内容正文:
2026年高三年级综合测试
物理
说明:本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间75分钟。所有题目均为必答题。
第Ⅰ卷 选择题
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题的四个选项中只有一个选项符合题目要求。)
1. 图示为很小一段光滑的圆弧形滑道,其半径远大于弧长,O为圆弧最低点。两个相同的小球甲和乙从圆弧高度和位置同时静止释放()。下列关于两球相碰说法正确的是( )
A. 在O点相碰 B. 在O点左侧相碰
C. 在O点右侧相碰 D. 相碰点不确定
【答案】A
【解析】
【详解】两个小球同时由图示位置从静止释放后,由于光滑槽半径远大于小球运动的弧长,它们都做简谐运动,等效摆长都是槽的半径R,则它们的周期相同,都为
到达槽底部的时间都是
所以,则两球在O点相碰。
故选 A。
2. 图示摩天轮在竖直平面以周期T匀速转动,座舱始终保持水平。已知乘客质量为m,随摩天轮转动半径为R,重力加速度为g。关于乘客运动,下列说法正确的是( )
A. 在最高点时处于平衡状态
B. 从最高点向最低点的过程中,座舱速度不变
C. 在最低点时,座椅对乘客的支持力的大小为
D. 在最高点时,座椅对乘客的支持力的大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.乘客做匀速圆周运动,所受合力不为零且始终指向圆心,在最高点时受力不平衡,故A错误;
B.从最高点向最低点的过程中,座舱速度大小不变,方向变化,即速度变化,故B错误;
C.座舱始终保持水平,在最低点时,根据重力与支持力的合力提供向心力有
解得,故C正确;
D.座舱始终保持水平,在最高点时,根据重力与支持力的合力提供向心力有
解得,故D错误。
故选C 。
3. 如图所示是光电效应实验的原理图。滑片P位于A、B正中间,当用黄光照射阴极K时,灵敏电流计有示数,下列说法正确的是( )
A. P向B移动,电流计示数一定增大
B. 只增加光照射强度,电流计示数一定增大
C. 只调换电源极性,电流计一定有示数
D. 改用红光照射,电流计一定有示数
【答案】B
【解析】
【详解】A.当滑片P向B端移动时,光电管两端电压增加,光电管所加电压为正向电压,如果电流已经达到饱和电流,增加电压,电流也不会增大,故A错误;
B.只增加光照射强度,单位时间逸出的光电子数增多,电流增大,则电流表示数一定增大,故B正确;
C.只调换电源两极,如果光电管两端达到遏止电压,则电流变为0,故C错误;
D.改用红光照射,由于红光频率小于黄光,光子的能量变小,可能不会发生光电效应,则不一定有光电流,选项D错误。
故选B 。
4. 木星的卫星中木卫一、木卫二的轨道可看成圆形。它们的周期之比约为,质量之比约为,不考虑卫星间的相互影响。关于木卫一、木卫二下列说法正确的是( )
A. 木卫一距离木星较远 B. 木卫一的角速度大
C. 木卫二的动能大 D. 木卫二的向心加速度大
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据开普勒第三定律
已知
故木卫一轨道半径更小,距离木星更近,A错误;
B.根据角速度
因为
故
所以木卫一角速度更大,B正确;
C.结合开普勒第三定律
可得
又
所以
根据
可得线速度
故
动能
代入质量比
可得
即木卫一的动能更大,C错误;
D.向心加速度
向心加速度与轨道半径的平方成反比,因为
故木卫二向心加速度更小,D错误。
故选B。
5. 如图为观察电子在电场中偏转的实验,高压感应线圈接在阴极射线管A、B的两端,使阴极A发射的电子加速。感应发电机接在平行板电容器C、D两端,使电子偏转。某次实验时,在阴极射线管内的荧光屏上观察到的轨迹如图中虚线所示,轨迹恰好经过荧光屏的Q点,N、P、Q为荧光屏边缘上的三点。下列说法正确的是( )
A. 平行板电容器C端接感应发电机的正极
B. 阴极射线管A端接高压感应线圈的正极
C. 仅增大高压感应线圈电压,电子从NQ边射出
D. 仅减小感应发电机电压,电子从PQ边射出
【答案】C
【解析】
【详解】A.平行板电容器C若接感应发电机的正极,D接负极,则电容器间电场方向竖直向下,电子带负电,所受电场力方向竖直向上,电子向上偏转。但根据轨迹经过荧光屏Q 点可知,电子落点偏向下侧,故C端应接负极,故A错误;
B.阴极射线管中,阴极A发射电子需接高压感应线圈的负极,阳极B接正极,才能使电子加速飞向阳极,故A端接高压感应线圈的正极错误,故B错误;
C.电子经加速电压加速后获得速度,进入偏转电场后侧向偏转量。仅增大时,偏转量 减小,电子落点向荧光屏中心靠近,从边射出,故C正确;
D.仅减小偏转电压时,偏转量 减小,电子落点向中心靠近,不会从下面的边射出,故D错误。
故选C。
6. 如图所示为自制加速度计的构造原理图,沿汽车运动方向安装的固定杆上套一质量为m的滑块,滑块两侧分别与劲度系数均为k的轻弹簧相连,两弹簧的另一端与固定壁相连,汽车静止时,滑块静止,滑块上指针指在0刻度处。若汽车从静止开始沿水平公路先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动,最后做匀减速直线运动。图中箭头方向为汽车前进方向,以下反映此过程中汽车上加速度计的指针位置读数x随时间变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】匀加速阶段:汽车向右做匀加速直线运动,加速度 (向右),由牛顿第二定律
可得
可得 ,指针在0点左侧,且 为负且恒定;
同理可知,匀速阶段:加速度
则得 ,指针回到0点;
匀减速阶段:汽车向右匀减速,加速度 (向左)
得,指针在0点右侧, 为正且恒定。
故选D。
7. 如图所示,某同学将一根长铜管竖直静置于灵敏电子秤上,此时电子秤示数为。将一个直径略小于管内径的磁性小球从铜管上端入口处由静止释放,下落过程小球与管内壁无接触,在其落到铜管底部前,观察到电子秤的示数从开始逐渐增大到后保持不变。这是因为小球在金属管内下落过程中,铜管中产生涡流对小球有向上的阻力。若该阻力与速度成正比,可用表示。此过程中下落高度为h时,小球恰好达到最大速度;忽略空气阻力及小球产生的热量,重力加速度为g,关于磁性小球,下列说法正确的是( )
A. 小球质量为
B. 达到最大速度时,铜管的热功率为
C. 下落h过程中,铜管产生热量为
D. 小球下落高度h,所用时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A.对整体受力分析,匀速时总支持力
得小球质量。
故A错误;
B.最大速度时,小球匀速,阻力
铜管热功率等于阻力做功的功率:
故B错误;
C.根据能量守恒,下落过程中,铜管产生的热量等于小球减少的机械能:
与选项表达式不符,故C错误;
D.对小球下落过程用动量定理: 合外力冲量等于动量变化
又
即
整理得:,故D正确。
故选D。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有两个或两个以上选项符合题意,全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分。)
8. 一矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴与磁场方向垂直,该线圈内的磁通量随时间为余弦函数变化,线圈中产生的感应电动势峰值为,下列说法正确的有( )
A. 线圈转速为2.5 r/s
B. 在t=0.2 s时,线圈中产生感应电动势为
C. 图示甲位置线圈再转过30°时,线圈中产生的电动势为
D. 若转速变为原来的2倍,线圈产生的电动势有效值为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.从图像可得线圈转动周期,转速,故A正确;
B.磁通量随时间按余弦变化:,感应电动势(为峰值)。 时,代入得,感应电动势为0,故B错误;
C. (图示位置)线圈磁通量最大,处于中性面,感应电动势为0,从中性面开始转过(),则,故C正确;
D.转速变为原来的2倍,则角速度,新的感应电动势峰值,有效值,故D错误。
故选AC。
9. 离子注入是芯片(晶圆)制造过程的一道重要工序,图中偏转系统为正方体空间,其内可存在方向平行于x轴向外的匀强磁场或匀强电场,正方体的底面与晶圆所在水平面(足够大)平行。当偏转系统不加磁场和电场时,正离子恰好沿正方体的中心线竖直注入到晶圆上的O点(即图中坐标原点)。不计离子重力,对于能注入晶圆的正离子,下列说法正确的有( )
A. 偏转系统仅加磁场时,正离子速度越大,注入位置离O点越近
B. 偏转系统仅加电场时,正离子速度越大,注入位置离O点越近
C. 偏转系统同时存在电场和磁场时,正离子注入晶圆的位置在第一象限
D. 偏转系统同时存在电场和磁场时,正离子注入晶圆的位置在第二象限
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.仅加磁场时,洛伦兹力提供圆周运动的向心力,则有
解得
正离子的速度越大,在磁场中圆周运动的轨道半径就越大,在通过相同水平距离后,离开磁场时的偏转距离就越小,因此,正离子的速度越大,注入O点的位置就越近,故A正确;
B.正离子在电场中做类平抛运动,设离子的电荷量为,质量为 ,电场强度为 ,竖直方向做匀速直线运动,则有 (L为正方体的边长)
沿x方向做匀加速直线运动,则有
联立可得
因此,当正离子的速度越大时,沿x轴偏转的位移越小,即离O点越近,故B正确;
CD.当电场和磁场同时存在时,正离子受到的电场力沿x轴正方向,根据左手定则可知,正离子受到的磁场力沿y轴正方向,因此正离子受到的合力沿第一象限,即正离子注入晶圆的位置在第一象限,故C正确,D错误。
故选ABC。
10. 质量为m的小球在光滑水平面上以一定速度垂直撞击竖直墙壁,用传感器测出墙壁所受冲击力大小随时间变化的曲线如图所示,图像显示时刻冲击力最大为,其左侧和右侧的面积分别为和,已知,下列说法正确的有( )
A. 撞击过程中冲击力先变大后变小
B. 撞击过程为弹性碰撞
C. 撞击前后小球动量改变量的大小为
D. 撞击前后小球动能变化量为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由 图像可知,冲击力 从接触墙壁开始从 逐渐增大到最大值,之后又减小到 ,因此撞击过程中冲击力先变大后变小,故A正确。
B.若为弹性碰撞则动能不变,即,应有,题目给出,说明,碰撞过程有动能损失,为非弹性碰撞,故B错误。
C.撞击过程总冲量等于动量变化量, 方向始终不变,总冲量为,因此动量改变量大小为,故C错误。
D.动能变化量
根据动量定理,
解得
故D正确;
故选AD。
第Ⅱ卷 非选择题
三、实验与探究题(本题共2小题,共16分。)
11. 某同学利用双缝干涉实验来测量某种单色光的波长,实验装置如图所示。
(1)关于光具座上放置的光学元件,下列说法正确的有( )
A. ①、②、③、④分别对应的仪器是凸透镜、单缝、滤光片和双缝
B. ②的作用是获得单色光,④的作用是产生线光源
C. 实验中可以通过拨杆调节③,使干涉条纹更加清晰
D. 若将灯泡换成激光光源,去掉①、②、③,仍可以观察到干涉条纹
(2)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可以( )
A. 转动测量头
B. 将红色滤光片换成绿色滤光片
C. 使用间距更小的双缝
D. 减小透镜与单缝的距离
(3)该同学调整手轮后,第3条明条纹中心到第9条明条纹中心的距离为x,已知双缝间距为d,光屏与双缝间的距离为L。计算可得这种色光的波长λ=______(用题中已知的物理量符号表示)。
【答案】(1)CD (2)B
(3)
【解析】
【小问1详解】
AB.为获取两个单色线光源,①处应为凸透镜、②处应为滤光片、③处为单缝、④处为双缝,滤光片的作用是获得单色光,单缝的作用是产生线光源,故AB错误;
C.若实验中干涉条纹不清晰,可以通过拨杆调节单缝,可使干涉条纹更加清晰,故C正确;
D.若将灯泡换成激光光源,由于激光的相干性高,所以去掉①、②、③,仍可以观察到干涉条纹,故D正确。
故选CD。
【小问2详解】
根据干涉条纹间距公式 可知,若想增加从目镜中观察到的条纹个数,则应减小条纹间距∆x,所以可以减小双缝到光屏的距离、增加双缝的间距或者减小入射光的波长,即将红色滤光片换成绿色滤光片。
故选B。
【小问3详解】
根据干涉条纹间距公式 ,
所以
12. 某同学要将一量程为10mA的电流表A1改装成量程为400mA的电流表。先将电阻箱R1(0~99.9Ω)与电流表A1并联进行改装,然后选用合适的电源E、滑动变阻器R2、开关S和标准电流表A2对改装后的电表进行校准,设计电路如图甲所示。
(1)电流表A1铭牌标示内阻为39Ω,据此计算R1的阻值应调整为______Ω。
(2)闭合开关后,调节R2的滑片到合适位置,此时标准电流表A2示数如图乙所示,其读数为______A,此时电流表A1的示数为7.8mA,则需要______(填“增大”或“减小”)R1的阻值,以使改装电表的量程符合预期值。
(3)重新调整R1后,该同学继续用改装好的电流表A1测电源的电动势和内阻。实验过程中用两节相同的干电池串联作为电源,为了精确测量电源的电动势和内阻电路设计如图丙所示。测量得到多组电压表示数U和对应干路电流I的实验数据,画出了U-I图像如图丁所示,则每节该型号干电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。(结果均保留三位有效数字)
【答案】(1)1.0 (2) ①. 0.32 ②. 增大
(3) ①. 1.49 ②. 2.01
【解析】
【小问1详解】
根据电流表改装原理可得
代入数据解得
【小问2详解】
[1]由于电流表A2的量程为0.6A,则每一小格为0.02A,所以读数为0.32A;
[2]若电流表A1的示数为7.8mA,则改装表的电流为
由此可知,改装表的读数偏小,则应增大R1的阻值,减小流过R1的电流,增大流过A1的电流,从而以使改装电表的量程符合预期。
【小问3详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
结合图线可得,
所以,
四、计算题(本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
13. 弹簧式安全阀是一种自动泄压保护装置。某款安全阀接入容器后的结构简化图如图乙所示,导热性能良好的容器体积为,右下方为进气口,上端出气口与安全阀连接,安全阀内轻弹簧一端固定在阀管顶端,另一端连接轻质活塞,活塞横截面积为S,可无漏气、无摩擦地在阀管内移动;阀管上的泄压口始终与外界连通,与容器出气口距离为L。现测试其泄压参数,开始时封闭容器进气口,此时容器内气体压强为,温度为,活塞恰好在出气口处且弹簧处于原长,已知大气压强为,弹簧劲度系数为,始终处于弹性限度内。
(1)若使容器的温度缓慢升高,当恰好开始泄压时,容器内气体的压强和温度;
(2)若往容器缓慢充入温度为,压强为的同种气体,求充入气体体积为多少时恰好开始泄压。
【答案】(1),;
(2)
【解析】
【分析】
【小问1详解】
活塞受力平衡有
解得
升温后体积
由理想气体状态方程有
解得
【小问2详解】
充气过程为等温变化
解得
【点睛】
14. 图甲为公园骑行发电装置,某探究小组将其简化为如图乙方案。悬空的车轮在垂直车轮平面向里的匀强磁场中转动,可等效为一导体棒OP绕中心O转动,导体棒长L=0.4m,电阻r=0.2 Ω,磁感应强度B=0.1T。车轮边缘和圆心O分别通过电刷与右侧电路连接。两根光滑竖直金属导轨间隔d=1m,导轨间有垂直导轨平面的匀强磁场(未画出)。质量m=0.1 kg、电阻R=0.1Ω的导体棒ab与劲度系数k=2N/m的绝缘弹簧相连,弹簧另一端固定于地面。车轮始终顺时针匀速转动。当电路中电流表示数为 时,弹簧恰好处于原长。导体棒与导轨接触良好,不计其它电阻,重力加速度为。求
(1)导轨平面匀强磁场的大小和方向;
(2)弹簧处于原长时车轮的角速度;
(3)推导车轮角速度 与弹簧形变量x的函数关系式。
【答案】(1) ,方向垂直导轨平面向外
(2)
(3)当时 ;当时
【解析】
【小问1详解】
由题可知,弹簧处于原长时,则有
可得
方向垂直导轨平面向外 。
【小问2详解】
车轮产生的电动势
旋转切割
解得
联立可得
【小问3详解】
车轮角速度ω时
当时,弹簧处于伸长状态,则有
整理可得
当时,弹簧处于压缩状态,则有
整理可得
15. 如图所示,在光滑的水平面上有一半径R=0.3m的圆形边界,圆心处放置一质量M=2kg,高h=0.2m,横截面半径r=0.2m的圆柱形滑块A。滑块A底面圆心与圆形边界圆心重合。质量m=1kg的滑块B(可视为质点)平放在滑块A顶部圆心处。重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。
(1)若滑块A与滑块B间接触面光滑,现使滑块A瞬时获得一沿半径方向的水平速度,能使滑块B落地时滑块A恰好完全滑出圆形边界。求滑块A获得的水平速度v1;
(2)若滑块A与滑块B间的动摩擦因数µ=0.5,现使滑块A瞬时获得一沿半径方向的水平速度v2,能让滑块B落在圆形边界外。求速度v2的取值范围。
【答案】(1)1.5m/s
(2)
【解析】
【小问1详解】
滑块B自由下落阶段,滑块A位移为
设滑块B自由落体的时间为t1,则有,
解得
【小问2详解】
若滑块A、B共速分离时,滑块B滑落,有,
解得,
对滑块B,根据牛顿第二定律可得
滑块B落地时的位移为
解得
则滑块B落在圆形边界外,若滑块A、B分离时未共速,滑块B在滑块A上运动的时间为t2,且滑块B恰好滑落到圆形边界上,对滑块B,有
滑块A,有,,,,
解得
综合可得速度v2的取值范围为。
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2026年高三年级综合测试
物理
说明:本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间75分钟。所有题目均为必答题。
第Ⅰ卷 选择题
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题的四个选项中只有一个选项符合题目要求。)
1. 图示为很小一段光滑的圆弧形滑道,其半径远大于弧长,O为圆弧最低点。两个相同的小球甲和乙从圆弧高度和位置同时静止释放()。下列关于两球相碰说法正确的是( )
A. 在O点相碰 B. 在O点左侧相碰
C. 在O点右侧相碰 D. 相碰点不确定
2. 图示摩天轮在竖直平面以周期T匀速转动,座舱始终保持水平。已知乘客质量为m,随摩天轮转动半径为R,重力加速度为g。关于乘客运动,下列说法正确的是( )
A. 在最高点时处于平衡状态
B. 从最高点向最低点的过程中,座舱速度不变
C. 在最低点时,座椅对乘客的支持力的大小为
D. 在最高点时,座椅对乘客的支持力的大小为
3. 如图所示是光电效应实验的原理图。滑片P位于A、B正中间,当用黄光照射阴极K时,灵敏电流计有示数,下列说法正确的是( )
A. P向B移动,电流计示数一定增大
B. 只增加光照射强度,电流计示数一定增大
C. 只调换电源极性,电流计一定有示数
D. 改用红光照射,电流计一定有示数
4. 木星的卫星中木卫一、木卫二的轨道可看成圆形。它们的周期之比约为,质量之比约为,不考虑卫星间的相互影响。关于木卫一、木卫二下列说法正确的是( )
A. 木卫一距离木星较远 B. 木卫一的角速度大
C. 木卫二的动能大 D. 木卫二的向心加速度大
5. 如图为观察电子在电场中偏转的实验,高压感应线圈接在阴极射线管A、B的两端,使阴极A发射的电子加速。感应发电机接在平行板电容器C、D两端,使电子偏转。某次实验时,在阴极射线管内的荧光屏上观察到的轨迹如图中虚线所示,轨迹恰好经过荧光屏的Q点,N、P、Q为荧光屏边缘上的三点。下列说法正确的是( )
A. 平行板电容器C端接感应发电机的正极
B. 阴极射线管A端接高压感应线圈的正极
C. 仅增大高压感应线圈电压,电子从NQ边射出
D. 仅减小感应发电机电压,电子从PQ边射出
6. 如图所示为自制加速度计的构造原理图,沿汽车运动方向安装的固定杆上套一质量为m的滑块,滑块两侧分别与劲度系数均为k的轻弹簧相连,两弹簧的另一端与固定壁相连,汽车静止时,滑块静止,滑块上指针指在0刻度处。若汽车从静止开始沿水平公路先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动,最后做匀减速直线运动。图中箭头方向为汽车前进方向,以下反映此过程中汽车上加速度计的指针位置读数x随时间变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示,某同学将一根长铜管竖直静置于灵敏电子秤上,此时电子秤示数为。将一个直径略小于管内径的磁性小球从铜管上端入口处由静止释放,下落过程小球与管内壁无接触,在其落到铜管底部前,观察到电子秤的示数从开始逐渐增大到后保持不变。这是因为小球在金属管内下落过程中,铜管中产生涡流对小球有向上的阻力。若该阻力与速度成正比,可用表示。此过程中下落高度为h时,小球恰好达到最大速度;忽略空气阻力及小球产生的热量,重力加速度为g,关于磁性小球,下列说法正确的是( )
A. 小球质量为
B. 达到最大速度时,铜管的热功率为
C. 下落h过程中,铜管产生热量为
D. 小球下落高度h,所用时间为
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有两个或两个以上选项符合题意,全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分。)
8. 一矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴与磁场方向垂直,该线圈内的磁通量随时间为余弦函数变化,线圈中产生的感应电动势峰值为,下列说法正确的有( )
A. 线圈转速为2.5 r/s
B. 在t=0.2 s时,线圈中产生感应电动势为
C. 图示甲位置线圈再转过30°时,线圈中产生的电动势为
D. 若转速变为原来的2倍,线圈产生的电动势有效值为
9. 离子注入是芯片(晶圆)制造过程的一道重要工序,图中偏转系统为正方体空间,其内可存在方向平行于x轴向外的匀强磁场或匀强电场,正方体的底面与晶圆所在水平面(足够大)平行。当偏转系统不加磁场和电场时,正离子恰好沿正方体的中心线竖直注入到晶圆上的O点(即图中坐标原点)。不计离子重力,对于能注入晶圆的正离子,下列说法正确的有( )
A. 偏转系统仅加磁场时,正离子速度越大,注入位置离O点越近
B. 偏转系统仅加电场时,正离子速度越大,注入位置离O点越近
C. 偏转系统同时存在电场和磁场时,正离子注入晶圆的位置在第一象限
D. 偏转系统同时存在电场和磁场时,正离子注入晶圆的位置在第二象限
10. 质量为m的小球在光滑水平面上以一定速度垂直撞击竖直墙壁,用传感器测出墙壁所受冲击力大小随时间变化的曲线如图所示,图像显示时刻冲击力最大为,其左侧和右侧的面积分别为和,已知,下列说法正确的有( )
A. 撞击过程中冲击力先变大后变小
B. 撞击过程为弹性碰撞
C. 撞击前后小球动量改变量的大小为
D. 撞击前后小球动能变化量为
第Ⅱ卷 非选择题
三、实验与探究题(本题共2小题,共16分。)
11. 某同学利用双缝干涉实验来测量某种单色光的波长,实验装置如图所示。
(1)关于光具座上放置的光学元件,下列说法正确的有( )
A. ①、②、③、④分别对应的仪器是凸透镜、单缝、滤光片和双缝
B. ②的作用是获得单色光,④的作用是产生线光源
C. 实验中可以通过拨杆调节③,使干涉条纹更加清晰
D. 若将灯泡换成激光光源,去掉①、②、③,仍可以观察到干涉条纹
(2)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可以( )
A. 转动测量头
B. 将红色滤光片换成绿色滤光片
C. 使用间距更小的双缝
D. 减小透镜与单缝的距离
(3)该同学调整手轮后,第3条明条纹中心到第9条明条纹中心的距离为x,已知双缝间距为d,光屏与双缝间的距离为L。计算可得这种色光的波长λ=______(用题中已知的物理量符号表示)。
12. 某同学要将一量程为10mA的电流表A1改装成量程为400mA的电流表。先将电阻箱R1(0~99.9Ω)与电流表A1并联进行改装,然后选用合适的电源E、滑动变阻器R2、开关S和标准电流表A2对改装后的电表进行校准,设计电路如图甲所示。
(1)电流表A1铭牌标示内阻为39Ω,据此计算R1的阻值应调整为______Ω。
(2)闭合开关后,调节R2的滑片到合适位置,此时标准电流表A2示数如图乙所示,其读数为______A,此时电流表A1的示数为7.8mA,则需要______(填“增大”或“减小”)R1的阻值,以使改装电表的量程符合预期值。
(3)重新调整R1后,该同学继续用改装好的电流表A1测电源的电动势和内阻。实验过程中用两节相同的干电池串联作为电源,为了精确测量电源的电动势和内阻电路设计如图丙所示。测量得到多组电压表示数U和对应干路电流I的实验数据,画出了U-I图像如图丁所示,则每节该型号干电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。(结果均保留三位有效数字)
四、计算题(本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
13. 弹簧式安全阀是一种自动泄压保护装置。某款安全阀接入容器后的结构简化图如图乙所示,导热性能良好的容器体积为,右下方为进气口,上端出气口与安全阀连接,安全阀内轻弹簧一端固定在阀管顶端,另一端连接轻质活塞,活塞横截面积为S,可无漏气、无摩擦地在阀管内移动;阀管上的泄压口始终与外界连通,与容器出气口距离为L。现测试其泄压参数,开始时封闭容器进气口,此时容器内气体压强为,温度为,活塞恰好在出气口处且弹簧处于原长,已知大气压强为,弹簧劲度系数为,始终处于弹性限度内。
(1)若使容器的温度缓慢升高,当恰好开始泄压时,容器内气体的压强和温度;
(2)若往容器缓慢充入温度为,压强为的同种气体,求充入气体体积为多少时恰好开始泄压。
14. 图甲为公园骑行发电装置,某探究小组将其简化为如图乙方案。悬空的车轮在垂直车轮平面向里的匀强磁场中转动,可等效为一导体棒OP绕中心O转动,导体棒长L=0.4m,电阻r=0.2 Ω,磁感应强度B=0.1T。车轮边缘和圆心O分别通过电刷与右侧电路连接。两根光滑竖直金属导轨间隔d=1m,导轨间有垂直导轨平面的匀强磁场(未画出)。质量m=0.1 kg、电阻R=0.1Ω的导体棒ab与劲度系数k=2N/m的绝缘弹簧相连,弹簧另一端固定于地面。车轮始终顺时针匀速转动。当电路中电流表示数为 时,弹簧恰好处于原长。导体棒与导轨接触良好,不计其它电阻,重力加速度为。求
(1)导轨平面匀强磁场的大小和方向;
(2)弹簧处于原长时车轮的角速度;
(3)推导车轮角速度 与弹簧形变量x的函数关系式。
15. 如图所示,在光滑的水平面上有一半径R=0.3m的圆形边界,圆心处放置一质量M=2kg,高h=0.2m,横截面半径r=0.2m的圆柱形滑块A。滑块A底面圆心与圆形边界圆心重合。质量m=1kg的滑块B(可视为质点)平放在滑块A顶部圆心处。重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。
(1)若滑块A与滑块B间接触面光滑,现使滑块A瞬时获得一沿半径方向的水平速度,能使滑块B落地时滑块A恰好完全滑出圆形边界。求滑块A获得的水平速度v1;
(2)若滑块A与滑块B间的动摩擦因数µ=0.5,现使滑块A瞬时获得一沿半径方向的水平速度v2,能让滑块B落在圆形边界外。求速度v2的取值范围。
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