内容正文:
高三物理
范围:高考全部内容。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24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. 在核反应方程中,是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】核反应过程满足质量数守恒和电荷数守恒,设的质量数为,电荷数为。
质量数守恒:,解得
电荷数守恒:,解得
即是质量数为0、电荷数为-1的电子()。
故选C。
2. 2025年11月3日,在海南文昌发射场成功发射的遥感四十六号卫星,是中国地球静止轨道遥感系列卫星中的一颗。该卫星与固定在地球赤道上随地球自转的物体相比( )
A. 线速度大 B. 周期大 C. 角速度大 D. 向心加速度小
【答案】A
【解析】
【详解】ABC.地球静止轨道卫星为地球同步卫星,其运行角速度、周期与地球自转的角速度、周期完全相等,且同步卫星的轨道半径r远大于地球赤道半径R,根据线速度公式可知,二者角速度相同,卫星轨道半径更大,则卫星线速度更大,故A正确,BC错误;
D.根据向心加速度公式可知,二者角速度相同,卫星轨道半径更大,因此向心加速度更大,故D错误。
故选A。
3. 福建舰是我国第一艘电磁弹射型航空母舰。一架舰载机起飞时,由弹射装置使其获得速度后,在发动机推力的作用下,沿平直飞行甲板匀加速滑行2.4s离舰升空,其图像如图所示,图中阴影部分的梯形面积为96m,则( )
A. B.
C. 飞机滑行的加速度大小为 D. 飞机滑行1.2 s时的速度大小为40m/s
【答案】D
【解析】
【详解】AB.图中阴影部分面积表示飞机在2.4s内飞行的位移,根据梯形的面积公式可知
可解得,故AB错误;
C.飞机做匀加速直线运动,有公式
代入数据可得
解得,故C错误;
D.根据公式有,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,一定质量的理想气体由状态经状态变为状态,已知图线平行轴,图线垂直轴,气体在状态、和的温度分别为、和,则( )
A. 过程外界对气体做功 B. 过程气体吸收热量
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AD.过程,气体压强不变,气体体积增大,气体对外界做功;根据,可知气体温度升高,则有,故A错误,D正确;
BC.过程,气体体积不变,外界对气体不做功;根据,由于气体压强减小,则气体温度降低,则有,气体内能减小,根据热力学第一定律可知,气体放出热量,故BC错误。
故选D。
5. 如图所示,a和b是带等量异种电荷的非平行金属板,极板间形成非匀强电场,实线和虚线表示电场中的等势面或电场线。M和N在同一虚线上,N和P在同一实线上,实线和虚线互相垂直,则( )
A. 实线表示等势面 B. M点的电场强度比P点的大
C. N点的电势一定比P点的高 D. 电子从N点到P点,静电力一定做正功
【答案】B
【解析】
【详解】A.金属板a和b带等量异种电荷,电场线从正极板出发终止于负极板,且与导体表面垂直。图中实线连接两板且与板面大致垂直,故实线表示电场线;虚线与实线垂直,故虚线表示等势面。故A错误;
B.电场线的疏密表示电场强度的强弱,电场线越密,场强越大。由图可知,左侧电场线较密,右侧较疏。 M点位于左侧电场线密集处,P点位于右侧电场线稀疏处,所以M点的电场强度比P点的大。故B正确;
C.N和P在同一条电场线上,沿电场线方向电势降低。由于题目未说明a、b哪个极板带正电,无法判断电场线的方向,因此无法确定N、P两点电势的高低。故C错误;
D.由于两板的极性未知,无法确定电场力方向,所以无法确定做功的正负。故D错误。
故选B。
6. 如图所示,玻璃砖的横截面是底角为的等腰,O为底边BC的中点。一束平行于BA的激光从O点由空气射入玻璃砖,并垂直AC边射出,不考虑反射光线。则玻璃砖的折射率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】激光平行于从点射入,入射光线与夹角为,点法线垂直于,故入射角
光线进入玻璃砖后沿垂直于的方向传播到边,此时光线与的垂线平行,故折射角
由折射定律
故选C。
7. 如图所示,两相同的金属直导轨MN、PQ竖直固定,两导轨间距为1m,金属棒ab水平锁定在导轨上并与之接触良好,金属棒ab、定值电阻R及导轨下端电源构成图示电路。若在金属棒ab所在空间加上磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场,闭合开关S,解除金属棒ab的锁定,金属棒ab刚好不下滑。已知金属棒ab接入电路的电阻、质量,电源电动势、内阻,定值电阻,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,导轨电阻不计,重力加速度g取,则金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】当开关S闭合时,回路中的总电阻为
总电流为
流过金属棒ab的电流为
所以ab受到的安培力大小为,方向垂直导轨向里。
ab棒刚好不下滑,则有
代入数据可解得
故选A。
8. 如图所示为圆心为O、半径为R、固定的光滑半球形碗的竖直截面图,碗口水平,一长为的轻杆两端连接质量为和的小球,分别静止在碗内的M、N两点,OD为竖直半径。已知,,两小球均可视为质点,则为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设轻杆对两球的拉力大小为,两球在碗内静止,沿碗的切线方向受力平衡。
由几何关系:杆长,碗半径,中
由余弦定理得
解得,所以
因为为等腰三角形,所以底角
已知,则
球沿切线方向:
球沿切线方向:
两式相除得:
故
故选B。
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 下列说法正确的是( )
A. 黑体能反射电磁波
B. 康普顿效应揭示了光的粒子性
C. 在空间站演示水球实验,是表面张力的表现
D. 在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变
【答案】BC
【解析】
【详解】A.黑体会向外辐射电磁波,但不会反射电磁波,故A错误;
B.康普顿效应揭示了光的粒子性,故B正确;
C.在空间站中,自由漂浮的水滴呈球形,这是表面张力作用的结果,故C正确;
D.在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能增加,故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,在2025年海南黎族苗族传统节日三月三陀螺比赛中,一陀螺在水平地面上绕竖直轴匀速转动。是陀螺上表面圆心,、是上表面上的两点,,则( )
A. 、两点的角速度大小之比为
B. 、两点的转速之比为
C. 、两点的线速度大小之比为
D. 、两点的向心加速度大小之比为
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.M、N两点随陀螺同轴转动,角速度、转速均相等,即,
即角速度之比,,故AB错误;
C.已知,设,则。线速度,线速度之比,C正确。
D.向心加速度,向心加速度之比,D正确。
故选CD。
11. 某同学演示波动实验,取一条长软绳,用手握住一端拉平后,从0时刻开始周期性上下抖动,波在绳上传播到质点,波形图如图所示。已知、间距离为,则( )
A. 绳上传播的波是横波 B. 该波的波速为
C. 抖动的频率越大,波长越长 D. 0时刻,向下抖动
【答案】AB
【解析】
【详解】A.质点沿上下方向振动,波沿绳水平方向传播,振动方向与传播方向垂直,因此绳上的波是横波,故A正确;
B.由题意,波0.3s传播的距离为PQ间距,因此波速,故B正确;
C.波速由介质决定,绳(介质)不变,波速不变;由波速公式可知,频率越大,波长越短,故C错误;
D.波从P向Q(向左)传播,刚传到Q点,Q点的起振方向与波源P的起振方向一致。将波形沿传播方向(向左)微移,可知Q点起振方向向上,因此0时刻P是向上抖动,故D错误。
故选AB。
12. 如图所示,发电机的线圈匝数为,电阻可忽略,在磁场中以一定的角速度匀速转动,向理想变压器原线圈输入的交流电。变压器原线圈接有理想电压表,副线圈接有理想电压表、滑动变阻器和额定电压为、电阻恒定的灯泡。当滑动变阻器的滑片在图示位置时,灯泡正常发光。下列说法正确的是( )
A. 示数恒为
B. 理想变压器原副线圈匝数比为
C. 滑片下移过程中(),发电机输出功率减小
D. 线圈转动的过程中,穿过线圈的最大磁通量为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.电压表示数显示的是交变电流的有效值,所以电压表V1的示数恒为,故A正确;
B.灯泡正常发光,说明副线圈电压为6V,所以原副线圈匝数比,故B正确;
C.滑动变阻器的滑片P下移,其接入电路的阻值减小,不变,匝数比不变,所以不变,灯泡消耗的功率不变,根据可知,滑动变阻器消耗的功率变大,发电机输出功率变大,故C错误;
D.原线圈输入的交变电流的峰值可表示为,其中,所以穿过线圈的最大磁通量,故D正确。
故选ABD。
13. 如图所示,一光滑弹射轨道由足够长的水平直轨道AB和竖直固定的半圆形轨道BC组成,半圆形轨道的直径BC竖直且半径可调,左端固定的水平轻弹簧自然伸直时最右端在O处。滑块a固定在弹簧上并压缩弹簧至D处,由静止释放后,与静止在O点的滑块b发生弹性碰撞(碰撞时间极短),碰撞后b从B点滑入BC轨道,从C点水平飞出,落地点到B点的距离x与轨道半径r有关,x最大时对应的r=0.2m。已知滑块a的质量为ma=0.1kg,滑块b的质量为mb=0.3kg,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力,滑块a和滑块b均可视为质点,则( )
A. 滑块b在B处的速度大小为4m/s
B. 碰撞前瞬间,滑块a的速度大小为6m/s
C. x最大为0.8m
D. 滑块a在D处时,弹簧的弹性势能为3J
【答案】AC
【解析】
【详解】AC.滑块b经过C点后做平抛运动,则,
滑块从B点运动到C点,根据机械能守恒定律可得
联立可得
根据二次函数知识可知,x最大时,有
解得
此时x最大值为,故AC正确;
B.两滑块碰撞过程,有,
联立解得
即碰撞前瞬间,滑块a的速度大小为8m/s,故B错误;
D.对滑块a和弹簧,根据系统机械能守恒定律可得,故D错误。
故选AC。
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
14. 关于“用油膜法估测油酸分子的大小”实验,回答下列问题:
(1)实验采用的方法是________(填正确选项前的字母)。
A. 控制变量法
B. 等效替代法
C. 通过测量宏观量来测量微观量的方法
(2)某同学用注射器吸取了一段总体积为、体积浓度为的油酸酒精溶液,先将其中的1滴溶液滴入盛水的浅盘中,再把剩余的溶液一滴一滴地滴入烧杯中,记下滴入烧杯中的滴数为。若滴入水中的该溶液油膜充分散开后面积为S,则估测出油酸分子的直径为________(用题中给出的物理量表示)。
【答案】(1)C (2)
【解析】
【小问1详解】
A.控制变量法是研究多个变量对某个物理量影响时,控制其他变量不变,只改变一个变量来研究的方法,本实验不涉及这种研究思路。故A错误;
B.等效替代法是用一个等效的物理量或过程来替代另一个,比如用合力替代分力,本实验也不涉及等效替代的思想。故B错误;
C.油酸分子的直径是微观量,无法直接用肉眼或常规仪器测量,本实验通过测量油膜面积的宏观物理量来进行微观量的计算,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
根据题干可知,体积的油酸酒精溶液中纯油酸含量为
所以一滴溶液中含有的纯油酸体积为
油酸在水面上形成单分子油膜,油膜的厚度即为油酸分子的直径,所以
15. 某实验小组利用气垫导轨、带槽孔的小滑车、5个槽码(质量均为m)、电火花计时器、轻绳和刻度尺等器材设计了“探究加速度与物体所受合外力的关系”实验,如图1所示,5个槽码置于车上的槽孔中,当地的重力加速度为g。主要步骤如下:
(1)正确组装器材,将气垫导轨调至水平后,应将电火花计时器接到( )
A. 220V直流电源上
B. 频率为50Hz、电压为4~8V的交流电源上
C. 频率为50Hz、电压为220V的交流电源上
(2)将纸带穿过电火花计时器与小滑车相连,让小滑车靠近电火花计时器并用手按住,使轻绳平行导轨。将n(依次取n=1,2,3,4,5)个槽码挂在轻绳右端,其余5-n个槽码仍留在小滑车内。接通电火花计时器电源,释放小滑车,小滑车拖动纸带运动。通过纸带求出与右端所挂槽码个数相对应的小滑车的加速度a。某次实验打出的纸带一部分如图2所示,纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有4个打出的点未画出,测得x1=0.86cm,x2=1.06cm,x3=1.25cm,x4=1.44cm,则小滑车的加速度大小为a=______m/s2(结果保留2位小数)。
(3)作出a-n图像如图3所示,图线斜率为k,则小滑车(空载)的质量为M=______(用m、g、k表示)。
【答案】(1)C (2)0.19
(3)
【解析】
【小问1详解】
电火花计时器应使用频率为50Hz、电压为220V的交流电源。
故选C。
【小问2详解】
由于电源频率为50Hz,则打点周期为0.02s,相邻两计数点间还有四个点没有画出,则相邻计数点间的时间间隔为
根据逐差法可得
【小问3详解】
根据牛顿第二定律可得,
联立可得
根据题意可得
所以
16. 如图1所示为某实验小组同学组装的一个有“直流电压5V挡”和“欧姆×10Ω挡”的简易多用电表电路图。图中电流表G(表头)的满偏电流Ig=20mA,内阻Rg=50Ω,R0是定值电阻,R1是最大阻值为200Ω的可变电阻,电池组的电动势E约为3V、内阻为r=4Ω。
回答下列问题:
(1)图1中红表笔应插入______(选填“A”或“B”)插孔。
(2)开关与2连接是电压表,定值电阻R0=______Ω。
(3)为精确测量电池组的电动势E,实验小组的同学从实验室借来一个最大阻值为9999Ω的电阻箱,将其电阻调至最大并接在两表笔间,将开关与1连接,将可变电阻R1的阻值调到零,再调节电阻箱的阻值,并记录流过表头G对应的电流I,得到多组(I,R)值,作出了图像如图2所示。则随R变化的关系式为=______(用E、R、r、Rg表示);由图2可求得E=______V(结果保留2位有效数字)。
【答案】(1)A (2)200
(3) ①. ②. 2.8
【解析】
【小问1详解】
由于电流应从红表笔流入,黑表笔流出,所以红表笔应接电源负极,即红表笔插入A插孔;
【小问2详解】
开关与2连接是量程为5V的电压表,则
代入数据解得
【小问3详解】
[1]根据闭合电路欧姆定律可得
变形可得
[2]结合图线可得
所以
四、计算题:本题共3小题,共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
17. 一“抛石子”游戏装置由倾角为θ=37°的固定倾斜直轨道MN和水平地面上的圆孔C组成,其竖直截面如图所示。N端离地面高为h=2.75m,圆孔C离N的水平距离为x=2m。游戏时,让小石子从轨道MN上的某处由静止滑下,从N抛出刚好落入圆孔C中,游戏成功。已知小石子与MN间的动摩擦因数为,不计空气阻力,圆孔C的深度和半径均可忽略,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。游戏成功时,求:
(1)小石子落入圆孔C时的速度大小v;
(2)小石子释放点离水平地面的高度H。
【答案】(1)
(2)4.25m
【解析】
【小问1详解】
设小石子在N点时速度大小为v0,从N到C,水平方向,有
竖直方向,有
联立解得,
小石子落入圆孔C时的水平速度大小为
竖直速度大小为
所以小石子落入圆孔C时的速度大小
【小问2详解】
小石子沿直轨道下滑过程,根据牛顿第二定律可得
根据速度位移关系可得
联立解得
18. 如图所示,两根平行金属导轨固定在绝缘水平面上,左侧导轨光滑、间距为2 L,右侧导轨粗糙、间距为L,整个导轨处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。长分别为2 L和L的导体棒ab和cd静止在导轨上,质量均为m,电阻均为R。现在导体棒ab上施加水平向左的恒力,经过时间,导体棒ab的加速度恰好为零,此时导体棒cd恰好开始滑动。该过程中两导体棒与导轨垂直并接触良好,左、右两侧的导轨足够长且电阻不计,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)导体棒cd与导轨间的动摩擦因数;
(2)该过程中通过导体棒cd的电荷量q;
(3)该过程中恒力所做的功W。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
当加速度为零,受力平衡,安培力与平衡
解得回路电流 。
此时恰好开始滑动,安培力等于最大静摩擦力
代入得
整理得:
【小问2详解】
设加速度为零时速度为,感应电动势
回路电流
结合第一问,解得
对由动量定理(左侧导轨光滑): ,
即:
代入整理得
【小问3详解】
电荷量
得位移
恒力做功
代入和整理得
19. 某种粒子分离收集器如图所示,直线OP和x轴的夹角为60°,OP和y轴间有垂直纸面向里的匀强磁场,OP右侧有与其垂直斜向下的匀强电场。粒子源S产生的两种负粒子a、b从静止开始经电压为U的电场加速后,沿平行于x轴的方向从M点(0,l)射入磁场,粒子a恰好不从OP飞出磁场,而被位于y轴上的收集器捕捉。粒子b第1次垂直通过OP,运动到x轴上时速度刚好为0,最后在第5次垂直通过OP时,刚好被位于OP上的收集器捕捉。已知粒子a的比荷为Ka=k,不计粒子的重力和粒子间的相互作用。求:
(1)粒子b的比荷Kb;
(2)匀强电场的电场强度大小E;
(3)两粒子在磁场中运动的时间比ta:tb。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
a、b从静止开始经电压为U的电场加速,则,
粒子a的运动轨迹,如图所示
根据几何关系可得,
根据洛伦兹力提供向心力,,
粒子的比荷为,
联立解得
【小问2详解】
粒子b在匀强电场中先做匀减速直线运动,则,
联立解得
【小问3详解】
a粒子在磁场中运动的时间为
粒子b的运动轨迹,如图所示
b粒子在磁场中运动的时间为
所以两粒子在磁场中运动的时间比
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高三物理
范围:高考全部内容。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24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. 在核反应方程中,是( )
A. B. C. D.
2. 2025年11月3日,在海南文昌发射场成功发射的遥感四十六号卫星,是中国地球静止轨道遥感系列卫星中的一颗。该卫星与固定在地球赤道上随地球自转的物体相比( )
A. 线速度大 B. 周期大 C. 角速度大 D. 向心加速度小
3. 福建舰是我国第一艘电磁弹射型航空母舰。一架舰载机起飞时,由弹射装置使其获得速度后,在发动机推力的作用下,沿平直飞行甲板匀加速滑行2.4s离舰升空,其图像如图所示,图中阴影部分的梯形面积为96m,则( )
A. B.
C. 飞机滑行的加速度大小为 D. 飞机滑行1.2 s时的速度大小为40m/s
4. 如图所示,一定质量的理想气体由状态经状态变为状态,已知图线平行轴,图线垂直轴,气体在状态、和的温度分别为、和,则( )
A. 过程外界对气体做功 B. 过程气体吸收热量
C. D.
5. 如图所示,a和b是带等量异种电荷的非平行金属板,极板间形成非匀强电场,实线和虚线表示电场中的等势面或电场线。M和N在同一虚线上,N和P在同一实线上,实线和虚线互相垂直,则( )
A. 实线表示等势面 B. M点的电场强度比P点的大
C. N点的电势一定比P点的高 D. 电子从N点到P点,静电力一定做正功
6. 如图所示,玻璃砖的横截面是底角为的等腰,O为底边BC的中点。一束平行于BA的激光从O点由空气射入玻璃砖,并垂直AC边射出,不考虑反射光线。则玻璃砖的折射率为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,两相同的金属直导轨MN、PQ竖直固定,两导轨间距为1m,金属棒ab水平锁定在导轨上并与之接触良好,金属棒ab、定值电阻R及导轨下端电源构成图示电路。若在金属棒ab所在空间加上磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场,闭合开关S,解除金属棒ab的锁定,金属棒ab刚好不下滑。已知金属棒ab接入电路的电阻、质量,电源电动势、内阻,定值电阻,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,导轨电阻不计,重力加速度g取,则金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为( )
A. B. C. D.
8. 如图所示为圆心为O、半径为R、固定的光滑半球形碗的竖直截面图,碗口水平,一长为的轻杆两端连接质量为和的小球,分别静止在碗内的M、N两点,OD为竖直半径。已知,,两小球均可视为质点,则为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 下列说法正确的是( )
A. 黑体能反射电磁波
B. 康普顿效应揭示了光的粒子性
C. 在空间站演示水球实验,是表面张力的表现
D. 在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变
10. 如图所示,在2025年海南黎族苗族传统节日三月三陀螺比赛中,一陀螺在水平地面上绕竖直轴匀速转动。是陀螺上表面圆心,、是上表面上的两点,,则( )
A. 、两点的角速度大小之比为
B. 、两点的转速之比为
C. 、两点的线速度大小之比为
D. 、两点的向心加速度大小之比为
11. 某同学演示波动实验,取一条长软绳,用手握住一端拉平后,从0时刻开始周期性上下抖动,波在绳上传播到质点,波形图如图所示。已知、间距离为,则( )
A. 绳上传播的波是横波 B. 该波的波速为
C. 抖动的频率越大,波长越长 D. 0时刻,向下抖动
12. 如图所示,发电机的线圈匝数为,电阻可忽略,在磁场中以一定的角速度匀速转动,向理想变压器原线圈输入的交流电。变压器原线圈接有理想电压表,副线圈接有理想电压表、滑动变阻器和额定电压为、电阻恒定的灯泡。当滑动变阻器的滑片在图示位置时,灯泡正常发光。下列说法正确的是( )
A. 示数恒为
B. 理想变压器原副线圈匝数比为
C. 滑片下移过程中(),发电机输出功率减小
D. 线圈转动的过程中,穿过线圈的最大磁通量为
13. 如图所示,一光滑弹射轨道由足够长的水平直轨道AB和竖直固定的半圆形轨道BC组成,半圆形轨道的直径BC竖直且半径可调,左端固定的水平轻弹簧自然伸直时最右端在O处。滑块a固定在弹簧上并压缩弹簧至D处,由静止释放后,与静止在O点的滑块b发生弹性碰撞(碰撞时间极短),碰撞后b从B点滑入BC轨道,从C点水平飞出,落地点到B点的距离x与轨道半径r有关,x最大时对应的r=0.2m。已知滑块a的质量为ma=0.1kg,滑块b的质量为mb=0.3kg,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力,滑块a和滑块b均可视为质点,则( )
A. 滑块b在B处的速度大小为4m/s
B. 碰撞前瞬间,滑块a的速度大小为6m/s
C. x最大为0.8m
D. 滑块a在D处时,弹簧的弹性势能为3J
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
14. 关于“用油膜法估测油酸分子的大小”实验,回答下列问题:
(1)实验采用的方法是________(填正确选项前的字母)。
A. 控制变量法
B. 等效替代法
C. 通过测量宏观量来测量微观量的方法
(2)某同学用注射器吸取了一段总体积为、体积浓度为的油酸酒精溶液,先将其中的1滴溶液滴入盛水的浅盘中,再把剩余的溶液一滴一滴地滴入烧杯中,记下滴入烧杯中的滴数为。若滴入水中的该溶液油膜充分散开后面积为S,则估测出油酸分子的直径为________(用题中给出的物理量表示)。
15. 某实验小组利用气垫导轨、带槽孔的小滑车、5个槽码(质量均为m)、电火花计时器、轻绳和刻度尺等器材设计了“探究加速度与物体所受合外力的关系”实验,如图1所示,5个槽码置于车上的槽孔中,当地的重力加速度为g。主要步骤如下:
(1)正确组装器材,将气垫导轨调至水平后,应将电火花计时器接到( )
A. 220V直流电源上
B. 频率为50Hz、电压为4~8V的交流电源上
C. 频率为50Hz、电压为220V的交流电源上
(2)将纸带穿过电火花计时器与小滑车相连,让小滑车靠近电火花计时器并用手按住,使轻绳平行导轨。将n(依次取n=1,2,3,4,5)个槽码挂在轻绳右端,其余5-n个槽码仍留在小滑车内。接通电火花计时器电源,释放小滑车,小滑车拖动纸带运动。通过纸带求出与右端所挂槽码个数相对应的小滑车的加速度a。某次实验打出的纸带一部分如图2所示,纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有4个打出的点未画出,测得x1=0.86cm,x2=1.06cm,x3=1.25cm,x4=1.44cm,则小滑车的加速度大小为a=______m/s2(结果保留2位小数)。
(3)作出a-n图像如图3所示,图线斜率为k,则小滑车(空载)的质量为M=______(用m、g、k表示)。
16. 如图1所示为某实验小组同学组装的一个有“直流电压5V挡”和“欧姆×10Ω挡”的简易多用电表电路图。图中电流表G(表头)的满偏电流Ig=20mA,内阻Rg=50Ω,R0是定值电阻,R1是最大阻值为200Ω的可变电阻,电池组的电动势E约为3V、内阻为r=4Ω。
回答下列问题:
(1)图1中红表笔应插入______(选填“A”或“B”)插孔。
(2)开关与2连接是电压表,定值电阻R0=______Ω。
(3)为精确测量电池组的电动势E,实验小组的同学从实验室借来一个最大阻值为9999Ω的电阻箱,将其电阻调至最大并接在两表笔间,将开关与1连接,将可变电阻R1的阻值调到零,再调节电阻箱的阻值,并记录流过表头G对应的电流I,得到多组(I,R)值,作出了图像如图2所示。则随R变化的关系式为=______(用E、R、r、Rg表示);由图2可求得E=______V(结果保留2位有效数字)。
四、计算题:本题共3小题,共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
17. 一“抛石子”游戏装置由倾角为θ=37°的固定倾斜直轨道MN和水平地面上的圆孔C组成,其竖直截面如图所示。N端离地面高为h=2.75m,圆孔C离N的水平距离为x=2m。游戏时,让小石子从轨道MN上的某处由静止滑下,从N抛出刚好落入圆孔C中,游戏成功。已知小石子与MN间的动摩擦因数为,不计空气阻力,圆孔C的深度和半径均可忽略,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。游戏成功时,求:
(1)小石子落入圆孔C时的速度大小v;
(2)小石子释放点离水平地面的高度H。
18. 如图所示,两根平行金属导轨固定在绝缘水平面上,左侧导轨光滑、间距为2 L,右侧导轨粗糙、间距为L,整个导轨处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。长分别为2 L和L的导体棒ab和cd静止在导轨上,质量均为m,电阻均为R。现在导体棒ab上施加水平向左的恒力,经过时间,导体棒ab的加速度恰好为零,此时导体棒cd恰好开始滑动。该过程中两导体棒与导轨垂直并接触良好,左、右两侧的导轨足够长且电阻不计,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)导体棒cd与导轨间的动摩擦因数;
(2)该过程中通过导体棒cd的电荷量q;
(3)该过程中恒力所做的功W。
19. 某种粒子分离收集器如图所示,直线OP和x轴的夹角为60°,OP和y轴间有垂直纸面向里的匀强磁场,OP右侧有与其垂直斜向下的匀强电场。粒子源S产生的两种负粒子a、b从静止开始经电压为U的电场加速后,沿平行于x轴的方向从M点(0,l)射入磁场,粒子a恰好不从OP飞出磁场,而被位于y轴上的收集器捕捉。粒子b第1次垂直通过OP,运动到x轴上时速度刚好为0,最后在第5次垂直通过OP时,刚好被位于OP上的收集器捕捉。已知粒子a的比荷为Ka=k,不计粒子的重力和粒子间的相互作用。求:
(1)粒子b的比荷Kb;
(2)匀强电场的电场强度大小E;
(3)两粒子在磁场中运动的时间比ta:tb。
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