内容正文:
麓山国际2026届高三4月考试试卷
高三年级物理
总分:100分 时量:75分钟
第Ⅰ卷 选择题(共43分)
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分。)
1. 2023年10月15日,湾区半导体产业生态博览会在深圳会展中心举行,展会呈现出“中国芯”强大的创新能力。用高能光子与芯片材料发生相互作用,下列关于光电效应说法正确的是( )
A. 高能光子能使芯片材料发生光电效应是因为光子能量大于材料的逸出功
B. 光电子的最大初动能随光源光照强度的增大而增大
C. 芯片材料的截止频率越大,越容易被该高能光子激发产生光电效应
D. 光电效应中光子既表现出粒子性,又表现出波动性
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据爱因斯坦光电效应方程 ,其中 为光电子的最大初动能, 为普朗克常数, 为光的频率, 为材料的逸出功。光电效应发生的条件是光子能量大于或等于逸出功 ,故A正确;
B.光电子的最大初动能 仅取决于光的频率 和逸出功,与光照强度(即光子数量)无关。光照强度增大只增加光电子数目,不改变最大初动能,故B错误;
C.截止频率, 由逸出功决定,截止频率越大,逸出功越大。高能光子虽频率高,但逸出功大的材料更难发生光电效应(需更高频率光子),故“越容易被激发”的说法错误,故C错误;
D.光电效应现象(如光子与电子能量交换)是光子粒子性的体现,波动性(如干涉、衍射)在此过程中不表现,故D错误。
故选A。
2. 如图,有一硬质导线Oabc,其中是半径为R的半圆弧,b为圆弧的中点,直线段cd长为R且垂直于直径ac。该导线在纸面内绕a点顺时针转动,导线始终在垂直纸面向里的匀强磁场中。则a、b、c、d各点电势关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】该导线在纸面内绕a点顺时针转动,ab部分的等效切割长度为
根据右手定则可知,b点电势高于a点电势,则有
abc部分的等效切割长度为
根据右手定则可知,c点电势高于a点电势,则有
abcd部分的等效切割长度为
根据右手定则可知,d点电势高于a点电势,则有
综上分析可知a、b、c、d各点电势关系为。
故选B。
3. 在空间某区域存在一电场,x轴上各点电势随位置变化情况如图所示.-x1~x1之间为曲线,且关于纵轴对称与x轴相切于0点,其余均为直线,也关于纵轴对称.下列关于该电场的论述正确的是
A. 图中A点对应的场强大于B点对应场强
B. 图中0点的电势为零而场强不为零
C. 一个带正电的粒子在x1点的电势能等于在-x1点的电势能
D. 一个带正电的粒子在-x1点的电势能大于在-x2点的电势能
【答案】C
【解析】
【详解】图象的斜率大小等于电场强度,由于之间为曲线,且关于纵轴对称,其余均为直线,也关于纵轴对称,所以A、B两点的电场强度大小相等,O点斜率为零,故电场强度为零,电势也为零,AB错误;因为在点的电势能等于在点的电势相等,根据公式电势能,可知一个带正电的粒子在点的电势能等于在点的电势能,故C正确;由图可知,在处的电势高于处的电势,因为正电荷在电势越高的位置电势能越大,所以一个带正电的粒子在点的电势能小于在点的电势能,D错误.
4. 如图所示,发电机线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动,产生的电动势,电能通过升压变压器向远处输送。已知输电线上的电流为2A,输电线路总电阻为25Ω,降压变压器副线圈接了一台额定电压为220V、额定功率为1100W的电动机,恰好能正常工作,发电机线圈内阻及电路中其余导线电阻均不计,变压器均为理想变压器,不计一切摩擦,则下列说法中的正确是( )
A. 输电线上损失的电压为50V
B. 电动机正常工作时电流为10A
C. 图示时刻,发电机输出的电流为零
D. 升压变压器原副线圈的匝数比为2:5
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据可知,输电线损失的电压为,A正确;
B.根据可知,电动机正常工作电流为,B错误;
C.图示时刻,磁通量为零,电动势最大,输出电流最大,C错误;
D.对降压变压器,由,因,故
又由,可知升压变压器副线圈电压
故,故D错误。
故选A。
5. 在健身房中,小明进行12m战绳训练。绳子一端固定,他手持另一端上下抖动,在绳子上形成一列简谐横波。图(甲)为时绳子的波形图,其中P是平衡位置在处的质点,Q是平衡位置在处的质点;图(乙)为质点Q的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 在时,质点Q向y轴正方向运动
B. 在时,质点P的加速度方向与y轴负方向相同
C. 从到,质点P通过的路程为180cm
D. 从到,该波沿x轴负方向传播了6m
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图乙可知在时,质点Q向y轴负方向运动,故A错误;
B.在时,质点Q向y轴负方向运动,根据“峰前质点上振”可知波沿x轴负向传播,由图乙可知波的周期为T=0.2s
则
可知在时,质点P正向平衡位置振动,即质点P的加速度方向与y轴正方向相同,故B错误;
C.由上分析可知从到,有
在时间内质点P通过的路程为
质点P开始向上振动,所以质点P通过的路程为
所以从到,质点P通过的路程小于180cm,故C错误;
D.由图甲可知波长为
波速为
从到,该波沿x轴负方向传播了,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,气缸水平放置,气缸和光滑活塞为绝热材料。初始时气缸内封闭一定质量的理想气体,活塞处于静止状态,现对气缸内气体缓慢加热,下列说法正确的是( )
A. 气体压强增大 B. 气体内能增大
C. 所有气体分子动能均增大 D. 气体对外做功大于气体吸收的热量
【答案】B
【解析】
【详解】A.气缸水平放置、活塞光滑无摩擦,气体压强始终不变,故加热过程压强不变,故A错误;
B.对气体缓慢加热,气体温度升高,理想气体内能仅由温度决定,故内能增大,故B正确;
C.温度是分子平均动能的标志,温度升高仅代表分子平均动能增大,并非所有分子动能均增大,故C错误;
D.绝热过程只能从电热丝吸热,气体膨胀对外做功,即,温度升高,内能增大,即,根据热力学第一定律
可知,故D错误。
故选B。
7. 如图所示,轻弹簧L1的一端固定,另一端连着小球A,小球A的下面用另一根相同的轻弹簧L2连着小球B,一根轻质细绳一端连接小球A,另一端固定在墙上,平衡时细绳水平,弹簧L1与竖直方向的夹角为60°,弹簧L1的形变量为弹簧L2形变量的3倍,重力加速度大小为g。将细绳剪断的瞬间,下列说法正确的是( )
A. 小球A的加速度大小为
B. 小球A的加速度大小为
C. 小球B的加速度大小为
D. 小球B的加速度大小为
【答案】A
【解析】
【详解】AB.对A、B和弹簧L2整体受力分析,可得弹簧L1的弹力
绳上的拉力为
单独对B受力分析有弹簧L2的弹力大小为
根据题干信息
可得
切断绳后,两个弹簧的弹力不变,A球合力与绳拉力等大反向,所以,故A正确,B错误;
CD.对小球B,受力分析不变,加速度依然为0,故CD错误。
故选A。
二、多选题(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. 2025年5月29日发射的“天问二号”探测器在完成对小行星2016H03的采样返回任务后,将转而对主带彗星311P开展伴飞探测。可认为:探测器无动力绕311P做匀速圆周运动,半径为,周期为;地球绕太阳做匀速圆周运动,半径为,周期为;绕太阳做椭圆轨道运动,半长轴为,周期为。下列选项正确的是( )
A.
B. 311P在远日点的线速度小于地球运行的线速度
C. 311P在近日点的加速度大于地球运行的加速度
D. 地球与太阳的连线和311P与太阳的连线在相同时间内扫过的面积不相等
【答案】BD
【解析】
【详解】A.开普勒第三定律,常数仅与中心天体有关。探测器绕311P运动,中心天体是311P,地球和311P绕太阳运动,中心天体是太阳。中心天体不同,不同,因此,故A错误;
B.由轨道图可知,311P椭圆半长轴,远日点到太阳的距离
对绕太阳做匀速圆周运动的天体,由万有引力提供向心力,有
解得线速度
因此处的圆轨道线速度
而311P在远日点需要向近日点做近心运动,线速度小于同距离圆轨道的线速度,则311P在远日点的线速度小于地球运行的线速度,故B正确;
C.万有引力提供加速度,由牛顿第二定律,得
解得加速度
由轨道图可知,地球轨道完全在311P椭圆轨道内部,因此311P近日点到太阳的距离,可得,即近日点加速度小于地球加速度,故C错误;
D.根据开普勒第二定律可知,对同一绕中心天体运动的天体,与中心天体的连线在相等时间内扫过相等面积,该结论不适用于不同天体,因此地球和311P与太阳的连线,相同时间内扫过的面积不相等,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,光滑水平地面上放置完全相同的两长板A和B,滑块C(可视为质点)置于B的右端,三者质量均为1 kg,A以的速度向右运动,B和C一起以的速度向左运动,A和B发生碰撞后粘在一起不再分开。已知A和B的长度均为0.75 m,C与A、B间动摩擦因数均为0.5,则( )
A. 碰撞瞬间C相对地面静止
B. 碰撞后到三者相对静止,经历的时间为0.2 s
C. 碰撞后到三者相对静止,摩擦产生的热量为3 J
D. 碰撞后到三者相对静止,C相对长板滑动的距离为0.6 m
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由题意可知,碰撞瞬间C由于惯性,则相对地面向左运动,故A错误;
B.规定向右为正方向,则AB碰撞过程由动量守恒定律可得:mvA-mvB=2mv1
代入数据可得v1=1m/s,方向向右;
当三者共速时,则有2mv1-mvC=3mv共
代入数据可得v共=0
即可判断最终三者一起静止;对C受力分析,受到向右的摩擦力,根据牛顿第二定律μmg=maC
由运动学
联立可得t=0.4s,故B错误;
C.碰撞后到三者相对静止,摩擦产生的热量,故C正确;
D.碰撞后到三者相对静止,由能量关系可知Q=μmgx相对,代入数据可得x相对=0.6m,故D正确;
故选CD。
10. 如图,采用电磁刹车技术的列车质量为m,其下方固定有边长为L、匝数为N、总电阻为R的正方形闭合线框abcd。垂直于钢轨间隔分布的匀强磁场,磁感应强度为B,每个磁场区域的宽度及相邻两磁场区域的间距均为L。当ab边以初速度进入磁场区域时,列车开始刹车,经31L停下。已知钢轨宽度为D,刹车过程,列车所受钢轨及空气阻力的合力恒为f,则( )
A. ab边进入磁场瞬间,线框中的感应电流沿adcba方向
B. ab边进入磁场瞬间,线框中的感应电流大小为
C. 列车从开始刹车到停止,线框产生的焦耳热为
D. 列车从开始刹车到停止,所经历的时间为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据右手定则可知,当ab边进入磁场瞬间,线框中的感应电流沿adcba方向,A正确;
B.边进入磁场瞬间,线框中的感应电流大小为,B错误;
C.列车从开始刹车到停止,根据能量守恒定律可得
所以线框产生的焦耳热为,C正确;
D.设线框完全进入左侧第一个磁场时速度为,根据动量定理可得
其中
所以
同理,线框离开磁场的过程,有
依此类推,当列车经31L停下,有
所以列车从开始刹车到停止,所经历的时间为,D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷(非选择题)(共57分)
11. 实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上,钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球。如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列操作正确的是( )(填正确答案标号)。
A. 每次释放钢球,必须从同一固定点由静止释放
B. 斜槽必须光滑且末端的切线必须水平
C. 上下移动挡板时应等间距移动
D. 通过调节使硬板保持竖直
(2)为定量研究,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。如图乙所示,实验中遗漏记录平抛轨迹的起始点,在轨迹上取A、B、C三点,A、B和B、C的水平间距相等且均为x,测得A、B和B、C的竖直间距分别是和。
①可求得钢球平抛的初速度大小为_________(已知当地重力加速度大小为g,结果用上述字母表示)。
②_________(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】(1)AD (2) ①. ②. >
【解析】
【小问1详解】
A.每次释放钢球,必须从同一固定点由静止释放,以保证小球到达底端时速度相同,A正确;
B.斜槽不一定必须光滑,斜槽末端的切线必须水平,以保证小球能做平抛运动,B错误;
C.上下移动挡板时不一定等间距移动,C错误;
D.由于小球的平抛运动是在竖直平面内,因此实验中要通过调节硬板使其保持竖直,D正确。
故选AD。
【小问2详解】
①[1]水平方向
竖直方向
解得
②[2]A点不是抛出点,则有
联立可得
则有。
12. 某实验小组为了尽可能准确地测量一电流计G的内阻,采用了如图所示的电路:
(1)请根据电路图,将实物图连线补充完整。
(2)实验操作步骤如下,完成下列填空。
①按图连接好电路,断开开关和;
②将滑动变阻器的滑片置于___________端(填“A”或“B”),闭合开关,调节滑动变阻器,使电流计G满偏,记下此时电流表A的读数;
③闭合开关,反复调节电阻箱和滑动变阻器,直至电流计G半偏并且电流表A的读数仍为,记下此时电阻箱的阻值,则测量的电流计G内阻___________(用题中所给字母表示);
④断开电路。
(3)从系统误差的角度分析,用以上方法测得电流计内阻的测量值___________真实值(填“>”“<”或“=”);
(4)另一小组成员认为电阻调节起来较为困难,所以对实验方案做了一些修改,他们提出进行完步骤①②后,闭合开关,调节电阻箱,使电流计G半偏,记下此时电流表A的读数,以及电阻箱的阻值,也可以计算出电流计G的内阻,则这样计算出的___________(用、、表示)。
【答案】(1) (2) ①. B ②.
(3)= (4)
【解析】
【小问1详解】
电路连线如图
【小问2详解】
②[1]开始时先将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的B端。
③[2]因通过电流计G的电流等于通过电阻箱的电流,可知电流计的内阻等于电阻箱的电阻值,即测量的电流计G内阻;
【小问3详解】
因通过电流计G的电流等于通过电阻箱的电流,可知电流计的内阻等于电阻箱的电阻值,从系统误差的角度分析,即用以上方法测得电流计内阻的测量值等于真实值;
【小问4详解】
由电路可知
可得
13. 如图,一半径为圆心为的圆形黑色薄纸片漂浮静止在某种液体的表面上,点正下方液体中点处有一单色点光源。光源发出的一条与水平方向夹角为的光线经过纸片的边缘点射入空气中,其折射光线与水平方向的夹角为。已知该光线在空气中的折射率为1,求:
(1)光在液体中的折射率;
(2)若使此光源发出的光都不能射出液面,求该光源向上移动的最小距离。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据几何关系可知,光在液体中的入射角为
光在空气中的折射角为
根据折射率公式有
解得
【小问2详解】
若光在点恰好发生全反射,则有
解得全反射的临界角为
根据几何关系可知光源应向上移动的最小距离
解得
14. 如图所示,在平面直角坐标系的第二象限内有半径的圆形区域,圆与轴相切于点,点坐标,,圆形区域内存在磁感应强度大小、方向垂直纸面向外的匀强磁场。点处有一粒子源,有大量质量,电荷量的粒子以相同的速率在平面内沿不同方向从点射入磁场,不考虑粒子间的相互作用,不计粒子的重力。在匀强磁场的右侧存在一有界匀强电场,电场强度大小、方向沿轴负方向,电场左边界为轴,右边界与轴的距离。求:
(1)若某个粒子从点沿轴正方向射入磁场,则该粒子离开磁场的位置坐标;
(2)射入磁场时速度方向与轴正方向成的粒子在磁场中运动的时间(结果可用表示);
(3)若某个粒子经磁场与电场的偏转能通过电场右边界与轴的交点,求该粒子从点运动到点的总时间(结果可用表示)。
【答案】(1)(,)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由洛伦兹力提供向心力得
可得
设粒子从点沿轴正方向射入磁场时,离开磁场的位置坐标为(,),则有
,
可知粒子离开磁场的位置坐标为(,)。
【小问2详解】
设射入磁场时速度方向与轴正方向成的微粒从点射出,其轨迹如图所示
由几何关系可得轨迹对应的圆心角
则粒子在磁场中的运动时间为
解得
【小问3详解】
要使粒子经过点,轴方向有
轴方向有,
联立解得,
该粒子在磁场中的运动轨迹如图所示
由几何关系可知,
可得
轨迹对应的圆心角为
则粒子在磁场中的运动时间为
粒子在磁场与电场之间的运动时间为
则粒子从点运动到点的总时间
15. 如图所示,长的水平传送带以恒定的速率顺时针转动,右端通过光滑水平轨道与竖直墙壁相连。质量为的小球B与长度为的轻杆相连,轻杆的另一端通过铰链与质量为 的小滑块C相连,小滑块C套在光滑的水平杆上,水平杆固定且足够长。初始时轻杆竖直靠墙,小球B刚好处在水平轨道的末端。现将质量为 的小滑块A轻放在传送带的左端,小滑块A在轨道的末端与小球B发生弹性正碰,碰后传送带停止转动。已知滑块A与传送带间的动摩擦因数为,轻杆在运动过程中不会和水平杆相碰。重力加速度的大小,不计空气阻力。求:
(1)滑块A运动至水平轨道上的速度大小;
(2)滑块A与小球B碰后的瞬间,小球B对轻杆的作用力;
(3)轻杆的弹力为第一次零时小球B的速度大小和轻杆第一次水平时小球B的速度大小。
【答案】(1)
(2)2.25 N,方向竖直向下
(3) ,
【解析】
【小问1详解】
假设A在传送带上一直做匀加速运动,有,
代入数据得
假设成立,故A在水平轨道上的速度大小为
【小问2详解】
A、B发生弹性正碰,规定向右为正方向,根据动量守恒和机械能守恒有,
联立解得
碰后,对B有
解得
由牛顿第三定律可知,B对轻杆的作用力大小为2.25 N,方向竖直向下。
【小问3详解】
杆由推力变为拉力时,C开始离开墙壁,此时杆的作用力为0,
设此时杆与水平方向的夹角为,对B球受力分析,如图所示
则有,
联立解得,
轻杆的弹力第一次为零时,小球的速度大小为 。
轻杆水平时,C与B的水平分速度相等,设为,C离墙后,C、B组成的系统水平方向动量守恒有
解得
设杆第一次水平时小球B的竖直速度为,从杆的弹力为零到杆第一次水平时,由动能定理可得
解得
轻杆第一次水平时,小球的速度大小为
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麓山国际2026届高三4月考试试卷
高三年级物理
总分:100分 时量:75分钟
第Ⅰ卷 选择题(共43分)
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分。)
1. 2023年10月15日,湾区半导体产业生态博览会在深圳会展中心举行,展会呈现出“中国芯”强大的创新能力。用高能光子与芯片材料发生相互作用,下列关于光电效应说法正确的是( )
A. 高能光子能使芯片材料发生光电效应是因为光子能量大于材料的逸出功
B. 光电子的最大初动能随光源光照强度的增大而增大
C. 芯片材料的截止频率越大,越容易被该高能光子激发产生光电效应
D. 光电效应中光子既表现出粒子性,又表现出波动性
2. 如图,有一硬质导线Oabc,其中是半径为R的半圆弧,b为圆弧的中点,直线段cd长为R且垂直于直径ac。该导线在纸面内绕a点顺时针转动,导线始终在垂直纸面向里的匀强磁场中。则a、b、c、d各点电势关系为( )
A. B.
C. D.
3. 在空间某区域存在一电场,x轴上各点电势随位置变化情况如图所示.-x1~x1之间为曲线,且关于纵轴对称与x轴相切于0点,其余均为直线,也关于纵轴对称.下列关于该电场的论述正确的是
A. 图中A点对应的场强大于B点对应场强
B. 图中0点的电势为零而场强不为零
C. 一个带正电的粒子在x1点的电势能等于在-x1点的电势能
D. 一个带正电的粒子在-x1点的电势能大于在-x2点的电势能
4. 如图所示,发电机线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动,产生的电动势,电能通过升压变压器向远处输送。已知输电线上的电流为2A,输电线路总电阻为25Ω,降压变压器副线圈接了一台额定电压为220V、额定功率为1100W的电动机,恰好能正常工作,发电机线圈内阻及电路中其余导线电阻均不计,变压器均为理想变压器,不计一切摩擦,则下列说法中的正确是( )
A. 输电线上损失的电压为50V
B. 电动机正常工作时电流为10A
C. 图示时刻,发电机输出的电流为零
D. 升压变压器原副线圈的匝数比为2:5
5. 在健身房中,小明进行12m战绳训练。绳子一端固定,他手持另一端上下抖动,在绳子上形成一列简谐横波。图(甲)为时绳子的波形图,其中P是平衡位置在处的质点,Q是平衡位置在处的质点;图(乙)为质点Q的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 在时,质点Q向y轴正方向运动
B. 在时,质点P的加速度方向与y轴负方向相同
C. 从到,质点P通过的路程为180cm
D. 从到,该波沿x轴负方向传播了6m
6. 如图所示,气缸水平放置,气缸和光滑活塞为绝热材料。初始时气缸内封闭一定质量的理想气体,活塞处于静止状态,现对气缸内气体缓慢加热,下列说法正确的是( )
A. 气体压强增大 B. 气体内能增大
C. 所有气体分子动能均增大 D. 气体对外做功大于气体吸收的热量
7. 如图所示,轻弹簧L1的一端固定,另一端连着小球A,小球A的下面用另一根相同的轻弹簧L2连着小球B,一根轻质细绳一端连接小球A,另一端固定在墙上,平衡时细绳水平,弹簧L1与竖直方向的夹角为60°,弹簧L1的形变量为弹簧L2形变量的3倍,重力加速度大小为g。将细绳剪断的瞬间,下列说法正确的是( )
A. 小球A的加速度大小为
B. 小球A的加速度大小为
C. 小球B的加速度大小为
D. 小球B的加速度大小为
二、多选题(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. 2025年5月29日发射的“天问二号”探测器在完成对小行星2016H03的采样返回任务后,将转而对主带彗星311P开展伴飞探测。可认为:探测器无动力绕311P做匀速圆周运动,半径为,周期为;地球绕太阳做匀速圆周运动,半径为,周期为;绕太阳做椭圆轨道运动,半长轴为,周期为。下列选项正确的是( )
A.
B. 311P在远日点的线速度小于地球运行的线速度
C. 311P在近日点的加速度大于地球运行的加速度
D. 地球与太阳的连线和311P与太阳的连线在相同时间内扫过的面积不相等
9. 如图所示,光滑水平地面上放置完全相同的两长板A和B,滑块C(可视为质点)置于B的右端,三者质量均为1 kg,A以的速度向右运动,B和C一起以的速度向左运动,A和B发生碰撞后粘在一起不再分开。已知A和B的长度均为0.75 m,C与A、B间动摩擦因数均为0.5,则( )
A. 碰撞瞬间C相对地面静止
B. 碰撞后到三者相对静止,经历的时间为0.2 s
C. 碰撞后到三者相对静止,摩擦产生的热量为3 J
D. 碰撞后到三者相对静止,C相对长板滑动的距离为0.6 m
10. 如图,采用电磁刹车技术的列车质量为m,其下方固定有边长为L、匝数为N、总电阻为R的正方形闭合线框abcd。垂直于钢轨间隔分布的匀强磁场,磁感应强度为B,每个磁场区域的宽度及相邻两磁场区域的间距均为L。当ab边以初速度进入磁场区域时,列车开始刹车,经31L停下。已知钢轨宽度为D,刹车过程,列车所受钢轨及空气阻力的合力恒为f,则( )
A. ab边进入磁场瞬间,线框中的感应电流沿adcba方向
B. ab边进入磁场瞬间,线框中的感应电流大小为
C. 列车从开始刹车到停止,线框产生的焦耳热为
D. 列车从开始刹车到停止,所经历的时间为
第Ⅱ卷(非选择题)(共57分)
11. 实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上,钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球。如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列操作正确的是( )(填正确答案标号)。
A. 每次释放钢球,必须从同一固定点由静止释放
B. 斜槽必须光滑且末端的切线必须水平
C. 上下移动挡板时应等间距移动
D. 通过调节使硬板保持竖直
(2)为定量研究,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。如图乙所示,实验中遗漏记录平抛轨迹的起始点,在轨迹上取A、B、C三点,A、B和B、C的水平间距相等且均为x,测得A、B和B、C的竖直间距分别是和。
①可求得钢球平抛的初速度大小为_________(已知当地重力加速度大小为g,结果用上述字母表示)。
②_________(选填“>”“=”或“<”)。
12. 某实验小组为了尽可能准确地测量一电流计G的内阻,采用了如图所示的电路:
(1)请根据电路图,将实物图连线补充完整。
(2)实验操作步骤如下,完成下列填空。
①按图连接好电路,断开开关和;
②将滑动变阻器的滑片置于___________端(填“A”或“B”),闭合开关,调节滑动变阻器,使电流计G满偏,记下此时电流表A的读数;
③闭合开关,反复调节电阻箱和滑动变阻器,直至电流计G半偏并且电流表A的读数仍为,记下此时电阻箱的阻值,则测量的电流计G内阻___________(用题中所给字母表示);
④断开电路。
(3)从系统误差的角度分析,用以上方法测得电流计内阻的测量值___________真实值(填“>”“<”或“=”);
(4)另一小组成员认为电阻调节起来较为困难,所以对实验方案做了一些修改,他们提出进行完步骤①②后,闭合开关,调节电阻箱,使电流计G半偏,记下此时电流表A的读数,以及电阻箱的阻值,也可以计算出电流计G的内阻,则这样计算出的___________(用、、表示)。
13. 如图,一半径为圆心为的圆形黑色薄纸片漂浮静止在某种液体的表面上,点正下方液体中点处有一单色点光源。光源发出的一条与水平方向夹角为的光线经过纸片的边缘点射入空气中,其折射光线与水平方向的夹角为。已知该光线在空气中的折射率为1,求:
(1)光在液体中的折射率;
(2)若使此光源发出的光都不能射出液面,求该光源向上移动的最小距离。
14. 如图所示,在平面直角坐标系的第二象限内有半径的圆形区域,圆与轴相切于点,点坐标,,圆形区域内存在磁感应强度大小、方向垂直纸面向外的匀强磁场。点处有一粒子源,有大量质量,电荷量的粒子以相同的速率在平面内沿不同方向从点射入磁场,不考虑粒子间的相互作用,不计粒子的重力。在匀强磁场的右侧存在一有界匀强电场,电场强度大小、方向沿轴负方向,电场左边界为轴,右边界与轴的距离。求:
(1)若某个粒子从点沿轴正方向射入磁场,则该粒子离开磁场的位置坐标;
(2)射入磁场时速度方向与轴正方向成的粒子在磁场中运动的时间(结果可用表示);
(3)若某个粒子经磁场与电场的偏转能通过电场右边界与轴的交点,求该粒子从点运动到点的总时间(结果可用表示)。
15. 如图所示,长的水平传送带以恒定的速率顺时针转动,右端通过光滑水平轨道与竖直墙壁相连。质量为的小球B与长度为的轻杆相连,轻杆的另一端通过铰链与质量为 的小滑块C相连,小滑块C套在光滑的水平杆上,水平杆固定且足够长。初始时轻杆竖直靠墙,小球B刚好处在水平轨道的末端。现将质量为 的小滑块A轻放在传送带的左端,小滑块A在轨道的末端与小球B发生弹性正碰,碰后传送带停止转动。已知滑块A与传送带间的动摩擦因数为,轻杆在运动过程中不会和水平杆相碰。重力加速度的大小,不计空气阻力。求:
(1)滑块A运动至水平轨道上的速度大小;
(2)滑块A与小球B碰后的瞬间,小球B对轻杆的作用力;
(3)轻杆的弹力为第一次零时小球B的速度大小和轻杆第一次水平时小球B的速度大小。
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