内容正文:
2026届方城县第一高级中学高三下学期考前学情自测物理试题(一)
考生注意:
1、本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2、答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3、考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 如图所示,用两根轻绳、悬挂一形状不规则的物体,物体处于静止状态,、两悬点在同一竖直线上。已知两根轻绳、与竖直方向夹角分别为、,则两根轻绳、的拉力大小之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据物体平衡条件,可知
整理得
故选A。
2. 2025年3月,我国新一代人造太阳“中国环流三号”实现了原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的“双亿度”突破,是中国科研人员在核聚变研发核心装备领域实现的重大突破。下列核反应方程属于核聚变反应的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应为 ,是铍核与氦核(α粒子)反应生成碳核和中子,属于人工核转变或α粒子轰击反应,并非轻核聚变(因铍核质量数较大),故A错误。
B.该反应为 ,是氮核与氦核反应生成氧核和质子,属于人工核转变反应,反应物氮核质量数较大,不符合轻核聚变特征,故B错误。
C.核聚变是指两个轻原子核结合成一个较重的原子核的过程,典型特征是反应物为轻核(如氢、氦同位素),生成物为较重的核。
该反应为 ,是氘核()与氚核()结合生成氦核和中子,属于典型的轻核聚变反应(如太阳或氢弹中的反应),故C正确。
D.该反应为 ,是铀核吸收中子后分裂成锶核和氙核,并释放多个中子,属于重核裂变反应,故D错误。
故选C。
3. 某照相机的透镜表面镀有一层折射率为1.25的透明介质薄膜,可以利用光的干涉减弱玻璃表面的反射光,增强透射光,如图所示,为了使玻璃透镜对人眼和感光物质敏感的黄绿光(真空中波长为555nm)产生极大的透射,薄膜的厚度最小为( )
A. 55.5nm B. 111nm C. 138.75nm D. 222nm
【答案】B
【解析】
【详解】设黄绿光在薄膜中的波长为,光由空气射入薄膜频率不变,由和得
则
为了使透射光最强,须使薄膜上下两个表面反射的光相消,薄膜的厚度须满足(n=0,1,2,……)
当时,薄膜厚度最小,所以薄膜厚度最小为
故选B。
4. 如图,实线为某电场的等势线分布示意图,一个带电粒子仅在静电力的作用下沿虚线轨迹由M点运动到N点,则( )
A. 带电粒子带正电
B. 等势线d的电势最高
C. 带电粒子在M点受到的静电力大于在N点受到的静电力
D. 带电粒子在M点具有的电势能大于在N点具有的电势能
【答案】C
【解析】
【详解】A.电场线方向由高电势指向低电势,由图可知电势由外向内降低,故电场线方向指向中心。粒子做曲线运动,所受静电力指向轨迹凹侧。由图可知,轨迹向下弯曲(远离中心),说明粒子受到的静电力方向大致指向外侧。静电力方向与电场线方向相反,所以带电粒子带负电,故A错误;
B.由图可知,等势线的电势为,是最低的,故B错误;
C.等差等势线的疏密程度反映电场强度的大小,等差等势线越密的地方电场强度越大。由图可知,点处的等势线比点处的等势线密,所以点的电场强度大于点的电场强度,即。根据可知,带电粒子在点受到的静电力大于在点受到的静电力,故C正确;
D.带电粒子带负电,点的电势高于点的电势。根据电势能公式,负电荷在电势高的地方电势能小,所以带电粒子在点具有的电势能小于在点具有的电势能,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,四个相等质量的质点由三根不可伸长的绳子依次连接,置于光滑水平面上,三根绳子形成半个正六边形保持静止。今有一冲量作用在质点A,并使这个质点速度变为u,方向沿绳向外,则此瞬间质点D的速度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】B球:,
C球:,
D球:
联立以上各式,解得
故选C。
6. 我国计划在2030年前实现首次载人登月,如图所示,飞船被月球捕获后,会先绕月球做周期为T的椭圆轨道运动,已知飞船贴着月球表面运动的周期为,月球的半径为R,则( )
A. 飞船从B到C的运动时间为0.25T
B. 若,则
C. 飞船在C点的速度大于在D点的速度
D. 飞船在A点的加速度小于在D点的加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.飞船从A到C的时间为0.5T,从A到B的平均速度大于从B到C的平均速度,故从B到C的时间大于0.25T,A错误;
B.若,则椭圆轨道的半长轴为4R,由开普勒第三定律可得
得,B正确;
C.飞船从C到D做向心运动,引力做正功,速度增大,则飞船在C点的速度小于在D点的速度,C错误;
D.A点到月球的距离小于D点到月球的距离,由
可得飞船在A点的加速度大于在D点的加速度,D错误。
故选B。
7. 为提升山地救援应急处置能力,消防救援大队组织开展山坡救援物资投送专项训练。如图所示,在一倾角为且足够长斜面底端,一名队员将一定质量的救援物资包A以和斜面夹角为的初速度斜向上抛出,另一名队员在相同位置以初速度将另一完全相同的救援物资包B沿斜面向上抛出。救援物资包A恰好垂直斜面落于救援物资包B运动的最高点。已知救援物资包和斜面间的动摩擦因数,不计空气阻力,则救援物资包A抛出的速度的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】救援物资包B在斜面上运动时的加速度由
解得
救援物资包B在斜面上运动的最高点位置为
救援物资包A垂直落在斜面上,有
解得
救援物资包A恰好落于救援物资包B运动的最高点,则有
解得
故选B。
二、多项选择题(第8~10题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,共18分)
8. 某同学研究远距离输电的电路如图所示,a、b端接入电压有效值为的交流电源,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,且两变压器线圈的匝数比。已知、的阻值均为,的阻值为,电阻、消耗的功率相同,电表均为理想交流电表,下列说法正确的是( )
A. 升压变压器线圈的匝数比
B. 电压表的示数为
C. 电流表的示数为
D. 若断路,电流表示数将增大
【答案】BC
【解析】
【详解】A.、的阻值相等,消耗的功率相同,故通过、的电流相同,设为,的阻值为,由并联电路电流规律知,通过的电流为,则通过降压变压器副线圈的电流为,由理想变压器原、副线圈匝数与电流关系得
则有
故A错误;
B.结合上述可知,通过变压器原线圈的电流
由于变压器原线圈的输入功率等于、、的总功率,而、的阻值相等,消耗的功率相同,令副线圈两端电压为,则有
解得
即电压表示数为,故B正确;
C.结合上述可知,电流表的示数为,等于通过的电流,则有
故C正确;
D.将降压变压器与其副线圈负载等效为一个电阻,令原线圈两端电压为,则等效电阻为
若断路,则副线圈所在回路的负载电阻变大,则等效电阻变大, 令副线圈两端电压为,则副线圈中的电流
由于一定,根据电压匝数关系可知,一定,则电流表示数将减小,故D错误。
故选BC。
9. 某学生尝试用所学过的物理知识去解释下列情景。图甲为起重机匀速吊重物时的工作场景;图乙为汽车突然加速时窗帘可以在无人操作的情况下自己拉开;图丙是火车在轨道上转弯时的场景;图丁为打羽毛球时的场景。下列说法正确的是( )
A. 图甲中货物被匀速吊起时,其机械能守恒
B. 图乙中窗帘能自己拉开是由于惯性的原因
C. 图丙中火车转弯处轨道内低外高以减小火车轮缘对外轨的压力
D. 图丁中羽毛球从最高点下落的运动过程可以认为是平抛运动
【答案】BC
【解析】
【详解】A.货物动能不变,重力势能增加,机械能增加,A项错误;
B.汽车在突然启动,或者紧急刹车时,有可能观察到这种现象,这是由于物体本身具有惯性导致的,B项正确;
C.火车转弯处轨道内低外高,可让火车重力、支持力的合力充当向心力,能够防止火车脱轨,还能减小火车轮缘对外轨的压力从而减少外轨磨损增加轨道使用寿命,C项正确;
D.实际情景中,羽毛球的运动不能忽略空气阻力,不能认为是平抛运动。D项错误。
故选BC。
10. 如图所示,一质量为的物块A以速度沿光滑水平面向右运动,质量为的物块B左侧拴接一轻弹簧静止在水平面上。从物块A压缩弹簧到弹簧再次恢复原长的过程中,弹簧始终处于弹性限度内。关于该过程的说法正确的是( )
A. 两个物块和弹簧组成的系统动量守恒,但机械能不守恒
B. 任意时刻物块A加速度的大小始终是物块B加速度大小的2倍
C. 弹簧的最大弹性势能为6J
D. 弹簧恢复原长时,物块A的速度大小为1m/s,方向水平向右
【答案】BC
【解析】
【详解】A.两个物块和弹簧组成的系统所受合力为零,且只有弹簧弹力做功,所以两个物块和弹簧组成的系统动量守恒,机械能也守恒,故A错误;
B.任意时刻物块A所受合力始终与物块B所受合力都等于弹簧的弹力,都相等,根据
因为物块A的质量是物块B的,所以任意时刻物块A加速度的大小始终是物块B加速度大小的2倍,故B正确;
C.当物块A和物块B共速时,两物块的动能最小,弹簧的弹性势能最大,根据动量守恒
根据机械能守恒
解得,故C正确;
D.取物块A的初速度方向为正,设弹簧恢复原长时,物块A的速度为,物块B的速度为,A、B组成的系统动量守恒
动能守恒
解得
所以,弹簧恢复原长时,物块A的速度大小为1m/s,方向水平与初速度方向相反,向左,故D错误。
故选BC。
三、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 物理学习小组从实验室取来8个相同的钩码、一端带定滑轮的长木板、一总质量的木块(带宽度为d的遮光条)、两个光电门、坐标纸、细线等。组装的实验装置如图甲,长木板水平固定,木块与定滑轮间的细线与长木板平行。
(1)若实验测得木块上的遮光条通过光电门A、B时的遮光时间分别为和,已知光电门A,B之间的距离为L,则木块的加速度大小为___________。(用题中所给字母表示)
(2)已知木块上的钩码个数和悬挂的钩码个数之和为8个,若实验得出细线悬挂不同钩码个数n时所对应的木块(包括木块上钩码)的加速度为a,以a为纵坐标、n为横坐标,建立直角坐标系,根据实验数据作出图像,如图乙。已知重力加速度。由图乙可知,木块与木板间的动摩擦因数为___________(保留一位有效数字),单个钩码的质量为___________g(保留三位有效数字)。
【答案】(1))
(2) ①. 0.5 ②. 49.6
【解析】
【小问1详解】
遮光条通过光电门A时的速度大小
遮光条通过光电门B时的速度大小
故由运动学公式有
【小问2详解】
[1]对木块与钩码组成的系统,由牛顿第二定律,有
解得
由题图乙可知,当n=0时
解得
μ=0.5
[2]图像的斜率
解得
m≈49.6g
12. 某实验小组用伏安法测一节干电池的电动势和内阻。现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表(量程为0~0.6A,内阻约为)
C.电压表(量程为0~3V,内阻约为)
D.滑动变阻器(最大阻值为)
E.开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路补充完整。
(2)该实验小组连接好电路后进行实验,多次调节滑动变阻器,记录对应电流表、电压表的示数I、U,得到了如图乙所示的图像。根据图像可求得干电池的电动势和内阻,被测干电池的电动势______V,内阻______。(结果均保留两位小数)
(3)由于电流表不慎损坏,实验桌上还有一个电阻箱,该实验小组设计了如图丙所示的实验电路,多次改变电阻箱的阻值R,记录电压表的示数U,得到了如图丁所示的图像。且斜率为k、纵轴截距为b,则该干电池的电动势______,内阻______。(均选用k、b表示)
【答案】(1) (2) ①. 1.48(相差不大均可) ②. 0.80(相差不大均可)
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
因为干电池内阻约为零点几欧姆,远小于电压表内阻,因此采用相对电源的电流表外接法,电压表需要测量变阻器和电流表的电压,电路图如图
【小问2详解】
[1]根据欧姆定律有①
因此图截距为,由图乙可知
[2]由①知图斜率为,取图乙中直线与网格交点重合的两个点(0.10,1.40)和(0.40,1.16),计算内阻
【小问3详解】
[1][2]电压表示数
电流
联立解得
因此图像斜率
纵截距
推导出,
四、计算题(本题共3小题,共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 一列简谐横波在均匀弹性介质中沿轴正方向传播,传播速度。波源位于坐标原点处,时刻波源开始振动,振动方程为。介质中有一个质点,其平衡位置坐标为。
(1)求此简谐横波的周期和波长;
(2)从开始,求质点第一次到达波峰的时刻,以及到此时刻质点运动的路程。
【答案】(1)0.8s,8m
(2)0.9s,6cm
【解析】
【小问1详解】
简谐振动角频率与周期满足关系式
代入,解得
根据公式
可得波长为
【小问2详解】
波传播到质点的时间为,根据运动学公式,有
解得
波传到质点后,质点从平衡位置沿轴正方向起振,从起振到第一次到达波峰,需要的时间为
所以质点第一次到达波峰的时间为
质点从平衡位置运动四分之一周期到波峰,故
14. 如图所示,金属板PQ间存在加速电压U0,Q板上有一小孔,Q板右侧有一速度选择器,速度选择器间存在正交的电磁场,磁感应强度大小为B1=B0,右侧的平行虚线1、2、3与竖直方向的夹角为30°,虚线1、2之间的距离为d、磁感应强度大小为B2,虚线2、3之间的距离为、磁感应强度大小为B3=2B2.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从极板P的S点由静止释放,经电场加速后从Q板的小孔进入速度选择器,粒子沿中轴线通过速度选择器后由虚线1射入磁场,粒子刚好不经过虚线2.已知极板MN之间的距离为d,忽略粒子的重力。求:
(1)极板MN间的电压大小;
(2)虚线1、2间的磁感应强度B2;
(3)改变PQ以及MN间的电压使粒子仍沿中轴线通过速度选择器,若粒子刚好不从虚线3离开磁场,求PQ以及MN间的电压大小。
【答案】(1)
(2)
(3)U1=4U0,
【解析】
【小问1详解】
粒子在PQ间加速,由动能定理得
解得
粒子在速度选择器中运动时,由平衡条件得
联立解得
【小问2详解】
结合题意作出粒子在虚线12间的运动轨迹,如图所示
设粒子的轨道半径为R1,由几何关系得d=R1-R1sin30°
又洛伦兹力提供向心力
联立解得
【小问3详解】
设粒子刚好不从虚线3离开磁场时,设PQ间的电压为U1,MN间的电压为U2,粒子在虚线1、2间的半径为R'1,粒子在虚线2、3间的半径为R'2
由题意作出粒子的轨迹,如图所示
粒子在虚线1、2间运动时,有
粒子在虚线2、3间运动时,有
解得R'1=2R'2
又由几何关系得
解得R'1=4d,R'2=2d,
粒子在PQ间加速时,由动能定理得
解得U1=4U0
粒子在MN间运动时,由平衡条件得
解得
15. 如图所示,以v = 4m/s的速度顺时针匀速转动的水平传送带,左端与粗糙的弧形轨道平滑对接,右端与光滑水平面平滑对接。水平面上有位于同一直线上、处于静止状态的4个相同小球,小球的质量m0 = 0.3kg。质量m = 0.1kg的物体从轨道上高处P静止开始下滑,滑到传送带上的A点时速度大小v0 = 6m/s。物体和传送带之间的动摩擦因数μ = 0.5,传送带AB之间的距离L = 3.0m。物体与小球、小球与小球之间发生的都是弹性正碰,重力加速度g = 10m/s2。
(1)求物体第一次与小球碰撞时的速度;
(2)求物体第一次与小球碰撞后,在传送带上向左滑行的最大距离;
(3)求物体第一次与小球碰撞后的整个过程,物体与传送带间产生的摩擦热。
【答案】(1)4m/s;(2)0.4m;(4)3J
【解析】
【详解】(1)物体滑上传送带后,在滑动摩擦力的作用下匀减速运动,加速度大小
减速至与传送带速度相等时所用的时间
匀减速运动的位移
故物体与小球1碰撞前的速度v = 4m/s。
(2)物体与小球1发生弹性正碰,设物体反弹回来的速度大小为v1,小球1被撞后的速度大小为u1,由动量守恒和能量守恒定律得
解得
物体被反弹回来后,在传送带上向左运动过程中,由运动学公式得
解得
s = 0.4m
(3)由于小球质量相等,且发生的都是弹性正碰,它们之间将进行速度交换。物体第一次返回还没到传送带左端速度就减小为零,接下来将再次向右做匀加速运动,直到速度增加到v1,再跟小球1发生弹性正碰,同理可得,第二次碰后,物体和小球的速度大小分别为
,
以此类推,物体与小球1经过n次碰撞后,物体和小球的速度大小分别为
,
由于总共有4个小球,可知物体与第1个小球一共可以发生4次碰撞,则物体最终的速度大小为
物体第一次与小球1碰撞后的整个过程,在传送带上相对传送带的路程
故物体与传送带间产生的摩擦热
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2026届方城县第一高级中学高三下学期考前学情自测物理试题(一)
考生注意:
1、本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2、答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3、考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 如图所示,用两根轻绳、悬挂一形状不规则的物体,物体处于静止状态,、两悬点在同一竖直线上。已知两根轻绳、与竖直方向夹角分别为、,则两根轻绳、的拉力大小之比为( )
A. B. C. D.
2. 2025年3月,我国新一代人造太阳“中国环流三号”实现了原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的“双亿度”突破,是中国科研人员在核聚变研发核心装备领域实现的重大突破。下列核反应方程属于核聚变反应的是( )
A. B.
C. D.
3. 某照相机的透镜表面镀有一层折射率为1.25的透明介质薄膜,可以利用光的干涉减弱玻璃表面的反射光,增强透射光,如图所示,为了使玻璃透镜对人眼和感光物质敏感的黄绿光(真空中波长为555nm)产生极大的透射,薄膜的厚度最小为( )
A. 55.5nm B. 111nm C. 138.75nm D. 222nm
4. 如图,实线为某电场的等势线分布示意图,一个带电粒子仅在静电力的作用下沿虚线轨迹由M点运动到N点,则( )
A. 带电粒子带正电
B. 等势线d的电势最高
C. 带电粒子在M点受到的静电力大于在N点受到的静电力
D. 带电粒子在M点具有的电势能大于在N点具有的电势能
5. 如图所示,四个相等质量的质点由三根不可伸长的绳子依次连接,置于光滑水平面上,三根绳子形成半个正六边形保持静止。今有一冲量作用在质点A,并使这个质点速度变为u,方向沿绳向外,则此瞬间质点D的速度为( )
A. B. C. D.
6. 我国计划在2030年前实现首次载人登月,如图所示,飞船被月球捕获后,会先绕月球做周期为T的椭圆轨道运动,已知飞船贴着月球表面运动的周期为,月球的半径为R,则( )
A. 飞船从B到C的运动时间为0.25T
B. 若,则
C. 飞船在C点的速度大于在D点的速度
D. 飞船在A点的加速度小于在D点的加速度
7. 为提升山地救援应急处置能力,消防救援大队组织开展山坡救援物资投送专项训练。如图所示,在一倾角为且足够长斜面底端,一名队员将一定质量的救援物资包A以和斜面夹角为的初速度斜向上抛出,另一名队员在相同位置以初速度将另一完全相同的救援物资包B沿斜面向上抛出。救援物资包A恰好垂直斜面落于救援物资包B运动的最高点。已知救援物资包和斜面间的动摩擦因数,不计空气阻力,则救援物资包A抛出的速度的大小为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题(第8~10题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,共18分)
8. 某同学研究远距离输电的电路如图所示,a、b端接入电压有效值为的交流电源,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,且两变压器线圈的匝数比。已知、的阻值均为,的阻值为,电阻、消耗的功率相同,电表均为理想交流电表,下列说法正确的是( )
A. 升压变压器线圈的匝数比
B. 电压表的示数为
C. 电流表的示数为
D. 若断路,电流表示数将增大
9. 某学生尝试用所学过的物理知识去解释下列情景。图甲为起重机匀速吊重物时的工作场景;图乙为汽车突然加速时窗帘可以在无人操作的情况下自己拉开;图丙是火车在轨道上转弯时的场景;图丁为打羽毛球时的场景。下列说法正确的是( )
A. 图甲中货物被匀速吊起时,其机械能守恒
B. 图乙中窗帘能自己拉开是由于惯性的原因
C. 图丙中火车转弯处轨道内低外高以减小火车轮缘对外轨的压力
D. 图丁中羽毛球从最高点下落的运动过程可以认为是平抛运动
10. 如图所示,一质量为的物块A以速度沿光滑水平面向右运动,质量为的物块B左侧拴接一轻弹簧静止在水平面上。从物块A压缩弹簧到弹簧再次恢复原长的过程中,弹簧始终处于弹性限度内。关于该过程的说法正确的是( )
A. 两个物块和弹簧组成的系统动量守恒,但机械能不守恒
B. 任意时刻物块A加速度的大小始终是物块B加速度大小的2倍
C. 弹簧的最大弹性势能为6J
D. 弹簧恢复原长时,物块A的速度大小为1m/s,方向水平向右
三、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 物理学习小组从实验室取来8个相同的钩码、一端带定滑轮的长木板、一总质量的木块(带宽度为d的遮光条)、两个光电门、坐标纸、细线等。组装的实验装置如图甲,长木板水平固定,木块与定滑轮间的细线与长木板平行。
(1)若实验测得木块上的遮光条通过光电门A、B时的遮光时间分别为和,已知光电门A,B之间的距离为L,则木块的加速度大小为___________。(用题中所给字母表示)
(2)已知木块上的钩码个数和悬挂的钩码个数之和为8个,若实验得出细线悬挂不同钩码个数n时所对应的木块(包括木块上钩码)的加速度为a,以a为纵坐标、n为横坐标,建立直角坐标系,根据实验数据作出图像,如图乙。已知重力加速度。由图乙可知,木块与木板间的动摩擦因数为___________(保留一位有效数字),单个钩码的质量为___________g(保留三位有效数字)。
12. 某实验小组用伏安法测一节干电池的电动势和内阻。现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表(量程为0~0.6A,内阻约为)
C.电压表(量程为0~3V,内阻约为)
D.滑动变阻器(最大阻值为)
E.开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路补充完整。
(2)该实验小组连接好电路后进行实验,多次调节滑动变阻器,记录对应电流表、电压表的示数I、U,得到了如图乙所示的图像。根据图像可求得干电池的电动势和内阻,被测干电池的电动势______V,内阻______。(结果均保留两位小数)
(3)由于电流表不慎损坏,实验桌上还有一个电阻箱,该实验小组设计了如图丙所示的实验电路,多次改变电阻箱的阻值R,记录电压表的示数U,得到了如图丁所示的图像。且斜率为k、纵轴截距为b,则该干电池的电动势______,内阻______。(均选用k、b表示)
四、计算题(本题共3小题,共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 一列简谐横波在均匀弹性介质中沿轴正方向传播,传播速度。波源位于坐标原点处,时刻波源开始振动,振动方程为。介质中有一个质点,其平衡位置坐标为。
(1)求此简谐横波的周期和波长;
(2)从开始,求质点第一次到达波峰的时刻,以及到此时刻质点运动的路程。
14. 如图所示,金属板PQ间存在加速电压U0,Q板上有一小孔,Q板右侧有一速度选择器,速度选择器间存在正交的电磁场,磁感应强度大小为B1=B0,右侧的平行虚线1、2、3与竖直方向的夹角为30°,虚线1、2之间的距离为d、磁感应强度大小为B2,虚线2、3之间的距离为、磁感应强度大小为B3=2B2.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从极板P的S点由静止释放,经电场加速后从Q板的小孔进入速度选择器,粒子沿中轴线通过速度选择器后由虚线1射入磁场,粒子刚好不经过虚线2.已知极板MN之间的距离为d,忽略粒子的重力。求:
(1)极板MN间的电压大小;
(2)虚线1、2间的磁感应强度B2;
(3)改变PQ以及MN间的电压使粒子仍沿中轴线通过速度选择器,若粒子刚好不从虚线3离开磁场,求PQ以及MN间的电压大小。
15. 如图所示,以v = 4m/s的速度顺时针匀速转动的水平传送带,左端与粗糙的弧形轨道平滑对接,右端与光滑水平面平滑对接。水平面上有位于同一直线上、处于静止状态的4个相同小球,小球的质量m0 = 0.3kg。质量m = 0.1kg的物体从轨道上高处P静止开始下滑,滑到传送带上的A点时速度大小v0 = 6m/s。物体和传送带之间的动摩擦因数μ = 0.5,传送带AB之间的距离L = 3.0m。物体与小球、小球与小球之间发生的都是弹性正碰,重力加速度g = 10m/s2。
(1)求物体第一次与小球碰撞时的速度;
(2)求物体第一次与小球碰撞后,在传送带上向左滑行的最大距离;
(3)求物体第一次与小球碰撞后的整个过程,物体与传送带间产生的摩擦热。
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