精品解析:2026届河南长垣市第十中学高三下学期高考模拟预测卷(Ⅰ)物理试题
2026-06-22
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内容正文:
2026年河南省普通高中学业水平选择性考试预测卷(Ⅰ)
物理
注意事项:
1.本试卷共8页。时间75分钟,满分100分。答题前,考生先将自己的姓名、考生号填写在试卷指定位置,并将班级、姓名、考场号、座位号和考生号填写在答题卡上,然后认真核对条形码上的信息,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。作答非选择题时,将答案写在答题卡上对应的答题区域内。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将试卷和答题卡一并收回。
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 同位素热源是利用放射性同位素的衰变热制成的热源,具有抗干扰性强、工作准确可靠和可长期使用的优点,可为电子设备保温,是未来宇宙深空探索不可或缺的能源装置。当前的同位素热源主要采用锶与钚等半衰期长的同位素,衰变方程分别为、。已知锶与钚的半衰期分别约为29年、87年,若大量的锶与钚衰变前的数目相等,经历174年,衰变释放出的、的总电荷量分别约为、,则( )
A. B. C. D.
2. 如图,一光束射入等边三角形玻璃砖,射入时,入射光与玻璃砖表面角度和射出时出射光与玻璃砖表面夹角均为30°,则该玻璃砖对这束光的折射率为( )
A. B. 1.5 C. D. 2
3. 2025年12月,中山大学学生自研的“逸仙-A星”立方星在酒泉成功发射,成为世界首颗成功在轨开展木质外板验证的卫星。此次发射采用“一箭九星”方式,共将九颗卫星送入离地高度500km的同一预定轨道。下列说法正确的是( )
A. 九颗卫星的线速度相同
B. 九颗卫星的机械能一定相同
C. 在轨稳定运行时,卫星的线速度约为
D. 卫星所在轨道处重力加速度小于地面重力加速度
4. 某运动员在花样游泳比赛中,有一场景:用手拍皮球,水波向四周散开。这个场景可以简化为如图所示,波源O起振方向向下,垂直于水平介质平面做简谐运动,所激发的横波在均匀介质中向四周传播。时,离O点10m的质点A开始振动;时,离O点20m的质点B开始振动,此时质点A第3次(刚开始振动时记为第0次)回到平衡位置。下列说法正确的是( )
A. 该波周期为 B. 该波传播速度为10m/s
C. 时,质点A的振动方向向下 D. 该波遇到尺寸为3m的障碍物会发生明显衍射现象
5. 图甲为某款手机充电器的铭牌信息,家庭电路两端电压随时间变化的关系图像如图乙所示。手机充电器工作时,可近似看成一理想变压器,则下列说法正确的是( )
A. 该充电器的最大输出功率为
B. 该充电器在家庭电路中以最大功率使用时,原、副线圈的匝数之比为
C. 该充电器原、副线圈中均以最小电压正常工作时,原线圈中的电流有效值为
D. 家庭电路中偶尔会有瞬时的脉冲电压,该充电器允许的脉冲电压峰值约为
6. 如图所示,某楼梯有8级台阶,一表面光滑的小球从最上面一级台阶的边缘被水平踢出,刚好落到下一级台阶的水平边缘上,被弹起后继续运动。所有台阶的高度相同、宽度相同,所有碰撞过程均为弹性碰撞(碰撞前后水平方向速度不变,竖直方向速度反向),忽略空气阻力,则小球落地之前与台阶碰撞的次数为( )
A. 2次 B. 3次 C. 4次 D. 5次
7. 如图所示,在平面直角坐标系中,边界OM与x轴正方向间的夹角为,其中,边界OM与间存在垂直纸面向外的匀强磁场,边界OM与间存在垂直纸面向里的匀强磁场,且两磁场的磁感应强度大小相等。正方形导线框abcd以恒定的速度沿x轴正方向运动并穿过磁场区域,运动过程中bc边始终平行于y轴。规定导线框中逆时针方向为电流的正方向。从刚进入磁场开始计时,下列能正确反映导线框中感应电流i随时间t变化的关系图像的是( )
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。
8. 图甲是某型号气门结构的简化图:金属块和固定弹簧座连接弹簧上端和下端,偏心轮轴位置固定,偏心轮以恒定角速度转动,带动金属块与推杆整体上下往复运动,配合气门机构完成进气、出气,此过程弹簧一直处于压缩状态,偏心轮与金属块始终保持接触。偏心轮横截面如图乙所示,其中R为已知量。在时通过轮轴的偏心轮直径恰好处于水平位置,则( )
A. 推杆上下往复运动的周期为
B. 时弹簧的弹性势能最大
C. 偏心轮上各点的线速度最大值为
D. 偏心轮上各点的向心加速度最大值为
9. 中国茶文化是中国制茶、饮茶的文化,在世界享有盛誉。在茶叶生产过程中有道茶叶、茶梗分离的工序,如图所示,A、B两个带电球之间产生非匀强电场,茶叶、茶梗都带正电荷,且茶叶的比荷大于茶梗的比荷,两者通过静电场便可分离,并沿光滑绝缘分离器落入小桶。假设一茶梗P的电荷量为、质量为,以的速度离开A球表面点,最后落入桶底,点电势为,距离桶底高度为,桶底电势为零。不计空气阻力,茶叶、茶梗间的作用力及一切碰撞能量损失。重力加速度取。则( )
A. 处的电场强度比处的电场强度小 B. 处的电势低于处的电势
C. 茶叶落入左桶,茶梗落入右桶 D. 茶梗P落入桶底时的速度大小为
10. 如图所示,质量均为m的木块A和B,并排放在光滑水平面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为L的细线,细线另一端系一质量为m的球C。现将球C拉起使细线水平伸直,并由静止释放球C,则下列说法正确的是(重力加速度为g)( )
A. 运动过程中,A、B、C组成的系统机械能守恒,动量守恒
B. 球C第一次摆到最低点的过程,球C的速度大小为
C. 球C第一次摆到最低点的过程,木块A、B向右移动的距离为
D. 球C向左运动能达到的最大高度为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 为了“探究物体质量一定时加速度与力的关系”,某班级分成若干学习小组,同学们设计了如图所示的实验装置,其中M为小车质量,m为砝码和砝码盘的质量,将mg作为小车所受的合力,重力加速度为g。
(1)关于本实验,下列说法正确的是____________(双选);
A. 需要用天平测出
B. 本实验不需要将长木板右端适当垫高,以平衡摩擦力
C. 需要调整定滑轮的高度,使连接它们的轻绳与长木板平行
D. 实验中不需要远小于
(2)某学习小组在实验中得到如图所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个计时点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为的交流电,根据纸带可求出小车的加速度大小为___________(结果保留两位有效数字):
(3)该学习小组为了完成实验探究,画出关系图像,下列说法中正确的是__________(单选)
A. 平衡摩擦力时倾角过大
B. 图像出现弯曲是因为没有满足远小于
C. 若图像直线部分的斜率为,则
D. 图像弯曲部分纵坐标的大小趋向于
12. 工业上经常用“电导仪”来测定液体的电阻率,其中一个关键部件如图甲所示,两片金属放到液体中形成一个电容器形状的液体电阻,中间的液体为电阻的有效部分。某同学想测量某导电溶液的电阻率,在一透明长方体塑料容器内部左右两侧正对插入与容器等宽、与导电溶液等高的电极,两电极的正对面积为电极电阻不计。实验室提供的器材如下:
电压表(量程为,内阻约为);
电流表(量程为,内阻约为100Ω);
滑动变阻器(阻值范围为,允许通过的最大电流为);
电池组(电动势,内阻约为);
单刀单掷开关一个;
导线若干。
(1)该同学先用欧姆表粗测导电溶液电阻,他选择欧姆“”挡后测量结果如图乙所示,则粗略测量导电溶液的电阻为_______(结果保留2位有效数字)。
(2)为了准确测量导电溶液的电阻,需测量多组电压表、电流表数据,请用笔画线代替导线,将图丙的实物电路补充完整。
(3)实验时,仅改变两电极间的距离,测得多组、数据,计算出对应的电阻,如下表所示。请在图丁中作出图像_______,由图像可得该导电溶液的电阻率_______。(结果保留3位有效数字)
10
20
30
36
46
0.8
1.7
2.4
2.9
3.6
(4)该同学在实验中未考虑电表内阻的影响,从原理看,他用图像法计算出的电阻率将_______(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
13. 如图所示,一导热性能良好的圆柱形汽缸竖直放置,用活塞封闭一定质量的气体(可视为理想气体),活塞可无摩擦上下移动且汽缸不漏气。初始时活塞静止,其到汽缸底部的距离为。环境温度保持不变,将一质量为的物体轻放到活塞上,经过足够长的时间,活塞再次静止。已知活塞的质量为、横截面积为,大气压强为,重力加速度大小为,忽略活塞厚度。求:
(1)初始时,缸内气体的压强;
(2)活塞再次静止时,活塞下降的高度;
(3)该过程缸内气体内能的变化量及外界对其所做的功。
14. 航模小组进行螺旋桨飞机模型的下落表演。如图所示,质量为m的螺旋桨飞机模型正常工作,悬停在高处的点。现关闭螺旋桨,飞机模型从点由静止开始自由下落,和为两段缓冲区,飞机模型进入到缓冲区后,受到方向竖直向上、大小与飞机模型速率成正比的缓冲力的作用(已知),飞机模型通过、两点时加速度均恰好为,飞机模型通过点时的速度大小大于通过点时的速度大小。已知,不计飞机模型所受空气浮力和阻力的影响,重力加速度为。
(1)求点到点的距离。
(2)求飞机模型在两个缓冲区内减少的总机械能。
(3)若点下方均为缓冲区,飞机模型仍从点由静止开始自由下落,求飞机模型运动至加速度为时所用的时间与位移的关系。
15. 如图甲,长为L、间距为的A、B两金属板水平放置,右侧有一垂直于纸面的匀强磁场,两板中心最左侧a处有一粒子源随时间均匀向板间水平发射速度的电子。两金属板上加如图乙所示的交变电压,电子穿过极板的时间极短,该过程中板间电压不变.当板间电压时,从a点射出的电子经过磁场偏转后,恰能返回到a点.已知电子质量m,电量e,不计重力及电子间的相互作用。求:
(1)当电压时,电子从板间飞出时沿电场方向的侧移量y;
(2)磁感应强度的大小B;
(3)交变电压的一个周期内发射的电子能再次回到两板间的比例。
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2026年河南省普通高中学业水平选择性考试预测卷(Ⅰ)
物理
注意事项:
1.本试卷共8页。时间75分钟,满分100分。答题前,考生先将自己的姓名、考生号填写在试卷指定位置,并将班级、姓名、考场号、座位号和考生号填写在答题卡上,然后认真核对条形码上的信息,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。作答非选择题时,将答案写在答题卡上对应的答题区域内。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将试卷和答题卡一并收回。
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 同位素热源是利用放射性同位素的衰变热制成的热源,具有抗干扰性强、工作准确可靠和可长期使用的优点,可为电子设备保温,是未来宇宙深空探索不可或缺的能源装置。当前的同位素热源主要采用锶与钚等半衰期长的同位素,衰变方程分别为、。已知锶与钚的半衰期分别约为29年、87年,若大量的锶与钚衰变前的数目相等,经历174年,衰变释放出的、的总电荷量分别约为、,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据衰变方程遵循质量数守恒和电荷数守恒,可知衰变为时产生电子,衰变为时产生,设锶与钚衰变前的数目均为,则
,
解得
故选 D。
2. 如图,一光束射入等边三角形玻璃砖,射入时,入射光与玻璃砖表面角度和射出时出射光与玻璃砖表面夹角均为30°,则该玻璃砖对这束光的折射率为( )
A. B. 1.5 C. D. 2
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可得,光路图如图所示
由题意可知
根据对称性,结合几何关系可知,光线与三角形玻璃砖的底边平行,则
所以,该玻璃砖对这束光的折射率为
故选C。
3. 2025年12月,中山大学学生自研的“逸仙-A星”立方星在酒泉成功发射,成为世界首颗成功在轨开展木质外板验证的卫星。此次发射采用“一箭九星”方式,共将九颗卫星送入离地高度500km的同一预定轨道。下列说法正确的是( )
A. 九颗卫星的线速度相同
B. 九颗卫星的机械能一定相同
C. 在轨稳定运行时,卫星的线速度约为
D. 卫星所在轨道处重力加速度小于地面重力加速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.线速度是矢量,九颗卫星在同一轨道上仅线速度大小相等,运动方向不一定相同,因此线速度不相同,
故A错误;
B.机械能为动能与引力势能之和,动能和引力势能均与卫星质量有关,九颗卫星质量不一定相等,因此机械能不一定相同,
故B错误;
C.第一宇宙速度是卫星的最大环绕速度,轨道高度越高环绕速度越小,该卫星轨道高于近地轨道,线速度必然小于,
故C错误;
D.由万有引力等于重力可得,卫星轨道半径大于地球半径,因此轨道处重力加速度小于地面重力加速度,
故D正确。
故选D。
4. 某运动员在花样游泳比赛中,有一场景:用手拍皮球,水波向四周散开。这个场景可以简化为如图所示,波源O起振方向向下,垂直于水平介质平面做简谐运动,所激发的横波在均匀介质中向四周传播。时,离O点10m的质点A开始振动;时,离O点20m的质点B开始振动,此时质点A第3次(刚开始振动时记为第0次)回到平衡位置。下列说法正确的是( )
A. 该波周期为 B. 该波传播速度为10m/s
C. 时,质点A的振动方向向下 D. 该波遇到尺寸为3m的障碍物会发生明显衍射现象
【答案】D
【解析】
【详解】C.波源O起振方向向下,时,离O点10m的质点A开始振动方向与波源方向相同,起振方向向下,时,质点A第3次(刚开始振动时记为第0次)回到平衡位置,根据简谐运动规律,可得此时质点A的振动方向也向上,故C错误;
A.当波传到B点时,A点第三次回到平衡位置,可知
可得
故A错误;
B.由题意,可知波由A点传到B点经历2s,解得波速
故B错误;
D.该列波的波长为
当障碍物的尺寸与波长相比,相差不大或比波长更小时,容易发生明显的衍射现象。可知该波遇到尺寸为3m的障碍物会发生明显衍射现象,故D正确。
故选D。
5. 图甲为某款手机充电器的铭牌信息,家庭电路两端电压随时间变化的关系图像如图乙所示。手机充电器工作时,可近似看成一理想变压器,则下列说法正确的是( )
A. 该充电器的最大输出功率为
B. 该充电器在家庭电路中以最大功率使用时,原、副线圈的匝数之比为
C. 该充电器原、副线圈中均以最小电压正常工作时,原线圈中的电流有效值为
D. 家庭电路中偶尔会有瞬时的脉冲电压,该充电器允许的脉冲电压峰值约为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题图甲可知,该充电器的最大输出功率为,故A错误;
B.该充电器在家庭电路中以最大功率使用时副线圈两端的电压为,则原、副线圈的匝数之比为,故B错误;
C.该充电器原、副线圈中均以最小电压正常工作时,原线圈两端的电压为,副线圈两端的电压为,电流为,则由,可得原线圈中的电流有效值为,故C正确;
D.充电器输入电压的有效值最大为,则该充电器允许的脉冲电压峰值为,故D错误;
故选C。
6. 如图所示,某楼梯有8级台阶,一表面光滑的小球从最上面一级台阶的边缘被水平踢出,刚好落到下一级台阶的水平边缘上,被弹起后继续运动。所有台阶的高度相同、宽度相同,所有碰撞过程均为弹性碰撞(碰撞前后水平方向速度不变,竖直方向速度反向),忽略空气阻力,则小球落地之前与台阶碰撞的次数为( )
A. 2次 B. 3次 C. 4次 D. 5次
【答案】A
【解析】
【详解】设一级台阶的高度为h,长度为s,小球从第8级台阶边缘抛出刚好落在第7级台阶的水平边缘时,水平方向上有
竖直方向上有
联立解得
小球在第7级台阶的边缘处发生反弹,小球会做斜抛运动,根据运动的对称性,可知小球运动到最高点时刚好与第8级台阶平齐,且距离第8级台阶边缘的水平距离为2s(在第6级台阶边缘的正上方),接下来小球做平抛运动,竖直方向上,当时,水平方向上有
当时,,说明小球不会落在第5级台阶上;
当时,,说明小球刚好落在第4级台阶的边缘处。接下来小球继续做斜抛运动,同样根据运动的对称性,可知小球到达最高点时与第8级台阶高度相等,且在第2级台阶边缘的正上方,接下来小球做平抛运动会落在地面上。
综上,小球在落地之前一共与台阶有2次碰撞。
故选A。
7. 如图所示,在平面直角坐标系中,边界OM与x轴正方向间的夹角为,其中,边界OM与间存在垂直纸面向外的匀强磁场,边界OM与间存在垂直纸面向里的匀强磁场,且两磁场的磁感应强度大小相等。正方形导线框abcd以恒定的速度沿x轴正方向运动并穿过磁场区域,运动过程中bc边始终平行于y轴。规定导线框中逆时针方向为电流的正方向。从刚进入磁场开始计时,下列能正确反映导线框中感应电流i随时间t变化的关系图像的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设导线框的速度大小为v,边长为l,总电阻为R,磁感应强度大小为B,bc边刚进磁场时产生的感应电流,由右手定则可判断出感应电流的方向为逆时针方向(正向)。在bc边切割磁感线的时间内,如图甲所示,bc边被边界OM分为be和ec两部分,其中,
两部分产生的感应电动势方向相反,则
可知电流随时间线性减小。当ad边刚好未进入磁场区域,bc边刚好完全进入右侧磁场区域时,电流变为
当导线框刚好全部进入磁场区域时,导线框中的感应电流突变为
导线框在磁场中运动直到导线框完全进入右侧磁场的这段时间内,导线框被边界分为左、右两部分,如图乙所示,这两部分都切割磁感线,且有效长度均为af,有
这两部分产生的感应电动势大小相等,方向相同,则电流
由数学知识可知,满足线性关系。
故选B。
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。
8. 图甲是某型号气门结构的简化图:金属块和固定弹簧座连接弹簧上端和下端,偏心轮轴位置固定,偏心轮以恒定角速度转动,带动金属块与推杆整体上下往复运动,配合气门机构完成进气、出气,此过程弹簧一直处于压缩状态,偏心轮与金属块始终保持接触。偏心轮横截面如图乙所示,其中R为已知量。在时通过轮轴的偏心轮直径恰好处于水平位置,则( )
A. 推杆上下往复运动的周期为
B. 时弹簧的弹性势能最大
C. 偏心轮上各点的线速度最大值为
D. 偏心轮上各点的向心加速度最大值为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由分析可知,偏心轮转动一圈时推杆正好往复运动了一个周期,根据周期和角速度的关系可得,故A正确;
B.弹簧一直处于压缩状态,则当弹簧长度最短时,压缩量最大,弹簧的弹性势能最大,此时偏心轮应转到最低点,即从初始位置转动
令,解得,不符合题意,故B错误;
C.根据线速度与角速度的关系,由偏心轮上各点的半径的最大值为3R,可知偏心轮上各点的线速度最大值为,故C正确;
D.根据可知,偏心轮上各点的向心加速度最大值为,故D错误。
故选AC。
9. 中国茶文化是中国制茶、饮茶的文化,在世界享有盛誉。在茶叶生产过程中有道茶叶、茶梗分离的工序,如图所示,A、B两个带电球之间产生非匀强电场,茶叶、茶梗都带正电荷,且茶叶的比荷大于茶梗的比荷,两者通过静电场便可分离,并沿光滑绝缘分离器落入小桶。假设一茶梗P的电荷量为、质量为,以的速度离开A球表面点,最后落入桶底,点电势为,距离桶底高度为,桶底电势为零。不计空气阻力,茶叶、茶梗间的作用力及一切碰撞能量损失。重力加速度取。则( )
A. 处的电场强度比处的电场强度小 B. 处的电势低于处的电势
C. 茶叶落入左桶,茶梗落入右桶 D. 茶梗P落入桶底时的速度大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由于处的电场线稀疏,处的电场线密集,所以处的电场强度小于处的电场强度,故A正确;
B.处附近电场线密集,电势变化快,处附近电场线稀疏,电势变化慢,过处大致画出等势面,如下图所示,可知处的电势等于处的电势,由沿电场线方向电势逐渐降低可知,处的电势大于处的电势,故B错误;
C.设该电场的电场强度为,在沿电场线方向,根据牛顿第二定律有,解得,由于茶叶的比荷大于茶梗的比荷,可知在任意同一位置沿电场线方向茶叶的加速度均大于茶梗的加速度,则在相等时间内,茶叶的水平位移大于茶梗的水平位移,可知茶叶落入右桶,茶梗落入左桶,故C错误;
D.设茶梗落入桶底时的速度大小为,由题意可知茶梗的初速度,茶梗从点到落入桶底的过程中,由动能定理可得,代入数据解得,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,质量均为m的木块A和B,并排放在光滑水平面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为L的细线,细线另一端系一质量为m的球C。现将球C拉起使细线水平伸直,并由静止释放球C,则下列说法正确的是(重力加速度为g)( )
A. 运动过程中,A、B、C组成的系统机械能守恒,动量守恒
B. 球C第一次摆到最低点的过程,球C的速度大小为
C. 球C第一次摆到最低点的过程,木块A、B向右移动的距离为
D. 球C向左运动能达到的最大高度为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.运动过程中,木块A、B和球C组成的系统在水平方向所受合力为零,而在竖直方向受合力不为零,故此系统在水平方向上动量守恒,而在竖直方向上动量不守恒,所以此系统的动量不守恒,故A错误;
B.球C第一次到达最低点时,设此时木块A、B的共同速度大小为,球C的速度大小为,由此过程水平方向动量守恒可得
由机械能守恒定律可得
联立解得,,故B错误;
C.球C第一次摆到最低点的过程中,设C的水平速度大小为,木块A、B的速度大小为,对A、B、C组成的系统,根据水平方向动量守恒可得
可得此过程中C的水平速度大小与木块A、B的速度大小之比始终为
则球C第一次摆到最低点的过程中,C的水平位移大小与木块A、B的位移大小之比为
由几何关系可得
解得木块A、B向右移动的距离为,故C正确;
D.球C第一次由最低点向左摆至最高点的过程,A与C组成的系统在水平方向上动量守恒,球C向左摆至最高点时与A共速,以水平向左为正方向,根据动量守恒定律和机械能守恒定律可得,
联立解得,故D正确。
故选CD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 为了“探究物体质量一定时加速度与力的关系”,某班级分成若干学习小组,同学们设计了如图所示的实验装置,其中M为小车质量,m为砝码和砝码盘的质量,将mg作为小车所受的合力,重力加速度为g。
(1)关于本实验,下列说法正确的是____________(双选);
A. 需要用天平测出
B. 本实验不需要将长木板右端适当垫高,以平衡摩擦力
C. 需要调整定滑轮的高度,使连接它们的轻绳与长木板平行
D. 实验中不需要远小于
(2)某学习小组在实验中得到如图所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个计时点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为的交流电,根据纸带可求出小车的加速度大小为___________(结果保留两位有效数字):
(3)该学习小组为了完成实验探究,画出关系图像,下列说法中正确的是__________(单选)
A. 平衡摩擦力时倾角过大
B. 图像出现弯曲是因为没有满足远小于
C. 若图像直线部分的斜率为,则
D. 图像弯曲部分纵坐标的大小趋向于
【答案】(1)AC (2)0.81 (3)C
【解析】
【小问1详解】
A.实验探究物体质量一定时加速度与力的关系,且用mg作为小车所受的合力,则需测量大小,故A正确;
B.本实验需要将长木板右端垫高,使小车重力沿斜面分力平衡摩擦力,故B错误;
C.为了保证小车运动过程,绳子拉力恒定不变,需要调整力传感器和定滑轮的高度,使得连接它们的轻绳与长木板平行,故C正确;
D.砝码盘整体有向下的加速度,根据牛顿第二定律mg-T=ma
对小车,根据牛顿第二定律T=Ma
联立可得
当,T近似等于mg,故D错误。
故选AC。
【小问2详解】
相邻两计数点间还有四个计时点没有画出,则相邻两点时间为
根据逐差法可知加速度为
【小问3详解】
A.由题图可知,当有一定的拉力时,小车才有加速度,说明平衡摩擦力过小,故A错误;
B.末端发生了弯曲现象,说明小盘(及砝码)的重力不能够代替小车受到的合外力大小,即小盘(及砝码)的质量未远小于小车的质量,故B错误;
C.根据牛顿第二定律
可知若图像直线部分的斜率为,则,故C正确;
D.图像弯曲部分,根据牛顿第二定律有
当时,纵坐标的大小趋向于g,故D错误;
故选C。
12. 工业上经常用“电导仪”来测定液体的电阻率,其中一个关键部件如图甲所示,两片金属放到液体中形成一个电容器形状的液体电阻,中间的液体为电阻的有效部分。某同学想测量某导电溶液的电阻率,在一透明长方体塑料容器内部左右两侧正对插入与容器等宽、与导电溶液等高的电极,两电极的正对面积为电极电阻不计。实验室提供的器材如下:
电压表(量程为,内阻约为);
电流表(量程为,内阻约为100Ω);
滑动变阻器(阻值范围为,允许通过的最大电流为);
电池组(电动势,内阻约为);
单刀单掷开关一个;
导线若干。
(1)该同学先用欧姆表粗测导电溶液电阻,他选择欧姆“”挡后测量结果如图乙所示,则粗略测量导电溶液的电阻为_______(结果保留2位有效数字)。
(2)为了准确测量导电溶液的电阻,需测量多组电压表、电流表数据,请用笔画线代替导线,将图丙的实物电路补充完整。
(3)实验时,仅改变两电极间的距离,测得多组、数据,计算出对应的电阻,如下表所示。请在图丁中作出图像_______,由图像可得该导电溶液的电阻率_______。(结果保留3位有效数字)
10
20
30
36
46
0.8
1.7
2.4
2.9
3.6
(4)该同学在实验中未考虑电表内阻的影响,从原理看,他用图像法计算出的电阻率将_______(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1)
(2) (3) ①. ②.
(4)等于
【解析】
【小问1详解】
由题图乙可知,粗略测量导电溶液的电阻为
【小问2详解】
为了准确测量导电溶液的电阻,并测量多组数据,则滑动变阻器应采用分压式接法;根据,可知电流表应该采用内接法,则实物图连线如图甲所示。
【小问3详解】
[1][2]根据题表数据描点,连线,得到的图像如图乙所示。由,可得,则根据画出的图像,图像的斜率,解得该导电溶液的电阻率。
【小问4详解】
若考虑电表的内阻,则有,由于该实验是通过图像的斜率求电阻率的,而斜率与电流表内阻无关,因此计算结果等于真实值。
13. 如图所示,一导热性能良好的圆柱形汽缸竖直放置,用活塞封闭一定质量的气体(可视为理想气体),活塞可无摩擦上下移动且汽缸不漏气。初始时活塞静止,其到汽缸底部的距离为。环境温度保持不变,将一质量为的物体轻放到活塞上,经过足够长的时间,活塞再次静止。已知活塞的质量为、横截面积为,大气压强为,重力加速度大小为,忽略活塞厚度。求:
(1)初始时,缸内气体的压强;
(2)活塞再次静止时,活塞下降的高度;
(3)该过程缸内气体内能的变化量及外界对其所做的功。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
初始时,对活塞进行受力分析,由平衡条件有
解得初始时,缸内气体的压强为
【小问2详解】
活塞再次静止时,对物体和活塞整体进行受力分析,由平衡条件有
解得缸内气体最终的压强为
由于汽缸导热,环境温度保持不变,且活塞下降过程时间足够长,因此该过程为等温过程,由玻意耳定律可知
活塞下降的高度
联立可得
【小问3详解】
由于该过程中温度保持不变,则该过程缸内气体内能的变化量为
整个过程外界对其所做的功为
14. 航模小组进行螺旋桨飞机模型的下落表演。如图所示,质量为m的螺旋桨飞机模型正常工作,悬停在高处的点。现关闭螺旋桨,飞机模型从点由静止开始自由下落,和为两段缓冲区,飞机模型进入到缓冲区后,受到方向竖直向上、大小与飞机模型速率成正比的缓冲力的作用(已知),飞机模型通过、两点时加速度均恰好为,飞机模型通过点时的速度大小大于通过点时的速度大小。已知,不计飞机模型所受空气浮力和阻力的影响,重力加速度为。
(1)求点到点的距离。
(2)求飞机模型在两个缓冲区内减少的总机械能。
(3)若点下方均为缓冲区,飞机模型仍从点由静止开始自由下落,求飞机模型运动至加速度为时所用的时间与位移的关系。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
飞机模型在段自由下落,到达、两点时加速度均恰好为,则有,
解得
飞机模型在段做加速运动,所以,又由题意可知,且
可知飞机模型在段和段做完全相同的减速运动,则有
飞机模型由运动到的过程,有
飞机模型由运动到的过程,有
联立解得
【小问2详解】
飞机模型由运动到,动能不变,机械能减少
同理,飞机模型由运动到,机械能减少
则飞机模型在两个缓冲区内减少的总机械能
【小问3详解】
飞机模型加速度为时,速度大小为
飞机模型从静止释放到加速度变为0的过程,重力的冲量为
缓冲力的冲量为
由动量定理可得
联立解得
15. 如图甲,长为L、间距为的A、B两金属板水平放置,右侧有一垂直于纸面的匀强磁场,两板中心最左侧a处有一粒子源随时间均匀向板间水平发射速度的电子。两金属板上加如图乙所示的交变电压,电子穿过极板的时间极短,该过程中板间电压不变.当板间电压时,从a点射出的电子经过磁场偏转后,恰能返回到a点.已知电子质量m,电量e,不计重力及电子间的相互作用。求:
(1)当电压时,电子从板间飞出时沿电场方向的侧移量y;
(2)磁感应强度的大小B;
(3)交变电压的一个周期内发射的电子能再次回到两板间的比例。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
在偏转电场中,则有
根据牛顿第二定律,则有
可解得
【小问2详解】
出电场时,则有
可解得
所以出电场时的速度为
根据数学关系可知,在磁场中,粒子做圆周运动的半径为
根据洛伦兹力充当向心力,则有
可解得
【小问3详解】
当电压小于0时,电子向下偏转,假设在磁场中恰好从下边缘出射磁场,重新进入电场,则有
在磁场中,根据洛伦兹力充当向心力,则有
可解得
所以在偏转电场中的竖直位移为
由(1)可知,对应的电压应为
当电压大于0,达到最大电压时,电压为(1)的三倍,所以加速度为3倍,竖直偏移量为3倍,恰好从极板边缘射出。所以能再次回来的电压时间段为
能再次回到两板间的比例为
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