对C根据牛顿第二定律有
对A根据牛顿第二定律有
解得
N;
根据速度—位移公式有
解得
(2)B相对A左滑,由于,则可知A、C匀速,此时对B有
AB相对滑动过程,则有
,
解得
(3)作用时,B相对A左滑,A、C匀速,此时对B有
根据运动学规律有
,
则
A、B共速后,假设B相对A右滑,对B有
对A、C,根据牛顿第二定律有
解得
由于,假设成立,则有
解得
根据速度—位移公式有
解得
15. 如图,用水平传送带向右运送货物,传送带左、右端点A、B间距为L=24.5m,装货物的凹形薄木箱质量为M=1kg、长度d=1.5m。现将质量m=2kg的货物放入静止的木箱,木箱左侧位于A端,货物恰与木箱左侧壁接触。放入货物后,传送带由静止开始依次做匀加速运动、匀速运动和匀减速运动直到静止,木箱在传送带匀速运动中的某时刻与传送带共速,且停止运动时其右侧刚好在B端,该过程中,传送带减速段、加速段的加速度大小均为,最大速度。已知木箱与货物间的动摩擦因数,木箱与传送带间的动摩擦因数,重力加速度大小g=10m/s2,货物可视为质点,货物与木箱间的碰撞为时间不计的完全非弹性碰撞,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)传送带加速运动过程中,货物对木箱侧壁的压力大小;
(2)传送带减速运动过程中,系统因摩擦产生的热量;
(3)传送带匀速运动的时间。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)传送带启动后向右做匀加速运动,货物和木箱一起相对于传送带向左滑动
对于货物和木箱整体,由牛顿第二定律有
代入数据得
对于货物,因
仅靠静摩擦力提供的最大加速度为,所以木箱对货物的静摩擦力不仅达到最大值,且左侧壁对货物还施加有压力F,对于货物,由牛顿第二定律有
代入数据得
根据牛顿第三定律,货物对木箱侧壁的压力大小为
(2)传送带减速运动过程中,货物一定相对于木箱向右滑动,对货物,由牛顿第二定律有
代入数据得
设木箱相对传送带滑动,则由牛顿第二定律有
代入数据得
因
所以木箱相对传送带静止且一起做减速运动,由题意,木箱停止运动时右侧在B端,可知,此前传送带速度已经减为零且货物与木箱已经发生了碰撞,设传送带速度由减到零所用时间为t,由运动学规律有
代入数据得
此过程中,设货物、木箱发生的位移分别为、,由运动学规律有
代入数据得
因
所以木箱速度第一次减小到零时,货物与木箱右侧刚好发生碰撞,此后一起减速运动
传送带减速运动过程中,因摩擦而产生的热量为
代入数据解得
(3)货物与木箱间发生的是完全非弹性碰撞,设碰撞前后货物的速度分别为v和,由运动学规律有
由动量守恒定律有
代入数据得
设碰后到停止运动的过程中木箱发生的位移为
由动能定理有
代入数据得
设木箱在加速段发生的位移为,由运动学规律有
代入数据
设木箱匀速运动的时间为,则
代入数据得
传递带比木箱多匀速运动的时间为
代入数据得
所以,传送带匀速运动的时间为
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树德中学高2023级上学期物理一诊模拟试题
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. 图示为氢原子的能级图,当大量处在能级的氢原子向低能级跃迁时会辐射不同频率的光子,用这些光子照射逸出功为的金属钠,能发生光电效应的光子频率有( )
A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种
2. 某同学制作了一个小型喷泉装置,如图甲所示两个瓶子均用瓶塞密闭,两瓶用弯管连通,左瓶插有两端开口的直管。左瓶装满水,右瓶充满空气。用沸水浇右瓶时,左瓶直管有水喷出,如图乙所示,水喷出的过程中,装置内的气体( )
A. 内能比浇水前大
B. 压强与浇水前相等
C. 所有分子的动能都比浇水前大
D. 对水做的功等于水重力势能的增量
3. 图示为一种自动测定油箱内油面高度的装置,装置中金属杠杆的一端接浮标(浮标与杠杆绝缘),另一端的触点P接滑动变阻器R,油量表由电流表改装而成。当汽车加油时,油箱内油面上升过程中,下列说法正确的是( )
A. 电路中电流减小 B. 两端电压减小
C. 整个电路消耗的功率增大 D. 电源输出功率一定增大
4. 如图,真空中两个等量异种点电荷P、Q关于O点对称分布,P带正电,A为P、Q连线上一点。保持距离不变,增大P、Q之间的距离后再次静止(仍关于O点对称)。选无穷远为零电势点,则P、Q距离增大后( )
A. O点的场强不变 B. O点的电势升高 C. A点的场强变小 D. A点的电势降低
5. 在地球赤道平面内有一颗运动方向与地球自转方向相同的卫星,其轨道半径为地球半径的倍,在赤道上某处建有一卫星监测站。若地球半径为,地球表面重力加速度大小为,地球自转角速度为,则监测站能连续监测到该卫星的最长时间约为( )
A. B. C. D.
6. 同一赛车分别在干燥路面及湿滑路面以恒定加速度和启动达到最大速度。已知,赛车两次启动过程中阻力大小相等且不变,能达到的额定功率相同。则赛车的速度随时间变化的图像正确的是(图中、为直线)( )
A. B.
C. D.
7. 如图,竖直平面内有一光滑绝缘轨道,取竖直向上为y轴正方向,轨道形状满足曲线方程y = x2。质量为m、电荷量为q(q > 0)的小圆环套在轨道上,空间有与x轴平行的匀强电场,电场强度大小,圆环恰能静止在坐标(1,1)处,不计空气阻力,重力加速度g大小取10 m/s2。若圆环由(3,9)处静止释放,则( )
A. 恰能运动到(−3,9)处
B. 在(1,1)处加速度为零
C. 在(0,0)处速率为
D. 在(−1,1)处机械能最小
二、多项选择题:本大题共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. 如图,轻杆中点及一端分别固定有两个完全相同的小球A和B,另一端与O点相连。当轻杆绕竖直定轴匀速转动时,A、B在水平面上做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A. 小球A、B的角速度大小之比为
B. 小球A、B的线速度大小之比为
C. 小球A、B的加速度大小之比为
D. 小球A、B受轻杆的作用力大小之比为
9. 一列简谐横波沿x轴传播在t=0时刻的波形如图中实线所示,t=0.5s时刻的波形如图中虚线所示,虚线恰好过质点P的平衡位置。已知质点P平衡位置的坐标x=0.5m。下列说法正确的是( )
A. 该简谐波传播的最小速度为1.0m/s
B. 若波向轴正方向传播,质点P比质点Q先回到平衡位置
C. 若波向轴负方向传播,质点P运动路程的最小值为5cm
D. 质点O的振动方程可能为
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
三、实验题
11. 某同学用图(a)所示的装置测量木块与长木板间的动摩擦因数。长木板水平固定,木块通过水平轻绳绕过轻质光滑定滑轮连接重物。
(1)实验时________(选填“①”或“②”),得到加速阶段的部分纸带如图(b)所示,A、B、C、D、E为打下的相邻的计数点,相邻计数点之间还有4个计时点未画出。
①先接通打点计时器电源,再由静止释放重物
②先由静止释放重物,再接通打点计时器电源
(2)测量得,,木块质量为M=0.5kg,重物质量为m=0.2kg。已知打点计时器的频率为50Hz,重力加速度,忽略纸带与打点计时器限位孔之间的阻力。则打下B点时木块的速度________m/s,木块与长木板间的动摩擦因数约为μ=________。(所有计算结果均保留2位有效数字)
12. 物理兴趣小组的同学利用铜片和锌片平行插入柠檬中制作了一个水果电池,经查阅资料了解到该水果电池的电动势小于1V,内阻约为2kΩ,为了尽可能准确地测量该水果电池的电动势和内阻,要求电表读数要超过量程的三分之一。实验室能提供的器材规格如下:
电压表V(0~3V,内阻约为3kΩ);电流表A(0~0.6A,内阻约为0.05Ω);
微安表G(0~300μA,内阻为100Ω);电阻箱R(0~9999Ω);
滑动变阻器R0(0~50Ω);开关一个,导线若干。
同学们设计图(a)、图(b)、图(c)所示的三种实验方案并规范进行了实验操作。
(1)用图(a)所示方案:闭合开关,电压表测得的电压________(填“小于”、“等于”或“大于”)水果电池的电动势。
(2)用图(b)所示方案:闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电压表、电流表示数________(填“有”或“无”)明显的偏转。
(3)用图(c)所示方案:闭合开关,调节电阻箱阻值,记录下微安表和电阻箱示数如下表:
电阻箱阻值R
100Ω
500Ω
900Ω
1300Ω
1700Ω
2100Ω
2500Ω
微安表读数I
220μA
204μA
172μA
148μA
132μA
119μA
110μA
利用计算机软件描绘出图像如图(d)中实线甲所示,其拟合出的函数关系式为,则根据此函数关系式可计算出该柠檬电池的电动势为________V,内阻为________Ω。
(4)某同学又将铜片和锌片平行插入同一柠檬中的另一位置,用图(c)所示方案重复实验操作,发现得到的函数图像如图(d)中虚线乙所示,造成实验差异的主要原因可能为( )
A. 柠檬不同区域酸碱度不同导致电池电动势升高
B. 铜片和锌片的间距不变但插入深度变深导致水果电池内阻减小
C. 铜片和锌片的插入深度不变但间距变大导致水果电池内阻变大
四、解答题
13. 如图,在第一象限0≤x≤2L区域内存在沿y轴正方向的匀强电场(未知),2L<x≤4L区域内存在沿x轴正方向的匀强电场(未知)。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子,以速率从坐标原点O沿x轴正方向进入电场并依次通过和两点。不计粒子的重力。已知L、m、q和,求:
(1)粒子运动至A点的速度大小;
(2)场强的大小。
14. 如图所示,长木板A位于足够高的光滑水平台面上,右端用轻绳绕过光滑的轻质定滑轮与物体C连接。当C从静止开始下落0.4m时,在A的最右端轻放一小铁块B(初速度为0,可视为质点),最终B恰好未从A上滑落,已知A与C的质量均为,B的质量为,A、B间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度.求:
(1)铁块B放上前瞬间,轻绳中的张力大小T及木板A的速度大小;
(2)木板A的长度L;
(3)若当B轻放在A最右端的同时,对B施加一水平向右、大小为70N的恒力F,其他条件不变,则B滑出A时速度大小。
15. 如图,用水平传送带向右运送货物,传送带左、右端点A、B间距为L=24.5m,装货物的凹形薄木箱质量为M=1kg、长度d=1.5m。现将质量m=2kg的货物放入静止的木箱,木箱左侧位于A端,货物恰与木箱左侧壁接触。放入货物后,传送带由静止开始依次做匀加速运动、匀速运动和匀减速运动直到静止,木箱在传送带匀速运动中的某时刻与传送带共速,且停止运动时其右侧刚好在B端,该过程中,传送带减速段、加速段的加速度大小均为,最大速度。已知木箱与货物间的动摩擦因数,木箱与传送带间的动摩擦因数,重力加速度大小g=10m/s2,货物可视为质点,货物与木箱间的碰撞为时间不计的完全非弹性碰撞,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)传送带加速运动过程中,货物对木箱侧壁的压力大小;
(2)传送带减速运动过程中,系统因摩擦产生的热量;
(3)传送带匀速运动的时间。
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