内容正文:
2025年高考全真模拟试卷
物理
全卷满分100分,考试时间75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、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。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,只有一项符合题目要求。
1. 在家中为了方便使用卷纸,如图所示,用一个可转动“△”框将卷纸挂在墙上,使用过程中卷纸始终与墙面接触,若不计墙面与卷纸间的摩擦,当卷纸逐渐减少时( )
A. 框对卷纸的作用力变小 B. 框对卷纸的作用力方向竖直向上
C. 墙面对卷纸的弹力保持不变 D. 墙面和框对卷纸的合力保持不变
【答案】A
【解析】
【详解】设框对卷纸的作用力为F,方向指向左上方,墙面对卷纸的作用力为FN,则卷纸的受力情况如图所示
当卷纸逐渐减少时,F与竖直方向的夹角减小,重力减小,由图可知,F减小,FN减小,墙面和框对卷纸的合力与重力大小相等,所以合力减小。
故选A。
2. 网球训练中心使用的轮式发球机,侧视结构如图所示。两个半径均为25cm的橡胶轮,相反方向等速旋转,带动网球飞出。发球机喷嘴在地面附近,与水平面成37°角斜向上,sin37°=0.6,cos37°=0.8g取10m/s2。若要求水平射程约为15m,应将橡胶轮角速度调为约( )
A. 5 rad/s B. 10 rad/s
C. 50 rad/s D. 100rad/s
【答案】C
【解析】
【详解】设发球机射出网球速度大小为v,喷嘴在地面附近,网球离开喷嘴后做与水平面成37°角斜抛运动,在水平方向有
竖直方向,根据速度-时间公式有
速度为
联立解得
故选C。
3. 太阳系中,如图所示可以认为金星和火星均绕太阳做匀速圆周运动。已知金星的半径是火星半径的n倍,金星的质量为火星质量的K倍。若忽略行星的自转,说法正确的是( )
A. 金星绕太阳运动的周期比火星大
B. 金星的第一宇宙速度是火星的倍
C. 金星表面的重力加速度是火星的倍
D. 金星绕太阳的向心加速度小于火星绕太阳的向心加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据开普勒第三定律可知,轨道半径越大,则周期越长,所以金星绕太阳运动的周期比火星小,故A错误;
B.根据万有引力提供向心力
可得
由于金星的半径是火星半径的n倍,金星的质量为火星质量的K倍,则金星的第一宇宙速度是火星的倍,故B正确;
C.根据万有引力与重力的关系可得
所以
所以金星表面的重力加速度是火星的倍,故C错误;
D.根据万有引力提供向心力可得
所以
由于金星的轨道半径较小,所以金星绕太阳的向心加速度大于火星绕太阳的向心加速度,故D错误。
故选B。
4. 穿越机比无人机有着更高的速度,更强的机动性。如图,某穿越机沿水平方向做加速直线运动,某时刻空气对其作用力F与运动方向成θ夹角,速度为v,穿越机重力为G,则此时( )
A. 重力的功率为
B. 重力的功率为
C. 空气对其作用力的功率为
D. 空气对其作用力的功率为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.重力的方向与穿越机的运动方向垂直,所以重力的功率为0,故AB错误;
CD.空气对穿越机的作用力在运动方向的分力
则空气对其作用力的功率为
故C正确,D错误。
故选C。
5. 光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成,长为L,其侧截面如图所示,一复色光以一定的入射角()从轴心射入光导纤维后分为a、b两束单色光,已知内芯材料相对于外套材料对a光的相对折射率为n(),真空中的光速为c。下列说法正确的是( )
A. 在同一双缝干涉装置中光产生的条纹间距小
B. 入射角由逐渐增大时,单色光全反射现象先消失
C. 内芯相对外套是光疏介质
D. 若入射角时,、单色光在内芯和外套界面都发生全反射,则单色光在介质中传播的时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知b光的折射角更小,由
可知
则
根据
可知
根据
可知a光的条纹间距更大,故A错误;
B.由上分析可知内芯材料中a的折射率比对b的折射率小,根据
所以a光的临界角大,所以入射角i由逐渐增大时,a单色光全反射现象先消失,故B错误;
C.光从光密介质进入光疏介质才会发生全反射,所以内芯相对外套是光密介质,故C错误;
D.当入射角时,设a单色光的折射角为r,根据折射定律有
可得
根据数学知识可知
根据几何关系可知,a单色光的传播距离为
由
传播速度为
则a单色光在介质中传播的时间为
故D正确。
故选D。
6. 空间存在一沿轴方向的电场,一电荷量为的试探电荷只在电场力作用下从点开始以某一初速度沿轴正方向运动,其所受电场力随位置变化的图像如图所示,以轴正方向为电场力的正方向,设无穷远处电势为零。以下说法正确的是( )
A. 处的电势最低
B. 处的场强最大
C. 在处的速度大于在处的速度
D. 在处的电势能最大
【答案】A
【解析】
【详解】AD.由图可知,在范围内,电荷所受电场力合力水平向左,电场力做负功,电势能增大;在范围内,电荷所受电场力合力水平向右,电场力做正功,电势能减小,故在处电势能最大,根据可知在处电势最低,故A正确,D错误;
B.由结合图像可知,电荷在处所受电场力为0,电场强度最小,故B错误;
C.在范围内,电荷所受电场力合力水平向右,电场力做正功电势能减小,动能增大,故电荷在处的速度小于在处的速度,故C错误;
故选A。
7. 竖直方向的弹簧一端固定于A点,另一端连一小球,小球穿过固定在y轴上的光滑直杆,一水平弹性长绳与小球相连,沿绳方向建立x轴,沿弹簧轴线方向建立y轴,如图甲所示。现让小球在竖直方向上做周期为T的简谐振动,带动弹性绳形成向右的简谐横波。振动后,某时刻记为 t=0时刻,时弹性绳状态如图乙所示,则小球的位移y随时间t变化的关系式为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由波形图知,时刻小球在平衡位置且正向下振动,可知0时刻小球在负方向最大位移处,故小球的振动关系式为,故ABC错误, D正确。
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,导线中带电粒子的定向运动形成了电流。电荷定向运动时所受洛伦兹力的矢量和,在宏观上表现为导线所受的安培力。下面的分析正确的是( )
A. 洛伦兹力和安培力是性质相同的两种力
B. 洛伦兹力的方向、粒子运动方向和磁场方向不一定相互垂直
C. 粒子在只受到洛伦兹力作用时动能会减少
D. 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,其运动半径与带电粒子的比荷无关
【答案】AB
【解析】
【详解】A.安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观形式,故安培力和洛伦兹力是性质相同的力,本质上都是磁场对运动电荷的作用力,A正确;
B.根据左手定则,可知洛伦兹力总是垂直磁场方向与速度方向所构成的平面,而磁场方向与速度方向不一定垂直,B正确;
C.洛伦兹力对粒子不做功,即粒子在只受到洛伦兹力作用时,动能不变,C错误;
D.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力得,解得
可知运动半径与带电粒子的比荷有关,D错误。
故选AB。
9. 中国将在2025年开工建设全球首座商用钍基熔盐堆,预计2029年投入运行,这是核能领域又一重大突破!如图所示是不易裂变的转化为易裂变的的过程示意图。下列说法正确的是( )
A. 衰变为是β衰变
B. 的比结合能小于的比结合能
C. 衰变为放出的电子来自原子核外电子
D. 可以通过升温、加压的方式改变核废料的半衰期
【答案】AB
【解析】
【详解】A.衰变为满足质量数守恒和电荷数守恒,可知生成物为电子,则为β衰变,故A正确;
B.衰变为释放出能量,则生成物比反应物更稳定,即生成物的比结合能大于反应物的比结合能,故B正确;
C.β衰变的实质是原子核内的中子变成质子和电子,则放出的电子来源于原子核内,故C错误;
D.放射性元素的半衰期由原子核决定,与外界的温度、压强无关,与化学状态也无关,故D错误。
故选AB。
10. 如图所示,空间中存在水平向右的匀强磁场,磁感应强度为B。某处S点有电子射出,电子的初速度大小均为v,初速度方向呈圆锥形,且均与磁场方向成角(),S点右侧有一与磁场垂直的足够大的荧光屏,电子打在荧光屏上的位置会出现亮斑。若从左向右缓慢移动荧光屏,可以看到大小变化的圆形亮斑(最小为点状亮斑),不考虑其它因素的影响,下列说法正确的是( )
A. 若圆形亮斑的最大半径为R,则电子的比荷为
B. 若圆形亮斑的最大半径为R,则电子的比荷为
C. 若荧光屏上出现点状亮斑时,S到屏的距离为d,则电子的比荷可能为
D. 若荧光屏上出现点状亮斑时,S到屏的距离为d,则电子的比荷可能为
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB.将电子的速度分解为水平方向的速度,和竖直方向的速度,即
,
在水平方向因为电子速度与磁场方向平行,所以不会受到洛伦兹力,即电子在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向因为粒子与磁场方向垂直,所以受到洛伦兹力,由于不计重力,所以在竖直方向粒子做匀速圆周运动。综上所述,可以将其看成水平方向的匀速直线,与竖直方向的粒子源问题,即,电子圆形亮斑的最大半径是电子轨迹圆周的半径的二倍,由此可知,在竖直方向轨迹圆周的半径为,有
整理有
故A正确,B错误;
CD.由于电子在水平方向做匀速直线运动,设电子到荧光屏的时间为t,有
解得
电子在竖直方向圆周运动,有
其周期为T,有
若荧光屏上出现点状亮斑时,即电子到达荧光屏上时,恰好在竖直方向完成一个完成的圆周运动,即电子到荧光屏的时间是电子竖直方向做圆周运动的周期的整数倍,有
(,2,3……)
整理有
(,2,3……)
当时,其比荷为
当时,比荷为
故CD正确。
故选ACD。
三、非选择题∶本题共5小题,共54分。
11. 智能手机内置很多传感器,磁传感器是其中一种。现用智能手机内的磁传感器结合某应用软件,利用长直木条的自由落体运动测量重力加速度。主要步骤如下:
(1)在长直木条内嵌入7片小磁铁,最下端小磁铁与其他小磁铁间的距离如图(a)所示。
(2)开启磁传感器,让木条最下端的小磁铁靠近该磁传感器,然后让木条从静止开始沿竖直方向自由下落。
(3)以木条释放瞬间为计时起点,记录下各小磁铁经过传感器的时刻,数据如下表所示:
0.00
0.05
0.15
0.30
0.50
0.75
1.05
0.000
0.101
0.175
0.247
0.319
0.391
0.462
(4)根据表中数据,在答题卡上补全图(b)中的数据点,并用平滑曲线绘制下落高度h随时间t变化的图线___________。
(5)由绘制的图线可知,下落高度随时间的变化是___________(填“线性”或“非线性”)关系。
(6)将表中数据利用计算机拟合出下落高度h与时间的平方的函数关系式为(国际单位制)。据此函数式可得重力加速度大小为___________。(结果保留3位有效数字)
(7)若因操作不慎,导致长木条略有倾斜地自由下落,则测量值___________真实值。(结果填等于、大于或小于)
【答案】 ①. ②. 非线性 ③. 9.83 ④. 大于
【解析】
【详解】(4)补上数据点后绘制下落高度h随时间t变化的图线如图
(5)由绘制的图线可知,下落高度随时间的变化是非线性关系。
(6)根据
结合
可知
解得
g=9.83m/s2
(7)若因操作不慎,导致长木条略有倾斜地自由下落,则各个小磁铁经过传感器时的时间偏小,则加速度的测量值大于真实值。
12. 某物理实验小组利用如图所示的电路同时测量一只有30格刻度的毫安表的量程、内阻和光敏电阻的阻值与光照强度之间的关系。实验室能提供的实验器材有:学生电源(输出电压为U = 18.0V,内阻不计)、电阻箱(最大阻值9999.9Ω)、单刀双掷开关一个、导线若干。
(1)该小组实验时先将电阻箱的阻值调至最大,然后将单刀双掷开关接至a端,开始调节电阻箱,发现将电阻箱的阻值调为1100Ω时,毫安表刚好半偏;将电阻箱的阻值调为500Ω时,毫安表刚好能满偏。实验小组据此得到了该毫安表的量程为Ig = _______mA,内阻Rg = ________Ω。
(2)光敏电阻的阻值随光照强度的变化很大,为了安全,该小组需将毫安表改装成量程为3A的电流表,则需将毫安表________(选填“串联”或“并联”)一个阻值为R′ = ________Ω的电阻。(结果保留两位有效数字)
(3)改装完成后(表盘未改动),该小组将单刀双掷开关接至b端,通过实验发现,流过毫安表的电流I(单位:mA)与光照强度E(单位:cd)之间的数量关系满足。由此可得光敏电阻的阻值R(单位:Ω)与光照强度E(单位:cd)之间的关系为R = ________(Ω)(用含“E”的代数式表示)。
【答案】(1) ①. 30 ②. 100
(2) ①. 并联 ②. 1.0
(3)
【解析】
【小问1详解】
(1)[1][2]设毫安表每格表示电流大小为I0,则当电阻箱的阻值为R1 = 1100Ω时,由欧姆定律可得
15I0(R1+Rg) = U
当电阻箱的阻值为R2 = 500Ω时,则有
30I0(R1+Rg) = U
两式联立并代入数据可解得
Rg = 100Ω,I0 = 1mA
故该毫安表的量程
Ig = 30I0 = 30mA
【小问2详解】
[1][2]要将量程为300mA的毫安表改成量程为IA = 3A电流表,则需在毫安表两端并联一个电阻,设其电阻为R′,则有
IgRg = (IA−Ig)R′
代入数据可解得
R′ ≈ 1.0Ω
【小问3详解】
由题意可知,改装后电流表的内阻为RG = 1Ω,设通过光敏电阻的电流大小为I′(单位:A)则有则有
(R+RG)I′ = U成立
且
I′RG = IRg
由以上两式可得
整理可得
13. 如图所示,有一个竖直放置的容器,横截面积为S,有一隔板放在卡槽上将容器分隔为容积均为的上下两部分,另有一只体积为的气筒分别通过单向进气阀m、n(m只能向左打开, n只能向右打开)与容器上下两部分连接,初始时两个阀门均关闭,活塞位于气筒最右侧,上下气体压强均为大气压强,活塞从气筒的最右侧运动到最左侧完成一次抽气,从最左侧运动到最右侧完成一次打气。活塞完成一次抽气、打气后,隔板与卡槽未分离,重力加速度为,气筒连接处的体积不计,抽气、打气时气体温度保持不变,活塞不漏气。
(1)求活塞刚好完成一次抽气、打气时容器上下两部分气体压强之比;
(2)当完成抽气、打气各2次后,隔板与卡槽仍未分离,则隔板的质量至少是多少?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
活塞完成一次抽气、打气后,由玻意耳定律
对上部分气体得
对下部分气体得
根据题意
联立得上下两部分气体压强之比
【小问2详解】
当完成抽气、打气各2次后,对上部分气体
对下部分气体
联立得,
因隔板与卡槽仍未分离
则由力学知识可得
解得隔板的质量至少为
14. 球场上,一个篮球B恰巧停在了篮筐上。一位同学站在篮筐侧面靠近底边线的位置,在距离篮球B球心水平距离为x的地方跳起投出篮球A,将停在篮筐上的篮球B击飞。出手时A球球心离地面的高度为h,篮球B球心离地面的高度为H。两个篮球质量均为m,可以将篮球看成位于球心的质点,忽略空气阻力,重力加速度为g,。
(1)若篮球A水平击中篮球B,两球发生对心弹性碰撞,求碰后瞬间篮球B获得的速度大小。
(2)若该同学想与水平面成53°抛出球A,则要击中B球需要多大的初动能。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,篮球到达篮筐时,竖直速度刚好为零;根据逆向思维将篮球看成从篮筐处开始做平抛运动;设篮球A水平击中篮球B之前瞬间速度为,碰后瞬间篮球A的速度为,篮球B获得的速度为。由平抛运动规律可得,
求得
两个篮球弹性碰撞有,
联立解得碰后瞬间篮球B获得的速度大小
【小问2详解】
设出手时球A瞬时速度与水平方向的夹角为,根据,
联立解得
则要击中B球,A球需要的初动能动能大小
15. 如图所示,两根平行导轨水平放置,间距,两导轨左端接有单刀三掷开关,三条支路上分别接有电容为的电容器,电动势为、内阻为的电源,阻值为的定值电阻,初始时开关与电容器所在支路1相连。整个导轨平面内有垂直纸面向内的匀强磁场,磁感应强度大小。在导轨上静止放置质量为的导体棒,导体棒与MN左侧导轨之间的动摩擦因数为,MN右侧的导轨光滑,导体棒到MN的距离为。现给导体棒施加水平向右的恒定拉力,当导体棒运动到MN时撤去拉力,同时单刀三掷开关变为与电源所在支路2相连。经过一段时间后,导体棒再次经过MN时,单刀三掷开关变为与电阻所在支路3相连。已知导体棒最终恰好静止在初始位置,从开始运动到最终静止一共经历时间,导轨与导体棒电阻均忽略不计,重力加速度为,求:
(1)当导体棒在拉力作用下速度达到时,此时电容器所带电荷量;
(2)导体棒第一次运动到MN所用的时间;
(3)整个过程中电源内阻和定值电阻上产生的焦耳热和。
【答案】(1)q=CBLv
(2)
(3),
【解析】
【详解】(1)导体棒运动速度为 v 时,感应电动势 E=BLv
电容器两端电压 U=BLv
电容器所带电荷量 q=CBLv
(2)对导体棒运动过程受力分析,由牛顿第二定律
电容器充电电流
由电容定义式,得
联立,解得导体棒加速度
故导体棒做匀加速直线运动,由运动学公式,得
解得
(3)设导体棒第一次经过MN时速度大小为,第二次经过MN时速度大小为,两次经过MN的时间间隔为,从第二次经过MN到最终静止时间为,流过电源的电荷量为
由运动学公式,得 ①
导体棒与电源相连时,由动量定理,得
由于导体棒与电源相连的整个运动过程位移为0,求和,可得 ②
同理,有
导体棒第二次经过MN后,与电阻相连,由动量定理,得
导体棒与电阻相连时位移为x0,求和,可得 ③
由时间关系可得 ④
由能量守恒得 ⑤
⑥
联立①~⑥,解得
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2025年高考全真模拟试卷
物理
全卷满分100分,考试时间75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、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。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,只有一项符合题目要求。
1. 在家中为了方便使用卷纸,如图所示,用一个可转动“△”框将卷纸挂在墙上,使用过程中卷纸始终与墙面接触,若不计墙面与卷纸间的摩擦,当卷纸逐渐减少时( )
A. 框对卷纸的作用力变小 B. 框对卷纸的作用力方向竖直向上
C. 墙面对卷纸的弹力保持不变 D. 墙面和框对卷纸的合力保持不变
2. 网球训练中心使用的轮式发球机,侧视结构如图所示。两个半径均为25cm的橡胶轮,相反方向等速旋转,带动网球飞出。发球机喷嘴在地面附近,与水平面成37°角斜向上,sin37°=0.6,cos37°=0.8g取10m/s2。若要求水平射程约为15m,应将橡胶轮角速度调为约( )
A. 5 rad/s B. 10 rad/s
C. 50 rad/s D. 100rad/s
3. 太阳系中,如图所示可以认为金星和火星均绕太阳做匀速圆周运动。已知金星的半径是火星半径的n倍,金星的质量为火星质量的K倍。若忽略行星的自转,说法正确的是( )
A. 金星绕太阳运动的周期比火星大
B. 金星的第一宇宙速度是火星的倍
C. 金星表面的重力加速度是火星的倍
D. 金星绕太阳的向心加速度小于火星绕太阳的向心加速度
4. 穿越机比无人机有着更高的速度,更强的机动性。如图,某穿越机沿水平方向做加速直线运动,某时刻空气对其作用力F与运动方向成θ夹角,速度为v,穿越机重力为G,则此时( )
A. 重力的功率为
B. 重力的功率为
C. 空气对其作用力的功率为
D. 空气对其作用力的功率为
5. 光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成,长为L,其侧截面如图所示,一复色光以一定的入射角()从轴心射入光导纤维后分为a、b两束单色光,已知内芯材料相对于外套材料对a光的相对折射率为n(),真空中的光速为c。下列说法正确的是( )
A. 在同一双缝干涉装置中光产生的条纹间距小
B. 入射角由逐渐增大时,单色光全反射现象先消失
C. 内芯相对外套是光疏介质
D. 若入射角时,、单色光在内芯和外套界面都发生全反射,则单色光在介质中传播的时间为
6. 空间存在一沿轴方向的电场,一电荷量为的试探电荷只在电场力作用下从点开始以某一初速度沿轴正方向运动,其所受电场力随位置变化的图像如图所示,以轴正方向为电场力的正方向,设无穷远处电势为零。以下说法正确的是( )
A. 处的电势最低
B. 处的场强最大
C. 在处的速度大于在处的速度
D. 在处的电势能最大
7. 竖直方向的弹簧一端固定于A点,另一端连一小球,小球穿过固定在y轴上的光滑直杆,一水平弹性长绳与小球相连,沿绳方向建立x轴,沿弹簧轴线方向建立y轴,如图甲所示。现让小球在竖直方向上做周期为T的简谐振动,带动弹性绳形成向右的简谐横波。振动后,某时刻记为 t=0时刻,时弹性绳状态如图乙所示,则小球的位移y随时间t变化的关系式为( )
A. B.
C. 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. 如图所示,导线中带电粒子的定向运动形成了电流。电荷定向运动时所受洛伦兹力的矢量和,在宏观上表现为导线所受的安培力。下面的分析正确的是( )
A. 洛伦兹力和安培力是性质相同的两种力
B. 洛伦兹力的方向、粒子运动方向和磁场方向不一定相互垂直
C. 粒子在只受到洛伦兹力作用时动能会减少
D. 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,其运动半径与带电粒子的比荷无关
9. 中国将在2025年开工建设全球首座商用钍基熔盐堆,预计2029年投入运行,这是核能领域又一重大突破!如图所示是不易裂变的转化为易裂变的的过程示意图。下列说法正确的是( )
A. 衰变为是β衰变
B. 的比结合能小于的比结合能
C. 衰变为放出的电子来自原子核外电子
D. 可以通过升温、加压的方式改变核废料的半衰期
10. 如图所示,空间中存在水平向右的匀强磁场,磁感应强度为B。某处S点有电子射出,电子的初速度大小均为v,初速度方向呈圆锥形,且均与磁场方向成角(),S点右侧有一与磁场垂直的足够大的荧光屏,电子打在荧光屏上的位置会出现亮斑。若从左向右缓慢移动荧光屏,可以看到大小变化的圆形亮斑(最小为点状亮斑),不考虑其它因素的影响,下列说法正确的是( )
A. 若圆形亮斑的最大半径为R,则电子的比荷为
B. 若圆形亮斑的最大半径为R,则电子的比荷为
C. 若荧光屏上出现点状亮斑时,S到屏的距离为d,则电子的比荷可能为
D. 若荧光屏上出现点状亮斑时,S到屏的距离为d,则电子的比荷可能为
三、非选择题∶本题共5小题,共54分。
11. 智能手机内置很多传感器,磁传感器是其中一种。现用智能手机内的磁传感器结合某应用软件,利用长直木条的自由落体运动测量重力加速度。主要步骤如下:
(1)在长直木条内嵌入7片小磁铁,最下端小磁铁与其他小磁铁间的距离如图(a)所示。
(2)开启磁传感器,让木条最下端的小磁铁靠近该磁传感器,然后让木条从静止开始沿竖直方向自由下落。
(3)以木条释放瞬间为计时起点,记录下各小磁铁经过传感器的时刻,数据如下表所示:
0.00
0.05
0.15
0.30
0.50
0.75
1.05
0.000
0.101
0.175
0.247
0.319
0.391
0.462
(4)根据表中数据,在答题卡上补全图(b)中的数据点,并用平滑曲线绘制下落高度h随时间t变化的图线___________。
(5)由绘制的图线可知,下落高度随时间的变化是___________(填“线性”或“非线性”)关系。
(6)将表中数据利用计算机拟合出下落高度h与时间的平方的函数关系式为(国际单位制)。据此函数式可得重力加速度大小为___________。(结果保留3位有效数字)
(7)若因操作不慎,导致长木条略有倾斜地自由下落,则测量值___________真实值。(结果填等于、大于或小于)
12. 某物理实验小组利用如图所示的电路同时测量一只有30格刻度的毫安表的量程、内阻和光敏电阻的阻值与光照强度之间的关系。实验室能提供的实验器材有:学生电源(输出电压为U = 18.0V,内阻不计)、电阻箱(最大阻值9999.9Ω)、单刀双掷开关一个、导线若干。
(1)该小组实验时先将电阻箱的阻值调至最大,然后将单刀双掷开关接至a端,开始调节电阻箱,发现将电阻箱的阻值调为1100Ω时,毫安表刚好半偏;将电阻箱的阻值调为500Ω时,毫安表刚好能满偏。实验小组据此得到了该毫安表的量程为Ig = _______mA,内阻Rg = ________Ω。
(2)光敏电阻的阻值随光照强度的变化很大,为了安全,该小组需将毫安表改装成量程为3A的电流表,则需将毫安表________(选填“串联”或“并联”)一个阻值为R′ = ________Ω的电阻。(结果保留两位有效数字)
(3)改装完成后(表盘未改动),该小组将单刀双掷开关接至b端,通过实验发现,流过毫安表的电流I(单位:mA)与光照强度E(单位:cd)之间的数量关系满足。由此可得光敏电阻的阻值R(单位:Ω)与光照强度E(单位:cd)之间的关系为R = ________(Ω)(用含“E”的代数式表示)。
13. 如图所示,有一个竖直放置的容器,横截面积为S,有一隔板放在卡槽上将容器分隔为容积均为的上下两部分,另有一只体积为的气筒分别通过单向进气阀m、n(m只能向左打开, n只能向右打开)与容器上下两部分连接,初始时两个阀门均关闭,活塞位于气筒最右侧,上下气体压强均为大气压强,活塞从气筒的最右侧运动到最左侧完成一次抽气,从最左侧运动到最右侧完成一次打气。活塞完成一次抽气、打气后,隔板与卡槽未分离,重力加速度为,气筒连接处的体积不计,抽气、打气时气体温度保持不变,活塞不漏气。
(1)求活塞刚好完成一次抽气、打气时容器上下两部分气体压强之比;
(2)当完成抽气、打气各2次后,隔板与卡槽仍未分离,则隔板的质量至少是多少?
14. 球场上,一个篮球B恰巧停在了篮筐上。一位同学站在篮筐侧面靠近底边线的位置,在距离篮球B球心水平距离为x的地方跳起投出篮球A,将停在篮筐上的篮球B击飞。出手时A球球心离地面的高度为h,篮球B球心离地面的高度为H。两个篮球质量均为m,可以将篮球看成位于球心的质点,忽略空气阻力,重力加速度为g,。
(1)若篮球A水平击中篮球B,两球发生对心弹性碰撞,求碰后瞬间篮球B获得的速度大小。
(2)若该同学想与水平面成53°抛出球A,则要击中B球需要多大的初动能。
15. 如图所示,两根平行导轨水平放置,间距,两导轨左端接有单刀三掷开关,三条支路上分别接有电容为的电容器,电动势为、内阻为的电源,阻值为的定值电阻,初始时开关与电容器所在支路1相连。整个导轨平面内有垂直纸面向内的匀强磁场,磁感应强度大小。在导轨上静止放置质量为的导体棒,导体棒与MN左侧导轨之间的动摩擦因数为,MN右侧的导轨光滑,导体棒到MN的距离为。现给导体棒施加水平向右的恒定拉力,当导体棒运动到MN时撤去拉力,同时单刀三掷开关变为与电源所在支路2相连。经过一段时间后,导体棒再次经过MN时,单刀三掷开关变为与电阻所在支路3相连。已知导体棒最终恰好静止在初始位置,从开始运动到最终静止一共经历时间,导轨与导体棒电阻均忽略不计,重力加速度为,求:
(1)当导体棒在拉力作用下速度达到时,此时电容器所带电荷量;
(2)导体棒第一次运动到MN所用的时间;
(3)整个过程中电源内阻和定值电阻上产生的焦耳热和。
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