精品解析:甘肃省张掖市某校2024-2025学年高三上学期开学考试物理试卷
2024-09-10
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内容正文:
2025届高三开学摸底联考
物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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。
考试时间为75分钟,满分100分
一、选择题:本题共10小题,共43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5分,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 钴(Co)是银白色铁磁性金属元素,早期中国已将其应用于陶器釉料,现在,在农业上常用于辐射育种、刺激增产、辐射防治虫害和食品辐照储藏与保鲜等;在医学上,常用于癌和肿瘤的放射治疗。静止的钴发生一次衰变成为镍同时放出X粒子和射线。则X为( )
A. 粒子 B. 中子 C. 电子 D. 质子
【答案】C
【解析】
【详解】根据质量数、电荷数守恒可知,X的质量数为零,电荷数为-1,即X为电子。
故选C。
2. 在巴黎奥运会女子100米蝶泳决赛中,张雨霏以56秒21的成绩摘得铜牌。如图为张雨霏起跳后在空中的情景,已知100米蝶泳比赛的泳池长为。则( )
A. 张雨霏起跳前所受支持力大于她对起跳台的压力
B. 张雨霏在空中受到重力和浮力的作用
C. 在研究张雨霏游泳动作时,不可以将她看成质点
D. 张雨霏比赛过程中的平均速度大小约为
【答案】C
【解析】
【详解】A.支持力和压力是一对相互作用力,大小相等,A错误;
B.张雨霏在空中不受浮力的作用,B错误;
C.在研究张雨霏游泳动作时,不可以将她看成质点,否则就没动作可言了,C正确;
D.张雨霏比赛过程中的路程,其运动的位移,平均速度大小为
D错误。
故选C。
3. 乘客坐在座舱里随摩天轮一起在竖直平面内做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 乘客的机械能不变 B. 乘客的动量守恒
C. 乘客的加速度不变 D. 乘客所受的合外力一定指向圆心
【答案】D
【解析】
【详解】A.乘客做匀速圆周运动,速度大小不变,故动能不变,但重力势能变化,则机械能变化,故A错误;
B.乘客做匀速圆周运动,速度方向时刻在改变,故动量不守恒,故B错误;
C.乘客做匀速圆周运动,加速度大小不变,方向时刻在改变,故C错误;
D.乘客做匀速圆周运动,所受的合外力一定指向圆心,故D正确。
故选D。
4. 2024年6月4日,携带月球样品的嫦娥六号上升器自月球背面起飞,随后成功进入预定环月轨道,图为嫦娥六号着陆月球前部分轨道的简化示意图,Ⅰ是地月转移轨道,Ⅱ、Ⅲ是绕月球运行的椭圆轨道,Ⅳ是绕月球运行的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道Ⅱ的远月点和近月点。已知圆轨道Ⅳ到月球表面的高度为h,月球半径为R,月球表面的重力加速度为g,不考虑月球的自转,嫦娥六号( )
A. 由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ,需在P处向后喷气
B. 在轨道Ⅳ上绕月运行的速度大小为
C. 在轨道Ⅳ上绕月运行的周期大于在轨道Ⅲ上绕月运行的周期
D. 在轨道Ⅱ上稳定运行时经过P点的加速度大于经过Q点的加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ,需在P处向前喷气制动减速,故A错误;
B.不考虑月球的自转,在月球表面的物体受到的重力等于万有引力,则
嫦娥六号在轨道Ⅳ上绕月运行时,由万有引力提供向心力,可得
联立可得,嫦娥六号在轨道Ⅳ上绕月运行的速度大小为
故B正确;
C.根据开普勒第三定律可知,在轨道Ⅳ上绕月运行的周期小于在轨道Ⅲ上绕月运行的周期,故C错误;
D.根据牛顿第二定律,有,可知其他条件不变的情况下,距离月球越远,加速度越小,所以在轨道Ⅱ上稳定运行时经过P点的加速度小于经过Q点的加速度,故D错误。
故选B。
5. 线圈炮由加速线圈和弹丸线圈构成,根据通电线圈之间磁场的相互作用原理而工作。如图所示,弹丸线圈放在绝缘且内壁光滑的水平发射导管内。闭合开关后,在加速线圈中接通方向如图所示、大小变化的电流,发现静止的弹丸线圈向右发射,则下列说法正确的是( )
A. 加速线圈内部磁场方向向左
B. 穿过弹丸线圈的磁通量减小
C. 加速线圈中的电流变大
D. 加速线圈中的电流变化越快,弹丸线圈中感应电动势越小
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据安培定则可知,加速线圈内部磁场方向向右,A错误;
BC.静止的弹丸线圈向右发射,则弹丸线圈内产生感应电流,根据楞次定律可知,加速线圈中应通有增大的电流使得通过弹丸线圈磁通量增大,弹丸远离加速线圈,B错误,C正确;
D.根据法拉第电磁感应定律可知,加速线圈中的电流变化越快,弹丸线圈中感应电动势越大,D错误。
故选C。
6. 某同学设计了一个电容式风力传感器,如图所示,将电容器与静电计组成回路。可动电极在风力作用下向右移动,风力越大,移动距离越大。若极板上电荷量保持不变,则风力越大( )
A. 电容器电容越小 B. 静电计指针张角越小
C. 极板间电场强度越大 D. 固定电极电势越高
【答案】B
【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,故A错误;
B.极板上电荷量保持不变,电容越大,根据
可知,两板之间的电势差越小,静电计指针张角越小,故B正确;
C.根据
,
可得
即极板间电场强度与距离d无关,电场强度不变,故C错误;
D.两极板之间的电势差
由于风力越大,两极板之间的电势差越小,则固定电极的电势越低,故D错误。
故选B。
7. 如图所示为风力发电机,其叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地的风速为6m/s,风向恰好与叶片转动的圆面垂直,已知空气的密度为,该风力发电机可将经过此圆面内空气动能的10%转化为电能。该风力发电机的发电功率约为( )
A. 81.4Kw B. 814kW C. 16.3kW D. 163kW
【答案】C
【解析】
【详解】依题意,空气的动能转化为电能,根据能量守恒定律有
在时间t内吹到叶片上的空气的质量
在时间t内吹到叶片上的空气动能为
解得该风力发电机的发电功率约为
故选C。
8. 如图所示,在离地一定高度处,一个沙漏水平向右做直线运动,沿途连续漏出沙子,若不计空气阻力,则下列关于空中沙子排列的几何图形的说法正确的是( )
A. 若沙漏做匀速直线运动,则沙子排成图甲形状
B. 若沙漏做匀速直线运动,则沙子排成图乙形状
C. 若沙漏做匀加速直线运动,则沙子排成图丙形状
D. 若沙漏做匀加速直线运动,则沙子排成图丁形状
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.若沙漏做匀速直线运动,由于惯性,每粒沙子漏出的瞬间,存在与沙漏相同的速度,沙子在沙漏正下方排成一条直线,A正确,B错误;
CD.空中沙子的形状即沙子的相对位置关系,在任何参考系中看到的相对关系都一样,若沙漏做匀加速直线运动,以即将扔出第一个沙子时沙漏的水平速度为参考系,则有
此时可知如果沙子不漏出来则一直做匀变速运动,即
为t时间漏出的沙子的水平位移,包含t时间的初速度为零的匀加速和此后t时间内的匀速运动的位移
而
因此可得
即为直线,故选AD。
9. 在匀质轻绳上有两个相距16m的波源、,两波源的连线上有三个质点P、Q、M、P与波源相距4m,Q与波源相距4m,M与波源相距9m,如图甲所示。时两波源同时上下振动,振动图像均如图乙所示,产生的两列绳波沿波源连线传播,时P、Q两质点刚开始振动。下列说法正确的是( )
A. 两列波的传播速度大小均为1m/s
B. 两列波的波长均为4m
C. 波源产生的波在时传播到质点M
D. 0~9s时间内,质点M运动的路程为40cm
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据题意,P与波源相距4m,波源的波传至P点需要2s,则由
解得
故A错误;
B.根据图乙可知波源振动的周期,则两波的波长均为
故B正确;
C.由
可知,波源产生的波在时传播到质点M,故C错误;
D.同理可知,波源产生的波经传播到质点M,由此可知,在0~3.5s内,质点M不动,3.5~4.5s内,质点M运动半个周期,运动的路程,由于M点到两波源的距离差为2m,恰好等于半个波长,两列波分别在质点M的振动情况恰好相反,即4.5~9s内,质点M不动,所以0~9s时间内,质点M运动的路程为40cm,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,半径为折射率的半圆形玻璃砖竖直放置在光屏的正上方,玻璃砖的直径与平行且距离为。一束单色光在玻璃砖平面内垂直射向圆心,光线穿过玻璃砖后射到光屏上,光点落在点。已知光屏足够大,真空中的光速为,且空气中光速也可近似为。若使玻璃砖绕过点垂直于纸面的轴顺时针转动,则( )
A. 从边射出的光线在光屏上的光点向右移动
B. 从边射出的光线在光屏上的光点向左移动
C. 单色光从射入玻璃砖后再折射到光屏上的最长时间为
D. 单色光从射入玻璃砖后再折射到光屏上的最长时间为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.玻璃砖绕过点垂直于纸面的轴顺时针转动,转过的角度等于光线在边的入射角,折射角大于入射角,所以光点向右移动,故A正确,B错误;
CD.设全反射临界角为,由临界条件可知
解得
即当玻璃砖转过时,折射光线沿着玻璃砖边沿射向光屏,用时最长,设光点为点, 到的距离
光在玻璃砖中的传播速度
传播时间
从玻璃砖射出后到点传播时间
则单色光从射入玻璃砖后再折射到光屏上的最长时间
故C正确,D错误。
二、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 某学习小组用如图甲所示的实验装置测量木块与长木板之间的动摩擦因数,将左端带有滑轮的长木板放置在水平桌面上,轻绳跨过滑轮后左端与重物连接,右端与装有力传感器的木块连接,力传感器可以直接测出绳子的拉力大小F,木块右端连接穿过打点计时器的纸带,通过纸带可以计算木块的加速度大小a,改变重物的质量,进行多次实验。
(1)下列说法正确的是__________。
A. 调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B. 调节长木板倾斜度,平衡木块受到的滑动摩擦力
C. 实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源
D. 重物的质量应远小于木块的质量
(2)已知交流电源的频率为50Hz,实验得到的一条纸带如图乙所示(图中每两个计数点间还有四个点未画出),则在该次实验中,小车运动的加速度大小为__________(结果保留三位有效数字)。
(3)两同学在实验室各取一套图甲所示的装置放在水平桌面上,研究木块的加速度a与拉力F的关系,他们分别得到图丙中1、2两条直线。设两木块质量分别为、,两木块与木板间的动摩擦因数分别为、,由图可知,__________,__________(均选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)A (2)1.79
(3) ①. < ②. >
【解析】
【小问1详解】
A.使细绳对木块的拉力沿木块运动方向,应调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行,故A正确;
B.为本实验需要测量木块与长木板之间的动摩擦因数,所以不需要平衡摩擦力,故B错误;
C.实验时应先接通打点计时器的电源,再放开木块,故C错误;
D.本实验中力传感器可以直接测出绳子的拉力大小F,重物的质量不需要远小于木块的质量,D错误。
故选A。
【小问2详解】
相邻两计数点间的时间间隔为
根据逐差法求出小车运动的加速度大小为
【小问3详解】
[1][2]根据牛顿第二定律可得
整理得
由图像的斜率和纵轴截距大小关系可知
,
12. 某实验小组利用实验室的器材测量一粗细均匀的金属电阻丝的电阻率。
(1)如图甲,用螺旋测微器测得电阻丝的直径D为__________mm;如图乙,用游标卡尺测得电阻丝的长度L为__________cm。
(2)先用多用电表欧姆挡粗测电阻丝的阻值,实验小组选择“×1”倍率的欧姆挡,正确操作后,指针位置如图丙所示,则该电阻丝阻值约为__________Ω。
(3)该小组用伏安法更精确地测量其阻值,现有的器材及其代号和规格如下:
待测金属丝
电流表(量程0~0.6A,内阻约为0.5Ω)
电流表(量程0~300mA,内阻约为2Ω)
电压表V(量程0~3V,内阻约为3kΩ)
直流电源E(电动势4V,内阻不计)
滑动变阻器(阻值范围0~10Ω,允许通过的最大电流2.0A)
滑动变阻器(阻值范围0~1kΩ,允许通过的最大电流0.5A)
开关S、导线若干
为使实验调节方便,测量误差较小,能够测得多组数据,他们选择的电流表为__________,滑动变阻器为__________(以上两空均填仪器代号);请在图丁中将测量的电路图补充完整_____。
【答案】(1) ①. 4.620 ②. 10.15
(2)14 (3) ①. ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
电阻丝的直径
电阻丝的长度
【小问2详解】
指针所示的数字为14,则电阻丝阻值
【小问3详解】
[1][2][3]电压表量程为3V,通过的最大电流
为了读数准确,电流表应选择;为了测得多组数据,滑动变阻器采用分压式接法,由于金属丝电阻较小,为了方便实验操作,滑动变阻器应选;由于金属丝电阻远远小于电压表内阻,故电流表应采用外接法,补充后的电路图如图所示。
13. 如图为传统的爆米花机,工作时将玉米粒倒入铁质容器后,将容器封闭,对容器加热,当内外气体压强之差达到一定数值时,将容器打开即爆出爆米花。已知大气压强为、容器内的初始温度为,,假设加热过程中,容器内玉米粒的体积不变,气体看成理想气体,。求:
(1)为使玉米粒炸成爆米花,容器内的最低温度;
(2)将容器打开爆出爆米花,当容器内温度变为327℃时,容器内剩余气体与加热前气体的质量之比。(假设容器内剩余爆米花的体积与玉米粒的体积相同)
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由题知,在容器中属于等容变化,设容器内最低温度为,则
代入得
则为使玉米粒炸成爆米花,容器内的最低温度为
代入得
【小问2详解】
打开容器盖,当炉内温度变为时,设此时温度,体积为,由等压变化知
代入得
故炉内剩余气体与加热前气体的质量之比为。
14. 如图所示,质量的平板小车左端放有质量的滑块,二者一起以的速度沿光滑水平地面向右运动,小车与竖直墙壁发生弹性碰撞(碰撞时间极短),已知滑块和小车之间的动摩擦因数,滑块始终未从小车上滑落,取.从小车与墙壁第一次碰撞后开始研究,求:
(1)小车与墙壁第一次碰撞后,小车右端与墙壁之间的最大距离;
(2)小车与墙壁第一次碰撞后到第二次碰撞前的过程中,系统产生的热量;(结果可用分式表示)
(3)整个过程中,小车运动的总路程。
【答案】(1)0.8m
(2)
(3)1.8m
【解析】
【小问1详解】
设小车第一次与墙壁碰撞后向左运动的路程为s1,即为小车右端与墙壁之间的最大距离,由动能定理得
解得
【小问2详解】
设第一次碰撞后小车和滑块达到的共同速度为,由动量守恒有
解得
小车与墙壁第一次碰撞后到第二次碰撞前的过程中,系统产生的热量
解得
【小问3详解】
之后小车和滑块以的速度与墙壁发生第二次碰撞,设第二次碰撞后小车向左运动的路程为,则
则与之间满足
同理,以后每次与墙壁碰撞后小车向左运动的路程均为上一次的,小车所走的总路程为一个无穷等比数列之和,公比,小车运动的总路程
解得
15. 现代科学研究中,经常用磁场和电场约束带电粒子的运动轨迹,如图所示,有一棱长为L的正方体电磁区域,其中M、N分别为棱ab、棱gh的中点,以棱ef中点O为坐标原点、以ON为x轴正方向、OM为y轴正方向、Oe为z轴正方向建立三维坐标系,正方体区域内可能单独或同时存在沿z轴负方向的匀强电场E及匀强磁场B,在O点有一粒子源,沿x轴正方向发射不同速率的带电粒子,粒子质量均为m,电荷量均为,且粒子入射速度在范围内均匀分布,已知磁感应强度大小为,电场强度大小为,不计粒子的重力和粒子间的相互作用,取。
(1)若正方体区域内只存在磁场,求入射速度大小为的粒子在该区域中运动的时间;
(2)若正方体区域内同时存在电场和磁场,求入射速度大小为的粒子从该区域射出的位置的坐标;
(3)若正方体区域内同时存在电场和磁场,求从正方体上表面射出的粒子数占粒子总数的百分比。
【答案】(1)
(2)
(3)25%
【解析】
【小问1详解】
带电粒子在匀强磁场的作用下做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
粒子轨迹如图1所示
根据几何关系可知
则
设带电粒子做圆周运动的周期为T,则有
解得
粒子轨迹对应的圆心角为120°,所以运动时间
【小问2详解】
若正方体区域内同时存在电场和磁场,粒子在圆周运动的同时,沿z轴负方向在电场力作用下加速,加速度
沿着电场方向的位移
故粒子从上表面射出,由图1可知
则入射速度大小为的粒子从正方体电磁区域射出的位置的坐标为。
【小问3详解】
由上述分析可知,粒子从正方体上表面射出时,粒子速率越大,粒子的外运动(匀速圆周运动)的半径越大,图1中的p点越靠近d,轨迹圆心角越小,粒子在电磁场中的运动时间越短,粒子沿z轴负方向的位移越小。当粒子速率最大为时从cd边射出,对应的圆周运动轨迹为圆周,其半径等于L,则有
解得
假设粒子沿z轴负方向的分运动匀加速运动到f点时(其位移大小等于),粒子能够从bc边射出,设粒子在电场中运动时间为,则有
解得
设此情况粒子匀速圆周运动轨迹的圆心角为,则有
联立解得
此情况粒子的运动轨迹在正方体前表面内的投影如图2所示
可知假设成立,此时粒子的速率是从正方体上表面射出的粒子速率的最小值,设此时圆周运动半径为,由几何关系可得
解得
同理有
解得
从正方体上表面射出的粒子速率范围应为
粒子入射速度在范围内均匀分布,则从正方体上表面射出的粒子速率范围为
所以从正方体上表面射出的子数占子总数的百分比
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2025届高三开学摸底联考
物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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。
考试时间为75分钟,满分100分
一、选择题:本题共10小题,共43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5分,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 钴(Co)是银白色铁磁性金属元素,早期中国已将其应用于陶器釉料,现在,在农业上常用于辐射育种、刺激增产、辐射防治虫害和食品辐照储藏与保鲜等;在医学上,常用于癌和肿瘤的放射治疗。静止的钴发生一次衰变成为镍同时放出X粒子和射线。则X为( )
A. 粒子 B. 中子 C. 电子 D. 质子
2. 在巴黎奥运会女子100米蝶泳决赛中,张雨霏以56秒21的成绩摘得铜牌。如图为张雨霏起跳后在空中的情景,已知100米蝶泳比赛的泳池长为。则( )
A. 张雨霏起跳前所受支持力大于她对起跳台的压力
B. 张雨霏在空中受到重力和浮力的作用
C. 在研究张雨霏游泳动作时,不可以将她看成质点
D. 张雨霏比赛过程中的平均速度大小约为
3. 乘客坐在座舱里随摩天轮一起在竖直平面内做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 乘客的机械能不变 B. 乘客的动量守恒
C. 乘客的加速度不变 D. 乘客所受的合外力一定指向圆心
4. 2024年6月4日,携带月球样品的嫦娥六号上升器自月球背面起飞,随后成功进入预定环月轨道,图为嫦娥六号着陆月球前部分轨道的简化示意图,Ⅰ是地月转移轨道,Ⅱ、Ⅲ是绕月球运行的椭圆轨道,Ⅳ是绕月球运行的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道Ⅱ的远月点和近月点。已知圆轨道Ⅳ到月球表面的高度为h,月球半径为R,月球表面的重力加速度为g,不考虑月球的自转,嫦娥六号( )
A. 由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ,需在P处向后喷气
B. 在轨道Ⅳ上绕月运行的速度大小为
C. 在轨道Ⅳ上绕月运行的周期大于在轨道Ⅲ上绕月运行的周期
D. 在轨道Ⅱ上稳定运行时经过P点的加速度大于经过Q点的加速度
5. 线圈炮由加速线圈和弹丸线圈构成,根据通电线圈之间磁场的相互作用原理而工作。如图所示,弹丸线圈放在绝缘且内壁光滑的水平发射导管内。闭合开关后,在加速线圈中接通方向如图所示、大小变化的电流,发现静止的弹丸线圈向右发射,则下列说法正确的是( )
A. 加速线圈内部磁场方向向左
B. 穿过弹丸线圈的磁通量减小
C. 加速线圈中的电流变大
D. 加速线圈中的电流变化越快,弹丸线圈中感应电动势越小
6. 某同学设计了一个电容式风力传感器,如图所示,将电容器与静电计组成回路。可动电极在风力作用下向右移动,风力越大,移动距离越大。若极板上电荷量保持不变,则风力越大( )
A. 电容器电容越小 B. 静电计指针张角越小
C. 极板间电场强度越大 D. 固定电极电势越高
7. 如图所示为风力发电机,其叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地的风速为6m/s,风向恰好与叶片转动的圆面垂直,已知空气的密度为,该风力发电机可将经过此圆面内空气动能的10%转化为电能。该风力发电机的发电功率约为( )
A. 81.4Kw B. 814kW C. 16.3kW D. 163kW
8. 如图所示,在离地一定高度处,一个沙漏水平向右做直线运动,沿途连续漏出沙子,若不计空气阻力,则下列关于空中沙子排列的几何图形的说法正确的是( )
A. 若沙漏做匀速直线运动,则沙子排成图甲形状
B. 若沙漏做匀速直线运动,则沙子排成图乙形状
C. 若沙漏做匀加速直线运动,则沙子排成图丙形状
D. 若沙漏做匀加速直线运动,则沙子排成图丁形状
9. 在匀质轻绳上有两个相距16m的波源、,两波源的连线上有三个质点P、Q、M、P与波源相距4m,Q与波源相距4m,M与波源相距9m,如图甲所示。时两波源同时上下振动,振动图像均如图乙所示,产生的两列绳波沿波源连线传播,时P、Q两质点刚开始振动。下列说法正确的是( )
A. 两列波的传播速度大小均为1m/s
B. 两列波的波长均为4m
C. 波源产生的波在时传播到质点M
D. 0~9s时间内,质点M运动的路程为40cm
10. 如图所示,半径为折射率的半圆形玻璃砖竖直放置在光屏的正上方,玻璃砖的直径与平行且距离为。一束单色光在玻璃砖平面内垂直射向圆心,光线穿过玻璃砖后射到光屏上,光点落在点。已知光屏足够大,真空中的光速为,且空气中光速也可近似为。若使玻璃砖绕过点垂直于纸面的轴顺时针转动,则( )
A. 从边射出的光线在光屏上的光点向右移动
B. 从边射出的光线在光屏上的光点向左移动
C. 单色光从射入玻璃砖后再折射到光屏上的最长时间为
D. 单色光从射入玻璃砖后再折射到光屏上的最长时间为
二、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 某学习小组用如图甲所示的实验装置测量木块与长木板之间的动摩擦因数,将左端带有滑轮的长木板放置在水平桌面上,轻绳跨过滑轮后左端与重物连接,右端与装有力传感器的木块连接,力传感器可以直接测出绳子的拉力大小F,木块右端连接穿过打点计时器的纸带,通过纸带可以计算木块的加速度大小a,改变重物的质量,进行多次实验。
(1)下列说法正确的是__________。
A. 调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B. 调节长木板倾斜度,平衡木块受到的滑动摩擦力
C. 实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源
D. 重物的质量应远小于木块的质量
(2)已知交流电源的频率为50Hz,实验得到的一条纸带如图乙所示(图中每两个计数点间还有四个点未画出),则在该次实验中,小车运动的加速度大小为__________(结果保留三位有效数字)。
(3)两同学在实验室各取一套图甲所示的装置放在水平桌面上,研究木块的加速度a与拉力F的关系,他们分别得到图丙中1、2两条直线。设两木块质量分别为、,两木块与木板间的动摩擦因数分别为、,由图可知,__________,__________(均选填“>”“<”或“=”)。
12. 某实验小组利用实验室的器材测量一粗细均匀的金属电阻丝的电阻率。
(1)如图甲,用螺旋测微器测得电阻丝的直径D为__________mm;如图乙,用游标卡尺测得电阻丝的长度L为__________cm。
(2)先用多用电表欧姆挡粗测电阻丝的阻值,实验小组选择“×1”倍率的欧姆挡,正确操作后,指针位置如图丙所示,则该电阻丝阻值约为__________Ω。
(3)该小组用伏安法更精确地测量其阻值,现有的器材及其代号和规格如下:
待测金属丝
电流表(量程0~0.6A,内阻约为0.5Ω)
电流表(量程0~300mA,内阻约为2Ω)
电压表V(量程0~3V,内阻约为3kΩ)
直流电源E(电动势4V,内阻不计)
滑动变阻器(阻值范围0~10Ω,允许通过的最大电流2.0A)
滑动变阻器(阻值范围0~1kΩ,允许通过的最大电流0.5A)
开关S、导线若干
为使实验调节方便,测量误差较小,能够测得多组数据,他们选择的电流表为__________,滑动变阻器为__________(以上两空均填仪器代号);请在图丁中将测量的电路图补充完整_____。
13. 如图为传统的爆米花机,工作时将玉米粒倒入铁质容器后,将容器封闭,对容器加热,当内外气体压强之差达到一定数值时,将容器打开即爆出爆米花。已知大气压强为、容器内的初始温度为,,假设加热过程中,容器内玉米粒的体积不变,气体看成理想气体,。求:
(1)为使玉米粒炸成爆米花,容器内的最低温度;
(2)将容器打开爆出爆米花,当容器内温度变为327℃时,容器内剩余气体与加热前气体的质量之比。(假设容器内剩余爆米花的体积与玉米粒的体积相同)
14. 如图所示,质量的平板小车左端放有质量的滑块,二者一起以的速度沿光滑水平地面向右运动,小车与竖直墙壁发生弹性碰撞(碰撞时间极短),已知滑块和小车之间的动摩擦因数,滑块始终未从小车上滑落,取.从小车与墙壁第一次碰撞后开始研究,求:
(1)小车与墙壁第一次碰撞后,小车右端与墙壁之间的最大距离;
(2)小车与墙壁第一次碰撞后到第二次碰撞前的过程中,系统产生的热量;(结果可用分式表示)
(3)整个过程中,小车运动的总路程。
15. 现代科学研究中,经常用磁场和电场约束带电粒子的运动轨迹,如图所示,有一棱长为L的正方体电磁区域,其中M、N分别为棱ab、棱gh的中点,以棱ef中点O为坐标原点、以ON为x轴正方向、OM为y轴正方向、Oe为z轴正方向建立三维坐标系,正方体区域内可能单独或同时存在沿z轴负方向的匀强电场E及匀强磁场B,在O点有一粒子源,沿x轴正方向发射不同速率的带电粒子,粒子质量均为m,电荷量均为,且粒子入射速度在范围内均匀分布,已知磁感应强度大小为,电场强度大小为,不计粒子的重力和粒子间的相互作用,取。
(1)若正方体区域内只存在磁场,求入射速度大小为的粒子在该区域中运动的时间;
(2)若正方体区域内同时存在电场和磁场,求入射速度大小为的粒子从该区域射出的位置的坐标;
(3)若正方体区域内同时存在电场和磁场,求从正方体上表面射出的粒子数占粒子总数的百分比。
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