精品解析:2026届广西壮族自治区河池市全市多校高三下学期二模物理试题
2026-06-29
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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-二模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 广西壮族自治区 |
| 地区(市) | 河池市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.02 MB |
| 发布时间 | 2026-06-29 |
| 更新时间 | 2026-08-01 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58543481.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:
高三仿真练习
物理
(考试时间75分钟,试卷满分100分)
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无数。
一、选择题(本大题共10小题,共46分。第1~7题,每小题4分,只有一项符合题目要求,错选、多选或未选均不得分;第8~10题,每小题6分,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,有选错或不选的得0分。)
1. 2026年,我国钍基熔盐核能系统实现连续稳定发电,其利用钍核俘获中子后经两次衰变转化为铀核,再通过核裂变释放核能。下列说法正确的是( )
A. 钍核俘获中子的核反应方程为
B. 铀核裂变的核反应方程为
C. 衰变释放的电子来源于原子核外的电子
D. 裂变后产物质量越多,释放的核能越大
2. 在广西平陆运河护坡加固施工中,一台工程机械通过牵引绳将护坡加固构件沿倾斜坡面缓慢匀速向上拉动,其简化图如图所示。构件运动过程视为匀速直线运动,处于受力平衡状态,不计空气阻力。在此过程中( )
A. 构件匀速运动,合外力不为零,速度越大惯性越大
B. 构件受到重力、坡面支持力、牵引力、滑动摩擦力,合力为零
C. 坡面给构件的支持力大小等于构件自身的重力大小
D. 增大牵引力,构件对坡面压力增大
3. 我国轻舟试验飞船白象号发射后,先在低轨道圆轨道1稳定运行,再经椭圆轨道2,最终进入圆轨道3完成发射任务,运动轨迹如图所示。椭圆轨道2分别与轨道1、轨道3相切于点、点。不计空气阻力,则试验飞船( )
A. 在轨道2的运行周期小于轨道1的运行周期
B. 在点,轨道2的速度大于轨道1的速度
C. 在点,轨道2的加速度大于轨道3的加速度
D. 从轨道2由飞到的过程中,动能增大、势能减小
4. 运动员做直线折返跑训练,若将其视为做匀变速直线运动,其位置—时间图像为开口向下的抛物线,如图所示,已知时瞬时速度为,在处为图像最高点。则( )
A. 运动员的加速度大小为
B. 时运动员初速度为
C. 与时刻运动员位置不同
D. 与时刻运动员速度相同
5. 自动驾驶汽车搭载的激光雷达,在路面温度较高的环境下,可能会出现测距误差。其原理是:近地面空气温度高、密度低,折射率随高度变化,激光在不均匀空气中传播时会发生偏折甚至全反射。下列说法正确的是( )
A. 激光在空气中始终沿直线传播,不会发生偏折
B. 空气的折射率越大,激光在其中的传播速度越大
C. 路面附近的空气折射率比上方空气的折射率小
D. 该现象中,激光一定发生了从光疏介质到光密介质的全反射
6. 地震预警是指在地震发生以后,抢在地震波传播到受灾地区前,向受灾地区提前发出警报,通知目标区域从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究,某机械波沿轴传播,图甲为时的波动图像,图乙为处质点的振动图像,此时、两质点的位移均为,下列说法正确的是( )
A. 这列波沿轴正方向传播
B. 质点的振动方程为
C. 时,、两质点加速度大小相同,方向相同
D. 从开始经过,、两质点经过的路程均为
7. 如图所示,半径为的圆形金属框固定在绝缘水平面上,圆心处有竖直导体轴。间距为、与水平面成角的平行金属导轨,通过导体轴、金属框与导体棒OA组成闭合回路。金属框区域磁场竖直向上,导轨区域磁场垂直导轨平面向上,两处磁感应强度大小均为。导体棒OA绕点以角速度逆时针匀速转动,导轨上垂直放置的质量为的导体棒CD恰好静止,导体棒CD与导轨间摩擦系数为。已知OA、CD接入电路的电阻均为,其余电阻不计,重力加速度为,,。下列说法正确的是( )
A. 若仅增大OA的转动角速度,导体棒CD受到的安培力不变
B. 导体棒CD对导轨的压力大小为
C. 导体棒OA转动产生的感应电动势大小为
D. 导体棒CD即将下滑时,OA的角速度为
8. 广西民族特色抛绣球,如图所示,斜向上抛出绣球,不计空气阻力,将绣球视为质点,下列说法正确的是( )
A. 绣球在最高点速度为零
B. 绣球上升过程与下落过程经过同一高度处时,速度相同
C. 绣球从抛出到落地的过程中,相等时间内速度变化量一定相等
D. 若增大抛出初速度,保持抛射角不变,则绣球运动总时间、水平射程均增大
9. 如图所示,空间存在某四分之一圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外。一电子以初速度从圆心沿方向射入磁场,恰好从点离开磁场。若电子以初速度从点沿方向射入磁场,恰好从圆弧的中点离开磁场。则( )
A. 的大小为 B. 的大小为
C. 增大,电子将从边上离开磁场 D. 增大,电子将从边上离开磁场
10. 如图甲所示,a、b两个粒子都带正电,带电荷量均为,a的质量为,b的质量为。时刻,a、b间距离为,a速度大小为,方向沿a、b连线指向b,b速度为0,仅在彼此静电力作用下,它们靠近后又被弹开,经过足够长时间,最终均做匀速直线运动。粒子运动轨迹在同一直线上,两粒子组成系统的电势能与两粒子间距离的关系为,图像如图乙所示。当两个粒子间的距离趋于无限远时,静电力可忽略。则( )
A. 两粒子距离最近时,系统的电势能最小
B. 两粒子相互作用过程中,a的加速度先增大后减小
C. 当两粒子间距离再次为时,系统的总能量为
D. 两粒子从开始运动到距离趋于无限远的过程中,的动量变化量大小为
二、非选择题(本大题共5小题,第11题8分,第12题8分,第13题10分,第14题12分,第15题16分,共54分。)
11. 某实验小组利用以下装置“探究加速度与力的关系”。
如图甲,一根轻绳跨过轻薄小滑轮与质量均为的物块A、B相连,物块A的下端与穿过打点计时器的纸带相连,已知当地重力加速度大小为,打点计时器的打点周期为,部分实验步骤如下:
(1)在物块B的下面挂上质量为的物块C,并同时静止释放物块A、B、C,得到一条如图乙所示的纸带,则系统的加速度大小________(用,,,和表示);
(2)改变物块C的质量,重复步骤(1),获得多组与数据已描点在图丙中,请完成该图像;
(3)图线不过坐标原点的原因是_______;
(4)结合所画图线,试分析图线末端不成线性的原因:__________。
12. 某兴趣小组利用磁敏电阻设计了一款测量磁感应强度大小的磁场测量仪,其中磁敏电阻的阻值随磁感应强度的变化规律如图甲所示,磁场测量仪的工作原理电路图如图乙所示。
回答下列问题:
(1)为保证毫安表安全,电路中的总电阻不能小于。若时,磁敏电阻阻值为,则为使毫安表不超量程,保护电阻至少为________(用、表示);
(2)实验中测量:将开关接端,记录毫安表示数;再将接端,调节电阻箱使电流为,只需保证________,即可知;
(3)某次测量中,毫安表示数为,则此时磁敏电阻的阻值________(用、、表示);
(4)若实验中电源内阻不可忽略,且毫安表的内阻未知,仍按内阻不计、的公式计算,会导致测得的磁感应强度________(填“偏大”“偏小”或“无法确定”)。
13. 某手机防窥膜的结构如图所示,在透明介质中等距排列有相互平行的吸光屏障。屏障的高度与防窥膜厚度均为,相邻屏障的间距为、透明介质的折射率为。光线从手机屏幕两屏障间的中点向四周发出,经过屏障之间的间隙,从防窥膜上表面射出,其最大折射角称为防窥膜的可视角度,可视角度越小,防窥效果越好。
(1)证明:最大可视角满足关系式;
(2)若某款防窥膜的可视角度为60°,介质折射率,求防窥膜厚度与的比值;
(3)实际上,手机屏幕上的发光点可位于两屏障之间的任意位置。若,为使所有发光点的最大出射角均不超过45°,求透明介质折射率的最大值。
14. 如图甲所示,开口向上的绝热气缸内,用横截面积、质量的绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。初始时气缸内气体温度,活塞静止时距气缸底部的高度为。阻值的电热丝密封在气缸内,电热丝的一端连接一个匝数匝、横截面积的线圈,线圈总电阻。时刻,在线圈所在空间内加一垂直于线圈平面向里的磁场,磁感应强度按照图乙所示规律变化,时刻撤去磁场。经过足够长时间,活塞缓慢升高了,此时气缸内气体的温度为,该过程中气体的内能增加了。已知活塞可在气缸内无摩擦滑动且不漏气,电热丝产生的焦耳热完全被气体吸收,外界大气压强,重力加速度。求:
(1)末态温度及整个过程中气体吸收的热量;
(2)磁场变化的时间。
15. 如图为某试验装置的示意图,该装置由两部分组成:其左边是长度的水平传送带,它与右边的台面等高并平滑对接,传送带始终以的速率顺时针转动,装置的右边是足够长的光滑水平面,一轻质弹簧右端固定,左端栓接小物块A,A左侧带有锁定装置,A及锁定装置的总质量,弹簧原长时A处于点。现将质量的小物块B以水平速度冲上传送带左端,小物块B滑过传送带与A发生对心碰撞(碰撞时间极短),且碰撞瞬间两者锁定,以相同速度一起压缩弹簧;返回到点时锁定装置将B释放、并使A停在点,此后B与A发生多次碰撞,其过程均满足以上所述。已知物块B与传送带之间的动摩擦因数,,弹簧始终处于弹性限度内。求:
(1)B物块与A碰撞前的速度大小;
(2)物块B与A发生第一次碰撞后,弹簧具有的最大弹性势能;
(3)物块A、B第次碰撞后瞬时速度的大小。
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高三仿真练习
物理
(考试时间75分钟,试卷满分100分)
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无数。
一、选择题(本大题共10小题,共46分。第1~7题,每小题4分,只有一项符合题目要求,错选、多选或未选均不得分;第8~10题,每小题6分,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,有选错或不选的得0分。)
1. 2026年,我国钍基熔盐核能系统实现连续稳定发电,其利用钍核俘获中子后经两次衰变转化为铀核,再通过核裂变释放核能。下列说法正确的是( )
A. 钍核俘获中子的核反应方程为
B. 铀核裂变的核反应方程为
C. 衰变释放的电子来源于原子核外的电子
D. 裂变后产物质量越多,释放的核能越大
【答案】A
【解析】
【详解】A.核反应方程遵循电荷数守恒和质量数守恒,该反应左侧的电荷数为
质量数为
右侧钍核的电荷数为90,质量数为233,满足守恒规律,故A正确;
B.该反应左侧总质量数为
右侧总质量数为
不满足质量数守恒,故B错误;
C.衰变释放的电子来源于原子核内部,是原子核内的中子转化为质子时释放的,并非核外电子,故C错误;
D.根据质能方程可知,释放的核能与质量亏损成正比,所以裂变后产物的总质量越小,质量亏损越大,释放的核能越大,故D错误。
故选A。
2. 在广西平陆运河护坡加固施工中,一台工程机械通过牵引绳将护坡加固构件沿倾斜坡面缓慢匀速向上拉动,其简化图如图所示。构件运动过程视为匀速直线运动,处于受力平衡状态,不计空气阻力。在此过程中( )
A. 构件匀速运动,合外力不为零,速度越大惯性越大
B. 构件受到重力、坡面支持力、牵引力、滑动摩擦力,合力为零
C. 坡面给构件的支持力大小等于构件自身的重力大小
D. 增大牵引力,构件对坡面压力增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.惯性是物体的固有属性,其大小只与质量有关,与速度大小无关,故A错误;
B.构件在斜面上向上运动,受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力、沿斜面向上的牵引力以及沿斜面向下的滑动摩擦力,共四个力作用;由于构件处于平衡状态,根据平衡条件可知合力为零,故B正确;
C.设斜面倾角为,对构件,根据平衡条件可知,坡面给构件的支持力大小
可知坡面给构件的支持力大小小于构件自身的重力大小,故C错误;
D.坡面给构件的支持力大小,根据牛顿第三定律可知,构件对坡面压力也为,与牵引力大小无关,故D错误。
故选B。
3. 我国轻舟试验飞船白象号发射后,先在低轨道圆轨道1稳定运行,再经椭圆轨道2,最终进入圆轨道3完成发射任务,运动轨迹如图所示。椭圆轨道2分别与轨道1、轨道3相切于点、点。不计空气阻力,则试验飞船( )
A. 在轨道2的运行周期小于轨道1的运行周期
B. 在点,轨道2的速度大于轨道1的速度
C. 在点,轨道2的加速度大于轨道3的加速度
D. 从轨道2由飞到的过程中,动能增大、势能减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据开普勒第三定律,轨道半长轴越大,周期越大。椭圆轨道2的半长轴大于圆轨道1的半径,因此轨道2的运行周期大于轨道1的周期,故A错误;
B.飞船从低轨道1变轨到椭圆轨道2需要在A点加速,做离心运动,因此A点处轨道2的速度大于轨道1的速度,B正确;
C.加速度由万有引力提供,公式为,B点到中心天体的距离相同,因此两个轨道在B点的加速度大小相等,C错误;
D.飞船从A飞到B的过程中,远离中心天体,万有引力做负功,动能减小,引力势能增大,D错误。
故选 B。
4. 运动员做直线折返跑训练,若将其视为做匀变速直线运动,其位置—时间图像为开口向下的抛物线,如图所示,已知时瞬时速度为,在处为图像最高点。则( )
A. 运动员的加速度大小为
B. 时运动员初速度为
C. 与时刻运动员位置不同
D. 与时刻运动员速度相同
【答案】A
【解析】
【详解】AB.已知是图像最高点,此处斜率为0,即时瞬时速度,根据速度公式可得
又已知时,根据速度公式可得
解得,
因此加速度大小为,初速度为,故A正确,B错误;
C. 该抛物线关于对称,和关于对称轴对称,因此两个时刻位置相同,故C错误;
D. 时速度
与的速度大小相等、方向相反,速度是矢量,因此速度不同,故D错误。
故选A。
5. 自动驾驶汽车搭载的激光雷达,在路面温度较高的环境下,可能会出现测距误差。其原理是:近地面空气温度高、密度低,折射率随高度变化,激光在不均匀空气中传播时会发生偏折甚至全反射。下列说法正确的是( )
A. 激光在空气中始终沿直线传播,不会发生偏折
B. 空气的折射率越大,激光在其中的传播速度越大
C. 路面附近的空气折射率比上方空气的折射率小
D. 该现象中,激光一定发生了从光疏介质到光密介质的全反射
【答案】C
【解析】
【详解】A.光只有在均匀介质中才沿直线传播。题目明确指出空气折射率随高度变化,属于不均匀介质,激光在其中传播时会发生偏折,故A错误;
B.根据可知,空气的折射率越大,激光在其中的传播速度越小,故B错误;
C.题目指出近地面空气温度高、密度低。对于气体介质,密度越小,折射率越小。因此,路面附近(高温低密度)的空气折射率比上方(相对低温高密度)空气的折射率小,故C正确;
D.全反射发生的条件是∶光从光密介质射向光疏介质,且入射角大于等于临界角,故D错误。
故选C。
6. 地震预警是指在地震发生以后,抢在地震波传播到受灾地区前,向受灾地区提前发出警报,通知目标区域从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究,某机械波沿轴传播,图甲为时的波动图像,图乙为处质点的振动图像,此时、两质点的位移均为,下列说法正确的是( )
A. 这列波沿轴正方向传播
B. 质点的振动方程为
C. 时,、两质点加速度大小相同,方向相同
D. 从开始经过,、两质点经过的路程均为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由乙图可知,在t=0.6s时,A质点正在沿y轴负方向运动,根据“同侧法”可知,波沿x轴负向传播,故A错误;
B.振动周期为1.2s,A质点的振动方程为,故B错误;
C.t=0.6s时,质点P、Q在x轴下方,加速度方向都沿y轴正方向,P、Q两质点位移相同,加速度大小相同,故C正确;
D.波向x轴负方向传播可知t=0.6s时质点P在x轴下方并向y轴负方向减速运动;Q在x轴下方并向y轴正方向加速运动,又
所以从t=0.6s开始经过0.3s,P、Q两质点经过的路程不相等,且两质点路程,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,半径为的圆形金属框固定在绝缘水平面上,圆心处有竖直导体轴。间距为、与水平面成角的平行金属导轨,通过导体轴、金属框与导体棒OA组成闭合回路。金属框区域磁场竖直向上,导轨区域磁场垂直导轨平面向上,两处磁感应强度大小均为。导体棒OA绕点以角速度逆时针匀速转动,导轨上垂直放置的质量为的导体棒CD恰好静止,导体棒CD与导轨间摩擦系数为。已知OA、CD接入电路的电阻均为,其余电阻不计,重力加速度为,,。下列说法正确的是( )
A. 若仅增大OA的转动角速度,导体棒CD受到的安培力不变
B. 导体棒CD对导轨的压力大小为
C. 导体棒OA转动产生的感应电动势大小为
D. 导体棒CD即将下滑时,OA的角速度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.OA转动产生的感应电动势,增大,感应电动势增大,回路电流增大,CD受到的安培力也会增大,A错误;
B.对CD受力分析,垂直导轨方向受力平衡,导轨对CD的支持力
根据牛顿第三定律,CD对导轨的压力等于,B错误;
C.OA转动切割磁感线,感应电动势公式为,不是,C错误;
D.CD即将下滑时,有向下滑动的趋势,摩擦力沿导轨向上,沿导轨方向平衡
其中,根据欧姆定律,
代入得 ,所以安培力
整理平衡式得 , D正确。
故选 D。
8. 广西民族特色抛绣球,如图所示,斜向上抛出绣球,不计空气阻力,将绣球视为质点,下列说法正确的是( )
A. 绣球在最高点速度为零
B. 绣球上升过程与下落过程经过同一高度处时,速度相同
C. 绣球从抛出到落地的过程中,相等时间内速度变化量一定相等
D. 若增大抛出初速度,保持抛射角不变,则绣球运动总时间、水平射程均增大
【答案】CD
【解析】
【详解】A.绣球做斜抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做竖直上抛运动。在最高点,竖直分速度为零,但水平分速度不为零,所以合速度不为零,故A错误;
B.绣球上升过程与下落过程经过同一高度处时,根据机械能守恒定律或运动的对称性可知,速度的大小(速率)相等,但速度方向不同(一个斜向上,一个斜向下),所以速度不同,故B错误;
C.绣球只受重力作用,加速度恒为重力加速度 g,方向竖直向下。根据公式 可知,在相等时间内,速度变化量的大小和方向(竖直向下)均相同,故C正确;
D.设抛出初速度为,抛射角为。若绣球落回同一水平面,运动总时间
水平射程
当 增大、不变时, 和 均增大,故D正确。
故选CD。
9. 如图所示,空间存在某四分之一圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外。一电子以初速度从圆心沿方向射入磁场,恰好从点离开磁场。若电子以初速度从点沿方向射入磁场,恰好从圆弧的中点离开磁场。则( )
A. 的大小为 B. 的大小为
C. 增大,电子将从边上离开磁场 D. 增大,电子将从边上离开磁场
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.设磁场区域半径为,电子从A离开磁场,几何关系为
解得,对应速度
从圆弧的中点离开磁场,几何关系为
解得
由洛伦兹力提供向心力可得
则有
得
即,故A错误,B正确;
CD. 增大,轨迹半径增大,轨迹会与CD边相交,因此电子从边离开,故C错误,D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示,a、b两个粒子都带正电,带电荷量均为,a的质量为,b的质量为。时刻,a、b间距离为,a速度大小为,方向沿a、b连线指向b,b速度为0,仅在彼此静电力作用下,它们靠近后又被弹开,经过足够长时间,最终均做匀速直线运动。粒子运动轨迹在同一直线上,两粒子组成系统的电势能与两粒子间距离的关系为,图像如图乙所示。当两个粒子间的距离趋于无限远时,静电力可忽略。则( )
A. 两粒子距离最近时,系统的电势能最小
B. 两粒子相互作用过程中,a的加速度先增大后减小
C. 当两粒子间距离再次为时,系统的总能量为
D. 两粒子从开始运动到距离趋于无限远的过程中,的动量变化量大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由电势能公式,越小,电势能越大。两粒子距离最近时最小,系统电势能最大,故A错误;
B.两粒子相互作用过程中,二者间距先减小(靠近阶段)、后增大(弹开阶段),库仑力
由牛顿第二定律可得,则加速度先增大后减小,故B正确;
C.系统总能量守恒,初始总能量为初动能加初始电势能
总能量不随距离变化,当两粒子距离再次为时,总能量仍为,故C错误;
D.系统不受外力,动量守恒;当两粒子距离回到初始距离时,电势能和初始相等,动能相等,满足一维弹性碰撞规律。动量守恒可得
机械能守恒
解得
之后由于粒子间的排斥力,会继续加速,最终速度会大于,初始动量为0,因此动量变化量大小,故D错误。
故选B。
二、非选择题(本大题共5小题,第11题8分,第12题8分,第13题10分,第14题12分,第15题16分,共54分。)
11. 某实验小组利用以下装置“探究加速度与力的关系”。
如图甲,一根轻绳跨过轻薄小滑轮与质量均为的物块A、B相连,物块A的下端与穿过打点计时器的纸带相连,已知当地重力加速度大小为,打点计时器的打点周期为,部分实验步骤如下:
(1)在物块B的下面挂上质量为的物块C,并同时静止释放物块A、B、C,得到一条如图乙所示的纸带,则系统的加速度大小________(用,,,和表示);
(2)改变物块C的质量,重复步骤(1),获得多组与数据已描点在图丙中,请完成该图像;
(3)图线不过坐标原点的原因是_______;
(4)结合所画图线,试分析图线末端不成线性的原因:__________。
【答案】(1)
(2) (3)系统受到阻力
(4)不再满足物块C的质量m远小于A、B的总质量2M。
【解析】
【小问1详解】
根据逐差法可得
化简得
【小问2详解】
将描好的点连线:前端部分让大部分点落在直线上,不在直线上的点均匀分布在直线两侧,图线末端向下弯曲(因大质量的m会偏离线性)。如图所示
【小问3详解】
当m增大到一定程度时才有加速度,原因是系统受到阻力,当较小时,拉力小于阻力,加速度,因此只有增大到大于阻力后才会产生加速度,故图线不过原点。
【小问4详解】
对整个系统,由牛顿第二定律得
只有满足时,,与才成线性关系;
当增大后,不再满足远小于,随的增大增速变慢,因此图线末端弯曲,不成线性。即原因是不再满足物块C的质量m远小于A、B的总质量2M。
12. 某兴趣小组利用磁敏电阻设计了一款测量磁感应强度大小的磁场测量仪,其中磁敏电阻的阻值随磁感应强度的变化规律如图甲所示,磁场测量仪的工作原理电路图如图乙所示。
回答下列问题:
(1)为保证毫安表安全,电路中的总电阻不能小于。若时,磁敏电阻阻值为,则为使毫安表不超量程,保护电阻至少为________(用、表示);
(2)实验中测量:将开关接端,记录毫安表示数;再将接端,调节电阻箱使电流为,只需保证________,即可知;
(3)某次测量中,毫安表示数为,则此时磁敏电阻的阻值________(用、、表示);
(4)若实验中电源内阻不可忽略,且毫安表的内阻未知,仍按内阻不计、的公式计算,会导致测得的磁感应强度________(填“偏大”“偏小”或“无法确定”)。
【答案】(1)
(2)##
(3)
(4)偏大
【解析】
【小问1详解】
题目要求总电阻不小于,总电阻
时,因此,即保护电阻至少为
【小问2详解】
本题采用替代法测电阻,电路中除被测电阻、电阻箱外,其余部分不变,若两次电流相等,说明总电阻相等,故需要保证。
【小问3详解】
按电源内阻、毫安表内阻不计计算,由闭合电路欧姆定律得
整理得
【小问4详解】
实际电路中,电源内阻和毫安表内阻不可忽略,真实满足
得
即测量得到的比真实值偏大;由图甲可知,随磁感应强度增大而增大,因此测得的磁感应强度偏大。
13. 某手机防窥膜的结构如图所示,在透明介质中等距排列有相互平行的吸光屏障。屏障的高度与防窥膜厚度均为,相邻屏障的间距为、透明介质的折射率为。光线从手机屏幕两屏障间的中点向四周发出,经过屏障之间的间隙,从防窥膜上表面射出,其最大折射角称为防窥膜的可视角度,可视角度越小,防窥效果越好。
(1)证明:最大可视角满足关系式;
(2)若某款防窥膜的可视角度为60°,介质折射率,求防窥膜厚度与的比值;
(3)实际上,手机屏幕上的发光点可位于两屏障之间的任意位置。若,为使所有发光点的最大出射角均不超过45°,求透明介质折射率的最大值。
【答案】(1)见解析。
(2)
(3)
【解析】
【分析】
【小问1详解】
能射出防窥膜的光线中,刚好擦过屏障顶端的光线对应介质内最大入射角,也对应最大折射角θ。P是两屏障中点,P到屏障顶端的水平距离为,竖直高度为,因此该光线在介质内的路径长为
设介质内入射角为,则
根据折射定律可得
代入得
【小问2详解】
已知,代入(1)的结论
整理得
化简得
因此
【小问3详解】
发光点可在任意位置,最极端情况是发光点位于某一屏障底端,此时到对侧屏障顶端的水平距离最大为,对应最大入射角,也对应最大折射角,只要该情况满足要求,所有发光点都满足要求。
已知,最大入射角满足
要求最大出射角,因此
代入得
计算得,因此透明介质折射率的最大值为。
【点睛】
14. 如图甲所示,开口向上的绝热气缸内,用横截面积、质量的绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。初始时气缸内气体温度,活塞静止时距气缸底部的高度为。阻值的电热丝密封在气缸内,电热丝的一端连接一个匝数匝、横截面积的线圈,线圈总电阻。时刻,在线圈所在空间内加一垂直于线圈平面向里的磁场,磁感应强度按照图乙所示规律变化,时刻撤去磁场。经过足够长时间,活塞缓慢升高了,此时气缸内气体的温度为,该过程中气体的内能增加了。已知活塞可在气缸内无摩擦滑动且不漏气,电热丝产生的焦耳热完全被气体吸收,外界大气压强,重力加速度。求:
(1)末态温度及整个过程中气体吸收的热量;
(2)磁场变化的时间。
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
对活塞受力分析,由平衡条件
代入数据得
封闭气体做等压变化,由盖-吕萨克定律得
其中,
代入得
气体膨胀对外做功,做功大小为
代入数据得
由热力学第一定律
得气体吸收的热量
【小问2详解】
由法拉第电磁感应定律,线圈中感应电动势
由图乙得磁感应强度变化率
代入数据得
由闭合电路欧姆定律可得
电热丝产生的总焦耳热等于气体吸收的热量,由焦耳定律得
联立解得
15. 如图为某试验装置的示意图,该装置由两部分组成:其左边是长度的水平传送带,它与右边的台面等高并平滑对接,传送带始终以的速率顺时针转动,装置的右边是足够长的光滑水平面,一轻质弹簧右端固定,左端栓接小物块A,A左侧带有锁定装置,A及锁定装置的总质量,弹簧原长时A处于点。现将质量的小物块B以水平速度冲上传送带左端,小物块B滑过传送带与A发生对心碰撞(碰撞时间极短),且碰撞瞬间两者锁定,以相同速度一起压缩弹簧;返回到点时锁定装置将B释放、并使A停在点,此后B与A发生多次碰撞,其过程均满足以上所述。已知物块B与传送带之间的动摩擦因数,,弹簧始终处于弹性限度内。求:
(1)B物块与A碰撞前的速度大小;
(2)物块B与A发生第一次碰撞后,弹簧具有的最大弹性势能;
(3)物块A、B第次碰撞后瞬时速度的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
B以初速度滑上传送带,传送带速度(顺时针),因,B在传送带上做匀减速运动。加速度大小:,方向与运动方向相反。传送带长度,由运动学公式:
得
因,说明B未在传送带上达到传送带速度,全程减速至右端,在光滑水平面上匀速运动,速度为
【小问2详解】
碰撞瞬间动量守恒:
解得:
碰撞后A、B共同压缩弹簧,动能全部转化为弹性势能(最大时速度为零):
【小问3详解】
每次碰撞后,A、B一起压缩弹簧并返回点,此时弹簧恢复原长,系统速度仍为碰撞后速度(方向向左)。锁定装置释放B,A静止于点;B以速度向左滑上传送带。
B在传送带上先减速至0(,位移,始终未滑出),再被传送带加速回右端,最终回到点时速度大小仍为(方向向右)。下一次碰撞前,B速度仍为,A静止,再次发生完全非弹性碰撞。
设第次碰撞后瞬时速度为,则下一次碰撞前B速度也为,碰撞后速度满足:
第一次碰撞后速度:
由等比数列递推:
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