江西省十校协作体2024-2025学年高三上学期第一次联考物理(含解析)

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名称 江西省十校协作体2024-2025学年高三上学期第一次联考物理(含解析)
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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 2025-01-13 11:01:12

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江西省十校协作体 2025 届高三第一次联考物理试卷
命题人:汪
一、选择题(1-7 题为单选题,每题 4 分。8-10 题为多选题,全选对得 6 分,漏选 3 分,错选 0 分)
1 .关于下列四幅图的说法正确的是 ( )
A .图甲中玻璃容器中的小水银滴呈球形,是因为水银与玻璃浸润导致的结果
B .图乙为康普顿效应的示意图,入射光子与静止的电子碰撞,碰撞后散射光的波长变长
(
C
.锌的逸出功为
3.34
eV
,用丙中一群处于
n
=
3
能级
的氢原子发出的光照射锌板,逸出光电子的最大
) (
m
) (
初动能为
12


eV
)D .图丁是衰变过程 随时间的变化规律,说明每个半衰期发生衰变的原子核数量相同 m0
2 .当游客站在峨眉山山顶背向太阳而立且前下方又弥漫云雾时,会在前下方的云雾上看到一个外红内紫 的彩色光环,这是一种奇特的自然现象。当阳光照射较厚的云层时,会受到云层深处水滴或冰晶的反射, 这种反射光在穿过云雾表面时,在微小的水滴边缘产生衍射现象。下述现象与“彩色光环”现象成因相同 的是 ( )
A .雨后的彩虹
B .透过两支铅笔夹成的狭缝看日光灯,可以看到彩色条纹 C .路面上的油膜在阳光下呈现彩色
D .阳光照射下,树影中呈现一个个小圆形光斑
3 .玩具“骑行小猪”绕碗的边缘做匀速圆周运动如图所示。若碗始终静止在水平桌面上,下列说法正确的 是 ( )
A .小猪所受的合力为零
B .小猪运动一周,其重力的冲量为零 C .碗对小猪的作用力大于小猪的重力 D .碗与桌面之间无摩擦力
4 .2024 年 3 月 20 日,我国探月工程四期“鹊桥二号”中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面某高度 时,“鹊桥二号”开始进行近月制动,并顺利进入捕获轨道 I 运行,如图所示。后经多次轨道调整,进入冻 结轨道 II 运行,则“鹊桥二号” ( )
A .发射速度介于 7.9km/s 与 11.2km/s 之间
B .在轨道 I 运行时的速度均小于在轨道 II 运行时的速度
C.在轨道 I 上经过 A 点的加速度比在轨道 II 上经过 A 点时小
D .在轨道 I 上的运行周期比在轨道 II 上的运行周期短
5 .主动降噪耳机的工作原理是基于声波的叠加相消原理。如图所示,某中学课外小组在直线上的 M 点 放置一个做简谐运动的声源,其振动方程为x = A0 sin(100πt + ) ,声音在空气中的传播速度为 340m/s , 实验者耳朵 P 距 M 点的距离为 6.8m ,在 MP 的中点 N 处放置一个降噪声源,让人耳处听不到声音,不
考虑声波传播过程中的强度衰减,则降噪声源的振动方程应为 ( )
A . x = A0 sin(100πt - ) B . x = A0 sin(100πt - )
C . x = A0 sin(100πt + ) D . x = A0 sin(100πt + )
6 .下列关于磁场与现代科技的相关说法正确的 ( )
A . 甲图是一种速度选择器,当v > 的正电荷从左侧射入,将向上偏转
B .乙图是一种磁流体发电机的装置,一束等离子体(含有大量正、负带电粒子)射入磁场,则通过 电阻 R 的电流从 a 流向 b
C .丙图是常见的质谱仪,可以把质量不同,但比荷相同的带电粒子分开
D .丁图是金属导体制成的霍尔元件,通以如图所示的电流,则 a 面电势高于 b 面电势
(
昌大科辅学校
)
江西省十校协作体 2025 届高三第一次联考物理试卷 第 1 页 共 4 页
7 .如图所示,平行板电容器竖直放置,金属板 A、B 的内侧表面上的M、N 两点,在M、N 两点间系一 绝缘轻绳 1(不可伸长),绳长为1.25d , M、N 两点等高,M、N 的水平距离为d ,轻绳上套有一个轻质 的光滑小环 O ,质量为 m 、电荷量为q 的带负电小球,通过绝缘轻短绳 2 悬挂在环的下方。滑动变阻器 滑片P 缓慢从左往右滑动,使 AB 板间电压UAB 从 0 逐渐增大(重力加速度为g , sin53。= 0.8 ,带电球始 终处于金属板 A、B 之间,且不与 A、B 板接触,不计电荷对电场影响)。下列说法中正确的是 ( )
A . UAB = 0 时,光滑小环处轻绳 1 形成的夹角B . UAB = 0 时,轻绳 1 的张力为mg
C .UAB 增大时,光滑小环处轻绳 1 的夹角D .随着UAB 增大,轻绳 1 的张力一直增大
8 .如图为高铁供电流程的简化图,牵引变电所的理想变压器将电压为 U1 的高压电进行降压;动力车厢 内的理想变压器再把电压降至 U4 ,为动力系统供电,此时动力系统的电流为 I4 ,发电厂的输出电流为 I1; 若变压器的匝数 n2=n3 ,则下列关系式正确的是 ( )
(
A

U
1
:
U
4
>
n
1
:
n
4
C

I
1
:
I
4
=
n
1
:
n
4
)B . U1 : U4 < n1 : n4
D . I1 : I4 = n4 : n1
9 .国庆节,某游乐场在确保安全的情况下燃放烟花。质量m = 0.3kg 的烟花点燃后,在t = 0.01s 时间内发 生第一次爆炸,向下高速喷出少量高压气体(此过程烟花位移可以忽略)。然后被竖直发射到距地面
h = 20m 的最高点。在最高点时剩余火药在极短时间内发生第二次爆炸,烟花被炸成两部分,其中质量为 m1 = 0.2kg 的部分以v1 = 20m / s 的速度向东水平飞出,不计空气阻力和火药的质量,g 取 10 m / s2 。则( )
A .第一次火药爆炸,烟花动量变化量的大小 3.0kg ·m/s
B .第一次火药爆炸过程中高压气体对烟花平均作用力大小为 603N
C .第二次火药爆炸后另一部分烟花的速度大小为 40m/s ,方向水平向西
D .第二次火药爆炸后两部分烟花落地点间距为 40m
10 .空间中存在平行于纸面的匀强电场,在纸面内取 O点为坐标原点建立x 轴,如图甲所示。现有一个 质量为m 、电量为+q 的试探电荷,在t = 0 时刻以一定初速度从x 轴上的a 点开始沿顺时针做匀速圆周运 动,圆心为O 、半径为R 。已知图中圆为试探电荷运动轨迹, ab 为圆轨迹的一条直径;除电场力外微粒 还受到一个变力F ,不计其它力的作用;测得试探电荷所处位置的电势φ 随时间t 的变化图像如图乙所示, 其中φ1 > 0 。下列说法正确的是 ( )
A .电场强度的方向与x 轴正方向成
B .从a 点到b 点F 做功为qφ1
(
(
18
t
1
R
,
(
36
t
1
R
,
)D .圆周运动的过程中变力F 的最大值为(|m R + qφ1 )
(
(
π
2
φ
)
) (
C
.圆周运动的过程中变力
F
的最大值为
|
m
2
R
+
q
1
)
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二、实验题(11 题共 8 分,12 题共 9 分)
11 .(1)下列说法正确的是
A .“探究小车速度随时间变化的规律”实验中需要进行补偿阻力操作
B .“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中弹簧秤外壳与木板间的摩擦对实验结果有影响 C .“探究平抛运动的特点”实验中斜槽与钢球间的摩擦力对实验结果没有影响
D .“研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒”实验中需要进行补偿阻力操作
(2)某同学利用图甲中实验装置进行“探究物体加速度与力、质量的关系”的实验,他完成补偿阻力的正确 操作后进行了一次实验,实验中槽码质量为m1 ,小车和车内砝码总质量为 M,纸带如图乙所示,图中刻 度尺最小刻度为毫米。则图中 D 点的读数为 cm ,打此条纸带时小车的加速度为 m/s2 (计算结果保留 2 位有效数字, 电源频率为 50Hz)。
(3)之后他仅改变槽码质量为m2 ,又进行了一次实验,测得小车加速度为2.0m/s2 ,可知在此次实验中
A .因为没有重新进行补偿阻力操作导致实验误差比较大
B .小车所受合外力近似与槽码重力相等
C . m2 < 2m1
D . m2 > 4m1
12.某实验小组欲利用热敏电阻设计一款温度报警器,器材有电源E1(电动势为 12V ,内阻不计),电源 E2(电动势为 1.5V,内阻不计),电流表 A(量程为 0.6A,内阻很小),电压表V(量程为 6V,内阻r = 1000Ω ), 滑动变阻器R1(最大阻值为100Ω ) , 电阻箱R2 ,热敏电阻RT (室温下阻值约为1.5kΩ ) , 单刀单掷开关S1 , 单刀双掷开关S2 和导线若干。
(1)根据图甲测量电路,为尽可能准确地测量热敏电阻的阻值, 电源应 (选填“E1 ”或“E2 ”),电 表 1 应选 (填“电流表 A”或“电压表 V”)。
(2)测量热敏电阻的阻值RT 随温度t 的变化关系。
①依据图甲连接测量电路,将热敏电阻RT 置于温控箱中,将滑动变阻器的滑片置于最左端。
②闭合开关S1 ,将单刀双掷开关S2 打到b 端,调节温控箱的温度,调节滑动变阻器R1 使电表 1 有适当读
数;保持滑动变阻器R1 滑片的位置不变,将单刀双掷开关S2 打到a 端,调节 ,使电表 1 的读数 保持不变,记录 。
③重复②中的步骤,在坐标纸中描绘热敏电阻的RT - t 图像,如图乙所示。
(3)利用该热敏电阻设计一款简易温度报警装置,其电路结构如图丙所示。已知电源的电动势为 3V ,内阻 很小,不计报警器电阻对电路的影响,若报警器的电压高于 2V 时会报警,要求报警器在温度高于36℃时 发出警报,则电阻箱R 的阻值应该调为 Ω , 若考虑到电源内阻的影响,则实际报警温度会 (填“高于”“低于”或“等于”) 36。C 。
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三、解答题(13 题 8 分,14 题 12 分,15 题 17 分)
13 .在驻波声场作用下,水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化,使小气泡周期性膨胀和收缩,
气泡内气体可视为质量不变的理想气体,其膨胀和收缩过程可简化为如下图所示的p—V 图像,气泡内气 体先从压强为 P0 、体积为 V0 、热力学温度为 T0 的状态 A 等温膨胀到体积为 5V0 、压强为pB 的状态 B ,然 后从状态 B 绝热收缩到体积为 V0 、压强为 1.9p0 、热力学温度为 TC 的状态 C,B 到 C 过程中外界对气体 做功为 W,已知p0 、V0 、T0 和 W。求:
(1)A 、B 状态的压强之比:
(2)B 、C 状态的热力学温度之比;
14 .北京时间2024 年 7 月 31 日,在巴黎奥运会自由式小轮车女子公园赛决赛中,中国选手邓雅文夺得
金牌。这也是中国运动员第一次参加奥运会自由式小轮车项目。其部分场地可以简化为如图所示的模型, 平台A 左右弧面对称,右侧为半径r = 3m 的部分圆弧面,圆心角θ满足 sinθ= 0.8 ,平台B 为 的圆弧面, 半径R = 3.2m ,邓雅文以一定的初速度v0 从平台的左下端冲向平台 A ,从 M 点腾空后沿切线从 N 点进入 赛道,再经过一段水平骑行从 Q 点进入平台 B ,恰好到达平台 B 的上端边缘,平台A 上端 MN 间的距离 为 2.4m ,邓雅文和独轮车总质量为 75kg ,运动过程中可视为质点,整个过程邓雅文只在 PQ 段进行了骑 行做功,不计一切阻力,重力加速度取g = 10m / s2 ,求:
(1)邓雅文和独轮车到达 Q 点时赛道给独轮车的支持力大小;
(2)邓雅文和独轮车在 MN 段腾空最高处的速度;
(3)邓雅文在 PQ 段骑行过程中所做的功。
15 .某公园的游乐场中引进了电磁弹射儿童车项目,其装置简化示意图如图所示。AA′BB′与 CC′EE′是两 个宽度均为 L = 1.0m 的水平金属轨道,两导轨中间用绝缘材料连接,AA′BB′轨道间存在方向竖直向下的 匀强磁场 B1 ,大小可调。CC′EE′轨道的 DD′EE′部分存在磁感应强度大小 B2 = 5T 、方向竖直向下的匀强 磁场。在AA′BB′金属轨道的左侧接有电容大小 C = 8.0F 的电容器,在 CC′EE′金属轨道的右侧接有R = 0.6Ω 的定值电阻。一个用木制横梁连接的两金属棒ab 、cd 固定在儿童车的底部,并将其放在如图示位置。用 电动势 E = 15V 的电源(图中未画出)为电容器充电完毕后断开电源, 电容器的带电情况如图所示,然 后闭合开关 S ,儿童车开始从 AA′位置向右加速弹射。已知乘坐一名幼儿时儿童车的总质量 m = 50.0kg , 两金属棒 ab 、cd 及木制横梁的长度均为 L = 1.0m ,两金属棒的电阻均为 r = 0.3Ω , CC′DD′部分的金属轨 道长度d1 > L ,整个轨道之间各处均光滑且平滑连接,AA′BB′金属轨道足够长,重力加速度 g 取 10m/s2, 不计空气阻力。
求:
(1) 电容器充电完毕后所带的电荷量 Q;
(2)当 B1 为多大时,儿童车在 AA′BB′轨道上可以获得最大速度且最大速度为多少;
(3)在第二问条件下的儿童车在 AA′BB′轨道上获得最大速度后,要使金属棒 cd 恰好停在 EE′处,DD′EE′ 部分金属轨道长度 d2 为多长。
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参考答案:
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B C A D A C AD BC ABD
1 .B【详解】A .图甲中玻璃容器中的小水银滴呈球形,是因为水银与玻璃不浸润导致的结果,故 A 错 误;
B .图乙为康普顿效应的示意图,入射光子与静止的电子碰撞,碰撞后散射光的光子能量变小,根据
ε = hv = h ,可知,碰撞后散射光的波长变长,故 B 正确;
C.锌的逸出功为3.34eV ,用丙中一群处于n =3 能级的氢原子发出的光照射锌板,照射光的光子最大能 量为hvm = E3 — E1 = —1.51eV — (—13.6eV) = 12.09eV ,根据光电效应方程可知,逸出光电子的最大初动能 为Ek = hvm —W0 = 12.09eV — 3.34 V = 8.75eV ,故 C 错误;
D .衰变过程随时间的变化规律说明在相同时间内,有半数的原子核发生了衰变,但相同时间内衰
变的原子数量随时间的推移而不断减少,故 D 错误。故选 B。
2 .B
【难度】0.85
【详解】“彩色光环”现象属于衍射现象。
A .雨后的彩虹属于光的折射,故 A 错误;
B .透过狭缝看日光灯可以看到彩色条纹为单缝衍射,故 B 正确;
C .油膜在阳光下呈现彩色是由于薄膜干涉,属于光的干涉,故 C 错误;
D .树影中的圆形光斑为太阳的像,属于小孔成像,故 D 错误。
3 .C【详解】A .小猪绕碗的边缘做匀速圆周运动, 由所受外力的合力提供圆周
运动的向心力,合力方向始终指向圆心,可知,小猪所受的合外力不为零,故 A 错误; B .根据冲量的定义有I = Ft ,可知,小猪运动一周,其重力的冲量不为零,故 B 错误; C .小猪绕碗的边缘做匀速圆周运动, 由碗对小猪的作用力与小猪的重力的合力提供
圆周运动的向心力,重力方向竖直向下,合力方向指向圆心,即合力沿水平方向,
, 可知,碗对小猪的作用力大于小猪的重力,故 C 正确;
4 .A【详解】A .因发射的“鹊桥二号”未能变轨到绕太阳转动,则发射速度要小于第二宇宙速度,即发 射速度介于 7.9km/s 与 11.2km/s 之间,故 A 正确;B .“鹊桥二号”在轨道 I 运行到近月点 A 时减速才能
变轨进入冻结轨道 II 运行,故 B 错误;C .根据牛顿第二定律有 = ma ,解得a = ,可知“鹊桥
二号”在轨道 I 上经过 A 点的加速度等于在轨道 II 上经过 A 点时的加速度,故 C 错误;D .轨道 I 的半
长轴大于轨道 II 的半长轴,由开普勒第三定律 = k ,可知“鹊桥二号”在轨道 I 上的运行周期比在轨道
II 上的运行周期长,故 D 错误。故选 A。
5 .D
【难度】0.85
【详解】根据质点振动方程可知质点振动周期为T = = s
由波长公式可知声波的波长为λ= vT = m = 6.8m P 与MN 的距离之差即波程差为
Δx = = 3.4m = ,所以当波程差为半波长的奇数倍时,利用波的干涉原理可知两波源振动步调一
致即可使 P 点振动减弱,则降噪声源的振动方程应为x = A0 sin(100πt + ) 故选 D。
6.A【详解】A .当v > 时,则qvB > Eq ,即电荷所受向上的洛伦兹力较大,将向上偏转,故 A 正确;
B .一束等离子体(含有大量正、负带电粒子)射入磁场,根据左手定则可知,正电荷受到指向B 极板 的洛伦兹力,负电荷受到指向 A 极板的洛伦兹力,所以B 板带正电,A 板带负电,通过电阻 R 的电流
从 b 流向 a ,故 B 错误;C .粒子在加速电场中有qU = mv2 ,在偏转磁场中有qvB = m ,所以
R = 1 2mU ,由此可知,该质谱仪不能区分比荷相同的带电粒子,故 C 错误;D .由于金属导体导电 B \ q
粒子为自由电子,根据左手定则可知, 自由电子受到指向a 板的洛伦兹力,所以自由电子将打到 a 板,
则 a 面电势低于 b 面电势,故 D 错误。故选 A。
7.C【详解】AB.UAB = 0 时,短绳 2 竖直,此时设绳 1 与竖直方向夹角为θ, 则由几何关系sinθ= = 0.8
可得θ= 53。,可知,光滑小环处轻绳 1 的夹角为106O ,由平衡可知2T cos53。= mg , T = mg ,故 AB
错误;
CD . UAB 增大时,负电小球受水平方向的电场力增加,
对小球受力分析可知轻绳 2 向右倾斜,但是轻绳 2 方向仍是
轻绳 1 的角平分线上。由几何关系得sinα = = ,即cos β= 1.25sin α , 所以β增大时α 减小,
由受力分析有2T = cos α = F = ,即T = = 2cosα5sinα) = ,所以当
α = 45O 时 T 最小,即随着UAB 增大,轻绳 1 的张力 T 先减少后增大。故 C 正确,D 错误。故选 C。
8 .AD
【难度】0.85
【详解】AB .由理想变压器原、副线圈的电压比等于匝数比,两变压器则有
U1 :U2 = n1 : n2 , U3 :U4 = n3 : n4
可得
U = n1 U U = n4 U
由题意可知, 由于输电线上有电压降,因此则有U2 >U3 ,又有n2 = n3 ,可得 U1 :U4 > n1 : n4
故 A 正确,B 错误;
CD .由理想变压器原、副线圈的电流比等于匝数的反比,两变压器则有 I1 : I2 = n2 : n1 , I3 : I4 = n4 : n3
可得
I = n2 I I = n3 I
由于I2 = I3 , n2 = n3 ,可得
I1 : I4 = n4 : n1
故 C 错误,D 正确。故选 AD。
9 .BC
【难度】0.65
【详解】A .第一次火药爆炸后,设烟花的速度为 v ,则有v2 = 2gh 解得v = 20m/s
烟花动量变化量的大小为Δp = mv — 0 = 6.0kg . m/s 故 A 错误;
B .第一次火药爆炸过程对烟花有(F — mg)t = mv — 0 解得高压气体对烟花平均作用力大小为F = 603N
故 B 正确;
CD .第二次爆炸,水平方向动量守恒,有m1v1 — (m — m1 )v2 = 0 解得v2 = 40m/s
所以另一部分烟花的速度大小为 40m/s ,方向水平向西;两部分下落的时间相等均为
t = = 2s
所以两部分烟花落地点间距为x =(v2 + v1 )t = 120m 故 C 正确。故选 BC。
10 .ABD
【难度】0.4
【详解】A .由乙图可知,带电微粒在转动过程中,电势最高值为1.5φ1 ,电势最低值为—0.5φ1 ,最高点、 最低点分别位于轨迹直径的两端,将直径取四等分点,找到与 a 点电势φa = 0 相同的点 A ,如图 aA 垂直
于电场线
R
设电场强度的方向与 x 轴正方向为θ, 由几何关系
=
R 2
解得θ= ,故 A 正确;
B .由上述分析可知φb = 1.0φ1 ,从 a 点到 b 点由动能定理W + qUab = 0
又Uab = φa — φb = —φ1 ,解得W = qφ1 ,故 B 正确;
CD .由乙图可知,微粒做圆周运动的周期为T = 13t1 — t1 = 12t1
速度为v = =
电场强度为E = = =
圆周运动的过程中电势为—0.5φ1 时变力 F 达到最大值,有F —qE = m
解得F = | m 2 R + q 1
故 D 正确,C 错误。故选 ABD。
11 .(共 8 分每空 2 分)(1)C (2) 5.25(5.21~5.25) 0.50 (3)D
【详解】(1)A .“探究小车速度随时间变化的规律”实验中只需要小车做匀变速直线运动即可,不需要 补偿阻力,故 A 错误;B .“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中拉弹簧秤时,只需让弹簧与外壳 间没有摩擦,此时弹簧测力计的示数即为弹簧对细绳的拉力,与弹簧秤外壳与木板之间是否存在摩擦无 关,故 B 错误;C .“探究平抛运动的特点”实验中为了保证小球每一次抛出时速度大小相等,需要让小 球每一次从相同高度静止释放,斜槽与钢球间的摩擦力对实验结果没有影响,故 C 正确;
D .“研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒”实验中只需要调节气垫导轨让滑块做匀速运动即可,不需 要进行补偿阻力操作,故 D 错误。故选 C。
(2)[1]毫米刻度尺的分度值为 0. 1cm ,需要估读到分度值下一位,即图中 D 点的读数为 5.25cm;
[2]相邻计数点时间间隔T = = 0.02s ,根据逐差法可得a = ,代入数据 a = × 10—2m/s2 = 0.5m/s2
(3)A .补偿阻力操作后,更换小车和槽码的质量,不需要重新补偿阻力,没有重新进行补偿阻力操作 对实验无影响,故 A 错误;B .为了使小车所受的合外力等于槽码的重力,需要使得小车的质量远大于
槽码的质量,所以小车所受合外力近似与槽码重力相等,不是小车加速度变大的原因,故 B 错误;CD.对 小车和槽码,根据牛顿第二定律,对两次实验分别有m1g = (M + m1 )a1 , m2g = (M + m2 )a2 ,根据题意有 a2 = 4a1 ,联立可得m2 > 4m1 ,故 D 正确,C 错误。故选 D。
12 .(1) E1 电压表 V (2) R2 温控箱的温度t 和电阻箱R2 的阻值 (3) 1800 高于
【详解】(1)[1][2] 热敏电阻RT 的阻值大约为几千欧,电路中的电流大约为mA 量级,故不能选用电流 表 A ,由于电压表 V 的内阻已知,可以作为电流表使用,量程为 6mA ,故电源应选E1 ,电表 1 应选电 压表 V。
(2)[1][2]根据等效替代法测电阻,应该保持滑动变阻器R1 滑片的位置不变,将单刀双掷开关S2 打到 a 端,调节电阻箱R2 ,使电表 1 的读数保持不变,记录温控箱的温度t 和电阻箱R2 的阻值。
(3)[1][2]热敏电阻RT 在温度为36℃时的阻值为900Ω , 此时报警器的电压为 2V,故电阻箱R 的阻值应 该调为1800Ω ; 若考虑到电源内阻的影响,报警器的电压为 2V 时,热敏电阻RT 的阻值应小于900Ω , 故实际报警温度会高于36℃。
13 .(共 8 分)(1) pA : pB = 5:1 (2)TB :TC = 1:1.9 【详解】(1) 由题可知,根据玻意耳定律可得
pAVA = pBVB (2 分)
解得
pA : pB = 5:1 (2 分)
(2)根据理想气体状态方程可知
= (2 分)
解得
TB :TC = 1:1.9 (2 分)
14 .(共 12 分)(1)2250N (2)3m/s (3)562.5J
【详解】(1) 由于运动员恰好到达平台 B 的上端边缘,根据机械能守恒
mgR = 2 mvQ ( 1 分)
根据牛顿第二定律
FN - mg = m ( 1 分)
联立解得支持力大小FN = 2250N (2 分)
(2)运动员从 M 点做斜抛运动,设初速度为 v ,则
vt cosθ= 2.4 m(1 分) 2vsin θ= gt ( 1 分) 解得v = 5m/s ( 1 分)
因此在最高点的速度v水平 = v cosθ= 3m/s (1 分)
(3)从 M 到 Q 的过程中,根据动能定理
mgr(1 - cosθ)+ W = 1 mv2 - 1 mv2 (2 分)
解得W = 562.5J (2 分)
15 .(共 17 分)(1)120C;(2)2.5T ,3m/s;(3)4m
【详解】(1) 由题知,用电动势 E = 15V 的电源(图中未画出)为电容器充电,则有 Q = CU = 120C(2 分)
(2)闭合开关 S 后,儿童车先作加速度变小的加速运动。达到最大速度后作匀速运动,设此时速度为 v1 ,电容器电压为 U 金属棒ab 、cd 并联,可看作一根金属棒,受到安培力的冲量对儿童车由动量定理
得 B1I1LΔt1 = mv1 (1 分)
q1 = I1Δt1
其中 U1 = B1Lv1, q1 = C(E-U1)( 1 分),
联立解得
当 = B1L2 C ,即 B1 = 2.5T( 1 分)时,儿童车在 AA′BB′金属轨道上获得的最终速度最大,
且儿童车的最大速度 v1 = 3m/s(2 分)
(3)金属棒 cd 进入 DD′右侧磁场后切割磁感线相当于电源。金属棒 ab 与电 R 并联。设电路中的总电
阻为 R 总1 ,设向右为正方向,金属棒 ab 进入右侧磁场时速度变为 v2 ,对儿童车,根据动量定理有 -B2I2LΔt2 = mv2-mv1( 1 分)
其中 ,
全属棒 ab 进入右侧磁场后,再运动 d2-L 后儿童车停下,全属棒ab 、cd 并联同时切制磁感线相当子电 源,再与电阻 R 串联。设电路中的总电阻为 R 总2 ,向右为正方向,速度变化量为-v2 ,对儿童车根据动 量定理有
其中, ,
R总2 = + R (1 分)
解得 d2 = 4m(2 分)
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