内容正文:
高二物理期末模拟复习试题1
一、单选题(共计32分)
1. 如图所示,从S点向两个方向分别发出光束a和光束b,两束光经三棱镜折射后平行射出,以下说法正确的是( )
A. 三棱镜对a光折射率小于对b光的折射率
B. 在三棱镜中a光的速度小于b光的速度
C. 在真空中a光的频率小于b光的频率
D. 在真空中a光的速度小于b光的速度
2. 生活中处处有物理,下列生活中有关物理的说法不正确的是( )
A. 甲图中,智能手表采用无线充电方式是利用了互感的原理
B. 乙图中,工人采摘松果时机械管抱紧树干,采摘振动头振动以摇动松树,使得松果脱落,采摘松果的快慢与采摘振动头的振动频率有关
C. 图丙所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化,是由于多普勒效应引起的
D. 图丁所示竖直的肥皂膜看起来是水平的彩色横纹,是由于光的衍射产生的
3. 如图所示,为某一弹簧振子的振动图像,下列说法不正确的是( )
A. t1时刻,振子的位移为正,加速度为负
B. t2时刻,振子的位移为负,速度为正
C. t1与t2时刻,弹簧的长度相同
D. t3时刻,振子的速度与t2时刻相同
4. 一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时的波动图像如图甲所示,图乙为质点P的振动图像,则( )
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 若遇到3m的障碍物,该波能发生明显的衍射现象
C. 该波的传播速率为0.25m/s
D. 经过0.5s,质点P沿波传播方向移动2m
5. 由半导体材料制成的热敏电阻,电阻率随温度的升高而减小,经常用于火警报警装置。如图甲所示是一火警报警器的电路示意图,理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=22:1,原线圈接图乙所示的正弦交流电,副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻RT及报警器P(有内阻)组成闭合电路,流过报警器P的电流超过Ic时就会发出警报声。则以下判断正确的是 ( )
A. 电压表示数为10 V
B. 变压器原线圈两端交变电压u=220sinπt(V)
C. 当RT所在处出现火情时,流过报警器P的电流会增加
D. 当RT所在处出现火情时,变压器输入功率减小
6. 如图所示,一段长方体形导电材料,已知该导电材料单位体积内自由运动电荷数为n,左右两端面的边长都为a和b,内有带电量为-q()的自由运动电荷.导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。当通以从左到右的稳恒电流I时,则导电材料上、下表面之间的电压U及上、下表面的电势高低的表述正确的是.( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
7. 如图所示为电磁轨道炮的工作原理图,待发射弹体与轨道保持良好接触,并可在两平行轨道之间无摩擦滑动。电流从一条轨道流入,通过弹体流回另一条轨道,轨道电流在弹体处形成垂直于轨道平面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与电流I成正比,弹体在安培力的作用下从静止开始滑行L后离开轨道,离开轨道时的速度大小为,为使弹体射出时的速度变为,理论上可采用的方法有( )
A. 只将轨道长度L变为原来的2倍
B. 只将电流I变为原来的2倍
C. 只将电流I变为原来的4倍
D. 只将弹体质量变为原来2倍
8. 跳水运动一直是我国传统的优势体育项目,我们的国家跳水队享有“梦之队”的赞誉。在某次训练中,跳水运动员在跳台上由静止开始竖直落下,进入水中后在水中做减速运动,速度减为零时并未到达池底。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 运动员在空中运动时,其动量变化量大于重力的冲量
B. 运动员从刚进入水中到速度减为零的过程中,其重力的冲量等于水的作用力的冲量
C. 运动员从开始下落到速度减为零的过程中,其动量的改变量等于水的作用力的冲量
D. 运动员从开始下落到速度减为零的过程中,其重力的冲量与水的作用力的冲量等大反向
二、多选题(共计16分)
9. 在抗击新冠肺炎疫情的战役中,为了发现高危人群中的疑似病人,通常利用红外线测量人体的温度。关于电磁波的应用,下列说法正确的是( )
A. 红外线、X射线、γ射线中红外线的波长最长
B. 红外线的显著作用是热效应,温度较低的物体不能辐射红外线
C. X射线片可以用于诊断病情,γ射线可以摧毁病变的细胞
D. 物体做受迫振动时,其振动频率等于驱动力的频率
10. 质量为m、电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成θ角从O点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区,该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下,恰好沿直线运动到A,下列说法中正确的是(重力加速度为g)( )
A. 该微粒一定带负电荷
B. 微粒从O到A的运动可能是匀变速运动
C. 该磁场的磁感应强度大小为
D. 该电场的电场强度大小为
11. 空间存在一方向竖直向下的匀强磁场,其左边界如图(a)中的虚线所示,一长为0.4 m、电阻为的硬质细导线做成的正方形闭合线框放置在绝缘水平桌面上,恰好有一半处于匀强磁场中。当磁感应强度B随时间t按图(b)所示的规律变化时,线框在桌面上始终保持静止状态。则( )
A. 线框中的感应电流方向为顺时针方向
B. 线框中的感应电动势大小为
C. 线框中的电功率为
D. 0.3 s时线框受到的摩擦力大小为
12. 如图,一列简谐横波沿x轴正方向传播,图中的实线和虚线分别为t=0和t=0.3s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.3s。关于该简谐波,下列说法正确的是( )
A. 周期为1.2s
B. 波速为10m/s
C. x=4m处的质点在t=1.5s时位于波峰
D. 若位于x=10m处的观察者沿x轴负方向靠近波源,则观察者接收到的频率变大
三、实验题(共计12分)
13. 某同学在做“验证动量守恒定律”的实验中,实验室具备的实验器材有:斜槽轨道,两个大小相等、质量不同的小钢球A、B,刻度尺,白纸,圆规,重垂线一条。实验装置及实验中小球运动轨迹及落点平均位置如图甲所示。
(1)对于实验中注意事项、测量器材和需测量的物理量,下列说法中正确的是___________。
A.实验前轨道的调节应注意使槽的末端的切线水平
B.实验中要保证每次A球从同一高处由静止释放
C.实验中还缺少的实验器材有复写纸和秒表
D.实验中需测量的物理量只有线段和的长度
(2)实验中若小球A的质量为,小球B的质量为,当时,实验中记下了O、M、P、N四个位置(如图乙所示),若满足___________(用、、、、表示),则说明碰撞中动量守恒;若还满足___________(只能用表示),则说明碰撞前后动能也相等。
14. 在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,实验装置如图所示。
(1)某同学以线状白炽灯为光源,对实验装置进行调节并观察了实验现象后,总结出以下几点,下列说法中正确的是________。
A.干涉条纹与双缝垂直
B.单缝和双缝应相互平行放置
C.若取下滤光片,光屏上可观察到白光干涉图样
D.想增加从目镜中观察到的条纹个数,可以将单缝向双缝靠近
(2)将测量头分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上螺旋测微器示数如图甲所示。然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时图乙中手轮上的示数为_________mm。
(3)已知双缝间距d为2.0×10﹣4m,测得双缝到屏的距离L为0.600m,求所测量光的波长为____m(结果保留三位有效数字)。
四、解答题(共计40分)
15. 如图所示,两根足够长的平行金属导轨MN、PQ竖直放置,导轨光滑且电阻不计,导轨间距为L,上端与一阻值为R的定值电阻相连,两平行虚线Ll、L2间有一与导轨所在平面垂直、磁感应强度为B的有界匀强磁场,磁场宽度为d,电阻也为R、质量为m的细金属棒ab垂直导轨放置在导轨上。现将金属棒ab从距上边界L1高度为h处由静止释放,棒进入磁场中先做减速运动后做匀速运动,已知棒ab始终与虚线L1平行并与导轨电接触良好,重力加速度为g,求∶
(1)棒ab刚进入磁场时的速度v及此时棒中的电流大小I;
(2)棒ab经过磁场的过程中,通过电阻R的电量q;
(3)棒ab经过磁场的过程中,电阻R上产生的焦热QR。
16. 如图所示一个上表面粗糙的木板B静止于光滑水平面上,木板B的质量,另有一个质量的物块A停在B的左端,质量的小球用长的轻绳悬挂在固定点上,小球在最低点时与物块A相切,现将轻绳拉至水平位置,由静止释放小球,小球在最低点与A发生碰撞后弹,反弹的速度大小为,设物块与小球均可视为质点,且木板B足够长,不计空气阻力,取,试求:
(1)小球与A发生碰撞前瞬间的速度;
(2)物块A与木板B相互作用后达到的共同速度;
(3)在从释放小球到A、B达到共同速度的过程中,小球及A、B组成的系统损失的总机械能.
17. 汤姆逊用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示,真空管内的阴极K发出的电子(不计初速度.重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后,穿过A.A′中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'间的区域.当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成了一个亮点;加上偏转电压U后,亮点偏离到O′点,(O′与O点的竖直间距为d,水平间距可忽略不计.此时,在P和P′间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场.调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到O点.已知极板水平方向的长度为L1,极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离为L2(如图所示).
(1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小.
(2)推导出电子的比荷的表达式
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高二物理期末模拟复习试题1
一、单选题(共计32分)
1. 如图所示,从S点向两个方向分别发出光束a和光束b,两束光经三棱镜折射后平行射出,以下说法正确的是( )
A. 三棱镜对a光的折射率小于对b光的折射率
B. 在三棱镜中a光的速度小于b光的速度
C. 在真空中a光的频率小于b光的频率
D. 在真空中a光的速度小于b光的速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图看出,通过玻璃三棱镜后a光的偏折角大于b光的偏折角,根据折射定律知a光的折射率大于b光的折射率,A错误;
B.a光的折射率大于b光的折射率,由
可知光a在三棱镜中的传播速度要小于光束b,B正确;
D.在真空中,光的传播速度都为,D错误;
C.a光的折射率大于b光的折射率,则在真空中a光的频率大于b光的频率,C错误。
故选B。
2. 生活中处处有物理,下列生活中有关物理的说法不正确的是( )
A. 甲图中,智能手表采用无线充电方式是利用了互感的原理
B. 乙图中,工人采摘松果时机械管抱紧树干,采摘振动头振动以摇动松树,使得松果脱落,采摘松果的快慢与采摘振动头的振动频率有关
C. 图丙所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化,是由于多普勒效应引起的
D. 图丁所示竖直的肥皂膜看起来是水平的彩色横纹,是由于光的衍射产生的
【答案】D
【解析】
【详解】A.无线充电方式与变压器工作原理相同,均是利用了互感的原理,即甲图中,智能手表采用无线充电方式是利用了互感的原理,A正确,不符合题意;
B.采摘振动头振动以摇动松树,松树发生受迫振动,其频率等于驱动力的频率。即等于采摘振动头的振动频率,该频率越接近松树的固有频率,松树的振幅越大,采摘效果越好,即采摘松果的快慢与采摘振动头的振动频率有关,B正确,不符合题意;
C.急救车靠近人时,人接收到的频率增大,远离时,人接收到的频率减小,即疾驰而过的急救车使人感觉音调变化,这是由于多普勒效应引起的,C正确,不符合题意;
D.肥皂膜看起来是水平的彩色横纹,是由于光的干涉产生的,D错误,符合题意。
故选D。
3. 如图所示,为某一弹簧振子的振动图像,下列说法不正确的是( )
A. t1时刻,振子的位移为正,加速度为负
B. t2时刻,振子的位移为负,速度为正
C. t1与t2时刻,弹簧的长度相同
D. t3时刻,振子的速度与t2时刻相同
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】AB.振动图像描述的是振子的位移随时间的变化规律。在横轴上方时,位移为正值,加速度为负值,而在横轴下方时,与在上方相反。故A正确,与题意不符;B错误,与题意相符;
C.在t1与t2时刻,振子的位移相同,说明振子一定在同一位置,所以弹簧长度相同。故C正确,与题意不符;
D.t2和t3时刻,振子位移大小相等、方向相反,位置关于平衡位置对称,速度大小相等,且都沿负方向,所以速度相同。故D正确,与题意不符。
故选B。
4. 一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时的波动图像如图甲所示,图乙为质点P的振动图像,则( )
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 若遇到3m的障碍物,该波能发生明显的衍射现象
C. 该波的传播速率为0.25m/s
D. 经过0.5s,质点P沿波的传播方向移动2m
【答案】B
【解析】
【详解】A.在乙图上读出t=0时刻P质点的振动方向沿y轴负方向,在甲图上判断出该波的传播方向沿x轴负方向.故A不符合题意;
B.由于该波的波长为4m,所以该波在传播过程中若遇到3m的障碍物,能发生明显的衍射现象,故B符合题意;
C.由甲读出该波的波长为4m,由乙图读出周期为1s,则波速为
故C不符合题意;
D.质点只在自己的平衡位置附近上下振动,并不沿波的传播方向向前传播.故D不符合题意。
故选B。
5. 由半导体材料制成的热敏电阻,电阻率随温度的升高而减小,经常用于火警报警装置。如图甲所示是一火警报警器的电路示意图,理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=22:1,原线圈接图乙所示的正弦交流电,副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻RT及报警器P(有内阻)组成闭合电路,流过报警器P的电流超过Ic时就会发出警报声。则以下判断正确的是 ( )
A. 电压表示数为10 V
B. 变压器原线圈两端交变电压u=220sinπt(V)
C. 当RT所在处出现火情时,流过报警器P的电流会增加
D. 当RT所处出现火情时,变压器输入功率减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.原线圈电压的有效值为
理想变压器原、副线圈的匝数比
根据变压器原、副线圈中的电压之比等于匝数比得副线圈电压的有效值为
由于报警器有内阻,所以电压表示数小于10V,故A错误;
B.原线圈接的图乙所示的正弦交流电,由图知最大电压,周期,故角速度是
变压器原线圈中交流电压的瞬时表达式
故B错误;
C.当处温度升高时阻值减小,副线圈中电流增大,报警器将会发出警报声,故C正确;
D.处温度升高时副线圈中电流增大,而副线圈的电压不变,变压器的输出功率变大,变压器的输入功率变大,故D错误;
故选C。
6. 如图所示,一段长方体形导电材料,已知该导电材料单位体积内自由运动电荷数为n,左右两端面的边长都为a和b,内有带电量为-q()的自由运动电荷.导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。当通以从左到右的稳恒电流I时,则导电材料上、下表面之间的电压U及上、下表面的电势高低的表述正确的是.( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
【答案】B
【解析】
【分析】由左手定则判断电荷移动方向,从而得出上下表面的电势高低,利用洛伦兹力与电场力平衡计算电压的大小.
【详解】电荷带负电,由左手定则可判断出电荷向上偏转,上板带负电,故,
设两板间的电压为U,则电场强度,利用电流的微观表达式可得,电荷的速度,稳定时洛伦兹力与电场力平衡,有,代入计算可得,故选B.
【点睛】解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向,以及知道最终电荷在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡.
7. 如图所示为电磁轨道炮的工作原理图,待发射弹体与轨道保持良好接触,并可在两平行轨道之间无摩擦滑动。电流从一条轨道流入,通过弹体流回另一条轨道,轨道电流在弹体处形成垂直于轨道平面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与电流I成正比,弹体在安培力的作用下从静止开始滑行L后离开轨道,离开轨道时的速度大小为,为使弹体射出时的速度变为,理论上可采用的方法有( )
A. 只将轨道长度L变为原来的2倍
B. 只将电流I变为原来的2倍
C. 只将电流I变为原来的4倍
D. 只将弹体质量变为原来的2倍
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可知,弹体在轨道上做匀加速运动,由运动公式有
由牛顿第二定律有
又有
,
联立解得
则为使弹体射出时的速度由变为,即射出时的速度变为原来的2倍,可仅将轨道长度变为原来的4倍;或仅将电流I变为原来的2倍;或仅将弹体质量变为原来的倍。
故选B。
8. 跳水运动一直是我国传统的优势体育项目,我们的国家跳水队享有“梦之队”的赞誉。在某次训练中,跳水运动员在跳台上由静止开始竖直落下,进入水中后在水中做减速运动,速度减为零时并未到达池底。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 运动员在空中运动时,其动量变化量大于重力的冲量
B. 运动员从刚进入水中到速度减为零的过程中,其重力的冲量等于水的作用力的冲量
C. 运动员从开始下落到速度减为零的过程中,其动量的改变量等于水的作用力的冲量
D. 运动员从开始下落到速度减为零的过程中,其重力的冲量与水的作用力的冲量等大反向
【答案】D
【解析】
【详解】A.运动员在空中运动过程中只受重力作用,根据动量定理可知运动员在空中动量的改变量等于重力的冲量,故A错误;
B.运动员在水中运动过程中受到重力和水对他的作用力,动量的变化向上,则其重力的冲量小于水的作用力的冲量,故B错误;
C.整个过程根据动量定理可得I=m△v=0,故运动员整个向下运动过程中合外力的冲量为零,故C错误;
D.整个过程根据动量定理可得
I=IG+IF=m△v=0
所以
IG=-IF
即运动员整个运动过程中重力冲量与水的作用力的冲量等大反向,故D正确;
故选D。
二、多选题(共计16分)
9. 在抗击新冠肺炎疫情的战役中,为了发现高危人群中的疑似病人,通常利用红外线测量人体的温度。关于电磁波的应用,下列说法正确的是( )
A. 红外线、X射线、γ射线中红外线的波长最长
B. 红外线的显著作用是热效应,温度较低的物体不能辐射红外线
C. X射线片可以用于诊断病情,γ射线可以摧毁病变的细胞
D. 物体做受迫振动时,其振动频率等于驱动力的频率
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.红外线、X射线、γ射线中红外线的波长最长,故A正确;
B.红外线的显著作用是热效应,任何温度的物体都能辐射红外线,故B错误;
C .X射线片可以用于诊断病情,γ射线可以摧毁病变的细胞,故C正确;
D.物体做受迫振动时,其振动频率等于驱动力的频率,故D正确。
故选ACD。
10. 质量为m、电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成θ角从O点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区,该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下,恰好沿直线运动到A,下列说法中正确的是(重力加速度为g)( )
A. 该微粒一定带负电荷
B. 微粒从O到A的运动可能是匀变速运动
C. 该磁场的磁感应强度大小为
D. 该电场的电场强度大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.若粒子带正电,电场力向左,洛伦兹力垂直于OA线斜向右下方,则电场力、洛伦兹力和重力不能平衡,则粒子带负电,故A正确;
B.粒子如果做匀变速运动,重力和电场力不变,而洛伦兹力随速度变化而变化,粒子不可能沿直线运动,故B错误;
CD.粒子受力如图
由平衡条件得
解得
由图可知
解得,故C正确,D错误。
故选AC。
11. 空间存在一方向竖直向下的匀强磁场,其左边界如图(a)中的虚线所示,一长为0.4 m、电阻为的硬质细导线做成的正方形闭合线框放置在绝缘水平桌面上,恰好有一半处于匀强磁场中。当磁感应强度B随时间t按图(b)所示的规律变化时,线框在桌面上始终保持静止状态。则( )
A. 线框中的感应电流方向为顺时针方向
B. 线框中的感应电动势大小为
C. 线框中的电功率为
D. 0.3 s时线框受到的摩擦力大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图(b)可知,穿过线框磁通量逐渐增大,由楞次定律和安培定则可判断出线框中产生的感应电流方向为逆时针方向,故A错误;
B.由法拉第电磁感应定律
可得线框中产生的感应电动势大小为
故B正确;
C.由可得线框中的电功率为
故C错误;
D.由B-t图计算可得,时磁场的磁感应强度
由于线框始终静止不动,所以线框受到的静摩擦力大小始终等于安培力的大小,由可得线框在时受到的安培力大小为
线框静止在水平面上,则线框受到的摩擦力和安培力二力平衡,故以0.3 s时线框受到的静摩擦力大小为,故D正确。
故选BD。
12. 如图,一列简谐横波沿x轴正方向传播,图中的实线和虚线分别为t=0和t=0.3s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.3s。关于该简谐波,下列说法正确的是( )
A. 周期为1.2s
B. 波速为10m/s
C. x=4m处的质点在t=1.5s时位于波峰
D. 若位于x=10m处的观察者沿x轴负方向靠近波源,则观察者接收到的频率变大
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.由题意知
可得周期
T=s
知该简谐波的周期大于0.3s,则n取0,T=0.4s,故A错误;
B.波速为
故B正确;
C.x=4m处的质点在t=0时位于平衡位置且向下振动,则它在
时位于波峰处,故C正确;
D.若位于x=10m处的观察者沿x轴负方向靠近波源,由于简谐横波沿x轴正方向传播,由多普勒效应规律可知观察者接收到的频率变大,故D正确。
故选BCD。
三、实验题(共计12分)
13. 某同学在做“验证动量守恒定律”的实验中,实验室具备的实验器材有:斜槽轨道,两个大小相等、质量不同的小钢球A、B,刻度尺,白纸,圆规,重垂线一条。实验装置及实验中小球运动轨迹及落点平均位置如图甲所示。
(1)对于实验中注意事项、测量器材和需测量的物理量,下列说法中正确的是___________。
A.实验前轨道的调节应注意使槽的末端的切线水平
B.实验中要保证每次A球从同一高处由静止释放
C.实验中还缺少的实验器材有复写纸和秒表
D.实验中需测量的物理量只有线段和的长度
(2)实验中若小球A的质量为,小球B的质量为,当时,实验中记下了O、M、P、N四个位置(如图乙所示),若满足___________(用、、、、表示),则说明碰撞中动量守恒;若还满足___________(只能用表示),则说明碰撞前后动能也相等。
【答案】 ①. AB ②. m1·OP=m1·OM+m2·ON ③.
【解析】
【详解】(1)[1]A.由于要保证两球发生弹性碰撞后做平抛运动,即初速度沿水平方向,所以必须保证槽的末端的切线是水平的,故A正确;
B.由于实验要重复进行多次以确定碰撞后两小球的落点的确切位置,所以每次碰撞前小球A的速度必须相同,所以每次必须让A球从斜槽轨道上同一高度处由静止释放,故B正确;
C.验证
m1v0=m1v1+m2v2
由于碰撞后A球和B球从同一高度开始做平抛运动,根据
可得两球做平抛运动的时间相同,故可验证
m1v0t=m1v1t+m2v2t
而
v0t=OP
v1t=OM
v2t=ON
故只需要验证
m1OP=m1OM+m2ON
所以要测量A球的质量m1和B球的质量m2,需要天平;在地面上合适的位置铺上白纸并在白纸上面铺上复写纸,小球落在复写纸上,可以在白纸上留下落点印迹,所以还要复写纸,不需要秒表,故C错误;
D.由m1OP=m1OM+m2ON可知,实验中需要测量的物理量是A球的质量m1和B球的质量m2,线段OP、OM和ON的长度,故D错误。
故选AB。
(2)[2][3]由(1)可知验证碰撞中的动量守恒的表达式为
m1·OP=m1·OM+m2·ON
若碰撞前后系统的动能相等,则有
联立解得
14. 在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,实验装置如图所示。
(1)某同学以线状白炽灯为光源,对实验装置进行调节并观察了实验现象后,总结出以下几点,下列说法中正确的是________。
A.干涉条纹与双缝垂直
B.单缝和双缝应相互平行放置
C.若取下滤光片,光屏上可观察到白光的干涉图样
D.想增加从目镜中观察到的条纹个数,可以将单缝向双缝靠近
(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上螺旋测微器示数如图甲所示。然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时图乙中手轮上的示数为_________mm。
(3)已知双缝间距d为2.0×10﹣4m,测得双缝到屏的距离L为0.600m,求所测量光的波长为____m(结果保留三位有效数字)。
【答案】 ①. BC##CB ②. 13.865 ③. 7.70×10﹣7
【解析】
【详解】(1)[1]A.干涉条纹与双缝平行,故A错误;
B.单缝和双缝应相互平行放置,故B正确;
C.若取下滤光片,光屏上可观察到白光的干涉图样,故C正确;
D.想增加从目镜中观察到的条纹个数,则条纹间距减小;根据条纹间距公式
Δxλ
可知,可以将双缝的距离d增大,或将双缝到屏的距离L减小,或换用波长更小的光做该实验;单缝向双缝靠近,不会改变条纹间距,不会改变目镜中观察到的条纹个数,故D错误。
故选BC。
(2)[2]螺旋测微器的最小分度值为0.01mm,图乙中手轮上的示数为
x2=13.5mm+36.5×0.01mm=13.865mm
(3)[3]图甲所示螺旋测微器示数为
x1=2mm+32.0×0.01mm=2.320mm
条相邻纹间距为
由
Δxλ
得,所测光的波长为
四、解答题(共计40分)
15. 如图所示,两根足够长的平行金属导轨MN、PQ竖直放置,导轨光滑且电阻不计,导轨间距为L,上端与一阻值为R的定值电阻相连,两平行虚线Ll、L2间有一与导轨所在平面垂直、磁感应强度为B的有界匀强磁场,磁场宽度为d,电阻也为R、质量为m的细金属棒ab垂直导轨放置在导轨上。现将金属棒ab从距上边界L1高度为h处由静止释放,棒进入磁场中先做减速运动后做匀速运动,已知棒ab始终与虚线L1平行并与导轨电接触良好,重力加速度为g,求∶
(1)棒ab刚进入磁场时的速度v及此时棒中的电流大小I;
(2)棒ab经过磁场的过程中,通过电阻R的电量q;
(3)棒ab经过磁场的过程中,电阻R上产生的焦热QR。
【答案】(1) ,;(2) ;(3)
【解析】
【详解】(1)棒ab进入磁场前做自由落体运动,则
v2=2gh
此时棒中的电流
解得
(2)棒ab穿越磁场的过程中,流过棒的平均电流
经历的时间
通过电阻R的电量
解得
(3)棒ab在磁场中做匀速运动时有
而
设电路产生的总焦耳热为Q,由功能关系有
解得
则
16. 如图所示一个上表面粗糙的木板B静止于光滑水平面上,木板B的质量,另有一个质量的物块A停在B的左端,质量的小球用长的轻绳悬挂在固定点上,小球在最低点时与物块A相切,现将轻绳拉至水平位置,由静止释放小球,小球在最低点与A发生碰撞后弹,反弹的速度大小为,设物块与小球均可视为质点,且木板B足够长,不计空气阻力,取,试求:
(1)小球与A发生碰撞前瞬间速度;
(2)物块A与木板B相互作用后达到的共同速度;
(3)在从释放小球到A、B达到共同速度的过程中,小球及A、B组成的系统损失的总机械能.
【答案】(1)5m/s(2)0.75m/s(3)4.875J
【解析】
【详解】(1)对于小球,向下摆动的过程中机械能守恒,则有:
即得小球与A发生碰撞前瞬间的速度v1=5m/s.
(2)小球与A碰撞过程中,取水平向右为正方向,系统的动量守恒,得
mv1=−mv′1+MAvA
对于物块A与木板B相互作用过程中,由动量守恒定律得
MAvA=(MA+MB)v共,
解得v共=0.75m/s
(3)小球及A. B组成的系统损失的总机械能为:
联立以上各式,解得△E=4.875J.
17. 汤姆逊用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示,真空管内的阴极K发出的电子(不计初速度.重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后,穿过A.A′中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'间的区域.当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成了一个亮点;加上偏转电压U后,亮点偏离到O′点,(O′与O点的竖直间距为d,水平间距可忽略不计.此时,在P和P′间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场.调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到O点.已知极板水平方向的长度为L1,极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离为L2(如图所示).
(1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小.
(2)推导出电子的比荷的表达式
【答案】(1) (2)
【解析】
【详解】(1)当电子受到的电场力与洛沦兹力平衡时,电子做匀速直线运动,亮点重新回复到中心O点,设电子的速度为v,则
,得即;
(2)当极板间仅有偏转电场 时,电子以速度v进入后,竖直方向做匀加速运动,
加速度为
电子在水平方向作匀速运动,在电场内的运动时间为
这样,电子在电场中,竖直向上偏转的距离为
离开电场时竖直向上的分速度为
电子离开电场后做匀速直线运动,经t2时间到达荧光屏
t2时间内向上运动的距离为
这样,电子向上的总偏转距离为
,
可解得
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