
注意事項:
1.答題前填寫好自己的姓名、班級、考號等信息
2.請將答案正確填寫在答題卡上
一、單選題
1. 外賣給現(xiàn)代人們的生活帶來了便利。一位外賣人員手提一盒質(zhì)量為m的外賣進入廂式電梯上樓或下樓,他手機中的加速度傳感器記錄了電梯某一段運動的加速度隨時間變化的圖像如圖所示,圖中已知,重力加速度為g,取豎直向上為正方向。下列說法正確的是( )
A. 時間段內(nèi),外賣人員處于超重狀態(tài),且電梯一定在加速上升
B. 質(zhì)量為m的外賣對外賣人員的手施加的最大拉力為
C. 時間段內(nèi),電梯一定處于勻速狀態(tài)
D. 時間段內(nèi),質(zhì)量為m外賣重力變小了
2. 一輛玩具汽車在水平地面上做直線運動,其速度與時間的關(guān)系如圖所示。已知玩具汽車的質(zhì)量為2kg,運動過程中受到的阻力始終為車重的0.1倍,取重力加速度。下列說法正確的是( )
A. 時,汽車距離出發(fā)點最遠
B. 時間內(nèi),牽引力對汽車做的功為54J
C. 時間內(nèi),剎車額外產(chǎn)生的制動力大小為6N
D. 時間內(nèi),汽車克服阻力做的功為28J
3. 某國產(chǎn)手機新品上市,持有該手機者即使在沒有地面信號的情況下,也可以撥打、接聽衛(wèi)星電話。為用戶提供語音、數(shù)據(jù)等衛(wèi)星通信服務(wù)的“幕后功臣”正是中國自主研制的“天通一號”衛(wèi)星系統(tǒng),該系統(tǒng)由“天通一號”01星、02星、03星三顆地球同步衛(wèi)星組成。已知地球的自轉(zhuǎn)周期為T,地球的半徑為R,該系統(tǒng)中的衛(wèi)星距離地面的高度為h,電磁波在真空中的傳播速度為c,引力常量為G。下列說法正確的是( )
A. 可求出地球的質(zhì)量為
B. “天通一號”01星的向心加速度小于靜止在赤道上的物體的向心加速度
C. “天通一號”01星若受到稀薄空氣阻力的影響,運行軌道會逐漸降低,運行速度會逐漸變小
D. 該手機向此衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)射信號后,至少需要經(jīng)過時間,手機才能接收到信號
4. 如圖所示為游樂項目中的一段滑索,滑索由固定的傾斜鋼索、可以沿鋼索運動的無動力滑車及滑車下的懸繩組成。懸繩質(zhì)量不計,游客坐上滑索后,由靜止開始下滑,穩(wěn)定后懸繩與豎直方向之間的夾角為,假設(shè)鋼索與水平方向之間的夾角為保持不變,則鋼索與滑車之間的動摩擦因數(shù)為( )
A. B.
C. D.
5. 氫原子能級躍遷可以幫助我們更好地理解宇宙的結(jié)構(gòu),并從中得到很多有價值的信息。大量氫原子處于n=4能級上,其能級圖如圖所示。下列關(guān)于這些氫原子能級躍遷過程中所發(fā)出的a、b、c三種光的說法正確的是( )
A. 用b光照射處于n=4能級的氫原子,氫原子會發(fā)生電離
B. b光光子的動量最大
C. 相同條件下,a光最容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
D. 在真空室中,c光的波長等于a、b兩光波長之和
6. 如圖所示是地月天體系統(tǒng),在月球外側(cè)的地月連線上存在一個特殊點,稱為拉格朗日點。在地球上發(fā)射一顆質(zhì)量為的人造衛(wèi)星至該點后,它受到地球、月球?qū)λ囊ψ饔?,并恰好和月球一起繞地球同角速度勻速圓周運動。已知相對于地球質(zhì)量M和月球質(zhì)量m來說,很小,所以衛(wèi)星對地球和月球的引力不影響地球和月球的運動。設(shè)地心、月心間距為L,月心到該拉格朗日點的距離為d,則( )
A. 該衛(wèi)星的線速度比月球的線速度小
B. 該衛(wèi)星的向心加速度比月球的向心加速度小
C. 該衛(wèi)星的發(fā)射速度大于第二宇宙速度11.2km/s
D. 題中物理量滿足等式
7. 如圖所示家用燃氣爐架有四個爪,若將總質(zhì)量為m的鍋放在爐架上,忽略爪與鍋之間的摩擦力,設(shè)鍋為半徑為R的球面,下列說法正確的是( )
A. 每個爪對鍋的彈力方向豎直向上
B. 每個爪與鍋之間的彈力等于
C. R越大,燃氣爐架對鍋彈力越大
D. R越大,燃氣爐架對鍋的彈力越小
二、多選題
8. 在豎直平面內(nèi)有一方向斜向上且與水平方向夾角為的勻強電場,電場中有一質(zhì)量為,電荷量為的帶電小球,用長為的不可伸長的絕緣細線懸掛于點,如圖所示。開始時小球靜止在點,細線恰好水平?,F(xiàn)用外力將小球拉到最低點,然后由靜止釋放,重力加速度為,則以下判斷正確的是( )
A. 小球再次到點時,速度剛好為零
B. 小球從到過程中,合外力對它做的功為
C. 如果小球運動到點時,細線突然斷裂,小球?qū)⒆鰟蜃兯僦本€運動
D 小球從到過程中,其機械能增加了
9. 如圖所示,與水平面成角的傳送帶正以的速度順時針勻速運行,傳送帶長?,F(xiàn)每隔把質(zhì)量的工件(各工作均相同,且可視為質(zhì)點)輕放在傳送帶上,在傳送帶的帶動下,工件向上運動。穩(wěn)定工作時當一個工件到達B端取走時恰好在A端又放上一個工件,工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù),取,下列說法正確的是( )
A. 工件在傳送帶上時,先受到向上的滑動摩擦力,后受到向上的靜摩擦力
B. 兩個工件間的最大距離為0.5m
C. 兩個工件間的最小距離為1.25m
D. 穩(wěn)定工作時,電動機因傳送工件而輸出的功率為1000W
10. 單擺在豎直平面內(nèi)擺動,當擺線與豎直方向的夾角為θ時,用拉力傳感器可實時測出擺線拉力F,得到F與csθ的圖像為如圖所示的一段線段。重力加速度大小為g,不計空氣阻力。下列說法正確的是( )
A. 單擺最大擺角為30°B. 擺球重力為1N
C. 擺球的最大加速度為gD. 擺長為1m
三、實驗題
11. 某校物理小組嘗試利用智能手機對豎直面內(nèi)的圓周運動進行拓展探究。實驗裝置如圖甲所示,輕繩一端連接拉力傳感器,另一端連接智能手機,把手機拉開一定角度,由靜止釋放,手機在豎直面內(nèi)擺動過程中,手機中的陀螺儀傳感器可以采集角速度實時變化的數(shù)據(jù)并輸出圖像,同時,拉力傳感器可以采集輕繩拉力實時變化的數(shù)據(jù)并輸出圖像。經(jīng)查閱資料可知,面向手機屏幕,手機逆時針擺動時陀螺儀傳感器記錄的角速度為正值,反之為負值
(1)某次實驗,手機輸出的角速度隨時間變化的圖像如圖乙所示,由此可知在時間段內(nèi) 。(多選)
A. 手機20次通過最低點B. 手機做阻尼振動
C. 手機振幅不變D. 手機振動的周期越來越小
(2)為進一步拓展研究,分別從力傳感器輸出圖和手機角速度-時間圖中讀取幾對手機運動到最低點時的拉力和角速度的數(shù)據(jù),并在坐標圖中以(單位:N)為縱坐標、(單位:)為橫坐標進行描點,請在圖中作出的圖像____。
(3)根據(jù)圖像求得實驗所用手機的質(zhì)量為____kg,手機重心做圓周運動的半徑為____m。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字,重力加速度)
12. 某同學要將一量程為的毫安表改裝為量程為的電流表。毫安表內(nèi)阻約為,先利用圖(a)所示的電路測量毫安表的內(nèi)阻,測量后經(jīng)計算將一阻值為的電阻與毫安表連接,進行改裝。然后利用一標準電流表與改裝表串聯(lián),對改裝后的電表進行檢測。
實驗室為其提供以下可供選擇的實驗器材
A.電源(電動勢,內(nèi)阻可忽略) B.電源(電動勢,內(nèi)阻可忽略)
C.滑動變阻器(阻值范圍) D.滑動變阻器(阻值范圍)
(1)①為了提高毫安表內(nèi)阻測量的精度,盡可能的減少實驗誤差。電源應(yīng)選__________,滑動變阻器應(yīng)選__________(均用器材前的序號字母表示);
②先閉合開關(guān)斷開開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器使得毫安表滿偏;再閉合,調(diào)節(jié)電阻箱,當毫安表示數(shù)為滿偏時,電阻箱的示數(shù)為,毫安表內(nèi)阻的測量值為__________,電阻__________結(jié)果均保留2位有效數(shù)字);
(2)當標準電流表的示數(shù)為時,毫安表的指針位置如圖(b)所示,由此可以推測出改裝的電表量程不是預(yù)期值,要達到預(yù)期目的,無論測得的內(nèi)阻值是否正確,都不必重新測量,只需要將阻值為的電阻換為一個阻值為的電阻即可,其中__________。
四、解答題
13. 某次一潛泳愛好者潛游到的深水處,呼出一個體積為的氣泡,氣泡緩慢上浮到水面,氣泡內(nèi)氣體可視為理想氣體,深水處的溫度為7℃,水面溫度為27℃。已知水的密度為,g取,大氣壓強為,(計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字),求:
(1)氣泡在深水處氣體的壓強大??;
(2)氣泡上升到水面時氣泡的體積大小;
(3)氣泡上升過程中,氣泡內(nèi)氣體從水中吸收熱量8J,氣泡內(nèi)的氣體對水做功0.16J,求此過程中氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能的變化量。
14. 一宇航員抵達一半徑為的星球表面后,為了測定該星球的質(zhì)量,做如下的實驗,取一根細線穿過光滑的細直管,細線一端栓一質(zhì)量為的砝碼,另一端連在一固定的測力計上,手握細線直管掄動砝碼,使它在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動,停止掄動細直管。砝碼可繼續(xù)在同一豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動。如圖所示,此時觀察測力計得到當砝碼運動到圓周的最低點和最高點兩位置時,測力計得到當砝碼運動到圓周的最低點和最高點兩位置時,測力計的讀數(shù)差為。已知引力常量為,試根據(jù)題中所提供的條件和測量結(jié)果,求:
(1)該星球表面重力加速度;
(2)該星球的質(zhì)量。
(3)該星球的第一宇宙速度
15. 2022年8月,重慶的一場山火引發(fā)全國關(guān)注,期間涌現(xiàn)的一批摩托車少年給全國人民帶來巨大的正能量。一運送物資的救援車在筆直的公路上以的速度勻速行駛,途中不慎掉落一包物資。后方一摩托車少年發(fā)現(xiàn)并撿起物資后鳴笛示警,同時啟動摩托車并用最短時間追趕救援車,此時救援車在其前方處,救援車司機在摩托車鳴笛后經(jīng)開始制動剎車,最終兩車停在同一地點完成交接。已知救援車剎車的加速度大小為,摩托車啟動和剎車的加速度大小均為。求:
(1)少年鳴笛后救援車運動的距離;
(2)少年鳴笛后摩托車與汽車到達交接地點的時間差。
2025屆高三一模
物理
注意事項:
1.答題前填寫好自己的姓名、班級、考號等信息
2.請將答案正確填寫在答題卡上
一、單選題
1. 外賣給現(xiàn)代人們生活帶來了便利。一位外賣人員手提一盒質(zhì)量為m的外賣進入廂式電梯上樓或下樓,他手機中的加速度傳感器記錄了電梯某一段運動的加速度隨時間變化的圖像如圖所示,圖中已知,重力加速度為g,取豎直向上為正方向。下列說法正確的是( )
A. 時間段內(nèi),外賣人員處于超重狀態(tài),且電梯一定在加速上升
B. 質(zhì)量為m的外賣對外賣人員的手施加的最大拉力為
C. 時間段內(nèi),電梯一定處于勻速狀態(tài)
D. 時間段內(nèi),質(zhì)量為m的外賣重力變小了
【答案】B
【解析】
【詳解】A.時間段內(nèi),外賣人員處于超重狀態(tài),電梯可能在加速上升,也可能在減速下降,故A錯誤;
B.在時間段內(nèi),外賣處于超重狀態(tài),最大加速度為,由牛頓第二定律
故最大拉力為
故B正確;
C.時間段內(nèi),加速度為零,電梯可能處于勻速狀態(tài),也可能停在某一層處于靜止狀態(tài),故C錯誤;
D.時間段內(nèi),質(zhì)量為m的外賣處于失重狀態(tài),但重力不變,故D錯誤。
故選B。
2. 一輛玩具汽車在水平地面上做直線運動,其速度與時間的關(guān)系如圖所示。已知玩具汽車的質(zhì)量為2kg,運動過程中受到的阻力始終為車重的0.1倍,取重力加速度。下列說法正確的是( )
A. 時,汽車距離出發(fā)點最遠
B. 時間內(nèi),牽引力對汽車做的功為54J
C. 時間內(nèi),剎車額外產(chǎn)生的制動力大小為6N
D. 時間內(nèi),汽車克服阻力做的功為28J
【答案】B
【解析】
【詳解】A.由圖像可知,時速度為零,即汽車距離出發(fā)點最遠,故A錯誤;
B.圖像與時間軸圍成的面積表示位移,時間內(nèi),汽車的位移大小為
由動能定理可得
其中,解得時間內(nèi)牽引力對汽車做的功
故B正確;
C.時間內(nèi)由圖像可知加速度大小為
由牛頓第二定律可得
可得因剎車額外產(chǎn)生的制動力的大小為
F=4N
故C錯誤;
D.根據(jù)圖像可知,時間內(nèi),汽車路程
克服阻力做的功
故D錯誤。
故選B。
3. 某國產(chǎn)手機新品上市,持有該手機者即使在沒有地面信號的情況下,也可以撥打、接聽衛(wèi)星電話。為用戶提供語音、數(shù)據(jù)等衛(wèi)星通信服務(wù)的“幕后功臣”正是中國自主研制的“天通一號”衛(wèi)星系統(tǒng),該系統(tǒng)由“天通一號”01星、02星、03星三顆地球同步衛(wèi)星組成。已知地球的自轉(zhuǎn)周期為T,地球的半徑為R,該系統(tǒng)中的衛(wèi)星距離地面的高度為h,電磁波在真空中的傳播速度為c,引力常量為G。下列說法正確的是( )
A. 可求出地球的質(zhì)量為
B. “天通一號”01星的向心加速度小于靜止在赤道上的物體的向心加速度
C. “天通一號”01星若受到稀薄空氣阻力的影響,運行軌道會逐漸降低,運行速度會逐漸變小
D. 該手機向此衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)射信號后,至少需要經(jīng)過時間,手機才能接收到信號
【答案】D
【解析】
【詳解】A.根據(jù)萬有引力提供向心力,有
可知地球的質(zhì)量為
故A錯誤;
B.根據(jù)
可知“天通一號”01星的向心加速度
靜止在赤道上的物體的向心加速度
則,故B錯誤;
C. “天通一號”01星若受到阻力的影響,運行軌道會逐漸降低,即軌道半徑會逐漸減小,根據(jù)
有
可知r變小,v變大,故C錯誤;
D. 該手機信號從發(fā)射到返回至該手機,路程至少為2h,所需時間至少為
故D正確。
故選D。
4. 如圖所示為游樂項目中的一段滑索,滑索由固定的傾斜鋼索、可以沿鋼索運動的無動力滑車及滑車下的懸繩組成。懸繩質(zhì)量不計,游客坐上滑索后,由靜止開始下滑,穩(wěn)定后懸繩與豎直方向之間的夾角為,假設(shè)鋼索與水平方向之間的夾角為保持不變,則鋼索與滑車之間的動摩擦因數(shù)為( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】令滑車質(zhì)量為M,游客質(zhì)量為m,對滑車與游客整體進行分析有
結(jié)合幾何關(guān)系,對游客進行分析有
,
解得
故選A。
5. 氫原子能級躍遷可以幫助我們更好地理解宇宙的結(jié)構(gòu),并從中得到很多有價值的信息。大量氫原子處于n=4能級上,其能級圖如圖所示。下列關(guān)于這些氫原子能級躍遷過程中所發(fā)出的a、b、c三種光的說法正確的是( )
A. 用b光照射處于n=4能級的氫原子,氫原子會發(fā)生電離
B. b光光子的動量最大
C. 相同條件下,a光最容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
D. 在真空室中,c光的波長等于a、b兩光波長之和
【答案】A
【解析】
【詳解】A.光的光子能量為
故用光照射處于能級的氫原子,氫原子會發(fā)生電離,故A正確;
C.由能級圖可知,光的頻率最高,光的頻率最低,結(jié)合可知光波長最短,光波長最長,條件相同時,光最容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,故C錯誤;
B.結(jié)合光子動量可知,光光子的動量最大,故B錯誤;
D.根據(jù)題意有
,,
由圖可知
則有
故D錯誤。
故選A。
6. 如圖所示是地月天體系統(tǒng),在月球外側(cè)的地月連線上存在一個特殊點,稱為拉格朗日點。在地球上發(fā)射一顆質(zhì)量為的人造衛(wèi)星至該點后,它受到地球、月球?qū)λ囊ψ饔?,并恰好和月球一起繞地球同角速度勻速圓周運動。已知相對于地球質(zhì)量M和月球質(zhì)量m來說,很小,所以衛(wèi)星對地球和月球的引力不影響地球和月球的運動。設(shè)地心、月心間距為L,月心到該拉格朗日點的距離為d,則( )
A. 該衛(wèi)星的線速度比月球的線速度小
B. 該衛(wèi)星的向心加速度比月球的向心加速度小
C. 該衛(wèi)星的發(fā)射速度大于第二宇宙速度11.2km/s
D 題中物理量滿足等式
【答案】D
【解析】
【詳解】A.衛(wèi)星和月球的角速度相同,根據(jù),該衛(wèi)星的線速度比月球的線速度大,故A錯誤;
B.根據(jù),該衛(wèi)星的向心加速度比月球的向心加速度大,故B錯誤;
C.當物體(航天器)飛行速度達到11.2km/s時,就可以擺脫地球引力的束縛,飛離地球進入環(huán)繞太陽運行的軌道,所以該衛(wèi)星的發(fā)射速度小于第二宇宙速度11.2km/s,故C錯誤;
D.對衛(wèi)星,向心力
對月球,向心力
聯(lián)立得
故D正確
故選D。
7. 如圖所示的家用燃氣爐架有四個爪,若將總質(zhì)量為m的鍋放在爐架上,忽略爪與鍋之間的摩擦力,設(shè)鍋為半徑為R的球面,下列說法正確的是( )
A. 每個爪對鍋的彈力方向豎直向上
B. 每個爪與鍋之間的彈力等于
C. R越大,燃氣爐架對鍋的彈力越大
D. R越大,燃氣爐架對鍋的彈力越小
【答案】D
【解析】
【詳解】A.根據(jù)彈力的特點可知每個爪對鍋的彈力方向過接觸點指向球心方向,故A錯誤;
B.設(shè)每個爪與鍋之間的彈力F方向與水平方向夾角為,豎直方向根據(jù)平衡條件有
解得
故B錯誤;
CD.設(shè)正對的一對爪之間的距離為,可知
結(jié)合前面分析得
因為d不變,故可知當R越大時,F(xiàn)越小,故C錯誤,D正確。
故選D。
二、多選題
8. 在豎直平面內(nèi)有一方向斜向上且與水平方向夾角為的勻強電場,電場中有一質(zhì)量為,電荷量為的帶電小球,用長為的不可伸長的絕緣細線懸掛于點,如圖所示。開始時小球靜止在點,細線恰好水平?,F(xiàn)用外力將小球拉到最低點,然后由靜止釋放,重力加速度為,則以下判斷正確的是( )
A. 小球再次到點時,速度剛好為零
B. 小球從到過程中,合外力對它做的功為
C. 如果小球運動到點時,細線突然斷裂,小球?qū)⒆鰟蜃兯僦本€運動
D. 小球從到過程中,其機械能增加了
【答案】BD
【解析】
【詳解】A.當小球靜止于點時,細線恰好水平,說明重力和電場力的合力方向水平向右,小球從到過程中,細線拉力不做功,只有電場力和小球重力做功,它們的合力也是恒力,方向水平向右,所以小球到最右邊時,速度最大,而不是零,A錯誤;
B.電場力與重力合力為
這個方向上位移為,所以合外力做功為
B正確;
C.若小球運動到點時,細線突然斷裂,速度方向豎直向上,合外力水平向右,做勻變速曲線運動,故C錯誤。
D.合外力做功為,由動能定理知動能增加量為,重力勢能增加量為,則機械能增加量等于動能增加量和重力勢能增加量之和,即其機械能增加了,D正確。
故選BD。
9. 如圖所示,與水平面成角的傳送帶正以的速度順時針勻速運行,傳送帶長?,F(xiàn)每隔把質(zhì)量的工件(各工作均相同,且可視為質(zhì)點)輕放在傳送帶上,在傳送帶的帶動下,工件向上運動。穩(wěn)定工作時當一個工件到達B端取走時恰好在A端又放上一個工件,工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù),取,下列說法正確的是( )
A. 工件在傳送帶上時,先受到向上的滑動摩擦力,后受到向上的靜摩擦力
B. 兩個工件間的最大距離為0.5m
C. 兩個工件間的最小距離為1.25m
D. 穩(wěn)定工作時,電動機因傳送工件而輸出的功率為1000W
【答案】ABD
【解析】
【詳解】A.工件放到傳送帶時,工件相對傳送帶向下運動,受到向上的滑動摩擦力,工件速度和傳送帶速度相同時,相對傳送帶靜止,受到向上的靜摩擦力,故A正確;
B.兩工件間的最大距離為
故B正確,
C.剛開始加速0.1s的兩個工件間距離最小,加速過程,由牛頓第二定律可得
代入數(shù)據(jù)可得
由位移公式
代入數(shù)據(jù)可得
故C錯誤;
D.穩(wěn)定工作時,每一個內(nèi),傳送帶等效傳送一個工件。而每傳送一個工件電動需做的功等于一個件由底部傳到頂部過程中其機械能的增量與摩擦產(chǎn)生的熱量之和。則有
聯(lián)立解得
則穩(wěn)定工作時,電動機因傳送工件而輸出的功率為
故D正確。
故選ABD。
10. 單擺在豎直平面內(nèi)擺動,當擺線與豎直方向的夾角為θ時,用拉力傳感器可實時測出擺線拉力F,得到F與csθ的圖像為如圖所示的一段線段。重力加速度大小為g,不計空氣阻力。下列說法正確的是( )
A. 單擺最大擺角為30°B. 擺球重力為1N
C. 擺球的最大加速度為gD. 擺長為1m
【答案】BC
【解析】
【詳解】AB.設(shè)擺長為L,擺球質(zhì)量為m,最大擺角為θ0,當擺線與豎直方向的夾角為時θ,設(shè)擺球速度為v,擺線拉力為F,由機械能守恒知
由向心力公式知
可得
當θ=0時,擺線拉力最大,有
當θ=θ0時,擺線拉力最小,有
可得
,,
故A錯誤,B正確;
C.當θ=0時,擺球加速度最大,有
可得
故C正確;
D.由前述分析可知,擺線最大拉力、最小拉力與擺長無關(guān),根據(jù)題圖中信息無法求出擺長,故D錯誤。
故選BC。
三、實驗題
11. 某校物理小組嘗試利用智能手機對豎直面內(nèi)的圓周運動進行拓展探究。實驗裝置如圖甲所示,輕繩一端連接拉力傳感器,另一端連接智能手機,把手機拉開一定角度,由靜止釋放,手機在豎直面內(nèi)擺動過程中,手機中的陀螺儀傳感器可以采集角速度實時變化的數(shù)據(jù)并輸出圖像,同時,拉力傳感器可以采集輕繩拉力實時變化的數(shù)據(jù)并輸出圖像。經(jīng)查閱資料可知,面向手機屏幕,手機逆時針擺動時陀螺儀傳感器記錄的角速度為正值,反之為負值
(1)某次實驗,手機輸出的角速度隨時間變化的圖像如圖乙所示,由此可知在時間段內(nèi) 。(多選)
A. 手機20次通過最低點B. 手機做阻尼振動
C. 手機振幅不變D. 手機振動的周期越來越小
(2)為進一步拓展研究,分別從力傳感器輸出圖和手機角速度-時間圖中讀取幾對手機運動到最低點時的拉力和角速度的數(shù)據(jù),并在坐標圖中以(單位:N)為縱坐標、(單位:)為橫坐標進行描點,請在圖中作出的圖像____。
(3)根據(jù)圖像求得實驗所用手機的質(zhì)量為____kg,手機重心做圓周運動的半徑為____m。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字,重力加速度)
【答案】(1)AB (2) ①. 0.19##0.20##0.21 ②. 0.29##0.30##0.31
【解析】
【小問1詳解】
A.通過最低點時角速度應(yīng)達到峰值,由圖乙可知,在時間內(nèi)手機20次通過最低點,故A正確;
BC.由題意知手機的角速度會隨著振幅的減小而衰減,根據(jù)圖乙可知,手機的角速度隨著時間在衰減,可知手機在做阻尼振動,故B正確,C錯誤;
D.阻尼振動的周期不變,其周期由系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定,故D錯誤。
故選AB。
【小問2詳解】
短時間內(nèi)在不考慮其振動衰減的情況下,在最低點對手機由牛頓第二定律有
解得
式中L為懸點到手機重心的距離,根據(jù)上式可知,手機運動到最低點時的拉力和角速度的平方呈線性變化,作圖時應(yīng)用平滑的直線將各點跡連接起來,不能落在圖像上的點跡應(yīng)使其均勻的分布在圖線的兩側(cè),有明顯偏差的點跡直接舍去,做出的圖像如圖所示
【小問3詳解】
[1][2]根據(jù)圖像結(jié)合其函數(shù)關(guān)系可得
解得
12. 某同學要將一量程為的毫安表改裝為量程為的電流表。毫安表內(nèi)阻約為,先利用圖(a)所示的電路測量毫安表的內(nèi)阻,測量后經(jīng)計算將一阻值為的電阻與毫安表連接,進行改裝。然后利用一標準電流表與改裝表串聯(lián),對改裝后的電表進行檢測。
實驗室為其提供以下可供選擇的實驗器材
A.電源(電動勢,內(nèi)阻可忽略) B.電源(電動勢,內(nèi)阻可忽略)
C.滑動變阻器(阻值范圍) D.滑動變阻器(阻值范圍)
(1)①為了提高毫安表內(nèi)阻測量的精度,盡可能的減少實驗誤差。電源應(yīng)選__________,滑動變阻器應(yīng)選__________(均用器材前的序號字母表示);
②先閉合開關(guān)斷開開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器使得毫安表滿偏;再閉合,調(diào)節(jié)電阻箱,當毫安表示數(shù)為滿偏時,電阻箱的示數(shù)為,毫安表內(nèi)阻的測量值為__________,電阻__________結(jié)果均保留2位有效數(shù)字);
(2)當標準電流表的示數(shù)為時,毫安表的指針位置如圖(b)所示,由此可以推測出改裝的電表量程不是預(yù)期值,要達到預(yù)期目的,無論測得的內(nèi)阻值是否正確,都不必重新測量,只需要將阻值為的電阻換為一個阻值為的電阻即可,其中__________。
【答案】(1) ①. B ②. D ③. 99 ④. 1.0
(2)
【解析】
【小問1詳解】
[1][2]根據(jù)實驗原理,當閉合后,電路總電阻會減小,總電流會變大,當毫安表的指針偏轉(zhuǎn)到量程三分之二位置時,通過電阻箱的電流會大于毫安表讀數(shù)一半,產(chǎn)生誤差,為了使閉合后電路總電阻變化小,則滑動變阻器接入電路中的阻值應(yīng)盡可能大,同時毫安表又要能調(diào)節(jié)到滿偏,則所用電源的電動勢應(yīng)該較大,應(yīng)選用,即選B?;瑒幼冏杵鲬?yīng)選阻值較大的,即選D。
[3]可認為通過毫安表的電流等于電阻箱的電流的2倍,則毫安表的電阻等于電阻箱電阻值的一半,即
解得毫安表的測量值為
[4]根據(jù)電流表改裝原理
解得
【小問2詳解】
由圖可知改裝電流表示數(shù)為,根據(jù)
改裝電表的實際量程為
和的電壓相等,則
解得
四、解答題
13. 某次一潛泳愛好者潛游到的深水處,呼出一個體積為的氣泡,氣泡緩慢上浮到水面,氣泡內(nèi)氣體可視為理想氣體,深水處的溫度為7℃,水面溫度為27℃。已知水的密度為,g取,大氣壓強為,(計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字),求:
(1)氣泡在的深水處氣體的壓強大??;
(2)氣泡上升到水面時氣泡的體積大小;
(3)氣泡上升過程中,氣泡內(nèi)氣體從水中吸收熱量8J,氣泡內(nèi)的氣體對水做功0.16J,求此過程中氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能的變化量。
【答案】(1)
(2)2.1cm3 (3)7.8J
【解析】
【詳解】(1)氣泡在深水處氣體的壓強大小為
代入數(shù)據(jù)解得
(2)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程
,,
,
代入數(shù)據(jù)解得
(3)根據(jù)熱力學第一定律
其中,
代入數(shù)據(jù)解得
14. 一宇航員抵達一半徑為的星球表面后,為了測定該星球的質(zhì)量,做如下的實驗,取一根細線穿過光滑的細直管,細線一端栓一質(zhì)量為的砝碼,另一端連在一固定的測力計上,手握細線直管掄動砝碼,使它在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動,停止掄動細直管。砝碼可繼續(xù)在同一豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動。如圖所示,此時觀察測力計得到當砝碼運動到圓周的最低點和最高點兩位置時,測力計得到當砝碼運動到圓周的最低點和最高點兩位置時,測力計的讀數(shù)差為。已知引力常量為,試根據(jù)題中所提供的條件和測量結(jié)果,求:
(1)該星球表面重力加速度;
(2)該星球的質(zhì)量。
(3)該星球的第一宇宙速度
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小問1詳解】
設(shè)砝碼在最高點細線的拉力為F1,速度為v1,根據(jù)牛頓第二定律
設(shè)砝碼在最低點細線的拉力為F2,速度為v2,同理
由機械能守恒定律得
聯(lián)立以上式子解得
【小問2詳解】
在星球表面,萬有引力近似等于重力
又
聯(lián)立解得
【小問3詳解】
由
聯(lián)立求得
15. 2022年8月,重慶的一場山火引發(fā)全國關(guān)注,期間涌現(xiàn)的一批摩托車少年給全國人民帶來巨大的正能量。一運送物資的救援車在筆直的公路上以的速度勻速行駛,途中不慎掉落一包物資。后方一摩托車少年發(fā)現(xiàn)并撿起物資后鳴笛示警,同時啟動摩托車并用最短時間追趕救援車,此時救援車在其前方處,救援車司機在摩托車鳴笛后經(jīng)開始制動剎車,最終兩車停在同一地點完成交接。已知救援車剎車的加速度大小為,摩托車啟動和剎車的加速度大小均為。求:
(1)少年鳴笛后救援車運動的距離;
(2)少年鳴笛后摩托車與汽車到達交接地點的時間差。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小問1詳解】
少年鳴笛后救援車運動的距離為
【小問2詳解】
摩托車前進的距離為
設(shè)摩托車啟動時間和剎車時間,根據(jù)運動學公式有
,
求得
救援車運動時間
少年鳴笛后摩托車與汽車到達交接地點的時間差
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