精品解析:湖南省佩佩教育2024-2025学年高三下学期2月联考物理试卷
2025-04-29
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.80 MB |
| 发布时间 | 2025-04-29 |
| 更新时间 | 2025-04-30 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-04-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51905335.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2024-2025学年湖南省佩佩教育高三(下)联考物理试卷(2月)
一、单选题:本大题共6小题,共24分。
1. 下列关于原子和原子核的说法正确的是( )
A. α射线的组成与氦原子核相同,β射线是电子流,它们都来自于原子核内部
B. 放射性元素在提高温度时衰变将变快
C. 热核反应发生后,需要外界不断给它提供能量才能使反应继续下去
D. 氢原子从高能级跃迁到低能级时,将放出光子,且电子的动能变小
【答案】A
【解析】
【详解】A.α射线的组成与氦原子核相同,β射线是电子流,它们均由原子核衰变时释放,都来自于原子核内部,故A正确;
B.提高温度不能改变放射性元素衰变的快慢,故B错误;
C.热核反应一旦发生,不需要外界提供能量,靠自身产生的热就使反应继续下去,故C错误;
D.氢原子从高能级跃迁到低能级时,将放出光子,电子的动能变大,故D错误。
故选A。
2. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速为0.04m/s,振幅为A。如图所示为该波在t=0时的波形图,x轴上有P、R和S三点,三点的横坐标分别为2cm、5cm和8cm。下列说法正确的是( )
A. t=0.8s时,P点在t=0时的振动状态传到R点
B. P点和S点在任何时刻的位移都不相同
C. t=0.4s时,R点正在向y轴正方向运动
D. 时,S点的位移为
【答案】D
【解析】
【详解】A.t=0.8s时,该波传播距离为
而PR两点平衡位置的距离为3cm,故A错误;
B.P点和S点在振动过程中总会有位移相同的时刻,故B错误;
C.该波周期为
t=0.4s大于而小于,根据振动规律可知,R点正在向y轴负方向运动,故C错误;
D.S点位移的表达式为
当时,可得S点的位移为,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,一根粗糙水平横杆穿过两轻环A和B,两轻环各连着一根轻绳,两绳长度相等,两绳的另一端连接一个灯笼处于静止状态。当灯笼受到某方向的恒定风力作用后,两个轻环始终静止,而灯笼重新达到平衡且两绳处于伸直状态。下列说法正确的是( )
A. 若风力垂直纸面向里,则B环受杆的摩擦力增大
B. 若风力垂直纸面向里,则A环受杆的支持力不变
C. 若风力水平向右,则A环受杆的摩擦力减小
D. 若风力水平向右,则B环受杆的支持力增大
【答案】A
【解析】
【详解】AB.若风力垂直纸面向里,可以将灯笼受到的风力和重力可以等效成一个新的力,该力与两绳拉力的合力大小相等,由于该力大于重力,两绳间的夹角不变,则连接两环的绳拉力均变大,对环进行水平和竖直方向受力分析,由于两边绳与杆间的夹角不变,可知两环受杆的摩擦力和支持力均增大,故选项A正确,B错误。
CD.若风力水平向右,设两边绳与竖直方向夹角为,灯笼质量为m,对灯笼根据平衡条件可知,
初始状态时有
故可知连接A环的绳拉力变大,而连接B环的绳拉力变小,当角度不变时,同理可知A环受杆的摩擦力和支持力均增大,B环受杆的摩擦力和支持力均减小,故CD错误。
故选A。
4. 如图所示,L1、L2、L3为完全相同的灯泡(设电阻始终保持不变),变压器原线圈匝数为n1,两个副线圈的匝数分别为n2和n3,n1:n2:n3=3:1:1,灯泡L1与原线圈串联后接某一交流电时,灯泡L2的电功率为P,则L1的电功率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设流过灯泡L1和L2的电流分别为I1和I2,线圈n1和n2两端电压分别为U1和U2,则有,
可得
L2的电功率
则L1的电功率为
故选B。
5. 如图1所示,一质量为的物块受到水平拉力F作用,在粗糙水平面上做加速直线运动,其加速度a随时间t变化的图像如图2所示,已知时物体的速度大小为,物块与水平面间的动摩擦因数,重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 在时刻,水平拉力F的大小为3N
B. 在时刻,物块的速度为
C. 在时间内,物块的位移等于
D. 在时间内,拉力F的冲量为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据题意,由图2可得,在时刻,物块的加速度为
由牛顿第二定律有
联立解得拉力F的大小为
故A错误;
B.由图像与横轴所夹面积等于物体速度增量可知,在时物块的速度为
故B错误;
C.在时间内,物体做加速度增大的加速运动,速度—时间图像如图中实线,虚线为匀变速直线运动的速度—时间图像,如图所示
图像围成的面积表示位移,可知时间内,物体的位移
故C错误;
D.根据题意,在时间内,由动量定理有
拉力F的冲量为
故D正确。
故选D。
6. 如图,两等量异种点电荷+Q和-Q位于同一竖直线上,在两点电荷连线的中垂线上放置一粗糙水平绝缘横杆,有一质量为m,电荷量为+q的小圆环在横杆的A点以初速度v0向右滑动,经过两点电荷连线的中点O,运动到B点静止。已知BO=AO,O点场强为E,且小圆环在A和O两点的加速度相同,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 若小圆环在B点以初速度向左滑动,则它运动到O点静止
B. 若小圆环在B点以初速度向左滑动,则它运动到AO之间某点静止
C. A处场强大小为
D. 小环从A点到B点的过程中,有三个加速度为零的位置
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由等量异种点电荷电场对称性知,小环从A点到O点与从O点到B点的过程中,克服摩擦力做功相等,而电场力与运动方向一直垂直,始终不做功,由动能定理有
所以,若小圆环在B点以初速度向左滑动,则它刚好能运动到O点静止,故AB错误;
C.因小圆环在A和O两点的加速度相同,O处的场强大于A点的场强,由牛顿第二定律在A点和O点摩擦力相同,即
解得
故C正确;
D.小环从A点到O点与从O点到B点的过程中,各有一处电场力和重力大小相等的位置,即有两个加速度为零的位置,故D错误。
故选C。
二、多选题:本大题共4小题,共16分。
7. 已知在某一温度下,海水的折射率随盐度的变大而变大。如图将一复色光束从海水射向平行空气砖做空气砖的玻璃壁很薄,可忽略厚度的一个表面,当入射角合适时,组成复色光的光束1和2均从平行表面射出,侧移量分别为和,且。下列说法正确的是( )
A. 光束1的频率大于光束2的频率
B. 在海水中,光束1的传播速度大于光束2的传播速度
C. 若海水的盐度变大,则和均变大
D. 若海水的盐度变大,则和均变小
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由图可知,光束在平行于空气砖左侧面折射时,光束1的折射角小,而光束1和2的入射角相同,根据折射定律可知,光束1的折射率较小,频率小,故A错误;
B.光束1的折射率较小,由可知,光束1在海水中的传播速度较大,故B正确;
CD.由题可知,在某一温度下,海水的折射率随盐度的变大而变大,若海水的盐度变大,则其折射率变大,则光束的偏折更明显,故光束1和2的侧移量和均变大,故C正确,D错误。
故选BC。
8. 如图所示,在同一竖直面内,小球A从空中某点以初速度水平抛出,同时小球B从地面某点以初速度斜向上抛,和的方向交于空中的C点。已知两物块在落地前的D点没画出相遇,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. D点一定在C点正下方
B. 若仅将增大少许,则两小球可能在D点右侧相遇
C. 若仅将增大少许,则两小球可能在D点上方相遇
D. 若仅将和都增大少许,则两小球可能在D点上方相遇
【答案】AD
【解析】
【详解】A.设小球1初位置的高度为h,两物块的水平间距为x,小球2的速度与水平方向夹角为,两物块水平方向均做匀速直线运动,则,,竖直方向上有,。根据几何关系有,。解得,故相遇点D在C点正下方,故A正确;
BC.又结合上述解得,这是两球相遇的必要条件,仅改变或的大小,两球不能够再相遇,故BC错误;
D.根据以上分析可知若仅将和都增大少许,则两小球可能相遇,且相遇前运动时间变短,相遇位置在D点上方,故D正确。.
故选AD。
9. 2024年9月19日,我国在西昌卫星发射中心成功发射第59颗、第60颗北斗导航卫星。若将60颗卫星的运动近似看成圆轨道,用T表示卫星的周期,r表示卫星的轨道半径,如图所示为这些卫星绕地球在不同轨道上运动的图像。图中的1和2两点为其中的两颗卫星甲和乙对应的数据点。已知引力常量为G,下列说法正确的是( )
A. 图像的斜率为
B. 地球质量为
C. 卫星甲和乙运动的线速度大小之比为
D. 卫星甲和乙向心加速度大小之比为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.设地球质量为M,由万有引力提供向心力有
两边同时取对数,整理可得
故图像的斜率为,故A错误;
B.当时,有
可得地球质量为
故B正确;
C.根据万有引力提供向心力有
可得
所以
故C错误;
D.根据万有引力提供向心力有
可得
所以卫星1和2向心加速度之比为,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,水平面内有一金属环,其半径为r,总电阻为2R(金属环粗细均匀),磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直于环面,在环上的A点处用铰链连接长度为2r、电阻为R的均匀导体棒,棒与环相切。导体棒以A点为圆心、以角速度ω紧贴环面顺时针匀速转动,下列说法中正确的是( )
A. 当棒转过的角度为30°时,棒中的电流大小为
B. 当棒转过的角度为30°时,棒中的电流大小为
C. 当棒转过的角度为90°时,棒两端电压为
D. 当棒转过的角度为90°时,棒两端电压为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.当棒转过角度为30°时,由几何关系可得,导体棒切割磁感线的有效长度为r,感应电动势为
当棒转过的角度为90°时,由几何关系可得,导体棒切割磁感线的有效长度为2r,感应电动势为
当棒转过的角度为30°时,棒中的电流大小为
故A错误,B正确;
CD.当棒转过的角度为90°时,结合几何关系可知,回路的外电阻为
导体棒的电阻为R,所以棒两端的电压为
故C正确,D错误。
故选BC。
三、实验题:本大题共2小题,共18分。
11. 某物理实验小组设计了利用气垫导轨上滑块间的碰撞来验证动量守恒的定律,滑块1上安装遮光片,光电计时器可以测出遮光片经过光电门的遮光时间,滑块质量可以通过天平测出,实验装置如图1所示。
(1)游标卡尺测量遮光片宽度如图2所示,其宽度d=__________mm。
(2)打开气泵,待气流稳定后,将滑块1轻轻从左侧推出,发现其经过光电门1的时间小于经过光电门2的时间,应该调高气垫导轨的__________端(填“左”或“右”),直到通过两个光电门的时间相等,即轨道调节水平。
(3)在滑块上安装配套的粘扣。滑块2(未安装遮光片,质量为m2)静止在导轨上,轻推滑块1(安装遮光片,总质量为m1),使其与滑块2碰撞,记录碰撞前滑块1经过光电门1的时间∆t1,以及碰撞后两滑块经过光电门2的时间∆t2。重复上述操作,多次测量得到多组数据,根据表中数据在方格纸上作出图线。从图像中可以得到直线的斜率为k1,而从理论计算可得直线斜率的表达式为k2=__________(用m1、m2表示)。若k1=k2,即可验证动量守恒定律。
(4)因为测量滑块质量有误差,多次试验总发现k1大于k2,出现这一结果的原因可能是滑块1的质量测量值__________或滑块2的质量测量值__________。(均填“偏大”或“偏小”)
【答案】(1)10.30
(2)左 (3)
(4) ①. 偏大 ②. 偏小
【解析】
【小问1详解】
遮光片的宽度遮光片的宽度
【小问2详解】
将滑块1轻轻从左侧推出,发现其经过光电门1的时间比光电门2的时间短,说明滑块1经过光电门1的速度比光电门2的速度大,即滑块1做减速运动,则气垫导轨的左端低,右端高,故应调高气垫导轨的左端,直到通过两个光电门的时间相等,即轨道调节水平;
【小问3详解】
根据动量守恒有
可得
即
【小问4详解】
[1][2]由于
则说明有可能是m1的测量值偏大或m2测量值偏小使k2值偏小。
12. 某物理兴趣小组通过实验测量一种合金丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径时,如图1所示,调节旋钮__________(填“A”“B”或“C”)进行粗调,当测微螺杆快靠近合金丝时,改为调节旋钮__________(填“A”“B”或“C”),当听到“喀喀”声时停止,此时示数如图1所示,测得该合金丝的直径__________mm。
(2)按图2连接好电路。将夹子夹在合金丝最左端,使合金丝接入电路的有效长度为零,闭合开关,调节电阻箱,让电流表有合适示数I,记下此时电阻箱阻值。将夹子位置向右移,调节电阻箱,使电流表示数仍为I,记下电阻箱读数R及此时合金丝接入电路的有效长度L,则此时合金丝接入电路的有效电阻为__________。(用测量所得物理量表示)
(3)实验小组记下了6组电阻箱读数R及对应的合金丝接入电路的有效长度L的数据如下表,请在图3中绘制关系图线__________;
次数
1
2
3
4
5
6
(4)则测得该合金丝的电阻率__________。(保留2位有效数字)。
【答案】(1) ①. B ②. C ③.
(2)
(3) (4)####
【解析】
【小问1详解】
[1][2]用螺旋测微器测量合金丝的直径时,应先调节旋钮B进行粗调,当测微螺杆快靠近合金丝时,改为调节微调旋钮C,当听到“喀喀”声时停止。
[3]合金丝的直径。
【小问2详解】
因每次电路中电流I保持不变,故电阻箱与合金丝接入电路的有效电阻的总电阻不变,
那么合金丝的有效电阻为。
【小问3详解】
如图所示
【小问4详解】
由电阻定律得
合金丝横截面积
解得
由图可求得图线的斜率k,可得
则得
代入数据求得。
四、计算题:本大题共3小题,共30分。
13. 如图所示,一根两端开口、横截面积为、足够长的玻璃管竖直插入足够深且足够宽的水槽中静止。管中有一个质量不计的光滑活塞,活塞下封闭着长的气柱。现在活塞上轻轻放一个质量为的砝码,一小段时间后系统达到再次稳定,可认为此过程中气体温度保持不变。外界大气压强,重力加速度,水的密度。求此时
(1)封闭气体的压强p;
(2)气柱的长度;
(3)活塞距玻璃管外的水槽水面的高度h。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据题意,对活塞分析,由平衡条件有
解得
【小问2详解】
被封闭气体的初状态压强为,体积为,末状态体积
根据玻意耳定律有
解得
【小问3详解】
设管内水面比管外低的高度,则
所求
解得
14. 如图所示,竖直面内存在三个有无限长理想边界的场区,分别为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,三个场区的分界线平行且竖直,Ⅰ区有水平方向的宽度为L的匀强电场,场强大小为E,Ⅱ区和Ⅲ区有垂直纸面向外的匀强磁场,其磁感应强度分别为B和2B,一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)从Ⅰ区左边界MN上的a点由静止释放,经Ⅰ区电场加速后进入Ⅱ区的磁场中,然后进入Ⅲ区磁场(其右侧无边界)。
(1)求Ⅱ区磁场的宽度d满足的条件;
(2)若Ⅱ区磁场的宽度,求该粒子从a点再次回到边界MN时所用时间;
(3)若Ⅱ区磁场的宽度,求该粒子回到边界MN时与a点距离的所有可能值。
【答案】(1)
(2)
(3)(n=1,2,3……)
【解析】
【小问1详解】
粒子的运动轨迹如图所示
设粒子在Ⅰ区电场加速后进入Ⅱ区的速度大小为v,有
解得
粒子在Ⅱ区磁场做匀速圆周运动,则
所以圆弧运动的半径为
所求宽度d应满足
由以上各式得
【小问2详解】
因粒子在穿越Ⅱ区磁场时的轨道半径
设粒子在Ⅱ区磁场通过的圆弧所对应的圆心角为θ,则
故
由粒子在Ⅲ区磁场运动的轨迹可知在Ⅲ区磁场轨迹所对应的圆心角为
粒子在电场中运动的时间
粒子在Ⅱ区磁场运动的时间
粒子在Ⅲ区磁场运动的时间
所求该粒子从a点再次回到边界MN时所用时间
解得
小问3详解】
又因粒子在Ⅲ区磁场运动的轨道半径为
由几何关系粒子在穿越Ⅱ区磁场的过程中竖直向下侧移距离为
由运动的对称性可知,粒子在Ⅲ区磁场偏转后再进入Ⅱ区磁场偏转,最后将沿电场的反方向减速到边界MN上的b点,且速度刚好为0,以后再重复该形式的运动,由几何关系可知,ab两点的距离为
所求距离的所有可能值为
由以上各式得(n=1,2,3……)
15. 如图所示,质量的物体A上表面为光滑斜面(底端带挡板),斜面长,与水平方向的夹角,在斜面下端有一质量为的小物体B紧靠挡板,装置处于水平地面静止。已知重力加速度,。
(1)若地面光滑,给A一水平向右的瞬时冲量I,B恰好能运动到A上表面的顶端,求I的大小;
(2)若物体A与地面间的动摩擦因数,对A施加水平向右的恒力,发现B与挡板之间弹力为零且A和B保持相对静止,求的大小;
(3)若物体A与地面间的动摩擦因数,对A施加水平向右的恒力,当A向右运动时,B恰好运动到A上表面的顶端,求此过程中所做的功W。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设A获得的水平初速度为,由动量定理有
当B刚好运动到A上表面的顶端时,两者具有相同的水平速度v,由动量守恒定律和能量守恒定律有,
联立解得,
【小问2详解】
设对A施加水平向右的推力时,整体的加速度为,因B与挡板之间弹力为零,对B由牛顿第二定律有
对整体有
解得
【小问3详解】
设对A施加水平向右的推力时,A加速度为,A对B的支持力为,地面对A的支持力为,B的加速度在水平、竖直方向的分量分别为、,由牛顿第二定律有,
由平衡条件有
由运动学公式有,,
对A由牛顿第二定律有
又有
联立解得
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2024-2025学年湖南省佩佩教育高三(下)联考物理试卷(2月)
一、单选题:本大题共6小题,共24分。
1. 下列关于原子和原子核的说法正确的是( )
A. α射线的组成与氦原子核相同,β射线是电子流,它们都来自于原子核内部
B. 放射性元素在提高温度时衰变将变快
C. 热核反应发生后,需要外界不断给它提供能量才能使反应继续下去
D. 氢原子从高能级跃迁到低能级时,将放出光子,且电子的动能变小
2. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速为0.04m/s,振幅为A。如图所示为该波在t=0时的波形图,x轴上有P、R和S三点,三点的横坐标分别为2cm、5cm和8cm。下列说法正确的是( )
A. t=0.8s时,P点在t=0时的振动状态传到R点
B. P点和S点在任何时刻位移都不相同
C. t=0.4s时,R点正向y轴正方向运动
D. 时,S点的位移为
3. 如图所示,一根粗糙水平横杆穿过两轻环A和B,两轻环各连着一根轻绳,两绳长度相等,两绳的另一端连接一个灯笼处于静止状态。当灯笼受到某方向的恒定风力作用后,两个轻环始终静止,而灯笼重新达到平衡且两绳处于伸直状态。下列说法正确的是( )
A. 若风力垂直纸面向里,则B环受杆的摩擦力增大
B. 若风力垂直纸面向里,则A环受杆的支持力不变
C. 若风力水平向右,则A环受杆的摩擦力减小
D. 若风力水平向右,则B环受杆的支持力增大
4. 如图所示,L1、L2、L3为完全相同的灯泡(设电阻始终保持不变),变压器原线圈匝数为n1,两个副线圈的匝数分别为n2和n3,n1:n2:n3=3:1:1,灯泡L1与原线圈串联后接某一交流电时,灯泡L2的电功率为P,则L1的电功率为( )
A. B. C. D.
5. 如图1所示,一质量为物块受到水平拉力F作用,在粗糙水平面上做加速直线运动,其加速度a随时间t变化的图像如图2所示,已知时物体的速度大小为,物块与水平面间的动摩擦因数,重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 在时刻,水平拉力F的大小为3N
B. 在时刻,物块的速度为
C. 在时间内,物块的位移等于
D. 在时间内,拉力F的冲量为
6. 如图,两等量异种点电荷+Q和-Q位于同一竖直线上,在两点电荷连线的中垂线上放置一粗糙水平绝缘横杆,有一质量为m,电荷量为+q的小圆环在横杆的A点以初速度v0向右滑动,经过两点电荷连线的中点O,运动到B点静止。已知BO=AO,O点场强为E,且小圆环在A和O两点的加速度相同,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 若小圆环在B点以初速度向左滑动,则它运动到O点静止
B. 若小圆环在B点以初速度向左滑动,则它运动到AO之间某点静止
C. A处的场强大小为
D. 小环从A点到B点的过程中,有三个加速度为零的位置
二、多选题:本大题共4小题,共16分。
7. 已知在某一温度下,海水的折射率随盐度的变大而变大。如图将一复色光束从海水射向平行空气砖做空气砖的玻璃壁很薄,可忽略厚度的一个表面,当入射角合适时,组成复色光的光束1和2均从平行表面射出,侧移量分别为和,且。下列说法正确的是( )
A. 光束1的频率大于光束2的频率
B. 在海水中,光束1的传播速度大于光束2的传播速度
C. 若海水的盐度变大,则和均变大
D. 若海水的盐度变大,则和均变小
8. 如图所示,在同一竖直面内,小球A从空中某点以初速度水平抛出,同时小球B从地面某点以初速度斜向上抛,和的方向交于空中的C点。已知两物块在落地前的D点没画出相遇,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. D点一定在C点正下方
B. 若仅将增大少许,则两小球可能在D点右侧相遇
C. 若仅将增大少许,则两小球可能在D点上方相遇
D. 若仅将和都增大少许,则两小球可能在D点上方相遇
9. 2024年9月19日,我国在西昌卫星发射中心成功发射第59颗、第60颗北斗导航卫星。若将60颗卫星的运动近似看成圆轨道,用T表示卫星的周期,r表示卫星的轨道半径,如图所示为这些卫星绕地球在不同轨道上运动的图像。图中的1和2两点为其中的两颗卫星甲和乙对应的数据点。已知引力常量为G,下列说法正确的是( )
A. 图像的斜率为
B. 地球质量为
C. 卫星甲和乙运动的线速度大小之比为
D. 卫星甲和乙向心加速度大小之比为
10. 如图所示,水平面内有一金属环,其半径为r,总电阻为2R(金属环粗细均匀),磁感应强度大小为B匀强磁场垂直于环面,在环上的A点处用铰链连接长度为2r、电阻为R的均匀导体棒,棒与环相切。导体棒以A点为圆心、以角速度ω紧贴环面顺时针匀速转动,下列说法中正确的是( )
A. 当棒转过的角度为30°时,棒中的电流大小为
B. 当棒转过的角度为30°时,棒中的电流大小为
C. 当棒转过的角度为90°时,棒两端电压为
D. 当棒转过的角度为90°时,棒两端电压为
三、实验题:本大题共2小题,共18分。
11. 某物理实验小组设计了利用气垫导轨上滑块间的碰撞来验证动量守恒的定律,滑块1上安装遮光片,光电计时器可以测出遮光片经过光电门的遮光时间,滑块质量可以通过天平测出,实验装置如图1所示。
(1)游标卡尺测量遮光片宽度如图2所示,其宽度d=__________mm。
(2)打开气泵,待气流稳定后,将滑块1轻轻从左侧推出,发现其经过光电门1的时间小于经过光电门2的时间,应该调高气垫导轨的__________端(填“左”或“右”),直到通过两个光电门的时间相等,即轨道调节水平。
(3)在滑块上安装配套的粘扣。滑块2(未安装遮光片,质量为m2)静止在导轨上,轻推滑块1(安装遮光片,总质量为m1),使其与滑块2碰撞,记录碰撞前滑块1经过光电门1的时间∆t1,以及碰撞后两滑块经过光电门2的时间∆t2。重复上述操作,多次测量得到多组数据,根据表中数据在方格纸上作出图线。从图像中可以得到直线的斜率为k1,而从理论计算可得直线斜率的表达式为k2=__________(用m1、m2表示)。若k1=k2,即可验证动量守恒定律。
(4)因为测量滑块质量有误差,多次试验总发现k1大于k2,出现这一结果的原因可能是滑块1的质量测量值__________或滑块2的质量测量值__________。(均填“偏大”或“偏小”)
12. 某物理兴趣小组通过实验测量一种合金丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径时,如图1所示,调节旋钮__________(填“A”“B”或“C”)进行粗调,当测微螺杆快靠近合金丝时,改为调节旋钮__________(填“A”“B”或“C”),当听到“喀喀”声时停止,此时示数如图1所示,测得该合金丝的直径__________mm。
(2)按图2连接好电路。将夹子夹在合金丝最左端,使合金丝接入电路的有效长度为零,闭合开关,调节电阻箱,让电流表有合适示数I,记下此时电阻箱阻值。将夹子位置向右移,调节电阻箱,使电流表示数仍为I,记下电阻箱读数R及此时合金丝接入电路的有效长度L,则此时合金丝接入电路的有效电阻为__________。(用测量所得物理量表示)
(3)实验小组记下了6组电阻箱读数R及对应的合金丝接入电路的有效长度L的数据如下表,请在图3中绘制关系图线__________;
次数
1
2
3
4
5
6
(4)则测得该合金丝的电阻率__________。(保留2位有效数字)。
四、计算题:本大题共3小题,共30分。
13. 如图所示,一根两端开口、横截面积为、足够长的玻璃管竖直插入足够深且足够宽的水槽中静止。管中有一个质量不计的光滑活塞,活塞下封闭着长的气柱。现在活塞上轻轻放一个质量为的砝码,一小段时间后系统达到再次稳定,可认为此过程中气体温度保持不变。外界大气压强,重力加速度,水的密度。求此时
(1)封闭气体的压强p;
(2)气柱的长度;
(3)活塞距玻璃管外的水槽水面的高度h。
14. 如图所示,竖直面内存在三个有无限长理想边界的场区,分别为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,三个场区的分界线平行且竖直,Ⅰ区有水平方向的宽度为L的匀强电场,场强大小为E,Ⅱ区和Ⅲ区有垂直纸面向外的匀强磁场,其磁感应强度分别为B和2B,一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)从Ⅰ区左边界MN上的a点由静止释放,经Ⅰ区电场加速后进入Ⅱ区的磁场中,然后进入Ⅲ区磁场(其右侧无边界)。
(1)求Ⅱ区磁场的宽度d满足的条件;
(2)若Ⅱ区磁场的宽度,求该粒子从a点再次回到边界MN时所用时间;
(3)若Ⅱ区磁场的宽度,求该粒子回到边界MN时与a点距离的所有可能值。
15. 如图所示,质量的物体A上表面为光滑斜面(底端带挡板),斜面长,与水平方向的夹角,在斜面下端有一质量为的小物体B紧靠挡板,装置处于水平地面静止。已知重力加速度,。
(1)若地面光滑,给A一水平向右的瞬时冲量I,B恰好能运动到A上表面的顶端,求I的大小;
(2)若物体A与地面间的动摩擦因数,对A施加水平向右的恒力,发现B与挡板之间弹力为零且A和B保持相对静止,求的大小;
(3)若物体A与地面间的动摩擦因数,对A施加水平向右的恒力,当A向右运动时,B恰好运动到A上表面的顶端,求此过程中所做的功W。
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