内容正文:
河南省豫北名校5月份联考试卷2023—2024学年高二年级阶段性测试(四)
物理
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
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,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列说法正确的是( )
A. 用某种单色光照射金属板,有电子从表面逸出,最早用量子观点合理解释这一现象的科学家是爱因斯坦
B. 卢瑟福通过粒子散射实验,建立了原子的核式结构模型,并由此最早提出了氢原子轨道量子化理论
C. 最早发现电子的科学家是J.J.汤姆孙,由此揭开了原子核结构研究的序幕
D. 贝克勒尔发现了天然放射现象,天然放射现象的发现揭开了原子结构研究的序幕
【答案】A
【解析】
【详解】A.照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出。最初用量子观点对该现象给予合理解释的科学家是爱因斯坦,故A正确;
B.卢瑟福通过α粒子散射实验,建立了原子的核式结构模型;波尔研究氢原子模型时,最早提出了氢原子轨道量子化理论,故B错误;
C.最早发现电子的科学家是J.J.汤姆孙,由此揭开了原子结构研究的序幕,故C错误;
D.贝克勒尔发现了天然放射现象,天然放射现象的发现揭开了原子核结构研究的序幕,故D错误。
故选A。
2. 塑料的发明是人类的一大杰作,也是“人类最糟糕的发明”。塑料是一种非晶体,关于非晶体和晶体,下列判断正确的是( )
A. 非晶体和多晶体都有规则的几何外形
B. 晶体不可能转化为非晶体
C. 非晶体分子在空间排列上没有周期性,单晶体分子在空间排列上具有周期性
D. 液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的
【答案】C
【解析】
【详解】A.非晶体没有规则的几何形状,多晶体是由很多单晶体杂乱无章组合而成,所以不一定有规则的几何形状,故A错误;
B.有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体,,如天然水晶是晶体,而熔化以后再凝固的水晶就是非晶体,故B错误;
C.单晶体在分子空间排列上有周期性,多晶体和非晶体分子在空间排列上没有周期性,故C正确;
D.液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的,故D错误。
故选C。
3. 在炎热的夏天人们常用空调降温,将热量从温度较低的室内传到温度较高的室外。关于此过程,下列判断正确的是( )
A. 这个过程是自发过程
B. 空调排放到室外的热量大于从室内吸收的热量
C. 室内每个空气分子的运动速率小于室外每个空气分子的运动速率
D. 室内空气分子的平均动能比室外空气分子的平均动能大
【答案】B
【解析】
【详解】A.空调将热量从温度低的室内传递到温度较高的室外,这个过程要消耗电能,不是自发的过程,故A错误;
B.由于空调的压缩机做功,使得空调排放到室外环境的热量大于从室内吸收的热量,故B正确;
C.室内的温度小于室外的温度,则室内分子的平均速率小于室外分子的平均速率,但并不是每个气体分子的运动速率都小于,故C错误;
D.温度是分子平均动能的标志,室内的温度小于室外的温度,所以室内空气分子的平均动能比室外空气分子的平均动能小,故D错误。
故选B。
4. 1934年,约里奥—居里夫妇最早发现了人工放射性同位素X,其核反应方程为,、和X的结合能分别为、和,质量分别为、和,光在真空中传播速度为c,下列判断正确的是( )
A. 人工放射性同位素X的中子数大于质子数
B. 上述核反应释放的核能为
C. 上述核反应的质量亏损为
D. 若X能衰变成Y,则衰变方程为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据质量数、电荷数守恒可知,X为,质子数为15,中子数为
所以,人工放射性同位素X的中子数等于质子数,故A错误;
B.上述核反应释放的核能为
故B错误;
C.上述核反应释放的核能为
根据爱因斯坦质能方程
故C正确;
D.若X能衰变成Y,根据质量数、电荷数守恒可知,衰变方程为
故D错误。
故选C。
5. 农谚“锄板底下有水”“锄头自有三寸泽”,这是对我们所学知识在实际生活中应用的生动总结。对于所学物理知识应用于实际的问题,下列判断正确的是( )
A. 农谚“旱锄田”,这是防止毛细现象的具体措施
B. 在处于失重状态的宇宙飞船中,一大滴水银会呈球状,是因为液体内部分子间的相互吸引
C. 给车胎打气,越来越吃力,是由于分子间存在斥力
D. 冰箱里0℃的水凝固成0℃的冰,分子势能不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.农谚“旱锄田”,这是破坏土壤中的毛细管,防止毛细现象的具体措施,故A正确;
B.在处于失重状态的宇宙飞船中,一大滴水银会呈球状,是因为液体表面张力的作用,故B错误;
C.给车胎打气,越压越吃力,是由于气压越来越大,气体分子间距大于分子直径的10倍以上,分子间存在斥力忽略不计,故C错误;
D.0℃的水凝固成0℃的冰时,温度不变,则分子的平均动能不变;因0℃的水凝固成0℃的冰时要放出热量,内能减小,则分子势能减小,故D错误。
故选A。
6. 如图所示,一个质量为m的小物体,在细线拉力作用下,在光滑水平面上以角速度做匀速圆周运动,半径为R。经过个周期的时间,下列判断正确的是( )
A. 小物体平均动量变化率大小为
B. 小物体平均动量变化率大小为
C. 细线拉力的冲量为0
D. 细线拉力的冲量大小为
【答案】B
【解析】
【详解】AB.设小物体的线速度为v,则个周期内小物体的动量变化量为
个周期的时间为
线速度与角速度的关系为
个周期的时间为小物体平均动量变化率大小为
故B正确,A错误;
CD.由动量定理得,细线拉力的冲量等于小物体动量的变化量,即
故CD错误。
故选B。
7. 如图所示,两根间距为L的平行金属导轨(足够长)固定在水平面上,右端固定一个小滑轮,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,图中磁场未画出。质量相等的两根金属棒ab、cd垂直放置在导轨上,ab棒光滑,cd棒粗糙,棒ab通过一根轻质细线绕过小滑轮与物体P相连,且物体P的重力大于cd棒与导轨间的最大静摩擦力。除两金属棒外其余电阻都不计,开始时系统静止,平行于导轨的细线刚好被拉直,由静止释放P,下列判断正确的是( )
A. cd棒受到的摩擦力一直增大
B. 两棒之间的距离先增大后不变
C. 只要P质量足够大,cd就可能和ab棒同时开始运动
D. 最终两棒以相同的加速度做匀加速运动,且两棒间的距离一直增大
【答案】D
【解析】
【详解】AC.设物体P、ab棒和cd棒的质量分别为M、m和m,开始释放P时,ab棒和P加速度大小相等,根据牛顿第二定律
解得
cd棒的加速度为0,则开始阶段ab速度v增大,cd静止,当cd受到的安培力增大到等于其最大静摩擦力之后开始运动,之后受到的滑动摩擦力不变,故AC错误;
BD.运动过程中某时刻ab、cd的速度设为、,根据闭合电路欧姆定律可知,双棒回路中产生感应电流
ab和cd棒受到的安培力大小均为
ab、cd都做加速运动,前者加速度减小,后者加速度增大,当加速度相等后以相同的加速度运动,速度差不变,由于ab棒速度大,两棒间的距离一直增大,故B错误,D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 真空中P点固定一个点电荷,在P点周围的电场中,下列说法正确的是( )
A. 电场强度大的地方电势高
B. 电场线越密的地方电场强度越大
C. 在电场强度较大的地方,到场源电荷距离相等的两点间电势差较大
D. 电子在电势高的地方具有的电势能小
【答案】BD
【解析】
【详解】A.若点电荷带负电,距离点电荷越近,电场强度越大,而电势越低,故A错误;
B.电场强的地方电场线密集,电场弱的地方电场线稀疏,故B正确;
C.离点电荷很近且距离相等的两点场强大,但它们间电势差为0,故C错误;
D.电子带负电,电势越高,根据电势能
可知电子在电势高的地方电势能反而小,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,竖直轻弹簧下端固定在质量为5m的物体P上,上端放一个质量为m的小物体Q(未拴接),使Q在竖直方向做简谐运动,振幅为A。已知重力加速度为g,在Q运动过程中P对地面的最大压力为,弹簧始终在弹性限度内,下列判断正确的是( )
A. P对地面的最小压力为
B. Q做简谐运动的最大振幅为
C. 若把Q固定在弹簧上端,使Q做简谐运动,当Q到达最高点时,P对地面的压力恰好为0,则Q的振幅为10A
D. 若把Q从弹簧正上方某高度处无初速度释放,Q向下运动到最低点时的加速度一定大于重力加速度
【答案】AD
【解析】
【详解】A.Q做简谐运动,在最低点时弹簧对P的压力最大,P对地面的压力最大,此时弹簧的弹力大小为,Q做简谐运动的回复力
竖直向上,则有
根据简谐运动的对称性可知,Q在最高点时的回复力大小为,竖直向下,对P受力分析可知P对地面的最小压力为,故A正确;
B.Q做简谐运动,恰好不离开弹簧,此时弹簧为原长,Q做简谐运动的回复力大小等于,又
可得
Q最大振幅为,故B错误;
C.P对地面的压力恰好为0,P对弹簧向下的拉力大小为,在最高点Q的合外力大小为,即此时Q做简谐运动的回复力大小为,有
解得
故C错误;
D.Q从弹簧正上方某高度处无初速度释放,刚接触弹簧时的速度竖直向下,此时有
经过关于平衡位置的对称位置时的加速度大小也为g,而速度竖直向下,继续向下运动,位移增大,回复力增大,加速度增大,则加速度大于g,故D正确。
故选AD。
10. 氢原子第n能级的能量为,其中已知,且小于零。在某时刻,用某种单色光照射一群处于能级的氢原子,发现氢原子被照射后发出了10种不同频率的光子,已知普朗克常量为h,光在真空的传播速度为c,下列判断正确的是( )
A. 单色光的光子能量为
B. 用发出的能量最大的光子照射逸出功较小且为的金属,逸出光电子的最大初动能为
C. 发出的不同频率的光子中,在真空中传播的波长最长为
D. 用光子能量为的光照射基态氢原子,氢原子不可能被激发
【答案】BC
【解析】
【详解】A.氢原子被照射后发出了10种不同频率的光子,则根据
可得,用某种单色光照射一群处于n=2能级的氢原子,跃迁到了能级,则光子的能量为
故A错误;
B.用发出的能量最大的光子的能量为
根据爱因斯坦光电效应方程
故B正确;
C.发出的不同频率的光子中,在真空中传播的波长最长即能量最小的光子能量为
则频率为
波长为
故C正确;
D.用光子能量为的光照射基态氢原子,因为光子的能量大于,所以氢原子被电离,故D错误。
故选BC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 用如图所示装置研究光的干涉现象,单色红光从单缝S射出,一部分直接照射到光屏上,一部分入射到水平放置的平面镜MN上,通过平面镜后的反射光照射到光屏上,两部分光束的交叠区域里将出现干涉条纹。S到镜面的竖直距离为h,S到光屏的距离为d。
(1)测得光屏上第1条和第6条亮纹中心之间的距离为L,则红光的波长_________(用L、h和d表示)。
(2)若把单色红光改为单色绿光,相邻亮纹中心的间距将_________(填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】(1)
(2)变小
【解析】
【小问1详解】
通过红光直射和照射平面镜反射,在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹。S与S关于平面镜的像P相当于双缝,双缝间距为2h,d为双缝到光屏的距离,则相邻亮条纹中心的间距
解得
【小问2详解】
绿光的波长比红光小,根据双缝干涉条纹间距
可知相邻亮条纹中心的间距变小。
12. 某学校物理兴趣小组的同学把量程为100mV(内阻未知)的毫伏表V改装成量程为3V的电压表。兴华同学先测量出毫伏表V的内阻,然后对电表进行改装。若该同学利用“半偏法”原理测量毫伏表V的内阻,实验中可供选择的器材有:
A.滑动变阻器(0~200Ω) B.滑动变阻器(0~60kΩ)
C.滑动变阻器(0~30kΩ) D.电阻箱(0~999.9Ω)
E.电源(电动势为3V) F.电源(电动势为9V)
G.电源(电动势为30V) H.开关、导线若干
具体实验步骤如下:
a.按如图所示的电路图连接好线路;
b.将滑动变阻器的阻值调到最大,闭合开关后调节的阻值,使毫伏表V的指针满偏;
c.闭合开关,保持不变,调节的阻值,使毫伏表V的示数为50mV,此时的示数为198Ω。
回答下列问题:
(1)为减小实验误差,实验中电源应选_________,滑动变阻器应选_________(此两空均填仪器前选项序号)。由实验操作步骤可知,毫伏表V内阻的测量值_________Ω,与其内阻的真实值相比_________(填“偏大”“相等”或“偏小”)。
(2)若步骤c中,闭合开关,保持不变,调节的阻值,使毫伏表V的示数为25mV,此时的示数为,则毫伏表V内阻的测量值_________(用表示)。
(3)若按照(1)中测算的,将上述毫伏表V改装成量程为3V的电压表,需要_________(填“串联”或“并联”)一个阻值为_________Ω的电阻。
【答案】(1) ①. G ②. B ③. 198 ④. 偏小
(2)
(3) ①. 串联 ②. 5742
【解析】
【小问1详解】
[3]闭合开关K1后调节R2的阻值,使毫伏表V的指针满偏,闭合开关K2,保持R2不变,调节R1的阻值,使毫伏表V的示数为50mV,即流经毫伏表V的电流变为原来的一半,即总电阻变为原来的一半,则
所以
[4]并联R1后,电路中的总电阻变小,则电路中的电流变大,所以通过R1的电流大于毫伏表V满偏电流的一半,则测量值小于真实值;
[1][2]毫伏表V的满偏电流为
若滑动变阻器选择,则不计电源内阻时,电源的最大电压为
此时无合适的电源;若滑动变阻器选择,则不计电源内阻时,电源的最大电压为
此时有合适的电源;若滑动变阻器选择,则不计电源内阻时,电源的最大电压为
此时有合适的电源;为使误差较小,则应使得并联R1时对电路的影响较小,即滑动变阻器应接入电路中的电阻尽可能大些,故滑动变阻器应选,即选B;电源应选G。
【小问2详解】
若步骤c中,闭合开关K2,保持不变,调节的阻值,使毫伏表V的示数为25mV,则毫伏表V中的电流变为
此时,的电流为
根据并联关系
解得
【小问3详解】
毫伏表V改装成量程为3V的电压表,需要串联一个阻值,根据欧姆定律
代入数据,解得
13. 如图所示,一定质量的理想气体从状态,为过原点O的直线,图中和均已知。求:
(1)从状态的过程中,气体对外界做的功;
(2)从状态的过程中,气体从外界吸收的热量。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)的过程中,体积增大,气体对外界做功,根据面积的意义表示功可知,气体对外界做功
(2)气体从的过程,初末为同一状态,温度相同,内能变化为
根据面积的意义表示功可知,整个过程气体对外界做功
由热力学第一定律有
解得
14. 如图所示,纸面内的一个圆形区域存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B。ab为圆的直径,圆心为O,半径为r。有一带正电的粒子,带电荷量为q,质量为m,若粒子以不同的初速度平行ab射入圆内,不考虑粒子的重力。
(1)若带电粒子以初速度从a点进入磁场,求粒子在磁场中的运动时间;
(2)若带电粒子的初速度为,欲使带电粒子在磁场中运动的时间最长,求入射位置到ab直线的距离。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)如图,带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径设为R
由洛伦兹力提供向心力
解得
由几何关系,可知
则圆心角
带电粒子在磁场中圆周运动周期
带电粒子在磁场中运动时间
解得
(2)由洛伦兹力提供向心力
解得
如图,画出带电粒子在磁场中的运动轨迹
从A点平行ab射入磁场,可知弧长越长,运动时间越长,直径时弦AC最长,转过的圆心角最大为,应用三角形知识可知
A到ab的距离
解得
15. 如图所示,一圆柱形细金属汽缸直立于地面上,两段水银柱a、b高度均为,封闭了两部分理想气体A和B。水银柱与汽缸接触良好(不漏气)且无摩擦,系统静止时,水银柱a的上表面到汽缸口的距离也为h,A、B气柱的长度均为。开始气体温度均为27℃,大气压强为。
(1)若缓慢向汽缸注入水银长度25cm(与水银柱a之间无气隙),A、B气体温度都不变,求最终水银柱a上表面与汽缸口的高度差;
(2)若初始状态下,在水银柱b的下方插入隔板,使气体B体积恒定,只对气体A缓慢加热使水银柱a全部流出,求气体A的热力学温度至少要达到多大(保留3位有效数字)。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)对气体A,初态
,
末态
,
应用玻意耳定律有
解得
对气体B,初态
,
末态
,
应用玻意耳定律有
解得
根据题意可知,水银柱a上表面与汽缸顶部的高度差为
解得
(2)对气体A,初态
,,
流出水银后(剩余长度x),则
,
根据理想气体状态方程可知
即
根据数学知识可得,当时,存在最大值
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河南省豫北名校5月份联考试卷2023—2024学年高二年级阶段性测试(四)
物理
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
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,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列说法正确的是( )
A. 用某种单色光照射金属板,有电子从表面逸出,最早用量子观点合理解释这一现象的科学家是爱因斯坦
B. 卢瑟福通过粒子散射实验,建立了原子的核式结构模型,并由此最早提出了氢原子轨道量子化理论
C. 最早发现电子的科学家是J.J.汤姆孙,由此揭开了原子核结构研究的序幕
D. 贝克勒尔发现了天然放射现象,天然放射现象的发现揭开了原子结构研究的序幕
2. 塑料的发明是人类的一大杰作,也是“人类最糟糕的发明”。塑料是一种非晶体,关于非晶体和晶体,下列判断正确的是( )
A. 非晶体和多晶体都有规则的几何外形
B. 晶体不可能转化为非晶体
C. 非晶体分子在空间排列上没有周期性,单晶体分子在空间排列上具有周期性
D. 液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的
3. 在炎热的夏天人们常用空调降温,将热量从温度较低的室内传到温度较高的室外。关于此过程,下列判断正确的是( )
A. 这个过程是自发过程
B. 空调排放到室外的热量大于从室内吸收的热量
C. 室内每个空气分子的运动速率小于室外每个空气分子的运动速率
D. 室内空气分子的平均动能比室外空气分子的平均动能大
4. 1934年,约里奥—居里夫妇最早发现了人工放射性同位素X,其核反应方程为,、和X的结合能分别为、和,质量分别为、和,光在真空中传播速度为c,下列判断正确的是( )
A. 人工放射性同位素X的中子数大于质子数
B. 上述核反应释放的核能为
C. 上述核反应的质量亏损为
D. 若X能衰变成Y,则衰变方程为
5. 农谚“锄板底下有水”“锄头自有三寸泽”,这是对我们所学知识在实际生活中应用的生动总结。对于所学物理知识应用于实际的问题,下列判断正确的是( )
A. 农谚“旱锄田”,这是防止毛细现象的具体措施
B. 在处于失重状态的宇宙飞船中,一大滴水银会呈球状,是因为液体内部分子间的相互吸引
C. 给车胎打气,越来越吃力,是由于分子间存在斥力
D. 冰箱里0℃的水凝固成0℃的冰,分子势能不变
6. 如图所示,一个质量为m的小物体,在细线拉力作用下,在光滑水平面上以角速度做匀速圆周运动,半径为R。经过个周期的时间,下列判断正确的是( )
A. 小物体平均动量变化率大小为
B. 小物体平均动量变化率大小为
C. 细线拉力的冲量为0
D. 细线拉力的冲量大小为
7. 如图所示,两根间距为L的平行金属导轨(足够长)固定在水平面上,右端固定一个小滑轮,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,图中磁场未画出。质量相等的两根金属棒ab、cd垂直放置在导轨上,ab棒光滑,cd棒粗糙,棒ab通过一根轻质细线绕过小滑轮与物体P相连,且物体P的重力大于cd棒与导轨间的最大静摩擦力。除两金属棒外其余电阻都不计,开始时系统静止,平行于导轨的细线刚好被拉直,由静止释放P,下列判断正确的是( )
A. cd棒受到的摩擦力一直增大
B. 两棒之间的距离先增大后不变
C. 只要P质量足够大,cd就可能和ab棒同时开始运动
D. 最终两棒以相同的加速度做匀加速运动,且两棒间的距离一直增大
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 真空中P点固定一个点电荷,在P点周围的电场中,下列说法正确的是( )
A. 电场强度大的地方电势高
B. 电场线越密的地方电场强度越大
C. 在电场强度较大的地方,到场源电荷距离相等的两点间电势差较大
D. 电子在电势高的地方具有的电势能小
9. 如图所示,竖直轻弹簧下端固定在质量为5m的物体P上,上端放一个质量为m的小物体Q(未拴接),使Q在竖直方向做简谐运动,振幅为A。已知重力加速度为g,在Q运动过程中P对地面的最大压力为,弹簧始终在弹性限度内,下列判断正确的是( )
A. P对地面的最小压力为
B. Q做简谐运动的最大振幅为
C. 若把Q固定在弹簧上端,使Q做简谐运动,当Q到达最高点时,P对地面的压力恰好为0,则Q的振幅为10A
D. 若把Q从弹簧正上方某高度处无初速度释放,Q向下运动到最低点时的加速度一定大于重力加速度
10. 氢原子第n能级的能量为,其中已知,且小于零。在某时刻,用某种单色光照射一群处于能级的氢原子,发现氢原子被照射后发出了10种不同频率的光子,已知普朗克常量为h,光在真空的传播速度为c,下列判断正确的是( )
A. 单色光的光子能量为
B. 用发出的能量最大的光子照射逸出功较小且为的金属,逸出光电子的最大初动能为
C. 发出的不同频率的光子中,在真空中传播的波长最长为
D. 用光子能量为的光照射基态氢原子,氢原子不可能被激发
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 用如图所示装置研究光的干涉现象,单色红光从单缝S射出,一部分直接照射到光屏上,一部分入射到水平放置的平面镜MN上,通过平面镜后的反射光照射到光屏上,两部分光束的交叠区域里将出现干涉条纹。S到镜面的竖直距离为h,S到光屏的距离为d。
(1)测得光屏上第1条和第6条亮纹中心之间的距离为L,则红光的波长_________(用L、h和d表示)。
(2)若把单色红光改为单色绿光,相邻亮纹中心的间距将_________(填“变大”“不变”或“变小”)。
12. 某学校物理兴趣小组的同学把量程为100mV(内阻未知)的毫伏表V改装成量程为3V的电压表。兴华同学先测量出毫伏表V的内阻,然后对电表进行改装。若该同学利用“半偏法”原理测量毫伏表V的内阻,实验中可供选择的器材有:
A.滑动变阻器(0~200Ω) B.滑动变阻器(0~60kΩ)
C.滑动变阻器(0~30kΩ) D.电阻箱(0~999.9Ω)
E.电源(电动势为3V) F.电源(电动势为9V)
G.电源(电动势为30V) H.开关、导线若干
具体实验步骤如下:
a.按如图所示的电路图连接好线路;
b.将滑动变阻器的阻值调到最大,闭合开关后调节的阻值,使毫伏表V的指针满偏;
c.闭合开关,保持不变,调节的阻值,使毫伏表V的示数为50mV,此时的示数为198Ω。
回答下列问题:
(1)为减小实验误差,实验中电源应选_________,滑动变阻器应选_________(此两空均填仪器前选项序号)。由实验操作步骤可知,毫伏表V内阻的测量值_________Ω,与其内阻的真实值相比_________(填“偏大”“相等”或“偏小”)。
(2)若步骤c中,闭合开关,保持不变,调节的阻值,使毫伏表V的示数为25mV,此时的示数为,则毫伏表V内阻的测量值_________(用表示)。
(3)若按照(1)中测算的,将上述毫伏表V改装成量程为3V的电压表,需要_________(填“串联”或“并联”)一个阻值为_________Ω的电阻。
13. 如图所示,一定质量的理想气体从状态,为过原点O的直线,图中和均已知。求:
(1)从状态的过程中,气体对外界做的功;
(2)从状态的过程中,气体从外界吸收的热量。
14. 如图所示,纸面内的一个圆形区域存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B。ab为圆的直径,圆心为O,半径为r。有一带正电的粒子,带电荷量为q,质量为m,若粒子以不同的初速度平行ab射入圆内,不考虑粒子的重力。
(1)若带电粒子以初速度从a点进入磁场,求粒子在磁场中的运动时间;
(2)若带电粒子的初速度为,欲使带电粒子在磁场中运动的时间最长,求入射位置到ab直线的距离。
15. 如图所示,一圆柱形细金属汽缸直立于地面上,两段水银柱a、b高度均为,封闭了两部分理想气体A和B。水银柱与汽缸接触良好(不漏气)且无摩擦,系统静止时,水银柱a的上表面到汽缸口的距离也为h,A、B气柱的长度均为。开始气体温度均为27℃,大气压强为。
(1)若缓慢向汽缸注入水银长度25cm(与水银柱a之间无气隙),A、B气体温度都不变,求最终水银柱a上表面与汽缸口的高度差;
(2)若初始状态下,在水银柱b的下方插入隔板,使气体B体积恒定,只对气体A缓慢加热使水银柱a全部流出,求气体A的热力学温度至少要达到多大(保留3位有效数字)。
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