内容正文:
物理
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡相应位置上。
3.请按照题号顺序在各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.考试结束后,将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题:本题共10小题,共46分。第1~7题只有一个选项符合要求,每小题4分;第8~10题有多个选项符合要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 振荡电路如图所示,时刻,线圈中磁场的方向如图所示,且磁场正在减弱。M、N分别为电容器的上、下极板,、为回路中的两个点。已知振荡电路的周期为,下列说法正确的是( )
A. 此时回路中的电流由流向
B. 时刻,N板带负电,电容器储存的电场能正在增加
C. 此时两板间的电场强度正在减小
D. 若将N板下移,则该振荡电路激发的电磁波波长变长
【答案】B
【解析】
【详解】A.时刻磁场正在减弱,由右手螺旋定则可知,电流由流向,故A错误;
B.时刻磁场正在减弱,故电容器正在充电,则时刻,电容器也正在反向充电,故M板带正电,N板带负电,电荷量正在增大,电场能正在增加,故B正确;
C.时刻电容器正在充电,电荷量正在增大,则M、N板间的电压正在增大,两板间的电场强度正在增大,故C错误;
D.若将N板下移,电容器极板间距增大,根据
可知电容器的电容减小,由
可知振荡电路的频率增大,电磁波频率增大,由
可知,振荡电路激发的电磁波波长变短,故D错误。
故选B。
2. 如图甲所示,将两块平板玻璃、放在水平桌面上,并在两块玻璃之间右侧边缘垫上两个纸条,用平行单色光竖直向下照射玻璃板,就会在玻璃板上方看到如图乙所示的明暗相间的条纹,条纹间距为,若抽掉一张纸条,条纹间距为,下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】光线在空气膜的上、下表面发生反射,并发生干涉,从而形成干涉条纹。设空气膜顶角为,、处为两相邻亮条纹,如图所示.则此两处的光程分别为,
因为光程差
所以
则由几何关系得
即
故
故选A。
3. 如图所示,水平地面上的两物块用细线连接,静止在水平向右的匀强电场中。已知匀强电场的场强为,两物块的质量均为、与地面间的动摩擦因数均为、带电荷量分别为、,重力加速度为,细线处于伸直状态,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】左边的物块带电荷量较大,受到水平向右的电场力较大,若左边物块能保持静止,则右边物块也能保持静止,此时细线中无张力。对左边物块有
可得
故选B。
4. 甲、乙两辆玩具车在两条平行直轨道上运动,它们运动的图像如图所示。初始时刻,两车在运动方向上相距,甲在后、乙在前,下列说法正确的是( )
A. 甲车的加速度大小为0.5
B. 时间内,甲、乙两车之间的距离先增大后减小
C. 时刻甲车的速度大小为8m/s
D. 在时刻甲、乙两车相遇
【答案】B
【解析】
【详解】A.由匀变速直线运动的位移—时间公式,变形得到
由图像可知,甲车的初速度
加速度
故A错误;
C.由图可知乙车做匀速直线运动,速度为
设t0时刻甲车速度为,此时两车的平均速度相等,则有
解得
故C错误;
BD.由,可得两车共速时
此时
,
则
甲还没有追上乙,且两者间距最大;由
则0~t0时间内,甲车位移
乙车位移
两车相距
即t=t0时刻两车未相遇,所以0~t0时间内,两车之间的距离逐渐增大,共速后逐渐减小,故B正确,D错误。
故选B。
5. 三颗小石子先后在、、时刻落到平静的水面上,一段时间后激起的水波如图中实线所示。已知图中的三个圆两两相切,圆心、、在同一直线上,、两点之间的距离为,则水波的传播速度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知、、时刻的石子分别落在、、三点,三个石子激起的水波在水面上的传播速度相等,可知时刻石子落在点时,处石子激起的水波刚好传播到点,所以水波的传播速度为。
故选B。
6. 竖直细圆杆顶端附近有一小孔,光滑细绳穿过小孔,细绳两端分别系有A、B两小球,已知A球质量小于B球质量。调节细绳并转动圆杆,使得两球与圆杆能以相同角速度在水平面内匀速转动,下列图样大致正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设小孔到小球转动平面的竖直距离为,细绳与竖直方向的夹角为,根据小球在竖直方向上受力平衡
两小球受到的细绳拉力大小相等,因为
所以
即
小球做圆周运动的半径为
根据小球所受合力提供向心力
解得
两球一起做圆周运动,角速度相同,即两球高度相同。
故选C。
7. 一辆汽车夜晚在平直公路上以速度v0匀速行驶进入到一段照明不良的路段,该司机为安全起见,在t=0时刻迅速减小油门将功率减小为某一定值,汽车的速度与时间的关系如图所示。设汽车行驶时所受的阻力恒定为f,汽车的质量为m,则下列说法正确的是( )
A. 整个减速过程中,克服阻力做功为
B. t=0时刻功率减小为原来的一半
C. 整个减速过程中,汽车的牵引力不断变小
D. 若汽车的速度减为原来一半所需的时间为t,则通过的位移大于
【答案】B
【解析】
【详解】B.根据图像,汽车的速度减半,根据功率和速度关系公式
汽车匀速行驶时牵引力等于阻力,所以功率减小为原来的一半,故B正确;
A.根据动能定理,整个过程中合外力做功为
故A错误;
C.减速过程中功率不变,根据
可知,汽车牵引力不断变大,故C错误;
D.根据图像可知,速度与时间图像下方与坐标轴所围的面积表示位移,通过的位移小于,故D错误。
故选B。
8. 如图所示,商场的水平旋转展示台上放置着两个展品模型1、2,通过轻质细线相连,质量分别为、。保持细线伸直且恰无张力,并静止在展示台上,展示台可绕垂直台面的中心轴转动。两展品与展示台表面的动摩擦因数相同均为,最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力。两展品与轴共线且展品1到转轴的距离为,展品2到转轴的距离为。当展示台从静止开始转动,角速度缓慢地增大,下列说法正确的是( )
A. 展品2比展品1先产生摩擦力
B. 展品1受到的摩擦力先指向轴心,后背离轴心
C. 轻绳刚有拉力时展品1的线速度为
D. 展品1和展品2一起刚要被甩离展示台时的角速度为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.开始转动时,静摩擦力提供向心力,所以两者同时产生静摩擦力,A错误;
B.根据可知,展品2先达到最大静摩擦力,展品2开始摩擦力提供向心力,当达到最大静摩擦力后,绳中出现张力,此时绳的张力和摩擦力的合力提供展品2的向心力,对展品1也是,随着转速增大,绳中张力变大,展品1的摩擦力反向背离圆心,所以展品1受到的摩擦力先指向轴心,后背离轴心,B正确;
C.轻绳刚有拉力时,展品2的摩擦力达到最大
展品1的线速度为,C错误;
D.当展品1和展品2均被甩离转台时,展品1所受的摩擦力达到最大值,根据牛顿第二定律可得
解得,D正确。
故选BD。
9. 如图所示,电阻不计、半径均为的两个正对的圆形金属导轨均固定在竖直平面内,圆心、间的距离为,、、、为左侧导轨上的四等分点,、与圆心等高,匀强磁场的磁感应强度大小为,方向竖直向下.金属棒垂直于两圆面跨接在导轨上,在外力作用下沿圆形导轨以角速度沿图示方向匀速转动。已知电表均为理想交流电表,力始终垂直于金属棒,金属棒接入电路的电阻为,定值电阻的阻值为,不计一切摩擦阻力及其他电阻,则下列说法正确的是( )
A. 电流表示数为
B. 电压表示数为
C. 金属棒运动到处时,外力的大小为
D. 金属棒从运动到过程中,定值电阻产生的热量为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.切割磁感线产生电动势的有效值
电流表的示数,A错误;
B.电压表的示数,B正确;
C.金属棒运动到处时受到的安培力大小
力沿水平方向的分力等于,竖直方向的分力无法确定,C错误;
D.从运动到过程中,定值电阻产生的热量,D正确。
故选BD。
10. 如图所示,足够长的光滑水平面上放置着一块质量的长木板A,距A的右端处有一固定的竖直挡板P,一质量的小物块B以速度从长木板左端滑上长木板,B与A之间的动摩擦因数。A与P相撞时作用时间极短,且无机械能损失,B始终没有从A上滑落,重力加速度g取。下列说法正确的是( )
A. 当时,A、B速度相同时A刚好与P相撞
B. 当时,A与P至少相撞2次
C. 当时,B相对于A滑行的最大距离为13m
D. 调节L的大小,可以使A最终紧贴着P停止运动
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据牛顿第二定律知
解得
当时,假设A一直做加速运动,由
解得
运动的时间
由
解得
因此,A、B速度相同时A刚好与P相撞,故A正确;
B.当时,由
因,A撞击P后,A的动量有可能大于B的动量,因此A、B的总动量方向向左,最终A、B会以相同的速度向左运动,因此A与P有可能只相撞1次,故B错误;
C.当时,A、B共速后A与P相撞,相撞后对A、B系统应用动量守恒定律有
解得
对全过程应用能量守恒定律有
解得B相对于A滑行的最大距离为13m,故C正确;
D.因,所以无论L为多大(),随着B的速度逐渐减小,总有一刻A撞击P后,A的动量大于或等于B的动量,A的动量向左,B的动量向右,当两者大小相等时,A向左运动一段距离后与B一起停止运动,当A的动量大于B的动量时,最终A、B以相同的速度向左运动。无论哪种情况,A都不会紧贴着P停止运动,故D错误。
故选AC。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 图甲为“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置。
(1)光具座上放置的光学元件依次为:①凸透镜、②单缝、③______、④遮光筒、⑤光屏、⑥目镜。对于某种单色光,为增大相邻亮条纹(暗条纹)间的距离,可______(选填“增大”或“减小”)双缝到光屏的距离。
(2)在实验中,某同学观察到如图乙所示的图像,即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不平行,若直接测量,将会使测量结果出现偏差,所以需要对仪器进行调整,使干涉条纹与分划板中心刻线平行,下面操作可行的有______
A. 其他不动,测量头旋转一定角度
B. 其他不动,双缝旋转一定角度
C. 其他不动,单缝旋转一定角度
(3)若实验中在光屏上得到的干涉图样如图丙所示,分划板中心刻线在图中A、B位置时,游标卡尺的读数分别为()。已知双缝间的距离为d,双缝到光屏的距离为l,则该单色光波长的表达式为λ=______
【答案】(1) ①. 双缝 ②. 增大
(2)A (3)
【解析】
【小问1详解】
[1]光具座上放置的光学元件依次为:①凸透镜、②单缝、③双缝、④遮光筒、⑤光屏、⑥目镜。
[2]根据双缝干涉条纹间距公式
为增大相邻亮条纹(暗条纹)间的距离,可增大双缝到光屏的距离。
【小问2详解】
分划板中心线与干涉条纹不平行,故应调节测量头使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上,可采取的措施为其他不动,将测量头旋转一定角度。
故选A。
【小问3详解】
干涉图样条纹间距为
根据双缝干涉条纹间距公式
单色光波长的表达式为
12. 因电动汽车充电比燃烧汽油更便宜,故电动汽车更受到市场的欢迎。某兴趣小组为了测量某电动汽车上安装的电池的电动势E(300~400V)和内阻r(0~10Ω),利用实验室现有器材进行了如下实验。
(1)实验室只有一个量程为100V、内阻为的电压表,现把此电压表改装成量程为400V的电压表,需_______(填“串联”或“并联”)一个阻值为_______kΩ的电阻,然后再测量电池的电动势和内阻。
(2)该兴趣小组将电阻箱R和改装后的电压表(电压表的表盘没有改变,示数记为U)连接成如图甲所示的电路,来测量该电池的电动势和内阻,根据电阻箱接入电路的阻值R和电压表的示数U作出图像,如图乙所示,则该电池的电动势_______V、内阻_______Ω。
(3)由实验可知,电池电动势的测量值_______(填“大于”“等于”或“小于”)真实值;内阻的测量值_______(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【答案】(1) ①. 串联 ②. 15
(2) ①. 360 ②. 9
(3) ①. 等于 ②. 等于
【解析】
【小问1详解】
[1][2]根据电表改装原理可知,将小量程电压表改装成大量程电压表需要串联较大电阻,根据串联电路电流相等,即
解得该串联电阻阻值为
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
结合图像可得,
联立解得
【小问3详解】
[1][2]由于电压表内阻已知,理论上可以精确计算出电池电动势及内阻,则在理论上测量值和真实值大小相等。
13. 如图所示,两个相同的容器底部连通,往里面加入某种液体,稳定后封住右边容器顶部,此时液面距封口的距离为,用光滑活塞将左边容器封住。已知容器的横截面积为,大气压为,重力加速度为,液体密度为,活塞质量为,活塞在重力作用下向下移动。系统再次平衡后,求:
(1)活塞下气体高度;
(2)两边液面的高度差。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
容器中的气体发生等温变化,设稳定后活塞下气体压强为,则有
活塞受力平衡,对活塞有
联立解得;
【小问2详解】
如图所示,两边液面到容器顶部的总距离不变,有,
右边容器中的气体压强为
气体发生等温变化有
联立解得。
14. 如图1所示,在光滑的水平面上有一质量m=1kg、足够长的U型金属导轨PQMN,导轨间距L=0.5m,QN段电阻r=0.3Ω,导轨其余部分电阻不计。紧靠U型导轨的右侧有方向竖直向下、磁感应强度大小B=1.0T的匀强磁场。一电阻R=0.2Ω的轻质导体棒ab垂直搁置在导轨上,并处于方向水平向左、磁感应强度大小亦为B=1.0T的匀强磁场中,同时被右侧两固定绝缘立柱挡住,棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.2,在棒ab两端接有一理想电压表(图中未画出)。t=0时,U型导轨QN边在外力F作用下从静止开始运动,电压表显示的示数U与时间t的关系如图2所示。经过t=2s的时间后撤去外力F,U型导轨继续滑行直至静止,整个过程中棒ab始终与导轨垂直。求:
(1)t=2s时U型导轨的速度大小;
(2)外力F的最大值;
(3)撤去外力F后,U型导轨继续滑行的最大位移;
(4)撤去外力F后的整个滑行过程中,回路中产生的焦耳热Q。
【答案】(1)
(2)F=1.1N (3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
导体框切割产生的电动势
ab棒两端的电压
解得
【小问2详解】
因ab间电压
因U-t图像为过原点的直线,可知导轨的加速度a不变,即做匀加速运动,且由图像可知
a=0.5m/s2
受力分析知:t=2s时ab间电压最大,此时v=1m/s,产生的感应电流最大,导轨受安培力最大,则此时拉力最大,根据牛顿第二定律
其中
解得
F=1.1N
【小问3详解】
撤去外力F后
求得
【小问4详解】
产生的总热量
由以上分析可知
可知焦耳热Q1和摩擦生热Q2的比例关系为5∶1,则撤去F后回路的焦耳热
15. 如图所示,坐标系中有一半径的圆形匀强磁场,匀强磁场的圆心的坐标为,在轴的右侧有平行于轴的平行金属板M、N,两金属板左端位于轴上,板长为,两板到轴的距离均为,两板之间接有恒定电压,的整个区域内存在垂直纸面向外的另一匀强磁场区域Ⅱ(未在图中显示)。坐标为的点有一粒子源,在平面内沿各个方向发射大量质量为、电荷量为的正粒子(不计重力),所有粒子速度大小均为,已知圆形磁场区域内磁场的磁感应强度大小为,不计粒子间的相互作用,能进入两板间的粒子有恰好能从M边界射出。求:
(1)能进入两板间的粒子占粒子源发射粒子的百分比;
(2)求匀强电场电场强度的大小;
(3)若从电场射出的粒子经磁场区域Ⅱ偏转后能全部回到电场,求磁场区域Ⅱ的磁感应强度的取值范围;
(4)若磁场区域Ⅱ的磁感应强度大小取(3)中的最小值,求在磁场Ⅱ中有粒子经过的区域面积。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
粒子进入圆形磁场做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得
解得
故所有粒子离开圆形磁场时均沿轴方向;设恰好沿N板边缘进入两板间的粒子射出时速度方向与轴正方向成角,由几何关系可知
解得
所以进入两板间的粒子占粒子源发射粒子的百分比为
【小问2详解】
有的粒子能够从M边界射出电场,则粒子在电场中竖直偏转距离为,粒子做类平抛运动,竖直方向有,
水平方向有
联立解得
【小问3详解】
粒子射出电场时竖直方向速度
粒子射出电场时速度为
根据洛伦兹力提供向心力
从电场射出的粒子经磁场Ⅱ偏转后能全部回到电场,根据几何关系有
解得
【小问4详解】
有粒子经过的区域如图所示,由几何关系知扇形面积为
三角形面积为
弓形面积为
梯形面积为
在磁场Ⅱ中有粒子经过的区域面积为
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物理
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡相应位置上。
3.请按照题号顺序在各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.考试结束后,将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题:本题共10小题,共46分。第1~7题只有一个选项符合要求,每小题4分;第8~10题有多个选项符合要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 振荡电路如图所示,时刻,线圈中磁场的方向如图所示,且磁场正在减弱。M、N分别为电容器的上、下极板,、为回路中的两个点。已知振荡电路的周期为,下列说法正确的是( )
A. 此时回路中的电流由流向
B. 时刻,N板带负电,电容器储存的电场能正在增加
C. 此时两板间的电场强度正在减小
D. 若将N板下移,则该振荡电路激发的电磁波波长变长
2. 如图甲所示,将两块平板玻璃、放在水平桌面上,并在两块玻璃之间右侧边缘垫上两个纸条,用平行单色光竖直向下照射玻璃板,就会在玻璃板上方看到如图乙所示的明暗相间的条纹,条纹间距为,若抽掉一张纸条,条纹间距为,下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,水平地面上的两物块用细线连接,静止在水平向右的匀强电场中。已知匀强电场的场强为,两物块的质量均为、与地面间的动摩擦因数均为、带电荷量分别为、,重力加速度为,细线处于伸直状态,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则的最小值为( )
A. B. C. D.
4. 甲、乙两辆玩具车在两条平行直轨道上运动,它们运动的图像如图所示。初始时刻,两车在运动方向上相距,甲在后、乙在前,下列说法正确的是( )
A. 甲车的加速度大小为0.5
B. 时间内,甲、乙两车之间的距离先增大后减小
C. 时刻甲车的速度大小为8m/s
D. 在时刻甲、乙两车相遇
5. 三颗小石子先后在、、时刻落到平静的水面上,一段时间后激起的水波如图中实线所示。已知图中的三个圆两两相切,圆心、、在同一直线上,、两点之间的距离为,则水波的传播速度为( )
A. B. C. D.
6. 竖直细圆杆顶端附近有一小孔,光滑细绳穿过小孔,细绳两端分别系有A、B两小球,已知A球质量小于B球质量。调节细绳并转动圆杆,使得两球与圆杆能以相同角速度在水平面内匀速转动,下列图样大致正确的是( )
A. B. C. D.
7. 一辆汽车夜晚在平直公路上以速度v0匀速行驶进入到一段照明不良的路段,该司机为安全起见,在t=0时刻迅速减小油门将功率减小为某一定值,汽车的速度与时间的关系如图所示。设汽车行驶时所受的阻力恒定为f,汽车的质量为m,则下列说法正确的是( )
A. 整个减速过程中,克服阻力做功为
B. t=0时刻功率减小为原来的一半
C. 整个减速过程中,汽车的牵引力不断变小
D. 若汽车的速度减为原来一半所需的时间为t,则通过的位移大于
8. 如图所示,商场的水平旋转展示台上放置着两个展品模型1、2,通过轻质细线相连,质量分别为、。保持细线伸直且恰无张力,并静止在展示台上,展示台可绕垂直台面的中心轴转动。两展品与展示台表面的动摩擦因数相同均为,最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力。两展品与轴共线且展品1到转轴的距离为,展品2到转轴的距离为。当展示台从静止开始转动,角速度缓慢地增大,下列说法正确的是( )
A. 展品2比展品1先产生摩擦力
B. 展品1受到的摩擦力先指向轴心,后背离轴心
C. 轻绳刚有拉力时展品1的线速度为
D. 展品1和展品2一起刚要被甩离展示台时的角速度为
9. 如图所示,电阻不计、半径均为的两个正对的圆形金属导轨均固定在竖直平面内,圆心、间的距离为,、、、为左侧导轨上的四等分点,、与圆心等高,匀强磁场的磁感应强度大小为,方向竖直向下.金属棒垂直于两圆面跨接在导轨上,在外力作用下沿圆形导轨以角速度沿图示方向匀速转动。已知电表均为理想交流电表,力始终垂直于金属棒,金属棒接入电路的电阻为,定值电阻的阻值为,不计一切摩擦阻力及其他电阻,则下列说法正确的是( )
A. 电流表示数为
B. 电压表示数为
C. 金属棒运动到处时,外力的大小为
D. 金属棒从运动到过程中,定值电阻产生的热量为
10. 如图所示,足够长的光滑水平面上放置着一块质量的长木板A,距A的右端处有一固定的竖直挡板P,一质量的小物块B以速度从长木板左端滑上长木板,B与A之间的动摩擦因数。A与P相撞时作用时间极短,且无机械能损失,B始终没有从A上滑落,重力加速度g取。下列说法正确的是( )
A. 当时,A、B速度相同时A刚好与P相撞
B. 当时,A与P至少相撞2次
C. 当时,B相对于A滑行的最大距离为13m
D. 调节L的大小,可以使A最终紧贴着P停止运动
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 图甲为“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置。
(1)光具座上放置的光学元件依次为:①凸透镜、②单缝、③______、④遮光筒、⑤光屏、⑥目镜。对于某种单色光,为增大相邻亮条纹(暗条纹)间的距离,可______(选填“增大”或“减小”)双缝到光屏的距离。
(2)在实验中,某同学观察到如图乙所示的图像,即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不平行,若直接测量,将会使测量结果出现偏差,所以需要对仪器进行调整,使干涉条纹与分划板中心刻线平行,下面操作可行的有______
A. 其他不动,测量头旋转一定角度
B. 其他不动,双缝旋转一定角度
C. 其他不动,单缝旋转一定角度
(3)若实验中在光屏上得到的干涉图样如图丙所示,分划板中心刻线在图中A、B位置时,游标卡尺的读数分别为()。已知双缝间的距离为d,双缝到光屏的距离为l,则该单色光波长的表达式为λ=______
12. 因电动汽车充电比燃烧汽油更便宜,故电动汽车更受到市场的欢迎。某兴趣小组为了测量某电动汽车上安装的电池的电动势E(300~400V)和内阻r(0~10Ω),利用实验室现有器材进行了如下实验。
(1)实验室只有一个量程为100V、内阻为的电压表,现把此电压表改装成量程为400V的电压表,需_______(填“串联”或“并联”)一个阻值为_______kΩ的电阻,然后再测量电池的电动势和内阻。
(2)该兴趣小组将电阻箱R和改装后的电压表(电压表的表盘没有改变,示数记为U)连接成如图甲所示的电路,来测量该电池的电动势和内阻,根据电阻箱接入电路的阻值R和电压表的示数U作出图像,如图乙所示,则该电池的电动势_______V、内阻_______Ω。
(3)由实验可知,电池电动势的测量值_______(填“大于”“等于”或“小于”)真实值;内阻的测量值_______(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
13. 如图所示,两个相同的容器底部连通,往里面加入某种液体,稳定后封住右边容器顶部,此时液面距封口的距离为,用光滑活塞将左边容器封住。已知容器的横截面积为,大气压为,重力加速度为,液体密度为,活塞质量为,活塞在重力作用下向下移动。系统再次平衡后,求:
(1)活塞下气体高度;
(2)两边液面的高度差。
14. 如图1所示,在光滑的水平面上有一质量m=1kg、足够长的U型金属导轨PQMN,导轨间距L=0.5m,QN段电阻r=0.3Ω,导轨其余部分电阻不计。紧靠U型导轨的右侧有方向竖直向下、磁感应强度大小B=1.0T的匀强磁场。一电阻R=0.2Ω的轻质导体棒ab垂直搁置在导轨上,并处于方向水平向左、磁感应强度大小亦为B=1.0T的匀强磁场中,同时被右侧两固定绝缘立柱挡住,棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.2,在棒ab两端接有一理想电压表(图中未画出)。t=0时,U型导轨QN边在外力F作用下从静止开始运动,电压表显示的示数U与时间t的关系如图2所示。经过t=2s的时间后撤去外力F,U型导轨继续滑行直至静止,整个过程中棒ab始终与导轨垂直。求:
(1)t=2s时U型导轨的速度大小;
(2)外力F的最大值;
(3)撤去外力F后,U型导轨继续滑行的最大位移;
(4)撤去外力F后的整个滑行过程中,回路中产生的焦耳热Q。
15. 如图所示,坐标系中有一半径的圆形匀强磁场,匀强磁场的圆心的坐标为,在轴的右侧有平行于轴的平行金属板M、N,两金属板左端位于轴上,板长为,两板到轴的距离均为,两板之间接有恒定电压,的整个区域内存在垂直纸面向外的另一匀强磁场区域Ⅱ(未在图中显示)。坐标为的点有一粒子源,在平面内沿各个方向发射大量质量为、电荷量为的正粒子(不计重力),所有粒子速度大小均为,已知圆形磁场区域内磁场的磁感应强度大小为,不计粒子间的相互作用,能进入两板间的粒子有恰好能从M边界射出。求:
(1)能进入两板间的粒子占粒子源发射粒子的百分比;
(2)求匀强电场电场强度的大小;
(3)若从电场射出的粒子经磁场区域Ⅱ偏转后能全部回到电场,求磁场区域Ⅱ的磁感应强度的取值范围;
(4)若磁场区域Ⅱ的磁感应强度大小取(3)中的最小值,求在磁场Ⅱ中有粒子经过的区域面积。
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