内容正文:
商城县2024-2025学年第二学期高二年级期末考试
物理试题
考生注意∶
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。每小题只有一项是符合题目要求。)
1. 2025年5月,我国新一代“人造太阳”——中国环流三号再次刷新世界纪录,实现了等离子体电流一百万安培、温度一亿度的高约束模式持续运行。该装置模拟太阳的能量产生方式,通过将轻原子核(如氢的同位素氘和氚)在极端高温高压下聚合,释放巨大能量,核反应方程:,下列说法正确的是( )
A. 上述方程中X为电子
B. 氘的比结合能大于氦核的比结合能
C. 核聚变前后电荷数守恒、质量数守恒
D. 若氘、氚、氦核的比结合能分别为、、,则释放的核能为
【答案】C
【解析】
【详解】A.核反应遵循电荷数守恒和质量数守恒,可知X的质量数为
可知X的电荷数为
故X应为中子(),而非电子,故A错误;
B.核聚变中生成物比结合能大于反应物,氦核比结合能高于氘和氚,故氘的比结合能小于氦核,故B错误;
C.核反应遵循电荷数守恒和质量数守恒,聚变过程同样满足,故C正确;
D.释放的核能应为生成物总结合能与反应物总结合能之差,即,而非,故D错误。
故选C。
2. 2024年12月,中国在东北和西南同时试飞两款新型战机,引发世界舆论的广泛关注。下列说法正确的是( )
A. 研究战机在空中转弯的姿势时,可以将其视为质点
B. 战机在空中匀速直线飞行时,其所受重力与空气对它的作用力是一对作用力与反作用力
C. 战机在空中沿水平方向匀加速直线飞行时,机舱内的飞行员处于超重状态
D. 战机在空中向下加速俯冲时,机舱内的飞行员处于失重状态
【答案】D
【解析】
【详解】A.研究转弯姿势需考虑战机的姿态和形状,不能视为质点,故A错误;
B. 重力与空气作用力是平衡力,作用在同一物体上,并非作用力与反作用力,故B错误;
C.水平匀加速时,竖直方向无加速度,飞行员不超重,故C错误;
D.向下加速时,加速度方向向下,飞行员处于失重状态,故D正确。
故选D。
3. 假设将一个单摆带入月球地面上做受迫振动,其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 此单摆的摆长约为8cm
B. 此单摆的固有周期约为0.5s
C. 若增大摆长,则单摆的固有频率增大
D. 若增大摆长,则共振曲线的峰将向左移动
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由题图可知,此单摆的固有频率为0.50Hz,则固有周期为
由单摆周期公式可得
其中
解得
故AB错误;
CD.由单摆周期公式可知摆长增加,则单摆周期增加,固有频率减小,共振曲线的峰值将向左移动,故C错误;D正确。
故选D。
4. 火星探测卫星在火星的近地轨道做匀速圆周运动,其周期为。该卫星降落火星后完成了火星表面的自由落体实验,测得物块下降高度所用时间为,由此可求得火星的半径为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设火星的质量为M,火星表面附近质量为m的飞船所受重力等于火星对它产生的万有引力,即有
对在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的飞船,由牛顿第二定律及向心力公式可得
又
联立解得火星的半径为
C正确,ABD错误。
故选C。
5. 龙舟赛是我国一项古老的民俗活动。在龙舟赛中,某龙舟速度达到时开始计时,在内加速度与时间的关系如图所示,以龙舟前进方向为正方向,龙舟的运动视为直线运动,则( )
A. 时龙舟的速度大小为
B. 内龙舟的速度变化量大小为
C. 内和内龙舟的动能增量相同
D. 内和内龙舟的位移差大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.因a-t图像与坐标轴围成的面积等于速度的变化量,可知时龙舟的速度大小为,选项A错误;
B.内龙舟的速度变化量大小为,选项B错误;
C.因内和内龙舟的速度变化量相等,在t=0时刻的速度为
在t=1s时刻的速度为
在t=2.0s时的速度为
根据,动能增量不相同,选项C错误;
D.大致画出在2s内物体的v-t图像如图,则内和内龙舟的位移差大小为,选项D正确。
故选D。
6. 如图甲所示的交变电路中,变压器可看作理想变压器,灯泡和电动机的额定电压相等,当原线圈两端接有如图乙所示的交流电压时,灯泡刚好正常发光,电动机也刚好正常工作。已知电动机的内阻,电动机的额定功率为2 W、效率为,灯泡正常发光时电阻为。下列说法正确的是( )
A. 灯泡的额定电压为1 V B. 原、副线圈的匝数比为
C. 原线圈中的电流为 D. 灯泡中的电流1 s内方向改变50次
【答案】A
【解析】
【详解】A.由题意可知,电动机的输出功率
则电动机的热功率
Pr
又由
Pr
解得
由
解得
所以灯泡正常发光时两端的电压也为1V,则灯泡的额定电压为1V,A正确;
B.由以上分析可知副线圈的输出电压为1V,又由题图乙可知变压器原线圈两端电压的有效值,则由变压器的工作原理
可知
故B错误;
C.灯泡正常发光时,流过灯泡的电流
则流过副线圈的电流
由变压器的工作原理
解得原线圈中的电流
故C错误;
D.由题图乙可知该交流电的周期,由于变压器不改变交流电的周期,则流过灯泡的电流的变化周期也为,一个周期内电流方向改变两次,则1 s内流过灯泡的电流方向改变100次,故 D错误。
故选A。
7. 如图所示,半径为R的圆形导线环单位长度的电阻为r,PQ为圆的直径,弧MQ对应的圆心角为90°。直径PQ的上部有垂直纸面向里的匀强磁场,下部有垂直纸面向外的匀强磁场,两磁场的磁感应强度大小均为B。在P、M两点间接入恒定电压U,电流方向如图中所标,那么整个圆形导体所受安培力的大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】圆形导线环的总电阻
回路并联部分两支路电阻分别为,
通过两支路电流分别为,
根据左手定则可知,圆形导线环上方MQ圆弧与其关于圆心对称的圆弧部分所受安培力大小相等,方向相同,根据力的合成可知,这两部分所受安培力合力
方向与水平方向夹角为45°。圆形导线环上方PM圆弧与其关于圆心对称的圆弧部分所受安培力大小方向相反,根据力的合成可知,这两部分所受安培力合力
方向与水平方向夹角为45°,F1与F2方向垂直,则整个圆形导体所受安培力的大小
解得
故选A。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 一定质量的理想气体从状态开始,经三个过程后回到初始状态,其图像如图所示,已知状态的气体温度为,下列说法正确的是( )
A. 状态的气体温度为
B. 在过程中,气体分子的平均动能不变
C. 气体在状态和状态的内能相同
D. 在一个循环过程中,气体从外界吸收热量为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据
代入图中数据解得
故A正确;
B.A到B过程,压强不变,体积增大,根据
可知温度升高,气体分子的平均动能增大,故B错误;
C.根据
代入题中数据,解得
则状态A和C内能相同,故C正确;
D.一个循环气体内能不变,全过程气体对外做功
由热力学第一定律可知,气体从外界吸热,故D错误。
故选AC。
9. 如图所示,图甲为氢原子的能级图,大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时,发出频率不同的大量光子,其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时,电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是( )
A. 光电管阴极K金属材料的逸出功为7.0eV
B. 这些氢原子跃迁时共发出3种频率的光
C. 若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零,则可判断图乙中电源右侧为正极
D. 氢原子跃迁放出的光子中共有2种频率的光子可以使阴极K发生光电效应现象
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图甲可知,大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时,发出频率最高的光子的能量为
根据图丙可知,遏止电压为,则光电子的初动能
根据光电效应方程
则光电管阴极K金属材料的逸出功为
故A错误;
B.根据排列组合的规律可知,大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时,共发出3种频率的光,故B正确;
C.光电子由阴极K向对面的极板运动,形成光电流,要阻止该电流,需要接反向电压,则可判断图乙中电源左侧为正极,故C错误;
D.通过A分析可知,只要光电子的能量大于,就可以使阴极K发生光电效应现象,由图甲可知,大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时,有2种频率的光子满足要求,故D正确。
故选BD。
10. 在水平地面上,固定着两条足够长且平行的光滑金属导轨,导轨间距。整个空间存在垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度。导轨上静置着两个导体棒,其质量分别为,电阻分别为。在时刻,对导体棒施加水平方向的外力使其向右运动,同时,对导体棒施加水平外力使始终保持静止。当时,导体棒速度为,此刻同时撤去外力和。已知导体棒的长度与导轨间距相等,且始终与导轨保持良好接触,不计导轨电阻及一切阻力。下列说法正确的是( )
A. 撤去外力后,导体棒先做加速运动,再做减速运动,最终停止运动
B. 时,回路电流为
C. 撤去外力后,导体棒所能达到的最大速度为
D. 从撤去外力到最终稳定状态过程中,导体棒产生的焦耳热为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.撤去外力后,回路电动势为
由于做减速运动,做加速运动,所以减小。
根据可知,电流减小,导体棒受到的安培力也在减小
根据牛顿第二定律得,所以加速度在减小,当速度相等,一起做匀速运动,故错误;
B.导体棒在时的速度为,回路电动势为
回路电流为,故B正确;
C.撤去外力后,导体棒组成的系统满足动量守恒
所以
解得,故C错误;
D.撤去外力到最终稳定运动,由能量守恒得
由于串联,所以从开始运动到最终稳定状态过程中,导体棒产生的焦耳热为
,故D正确。
故选BD。
三、非选择题(共54分。)
11. 某兴趣小组验证机械能守恒定律,在水平面上放有一个压力传感器,将一个内壁光滑的圆环轨道竖直固定放在压力传感器上,此时压力传感器上的示数为0。如图所示,在圆环轨道的最高点处有一个直径等于小球直径的圆孔(小球的直径远小于轨道的直径),将小球通过圆孔静止放在圆环轨道的最高点处,给小球一个微小扰动,当小球经过压力传感器时,传感器的示数为F,重力加速度为g。
(1)下列说法正确的是 。
A. 若想完成此实验还需要测量出小球的质量m
B. 若想完成此实验还需要测量出圆环轨道的直径D
C. 若想完成此实验还需要测量出小球的直径d
(2)小球从最高点到压力传感器的过程,为验证小球的机械能守恒,需要满足的关系式__________(用以上的物理量表示)。
(3)实验过程中很难存在内壁光滑的圆环,实验结束后发现测量的F比理论的F__________(填“大”或者“小”)时,说明圆环内壁存在摩擦力。
【答案】(1)A (2)
(3)小
【解析】
【小问1详解】
最低点,
得
因需要验证关系式,所以还需要测量出小球的质量m,故选A。
【小问2详解】
由(1)可知为验证小球的机械能守恒,需要满足的关系式为
【小问3详解】
若内壁不光滑,最低点速度会变小,测量的F会比理论的偏小。
12. 某兴趣小组准备利用下列器材测量一节干电池的电动势和内阻。
A.待测干电池电动势E,内阻(约为)
B.电流表(量程为,内阻为)
C.电压表(量程为,内阻约为)
D.滑动变阻器(最大阻值为,额定电流为)
E.开关、导线若干。
(1)实验中的电路图应选用下图中的__________。(选填“甲”或“乙”)。
(2)连接好电路后再进行实验,根据同学测得的数据,在图中描出的点迹并画出图线如图丙所示,利用图像得出干电池的电动势__________,内阻__________。(上述两空,前一空保留3位有效数字,后一空保留2位有效数字)
(3)如果仅考虑电表内阻对实验测量结果的影响,由该实验得到的电动势和内阻的测量值与真实值之间的关系是__________、__________。(选填“<”“=”或“>”)
【答案】(1)乙 (2) ①. ②.
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
因为电流表阻值为准确值,实验中的电路图应选用下图中的乙,可消除电表误差。
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
则由图丙可知,电源的电动势为
等效内阻
解得内阻
【小问3详解】
[1][2]因为电流表阻值为准确值,可消除电表误差,故电动势和内阻的测量值与真实值均相等。
13. 负压病房(如图)是一种用于隔离和控制传染病传播的特殊医疗环境,其目的是通过维持室内空气压强低于外界空气压强,防止病原体从病房扩散到其他区域。一个体积为的负压隔离病房初态处于封闭状态,温度为,压强为。启用时,需先启动加热设备将病房内的温度升高到较为适宜的,空气可视为理想气体,病房密封性良好,不考虑病房的漏气。(结果均保留3位有效数字)
(1)求温度为时负压病房内的气压;
(2)病房内的温度升高到较为适宜的后,保持此温度不变,打开排气装置向外排出部分气体,使病房内的气压降为,求排出的气体质量与原来病房内气体总质量的百分比。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
病房内气体发生等容变化,由查理定律可得
解得
【小问2详解】
抽气过程为等温变化,由玻意耳定律可得
需要排出的气体体积为
排出气体的质量占原来气体质量的百分比为
解得排出气体的质量占原来气体质量的百分比为
14. 如图所示,质量为2m的物块A放在特殊材料(动摩擦因数比较大)制成的水平面上,绕过定滑轮的轻绳一端与物块A相连,另一端吊着质量为m的物块B,处于静止状态。质量为m的圆环C套在轻绳上,在离物块B高度为h处由静止释放,C与B发生弹性碰撞,碰撞时间极短,当B的速度刚好为零时,C与B发生第二次碰撞。已知重力加速度为g,轻绳为不可伸长的刚性绳(即A、B及绳可视为整体),圆环C与绳之间无摩擦,不计空气阻力,求:
(1)圆环C与物块B第一次碰撞前瞬间圆环C的速度大小;
(2)圆环C与物块B碰撞后瞬间,圆环C和物块B的速度大小;
(3)物块A与水平面间的动摩擦因数为多大。
【答案】(1);(2),;(3)
【解析】
【详解】(1)根据机械能守恒有
解得
(2)C与B发生弹性碰撞,根据动量守恒,设向下方向为正
根据能量守恒
解得
,
(3)设A与水平面间的动摩擦因数为,碰撞后B向下做匀减速直线运动的加速度大小为a,根据牛顿第二定律对B、A有
,,
根据题意
,,
解得
15. 在现代科学技术研究中,经常利用电磁场来控制带电离子的运动轨迹。如图,在平面直角坐标系的轴负半轴上,有一个线状离子源(点分别为上、下端点,点为中点),长度为,可均匀地向第四象限发射质量为、电荷量为的同种带正电离子,这些正离子的初速度大小均为,方向均与轴负方向成角。第四象限内,轴和间存在沿轴正方向的匀强电场,电场强度大小为(未知),的右侧存在一个圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为(未知),磁场边界和轴分别相切与点,点的坐标为(2L,0)。第一象限内存在沿轴负方向的匀强电场,电场强度大小。线状离子源上点发射的离子经电场偏转后,恰好沿着轴正方向从点进入磁场,经磁场偏转后从点进入第一象限。不计离子的重力和离子间的相互作用,求:
(1)电场强度大小和磁感应强度大小;
(2)所有离子首次穿过轴以后,再次回到轴上的坐标范围;
(3)若其他条件不变,在轴上方再叠加一个垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为,则从点射出的离子在第一象限运动时,离轴的最远距离为多少?
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
点发射的离子在电场中做类斜抛运动,离子从点到点
因为
联立解得
点发射的离子,以沿着轴正方向从点进入圆形磁场区域,从点离开根据几何关系,该离子在磁场中运动的半径为
洛伦兹力提供向心力,则有
解得
【小问2详解】
由于线状离子源发射的所有离子的速度大小相等、方向相同,所以这些离子离开电场时,速度方向均沿轴的正方向,且每个离子在电场中沿竖直方向的位移均为
离子进入圆形磁场区域的速度大小均为
所以所有离子做圆周运动的半径均等于圆形磁场的半径,属于磁聚焦模型,所有离子从圆与轴的切点进入第一象限轨迹如图所示
根据几何关系可得,从点射出的离子,从点进入第一象限时与轴正方向成,从点射出的离子,从点进入第一象限时与轴正半轴成,设离子从点进入第一象限时,与轴正方向成角,离子首次穿过轴以后,经过时间,再次回到轴,在竖直方向上有
则
因为
在水平方向上
因为
联立解得 (其中)
当分别等于、时,离子再次回到轴离点最远所以的坐标范围为。
【小问3详解】
从点射出的离子,从点进入第一象限时与轴正方向成,将该离子速度分解出一个沿着轴正方向的速度,使得
可得
则另一分速度与轴负方向的夹角也为,大小为,可得
以此速度做圆周运动的半径
从点射出的离子在第一象限运动时,离轴的最远距离为
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商城县2024-2025学年第二学期高二年级期末考试
物理试题
考生注意∶
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。每小题只有一项是符合题目要求。)
1. 2025年5月,我国新一代“人造太阳”——中国环流三号再次刷新世界纪录,实现了等离子体电流一百万安培、温度一亿度的高约束模式持续运行。该装置模拟太阳的能量产生方式,通过将轻原子核(如氢的同位素氘和氚)在极端高温高压下聚合,释放巨大能量,核反应方程:,下列说法正确的是( )
A. 上述方程中X为电子
B. 氘的比结合能大于氦核的比结合能
C. 核聚变前后电荷数守恒、质量数守恒
D. 若氘、氚、氦核的比结合能分别为、、,则释放的核能为
2. 2024年12月,中国在东北和西南同时试飞两款新型战机,引发世界舆论的广泛关注。下列说法正确的是( )
A. 研究战机在空中转弯的姿势时,可以将其视为质点
B. 战机在空中匀速直线飞行时,其所受重力与空气对它的作用力是一对作用力与反作用力
C. 战机在空中沿水平方向匀加速直线飞行时,机舱内的飞行员处于超重状态
D. 战机在空中向下加速俯冲时,机舱内的飞行员处于失重状态
3. 假设将一个单摆带入月球地面上做受迫振动,其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 此单摆的摆长约为8cm
B. 此单摆的固有周期约为0.5s
C. 若增大摆长,则单摆的固有频率增大
D. 若增大摆长,则共振曲线的峰将向左移动
4. 火星探测卫星在火星的近地轨道做匀速圆周运动,其周期为。该卫星降落火星后完成了火星表面的自由落体实验,测得物块下降高度所用时间为,由此可求得火星的半径为( )
A. B. C. D.
5. 龙舟赛是我国一项古老的民俗活动。在龙舟赛中,某龙舟速度达到时开始计时,在内加速度与时间的关系如图所示,以龙舟前进方向为正方向,龙舟的运动视为直线运动,则( )
A. 时龙舟的速度大小为
B. 内龙舟的速度变化量大小为
C. 内和内龙舟的动能增量相同
D. 内和内龙舟的位移差大小为
6. 如图甲所示的交变电路中,变压器可看作理想变压器,灯泡和电动机的额定电压相等,当原线圈两端接有如图乙所示的交流电压时,灯泡刚好正常发光,电动机也刚好正常工作。已知电动机的内阻,电动机的额定功率为2 W、效率为,灯泡正常发光时电阻为。下列说法正确的是( )
A. 灯泡的额定电压为1 V B. 原、副线圈的匝数比为
C. 原线圈中的电流为 D. 灯泡中的电流1 s内方向改变50次
7. 如图所示,半径为R的圆形导线环单位长度的电阻为r,PQ为圆的直径,弧MQ对应的圆心角为90°。直径PQ的上部有垂直纸面向里的匀强磁场,下部有垂直纸面向外的匀强磁场,两磁场的磁感应强度大小均为B。在P、M两点间接入恒定电压U,电流方向如图中所标,那么整个圆形导体所受安培力的大小为( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 一定质量的理想气体从状态开始,经三个过程后回到初始状态,其图像如图所示,已知状态的气体温度为,下列说法正确的是( )
A. 状态的气体温度为
B. 在过程中,气体分子的平均动能不变
C. 气体在状态和状态的内能相同
D. 在一个循环过程中,气体从外界吸收热量为
9. 如图所示,图甲为氢原子的能级图,大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时,发出频率不同的大量光子,其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时,电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是( )
A. 光电管阴极K金属材料的逸出功为7.0eV
B. 这些氢原子跃迁时共发出3种频率的光
C. 若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零,则可判断图乙中电源右侧为正极
D. 氢原子跃迁放出的光子中共有2种频率的光子可以使阴极K发生光电效应现象
10. 在水平地面上,固定着两条足够长且平行的光滑金属导轨,导轨间距。整个空间存在垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度。导轨上静置着两个导体棒,其质量分别为,电阻分别为。在时刻,对导体棒施加水平方向的外力使其向右运动,同时,对导体棒施加水平外力使始终保持静止。当时,导体棒速度为,此刻同时撤去外力和。已知导体棒的长度与导轨间距相等,且始终与导轨保持良好接触,不计导轨电阻及一切阻力。下列说法正确的是( )
A. 撤去外力后,导体棒先做加速运动,再做减速运动,最终停止运动
B. 时,回路电流为
C. 撤去外力后,导体棒所能达到的最大速度为
D. 从撤去外力到最终稳定状态过程中,导体棒产生的焦耳热为
三、非选择题(共54分。)
11. 某兴趣小组验证机械能守恒定律,在水平面上放有一个压力传感器,将一个内壁光滑的圆环轨道竖直固定放在压力传感器上,此时压力传感器上的示数为0。如图所示,在圆环轨道的最高点处有一个直径等于小球直径的圆孔(小球的直径远小于轨道的直径),将小球通过圆孔静止放在圆环轨道的最高点处,给小球一个微小扰动,当小球经过压力传感器时,传感器的示数为F,重力加速度为g。
(1)下列说法正确的是 。
A. 若想完成此实验还需要测量出小球的质量m
B. 若想完成此实验还需要测量出圆环轨道的直径D
C. 若想完成此实验还需要测量出小球的直径d
(2)小球从最高点到压力传感器的过程,为验证小球的机械能守恒,需要满足的关系式__________(用以上的物理量表示)。
(3)实验过程中很难存在内壁光滑的圆环,实验结束后发现测量的F比理论的F__________(填“大”或者“小”)时,说明圆环内壁存在摩擦力。
12. 某兴趣小组准备利用下列器材测量一节干电池的电动势和内阻。
A.待测干电池电动势E,内阻(约为)
B.电流表(量程为,内阻为)
C.电压表(量程为,内阻约为)
D.滑动变阻器(最大阻值为,额定电流为)
E.开关、导线若干。
(1)实验中的电路图应选用下图中的__________。(选填“甲”或“乙”)。
(2)连接好电路后再进行实验,根据同学测得的数据,在图中描出的点迹并画出图线如图丙所示,利用图像得出干电池的电动势__________,内阻__________。(上述两空,前一空保留3位有效数字,后一空保留2位有效数字)
(3)如果仅考虑电表内阻对实验测量结果的影响,由该实验得到的电动势和内阻的测量值与真实值之间的关系是__________、__________。(选填“<”“=”或“>”)
13. 负压病房(如图)是一种用于隔离和控制传染病传播的特殊医疗环境,其目的是通过维持室内空气压强低于外界空气压强,防止病原体从病房扩散到其他区域。一个体积为的负压隔离病房初态处于封闭状态,温度为,压强为。启用时,需先启动加热设备将病房内的温度升高到较为适宜的,空气可视为理想气体,病房密封性良好,不考虑病房的漏气。(结果均保留3位有效数字)
(1)求温度为时负压病房内的气压;
(2)病房内的温度升高到较为适宜的后,保持此温度不变,打开排气装置向外排出部分气体,使病房内的气压降为,求排出的气体质量与原来病房内气体总质量的百分比。
14. 如图所示,质量为2m的物块A放在特殊材料(动摩擦因数比较大)制成的水平面上,绕过定滑轮的轻绳一端与物块A相连,另一端吊着质量为m的物块B,处于静止状态。质量为m的圆环C套在轻绳上,在离物块B高度为h处由静止释放,C与B发生弹性碰撞,碰撞时间极短,当B的速度刚好为零时,C与B发生第二次碰撞。已知重力加速度为g,轻绳为不可伸长的刚性绳(即A、B及绳可视为整体),圆环C与绳之间无摩擦,不计空气阻力,求:
(1)圆环C与物块B第一次碰撞前瞬间圆环C的速度大小;
(2)圆环C与物块B碰撞后瞬间,圆环C和物块B的速度大小;
(3)物块A与水平面间的动摩擦因数为多大。
15. 在现代科学技术研究中,经常利用电磁场来控制带电离子的运动轨迹。如图,在平面直角坐标系的轴负半轴上,有一个线状离子源(点分别为上、下端点,点为中点),长度为,可均匀地向第四象限发射质量为、电荷量为的同种带正电离子,这些正离子的初速度大小均为,方向均与轴负方向成角。第四象限内,轴和间存在沿轴正方向的匀强电场,电场强度大小为(未知),的右侧存在一个圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为(未知),磁场边界和轴分别相切与点,点的坐标为(2L,0)。第一象限内存在沿轴负方向的匀强电场,电场强度大小。线状离子源上点发射的离子经电场偏转后,恰好沿着轴正方向从点进入磁场,经磁场偏转后从点进入第一象限。不计离子的重力和离子间的相互作用,求:
(1)电场强度大小和磁感应强度大小;
(2)所有离子首次穿过轴以后,再次回到轴上的坐标范围;
(3)若其他条件不变,在轴上方再叠加一个垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为,则从点射出的离子在第一象限运动时,离轴的最远距离为多少?
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