2026届湖南长沙市中嘉高级中学高三下学期全真模拟适应性考试物理试题
2026-06-20
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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) | 湖南省 |
| 地区(市) | 长沙市 |
| 地区(区县) | 岳麓区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.55 MB |
| 发布时间 | 2026-06-20 |
| 更新时间 | 2026-06-20 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58420557.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
2026届高三物理三模卷以真实情境与科技应用为载体,综合考查物理观念与科学思维,适配高考冲刺阶段能力评估需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|6/24|惯性、电磁学、气体定律、光的全反射、近代物理|结合骑车倒地等生活情境与回旋加速器等实验装置,注重基础概念辨析|
|多选题|4/20|热力学循环、光镊效应、动量守恒、变压器|通过光镊效应等科技情境,考查科学推理与模型建构|
|实验题|2/16|重力加速度测量(珠峰启发)、压敏电阻应用|联系实际测量需求,培养科学探究能力|
|计算题|3/40|光的折射、电场中的圆周运动、电磁感应(落体塔模型)|以落体塔等工程模型为背景,综合考查问题解决与创新应用|
内容正文:
绝密★启用前
2026届高三全真模拟适应性考试
物理
一、单选题:本大题共6小题,共24分。
1.本组照片记录了一名骑车人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的过程.下列各选项是从物理的角度去解释此情境的,其中正确的是( )
A. 这是因为水坑里的水对自行车前轮的阻力太大,而使人和车一起倒地的
B. 骑车人与自行车原来处于运动状态,车前轮陷入水坑后前轮立刻静止,但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态,因此人和车摔倒
C. 因为自行车的前轮陷入水坑后,自行车还能加速运动,所以人和车一起倒地
D. 因为自行车的前轮陷入水坑后,自行车的惯性立即消失,而人由于惯性将保持原有的运动状态,故人向原来的运动方向倒下了
2.关于下列四幅图的说法正确的是( )
A. 图甲是回旋加速器的结构示意图,若仅增大加速电场的大小,则被加速后的粒子从回旋加速器中射出的动能变大
B. 图乙是磁流体发电机的结构示意图,可以判断出极板是发电机的负极,极板是正极
C. 图丙是某一霍尔元件的原理示意图,若磁感应强度增大,则、两表面间的电压增大
D. 图丁为速度选择器和质谱仪的组合装置示意图,不改变各区域的电场及磁场,从板间向下射入的粒子若能在板间做直线运动,则击中底片同一位置的这些粒子一定是同种粒子
3.如图,玻璃管内封闭了一段气体,气柱长度为,管内外水银面高度差为。若温度保持不变,把玻璃管稍向上提起一段距离,则( )
A. 均变大 B. 均变小 C. 变大变小 D. 变小变大
4.如图是网络信号在一段光纤中传播的示意图,则下列说法正确的是( )
A. 纤芯的折射率应小于外包层的折射率,才能使光信号在二者之间的界面处发生全反射
B. 增大左端面的入射角,外包层与纤芯之间的界面处发生全反射的临界角随之增大
C. 增大左端面的入射角,左端面的折射角随之增大
D. 增大左端面的入射角,纤芯的折射率随之增大
5.在近代物理发展的过程中,实验和理论相互推动,促进了人们对世界的认识。如图四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是( )
A. 图所示的射线“”为射线
B. 图所示的中心亮斑为圆盘衍射而形成的泊松亮斑
C. 图所示为粒子散射实验,实验发现极少数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进
D. 图所示为氢原子能级图,一个处于第四能级的氢原子最多能辐射出种光子
6.某多用电表的简化电路图如图所示。为单刀多掷开关,通过操作开关,接线柱可以接通、、、或。下列说法正确的是( )
A. 当接或时,测量的是电流,接时的量程大
B. 当接时,测量的是电阻,其中是黑表笔
C. 当接时,测量的电阻越大,指针偏转角越大
D. 当接或时,测量的是电压,接和接时的最大测量值之比为
二、多选题:本大题共4小题,共20分。
7.如图所示,一定质量的理想气体从状态完成一个循环,已知该理想气体的内能与热力学温度的关系是为比例系数,为热力学温度,气体在状态时的温度为,则下列说法正确的是 ( )
A. 气体从状态过程中从外界吸收的热量为
B. 从状态过程中气体放出的热量是
C. 完成整个循环的过程中,气体吸收的热量等于放出的热量
D. 完成整个循环的过程中,气体吸收的热量大于放出的热量
8.激光束可视为大量同向动量的粒子流,当其照射到介质小球时,除发生反射、折射和吸收外,还会对物体施加作用力如光镊效应。如图,一束激光从点分出两细光束和,入射时与球心的夹角均为,经折射后出射方向均与连线平行。已知小球折射率大于周围介质,忽略反射和吸收,试通过折射、动量变化分析两束光对小球产生的合力情况( )
A. 若光束和强度相同,两光束因折射对小球产生的作用力水平向左
B. 若光束比的强度小,两光束因折射对小球的作用力的方向指向左上方
C. 若只增大激光的频率,则光对小球的作用一定变大
D. 若激光束不变,只增大小球的半径,光对小球的作用会变小
9.如图所示,水平面上固定着两根足够长的平行光滑导槽,质量为的光滑形管静止在导槽上,形管能在两导槽之间自由滑动,一质量为的小球沿水平方向以初速度从形管的一端射入.已知小球的半径略小于管道半径,下列说法正确的是( )
A. 该过程中,小球与形管组成的系统动量守恒
B. 小球运动到形管圆弧部分的最左端时,小球的速度大小为
C. 当小球从形管的另一端射出时,速度为
D. 从小球入射至运动到形管圆弧部分最左端过程中,导槽对形管的冲量大小为
10.有一台理想变压器及所接负载如下图所示。在原线圈、两端加上交变电流。已知是原线圈中心抽头,电压表和电流表均为理想交流电表,电容器的耐压值足够大。下列说法正确的是( )
A. 开关始终接,当滑片向下滑动时电压表示数不变,电压表示数变大,电流表示数变小
B. 开关始终接,当滑片向上滑动时的电功率增大,示数的变化量与示数的变化量之比不变
C. 保持滑片的位置不变,将开关由改接,变压器输入功率变大
D. 保持滑片的位置不变,将开关由改接,电容器所带电荷量的最大值将增大
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11.年月,我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量,其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度,进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材设计了如下实验,测量当地重力加速度的大小。实验步骤如下:
如图甲所示,选择合适高度的垫块,使木板的倾角为,在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺图中未画出。
调整手机使其摄像头正对木板表面,开启视频录像功能。将小物块从木板顶端释放,用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放,选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点,得到小物块相对于该点的运动距离与运动时间的数据。
该同学选取部分实验数据,画出了图象,利用图象数据得到小物块下滑的加速度大小为。
再次调节垫块,改变木板的倾角,重复实验。
回答以下问题:
当木板的倾角为时,所绘图象如图乙所示。由图象可得,物块过测量参考点时速度的大小为 ;选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的、两点,利用、两点数据得到小物块下滑加速度的大小为 结果均保留位有效数字。
根据上述数据,进一步分析得到当地的重力加速度大小为 结果保留位有效数字,,
12.有一种测量压力的电子秤,其原理如图所示。是内阻不计、电动势为的电源。是一个阻值为的限流电阻。是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。是压敏电阻,其阻值可随压力大小的变化而改变,其关系如下表所示。是一个用来保护显示器的电容器。秤台所受的重力忽略不计。计算中用到的一律代入,一律代入
压力
电阻
如图为描绘出的电阻随压力变化的一次函数,归纳出电阻值随压力变化的函数关系式 。
台秤空载时,显示器指针在原电流表盘 位置处。
若电容器的耐压值为,该电子秤的量程是 。
写出压力随电流变化的关系式 ,说明该测力显示器的刻度 均匀或不均匀。
四、计算题:本大题共3小题,共40分。
13.固定的半圆形玻璃砖半径为,横截面如图所示,点为圆心,为直径的垂线,足够大的光屏紧靠玻璃砖右侧且垂直于由、两种单色光组成的细光束沿半径方向射向点,入射光线与间的夹角为已知玻璃砖对光的折射率为,光在真空中传播速度为.
当时,在光屏点上方和下方出现的两个光斑间的距离为,求玻璃砖对光的折射率;
改变角度的大小直到光屏上恰好只剩下一个光斑,计算此种情况下光从射入玻璃砖至传播到光屏所用的时间.
14.如图所示,固定于竖直平面内的光滑绝缘圆形轨道,其轨道半径为,为水平直径,为竖直直径,下端与水平绝缘轨道在点平滑连接,整个轨道处在水平向左、大小的匀强电场中,现有一质量为、带电荷量为的小滑块可视为质点从水平轨道上的点由静止释放,到的距离,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为,重力加速度取。求结果可用根式和分式表示
滑块第一次到达点经历的时间。
滑块到达轨道点时受到轨道的压力。如果调整滑块在水平轨道上的初始位置,为确保滑块不脱轨并能从点滑出,则初始静止释放点距点距离的取值范围。
15.如图甲“落体塔”是一种惊险刺激的游乐设备,将游客升至数十米高空,自由下落至近地面再减速停下,让游客体验“坠落”的乐趣。物理兴趣小组设计了如图乙的减速模型,线圈代表乘客以及乘坐舱,质量为,匝数匝,线圈半径为,总电阻为。减速区设置一沿半径方向向外的辐向磁场,俯视图如图丙,其到中心轴距离处磁感应强度。线圈被提升到离地处由静止释放做自由落体运动,减速区高度为,忽略一切空气阻力,重力加速度为。
判断线圈刚进入磁场时感应电流方向从上往下看,计算此时线圈受到的安培力大小;
为增加安全系数,一种方案是将磁场区域高度扩展至,若高度足够高,求线圈能达到的最大速度;
考虑到乘坐的舒适性,另一种方案是在座舱进入磁场后在线圈中维持恒定电流,同时为了逐渐减小超重感,将辐向磁场区域中到中心轴距离为处的磁感应强度按图丁所示规律进行变化,若要使线圈到地面时恰好减速到,求图丁中斜率的大小。
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绝密★启用前
2026届高三全真模拟适应性考试
物理
一、单选题:本大题共6小题,共24分。
1.本组照片记录了一名骑车人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的过程.下列各选项是从物理的角度去解释此情境的,其中正确的是( )
A. 这是因为水坑里的水对自行车前轮的阻力太大,而使人和车一起倒地的
B. 骑车人与自行车原来处于运动状态,车前轮陷入水坑后前轮立刻静止,但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态,因此人和车摔倒
C. 因为自行车的前轮陷入水坑后,自行车还能加速运动,所以人和车一起倒地
D. 因为自行车的前轮陷入水坑后,自行车的惯性立即消失,而人由于惯性将保持原有的运动状态,故人向原来的运动方向倒下了
【答案】B
【解析】【分析】
该题属于物理知识在日常生活中的应用,要避免此类事故的再次发生,尽量在水下的情况未知时,不要趟水。
任何物体在任何情况下都有惯性,与运动的状态无关;分析前轮运动状态的变化,然后结合整体分析即可。
【解答】
人与车原来处于运动状态,车前轮陷入水坑时,前轮静止,但人与车的后半部分由于具有惯性仍保持向前运动,因此人和车摔倒,故B正确.
2.关于下列四幅图的说法正确的是( )
A. 图甲是回旋加速器的结构示意图,若仅增大加速电场的大小,则被加速后的粒子从回旋加速器中射出的动能变大
B. 图乙是磁流体发电机的结构示意图,可以判断出极板是发电机的负极,极板是正极
C. 图丙是某一霍尔元件的原理示意图,若磁感应强度增大,则、两表面间的电压增大
D. 图丁为速度选择器和质谱仪的组合装置示意图,不改变各区域的电场及磁场,从板间向下射入的粒子若能在板间做直线运动,则击中底片同一位置的这些粒子一定是同种粒子
【答案】C
【解析】A.粒子在磁场中做圆周运动有
动能
整理得
可知若仅增大加速电场的大小,被加速后的粒子从回旋加速器中射出的动能不变,故A错误;
B.图乙根据左手定则可知,正电荷向下偏转,所以极板带正电,为发电机的正极,极板是发电机的负极,故B错误;
C.图丙最终带电粒子在电场力和洛伦兹力作用下平衡,有
整理得
若磁感应强度增大,则 、 两表面间的电压 增大,故C正确;
D.图丁在速度选择器中,有
在偏转磁场中有
整理得
可知击中底片同一位置的粒子比荷相同,但不一定是同种粒子,故D错误。
故选C。
3.如图,玻璃管内封闭了一段气体,气柱长度为,管内外水银面高度差为。若温度保持不变,把玻璃管稍向上提起一段距离,则( )
A. 均变大 B. 均变小 C. 变大变小 D. 变小变大
【答案】A
【解析】【分析】
在本实验中,玻璃管内水银柱的高度受外界大气压和玻璃管内封闭了一段气体压强的影响。
玻璃管封闭了一段气体,这一部分空气也会产生一定的压强,而且压强的大小会随着体积的变化而改变,据此来分析其变化的情况即可。
在本题的分析中,一定要抓住关键,就是大气压的大小和玻璃管内封闭了一段气体决定了水银柱高度的大小。对于此类问题要注意假设法的准确应用。
【解答】
在实验中,水银柱产生的压强加上封闭空气柱产生的压强等于外界大气压。如果将玻璃管向上提,则管内水银柱上方空气的体积增大,因为温度保持不变,所以压强减小,而此时外界的大气压不变,根据上述等量关系,管内水银柱的压强须增大才能重新平衡,故管内水银柱的高度增大。
故选A。
4.如图是网络信号在一段光纤中传播的示意图,则下列说法正确的是( )
A. 纤芯的折射率应小于外包层的折射率,才能使光信号在二者之间的界面处发生全反射
B. 增大左端面的入射角,外包层与纤芯之间的界面处发生全反射的临界角随之增大
C. 增大左端面的入射角,左端面的折射角随之增大
D. 增大左端面的入射角,纤芯的折射率随之增大
【答案】C
【解析】纤芯的折射率应大于外包层的折射率,才能使光信号在二者之间的界面处发生全反射,故A错误根据全反射临界角公式可知,全反射临界角由折射率决定,介质的折射率与介质本身性质有关,与入射角无关,增大左端面的入射角,纤芯的折射率不变,外包层与纤芯之间的界面处发生全反射的临界角不变,故B、D错误根据折射率公式,折射角可知增大左端面的入射角,纤芯的折射率不变,左端面的折射角随之增大,故C正确。
5.在近代物理发展的过程中,实验和理论相互推动,促进了人们对世界的认识。如图四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是( )
A. 图所示的射线“”为射线
B. 图所示的中心亮斑为圆盘衍射而形成的泊松亮斑
C. 图所示为粒子散射实验,实验发现极少数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进
D. 图所示为氢原子能级图,一个处于第四能级的氢原子最多能辐射出种光子
【答案】B
【解析】A. 图带电粒子在匀强磁场中运动时,粒子在正电,根据左手定则,粒子向右偏转,所以射线“”为射线,故A错误;
B. 图所示为圆盘衍射而成的柏松亮斑,故B正确;
C. 卢瑟福通过图进行粒子散射实验研究时,发现绝大多数粒子穿过金箔后运动方向几乎不变,少数发生大角度偏转,极少数偏转的角度甚至大于,也就是说,它们几乎被“撞了回来”,故C错误;
D. 图所示为氢原子能级图,一个处于第四能级的氢原子最多能辐射出种光子,一群处于第四能级的氢原子最多能辐射出种光子,故D错误。
故选B。
6.某多用电表的简化电路图如图所示。为单刀多掷开关,通过操作开关,接线柱可以接通、、、或。下列说法正确的是( )
A. 当接或时,测量的是电流,接时的量程大
B. 当接时,测量的是电阻,其中是黑表笔
C. 当接时,测量的电阻越大,指针偏转角越大
D. 当接或时,测量的是电压,接和接时的最大测量值之比为
【答案】A
【解析】当接或时,测量的是电流,因为与灵敏电流计并联的电阻越小,通过的电流越大,总电流越大,量程越大,所以接时量程大,项正确;当接时,测量的是电阻,电流一定从红表笔流入电表,所以其中是红表笔,项错误;当接时,测量的电阻越大,回路电流越小,指针偏转角越小,项错误;当接或时,电流表与电阻串联,测量的是电压,设虚线框内电路等效的电流表的量程为,内阻为,设接时的量程为,由串并联电路特点可得,设接时的量程为,由串并联电路特点可得,联立可得,项错误。
二、多选题:本大题共4小题,共20分。
7.如图所示,一定质量的理想气体从状态完成一个循环,已知该理想气体的内能与热力学温度的关系是为比例系数,为热力学温度,气体在状态时的温度为,则下列说法正确的是 ( )
A. 气体从状态过程中从外界吸收的热量为
B. 从状态过程中气体放出的热量是
C. 完成整个循环的过程中,气体吸收的热量等于放出的热量
D. 完成整个循环的过程中,气体吸收的热量大于放出的热量
【答案】BD
【解析】气体从状态过程,根据理想气体状态方程可得,解得,故状态下理想气体的内能为,故从状态气体内能增加,但由于体积增大,气体对外界做功,所以从外界吸收的热量要大于,A错误;从状态过程为等容变化,即,根据查理定律可得,解得
,温度降低,内能减小,故气体向外界释放热量,大小为,B正确;从状态过程,气体对外界做功大小等于如图甲所示阴影面积大小,从外界吸收热量为,从状态过程为等容变化,即,从状态过程,体积减小,外界对气体做功大小等于如图乙所示阴影面积大小,过程向外界释放热量为,由于,所以,C错误,D正确.
8.激光束可视为大量同向动量的粒子流,当其照射到介质小球时,除发生反射、折射和吸收外,还会对物体施加作用力如光镊效应。如图,一束激光从点分出两细光束和,入射时与球心的夹角均为,经折射后出射方向均与连线平行。已知小球折射率大于周围介质,忽略反射和吸收,试通过折射、动量变化分析两束光对小球产生的合力情况( )
A. 若光束和强度相同,两光束因折射对小球产生的作用力水平向左
B. 若光束比的强度小,两光束因折射对小球的作用力的方向指向左上方
C. 若只增大激光的频率,则光对小球的作用一定变大
D. 若激光束不变,只增大小球的半径,光对小球的作用会变小
【答案】AD
【解析】仅考虑光的折射,设时间内每束光穿过小球的粒子数为,每个粒子动量的大小为,这些粒子进入小球前的总动量为,小球出射时的总动量为,、的方向均沿向右。根据动量定理,可知,小球对这些粒子的作用力的方向沿向右根据牛顿第三定律,两光束对小球的合力的方向沿向左,故A正确
若光束比的强度小,可知时间内束光穿过小球的粒子数比束光的粒子数多,这些粒子进入小球前竖直方向总动量方向竖直向下,小球出射时竖直方向总动量,根据动量定理可知,小球对这些粒子竖直方向的作用力竖直向上,根据牛顿第三定律,两光束对小球的竖直方向的作用力竖直向下由选项可知,两光束对小球的水平方向的作用力的方向沿向左,由平行四边形定则可知两光束因折射对小球的作用力的方向指向左下方,故B错误
若只增大激光的频率,即增大光子动量,由于不知道光束、的强度大小关系,则光对小球的作用力不一定增大,故C错误
当小球半径增大,更多光线进入球内,在各方向发生折射。由于激光束方向不变,进出的光线在小球内的折射趋于对称,使动量变化方向趋于均衡,左右分力更容易相互抵消,导致小球所受合力减小,故 D正确。
9.如图所示,水平面上固定着两根足够长的平行光滑导槽,质量为的光滑形管静止在导槽上,形管能在两导槽之间自由滑动,一质量为的小球沿水平方向以初速度从形管的一端射入.已知小球的半径略小于管道半径,下列说法正确的是( )
A. 该过程中,小球与形管组成的系统动量守恒
B. 小球运动到形管圆弧部分的最左端时,小球的速度大小为
C. 当小球从形管的另一端射出时,速度为
D. 从小球入射至运动到形管圆弧部分最左端过程中,导槽对形管的冲量大小为
【答案】CD
【解析】该过程中,小球与形管组成的系统沿两导槽方向动量守恒,但垂直导槽方向动量不守恒,故 A错误;小球运动到形管圆弧部分的最左端过程,沿导槽方向,系统动量守恒,以向左为正方向,由动量守恒定律得,解得,设此时小球的合速度为,根据机械能守恒定律得,解得,故 B错误;小球进出形管的过程,小球与形管组成的系统机械能守恒,系统沿导槽方向动量守恒,设小球和形管的末速度分别为、,有,,解得,,故 C正确;在小球运动到形管圆弧部分的最左端时,小球垂直导槽的分速度为,运动到形管圆弧部分的最左端的过程中,在垂直导槽方向,以向下为正方向,对小球,根据动量定理可知在垂直导槽方向,形管对小球的冲量,则小球对形管在垂直导槽方向的冲量大小也为,又形管在垂直导槽方向的动量变化量为零,则导槽对形管的冲量大小为,故 D正确.
10.有一台理想变压器及所接负载如下图所示。在原线圈、两端加上交变电流。已知是原线圈中心抽头,电压表和电流表均为理想交流电表,电容器的耐压值足够大。下列说法正确的是( )
A. 开关始终接,当滑片向下滑动时电压表示数不变,电压表示数变大,电流表示数变小
B. 开关始终接,当滑片向上滑动时的电功率增大,示数的变化量与示数的变化量之比不变
C. 保持滑片的位置不变,将开关由改接,变压器输入功率变大
D. 保持滑片的位置不变,将开关由改接,电容器所带电荷量的最大值将增大
【答案】ABD
【解析】A、开关始终接不变,变压器输入电压不变,当滑片向下滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,由于原、副线圈的匝数不变,变压器输出电压不变,即电压表示数不变,由于负载的电阻变大,所以电流会减小,电流表示数变小,而,所以会变大,即电压表示数变大,故A正确;
B、根据变流比,::可知,开关始终接,当滑片向上滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,根据欧姆定律可知,电流表示数增大,电阻消耗的电功率增大,将原线圈和电阻看作等效电源,则示数的变化量与示数的变化量之比等于等效电源的内阻,恒定不变,故B正确;
C、保持滑片的位置不变,将开关由改接时,原线圈匝数增大,根据变压比可知,::,可知变小,副线圈输出功率变小,则原线圈输入功率变小,故C错误;
D、保持滑片的位置不变,将开关由改接,原线圈匝数减小,根据变压比可知,副线圈输出电压增大,电容器两端电压增大,最大值增大,,所带电荷量的最大值增大,故D正确。
故选:。
此题考查了理想变压器的构造和原理,解题的关键是电路结构的分析,明确电容器两端的电压,根据变压比和变流比分析各个量的变化。
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11.年月,我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量,其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度,进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材设计了如下实验,测量当地重力加速度的大小。实验步骤如下:
如图甲所示,选择合适高度的垫块,使木板的倾角为,在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺图中未画出。
调整手机使其摄像头正对木板表面,开启视频录像功能。将小物块从木板顶端释放,用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放,选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点,得到小物块相对于该点的运动距离与运动时间的数据。
该同学选取部分实验数据,画出了图象,利用图象数据得到小物块下滑的加速度大小为。
再次调节垫块,改变木板的倾角,重复实验。
回答以下问题:
当木板的倾角为时,所绘图象如图乙所示。由图象可得,物块过测量参考点时速度的大小为 ;选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的、两点,利用、两点数据得到小物块下滑加速度的大小为 结果均保留位有效数字。
根据上述数据,进一步分析得到当地的重力加速度大小为 结果保留位有效数字,,
【答案】
【解析】【分析】
本题主要是考查测定重力加速度实验,要求能够理解实验原理和实验操作方法,知道数据的处理方法,注意图象的单位不要弄错。
根据位移时间关系得到的关系式,根据图线的截距和斜率求解;
当木板的倾角分别为、时,对小物块进行受力分析,根据牛顿第二定律列方程求解。
【解答】
解:设物块过测量参考点时速度的大小为,根据位移时间关系可得:
所以有:,
当时速度即为参考点的速度,故
解得:
图象的斜率表示加速度,则有:;
木板的倾角为,小物块加速度大小为,
对小物块根据牛顿第二定律可得:,
当倾角为时,有:
联立解得:。
12.有一种测量压力的电子秤,其原理如图所示。是内阻不计、电动势为的电源。是一个阻值为的限流电阻。是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。是压敏电阻,其阻值可随压力大小的变化而改变,其关系如下表所示。是一个用来保护显示器的电容器。秤台所受的重力忽略不计。计算中用到的一律代入,一律代入
压力
电阻
如图为描绘出的电阻随压力变化的一次函数,归纳出电阻值随压力变化的函数关系式 。
台秤空载时,显示器指针在原电流表盘 位置处。
若电容器的耐压值为,该电子秤的量程是 。
写出压力随电流变化的关系式 ,说明该测力显示器的刻度 均匀或不均匀。
【答案】
不均匀
【解析】【分析】
根据的阻值随压力的大小变化的图象可知电阻与压力成一次函数关系,利用待定系数法可确定函数关系式。
由图读出台秤空载时压敏电阻的电阻值,由闭合电路的欧姆定律求出电流;
根据串联电路电压规律可知压敏电阻两端的电压,根据串联电路特点可计算压敏电阻的值,进一步计算测力计的最大测量值。
根据欧姆定律推导串联电路电流的关系式,结合与的关系式推导压力与电流的关系式可知测力显示器的刻度是否均匀
考查学生对欧姆定律和串联电流特点的掌握并结合函数知识对实际问题做出正确的判断。
【解答】
解:根据的阻值随压力的大小变化的图象可知压敏电阻的阻值与压力成一次函数关系,设它们的关系式为:
。
把,和,代入得:
解得,,
所以它们的关系式为;
由图读出台秤空载时压敏电阻的电阻值为,所以电路中的电流:
;
由的公式可知,压力增大时,压敏电阻值减小,当电阻两端的电压为时,压敏电阻两端的电压为:
根据串联电路特点可得:
代入数据,有:
解得:
把代入
即:
解得:;
由欧姆定律可得:
把:,,
代入上式化简得:
所以压力和电流不成一次函数关系,故该测力显示器的刻度是不均匀的。
四、计算题:本大题共3小题,共40分。
13.固定的半圆形玻璃砖半径为,横截面如图所示,点为圆心,为直径的垂线,足够大的光屏紧靠玻璃砖右侧且垂直于由、两种单色光组成的细光束沿半径方向射向点,入射光线与间的夹角为已知玻璃砖对光的折射率为,光在真空中传播速度为.
当时,在光屏点上方和下方出现的两个光斑间的距离为,求玻璃砖对光的折射率;
改变角度的大小直到光屏上恰好只剩下一个光斑,计算此种情况下光从射入玻璃砖至传播到光屏所用的时间.
【答案】细光束射到界面,一部分反射,设反射光与光屏的交点为,另一部分折射,设折射光与光屏的交点为,折射角为,光路图如图甲所示,
根据临界角公式,对光,有,
解得光的临界角,
说明光恰好发生全反射,射到点的光只有光,由几何关系知,,
则,,,
由几何关系可知光折射角等于,故玻璃砖对光的折射率.
根据临界角公式,对光,有,
解得光的临界角,
若改变角度的大小直到光屏上恰好只剩下一个光斑,则光和光均发生全反射,光路图如图乙所示,此时入射角,
设反射光线与光屏的交点为点,由几何关系知,,联立解得,
光在玻璃砖中传播的速度为,
光在玻璃砖中传播的时间为,
光在空气中传播的时间为,
联立解得光从射入玻璃砖至传播到光屏所用的时间.
【解析】略
14.如图所示,固定于竖直平面内的光滑绝缘圆形轨道,其轨道半径为,为水平直径,为竖直直径,下端与水平绝缘轨道在点平滑连接,整个轨道处在水平向左、大小的匀强电场中,现有一质量为、带电荷量为的小滑块可视为质点从水平轨道上的点由静止释放,到的距离,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为,重力加速度取。求结果可用根式和分式表示
滑块第一次到达点经历的时间。
滑块到达轨道点时受到轨道的压力。如果调整滑块在水平轨道上的初始位置,为确保滑块不脱轨并能从点滑出,则初始静止释放点距点距离的取值范围。
【答案】滑块在段做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有,解得
由匀变速直线运动位移公式,解得
设滑块到达点时的速度为,从开始运动到点过程,由动能定理有
解得
设滑块到达点时受到轨道的作用力大小为,
则有
解得,方向竖直向下。
如图所示,可以将静电力与重力的合力视为等效重力,图中点为等效最高点
要使滑块恰好始终沿轨道滑行,则滑至圆轨道点时,静电力和重力的合力恰好指向圆心,根据等效场思想,此时的速度最小,设在点弹力为零时,滑块的速度为,则有
由静电力和重力的合力提供向心力
解得
设此时滑块释放点与点距离为,由动能定理有,
解得
因此要使滑块不脱轨并从点滑出,滑块初始静止释放的位置与点的距离的取值范围为。
【解析】略
15.如图甲“落体塔”是一种惊险刺激的游乐设备,将游客升至数十米高空,自由下落至近地面再减速停下,让游客体验“坠落”的乐趣。物理兴趣小组设计了如图乙的减速模型,线圈代表乘客以及乘坐舱,质量为,匝数匝,线圈半径为,总电阻为。减速区设置一沿半径方向向外的辐向磁场,俯视图如图丙,其到中心轴距离处磁感应强度。线圈被提升到离地处由静止释放做自由落体运动,减速区高度为,忽略一切空气阻力,重力加速度为。
判断线圈刚进入磁场时感应电流方向从上往下看,计算此时线圈受到的安培力大小;
为增加安全系数,一种方案是将磁场区域高度扩展至,若高度足够高,求线圈能达到的最大速度;
考虑到乘坐的舒适性,另一种方案是在座舱进入磁场后在线圈中维持恒定电流,同时为了逐渐减小超重感,将辐向磁场区域中到中心轴距离为处的磁感应强度按图丁所示规律进行变化,若要使线圈到地面时恰好减速到,求图丁中斜率的大小。
【答案】根据右手定则可知,感应电流方向为顺时针。自由落体过程,根据机械能守恒定律可得
由电磁感应定律
结合欧姆定律可得 ,
故有 。
当线圈匀速时达到最大速度,此时线圈受力平衡则有
解得 。
对全过程,由动能定理可得
安培力做功
又由图像可知,该过程中 的值应为 图像包围的面积
联立解得 。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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