内容正文:
高二年级4月份阶段性测试
物理试卷
注意事项:
1、答卷前,考生务必将姓名、准考证号等在答题卷上填写清楚。
2、选择题答案用2B铅笔在答题卷上把对应题目的答案标号涂黑,非选择题用0.5mm的黑色签字笔在每题对应的答题区域内做答,答在试题卷上无效。
第Ⅰ卷
一、选择题(每题4分,共计40分。第1-7题为单选题,第8-10题为多选择题)
1. 下列选项正确的是( )
A. 分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小
B. 沸水中的胡椒粉不断翻滚,说明温度越高布朗运动越激烈
C. 水波从浅水区传入深水区,频率变小
D. 水波遇到大石头比遇到小石头更容易发生明显的衍射现象
【答案】A
【解析】
【详解】A.分子间的引力与斥力的变化规律一致,均随分子间距离的增大而减小,仅斥力减小得更快,故A正确;
B.布朗运动是悬浮在流体中的微观小颗粒的无规则运动,肉眼无法直接观察,沸水中胡椒粉翻滚是水的宏观对流运动带动的机械运动,不属于布朗运动,故B错误;
C.波的频率由波源决定,波在不同介质中传播时频率保持不变,水波从浅水区传入深水区频率不变,故C错误;
D.发生明显衍射的条件是障碍物尺寸与波长相差不多或小于波长,大石头尺寸更大,更难满足明显衍射条件,因此水波遇到小石头更容易发生明显衍射,故D错误。
故选A。
2. 在一定的气象条件下,空气中的小水滴会变成六棱柱状的小冰晶,太阳光穿过小冰晶时发生折射,看上去在太阳的周围出现一个彩色圆圈,这就是日晕,如图甲所示。图乙是两单色光穿过六棱柱状冰晶某横截面的示意图,下列说法正确的是( )
A. 若a光是黄光,则b光可能是红光
B. b光比a光更容易发生明显的衍射现象
C. a光在冰晶中的传播速度小于b光的传播速度
D. 用同一双缝干涉装置做实验,a光条纹间距大于b光条纹间距
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据题图乙可知a、b两光的入射角相等,b光偏折的比a光大,则b光的折射率大于a光的折射率,即b光的频率大于a光的频率,若a光是黄光,则b光一定不是红光,故A错误;
B.b光的频率大于a光的频率,则b光的波长小于a光的波长,a光比b光更容易发生明显的衍射现象,故B错误;
C.b光的折射率大于a光的折射率,根据,可知在冰晶中a光的传播速度大于b光的传播速度,故C错误;
D.用同一双缝干涉装置做实验,根据双缝干涉条纹间距公式,可知a光的相邻亮条纹中心间距大于b光的相邻亮条纹中心间距,故D正确。
故选D。
3. 如图乙为LC振荡电路的i−t图像。在t=0时刻,回路中电容器C的上极板M带正电。如图甲,在某段时间,LC 电路中,电流方向顺时针,且M板负电,则该时间段为( )
A. 0∼t1 B. t1∼t2 C. t2∼t3 D. t3∼t4
【答案】C
【解析】
【详解】在 t=0 时刻,电容器C的上极板 M 带正电,电路中电流 i=0,说明此时电容器充电完毕。随后电容器开始放电,电流从正极板 M 流出,经线圈 L 流向下极板,即电流方向为逆时针。由图乙可知,在 0∼t1 时间内电流 i 为正值,说明规定逆时针方向为电流的正方向。
A.0∼t1时间内,电流 i>0(逆时针),且电流增大。这是电容器放电过程。M 板带正电,电荷量逐渐减少,故A错误;
B.t1∼t2时间内,电流i>0(逆时针),且电流减小。这是线圈给电容器反向充电的过程。电流流向电容器下极板,使下极板带正电,上极板 M 带负电。虽然 M 板带负电,但电流方向是逆时针,故B错误;
C.t2∼t3时间内电流 i<0(顺时针),且电流绝对值增大。这是电容器放电过程。在 t2 时刻,充电完毕,下极板带正电,M 板带负电。放电时电流从下极板流出,沿顺时针方向流动。在此过程中,M 板依然带负电(电荷量逐渐减少至0)故C正确;
D.t3∼t4时间内,电流 i<0(顺时针),且电流绝对值减小。这是线圈给电容器充电的过程。顺时针电流流向上极板 M,使 M 板带正电。故D错误。
故选C。
4. 如图所示,abc是半径为R的四分之三圆形金属导体,O为圆心,abc中通有图示方向、大小为I的恒定电流,在abc平面内有沿Oa方向范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B。则abc所受安培力为( )
A. ,垂直于纸面向外 B. ,垂直于纸面向里
C. ,垂直于纸面向外 D. ,垂直于纸面向里
【答案】B
【解析】
【详解】通电后整个金属导体的有效长度为Oc,所以abc所受安培力大小为
根据左手定则可知,安培力的方向垂直纸面向里。
故选B。
5. 如图所示为远距离输电示意图,变压器均为理想变压器。升压变压器原线圈匝数为100匝,副线圈匝数为1000匝,其输入电压如图乙所示,远距离输电线的总电阻为。降压变压器右侧电路中为一定值电阻,为滑动变阻器,下列说法正确的是( )
A. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz
B. 图乙所示电压的瞬时值表达式为
C. 当滑片P向端滑动时,电压表示数变大
D. 若升压变压器的输入功率为66kW,远距离输电线路损耗功率为9kW
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图乙知交流电的周期为0.02s,所以频率为,故A错误;
B.图乙所示电压的瞬时值表达式为,故B错误;
C.将降压变压器及副线圈电路等效为一个电阻,则
有
当滑片P向端滑动时,连入电路的阻值变小,升压变压器副线圈两端电压不变,则输电线上的电流变大,输电线上的电压变大,变小,变小,由
可知增大,电阻两端的电压变大,两端的电压变小,电压表示数变小,故C错误;
D.由图乙知,升压变压器输入端电压有效值为
若升压变压器的输入功率为66kW,则
根据理想变压器原、副线圈电流与匝数的关系有
所以
所以远距离输电线路损耗功率为,故D正确。
故选D。
6. 一定质量的理想气体经历如图所示a→b、b→c、c→a的循环过程。已知气体在b状态时温度为T0、压强为p0、体积为V0,在c状态下气体体积为2V0。下列说法正确的是( )
A. a→b过程中,气体的内能不变
B. c状态下的温度为2T0
C. b→c过程中外界对气体所做的功为p0V0
D. 气体由a→b→c→a的过程中,对外界放出热量
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据理想气体的状态方程
可知,在a→b过程中,气体压强、体积均增大,可知气体温度升高,内能增大,故A错误;
B.b→c过程中,气体做等压变化,由盖-吕萨克定律有
可得,故B正确;
C.b→c过程中气体体积增大,气体对外做功,所做的功为,故C错误;
D.图像中三角形的面积表示a→b→c→a过程中气体对外所做的功,此过程中内能变化量为0,由热力学第一定律可知,气体必吸收热量,故D错误。
故选B。
7. 如图所示,在平面直角坐标系的第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限内存在方向垂直纸面、磁感应强度大小分别为、、、的匀强磁场。一半径为、电阻为、圆心角为60°的单匝扇形闭合线圈在纸面内绕点逆时针匀速转动,转速为。则线圈转动一周的过程中产生的焦耳热为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】扇形线圈绕点逆时针匀速转动,产生交变电流,由扇形半径切割磁感线电动势
线圈在从第一象限进入第二象限时有感应电流,总电动势为
产生的焦耳热为
其中
所以有
同理可得从第二象限进入第三象限时有感应电流
从第三象限进入第四象限时有感应电流
从第四象限进入第一象限时有感应电流
故线圈转动一周的过程中产生的焦耳热为。
故选B。
8. 如图所示,图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图,图乙为质点P从该时刻开始的振动图像。下列判断正确的是( )
A. 该波沿x轴的负方向传播 B. 该波的传播速度为10cm/s
C. 质点Q的振动频率为2Hz D. 在t=0.1s时刻,P点的加速度为零
【答案】AD
【解析】
【详解】A.图乙为质点P,在t=0时刻的速度方向沿y轴负方向,故波沿x轴的负方向传播,故A正确;
BC.由波形图得,由振动图像得
故频率为
波速,故BC错误;
D.因,故质点P从平衡位置到波谷再回到平衡位置,在t=0.1s时刻,其位移为零,加速度为零,故D正确。
故选AD。
9. 图甲是水下灯光装置简化图,轻质弹簧下端固定在水池底部,上端连接一点光源,点光源静止在点,其在水面上的投影位置为,m。现让点光源在竖直方向做简谐运动,其振动图像如图乙所示,水的折射率为。下列说法中正确的是( )
A. 0.25s时,点光源处于失重状态
B. 光斑边缘的振动周期为2s
C. 光斑的最大面积为m²
D. 光斑边缘上某点振动的振幅为1.5m
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由图乙可得0.25s时,点光源加速度竖直向上处于超重状态,故A错误;
B.光斑边缘即光刚好发生全反射的位置,当点光源在最低点时,光斑边缘距离最远,当点光源在最高点时,光斑边缘距离最近,故光斑边缘的振动周期与光源的振动周期相同,由图乙可知光源振动周期为2s,故光斑边缘的振动周期也为2s,故B正确;
C.设光从水中射出空气发生全反射的临界角为C,根据全反射临界角公式
光源在最低点时,光斑的面积最大,此时
由几何关系
光斑的最大面积为,故C正确;
D.根据几何关系可得光斑振幅满足
光斑边缘上某点振动的振幅为,故D错误。
故选BC 。
10. 如图两平行金属导轨的水平和竖直部分均足够长,间距为L,水平部分光滑,竖直部分粗糙。整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。导体棒M放在水平导轨上,导体棒N靠在竖直导轨的右侧固定。两导体棒的质量均为m,电阻均为R。导体棒N与导轨的动摩擦因数为。现用大小为F的水平向左的恒力作用在导体棒M上,同时释放导体棒N。经时间t导体棒N的速度恰好为0。两导体棒始终与导轨垂直且接触良好,其余电阻不计。重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 经时间t导体棒M的速度为
B. 经时间t导体棒M的位移为
C. 经时间t通过导体棒M的电荷量为
D. 当导体棒N的速度最大时导体棒M的速度为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.对N竖直方向用动量定理:N初末速度均为0,动量变化为0,
即
得总电荷量
对M水平方向用动量定理,水平光滑,只有恒力和安培力冲量
代入
得
即
故A正确;
B.电荷量公式
代入
得
解得
故B正确;
C.由上述推导得
故C错误;
D.N速度最大时竖直方向合力为0,
代入
得
即
故D正确。
故选ABD。
第Ⅱ卷
二、实验题(共两题,合计16分)
11. 张戈同学在实验室做“用单摆测定重力加速度”的实验
(1)该同学用游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示,则摆球的直径d=__________cm。
(2)图乙为根据测量数据作出的l-T2图线,根据图线该同学认为摆长l为__________。
A. 摆线的长度
B. 摆线的长度与小球半径之和
C. 摆线的长度与小球直径之和
(3)请根据图乙表示出重力加速度g=__________。(用a、b和π表示)
(4)若测得的g值与真实值相比偏大,可能的原因是_____;
A. 测量摆长时漏加小球的半径
B. 开始计时时,停表按下迟了些
C. 摆线上端未牢固地系于悬点、摆动中出现松动,使摆线长度增加了
D. 实验中误将49次全振动记为50次
【答案】(1)1.080 (2)C
(3) (4)BD
【解析】
【小问1详解】
游标卡尺为20分度的,则读数为
【小问2详解】
A.设小球半径为r,若认为摆长l为摆线的长度,根据单摆周期公式有
可得
不符合图乙的图线,故A错误。
B.若认为摆长l为摆线的长度与小球半径之和,根据单摆周期公式有
可得
不符合图乙的图线,故B错误。
C.若认为摆长l为摆线的长度与小球直径之和,根据单摆周期公式有
可得
符合图乙的图线,故C正确。
故选C。
【小问3详解】
根据图乙可知
根据第(2)问可知图线斜率
解得重力加速度
【小问4详解】
A.根据
可得
测摆长时漏加小球的半径,而实际摆长应为摆线长度加上摆球半径,这样测得的摆长偏小,会使 g值偏小,故A错误;
B.开始计时时,停表按下迟了些,会使测量的时间偏小,导致T偏小,则 g值偏大,故B正确;
C.摆线上端未牢固地系于悬点,摆动中出现松动,使摆线长度增加了,即实际摆长变长,但测量时按初始摆长测量,测量的摆长偏小,会使 g值偏小,故C错误;
D.实验中误将49次全振动数记为50次,则测量的周期T偏小,会使 g值偏大,故D正确。
故选BD。
12. 如图甲所示装置为探究碰撞时动量守恒的“碰撞实验器”,即研究两个小球在轨道水平部分发生碰撞前后的动量关系。(设两个小球为弹性材料,发生弹性碰撞),某小组同学在探究时,先用天平测出小球1、2的质量分别为、,然后完成以下实验步骤:
步骤1:让小球1自斜槽上的A点由静止滚下,落在墙面上,重复多次,记录下落点平均位置;
步骤2:把小球2放在斜槽末端边缘位置B,让小球1自A点由静止滚下,小球1和小球2发生碰撞后落在墙面上,重复多次,记录下两个落点平均位置;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落点的平均位置M、P、N到与B点等高的O点的距离,得到线段OM、OP、ON的长度分别为、、。
(1)对于上述实验操作,小球1质量应________小球2的质量(填“大于”或“小于”),小球1的半径应________(填“等于”“大于”或“小于”)小球2的半径。
(2)当所测物理量满足表达式________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
(3)完成上述实验后,实验小组对上述装置进行了改造,如图乙所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使用同样的小球,小球1仍从斜槽上A点静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到斜面上三个落点、、。用刻度尺测量斜面顶点到、、三点的距离分别为,、。若,,则________cm。
【答案】(1) ①. 大于 ②. 等于
(2)
(3)64
【解析】
【小问1详解】
[1][2]为了保证小球1与小球2碰撞后不被反弹,小球1的质量应大于小球2的质量,为了发生对心碰撞,小球1的半径应等于小球2的半径。
【小问2详解】
平抛水平位移相同,则
竖直位移
联立得抛出速度
所以如果两球碰撞遵守动量守恒定律,则
代入速度通式整理得
【小问3详解】
碰撞前,落在图中的点,设其水平初速度为,小球和发生碰撞后,的落点在图中点,设其水平初速度为,的落点是图中的点,设其水平初速度为,设斜面与水平面的倾角为,由平抛运动规律得,
解得
同理可得,
由动量守恒定律得
由能量守恒定律得
联立解得
三、计算题
13. 如图是一同学设计的车间温度监控器,平台上表面有一个压力传感器(大小可忽略),开口向上、导热良好的气缸通过活塞密封了一定质量的理想气体,活塞固定在竖直轻杆上,轻杆上端固定在水平面上。当温度为时,活塞下表面距气缸底部上表面的距离为,平台上表面到气缸下表面的距离为,随着温度升高,气缸下移,气缸接触平台时,活塞未脱离气缸。已知气缸的质量为,活塞的横截面积为,大气压强,重力加速度为,求:
(1)当温度为时,封闭气体的压强;
(2)当压力传感器的示数大于时,传感器就会报警,求传感器报警的最低环境温度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
温度为时,对气缸受力分析,根据平衡条件可得
解得封闭气体的压强为
【小问2详解】
设活塞刚好报警时,末状态封闭气体的压强为,此时封闭气体的体积为;对气缸受力分析,可得
解得
由理想气体状态方程可得
解得
14. 如图所示,质量m=2kg的滑块B静止放置于光滑平台上,B的左端固定一轻质弹簧。平台右侧有一质量M=6kg的小车C,小车与水平面间的摩擦不计。光滑圆弧轨道半径R=1.6m,连线PO与竖直方向夹角为60°,另一与B完全相同的滑块A从P点由静止开始沿圆弧下滑,A滑至平台上并挤压弹簧,待弹簧恢复原长后滑块B以4m/s离开平台滑上小车C且恰好未滑落,滑块B与小车C之间的动摩擦因数μ=0.75,A、B可视为质点,求:
(1)滑块A刚到平台上的速度大小;
(2)整个过程中弹簧弹性势能的最大值;
(3)小车C的长度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
滑块A自P点滑至平台过程中,由机械能守恒定律可得
解得滑块A刚到平台上的速度大小
【小问2详解】
当A、B速度大小相等时弹簧弹性势能最大,规定向右为正方向,对A、B,由动量守恒定律可得
由能量守恒定律可得
【小问3详解】
B恰好未从小车C上滑落,即B到小车C右端时二者速度相同,由动量守恒可得
由功能关系可得
代入数据解得
15. 现代科技中常用电场和磁场控制粒子的运动。如图,在平面直角坐标系xOy的第二象限内有沿y轴负方向的匀强电场(电场区域无限大),在第一、三、四象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场(磁场区域无限大),一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从x负半轴上坐标为的P点沿与x轴正向成角向第二象限内射出,初速度大小为,粒子以垂直y轴的方向首次进入磁场,粒子再次进电场时速度方向与初速度方向相同,不计粒子的重力且不考虑边界效应,求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)粒子从P点射出(记为第0次经过x轴)后,第2026次经过x轴时的位置离坐标原点O的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)2531.5d
【解析】
【小问1详解】
设电场强度大小为E,粒子第一次在电场中运动的时间为,将粒子在电场中的速度沿两坐标轴分解,则
根据牛顿第二定律
水平位移
联立解得
【小问2详解】
设粒子第一次出电场的位置离坐标原点的距离为y,则
由于粒子第二次进电场时速度方向与初速度同向,根据对称性可知,粒子在磁场中第一次经过x轴时,速度与x轴正向夹角为60°,设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r,根据几何关系
解得
粒子第一次在磁场中运动的速度
根据洛伦兹力提供向心力
解得
【小问3详解】
粒子第1次经过x轴时位置离坐标原点的距离
根据对称性,粒子第2次经过x轴时位置离坐标原点的距离为
假设粒子第二次经电场偏转后,从x轴出电场,粒子在电场中运动的时间
则粒子沿x轴正向运动的距离,假设成立
粒子第3次经过x轴时位置离坐标原点的距离为
粒子第4次经过x轴时位置离坐标原点的距离为
粒子第5次经过x轴时位置离坐标原点的距离为
粒子第6次经过x轴时位置离坐标原点的距离为
粒子第7次经过x轴时位置离坐标原点的距离为
粒子第8次经过x轴时位置离坐标原点的距离为
….
以此类推可知,第2026次经过x轴时的位置离坐标原点O的距离为
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高二年级4月份阶段性测试
物理试卷
注意事项:
1、答卷前,考生务必将姓名、准考证号等在答题卷上填写清楚。
2、选择题答案用2B铅笔在答题卷上把对应题目的答案标号涂黑,非选择题用0.5mm的黑色签字笔在每题对应的答题区域内做答,答在试题卷上无效。
第Ⅰ卷
一、选择题(每题4分,共计40分。第1-7题为单选题,第8-10题为多选择题)
1. 下列选项正确的是( )
A. 分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小
B. 沸水中的胡椒粉不断翻滚,说明温度越高布朗运动越激烈
C. 水波从浅水区传入深水区,频率变小
D. 水波遇到大石头比遇到小石头更容易发生明显的衍射现象
2. 在一定的气象条件下,空气中的小水滴会变成六棱柱状的小冰晶,太阳光穿过小冰晶时发生折射,看上去在太阳的周围出现一个彩色圆圈,这就是日晕,如图甲所示。图乙是两单色光穿过六棱柱状冰晶某横截面的示意图,下列说法正确的是( )
A. 若a光是黄光,则b光可能是红光
B. b光比a光更容易发生明显的衍射现象
C. a光在冰晶中的传播速度小于b光的传播速度
D. 用同一双缝干涉装置做实验,a光条纹间距大于b光条纹间距
3. 如图乙为LC振荡电路的i−t图像。在t=0时刻,回路中电容器C的上极板M带正电。如图甲,在某段时间,LC 电路中,电流方向顺时针,且M板负电,则该时间段为( )
A. 0∼t1 B. t1∼t2 C. t2∼t3 D. t3∼t4
4. 如图所示,abc是半径为R的四分之三圆形金属导体,O为圆心,abc中通有图示方向、大小为I的恒定电流,在abc平面内有沿Oa方向范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B。则abc所受安培力为( )
A. ,垂直于纸面向外 B. ,垂直于纸面向里
C. ,垂直于纸面向外 D. ,垂直于纸面向里
5. 如图所示为远距离输电示意图,变压器均为理想变压器。升压变压器原线圈匝数为100匝,副线圈匝数为1000匝,其输入电压如图乙所示,远距离输电线的总电阻为。降压变压器右侧电路中为一定值电阻,为滑动变阻器,下列说法正确的是( )
A. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz
B. 图乙所示电压的瞬时值表达式为
C. 当滑片P向端滑动时,电压表示数变大
D. 若升压变压器的输入功率为66kW,远距离输电线路损耗功率为9kW
6. 一定质量的理想气体经历如图所示a→b、b→c、c→a的循环过程。已知气体在b状态时温度为T0、压强为p0、体积为V0,在c状态下气体体积为2V0。下列说法正确的是( )
A. a→b过程中,气体的内能不变
B. c状态下的温度为2T0
C. b→c过程中外界对气体所做的功为p0V0
D. 气体由a→b→c→a的过程中,对外界放出热量
7. 如图所示,在平面直角坐标系的第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限内存在方向垂直纸面、磁感应强度大小分别为、、、的匀强磁场。一半径为、电阻为、圆心角为60°的单匝扇形闭合线圈在纸面内绕点逆时针匀速转动,转速为。则线圈转动一周的过程中产生的焦耳热为( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示,图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图,图乙为质点P从该时刻开始的振动图像。下列判断正确的是( )
A. 该波沿x轴的负方向传播 B. 该波的传播速度为10cm/s
C. 质点Q的振动频率为2Hz D. 在t=0.1s时刻,P点的加速度为零
9. 图甲是水下灯光装置简化图,轻质弹簧下端固定在水池底部,上端连接一点光源,点光源静止在点,其在水面上的投影位置为,m。现让点光源在竖直方向做简谐运动,其振动图像如图乙所示,水的折射率为。下列说法中正确的是( )
A. 0.25s时,点光源处于失重状态
B. 光斑边缘的振动周期为2s
C. 光斑的最大面积为m²
D. 光斑边缘上某点振动的振幅为1.5m
10. 如图两平行金属导轨的水平和竖直部分均足够长,间距为L,水平部分光滑,竖直部分粗糙。整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。导体棒M放在水平导轨上,导体棒N靠在竖直导轨的右侧固定。两导体棒的质量均为m,电阻均为R。导体棒N与导轨的动摩擦因数为。现用大小为F的水平向左的恒力作用在导体棒M上,同时释放导体棒N。经时间t导体棒N的速度恰好为0。两导体棒始终与导轨垂直且接触良好,其余电阻不计。重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 经时间t导体棒M的速度为
B. 经时间t导体棒M的位移为
C. 经时间t通过导体棒M的电荷量为
D. 当导体棒N的速度最大时导体棒M的速度为
第Ⅱ卷
二、实验题(共两题,合计16分)
11. 张戈同学在实验室做“用单摆测定重力加速度”的实验
(1)该同学用游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示,则摆球的直径d=__________cm。
(2)图乙为根据测量数据作出的l-T2图线,根据图线该同学认为摆长l为__________。
A. 摆线的长度
B. 摆线的长度与小球半径之和
C. 摆线的长度与小球直径之和
(3)请根据图乙表示出重力加速度g=__________。(用a、b和π表示)
(4)若测得的g值与真实值相比偏大,可能的原因是_____;
A. 测量摆长时漏加小球的半径
B. 开始计时时,停表按下迟了些
C. 摆线上端未牢固地系于悬点、摆动中出现松动,使摆线长度增加了
D. 实验中误将49次全振动记为50次
12. 如图甲所示装置为探究碰撞时动量守恒的“碰撞实验器”,即研究两个小球在轨道水平部分发生碰撞前后的动量关系。(设两个小球为弹性材料,发生弹性碰撞),某小组同学在探究时,先用天平测出小球1、2的质量分别为、,然后完成以下实验步骤:
步骤1:让小球1自斜槽上的A点由静止滚下,落在墙面上,重复多次,记录下落点平均位置;
步骤2:把小球2放在斜槽末端边缘位置B,让小球1自A点由静止滚下,小球1和小球2发生碰撞后落在墙面上,重复多次,记录下两个落点平均位置;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落点的平均位置M、P、N到与B点等高的O点的距离,得到线段OM、OP、ON的长度分别为、、。
(1)对于上述实验操作,小球1质量应________小球2的质量(填“大于”或“小于”),小球1的半径应________(填“等于”“大于”或“小于”)小球2的半径。
(2)当所测物理量满足表达式________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
(3)完成上述实验后,实验小组对上述装置进行了改造,如图乙所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使用同样的小球,小球1仍从斜槽上A点静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到斜面上三个落点、、。用刻度尺测量斜面顶点到、、三点的距离分别为,、。若,,则________cm。
三、计算题
13. 如图是一同学设计的车间温度监控器,平台上表面有一个压力传感器(大小可忽略),开口向上、导热良好的气缸通过活塞密封了一定质量的理想气体,活塞固定在竖直轻杆上,轻杆上端固定在水平面上。当温度为时,活塞下表面距气缸底部上表面的距离为,平台上表面到气缸下表面的距离为,随着温度升高,气缸下移,气缸接触平台时,活塞未脱离气缸。已知气缸的质量为,活塞的横截面积为,大气压强,重力加速度为,求:
(1)当温度为时,封闭气体的压强;
(2)当压力传感器的示数大于时,传感器就会报警,求传感器报警的最低环境温度。
14. 如图所示,质量m=2kg的滑块B静止放置于光滑平台上,B的左端固定一轻质弹簧。平台右侧有一质量M=6kg的小车C,小车与水平面间的摩擦不计。光滑圆弧轨道半径R=1.6m,连线PO与竖直方向夹角为60°,另一与B完全相同的滑块A从P点由静止开始沿圆弧下滑,A滑至平台上并挤压弹簧,待弹簧恢复原长后滑块B以4m/s离开平台滑上小车C且恰好未滑落,滑块B与小车C之间的动摩擦因数μ=0.75,A、B可视为质点,求:
(1)滑块A刚到平台上的速度大小;
(2)整个过程中弹簧弹性势能的最大值;
(3)小车C的长度。
15. 现代科技中常用电场和磁场控制粒子的运动。如图,在平面直角坐标系xOy的第二象限内有沿y轴负方向的匀强电场(电场区域无限大),在第一、三、四象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场(磁场区域无限大),一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从x负半轴上坐标为的P点沿与x轴正向成角向第二象限内射出,初速度大小为,粒子以垂直y轴的方向首次进入磁场,粒子再次进电场时速度方向与初速度方向相同,不计粒子的重力且不考虑边界效应,求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)粒子从P点射出(记为第0次经过x轴)后,第2026次经过x轴时的位置离坐标原点O的距离。
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