内容正文:
高三物理试卷
(完卷时间:60分钟 满分:100分)
特别提示:
1、本试卷标注“多选”的试题,应选两个及以上的选项,但不可全选;未特别标注的选择类试题,每小题只有一个正确选项。
2、在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中,须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
3、除特殊说明外,本卷所用重力加速度g大小均取9.8 m/s2。
一、太空AI算力中心
我国计划在未来五年内发射天基人工智能数据中心。将太空计算星座部署在近地轨道,利用太空的真空、微重力和低温环境进行高效散热,并通过太阳能电池板提供能源。
1. 太空计算星座的能源来自太阳,太阳目前是一颗_________。
A. 固态的白矮星 B. 固态的中子星 C. 气态的主序星 D. 气态的红巨星
2. 2025年我国成功发射全球首个太空计算星座“星算”,首批12颗卫星全部进入距离地面700 km高度的预定轨道,绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径约为6400 km,则其中一颗卫星在轨运行时_________。
A. 向心加速度大于g B. 线速度小于7.9 km/s
C. 做匀变速曲线运动 D. 受到的合力为零
3. “星算”卫星内部搭载了智能芯片以执行计算任务,当卫星在轨运行时_________。(多选)
A. 在太空中利用对流和辐射对芯片进行散热
B. 若散热功率小于热功率,芯片温度必升高
C. 经过地球阴影区时无法发电,需配备储能系统
D. 其它条件相同的情况下,太阳能电池板平均发电功率比在地球上更大
4. 如图所示,Q和R是围绕地球P运行的两颗质量相同的卫星。Q的轨道是圆,R的轨道是椭圆。
①Q的加速度始终指向P,但R的加速度并非一直如此
②Q与R所受的万有引力大小相同
③Q以恒定速率运动,但R的速率会变化
以上说法中正确的有___________。
A. ③ B. ①和② C. ①和③ D. ①、②和③
5. 为监测散热系统性能,利用某导电材料制成了一个体积恒定为20 cm3的圆柱形传感元件,连接方式如图(a)。实验测得该元件的电阻R与长度平方的关系如图(b)所示。则该材料的电阻率约为_________Ω·m。
二、放射性矿脉的衰变与结构成像
通过分析放射性矿石的衰变数据,结合晶体衍射成像技术,可解构矿石内部原子排列与演化历史。已知α粒子电荷量为+2e,质量约为4mp(mp为质子质量);β粒子电荷量为-e,质量约为mp;γ粒子为光子。
6. 放射性矿石是含有不同放射性同位素各种化合物的混合物。
(1)将放射性矿石样品置于开孔铅盒内,探测器正对小孔记录电离事件总数(每接收到一个α、β或γ粒子,即触发一次电离事件)。先将小孔封闭测量周围环境背景辐射;再将小孔打开,在小孔和探测器间依次放置不同的吸收体多次测量。记录数据如右表,则该矿石的β粒子辐射量占矿石辐射粒子总量的百分比为_________%。
小孔状态和吸收体放置情况
电离事件记录
小孔封闭
100秒内30次
小孔打开
不放置吸收体
50秒内515次
小孔打开
0.5毫米厚的纸吸收体
10秒内92次
小孔打开
4毫米厚的铅板吸收体
100秒内250次
(2)如图所示,矿石衰变产生的混合射线粒子通过某装置后,以相同 速率经过小孔S垂直射入范围足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。则α粒子的运动轨迹可能是图中的虚线_________,α粒子与β粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径比为_________。
7. 如图所示为探测器记录的某种放射性矿石样品衰变过程中,计数率随时间的变化曲线。当样品衰变至低水平时,探测器仍可记录背景辐射。则该样品的半衰期约为_________。
A、0.6天
B、1.0天
C、1.4天
D、2.0天
8. 利用“晶体衍射成像”技术推演晶体的结构。
(1)衍射仪所使用的X射线波长应_________晶体中原子间距离。
A、远大于 B、相近于 C、远小于
(2)当电子被直流电压加速并撞击金属表面时,会产生波长为的X射线,该X射线单个光子的能量为_________。一个电子的动能约有1%用于产生单个光子,则给电子施加的加速电压约为_________。(已知普朗克常量h,元电荷e,光速c)
三、可重复使用运载火箭
我国自主研发的“朱雀三号”运载火箭采用垂直起降,支持陆地及海上平台回收。目前已完成首次飞行试验,既实现了发射入轨,也验证了回收试验过程中的高精度制导控制能力。
9. 如图为“朱雀三号”降落回收时的照片。在垂直减速降落的过程中,火箭_________。
A. 机械能守恒
B. 处于失重状态
C. 速度方向与加速度方向相同
D. 喷出的高速燃气对火箭做负功
10. 在某次竖直起降试验中,火箭的速度-时间(v-t)图像如图所示,则_______。
A. t1时刻火箭开始降落
B. t1时刻火箭到达最高点
C. t3~t4时间内,火箭的加速度先增大后减小
D. t3~t4时间内,火箭的速度先增大后减小
11. “朱雀三号”火箭的总质量约为660吨,用起重机通过4根等长钢索将其竖直悬吊,如图所示。钢索两两一组,上端分别系于同一水平横杆上的A、B两点,下端连接箭体,形成两个互相平行的竖直“∧”字,且每根钢索与竖直方向夹角均为37°。则在匀速吊起火箭的过程中,每根钢索上的拉力大小为________N(保留3位有效数字)。若在吊起过程中,起重机突然加速向上提升火箭,加速度大小为0.5 m/s2,每根钢索能承受的最大拉力为2.50×106 N,则钢索________断裂(选填“会”或“不会”)。
12. 火箭升空至离地高度h时,地面站竖直向上发射激光束,照射到火箭底部平整的水平金属表面(可等效为平面镜)上,反射光束沿原路投射回水平地面形成光斑。若火箭姿态发生微小倾斜,使底部反射面与水平方向的夹角为θ(单位为rad,当θ很小时:tanθ≈θ),则此时反射光斑与地面站间的水平距离为_________(用h和θ表示);若h=100 m,在=0.1 s内,夹角θ从0均匀增大到0.02 rad,则光斑移动的平均速度为________m/s。
13. (计算)在火箭垂直降落回收的最后阶段,可通过调节中间区域的3台反推发动机实现空中悬停,如图所示。已知每台圆形发动机的喷口直径均为d,悬停时喷口处喷出气体的密度均为ρ,3台发动机的总推力大小为F,忽略喷出气体的重力及空气阻力。求喷出气体的速度大小。
四、物理实验的魅力
高中物理是一门以实验为基础的自然科学,它不仅揭示了物质世界的规律,也为现代科技发展提供了重要基础。
14. 用位移传感器测得一辆小车在直轨道上运动的速度-时间(v-t)图像如图所示。在_________时间段内,小车回到了出发点所在的位置。
A. 3 s≤t<5 s
B. 5 s≤t<7 s
C. 7 s≤t<10 s
D. 10 s≤t<12 s
15. 在光滑水平面上,用水平恒力先后推动三辆实验小车由静止开始运动。测量每辆小车的质量及对应恒力的大小和力作用时间,如表所示。则在力作用结束时,具有最大动能的是小车_________。
小车
质量/kg
恒力/N
力作用时间/s
末动能/J
a
1
5
2
b
2
5
2
25
c
3
2
5
A. a B. b C. c
16. 如图所示,将电容器的极板A与静电计金属球相连,极板B接地。给电容器充电后断开电源,在保持极板上电荷量不变的情况下,缓慢增大极板间的距离,静电计指针的偏角会________,此时电容器的电容________。
A.增大 B.不变 C.减小
17. 如图(a)所示,S为单色光源,M为水平放置的平面镜。S直接照射到光屏上的光和经M反射后照射到光屏上的光叠加,呈现出如图(b)所示的明暗相间条纹,产生该现象的条件是:两束光________。若实验过程中,平面镜意外沿纸面向下平移一小段距离,与未发生平移时相比,光屏上相邻条纹的间距将_________(选填:“变大”、“变小”或“不变”)。
18. 如图所示,一个横截面积为S的轻质、薄壁圆柱形容器内装有密度为ρ的水。容器置于一根下端固定的竖直弹簧上,弹簧被压缩。在水缓慢蒸发的过程中,由于负载减小,容器逐渐上升。已知水面离地面的高度H始终保持不变,重力加速度为g,则弹簧的劲度系数为_________。
19. 在“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验中,装置如图(a),从图示位置推入活塞注射器,实验得到的p-V图像如图(b),图中实线为实验数据拟合线,虚线为参考双曲线,造成这一现象的可能原因是_________。(多选)
A. 实验过程中环境温度降低
B. 推入注射器活塞时速度过快
C. 注射器内部分气体向外泄漏
D. 操作时用手握住了注射器封闭气体的部分
五、波浪能发电平台
波浪能是一种蕴含在海洋中的可再生能源。我国自主研发的兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲”号在珠海投入运行,标志着我国波浪能发电技术水平又上了一个台阶。
20. 一列水平向右传播的水波(可视为简谐横波),波长为20m。t=0时刻,水面上一漂浮小物块位于波峰处,如图所示。经过Δt=2s,该物块运动至波谷位置。求该波波速的可能大小。
21. 图(a)中的波浪能发电平台,工作原理可简化为图(b)所示。海浪驱动浪板带动发电机转子,使多匝矩形线圈在两磁极间的水平匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的中心轴逆时针做匀速转动,并向外输出感应电流。
(1)图(b)中,靠近N极的导线受到的安培力方向为___________。
(2)(计算)匀强磁场的磁感应强度大小为B=T,矩形线圈的匝数N=1000、面积S=0.1m2、转速n=0.5r/s,发电装置内各部分电阻均不计。
①在t=0时刻,线圈处于图(b)所示位置。求线圈中产生的感应电动势e随时间t变化的关系式;_________
②在线圈的输出端a、b间,接入一阻值R=100Ω的定值电阻(图中未画出)。求在1min内电阻R产生的热量Q。_________
22. 发电平台内部某监控电路如图所示。电路中的电压表、电流表都是理想电表,电源是一个恒流源,其输出的电流大小和方向都不变。在移动R2滑片的过程中,电压表V的读数为U,电流表A的读数为I,电流表的读数记I1,电流表的读数为I2,它们变化量的绝对值分别为。
(1)下列关系式中正确的是_________。
A、 B、
C、 D、,
(2)(论证)当R2=R1时,滑动变阻器R2消耗的电功率最大。________
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高三物理试卷
(完卷时间:60分钟 满分:100分)
特别提示:
1、本试卷标注“多选”的试题,应选两个及以上的选项,但不可全选;未特别标注的选择类试题,每小题只有一个正确选项。
2、在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中,须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
3、除特殊说明外,本卷所用重力加速度g大小均取9.8 m/s2。
一、太空AI算力中心
我国计划在未来五年内发射天基人工智能数据中心。将太空计算星座部署在近地轨道,利用太空的真空、微重力和低温环境进行高效散热,并通过太阳能电池板提供能源。
1. 太空计算星座的能源来自太阳,太阳目前是一颗_________。
A. 固态的白矮星 B. 固态的中子星 C. 气态的主序星 D. 气态的红巨星
2. 2025年我国成功发射全球首个太空计算星座“星算”,首批12颗卫星全部进入距离地面700 km高度的预定轨道,绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径约为6400 km,则其中一颗卫星在轨运行时_________。
A. 向心加速度大于g B. 线速度小于7.9 km/s
C. 做匀变速曲线运动 D. 受到的合力为零
3. “星算”卫星内部搭载了智能芯片以执行计算任务,当卫星在轨运行时_________。(多选)
A. 在太空中利用对流和辐射对芯片进行散热
B. 若散热功率小于热功率,芯片温度必升高
C. 经过地球阴影区时无法发电,需配备储能系统
D. 其它条件相同的情况下,太阳能电池板平均发电功率比在地球上更大
4. 如图所示,Q和R是围绕地球P运行的两颗质量相同的卫星。Q的轨道是圆,R的轨道是椭圆。
①Q的加速度始终指向P,但R的加速度并非一直如此
②Q与R所受的万有引力大小相同
③Q以恒定速率运动,但R的速率会变化
以上说法中正确的有___________。
A. ③ B. ①和② C. ①和③ D. ①、②和③
5. 为监测散热系统性能,利用某导电材料制成了一个体积恒定为20 cm3的圆柱形传感元件,连接方式如图(a)。实验测得该元件的电阻R与长度平方的关系如图(b)所示。则该材料的电阻率约为_________Ω·m。
【答案】1. C 2. B 3. BCD 4. A
5.
【解析】
【1题详解】
太阳是一颗典型的黄矮星,处于主序星阶段,主要由氢、氦等气体构成,属于气态恒星。
故选C。
【2题详解】
A.地面重力加速度g对应近地轨道,轨道越高,向心加速度越小,故A错误;
B.7.9km/s是近地卫星的环绕速度(第一宇宙速度),是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度。卫星轨道高度越高,线速度越小,因此700km轨道的卫星线速度小于7.9 km/s,故B正确;
C.匀速圆周运动是匀速率曲线运动,加速度(向心加速度)方向时刻变化,属于变加速运动,故C错误;
D.卫星做圆周运动需要向心力,合力不为零,故D错误。
故选B。
【3题详解】
A.太空中是真空环境,没有空气对流,只能通过热辐射散热,故A错误;
B.根据能量守恒,若散热功率小于热功率,芯片会持续积累热量,温度必然升高,故B正确;
C.地球阴影区无太阳光照射,太阳能电池板无法发电,必须配备储能系统(如电池)保障供电,故C正确;
D.地球大气层会吸收、反射部分太阳能,太空中无大气,相同条件下太阳能电池板的发电功率比地面更大,故D正确。
故选BCD。
【4题详解】
①卫星的加速度由万有引力提供,方向始终指向地心P,因此Q(圆轨道)和R(椭圆轨道)的加速度都始终指向P,因此①错误;②由题图可知Q轨道半径r更小,根据可知,因此Q受到的万有引力更大,故②错误;③圆轨道卫星速率恒定,椭圆轨道卫星根据开普勒第二定律,近地点速率大、远地点速率小,速率会变化,因此③正确。综上可知A选项符合题意。
故选A。
【5题详解】
根据
因为
联立整理得
可知图像斜率
由图(b)可知图像斜率
联立解得
二、放射性矿脉的衰变与结构成像
通过分析放射性矿石的衰变数据,结合晶体衍射成像技术,可解构矿石内部原子排列与演化历史。已知α粒子电荷量为+2e,质量约为4mp(mp为质子质量);β粒子电荷量为-e,质量约为mp;γ粒子为光子。
6. 放射性矿石是含有不同放射性同位素各种化合物的混合物。
(1)将放射性矿石样品置于开孔铅盒内,探测器正对小孔记录电离事件总数(每接收到一个α、β或γ粒子,即触发一次电离事件)。先将小孔封闭测量周围环境背景辐射;再将小孔打开,在小孔和探测器间依次放置不同的吸收体多次测量。记录数据如右表,则该矿石的β粒子辐射量占矿石辐射粒子总量的百分比为_________%。
小孔状态和吸收体放置情况
电离事件记录
小孔封闭
100秒内30次
小孔打开
不放置吸收体
50秒内515次
小孔打开
0.5毫米厚的纸吸收体
10秒内92次
小孔打开
4毫米厚的铅板吸收体
100秒内250次
(2)如图所示,矿石衰变产生的混合射线粒子通过某装置后,以相同 速率经过小孔S垂直射入范围足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。则α粒子的运动轨迹可能是图中的虚线_________,α粒子与β粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径比为_________。
7. 如图所示为探测器记录的某种放射性矿石样品衰变过程中,计数率随时间的变化曲线。当样品衰变至低水平时,探测器仍可记录背景辐射。则该样品的半衰期约为_________。
A、0.6天
B、1.0天
C、1.4天
D、2.0天
8. 利用“晶体衍射成像”技术推演晶体的结构。
(1)衍射仪所使用的X射线波长应_________晶体中原子间距离。
A、远大于 B、相近于 C、远小于
(2)当电子被直流电压加速并撞击金属表面时,会产生波长为的X射线,该X射线单个光子的能量为_________。一个电子的动能约有1%用于产生单个光子,则给电子施加的加速电压约为_________。(已知普朗克常量h,元电荷e,光速c)
【答案】6. ①. 67 ②. a ③. 3600
7. B 8. ①. B ②. ③.
【解析】
【6题详解】
[1]小孔封闭,背景辐射频次次/秒
不设置吸收体,总辐射频次次/秒
放置0.5毫米的纸吸收体时,则和的辐射频次次/秒
放置4毫米的铅板吸收体时,则的辐射频次次/秒
的辐射频次次/秒,则该矿石的粒子辐射量占矿石辐射粒子总量的百分比为
[2]根据左手定则,α粒子带正电,洛伦兹力向左,故其运动轨迹可能是图中的虚线。
[3]根据洛伦兹力提供向心力有
解得,带电粒子速率相等时,半径与质量成正比与电荷量成反比,则α粒子与β粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径比为
【7题详解】
由题意可知初始计数率为120-20=100,经历一个半衰期后计数率应为50+20(即70),根据图像可知时间为1.0天,故B正确。
故选B。
【8题详解】
[1]根据发生明显衍射的条件是障碍物或孔径尺寸与波长相接近,故衍射仪所使用的X射线波长应相近于晶体中原子间距离。
[2]根据光子能量,
联立解得
[3]由动能定理可得,且
联立解得
三、可重复使用运载火箭
我国自主研发的“朱雀三号”运载火箭采用垂直起降,支持陆地及海上平台回收。目前已完成首次飞行试验,既实现了发射入轨,也验证了回收试验过程中的高精度制导控制能力。
9. 如图为“朱雀三号”降落回收时的照片。在垂直减速降落的过程中,火箭_________。
A. 机械能守恒
B. 处于失重状态
C. 速度方向与加速度方向相同
D. 喷出的高速燃气对火箭做负功
10. 在某次竖直起降试验中,火箭的速度-时间(v-t)图像如图所示,则_______。
A. t1时刻火箭开始降落
B. t1时刻火箭到达最高点
C. t3~t4时间内,火箭的加速度先增大后减小
D. t3~t4时间内,火箭的速度先增大后减小
11. “朱雀三号”火箭的总质量约为660吨,用起重机通过4根等长钢索将其竖直悬吊,如图所示。钢索两两一组,上端分别系于同一水平横杆上的A、B两点,下端连接箭体,形成两个互相平行的竖直“∧”字,且每根钢索与竖直方向夹角均为37°。则在匀速吊起火箭的过程中,每根钢索上的拉力大小为________N(保留3位有效数字)。若在吊起过程中,起重机突然加速向上提升火箭,加速度大小为0.5 m/s2,每根钢索能承受的最大拉力为2.50×106 N,则钢索________断裂(选填“会”或“不会”)。
12. 火箭升空至离地高度h时,地面站竖直向上发射激光束,照射到火箭底部平整的水平金属表面(可等效为平面镜)上,反射光束沿原路投射回水平地面形成光斑。若火箭姿态发生微小倾斜,使底部反射面与水平方向的夹角为θ(单位为rad,当θ很小时:tanθ≈θ),则此时反射光斑与地面站间的水平距离为_________(用h和θ表示);若h=100 m,在=0.1 s内,夹角θ从0均匀增大到0.02 rad,则光斑移动的平均速度为________m/s。
13. (计算)在火箭垂直降落回收的最后阶段,可通过调节中间区域的3台反推发动机实现空中悬停,如图所示。已知每台圆形发动机的喷口直径均为d,悬停时喷口处喷出气体的密度均为ρ,3台发动机的总推力大小为F,忽略喷出气体的重力及空气阻力。求喷出气体的速度大小。
【答案】9. D 10. D
11. ①. 2.02×106 ②. 不会
12. ①. 2hθ ②. 40
13.
【解析】
【9题详解】
A.火箭垂直降落,速度减小,动能减小,重力势能也减小,则机械能减小,故机械能不守恒,故A错误;
B C.火箭垂直降落时,加速度和速度方向相反,即速度竖直向下,加速度竖直向上,处于超重状态,故B、C错误
D.喷出的高速燃气对火箭的作用力竖直向上,火箭位移竖直向下,故喷出的高速燃气对火箭做负功,故D正确。
故选D。
【10题详解】
A B.根据图可知,时刻火箭竖直向上速度达到最大,火箭向上减速运动,时刻火箭上升至最高点速度为零,时刻火箭开始下降,故A、B错误;
C.根据图可知,图像斜率大小先减小后增大,则加速度先减小后增大,故C错误;
D.根据图可知,速度的大小先增大后减小为零,故D正确。
故选D。
【11题详解】
[1]根据受力分析,设每根钢索拉力为,由力的平衡条件有
代入数据解得
[2]加速向上提升火箭,设每根钢索拉力为,由牛顿第二定律有
代入数据解得,则钢索不会断裂。
【12题详解】
[1]根据光的反射原理,反射光线与竖直方向的夹角为,设反射光斑与地面站间距离为,则有
解得
[2]由运动学知识可知,光斑的移动的平均速度
【13题详解】
以时间内3台发动机喷出的气体为研究对象,喷出气体的总质量为
根据牛顿第三定律可得返回舱对气体的作用力为
对喷出的气体由动量定理
联立解得
四、物理实验的魅力
高中物理是一门以实验为基础的自然科学,它不仅揭示了物质世界的规律,也为现代科技发展提供了重要基础。
14. 用位移传感器测得一辆小车在直轨道上运动的速度-时间(v-t)图像如图所示。在_________时间段内,小车回到了出发点所在的位置。
A. 3 s≤t<5 s
B. 5 s≤t<7 s
C. 7 s≤t<10 s
D. 10 s≤t<12 s
15. 在光滑水平面上,用水平恒力先后推动三辆实验小车由静止开始运动。测量每辆小车的质量及对应恒力的大小和力作用时间,如表所示。则在力作用结束时,具有最大动能的是小车_________。
小车
质量/kg
恒力/N
力作用时间/s
末动能/J
a
1
5
2
b
2
5
2
25
c
3
2
5
A. a B. b C. c
16. 如图所示,将电容器的极板A与静电计金属球相连,极板B接地。给电容器充电后断开电源,在保持极板上电荷量不变的情况下,缓慢增大极板间的距离,静电计指针的偏角会________,此时电容器的电容________。
A.增大 B.不变 C.减小
17. 如图(a)所示,S为单色光源,M为水平放置的平面镜。S直接照射到光屏上的光和经M反射后照射到光屏上的光叠加,呈现出如图(b)所示的明暗相间条纹,产生该现象的条件是:两束光________。若实验过程中,平面镜意外沿纸面向下平移一小段距离,与未发生平移时相比,光屏上相邻条纹的间距将_________(选填:“变大”、“变小”或“不变”)。
18. 如图所示,一个横截面积为S的轻质、薄壁圆柱形容器内装有密度为ρ的水。容器置于一根下端固定的竖直弹簧上,弹簧被压缩。在水缓慢蒸发的过程中,由于负载减小,容器逐渐上升。已知水面离地面的高度H始终保持不变,重力加速度为g,则弹簧的劲度系数为_________。
19. 在“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验中,装置如图(a),从图示位置推入活塞注射器,实验得到的p-V图像如图(b),图中实线为实验数据拟合线,虚线为参考双曲线,造成这一现象的可能原因是_________。(多选)
A. 实验过程中环境温度降低
B. 推入注射器活塞时速度过快
C. 注射器内部分气体向外泄漏
D. 操作时用手握住了注射器封闭气体的部分
【答案】14. C 15. A
16. ①. A ②. C
17. ①. 频率相同 ②. 变小
18. 19. AC
【解析】
【14题详解】
图像的面积表示位移,速度为正代表沿正方向运动,负代表反向运动,小车正向运动总位移为正,5s后小车反向运动,当反向位移大小等于正向位移时小车回到出发点,由图可知,当t轴上下面积相等时,小车回到出发点,对应时刻应处于区间内。
故选C。
【15题详解】
由运动学公式有
小车动能
代入数据计算得,,
因此小车a的动能最大。
故选A。
【16题详解】
[1]电容器充电后断开电源,电荷量 保持不变,根据电容决定式
极板间距增大时,电容减小,再由
可知 不变,减小,极板电压增大,因此静电计指针偏角增大。
故选A。
[2]由上述分析可知电容器的电容减小。
故选C。
【17题详解】
[1][2]该现象为劳埃德镜干涉,产生干涉的核心条件是两束光频率相同;平面镜向下平移后,等效相干光源(原光源S和S的虚像)的间距增大,根据条纹间距公式
故增大,则相邻条纹间距变小。
【18题详解】
设水的高度为,水面离地面的高度 恒定,平衡时弹簧弹力等于水的重力
整理等式可知,对任意蒸发后的, 恒定的条件要求为
【19题详解】
A.等温条件下一定质量气体满足
图中相同体积下,实验压强比参考值偏小,说明 偏小,若实验过程中环境温度降低,根据
可知减小,A正确;
B.推入活塞速度过快,压缩气体使温度升高,增大,增大,B错误;
C.气体泄漏,减小,减小,C正确;
D.手握住注射器,气体吸热温度升高,增大,增大,D错误。
故选AC。
五、波浪能发电平台
波浪能是一种蕴含在海洋中的可再生能源。我国自主研发的兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲”号在珠海投入运行,标志着我国波浪能发电技术水平又上了一个台阶。
20. 一列水平向右传播的水波(可视为简谐横波),波长为20m。t=0时刻,水面上一漂浮小物块位于波峰处,如图所示。经过Δt=2s,该物块运动至波谷位置。求该波波速的可能大小。
21. 图(a)中的波浪能发电平台,工作原理可简化为图(b)所示。海浪驱动浪板带动发电机转子,使多匝矩形线圈在两磁极间的水平匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的中心轴逆时针做匀速转动,并向外输出感应电流。
(1)图(b)中,靠近N极的导线受到的安培力方向为___________。
(2)(计算)匀强磁场的磁感应强度大小为B=T,矩形线圈的匝数N=1000、面积S=0.1m2、转速n=0.5r/s,发电装置内各部分电阻均不计。
①在t=0时刻,线圈处于图(b)所示位置。求线圈中产生的感应电动势e随时间t变化的关系式;_________
②在线圈的输出端a、b间,接入一阻值R=100Ω的定值电阻(图中未画出)。求在1min内电阻R产生的热量Q。_________
22. 发电平台内部某监控电路如图所示。电路中的电压表、电流表都是理想电表,电源是一个恒流源,其输出的电流大小和方向都不变。在移动R2滑片的过程中,电压表V的读数为U,电流表A的读数为I,电流表的读数记I1,电流表的读数为I2,它们变化量的绝对值分别为。
(1)下列关系式中正确的是_________。
A、 B、
C、 D、,
(2)(论证)当R2=R1时,滑动变阻器R2消耗的电功率最大。________
【答案】20.
21. ①. 竖直向上 ②. ③.
22. ①. C ②. 流过滑动变阻器的电流为
滑动变阻器的功率为
可知时,即时,的功率最大。
【解析】
【20题详解】
由题意有
波速
联立解得
【21题详解】
[1]根据右手定则可知,靠近N极的导线电流方向由里向外流,根据左手定则,可知该导线受到的安培力方向竖直向上。
[2]由题可知感应电动势最大值
故线圈中产生的感应电动势e随时间t变化的关系式
[3]电压有效值为
则在1min内电阻R产生的热量
【22题详解】
[1]A.因为大小不等,因此,故A错误;
BCD.因为
故有
又因为
则有
因此
综上可知C选项符合题意,故BD错误,C正确。
故选C。
[2]略。
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