内容正文:
西安中学2026届高三第二学期第七次模拟考试物理试题答案
一、选择题
1
2
5
4
5
6
8
9
10
D
A
B
C
A
B
AD
BD
BC
1.以下图片源于教材,对其描述正确的是(
图1
图2
图3
图3
A.图1中,汽车速度表上的示数指的是平均速度
B.图2中,速度的变化量△v越大,表示加速度也越大
C.图3中,把变速运动过程细分成很多小段,每一小段近似看做匀速直线运动,然后将这些小段的位
移相加,得到总位移,这种方法运用了假设法
D.图4中,伽利略用实验和逻辑推理相结合的方法间接验证了自由落体运动是一种匀变速直线运动
【答案】D
【详解】A.图1中,汽车速度表上的示数指的是瞬时速率,A错误;
B。图2中,根据a恕,可知速度的变化量△T越大,加速度不一定也越大,B错误
C,图3中,把变速运动过程细分成很多小段,每一小段近似看做匀速直线运动,然后将这些小段的位
移相加,得到总位移,这种方法运用了微元法,C错误:
D.图4中,伽利略用实验和逻辑推理相结合的方法间接验证了自由落体运动是一种匀变速直线运动,
D正确
2.“好雨知时节,当春乃发生。随风潜入夜,润物细无声”是杜甫《春夜喜雨》中描绘春雨的诗句。假设
一雨滴从静止开始自由下落一段时间后进入风力稳定的斜风区,继续下落一段时间,随后进入无风区直
至落地。若雨滴运动过程中空气阻力可忽略不计,则下列四幅图中最接近雨滴真实运动轨迹的是()
第1页,共12页
自由下落区
自由下落区
自由下落区
自由下落区
A
斜风区
B.
斜风区
C
斜风区
D.
斜风区
无风区
无风区
无风区
无风区
【答案】A
【详解】雨滴在斜风区受风力与重力,两个力的合力与速度方向不共线,根据曲线运动条件,雨滴在此
区域内做曲线运动,且风力与重力合力的方向应该指向运动轨迹曲线内侧,即轨迹向左弯曲;在无风区
重力方向与速度方向也不共线,此时雨滴运动轨迹是向下弯曲的曲线。
3.在火星上太阳能电池板发电能力有限,因此科学家用放射性材料一P02作为发电能源为火星车供电。
Pu02中的Pu元素是8Pu,它发生a衰变的半衰期是87.7年,下列说法中正确的是()
A.8Pu经一次au衰变会有1个中子转变为1个质子
B.Pu发生a衰变的核反应方程为8Pu-→4U+He+Y
C.20个8Pu核经过87.7年还剩10个
D.升高温度可以加快8Pu的衰变
【答案】B
【解析】解:A、粒子是由2个质子和2个中子组成,α衰变是原子核中两个中子和两个质子组团从原子
核中分离出来,故A错误:
B、根据质量数守恒与电荷数守恒,Pu发生a衰变的核反应方程为8Pu-→4U+He+Y,故B正确:
C、半衰期是对大量原子核衰变的统计规律,仅适用于宏观大量的原子核样本,对少量原子核(如20个)
不适用,无法确定剩余的具体数量,故C错误:
D、半衰期由原子核本身决定,不随温度的改变而改变,故D错误
4.如图所示,一束复色光由某介质射入真空后分解为、b两束单色光。下列说法正确的是()
b
真空
介质
A.该介质对a光的折射率比b光的小
B.在同一介质中,a光的传播速度比b光大
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C.光由同一介质射入空气时,α光的临界角比b光小
D.α、b光通过相同的双缝干涉实验装置,b光的千涉条纹间距较小
【答案】C
【详解】A.由光路可知,a光的偏折程度大于b光,可知该介质对a光的折射率比b光的大,A错误;
B.根据v=C可知,在同一介质中,a光的传播速度比b光小,B错误;
C.根据snC=上可知,光由同一介质射入空气时,a光的临界角比b光小,C正确:
Da光的折射率较大,则a光的频率较大,波长较短,根据△r=入可知,a,b光通过相同的双缝P
涉实验装置,α光的干涉条纹间距较小,D错误。
5.2026年1月19日,我国在海南商业航天发射场使用长征十二号运载火箭,成功将卫星互联网低轨19
组卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。若预定轨道是距地面高度为R(k为
系数,R为地球半径)的圆,在时间t内,卫星转过的圈数为,引力常量为G,不考虑地球(视为球体)
的自转,则地球的质量为()
A.
Arin (k+1)R B.4r'k'R
C.4π2rR
D.4π2(k+1)R
Gt'
Gt2
Gt
Gt2
【答案】A
【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,满足公式G=®7
1.轨道半径:卫星距地面高度为R,因此轨道半径”=R+kR=(k+1)R
2角速度:时间t内卫星转n圈,周期T=名,因此角速度@=2-2
3.联立上述公式消去m,解得地球质量M-r_4π(使+1)R
G
Gt
6.如图甲所示,一带正电的粒子,仅在电场力的作用下,沿电场线运动,从A到B点的Ex随位移x的关
系如图乙所示。下列说法正确的是()
B
父
丙
A.电场线方向向左
B.电场强度EA<E。
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C.电势能随位移增大而增加
D.A到B点电势变化可能为图丙所示
【答案】B
【详解】A.从A向B点运动,故电场线方向向右,A错误:
B.根据E、=qEx;斜率增大,故EA<E,B正确:
C.从A到B点电场力做正功,电势能减小,C错误:
D.由图丙图线的斜率是电场强度,电场强度增大,故斜率变大,D错误。
7.如图所示,12位身高相同的同学手挽手站成一排模拟机械波的形成和传播。t=0时,从同学1开始依
次带动右边的同学,每人每分钟完成30次下蹲和起立,形成一列向右传播的“机械波”。己知同学1第一
次蹲到最低点时,同学5刚好要开始下蹲;队伍中相邻两同学所站位置间距均为0.8,所有同学从开始下
蹲到最低点过程中,头部竖直向下运动路程均为60cm。下列说法正确的是()
0.8m
A.这列“波”的波长为2.4m
B.这列“波”的波速为3.2m/s
C.t=6s时同学12开始下蹲
D.0~4s内同学9的头部运动路程为1.8m
【答案】D
【详解】A.相邻同学间距0.8,波长是指一个完整波形对应的平衡位置间的长度,题意可知,17个同学
间距对应一个完整波形,波长12.8m,故A错误。
B.每人每分钟完成30次下蹲和起立,则同学1振动频率f=0.5Hz,波速v=f=12.8×0.5m/s=6.4m/s,
故B错误。
C.同学1与同学12间距为11x0.8m=8,8m,由1==885=1.3758,故c错误。
y6.4
D.1到9同学间刚好半个波长,所以t=1s时第9位同学开始下蹲,t=4s时完成1.5次下蹲起立,路程为
3×60cm=180cm=1.8m,故D正确。
8.如图所示,理想变压器的原线圈两端接=U,cos1O0πt(V)的交流电源,三个定值电阻阻值相等,理想
交流电压表V1、V2的读数之比为9:2。下列说法正确的是()
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R
R
A.原、副线圈的匝数比为3:1
B.原、副线圈两端的电压比为9:2
C.变压器的输入功率大于输出功率
D.1s的时间内,流过定值电阻R的电流方向改变100次
【答案】AD
【详解】AB.设原副线圈的电压分别为U、U,由电路图可知,电压表V2的读数为U=
R+R U:
R+R+R
又由题意可知R=R=R,U:U=9:2;解得U:U,=3:1
由变压器的工作原理得
9:解得么=子
U,n,
得乃,故A正确,B错误:
C.由于理想变压器没有能量损失,所以变压器的输入功率等于输出功率,故C错误;
D.由1=Uc0s100πt()可知,交流电的周期为T=2=0.02s
则交流电源的频率为∫=
_1=1HB=50H
T0.02
由于变压器不改变交流电的频率,因此变压器输出电压的频率为50Hz,又1个周期内电流方向改变两
次,所以1s的时间内,流过定值电阻R的电流方向改变100次,故D正确。
9.如图,有一垂直纸面向里的圆形匀强磁场,线段PQ和线段MN是圆的两条直径,夹角为60°。两个同种带
电粒子甲、乙以不同的初速度,沿垂直于MN方向从P点射入磁场,之后甲粒子从Q点飞出磁场,乙粒子从N
点飞出磁场。不计粒子重力,则
60
N
A.粒子甲在磁场中运动的时间长
B.粒子甲在磁场中运动的速度大
C.粒子乙在磁场中运动的加速度大
D.甲、乙粒子在磁场中运动的路程相等
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【答案】BD
【解析】解:甲、乙两粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示
94
图中甲粒子做圆周运动的圆心对应01,乙粒子对应02,设圆形磁场对应的半径为R,磁感应强度的大小为B,
且甲、乙粒子做圆周运动的轨道半径分别为R和R,根据几何关系有R乙=R,Rsin30°=R,得Rg=2R;
A,根据带电粒子在磁场中做圆周运动的周期公式T=”,则两粒子的做圆周运动的周期相等,运动时间t=
gB
。·了,图中乙粒了对应的圆心角大于甲,则乙的运动时间长于甲做圆周运动的时间,故4错误:
B根据洛伦兹力提供向心力有qB=m二,可得v=,因为R>R乙,则v>”Z,故B正确;
m
C根据牛顿第二定律qB=ma,得a=照因为伊>"z,则ag≥az,故C错误:
D甲运动的路程s=需×2加×2R=号πR,乙运动的路程乙=需×2π×R=号R,即两粒了路程相等,
10.如图所示,在倾角为的固定光滑斜面上,有两个用轻质弹簧相连的物块A和B,它们的质量均为m,弹
簧的劲度系数为k,C为一固定的挡板,现将一个质量也为的物体D从距A为L的位置由静止释放,D和A相
碰后立即粘在一起,之后在斜面上做简谐运动。在简谐运动过程中,物体B对C的最小弹力为2mgsn0,则
下列说法正确的是()
D
A.D和A粘合后瞬时速度大小为gLsin0
B.D和A粘合后下滑过程中速度先增大后减小
C.B对C的最大弹力为11 ngsine
0
2
77777777777777777777777777777
D.D和A整体简谐运动的振幅为3 ngsin
2k
【解析】【解答】A、物体D从距A为L的位置由静止释放,根据机械能守恒:mgLsin8-m2,解得v=
√2 gLsint8
D和A相碰后立即粘在一起,D和A粘合后瞬时速度,根据动量守恒定律:mw=2mw',解得v′=D=
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2√2 gLsin0,故A错误:
B、D和A相碰后立即粘在一起,之后在斜面上做简谐运动,下滑过程中速度先增大后减小,故B正确:
C、当弹力等于AD的重力的分力时AD处于平衡状态,由kx=2 ngsin0可知,平衡位置时弹簧的形变量为x=
2mgst,处于压缩状态,当B对C弹力最小时,对B分析,则有mgsin0=kx+2mgsi0:
k
故弹簧应伸长达最大位移处,此时形变量x=mgs,此时弹簧处于伸长状态:
2k
故简谐运动的振幅为A=x+o=2mgst+mgst=5mgsm,故D错误:
2k
2k
C、当AD运动到最低点时,B对C的弹力最大,由对称性可知,此时弹簧的形变量为x'=A+o-5mgm6
2k
2mgsin
.9mgsing
k
2k
此时弹力为F=k(A+xo)=kx9 mgsine0-9mgsi0
2k
2
B对c的弹力为F+mgsine0=9mg9+mgsine0=11mgsm
,故C正确。
2
2
11.(6分)某小组采用如图甲所示的气垫导轨装置验证牛顿第二定律,G、G,为两个光电门,它们与数
字计时器相连,部分实验步骤如下:
光电门G
光电门G
遮光片
7777777
777777777
77m
甲
(1)将两光电门安装在轨道上,选择宽度为d的遮光片固定在滑块上,用跨过定滑轮的细线将滑块与牵引
槽码相连。用游标卡尺测出滑块上遮光片的宽度d如图乙所示,则宽度的测量值d=c。
2 cm
0
0
20
乙
(2)将滑块自轨道右端由静止释放,从数字计时器分别读取遮光片经过G,、G,时的遮光时间△t=0.0046s、
△t2=0.0115s,以及从遮光片开始遮住光电门G到开始遮住光电门G,的时间t=1.00s,计算滑块的加速
度a=一/s2(结果保留2位有效数字)。
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(3)已知滑块的质量为M、槽码的质量为m,重力加速度为g,滑块受到的合力F=一。
【答案】(1)0.230(2分)(2)030(2分)(3)8(2分)
M+m
【解析】(1)根据游标卡尺读数规则,可得d=2mm+0.05mm×6=0.230cm
(2)通过光电门G,的速度y=
d=0.5m/s
△t
通过光电门G,的速度2=
d=0.2m/s
△t2
根据加速度的定义式可得a-4"-Y-业=0.30ms:
△tt
(3)设细线拉力为F,对滑块有F=M血
对槽码有g-F=@
联立解得F=
Mmg
M+m
12.(8分)某实验小组用如图甲所示电路测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有:
待测电源
电阻箱R(最大阻值999.92)
定值电阻R(阻值为3.02)
电流表A(量程为200mA,内阻R4=6.02)
开关S、导线若干
A~1
20
10
10
15R/2
甲
实验步骤如下:
①将电阻箱的阻值调到最大,闭合开关S:
②多次调节电阻箱,记录电流表A的示数I和电阻箱对应的阻值R:
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®以号为纵坐标,R为横坐标,作出子R图线如图乙。
回答下列问题:
(1)电流表A与定值电阻R并联,相当于改装了一个新的电流表,改装后新电流表的量程为
mA,
内阻为
2;
(2)由上述实验可得该电源的电动势E=
V,内阻r=
2(结果均保留2位有效数字):
(3)上述实验方法中不考虑偶然误差,电动势的测量值
真实值,内阻的测量值
真实值(均
选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】(1600(1分)2.0(1分)(2)3.0(2分)1.0(2分)(3)等于(1分)等于(1分)
【详解】(1)当电流表满偏时,电流表两端的电压Ua=Ia·RA=1.2V,电流表与定值电阻并联,流经定值
电阻的电流1,=及=40A,因此改装后新电流表的量程为1。=1+1=60mA,新电流表的内阻为
R
风是没-20
(2)根据闭合电路欧姆定律得
整理得
1_R+R·R+
I ER
1(Ro+R.r+R
E Ro
因此片R图像的斜率太-R人,截距b及十见r+R,
ER
代入图像中数据得E=3.0V,r=1.02。
(3)将改装后的电流表内阻R和电源真实内阻?意看作等效内阻,本实验的测量电路是把改装后的电流表、
R作为外电路,通过}
一R图线计算的是等效电路的电动势和内阻,而等效电路的电动势等于电源真实电动
势,等效内阻等于r+R的测量值等于真实的等效内阻,在本实验的计算中已经将改装的内阻考虑进去,
所以电动势的测量值等于真实值,内阻的测量值等于真实值。
13.(10分)如图所示,导热柱形气缸B位于倾角为0的斜面上,不可伸长的细绳连接着气缸中的活塞A,
初始状态活塞到气缸底部内侧的距离为2江,气缸底部外侧到斜面底端挡板的距离为L,气缸质量为m(不
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含活塞),内部底面积为S。若活塞与气缸间密封一定质量的理想气体,且该气体的内能U与温度T之间关
系为U=kT,k为已知常量,初始温度为T。。不计一切摩擦,重力加速度为g,大气压强为P。。求:
(1)初始状态下气缸内气体压强p:
(2)现对气缸进行缓慢加热,从初始状态到气缸底部恰好接触挡板的过程中(活塞未脱离气缸),气缸内
气体内能增加了多少。
【答案】(1)卫S-gsin日
(2)红
S
2
【解析】(1)对气缸,由平衡条件得gsn日+pS=pS(2分)
解得p=PS-mgsin
·(1分)
S
(2)分析可知,从初始状态到气缸底部恰好接触挡板的过程中,气体压强不变,
2LS (2L+L)S
则
To
(3分)
气体初末状态的内能U。=T。,U=kT(1分)
气缸内气体内能增加量△U=U-U。(2分)
联立解得△U=
k红
·(1分)
14.(14分)如图所示,在平行于y轴的虚线左侧空间内有垂直纸面向内的匀强磁场,在y轴与虚线之间分
布有沿y轴负方向电场强度大小为E的匀强电场。在x轴负方向上距坐标原点S=6L的A处有一粒子发射源,
在平面内向x轴上方180°范围内发射速度大小均为v的粒子,粒子带负电,质量大小均为、电荷量大小均
为q。己知粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为5L,不计粒子重力,求:
(1)匀强磁场磁感应强度的大小:
(2)粒子从y轴最上方进入第一象限时速度与x轴正方向夹角的正弦值;
(3)已知从y轴最上方进入第一象限的粒子在电场中运动时间t=时穿出
+
+
电场,其速度此时恰好与x轴平行,求电场区域的宽度。
+
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【答案】解:(①)带电粒子在磁场中做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供可知:qv8=m
代入可得:B=觉4分)
(②)粒子在磁场中均顺时针方向做圆周运动,从y轴最上方飞出时应在该平面内恰好运动半周,其轨迹如图
所示:
;
可知:sin0=京代入可得:sin0=景(4分)
(3)对粒子在第一象限的电磁场中运动时,由竖直方向动量定理可知:qEt-∑qBv,At=0-m(-vsin),
而:,4t=d,t=,联立可得:电场区域的宽度d=3L。(6分)
15.(16分)如图所示。光滑金属同心圆环固定在水平面上,金属杆AB置于环上,0、A、B在同一直线且0A=
AB=1m,圆环处于磁感应强度B1=1T、方向竖直向下的匀强磁场中。用导线将圆环与足够长光滑水平金
属导轨DGHE连接,导轨间距L=2m,HG右侧连接有绝缘且粗糙的水平轨道GQPH。光滑水平导轨上放置
一质量m=1kg,长度L=2m的导体棒,导体棒与粗糙轨道间动摩擦因数!=。倾角0=30的光滑、足
够长、倾斜导轨与粗糙轨道末端PQ平滑连接,间距L=2m,导轨上端接有R=12的电阻和C=1F的电容器。
水平和倾斜导轨均处于磁感应强度B2=2T,方向与倾斜导轨垂直的匀强磁场中。金属杆AB以ω=5rad/s
绕0点沿逆时针匀速转动,闭合开关S后导体棒向右加速至匀速运动,并恰好能运动到PQ处。不计导体棒和
导轨电阻,重力加速度大小g=10m/s2。
B
X
B
O
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(1)求金属杆AB产生的电动势E;
(2)求水平导轨上HG到PQ间的距离x1:
(3)给静止于PQ处的导体棒施加一沿斜面向上的外力F,使之沿斜面向上做加速度a=1m/s2的匀加速直线
运动。导体棒沿斜面向上运动x2=2m时,求F的瞬时功率。
【答案】()AB切割磁感线产生的电动势E=B1AB,如OA+OB(2分)
2
得到E=7.5V(1分)
(②)足够长时间后,导体棒做匀速运动,产生的电动势大小与E相等
E=B2Lv1c0s6(1分)
解得1=5平ms(1分)
1
在粗糙轨道上由动能定理-mgx1=0-m好(1分)
解得x1=1.25m(1分)
(3)向上运动2m时,根据位移公式x2=at,1分)
得到时间t=2s(1分)
此时对应的速度v2=at=2m/s(1分)
向上运动过程中,对导体棒受力有F-mgsin0-B2IL=ma(1分)
通过导体棒的电流1=k+1-架+日-B兰+沙-GB,a+是(1分)
t
R
解得F=22+16t(W)(1分)
此时对应的拉力F=22+16t=54W(1分)
此时功率为P=Fv2(1分)
解得P=108W(1分)
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陕西省西安中学高2026届高三第七次模拟考试
物理试题
(时间:75分钟 满分:100分 命题人:谢晓康)
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.以下图片源于教材,对其描述正确的是( )
A.图1中,汽车速度表上的示数指的是平均速度
B.图2中,速度的变化量越大,表示加速度也越大
C.图3中,把变速运动过程细分成很多小段,每一小段近似看做匀速直线运动,然后将这些小段的位移相加,得到总位移,这种方法运用了假设法
D.图4中,伽利略用实验和逻辑推理相结合的方法间接验证了自由落体运动是一种匀变速直线运动
2.“好雨知时节,当春乃发生。随风潜入夜,润物细无声”是杜甫《春夜喜雨》中描绘春雨的诗句。假设一雨滴从静止开始自由下落一段时间后进入风力稳定的斜风区,继续下落一段时间,随后进入无风区直至落地。若雨滴运动过程中空气阻力可忽略不计,则下列四幅图中最接近雨滴真实运动轨迹的是( )
A. B. C. D.
3.在火星上太阳能电池板发电能力有限,因此科学家用放射性材料作为发电能源为火星车供电。中的元素是,它发生衰变的半衰期是年,下列说法中正确的是( )
A.经一次衰变会有个中子转变为个质子
B.发生衰变的核反应方程为
C.个核经过年还剩个
D.升高温度可以加快的衰变
4.如图所示,一束复色光由某介质射入真空后分解为a、b两束单色光。下列说法正确的是( )
A.该介质对a光的折射率比b光的小
B.在同一介质中,a光的传播速度比b光大
C.光由同一介质射入空气时,a光的临界角比b光小
D.a、b光通过相同的双缝干涉实验装置,b光的干涉条纹间距较小
5.2026年1月19日,我国在海南商业航天发射场使用长征十二号运载火箭,成功将卫星互联网低轨19组卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。若预定轨道是距地面高度为(为系数,为地球半径)的圆,在时间内,卫星转过的圈数为,引力常量为,不考虑地球(视为球体)的自转,则地球的质量为( )
A. B.
C. D.
6.如图甲所示,一带正电的粒子,仅在电场力的作用下,沿电场线运动,从A到B点的随位移的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电场线方向向左
B.电场强度
C.电势能随位移增大而增加
D.A到B点电势变化可能为图丙所示
7.如图所示,12位身高相同的同学手挽手站成一排模拟机械波的形成和传播。时,从同学1开始依次带动右边的同学,每人每分钟完成30次下蹲和起立,形成一列向右传播的“机械波”。已知同学1第一次蹲到最低点时,同学5刚好要开始下蹲;队伍中相邻两同学所站位置间距均为0.8 m,所有同学从开始下蹲到最低点过程中,头部竖直向下运动路程均为60 cm。下列说法正确的是( )
A.这列“波”的波长为2.4 m
B.这列“波”的波速为3.2 m/s
C.时同学12开始下蹲
D.0~4 s内同学9的头部运动路程为1.8 m
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,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错得0分。
8.如图所示,理想变压器的原线圈两端接的交流电源,三个定值电阻阻值相等,理想交流电压表、的读数之比为。下列说法正确的是( )
A.原、副线圈的匝数比为
B.原、副线圈两端的电压比为
C.变压器的输入功率大于输出功率
D.1 s的时间内,流过定值电阻的电流方向改变100次
9.如图,有一垂直纸面向里的圆形匀强磁场,线段PQ和线段MN是圆的两条直径,夹角为60°。两个同种带电粒子甲、乙以不同的初速度,沿垂直于MN方向从P点射入磁场,之后甲粒子从Q点飞出磁场,乙粒子从N点飞出磁场。不计粒子重力,则( )
A.粒子甲在磁场中运动的时间长
B.粒子甲在磁场中运动的速度大
C.粒子乙在磁场中运动的加速度大
D.甲、乙粒子在磁场中运动的路程相等
10.如图所示,在倾角为的固定光滑斜面上,有两个用轻质弹簧相连的物块A和B,它们的质量均为,弹簧的劲度系数为,C为一固定的挡板,现将一个质量也为的物体D从距A为的位置由静止释放,D和A相碰后立即粘在一起,之后在斜面上做简谐运动。在简谐运动过程中,物体B对C的最小弹力为,则下列说法正确的是( )
A.D和A粘合后瞬时速度大小为
B.D和A粘合后下滑过程中速度先增大后减小
C.B对C的最大弹力为
D.D和A整体简谐运动的振幅为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(6分)某小组采用如图甲所示的气垫导轨装置验证牛顿第二定律,、为两个光电门,它们与数字计时器相连,部分实验步骤如下:
(1)将两光电门安装在轨道上,选择宽度为的遮光片固定在滑块上,用跨过定滑轮的细线将滑块与牵引槽码相连。用游标卡尺测出滑块上遮光片的宽度如图乙所示,则宽度的测量值_____。
(2)将滑块自轨道右端由静止释放,从数字计时器分别读取遮光片经过、时的遮光时间、,以及从遮光片开始遮住光电门到开始遮住光电门的时间,计算滑块的加速度_____(结果保留2位有效数字)。
(3)已知滑块的质量为、槽码的质量为,重力加速度为,滑块受到的合力_____。
12.(8分)某实验小组用如图甲所示电路测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有:
待测电源
电阻箱(最大阻值)
定值电阻(阻值为)
电流表A(量程为,内阻)
开关S、导线若干
实验步骤如下:
①将电阻箱的阻值调到最大,闭合开关S;
②多次调节电阻箱,记录电流表A的示数和电阻箱对应的阻值;
③以为纵坐标,为横坐标,作出图线如图乙。
回答下列问题:
(1)电流表A与定值电阻并联,相当于改装了一个新的电流表,改装后新电流表的量程为_____ mA,内阻为_____Ω;
(2)由上述实验可得该电源的电动势_____V,内阻_____Ω(结果均保留2位有效数字);
(3)上述实验方法中不考虑偶然误差,电动势的测量值_____真实值,内阻的测量值_____真实值(均选填“大于”“小于”或“等于”)。
13.(10分)如图所示,导热柱形气缸B位于倾角为的斜面上,不可伸长的细绳连接着气缸中的活塞A,初始状态活塞到气缸底部内侧的距离为,气缸底部外侧到斜面底端挡板的距离为,气缸质量为(不含活塞),内部底面积为。若活塞与气缸间密封一定质量的理想气体,且该气体的内能与温度之间关系为,为已知常量,初始温度为。不计一切摩擦,重力加速度为,大气压强为。求:
(1)初始状态下气缸内气体压强;
(2)现对气缸进行缓慢加热,从初始状态到气缸底部恰好接触挡板的过程中(活塞未脱离气缸),气缸内气体内能增加了多少。
14.(14分)如图所示,在平行于轴的虚线左侧空间内有垂直纸面向内的匀强磁场,在轴与虚线之间分布有沿轴负方向电场强度大小为的匀强电场。在轴负方向上距坐标原点的处有一粒子发射源,在平面内向轴上方范围内发射速度大小均为的粒子,粒子带负电,质量大小均为、电荷量大小均为。已知粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为,不计粒子重力,求:
(1)匀强磁场磁感应强度的大小;
(2)粒子从轴最上方进入第一象限时速度与轴正方向夹角的正弦值;
(3)已知从轴最上方进入第一象限的粒子在电场中运动时间时穿出电场,其速度此时恰好与轴平行,求电场区域的宽度。
15.(16分)如图所示。光滑金属同心圆环固定在水平面上,金属杆AB置于环上,O、A、B在同一直线且,圆环处于磁感应强度、方向竖直向下的匀强磁场中。用导线将圆环与足够长光滑水平金属导轨DGHE连接,导轨间距,HG右侧连接有绝缘且粗糙的水平轨道GQPH。光滑水平导轨上放置一质量,长度的导体棒,导体棒与粗糙轨道间动摩擦因数。倾角的光滑、足够长、倾斜导轨与粗糙轨道末端PQ平滑连接,间距,导轨上端接有的电阻和的电容器。水平和倾斜导轨均处于磁感应强度,方向与倾斜导轨垂直的匀强磁场中。金属杆AB以绕O点沿逆时针匀速转动,闭合开关S后导体棒向右加速至匀速运动,并恰好能运动到PQ处。不计导体棒和导轨电阻,重力加速度大小。
(1)求金属杆AB产生的电动势;
(2)求水平导轨上HG到PQ间的距离;
(3)给静止于PQ处的导体棒施加一沿斜面向上的外力,使之沿斜面向上做加速度的匀加速直线运动。导体棒沿斜面向上运动时,求的瞬时功率。
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