精品解析:河南南阳市邓州市第一高级中学2026-2027学年高三上学期11月阶段检测物理试题
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内容正文:
高三物理阶段检测试题
一、单选题(每题4分,共6题,24分)
1. 历史上曾发生过军队齐步通过吊桥时,吊桥剧烈振动甚至断裂的事故。下列选项中原理与该现象相同的是( )
A. 图甲中,快速转动竹竿,听到蜂鸣器音调变化
B. 图乙中,水波绕过挡板继续传播
C. 图丙中,主动降噪耳机发出降噪声波来实现降噪的效果
D. 图丁中,摩擦“鱼洗”的双耳,会发出嗡嗡声
2. 如图,小明分别在篮筐正前方的a、b位置投掷篮球,出手时篮球的高度相同,最终都垂直击中篮板上的同一点。不考虑篮球旋转且不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 在a处投掷时,篮球从出手到击中篮筐的时间更长
B. 在b处投掷时,篮球击中篮框的速度更大
C. 在a处和b处篮球出手时的速率相比,b处的出手速率大
D. 在a处和b处篮球出手后到垂直击中篮板的过程中,篮球的速度变化率相同
3. 我国发射火星探测器的简化运行轨迹如图所示,轨道Ⅰ是围绕地球做椭圆运动的轨道,探测器经调整后从点进入轨道Ⅱ,运行到点后进入轨道Ⅲ围绕火星做椭圆运动,已知火星的质量小于地球的质量。下列说法正确的是( )
A. 探测器在轨道Ⅰ上点的速度大于
B. 探测器在处点火减速进入轨道Ⅱ
C. 探测器在处点火减速进入轨道Ⅲ
D. 若椭圆轨道Ⅰ和Ⅲ的长轴相等,则它们的周期也相等
4. 如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,开关S闭合后,平行板电容器中的带电液滴M处于静止状态,电流表和电压表均为理想电表,则( )
A. R4的滑片向上端移动时,电流表示数减小,电压表示数增大
B. R4的滑片向上端移动时,R2功率增大
C. 若仅将电容器下极板稍微向下平移,带电液滴M将向上极板运动
D. 若将开关S断开,带电液滴M将向下极板运动
5. 如图甲,水平轨道固定在地面上,右侧固定一磁铁。右端粘有磁铁的小车以初速度v0沿轨道向右运动,两磁铁间有相互排斥的作用力。某科研小组利用该实验装置研究小车在变力作用下的运动情况,无线传感器记录作用过程中小车的v-t图像如图乙,记录小车所受斥力大小F随时间t的变化图像如图丙。不计小车所受摩擦阻力及空气阻力,则( )
A. 小车速度为零时所受合外力也恰好为零
B. 小车质量m约为300g
C. 小车在t1到t2向右做匀减速直线运动
D. 小车磁铁相互作用过程中机械能守恒
6. 内陆盐矿中开采的氯化钠称为岩盐。如图为岩盐晶体结构中相邻的四个离子处于正方形的四个顶点,O点为正方形中心,A、B、C、D为四边中点,M点为A、O的中点,N点为O、D的中点,取无穷远处电势为零,关于这四个离子形成的电场,下列说法正确的是( )
A. A、B两点电场强度相同
B. C、D两点电势不相等
C. 沿M→O→N移动电荷,电场力不做功
D. 把一个负点电荷从A点沿直线移到C点,电势能先增大后减小
7. 如图甲所示,倾角为37°的传送带在电动机带动下沿顺时针方向匀速转动,将一质量m=5kg的货物(可视为质点)轻放到传送带底端A,货物运动的速度v随时间t变化的图像如图乙所示,t=10s时货物到达传送带顶端B,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,货物从A端运动到B端的过程中,下列说法正确的是( )
A. 货物受到的摩擦力大小始终为32N
B. 货物受到的摩擦力做的功为160J
C. 货物受到的合力做的功为460J
D. 因为传送货物,电动机对传送带多做功620J
二、多选题(本题共4小题,每小题6分,共24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. 多用电表可以用来测电压、测电流、测电阻。则关于多用电表的使用,下列说法中正确的是( )
A. 测电压时,图甲中红、黑表笔接法正确
B. 测电流时,应按图乙连接方式测量
C. 测电阻时,可以按图丙连接方式测量
D. 按图丁连接方式可测得二极管的正向电阻
9. 如图所示,一圆环上均匀分布着正电荷,x轴垂直于环面且过圆心O,规定无穷远处电势为零,则下列关于x轴上的电场强度、电势、电势能的说法中正确的是( )
A. O点的电场强度为零,电势为零
B. O点的电场强度为零,电势最高
C. 从O点沿x轴正方向,电场强度减小,电势降低
D. 一正电荷以初速度从O点沿 轴正方向射入电场,则电场力对该电荷做正功,电势能减小
10. 如图所示,质量为2m的光滑物块a静止在光滑水平面上,物块a左侧面为圆弧面且与水平面相切,质量为m的滑块b以初速度v0向右运动滑上a,沿a左侧面上滑一段距离后又返回,最后滑离a,不计一切摩擦,已知重力加速度为g。滑块b从滑上a到滑离a的过程中( )
A. 滑块b沿a上升的最大高度为
B. 物块a运动的最大速度为
C. 物块a对滑块b所做的功为
D. 物块a对滑块b的冲量大小
三、实验题(本题共2小题,每空2分,共16分。把答案填在答题卷上指定位置。)
11. 三个实验小组按照图甲、乙、丙三种方案分别做“探究同一个小车运动的加速度与力的关系”的实验。实验中,用天平测量小车总质量和重物质量,用打点计时器在纸带上打点,测量小车运动的加速度大小,实验时都补偿了阻力。
(1)以下关于甲组同学的实验操作,说法正确的是( )
A. 为减小误差,实验中一定要先释放小车,再接通电源
B. 补偿阻力时,若纸带上打出点距逐步增大,说明补偿阻力时长木板倾角太大
C. 若把重物和小车当作一个系统,一起作为研究对象,则该实验无需补偿阻力
D. 若把重物和小车当作一个系统,一起作为研究对象,则该实验无需满足
(2)实验时,甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确,三组同学实验所用小车总质量相同。他们作出的图线如图1中所示,的前面部分图线与重合,则、三条图线所对应的实验小组依次是( )
A. 甲、乙、丙 B. 甲、丙、乙
C. 乙、丙、甲 D. 乙、甲、丙
(3)实验时,甲组同学得到如图2所示的一条纸带。打点计时器在纸带上打出一些计数点,相邻的两个计数点间还有4个点未画出,打点计时器所用的交流电频率为50 Hz。小车的加速度大小为_____m/s2。(结果保留三位有效数字)
12. 某兴趣小组测定某圆柱形电阻的电阻率,图甲所示为电阻的长度,图乙所示为电阻直径。
(1)电阻的长度为______cm,电阻的直径为______mm;
(2)用欧姆表粗测该电阻的阻值为65Ω。为精确测量该电阻Rx,请从下列实验仪器中选择合适的仪器,其中定值电阻应选______(填R1或R2),在虚线框中画出实验电路图并标明所选仪器的符号______。
A.电源E(电动势约3V,内阻约为0.5Ω)
B.电流表A1(量程0~15mA,内阻r1=10Ω)
C.电流表A2(量程0~60mA,内阻r2约为1.5Ω)
D.定值电阻R1(阻值R1=190Ω)
E.定值电阻R2(阻值R2=590Ω)
F.滑动变阻器R(阻值5Ω)
G.开关S,导线若干
(3)经正确操作,读出电流表A1和A2(示数分别为I1和I2)的多组数据,作出如图丙所示的I1-I2关系图像。由图像和其它条件可知电阻率ρ=______Ω·m(π=3.14,结果保留两位有效数字)。
四、解答题(本题共3小题,把答案填在答题卷上指定位置,有必要的文字说明及物理公式。)
13. 某行星外表面附近有一圈厚度为d的发光带(发光的物质),其简化模型如图甲所示,该行星的半径为R。现不知发光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群,某科学家做了精确的观测,发现发光带绕行星中心运行的速度的二次方v2与到行星中心的距离的倒数之间的关系如图乙所示,已知图线斜率为k,引力常量为G,不计发光物质间的相互作用力。
(1)请根据图线判断发光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群;
(2)求该行星的平均密度ρ;
(3)若该行星自转周期为T,求该行星的同步卫星(可视为质点)离行星表面的高度h。
14. 如图甲所示,空间内存在着方向竖直向下、场强大小的匀强电场,一质量、电荷量的带电粒子从空间的点以初速度水平射出。设粒子射出时为初始时刻,之后某时刻,带电粒子的速度与水平方向的夹角为,则与时间的关系图象如图乙所示,粒子的重力忽略不计。
(1)求粒子的初速度的大小;
(2)若粒子运动过程中经过图中点,且连线与水平方向的夹角,求、两点间的距离。
15. 为了解决物流公司装卸货物时因抛掷物品造成物品损坏的问题,便设计了如图所示的缓冲转运装置,卸货时缓冲装置A的左侧紧靠静止的物流大货车,其右侧紧靠转运车B,包裹C可以从缓冲装置A的光滑曲面的不同高度h处由静止滑下,经粗糙的水平部分,滑上转运车B并最终停在转运车B上被运走,B的右端有一固定挡板。已知C与A、B水平部分间的动摩擦因数均为,缓冲装置A与水平地面间的动摩擦因数为,转运车B与水平地面间的摩擦可忽略。A、B的质量均为,A、B水平部分的长度均为。包裹C可视为质点且无其他包裹影响,重力加速度。C与挡板发生碰撞的时间极短,碰撞时间和损失的机械能都可忽略,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)若要求包裹C在缓冲装置A上运动时A不动,则包裹C的质量最大不超过多少?
(2)若某包裹的质量为,为使该包裹能停在转运车B上,则该包裹释放时的高度h应满足什么条件?
(3)若某包裹的质量为,为使该包裹能滑上转运车B上,则该包裹释放时h的最小值应是多少?
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高三物理阶段检测试题
一、单选题(每题4分,共6题,24分)
1. 历史上曾发生过军队齐步通过吊桥时,吊桥剧烈振动甚至断裂的事故。下列选项中原理与该现象相同的是( )
A. 图甲中,快速转动竹竿,听到蜂鸣器音调变化
B. 图乙中,水波绕过挡板继续传播
C. 图丙中,主动降噪耳机发出降噪声波来实现降噪的效果
D. 图丁中,摩擦“鱼洗”的双耳,会发出嗡嗡声
【答案】D
【解析】
【详解】题干中描述的是共振现象。A选项是多普勒效应现象,B选项是波的衍射现象,C选项是波的叠加现象,D选项是共振现象。
故选D。
2. 如图,小明分别在篮筐正前方的a、b位置投掷篮球,出手时篮球的高度相同,最终都垂直击中篮板上的同一点。不考虑篮球旋转且不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 在a处投掷时,篮球从出手到击中篮筐的时间更长
B. 在b处投掷时,篮球击中篮框的速度更大
C. 在a处和b处篮球出手时的速率相比,b处的出手速率大
D. 在a处和b处篮球出手后到垂直击中篮板的过程中,篮球的速度变化率相同
【答案】D
【解析】
【详解】AD.由逆向思维可知,篮球从篮筐到a或b做平抛运动,由于出手时篮球的高度相同,所以在无论篮球在a处投掷还是在b处投掷,篮球从出手到击中篮筐的时间相等,根据加速度的定义可知:在a处和b处篮球出手后到垂直击中篮板的过程中,篮球的速度变化率相同,故A错误,D正确;
BC.篮球从在a处投掷运动的水平位移大于在b处投掷运动的水平位移,水平方向,篮球做匀速直线运动,则
x=vt
由于篮球运动时间相同,所以
篮球击中篮筐时的速度为水平方向的出手速度,所以在a处投掷时,篮球击中篮框的速度更大,a处出手的速率大,故BC错误。
故选D。
3. 我国发射火星探测器的简化运行轨迹如图所示,轨道Ⅰ是围绕地球做椭圆运动的轨道,探测器经调整后从点进入轨道Ⅱ,运行到点后进入轨道Ⅲ围绕火星做椭圆运动,已知火星的质量小于地球的质量。下列说法正确的是( )
A. 探测器在轨道Ⅰ上点的速度大于
B. 探测器在处点火减速进入轨道Ⅱ
C. 探测器在处点火减速进入轨道Ⅲ
D. 若椭圆轨道Ⅰ和Ⅲ的长轴相等,则它们的周期也相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.地球的第二宇宙速度是,这是探测器脱离地球引力束缚的最小发射速度。若探测器在轨道Ⅰ的A点速度大于,它将完全脱离地球引力,不会继续沿围绕地球的椭圆轨道Ⅰ运动,故A错误;
B.轨道Ⅰ是绕地球的近地椭圆轨道,B点是轨道Ⅰ的远地点,探测器会做向心运动,
若要从轨道Ⅰ进入脱离地球、向火星飞行的转移轨道Ⅱ,探测器需要在B点做离心运动,才能进入轨道Ⅱ,,可得探测器在B点需要点火加速,故B错误;
C.探测器沿轨道Ⅱ运动到C点时,此时速度大于火星的引力束缚速度,正从火星引力场旁飞过;要被火星捕获,进入围绕火星的椭圆轨道Ⅲ,需要在C点点火减速,让万有引力大于所需向心力,做近心运动才能进入绕火星的闭合椭圆轨道Ⅲ,故C正确;
D.开普勒第三定律
其中的常量由中心天体的质量决定。轨道Ⅰ的中心天体是地球,轨道Ⅲ的中心天体是火星,二者中心天体质量不同,因此即使长轴相等,半长轴相等,周期也不相等,故D错误。
故选C。
4. 如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,开关S闭合后,平行板电容器中的带电液滴M处于静止状态,电流表和电压表均为理想电表,则( )
A. R4的滑片向上端移动时,电流表示数减小,电压表示数增大
B. R4的滑片向上端移动时,R2功率增大
C. 若仅将电容器下极板稍微向下平移,带电液滴M将向上极板运动
D. 若将开关S断开,带电液滴M将向下极板运动
【答案】A
【解析】
【详解】AB. 的滑片向上端移动时,滑动变阻器接入电路阻值增大,电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流减小,路端电压增大;则两端电压减小,两端电压增大,通过的电流增大,则通过、支路的电流减小,即电流表示数减小,根据
可知功率减小;由于减小,两端电压减小,根据
可知两端电压增大,即电压表示数增大,故A正确,B错误;
C.若仅将电容器下极板稍微向下平移,由于电容器两端电压不变,根据
可知板间场强减小,微粒受到的电场力减小,带电液滴M将向下极板运动,故C错误;
D.若将开关S断开,电容器电压等于电源电动势,即电容器两端电压增大,板间场强增大,微粒受到的电场力增大,带电液滴M将向上极板运动,故D错误。
故选A。
5. 如图甲,水平轨道固定在地面上,右侧固定一磁铁。右端粘有磁铁的小车以初速度v0沿轨道向右运动,两磁铁间有相互排斥的作用力。某科研小组利用该实验装置研究小车在变力作用下的运动情况,无线传感器记录作用过程中小车的v-t图像如图乙,记录小车所受斥力大小F随时间t的变化图像如图丙。不计小车所受摩擦阻力及空气阻力,则( )
A. 小车速度为零时所受合外力也恰好为零
B. 小车质量m约为300g
C. 小车在t1到t2向右做匀减速直线运动
D. 小车磁铁相互作用过程中机械能守恒
【答案】B
【解析】
【详解】A.依题意,小车向右运动过程中受斥力作用,t2时刻小车所受合外力最大,说明两磁铁靠的最近,此时小车速度为零,故A错误;
B.根据动量定理
可知丙图中图线与时间轴所围面积表示小车所受斥力的冲量,取水平向右为正方向,则有
解得
故B正确;
C.由乙、丙图可知在到时间内斥力逐渐增大,小车做加速度增大的减速直线运动,故C错误;
D.根据图乙可知,小车的动能先减小后增大,重力势能保持不变,所以小车的机械能不守恒,故D错误。
故选B。
6. 内陆盐矿中开采的氯化钠称为岩盐。如图为岩盐晶体结构中相邻的四个离子处于正方形的四个顶点,O点为正方形中心,A、B、C、D为四边中点,M点为A、O的中点,N点为O、D的中点,取无穷远处电势为零,关于这四个离子形成的电场,下列说法正确的是( )
A. A、B两点电场强度相同
B. C、D两点电势不相等
C. 沿M→O→N移动电荷,电场力不做功
D. 把一个负点电荷从A点沿直线移到C点,电势能先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.将四个电荷看成两组等量异种电荷,根据电场强度的矢量叠加可知A点的电场强度竖直向下,B 点的电场强度竖直向上,故A 错误;
B.将四个电荷看成两组等量异种电荷,CD两点的连线在等量异种电荷的连线的中垂线上,电场强度的方向与CD的连线垂直,故C、D两点的电势相等,故B错误;
C.将四个电荷看成两组等量异种电荷,AMOB的连线与COND的连线均与电场强度垂直,所以沿M→O→N移动电荷,电场力不做功,C正确;
D.把一个负点电荷从A点沿直线移到C点,先离正电荷近后离正电荷远,电势先增大后减小,所以负点电荷的电势能先减小后增大,故D错误。
故选C。
7. 如图甲所示,倾角为37°的传送带在电动机带动下沿顺时针方向匀速转动,将一质量m=5kg的货物(可视为质点)轻放到传送带底端A,货物运动的速度v随时间t变化的图像如图乙所示,t=10s时货物到达传送带顶端B,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,货物从A端运动到B端的过程中,下列说法正确的是( )
A. 货物受到的摩擦力大小始终为32N
B. 货物受到的摩擦力做的功为160J
C. 货物受到的合力做的功为460J
D. 因为传送货物,电动机对传送带多做功620J
【答案】D
【解析】
【详解】A.速度时间图像斜率表示加速度,图乙可知,前5s内货物加速运动,物体受到重力mg、滑动摩擦力和支持力,由牛顿第二定律得
其中加速度为
联立以上解得
匀速后,平衡条件可知,静摩擦力等于沿斜面向下的重量分力,即
故A错误;
B.速度时间图像与横轴围成的面积表示位移,故前5s和后5s位移分别为
,
故货物从A端运动到B端的过程中,货物受到的摩擦力做的功为
代入数据得
故B错误;
C.图像可知货物到B端时速度v=5m/s,所以货物从A端运动到B端的过程中,由动能定理可知,货物受到的合力做的功为
故C错误;
D.图像可知传送带速度为2m/s,由能量守恒可知,因为传送货物,电动机对传送带多做功
其中s1、s2分别为
,
联立得
故D正确。
故选 D。
二、多选题(本题共4小题,每小题6分,共24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. 多用电表可以用来测电压、测电流、测电阻。则关于多用电表的使用,下列说法中正确的是( )
A. 测电压时,图甲中红、黑表笔接法正确
B. 测电流时,应按图乙连接方式测量
C. 测电阻时,可以按图丙连接方式测量
D. 按图丁连接方式可测得二极管的正向电阻
【答案】AD
【解析】
【详解】A.多用电表测电压时,电流从红表笔流入、从黑表笔流出,图甲中红表笔接在靠近电源正极的一端、黑表笔接在靠近电源负极的一端,接法正确,故A正确;
B.测电流时,多用电表应串联接入电路,电流仍应从红表笔流入、从黑表笔流出,而图乙中电流从黑表笔流入、从红表笔流出,接法错误,故B错误;
C.用欧姆挡测电阻时,待测电阻必须与电源断开,图丙中电阻仍接在含电源的闭合电路中,不能直接用欧姆挡测量,故C错误;
D.欧姆挡的内部电源正极与黑表笔相连,按图丁连接时,电流由黑表笔流出,经二极管的正极流入、负极流出,二极管正向导通,测得的是二极管的正向电阻,故D正确。
故选AD。
9. 如图所示,一圆环上均匀分布着正电荷,x轴垂直于环面且过圆心O,规定无穷远处电势为零,则下列关于x轴上的电场强度、电势、电势能的说法中正确的是( )
A. O点的电场强度为零,电势为零
B. O点的电场强度为零,电势最高
C. 从O点沿x轴正方向,电场强度减小,电势降低
D. 一正电荷以初速度从O点沿 轴正方向射入电场,则电场力对该电荷做正功,电势能减小
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.圆环上均匀分布着正电荷,根据对称性可知,圆环上各电荷在O点产生的场强相互抵消,合场强为零。圆环上各正电荷产生的电场强度在x轴正向有向右的分量,根据电场的叠加原理可知,x轴上正向电场强度方向向右,同理可知,x轴上负向电场强度方向向左,根据顺着电场线方向电势降低,可知在x轴上O点的电势最高,故A错误,B正确;
C.O点的场强为零,无穷远处场强也为零,所以从O点沿x轴正方向,场强应先增大后减小,x轴正向上电场强度方向向右,电势一直降低,故C错误;
D.当正电荷以初速度从O点沿x轴正方向射入电场,则电场力对该电荷做正功,电势能减小,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,质量为2m的光滑物块a静止在光滑水平面上,物块a左侧面为圆弧面且与水平面相切,质量为m的滑块b以初速度v0向右运动滑上a,沿a左侧面上滑一段距离后又返回,最后滑离a,不计一切摩擦,已知重力加速度为g。滑块b从滑上a到滑离a的过程中( )
A. 滑块b沿a上升的最大高度为
B. 物块a运动的最大速度为
C. 物块a对滑块b所做的功为
D. 物块a对滑块b的冲量大小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.滑块b沿a上升的最大高度时两者速度相等,根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得
故A正确;
B.滑块b从滑上a到滑离a时,物块a运动的速度达到最大,则有
,
解得
,
故B错误;
C.结合上述可知,滑块b从滑上a到滑离a的过程中,根据动能定理可知,物块a对滑块b所做的功为
结合上述解得
故C正确;
D.结合上述可知,滑块b从滑上a到滑离a的过程中,根据动量定理可知,合力的冲量
解得
由于滑块b从滑上a到滑离a的过程中受到重力与物块a的弹力作用,可知,物块a对滑块b的冲量不等于,故D错误。
故选AC。
三、实验题(本题共2小题,每空2分,共16分。把答案填在答题卷上指定位置。)
11. 三个实验小组按照图甲、乙、丙三种方案分别做“探究同一个小车运动的加速度与力的关系”的实验。实验中,用天平测量小车总质量和重物质量,用打点计时器在纸带上打点,测量小车运动的加速度大小,实验时都补偿了阻力。
(1)以下关于甲组同学的实验操作,说法正确的是( )
A. 为减小误差,实验中一定要先释放小车,再接通电源
B. 补偿阻力时,若纸带上打出点距逐步增大,说明补偿阻力时长木板倾角太大
C. 若把重物和小车当作一个系统,一起作为研究对象,则该实验无需补偿阻力
D. 若把重物和小车当作一个系统,一起作为研究对象,则该实验无需满足
(2)实验时,甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确,三组同学实验所用小车总质量相同。他们作出的图线如图1中所示,的前面部分图线与重合,则、三条图线所对应的实验小组依次是( )
A. 甲、乙、丙 B. 甲、丙、乙
C. 乙、丙、甲 D. 乙、甲、丙
(3)实验时,甲组同学得到如图2所示的一条纸带。打点计时器在纸带上打出一些计数点,相邻的两个计数点间还有4个点未画出,打点计时器所用的交流电频率为50 Hz。小车的加速度大小为_____m/s2。(结果保留三位有效数字)
【答案】(1)BD (2)C
(3)0.380
【解析】
【小问1详解】
A.打点计时器实验需要先接通电源,待打点稳定后再释放小车,才能充分利用纸带,减小误差,故A错误;
B.补偿阻力时,若纸带上点距逐步增大,说明小车加速运动,重力分力大于阻力,说明长木板倾角过大,故B正确;
C.即使把重物和小车作为系统,长木板对小车的阻力仍然存在,仍需要补偿阻力,故C错误;
D.把重物和小车作为系统,系统合外力就是,不需要将近似为小车拉力,因此不需要满足,故D正确;
故选BD。
【小问2详解】
图线的斜率为,为小车质量:
乙图:小车受到的拉力(为弹簧测力计读数,即横坐标的),因此,斜率,斜率最大,对应图线
丙图:力传感器直接测得绳子拉力,因此,斜率,始终为直线,对应图线
甲图:将重物重力作为横坐标的,,当较小时,,斜率近似,和重合;当增大后,变大,斜率逐渐减小,图线向下弯曲,对应图线
因此依次对应乙、丙、甲
故选C。
【小问3详解】
相邻计数点间有个点未画出,交流电频率,因此相邻计数点时间间隔
由位移差关系有
解得
12. 某兴趣小组测定某圆柱形电阻的电阻率,图甲所示为电阻的长度,图乙所示为电阻直径。
(1)电阻的长度为______cm,电阻的直径为______mm;
(2)用欧姆表粗测该电阻的阻值为65Ω。为精确测量该电阻Rx,请从下列实验仪器中选择合适的仪器,其中定值电阻应选______(填R1或R2),在虚线框中画出实验电路图并标明所选仪器的符号______。
A.电源E(电动势约3V,内阻约为0.5Ω)
B.电流表A1(量程0~15mA,内阻r1=10Ω)
C.电流表A2(量程0~60mA,内阻r2约为1.5Ω)
D.定值电阻R1(阻值R1=190Ω)
E.定值电阻R2(阻值R2=590Ω)
F.滑动变阻器R(阻值5Ω)
G.开关S,导线若干
(3)经正确操作,读出电流表A1和A2(示数分别为I1和I2)的多组数据,作出如图丙所示的I1-I2关系图像。由图像和其它条件可知电阻率ρ=______Ω·m(π=3.14,结果保留两位有效数字)。
【答案】(1) ①. 2.325 ②. 6.700##6.699##6.701
(2) ①. ②.
(3)0.10
【解析】
【小问1详解】
[1]图中游标卡尺为20分度,精确度为0.05mm,主尺读数是23mm,游标尺第5个刻度与主尺某刻度线对齐,则游标卡尺的读数为
[2]螺旋测微器的读数为
【小问2详解】
[1]由于未知电阻约为65Ω,则流过最大电流约为
则测量电路中电流表应选用A2,同时应将电流表A1(内阻为r1)改装成电压表,由于电源电动势约为3.0 V,则改装成量程为3.0 V的电压表,需要串联的电阻为
则串联电阻应选;
[2]改装电压表后的内阻为
由于电压表内阻已知,所以采用电流表外接法,则实验电路图为:
【小问3详解】
根据部分电路欧姆定律得
化简得
由关系图像可得
解得
根据电阻定律可得
解得
0.10 Ω·m
四、解答题(本题共3小题,把答案填在答题卷上指定位置,有必要的文字说明及物理公式。)
13. 某行星外表面附近有一圈厚度为d的发光带(发光的物质),其简化模型如图甲所示,该行星的半径为R。现不知发光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群,某科学家做了精确的观测,发现发光带绕行星中心运行的速度的二次方v2与到行星中心的距离的倒数之间的关系如图乙所示,已知图线斜率为k,引力常量为G,不计发光物质间的相互作用力。
(1)请根据图线判断发光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群;
(2)求该行星的平均密度ρ;
(3)若该行星自转周期为T,求该行星的同步卫星(可视为质点)离行星表面的高度h。
【答案】(1)发光带是该行星的卫星群
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
若发光带是该行星的组成部分,则其角速度与行星自转角速度相同,应有
可知v与r应成正比,与图像不符,若发光带为环绕该行星的卫星群,根据万有引力提供向心力可得
解得
即
可知发光带是该行星的卫星群;
【小问2详解】
由以上分析可知
即
所以行星的平均密度
【小问3详解】
根据万有引力提供向心力可得
解得
14. 如图甲所示,空间内存在着方向竖直向下、场强大小的匀强电场,一质量、电荷量的带电粒子从空间的点以初速度水平射出。设粒子射出时为初始时刻,之后某时刻,带电粒子的速度与水平方向的夹角为,则与时间的关系图象如图乙所示,粒子的重力忽略不计。
(1)求粒子的初速度的大小;
(2)若粒子运动过程中经过图中点,且连线与水平方向的夹角,求、两点间的距离。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)粒子仅在电场力作用下做类平抛运动,竖直方向上,根据牛顿第二定律有
竖直方向的速度
水平方向的速度
根据题意可知
根据图乙可得
则
解得
(2)根据题意可知,水平位移
竖直位移
设位移偏角为,则
代入数据得出运动时间
根据几何关系得出
联立解得
15. 为了解决物流公司装卸货物时因抛掷物品造成物品损坏的问题,便设计了如图所示的缓冲转运装置,卸货时缓冲装置A的左侧紧靠静止的物流大货车,其右侧紧靠转运车B,包裹C可以从缓冲装置A的光滑曲面的不同高度h处由静止滑下,经粗糙的水平部分,滑上转运车B并最终停在转运车B上被运走,B的右端有一固定挡板。已知C与A、B水平部分间的动摩擦因数均为,缓冲装置A与水平地面间的动摩擦因数为,转运车B与水平地面间的摩擦可忽略。A、B的质量均为,A、B水平部分的长度均为。包裹C可视为质点且无其他包裹影响,重力加速度。C与挡板发生碰撞的时间极短,碰撞时间和损失的机械能都可忽略,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)若要求包裹C在缓冲装置A上运动时A不动,则包裹C的质量最大不超过多少?
(2)若某包裹的质量为,为使该包裹能停在转运车B上,则该包裹释放时的高度h应满足什么条件?
(3)若某包裹的质量为,为使该包裹能滑上转运车B上,则该包裹释放时h的最小值应是多少?
【答案】(1);(2) ;(3)
【解析】
【详解】(1)A不运动需要满足
解得
(2)因C的质量为,故装置A始终处于静止状态,①放C的高度最小时,C恰好能滑上B车,即达到B的左端速度为零,由动能定理得
解得
②释放C的高度最大时,C滑上B车与挡板碰撞后返回到B的左端时恰好与B共速,C由释放到第一次达到B的左端的过程,由动能定理得
C与B相互作用的全过程,两者组成的系统满足动量守恒,取向右为正方向,则
由功能关系得
解得
综上可知满足要求的释放高度应满足
(3)因C的质量为,故装置A和B会一起运动,释放C的高度最小时(设为),C滑上B车时,A、B、C三者共速,C由释放到曲面轨道最低点的过程,由动能定理得
C在A的水平部分滑动过程,A、B组成的整体加速度为,C的加速度为,取向右为正方向,根据牛顿第二定律得
解得
解得
达到共速,有
,
由位移关系得
解得
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