内容正文:
高二物理
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 机床、发动机等机械运转时,若转动频率接近机身固有频率,会发生强烈振动。为避免这种现象,设计时常通过加装配重、改变构件质量分布来实现。其核心目的是( )
A. 增大设备惯性 B. 使转动更加平稳
C. 提高机械强度 D. 改变系统固有频率
【答案】D
【解析】
【详解】A.共振的产生条件是驱动力频率等于系统固有频率,此时振动振幅最大,避免强烈振动的核心是避免共振发生,需让系统固有频率远离转动的驱动力频率。增大惯性是改变质量的附带效果,不是避免共振的核心目的,故A错误;
B.转动平稳是避免共振后的结果,不是调整质量分布的核心目的,故B错误;
C.机械强度由材料、结构强度决定,改变质量分布无法提高机械强度,故C错误;
D.系统固有频率与质量分布等结构参数有关,改变质量分布可调整固有频率,使其远离转动的驱动力频率,避免共振,是核心目的,故D正确。
故选D。
2. 在一条光滑的工业传送轨道上,有5个质量均为的待加工工件静止排成一列,彼此间留有等距空隙。编号为5的工件被机械臂给予初速度向左运动,依次与前方4个静止工件发生碰撞,最终这五个工件粘成一个整体。这个整体的最终速度为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】传送轨道光滑,5个工件组成的系统不受外力,满足动量守恒,系统初始总动量只有编号5的工件的动量,即
最终五个工件粘成整体,总质量为,设最终整体速度为,则末动量
根据动量守恒
解得
故选D。
3. 如图所示,空间中存在一宽度为、高度为的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里。现有一底边长为、高也为的等腰三角形刚性导体线框,在外力作用下以恒定速度水平向右穿过该磁场,运动方向始终垂直于磁场边界。已知时线框底边刚接触磁场左边界,取逆时针感应电流为正。下列能正确反映线框中感应电流随时间变化规律的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】三角形导体线框进、出磁场时,有效切割长度都减小,感应电动势满足
设导体线框电阻为,感应电流满足
因此三角形导体线框进、出磁场时,感应电流都减小;再根据楞次定律可知,三角形导体线框进、出磁场时感应电流方向相反,进磁场时感应电流方向为逆时针(正方向),出磁场时感应电流方向为顺时针(负方向)。
故选C。
4. 某光学实验中,用一折射率为的实心玻璃球模拟球形介质光学器件。一束细激光束在过球心的竖直平面内,以45°入射角从空气入射到玻璃球表面,激光进入球内后在界面处不断发生反射与折射,部分光线会重新射出玻璃球。则从玻璃球表面能观察到有光线射出的位置有几处( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】C
【解析】
【详解】由折射定律,得
则得r1=30°
画出光路图如图所示。
由几何关系知i2=r1=30°
根据光路可逆性可知,光线一定能从B点射出玻璃球,故光在球内面B点同时发生反射和折射;同理可推出在C和A两点有光线射出球外,所以共有三束光出射。
故选C。
5. 某物理兴趣小组设计了如图所示的对比实验:三个完全相同的半圆形光滑绝缘轨道竖直固定,轨道两端在同一高度上。左轨道置于真空环境(无电场、磁场),中间轨道处于磁感应强度为、方向垂直纸面向外的匀强磁场中,右轨道处于电场强度为、方向水平向左的匀强电场中。将三个质量均为、电荷量均为+的小球,同时从各自轨道左端最高点(与圆心等高)由静止释放,小球沿轨道运动,、、分别为轨道最低点。忽略空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 三个小球第一次到达轨道最低点的速度关系:
B. 三个小球第一次到达轨道最低点时对轨道的压力关系:
C. 三个小球从开始运动到第一次到达轨道最低点所用的时间关系:
D. 三个小球到达轨道右端的高度都不相同,但都能回到原来的出发点位置
【答案】C
【解析】
【详解】A.在第一个图中,小球运动过程只有重力做功,小球的机械能守恒。在第二图中,由左手定则判断小球沿轨道下滑过程所受洛伦兹力方向总是垂直于速度方向且指向轨道外侧,小球不会脱离轨道,并且洛伦兹力不做功,此过程只有重力做功,故小球的机械能守恒。可知小球第一次到达P点、M点时动能相等,即vP=vM。
第三个图中,小球所受电场力的方向向左,小球沿轨道下滑的过程中电场力做负功,故小球的机械能减小,可知小球到达最低点N时速度vN<vP=vM,故A错误;
B.设小球的质量为m,轨道半径为R,小球第一次到达轨道最低点时轨道对小球的支持力依次为FP′、FM′、FN′。小球第一次到达最低点时,根据牛顿第二定律可得:
第一个图中由重力和支持力提供向心力,则有
第二个图中由重力、支持力和洛伦兹力提供向心力,则有
第三个图中由重力与支持力提供向心力,则有
因:vP=vM>vN,故可得:FM′>FP′>FN′
根据牛顿第三定律可知小球对轨道的压力大小等于轨道对小球的支持力大小,则有:FM>FP>FN,故B错误;
C.根据A选项的分析,第一、二个图中,由于第二个图小球受到洛伦兹力始终在垂直于轨道方向,不影响沿轨道方向的受力,可知两球沿切向方向的加速度始终相同,小球到最低点的速率相等,两个小球走过的路程相同,所以在两个小球运动的时间也相等;第三个图中,电场力有沿着切线方向的分力,与速度反向,可知沿切线方向的加速度较一、二较小,可知时间较长,即,C正确;
D.第一、二个图沿轨道到达轨道右端的最大高度的过程机械能守恒,所以小球到达轨道右端的最大高度相同。第三个图的这个过程中电场力做负功,小球的机械能减小,可知小球到达轨道右端的最大高度比第一、二个图的较低;第一个图小球都能回到原来的出发点位置,但第二个图中小球返回时受洛伦兹力方向指向圆心,则小球可能脱离轨道,第三个图中小球受重力和电场力的合力方向斜向左下,由等效场思想,可知返回时能回到原来的出发点位置,故D错误。
故选C。
6. 某广播电台分别用中波波段的和两个频率播送节目。一台无线电接收机的调谐电路采用固定电感线圈,当接收信号时,调谐电容为。若要准确接收的节目,在保持线圈电感不变的情况下,需将调谐电容器的电容调整为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】调谐电路的固有频率公式为
调谐时电路固有频率等于接收的电磁波频率,本题中线圈电感固定,因此与成正比,满足
代入题干数据,,
解得
故选D。
7. 某小型水力发电机的电动势随时间变化的正弦规律如图甲所示,其线圈内阻为。现用该发电机为一只阻值为的照明灯泡供电,电路连接如图乙所示。电压表为理想交流电表,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数为
B. 电路中的电流方向每秒钟改变100次
C. 灯泡实际消耗的功率为
D. 发电机线圈内阻每分钟产生的焦耳热为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图甲可知,电动势的最大值
则有效值
根据闭合电路欧姆定律,电路中电流的有效值
电压表测量的是路端电压,示数,故A错误;
B.由图甲可知,交流电的周期
频率
交流电在一个周期内电流方向改变2次,所以1s内电流方向改变的次数为次,故B正确;
C.灯泡实际消耗的功率,故C错误;
D.发电机线圈内阻每分钟产生的焦耳热,故D错误。
故选B。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 在忽略其他作用力的情况下,初始相距较远的两个分子由静止开始运动,仅在分子力作用下逐渐靠近,直至达到最小距离。关于这一过程,下列判断正确的是( )
A. 分子力一直增大 B. 分子力先做正功,后做负功
C. 分子动能一直增大 D. 分子势能先减小,后增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.分子间作用力随距离变化,当时表现为引力,当时表现为斥力,在从远处靠近至最小距离过程中,分子力先增大后减小再增大,故A错误;
B.分子从远处靠近至过程中,分子力表现为引力,方向与运动方向相同,做正功,从靠近至最小距离过程中,分子力表现为斥力,方向与运动方向相反,做负功,故B正确;
C.根据动能定理,分子力先做正功后做负功,分子动能先增大后减小,故C错误;
D.分子力做正功分子势能减小,分子力做负功分子势能增大,所以分子势能先减小后增大,故D正确;
故选BD。
9. 如图所示,在均匀介质中,两列传播速度大小相同、振幅均为20cm的简谐横波相向传播,实线波沿轴正方向传播,频率为;虚线波沿轴负方向传播。某时刻两列波的波形如图所示,且在该区域发生叠加。下列说法正确的是( )
A. 在相遇区域不会发生干涉现象
B. 实线波和虚线波的频率之比为2∶3
C. 处的质点此刻速度为零
D. 从图示时刻起再经过,平衡位置为处的质点的位移
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.两列波的传播速度大小相同。实线波与虚线波的波长分别为4m和6m,根据v=λf得:波长与频率成反比,实线波的频率为 f实=2Hz;则得虚线波的频率为,实线波和虚线波的频率之比为3∶2,两波的频率不同。所以不能发生稳定的干涉现象。故A正确,B错误。
C.此时刻,两列简谐横波在平衡位置为x=6m处引起的振动都沿y轴正向,速度是两者之和,所以不可能为零。故C错误;
D.实线波的周期为T1=0.5s,实线波的波长为λ1=4m,则两列波的波速为
从图示时刻起再经过t=0.25s,两列波向前传播的距离均为x=vt=8×0.25m=2m;此时实线波的波谷传到x=5m处,而虚线波的波峰还没有传到x=5m处,所以平衡位置为x=5m处的质点的位移y<0,故D正确。
故选AD。
10. 某物理小组为探究城乡电网改造中远距离输电的损耗差异,搭建了如图所示的模拟实验电路。两理想变压器的匝数,模拟输电线电阻的四个电阻、、、的阻值均为,、为相同的理想交流电流表,、为相同的小灯泡(灯丝电阻,忽略灯丝电阻随温度的变化)。将、端接上低压交流电源(电压为),下列说法正确的是( )
A. 表的示数
B. 灯泡比灯泡暗
C. 消耗的功率小于消耗的功率
D. 两端的电压小于两端的电压
【答案】CD
【解析】
【详解】A.设变压器原、副线圈匝数比为k(k<1),A、B端接入的电压为U。则L2两端的电压
A2表的示数
对于变压器电路,升压变压器副线圈两端的电压为,设通过L1的电流为,则L1两端的电压为
A1表的示数为
则降压变压器原线圈的电压为
则有
解得
则,故A错误;
B.因为,所以,通过灯泡L1的电流
故灯泡L1亮度更大,故B错误;
C.电阻相等,则,由电阻消耗功率可知,,故C正确;
D.因电阻相等,,又根据欧姆定律可知,两端的电压小于两端的电压,故D正确。
故选CD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某学习小组在开展“用油膜法估测油酸分子大小”的实验,操作步骤如下:
①往边长约为的浅盘里倒入约深的水,待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上。
②将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径。
③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴在水面上,待薄膜形状稳定。
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。
⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
完成下列填空:
(1)上述步骤中,合理的顺序是_______(填写步骤序号)。
(2)将的油酸溶于酒精,制成的油酸酒精溶液,测得的油酸酒精溶液有50滴。现取1滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是。由此估算出油酸分子的直径为_______m。(结果保留一位有效数字)
(3)若在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积后,不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上,拿错的注射器的针头比原来的粗,这会导致实验测得的油酸分子直径_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)④①③⑤②
(2)
(3)偏小
【解析】
【小问1详解】
实验步骤应遵循先配制溶液并测定一滴体积,再准备实验环境,接着进行油膜实验,最后数据处理的原则。首先用注射器将油酸酒精溶液滴入量筒测出一滴体积④;然后往浅盘里倒水并撒爽身粉①;接着将溶液滴在水面上形成油膜③;待稳定后将油膜形状描绘在玻璃板上⑤;最后计算面积和直径②。故合理顺序为④①③⑤②。
【小问2详解】
由题意可知,油酸酒精溶液的浓度为,溶液有50滴,则1滴溶液中纯油酸的体积
油膜面积
油酸分子直径
【小问3详解】
计算时使用的是原注射器测得的一滴溶液体积,而实际滴在水面上的是粗针头注射器的液滴,体积变大。因此实际形成的油膜面积会比理论值偏大。根据公式,导致测得的直径偏小。
12. 利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。让质量为的滑块A与质量为的静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞,碰撞时间极短,比较碰撞后A和B的速度大小和,进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞。完成下列填空:
(1)调节导轨水平;
(2)测得两滑块的质量分别为和。要使碰撞后两滑块运动方向相反,应选取质量为______kg的滑块作为A;
(3)调节B的位置,使得A与B接触时,A的左端到左边挡板的距离与B的右端到右边挡板的距离相等;
(4)使A以一定的初速度沿气垫导轨运动,并与B碰撞,分别用传感器记录A和B从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间和;
(5)将B放回到碰撞前的位置,改变A的初速度大小,重复步骤(4)。多次测量的结果如下表所示;
1
2
3
4
5
0.49
0.67
1.01
1.22
1.39
0.15
0.21
0.33
0.40
0.46
0.31
0.33
0.33
0.33
(6)表中的______(保留2位有效数字);
(7)的平均值为______;(保留2位有效数字)
(8)理论研究表明,对本实验的碰撞过程,是否为弹性碰撞可由判断。若两滑块的碰撞为弹性碰撞,则的理论表达式为______(用和表示),本实验中其值为______(保留2位有效数字),若该值与(7)中结果间的差别在允许范围内,则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞。
【答案】 ①. 0.304 ②. 0.31 ③. 0.32 ④. ⑤. 0.34
【解析】
【详解】(2)[1]应该用质量较小的滑块碰撞质量较大的滑块,碰后运动方向相反,故选0.304kg的滑块作为A。
(6)[2]由于两段位移大小相等,根据表中的数据可得
(7)[3]平均值为
(8)[4][5]弹性碰撞时满足动量守恒和机械能守恒,可得
联立解得
代入数据可得
13. 某景区观光车由固定在轴承上的若干弹簧支撑,弹簧的等效劲度系数,观光车开动时,在振幅较小的情况下,其上下自由振动的频率满足(为乘坐游客后车厢在平衡位置时弹簧的压缩长度)。若人体可以看成一个弹性体,其固有频率约为,已知观光车的质量为,每个人的质量为,则这辆观光车乘坐几个人时,人感觉最难受?(取)
【答案】乘坐7个人时,人感觉最难受
【解析】
【详解】人体固有频率为,当观光车的振动频率与其相等时,人体与之发生共振,人感觉最难受
即时
有
解得,
由胡克定律有
得
故这辆车乘坐7个人时,人感觉最难受。
14. 如图所示,虚线上方有方向竖直向下的匀强电场,虚线上下有相同的匀强磁场,磁感应强度大小为,方向垂直于纸面向外;是一根长为的绝缘细杆,沿电场线放置在虚线上方的复合场中,端恰在虚线上;将一套在杆上的带正电的电荷量为、质量为的小球(小球重力忽略不计)从端由静止释放后,小球先做加速运动,后做匀速运动到达端。已知小球与绝缘杆间的动摩擦因数,当小球脱离杆进入虚线下方后,运动轨迹是半圆,圆的半径是。
(1)求小球到达点的速度大小。
(2)求匀强电场的电场强度的大小。
(3)求带电小球从到运动过程中克服摩擦力所做的功与静电力所做功的比值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球在磁场中做匀速圆周运动时,根据牛顿第二定律,有
又
解得
【小问2详解】
小球在沿杆向下运动时,受力情况如图所示
受向左的洛伦兹力,向右的弹力,向下的静电力,向上的摩擦力,匀速时洛伦兹力
则有,
当小球做匀速运动时
解得
【小问3详解】
小球从运动到过程中,由动能定理得
又
所以
则有
15. 如图所示,在区域存在一个方向垂直纸面向内、半径的圆形磁场Ⅰ,圆心坐标为。其左侧有、、三个粒子源,可发射速度大小、方向沿轴的带正电粒子,粒子质量,电荷量,三个粒子源的位置分别为、、,每个粒子源单位时间放出的粒子数为个。已知粒子源射出的粒子恰好经过原点沿轴离开圆形磁场。
(1)求圆形磁场的磁感应强度大小。
(2)若在纵坐标为处沿轴方向放置一块收集板,在收集板与轴之间没有电场和磁场,收集板恰好能收集到三束粒子,求收集板的长度。
(3)在区域,在收集板左端的左侧存在磁感应强度大小、方向垂直纸面向外的匀强磁场Ⅱ;在收集板右端的右侧存在磁感应强度大小、方向垂直纸面向里的匀强磁场Ⅲ,以及电场强度大小、方向沿轴的匀强电场Ⅰ。现将接收板从(2)问位置沿轴平移至处时,又恰好能再次收集到三束粒子,且粒子均被收集板吸收,求的值以及在处粒子束对收集板的垂直于收集板方向的作用力大小。
【答案】(1)0.06T
(2)1.25m (3)1m,16.8N
【解析】
【小问1详解】
已知粒子源b射出的粒子恰好经过原点沿轴离开圆形磁场,可知其在圆形磁场的运动轨迹为四分之一圆周,其运动半径
根据洛伦兹力提供向心力得
解得
【小问2详解】
因,故三束粒子在圆形磁场的运动轨迹符合磁聚焦模型,三束粒子均从原点离开圆形磁场,运动轨迹如下图所示
由几何关系得,
解得,
收集板的长度
解得
【小问3详解】
粒子源发出的粒子进入磁场,设其运动半径为,由洛伦兹力提供向心力得
解得
由几何关系得
解得
令
对进入磁场的粒子,根据动能定理得
解得
以沿轴正方向为正方向,根据动量定理得,
其中
解得。
设时间内达到收集板的所有粒子受到收集板对它们的垂直方向的总作用力大小为,以沿方向为正方向,根据动量定理得
解得
根据牛顿第三定律得
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
高二物理
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 机床、发动机等机械运转时,若转动频率接近机身固有频率,会发生强烈振动。为避免这种现象,设计时常通过加装配重、改变构件质量分布来实现。其核心目的是( )
A. 增大设备惯性 B. 使转动更加平稳
C. 提高机械强度 D. 改变系统固有频率
2. 在一条光滑的工业传送轨道上,有5个质量均为的待加工工件静止排成一列,彼此间留有等距空隙。编号为5的工件被机械臂给予初速度向左运动,依次与前方4个静止工件发生碰撞,最终这五个工件粘成一个整体。这个整体的最终速度为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,空间中存在一宽度为、高度为的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里。现有一底边长为、高也为的等腰三角形刚性导体线框,在外力作用下以恒定速度水平向右穿过该磁场,运动方向始终垂直于磁场边界。已知时线框底边刚接触磁场左边界,取逆时针感应电流为正。下列能正确反映线框中感应电流随时间变化规律的是( )
A. B.
C. D.
4. 某光学实验中,用一折射率为的实心玻璃球模拟球形介质光学器件。一束细激光束在过球心的竖直平面内,以45°入射角从空气入射到玻璃球表面,激光进入球内后在界面处不断发生反射与折射,部分光线会重新射出玻璃球。则从玻璃球表面能观察到有光线射出的位置有几处( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
5. 某物理兴趣小组设计了如图所示的对比实验:三个完全相同的半圆形光滑绝缘轨道竖直固定,轨道两端在同一高度上。左轨道置于真空环境(无电场、磁场),中间轨道处于磁感应强度为、方向垂直纸面向外的匀强磁场中,右轨道处于电场强度为、方向水平向左的匀强电场中。将三个质量均为、电荷量均为+的小球,同时从各自轨道左端最高点(与圆心等高)由静止释放,小球沿轨道运动,、、分别为轨道最低点。忽略空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 三个小球第一次到达轨道最低点的速度关系:
B. 三个小球第一次到达轨道最低点时对轨道的压力关系:
C. 三个小球从开始运动到第一次到达轨道最低点所用的时间关系:
D. 三个小球到达轨道右端的高度都不相同,但都能回到原来的出发点位置
6. 某广播电台分别用中波波段的和两个频率播送节目。一台无线电接收机的调谐电路采用固定电感线圈,当接收信号时,调谐电容为。若要准确接收的节目,在保持线圈电感不变的情况下,需将调谐电容器的电容调整为( )
A. B. C. D.
7. 某小型水力发电机的电动势随时间变化的正弦规律如图甲所示,其线圈内阻为。现用该发电机为一只阻值为的照明灯泡供电,电路连接如图乙所示。电压表为理想交流电表,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数为
B. 电路中的电流方向每秒钟改变100次
C. 灯泡实际消耗的功率为
D. 发电机线圈内阻每分钟产生的焦耳热为
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 在忽略其他作用力的情况下,初始相距较远的两个分子由静止开始运动,仅在分子力作用下逐渐靠近,直至达到最小距离。关于这一过程,下列判断正确的是( )
A. 分子力一直增大 B. 分子力先做正功,后做负功
C. 分子动能一直增大 D. 分子势能先减小,后增大
9. 如图所示,在均匀介质中,两列传播速度大小相同、振幅均为20cm的简谐横波相向传播,实线波沿轴正方向传播,频率为;虚线波沿轴负方向传播。某时刻两列波的波形如图所示,且在该区域发生叠加。下列说法正确的是( )
A. 在相遇区域不会发生干涉现象
B. 实线波和虚线波的频率之比为2∶3
C. 处的质点此刻速度为零
D. 从图示时刻起再经过,平衡位置为处的质点的位移
10. 某物理小组为探究城乡电网改造中远距离输电的损耗差异,搭建了如图所示的模拟实验电路。两理想变压器的匝数,模拟输电线电阻的四个电阻、、、的阻值均为,、为相同的理想交流电流表,、为相同的小灯泡(灯丝电阻,忽略灯丝电阻随温度的变化)。将、端接上低压交流电源(电压为),下列说法正确的是( )
A. 表的示数
B. 灯泡比灯泡暗
C. 消耗的功率小于消耗的功率
D. 两端的电压小于两端的电压
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某学习小组在开展“用油膜法估测油酸分子大小”的实验,操作步骤如下:
①往边长约为的浅盘里倒入约深的水,待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上。
②将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径。
③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴在水面上,待薄膜形状稳定。
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。
⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
完成下列填空:
(1)上述步骤中,合理的顺序是_______(填写步骤序号)。
(2)将的油酸溶于酒精,制成的油酸酒精溶液,测得的油酸酒精溶液有50滴。现取1滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是。由此估算出油酸分子的直径为_______m。(结果保留一位有效数字)
(3)若在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积后,不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上,拿错的注射器的针头比原来的粗,这会导致实验测得的油酸分子直径_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
12. 利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。让质量为的滑块A与质量为的静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞,碰撞时间极短,比较碰撞后A和B的速度大小和,进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞。完成下列填空:
(1)调节导轨水平;
(2)测得两滑块的质量分别为和。要使碰撞后两滑块运动方向相反,应选取质量为______kg的滑块作为A;
(3)调节B的位置,使得A与B接触时,A的左端到左边挡板的距离与B的右端到右边挡板的距离相等;
(4)使A以一定的初速度沿气垫导轨运动,并与B碰撞,分别用传感器记录A和B从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间和;
(5)将B放回到碰撞前的位置,改变A的初速度大小,重复步骤(4)。多次测量的结果如下表所示;
1
2
3
4
5
0.49
0.67
1.01
1.22
1.39
0.15
0.21
0.33
0.40
0.46
0.31
0.33
0.33
0.33
(6)表中的______(保留2位有效数字);
(7)的平均值为______;(保留2位有效数字)
(8)理论研究表明,对本实验的碰撞过程,是否为弹性碰撞可由判断。若两滑块的碰撞为弹性碰撞,则的理论表达式为______(用和表示),本实验中其值为______(保留2位有效数字),若该值与(7)中结果间的差别在允许范围内,则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞。
13. 某景区观光车由固定在轴承上的若干弹簧支撑,弹簧的等效劲度系数,观光车开动时,在振幅较小的情况下,其上下自由振动的频率满足(为乘坐游客后车厢在平衡位置时弹簧的压缩长度)。若人体可以看成一个弹性体,其固有频率约为,已知观光车的质量为,每个人的质量为,则这辆观光车乘坐几个人时,人感觉最难受?(取)
14. 如图所示,虚线上方有方向竖直向下的匀强电场,虚线上下有相同的匀强磁场,磁感应强度大小为,方向垂直于纸面向外;是一根长为的绝缘细杆,沿电场线放置在虚线上方的复合场中,端恰在虚线上;将一套在杆上的带正电的电荷量为、质量为的小球(小球重力忽略不计)从端由静止释放后,小球先做加速运动,后做匀速运动到达端。已知小球与绝缘杆间的动摩擦因数,当小球脱离杆进入虚线下方后,运动轨迹是半圆,圆的半径是。
(1)求小球到达点的速度大小。
(2)求匀强电场的电场强度的大小。
(3)求带电小球从到运动过程中克服摩擦力所做的功与静电力所做功的比值。
15. 如图所示,在区域存在一个方向垂直纸面向内、半径的圆形磁场Ⅰ,圆心坐标为。其左侧有、、三个粒子源,可发射速度大小、方向沿轴的带正电粒子,粒子质量,电荷量,三个粒子源的位置分别为、、,每个粒子源单位时间放出的粒子数为个。已知粒子源射出的粒子恰好经过原点沿轴离开圆形磁场。
(1)求圆形磁场的磁感应强度大小。
(2)若在纵坐标为处沿轴方向放置一块收集板,在收集板与轴之间没有电场和磁场,收集板恰好能收集到三束粒子,求收集板的长度。
(3)在区域,在收集板左端的左侧存在磁感应强度大小、方向垂直纸面向外的匀强磁场Ⅱ;在收集板右端的右侧存在磁感应强度大小、方向垂直纸面向里的匀强磁场Ⅲ,以及电场强度大小、方向沿轴的匀强电场Ⅰ。现将接收板从(2)问位置沿轴平移至处时,又恰好能再次收集到三束粒子,且粒子均被收集板吸收,求的值以及在处粒子束对收集板的垂直于收集板方向的作用力大小。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$