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2025年贵州省高考一模质量监测卷(一)
物 理
本试卷满分100分,考试时间75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
选择题(46分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.如图,物体P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在物体上,另一端与置于物体上表面的滑块Q相连,如图所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力。则物体P的受力个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
2. 2024年7月3日,位于中国空间站的“神舟十八号”乘组航天员叶光富、李聪、李广苏密切协同,圆满完成第二次出舱活动。中国航天员在中国空间站上完成了很多科研实验,到2031年中国空间站或将成为唯一在外层空间运行的空间站。中国空间站的轨道半径为,假设发射一颗轨道平面与中国空间站轨道平面在同一平面内的监测卫星,该监测卫星的轨道半径为,监测卫星的绕行方向与中国空间站的绕行方向相反。某时刻该卫星与中国空间站相距最近,研究发现经过时间该卫星再次与中国空间站相距最近,中国空间站和该监测卫星均可看作绕地球做匀速圆周运动且均可视为质点,已知引力常量为,则地球的质量为( )
A. B. C. D.
3.如图所示,阳光垂直照射到倾角为θ的斜面草坪上,在斜面草坪顶端把一高尔夫球以v0的速度水平击出,小球刚好落在斜面底端。B点是球距离斜面的最远处,草坪上A点是在阳光照射下球经过B点时的投影点,草坪上D点在B点的正下方。不计空气阻力,则( )
A.AB的长度为 B.小球在空中的飞行时间
C.OA与AC长度比为1:3 D.OD与DC长度之比为1:3
4.在火星上,太阳能电池板的发电能力有限,因此科学家用放射性材料PuO 作为辅助电源为火星车供电。 PuO 中的Pu元素是238Pu,具有天然放射性,半衰期为87.7年,其衰变方程为,则下列说法正确的是( )
A.Pu原子核发生的是α衰变
B.Pu核的结合能小于234U核的结合能
C.50个238Pu原子核经过87.7年后一定还会剩余25个
D.238Pu的半衰期跟核内部自身因素有关,也跟原子所处的化学状态和外部条件有关
5.如图所示的三角形为某透明三棱镜的横截面,其中,,一束单色光从边的点射入三棱镜,入射角为、折射角为,折射光线经过边的点,反射光线正好与边平行,已知,,光在真空中的传播速度为,下列说法正确的是( )
A.光线在点的反射角为 B.光线在点的折射角
C.三棱镜对此种单色光的折射率为 D.光从到的传播时间为
6.图甲中理想变压器原、副线圈的质数比为3∶1,电源两端输入电压U随时间t的变化规律如图乙所示,电阻、和的阻值分别为5Ω、2Ω和3Ω,电流表为理想交流电表,现将开关S断开,下列说法正确的是( )
A.输入电压U的有效值为
B.电流表的示数为0.2A
C.若将开关S闭合,副线圈两端电压变化量与电流变化量的绝对值之比变大
D.若将开关S闭合,电流表的示数变小
7.如图所示,竖直面内的水平轨道与半径为的圆轨道平滑连接,A、B为完全相同的小球,小球A以速度向右运动,与静止在圆轨道最低点的小球B发生弹性碰撞,之后小球B沿圆轨道上升到点脱离轨道,不计一切摩擦,则( )
A.小球B在点的向心加速度为零
B.小球B脱离轨道后做自由落体运动
C.欲使小球B沿圆轨道上升过程中不脱轨,可以适当增加小球A的速度
D.欲使小球B沿圆轨道上升过程中不脱轨,可以适当减小小球A的速度
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题列出的四个选项中,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.在如图甲所示电路中,闭合开关S,图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数与电流表示数随滑动触头P滑动的过程中变化的情况,以下说法正确的是( )
A.滑动变阻器的滑动触头P向上滑动,电流表示数逐渐变大
B.图线a表示的是电压表的示数随电流表示数变化的情况
C.此过程中电压表V3示数的变化量ΔU3和电流表示数变化量ΔI比值的绝对值为的阻值
D.此过程中电压表V1示数的变化量ΔU1,电压表V2示数的变化量ΔU2,电压表V3示数的变化量ΔU3和电流表示数变化量ΔI满足关系式
9.如图所示,在某真空区域有一个空间坐标系,在轴上的点(,,)、点(,,)分别固定一个电荷量为()的点电荷。轴上点坐标为(,,),轴上点坐标为(,,)。现将一个电子置于点,则下列说法正确的是( )
A.使电子从点沿轴正向移动,所受电场力先增大后减小
B.使电子从点沿轴向原点移动,所受电场力逐渐减小
C.使电子沿直线从点移动到点,所受电场力先增大后减小
D.使电子沿直线从点移动到点,其电势能先减小后增大
10.如图所示,在光滑的水平地面上放有质量为m的U形导体框,导体框的电阻可忽略不计。一电阻为R、质量也为m的导体棒CD两端置于导体框上,与导体框构成矩形回路,矩形回路的宽度为L、长为s;在U形导体框右侧有一竖直向下足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,磁场边界与EF平行,且与EF间距为。现对导体棒CD施加一水平向右的恒力F使U形导体框和导体棒CD以相同加速度向右运动,当EF刚进入磁场U形导体框立即匀速运动,而导体棒CD继续加速运动。已知重力加速度为g,导体棒CD与U形导体框间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,导体棒与框始终接触良好。下列判断正确的是( )
A.EF在进入磁场以前导体棒CD受到导体框的摩擦力大小为
B.EF在刚进入磁场以后导体棒CD受到导体框的摩擦力大小
C.导体棒CD与U形导体框都进入磁场,经过足够长时间后两者可能都做匀速运动
D.导体棒CD与U形导体框都进入磁场,经过足够长时间后两者都做匀加速运动
非选择题(54分)
三、非选择题(本大题共5小题,共54分。第11题6分,第12题9分,第13题10分,第14题12分,第15题17分。其中13—15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,若只有最后答案而无演算过程的不得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。)
11.使用如图1装置做“探究气体压强与体积的关系”的实验,已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连,细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。
(1)为了探究压强p与体积V的关系,在测得需要的实验数据后,为达到“探究”的实验目的,用图像法进行数据分析,从下列选项中选出需要的步骤并按顺序排列______。
A.作图像,根据画出的图线猜测p与V的关系
B.作图像,根据画出的图线猜测p与V的关系
C.作图像,对p与V关系的猜测进行检验
D.作图像,对p与V关系的猜测进行检验
E.检验正确,得出p与V关系的结论
(2)第1小组为了探究一定质量的气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律,进行了两次实验,得到的图像如图2所示。第2小组根据某次实验数据作出的图如图3所示。下列说法正确的是______
A.实验前应将注射器里的空气完全排出
B.为了减少实验误差,可以在柱塞上涂上润滑油,以减少摩擦
C.由图2可知,第1小组的两次实验气体温度大小关系为
D.如图3所示,若第2小组实验操作正确,则为联通空气柱与压力表细管的体积
(3)如图4所示,小明从状态A缓慢拉升柱塞,使其到达状态B(体积为)。若此时突然提升柱塞,使其快速到达体积,则此时对应下图中的状态 (填“C”、“D”、“E”、“F”)(图中A、B、E为同一等温线上的点)
12.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。
(1)用游标卡尺测量其长度如图甲所示,由图可知其长度 ;用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图可知其直径 。
(2)测量圆柱体的电阻值(约为),提供的器材及其符号和规格如下:
A.电池组(,内阻不计)
B.定值电阻
C.定值电阻
D.电流表(量程,内阻)
E.下电流表(量程0~0.6A,内阻约为)
F.滑动变阻器(最大阻值,允许通过的最大电流为2.0A)
G.开关、导线若干
①用定值电阻与电流表串联改装成量程合适的电压表,定值电阻应该选择 (选填“”或“”);为使实验误差较小,要求电表的测量值在量程的以上,测得多组数据进行分析。请在方框中画出合适的电路图,并标上各器材的符号。( )
②实验时测得电流表的示数为,电流表的示数为,由此可测得该圆柱体的电阻 (用、、、或表示)。
③调节滑动变阻器,测得多组和,并作出图像如图丙所示,则该圆柱体的阻值为 。(保留一位小数)
13.如图所示,质量为物块A静止放置在光滑水平面上,质量为的小球B用长为且不可伸长的轻绳悬挂于固定点O,将轻绳拉伸至水平位置后,由静止释放小球,小球恰好能在最低点与A发生弹性碰撞。A、B均可视为质点且始终在同一竖直平面内,不计空气阻力,重力加速度g取。求:
(1)B运动到最低点与A碰撞后的瞬间,A速度的大小;
(2)B与A碰撞后,B上摆的最大高度。
14.亥姆霍兹线圈是一对平行的完全相同的圆形线圈。如图所示,两线圈通入方向相同的恒定电流,线圈间形成平行于中心轴线O1O2的匀强磁场。沿O1O2建立x轴,一圆形探测屏垂直于x轴放置,其圆心位于x轴上的P点。在线圈间加上平行于x轴的匀强电场,粒子源从x轴上的O点以垂直于x轴的方向持续发射初速度大小为v0的粒子。已知粒子质量为m,电荷量为q(q>0),电场强度大小为E,磁感应强度大小为B,电场和磁场均沿x轴正方向,探测屏半径为R,不计粒子重力和粒子间相互作用。
(1)若未加电场,求粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径r;
(2)若线圈中不通电,粒子恰好打在探测屏边缘,求探测屏中心与粒子源间的距离d1;
(3)若要使粒子恰好打在探测屏的中心,求探测屏中心与粒子源间的最小距离d2。
15.如图所示,光滑的水平面上固定足够长、光滑平行金属导轨,导轨右端接有一个单刀双掷开关K。开关接1时,导轨与电动势、内阻的电源相连;开关接2时,导轨与电容的电容器相连。与导轨垂直的边界右侧空间存在方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小。一质量、电阻的金属杆垂直导轨放置,一边长、电阻,质量也为m的正方形金属框恰好置于水平面上的边界外,金属框与金属杆中点处通过绝缘、松弛、不可伸长的轻绳连接。已知导轨间距,电容器初始电量,金属杆与导轨始终接触良好且导轨的电阻均可忽略不计。
(1)开关接1时,金属杆受到垂直金属杆的水平外力保持静止,求水平外力F的大小;
(2)先断开开关K并撤去外力。再将开关K拨到2,金属杆由静止开始向右运动,杆速率最大时轻绳尚未拉直,求金属杆的最大速率;
(3)接第(2)问,金属杆达到最大速度、轻绳未拉直时,断开开关K。求金属框完全进入磁场区域时的速率(已知金属杆与金属框在轻绳拉直瞬间达到共速)
(4)接第(3)问,金属框完全进入磁场区域后将开关接1,一段时间后金属杆速度减为零,且金属框始终未与金属杆碰撞,求该过程中金属杆上产生的焦耳热。中小学教育资源及组卷应用平台
2025年贵州省高考一模质量监测卷(一)
物 理
选择题(46分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.如图,物体P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在物体上,另一端与置于物体上表面的滑块Q相连,如图所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力。则物体P的受力个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【解析】若P、Q一起沿斜面匀速下滑,且物体P的上表面光滑,则先对Q分析其合外力为零,可知受重力和P的支持力,弹簧应处于原长没有弹力,再对P分析可知,受重力,斜面的支持力,Q对P的压力,整体一起匀速下滑,斜面还有滑到摩擦力,故P一共受4个力。
故选C。
2. 2024年7月3日,位于中国空间站的“神舟十八号”乘组航天员叶光富、李聪、李广苏密切协同,圆满完成第二次出舱活动。中国航天员在中国空间站上完成了很多科研实验,到2031年中国空间站或将成为唯一在外层空间运行的空间站。中国空间站的轨道半径为,假设发射一颗轨道平面与中国空间站轨道平面在同一平面内的监测卫星,该监测卫星的轨道半径为,监测卫星的绕行方向与中国空间站的绕行方向相反。某时刻该卫星与中国空间站相距最近,研究发现经过时间该卫星再次与中国空间站相距最近,中国空间站和该监测卫星均可看作绕地球做匀速圆周运动且均可视为质点,已知引力常量为,则地球的质量为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】中国空间站和该监测卫星相距最近时地球、中国空间站和监测卫星在同一直线上,经过时间该卫星再次与中国空间站相距最近,而监测卫星的绕行方向与中国空间站的绕行方向相反,设中国空间站和监测卫星的角速度分别为、,则有
设地球质量为,根据万有引力提供向心力,分别有
,
三式联立解得地球质量
故选D。
3.如图所示,阳光垂直照射到倾角为θ的斜面草坪上,在斜面草坪顶端把一高尔夫球以v0的速度水平击出,小球刚好落在斜面底端。B点是球距离斜面的最远处,草坪上A点是在阳光照射下球经过B点时的投影点,草坪上D点在B点的正下方。不计空气阻力,则( )
A.AB的长度为 B.小球在空中的飞行时间
C.OA与AC长度比为1:3 D.OD与DC长度之比为1:3
【答案】A
【解析】AB.将小球的运动分解为沿斜面和垂直斜面两个分运动,可知小球垂直斜面方向做初速度为,加速度为的匀减速直线运动,B点是运动过程中距离斜面的最远处,则此时小球垂直斜面方向的分速度刚好为0,则有
则从O点到B点运动的时间为
根据对称性原理,可知小球从B点运动到C点的时间等于从O点到B点运动的时间为
故小球在空中的飞行时间为
故A正确,B错误;
C.小球另一个分运动是沿斜面向下运动,即小球沿斜面方向做初速度为,加速度为的匀加速直线运动,则有
则
故OA与AC长度比为
故C错误;
D.将小球的运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动,如图所示
则从O到B有
小球从O到C有
根据几何关系,可知D点是OC的中点,则OD与DC长度相等,即OD与DC长度之比为1:1,故D错误。
故选A。
4.在火星上,太阳能电池板的发电能力有限,因此科学家用放射性材料PuO 作为辅助电源为火星车供电。 PuO 中的Pu元素是238Pu,具有天然放射性,半衰期为87.7年,其衰变方程为,则下列说法正确的是( )
A.Pu原子核发生的是α衰变
B.Pu核的结合能小于234U核的结合能
C.50个238Pu原子核经过87.7年后一定还会剩余25个
D.238Pu的半衰期跟核内部自身因素有关,也跟原子所处的化学状态和外部条件有关
【答案】A
【解析】A.根据质量数与电荷数守恒有
则为,故原子核发生的是衰变,A正确;
B.结合能是把原子核拆开所需要的能量,故核子数越多,结合能越大,可知核的结合能大于核的结合能,B错误;
C.半衰期是一个统计规律,只针对大量的原子核才成立,对少数、个别原子核不成立,因此50个原子核经过87.7年后不确定还会剩余多少个,C错误;
D.的半衰期跟核内部自身因素有关,跟原子所处的化学状态和外部条件无关,D错误。
故选A。
5.如图所示的三角形为某透明三棱镜的横截面,其中,,一束单色光从边的点射入三棱镜,入射角为、折射角为,折射光线经过边的点,反射光线正好与边平行,已知,,光在真空中的传播速度为,下列说法正确的是( )
A.光线在点的反射角为 B.光线在点的折射角
C.三棱镜对此种单色光的折射率为 D.光从到的传播时间为
【答案】B
【解析】A.设光线在点的反射角为,反射光线正好与边平行,由几何关系可得
,
故A错误;
B.由几何关系可得
,
则三角形是正三角形
,
故B正确;
C.结合,可得
三棱镜对此单色光的折射率为
故C错误;
D.由,由折射率的定义可得
光线从到的传播时间
综合可得
故D错误。
故选B。
6.图甲中理想变压器原、副线圈的质数比为3∶1,电源两端输入电压U随时间t的变化规律如图乙所示,电阻、和的阻值分别为5Ω、2Ω和3Ω,电流表为理想交流电表,现将开关S断开,下列说法正确的是( )
A.输入电压U的有效值为
B.电流表的示数为0.2A
C.若将开关S闭合,副线圈两端电压变化量与电流变化量的绝对值之比变大
D.若将开关S闭合,电流表的示数变小
【答案】B
【解析】A.设输入电压U的有效值为U,根据有效值的定义有
求得输入电压U的有效值为
U=10V
故A错误;
B.等效电阻
因此
故B正确;
C.将副线圈电阻等效为,则有
可知
根据线圈电压、电流与匝数的关系有
则副线圈两端电压变化量与电流变化量的绝对值之比始终不变,故C错误;
D.闭合开关S后,负载电阻变小,因此电流表的示数变大,故D错误。
故选B。
7.如图所示,竖直面内的水平轨道与半径为的圆轨道平滑连接,A、B为完全相同的小球,小球A以速度向右运动,与静止在圆轨道最低点的小球B发生弹性碰撞,之后小球B沿圆轨道上升到点脱离轨道,不计一切摩擦,则( )
A.小球B在点的向心加速度为零
B.小球B脱离轨道后做自由落体运动
C.欲使小球B沿圆轨道上升过程中不脱轨,可以适当增加小球A的速度
D.欲使小球B沿圆轨道上升过程中不脱轨,可以适当减小小球A的速度
【答案】C
【解析】A.小球B在C点脱离轨道,就是在该点对轨道没有压力,小球B重力的分力提供向心力,小球B在点的向心加速度不为零,故A错误;
B.小球B脱离轨道后做斜抛运动,故B错误;
CD.欲使小球B沿圆轨道上升过程中不脱轨,需要增加小球B的速度,A、B两小球质量相等,碰后互换速度,所以可以适当增加小球A的速度,故C正确,D错误。
故选C。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题列出的四个选项中,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.在如图甲所示电路中,闭合开关S,图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数与电流表示数随滑动触头P滑动的过程中变化的情况,以下说法正确的是( )
A.滑动变阻器的滑动触头P向上滑动,电流表示数逐渐变大
B.图线a表示的是电压表的示数随电流表示数变化的情况
C.此过程中电压表V3示数的变化量ΔU3和电流表示数变化量ΔI比值的绝对值为的阻值
D.此过程中电压表V1示数的变化量ΔU1,电压表V2示数的变化量ΔU2,电压表V3示数的变化量ΔU3和电流表示数变化量ΔI满足关系式
【答案】ABD
【解析】AB.由图甲电路得,V1测路端电压U1,V2测R1两端电压U2,V3测R2两端电压U3。滑动触头P向上滑动,则R2减小,电路总电阻减小,电流增大。因
I增大,则U1、U3减小,且U3比U1减小得快,所以图乙中图线b是电压表V1的示数随电流表示数变化的情况,a表示电压表V3的示数随电流表示数变化的情况,故AB正确;
CD.因R1不变,电流增大,则U2增大,所以图乙中图线c表示电压表V2的示数随电流表示数变化的情况,因
则
所以和的比值为电源内阻不变,和电流表示数变化量的比值为电源内阻与R1之和,即
又因为
所以,满足关系式
故C错误,D正确。
故选ABD。
9.如图所示,在某真空区域有一个空间坐标系,在轴上的点(,,)、点(,,)分别固定一个电荷量为()的点电荷。轴上点坐标为(,,),轴上点坐标为(,,)。现将一个电子置于点,则下列说法正确的是( )
A.使电子从点沿轴正向移动,所受电场力先增大后减小
B.使电子从点沿轴向原点移动,所受电场力逐渐减小
C.使电子沿直线从点移动到点,所受电场力先增大后减小
D.使电子沿直线从点移动到点,其电势能先减小后增大
【答案】CD
【解析】AB.在轴上任选一点,连接与,设其与轴夹角为,根据等量同种电荷的电场分布可知点的电场强度竖直向上,大小表示为
整理得
令,;可得函数
对函数求导
令
解得
结合导函数的性质可知,在,时单调递增;在,时,单调递减;因此时,电场强度最大。即
时场强最大,由此可知,使电子从点沿轴正向移动,所受电场力逐渐减小,使电子从点沿轴向原点移动,所受电场力先增大后减小,故AB错误;
CD.从原点向作垂线,设垂足为,则
所以连线上点场强最大,使电子沿直线从点移动到点,所受电场力先增大后减小,电场力先做正功后做负功,所以电势能先减小后增大,故CD正确。
故选CD。
10.如图所示,在光滑的水平地面上放有质量为m的U形导体框,导体框的电阻可忽略不计。一电阻为R、质量也为m的导体棒CD两端置于导体框上,与导体框构成矩形回路,矩形回路的宽度为L、长为s;在U形导体框右侧有一竖直向下足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,磁场边界与EF平行,且与EF间距为。现对导体棒CD施加一水平向右的恒力F使U形导体框和导体棒CD以相同加速度向右运动,当EF刚进入磁场U形导体框立即匀速运动,而导体棒CD继续加速运动。已知重力加速度为g,导体棒CD与U形导体框间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,导体棒与框始终接触良好。下列判断正确的是( )
A.EF在进入磁场以前导体棒CD受到导体框的摩擦力大小为
B.EF在刚进入磁场以后导体棒CD受到导体框的摩擦力大小
C.导体棒CD与U形导体框都进入磁场,经过足够长时间后两者可能都做匀速运动
D.导体棒CD与U形导体框都进入磁场,经过足够长时间后两者都做匀加速运动
【答案】ABD
【解析】A.EF在进入磁场以前,棒与框一起加速运动,则有
导体框受静摩擦力作用加速运动,则有
根据牛顿第三定律可知,EF在进入磁场以前导体棒CD受到导体框的摩擦力大小,A正确;
B.导体框进入磁场前做匀加速运动,根据运动学关系可知
解得
EF在刚进入磁场以后,导体框切割磁感线产生感应电动势
通过EF电流为
受到安培力作用为
导体棒与导体框发生相对运动,之间的摩擦力变为滑动摩擦力,导体框在磁场中匀速运动可知,滑动摩擦力与安培力平衡
根据牛顿第三定律可知,导体棒CD受到导体框的摩擦力大小也为,B正确;
CD.导体棒CD与U形导体框都进入磁场,开始时,导体棒CD速度大于U形导体框的速度,由导体棒CD边与导体框共同切割磁感线产生电动势,形成电流,使得U形导体框EF边受到向右的安培力,与摩擦力共同作用使其做加速运动,EF边受到向左的安培力,向右做加速运动。设导体棒CD和金属框的速度分别为和, 则电路中的电动势
电路中的电流
金属框和导体棒CD受到的安培力
与运动方向相同
与运动方向相反
则对导体棒CD
对金属框
初速度,则开始逐渐减小,逐渐变大。当=时,相对速度
大小恒定,经过足够长时间后两者都做匀加速运动,C错误,D正确。
故选ABD。
非选择题(54分)
三、非选择题(本大题共5小题,共54分。第11题6分,第12题9分,第13题10分,第14题12分,第15题17分。其中13—15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,若只有最后答案而无演算过程的不得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。)
11.使用如图1装置做“探究气体压强与体积的关系”的实验,已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连,细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。
(1)为了探究压强p与体积V的关系,在测得需要的实验数据后,为达到“探究”的实验目的,用图像法进行数据分析,从下列选项中选出需要的步骤并按顺序排列______。
A.作图像,根据画出的图线猜测p与V的关系
B.作图像,根据画出的图线猜测p与V的关系
C.作图像,对p与V关系的猜测进行检验
D.作图像,对p与V关系的猜测进行检验
E.检验正确,得出p与V关系的结论
(2)第1小组为了探究一定质量的气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律,进行了两次实验,得到的图像如图2所示。第2小组根据某次实验数据作出的图如图3所示。下列说法正确的是______
A.实验前应将注射器里的空气完全排出
B.为了减少实验误差,可以在柱塞上涂上润滑油,以减少摩擦
C.由图2可知,第1小组的两次实验气体温度大小关系为
D.如图3所示,若第2小组实验操作正确,则为联通空气柱与压力表细管的体积
(3)如图4所示,小明从状态A缓慢拉升柱塞,使其到达状态B(体积为)。若此时突然提升柱塞,使其快速到达体积,则此时对应下图中的状态 (填“C”、“D”、“E”、“F”)(图中A、B、E为同一等温线上的点)
【答案】(1)ADE (2)CD (3)F
【解析】(1)根据实验原理可作p V图像,根据画出的图线猜测p与V的关系,再作图像,对p与V关系的猜测进行检验,检验正确,得出p与V关系的结论。
故选ADE。
(2)A.实验是以注射器内的空气为研究对象,所以实验前注射器内的空气不能完全排出,故A错误;
B.为了减少实验误差,可以在柱塞上涂上润滑油,以保证气密性良好,故B错误;
C.根据理想气体状态方程pV=CT可知,离坐标原点越远的等温线温度越高,则有,故C正确;
D.设联通空气柱与压力表细管的体积为,则有
整理可知
根据图像可知为联通空气柱与压力表细管的体积,故D正确;
故选CD。
(3)快速到达体积,气体对外界做功,热量几乎不变,根据热力学第一定律
可知,内能减小,温度降低,则对应图中的状态F。
12.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。
(1)用游标卡尺测量其长度如图甲所示,由图可知其长度 ;用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图可知其直径 。
(2)测量圆柱体的电阻值(约为),提供的器材及其符号和规格如下:
A.电池组(,内阻不计)
B.定值电阻
C.定值电阻
D.电流表(量程,内阻)
E.下电流表(量程0~0.6A,内阻约为)
F.滑动变阻器(最大阻值,允许通过的最大电流为2.0A)
G.开关、导线若干
①用定值电阻与电流表串联改装成量程合适的电压表,定值电阻应该选择 (选填“”或“”);为使实验误差较小,要求电表的测量值在量程的以上,测得多组数据进行分析。请在方框中画出合适的电路图,并标上各器材的符号。( )
②实验时测得电流表的示数为,电流表的示数为,由此可测得该圆柱体的电阻 (用、、、或表示)。
③调节滑动变阻器,测得多组和,并作出图像如图丙所示,则该圆柱体的阻值为 。(保留一位小数)
【答案】(1) 102.35 4.620
(2) 25.1
【解析】(1)[1]用游标卡尺测量其长度长度102mm+0.05mm×7=102.35;
[2]用螺旋测微器测量其直径4.5mm+0.01mm×12.0=4.620。
(2)①[1]用定值电阻与电流表串联改装成电压表的量程为
可知定值电阻应该选择;
[2]要求电表的测量值在量程的以上,测得多组数据进行分析可知滑动变阻器用分压电路,电路如图。
②[3]可测得该圆柱体的电阻
③[3]根据
可得
由图像可知
解得
Rx≈25.1Ω
13.如图所示,质量为物块A静止放置在光滑水平面上,质量为的小球B用长为且不可伸长的轻绳悬挂于固定点O,将轻绳拉伸至水平位置后,由静止释放小球,小球恰好能在最低点与A发生弹性碰撞。A、B均可视为质点且始终在同一竖直平面内,不计空气阻力,重力加速度g取。求:
(1)B运动到最低点与A碰撞后的瞬间,A速度的大小;
(2)B与A碰撞后,B上摆的最大高度。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)小球下摆过程,由机械能守恒定律有
小球与A发生弹性碰撞
,
解得
,
(2)结合上述,碰后瞬间,小球B速度的大小
则有
解得小球B上摆的最大高度
14.亥姆霍兹线圈是一对平行的完全相同的圆形线圈。如图所示,两线圈通入方向相同的恒定电流,线圈间形成平行于中心轴线O1O2的匀强磁场。沿O1O2建立x轴,一圆形探测屏垂直于x轴放置,其圆心位于x轴上的P点。在线圈间加上平行于x轴的匀强电场,粒子源从x轴上的O点以垂直于x轴的方向持续发射初速度大小为v0的粒子。已知粒子质量为m,电荷量为q(q>0),电场强度大小为E,磁感应强度大小为B,电场和磁场均沿x轴正方向,探测屏半径为R,不计粒子重力和粒子间相互作用。
(1)若未加电场,求粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径r;
(2)若线圈中不通电,粒子恰好打在探测屏边缘,求探测屏中心与粒子源间的距离d1;
(3)若要使粒子恰好打在探测屏的中心,求探测屏中心与粒子源间的最小距离d2。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)粒子在磁场中,由洛伦兹力提供向心力可得
解得轨道半径为
(2)粒子在电场中做类平抛运动,沿x轴方向有
,
垂直于x轴方向有
联立解得
(3)粒子回到x轴最短时间为
沿x轴方向
,
联立解得
15.如图所示,光滑的水平面上固定足够长、光滑平行金属导轨,导轨右端接有一个单刀双掷开关K。开关接1时,导轨与电动势、内阻的电源相连;开关接2时,导轨与电容的电容器相连。与导轨垂直的边界右侧空间存在方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小。一质量、电阻的金属杆垂直导轨放置,一边长、电阻,质量也为m的正方形金属框恰好置于水平面上的边界外,金属框与金属杆中点处通过绝缘、松弛、不可伸长的轻绳连接。已知导轨间距,电容器初始电量,金属杆与导轨始终接触良好且导轨的电阻均可忽略不计。
(1)开关接1时,金属杆受到垂直金属杆的水平外力保持静止,求水平外力F的大小;
(2)先断开开关K并撤去外力。再将开关K拨到2,金属杆由静止开始向右运动,杆速率最大时轻绳尚未拉直,求金属杆的最大速率;
(3)接第(2)问,金属杆达到最大速度、轻绳未拉直时,断开开关K。求金属框完全进入磁场区域时的速率(已知金属杆与金属框在轻绳拉直瞬间达到共速)
(4)接第(3)问,金属框完全进入磁场区域后将开关接1,一段时间后金属杆速度减为零,且金属框始终未与金属杆碰撞,求该过程中金属杆上产生的焦耳热。
【答案】(1) (2) (3) (4)
【解析】(1)开关接1时,由闭合电路欧姆定律
根据平衡条件
联立解得
(2)金属杆由静止到速率最大过程中,设电容器带电量,根据动量定理
电容器电容在金属杆匀速时
此时电容器两端电压等于导体棒两端电压
解得
(3)金属框完全进入磁场区域时,设通过R电荷量,则
上述过程中,对金属杆
解得
(4)轻绳松弛,金属杆到静止时,设通过杆电荷量,根据动量定理
回路中能量守恒
解得