内容正文:
河南省信阳高级中学新校(贤岭校区)
2025-2026学年高三下期三模测试(B)
物理试题
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一个选项正确,每小题4分;第8~10题有多个选项正确,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 为了研究横波的形成过程,在绳上标记一系列等间距的点。如图,时,点1开始振动;时点1到达波谷,点4刚要离开平衡位置。图中箭头表示点的振动方向;则时,点间的波形为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知,点1经过t0振动周期,则波的周期为T=4t0,则时点1振动1.5T,则点1此时在平衡位置向上振动,在点间的波形为D所示。
故选D。
2. 大量处于某一能级的氢原子向低能级跃迁时,发出6种不同频率的光,将这些光分别编号射入同一种金属来进行光电效应实验,所得遏止电压如图甲所示,图乙为氢原子能级图,下列说法正确的是( )
A. 这6种光是从能级跃迁到基态时发出的光
B. 编号3是从能级跃迁到基态时发出的光
C. 若增大编号4的光照强度,则对应的遏止电压将变大
D. 若将编号6的光照射另一种金属,则一定能发生光电效应
【答案】B
【解析】
【详解】A.大量处于n能级的氢原子发生能级跃迁所释放光子的频率种数为,故
解得,故这6种光是从能级跃迁到基态时发出的光,A错误;
B.根据爱因斯坦光电效应方程有,其中为光电子的最大初动能,为光子的能量,为金属的逸出功。
光电子的最大初动能为,其中为遏止电压。
联立解得
根据玻尔理论有
所以,遏止电压为,故能级差越大,遏止电压越大。
根据乙图可算出6种光对应的能级差,,,,,
比较上述能级差有,其中的数字对应的是氢原子的初、末能级。
由图甲可读出,6种光对应的遏止电压顺序为,其中的数字是光的编号。
编号3是上述遏止电压排序中的第三项,对应的是能级差排序中的第三项,故编号3是从能级跃迁到基态时发出的光,B正确;
C.根据光电效应方程有
整理有,故遏止电压与光照强度无关,C错误;
D.由于不同金属的逸出功不同,若换用的金属逸出功较小,用编号6的光能使其发生光电效应,若换用的金属逸出功较大,用编号6的光不能使其发生光电效应,故用编号6的光照射另一种金属,不一定能发生光电效应,D错误。
故选B。
3. 北斗三号卫星导航系统由24颗中圆地球轨道卫星(MEO)、3颗地球静止同步轨道卫星(GEO)和3颗倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)共30颗卫星组成。已知地球半径为,地球表面赤道处重力加速度为,地球同步卫星到地心的距离为,中圆地球轨道卫星的周期为同步卫星周期的一半,如图所示。下列关于地球静止同步轨道卫星A、倾斜地球同步轨道卫星B与中圆地球轨道卫星C的说法正确的是( )
A. 地球静止同步轨道卫星A和倾斜地球同步轨道卫星B均相对赤道表面静止
B. 卫星C和卫星B在相等的时间内扫过的面积相等
C. 地球表面赤道处的重力加速度
D. 某时刻B、C两卫星相距最近,则再经,两卫星间距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.地球静止同步轨道卫星A相对于赤道静止,倾斜地球同步轨道卫星B 只是周期等于地球自转周期,相对于赤道不静止,故A错误;
B.卫星 B、C 不在同一轨道,所以扫过的面积将不相等,故 B 错误;
C.B 卫星受到的万有引力完全提供向心力,有
对任意地球表面赤道处的物体受力分析,有
联立解得,故C错误;
D.某时刻B、C 两卫星相距最近,则再经, B卫星运动半周,C卫星运动一周,此时两卫星相距最远,距离为两者轨道半径之和。对于 B、C卫星,由开普勒第三定律得
解得,故D正确。
故选D。
4. 如图1所示,红色发光二极管和绿色发光二极管并联后与圆形导体线圈的两端点连接。线圈中存在垂直线圈平面的匀强磁场区域,磁感应强度B随时间t变化的关系如图2所示,其中t1~t2时间内为与横轴平行的直线。已知磁场方向垂直纸面向外为正方向,两二极管均为理想二极管,下列判断正确的是( )
A. 0~t1的时间内,红色二极管发光 B. t1~t2的时间内,绿色二极管发光
C. t2~t3的时间内,红色二极管发光 D. t3~t4的时间内,绿色二极管发光
【答案】C
【解析】
【详解】A.已知磁场方向垂直纸面向外为正方向,0~t1的时间内,穿过线圈的磁场方向是向外且磁通量随磁感应强度增加而增加,由楞次定律的“增反减同”,线圈的上端相当于等效电源的正极,根据二极管的单向导电性,此时绿色二极管发光,故A错误;
B.t1~t2的时间内,穿过线圈的磁通量不变化,不产生感应电动势,两二极管都不发光,故B错误;
C.t2~t3的时间内,穿过线圈的磁场方向是向外且磁通量随磁感应强度减小而减小,由楞次定律的“增反减同”,线圈的下端相当于等效电源的正极,此时红色二极管发光,故C正确;
D.t3~t4的时间内,穿过线圈的磁场方向是垂直纸面向里且磁通量随磁感应强度增大而增加,由楞次定律的“增反减同”,线圈的下端相当于等效电源的正极,此时红色二极管发光,故D错误。
故选C。
5. 图甲为吸尘器的电路图,理想自耦变压器原线圈一端连接着图乙所示的正弦交流电。调节滑片P可形成四个不同挡位,1档吸尘力度最小,4档吸尘力度最大。当滑片P位于线圈图示位置时,原、副线圈的匝数比为1∶2,吸尘力度为2档,此时交流电源的输出功率为P0。已知电动机内阻为r,和电动机串联的电阻阻值为R。下列说法正确的是( )
A. 滑片P向上滑动,吸尘力度变大
B. 当吸尘力度为2档时,流过电动机电流为
C. 当吸尘力度为2档时,电动机的总功率为
D. 当吸尘力度为2档时,吸尘器的机械功率为
【答案】D
【解析】
【详解】A.滑片P向上滑动,变压器原线圈的匝数增大,原线圈两端的电压和副线圈的匝数不变,根据
可知变压器副线圈的电压减小,故电阻R和电动机的电压都会减小,所以电动机输入功率减小,故吸尘力度变小,故A错误;
BC.由图乙可知原线圈中交流电压的最大值为,原线圈两端的电压为交流电压的有效值,则有
当吸尘力度为2档时,原、副线圈的匝数比为1∶2,根据
可得变压器副线圈的电压
因电动机是非纯电阻元件,不满足欧姆定律的使用条件,所以流过电动机电流
故电动机的总功率不能用
故电动机的总功率,故BC错误;
D.由题知,交流电源的输出功率为P0,根据理想变压器原副线圈的功率相等,可知副线圈的功率也为P0,根据
解得
吸尘器的机械功率为,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd,水平边ab长为s,竖直边ad长为h。质量均为m、带电量分别为+q、-q的两粒子,由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率vo和2vo进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中),不计重力。两粒子轨迹恰好相切,则v0等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】两个粒子都做类平抛运动,根据牛顿第二定律有
轨迹相切时,速度方向恰好相反,即在该点,速度方向与水平方向夹角相同
两个粒子都做类平抛运动,水平方向
竖直方向
由以上各式整理得
故A正确,BCD错误。
故选A。
7. 如图所示,空间坐标系中,a、b、c、d、p点的坐标分别为,、、、、。a、b、c、d处分别固定电荷量为、、、的点电荷。已知静电力常量为,则点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设处点电荷单独作用时在点产生的电场强度大小为,则
处点电荷单独作用时在点产生的电场强度大小也为,仅、处点电荷作用时,设点电场强度大小为,则有
得出
其方向由指向;处点电荷单独作用时,在点产生的电场强度大小为,则
处点电荷单独作用时在点产生的电场强度大小也为,仅、处点电荷作用时,设点电场强度为,则有
得出
其方向由指向;故点电场强度大小
故选A。
8. 将一底面积S 的圆柱形容器倒扣在水中,松手后容器底恰好与水面齐平静止,如图甲所示,容器内有高度为 h 的空气。现用拉力 F缓慢向上提起容器, 容器口始终未脱离水面, 如图乙所示, 此时在水面上方容器内有高度为H的水,高度为l 的空气。忽略容器的厚度及形变,大气压强为p0 ,重力加速度为 g ,水的密度为 ρ,容器内空气可视为理想气体, 且温度保持不变。下列说法正确的是( )
A. 容器的重力为ρghS B. h<l
C. 气体分子的平均动能变大 D. 在此过程中气体放热
【答案】AB
【解析】
【详解】A.刚开始时,对杯子受力分析,重力等于浮力,则有,故A正确;
B.刚开始时,杯内气体的压强
当在水面上方杯子内有高度为H的水时,杯内空气的压强满足
杯子被缓慢提起,有充足的时间与外界进行热交换,因此气体发生等温变化,根据玻意耳定律则有
解得
可见,故B正确;
C.整个过程气体发生等温变化,温度不变,分子平均动能不变,故C错误;
D.提升过程中,杯内空气的压强减小,体积增大,气体对外做功,即,根据热力学第一定律则有
由于内能不变,可知Q > 0,故向上提升杯子的过程中,杯内空气吸热。故D错误。
故选AB。
9. 在某建筑工地上,工人使用我国自主研发的高空作业平台进行外墙施工。平台(连同工人)从地面开始沿竖直方向做直线运动,其速度随时间变化的图像如图所示(取竖直向上为正方向)。已知工人的质量为70kg,重力加速度g取。根据图像,下列说法正确的是( )
A. 0~5s内,工人处于失重状态
B. 5~10s内,工人的机械能变化量为3500J
C. 时,工人所受支持力的瞬时功率为1890W
D. 整个过程中,工人对平台的最大压力大小为770N
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由图像可知,内工人向上做匀加速直线运动,加速度向上,所以工人处于超重状态,故A错误;
B.由图像可知,内工人向上做匀速直线运动,所以这段时间内工人机械能的变化量等于这段时间内工人重力势能的变化量。由于图像与坐标轴围成的面积表示位移,则内工人上升的高度为
故内工人重力势能的增加量为
所以内工人机械能的增加量为,故B错误;
C.由图像可知,内工人向上做匀减速直线运动,所以加速度竖直向下,其大小为
设工人这段时间内所受的支持力为,则根据牛顿第二定律有
解得
根据匀变速直线运动的速度公式可知时,工人的速度为
所以时,工人所受支持力的瞬时功率为,故C正确;
D.由分析可知,当加速度向上时平台对工人的支持力最大,所以在内平台对工人的支持力最大。由图像可知内的加速度为
则根据牛顿第二定律有
解得此时平台对工人的支持力为
所以根据牛顿第三定律可知,工人对平台的最大压力大小为770N,故D正确。
故选CD。
10. 如图所示,物块、用轻弹簧连接并放置于水平传送带上,传送带以恒定速率顺时针转动。时,的速度大小为,方向水平向右,的速度为0,弹簧处于原长。时,A第一次与传送带共速,弹簧弹性势能为。已知、可视为质点,质量均为,与传送带的动摩擦因数均为;与传送带相对滑动时会留下痕迹,重力加速度大小取,、始终在传送带上,弹簧始终在弹性限度内,则( )
A. 过程,A、B的位移相等
B. 在时,A、B的速度不相同
C. 在时,弹簧的压缩量为
D. 过程,在传送带上留下的划痕长度大于
【答案】CD
【解析】
【详解】B.初始阶段,A受到向左的滑动摩擦力和向左的弹力作用而向右减速,B受到向右的滑动摩擦力和向右的弹力作用而向右加速。在A与传送带首次达到共速之前,A、B系统所受合外力为零, 系统动量守恒,有
解得的速度,即在时刻,、的速度相同,故B错误;
A.过程,向右减速,向右加速,最后共速,则在这段时间内的位移大于的位移,故A错误;
C.在时间内,设、向右的位移分别为、
由功能关系有
此时弹簧的压缩量,解得,故C正确;
D.过程,传送带位移,的初速度,末速度,加速度
弹簧弹力逐渐变大,故加速度逐渐变大,做加速度变大的减速运动,故的位移,在传送带上留下的划痕长度,故D正确。
故选CD。
二、实验题(每空2分,共计16分)
11. 某同学用图(a)所示装置测量物块与长木板之间的动摩擦因数。实验中通过改变重物的质量来改变、之间的压力大小,在拉力作用下将木板拉出,实验中、始终保持相对静止。
(1)该同学先通过力传感器,测量出弹簧弹力和弹簧长度,描绘出图像,如图(b)所示。由图可知弹簧原长为______,劲度系数为______(结果均保留位有效数字)。
(2)该同学随后测得物块、的总质量为,木板拉出过程中,物块、稳定时弹簧的长度为,描绘出图像如图(c)所示。由图像可知物块与长木板之间的动摩擦因数为______(取重力加速度,结果保留位有效数字)。
【答案】(1) ①. 4.0 ②. 80
(2)0.57
【解析】
【小问1详解】
[1]根据胡克定律
当时,
[2]图像斜率表示劲度系数
【小问2详解】
以物块、的整体为研究对象,根据平衡条件有
可得
结合图像的斜率可知
可得
12. 某热敏电阻在不同温度下的阻值随温度变化的特性曲线如图甲所示,其中R0、RT分别表示0℃和其他温度下热敏电阻的阻值。为测量环境的温度,需先测量热敏电阻的阻值。实验器材如下:
A.热敏电阻,在0℃时的阻值为400Ω;
B.滑动变阻器R,最大阻值为10Ω;
C.电流表A,量程为0~3mA,内阻未知;
D.电压表V,量程为0~3V,内阻为2kΩ;
E.直流电源E,电动势为6V,内阻不计;
F.定值电阻R1;
G.开关S,导线若干。
(1)为使测量尽量精确,下列电路图符合实验要求的是________。
A. B. C. D.
(2)待测环境温度约为40℃~60℃,选择一个合理的定值电阻R1=________Ω(选填“2000”“ 200”或“20”)。
(3)进行多次测量,得到电压表读数U和电流表读数I,绘出U-I图像如图乙所示,根据图乙可知热敏电阻的阻值RT=________Ω,结合图甲可知待测环境的温度________℃。
【答案】(1)A (2)2000
(3) ①. 2000 ②. 50
【解析】
【小问1详解】
BD.采用伏安法测量电阻,由于电流表内阻未知,电压表内阻已知,为了准确测量,选择电流表外接,BD错误;
AC.要测量热敏电阻在不同温度下的阻值随温度变化的特性曲线,必须使电流表和电压表的数值从零开始变化,所以滑动变阻器采用分压式接法, A正确,C错误。
故选A。
【小问2详解】
电压表需要扩大量程,串联一个定值电阻,满足,解得。
【小问3详解】
[1]由欧姆定律可知
整理得
根据题图乙有
解得
[2]当0℃时 ,解得
当时,
由题图甲可知此时环境的温度为50℃。
三、解答题(共计38分)
13. 如图所示,一块足够大的平面镜与一块横截面为半圆形的玻璃砖平行放置,玻璃砖圆心为O,半径为R,圆心O点正下方P点可向平面镜发出单色细光束,P点到B点的距离为R。调整光束方向,可使得光线经平面镜反射后进入玻璃砖,恰好从沿垂直于玻璃砖直径AB的方向射出,且射出点为OA中点D。已知玻璃砖对该光的折射率为。求:
(1)光线进入玻璃砖时的入射角;
(2)平面镜与玻璃砖直径AB之间的距离。
【答案】(1)60° (2)
【解析】
【小问1详解】
光路图如图所示
光从F点射入玻璃有
D为AO的中点,则
所以
【小问2详解】
反射光EF的延长线过A,则
由于
所以
14. 如图所示,一水平传送带以速度v0顺时针转动,其右端与足够长的光滑水平台面平滑连接,在平台上静置质量均为2m的n个相同物块,等间距排列成一条直线。质量为m的小滑块P从传送带的左端由静止释放,与传送带共速后,滑上平台与物块1发生碰撞,最终所有物块都向右运动,设所有碰撞均为弹性碰撞。
(1)求最右侧物块n匀速运动的速度大小vn1;
(2)从静止释放滑块P到其与物块1发生第二次碰撞的过程中,求P与传送带间摩擦产生的总热量Q;
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
小滑块P与传送带共速后与物块1发生弹性碰撞,根据动量守恒定律,有
根据机械能守恒定律,有
解得,
碰撞后,小滑块P向左以速度大小滑上传送带,物块1向右滑动与物块2发生弹性碰撞,根据动量守恒定律,有
根据机械能守恒定律,有
解得,
可知碰撞后,前一个物块的速度变为0,后一个物块的速度由0变为前一个物块原来的速度,即两个物块交换速度,则最终物块n匀速运动的速度大小
【小问2详解】
设小滑块P从释放到和传送带共速经过的时间为,传送带的位移
小滑块P做匀加速直线运动,运动的位移为
则有
根据匀变速直线运动速度与时间的关系,得
P从静止到速度,由动能定理得
与传送带因摩擦产生的热量
之后P与物块1第一次相碰,碰撞后P以速度大小为滑上传送带做匀减速直线运动先减速至0,运动的时间为
传送带的位移
P的位移
与传送带因摩擦产生的热量
后做匀加速直线运动,加速至,根据运动的对称性,传送带的位移
P的位移
与传送带因摩擦产生的热量
滑块P从释放到和物块1第二次碰撞,与传送带因摩擦产生的热量
15. 如图所示,电阻不计的金属导轨固定于水平面上,导轨间距,导轨左侧轨道光滑,右侧轨道粗糙且足够长,与是竖直光滑圆弧,半径,圆心角为,在区域存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为,与长度相同,均为,右侧存在水平向左的匀强磁场,磁感应强度大小为。质量为的导体棒,电阻,以初动能沿切线进入圆弧导轨,质量、电阻的导体棒,静止在区域的中点,当导体棒穿过磁场与导体棒发生弹性碰撞后,导体棒以的速度向右运动,进入磁场后先做变减速运动再做匀减速运动到停止。重力加速度,导轨与导体棒的动摩擦因数(已知)。
(1)导体棒到达时,对轨道的压力大小;
(2)磁感应强度的大小;
(3)导体棒运动的时间和产生的内能。
【答案】(1)108N
(2)2T (3),15.375J
【解析】
【小问1详解】
由动能定理
导体棒a到达时
由牛顿第三定律,对轨道的压力大小
【小问2详解】
导体棒a穿过磁场时,由动量定理
其中
当导体棒a穿过磁场与导体棒b发生弹性碰撞后,由动量守恒
能量守恒
联立解得,,
【小问3详解】
导体棒b进入磁场后先做变减速运动再做匀减速运动到停止。
对于导体棒a碰撞后向左穿过磁场过程
其中
解得,方向向左。
此时,导体棒a会冲出轨道。
对于导体棒b由动量定理
导体棒b运动的总时间
由能量守恒导体棒b进入磁场由摩擦产生的内能
导体棒a向左穿过磁场过程导体棒b产生的内能
解得导体棒b产生的内能
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河南省信阳高级中学新校(贤岭校区)
2025-2026学年高三下期三模测试(B)
物理试题
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一个选项正确,每小题4分;第8~10题有多个选项正确,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 为了研究横波的形成过程,在绳上标记一系列等间距的点。如图,时,点1开始振动;时点1到达波谷,点4刚要离开平衡位置。图中箭头表示点的振动方向;则时,点间的波形为( )
A. B.
C. D.
2. 大量处于某一能级的氢原子向低能级跃迁时,发出6种不同频率的光,将这些光分别编号射入同一种金属来进行光电效应实验,所得遏止电压如图甲所示,图乙为氢原子能级图,下列说法正确的是( )
A. 这6种光是从能级跃迁到基态时发出的光
B. 编号3是从能级跃迁到基态时发出的光
C. 若增大编号4的光照强度,则对应的遏止电压将变大
D. 若将编号6的光照射另一种金属,则一定能发生光电效应
3. 北斗三号卫星导航系统由24颗中圆地球轨道卫星(MEO)、3颗地球静止同步轨道卫星(GEO)和3颗倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)共30颗卫星组成。已知地球半径为,地球表面赤道处重力加速度为,地球同步卫星到地心的距离为,中圆地球轨道卫星的周期为同步卫星周期的一半,如图所示。下列关于地球静止同步轨道卫星A、倾斜地球同步轨道卫星B与中圆地球轨道卫星C的说法正确的是( )
A. 地球静止同步轨道卫星A和倾斜地球同步轨道卫星B均相对赤道表面静止
B. 卫星C和卫星B在相等的时间内扫过的面积相等
C. 地球表面赤道处的重力加速度
D. 某时刻B、C两卫星相距最近,则再经,两卫星间距离为
4. 如图1所示,红色发光二极管和绿色发光二极管并联后与圆形导体线圈的两端点连接。线圈中存在垂直线圈平面的匀强磁场区域,磁感应强度B随时间t变化的关系如图2所示,其中t1~t2时间内为与横轴平行的直线。已知磁场方向垂直纸面向外为正方向,两二极管均为理想二极管,下列判断正确的是( )
A. 0~t1的时间内,红色二极管发光 B. t1~t2的时间内,绿色二极管发光
C. t2~t3的时间内,红色二极管发光 D. t3~t4的时间内,绿色二极管发光
5. 图甲为吸尘器的电路图,理想自耦变压器原线圈一端连接着图乙所示的正弦交流电。调节滑片P可形成四个不同挡位,1档吸尘力度最小,4档吸尘力度最大。当滑片P位于线圈图示位置时,原、副线圈的匝数比为1∶2,吸尘力度为2档,此时交流电源的输出功率为P0。已知电动机内阻为r,和电动机串联的电阻阻值为R。下列说法正确的是( )
A. 滑片P向上滑动,吸尘力度变大
B. 当吸尘力度为2档时,流过电动机电流为
C. 当吸尘力度为2档时,电动机的总功率为
D. 当吸尘力度为2档时,吸尘器的机械功率为
6. 如图所示,场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd,水平边ab长为s,竖直边ad长为h。质量均为m、带电量分别为+q、-q的两粒子,由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率vo和2vo进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中),不计重力。两粒子轨迹恰好相切,则v0等于( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,空间坐标系中,a、b、c、d、p点的坐标分别为,、、、、。a、b、c、d处分别固定电荷量为、、、的点电荷。已知静电力常量为,则点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
8. 将一底面积S 的圆柱形容器倒扣在水中,松手后容器底恰好与水面齐平静止,如图甲所示,容器内有高度为 h 的空气。现用拉力 F缓慢向上提起容器, 容器口始终未脱离水面, 如图乙所示, 此时在水面上方容器内有高度为H的水,高度为l 的空气。忽略容器的厚度及形变,大气压强为p0 ,重力加速度为 g ,水的密度为 ρ,容器内空气可视为理想气体, 且温度保持不变。下列说法正确的是( )
A. 容器的重力为ρghS B. h<l
C. 气体分子的平均动能变大 D. 在此过程中气体放热
9. 在某建筑工地上,工人使用我国自主研发的高空作业平台进行外墙施工。平台(连同工人)从地面开始沿竖直方向做直线运动,其速度随时间变化的图像如图所示(取竖直向上为正方向)。已知工人的质量为70kg,重力加速度g取。根据图像,下列说法正确的是( )
A. 0~5s内,工人处于失重状态
B. 5~10s内,工人的机械能变化量为3500J
C. 时,工人所受支持力的瞬时功率为1890W
D. 整个过程中,工人对平台的最大压力大小为770N
10. 如图所示,物块、用轻弹簧连接并放置于水平传送带上,传送带以恒定速率顺时针转动。时,的速度大小为,方向水平向右,的速度为0,弹簧处于原长。时,A第一次与传送带共速,弹簧弹性势能为。已知、可视为质点,质量均为,与传送带的动摩擦因数均为;与传送带相对滑动时会留下痕迹,重力加速度大小取,、始终在传送带上,弹簧始终在弹性限度内,则( )
A. 过程,A、B的位移相等
B. 在时,A、B的速度不相同
C. 在时,弹簧的压缩量为
D. 过程,在传送带上留下的划痕长度大于
二、实验题(每空2分,共计16分)
11. 某同学用图(a)所示装置测量物块与长木板之间的动摩擦因数。实验中通过改变重物的质量来改变、之间的压力大小,在拉力作用下将木板拉出,实验中、始终保持相对静止。
(1)该同学先通过力传感器,测量出弹簧弹力和弹簧长度,描绘出图像,如图(b)所示。由图可知弹簧原长为______,劲度系数为______(结果均保留位有效数字)。
(2)该同学随后测得物块、的总质量为,木板拉出过程中,物块、稳定时弹簧的长度为,描绘出图像如图(c)所示。由图像可知物块与长木板之间的动摩擦因数为______(取重力加速度,结果保留位有效数字)。
12. 某热敏电阻在不同温度下的阻值随温度变化的特性曲线如图甲所示,其中R0、RT分别表示0℃和其他温度下热敏电阻的阻值。为测量环境的温度,需先测量热敏电阻的阻值。实验器材如下:
A.热敏电阻,在0℃时的阻值为400Ω;
B.滑动变阻器R,最大阻值为10Ω;
C.电流表A,量程为0~3mA,内阻未知;
D.电压表V,量程为0~3V,内阻为2kΩ;
E.直流电源E,电动势为6V,内阻不计;
F.定值电阻R1;
G.开关S,导线若干。
(1)为使测量尽量精确,下列电路图符合实验要求的是________。
A. B. C. D.
(2)待测环境温度约为40℃~60℃,选择一个合理的定值电阻R1=________Ω(选填“2000”“ 200”或“20”)。
(3)进行多次测量,得到电压表读数U和电流表读数I,绘出U-I图像如图乙所示,根据图乙可知热敏电阻的阻值RT=________Ω,结合图甲可知待测环境的温度________℃。
三、解答题(共计38分)
13. 如图所示,一块足够大的平面镜与一块横截面为半圆形的玻璃砖平行放置,玻璃砖圆心为O,半径为R,圆心O点正下方P点可向平面镜发出单色细光束,P点到B点的距离为R。调整光束方向,可使得光线经平面镜反射后进入玻璃砖,恰好从沿垂直于玻璃砖直径AB的方向射出,且射出点为OA中点D。已知玻璃砖对该光的折射率为。求:
(1)光线进入玻璃砖时的入射角;
(2)平面镜与玻璃砖直径AB之间的距离。
14. 如图所示,一水平传送带以速度v0顺时针转动,其右端与足够长的光滑水平台面平滑连接,在平台上静置质量均为2m的n个相同物块,等间距排列成一条直线。质量为m的小滑块P从传送带的左端由静止释放,与传送带共速后,滑上平台与物块1发生碰撞,最终所有物块都向右运动,设所有碰撞均为弹性碰撞。
(1)求最右侧物块n匀速运动的速度大小vn1;
(2)从静止释放滑块P到其与物块1发生第二次碰撞的过程中,求P与传送带间摩擦产生的总热量Q;
15. 如图所示,电阻不计的金属导轨固定于水平面上,导轨间距,导轨左侧轨道光滑,右侧轨道粗糙且足够长,与是竖直光滑圆弧,半径,圆心角为,在区域存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为,与长度相同,均为,右侧存在水平向左的匀强磁场,磁感应强度大小为。质量为的导体棒,电阻,以初动能沿切线进入圆弧导轨,质量、电阻的导体棒,静止在区域的中点,当导体棒穿过磁场与导体棒发生弹性碰撞后,导体棒以的速度向右运动,进入磁场后先做变减速运动再做匀减速运动到停止。重力加速度,导轨与导体棒的动摩擦因数(已知)。
(1)导体棒到达时,对轨道的压力大小;
(2)磁感应强度的大小;
(3)导体棒运动的时间和产生的内能。
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