内容正文:
2026届湖南省邵阳市洞口县第三中学高三上学期物理月考试卷
考试时间:75分钟 总分:100分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
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6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 2024年是中国航天大年,神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天,部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知衰变为的半衰期约为29年;衰变为的半衰期约87年。现用相同数目的和各做一块核电池,下列说法正确的是( )
A. 衰变为时产生α粒子
B. 衰变为时产生β粒子
C. 50年后,剩余的数目大于的数目
D. 87年后,剩余的数目小于的数目
2. 苏轼的诗句“定知玉兔十分圆,已作霜风九月寒,寄语重门休上钥,夜潮留向月中看”形象地描述了八月十五日看潮的情景。如图所示,太阳、月亮和地球处于一条直线上,会在海面上引起“大潮”,已知太阳质量是月球质量的2700万倍,日地距离是月地距离的390倍,以下说法正确的是( )
A. 海水在A处受到太阳的引力比受到月球的引力小
B. 海水在B处受到太阳的引力比受到月球的引力小
C. 同一质量的海水在A处受到月球的引力比在B处小
D. 同一质量的海水在A点受到太阳和月球引力的合力比B处小
3. 2021年9月13日,在美国网球公开赛女双决赛中,张帅/斯托瑟以2∶1战胜美国组合高芙/麦克纳利,获得冠军。如图所示是比赛中的一个场景,网球刚好到达最高点且距离地面H=1.5m时张帅将球沿垂直球网方向水平击出。已知球网上沿距地面的高度为h=1m,击球位置与球网之间的水平距离为3m,与对面边界的水平距离取15m,g取10m/s2,不计空气阻力。若球能落在对面场地内,则下列说法正确的是( )
A. 球击出时速度越大,飞行的时间越长,飞行的距离越大
B. 球被击出时的最小速度为m/s
C. 以最小速度将球击出,落地时球的速度方向与水平地面的夹角为30°
D. 球被击出时的最大速度为m/s
4. 如图甲所示,在平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源和。两波源的振动图线分别如图乙和图丙所示,两列波的波速均为。0时刻两波源产生的波均已到达质点和处,则( )
A. 质点A位于振动加强区 B. 质点A比质点B振动得快
C. 0至内,质点A的最小位移为 D. 0至内,质点B的最大位移为
5. 如图所示,空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。在该区域中,有一个竖直放置的光滑绝缘圆环,环上套有一个带正电的小球。O点为圆环的圆心,a、b、c、d为圆环上的四个点,a点为最高点,c点为最低点,b、O、d三点在同一水平线上。已知小球所受电场力与重力大小相等。现将小球从环的顶端a点由静止释放,下列判断正确的是( )
A. 小球能越过d点并继续沿环向上运动
B. 当小球运动到c点时,所受洛伦兹力最大
C. 小球从a点运动到b点的过程中,重力势能减小,电势能增大
D. 小球从b点运动到c点的过程中,电势能增大,动能先增大后减小
6. 如图所示,P和Q为两平行金属板,板间有恒定的电压,在P板附近有一电子(不计重力)由静止开始向Q板运动,下列说法正确的是( )
A. 电子到达Q板时的速率,与板间电压无关,仅与两板间距离有关
B. 电子到达Q板时的速率,与两板间距离无关,仅与板间电压有关
C. 两板间距离越小,电子的加速度就越小
D. 两板间距离越大,加速时间越短
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分
7. 如图所示的电路中,理想变压器匝数比,匝数比,M、N接在有效值恒为36V的正弦交流电源上。已知,,。下列说法正确的是( )
A. 原线圈中的电流为4A
B. 原线圈中的电流为2A
C. 副线圈的输出电压为108V
D. 副线圈的输出电压为12V
8. 如图所示,ABC是某三棱镜的横截面,,,直角边,一平行于BC的单色光从斜边上的D点射入棱镜,经棱镜两次折射后,从AC边的中点射出,出射光线与AC边的夹角。已知该单色光在真空中的传播速度为c,下列说法正确的是( )
A. D点到A点的距离为L
B. 单色光在D点的折射角
C. 三棱镜对该单色光的折射率为
D. 该单色光从D点传播到E点的时间为
9. 如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于倾角为的斜面上质量为m的物体A连接(另有一个完全相同的物体B紧贴着A,不粘连),弹簧与斜面平行且处于静止状态。现用沿斜面的力F缓慢推动物体B,在弹性限度内弹簧总共被压缩了x0,此时物体A、B静止。撤去F后,物体A、B开始向上运动,已知重力加速度为g,物体A、B与斜面间的动摩擦因数为μ(μ<tan)。则( )
A. 施加力F前,弹簧被压缩了
B. 撤去F瞬间,物体A、B的加速度大小为
C. 撤去F后,物体A和B先做加速运动,再做减速运动
D. 若物体A、B向上运动要分离,则分离时向上运动距离为x0
10. 如图所示,质量为的小球套在固定倾斜的光滑杆上,原长为的轻质弹簧一端固定于点,另一端与小球相连,弹簧与杆在同一竖直平面内。图中水平,间连线长度恰好与弹簧原长相等,且与杆垂直,在点正下方,是段的中点, 。现让小球从处由静止释放,重力加速度为,弹簧的劲度系数为。查阅资料知,弹簧的弹性势能,其中为弹簧的形变量。下列说法正确的有( )
A. 下滑过程中小球的机械能先减小后增加
B. 小球位于点时的加速度大小为
C. 小球下滑到点时的动能为
D. 小球下滑到点时的动能为
三、非选择题:本大题共5题,共56分。
11. 某小组设计了如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,物块P、Q用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,P底端固定一宽度为d的轻质遮光条,托住P,使系统处于静止状态,用刻度尺测出遮光条所在位置A与固定在铁架台上的光电门B之间的高度差h,现将物块P从图示位置由静止释放,记下遮光条通过光电门B的时间为t,已知当地的重力加速度为g,P、Q的质量分别用和表示。
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则___________;
(2)下列实验步骤必要的是___________。
A.准确测量出两物块的质量和
B.应选用质量和密度较大的物块进行实验
C.两物块的质量应该相等
D.需要测量出遮光条从A到达B所用的时间
(3)改变高度,重复实验,描绘出图像,该图像的斜率为k,在实验误差允许范围内,若___________(用前面给出的字母表示),则验证了机械能守恒定律。
12. 某实验小组为探究某金属材料的导电性能,需测定该金属材料的电导率(电导率是电阻率的倒数)。现有一根由该金属材料制成的粗细均匀的电阻丝,该实验小组先用多用电表粗测其阻值约为,为进一步精确测定其电导率,实验室除了螺旋测微器、游标卡尺外,还给出了以下器材:
①电流表(0~5mA,内阻)
②电流表(0∼10mA,内阻)
③定值电阻()
④定值电阻()
⑤滑动变阻器R()
⑥干电池(,内阻不计)
⑦开关S及导线若干
(1)该实验小组用螺旋测微器和游标卡尺分别测量特制金属丝的直径D和长度L如上图所示,螺旋测微器读数为________mm,游标卡尺读数为________cm。
(2)根据现有器材,该实验小组设计了如图所示的电路图,其中B为被测电阻、A为定值电阻,则定值电阻A应选________(填“”或“”)。
(3)若某次测得电流表、的示数分别为、。则该金属材料的电导率的大小为________(用已知和测量物理量的符号表示)。
13. 如图所示,上端开口的汽缸竖直放置在水平桌面上,汽缸横截面积为,一定质量的理想气体被厚度不计的轻质活塞封闭在汽缸内,活塞可在汽缸内无摩擦地上下滑动,且不漏气。现把砂子缓慢地倒在活塞的上表面上,已知活塞和砂子的总质量为m,开始时汽缸内的气体热力学温度为,缸内气体的高度为。现对缸内气体缓慢加热使热力学温度升高到,已知加热过程中被封闭气体内能的变化量为,外界的大气压强为,重力加速度为。求:
(1)加热过程中活塞上升的高度;
(2)加热过程中被封闭气体吸收的热量。
14. 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值R=2Ω的电阻。匀强磁场的方向与导轨平面垂直。质量为0.2kg、电阻不计的导体棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并且接触良好,它们间的动摩擦因数为0.25。
(1)金属棒沿导轨由静止刚开始下滑时的加速度大小;
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,通过电阻R的电流为2A,求该速度的大小;
(3)在上问中,若从金属棒开始下滑到速度达到稳定时通过金属棒的电荷量为5C,求电阻R在该过程中产生的焦耳热。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
15. 如图所示,质量为4m的足够长木板a静止在光滑水平面上,质量为m的物块b放在长木板上表面的左端,右侧共有n个质量均为m的物块一字排开静止在水平面上,现使a、b一起以初速度向右运动,以后每次碰撞板与物块、物块与物块均会粘在一起,每次碰撞前瞬间,b与a均恰好达到共速,重力加速度为g,开始时物块1与2间的距离为s,不计碰撞时间和物块的大小、求:
(1)a与物块1碰撞过程中,物块1对a的冲量大小;
(2)b与a间的动摩擦因数;
(3)从a与物块1碰撞后瞬间到与物块n碰撞前瞬间,b运动的距离。
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2026届湖南省邵阳市洞口县第三中学高三上学期物理月考试卷
考试时间:75分钟 总分:100分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
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6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 2024年是中国航天大年,神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天,部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知衰变为的半衰期约为29年;衰变为的半衰期约87年。现用相同数目的和各做一块核电池,下列说法正确的是( )
A. 衰变为时产生α粒子
B. 衰变为时产生β粒子
C. 50年后,剩余的数目大于的数目
D. 87年后,剩余的数目小于的数目
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变为时产生电子,即β粒子,故A错误;
B.根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变为时产生,即α粒子,故B错误;
CD.根据题意可知的半衰期大于的半衰期,现用相同数目的和各做一块核电池,经过相同的时间,经过的半衰期的次数多,所以数目小于的数目,故D正确,C错误。
故选D。
2. 苏轼的诗句“定知玉兔十分圆,已作霜风九月寒,寄语重门休上钥,夜潮留向月中看”形象地描述了八月十五日看潮的情景。如图所示,太阳、月亮和地球处于一条直线上,会在海面上引起“大潮”,已知太阳质量是月球质量的2700万倍,日地距离是月地距离的390倍,以下说法正确的是( )
A. 海水在A处受到太阳的引力比受到月球的引力小
B. 海水在B处受到太阳的引力比受到月球的引力小
C. 同一质量的海水在A处受到月球的引力比在B处小
D. 同一质量的海水在A点受到太阳和月球引力的合力比B处小
【答案】D
【解析】
【详解】A.海水在A处时,设海水的质量为m,到月球的距离为r,月球的质量为M,地球半径为R,则万有引力为
所以
故A错误;
B.海水在B处时,万有引力为
所以
故B错误;
C.根据
可知,海水在A点比B点距离月球距离小,则万有引力大,故C错误;
D.海水在A处比在B处所受的太阳的引力近似不变,受到的月球的引力大,所以太阳和月球引力的合力较小,即同一质量的海水在A点受到太阳和月球引力的合力比B处小,故D正确。
故选D。
3. 2021年9月13日,在美国网球公开赛女双决赛中,张帅/斯托瑟以2∶1战胜美国组合高芙/麦克纳利,获得冠军。如图所示是比赛中的一个场景,网球刚好到达最高点且距离地面H=1.5m时张帅将球沿垂直球网方向水平击出。已知球网上沿距地面的高度为h=1m,击球位置与球网之间的水平距离为3m,与对面边界的水平距离取15m,g取10m/s2,不计空气阻力。若球能落在对面场地内,则下列说法正确的是( )
A. 球击出时速度越大,飞行的时间越长,飞行的距离越大
B. 球被击出时的最小速度为m/s
C. 以最小速度将球击出,落地时球的速度方向与水平地面的夹角为30°
D. 球被击出时的最大速度为m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A.球被击出后做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,因为下落高度一定,因此球在空中飞行的时间不变,与击出时的速度无关,A错误;
BC.球能落到对面场地内,首先球要过网,因此球刚好从网上沿飞过时对应的初速度为最小的击出速度,由
H-h=gt2
得
t=s
球在水平方向做匀速直线运动,则
vmin==3m/s
球落地时竖直方向的分速度为
vy==m/s
设落地时速度方向与水平地面间的夹角为θ,则
tan θ===
即夹角为θ=30°,B错误,C正确;
D.当以最大速度击出球时,由
H=gt2
得
t1=s
则球被击出时的最大速度为
vmax==5m/s
D错误。
故选C。
4. 如图甲所示,在平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源和。两波源的振动图线分别如图乙和图丙所示,两列波的波速均为。0时刻两波源产生的波均已到达质点和处,则( )
A. 质点A位于振动加强区 B. 质点A比质点B振动得快
C. 0至内,质点A的最小位移为 D. 0至内,质点B的最大位移为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据题意可知,两波传播到A点的路程差为
两列波的波速均为
v=0.5m/s
由图可得
T=4s
所以波长为
=0.5×4m=2m
所以
根据图乙和图丙可知,两列波的起振是反向的,所以质点A位于振动减弱区,故A错误;
B.两波源的振动频率相等,则质点A与质点B振动快慢相同,故B错误;
D.两波传播到B点的路程差为0,B点为振动减弱点,B点的振幅为
A=A2-A1=4m-2m=2m
0至内,质点B的最大位移为,故D正确;
C.A点为振动减弱点, 0至内,质点A的最小位移为0,故C错误。
故选D。
5. 如图所示,空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。在该区域中,有一个竖直放置的光滑绝缘圆环,环上套有一个带正电的小球。O点为圆环的圆心,a、b、c、d为圆环上的四个点,a点为最高点,c点为最低点,b、O、d三点在同一水平线上。已知小球所受电场力与重力大小相等。现将小球从环的顶端a点由静止释放,下列判断正确的是( )
A. 小球能越过d点并继续沿环向上运动
B. 当小球运动到c点时,所受洛伦兹力最大
C. 小球从a点运动到b点的过程中,重力势能减小,电势能增大
D. 小球从b点运动到c点的过程中,电势能增大,动能先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】电场力与重力大小相等,则二者的合力指向左下方45°,由于合力是恒力,故类似于新的重力,所以ad弧的中点相当于平时竖直平面圆环的“最高点”。关于圆心对称的位置(即bc弧的中点)就是“最低点”,速度最大。
A.由于a、d两点关于新的最高点对称,若从a点静止释放,最高运动到d点,故A错误;
B.由于bc弧的中点相当于“最低点”,速度最大,当然这个位置洛伦兹力最大,故B错误;
C.从a到b,重力和电场力都做正功,重力势能和电势能都减少,故C错误;
D.小球从b点运动到c点,电场力做负功,电势能增大,但由于bc弧的中点速度最大,所以动能先增后减,D正确。
故选D。
6. 如图所示,P和Q为两平行金属板,板间有恒定的电压,在P板附近有一电子(不计重力)由静止开始向Q板运动,下列说法正确的是( )
A. 电子到达Q板时的速率,与板间电压无关,仅与两板间距离有关
B. 电子到达Q板时的速率,与两板间距离无关,仅与板间电压有关
C. 两板间距离越小,电子的加速度就越小
D. 两板间距离越大,加速时间越短
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据动能定理
可得电子到达Q板时的速率v=
则电子到达Q板时的速率与极板间距离无关,与加速电压有关,故A错误,B正确;
CD.极板与电源相连,电压U不变,根据E=
可知两极板距离d越小,场强E越大,根据
可知电场力越大,加速度越大,根据
可得距离越大加速时间越长。
故CD错误。
故选B。
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分
7. 如图所示的电路中,理想变压器匝数比,匝数比,M、N接在有效值恒为36V的正弦交流电源上。已知,,。下列说法正确的是( )
A. 原线圈中的电流为4A
B. 原线圈中的电流为2A
C. 副线圈的输出电压为108V
D. 副线圈的输出电压为12V
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.与的并联值为
又,,
得,
根据能量守恒有
解得,,故A正确,B错误;
CD.副线圈的输出电压为,故C错误,D正确。
故选AD。
8. 如图所示,ABC是某三棱镜的横截面,,,直角边,一平行于BC的单色光从斜边上的D点射入棱镜,经棱镜两次折射后,从AC边的中点射出,出射光线与AC边的夹角。已知该单色光在真空中的传播速度为c,下列说法正确的是( )
A. D点到A点的距离为L
B. 单色光在D点的折射角
C. 三棱镜对该单色光的折射率为
D. 该单色光从D点传播到E点的时间为
【答案】AB
【解析】
【详解】ABC.作出光路图如图所示
入射光平行于边,因此入射角,在边上,折射角
由几何关系知,在棱镜内两折射角的角度关系为
根据折射定律有
联立解得
,
由几何关系可知,三角形是等边三角形,则
故AB正确,C错误;
D.光在三棱镜中的传播速度
根据几何关系有
该单色光从D点传播到E点的时间
故D错误。
故选AB。
9. 如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于倾角为的斜面上质量为m的物体A连接(另有一个完全相同的物体B紧贴着A,不粘连),弹簧与斜面平行且处于静止状态。现用沿斜面的力F缓慢推动物体B,在弹性限度内弹簧总共被压缩了x0,此时物体A、B静止。撤去F后,物体A、B开始向上运动,已知重力加速度为g,物体A、B与斜面间的动摩擦因数为μ(μ<tan)。则( )
A. 施加力F前,弹簧被压缩了
B. 撤去F瞬间,物体A、B的加速度大小为
C. 撤去F后,物体A和B先做加速运动,再做减速运动
D. 若物体A、B向上运动要分离,则分离时向上运动距离为x0
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.施加力前,把、作为一个整体受力分析,在斜面方向上,重力的下滑分力与弹簧的弹力和摩擦力的合力平衡,即
由胡克定律
联立得,故A错误;
B.撤去瞬间,把、作为一个整体受力分析有
解得,故B正确;
C.撤去后,由于弹簧逐渐恢复原长,弹力不断减小,但加速度先沿斜面向上,整体加速,当加速度减为零后,加速度沿斜面向下,物体开始做减速运动。所以物体和在分离之前先做加速度减小的加速运动,再做加速度反向增大的减速运动,故C正确;
D.、分离的条件是、间弹力且加速度相同。 对受力分析
解得
对受力分析
解得,即,说明分离时弹簧恰好回到原长。 撤去时弹簧总压缩量为,因此从撤去到分离,向上运动的距离为,故D正确。
故选BCD。
10. 如图所示,质量为的小球套在固定倾斜的光滑杆上,原长为的轻质弹簧一端固定于点,另一端与小球相连,弹簧与杆在同一竖直平面内。图中水平,间连线长度恰好与弹簧原长相等,且与杆垂直,在点正下方,是段的中点, 。现让小球从处由静止释放,重力加速度为,弹簧的劲度系数为。查阅资料知,弹簧的弹性势能,其中为弹簧的形变量。下列说法正确的有( )
A. 下滑过程中小球的机械能先减小后增加
B. 小球位于点时的加速度大小为
C. 小球下滑到点时的动能为
D. 小球下滑到点时的动能为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.小球与弹簧组成的系统机械能守恒,下滑过程中小球的机械能与弹簧的弹性势能相互转化,由题意知小球在点时弹簧的弹性势能为零,则小球下滑过程中弹簧的弹性势能先减小后增加,所以小球的机械能先增加后减小,故A错误;
B.由几何关系得,则
根据对称性可知
小球位于点时,由牛顿第二定律可知
解得加速度大小,故B错误;
C.、两点间的高度差为
由机械能守恒定律得
解得,故C正确;
D.、两点间的高度差,、两位置弹簧弹性势能相等,小球减少的重力势能全部转化为小球的动能,所以得,故D正确。
故选CD。
三、非选择题:本大题共5题,共56分。
11. 某小组设计了如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,物块P、Q用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,P底端固定一宽度为d的轻质遮光条,托住P,使系统处于静止状态,用刻度尺测出遮光条所在位置A与固定在铁架台上的光电门B之间的高度差h,现将物块P从图示位置由静止释放,记下遮光条通过光电门B的时间为t,已知当地的重力加速度为g,P、Q的质量分别用和表示。
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则___________;
(2)下列实验步骤必要的是___________。
A.准确测量出两物块的质量和
B.应选用质量和密度较大的物块进行实验
C.两物块的质量应该相等
D.需要测量出遮光条从A到达B所用的时间
(3)改变高度,重复实验,描绘出图像,该图像的斜率为k,在实验误差允许范围内,若___________(用前面给出的字母表示),则验证了机械能守恒定律。
【答案】 ①. 2.20 ②. AB##BA ③.
【解析】
【详解】(1)[1]20分度游标卡尺的精确值为,由图乙可知遮光条的宽度为
(2)[2]A.验证机械能守恒的表达式为
需要测量P的质量,Q的质量,故A正确;
B.选用质量和密度较大的物块进行实验可以减小因空气阻力而带来的系统误差,故B正确;
C.释放P物体后需要P向下加速通过光电门,Q向上加速,则需要P的质量大于Q的质量,故C错误;
D.物块P从A点到达B点过程,P和Q组成的系统动能增加量为
系统重力势能的减小量为
不需要测量出遮光条从A到达B所用的时间就能验证机械能守恒,故D错误。
故选AB。
(3)[3]验证机械能守恒定律需要的表达式为
整理可得
则图像的斜率为
故在实验误差允许范围内,,则验证了机械能守恒定律。
12. 某实验小组为探究某金属材料的导电性能,需测定该金属材料的电导率(电导率是电阻率的倒数)。现有一根由该金属材料制成的粗细均匀的电阻丝,该实验小组先用多用电表粗测其阻值约为,为进一步精确测定其电导率,实验室除了螺旋测微器、游标卡尺外,还给出了以下器材:
①电流表(0~5mA,内阻)
②电流表(0∼10mA,内阻)
③定值电阻()
④定值电阻()
⑤滑动变阻器R()
⑥干电池(,内阻不计)
⑦开关S及导线若干
(1)该实验小组用螺旋测微器和游标卡尺分别测量特制金属丝的直径D和长度L如上图所示,螺旋测微器读数为________mm,游标卡尺读数为________cm。
(2)根据现有器材,该实验小组设计了如图所示的电路图,其中B为被测电阻、A为定值电阻,则定值电阻A应选________(填“”或“”)。
(3)若某次测得电流表、的示数分别为、。则该金属材料的电导率的大小为________(用已知和测量物理量的符号表示)。
【答案】 ①. 0.899##0.900##0.901 ②. 1.445 ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1],故读数取值可以为0.899mm、0.900mm、0.901mm;
[2];
(2)[3]要使电表示数都能达到量程的三分之一以上,故电阻A选;
(3)[4]电阻
电导率为电阻率的倒数,故
13. 如图所示,上端开口的汽缸竖直放置在水平桌面上,汽缸横截面积为,一定质量的理想气体被厚度不计的轻质活塞封闭在汽缸内,活塞可在汽缸内无摩擦地上下滑动,且不漏气。现把砂子缓慢地倒在活塞的上表面上,已知活塞和砂子的总质量为m,开始时汽缸内的气体热力学温度为,缸内气体的高度为。现对缸内气体缓慢加热使热力学温度升高到,已知加热过程中被封闭气体内能的变化量为,外界的大气压强为,重力加速度为。求:
(1)加热过程中活塞上升的高度;
(2)加热过程中被封闭气体吸收的热量。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
汽缸开口向上,活塞上表面受大气压力和砂子与活塞的总重力,方向均向下。活塞平衡时,缸内气体压强
加热过程缓慢,活塞始终受力平衡,压强保持不变,气体发生等压变化。根据盖-吕萨克定律
初态体积,末态体积
代入解得
【小问2详解】
等压膨胀过程中,外界对气体做负功
根据热力学第一定律
代入,解得
故
14. 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值R=2Ω的电阻。匀强磁场的方向与导轨平面垂直。质量为0.2kg、电阻不计的导体棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并且接触良好,它们间的动摩擦因数为0.25。
(1)金属棒沿导轨由静止刚开始下滑时的加速度大小;
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,通过电阻R的电流为2A,求该速度的大小;
(3)在上问中,若从金属棒开始下滑到速度达到稳定时通过金属棒的电荷量为5C,求电阻R在该过程中产生的焦耳热。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
【答案】(1)4m/s2;(2)10m/s;(3)10J
【解析】
【分析】
【详解】(1)金属棒刚由静止开始下滑时,由牛顿第二定律可得
解得
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,通过电阻R的电流为2A,满足
由平衡条件可得
联立解得
,
(3)从金属棒开始下滑到速度达到稳定时通过金属棒的电荷量为5C,设下滑的位移为x,可得
据能量守恒可得
联立解得电阻R在该过程中产生的焦耳热为
15. 如图所示,质量为4m的足够长木板a静止在光滑水平面上,质量为m的物块b放在长木板上表面的左端,右侧共有n个质量均为m的物块一字排开静止在水平面上,现使a、b一起以初速度向右运动,以后每次碰撞板与物块、物块与物块均会粘在一起,每次碰撞前瞬间,b与a均恰好达到共速,重力加速度为g,开始时物块1与2间的距离为s,不计碰撞时间和物块的大小、求:
(1)a与物块1碰撞过程中,物块1对a的冲量大小;
(2)b与a间的动摩擦因数;
(3)从a与物块1碰撞后瞬间到与物块n碰撞前瞬间,b运动的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设a与1碰撞后瞬间,a的速度大小为,根据动量守恒有
解得
根据动量定理,物块1对a的冲量大小
【小问2详解】
设a、b、物块1共速时的速度大小为,根据动量守恒有
解得
设a、b间的动摩擦因数为,a、b相对滑动时板a的加速度大小为a,由牛顿第二定律,有
解得
根据速度-位移公式,有
解得
【小问3详解】
根据题意,从a与物块1碰撞后瞬间到与物块n碰撞前瞬间,b一直做匀减速运动,由牛顿第二定律,有
解得
设板与物块n碰撞前瞬间的速度为,根据动量守恒有
解得
在这段时间内,对b有
解得
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