精品解析:河北邢台市宁晋县第一中学2025-2026学年高三上学期2月学业水平调研物理试题
2026-09-07
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内容正文:
高三(上)学业水平调研
物理
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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、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,只有一项是符合题目要求的。
1. 宇宙探测器的核电池主要是利用放射性钚元素衰变释放的能量,核反应方程为。则衰变产物中的为( )
A. 电子 B. 质子 C. 中子 D. 粒子
【答案】D
【解析】
【详解】根据核反应中质量数和电荷数守恒定律,可知产物X的质量数应为,电荷数应为,则X为α粒子。
故选D。
2. 在2025年成都世界运动会自由潜水比赛中,中国运动员取得了优异成绩。运动员在下潜过程中与配重块一同匀速向下运动,运动员达到自己极限时,迅速卸下配重块,然后在浮力作用下上浮。若不考虑运动过程中水的阻力,则在运动员浮出水面、配重块落入水底之前,运动员与配重块组成的系统( )
A. 动量守恒,机械能不守恒 B. 动量守恒,机械能守恒
C. 动量不守恒,机械能守恒 D. 动量不守恒,机械能不守恒
【答案】A
【解析】
【详解】卸下前系统匀速向下运动,表明总浮力等于总重力,在卸下配重块后,运动员和配重块组成的系统所受外力仍为重力与浮力,故系统所受合外力矢量和为零,动量守恒。在运动员上浮、配重块下落的过程中,浮力对系统做功,不满足机械能守恒的条件,故系统机械能不守恒。
故选A。
3. 如图所示,一机械臂铁夹夹起一个金属小球,铁夹与球的接触面保持竖直,若机械臂铁夹夹着小球一起竖直向上做匀加速直线运动,则( )
A. 小球受到铁夹的弹力一定大于小球受到的重力
B. 小球受到铁夹的弹力一定与小球受到的重力大小相等
C. 小球受到铁夹的摩擦力一定大于小球受到的重力
D. 小球受到铁夹的摩擦力一定与小球受到的重力大小相等
【答案】C
【解析】
【详解】小球竖直向上做匀加速直线运动,因竖直方向受重力和向上的摩擦力,则由f-mg=ma
可知小球受到铁夹的摩擦力一定大于小球受到的重力,铁夹对小球的弹力在水平方向,两侧铁夹对小球的弹力的合力为零,但不能比较弹力和重力的大小关系。
故选C。
4. 在校园冬季运动会上,高三某班获得了接力比赛的冠军,获得的水晶奖杯的底座的竖直截面是个矩形,如图所示,底座的厚度为,某同学用激光笔以的入射角照射到底座上的点,经折射后,光从点射出。已知光的折射率为,光在真空中传播的速度为,则光从点传播到点的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】折射率
在介质中传播速度
传播路程
传播时间
故选B。
5. 神舟二十号载人飞船疑似遭受太空微小碎片撞击,经全面评估,由神舟二十一号飞船接回航天员,问题飞船留轨开展试验,最终三名航天员于2025年11月14日安全着陆东风着陆场,状态良好。该事件凸显全球轨道碎片治理难题,地球周围空间碎片的分布随距地球表面的高度不同呈现显著差异,碎片主要集中在地球表面的低轨道和轨道半径约为地球半径6.6倍的同步轨道区域。假设在这两个区域,碎片空间密度基本相同,不考虑碎片的环绕运动,则相同的两颗卫星在低轨道和同步卫星轨道运行时,相同时间内被微小碎片击中的概率之比约为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】被微小碎片击中的概率取决于碎片空间密度、卫星横截面积和卫星运动速度。由于碎片空间密度基本相同,且两颗卫星相同(横截面积相同),因此概率之比仅取决于卫星运动速度之比。卫星在圆形轨道上运行,由万有引力提供向心力:
解得速度
因此速度与轨道半径的平方根成反比,即。
低轨道半径近似为地球半径(题干中“地球表面的低轨道”暗示高度很小,可忽略),同步轨道半径约为。
速度之比为
所以相同时间内被微小碎片击中的概率之比。
故选B。
6. 驻波是指频率相同、传输方向相反的两列波沿着传输线传播时形成的一种分布状态。其中的一个波一般是另一个波的反射波。研究驻波的实验装置如图所示,左侧为一波源,右侧连接一固定挡板,波源产生的波沿长的绳子向右传播,到达挡板后被反射回来,反射的波会存在半波损失(反射波与入射波的起振方向相反)。现左侧波源从时刻开始振动,经过,波传播到了距离波源的点,则时波形图为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由波形图过程可知
波传播一个波长的时间一个周期为
经过,波传播到了距离波源的点,则波速为
绳长,则波传至挡板用时
在 时,入射波已传播至挡板并反射,反射波已经从挡板向左传播
反射波传播距离为
因此反射波存在于 至 区间。入射波向右、反射波向左,两波叠加,且反射波存在半波损失。即反射波与入射波起振方向相反,因此固定挡板反射端,入射波和反射波叠加后振动相消,为节点,位移为0(形成节点)。对应图为B。
故选B。
7. 某次实验中,发电机单匝线框处于匀强磁场中,线框绕垂直磁场方向的轴匀速转动,与原、副线圈匝数比为的变压器连成的电路如图所示,小灯泡能正常发光。已知穿过线框的最大磁通量为,小灯泡的额定功率为,额定电压为,副线圈所接电阻与小灯泡的阻值相等,不计线框的电阻,则线框旋转的角速度为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】题意可知通过灯泡电流
灯泡电阻
则变压器副线圈电压有效值
联立解得
线框产生的电动势最大值为
则变压器原线圈电压有效值为,
因为
联立解得
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. 下列情况中,两点的电势相等,电场强度也相同的是( )
A. 如图甲所示,在等量异种电荷连线之间,与两电荷距离相等的两点
B. 如图乙所示,在正电荷附近,到正电荷距离相等的、两点
C. 如图丙所示,原本不带电的金属,靠近带电小球,稳定后,金属导体内部的、两点
D. 如图丁所示,带电并接地的电容器,移动上极板前后,与下极板距离相同的、两点
【答案】CD
【解析】
【详解】A.等量异种电荷连线之间,电场线方向由正电荷指向负电荷,沿着电场线方向电势逐渐降低,a点电势高于b点电势,电势不相等,故A错误;
B.a、b在正点电荷的同一等势面上,电势相等,但场强是矢量,两点场强方向沿径向向外,方向不同,因此场强不同,故B错误;
C.金属导体靠近带电小球,达到静电平衡后,导体内部场强处处为零,则a、b场强都为零,场强相同,且整个导体是等势体。因此a、b电势也相等,故C正确;
D.带电接地的电容器,带电量不变,由,,
联立可得平行板电容器内部电场
电场强度和极板间距无关,因此a、b场强的大小、方向都相同;下极板接地,电势为0,两点到下极板距离相等,电势,因此电势也相等,故D正确。
故选CD。
9. 如图所示,在平面内的第二象限中有正方形的匀强磁场区域(图中未画出),磁场方向垂直于纸面,磁感应强度大小为。一质量为、电荷量为的带正电粒子,从轴上的点以速度沿轴负方向进入第二象限,从某点进入磁场后再穿出磁场,经过轴上的点,与轴负方向成角离开第二象限。不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A. 若磁场方向垂直纸面向里,则磁场区域的最小面积为
B. 若磁场方向垂直纸面向里,则磁场区域的最小面积为
C. 若磁场方向垂直纸面向外,则磁场区域的最小面积为
D. 若磁场方向垂直纸面向外,则磁场区域的最小面积为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.由
可知带电粒子在磁场中做圆周运动的半径
若磁场方向垂直纸面向里,则粒子进入磁场后向下偏转,由几何关系可知,粒子做圆周运动的圆弧对应的圆心角为60°,粒子进入磁场和离开磁场的两点间的距离
要将这部分圆弧框在正方形区域中,则L为正方形对角线长度时,正方形最小,最小边长
如图甲所示,所以正方形的最小面积为,故A正确、B错误;
CD.若磁场方向垂直纸面向外,则粒子进入磁场后向上偏转,由几何关系可知,粒子做圆周运动的圆弧对应的圆心角为300°,粒子进入磁场和离开磁场的两点间的距离
要将这部分圆弧框在正方形区域中,则正方形最小边长,如图乙所示,所以正方形的最小面积为,故C正确、D错误。
故选AC。
10. 如图所示,劲度系数为k的弹性绳一端系于P点,另一端绕过Q处的光滑小滑轮,与质量为m、套在粗糙竖直杆上的圆环相连。P、Q、A三点等高,弹性绳的原长恰好等于P、Q间的距离,Q点到杆的距离为L。圆环从A点由静止释放,C为圆环运动过程中的最低点,重力加速度大小为g,圆环与杆之间的动摩擦因数,弹性绳的弹性势能与伸长量的关系为,其中x为弹性绳的形变量,弹性绳始终在弹性限度内。则( )
A. A、C两点间的距离为
B. 圆环下落过程经过的中点时加速度为零
C. 圆环可能停在C点
D. 圆环若从C点向上运动,则向上运动的最高点不超过的中点
【答案】BD
【解析】
【详解】A.弹性绳弹力的水平分量为,竖直分量为kh,h为圆环与A点的距离,圆环与杆之间的摩擦力
为定值,圆环从A点运动到C点,根据能量守恒有
解得,故A错误;
B.圆环从A点到C点的运动是简谐运动,所以中间位置为平衡位置,加速度为零,故B正确;
C.圆环在C点时,合力
故圆环一定向上运动,故C错误;
D.设圆环从C点向上运动,运动的最高点到A点的距离为,根据能量守恒有
解得
上升高度
没有超过的中点,故D正确。
故选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某物理兴趣小组设计了如图甲所示的单摆装置测量当地的重力加速度,并验证机械能守恒定律。
(1)用游标为10分度的游标卡尺测量摆球直径,某次测量结果如图乙所示,则摆球直径___________cm。
(2)若测得单摆的摆线长度为,周期为,则重力加速度大小___________(用表示)。
(3)将摆球拉至不同高度,让摆球自由摆下,摆动过程中记录力传感器的最大值与最小值,多次实验后作出图像。若图像斜率___________,则可验证摆球摆动过程中机械能守恒。
【答案】(1)1.52
(2)
(3)-2
【解析】
【小问1详解】
摆球直径
【小问2详解】
单摆摆长为悬点到摆球心的距离,即
由单摆周期公式
变形得
【小问3详解】
摆球在最高点(速度为0),拉力最小
摆球在最低点,拉力最大,向心力满足
若机械能守恒
联立整理得
则在-图像中,若斜率,则可验证摆球摆动过程中机械能守恒。
12. 物理兴趣小组的同学们在实验室找到一个微安表,同学们想测一下该表的内阻,并将它改装成量程为的电压表。可供选择的器材有:
A.电源(电动势,内阻可忽略);
B.待测微安表(量程为,内阻约为);
C.电阻箱(最大阻值为);
D.滑动变阻器(最大阻值为);
E.滑动变阻器(最大阻值为);
F.开关和导线若干。
该小组成员首先利用如图所示的电路测量微安表内阻,实验步骤如下:
①按电路图连接电路;
②将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关,断开开关;
③调节滑动变阻器,使微安表满偏;
④保持滑动变阻器滑片位置不变,闭合开关;
⑤调节电阻箱,使微安表半偏;
⑥记录电阻箱的阻值。
请回答以下问题:
(1)滑动变阻器应该选择___________(填“”或“”)。
(2)微安表半偏时电阻箱的阻值为,这样测量微安表内阻,测量值与真实值相比___________(填“偏大”或“偏小”)。
(3)将微安表与电阻箱串联进行改装,电阻箱的阻值应调到___________。
(4)将改装后的电压表与标准电压表并联,接入另一电路,标准电压表示数为,微安表示数为,则应该___________(填“增大”或“减小”)电阻箱的阻值来调整改装电压表。
【答案】(1)
(2)偏小 (3)27010
(4) 增大
【解析】
【小问1详解】
本实验是半偏法测表头内阻,实验原理要求滑动变阻器总阻值远大于微安表内阻,才能保证闭合后干路电流近似不变,减小实验误差。微安表内阻约,因此选择最大阻值的。
【小问2详解】
因为闭合S2后,并联电阻箱,总电阻减小,干路总电流增大,大于原来的满偏电流,所以流过电阻箱的电流大于微安表的半偏电流,根据并联电压相等,电阻箱阻值小于微安表真实内阻,所以测量值偏小。
【小问3详解】
微安满偏电流
改装为的电压表,总内阻满足
已知微安表内阻测量值,因此需要串联的电阻为
【小问4详解】
标准电压表示数为(即实际电压为),按改装设计,对应微安表电流应为
现在电流为,说明相同实际电压下电流偏大,由可知,改装后电压表总内阻偏小,因此需要增大电阻箱的阻值,增大总内阻,完成校准。
13. 电动自行车的真空胎没气后,车胎会与钢圈分离,导致普通打气筒一边打气一边漏气。为了能一次性注入足够的气体充起轮胎,我们设计出了爆冲打气筒。在原有普通打气筒旁边增加了一个储气罐,先将气体储存在储气罐中,储气罐中的气体达到一定的压强后,突然全部注入轮胎从而将轮胎充满。某爆冲打气筒的示意图如图所示,左侧是体积的打气筒,右侧是体积的储气罐,储气罐与打气筒之间通过单向阀连通,气体可以通过单向阀从打气筒到储气罐,但无法返回打气筒。储气罐另一侧通过可控阀门连接车胎。每次下压活塞都可以将打气筒内的气体全部注入储气罐,初始时打气筒和储气罐中的气压均为一个标准大气压,可控阀门关闭。打开可控阀门进行爆冲打气时,储气罐内的气体压强至少为。全部过程不考虑温度的变化,标准大气压恒为。
求:
(1)第一次下压打气筒活塞后,储气罐中气体的压强;
(2)为了能达到爆冲打气的要求,打气筒最少的打气次数。
【答案】(1) (2)16
【解析】
【小问1详解】
以初始打气筒+储气罐内的所有气体为研究对象,过程温度不变,由玻意耳定律
代入,
得
【小问2详解】
设最少打气次,以储气罐原有气体+次打入的总气体为研究对象,过程温度不变,最终压强要求
由玻意耳定律
消去整理得
代入数值得:
14. 2025年9月22日消息,歼—15T、歼—35和空警—600三型舰载机已于此前成功完成在福建舰上的首次弹射起飞和着舰训练。电磁弹射结构示意图如图所示,MN和PQ是两根水平平行固定的长直金属导轨,滑块架在两导轨上,滑块长度等于两导轨间距,滑块始终与导轨垂直且保持良好接触。电动势为、内阻为的电源给电路供电,滑块被导轨中的电流形成的磁场推动从而牵引飞机加速。在弹射过程中,该磁场在滑块所在位置始终可以简化为磁感应强度大小为的匀强磁场。已知两导轨间距为,滑块质量不计,飞机质量为,滑块在导轨间的电阻为。不计空气阻力,不计一切摩擦阻力,导轨电阻不计。
(1)求滑块所处位置的磁场方向和理论上滑块的最大速度;
(2)求接通开关瞬间,飞机的加速度大小;
(3)若飞机的起飞速度为理论上最大速度的,求在飞机由静止加速到起飞的过程中通过滑块的电荷量及整个电路产生的热量。
【答案】(1)垂直于纸面向里,
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
电流方向沿顺时针方向,且安培力方向向右,根据左手定则可知,滑块所处位置的磁场方向垂直于纸面向里。当滑块速度达到最大值时,回路总的感应电动势等于0,则有
解得
【小问2详解】
接通开关瞬间,回路中的电流
对滑块与飞机整体进行分析,根据牛顿第二定律有
解得
【小问3详解】
飞机由静止加速到起飞的过程中,根据动量定理有
通过滑块的电荷量
解得
飞机由静止加速到起飞的过程中,电源消耗的总能量为qE,根据能量守恒定律有
解得
15. 某工厂运输工件的部分原理图如图所示,四分之一圆弧轨道竖直固定,底端与水平传送带相切连接,质量、静止在圆弧最低点的工件甲从与圆弧轨道的圆心O等高处由静止释放,到达最低点时与质量的工件乙发生弹性正碰(碰撞时间极短),碰后工件乙刚好滑至静止的传送带右端。已知圆弧轨道的半径,传送带左、右两端的距离,工件甲、乙与传送带间的动摩擦因数均为,取重力加速度大小,两工件均视为质点。
(1)求工件乙在传送带上运动的时间t;
(2)求碰后瞬间工件甲对轨道的压力F;
(3)若仅改变传送带的速度,使传送带以的速度顺时针转动,求整个过程中,系统因工件摩擦而产生的热量Q。
【答案】(1)
(2),方向竖直向下
(3)
【解析】
【小问1详解】
工件乙在传送带上做匀减速直线运动,取向右为正方向,加速度大小
由运动学公式有
解得。
【小问2详解】
设碰前甲的速度为,碰后瞬间甲、乙的速度分别为、,由题意有
由运动学公式有
解得,
设碰后瞬间轨道对工件甲的支持力大小为,由牛顿第二定律有
解得
又由牛顿第三定律,工件甲对轨道的压力与轨道对工件甲的支持力大小相等,方向相反
故,方向竖直向下。
【小问3详解】
工件甲从轨道上滑下的过程中产生的热量
碰撞后,工件甲在传送带上做匀加速直线运动,直至与传送带共速,该过程中工件甲与传送带的相对位移
则该过程产生的热量
工件乙滑上传送带做匀减速直线运动,与传送带共速时发生的相对位移
则该过程产生的热量
又
解得。
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高三(上)学业水平调研
物理
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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、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,只有一项是符合题目要求的。
1. 宇宙探测器的核电池主要是利用放射性钚元素衰变释放的能量,核反应方程为。则衰变产物中的为( )
A. 电子 B. 质子 C. 中子 D. 粒子
2. 在2025年成都世界运动会自由潜水比赛中,中国运动员取得了优异成绩。运动员在下潜过程中与配重块一同匀速向下运动,运动员达到自己极限时,迅速卸下配重块,然后在浮力作用下上浮。若不考虑运动过程中水的阻力,则在运动员浮出水面、配重块落入水底之前,运动员与配重块组成的系统( )
A. 动量守恒,机械能不守恒 B. 动量守恒,机械能守恒
C. 动量不守恒,机械能守恒 D. 动量不守恒,机械能不守恒
3. 如图所示,一机械臂铁夹夹起一个金属小球,铁夹与球的接触面保持竖直,若机械臂铁夹夹着小球一起竖直向上做匀加速直线运动,则( )
A. 小球受到铁夹的弹力一定大于小球受到的重力
B. 小球受到铁夹的弹力一定与小球受到的重力大小相等
C. 小球受到铁夹的摩擦力一定大于小球受到的重力
D. 小球受到铁夹的摩擦力一定与小球受到的重力大小相等
4. 在校园冬季运动会上,高三某班获得了接力比赛的冠军,获得的水晶奖杯的底座的竖直截面是个矩形,如图所示,底座的厚度为,某同学用激光笔以的入射角照射到底座上的点,经折射后,光从点射出。已知光的折射率为,光在真空中传播的速度为,则光从点传播到点的时间为( )
A. B. C. D.
5. 神舟二十号载人飞船疑似遭受太空微小碎片撞击,经全面评估,由神舟二十一号飞船接回航天员,问题飞船留轨开展试验,最终三名航天员于2025年11月14日安全着陆东风着陆场,状态良好。该事件凸显全球轨道碎片治理难题,地球周围空间碎片的分布随距地球表面的高度不同呈现显著差异,碎片主要集中在地球表面的低轨道和轨道半径约为地球半径6.6倍的同步轨道区域。假设在这两个区域,碎片空间密度基本相同,不考虑碎片的环绕运动,则相同的两颗卫星在低轨道和同步卫星轨道运行时,相同时间内被微小碎片击中的概率之比约为( )
A. B. C. D.
6. 驻波是指频率相同、传输方向相反的两列波沿着传输线传播时形成的一种分布状态。其中的一个波一般是另一个波的反射波。研究驻波的实验装置如图所示,左侧为一波源,右侧连接一固定挡板,波源产生的波沿长的绳子向右传播,到达挡板后被反射回来,反射的波会存在半波损失(反射波与入射波的起振方向相反)。现左侧波源从时刻开始振动,经过,波传播到了距离波源的点,则时波形图为( )
A. B.
C. D.
7. 某次实验中,发电机单匝线框处于匀强磁场中,线框绕垂直磁场方向的轴匀速转动,与原、副线圈匝数比为的变压器连成的电路如图所示,小灯泡能正常发光。已知穿过线框的最大磁通量为,小灯泡的额定功率为,额定电压为,副线圈所接电阻与小灯泡的阻值相等,不计线框的电阻,则线框旋转的角速度为( )
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. 下列情况中,两点的电势相等,电场强度也相同的是( )
A. 如图甲所示,在等量异种电荷连线之间,与两电荷距离相等的两点
B. 如图乙所示,在正电荷附近,到正电荷距离相等的、两点
C. 如图丙所示,原本不带电的金属,靠近带电小球,稳定后,金属导体内部的、两点
D. 如图丁所示,带电并接地的电容器,移动上极板前后,与下极板距离相同的、两点
9. 如图所示,在平面内的第二象限中有正方形的匀强磁场区域(图中未画出),磁场方向垂直于纸面,磁感应强度大小为。一质量为、电荷量为的带正电粒子,从轴上的点以速度沿轴负方向进入第二象限,从某点进入磁场后再穿出磁场,经过轴上的点,与轴负方向成角离开第二象限。不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A. 若磁场方向垂直纸面向里,则磁场区域的最小面积为
B. 若磁场方向垂直纸面向里,则磁场区域的最小面积为
C. 若磁场方向垂直纸面向外,则磁场区域的最小面积为
D. 若磁场方向垂直纸面向外,则磁场区域的最小面积为
10. 如图所示,劲度系数为k的弹性绳一端系于P点,另一端绕过Q处的光滑小滑轮,与质量为m、套在粗糙竖直杆上的圆环相连。P、Q、A三点等高,弹性绳的原长恰好等于P、Q间的距离,Q点到杆的距离为L。圆环从A点由静止释放,C为圆环运动过程中的最低点,重力加速度大小为g,圆环与杆之间的动摩擦因数,弹性绳的弹性势能与伸长量的关系为,其中x为弹性绳的形变量,弹性绳始终在弹性限度内。则( )
A. A、C两点间的距离为
B. 圆环下落过程经过的中点时加速度为零
C. 圆环可能停在C点
D. 圆环若从C点向上运动,则向上运动的最高点不超过的中点
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某物理兴趣小组设计了如图甲所示的单摆装置测量当地的重力加速度,并验证机械能守恒定律。
(1)用游标为10分度的游标卡尺测量摆球直径,某次测量结果如图乙所示,则摆球直径___________cm。
(2)若测得单摆的摆线长度为,周期为,则重力加速度大小___________(用表示)。
(3)将摆球拉至不同高度,让摆球自由摆下,摆动过程中记录力传感器的最大值与最小值,多次实验后作出图像。若图像斜率___________,则可验证摆球摆动过程中机械能守恒。
12. 物理兴趣小组的同学们在实验室找到一个微安表,同学们想测一下该表的内阻,并将它改装成量程为的电压表。可供选择的器材有:
A.电源(电动势,内阻可忽略);
B.待测微安表(量程为,内阻约为);
C.电阻箱(最大阻值为);
D.滑动变阻器(最大阻值为);
E.滑动变阻器(最大阻值为);
F.开关和导线若干。
该小组成员首先利用如图所示的电路测量微安表内阻,实验步骤如下:
①按电路图连接电路;
②将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关,断开开关;
③调节滑动变阻器,使微安表满偏;
④保持滑动变阻器滑片位置不变,闭合开关;
⑤调节电阻箱,使微安表半偏;
⑥记录电阻箱的阻值。
请回答以下问题:
(1)滑动变阻器应该选择___________(填“”或“”)。
(2)微安表半偏时电阻箱的阻值为,这样测量微安表内阻,测量值与真实值相比___________(填“偏大”或“偏小”)。
(3)将微安表与电阻箱串联进行改装,电阻箱的阻值应调到___________。
(4)将改装后的电压表与标准电压表并联,接入另一电路,标准电压表示数为,微安表示数为,则应该___________(填“增大”或“减小”)电阻箱的阻值来调整改装电压表。
13. 电动自行车的真空胎没气后,车胎会与钢圈分离,导致普通打气筒一边打气一边漏气。为了能一次性注入足够的气体充起轮胎,我们设计出了爆冲打气筒。在原有普通打气筒旁边增加了一个储气罐,先将气体储存在储气罐中,储气罐中的气体达到一定的压强后,突然全部注入轮胎从而将轮胎充满。某爆冲打气筒的示意图如图所示,左侧是体积的打气筒,右侧是体积的储气罐,储气罐与打气筒之间通过单向阀连通,气体可以通过单向阀从打气筒到储气罐,但无法返回打气筒。储气罐另一侧通过可控阀门连接车胎。每次下压活塞都可以将打气筒内的气体全部注入储气罐,初始时打气筒和储气罐中的气压均为一个标准大气压,可控阀门关闭。打开可控阀门进行爆冲打气时,储气罐内的气体压强至少为。全部过程不考虑温度的变化,标准大气压恒为。
求:
(1)第一次下压打气筒活塞后,储气罐中气体的压强;
(2)为了能达到爆冲打气的要求,打气筒最少的打气次数。
14. 2025年9月22日消息,歼—15T、歼—35和空警—600三型舰载机已于此前成功完成在福建舰上的首次弹射起飞和着舰训练。电磁弹射结构示意图如图所示,MN和PQ是两根水平平行固定的长直金属导轨,滑块架在两导轨上,滑块长度等于两导轨间距,滑块始终与导轨垂直且保持良好接触。电动势为、内阻为的电源给电路供电,滑块被导轨中的电流形成的磁场推动从而牵引飞机加速。在弹射过程中,该磁场在滑块所在位置始终可以简化为磁感应强度大小为的匀强磁场。已知两导轨间距为,滑块质量不计,飞机质量为,滑块在导轨间的电阻为。不计空气阻力,不计一切摩擦阻力,导轨电阻不计。
(1)求滑块所处位置的磁场方向和理论上滑块的最大速度;
(2)求接通开关瞬间,飞机的加速度大小;
(3)若飞机的起飞速度为理论上最大速度的,求在飞机由静止加速到起飞的过程中通过滑块的电荷量及整个电路产生的热量。
15. 某工厂运输工件的部分原理图如图所示,四分之一圆弧轨道竖直固定,底端与水平传送带相切连接,质量、静止在圆弧最低点的工件甲从与圆弧轨道的圆心O等高处由静止释放,到达最低点时与质量的工件乙发生弹性正碰(碰撞时间极短),碰后工件乙刚好滑至静止的传送带右端。已知圆弧轨道的半径,传送带左、右两端的距离,工件甲、乙与传送带间的动摩擦因数均为,取重力加速度大小,两工件均视为质点。
(1)求工件乙在传送带上运动的时间t;
(2)求碰后瞬间工件甲对轨道的压力F;
(3)若仅改变传送带的速度,使传送带以的速度顺时针转动,求整个过程中,系统因工件摩擦而产生的热量Q。
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