2026-2027学年高三上学期第一次月考自编物理模拟卷(广东省深圳市适用)
2026-09-12
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摘要:
**基本信息**
以核钟、太空电梯等科技情境和鱼漂简谐运动等生活实例为载体,覆盖力学、电磁学等模块,通过分层设问考查物理观念与科学思维的高三物理月考卷。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|10题/46分|核能级跃迁(近代物理)、简谐运动图像(振动)|结合《流浪地球2》太空电梯情境,考查向心加速度与轨道半径关系,体现科学态度与责任|
|非选择题|5题/54分|平抛运动实验(科学探究)、滑环系统动量守恒(力学综合)|离子探测器题综合电磁场与能量分析,模型建构与科学推理并重,契合高考压轴题命题趋势|
内容正文:
2026-2027学年高三物理上学期第一次月考自编模拟卷
广东省深圳市适用
(考试时间:75分钟 试卷满分: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。
第一部分(选择题 共46分)
一、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.核钟是基于原子核能级跃迁来建立高精度时间标准的装置,原子核可吸收光子发生类似原子的能级跃迁。现有一种激光能够激发某原子核从基态跃迁至激发态,其能级差约为,普朗克常量,真空中光速。关于该激光,下列说法正确的是( )
A.光强倍增,此能级跃迁不能发生 B.光强减半,此能级跃迁不能发生
C.频率约为 D.波长约为
2.如图甲所示,某鱼漂原来静止在平静的水面上,某时刻受到小鱼的拱饵而上下浮动。若将鱼漂在竖直方向上的运动看作做简谐运动,设原来静止的位置为其平衡位置,向上为正方向,其位移x与时间t的关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.t=1s时,鱼漂的振幅为零
B.t=2s时,鱼漂的加速度为零
C.t=3s时,鱼漂的速度方向向上
D.0~2s内,鱼漂的位移先增大后减小
3.无人机可用于解决山地运输难题。如图,无人机在空中悬停,下方通过轻绳悬吊着质量为60kg的钢管。连接钢管的两轻绳OA和OB长度相等、夹角为60°,钢管水平,取重力加速度大小,不计空气对钢管的作用力,则绳OB的拉力大小约为( )
A.300N B.350N C.600N D.1200N
4.为贯彻绿色低碳理念,某学习小组设计如图甲的静电除尘装置。假设装置内某电子由静止出发,仅受电场力作用,从点运动到点,其速度随时间变化的规律如图乙。下列说法正确的是( )
A.加速度 B.电场强度
C.电势 D.电势能
5.复印机的核心部件如图,电晕丝与感光鼓间的强电场的电场线分布如图所示,感光鼓置于水平面上并接地。一带负电墨粉颗粒沿直线从点运动到感光鼓,以为原点竖直向下为正方向建立轴,设颗粒在感光鼓所在平面重力势能为零,设电势为,重力势能为、机械能为、电势能为,则下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6.如图甲是国产科幻大片《流浪地球2》中人类在地球同步静止轨道上建造的空间站,人类通过地面和空间站之间的“太空电梯”往返于天地之间。图乙是人乘坐“太空电梯”时由于随地球自转而需要的向心加速度a与其到地心距离r的关系图像,已知r1为地球半径,r2为地球静止卫星轨道半径,下列说法正确的是( )
A.地球公转的角速度满足
B.地球静止卫星的周期
C.上升过程中电梯舱对人的支持力保持不变
D.从空间站向舱外自由释放一物体,物体将做自由落体运动
7.如图所示,一物块(可视为质点)以初速度从足够长的固定斜面底端滑上斜面,运动过程中所受的阻力与速度大小成正比。以斜面底端为原点和重力势能的零点,沿斜面向上为正方向,该物块的动能为、重力势能为、机械能为、速率为、位移为,在斜面上运动的时间为。在该物块从斜面底端滑上斜面到返回斜面底端的过程中,下列图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
8.交流发电机产生的感应电动势如图所示,通过自耦变压器给一电阻R供电,不计发电机内阻。下列说法正确的是( )
A.通过电阻R的电流方向每秒钟改变10次
B.电压表示数能达到的最大值为12V
C.时发电机线圈平面与磁场方向平行
D.自耦变压器滑片P向上滑动时,电阻R热功率增大
9.图为高层安装空调时吊运外机的场景简化图。一名工人在高处控制绳子P,另一名工人站在水平地面上拉住另一根绳子Q。在吊运的过程中,地面上的工人在缓慢后退时缓慢放绳,空调外机M缓慢竖直上升,绳子Q与竖直方向的夹角β保持不变,绳子质量忽略不计,则( )
A.绳子P上的拉力不断变大 B.绳子Q上的拉力先变小后变大
C.地面工人所受的支持力不断变小 D.地面工人所受的摩擦力先变大后变小
10.如图所示,在足够大的光滑水平绝缘桌面上,虚线MN的右侧充满竖直向下的匀强磁场。一个粗细均匀的正方形导线框abcd(其电阻为R)以足够大的初速度从左边界沿x轴正方向进入磁场。时,bc边与虚线重合,设线框的位移为x,速度为v,电流为I,受到的安培力为F,ad边两端的电势差为,通过导线横截面的电荷量为q。在导线框运动的过程中,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
第二部分(非选择题 共54分)
三、非选择题:本题共5小题,共54分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
11.(8分)
某学生小组探究平抛运动规律时,进行如下操作,先采用图甲装置定性研究平抛运动竖直方向的运动规律,然后再采用图乙装置定量研究平抛运动,得到了如图丙坐标系中的几个点。
(1)用图甲装置进行实验。实验中用小锤击打弹性金属片后,A球沿水平方向抛出,B球自由下落。分别改变小球距地面的高度和小锤打击力度,重复上述实验,发现两球每次都是同时落地。该实验表明平抛运动在竖直方向的分运动是___________运动。
(2)用图乙所示的实验装置研究小球平抛运动的特点。小球从斜槽上滚下,离开斜槽后做平抛运动。在装置中有一个水平放置的可上下调节的挡板,小球飞出后,落到挡板上,分别记录小球落到挡板时球心的位置,并在方格纸上标出相应的点迹。
①下列实验条件必须满足的有___________
A.斜槽轨道光滑
B.斜槽轨道末端水平
C.移动挡板时,挡板高度等间距变化
②在该实验中,该小组同学以水平向右为轴,竖直向下为轴,在方格纸上建立直角坐标系,得到如图丙。若坐标纸的方格边长为,重力加速度,由图丙可知小球从运动到所用时间为___________s,平抛运动的初速度为___________m/s,进一步分析得出平抛的初位置坐标为___________(坐标表达中需标明单位,以“mm”为单位)。
12.(10分)
某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。
(1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡,将两表笔______,调节欧姆调零旋钮,使指针指向右边“”处。测量时观察到热敏电阻温度越高,相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大,由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而______。
(2)再按图连接好电路进行测量。
①闭合开关前,将滑动变阻器的滑片滑到端。
将温控室的温度设置为,电阻箱调为某一阻值。闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、和。断开开关。
再将电压表与热敏电阻端间的导线改接到端,闭合开关。反复调节和,使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值。断开开关。
②实验中记录的阻值______(选填“大于”、“小于”或“等于”)。此时热敏电阻阻值______。
13.(12分)
某个热等静压设备的炉腔内的气体压强与时间的关系如图所示,在0到时间内,将温度为27℃、压强为的氩气通过压缩机压入炉腔内,整个过程温度保持不变。时刻开始,使用热功率为的加热装置给炉腔内的氩气加热,直至氩气压强达到才停止加热。已知炉腔的容积,时,炉腔内处于真空状态,加热过程中热量全部被氩气吸收,,氩气视为理想气体。
(1)求氩气压入炉腔之前体积V0为多大;
(2)已知整个过程中,炉内氩气内能增加了ΔU=,求炉腔内氩气最终温度以及加热装置的工作时间。
14.(12分)
窗帘上部结构可以简化为如图所示的模型:长滑竿水平固定,上有9个相同的滑环,滑环厚度忽略不计,每个滑环的质量均为m=0.1kg;每相邻的两个滑环之间由不可伸长的柔软轻质细线相连,细线长度均为l=0.2m;滑环与水平滑竿间的动摩擦因数均为µ=0.25。开始时所有滑环可近似地看成挨在一起处于滑竿右侧边缘处,滑环间无挤压;第9个滑环被固定在滑竿最右端。现给第1个滑环一个初速度,使其在滑竿上向左滑行(可视为只有平动);在滑环滑行的过程中,前、后滑环之间的细线绷紧后,两个滑环立即以共同的速度向前滑行,细线绷紧的过程用时极短,可忽略不计。取。
(1)若,求第1、2个滑环间的细线刚刚绷紧瞬间第2个滑环的速度;
(2)若第4个滑环已被细线拉动,求第3、4个滑环间的细线绷紧后瞬间整个装置动能与绷紧前瞬间整个装置动能的比值;
(3)为让所有的细线都被拉直,第1个滑环至少需要获得多大的初速度?(计算结果可以带根号)
15.(12分)
一种离子分析探测器的原理如图,环形区域I内(大、小圆之间)存在与圆弧平行且逆时针方向的磁场和垂直纸面向里的匀强电场,磁感应强度大小各处均为B、电场强度大小为E,大圆半径为R。第一象限大圆外的其他区域存在垂直纸面向外的匀强磁场、大小可调。探测器部分由两平行金属板组成,位于x轴的上板正中央开有小孔。原点O处有一个离子源发射各种速率的正离子,电荷量为q、质量为m、速度方向与x轴正方向夹角为。调节(未知),的某些离子在平面沿半径匀速通过区域I,经磁场偏转后与x轴负方向夹角为60°进入小孔。
(1)求匀速通过区域I的离子的速度大小和的大小。
(2)在x轴上沿正方向从M点到N点移动探测器,调节使小孔在这些位置均能接收到沿平面垂直x轴进入的离子,求M、N的坐标、及相应的的大小范围。
(3)调节、使上下板电势差恒为,板间距离为d,沿x轴改变探测器位置接收离子。若离子沿平面进入小孔,与下板碰后反弹瞬间速率不变,电性与被碰板相同、电量变为原来的2倍,通过计算画出离子进入小孔后与上板碰前,其动能随离子与上板距离s变化的图像。(板足够长)
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2026-2027学年高三物理上学期第一次月考自编模拟卷
广东省深圳市适用
(考试时间:75分钟 试卷满分: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。
第一部分(选择题 共46分)
一、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.核钟是基于原子核能级跃迁来建立高精度时间标准的装置,原子核可吸收光子发生类似原子的能级跃迁。现有一种激光能够激发某原子核从基态跃迁至激发态,其能级差约为,普朗克常量,真空中光速。关于该激光,下列说法正确的是( )
A.光强倍增,此能级跃迁不能发生 B.光强减半,此能级跃迁不能发生
C.频率约为 D.波长约为
【答案】D
【详解】A.原子核能级跃迁的条件是入射光子能量等于能级差,与光强无关,光强倍增只要光子能量匹配仍可发生跃迁,故A错误;
B.同理,光强减半不影响光子能量,只要能量匹配仍能发生跃迁,故B错误;
C.根据光子能量公式,可得频率,与选项给出的不符,故C错误;
D.根据波长与频率关系,代入数值计算得,故D正确。
故选D。
2.如图甲所示,某鱼漂原来静止在平静的水面上,某时刻受到小鱼的拱饵而上下浮动。若将鱼漂在竖直方向上的运动看作做简谐运动,设原来静止的位置为其平衡位置,向上为正方向,其位移x与时间t的关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.t=1s时,鱼漂的振幅为零
B.t=2s时,鱼漂的加速度为零
C.t=3s时,鱼漂的速度方向向上
D.0~2s内,鱼漂的位移先增大后减小
【答案】C
【详解】A.鱼漂的振幅为定值,保持不变,故A错误;
B.t=2s时,位移为负向最大,则加速度为正向最大,不为零,故B错误;
C.图像的斜率表示速度,t=3s时斜率为正,说明鱼漂的速度方向向上,故C正确;
D.0~2s内,鱼漂从最高点运动到最低点,位移先减小后增大,故D错误。
故选C。
3.无人机可用于解决山地运输难题。如图,无人机在空中悬停,下方通过轻绳悬吊着质量为60kg的钢管。连接钢管的两轻绳OA和OB长度相等、夹角为60°,钢管水平,取重力加速度大小,不计空气对钢管的作用力,则绳OB的拉力大小约为( )
A.300N B.350N C.600N D.1200N
【答案】B
【详解】钢管处于静止状态,受力平衡,其受到竖直向下的重力,以及两根轻绳和的拉力(因两绳长度相等、夹角为,故拉力大小相等),两绳拉力的合力与重力等大反向,即合力大小为,方向竖直向上。由于两拉力大小相等(均为),夹角为,根据力的合成法则,合力大小为
由题意可知
联立代入数据解得。
故选B。
4.为贯彻绿色低碳理念,某学习小组设计如图甲的静电除尘装置。假设装置内某电子由静止出发,仅受电场力作用,从点运动到点,其速度随时间变化的规律如图乙。下列说法正确的是( )
A.加速度 B.电场强度
C.电势 D.电势能
【答案】C
【详解】A.根据图像斜率表示加速度可知加速度,故A错误;
B.根据牛顿第二定律可知电场强度,故B错误;
CD.从到,电子速度变大,可知电场力做正功,则电子的电势能减少,即
根据结合电子带负电,可知电势,故C正确,D错误。
故选C。
5.复印机的核心部件如图,电晕丝与感光鼓间的强电场的电场线分布如图所示,感光鼓置于水平面上并接地。一带负电墨粉颗粒沿直线从点运动到感光鼓,以为原点竖直向下为正方向建立轴,设颗粒在感光鼓所在平面重力势能为零,设电势为,重力势能为、机械能为、电势能为,则下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.图的斜率,故从点竖直向下,逆着电场线在升高,因点处存在电场故其斜率不为零,故A错误;
B.图的斜率,故斜率跟重力有关,重力不变,故斜率不变,故B正确;
C.根据题意可知,墨粉运动过程中机械能和电势能总和不变,带负电墨粉颗粒沿直线从点运动到感光鼓,电场力做正功,电势能减小,机械能增加,故C错误;
D.图的斜率,故斜率跟电场强度有关,由原图可得电场在变小,故斜率在变小,故D错误。
故选 B。
6.如图甲是国产科幻大片《流浪地球2》中人类在地球同步静止轨道上建造的空间站,人类通过地面和空间站之间的“太空电梯”往返于天地之间。图乙是人乘坐“太空电梯”时由于随地球自转而需要的向心加速度a与其到地心距离r的关系图像,已知r1为地球半径,r2为地球静止卫星轨道半径,下列说法正确的是( )
A.地球公转的角速度满足
B.地球静止卫星的周期
C.上升过程中电梯舱对人的支持力保持不变
D.从空间站向舱外自由释放一物体,物体将做自由落体运动
【答案】B
【详解】A.由图可知
根据圆周运动的向心加速度与角速度的关系可得
所以
即地球自转角速度大小满足
由题中信息不能确定地球公转角速度,故A错误;
B.由于
解得
故其周期为
故B正确;
C.上升过程中,根据牛顿第二定律有,加速度增大,万有引力减小,支持力会变小,故C错误;
D.太空中的物体处于完全失重状态,从舱外释放一物体,物体将仍然做圆周运动,不会做自由落体运动,故D错误。
故选B。
7.如图所示,一物块(可视为质点)以初速度从足够长的固定斜面底端滑上斜面,运动过程中所受的阻力与速度大小成正比。以斜面底端为原点和重力势能的零点,沿斜面向上为正方向,该物块的动能为、重力势能为、机械能为、速率为、位移为,在斜面上运动的时间为。在该物块从斜面底端滑上斜面到返回斜面底端的过程中,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】B.物块在斜面上运动时,上升过程中所受的合力
图像的斜率表示合外力,可知上升过程速度减小,合外力减小,斜率减小;下降过程中所受的合力
下降过程速度增大,合外力减小,斜率减小,且加速度没有突变,即斜率没有突变,故B错误;
C.物块在斜面上运动时,上升过程中所受的合力
下降过程中所受的合力
可知上升的加速度大小大于下降的加速度,可知物块上滑到最高点所用的时间小于下滑到底端的时间,故C错误;
D.物块沿斜面运动的过程中,由于阻力做负功,物块的机械能一直在减小,故D错误。
A.根据,上升过程中速度大,加速度大,斜率变化平缓,之后速度减小得快,加速度趋于,斜率绝对值变大;下降阶段,速度变大,加速度减小,可知斜率绝对值变小,故A正确。
故选A。
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
8.交流发电机产生的感应电动势如图所示,通过自耦变压器给一电阻R供电,不计发电机内阻。下列说法正确的是( )
A.通过电阻R的电流方向每秒钟改变10次
B.电压表示数能达到的最大值为12V
C.时发电机线圈平面与磁场方向平行
D.自耦变压器滑片P向上滑动时,电阻R热功率增大
【答案】AC
【详解】A.由题图可知周期为,一个周期电流方向改变2次,则通过电阻R的电流方向每秒钟改变10次,故A正确;
B.电压表示数为电压有效值,由题图可知电压表示数为,故B错误;
C.由题图可知时电动势最大,此时磁通量变化率最大,磁通量为零,则发电机线圈平面与磁场方向平行,故C正确;
D.自耦变压器滑片P向上滑动时,原线圈匝数增大,根据可知,电阻R两端电压减小,根据可知,电阻R热功率减小,故D错误。
故选AC。
9.图为高层安装空调时吊运外机的场景简化图。一名工人在高处控制绳子P,另一名工人站在水平地面上拉住另一根绳子Q。在吊运的过程中,地面上的工人在缓慢后退时缓慢放绳,空调外机M缓慢竖直上升,绳子Q与竖直方向的夹角β保持不变,绳子质量忽略不计,则( )
A.绳子P上的拉力不断变大 B.绳子Q上的拉力先变小后变大
C.地面工人所受的支持力不断变小 D.地面工人所受的摩擦力先变大后变小
【答案】AC
【详解】A B.对空调外机进行受力分析可知,空调外机分别受到绳P、Q的拉力、和自身的重力的作用而平衡,受力分析如图所示
将这三个力构成矢量三角形,如图所示
由图可知,地面上的工人在缓慢后退并缓慢放绳的过程中,不变,逐渐增大,、均增大,故A正确,B错误;
CD.对地面上工人进行受力分析可知,该工人受到重力、地面的支持力、绳Q的拉力以及地面的摩擦力四个力的作用处于平衡状态,受力分析如图所示
竖直方向平衡方程为
水平方向平衡方程为
其中不变,绳子Q的拉力增大,所以该工人受到的支持力减小,摩擦力增大,故C正确,D错误。
故选AC。
10.如图所示,在足够大的光滑水平绝缘桌面上,虚线MN的右侧充满竖直向下的匀强磁场。一个粗细均匀的正方形导线框abcd(其电阻为R)以足够大的初速度从左边界沿x轴正方向进入磁场。时,bc边与虚线重合,设线框的位移为x,速度为v,电流为I,受到的安培力为F,ad边两端的电势差为,通过导线横截面的电荷量为q。在导线框运动的过程中,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】CD
【详解】A.设线框的初速度为,边长为,磁感应强度为,线框进入磁场过程,根据,
解得
根据动量定理有
解得
可知线框进入磁场的过程,随均匀减小,随均匀减小,线框完全进入磁场后突变为0,故A错误;
C.根据
可知,线框进入磁场的过程随均匀减小,线框完全进入磁场后匀速运动,突变为0,故C正确;
B.根据,
可知图像的斜率先逐渐减小,再突变为0,故B错误;
D.线框进入磁场的过程中
可知是一条倾斜向下的直线;完全进入磁场后线框做匀速直线运动,速度保持不变,则,故D正确。
故选CD。
第二部分(非选择题 共54分)
三、非选择题:本题共5小题,共54分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
11.(8分)
某学生小组探究平抛运动规律时,进行如下操作,先采用图甲装置定性研究平抛运动竖直方向的运动规律,然后再采用图乙装置定量研究平抛运动,得到了如图丙坐标系中的几个点。
(1)用图甲装置进行实验。实验中用小锤击打弹性金属片后,A球沿水平方向抛出,B球自由下落。分别改变小球距地面的高度和小锤打击力度,重复上述实验,发现两球每次都是同时落地。该实验表明平抛运动在竖直方向的分运动是___________运动。
(2)用图乙所示的实验装置研究小球平抛运动的特点。小球从斜槽上滚下,离开斜槽后做平抛运动。在装置中有一个水平放置的可上下调节的挡板,小球飞出后,落到挡板上,分别记录小球落到挡板时球心的位置,并在方格纸上标出相应的点迹。
①下列实验条件必须满足的有___________
A.斜槽轨道光滑
B.斜槽轨道末端水平
C.移动挡板时,挡板高度等间距变化
②在该实验中,该小组同学以水平向右为轴,竖直向下为轴,在方格纸上建立直角坐标系,得到如图丙。若坐标纸的方格边长为,重力加速度,由图丙可知小球从运动到所用时间为___________s,平抛运动的初速度为___________m/s,进一步分析得出平抛的初位置坐标为___________(坐标表达中需标明单位,以“mm”为单位)。
【答案】(1)自由落体
(2) B 0.02
【详解】(1)甲图中两球同时落地,说明了平抛的小球在竖直方向上做自由落体运动。
(2)[1]A.为保证小球初速度相同,让小球多次从斜槽的同一点由静止释放,斜槽不一定需要光滑,故A错误;
B.为了保证小球初速度水平抛出,应使斜槽末端的切线水平,故B正确;
C.挡板只要能记录下小球下落在不同高度时的不同位置即可,不需要等间距变化,故C错误。
故选B。
[2]在竖直方向上,根据
解得
[3]小球抛出时的水平速度
[4]点竖直方向的速度
解得从平抛到点的时间为
则
则抛出点的横坐标
纵坐标为
则抛出点的坐标为(4.0mm,7.5mm)
12.(10分)
某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。
(1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡,将两表笔______,调节欧姆调零旋钮,使指针指向右边“”处。测量时观察到热敏电阻温度越高,相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大,由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而______。
(2)再按图连接好电路进行测量。
①闭合开关前,将滑动变阻器的滑片滑到端。
将温控室的温度设置为,电阻箱调为某一阻值。闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、和。断开开关。
再将电压表与热敏电阻端间的导线改接到端,闭合开关。反复调节和,使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值。断开开关。
②实验中记录的阻值______(选填“大于”、“小于”或“等于”)。此时热敏电阻阻值______。
【答案】(1) 短接 减小
(2) 大于
【详解】(1)[1][2]选择倍率适当的欧姆挡,将两表笔短接;欧姆表指针向右偏转角度越大,则阻值越小,可判断热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
(2)[1][2]因两次电压表和电流表的示数相同,因为
即
可知大于。
13.(12分)
某个热等静压设备的炉腔内的气体压强与时间的关系如图所示,在0到时间内,将温度为27℃、压强为的氩气通过压缩机压入炉腔内,整个过程温度保持不变。时刻开始,使用热功率为的加热装置给炉腔内的氩气加热,直至氩气压强达到才停止加热。已知炉腔的容积,时,炉腔内处于真空状态,加热过程中热量全部被氩气吸收,,氩气视为理想气体。
(1)求氩气压入炉腔之前体积V0为多大;
(2)已知整个过程中,炉内氩气内能增加了ΔU=,求炉腔内氩气最终温度以及加热装置的工作时间。
【答案】(1);
(2),
【详解】(1)压入前氩气的压强为,体积为
由图可知时刻炉内压强为,炉腔容积为。压入过程温度保持不变,对同一批理想气体根据玻意耳定律有
推导得
代入数据解得
(2)开始加热时氩气温度为,初始压强为,停止加热时压强为。加热过程中氩气的物质的量和体积均保持不变,根据理想气体状态方程有
推导得
代入数据解得
对同一批氩气而言,压入过程温度保持不变,理想气体的内能只由温度决定,因此压入阶段内能变化为零,题给总内能增量即为加热阶段的内能增量。加热阶段炉腔体积不变,氩气不对外做功,根据热力学第一定律有
加热装置提供的热量为
联立解得
代入数据解得
14.(12分)
窗帘上部结构可以简化为如图所示的模型:长滑竿水平固定,上有9个相同的滑环,滑环厚度忽略不计,每个滑环的质量均为m=0.1kg;每相邻的两个滑环之间由不可伸长的柔软轻质细线相连,细线长度均为l=0.2m;滑环与水平滑竿间的动摩擦因数均为µ=0.25。开始时所有滑环可近似地看成挨在一起处于滑竿右侧边缘处,滑环间无挤压;第9个滑环被固定在滑竿最右端。现给第1个滑环一个初速度,使其在滑竿上向左滑行(可视为只有平动);在滑环滑行的过程中,前、后滑环之间的细线绷紧后,两个滑环立即以共同的速度向前滑行,细线绷紧的过程用时极短,可忽略不计。取。
(1)若,求第1、2个滑环间的细线刚刚绷紧瞬间第2个滑环的速度;
(2)若第4个滑环已被细线拉动,求第3、4个滑环间的细线绷紧后瞬间整个装置动能与绷紧前瞬间整个装置动能的比值;
(3)为让所有的细线都被拉直,第1个滑环至少需要获得多大的初速度?(计算结果可以带根号)
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)设第1、2个滑环间的细线刚刚绷紧前第1个滑环的速度为,由动能定理得
解得
设第1、2个滑环间的细线刚刚绷紧瞬间第2个滑环的速度为,由动量守恒定律得
解得
(2)设第3、4个滑环间的细线绷紧前瞬间整个装置的速度为,第3、4个滑环间的细线绷紧后瞬间整个装置的速度为,由动量定理得
解得
则第3、4个滑环间的细线绷紧后瞬间整个装置动能与绷紧前瞬间整个装置动能的比值为
(3)第1个滑环向左运动至细线被拉直的过程中有
第2个滑环向左运动至细线被拉直的过程中有
变形可得
第3个滑环向左运动至细线被拉直的过程中有
第4个滑环向左运动至细线被拉直的过程中有
则第8个滑环向左运动至细线被拉直的过程中有
要让所有细线均被拉直,有
联立有
解得
15.(12分)
一种离子分析探测器的原理如图,环形区域I内(大、小圆之间)存在与圆弧平行且逆时针方向的磁场和垂直纸面向里的匀强电场,磁感应强度大小各处均为B、电场强度大小为E,大圆半径为R。第一象限大圆外的其他区域存在垂直纸面向外的匀强磁场、大小可调。探测器部分由两平行金属板组成,位于x轴的上板正中央开有小孔。原点O处有一个离子源发射各种速率的正离子,电荷量为q、质量为m、速度方向与x轴正方向夹角为。调节(未知),的某些离子在平面沿半径匀速通过区域I,经磁场偏转后与x轴负方向夹角为60°进入小孔。
(1)求匀速通过区域I的离子的速度大小和的大小。
(2)在x轴上沿正方向从M点到N点移动探测器,调节使小孔在这些位置均能接收到沿平面垂直x轴进入的离子,求M、N的坐标、及相应的的大小范围。
(3)调节、使上下板电势差恒为,板间距离为d,沿x轴改变探测器位置接收离子。若离子沿平面进入小孔,与下板碰后反弹瞬间速率不变,电性与被碰板相同、电量变为原来的2倍,通过计算画出离子进入小孔后与上板碰前,其动能随离子与上板距离s变化的图像。(板足够长)
【答案】(1);;(2);;;(3)
【详解】(1)的离子轨迹如图,
设离子的速率、半径为,离子离开区域I后,能沿着平面运动,则其受力平衡,由
解得
由几何关系得
可得
由
解得
(2)如图所示,
设离子的半径为,由几何关系得
则小孔的位置横坐标
故:当时
当时
由
得
故
(3)板间电场强度大小为
离子到达小孔时动能为
向下运动过程中,距离上板s时的动能
当时到达下板,动能为
反弹后向上运动过程中距离上板s时,动能
当时,动能为
图像如图
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