内容正文:
安徽省2025年普通高中学业水平选择性考试
物理样卷(一)
本试卷共100分 考试时间75分钟
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。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。
1. 太阳内部存在如图所示的核聚变反应过程,图中p、e+和分别表示质子、正电子和电子中微子,粗箭头表示循环反应进行的先后次序。从循环图顶端开始,质子p与12C核发生反应生成13N核,13N核放出正电子和中微子衰变成13C核,反应按粗箭头所示次序进行,直到完成一个循环后,重新开始下一个循环。电子中微子不带电,质量可以忽略。则图中X代表的核素为( )
A. 15O B. 16O C. 13C D. 14C
2. 一农夫用挑担子的方法运送货物,如图,前后两个货框通过绳子套在扁担上。已知农夫前面框内货物的质量为28 kg,货框质量为2 kg,四根绳与竖直方向的夹角均为30°,重力加速度取g=10 m/s2,则每根绳对前面货框的拉力大小为( )
A. 75 N B. 50N C. 150 N D. 100 N
3. 如图所示,一截面为半圆形的玻璃砖置于水平地面上,直径AB垂直于水平地面,O为圆心。一束光从玻璃砖的右侧圆弧面沿半径方向射入,经AB折射后分为a、b两束光,若将入射光绕圆心O在纸面内沿逆时针方向缓慢旋转至与AB间的夹角时,光束b恰好消失,此时光束a与水平地面间的夹角,则光束a、b在玻璃砖中传播速度的比值等于( )
A. B. C. D.
4. 科学家曾做过从航天飞机上释放小卫星的“绳系卫星”实验。从航天器A上释放一颗小卫星B,小卫星与航天器之间用导电缆绳相连,两者保持相对静止,从而进行多种科学实验,如图所示。若已知小卫星位于航天器的正下方,且跟航天器一起在地球赤道上空绕地球做匀速圆周运动,以下说法正确的是( )
A. 小卫星做圆周运动的线速度大小比航天器的小
B. 小卫星做圆周运动的角速度比航天器的小
C. 小卫星做圆周运动的向心加速度大小比航天器的大
D. 小卫星做圆周运动的周期比航天器的大
5. “西电东送”是我国能源发展的重大战略。其中一条路线是将贵州乌江、云南澜沧江和桂、滇、黔三省区交界处的南盘江、北盘江、红水河的水电资源以及黔、滇两省坑口火电厂的电能开发出来送往广东,形成“西电东送”南部通道。远距离输电的示意图如图所示,图中变压器均为理想变压器,已知输送功率为P,升压变压器副线圈两端的电压为U,流过该副线圈的电流为I,输电线的总电阻为R,下列关系式正确的是( )
A. I= B. P=I2R
C. P=UI D. P=
6. 如图甲所示,甲、乙两车在两条平行的平直跑道上运动,t=0时刻两车车头平齐。为了检测两车的刹车与加速性能,控制平台利用车载速度传感器描绘出了甲车刹车过程与乙车加速过程的-图像,如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 图线B描述的是甲车刹车过程,图线A描述的是乙车加速过程
B. 甲、乙两车的加速度大小分别为3m/s2、1m/s2
C. 甲、乙两车车头再次平齐经历的时间为2s
D. 甲、乙两车车头再次平齐之前,两车前端沿运动方向间距的最大值为25m
7. 如图所示,静止在水平地面上的倾角的斜面上放置一质量的物块A,平行于斜面的轻绳绕过定滑轮、与劲度系数的轻质弹簧连接,物块A处于静止状态,轻绳处于伸直状态。现将一质量的物块B悬挂于轻质弹簧上,静止释放物块B,在物块B向下运动(始终未着地)的过程中,物块A与斜面始终保持静止状态。已知重力加速度,弹簧的弹性势能,其中x为弹簧的形变量,,,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则关于物块B向下运动过程中的分析,下列说法正确的是( )
A. 物块A与斜面之间的动摩擦因数的最小值为0.75
B. 斜面对地面摩擦力的最大值为3.72N
C. 物块B速度的最大值为
D. 弹簧的弹性势能的最大值为0.1922J
8. 如图所示,长方体a1b1c1d1—a2b2c2d2处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,a1b1c1d1为边长为L的正方形,a1a2竖直,O1、O2、O3、O4为相应边a1b1、a2b2、c2d2、c1d1的中点。在平面a1a2b2b1内有质量为m、电荷量为q(q>0)的带正电粒子从O2沿该平面以速度v(大小未知)射入匀强磁场,速度v的方向与底边a2b2的夹角θ=45°,经历一定时间,粒子恰好能到达O4位置,不计粒子的重力,则下列说法正确的是( )
A. 粒子的入射速度
B. 粒子在运动过程中的轨迹一定与a1a2d2d1平面相切
C. 长方体的a1a2边的长度可能为
D. 粒子从O2运动到O4经历的时间可能为
二、选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 一列沿x轴方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图甲所示,振幅为10 cm,此时刻,质点P恰好处于平衡位置,质点P到坐标原点的距离为10 m,质点Q相对于平衡位置的位移为-5 cm。已知质点P的振动图像如图乙所示,在t=0.5 s时刻,质点Q第一次到达波谷位置,则下列说法正确的是( )
A. 该简谐横波沿x轴正方向传播
B. 质点P振动的周期为1.2 s
C. 该简谐横波的波速为40 m/s
D. 0~1.1 s内,质点Q经过的路程为75 cm
10. 如图甲所示,两条固定的倾斜光滑平行金属导轨M、N,导轨平面与水平面的夹角为,导轨间距为l,导轨电阻忽略不计。虚线ce、df均与导轨垂直,cefd区域内存在垂直于导轨所在平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。将导体棒a、b并排且垂直导轨放置在同一位置,时刻先释放导体棒a,时刻释放导体棒b,此时导体棒a刚好进入匀强磁场区域,刻导体棒a刚好离开匀强磁场区域,流过导体棒a的电流随时间变化的图像如图乙所示,两导体棒始终与导轨垂直且接触良好,导轨足够长,两导体棒接入电路的电阻均为R,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 虚线ce与df间的距离为
B. 图乙中电流
C. 两导体棒的质量均为
D. 导体棒b离开匀强磁场区域时,其与导体棒a的间距为
三、非选择题:本题共5小题,共58分。
11. 某课外实验小组使用如图甲所示的实验装置测量重力加速度的大小。实验时,他们先用米尺测量分液漏斗下端到水桶底部的距离h,然后使漏斗中的水一滴一滴地下落,调整阀门,使水滴落到桶底的同时,下一滴水刚好从漏斗的下端滴落。用秒表测量从第1个水滴自漏斗的下端滴落至第n个水滴落到桶底所用的时间t。
(1)用米尺测量分液漏斗下端到水桶底部的距离h,如图乙所示,分液漏斗下端与米尺零刻度处对齐,水桶底部与米尺上的a点处对齐,则距离h为______cm。
(2)重力加速度大小可表示为g=______(用h、n、t表示)。
(3)若想测量的重力加速度值更准确,请给出一条合理化建议:______。
12. 某同学想利用电压表和电阻箱尽量精确地测定电池的电动势E和内阻r,实验电路图如图甲所示,实验器材有:待测电池一个(电动势约为3.70V,内阻约为1.00Ω),定值电阻两个(阻值分别为10Ω和500Ω),电阻箱R一个,理想电压表V一个(有3V和15V两个量程),开关K一个,导线若干。
(1)为了尽量精确地测定电池的电动势E和内阻r,定值电阻应选择阻值为______Ω的电阻,电压表选择______V量程。
(2)如图乙,实验实物图已连接部分导线,请用笔画线代替导线完成其余部分电路的连接。( )
(3)实验前,应先将电阻箱的电阻调到______(选填“最大值”或“最小值”),然后再闭合开关。
(4)实验中,电阻箱的阻值为R,电阻箱两端的电压为U,改变电阻箱的阻值,得到多组R、U值,利用实验数据画出的图像如图丙所示,图像与纵轴交点坐标为,与横轴交点坐标为,则电池电动势______,内阻______(用题中所给字母表示)
13. 如图所示,某种喷雾器贮液筒的总容积,关闭喷雾阀门,装入一定量的药液后将加水口密封盖盖好。活塞式打气筒打一次气,可以把体积、压强的空气打进贮液筒。已知大气压强,设打气过程气体温度不变,气体视为理想气体。
(1)若原来药液的体积为7L,贮液筒内气体压强达到4atm时停止打气,打开喷雾阀门使其喷雾,直至内外气体压强相等,求这时筒内剩下的药液的体积。
(2)若已知打气筒打了35次气,打开喷雾阀门后恰能把药液喷光,求喷出的药液体积。
14. 如图所示,虚线OM与x轴正方向的夹角,OM与x轴负半轴上侧区域存在电场强度大小为E、方向沿y轴负方向的匀强电场,OM下侧与第四象限区域存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场。将一质量为m、电荷量为的带正电粒子从电场中的P点由静止释放,粒子在第一象限磁场内运动时恰好没有越过x轴正半轴。已知P点坐标为(L,),粒子重力不计。求:
(1)粒子刚进入磁场时的速度大小;
(2)求磁感应强度大小;
(3)求粒子在第一象限内由磁场进入电场后,在电场内运动过程中粒子到虚线OM的最大距离。
15. 如图所示,质量的物块A套在水平固定的光滑直杆上,长的轻质细绳一端连接A,另一端通过感应拴扣连接质量的物块B,当B运动到A的正下方时,感应拴扣自动断开。在直杆的下方,质量的物块C与质量的长木板D静置于水平地面上,C与直杆的距离与细绳长相等。使细绳水平伸直,将物块B由静止释放,B运动到最低点时恰好与物块C发生弹性正碰,在之后的运动过程中,物块B与C分别经过长木板的最右端与最左端,且均没有脱离长木板。已知物块B、C均能看成质点,物块B与木板D、物块C与木板D、木板D与地面之间的动摩擦因数分别为、、,重力加速度,,结果均保留两位有效数字,求:
(1)物块B由静止释放时,物块A、C的间距。
(2)物块B、C碰撞后,物块C的速度大小。
(3)长木板D的长度。
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安徽省2025年普通高中学业水平选择性考试
物理样卷(一)
本试卷共100分 考试时间75分钟
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。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。
1. 太阳内部存在如图所示的核聚变反应过程,图中p、e+和分别表示质子、正电子和电子中微子,粗箭头表示循环反应进行的先后次序。从循环图顶端开始,质子p与12C核发生反应生成13N核,13N核放出正电子和中微子衰变成13C核,反应按粗箭头所示次序进行,直到完成一个循环后,重新开始下一个循环。电子中微子不带电,质量可以忽略。则图中X代表的核素为( )
A. 15O B. 16O C. 13C D. 14C
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意,研究从到X有
由电荷数守恒和质量数守恒可得,的电荷数为8,质量数为15,则X代表的核素为
故选A。
2. 一农夫用挑担子的方法运送货物,如图,前后两个货框通过绳子套在扁担上。已知农夫前面框内货物的质量为28 kg,货框质量为2 kg,四根绳与竖直方向的夹角均为30°,重力加速度取g=10 m/s2,则每根绳对前面货框的拉力大小为( )
A. 75 N B. 50N C. 150 N D. 100 N
【答案】B
【解析】
【详解】前面货框与货物的总质量为,设每根绳对前面货框的拉力大小为,货框在竖直方向受力平衡,根据平衡条件有
解得
代入数据解得
故选B。
3. 如图所示,一截面为半圆形的玻璃砖置于水平地面上,直径AB垂直于水平地面,O为圆心。一束光从玻璃砖的右侧圆弧面沿半径方向射入,经AB折射后分为a、b两束光,若将入射光绕圆心O在纸面内沿逆时针方向缓慢旋转至与AB间的夹角时,光束b恰好消失,此时光束a与水平地面间的夹角,则光束a、b在玻璃砖中传播速度的比值等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】若将入射光绕圆心O在纸面内沿逆时针方向缓慢旋转至与AB间的夹角时,光束b恰好消失,说明光束b发生了全反射,入射角等于临界角,由几何关系得
由
解得
光束a与水平地面间的夹角,得折射角为
由折射定律
解得
由
得
故选A。
4. 科学家曾做过从航天飞机上释放小卫星的“绳系卫星”实验。从航天器A上释放一颗小卫星B,小卫星与航天器之间用导电缆绳相连,两者保持相对静止,从而进行多种科学实验,如图所示。若已知小卫星位于航天器的正下方,且跟航天器一起在地球赤道上空绕地球做匀速圆周运动,以下说法正确的是( )
A. 小卫星做圆周运动的线速度大小比航天器的小
B. 小卫星做圆周运动的角速度比航天器的小
C. 小卫星做圆周运动的向心加速度大小比航天器的大
D. 小卫星做圆周运动的周期比航天器的大
【答案】A
【解析】
【详解】B.小卫星与航天器之间用导电缆绳相连,两者保持相对静止,即角速度相等,故B错误
A.根据角速度与线速度的关系有
由于小卫星位于航天器的正下方,圆周运动轨道半径小于航天器的轨道半径,结合上述可知,小卫星做圆周运动的线速度大小比航天器的小,故A正确;
C.根据
结合上述可知,小卫星做圆周运动的向心加速度大小比航天器的小,故C错误;
D.小卫星与航天器之间用导电缆绳相连,两者保持相对静止,即周期相等,故D错误。
故选A。
5. “西电东送”是我国能源发展的重大战略。其中一条路线是将贵州乌江、云南澜沧江和桂、滇、黔三省区交界处的南盘江、北盘江、红水河的水电资源以及黔、滇两省坑口火电厂的电能开发出来送往广东,形成“西电东送”南部通道。远距离输电的示意图如图所示,图中变压器均为理想变压器,已知输送功率为P,升压变压器副线圈两端的电压为U,流过该副线圈的电流为I,输电线的总电阻为R,下列关系式正确的是( )
A. I= B. P=I2R
C. P=UI D. P=
【答案】C
【解析】
【详解】A.U为输电电压,为输电线损失的电压,
输电电流,故A错误;
B.同理,输电线因存在电阻而损耗的热功率不等于输送功率,即,故B错误;
C.升压变压器是理想变压器,输出功率等于输入功率,即,故C正确;
D.由上述分析,
可知
输电线的电阻消耗的功率应为,故D错误。
故选C。
6. 如图甲所示,甲、乙两车在两条平行的平直跑道上运动,t=0时刻两车车头平齐。为了检测两车的刹车与加速性能,控制平台利用车载速度传感器描绘出了甲车刹车过程与乙车加速过程的-图像,如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 图线B描述的是甲车刹车过程,图线A描述的是乙车加速过程
B. 甲、乙两车的加速度大小分别为3m/s2、1m/s2
C. 甲、乙两车车头再次平齐经历的时间为2s
D. 甲、乙两车车头再次平齐之前,两车前端沿运动方向间距的最大值为25m
【答案】D
【解析】
【详解】AB.图线A的函数表达式为
则有
所以图线A的初速度为30m/s,加速度为-6m/s2;图线B的函数表达式为
则有
结合位移公式对比可知,图线B的初速度为10m/s,加速度为2m/s2,可知图线A描述的是甲车刹车过程,图线B描述的是乙车加速过程,故AB错误;
C.甲车停止运动的时间
若甲、乙两车车头再次平齐,则有
解得
故C项错误;
D.当两车速度相等时,两车前端的间距最大,则有
解得
此时甲车的位移
乙车的位移
则两车前端的最大间距
故D正确。
故选D。
7. 如图所示,静止在水平地面上的倾角的斜面上放置一质量的物块A,平行于斜面的轻绳绕过定滑轮、与劲度系数的轻质弹簧连接,物块A处于静止状态,轻绳处于伸直状态。现将一质量的物块B悬挂于轻质弹簧上,静止释放物块B,在物块B向下运动(始终未着地)的过程中,物块A与斜面始终保持静止状态。已知重力加速度,弹簧的弹性势能,其中x为弹簧的形变量,,,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则关于物块B向下运动过程中的分析,下列说法正确的是( )
A. 物块A与斜面之间的动摩擦因数的最小值为0.75
B. 斜面对地面摩擦力的最大值为3.72N
C. 物块B速度的最大值为
D. 弹簧的弹性势能的最大值为0.1922J
【答案】D
【解析】
【详解】A.当B向下运动到最低点时,A受到的静摩擦力最大,根据平衡条件可得
由功能关系,可得
又
联立,解得
故A错误;
B.当B向下运动到最低点时,斜面对地面的摩擦力最大,根据平衡条件可得
故B错误;
C.当B的合力为0时,速度最大,设此时弹簧的压缩量为x,则有
解得
此时弹簧的弹性势能为
根据机械能守恒定律可得
解得
故C错误;
D.当B向下运动到最低点时,弹簧的形变量最大,弹性势能最大,根据系统机械能守恒可得
解得
故D正确。
故选D。
8. 如图所示,长方体a1b1c1d1—a2b2c2d2处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,a1b1c1d1为边长为L的正方形,a1a2竖直,O1、O2、O3、O4为相应边a1b1、a2b2、c2d2、c1d1的中点。在平面a1a2b2b1内有质量为m、电荷量为q(q>0)的带正电粒子从O2沿该平面以速度v(大小未知)射入匀强磁场,速度v的方向与底边a2b2的夹角θ=45°,经历一定时间,粒子恰好能到达O4位置,不计粒子的重力,则下列说法正确的是( )
A. 粒子的入射速度
B. 粒子在运动过程中的轨迹一定与a1a2d2d1平面相切
C. 长方体的a1a2边的长度可能为
D. 粒子从O2运动到O4经历的时间可能为
【答案】C
【解析】
【详解】A.将粒子的速度沿水平方向与竖直方向分解,可知粒子在水平方向上的分运动为匀速圆周运动,竖直方向上的分运动为匀速直线运动,粒子恰好到达O4位置,则粒子做圆周运动的轨道半径
根据
解得
故A错误;
B.若粒子在水平方向上仅运动半个圆周到达O4位置,此时粒子的轨迹并没有与a1a2d2d1平面相切,故B错误;
C.粒子到达O4位置的时间(n=0,1,2,3…)
长方体的a1a2边的长度h=vsin θ·t
解得(n=0,1,2,3…)
当n=2时,解得
故C正确;
D.结合上述解得(n=0,1,2,3…)
当粒子从O2运动到O4经历的时间为时,解得
不符合要求,即粒子从O2运动到O4经历的时间不可能为,故D错误。
故选C。
二、选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 一列沿x轴方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图甲所示,振幅为10 cm,此时刻,质点P恰好处于平衡位置,质点P到坐标原点的距离为10 m,质点Q相对于平衡位置的位移为-5 cm。已知质点P的振动图像如图乙所示,在t=0.5 s时刻,质点Q第一次到达波谷位置,则下列说法正确的是( )
A. 该简谐横波沿x轴正方向传播
B. 质点P振动的周期为1.2 s
C. 该简谐横波的波速为40 m/s
D. 0~1.1 s内,质点Q经过的路程为75 cm
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据题图乙,t=0时刻质点P沿y轴负方向振动,由同侧法可知,该简谐横波沿x轴负方向传播,故A项错误;
B.t=0时刻质点Q相对于平衡位置的位移大小为振幅的一半,而在t=0.5s时刻,质点Q第一次到达波谷位置,则有+=0.5s
解得T=0.6 s
故B项错误;
C.由于平衡位置在x=0处的质点在t=0时刻相对平衡位置的位移大小为振幅的一半,则有-=10m
解得λ=24m
该简谐横波的波速v==40m/s
故C项正确;
D.由于1.1s=T++
则质点Q经过的路程为s=4×10cm+3×10cm+5cm=75cm
故D项正确。
故选CD。
10. 如图甲所示,两条固定的倾斜光滑平行金属导轨M、N,导轨平面与水平面的夹角为,导轨间距为l,导轨电阻忽略不计。虚线ce、df均与导轨垂直,cefd区域内存在垂直于导轨所在平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。将导体棒a、b并排且垂直导轨放置在同一位置,时刻先释放导体棒a,时刻释放导体棒b,此时导体棒a刚好进入匀强磁场区域,刻导体棒a刚好离开匀强磁场区域,流过导体棒a的电流随时间变化的图像如图乙所示,两导体棒始终与导轨垂直且接触良好,导轨足够长,两导体棒接入电路的电阻均为R,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 虚线ce与df间的距离为
B. 图乙中电流
C. 两导体棒的质量均为
D. 导体棒b离开匀强磁场区域时,其与导体棒a的间距为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据图乙可知,导体棒a进入匀强磁场区域后,回路感应电流不变,即感应电动势不变,则导体棒a在磁场中做匀速直线运动,导体棒进入磁场前做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律有
导体棒a进入匀强磁场的速度
虚线ce与df间的距离为
解得
故A错误;
B.结合上述,导体棒a进入磁场时的速度
根据图乙可知,通过导体棒a的电流大小始终一定,表明导体棒a进入磁场后做匀速直线运动,感应电动势为
感应电流为
解得
故B正确;
C.刻导体棒a刚好离开匀强磁场区域,此时导体棒b,进入磁场,产生的感应电流大小不变,可知,导体棒b进入磁场后做匀速直线运动,速度仍然等于,导体棒b处于平衡状态,根据平衡条件可知,由于导体棒在磁场中的安培力不变,则两导体棒重力沿导轨的分力大小相同,即两导体棒质量相等,根据平衡条件有
结合上述解得
故C正确;
D. 导体棒b离开匀强磁场区域时,导体棒a离开的位移等于其与导体棒a的间距则有
解得
故D错误。
故选BC。
三、非选择题:本题共5小题,共58分。
11. 某课外实验小组使用如图甲所示的实验装置测量重力加速度的大小。实验时,他们先用米尺测量分液漏斗下端到水桶底部的距离h,然后使漏斗中的水一滴一滴地下落,调整阀门,使水滴落到桶底的同时,下一滴水刚好从漏斗的下端滴落。用秒表测量从第1个水滴自漏斗的下端滴落至第n个水滴落到桶底所用的时间t。
(1)用米尺测量分液漏斗下端到水桶底部的距离h,如图乙所示,分液漏斗下端与米尺零刻度处对齐,水桶底部与米尺上的a点处对齐,则距离h为______cm。
(2)重力加速度大小可表示为g=______(用h、n、t表示)。
(3)若想测量的重力加速度值更准确,请给出一条合理化建议:______。
【答案】(1)59.60
(2)
(3)适当增大n或多次测量h取平均值
【解析】
【小问1详解】
由图可知
【小问2详解】
用停表测量第1个水滴从漏斗的下端滴落至第n个水滴落到桶底所用的时间t,则滴水的时间间隔为
根据自由落体运动的位移与时间关系
联立可得
【小问3详解】
若想测量的重力加速度值更准确,可适当增大n或多次测量h取平均值。
12. 某同学想利用电压表和电阻箱尽量精确地测定电池的电动势E和内阻r,实验电路图如图甲所示,实验器材有:待测电池一个(电动势约为3.70V,内阻约为1.00Ω),定值电阻两个(阻值分别为10Ω和500Ω),电阻箱R一个,理想电压表V一个(有3V和15V两个量程),开关K一个,导线若干。
(1)为了尽量精确地测定电池的电动势E和内阻r,定值电阻应选择阻值为______Ω的电阻,电压表选择______V量程。
(2)如图乙,实验实物图已连接部分导线,请用笔画线代替导线完成其余部分电路的连接。( )
(3)实验前,应先将电阻箱的电阻调到______(选填“最大值”或“最小值”),然后再闭合开关。
(4)实验中,电阻箱的阻值为R,电阻箱两端的电压为U,改变电阻箱的阻值,得到多组R、U值,利用实验数据画出的图像如图丙所示,图像与纵轴交点坐标为,与横轴交点坐标为,则电池电动势______,内阻______(用题中所给字母表示)
【答案】(1) ①. 10 ②. 3
(2) (3)最小值
(4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
为了便于电路调节,所以定值电阻应选择10Ω;电池的电动势约为3.70V,电压表选择3V量程的;
【小问2详解】
先将电阻箱的另一个接线柱与开关的右接线柱相连,再将电压表并联在电阻箱两端。
【小问3详解】
为了防止电电压表烧坏,所以电阻箱的电阻调到最小值,然后再闭合开关;
【小问4详解】
根据电路图可知实验原理为
结合图像的斜率和截距
可得
13. 如图所示,某种喷雾器贮液筒的总容积,关闭喷雾阀门,装入一定量的药液后将加水口密封盖盖好。活塞式打气筒打一次气,可以把体积、压强的空气打进贮液筒。已知大气压强,设打气过程气体温度不变,气体视为理想气体。
(1)若原来药液的体积为7L,贮液筒内气体压强达到4atm时停止打气,打开喷雾阀门使其喷雾,直至内外气体压强相等,求这时筒内剩下的药液的体积。
(2)若已知打气筒打了35次气,打开喷雾阀门后恰能把药液喷光,求喷出的药液体积。
【答案】(1)1L;(2)7L
【解析】
【详解】(1)若原来药液的体积为7L,得贮液筒内初状态气体体积为
已知压强为,末状态压强为,由等温变化得
解得
筒内剩下的药液的体积为
(2)以贮液筒内气体与打入的气体整体为研究对象
初状态有
筒内气体最后状态应该是
由
解得
喷出的药液体积为
14. 如图所示,虚线OM与x轴正方向的夹角,OM与x轴负半轴上侧区域存在电场强度大小为E、方向沿y轴负方向的匀强电场,OM下侧与第四象限区域存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场。将一质量为m、电荷量为的带正电粒子从电场中的P点由静止释放,粒子在第一象限磁场内运动时恰好没有越过x轴正半轴。已知P点坐标为(L,),粒子重力不计。求:
(1)粒子刚进入磁场时的速度大小;
(2)求磁感应强度大小;
(3)求粒子在第一象限内由磁场进入电场后,在电场内运动过程中粒子到虚线OM的最大距离。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)粒子距离进入磁场的距离为x,有几何关系可知
在电场中,粒子做匀加速直线运动,有
,
解得
(2)由于粒子在第一象限磁场内运动时恰好没有越过x轴正半轴,即粒子与x轴正半轴相切,由几何关系可知,其做圆周运动的半径为L,所以有
解得
(3)粒子在磁场中运动轨迹图如图所示
由几何关系可知,其粒子由磁场进入电场速度方向水平,其速度大小为,将该速度分解为垂直于OM的速度和平行于OM的速度,由之前的分析可知,其在电场中的加速度a竖直向下,也将其分解为垂直于OM方向的加速度和平行与OM方向的加速度,其在垂直于OM方向做匀减速直线运动,当其速度减为零时,距离OM最远,有
,
则有
该过程的位移为
联立解得
15. 如图所示,质量的物块A套在水平固定的光滑直杆上,长的轻质细绳一端连接A,另一端通过感应拴扣连接质量的物块B,当B运动到A的正下方时,感应拴扣自动断开。在直杆的下方,质量的物块C与质量的长木板D静置于水平地面上,C与直杆的距离与细绳长相等。使细绳水平伸直,将物块B由静止释放,B运动到最低点时恰好与物块C发生弹性正碰,在之后的运动过程中,物块B与C分别经过长木板的最右端与最左端,且均没有脱离长木板。已知物块B、C均能看成质点,物块B与木板D、物块C与木板D、木板D与地面之间的动摩擦因数分别为、、,重力加速度,,结果均保留两位有效数字,求:
(1)物块B由静止释放时,物块A、C的间距。
(2)物块B、C碰撞后,物块C的速度大小。
(3)长木板D的长度。
【答案】(1)2.3m;(2)4.0m/s;(3)0.99m
【解析】
【详解】(1)对物块A、B构成的系统,在水平方向上,根据动量守恒定律的位移表达式有
A、B相对位移的大小为绳长,则有
物块B静止释放时,物块A、C的间距
解得
(2)对物块A、B构成的系统,在水平方向上,根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
之后,B与C发生弹性碰撞,则有
解得
,
(3)B、C碰撞后,C向左做匀减速直线运动,B、D均向左做匀加速直线运动,分别对B、C、D进行分析,根据牛顿第二定律有
解得
,,
经历时间t1,C、D达到相等速度,则有
解得
此过程,C相对于D向左运动
之后,C、D保持相对静止,整体向左做匀减速直线运动,则有
解得
令经历时间t2,B、C、D达到相等速度,则有
解得
在时间内,B相对于D向右运动,相对位移为
则长木板D的长度为
解得
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