内容正文:
高三物理
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试题卷和答题卡一并交回。
一、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. 关于下列实验或现象的说法,正确的是( )
A. 图甲说明薄板一定是非晶体
B. 图乙说明气体分子速率分布随温度变化,且
C. 图丙中,制作防水衣时用右管材料的防水效果更好
D. 图丁中的现象说明水黾受到了浮力作用,且浮力与重力平衡
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲图说明薄板导热表现为各向同性,但非晶体和多晶体都具有各向同性,因此薄板也可能是多晶体,不一定是非晶体,A错误;
B.温度越高,气体分子平均速率越大,速率大的分子占比更高,速率分布曲线的峰值会向速率更大的方向移动。图中的峰值在右侧,因此,B错误;
C.液体对固体浸润时液面呈凹形,不浸润时液面呈凸形;丙图中左管是浸润,右管是不浸润。防水衣需要不沾水的材料,因此右管材料防水效果更好,C正确;
D.水黾能停留在水面上是液体表面张力托住了它,不是浮力作用,D错误。
故选 C。
2. 如图所示,是由透明材料制成的光学元件的横截面,圆弧是半径为的四分之一圆周,为其圆心,是边长为的正方形。一单色光从点垂直于边射入光学元件,、间距离为,透明材料对该单色光的折射率为,则下列说法正确的是( )
A. 光射在弧面上的入射角为 B. 光射在弧面上不会发生全反射
C. 光从边射出时的折射角为 D. 光从边射出时的折射角为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据
可知
设光射在ae弧面上的入射角为,作光路图如图所示
由几何关系有
解得
可知光在ae弧面发生全反射,故AB错误;
CD.光射在cd边上时,几何关系可知入射角为
因为
联立解得,故C正确,D错误。
故选C。
3. 火星和地球每隔26个月将会分列于太阳的两侧,三个天体近似连成线,这个现象称为火星合日。则地球与火星的公转角速度之比约为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】 根据题意,每隔个月发生一次“火星合日”,即地球、太阳、火星三者再次分列于太阳两侧。这表明在时间内,地球比火星多转了一圈()。 根据圆周运动追及相遇公式
又因为
代入上式可得
化简得
代入数据
解得
题目要求地球与火星的公转角速度之比
将个月和 个月代入,得
故选A。
4. 如图甲所示,有界匀强磁场I的宽度与如图乙所示的圆形匀强磁场Ⅱ的半径相等,一粒子从左边界的M点以一定初速度水平向右垂直射入磁场I,从右边界射出时速度方向偏转了角;该粒子以另一初速度从N点沿半径方向垂直射入磁场Ⅱ,射出磁场时速度方向偏转了角。已知磁场I、Ⅱ的磁感应强度相同,不计粒子受到的重力,则与的比值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】粒子运动轨迹如图所示
粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得
解得
由几何知识得,
则与的比值
故选D。
5. 位于的波源从时刻开始振动,形成的简谐横波沿轴正负方向传播。在时波源停止振动,时的部分波形如图所示,其中质点的平衡位置,质点的平衡位置。下列说法正确的是( )
A. 沿轴正负方向传播的波会发生干涉
B. 时,波源的位移为负
C. 时,质点的位移为
D. 在0到2s内,质点运动总路程是
【答案】C
【解析】
【详解】A.波从波源发出后,向x轴正负方向传播,向相反方向传播的波不会相遇,不会发生干涉,故A错误;
B.由图可知,波的波长,由题意可知0.1s内波传播四分之一波长,可得
解得
根据同侧法可知,波源的起振方向向上,,即时,根据周期性并结合波的图像可知,此时波源处于平衡位置上方且向上运动,即位移为正,故B错误;
C.波的波速
波源停止振动,到质点a停止振动的时间
即质点a还在继续振动,t=2.1s到t=2.25s时间质点振动了0.15s即,此时质点a的位移为
故C正确;
D.波传到点b所需的时间
在0到2s内,质点振动的时间为
质点b运动总路程
故D错误。
故选C。
6. 圆心在点的半球形光滑绝缘容器固定在水平面上,带电量分别为和的小球甲、乙恰好静止在容器内壁、两点,、与竖直线的夹角分别是、。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两小球的质量之比为
B. 甲、乙两小球所受弹力之比为
C. 若互换两小球的电荷量,平衡时两小球的位置将发生变化
D. 固定乙小球,缓慢减小甲小球的电荷量,甲小球受到的弹力将逐渐增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.对甲、乙两球受力分析,均受重力、指向球心的容器弹力、大小相等的相互库仑斥力,结合拉密定理分析
对甲有
对乙有
联立解得 ,故A错误;
B.对甲有
对乙有
联立解得甲、乙两小球所受弹力之比为 ,故B正确;
C.互换电荷量后,库仑力的乘积不变,大小不变,平衡条件未发生变化,因此两球位置不变,故C错误;
D.固定乙、减小甲的电荷量,库仑力减小,甲沿容器内壁下滑,由受力矢量三角形可判断,甲受到的弹力逐渐减小,故D错误。
故选B。
7. 如图甲,在桌面上有一薄木板,板上放置了3个木块,其中,,,A可视为质点,B、C大小不可忽略,且开始时A叠放在B的正上方,现用水平外力将薄木板沿垂直于BC连线方向拉出。已知木块间、木块与薄木板间动摩擦因数均为,木块与桌面间动摩擦因数为,重力加速度大小为g。则从静止开始计时,三个木块的速度—时间图像可能为(图乙为俯视图,A、B最终分离,忽略木块自身高度)( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.A、B两木块未离开薄木板时,以A、B为整体,根据牛顿第二定律得
分析可知A、B可以一起以的加速度做匀加速运动,离开薄木板后,对A根据牛顿第二定律得
对B根据牛顿第二定律得
A、B间发生相对运动,其中A以的加速度做匀减速运动,B以的加速度做匀减速运动,若A、B还未分离B便停止运动,则A继续以的加速度做匀减速运动,此时距B开始减速经过;若A、B分离时B仍运动,则当A从B上滑离后,对A、B分别根据牛顿第二定律得
,
A、B各自以的加速度做匀减速运动,故AC错误,B正确;
D.对C,未离开薄木板时,根据牛顿第二定律得
木块C以的加速度做匀加速运动,离开薄木板后,对C根据牛顿第二定律得
木块C以的加速度做匀减速运动,故D错误。
故选B。
二、选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求。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. 如图是、两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样,则( )
A. 在同种均匀介质中,光的传播速度比光的大
B. 从同种介质射入真空发生全反射时光临界角小
C. 照射在同一金属板上发生光电效应时,光的饱和电流大
D. 若两光均由氢原子能级跃迁产生,产生光的能级能量差大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图可知a光的干涉条纹间距小于b光的,根据可知,a光的波长小于b光的波长,a光的频率大于b光的频率,a光的折射率大于b光的折射率;根据可知,在同种介质中,a光的传播速度比b光的小,故A错误;
B.根据全反射临界角公式,由于a光的折射率大于b光的折射率,则从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角小,故B正确;
C.发生光电效应时饱和光电流与入射光的强度有关,故无法比较饱和光电流的大小,故C错误;
D.a光的频率大于b光的频率,则a光的光子能量较大,若两光均由氢原子能级跃迁产生,产生a光的能级能量差大,故D正确。
故选BD。
9. 一小型发电厂通过升压变压器远距离送电,再变压后输出给用户。如图,已知发电站的输出电压有效值为,,,,,线路电阻为。现闭合,断开,用户获得的功率为4000W。变压器均为理想变压器,下列说法正确的是( )
A.
B. 闭合,断开,通过的电流为8A
C. 若闭合,断开,线路损失的功率为200W
D. 若闭合,断开,获得的功率为2100W
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.由变压器原理得
将代入,解得
闭合,断开的情况下,设流过的电流为,则
由变压器原理得副线圈两端的电压为
因理想变压器两端的输入功率与两端的输出功率相等,可知用户的电流满足
用户获得的功率满足
联立解得
由欧姆定律可知
结合上述分析可知,,故A正确,B错误;
CD.若闭合,断开,设流过的电流为,则
由变压器原理得副线圈两端的电压为
因理想变压器两端的输入功率与两端的输出功率相等,可知用户的电流满足
由欧姆定律可知
联立解得,
线路损失的功率为
获得的功率为,故C错误,D正确。
故选AD。
10. 如图,水平地面上竖直固定着两根相同的圆柱形粗糙绝缘杆,将两相同的带电小环a和b分别套在两杆上,其电荷量均为、质量均为。小环的直径略大于杆的直径。在套a环的杆所处空间加一水平方向、电场强度大小为的匀强电场,在套b环的杆所处空间加一水平方向、磁感应强度大小为的匀强磁场,在距水平面高度相同的位置同时分别给a、b一个竖直向上的大小相等的初速度。发现a、b上升到最高点时高度相同。若带电小环a、b与两杆的动摩擦因数均为,重力加速度大小为,则( )
A. 带电小环a从开始到上升到最高点的时间小于带电小环b从开始到上升到最高点的时间
B. 初速度应满足
C. 带电小环b从开始到上升到最高点的时间
D. 带电小环b从开始到上升到最高点的时间
【答案】AD
【解析】
【详解】对带电小环受力分析:水平方向电场力与杆的支持力平衡,即
竖直方向受重力、向下的滑动摩擦力
由牛顿第二定律有
得
加速度恒定,环做匀减速直线运动。
对带电小环受力分析:垂直纸面方向洛伦兹力与杆的支持力平衡,即
竖直方向受重力、向下的滑动摩擦力
由牛顿第二定律有
得
由于速度减小,逐渐减小,即b环做变减速直线运动。
A.环做加速度逐渐减小的减速运动,由于当两者速度都为零时,位移相同,可以作出环和环运动的图像分别如图中的实线和虚线所示
由于图像中,图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移,可知两者上升到最高点位移相同,则有,故A正确。
B.图像某点切线斜率的绝对值表示加速度大小,结合上述图像可知,初始的加速度
即
解得,故B错误;
CD.对环a进行分析,结合上述,利用逆向思维,根据速度与位移的关系有
对环进行分析,根据动量定理可得
即有
联立,可得带电小环b从开始到上升到最高点的时间
故C错误,D正确。
故选AD。
三、非选择题(本大题共5题,共57分)
11. 某学习小组完成了“探究平抛运动的特点”的实验:
(1)先用图甲装置探究平抛运动竖直分运动的特点,实验中听到两小球同时落地,改变H大小,重复实验,A、B两小球仍同时落地,该实验结果表明_________。
A. 两小球在空中运动的时间相等
B. 两小球落地时的速度大小相同
C. 小球A在竖直方向的分运动与小球B的运动相同
D. 小球A在水平方向的分运动是匀速直线运动
(2)再用图乙装置获得小球平抛的轨迹
①关于实验装置和操作,下列说法正确的是_________。
A.小球与斜槽之间应足够光滑
B.安装斜槽时应使其末端切线水平
C.坐标纸原点应与斜槽末端(轨道口)重合
D.小球每次从斜槽上同一位置由静止释放
②如图丙所示,a、b、c是小球平抛轨迹在方格纸上的三个位置。已知方格纸每一小格边长为5cm,重力加速度g取。则小球平抛的初速度为_________。(计算结果保留两位有效数字)
(3)某同学做实验时,从斜槽末端沿重锤线方向画出直线,并描出轨迹曲线如图丁,在曲线上取e、f两点,用刻度尺分别量出它们到直线的水平距离,,以及与之间的距离h,当地的重力加速度为g,则小球平抛的初速度为_________。
A. B. C. D.
【答案】(1)AC (2) ①. BD ②. 1.5 (3)D
【解析】
【小问1详解】
实验中听到两小球同时落地,则表明两小球在空中运动的时间相等,说明两球在竖直方向的运动完全相同,即小球A在竖直方向的分运动与小球B的运动相同,故选AC。
【小问2详解】
①[1]A.小球与斜槽之间是否光滑对实验无影响,A错误;
B.安装斜槽时应使其末端切线水平,以保证小球做平抛运动,B正确;
C.坐标纸原点应该在小球在斜槽末端时球心的投影位置,C错误;
D.小球每次从斜槽上同一位置由静止释放,这样才能使得小球到达底端时速度相同,D正确。
故选BD。
②[2]竖直方向
水平方向
解得v0=1.5m/s
【小问3详解】
设e点距离抛出点的竖直高度为y,则,
解得
故选D。
12. 某实验小组通过实验研究标有“3.8V,1.9W”字样的小灯泡,需得到它的伏安特性曲线,要求测量尽量准确,且测量范围尽可能大,并能测量小灯泡的额定电流。供选器材有:
A.电压表(0~3V,内阻约为5kΩ)
B.电压表(0~15V,内阻约为25kΩ)
C.电流表(0~200mA,已知内阻为10Ω)
D.电流表(0~800mA,已知内阻为4Ω)
E.定值电阻(10Ω)
F.定值电阻(30Ω)
G.滑动变阻器
H.电源E(6V,内阻约为1Ω)
I.单刀开关一个、导线若干
(1)实验小组在实验中发现电压表量程太小不能测出额定电压下的电流,电压表量程太大,测量误差太大,因此不能用两电压表测电压,可以选用现有电流表串联定值电阻_______改装成电压表测电压。(填“”或“”);
(2)请结合(1)问中的设计思路,在甲图所示的虚线框里把实验电路图补充完整______(并在图中标明所选器材的电学符号);
(3)实验测得多组数据,将该数据处理后作出小灯泡的伏安特性曲线,如图乙所示,则小灯泡的电阻随电流的增大而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)现将该小灯泡与另一只完全相同的小灯泡并联,再接到电动势为,内阻为的电源两端,则电路稳定时流过每只灯泡的电流为_______。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)
(2) (3)增大
(4)
【解析】
【小问1详解】
小灯泡的额定电压
小灯泡的额定电流为
因此可采用电流表测量流过小灯泡的电流;电流表与定值电阻串联,改装成电压表以测量小灯泡的电压,改装后电压表的量程为
因此,通过以上改装即可满足测量要求。
【小问2详解】
根据第(1)问分析可知,应用与定值电阻串联后测量电压,由于改装电压表内阻已知,故可以采用电流表外接法的方法进行测量,电路如图所示
【小问3详解】
图像过坐标原点的割线斜率为小灯泡电阻的大小,由此可知,小灯泡的电阻随电流的增大而增大。
【小问4详解】
电路稳定时流过每只灯泡的电流为,小灯泡的电压为,由闭合回路的欧姆定律有
代入数据有
将此关系画在灯泡的线上如图,交点横坐标即为每只灯泡的电流,如图所示
由图可知,流过灯泡的电流为。
13. 如图所示,开口向上的汽缸C静置于水平桌面上,用一横截面积S = 50 cm2的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体,一轻绳一端系在活塞上,另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k= 2800 N/m的竖直轻弹簧A,A下端系有一质量m=14 kg的物块B。开始时。缸内气体的温度t1 =27 °C ,活塞到缸底的距离L1 = 120 cm,弹簧恰好处于原长状态。已知外界大气压强恒为p0=1.0×105 Pa,取重力加速度g=10 m/s2,不计一切摩擦。现使缸内气体缓慢冷却,求∶
(1)当B刚要离开桌面时,汽缸内封闭气体的温度;
(2)气体的温度冷却到-93°C时,B离桌面的高度H。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)当B刚要离开桌面时,弹簧的拉力为
解得
由活塞受力平衡可得
解得
根据理想气体状态方程有
代入数据解得
所以当B刚要离开桌面时,缸内气体的温度
(2)由(1)可知,当温度降至之后,若继续降温,则缸内气体的压强不变,由盖-吕萨克定律有
代入数据解得
14. 如图所示,质量为的导体棒放在相距为,倾角为且足够长的光滑倾斜金属导轨上。已知导体棒在导轨间的有效电阻为,导轨平面处于磁感应强度大小为、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。导轨通过导线与水平放置间距为的平行金属板相连,导轨上端接有的电阻,其余电阻不计,导体棒与导轨始终接触良好。现从静止开始释放导体棒,当导体棒沿导轨匀速下滑时,将带电量为的微粒沿金属板中心线水平射入,恰好能匀速通过平行金属板,已知重力加速度为。
(1)求导体棒匀速时的速度大小;
(2)求带电微粒的质量;
(3)若导体棒从开始下滑到匀速的过程中位移为,金属板通过电路获得的总能量为,求导体棒和电阻在此过程中产生的总焦耳热。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
导体棒匀速运动时产生的感应电动势为
回路电流为
由平衡条件可得
联立解得
【小问2详解】
两金属板之间的电势差为
两金属板之间的电场强度为
由于带电微粒恰好能匀速通过平行金属板,则有
解得
【小问3详解】
若导体棒从开始下滑到匀速的过程中位移为,金属板通过电路获得的总能量为,由能量守恒得
解得
15. 如图所示,长度为的竖直轻杆上端连着一质量为的小球A(可视为质点),杆的下端用光滑铰链(图中没有画出)连接于水平地面上的点,置于同一水平面上的各表面均光滑的立方体B恰与A接触,立方体B的质量为(未知)。B的右侧有一可视为质点的质量也为的物块,物块与水平地面之间的动摩擦因数为,在距物块右侧处有一质量也为的可视为质点的小球,小球用一长为的细线竖直悬挂,且小球与地面刚好接触且无弹力,重力加速度为。上述物体均静止。今有微小扰动,致使A倾倒。
(1)若向左倾倒,求小球撞击地面之前的瞬间轻杆的弹力大小;
(2)若向右倾倒,已知A、B分离时杆转过的角度为,求立方体B的质量;(已知A、B分离时B还未与右侧物块碰撞)
(3)在(2)中,立方体B与A分离后向右运动并与物块发生碰撞,碰后立方体B被立即锁定,物块向右滑行并与静止的小球发生碰撞,所有的碰撞都不计机械能损失,碰撞时间极短且碰撞前后的速度均在同一直线上,求立方体B与物块碰撞后系统因摩擦产生的热量及从立方体B第一次与物块碰撞到物块最终静止所用的时间。(已知,单摆的最大摆角不超过时,可近似看成简谐运动)
【答案】(1)20N (2)M=4kg
(3)1.28J,
【解析】
【小问1详解】
小球从竖直到撞击地面前瞬间的过程,由机械能守恒可知
撞击地面前瞬间,小球受到轻杆的弹力提供向心力,有
联立解得小球撞击地面之前的瞬间轻杆的弹力大小为
【小问2详解】
分离时A、B之间恰好无弹力且水平方向的加速度、速度相等,故连接A的轻杆弹力恰好为0,A、B速度大小关系为
该过程,根据机械能守恒有
A做圆周运动,有
联立解得,,
【小问3详解】
B向右匀速滑行与物块碰撞遵循动量守恒和能量守恒,规定向右为正方向,则有,
联立解得,
碰后物块向右减速滑行到与小球碰前,根据动能定理,有
解得
与小球发生弹性碰撞,由动量守恒和能量守恒,则有,
联立解得,
碰后小球上摆,设最大摆角为,根据机械能守恒有
解得
故小球摆动可视为简谐运动,周期
小球摆回最低点再与物块碰撞交换速度,因碰撞中无机械能损失,有
设物块在水平面上滑行的路程为s,由功能关系可得
联立解得
故物块与小球共发生12次碰撞,故小球做简谐运动的总时间为
立方体B固定后,物块与B及小球的碰撞均不改变其动量大小,故有
解得
综上所述
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高三物理
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试题卷和答题卡一并交回。
一、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. 关于下列实验或现象的说法,正确的是( )
A. 图甲说明薄板一定是非晶体
B. 图乙说明气体分子速率分布随温度变化,且
C. 图丙中,制作防水衣时用右管材料的防水效果更好
D. 图丁中的现象说明水黾受到了浮力作用,且浮力与重力平衡
2. 如图所示,是由透明材料制成的光学元件的横截面,圆弧是半径为的四分之一圆周,为其圆心,是边长为的正方形。一单色光从点垂直于边射入光学元件,、间距离为,透明材料对该单色光的折射率为,则下列说法正确的是( )
A. 光射在弧面上的入射角为 B. 光射在弧面上不会发生全反射
C. 光从边射出时的折射角为 D. 光从边射出时的折射角为
3. 火星和地球每隔26个月将会分列于太阳的两侧,三个天体近似连成线,这个现象称为火星合日。则地球与火星的公转角速度之比约为( )
A. B. C. D.
4. 如图甲所示,有界匀强磁场I的宽度与如图乙所示的圆形匀强磁场Ⅱ的半径相等,一粒子从左边界的M点以一定初速度水平向右垂直射入磁场I,从右边界射出时速度方向偏转了角;该粒子以另一初速度从N点沿半径方向垂直射入磁场Ⅱ,射出磁场时速度方向偏转了角。已知磁场I、Ⅱ的磁感应强度相同,不计粒子受到的重力,则与的比值为( )
A. B. C. D.
5. 位于的波源从时刻开始振动,形成的简谐横波沿轴正负方向传播。在时波源停止振动,时的部分波形如图所示,其中质点的平衡位置,质点的平衡位置。下列说法正确的是( )
A. 沿轴正负方向传播的波会发生干涉
B. 时,波源的位移为负
C. 时,质点的位移为
D. 在0到2s内,质点运动总路程是
6. 圆心在点的半球形光滑绝缘容器固定在水平面上,带电量分别为和的小球甲、乙恰好静止在容器内壁、两点,、与竖直线的夹角分别是、。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两小球的质量之比为
B. 甲、乙两小球所受弹力之比为
C. 若互换两小球的电荷量,平衡时两小球的位置将发生变化
D. 固定乙小球,缓慢减小甲小球的电荷量,甲小球受到的弹力将逐渐增大
7. 如图甲,在桌面上有一薄木板,板上放置了3个木块,其中,,,A可视为质点,B、C大小不可忽略,且开始时A叠放在B的正上方,现用水平外力将薄木板沿垂直于BC连线方向拉出。已知木块间、木块与薄木板间动摩擦因数均为,木块与桌面间动摩擦因数为,重力加速度大小为g。则从静止开始计时,三个木块的速度—时间图像可能为(图乙为俯视图,A、B最终分离,忽略木块自身高度)( )
A. B.
C. D.
二、选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求。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. 如图是、两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样,则( )
A. 在同种均匀介质中,光的传播速度比光的大
B. 从同种介质射入真空发生全反射时光临界角小
C. 照射在同一金属板上发生光电效应时,光的饱和电流大
D. 若两光均由氢原子能级跃迁产生,产生光的能级能量差大
9. 一小型发电厂通过升压变压器远距离送电,再变压后输出给用户。如图,已知发电站的输出电压有效值为,,,,,线路电阻为。现闭合,断开,用户获得的功率为4000W。变压器均为理想变压器,下列说法正确的是( )
A.
B. 闭合,断开,通过的电流为8A
C. 若闭合,断开,线路损失的功率为200W
D. 若闭合,断开,获得的功率为2100W
10. 如图,水平地面上竖直固定着两根相同的圆柱形粗糙绝缘杆,将两相同的带电小环a和b分别套在两杆上,其电荷量均为、质量均为。小环的直径略大于杆的直径。在套a环的杆所处空间加一水平方向、电场强度大小为的匀强电场,在套b环的杆所处空间加一水平方向、磁感应强度大小为的匀强磁场,在距水平面高度相同的位置同时分别给a、b一个竖直向上的大小相等的初速度。发现a、b上升到最高点时高度相同。若带电小环a、b与两杆的动摩擦因数均为,重力加速度大小为,则( )
A. 带电小环a从开始到上升到最高点的时间小于带电小环b从开始到上升到最高点的时间
B. 初速度应满足
C. 带电小环b从开始到上升到最高点的时间
D. 带电小环b从开始到上升到最高点的时间
三、非选择题(本大题共5题,共57分)
11. 某学习小组完成了“探究平抛运动的特点”的实验:
(1)先用图甲装置探究平抛运动竖直分运动的特点,实验中听到两小球同时落地,改变H大小,重复实验,A、B两小球仍同时落地,该实验结果表明_________。
A. 两小球在空中运动的时间相等
B. 两小球落地时的速度大小相同
C. 小球A在竖直方向的分运动与小球B的运动相同
D. 小球A在水平方向的分运动是匀速直线运动
(2)再用图乙装置获得小球平抛的轨迹
①关于实验装置和操作,下列说法正确的是_________。
A.小球与斜槽之间应足够光滑
B.安装斜槽时应使其末端切线水平
C.坐标纸原点应与斜槽末端(轨道口)重合
D.小球每次从斜槽上同一位置由静止释放
②如图丙所示,a、b、c是小球平抛轨迹在方格纸上的三个位置。已知方格纸每一小格边长为5cm,重力加速度g取。则小球平抛的初速度为_________。(计算结果保留两位有效数字)
(3)某同学做实验时,从斜槽末端沿重锤线方向画出直线,并描出轨迹曲线如图丁,在曲线上取e、f两点,用刻度尺分别量出它们到直线的水平距离,,以及与之间的距离h,当地的重力加速度为g,则小球平抛的初速度为_________。
A. B. C. D.
12. 某实验小组通过实验研究标有“3.8V,1.9W”字样的小灯泡,需得到它的伏安特性曲线,要求测量尽量准确,且测量范围尽可能大,并能测量小灯泡的额定电流。供选器材有:
A.电压表(0~3V,内阻约为5kΩ)
B.电压表(0~15V,内阻约为25kΩ)
C.电流表(0~200mA,已知内阻为10Ω)
D.电流表(0~800mA,已知内阻为4Ω)
E.定值电阻(10Ω)
F.定值电阻(30Ω)
G.滑动变阻器
H.电源E(6V,内阻约为1Ω)
I.单刀开关一个、导线若干
(1)实验小组在实验中发现电压表量程太小不能测出额定电压下的电流,电压表量程太大,测量误差太大,因此不能用两电压表测电压,可以选用现有电流表串联定值电阻_______改装成电压表测电压。(填“”或“”);
(2)请结合(1)问中的设计思路,在甲图所示的虚线框里把实验电路图补充完整______(并在图中标明所选器材的电学符号);
(3)实验测得多组数据,将该数据处理后作出小灯泡的伏安特性曲线,如图乙所示,则小灯泡的电阻随电流的增大而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)现将该小灯泡与另一只完全相同的小灯泡并联,再接到电动势为,内阻为的电源两端,则电路稳定时流过每只灯泡的电流为_______。(结果保留两位有效数字)
13. 如图所示,开口向上的汽缸C静置于水平桌面上,用一横截面积S = 50 cm2的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体,一轻绳一端系在活塞上,另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k= 2800 N/m的竖直轻弹簧A,A下端系有一质量m=14 kg的物块B。开始时。缸内气体的温度t1 =27 °C ,活塞到缸底的距离L1 = 120 cm,弹簧恰好处于原长状态。已知外界大气压强恒为p0=1.0×105 Pa,取重力加速度g=10 m/s2,不计一切摩擦。现使缸内气体缓慢冷却,求∶
(1)当B刚要离开桌面时,汽缸内封闭气体的温度;
(2)气体的温度冷却到-93°C时,B离桌面的高度H。
14. 如图所示,质量为的导体棒放在相距为,倾角为且足够长的光滑倾斜金属导轨上。已知导体棒在导轨间的有效电阻为,导轨平面处于磁感应强度大小为、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。导轨通过导线与水平放置间距为的平行金属板相连,导轨上端接有的电阻,其余电阻不计,导体棒与导轨始终接触良好。现从静止开始释放导体棒,当导体棒沿导轨匀速下滑时,将带电量为的微粒沿金属板中心线水平射入,恰好能匀速通过平行金属板,已知重力加速度为。
(1)求导体棒匀速时的速度大小;
(2)求带电微粒的质量;
(3)若导体棒从开始下滑到匀速的过程中位移为,金属板通过电路获得的总能量为,求导体棒和电阻在此过程中产生的总焦耳热。
15. 如图所示,长度为的竖直轻杆上端连着一质量为的小球A(可视为质点),杆的下端用光滑铰链(图中没有画出)连接于水平地面上的点,置于同一水平面上的各表面均光滑的立方体B恰与A接触,立方体B的质量为(未知)。B的右侧有一可视为质点的质量也为的物块,物块与水平地面之间的动摩擦因数为,在距物块右侧处有一质量也为的可视为质点的小球,小球用一长为的细线竖直悬挂,且小球与地面刚好接触且无弹力,重力加速度为。上述物体均静止。今有微小扰动,致使A倾倒。
(1)若向左倾倒,求小球撞击地面之前的瞬间轻杆的弹力大小;
(2)若向右倾倒,已知A、B分离时杆转过的角度为,求立方体B的质量;(已知A、B分离时B还未与右侧物块碰撞)
(3)在(2)中,立方体B与A分离后向右运动并与物块发生碰撞,碰后立方体B被立即锁定,物块向右滑行并与静止的小球发生碰撞,所有的碰撞都不计机械能损失,碰撞时间极短且碰撞前后的速度均在同一直线上,求立方体B与物块碰撞后系统因摩擦产生的热量及从立方体B第一次与物块碰撞到物块最终静止所用的时间。(已知,单摆的最大摆角不超过时,可近似看成简谐运动)
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