内容正文:
2027届高三毕业班教学质量检测
物理试题
本试卷共6页,满分100分,考试时间75分钟。请将所有答案用签字笔写在答题卡上。
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16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. 硼中子俘获疗法是目前治疗癌症的先进手段之一,该疗法通过核反应释放能量,产生高能粒子破坏癌细胞,其核反应方程为。则( )
A. X为粒子 B. 的中子数为3
C. 该反应是衰变 D. 生成物的总质量大于反应物的总质量
【答案】A
【解析】
【详解】A.设的电荷数、质量数分别为、,由电荷数、质量数守恒得、,即为(粒子),故A正确;
B.的中子数为,故B错误;
C.该反应属于原子核的人工转变,不是衰变,故C错误;
D.根据爱因斯坦质能方程,该反应释放能量,因此生成物的总质量小于反应物的总质量,故D错误。
故选A。
2. 为拍摄漳州古城宣传片,无人机从地面竖直上升,其内的速度—时间图像如图所示。则( )
A. 无人机在上升过程中始终处于超重状态 B. 内无人机的平均速度为
C. 时无人机离地面最高 D. 内的加速度大于内的加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.内无人机速度方向向上且一直增大,故加速度方向向上,属于超重现象;内无人机向上的速度逐渐减小,故加速度方向向下,属于失重现象。因此上升过程无人机先超重、后失重,故A错误;
B.图像与时间轴所围成的面积表示位移,由图可知内,图像的面积
故内无人机的位移大于,因此其平均速度,故B错误;
C.图像中速度始终为正,说明无人机一直向上运动,直到时速度减为0,此时无人机离地面最高,故C正确;
D.图像的斜率绝对值表示加速度大小,由图可知内,无人机的加速度大小为
内,无人机的加速度大小为
因此,无人机在内的加速度小于内的加速度,故D错误。
故选C。
3. 如图为西汉龙纹玉璧的简化模型示意图。玉璧静置于倾角为的光滑斜面上,底部由两个位于同一高度且垂直于斜面的钉子A、B支撑,A、B与玉璧中心O的连线夹角为。玉璧质量为m,重力加速度为g,则( )
A. 斜面对玉璧的支持力为
B. 每个钉子对玉璧的支持力为
C. 若减小钉子A、B水平间距,每个钉子对玉璧的作用力不变
D. 若增大钉子A、B水平间距,斜面和钉子对玉璧作用力的合力不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.以玉璧为研究对象,沿垂直于斜面方向受力平衡。平衡方程为
由此得,故A错误;
BC.两个钉子对玉璧的支持力大小相等,设每个钉子的支持力为。两力合力沿夹角平分线,沿斜面方向受力平衡。平衡方程为
由此得
钉子间距减小时,减小,增大,故减小,故BC错误;
D.斜面和两个钉子对玉璧作用力的合力始终与重力等大、反向,其大小为,不随钉子间距改变,故D正确。
故选D。
4. 某节能货物停落装置如图所示。间距为的竖直光滑金属导轨、质量不计的导电载物台与下方装置构成闭合回路,回路等效总电阻为。停靠平台上方存在高度为、磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场。载物台静止在磁场上边界上方处,将质量为的货物轻放其上,二者一起由静止开始下滑,到达停靠平台前已达到匀速。装置可回收回路产生焦耳热的,其余散失,导轨和载物台电阻不计,重力加速度为。则( )
A. 载物台进入磁场后,端的电势高于端
B. 载物台匀速运动的速度大小为
C. 载物台下落的总时间为
D. 载物台下落全程装置回收的能量为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由右手定则可知,载物台内部感应电流方向由流向。载物台相当于电源,电源内部电流从负极流向正极,故端为负极,电势比端的电势低,故A错误;
B.载物台匀速下落时,由受力平衡可知
又
解得载物台匀速运动的速度大小为,故B错误;
C.载物台下落过程,由动量定理得
又
联立解得,故C正确;
D.由能量守恒可得回路产生的焦耳热为
则装置回收的能量,故D错误。
故选C。
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5. 手机电容式触摸屏的核心部件可简化为平行板电容器。当手指靠近触摸屏时,电容器两极板和手指间的电场线分布如图所示。则( )
A. A点的电势高于B点的电势
B. B点的电场强度大于E点的电场强度
C. 将一电子从A点移到C点,电场力做正功
D. 将一电子从B点移到D点,电子的电势能增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.沿电场线方向电势逐渐降低。由图可知,A点在B点所处电场线方向的前方,因此A点电势低于B点电势,故A错误。
B.电场线的疏密程度反映电场强度的大小。由图可知,B点附近的电场线较密,E点附近的电场线较疏,因此B点的电场强度大于E点的电场强度,故B正确。
C.电子带负电,根据电势能公式,电子带负电在电势越低的地方电势能越大,顺着电场线方向电势逐渐降低A点电势高于C点,则电子从A点到C点的过程中电势能增大电场力做负功,故C错误;
D.电子带负电,根据电势能公式,电子带负电在电势越低的地方电势能越大,B点电势高于D点,则电子在D点电势能大于在B点电势能,故D正确。
故选BD。
6. 汽车智能雨刮器的工作原理可简化为如图所示光路图。激光光源P发出的光在前挡玻璃内斜射到N处,入射角为,此时恰好发生全反射,反射光被接收器Q接收。已知玻璃厚度为d,光在真空中的速度为c,不考虑光在玻璃中多次反射。则( )
A. 前挡玻璃的折射率
B. 从光源发出的光到接收器所用的时间为
C. 若入射角小于,光在N处仍能发生全反射
D. 若入射光频率提高,光在N处更容易发生全反射
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.设玻璃到空气的临界角为,由全反射临界角公式得
题设有,解得
由折射率定义得
结合前述结果可得
根据题图,每段光路沿玻璃厚度方向的投影均为,光从光源到接收器的总路程为
传播时间满足
整理得,故A正确,B错误;
CD.发生全反射时,入射角应不小于临界角。若入射角小于题设临界角,则不能发生全反射;入射光频率提高时,玻璃对该光的折射率增大。设提高频率后的折射率为、临界角为,由全反射临界角公式得
由于新折射率大于原折射率,结合前述结果可得
在到范围内,正弦函数单调递增,因此,故C错误,D正确。
故选AD。
7. 2026年“神舟二十三号”载人飞船与“天和”核心舱的对接示意图如图所示。飞船先在半径为的圆轨道Ⅰ上匀速圆周运动,在点(近地点)通过变轨进入椭圆轨道Ⅱ,在远地点再次变轨,与处于半径为的圆轨道Ⅲ上的核心舱对接。已知地球半径为,表面重力加速度为,忽略地球自转。则飞船( )
A. 在轨道Ⅰ上运行的线速度大小为
B. 沿轨道Ⅱ从到的时间为
C. 在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能
D. 在轨道Ⅱ上点的速度小于在轨道Ⅲ上点的速度
【答案】BD
【解析】
【详解】A.飞船在圆轨道Ⅰ上做匀速圆周运动,万有引力提供圆周运动所需的向心力,满足
又对于在地面上质量为的物体有
联立解得,故A错误;
B.设飞船在轨道Ⅰ上做匀速圆周运动的周期为,则
对于椭圆轨道Ⅱ,其半长轴,设运行周期为,根据开普勒第三定律有
解得
故飞船沿轨道Ⅱ从点到点的时间为,故B正确;
C.飞船从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ的过程中,需点火加速做离心运动,发动机做正功,机械能增大,故C错误;
D.同理,飞船在轨道Ⅱ上的点再次点火加速后进入轨道Ⅲ,所以其在轨道Ⅱ上点的速度小于在轨道Ⅲ上点的速度,故D正确。
故选BD。
8. 如图,粗糙水平地面上有一长木板,小滑块置于木板最右端。用水平向右恒力拉木板右端,木板从静止开始运动,时撤去。已知与间动摩擦因数,与地面间动摩擦因数,两者质量均为,取。则( )
A. 前内,与相对静止 B. 时,与共速
C. 为使不滑离木板,长度至少为 D. 与间因摩擦产生的总热量为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.撤去力前,假设与相对滑动,根据牛顿第二定律,对有
解得
对有
得
因,故假设成立,前内,与相对运动,故A错误;
B.时,的速度
的速度
可知此时,小滑块受到的摩擦力方向向右。因此撤去力后,的加速度方向向左,大小为
的加速度方向向右,大小仍为
设与达到共速所用的时间为,有
解得
故时,与共速,且共速的速度大小,故B正确;
C.因为,故与共速后,相对向右运动。受到给的向右的摩擦力及地面的向左的摩擦力作用做减速运动,加速度大小满足
解得
对Q,由于受到向左的摩擦力作用做减速运动,有
解得
故、从0时刻起直至两者停止运动的图像如图所示
其中,从、共速到停止运动,所需时间
从、共速到停止运动,所需时间
综上,停止运动对应的时刻为
停止运动对应的时刻为
由上述分析可知,在时间内,小滑块相对木板向左运动,之后小滑块相对木板向右运动,且从图可知, 相对向左运动的距离较大,为使不掉落,长度至少为,故C正确;
D.在达到共速后,与运动至停止过程中,发生相对滑动的距离为
因此,与间因摩擦产生的热量,故D错误。
故选BC。
三、非选择题:共60分,其中9~11题为填空题,12、13为实验题,14~16题为计算题。考生根据要求作答。
9. 如图甲所示为正弦式交变电压的波形图,将该电压接在图乙理想变压器的原线圈、两端,副线圈接热敏电阻(温度升高时阻值减小)和定值电阻,电压表和电流表均为理想电表。则电压表的示数为_________;若温度升高,则电压表的示数_________(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 22 ②. 变小
【解析】
【详解】[1]电压表示数为交变电压有效值,故电压表的示数为;
[2]理想变压器原线圈输入电压不变,故副线圈两端输出电压恒定。处温度升高,热敏电阻阻值减小,副线圈回路总电阻减小,回路电流增大,电压表示数满足
可知电压表的示数变小。
10. 一简谐横波沿轴正方向传播,时刻的波形如图所示。时,质点第一次到达波峰。则该波的波速为_________;在内,质点通过的路程_________(填“大于”“小于”或“等于”)质点的路程。
【答案】 ①. ②. 大于
【解析】
【详解】[1]波沿轴正方向传播,由“同侧法”可知,时刻质点沿轴负方向振动。质点第一次到达波峰需经历个周期,故
解得
由图可知该波的波长,则波速
[2]由图可知,时刻P质点向上运动,在内,即时间内,质点会经过平衡位置,全过程运动速度较大,故路程较大;而相同时间内,质点先向波谷运动,速度逐渐减小到0,后再逐渐向平衡位置运动(未到达平衡位置),全过程运动速度较小,故路程较小。故在内,质点通过的路程大于质点的路程。
11. 如图,哈勃瓶是一个底部开有圆孔、瓶颈很短的平底大烧瓶。在瓶内塞有一气球,气球的吹气口反扣在瓶口上,瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞。瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的氮气(视为理想气体),氮气的初始压强为,体积为。现对气球缓慢吹气,使瓶内氮气体积减小,保持温度不变,此时氮气的压强_________,该过程中氮气_________(填“吸收”或“放出”)热量。
【答案】 ①. ②. 放出
【解析】
【详解】[1]对气球缓慢吹气,瓶内气体经历等温压缩过程,压缩后氮气体积
由玻意耳定律
解得此时氮气的压强
[2]理想气体内能仅由温度决定,此过程氮气温度不变,内能不变,即
对气球缓慢吹气,气球压缩氮气,对氮气做正功,即;根据热力学第一定律
可知,故吹气过程中氮气放出热量。
12. 某学习小组为了测量弹簧的劲度系数,查阅资料得知,弹簧弹性势能表达式为,k为弹簧的劲度系数,x为形变量。实验装置如图甲所示,实验步骤如下:
(1)调节气垫导轨水平:将滑块(与弹簧不相连)从导轨左侧弹出,若挡光片经过光电门1的挡光时间小于经过光电门2的挡光时间,可调节右侧底座旋钮,使导轨右端_________(填“升高”或“降低”)一些。
(2)用游标卡尺测量滑块上挡光片的宽度d,示数如图乙所示,则_________mm。
(3)将滑块向左推,压缩弹簧并记录压缩量x,由静止释放滑块,测量挡光片经过光电门1的挡光时间t。重复实验,获得多组x、t数据,并用天平测出滑块与挡光片的总质量m。
(4)以为纵坐标,为横坐标,绘制图像如图丙所示,图线斜率为a。则弹簧劲度系数_________(用d、m、a表示)。
【答案】 ①. 降低 ②. 4.8 ③.
【解析】
【详解】[1]挡光片宽度相同,由光电门测量速度关系得
挡光时间越短表示通过光电门时速度越大,题给两次挡光时间大小规律说明滑块向右运动过程中速度减小,导轨右端偏高。调节右侧底座旋钮使右端降低,直至导轨水平。
[2]游标卡尺主尺读数为,游标第8条刻线与主尺刻线重合,读数为,故。
[3]挡光片通过光电门时的速度由光电门测量关系得
滑块从静止释放到挡光片通过光电门的过程中,若忽略阻力,弹簧弹性势能转化为滑块动能,由机械能守恒得
整理得
图像纵坐标为、横坐标为,其斜率为,因此
故弹簧劲度系数为
13. 某实验小组用如图甲所示电路测量微安表(量程,内阻约)的内阻。可供选择的主要器材有:
电源(电动势约);电阻箱();电阻箱();滑动变阻器();滑动变阻器()。
(1)滑动变阻器应选用_________(填器材代号);
(2)按图甲电路,将图乙中实物连线补充完整____;
(3)实验步骤:
①将变阻器滑片移至最左端,将调至最大值;
②断开,闭合,调节和,使微安表满偏;
③的位置_________(填“左移”、“右移”或“保持不动”),闭合,调节使微安表半偏,读出的阻值;
④断开开关,整理器材。
(4)若调节后面板如图丙所示,则待测微安表内阻为_________Ω。
【答案】(1)
(2) (3)保持不动
(4)
【解析】
【小问1详解】
微安表的内阻约为,滑动变阻器采用分压式接法,为了调节方便,应满足滑动变阻器最大阻值远小于负载电阻,故滑动变阻器应选用。
【小问2详解】
根据电路图连接的实物连线如图所示
【小问3详解】
根据半偏法测电阻的原理,闭合开关调节时,应保证通过的电流几乎不变,故滑片P的位置应保持不动。
【小问4详解】
由图丙可知,的接入电阻为
根据半偏法测电阻的原理,微安表内阻的测量值
14. 如图,两支步枪先后在同一位置沿同一水平方向各射出一颗子弹,击中正前方远处的竖直靶子,弹孔分别为(甲枪)和(乙枪)。已知甲枪子弹初速度,乙枪子弹初速度,乙枪子弹质量,不计空气阻力,取。求:
(1)甲枪子弹从射出到击中靶子所用时间;
(2)乙枪子弹击中靶子时重力的瞬时功率。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
子弹从枪口射出后,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动。对甲枪射出的子弹,水平方向满足
代入数据解得
【小问2详解】
对乙枪射出的子弹,水平方向满足
代入数据解得
击中靶子时,竖直方向的速度
故此时重力的瞬时功率
15. 质谱仪是分离和检测同位素的科学仪器,其原理如图所示。区域Ⅰ为粒子加速器,加速电压为;区域Ⅱ为速度选择器,两板间距为,电压为,磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里;区域Ⅲ为磁分析器,磁感应强度大小也为,方向垂直纸面向里。从点由静止释放一电荷量为的粒子,经加速后进入速度选择器做直线运动,从点垂直进入磁分析器做圆周运动,最终打到照相底片的点,忽略粒子重力。
(1)求粒子经过点时的速度大小;
(2)求粒子的比荷;
(3)另有的同位素从点由静止释放,仅调节加速电压,使以与相同的速度通过速度选择器,射入磁分析器后打到照相底片的点。测得与两点间距离为。求两粒子质量差。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在速度选择器中做直线运动,根据平衡条件,有
又
解得粒子经过点时的速度大小
【小问2详解】
粒子在加速电场中经加速后速度达到,根据动能定理有
解得
【小问3详解】
粒子、以相同的速度通过速度选择器后,在磁分析器中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供圆周运动的向心力,满足,
解得,
由几何关系得
代入
解得
16. 如图甲为某种智能减震装置的示意图,轻弹簧下端固定,上端连接质量为m的减震环a,a套在有智能涂层的固定竖直杆上,静止时涂层对其不施加阻力,弹簧压缩量为d;a向下运动时,涂层对其产生的阻力大小f随a下移距离s的变化如图乙所示。现将质量也为m的环b从a上方4d处由静止释放,与静止的a碰撞后粘在一起向下运动,碰撞时间极短;环b始终不受涂层阻力。重力加速度为g。求:
(1)碰撞前瞬间b的速度大小;
(2)碰撞过程中系统损失的机械能;
(3)碰撞后a、b向下运动过程中的最大速度。(弹簧弹性势能表达式,其中k为劲度系数,x为形变量)
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
碰撞前,环从静止下落,且不受涂层阻力,取环和地球为系统。以碰撞位置为重力势能零面,碰撞前瞬间由机械能守恒定律得
解得
【小问2详解】
取竖直向下为正方向,碰撞时间极短,环和组成的系统所受外力冲量可忽略,碰撞过程中系统动量守恒。由动量守恒定律得
代入小问1结果,碰撞后两环共同速度为
碰撞过程中系统损失的机械能等于碰撞前后的总动能之差,由机械能损失定义得
代入前述速度结果,得
【小问3详解】
环静止时,弹簧弹力与重力平衡,由平衡条件得
碰撞后两环一起向下运动,取向下为正方向。设两环下移的距离为位移变量,弹簧压缩量为初始压缩量加上该位移。图乙表明,在阻力由最大值线性减小到零的这段位移内,阻力与位移的关系由图像读得
对两环整体应用牛顿第二定律
速度最大处加速度为零,将平衡关系及图像给出的阻力关系代入动力学方程得,因此最大速度出现在两环下移处。两环整体从碰撞后运动到该位置,由动能定理
阻力做功等于图像在到间所围三角形面积的负值,图像面积得
取碰撞后为初态、最大速度处为末态,重力做功为,由动能定理得
代入前述条件、结果及两功,解得
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2027届高三毕业班教学质量检测
物理试题
本试卷共6页,满分100分,考试时间75分钟。请将所有答案用签字笔写在答题卡上。
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16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. 硼中子俘获疗法是目前治疗癌症的先进手段之一,该疗法通过核反应释放能量,产生高能粒子破坏癌细胞,其核反应方程为。则( )
A. X为粒子 B. 的中子数为3
C. 该反应是衰变 D. 生成物的总质量大于反应物的总质量
2. 为拍摄漳州古城宣传片,无人机从地面竖直上升,其内的速度—时间图像如图所示。则( )
A. 无人机在上升过程中始终处于超重状态 B. 内无人机的平均速度为
C. 时无人机离地面最高 D. 内的加速度大于内的加速度
3. 如图为西汉龙纹玉璧的简化模型示意图。玉璧静置于倾角为的光滑斜面上,底部由两个位于同一高度且垂直于斜面的钉子A、B支撑,A、B与玉璧中心O的连线夹角为。玉璧质量为m,重力加速度为g,则( )
A. 斜面对玉璧的支持力为
B. 每个钉子对玉璧的支持力为
C. 若减小钉子A、B水平间距,每个钉子对玉璧的作用力不变
D. 若增大钉子A、B水平间距,斜面和钉子对玉璧作用力的合力不变
4. 某节能货物停落装置如图所示。间距为的竖直光滑金属导轨、质量不计的导电载物台与下方装置构成闭合回路,回路等效总电阻为。停靠平台上方存在高度为、磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场。载物台静止在磁场上边界上方处,将质量为的货物轻放其上,二者一起由静止开始下滑,到达停靠平台前已达到匀速。装置可回收回路产生焦耳热的,其余散失,导轨和载物台电阻不计,重力加速度为。则( )
A. 载物台进入磁场后,端的电势高于端
B. 载物台匀速运动的速度大小为
C. 载物台下落的总时间为
D. 载物台下落全程装置回收的能量为
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5. 手机电容式触摸屏的核心部件可简化为平行板电容器。当手指靠近触摸屏时,电容器两极板和手指间的电场线分布如图所示。则( )
A. A点的电势高于B点的电势
B. B点的电场强度大于E点的电场强度
C. 将一电子从A点移到C点,电场力做正功
D. 将一电子从B点移到D点,电子的电势能增大
6. 汽车智能雨刮器的工作原理可简化为如图所示光路图。激光光源P发出的光在前挡玻璃内斜射到N处,入射角为,此时恰好发生全反射,反射光被接收器Q接收。已知玻璃厚度为d,光在真空中的速度为c,不考虑光在玻璃中多次反射。则( )
A. 前挡玻璃的折射率
B. 从光源发出的光到接收器所用的时间为
C. 若入射角小于,光在N处仍能发生全反射
D. 若入射光频率提高,光在N处更容易发生全反射
7. 2026年“神舟二十三号”载人飞船与“天和”核心舱的对接示意图如图所示。飞船先在半径为的圆轨道Ⅰ上匀速圆周运动,在点(近地点)通过变轨进入椭圆轨道Ⅱ,在远地点再次变轨,与处于半径为的圆轨道Ⅲ上的核心舱对接。已知地球半径为,表面重力加速度为,忽略地球自转。则飞船( )
A. 在轨道Ⅰ上运行的线速度大小为
B. 沿轨道Ⅱ从到的时间为
C. 在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能
D. 在轨道Ⅱ上点的速度小于在轨道Ⅲ上点的速度
8. 如图,粗糙水平地面上有一长木板,小滑块置于木板最右端。用水平向右恒力拉木板右端,木板从静止开始运动,时撤去。已知与间动摩擦因数,与地面间动摩擦因数,两者质量均为,取。则( )
A. 前内,与相对静止 B. 时,与共速
C. 为使不滑离木板,长度至少为 D. 与间因摩擦产生的总热量为
三、非选择题:共60分,其中9~11题为填空题,12、13为实验题,14~16题为计算题。考生根据要求作答。
9. 如图甲所示为正弦式交变电压的波形图,将该电压接在图乙理想变压器的原线圈、两端,副线圈接热敏电阻(温度升高时阻值减小)和定值电阻,电压表和电流表均为理想电表。则电压表的示数为_________;若温度升高,则电压表的示数_________(填“变大”“变小”或“不变”)。
10. 一简谐横波沿轴正方向传播,时刻的波形如图所示。时,质点第一次到达波峰。则该波的波速为_________;在内,质点通过的路程_________(填“大于”“小于”或“等于”)质点的路程。
11. 如图,哈勃瓶是一个底部开有圆孔、瓶颈很短的平底大烧瓶。在瓶内塞有一气球,气球的吹气口反扣在瓶口上,瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞。瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的氮气(视为理想气体),氮气的初始压强为,体积为。现对气球缓慢吹气,使瓶内氮气体积减小,保持温度不变,此时氮气的压强_________,该过程中氮气_________(填“吸收”或“放出”)热量。
12. 某学习小组为了测量弹簧的劲度系数,查阅资料得知,弹簧弹性势能表达式为,k为弹簧的劲度系数,x为形变量。实验装置如图甲所示,实验步骤如下:
(1)调节气垫导轨水平:将滑块(与弹簧不相连)从导轨左侧弹出,若挡光片经过光电门1的挡光时间小于经过光电门2的挡光时间,可调节右侧底座旋钮,使导轨右端_________(填“升高”或“降低”)一些。
(2)用游标卡尺测量滑块上挡光片的宽度d,示数如图乙所示,则_________mm。
(3)将滑块向左推,压缩弹簧并记录压缩量x,由静止释放滑块,测量挡光片经过光电门1的挡光时间t。重复实验,获得多组x、t数据,并用天平测出滑块与挡光片的总质量m。
(4)以为纵坐标,为横坐标,绘制图像如图丙所示,图线斜率为a。则弹簧劲度系数_________(用d、m、a表示)。
13. 某实验小组用如图甲所示电路测量微安表(量程,内阻约)的内阻。可供选择的主要器材有:
电源(电动势约);电阻箱();电阻箱();滑动变阻器();滑动变阻器()。
(1)滑动变阻器应选用_________(填器材代号);
(2)按图甲电路,将图乙中实物连线补充完整____;
(3)实验步骤:
①将变阻器滑片移至最左端,将调至最大值;
②断开,闭合,调节和,使微安表满偏;
③的位置_________(填“左移”、“右移”或“保持不动”),闭合,调节使微安表半偏,读出的阻值;
④断开开关,整理器材。
(4)若调节后面板如图丙所示,则待测微安表内阻为_________Ω。
14. 如图,两支步枪先后在同一位置沿同一水平方向各射出一颗子弹,击中正前方远处的竖直靶子,弹孔分别为(甲枪)和(乙枪)。已知甲枪子弹初速度,乙枪子弹初速度,乙枪子弹质量,不计空气阻力,取。求:
(1)甲枪子弹从射出到击中靶子所用时间;
(2)乙枪子弹击中靶子时重力的瞬时功率。
15. 质谱仪是分离和检测同位素的科学仪器,其原理如图所示。区域Ⅰ为粒子加速器,加速电压为;区域Ⅱ为速度选择器,两板间距为,电压为,磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里;区域Ⅲ为磁分析器,磁感应强度大小也为,方向垂直纸面向里。从点由静止释放一电荷量为的粒子,经加速后进入速度选择器做直线运动,从点垂直进入磁分析器做圆周运动,最终打到照相底片的点,忽略粒子重力。
(1)求粒子经过点时的速度大小;
(2)求粒子的比荷;
(3)另有的同位素从点由静止释放,仅调节加速电压,使以与相同的速度通过速度选择器,射入磁分析器后打到照相底片的点。测得与两点间距离为。求两粒子质量差。
16. 如图甲为某种智能减震装置的示意图,轻弹簧下端固定,上端连接质量为m的减震环a,a套在有智能涂层的固定竖直杆上,静止时涂层对其不施加阻力,弹簧压缩量为d;a向下运动时,涂层对其产生的阻力大小f随a下移距离s的变化如图乙所示。现将质量也为m的环b从a上方4d处由静止释放,与静止的a碰撞后粘在一起向下运动,碰撞时间极短;环b始终不受涂层阻力。重力加速度为g。求:
(1)碰撞前瞬间b的速度大小;
(2)碰撞过程中系统损失的机械能;
(3)碰撞后a、b向下运动过程中的最大速度。(弹簧弹性势能表达式,其中k为劲度系数,x为形变量)
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