精品解析:2026届河北邢台市名校联盟高三下学期考前学情自测物理试题
2026-06-02
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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-三模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 河北省 |
| 地区(市) | 邢台市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.76 MB |
| 发布时间 | 2026-06-02 |
| 更新时间 | 2026-06-02 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-02 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58165651.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
物理试题
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
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,只有一项符合题目要求。
1. 现代物理学普遍认为,质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成,u夸克带电荷量为 ,d夸克带电荷量为,而电子是一种基本粒子,无法再分解为更小的物质。已知元素钼(Mo)的某种同位素发生衰变的核反应方程为 则该同位素的原子核中u夸克和d夸克的数量可能为( )
A. 100,158 B. 144,156 C. 142,158 D. 142,100
2. 如图甲为一玩具竹筒水车,用长度相同的竹竿将竹筒固定在同一个转轴上,水流冲击竹筒时,所有竹筒在竖直平面内做半径相等的匀速圆周运动,不计空气阻力及竹筒中水的质量,简化如图乙所示,A、B分别为最高点和最低点,下列说法正确的是( )
A. 竹筒转动一圈,重力对其做的功不为零
B. 竹筒经过A点时,所受重力的瞬时功率不为零
C. 从B到A的过程竹竿对竹筒做的功小于竹筒重力势能的增加量
D. 从A到B的过程,水流速度越大,竹筒重力对竹筒做功的平均功率越大
3. 2026年2月12日,我国太原卫星发射中心在广东阳江附近海域使用捷龙三号运载火箭,成功将港中大一号卫星等共7颗卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。已知港中大一号卫星轨道高度约,地球静止轨道卫星高度约,地球半径,。则港中大一号卫星的周期约为( )
A. 85min B. 92min C. 102min D. 120min
4. 如图所示为某同学设计的力光-微小形变显示装置的截面图,该装置主要有圆筒和柱体两部分,圆筒顶部为一平面玻璃,圆筒内装有柱体(柱体顶部为曲面),柱体顶部和平面玻璃之间存在空气薄膜。现用单色光竖直向下照射玻璃,同时对柱体底部施加竖直向上的推力,当推力发生改变时,玻璃表面处的干涉圆环形条纹会发生移动。下列说法正确的是( )
A. 推力不变时,圆环形条纹从里向外变得越来越密
B. 推力不变时,改用太阳光照射,每个圆环形条纹的内缘为红色
C. 当推力逐渐增加时,条纹整体向里收缩
D. 当推力逐渐增加时,条纹分布保持不变
5. 如图所示,一艘无动力货轮C被两艘拖船A、B拉着在平静水面上沿虚线方向前行,两缆绳保持水平,拖船B的缆绳与货轮前进方向的夹角始终为30°,拖船A的缆绳与货轮前进方向的夹角为θ。已知货轮运动时所受阻力的大小f与运行速度的大小v的关系满足,其中。要保证货轮以5m/s的速度匀速前进且要求拖船A缆绳拉力最小,则此时θ及拖船A缆绳拉力大小分别为( )
A. , B. , C. , D. ,
6. 如图,边长为L的菱形ABCD位于水平面内,∠ABC=60°,菱形中心O正上方有点F,FA=L,在A、C两点分别固定电荷量为+Q(Q>0)的点电荷,现将电荷量为-q(q>0)、质量为m的带电圆环套在光滑绝缘细杆FB上,从F点由静止释放,一段时间后圆环到达B点,重力加速度为g,静电力常量为k,关于此过程,下列说法正确的是( )
A. 释放后瞬间,细杆对圆环的弹力大小为
B. 当圆环的电势能最小时,圆环沿杆下滑的距离为
C. 圆环的电势能和动能之和逐渐减小
D. 圆环到达B点时的动能为
7. 如图所示,在光滑水平绝缘桌面上固定着间距为L的平行光滑金属导轨MN和,虚线右侧有垂直桌面向下的匀强磁场。长为2L、宽为L的日字形金属框置于导轨上,初始时金属框的Oe边恰位于虚线位置,bc=L,ab边的电阻为R,cd边和eO边的电阻均为2R,现给金属框沿x轴正方向的初速度v0,ab边恰能到达虚线位置,导轨电阻不计,则金属框的速度v随位移x变化的图像可能是( )
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。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,理想变压器的原线圈回路中接有定值电阻,副线圈回路中接有电阻箱,A、B间接入有效值恒定的正弦交流电。两个交流电压表均为理想电表,下列说法正确的是( )
A. 两电压表的示数相等
B. 逐渐增大,的功率减小
C. 逐渐增大R2,两电压表示数均增大
D. 逐渐增大,的功率一定减小
9. 如图(a)所示为一个玩具盒的截面简图,侧边AC为魔术贴,直角边AB上有一个小孔,与A点的高度差为h。可视为质点的毛绒小球以不同的速度水平进入小孔,调整h使毛绒小球每次都恰能粘在AC上,h与小球到达AC所用时间t的关系如图(b)所示。已知毛绒小球的质量m=0.5kg,不计空气阻力。关于毛绒小球,下列说法正确的是( )
A. 可能落在玩具盒底部的C点
B. 初速度越大,对应h越小
C. t=0.2s时,重力的最大功率小于10W
D. 若t>0.1s,抛出后0.1s时间内,小球速度变化量为1m/s
10. 平静的湖面上漂着相距L=0.8m的B、C两个浮标(可看成质点)。一列可视为简谐波的水波在湖面上沿两浮标连线传播,某时刻观察到两浮标的高度差为A(其中A为振幅),且速度相同。已知波长λ>0.8m,波速为v=8m/s,不考虑水波传播过程的能量损耗。下列说法正确的是( )
A. 水波的波长可能为1.2m
B. 水波的波长可能为2m
C. 浮标的振动周期可能为0.3s
D. 在周期内,浮标的振动路程可能为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组设计了一个验证动量定理的实验,实验装置如图(a)所示。
实验操作如下:
①打开气源,在气垫导轨上固定两个光电门1和2,并将气垫导轨调至水平;
②在光电门1右侧放置一安装有遮光条和力传感器的滑块A与另一滑块B,二者用细线相连,初始时细线处于松弛状态,当滑块A运动至两光电门之间某位置时,细线才被拉直;
③给滑块A施加一水平向左的瞬时冲量,记录滑块A通过两光电门时遮光条的遮光时间,分别为、;
④用力传感器记录细线中拉力随时间的变化,并通过计算机拟合出拉力F随时间t变化的图像,如图(b)所示。
(1)用游标卡尺测出滑块A上遮光条的宽度d如图(c)所示,则d=_______mm。
(2)已知滑块A(含遮光条与力传感器)的质量为m,若关系式__________________________(用m、、、t1、t2、F1、F2、d表示)成立,则动量定理得到验证;若要验证动量守恒定律,则还需要测出的物理量是_________。
(3)经分析数据发现,系统总动量存在一定损失,其原因可能是_______________________________________。(写出一条即可)
12. 某实验小组想探究热敏电阻RT的阻值随温度变化的特性,进而制作测温仪器,进行了以下实验:
(1)该实验小组在环境温度下先用多用电表的欧姆“×100”挡粗略测量该热敏电阻的阻值,发现指针偏转角度很大,接下来应换欧姆________(选填“×10”或“×1k”)挡,实验小组选择了正确的倍率后,指针偏转如图(a)所示,则此时热敏电阻的阻值为________Ω。
(2)该实验小组为了准确测量热敏电阻的阻值并制作测温仪器,从实验室找来了如下器材:滑动变阻器R、电阻箱R1(最大阻值为999.9Ω)、定值电阻、定值电阻、电流计G、电压表V、电池组E(电动势9V)、水浴加热装置、标准温度计、开关S、导线若干,并设计了如图(b)所示的电路图。
①将滑动变阻器滑片调至适当位置,闭合开关,调节电阻箱R1的阻值,当时,发现电流计恰好无示数,则此时热敏电阻的阻值为________Ω;
②若电流计内阻不可忽略,则测量的热敏电阻的阻值________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
(3)该实验小组将热敏电阻密封后浸入水中,通过改变水浴温度,多次实验得到热敏电阻阻值与对应温度的数据,如表中所示。
RT/Ω
115
88
70
45
30
20
t/℃
20
30
40
60
80
100
请根据表中数据在图(c)中进行描点连线,绘制关系图线。
(4)该实验小组挑选了部分器材按图(d)所示电路制成测量温度的仪表,闭合开关,将电阻箱阻值调成176.0Ω,此时电压表示数为6V,对应的环境温度为________℃。利用该装置测得的温度偏低,可能的原因是________(写出一条即可)。
13. 如图所示为某同学自制的简易温度计(标有温度刻度),在一个水平放置的空铝制饮料罐中插入一根粗细均匀的透明吸管,吸管中的气体不可忽略,接口处用蜡密封,吸管中有一小段油柱(长度可以忽略),吸管上的A点标有,B点标有。已知吸管的横截面积为S,油柱位于A点时封闭气体的体积为,内能为,外界大气压恒为p0,封闭气体可视为理想气体,理想气体的内能与热力学温度成正比。若环境温度变化使油柱从A点缓慢移到B点,关于此过程,求:
(1)油柱移动的距离;
(2)封闭气体从外界吸收的热量。
14. 如图所示,一弹簧竖直固定在水平地面上,弹簧顶端拴接质量为m=1kg的滑块A,滑块A静止时的位置为O。另一质量也为m=1kg的滑块B从O正上方相距h=0.8m的位置N由静止释放,两滑块碰撞后(碰撞时间极短)一起向下运动到最低点M。已知弹簧的劲度系数为k=100N/m,弹簧的弹性势能为(x为弹簧形变量),重力加速度g取,求:
(1)碰撞后瞬间两滑块的速度大小及碰撞过程损失的机械能;
(2)下降过程中,滑块A的最大速度(可用根号表示);
(3)两滑块位于M点时,两者间的弹力大小。
15. 如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系xOy,y轴左侧区域存在方向水平向右的匀强电场1,y轴右侧区域有方向竖直向上的匀强电场2。第二象限固定有半径为R的光滑绝缘圆弧管道,最低点A与x轴相切,D为最高点,CF为一条直径,与AD间的夹角为37°。第一象限存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为,第四象限存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为。一质量为m、电荷量为+q(q>0)的带电小球从A点以初速度沿切线进入管道,经过C、F两点时的动能相等,离开F点后,从坐标原点O进入y轴右侧的区域。已知重力加速度为g,电场2的电场强度为,小球可视为质点,不计光滑绝缘管道对电场的影响。取,。
(1)求小球在D点时受到轨道的作用力大小;
(2)求小球从O点第一次运动到M点(30R,0)所用的时间;
(3)若撤去y轴右侧的电场,求小球能到达的最高点和最低点的高度差。
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物理试题
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
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,只有一项符合题目要求。
1. 现代物理学普遍认为,质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成,u夸克带电荷量为 ,d夸克带电荷量为,而电子是一种基本粒子,无法再分解为更小的物质。已知元素钼(Mo)的某种同位素发生衰变的核反应方程为 则该同位素的原子核中u夸克和d夸克的数量可能为( )
A. 100,158 B. 144,156 C. 142,158 D. 142,100
【答案】C
【解析】
【详解】先根据核反应守恒规律确定钼同位素的质量数:反应后Ru的电荷数比Mo多2,说明发生了2次衰变,X为电子,其质量数为0。根据质量数守恒得Mo的质量数。
计算Mo原子核的质子、中子数:质子数 ,中子数
由题干信息可知,质子带电荷量为,中子不带电,且质子和中子均由3个夸克组成。对于质子,设其由个u夸克和个d夸克组成,则有
解得
中子同理,因此每个质子含2个u夸克、1个d夸克,每个中子含1个u夸克、2个d夸克:
总u夸克数
总d夸克数
故选C。
2. 如图甲为一玩具竹筒水车,用长度相同的竹竿将竹筒固定在同一个转轴上,水流冲击竹筒时,所有竹筒在竖直平面内做半径相等的匀速圆周运动,不计空气阻力及竹筒中水的质量,简化如图乙所示,A、B分别为最高点和最低点,下列说法正确的是( )
A. 竹筒转动一圈,重力对其做的功不为零
B. 竹筒经过A点时,所受重力的瞬时功率不为零
C. 从B到A的过程竹竿对竹筒做的功小于竹筒重力势能的增加量
D. 从A到B的过程,水流速度越大,竹筒重力对竹筒做功的平均功率越大
【答案】D
【解析】
【详解】A.竹筒转动一圈,高度的变化为零,此时重力对其做的功为零,A错误;
B.竹筒经过A点时,速度的竖直分量为零,根据PG=mgvy可知,所受重力的瞬时功率为零,B错误;
C.从B到A的过程,根据动能定理,即,则竹竿对竹筒做的功等于竹筒重力势能的增加量,C错误;
D.从A到B的过程,水流速度越大,则时间变短,根据,可知竹筒重力对竹筒做功的平均功率越大,D正确。
故选D。
3. 2026年2月12日,我国太原卫星发射中心在广东阳江附近海域使用捷龙三号运载火箭,成功将港中大一号卫星等共7颗卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。已知港中大一号卫星轨道高度约,地球静止轨道卫星高度约,地球半径,。则港中大一号卫星的周期约为( )
A. 85min B. 92min C. 102min D. 120min
【答案】B
【解析】
【详解】根据开普勒第三定律,绕地球运行的卫星满足
港中大一号卫星的轨道半径为
地球静止轨道卫星的轨道半径为
同步卫星周期
由开普勒第三定律得
整理得
其中
因此
故选B。
4. 如图所示为某同学设计的力光-微小形变显示装置的截面图,该装置主要有圆筒和柱体两部分,圆筒顶部为一平面玻璃,圆筒内装有柱体(柱体顶部为曲面),柱体顶部和平面玻璃之间存在空气薄膜。现用单色光竖直向下照射玻璃,同时对柱体底部施加竖直向上的推力,当推力发生改变时,玻璃表面处的干涉圆环形条纹会发生移动。下列说法正确的是( )
A. 推力不变时,圆环形条纹从里向外变得越来越密
B. 推力不变时,改用太阳光照射,每个圆环形条纹的内缘为红色
C. 当推力逐渐增加时,条纹整体向里收缩
D. 当推力逐渐增加时,条纹分布保持不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.光线从空气膜的上下表面反射的光叠加后形成圆环形干涉条纹,当推力不变时,空气膜的形状不变,因从中心向两侧空气膜的厚度变得越来越陡,则光程差等于波长整数倍的两点间距逐渐减小,可知相邻圆环形条纹从里向外变得越来越密,A正确;
B.推力不变时,改用太阳光照射,因红光波长较大,则干涉条纹间距较大,则每个圆环形条纹的外缘为红色,B错误;
CD.当推力逐渐增加时,空气膜变得越来越扁平,则条纹间距变大,则条纹整体向外扩张,条纹分布发生变化,CD错误。
故选A。
5. 如图所示,一艘无动力货轮C被两艘拖船A、B拉着在平静水面上沿虚线方向前行,两缆绳保持水平,拖船B的缆绳与货轮前进方向的夹角始终为30°,拖船A的缆绳与货轮前进方向的夹角为θ。已知货轮运动时所受阻力的大小f与运行速度的大小v的关系满足,其中。要保证货轮以5m/s的速度匀速前进且要求拖船A缆绳拉力最小,则此时θ及拖船A缆绳拉力大小分别为( )
A. , B. , C. , D. ,
【答案】B
【解析】
【详解】
货轮C以5m/s的速度匀速前进,则所受阻力大小为
方向与速度方向相反,货轮C在阻力和拖船A、B缆绳拉力三力作用下处于平衡状态,可将货轮受到的三力平移构成一个首尾相接的矢量三角形,其中阻力的大小和方向均不变,拖船B缆绳拉力方向不变。如图所示,当两缆绳(拉力)垂直时,拖船A缆绳拉力最小,此时有,拖船A缆绳拉力大小为
故选B。
6. 如图,边长为L的菱形ABCD位于水平面内,∠ABC=60°,菱形中心O正上方有点F,FA=L,在A、C两点分别固定电荷量为+Q(Q>0)的点电荷,现将电荷量为-q(q>0)、质量为m的带电圆环套在光滑绝缘细杆FB上,从F点由静止释放,一段时间后圆环到达B点,重力加速度为g,静电力常量为k,关于此过程,下列说法正确的是( )
A. 释放后瞬间,细杆对圆环的弹力大小为
B. 当圆环的电势能最小时,圆环沿杆下滑的距离为
C. 圆环的电势能和动能之和逐渐减小
D. 圆环到达B点时的动能为
【答案】D
【解析】
【详解】A.已知菱形边长为,,由几何关系得
得
得
释放后瞬间,细杆对圆环的弹力大小,故A错误;
B.绝缘细杆FB上电势最高的点为杆的中点,圆环带负电,根据可知滑到动杆FB中点处圆环的电势能最小,圆环沿杆下滑的距离为,故B错误;
C.根据能量守恒,圆环的电势能与重力势能和动能之和保持不变,下滑过程中重力势能减小,故圆环的电势能和动能之和逐渐增大,故C错误;
D.点和点电势相同,,圆环从点到点电场力不做功,只有重力做功。由动能定理得
圆环到达B点时的动能为,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,在光滑水平绝缘桌面上固定着间距为L的平行光滑金属导轨MN和,虚线右侧有垂直桌面向下的匀强磁场。长为2L、宽为L的日字形金属框置于导轨上,初始时金属框的Oe边恰位于虚线位置,bc=L,ab边的电阻为R,cd边和eO边的电阻均为2R,现给金属框沿x轴正方向的初速度v0,ab边恰能到达虚线位置,导轨电阻不计,则金属框的速度v随位移x变化的图像可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】规定向右为正方向,cd边未到达虚线前,对金属框,根据动量定理有
其中
整理得
可知图像是一条倾斜的且斜率为负的直线。设cd边到达虚线时金属框速度为,此时有
当cd边进入磁场后,对金属框,根据动量定理有
其中
整理得
可知图像仍是一条倾斜的且斜率为负的直线,当ab边到达虚线时金属框速度为0,则有
联立以上解得
综上可知A选项符合题意。
故选A。
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。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,理想变压器的原线圈回路中接有定值电阻,副线圈回路中接有电阻箱,A、B间接入有效值恒定的正弦交流电。两个交流电压表均为理想电表,下列说法正确的是( )
A. 两电压表的示数相等
B. 逐渐增大,的功率减小
C. 逐渐增大R2,两电压表示数均增大
D. 逐渐增大,的功率一定减小
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由变压器电压比得示数
电压表示数,显然,故A错误;
B.根据电压关系 ,由欧姆定律可得 满足 , 满足
电流关系 ,联立可得
则原线圈电流
增大,则减小,根据 可得的功率减小,故B正确;
C.增大后减小,因此增大,示数增大;
又,因此也增大,即示数增大,两表示数均增大,故C正确;
D.由B分析,可将原线圈等效为一个电阻
的功率等于原线圈输入功率,可将与交流电源等效为一个新的电源,原线圈输入功率为新电源输出功率:输出功率在时最大,因此增大时,若初始小于,功率会先增大,不是一定减小,故D错误。
故选BC。
9. 如图(a)所示为一个玩具盒的截面简图,侧边AC为魔术贴,直角边AB上有一个小孔,与A点的高度差为h。可视为质点的毛绒小球以不同的速度水平进入小孔,调整h使毛绒小球每次都恰能粘在AC上,h与小球到达AC所用时间t的关系如图(b)所示。已知毛绒小球的质量m=0.5kg,不计空气阻力。关于毛绒小球,下列说法正确的是( )
A. 可能落在玩具盒底部的C点
B. 初速度越大,对应h越小
C. t=0.2s时,重力的最大功率小于10W
D. 若t>0.1s,抛出后0.1s时间内,小球速度变化量为1m/s
【答案】AC
【解析】
【详解】A.设。小球恰能粘在上意味着其落到时的速度方向必定与边平行,由速度偏向角关系可得
即
以小孔为原点建立坐标系,水平方向位移
小球到点的竖直总深度为
落点在上,满足几何位置关系,即
代入可得
化简得
结合图(b)数据,当时,
代入解得重力加速度
小球落点到点的竖直总深度
若调整使得恰好等于直角边的高度,则落点即为底部的点,故A正确;
B.由及
联立可得
因此初速度越大,对应的高度差越大,故B错误;
C.时小球刚接触斜面,此时竖直方向分速度
重力的最大功率即为此时的瞬时功率,故C正确;
D.平抛运动中,小球的速度变化量,在内,速度变化量大小为,故D错误。
故选AC。
10. 平静的湖面上漂着相距L=0.8m的B、C两个浮标(可看成质点)。一列可视为简谐波的水波在湖面上沿两浮标连线传播,某时刻观察到两浮标的高度差为A(其中A为振幅),且速度相同。已知波长λ>0.8m,波速为v=8m/s,不考虑水波传播过程的能量损耗。下列说法正确的是( )
A. 水波的波长可能为1.2m
B. 水波的波长可能为2m
C. 浮标的振动周期可能为0.3s
D. 在周期内,浮标的振动路程可能为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.设两浮标振动的相位差为Δϕ,已知两浮标速度相同,根据对称性每个浮标到平衡的位移大小为,利用简谐振动位移、速度的关系推导得
又因为沿波传播方向,相位差满足,且
故,得两种可能:
代入得
代入得,故A正确,B错误;
C.由
解得T=0.15s或0.3s,故C正确;
D.对某一浮标由振动方程
该时刻其位移为
经其位移为
当初始相位不同时,经后位移可能为
路程仅可能为或,故D错误。
故选AC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组设计了一个验证动量定理的实验,实验装置如图(a)所示。
实验操作如下:
①打开气源,在气垫导轨上固定两个光电门1和2,并将气垫导轨调至水平;
②在光电门1右侧放置一安装有遮光条和力传感器的滑块A与另一滑块B,二者用细线相连,初始时细线处于松弛状态,当滑块A运动至两光电门之间某位置时,细线才被拉直;
③给滑块A施加一水平向左的瞬时冲量,记录滑块A通过两光电门时遮光条的遮光时间,分别为、;
④用力传感器记录细线中拉力随时间的变化,并通过计算机拟合出拉力F随时间t变化的图像,如图(b)所示。
(1)用游标卡尺测出滑块A上遮光条的宽度d如图(c)所示,则d=_______mm。
(2)已知滑块A(含遮光条与力传感器)的质量为m,若关系式__________________________(用m、、、t1、t2、F1、F2、d表示)成立,则动量定理得到验证;若要验证动量守恒定律,则还需要测出的物理量是_________。
(3)经分析数据发现,系统总动量存在一定损失,其原因可能是_______________________________________。(写出一条即可)
【答案】(1)6.50
(2) ①. ②. 滑块B的质量M
(3)存在空气阻力作用
【解析】
【小问1详解】
由图(c)可知,游标卡尺的读数为
【小问2详解】
[1]滑块A通过光电门1的速度大小为
通过光电门2的速度大小为
取水平向左为正方向,根据动量定理
其中,由图(b)可知
整理可得
[2]若动量守恒定律,则
其中,为滑块B的质量,所以若要验证动量守恒定律,则还需要测出的物理量是滑块B的质量M。
【小问3详解】
系统总动量存在一定损失,则有与系统运动方向相反的冲量,其原因可能是存在空气阻力作用。
12. 某实验小组想探究热敏电阻RT的阻值随温度变化的特性,进而制作测温仪器,进行了以下实验:
(1)该实验小组在环境温度下先用多用电表的欧姆“×100”挡粗略测量该热敏电阻的阻值,发现指针偏转角度很大,接下来应换欧姆________(选填“×10”或“×1k”)挡,实验小组选择了正确的倍率后,指针偏转如图(a)所示,则此时热敏电阻的阻值为________Ω。
(2)该实验小组为了准确测量热敏电阻的阻值并制作测温仪器,从实验室找来了如下器材:滑动变阻器R、电阻箱R1(最大阻值为999.9Ω)、定值电阻、定值电阻、电流计G、电压表V、电池组E(电动势9V)、水浴加热装置、标准温度计、开关S、导线若干,并设计了如图(b)所示的电路图。
①将滑动变阻器滑片调至适当位置,闭合开关,调节电阻箱R1的阻值,当时,发现电流计恰好无示数,则此时热敏电阻的阻值为________Ω;
②若电流计内阻不可忽略,则测量的热敏电阻的阻值________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
(3)该实验小组将热敏电阻密封后浸入水中,通过改变水浴温度,多次实验得到热敏电阻阻值与对应温度的数据,如表中所示。
RT/Ω
115
88
70
45
30
20
t/℃
20
30
40
60
80
100
请根据表中数据在图(c)中进行描点连线,绘制关系图线。
(4)该实验小组挑选了部分器材按图(d)所示电路制成测量温度的仪表,闭合开关,将电阻箱阻值调成176.0Ω,此时电压表示数为6V,对应的环境温度为________℃。利用该装置测得的温度偏低,可能的原因是________(写出一条即可)。
【答案】(1) ①. ×10 ②. 110
(2) ①. 90 ②. 准确
(3) (4) ①. 30 ②. 电池组内阻分压
【解析】
【小问1详解】
[1]用欧姆表测量电阻时,发现指针偏转角度很大,则待测电阻较小,所以应该换用小倍率,即挡位;
[2]由图(a)可知,热敏电阻的阻值为
【小问2详解】
①[1]根据电桥法可知
代入数据,解得
②[2]根据电桥法的原理可知,电流计内阻对电阻的测量无影响,所以测量的热敏电阻的阻值准确。
【小问3详解】
根据表中数据,描点连线,如图所示
【小问4详解】
[1]根据闭合电路欧姆定律可得
代入数据,解得
结合(3)中表格数据可知,对应的环境温度为30℃;
[2]由(3)中表格数据可知,测得的温度偏低,则测得的电阻偏大,可能原因是电池组电动势实际低于9V或电池组内阻分压。
13. 如图所示为某同学自制的简易温度计(标有温度刻度),在一个水平放置的空铝制饮料罐中插入一根粗细均匀的透明吸管,吸管中的气体不可忽略,接口处用蜡密封,吸管中有一小段油柱(长度可以忽略),吸管上的A点标有,B点标有。已知吸管的横截面积为S,油柱位于A点时封闭气体的体积为,内能为,外界大气压恒为p0,封闭气体可视为理想气体,理想气体的内能与热力学温度成正比。若环境温度变化使油柱从A点缓慢移到B点,关于此过程,求:
(1)油柱移动的距离;
(2)封闭气体从外界吸收的热量。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
分析可知此过程为等压过程,根据盖-吕萨克定律有
其中T₀=(273+7)K、
解得
油柱移动的距离
联立得
【小问2详解】
因为理想气体的内能与热力学温度成正比,则有
解得
此过程,气体对外做的功为
由热力学第一定律得
解得
14. 如图所示,一弹簧竖直固定在水平地面上,弹簧顶端拴接质量为m=1kg的滑块A,滑块A静止时的位置为O。另一质量也为m=1kg的滑块B从O正上方相距h=0.8m的位置N由静止释放,两滑块碰撞后(碰撞时间极短)一起向下运动到最低点M。已知弹簧的劲度系数为k=100N/m,弹簧的弹性势能为(x为弹簧形变量),重力加速度g取,求:
(1)碰撞后瞬间两滑块的速度大小及碰撞过程损失的机械能;
(2)下降过程中,滑块A的最大速度(可用根号表示);
(3)两滑块位于M点时,两者间的弹力大小。
【答案】(1),4J
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
碰撞前瞬间,对B根据匀变速运动规律有
碰撞过程,由动量守恒定律有
解得
碰撞过程损失的机械能
解得
【小问2详解】
初始时对A有
两滑块向下运动过程,受力平衡时速度最大,有
从碰后瞬间到平衡位置时,由机械能守恒有
解得
【小问3详解】
从碰后瞬间到运动到M的过程,由机械能守恒定律有
解得
两滑块位于M点时,以整体为研究对象,由牛顿第二定律有
以B为研究对象,由牛顿第二定律有
解得
15. 如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系xOy,y轴左侧区域存在方向水平向右的匀强电场1,y轴右侧区域有方向竖直向上的匀强电场2。第二象限固定有半径为R的光滑绝缘圆弧管道,最低点A与x轴相切,D为最高点,CF为一条直径,与AD间的夹角为37°。第一象限存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为,第四象限存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为。一质量为m、电荷量为+q(q>0)的带电小球从A点以初速度沿切线进入管道,经过C、F两点时的动能相等,离开F点后,从坐标原点O进入y轴右侧的区域。已知重力加速度为g,电场2的电场强度为,小球可视为质点,不计光滑绝缘管道对电场的影响。取,。
(1)求小球在D点时受到轨道的作用力大小;
(2)求小球从O点第一次运动到M点(30R,0)所用的时间;
(3)若撤去y轴右侧的电场,求小球能到达的最高点和最低点的高度差。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据题意,小球经过C、F两点时的动能相等,说明等效重力的方向垂直两点的连线,如图1所示,有
小球从 A 运动到D的过程,根据动能定理有
在 D 点对小球受力分析有
联立解得
【小问2详解】
结合几何知识和受力可知小球离开 F 点后做匀加速直线运动根据牛顿第二定律有
小球从A到F,由动能定理得
从F点到O点有
其中
小球进入第四象限后所受重力和电场力平衡,所以小球做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力有
可得小球在第四象限中的轨迹半径为
根据几何知识可知在x轴下方磁场中偏转一次沿x轴方向移动的距离为
同理,小球在第一象限的轨迹半径 在x轴上方磁场偏转一次沿x轴方向移动的距离为 可知小球第一次运动到M点要在下方磁场偏转4次,上方磁场偏转3次,轨迹如图2所示
则小球从O点第一次运动到M点的时间为
解得
【小问3详解】
小球进入第四象限后,设某时刻速度为v,方向与x轴方向夹角为θ,经过极短时间Δt,速度变化Δv,沿x方向,由动量定理有
对从O到最低点的过程求和,有
又洛伦兹力不做功,根据动能定理有
解得
根据能量守恒可知,小球再次回到x轴时,水平速度不变,竖直速度方向反向,大小不变同理可得
则小球能到达的最高点和最低点的高度差为
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