内容正文:
大庆实验中学实验二部2022级高三上学期期中考试
物理学科试题
说明:
1.请将答案填涂在答题卡的指定区域内。
2.满分100分,考试时间75分钟。
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. 一个负电荷从电场中的B点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到A点,它运动的速度—时间图像,如图所示,则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是图中的( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由v-t图像可知,粒子做加速度逐渐减小的加速运动,负电荷受力与电场方向相反,故电场线由A指向B,且该电荷所受电场力越来越小,所处位置电场强度越来越小,电场线疏的地方电场强度小。
故选C。
2. 一辆汽车在公路上匀速行驶,司机发现前方有一障碍物,立即采取制动措施,并以此时为计时起点,则制动后汽车的位移与时间的关系为,则汽车从制动到停止的时间为( )
A. 2s B. 3s C. 4s D. 6s
【答案】B
【解析】
【详解】由公式
结合汽车的位移与时间的关系
可得
,
汽车从开始制动到停下所用时间为
故选B。
3. 2022年11月29日,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F“遥十五”运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。11月30日,神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站,与神舟十四号航天员乘组首次实现“太空会师”。对接后的组合体绕地球的运动可视为匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A. 飞船发射阶段,航天员一直处于失重状态
B. 飞船空间站组合体的运行速率一定小于
C. 在组合体内,航天员绕地球做圆周运动的向心力由舱壁提供
D. 与空间站相比,飞船与空间站组合体质量更大,向心加速度也更大
【答案】B
【解析】
【详解】A.飞船发射阶段,航天员随飞船加速上升,一直处于超重状态。故A错误;
B.第一宇宙速度是地球卫星的最大环绕速度,所以飞船空间站组合体的运行速率一定小于。故B正确;
C.在组合体内,航天员绕地球做圆周运动的向心力由地球的万有引力提供。故C错误;
D.根据
可知,与空间站相比,飞船与空间站组合体质量更大,但是向心加速度大小不变。故D错误。
故选B。
4. 如图所示,小球在竖直平面内以半径为R、角速度为沿逆时针方向做匀速圆周运动,用竖直向下的平行光照射小球,观察到其影子在水平面上做简谐运动。取圆心投影点为原点,水平向右为正方向,从小球某次经最低点的时刻开始计时,以下关于影子做简谐运动的描述说法正确的是( )
A. 振幅为2R B. 振动周期为
C. 位移表达式为 D. 振动过程中最大加速度的大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.振幅大小为偏离平衡位置的最大位移的大小,根据题意可知简谐振动振幅为。故A错误;
B.小球做圆周运动的周期
则简谐振动的周期也是,故B错误;
C.水平向右为正方向,初始时小球在最低点向右运动,则初始相位为,简谐振动的位移表达式为
故C错误;
D.小球做匀速圆周运动,则加速度大小不变,当加速度在轴方向投影最大时,简谐振动达到的最大加速度等于小球的向心加速度。振动过程中最大加速度的大小为
故D正确。
故选D。
5. 图甲是回旋加速器的示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中,并与高频电源相连。带电粒子从静止开始运动的速率v随时间t变化如图乙,已知tn时刻粒子恰射出回旋加速器,不考虑相对论效应、粒子所受的重力和穿过狭缝的时间,下列判断正确的是( )
A.
B.
C. 粒子在电场中的加速次数为
D. 同一D形盒中粒子的相邻轨迹半径之差保持不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.粒子在磁场中做匀速圆周运动,由
可得
粒子运动周期为
故周期与粒子速度无关,每运动半周被加速一次,可知
故A正确;
BC.根据题意,设粒子加速次后的速度为,由动能定理有
可得
则速度之比为
同理可得
粒子在电场中的加速次数为
故BC错误
D.结合上述分析可得,同一D形盒中粒子的相邻轨迹半径之差为
由于随着的增大而改变,则变化,即同一D形盒中粒子的相邻轨迹半径之差会改变,故D错误。
故选A。
6. 如图所示,空间有与水平方向成θ角的匀强电场。一个质量为m的带电小球,用长L的绝缘细线悬挂于O点。当小球静止时,细线恰好处于水平位置。现用一个外力将小球沿圆弧轨道(图中的虚线)缓慢地拉到最低点,此过程小球的电荷量不变。则该外力做的功为(重力加速度为g)( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】小球在最高点受力平衡,如图所示
根据平衡条件,有拉力
电场力
对从最高点到最低点过程运用动能定理得到
联立解得
故选A。
7. 小明同学设计了一货物输送装置,将一个质量为M载物平台架在两根完全相同、半径为r,轴线在同一水平面内的平行长圆柱上。已知平台与两圆柱间的动摩擦因数均为,平台的重心与两柱等距,在平台的重心位置放上一个质量为m的物体,两圆柱以角速度绕轴线作相反方向的转动,如图所示。现沿平行于轴线的方向施加一恒力F,使载物平台从静止开始运动,物体与平台始终保持相对静止,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 物体受到平台的摩擦力变小 B. 物体和平台最后一定做匀速直线运动
C. 平台受到两圆柱给它的摩擦力保持不变 D. 只有当时平台才能开始运动
【答案】A
【解析】
【详解】C.圆柱表面的摩擦力大小为
当平台开始运动时,圆柱与平台的相对速度方向发生变化,所以圆柱给平台的摩擦力方向发生变化,设摩擦力与平台运动方向夹角为,则平台所受摩擦力为
所以平台受到两圆柱给它的摩擦力与速度有关,故C错误;
A.对平台和物体整体运用牛顿第二定律
由于速度在变大,所以整体加速度在变小,即物体的加速度在变小,根据
可得物体受到平台的摩擦力变小,故A正确;
B.物体和平台做加速度逐渐减小的变加速直线运动,当
由于
则物体的加速度不会减小到零,故B错误;
D.根据前面分析,刚开始运动时速度为0,由
可知F很小也可以让平台加速运动,故D错误。
故选A。
8. 如图所示,在O点处放置一点电荷+Q,a、b、c、d、e、f是以O点为球心的球面上的点,aecf平面与bedf平面垂直,则下列说法中正确的是( )
A. e、f两点的电势相等
B. a、b两点的电场强度相同
C. 图中Oa两点之间的电势差与Od两点之间的电势差相同
D. 点电荷+q在球面上任意两点之间移动时,电场力做正功
【答案】AC
【解析】
【详解】AC.以O点为球心,则a、b、c、d、e、f所在球面为等势面,该球面上的所有点电势相等,Oa和Od之间的电势差
故AC正确;
B.根据库仑定律以及点电荷的场强规律可知
a、b两点与电荷的距离相等,则场强大小相等,但电场强度是矢量a、b两点场强的方向不同,则场强不同,故B错误;
D.点电荷+q在球面(等势面)上移动,电势能不变,则电场力不做功,故D错误。
故选AC。
9. 如图所示,质量均为m且可视为质点的小球A、B用一根长为l的轻杆相连,整个装置竖直放置在光滑水平地面上,小球B右侧有一光滑固定挡板。微微扰动轻杆,使小球A向左倾倒,小球A落地后不反弹,已知重力加速度为g,在小球A下落至地面的过程中,小球B始终与小球A在同一竖直面内且不离开地面。下列说法正确的是( )
A. 小球A落地时的动能大小为mgl
B. 从开始到A球落地前一瞬间,轻杆对球B做的功为0
C. 从开始到A球落地的过程中,小球A、B和杆组成的系统动量不守恒
D. 从开始到A球落地的过程中,小球B对地面的压力大小可能为mg
【答案】CD
【解析】
【详解】由题中条件可知,小球A机械能不守恒,则小球A落地时的动能大小小于mgl,小球A、B系统动量不守恒,当轻杆对小球作用力为0时,此时设轻杆所处位置与竖直方向所成的夹角为,则小球B对地面压力的大小为mg,小球A从开始到此时做圆周运动,由机械能守恒定律有
对A球,由牛顿第二定律得
解得
此时A球对地速度大小为
轻杆上作用力为零后,A球的速度继续增加,所需要的向心力增大,而其重力沿轻杆的分力在减小,因而轻杆会向两端提供拉力,B球开始离开挡板,所以轻杆作用力为零到A球落到地面上前一瞬间,由A、B球组成的系统水平方向上动量守恒,则
A球落到地面上前一瞬间,A、B两球由速度关联
联立可得A球落到地面上前一瞬间,B球速度为
则轻杆对球B做的功为
故选CD。
10. 在平面直角坐标系中有如图所示的有界匀强磁场区域,磁场上边界是点为圆心,半径为的一段圆弧,圆弧与轴交于、两点,磁场下边界是以坐标原点O为圆心,半径为的一段圆弧。现有一束带负电的粒子沿轴负方向以速度射入该磁场区域。已知磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为,带电粒子质量为m,电荷量大小为q,不计粒子重力。下列说法中正确的是( )
A. 正对点入射的粒子离开磁场后不会过O点
B. 若粒子速度变为,正对点入射的粒子离开磁场后一定过O点
C. 粒子在磁场区域运动的最长时间为
D. 所有入射粒子都一定过O点
【答案】CD
【解析】
【详解】A.粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据
可知粒子在磁场中的轨道半径
正对的粒子,圆心恰好在x轴上,进入磁场后做匀速圆周运动,如图,根据勾股定理可知,进入无磁场区域后,速度方向恰好指向O点,A错误;
B.若粒子速度变为,粒子在磁场中的轨道半径
正对点入射的粒子离开磁场后,由上图可知,一定不过O点,B错误;
D.由于所有粒子沿水平方向射入磁场,半径与速度方向垂直,圆心均在入射点的正下方,半径均为4d,所有圆心所在的轨迹相当于将磁场边界向下平移4d形状,平移到O点位置,即所有粒子进入磁场后做圆周运动的圆心到O点距离均为5d,如图,利用勾股定理可知,进入无磁场区域后,所有粒子速度方向都指向O点,因此所有粒子都过O点,D正确;
C.由D选项可知,从最上方进入的粒子,在磁场中偏转角度最大,运动的时间最长,如图
该粒子在磁场中旋转了143o,因此运动的时间
C正确。
故选CD。
二、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. 利用光电门、遮光条组合探究“弹簧的弹性势能与形变量之间的关系”实验装置如图所示,木板的右端固定一个轻质弹簧,弹簧的左端放置一个小物块(与弹簧不拴接),物块的上方有一宽度为d的遮光片(d很小),O点是弹簧原长时物块所处的位置,其正上方有一光电门,光电门上连接有计时器(图中未画出)
(1)实验开始时,___________(选填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力。
(2)所有实验条件具备后将小物块向右压缩弹簧x1后从静止释放,小物块在弹簧的作用下被弹出,记下遮光片通过光电门的时间t1,物块通过光电门的速度为_____________。
(3)分别再将小物块向右压缩弹簧x2、x3、...后从静止释放,小物块在弹簧的作用下被弹出,依次记下遮光片通过光电门的时间t2、t3、...。
(4)若弹簧弹性势能的表达式为,遮光片通过光电门时间为t,以弹簧的形变量倒数为纵坐标,则以____________(选填“t”或“”)为横坐标作图象,实验中得到的图线是一条直线。
【答案】 ①. 需要 ②. ③. t
【解析】
【详解】(1)[1]实验原理是机械能守恒
要求不能有摩擦力做功,故需要平衡摩擦力。
(2)[2]物块通过光电门的速度为
(4)[3]由
解得
所以图像为一条过原点的倾斜直线。
12. 热敏电阻是传感器中经常使用的元件,某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有:
待测热敏电阻(实验温度范围内,阻值约几百欧到几千欧);
电源E(电动势1.5V,内阻r约为0.5);
电阻箱R(阻值范围0~9999.99);
滑动变阻器(最大阻值20);
滑动变阻器(最大阻值2000);
微安表(量程100μA,内阻等于2500);
开关两个,温控装置一套,导线若干。
同学们设计了如图甲所示的测量电路,主要实验步骤如下:
①按图示连接电路;
②闭合、,调节滑动变阻器滑片P的位置,使微安表指针满偏;
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开,调节电阻箱,使微安表指针半偏;
④记录此时的温度和电阻箱的阻值。
回答下列问题:
(1)为了更准确地测量热敏电阻的阻值,滑动变阻器应选用__________(填“”或“”)。
(2)某温度下微安表半偏时,电阻箱的读数为6500.00,该温度下热敏电阻的测量值为__________(结果保留到个位),该测量值__________(填“大于”或“小于”)真实值。
(3)多次实验后,学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知,该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐(填“增大”或“减小”)__________。
【答案】(1)
(2) ①. 4000 ②. 大于
(3)减小
【解析】
【小问1详解】
用半偏法测量热敏电阻的阻值,尽可能让该电路的电压在S2闭合前、后保持不变,由于该支路与滑动变阻器左侧部分电阻并联,滑动变阻器的阻值越小,S2闭合前、后并联部分电阻变化越小,从而并联部分的电压值变化越小,故滑动变阻器应选。
【小问2详解】
[1] 微安表半偏时,该支路的总电阻为原来的2倍,即
可得
[2] 当断开S2,微安表半偏时,由于该支路的电阻增加,电压略有升高,根据欧姆定律,总电阻比原来2倍略大,也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻,而我们用电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻来计算,因此热敏电阻的测量值比真实值偏大。
【小问3详解】
由于是图像,当温度T升高时,减小,从图中可以看出减小,从而减小,因此热敏电阻随温度的升高逐渐减小。
13. 如图所示,光滑水平轨道与竖直平面内的半圆形轨道平滑连接,半圆形轨道是粗糙的,其轨道的半径。一轻质弹簧的左端固定在竖直墙上,右端连接一个质量的小滑块。开始时滑块静止在点,弹簧正好处于原长。现水平向左推滑块压缩弹簧,使弹簧具有一定的弹性势能,然后释放滑块,滑块运动到半圆形轨道的最低点时的速度,运动到最高点时的速度,已知重力加速度。求:
(1)弹簧处于压缩状态时具有的弹性势能;
(2)滑块在半圆形轨道上向上运动的过程中,摩擦力所做的功;
(3)滑块落地时重力的瞬时功率。
【答案】(1)
(2)-1.1J (3)
【解析】
【小问1详解】
根据能量守恒定律,弹簧的弹性势能
代入数据可得
【小问2详解】
滑块在半圆形轨道上向上运动的过程中,根据能量守恒定律
代入数据可得
【小问3详解】
滑块从点做平抛运动,根据
可得
落地时重力的瞬时功率
14. 如图所示,两个水平放置、相距为d的足够大金属极板,上极板中央有一小孔。通过小孔喷入一些小油滴,由于碰撞或摩擦,部分油滴带上了电荷。有两个质量均为、位于同一竖直线上的球形小油滴A和B,在时间t内都匀速下落了距离。此时给两极板加上电压U(上极板接正极),A继续以原速度下落,B经过一段时间后向上匀速运动。B在匀速运动时间t内上升了距离(),且未与A相碰。已知球形油滴受到的空气阻力大小为,其中k为比例系数,m为油滴质量,v为油滴运动速率,不计空气浮力,重力加速度为g。求:
(1)比例系数k;
(2)油滴A、B的带电量和电性;
(3)B上升距离电势能的变化量。
【答案】(1)
(2)油滴A不带电,油滴B带负电,
(3)
【解析】
【小问1详解】
未加电压时,油滴匀速时的速度大小
匀速时
又
联立可得
【小问2详解】
加电压后,油滴A的速度不变,可知油滴A不带电;油滴B最后速度方向向上,可知油滴B所受电场力向上,极板间电场强度向下,可知油滴B带负电。油滴B向上匀速运动时,速度大小为
根据平衡条件可得
解得
【小问3详解】
根据电场力做功与电势能变化关系有
又
联立解得
15. 如图所示,在直角坐标系中,轴垂直纸面向外。在,的区域内充满沿轴负方向的匀强电场;在,的区域内充满垂直向外的匀强磁场(磁感应强度大小未知);在的区域内充满沿轴负方向、磁感应强度大小为的匀强磁场。在平面内有一质量为,带电量为的粒子(重力不计)以初速度沿轴负方向从纵坐标为的点开始运动,恰好经坐标原点射入的区域,在点的速度方向与轴正方向的夹角为。
(1)求匀强电场的电场强度的大小;
(2)若磁感应强度,求点横坐标的可能值;
(3)求粒子在的区域内运动时距离轴最远位置的坐标的可能值。
【答案】(1)
(2) (n=0,1,2…)
(3) (n=0,1,2…)
【解析】
【小问1详解】
由于粒子通过坐标原点时,速度方向与y轴正半轴夹角为37o,根据对称性可知从第I象限进入第IV象限时,速度方向与竖直方向夹角也为37o,因此进入第IV象限的速度
根据动能定理
可得电场强度的大小
【小问2详解】
粒子从抛出到第一次进入第IV象限,做类平抛运动
其中
解得
进入第IV象限后做匀速圆周运动,根据
代入数据可得轨道半径
根据周期性可知
(n=0,1,2…)
【小问3详解】
粒子进入的区域后,将速度分解到沿磁场方向的速度和垂直于磁场方向速度,则
,
在垂直磁场方向做匀速圆周运动,运动周期
粒子在沿磁场方向做匀速直线运动,第一次经过半个周期,粒子距离x轴最远,以后每经过一个周期,距离x轴最远,因此
(n=0,1,2…)
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大庆实验中学实验二部2022级高三上学期期中考试
物理学科试题
说明:
1.请将答案填涂在答题卡的指定区域内。
2.满分100分,考试时间75分钟。
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. 一个负电荷从电场中的B点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到A点,它运动的速度—时间图像,如图所示,则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是图中的( )
A. B. C. D.
2. 一辆汽车在公路上匀速行驶,司机发现前方有一障碍物,立即采取制动措施,并以此时为计时起点,则制动后汽车的位移与时间的关系为,则汽车从制动到停止的时间为( )
A. 2s B. 3s C. 4s D. 6s
3. 2022年11月29日,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F“遥十五”运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。11月30日,神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站,与神舟十四号航天员乘组首次实现“太空会师”。对接后的组合体绕地球的运动可视为匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A. 飞船发射阶段,航天员一直处于失重状态
B. 飞船空间站组合体的运行速率一定小于
C. 在组合体内,航天员绕地球做圆周运动的向心力由舱壁提供
D. 与空间站相比,飞船与空间站组合体质量更大,向心加速度也更大
4. 如图所示,小球在竖直平面内以半径为R、角速度为沿逆时针方向做匀速圆周运动,用竖直向下的平行光照射小球,观察到其影子在水平面上做简谐运动。取圆心投影点为原点,水平向右为正方向,从小球某次经最低点的时刻开始计时,以下关于影子做简谐运动的描述说法正确的是( )
A. 振幅为2R B. 振动周期为
C. 位移表达式为 D. 振动过程中最大加速度的大小为
5. 图甲是回旋加速器的示意图,其核心部分是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中,并与高频电源相连。带电粒子从静止开始运动的速率v随时间t变化如图乙,已知tn时刻粒子恰射出回旋加速器,不考虑相对论效应、粒子所受的重力和穿过狭缝的时间,下列判断正确的是( )
A.
B.
C. 粒子在电场中的加速次数为
D. 同一D形盒中粒子的相邻轨迹半径之差保持不变
6. 如图所示,空间有与水平方向成θ角的匀强电场。一个质量为m的带电小球,用长L的绝缘细线悬挂于O点。当小球静止时,细线恰好处于水平位置。现用一个外力将小球沿圆弧轨道(图中的虚线)缓慢地拉到最低点,此过程小球的电荷量不变。则该外力做的功为(重力加速度为g)( )
A. B. C. D.
7. 小明同学设计了一货物输送装置,将一个质量为M载物平台架在两根完全相同、半径为r,轴线在同一水平面内的平行长圆柱上。已知平台与两圆柱间的动摩擦因数均为,平台的重心与两柱等距,在平台的重心位置放上一个质量为m的物体,两圆柱以角速度绕轴线作相反方向的转动,如图所示。现沿平行于轴线的方向施加一恒力F,使载物平台从静止开始运动,物体与平台始终保持相对静止,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 物体受到平台的摩擦力变小 B. 物体和平台最后一定做匀速直线运动
C. 平台受到两圆柱给它的摩擦力保持不变 D. 只有当时平台才能开始运动
8. 如图所示,在O点处放置一点电荷+Q,a、b、c、d、e、f是以O点为球心的球面上的点,aecf平面与bedf平面垂直,则下列说法中正确的是( )
A. e、f两点的电势相等
B. a、b两点的电场强度相同
C. 图中Oa两点之间的电势差与Od两点之间的电势差相同
D. 点电荷+q在球面上任意两点之间移动时,电场力做正功
9. 如图所示,质量均为m且可视为质点的小球A、B用一根长为l的轻杆相连,整个装置竖直放置在光滑水平地面上,小球B右侧有一光滑固定挡板。微微扰动轻杆,使小球A向左倾倒,小球A落地后不反弹,已知重力加速度为g,在小球A下落至地面的过程中,小球B始终与小球A在同一竖直面内且不离开地面。下列说法正确的是( )
A. 小球A落地时的动能大小为mgl
B. 从开始到A球落地前一瞬间,轻杆对球B做的功为0
C. 从开始到A球落地的过程中,小球A、B和杆组成的系统动量不守恒
D. 从开始到A球落地的过程中,小球B对地面的压力大小可能为mg
10. 在平面直角坐标系中有如图所示的有界匀强磁场区域,磁场上边界是点为圆心,半径为的一段圆弧,圆弧与轴交于、两点,磁场下边界是以坐标原点O为圆心,半径为的一段圆弧。现有一束带负电的粒子沿轴负方向以速度射入该磁场区域。已知磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为,带电粒子质量为m,电荷量大小为q,不计粒子重力。下列说法中正确的是( )
A. 正对点入射的粒子离开磁场后不会过O点
B. 若粒子速度变为,正对点入射的粒子离开磁场后一定过O点
C. 粒子在磁场区域运动的最长时间为
D. 所有入射粒子都一定过O点
二、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. 利用光电门、遮光条组合探究“弹簧的弹性势能与形变量之间的关系”实验装置如图所示,木板的右端固定一个轻质弹簧,弹簧的左端放置一个小物块(与弹簧不拴接),物块的上方有一宽度为d的遮光片(d很小),O点是弹簧原长时物块所处的位置,其正上方有一光电门,光电门上连接有计时器(图中未画出)
(1)实验开始时,___________(选填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力。
(2)所有实验条件具备后将小物块向右压缩弹簧x1后从静止释放,小物块在弹簧的作用下被弹出,记下遮光片通过光电门的时间t1,物块通过光电门的速度为_____________。
(3)分别再将小物块向右压缩弹簧x2、x3、...后从静止释放,小物块在弹簧的作用下被弹出,依次记下遮光片通过光电门的时间t2、t3、...。
(4)若弹簧弹性势能的表达式为,遮光片通过光电门时间为t,以弹簧的形变量倒数为纵坐标,则以____________(选填“t”或“”)为横坐标作图象,实验中得到的图线是一条直线。
12. 热敏电阻是传感器中经常使用的元件,某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有:
待测热敏电阻(实验温度范围内,阻值约几百欧到几千欧);
电源E(电动势1.5V,内阻r约为0.5);
电阻箱R(阻值范围0~9999.99);
滑动变阻器(最大阻值20);
滑动变阻器(最大阻值2000);
微安表(量程100μA,内阻等于2500);
开关两个,温控装置一套,导线若干。
同学们设计了如图甲所示的测量电路,主要实验步骤如下:
①按图示连接电路;
②闭合、,调节滑动变阻器滑片P的位置,使微安表指针满偏;
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开,调节电阻箱,使微安表指针半偏;
④记录此时的温度和电阻箱的阻值。
回答下列问题:
(1)为了更准确地测量热敏电阻的阻值,滑动变阻器应选用__________(填“”或“”)。
(2)某温度下微安表半偏时,电阻箱的读数为6500.00,该温度下热敏电阻的测量值为__________(结果保留到个位),该测量值__________(填“大于”或“小于”)真实值。
(3)多次实验后,学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知,该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐(填“增大”或“减小”)__________。
13. 如图所示,光滑水平轨道与竖直平面内的半圆形轨道平滑连接,半圆形轨道是粗糙的,其轨道的半径。一轻质弹簧的左端固定在竖直墙上,右端连接一个质量的小滑块。开始时滑块静止在点,弹簧正好处于原长。现水平向左推滑块压缩弹簧,使弹簧具有一定的弹性势能,然后释放滑块,滑块运动到半圆形轨道的最低点时的速度,运动到最高点时的速度,已知重力加速度。求:
(1)弹簧处于压缩状态时具有的弹性势能;
(2)滑块在半圆形轨道上向上运动的过程中,摩擦力所做的功;
(3)滑块落地时重力的瞬时功率。
14. 如图所示,两个水平放置、相距为d的足够大金属极板,上极板中央有一小孔。通过小孔喷入一些小油滴,由于碰撞或摩擦,部分油滴带上了电荷。有两个质量均为、位于同一竖直线上的球形小油滴A和B,在时间t内都匀速下落了距离。此时给两极板加上电压U(上极板接正极),A继续以原速度下落,B经过一段时间后向上匀速运动。B在匀速运动时间t内上升了距离(),且未与A相碰。已知球形油滴受到的空气阻力大小为,其中k为比例系数,m为油滴质量,v为油滴运动速率,不计空气浮力,重力加速度为g。求:
(1)比例系数k;
(2)油滴A、B的带电量和电性;
(3)B上升距离电势能的变化量。
15. 如图所示,在直角坐标系中,轴垂直纸面向外。在,的区域内充满沿轴负方向的匀强电场;在,的区域内充满垂直向外的匀强磁场(磁感应强度大小未知);在的区域内充满沿轴负方向、磁感应强度大小为的匀强磁场。在平面内有一质量为,带电量为的粒子(重力不计)以初速度沿轴负方向从纵坐标为的点开始运动,恰好经坐标原点射入的区域,在点的速度方向与轴正方向的夹角为。
(1)求匀强电场的电场强度的大小;
(2)若磁感应强度,求点横坐标的可能值;
(3)求粒子在的区域内运动时距离轴最远位置的坐标的可能值。
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