内容正文:
广东省茂名市5+2校际联盟2024-2025学年高二下学期质量检测物理试题
本试卷共8页,15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题格上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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. 下列说法正确的是( )
A. 牛顿推翻了亚里士多德关于“运动需要力来维持”的错误观点,并建立牛顿三大定律
B. 哥白尼主张日心说,并发现了行星运动定律
C. 爱因斯坦的光子假说认为光的能量是不连续的
D. 奥斯特发现了电磁感应现象,开创了电气时代
【答案】C
【解析】
【详解】A.推翻“运动需要力来维持”的错误观点的是伽利略,故A错误;
B.哥白尼主张日心说,开普勒发现了行星运动定律,故B错误;
C.爱因斯坦利用光子假说解释了光电效应,认为光子的能量是不连续的,故C正确;
D.法拉第发现了电磁感应现象,开创了电气时代,故D错误。
故选C。
2. 如图甲所示是商超里面的娃娃机的机械臂用四只机械抓手抓住金蛋的照片。简化如图乙所示,若全部抓手对金蛋的合力为,金蛋的重力为,下列说法正确的是( )
A. 在金蛋被匀速抓起的过程中,一定受到5个力的作用
B. 金蛋受到抓手的压力,是因为金蛋发生了微小形变
C. 金蛋加速上升的过程中,抓手1对金蛋的作用力大于金蛋对抓手1的作用力
D. 若抓手抓着金蛋水平加速移动,则
【答案】D
【解析】
【详解】A.用四只机械抓手抓住金蛋,金蛋受到4个弹力和重力,还可能有4个摩擦力作用,故A错误;
B.金蛋受到抓手的压力,是抓手发生微小形变产生的,故B错误;
C.由牛顿第三定律可知抓手1对金蛋的作用力与金蛋对抓手1的作用力大小相等,故C错误;
D.对金蛋进行受力分析,如图所示
金蛋水平加速移动,可知,故D正确。
故选D。
3. 如图所示为某电子透镜中电场的等势面(虚线)的分布图,相邻等势面间电势差相等。一电子仅在电场力作用下运动,其轨迹如图中实线所示,电子先后经过A、B、C三点(三点均在等势面上),下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度大于B点的电场强度
B. A点的电势小于C点的电势
C. 电子从A点运动到B点的过程中,速度一直减小
D. 电子在A点的电势能小于在C点的电势能
【答案】B
【解析】
【详解】A.等差等势线越密集的地方电场强度越大,则A点的电场强度小于B点的电场强度,故A错误;
CD.电子受到的电场力指向轨迹的凹侧,且电场力与等势面垂直,可知电子从A点运动到B点的过程中,电场力做正功,电子的电势能减小,速度一直增大,故CD错误;
B.电子在A点的电势能大于在C点的电势能,又电子带负电,所以A点的电势小于C点的电势,故B正确。
故选B。
4. 如图甲所示为春节期间某个小朋友释放的火箭炮,其运动过程中的图像如图乙所示,其中Oa、bc、cd段均为直线。假设火箭炮运动过程中受到的空气阻力大小保持不变,在t3时刻燃料耗尽,t5时刻落回到地面,火箭炮燃料消耗对质量的影响不能忽略,取竖直向上为正方向,则下列说法正确的是( )
A. 火箭炮在时刻上升到最高点 B. 火箭炮在bc、cd段均做匀变速直线运动,加速度方向相反
C. 时间内,火箭炮受到的推力在逐渐减小 D. 时间内,火箭炮处于超重状态
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像可知,0-火箭炮先向上加速,再向上减速,故火箭炮在时刻上升到最高点,A答案错误;
B.火箭炮在bc、cd段均做匀变速直线运动,加速度方向相同,B答案错误;
C.时间内,对火箭炮有不变,在减小,也减小,C答案正确;
D.时间内,火箭炮的加速度竖直向下,处于失重状态,D答案错误。
故选C。
5. 音乐喷泉是利用水泵作为振动源,为了提高观赏性而设计的可以活动的喷泉。以水泵为原点,时刻水面形成波形如图甲所示,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,A、C在实线处,B、D在虚线处,A、B、C、D四点到原点的距离关系满足;取竖直向上为轴正方向,水泵的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 该水波的波速为 B. 时,处质点的速度最大
C. 时,处质点在竖直向上运动 D. 时,处质点在竖直向下运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题意可知,该水波的波长为12cm,振动周期为8s,则波速
故A答案错误;
B.时刻波形图如图所示,经过2s后,处质点刚好经过回到平衡位置,速度最大,B项正确;
C.时刻处的质点位于波谷,经过后在平衡位置向下振动,C项错误;
D.时刻处的质点位于波峰,经过7s后,在平衡位置与波峰之间,竖直向上向波峰振动,D项错误。
故选B。
6. 如图所示电路中,A、B是构成平行板电容器的两金属极板,光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。将开关S闭合,有一带电粒子静止在电容器中的点,下列说法正确的是( )
A. 仅减小光敏电阻的光照强度,灯泡L将变亮
B. 减小光敏电阻的光照强度的过程中,电阻中有向上的电流
C. 仅将A板上移,粒子仍保持静止不动
D. 仅将A板上移,点电势升高
【答案】B
【解析】
【详解】A.由闭合电路欧姆定律可得
仅减小光敏电阻的光照强度,增大,减小,灯泡L将变暗,故A错误;
B.电容器两端电压
由于I减小,则U减小,根据
可知Q减小,电容器放电,电阻中有向上的电流,故B正确;
C.仅将板上移,电容器两端电压不变,距离d变大,根据
可知电场强度减小,电场力减小,粒子将向下运动,故C错误;
D.金属板接地,则
又
仅将板上移,电场强度减小,则都减小,故D错误。
故选B。
7. 如图所示为排球比赛发球、接球的情景图,队员A将手中的排球在最高点以初速度水平发出,排球飞过球网后被队员B接住,队员B接球前排球的速度方向与水平方向的夹角为,排球与队员B的接触时间为,排球反弹飞出时,速度的水平分量大小不变,竖直分量大小为接球前竖直分速度大小的。已知排球的质量为,重力加速度为,不计空气阻力和排球的大小,下列说法正确的是( )
A. 队员B接到球前,排球在空中运动的时间为
B. 队B在接球的过程中,排球的动量变化量的大小为
C. 队员B在接球的过程中,对排球的冲量大小为
D. 从发球到接球后反弹飞出的过程中,排球的机械能守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A.排球水平发出后做平抛运动,则有,
可得
故A错误;
B.排球的速度分成水平和竖直方向,可得,
则队员B在接球的过程中,排球的动量变化量的大小为
故B错误;
C.结合上述可知
则有
故C正确;
D.从发球到接球后反弹的过程中,队员B对排球做功,故排球的机械能不守恒,故D错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,在光滑绝缘水平桌面上有矩形导体框,ab边长为L,ab、cd边的电阻均为,其余电阻不计,整个导体框与电源和弹簧连接,弹簧与桌面平行,导体框处在垂直于桌面的匀强磁场中。已知电源电动势为,内阻为,弹簧的劲度系数为。当开关S断开时,弹簧处于原长状态;当开关S闭合时,导体框再次静止时,弹簧伸长了。下列说法正确的是( )
A. 磁场方向为垂直桌面向里 B. 磁场方向为垂直桌面向外
C. 磁感应强度大小为 D. 磁感应强度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.当开关S闭合后,弹簧伸长,则安培力沿图示中竖直向下的方向,结合左手定则,可知磁场垂直桌面向外,故A错误,B正确;
CD.由题意可知,导体框合力为零,则
又
可得,故C错误,D正确。
故选BD。
9. 如图甲所示,天宫一号在轨道Ⅰ运行,神舟九号在轨道Ⅱ运行;图乙是天宫一号与神舟九号在空间对接图;图丙是天宫一号内进行测量物体的质量的装置:在水平桌面上依次放放置质量为的标准物A和质量均为的两个力传感器(两力传感器固定在标准物A上),待测质量的物体连接在后传感器上,在某一外力作用下传感器和A、B一起沿桌面向右加速,稳定后前后传感器的示数分别为、。已知物体A、B和桌面间的动摩擦因数为0.04,传感器与桌面间的动摩擦因数为0.01,地球表面重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 天宫一号在Ⅰ轨道上运行的速度小于神舟九号在轨道Ⅱ上运行的速度
B. 神舟九号需先加速变轨至轨道Ⅰ,到轨道Ⅰ后再加速与天宫一号进行对接
C. 在天宫一号上测出待测物体的质量为6kg
D. 在天宫一号上测出待测物体的质量为9kg
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由可得
故A正确;
B.神舟九号加速变轨到Ⅰ轨道后和天宫一号速度相等,两者在轨道Ⅰ相对静止,若再加速,则升到比轨道Ⅰ更高的轨道,不可能和天宫一号对接,故B错误;
CD.在天宫一号中,所有物体均处于完全失重状态,对桌面的压力为零,以整体为研究对象,由牛顿第二定律得
隔离物体,由牛顿第二定律得
联立可得
故C正确,D错误。
故选AC。
10. 如图所示,光滑圆管固定在水平桌面上,匀强磁场垂直桌面向下,匀强电场的方向与圆管平行。一带正电小球从管口由静止释放,小球开始沿管运动,已知小球在点的电势能为,则小球开始沿管运动到管底的过程中所受洛伦茲力、电势能随运动时间和运动位移关系图像中可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB.由题意可知,小球沿圆管滑动的过程中,由牛顿第二定律
又
小球所受洛伦兹力
故AB正确;
CD.由
可得
故C错误,D正确。
故选ABD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤,请完成实验操作和计算。
(1)如图甲所示是探究加速度与力、质量的关系的实验装置,下列说法正确的是______(填正确答案标号)。
A. 长木板右端需抬起一定角度以平衡摩擦力 B. 槽码质量应远小于小车质量
C. 打点计时器接稳恒直流电源 D. 小车靠近打点计时器,放开小车再接通电源
(2)在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,如图乙所示组装仪器时,处应固定______。
(3)用图丙实验装置验证动量守恒定律。记录小球抛出点在地面上的垂直投影点,测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与的距离分别为、、,若两球碰撞过程动量守恒,应满足的关系式为______(填正确答案标号)。
A. B.
C. D.
【答案】(1)AB (2)单缝
(3)A
【解析】
【小问1详解】
A.长木板右端需抬起一定角度,让小车的重力沿斜面方向的分力抵消小车所受的摩擦力,故A正确;
B.要确定小车的合外力,必须平衡摩擦力同时将槽码的重力当成合外力,因此槽码的质量也要远小于小车的质量,故B正确;
C.打点计时器使用交流电源,故C错误;
D.整个操作是先接通电源后释放小车,故D错误。
故选AB。
【小问2详解】
该实验为双缝干涉实验,组装仪器时,图乙中为单缝,为双缝。
【小问3详解】
小球在空中做平抛运动,设运动时间为t,若两球碰撞过程动量守恒,有
又有,,
整理可得
故选A。
12. 弹性电阻绳是一种具有弹性和导电性的材料,通常应用于应变传感器中。某同学利用如图甲、乙所示的装置,探究弹性绳伸长量与其电阻增量的关系,图甲中定值电阻的阻值为。
(1)如图乙所示,在水平桌面上放置支架,将弹性绳的一端固定在支架顶端,另一端作为拉伸端,两端分别用带有金属夹A、B的导线接入图甲所示电路,在弹性绳左侧竖直固定一测量尺。
(2)在弹性绳的拉伸端系着一带有指针的托盘,未装钩码时指针指在测量尺的零刻度上,依次在托盘上放置不同数量的钩码改变弹性绳的长度。
①连接好电路,断开开关,将滑动变阻器的滑片滑至______(填“”或“”)端;
②闭合开关,将单刀双掷开关接到,调节滑动变阻器使得电流表指针有大角度偏转,记录电流表的示数,电压表的示数;保持滑动变阻器不变,将接到,调节电阻箱使电流表和电压表的示数为,记录电阻箱的阻值,并观察托盘上的指针在测量尺上的位置,记录测量尺的读数,则弹性绳的阻值为______。
③断开开关,在托盘上放置上一钩码,稳定后再次记录测量尺的读数,再重复②的操作,记录此时电流表电压表读数为和电阻箱的阻值,则说明弹性绳拉伸量增加时,弹性绳电阻增加量为______。
(3)利用上述实验数据可得电源的电动势______,内阻______。(结果均用题中字母表示)
【答案】 ①. ②. ③. ④. ⑤.
【解析】
【详解】[1]为了保护电流表,滑动变阻器的阻值应该最大,故滑片应滑至端。
[2]根据等效替代原理可知,弹性绳的阻值和电阻箱的阻值相等为。
[3]分析可知弹性绳电阻的增加量等于电阻箱阻值的增加量,即弹性绳电阻增加量为。
[4][5]由闭合电路的欧姆定律可得
将代入上式,联立可得
13. 如图所示为圆柱形陶瓷鱼缸的截面图,水深为h,在鱼缸底部的正中央O点有一点光源,会观察到水面有一亮斑,其在水面的半径为R。
(1)求水的折射率n;
(2)已知鱼缸的高度为d,鱼缸口的直径为L,青蛙可在鱼缸底部活动,且不计青蛙大小。若将鱼缸充满水,求与鱼缸中无水相比青蛙能看到的视野的张角增大了多少(结果可以用三角函数表示,若,则可表示为)。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,能看见光亮的圆锥体,是因为从光源O发出的光在水面处发生了全反射,光路图如图甲所示
由几何关系可得
根据折射定律可得
联立可得
【小问2详解】
鱼缸灌满水后,青蛙在鱼缸底部活动时,能够看到的最大张角的光路图如图乙所示
由几何关系可得
根据折射定律可得
联立解得
青蛙能看到的张角增大的角度为
14. 如图所示,PQ、MN是一对平行金属板,板长为,板间距离为。一带正电的粒子质量为,电荷量为,以初速度从金属板边缘的中点射入金属板间,不计粒子的重力和空气阻力。
(1)若金属板间加竖直方向的匀强电场,粒子刚好从点飞出金属板,求匀强电场的电场强度E的大小;
(2)若金属板间加垂直纸面向里的匀强磁场,粒子刚好从金属板右边缘飞出,求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)若金属板间同时加上(1)和(2)中的匀强电场和磁场,请通过计算说明粒子能否沿直线通过金属板?若不能沿直线通过金属板,粒子飞出金属板时的速度为v,求粒子飞出金属板的侧位移y。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
当金属板间只加匀强电场时,粒子做类平抛运动
平行金属板方向有
垂直金属板方向有
联立可得
【小问2详解】
若金属板间只加匀强磁场,则粒子做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力有
根据几何关系有
解得
解得
【小问3详解】
粒子受到的电场力
粒子受到的洛伦兹力
由于
所以粒子无法做匀速直线运动,无法直线通过金属板
因为洛伦兹力对粒子不做功,由动能定理可得
解得
15. 如图所示,在光滑水平面上有质量为2m和的物块a、b用轻弹簧锁定,物块与弹簧没有拴接。解除弹簧锁定,物块以速度被弹开,随后进入长的固定阻尼管AB中,物块与阻尼管间的动摩擦因数为,物块滑出阻尼管后进入两个半径均为的四分之一竖直光滑圆弧管道BCD,在出口处和静止在长木板左端的物块碰撞(碰撞时间极短),并粘在一起,物块的质量为,长木板的质量为4m,长度为。已知,物块b、c与长木板间的动摩擦因数均为,长木板与地面间的动摩擦因数为,重力加速度,不计空气阻力。
(1)求弹簧解锁前具有的弹性势能;
(2)求物块经过圆弧管道点时对管道的压力大小;
(3)请通过计算说明物块bc能否滑离长木板?若不能滑离,求物块bc的运动距离;若能滑离,求物块bc在长木板上滑动过程中系统因摩擦产生的热量。
【答案】(1)
(2)
(3)能滑离,
【解析】
【小问1详解】
以物块a、b为研究对象,由动量守恒定律有
由能量守恒定律可得
联立解得
【小问2详解】
物块从点运动到点,由动能定理可得
在点,由牛顿第二定律可得
联立可得
由牛顿第三定律可得物块经过圆弧管道点时对管道的压力大小
【小问3详解】
物块与物块发生完全非弹性碰撞,有
因
则长木板相对地面滑动,假设物块bc没有从长木板上滑下,对物块bc有
对长木板有
物块bc与长木板共速时有
该过程中两者的相对位移为,故假设不成立
物块bc从长木板上滑下时,长木板的滑行距离为,对物块bc有
对长木板有
在此过程中系统因摩擦产生的总热量
联立可得
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广东省茂名市5+2校际联盟2024-2025学年高二下学期质量检测物理试题
本试卷共8页,15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题格上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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. 下列说法正确的是( )
A. 牛顿推翻了亚里士多德关于“运动需要力来维持”的错误观点,并建立牛顿三大定律
B. 哥白尼主张日心说,并发现了行星运动定律
C. 爱因斯坦的光子假说认为光的能量是不连续的
D. 奥斯特发现了电磁感应现象,开创了电气时代
2. 如图甲所示是商超里面的娃娃机的机械臂用四只机械抓手抓住金蛋的照片。简化如图乙所示,若全部抓手对金蛋的合力为,金蛋的重力为,下列说法正确的是( )
A. 在金蛋被匀速抓起的过程中,一定受到5个力的作用
B. 金蛋受到抓手的压力,是因为金蛋发生了微小形变
C. 金蛋加速上升的过程中,抓手1对金蛋的作用力大于金蛋对抓手1的作用力
D. 若抓手抓着金蛋水平加速移动,则
3. 如图所示为某电子透镜中电场的等势面(虚线)的分布图,相邻等势面间电势差相等。一电子仅在电场力作用下运动,其轨迹如图中实线所示,电子先后经过A、B、C三点(三点均在等势面上),下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度大于B点的电场强度
B. A点的电势小于C点的电势
C. 电子从A点运动到B点的过程中,速度一直减小
D. 电子在A点的电势能小于在C点的电势能
4. 如图甲所示为春节期间某个小朋友释放的火箭炮,其运动过程中的图像如图乙所示,其中Oa、bc、cd段均为直线。假设火箭炮运动过程中受到的空气阻力大小保持不变,在t3时刻燃料耗尽,t5时刻落回到地面,火箭炮燃料消耗对质量的影响不能忽略,取竖直向上为正方向,则下列说法正确的是( )
A. 火箭炮在时刻上升到最高点 B. 火箭炮在bc、cd段均做匀变速直线运动,加速度方向相反
C. 时间内,火箭炮受到的推力在逐渐减小 D. 时间内,火箭炮处于超重状态
5. 音乐喷泉是利用水泵作为振动源,为了提高观赏性而设计的可以活动的喷泉。以水泵为原点,时刻水面形成波形如图甲所示,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,A、C在实线处,B、D在虚线处,A、B、C、D四点到原点的距离关系满足;取竖直向上为轴正方向,水泵的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 该水波的波速为 B. 时,处质点的速度最大
C. 时,处质点在竖直向上运动 D. 时,处质点在竖直向下运动
6. 如图所示电路中,A、B是构成平行板电容器的两金属极板,光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。将开关S闭合,有一带电粒子静止在电容器中的点,下列说法正确的是( )
A. 仅减小光敏电阻的光照强度,灯泡L将变亮
B. 减小光敏电阻的光照强度的过程中,电阻中有向上的电流
C. 仅将A板上移,粒子仍保持静止不动
D. 仅将A板上移,点电势升高
7. 如图所示为排球比赛发球、接球的情景图,队员A将手中的排球在最高点以初速度水平发出,排球飞过球网后被队员B接住,队员B接球前排球的速度方向与水平方向的夹角为,排球与队员B的接触时间为,排球反弹飞出时,速度的水平分量大小不变,竖直分量大小为接球前竖直分速度大小的。已知排球的质量为,重力加速度为,不计空气阻力和排球的大小,下列说法正确的是( )
A. 队员B接到球前,排球在空中运动的时间为
B. 队B在接球的过程中,排球的动量变化量的大小为
C. 队员B在接球的过程中,对排球的冲量大小为
D. 从发球到接球后反弹飞出的过程中,排球的机械能守恒
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,在光滑绝缘水平桌面上有矩形导体框,ab边长为L,ab、cd边的电阻均为,其余电阻不计,整个导体框与电源和弹簧连接,弹簧与桌面平行,导体框处在垂直于桌面的匀强磁场中。已知电源电动势为,内阻为,弹簧的劲度系数为。当开关S断开时,弹簧处于原长状态;当开关S闭合时,导体框再次静止时,弹簧伸长了。下列说法正确的是( )
A. 磁场方向为垂直桌面向里 B. 磁场方向为垂直桌面向外
C. 磁感应强度大小为 D. 磁感应强度大小为
9. 如图甲所示,天宫一号在轨道Ⅰ运行,神舟九号在轨道Ⅱ运行;图乙是天宫一号与神舟九号在空间对接图;图丙是天宫一号内进行测量物体的质量的装置:在水平桌面上依次放放置质量为的标准物A和质量均为的两个力传感器(两力传感器固定在标准物A上),待测质量的物体连接在后传感器上,在某一外力作用下传感器和A、B一起沿桌面向右加速,稳定后前后传感器的示数分别为、。已知物体A、B和桌面间的动摩擦因数为0.04,传感器与桌面间的动摩擦因数为0.01,地球表面重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 天宫一号在Ⅰ轨道上运行的速度小于神舟九号在轨道Ⅱ上运行的速度
B. 神舟九号需先加速变轨至轨道Ⅰ,到轨道Ⅰ后再加速与天宫一号进行对接
C. 在天宫一号上测出待测物体的质量为6kg
D. 在天宫一号上测出待测物体的质量为9kg
10. 如图所示,光滑圆管固定在水平桌面上,匀强磁场垂直桌面向下,匀强电场的方向与圆管平行。一带正电小球从管口由静止释放,小球开始沿管运动,已知小球在点的电势能为,则小球开始沿管运动到管底的过程中所受洛伦茲力、电势能随运动时间和运动位移关系图像中可能正确的是( )
A. B. C. D.
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤,请完成实验操作和计算。
(1)如图甲所示是探究加速度与力、质量的关系的实验装置,下列说法正确的是______(填正确答案标号)。
A. 长木板右端需抬起一定角度以平衡摩擦力 B. 槽码质量应远小于小车质量
C. 打点计时器接稳恒直流电源 D. 小车靠近打点计时器,放开小车再接通电源
(2)在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,如图乙所示组装仪器时,处应固定______。
(3)用图丙实验装置验证动量守恒定律。记录小球抛出点在地面上的垂直投影点,测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与的距离分别为、、,若两球碰撞过程动量守恒,应满足的关系式为______(填正确答案标号)。
A. B.
C. D.
12. 弹性电阻绳是一种具有弹性和导电性的材料,通常应用于应变传感器中。某同学利用如图甲、乙所示的装置,探究弹性绳伸长量与其电阻增量的关系,图甲中定值电阻的阻值为。
(1)如图乙所示,在水平桌面上放置支架,将弹性绳的一端固定在支架顶端,另一端作为拉伸端,两端分别用带有金属夹A、B的导线接入图甲所示电路,在弹性绳左侧竖直固定一测量尺。
(2)在弹性绳的拉伸端系着一带有指针的托盘,未装钩码时指针指在测量尺的零刻度上,依次在托盘上放置不同数量的钩码改变弹性绳的长度。
①连接好电路,断开开关,将滑动变阻器的滑片滑至______(填“”或“”)端;
②闭合开关,将单刀双掷开关接到,调节滑动变阻器使得电流表指针有大角度偏转,记录电流表的示数,电压表的示数;保持滑动变阻器不变,将接到,调节电阻箱使电流表和电压表的示数为,记录电阻箱的阻值,并观察托盘上的指针在测量尺上的位置,记录测量尺的读数,则弹性绳的阻值为______。
③断开开关,在托盘上放置上一钩码,稳定后再次记录测量尺的读数,再重复②的操作,记录此时电流表电压表读数为和电阻箱的阻值,则说明弹性绳拉伸量增加时,弹性绳电阻增加量为______。
(3)利用上述实验数据可得电源的电动势______,内阻______。(结果均用题中字母表示)
13. 如图所示为圆柱形陶瓷鱼缸的截面图,水深为h,在鱼缸底部的正中央O点有一点光源,会观察到水面有一亮斑,其在水面的半径为R。
(1)求水的折射率n;
(2)已知鱼缸的高度为d,鱼缸口的直径为L,青蛙可在鱼缸底部活动,且不计青蛙大小。若将鱼缸充满水,求与鱼缸中无水相比青蛙能看到的视野的张角增大了多少(结果可以用三角函数表示,若,则可表示为)。
14. 如图所示,PQ、MN是一对平行金属板,板长为,板间距离为。一带正电的粒子质量为,电荷量为,以初速度从金属板边缘的中点射入金属板间,不计粒子的重力和空气阻力。
(1)若金属板间加竖直方向的匀强电场,粒子刚好从点飞出金属板,求匀强电场的电场强度E的大小;
(2)若金属板间加垂直纸面向里的匀强磁场,粒子刚好从金属板右边缘飞出,求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)若金属板间同时加上(1)和(2)中的匀强电场和磁场,请通过计算说明粒子能否沿直线通过金属板?若不能沿直线通过金属板,粒子飞出金属板时的速度为v,求粒子飞出金属板的侧位移y。
15. 如图所示,在光滑水平面上有质量为2m和的物块a、b用轻弹簧锁定,物块与弹簧没有拴接。解除弹簧锁定,物块以速度被弹开,随后进入长的固定阻尼管AB中,物块与阻尼管间的动摩擦因数为,物块滑出阻尼管后进入两个半径均为的四分之一竖直光滑圆弧管道BCD,在出口处和静止在长木板左端的物块碰撞(碰撞时间极短),并粘在一起,物块的质量为,长木板的质量为4m,长度为。已知,物块b、c与长木板间的动摩擦因数均为,长木板与地面间的动摩擦因数为,重力加速度,不计空气阻力。
(1)求弹簧解锁前具有的弹性势能;
(2)求物块经过圆弧管道点时对管道的压力大小;
(3)请通过计算说明物块bc能否滑离长木板?若不能滑离,求物块bc的运动距离;若能滑离,求物块bc在长木板上滑动过程中系统因摩擦产生的热量。
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