精品解析:2024届福建省泉州市泉港区第二中学高三下学期第四次模拟考物理试题
2024-08-06
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泉港二中高三毕业班第四次模拟考物理试题
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 2023年6月7日,世界首台第四代核电技术钍基熔盐堆在我国甘肃并网发电。钍基熔盐堆用我国储量丰富的钍作为燃料,并使用熔盐冷却剂,避免了核污水排放,减少了核污染。如图所示是不易裂变的转化为易发生裂变的并裂变的过程示意图。下列说法正确的是( )
A. 中子轰击生成的核反应是核聚变
B. 释放的电子是由原子核内部核反应产生的
C. 的比结合能大于的比结合能
D. 可以通过升温、加压的方式减小核废料的半衰期,从而减少核污染
【答案】B
【解析】
【详解】A.中子轰击生成的核反应不是核聚变,故A错误;
B.释放电子的过程是衰变,实质是原子核中一个中子转变成一个质子和一个电子,故B正确;
C.整个过程中释放能量,的比结合能小于的比结合能,故C错误;
D.放射性元素的半衰期由原子核决定,与外界的温度、压强无关,与化学状态也无关,故D错误。
故选B。
2. 2024年3月5日,李强总理在全国人大会议的政府工作报告中提出:鼓励和推动消费品以旧换新,提振智能网联新能源汽车、电子产品等大宗消费。智能网联汽车也将是未来的趋势。假设某智能网联汽车在平直路面上启动后的牵引力F随时间t变化的图像如图所示,已知该汽车以额定功率启动,在平直路面上运动的最大速度为,所受阻力恒定,由此可知该汽车( )
A. 在时间内做加速度增大的加速运动
B. 启动后速度为时的加速度为
C. 额定功率为
D. 在时间内位移可能小于
【答案】B
【解析】
【详解】A.汽车在平直路面上启动由牛顿第二定律有
在时间内牵引力逐渐减小,则汽车做加速度减小的加速运动,故A错误;
BC.汽车运动的最大速度为,则有
可得额定功率为
而启动后速度为时,有
联立解得
故B正确,C错误;
D.若时间做匀加速直线运动,则位移为
而汽车在内做的是加速度减小的直线运动,若其位移一定大于,故D错误。
故选B。
3. 2024年3月2日13时32分,神舟十七号航天员乘组再次出舱,此次重点完成了天和核心舱太阳翼的维修工作,为我国空间站的稳定运行提供了坚实保障,书写了中国航天史上的辉煌篇章。根据卫星跟踪网站的实时数据,目前中国天宫空间站在近地点高度为392.6公里,远地点高度为400.2公里,倾角为41.5度的近圆轨道上运行,运行周期为1.5h,已知地球半径,地球表面重力加速度为g,月球公转周期为27天,下列说法正确的是( )
A. 空间站在近地点的速度可能大于第一宇宙速度
B. 空间站运行角速度比月球运行角速度要小
C. 空间站绕地球运动的向心加速度大小约为
D. 若某时刻空间站与静止卫星共线最近,则至少需要8h后再次共线最近
【答案】C
【解析】
【详解】A.近地卫星周期为84min,空间站周期为1.5h,由万有引力定律和开普勒第三定律可知,空间站在近地点的速度一定小于第一宇宙速度,故A错误;
B.月球公转周期为27天,轨道更高,角速度更小,即空间站运行角速度比月球运行角速度要大,故B错误;
C.根据
,,,
解得加速度约为
故C正确;
D.空间站周期,静止卫星周期,再次共线最近至少需时为t,则有
解得
故D错误。
故选C。
4. 如图所示,abcd 为水平固定的足够长的“”形金属导轨,间距为d,导轨处在垂直于导轨平面的匀强磁场中,磁感应强度大小为,导轨电阻不计,长度为的金属棒倾斜放置(完全处在磁场当中),与导轨成夹角,金属棒电阻不计,保持金属棒以速度(速度方向平行于导轨,如图)匀速运动,金属棒与导轨接触良好,下列物理量计算正确的是( )
A. 金属棒两端的电压为 B. 整个回路中产生的电流大小为
C. 电阻消耗的电功率为 D. 导体棒受到的安培力为
【答案】C
【解析】
【详解】A.金属棒两端的电压为
故A错误;
B.整个回路中产生的电流大小为
故B错误;
C.电阻消耗的电功率为
故C正确;
D.导体棒受到的安培力为
故D错误。
故选C。
二、双项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题只有两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。)
5. 声呐是利用声波在水中的传播和反射特性,通过电声转换和信息处理对水下目标进行探测和通讯的电子设备,现代军舰多利用声呐探测水下目标。图甲是某舰搭载的声呐发出的一列超声波在时刻的波形图,图乙是质点P的振动图像,则下列说法正确的是( )
A. 超声波遇到大尺寸障碍物可以发生明显的衍射现象
B. 舰艇靠近静止的障碍物时,障碍物接收到超声波的频率大于声呐发出的超声波的频率
C. 超声波沿x轴负方向传播,波速为1500
D. 坐标为原点处质点在时相对平衡位置的位移为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或者比波长更小时,才能发生明显的衍射现象。超声波的波长为,所以遇到大尺寸障碍物不可以发生明显的衍射现象,故A错误;
B.根据多普勒效应,舰艇靠近静止的障碍物时,两者之间距离减小,则障碍物接收到超声波的频率大于声呐发出的超声波的频率,故B正确;
C.由乙图可知时,质点P沿y轴负方向振动,根据 “同侧法”可得,超声波沿x轴正方向传播。由图甲可得,超速波的波长为
由图乙可得,超速波的周期为
则超速波的波速为
故C错误;
D.坐标原点处质点与质点P相距半个波长,振动相反,故时,坐标原点处质点沿y轴正方向振动,根据
坐标原点处质点的振动方程为
将代入,解得
故D正确。
故选BD。
6. 如图所示为电容式风力传感器,将电容器负极板和静电计金属外壳都接地,P点为极板间的一点。可动电极在风力作用下向右移动,风力越大,移动距离越大(可动电极不会到达P点)。若极板上电荷量保持不变,则下列说法正确的是( )
A. 风力越大,电容器电容越小 B. 风力越大,静电计指针张角减小
C. 风力越大,极板间电场强度越大 D. 风力越大,P点的电势越低
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据 ,风力越大,两板间的距离d越小,电容器电容C越大,A错误;
B.根据
解得
风力越大,两板间的距离d越小,两板之间的电势差越小,静电计指针张角越小,B正确;
C.根据
解得
风力越大,两板间的距离d越小,极板间电场强度与距离d无关,电场强度不变,C错误;
D.根据
解得
风力越大,P点到负极板之间的距离越小,P点的电势越小,D正确。
故选BD。
7. 如图甲所示,劲度系数k=500N/m的轻弹簧,一端固定在倾角为θ=37°的带有挡板的光滑斜面体的底端,另一端和质量为mA的小物块A相连,质量为mB的物块B紧靠A一起静止,现用水平推力使斜面体以加速度a向左匀加速运动,稳定后弹簧的形变量大小为x。在不同推力作用下、稳定时形变量大小x随加速度a的变化如图乙所示。弹簧始终在弹性限度内,不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是( )
A. a0=7.5m/s2
B. mA=3kg
C. 若a=a0,稳定时A、B间弹力大小为15N
D. 若a=a0,稳定时A对斜面的压力大小为12.5N
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图结合题意可知a0时弹簧处于原长状态,对AB整体,根据牛顿第二定律可得
解得
故A正确;
B.当a=0时,对AB整体分析有
当时,图中另一纵截距的意义为
联立解得
,
故B错误;
C.当时,对B,根据牛顿第二定律有
解得
故C错误;
D.当时,物块A、B恰要分离,对A有
由牛顿第三定律知A对斜面的压力大小为12.5N,故D正确。
故选AD。
8. 我国研制的世界首套磁聚焦霍尔电推进系统已经完成了全部在轨飞行验证工作,可作为太空发动机使用,带电粒子流的磁聚焦是其中的关键技术之一。如图,实线所示的两个圆形区域内存在垂直于纸面的匀强磁场I、II,磁感应强度分别为B1,B2。两圆半径均为r,相切于O点。一束宽度为2r的带电粒子流沿x轴正方向射入后都汇聚到坐标原点O。已知粒子的质量均为m、电荷量均为+q、进入磁场的速度均为v,不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用力。下列说法正确的是( )
A. B1的大小为
B. 从O点进入磁场II的粒子的速度仍相等
C. 若,则粒子在磁场II的边界的射出点在四分之一圆周上
D. 若,则粒子在磁场II中运动的最长时间为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由磁聚焦的特点可知,粒子在磁场中的运动半径与磁场圆的半径相等,即
解得
故A正确;
B.洛伦兹力只改变带电粒子的运动方向不改变其速度的大小,其速度大小相等,但速度的方向不同,故B错误;
C.若,则
可知粒子离开磁场II最远的位置离原点为r,如图所示
由几何关系,弦所对最大圆心角为60°,故粒子在磁场II的边界的射出点在六分之一圆周上,故C正确;
D.若,则
由此可知,粒子离开磁场II运动轨迹的弦越长,运动的时间越长,如图所示
粒子在磁场中运动轨迹的圆心角为60°,则粒子在磁场II中运动的最长时间为
故D正确;
故选AD。
三、非选择题:共60分,其中9、10、11题为填空题,12、13题为实验题,14~16题为计算题。考生根据要求作答。
9. 某型号光电管连接在如图的电路中,用一种单色光照射能够窗口产生光电效应,如果只增大入射光的强度,光电子最大初动能________(填“增大”“不变”或“减小”),经过测量发现此金属逸出功为6.5eV,现接通电源,用光子能量为11.5eV的光照射阴极电源K,灵敏电流计中有示数,若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动,电流计的示数逐渐减小,当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零,此时电压表的示数为________ V。
【答案】 ①. 不变 ②. 5.0
【解析】
【详解】[1]光电子的最大初动能仅与入射光频率有关,与光照强度无关,故光电子最大初动能不变;
[2]根据
结合
代入数据解得
10. 如图所示,一定质量的理想气体依次经历了的循环过程,图像如图所示,、、三个状态中内能最大的状态为________(填“”、“”或“”)。已知在状态时压强为,体积为,状态过程气体吸收的热量为。从状态过程气体________(填“吸收”或“放出”)热量,该热量的数值为________。
【答案】 ①. ②. 放出 ③.
【解析】
【详解】[1]由图像可知,、、三个状态中温度最高的状态是,则、、三个状态中内能最大的状态为;
[2][3]由图像可知,过程气体的体积不变,则该过程做功为0;过程气体发生等压变化,则有
可知
则过程气体外界对气体做功为
过程气体温度降低,则气体内能减少,又外界对气体做正功,根据热力学第一定律可知气体放出热量,设放出热量为,从过程,根据热力学第一定律可得
可得
11. 身高1.8m,质量70kg的小悟高中生涯即将结束,回首三年校园生活确实是精彩纷呈。
(1)医生用心电图仪为小悟做毕业体检,将测量电极置于体表的一定部位,记录出心脏兴奋过程中所发生的有规律的电变化曲线,称为心电图。检查仪卷动纸带的速度为1.5m/min,检查的结果如图所示。小悟的心率约为( )
A. 65次/min B. 70次/min
C. 75次/min D. 80次/min
(2)对于人体来说,整个心脏可等效为两个等量异号点电荷组成的系统泡在电解质溶液中。体内电荷分布如图(a)所示,等效电场如图(b)所示。B与B′为两点电荷连线的中垂线上关于O点的对称点,B点电场强度________B′点电场强度。A与A′为两点电荷连线上关于O点的对称点,A点电势________A′点电势。
【答案】(1)C (2) ①. 等于 ②. 高于
【解析】
【小问1详解】
设小悟心跳动的周期为,由心电图可知,相邻峰值之间的距离为20mm,检查仪卷动纸带的速度为1.5m/min=1500mm/min,则可得
则小悟的心率为
(次/min)
故选C。
【小问2详解】
[1][2]根据题意,由图(b)和等量异种点电荷空间电场的对称关系可知,B点电场强度等于B′点电场强度。根据沿电场线方向电势逐渐降低可知,A点电势高于A′点电势。
12. (1)如图1反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤,将它们按操作先后顺序排列应是______(用符号表示);
(2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中,将油酸溶于酒精,其浓度为每溶液中有油酸。用注射器测得上述溶液有75滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,画出油膜的形状。如图2所示,坐标纸中正方形方格的边长为,试求:
①油酸膜的面积是______;
②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______;
③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是______m。(结果保留两位有效数字)
(3)如果实验中油膜没有完全散开,测得的油酸分子直径______。(选填“偏大”或“偏小”)
【答案】 ①. bcad ②. 132 ③. ④. ⑤. 偏大
【解析】
【详解】(1) [1]“用油膜法估测分子的大小”实验中,首先要测量1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积,然后将1滴油酸酒精溶液滴入水槽中,在玻璃板上画出油酸油面的轮廓,最后计算油酸油面的面积,则将它们按操作先后顺序排列应是bcad;
(2)①[2]通过油膜的格子数可知,油酸膜的面积是
S=132×1cm2=132cm2
②[3]每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是
③[4]按以上实验数据估测出油酸分子的直径是
(3)[6]如果实验中油膜没有完全散开,则S测量值偏小,则测得的油酸分子直径偏大。
13. 某同学想描绘标有“3.8V,0.3A”字样的小灯泡L的伏安特性曲线,实验电路如图甲所示,可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外,还有:
A.电压表V(量程5V,内阻约5)
B.电流表(量程300mA,内阻约4)
C.电流表(量程500mA,内阻约0.5)
D.滑动变阻器(最大阻值10,额定电流2.0A)
E.滑动变阻器(最大阻值1000,额定电流2.0A)
F.直流电源E(电动势约6V,内阻不计)
(1)为使测量尽最准确,电流表应选_______,滑动变阻器应选_______。(均填写所选器材前的字母)
(2)该同学通过实验得出了小灯泡的I-U图像如图乙所示,由图乙可知,当小灯泡上的电压为2.00V时,小灯泡的电阻R=_______。(保留两位有效数字)
(3)该同学在获得了如图乙所示的小灯泡的I-U图像后,把小灯泡直接接在电动势E=3V、内阻r=5的电源上组成闭合回路,则小灯泡的功率P=_______W。(保留两位有效数字)
【答案】(1) ①. B ②. D
(2)8.0 (3)0.43
【解析】
【小问1详解】
[1][2]小灯泡的额定电流为,故电流表选择B;滑动变阻器采用分压接法,故选择阻值范围较小的滑动变阻器D。
【小问2详解】
由图像可知,当小灯泡上的电压为时,电流约为,则小灯泡的电阻为
【小问3详解】
把小灯泡直接串联接在电源上,根据闭合电路欧姆定律有
化简可得
将此函数绘制在图像上
可知两图像的交点表示此时小灯泡的实际电压和电流,故小灯泡的功率为
14. 如图所示,固定在水平地面上的斜面倾角为,物块与斜面间的动摩擦因数为,轻绳一端通过两个滑轮与物块相连,另一端固定于天花板上,不计轻绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量。已知物块的质量为,连接物块的轻绳与斜面平行,挂上物块后,滑轮两边轻绳的夹角为,物块、都保持静止,重力加速度为,假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)若挂上物块后,物块恰好不受摩擦力作用,求轻绳的拉力的大小;
(2)若物块的质量为,求物块受到的摩擦力的大小和方向;
【答案】(1),(2),方向沿斜面向下
【解析】
【详解】(1)由滑轮相连轻绳的拉力处处相等,对物块A受力分析如图所示
A恰好不受摩擦力作用,则沿斜面方向
F=F拉=mgsin30°
解得
F=0.5mg
(2)对物块B受力分析,设轻绳对物块B的拉力为T,则由平衡条件有
解得
再对物块 A受力分析,因为
T>mgsin30°
A有上滑趋势,故受到的静摩擦力f沿斜面向下,则由平衡条件有
mgsin30°+f=T
解得A受到的静摩擦力大小为
15. 如图甲所示,一物块放置在水平台面上,在水平推力F的作用下,物块从坐标原点O由静止开始沿x轴正方向运动,F与物块的位置坐标x的关系如图乙所示。物块在x=2m处从平台飞出,同时撤去F,物块恰好由P点沿其切线方向进入竖直圆轨道,随后刚好从轨道最高点 M飞出。已知物块质量 ,物块与水平台面间的动摩擦因数为 轨道圆心为O,半径为 ,MN为竖直直径,,重力加速度,,不计空气阻力。求:
(1)水平推力F做的功;
(2)物块运动到P点时的速度大小;
(3)物块在圆轨道上运动时克服摩擦力做的功。
【答案】(1)11J;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由F与物块的位置坐标x的关系图像面积分析可知当物块运动到x=2m处时所做的功
(2)设物块运动到x=2m处时的速度为v,由动能定理
可得
依题意,物块从平台飞出后做平抛运动,且从P点沿切线方向进入圆轨道,设物块运动到P点时的速度为,可得物块在P点的速度
(3)设物块恰好由轨道最高点M飞出时的速度为,由圆周运动知识
可得
设物块在圆轨道时,克服摩擦力做的功为,由动能定理
可得
16. 微波炉中的磁控管是一种用来产生微波的电真空器件。管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下,把从恒定电场中获得能量转变成微波能量,从而达到产生微波的目的。如图所示,MN、PQ为带电金属板,板间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场强度为E,磁感应强度为B。一束电子以平行于的速度自O点射入复合场区域,恰好沿直线通过。O为MP中点,MP=2d,MN足够长,电子比荷为。不计电子重力及它们之间的相互作用。
(1)求电子沿直线经过两板间的速度大小;
(2)若撤去电场,求电子打在金属板上距所在金属板左端的距离x;
(3)若电子进复合场的初速度不变,将电场强度变为,求电子在两板间运动的最大速度以及电子沿电场线方向上的最大位移。
【答案】(1);(2);(3),
【解析】
【详解】(1)若电子能沿直线通过,受到的合力为0,根据电子的平衡状态可得
解得
(2)电子在磁场中做圆周运动,电子受到的洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律可得
解得
解得
电子向下偏转,电子打在PQ板上距P端x处,由几何关系得
解得
(3)如图所示
通过配速,让电场力与洛伦兹力平衡可得
解得
即将电子初速度分解为向右的和向左的,分别对应匀速直线运动和匀速圆周运动,v1与v2同向时电子的运动速度最大,此时
匀速圆周运动的半径为
沿电场线方向的最大位移
解得
沿电场线方向的最大位移
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泉港二中高三毕业班第四次模拟考物理试题
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 2023年6月7日,世界首台第四代核电技术钍基熔盐堆在我国甘肃并网发电。钍基熔盐堆用我国储量丰富的钍作为燃料,并使用熔盐冷却剂,避免了核污水排放,减少了核污染。如图所示是不易裂变的转化为易发生裂变的并裂变的过程示意图。下列说法正确的是( )
A. 中子轰击生成的核反应是核聚变
B. 释放的电子是由原子核内部核反应产生的
C. 的比结合能大于的比结合能
D. 可以通过升温、加压的方式减小核废料的半衰期,从而减少核污染
2. 2024年3月5日,李强总理在全国人大会议的政府工作报告中提出:鼓励和推动消费品以旧换新,提振智能网联新能源汽车、电子产品等大宗消费。智能网联汽车也将是未来的趋势。假设某智能网联汽车在平直路面上启动后的牵引力F随时间t变化的图像如图所示,已知该汽车以额定功率启动,在平直路面上运动的最大速度为,所受阻力恒定,由此可知该汽车( )
A. 在时间内做加速度增大的加速运动
B. 启动后速度为时的加速度为
C. 额定功率为
D. 在时间内位移可能小于
3. 2024年3月2日13时32分,神舟十七号航天员乘组再次出舱,此次重点完成了天和核心舱太阳翼的维修工作,为我国空间站的稳定运行提供了坚实保障,书写了中国航天史上的辉煌篇章。根据卫星跟踪网站的实时数据,目前中国天宫空间站在近地点高度为392.6公里,远地点高度为400.2公里,倾角为41.5度的近圆轨道上运行,运行周期为1.5h,已知地球半径,地球表面重力加速度为g,月球公转周期为27天,下列说法正确的是( )
A. 空间站在近地点的速度可能大于第一宇宙速度
B. 空间站运行角速度比月球运行角速度要小
C. 空间站绕地球运动的向心加速度大小约为
D. 若某时刻空间站与静止卫星共线最近,则至少需要8h后再次共线最近
4. 如图所示,abcd 为水平固定的足够长的“”形金属导轨,间距为d,导轨处在垂直于导轨平面的匀强磁场中,磁感应强度大小为,导轨电阻不计,长度为的金属棒倾斜放置(完全处在磁场当中),与导轨成夹角,金属棒电阻不计,保持金属棒以速度(速度方向平行于导轨,如图)匀速运动,金属棒与导轨接触良好,下列物理量计算正确的是( )
A. 金属棒两端的电压为 B. 整个回路中产生的电流大小为
C. 电阻消耗的电功率为 D. 导体棒受到的安培力为
二、双项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题只有两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。)
5. 声呐是利用声波在水中的传播和反射特性,通过电声转换和信息处理对水下目标进行探测和通讯的电子设备,现代军舰多利用声呐探测水下目标。图甲是某舰搭载的声呐发出的一列超声波在时刻的波形图,图乙是质点P的振动图像,则下列说法正确的是( )
A. 超声波遇到大尺寸障碍物可以发生明显的衍射现象
B. 舰艇靠近静止的障碍物时,障碍物接收到超声波的频率大于声呐发出的超声波的频率
C. 超声波沿x轴负方向传播,波速为1500
D. 坐标为原点处质点在时相对平衡位置的位移为
6. 如图所示为电容式风力传感器,将电容器负极板和静电计金属外壳都接地,P点为极板间的一点。可动电极在风力作用下向右移动,风力越大,移动距离越大(可动电极不会到达P点)。若极板上电荷量保持不变,则下列说法正确的是( )
A. 风力越大,电容器电容越小 B. 风力越大,静电计指针张角减小
C. 风力越大,极板间电场强度越大 D. 风力越大,P点的电势越低
7. 如图甲所示,劲度系数k=500N/m的轻弹簧,一端固定在倾角为θ=37°的带有挡板的光滑斜面体的底端,另一端和质量为mA的小物块A相连,质量为mB的物块B紧靠A一起静止,现用水平推力使斜面体以加速度a向左匀加速运动,稳定后弹簧的形变量大小为x。在不同推力作用下、稳定时形变量大小x随加速度a的变化如图乙所示。弹簧始终在弹性限度内,不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是( )
A. a0=7.5m/s2
B. mA=3kg
C. 若a=a0,稳定时A、B间弹力大小为15N
D. 若a=a0,稳定时A对斜面的压力大小为12.5N
8. 我国研制的世界首套磁聚焦霍尔电推进系统已经完成了全部在轨飞行验证工作,可作为太空发动机使用,带电粒子流的磁聚焦是其中的关键技术之一。如图,实线所示的两个圆形区域内存在垂直于纸面的匀强磁场I、II,磁感应强度分别为B1,B2。两圆半径均为r,相切于O点。一束宽度为2r的带电粒子流沿x轴正方向射入后都汇聚到坐标原点O。已知粒子的质量均为m、电荷量均为+q、进入磁场的速度均为v,不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用力。下列说法正确的是( )
A. B1的大小为
B. 从O点进入磁场II的粒子的速度仍相等
C. 若,则粒子在磁场II的边界的射出点在四分之一圆周上
D. 若,则粒子在磁场II中运动的最长时间为
三、非选择题:共60分,其中9、10、11题为填空题,12、13题为实验题,14~16题为计算题。考生根据要求作答。
9. 某型号光电管连接在如图的电路中,用一种单色光照射能够窗口产生光电效应,如果只增大入射光的强度,光电子最大初动能________(填“增大”“不变”或“减小”),经过测量发现此金属逸出功为6.5eV,现接通电源,用光子能量为11.5eV的光照射阴极电源K,灵敏电流计中有示数,若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动,电流计的示数逐渐减小,当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零,此时电压表的示数为________ V。
10. 如图所示,一定质量的理想气体依次经历了的循环过程,图像如图所示,、、三个状态中内能最大的状态为________(填“”、“”或“”)。已知在状态时压强为,体积为,状态过程气体吸收的热量为。从状态过程气体________(填“吸收”或“放出”)热量,该热量的数值为________。
11. 身高1.8m,质量70kg的小悟高中生涯即将结束,回首三年校园生活确实是精彩纷呈。
(1)医生用心电图仪为小悟做毕业体检,将测量电极置于体表的一定部位,记录出心脏兴奋过程中所发生的有规律的电变化曲线,称为心电图。检查仪卷动纸带的速度为1.5m/min,检查的结果如图所示。小悟的心率约为( )
A. 65次/min B. 70次/min
C. 75次/min D. 80次/min
(2)对于人体来说,整个心脏可等效为两个等量异号点电荷组成的系统泡在电解质溶液中。体内电荷分布如图(a)所示,等效电场如图(b)所示。B与B′为两点电荷连线的中垂线上关于O点的对称点,B点电场强度________B′点电场强度。A与A′为两点电荷连线上关于O点的对称点,A点电势________A′点电势。
12. (1)如图1反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤,将它们按操作先后顺序排列应是______(用符号表示);
(2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中,将油酸溶于酒精,其浓度为每溶液中有油酸。用注射器测得上述溶液有75滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,画出油膜的形状。如图2所示,坐标纸中正方形方格的边长为,试求:
①油酸膜的面积是______;
②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______;
③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是______m。(结果保留两位有效数字)
(3)如果实验中油膜没有完全散开,测得的油酸分子直径______。(选填“偏大”或“偏小”)
13. 某同学想描绘标有“3.8V,0.3A”字样的小灯泡L的伏安特性曲线,实验电路如图甲所示,可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外,还有:
A.电压表V(量程5V,内阻约5)
B.电流表(量程300mA,内阻约4)
C.电流表(量程500mA,内阻约0.5)
D.滑动变阻器(最大阻值10,额定电流2.0A)
E.滑动变阻器(最大阻值1000,额定电流2.0A)
F.直流电源E(电动势约6V,内阻不计)
(1)为使测量尽最准确,电流表应选_______,滑动变阻器应选_______。(均填写所选器材前的字母)
(2)该同学通过实验得出了小灯泡的I-U图像如图乙所示,由图乙可知,当小灯泡上的电压为2.00V时,小灯泡的电阻R=_______。(保留两位有效数字)
(3)该同学在获得了如图乙所示的小灯泡的I-U图像后,把小灯泡直接接在电动势E=3V、内阻r=5的电源上组成闭合回路,则小灯泡的功率P=_______W。(保留两位有效数字)
14. 如图所示,固定在水平地面上的斜面倾角为,物块与斜面间的动摩擦因数为,轻绳一端通过两个滑轮与物块相连,另一端固定于天花板上,不计轻绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量。已知物块的质量为,连接物块的轻绳与斜面平行,挂上物块后,滑轮两边轻绳的夹角为,物块、都保持静止,重力加速度为,假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)若挂上物块后,物块恰好不受摩擦力作用,求轻绳的拉力的大小;
(2)若物块的质量为,求物块受到的摩擦力的大小和方向;
15. 如图甲所示,一物块放置在水平台面上,在水平推力F的作用下,物块从坐标原点O由静止开始沿x轴正方向运动,F与物块的位置坐标x的关系如图乙所示。物块在x=2m处从平台飞出,同时撤去F,物块恰好由P点沿其切线方向进入竖直圆轨道,随后刚好从轨道最高点 M飞出。已知物块质量 ,物块与水平台面间的动摩擦因数为 轨道圆心为O,半径为 ,MN为竖直直径,,重力加速度,,不计空气阻力。求:
(1)水平推力F做的功;
(2)物块运动到P点时的速度大小;
(3)物块在圆轨道上运动时克服摩擦力做的功。
16. 微波炉中的磁控管是一种用来产生微波的电真空器件。管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下,把从恒定电场中获得能量转变成微波能量,从而达到产生微波的目的。如图所示,MN、PQ为带电金属板,板间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场强度为E,磁感应强度为B。一束电子以平行于的速度自O点射入复合场区域,恰好沿直线通过。O为MP中点,MP=2d,MN足够长,电子比荷为。不计电子重力及它们之间的相互作用。
(1)求电子沿直线经过两板间的速度大小;
(2)若撤去电场,求电子打在金属板上距所在金属板左端的距离x;
(3)若电子进复合场的初速度不变,将电场强度变为,求电子在两板间运动的最大速度以及电子沿电场线方向上的最大位移。
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