精品解析:2025届河北省部分学校高三下学期考点评估物理试卷(三)
2025-07-03
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内容正文:
2025届高三年级考点评估测试卷
物理(三)
本试卷共8页,满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场、座位号、考生号填写在答题卡上。
2、回答选择题时,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,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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. 清华大学提出了一种稳态微聚束光源(SSMB)技术,即通过粒子加速器加速电子来获得光刻机生产高端芯片时需要使用到的极紫外光。极紫外光又称为极端紫外线辐射,是指电磁波谱中波长从121nm到10nm的电磁辐射。已知用波长为200nm的紫外线A照射金属B能发生光电效应。下列说法中正确的是( )
A. 极紫外光的频率小于紫外线A的频率
B. 极紫外光比紫外线A更容易发生衍射现象
C. 用极紫外光照射金属B也能发生光电效应
D. 极紫外光有显著的热效应
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据可知,极紫外光的波长小于紫外线A的波长,因此极紫外光的频率大于紫外线A的频率,故A错误;
B.由于极紫外光的波长小于紫外线A的波长,波长越短,越不易发生衍射现象,故B错误;
C.由于极紫外光的频率大于紫外线A的频率,用紫外线A照射金属B能发生光电效应,则用频率更高的极紫外光照射金属B也能发生光电效应,故C正确;
D.极紫外光的波长短,频率高,没有显著的热效应,故D错误。
故选C。
2. A、B两架无人机(可视为质点)从同一位置开始沿水平面运动,此后一段时间内的速度—时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. A沿直线运动,B沿曲线运动
B. 4s时,两无人机相遇
C. 1~3s内,两无人机间的距离先增大后减小
D. 0~4s内,两无人机的平均加速度相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.图像只能描述物体做直线运动,所以A、B均沿直线运动,故A错误;
BC.由题图可知,在内,B的速度一直比A的速度大,由于A、B两架无人机从同一位置开始沿水平面运动,则内,两无人机间的距离一直增大,4s时,两无人机没有相遇,故BC错误;
D.由题图可知,在内,两无人机的速度变化量相同,根据可知,两无人机的平均加速度相同,故D正确。
故选D。
3. 如图甲所示,粗细、长短均不同的两个轻弹簧1、2竖直固定在水平面上的同一点,细弹簧2嵌套在粗弹簧1内部,弹簧1的自由端有一质量为m的平板,此时木板离地面的距离为d。竖直向下的力F作用在平板上,缓慢压缩弹簧,力F的大小与木板的位移x的关系如图乙所示。已知重力加速度为g,两个弹簧始终处于弹性限度内。下列说法中正确的是( )
A. 弹簧1的原长为d B. 弹簧2的原长为
C. 弹簧1的劲度系数为 D. 弹簧2的劲度系数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.开始时弹簧1的压缩量为,则弹簧1的原长为,选项A错误;
B.由题意可知平板下降a后与弹簧2接触,可知弹簧2的原长为,选项B错误;
CD.由胡克定律可知,
解得弹簧1的劲度系数为
弹簧2的劲度系数为,选项C错误,D正确。
故选D。
4. 如图所示,一质量的小球C用轻绳AC和BC系在竖直杆AB上,现在小球绕AB杆匀速转动,轻绳伸直,OC垂直于AB,此时,。已知轻绳AC长为1.0m,足够结实,轻绳BC能承受的最大拉力为1.44N,小球C可视为质点,g取,,。那么小球做圆周运动的角速度( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】当轻绳AC和BC的拉力达到最大时,小球C的角速度最大,在竖直方向,有
在水平方向,根据牛顿第二定律,有
解得
当轻绳BC的拉力为零时,小球C的角速度最小,在竖直方向,有
在水平方向,根据牛顿第二定律,有
解得
所以小球做圆周运动的角速度满足
故选A。
5. 如图所示,一固定斜面倾角为,斜面顶端固定一个光滑定滑轮。跨过定滑轮的轻质细线,一端连接质量为m的木箱A(内装质量为3m的砂),细线的倾斜部分与斜面平行,另一端竖直悬挂质量为m的小桶B。用手沿斜面向下轻推木箱A,木箱A恰好沿斜面向下做匀速直线运动。让系统静止后将木箱A中2m的砂转移到小桶中,由静止释放木箱A。已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 木箱匀速运动时定滑轮对细线的作用力大小为mg
B. 木箱与斜面间的动摩擦因数为
C. 由静止释放木箱后木箱的加速度大小为
D. 由静止释放木箱后细线的拉力大小为3mg
【答案】C
【解析】
【详解】A.木箱匀速运动时绳子拉力,根据平行四边形定则可知,木箱匀速运动时定滑轮对细线的作用力大小,故A错误;
B.对木箱,由平衡条件有
解得,故B错误;
CD.让系统静止后将木箱A中2m的砂转移到小桶中,设绳子拉力为,对A有
对B有
联立解得,故C正确,D错误。
故选C。
6. 某光敏自动控制装置的简化电路如图甲所示,电源内阻忽略不计,为光敏电阻,其阻值与光照强度的关系如图乙所示,电压表和电流表均可视为理想电表。开关S闭合后,在环境光照条件变差的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数变大 B. 电流表的示数增大
C. 电源的总功率增大 D. 光敏电阻消耗的电功率减小
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由于电源内阻不计,故电压表示数不变,在环境光照条件变差的过程中,则电阻增大,则电路总电阻增大,干路电流减小,分压减小,则并联电压增大,故电流表的示数增大,故A错误,B正确;
C.干路电流减小,根据
可知电源的总功率减小,故C错误;
D.电阻增大,干路电流减小,电流表的示数增大,可知流过光敏电阻的电流减小,根据
可知无法判断光敏电阻消耗的电功率情况,故D错误。
故选B。
7. 如图所示,在空间直角坐标系中的、、、四点分别固定电荷量为+q、-q、+q、-q的四个点电荷,z轴上有两个点、(图中未画出)。已知静电力常量为k,无穷远处为电势零点。下列说法正确的是( )
A. O点的电场强度为0,电势不为0
B. AD连线中点的电场强度与BC连线中点的电场强度相同
C. E点、F点的电场强度为0,电势也为0
D. 沿y轴移动一个负试探电荷,它的电势能逐渐增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据电场的矢量叠加可知O点的电场强度为0,O点到四个电荷的距离相等,则电势也为0,故A错误;
B.根据矢量的叠加可知,AD连线中点的电场强度方向沿y轴负方向,BC连线中点的电场强度方向沿y轴正方向,故B错误;
C.根据矢量的叠加可知,E点、F点的电场强度为0,根据对称性可知这两点的电势也为0,故C正确;
D.y轴是一条等势线,沿y轴移动一个负试探电荷,它的电势能不变,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,有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 图甲为一列简谐横波在时刻的波形图,P是平衡位置为处的质点,Q是平衡位置为处的质点,图乙为质点Q的振动图像,则下列说法正确的是( )
A. 波沿x轴负方向传播
B. 波速为20m/s
C. 处质点的振动方程
D. 时,质点P的加速度为正向最大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图乙可知,0.10s时Q点向下振动,由同侧法结合图甲可知波沿x轴负方向传播,故A正确;
B.图甲可知波长为8m,图乙可知周期为0.20s,则波速
故B错误;
C.因为0.10s时半个周期,图甲可知0时刻处质点处于波峰位置,且振幅A=10cm,故处质点的振动方程
故C错误;
D.图甲中波谷传到P点时间为
因为
可知时,质点P的处于波谷位置,加速度为正向最大,故D正确。
故选AD。
9. 一儿童玩掷弹力球游戏,弹力球质量为m,他将小球从离水平地面高h处以初速度抛出,初速度与水平方向的夹角为,小球第三次落地时速度与水平方向的夹角为,已知小球与地面碰撞时水平方向速度不变,竖直方向速度方向相反,大小变为原来的一半,不计小球所受空气阻力和碰撞时间,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 小球被抛出后做匀变速曲线运动
B. 小球离地面的最大高度为
C. 小球第一次与地面碰撞时损失的机械能为
D. 第三次与地面碰撞前小球在空中运动的时间为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.小球被抛出后,在空中运动时只受重力作用,但与地面接触时,加速度向上,所以小球不做匀变速曲线运动,故A错误;
B.根据速度的分解原理可知,
小球第三次落地时速度与水平方向的夹角为,可见
则第一次落地竖直方向的速度为
第二次落地竖直方向的速度为
小球离地面的最大高度为
故B正确;
C.从抛出到小球第一次与地面碰撞后,根据能量守恒定律有
解得损失的机械能为
故C错误;
D.从抛出到上升至最高点的时间为
第一次下落的时间为
第二次上升和下落的总时间为
第三次上升和下落的总时间为
则第三次与地面碰撞前小球在空中运动的时间为,故D正确;
故选BD。
10. 如图所示,两根间距为L、电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角为,导轨底端接有两定值电阻,垂直于导轨方向的虚线MN、PQ间存在垂直于导轨平面向上磁感应强度为B的匀强磁场。在导轨上垂直于导轨放置一质量为m、电阻为的金属棒ab,金属棒ab与PQ间的距离为d(未知)。第一次由静止释放金属棒ab,它刚好匀速通过磁场区域。第二次将金属棒ab从与PQ距离为4d的轨道处由静止释放。已知虚线MN、PQ间的距离为L,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.
B. 金属棒ab匀速穿过磁场的过程中两端的电压为
C. 第二次释放后,金属棒刚进入磁场时的加速度大小为
D. 第二次释放后,金属棒穿过磁场的过程中通过电阻的电荷量为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.第一次由静止释放金属棒ab,它刚好匀速通过磁场区域,进入磁场前,根据动能定理可得
可得
金属棒进入磁场过程,根据受力平衡可得
又,
联立解得
金属棒ab匀速穿过磁场的过程中两端的电压为,故A正确,B错误;
C.第二次将金属棒ab从与PQ距离为4d的轨道处由静止释放,进入磁场前,根据动能定理可得
可得
金属棒刚进入磁场时,有,
根据牛顿第二定律可得
联立解得加速度大小为,故C正确;
D.第二次释放后,金属棒穿过磁场的过程中,通过金属棒的电荷量为
由于通过电阻的电流是通过金属棒电流的一半,则金属棒穿过磁场的过程中通过电阻的电荷量为,故D错误。
故选AC。
三、实验题:本题共2小题,每空2分,共16分。
11. “测量玻璃的折射率”的实验中,某同学在白纸上放好玻璃砖,AB和AC为玻璃砖与空气的两个界面,如图甲所示。已知,。实验过程如下:
(1)在玻璃砖的AB一侧插上两枚大头针和,用“×”表示大头针的位置,然后在AC侧透过玻璃砖观察,并依次插上大头针和,在插和时,应使______(选填选项前的字母)。
A. 只挡住的像 B. 只挡住的像
C. 把、的像都挡住 D. 把、的像和都挡住
(2)他们通过插针法得到了光线、在AB边界的射入点D和在AC边界的射出点E,如下图所示,则玻璃砖的折射率______(用“”、“”、“”或“”表示)。
(3)由于前面的方法需要用量角器测量角度,并且还要查数学用表,不太方便,于是有同学提出来可以在D点作一个圆,光线与圆周的交点分别为G、H,过G、H作法线的垂线,与法线相交于F和I,如下图所示,则玻璃砖的折射率______(用图中的线段表示)。
【答案】(1)CD (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据实验原理可知,在插和时,应使把、的像都挡住,把、的像和都挡住。
故选CD。
【小问2详解】
玻璃砖的折射率
【小问3详解】
结合题图,入射角的正弦值
折射角的正弦值
因为
联立解得玻璃砖的折射率
12. 某同学用如图甲所示的电路来测量未知电阻(约)。其中电源的电动势,内阻可忽略。已知图中电压表V(量程为0~3.0V,内阻),定值电阻的阻值为(阻值为),R为可变电阻,实验开始前三个开关均断开。实验的主要步骤如下:
A.闭合和,调节滑动变阻器的滑片在某个位置,读出电压表V的示数为,保持可变电阻R不变,再断开,读出电压表的示数为;
B.调节可变电阻R的接入电阻,重复A步骤的实验操作,多测几组、相对应的数值,作出的函数关系图像如图乙所示;
C.断开,闭合和,读出电压表的示数为。
(1)他们在实验室找到了三个可变电阻,标称如下:滑动变阻器,滑动变阻器,电位器,则甲中可变电阻R应该选______(填写仪器的代号)。
(2)写出乙图的函数表达式______(用E、、、、来表示),图像的纵轴截距为______。
(3)若乙图斜率的绝对值为k,则电源的电动势______,未知电阻______(用k、、、表示)。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 1
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
由于待测电阻的阻值约为,为了对电路进行有效调节,可变电阻的阻值应与待测电阻的阻值相当,故图甲中的可变电阻应选择;
【小问2详解】
[1][2]由题可知,、闭合时,则有
当闭合、断开时,则有
联立整理可得
即图像的纵截距为1。
【小问3详解】
[1]根据上述分析可知
解得
[2] 当断开,闭合和,则有
结合上述结论解得
四、解答题:本题共3小题,共38分。
13. 如图所示,在水库中固定一导热性能良好的玻璃筒,筒内横截面积,上筒口到水面的高度,将一活塞(厚度不计)从上筒口轻放入管内,稳定时活塞到筒内水面的高度。已知环境温度保持不变,大气压,g取,水的密度,活塞与玻璃筒气密性良好,且不计活塞与玻璃筒壁间的摩擦力。求:
(1)活塞的质量m;
(2)活塞在玻璃筒内下移的距离d。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由题可知,整个过程为等温变化,根据玻意耳定律可得
代入数据解得,活塞稳定时,筒内气体的压强为
对活塞受力分析,根据平衡条件可得
代入数据解得
【小问2详解】
筒内水面与筒外水面的高度差
活塞在玻璃筒内下移的距离
14. 如图所示,在xOy坐标平面上,第一、二象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,第四象限存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为kB。第三象限存在方向沿y轴正方向的匀强电场。在坐标点(,),一质量为m、电荷量为+q的带电粒子,以初速度沿x轴负方向射入匀强电场,粒子刚好从坐标点(,)进入第二象限,之后粒子进入磁场且在磁场运动过程中恰好不再返回电场。已知,忽略粒子重力,,。求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小;
(2)第四象限匀强磁场磁感应强度的大小kB。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
带电粒子在电场中做类平抛运动,沿轴方向有
沿轴方向有,
联立解得
【小问2详解】
带电粒子离开电场时沿轴方向的分速度为
可知带电粒子进入第二象限磁场时的速度大小为
带电粒子进入第二象限磁场时的速度方向与轴夹角为,则有
可得
粒子在第一、二象限匀强磁场中,由洛伦兹力提供向心力可得
解得
根据几何关系可得粒子经第一、二象限匀强磁场偏转沿轴的位移大小为
由题意可知粒子在磁场运动过程中恰好不再返回电场,则粒子的轨迹如图所示
设粒子在第四象限磁场中的轨道半径为,根据几何关系可得
解得
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得第四象限匀强磁场磁感应强度的大小为
15. 如图所示,绝缘粗糙的水平轨道AB与处于竖直平面内的半圆形光滑绝缘轨道BC平滑连接,BC为竖直直径,半圆形轨道的半径,所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线平行于AB,电场强度。将一带电体甲在P点由静止释放,此后甲与位于B点的不带电的绝缘体乙发生正碰并瞬间粘在一起,P点到B点的距离,已知带电体甲的带电量,甲、乙两个物体的质量m均为0.002kg且均可看作质点,带电体甲与水平轨道间的动摩擦因数为0.25,g取,,。求:
(1)甲、乙两个物体碰撞过程中损失的机械能;
(2)甲、乙两个物体粘在一起后沿半圆轨道运动过程中对轨道压力的最大值;
(3)粘连体离开C点后落到水平轨道上的位置与B点的距离d和落到轨道上时的速度v。
【答案】(1)0.05J
(2)0.32N (3)0.6m,4m/s,方向竖直向下
【解析】
【小问1详解】
对甲进行分析,根据动能定理有
解得
碰撞过程,根据动量守恒定律有
解得
则甲、乙两个物体碰撞过程中损失的机械能
解得
【小问2详解】
令甲、乙两个物体粘在一起后沿半圆轨道运动过程的等效物理最低点为D,该位置重力与电场力的合力方向背离圆心,令重力、电场力合力方向与水平方向夹角为,则有
解得
甲乙整体从B运动到D过程,根据动能定理有
在等效物理最低点,对甲乙整体进行分析,根据牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律有
解得
【小问3详解】
甲乙整体从B运动到C过程,根据动能定理有
解得
之后,甲乙整体在竖直方向做自由落体运动,则有,
水平方向做匀变速直线运动,则有,
解得,,
落到轨道上时的速度
解得
速度v的方向竖直向下。
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2025届高三年级考点评估测试卷
物理(三)
本试卷共8页,满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场、座位号、考生号填写在答题卡上。
2、回答选择题时,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,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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. 清华大学提出了一种稳态微聚束光源(SSMB)技术,即通过粒子加速器加速电子来获得光刻机生产高端芯片时需要使用到的极紫外光。极紫外光又称为极端紫外线辐射,是指电磁波谱中波长从121nm到10nm的电磁辐射。已知用波长为200nm的紫外线A照射金属B能发生光电效应。下列说法中正确的是( )
A. 极紫外光的频率小于紫外线A的频率
B. 极紫外光比紫外线A更容易发生衍射现象
C. 用极紫外光照射金属B也能发生光电效应
D. 极紫外光有显著的热效应
2. A、B两架无人机(可视为质点)从同一位置开始沿水平面运动,此后一段时间内的速度—时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. A沿直线运动,B沿曲线运动
B. 4s时,两无人机相遇
C. 1~3s内,两无人机间的距离先增大后减小
D. 0~4s内,两无人机的平均加速度相同
3. 如图甲所示,粗细、长短均不同的两个轻弹簧1、2竖直固定在水平面上的同一点,细弹簧2嵌套在粗弹簧1内部,弹簧1的自由端有一质量为m的平板,此时木板离地面的距离为d。竖直向下的力F作用在平板上,缓慢压缩弹簧,力F的大小与木板的位移x的关系如图乙所示。已知重力加速度为g,两个弹簧始终处于弹性限度内。下列说法中正确的是( )
A. 弹簧1的原长为d B. 弹簧2的原长为
C. 弹簧1的劲度系数为 D. 弹簧2的劲度系数为
4. 如图所示,一质量的小球C用轻绳AC和BC系在竖直杆AB上,现在小球绕AB杆匀速转动,轻绳伸直,OC垂直于AB,此时,。已知轻绳AC长为1.0m,足够结实,轻绳BC能承受的最大拉力为1.44N,小球C可视为质点,g取,,。那么小球做圆周运动的角速度( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示,一固定斜面倾角为,斜面顶端固定一个光滑定滑轮。跨过定滑轮的轻质细线,一端连接质量为m的木箱A(内装质量为3m的砂),细线的倾斜部分与斜面平行,另一端竖直悬挂质量为m的小桶B。用手沿斜面向下轻推木箱A,木箱A恰好沿斜面向下做匀速直线运动。让系统静止后将木箱A中2m的砂转移到小桶中,由静止释放木箱A。已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 木箱匀速运动时定滑轮对细线的作用力大小为mg
B. 木箱与斜面间的动摩擦因数为
C. 由静止释放木箱后木箱的加速度大小为
D. 由静止释放木箱后细线的拉力大小为3mg
6. 某光敏自动控制装置的简化电路如图甲所示,电源内阻忽略不计,为光敏电阻,其阻值与光照强度的关系如图乙所示,电压表和电流表均可视为理想电表。开关S闭合后,在环境光照条件变差的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数变大 B. 电流表的示数增大
C. 电源的总功率增大 D. 光敏电阻消耗的电功率减小
7. 如图所示,在空间直角坐标系中的、、、四点分别固定电荷量为+q、-q、+q、-q的四个点电荷,z轴上有两个点、(图中未画出)。已知静电力常量为k,无穷远处为电势零点。下列说法正确的是( )
A. O点的电场强度为0,电势不为0
B. AD连线中点的电场强度与BC连线中点的电场强度相同
C. E点、F点的电场强度为0,电势也为0
D. 沿y轴移动一个负试探电荷,它的电势能逐渐增大
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,有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 图甲为一列简谐横波在时刻的波形图,P是平衡位置为处的质点,Q是平衡位置为处的质点,图乙为质点Q的振动图像,则下列说法正确的是( )
A. 波沿x轴负方向传播
B. 波速为20m/s
C. 处质点的振动方程
D. 时,质点P的加速度为正向最大
9. 一儿童玩掷弹力球游戏,弹力球质量为m,他将小球从离水平地面高h处以初速度抛出,初速度与水平方向的夹角为,小球第三次落地时速度与水平方向的夹角为,已知小球与地面碰撞时水平方向速度不变,竖直方向速度方向相反,大小变为原来的一半,不计小球所受空气阻力和碰撞时间,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 小球被抛出后做匀变速曲线运动
B. 小球离地面的最大高度为
C. 小球第一次与地面碰撞时损失的机械能为
D. 第三次与地面碰撞前小球在空中运动的时间为
10. 如图所示,两根间距为L、电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角为,导轨底端接有两定值电阻,垂直于导轨方向的虚线MN、PQ间存在垂直于导轨平面向上磁感应强度为B的匀强磁场。在导轨上垂直于导轨放置一质量为m、电阻为的金属棒ab,金属棒ab与PQ间的距离为d(未知)。第一次由静止释放金属棒ab,它刚好匀速通过磁场区域。第二次将金属棒ab从与PQ距离为4d的轨道处由静止释放。已知虚线MN、PQ间的距离为L,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.
B. 金属棒ab匀速穿过磁场的过程中两端的电压为
C. 第二次释放后,金属棒刚进入磁场时的加速度大小为
D. 第二次释放后,金属棒穿过磁场的过程中通过电阻的电荷量为
三、实验题:本题共2小题,每空2分,共16分。
11. “测量玻璃的折射率”的实验中,某同学在白纸上放好玻璃砖,AB和AC为玻璃砖与空气的两个界面,如图甲所示。已知,。实验过程如下:
(1)在玻璃砖的AB一侧插上两枚大头针和,用“×”表示大头针的位置,然后在AC侧透过玻璃砖观察,并依次插上大头针和,在插和时,应使______(选填选项前的字母)。
A. 只挡住的像 B. 只挡住的像
C. 把、的像都挡住 D. 把、的像和都挡住
(2)他们通过插针法得到了光线、在AB边界的射入点D和在AC边界的射出点E,如下图所示,则玻璃砖的折射率______(用“”、“”、“”或“”表示)。
(3)由于前面的方法需要用量角器测量角度,并且还要查数学用表,不太方便,于是有同学提出来可以在D点作一个圆,光线与圆周的交点分别为G、H,过G、H作法线的垂线,与法线相交于F和I,如下图所示,则玻璃砖的折射率______(用图中的线段表示)。
12. 某同学用如图甲所示的电路来测量未知电阻(约)。其中电源的电动势,内阻可忽略。已知图中电压表V(量程为0~3.0V,内阻),定值电阻的阻值为(阻值为),R为可变电阻,实验开始前三个开关均断开。实验的主要步骤如下:
A.闭合和,调节滑动变阻器的滑片在某个位置,读出电压表V的示数为,保持可变电阻R不变,再断开,读出电压表的示数为;
B.调节可变电阻R的接入电阻,重复A步骤的实验操作,多测几组、相对应的数值,作出的函数关系图像如图乙所示;
C.断开,闭合和,读出电压表的示数为。
(1)他们在实验室找到了三个可变电阻,标称如下:滑动变阻器,滑动变阻器,电位器,则甲中可变电阻R应该选______(填写仪器的代号)。
(2)写出乙图的函数表达式______(用E、、、、来表示),图像的纵轴截距为______。
(3)若乙图斜率的绝对值为k,则电源的电动势______,未知电阻______(用k、、、表示)。
四、解答题:本题共3小题,共38分。
13. 如图所示,在水库中固定一导热性能良好的玻璃筒,筒内横截面积,上筒口到水面的高度,将一活塞(厚度不计)从上筒口轻放入管内,稳定时活塞到筒内水面的高度。已知环境温度保持不变,大气压,g取,水的密度,活塞与玻璃筒气密性良好,且不计活塞与玻璃筒壁间的摩擦力。求:
(1)活塞的质量m;
(2)活塞在玻璃筒内下移的距离d。
14. 如图所示,在xOy坐标平面上,第一、二象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,第四象限存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为kB。第三象限存在方向沿y轴正方向的匀强电场。在坐标点(,),一质量为m、电荷量为+q的带电粒子,以初速度沿x轴负方向射入匀强电场,粒子刚好从坐标点(,)进入第二象限,之后粒子进入磁场且在磁场运动过程中恰好不再返回电场。已知,忽略粒子重力,,。求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小;
(2)第四象限匀强磁场磁感应强度的大小kB。
15. 如图所示,绝缘粗糙的水平轨道AB与处于竖直平面内的半圆形光滑绝缘轨道BC平滑连接,BC为竖直直径,半圆形轨道的半径,所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线平行于AB,电场强度。将一带电体甲在P点由静止释放,此后甲与位于B点的不带电的绝缘体乙发生正碰并瞬间粘在一起,P点到B点的距离,已知带电体甲的带电量,甲、乙两个物体的质量m均为0.002kg且均可看作质点,带电体甲与水平轨道间的动摩擦因数为0.25,g取,,。求:
(1)甲、乙两个物体碰撞过程中损失的机械能;
(2)甲、乙两个物体粘在一起后沿半圆轨道运动过程中对轨道压力的最大值;
(3)粘连体离开C点后落到水平轨道上的位置与B点的距离d和落到轨道上时的速度v。
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