精品解析:内蒙古自治区呼和浩特市第一中学2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题
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内容正文:
呼和浩特市第一中学2024~2025学年度第一学期高二年级期末考试物理试卷
满分100分 时间75分钟
一、选择题本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,1~7为单选题,只有一项符合题目要求, 每小题4分;第8~10为多选题,每小题6分,全对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 下列有关物理学史表述正确的是( )
A. 卡文迪许利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律,并测出了静电力常量k的值
B. 丹麦物理学家奥斯特发现了电磁感应现象
C. 通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似,安培由此受到启发提出分子电流假说
D. 英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并发现了电流的磁效应
【答案】C
【解析】
【详解】A.库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律−−库仑定律,静电力常量的数值是麦克斯韦方程组理论推导得来的,故A错误;
B.丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应,故B错误;
C.通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似,安培由此受到启发提出分子电流假说,故C正确;
D.英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场,奥斯特提出电流的磁效应,故D错误。
故选C。
2. 避雷针是一种常见的防止建筑物遭雷击的装置,如图是一避雷针附近的电场,实线代表电场线,现有一带电粒子(重力不计)从A点射入电场,虚线表示它的运动轨迹。则下列说法正确的是( )
A. 粒子带负电
B. 从A到B过程,电场力做正功,电势能减小
C. 电场中a、b、c三点的电势大小关系为
D. A、B的动能大小关系为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由于粒子受向下的电场力,与电场线方向相同,所以粒子带正电,故A错误;
BD.粒子做曲线运动,受力指向弧线凹侧,电场力与速度夹角为锐角,则可知电场力对粒子做正功,粒子动能增加,电势能减小,所以,故B正确,D错误;
C.沿着电场线方向电势逐渐降低,所以,故C错误。
故选B。
3. 如图所示,两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反,金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生逆时针方向感应电流的是( )
A. 同时增大,减小 B. 同时减小,增大
C. 同时以相同的变化率增大和 D. 同时以相同的变化率减小和
【答案】A
【解析】
【详解】A B. 由于两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反,金属圆环的直径与两磁场的边界重合,变化前金属圆环的磁通量为0,要使环中产生感应电流,金属圆环的磁通量一定增大,并且环中产生逆时针方向感应电流,,感应电流产生的感应磁场方向垂直纸面向外,根据楞次定律可知,金属圆环的磁通量变化只能向里增大,可能的变化如下:
①和同时增大,增大比增大快;
②和同时减小,减小比减小慢;
③同时增大,减小;
选项A正确,B错误;
CD. 同时以相同的变化率增大和或同时以相同的变化率减小和,金属圆环的磁通量始终为0,不会产生感应电流,选项CD错误。
故选A。
4. 如图所示,两根通有异向电流的长直导线P、Q垂直于纸面平行放置,电流大小=,a、b两点在导线横截面连线的延长线上,c、d为P、Q连线中垂线上两点,且到P、Q连线的距离相等。已知通电直导线周围磁场的磁感应强度大小满足,式中k是常量,I是导线中的电流大小,r是该点到直导线的距离。则下列说法正确的是( )
A. a点磁感应强度为零
B. b点磁感应强度的方向垂直于P、Q连线向上
C. c点磁感应强度的方向平行于P、Q连线向左
D. c、d两点磁感应强度的方向相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据题意,由右手螺旋定则可知,导线P在a点产生的磁场竖直向下,导线Q在a点产生的磁场竖直向上,由于
且
=
则导线P在a点产生的磁场较大,a点磁感应强度不为零,故A错误;
B.根据题意,由右手螺旋定则可知,导线P在b点产生的磁场竖直向上,导线Q在b点产生的磁场为竖直向下的,则导线Q在b点产生的磁场较大,b点磁感应强度向下,故B错误;
CD.根据题意,由右手螺旋定则和通电直导线周围磁场的磁感应强度大小满足可知,导线在c、d两点产生的磁感应强度如图所示
由磁场的叠加原理可知,c、d两点磁感应强度方向均向上,由几何关系可知,c、d两点磁感应强度大小相等,故C错误,D正确;
故选D。
5. 在如图电路中,当滑动变阻器的滑片从端向端滑动时,以下判断正确的是( )
A. 电压表读数变大,通过灯的电流变大,灯变暗
B. 电压表读数变小,通过灯的电流变小,灯变暗
C. 电压表读数变大,通过灯的电流变小,灯变暗
D. 电压表读数变小,通过灯的电流变大,灯变暗
【答案】A
【解析】
【详解】当滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动时,滑动变阻器的电阻变大,根据“串反并同”,与滑动变阻器并联的电压表示数变大,通过的电流变大,亮度变亮;与滑动变阻器串联的的电流变小,亮度变暗。
故选A。
6. 如图所示,宽度为d的有界匀强磁场,磁感应强度为B,和是它的两条边界线,现有质量为m、电荷量为q的带正电的粒子沿图示方向垂直磁场射入,粒子重力不计,要使粒子不能从边界射出。粒子入射速率v的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设带电粒子在磁场中运动的轨道半径为r,粒子在磁场中做圆周运动时由洛仑兹力提供向心力,由牛顿第二定律可得
解得
临界轨迹如图
由几何知识得
解得
故选D。
7. 如图所示,PQ为放在竖直平面的半圆弧的直径,O为圆心,小球带正电,以初速度v沿直径水平抛出;甲图中只受重力作用,乙图中有竖直向下的匀强电场,丙图中有垂直纸面向里的匀强磁场,丁图中有垂直纸面向外的匀强磁场,小球能垂直落在圆弧弧面上的是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
【答案】D
【解析】
【详解】AB.平抛运动中,某时刻速度的反向延长线交于该段时间的水平位移的中点,在甲图中,小球落在圆弧面上的水平位移一定小于直径,所以小球落在M点速度的反向延长线与直径PQ的交点N在O点的左侧,而不是在O点,如图所示:
所以小球不能垂直落在圆弧上;乙图中的小球做类平抛运动,同理也不能垂直落在圆弧上,故AB错误;
C.根据左手定则,丙图中小球受到向上的洛伦兹力作用,所以在重力和洛伦兹力的作用下,小球的运动轨迹比甲图中要平缓些,圆弧面上的落点在M点的右侧,所以相对于甲图来说,丙图中的小球落到圆弧面上时竖直速度减小,水平速度增大,小球速度的反向延长线与直径PQ的交点在N点的左侧,所以不能垂直落在圆弧面上,故C错误;
D.丁图中的小球所受洛伦兹力向下,在重力和洛伦兹力的作用下,小球在圆弧面上的落点在M点的右侧,所以相对于甲图来说,小球在竖直方向的速度增大,水平方向的速度减小,小球速度的反向延长线与直径PQ的交点在N点的右侧,小球可以垂直落在圆弧面上,故D正确。
故选D。
8. 如图,甲是回旋加速器,乙是磁流体发电机,丙是速度选择器,丁是霍尔元件。下列说法正确的是( )
A. 甲:如果加速电压增大,那么粒子最终离开回旋加速器时的动能也会增大
B. 乙:可通过增大匀强磁场的磁感应强度来增大磁流体发电机的电动势
C. 丙:无法判断带电粒子的电性,且粒子只能从左侧沿直线匀速通过速度选择器
D. 丁:产生霍尔效应时,稳定时D侧面的电势一定高于C侧面的电势
【答案】BC
【解析】
【详解】A.粒子在磁场中满足
设回旋加速器D形盒的半径为R,可推导出粒子的最大动能为
由此可知,粒子的最大动能与加速电压无关,故A错误;
B.当磁流体发电机达到稳定状态时,电荷在A、B板间受到的电场力与洛伦兹力平衡,即
得磁流体发电机的电动势为
由此可知,增大匀强磁场的磁感应强度可以增大磁流体发电机的电动势,故B正确;
C.粒子从左侧进入速度选择器时,无论是带正电还是带负电,所受电场力与洛伦兹力的方向均相反,粒子从右侧进入速度选择器时,无论是带正电还是带负电,所受电场力与洛伦兹力的方向均相同,因此只能从左侧进入,故C正确;
D.若载流子带负电,其所受洛伦兹力指向D侧面,载流子向D侧面聚集,D侧面的电势更低,故D错误。
故选BC。
9. 一列简谐横波沿x轴传播,图甲为该波在t=0.8s时的波形图,质点Q的平衡位置位于x=0.5m处,图乙为平衡位置位于x=1.0m处的质点P的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 该波的波速为2.5m/s
C. 0~1.2s内,质点Q运动的路程为0.8m
D. t=1.2s时,质点Q位于波峰
【答案】AB
【解析】
【详解】A.根据图乙可知,t=0.8s时,质点P向上振动,根据“上下坡”法可知,该波沿x轴正方向传播,故A正确;
B.根据图可知,该波的波长为2m,周期为0.8s,则波速为
故B正确;
C.0~1.2s内,质点Q运动的路程为
m=1.2m
故C错误;
D.该波的周期为0.8s,故t=1.2s时,质点Q位于波谷,故D错误。
故选AB。
10. 如图所示,一个半径为R的圆形磁场区域,磁感应强度大小为B,磁感应强度方向垂直纸面向里。一个粒子源从圆上的A点向各个方向不停地发射出相同速率的带正电的粒子,带电粒子的质量均为m,所带电荷量均为q,运动的半径均为r。下列说法正确的是( )
A. 若,沿半径入射粒子在磁场中运动的时间为
B. 若,沿半径入射粒子在磁场中运动的时间为
C. 若,则所有粒子在磁场中运动的最长时间为
D. 若,则所有粒子能打在圆形磁场圆周上的范围是四分之一个圆周
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB.粒子在磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,则有
,
解得
,
沿半径入射粒子在磁场中运动的时间t1为,令此时粒子运动的轨迹对应的圆心角为,则有
解得
沿半径入射的粒子最终出射方向也沿半径,根据几何关系有
解得
故A正确,B错误;
C.若,即粒子轨迹圆半径大于磁场圆半径,可知,粒子在磁场中运动轨迹为一段劣弧,结合上述可知,轨迹对应的弦越长,运动时间越长,可知,粒子轨迹对应弦 最大值为磁场圆的直径,根据几何关系,最长弦对应的圆心角为,结合上述可知,粒子在磁场中运动的最长时间
故C正确;
D.若,即粒子轨迹圆半径小于磁场圆半径,可知,粒子沿入射点切线射入时在磁场中运动轨迹为一个完整的圆,将该圆以入射点为轴心旋转,出射点对应的弦长先增大后减小,当弦长恰好等于轨迹圆的直径时,打在圆形磁场圆周上的范围最大,此时,令对应的磁场圆的圆心角为,根据几何关系有
解得
可知,若,则所有粒子能打在圆形磁场圆周上的范围是四分之一个圆周,故D正确。
故选ACD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。(11题6分;12题8分;13题10分;14题12分;15题18分)
11. 利用双缝干涉测定光的波长的实验中,双缝间距,双缝到光屏间的距离,实验时,接通电源使光源正常发光,调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可 。
A. 将单缝向双缝靠近 B. 将屏向靠近双缝的方向移动
C. 将屏向远离双缝的方向移动 D. 使用间距更小的双缝
(2)正确操作后,该组同学用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出,则:
①分划板在图中A、B位置时由游标卡尺读数求得相邻两条纹间距_________。
②该单色光的波长_________m。
【答案】(1)B (2) ①. 0.75 ②.
【解析】
【小问1详解】
若想增加从目镜中观察到的条纹个数,则需要减小条纹间距,由公式
A.将单缝向双缝靠近,不改变条纹间距,故A错误;
B.将屏向靠近双缝的方向移动,l减小,则条纹间距减小,故B正确;
C.将屏向远离双缝的方向移动,l增大,则条纹间距增大,故C错误;
D.使用间距更小的双缝,则条纹间距增大,故D错误。
故选B。
【小问2详解】
①[1]10分度游标卡尺的精确值为0.1mm,由图可知
则相邻两条纹间距为
②[2]根据
代入数据解得该单色光的波长
12. 某实验小组欲测量一段合金金属丝的电阻率,操作步骤如下。
(1)用欧姆表粗测该金属丝的电阻。小组同学第一次选择“×10”倍率的挡位,把红、黑表笔接在金属丝两端,按照正确步骤操作,发现表针偏转角度很大,为了能获得更准确的测量数据,第二次他们应该将倍率调到________(选填“×1”或“×100”)的挡位,选择合适挡位后,按照正确步骤操作,表针指示如图甲,则金属丝的电阻为________Ω;
(2)测量金属丝的电阻率。实验室给出的器材有:
电源(,内阻可以忽略),
电流表A(量程,内阻约为),
电压表V(量程,内阻约为),
滑动变阻器(最大阻值),
刻度尺,螺旋测微器。用螺旋测微器测量出金属丝的直径D
两个同学设计了如图乙、丙两个电路图,从减小误差的角度,你认为图________(选填“乙”或“丙”)更合理
(3)按选择的合适电路图连接好实物,实验时多次改变金属丝接入电路的长度l(用刻度尺测量),调节滑动变阻器的滑片在合适位置,读出电流表的示数I和电压表的示数U,从而得到多个的值,作出图像,从图像上得到图线的斜率k,则合金金属丝的电阻率为________(结果用k、D、π表示)。
【答案】(1) ①. ×1 ②. 5.8/5.9/6.0/6.1/6.2
(2)丙 (3)
【解析】
【小问1详解】
[1][2]选择“×10”倍率的挡位,发现表针偏转角度很大,说明被测电阻示数较小,选择的挡位偏大,故需要选择“×1”挡位,金属丝的电阻为6.0Ω。
【小问2详解】
由于电压表的内阻约为金属丝的电阻的500倍,而金属丝的电阻是电流表内阻的6倍,故认为被测电阻远小于电压表的内阻,采用电流表外接误差小,选择图丙。
【小问3详解】
根据
,
可得,图像的图线斜率为
变形得
13. MN、PQ为水平放置、间距为 1m的平行导轨,接有如图所示的电路。电源的电动势为32V,内阻为。将导体棒 ab静置于导轨上,整个装置处在匀强磁场中,磁感应强度大小为1T,方向竖直向上,匀质导体棒质量为 2kg,接入电路的部分阻值为。闭合开关S后,导体棒恰好未滑动。已知导体棒和导轨间的动摩擦因数 ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计导轨的电阻,(g取)试求:
(1)导体棒受到的安培力的大小;
(2)滑动变阻器接入电路中的电阻。
【答案】(1)4N (2)
【解析】
【小问1详解】
导体棒恰好未滑动,根据水平方向力的平衡条件有
【小问2详解】
根据安培力公式有
根据闭合电路欧姆定律有
解得滑动变阻器接入电路中的电阻为
14. 如图所示,某种透明材质的三棱柱,其截面为直角三角形ABC,其中∠B为直角,。某同学用一细束平行ABC面的单色光线射向AB边上的D点,发现有光线从AC边射出,于是该同学以D点为圆心缓慢顺时针旋转光线,直到光线垂直AB边时AC边恰好没有光线射出。已知AB边的长度为a,,光在真空中的速度为c,不考虑光在三棱柱中的多次反射,求:
(1)该光线在这种透明材质中的折射率n;
(2)垂直AB边入射的光线在透明三棱柱中传播的时间t。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)作出光路图如图所示。
由几何关系知,光在AC边恰好发生全发射的临界角
由
解得
(2)根据几何关系得
由几何关系知,EF与竖直方向的夹角
则
光在透明三棱柱中传播的时间
又
则光在三棱柱中传播的时间
15. 如图所示,在xOy坐标系所在的平面内,第一象限内有沿x轴负方向的匀强电场,第二、三象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场。在x轴上C点沿y轴正方向发射质量为m,电荷量为q的带正电粒子,粒子初速度为,C点坐标为(d,0),粒子从 y轴上的D点离开电场,D点坐标为(0,),粒子经磁场后再次到达y轴时刚好从坐标原点O处经过。不计粒子重力。求:
(1)匀强电场的场强E的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)粒子从C 运动到O经历的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
在电场中做类平抛运动,则
解得
解得
【小问2详解】
在电池组根据动能定理可得
解得
且
解得
根据
解得
【小问3详解】
在电场中
且
在磁场中
解得
16. 如图所示甲,中心为O、边长为L的正六边形区域内没有磁场,正六边形区域外存在垂直于纸面的匀强磁场。一质量为m、电荷量为的粒子,以速度从O点在纸面内射向正六边形的顶点a,经磁场一次偏转后恰好经b点回到O点。不计粒子的重力。
(1)求粒子连续两次经过a点的时间间隔;
(2)若粒子以速度从O点在纸面内射向正六边形边的中点M,如图乙所示,粒子经过磁场两次偏转后才能返回到O点,求磁感应强度B的大小可能值。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
粒子运动轨迹如图所示
由几何关系知
代入得
粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供粒子做圆周运动向心力,可得
则
如图所示
无论磁场垂直于纸面向里还是向外,运动时间相同,粒子第一次进入后经过3次进入磁场偏转,最终沿着方向运动,第二次过点,设在磁场运动周期,时间为,在六边形里面做直线运动时间为,则
代入可得在磁场运动周期为
则粒子在磁场中运动时间为
则3次在磁场运动总时间为
粒子做直线运动时间为
则3次做直线运动总时间为
则粒子连续两次经过a点的时间间隔为
【小问2详解】
若粒子以速度从O点在纸面内射向正六边形边的中点M,粒子可能通过以下情况经过磁场两次偏转后才能返回到O点,无论磁场方向垂直于纸面向里还是向外规律都一样,如图所示,图中所对应的半径最大,则磁感应强度为最小值,如图所示
由几何关系知
由半径公式知
代入得
磁感应强度满足的条件为
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呼和浩特市第一中学2024~2025学年度第一学期高二年级期末考试物理试卷
满分100分 时间75分钟
一、选择题本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,1~7为单选题,只有一项符合题目要求, 每小题4分;第8~10为多选题,每小题6分,全对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 下列有关物理学史表述正确的是( )
A. 卡文迪许利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律,并测出了静电力常量k的值
B. 丹麦物理学家奥斯特发现了电磁感应现象
C. 通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似,安培由此受到启发提出分子电流假说
D. 英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并发现了电流的磁效应
2. 避雷针是一种常见的防止建筑物遭雷击的装置,如图是一避雷针附近的电场,实线代表电场线,现有一带电粒子(重力不计)从A点射入电场,虚线表示它的运动轨迹。则下列说法正确的是( )
A. 粒子带负电
B. 从A到B过程,电场力做正功,电势能减小
C. 电场中a、b、c三点的电势大小关系为
D. A、B的动能大小关系为
3. 如图所示,两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反,金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生逆时针方向感应电流的是( )
A. 同时增大,减小 B. 同时减小,增大
C. 同时以相同的变化率增大和 D. 同时以相同的变化率减小和
4. 如图所示,两根通有异向电流的长直导线P、Q垂直于纸面平行放置,电流大小=,a、b两点在导线横截面连线的延长线上,c、d为P、Q连线中垂线上两点,且到P、Q连线的距离相等。已知通电直导线周围磁场的磁感应强度大小满足,式中k是常量,I是导线中的电流大小,r是该点到直导线的距离。则下列说法正确的是( )
A. a点磁感应强度为零
B. b点磁感应强度的方向垂直于P、Q连线向上
C. c点磁感应强度的方向平行于P、Q连线向左
D. c、d两点磁感应强度的方向相同
5. 在如图电路中,当滑动变阻器的滑片从端向端滑动时,以下判断正确的是( )
A. 电压表读数变大,通过灯的电流变大,灯变暗
B. 电压表读数变小,通过灯的电流变小,灯变暗
C. 电压表读数变大,通过灯的电流变小,灯变暗
D. 电压表读数变小,通过灯的电流变大,灯变暗
6. 如图所示,宽度为d的有界匀强磁场,磁感应强度为B,和是它的两条边界线,现有质量为m、电荷量为q的带正电的粒子沿图示方向垂直磁场射入,粒子重力不计,要使粒子不能从边界射出。粒子入射速率v的最大值是( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,PQ为放在竖直平面的半圆弧的直径,O为圆心,小球带正电,以初速度v沿直径水平抛出;甲图中只受重力作用,乙图中有竖直向下的匀强电场,丙图中有垂直纸面向里的匀强磁场,丁图中有垂直纸面向外的匀强磁场,小球能垂直落在圆弧弧面上的是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
8. 如图,甲是回旋加速器,乙是磁流体发电机,丙是速度选择器,丁是霍尔元件。下列说法正确的是( )
A. 甲:如果加速电压增大,那么粒子最终离开回旋加速器时的动能也会增大
B. 乙:可通过增大匀强磁场的磁感应强度来增大磁流体发电机的电动势
C. 丙:无法判断带电粒子的电性,且粒子只能从左侧沿直线匀速通过速度选择器
D. 丁:产生霍尔效应时,稳定时D侧面的电势一定高于C侧面的电势
9. 一列简谐横波沿x轴传播,图甲为该波在t=0.8s时的波形图,质点Q的平衡位置位于x=0.5m处,图乙为平衡位置位于x=1.0m处的质点P的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 该波的波速为2.5m/s
C. 0~1.2s内,质点Q运动的路程为0.8m
D. t=1.2s时,质点Q位于波峰
10. 如图所示,一个半径为R的圆形磁场区域,磁感应强度大小为B,磁感应强度方向垂直纸面向里。一个粒子源从圆上的A点向各个方向不停地发射出相同速率的带正电的粒子,带电粒子的质量均为m,所带电荷量均为q,运动的半径均为r。下列说法正确的是( )
A. 若,沿半径入射粒子在磁场中运动的时间为
B. 若,沿半径入射粒子在磁场中运动的时间为
C. 若,则所有粒子在磁场中运动的最长时间为
D. 若,则所有粒子能打在圆形磁场圆周上的范围是四分之一个圆周
二、非选择题:本题共5小题,共54分。(11题6分;12题8分;13题10分;14题12分;15题18分)
11. 利用双缝干涉测定光的波长的实验中,双缝间距,双缝到光屏间的距离,实验时,接通电源使光源正常发光,调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可 。
A. 将单缝向双缝靠近 B. 将屏向靠近双缝的方向移动
C. 将屏向远离双缝的方向移动 D. 使用间距更小的双缝
(2)正确操作后,该组同学用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出,则:
①分划板在图中A、B位置时由游标卡尺读数求得相邻两条纹间距_________。
②该单色光的波长_________m。
12. 某实验小组欲测量一段合金金属丝的电阻率,操作步骤如下。
(1)用欧姆表粗测该金属丝的电阻。小组同学第一次选择“×10”倍率的挡位,把红、黑表笔接在金属丝两端,按照正确步骤操作,发现表针偏转角度很大,为了能获得更准确的测量数据,第二次他们应该将倍率调到________(选填“×1”或“×100”)的挡位,选择合适挡位后,按照正确步骤操作,表针指示如图甲,则金属丝的电阻为________Ω;
(2)测量金属丝的电阻率。实验室给出的器材有:
电源(,内阻可以忽略),
电流表A(量程,内阻约为),
电压表V(量程,内阻约为),
滑动变阻器(最大阻值),
刻度尺,螺旋测微器。用螺旋测微器测量出金属丝的直径D
两个同学设计了如图乙、丙两个电路图,从减小误差的角度,你认为图________(选填“乙”或“丙”)更合理
(3)按选择的合适电路图连接好实物,实验时多次改变金属丝接入电路的长度l(用刻度尺测量),调节滑动变阻器的滑片在合适位置,读出电流表的示数I和电压表的示数U,从而得到多个的值,作出图像,从图像上得到图线的斜率k,则合金金属丝的电阻率为________(结果用k、D、π表示)。
13. MN、PQ为水平放置、间距为 1m的平行导轨,接有如图所示的电路。电源的电动势为32V,内阻为。将导体棒 ab静置于导轨上,整个装置处在匀强磁场中,磁感应强度大小为1T,方向竖直向上,匀质导体棒质量为 2kg,接入电路的部分阻值为。闭合开关S后,导体棒恰好未滑动。已知导体棒和导轨间的动摩擦因数 ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计导轨的电阻,(g取)试求:
(1)导体棒受到的安培力的大小;
(2)滑动变阻器接入电路中的电阻。
14. 如图所示,某种透明材质的三棱柱,其截面为直角三角形ABC,其中∠B为直角,。某同学用一细束平行ABC面的单色光线射向AB边上的D点,发现有光线从AC边射出,于是该同学以D点为圆心缓慢顺时针旋转光线,直到光线垂直AB边时AC边恰好没有光线射出。已知AB边的长度为a,,光在真空中的速度为c,不考虑光在三棱柱中的多次反射,求:
(1)该光线在这种透明材质中的折射率n;
(2)垂直AB边入射的光线在透明三棱柱中传播的时间t。
15. 如图所示,在xOy坐标系所在的平面内,第一象限内有沿x轴负方向的匀强电场,第二、三象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场。在x轴上C点沿y轴正方向发射质量为m,电荷量为q的带正电粒子,粒子初速度为,C点坐标为(d,0),粒子从 y轴上的D点离开电场,D点坐标为(0,),粒子经磁场后再次到达y轴时刚好从坐标原点O处经过。不计粒子重力。求:
(1)匀强电场的场强E的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)粒子从C 运动到O经历的时间。
16. 如图所示甲,中心为O、边长为L的正六边形区域内没有磁场,正六边形区域外存在垂直于纸面的匀强磁场。一质量为m、电荷量为的粒子,以速度从O点在纸面内射向正六边形的顶点a,经磁场一次偏转后恰好经b点回到O点。不计粒子的重力。
(1)求粒子连续两次经过a点的时间间隔;
(2)若粒子以速度从O点在纸面内射向正六边形边的中点M,如图乙所示,粒子经过磁场两次偏转后才能返回到O点,求磁感应强度B的大小可能值。
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