内容正文:
2024—2025学年高二年级12月月考物理卷
注意事项:
1.答题前请将自己的姓名、班级、考号等信息填写在答题卡上
2.全部答案在答题卡上完成,答在本试题上无效
第Ⅰ卷(选择题)
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题为单选题,每小题4分;第8-10题为多选题,每小题6分,全部选对得6 分,选对但不全得3分,有选错的得0分。
1. 关于电场强度和磁感应强度,下列说法中正确的是( )
A. 磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向
B. 由真空中点电荷的电场强度公式知,当r→0时,其电场强度趋于无穷大
C. 电场强度的定义式适用于任何电场
D. 由公式知,一小段通电导线在某处不受磁场力,说明此处一定无磁场
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据左手定则,磁感应强度的方向与置于该处的通电导线所受的安培力方向垂直,A错误;
B.由真空中点电荷的电场强度公式知,当r→0时,电荷不是点电荷,其电场强度不趋于无穷大,B错误;
C.电场强度的定义式适用于任何电场,C正确;
D.由公式知,一小段通电导线在某处不受磁场力,说明此处可能无磁场,也可能导线与磁场平行,D错误。
故选C
2. 如图所示,一水平导线通以电流I,导线正下方有一电子,初速度方向与电流垂直,关于电子的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 沿路径b运动,电子距离导线越近运动半径越小
B. 沿路径b运动,电子距离导线越近运动半径越大
C. 沿路径a运动,电子距离导线越近运动半径越小
D. 沿路径a运动,电子距离导线越近运动半径越大
【答案】A
【解析】
【详解】根据安培定则可知,导线下方的磁场方向垂直纸面向外,结合左手定则可知,电子只能沿沿路径b运动,洛伦兹力提供圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律可知
解得
故越靠近导线,磁感应强度越大,则其轨道半径越来越小。
故选A。
3. 如图所示,一根可以自由转动的直导线ab平行于通电螺线管的轴线,放置在螺线管的正上方,则直导线ab通以由a到b的电流后,运动情况为( )
A 从上向下看顺时针转动并远离螺线管
B. 从上向下看顺时针转动并靠近螺线管
C. 从上向下看逆时针转动并远离螺线管
D. 从上向下看逆时针转动并靠近螺线管
【答案】D
【解析】
【详解】
把直线电流等效为 aO、OO' 、O'b三段其中OO` 段极短,由于 OO' 段电流方向与该处的磁场方向相同,所以不受安培力作用;aO段电流所在处的磁场方向斜向上,由左手定则可知其所受安培力方向垂直纸面向外;O'b段电流所在处的磁场方向斜向下,同理可知其所受安培力方向垂直纸面向里。再用特殊位置法分析:当导线转过与纸面垂直时,判断导线所受安培力方向向下,综上可知导线将以 OO'段为轴逆时针转动(从上向下看)并靠近通电螺线管 。
故选D。
4. 如图所示的闭合电路中,、为定值电阻。当变阻器的滑动触头P向上滑动时,理想电压表与电流表的示数分别为U、I,其变化量的绝对值分别为、。下列说法中正确的是( )
A. U不变 B. I变大
C. D. 的功率变大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.当变阻器的滑动触头P向上滑动时,阻值增大,则总电阻增大,总电流变小,路端电压增大,即U增大,I变小,选项AB错误;
C.根据
U=E-Ir
可知
选项C错误;
D.路端电压增大,总电流变小,R1电压变小,可知R2两端电压增大,则的功率变大,选项D正确。
故选D
5. 如图所示,无限长通电直导线与右侧的矩形导线圈ABCD在同一平面内,线圈的AB边与直导线平行。现用外力使线圈向直导线靠近且始终保持AB边与直导线平行,在AB边靠近直导线的过程中,下列说法正确的是( )
A. 线圈内产生的感应电流方向是ABCDA
B. 直导线对AB边和CD边的安培力等大反向
C. 直导线对AD边和BC边的安培力等大同向
D. 直导线在线圈内部产生的磁场方向为垂直于线圈所在平面向外
【答案】A
【解析】
【详解】AD.根据右手定则,直导线在右手边的磁场方向垂直纸面向里,在AB边靠近直导线的过程中,线圈的磁通量增大,由楞次定律可知,线圈内产生的感应电流方向是ABCDA,所以A正确,D错误;
B.直导线周围的磁场的磁感应强度,离直导线越近磁感应强度越大,则对AB边和CD边的安培力不等大但是方向是相反的,所以B错误;
C.由对称性可知,直导线对AD边和BC边的安培力等大反向,所以C错误。
故选A。
6. 如图所示,用绳吊起一个铝环,用条形磁体的N极去靠近或者远离铝环,下列判断正确的是( )
A. 磁体向右侧靠近铝环时,铝环向左摆动
B. 使铝环摆动的力是磁场对铝环的安培力
C. 若磁体向左侧远离铝环,铝环一定不会摆动
D. 磁体向右侧靠近铝环时,从右向左看铝环产生逆时针的感应电流
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据楞次定律“来拒去留”可知,磁体向右侧靠近铝环时,铝环向右摆动,选项A错误;
B.磁铁靠近或者远离线圈时,穿过线圈的磁通量发生变化从而在线圈中产生感应电流,从而受到安培力作用,即使铝环摆动的力是磁场对铝环的安培力,选项B正确;
C.根据楞次定律“来拒去留”可知,若磁体向左侧远离铝环,铝环一定向左摆动,选项C错误;
D.磁体向右侧靠近铝环时,穿过线圈的磁通量向右增加,根据楞次定律可知,从右向左看铝环产生顺时针的感应电流,选项D错误。
故选B。
7. 如图所示,abcd为一正方形边界的匀强磁场区域,磁场边界边长为L,三个粒子以相同的速度从a点沿ac方向射入,粒子1从b点射出,粒子2从c点射出,粒子3从cd边垂直于磁场边界射出。不计粒子重力和粒子间的相互作用力,根据以上信息,可以确定( )
A. 粒子1带负电,粒子2不带电,粒子3带正电
B. 粒子1和粒子3的比荷之比为
C. 粒子1和粒子3在磁场中运动时间之比为
D. 粒子3的射出位置与d点相距
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据左手定则可得:粒子1带正电,粒子2不带电,粒子3带负电.A错误;
B.做出粒子运动的轨迹如图
则粒子1运动的半径
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得
粒子3运动的半径
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得
故粒子1和粒子3的比荷之比为,B错误;
C.由几何关系可知,粒子1在磁场中所用时间为
粒子3在磁场中所用时间为
联立解得
C正确;
D.粒子3射出的位置与d点相距
D错误。
故选C
8. 洛伦兹力在现代科学技术中有着广泛的应用,如图为磁场中常见的4种仪器,都利用了洛伦兹力对带电粒子的作用,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,若仅增大加速电压,粒子离开加速器时的动能不变
B. 乙图中,粒子打在胶片上位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越大
C. 丙图中,A极板是磁流体发电机的正极
D. 丁图中,带负电的粒子从左侧射入,若速度,将向下极板偏转
【答案】AB
【解析】
【详解】A.图甲,粒子在磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,有
可得最大动能
可知粒子离开加速器时的动能与加速电压无关,A项正确;
B.图乙所有粒子通过粒子速度选择器后速度相同,粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,则在磁场中运动的轨道半径越小,由
可得
可知粒子的比荷越大,B项正确;
C.丙图中,由左手定则可知,正离子向下偏转,负离子向上偏转,即极板是磁流体发电机的负极,C项错误;
D.丁图中,带负电的粒子从左侧射入,受向上的电场力和向下的洛伦兹力,若速度
即
则粒子将向上极板偏转,D项错误。
故选AB。
9. 如图所示,在一固定正点电荷产生的电场中,另一正电荷q先后以大小相等、方向不同的初速度从P点出发,仅在电场力作用下运动,形成了直线PM和曲线PN两条轨迹,经过M、N两点时q的速度大小相等,则下列说法正确的有( )
A. M点比P点电势低 B. M、N两点的电势不同
C. q从P到M点始终做减速运动 D. q在M、N两点的加速度大小相等
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图中正电荷运动轨迹可知,正电荷在受力方向向右,即电场线为指向,所以P点电势高于M点电势,即M点比P点电势低,故A正确;
B.由题意知,同一个正电荷q两次以大小相同、方向不同的初速度从P点出发,分别抵达M点与N点,且q在M,N点时速度大小也一样,由动能定理可知M、N两点的电势相同,故B错误;
C.q从P到M做加速运动,故C错误;
D.根据以上分析可知,M、N两点在同一等势面上,且该电场是固定正电荷产生的电场,则说明M、N到固定正电荷的距离相等,由点电荷的场强公式可知M、N两点处电场强度大小相同,根据可知,q在M、N两点的加速度大小相等,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,在纸面内水平向右的水平匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场中, 有一水平的固定绝缘杆,小环 P 套在杆上,P 的质量为 m ,电量为q (q > 0) ,P 与杆间 的动摩擦因数为μ , 电场强度为 E,磁感应强度为 B ,重力竖直向下,小环由静止起 开始滑动,设电场、磁场区域足够大,杆足够长。在运动过程中小环最大加速度为,最大速度为,则下列判断正确的是 ( )
A. 小环 P 滑动过程中的最大速度
B. 小环的速度由增大至的过程中,小环的加速度一直减小
C. 当时小环的加速度 a 与之比一定大于
D. 当时小环的速度与之比可能等于
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.对小环受力分析,开始时,小环受到重力、电场力、摩擦力,根据牛顿第二定律可知
解得
当速度增大时,根据左手定则可知,小环受到向上的洛伦兹力,故随着速度增大,洛伦兹力逐渐增大,支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小,小环的加速度逐渐增大,小环的速度继续增大,洛伦兹力大于重力时,支持力的方向变成向下,小球做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度为0时,小环的速度最大,则有
解得
A错误;
B.根据上述分析可知,小环开始做加速度逐渐增大的加速运动,然后做加速度减小的加速运动知道速度达到最大做匀速运动,由运动的对称性可知,加速度最大时,速度不到,故小环的速度由增大至的过程中,小环的加速度一直减小,B正确;
C.根据上述分析可知,当小环受到的洛伦兹力等于重力时,小环的加速度最大,根据牛顿第二定律可知
解得
此时小环的速度还不到,则当小环速度为
联立解得
故由
C正确;
D.结合上述分析可知,时小环的加速度可能在减小,也可能在增大,故小环的速度与之比可能大于,也可能小于,D正确。
故选BCD。
第Ⅱ卷(非选择题)
二、实验题
11. 某同学测量金属丝的电阻R大小。
(1)首先使用多用电表的欧姆挡进行粗测,用“×1”挡正确测量,指针偏转如图所示对应的读数为_________Ω;
(2)该同学设计了如图所示的电路,再次开展测量,除学生电源(输出电压为4V)、滑动变阻器、开关、导线外,还提供如下器材:
A.电压表(量程0—15V,内阻约15kΩ) B.电压表(量程0—3V,内阻约3kΩ)
C.电流表(量程0—3A,内阻约0.025Ω) D.电流表(量程0—0.6A,内阻约0.125Ω)
①为了测量准确,实验时应选用_________测量电压U,应选用_________测量电流I;(填器材前对应字母)
②关于该实验下列哪些说法是正确的?_________
A.电压表内阻分流引起的误差是系统误差
B.闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于b端
C.滑动变阻器采用图示接法电压U可以调为零
D.通过测量多组数据绘制图像可减小系统误差
【答案】 ①. 7 ②. B ③. D ④. AC##CA
【解析】
【详解】(1)[1]电阻大小读数为
7Ω×1=7Ω
(2)[2]由于同学们使用学生电源(4V),则为减小读数误差,则应选择量程为0—3V的电压表测量电压U,即实验时应选用B测量电压U。
故选B。
[3]电路中的最大电流为
则应选用量程0—0.6A的电流表测量电流I,即应选用D测量电流I。
故选D。
[4]A.电压表分流属于系统误差,故A正确;
B.为保护电路,实验开始前滑动变阻器滑片应该调到a端,使电压表示数为零,故B错误;
C.如图所示的电路为分压式电路,可以通过调节滑片使电压表示数为0,即滑动变阻器滑片调到a端,电压表示数为零,故C正确;
D.通过测量多组数据绘制图像可减小偶然误差,故D错误。
故选AC。
12. 某实验小组的同学利用图甲所示的装置完成“验证动量守恒定律”的实验。实验时先让A球从斜槽上某一固定位置由静止释放,P点为A球落点的平均位置;再将半径相同的B球放在水平轨道的末端,将A球仍从原位置由静止释放,M、N分别为A、B两球碰撞后落点的平均位置。O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影,O、M、P、N位于同一水平直线上。
(1)若小球A的质量为m1,小球B的质量为m2,为保证两球碰撞后沿同一方向运动,则要求m1__________m2(填“>”“=”或“<”);
(2)小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次实验,白纸上留下多个印迹,如果用画圆法确定小球的落点,图乙中画的三个圆最合理的是圆__________(填“a”“b”或“c”);
(3)本实验中__________(填“必须”或“没必要”)测量小球做平抛运动的高度;
(4)若测得OP=s1,OM=s2,ON=s3,在误差允许的范围内,满足关系式_____________成立,则验证了动量守恒定律;若满足关系式____________成立,则说明碰撞为弹性碰撞。(均选用m1、m2、s1、s2、s3表示)
【答案】(1)> (2)c
(3)没必要 (4) ①. ②. ##
【解析】
【小问1详解】
为保证两球碰撞后沿同一方向运动,入射小球的质量应大于被碰小球的质量,所以
m1>m2
【小问2详解】
如果采用画圆法确定小球的平均落点位置,应该让所画的圆尽可能地把大多数落点包进去,且圆的半径最小,这样所画圆的圆心即为小球落点的平均位置,故圆c画的最合理。
【小问3详解】
由于小球碰撞前后做自由落体运动的高度都相同,所以,小球做平抛运动的时间相同,等式两边的时间消去,所以没必要测量小球做平抛运动的高度。
【小问4详解】
[1][2]设平抛运动的时间为t,则碰前A球的速度
碰后的速度为
被碰小球的速度为
要验证系统的动量守恒,需要验证
即验证
成立;要验证碰撞为弹性碰撞,需要验证
联立,化简可得
或
三、解答题
13. 质量为的长木板A在光滑水平面上以的速度向左运动,某时刻质量为的小木块B以的速度从左端向右滑上长木板,经过时间小木块B相对A静止,求:
(1)两者相对静止时的运动速度。
(2)从木块滑上木板到相对木板静止的过程中,木板A的动量变化量的大小。
(3)小木块与长木板间的动摩擦因数。
【答案】(1),方向水平向右
(2)
(3)0.5
【解析】
【小问1详解】
(1)设水平向右为正方向,从开始到相对静止,水平方向动量守恒
解得
方向水平向右;
【小问2详解】
长木板的动量变化量大小
【小问3详解】
对小木块B,根据动量定理得
解得
14. 如图所示,电源电动势E=12V,内阻r=4Ω,滑动变阻器的最大阻值R1=8Ω,定值电阻R2=4Ω,R3=2Ω,R4=5Ω,电容器的电容C=13μF。开关S闭合电路稳定后,求:
(1)滑动变阻器滑片滑到最左端时,电压表的示数;
(2)滑动变阻器接入电路中的电阻为多大时电源有最大输出功率,并求出最大输出功率;
(3)滑动变阻器滑片从最左端滑到最右端过程中,通过R4的电量。
【答案】(1)4V;(2)4Ω,9W;(3)
【解析】
【详解】(1)滑动变阻器滑片滑到最左端时,阻值为零,短路,根据闭合电路欧姆定律可得
电压表的示数为
(2)当外电阻等于内电阻时,电源的输出功率最大,则有
解得
又
解得
所以当滑动变阻器阻值为4Ω时,电源的输出功率最大;最大输出功率为
(3)滑动变阻器在最左端时,电容器两端电压为,则有
滑动变阻器在最右端时,电容器两端电压为,则有
据闭合电路欧姆定律可得
则有
通过的电量为
15. 空间直角坐标系如图所示,在、的区域内存在沿轴负方向的匀强电场,电场强度大小为(未知);在、的区域内存在沿轴正方向的匀强磁场,磁感应强度大小为(未知);在、的区域内存在沿轴正方向、磁感应强度大小也为的匀强磁场。一质量为、电荷量为的带正电粒子在的平面内由轴上的点沿与轴正方向成角的方向射入电场区域,粒子由轴上的点沿轴正方向以大小为的速度射入、区域,粒子经该磁场偏转后,沿与轴正方向成角的方向射入平面下方。不计粒子的重力。求:
(1)电场强度的大小;
(2)磁感应强度的大小;
(3)粒子经点后第三次穿过平面时的位置坐标。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子由轴上的点沿轴正方向射入、区域,则粒子通过点时沿轴正方向的速度减为0,设粒子在点处沿轴正方向的分速度大小为,则有
设粒子在电场中运动的加速度大小为,则有
又有
解得
【小问2详解】
设粒子在、区域内的磁场中做圆周运动的轨迹半径为,粒子沿与轴正方向成角的方向射入平面下方,画出粒子的运动轨迹,由几何关系可得
解得
由洛伦兹力提供向心力有
解得
【小问3详解】
粒子第一次穿过平面时,将粒子的速度沿轴正方向和轴负方向分解,可知粒子在沿轴正方向做匀速直线运动的同时在平面下方做匀速圆周运动,运动半个周期后再次到达平面,然后在平面上方做匀速圆周运动,运动个周期后第三次到达平面。粒子第一次穿过平面时,在轴上的坐标为
设粒子在平面下方做圆周运动的轨迹半径为,则有
解得
由
、
可得
粒子在平面下方运动半个周期的时间内,沿轴正方向前进的距离
粒子第二次穿过平面到第三次穿过平面的时间内沿轴正方向前进的距离
则粒子第三次穿过平面时在轴上的坐标为
粒子第三次穿过平面时,在轴上的坐标为
故粒子第三次穿过平面时的位置坐标为。
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2024—2025学年高二年级12月月考物理卷
注意事项:
1.答题前请将自己的姓名、班级、考号等信息填写在答题卡上
2.全部答案在答题卡上完成,答在本试题上无效
第Ⅰ卷(选择题)
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题为单选题,每小题4分;第8-10题为多选题,每小题6分,全部选对得6 分,选对但不全得3分,有选错的得0分。
1. 关于电场强度和磁感应强度,下列说法中正确的是( )
A. 磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向
B. 由真空中点电荷的电场强度公式知,当r→0时,其电场强度趋于无穷大
C. 电场强度的定义式适用于任何电场
D. 由公式知,一小段通电导线在某处不受磁场力,说明此处一定无磁场
2. 如图所示,一水平导线通以电流I,导线正下方有一电子,初速度方向与电流垂直,关于电子运动情况,下列说法正确的是( )
A. 沿路径b运动,电子距离导线越近运动半径越小
B. 沿路径b运动,电子距离导线越近运动半径越大
C. 沿路径a运动,电子距离导线越近运动半径越小
D. 沿路径a运动,电子距离导线越近运动半径越大
3. 如图所示,一根可以自由转动的直导线ab平行于通电螺线管的轴线,放置在螺线管的正上方,则直导线ab通以由a到b的电流后,运动情况为( )
A. 从上向下看顺时针转动并远离螺线管
B. 从上向下看顺时针转动并靠近螺线管
C. 从上向下看逆时针转动并远离螺线管
D. 从上向下看逆时针转动并靠近螺线管
4. 如图所示的闭合电路中,、为定值电阻。当变阻器的滑动触头P向上滑动时,理想电压表与电流表的示数分别为U、I,其变化量的绝对值分别为、。下列说法中正确的是( )
A. U不变 B. I变大
C. D. 的功率变大
5. 如图所示,无限长通电直导线与右侧的矩形导线圈ABCD在同一平面内,线圈的AB边与直导线平行。现用外力使线圈向直导线靠近且始终保持AB边与直导线平行,在AB边靠近直导线的过程中,下列说法正确的是( )
A. 线圈内产生的感应电流方向是ABCDA
B. 直导线对AB边和CD边的安培力等大反向
C. 直导线对AD边和BC边的安培力等大同向
D. 直导线在线圈内部产生的磁场方向为垂直于线圈所在平面向外
6. 如图所示,用绳吊起一个铝环,用条形磁体的N极去靠近或者远离铝环,下列判断正确的是( )
A. 磁体向右侧靠近铝环时,铝环向左摆动
B. 使铝环摆动的力是磁场对铝环的安培力
C. 若磁体向左侧远离铝环,铝环一定不会摆动
D. 磁体向右侧靠近铝环时,从右向左看铝环产生逆时针的感应电流
7. 如图所示,abcd为一正方形边界的匀强磁场区域,磁场边界边长为L,三个粒子以相同的速度从a点沿ac方向射入,粒子1从b点射出,粒子2从c点射出,粒子3从cd边垂直于磁场边界射出。不计粒子重力和粒子间的相互作用力,根据以上信息,可以确定( )
A. 粒子1带负电,粒子2不带电,粒子3带正电
B. 粒子1和粒子3的比荷之比为
C. 粒子1和粒子3在磁场中运动时间之比
D. 粒子3的射出位置与d点相距
8. 洛伦兹力在现代科学技术中有着广泛的应用,如图为磁场中常见的4种仪器,都利用了洛伦兹力对带电粒子的作用,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,若仅增大加速电压,粒子离开加速器时的动能不变
B. 乙图中,粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越大
C. 丙图中,A极板是磁流体发电机的正极
D. 丁图中,带负电的粒子从左侧射入,若速度,将向下极板偏转
9. 如图所示,在一固定正点电荷产生的电场中,另一正电荷q先后以大小相等、方向不同的初速度从P点出发,仅在电场力作用下运动,形成了直线PM和曲线PN两条轨迹,经过M、N两点时q的速度大小相等,则下列说法正确的有( )
A. M点比P点电势低 B. M、N两点的电势不同
C. q从P到M点始终做减速运动 D. q在M、N两点的加速度大小相等
10. 如图所示,在纸面内水平向右的水平匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场中, 有一水平的固定绝缘杆,小环 P 套在杆上,P 的质量为 m ,电量为q (q > 0) ,P 与杆间 的动摩擦因数为μ , 电场强度为 E,磁感应强度为 B ,重力竖直向下,小环由静止起 开始滑动,设电场、磁场区域足够大,杆足够长。在运动过程中小环最大加速度为,最大速度为,则下列判断正确的是 ( )
A. 小环 P 滑动过程中的最大速度
B. 小环的速度由增大至的过程中,小环的加速度一直减小
C. 当时小环的加速度 a 与之比一定大于
D. 当时小环的速度与之比可能等于
第Ⅱ卷(非选择题)
二、实验题
11. 某同学测量金属丝的电阻R大小。
(1)首先使用多用电表的欧姆挡进行粗测,用“×1”挡正确测量,指针偏转如图所示对应的读数为_________Ω;
(2)该同学设计了如图所示的电路,再次开展测量,除学生电源(输出电压为4V)、滑动变阻器、开关、导线外,还提供如下器材:
A.电压表(量程0—15V,内阻约15kΩ) B.电压表(量程0—3V,内阻约3kΩ)
C.电流表(量程0—3A,内阻约0.025Ω) D.电流表(量程0—0.6A,内阻约0.125Ω)
①为了测量准确,实验时应选用_________测量电压U,应选用_________测量电流I;(填器材前对应字母)
②关于该实验下列哪些说法是正确?_________
A.电压表内阻分流引起的误差是系统误差
B.闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于b端
C.滑动变阻器采用图示接法电压U可以调为零
D.通过测量多组数据绘制图像可减小系统误差
12. 某实验小组的同学利用图甲所示的装置完成“验证动量守恒定律”的实验。实验时先让A球从斜槽上某一固定位置由静止释放,P点为A球落点的平均位置;再将半径相同的B球放在水平轨道的末端,将A球仍从原位置由静止释放,M、N分别为A、B两球碰撞后落点的平均位置。O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影,O、M、P、N位于同一水平直线上。
(1)若小球A的质量为m1,小球B的质量为m2,为保证两球碰撞后沿同一方向运动,则要求m1__________m2(填“>”“=”或“<”);
(2)小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次实验,白纸上留下多个印迹,如果用画圆法确定小球的落点,图乙中画的三个圆最合理的是圆__________(填“a”“b”或“c”);
(3)本实验中__________(填“必须”或“没必要”)测量小球做平抛运动的高度;
(4)若测得OP=s1,OM=s2,ON=s3,在误差允许的范围内,满足关系式_____________成立,则验证了动量守恒定律;若满足关系式____________成立,则说明碰撞为弹性碰撞。(均选用m1、m2、s1、s2、s3表示)
三、解答题
13. 质量为的长木板A在光滑水平面上以的速度向左运动,某时刻质量为的小木块B以的速度从左端向右滑上长木板,经过时间小木块B相对A静止,求:
(1)两者相对静止时的运动速度。
(2)从木块滑上木板到相对木板静止的过程中,木板A的动量变化量的大小。
(3)小木块与长木板间的动摩擦因数。
14. 如图所示,电源电动势E=12V,内阻r=4Ω,滑动变阻器的最大阻值R1=8Ω,定值电阻R2=4Ω,R3=2Ω,R4=5Ω,电容器的电容C=13μF。开关S闭合电路稳定后,求:
(1)滑动变阻器滑片滑到最左端时,电压表示数;
(2)滑动变阻器接入电路中的电阻为多大时电源有最大输出功率,并求出最大输出功率;
(3)滑动变阻器滑片从最左端滑到最右端过程中,通过R4电量。
15. 空间直角坐标系如图所示,在、的区域内存在沿轴负方向的匀强电场,电场强度大小为(未知);在、的区域内存在沿轴正方向的匀强磁场,磁感应强度大小为(未知);在、的区域内存在沿轴正方向、磁感应强度大小也为的匀强磁场。一质量为、电荷量为的带正电粒子在的平面内由轴上的点沿与轴正方向成角的方向射入电场区域,粒子由轴上的点沿轴正方向以大小为的速度射入、区域,粒子经该磁场偏转后,沿与轴正方向成角的方向射入平面下方。不计粒子的重力。求:
(1)电场强度的大小;
(2)磁感应强度的大小;
(3)粒子经点后第三次穿过平面时的位置坐标。
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