精品解析:安徽宣城中学2026-2027学年高三上学期第一次阶段检测物理试题
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内容正文:
高三上学期物理第一次月考
(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、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
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8小题,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,每小题4分)
1. 一质点沿x轴运动,其位置坐标x随时间t的变化图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 在0~2s内,质点的位移大小为10m
B. 在4s时,质点的速度方向改变
C. 在2~5s内,质点的平均速度大小为1m/s
D. 在0~5s内,质点的平均速率为2.2m/s
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,在0~2s内,质点的位移大小为6m-4m=2m
故A错误;
B.图像的斜率代表速度,则在4s末速度方向未改变,故B错误;
C.在2~5s内,质点的位移大小为|-3-6|m=9m
平均速度大小为
故C错误;
D.在0~5s内,质点的路程为2m+9m=11m
平均速率为
故D正确;
故选D。
2. 为了装点夜景,常在喷水池水下安装彩灯。如图甲所示,水面下有一点光源S,同时发出两种不同颜色的a光和b光,在水面上形成了一个有光射出的圆形区域,俯视如图乙所示,环状区域只有b光,中间小圆为复色光,下列说法正确的是( )
A. 在水中传播速度a光比b光大
B. a光光子的能量小于b光光子的能量
C. 水对a光的折射率小于对b光的折射率
D. 若点光源S向下远离水面移动,则中间小圆面积变大
【答案】D
【解析】
【详解】AC.做出光路图,如图所示
在被照亮的圆形区域边缘光线恰好发生了全反射,入射角等于临界角,由于a光照射的面积较小,可知a光发生全反射的临界角较小,根据可知,水对a光的折射率大于对b光的折射率,根据可知,在水中传播速度a光比b光小,故AC错误;
B.由于水对a光的折射率较大,则a光的频率较大,根据可知,a光光子的能量大于b光光子的能量,故B错误;
D.设中间小圆的半径为,对于a光刚好发生全反射时,有
若点光源S向下远离水面移动,即增大,则中间小圆的半径增大,中间小圆面积变大,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,竖直平面内二根相同的棒L1和L2分别带有等量、且均匀分布的正电荷,二棒正对,且水平平行放置,O点为二棒的水平对称轴和竖直对称轴的交点,水平对称轴上A点和B点分别到O点的距离相等,则( )
A. 有电场线经过水平对称轴
B. 有电场线经过竖直对称轴
C. A和B两点的场强相等
D. A和B两点的场强大于O点的场强
【答案】D
【解析】
【详解】依题意,可把关于棒L1和L2水平对称轴对称的两点看着等量同种点电荷模型,由点电荷场强公式
结合对称性,可判断知O点电场强度为零,在水平对称轴及竖直对称轴上,关于O点对称分布的点,场强大小相等,但方向相反,所以,没有电场线经过水平对称轴及竖直对称轴,A和B两点的场强大小相等,方向相反,且A和B两点的场强大于O点的场强。
故选D。
4. 位于坐标原点处的波源,从s时刻,从平衡位置开始向上振动,周期为0.8s,形成的一列简谐横波以0.5m/s的速率沿x轴正方向传播。则s时的波形图为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可得波长m
则s时,即经过一个周期后,刚好传播一个波长的距离,坐标原点处的波源从回到平衡位置向上振动,由于沿x轴正方向传播,根据同侧法可知,s时的波形图为B选项中的波形图。
故选B。
5. 《天工开物》中记载了古人借助水力使用高转筒车往稻田里引水的场景,如图所示。引水过程简化如下:两个半径均为R的水轮,以角速度匀速转动。水筒在筒车上均匀排布,每米长度上有n个,与水轮间无相对滑动。每个水筒能把质量为m的水输送到高出水面H处灌入稻田。当地的重力加速度为g。从水筒离开水面到高出水面H处的过程中,下列判断正确的是( )
A. 每筒水的重力势能增加了
B. 每1s内有个水筒的水灌入稻田
C. 每个水筒在每1s内移动的距离为
D. 高转筒车对灌入稻田的水,克服重力做功的功率为
【答案】D
【解析】
【详解】A.每筒水的重力势能增加了,不一定等于,选项A错误;
B.每1s内有个水筒的水灌入稻田,选项B错误;
C.每个水筒在每1s内移动的距离为
选项C错误;
D.高转筒车对灌入稻田的水,克服重力做功的功率为
选项D正确。
故选D。
6. 如图所示,细绳穿过竖直的管子拴住一个小球,让小球在A高度处做水平面内的匀速圆周运动,现用力将细绳缓慢下拉,使小球在B高度处做水平面内的匀速圆周运动,A、B位置在同一竖直线上,不计一切摩擦,则( )
A. 线速度 B. 角速度
C. 向心加速度 D. 向心力
【答案】C
【解析】
【详解】D.设绳子与竖直方向夹角为θ,绳子长度为l,A、B位置在同一竖直线上,所以小球做圆周运动的半径r相同,且
对小球分析有向心力
根据数学知识可知
故D错误;
C.根据牛顿第二定律
解得
因为
故向心加速度
故C正确;
A.根据牛顿第二定律
解得
因为
所以线速度
故A错误;
B.根据牛顿第二定律
解得
因为
故角速度
故B错误。
故选C。
7. 2024巴黎奥运会,中国艺术体操队以69.800分的成绩斩获集体全能金牌。中国队选手进行带操比赛时彩带的运动可简化为一列沿轴方向传播的简谐横波,图甲是时的波形图,为该波传播方向上的质点,其振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 波沿轴负方向传播
B. 时原点处的质点与质点位移相同
C. 质点的平衡位置坐标为
D. 原点处质点的振动方程为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图乙可知,时,点振动方向向上,由图甲可知,波沿轴正方向传播,A错误;
B.由图甲可知,时,原点处的质点从平衡位置向下振动0.1s,即,位移为;质点1.1s时向上振动,再经0.1s=到达平衡位置,则1.1s时位移也为,B正确;
C.点经过回到平衡位置,等效于处的振动传到处,
由,知
解得,C错误;
D.设原点处质点的振动方程为
如图甲知
圆频率
时,,可得
故方程为,D错误。
故选B。
8. 威尔逊云室是最早的带电粒子探测器。其原理是在云室内充入过饱和酒精蒸汽,当带电粒子经过云室时,带电粒子成为过饱和蒸汽的凝结核心,围绕带电粒子将生成微小的液滴,于是在带电粒子经过的路径上就会出现一条白色的雾迹,从而显示带电粒子的运行路径。在云室中带电粒子受到云室内饱和蒸汽对其的阻力,阻力大小与带电粒子运动的速度大小成正比。在不加磁场的情况下,一速度大小为v0,质量为m,电荷量为q的带电粒子在云室中沿直线通过s的路程后停止运动。现加入一个与粒子速度方向垂直、大小为B的匀强磁场,则带电粒子入射位置到停止运动时的位置之间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】无磁场时,带电粒子做直线运动,受到的阻力假设为
根据动量定理可知
由此可得
当有磁场时,以粒子初速度方向为轴、入射点位置为坐标原点建立坐标系,设带电粒子为正电荷,磁场方向垂直坐标平面向内,则沿轴方向由动量定理可知
沿方向由动量定理可知
由此两方程可以求解得到带电粒子停止运动时的位置坐标为,
最终可以得到粒子入射位置到停止运动时位置的距离大小为
故选A。
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每题给出的四个选项中,有多项是符合要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 2024年3月20日,鹊桥二号中继星成功发射升空,为嫦娥六号在月球背面的探月任务提供地月间中继通讯。鹊桥二号采用周期为的环月椭圆冻结轨道(如图),近月点距月心约为,远月点距月心约为为椭圆轨道的短轴,若只考虑卫星和月球相互作用,下列说法正确的是( )
A. 鹊桥二号在两点的加速度大小之比约为
B. 鹊桥二号在、两点的速度大小之比约为
C. 鹊桥二号从经到的运动时间为
D. 鹊桥二号从经到的运动过程中,万有引力对它先做负功再做正功
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据牛顿第二定律
所以
故A正确;
B.根据开普勒第二定律,在AB两点有
解得
故B错误;
C.鹊桥二号采用环月椭圆运动,远离月球时做减速运动,靠近月球时做加速运动,所以鹊桥二号从经到的平均速度小于从经到的平均速度,所以鹊桥二号从经到的运动时间大于半个周期,即大于12h,故C错误;
D.鹊桥二号从经到的运动过程中,先远离再靠近月球,万有引力对它先做负功再做正功,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,足够长光滑平行金属导轨水平固定,导轨间距,导轨右端接有直流电源和开关S,电源电动势,内阻。与导轨垂直的边界右侧空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小B=2T。质量、电阻的金属棒垂直导轨置于MN右侧导轨上某一位置。表面涂有绝缘层的矩形线框置于导轨上,MN左侧,线框边长,边长,电阻,质量与金属棒相同。不可伸长的轻质绝缘细线两端分别与金属框长边中点和金属杆中点拴接。断开开关S,让线框和金属棒以的共同速度向右匀速运动,此时细线刚好伸直。当线框全部进入磁场区域后闭合开关S,一段时间后金属棒速度减为零。金属棒与导轨接触良好且导轨电阻忽略不计,线框与金属棒没有发生碰撞,下列说法正确的是( )
A. 线框cd边刚进入磁场瞬间细线上的拉力大小为
B. 线框刚好全部进入磁场区域时的速度大小为
C. 闭合开关S到金属棒速度减为零过程中,棒上产生的焦耳热为
D. 闭合开关S到金属棒速度减为零过程中,棒上产生的焦耳热为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.线框cd边刚进入磁场时,线框产生的感应电动势
线框中的感应电流
解得
对线框进行分析,根据牛顿第二定律有
对金属棒进行分析,根据牛顿第二定律有
解得
故A正确;
B.令框cd边刚进入磁场到线框刚好全部进入磁场区域经历时间为,根据动量定理有
感应电流的平均值
其中
解得
故B正确;
CD.闭合开关S后,穿过线框的磁通量不变,线框中没有感应电流,金属棒在安培力作用下减速,线框向右匀速运动,细线随后处于松弛状态,则闭合开关S到金属棒速度减为零过程中,根据动量定理有
流经金属棒的电量
根据能量守恒有
则棒上产生的焦耳热为
故CD错误。
故选AB。
三、非选择题:本题共5小题,共58分。其中第13题~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 为了探究物体做平抛运动时在竖直方向的运动规律,某同学设计了如下实验:为一竖直木板,小球从斜槽上挡板处由静止开始运动,离开点后做平抛运动,右侧用一束平行光照射小球,在小球运动过程中,小球在木板上留下影子,用频闪照相机每隔相同的时间拍摄,得到小球的影子如图中A、B、C、D所示,拍摄最后一张照片时小球恰好落地。
(1)现测出A、B、C、D相邻两点间的距离,下列三组数据中只有一组是正确的,正确的数据为_____。
A. 99.8mm、300.0mm、500.2mm
B. 80.3mm、270.1mm、520.4mm
C. 248.2 mm、346.1mm、444.0mm
(2)已知当地重力加速度大小,根据(1)中正确数据可知,照相机的闪光频率_____(结果保留整数)。
(3)根据(1)中正确数据可知,抛出点距地面的高度_____(结果保留两位小数)。
【答案】(1)C (2)10
(3)1.24
【解析】
【小问1详解】
A.由静止开始的匀加速直线运动在连续相等时间内通过的位移之比满足,选项A错误;
B.因,选项B错误;
C.因且,选项C正确。
故选C。
【小问2详解】
根据匀变速直线运动规律有
解得
【小问3详解】
拍摄点时小球竖直方向的速度大小
拍摄点时小球竖直方向的速度大小
抛出点距地面的高度
12. 在用伏安法测量一块电池的电动势E和内电阻r时,为消除系统误差,实验小组设计了图甲的电路进行实验。图中保护电阻的阻值为,R为滑动变阻器:
(1)闭合前,R的滑动触头应滑到______(选填“a端”或“b端”)。
(2)将掷到位置“1”,闭合后调节R的阻值,得到多组电压表和电流表的值U、I,绘制出的图线如图丙中的实线所示,图线的截距分别为、。之后,将掷到位置“2”,同样闭合后调节R的阻值,绘制的图线如图丙中的虚线所示,图线的截距分别为、。则可知该电源电动势的真实值为______,电源内阻的真实值为______。(用测得量和已知量的符号表示)
(3)进一步分析可知,电压表的内电阻为______。(用测得量和已知量的符号表示)
【答案】(1)a端 (2) ①. ②.
(3)
【解析】
【小问1详解】
闭合开关前,应使滑动变阻器接入电路的阻值最大以保护电路,故滑动变阻器的滑动触头应位于a端。
【小问2详解】
[1][2]接1时,当电流表示数为0时,电流表和不分压,电压表的示数;
另一方面由于接2,当电压表示数为0时,电压表没有分流,即此时的电流表示数
联立可得,
【小问3详解】
接2时,所测内阻为电源、及电压表的整体的等效内阻,即
联立可得电压表内阻
13. 如图甲是某冰雪游乐场中的雪地转椅项目。“十”字支架的四个端点通过轻绳各连接一个转椅,支架端点到转轴的距离为,轻绳长度为。当整个装置稳定转动时转椅离开地面,轻绳与竖直方向的夹角为,如图乙所示。已知每个转椅和坐着的人的总质量为,重力加速度为。不计空气阻力,转椅和人可视为质点。求:
(1)转椅对轻绳拉力的大小及其功率P;
(2)转椅转动角速度的大小。
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
对座椅和人构成的系统受力分析,竖直方向由平衡条件
解得
根据牛顿第三定律,转椅对轻绳的拉力大小为
由于拉力T与速度方向垂直,所以拉力T的功率P = 0
【小问2详解】
设对座椅和人构成的系统圆周运动的半径为
对座椅和人构成的系统受力分析,根据牛顿第二定律有
解得
14. 如图,带正电的物体A放在水平面上,利用细绳通过光滑的滑轮与B相连,A处在水平向左的匀强电场中,场强 , 从O开始,A与桌面的动摩擦因数 随x的变化如图所示,取O点电势能为零,A、B质量均为,B离滑轮的距离足够长,重力加速度,求:
(1)A、B运动的最大速度的大小和向左运动的最大位移;
(2)当速度为时,A的电势能以及绳子的拉力大小。
【答案】(1), ;(2)或,或
【解析】
【详解】(1)当加速度为零时,A、B运动的速度最大,根据平衡条件得
联立解得
由图可知
所以此时A、B运动的位移大小为
根据动能定理可得
又
解得
当A、B到达最大位移处时,速度为零,则有
联立解得
(2)当物体的速度为时,有
联立解得
或
所以A的电势能为
或
根据
可知此时动摩擦因数为
或
根据牛顿第二定律得
联立可得绳子拉力为
代入数据解得
或
15. 利用磁场实现离子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图所示,在xOy平面内存在有区域足够大的方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,的虚线界面右侧是接收离子的区域。位于坐标原点O处的离子源能在xOy平面内持续发射质量为m、电荷量为q的负离子,已知离子入射速度与y轴夹角最大值为60°,且速度大小与角之间存在一定的关系,现已测得离子两种运动情况:①当离子沿y轴正方向以大小为(未知)的速度入射时,离子恰好通过坐标为的P点;②当离子的入射速度大小为(未知),方向与y轴夹角入射时,离子垂直通过界面,不计离子的重力及离子间的相互作用,并忽略磁场的边界效应。
(1)求的大小;
(2)求的大小及②情况下离子到达界面时与x轴之间的距离;
(3)现测得离子入射速度大小随变化的关系为,为回收离子,今在界面右侧加一宽度也为L且平行于轴的匀强电场,如图所示,为使所有离子都不能穿越电场区域且重回界面,求所加电场的电场强度至少为多大?
【答案】(1)
(2),,
(3)
【解析】
【小问1详解】
当离子沿y轴正方向以大小为的速度入射时,离子恰好通过坐标为的P点,由几何关系可得
由牛顿第二定律有
联立解得
【小问2详解】
若离子与y轴夹角向左上入射时,运动轨迹如图所示
由几何关系可得
由牛顿第二定律有
解得
离子到达界面时与x轴之间的距离
若离子与y轴夹角向右上入射时,运动轨迹如图所示
由几何关系可得
由牛顿第二定律有
解得
离子到达界面时与x轴之间的距离
【小问3详解】
离子入射速度大小随变化的关系为
由牛顿第二定律有
离子运动半径为
可知,圆心一定在界面上,即离子一定垂直通过界面,当时,通过界面的速度最大,则保证此离子不能穿越电场区域且重回界面即可,此时速度
恰好能重回界面的离子到达右边界的速度方向与界面平行,设其为,对该离子竖直方向运用动量定理有
两边求和可得
又由动能定理得
联立解得
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高三上学期物理第一次月考
(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、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
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8小题,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,每小题4分)
1. 一质点沿x轴运动,其位置坐标x随时间t的变化图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 在0~2s内,质点的位移大小为10m
B. 在4s时,质点的速度方向改变
C. 在2~5s内,质点的平均速度大小为1m/s
D. 在0~5s内,质点的平均速率为2.2m/s
2. 为了装点夜景,常在喷水池水下安装彩灯。如图甲所示,水面下有一点光源S,同时发出两种不同颜色的a光和b光,在水面上形成了一个有光射出的圆形区域,俯视如图乙所示,环状区域只有b光,中间小圆为复色光,下列说法正确的是( )
A. 在水中传播速度a光比b光大
B. a光光子的能量小于b光光子的能量
C. 水对a光的折射率小于对b光的折射率
D. 若点光源S向下远离水面移动,则中间小圆面积变大
3. 如图所示,竖直平面内二根相同的棒L1和L2分别带有等量、且均匀分布的正电荷,二棒正对,且水平平行放置,O点为二棒的水平对称轴和竖直对称轴的交点,水平对称轴上A点和B点分别到O点的距离相等,则( )
A. 有电场线经过水平对称轴
B. 有电场线经过竖直对称轴
C. A和B两点的场强相等
D. A和B两点的场强大于O点的场强
4. 位于坐标原点处的波源,从s时刻,从平衡位置开始向上振动,周期为0.8s,形成的一列简谐横波以0.5m/s的速率沿x轴正方向传播。则s时的波形图为( )
A. B.
C. D.
5. 《天工开物》中记载了古人借助水力使用高转筒车往稻田里引水的场景,如图所示。引水过程简化如下:两个半径均为R的水轮,以角速度匀速转动。水筒在筒车上均匀排布,每米长度上有n个,与水轮间无相对滑动。每个水筒能把质量为m的水输送到高出水面H处灌入稻田。当地的重力加速度为g。从水筒离开水面到高出水面H处的过程中,下列判断正确的是( )
A. 每筒水的重力势能增加了
B. 每1s内有个水筒的水灌入稻田
C. 每个水筒在每1s内移动的距离为
D. 高转筒车对灌入稻田的水,克服重力做功的功率为
6. 如图所示,细绳穿过竖直的管子拴住一个小球,让小球在A高度处做水平面内的匀速圆周运动,现用力将细绳缓慢下拉,使小球在B高度处做水平面内的匀速圆周运动,A、B位置在同一竖直线上,不计一切摩擦,则( )
A. 线速度 B. 角速度
C. 向心加速度 D. 向心力
7. 2024巴黎奥运会,中国艺术体操队以69.800分的成绩斩获集体全能金牌。中国队选手进行带操比赛时彩带的运动可简化为一列沿轴方向传播的简谐横波,图甲是时的波形图,为该波传播方向上的质点,其振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 波沿轴负方向传播
B. 时原点处的质点与质点位移相同
C. 质点的平衡位置坐标为
D. 原点处质点的振动方程为
8. 威尔逊云室是最早的带电粒子探测器。其原理是在云室内充入过饱和酒精蒸汽,当带电粒子经过云室时,带电粒子成为过饱和蒸汽的凝结核心,围绕带电粒子将生成微小的液滴,于是在带电粒子经过的路径上就会出现一条白色的雾迹,从而显示带电粒子的运行路径。在云室中带电粒子受到云室内饱和蒸汽对其的阻力,阻力大小与带电粒子运动的速度大小成正比。在不加磁场的情况下,一速度大小为v0,质量为m,电荷量为q的带电粒子在云室中沿直线通过s的路程后停止运动。现加入一个与粒子速度方向垂直、大小为B的匀强磁场,则带电粒子入射位置到停止运动时的位置之间的距离为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每题给出的四个选项中,有多项是符合要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 2024年3月20日,鹊桥二号中继星成功发射升空,为嫦娥六号在月球背面的探月任务提供地月间中继通讯。鹊桥二号采用周期为的环月椭圆冻结轨道(如图),近月点距月心约为,远月点距月心约为为椭圆轨道的短轴,若只考虑卫星和月球相互作用,下列说法正确的是( )
A. 鹊桥二号在两点的加速度大小之比约为
B. 鹊桥二号在、两点的速度大小之比约为
C. 鹊桥二号从经到的运动时间为
D. 鹊桥二号从经到的运动过程中,万有引力对它先做负功再做正功
10. 如图所示,足够长光滑平行金属导轨水平固定,导轨间距,导轨右端接有直流电源和开关S,电源电动势,内阻。与导轨垂直的边界右侧空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小B=2T。质量、电阻的金属棒垂直导轨置于MN右侧导轨上某一位置。表面涂有绝缘层的矩形线框置于导轨上,MN左侧,线框边长,边长,电阻,质量与金属棒相同。不可伸长的轻质绝缘细线两端分别与金属框长边中点和金属杆中点拴接。断开开关S,让线框和金属棒以的共同速度向右匀速运动,此时细线刚好伸直。当线框全部进入磁场区域后闭合开关S,一段时间后金属棒速度减为零。金属棒与导轨接触良好且导轨电阻忽略不计,线框与金属棒没有发生碰撞,下列说法正确的是( )
A. 线框cd边刚进入磁场瞬间细线上的拉力大小为
B. 线框刚好全部进入磁场区域时的速度大小为
C. 闭合开关S到金属棒速度减为零过程中,棒上产生的焦耳热为
D. 闭合开关S到金属棒速度减为零过程中,棒上产生的焦耳热为
三、非选择题:本题共5小题,共58分。其中第13题~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 为了探究物体做平抛运动时在竖直方向的运动规律,某同学设计了如下实验:为一竖直木板,小球从斜槽上挡板处由静止开始运动,离开点后做平抛运动,右侧用一束平行光照射小球,在小球运动过程中,小球在木板上留下影子,用频闪照相机每隔相同的时间拍摄,得到小球的影子如图中A、B、C、D所示,拍摄最后一张照片时小球恰好落地。
(1)现测出A、B、C、D相邻两点间的距离,下列三组数据中只有一组是正确的,正确的数据为_____。
A. 99.8mm、300.0mm、500.2mm
B. 80.3mm、270.1mm、520.4mm
C. 248.2 mm、346.1mm、444.0mm
(2)已知当地重力加速度大小,根据(1)中正确数据可知,照相机的闪光频率_____(结果保留整数)。
(3)根据(1)中正确数据可知,抛出点距地面的高度_____(结果保留两位小数)。
12. 在用伏安法测量一块电池的电动势E和内电阻r时,为消除系统误差,实验小组设计了图甲的电路进行实验。图中保护电阻的阻值为,R为滑动变阻器:
(1)闭合前,R的滑动触头应滑到______(选填“a端”或“b端”)。
(2)将掷到位置“1”,闭合后调节R的阻值,得到多组电压表和电流表的值U、I,绘制出的图线如图丙中的实线所示,图线的截距分别为、。之后,将掷到位置“2”,同样闭合后调节R的阻值,绘制的图线如图丙中的虚线所示,图线的截距分别为、。则可知该电源电动势的真实值为______,电源内阻的真实值为______。(用测得量和已知量的符号表示)
(3)进一步分析可知,电压表的内电阻为______。(用测得量和已知量的符号表示)
13. 如图甲是某冰雪游乐场中的雪地转椅项目。“十”字支架的四个端点通过轻绳各连接一个转椅,支架端点到转轴的距离为,轻绳长度为。当整个装置稳定转动时转椅离开地面,轻绳与竖直方向的夹角为,如图乙所示。已知每个转椅和坐着的人的总质量为,重力加速度为。不计空气阻力,转椅和人可视为质点。求:
(1)转椅对轻绳拉力的大小及其功率P;
(2)转椅转动角速度的大小。
14. 如图,带正电的物体A放在水平面上,利用细绳通过光滑的滑轮与B相连,A处在水平向左的匀强电场中,场强 , 从O开始,A与桌面的动摩擦因数 随x的变化如图所示,取O点电势能为零,A、B质量均为,B离滑轮的距离足够长,重力加速度,求:
(1)A、B运动的最大速度的大小和向左运动的最大位移;
(2)当速度为时,A的电势能以及绳子的拉力大小。
15. 利用磁场实现离子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图所示,在xOy平面内存在有区域足够大的方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,的虚线界面右侧是接收离子的区域。位于坐标原点O处的离子源能在xOy平面内持续发射质量为m、电荷量为q的负离子,已知离子入射速度与y轴夹角最大值为60°,且速度大小与角之间存在一定的关系,现已测得离子两种运动情况:①当离子沿y轴正方向以大小为(未知)的速度入射时,离子恰好通过坐标为的P点;②当离子的入射速度大小为(未知),方向与y轴夹角入射时,离子垂直通过界面,不计离子的重力及离子间的相互作用,并忽略磁场的边界效应。
(1)求的大小;
(2)求的大小及②情况下离子到达界面时与x轴之间的距离;
(3)现测得离子入射速度大小随变化的关系为,为回收离子,今在界面右侧加一宽度也为L且平行于轴的匀强电场,如图所示,为使所有离子都不能穿越电场区域且重回界面,求所加电场的电场强度至少为多大?
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