内容正文:
高三物理卷
一、单项选择题(本题共7 小题,每小题4分,共 28 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置,其激光辐射所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。图为氢原子的能级示意图,已知紫外光的光子能量大于,当大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时,辐射不同频率的紫外光有( )
A. 6种 B. 5种 C. 4种 D. 3种
【答案】D
【解析】
【详解】大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时,能够辐射出不同频率的光的种类为种。
其中只有;
;
其余均小于,所以辐射不同频率的紫外光有3种,故选D。
2. 电影《哪吒2》中,申公豹手握雷公鞭纵身,一人战三龙的情景让观众热血沸腾。申公豹挥舞雷公鞭,可视为周期为1s的简谐运动,t=0时刻雷公鞭的波形图如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该波的波速为2m/s
B. t=0时质点a的回复力为零
C. t=0.25s时质点a向y轴负方向运动
D. t=0.5s时质点b的速率为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,波长为4m,所以,故A错误;
B.由图可知,t=0时质点a处于波峰,所以回复力最大,故B错误;
C.由于周期为1s,t=0时质点a处于波峰,所以t=0.25s时质点a回到平衡位置,且向y轴负方向运动,故C正确;
D.t=0时质点b处于平衡位置,t=0.5s时,即经过半个周期质点b仍处于平衡位置,速度最大,故D错误。
故选C。
3. 某同学用如图所示的可拆变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验,发现变压器两个线圈的导线粗细不同。该同学将原线圈接在学生电源上,分别测量原、副线圈的电压。下列说法中正确的是( )
A. 原线圈应接在学生电源直流电压输出端
B. 只增加原线圈的匝数就可以增大原线圈的输入电压
C. 只增加原线圈的匝数就可以增大副线圈的输出电压
D. 匝数较少的线圈应该使用较粗的导线
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.原线圈应接在学生电源交流电压输出端,所以A错误;
B.原线圈的电压与线圈的匝数无关,所以B错误;
C.根据
只减小原线圈的匝数就可以增大副线圈的输出电压,所以C错误;
D.根据
匝数较少的线圈电流较大,则应该使用较粗的导线,所以D正确;
故选D。
4. 哈雷彗星是能用裸眼从地球看见的短周期彗星。哈雷彗星在近日点a处与地球公转轨道相切,运行轨迹如图所示。在相同时间内,哈雷彗星与太阳连线扫过的面积分别为、,地球与太阳连线扫过的面积为。天体均视为质点。下列说法正确的是( )
A. 哈雷彗星在a点的速度小于c点的速度
B. 面积和相等
C. 从b点逆时针第一次运行到c点的过程,太阳对哈雷彗星的引力做正功
D. 在a点地球的加速度大小等于哈雷彗星的加速度大小
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据开普勒第二定律可知,彗星在a点的速度大于c点的速度,故A错误;
B.根据开普勒第二定律可知,面积和相等,为地球与太阳连线扫过的面积,不符合开普勒第二定律,故B错误;
C.从b点逆时针第一次运行到c点的过程,太阳引力与彗星速度间的夹角为钝角,可知太阳对哈雷彗星的引力做负功,故C错误;
D.根据牛顿第二定律可得
可得加速度为
可知在a点地球的加速度大小等于哈雷彗星的加速度大小,故D正确。
故选D。
5. 如图所示是一儿童游戏的图片,儿童站在固定竖直圆轨道的最低点,用力将一足球由静止踢出,发现足球能够沿着圆轨道通过最高点,已知轨道半径为R,足球的质量为m,重力加速度为g,不考虑摩擦和空气阻力作用,由此可判断儿童对小球做的功( )
A. 可能等于 B. 可能等于
C. 可能等于 D. 可能等于
【答案】A
【解析】
【详解】足球刚好沿圆轨道通过最高点时有
解得
所以足球能够沿着圆轨道通过最高点应满足
设儿童对小球做的功为W,对足球从最低点到最高点的过程由动能定理有
解得
即
故选A。
6. 雷雨云由一大团翻腾波动的水、冰晶和空气组成。当云团里的冰晶在强烈气流中上下翻滚时,这些被强烈气流反复撕扯、撞击的冰晶和水滴充满了静电,其中重量较轻、带正电的堆积在云层上方,较重、带负电的聚集在云层底部。地面则受云层底部大量负电的感应而带正电。当正、负两种电荷不断累积到某种程度时,就会以闪电的形式把能量释放出来。关于带负电荷的雨滴从雷雨云底部落到地面的过程,下列说法正确的是( )
A. 从雷雨云底部到地面电势逐渐降低
B. 雷雨云底部与地面之间电场方向向下
C. 雨滴落向地面的过程,电势能减少
D. 雨滴落向地面的过程,电场力做负功
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由于地面带正电,雷雨云底部带负电,电场线起于正电荷终止于负电荷,因此电场线方向为向上,沿着电场线电势降低,因此从雷雨云底部到地面电势逐渐升高,AB错误;
CD.雨滴带负电,因此其电场力向下,雨滴落向地面的过程,电场力做正功,电势能减少,C正确,D错误。
故选C。
7. 如图所示,回旋加速器的D形金属盒接在交流电源上,位于A处的粒子源产生的带负电荷的粒子在两盒之间被电场加速,最后从D形盒边缘引出。则粒子( )
A 第一次进入磁场时向左偏转
B. 获得的最大动能与电场强度有关
C. 经电场加速偶数次后可能到达B点
D. 在D形盒中的相邻轨迹间距由里向外逐渐变小
【答案】D
【解析】
【详解】A.依题意可知粒子第一次进入磁场时速度方向向上,根据左手定则可以判断第一次进入磁场时向右偏转。故A错误;
B.粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律有
当粒子的轨道半径等于D形盒半径时,具有最大速度为
则最大动能为
与电场强度无关。故B错误;
C.依题意,经电场加速奇数次后可能到达B点。故 C错误;
D.设粒子加速n次后速度为,由动能定理有
在磁场中做圆周运动的轨迹半径为
联立,解得
同理可得,粒子加速次后半径
粒子相邻两条运动轨迹的间距为
可知粒子相邻两条运动轨迹的间距由里向外逐渐减小。故D正确。
故选D。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共 18 分。每个小题有多项符合题目要求,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. 如图(甲)为用干涉法检查玻璃平板b是否平整的装置。将标准玻璃样板a放置在b之上,在一端夹入两张纸片。当红光垂直入射后,从上往下看到的条纹如图(乙)所示,b板上表面P点附近条纹向左侧弯曲,则( )
A. P点有凹陷 B. P点有凸起
C. 换用绿光照射,条纹间距变大 D. 抽去一张纸片,条纹间距变大
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.薄膜干涉是等厚干涉,即明条纹处空气膜的厚度相同,从弯曲的条纹可知,处检查平面左边的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相等,知处凹陷,故A正确,B错误;
CD.设空气劈尖的顶角为,则有
可得相邻条纹间距为
换用绿光照射,由于绿光的波长小于红光的波长,则条纹间距变小;若抽去一张纸片,则变小,变小,条纹间距变大,故C错误,D正确。
故选AD。
9. 如图甲所示,劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定在地面上,上端与物块B相连并处于静止状态。一物块A在外力作用下静止在弹簧正上方某高度处,取物块A静止时的位置为原点O、竖直向下为正方向建立轴。某时刻撤去外力,物块A自由下落,与物块B碰撞后以相同的速度向下运动,碰撞过程用时极短。测得物块A的动能与其位置坐标的关系如图乙所示(弹簧始终处于弹性限度内),图中除之间的图线为直线外,其余部分均为曲线。已知物块A、B均可视为质点,重力加速度为g,则( )
A. 物块A、B的质量之比为
B. 物块A、B碰撞过程损失的机械能为
C. 弹簧的劲度系数
D. 从x1到x3的过程中,弹簧的弹性势能增加了
【答案】AD
【解析】
【详解】根据图像可知,碰撞后A的动能变为原来的,根据可知,碰撞后A的速度大小变为原来的,设碰撞瞬间前A的速度为,对于A与B碰撞瞬间,取向下为正方向,根据动量守恒定律可得
解得,A正确;
B.碰撞瞬间前系统的机械能
碰撞瞬间后系统的机械能
根据能量守恒,A、B碰撞过程损失的机械能,B错误;
C.在处,B处于静止状态,弹簧弹力大小与B的重力相等,
在处动能最大,弹簧弹力与A、B总重力平衡,即
从到,由胡克定律可知,即
由动能定理可得
联立得,C错误;
D.在处A的动能为,B的动能为,即在处A、B的动能为,由图乙知,A、B在处动能为0,
所以从到过程中,A、B系统动能减少了,重力做正功,重力势能减少了
由机械能守恒定律可得
解得,D正确。
故选AD。
10. 如图所示,电阻,匝数的直角梯形金属框abcde放在绝缘水平地面上,ab、bc、cd、de的长度均为;边长的正方形区域MNHK内存在垂直地面向下、磁感应强度的匀强磁场。金属框沿地面以恒定速度向右穿过磁场,从cd边刚进入磁场到a点离开磁场的时间内,e、d、N、H始终在一条直线上。则( )
A. 0.2s末,线框cd边切割产生的电动势为0.2V
B. 0.4s末,已通过线框的电荷量为4C
C. ae边进出磁场的过程中,线框中的感应电流先增大后减小
D. 与时,线框受到的安培力相同
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.0.2s金属框向右移动的位移
所以0.2s末,线框cd边切割磁感线产生的电动势为
选项A错误;
B.0.4s金属框向右移动的位移
所以0.4s末已通过线框的电荷量为
选项B正确;
C.从e点进入磁场开始到e点离开磁场的过程中,ae边切割磁感线的长度越来越大;从a点进入磁场到离开磁场的时间内,ae边切割磁感线的长度越来越小。所以ae边进出磁场的过程中,线框中的感应电流先增大后减小,选项C正确;
D.时金属框向右移动的位移
此时ae边进入磁场0.1m距离的部分切割磁感线产生感应电动势;
时金属框向右移动的位移
此时ae边的还剩0.1m的距离开磁场的部分切割磁感线产生感应电动势;
所以与时,切割磁感线的有效长度相等,感应电动势相等,金属框中的感应电流相等,根据可知线框受到的安培力相同,选项D正确。
故选BCD
三、实验题(共2小题,共14分)
11. 图甲为“验证动量守恒定律”的实验装置图,图乙是实验原理图。图乙中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验开始时,先让入射小球A多次从斜轨上由静止释放,找到其落地点的平均位置P,然后把被碰小球B 静置于轨道水平部分的右端,再将入射小球A 从斜轨上由静止释放, 与小球B相碰, 并且多次重复, 找到小球落点的平均位置分别为M、N,测量M、P、N距O点的水平距离分别为xM、xP、xN。
(1)关于本实验,下列说法正确的是_______;
A. 斜槽轨道末端必须水平 B. 小球A 的质量必须大于小球B 的质量
C. 斜槽轨道必须光滑 D. 入射小球每次可由不同位置自由滚下
(2)上述实验还需要测量的物理量有_______;
A. 小球 A 和B的质量m1、m2 B. 斜槽末端离地面的高度h
C. 小球 A 和 B 起始位置的高度差Δh D. 两小球与斜槽间的动摩擦因数μ
(3)若测量数据近似满足关系式_______ (用m1、m2、xM、xp、xN表示),则说明两小球碰撞过程动量守恒。
【答案】 ①. AB ②. A ③.
【解析】
【详解】(1)[1]A.本实验需要小球离开轨道之后做平抛运动,所以需要斜槽末端水平,A正确;
B.为避免A球撞击之后反弹,需要满足小球A 的质量大于小球B 的质量,B正确;
CD.为让小球撞击时速度大小相同,需保证每次在同一位置释放,不需要斜槽轨道光滑,CD错误。
故选AB。
(2)[2]因为要证明动量守恒定律,除了测算水平速度之外,还需要测量物体的质量,故选A。
(3)[3]根据动量守恒定律和平抛规律可得
整理得
12. 在测量一节干电池电动势和内阻的实验中,可选用的器材有:
A.电压表V:0~3V,内阻约3kΩ;
B.电流表A1:0~0.6A,内阻约0.1Ω;
C.电流表A2:0~3A,内阻约0.01Ω;
D.滑动变阻器R1:0~100Ω;
E.滑动变阻器R2:0~15Ω;
F.开关S和导线若干。
(1)电流表应选用______,滑动变阻器应选用______;(选填项目前的符号)
(2)用所选器材按照图1连接好电路后,将滑动变阻器滑片置于合适位置,闭合开关S,通过调整滑动变阻器,得到多组电流I和电压U。根据实验数据,绘制出如图2所示的U-I图像,由图线可求出E=______V,r=________Ω;(结果均保留3位有效数字)
(3)通过以上测量方法求得的结果会存在误差,其中由电表引起的误差不能通过多次测量取平均值的方法减小。下列说法中正确的是______。
A. 由于电流表的分压作用,使电动势的测量值小于真实值
B. 由于电流表的分压作用,使电动势的测量值大于真实值
C. 由于电压表的分流作用,使内阻的测量值小于真实值
D. 由于电压表的分流作用,使内阻的测量值大于真实值
【答案】 ①. B ②. E ③. 1.48~1.50 ④. 0.750~0.790 ⑤. C
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]由于电源电动势较小,最大电流0.60A左右,所以电流表选用B。
[2]为了方便调节滑动变阻器选择阻值较小的,则选用E。
(2)[3][4]根据闭合电路欧姆定律可得
由图像可知,图像的斜率的绝对值表示电源的内阻,纵坐标的截距表示电源的电动势则有
(1.48~1.50)
(0.750~0.790)
(3)[5]实验电路采用的是外接法测电源电动势与内阻,由于引起误差的原因为电压表分流,当外电阻越小时,电压表分流越小,短路时,电流的测量值与真实值相等,外电阻越大时,电压表分流越大,则测量的内阻为电压表与电源真实内阻并联的值,所以内阻的测量值偏小,测量的电动势为断路时,电压表两端的电压,所以测量的电动势偏小,则C正确;ABD错误;
故选C。
四、计算题(本题共4小题,共40分.作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图是某同学用手持式打气筒对一只篮球打气的情景。已知篮球内部容积为7.5L,环境温度为27℃,大气压强为1.0atm,打气前球内气压等于外界大气压强,手持式打气筒每打一次气能将0.5L、1.0atm的空气打入球内,当球内气压达到1.6atm时停止打气(1atm=1.0×105Pa)。
(1)已知温度为0℃、压强为1atm标准状态下气体的摩尔体积为V0=22.4L/mol,求打气前该篮球内空气的分子数n(取阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1,计算结果保留两位有效数字);
(2)要使篮球内气压达到1.6atm,求需打气的次数N(设打气过程中气体温度不变)。
【答案】(1)1.8×1023(个);(2)9(次)
【解析】
【详解】(1)设球内空气在标准状况下的体积为V′,由盖―吕萨克定律有
其中T1=300K,T2=273K,又
解得n=1.8×1023(个)
(2)由玻意耳定律,有
解得N=9(次)
14. 如图所示,质量的滑块A静止在质量的木板B的左端,木板B静置于水平地面上,木板右侧适当位置有一固定的光滑圆弧轨道OPQ,圆弧的半径、圆心角θ=37°,圆弧在P点与水平方向相切,且P点与长木板上表面等高,圆弧轨道的右侧有平台。滑块A在大小为18N的水平恒力F作用下向右运动,2s后撤去F,一段时间后滑块A与木板相对静止,此时滑块A恰好从P点滑上圆弧轨道,滑块从Q点离开圆弧轨道后刚好以水平速度滑上平台左端,已知滑块A与木板B之间的动摩擦因数,木板B与水平地面之间的动摩擦因数,重力加速度,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力。求:
(1)前2s内滑块A和木板B的加速度大小;
(2)滑块A滑上圆弧轨道P点时对P点的压力大小;
(3)Q点与平台左侧的水平距离。
【答案】(1),
(2)
(3)12m
【解析】
【详解】(1)由题意,根据牛顿第二定律对A,有
对B,有
解得
,
(2)2s末,A、B的速度大小分别为
撤掉力F后,A做匀减速直线运动,B仍以做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律对A,有
当二者共速时有
解得
A从P点滑上圆弧轨道时的速度为
根据牛顿第二定律有
由牛顿第三定律有
(3)A从P点沿圆弧轨道到达Q点,根据动能定理可得
解得
A从Q点滑出后做斜抛运动,有
,
联立解得
15. 如图所示,半径为圆边界内存在垂直纸面向里的匀强磁场,、是圆边界的两个互相垂直的直径,边长为的正方形内存在匀强电场,边长与直径共线,电场与磁场垂直、与平行,质量为、电荷量为的粒子(不计重力)从a点正对圆心以初速度垂直射入磁场,从点射出磁场立即进入电场,最后恰好从点射出电场,打在点右侧距离处的竖直挡板上,求:
(1)匀强磁场磁感应强度大小B和匀强电场电场强度大小E;
(2)粒子运动到f点时的速度;
(3)粒子从a点进入到打到竖直挡板上的运动总时间。
【答案】(1),
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
在磁场中,运动半径,由洛伦兹力充当向心力得
解得
将电场中的运动进行分解,沿着方向以速度做匀速直线运动
沿着电场力方向做初速度为的匀加速直线运动
解得
【小问2详解】
从点运动到点过程,由动能定理得
解得
设点速度方向与水平方向夹角为,与的夹角为,由于从点运动到点为类平抛运动,可得
【小问3详解】
粒子从a点到点,在磁场中做匀速圆周运动,时间
由小问1得,粒子从点运动到点的时间
粒子离开电场后粒子做匀速直线运动,水平分速度为,大小等于粒子在电场中水平方向做加速直线运动的末速度,根据速度-位移公式得
解得
所以粒子离开电场后的运动时间
综上,总时间为
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高三物理卷
一、单项选择题(本题共7 小题,每小题4分,共 28 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置,其激光辐射所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。图为氢原子的能级示意图,已知紫外光的光子能量大于,当大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时,辐射不同频率的紫外光有( )
A. 6种 B. 5种 C. 4种 D. 3种
2. 电影《哪吒2》中,申公豹手握雷公鞭纵身,一人战三龙的情景让观众热血沸腾。申公豹挥舞雷公鞭,可视为周期为1s的简谐运动,t=0时刻雷公鞭的波形图如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该波的波速为2m/s
B. t=0时质点a的回复力为零
C. t=0.25s时质点a向y轴负方向运动
D. t=0.5s时质点b的速率为零
3. 某同学用如图所示的可拆变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验,发现变压器两个线圈的导线粗细不同。该同学将原线圈接在学生电源上,分别测量原、副线圈的电压。下列说法中正确的是( )
A. 原线圈应接在学生电源直流电压输出端
B. 只增加原线圈的匝数就可以增大原线圈的输入电压
C. 只增加原线圈的匝数就可以增大副线圈的输出电压
D. 匝数较少的线圈应该使用较粗的导线
4. 哈雷彗星是能用裸眼从地球看见的短周期彗星。哈雷彗星在近日点a处与地球公转轨道相切,运行轨迹如图所示。在相同时间内,哈雷彗星与太阳连线扫过的面积分别为、,地球与太阳连线扫过的面积为。天体均视为质点。下列说法正确的是( )
A. 哈雷彗星在a点的速度小于c点的速度
B. 面积和相等
C. 从b点逆时针第一次运行到c点的过程,太阳对哈雷彗星的引力做正功
D. 在a点地球加速度大小等于哈雷彗星的加速度大小
5. 如图所示是一儿童游戏的图片,儿童站在固定竖直圆轨道的最低点,用力将一足球由静止踢出,发现足球能够沿着圆轨道通过最高点,已知轨道半径为R,足球的质量为m,重力加速度为g,不考虑摩擦和空气阻力作用,由此可判断儿童对小球做的功( )
A. 可能等于 B. 可能等于
C. 可能等于 D. 可能等于
6. 雷雨云由一大团翻腾波动的水、冰晶和空气组成。当云团里的冰晶在强烈气流中上下翻滚时,这些被强烈气流反复撕扯、撞击的冰晶和水滴充满了静电,其中重量较轻、带正电的堆积在云层上方,较重、带负电的聚集在云层底部。地面则受云层底部大量负电的感应而带正电。当正、负两种电荷不断累积到某种程度时,就会以闪电的形式把能量释放出来。关于带负电荷的雨滴从雷雨云底部落到地面的过程,下列说法正确的是( )
A. 从雷雨云底部到地面电势逐渐降低
B. 雷雨云底部与地面之间电场方向向下
C. 雨滴落向地面的过程,电势能减少
D. 雨滴落向地面过程,电场力做负功
7. 如图所示,回旋加速器的D形金属盒接在交流电源上,位于A处的粒子源产生的带负电荷的粒子在两盒之间被电场加速,最后从D形盒边缘引出。则粒子( )
A 第一次进入磁场时向左偏转
B. 获得的最大动能与电场强度有关
C. 经电场加速偶数次后可能到达B点
D. 在D形盒中的相邻轨迹间距由里向外逐渐变小
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共 18 分。每个小题有多项符合题目要求,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. 如图(甲)为用干涉法检查玻璃平板b是否平整的装置。将标准玻璃样板a放置在b之上,在一端夹入两张纸片。当红光垂直入射后,从上往下看到的条纹如图(乙)所示,b板上表面P点附近条纹向左侧弯曲,则( )
A. P点有凹陷 B. P点有凸起
C. 换用绿光照射,条纹间距变大 D. 抽去一张纸片,条纹间距变大
9. 如图甲所示,劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定在地面上,上端与物块B相连并处于静止状态。一物块A在外力作用下静止在弹簧正上方某高度处,取物块A静止时的位置为原点O、竖直向下为正方向建立轴。某时刻撤去外力,物块A自由下落,与物块B碰撞后以相同的速度向下运动,碰撞过程用时极短。测得物块A的动能与其位置坐标的关系如图乙所示(弹簧始终处于弹性限度内),图中除之间的图线为直线外,其余部分均为曲线。已知物块A、B均可视为质点,重力加速度为g,则( )
A. 物块A、B的质量之比为
B. 物块A、B碰撞过程损失的机械能为
C. 弹簧的劲度系数
D. 从x1到x3的过程中,弹簧的弹性势能增加了
10. 如图所示,电阻,匝数的直角梯形金属框abcde放在绝缘水平地面上,ab、bc、cd、de的长度均为;边长的正方形区域MNHK内存在垂直地面向下、磁感应强度的匀强磁场。金属框沿地面以恒定速度向右穿过磁场,从cd边刚进入磁场到a点离开磁场的时间内,e、d、N、H始终在一条直线上。则( )
A. 0.2s末,线框cd边切割产生电动势为0.2V
B. 0.4s末,已通过线框电荷量为4C
C. ae边进出磁场的过程中,线框中的感应电流先增大后减小
D. 与时,线框受到的安培力相同
三、实验题(共2小题,共14分)
11. 图甲为“验证动量守恒定律”的实验装置图,图乙是实验原理图。图乙中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验开始时,先让入射小球A多次从斜轨上由静止释放,找到其落地点的平均位置P,然后把被碰小球B 静置于轨道水平部分的右端,再将入射小球A 从斜轨上由静止释放, 与小球B相碰, 并且多次重复, 找到小球落点的平均位置分别为M、N,测量M、P、N距O点的水平距离分别为xM、xP、xN。
(1)关于本实验,下列说法正确的是_______;
A. 斜槽轨道末端必须水平 B. 小球A 的质量必须大于小球B 的质量
C. 斜槽轨道必须光滑 D. 入射小球每次可由不同位置自由滚下
(2)上述实验还需要测量的物理量有_______;
A. 小球 A 和B的质量m1、m2 B. 斜槽末端离地面的高度h
C. 小球 A 和 B 起始位置的高度差Δh D. 两小球与斜槽间的动摩擦因数μ
(3)若测量数据近似满足关系式_______ (用m1、m2、xM、xp、xN表示),则说明两小球碰撞过程动量守恒。
12. 在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中,可选用的器材有:
A.电压表V:0~3V,内阻约3kΩ;
B.电流表A1:0~0.6A,内阻约0.1Ω;
C.电流表A2:0~3A,内阻约0.01Ω;
D.滑动变阻器R1:0~100Ω;
E.滑动变阻器R2:0~15Ω;
F.开关S和导线若干。
(1)电流表应选用______,滑动变阻器应选用______;(选填项目前的符号)
(2)用所选器材按照图1连接好电路后,将滑动变阻器滑片置于合适位置,闭合开关S,通过调整滑动变阻器,得到多组电流I和电压U。根据实验数据,绘制出如图2所示的U-I图像,由图线可求出E=______V,r=________Ω;(结果均保留3位有效数字)
(3)通过以上测量方法求得的结果会存在误差,其中由电表引起的误差不能通过多次测量取平均值的方法减小。下列说法中正确的是______。
A. 由于电流表的分压作用,使电动势的测量值小于真实值
B. 由于电流表的分压作用,使电动势的测量值大于真实值
C. 由于电压表的分流作用,使内阻的测量值小于真实值
D. 由于电压表的分流作用,使内阻的测量值大于真实值
四、计算题(本题共4小题,共40分.作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图是某同学用手持式打气筒对一只篮球打气的情景。已知篮球内部容积为7.5L,环境温度为27℃,大气压强为1.0atm,打气前球内气压等于外界大气压强,手持式打气筒每打一次气能将0.5L、1.0atm的空气打入球内,当球内气压达到1.6atm时停止打气(1atm=1.0×105Pa)。
(1)已知温度为0℃、压强为1atm标准状态下气体的摩尔体积为V0=22.4L/mol,求打气前该篮球内空气的分子数n(取阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1,计算结果保留两位有效数字);
(2)要使篮球内气压达到1.6atm,求需打气的次数N(设打气过程中气体温度不变)。
14. 如图所示,质量的滑块A静止在质量的木板B的左端,木板B静置于水平地面上,木板右侧适当位置有一固定的光滑圆弧轨道OPQ,圆弧的半径、圆心角θ=37°,圆弧在P点与水平方向相切,且P点与长木板上表面等高,圆弧轨道的右侧有平台。滑块A在大小为18N的水平恒力F作用下向右运动,2s后撤去F,一段时间后滑块A与木板相对静止,此时滑块A恰好从P点滑上圆弧轨道,滑块从Q点离开圆弧轨道后刚好以水平速度滑上平台左端,已知滑块A与木板B之间的动摩擦因数,木板B与水平地面之间的动摩擦因数,重力加速度,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力。求:
(1)前2s内滑块A和木板B的加速度大小;
(2)滑块A滑上圆弧轨道P点时对P点的压力大小;
(3)Q点与平台左侧的水平距离。
15. 如图所示,半径为的圆边界内存在垂直纸面向里的匀强磁场,、是圆边界的两个互相垂直的直径,边长为的正方形内存在匀强电场,边长与直径共线,电场与磁场垂直、与平行,质量为、电荷量为的粒子(不计重力)从a点正对圆心以初速度垂直射入磁场,从点射出磁场立即进入电场,最后恰好从点射出电场,打在点右侧距离处的竖直挡板上,求:
(1)匀强磁场磁感应强度大小B和匀强电场电场强度大小E;
(2)粒子运动到f点时的速度;
(3)粒子从a点进入到打到竖直挡板上的运动总时间。
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