本試題卷分選擇題和非選擇題兩部分,滿分100分,考試時(shí)間90分鐘。
注意事項(xiàng):
1.答題前,考生先將自己的姓名、考生號(hào)、座號(hào)填寫在相應(yīng)位置,認(rèn)真核對(duì)條形碼上的姓名、考生號(hào)和座號(hào),并將條形碼粘貼在指定位置上。
2.選擇題答案必須使用2B鉛筆正確填涂;非選擇題答案必須使用0.5毫米黑色簽字筆書寫,字體工整、筆跡清楚。
3.請(qǐng)按照題號(hào)在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答,超出答題區(qū)域書寫的答案無(wú)效;在草稿紙、試題卷上答題無(wú)效。保持卡面清潔,不折疊、不破損。
一、單項(xiàng)選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)
1. 中國(guó)大型太陽(yáng)能氫能無(wú)人機(jī)9月中旬在重慶順利完成首飛引發(fā)高度關(guān)注。假設(shè)該無(wú)人機(jī)電池容量為,無(wú)人機(jī)正常工作時(shí)電動(dòng)機(jī)額定電壓為30V,額定功率為450W。下列說法正確的是( )
A. 該無(wú)人機(jī)電動(dòng)機(jī)的電阻是
B. 該無(wú)人機(jī)正常工作時(shí)的電流是1.5A
C. 該無(wú)人機(jī)充滿電后可持續(xù)飛行時(shí)間為20h
D. 該無(wú)人機(jī)充滿電后儲(chǔ)存的電荷量為
【答案】D
【解析】
【詳解】AB.根據(jù)
P=UI
可以求出電流
如果電動(dòng)機(jī)是純電阻用電器,則其電阻為
?
由于電動(dòng)機(jī)并非純電阻,其電阻不能簡(jiǎn)單地通過歐姆定律來計(jì)算,因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)在工作時(shí)還會(huì)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,所以無(wú)人機(jī)的電機(jī)電阻一定小于,故AB錯(cuò)誤;
C.要計(jì)算無(wú)人機(jī)充滿電后的可持續(xù)飛行時(shí)間,我們需要知道電池的總電能和無(wú)人機(jī)的額定功率。電池的總電能為
其中U是電池的額定電壓,Q是電池的容量。根據(jù)
可以求出飛行時(shí)間
故C錯(cuò)誤;
D.無(wú)人機(jī)充滿電后儲(chǔ)存的電荷量為
Q=It=30000mAh=30Ah=30A×3600s=108000C
故D正確。
故選D。
2. 成人體液的主要成分是水和電解質(zhì),因此容易導(dǎo)電,而體內(nèi)脂肪則不容易導(dǎo)電。我們可以用圖甲所示的脂肪測(cè)量?jī)x來測(cè)量脂肪率,脂肪測(cè)量?jī)x根據(jù)人體電阻的大小來判斷脂肪所占比例,模擬電路如圖乙所示。測(cè)量時(shí),閉合開關(guān)S,測(cè)試者兩手分別握住兩手柄、。下列說法正確的是( )
A. 肥胖的人與消瘦的人比較,兩者中消瘦的人電阻更大一些
B. 體型相近的兩人相比,脂肪含量低者對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)較小
C. 體型相近的兩人相比,脂肪含量低者對(duì)應(yīng)電源效率高
D. 激烈運(yùn)動(dòng)之后,脂肪測(cè)量?jī)x顯示人體脂肪所占比例的測(cè)量數(shù)據(jù)不變
【答案】B
【解析】
【詳解】A.由于脂肪不容易導(dǎo)電,可得肥胖的人電阻會(huì)較大,通常消瘦的人比肥胖的人電阻小一些,故A錯(cuò)誤;
B.體型相近的兩人,脂肪含量低者電阻較小,由圖乙可知,脂肪含量低者總電阻小,因此總電流大,根據(jù)閉合回路歐姆定律可得M、N兩端電壓為
當(dāng)總電流較大時(shí),M、N兩端電壓較小,即電壓表示數(shù)較小,故B正確;
C.電源效率
外電阻越小電源效率越低,因此脂肪含量低者對(duì)應(yīng)的電源效率低,故C錯(cuò)誤;
D.激烈運(yùn)動(dòng)之后,人體內(nèi)含水量發(fā)生變化,人體脂肪所占比例發(fā)生變化,即人體的電阻大小變化,所以測(cè)量數(shù)據(jù)會(huì)變,故D錯(cuò)誤。
故選B。
3. 圖甲是多用電表中歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu),其中電流表G(滿偏電流,內(nèi)阻),電源電動(dòng)勢(shì),內(nèi)阻。下列說法正確的是( )
A. 使用該歐姆表時(shí),應(yīng)將紅表筆插入孔
B. 歐姆調(diào)零時(shí),接入電路的阻值為
C. 將待測(cè)電阻接入A、間,此時(shí)G的示數(shù)如圖乙所示,則為
D. 該歐姆表能精確測(cè)量一個(gè)阻值為的固定電阻
【答案】B
【解析】
【詳解】A.根據(jù)“紅進(jìn)黑出”規(guī)律,使用該歐姆表時(shí),應(yīng)將紅表筆插入A孔,故A錯(cuò)誤;
B.歐姆調(diào)零時(shí),有
解得
故B正確;
C.圖中電流示數(shù)為1mA,根據(jù)閉合電路歐姆定律有
解得
故C錯(cuò)誤;
D.測(cè)量一個(gè)阻值為時(shí),根據(jù)閉合電路歐姆定律有
歐姆擋讀數(shù)誤差太大,可知,該歐姆表不能精確測(cè)量一個(gè)阻值為的固定電阻,故D錯(cuò)誤。
故選B。
4. 如圖甲所示,彈簧振子以點(diǎn)為平衡位置,在光滑水平面上的、兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。取水平向右為正方向,振子的位移隨時(shí)間的變化如圖乙所示。下列說法正確的是( )
A. 該彈簧振子的周期為1.6s,振幅為30cm
B. 該彈簧振子在時(shí)和時(shí)的速度不同
C. 在時(shí),該彈簧振子的加速度大小為零
D. 在到的時(shí)間內(nèi),該彈簧振子的加速度和速度都逐漸減小
【答案】C
【解析】
【詳解】A.由題圖乙可知,該振動(dòng)的振幅、周期為
,
故A錯(cuò)誤;
B.由振動(dòng)圖像可知,斜率代表速度,彈簧振子在時(shí)和時(shí)的速度相同,故B錯(cuò)誤;
C.因?yàn)橹芷跒?.6s,根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性可知在時(shí),該彈簧振子處于平衡位置,合力為零,加速度大小為零,故C正確;
D.在到的時(shí)間內(nèi),該彈簧振子從平衡位置右側(cè)運(yùn)動(dòng)到平衡位置左側(cè),所以加速度先減小后增大,速度先增大后減小,故D錯(cuò)誤。
故選C。
5. 力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上就可以測(cè)量快速變化的力。圖甲中O點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn),現(xiàn)將擺球拉至A點(diǎn),此時(shí)細(xì)線處于張緊狀態(tài),釋放擺球,則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、B、C之間來回?cái)[動(dòng)。B點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)中的最低位置,∠AOB = ∠COB = θ,θ小于5°且是未知量。圖乙是由計(jì)算機(jī)得到的細(xì)線對(duì)擺球的拉力大小F隨時(shí)間t變化的曲線,且圖中t = 0時(shí)刻為擺球從A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻,擺球可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度g = 10 m/s2。下列說法正確的是( )
A. 此單擺的振動(dòng)周期為0.2π s
B. 此單擺的擺長(zhǎng)為0.4 m
C. 此單擺擺球的質(zhì)量為0.5 kg
D. 此擺球運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為0.5 m/s
【答案】B
【解析】
【詳解】A.小球在一個(gè)周期內(nèi)兩次經(jīng)過最低點(diǎn),小球在最低點(diǎn)細(xì)線對(duì)擺球的拉力最大,則此單擺的振動(dòng)周期為
故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)單擺周期公式
解得此單擺的擺長(zhǎng)為
故B正確;
CD.小球在最低點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律可得
小球在最高點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律可得
小球從最高點(diǎn)到最低點(diǎn),根據(jù)動(dòng)能定理可得
聯(lián)立解得
,
故CD錯(cuò)誤。
故選B。
6. 圖a是飛力士棒,它是一種輕巧的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練器材,是一根彈性桿兩端帶有負(fù)重的器械。某型號(hào)的飛力士棒質(zhì)量為500g,長(zhǎng)度為1.6m,固有頻率為5.0Hz,圖b是使用者用手振動(dòng)該飛力士棒進(jìn)行鍛煉。下列說法正確的是( )
A. 若手振動(dòng)的頻率增大,飛力士棒振動(dòng)的幅度一定增大
B. 若手振動(dòng)的頻率減小,飛力士棒振動(dòng)的幅度一定增大
C. 當(dāng)手振動(dòng)的頻率為5.0Hz時(shí),飛力士棒振動(dòng)的幅度最大
D. 要使飛力士棒產(chǎn)生共振,需要驅(qū)動(dòng)該飛力士棒每分鐘振動(dòng)30次
【答案】C
【解析】
【詳解】ABC.當(dāng)手振動(dòng)的頻率靠近該飛力士棒的固有頻率時(shí),飛力士棒振動(dòng)的幅度才會(huì)變大,故AB錯(cuò)誤、C正確;
D.當(dāng)手振動(dòng)的頻率等于該飛力士棒的固有頻率時(shí),飛力士棒產(chǎn)生共振,則手的振動(dòng)頻率為5Hz,即每秒鐘振動(dòng)5次,則一分鐘振動(dòng)300次,故D錯(cuò)誤。
故選C。
7. 2023年7月20日21時(shí)40分,神舟十六號(hào)航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮密切協(xié)同,進(jìn)行了八個(gè)小時(shí)的太空行走,圓滿完成出艙活動(dòng)全部既定任務(wù)。噴氣背包作為航天員艙外活動(dòng)的主要?jiǎng)恿ρb置,它能讓航天員保持較高的機(jī)動(dòng)性。如圖所示,一個(gè)連同裝備總質(zhì)量為120kg的航天員,裝備內(nèi)有一個(gè)噴嘴可以使壓縮氣體以相對(duì)空間站40m/s的速度噴出。航天員在距離空間站30m處與空間站處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài),航天員完成太空行走任務(wù)后,必須向著返回空間站方向的反方向釋放壓縮氣體,才能回到空間站。若噴出的氣體總質(zhì)量為0.2kg,則返回時(shí)間約為( )
A. 450sB. 500sC. 550sD. 600s
【答案】A
【解析】
【詳解】設(shè)航天員未噴氣前質(zhì)量為M,設(shè)噴出的氣體質(zhì)量為m、速度為v,則噴出氣體后的航天員速度設(shè)為v1、質(zhì)量為,題意可知M=120kg、m=0.2kg、,
把噴出的氣體和噴出氣體后的航天員作為系統(tǒng),分析可知,該過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒,取噴出的氣體速度方向?yàn)檎较?,則
解得
噴氣后,航天員勻速運(yùn)動(dòng)到空間站,故所需時(shí)間
故A正確,BCD錯(cuò)誤。
故選A 。
8. 如圖甲所示,一質(zhì)量為的物塊A與輕質(zhì)彈簧連接,靜止在光滑水平面上。物塊B以某一速度向A運(yùn)動(dòng),時(shí)刻物塊B與彈簧接觸,時(shí)刻與彈簧分離。物塊A、B運(yùn)動(dòng)的圖像如圖乙所示。已知從到時(shí)間內(nèi),物塊A運(yùn)動(dòng)的距離為,彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。下列說法正確的是( )
A. 物塊B的質(zhì)量為
B. 分離后物塊A的速度大小為
C. 碰撞過程中彈簧的最大彈性勢(shì)能為
D. 彈簧壓縮量的最大值為
【答案】D
【解析】
【詳解】A.由圖可知在t0時(shí)刻兩物塊共速,則由動(dòng)量守恒定律
解得物塊B的質(zhì)量為
選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.分離時(shí)彈簧恰恢復(fù)到原長(zhǎng),則由動(dòng)量守恒和能量關(guān)系
解得分離后物塊AB的速度大小分別為
選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.當(dāng)兩物體共速時(shí)彈簧彈性勢(shì)能最大,則碰撞過程中彈簧的最大彈性勢(shì)能為
選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.在0~t0時(shí)間內(nèi)彈簧被壓縮,A位移
(即下方虛線面積),因AB受彈力等大,則AB加速度之比為4:1,則B比勻速時(shí)減小的位移為
(即上方虛線面積)即B的位移
可得彈簧壓縮量的最大值為
選項(xiàng)D正確。
故選D。
二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分,對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)的得0分)
9. 高空拋物是一種不文明的行為,而且會(huì)帶來很大的社會(huì)危害。2021年3月1日,最新刑法修正案(十一)生效,“高空拋物”正式入刑。如圖所示,若被拋下的雞蛋質(zhì)量為50g,從40m高的15樓由靜止落下,不計(jì)空氣阻力,雞蛋落地時(shí)與地面的作用時(shí)間為0.05s,重力加速度。下列說法正確的是( )
A. 雞蛋下落過程中動(dòng)量的變化量和雞蛋與地面作用過程中動(dòng)量的變化量相同
B. 雞蛋落地瞬間的速度大小約為28.3m/s
C. 雞蛋落地時(shí)對(duì)地面的平均沖擊力約為28.8N
D. 雞蛋下落的過程中重力做功的平均功率約為10W
【答案】BC
【解析】
【詳解】A.雞蛋下落過程中動(dòng)量變化量大小和雞蛋與地面作用過程中動(dòng)量變化量相等,但方向相反,故A錯(cuò)誤;
B.雞蛋落地瞬間的速度大小
故B正確;
C.根據(jù)動(dòng)量定理
解得
故C正確;
D.雞蛋下落的過程中重力做功
下落時(shí)間
雞蛋下落的過程中重力做功的平均功率約為
故D錯(cuò)誤。
故選BC。
10. 在圖甲所示的電路中,電源的圖像對(duì)應(yīng)圖乙中的圖線,定值電阻的圖像對(duì)應(yīng)圖乙中的圖線,滑動(dòng)變阻器的總電阻為。下列說法正確的是( )
A. 電源的內(nèi)阻為
B. 當(dāng)時(shí),消耗的功率為1.2W
C. 當(dāng)時(shí),電源效率最高
D. 在時(shí),電源的輸出功率最大
【答案】AD
【解析】
【詳解】A.由閉合電路歐姆定律有
結(jié)合圖像a有
,
故A正確;
B.圖像中的圖線b的電阻
當(dāng)時(shí),由閉合電路歐姆定律有
消耗的功率為
故B錯(cuò)誤;
C.電源效率
可知,電流越小效率越高,則當(dāng)時(shí),電源效率最高,故C錯(cuò)誤;
D.電源輸出的功率為
由于
所以當(dāng)
電源的輸出功率最大,故D正確。
故選AD。
11. 在如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻恒定,、是定值電阻。閉合開關(guān)S,平行板電容器兩板間有一帶電液滴剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)。將滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng),理想電壓表V1、V2、V3的示數(shù)變化量的絕對(duì)值為、、,電流表A是理想電流表。下列說法正確的是( )
A. 電流表A示數(shù)變小,電壓表V2的示數(shù)變大
B
C. 定值電阻中有從流向的瞬間電流,帶電液滴將向上運(yùn)動(dòng)
D. 電源效率減小
【答案】AC
【解析】
【詳解】A.分析電路可知,當(dāng)開關(guān)S閉合,滑動(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián)后接在電源兩端;將滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大,電路總電阻變大,電路電流減小,理想電流表A示數(shù)減小;理想電壓表V1測(cè)量定值電阻兩端的電壓,據(jù)歐姆定律可得
電路電流減小,則變小,即理想電壓表示數(shù)減小;而理想電壓表V2測(cè)量電源的路端電壓,據(jù)閉合電路歐姆定律可得
電路電流減小,電源內(nèi)阻上分得的電壓變小,電源路端電壓增大,理想電壓表V2的示數(shù)增大,故A正確;
B.理想電壓表V3測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端電壓,據(jù)閉合電路歐姆定律可得
電路電流減小,則增大;理想電壓表V1測(cè)量定值電阻兩端的電壓,據(jù)歐姆定律可得
理想電壓表V2測(cè)量電源的路端電壓,據(jù)閉合電路歐姆定律可得

,,
所以
故B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)
可知電容器的電荷量Q增大,電容器充電,所以定值電阻中有從b流向a的瞬間電流,又
E增大,向上的電場(chǎng)力增大,則帶電液滴將向上運(yùn)動(dòng),故C正確;
D.電源效率
滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大,外電路總電阻變大,電源效率變大,故D錯(cuò)誤。
故選AC。
12. 如圖所示,質(zhì)量的滑塊B靜止放置于光滑平臺(tái)上,B的左端固定一輕質(zhì)彈簧。平臺(tái)右側(cè)有一質(zhì)量的小車C,其上表面與平臺(tái)等高,小車與水平面間的摩擦不計(jì)。光滑圓弧軌道半徑,連線與豎直方向夾角為60°,另一與B完全相同的滑塊A從點(diǎn)由靜止開始沿圓弧下滑。滑塊A滑至平臺(tái)上擠壓彈簧,彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)后滑塊B離開平臺(tái)滑上小車C且恰好未滑落,滑塊B與小車C之間的動(dòng)摩擦因數(shù),滑塊A、B可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度。下列說法正確的是( )
A. 滑塊A剛到平臺(tái)上的速度大小為3m/s
B. 該過程中彈簧彈性勢(shì)能的最大值為4.5J
C. 該過程中由于摩擦產(chǎn)生的熱量為8J
D. 小車C的長(zhǎng)度為0.6m
【答案】ABD
【解析】
【詳解】A.滑塊A自P點(diǎn)滑至平臺(tái)過程中,由動(dòng)能定理有
解得,滑塊A剛到平臺(tái)上的速度大小為
故A正確;
B.當(dāng)A、B速度大小相等時(shí)彈簧彈性勢(shì)能最大,由動(dòng)量守恒定律有
由能量守恒定律有
帶入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得,該過程中彈簧彈性勢(shì)能的最大值為
故B正確;
CD.彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)B與A分離,設(shè)分離時(shí)A的速度為,B的速度為,由動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒有
解得
B恰好未從小車C上滑落,即B到小車C右端時(shí)二者速度相同,由動(dòng)量守恒有
解得,B到小車C右端時(shí)二者相同的速度為
由能量守恒有

可得,小車C的長(zhǎng)度為
故C錯(cuò)誤D正確。
故選ABD。
三、非選擇題(本題共6小題,共60分)
13. 在驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置:將氣墊導(dǎo)軌放置在水平桌面上,氣墊導(dǎo)軌右側(cè)支點(diǎn)高度固定,左側(cè)支點(diǎn)高度可調(diào)節(jié),光電門1和光電門2相隔適當(dāng)距離安裝好,彈性滑塊A、B上方固定寬度均為的遮光條,測(cè)得滑塊A、B(包含遮光條)的質(zhì)量分別為和。
(1)如圖乙,用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條寬度_______mm;設(shè)遮光條通過光電門的時(shí)間為,則滑塊通過光電門的速度________(用、表示);
(2)在調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平時(shí),該同學(xué)開啟充氣泵,將一個(gè)滑塊輕放在導(dǎo)軌上,發(fā)現(xiàn)它向右加速運(yùn)動(dòng),此時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)左支點(diǎn)使其高度__________(選填“升高”或“降低”);實(shí)驗(yàn)中為確保碰撞后滑塊A不反彈,則、應(yīng)滿足的關(guān)系是________(填“>”“<”或“=”);
(3)氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平后,將滑塊B靜置于兩光電門之間且靠近光電門2的右側(cè)一端,滑塊A置于光電門1右側(cè),用手輕推一下滑塊A,使其向左運(yùn)動(dòng),與滑塊B發(fā)生碰撞后,滑塊B和A先后通過光電門2。光電計(jì)時(shí)裝置記錄下滑塊A的遮光條通過光電門1和光電門2的時(shí)間分別為和,滑塊B的遮光條通過光電門2的時(shí)間為。實(shí)驗(yàn)中若等式_________(用題目所給字母表示)成立,即可驗(yàn)證滑塊A、B在碰撞過程中動(dòng)量守恒。
【答案】(1) ①. 5.45 ②.
(2) ①. 降低 ②. >
(3)
【解析】
【小問1詳解】
[1]20分度游標(biāo)卡尺的精確值為,由圖乙可知,遮光條寬度為
[2]遮光條通過光電門的時(shí)間為,根據(jù)時(shí)間極短的平均速度等于瞬時(shí)速度,則滑塊通過光電門的速度為
【小問2詳解】
[1]開啟充氣泵,將一個(gè)滑塊輕放在導(dǎo)軌上,發(fā)現(xiàn)它向右加速運(yùn)動(dòng);說明左高右低,則應(yīng)調(diào)節(jié)左支點(diǎn)使其高度降低。
[2]實(shí)驗(yàn)中為確保碰撞后滑塊不反彈,則、應(yīng)滿足的關(guān)系是>。
【小問3詳解】
滑塊A碰撞前的速度大小為
滑塊A碰撞后的速度大小為
滑塊B碰撞后的速度大小為
根據(jù)動(dòng)量守恒可得
聯(lián)立可得實(shí)驗(yàn)中若等式

成立,即可驗(yàn)證滑塊A、B碰撞過程中動(dòng)量守恒。
14. 某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量一粗細(xì)均勻圓柱形合金電阻絲的電阻率,已知電阻絲的長(zhǎng)度為。
(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量電阻絲的直徑,其示數(shù)如圖甲所示,則直徑的測(cè)量值為______mm。
(2)用多用電表歐姆擋測(cè)量電阻絲的電阻,開始時(shí)選用“×10”的擋位測(cè)量發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角太大,擋位應(yīng)調(diào)整為______(填“×1”或“×100”)擋,正確調(diào)整擋位后經(jīng)過歐姆調(diào)零重新測(cè)量,指針如圖乙所示,此時(shí)電阻的測(cè)量值為______。
(3)為了比較精確測(cè)量電阻絲的電阻,實(shí)驗(yàn)室提供了下列器材:
A.電壓表V1(量程3V,內(nèi)阻約為);
B.電壓表V2(量程為15V,內(nèi)阻約為);
C.電流表A1(量程為100mA,內(nèi)阻約為);
D.電流表A2(量程為300mA,內(nèi)阻約為);
E.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍為);
F.電動(dòng)勢(shì)為4.5V的電源,內(nèi)阻不計(jì);
G.開關(guān)S,導(dǎo)線若干。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)電路,為比較精確測(cè)量電阻絲的電阻,電壓表應(yīng)選______,電流表應(yīng)選______;(填寫器材前對(duì)應(yīng)的字母序號(hào))
(4)若通過(3)測(cè)得電阻絲的電阻為,則可求得該電阻絲的電阻率為______(取3,結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
【答案】(1)1.834##1.385##1.836##1.387
(2) ① ×1 ②. 11.0
(3) ①. A ②. D
(4)
【解析】
【小問1詳解】
根據(jù)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)律,該讀數(shù)為
【小問2詳解】
[1]用“×10”的擋位測(cè)量發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角太大,表明通過的電流過大,即待測(cè)電阻過小,為了使指針指在中央刻線附近減小誤差,需要將擋位應(yīng)調(diào)整為小擋位,即擋位應(yīng)調(diào)整為×1;
[2]根據(jù)歐姆表的讀數(shù)規(guī)律,該讀數(shù)為
【小問3詳解】
[1]電源電動(dòng)勢(shì)為4.5V,為了減小電壓表的讀數(shù)誤差,需要選擇與電動(dòng)勢(shì)相差不多的量程,即電壓表選擇A;
[2]結(jié)合上述可知,待測(cè)電阻利用歐姆表測(cè)得阻值為,當(dāng)A電壓表達(dá)到滿偏時(shí),通過電阻的電流約為
為了確保電流表的安全與精度,電流表選擇量程300mA,即電流表選擇D。
【小問4詳解】
根據(jù)電阻的決定式有
其中
解得
15. 太陽(yáng)能汽車是一種環(huán)保型的“綠色汽車”,人們正致力研究并實(shí)施應(yīng)用。有一輛汽車靠太陽(yáng)能電池供電,該電池的太陽(yáng)能集光板面積,太陽(yáng)光垂直照射到地面上單位面積的輻射功率,太陽(yáng)能電池電動(dòng)勢(shì),內(nèi)阻。當(dāng)汽車在水平路面上勻速行駛時(shí),其太陽(yáng)能集光板正對(duì)太陽(yáng),測(cè)得電流強(qiáng)度,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的線圈電阻。在此行駛狀態(tài)下,求:
(1)汽車勻速行駛時(shí),太陽(yáng)能集光板把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率(保留三位有效數(shù)字);
(2)汽車勻速行駛時(shí),驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小問1詳解】
汽車勻速行駛時(shí)太陽(yáng)能電池的總功率為
太陽(yáng)能集光板的接收功率為
太陽(yáng)能集光板把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為
【小問2詳解】
根據(jù)閉合電路歐姆定律可得
則驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出的機(jī)械功率為
16. 如圖所示,一個(gè)輕質(zhì)彈簧上端固定,下端掛著用輕繩連接在一起的兩個(gè)物體A和B,輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為,兩物體的質(zhì)量、。某一時(shí)刻輕繩斷裂,之后物體A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中彈簧始終未超過彈性限度。已知從繩子斷裂到物體首次運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)所用的時(shí)間是,重力加速度大小為。求:
(1)從輕繩斷裂到物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)過程中,彈簧長(zhǎng)度改變了多少;
(2)取物體A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn),向上為正方向,建立坐標(biāo)軸,從輕繩斷裂開始計(jì)時(shí),寫出物體A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的函數(shù)表達(dá)式。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小問1詳解】
剛斷時(shí)
kx1=3mg
解得
此時(shí)彈簧為拉伸狀態(tài),在最高點(diǎn)根據(jù)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的對(duì)稱性
mg+kx2=2mg
解得
此時(shí)彈簧為壓縮狀態(tài),彈簧長(zhǎng)度改變
【小問2詳解】
物體A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅
簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期
向上為正方向,所以初相位為-,物體A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的函數(shù)表達(dá)式
17. 如圖所示,質(zhì)量為的軌道靜止在光滑水平面上,軌道和水平面間不固定。軌道水平部分的上表面粗糙,豎直部分為表面光滑的四分之一圓弧軌道,兩部分在點(diǎn)平滑連接,為軌道的最高點(diǎn)?,F(xiàn)有一質(zhì)量的小物塊從平板車的右端以水平向左的初速度滑上水平軌道,小物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)。已知軌道圓弧部分的半徑,小物塊處在軌道水平部分運(yùn)動(dòng)時(shí),軌道加速度與小物塊加速度大小之比為1:3,小物塊可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度。求:
(1)軌道的質(zhì)量;
(2)若小物塊恰能到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn),求水平軌道的長(zhǎng)度;
(3)在(2)的前提下,判斷小物塊能否從軌道上滑下來;如果能,求小物塊滑下來的速度;如果不能,求小物塊停在軌道的位置與的距離。
【答案】(1)
(2)
(3)不能,
【解析】
【小問1詳解】
小物塊處在軌道水平部分運(yùn)動(dòng)時(shí),設(shè)二者之間的摩擦力大小為f,則由牛頓第二定律得

求得
【小問2詳解】
因小物塊恰能到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn),所以小物塊到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)二者速度相等,設(shè)共同速度為,在整個(gè)過程中,根據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒有
聯(lián)立,求得
【小問3詳解】
假設(shè)軌道的水平部分足夠長(zhǎng),則二者最終將共速,設(shè)共速速度為,則從小物塊開始滑上軌道到最終二者共速的整個(gè)過程中,根據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒,有
求得

所以,小物塊不能從軌道上滑下來,小物塊停在軌道的位置與的距離為
18. 如圖所示,木板和物塊置于光滑水平地面上,的質(zhì)量,的質(zhì)量。固定光滑弧形軌道末端與木板的上表面所在平面相切且木板的左端與其緊靠在一起,木板的右端與物塊的距離為。某時(shí)刻,質(zhì)量為的滑塊從弧形軌道某處無(wú)初速度下滑,以水平速度滑上木板的上表面,滑塊與木板達(dá)到共同速度后,木板又與物塊發(fā)生彈性碰撞。已知滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),木板的長(zhǎng)度足夠長(zhǎng),使得滑塊不會(huì)從木板上滑下,滑塊和物塊可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度。求:
(1)滑塊下滑的高度;
(2)的范圍;
(3)滑塊、木板、物塊的最終速度;
(4)木板的最小長(zhǎng)度(保留三位有效數(shù)字)。
【答案】(1)3.2m
(2)
(3)AB的最終速度為2.375m/s,C的最終速度為5m/s (4)4.06m
【解析】
【小問1詳解】
滑塊A從弧形軌道下滑過程中,由機(jī)械能守恒定律
解得
h=3.2m
【小問2詳解】
滑塊A滑上木板B后,由于摩擦力作用,A做減速運(yùn)動(dòng),B做加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)AB速度相等時(shí),一起勻速運(yùn)動(dòng)。設(shè)A、B的共同速度為,以A的初速度方向?yàn)檎较?,由?dòng)量守恒定律得
解得
B從靜止到AB共速過程,由
由牛頓第二定律得該過程B的加速度
聯(lián)立解得
分析可知,s至少要大于或等于xB
【小問3詳解】
依題,木板B與物塊C發(fā)生彈性碰撞,碰撞過程中動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒,以B的初速度方向?yàn)檎较?,由?dòng)量守恒定律得
由機(jī)械能守恒定律得
解得
可知碰后C的速度大于B的速度,此后,二者不在相碰了,故C的最終速度為5m/s。碰后,對(duì)AB系統(tǒng),動(dòng)量守恒,設(shè)最終速度為v4,則
解得
故AB的最終速度為2.375m/s;
【小問4詳解】
設(shè)木板最小長(zhǎng)度為,從A滑上B開始到A、B、C最終速度時(shí),把ABC作為系統(tǒng),則能量守恒可知
解得

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