内容正文:
宁夏六盘山高级中学
2025届高三年级第四次模拟考试试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应位置,并将核对后的条形码贴在答题卡条形码区域内。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂,非选择题答案使用0.5毫米的黑色中性(签字)笔或者碳素笔书写,字体工整,笔迹清楚。
3.做答时,务必将答案写在答题卡上,写在本试题上、超出答题区域或非题号对应区域的答案一律无效。
一、选择题:本题共10小题,第1-7题在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,每小题4分,共28分。第8-10题有多项符合题目要求。全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分,共18分
1. 2025年3月17日,我国在酒泉卫星发射中心成功发射了一箭八星,这次发射任务标志着我国在航天技术领域的又一重大成就,展示了我国在多星发射技术方面的实力。八颗卫星送入预定轨道后,以下描述其状态的物理量属于矢量的是( )
A. 质量 B. 速率
C. 周期 D. 向心加速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.质量只有大小,无方向,是标量,故A错误;
B.速率是速度的大小,无方向,是标量,故B错误;
C.周期是时间,无方向,是标量,故C错误;
D.向心加速度既有大小又有方向(指向圆心),是矢量,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,甲、乙两同学握住绳子A、B两端摇动(A、B近似不动),绳子绕连线在空中转到图示位置时,则有关P、Q两点运动情况,说法正确的是( )
A. Q点的速度方向沿绳子切线 B. P的线速度大于Q的线速度
C. P的角速度等于Q的角速度 D. P的向心加速度等于Q的向心加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.P、Q两点以AB为共同转轴做圆周运动,由P、Q两点向下做垂线,与AB线段的交点即为二者的圆心,如图所示
则可知Q的速度方向与其圆周运动的半径垂直,并不沿绳子切线,故A错误;
BCD.由于P、Q两点以AB为共同转轴做圆周运动,可知二者的角速度相等,由图可知,P的半径小于Q的半径,根据公式、
可知,P的线速度和向心加速度小于Q的线速度和向心加速度,故BD错误,C正确。
故选C。
3. 水平地面上放着一辆手推小车,小车的水平板上放置一只金属桶。当小车水平向左启动时,桶相对小车先向右运动小段距离,随后相对小车静止一起向左匀速运动。则( )
A. 桶相对地面先向右运动,后向左运动
B. 桶匀速运动前,受到水平向右的滑动摩擦力
C. 桶对小车先是滑动摩擦力,后是静摩擦力
D. 桶匀速运动后,桶对小车没有摩擦力
【答案】D
【解析】
【详解】A.当小车水平向左启动时,桶先向左加速后匀速,则相对地面,桶向左运动,故A错误;
B.桶匀速运动前,加速度向左,桶受到的摩擦力水平向左,故B错误;
CD.桶先向左加速后匀速,加速阶段桶和小车相对滑动,桶对小车滑动摩擦力,匀速阶段,桶相对小车静止,没有运动趋势,两者之间没有摩擦力,故C错误、D正确;
故选D。
4. 氢原子从高能级向低能级跃迁时,会产生四种频率的可见光,其光谱如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ,从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象,得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置,都能产生光电效应。下列说法正确的是( )
A. 图1中的对应的是Ⅱ
B. 图3中的干涉条纹对应的是Ⅰ
C. Ⅰ的光子动量小于Ⅱ的光子动量
D. P向a移动,电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.氢原子发生能级跃迁时,由公式可得
结合题意可知,可见光I的频率大,波长小,可见光Ⅱ的频率小,波长大,则图1中的对应的是可见光Ⅱ,故A正确;
B.根据公式
由图可知,图3中相邻干涉条纹间距较大,则波长较大,结合上述可知,对应的是可见光Ⅱ,故B错误;
C.由公式可得,光子动量为
结合上述可知,Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量,故C错误;
D.根据光电效应方程及动能定理可得
可知,频率越大,遏止电压越大,结合上述可知,P向a移动,电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大,故D正确。
故选AD。
5. 在如图所示的电路中,电介质板与被测量的物体A相连,当电介质向左或向右移动时,通过相关参量的变化可以将A定位。开始时单刀双掷开关接1,一段时间后将单刀双掷开关接2。则下列说法正确的是( )
A. 开关接1时,x增大,平行板电容器电荷量增大
B. 开关接1时,x减小,电路中的电流沿顺时针方向
C. 开关接2时,x减小,静电计的指针偏角增大
D. 开关接2时,x增大,平行板间的电场强度不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.开关接1时,平行板电容器两极板间电压恒定,x增大,则相对介电常数减小,根据可知,电容减小,根据可知,平行板电容器的电荷量减小,故A错误;
B.由上述分析可知,开关接1时,x减小,则平行板电容器的电荷量增大,电源为电容器充电,电路中的电流沿顺时针方向,故B正确;
CD.开关接2时,平行板电容器的电荷量不变,x减小,则电容增大,根据可知,电容器两极板间的电压减小,静电计的指针偏角减小,又根据可知,x增大,则平行板间的电场强度增大,故CD错误。
故选B。
6. 如图,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线从左向右通过电容器,则在此过程中,该粒子( )
A. 做匀速直线运动,电势能不变 B. 做匀加速直线运动,电势能增大
C. 做匀减速直线运动,电势能增大 D. 做变加速直线运动,电势能减小
【答案】C
【解析】
【详解】根据粒子的运动情况可知,粒子所受电场力恒定且垂直于极板向上,合力恒定且与速度方向相反,故粒子做匀减速直线运动,电场力与速度方向成钝角,故电场力做负功,电势能增大。
故选C。
7. 2023年5月30日,神舟十六号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮顺利进入太空,并与神舟十五号乘组会师。若航天员在空间站中观测地球,忽略地球的公转,测得空间站对地球的张角为,记录到相邻两次“日落”的时间间隔为,简化模型如图所示,已知地球的半径为R,引力常量为G,则下列说法正确的是( )
A. 地球的自转周期为
B. 空间站的环绕速度为
C. 地球平均密度为
D. 空间站环绕地球运行一周的过程,航天员感受黑夜的时间为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于空间站相邻两次“日落”的时间为t,则空间站绕地球运行的周期
而空间站不是地球的静止卫星,则地球的自转周期不为t,故A错误;
B.空间站绕地球匀速圆周运动的轨道半径为
空间站的环绕速度为,故B错误;
C.根据万有引力提供向心力有
又,
联立得,故C正确;
D.空间站环绕地球运行一周的过程,航天员感受黑夜的时间是从“日落”点到“日出”点,由几何关系得航天员从“日落”点到“日出”点轨迹所对应的圆心角为,则航天员感受黑夜的时间为,故D错误。
故选C。
8. 光电子能谱仪是利用光照射材料表面激发出光电子,并对光电子进行分析的科研仪器。用某一频率的红光照射某种金属材料表面,逸出了光电子,若改用光的强度完全相同的绿光照射该金属,则( )
A. 没有光电子逸出 B. 逸出的光电子最大初动能增大
C. 单位时间逸出的光电子数减少 D. 单位时间逸出的光电子数不变
【答案】BC
【解析】
【详解】A.已知红光的频率小于绿光,当红光照射某种金属材料表面有光电子逸出,则绿光一定能使光电子逸出,A错误;
B.根据
可知当光的频率增大时,光电子的最大初动能也变大,B正确;
CD.光强相同,绿光光子数更少,逸出的光电子数减少,C正确,D错误。
故选BC。
9. 如图所示,在绝缘水平面上固定足够长的两条光滑平行金属导轨,金属棒ab、cd垂直放置在导轨上,用一根细绳将cd棒的中点连接在固定横杆的O点,细绳处于水平且与cd棒垂直,整个装置处在竖直向上的匀强磁场中.在ab棒上施加一个大小为F的水平恒力,使其由静止开始向右运动,cd棒始终保持静止.已知两金属棒的质量均为m、电阻均为R,长度均等于导轨间距,导轨电阻不计,间距为L,磁感应强度大小为B,金属棒与导轨始终垂直并接触良好,则在ab棒运动过程中
A. ab棒一直做匀加速直线运动
B. 细绳的拉力先变大,然后不变
C. F做的功始终等于回路中产生的内能
D. ab棒消耗的最大电功率为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.对ab棒,根据牛顿第二定律可知
随着速度变大,加速度减小,当加速度减小到零,速度达到最大,之后匀速运动,对cd棒,根据平衡可知,绳的拉力 ,所以拉力先增大,再不变,故A错误B正确.
C.根据能量守恒可知,F做的功始终等于回路中产生的内能与增加的动能之和,故C错误.
D.当匀速时
解得: ,回路消耗电功率最大为
所以ab棒消耗的最大电功率为
故D正确.
10. 如图(a),质量均为m的物块甲和木板乙叠放在光滑水平面,甲到乙左端的距离为L,初始时甲、乙均静止,质量为M的物块丙以速度v0向右运动,与乙发生弹性碰撞。碰后乙的位移x随时间t的变化如图(b)中实线所示,其中t0时刻前后的图像分别是抛物线(图中虚线)的一部分和直线,二者相切于P,抛物线的顶点为Q。甲始终未脱离乙,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙间的动摩擦因数为 B. 碰后瞬间乙的速度大小为
C. L至少为 D. 乙、丙的质量比
【答案】ACD
【解析】
【详解】B.由图(b)可知,碰后0~t0时间内乙做匀减速直线运动,t0时刻甲乙共速,之后二者匀速运动,设碰后瞬间乙的速度大小为v1,碰后乙的加速度大小为a,则有
抛物线的顶点为Q,若乙一直做匀减速运动将在2t0时刻速度减为0,则有
联立解得
,
故B错误;
D.物块丙与乙发生弹性碰撞,碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒可得
解得
可得
故D正确;
C.丙、乙碰后,甲、乙动量守恒,则
由能量守恒可得
联立解得
故C正确;
A.由于
所以
故A正确。
故选ACD。
二、实验题:本小题共2小题,共16分
某同学在“测量弹簧的劲度系数”的实验中进行了如下操作:
(1)把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,弹簧自由下垂,此时弹簧下端对应的标尺刻度为___11___cm;
(2)在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,设计表格记录实验数据如下:
组别
1
2
3
4
5
钩码质量
50
100
150
200
250
标尺刻度
(3)根据该同学的数据,请在图乙中描点、作出弹簧弹力F与伸长量x之间的关系图线____12____,并得到该弹簧的劲度系数___13___。保留三位有效数字,g取
【答案】(1)9.95
(2) (3)21.4
【解析】
【小问1详解】
[1]由图甲所示刻度尺可知,其分度值是1mm,读数是9.95cm。
【小问2详解】
[2]根据坐标系内描出的点作出图像如图所示
【小问3详解】
[3]由图示图像可知,弹簧的劲度系数
14. 如图(a)所示,恒流源输出电流大小与电流表G的满偏电流相同,电流表G的内阻为。现对一只数字已模糊的电阻箱重新标记,将电阻箱和电流表G如图(a)接入电路,闭合开关、,调整电阻箱的旋钮到不同位置,分别读出电流表G的示数I,根据电流表G的示数和不同旋钮位置可对电阻箱旋钮刻度进行标定。
(1)请你利用此电路分析出电阻箱接入电路的电阻与电流表的示数I之间的表达式______。(结果用题中的字母表示)为了获得关于、I两个量的相关函数图像为直线,若以为纵坐标,则横坐标应为______。(结果用题中的字母表示)
(2)某同学采用如图(b)虚线框中所示结构模拟恒流源,那么在选择电源与滑动变阻器时,电源应尽量选择电动势______(填“偏大”或“偏小”)一些,滑动变阻器应尽量选择总电阻______(填“偏大”或“偏小”)些,可以减少误差,即便如此,的测量值仍将______(填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 偏大 ②. 偏大 ③. 偏大
【解析】
【小问1详解】
[1]根据并联分流原理
得
[2]整理得
可知,横坐标为。
【小问2详解】
[1]为提高电路的稳定性,电源应选择电动势偏大一些。
[2]总电阻较大的滑动变阻器具有更高的电阻范围和更精细的调节能力,则滑动变阻器应尽量选择总电阻偏大一些。
[3]电阻箱阻值增大时,为了使干路电流不变,滑动变阻器的阻值应调小,则到时电阻箱和电流表的分压偏大,电流表电流偏大,故的测量值偏大。
三、计算题:本大题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数据计算的题,答案中必须明确写出数值和单位
15. 如图,圆形线圈的匝数,面积,处在垂直于纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度大小B随时间t变化的规律为,回路中接有阻值为的电热丝,线圈的电阻。电热丝密封在体积为的长方体绝热容器内,容器缸口处有卡环。容器内有一不计质量的活塞,活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气,活塞左侧封闭一定质量的理想气体,起始时活塞处于容器中间位置,外界大气压强始终为,接通电路开始缓慢对气体加热,加热前气体温度为。
(1)求流过电热丝的电流;
(2)开始通电活塞缓慢运动,刚到达卡环时,汽缸内气体的内能增加了,若电热丝产生的热量全部被气体吸收,求此时汽缸内气体的温度及电热丝的通电时间。
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
根据法拉第电磁感应定律可得电动势为
根据闭合电路欧姆定律可得流过电热丝的电流为
【小问2详解】
开始通电活塞缓慢运动,刚到达卡环时,密封气体做等压变化,根据盖—吕萨克定律可得
解得此时汽缸内气体的温度为
此过程气体对外界做功为
汽缸内气体的内能增加了,根据热力学第一定律可得
可得气体吸收热量为
根据焦耳定律可得
可得电热丝的通电时间为
16. 如图所示,为半径的光滑圆弧轨道,为距水平地面高的水平轨道,部分粗糙、长度,部分光滑,水平轨道与圆弧轨道相切于B点。甲、乙两物块(均视为质点)静置在水平轨道上,乙在水平轨道末端点,两物块间夹有一水平轻质弹簧(弹簧与物块不粘连),当弹簧处于自然伸长状态时,甲在C点的右侧。第一次,保持乙不动,用外力向右缓慢推甲,使弹簧处于压缩状态,然后将甲由静止释放,甲恰好能到达圆弧轨道的最高点A;第二次,使弹簧处于压缩量相同的状态,同时由静止释放两物块,弹簧在极短时间内恢复到自然伸长状态,此后乙落在地面上到点水平距离的E点。甲的质量,甲与轨道部分间的动摩擦因数,取重力加速度大小,不计空气阻力。求:
(1)第一次释放甲后,甲通过B点时对圆弧轨道的压力大小N;
(2)乙的质量。
【答案】(1) ;(2)
【解析】
【详解】(1)设第一次释放甲后,甲通过B点时的速度大小为,根据动能定理有
解得
设第一次释放甲后,甲通过B点时所受圆弧轨道的支持力大小为F,有
根据牛顿第三定律有
解得
(2)根据功能关系可知,弹簧处于压缩状态时的弹性势能
解得
设第二次释放甲、乙后,甲、乙离开弹簧时的速度大小分别为和,根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
设第二次释放甲、乙后,乙在空中运动的时间为t,有
,
解得
17. 如图所示,以长方体abcd-a′b′c′d′的ad边中点O为坐标原点、ad方向为x轴正方向、a′a方向为y轴正方向、ab方向为z轴正方向建立Oxyz坐标系,已知Oa=ab=aa′=L。长方体中存在沿y轴负方向的匀强磁场,现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力),从O点沿z轴正方向以初速度v射入磁场中,恰好从a点射出磁场。
(1)求磁场的磁感应强度B的大小;
(2)若在长方体中加上沿y轴负方向匀强电场,让粒子仍从O点沿z轴正方向以初速度v射磁场中,为使粒子能从a′点射出磁场,求电场强度E1的大小;
(3)若在长方体中加上电场强度大小为、方向沿z轴负方向的匀强电场,该粒子仍从O点沿z轴正方向以初速度v射入磁场中,求粒子射出磁场时与O点的距离s。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)粒子在平面内做匀速圆周运动,如图中轨迹1所示
由洛伦兹力提供向心力可得
由几何关系可得
解得
(2)粒子在长方体中运动的时间为
在轴方向上做初速度为零的匀加速直线运动,则有
又
解得
(3)将初速度分解为、,使对应的洛伦兹力恰好与电场力平衡,即
其中
解得
,
易知与轴正方向的夹角为
若仅在对应的洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,即
则轨道半径
解得
该分运动的情况如图中轨迹2所示。粒子在磁场中运动的时间为
由于粒子也参与速度大小为、方向沿轴正方向的匀速运动,粒子射出磁场时与点的距离
解得
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宁夏六盘山高级中学
2025届高三年级第四次模拟考试试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应位置,并将核对后的条形码贴在答题卡条形码区域内。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂,非选择题答案使用0.5毫米的黑色中性(签字)笔或者碳素笔书写,字体工整,笔迹清楚。
3.做答时,务必将答案写在答题卡上,写在本试题上、超出答题区域或非题号对应区域的答案一律无效。
一、选择题:本题共10小题,第1-7题在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,每小题4分,共28分。第8-10题有多项符合题目要求。全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分,共18分
1. 2025年3月17日,我国在酒泉卫星发射中心成功发射了一箭八星,这次发射任务标志着我国在航天技术领域的又一重大成就,展示了我国在多星发射技术方面的实力。八颗卫星送入预定轨道后,以下描述其状态的物理量属于矢量的是( )
A. 质量 B. 速率
C. 周期 D. 向心加速度
2. 如图所示,甲、乙两同学握住绳子A、B两端摇动(A、B近似不动),绳子绕连线在空中转到图示位置时,则有关P、Q两点运动情况,说法正确的是( )
A. Q点的速度方向沿绳子切线 B. P的线速度大于Q的线速度
C. P角速度等于Q的角速度 D. P的向心加速度等于Q的向心加速度
3. 水平地面上放着一辆手推小车,小车的水平板上放置一只金属桶。当小车水平向左启动时,桶相对小车先向右运动小段距离,随后相对小车静止一起向左匀速运动。则( )
A. 桶相对地面先向右运动,后向左运动
B. 桶匀速运动前,受到水平向右的滑动摩擦力
C. 桶对小车先是滑动摩擦力,后是静摩擦力
D. 桶匀速运动后,桶对小车没有摩擦力
4. 氢原子从高能级向低能级跃迁时,会产生四种频率的可见光,其光谱如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ,从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象,得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置,都能产生光电效应。下列说法正确的是( )
A. 图1中的对应的是Ⅱ
B. 图3中的干涉条纹对应的是Ⅰ
C. Ⅰ的光子动量小于Ⅱ的光子动量
D. P向a移动,电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大
5. 在如图所示电路中,电介质板与被测量的物体A相连,当电介质向左或向右移动时,通过相关参量的变化可以将A定位。开始时单刀双掷开关接1,一段时间后将单刀双掷开关接2。则下列说法正确的是( )
A. 开关接1时,x增大,平行板电容器的电荷量增大
B. 开关接1时,x减小,电路中的电流沿顺时针方向
C. 开关接2时,x减小,静电计的指针偏角增大
D. 开关接2时,x增大,平行板间的电场强度不变
6. 如图,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线从左向右通过电容器,则在此过程中,该粒子( )
A. 做匀速直线运动,电势能不变 B. 做匀加速直线运动,电势能增大
C. 做匀减速直线运动,电势能增大 D. 做变加速直线运动,电势能减小
7. 2023年5月30日,神舟十六号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮顺利进入太空,并与神舟十五号乘组会师。若航天员在空间站中观测地球,忽略地球的公转,测得空间站对地球的张角为,记录到相邻两次“日落”的时间间隔为,简化模型如图所示,已知地球的半径为R,引力常量为G,则下列说法正确的是( )
A. 地球的自转周期为
B. 空间站的环绕速度为
C. 地球的平均密度为
D. 空间站环绕地球运行一周的过程,航天员感受黑夜的时间为
8. 光电子能谱仪是利用光照射材料表面激发出光电子,并对光电子进行分析的科研仪器。用某一频率的红光照射某种金属材料表面,逸出了光电子,若改用光的强度完全相同的绿光照射该金属,则( )
A. 没有光电子逸出 B. 逸出的光电子最大初动能增大
C. 单位时间逸出的光电子数减少 D. 单位时间逸出的光电子数不变
9. 如图所示,在绝缘水平面上固定足够长的两条光滑平行金属导轨,金属棒ab、cd垂直放置在导轨上,用一根细绳将cd棒的中点连接在固定横杆的O点,细绳处于水平且与cd棒垂直,整个装置处在竖直向上的匀强磁场中.在ab棒上施加一个大小为F的水平恒力,使其由静止开始向右运动,cd棒始终保持静止.已知两金属棒的质量均为m、电阻均为R,长度均等于导轨间距,导轨电阻不计,间距为L,磁感应强度大小为B,金属棒与导轨始终垂直并接触良好,则在ab棒运动过程中
A. ab棒一直做匀加速直线运动
B. 细绳的拉力先变大,然后不变
C. F做的功始终等于回路中产生的内能
D. ab棒消耗的最大电功率为
10. 如图(a),质量均为m的物块甲和木板乙叠放在光滑水平面,甲到乙左端的距离为L,初始时甲、乙均静止,质量为M的物块丙以速度v0向右运动,与乙发生弹性碰撞。碰后乙的位移x随时间t的变化如图(b)中实线所示,其中t0时刻前后的图像分别是抛物线(图中虚线)的一部分和直线,二者相切于P,抛物线的顶点为Q。甲始终未脱离乙,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙间的动摩擦因数为 B. 碰后瞬间乙的速度大小为
C. L至少为 D. 乙、丙的质量比
二、实验题:本小题共2小题,共16分
某同学在“测量弹簧的劲度系数”的实验中进行了如下操作:
(1)把弹簧上端固定在铁架台横杆上,弹簧自由下垂,此时弹簧下端对应的标尺刻度为___11___cm;
(2)在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,设计表格记录实验数据如下:
组别
1
2
3
4
5
钩码质量
50
100
150
200
250
标尺刻度
(3)根据该同学的数据,请在图乙中描点、作出弹簧弹力F与伸长量x之间的关系图线____12____,并得到该弹簧的劲度系数___13___。保留三位有效数字,g取
14. 如图(a)所示,恒流源输出的电流大小与电流表G的满偏电流相同,电流表G的内阻为。现对一只数字已模糊的电阻箱重新标记,将电阻箱和电流表G如图(a)接入电路,闭合开关、,调整电阻箱的旋钮到不同位置,分别读出电流表G的示数I,根据电流表G的示数和不同旋钮位置可对电阻箱旋钮刻度进行标定。
(1)请你利用此电路分析出电阻箱接入电路的电阻与电流表的示数I之间的表达式______。(结果用题中的字母表示)为了获得关于、I两个量的相关函数图像为直线,若以为纵坐标,则横坐标应为______。(结果用题中的字母表示)
(2)某同学采用如图(b)虚线框中所示结构模拟恒流源,那么在选择电源与滑动变阻器时,电源应尽量选择电动势______(填“偏大”或“偏小”)一些,滑动变阻器应尽量选择总电阻______(填“偏大”或“偏小”)些,可以减少误差,即便如此,的测量值仍将______(填“偏大”或“偏小”)。
三、计算题:本大题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数据计算的题,答案中必须明确写出数值和单位
15. 如图,圆形线圈匝数,面积,处在垂直于纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度大小B随时间t变化的规律为,回路中接有阻值为的电热丝,线圈的电阻。电热丝密封在体积为的长方体绝热容器内,容器缸口处有卡环。容器内有一不计质量的活塞,活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气,活塞左侧封闭一定质量的理想气体,起始时活塞处于容器中间位置,外界大气压强始终为,接通电路开始缓慢对气体加热,加热前气体温度为。
(1)求流过电热丝的电流;
(2)开始通电活塞缓慢运动,刚到达卡环时,汽缸内气体的内能增加了,若电热丝产生的热量全部被气体吸收,求此时汽缸内气体的温度及电热丝的通电时间。
16. 如图所示,为半径的光滑圆弧轨道,为距水平地面高的水平轨道,部分粗糙、长度,部分光滑,水平轨道与圆弧轨道相切于B点。甲、乙两物块(均视为质点)静置在水平轨道上,乙在水平轨道末端点,两物块间夹有一水平轻质弹簧(弹簧与物块不粘连),当弹簧处于自然伸长状态时,甲在C点的右侧。第一次,保持乙不动,用外力向右缓慢推甲,使弹簧处于压缩状态,然后将甲由静止释放,甲恰好能到达圆弧轨道的最高点A;第二次,使弹簧处于压缩量相同的状态,同时由静止释放两物块,弹簧在极短时间内恢复到自然伸长状态,此后乙落在地面上到点水平距离的E点。甲的质量,甲与轨道部分间的动摩擦因数,取重力加速度大小,不计空气阻力。求:
(1)第一次释放甲后,甲通过B点时对圆弧轨道的压力大小N;
(2)乙质量。
17. 如图所示,以长方体abcd-a′b′c′d′的ad边中点O为坐标原点、ad方向为x轴正方向、a′a方向为y轴正方向、ab方向为z轴正方向建立Oxyz坐标系,已知Oa=ab=aa′=L。长方体中存在沿y轴负方向的匀强磁场,现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力),从O点沿z轴正方向以初速度v射入磁场中,恰好从a点射出磁场。
(1)求磁场的磁感应强度B的大小;
(2)若在长方体中加上沿y轴负方向的匀强电场,让粒子仍从O点沿z轴正方向以初速度v射磁场中,为使粒子能从a′点射出磁场,求电场强度E1的大小;
(3)若在长方体中加上电场强度大小为、方向沿z轴负方向的匀强电场,该粒子仍从O点沿z轴正方向以初速度v射入磁场中,求粒子射出磁场时与O点的距离s。
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