内容正文:
江苏省苏州中学2025-2026学年度第一学期质量评估
高二物理
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间75分钟。所有答案均写在答题纸上。
第Ⅰ卷(选择题,共40分)
一、单项选择题(本题共10小题,每小题4分,共计40分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 粗糙斜面放在光滑的水平面上,一小物块以某一初速从斜面底端冲上斜面,速度减为零后又加速滑下。关于小物块在斜面上滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 斜面的动能一直在增加
B. 小物块的机械能守恒
C. 小物块与斜面组成的系统动量守恒
D. 小物块与斜面组成的系统机械能守恒
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.物块沿斜面上滑时,斜面受到物块向上的摩擦力和垂直斜面向下的压力,两个力均对斜面做正功,则斜面的动能增加;当物块沿斜面下滑时,斜面受到沿斜面向下的摩擦力和垂直斜面向下的压力,两个力在水平方向的合力
物块能沿斜面下滑,则
可知
可知Fx合仍对斜面做正功,则斜面的动能增加,选项A正确;
B.对物块因为不是只有重力做功,斜面的摩擦力与支持力都对物块做功,则机械能不守恒,选项B错误;
C.物块与斜面的系统,水平方向受合外力为零,则水平方向动量守恒,但是竖直方向动量不守恒,选项C错误;
D.小物块与斜面体之间有摩擦,则两者组成的系统机械能不守恒,选项D错误。
故选A。
2. 单匝闭合线框a、三匝闭合线框b分别置于磁感应强度大小为、的两匀强磁场中,磁场区域足够大,线框平面垂直于磁场。已知线框a的面积与线框b的面积相等,且穿过两线框的磁通量相等。下列关于、大小的说法正确的是( )
A. B.
C. D. 无法判断、的大小关系
【答案】B
【解析】
【详解】由题知,线框平面垂直于磁场,根据磁通量的定义式
解得线框a的磁通量
线框b的磁通量
又,
解得
故选B。
3. 为了诊断病人的心脏功能和动脉中血液粘滞情况,可以使用电磁流量计测量血管中血液的流速和流量。如图是电磁流量计测量血管中血液流速的示意图,下列说法正确的是( )
A. a端电势高于b端电势 B. 血液越粘滞,ab端电势差越大
C. 外加磁场越大,ab两端电势差越小 D. 液体均可以使用电磁流量计测量流量
【答案】A
【解析】
【详解】A.血液中正负离子向右流动的速度为v,根据左手定则,在洛伦兹力作用下,正离子向管道a的一侧集中,而负离子向管道b的一侧集中,两者之间形成电势差,则a端电势高于b端电势,故A正确;
B.当正负离子受到的电场力与洛伦兹力平衡时,离子不再偏移,此时有稳定的电势差,形成一个匀强电场,对离子有
解得
血液越粘滞,v越小,ab端电势差越小,故B错误;
C.根据
外加磁场越大,ab两端电势差越大,故C错误;
D.根据
得
①
设在时间内流进管道的血液体积为V,则流量
②
联立①②得
若液体不含带电粒子,不可以使用电磁流量计测量流量,故D错误。
故选A。
4. 如图所示,虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图像。已知甲、乙两个振子质量相等,则( )
A. 甲、乙两振子的振幅之比为1:2
B. 甲、乙两振子的频率之比为1:2
C. t=2s时,甲弹簧振子的回复力最大,乙弹簧振子的动能最小
D. 0~8s时间内甲、乙两振子通过的路程之比为4:1
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据甲、乙两个振子做简谐运动的图像可知,两振子的振幅
所以甲乙两振子的振幅之比为2:1,故A错误;
B.甲振子的周期为4s,频率为
乙振子的周期为8s,频率为
甲、乙两振子的频率之比为2:1,故B错误;
C.t=2s时,甲振子处于平衡位置,所以甲的回复力为0;乙振子处于负位移最大值处,乙的速度为0,动能最小,故C错误;
D.0~8s这段时间内,甲振子运动了两个周期,通过的路程为
乙振子运动了一个周期,通过的路程为
所以两振子的路程之比为4:1,故D正确。
故选D。
5. 利用光在空气薄膜的干涉可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差(约为微米量级),实验装置如图甲所示。和是具有标准平面的玻璃平晶,为标准金属丝,直径为为待测金属丝,直径为;两者中心间距为。实验中用波长为的单色光垂直照射平晶表面,观察到的干涉条纹如图乙所示,测得相邻条纹的间距为。则以下说法正确的是( )
A.
B. 与直径相差越大,越大
C. 轻压右端,若增大则有
D. 与直径相等时可能产生图乙中的干涉条纹
【答案】A
【解析】
【详解】A.设两标准平面的玻璃平晶之间的夹角为,由题图可得
由空气薄膜干涉的条件可知
又
联立解得,故A正确;
B.由上述分析可知,与直径相差越大,越大,越小,B错误;
C.轻压右端,若增大,则减小,说明,故C错误;
D.当与直径相等时,,空气薄膜的厚度处处相等,不能形成图乙中的干涉条纹,故D错误。
故选A。
6. 将一根柔软弹性细绳沿水平的x轴放置,其一端固定于位置为的墙面上,另一端不断上下振动,在绳中形成绳波如图,在时刻的质点刚好开始振动。当波传至固定点时,绳波将发生反射。反射处质点在反射前后的振动速度大小不变,方向反向,波的传播方向也反向。则下列各个时刻细绳的波形图(实线)正确的是( )。
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.经过,波沿x轴正方向传播距离为
波前传播到处,和处的两个质点位于波谷,处的质点位于波峰,A错误;
B.经过,波沿x轴正方向传播的距离为
波前传播到处,和处的两个质点位于波谷,和处的两个质点位于波峰,B错误;
C.经过,波沿x轴正方向传播的距离为
处的波峰向前移动6m到处,处的波谷遇到墙变成波峰反射也移动到处,两个波峰在处相遇振动加强,处的质点位于波峰处且振幅等于原来的2倍,C正确;
D.经过,波沿x轴正方向传播的距离为
处的波谷向前移动8m到处,处的波峰向前移动7m遇到墙变成波谷反射运动到处,两个波谷在处相遇振动加强,处的质点的位于波谷处且振幅等于原来的2倍,D错误。
故选C。
7. 直流电动机在生活生产中有广泛的应用,其主要结构为两部分:定子和转子,其中定子包括:主磁极、机座、转向器、电刷等;转子包括:电枢铁芯、电枢绕组等。如图所示是电动机提升重物的示意图,已知电源电动势,内阻,电阻。闭合开关S,发现电动机被卡死,此时电压表的示数为,立即关闭电源。清除故障后重新闭合开关,当电动机正常工作时,电压表的示数为,重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 电动机内部线圈的电阻为
B. 电动机正常工作时线圈电阻的热功率为
C. 电动机正常工作时电源的效率约为
D. 电动机正常工作时将一个质量为重物由静止吊起,则重物的最大速度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.电动机被卡住时,相当于纯电阻,电源内电压
电路电流
由闭合电路欧姆定律可得电动机内阻为
故A错误;
B.电动机正常工作时,电源内电压
电路电流
电动机线圈电阻的热功率为
故B正确;
C.电动机正常工作时,电源的效率为
故C错误;
D.当重物速度最大时,拉力
电动机的输出功率
由
可得重物的最大速度为
故D错误。
故选B。
8. 某同学利用图甲所示的原理图组装了一个倍率为“”的欧姆表,所用表头G的满偏电流为。现用一系列标准电阻对欧姆表进行标定,并作出间接不同的标准电阻时表头的示数与的关系,如图乙所示,则( )
A. 按照惯用标准,图甲中的为黑表笔
B. 该同学所用电源电动势为
C. 该欧姆表内阻
D. 对表盘进行欧姆标度时,量程为0~3mA的表头G表盘上“2mA”处应标的数值为400Ω
【答案】C
【解析】
【详解】A.欧姆表测电阻时,需要让电流从黑表笔流出从红表笔流进,故黑表笔接电源的正极,红表笔接电源的负极,图甲中的B为红表笔,故A错误;
BC.根据欧姆表的测量原理,当时,流过电路的电流达到满偏即
设欧姆表内阻为
则有当,流过电表的电流为
联立解得,,故B错误,C正确;
D.根据闭合电路欧姆定律
解得
因欧姆表倍率为×10,则量程为0~3mA的表头G表盘上“2mA”处应标的数值为50Ω,故D错误。
故选C。
9. 质量均匀分布的直导体棒放置于四分之一的光滑圆弧轨道上,其截面如图所示。导体棒中通有电流强度大小为I的电流,空间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场的方向竖直向上。导体棒平衡时,导体棒与圆心的连线跟竖直方向的夹角为(),轨道与导体棒的弹力为。下列说法正确的是( )
A. 若仅将电流强度I缓慢增大,则θ逐渐减小
B. 若仅将电流强度I缓慢增大,则先增大再减小
C. 若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90°,则θ先增大再减小
D. 若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90°,则逐渐增大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.对导体棒进行受力分析,受重力、支持力和安培力,作出矢量动态三角形如图所示
若仅将电流强度Ⅰ缓慢增大,安培力逐渐增大,则θ逐渐增大,逐渐增大,故AB错误;
CD.对导体棒受力分析,受重力、支持力和安培力,如图所示
安培力方向向右,根据左手定则可知,电流方向向内,沿垂直半径方向根据平衡条件有
若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90°过程,假设导体棒不动,则安培力在沿垂直半径方向的分力先增大后减小,在沿半径向下的分力逐渐减小到零,后来沿半径方向向上的分力增大,所以θ先增大再减小,逐渐减小,个C正确,D错误。
故选C。
10. “娱乐风洞”是一项新型娱乐项目,在一个特定的空间内通过风机制造的气流把人“吹”起来,使人产生在天空翱翔的感觉。其简化模型如图所示,一质量为的游客恰好静止在直径为的圆柱形竖直风洞内,已知气流密度为,游客受风面积(游客在垂直风力方向的投影面积)为,风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定,重力加速度为。假设气流吹到人身上后速度变为零,则下列说法正确的是( )
A. 气流速度大小为
B. 单位时间内流过风洞内某横截面的气体体积为
C. 若风速变为原来的,游客开始运动时的加速度大小为
D. 单位时间内风机做的功为
【答案】D
【解析】
【详解】A.对时间内吹向游客的气体,设气体质量为,由动量定理可得
由于游客处于静止状态,故满足
另外
联立可得
A错误;
B.单位时间内流过风洞某横截面的气体体积为
联立解得
B错误;
C.若风速变为原来的,设风力为,由动量定理可得
另外
联立可得
由牛顿第二定律可得
解得
C错误;
D.风洞单位时间流出的气体质量为
单位时间内风机做的功为
D正确。
故选D。
第Ⅱ卷(非选择题,共60分)
二、填空题(本题共2小题,每空2分,共计18分。请按题目要求作答)
11. 为了测量某电源的电动势和内阻,并研究利用该电源为小灯泡供电的情况,某同学进行了如下实验:
(1)该同学首先设计了如图(a)所示的实验电路,其中R为电阻箱,定值电阻,电压表可视为理想电表,实验过程中采集电压表和电阻箱的读数,并以为纵坐标,为横坐标,画出的关系图线,如图(b)所示(该图线为一条直线),根据图线求得该电源的电动势E=___________V,内阻r=___________Ω。(均保留两位有效数字)
(2)在第(1)问的电路设计中,如果电压表不能视为理想电表,电源电动势和内阻的测量值存在系统误差,所测r测___________r真,E测___________E真。(均填“大于”“等于”或“小于”)
(3)在进一步研究中,该同学测得的某型号小灯泡的伏安特性曲线如图(c)所示,如果把两个该型号的灯泡串联后再与R1=9Ω的定值电阻串联起来接在上述电源上(其电动势和内阻是第(1)问计算的结果),如图(d)所示,则每只小灯泡的实际功率约为___________W。(保留2位小数)
【答案】(1) ①. 5.0 ②. 1.0
(2) ①. 小于 ②. 小于
(3)0.27##0.28##0.29
【解析】
【小问1详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律,可写出
变形为
根据题干中给定的图像,可以求得斜率与截距的大小,其中截距
所以电动势
斜率为
解得内阻
【小问2详解】
[1][2]如果电压表不能视为理想电表,设内阻为,有
转化为
同样利用图像中的斜率和截距进行求解,可知
所以
同理有
解得
【小问3详解】
设电路中每个灯泡两端的电压为U,电路中的电流为I,根据闭合电路欧姆定律有
将此U-I关系画在小灯泡伏安特性曲线的图像中,交点即为电路中的实际电压和电流大小,如图所示
读取数据可知
12. 某物理兴趣小组在用如图所示的双缝干涉实验装置测定光的波长实验中,通过目镜成功观察到光屏上的干涉条纹。
(1)已知该装置中双缝间距,双缝到光屏的距离,在光屏上得到的干涉图样如图(a)所示,分划板中心刻线在图中A位置时游标卡尺如图(b)所示(箭头处对齐),则其示数为___________;在B位置时游标卡尺如图(c)所示(箭头处对齐),则其示数为___________。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为___________m(此空保留两位有效数字)。
(2)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图(d)所示.则在这种情况下来测量干涉条纹的间距时,测量值___________(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值。
【答案】(1) ①. 111.15 ②. 115.45 ③.
(2)大于
【解析】
【小问1详解】
[1]游标卡尺的精确度为0.05mm,图(b)的读数为
[2]图(c)的读数为
[3] 相邻条纹间距为
根据
可得该光的波长为
【小问2详解】
测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,实际值
故可知测量值大于实际值;由可知波长的测量值大于其实际值。
三、计算题(本题共4小题,共计42分。解答时请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. 如图所示,ABC为等腰直角三棱镜,直角边AB长为L,D为AB的中点,当入射光线平行于CB射向AC边的E点时,折射光线刚好射向D点,当入射光线垂直AC边射向E点时,刚好在AB边发生全反射,真空中的光速为c,求:
(1)三棱镜对此光的折射率;
(2)光从E点传播到D点所用的时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据题意,折射光在AB边发生全反射的临界角为
则三棱镜对光的折射率
【小问2详解】
如图所示
当光平行于CB方向入射时,入射角,设折射角为,根据
可得
由几何关系可知
由正弦定理得
解得
根据
可得光在三棱镜中的传播速度
所以光从E点传播到D点所用的时间为
14. 如图所示,在等腰直角三角形内部有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场,在x轴上,长度为L。一粒子的质量为m、电荷量为q,从中点C垂直射入磁场,刚好垂直射出磁场,不计粒子所受的重力。
(1)求粒子的速度大小v;
(2)求粒子打在y轴上的点P的坐标;
(3)求粒子从射入磁场到打在y轴上的总时间t。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子刚好垂直OD射出磁场,依据左手定则可判断粒子带正电。粒子从OA中点C垂直OA射入磁场,刚好垂直OD射出磁场,说明粒子做匀速圆周运动的圆心为O点,半径
根据洛伦兹力充当向心力,有
解得
【小问2详解】
设粒子垂直OD射出的点为K,由几何关系知,是等腰直角三角形,可得出是等腰直角三角形,如图所示
由几何关系知,
粒子打在y轴上的点P的坐标为
【小问3详解】
粒子从射入磁场到打在y轴上的总路程
根据
解得
15. 位于x=0处波源S振动产生一列沿x轴正向传的简横波,A和B是介质中平衡位置分别位于x=2m和x=8m处的两个质点。t=0时开始观测,此时质点A的位移为y=4cm,质点B处于波峰位置,时,质点A第一次回到平衡位置,t=1s时,质点B第一次回到平衡位置。求:
(1)简谐波的周期;
(2)若波长大于2m且小于37m,波长可能取哪些值;
(3)若波长取36m,同时在x=100m处有与S完全一样的波源产生一列沿x轴负方向传播的简谐振横波,求x轴上0<x<100范围内有多少个加强点。
【答案】(1)4s;(2),,;(3)5个
【解析】
【详解】(1)t=0时开始观测,质点B处于波峰位置,质点B第一次回到平衡位置,可知
解得
(2)设A点的振动方程为
代入数据求得
,
设B点的振动方程为
代入数据求得
因此有
求得
波长大于2m且小于37m,波长可能的值为
,,,
(3)若波长取36m,同时在x=100m处有与S完全一样的波源产生一列沿x轴负方向传播的简谐振横波,则在范围内满足到两波源距离差值
其中k=0时在中点位置,k=1和2时在中点一侧有两个加强点,而在中点的另一侧仍有两个加强点,则加强点有5个。
16. 如图所示,质量m=1kg的弹性小球A在长为l=0.9m的细轻绳牵引下可以绕水平轴O在竖直平面内做圆周运动,圆周的最高点为P,P处有一个水平槽,水平地面距水平槽的高度恰好是1.8 m,槽内有许多质量均为M=3kg的弹性钢球,小球A每次转动到P点恰好与P点处的小钢球发生弹性正碰(碰撞时间极短),钢球水平飞出做平抛运动。每次被小球A碰撞后,槽内填充装置可将另一个相同的钢球自动填充动到P点位置且静止。现将小球A在顶点P以v0=24m/s的初速度向左抛出(如图),小球均可视为质点,g取10m/s2,求:
(1)第一次碰撞后瞬间,小球A和第一个钢球获得的速度;
(2)小球A能将钢球碰出去的钢球个数;
(3)第一个钢球与最后一个钢球落地后的水平距离。
【答案】(1)-12m/s,12m/s;(2)4;(3)8.1m
【解析】
【分析】
【详解】(1)据
解得
(2)利用上述方程还可得小球A第一次碰后的速度
同理可知碰撞n次以后瞬间的速度为
负号表示与碰前入射速度方向相反,小球要能与钢球碰撞则必须能完成完整的圆周运动,所以碰n次后假定再次到达P位置,其速度满足
即
所以
解得n=3 小球A可以与4个钢球碰撞;第4个钢球碰后速度
(3)由于两球是分别朝向左右两边做平抛运动的,所以水平距离是
平抛时间是
得
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江苏省苏州中学2025-2026学年度第一学期质量评估
高二物理
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间75分钟。所有答案均写在答题纸上。
第Ⅰ卷(选择题,共40分)
一、单项选择题(本题共10小题,每小题4分,共计40分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 粗糙斜面放在光滑的水平面上,一小物块以某一初速从斜面底端冲上斜面,速度减为零后又加速滑下。关于小物块在斜面上滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 斜面的动能一直在增加
B. 小物块的机械能守恒
C. 小物块与斜面组成的系统动量守恒
D. 小物块与斜面组成的系统机械能守恒
2. 单匝闭合线框a、三匝闭合线框b分别置于磁感应强度大小为、的两匀强磁场中,磁场区域足够大,线框平面垂直于磁场。已知线框a的面积与线框b的面积相等,且穿过两线框的磁通量相等。下列关于、大小的说法正确的是( )
A. B.
C. D. 无法判断、的大小关系
3. 为了诊断病人的心脏功能和动脉中血液粘滞情况,可以使用电磁流量计测量血管中血液的流速和流量。如图是电磁流量计测量血管中血液流速的示意图,下列说法正确的是( )
A. a端电势高于b端电势 B. 血液越粘滞,ab端电势差越大
C. 外加磁场越大,ab两端电势差越小 D. 液体均可以使用电磁流量计测量流量
4. 如图所示,虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图像。已知甲、乙两个振子质量相等,则( )
A. 甲、乙两振子的振幅之比为1:2
B. 甲、乙两振子的频率之比为1:2
C. t=2s时,甲弹簧振子的回复力最大,乙弹簧振子的动能最小
D. 0~8s时间内甲、乙两振子通过的路程之比为4:1
5. 利用光在空气薄膜的干涉可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差(约为微米量级),实验装置如图甲所示。和是具有标准平面的玻璃平晶,为标准金属丝,直径为为待测金属丝,直径为;两者中心间距为。实验中用波长为的单色光垂直照射平晶表面,观察到的干涉条纹如图乙所示,测得相邻条纹的间距为。则以下说法正确的是( )
A.
B. 与直径相差越大,越大
C. 轻压右端,若增大则有
D. 与直径相等时可能产生图乙中的干涉条纹
6. 将一根柔软弹性细绳沿水平的x轴放置,其一端固定于位置为的墙面上,另一端不断上下振动,在绳中形成绳波如图,在时刻的质点刚好开始振动。当波传至固定点时,绳波将发生反射。反射处质点在反射前后的振动速度大小不变,方向反向,波的传播方向也反向。则下列各个时刻细绳的波形图(实线)正确的是( )。
A. B.
C. D.
7. 直流电动机在生活生产中有广泛的应用,其主要结构为两部分:定子和转子,其中定子包括:主磁极、机座、转向器、电刷等;转子包括:电枢铁芯、电枢绕组等。如图所示是电动机提升重物的示意图,已知电源电动势,内阻,电阻。闭合开关S,发现电动机被卡死,此时电压表的示数为,立即关闭电源。清除故障后重新闭合开关,当电动机正常工作时,电压表的示数为,重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 电动机内部线圈的电阻为
B. 电动机正常工作时线圈电阻的热功率为
C. 电动机正常工作时电源的效率约为
D. 电动机正常工作时将一个质量为重物由静止吊起,则重物的最大速度为
8. 某同学利用图甲所示的原理图组装了一个倍率为“”的欧姆表,所用表头G的满偏电流为。现用一系列标准电阻对欧姆表进行标定,并作出间接不同的标准电阻时表头的示数与的关系,如图乙所示,则( )
A. 按照惯用标准,图甲中的为黑表笔
B. 该同学所用电源电动势为
C. 该欧姆表内阻
D. 对表盘进行欧姆标度时,量程为0~3mA的表头G表盘上“2mA”处应标的数值为400Ω
9. 质量均匀分布的直导体棒放置于四分之一的光滑圆弧轨道上,其截面如图所示。导体棒中通有电流强度大小为I的电流,空间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场的方向竖直向上。导体棒平衡时,导体棒与圆心的连线跟竖直方向的夹角为(),轨道与导体棒的弹力为。下列说法正确的是( )
A. 若仅将电流强度I缓慢增大,则θ逐渐减小
B. 若仅将电流强度I缓慢增大,则先增大再减小
C. 若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90°,则θ先增大再减小
D. 若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90°,则逐渐增大
10. “娱乐风洞”是一项新型娱乐项目,在一个特定的空间内通过风机制造的气流把人“吹”起来,使人产生在天空翱翔的感觉。其简化模型如图所示,一质量为的游客恰好静止在直径为的圆柱形竖直风洞内,已知气流密度为,游客受风面积(游客在垂直风力方向的投影面积)为,风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定,重力加速度为。假设气流吹到人身上后速度变为零,则下列说法正确的是( )
A. 气流速度大小为
B. 单位时间内流过风洞内某横截面的气体体积为
C. 若风速变为原来的,游客开始运动时的加速度大小为
D. 单位时间内风机做的功为
第Ⅱ卷(非选择题,共60分)
二、填空题(本题共2小题,每空2分,共计18分。请按题目要求作答)
11. 为了测量某电源的电动势和内阻,并研究利用该电源为小灯泡供电的情况,某同学进行了如下实验:
(1)该同学首先设计了如图(a)所示的实验电路,其中R为电阻箱,定值电阻,电压表可视为理想电表,实验过程中采集电压表和电阻箱的读数,并以为纵坐标,为横坐标,画出的关系图线,如图(b)所示(该图线为一条直线),根据图线求得该电源的电动势E=___________V,内阻r=___________Ω。(均保留两位有效数字)
(2)在第(1)问的电路设计中,如果电压表不能视为理想电表,电源电动势和内阻的测量值存在系统误差,所测r测___________r真,E测___________E真。(均填“大于”“等于”或“小于”)
(3)在进一步研究中,该同学测得的某型号小灯泡的伏安特性曲线如图(c)所示,如果把两个该型号的灯泡串联后再与R1=9Ω的定值电阻串联起来接在上述电源上(其电动势和内阻是第(1)问计算的结果),如图(d)所示,则每只小灯泡的实际功率约为___________W。(保留2位小数)
12. 某物理兴趣小组在用如图所示的双缝干涉实验装置测定光的波长实验中,通过目镜成功观察到光屏上的干涉条纹。
(1)已知该装置中双缝间距,双缝到光屏的距离,在光屏上得到的干涉图样如图(a)所示,分划板中心刻线在图中A位置时游标卡尺如图(b)所示(箭头处对齐),则其示数为___________;在B位置时游标卡尺如图(c)所示(箭头处对齐),则其示数为___________。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为___________m(此空保留两位有效数字)。
(2)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图(d)所示.则在这种情况下来测量干涉条纹的间距时,测量值___________(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值。
三、计算题(本题共4小题,共计42分。解答时请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. 如图所示,ABC为等腰直角三棱镜,直角边AB长为L,D为AB的中点,当入射光线平行于CB射向AC边的E点时,折射光线刚好射向D点,当入射光线垂直AC边射向E点时,刚好在AB边发生全反射,真空中的光速为c,求:
(1)三棱镜对此光的折射率;
(2)光从E点传播到D点所用的时间。
14. 如图所示,在等腰直角三角形内部有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场,在x轴上,长度为L。一粒子的质量为m、电荷量为q,从中点C垂直射入磁场,刚好垂直射出磁场,不计粒子所受的重力。
(1)求粒子的速度大小v;
(2)求粒子打在y轴上的点P的坐标;
(3)求粒子从射入磁场到打在y轴上的总时间t。
15. 位于x=0处波源S振动产生一列沿x轴正向传的简横波,A和B是介质中平衡位置分别位于x=2m和x=8m处的两个质点。t=0时开始观测,此时质点A的位移为y=4cm,质点B处于波峰位置,时,质点A第一次回到平衡位置,t=1s时,质点B第一次回到平衡位置。求:
(1)简谐波的周期;
(2)若波长大于2m且小于37m,波长可能取哪些值;
(3)若波长取36m,同时在x=100m处有与S完全一样的波源产生一列沿x轴负方向传播的简谐振横波,求x轴上0<x<100范围内有多少个加强点。
16. 如图所示,质量m=1kg的弹性小球A在长为l=0.9m的细轻绳牵引下可以绕水平轴O在竖直平面内做圆周运动,圆周的最高点为P,P处有一个水平槽,水平地面距水平槽的高度恰好是1.8 m,槽内有许多质量均为M=3kg的弹性钢球,小球A每次转动到P点恰好与P点处的小钢球发生弹性正碰(碰撞时间极短),钢球水平飞出做平抛运动。每次被小球A碰撞后,槽内填充装置可将另一个相同的钢球自动填充动到P点位置且静止。现将小球A在顶点P以v0=24m/s的初速度向左抛出(如图),小球均可视为质点,g取10m/s2,求:
(1)第一次碰撞后瞬间,小球A和第一个钢球获得的速度;
(2)小球A能将钢球碰出去的钢球个数;
(3)第一个钢球与最后一个钢球落地后的水平距离。
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