精品解析:四川省崇州市怀远中学2025-2026学年高三上学期期末考试物理试卷
2026-09-04
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内容正文:
怀远中学2025-2026学年高三上期期末考试物理
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 在物理学中,物理学发展过程中的不同重大发现往往标志着物理学发展的某个阶段,下列关于物理学发展的说法正确的是( )
A. 电子束通过晶体发生衍射的实验,说明了电子具有粒子性
B. 普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成功解释了光电效应
C. 居里夫妇发现天然放射现象,说明了原子核有复杂的内部结构
D. 汤姆孙的“枣糕模型”被卢瑟福所做的α粒子散射实验所否定,卢瑟福提出了原子的核式结构模型
2. 物体做匀加速直线运动,已知第1s末的速度是6m/s,第2s末的速度是10m/s,则下列说法正确的是( )
A. 物体零时刻的速度是2m/s
B. 任何1s内的速度变化都是2m/s
C. 物体的加速度是8m/s2
D. 前2s内的平均速度是5m/s
3. “战绳”健身爱好者通过手握水平伸直绳的一端,抖动绳端在绳上形成机械波从而达到训练力量的目的。若将绳上形成的机械波视为简谐横波,如图所示,图甲为沿轴传播的一列简谐波在时刻的波动图像, P、Q分别是轴上x1=15cm和x2=45cm处的两质点,其中图乙为质点P的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 该波沿轴负方向传播,波速为
B. 时刻,质点的加速度方向沿轴正方向
C. 质点经的时间将沿轴方向移动
D. 该波与另一列频率为的波相遇时,能发生干涉
4. 如图所示,轻质细线OA、OB、OC系于O点。A端固定于天花板上,B端与水平桌面上的物块乙相连,C端系有物块甲。初始时OA与竖直方向的夹角为,OB与水平方向平行。现对物块甲施加水平向右的外力F,在保持O点位置不变的情况下,使物块甲缓慢向右上方移动少许,在移动过程中,乙始终静止。下列说法正确的是( )
A. 物块乙所受合力逐渐增大
B. 细线OC上的弹力逐渐减小
C. 细线OA上的弹力不变
D. 外力F逐渐减小
5. 如图所示,小木块a、b和c(可视为质点)放在水平圆盘上,a、b的质量均为m,c的质量为,a与转轴OO′的距离为l,b、c与转轴OO′的距离为2l且均处于水平圆盘的边缘。木块与圆盘间的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,下列说法中正确的是( )
A. b、c所受的摩擦力始终相等,故同时从水平圆盘上滑落
B. 当a、b和c均未滑落时,a、c所受摩擦力的大小相等
C. b和c均未滑落时线速度一定相同
D. b开始滑动时的角速度是
6. 质量的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动,图甲表示汽车运动的速度与时间的关系,图乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中受到的阻力不变,在末汽车的速度恰好达到最大,下列说法正确的是( )
A. 汽车受到的阻力大小为200N
B. 汽车的最大牵引力为800N
C. 汽车在8~18s过程中的位移大小为95.5m
D. 8~18s过程中汽车牵引力做的功为8×105J
7. 如图所示,倾角为的光滑斜面固定在水平地面上,一轻质弹簧一端与垂直固定在斜面上的挡板相连,另一端与物块B栓接,劲度系数为k。物块A紧靠着物块B,物块与斜面均静止。现用一沿斜面向上的力F作用于A,使A、B两物块一起沿斜面做加速度大小为的匀加速直线运动直到A、B分离。物块A质量为m,物块B质量为2m,重力加速度为g,。下列说法中正确的是( )
A. A、B分离瞬间弹簧弹力大小为
B. 施加拉力的瞬间,A、B间的弹力大小为
C. 拉力F的最大值大于mg
D. 在A、B分离前整个过程中A的位移为
二、多选题(每题6分,共18分)
8. 我国将在2030年前后实施火星采样返回。若a为火星表面赤道上的物体,b为轨道在火星赤道平面内的近火星表面卫星,c为在赤道上空的火星同步卫星,卫星c和卫星b的轨道半径之比为,两卫星的绕行方向相同,下列说法正确的是( )
A. 卫星和卫星绕火星运动的周期之比8:1
B. 的线速度大小关系为
C. 的向心加速度大小关系为
D. 的角速度大小关系为
9. 如图,实线为两个点电荷Q1和Q2产生的电场中的电场线(方向未标出),c、d是关于两个点电荷连线对称的两点,一带正电的离子(不计重力)沿aob运动,下列说法正确的是( )
A. 的电荷量小于的电荷量
B. 带负电,带正电
C. c、d两点的电势相同,场强也相同
D. 正离子在a点的电势能大于在O点的电势能
10. 如图所示,在纸面内两直角边长均为L的三角形MNP区域内(不含边界)有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的带负电粒子从PM边的中点A平行PN边射入MNP区域,不计粒子受到的重力。下列说法正确的是( )
A. 粒子刚进入磁场时受到向左的洛伦兹力
B. 时,带电粒子垂直于PN边射出磁场
C. 若粒子从PN边射出磁场,则
D. 若粒子从MN边射出磁场,则粒子在磁场中运动的最长时间为
三、实验题(每空2分,共16分)
11. 某同学用如图甲所示的实验装置测量物块与长木板间的动摩擦因数。其中一端装有轻滑轮的长木板固定在水平桌面上,在其上表面的点安装一光电门。物块上表面固定一遮光片,左侧固定一力传感器。细绳的一端与力传感器相连,另一端通过定滑轮与托盘(内有砝码)相接。实验时,物块从长木板右侧的点由静止开始释放,在绳的拉力作用下向左运动并通过光电门,记录力传感器示数和对应遮光片通过光电门的时间t。增加托盘中砝码的个数,重复上述实验过程,保证每次让物块从长木板上的点由静止开始释放,得到多组F、t数据。
(1)关于本实验,下列说法正确的是________。
A. 实验开始前,应先补偿阻力
B. 实验开始前,应调整轻滑轮的高度,使细线与长木板上表面平行
C. 实验时,力传感器的示数小于托盘及砝码的总重力
D. 为减少实验误差,应始终保证物块及力传感器的总质量远大于托盘及砝码的总质量
(2)用游标卡尺测出遮光条宽度d,读出遮光片通过光电门所用的时间t,物块通过光电门时的速度v=_____。
(3)测出之间的距离为,遮光片的宽度为,利用描点法作出图像如图丙所示,已知该图像的斜率为,在纵轴上的截距为。当地的重力加速度大小为,用给出的物理量的符号和丙图中的数据,可得物块与长木板间的动摩擦因数的表达式________。
12. 某实验小组测量一金属电阻丝的电阻率。
(1)先用螺旋测微器测得金属丝的直径如图甲所示,则其直径_______。
(2)再利用“伏安法”测其电阻Rx(约1Ω),实验室可用器材有:
A.直流电源:电动势,内阻不计
B.直流电流表:A1(量程,内阻为)A2(量程,内阻约为)
C.直流电压表:(量程,内阻约为)
D.滑动变阻器:R1(阻值范围)R2(阻值范围)
E.定值电阻:R0=4Ω
为了使测量尽可能准确,请回答下列问题
①滑动变阻器选择_______(填“R1”或“”)
②下列电路图连接中,最合理的是________。
A. B. C. D.
③闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,根据测得的多组数据作出-图线,如图乙所示,则待测电阻的阻值为__________Ω(保留两位有效数字)
(3)用刻度尺测得金属丝接入电路的长度为,螺旋测微器测得金属丝的直径为,用伏安法测得金属丝的电阻为,则被测金属丝的电阻率为________。(用题中所给物理量的字母表示)
四、解答题(共38分)
13. 如图所示,一定质量的理想气体被活塞封闭在长度为1.0m的汽缸中(汽缸左端装有固定卡槽),气体温度为27℃,活塞的面积为且与汽缸右侧底部相距0.4m,该装置绝热性能良好。现接通电热丝加热气体,使活塞缓慢向左移动,忽略活塞与汽缸间的摩擦力,外界大气压强恒为。求:
(1)活塞刚接触固定卡槽时,封闭气体的温度;
(2)若活塞从开始移动到接触固定卡槽过程中气体内能增量为1800J,则在该过程中气体吸收的热量。
14. 如图,在第一象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场,在y<0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场,在第二象限内,初速为零的带正电粒子,经电压为U的电场加速后从y轴上P(0,h)点沿x轴正方向射入第一象限,经匀强电场后从Q(2h,0)点进入磁场,并从坐标原点O第一次射出磁场。已知带电粒子的质量为m、电荷量为q,不计重力。求:
(1)匀强电场电场强度的大小;
(2)匀强磁场磁感应强度的大小;
(3)带电粒子第二次进入磁场时的位置坐标。
15. 如图所示,一质量且足够长的长木板静止在光滑的水平面上,长木板的右侧沿直线等间距的放置着个相同的滑块,滑块的质量均为。现有一质量的物块从长木板的左端以的初速度滑上长木板,在长木板与滑块1发生碰撞前,物块和长木板已共速。长木板上表面粗糙程度一致,所有的碰撞均为弹性碰撞,物块和滑块均看作质点,重力加速度大小取,求:
(1)若物块与长木板间的动摩擦因数为0.8,则从物块滑上长木板至两者第一次共速时,物块相对于长木板运动的距离为多少?
(2)长木板Q与滑块1碰撞后瞬间,二者的速度大小分别为多少?
(3)物块最终的速度大小(结果用表示)。
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怀远中学2025-2026学年高三上期期末考试物理
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 在物理学中,物理学发展过程中的不同重大发现往往标志着物理学发展的某个阶段,下列关于物理学发展的说法正确的是( )
A. 电子束通过晶体发生衍射的实验,说明了电子具有粒子性
B. 普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成功解释了光电效应
C. 居里夫妇发现天然放射现象,说明了原子核有复杂的内部结构
D. 汤姆孙的“枣糕模型”被卢瑟福所做的α粒子散射实验所否定,卢瑟福提出了原子的核式结构模型
【答案】D
【解析】
【详解】A.衍射是波特有的性质,电子束通过晶体发生衍射的实验说明电子具有波动性,故A错误;
B.普朗克通过研究黑体辐射提出了能量子的概念,但成功解释光电效应的是爱因斯坦提出的光子说,故B错误;
C.天然放射现象是贝克勒尔发现的,该现象说明原子核具有复杂的内部结构,故C错误;
D.卢瑟福通过α粒子散射实验的结果,否定了汤姆孙的“枣糕模型”,进而提出了原子的核式结构模型,故D正确。
故选D。
2. 物体做匀加速直线运动,已知第1s末的速度是6m/s,第2s末的速度是10m/s,则下列说法正确的是( )
A. 物体零时刻的速度是2m/s
B. 任何1s内的速度变化都是2m/s
C. 物体的加速度是8m/s2
D. 前2s内的平均速度是5m/s
【答案】A
【解析】
【详解】首先根据已知条件计算加速度:。
A.根据匀变速直线运动速度公式
代入、、
解得零时刻速度,A正确;
B.由加速度定义,得任意1s内的速度变化量,B错误;
C.经计算加速度为,C错误;
D.匀变速直线运动的平均速度等于初末速度的平均值,前2s内平均速度,D错误。
故选A。
3. “战绳”健身爱好者通过手握水平伸直绳的一端,抖动绳端在绳上形成机械波从而达到训练力量的目的。若将绳上形成的机械波视为简谐横波,如图所示,图甲为沿轴传播的一列简谐波在时刻的波动图像, P、Q分别是轴上x1=15cm和x2=45cm处的两质点,其中图乙为质点P的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 该波沿轴负方向传播,波速为
B. 时刻,质点的加速度方向沿轴正方向
C. 质点经的时间将沿轴方向移动
D. 该波与另一列频率为的波相遇时,能发生干涉
【答案】A
【解析】
【详解】A.由乙图可知,时,P质点向轴负方向运动。 对甲图用上下坡法:P点向下振动,说明P处于上坡,因此波沿轴负方向传播。波速,故A正确;
B.时,比多了
波沿负方向平移
原处的波峰恰好移动到Q点,此时Q点位移沿正方向,加速度方向与位移相反,沿轴负方向,故B错误;
C.机械波传播时,质点只在平衡位置附近振动,不会随波沿轴迁移,故C错误;
D.干涉的条件是两列波频率相同,该波频率为
另一列频率为,频率不同,不能发生干涉,故D错误。
故选A。
4. 如图所示,轻质细线OA、OB、OC系于O点。A端固定于天花板上,B端与水平桌面上的物块乙相连,C端系有物块甲。初始时OA与竖直方向的夹角为,OB与水平方向平行。现对物块甲施加水平向右的外力F,在保持O点位置不变的情况下,使物块甲缓慢向右上方移动少许,在移动过程中,乙始终静止。下列说法正确的是( )
A. 物块乙所受合力逐渐增大
B. 细线OC上的弹力逐渐减小
C. 细线OA上的弹力不变
D. 外力F逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙始终静止,静止物体合力始终为0,因此乙的合力不变,故A错误;
C.将O点与甲看作整体,受力为:甲的重力、水平外力、OA的弹力、OB的水平拉力
根据平衡条件得竖直方向
和均不变,因此不变,故C正确;
BD.对甲单独受力分析,甲受重力、外力、OC弹力,甲向右移动过程中,与竖直方向的夹角逐渐增大,根据平衡可得,
增大时,减小,增大,因此(OC弹力)逐渐增大,逐渐增大,故BD错误。
故选C。
5. 如图所示,小木块a、b和c(可视为质点)放在水平圆盘上,a、b的质量均为m,c的质量为,a与转轴OO′的距离为l,b、c与转轴OO′的距离为2l且均处于水平圆盘的边缘。木块与圆盘间的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,下列说法中正确的是( )
A. b、c所受的摩擦力始终相等,故同时从水平圆盘上滑落
B. 当a、b和c均未滑落时,a、c所受摩擦力的大小相等
C. b和c均未滑落时线速度一定相同
D. b开始滑动时的角速度是
【答案】B
【解析】
【详解】A.木块随圆盘一起转动,水平方向只受静摩擦力,故由静摩擦力提供向心力,当需要的向心力大于最大静摩擦力时,木块开始滑动,由于b、c质量不等,由
f = mrω2
知b、c所受摩擦力不等,不能同时从水平圆盘上滑落,故A错误;
B.当a、b和c均未滑落时,a、b、c和圆盘无相对运动,因此它们的角速度相等,由
f = mrω2
可知a、c所受摩擦力的大小相等,故B正确;
C.b和c均未滑落时,由v = rω知线速度大小相等,方向不相同,故C错误;
D.b开始滑动时,最大静摩擦力提供向心力
kmg = m·2lω2
解得
故D错误。
故选B。
6. 质量的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动,图甲表示汽车运动的速度与时间的关系,图乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中受到的阻力不变,在末汽车的速度恰好达到最大,下列说法正确的是( )
A. 汽车受到的阻力大小为200N
B. 汽车的最大牵引力为800N
C. 汽车在8~18s过程中的位移大小为95.5m
D. 8~18s过程中汽车牵引力做的功为8×105J
【答案】C
【解析】
【详解】A.18s末汽车的速度恰好达到最大,此时牵引力等于阻力,则有
可得汽车受到的阻力为N=800N,故A错误;
B.汽车做匀加速运动时,汽车的牵引力最大,根据牛顿第二定律可得
由图甲可得m/s2=1m/s2
联立解得,B错误;
C.汽车在8~18s内做变加速运动,设该过程中的位移大小为x,根据动能定理可得
解得x=95.5m,故C正确;
D.8~18s过程中汽车牵引力做的功为,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,倾角为的光滑斜面固定在水平地面上,一轻质弹簧一端与垂直固定在斜面上的挡板相连,另一端与物块B栓接,劲度系数为k。物块A紧靠着物块B,物块与斜面均静止。现用一沿斜面向上的力F作用于A,使A、B两物块一起沿斜面做加速度大小为的匀加速直线运动直到A、B分离。物块A质量为m,物块B质量为2m,重力加速度为g,。下列说法中正确的是( )
A. A、B分离瞬间弹簧弹力大小为
B. 施加拉力的瞬间,A、B间的弹力大小为
C. 拉力F的最大值大于mg
D. 在A、B分离前整个过程中A的位移为
【答案】B
【解析】
【详解】B.施加拉力F之前,A、B整体受力平衡,根据平衡条件,有
解得
施加F瞬间,物体A、B加速度大小为
对A、B整体,根据牛顿第二定律
对A,根据牛顿第二定律得
联立解得,故B正确;
A.分离时,物体A、B之间作用力为0,对B根据牛顿第二定律得
解得
可得,故A错误;
C.依题意,整个过程中拉力F一直增大, A、B分离瞬间,物体A、B之间作用力为0,F最大,对A根据牛顿第二定律得
解得,故C错误;
D.在A、B分离前整个过程中A的位移为,故D错误。
故选B。
二、多选题(每题6分,共18分)
8. 我国将在2030年前后实施火星采样返回。若a为火星表面赤道上的物体,b为轨道在火星赤道平面内的近火星表面卫星,c为在赤道上空的火星同步卫星,卫星c和卫星b的轨道半径之比为,两卫星的绕行方向相同,下列说法正确的是( )
A. 卫星和卫星绕火星运动的周期之比8:1
B. 的线速度大小关系为
C. 的向心加速度大小关系为
D. 的角速度大小关系为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据万有引力提供向心力得
解得
火星静止卫星c和卫星b的轨道半径之比为4:1,卫星c和卫星b的周期之比为,故A正确;
BCD.火星静止卫星的角速度等于火星自转角速度,则知a与c的角速度大小相等,即
根据
因卫星c的轨道半径大于火星的半径,可知
根据
因卫星c的轨道半径大于火星的半径,可知
对于卫星b与c,根据万有引力提供向心力可得
可得,,
因卫星b的轨道半径小于卫星c的轨道半径,则,,
由上分析可知,三者的线速度大小关系为
角速度大小关系为
向心加速度大小关系为,故BC错误,D正确。
故选AD。
9. 如图,实线为两个点电荷Q1和Q2产生的电场中的电场线(方向未标出),c、d是关于两个点电荷连线对称的两点,一带正电的离子(不计重力)沿aob运动,下列说法正确的是( )
A. 的电荷量小于的电荷量
B. 带负电,带正电
C. c、d两点的电势相同,场强也相同
D. 正离子在a点的电势能大于在O点的电势能
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据电场线分布特点,图中周围的电场线比周围的电场线密,说明的电荷量大于,故A错误;
B.电场线起始于正电荷,终止于负电荷。带正电的离子沿aob运动,则电场力朝左侧,且正电荷所受电场力与所处位置场强方向(即电场线切线方向)相同,则图中电场线从出发,终止于,因此带负电,带正电,故B正确;
C.、关于两电荷连线对称,电势相等,但场强是矢量,、两点场强方向不同,因此场强不同,故C错误;
D.正离子从点运动到点,电场力与速度夹角为锐角,电场力做正功,电势能减小,因此正离子在点的电势能大于在点的电势能,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,在纸面内两直角边长均为L的三角形MNP区域内(不含边界)有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的带负电粒子从PM边的中点A平行PN边射入MNP区域,不计粒子受到的重力。下列说法正确的是( )
A. 粒子刚进入磁场时受到向左的洛伦兹力
B. 时,带电粒子垂直于PN边射出磁场
C. 若粒子从PN边射出磁场,则
D. 若粒子从MN边射出磁场,则粒子在磁场中运动的最长时间为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由左手定则,洛伦兹力向右,故A错误;
B.带电粒子垂直于PN边射出磁场时,半径为,由可知速度为
故B正确;
C.当运动轨迹与MN相切时,半径小于,故C错误;
D.由几何关系可知,当运动轨迹与MN相切时,偏转的圆心角最大为,运动的最长时间
故D正确。
故选BD。
三、实验题(每空2分,共16分)
11. 某同学用如图甲所示的实验装置测量物块与长木板间的动摩擦因数。其中一端装有轻滑轮的长木板固定在水平桌面上,在其上表面的点安装一光电门。物块上表面固定一遮光片,左侧固定一力传感器。细绳的一端与力传感器相连,另一端通过定滑轮与托盘(内有砝码)相接。实验时,物块从长木板右侧的点由静止开始释放,在绳的拉力作用下向左运动并通过光电门,记录力传感器示数和对应遮光片通过光电门的时间t。增加托盘中砝码的个数,重复上述实验过程,保证每次让物块从长木板上的点由静止开始释放,得到多组F、t数据。
(1)关于本实验,下列说法正确的是________。
A. 实验开始前,应先补偿阻力
B. 实验开始前,应调整轻滑轮的高度,使细线与长木板上表面平行
C. 实验时,力传感器的示数小于托盘及砝码的总重力
D. 为减少实验误差,应始终保证物块及力传感器的总质量远大于托盘及砝码的总质量
(2)用游标卡尺测出遮光条宽度d,读出遮光片通过光电门所用的时间t,物块通过光电门时的速度v=_____。
(3)测出之间的距离为,遮光片的宽度为,利用描点法作出图像如图丙所示,已知该图像的斜率为,在纵轴上的截距为。当地的重力加速度大小为,用给出的物理量的符号和丙图中的数据,可得物块与长木板间的动摩擦因数的表达式________。
【答案】(1)BC (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
A.由于本实验要测量物块与长木板间的动摩擦因数μ,因此不需要平衡摩擦力,故A错误;
B.实验开始前,应调整轻滑轮的高度,使细线与长木板上表面平行,物块受到的绳子拉力与长木板平行,绳子拉力和摩擦力处于同一条直线上,故B正确;
C.力传感器的示数等于绳拉力的大小,由于托盘及砝码有向下的加速度,因此合力方向向下,实验时,力传感器的示数小于托盘及砝码的总重力,故C正确;
D.本实验中用力传感器测量绳子拉力,因此不需要始终保证物块及力传感器的总质量远大于托盘及砝码的总质量,故D错误。
故选BC。
【小问2详解】
物块通过光电门时的速度
【小问3详解】
物块做初速度为零的匀加速直线运动,根据已知条件可得
取物块为研究对象,根据牛顿第二定律可得
联立可得
由图丙可知,
解得
12. 某实验小组测量一金属电阻丝的电阻率。
(1)先用螺旋测微器测得金属丝的直径如图甲所示,则其直径_______。
(2)再利用“伏安法”测其电阻Rx(约1Ω),实验室可用器材有:
A.直流电源:电动势,内阻不计
B.直流电流表:A1(量程,内阻为)A2(量程,内阻约为)
C.直流电压表:(量程,内阻约为)
D.滑动变阻器:R1(阻值范围)R2(阻值范围)
E.定值电阻:R0=4Ω
为了使测量尽可能准确,请回答下列问题
①滑动变阻器选择_______(填“R1”或“”)
②下列电路图连接中,最合理的是________。
A. B. C. D.
③闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,根据测得的多组数据作出-图线,如图乙所示,则待测电阻的阻值为__________Ω(保留两位有效数字)
(3)用刻度尺测得金属丝接入电路的长度为,螺旋测微器测得金属丝的直径为,用伏安法测得金属丝的电阻为,则被测金属丝的电阻率为________。(用题中所给物理量的字母表示)
【答案】(1)0.641##0.642##0.643
(2) ①. R1 ②. D ③. 0.90##0.91##0.92##0.93
(3)
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器的精确度为0.01mm,读数为0.5mm+mm=0.641mm
【小问2详解】
[1]由图分析可知电压从0变化,则滑动变阻器采用分压式接法,选择最大阻值较小的R1。
[2]电路中的最大电流约为
电流表选择,R0起分压作用,由于电流表内阻已知,采用电流表内接法,滑动变阻器采用分压式接法。
故选D。
[3]根据欧姆定律可知
【小问3详解】
根据电阻定律有
解得
四、解答题(共38分)
13. 如图所示,一定质量的理想气体被活塞封闭在长度为1.0m的汽缸中(汽缸左端装有固定卡槽),气体温度为27℃,活塞的面积为且与汽缸右侧底部相距0.4m,该装置绝热性能良好。现接通电热丝加热气体,使活塞缓慢向左移动,忽略活塞与汽缸间的摩擦力,外界大气压强恒为。求:
(1)活塞刚接触固定卡槽时,封闭气体的温度;
(2)若活塞从开始移动到接触固定卡槽过程中气体内能增量为1800J,则在该过程中气体吸收的热量。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
活塞缓慢向左移动,气体压强不变,根据盖—吕萨克定律,有
其中,,
解得封闭气体的温度为
【小问2详解】
活塞移动过程,气体对外做功为
其中,,解得
根据热力学第一定律
则在该过程中气体吸收的热量为
14. 如图,在第一象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场,在y<0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场,在第二象限内,初速为零的带正电粒子,经电压为U的电场加速后从y轴上P(0,h)点沿x轴正方向射入第一象限,经匀强电场后从Q(2h,0)点进入磁场,并从坐标原点O第一次射出磁场。已知带电粒子的质量为m、电荷量为q,不计重力。求:
(1)匀强电场电场强度的大小;
(2)匀强磁场磁感应强度的大小;
(3)带电粒子第二次进入磁场时的位置坐标。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)带电粒子经电压U加速后速度为v1,则
带电粒子在匀强电场E中做类平抛运动,加速度大小为a,运动时间为t1,则
h=a1t12,2h=v1t1
又
qE=ma1
解得
(2)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,运动轨迹如图。
设粒子进入磁场时的速度为v2,方向与x轴正向夹角为θ1,在磁场中的轨道半径为R,则
,
解得
,
根据
由几何关系可知
联立,解得
(3)带电粒子从O点进入电场时速度大小为v2,方向与x轴正方向夹角为
θ2=θ1
设带电粒子从O点进入电场到从S点第二次进入磁场运动的时间为t2,则
,
解得
15. 如图所示,一质量且足够长的长木板静止在光滑的水平面上,长木板的右侧沿直线等间距的放置着个相同的滑块,滑块的质量均为。现有一质量的物块从长木板的左端以的初速度滑上长木板,在长木板与滑块1发生碰撞前,物块和长木板已共速。长木板上表面粗糙程度一致,所有的碰撞均为弹性碰撞,物块和滑块均看作质点,重力加速度大小取,求:
(1)若物块与长木板间的动摩擦因数为0.8,则从物块滑上长木板至两者第一次共速时,物块相对于长木板运动的距离为多少?
(2)长木板Q与滑块1碰撞后瞬间,二者的速度大小分别为多少?
(3)物块最终的速度大小(结果用表示)。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
物块与长木板组成的系统动量守恒
解得
根据能量守恒
解得
【小问2详解】
物块P第一次与长木板Q共速后,长木板Q与滑块1发生弹性碰撞,根据动量守恒和机械能守恒
解得
【小问3详解】
由于所有滑块质量相等,发生的碰撞都是弹性碰撞,所以滑块之间碰撞后交换速度,则第个滑块碰后的速度为,其它滑块处于静止。
长木板与滑块第一次碰撞后,物块第二次与长木板共速过程,根据动量守恒
解得
同理可知长木板与滑块1第二次发生弹性碰撞后的速度分别为
可知第块滑块碰后的速度为,其它滑块处于静止
接着物块第三次与长木板共速的速度为
长木板与滑块1第三次发生弹性碰撞后的速度分别为
综上分析可知,长木板与滑块1第次发生弹性碰撞后,物块第次与长木板共速的速度为物块最终的速度
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