内容正文:
高二内部练
物理(B卷)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 1831年,物理学家法拉第在探究电磁现象时,发明了第一台持续输出稳定电流的发电装置——法拉第圆盘发电机,其结构如图所示。该装置由在匀强磁场中转动的金属圆盘、电刷和外接电路构成,无需电池即可持续供电,为电气化时代奠定了基础。其工作原理主要利用了( )
A. 电磁感应 B. 电流的磁效应 C. 接触带电 D. 摩擦起电
【答案】A
【解析】
【详解】金属圆盘在匀强磁场中转动时切割磁感线,产生感应电动势,其工作原理主要利用了电磁感应。
故选A。
2. 国际单位制中电压的单位符号是V,如果用国际单位制基本单位的符号来表示电压的单位,正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据,可得,则有
由,可得
由,,可得
则有
故选D。
3. 当架空高压导线不慎断落在地面时,电荷会从导线落地点向大地流散,地面上以落地点为中心形成特定的电势分布区域:离落地点越远,地面电势越低。图中虚线分别为等势面,下列说法正确的是( )
A. a点电势比b点电势高
B. 正电荷自a点移到c点电场力做负功
C. 若要远离导线触地点,并拢双脚向着远离导线方向多次“立定跳”比较安全
D. 若要远离导线触地点,大步快速走出该区域比较安全
【答案】C
【解析】
【详解】A.a、b两点在同一等势面上,所以a点电势等于b点电势,故A错误;
B.由题意可知离落地点越远,地面电势越低,则a点电势高于c点电势,根据可知,正电荷自a点移到c点电场力做正功,故B错误;
CD.若要远离导线触地点,双脚大跨步走时人的两只脚处在电势不同区域中,两脚之间的电势差较大,不安全;并拢双脚向着远离导线方向多次“立定跳”, 两脚之间的电势差较小,比较安全,故C正确,D错误。
故选C。
4. 某型号智能手表的无线快充模块核心为LC振荡电路,先将开关S拨至a端给电容器充满电。时刻将开关拨至b端,已知时LC回路中电容器下极板带正电且电荷量第一次达到最大值。下列说法正确的是( )
A. 该LC振荡电路的固有周期为0.01s
B. 回路电流最大时,电容器储存的电场能最大
C. 时,线圈中的磁场能达到最大值
D. 时,回路中电流方向为顺时针
【答案】C
【解析】
【详解】A.先将开关S拨至a端给电容器充满电,时刻将开关拨至b端,此时上极板带正电且电荷量最大;已知时LC回路中电容器下极板带正电且电荷量第一次达到最大值,可知该LC振荡电路的固有周期为0.02s,故A错误;
B.回路电流最大时,线圈中磁场能最大,电容器储存的电场能最小,故B错误;
C.已知时刻电容器所带电荷量最大,电容器中的电场能最大,,线圈中的磁场能最小;则时,即经过,电容器所带电荷量最小,电容器中的电场能最小,线圈中的磁场能最大,故C正确;
D.已知时刻上极板带正电且电荷量最大,之后电容器开始放电,电流方向为逆时针,则时,回路中电流达到最大,电流方向为逆时针,故D错误。
故选C。
5. 现代质谱仪可用来分析比质子重很多的离子,其示意图如图所示,加速电场电压为U,偏转区域匀强磁场的磁感应强度为B。现有一质量为m、电荷量为q的正离子,在加速电场入口处由静止开始被加速,之后垂直进入偏转磁场,最终从磁场边界的某点射出。不计粒子重力,粒子进入磁场的入射点与出射点之间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】粒子在加速电场中,由动能定理得
粒子在磁场中,由洛伦兹力提供向心力得
联立解得粒子的轨道半径为
则粒子进入磁场的入射点与出射点之间的距离为
故选B。
6. 如图甲所示,两根平行光滑金属导轨间接有电动势恒定的电源。导轨平面与水平面间的夹角为。金属杆ab垂直导轨静止放置,金属杆与导轨接触良好。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。调节滑动变阻器滑片使ab处于静止状态。如果保持磁感应强度大小不变,将磁场按图乙所示的方向逆时针缓慢旋转至水平方向,为保持ab杆处于静止状态,则应调节滑动变阻器阻值( )
A. 一直增大 B. 一直减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大
【答案】C
【解析】
【详解】对ab杆进行受力分析,可知ab杆受到重力、支持力和安培力作用;将磁场按图乙所示的方向逆时针缓慢旋转至水平方向,根据左手定则可知,安培力从水平向右缓慢旋转至竖直向上,如图所示
由图可知安培力先减小后增大,根据可知,电流先减小后增大,则应调节滑动变阻器阻值先增大后减小。
故选C。
7. 如图,一质量为m的物块A与轻质弹簧连接,静止在光滑水平面上;质量为2m的物块B以速度向A运动,时与弹簧接触,到时弹簧压缩量最大。此过程中弹簧始终保持水平,已知从到时间内,物块A相对地面运动的距离为。则弹簧的最大压缩量为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】解法一:同一时刻弹簧对A、B的弹力大小相等,根据牛顿第二定律
可知,同一时刻
同一时刻A、B的瞬时速度分别为,
根据位移等于速度在时间的累积可得,
可得
则弹簧压缩量的最大值
解法二:B接触弹簧后,压缩弹簧的过程中,A、B动量守恒,有
对方程两边同时乘以时间,除以得
之间,根据位移等于速度在时间上的累积,可得
解得
则弹簧压缩量的最大值
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,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. 如图甲所示的理想变压器模型,原线圈输入电压有效值为200V的正弦交流电。副线圈侧接有并联的两个定值电阻,电阻,电阻,所有电表均为理想交流电表。已知通过的电流随时间变化的正弦曲线如图乙所示(周期为0.02s,峰值为),下列说法正确的是( )
A. 原线圈输入交流电的频率为50Hz B. 电压表的示数为40V
C. 电流表的示数为0.2A D. 变压器传输的总电功率为60W
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图乙可知,副线圈中电流的频率为,故A正确;
B.通过的电流峰值为,其有效值
由于与并联,副线圈电压
电压表测副线圈电压,示数为,故B错误;
C.副线圈总电流,根据理想变压器
得原线圈电流
电流表测原线圈电流,示数为,故C错误;
D.变压器输出功率等于副线圈负载总功率,故D正确。
故选AD。
9. 如图甲所示,一质量的木板A静置在足够大的光滑水平面上,时刻在木板上作用一水平向右的力F,F随时间变化的图像如图乙所示。在时将质量的滑块B轻放在木板A右端(滑块B相对地面初速度为0),最终滑块B没有从木板A左端掉落。已知滑块B与木板A间的动摩擦因数,重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 0~4s内力F对木板A的冲量大小为
B. 时木板A的速度大小为8m/s
C. 滑块B在与木板相对滑动的过程中,滑块B的动量变化量大小为
D. 滑块B在与木板相对滑动的过程中,摩擦力对木板A的冲量大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据F-t图像可知,0~4s内力F对木板A的冲量大小为,A正确;
B.时,根据,解得木板A的速度大小为v0=6m/s,B错误;
C.放上滑块B后木板A的加速度
滑块B的加速度
当两者共速时
解得t=2s,v=8m/s
则滑块B在与木板相对滑动的过程中,滑块B的动量变化量大小为,C正确;
D.滑块B在与木板相对滑动的过程中,摩擦力对木板A的冲量大小为,D错误。
故选AC。
10. 某团队为城市轨道交通设计新型电磁制动实验装置,如图所示,两根间距为L的足够长平行光滑金属导轨固定在水平测试台上,左端接有阻值为R的定值电阻,导轨区域存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。质量为m的导体棒以初速度v0从导轨右端滑入磁场区域后,先在水平向右的制动力F作用下做匀减速直线运动,滑行位移为x时,速度为,此时撤去制动力,导体棒继续滑行直至停下。不计导轨与导体棒的电阻,整个过程无摩擦,导体棒与导轨接触良好。则下列说法正确的是( )
A. 撤去制动力后,导体棒滑行的位移大小为
B. 匀减速阶段,通过定值电阻的电荷量为
C. 制动力F的最大值出现在撤去制动力的瞬间,大小为
D. 整个运动过程中,定值电阻产生的焦耳热为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.撤去制动力后,对导体棒由动量定理
其中
解得滑行的位移大小为,A正确;
B.匀减速阶段,通过定值电阻的电荷量为,B正确;
C.对导体棒由牛顿第二定律
其中,
可知当安培力最小时,即速度最小时,即时,制动力F最大,即制动力F的最大值出现在撤去制动力的瞬间,大小为,C正确;
D.整个运动过程中,由动能定理,而
可知定值电阻产生的焦耳热小于,D错误。
故选ABC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组用如图所示的实验装置验证动量守恒定律。图中气垫导轨上有光电门1和光电门2,它们与数字计时器(图中未画出)相连,滑块A、B的质量分别为、,两遮光片沿运动方向的宽度均为d,实验时先调节气垫导轨成水平状态,滑块A静置于光电门1左侧,滑块B静置于光电门1和光电门2之间,轻推滑块A,测得A通过光电门1的遮光时间为,A与B相碰后,B和A先后经过光电门2的遮光时间分别为和。回答下列问题:
(1)碰前A的速度大小_________(用题中字母表示);
(2)为使B和A先后经过光电门2,则_________(填“大于”或“小于”);
(3)若在误差范围内满足关系式_________(用字母,,,表示),则可验证动量守恒定律。
【答案】(1)
(2)大于 (3)
【解析】
【小问1详解】
碰前A的速度大小
【小问2详解】
为使B和A先后经过光电门2,即A与B碰后,AB均向右运动,则A的质量要大于B的质量,即;
【小问3详解】
碰后AB的速度分别为,
若动量守恒则满足
即
即
12. 太阳能电池是一种清洁环保的电源。某实验小组想要测量硅太阳能电池的电动势和内阻。实验室提供以下器材:
待测电池(电动势约2.0V,内阻约2.0Ω);
电压表V(量程0~3V,内阻约3kΩ);
电流表A(量程0~300mA,内阻约5Ω);
滑动变阻器(0~20Ω);
滑动变阻器(0~2000Ω);
开关S、单刀双掷开关K、导线若干
(1)如图1所示的测量电路原理图,实验中滑动变阻器R应选用_________(填“”或“”);
(2)保持光照和温度不变,闭合开关,单刀双掷开关接通a调节滑动变阻器的滑片,记录多组电压表示数U和电流表示数I的值;单刀双掷开关再接通b调节滑动变阻器的滑片,记录多组电压表示数U和电流表示数I的值,分别绘制U-I图像如图2所示。分析判断图像中“甲”直线为单刀双掷开关接通_________(填“a”或“b”)获得的数据;根据“甲”图像测得该太阳能电池在该光照和温度下电池电动势_________V,内阻_________Ω。(结果均保留3位有效数字),考虑电表内阻的影响,内阻的测量值与真实值相比_________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
【答案】(1)
(2) ①. b ②. 1.95 ③. 1.96 ④. 偏小
【解析】
【小问1详解】
实验中为了方便调节,滑动变阻器R应选用阻值较小的;
【小问2详解】
[1]当单刀双掷开关接a时,内阻的测量值为,即内阻测量值较大;由U=E-Ir,图像的斜率等于内阻测量值,可知图像中“甲”直线的斜率较小,则为单刀双掷开关接通b获得的数据;
[2][3]根据“甲”图像测得该太阳能电池在该光照和温度下电池电动势,内阻
[4]考虑电压表的分流的影响,内阻的测量值等于,即测量值与真实值相比偏小。
13. 某永磁式电磁阻尼器的工作原理简化图如图所示,在研究线圈运动时,可认为线圈在间隔分布的磁场区域中垂直界面运动。两相邻界面之间间隔均为L,磁场分布如图所示,磁感应强度大小均为B,相邻磁体间的磁场互不影响,线圈可视为边长为L的正方形单匝线框,电阻为R。线圈穿过阻尼器工作区域时,某时刻线圈相对磁场的速度为,求此时:
(1)线圈中的感应电流;
(2)单个线圈产生的阻力功率。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由题可知,线圈宽度和磁场宽度相同,当线圈一侧 边进人磁场,另一边离开磁场线圈的感应电动势为
由欧姆定律可得,感应电流为
【小问2详解】
线圈在磁场中受到的阻力即为安培力,线圈所受到的安培力大小为
则阻力的功率为
14. 我国首台紧凑型霍尔推力器在轨测试过程中,科研人员设计了双区磁场调控装置对氙离子束进行偏转约束。装置简化模型如下:坐标系xOy平面内,区域存在垂直纸面向外的匀强磁场,其中的区域I磁感应强度大小,的区域Ⅱ磁感应强度大小。已知氙离子质量为m、电荷量为,所有离子以相同速率离开坐标原点,离子向坐标平面内各方向均匀分布的进入第一象限和第四象限,其中沿y轴正方向射入磁场Ⅰ的氙离子,垂直直线进入磁场Ⅱ,不计离子重力和相互作用。求:
(1)该离子离开坐标原点的速率v;
(2)沿y轴正方向射入磁场的氙离子自入射至再次经过y轴的坐标及所用的时间t;
(3)能进入区域Ⅱ磁场的粒子数占总粒子数的百分比η。
【答案】(1)
(2)(0,L),
(3)
【解析】
【小问1详解】
氙离子进入磁场中由洛伦兹力提供向心力,做匀速圆周运动,则有
因为氙离子沿y轴正方向射入磁场Ⅰ,垂直直线进入磁场Ⅱ,易知其运动半径
联立解得
【小问2详解】
磁场Ⅱ的磁感应强度,根据
解得
离子在磁场Ⅰ中沿轴正方向入射,进入磁场Ⅱ时速度沿x轴正方向,在磁场Ⅱ中做半圆运动后,速度变为沿x轴负方向,回到磁场Ⅰ后做圆弧运动回到y轴,其轨迹如图所示:
根据几何关系可知,再次回到y轴时的坐标为(0,L)
带电粒子在磁场中运动,有
又因为
解得
所以在磁场Ⅰ中运动周期,在磁场Ⅱ中运动周期
在磁场Ⅰ运动时间
在磁场Ⅱ运动时间
所以在磁场中所用的时间
【小问3详解】
当氙离子的初速度方向沿x轴正方向时,其轨迹与两磁场的边界恰好相切,此时粒子恰能能进入区域Ⅱ磁场,如图所示:
可知范围内的粒子都能进入区域Ⅱ磁场,所以能进入区域Ⅱ磁场的粒子数占总粒子数的百分比
15. 如图,以O为原点,水平方向为x轴,竖直方向为y轴建立直角坐标系xOy。半径为R的圆环竖直放置并固定,其圆心位于原点O处。空间中存在竖直向上的匀强电场,电场强度大小为E(未知)。圆环内有质量为和(k为常数,且)的绝缘带电小球A和B,小球A的电荷量为,小球B带正电荷,A和B的比荷相等。初始时小球A以初速度沿圆环做匀速圆周运动,B静止于x轴上处,A和B发生的相互作用瞬间完成,可视为弹性碰撞。已知小球电荷量始终不变,小球相互作用瞬间完成。除相互作用瞬间,其余时间内忽略小球之间的库仑力和它们之间的电势能;小球可看作质点,圆环内径很小,忽略不计,不计小球与圆环之间的摩擦,重力加速度为g。完成下列问题:
(1)求匀强电场的电场强度大小E和小球A与B相互作用前轨道给小球A的弹力大小;
(2)时,求小球A与小球B第一次碰撞到第二次碰撞的时间间隔;
(3)时,求A、B两小球所有碰撞点的坐标。
【答案】(1),
(2)
(3)、、、
【解析】
【小问1详解】
对小球A受力分析可知,由于小球A做匀速圆周运动,则小球受到的重力和电场力平衡,轨道对小球的弹力提供小球圆周运动的向心力,则有,
解得电场强度的大小为
轨道对小球的弹力为
【小问2详解】
由题可知,小球B的质量为
小球B的电荷量为
则小球B受到的电场力和其重力平衡,因此碰撞后两球均做匀速圆周运动,由于两球碰撞为弹性碰撞,由动量守恒定律可得
由能量守恒定律可得
联立解得,
小球A与小球B第一次碰撞到第二次碰撞的过程中,则有
联立解得
【小问3详解】
同理,时,两球碰后的速度分别为,
碰撞时满足
解得
此时A通过的路程为
即A球运动周碰撞一次,则碰撞点为圆环的直径端点,坐标为、、、
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高二内部练
物理(B卷)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 1831年,物理学家法拉第在探究电磁现象时,发明了第一台持续输出稳定电流的发电装置——法拉第圆盘发电机,其结构如图所示。该装置由在匀强磁场中转动的金属圆盘、电刷和外接电路构成,无需电池即可持续供电,为电气化时代奠定了基础。其工作原理主要利用了( )
A. 电磁感应 B. 电流的磁效应 C. 接触带电 D. 摩擦起电
2. 国际单位制中电压的单位符号是V,如果用国际单位制基本单位的符号来表示电压的单位,正确的是( )
A. B. C. D.
3. 当架空高压导线不慎断落在地面时,电荷会从导线落地点向大地流散,地面上以落地点为中心形成特定的电势分布区域:离落地点越远,地面电势越低。图中虚线分别为等势面,下列说法正确的是( )
A. a点电势比b点电势高
B. 正电荷自a点移到c点电场力做负功
C. 若要远离导线触地点,并拢双脚向着远离导线方向多次“立定跳”比较安全
D. 若要远离导线触地点,大步快速走出该区域比较安全
4. 某型号智能手表的无线快充模块核心为LC振荡电路,先将开关S拨至a端给电容器充满电。时刻将开关拨至b端,已知时LC回路中电容器下极板带正电且电荷量第一次达到最大值。下列说法正确的是( )
A. 该LC振荡电路的固有周期为0.01s
B. 回路电流最大时,电容器储存的电场能最大
C. 时,线圈中的磁场能达到最大值
D. 时,回路中电流方向为顺时针
5. 现代质谱仪可用来分析比质子重很多的离子,其示意图如图所示,加速电场电压为U,偏转区域匀强磁场的磁感应强度为B。现有一质量为m、电荷量为q的正离子,在加速电场入口处由静止开始被加速,之后垂直进入偏转磁场,最终从磁场边界的某点射出。不计粒子重力,粒子进入磁场的入射点与出射点之间的距离为( )
A. B. C. D.
6. 如图甲所示,两根平行光滑金属导轨间接有电动势恒定的电源。导轨平面与水平面间的夹角为。金属杆ab垂直导轨静止放置,金属杆与导轨接触良好。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。调节滑动变阻器滑片使ab处于静止状态。如果保持磁感应强度大小不变,将磁场按图乙所示的方向逆时针缓慢旋转至水平方向,为保持ab杆处于静止状态,则应调节滑动变阻器阻值( )
A. 一直增大 B. 一直减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大
7. 如图,一质量为m的物块A与轻质弹簧连接,静止在光滑水平面上;质量为2m的物块B以速度向A运动,时与弹簧接触,到时弹簧压缩量最大。此过程中弹簧始终保持水平,已知从到时间内,物块A相对地面运动的距离为。则弹簧的最大压缩量为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,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. 如图甲所示的理想变压器模型,原线圈输入电压有效值为200V的正弦交流电。副线圈侧接有并联的两个定值电阻,电阻,电阻,所有电表均为理想交流电表。已知通过的电流随时间变化的正弦曲线如图乙所示(周期为0.02s,峰值为),下列说法正确的是( )
A. 原线圈输入交流电的频率为50Hz B. 电压表的示数为40V
C. 电流表的示数为0.2A D. 变压器传输的总电功率为60W
9. 如图甲所示,一质量的木板A静置在足够大的光滑水平面上,时刻在木板上作用一水平向右的力F,F随时间变化的图像如图乙所示。在时将质量的滑块B轻放在木板A右端(滑块B相对地面初速度为0),最终滑块B没有从木板A左端掉落。已知滑块B与木板A间的动摩擦因数,重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 0~4s内力F对木板A的冲量大小为
B. 时木板A的速度大小为8m/s
C. 滑块B在与木板相对滑动的过程中,滑块B的动量变化量大小为
D. 滑块B在与木板相对滑动的过程中,摩擦力对木板A的冲量大小为
10. 某团队为城市轨道交通设计新型电磁制动实验装置,如图所示,两根间距为L的足够长平行光滑金属导轨固定在水平测试台上,左端接有阻值为R的定值电阻,导轨区域存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。质量为m的导体棒以初速度v0从导轨右端滑入磁场区域后,先在水平向右的制动力F作用下做匀减速直线运动,滑行位移为x时,速度为,此时撤去制动力,导体棒继续滑行直至停下。不计导轨与导体棒的电阻,整个过程无摩擦,导体棒与导轨接触良好。则下列说法正确的是( )
A. 撤去制动力后,导体棒滑行的位移大小为
B. 匀减速阶段,通过定值电阻的电荷量为
C. 制动力F的最大值出现在撤去制动力的瞬间,大小为
D. 整个运动过程中,定值电阻产生的焦耳热为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组用如图所示的实验装置验证动量守恒定律。图中气垫导轨上有光电门1和光电门2,它们与数字计时器(图中未画出)相连,滑块A、B的质量分别为、,两遮光片沿运动方向的宽度均为d,实验时先调节气垫导轨成水平状态,滑块A静置于光电门1左侧,滑块B静置于光电门1和光电门2之间,轻推滑块A,测得A通过光电门1的遮光时间为,A与B相碰后,B和A先后经过光电门2的遮光时间分别为和。回答下列问题:
(1)碰前A的速度大小_________(用题中字母表示);
(2)为使B和A先后经过光电门2,则_________(填“大于”或“小于”);
(3)若在误差范围内满足关系式_________(用字母,,,表示),则可验证动量守恒定律。
12. 太阳能电池是一种清洁环保的电源。某实验小组想要测量硅太阳能电池的电动势和内阻。实验室提供以下器材:
待测电池(电动势约2.0V,内阻约2.0Ω);
电压表V(量程0~3V,内阻约3kΩ);
电流表A(量程0~300mA,内阻约5Ω);
滑动变阻器(0~20Ω);
滑动变阻器(0~2000Ω);
开关S、单刀双掷开关K、导线若干
(1)如图1所示的测量电路原理图,实验中滑动变阻器R应选用_________(填“”或“”);
(2)保持光照和温度不变,闭合开关,单刀双掷开关接通a调节滑动变阻器的滑片,记录多组电压表示数U和电流表示数I的值;单刀双掷开关再接通b调节滑动变阻器的滑片,记录多组电压表示数U和电流表示数I的值,分别绘制U-I图像如图2所示。分析判断图像中“甲”直线为单刀双掷开关接通_________(填“a”或“b”)获得的数据;根据“甲”图像测得该太阳能电池在该光照和温度下电池电动势_________V,内阻_________Ω。(结果均保留3位有效数字),考虑电表内阻的影响,内阻的测量值与真实值相比_________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
13. 某永磁式电磁阻尼器的工作原理简化图如图所示,在研究线圈运动时,可认为线圈在间隔分布的磁场区域中垂直界面运动。两相邻界面之间间隔均为L,磁场分布如图所示,磁感应强度大小均为B,相邻磁体间的磁场互不影响,线圈可视为边长为L的正方形单匝线框,电阻为R。线圈穿过阻尼器工作区域时,某时刻线圈相对磁场的速度为,求此时:
(1)线圈中的感应电流;
(2)单个线圈产生的阻力功率。
14. 我国首台紧凑型霍尔推力器在轨测试过程中,科研人员设计了双区磁场调控装置对氙离子束进行偏转约束。装置简化模型如下:坐标系xOy平面内,区域存在垂直纸面向外的匀强磁场,其中的区域I磁感应强度大小,的区域Ⅱ磁感应强度大小。已知氙离子质量为m、电荷量为,所有离子以相同速率离开坐标原点,离子向坐标平面内各方向均匀分布的进入第一象限和第四象限,其中沿y轴正方向射入磁场Ⅰ的氙离子,垂直直线进入磁场Ⅱ,不计离子重力和相互作用。求:
(1)该离子离开坐标原点的速率v;
(2)沿y轴正方向射入磁场的氙离子自入射至再次经过y轴的坐标及所用的时间t;
(3)能进入区域Ⅱ磁场的粒子数占总粒子数的百分比η。
15. 如图,以O为原点,水平方向为x轴,竖直方向为y轴建立直角坐标系xOy。半径为R的圆环竖直放置并固定,其圆心位于原点O处。空间中存在竖直向上的匀强电场,电场强度大小为E(未知)。圆环内有质量为和(k为常数,且)的绝缘带电小球A和B,小球A的电荷量为,小球B带正电荷,A和B的比荷相等。初始时小球A以初速度沿圆环做匀速圆周运动,B静止于x轴上处,A和B发生的相互作用瞬间完成,可视为弹性碰撞。已知小球电荷量始终不变,小球相互作用瞬间完成。除相互作用瞬间,其余时间内忽略小球之间的库仑力和它们之间的电势能;小球可看作质点,圆环内径很小,忽略不计,不计小球与圆环之间的摩擦,重力加速度为g。完成下列问题:
(1)求匀强电场的电场强度大小E和小球A与B相互作用前轨道给小球A的弹力大小;
(2)时,求小球A与小球B第一次碰撞到第二次碰撞的时间间隔;
(3)时,求A、B两小球所有碰撞点的坐标。
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