内容正文:
第二十二周物理周测卷 参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
C
D
D
B
C
C
AD
AC
BC
1.D
【详解】AD.根据万有引力定律和圆周运动,卫星绕火星做匀速圆周运动时,万有引力提供向心力
解得火星质量
题目未给火星半径,火星体积无法求出,故无法求出火星密度,故A错误,D正确;
B.根据
可得第一宇宙速度,火星半径未给出,故无法求出第一宇宙速度,故B错误;
C.根据
可得表面重力加速度,火星半径未给出,故无法求出表面重力加速度,故C错误。
故选D。
2.C
【详解】A.0~10s内,若运动员匀加速下降,则位移为
由图像可知运动员的位移大小大于100m,A错误;
B.v-t图像的斜率等于加速度,可知10s~15s内加速度逐渐减小,B错误;
C.0~10s内运动员向下的加速度逐渐减小,根据
mg-f=ma
则所受阻力逐渐增大,C正确;
D.10s~15s内运动员向上的加速度逐渐减小,根据
f -mg=ma
则所受阻力逐渐减小,D错误。
故选C。
3.D
【详解】A.根据闭合电路欧姆定律可得
由图中甲图线可知,电动势为
内阻为,故A错误;
B.根据欧姆定律,由图中乙图线可知该导体的阻值随电流的增大而减小,故B错误;
CD.当该导体直接与该电源相连时,由图中交点可知,电阻的电压和电流分别为,,则该导体消耗的功率为
此时电路消耗的总功率为
则电源的效率为,故C错误,D正确。
故选D。
4.D
【详解】AB.导线没有通电流前,小磁针静止时N极指向北方,通电后小磁针静止时N极指向北偏东方向,说明通电导线在小磁针处产生的磁场方向向东,则根据安培定则可判断,通电导线的电流方向由北向南,故AB错误;
CD.若将导线中的电流增大,则通电导线产生的磁场会增强,会使小磁针受到向东的磁场力变大,则小磁针N极将略向东偏转,故C错误,D正确。
故选D。
5.B
【详解】分析电路可知,电阻丝AC段与CB段串联后再与AB段并联,所以流过AC段、CB段的电流相等,流过AB段的电流是流过AC段、CB段电流的2倍。所以CB段受到的安培力大小也为,AB段受到的安培力大小则为。由几何关系可知,AC段、CB段所受的安培力与竖直方向的夹角为,二者的合力大小为
方向与AB段所受的安培力方向相同,所以三根电阻丝受到的安培力的合力大小为。
故选B。
6.C
【详解】A.在a端选一小段长度,用左手定则可知,这一小段所受安培力垂直纸面向外,同理在b端选一小段长度,由左手定则可知,这一小段所受安培力垂直纸面向里,故a端向外转动,b向里转动,故A错误;
BCD.当导体棒稳定时,a端在外,b端在里,即电流方向垂直纸面向里,由左手定则可知,导线所受安培力竖直向下,通电前,弹簧弹力等于导线重力,通电后,弹簧弹力等于导线重力加安培力,即弹簧的弹力变大,故C正确,BD错误。
故选C。
7.C
【详解】C.根据动能定理有
故从阴极K逸出的光电子最大初动能为,故C正确;
AB.根据光电效应方程
可得
故无法求出入射光的频率以及阴极K的逸出功,故AB错误;
D.将上式整理可得
可知图(b)中电压大小与入射光的频率为一次函数关系,不成正比,故D错误。
故选C。
8.AD
【详解】A.由乙图知,该波的周期为
时处的质点与时相同,沿y轴正方向振动,则由甲图知,该简谐横波沿x轴正方向传播,故A正确;
B.由甲图知该波的波长
该简谐横波的波速为,故B错误;
C.波的振幅是5cm,故C错误;
D.时,相比图甲经过,则波形图向前移动,可知处的质点,在时到达平衡位置,且沿y轴负方向运动,波形图如下
故D正确。
故选AD。
9.AC
【详解】A.由左手定则可知,两粒子均带负电,选项A正确;
B.洛伦兹力对两粒子均不做功,选项B错误;
C.两粒子均在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得
整理得
由题意,因此b粒子的速率是a粒子的两倍,选项C正确;
D.粒子在磁场中运动的时间为
结合题图可知两粒子在磁场中运动的时间相同,选项D错误。
故选AC。
10.BC
【详解】A.由电路可知,流过导体棒ab的电流方向从b到a,由左手定则可知导体棒ab所受的安培力方向与磁场垂直斜向左上方,故A错误;
B.对导体棒受力分析,如图所示,由闭合电路欧姆定律得
导体棒ab所受的安培力大小为F安=BIL
代入数据解得F安=2.5N,故B正确;
C.水平方向上由力的平衡条件得F安sinα=f
导体棒ab刚好静止,则有f=μFN
又在竖直方向上有F安cosα+FN=mg
解得μ=0.5,故C正确;
D.若仅将磁场方向改为竖直向上,则导体棒ab所受的安培力水平向左,大小为F安=2.5N,导体棒与导轨间的最大静摩擦力为fm=μmg=2.5N,显然导体棒ab仍刚好静止,故D错误。
故选BC。
11.(1) 小 C 并联
(2) 3.36 4.37
(3)相等
【详解】(1)[1][2][3]当电阻箱所用电阻最大时电路电流最小,最小电流约为,大于微安表的量程,所以实验室提供的微安表量程太小,应将微安表与定值电阻并联,改装成较大量程微安表,依题意,微安表量程为μA,如果与5000Ω定值电阻并联后改装的量程为,小于最小电流,所以应与500Ω定值电阻并联,改装的量程为。
(2)[1][2]根据上问的分析,当微安表的读数为I时,干路电流为7I,根据闭合电路欧姆定律可得,整理可得,由图像可得,
解得,。
(3)依题意,微安表的内阻已知,则实验过程中微安表的分压值可以准确算出,从而可得到准确的电源电动势和内阻,故从系统误差的角度考虑,已经消除了由于微安表内阻而产生的系统误差,所以利用该方法测出的电源的内阻与电源真实的内阻相等。
12.
(1),
(2)
【详解】(1)由几何关系可得,,
综合解得,
介质对此光的折射率
计算可得
(2)由几何关系可得
由折射率的定义可得
光从到的传播时间
综合解得
13.(1),方向沿斜面向上
(2)
【详解】(1)回路电流为
导体棒受到的安培力大小为
由电路电流方向及左手定则可知,安培力方向沿斜面向上。
(2)最大静摩擦力为
当最大静摩擦力沿斜面向上时,由
解得
当最大静摩擦力沿斜面向下时,由
解得
则磁感应强度大小的取值范围为
14.
(1);(2),;(3)
【详解】(1)粒子运动轨迹如图所示
粒子从N点射入磁场后只受洛伦兹力,且洛伦兹力不做功,则速度大小不变,粒子在P点速度与初入磁场时速度大小相等,设进入磁场时速度为v,根据对称性可知
解得
粒子到达P点时的速度v的大小也是。
(2)粒子由M点运动到N点的过程中,由动能定理得
解得
水平方向和竖直方向的位移分别为
,
可得
(3)根据几何关系可知N点运动到P路程为圆周所对应长度,则粒子从N点运动到P所用的时间为
答案第1页,共2页
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宁夏育才中学高三年级物理第二十二周周测
(试卷满分 100分,考试时间 75 分钟)
一、单选题:(共7题,共计28分)
1.我国计划2028年前后发射“天问三号”,目标是采集火星样本并带回地球,有望使我国成为全球首个实现火星采样返回的国家。若“天问三号”绕火星运动的圆轨道半径为r,周期为T,引力常量为G,根据以上信息可求出火星的( )
A.密度 B.第一宇宙速度 C.表面重力加速度 D.质量
1.一名跳伞运动员从悬停在高空的直升机中跳下,研究人员利用运动员随身携带的仪器记录下了他的运动情况,通过分析数据,画出了运动员从跳离飞机到落地的过程中在空中沿竖直方向运动的v—t图象如图所示,则对运动员的运动,下列说法正确的是( )
A.0~10s内位移大小为100m
B.10s~15s内加速度逐渐增大
C.0-10s内运动员所受阻力逐渐增大
D.10s~15s内运动员所受阻力逐渐增大
3.如图所示,图线甲、乙分别为电源和某导体的图线,电源的电动势和内阻分别用E、r表示,下列说法正确的是( )
A.电源的内阻
B.该导体的阻值随电流的增大而增大
C.当该导体直接与该电源相连时,该导体消耗的功率为100W
D.当该导体直接与该电源相连时,电源的效率为80%
4.在一可自由转动的小磁针正上方放置一水平直导线。在导线中通有某一方向电流后,小磁针静止时N极指向北偏东方向,如图所示。下列说法正确的是( )
A.导线中的电流方向是由南向北
B.导线中的电流方向是由西向东
C.若将导线中的电流增大,小磁针N极可能指向东偏南方向
D.若将导线中的电流增大,小磁针N极可能略向东偏转
5.如图,由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框,垂直磁场放置,将AB两点接入电压恒定的电源两端,通电时电阻丝AC段受到的安培力为F,则此时三根电阻丝受到的安培力的合力大小为( )
A.2F B.3F
C.4F D.5F
6.如图所示,放置在水平面上的条形磁铁上方,以O点所在竖直线为轴可以水平自由旋转的轻弹簧悬挂了一直导线,某一时刻给该导线通以由a向b方向的电流。磁铁始终保持静止,下列说法正确的是( )
A.a端向里转动,b向外转动
B.当导体棒最终达到稳定时,条形磁铁受到地面的支持力不变
C.当导体棒最终达到稳定时,弹簧的弹力变大
D.当导体棒最终达到稳定时,弹簧可能被压缩
7.研究光电效应的电路图如图(a)所示,现用某一频率的单色光照射阴极K,改变滑动变阻器滑片P的位置,记录微安表的示数I和对应电压表的示数U,然后将电源的正负极对调,重复上述过程,作出图像如图(b)所示。已知电子的电荷量大小为e,普朗克常量为h,则下列说法正确的是( )
A.入射光的频率为
B.阴极K的逸出功为
C.从阴极K逸出的光电子最大初动能为
D.图(b)中电压大小与入射光的频率成正比
二、多选题:(共3题,共计18分)
8.一简谐横波沿x轴方向传播,已知时的波形图如图甲所示,图乙是处的质点的振动图像,下列说法正确的是( )
A.该简谐横波沿x轴正方向传播
B.该简谐横波的波速为20m/s
C.波的振幅是10cm
D.处的质点,在时到达平衡位置,且沿y轴负方向运动
9.如图所示,虚线ON上方存在垂直纸面向里的匀强磁场,完全相同的带电粒子a、b在纸面内以不同的速率从O点沿垂直于ON的方向射入磁场,最后分别从M点、N点离开磁场。已知M点为ON的中点,不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是( )
A.两粒子均带负电
B.洛伦兹力对b粒子做的功多
C.b粒子的速率是a粒子的两倍
D.b粒子在磁场中运动的时间是a粒子的两倍
10.如图所示,间距为L=0.5m的平行导轨沿水平方向固定,长为L=0.5m、质量为m=0.5kg的导体棒ab垂直导轨放置,导轨的左端接有电动势为E=5V、内阻为r=0.5Ω的电源,再与一滑动变阻器串联。整个空间存在斜向上与水平方向成α=37°的匀强磁场(磁场与导体棒垂直),磁感应强度大小为B=2T,接通电路,当滑动变阻器的电阻值调为1.5Ω时导体棒ab刚好静止,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,导轨、导体棒以及导线的电阻可忽略,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6.下列说法正确的是( )
A.导体棒ab所受的安培力水平向左
B.导体棒所受的安培力大小为2.5N
C.导体棒与导轨间的动摩擦因数为0.5
D.若仅将磁场方向改为竖直向上,则导体棒沿导轨向左加速运动
三、实验题(每空2分,共计12分)
11.某物理实验小组要精确测量一新型化学电池的电动势和内阻,他们查阅资料发现该电池的电动势大约为3V,内阻大约为,一同学根据学到的物理知识设计了如图甲所示的测量电路,实验室提供了以下器材:
A.微安表A(量程为0∼100μA,内阻为Ω)
B.定值电阻(阻值为5000Ω)C.定值电阻(阻值为500Ω)
D.电阻箱R(0~9999Ω)E.导线和开关。
(1)经实验小组讨论分析发现,实验室提供的微安表量程太 (选填“大”或“小”),应将定值电阻 (填器材前的字母标号)与微安表A (选填“串联”或“并联”)。
(2)选择正确的定值电阻与微安表正确连接后,再按电路图正确连接电路。先将电阻箱的阻值调到最大,闭合开关,改变电阻箱的阻值,测得的几组微安表A的读数I和电阻箱的读数R,作出图得到如图乙所示的直线,根据图像可求出电池的电动势 V,内阻 (结果均保留3位有效数字)。
(3)从系统误差角度考虑,该小组利用该方法测出的电源内阻与电源真实内阻相比 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)
四.解答题(共3题,共计42分)
12(10分)如图所示,某透明介质横截面是半径为的四分之一圆,介质放置在水平面上,一束单色光从上的点水平射入介质,然后从弧面上的点射出,出射光线达到地面上的点,与水平方向的夹角为(未知),出射角为,,光速为,求:
(1)角大小及介质对该光的折射率;
(2)该光从到的传播时间。
13(14分)如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.25m,金属导轨所在的平面与水平面的夹角,金属导轨的一端接有电动势E=12V,内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量m=0.2kg的导体棒ab放在金属导轨上,它与导轨间的动摩擦因数,整个装置放在磁感应强度大小B=0.8T、垂直导轨平面向上的匀强磁场中,导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R=3.5Ω,金属导轨电阻不计。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小。求:
(1)导体棒受到的安培力的大小和方向;
(2)若磁感应强度的方向不变而大小可以变化,要使导体棒能静止,求磁感应强度大小B的取值范围。
14(16分)如图所示,在xOy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场,在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场。现有一粒子源处在坐标为的M点能以垂直与电场方向不断发射质量为m、电量为+q、速度为v0的粒子(重力不计),粒子从N点(图中未画出)进入磁场后最后又从x轴上坐标为处的P点射入电场,其入射方向与x轴成45°角。求:
(1)粒子到达P点时的速度v的大小;
(2)匀强电场的电场强度E和N点的横坐标x;
(3)粒子从N点运动到P点的时间。
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试卷第2页,共2页
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