精品解析:安徽淮北市第一中学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. 如图所示,在水池中水平放置一条细灯带围成的直径为的圆环发光体,水的折射率,细灯带到水面的距离h可以调节,紧贴水面的上方水平放置一光传感器。当h由零逐渐增大到时,传感器检测到有光强的区域恰好为一个直径为的完整的圆形。下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 图甲为一玩具起重机的电路示意图,理想变压器的原副线圈匝数比为5:1。变压器原线圈中接入图乙所示的正弦交流电,电动机的内阻为,装置正常工作时,质量为的物体恰好以的速度匀速上升,照明灯正常工作,电表均为理想电表,电流表的示数为3A。g取10。设电动机的输出功率全部用来提升物体,下列说法正确的是( )
A. 原线圈的输入电压为
B. 照明灯的额定功率为30W
C. 电动机正常工作时内阻上的热功率为20W
D. 电动机被卡住后,原线圈上的输入功率增大
3. 太极球是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材.做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶太极球,健身者舞动球拍时,球却不会掉落地上.现将太极球简化成如图所示的平板和小球,熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动,且在运动到图中的A、B、C、D位置时球与板间无相对运动趋势.A为圆周的最高点,C为最低点,B、D与圆心O等高且在B、D处板与水平面夹角为.设球的质量为m,圆周的半径为R,重力加速度为g,不计拍的重力,若运动过程到最高点时拍与小球之间作用力恰为mg,则
A. 圆周运动的周期为:
B. 圆周运动的周期为:
C. 在B、D处球拍对球的作用力为
D. 在B、D处球拍对球的作用力为
4. 在水平如镜的湖面上,三个相同的点波源O1、O2、O3分别位于一边长为2m的等边三角形区域的三个顶点处,如图甲所示。三个波源在t=0时刻同时开始振动,振动方向垂直于水面,三个波源的振动图像均如图乙所示。已知水波的传播速度为0.25m/s,质点O位于三角形的几何中心,质点M位于O2与O3连线的中点。下列说法错误的是( )
A. 水波的波长为1m
B. 0~5s 内,质点 M 运动的路程大小为4 cm
C. 质点O可能是振动的减弱点
D. 如果改变一个波源的振动频率,该波源形成的波与另外两个波一定不能发生干涉现象
5. 两列简谐横波在x轴上传播、a波沿x轴正向传播,b波沿x轴负向传播,时刻的波形图如图所示:此时刻平衡位置在和的质点P、Q刚好开始振动,两列波的波速均为2m/s,质点M、N的平衡位置分别为和,下列说法正确的是( )
A. 两列波相遇时刻为1.5s,此时刻质点N不振动
B. P、Q间(不包括P、Q)有1处振动加强点
C. 0~2.5s内质点M运动路程为32cm
D. 两列波振幅不同,故不能发生干涉
6. 2025年2月3日《观点网》消息,小米汽车官方微博宣布,2025年1月,小米SU7交付量再次超过两万辆。时刻,一辆小米汽车在一段试车专用的平直的公路上由静止启动,时功率达到之后功率保持不变,其图像如图所示。设汽车在运动过程中阻力不变,下列说法正确的是( )
A. 汽车受到的阻力大小为15000N
B. 匀加速运动阶段汽车牵引力做的功为
C. 汽车的质量为2000kg
D. 汽车在做变加速运动过程中的位移大小约为640m
7. 如图甲所示,在半径为r的圆形区域内存在垂直平面的匀强磁场,磁感应强度大小B随时间变化如图乙所示。同一平面内有边长为2r的金属框abcd,总电阻为R,ab边与圆形磁场区域的直径重合。则( )
A. 时,框中的电流为
B. 时,框中的电流为
C. ~时间内,框中产生的焦耳热为
D. ~时间内,框中产生的焦耳热为
8. 如图甲所示,在光滑水平面上,轻质弹簧一端固定,物体A以速度向右运动压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量为x。现让弹簧一端连接另一质量为m的物体B,如图乙所示,物体A以的速度向右压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量仍为x,则( )
A. 此过程中,A物体均做加速度越来越大的减速运动,直至速度为零
B. 物体A的质量为2m
C. 弹簧压缩量最大时,两种情况下弹簧对A物体的冲量大小之比为3∶2
D. 弹簧压缩量最大时的弹性势能为
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. 光刻机是推动芯片科技发展的核心设备,某款光刻机光源的原子能级图如图所示,可提供能量为56.9eV的极紫外线,极紫外线的频率比紫色光更高。对于该极紫外线,下列说法错误的是( )
A. 一定是处在n=4能级上的原子向n=5能级跃迁时产生的
B. 一定是处在n=5能级上的原子向n=4能级跃迁时产生的
C. 极紫外线的波长比紫色光更长
D. 对于同一金属,极紫外线比紫色光更容易发生光电效应
10. 如图所示,一弹性轻绳(绳的弹力与其伸长量成正比)左端固定在A点,自然长度等于AB。弹性绳跨过由固定轻杆固定的定滑轮连接一个质量为的小球,小球穿过竖直固定的杆,初始时弹性绳在一条水平线上,小球从点由静止释放,当滑到点时速度恰好为零,已知两点间距离为为的中点,小球在点时弹性绳的拉力为,小球与杆之间的动摩擦因数为0.4,弹性绳始终处在弹性限度内,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 对于由弹性绳和小球组成的系统,在阶段损失的机械能等于在阶段损失的机械能
B. 小球从到克服弹性绳弹力做功
C. 在点给小球一个竖直向上的速度小球恰好能回到点
D. 若只把小球质量变为,则小球从点由静止开始运动,到达点时的速度大小为
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. 学习小组利用距离传感器研究平抛运动的规律,实验装置如图1所示。某次实验得到了不同时刻小球的位置坐标图,如图2所示其中O点为抛出点,标记为n=0,其他点依次标记为n=1、2、3、…。相邻点的时间间隔均为△t=0.02s。把各点用平滑的曲线连接起来就是平抛运动的轨迹图。
(1)若已知竖直方向为自由落体运动,根据轨迹图测量当地的重力加速度,则需要知道的物理量为___________(单选,填下列选项字母序号)。
A. 测量第n个点到O的水平距离xₙ
B. 测量第n个点到O的竖直距离yn
C. 测量第n个点到O的距离sn
(2)重力加速度的表达式为g=___________(用(1)所选物理量符号和题给物理量符号表示)。
(3)若测出重力加速度g=9.80m/s²,描点连线画出图线为过原点的一条直线,如图3所示,可求出平抛运动的初速度为___________m/s(结果保留2位有效数字)。
12. 某实验小组欲测量一段粗细均匀金属丝的电阻率,他们首先用千分尺测量金属丝的直径d,其示数如图甲所示。然后用如图乙所示的电路来测量此段金属丝的电阻率,金属丝与理想电流表A以及定值电阻串联接入电路,电源电动势与内阻恒定,金属丝被固定在带有刻度的木板上,P是鳄鱼夹,用来调节接入电路中金属丝的长度L,回答下列问题:
(1)接入电路中金属丝的长度L应用______(选填“千分尺”“游标卡尺”“毫米刻度尺”),甲图的读数为直径______mm。
(2)用乙图实验时闭合开关,从右向左逐渐改变鳄鱼夹的位置,记录鳄鱼夹每一个位置对应的金属丝接入电路的有效长度L,以及对应的电流表A的示数I,得到多组数据,建立平面直角坐标系,以L为纵轴,以______为横轴,根据实验数据在坐标系中描点,画出的图像为如图丙所示的倾斜直线;若丙图的斜率为k纵轴的截距为,已知电源的电动势为E则金属丝的电阻率______;(用题目所给的已知物理量的符号来表示)
13. 如图所示,U形玻璃管竖直放置,用活塞和一段水银柱将管内分出两段气柱A、B,开始时,A气柱长为10cm,B气柱长为20cm,左、右两管中水银柱的液面高度差为10cm,左、右两管的截面积之比为1∶2,B气柱的压强为80cmHg,活塞与玻璃管内壁间无摩擦且不漏气,求:
(1)开始时A气柱气体的压强大小;
(2)将活塞缓慢下移使左右两管中的高度差变为13cm,(此时B管中仍有水银柱),则活塞向下移动的距离(结果保留两位小数)。
14. 直角坐标系xOy如图所示,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域边界均平行于y轴。宽度为1.5L的Ⅰ区域内存在磁感应强度大小为B(未知)、方向垂直于纸面向里的匀强磁场;宽度为L的Ⅱ区域内存在沿y轴正方向的匀强电场,电场强度的大小;Ⅲ区域内存在磁感应强度大小也为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场(磁场宽度足够大)。一质量为m、带电量为+q的粒子由点P(0,-0.5L)以速度v0沿x轴正方向射入Ⅰ区域,经点Q(1.5L,0)射入Ⅱ区域,然后射入Ⅲ区域,粒子经Ⅲ区域偏转后再次返回Ⅱ区域。已知sin37°=0.6,sin53°=0.8,不计粒子重力。求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)粒子刚射入Ⅲ区域时的速度;
(3)粒子第二次经过Ⅲ区域左边界时的位置与x轴的距离d。
15. 如图所示,足够长的固定斜面与一光滑水平面平滑连接,在水平面上距斜面足够远处有一竖直挡板。某时刻,质量为的物块以的速度向右运动,质量为的物块以的速度沿斜面向下滑行。已知斜面倾角与斜面间的动摩擦因数,开始时距斜面底端与的碰撞均为弹性碰撞,与碰撞后速度反向且大小减为碰前的,A运动过程中始终未滑上斜面,重力加速度大小。求
(1)B与A第1次碰撞前的速度大小;
(2)A与B第1次碰撞后二者的速度大小;
(3)A与B静止时,B在斜面上运动的总路程。
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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. 如图所示,在水池中水平放置一条细灯带围成的直径为的圆环发光体,水的折射率,细灯带到水面的距离h可以调节,紧贴水面的上方水平放置一光传感器。当h由零逐渐增大到时,传感器检测到有光强的区域恰好为一个直径为的完整的圆形。下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB.传感器检测到有光强的区域恰好为一个完整的圆形时,灯带上发出的光在O点恰好发生全反射,如图
则
由几何知识得
解得
故AB错误;
CD.灯带上发出的光在水面恰好发生全反射,有光强的区域为直径d2的圆形区域,如图由几何关系解得d2=2d1=1.2m
故C正确,D错误;
故选C。
2. 图甲为一玩具起重机的电路示意图,理想变压器的原副线圈匝数比为5:1。变压器原线圈中接入图乙所示的正弦交流电,电动机的内阻为,装置正常工作时,质量为的物体恰好以的速度匀速上升,照明灯正常工作,电表均为理想电表,电流表的示数为3A。g取10。设电动机的输出功率全部用来提升物体,下列说法正确的是( )
A. 原线圈的输入电压为
B. 照明灯的额定功率为30W
C. 电动机正常工作时内阻上的热功率为20W
D. 电动机被卡住后,原线圈上的输入功率增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图像可知
故A错误;
BC.电动机机械功率
根据
副线圈电压
副线圈总功率
电灯和电动机共消耗30W功率,所以电灯功率小于30W,因为不清楚电动机的电流,无法计算电动机正常工作时内阻上的热功率,故BC错误;
D.电动机被卡住后,回路变成纯电阻电路,电流增大,则副线圈回路功率变大,所以原线圈上的输入功率增大,故D正确。
故选D。
3. 太极球是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材.做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶太极球,健身者舞动球拍时,球却不会掉落地上.现将太极球简化成如图所示的平板和小球,熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动,且在运动到图中的A、B、C、D位置时球与板间无相对运动趋势.A为圆周的最高点,C为最低点,B、D与圆心O等高且在B、D处板与水平面夹角为.设球的质量为m,圆周的半径为R,重力加速度为g,不计拍的重力,若运动过程到最高点时拍与小球之间作用力恰为mg,则
A. 圆周运动的周期为:
B. 圆周运动的周期为:
C. 在B、D处球拍对球的作用力为
D. 在B、D处球拍对球的作用力为
【答案】C
【解析】
【详解】在最高点,根据牛顿第二定律得:,解得:,,则圆周运动的周期为:,故AB错误;球做匀速圆周运动,在B、D处,根据合外力提供向心力结合几何关系得:,解得:,故C正确,D错误.
【点睛】在最高点,根据牛顿第二定律列式求解小球做匀速圆周运动的速度,再根据周期和线速度关系求解周期,球做匀速圆周运动,在B、D处,根据合外力提供向心力结合几何关系求解球拍对球的作用力;本题考查了牛顿第二定律的应用,重点要对物体的受力做出正确的分析,列式即可解决此类问题,注意球做匀速圆周运动,合外力提供向心力.
4. 在水平如镜的湖面上,三个相同的点波源O1、O2、O3分别位于一边长为2m的等边三角形区域的三个顶点处,如图甲所示。三个波源在t=0时刻同时开始振动,振动方向垂直于水面,三个波源的振动图像均如图乙所示。已知水波的传播速度为0.25m/s,质点O位于三角形的几何中心,质点M位于O2与O3连线的中点。下列说法错误的是( )
A. 水波的波长为1m
B. 0~5s 内,质点 M 运动的路程大小为4 cm
C. 质点O可能是振动的减弱点
D. 如果改变一个波源的振动频率,该波源形成的波与另外两个波一定不能发生干涉现象
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图乙可知周期为4s,根据
解得
故A正确;
B.由题意可知,时,波源振动形成的波未传播到M点,波源、振动形成的波在时同时传播到M点,则M点在时振动了个周期,即质点M运动的路程大小
故B正确;
C.、、到质点O的距离相等,O点是振动加强点,故C错误;
D.频率不同的两列波一定不能发生干涉现象,故D正确。
本题选错误的,故选C。
5. 两列简谐横波在x轴上传播、a波沿x轴正向传播,b波沿x轴负向传播,时刻的波形图如图所示:此时刻平衡位置在和的质点P、Q刚好开始振动,两列波的波速均为2m/s,质点M、N的平衡位置分别为和,下列说法正确的是( )
A. 两列波相遇时刻为1.5s,此时刻质点N不振动
B. P、Q间(不包括P、Q)有1处振动加强点
C. 0~2.5s内质点M运动路程为32cm
D. 两列波振幅不同,故不能发生干涉
【答案】C
【解析】
【详解】A.0时刻P、Q两质点刚好开始振动,且振动方向相反,经过时间t两列波在N点相遇,则有s
相遇时两列波在N点引起的振动方向相反,故N点起振动方向向上,A错误;
B.由题可知波长,
由于两列波振动方向相反,故在处加强,振动加强点有2处,B错误;
C.根据
a波传播到M点时间
b波传播到M点时间
M点为振动加强点,0~2.5s内质点M运动路程
C正确;
D.两列波周期相同,振动方向在同一直线上,有稳定相位差,可以发生干涉,D错误。
故选C。
6. 2025年2月3日《观点网》消息,小米汽车官方微博宣布,2025年1月,小米SU7交付量再次超过两万辆。时刻,一辆小米汽车在一段试车专用的平直的公路上由静止启动,时功率达到之后功率保持不变,其图像如图所示。设汽车在运动过程中阻力不变,下列说法正确的是( )
A. 汽车受到的阻力大小为15000N
B. 匀加速运动阶段汽车牵引力做的功为
C. 汽车的质量为2000kg
D. 汽车在做变加速运动过程中的位移大小约为640m
【答案】C
【解析】
【详解】A.当牵引力等于阻力时,速度达到最大值,则有
故A错误;
C.由图可知,汽车在做匀加速直线运动,加速度大小为
时,牵引力大小为
由牛顿第二定律有
解得
故C正确;
B.由图像与时间轴围成的面积表示位移可得,内汽车的位移大小为
则在内牵引力做的功为
故B错误;
D.内牵引力做的功为
由动能定理有
解得汽车在做变加速运动过程中的位移大小
故D错误。
故选C。
7. 如图甲所示,在半径为r的圆形区域内存在垂直平面的匀强磁场,磁感应强度大小B随时间变化如图乙所示。同一平面内有边长为2r的金属框abcd,总电阻为R,ab边与圆形磁场区域的直径重合。则( )
A. 时,框中的电流为
B. 时,框中的电流为
C. ~时间内,框中产生的焦耳热为
D. ~时间内,框中产生的焦耳热为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由图甲可知线圈的有效面积为
在0~t0时间内,由法拉第电磁感应定律感应电动势的大小为
时,框中的电流为
故AB错误;
CD.~时间内,感应电动势的大小为
框中的电流为
框中产生的焦耳热为
故C错误,D正确。
故选D。
8. 如图甲所示,在光滑水平面上,轻质弹簧一端固定,物体A以速度向右运动压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量为x。现让弹簧一端连接另一质量为m的物体B,如图乙所示,物体A以的速度向右压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量仍为x,则( )
A. 此过程中,A物体均做加速度越来越大的减速运动,直至速度为零
B. 物体A的质量为2m
C. 弹簧压缩量最大时,两种情况下弹簧对A物体的冲量大小之比为3∶2
D. 弹簧压缩量最大时的弹性势能为
【答案】D
【解析】
【详解】BD.图(甲)中,弹簧最大弹性势能为
图(乙)中,AB共速时弹簧弹性势能最大,设最大速度为v,两次弹簧压缩量相同,所以两次最大弹性势能相同,根据动量守恒有
能量守恒有
联立解得,,
故B错误,D正确。
A. 开始时A物体的速度大于B的速度,弹簧被压缩,A物体受到的弹力逐渐增大,加速度也越来越大,所以该过程中A物体均做加速度越来越大的减速运动,直至共速,故A错误;
C.以向左为正方向,根据动量定理可得弹簧压缩量最大时,在图甲的情况下弹簧对A物体的冲量大小为
在图乙的情况下弹簧对A物体的冲量大小为
可得两种情况下弹簧对A物体的冲量大小之比为 I1: I2=2:1
故C错误。
故选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. 光刻机是推动芯片科技发展的核心设备,某款光刻机光源的原子能级图如图所示,可提供能量为56.9eV的极紫外线,极紫外线的频率比紫色光更高。对于该极紫外线,下列说法错误的是( )
A. 一定是处在n=4能级上的原子向n=5能级跃迁时产生的
B. 一定是处在n=5能级上的原子向n=4能级跃迁时产生的
C. 极紫外线的波长比紫色光更长
D. 对于同一金属,极紫外线比紫色光更容易发生光电效应
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.根据波尔理论可知,原子从高能级向低能级跃迁时辐射一定频率的光子,光子的能量由两级能量差决定,光刻机光源的原子可以提供能量为56.9eV的极紫外线,说明极紫外线一定是处在n=5能级上的原子向n=4能级跃迁时产生的,A错误,符合题意;B正确,不符题意;
C.由于极紫外线的频率比紫色光更高,根据波速、波长、频率的关系可知,极紫外线的波长比紫色光更短,C错误,符合题意;
D.由于极紫外线的频率比紫色光更高,根据光电效应理论可知,对于同一金属,极紫外线比紫色光更容易发生光电效应,D正确,不符题意。
故选AC。
10. 如图所示,一弹性轻绳(绳的弹力与其伸长量成正比)左端固定在A点,自然长度等于AB。弹性绳跨过由固定轻杆固定的定滑轮连接一个质量为的小球,小球穿过竖直固定的杆,初始时弹性绳在一条水平线上,小球从点由静止释放,当滑到点时速度恰好为零,已知两点间距离为为的中点,小球在点时弹性绳的拉力为,小球与杆之间的动摩擦因数为0.4,弹性绳始终处在弹性限度内,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 对于由弹性绳和小球组成的系统,在阶段损失的机械能等于在阶段损失的机械能
B. 小球从到克服弹性绳弹力做功
C. 在点给小球一个竖直向上的速度小球恰好能回到点
D. 若只把小球质量变为,则小球从点由静止开始运动,到达点时的速度大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.当小球运动到某点点,弹性绳的伸长量是,小球受到如图所示的四个力作用
其中
将正交分解,则的水平分量为
小球水平方向平衡,则
又
的竖直分量为
由以上推导可知小球受到的摩擦力为恒力,则段与段摩擦力所做的功相同,则在段弹性绳和小球组成的系统机械能的减小量等于段弹性绳和小球组成的系统机械能的减小量,故A正确;
B.小球从到,根据动能定理有
解得克服弹性绳弹力做功为
故B错误;
C.对小球从运动到过程,应用动能定理得
若小球恰能从点回到点,应用动能定理得
联立求解得
故C错误;
D.若只把小球质量变为,小球受到的摩擦力不变,小球从点由静止开始运动,到达点时根据动能定理有
解得小球到达点时的速度大小
故D正确。
故选AD。
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. 学习小组利用距离传感器研究平抛运动的规律,实验装置如图1所示。某次实验得到了不同时刻小球的位置坐标图,如图2所示其中O点为抛出点,标记为n=0,其他点依次标记为n=1、2、3、…。相邻点的时间间隔均为△t=0.02s。把各点用平滑的曲线连接起来就是平抛运动的轨迹图。
(1)若已知竖直方向为自由落体运动,根据轨迹图测量当地的重力加速度,则需要知道的物理量为___________(单选,填下列选项字母序号)。
A. 测量第n个点到O的水平距离xₙ
B. 测量第n个点到O的竖直距离yn
C. 测量第n个点到O的距离sn
(2)重力加速度的表达式为g=___________(用(1)所选物理量符号和题给物理量符号表示)。
(3)若测出重力加速度g=9.80m/s²,描点连线画出图线为过原点的一条直线,如图3所示,可求出平抛运动的初速度为___________m/s(结果保留2位有效数字)。
【答案】(1)B (2);
(3)0.70
【解析】
【小问1详解】
平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动,要想测量当地的重力加速度,则需要知道的物理量为测量第n个点到O的竖直距离yn,故选B。
【小问2详解】
由,可得
【小问3详解】
由公式与
可得轨迹方程为
由图像可得斜率
则
12. 某实验小组欲测量一段粗细均匀金属丝的电阻率,他们首先用千分尺测量金属丝的直径d,其示数如图甲所示。然后用如图乙所示的电路来测量此段金属丝的电阻率,金属丝与理想电流表A以及定值电阻串联接入电路,电源电动势与内阻恒定,金属丝被固定在带有刻度的木板上,P是鳄鱼夹,用来调节接入电路中金属丝的长度L,回答下列问题:
(1)接入电路中金属丝的长度L应用______(选填“千分尺”“游标卡尺”“毫米刻度尺”),甲图的读数为直径______mm。
(2)用乙图实验时闭合开关,从右向左逐渐改变鳄鱼夹的位置,记录鳄鱼夹每一个位置对应的金属丝接入电路的有效长度L,以及对应的电流表A的示数I,得到多组数据,建立平面直角坐标系,以L为纵轴,以______为横轴,根据实验数据在坐标系中描点,画出的图像为如图丙所示的倾斜直线;若丙图的斜率为k纵轴的截距为,已知电源的电动势为E则金属丝的电阻率______;(用题目所给的已知物理量的符号来表示)
【答案】(1) ①. 毫米刻度尺 ②. 4.478##4.477##4.479
(2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]接入电路中金属丝的长度L应用毫米刻度尺;
[2]甲图的读数:螺旋测微器的固定刻度读数为4mm,可动刻度读数为
直径为
【小问2详解】
[1]由闭合电路欧姆定律可得
由电阻定律可得
结合,可得
则丁图以为横轴才能描绘出倾斜的直线;
[2]当丁图斜率为k,纵轴的截距为,由
可得,
解得,
13. 如图所示,U形玻璃管竖直放置,用活塞和一段水银柱将管内分出两段气柱A、B,开始时,A气柱长为10cm,B气柱长为20cm,左、右两管中水银柱的液面高度差为10cm,左、右两管的截面积之比为1∶2,B气柱的压强为80cmHg,活塞与玻璃管内壁间无摩擦且不漏气,求:
(1)开始时A气柱气体的压强大小;
(2)将活塞缓慢下移使左右两管中的高度差变为13cm,(此时B管中仍有水银柱),则活塞向下移动的距离(结果保留两位小数)。
【答案】(1);
(2)
【解析】
【小问1详解】
开始时,B气柱气体压强
则A气柱气体的压强
【小问2详解】
当两管中水银柱的液面高度差变为13cm时,设左管中水银上升的高度为x,则右管中水银下降的高度为0.5x
于是有
解得x=2cm
对A气柱气体研究
根据题意可知
解得
则此时B气柱的气体压强
对B气柱气体研究
解得
则活塞下降的高度
14. 直角坐标系xOy如图所示,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域边界均平行于y轴。宽度为1.5L的Ⅰ区域内存在磁感应强度大小为B(未知)、方向垂直于纸面向里的匀强磁场;宽度为L的Ⅱ区域内存在沿y轴正方向的匀强电场,电场强度的大小;Ⅲ区域内存在磁感应强度大小也为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场(磁场宽度足够大)。一质量为m、带电量为+q的粒子由点P(0,-0.5L)以速度v0沿x轴正方向射入Ⅰ区域,经点Q(1.5L,0)射入Ⅱ区域,然后射入Ⅲ区域,粒子经Ⅲ区域偏转后再次返回Ⅱ区域。已知sin37°=0.6,sin53°=0.8,不计粒子重力。求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)粒子刚射入Ⅲ区域时的速度;
(3)粒子第二次经过Ⅲ区域左边界时的位置与x轴的距离d。
【答案】(1)
(2),与轴正方向的夹角为
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在区域的运动轨迹如图所示
由几何知识可得
解得
由牛顿第二定律
解得
【小问2详解】
设粒子进入Ⅱ区域时速度与轴正方向的夹角为,在Ⅱ区域运动时间为,进入区域时与轴正方向的夹角为,速度大小为。由几何知识可得
解得
方向
方向
又,
解得,
【小问3详解】
设粒子在Ⅲ区域中运动的半径为,第一次进入Ⅲ区域时与轴的距离为,则有
又
粒子第二次经过Ⅲ区域左边界的位置距轴的距离
解得
15. 如图所示,足够长的固定斜面与一光滑水平面平滑连接,在水平面上距斜面足够远处有一竖直挡板。某时刻,质量为的物块以的速度向右运动,质量为的物块以的速度沿斜面向下滑行。已知斜面倾角与斜面间的动摩擦因数,开始时距斜面底端与的碰撞均为弹性碰撞,与碰撞后速度反向且大小减为碰前的,A运动过程中始终未滑上斜面,重力加速度大小。求
(1)B与A第1次碰撞前的速度大小;
(2)A与B第1次碰撞后二者的速度大小;
(3)A与B静止时,B在斜面上运动的总路程。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
B沿斜面下滑,由牛顿第二定律
运动至斜面底端,与第1次碰撞前的速度大小为,由运动学公式
解得
【小问2详解】
与第1次碰撞后,速度大小分别为、,由动量守恒定律和能量守恒定律,则有(以向右为正方向),
解得,
【小问3详解】
以速度沿斜面上滑,由牛顿第二定律
由运动学公式
运动至斜面底端,速度大小为,由运动学公式
解得
以此类推,每次B滑下斜面的速度是其滑上斜面速度大小的。因此,在第二次碰前
第二次碰撞后,
第三次碰前
第三次碰撞后,
第四次碰前
第四次碰撞后,
不难看出,第次碰后二者速度均为第次碰后的。而第一次碰后至第二次碰前,在斜面上经过路程
第二次碰后至第三次碰前,B在斜面上经过路程
而第三次碰后第四次碰前,B在斜面上经过路程
第四次碰后至第五次碰前,B在斜面上经过路程
故第次碰后至第次碰前在斜面上运动的路程为第次碰后至第次碰前在斜上经过路程的
所以,与静止时,在斜面上运动的总路程
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