内容正文:
2026届方城县第一高级中学高三下学期考前保温
考试物理试题(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. 我国在钍基熔盐堆能源系统(TMSR)研究已获重要突破,钍基熔盐核反应堆的核反应方程式主要包括两个核反应,其中一个是:,经分析X可能是中子或质子。下列说法正确的是( )
A. 核反应中的物质X为质子 B. y=89
C. 该反应为α衰变 D. 该反应为β衰变
2. 如图所示,在同一高度处将四个小球以相同的速率同时抛出:甲水平抛出、乙斜向上抛出、丙斜向下抛出、丁竖直向下抛出。不计空气阻力,则最先落地的小球是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
3. 有甲、乙两种透明介质,现将同一单色光分别从甲、乙介质射向空气,经过多次测量,作出了图像,如图所示。其中,甲介质对应图线斜率为,乙介质对应图线斜率为。下列说法正确的是( )
A. 甲介质对该单色光折射率小于乙介质对该单色光折射率
B. 该单色光在甲介质中的传播速度大于在乙介质中的传播速度
C. 该单色光从甲介质射向空气的临界角小于从乙介质射向空气的临界角
D. 该单色光从乙介质射向甲介质时,可能会发生全反射
4. 甲,乙两物体在同一水平直线上运动,其位置坐标x随时间t变化的图像如图所示,甲为抛物线,乙为直线,下列说法正确的是( )
A. 前3s内甲物体先做加速运动,后做减速运动
B. 前3s内甲的平均速率大于乙的平均速率
C. 前3s内甲、乙两物体的距离越来越大
D. 前3s内甲、乙两物体始终做同向运动
5. “天链一号”是我国建成的中继卫星网络系统,由几颗地球静止轨道卫星组成。若空间站与地面间都通过“天链一号”卫星系统进行信息中转。如图所示,地球半径为R,自转周期为T,空间站所在轨道平面与赤道平面的夹角约为42°,离地面的高度约为0.06R,天链一号03星的轨道半径约为6.6R,电磁波的传播速度为c。下列说法正确的是( )
A. 根据题给物理量可求出地球平均密度
B. 空间站的线速度大于赤道上物体的线速度
C. 天链一号03星的加速度大于空间站的加速度
D. 信号从赤道传到空间站的最短时间为
6. 某发电机原理如图甲所示,金属线框匝数为,阻值为,在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动。阻值为的电阻两端的电压如图乙所示,其周期为。则线框转动一周的过程中( )
A. 线框内电流方向不变 B. 线框电动势的最大值为
C. 流过电阻的电荷量为 D. 流过电阻的电荷量为
7. 绝缘光滑水平面上有ABO三点,以O点为坐标原点,向右方向为正方向建立直线坐标轴x轴,A点坐标为-2m,B点坐标为2m,如图甲所示。A、B两点间的电势变化如图乙,左侧图线为四分之一圆弧,右侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m,电荷量为q的负点电荷,由A点静止释放,则关于负点电荷的下列说法中正确的是(忽略负点电荷形成的电场)( )
A. 负点电荷在AO段的加速度大于在OB段的加速度
B. 负点电荷在AO段的运动时间小于在OB段的运动时间
C. 负点电荷由A点运动到O点过程中,随着电势的升高电势能变化越来越快
D. 当负点电荷分别处于和时,电场力的功率相等
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. 一列简谐横波在介质中沿直线传播,a、b为介质中平衡位置相距2m的两质点,其中质点a的振动图像如图甲所示。该简谐横波在时的波形图如图乙所示,则质点b的振动图像可能是( )
A. B.
C. D.
9. 压燃式四冲程柴油发动机气缸内封闭的气体视为理想气体,整个过程遵循狄塞尔循环。该循环的图像如图所示,其中为绝热过程,外界对气体做功为;为等压过程,气体从外界吸收热量为,气体对外界做功为;为绝热过程,气体对外界做功为;为等容过程,气体向外界放出热量为。下列说法正确的是( )
A. 过程分子平均动能不变
B. 过程封闭气体内能的增加量为
C. 与大小相等
D. 过程中图像围成的面积为
10. 如图所示,水平光滑金属导轨和右侧倾角为的倾斜光滑金属导轨平滑衔接,两段导轨间距均为,整个导轨区域内存在垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为。金属杆置于水平导轨上,杆中间断开,断开处串联一电容为的电容器且与杆固连在一起,二者的总质量为,电容器两极板间距离较小可忽略。实验时将质量也为的金属杆从倾斜导轨上端由静止释放,杆始终在倾斜导轨上运动,杆始终在水平导轨上运动,两杆与导轨始终垂直且接触良好,装置中所有部件电阻均忽略不计。重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 杆的加速度先大于杆,然后两者加速度大小之差逐渐减小最终保持恒定
B. 杆的加速度恒为
C. 回路中电流恒定为
D. 两杆的速度差随时间均匀增大,速度差变化率为
三、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 某学习小组利用图甲所示装置探究一定质量气体在等温条件下的压强与体积的关系。实验装置包括竖直固定的注射器(带刻度、下端连接压强传感器),活塞上端固定托盘,托盘中放置砝码以改变气体体积。实验时,增减砝码,记录压强传感器示数和注射器内气体体积。采集多组数据后作出(SI单位制)拟合曲线如图乙所示。
(1)实验中,为保证气体温度与环境温度一致,每次改变砝码质量后应___________(填“立即”或“待示数稳定后”)读数。
(2)关于拟合线未过坐标原点的原因,下列说法正确的是( )
A. 注射器与压强传感器连接的塑料管容积未计入总体积
B. 压强传感器读数始终比真实值偏小一个恒定值
C. 实验过程中环境温度逐渐升高
D. 活塞与注射器筒壁间存在漏气现象
(3)若气体的总体积为,由图乙可得该实验中气体的压强与的乘积___________(用图像中字母、表示)。
12. 某实验小组利用如图所示气垫导轨装置测量滑块与弹片碰撞过程中的机械能损失。实验装置包括水平气垫导轨、带宽度为的遮光条的滑块、固定弹片及光电门。
实验步骤:用天平测得滑块质量为(含遮光条);将弹片固定在气垫导轨左端,调节气垫导轨至水平,在光电门右侧某位置使滑块获得水平向左的速度,滑块第一次通过光电门后在弹片处反弹并第二次通过光电门;记录光电门遮光时间分别为和。
请回答以下问题:
(1)忽略空气阻力,与弹片碰撞过程中滑块(含遮光条)损失的机械能___________(用、、和表示)。
(2)实验中由于空气阻力的存在,使的测量值___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
13.
(1)某同学利用欧姆表“×100”挡粗测某一待测元件的电阻,示数如图甲所示,对应的读数是________Ω。
(2)该同学测完电阻后对欧姆表原理产生浓厚的兴趣,想利用图乙所示的电路组装一只多倍率(“×1”、“×10”、“×100”、“×1k”)的欧姆表,实验室提供以下器材:
A.毫安表(量程0~0.1mA,内阻为99Ω);
B.直流电源(电动势为1.5V,内阻为2Ω);
C.直流电源(电动势为15V,内阻为6Ω);
D.滑动变阻器(最大阻值为2kΩ);
E.滑动变阻器(最大阻值为1kΩ);
F.滑动变阻器(最大阻值为20kΩ);
G.单刀双掷开关两个、导线若干。
①开关S接b对应电流表量程为0~1mA,开关S接c对应电流表量程为0~100mA;开关K接________(填“1”或“2”)且开关S接________(填“b”或“c”)时,欧姆表的倍率为“×100”。
②若用此欧姆表比较精确地测量一只阻值约为230Ω的电阻,发现指针指在满偏电流的五分之二处,则此电阻的阻值为________Ω。
③如果电池长期未用,导致内阻增大,电动势减小,且仍然能正常欧姆调零,这将导致测量的结果________(填“偏大”、“偏小”或“准确”)。
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)
14. 某实验小组设计了如图所示的小球运动轨道,若将小球从左侧固定斜面上、离地高度为的位置由静止释放,经过圆弧轨道后,小球飞上右侧平台且与平台不发生碰撞,已知斜面与圆弧轨道相切,圆弧轨道左右两端点等高,圆弧轨道所对圆心角为,半径为,小球质量为,整个轨道处在竖直面内,不计空气阻力及一切摩擦,重力加速度取.求:
(1)小球在圆弧轨道最低点所受到的支持力大小;
(2)平台左侧上边缘到圆弧轨道右端点的水平距离。
15. 如图所示,质量均为的甲、乙两物块(均视为质点)放置在光滑的水平面上,两物块间夹一个劲度系数为的轻质弹簧(与物块不粘连),用轻质细线连接两物块,弹簧的压缩量为,水平面右侧的水平传送带在电动机的带动下以恒定的速度沿逆时针方向稳定运行。现突然剪断细线,弹簧恢复原长后,乙滑上传送带左端时速度正好与传送带的速度等大,当乙离开传送带右端时,速度正好为0,传送带的长度为,重力加速度为,弹簧的弹性势能与弹簧的形变量以及弹簧的劲度系数之间的关系式为,求:
(1)传送带的速度大小;
(2)弹簧对甲的冲量的大小,物块与传送带间的动摩擦因数;
(3)电动机多做多少功。
16. 在如图所示的平面直角坐标系中,第一、四象限区域存在磁感应强度大小为、方向垂直于纸面的匀强磁场,第二象限存在磁感应强度大小为、方向垂直于纸面的圆形有界匀强磁场(磁场均没有画出)。从点发射一质量为、电荷量为的粒子,粒子依次经过两点后进入第二象限。粒子经过第二象限圆形有界磁场偏转后恰好回到点,且回到点时速度方向与在点发射时相同。不计粒子重力,已知,求:
(1)粒子从点发射时的速度大小;
(2)第二象限圆形磁场区域的最小面积;
(3)粒子从点第一次运动到点的时间。
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2026届方城县第一高级中学高三下学期考前保温
考试物理试题(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. 我国在钍基熔盐堆能源系统(TMSR)研究已获重要突破,钍基熔盐核反应堆的核反应方程式主要包括两个核反应,其中一个是:,经分析X可能是中子或质子。下列说法正确的是( )
A. 核反应中的物质X为质子 B. y=89
C. 该反应为α衰变 D. 该反应为β衰变
【答案】B
【解析】
【详解】A.设X的电荷数为Z,由电荷数守恒得
解得,因此X是中子不是质子,故A错误;
B. X是中子则,由质量数守恒得,解得,故B正确;
C.该反应是重核吸收中子后分裂为中等质量核的核裂变,不属于α衰变,故C错误;
D.β衰变是原子核释放β粒子(电子)的核反应,该反应为核裂变,不属于β衰变,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,在同一高度处将四个小球以相同的速率同时抛出:甲水平抛出、乙斜向上抛出、丙斜向下抛出、丁竖直向下抛出。不计空气阻力,则最先落地的小球是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
【答案】D
【解析】
【详解】设抛出点离地高度为,初速度大小为,取竖直向下为正方向。四个小球在竖直方向上均只受重力作用,加速度均为。 根据竖直方向的位移时间公式:
可知,在和相同的情况下,竖直向下的初速度分量越大,落地时间越短。
分析四个小球竖直方向的初速度分量:
甲球做平抛运动,初速度水平,竖直分速度
乙球斜向上抛出,初速度有竖直向上的分量,即
丙球斜向下抛出,设速度与水平方向夹角为 ,则竖直分速度 ,由于 ,故
丁球竖直向下抛出,初速度竖直向下,竖直分速度
综上所述,竖直向下的初速度分量大小关系为:
因此,丁球的落地时间最短,最先落地。故选D。
3. 有甲、乙两种透明介质,现将同一单色光分别从甲、乙介质射向空气,经过多次测量,作出了图像,如图所示。其中,甲介质对应图线斜率为,乙介质对应图线斜率为。下列说法正确的是( )
A. 甲介质对该单色光折射率小于乙介质对该单色光折射率
B. 该单色光在甲介质中的传播速度大于在乙介质中的传播速度
C. 该单色光从甲介质射向空气的临界角小于从乙介质射向空气的临界角
D. 该单色光从乙介质射向甲介质时,可能会发生全反射
【答案】C
【解析】
【详解】A.图像的斜率为
可得甲介质对该单色光的折射率
乙介质对该单色光的折射率
由此可知甲介质对该单色光折射率大于乙介质对该单色光折射率,故A错误;
B.光在介质中的传播速度
因为甲介质对该单色光折射率大于乙介质对该单色光折射率,所以单色光在甲介质中的传播速度小于在乙介质中的传播速度,故B错误;
C.全反射临界角
因为甲介质对该单色光折射率大于乙介质对该单色光折射率,所以单色光从甲介质射向空气的临界角小于从乙介质射向空气的临界角,故C正确;
D.全反射发生条件是光从光密介质射向光疏介质且入射角大于或等于临界角,甲介质折射率大于乙介质折射率,即甲为光密介质,乙为光疏介质,该单色光从乙介质射向甲介质不满足发生全反射条件,一定不会发生全反射现象,故D错误。
故选C。
4. 甲,乙两物体在同一水平直线上运动,其位置坐标x随时间t变化的图像如图所示,甲为抛物线,乙为直线,下列说法正确的是( )
A. 前3s内甲物体先做加速运动,后做减速运动
B. 前3s内甲的平均速率大于乙的平均速率
C. 前3s内甲、乙两物体的距离越来越大
D. 前3s内甲、乙两物体始终做同向运动
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.根据位移-时间图象的斜率等于速度,知前3s内甲先沿正向做减速运动,后沿负向做加速运动,选项A错误;
BD.前3s内,甲、乙两物体通过的位移相等,都是2m,但是甲先向正向运动后向负向运动,乙一直沿正向做匀速直线运动,则甲物体通过的路程大于乙物体的路程,结合平均速率等于路程与时间之比,知前3s内,甲物体的平均速率大于乙物体的平均速率,故B正确,D错误;
C.由图像可知,前3s内甲、乙两物体的距离先增加后减小,选项C错误。
故选B。
5. “天链一号”是我国建成的中继卫星网络系统,由几颗地球静止轨道卫星组成。若空间站与地面间都通过“天链一号”卫星系统进行信息中转。如图所示,地球半径为R,自转周期为T,空间站所在轨道平面与赤道平面的夹角约为42°,离地面的高度约为0.06R,天链一号03星的轨道半径约为6.6R,电磁波的传播速度为c。下列说法正确的是( )
A. 根据题给物理量可求出地球平均密度
B. 空间站的线速度大于赤道上物体的线速度
C. 天链一号03星的加速度大于空间站的加速度
D. 信号从赤道传到空间站的最短时间为
【答案】B
【解析】
【详解】A.对天链一号03星根据万有引力提供向心力有
地球质量
由于题中并未给出引力常量,所以不能求出地球的平均密度,故A错误;
B.根据万有引力定律可得,解得线速度
则天链一号03星的线速度小于空间站的线速度,又天链一号03星的角速度与地球自转的角速度相等,则天链一号03星的线速度大于赤道上物体的线速度,可知空间站的线速度大于赤道上物体的线速度,故B正确;
C.由,解得加速度
可知天链一号03星的加速度小于空间站的加速度,故C错误;
D.赤道上天链一号03星正下方的点到其距离最近,为5.6R,天链一号03星到空间站的最近距离等于5.54R,将信号从赤道传给空间站的最短时间等于,故D错误。
故选B。
6. 某发电机原理如图甲所示,金属线框匝数为,阻值为,在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动。阻值为的电阻两端的电压如图乙所示,其周期为。则线框转动一周的过程中( )
A. 线框内电流方向不变 B. 线框电动势的最大值为
C. 流过电阻的电荷量为 D. 流过电阻的电荷量为
【答案】D
【解析】
【详解】A.当线框转动时,框内电流方向每经过中性面一次都要变化一次,而线圈和外电路接点处通过换向器,保证流过电阻的电流方向不发生变化,故A错误;
B.依题意,电阻的阻值与金属框的阻值相等,且电阻两端的电压的最大值为,根据闭合电路欧姆定律,金属框中电动势的最大值为,故B错误;
CD.
交流电电动势的最大值
线圈转过半周,则流过电阻的电荷量为
其中
平均电动势
则金属框转过一周流过电阻的电荷量为,故C错误,D正确;
故选D。
7. 绝缘光滑水平面上有ABO三点,以O点为坐标原点,向右方向为正方向建立直线坐标轴x轴,A点坐标为-2m,B点坐标为2m,如图甲所示。A、B两点间的电势变化如图乙,左侧图线为四分之一圆弧,右侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m,电荷量为q的负点电荷,由A点静止释放,则关于负点电荷的下列说法中正确的是(忽略负点电荷形成的电场)( )
A. 负点电荷在AO段的加速度大于在OB段的加速度
B. 负点电荷在AO段的运动时间小于在OB段的运动时间
C. 负点电荷由A点运动到O点过程中,随着电势的升高电势能变化越来越快
D. 当负点电荷分别处于和时,电场力的功率相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.在电势随两点间距离的变化图线中,图线的斜率的绝对值表示电场强度的大小,设C点的坐标值为,则C点圆弧切线斜率大小等于直线斜率的绝对值,即此时电场强度大小相等,由牛顿第二定律可知,此时加速度大小相等,故A错误;
B.由于沿场强方向电势降低,所以AO段场强沿OA方向,OB段场强沿OB方向,负点电荷在AO段做加速度减小的加速运动,在OB段做匀减速运动,由于B点电势等于A点电势,所以负点电荷在B点速度为零,则AO段的平均速度大于OB段的平均速度,所以AO段的运动时间小于OB段的运动时间,故B正确;
C.相等距离上电势能变化越快,说明该处电场力越大,即场强越大,由A到O点场强逐渐减小,所以电势能变化应越来越慢,故C错误;
D.当负点电荷分别处于和m时,电荷所受电场力相等,但处的速度大于m处的速度,所以电场力的功率不相等,故D错误。
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. 一列简谐横波在介质中沿直线传播,a、b为介质中平衡位置相距2m的两质点,其中质点a的振动图像如图甲所示。该简谐横波在时的波形图如图乙所示,则质点b的振动图像可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】根据波形图可得波长λ=8m,根据振动图像可得周期T=6s
两质点之间的距离
根据振动和波动之间的关系,则另一质点相对该质点的振动延迟,或者提前,如图所示,符合条件的只有选项BD。
故选BD。
9. 压燃式四冲程柴油发动机气缸内封闭的气体视为理想气体,整个过程遵循狄塞尔循环。该循环的图像如图所示,其中为绝热过程,外界对气体做功为;为等压过程,气体从外界吸收热量为,气体对外界做功为;为绝热过程,气体对外界做功为;为等容过程,气体向外界放出热量为。下列说法正确的是( )
A. 过程分子平均动能不变
B. 过程封闭气体内能的增加量为
C. 与大小相等
D. 过程中图像围成的面积为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.a→b为绝热过程,外界对气体做功为W1,根据热力学第一定律ΔU1=Q+W可知气体内能变大,分子平均动能变大,故A错误;
B.根据热力学第一定律可得,b→c过程封闭气体内能的增加量为ΔU2=Q1−W2,故B正确;
C.整个循环过程ΔU=0,根据热力学第一定律
其中,
可知
可得,故C错误;
D.在p−V图像中,图像围成的面积表示气体对外做的净功为W2+W3−W1,根据C选项分析可知,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,水平光滑金属导轨和右侧倾角为的倾斜光滑金属导轨平滑衔接,两段导轨间距均为,整个导轨区域内存在垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为。金属杆置于水平导轨上,杆中间断开,断开处串联一电容为的电容器且与杆固连在一起,二者的总质量为,电容器两极板间距离较小可忽略。实验时将质量也为的金属杆从倾斜导轨上端由静止释放,杆始终在倾斜导轨上运动,杆始终在水平导轨上运动,两杆与导轨始终垂直且接触良好,装置中所有部件电阻均忽略不计。重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 杆的加速度先大于杆,然后两者加速度大小之差逐渐减小最终保持恒定
B. 杆的加速度恒为
C. 回路中电流恒定为
D. 两杆的速度差随时间均匀增大,速度差变化率为
【答案】BC
【解析】
【详解】设a 杆的加速度为,b 杆的加速度为,回路中的电流为 I
对 a 杆,根据牛顿第二定律
对 b 杆,根据牛顿第二定律
其中,电流
联立可得,
A.由上面的解析可知,和都是恒定值,两者的差也是恒定的,不存在 “先大于,差值再减小” 的过程,A错误;
B.由上面的解析可知,B正确;
C.把两个加速度表达式代入
解得,C正确;
D.速度差的变化率就是加速度差,由以上解析知,D错误。
故选BC。
三、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 某学习小组利用图甲所示装置探究一定质量气体在等温条件下的压强与体积的关系。实验装置包括竖直固定的注射器(带刻度、下端连接压强传感器),活塞上端固定托盘,托盘中放置砝码以改变气体体积。实验时,增减砝码,记录压强传感器示数和注射器内气体体积。采集多组数据后作出(SI单位制)拟合曲线如图乙所示。
(1)实验中,为保证气体温度与环境温度一致,每次改变砝码质量后应___________(填“立即”或“待示数稳定后”)读数。
(2)关于拟合线未过坐标原点的原因,下列说法正确的是( )
A. 注射器与压强传感器连接的塑料管容积未计入总体积
B. 压强传感器读数始终比真实值偏小一个恒定值
C. 实验过程中环境温度逐渐升高
D. 活塞与注射器筒壁间存在漏气现象
(3)若气体的总体积为,由图乙可得该实验中气体的压强与的乘积___________(用图像中字母、表示)。
【答案】(1)待示数稳定后 (2)A
(3)
【解析】
【小问1详解】
确保气体与环境充分热交换,温度达到平衡,即待示数稳定后读数。
【小问2详解】
A.存在未计入的塑料管容积,则实际体积
由(常数),可得
即纵轴截距,与实验现象一致,A正确。
B.的测量值偏小,偏大,但不会产生纵轴截距,B错误;
C.温度变化会改变斜率,而非截距,C错误;
D.漏气会导致乘积不恒定,图像非线性,D错误。
故选A。
【小问3详解】
由可知,图像的斜率为,即乘积等于斜率。
12. 某实验小组利用如图所示气垫导轨装置测量滑块与弹片碰撞过程中的机械能损失。实验装置包括水平气垫导轨、带宽度为的遮光条的滑块、固定弹片及光电门。
实验步骤:用天平测得滑块质量为(含遮光条);将弹片固定在气垫导轨左端,调节气垫导轨至水平,在光电门右侧某位置使滑块获得水平向左的速度,滑块第一次通过光电门后在弹片处反弹并第二次通过光电门;记录光电门遮光时间分别为和。
请回答以下问题:
(1)忽略空气阻力,与弹片碰撞过程中滑块(含遮光条)损失的机械能___________(用、、和表示)。
(2)实验中由于空气阻力的存在,使的测量值___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2)偏大
【解析】
【小问1详解】
滑块通过光电门时的速度分别为
则碰撞前动能,碰撞后动能
机械能损失
【小问2详解】
实验中由于有空气阻力,空气阻力对滑块做负功,也会有机械能损失,所以的测量值偏大。
13.
(1)某同学利用欧姆表“×100”挡粗测某一待测元件的电阻,示数如图甲所示,对应的读数是________Ω。
(2)该同学测完电阻后对欧姆表原理产生浓厚的兴趣,想利用图乙所示的电路组装一只多倍率(“×1”、“×10”、“×100”、“×1k”)的欧姆表,实验室提供以下器材:
A.毫安表(量程0~0.1mA,内阻为99Ω);
B.直流电源(电动势为1.5V,内阻为2Ω);
C.直流电源(电动势为15V,内阻为6Ω);
D.滑动变阻器(最大阻值为2kΩ);
E.滑动变阻器(最大阻值为1kΩ);
F.滑动变阻器(最大阻值为20kΩ);
G.单刀双掷开关两个、导线若干。
①开关S接b对应电流表量程为0~1mA,开关S接c对应电流表量程为0~100mA;开关K接________(填“1”或“2”)且开关S接________(填“b”或“c”)时,欧姆表的倍率为“×100”。
②若用此欧姆表比较精确地测量一只阻值约为230Ω的电阻,发现指针指在满偏电流的五分之二处,则此电阻的阻值为________Ω。
③如果电池长期未用,导致内阻增大,电动势减小,且仍然能正常欧姆调零,这将导致测量的结果________(填“偏大”、“偏小”或“准确”)。
【答案】(1)2000
(2) ①. 1 ②. b ③. 225 ④. 偏大
【解析】
【小问1详解】
读数是
【小问2详解】
①[1]
欧姆表的内阻
欧姆表的中值电阻15
故选电源
开关 S 应接 b 以接通 1mA 量程
(欧姆表内阻等于其中值电阻×倍率)
且滑动变阻器符合要求。
②[2]待测电阻约 ,为减小误差应使指针指在中央刻度附近,故应选择×10挡,其中值电阻(对应电源 ,量程 )
欧姆表内阻
根据闭合电路欧姆定律,电流
已知
联立解得
③[3]欧姆调零时
得
测量电阻 时电流
当电动势减小时,分母变大,电流变小。欧姆表刻度盘上电流越小对应电阻读数越大,故测量结果偏大。
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)
14. 某实验小组设计了如图所示的小球运动轨道,若将小球从左侧固定斜面上、离地高度为的位置由静止释放,经过圆弧轨道后,小球飞上右侧平台且与平台不发生碰撞,已知斜面与圆弧轨道相切,圆弧轨道左右两端点等高,圆弧轨道所对圆心角为,半径为,小球质量为,整个轨道处在竖直面内,不计空气阻力及一切摩擦,重力加速度取.求:
(1)小球在圆弧轨道最低点所受到的支持力大小;
(2)平台左侧上边缘到圆弧轨道右端点的水平距离。
【答案】(1)23N;(2)3.072m
【解析】
【详解】(1)由动能定理得
小球在圆弧轨道最低点时,对其由牛顿第二定律得
解得
(2)小球到圆弧轨道右端点的速度为v0, 由动能定理得
解得
飞出圆弧轨道右端点水平方向小球做匀速运动,则
解得
15. 如图所示,质量均为的甲、乙两物块(均视为质点)放置在光滑的水平面上,两物块间夹一个劲度系数为的轻质弹簧(与物块不粘连),用轻质细线连接两物块,弹簧的压缩量为,水平面右侧的水平传送带在电动机的带动下以恒定的速度沿逆时针方向稳定运行。现突然剪断细线,弹簧恢复原长后,乙滑上传送带左端时速度正好与传送带的速度等大,当乙离开传送带右端时,速度正好为0,传送带的长度为,重力加速度为,弹簧的弹性势能与弹簧的形变量以及弹簧的劲度系数之间的关系式为,求:
(1)传送带的速度大小;
(2)弹簧对甲的冲量的大小,物块与传送带间的动摩擦因数;
(3)电动机多做多少功。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
弹簧弹开后,弹簧的弹性势能转化为两个物块的动能,且系统动量是守恒的,由于甲乙两个物块质量相等,所以弹开后两个物块的速度大小是相同的,即
所以
解得弹簧弹开时物体的速度,也是传送带的速度大小为
【小问2详解】
对物体甲列动量定理公式,有
物体乙在传送带上做匀减速运动,加速度大小为
根据运动学公式,有
解得动摩擦因数
【小问3详解】
乙在传送带上运动的时间为
这段时间传送带运动的位移为
电动机多做的功等于传送带克服摩擦力做的功,所以
联立可得
16. 在如图所示的平面直角坐标系中,第一、四象限区域存在磁感应强度大小为、方向垂直于纸面的匀强磁场,第二象限存在磁感应强度大小为、方向垂直于纸面的圆形有界匀强磁场(磁场均没有画出)。从点发射一质量为、电荷量为的粒子,粒子依次经过两点后进入第二象限。粒子经过第二象限圆形有界磁场偏转后恰好回到点,且回到点时速度方向与在点发射时相同。不计粒子重力,已知,求:
(1)粒子从点发射时的速度大小;
(2)第二象限圆形磁场区域的最小面积;
(3)粒子从点第一次运动到点的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设粒子在第一象限运动时,粒子轨迹圆半径,根据几何关系有
解得
根据
联立解得
【小问2详解】
由几何关系,从点进入第二象限时速度垂直连线,与轴负方向夹角,在第二象限轨迹圆半径为,则有
解得
可知,粒子回到点时速度垂直连线,与轴负方向的夹角仍为,故粒子在第二象限中运动时速度方向改变了,在有界磁场中轨迹所对的圆心角为,所以圆形磁场最小半径为
所以最小面积为
联立解得
【小问3详解】
粒子在第二象限的磁场中运动时间为
粒子在第二象限有界磁场外做匀速直线运动的距离
则粒子在第二象限做匀速直线运动的时间为
粒子相邻两次经过点的时间为
联立解得
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