精品解析:2026届辽宁朝阳市建平县实验中学高三下学期第二次模拟考试物理试题
2026-06-24
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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-模拟预测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 辽宁省 |
| 地区(市) | 朝阳市 |
| 地区(区县) | 建平县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.72 MB |
| 发布时间 | 2026-06-24 |
| 更新时间 | 2026-06-24 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58468492.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
建平县实验中学2026届第二次模拟考试
物理试卷
满分100分时间75分钟
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题只有一项符合题目要求,每小题4分,第8-10题有多项符合题目要求。每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分。
1. 随着科学日益进步,人们对原子及原子核的认识越来越深刻,下列说法正确的是( )
A. 天然放射性现象的发现表明了原子内部是有复杂结构的
B. 分别用紫外线和红外线照射同一金属表面,如果紫外线使金属能发生光电效应,则用红外线照射该金属一定能发生光电效应
C. 一个氢原子处于量子数n=4的激发态,如果这个氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态,并向外辐射多种频率的光,则最多可以辐射六种不同频率的光
D. 比结合能越大的原子核越稳定
【答案】D
【解析】
【详解】A.天然放射性现象的本质是原子核自发衰变放出射线,该发现证明的是原子核内部存在复杂结构,电子的发现才表明原子有内部结构,A错误;
B.光电效应的发生条件是入射光频率大于金属的极限频率,紫外线频率高于红外线,紫外线能发生光电效应时,红外线频率可能低于金属极限频率,不一定能发生光电效应,B错误;
C.题中说明是一个氢原子,而非一群氢原子。一个处于激发态的氢原子向低能级跃迁,最多只能辐射共3种不同频率的光,只有一群氢原子才最多辐射种频率的光,C错误;
D.比结合能是原子核结合能与核子数的比值,比结合能越大,拆分单个核子需要的平均能量越高,原子核越稳定,D正确。
故选D。
2. 如图所示,用一根轻绳将红辣椒穿起来,悬挂在墙面凸出的光滑的钉子上,两侧轻绳之间的夹角为。已知轻绳中的张力大小为,两侧轻绳对钉子作用力的合力大小为。忽略辣椒与墙面间的作用,若辣椒总质量不变,缩短轻绳并使夹角增大,则( )
A. ,不变
B. ,变小
C. ,变小
D. ,不变
【答案】D
【解析】
【详解】钉子受到两侧轻绳的拉力大小均为,夹角为,设辣椒的总重力为,受力分析可得,合力大小,当夹角增大时,减小,由于辣椒的总重力不变,可得不变、增大。
故选D。
3. 如图所示是某汽车通过ETC过程的图像,下面说法正确的是( )
A. 内,汽车做匀减速直线运动
B. 内,汽车静止
C. 和内,汽车加速度方向相同
D. 和内,汽车速度方向相反
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知图像的斜率表示加速度,时间内加速度为负且恒定,速度为正,加速度方向与速度方向相反,故时,汽车做匀减速直线运动,选项A正确;
B.内,汽车做匀速直线运动,选项B错误;
C.内加速度为负,内加速度为正,故和内,汽车加速度方向相反,选项C错误;
D.和内,汽车速度方向相同,均为正,选项D错误。
故选A。
4. 如图所示为某发电站输电示意图,发电机的输出电压恒定,变压器均为理想变压器,在输电线路的起始端接入甲、乙两个理想互感器,甲、乙两互感器原、副线圈的匝数比分别为200∶1和1∶20,降压变压器原、副线圈匝数比为200∶1,电压表的示数为220V,电流表的示数为5A,输电线路的总电阻r=20Ω。则下列说法正确的是( )
A. 互感器甲中圈内接入电流表,互感器乙中圈内接入电压表
B. 输电线路上损耗的功率约占输电总功率的6%
C. 用户端的电压U4为200V
D. 用电高峰相对平时用电时,用户端的电压偏小
【答案】D
【解析】
【详解】A.互感器甲并联在零线和火线上,是电压互感器,圈内接入电压表,互感器乙串联在电路中,是电流互感器,圈内接入电流表,故A错误;
B.电流表的示数为5A,电流互感器原、副线圈的匝数比1∶20,则输电线路上的电流I=100A
输电线路上损耗的功率P损=I2r=200kW
电压表的示数为220V,电压互感器原、副线圈的匝数比为200∶1,所以输送电压U=44000V
输电总功率P=UI=4400kW
则输电线路上损耗的功率占输电总功率的比值,故B错误;
C.降压变压器原线圈两端的电压U3=44000V−100×20V=42000V
根据理想变压器电压与匝数比的关系可知,用户端的电压,故C错误;
D.用户使用的用电设备越多,用户回路中的电流增大,输电电流增大,输电线损失的电压增大,降压变压器的输入电压减小,用户端的电压偏小,故D正确。
故选D。
5. “天问一号”成功着陆火星,标志着我国首次火星探测任务取得成功。若同一个单摆在火星上的振动图像如图甲所示,在地球上的振动图像如图乙所示。已知火星半径约为地球半径的,地球表面的重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 火星表面的重力加速度为g
B. 火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的
C. 火星的平均密度是地球平均密度的
D. 火星的质量是地球质量的
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图甲和图乙可知,相同的单摆在火星和地球上的周期之比为,由单摆周期公式可得,
火星表面和地球表面重力加速度之比为
故A错误;
B.根据万有引力提供向心力有
解得
则火星的第一宇宙速度与地球第一宇宙速度之比为
即火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的,故B错误;
CD.由万有引力等于重力有
又有
,
整理可得
,
火星的质量与地球质量的比值为
火星的平均密度与地球平均密度的比值为
即火星的平均密度是地球平均密度的,火星的质量是地球质量的,故C错误,D正确。
故选D。
6. 如图所示,一定质量的理想气体经a→b→c→d→a完成循环过程,ab、cd与纵轴平行,bc与横轴平行,其中d→a过程为等温过程。关于该循环过程,下列说法正确的是( )
A. b→c过程中,气体内能减少
B. c→d过程中,单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数增多
C. 状态b、d的体积和压强满足
D. d→a过程中,气体从外界吸收热量
【答案】C
【解析】
【详解】A.b→c过程为等压变化,压强不变、体积增大,由可知气体温度升高,内能增大,故A错误;
B.c→d过程为等容变化,体积不变、压强减小,由可知气体温度降低,分子平均动能减小,单位体积内分子数不变,故单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数减少,故B错误;
C.d→a为等温过程,状态a、d温度相同,故满足;a→b为等容变化,且,因此,故C正确;
D.d→a为等温过程,气体内能不变即,过程中气体体积减小,外界对气体做功即,代入热力学第一定律得,说明气体向外界放出热量,故D错误。
故选 C。
7. 透明材料的截面如图所示,其中AOC为四分之一圆,AOB为等腰直角三角形,AB长为L。一束宽度为L的平行光从AB边垂直射入,若此材料对该光的折射率,真空中光速为c。下列说法正确的是( )
A. 光线在透明材料中发生全反射时的临界角
B. 射向O点的光线在透明材料中传播的时间为
C. 从圆弧面AC出射的光线其传播方向一致
D. 若改用形状相同折射率更小的材料,则从圆弧面AC出射的光束范围会减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.由全反射临界角公式,代入得,解得,故A错误;
B.由A可知全发射临界角为,光线入射角为,所以光线在OB上发生全反射
光在透明材料中的传播速度为
射向点的光线在介质内传播的总路程为
因此传播时间等于,故B正确;
C.平行光垂直入射后沿竖直方向在介质内传播,入射到边时入射角为,大于临界角,发生全反射,反射后所有光线均沿水平向左方向传播,到达圆弧面AC时的入射角不同,出射的光线其传播方向不一致,故C错误;
D.若改用折射率更小的材料,临界角增大,原本在圆弧面发生全反射的光线可正常出射,因此从圆弧面出射的光束范围会增大,故D错误。
故选B。
8. 一列简谐横波沿x轴传播,时的波形图如图所示。处的质点Q振动方程为,P、Q都振动时,关于该简谐横波,下列说法正确的是( )
A. 波长为
B. 波沿x轴负方向传播
C. 波速大小为
D. 当质点Q在波峰时,质点P一定正沿y轴正向运动
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由波形图可知,与处的质点均处于平衡位置,且两点间距离为半个波长,因此波长,故A错误;
B.将代入Q的振动方程得,取略大于的时刻可得Q的位移为负,即时Q沿轴负方向振动,可知波沿轴负方向传播,故B正确;
C.波速大小为,故C错误;
D.P点的振动方程为,Q在波峰时满足(为整数)
代入P点的速度公式
得,即P正沿轴正向运动,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,粗糙程度均匀的绝缘斜面倾角为30°,下方O点处有一正点电荷,带负电的小物体以初速度从M点沿斜面上滑,到达N点时速度为零,然后下滑回到M点,此时速度为。若小物体电荷量保持不变,OM=ON,P为MN的中点,则( )
A. 小物体上升的最大高度
B. 从N到M的过程中,小物体在P点的电势能最大
C. 从N到M的过程中,小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小
D. 从M到P的过程中,摩擦力对小物体做功
【答案】AC
【解析】
【详解】A.设上升最大高度为,上滑过程摩擦力做功大小为,由于,M、N在正点电荷的等势面上,往返全程电场力总做功为0
对上滑过程由动能定理
对下滑过程由动能定理
两式相加消去得
解得,故A正确;
B.P为MN上到O点距离最近的点,正点电荷的电势随距离减小而升高,因此P点电势最高;负电荷在电势越高的位置电势能越小,因此P点电势能最小,故B错误;
C.从N到M的过程中,小物体到O的距离先减小后增大,则根据库仑定律可知小物体受到的电场力先增大后减小;又因为从N到M的过程中,小物体受到的电场力垂直斜面的分力先增大后减小,而重力垂直于斜面的分力不变,所以斜面对小物体的支持力先增大后减小,则根据可知,小物体受到的摩擦力先增大后减小,故C正确;
D.往返全程重力、电场力做功均为0,由动能定理得,解得单程上滑过程摩擦力总功
由于M到P与P到N的过程受力对称,摩擦力做功相等,因此M到P过程摩擦力做功,故D错误。
故选 AC。
10. 图为利用“电磁阻尼+弹簧”设计的缓冲系统,其承重装置质量为,内部存在垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场,缓冲装置由单匝刚性线圈和固定在线圈上的两个劲度系数均为的相同绝缘轻弹簧构成,足够大,线圈电阻为、宽度为、高度足够高。系统在距地面处自由释放,此时弹簧上端与承重装置相距。线圈落地后立即静止,忽略装置之间的摩擦和空气阻力,重力加速度为。则( )
A. 落地后瞬间,感应电流方向为顺时针
B. 落地后瞬间,感应电流的大小为
C. 从释放到系统静止时,通过线圈的电量为
D. 从释放到系统静止时,线圈产生的热量小于
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据楞次定律,落地后瞬间,感应电流方向为逆时针,A错误;
B.落地后瞬间,感应电流的大小为,B正确;
C.静止时弹簧的压缩量,则从释放到系统静止时,通过线圈的电量为 ,C错误;
D.从释放到系统静止时,线圈产生的热量,即小于,D正确。
故选BD。
二、实验题:本大题共2小题,共14分。
11. 某同学利用图甲所示装置测量当地重力加速度,在斜槽轨道的末端B处安装一个光电门,调节激光束与球心等高,实验中,让小球从斜槽上某位置A处无初速度释放,用手机拍摄小球做平抛运动的视频,得到分帧照片如图乙所示(相邻两帧之间的时间间隔相等)。
(1)关于本实验,下列说法正确的是______。
A. 斜槽轨道应尽量光滑
B. 斜槽轨道末段需调校水平
C. 实验时应先让小球抛出,再打开手机摄像功能
(2)该同学用游标卡尺测得小球的直径如图丙所示,则小球的直径d=______cm。
(3)在图乙中选取三个连续的小球位置A、B、C,测得AB、BC间实际水平距离均为x,AB、BC间实际高度差分别为、,另测得小球通过光电门的遮光时间为t,则小球从轨道末端抛出的速度v=______,当地重力加速度g=______(用所给物理量符号表示)。
(4)该同学在分帧照片中,以某位置为坐标原点,沿两个相互垂直的方向建立直角坐标系xOy,并测量出两个位置的坐标值,如图丁所示,若y轴与竖直方向存在一偏角,则该同学______(选填:“能”或“不能”)正确求出重力加速度。
【答案】(1)B (2)1.450
(3) ①. ②.
(4)能
【解析】
【小问1详解】
A.斜槽轨道不必光滑,只需保证小球每次从同一位置静止释放,抛出初速度一致即可,故A错误;
B.斜槽轨道末段调校水平是为了保证小球抛出时初速度水平,做平抛运动,故B正确;
C.实验时应先打开手机摄像功能,再释放小球,以完整记录平抛运动过程,故C错误。
故选 B。
【小问2详解】
图丙为20分度游标卡尺,精度为,主尺读数为,游标尺读数为,总读数为
【小问3详解】
[1]小球通过光电门的时间极短,可用平均速度近似代替瞬时速度,因此小球抛出的初速度为
[2]平抛运动水平方向为匀速直线运动,相邻两帧的时间间隔
竖直方向为匀变速直线运动,由连续相等时间内位移差公式,即
代入解得重力加速度
【小问4详解】
即便y轴与竖直方向存在偏角,仍可通过多组坐标数据,将运动分解为水平匀速、竖直方向匀加速的分运动,利用匀变速直线运动的位移差规律求解重力加速度,因此能正确求出重力加速度。
12. 某同学要将一量程为10mA的电流表A1改装成量程为400mA的电流表。先将电阻箱R1(0~99.9Ω)与电流表A1并联进行改装,然后选用合适的电源E、滑动变阻器R2、开关S和标准电流表A2对改装后的电表进行校准,设计电路如图甲所示。
(1)电流表A1铭牌标示内阻为39Ω,据此计算R1的阻值应调整为______Ω。
(2)闭合开关后,调节R2的滑片到合适位置,此时标准电流表A2示数如图乙所示,其读数为______A,此时电流表A1的示数为7.8mA,则需要______(填“增大”或“减小”)R1的阻值,以使改装电表的量程符合预期值。
(3)重新调整R1后,该同学继续用改装好的电流表A1测电源的电动势和内阻。实验过程中用两节相同的干电池串联作为电源,为了精确测量电源的电动势和内阻电路设计如图丙所示。测量得到多组电压表示数U和对应干路电流I的实验数据,画出了U-I图像如图丁所示,则每节该型号干电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。(结果均保留三位有效数字)
【答案】(1)1.0 (2) ①. 0.32 ②. 增大
(3) ①. 1.49 ②. 2.01
【解析】
【小问1详解】
根据电流表改装原理可得
代入数据解得
【小问2详解】
[1]由于电流表A2的量程为0.6A,则每一小格为0.02A,所以读数为0.32A;
[2]若电流表A1的示数为7.8mA,则改装表的电流为
由此可知,改装表的读数偏小,则应增大R1的阻值,减小流过R1的电流,增大流过A1的电流,从而以使改装电表的量程符合预期。
【小问3详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
结合图线可得,
所以,
三、解答题
13. 我国无人机目前应用广泛。春播时节,携带农药的无人机可在田间执行喷洒药剂的任务。一总质量为的无人机悬停在农田上空,某时刻起,竖直向下做匀加速运动,后速度达到,接着匀速下降,再以的加速度做匀减速直线运动,最终悬停在农田上方处,然后水平飞行喷洒药剂。若无人机下降过程中受到的空气阻力恒为自身重力的,取。求:
(1)无人机匀加速运动时竖直升力的大小;
(2)无人机初始位置离农田的高度。
【答案】(1)110N
(2)
【解析】
【小问1详解】
无人机匀加速下降过程
对无人机受力分析,由牛顿第二定律
解得无人机匀加速运动时竖直升力的大小
【小问2详解】
由运动学公式可知无人机匀加速下降高度
匀速下降高度
匀减速下降高度,则有
解得
无人机初始位置离农田高度
解得无人机初始位置离农田的高度为
14. 为了探究物体间的碰撞特性,设计了如图所示的实验装置,两半径均为的四分之一圆周组成的竖直细圆弧管道和足够长的水平直轨道平滑相切连接。质量的滑块b与质量的滑块c用劲度系数的轻质弹簧连接,静置于轨道FG上。现有质量的滑块a以初速度从D处进入,经DEF管道后,与FG上的滑块b碰撞(时间极短)。摩擦和阻力均不计,各滑块均可视为质点,弹簧的弹性势能(x为形变量),重力加速度取。
(1)求滑块a到达圆弧管道DEF最低点F时速度大小;
(2)求滑块a经过圆弧轨道F点时,a受到的轨道支持力大小;
(3)若滑块a第一次碰到滑块b立即被粘住,求碰撞后弹簧最大长度与最小长度之差∆x。
【答案】(1)10m/s
(2)
(3)0.2m
【解析】
【小问1详解】
根据题意,滑块从到,由动能定理有
代入数据解得
【小问2详解】
滑块a经过圆弧轨道F点时,由牛顿第二定律有
代入数据解得
【小问3详解】
若滑块碰到滑块立即被粘住,则碰后的共同速度
解得
当弹簧被压缩到最短或者伸长到最长时有共同速度
则
当弹簧被压缩到最短时压缩量为,由能量关系
解得
同理当弹簧被拉到最长时伸长量为
则弹簧最大长度与最小长度之差
15. 如图所示是一个粒子检测装置示意图,粒子源释放出初速度忽略不计的碳与碳原子核,经直线加速器加速后由进入通道,与点相距,该通道的上下表面是以点为圆心内直径为、外直径为的半圆环,磁感应强度为的匀强磁场垂直于半圆环,正对着通道出口处放置照相底片,能记录粒子从出口射出时的位置。当直线加速器加速电压为时,碳-12原子核恰好能击中照相底片的正中间位置,不考虑粒子间的相互作用,粒子重力忽略不计。
(1)推导分析碳-12、碳-14原子核打在底片上的位置哪个更靠近点;
(2)求能使碳-14原子核打在底片上的加速电压范围;
(3)调节加速电压,使碳-12原子核打在内圆环上,求碳-12原子核在磁场中运动的最短时间。
【答案】(1)碳-12更靠近点
(2)
(3)
【解析】
【详解】(1)直线加速过程:
在磁场中圆周运动过程:
解得
综上可知:越小,越小,所以,碳12更靠近点 。
(2)碳-14原子核全部打到底片上,做圆周运动的最小半径
最大半径
结合第(1)问结论,
结合第(1)问和题目条件有:且
联立解得;
所以,碳-14原子核打到底片上的电压范围是
(3)碳-12原子核打到内圆环上,轨迹与内圆环交于点,如图
当时(此时与内圆弧相切,角最大),最小,用时最短。
由几何关系可知
则最短时间
周期
对碳-12,时,有;
解得
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建平县实验中学2026届第二次模拟考试
物理试卷
满分100分时间75分钟
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题只有一项符合题目要求,每小题4分,第8-10题有多项符合题目要求。每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分。
1. 随着科学日益进步,人们对原子及原子核的认识越来越深刻,下列说法正确的是( )
A. 天然放射性现象的发现表明了原子内部是有复杂结构的
B. 分别用紫外线和红外线照射同一金属表面,如果紫外线使金属能发生光电效应,则用红外线照射该金属一定能发生光电效应
C. 一个氢原子处于量子数n=4的激发态,如果这个氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态,并向外辐射多种频率的光,则最多可以辐射六种不同频率的光
D. 比结合能越大的原子核越稳定
2. 如图所示,用一根轻绳将红辣椒穿起来,悬挂在墙面凸出的光滑的钉子上,两侧轻绳之间的夹角为。已知轻绳中的张力大小为,两侧轻绳对钉子作用力的合力大小为。忽略辣椒与墙面间的作用,若辣椒总质量不变,缩短轻绳并使夹角增大,则( )
A. ,不变
B. ,变小
C. ,变小
D. ,不变
3. 如图所示是某汽车通过ETC过程的图像,下面说法正确的是( )
A. 内,汽车做匀减速直线运动
B. 内,汽车静止
C. 和内,汽车加速度方向相同
D. 和内,汽车速度方向相反
4. 如图所示为某发电站输电示意图,发电机的输出电压恒定,变压器均为理想变压器,在输电线路的起始端接入甲、乙两个理想互感器,甲、乙两互感器原、副线圈的匝数比分别为200∶1和1∶20,降压变压器原、副线圈匝数比为200∶1,电压表的示数为220V,电流表的示数为5A,输电线路的总电阻r=20Ω。则下列说法正确的是( )
A. 互感器甲中圈内接入电流表,互感器乙中圈内接入电压表
B. 输电线路上损耗的功率约占输电总功率的6%
C. 用户端的电压U4为200V
D. 用电高峰相对平时用电时,用户端的电压偏小
5. “天问一号”成功着陆火星,标志着我国首次火星探测任务取得成功。若同一个单摆在火星上的振动图像如图甲所示,在地球上的振动图像如图乙所示。已知火星半径约为地球半径的,地球表面的重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 火星表面的重力加速度为g
B. 火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的
C. 火星的平均密度是地球平均密度的
D. 火星的质量是地球质量的
6. 如图所示,一定质量的理想气体经a→b→c→d→a完成循环过程,ab、cd与纵轴平行,bc与横轴平行,其中d→a过程为等温过程。关于该循环过程,下列说法正确的是( )
A. b→c过程中,气体内能减少
B. c→d过程中,单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数增多
C. 状态b、d的体积和压强满足
D. d→a过程中,气体从外界吸收热量
7. 透明材料的截面如图所示,其中AOC为四分之一圆,AOB为等腰直角三角形,AB长为L。一束宽度为L的平行光从AB边垂直射入,若此材料对该光的折射率,真空中光速为c。下列说法正确的是( )
A. 光线在透明材料中发生全反射时的临界角
B. 射向O点的光线在透明材料中传播的时间为
C. 从圆弧面AC出射的光线其传播方向一致
D. 若改用形状相同折射率更小的材料,则从圆弧面AC出射的光束范围会减小
8. 一列简谐横波沿x轴传播,时的波形图如图所示。处的质点Q振动方程为,P、Q都振动时,关于该简谐横波,下列说法正确的是( )
A. 波长为
B. 波沿x轴负方向传播
C. 波速大小为
D. 当质点Q在波峰时,质点P一定正沿y轴正向运动
9. 如图所示,粗糙程度均匀的绝缘斜面倾角为30°,下方O点处有一正点电荷,带负电的小物体以初速度从M点沿斜面上滑,到达N点时速度为零,然后下滑回到M点,此时速度为。若小物体电荷量保持不变,OM=ON,P为MN的中点,则( )
A. 小物体上升的最大高度
B. 从N到M的过程中,小物体在P点的电势能最大
C. 从N到M的过程中,小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小
D. 从M到P的过程中,摩擦力对小物体做功
10. 图为利用“电磁阻尼+弹簧”设计的缓冲系统,其承重装置质量为,内部存在垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场,缓冲装置由单匝刚性线圈和固定在线圈上的两个劲度系数均为的相同绝缘轻弹簧构成,足够大,线圈电阻为、宽度为、高度足够高。系统在距地面处自由释放,此时弹簧上端与承重装置相距。线圈落地后立即静止,忽略装置之间的摩擦和空气阻力,重力加速度为。则( )
A. 落地后瞬间,感应电流方向为顺时针
B. 落地后瞬间,感应电流的大小为
C. 从释放到系统静止时,通过线圈的电量为
D. 从释放到系统静止时,线圈产生的热量小于
二、实验题:本大题共2小题,共14分。
11. 某同学利用图甲所示装置测量当地重力加速度,在斜槽轨道的末端B处安装一个光电门,调节激光束与球心等高,实验中,让小球从斜槽上某位置A处无初速度释放,用手机拍摄小球做平抛运动的视频,得到分帧照片如图乙所示(相邻两帧之间的时间间隔相等)。
(1)关于本实验,下列说法正确的是______。
A. 斜槽轨道应尽量光滑
B. 斜槽轨道末段需调校水平
C. 实验时应先让小球抛出,再打开手机摄像功能
(2)该同学用游标卡尺测得小球的直径如图丙所示,则小球的直径d=______cm。
(3)在图乙中选取三个连续的小球位置A、B、C,测得AB、BC间实际水平距离均为x,AB、BC间实际高度差分别为、,另测得小球通过光电门的遮光时间为t,则小球从轨道末端抛出的速度v=______,当地重力加速度g=______(用所给物理量符号表示)。
(4)该同学在分帧照片中,以某位置为坐标原点,沿两个相互垂直的方向建立直角坐标系xOy,并测量出两个位置的坐标值,如图丁所示,若y轴与竖直方向存在一偏角,则该同学______(选填:“能”或“不能”)正确求出重力加速度。
12. 某同学要将一量程为10mA的电流表A1改装成量程为400mA的电流表。先将电阻箱R1(0~99.9Ω)与电流表A1并联进行改装,然后选用合适的电源E、滑动变阻器R2、开关S和标准电流表A2对改装后的电表进行校准,设计电路如图甲所示。
(1)电流表A1铭牌标示内阻为39Ω,据此计算R1的阻值应调整为______Ω。
(2)闭合开关后,调节R2的滑片到合适位置,此时标准电流表A2示数如图乙所示,其读数为______A,此时电流表A1的示数为7.8mA,则需要______(填“增大”或“减小”)R1的阻值,以使改装电表的量程符合预期值。
(3)重新调整R1后,该同学继续用改装好的电流表A1测电源的电动势和内阻。实验过程中用两节相同的干电池串联作为电源,为了精确测量电源的电动势和内阻电路设计如图丙所示。测量得到多组电压表示数U和对应干路电流I的实验数据,画出了U-I图像如图丁所示,则每节该型号干电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。(结果均保留三位有效数字)
三、解答题
13. 我国无人机目前应用广泛。春播时节,携带农药的无人机可在田间执行喷洒药剂的任务。一总质量为的无人机悬停在农田上空,某时刻起,竖直向下做匀加速运动,后速度达到,接着匀速下降,再以的加速度做匀减速直线运动,最终悬停在农田上方处,然后水平飞行喷洒药剂。若无人机下降过程中受到的空气阻力恒为自身重力的,取。求:
(1)无人机匀加速运动时竖直升力的大小;
(2)无人机初始位置离农田的高度。
14. 为了探究物体间的碰撞特性,设计了如图所示的实验装置,两半径均为的四分之一圆周组成的竖直细圆弧管道和足够长的水平直轨道平滑相切连接。质量的滑块b与质量的滑块c用劲度系数的轻质弹簧连接,静置于轨道FG上。现有质量的滑块a以初速度从D处进入,经DEF管道后,与FG上的滑块b碰撞(时间极短)。摩擦和阻力均不计,各滑块均可视为质点,弹簧的弹性势能(x为形变量),重力加速度取。
(1)求滑块a到达圆弧管道DEF最低点F时速度大小;
(2)求滑块a经过圆弧轨道F点时,a受到的轨道支持力大小;
(3)若滑块a第一次碰到滑块b立即被粘住,求碰撞后弹簧最大长度与最小长度之差∆x。
15. 如图所示是一个粒子检测装置示意图,粒子源释放出初速度忽略不计的碳与碳原子核,经直线加速器加速后由进入通道,与点相距,该通道的上下表面是以点为圆心内直径为、外直径为的半圆环,磁感应强度为的匀强磁场垂直于半圆环,正对着通道出口处放置照相底片,能记录粒子从出口射出时的位置。当直线加速器加速电压为时,碳-12原子核恰好能击中照相底片的正中间位置,不考虑粒子间的相互作用,粒子重力忽略不计。
(1)推导分析碳-12、碳-14原子核打在底片上的位置哪个更靠近点;
(2)求能使碳-14原子核打在底片上的加速电压范围;
(3)调节加速电压,使碳-12原子核打在内圆环上,求碳-12原子核在磁场中运动的最短时间。
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