内容正文:
物理
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 用硼中子俘获法治疗肿瘤的过程中,存在核反应,并伴随射线的产生,该反应中放出的粒子可以精确地杀死肿瘤细胞而不会对相邻的正常细胞产生过多影响。若、、粒子、的质量分别为、、、。关于该反应以下说法中正确的是( )
A. 放出的粒子为质子 B. 产生的射线是从核中放出的
C. 释放的能量等于的结合能 D. 释放的能量为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据核反应电荷数、质量数守恒,X的电荷数为,质量数为,可知X为α粒子(氦核),不是质子,故A错误;
B.γ射线是核反应生成的核处于激发态,向低能级跃迁时释放的,不是由核放出,故B错误;
C.结合能是核子结合为原子核时释放的能量,该反应释放的能量是核反应总质量亏损对应的能量,不等于的结合能,故C错误;
D.该反应的质量亏损
根据质能方程,1原子质量单位对应931.5MeV能量,因此释放的能量为,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,将一粗细均匀的导线绕成上底长为、下底长为的梯形导线框,导线框竖直放置,处于磁感应强度大小为、方向垂直向外的匀强磁场中。将位于梯形导线框中位线的左、右两点接入电路中,并通以从左向右的电流。关于导线框受到的安培力,以下说法中正确的是( )
A. B. ,方向竖直向上
C. ,方向竖直向下 D. ,方向竖直向下
【答案】C
【解析】
【详解】梯形导线框接入电路后,电流从左端中点流入,分为上下两路,最终汇聚于右端中点流出,两部分导线并联。在匀强磁场中,任意形状通电导线受到的安培力等于连接其起点和终点的直导线所受的安培力。对于上半部分导线,起点和终点分别为中位线的左右端点,其等效长度等于梯形中位线长,即
电流方向等效为水平向右;对于下半部分导线,起点和终点同样为中位线的左右端点,等效长度也为
电流方向等效为水平向右。设上、下两部分电流分别为、,则总电流
导线框受到的总安培力
根据左手定则,安培力方向竖直向下。
故选C。
3. 在某均匀介质中有两列沿轴正方向传播的波长相同的简谐波。时位于处的甲波源开始振动,时的波形如图所示,此时甲波源的位移为。另一位于处的波源乙,从时开始沿轴正方向振动。以下说法正确的是( )
A. 两列波的频率不一定相等
B. 两列波的波长均为
C. 在时甲波源位于平衡位置的下方
D. 经过足够长的时间,处的质点为振动加强的点
【答案】B
【解析】
【详解】A.两列波在同一均匀介质中传播,波速相等,题目已知波长相同,由可知两列波的频率一定相等,故A错误;
B.由题图可知,时波传播到处,则波速
此时处质点位移,振幅,且之间存在波峰,说明处质点振动相位为,处为波前,相位为。由相位差公式
得
解得,故B正确;
C.波的周期
时甲波源相位为,再经过
相位增加,总相位为,此时甲波源位移,位于平衡位置,故C错误;
D.甲波源时开始向上振动,乙波源时开始向上振动,两波源振动步调相反。处的质点到两波源的距离之差
对于反相波源,波程差为波长整数倍的点为振动减弱点,故D错误。
故选B。
4. 如图,均匀带电的绝缘细棒组成正五边形,其中四根细棒均带电荷量,另一根细棒带电荷量,正五边形中心点的电场强度大小为。若移走带电荷量为的细棒而其余四根棒的位置电荷量分布不变,点的电场强度大小变为。以下说法中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由对称性知,E1与E2的方向均与带电荷量为的细棒垂直指向此棒;带电荷量为 的细棒可看成带电荷量与的叠加,每边带电荷量均为的正五边形细棒在O点的合电场强度为零,由电场强度的矢量叠加可知,带电荷量为的细棒在O点产生的电场强度为E1,则带电荷量为的细棒在O点产生的电场强度为,故四根均带电荷量为+q的细棒在O点产生的电场强度大小为
故选A。
5. 一自行车车胎内空气(可视为理想气体)由状态到状态,此过程中气体的体积与热力学温度的变化图像如图所示,已知状态下胎内气体压强为,此过程中气体内能增加600J。以下说法正确的是( )
A. 状态下车胎内空气单位时间内作用于胎壁单位面积上的冲量较状态大
B. 状态下车胎内空气单位时间内碰撞胎壁单位面积上的分子数较状态小
C. 由状态到状态的过程中,气体对外做的功为
D. 由状态到状态的过程中,气体吸收的热量为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据体积与热力学温度成正比,可知气体做等压变化,单位时间内作用于胎壁单位面积上的冲量大小为
可知、状态下车胎内空气单位时间内作用于胎壁单位面积上的冲量大小相等,故A错误;
B.气体在状态体积较状态小,气体压强不变,可知温度较低,根据压强的微观解释可知状态下车胎内空气单位时间内碰撞胎壁单位面积上的分子数较状态大,故B错误;
CD.由状态到状态的过程中,外界对气体做的功
此过程中气体内能增加600J,根据热力学第一定律有
可得气体吸收的热量,故C错误,D正确。
故选D。
6. 我国空间站在高空绕地球做圆周运动,空间站在运行过程中受到稀薄空气阻力的作用,当空间站的轨道半径从降低到(其中)时就要进行轨道维护与提升,以确保空间站能稳定运行。假设空间站质量为,空间站绕地球每一圈均视为匀速圆周运动,地球质量为,引力常量为。取无穷远处为零势能点,当空间站运行轨道半径为时,空间站与地球组成系统具有的引力势能可表示为,受到空气阻力大小为(为大于零的常数)。空间站绕地球运动圈后需要进行轨道维护与提升,则等于( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据万有引力提供向心力
可得动能
引力势能
因此总机械能
轨道从降到,初态机械能,末态机械能
可得机械能减少量
每圈轨道周长为,阻力,因此每圈克服阻力做功
圈总克服阻力做功
机械能减少量等于克服阻力做的功,有
解得
故选A。
7. 一质量的小球静止在竖直固定、内壁光滑、半径的圆环内的最低点(如图)。现给小球一水平瞬时冲量,小球在运动过程中恰好经过圆环的圆心。重力加速度,则冲量的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设小球在最低点获得水平瞬时冲量后运动的初速度大小为,由动量定理有
设小球离开圆环时运动到点,此时速度为,与水平方向的夹角为,如图所示
刚好离开圆环时有
从最低点到点的过程,由机械能守恒定律有
小球从点离开圆环做斜抛运动,设运动时间经过点,将斜抛运动分解为水平方向的匀速直线运动与竖直上抛运动,水平方向有
竖直方向有
联立解得
冲量
故选B。
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。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,理想变压器原线圈连接的定值电阻,副线圈连接最大阻值为的滑动变阻器,、端输入瞬时值为的交变电压。A、V分别为理想交流电流表与交流电压表,变压器原、副线圈匝数比。则下列说法正确的是( )
A. 在内通过交流电流表的电荷量不为零
B. 当滑动变阻器阻值时,定值电阻消耗的功率为
C. 当滑动变阻器阻值时,变压器的输出功率最大
D. 无论滑动变阻器的滑动头向上或向下滑动,电压表与电流表示数变化量的绝对值之比不变
【答案】BD
【解析】
【详解】A.交变电压的周期,
一个周期内交流电流的平均值 ,通过电表的电荷量
故内通过交流电流表的电荷量为零,选项A错误;
B.将变压器与滑动变阻器等效为一个电阻
输入电压有效值
当时,原线圈电流
消耗功率 ,选项B正确;
C.当等效电阻
即 ,时滑动变阻器消耗的功率最大,即变压器输出功率最大,选项C错误;
D.将等效为电源内阻,根据闭合电路欧姆定律有,即无论滑动变阻器的滑动头向上或向下滑动,电压表与电流表示数变化量的绝对值之比为不变,选项D正确。
故选BD。
9. 如图所示,、是位于同一水平面上、相互平行、足够长的光滑金属导轨,两导轨电阻不计,其左端用导线连接一个定值电阻,将一长度略大于两导轨间距的金属棒垂直于导轨放置,整个装置处在垂直于导轨平面、范围足够大的匀强磁场中。导体棒在平行于导轨的外力作用下由静止开始沿导轨向右做匀加速运动,一段时间后撤去外力,导体棒继续沿导轨向右运动一段时间后停止。已知导体棒沿导轨运动过程中始终保持与导轨垂直,且接触良好。选沿导轨水平向右为正方向,则导体棒在整个过程中的速度随时间、位移变化的图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.设匀强磁场的磁感应强度为B,两导轨相距为L,定值电阻阻值为R,导体棒的质量为m、电阻为r。由题知,在撤去外力前,导体棒做初速度为零的匀加速直线运动,设加速度为,根据速度时间公式有
可知导体棒的速度与时间成正比,为一条过原点的倾斜直线;
在t时刻撤去外力后,导体棒在水平方向上,只受安培力作用,设导体棒此时的速度为v,则导体棒切割磁感线运动产生的感应电动势大小为
回路中的感应电流
导体棒受到的安培力为
根据牛顿第二定律有
可知导体棒在减速运动过程中,随着速度的减小,其加速度越来越小,故A错误,B正确;
CD.导体棒在第一阶段做匀加速运动的加速度为,根据速度位移公式有
可知图像为曲线关系;
导体棒在减速运动阶段根据牛顿第二定律有
其中,
可得
可知在减速运动阶段导体棒的速度随位移的增大而线性减小,故C正确,D错误。
故选BC。
10. 如图,一长为的不可伸长的轻绳两端各连接一质量为的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两小球间的距离等于绳长,且绳长远大于小球半径。一大小为的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两小球连线垂直。两小球在运动过程中会发生多次碰撞,当两小球沿恒力方向运动距离时两小球停止碰撞,靠在一起相对静止稳定运动。以下说法中正确的是( )
A. 两小球在碰撞过程中损失的机械能为
B. 两小球在碰撞过程中损失的机械能为
C. 两小球稳定运动时速度大小为
D. 两小球稳定运动时速度大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】设两小球系统质心的加速度为,有
稳定运动时两小球的速度均为,方向沿水平方向,此时两小球的速度即为系统质心的速度,有
设两小球在碰撞过程中损失的机械能为,对系统由能量守恒有
解得,
故选AC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某兴趣小组的同学探究人骑自行车匀速运动时人的输出功率。如图,在一个废弃的输液瓶内装入墨水,将这个输液瓶固定在自行车的三角支架旁,通过调节开关让墨水每隔滴下一滴。让一位同学骑着自行车在水泥路面上笔直匀速行驶一段距离后,停止踩车,让自行车在路面摩擦力的作用下逐渐停下。他们选择了一段水迹比较清晰的路面,测量了相邻两滴点之间的距离分别为:、、、、、、。已知该同学与自行车的总质量为,自行车受到路面的摩擦力大小不变,忽略空气阻力。
(1)该同学骑自行车匀速运动的速度大小为__________。
(2)该同学骑自行车匀速运动时对自行车的牵引力大小为__________。
(3)该同学匀速骑自行车时的输出功率为__________。
【答案】(1)9.7 (2)90
(3)873
【解析】
【小问1详解】
由题数据可知, , ,这两段位移相等,说明自行车在该阶段做匀速直线运动。已知滴墨水的时间间隔,则匀速运动的速度
【小问2详解】
自行车停止踩车后,在摩擦力作用下做匀减速直线运动。利用逐差法处理减速阶段的数据可知
代入数据解得
根据牛顿第二定律,自行车受到的摩擦力
匀速运动时,牵引力与摩擦力平衡,故牵引力
【小问3详解】
该同学匀速骑自行车时的输出功率
代入数据得
12. 我国比亚迪新能源电动汽车技术已处于全球领先水平,电容储能技术在电动汽车中得到了广泛应用。某探究小组的同学设计图甲所示电路,探究电容器在不同电压下的充、放电过程,并测定值电阻。所用器材如下:
定值电阻(约)
电容器C(额定电压,电容值未知)
电源E(电动势,内阻不计)
滑动变阻器(,额定电流为)
电流传感器(内阻不计,电流传感器通过数据线与计算机相接)
电压表(,内阻很大)
开关、导线若干
(1)闭合开关,调节滑动变阻器,将开关接1,则观察到电流传感器所测得的电流随时间变化的图像可能正确的是__________。
A. B. C. D.
(2)保持开关接1,调节滑动变阻器,待电压表示数稳定在8 V后,再将开关接2,通过电流传感器将电流信息输入计算机,绘出电流随时间变化的图像如图乙所示。测得在时,且前、后图像与时间轴围成的面积(即图乙中两阴影部分的面积)之比为,此时图线切线的斜率。则此时电容器两极板间的电压为__________V,待测电阻__________(结果均保留两位有效数字)。
(3)电容器的电容__________;已知电容器的储能公式,则上述放电过程电容器释放的电能约为__________J(结果均保留两位有效数字)。
【答案】(1)C (2) ①. 3.2 ②. 3.2
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
电容器开始充电的瞬间,其两极板间没有电荷积累,电压为零,相当于短路,此时充电电流最大,电流传感器的示数达到最大值。随着电容器极板上电荷的积累,两板间的电压逐渐增大,方向与电源电动势方向相反,电流传感器的示数逐渐减小,当电容器的电压等于电源电动势时,电流等于零,此时电容器充满电,电路达到稳定。
故选C。
【小问2详解】
[1][2]依题意,t=0时刻电容器两极板间的电压为,由
可得
依题意有
解得
此时,由
得
【小问3详解】
[1][2]根据
可得
电容器开始放电时的电荷量
且
可得
13. 如图,一个半径的透明球体,其内表面某处有一个发光点,发出的光透过球体向外射出,不考虑光线在球体内表面折射时的反射。
(1)若透明球体的折射率,求球体表面有光射出的区域占球体表面的百分比。
(2)若透明球体的折射率,某人从点光源所在直径的另一端沿直径方向观察点光源,求人看到点光源的像与实际点光源间的距离。(已知角度很小时有近似关系)
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设发光点发出的光在球体内表面发生全反射时的临界角为,有
可得临界角为
由几何关系知发出的光能直接透过球体表面射出的区域是远离一侧的半个球面,即发出的光能直接透过球体表面而射出的区域占球体表面的。
【小问2详解】
如图所示,设发出的靠近直径的一条光线在球体内表面处的入射角为,折射角为,根据折射定律
在中根据正弦定理有
由于、很小,则
有
联立可得
14. 在如图所示的直角坐标系平面内,轴上方的部分区域存在着方向垂直坐标平面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场,轴左边的磁场边界如图中虚线所示,其中曲线段为抛物线的一部分,其余为直线。位于直线边界上点的粒子源,能在坐标平面内垂直直线边界向磁场内发射比荷均为的速率不同的带正电的粒子,已知粒子从边界间点(图中未标出)射出磁场时在磁场中运动时间最长,不计粒子的重力与粒子间的相互作用力。求:
(1)从点射出磁场的粒子运动速率。
(2)连线与直线间夹角的正切值。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设从O点射出磁场的粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为,由几何知识有
将、代入解得
又,洛伦兹力提供向心力
可得
【小问2详解】
过P点作PD与抛物线AO相切于D点,可知粒子从D点射出时在磁场中运动的时间最长。设此粒子的轨迹圆心为C(如图);设直线PD的方程为,代入P点坐标可得
切点同时满足直线方程与抛物线方程,联立可得
由相切条件,根的判别式,解得,
其中对应切点在P点上方的抛物线,不合题意,舍去。所以直线PD的斜率为,则
15. 如图,在光滑的水平面上,质量为的平板小车以速度向右匀速运动。现将一质量为的小物块无初速度放在小车右端,同时对小车施加一大小不同的水平向右的恒力,作用一段时间后撤去,最终使物块与小车一起以原速度向右匀速运动。已知物块始终没有从小车上掉下来,重力加速度为,不计空气阻力的影响(物块与小车间的动摩擦因数未知)。
(1)若恒力大小为,求做的功;
(2)若恒力的大小为,求做的功;
(3)若不知恒力大小,求恒力做功的范围。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
若恒力大小为,故小车始终以速度做匀速运动,物块做加速运动,当物块的速度为时撤去,此过程经历的时间为
小车运动的距离为
恒力做的功为
解得
【小问2详解】
若恒力的大小为,小车先做减速运动,物块做加速运动,设经历时间物块与小车的速度相同,设为,对物块和小车分别有,
可得
此过程中物块相对小车滑动的距离为
物块与小车相对静止后一起在的作用下加速到后撤去,根据功能关系得整个过程中做的功
解得
【小问3详解】
当恒力很小时(趋于0)物块相对小车滑动的过程中系统的动量守恒,有
此过程中物块与小车摩擦生热
物块与小车等速后再一起加速到撤去恒力,整个过程中恒力做功的最小值为
解得
当恒力很大时且作用时间极短,恒力给小车一个瞬时冲量后撤去,小车以速度做减速运动,物块做匀加速运动,经过一段时间物块与小车速度均变为,此过程中对系统由动量守恒有
恒力做功的最大值为
解得
可得恒力做功的范围为
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物理
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 用硼中子俘获法治疗肿瘤的过程中,存在核反应,并伴随射线的产生,该反应中放出的粒子可以精确地杀死肿瘤细胞而不会对相邻的正常细胞产生过多影响。若、、粒子、的质量分别为、、、。关于该反应以下说法中正确的是( )
A. 放出的粒子为质子 B. 产生的射线是从核中放出的
C. 释放的能量等于的结合能 D. 释放的能量为
2. 如图所示,将一粗细均匀的导线绕成上底长为、下底长为的梯形导线框,导线框竖直放置,处于磁感应强度大小为、方向垂直向外的匀强磁场中。将位于梯形导线框中位线的左、右两点接入电路中,并通以从左向右的电流。关于导线框受到的安培力,以下说法中正确的是( )
A. B. ,方向竖直向上
C. ,方向竖直向下 D. ,方向竖直向下
3. 在某均匀介质中有两列沿轴正方向传播的波长相同的简谐波。时位于处的甲波源开始振动,时的波形如图所示,此时甲波源的位移为。另一位于处的波源乙,从时开始沿轴正方向振动。以下说法正确的是( )
A. 两列波的频率不一定相等
B. 两列波的波长均为
C. 在时甲波源位于平衡位置的下方
D. 经过足够长的时间,处的质点为振动加强的点
4. 如图,均匀带电的绝缘细棒组成正五边形,其中四根细棒均带电荷量,另一根细棒带电荷量,正五边形中心点的电场强度大小为。若移走带电荷量为的细棒而其余四根棒的位置电荷量分布不变,点的电场强度大小变为。以下说法中正确的是( )
A. B. C. D.
5. 一自行车车胎内空气(可视为理想气体)由状态到状态,此过程中气体的体积与热力学温度的变化图像如图所示,已知状态下胎内气体压强为,此过程中气体内能增加600J。以下说法正确的是( )
A. 状态下车胎内空气单位时间内作用于胎壁单位面积上的冲量较状态大
B. 状态下车胎内空气单位时间内碰撞胎壁单位面积上的分子数较状态小
C. 由状态到状态的过程中,气体对外做的功为
D. 由状态到状态的过程中,气体吸收的热量为
6. 我国空间站在高空绕地球做圆周运动,空间站在运行过程中受到稀薄空气阻力的作用,当空间站的轨道半径从降低到(其中)时就要进行轨道维护与提升,以确保空间站能稳定运行。假设空间站质量为,空间站绕地球每一圈均视为匀速圆周运动,地球质量为,引力常量为。取无穷远处为零势能点,当空间站运行轨道半径为时,空间站与地球组成系统具有的引力势能可表示为,受到空气阻力大小为(为大于零的常数)。空间站绕地球运动圈后需要进行轨道维护与提升,则等于( )
A. B.
C. D.
7. 一质量的小球静止在竖直固定、内壁光滑、半径 的圆环内的最低点(如图)。现给小球一水平瞬时冲量,小球在运动过程中恰好经过圆环的圆心。重力加速度,则冲量的大小为( )
A. B. C. D.
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。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,理想变压器原线圈连接的定值电阻,副线圈连接最大阻值为的滑动变阻器,、端输入瞬时值为的交变电压。A、V分别为理想交流电流表与交流电压表,变压器原、副线圈匝数比。则下列说法正确的是( )
A. 在内通过交流电流表的电荷量不为零
B. 当滑动变阻器阻值时,定值电阻消耗的功率为
C. 当滑动变阻器阻值时,变压器的输出功率最大
D. 无论滑动变阻器的滑动头向上或向下滑动,电压表与电流表示数变化量的绝对值之比不变
9. 如图所示,、是位于同一水平面上、相互平行、足够长的光滑金属导轨,两导轨电阻不计,其左端用导线连接一个定值电阻,将一长度略大于两导轨间距的金属棒垂直于导轨放置,整个装置处在垂直于导轨平面、范围足够大的匀强磁场中。导体棒在平行于导轨的外力作用下由静止开始沿导轨向右做匀加速运动,一段时间后撤去外力,导体棒继续沿导轨向右运动一段时间后停止。已知导体棒沿导轨运动过程中始终保持与导轨垂直,且接触良好。选沿导轨水平向右为正方向,则导体棒在整个过程中的速度随时间、位移变化的图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
10. 如图,一长为的不可伸长的轻绳两端各连接一质量为的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两小球间的距离等于绳长,且绳长远大于小球半径。一大小为的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两小球连线垂直。两小球在运动过程中会发生多次碰撞,当两小球沿恒力方向运动距离时两小球停止碰撞,靠在一起相对静止稳定运动。以下说法中正确的是( )
A. 两小球在碰撞过程中损失的机械能为
B. 两小球在碰撞过程中损失的机械能为
C. 两小球稳定运动时速度大小为
D. 两小球稳定运动时速度大小为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某兴趣小组的同学探究人骑自行车匀速运动时人的输出功率。如图,在一个废弃的输液瓶内装入墨水,将这个输液瓶固定在自行车的三角支架旁,通过调节开关让墨水每隔滴下一滴。让一位同学骑着自行车在水泥路面上笔直匀速行驶一段距离后,停止踩车,让自行车在路面摩擦力的作用下逐渐停下。他们选择了一段水迹比较清晰的路面,测量了相邻两滴点之间的距离分别为:、、、、、、。已知该同学与自行车的总质量为,自行车受到路面的摩擦力大小不变,忽略空气阻力。
(1)该同学骑自行车匀速运动的速度大小为__________。
(2)该同学骑自行车匀速运动时对自行车的牵引力大小为__________。
(3)该同学匀速骑自行车时的输出功率为__________。
12. 我国比亚迪新能源电动汽车技术已处于全球领先水平,电容储能技术在电动汽车中得到了广泛应用。某探究小组的同学设计图甲所示电路,探究电容器在不同电压下的充、放电过程,并测定值电阻。所用器材如下:
定值电阻(约)
电容器C(额定电压,电容值未知)
电源E(电动势,内阻不计)
滑动变阻器(,额定电流为)
电流传感器(内阻不计,电流传感器通过数据线与计算机相接)
电压表(,内阻很大)
开关、导线若干
(1)闭合开关,调节滑动变阻器,将开关接1,则观察到电流传感器所测得的电流随时间变化的图像可能正确的是__________。
A. B. C. D.
(2)保持开关接1,调节滑动变阻器,待电压表示数稳定在8 V后,再将开关接2,通过电流传感器将电流信息输入计算机,绘出电流随时间变化的图像如图乙所示。测得在时,且前、后图像与时间轴围成的面积(即图乙中两阴影部分的面积)之比为,此时图线切线的斜率。则此时电容器两极板间的电压为__________V,待测电阻__________(结果均保留两位有效数字)。
(3)电容器的电容__________;已知电容器的储能公式,则上述放电过程电容器释放的电能约为__________J(结果均保留两位有效数字)。
13. 如图,一个半径的透明球体,其内表面某处有一个发光点,发出的光透过球体向外射出,不考虑光线在球体内表面折射时的反射。
(1)若透明球体的折射率,求球体表面有光射出的区域占球体表面的百分比。
(2)若透明球体的折射率,某人从点光源所在直径的另一端沿直径方向观察点光源,求人看到点光源的像与实际点光源间的距离。(已知角度很小时有近似关系)
14. 在如图所示的直角坐标系平面内,轴上方的部分区域存在着方向垂直坐标平面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场,轴左边的磁场边界如图中虚线所示,其中曲线段为抛物线的一部分,其余为直线。位于直线边界上点的粒子源,能在坐标平面内垂直直线边界向磁场内发射比荷均为的速率不同的带正电的粒子,已知粒子从边界间点(图中未标出)射出磁场时在磁场中运动时间最长,不计粒子的重力与粒子间的相互作用力。求:
(1)从点射出磁场的粒子运动速率。
(2)连线与直线间夹角的正切值。
15. 如图,在光滑的水平面上,质量为的平板小车以速度向右匀速运动。现将一质量为的小物块无初速度放在小车右端,同时对小车施加一大小不同的水平向右的恒力,作用一段时间后撤去,最终使物块与小车一起以原速度向右匀速运动。已知物块始终没有从小车上掉下来,重力加速度为,不计空气阻力的影响(物块与小车间的动摩擦因数未知)。
(1)若恒力大小为,求做的功;
(2)若恒力的大小为,求做的功;
(3)若不知恒力大小,求恒力做功的范围。
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