内容正文:
2024届江西省宜丰中学模拟预测物理试卷
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,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. 下列四幅图分别对应四种说法,其中正确的是( )
A. 图甲中铀238的半衰期是45亿年,经过45亿年,10个铀238必定有5个发生衰变
B. 图乙中氘核的比结合能小于氦核的比结合能
C. 图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时,最多可以放出6种不同频率的光
D. 图丁中为光电效应实验,用不同光照射某金属得到的关系图,则a光频率最高
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲中铀238的半衰期是45亿年,半衰期只适用大量原子核的衰变,所以经过45亿年,10个铀238不一定有5个发生衰变,故A错误;
B.图乙中氦核比氘核更稳定,氘核的比结合能小于氦核的比结合能,故B正确;
C.图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时,跃迁路径可能为、、、,所以最多可以放出3种不同频率的光,故C错误;
D.图丁中为光电效应实验,用不同光照射某金属得到的关系图,根据
,
由图像可知,c光对应的遏止电压最大,则c光对应的光电子最大初动能最大,c光频率最高,故D错误。
故选B。
2. 磁悬浮地球仪内部存在永磁铁,当底座通电后地球仪可以悬浮在空中,用手转动地球仪,可生动地展现地球在太空中的形态。若用手触碰地球仪使其偏离平衡位置少许,底座中的霍尔元件能检测到磁场的变化,松手后,负反馈机制会使地球仪重新回到平衡位置不掉落,下列说法错误的是( )
A. 地球仪悬浮时处于失重状态
B. 地球仪利用了电流的磁效应
C. 地球仪能够持续转动是因为具有惯性
D. 地球仪利用磁场将南北极锁定,使其只能绕地轴旋转
【答案】A
【解析】
【详解】A.磁悬浮地球仪的球体中装有永磁铁,底部线圈通电产生磁场,磁场力与重力平衡而悬浮,地球仪处于平衡状态,故A错误;
B.磁悬浮地球仪底部线圈通电产生磁场,地球仪利用了电流的磁效应,故B正确;
C.地球仪能够持续转动是因为具有惯性,故C正确;
D.地球仪利用磁场将南北极锁定,使其只能绕地轴旋转,故D正确。
本题选错误的,故选A。
3. 卫星失效后一般有“冰冻”和“火葬”两种处理方案,对于较低轨道的“死亡”卫星,备用发动机使其快速转移到更低的轨道上,最终一头扎入稠密大气层,与大气摩擦燃烧殆尽;对于较高轨道的“死亡”卫星,备用发动机可将其抬高到比地球同步轨道高300千米的“坟墓轨道”实施高轨道“冰冻”。下列说法正确的是( )
A “死亡”卫星进入“坟墓轨道”后速度变小
B. 实施低轨道“火葬”时,备用发动机对卫星做正功
C. 实施高轨道“冰冻”时,备用发动机对卫星做负功
D. 卫星在“坟墓轨道”上运行的加速度小于在地球静止轨道上运行的加速度
【答案】AD
【解析】
【详解】A.对于卫星有
整理有
由于进入“坟墓轨道”其轨道半径变大,所以卫星的速度变小,故A项正确;
B.实施低轨道“火葬”时,卫星需要减速进入低轨道,即备用发电机对卫星做负功,故B项错误;
C.实施高轨道“冰冻”时,卫星需要加速进入高轨道,即备用发电机对卫星做正功,故C项错误;
D.对卫星有
整理有
由于卫星在“坟墓轨道”的轨道半径大于地球静止轨道的轨道半径,所以卫星在“坟墓轨道”上运行的加速度小于在地球静止轨道上运行的加速度,故D项正确。
故选AD。
4. 燃油汽车点火系统的基本结构如图所示,主要部分由直流电源E、保护电容C、电阻R、理想变压器、火花塞等构成,已知直流电源的电动势为12V,火花塞内两触点之间要产生30kV电压,才能产生电弧将油气点燃,理想变压器原、副线圈匝数之比为1:100,下列说法正确的是( )
A 开关S闭合时,电容C将进行充电
B. 开关S闭合瞬间,变压器副线圈两端电压最高可达30kV
C. 开关S断开瞬间,若要将油气点燃,变压器原线圈至少需产生300V电压
D. 开关S断开后,电容器将先放电后充电
【答案】C
【解析】
【详解】A.开关S闭合时,电容C被短路,不会充电,故A错误;
B.开关S闭合瞬间,变压器原线圈两端电压不会超过电源的电动势,则副线圈两端电压不超过1200V,故B错误;
C.开关S断开瞬间,变压器副线圈两端电压可达30kV,则原线圈至少需产生300V自感电压,故C正确;
D.开关S断开后,由于变压器原线圈发生自感,电容器将先充电再放电,故D错误。
故选C。
5. 两端封闭、粗细均匀的玻璃管内一段水银柱将内部的理想气体分隔成A、B两段,当玻璃管竖直静止时,A、B两段的长度相等,如图甲所示;仅将玻璃管旋转180°,再次平衡时,A、B两段的长度之比为,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 图甲中A、B两段气体的压强的比值为
B. 图甲中A、B两段气体的压强的比值为
C. 图乙中A、B两段气体的压强的比值为
D. 图乙中A、B两段气体的压强的比值为
【答案】B
【解析】
【详解】设题图甲中A、B两段气体的压强分别为、,题图乙中A、B两段气体的压强分别为、,设水银的密度为ρ,水银柱的高度为h,若题图甲中A、B两段气体的长度均为3L,则题图乙中A、B两段气体的长度分别为2L、4L,则有
根据玻意耳定律可得
,
联立可得
,
故选B。
6. 如图所示,倾角为37°的斜面固定在水平面上,小球从斜面上M点的正上方0.2m处由静止下落,在M点与斜面碰撞,之后落到斜面上的N点。已知小球在碰撞前、后瞬间,速度沿斜面方向的分量不变,沿垂直于斜面方向的分量大小不变,方向相反,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小g=10m/s2,忽略空气阻力,则小球从M点运动至N点所用的时间为( )
A. 0.2s B. 0.3s C. 0.4s D. 0.5s
【答案】C
【解析】
【详解】由自由落体运动公式
小球到M点的速度大小为
以沿斜面为x轴,以垂直于斜面为y轴,如图所示
将重力加速度分解为
从M点落到斜面上的N点,由运动学公式
代入数据解得
故选C。
7. 如图甲所示,光滑的绝缘水平桌面上静止着一松软的不可伸长的带电绳,总电荷量为(q>0),绳上的电荷和绳的质量都均匀分布,绳的两端分别固定在M、N两点的绝缘钉上,绳NP段的长度为总长度的。若在空间中加上垂直于M、N连线且与桌面平行的匀强电场,电场强度大小为E,带电绳静止时如图乙所示,此时绳上P点的张力大小为,则此时处于M点的绝缘钉受到的绳的拉力大小为( )
A. B. C. D. qE
【答案】D
【解析】
【详解】绳上取一点Q,使得绳QM段的长度为总长度的,根据对称性可知Q点拉力等于P点拉力,对PQ整体分析可知,沿电场方向有
解得
根据题意绳上P点的张力大小为,则
再对PN段分析可知
解得
故选D。
8. 海啸常由海底地震引起,是一种破坏性海浪,能传播很远距离,而能量损失很少。某次海啸的传播波速、波长随海水深度的变化如图所示。以下说法正确的是( )
A. 随着海水深度减小,波长减小
B. 随着海水深度减小,波速增大
C. 随着海水深度减小,海啸的波浪高度也会减小
D. 海啸传播的周期约为0.3h
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.由图数据可知,随着海水深度减小,波长减小,波速减小,故A正确,B错误;
C.由图可知,随着海水深度减小,海啸的波浪高度会增大,故C错误;
D.由图数据可知,海啸传播的周期约为
故D正确。
故选AD。
9. 如图所示,固定的L形光滑细杆,一边水平,另一边竖直,两弹性小球A,B分别套在两细杆上,两球之间用轻质弹性绳连接,A,B两小球的质量分别是M,m。现在用手将两球沿杆向外拉,小球B受到方向沿杆向下、大小为mg的拉力作用,弹性绳在弹性限度内伸长,一段时间后达到平衡状态,此时小球B距竖直杆顶端的距离为H。某时刻由静止同时释放两小球,当竖直杆上的小球B恰好到达杆顶部时,水平杆上的小球A的速度大小为v。重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 人手刚释放时,小球B的加速度大小为g
B. 小球B到达杆顶端时,弹性绳的弹性势能可能为零
C. 弹性绳最初的弹性势能可能为
D. 弹性绳对两小球做的功一定相等
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.由题知,小球B受到方向沿杆向下、大小为mg的拉力作用,弹性绳在弹性限度内伸长,一段时间后达到平衡状态,此时对小球B有
F弹y = mg+mg
某时刻由静止同时释放两小球,对小球B有
F弹y-mg = ma
解得
a = g
故A正确;
B.根据选项A的分析可知,释放两小球时弹性绳出于拉伸状态,且由于杆光滑,则释放后A向右运动,B向上运动,则B还没有到达杆顶端时,弹性绳可能已经达到原长,则此时弹性绳的弹性势能可能为零,故B正确;
C.根据选项B的分析可知,小球B恰好到达杆顶部时,弹性绳的弹性势能可能为零,且A、B与弹性绳组成的系统机械能守恒,有
故C正确;
D.弹性绳对两小球的力大小相等,但两小球在沿着弹性绳方向的位移不相等,根据微元法可知弹性绳对两小球做的功不相等,故D错误。
故选ABC。
10. 如图所示,在竖直方向上有两个相邻且互不影响的有界匀强磁场I、II,两磁场的磁感应强度大小相等,方向分别垂直纸面向外和垂直纸面向里,磁场宽度均为。有一边长的正方形闭合线框abcd,从磁场外距离磁场处由静止开始下落后垂直进入磁场,当线框ab边刚进入磁场I区域时恰好做匀速运动,进入磁场II区域的某位置后线框又开始做匀速运动。已知线框的质量,重力加速度g取,不计空气阻力。以下说法正确的是( )
A. 线框在磁场I和II中做匀速运动时ab边上感应电流方向都是a→b
B. 线框ab边刚穿出磁场II时的速度大小为
C. 线框ab边在磁场I和II中运动的总时间为2.35s
D. 线框ab边在磁场I和II中运动的过程中,线框产生的内能为3.6J
【答案】BC
【解析】
【详解】A.线框ab边在磁场I中匀速运动时,根据右手定则可知感应电流方向为b→a;线框ab边在磁场II中匀速运动时,感应电流方向为a→b,故A错误;
B.线框ab边刚进入磁场I的速度为
当线框ab边刚进入磁场I区域时恰好做匀速运动,根据受力平衡可得
进入磁场II区域的某位置后线框又开始做匀速运动,直到线框穿出磁场II,设此时的速度为,根据平衡条件有
联立解得
故B正确;
C.线框在磁场I区域时做匀速运动的时间为
在磁场II区域时有
根据动量定理可得
联立解得
线框ab边在磁场I和II中运动的总时间为
故C正确;
D.线框ab边在磁场I和II中运动过程中,根据能量守恒可得
解得
故D错误。
故选BC。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 图甲为利用双缝干涉仪测量单色光波长的实验装置,已知双缝间距为d,双缝到光屏的距离为L。小明同学在实验过程中,用某种单色光进行实验得到的干涉条纹如图乙所示,请回答下列问题:
(1)将测量头的分划板中心刻线分别与A、B两条亮纹的中心对齐,A位置对应的读数为,B位置对应的读数为,则相邻亮纹间距表示为______。
(2)该单色光的波长可表示为______(用L、d、表示,的结果不用代入表达式)
(3)关于实验过程的具体操作,以下说法正确的是______。
A. 实验中发现条纹太密,可通过调换滤光片用波长更长的可见光作为入射光
B. 若双缝间距测量值偏大,则波长的测量值偏大
C. 减小双缝间距,测得相邻条纹间距变小
D. 在测量条纹间距时,若条纹数少记录一条,则波长的测量结果偏小
【答案】(1)
(2)
(3)AB
【解析】
【小问1详解】
相邻亮纹间距表示为
【小问2详解】
根据双缝干涉条纹间距公式
单色光的波长可表示为
【小问3详解】
A.根据双缝干涉条纹间距公式
实验中发现条纹太密,可通过调换滤光片用波长更长的可见光作为入射光,从而增大双缝干涉条纹间距,故A正确;
B.由(2)可知单色光的波长可表示为
若双缝间距测量值偏大,则波长的测量值偏大,故B正确;
C.根据双缝干涉条纹间距公式,减小双缝间距,测得相邻条纹间距变大,故C错误;
D.在测量条纹间距时,若条纹数少记录一条,偏大,则波长的测量结果偏大,故D错误。
故选AB。
12. 色环电阻是电阻封装后在其表面涂上一定颜色的色环,并用色环的颜色来代表电阻的阻值。在家用电器、电子仪表、电子设备中常常可以见到。四环电阻使用规则如下表所示,第一色环表示阻值的最大一位数字,第二色环表示阻值的第二位数字,第三色环代表倍率,第四色环代表误差。
某四环电阻第一环为棕色,第二环已经掉色,第三环为棕色,第四环为红色。某实验小组为了给它添色,需要利用以下实验器材较为准确地测量其阻值:
电压表 V (量程为3V,内阻很大),
电流表A(量程为1mA,内阻为120Ω),
电源E(电动势约为4V,内阻不计),
滑动变阻器(最大阻值可选10Ω或5kΩ),
定值电阻(阻值可选5Ω或24Ω),
开关S,导线若干。
(1)按图()所示连接电路;要求通过的电流可在0~25mA范围内连续可调,图(a)中的R应选最大阻值为__________ (填“10Ω”或“5kΩ”)的滑动变阻器,应选阻值为___________ (填“5Ω”或“24Ω”)的定值电阻;
(2)测量多组数据可得的伏安特性曲线。若在某次测量中,电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示,则此时两端的电压为__________ V,流过的电流为___________ mA,此组数据得到的的阻值为__________Ω。(结果保留3位有效数字)
(3)该检测色环电阻第二色环的颜色为__________色。
【答案】(1) ①. 10Ω ②. 5Ω
(2) ①. 2.90 ②. 20.5 ③. 141Ω
(3)黄
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由图()可知滑动变阻器为分压式连接,做分压式使用时,滑动变阻器阻值越小越方便调节,故图(a)中的R应选最大阻值为10Ω,由并联电路特点得
I=25mA,IA=1mA
解得
R0=5Ω
【小问2详解】
[1][2] 由图(b)可知两端的电压为2.90V,由图(c)可知流过的电流为
根据欧姆定律可知
Rx=1000Ω=141Ω
【小问3详解】
根据第2问计算知Rx阻值为141.5Ω,表示阻值的第二位数字为4,根据表格可知该检测色环电阻第二色环的颜色为黄色
13. 某小区在景观水池底部安装了一个景观灯,为了实现灯光管理,在灯S(点光源)的正上方安装了一个可以上下调节的半径为R的圆形遮光罩,当遮光罩距池底高为R时,恰没有灯光射出水面,当遮光罩与水面齐平时,恰能照亮楼房A点,楼房A点距灯S的水平距离为51R,已知水深,光在空气中速度为c,求:
(1)水的折射率;
(2)光由S到A时间。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)根据题意,画出光路图,如图所示
由几何关系可得
解得
则折射率
(2)水中光速
又有
则
又
在O点,根据折射定律
根据几何关系
即S到A历时
14. 如图所示,某固定装置由长度的水平传送带,圆心角、半径的两圆弧管道BC、CD组成,轨道间平滑连接。在轨道末端D的右侧光滑水平面上紧靠着轻质小车,其上表面与轨道末端D所在的水平面平齐,右端放置质量的物块b。质量的物块a从传送带左端A点由静止释放,经过BCD滑出圆弧管道。已知传送带以速度顺时针转动,物块a与传送带及小车的动摩擦因数均为,物块b与小车的动摩擦因数,其它轨道均光滑,物块均视为质点,不计空气阻力。
(1)求物块a和传送带之间因摩擦产生的热量Q;
(2)求物块a 到达D点时对管道的作用力FN;
(3)要使物块a恰好不与物块b发生碰撞,求小车长度的最小值d。
【答案】(1)30J;(2)6N,方向竖直向上;(3)2m
【解析】
【详解】(1)对小物块分析有
设小物块一直加速到传送到右端点时,其速度为,有
解得
所以在小物块a到达传送带右侧时并没有加速到与传送带共速,设该过程时间为t,有
该时间传送带的位移为,有
物块a相对传送带的位移为
摩擦产生的热量为
(2)由题意可知圆弧轨道光滑,所以从B到D,由动能定理有
在D点有
解得
由牛顿第三定律可知,物块a对管道的作用力等于管道对物块a的支持力,所以物块a 到达D点时对管道的作用力为6N,方向竖直向上。
(3)当物块滑上小车后,由于
所以小车与物块a保持相对静止,而物块b相对于小车发生滑动,当两者速度相同时,为物块a与物块b相碰的临界状态,其运动示意图如图所示
该过程由动量守恒有
能量守恒方面有
解得
15. 如图甲所示,半径为R的圆形区域内存在辐向电场,电场方向由圆心沿半径向外,电场强度大小E随距圆心O的距离x的变化如图乙所示,图中为已知量。圆形区域外存在垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m,电荷量为的带电粒子,从圆心O点由静止释放,粒子沿半径OP运动至虚线边界上的P点进入磁场偏转再返回电场,粒子每次到达O点后沿进入电场的路径返回磁场,最后刚好沿PO方向回到O点,这个过程中粒子在磁场中运动的总时间记为(未知)。已知磁场的磁感应强度,不计带电粒子的重力。求:
(1)带电粒子经过P点时的速度大小;
(2)的大小;
(3)若改变带电粒子的释放位置,将带电粒子在OP之间的某点Q(图中未标出)释放,粒子经过一段时间后沿PQ方向第一次回到释放点Q,该过程粒子在磁场区域运动的总时间为。求粒子释放点Q到P点的可能距离。
【答案】(1);(2);(3);
【解析】
【详解】(1)根据乙图,图中图线所围成面积代表电势差,则
由动能定理可得
解得
(2)设带电粒子在磁场中运动的轨道半径为r,根据题意作轨迹图,由向心力公式得
设,由几何关系可知
解得
所以,粒子在磁场中运动过程所转过的角度为
粒子在磁场中运动总时间
粒子在磁场中运动周期为
解得
(3)如图,设改变释放位置后,粒子在磁场中第一次从S点回到电场区域,令,粒子在磁场中运动的圆弧所对圆心角为,根据题意可知
粒子在磁场中运动总时间为3,所以
其中n和N均正整数;由题意可知
联立以上公式得
所以
①当n=13,N=1,由几何关系可得
则
由洛伦兹力提供向心力公式得
由动能定理可得
解得
②当n=11,N=2时,由几何关系可得
同理解得
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2024届江西省宜丰中学模拟预测物理试卷
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,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. 下列四幅图分别对应四种说法,其中正确的是( )
A. 图甲中铀238的半衰期是45亿年,经过45亿年,10个铀238必定有5个发生衰变
B. 图乙中氘核的比结合能小于氦核的比结合能
C. 图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时,最多可以放出6种不同频率的光
D. 图丁中为光电效应实验,用不同光照射某金属得到的关系图,则a光频率最高
2. 磁悬浮地球仪内部存在永磁铁,当底座通电后地球仪可以悬浮在空中,用手转动地球仪,可生动地展现地球在太空中的形态。若用手触碰地球仪使其偏离平衡位置少许,底座中的霍尔元件能检测到磁场的变化,松手后,负反馈机制会使地球仪重新回到平衡位置不掉落,下列说法错误的是( )
A. 地球仪悬浮时处于失重状态
B. 地球仪利用了电流的磁效应
C. 地球仪能够持续转动是因为具有惯性
D. 地球仪利用磁场将南北极锁定,使其只能绕地轴旋转
3. 卫星失效后一般有“冰冻”和“火葬”两种处理方案,对于较低轨道“死亡”卫星,备用发动机使其快速转移到更低的轨道上,最终一头扎入稠密大气层,与大气摩擦燃烧殆尽;对于较高轨道的“死亡”卫星,备用发动机可将其抬高到比地球同步轨道高300千米的“坟墓轨道”实施高轨道“冰冻”。下列说法正确的是( )
A. “死亡”卫星进入“坟墓轨道”后速度变小
B. 实施低轨道“火葬”时,备用发动机对卫星做正功
C. 实施高轨道“冰冻”时,备用发动机对卫星做负功
D. 卫星在“坟墓轨道”上运行的加速度小于在地球静止轨道上运行的加速度
4. 燃油汽车点火系统基本结构如图所示,主要部分由直流电源E、保护电容C、电阻R、理想变压器、火花塞等构成,已知直流电源的电动势为12V,火花塞内两触点之间要产生30kV电压,才能产生电弧将油气点燃,理想变压器原、副线圈匝数之比为1:100,下列说法正确的是( )
A. 开关S闭合时,电容C将进行充电
B 开关S闭合瞬间,变压器副线圈两端电压最高可达30kV
C. 开关S断开瞬间,若要将油气点燃,变压器原线圈至少需产生300V电压
D. 开关S断开后,电容器将先放电后充电
5. 两端封闭、粗细均匀的玻璃管内一段水银柱将内部的理想气体分隔成A、B两段,当玻璃管竖直静止时,A、B两段的长度相等,如图甲所示;仅将玻璃管旋转180°,再次平衡时,A、B两段的长度之比为,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 图甲中A、B两段气体的压强的比值为
B. 图甲中A、B两段气体的压强的比值为
C. 图乙中A、B两段气体的压强的比值为
D. 图乙中A、B两段气体的压强的比值为
6. 如图所示,倾角为37°的斜面固定在水平面上,小球从斜面上M点的正上方0.2m处由静止下落,在M点与斜面碰撞,之后落到斜面上的N点。已知小球在碰撞前、后瞬间,速度沿斜面方向的分量不变,沿垂直于斜面方向的分量大小不变,方向相反,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小g=10m/s2,忽略空气阻力,则小球从M点运动至N点所用的时间为( )
A. 0.2s B. 0.3s C. 0.4s D. 0.5s
7. 如图甲所示,光滑的绝缘水平桌面上静止着一松软的不可伸长的带电绳,总电荷量为(q>0),绳上的电荷和绳的质量都均匀分布,绳的两端分别固定在M、N两点的绝缘钉上,绳NP段的长度为总长度的。若在空间中加上垂直于M、N连线且与桌面平行的匀强电场,电场强度大小为E,带电绳静止时如图乙所示,此时绳上P点的张力大小为,则此时处于M点的绝缘钉受到的绳的拉力大小为( )
A. B. C. D. qE
8. 海啸常由海底地震引起,是一种破坏性海浪,能传播很远距离,而能量损失很少。某次海啸的传播波速、波长随海水深度的变化如图所示。以下说法正确的是( )
A. 随着海水深度减小,波长减小
B. 随着海水深度减小,波速增大
C. 随着海水深度减小,海啸的波浪高度也会减小
D. 海啸传播的周期约为0.3h
9. 如图所示,固定的L形光滑细杆,一边水平,另一边竖直,两弹性小球A,B分别套在两细杆上,两球之间用轻质弹性绳连接,A,B两小球的质量分别是M,m。现在用手将两球沿杆向外拉,小球B受到方向沿杆向下、大小为mg的拉力作用,弹性绳在弹性限度内伸长,一段时间后达到平衡状态,此时小球B距竖直杆顶端的距离为H。某时刻由静止同时释放两小球,当竖直杆上的小球B恰好到达杆顶部时,水平杆上的小球A的速度大小为v。重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 人手刚释放时,小球B的加速度大小为g
B. 小球B到达杆顶端时,弹性绳的弹性势能可能为零
C. 弹性绳最初的弹性势能可能为
D. 弹性绳对两小球做的功一定相等
10. 如图所示,在竖直方向上有两个相邻且互不影响的有界匀强磁场I、II,两磁场的磁感应强度大小相等,方向分别垂直纸面向外和垂直纸面向里,磁场宽度均为。有一边长的正方形闭合线框abcd,从磁场外距离磁场处由静止开始下落后垂直进入磁场,当线框ab边刚进入磁场I区域时恰好做匀速运动,进入磁场II区域的某位置后线框又开始做匀速运动。已知线框的质量,重力加速度g取,不计空气阻力。以下说法正确的是( )
A. 线框在磁场I和II中做匀速运动时ab边上感应电流方向都是a→b
B. 线框ab边刚穿出磁场II时的速度大小为
C. 线框ab边在磁场I和II中运动总时间为2.35s
D. 线框ab边在磁场I和II中运动过程中,线框产生的内能为3.6J
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 图甲为利用双缝干涉仪测量单色光波长的实验装置,已知双缝间距为d,双缝到光屏的距离为L。小明同学在实验过程中,用某种单色光进行实验得到的干涉条纹如图乙所示,请回答下列问题:
(1)将测量头的分划板中心刻线分别与A、B两条亮纹的中心对齐,A位置对应的读数为,B位置对应的读数为,则相邻亮纹间距表示为______。
(2)该单色光的波长可表示为______(用L、d、表示,的结果不用代入表达式)
(3)关于实验过程的具体操作,以下说法正确的是______。
A. 实验中发现条纹太密,可通过调换滤光片用波长更长的可见光作为入射光
B. 若双缝间距测量值偏大,则波长的测量值偏大
C. 减小双缝间距,测得相邻条纹间距变小
D. 在测量条纹间距时,若条纹数少记录一条,则波长的测量结果偏小
12. 色环电阻是电阻封装后在其表面涂上一定颜色的色环,并用色环的颜色来代表电阻的阻值。在家用电器、电子仪表、电子设备中常常可以见到。四环电阻使用规则如下表所示,第一色环表示阻值的最大一位数字,第二色环表示阻值的第二位数字,第三色环代表倍率,第四色环代表误差。
某四环电阻第一环为棕色,第二环已经掉色,第三环为棕色,第四环为红色。某实验小组为了给它添色,需要利用以下实验器材较为准确地测量其阻值:
电压表 V (量程为3V,内阻很大),
电流表A(量程为1mA,内阻为120Ω),
电源E(电动势约为4V,内阻不计),
滑动变阻器(最大阻值可选10Ω或5kΩ),
定值电阻(阻值可选5Ω或24Ω),
开关S,导线若干。
(1)按图()所示连接电路;要求通过的电流可在0~25mA范围内连续可调,图(a)中的R应选最大阻值为__________ (填“10Ω”或“5kΩ”)的滑动变阻器,应选阻值为___________ (填“5Ω”或“24Ω”)的定值电阻;
(2)测量多组数据可得的伏安特性曲线。若在某次测量中,电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示,则此时两端的电压为__________ V,流过的电流为___________ mA,此组数据得到的的阻值为__________Ω。(结果保留3位有效数字)
(3)该检测色环电阻第二色环的颜色为__________色。
13. 某小区在景观水池底部安装了一个景观灯,为了实现灯光管理,在灯S(点光源)的正上方安装了一个可以上下调节的半径为R的圆形遮光罩,当遮光罩距池底高为R时,恰没有灯光射出水面,当遮光罩与水面齐平时,恰能照亮楼房A点,楼房A点距灯S的水平距离为51R,已知水深,光在空气中速度为c,求:
(1)水的折射率;
(2)光由S到A的时间。
14. 如图所示,某固定装置由长度的水平传送带,圆心角、半径的两圆弧管道BC、CD组成,轨道间平滑连接。在轨道末端D的右侧光滑水平面上紧靠着轻质小车,其上表面与轨道末端D所在的水平面平齐,右端放置质量的物块b。质量的物块a从传送带左端A点由静止释放,经过BCD滑出圆弧管道。已知传送带以速度顺时针转动,物块a与传送带及小车的动摩擦因数均为,物块b与小车的动摩擦因数,其它轨道均光滑,物块均视为质点,不计空气阻力。
(1)求物块a和传送带之间因摩擦产生的热量Q;
(2)求物块a 到达D点时对管道的作用力FN;
(3)要使物块a恰好不与物块b发生碰撞,求小车长度的最小值d。
15. 如图甲所示,半径为R的圆形区域内存在辐向电场,电场方向由圆心沿半径向外,电场强度大小E随距圆心O的距离x的变化如图乙所示,图中为已知量。圆形区域外存在垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m,电荷量为的带电粒子,从圆心O点由静止释放,粒子沿半径OP运动至虚线边界上的P点进入磁场偏转再返回电场,粒子每次到达O点后沿进入电场的路径返回磁场,最后刚好沿PO方向回到O点,这个过程中粒子在磁场中运动的总时间记为(未知)。已知磁场的磁感应强度,不计带电粒子的重力。求:
(1)带电粒子经过P点时的速度大小;
(2)的大小;
(3)若改变带电粒子的释放位置,将带电粒子在OP之间的某点Q(图中未标出)释放,粒子经过一段时间后沿PQ方向第一次回到释放点Q,该过程粒子在磁场区域运动的总时间为。求粒子释放点Q到P点的可能距离。
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