内容正文:
高2026届高三春期第二次调研检测
物理试卷
注意事项:
1.作答前,考生务必将自己的姓名、考场号、座位号填写在试卷的规定位置上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上,写在试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将答题卡、试卷、草稿纸一并交回。
一、选择题:共43分
(一)单项选择题:共7题,每题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. 自然界中几乎没有天然的钚,人们利用核反应堆中产生的中子轰击铀,生成物衰变后成为钚,核反应方程为。已知钚的半衰期为2.41万年,则( )
A. X是
B. 该反应为核聚变反应
C. 温度升高时钚的半衰期将小于2.41万年
D. 1g钚经过4.82万年有发生了衰变
2. 如图所示,在坐标为(l,0)和(0,l)的两点放置电荷量分别为+q、—q的等量异种点电荷,P点坐标为(l,l),M点坐标为(2l,0)。则( )
A. M、P两点的电势差等于M、O两点的电势差
B. 质子沿直线从O到P运动,电势能减小
C. 要使P点电场强度为零,可在O点放入电荷量为-2q的点电荷
D. 要使P点电场强度为零,可在M点放入电荷量为-2q的点电荷
3. “福建舰”电磁弹射系统将舰载机J20在水平轨道上由静止加速。舰载机的加速度随时间的变化关系如图所示,以表示舰载机的速度,以表示舰载机的位移,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 如图甲所示,单匝矩形金属线框绕垂直于磁感线的轴在匀强磁场中匀速转动,穿过金属线框的磁通量随时间变化的关系如图乙所示,金属线框的总电阻为,下列说法正确的是( )
A. 时,线框产生的感应电动势最大,处于中性面位置
B. 金属线框中产生的感应电动势的最大值为10V
C. 金属线框中产生的感应电流的有效值为1A
D. 时间内,通过金属线框某横截面的电荷量为
5. 长征七号改运载火箭由中国航天科技集团一院研制,是我国新一代中型高轨液体运载火箭,具备一箭一星和一箭双星发射能力。如图长征七号改运载火箭发射的两颗卫星A、B在同一平面内绕顺时针方向匀速圆周运行。某时刻两卫星的连线与A卫星的轨道相切,已知A、B卫星的运行周期分别为TA、TB,A、B卫星的运行半径分别为r、2r,则( )
A. 卫星A的机械能比B的小 B. 卫星A的角速度是B的倍
C. 卫星A的向心加速度是B的2倍 D. 经时间两卫星距离最近
6. 如图甲所示,某物流车间用电动机传动的匀速运动的传送带运送包裹。一包裹被轻放在传送带底端,在整个运动过程中,包裹的机械能E随位移x变化的图像如图乙所示。则( )
A. 包裹在整个过程中受到的摩擦力恒定
B. 包裹在整个过程中动能一直增加
C. 包裹与传送带相对滑动产生的内能等于
D. 电机因传送包裹多消耗的能量等于
7. 如图所示,真空区域内水平边界ab与cd相距为h,其间存在竖直向上的匀强电场。边界cd上方存在范围足够大的垂直于纸面向里的匀强磁场。M、P、N为边界cd上的三点,且,。某时刻甲、乙两个带电粒子从ab边界沿电场线方向射入电场区域,然后分别由M、N两点同时射入磁场,最终同时被置于P点的粒子探测器接收。甲、乙粒子在磁场中运动的时间均为t,不计粒子的重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两粒子的比荷之比为2∶1 B. 乙粒子在电场中运动的时间为
C. 乙粒子在电场中的加速度为 D. 甲粒子在电场中运动时电势能减小
(二)多项选择题:共3题,每题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 下列与春夏秋冬有关的物理现象,说法正确的是( )
A. 春天的空气中人们闻到花香,是因为花香分子扩散到了空气中
B. 夏天气温比春天高,忽略分子间作用力,夏天空气的分子平均动能一定比春天大
C. 秋天荷叶上的小水滴呈球形,这是表面张力使液面收缩的结果
D. 冬天飘落的雪花,形状各异,所以雪花不是晶体
9. 艺术体操的主要项目有绳操、球操、圈操、带操和棒操五项。下图为某运动员进行带操比赛的照片。某段过程中彩带的运动可简化为沿轴方向传播的简谐横波,时的波形图如图甲所示,质点的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A. 简谐波沿轴正方向传播
B. 时刻,点的位移为
C. 时刻后,再经过点到达波峰位置
D. 质点的振动方程为
10. 如图所示,两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上,左右两侧导轨间距分别为d、2d,并处于竖直向下的磁场中,磁感应强度大小分别为2B和B。半圆弧形导体棒ab、cd恰好分别与两侧导轨相切,材料相同,电阻率为p,横截面积均为S。初始时两棒静止,两棒中点连接一压缩量为L的轻质绝缘弹簧。释放弹簧,两导体棒在所处磁场中运动直至停止,弹簧始终在弹性限度内。导体棒始终与导轨相切,且接触良好。导轨足够长且电阻不计,则( )
A. 弹簧伸长过程中回路中产生逆时针方向的电流
B. 整个运动过程中,ab和cd棒产生的热量之比为2∶1
C. 整个运动过程中,通过ab的电荷量为
D. ab速率为v时,cd所受安培力大小为
二、非选择题:共5题,共57分。
11. 某小组采用如图甲所示装置探究绳子拉力对滑块做功与滑块动能变化的关系,部分实验步骤如下:
(1)调节气垫导轨水平,导轨上质量为M的滑块通过轻质细绳绕过滑轮与质量为m的钩码相连,绳子的悬挂点与拉力传感器相连,用游标卡尺测量滑块上遮光条宽度为______cm。
(2)将滑块自轨道右端由静止释放,测得释放时遮光条到光电门的距离为x,释放后遮光条通过光电门的时间为,拉力传感器的读数为F,计算出滑块通过光电门的速度。
(3)从同一位置由静止释放滑块,改变钩码的质量,重复上述步骤。应用图像法处理数据时,为使F随横坐标变化的图像为直线,应选取______(选填“”、“”、“”)为横坐标,该图像的斜率______(用题目中给出的字母来表示)。
12. 热敏电阻常被用作温度传感器的主要部件,某同学想利用热敏电阻设计一个温控电路。首先,将热敏电阻放入温控室中,利用如图甲所示的测量电路探究热敏电阻阻值随环境温度变化的关系(热敏电阻的电流热效应可忽略不计)。
(1)实验时,记录不同温度下电压表和电流表的示数,计算出相应的热敏电阻阻值。由于电表内阻引起的系统误差,会导致热敏电阻的测量值________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(2)实验中得到的该热敏电阻阻值随温度t变化的曲线如图乙所示。将热敏电阻从温控室取出置于室温下,稳定后,测得热敏电阻的阻值为。根据图乙,可推测室温为________℃(结果保留2位有效数字)。
(3)该同学利用上述热敏电阻,设计了如图丙所示的温控电路。其中学生电源输出电压恒为,可变电阻R的调节范围为0~10kΩ。当控制开关两端电压低于1.2V时,可自动开启加热系统。若要将室内温度控制在20~28℃范围内,可变电阻R的阻值应为________,且控制开关的关闭电压应设定为超过________V时,自动关闭加热系统。(结果均保留2位有效数字)
(4)由于测量热敏电阻时存在系统误差,导致实际温度的控制范围产生的偏差为________。
A. 最低温度低于20℃,最高温度高于28℃。
B. 最低温度低于20℃,最高温度低于28℃。
C. 最低温度高于20℃,最高温度低于28℃。
D. 最低温度高于20℃,最高温度高于28℃。
13. 如图,截面为等腰直角三角形ABC的玻璃砖,B=90°,一束频率为f=51014Hz的光线从AB面中点处垂直射入棱镜,在AC面发生全反射,从BC面射出后,进入双缝干涉装置。已知AC长度l=0.15m,双缝间距d=0.2mm,光屏离双缝L=1.0m,光在真空中的传播速度为c=3.0108m/s。求:
(1)玻璃砖的折射率的最小值n;
(2)光线在玻璃砖中传播的最短时间t;
(3)光屏上相邻亮条纹的间距Δx。
14. 如图所示,在光滑绝缘水平面上建立直角坐标系,足够长的收集板置于y轴上。在y>0区域存在方向竖直向下、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场。绝缘挡板MN表面光滑,长度L=2 m。一质量m=0.1 kg,电荷量q=0.1 C的带正电小球紧贴挡板放置,初始位置与M端的距离为d。现用挡板推动小球沿y轴正方向运动,运动中挡板始终平行于x轴,小球紧贴挡板。进入磁场后,挡板保持速度沿y轴正方向做匀速直线运动,经过一段时间带电小球离开挡板M端。小球可视为质点,运动中带电量保持不变,且到达收集板立即被收集。
(1)当d=1.25 m时,求带电小球离开挡板M端时的速度大小v;
(2)调节挡板M端与y轴距离为时,无论d多大,都可以让小球垂直打在收集板上。
①求;
②求小球垂直打在收集板上的位置坐标y与d之间的函数关系。
15. 如图所示,AB为足够大的光滑圆弧轨道,BC、EF均为光滑水平平台,CD是半径为R上端切线水平的光滑圆弧轨道。质量为m的滑块甲从AB不同高度H处自由释放,与静止在水平面上质量为nm(,且为定值)的滑块乙发生弹性正碰,两平台间高度差h可调,重力加速度为g。已知时,碰撞后乙恰能过C点做平抛运动。
(1)求n的值;
(2)若、,求甲、乙在EF上落点间的水平距离;(结果用分式及根号表示)
(3)若、h已知,甲带正电、电量为q,不加电场时甲落点在乙左侧,欲使甲落点在乙右侧,在C点右侧空间加一竖直向上的匀强电场,甲仅受重力和电场力,乙除受重力外还受始终与运动方向相反的某种阻力(k为常数)。已知在右侧空间运动时甲乙均不与轨道CDE相碰,乙刚过C点时,落到EF上时,乙的水平速度大小为且方向向右,求场强E的取值范围。(结果用m、g、q、h、R表示)
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高2026届高三春期第二次调研检测
物理试卷
注意事项:
1.作答前,考生务必将自己的姓名、考场号、座位号填写在试卷的规定位置上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上,写在试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将答题卡、试卷、草稿纸一并交回。
一、选择题:共43分
(一)单项选择题:共7题,每题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. 自然界中几乎没有天然的钚,人们利用核反应堆中产生的中子轰击铀,生成物衰变后成为钚,核反应方程为。已知钚的半衰期为2.41万年,则( )
A. X是
B. 该反应为核聚变反应
C. 温度升高时钚的半衰期将小于2.41万年
D. 1g钚经过4.82万年有发生了衰变
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据反应过程满足质量数和电荷数守恒,可知X的质量数为0,电荷数为,则X是,故A错误;
B.核聚变是轻核结合成质量较大的核的反应,该反应是中子轰击重核的人工核转变,不属于核聚变,故B错误;
C.半衰期由原子核内部自身性质决定,与温度、压强等外界条件无关,温度升高钚的半衰期仍为2.41万年,故C错误;
D.4.82万年为2个半衰期,则1 g钚经过4.82万年剩余未衰变的质量为
可知有发生了衰变,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,在坐标为(l,0)和(0,l)的两点放置电荷量分别为+q、—q的等量异种点电荷,P点坐标为(l,l),M点坐标为(2l,0)。则( )
A. M、P两点的电势差等于M、O两点的电势差
B. 质子沿直线从O到P运动,电势能减小
C. 要使P点电场强度为零,可在O点放入电荷量为-2q的点电荷
D. 要使P点电场强度为零,可在M点放入电荷量为-2q的点电荷
【答案】A
【解析】
【详解】A.直线OP为等量异种点电荷电场中的等势线,O、P两点的电势相等,,A正确;
B.O和P在同一等势面上,沿等势面移动电荷,电势能不变,B错误;
CD.等量异种点电荷在P点的合电场强度方向由M指向P,大小为,要使P点电场强度为零,可在M点放入负电荷Q,根据点电荷场强公式
又
解得,CD错误。
故选A。
3. “福建舰”电磁弹射系统将舰载机J20在水平轨道上由静止加速。舰载机的加速度随时间的变化关系如图所示,以表示舰载机的速度,以表示舰载机的位移,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.图像的斜率大小等于速度大小,由图可知加速度始终在横轴上方,因此舰载机速度一直增大,图像的斜率一直增大,故AB错误;
CD.图像的斜率大小等于加速度大小,由图可知舰载机加速度先不变后减小且始终在横轴上方,因此图像的斜率先不变后减小,选项D图与描述相符,故D正确,C错误。
故选D。
4. 如图甲所示,单匝矩形金属线框绕垂直于磁感线的轴在匀强磁场中匀速转动,穿过金属线框的磁通量随时间变化的关系如图乙所示,金属线框的总电阻为,下列说法正确的是( )
A. 时,线框产生的感应电动势最大,处于中性面位置
B. 金属线框中产生的感应电动势的最大值为10V
C. 金属线框中产生的感应电流的有效值为1A
D. 时间内,通过金属线框某横截面的电荷量为
【答案】B
【解析】
【详解】A.时,通过线框的磁通量为零,线框产生的感应电动势最大,中性面位置的感应电动势为零,故A错误;
B.由图乙可知周期
则
金属线框中产生的感应电动势的最大值为,故B正确;
C.金属线框中产生的感应电动势的有效值为
感应电流的有效值为,故C错误;
D.时间内,通过金属线框某横截面的电荷量为
由,,解得,故D错误。
故选B。
5. 长征七号改运载火箭由中国航天科技集团一院研制,是我国新一代中型高轨液体运载火箭,具备一箭一星和一箭双星发射能力。如图长征七号改运载火箭发射的两颗卫星A、B在同一平面内绕顺时针方向匀速圆周运行。某时刻两卫星的连线与A卫星的轨道相切,已知A、B卫星的运行周期分别为TA、TB,A、B卫星的运行半径分别为r、2r,则( )
A. 卫星A的机械能比B的小 B. 卫星A的角速度是B的倍
C. 卫星A的向心加速度是B的2倍 D. 经时间两卫星距离最近
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于卫星A与卫星B的质量未知,不能比较卫星A与卫星B的机械能大小,故A错误;
B.根据开普勒第三定律有
又知,所以,卫星A的角速度是卫星B的倍,故B错误;
C.卫星A与卫星B的向心加速度比值,故C错误;
D.设图示时刻两卫星与地球球心的连线夹角为θ,故
解得
设由图示时刻经时间t两卫星相距最近,故
解得,故D正确。
故选D。
6. 如图甲所示,某物流车间用电动机传动的匀速运动的传送带运送包裹。一包裹被轻放在传送带底端,在整个运动过程中,包裹的机械能E随位移x变化的图像如图乙所示。则( )
A. 包裹在整个过程中受到的摩擦力恒定
B. 包裹在整个过程中动能一直增加
C. 包裹与传送带相对滑动产生的内能等于
D. 电机因传送包裹多消耗的能量等于
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由题可知,包裹与传送带间动摩擦因数,包裹在整个过程中先做匀加速后做匀速运动,共速前,包裹受到的摩擦力大小为
方向沿传送带向上,共速后,摩擦力的大小为
方向沿传送带向上,包裹的动能先增大后不变,故AB错误;
C.设传送带速度v,包裹受到滑动摩擦力f,从滑上传送带到共速时间t,根据功能关系可知,包裹与传送带相对滑动产生的内能
包裹的机械能E变化量
因此包裹与传送带相对滑动产生的内能,故C正确;
D.电机因传送包裹多消耗的能量等于包裹机械能增加量和摩擦生热之和,即,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,真空区域内水平边界ab与cd相距为h,其间存在竖直向上的匀强电场。边界cd上方存在范围足够大的垂直于纸面向里的匀强磁场。M、P、N为边界cd上的三点,且,。某时刻甲、乙两个带电粒子从ab边界沿电场线方向射入电场区域,然后分别由M、N两点同时射入磁场,最终同时被置于P点的粒子探测器接收。甲、乙粒子在磁场中运动的时间均为t,不计粒子的重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两粒子的比荷之比为2∶1 B. 乙粒子在电场中运动的时间为
C. 乙粒子在电场中的加速度为 D. 甲粒子在电场中运动时电势能减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.粒子竖直向上进入磁场,磁场垂直纸面向里,粒子做匀速圆周运动,轨迹为半圆(只有转半圈才能回到边界cd到达P点),因此粒子在磁场中运动时间
根据洛伦兹力提供向心力有
粒子在磁场中运动的周期为
解得
可见甲、乙两粒子的比荷相等,比值为1:1,故A错误;
D.甲在M点需要向右偏转才能到达P点,因此甲带负电。电场竖直向上,负电荷受到的电场力方向竖直向下,甲从ab向上运动到cd,位移向上,电场力做负功,因此甲的电势能增大,故D错误;
BC.甲、乙粒子在磁场中的运动的半径分别为,L,速度为,
两粒子在电场中做匀变速直线运动,由于比荷相等,根据可知,加速度相等,有
同时满足,
解得,,故B正确,C错误。
故选B。
(二)多项选择题:共3题,每题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 下列与春夏秋冬有关的物理现象,说法正确的是( )
A. 春天的空气中人们闻到花香,是因为花香分子扩散到了空气中
B. 夏天气温比春天高,忽略分子间作用力,夏天空气的分子平均动能一定比春天大
C. 秋天荷叶上的小水滴呈球形,这是表面张力使液面收缩的结果
D. 冬天飘落的雪花,形状各异,所以雪花不是晶体
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.人们闻到花香是因为花香分子在不停地做无规则运动,从而扩散到空气中,这是分子扩散现象的典型表现,A正确;
B.温度是分子平均动能的标志,夏天气温比春天高,在忽略分子间作用力的情况下,夏天空气的分子平均动能一定比春天大,B正确;
C.液体表面存在表面张力,表面张力会使液体表面有收缩的趋势。秋天荷叶上的小水滴呈球形,正是表面张力使液面收缩到表面积最小的结果,因为在体积一定的情况下,球体的表面积最小,C正确;
D.晶体具有规则的几何外形和固定的熔点。雪花虽然形状各异,但它具有规则的晶体结构,并且有固定的熔点,所以雪花是晶体,D错误。
故选ABC。
9. 艺术体操的主要项目有绳操、球操、圈操、带操和棒操五项。下图为某运动员进行带操比赛的照片。某段过程中彩带的运动可简化为沿轴方向传播的简谐横波,时的波形图如图甲所示,质点的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A. 简谐波沿轴正方向传播
B. 时刻,点的位移为
C. 时刻后,再经过点到达波峰位置
D. 质点的振动方程为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由乙图可知,时,质点向上运动,根据同侧法,波沿轴正方向传播,故A正确;
B.由图甲可知,波长,由点和点平衡位置相距可知,时点的位移,故B错误;
C.波速为,再经过,波将沿轴正方向前进,波谷刚好传到质点所在位置,即点到达波谷位置,故C错误;
D.时点向下振动,故质点的振动方程为,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上,左右两侧导轨间距分别为d、2d,并处于竖直向下的磁场中,磁感应强度大小分别为2B和B。半圆弧形导体棒ab、cd恰好分别与两侧导轨相切,材料相同,电阻率为p,横截面积均为S。初始时两棒静止,两棒中点连接一压缩量为L的轻质绝缘弹簧。释放弹簧,两导体棒在所处磁场中运动直至停止,弹簧始终在弹性限度内。导体棒始终与导轨相切,且接触良好。导轨足够长且电阻不计,则( )
A. 弹簧伸长过程中回路中产生逆时针方向的电流
B. 整个运动过程中,ab和cd棒产生的热量之比为2∶1
C. 整个运动过程中,通过ab的电荷量为
D. ab速率为v时,cd所受安培力大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.弹簧伸长过程中,左移、右移,根据右手定则可知,回路中产生逆时针方向的电流,故A正确;
D.棒有效切割长度为,半圆弧长为,质量,处于磁场中,电阻
棒有效切割长度为,半圆弧长为,质量,则
处于磁场中,电阻
和受到的安培力大小分别为,
两力大小相等、方向相反,对和组成的系统,合外力为0,系统动量守恒,有
代入,得
总感应电动势
总电阻
电流
的安培力,故D错误;
B.根据结合D选项分析可知整个运动过程中,ab和cd棒产生的热量之比为,故B错误;
C.任意时刻回路中的电流为
在极短的时间内,有
对等式两边求和,可得
由,
代入得,故C正确。
故选AC。
二、非选择题:共5题,共57分。
11. 某小组采用如图甲所示装置探究绳子拉力对滑块做功与滑块动能变化的关系,部分实验步骤如下:
(1)调节气垫导轨水平,导轨上质量为M的滑块通过轻质细绳绕过滑轮与质量为m的钩码相连,绳子的悬挂点与拉力传感器相连,用游标卡尺测量滑块上遮光条宽度为______cm。
(2)将滑块自轨道右端由静止释放,测得释放时遮光条到光电门的距离为x,释放后遮光条通过光电门的时间为,拉力传感器的读数为F,计算出滑块通过光电门的速度。
(3)从同一位置由静止释放滑块,改变钩码的质量,重复上述步骤。应用图像法处理数据时,为使F随横坐标变化的图像为直线,应选取______(选填“”、“”、“”)为横坐标,该图像的斜率______(用题目中给出的字母来表示)。
【答案】 ①. 0.640 ②. ③.
【解析】
【详解】(1)[1]该游标卡尺为20分度,分度值为0.05mm,则遮光条的宽度为
(3)[2]由图可知滑块受到的合力为F,由功能关系可知
滑块通过光电门时的速度大小为
联立可得
化简可得
则应取为横坐标,使F随横坐标变化的图像为直线。
[3]根据图像可知,该图像的斜率为
12. 热敏电阻常被用作温度传感器的主要部件,某同学想利用热敏电阻设计一个温控电路。首先,将热敏电阻放入温控室中,利用如图甲所示的测量电路探究热敏电阻阻值随环境温度变化的关系(热敏电阻的电流热效应可忽略不计)。
(1)实验时,记录不同温度下电压表和电流表的示数,计算出相应的热敏电阻阻值。由于电表内阻引起的系统误差,会导致热敏电阻的测量值________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(2)实验中得到的该热敏电阻阻值随温度t变化的曲线如图乙所示。将热敏电阻从温控室取出置于室温下,稳定后,测得热敏电阻的阻值为。根据图乙,可推测室温为________℃(结果保留2位有效数字)。
(3)该同学利用上述热敏电阻,设计了如图丙所示的温控电路。其中学生电源输出电压恒为,可变电阻R的调节范围为0~10kΩ。当控制开关两端电压低于1.2V时,可自动开启加热系统。若要将室内温度控制在20~28℃范围内,可变电阻R的阻值应为________,且控制开关的关闭电压应设定为超过________V时,自动关闭加热系统。(结果均保留2位有效数字)
(4)由于测量热敏电阻时存在系统误差,导致实际温度的控制范围产生的偏差为________。
A. 最低温度低于20℃,最高温度高于28℃。
B. 最低温度低于20℃,最高温度低于28℃。
C. 最低温度高于20℃,最高温度低于28℃。
D. 最低温度高于20℃,最高温度高于28℃。
【答案】(1)大于 (2)16
(3) ①. 2.0 ②. 1.5 (4)B
【解析】
【小问1详解】
测量电路采用电流表内接法,由于电流表的分压导致电压表测量值比热敏电阻两端实际电压较大,最终导致电阻测量值偏大。
【小问2详解】
由图像可得,当时,对应温度为16℃。
【小问3详解】
按照温控范围要求,当温度低于20℃时,需要加热,此时。当控制开关两端电压为1.2V时,分压达到1.8V,串联电路电阻的电压与阻值成正比,所以
当温度超过28℃时,即,需要断开开关停止加热,此时控制开关两端电压为
【小问4详解】
由于电流表内接法导致热敏电阻测量值偏大,真实值图像应为图中虚线所示。控制开关电压为时,,此时实际温度低于20℃。控制开关电压为时,,此时实际温度低于28℃。所以实际温度控制范围为:最低温度低于20℃,最高温度低于28℃。故选B。
13. 如图,截面为等腰直角三角形ABC的玻璃砖,B=90°,一束频率为f=51014Hz的光线从AB面中点处垂直射入棱镜,在AC面发生全反射,从BC面射出后,进入双缝干涉装置。已知AC长度l=0.15m,双缝间距d=0.2mm,光屏离双缝L=1.0m,光在真空中的传播速度为c=3.0108m/s。求:
(1)玻璃砖的折射率的最小值n;
(2)光线在玻璃砖中传播的最短时间t;
(3)光屏上相邻亮条纹的间距Δx。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设玻璃砖的折射率的最小值n
解得
(2)光线在玻璃砖中传播的最短时间t为
光在玻璃中传播的速度为
解得
(3)光屏上相邻亮条纹的间距Δx
解得
14. 如图所示,在光滑绝缘水平面上建立直角坐标系,足够长的收集板置于y轴上。在y>0区域存在方向竖直向下、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场。绝缘挡板MN表面光滑,长度L=2 m。一质量m=0.1 kg,电荷量q=0.1 C的带正电小球紧贴挡板放置,初始位置与M端的距离为d。现用挡板推动小球沿y轴正方向运动,运动中挡板始终平行于x轴,小球紧贴挡板。进入磁场后,挡板保持速度沿y轴正方向做匀速直线运动,经过一段时间带电小球离开挡板M端。小球可视为质点,运动中带电量保持不变,且到达收集板立即被收集。
(1)当d=1.25 m时,求带电小球离开挡板M端时的速度大小v;
(2)调节挡板M端与y轴距离为时,无论d多大,都可以让小球垂直打在收集板上。
①求;
②求小球垂直打在收集板上的位置坐标y与d之间的函数关系。
【答案】(1)3m/s
(2)①2m;②(0≤d≤2m)
【解析】
【小问1详解】
进入磁场后,小球做匀加速运动,根据牛顿第二定律有
解得
离开挡板时,沿挡板方向速度为
离开挡板时,小球速度大小为
【小问2详解】
①由题可知,无论d多大,小球都能垂直打在收集板上,根据洛伦兹力提供向心力有
解得
根据几何关系可得
②小球离开挡板前,根据
解得
则有
小球离开挡板后,根据几何关系有
根据几何关系可得y与d有关系为(0≤d≤2m)
15. 如图所示,AB为足够大的光滑圆弧轨道,BC、EF均为光滑水平平台,CD是半径为R上端切线水平的光滑圆弧轨道。质量为m的滑块甲从AB不同高度H处自由释放,与静止在水平面上质量为nm(,且为定值)的滑块乙发生弹性正碰,两平台间高度差h可调,重力加速度为g。已知时,碰撞后乙恰能过C点做平抛运动。
(1)求n的值;
(2)若、,求甲、乙在EF上落点间的水平距离;(结果用分式及根号表示)
(3)若、h已知,甲带正电、电量为q,不加电场时甲落点在乙左侧,欲使甲落点在乙右侧,在C点右侧空间加一竖直向上的匀强电场,甲仅受重力和电场力,乙除受重力外还受始终与运动方向相反的某种阻力(k为常数)。已知在右侧空间运动时甲乙均不与轨道CDE相碰,乙刚过C点时,落到EF上时,乙的水平速度大小为且方向向右,求场强E的取值范围。(结果用m、g、q、h、R表示)
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
甲滑下,由动能定理有
甲、乙弹性碰撞
乙在C点,有
联立解得
【小问2详解】
时,由(1)有、
,甲先沿圆弧轨道运动后脱离,假设在P点脱离,PO与CO夹角为θ
C→P过程有
P点有
联立得、
又,
联立得
乙做平抛运动,由平抛运动规律有、
联立得
又,代入数据解得
【小问3详解】
甲下滑得
碰后,
对乙水平方向应用动量定理,水平方向阻力冲量等于动量变化:
代入
得:
由初始
得
代入得乙水平位移:
对甲,电场竖直向上,加速度
竖直方向
水平位移
得:
要求
且甲能落到,需
对
平方整理得:
结合题目“不加电场甲落点在乙左侧”,得
故范围:
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