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2024回族自治区银川一中高三上学期第六次月考试题理综物理含解析
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这是一份2024回族自治区银川一中高三上学期第六次月考试题理综物理含解析,共31页。试卷主要包含了作答时,务必将答案写在答题卡上等内容,欢迎下载使用。
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.作答时,务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的原子量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Sc-45 Fe-56 Ba-137 C-59
二、选择题:本大题共8小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项是符合题目要求,第19~21题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。
1. 如图所示装置中,木块B与水平桌面间的接触面是光滑的,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内,并将弹簧压缩到最短。则从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中( )
A. 子弹减小的动能等于弹簧增加的弹性势能
B. 弹簧、木块和子弹组成的系统机械能守恒
C. 在压缩弹簧过程中,木块对弹簧的作用力大于弹簧对木块的作用力
D. 在弹簧压缩到最短的时刻,木块的速度为零,加速度不为零
2. 工地上甲、乙两人用如图所示的方法将带挂钩的重物抬起。不可伸长的轻绳两端分别固定于刚性直杆上的A、B两点,轻绳长度大于A、B两点间的距离。现将挂钩挂在轻绳上,乙站直后将杆的一端搭在肩上并保持不动,甲蹲下后将杆的另一端搭在肩上,此时物体刚要离开地面,然后甲缓慢站起至站直。已知甲的身高比乙高,不计挂钩与绳之间的摩擦。在甲缓慢站起至站直的过程中,下列说法正确的是( )
A. 轻绳的张力大小一直不变B. 轻绳的张力先变大后变小
C. 轻绳张力先变小后变大D. 轻绳对挂钩的作用力先变大后变小
3. 荡秋千是一项古老的休闲体育运动。郭亮同学的质量为m(视为质点),他在荡秋千时,O和A分别为其运动过程中的最低点和最高点,如图所示。两根秋千绳均长为L,郭亮同学运动到O位置时的速度大小为v,重力加速度大小为g,忽略空气阻力,不计秋千绳受到的重力,下列说法正确的是( )
A. 在A位置时,郭亮同学所受的合力为零
B. 在O位置时,郭亮同学处于失重状态
C. 在O位置时,每根秋千绳的拉力大小为
D. 在A位置时,每根秋千绳的拉力大小为
4. 如图所示,在正六边形的M、N、P三个顶点上各放一个完全相同且带正电的点电荷,X、Y、Z为正六边形的另外三个顶点,O点是六边形的中心,规定无穷远处为电势能零点,下列说法正确的是( )
A. X、Y、Z三点的电场强度相同
B. Z点的电势高于O点电势
C. 若仅将N点的正电荷换成等量的负电荷,则X点和Z点的电势相等,比Y点电势低
D. 从Y点至O点移动正试探电荷,电场力做正功
5. 中国的面食种类繁多,其中“刀削面”堪称天下一绝。如图所示,厨师将小面圈沿锅的某条半径方向水平削出,小面圈距锅的高度h=0.3m,与锅沿的最近水平距离L=0.45m,锅可视为半径R=0.25m的半球壳(不计锅的厚度),水面到锅底的距离d=0.1m。不计一切阻力,小面圈的运动可视为平抛运动,重力加速度大小取g=10m/s2,则直接落入水中的小面圈被削出的最大初速度是( )
A. 3m/sB. 4m/sC. 5m/sD. 6m/s
6. 如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,C为电容器,R0为定值电阻,电表均为理想电表,R为滑动变阻器,闭合开关后灯泡正常发光,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列判断正确的是
A. 电压表、电流表示数均变大,灯泡L将变暗
B. 定值电阻R中将有从右向左的电流
C 电压表示数改变量与电流表示数改变量之比不变
D. 电源输出功率一定变小
7. 一质量为m的小球从离地面上方高度为h处由静止释放,碰到地面后又以碰地前的原速率竖直向上弹起,然后上升至离地面高度为处时速度减为零,以上整个过程中小球运动的速度随时间变化的关系如图所示。若小球在空中运动过程中受到的空气阻力与其运动速率成正比,重力加速度大小为g,则下列说法中正确的是( )
A. 在时间内,小球的平均速度小于
B. 在时间内,小球克服阻力做功为
C. 小球在时间内重力的冲量小于在时间内重力的冲量
D. 小球在时间内阻力的冲量大小是时间内阻力冲量大小的3倍
8. 某同学用如图1所示装置研究带电小球在重力场和电场中具有势能(重力势能、电势能之和)情况。两个带同种电荷的小球1、2放在竖直放置的绝缘圆筒中,1固定在圆筒底部,2从靠近1位置处释放,测出的位置和速度,利用能量守恒可以得到势能图像。图2中Ⅰ图是小球图像,Ⅱ图是计算机拟合的图线Ⅰ的渐近线,实验中一切摩擦可忽略,小球的电荷量不会发生变化,,则2小球( )
A. 上升过程速度一直变大
B. 上升过程速度先变大后变小
C. 质量为
D. 从处运动至处电势能减少
三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第22~32题为必考题,每个试题考生都做答;第33题~39题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题(共129分)
9. 某实验小组用气垫导轨探究加速度与力、质量的关系,实验装置如图甲所示。
(1)该实验中用螺旋测微器测量遮光条的宽度,测量结果如图乙所示,则遮光条的宽度为______mm。
(2)在某次试验中,光电门所在位置对应刻度尺的读数为2.10cm,滑块由静止释放时遮光条所在位置对应刻度尺的读数为102.10cm,遮光条的遮光时间为,则本次实验滑块的加速度为______。
(3)已知钩码的质量为,滑块以及遮光条的质量为,重力加速度为,若牛顿第二定律成立,则拉力传感器的示数______(用含、、的代数式表示)。
10. 电导率是检验纯净水是否合格的一项重要指标,它是电阻率的倒数。某实验小组为了测量某品牌纯净水样品的电导率,将采集的水样装入粗细均匀的玻璃管内,玻璃管两端用装有金属圆片电极的橡胶塞密封。实验小组用刻度尺测出两电极相距L,用游标卡尺测得玻璃管的内径为D。接下来,实验小组先用多用电表欧姆挡粗测水样电阻的阻值,然后再用“伏安法”测量其阻值。最后分析数据,得出该品牌纯净水样品的电导率。
实验小组用“伏安法”测量水样电阻的阻值时,有以下器材供选用:
A.电流表(,内阻约) B.电流表(,内阻约)
C.电压表(,内阻约) D.电压表(,内阻约)
E.滑动变阻器(,额定电流1A) F.电源(12V,内阻约)
G.开关和导线若干
(1)实验小组用多用电表粗测水样电阻的阻值时选择欧姆挡的“”倍率,示数如图甲,则读数为________Ω。
(2)实验小组用“伏安法”测量水样电阻阻值时,为减小测量误差,电流表应选用________,电压表应选用________(选填器材前的字母)。
(3)图乙是实验器材实物图,已连接了部分导线。请补充完成实物间的连线。( )
(4)下表是实验小组测量玻璃管中水柱的电流及两端电压的6组实验数据,其中5组数据的对应点已经标在图丙的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出图线。( )
(5)若得到水样电阻的阻值为R,则水样品电导率的表达式为________(用D、L和R表示)。
(6)为了探索分压电路中选择最大阻值是多大的滑动变阻器更有利于完成实验,某同学分别用最大阻值是、、的三种滑动变阻器做分压电阻,用如图丁所示的电路进行实验。实验中所用的定值电阻。当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中,根据实验数据,分别作出电压表读数随(指滑片移动的距离x与滑片在变阻器上可移动的总长度L的比值)变化的关系曲线a、b、c,如图戊所示。
则图戊中的图线a对应的滑动变阻器以及为了更有利于完成实验应选择最大阻值为多大的滑动变阻器(在保证滑动变阻器不会被烧坏的情况下),正确的是________(选填选项前的字母)。
A.最大阻值为的滑动变阻器;最大阻值更大的滑动变阻器
B.最大阻值为的滑动变阻器;最大阻值比大2~5倍的滑动变阻器
C.最大阻值为的滑动变阻器;最大阻值比大2~5倍的滑动变阻器
D.最大阻值为的滑动变阻器;最大阻值更小的滑动变阻器
11. 真空中一对半径均为R1的圆形金属板P、Q圆心正对平行放置,两板距离为d,Q板中心镀有一层半径为()的圆形锌金属薄膜。Q板受到紫外线持续照射后,只有锌薄膜中的电子可吸收光的能量而逸出。现将两金属板P、Q与两端电压UPQ可调的电源、灵敏电流计G连接成如图所示的电路。
已知元电荷电量为e,电子质量为m。单位时间内从锌薄膜中逸出的电子数为n、逸出时的最大动能为Ekm,n、Ekm只由光照和锌膜材料决定。且电子逸出的方向各不相同。忽略电子的重力以及电子之间的相互作用,不考虑平行板的边缘效应,光照条件保持不变。
(1)当电压为U0时,求电子逸出后加速度大小a;
(2)调整电源两端电压,使灵敏电流计示数恰好为零,求此时电压;
(3)实验发现,当UPQ大于或等于某一电压值,时灵敏电流计示数始终为最大值求和。
12. 如图所示,光滑水平面上放置一小车,小车上表面AB段粗糙、BC段光滑。一小物块放置在小车左端,连接有轻弹簧的轻质挡板固定在小车右端。用不可伸长的轻绳将质量为m的小球悬挂在O点,轻绳处于水平拉直状态。将小球由静止释放,下摆至轻绳竖直时与小物块发生弹性正碰,碰后小物块开始向右运动。已知小球的质量为m1=4kg,小物块的质量为m2=1kg,小车的质量为M=5kg,轻绳长度为l=1.8m,AB段的长度为x1=4.5m。BC段的长度为x2=1m,弹簧原长为x3=0.16m,小物块与小车间的动摩擦因数为μ=0.2。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度 g=10m/s2,弹簧始终在弹性限度内。求:
(1)小球与小物块碰后瞬间小物块的速度v1;
(2)从小物块开始运动到小物块开始接触弹簧的时间t;
(3)从小物块与弹簧开始接触到两者分离的过程中小物块对弹簧的冲量大小I。
(二)选考题:共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做,则每科按所做的第一题计分。
13. 如图,一定量的理想气体从状态a(,,)经热力学过程ab、bc、ca后又回到状态a。其中,ab过程中,气体内能的增量______(填“大于”“等于”“小于”)从外界吸收的热量;ca过程中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数______(填“增多”“不变”“减少”);ca过程中,外界对气体做功为______。
14. 如图所示,上端带有卡口横截面积为S、高为L的导热性能良好的汽缸中用一光滑的活塞B封闭着一定质量的理想气体A,汽缸底部与U形水银气压计(U形管内气体体积忽略不计)相连,已知气体内能U与热力学温度T的关系为,其中为已知常数,活塞B的质量为m,重力加连度为g,大气压强为,水银的密度为,环境热力学温度为时,活塞离缸底的距离为。求:
(1)环境温度为时,U形气压计两侧水银面的高度差;
(2)环境温度由缓慢升高至过程中,气体吸收的热量。
15. 如图所示,实线为时刻一列沿x轴正方向传播的简谐横波,时的波形如图中的虚线所示,为x轴平衡位置坐标分别为的两质点,该列波的周期,则这列波的频率为______,1.0~1.5s内质点C的加速度与速度方向______(填“相同”或“相反”),时,B点的纵坐标为______cm。
16. 如图所示,一截面是夹角为扇形的透明圆柱体,放置在水平桌面上.现有一束光平行于桌面从的中点A射到圆柱体表面上,折射进入后恰好从中点B处垂直截面射出;若将这束光平行于桌面从中点C处射到圆柱体表面上,则折射后从截面的D点射出,测得D距圆心O的距离为d。求:
(1)透明圆柱体的折射率;
(2)光束从C到D经历的时间。
1
2
3
4
5
6
1.0
3.0
5.0
7.0
9.0
11.0
53.5
160
267
374
411
588
银川一中2024届高三年级第六次月考理科综合能力测试
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.作答时,务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的原子量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Sc-45 Fe-56 Ba-137 C-59
二、选择题:本大题共8小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项是符合题目要求,第19~21题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。
1. 如图所示装置中,木块B与水平桌面间的接触面是光滑的,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内,并将弹簧压缩到最短。则从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中( )
A. 子弹减小的动能等于弹簧增加的弹性势能
B. 弹簧、木块和子弹组成的系统机械能守恒
C. 在压缩弹簧过程中,木块对弹簧的作用力大于弹簧对木块的作用力
D. 在弹簧压缩到最短的时刻,木块的速度为零,加速度不为零
【答案】D
【解析】
【详解】A、子弹减小的动能等于弹簧增加的弹性势能与系统增加的内能之和,故A错误;
B、弹簧、木块、子弹组成的系统子弹要克服阻力做功,系统部分机械能转化为内能,系统机械能不守恒,故B错误;
C、在木块压缩弹簧过程中,木块对弹簧的作用力等于弹簧对木块的作用力,故C错误;
D、在弹簧压缩到最短的时刻,木块的速度为零,木块所受合外力等于弹簧的弹力,合外力不为零,木块的加速度不为零,故D正确。
故选D。
2. 工地上甲、乙两人用如图所示的方法将带挂钩的重物抬起。不可伸长的轻绳两端分别固定于刚性直杆上的A、B两点,轻绳长度大于A、B两点间的距离。现将挂钩挂在轻绳上,乙站直后将杆的一端搭在肩上并保持不动,甲蹲下后将杆的另一端搭在肩上,此时物体刚要离开地面,然后甲缓慢站起至站直。已知甲的身高比乙高,不计挂钩与绳之间的摩擦。在甲缓慢站起至站直的过程中,下列说法正确的是( )
A. 轻绳的张力大小一直不变B. 轻绳的张力先变大后变小
C. 轻绳的张力先变小后变大D. 轻绳对挂钩的作用力先变大后变小
【答案】B
【解析】
【详解】如图
设轻绳的夹角为,则轻绳上的拉力
当甲缓慢站起至站直的过程中轻绳间的夹角先变大,当杆水平时轻绳间夹角最大,然后变小,轻绳的张力先变大后变小,故B正确,ACD错误。
故选B。
3. 荡秋千是一项古老休闲体育运动。郭亮同学的质量为m(视为质点),他在荡秋千时,O和A分别为其运动过程中的最低点和最高点,如图所示。两根秋千绳均长为L,郭亮同学运动到O位置时的速度大小为v,重力加速度大小为g,忽略空气阻力,不计秋千绳受到的重力,下列说法正确的是( )
A. 在A位置时,郭亮同学所受的合力为零
B. 在O位置时,郭亮同学处于失重状态
C. 在O位置时,每根秋千绳的拉力大小为
D. 在A位置时,每根秋千绳的拉力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.在A位置时,该人受到重力和秋千绳的拉力,合力不为零,故A错误;
B.在O位置时,重力和秋千绳拉力的合力产生向上的向心加速度,该人处于超重状态,故B错误;
C.在O位置时,由牛顿第二定律可得
可知每根秋千绳的拉力大小为
故C错误;
D.在A位置时,设绳子与竖直方向成,从A到O,由动能定理有
在A位置,有
联立解得
故D正确。
故选D。
4. 如图所示,在正六边形的M、N、P三个顶点上各放一个完全相同且带正电的点电荷,X、Y、Z为正六边形的另外三个顶点,O点是六边形的中心,规定无穷远处为电势能零点,下列说法正确的是( )
A. X、Y、Z三点的电场强度相同
B. Z点的电势高于O点电势
C. 若仅将N点的正电荷换成等量的负电荷,则X点和Z点的电势相等,比Y点电势低
D. 从Y点至O点移动正试探电荷,电场力做正功
【答案】C
【解析】
【详解】A.依题意,根据点电荷的场强公式
结合场强叠加原理,如图所示
可判断X、Y、Z三点的电场强度大小相等,但方向不相同,故A错误;
B.根据对称性及场强叠加原理,OZ连线上的合场强沿OZ方向,沿电场线方向,电势逐渐降低,则O点的电势高于Z点电势,故B错误;
C.点电荷电场中电势与场源电荷的电性及距离有关。点电荷M、P到X点的距离,与点电荷M、P到Z点的距离相等,即点电荷M、P在X点和Z点的电势相等;N点换成等量负电荷后,到X点和Z点的距离也相等,即点电荷N在X点和Z点的电势相等,综上可得正点电荷M、P与负点电荷N在X点和Z点的电势相等。若在O点有一正的试探电荷,将试探电荷从O点移动到X点,根据等量异种电荷电场的特点,点电荷N、P对试探电荷不做功,点电荷M对试探电荷做正功,电势能减小。同理若将试探电荷从O点移动到Y点,点电荷M、P对试探电荷不做功,点电荷N对试探电荷做负功,电势能增加,综上可知,Y点电势比X点和Z点的电势高,故C正确;
D.根据对称性及场强叠加原理,OY连线上的合场强沿OY方向,因此从Y点至O点移动正试探电荷,逆着电场线移动正电荷,电场力做负功,故D错误;
故选C。
5. 中国面食种类繁多,其中“刀削面”堪称天下一绝。如图所示,厨师将小面圈沿锅的某条半径方向水平削出,小面圈距锅的高度h=0.3m,与锅沿的最近水平距离L=0.45m,锅可视为半径R=0.25m的半球壳(不计锅的厚度),水面到锅底的距离d=0.1m。不计一切阻力,小面圈的运动可视为平抛运动,重力加速度大小取g=10m/s2,则直接落入水中的小面圈被削出的最大初速度是( )
A. 3m/sB. 4m/sC. 5m/sD. 6m/s
【答案】A
【解析】
【详解】设锅沿到水面高度为h',则
所以锅内水面的半径为
对恰好以最大速度落入水中的小面圈,水平方向,有
竖直方向,有
联立解得
,
故选A。
6. 如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,C为电容器,R0为定值电阻,电表均为理想电表,R为滑动变阻器,闭合开关后灯泡正常发光,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列判断正确的是
A. 电压表、电流表示数均变大,灯泡L将变暗
B. 定值电阻R中将有从右向左的电流
C. 电压表示数改变量与电流表示数改变量之比不变
D. 电源输出功率一定变小
【答案】BC
【解析】
【分析】电路稳定时,与电容器串联的电路没有电流,相当于断路.当滑动变阻器的滑片向右移动时,变阻器在路电阻减小,外电阻减小,电路中电流增大,灯L变亮.电容器的电压等于路端电压,分析其电压变化,由Q=CU分析电量的变化.
【详解】电路稳定时,与电容器串联的电路没有电流,R0两端的电压为零.当滑动变阻器的滑片向右移动时,变阻器电阻减小,外电阻减小,电路中总电流变大,则灯L将变亮,电流表示数变大,电源的内电压变大,则路端电压减小,电压表读数减小,选项A错误.而电容器的电压等于路端电压,所以电容器的电压减小,由Q=CU分析可知其电荷量将减小.电容器放电,则定值电阻R0中将有从右向左的电流出现,选项B正确.根据闭合电路欧姆定律知 U=E-Ir,得 △U/△I =r,可得电压表示数改变量与电流表示数改变量之比保持不变.故C正确. 因不清楚外电路电阻与电源内阻的大小关系,则不能确定电源输出功率的变化,选项D错误;故选BC.
【点睛】本题是电路的动态变化分析问题,可直接根据“串反并同”来分析电表读数的变化,也可以由“局部-整体-局部”的方法分析.
7. 一质量为m的小球从离地面上方高度为h处由静止释放,碰到地面后又以碰地前的原速率竖直向上弹起,然后上升至离地面高度为处时速度减为零,以上整个过程中小球运动的速度随时间变化的关系如图所示。若小球在空中运动过程中受到的空气阻力与其运动速率成正比,重力加速度大小为g,则下列说法中正确的是( )
A. 在时间内,小球的平均速度小于
B. 在时间内,小球克服阻力做功为
C. 小球在时间内重力的冲量小于在时间内重力的冲量
D. 小球在时间内阻力的冲量大小是时间内阻力冲量大小的3倍
【答案】D
【解析】
【详解】A.图像的面积等于位移,则在时间内,小球的位移大于做匀加速直线运动的位移,可知平均速度大于,选项A错误;
B.由能量关系可知,在时间内,小球克服阻力做功为
选项B错误;
C.下降过程中
上升过程中
则
根据
小球下落过程时间大于上升过程的时间,则根据
IG=mgt
可知,在时间内重力的冲量大于在时间内重力的冲量,选项C错误;
D.根据
因下降的距离为上升距离的3倍,可知小球在时间内阻力的冲量大小是时间内阻力冲量大小的3倍,选项D正确。
故选D。
8. 某同学用如图1所示装置研究带电小球在重力场和电场中具有的势能(重力势能、电势能之和)情况。两个带同种电荷的小球1、2放在竖直放置的绝缘圆筒中,1固定在圆筒底部,2从靠近1位置处释放,测出的位置和速度,利用能量守恒可以得到势能图像。图2中Ⅰ图是小球图像,Ⅱ图是计算机拟合的图线Ⅰ的渐近线,实验中一切摩擦可忽略,小球的电荷量不会发生变化,,则2小球( )
A. 上升过程速度一直变大
B. 上升过程速度先变大后变小
C. 质量为
D. 从处运动至处电势能减少
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB.上升过程系统能量守恒
结合图像可知,上升过程中势能先变小后变大,因此,小球2的动能先变大后变小,速度也先变大后变小,A错误,B正确;
C.根据库仑定律
可知,当时,,系统势能的变化量主要取决于重力做功
即
由此可知小球2的重力等于图中渐近线的斜率,结合图像可知
解得
C正确;
D.从处运动至过程中,根据系统能量守恒
根据动能定理可得
又因为
解得
从处运动至过程中,电场力做的正功,电势能减少,D正确。
故选BCD。
三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第22~32题为必考题,每个试题考生都做答;第33题~39题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题(共129分)
9. 某实验小组用气垫导轨探究加速度与力、质量的关系,实验装置如图甲所示。
(1)该实验中用螺旋测微器测量遮光条的宽度,测量结果如图乙所示,则遮光条的宽度为______mm。
(2)在某次试验中,光电门所在位置对应刻度尺的读数为2.10cm,滑块由静止释放时遮光条所在位置对应刻度尺的读数为102.10cm,遮光条的遮光时间为,则本次实验滑块的加速度为______。
(3)已知钩码的质量为,滑块以及遮光条的质量为,重力加速度为,若牛顿第二定律成立,则拉力传感器的示数______(用含、、的代数式表示)。
【答案】 ①. 1.680 ②. 2 ③.
【解析】
【详解】(1)[1]螺旋测微器的精确值为,由图乙可知遮光条的宽度为
(2)[2]滑块经过光电门时的速度为
根据运动学公式可得
其中
联立可得本次实验滑块的加速度为
(3)[3]以滑块为对象,根据牛顿第二定律可得
以钩码为对象,根据牛顿第二定律可得
联立可得拉力传感器的示数为
10. 电导率是检验纯净水是否合格的一项重要指标,它是电阻率的倒数。某实验小组为了测量某品牌纯净水样品的电导率,将采集的水样装入粗细均匀的玻璃管内,玻璃管两端用装有金属圆片电极的橡胶塞密封。实验小组用刻度尺测出两电极相距L,用游标卡尺测得玻璃管的内径为D。接下来,实验小组先用多用电表欧姆挡粗测水样电阻的阻值,然后再用“伏安法”测量其阻值。最后分析数据,得出该品牌纯净水样品的电导率。
实验小组用“伏安法”测量水样电阻的阻值时,有以下器材供选用:
A.电流表(,内阻约) B.电流表(,内阻约)
C.电压表(,内阻约) D.电压表(,内阻约)
E.滑动变阻器(,额定电流1A) F.电源(12V,内阻约)
G.开关和导线若干
(1)实验小组用多用电表粗测水样电阻的阻值时选择欧姆挡的“”倍率,示数如图甲,则读数为________Ω。
(2)实验小组用“伏安法”测量水样电阻的阻值时,为减小测量误差,电流表应选用________,电压表应选用________(选填器材前的字母)。
(3)图乙是实验器材实物图,已连接了部分导线。请补充完成实物间的连线。( )
(4)下表是实验小组测量玻璃管中水柱的电流及两端电压的6组实验数据,其中5组数据的对应点已经标在图丙的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出图线。( )
(5)若得到水样电阻的阻值为R,则水样品电导率的表达式为________(用D、L和R表示)。
(6)为了探索分压电路中选择最大阻值是多大的滑动变阻器更有利于完成实验,某同学分别用最大阻值是、、的三种滑动变阻器做分压电阻,用如图丁所示的电路进行实验。实验中所用的定值电阻。当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中,根据实验数据,分别作出电压表读数随(指滑片移动的距离x与滑片在变阻器上可移动的总长度L的比值)变化的关系曲线a、b、c,如图戊所示。
则图戊中的图线a对应的滑动变阻器以及为了更有利于完成实验应选择最大阻值为多大的滑动变阻器(在保证滑动变阻器不会被烧坏的情况下),正确的是________(选填选项前的字母)。
A.最大阻值为的滑动变阻器;最大阻值更大的滑动变阻器
B.最大阻值为的滑动变阻器;最大阻值比大2~5倍的滑动变阻器
C.最大阻值为的滑动变阻器;最大阻值比大2~5倍的滑动变阻器
D.最大阻值为的滑动变阻器;最大阻值更小的滑动变阻器
【答案】 ①. ②. A ③. D ④. ⑤. ⑥. ⑦. D
【解析】
【详解】(1)[1]欧姆表读数为。
(2)[2][3]电源电动势为12V,则电压表选择D。根据欧姆定律,纯净水最大电流约为
则电流表应选择A。
(3)[4]实物图如图所示
(4)[5]图线如图所示
(5)[6]根据电阻定理得,电阻率为
则电导率为。
(6)[7]图线a随滑片移动过程中,电压表示数变化较小,说明定值电阻与滑动变阻器左侧部分并联变化较小,说明滑动变阻器阻值较大,即最大阻值为的滑动变阻器。为了使电压表示数变化明显,应使用最大阻值更小的滑动变阻器。
故选D。
11. 真空中一对半径均为R1的圆形金属板P、Q圆心正对平行放置,两板距离为d,Q板中心镀有一层半径为()的圆形锌金属薄膜。Q板受到紫外线持续照射后,只有锌薄膜中的电子可吸收光的能量而逸出。现将两金属板P、Q与两端电压UPQ可调的电源、灵敏电流计G连接成如图所示的电路。
已知元电荷电量为e,电子质量为m。单位时间内从锌薄膜中逸出的电子数为n、逸出时的最大动能为Ekm,n、Ekm只由光照和锌膜材料决定。且电子逸出的方向各不相同。忽略电子的重力以及电子之间的相互作用,不考虑平行板的边缘效应,光照条件保持不变。
(1)当电压为U0时,求电子逸出后加速度大小a;
(2)调整电源两端电压,使灵敏电流计示数恰好为零,求此时电压;
(3)实验发现,当UPQ大于或等于某一电压值,时灵敏电流计示数始终为最大值求和。
【答案】(1);(2);(3),
【解析】
【详解】(1)当电压为U0时,金属板P、Q间的电场强度为
根据牛顿第二定律有
可得,电子逸出后加速度大小为
(2)调整电源两端电压,使灵敏电流计示数恰好为零,则根据动能定理有
可得,求此时电压为
(3)当从锌薄膜边缘平行Q板逸出的动能最大的电子做类平抛运动刚好能到达P板边缘时,则所有电子均能达到P板,此时的电流和电压最大,电流的最大值为
根据牛顿第二定律可得,此时逸出电子做类平抛运动的加速度大小为
设逸出电子的初速度为v,运动时间为t,则平行金属板方向有
垂直于金属板方向有
又
联立可得,此时的最大电压为
12. 如图所示,光滑水平面上放置一小车,小车上表面AB段粗糙、BC段光滑。一小物块放置在小车左端,连接有轻弹簧的轻质挡板固定在小车右端。用不可伸长的轻绳将质量为m的小球悬挂在O点,轻绳处于水平拉直状态。将小球由静止释放,下摆至轻绳竖直时与小物块发生弹性正碰,碰后小物块开始向右运动。已知小球的质量为m1=4kg,小物块的质量为m2=1kg,小车的质量为M=5kg,轻绳长度为l=1.8m,AB段的长度为x1=4.5m。BC段的长度为x2=1m,弹簧原长为x3=0.16m,小物块与小车间的动摩擦因数为μ=0.2。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度 g=10m/s2,弹簧始终在弹性限度内。求:
(1)小球与小物块碰后瞬间小物块的速度v1;
(2)从小物块开始运动到小物块开始接触弹簧的时间t;
(3)从小物块与弹簧开始接触到两者分离的过程中小物块对弹簧的冲量大小I。
【答案】(1)9.6m/s;(2)0.6s;(3)14N·s
【解析】
【详解】(1)小球从水平位置释放之后为圆周运动,根据动能定理可得
解得
小球与小物块发生弹性正碰,根据动量守恒和机械能守恒可得
联立解得
(2)小球与小物块碰撞之后小物块做匀减速直线运动,则有
解得
小球与小物块碰撞之后小车做匀加速直线运动,则有
解得
经过时间小物块滑到小车上的B点,小物块相对于小车的位移为,则有
解得
(舍去)
时,小物块的速度为
小车的速度为
经过时间小物块到弹簧位置,则有
解得
则从小物块开始运动到小物块开始接触弹簧的时间
(3)小物块从与弹簧接触开始到与弹簧分离时的过程中,根据动量守恒和机械能守恒可得
解得
小物块对弹簧的冲量为
所以小物块对弹簧的冲量大小为。
(二)选考题:共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做,则每科按所做的第一题计分。
13. 如图,一定量的理想气体从状态a(,,)经热力学过程ab、bc、ca后又回到状态a。其中,ab过程中,气体内能的增量______(填“大于”“等于”“小于”)从外界吸收的热量;ca过程中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数______(填“增多”“不变”“减少”);ca过程中,外界对气体做功为______。
【答案】 ①. 等于 ②. 增多 ③.
【解析】
【详解】[1]ab过程中,温度升高,气体内能增加,气体做等容变化,外界对气体不做功,根据热力学第一定律
气体内能的增量等于从外界吸收的热量。
[2]ca过程中,气体做等压变化,温度降低,气体平均分子动能减小,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增多。
[3]ca过程中,气体做等压变化,则
可得
ca过程中,外界对气体做功为
14. 如图所示,上端带有卡口的横截面积为S、高为L的导热性能良好的汽缸中用一光滑的活塞B封闭着一定质量的理想气体A,汽缸底部与U形水银气压计(U形管内气体体积忽略不计)相连,已知气体内能U与热力学温度T的关系为,其中为已知常数,活塞B的质量为m,重力加连度为g,大气压强为,水银的密度为,环境热力学温度为时,活塞离缸底的距离为。求:
(1)环境温度为时,U形气压计两侧水银面的高度差;
(2)环境温度由缓慢升高至过程中,气体吸收的热量。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)设稳定后汽缸内气体的压强为,对活塞,根据平衡条件得
对水银柱,有
解得
(2)缓慢升高环境温度,活塞B上升,气体发生等压变化,U形导管内侧水银面的高度差不变,设活塞B刚好到达容器口时,温度为,由盖—吕萨克定律得
解得
之后,气体温度由升高到,气体发生等容变化。整个过程中,外界对气体做的功
由热力学第一定律得
解得
15. 如图所示,实线为时刻一列沿x轴正方向传播的简谐横波,时的波形如图中的虚线所示,为x轴平衡位置坐标分别为的两质点,该列波的周期,则这列波的频率为______,1.0~1.5s内质点C的加速度与速度方向______(填“相同”或“相反”),时,B点的纵坐标为______cm。
【答案】 ①. 0.5Hz ②. 相反 ③.
【解析】
【详解】[1]根据题图所示可知,波长,且
所以
因为,所以,因此,所以
[2]由于,因此1.0~1.5s内质点C从平衡位置向波峰位置振动,加速度与速度方向相反;
[3]时,即,根据横波的振动速度与传播速度关系可知B点沿y轴正方向振动
16. 如图所示,一截面是夹角为扇形的透明圆柱体,放置在水平桌面上.现有一束光平行于桌面从的中点A射到圆柱体表面上,折射进入后恰好从中点B处垂直截面射出;若将这束光平行于桌面从中点C处射到圆柱体表面上,则折射后从截面的D点射出,测得D距圆心O的距离为d。求:
(1)透明圆柱体的折射率;
(2)光束从C到D经历的时间。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)如图所示,由几何关系得
又
则透明圆柱体的折射率
(2)如图所示,由几何关系得
又
得
因为
所以
可得
光在圆柱体内传播的速度
则光束在圆柱体内从C到D经历的时间
1
2
3
4
5
6
1.0
3.0
5.0
70
9.0
11.0
53.5
160
267
374
411
588
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