内容正文:
河南省信阳高级中学国际部高考班
2025-2026学年高二下期05月测试(二)
物理试题
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一个选项正确,每小题4分;第8~10题有多个选项正确,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 一辆汽车自O点开始做初速为零的匀加速直线运动,途径相距为s的A、B两点,所用的时间为t,根据上述条件,下列说法正确的是( )
A. 可以求出汽车的加速度a B. 可以求出O、A之间的位移s0
C. 可以求出汽车在B点的瞬时速度vB D. 以上答案都不对
2. 在同一竖直平面内,将3个完全相同的小钢球(1号、2号、3号)悬挂于同一高度,静止时小钢球恰能接触且悬线平行,如图所示。在下列实验中,悬线始终保持绷紧状态,碰撞均为对心正碰。以下分析正确的是( )
A. 将1号移至高度处释放,碰撞后,观察到2号静止、3号摆至高度。若2号换成质量较大的小钢球,重复上述实验,3号仍能摆至高度
B. 将1、2号一起移至高度处释放,碰撞后,观察到1号静止,2、3号一起摆至高度,释放后整个过程机械能和动量都守恒
C. 将右侧涂胶的1号移至高度处释放,1、2号碰撞后粘在一起,3号将不能摆至高度
D. 将1号和右侧涂胶的2号一起移至高度处释放,碰撞后,2、3号粘在一起向右运动,未能摆至高度,释放后整个过程机械能和动量都守恒
3. 如图所示,质量M=4kg的空铁箱在水平拉力F=210N作用下沿水平面向右做匀加速直线运动,铁箱与水平面间的动摩擦因数。这时铁箱内一个质量m=1kg的小木块(视为质点)恰好能静止在后壁上,小木块与铁箱内表面间的动摩擦因数为。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 铁箱的加速度大小 B.
C. 若拉力F增大,小木块所受摩擦力增大 D. 铁箱对小木块的作用力大小为20N
4. 图中实线所示为某电场的电场线,虚线为某试探电荷在仅受电场力的情况下从点到点的运动轨迹,则下列说法正确的是( )
A. 该试探电荷带正电
B. 点的电场强度比点的电场强度小
C. 试探电荷在点的加速度比在点的加速度大
D. 该试探电荷从点到点的过程中速度先增大后减少
5. 如图所示,将不带电的导体BC放在带正电的金属球A附近,当导体BC达到静电平衡后,则下列说法正确的有 ( )
A. 用导线连接BC两端,导线中有瞬间电流通过
B. 用手摸一下导体B端可使导体带正电
C. 导体C端电势高于B端电势
D. B和C端感应电荷在导体内部产生的场强沿BC方向逐渐减小
6. 如图所示的电路,ab间输入电压,、、、、为五个规格相同的电阻,其中和理想变压器的原线圈串联,、、、并联接在副线圈回路中,交流电压表均为理想电表。现闭合开关S,五个电阻功率相同,则下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数为220V B. 电压表的示数为55V
C. 变压器原、副线圈的匝数比为 D. 断开开关S,消耗的功率变大
7. 在如图所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的大小分别用△I、△U1、△U2和△U3表示.下列判断正确的是( )
A. 不变,变小
B. 变大,变大
C. 变大,变大
D. |△U1|<|△U2|,|△U2|>|△U3|
8. 在物理学研究过程中科学家们创造了许多物理学研究方法,下列叙述中正确的是( )
A. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点代替物体的方法是理想模型法
B. 根据速度定义式,当∆t非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义采用了等效替代法
C. 加速度的定义式为,采用的是用物理量之比定义新的物理量的方法
D. 在推导匀变速运动位移公式时,利用了在处理较复杂的变化量问题时,常常先把整个区间化为若干个小区间,认为每一小区间内研究的量不变,再求和的物理学方法
9. 在如图所示的电路中,L是直流电阻可以忽略的电感线圈,闭合开关S,电路稳定后突然断开开关S并开始计时,已知LC振荡电路的振荡周期为T,则在时间内( )
A. 电容器在充电 B. 电场能转化为磁场能
C. A板所带的负电荷增加 D. L产生的自感电动势增大
10. 科技馆中的一个展品如图所示,在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头,在一种特殊的间歇闪光灯的照射下,若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从A下落到B的时间相同,可以看到一种奇特的现象,水滴似乎不再下落,而是像固定在图中的A、B、C、D四个位置不动,对出现的这种现象,下列描述正确的是( )(g=10m/s2)
A. 水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足tAB<tBC<tCD
B. 间歇发光的时间间隔是s
C. 水滴在相邻两点之间的位移满足xAB∶xBC∶xCD=1∶4∶9
D. 水滴在各点速度之比满足vB∶vC∶vD=1∶2∶3
二、实验题(每空2分,共计16分)
11. 为了验证动量守恒定律,某实验小组的同学设计了如图甲所示的实验装置:将一足够长气垫导轨放置在水平桌面上,光电门1和光电门2相隔适当距离安装好,在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架,它们的上端装有宽度均为d的挡光片,测得滑块A、B(包含挡光片)的质量分别为和。
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,其示数为______mm。
(2)打开气泵,调节气垫导轨,将一个滑块放在气垫导轨左端,向右轻推滑块,滑块通过光电门1、2的时间分别为、,当______(选填“<”、“=”或“>”)时,可认为气垫导轨水平。
(3)实验时将滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门之间,给A一个向右的初速度,A与静止的滑块B发生碰撞。与光电门1相连的计时器先后显示的两次遮光时间分别为和,与光电门2相连的计时器显示的遮光时间为。
①、满足的关系为:______(选填“<”、“=”或“>”)。
②若在误差范围内满足关系式______(用字母、、、表示),则可验证动量守恒定律。
③若在误差范围内满足关系式______(用字母、表示),则说明A与B发生了弹性碰撞。
12. 某同学要将量程为3mA的毫安表G改装成量程为30mA的电流表。他先测量出毫安表G的内阻,然后对电表进行改装,最后再利用一标准毫安表对改装后的电流表进行校准,可供选择的器材如下:毫安表G(量程3mA,内阻约为几百欧姆);滑动变阻器(0~1kΩ);滑动变阻器(0~10kΩ);电阻箱(0~9999.9Ω);电源(电源电压约为1.5V);电源(电源电压约为9V);开关、导线若干。具体实验步骤如下:
①按电路原理图a连接电路;
②将滑动变阻器的阻值调到最大,闭合开关S后调节滑动变阻器的阻值,使毫安表G的指针满偏;
③闭合,保持滑动变阻器阻值不变,调节电阻箱的阻值,使毫安表G的指针偏转到量程的三分之一位置;
④记下电阻箱的阻值。
回答下列问题:
(1)为减小实验误差,实验中电源应选用________(选填“”或“”),滑动变阻器应选用________(选填“”或“”);
(2)如果按正确操作步骤测得电阻箱的阻值为90.0Ω,则毫安表G内阻的测量值________Ω,与毫安表内阻的真实值相比,________(选填“>”“=”或“<”);
(3)若按照第(2)问测算的,将上述毫安表G并联一个定值电阻R改装成量程为30mA的电流表,接着该同学对改装后的电表按照图b所示电路进行校准,当标准毫安表的示数为16.0mA时,改装表的指针位置如图c所示,由此可以推测出改装的电流表量程不是预期值,要想达到实验目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将定值电阻R换成一个阻值为kR的电阻即可,其中k=________。
三、解答题(共计38分)
13. 有一块半径为R,折射率为的半圆形玻璃砖,OO'是垂直于AB的半径,一束单色光沿着与玻璃砖的AB面成30°角的方向射到P点,经玻璃砖折射后射到D点且恰好发生全反射,如图所示,已知光在真空的传播速度大小为c,求:
(1)OP的长度;
(2)光从P点传播到D点的时间(计算结果保留根号)。
14. 如图所示的探测卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动,其轨道平面与赤道平面垂直,已知在一天的时间内,该卫星恰好绕地球运行n圈,每天在相同时刻,沿相同方向经过地球表面A点正上方。已知地球半径为R,地球自转周期为T0,A点与地心的连线与赤道平面的夹角为θ,地球表面重力加速度为g,求:
(1)探测卫星的周期T;
(2)地球表面A点随地球自转的向心加速度大小an;
(3)卫星轨道距地面的高度h。
15. 如图所示,宽度为L=0.2m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为R=1Ω的电阻.导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.5T.一根质量为m=10 g的导体棒ab放在导轨上与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计.现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动,运动速度v=10m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直.求:
(1)在闭合回路中产生的感应电流的大小;
(2)作用在导体棒上的拉力的大小;
(3)当导体棒移动30cm时撤去拉力,求从撤去拉力到棒停下来过程中,电阻R上产生的热量.
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河南省信阳高级中学国际部高考班
2025-2026学年高二下期05月测试(二)
物理试题
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一个选项正确,每小题4分;第8~10题有多个选项正确,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 一辆汽车自O点开始做初速为零的匀加速直线运动,途径相距为s的A、B两点,所用的时间为t,根据上述条件,下列说法正确的是( )
A. 可以求出汽车的加速度a B. 可以求出O、A之间的位移s0
C. 可以求出汽车在B点的瞬时速度vB D. 以上答案都不对
【答案】D
【解析】
【详解】设汽车的加速度为,O、A之间的位移为,O、A之间所用时间为,根据位移时间关系有
根据速度时间关系有
,
A、B段的平均速度为
由以上列出的这些公式,并不能求出汽车的加速度,以及O、A之间的位移和汽车在B点的瞬时速度。
故选D。
2. 在同一竖直平面内,将3个完全相同的小钢球(1号、2号、3号)悬挂于同一高度,静止时小钢球恰能接触且悬线平行,如图所示。在下列实验中,悬线始终保持绷紧状态,碰撞均为对心正碰。以下分析正确的是( )
A. 将1号移至高度处释放,碰撞后,观察到2号静止、3号摆至高度。若2号换成质量较大的小钢球,重复上述实验,3号仍能摆至高度
B. 将1、2号一起移至高度处释放,碰撞后,观察到1号静止,2、3号一起摆至高度,释放后整个过程机械能和动量都守恒
C. 将右侧涂胶的1号移至高度处释放,1、2号碰撞后粘在一起,3号将不能摆至高度
D. 将1号和右侧涂胶的2号一起移至高度处释放,碰撞后,2、3号粘在一起向右运动,未能摆至高度,释放后整个过程机械能和动量都守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A.若2号换成质量较大的小钢球,1号球与质量不同的2号球相碰撞后,1号球速度不为零,则2号球获得的动能小于1号球撞2号球前瞬间的动能,所以2号球与3号球相碰撞后,3号球获得的动能也小于1号球撞2号球前瞬间的动能,则3号不可能摆至高度h,故A错误;
B.1、2号球释放后,三小球之间的碰撞为弹性碰撞,且三小球组成的系统只有重力做功,所以系统的机械能守恒,但整个过程中,系统所受合外力不为零,所以系统动量不守恒,故B错误;
C.1、2号碰撞后粘在一起,为完全非弹性碰撞,碰撞过程有机械能损失,所以1、2号球再与3号球相碰后,3号球获得的动能不足以使其摆至高度h,故C正确;
D.碰撞后,2、3号粘在一起,为完全非弹性碰撞,碰撞过程有机械能损失,且整个过程中,系统所受合外力不为零,所以系统的机械能和动量都不守恒,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,质量M=4kg的空铁箱在水平拉力F=210N作用下沿水平面向右做匀加速直线运动,铁箱与水平面间的动摩擦因数。这时铁箱内一个质量m=1kg的小木块(视为质点)恰好能静止在后壁上,小木块与铁箱内表面间的动摩擦因数为。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 铁箱的加速度大小 B.
C. 若拉力F增大,小木块所受摩擦力增大 D. 铁箱对小木块的作用力大小为20N
【答案】B
【解析】
【详解】A.以铁箱和木块整体为研究对象,由牛顿第二定律得
解得
A错误;
B.小木块恰好能静止在铁箱后壁上,对小木块,竖直方向有
水平方向有
又
联立解得
B正确;
C.若拉力F增大,整体的加速度增大,小木块加速度增大,则小木块所受弹力增大,其竖直方向上受力平衡,故摩擦力大小等于重力大小,C错误;
D.铁箱对小木块有弹力和摩擦力两个力,合力大小为
D错误。
故选B。
4. 图中实线所示为某电场的电场线,虚线为某试探电荷在仅受电场力的情况下从点到点的运动轨迹,则下列说法正确的是( )
A. 该试探电荷带正电
B. 点的电场强度比点的电场强度小
C. 试探电荷在点的加速度比在点的加速度大
D. 该试探电荷从点到点的过程中速度先增大后减少
【答案】A
【解析】
【详解】A.电荷仅受电场力,则电场力方向沿电场线指向轨迹内侧,则电场力方向与电场方向相同,可知该试探电荷带正电,故A正确;
B.电场线分布的密集程度间接表示电场强弱,根据图示可知,点的电场强度比点的电场强度大,故B错误;
C.结合上述,试探电荷在点的电场强度比点的电场强度大,即点的电场力比点的电场力大,则试探电荷在点的加速度比在点的加速度小,故C错误;
D.结合上述,该试探电荷从点到点的过程中电场力做正功,速度一直增大,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,将不带电的导体BC放在带正电的金属球A附近,当导体BC达到静电平衡后,则下列说法正确的有 ( )
A. 用导线连接BC两端,导线中有瞬间电流通过
B. 用手摸一下导体B端可使导体带正电
C. 导体C端电势高于B端电势
D. B和C端感应电荷在导体内部产生的场强沿BC方向逐渐减小
【答案】D
【解析】
【详解】AC.静电平衡后,BC内部的电场强度为零,整个导体是等势体;连接BC两端,导线中没有瞬间电流通过,故AC错误;
B.根据导体附近电场线的分布,又可判定导体BC的电势比无穷远处(大地)的电势要高,故把导体B端或C端接地时,将有电子从大地流向导体,导体带负电,故B错误;
D.导体处于静电平衡时,导体内部的电场跟感应电场平衡,因此可根据外电场在导体内部的分布情况来确定感应电荷的电场在导体内的分布情况,金属球A在导体中产生的场强沿BC方向逐渐减小,则B和C端感应电荷在导体内部产生的场强沿BC方向逐渐减小,故D正确。
故选D。
6. 如图所示的电路,ab间输入电压,、、、、为五个规格相同的电阻,其中和理想变压器的原线圈串联,、、、并联接在副线圈回路中,交流电压表均为理想电表。现闭合开关S,五个电阻功率相同,则下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数为220V B. 电压表的示数为55V
C. 变压器原、副线圈的匝数比为 D. 断开开关S,消耗的功率变大
【答案】C
【解析】
【详解】C.闭合开关S,五个规格相同的电阻功率相同,由
可得每个电阻两端的电压U相等,流过每个电阻的电流I相等,则副线圈的总电流
原线圈的总电流
由理想变压器规律
故C正确;
AB.ab间输入电压的有效值为
由想变压器规律
解得电压表的示数和电压表的示数分别为
故A、B错误;
D.断开开关S后,设流过的电流为I’,则此时副线圈的电流为4I’,则分别流过、、的电流为,所以副线圈电压
所以原线圈输入电压
在原线圈有
而闭合开关S时有
易得断开开关S后,流过的电流I’
所以消耗的功率变小,故D错误。
故选C。
7. 在如图所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的大小分别用△I、△U1、△U2和△U3表示.下列判断正确的是( )
A. 不变,变小
B. 变大,变大
C. 变大,变大
D. |△U1|<|△U2|,|△U2|>|△U3|
【答案】D
【解析】
【详解】A.R1是定值电阻,根据欧姆定律得知
保持不变,故A错误;
B.当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,R2变大,而
变大,根据闭合电路欧姆定律得
U2=E-I(R1+r)
则有
不变,故B错误;
C.根据
变大,根据闭合电路欧姆定律得
U3=E-Ir
则有
不变,故C错误;
D.因U3=U1+U2,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,U1减小,U2变大,U3变大,可知
△U1|<|△U2|,|△U2|>|△U3|
D正确。
故选D。
8. 在物理学研究过程中科学家们创造了许多物理学研究方法,下列叙述中正确的是( )
A. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点代替物体的方法是理想模型法
B. 根据速度定义式,当∆t非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义采用了等效替代法
C. 加速度的定义式为,采用的是用物理量之比定义新的物理量的方法
D. 在推导匀变速运动位移公式时,利用了在处理较复杂的变化量问题时,常常先把整个区间化为若干个小区间,认为每一小区间内研究的量不变,再求和的物理学方法
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点代替物体的方法是理想模型法,故A正确;
B.根据速度定义式,当∆t非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想,故B错误;
C.加速度的定义式,采用了比值定义法,故C正确;
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运,这里采用了微元法,即先把整个区间化为若干个小区间,认为每一小区间内研究的量不变,再求和的物理学方法,故D正确。
故选ACD。
9. 在如图所示的电路中,L是直流电阻可以忽略的电感线圈,闭合开关S,电路稳定后突然断开开关S并开始计时,已知LC振荡电路的振荡周期为T,则在时间内( )
A. 电容器在充电 B. 电场能转化为磁场能
C. A板所带的负电荷增加 D. L产生的自感电动势增大
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.闭合开关S电路稳定时,电感线圈L直流电阻忽略不计,相当于短路,电容器C两端电压为零。断开开关S瞬间,L中电流方向向上,大小最大。在时间内,电容器处于充电过程,故A正确。
B.充电过程中磁场能转化为电场能,故B错误。
C.由题图可知电源下端为正极,初始电流向上。时向上最大,时向下最大。在时间内,电流向下给电容器充电,B板带正电荷且增加,则A板所带的负电荷增加,故C正确。
D.在时间内,电流减小,电流变化率增大,自感电动势增大,故D正确。
故选ACD。
10. 科技馆中的一个展品如图所示,在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头,在一种特殊的间歇闪光灯的照射下,若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从A下落到B的时间相同,可以看到一种奇特的现象,水滴似乎不再下落,而是像固定在图中的A、B、C、D四个位置不动,对出现的这种现象,下列描述正确的是( )(g=10m/s2)
A. 水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足tAB<tBC<tCD
B. 间歇发光的时间间隔是s
C. 水滴在相邻两点之间的位移满足xAB∶xBC∶xCD=1∶4∶9
D. 水滴在各点速度之比满足vB∶vC∶vD=1∶2∶3
【答案】BD
【解析】
【详解】A.要想看到这种奇特的现象,即水滴似乎不再下落,则水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足
tAB=tBC=tCD
选项A错误;
B.间歇发光的时间间隔是
选项B正确;
C.根据初速度为零的匀变速直线运动相邻相等时间的位移关系可知,水滴在相邻两点之间的位移满足
xAB∶xBC∶xCD=1∶3∶5
选项C错误;
D.根据v=gT可知,水滴在各点速度之比满足
vB∶vC∶vD=1∶2∶3
选项D正确。
故选BD。
二、实验题(每空2分,共计16分)
11. 为了验证动量守恒定律,某实验小组的同学设计了如图甲所示的实验装置:将一足够长气垫导轨放置在水平桌面上,光电门1和光电门2相隔适当距离安装好,在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架,它们的上端装有宽度均为d的挡光片,测得滑块A、B(包含挡光片)的质量分别为和。
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,其示数为______mm。
(2)打开气泵,调节气垫导轨,将一个滑块放在气垫导轨左端,向右轻推滑块,滑块通过光电门1、2的时间分别为、,当______(选填“<”、“=”或“>”)时,可认为气垫导轨水平。
(3)实验时将滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门之间,给A一个向右的初速度,A与静止的滑块B发生碰撞。与光电门1相连的计时器先后显示的两次遮光时间分别为和,与光电门2相连的计时器显示的遮光时间为。
①、满足的关系为:______(选填“<”、“=”或“>”)。
②若在误差范围内满足关系式______(用字母、、、表示),则可验证动量守恒定律。
③若在误差范围内满足关系式______(用字母、表示),则说明A与B发生了弹性碰撞。
【答案】(1)12.5
(2)= (3) ①. < ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
遮光片的宽度
【小问2详解】
打开气泵,调节气垫导轨,轻推滑块,当滑块上的挡光片经过两个光电门的遮光时间相等时,可认为气垫导轨水平。
【小问3详解】
[1]与光电门1相连的计时器碰撞前后有两次显示时间,说明A碰后速度反向,因此;
[2]由题可知,碰前A的速度大小为
碰后A的速度大小为
碰后B的速度大小为
由动量守恒定律可得
联立整理可得
[3]若两滑块发生的是弹性碰撞,则有
联立解得
12. 某同学要将量程为3mA的毫安表G改装成量程为30mA的电流表。他先测量出毫安表G的内阻,然后对电表进行改装,最后再利用一标准毫安表对改装后的电流表进行校准,可供选择的器材如下:毫安表G(量程3mA,内阻约为几百欧姆);滑动变阻器(0~1kΩ);滑动变阻器(0~10kΩ);电阻箱(0~9999.9Ω);电源(电源电压约为1.5V);电源(电源电压约为9V);开关、导线若干。具体实验步骤如下:
①按电路原理图a连接电路;
②将滑动变阻器的阻值调到最大,闭合开关S后调节滑动变阻器的阻值,使毫安表G的指针满偏;
③闭合,保持滑动变阻器阻值不变,调节电阻箱的阻值,使毫安表G的指针偏转到量程的三分之一位置;
④记下电阻箱的阻值。
回答下列问题:
(1)为减小实验误差,实验中电源应选用________(选填“”或“”),滑动变阻器应选用________(选填“”或“”);
(2)如果按正确操作步骤测得电阻箱的阻值为90.0Ω,则毫安表G内阻的测量值________Ω,与毫安表内阻的真实值相比,________(选填“>”“=”或“<”);
(3)若按照第(2)问测算的,将上述毫安表G并联一个定值电阻R改装成量程为30mA的电流表,接着该同学对改装后的电表按照图b所示电路进行校准,当标准毫安表的示数为16.0mA时,改装表的指针位置如图c所示,由此可以推测出改装的电流表量程不是预期值,要想达到实验目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将定值电阻R换成一个阻值为kR的电阻即可,其中k=________。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 180 ②. <
(3)
【解析】
【小问1详解】
[1] [2] 根据实验原理,当闭合后,电路总电阻会减小,总电流会变大,则当毫安表G的指针偏转到量程的三分之一位置时,通过电阻箱的电流会大于毫安表示数的2倍,会产生误差;为了使得闭合后电路总电阻变化量相对较小,则滑动变阻器应采用阻值较大的,这样的话要想能使毫安表G调节到满偏,则所用电源电压应该较大,即采用。
【小问2详解】
[1] [2] 根据以上分析可知,如果按正确操作步骤测得的电阻箱阻值为90.0Ω,因认为通过电阻箱的电流等于通过毫安表G电流的2倍,则毫安表G内阻等于电阻箱的阻值的2倍,即毫安表G内阻的测量值
但实际上通过电阻箱的电流会大于毫安表示数的2倍,则毫安表内阻的真实值偏大,即测量值与毫安表内阻的真实值相比
【小问3详解】
当标准毫安表的示数为16.0mA时,改装表的示数为15.0mA,则当改装表满偏时,对应的真实电流为32.0mA,即把毫安表G改装成32mA的电流表时
把毫安表G改装成30mA的电流表时
所以
三、解答题(共计38分)
13. 有一块半径为R,折射率为的半圆形玻璃砖,OO'是垂直于AB的半径,一束单色光沿着与玻璃砖的AB面成30°角的方向射到P点,经玻璃砖折射后射到D点且恰好发生全反射,如图所示,已知光在真空的传播速度大小为c,求:
(1)OP的长度;
(2)光从P点传播到D点的时间(计算结果保留根号)。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)作出光路图如图所示
由几何关系,可得
由折射定律
可得
,
因为光到D点且恰好发生全反射,则
由正弦定理
解得OP的长度为
(2)由余弦定理可知
解得
由光的折射定律,光在玻璃砖中的传播速度为
光从P点传播到D点的时间为
14. 如图所示的探测卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动,其轨道平面与赤道平面垂直,已知在一天的时间内,该卫星恰好绕地球运行n圈,每天在相同时刻,沿相同方向经过地球表面A点正上方。已知地球半径为R,地球自转周期为T0,A点与地心的连线与赤道平面的夹角为θ,地球表面重力加速度为g,求:
(1)探测卫星的周期T;
(2)地球表面A点随地球自转的向心加速度大小an;
(3)卫星轨道距地面的高度h。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
已知在一天的时间内,该卫星恰好绕地球运行n圈,地球自转周期为T0,则探测卫星的周期为
【小问2详解】
地球表面A点随地球自转的向心加速度大小为
又
可得
【小问3详解】
卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力得
在地球表面有
联立解得
15. 如图所示,宽度为L=0.2m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为R=1Ω的电阻.导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.5T.一根质量为m=10 g的导体棒ab放在导轨上与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计.现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动,运动速度v=10m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直.求:
(1)在闭合回路中产生的感应电流的大小;
(2)作用在导体棒上的拉力的大小;
(3)当导体棒移动30cm时撤去拉力,求从撤去拉力到棒停下来过程中,电阻R上产生的热量.
【答案】(1)1A(2)0.1N(3)0.5J
【解析】
【详解】(1)导体棒产生的感应电动势为E=BLV=1V
感应电流为I==1A
(2)导体棒匀速运动,安培力与拉力平衡,即有F=F安=BIL=0.1N
(3)撤去F后,导体棒做减速运动,其动能转化为内能,则根据能量守恒,有
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