山东省省级联考2023-2024学年高二上学期12月月考 物理(原卷版+解析版)

文档属性

名称 山东省省级联考2023-2024学年高二上学期12月月考 物理(原卷版+解析版)
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资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2024-01-05 10:58:49

文档简介

高二年级教学质量检测联合调考
物理
本试卷满分100分,考试用时90分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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。
4.本试卷主要考试内容:人教版必修第三册第十一章至第十三章,选择性必修第一册前三章。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 我国研制的055新型防空驱逐舰采用“双波段(X波段和S波段)”雷达系统,雷达发射的X波段的频率为8GHz~12GHz,S波段的频率为2GHz~4GHz,下列说法正确的是()
A. 在空气中X波段的传播速度大于S波段的
B. 在空气中S波段的波长比X波段的更短
C. S波段和X波段的频率都比紫外线的小
D. X波段能量子的能量比S波段能量子的能量小
2. 如图甲所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在光滑水平地面上A、B两点之间做简谐运动。取水平向右为正方向,振子的位移x随时间t的变化关系如图乙所示,下列说法正确的是()
A. t=0.8s时,振子受到的回复力最大
B. t=0.2s和t=0.6s时,振子速度相同
C. t=1.3s时振子正在向右做加速度减小的加速运动
D. 1.2s~1.6s时间内,振子速度逐渐减小
3. 如图所示,电源的电动势和内阻恒定不变,R1、R2和R3都是定值电阻,R是滑动变阻器,V1、V2和A都是理想电表。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片自图示位置向左缓慢滑动时,下列说法正确的是()
A. 电流表A的示数减小
B. 流过电阻R2的电流减小
C. 电压表V1的示数减小
D. 电压表V2的示数增大
4. 水面上的两列波在某时刻的叠加情况如图所示,以波源、为圆心的两组同心圆弧分别表示该时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线),已知的振幅为5cm,的振幅为3cm,下列说法正确的是()
A. 质点A振动减弱 B. 质点A振动加强,质点D振动减弱
C. 再过半个周期,质点C是振动加强点 D. 质点B的振幅为2cm
5. 一个共振筛如图甲所示,该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电动偏心轮的电压,可使偏心轮转速提高,增加筛子的质量,筛子的固有周期随之增大。某段时间内偏心轮的转速是60r/min,下列说法正确的是()
A. 共振筛此时的频率是0.8Hz
B. 适当减小筛子质量,可以使筛子的振幅增大
C. 增大偏心轮的转速,可以使筛子的振幅增大
D. 适当增大偏心轮的电压,可以使筛子的振幅增大
6. 如图所示,一学生练习用脚颠球,足球自静止开始下落0.8m后被颠起,足球离开脚沿竖直方向运动,向上运动的最大高度为0.45m。已知足球的质量为0.4kg,足球与脚的作用时间为0.1s,取重力加速度大小g=10m/s2,不计空气阻力,下列说法正确的是()
A. 足球与脚作用的过程中,足球的动量变化量大小为0.4kg·m/s
B. 在足球下落和足球上升的过程中,重力冲量的方向相反
C. 足球上升过程中重力的冲量大于足球下落过程中重力的冲量
D. 足球与脚作用的过程中,脚对足球的平均作用力大小为32N
7. 如图所示是某一直流电动机提升重物的示意图,重物质量,电源提供给电动机的电压,不计各种摩擦,当电动机以的恒定速率向上提升重物时,电动机的输入功率为1100W,重力加速度g取,则()
A. 电动机线圈的电阻是 B. 电动机提升重物的功率为200W
C. 电动机的发热功率为900W D. 电动机的输入电流为4A
8. 如图所示,一质量为m的物块B静止于水平地面上的P点,P点左侧地面光滑,一质量为km(k>1)的物块A以初速度v0从P点左侧向右撞向物块B,与B发生弹性碰撞后将物块A拿走。已知物块B在P点右侧运动时所受阻力大小与物块B的速率始终成正比(f=nv,n为已知常数),物块A、B均可视为质点,则碰后物块B的位移大小为()
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 地震容易引发海啸等次生灾害,假设因地震产生的一列地震横波在t=0.05s时刻的波形图如图甲所示,波上质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是()
A. 该波正沿x轴正方向传播
B. 质点P和平衡位置在原点O的质点振动方向总是相反的
C. 该列波的传播速度为1.5km/s
D. 0.05s~0.45s内质点P通过的路程为15m
10. 近几年世界上对新材料的研究和发现有很多,新材料可以帮助人类的科技发展和提高人们的生活水平。某科研小组研究一块均匀的长方体新材料,长为,宽为,厚为。电流沿方向时测得样品的电阻为,则下列说法正确的是()
A. 样品的电阻率为 B. 样品的电阻率为
C. 电流沿方向时样品的电阻为 D. 电流沿方向时样品的电阻为
11. 滑板运动是由冲浪运动演变而成的一种极限运动项目。如图所示,一同学在水平地面上进行滑板练习,该同学站在滑板A前端以20m/s的共同速度向右做匀速直线运动,在滑板A正前方有一静止的滑板B。在滑板A接近滑板B时,该同学迅速从滑板A跳上滑板B,接着又从滑板B跳回滑板A,两滑板恰好不相撞(以相同速度运动)。该同学的质量为45kg,两滑板的质量均为2.5kg,不计滑板与地面间的摩擦,下列说法正确的是()
A. 上述过程中该同学与滑板A和滑板B组成的系统水平方向上动量守恒
B. 该同学跳上滑板B后,他和滑板B的速度大小为19m/s
C. 该同学从滑板A跳上滑板B后,滑板A的速度小于19m/s
D. 该同学跳离滑板B过程中,对滑板B的冲量小于47.5N·s
12. 如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100Ω,R2阻值未知,R3为一滑动变阻器。当滑动变阻器的滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过电流的变化图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的,则下列说法正确的是()
A. 电源的电动势20V B. 电源的内阻10Ω
C. 定值电阻R2的阻值为4Ω D. 滑动变阻器的最大阻值为300Ω
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. “求知”学习小组利用单摆来测量当地的重力加速度,同学们利用力传感器设计的实验装置如图甲所示。
(1)邹同学用游标卡尺测量小球直径的示数如图乙所示,则该摆球的直径d=______mm。
(2)实验小组的同学用计算机相应软件得到细线上的拉力F的大小随时间t变化的图线如图丙所示,则该单摆的周期T=______s。
(3)实验小组的同学们改变细线的长度多次进行实验,测出不同摆长L和对应振动周期T,作出L-T2的图像为一条过坐标原点且斜率为k的直线,则当地的重力加速度大小g=______(用k表示)。
14. “蓝天”实验小组正在测定粗细均匀的铅笔芯的电阻率,但却没有合适的电压表。同学们从实验室领取了直流电源、电流表G(满偏电流、内阻未知)、电流表A(量程为、内阻也未知)、滑动变阻器、电阻箱、长度可变的铅笔芯、开关、导线、螺旋测微器等。
(1)他们用螺旋测微器测量铅笔芯的直径的示数如图甲所示,则铅笔芯的直径________。
(2)为了精确测量电流表G的内阻,同学们设计了如图乙所示的实验电路。正确连接电路并将电阻箱调整为合适的阻值(该阻值记为),闭合开关并调节滑动变阻器使两表均有适当的示数,记录下此时电流表A的示数和电流表G的示数,则电流表G的内阻________(用、和表示)。
(3)同学们测定铅笔芯电阻率的实验电路如图丙所示,电流表G两端并联的铅笔芯的长度为,调节滑动变阻器使电流表G满偏,记录电流表A的示数。改变铅笔芯的长度,重复上述步骤,获得多组、数据,作出图像如图丁所示。图像的纵截距________(填“大于”、“小于”或“等于”),铅笔芯的电阻率________(用、、、等题中涉及的物理量符号表示)。
15. 如图所示为某课外探究小组所设计实验装置:把一个等边三角形支架静止放在水平地面上,一个劲度系数为的轻弹簧,上端与支架的顶端相连,下端与质量为的小球相连,的下面再通过细线与质量为的小球相连。整体处于静止状态。重力加速度大小为。现剪断细线,把小球拿走,小球便开始上下做简谐运动。设支架始终不离开地面。试求:小球的振幅。
16. 一列以的速度沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形如图甲所示,M点的振动情况如图乙所示。M、N、P、Q是介质中的四个质点,时刻M点位于平衡位置,P点和Q点分别位于波谷和波峰。求:
(1)M、Q两质点平衡位置之间的距离Δx;
(2)质点P的平衡位置坐标xP。
17. 如图所示,光滑绝缘斜面高度h=0.45m,斜面底端与光滑绝缘水平轨道圆弧连接,水平轨道边缘紧靠平行板中心轴线。平行板和三个电阻构成如图所示电路,平行板板长为L=0.9m,板间距离d=0.6m,,可以看为质点的带电小球,电量q= -0.01C,质量m=0.03kg,从斜面顶端静止下滑。
(1)若S1、S2均断开,小球刚好沿平行板中心轴线做直线运动,求电源电动势E。
(2)若S1断开,S2闭合,求电容器两端的电势差。
(3)若S1断开,S2闭合,求小球离开平行板右边缘时,速度偏向角的正切值tanθ。
18. 如图所示,质量的“L”形平板B静置在光滑水平地面上,质量的小物块A(可视为质点)处于平板B上的点,点左侧粗糙,点右侧光滑且光滑部分的长度。用不可伸长的轻绳将一小球悬挂在点正上方的O点,轻绳处于水平拉直状态,将小球由静止释放,下摆至最低点与小物块A发生碰撞,碰后小球的速度方向与碰前方向相同并开始做简谐运动(摆角小于),A以的速度沿平板滑动直至与B右侧的挡板发生弹性碰撞。一段时间后,A第一次返回到O点的正下方时,小球恰好第二次自右向左经过O点正下方并与A再次发生碰撞。已知A与B粗糙部分的动摩擦因数,取重力加速度大小,,整个过程中A始终在B上,所有碰撞时间忽略不计,不计空气阻力,求:
(1)A与B的挡板碰撞后瞬间,二者的速度大小与;
(2)此过程中B对A的摩擦力的冲量大小I;
(3)轻绳的长度x。
1高二年级教学质量检测联合调考
物理答案
本试卷满分100分,考试用时90分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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。
4.本试卷主要考试内容:人教版必修第三册第十一章至第十三章,选择性必修第一册前三章。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 我国研制的055新型防空驱逐舰采用“双波段(X波段和S波段)”雷达系统,雷达发射的X波段的频率为8GHz~12GHz,S波段的频率为2GHz~4GHz,下列说法正确的是()
A. 在空气中X波段的传播速度大于S波段的
B. 在空气中S波段的波长比X波段的更短
C. S波段和X波段的频率都比紫外线的小
D. X波段能量子的能量比S波段能量子的能量小
【答案】C
【解析】
【详解】A.X波段和S波段均为电磁波,它们在空气中的传播速度相同,故A错误;
B.根据
X波段的频率较大,可知在空气中S波段的波长比X波段的更长,故B错误;
C.S波段和X波段的频率都比紫外线的小,故C正确;
D.能量子的能量与其频率成正比,X波段能量子的能量大于S波段能量子的能量,故D错误。
故选C。
2. 如图甲所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在光滑水平地面上A、B两点之间做简谐运动。取水平向右为正方向,振子的位移x随时间t的变化关系如图乙所示,下列说法正确的是()
A. t=0.8s时,振子受到的回复力最大
B. t=0.2s和t=0.6s时,振子的速度相同
C. t=1.3s时振子正在向右做加速度减小的加速运动
D. 1.2s~1.6s时间内,振子的速度逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.t=0.8s时,根据图乙可知,振子在平衡位置,合力为零,受到的回复力最小,故A错误;
B.图像斜率代表速度,所以t=0.2s和t=0.6s时,振子的速度方向相反,故B错误;
C.t=1.3s时振子正从负向最大位移处,向平衡位置运动,速度增大,回复力减小,做加速度减小的加速运动,故C正确;
D.1.2s~1.6s时间内,振子从负向最大位移处向平衡位置靠近,振子的速度逐渐增大,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,电源的电动势和内阻恒定不变,R1、R2和R3都是定值电阻,R是滑动变阻器,V1、V2和A都是理想电表。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片自图示位置向左缓慢滑动时,下列说法正确的是()
A. 电流表A的示数减小
B. 流过电阻R2的电流减小
C. 电压表V1的示数减小
D. 电压表V2的示数增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.当滑动变阻器的滑片自题中图示位置向左缓慢滑动时,接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,由闭合电路欧姆定律知干路电流增大,电流表的示数增大,故A错误;
B.根据闭合电路欧姆定律可知,路端电压减小,则流过R2的电流减小,故B正确;
C.根据并联电路电流特点可知,流过R3的电流增大,电压表V1的示数增大,故C错误;
D.因两电压表示数之和等于路端电压,路端电压减小,电压表V1的示数增大,则电压表V2的示数减小,故D错误。
故选B。
4. 水面上两列波在某时刻的叠加情况如图所示,以波源、为圆心的两组同心圆弧分别表示该时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线),已知的振幅为5cm,的振幅为3cm,下列说法正确的是()
A. 质点A振动减弱 B. 质点A振动加强,质点D振动减弱
C. 再过半个周期,质点C是振动加强点 D. 质点B的振幅为2cm
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.在两列波叠加的区域里,波峰和波峰相遇、波谷和波谷相遇都是振动加强点,则质点A和质点D始终是振动加强点,波峰和波谷相遇是振动减弱点,则质点B和质点C始终是振动减弱点,ABC错误;
D.质点B是振动减弱点,其振幅为两列波振幅的差2cm,D正确。
故选D。
5. 一个共振筛如图甲所示,该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电动偏心轮的电压,可使偏心轮转速提高,增加筛子的质量,筛子的固有周期随之增大。某段时间内偏心轮的转速是60r/min,下列说法正确的是()
A. 共振筛此时的频率是0.8Hz
B. 适当减小筛子的质量,可以使筛子的振幅增大
C. 增大偏心轮转速,可以使筛子的振幅增大
D. 适当增大偏心轮的电压,可以使筛子的振幅增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题意可知,偏心轮的转速是60r/min,则频率为
驱动力的频率与共振筛的相等为,A错误;
B.减少筛子质量,可减小筛子的固有周期,则筛子的固有频率增大,大于0.8Hz,则有靠近,可以使筛子振幅增大,B正确;
C.由题图乙可知,筛子的固有频率为0.8Hz,若增加偏心轮转速,则偏心轮的周期减小,频率增大,则有偏心轮产生的驱动力的频率增大,大于,偏离0.8Hz更多,因此不可以使筛子振幅增大,C错误;
D.共振筛固有频率为0.8Hz,增大电压,共振筛的振动频率变大,则固有频率和驱动力频率的差值变大,振幅减小,D错误。
故选B。
6. 如图所示,一学生练习用脚颠球,足球自静止开始下落0.8m后被颠起,足球离开脚沿竖直方向运动,向上运动的最大高度为0.45m。已知足球的质量为0.4kg,足球与脚的作用时间为0.1s,取重力加速度大小g=10m/s2,不计空气阻力,下列说法正确的是()
A. 足球与脚作用的过程中,足球的动量变化量大小为0.4kg·m/s
B. 在足球下落和足球上升过程中,重力冲量的方向相反
C. 足球上升过程中重力的冲量大于足球下落过程中重力的冲量
D. 足球与脚作用的过程中,脚对足球的平均作用力大小为32N
【答案】D
【解析】
【详解】A.足球与脚接触前瞬间,足球的速度大小为
足球与脚接触后瞬间,足球的速度大小
设竖直向上为正方向,足球动量变化量大小
故A错误;
B.重力冲量的方向始终与重力方向一致,则在足球下落和足球上升的过程中,重力冲量的方向相同,故B错误;
C.根据自由落体运动规律可知,足球上升的时间小于足球下落的时间,则足球上升过程中重力的冲量小于足球下落中重力的冲量,故C错误;
D.根据动量定理有
解得
故D正确。
故选D。
7. 如图所示是某一直流电动机提升重物的示意图,重物质量,电源提供给电动机的电压,不计各种摩擦,当电动机以的恒定速率向上提升重物时,电动机的输入功率为1100W,重力加速度g取,则()
A. 电动机线圈的电阻是 B. 电动机提升重物的功率为200W
C. 电动机的发热功率为900W D. 电动机的输入电流为4A
【答案】A
【解析】
【详解】B.当电动机以的恒定速率向上提升重物时
故B错误;
C.电动机的发热功率为
故C错误;
D.由
得电动机的输入电流为
故D错误;
A.由
得电动机线圈的电阻
故A正确。
故选A。
8. 如图所示,一质量为m的物块B静止于水平地面上的P点,P点左侧地面光滑,一质量为km(k>1)的物块A以初速度v0从P点左侧向右撞向物块B,与B发生弹性碰撞后将物块A拿走。已知物块B在P点右侧运动时所受阻力大小与物块B的速率始终成正比(f=nv,n为已知常数),物块A、B均可视为质点,则碰后物块B的位移大小为()
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】对AB两物体在碰撞过程中,动量守恒和能量守恒可得
求得
对B在摩擦过程中由动量定理可得

化简得
求得
A正确。
故选A。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 地震容易引发海啸等次生灾害,假设因地震产生的一列地震横波在t=0.05s时刻的波形图如图甲所示,波上质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是()
A. 该波正沿x轴正方向传播
B. 质点P和平衡位置在原点O的质点振动方向总是相反的
C. 该列波的传播速度为1.5km/s
D. 0.05s~0.45s内质点P通过的路程为15m
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图乙可知,t=0.05s时刻质点P向上运动,则波沿x轴正方向运动,A正确;
B.平衡位置在原点O的质点和质点P小于半个波长,运动方向有时相同,有时相反,B错误;
C.由图可知,波长为、周期为0.6s,则波速为
C错误;
D.质点P从到过程中,走过半个周期,质点运动路程为
质点从y=3m处向上运动到正向最大位移处,走过,所以质点的运动路程
D正确。
故选AD。
10. 近几年世界上对新材料的研究和发现有很多,新材料可以帮助人类的科技发展和提高人们的生活水平。某科研小组研究一块均匀的长方体新材料,长为,宽为,厚为。电流沿方向时测得样品的电阻为,则下列说法正确的是()
A. 样品的电阻率为 B. 样品的电阻率为
C. 电流沿方向时样品的电阻为 D. 电流沿方向时样品的电阻为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.沿方向测得的电阻为,根据电阻定律即有
那么电阻率为
故A正确,B错误;
CD.根据电阻定律,那么沿方向的电阻
故C错误,D正确。
故选AD。
11. 滑板运动是由冲浪运动演变而成的一种极限运动项目。如图所示,一同学在水平地面上进行滑板练习,该同学站在滑板A前端以20m/s的共同速度向右做匀速直线运动,在滑板A正前方有一静止的滑板B。在滑板A接近滑板B时,该同学迅速从滑板A跳上滑板B,接着又从滑板B跳回滑板A,两滑板恰好不相撞(以相同速度运动)。该同学的质量为45kg,两滑板的质量均为2.5kg,不计滑板与地面间的摩擦,下列说法正确的是()
A. 上述过程中该同学与滑板A和滑板B组成的系统水平方向上动量守恒
B. 该同学跳上滑板B后,他和滑板B的速度大小为19m/s
C. 该同学从滑板A跳上滑板B后,滑板A的速度小于19m/s
D. 该同学跳离滑板B的过程中,对滑板B的冲量小于47.5N·s
【答案】AD
【解析】
【详解】A.上述过程中该同学与滑板A和滑板B组成的系统水平方向合外力为0,水平方向上动量守恒,A正确;
B.该同学从滑板B跳回滑板A,两滑板恰好不相撞,三者共速为v,由动量守恒可得
解得
该同学从滑板B跳离过程中,动量守恒
化简整理得
因此该同学跳上滑板B后,他和滑板B的速度小于,B错误;
C.由B项分析可知,该同学从滑板B跳回滑板A,两滑板恰好不相撞,三者共速为,该同学跳离A时,使A减速,跳回A时再一次使A减速到,说明该同学从滑板A跳上滑板B后,滑板A的速度大于19m/s,C错误;
D.该同学跳离滑板B后,滑板B的动量为
又有跳离前B已经有与A运动同向的动量,所以该同学跳离滑板B的过程中,对滑板B的冲量大小等于动量变化量,小于47.5N·s,D正确。
故选AD。
12. 如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100Ω,R2阻值未知,R3为一滑动变阻器。当滑动变阻器的滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过电流的变化图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的,则下列说法正确的是()
A. 电源的电动势20V B. 电源的内阻10Ω
C. 定值电阻R2的阻值为4Ω D. 滑动变阻器的最大阻值为300Ω
【答案】AD
【解析】
【详解】A.图乙中AB延长线交U轴于20V处,此为断路电压,所以电源的电动势为E=20V,故A项正确;
B.图乙中AB延长线交I轴于1.0A处,此为短路电流,根据闭合电路欧姆定律公式得
故B项错误;
C.经分析,当滑片P滑到R3的右端时,电路参数对应图乙中的B点,R1被短路,外电路总电阻为R2,即,,由部分电路欧姆定律得
故C项错误;
D.当滑片P滑到R3的左端时,外电路阻值最大,对应图乙中的A点,此时,,根据部分电路欧姆定律得
又因为
代数得滑动变阻器的最大阻值为300Ω,D项正确。
故选AD。
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. “求知”学习小组利用单摆来测量当地的重力加速度,同学们利用力传感器设计的实验装置如图甲所示。
(1)邹同学用游标卡尺测量小球直径的示数如图乙所示,则该摆球的直径d=______mm。
(2)实验小组的同学用计算机相应软件得到细线上的拉力F的大小随时间t变化的图线如图丙所示,则该单摆的周期T=______s。
(3)实验小组的同学们改变细线的长度多次进行实验,测出不同摆长L和对应振动周期T,作出L-T2的图像为一条过坐标原点且斜率为k的直线,则当地的重力加速度大小g=______(用k表示)。
【答案】 ①. 22.00 ②. 2 ③.
【解析】
【详解】(1)[1]由图乙可知,游标卡尺的最小分度值为0.05mm,且第0个小格与主尺对齐,则摆球的直径
d=22mm+0×0.05mm=22.00mm
(2)[2]在单摆摆动的过程中,每一个周期中有两次拉力的最大值;由F-t图象,单摆周期
T=2s
(3)[3]根据单摆周期公式
整理得
根据
当地的重力加速度大小
14. “蓝天”实验小组正在测定粗细均匀的铅笔芯的电阻率,但却没有合适的电压表。同学们从实验室领取了直流电源、电流表G(满偏电流、内阻未知)、电流表A(量程为、内阻也未知)、滑动变阻器、电阻箱、长度可变的铅笔芯、开关、导线、螺旋测微器等。
(1)他们用螺旋测微器测量铅笔芯的直径的示数如图甲所示,则铅笔芯的直径________。
(2)为了精确测量电流表G的内阻,同学们设计了如图乙所示的实验电路。正确连接电路并将电阻箱调整为合适的阻值(该阻值记为),闭合开关并调节滑动变阻器使两表均有适当的示数,记录下此时电流表A的示数和电流表G的示数,则电流表G的内阻________(用、和表示)。
(3)同学们测定铅笔芯电阻率的实验电路如图丙所示,电流表G两端并联的铅笔芯的长度为,调节滑动变阻器使电流表G满偏,记录电流表A的示数。改变铅笔芯的长度,重复上述步骤,获得多组、数据,作出图像如图丁所示。图像的纵截距________(填“大于”、“小于”或“等于”),铅笔芯的电阻率________(用、、、等题中涉及的物理量符号表示)。
【答案】 ①. 1.415 ②. ③. 等于 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]螺旋测微器的精确度为,则铅笔芯的直径
(2)[2]电流表G和电阻箱并联,根据并联电路特点有
变形得
(3)[3]铅笔芯和电流表G并联,根据并联电路特点有
变形得
结合题图丙可知,图像的纵截距
[4]图像的斜率
结合铅笔芯的横截面积
可得铅笔芯的电阻率
15. 如图所示为某课外探究小组所设计的实验装置:把一个等边三角形支架静止放在水平地面上,一个劲度系数为的轻弹簧,上端与支架的顶端相连,下端与质量为的小球相连,的下面再通过细线与质量为的小球相连。整体处于静止状态。重力加速度大小为。现剪断细线,把小球拿走,小球便开始上下做简谐运动。设支架始终不离开地面。试求:小球的振幅。
【答案】
【解析】
【详解】弹簧下面只挂小球B时,当B静止不动时,设弹簧伸长量为x1,对B有
m1g=kx1
解得
x1=
小球B下面再挂上C时,当B和C静止不动时,设弹簧再伸长x2,对B和C整体,有
(m1+m2)g=k(x1+ x2)
解得
x2=
根据简谐运动的规律知,把小球C拿走,小球B便开始上下做简谐运动,小球B做简谐运动的平衡位置是只挂小球B时、且B静止不动时的位置,小球B的振幅为
A=x2=
16. 一列以的速度沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形如图甲所示,M点的振动情况如图乙所示。M、N、P、Q是介质中的四个质点,时刻M点位于平衡位置,P点和Q点分别位于波谷和波峰。求:
(1)M、Q两质点平衡位置之间的距离Δx;
(2)质点P的平衡位置坐标xP。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)由图像可得,,波长为
M、Q两质点平衡位置之间的距离
(2)从时刻开始,M点向上振动,波向右传播,根据题意设N点运动方程为
时,,代入求得
所以N点的振动方程为
当N点第一次回到平衡位置,即此时
求得
故P的平衡位置坐标
17. 如图所示,光滑绝缘斜面高度h=0.45m,斜面底端与光滑绝缘水平轨道圆弧连接,水平轨道边缘紧靠平行板中心轴线。平行板和三个电阻构成如图所示电路,平行板板长为L=0.9m,板间距离d=0.6m,,可以看为质点的带电小球,电量q= -0.01C,质量m=0.03kg,从斜面顶端静止下滑。
(1)若S1、S2均断开,小球刚好沿平行板中心轴线做直线运动,求电源电动势E。
(2)若S1断开,S2闭合,求电容器两端的电势差。
(3)若S1断开,S2闭合,求小球离开平行板右边缘时,速度偏向角的正切值tanθ。
【答案】(1);(2)10.8V;(3)tanθ=0.4
【解析】
【详解】(1)对S1、S2均断开时,极板电势差即为电源电动势E,由平衡条件得
解得
(2)当S1断开,S2闭合时,R1与R3串联,电容器与R3并联,电容器两端电压
由部分电路欧姆定律
由闭合电路欧姆定律
联立解得
(3)小球下滑过程机械能守恒,由机械能守恒定律得
解得
带电小球做类平抛运动,水平方向
可得

可得
由牛顿第二定律
可得
竖直方向分速度
联立可得
18. 如图所示,质量的“L”形平板B静置在光滑水平地面上,质量的小物块A(可视为质点)处于平板B上的点,点左侧粗糙,点右侧光滑且光滑部分的长度。用不可伸长的轻绳将一小球悬挂在点正上方的O点,轻绳处于水平拉直状态,将小球由静止释放,下摆至最低点与小物块A发生碰撞,碰后小球的速度方向与碰前方向相同并开始做简谐运动(摆角小于),A以的速度沿平板滑动直至与B右侧的挡板发生弹性碰撞。一段时间后,A第一次返回到O点的正下方时,小球恰好第二次自右向左经过O点正下方并与A再次发生碰撞。已知A与B粗糙部分的动摩擦因数,取重力加速度大小,,整个过程中A始终在B上,所有碰撞时间忽略不计,不计空气阻力,求:
(1)A与B的挡板碰撞后瞬间,二者的速度大小与;
(2)此过程中B对A的摩擦力的冲量大小I;
(3)轻绳的长度x。
【答案】(1),;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)A与B组成的系统,碰撞过程中系统满足动量守恒,设碰后A的速度方向向左,规定向右为正方向,则有
由于发生弹性碰撞,系统能量守恒,则有
代入数据解得

(2)A以速度运动到B的右端所用时间为
A返回到点的过程中有
解得
B向右运动的位移为
之后A做匀减速直线和运动,对A根据牛顿第二定律有
解得
根据运动学规律有
解得
或(舍去)
此过程中B对A的摩擦力的冲量大小
(3)小球恰好第二次自右向左经过O点正下方并与A再次发生碰撞,经历的时间为
根据单摆周期公式有
解得
1
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