内容正文:
物理(一)
注意事项:
1.本试卷共8页。时间75分钟,满分100分。答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写在试卷指定位置,并将姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上,然后认真核对条形码上的信息,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。作答非选择题时,将答案写在答题卡上对应的答题区域内。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将试卷和答题卡一并收回。
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. 某同学利用如图所示的装置,观察光的衍射现象,保持单缝到光屏的距离不变,仅减小单缝的宽度,则关于屏上的中央亮纹,下列说法正确的是( )
A. 宽度变窄,亮度减弱 B. 宽度变窄,亮度增强
C. 宽度变宽,亮度减弱 D. 宽度变宽,亮度增强
【答案】C
【解析】
【详解】仅减小单缝宽度,衍射现象更明显,中央亮纹宽度变宽,但由于光通过单缝的总能量减弱,所以条纹亮度减弱。
故选C。
2. 充气救生船是船只在海上航行时的必备装备,使用时先要向浮筒内充入气体,浮筒导热性能良好,充满气后密闭浮筒内气体的体积可视为不变,气体可视为理想气体。关于充满气后的浮筒内的气体在夜间气温缓慢下降的过程中,下列说法正确的是( )
A. 对外做功
B. 放出热量
C. 对单位面积浮筒内壁的平均撞击力大小不变
D. 内能减小,所有分子热运动的速率都减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.由于浮筒内气体的体积不变,故浮筒内的气体不对外做功,A错误;
B.因为温度降低,则气体内能减小,根据热力学第一定律,可知气体放出热量,B正确;
C.气体体积不变,温度降低,则气体压强减小,即气体分子对单位面积浮筒内壁的平均撞击力大小减小,C错误;
D.温度降低,气体分子的平均速率减小,但不是所有分子的速率都减小,D错误。
故选B。
3. 如图所示,轻质弹簧的一端固定,另一端与套在光滑竖直固定杆上的圆环相连。圆环位于A处时,弹簧水平且处于压缩状态。圆环从A处由静止释放,经过B(图中未画出)处时的速度最大,到达C处时的速度为0,弹簧始终在弹性限度内。在圆环下滑过程中,下列说法正确的是( )
A. 圆环加速度一直减小
B. 弹簧对圆环一直做负功
C. 弹簧在C处的伸长量大于在A处的压缩量
D. 在B处圆环重力做功的瞬时功率大于圆环克服弹簧弹力做功的瞬时功率
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意可知,圆环从A到C先加速后减速,到达B处时的加速度减小为0,过B点后加速度逐渐增大,A错误;
B.下滑过程中,弹簧对圆环先做正功,后做负功,B错误;
C.圆环从A到C重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量,所以弹簧在C处的伸长量大于在A处的压缩量,C正确;
D.在B处,圆环重力与弹簧弹力的竖直分力大小相等,则重力的瞬时功率等于圆环克服弹簧弹力做功的瞬时功率,D错误。
故选C。
4. 水平面内的试验轨道如图所示,长度均为L的直轨道AB和BC在B点平滑连接,BC与半径的圆弧轨道在C点相切,DE为一条直径,O为圆心,OC与OD的夹角为。一辆电动小车从A点由静止启动,在AB和BC上分别做加速度不同的匀加速直线运动,经过B、C两点时的速率分别为v和2v,经过C点后沿圆弧轨道做匀速圆周运动。则该小车( )
A. 在BC段的加速度大小为
B. 在圆弧轨道上的向心加速度大小为
C. 从A运动到C的平均速率为
D. 从B运动到E的平均速率为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由速度—位移公式有
解得
故A错误;
B.小车在圆弧轨道上的向心加速度大小为
故B错误;
C.小车从运动到所用时间为
从运动到所用时间为
从运动到所用时间为
小车从运动到的平均速率为
故C错误;
D.小车从运动到的平均速率为
故D正确。
故选D。
5. 2025年1月16日,地球恰好运行到火星和太阳之间,且三者排成一条直线,此现象被称为“火星冲日”。如图所示,已知地球到太阳的距离为1个天文单位,火星到太阳的距离约为1.5个天文单位,假设地球和火星都绕太阳同向做匀速圆周运动,取,则下一次“火星冲日”大约出现在( )
A. 2026年1月 B. 2026年11月
C. 2027年3月 D. 2027年11月
【答案】C
【解析】
【详解】ABCD.设地球绕太阳做圆周运动的轨道半径为,根据开普勒第三定律得
解得年
设经过时间出现下一次“火星冲日”,则有
解得年年2个月
所以下一次“火星冲日”大约会出现在2027年3月。
故选C。
6. 空间中存在沿x轴的静电场,x轴上各点电势随坐标x变化的关系如图所示,其中段是关于直线对称的曲线,段是直线。现将一电荷量为、质量为m的粒子从坐标原点O以初速度沿x轴正方向射出,粒子恰好到达处。不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A. 处电场强度最小,但不0
B. 两点间的电势差为
C. 粒子从运动到所用的时间大于
D. 若将该带电粒子在坐标原点O处由静止释放,则该粒子将在之间做往复运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.图像斜率的绝对值表示电场强度大小,处电场强度最小且为0,故A错误;
B.由于坐标原点处和处的电势相同,所以粒子运动到处的速度大小为,从到,由动能定理得
解得
故B错误;
C.两点间的电场强度大小不变,粒子从到做匀减速直线运动,平均速度大小为,所需时间为
故C错误;
D.在原点处由静止释放该粒子,粒子先沿轴正方向做加速运动,过后做减速运动,到时速度减为0,之后反方向加速再减速,在之间做往复运动,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,光滑轻质滑轮固定在物块B上,细绳的一端固定在斜面上,另一端跨过滑轮与物块A相连。初始时,在沿斜面向上的外力作用下,质量分别为3m和2m的物块A、B静止在光滑斜面上,斜面倾角。现仅改变外力大小,使两物块沿斜面向上做匀加速直线运动,经时间t物块B沿斜面向上滑动的距离为d,B未到达细绳固定处,细绳始终与斜面平行。已知重力加速度为g,则外力改变后,下列说法正确的是( )
A. 物块B的加速度大小为 B. 物块A的加速度大小为
C. 细绳的拉力大小为 D. 外力的大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AC.以物块B为研究对象,由运动学公式和牛顿第二定律得,
联立解得物块B加速度大小为
细绳的拉力大小为
故A错误,C错误;
BD.以物块A为研究对象,由运动学公式和牛顿第二定律得,
联立解得物块A的加速度大小为
外力的大小为
故B错误,D正确。
故选D。
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. “波”字最早用于描述水纹起伏之状,唐代诗人有“微风动柳生水波”描述。现将水平湖面上的水波视为简谐横波,在某一传播方向上有间距为30m的两个浮标A、B,如图所示。水波(只考虑竖直方向振动)传播到A浮标时,它便开始向上振动,振动最高点和最低点间的距离为20cm。经60s水波传播到B浮标处,之后两浮标的振动方向始终相反。已知A浮标振动后在60s内通过的路程为3m,浮标均可看作质点,取向上为正方向,若水波传播到B浮标时开始计时,下列说法正确的是( )
A. 浮标振动的周期为8s
B. 水波的波长为2m
C. A浮标的振动方程为
D. A浮标的振动方程为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.水波的传播速度大小为
A浮标振动最高点和最低点的间距为20cm,可知振幅为
则
有
解得
由,解得周期
故A正确,B错误;
CD.B浮标开始振动的方向与A浮标开始振动的方向相同,向上振动,则B浮标的振动方程为
由于A、B浮标振动方向始终相反,则A浮标的振动方程为
故C错误,D正确。
故选AD。
9. 中国的风洞技术已达到世界领先水平,尤其在高超声速领域表现出色。如图所示,风洞中产生水平向左的均匀风力,一质量为m的小球从水平面上以速度与水平方向成角斜向右上方抛出,小球落回水平面时速度方向与水平方向成角。已知重力加速度为g,不计竖直方向的空气阻力,则小球( )
A. 抛出点与落点之间距离为
B. 从抛出到落回水平面所用时间为
C. 从抛出点运动到落点的过程,重力的冲量为0
D. 所受水平风力的大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】B.小球在竖直方向做竖直上抛运动,则小球从抛出点运动到落点所用时间为
B错误;
C.小球从抛出点运动到落点的过程重力的冲量为
C错误;
A.小球抛出和落回水平面时竖直分速度大小不变,均为
设小球抛出和落回时水平分速度大小分别为,则、
解得
小球在水平方向做匀减速直线运动,则小球抛出点与落点之间距离为
A正确;
D.水平方向由动量定理得
解得小球所受水平风力的大小为
D正确。
故选AD。
10. 如图所示,两根电阻不计、足够长的光滑平行金属导轨与水平面成角,导轨上端连接电容器C,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。一电阻不计的金属棒MN从某高度处由静止释放,下滑过程中始终与导轨垂直并接触良好。MN所受的安培力大小为F、加速度大小为a、位移大小为x、电容器(未被击穿)的电荷量为Q,则它们随时间t变化的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.金属棒切割磁感线产生电动势,相当于电源,持续对电容器充电。设在极短时间内,电容器电荷量增加,则回路中的电流大小为
金属棒受到的安培力大小为
设导轨平面与水平面的夹角为,由牛顿第二定律得
联立解得
可知加速度为定值,则通过金属棒的电流和金属棒所受的安培力均为定值,A错误,B正确;
C.由位移可知关系为开口向上二次函数,故C正确;
D.电容器的电荷量,可知为线性关系,故D错误。
故选BC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组用如图甲所示的装置测量光的波长。
(1)小组同学调试装置时看到的干涉图样如图乙所示(视野中分划线可以左右移动),则应如何调整单缝和双缝?______。
(2)为获得清晰的干涉条纹,应保持单缝与双缝______(填“垂直”“平行”或“互成特定角度”)。
(3)若修正操作以后,用一单色光作为光源,双缝间距为0.25mm,双缝到屏的距离为1.0m,分划线在第1条亮纹中央时螺旋测微器读数如图丙所示,分划线在第7条亮纹中央时螺旋测微器读数如图丁所示,则单色光的波长为______nm。(结果保留三位有效数字)
【答案】(1)将单缝和双缝调整为竖直
(2)平行 (3)600
【解析】
【小问1详解】
单色光沿与双缝平行方向展开干涉,所以条纹平行于双缝,根据题图乙可以判断单缝和双缝处于水平状态,由于分划线是水平移动的,所以应该使条纹与分划线平行,将单缝和双缝调整为竖直
【小问2详解】
单缝与双缝平行,可以得到清晰的干涉条纹图样,便于测量
【小问3详解】
根据双缝干涉原理有
读数
读数,
得
代入可得。
12. 某实验小组要测量一电压表V的内阻。
(1)先利用多用电表粗测待测电压表的内阻。将多用电表的选择开关置于欧姆挡“×10”位置,将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0Ω”,再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的________(填“正、负”或“负、正”)接线柱相连,欧姆表的指针位置如图甲中虚线所示。为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡________(填“×1”或“×100”)位置,重新进行欧姆调零后,测量得到指针位置如图甲中实线所示,则该电压表内阻的测量值为________Ω(结果保留两位有效数字)。
(2)为了进一步精确地测量电压表的内阻,实验小组设计了如图乙所示的测量电路。
定值电阻a、b的阻值分别为,R为电阻箱,V为待测电压表,G为0刻度线位于表盘中央的灵敏电流计。闭合S后,通过灵敏电流计G的电流方向向下,应调节电阻箱的阻值,使其阻值逐渐________(填“增大”或“减小”),直至灵敏电流计G的示数为0,这时电阻箱的阻值为,则所测电压表的内阻为________(用表示)。
【答案】(1) ①. 负、正 ②. ③.
(2) ①. 增大 ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]根据多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知:测量电阻时电源在多用电表内,故将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的“负、正”接线柱相连。
[2][3]虚线偏转角度较小,则倍率选择过小,为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡倍率较大处,故应选择欧姆挡“”的位置,则该电压表内阻的测量值为。
【小问2详解】
[1][2]通过灵敏电流计G的电流方向向下,说明电压表两端电压大于两端电压,所以应调节电阻箱的阻值,使其阻值逐渐增大,电压表两端所分电压不断减小,当电压表两端电压等于两端电压时,电流计G的示数为0,这时有
解得
13. 如图所示,导热性能良好的汽缸竖直固定,其左端与一竖直的L形玻璃管相连。该玻璃管分为a、b、c三部分,b、c管横截面积相同,a管横截面积为b管横截面积的4倍,a、b、c三管长度分别为、、。b管中水银高度,c管中刚好充满水银。最初a管内气体的压强相当于75cm高的水银柱产生的压强,现通过阀门K向汽缸内缓慢充气,当c管内恰好无水银时,停止充气。c管容积与汽缸容积相比可忽略不计,环境温度恒定,气体可视为理想气体,汽缸和玻璃管密封良好。求:
(1)停止充气时汽缸内气体的压强(结果用cmHg表示);
(2)充入气体的质量与最初汽缸内气体的质量的比值(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)178.75cmHg
(2)1.2
【解析】
【小问1详解】
设管的横截面积为,则管的横截面积为,设进入到管内的水银的高度为,则
解得
设充气完毕后管内气体压强为,由玻意耳定律可知
设水银的密度为,重力加速度为,停止充气时汽缸内气体的压强为,则
解得
【小问2详解】
最初汽缸内气体的压强
设汽缸容积为,充入气体的压强为,体积为,其温度与环境温度相同,则
设充入气体的质量为,则
解得
14. 现代高能粒子实验中需要获取轨迹可控的高能粒子,科学家发现用电场和磁场约束粒子运动的方法十分有效。空间中场的分布如图所示,区域Ⅰ是半径为R的圆形区域,内部存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场,圆心位于x轴上,与y轴相切于坐标原点O;在的区域Ⅱ内存在沿x轴正方向的匀强磁场,在的区域Ⅲ内存在电场强度大小为E的匀强电场,方向沿y轴负方向。两个质量均为m、电荷量均为的带电粒子a、b,以相同的初速度沿y轴正方向射入区域Ⅰ,两粒子均从坐标原点O进入区域Ⅱ,之后又均从x轴上的P点进入区域Ⅲ,最后从区域Ⅲ的右边界离开电场。已知粒子a、b在区域Ⅰ的入射点到y轴的距离分别为R、,不计粒子重力和粒子间的相互作用。求:
(1)区域Ⅰ中磁场的磁感应强度的大小;
(2)区域Ⅱ中磁场的磁感应强度的最小值;
(3)粒子a、b从区域Ⅲ的右边界离开电场时的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子沿轴正方向进入圆形磁场,在坐标原点会聚,满足磁聚焦的条件,即粒子在磁场中运动的半径等于圆形磁场的半径。粒子在磁场中运动,洛伦兹力提供向心力,则
解得
【小问2详解】
粒子过点时速度方向沿轴正方向,设粒子过点时速度方向与轴正方向的夹角为,由几何关系得
粒子在区域Ⅱ匀强磁场中运动时,将其分解为沿轴的匀速直线运动和垂直于轴的平面内的匀速圆周运动,有,
又
由题意可知粒子从轴上的点进入区域III,则有
联立解得
当时,有最小值,可得
【小问3详解】
粒子在区域Ⅲ电场中运动时有,,
联立解得
粒子在区域Ⅲ电场中运动时有,,
联立解得
粒子从区域Ⅲ的右边界离开电场时的距离为
联立解得
15. 如图所示,质量的物块A沿水平桌面以的速度匀速运动,与静止在桌面右端的物块B发生弹性碰撞,B飞离桌面后恰由P点沿切线落入竖直固定的圆弧轨道PQ,圆弧轨道的半径,圆心角,最低点Q与水平传送带平滑连接。传送带以的速率顺时针匀速转动,右端与水平地面平滑连接,物块B与竖直固定的挡板M每次碰后速率均变为碰前速率的。已知物块B的质量,传送带两端点的距离,物块B与传送带间的动摩擦因数,其他摩擦均不计,A、B均可视为质点,取。求:
(1)A与B碰后瞬间物块B的速度大小;
(2)物块B到达P点时对轨道的压力大小;
(3)物块B与传送带摩擦产生的总热量。
【答案】(1)
(2)26N (3)65J
【解析】
【小问1详解】
物块AB发生弹性碰撞,由动量守恒定律和能量守恒定律,有,
联立解得
【小问2详解】
物块B到达点时的速度大小为
在点由牛顿第二定律,得
联立解得
由牛顿第三定律可知,物块B在点对轨道的压力大小为
【小问3详解】
物块B由点运动到点,由动能定理得
解得
因,则在传送带上先加速,有,
解得
此过程产生的热量为
物块B第1次与挡板M碰后,有,
第1次碰后到第2次碰前与传送带的相对路程为
整理得
物块B第一次碰后,再从传送带返回水平面的速度为,则第2次与挡板M碰后,物块速度为,有,
第2次碰后到第3次碰前与传送带的相对路程为
整理得
同理可得
……
全程摩擦生热为
整理得
解得
第1页/共1页
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$$
物理(一)
注意事项:
1.本试卷共8页。时间75分钟,满分100分。答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写在试卷指定位置,并将姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上,然后认真核对条形码上的信息,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。作答非选择题时,将答案写在答题卡上对应的答题区域内。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将试卷和答题卡一并收回。
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. 某同学利用如图所示装置,观察光的衍射现象,保持单缝到光屏的距离不变,仅减小单缝的宽度,则关于屏上的中央亮纹,下列说法正确的是( )
A. 宽度变窄,亮度减弱 B. 宽度变窄,亮度增强
C. 宽度变宽,亮度减弱 D. 宽度变宽,亮度增强
2. 充气救生船是船只在海上航行时的必备装备,使用时先要向浮筒内充入气体,浮筒导热性能良好,充满气后密闭浮筒内气体的体积可视为不变,气体可视为理想气体。关于充满气后的浮筒内的气体在夜间气温缓慢下降的过程中,下列说法正确的是( )
A. 对外做功
B. 放出热量
C. 对单位面积浮筒内壁的平均撞击力大小不变
D. 内能减小,所有分子热运动的速率都减小
3. 如图所示,轻质弹簧的一端固定,另一端与套在光滑竖直固定杆上的圆环相连。圆环位于A处时,弹簧水平且处于压缩状态。圆环从A处由静止释放,经过B(图中未画出)处时的速度最大,到达C处时的速度为0,弹簧始终在弹性限度内。在圆环下滑过程中,下列说法正确的是( )
A. 圆环加速度一直减小
B. 弹簧对圆环一直做负功
C. 弹簧在C处的伸长量大于在A处的压缩量
D. 在B处圆环重力做功的瞬时功率大于圆环克服弹簧弹力做功的瞬时功率
4. 水平面内的试验轨道如图所示,长度均为L的直轨道AB和BC在B点平滑连接,BC与半径的圆弧轨道在C点相切,DE为一条直径,O为圆心,OC与OD的夹角为。一辆电动小车从A点由静止启动,在AB和BC上分别做加速度不同的匀加速直线运动,经过B、C两点时的速率分别为v和2v,经过C点后沿圆弧轨道做匀速圆周运动。则该小车( )
A. 在BC段的加速度大小为
B. 在圆弧轨道上的向心加速度大小为
C. 从A运动到C的平均速率为
D. 从B运动到E的平均速率为
5. 2025年1月16日,地球恰好运行到火星和太阳之间,且三者排成一条直线,此现象被称为“火星冲日”。如图所示,已知地球到太阳的距离为1个天文单位,火星到太阳的距离约为1.5个天文单位,假设地球和火星都绕太阳同向做匀速圆周运动,取,则下一次“火星冲日”大约出现在( )
A. 2026年1月 B. 2026年11月
C 2027年3月 D. 2027年11月
6. 空间中存在沿x轴的静电场,x轴上各点电势随坐标x变化的关系如图所示,其中段是关于直线对称的曲线,段是直线。现将一电荷量为、质量为m的粒子从坐标原点O以初速度沿x轴正方向射出,粒子恰好到达处。不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A. 处电场强度最小,但不为0
B. 两点间的电势差为
C. 粒子从运动到所用的时间大于
D. 若将该带电粒子在坐标原点O处由静止释放,则该粒子将在之间做往复运动
7. 如图所示,光滑轻质滑轮固定在物块B上,细绳的一端固定在斜面上,另一端跨过滑轮与物块A相连。初始时,在沿斜面向上的外力作用下,质量分别为3m和2m的物块A、B静止在光滑斜面上,斜面倾角。现仅改变外力大小,使两物块沿斜面向上做匀加速直线运动,经时间t物块B沿斜面向上滑动的距离为d,B未到达细绳固定处,细绳始终与斜面平行。已知重力加速度为g,则外力改变后,下列说法正确的是( )
A. 物块B的加速度大小为 B. 物块A的加速度大小为
C. 细绳的拉力大小为 D. 外力的大小为
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. “波”字最早用于描述水纹起伏之状,唐代诗人有“微风动柳生水波”的描述。现将水平湖面上的水波视为简谐横波,在某一传播方向上有间距为30m的两个浮标A、B,如图所示。水波(只考虑竖直方向振动)传播到A浮标时,它便开始向上振动,振动最高点和最低点间的距离为20cm。经60s水波传播到B浮标处,之后两浮标的振动方向始终相反。已知A浮标振动后在60s内通过的路程为3m,浮标均可看作质点,取向上为正方向,若水波传播到B浮标时开始计时,下列说法正确的是( )
A. 浮标振动的周期为8s
B. 水波的波长为2m
C. A浮标的振动方程为
D. A浮标的振动方程为
9. 中国的风洞技术已达到世界领先水平,尤其在高超声速领域表现出色。如图所示,风洞中产生水平向左的均匀风力,一质量为m的小球从水平面上以速度与水平方向成角斜向右上方抛出,小球落回水平面时速度方向与水平方向成角。已知重力加速度为g,不计竖直方向的空气阻力,则小球( )
A. 抛出点与落点之间距离为
B. 从抛出到落回水平面所用时间为
C. 从抛出点运动到落点的过程,重力的冲量为0
D. 所受水平风力的大小为
10. 如图所示,两根电阻不计、足够长的光滑平行金属导轨与水平面成角,导轨上端连接电容器C,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。一电阻不计的金属棒MN从某高度处由静止释放,下滑过程中始终与导轨垂直并接触良好。MN所受的安培力大小为F、加速度大小为a、位移大小为x、电容器(未被击穿)的电荷量为Q,则它们随时间t变化的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组用如图甲所示的装置测量光的波长。
(1)小组同学调试装置时看到的干涉图样如图乙所示(视野中分划线可以左右移动),则应如何调整单缝和双缝?______。
(2)为获得清晰的干涉条纹,应保持单缝与双缝______(填“垂直”“平行”或“互成特定角度”)。
(3)若修正操作以后,用一单色光作为光源,双缝间距为0.25mm,双缝到屏的距离为1.0m,分划线在第1条亮纹中央时螺旋测微器读数如图丙所示,分划线在第7条亮纹中央时螺旋测微器读数如图丁所示,则单色光的波长为______nm。(结果保留三位有效数字)
12. 某实验小组要测量一电压表V的内阻。
(1)先利用多用电表粗测待测电压表的内阻。将多用电表的选择开关置于欧姆挡“×10”位置,将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指向“0Ω”,再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的________(填“正、负”或“负、正”)接线柱相连,欧姆表的指针位置如图甲中虚线所示。为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡________(填“×1”或“×100”)位置,重新进行欧姆调零后,测量得到指针位置如图甲中实线所示,则该电压表内阻的测量值为________Ω(结果保留两位有效数字)。
(2)为了进一步精确地测量电压表的内阻,实验小组设计了如图乙所示的测量电路。
定值电阻a、b的阻值分别为,R为电阻箱,V为待测电压表,G为0刻度线位于表盘中央的灵敏电流计。闭合S后,通过灵敏电流计G的电流方向向下,应调节电阻箱的阻值,使其阻值逐渐________(填“增大”或“减小”),直至灵敏电流计G的示数为0,这时电阻箱的阻值为,则所测电压表的内阻为________(用表示)。
13. 如图所示,导热性能良好的汽缸竖直固定,其左端与一竖直的L形玻璃管相连。该玻璃管分为a、b、c三部分,b、c管横截面积相同,a管横截面积为b管横截面积的4倍,a、b、c三管长度分别为、、。b管中水银高度,c管中刚好充满水银。最初a管内气体的压强相当于75cm高的水银柱产生的压强,现通过阀门K向汽缸内缓慢充气,当c管内恰好无水银时,停止充气。c管容积与汽缸容积相比可忽略不计,环境温度恒定,气体可视为理想气体,汽缸和玻璃管密封良好。求:
(1)停止充气时汽缸内气体的压强(结果用cmHg表示);
(2)充入气体质量与最初汽缸内气体的质量的比值(结果保留两位有效数字)。
14. 现代高能粒子实验中需要获取轨迹可控的高能粒子,科学家发现用电场和磁场约束粒子运动的方法十分有效。空间中场的分布如图所示,区域Ⅰ是半径为R的圆形区域,内部存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场,圆心位于x轴上,与y轴相切于坐标原点O;在的区域Ⅱ内存在沿x轴正方向的匀强磁场,在的区域Ⅲ内存在电场强度大小为E的匀强电场,方向沿y轴负方向。两个质量均为m、电荷量均为的带电粒子a、b,以相同的初速度沿y轴正方向射入区域Ⅰ,两粒子均从坐标原点O进入区域Ⅱ,之后又均从x轴上的P点进入区域Ⅲ,最后从区域Ⅲ的右边界离开电场。已知粒子a、b在区域Ⅰ的入射点到y轴的距离分别为R、,不计粒子重力和粒子间的相互作用。求:
(1)区域Ⅰ中磁场磁感应强度的大小;
(2)区域Ⅱ中磁场的磁感应强度的最小值;
(3)粒子a、b从区域Ⅲ的右边界离开电场时的距离。
15. 如图所示,质量的物块A沿水平桌面以的速度匀速运动,与静止在桌面右端的物块B发生弹性碰撞,B飞离桌面后恰由P点沿切线落入竖直固定的圆弧轨道PQ,圆弧轨道的半径,圆心角,最低点Q与水平传送带平滑连接。传送带以的速率顺时针匀速转动,右端与水平地面平滑连接,物块B与竖直固定的挡板M每次碰后速率均变为碰前速率的。已知物块B的质量,传送带两端点的距离,物块B与传送带间的动摩擦因数,其他摩擦均不计,A、B均可视为质点,取。求:
(1)A与B碰后瞬间物块B的速度大小;
(2)物块B到达P点时对轨道压力大小;
(3)物块B与传送带摩擦产生的总热量。
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