内容正文:
2026年普通高考模拟测试
物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
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。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
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,只有一项是最符合题目要求的。
1. 物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时,发现在散射的X射线中,部分波长发生改变,这个现象称为康普顿效应,我国物理学家吴有训进一步证实了该效应的普遍性。如图所示,一个光子和一个静止的电子相互碰撞后,电子向某一个方向运动,光子沿另一个方向散射出去,关于散射光子的频率,下列说法正确的是( )
A. 散射前后光子的频率变大 B. 散射前后光子的频率变小
C. 散射前后光子的频率不变 D. 条件不足,无法判断
2. 如图,夹钳器的手把转动时,轻绳1拉动轻质横杆,并通过轻绳2和3带动夹爪绕转轴旋转,从而夹取物品。若某次夹取到物品时,轻绳1的张力大小为T,轻绳2和3的张力大小均为F,则( )
A. B. C. D.
3. 2025年7月15日,天舟九号货运飞船成功对接空间站天和核心舱,交会对接的示意图如图所示,飞船首先进入预定圆轨道Ⅰ,之后经椭圆轨道Ⅱ与在圆轨道Ⅲ运行的空间站在点完成交会对接,对接后空间站仍在圆轨道Ⅲ运行。已知轨道Ⅰ、Ⅲ的半径分别为、,轨道Ⅰ、Ⅱ相切于点,轨道Ⅱ、Ⅲ相切于B点。下列说法正确的是( )
A. 飞船在轨道Ⅰ上的周期大于轨道Ⅱ上的周期
B. 飞船在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅱ上的机械能
C. 飞船与空间站完成对接后,空间站的运行加速度变小
D. 飞船在轨道Ⅱ上运行时,在、两点的速度之比为
4. O、P、Q为软绳上的三点,t=0时刻手持O点由平衡位置开始在竖直方向做简谐运动,至时刻恰好完成两次全振动,此时绳上OQ间形成的波形如图所示,下列四幅位移-时间图像中能反映P点在时间内运动情况的是( )
A. B.
C. D.
5. 如图1所示,A、B两个可视为质点的小球由两段不可伸长的相同长度的轻绳连接,一同学用手握住轻绳上端O,初始时刻两个球均静止,该同学通过晃动让两个小球动起来,系统稳定时两个小球均在水平面内做匀速圆周运动,如图2所示。晃动轻绳过程中O点高度没有发生变化,不计空气阻力。则( )
A. 稳定时,A球线速度大于B球线速度
B. 稳定时,A球角速度大于B球角速度
C. 从开始晃动到系统稳定过程中,轻绳AB对A球做的功等于A球机械能的增量
D. 从开始晃动到系统稳定过程中,轻绳OB对B球做的功等于B球机械能的增量
6. 汽车平视显示系统(Head-Up Display)的应用,使驾驶员不必低头就能看到汽车的重要行车数据,提高了驾驶的安全性。如图所示为HUD系统简化光路图,光线从光源出发经固定反射镜反射,再经自由反射镜(可绕点旋转)反射,以入射角射向挡风玻璃后反射进入人眼,形成虚像。由于光线在挡风玻璃内、外表面都存在反射,反射形成的两条光线同时进入人眼可能会形成重影。图中小段的挡风玻璃内、外表面可认为平整且相互平行,下列说法正确的是( )
A. 使用厚挡风玻璃更有利于减弱重影
B. 使用红光比使用紫光更有利于减弱重影
C. 增大,可使光在挡风玻璃外表面上发生全反射
D. 若需要降低虚像的高度,可使自由反射镜逆时针旋转
7. 我国已拥有“蛟龙”号、“深海勇士”号、“奋斗者”号三台深海载人潜水器。某次潜水器由静止开始竖直下潜,下潜过程中受到的阻力与它下潜的速度大小成正比,下列关于潜水器的速度—时间图像()、重力势能—时间图像()、机械能—位移图像()和动能—位移图像(),可能正确的是( )
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,有多个选项符合题目要求,全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一不计重力的带电粒子垂直磁场边界从点射入,从点射出。下列说法正确的是( )
A. 粒子带正电
B. 粒子在点速率大于在点速率
C. 若仅增大磁感应强度,则粒子可能从点左侧的下边界射出
D. 若仅增大入射速率,则粒子在磁场中运动时间变短
9. 光伏发电的蓬勃发展为我国实现“碳达峰”“碳中和”提供了强劲引擎。如图1所示,某光伏发电阵列产生的直流电先经过逆变器转换为图2所示的正弦式交流电,再经过理想变压器升压后输送到电网。若理想变压器的输入功率为80kW,输出电压为10kV,则下列说法正确的是( )
A. 图2所示交流电的频率为
B. 图2所示交流电电压的有效值为
C. 变压器原、副线圈匝数比为25∶1
D. 变压器原线圈中电流的有效值为200A
10. 微波炉中的磁控管是产生微波的主要元件(如图甲)。其部分结构可简化为图乙所示,磁控管处于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中。电子从电子源P飘出时初速度可忽略,之后电子在两极间做连续的摆线(亦称为旋轮线)运动。已知两平行极板间距为,电场强度大小为,电子的电荷量大小为,质量为,忽略电子的重力和电子之间的相互作用。下列说法正确的是( )
A. 若电子恰好不能运动到阳极,则运动中电子速度的最大值
B. 若电子恰好不能运动到阳极,则运动中速度最大时相对点向右发生的分位移可能为
C. 若电子能运动到距点右侧为的阴极板处(图中未画出),在此过程中电子没有碰到阳极,则磁感应强度大小可能为
D. 若匀强磁场的磁感应强度为,则电子离阴极最远的距离可能为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。其中13-15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频,得到分帧图片,利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度,实验装置如图甲所示。
(1)下列主要操作步骤的正确顺序是______。(填写各步骤前的序号)
①把刻度尺竖直固定在墙上
②捏住小球,从刻度尺旁静止释放
③打开手机摄像功能,开始摄像
④手机固定在三脚架上,调整好手机镜头的位置
(2)停止摄像,从视频中截取三帧图片,图片中的小球和刻度如图乙所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为s,刻度尺的分度值是1mm,由此测得重力加速度为______m/s2(保留两位有效数字)。
(3)在某次实验中,小明释放小球时手稍有晃动,视频显示小球下落时偏离了竖直方向。从该视频中截取图片,______(填“仍能”或“不能”)用(2)问中的方法测出重力加速度。
12. 小明同学要把一个电流计(满偏电流为10mA,内阻未知)改装成一个量程为3V的电压表。为此,他设计了图甲所示的实验电路图,先进行该电流计内阻值的测量。其中R1为总阻值较大的滑动变阻器。连接好电路后,小明同学进行了如下实验操作:
①开关闭合之前将R1、R2调到最大值;
②只闭合开关S1,将R1由最大阻值逐渐调小,使电流计读数达到满偏电流Ig;
③保持R1不变,再闭合S2,调节电阻箱R2的值,使电流计读数等于,同时记录下此时电阻箱的读数为60Ω。
(1)根据实验记录的数据,可求得待测电流计的内阻______Ω;
(2)小明同学用测量值作为电流表的内阻,将电流表改装成量程为3V的电压表,需要串联一个R =______Ω的电阻;
(3)小明同学用一个同量程的标准电压表与改装后的电压表并联进行校准,其中标准电压表示数如图乙所示时,改装电压表的表盘如图丙所示,则改装后的电压表实际量程
为______V(保留两位有效数字),改装电表的量程发生偏差的可能原因是:电流计内阻测量值比真实值______(选填“偏大”或“偏小”);
(4)要达到预期改装目的,不重新测量电流计的内阻值,只需将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k =______。
13. 一款气垫运动鞋如图甲所示,鞋底塑料空间内充满气体(可视为理想气体),运动时通过压缩气体来提供一定的缓冲。单只鞋子的鞋底塑料空间等效为如图乙所示的模型,轻质活塞A可无摩擦上下移动,气体被压缩时可等效为活塞A下移,活塞A的等效作用面积恒为。鞋子未被穿上时,环境温度为,每只鞋气垫内气体体积,压强。忽略鞋底其他结构产生的弹力,且气垫不漏气,大气压强也为。g取。
(1)若未穿时,气温缓缓上升,气垫内气体体积增大。若气体体积增大到,此过程中气体吸收的热量为,求气体内能的变化量;
(2)若质量为的学生穿上该运动鞋,双脚竖直站立在水平面上,求单只鞋子气垫内气体的体积。(气垫内气体温度与环境温度始终相等)
14. 如图所示,两光滑的固定平行导轨电阻不计,倾角为,间距为L=0.1m,下端接有阻值为R=0.5Ω的电阻,导轨间存在磁感应强度大小为B=10T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。一质量为m=1kg、长度为L、阻值为R的导体棒ab在沿导轨向上的恒定拉力F=8N作用下,由静止开始沿导轨向上运动,经时间,ab到达MN处且速度达到最大值,重力加速度g取10m/s2,,求:
(1)导体棒ab开始运动时的加速度大小a;
(2)速度最大值;
(3)时间内导体棒ab产生的总焦耳热Q。
15. 如图所示,在一粗糙水平平台最左端固定一弹簧动力装置,可以将物体瞬间弹开,此时储存的弹性势能为,动力装置的右端有一滑块A,质量m=3kg,滑块与平台间的动摩擦因数为,滑块A到平台右侧边缘长度为s=1m。平台右侧有一质量M=1kg的“L”型长木板B,长木板B上表面光滑,下表面与地面的动摩擦因数为。长木板B右侧有一点O,O点右侧空间中有一水平向右的匀强电场,电场强度为E=4N/C,滑块A带正电,电荷量为q=3C,长木板B不带电,O点右侧有一凸起P,OP距离为d=12m。释放动力装置,一段时间后长木板B右端到O点时速度为0,此前A、B仅发生了一次碰撞。已知所有碰撞无能量损失,A可视为质点,整个运动过程中A电荷量不变,A未脱离B,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。求:
(1)滑块A第一次与B碰后各自的速度;
(2)滑块A与长木板B从第一次碰撞到第二次碰撞所需要的时间;
(3)从第二次碰后开始计时,经过多长时间长木板B右端到达凸起点P(结果可用根号表示)。
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2026年普通高考模拟测试
物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
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。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
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,只有一项是最符合题目要求的。
1. 物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时,发现在散射的X射线中,部分波长发生改变,这个现象称为康普顿效应,我国物理学家吴有训进一步证实了该效应的普遍性。如图所示,一个光子和一个静止的电子相互碰撞后,电子向某一个方向运动,光子沿另一个方向散射出去,关于散射光子的频率,下列说法正确的是( )
A. 散射前后光子的频率变大 B. 散射前后光子的频率变小
C. 散射前后光子的频率不变 D. 条件不足,无法判断
【答案】B
【解析】
【详解】散射后的光子速度不变,但能量减小,根据可知,光子的频率变小。
故选B。
2. 如图,夹钳器的手把转动时,轻绳1拉动轻质横杆,并通过轻绳2和3带动夹爪绕转轴旋转,从而夹取物品。若某次夹取到物品时,轻绳1的张力大小为T,轻绳2和3的张力大小均为F,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】对轻质横杆受力分析,横杆平衡,轻绳1的张力与轻绳2、3张力的合力等大反向。根据平衡条件,沿轻绳1方向合力平衡,得
代入,得
故选B。
3. 2025年7月15日,天舟九号货运飞船成功对接空间站天和核心舱,交会对接的示意图如图所示,飞船首先进入预定圆轨道Ⅰ,之后经椭圆轨道Ⅱ与在圆轨道Ⅲ运行的空间站在点完成交会对接,对接后空间站仍在圆轨道Ⅲ运行。已知轨道Ⅰ、Ⅲ的半径分别为、,轨道Ⅰ、Ⅱ相切于点,轨道Ⅱ、Ⅲ相切于B点。下列说法正确的是( )
A. 飞船在轨道Ⅰ上的周期大于轨道Ⅱ上的周期
B. 飞船在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅱ上的机械能
C. 飞船与空间站完成对接后,空间站的运行加速度变小
D. 飞船在轨道Ⅱ上运行时,在、两点的速度之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A.椭圆轨道Ⅱ的半长轴
因,则,根据开普勒第三定律有
则飞船在轨道Ⅰ上的周期小于轨道Ⅱ上的周期,故A错误;
B.飞船从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ,需要在A点加速,动能瞬间增大,引力势能不变,则机械能增加,因此轨道Ⅰ的机械能小于轨道Ⅱ的机械能,故B正确;
C.由牛顿第二定律有
得
飞船与空间站完成对接后,r不变,则空间站的运行加速度不变,故C错误;
D.根据开普勒第二定律,飞船在椭圆轨道Ⅱ上近远地点时满足
得,故D错误。
故选B。
4. O、P、Q为软绳上的三点,t=0时刻手持O点由平衡位置开始在竖直方向做简谐运动,至时刻恰好完成两次全振动,此时绳上OQ间形成的波形如图所示,下列四幅位移-时间图像中能反映P点在时间内运动情况的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题可知,简谐振动的周期
由于图示波形是恰好完成两次全振动时的波形,且O、P两点正好在平衡位置,OP之间有一个完整的波形,说明OP之间的距离等于一倍波长,O、P两点的振动是同步的;此时P点正在向下振动,说明O点开始时是向下振动的。所以在的时间内,波从O点传播到了P点;在时刻,P点开始向下振动;在时间内,P点完成了一个全振动;在时刻,P点回到了平衡位置,并且正在向下振动。
故选D。
5. 如图1所示,A、B两个可视为质点的小球由两段不可伸长的相同长度的轻绳连接,一同学用手握住轻绳上端O,初始时刻两个球均静止,该同学通过晃动让两个小球动起来,系统稳定时两个小球均在水平面内做匀速圆周运动,如图2所示。晃动轻绳过程中O点高度没有发生变化,不计空气阻力。则( )
A. 稳定时,A球线速度大于B球线速度
B. 稳定时,A球角速度大于B球角速度
C. 从开始晃动到系统稳定过程中,轻绳AB对A球做的功等于A球机械能的增量
D. 从开始晃动到系统稳定过程中,轻绳OB对B球做的功等于B球机械能的增量
【答案】C
【解析】
【详解】AB.稳定时两球的角速度相等,由于A球做圆周运动的半径小于B球做圆周运动的半径,根据可知,A球的线速度小于B球的线速度,故AB错误;
CD.根据功能关系可知,从开始晃动到系统稳定过程中,轻绳AB对A球做的功等于A球机械能的增量,轻绳OB、轻绳AB对B球做的功等于B球机械能的增量,故C正确,D错误。
故选C。
6. 汽车平视显示系统(Head-Up Display)的应用,使驾驶员不必低头就能看到汽车的重要行车数据,提高了驾驶的安全性。如图所示为HUD系统简化光路图,光线从光源出发经固定反射镜反射,再经自由反射镜(可绕点旋转)反射,以入射角射向挡风玻璃后反射进入人眼,形成虚像。由于光线在挡风玻璃内、外表面都存在反射,反射形成的两条光线同时进入人眼可能会形成重影。图中小段的挡风玻璃内、外表面可认为平整且相互平行,下列说法正确的是( )
A. 使用厚挡风玻璃更有利于减弱重影
B. 使用红光比使用紫光更有利于减弱重影
C. 增大,可使光在挡风玻璃外表面上发生全反射
D. 若需要降低虚像的高度,可使自由反射镜逆时针旋转
【答案】D
【解析】
【详解】A.挡风玻璃内外表面平行,光线在内外表面都会反射,形成两条反射光线,造成重影。挡风玻璃越厚,两条反射光线的间距越大,重影越明显;玻璃越薄,间距越小,重影越弱。所以厚挡风玻璃不利于减弱重影,故A错误;
B.红光频率比紫光频率小,玻璃中频率更小的光,折射率更小,光线进入后折射角更大,经内表面的出射点会离入射点更远,重影更明显,因此使用红光比紫光更不利于减弱重影。故B错误;
C.全反射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。光线是从空气(光疏介质)射向挡风玻璃外表面(光密介质),不满足全反射的条件,所以无论多大,都无法在外表面发生全反射。故C错误;
D.若自由反射镜逆时针旋转,反射光线会向下偏,虚像的高度会降低。所以若要降低虚像高度,应使自由反射镜逆时针旋转。故D正确。
故选D。
7. 我国已拥有“蛟龙”号、“深海勇士”号、“奋斗者”号三台深海载人潜水器。某次潜水器由静止开始竖直下潜,下潜过程中受到的阻力与它下潜的速度大小成正比,下列关于潜水器的速度—时间图像()、重力势能—时间图像()、机械能—位移图像()和动能—位移图像(),可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.下潜过程中受到的阻力与它下潜的速度大小成正比,则
下潜过程中,由牛顿第二定律得
解得
可知下潜过程中潜水器做加速度减小的加速运动,故A错误;
B.潜水器下潜过程中,重力势能
所以下潜过程中重力势能越来越小,图像的斜率越来越小,故B错误;
C.潜水器下潜中的机械能
所以下潜过程中机械能减小,图像的斜率越来越大,故C错误;
D.潜水器下潜过程中的动能
所以潜水器下潜过程中,动能先增大,当阻力与重力大小相等时大小不变,增大过程中图像斜率越来越小,故D正确。
故选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,有多个选项符合题目要求,全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一不计重力的带电粒子垂直磁场边界从点射入,从点射出。下列说法正确的是( )
A. 粒子带正电
B. 粒子在点速率大于在点速率
C. 若仅增大磁感应强度,则粒子可能从点左侧的下边界射出
D. 若仅增大入射速率,则粒子在磁场中运动时间变短
【答案】CD
【解析】
【详解】A.带电粒子向下偏转,根据左手定则可知粒子带负电,故A错误;
B.磁场对带电粒子不做功,因此粒子在点速率等于在点速率,故B错误;
C.带电粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,满足
解得粒子做圆周运动的半径
若增大磁感应强度,则圆周运动的半径减小,如图所示
粒子可能从点左侧的下边界射出,故C正确;
D.若仅增大入射速率,由可知粒子做圆周运动的半径增大,由图可知,粒子在磁场中运动的圆心角减小,粒子在磁场中运动时间
故粒子在磁场中运动时间变短,故D正确。
故选CD。
9. 光伏发电的蓬勃发展为我国实现“碳达峰”“碳中和”提供了强劲引擎。如图1所示,某光伏发电阵列产生的直流电先经过逆变器转换为图2所示的正弦式交流电,再经过理想变压器升压后输送到电网。若理想变压器的输入功率为80kW,输出电压为10kV,则下列说法正确的是( )
A. 图2所示交流电的频率为
B. 图2所示交流电电压的有效值为
C. 变压器原、副线圈匝数比为25∶1
D. 变压器原线圈中电流的有效值为200A
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图2可知,该正弦交流电的周期
因此交流电的频率,故A正确;
B.由图2可知,该交流电电压的最大值
则该正弦交流电的有效值,故B错误;
C.原线圈电压有效值
副线圈电压
根据
可得匝数比为,故C错误;
D.理想变压器输入功率
根据
可得原线圈电流有效值,故D正确。
故选AD。
10. 微波炉中的磁控管是产生微波的主要元件(如图甲)。其部分结构可简化为图乙所示,磁控管处于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中。电子从电子源P飘出时初速度可忽略,之后电子在两极间做连续的摆线(亦称为旋轮线)运动。已知两平行极板间距为,电场强度大小为,电子的电荷量大小为,质量为,忽略电子的重力和电子之间的相互作用。下列说法正确的是( )
A. 若电子恰好不能运动到阳极,则运动中电子速度的最大值
B. 若电子恰好不能运动到阳极,则运动中速度最大时相对点向右发生的分位移可能为
C. 若电子能运动到距点右侧为的阴极板处(图中未画出),在此过程中电子没有碰到阳极,则磁感应强度大小可能为
D. 若匀强磁场的磁感应强度为,则电子离阴极最远的距离可能为
【答案】BC
【解析】
【详解】电子在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中由静止释放,其轨迹为旋轮线(摆线)。
A.电子在运动过程中,电场力做功,洛伦兹力不做功,根据动能定理
当电子运动到最高点时速度最大。若电子恰好不能运动到阳极,则最高点高度y=d,代入解得最大速度,故A错误;
BD.将电子的速度等效为向右的速度为v和向左的速度为v的合运动,电子向右做匀速直线运动,满足
电子以另外的速度v做匀速圆周运动,则
可得半径
电子离阴极的最远距离为直径
若电子恰好不碰到阳极,则2R=d,解得
当速度最大时,电子位于轨迹最高点,电子运动时间为半周期的奇数倍,水平分位移为(n=1、2、3…..),可能为,故B正确,D错误。
C.电子回到阴极板时,水平位移为旋轮线周期的整数倍,即(n为正整数),解得磁感应强度
当n=1时,,该值是可能的,故C正确。
故选BC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。其中13-15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频,得到分帧图片,利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度,实验装置如图甲所示。
(1)下列主要操作步骤的正确顺序是______。(填写各步骤前的序号)
①把刻度尺竖直固定在墙上
②捏住小球,从刻度尺旁静止释放
③打开手机摄像功能,开始摄像
④手机固定在三脚架上,调整好手机镜头的位置
(2)停止摄像,从视频中截取三帧图片,图片中的小球和刻度如图乙所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为s,刻度尺的分度值是1mm,由此测得重力加速度为______m/s2(保留两位有效数字)。
(3)在某次实验中,小明释放小球时手稍有晃动,视频显示小球下落时偏离了竖直方向。从该视频中截取图片,______(填“仍能”或“不能”)用(2)问中的方法测出重力加速度。
【答案】(1)①④③②
(2)9.6 (3)仍能
【解析】
【小问1详解】
实验时,为了保证刻度尺作为竖直方向的参考并固定拍摄视场,应先将刻度尺竖直固定好,然后固定手机并调整好拍摄位置;为了完整记录小球的下落过程,应当先开启摄像功能,最后再释放小球。因此正确的操作顺序为①④③②。
【小问2详解】
由图乙可知,刻度尺的分度值为,读数时需估读到分度值的下一位。三帧图片中小球中心的刻度位置分别为、、
相邻两帧图片之间小球的下落位移分别为,
小球在竖直方向做自由落体运动,属于匀变速直线运动,根据匀变速直线运动的推论可得重力加速度
代入数据解得
保留两位有效数字,故结果为
【小问3详解】
小球下落时若偏离了竖直方向,则小球实际上是在做平抛运动或斜抛运动。根据运动的独立性原理,平抛或斜抛运动在竖直方向上的分运动依然是加速度为的匀变速直线运动。因此,只要刻度尺是竖直放置的,利用竖直方向的位移差依然能准确测出重力加速度。故填“仍能”。
12. 小明同学要把一个电流计(满偏电流为10mA,内阻未知)改装成一个量程为3V的电压表。为此,他设计了图甲所示的实验电路图,先进行该电流计内阻值的测量。其中R1为总阻值较大的滑动变阻器。连接好电路后,小明同学进行了如下实验操作:
①开关闭合之前将R1、R2调到最大值;
②只闭合开关S1,将R1由最大阻值逐渐调小,使电流计读数达到满偏电流Ig;
③保持R1不变,再闭合S2,调节电阻箱R2的值,使电流计读数等于,同时记录下此时电阻箱的读数为60Ω。
(1)根据实验记录的数据,可求得待测电流计的内阻______Ω;
(2)小明同学用测量值作为电流表的内阻,将电流表改装成量程为3V的电压表,需要串联一个R =______Ω的电阻;
(3)小明同学用一个同量程的标准电压表与改装后的电压表并联进行校准,其中标准电压表示数如图乙所示时,改装电压表的表盘如图丙所示,则改装后的电压表实际量程
为______V(保留两位有效数字),改装电表的量程发生偏差的可能原因是:电流计内阻测量值比真实值______(选填“偏大”或“偏小”);
(4)要达到预期改装目的,不重新测量电流计的内阻值,只需将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k =______。
【答案】(1)60 (2)240
(3) ①. 3.2 ②. 偏小
(4)
【解析】
【12题详解】
本题采用半偏法测电流计的内阻,保持不变,闭合后,认为干路总电流近似不变,电流计读数为时,电阻箱的电流也为,并联电压相等,根据
可得
【13题详解】
改装成量程的电压表,满偏时总电阻满足
因此串联电阻
【14题详解】
[1]由图乙可知,标准电压表读数为,而电流计读数为,由正比关系可得,电流计满偏对应的实际电压
即实际量程为。
[2]半偏法中,闭合后总电阻减小,干路总电流
流过的电流
可得
测量值
因此测量值比真实值偏小。
【15题详解】
根据实际量程
可得
改装成量程为需要的总电阻为,因此新串联的电阻
所以
13. 一款气垫运动鞋如图甲所示,鞋底塑料空间内充满气体(可视为理想气体),运动时通过压缩气体来提供一定的缓冲。单只鞋子的鞋底塑料空间等效为如图乙所示的模型,轻质活塞A可无摩擦上下移动,气体被压缩时可等效为活塞A下移,活塞A的等效作用面积恒为。鞋子未被穿上时,环境温度为,每只鞋气垫内气体体积,压强。忽略鞋底其他结构产生的弹力,且气垫不漏气,大气压强也为。g取。
(1)若未穿时,气温缓缓上升,气垫内气体体积增大。若气体体积增大到,此过程中气体吸收的热量为,求气体内能的变化量;
(2)若质量为的学生穿上该运动鞋,双脚竖直站立在水平面上,求单只鞋子气垫内气体的体积。(气垫内气体温度与环境温度始终相等)
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
气体压强不变,体积增大,气体对外界做功,则有
解得
根据热力学第一定律有
解得
【小问2详解】
人穿上后,根据平衡条件有
解得
根据玻意耳定律有
解得
14. 如图所示,两光滑的固定平行导轨电阻不计,倾角为,间距为L=0.1m,下端接有阻值为R=0.5Ω的电阻,导轨间存在磁感应强度大小为B=10T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。一质量为m=1kg、长度为L、阻值为R的导体棒ab在沿导轨向上的恒定拉力F=8N作用下,由静止开始沿导轨向上运动,经时间,ab到达MN处且速度达到最大值,重力加速度g取10m/s2,,求:
(1)导体棒ab开始运动时的加速度大小a;
(2)速度最大值;
(3)时间内导体棒ab产生的总焦耳热Q。
【答案】(1)2m/s2
(2)2m/s (3)1J
【解析】
【小问1详解】
由牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
当合外力为零时速度达最大
即
由法拉第电磁感应定律
又
根据闭合电路的欧姆定律
解得
【小问3详解】
在时间内对导体棒ab根据动量定理有
即
又
根据能量守恒定律有
解得Q=1 J
15. 如图所示,在一粗糙水平平台最左端固定一弹簧动力装置,可以将物体瞬间弹开,此时储存的弹性势能为,动力装置的右端有一滑块A,质量m=3kg,滑块与平台间的动摩擦因数为,滑块A到平台右侧边缘长度为s=1m。平台右侧有一质量M=1kg的“L”型长木板B,长木板B上表面光滑,下表面与地面的动摩擦因数为。长木板B右侧有一点O,O点右侧空间中有一水平向右的匀强电场,电场强度为E=4N/C,滑块A带正电,电荷量为q=3C,长木板B不带电,O点右侧有一凸起P,OP距离为d=12m。释放动力装置,一段时间后长木板B右端到O点时速度为0,此前A、B仅发生了一次碰撞。已知所有碰撞无能量损失,A可视为质点,整个运动过程中A电荷量不变,A未脱离B,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。求:
(1)滑块A第一次与B碰后各自的速度;
(2)滑块A与长木板B从第一次碰撞到第二次碰撞所需要的时间;
(3)从第二次碰后开始计时,经过多长时间长木板B右端到达凸起点P(结果可用根号表示)。
【答案】(1)2m/s,6m/s
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
从A弹开到与B相撞,对A,由动能定理可得
解得
A与B弹性碰撞有,
联立解得,
【小问2详解】
第一次碰后A匀速直线运动,B匀减速直线运动。对B受力分析,有
解得
B减速为0,则有
解得
设经过时间t滑块A和木板B发生第二次碰撞有
解得
因为,则B停止后A才与B相撞,时间为
【小问3详解】
A、B第二次碰撞也为弹性碰撞,设碰后A、B的速度各为、,则有,
解得,
之后A进入电场,对A有
解得
设再经过,A、B在电场中再次发生碰撞,有
解得
由于A、B加速度大小相等,则运动具有对称性,当两者速度交换时再次碰撞,
解得,
依次类推,经过O点第n次碰后B的速度为 (n=1,2,3.........)
每两次碰撞的时间间隔
则经过O点第n+1次碰前B走过的总位移 (n=1,2,3......)
又n=5时,;n=6时,
所以A、B在电场中碰撞了6次。
设第6次碰后,还需要到P点有
解得
则从过了O点到P点所需要的总时间
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