精品解析:陕西省渭南市韩城市2025-2026学年高三上学期11月期中物理试题
2026-08-24
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内容正文:
韩城市2025~2026学年度第一学期期中质量检测
高三物理
注意事项:
1.本试卷共6页,满分100分,时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,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。涂写在本试卷上无效。
4.作答非选择题时,将答案书写在答题卡上,书写在本试卷上无效。
5.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试卷不回收。
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符合要求。
1. 2025年6月,中国科学院近代物理研究所甘再国研究员团队合成了新核素镤210(),其反应方程为,则粒子X为( )
A. 电子 B. 正电子 C. α粒子 D. 质子
2. 2025年6月20日,长征三号乙运载火箭将中星9C卫星送入地球静止轨道,其轨道高度约为36000km。9月24日,捷龙三号遥八运载火箭以一箭十二星的海上发射方式,将吉利星座06组卫星精准送入600km高度的低地球轨道。若这两种卫星都绕地球做匀速圆周运动,则中星9C卫星与低轨道的吉利星座06组卫星相比( )
A. 线速度小 B. 周期小 C. 角速度大 D. 向心加速度大
3. 如图是“中国天眼”500m口径球面射电望远镜维护时的照片。为不损伤望远镜球面,质量m=72kg(包括设备的质量)的工作人员被悬在空中的氦气球拉着,当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时,氦气球对其有大小为、方向竖直向上的拉力作用,使其有“人类在月球上行走”(月球表面重力加速度为地球表面的)的感觉,若将人视为质点,工作人员和球心的连线与竖直方向的夹角为37°,则此时工作人员(重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)( )
A. 受到的重力大小为600N B. 受到的合力大小为720N
C. 对球面的作用力大小为480N D. 对球面的压力大小为96N
4. 如图(a),电鲶遇到危险时,可产生数百伏的电压,若将电鲶放电时形成的电场等效为等量异种点电荷的电场,如图(b)所示,其中正电荷集中在头部,负电荷集中在尾部,O为电鲶身体的中点,AO=BO且AB为鱼身长的一半,下列说法正确的是( )
A. A点电势等于B点电势
B. A点的电场强度和B点的电场强度相同
C. 将一正电荷由A点移动到O点,电场力对其做负功,电势能减小
D. 若电鲶头尾部间产生200V的电压时,AB间的电压为100V
5. 赫兹于1887年发现光电效应,而正确的解释为爱因斯坦所提出,这对波粒二象性概念的诞生有重大影响。如图甲所示为研究光电效应的实验装置,用A、B、C三种颜色或强度不同的单色光照射到极限频率为v0的电极K上,发现微安表都有示数。图乙中的三条曲线依次为用A、B、C三种光照射K极所得到的微安表的示数随电压表变化的图像。下列说法正确的是( )
A. 三种光的波长都小于
B. 闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向a端移动,微安表的示数增大
C. 三种光中用B光照射时,逸出的光电子的最大初动能最大
D. A、C两种光经过同一障碍物,C光更容易发生明显衍射
6. 喷灌是现代园林灌溉的一种方式,如图甲所示,图乙为其示意图,能在水平面内旋转的喷头距离地面高度h=1.0 m,喷头喷出的水流速率均为v0=5 m/s,水流方向可以与水平面成0°~90°的所有角度。忽略空气阻力,重力加速度g=10 m/s2,若水流与水平面成53°斜向上喷出,则水流落在草坪上覆盖的面积为(sin53°=0.8,cos53°=0.6)( )
A. 6π m2 B. 8π m2 C. 9π m2 D. 16π m2
7. 甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动,其(x表示汽车的位移,t表示发生这段位移所需时间)图像如图所示。已知两车在t=3s时并排行驶,关于两车之间的运动关系,下列说法正确的是( )
A. 甲车的加速度大小为10
B. 乙车的初速度大小为2.5m/s
C. 在t=4s时,甲、乙两车速度相同
D. 在t=0时,甲车在乙车前方3.75m
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. 热机循环是将内能转化为机械能的过程。其中最典型的热机循环有卡诺循环、斯特林循环和布雷顿循环。卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。如图为卡诺循环的p-V图像,一定质量的理想气体从状态A开始沿循环曲线ABCDA回到初始状态,其中AB和CD为两条等温线,BC和DA为两条绝热线。图中曲线AD与横轴围成的面积为S1,曲线BC与横轴围成的面积为S2。下列说法正确的是( )
A. A→B过程中,气体对外做功,内能不变
B. 气体由状态B到状态C的过程,分子平均动能增大
C. S1=S2
D. 在一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量
9. 如图甲所示,两个完全相同的物块A和B(均可视为质点)放在水平圆盘上,它们分别在圆心的两侧,用不可伸长的轻绳相连,两物块质量均为1kg。与圆心距离分别为RA和RB,其中RA<RB且RA=1m。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当圆盘以不同角速度ω绕轴OO'匀速转动时,绳中弹力FT与ω2的关系如图乙所示,重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 物块与圆盘间的动摩擦因数μ=0.4
B. 物块B与圆心距离RB=1.25m
C. 当角速度为1rad/s时,圆盘对A的摩擦力为0.25N
D. 当角速度为rad/s时,A恰好要相对圆盘发生滑动
10. 如图甲所示,A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止,其中A物体的质量为m。现用恒定的向上拉B,使两物体开始向上运动。在分离前,A物体的加速度随位移x变化如图乙所示。当A物体运动位移为h时,B与A分离。重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. B物体的质量为3m
B. 弹簧的劲度系数为
C. F作用后瞬间,B对A的压力大小为
D. B和A分离后,B还能继续上升
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学用如图甲所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”。一竖直放置的木板上固定白纸,在白纸上附有角度刻度线,弹簧测力计a和b连接细线系于O点,其下端用细线悬挂一重物Q,使结点O静止在角度刻度线的圆心位置,分别读出弹簧测力计a和b的示数,并在白纸上记录拉力的方向。
(1)图甲中弹簧测力计a的示数为______N。
(2)关于该实验,下列说法正确的是______。(填正确选项前的字母)
A. 应测量重物Q所受的重力
B. 弹簧测力计a、b通过细线对O点作用力的合力就是重物Q的重力
C. 连接弹簧测力计a、b以及重物Q的细线不必等长,但三根细线应与木板平行
(3)另一同学用其他方法验证该结论,他先用5个钩码拉弹簧使之伸长至某个位置O',并记录下来。如图乙所示,再用两组钩码(3个钩码和4个钩码)拉伸弹簧,如图丙所示,每个钩码的质量均相同,弹簧均处于水平方向。
①完成该实验最关键的步骤是______;
②如果该实验中“力的平行四边形定则”得到验证,则图丙中的α和β(绳子与竖直方向夹角)满足cosα∶cosβ=______。
12. 新能源汽车使用的电源大多数由锂离子电池串联而成,某物理实验小组通过实验测量某新型锂电池的电动势和内阻,具体操作如下。
(1)为完成本实验,需要将实验室量程为0.4V、内阻为2kΩ的电压表改装成量程为4V的电压表使用,则需串联一个阻值为______kΩ的定值电阻R0。
(2)该小组设计了如图1所示电路图进行实验,正确进行操作,利用记录的数据进行描点作图得到如图2所示的变化图像,其中U为图1中电压表的读数,R为电阻箱的读数,图中a=9.5,b=3.0,c=2.0。若忽略电压表分流带来的影响,则电池甲的电动势E=______V,内阻r=______Ω。(计算结果均保留两位小数)
(3)另一实验小组通过实验测量另外一块锂电池乙的电动势和内阻,实验结束后,发现甲、乙两电池的电动势相等,内阻有较大的差异。同学们进一步探究电池内阻的热功率P随路端电压U变化的关系,画出了下图所示的图像。已知甲电池的内阻较大,则下列各图中可能正确的是______。(填正确选项前的字母)
A. B.
C. D.
13. 如图甲,是某款气压式升降椅,通过活塞上下运动来改变椅子的上下位置,图乙为其结构简图,圆柱形气缸与椅面固定连接,总质量m=4kg、横截面积S=20cm2的柱状气动杆与底座固定连接,可自由移动的气缸与气动杆之间封闭一定质量的理想气体,稳定后测得封闭气体柱长度L=20cm。设气缸气密性、导热性能良好,忽略摩擦力,已知大气压强p0=1.0×105Pa,室内温度T0=300K,重力加速度g=10m/s2。若质量为M的小孩盘坐在椅面上,稳定后椅面下降的高度h=12cm,室内温度保持不变。
(1)求坐椅上小孩的质量M;
(2)稳定后,室内气温缓慢升高至T1=306K,此过程中封闭底座气体内能增加3.0J,求封闭气体与外界交换的热量。
14. 如图所示,AB为竖直光滑圆弧轨道的直径,其半径R=0.9m,A端切线水平。水平轨道BC与半径r=0.8m的光滑圆弧轨道CD相接于C点,D为圆弧轨道的最低点,圆弧轨道CD对应的圆心角θ=37°。一质量为0.5kg的小球(视为质点)从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道,并从A点飞出,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)若小球恰好能从A点飞出,求小球落地点与B点间的水平距离;
(2)若小球从A点飞出,经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道,求小球从A点飞出的速度v0及小球在C点受到的支持力大小。
15. 如图,一倾角θ=37°、长度d=5.8m的传送带右端与静止在水平地面上的长木板平滑连接(长木板上表面与传送带底端等高)。传送带以v=4m/s的速率顺时针匀速转动,现将一质量m=1kg的物块(可视为质点)从传送带的顶端由静止释放。物块运动到传送带底端后滑上长木板并恰好不从长木板上掉下来。已知物块与传送带间的动摩擦因数μ1=0.5。物块与长木板上表面间的动摩擦因数μ2=0.4,长木板下表面与地面间的动摩擦因数μ3=0.1,长木板的质量M=2kg,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小g取10m/s2。求:(不考虑物块在传送带和长木板衔接处速度的损失)
(1)物块离开传送带时的速度大小v1;
(2)长木板的长度L;
(3)长木板在水平地面运动的时间t。
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韩城市2025~2026学年度第一学期期中质量检测
高三物理
注意事项:
1.本试卷共6页,满分100分,时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,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。涂写在本试卷上无效。
4.作答非选择题时,将答案书写在答题卡上,书写在本试卷上无效。
5.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试卷不回收。
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符合要求。
1. 2025年6月,中国科学院近代物理研究所甘再国研究员团队合成了新核素镤210(),其反应方程为,则粒子X为( )
A. 电子 B. 正电子 C. α粒子 D. 质子
【答案】C
【解析】
【详解】由质量数守恒得:,解得
由电荷数守恒得:,解得
粒子()质量数为4、电荷数为2。
故选C。
2. 2025年6月20日,长征三号乙运载火箭将中星9C卫星送入地球静止轨道,其轨道高度约为36000km。9月24日,捷龙三号遥八运载火箭以一箭十二星的海上发射方式,将吉利星座06组卫星精准送入600km高度的低地球轨道。若这两种卫星都绕地球做匀速圆周运动,则中星9C卫星与低轨道的吉利星座06组卫星相比( )
A. 线速度小 B. 周期小 C. 角速度大 D. 向心加速度大
【答案】A
【解析】
【详解】A.中星9C卫星的轨道高度大于吉利星座06组卫星的轨道高度,设中星9C卫星的轨道半径为,吉利星座06组卫星的轨道半径为,可知。
根据万有引力提供向心力有
推导得线速度公式为
由于,可知中星9C的线速度更小,故A正确;
B.根据万有引力提供向心力有
推导得周期公式为
由于,可知中星9C的周期更大,故B错误;
C.根据万有引力提供向心力有
推导得角速度公式为
由于,可知中星9C的角速度更小,故C错误;
D.根据万有引力提供向心力有
推导得向心加速度公式为
由于,可知中星9C的向心加速度更小,故D错误。
故选A。
3. 如图是“中国天眼”500m口径球面射电望远镜维护时的照片。为不损伤望远镜球面,质量m=72kg(包括设备的质量)的工作人员被悬在空中的氦气球拉着,当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢移动时,氦气球对其有大小为、方向竖直向上的拉力作用,使其有“人类在月球上行走”(月球表面重力加速度为地球表面的)的感觉,若将人视为质点,工作人员和球心的连线与竖直方向的夹角为37°,则此时工作人员(重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)( )
A. 受到的重力大小为600N B. 受到的合力大小为720N
C. 对球面的作用力大小为480N D. 对球面的压力大小为96N
【答案】D
【解析】
【详解】A.工作人员总重力,故A错误;
B.工作人员缓慢移动,处于平衡状态,合力大小为,故B错误;
D.工作人员受重力、竖直向上的拉力、球面的支持力、球面的摩擦力(沿切线方向),四力平衡。
竖直方向重力和向上的拉力等效向下的力
将分解到沿半径方向(压力方向),可得支持力
根据牛顿第三定律,工作人员对球面的压力大小等于,故D正确;
C.工作人员对球面的作用力是压力和摩擦力的合力,大小等于等效向下的力,故C错误。
故选D。
4. 如图(a),电鲶遇到危险时,可产生数百伏的电压,若将电鲶放电时形成的电场等效为等量异种点电荷的电场,如图(b)所示,其中正电荷集中在头部,负电荷集中在尾部,O为电鲶身体的中点,AO=BO且AB为鱼身长的一半,下列说法正确的是( )
A. A点电势等于B点电势
B. A点的电场强度和B点的电场强度相同
C. 将一正电荷由A点移动到O点,电场力对其做负功,电势能减小
D. 若电鲶头尾部间产生200V的电压时,AB间的电压为100V
【答案】B
【解析】
【详解】A.头部集中正电荷,尾部集中负电荷,电场线方向由B指向A,沿电场线方向电势降低,故B点电势高于A点,故A错误;
B.根据等量异种点电荷的电场分布的对称性可知,A点和B点场强相同,故B正确;
C.由于电场线方向由B指向A,所以正电荷的受力方向为由B指向A,正电荷由A移动到O时,电场力做负功,电势能增大,故C错误;
D.根据等量异种点电荷的电场分布规律可知A、B间的电场线比A点到鱼尾或B点到鱼头的电场线稀疏,则平均场强也较小,若电鲶头尾部间产生200V的电压时,AB间的电压小于100V,故D错误。
故选B。
5. 赫兹于1887年发现光电效应,而正确的解释为爱因斯坦所提出,这对波粒二象性概念的诞生有重大影响。如图甲所示为研究光电效应的实验装置,用A、B、C三种颜色或强度不同的单色光照射到极限频率为v0的电极K上,发现微安表都有示数。图乙中的三条曲线依次为用A、B、C三种光照射K极所得到的微安表的示数随电压表变化的图像。下列说法正确的是( )
A. 三种光的波长都小于
B. 闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向a端移动,微安表的示数增大
C. 三种光中用B光照射时,逸出的光电子的最大初动能最大
D. A、C两种光经过同一障碍物,C光更容易发生明显衍射
【答案】A
【解析】
【详解】A.由于三种单色光照射电极时微安表均有示数,说明三种光均发生光电效应,即三种光的频率均大于极限频率,根据波长与频率的关系有
可知三种光的波长均小于,故A正确;
B.将滑动变阻器的滑片P向a端移动,此时光电管两端为反向电压,随着反向电压增大,光电流减小,所以微安表的示数减小,故B错误;
C.由图乙可知,、两光对应的遏止电压大小相等,且小于光对应的遏止电压大小,根据遏止电压与最大初动能的关系有
可知、两光照射时逸出的光电子最大初动能相等,且小于光照射时逸出的光电子最大初动能,故C错误;
D.根据爱因斯坦光电效应方程有,结合C选项分析可知光照射时逸出的光电子最大初动能最大,则光的频率大于光的频率,根据波长与频率的关系有
可知光的波长小于光的波长,由于波长越长越容易发生明显衍射现象,因此光更容易发生明显衍射现象,故D错误。
故选A。
6. 喷灌是现代园林灌溉的一种方式,如图甲所示,图乙为其示意图,能在水平面内旋转的喷头距离地面高度h=1.0 m,喷头喷出的水流速率均为v0=5 m/s,水流方向可以与水平面成0°~90°的所有角度。忽略空气阻力,重力加速度g=10 m/s2,若水流与水平面成53°斜向上喷出,则水流落在草坪上覆盖的面积为(sin53°=0.8,cos53°=0.6)( )
A. 6π m2 B. 8π m2 C. 9π m2 D. 16π m2
【答案】C
【解析】
【详解】若水流保持与水平面成53°斜向上喷出,水流向上运动的时间
设水流向上运动的高度为,由知
水流从最高点运动到地面过程中,有
联立上式解得
所以水流水平射程为
水流落在草坪上覆盖的面积为
故选C。
7. 甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动,其(x表示汽车的位移,t表示发生这段位移所需时间)图像如图所示。已知两车在t=3s时并排行驶,关于两车之间的运动关系,下列说法正确的是( )
A. 甲车的加速度大小为10
B. 乙车的初速度大小为2.5m/s
C. 在t=4s时,甲、乙两车速度相同
D. 在t=0时,甲车在乙车前方3.75m
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据
整理得
可得图像斜率、纵截距分别为,
可得甲、乙车的初速度大小分别为,
甲、乙车的加速度大小分别为,,故AB错误;
C.在t=4s时,甲、乙两车速度分别为,
可得甲、乙两车速度不相同,故C错误;
D.甲、乙车的位移分别为,
可得
已知两车在t=3s时并排行驶,可得在t=0时,甲车在乙车前方3.75m,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. 热机循环是将内能转化为机械能的过程。其中最典型的热机循环有卡诺循环、斯特林循环和布雷顿循环。卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。如图为卡诺循环的p-V图像,一定质量的理想气体从状态A开始沿循环曲线ABCDA回到初始状态,其中AB和CD为两条等温线,BC和DA为两条绝热线。图中曲线AD与横轴围成的面积为S1,曲线BC与横轴围成的面积为S2。下列说法正确的是( )
A. A→B过程中,气体对外做功,内能不变
B. 气体由状态B到状态C的过程,分子平均动能增大
C. S1=S2
D. 在一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量
【答案】AC
【解析】
【详解】A.是等温膨胀过程,体积增大,气体对外做功;理想气体内能仅由温度决定,温度不变因此内能不变,故A正确;
B.是绝热过程(),体积增大,气体对外做功,由热力学第一定律
得,内能减小、温度降低,分子平均动能减小,故B错误;
C.整个循环回到初始状态,总内能变化,其中、为等温过程,内能变化均为0
对绝热过程气体对外做功,大小为,内能变化
外界对气体做功,大小为,内能变化
总内能变化
可得,故C正确;
D. 由图像可得一次循环中,气体对外做功,总内能变化为0,由热力学第一定律得
即,吸收的热量大于放出的热量,故D错误。
故选AC。
9. 如图甲所示,两个完全相同的物块A和B(均可视为质点)放在水平圆盘上,它们分别在圆心的两侧,用不可伸长的轻绳相连,两物块质量均为1kg。与圆心距离分别为RA和RB,其中RA<RB且RA=1m。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当圆盘以不同角速度ω绕轴OO'匀速转动时,绳中弹力FT与ω2的关系如图乙所示,重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 物块与圆盘间的动摩擦因数μ=0.4
B. 物块B与圆心距离RB=1.25m
C. 当角速度为1rad/s时,圆盘对A的摩擦力为0.25N
D. 当角速度为rad/s时,A恰好要相对圆盘发生滑动
【答案】BD
【解析】
【详解】A.物块和随圆盘一起转动,角速度相等,由于,根据向心力公式可知物块需要的向心力较大,则物块的静摩擦力先达到最大值。当时,绳中开始出现弹力,此时物块受到的摩擦力恰好达到最大静摩擦力,当时,对物块根据牛顿第二定律有
推导得出
结合图乙可知图线的纵轴截距为,则有
代入数据解得,故A错误;
B.根据图线斜率的物理意义可得
解得,故B正确;
C.当角速度为时,即,根据A选项中的推导有
代入数据解得
对物块受力分析,假设圆盘对物块的摩擦力指向圆心,根据牛顿第二定律有
代入数据解得
可知此时圆盘对的摩擦力大小为,故C错误;
D.对物块,由C选项的分析推导得出摩擦力的表达式为
代入已知数据推导得出
可知随着角速度增大,圆盘对物块的摩擦力先减小后反向增大,当物块恰好要相对圆盘发生滑动时,摩擦力达到最大静摩擦力且方向背离圆心,则有
代入数据解得,故D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示,A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止,其中A物体的质量为m。现用恒定的向上拉B,使两物体开始向上运动。在分离前,A物体的加速度随位移x变化如图乙所示。当A物体运动位移为h时,B与A分离。重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. B物体的质量为3m
B. 弹簧的劲度系数为
C. F作用后瞬间,B对A的压力大小为
D. B和A分离后,B还能继续上升
【答案】BC
【解析】
【详解】A.初始状态两物体静止,设物体的质量为,弹簧的劲度系数为,弹簧的压缩量为,根据平衡条件有
施加拉力后瞬间,对整体分析,根据牛顿第二定律有
由题图乙可知,在时整体的加速度大小为
代入解得,故A错误;
B.两物体向上运动位移为时(分离前),弹簧弹力为,对整体根据牛顿第二定律有
解得
当、两物体分离时它们之间的弹力为零,此时两物体的加速度仍相等,对物体根据牛顿第二定律有
代入已知数据解得
此时对应题图乙中的位移,代入加速度表达式有
解得,故B正确;
C.作用后瞬间,整体的加速度,对物体分析,根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知,对的压力大小为,故C正确;
D.在分离前,整体的加速度与位移成线性关系,图像与坐标轴围成的面积表示速度的平方的一半,设分离时两物体的速度大小为,则有
解得
分离后物体向上做匀减速直线运动,其加速度大小为,设还能继续上升的高度为,根据运动学公式有
解得,故D错误。
故选BC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学用如图甲所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”。一竖直放置的木板上固定白纸,在白纸上附有角度刻度线,弹簧测力计a和b连接细线系于O点,其下端用细线悬挂一重物Q,使结点O静止在角度刻度线的圆心位置,分别读出弹簧测力计a和b的示数,并在白纸上记录拉力的方向。
(1)图甲中弹簧测力计a的示数为______N。
(2)关于该实验,下列说法正确的是______。(填正确选项前的字母)
A. 应测量重物Q所受的重力
B. 弹簧测力计a、b通过细线对O点作用力的合力就是重物Q的重力
C. 连接弹簧测力计a、b以及重物Q的细线不必等长,但三根细线应与木板平行
(3)另一同学用其他方法验证该结论,他先用5个钩码拉弹簧使之伸长至某个位置O',并记录下来。如图乙所示,再用两组钩码(3个钩码和4个钩码)拉伸弹簧,如图丙所示,每个钩码的质量均相同,弹簧均处于水平方向。
①完成该实验最关键的步骤是______;
②如果该实验中“力的平行四边形定则”得到验证,则图丙中的α和β(绳子与竖直方向夹角)满足cosα∶cosβ=______。
【答案】(1)5.80 (2)AC
(3) ①. 第二次拉伸弹簧使之伸长至O'位置 ②. 3:4
【解析】
【小问1详解】
该弹簧测力计分度值为,指针读数为
【小问2详解】
A.本实验需要验证两个弹簧拉力的合力与重物重力等大反向,因此必须测量重物重力,故A正确;
B.O点静止时,两个拉力的合力与重物重力大小相等、方向相反,并非就是重物的重力,故B错误;
C.细线不需要等长,为减小误差,保证力在木板平面内,三根细线均需与木板平行,故C正确。
故选AC。
【小问3详解】
[1]验证力的平行四边形定则的核心是保证两次拉力的作用效果相同,因此最关键步骤是两次拉伸时,都要将弹簧结点拉到同一位置。
[2]对丙图结点受力分析,竖直方向合力为零:设单个钩码重力为,两个拉力分别为、,竖直方向平衡得
整理得
12. 新能源汽车使用的电源大多数由锂离子电池串联而成,某物理实验小组通过实验测量某新型锂电池的电动势和内阻,具体操作如下。
(1)为完成本实验,需要将实验室量程为0.4V、内阻为2kΩ的电压表改装成量程为4V的电压表使用,则需串联一个阻值为______kΩ的定值电阻R0。
(2)该小组设计了如图1所示电路图进行实验,正确进行操作,利用记录的数据进行描点作图得到如图2所示的变化图像,其中U为图1中电压表的读数,R为电阻箱的读数,图中a=9.5,b=3.0,c=2.0。若忽略电压表分流带来的影响,则电池甲的电动势E=______V,内阻r=______Ω。(计算结果均保留两位小数)
(3)另一实验小组通过实验测量另外一块锂电池乙的电动势和内阻,实验结束后,发现甲、乙两电池的电动势相等,内阻有较大的差异。同学们进一步探究电池内阻的热功率P随路端电压U变化的关系,画出了下图所示的图像。已知甲电池的内阻较大,则下列各图中可能正确的是______。(填正确选项前的字母)
A. B.
C. D.
【答案】(1)18 (2) ①. 3.33 ②. 1.08 (3)B
【解析】
【小问1详解】
原电压表满偏电流
改装后量程,串联电阻分压
因此串联电阻阻值
【小问2详解】
[1][2]改装后电阻箱两端实际电压为 (量程扩大10倍,原电压表读数为),根据闭合电路欧姆定律
整理得
对比图像:纵轴截距 ,斜率
代入 ,电动势
内阻
【小问3详解】
内阻热功率 ,电路电流
代入得
已知相等:当时,,甲内阻更大,因此甲的更小,甲曲线在下方;
当时,,相等,因此终点横坐标相同。
故选B。
13. 如图甲,是某款气压式升降椅,通过活塞上下运动来改变椅子的上下位置,图乙为其结构简图,圆柱形气缸与椅面固定连接,总质量m=4kg、横截面积S=20cm2的柱状气动杆与底座固定连接,可自由移动的气缸与气动杆之间封闭一定质量的理想气体,稳定后测得封闭气体柱长度L=20cm。设气缸气密性、导热性能良好,忽略摩擦力,已知大气压强p0=1.0×105Pa,室内温度T0=300K,重力加速度g=10m/s2。若质量为M的小孩盘坐在椅面上,稳定后椅面下降的高度h=12cm,室内温度保持不变。
(1)求坐椅上小孩的质量M;
(2)稳定后,室内气温缓慢升高至T1=306K,此过程中封闭底座气体内能增加3.0J,求封闭气体与外界交换的热量。
【答案】(1)36kg
(2)气体从外界吸收了3.96J的热量
【解析】
【小问1详解】
初始状态时,以圆柱形气缸与椅面整体为研究对象,根据平衡条件有
当小孩坐上后,稳定时有
根据玻意耳定律有
下降高度
联立解得
【小问2详解】
室内气温缓慢升高时,封闭气体发生等压变化,由盖-吕萨克定律有
外界对气缸内气体做功为
根据热力学第一定律有
解得
即气体从外界吸收了3.96J的热量。
14. 如图所示,AB为竖直光滑圆弧轨道的直径,其半径R=0.9m,A端切线水平。水平轨道BC与半径r=0.8m的光滑圆弧轨道CD相接于C点,D为圆弧轨道的最低点,圆弧轨道CD对应的圆心角θ=37°。一质量为0.5kg的小球(视为质点)从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道,并从A点飞出,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)若小球恰好能从A点飞出,求小球落地点与B点间的水平距离;
(2)若小球从A点飞出,经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道,求小球从A点飞出的速度v0及小球在C点受到的支持力大小。
【答案】(1)1.8m
(2)8m/s,66.5N
【解析】
【小问1详解】
小球恰好能从A点飞出,设此时速度为v1,对小球在A点受力分析,只受重力,根据牛顿第二定律
设小球落地时间为t,满足
水平位移
联立解得
【小问2详解】
将小球在C处的速度分解,在竖直方向上有
在水平方向上有
联立解得
小球在C处的速度大小
其受力分析如图所示,由牛顿第二定律可得
解得
15. 如图,一倾角θ=37°、长度d=5.8m的传送带右端与静止在水平地面上的长木板平滑连接(长木板上表面与传送带底端等高)。传送带以v=4m/s的速率顺时针匀速转动,现将一质量m=1kg的物块(可视为质点)从传送带的顶端由静止释放。物块运动到传送带底端后滑上长木板并恰好不从长木板上掉下来。已知物块与传送带间的动摩擦因数μ1=0.5。物块与长木板上表面间的动摩擦因数μ2=0.4,长木板下表面与地面间的动摩擦因数μ3=0.1,长木板的质量M=2kg,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小g取10m/s2。求:(不考虑物块在传送带和长木板衔接处速度的损失)
(1)物块离开传送带时的速度大小v1;
(2)长木板的长度L;
(3)长木板在水平地面运动的时间t。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对物块,从释放至速度达到的过程,由牛顿第二定律得
解得
该过程所用的时间
该过程物块的位移大小
由于,所以物块将继续加速直至到达传送带下端。对该过程,由牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律有,
联立解得
【小问2详解】
物块在长木板上开始运动至二者共速的过程,对物块,由牛顿第二定律得
解得
同理,对长木板,由牛顿第二定律得
解得
由匀变速直线运动的规律得
解得
由运动的相对性知,长木板的长度为
【小问3详解】
此后,物块和长木板相对静止并一起做匀减速运动直至停止。对整体,由牛顿第二定律得
解得
由匀变速直线运动的规律得
解得
因此
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