内容正文:
吴忠中学2025-2026学年第一学期期末考试
高三物理试卷
考试时间:75分钟 满分:100分
一、选择题(共7小题,每题4分,共28分)
1. 如图所示,班长将高考倒计时牌用一根不可伸长的轻绳系在计时牌两个孔A、B上,并悬挂在可视为光滑的钉子上面。开始时如图1所示,AB处于水平状态;使用一段时间后出现了图2的倾斜状态,于是班长把绳子中间打了一个结,再挂到钉子上,重新让AB水平,如图3所示。则( )
A. 图1中OA绳拉力等于图2中OA绳的拉力
B. 图2中OA绳拉力小于OB绳的拉力
C. 图3中钉子受到的绳子的作用力最大
D. 图3中OB绳拉力大于图1中OB绳的拉力
【答案】D
【解析】
【详解】AB.因钉子光滑可知,图1和图2两边绳子的拉力相等,两边细绳与竖直方向夹角相等,但是图1中两边细绳间夹角较大。对图1,设两边细绳与竖直方向夹角为,则由平衡可知
因,可得,故AB错误;
C.绳子的作用力的合力大小都等于计时牌的重力,可知钉子受到的绳子的作用力大小相等,故C错误;
D.对图3,AB水平,根据对称性可知两绳子拉力相等,两绳与水平方向的夹角相等。对图1和图3比较,由于打结,图3中细绳与竖直方向的夹角比图1大,可知,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,一小物块从长1m的水平桌面一端以初速度沿中线滑向另一端,经过1s从另一端滑落。物块与桌面间动摩擦因数为μ,g取10m/s2。下列、μ值可能正确的是( )
A. v0=2.5m/s B. v0=3.0m/s C. μ=0.15 D. μ=0.25
【答案】C
【解析】
【详解】AB.物块水平沿中线做匀减速直线运动,由平均速度公式得
由题干知x=1m,t=1s,v>0
代入数据有v0<2m/s
故AB均不符合题意;
CD.对物块由牛顿第二定律f=μmg=ma
由匀变速直线运动速度—位移公式得
整理有
由于v0<2m/s可得μ<0.2
故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
3. 中国的载人登月计划旨在2030年前实现人类首次登陆月球,为体验在月球上行走的感觉,可采用悬在空中的氦气球拉着人在地面上前行。已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,月球质量为地球质量的p倍,月球半径为地球半径的q倍,不考虑星球自转,为使质量为m的人在地球表面前行感觉到和月球表面相同的“重力”,则氦气球对该人的拉力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意,由万有引力等于重力有
可得,
可得
为使质量为m的人在地面上前行感觉到和月球表面相同的重力,氦气球对该人的拉力大小
故选B。
4. 某小山坡的等高线如图,M表示山顶,A、B是同一等高线上两点,MA、MB分别是沿左、右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下,不考虑阻力,则( )
A. 球沿MA运动的加速度比沿MB的大
B. 小球分别运动到A、B点时速度相同
C. 若把等高线看成某静电场的等势线,则A点电场强度比B点大
D. 若把等高线看成某静电场的等势线,则右侧电势比左侧降落得快
【答案】D
【解析】
【详解】A.等高线越密集,坡面越陡,根据牛顿第二定律可得(为坡面与水平面夹角)
MB对应的等高线更密集,坡面更陡,角越大,小球沿着MB运动时加速度比沿着MA运动时加速度大,故A错误;
B.A、B在同一等高线,小球下落高度相同,根据机械能守恒,运动到A、B点时速度大小相同,但方向不同,故B错误;
C.等势线越密集,电场强度越大,B处等势线更密集,A点电场强度比B点小,故C错误;
D.等势线越密集,电势降落越快,右侧等势线更密集,右侧电势比左侧降落得快,故D正确。
故选D。
5. 羲和号卫星是中国首颗太阳探测科学技术试验卫星,该卫星实现国际首次太阳Hα波段光谱成像的空间探测,填补太阳爆发源区高质量观测数据的空白。Hα和Hβ是氢原子能级跃迁产生的谱线(如图所示),下列说法正确的是( )
A. Hα的动量大小比Hβ的大
B. 若用Hα照射某种金属恰发生光电效应,则该金属的逸出功为2.01eV
C. 以相同的入射角从同一透明介质射向真空时,Hβ更有可能发生全反射
D. 分别用Hα和Hβ照射同一个双缝干涉实验装置时,Hβ对应的相邻亮条纹间距更大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由能级图可知,Hα对应的能量小于Hβ对应的能量,则由,可知, Hα的动量大小比Hβ的小,故A错误;
B.由能级图可知,Hα对应的能量为
由光电效应方程有
恰发生光电效应,则有
解得,故B错误;
C.由A项分析可知,Hα和Hβ的频率关系为
则折射率关系为
由可知,对同一透明介质发生全反射的临界角关系为
则以相同的入射角从同一透明介质射向真空时,Hβ更有可能发生全反射,故C正确;
D. 由A项分析可知,Hα和Hβ的波长关系为
则由可知,分别用Hα和Hβ照射同一个双缝干涉实验装置时, Hα对应的相邻亮条纹间距更大,故D错误。
故选C。
6. 如图甲所示,在竖直平面内有一半径为R=0.5m的固定光滑绝缘圆桶,在空间中有平行圆桶轴线的水平匀强磁场B=2T,一质量为m=0.5kg、带电量为q=+2C的带电小球沿圆桶外壁做圆周运动,如图乙所示为带电小球所在处的截面图,AC为竖直直径,初始时带电小球位于圆环最高点A(圆桶外侧),并且有水平方向的速度(以水平向左为速度的正方向),如果带电小球在A点不脱离圆桶,带电小球初速度可能的取值为( )
A. 4m/s B. 6m/s C. -4m/s D. -6m/s
【答案】A
【解析】
【详解】设初速度向左为正方向,根据左手定则,初速度向左时,小球所受洛伦兹力竖直向下,小球不脱离圆桶需满足
即
如果带电小球在A点不脱离圆桶,则需要
解得
故选A。
7. 如图甲所示,某同学在研究电磁感应现象时,将一线圈两端与电流传感器相连,强磁铁从长玻璃管上端由静止下落,电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像,时刻电流为0,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 在时刻,穿过线圈的磁通量的变化率为0
B. 在到时间内,强磁铁的加速度大于重力加速度
C. 强磁铁穿过线圈的过程中,受到线圈的作用力先向上后向下
D. 在到的时间内,强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量
【答案】A
【解析】
【详解】A.时刻电流为0,说明感应电动势为零,由 可知穿过线圈的磁通量的变化率为0,故A正确;
B.由“来拒去留”可知在到时间内,强磁铁受到线圈向上的作用力F,且初始阶段有F小于重力,由
可知初始阶段强磁铁的加速度小于重力加速度,故B错误;
C.由“来拒去留”可知强磁铁穿过线圈的过程中,受到线圈的作用力始终向上,故C错误;
D.在到的时间内,强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量加上线圈的内能,故D错误。
故选A。
二、多选题(共3小题,每题6分,共18分,每题至少有两个正确选项,漏选得3分,错选或不选得0分)
8. 在空间区域有两列相向传播的简谐横波A、B,两波起振方向相同,波速大小相等,简谐波A的波源振动图像如图1所示,简谐波B的波动图像如图2所示。简谐波B由图2中实线位置传播到虚线位置所用时间为,且。下列说法正确的是( )
A. 简谐波A的频率为0.5Hz
B. 波A、B不能发生干涉现象
C. 波A、B叠加后各质点的振幅均为4cm
D. 简谐波A的波速为1m/s
【答案】AD
【解析】
【详解】AD.由图1知,简谐波A的周期为
由图2知简谐波B的波长为,简谐波B由图2中实线位置传播到虚线位置所用时间为,则
由于,可得
简谐横波A、B波速,故AD正确;
B.根据机械波产生干涉现象的条件:频率相同,振动方向相同,相位差恒定。可知波A、B能发生干涉现象,故B错误;
C.由题图知,波A、B的振幅分别为2cm、4cm,叠加后,根据叠加原理,可知振动加强点的振幅为6cm,而振动减弱点的振幅为2cm,故C错误。
故选AD。
9. 如图所示,一定质量的理想气体经两个不同的过程A→B→C和A→D→C,由状态A变到状态C。已知气体初始状态A的温度为,则气体( )
A. 状态C的温度为
B. 状态B和状态D的温度相同
C. 从状态A到状态B的过程中,放出热量,内能减少
D. 从状态A到状态D的过程中,对外做功,内能增加
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图可知,由状态A到状态C,满足
则
故A错误;
B.由状态A到状态B,满足
由状态A到状态D,满足
可得
故B正确;
C.从状态A到状态B的过程中,体积不变,不对外做功,外界也不做功,温度升高,内能增加,由热力学第一定律可得,气体吸收热量,故C错误;
D.从状态A到状态D的过程中,体积变大,对外做功,温度升高,内能增加,故D正确。
故选BD。
10. 一滑块从固定的斜面底端冲上粗糙的斜面,到达某一高度后返回斜面底端.下列各图分别表示滑块在斜面上运动的速度v、动能Ek、重力势能EP 、机械能E随时间t或x(偏离出发点的距离)变化的图象,选斜面底端为零势能面,则下列图象可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】AB
【解析】
【详解】滑块在斜面上运动过程中,由于存在摩擦力,机械能不断减小,经过同一点时下滑的速度小于上滑的速度,回到出发点时的速度比出发时的初速度小,故A正确;上滑时,根据动能定理,有:-(mgsinθ+f)x=Ek-Ek0,下滑时,根据动能定理,有:(mgsinθ-f)x=Ek,故B正确,Ek-x图象是直线,上滑时图象的斜率绝对值大,故B正确;在上滑过程中:上滑的位移大小为:x1=v0t-a1t2,重力势能为:EP=mgx1sinα=mgsinα(v0t-a1t2),EP-t图象为抛物线,下滑过程:重力势能为:EP=mg[H-a2(t-t0)2sinα],H为斜面的最大高度,t0是上滑的时间,此为开口向下的抛物线方程,故C错误;由于物体克服摩擦力做功,其机械能不断减小,根据功能关系得:E=E0-f1x,返回出发点时的机械能不为零,故D错误;故选AB.
点睛:本题采用定性分析与定量计算相结合的方法分析功能关系、运动与力关系,根据物理规律得到解析式,再选择物理图象.
三、实验题(共2小题,共18分)
11. 用如图甲所示的实验装置测量木块与长木板之间的动摩擦因数。左端带有定滑轮的长木板放置在水平桌面上,轻绳跨过滑轮后左端与重物连接,右端与固定在木块上的力传感器连接,力传感器可以直接测出绳子的拉力大小F,木块右端连接穿过打点计时器的纸带,通过纸带可以计算木块的加速度大小a,改变重物的质量,进行多次实验。
(1)关于此实验,下列说法正确的是________。
A. 实验前需调节轻绳与长木板平行
B. 实验前需将长木板右端适当垫高
C. 木块滑行时传感器的读数F始终等于重物的重力大小
(2)对实验中得到的纸带进行数据处理,可以获得相应的加速度a,在图乙的坐标纸上描出了加速度a与传感器读数F对应的点,请作出a-F图像。
(3)已知重力加速度g取10m/s2,可求得该木块与木板间的动摩擦因数______(结果保留两位有效数字)。
(4)此实验中μ的测量值_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1)A (2)
(3)0.28##0.29
(4)大于
【解析】
【小问1详解】
[1] A.实验前调节轻绳与长木板平行,可保证力传感器测出的拉力沿木块运动方向,故A正确;
B.本实验通过 图像的截距求动摩擦因数,不需要将长木板右端垫高来平衡摩擦力,故B错误;
C.重物运动时也有加速度,轻绳拉力不等于重物的重力,力传感器的示数不等于重物的重力大小,故C错误。
故选A。
【小问2详解】
[2]根据坐标纸中各实验点的分布作拟合直线,使实验点大致均匀分布在直线两侧。该直线向右上方倾斜,约经过 、附近,并与轴负半轴交于约至 的位置。如图
【小问3详解】
[3]对木块受力分析,有
整理得
可知图像在轴上的截距为,由图像得截距约 或,取,得 或,符合两位有效数字要求。
【小问4详解】
[4] 纸带与打点计时器间存在阻力,木块运动时除木板对木块的滑动摩擦力外还受到纸带阻力,设该阻力为 ,则
整理得
若仍按截距计算,会把额外阻力造成的负截距也计入摩擦作用,因此的测量值大于真实值。
12. 某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻,他们在实验室找到了如下器材:
A.电压表(0~3V,内阻约为3kΩ)
B.灵敏电流计(0~50mA,内阻为22.0Ω)
C.滑动变阻器(0~30Ω)
D.电阻箱(0~99.9Ω)
E.开关和导线若干
(1)首先将灵敏电流计改装成量程为0~0.6A的电流表,需要将电阻箱调为______Ω后与灵敏电流计_____(选填“串”或“并”)联,改装后电流表的内阻RA=________Ω。(此空保留一位小数)
(2)他们设计了甲、乙两个实验电路,电流表为改装后的电表,为了减小误差,实验时应该选择_____(选填“甲”或“乙”)。
(3)他们用正确的电路完成实验,记录了5组数据,并画出了U-I图线如图丙所示,由此可得出干电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。(均保留一位小数)
【答案】(1) ①. 2.0 ②. 并 ③. 1.8
(2)乙 (3) ①. 1.5 ②. 2.2
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]将灵敏电流计改装成量程为0~0.6A的电流表,需要电阻箱与灵敏电流计并联,根据并联关系可知,,
其中,,
解得,
【小问2详解】
因改装后的电流表内阻已知,则为了减小误差,实验时应该选择乙。
【小问3详解】
[1][2]根据
结合图像可以得出电动势
内阻
四、解答题(共3小题,共36分)
13. 如图所示,倾角θ=37°的光滑斜面体固定在水平地面上,斜面长L=2.5m,质量m=1kg的B物体放在斜面底端,通过轻细绳跨过光滑的定滑轮与A物体相连接,连接B的细绳与斜面平行。A的质量M=3kg,绳拉直时用手托住A物体使其在距地面h=1m高处由静止释放,着地后立即停止运动。A、B物体均可视为质点,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求A物体下落过程中的加速度大小?
(2)要使B物体向上运动且不从斜面顶端滑出,求A物体质量M的取值范围。(其中m质量保持不变)
【答案】(1)6m/s2
(2)0.6kg<M≤15kg
【解析】
【小问1详解】
下落过程中,由于细绳连接A、B,且A、B的运动方向均为沿细绳方向,所以A、B加速度大小相等,对A、B整个系统进行受力分析,根据牛顿第二定律得
解得
【小问2详解】
为了保证B物体向上运动,可得
解得
由于细绳连接A、B,且A、B的运动方向均为沿细绳方向,所以A、B的速度大小相等。
由于斜面光滑、定滑轮光滑,从释放A到A落地过程中,A、B组成的系统机械能守恒,可得
设A落地后B物体继续向上运动的位移为,对B列动能定理公式得
从释放A到A落地过程中,B的位移为,为了保证B物体不从斜面顶端滑出,
联立得
14. 如图所示,真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场,在电场中,若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放,运动中小球的速度方向与水平方向夹角恒为37°(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)。若将该小球从电场中某点P以初速度竖直向上抛出,重力加速度为g,求:
(1)小球从抛出至最高点的过程中,电势能的变化量;
(2)小球从P点抛出后,再次落回到与P点在同一水平面的某点Q的过程中,有多长时间小球的动能在减少?有多长时间小球的动能在增加?
【答案】(1)
(2)动能减少时间;动能增加时间
【解析】
【小问1详解】
小球由静止释放后,速度方向与水平方向夹角恒为37°,可知加速度方向与水平方向成37°,竖直方向加速度为,水平方向加速度
由几何关系可得
解得
竖直方向做匀减速运动,到最高点时竖直速度为0,运动时间
水平方向受到电场力作用做初速度为0的匀加速直线运动,水平位移
电场力做功为
电场力做正功,电势能减少,因此电势能变化量为
【小问2详解】
动能变化满足
设任意时刻t,速度分量,
合力分量,
则
令可得
当时,,动能减少
当时,,动能增加
设小球从P点抛出后,再次落回到与P点在同一水平面的某点Q的过程总时间为,竖直方向为竖直上抛运动,则
解得
所以动能减少时间
动能增加时间
15. 如图所示,在倾角θ=30°的固定斜面底端固定一轻质弹簧,弹簧自由伸长到斜面的O点。将弹簧与物块A拴接,物块A与O点上方区域的动摩擦因数为,与O点下方区域的动摩擦因数为。初始时刻物块A静止于弹簧原长O点处,底部光滑的物块B从距离O点S处静止释放,一段时间后与A发生完全非弹性碰撞。已知A、B质量均为m=0.2kg,弹簧劲度系数k=100N/m且始终处在弹性限度内,弹性势能(k为劲度系数,x为形变量),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A、B均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2。
(1)若,,S=0.36m,A和B碰后粘为一体,求A、B整体一起在O点上方区域运动的总路程;
(2)若,,A和B碰后始终不分离,求物体B释放位置到O点的最大距离。
【答案】(1)0.18m
(2)0.15m
【解析】
【小问1详解】
物块B沿斜面下滑过程中,由机械能守恒定律得
解得
A、B发生完全非弹性碰撞,根据动量守恒定律有:mvB=2mv共1
解得
此时系统总动能为
代入数据得Ek=0.18J
O点下方区域光滑且弹簧两端固定,系统在该区域运动机械能守恒,每次返回O点向上运动的初动能均等于进入该区域时的动能减去在O点上方因摩擦损耗的能量。
物块最终在O点下方往复运动,根据功能关系,整个过程中在O点上方损耗的机械能等于初始动能,可得:μ1mgcosθS0=Ek
代入数据解得S0=0.18m
【小问2详解】
若A、B碰后始终不分离,O点下方区域与A存在摩擦,A、B一起向上运动的过程,设恰好不分离时弹簧弹力为F1,对AB整体,根据牛顿第二定律得2mgsinθ+μ2mgcosθ-F1=2ma
此时A、B之间的弹力为零,对B有a=gsinθ
联立解得F1=μ2mgcosθ=1N(弹簧处于压缩状态)
由
解得A、B恰好不分离时弹簧压缩量为:x1=0.01m
设碰撞后共速为v共2,向下压缩弹簧的最大距离为xm,从O点向下运动至最低点过程,由动能定理得
从最低点返回到恰好不分离的位置的过程,由动能定理得
联立解得:xm=0.05m,
由vB=2v共2,及
代入数据解得Sm=0.15m
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吴忠中学2025-2026学年第一学期期末考试
高三物理试卷
考试时间:75分钟 满分:100分
一、选择题(共7小题,每题4分,共28分)
1. 如图所示,班长将高考倒计时牌用一根不可伸长的轻绳系在计时牌两个孔A、B上,并悬挂在可视为光滑的钉子上面。开始时如图1所示,AB处于水平状态;使用一段时间后出现了图2的倾斜状态,于是班长把绳子中间打了一个结,再挂到钉子上,重新让AB水平,如图3所示。则( )
A. 图1中OA绳拉力等于图2中OA绳的拉力
B. 图2中OA绳拉力小于OB绳的拉力
C. 图3中钉子受到的绳子的作用力最大
D. 图3中OB绳拉力大于图1中OB绳的拉力
2. 如图所示,一小物块从长1m的水平桌面一端以初速度沿中线滑向另一端,经过1s从另一端滑落。物块与桌面间动摩擦因数为μ,g取10m/s2。下列、μ值可能正确的是( )
A. v0=2.5m/s B. v0=3.0m/s C. μ=0.15 D. μ=0.25
3. 中国的载人登月计划旨在2030年前实现人类首次登陆月球,为体验在月球上行走的感觉,可采用悬在空中的氦气球拉着人在地面上前行。已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,月球质量为地球质量的p倍,月球半径为地球半径的q倍,不考虑星球自转,为使质量为m的人在地球表面前行感觉到和月球表面相同的“重力”,则氦气球对该人的拉力大小为( )
A. B. C. D.
4. 某小山坡的等高线如图,M表示山顶,A、B是同一等高线上两点,MA、MB分别是沿左、右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下,不考虑阻力,则( )
A. 球沿MA运动的加速度比沿MB的大
B. 小球分别运动到A、B点时速度相同
C. 若把等高线看成某静电场的等势线,则A点电场强度比B点大
D. 若把等高线看成某静电场的等势线,则右侧电势比左侧降落得快
5. 羲和号卫星是中国首颗太阳探测科学技术试验卫星,该卫星实现国际首次太阳Hα波段光谱成像的空间探测,填补太阳爆发源区高质量观测数据的空白。Hα和Hβ是氢原子能级跃迁产生的谱线(如图所示),下列说法正确的是( )
A. Hα的动量大小比Hβ的大
B. 若用Hα照射某种金属恰发生光电效应,则该金属的逸出功为2.01eV
C. 以相同的入射角从同一透明介质射向真空时,Hβ更有可能发生全反射
D. 分别用Hα和Hβ照射同一个双缝干涉实验装置时,Hβ对应的相邻亮条纹间距更大
6. 如图甲所示,在竖直平面内有一半径为R=0.5m的固定光滑绝缘圆桶,在空间中有平行圆桶轴线的水平匀强磁场B=2T,一质量为m=0.5kg、带电量为q=+2C的带电小球沿圆桶外壁做圆周运动,如图乙所示为带电小球所在处的截面图,AC为竖直直径,初始时带电小球位于圆环最高点A(圆桶外侧),并且有水平方向的速度(以水平向左为速度的正方向),如果带电小球在A点不脱离圆桶,带电小球初速度可能的取值为( )
A. 4m/s B. 6m/s C. -4m/s D. -6m/s
7. 如图甲所示,某同学在研究电磁感应现象时,将一线圈两端与电流传感器相连,强磁铁从长玻璃管上端由静止下落,电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像,时刻电流为0,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 在时刻,穿过线圈的磁通量的变化率为0
B. 在到时间内,强磁铁的加速度大于重力加速度
C. 强磁铁穿过线圈的过程中,受到线圈的作用力先向上后向下
D. 在到的时间内,强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量
二、多选题(共3小题,每题6分,共18分,每题至少有两个正确选项,漏选得3分,错选或不选得0分)
8. 在空间区域有两列相向传播的简谐横波A、B,两波起振方向相同,波速大小相等,简谐波A的波源振动图像如图1所示,简谐波B的波动图像如图2所示。简谐波B由图2中实线位置传播到虚线位置所用时间为,且。下列说法正确的是( )
A. 简谐波A的频率为0.5Hz
B. 波A、B不能发生干涉现象
C. 波A、B叠加后各质点的振幅均为4cm
D. 简谐波A的波速为1m/s
9. 如图所示,一定质量的理想气体经两个不同的过程A→B→C和A→D→C,由状态A变到状态C。已知气体初始状态A的温度为,则气体( )
A. 状态C的温度为
B. 状态B和状态D的温度相同
C. 从状态A到状态B的过程中,放出热量,内能减少
D. 从状态A到状态D的过程中,对外做功,内能增加
10. 一滑块从固定的斜面底端冲上粗糙的斜面,到达某一高度后返回斜面底端.下列各图分别表示滑块在斜面上运动的速度v、动能Ek、重力势能EP 、机械能E随时间t或x(偏离出发点的距离)变化的图象,选斜面底端为零势能面,则下列图象可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
三、实验题(共2小题,共18分)
11. 用如图甲所示的实验装置测量木块与长木板之间的动摩擦因数。左端带有定滑轮的长木板放置在水平桌面上,轻绳跨过滑轮后左端与重物连接,右端与固定在木块上的力传感器连接,力传感器可以直接测出绳子的拉力大小F,木块右端连接穿过打点计时器的纸带,通过纸带可以计算木块的加速度大小a,改变重物的质量,进行多次实验。
(1)关于此实验,下列说法正确的是________。
A. 实验前需调节轻绳与长木板平行
B. 实验前需将长木板右端适当垫高
C. 木块滑行时传感器的读数F始终等于重物的重力大小
(2)对实验中得到的纸带进行数据处理,可以获得相应的加速度a,在图乙的坐标纸上描出了加速度a与传感器读数F对应的点,请作出a-F图像。
(3)已知重力加速度g取10m/s2,可求得该木块与木板间的动摩擦因数______(结果保留两位有效数字)。
(4)此实验中μ的测量值_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
12. 某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻,他们在实验室找到了如下器材:
A.电压表(0~3V,内阻约为3kΩ)
B.灵敏电流计(0~50mA,内阻为22.0Ω)
C.滑动变阻器(0~30Ω)
D.电阻箱(0~99.9Ω)
E.开关和导线若干
(1)首先将灵敏电流计改装成量程为0~0.6A的电流表,需要将电阻箱调为______Ω后与灵敏电流计_____(选填“串”或“并”)联,改装后电流表的内阻RA=________Ω。(此空保留一位小数)
(2)他们设计了甲、乙两个实验电路,电流表为改装后的电表,为了减小误差,实验时应该选择_____(选填“甲”或“乙”)。
(3)他们用正确的电路完成实验,记录了5组数据,并画出了U-I图线如图丙所示,由此可得出干电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。(均保留一位小数)
四、解答题(共3小题,共36分)
13. 如图所示,倾角θ=37°的光滑斜面体固定在水平地面上,斜面长L=2.5m,质量m=1kg的B物体放在斜面底端,通过轻细绳跨过光滑的定滑轮与A物体相连接,连接B的细绳与斜面平行。A的质量M=3kg,绳拉直时用手托住A物体使其在距地面h=1m高处由静止释放,着地后立即停止运动。A、B物体均可视为质点,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求A物体下落过程中的加速度大小?
(2)要使B物体向上运动且不从斜面顶端滑出,求A物体质量M的取值范围。(其中m质量保持不变)
14. 如图所示,真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场,在电场中,若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放,运动中小球的速度方向与水平方向夹角恒为37°(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)。若将该小球从电场中某点P以初速度竖直向上抛出,重力加速度为g,求:
(1)小球从抛出至最高点的过程中,电势能的变化量;
(2)小球从P点抛出后,再次落回到与P点在同一水平面的某点Q的过程中,有多长时间小球的动能在减少?有多长时间小球的动能在增加?
15. 如图所示,在倾角θ=30°的固定斜面底端固定一轻质弹簧,弹簧自由伸长到斜面的O点。将弹簧与物块A拴接,物块A与O点上方区域的动摩擦因数为,与O点下方区域的动摩擦因数为。初始时刻物块A静止于弹簧原长O点处,底部光滑的物块B从距离O点S处静止释放,一段时间后与A发生完全非弹性碰撞。已知A、B质量均为m=0.2kg,弹簧劲度系数k=100N/m且始终处在弹性限度内,弹性势能(k为劲度系数,x为形变量),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A、B均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2。
(1)若,,S=0.36m,A和B碰后粘为一体,求A、B整体一起在O点上方区域运动的总路程;
(2)若,,A和B碰后始终不分离,求物体B释放位置到O点的最大距离。
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