内容正文:
山西大学附中
2025~2026学年第二学期高三5月模块诊断
物 理 试 题
一、单项选择题(每题4分,共28分)
1. 如图,两块平行金属板构成的电容器C置于不导电液体中,与线圈L组成振荡电路。已知T为振荡周期。先将开关S接a给电容器充电,再将开关S拨到b,从此刻开始计时,下列说法中正确的是( )
A. 开关从a拨到b后经过,流过线圈L中的电流正在变大
B. 开关从a拨到b后振荡的第一个内,线圈中的感应电动势增大
C. 若不导电液体液面上升,则电容器的电容减小
D. 若不导电液体液面上升,则电路的振荡频率增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.在电容器放电,回路中产生放电电流,由于线圈L的自感作用,放电电流不能立刻达到最大值,而是由0逐渐增大,因此开关从a拨到b后经过,流过线圈L中的电流正在变大。故A正确;
B.开关从a拨到b后振荡的第一个内,电流逐渐增大,但电流的变化率在变小,由可知线圈中的感应电动势减小。故B错误;
CD.根据平行板电容器电容的决定式有,不导电液体液面上升时,电容器板间电介质增多,电容增大, LC回路振荡电流的频率为,由电容增大可知频率减小,故CD错误。
故选A。
2. 某实验小组用图甲所示的电路探究光电效应规律,用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压的关系曲线(甲、乙、丙)如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 甲的遏止电压比乙的小
B. 甲、丙两光的光照强度相等
C. 阴极K的逸出功在乙照射时比丙照射时小
D. 甲光的波长比乙光短
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图乙可知,甲的遏止电压比乙的大,A错误;
B.由图乙可知,甲光对应的饱和光电流小于丙光对应的饱和光电流,则甲的光照强度比丙的小,B错误;
C.同一光电管,金属材料的逸出功是不变的,与入射光无关,C错误;
D.根据,知,入射光频率越大,遏止电压越大,即甲光的频率大于乙光,根据知,甲光的波长比乙光短,D正确。
故选D。
3. 如图所示,a、b、c为三颗地球人造卫星,其中a为地球的静止卫星,与b轨道共面,P点为b、c轨道的一个交点。三颗卫星绕地球的公转均可看做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A. b、c两颗卫星受到地球的万有引力大小相等
B. b、c在P点有相撞的危险
C. a、b、c的加速度大小
D. a、b相邻两次相距最近的时间间隔为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据万有引力计算公式可知,由于b、c两颗卫星的质量可能不同,所以b、c两颗卫星受到地球的万有引力大小不一定相等,故A错误;
B.根据开普勒第三定律可知,b和c轨道半径相等,因此二者公转周期相等,由图可知,二者初始位置不同,因此不会同时到达交点P,不存在相撞危险,故B错误;
C.根据牛顿第二定律可得
所以
所以,故C正确;
D.由开普勒第三定律可知,由于b轨道半径更小,则b转动周期较小,即转动更快,由于二者转动方向相同,则相邻两次相距最近时,b比a多转一圈,即
解得,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,竖直平面内固定一半径为R的圆管轨道BCD,现从A点以初速度水平抛出一小球,小球质量为,恰好从B点沿切线方向进入,最后从圆管的最高点D射出,又恰好落到圆管轨道的B点。已知A与D在同一水平线上,BC弧线的圆心角,重力加速度为g,不计空气阻力。则( )
A. 小球第一次到B点的速度为
B. 小球在A点的初速度与到D点时的速度大小应相等
C. 小球在D点对圆管轨道的作用力为,方向向上
D. 小球由B到D的过程机械能损失
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球由A抛出运动到B过程中,竖直方向满足
根据速度分解关系,小球第一次到B点的速度沿切线方向,合速度,故A错误;
BD.小球在A点的初速度
从圆管的最高点D射出后小球落到圆管轨道的B点,竖直方向满足
小球从D点水平抛出,水平方向匀速运动,速度大小满足
联立解得
因此小球在A点的初速度与到D点时的速度大小不相等,小球由B到D的过程机械能损失
代入数据解得,故B错误,D正确;
C.小球在D点时受重力与管道弹力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律有
计算得
因此管道对小球的弹力方向向上,根据牛顿第三定律可知小球在D点对圆管轨道的作用力方向向下,大小为,故C错误。
故选D。
5. 如图所示,地面上方某区域存在着水平向右的匀强电场,一个质量为m、电荷量为q的带负电小球(可视为质点)以水平向右的初速度由O点射入该区域,刚好竖直向下通过P点,已知OP与初速度方向的夹角为45°,重力加速度为g,以下说法正确的是( )
A. 小球由O点到P点用时为
B. 小球的最小动能为
C. 小球所受电场力的冲量为
D. 小球的机械能增加了
【答案】B
【解析】
【详解】A.设O点为坐标原点,P点坐标为 , ,即小球水平位移和竖直位移大小相等
水平位移
将代入,得
竖直位移
由可得
解得运动时间,故A错误;
B.小球水平加速度
小球在任意时刻的速度分量为,
动能
这是一个关于的二次函数,当时,动能有最小值。
将代入动能表达式,故B正确;
C.电场力
冲量
联立得 ,故C错误
D.机械能的变化量等于电场力做的功,电场力方向与水平位移方向相反,做负功,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中有一粒子源O,粒子源均匀地向各个方向同时发射速率为v、比荷为k的带正电的粒子。PQ是在纸面内平行磁场方向放置的挡板,挡板足够长且厚度不计,挡板的P端与O点的连线与挡板垂直,距离恰好等于粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径,挡板PQ左、右两面均能吸收粒子,假设打在挡板上的粒子都会瞬间被挡板吸收并且其电荷能及时被导走,不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用,磁场分布足够大,能够打到挡板上的粒子中,在磁场中运动的最长时间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力
粒子轨迹半径
可得周期
粒子如图所示的运动时,其转过的圆心角最大为
代入得
因此正确答案为。
7. 一轻质弹簧一端固定于竖直墙上,另一端与一质量为2kg的物块相连,弹簧劲度系数为100N/m,初始时物块静止于粗糙水平面上,且弹簧位于原长,物块与水平面间动摩擦因数为0.5,现物块在一水平向左的外力F作用下缓慢向左移动0.5m,然后撤去外力,不计空气阻力,已知简谐振动的周期,弹簧弹性势能表达式,重力加速度,则下列说法正确的是( )
A. 外力F做的功为15J
B. 撤去外力F后,物块向右运动的最大距离为1m
C. 从释放物块到最终静止经历的时间为
D. 从释放物块到最终静止产生的热量为12J
【答案】D
【解析】
【详解】A.,滑动摩擦力 ,以原长位置为原点,向右为正,撤去位置坐标为
物块缓慢移动,动能不变,由功能关系,故A错误;
B.设撤去外力后,物块向右运动到最远点坐标为,由能量守恒
解得
向右运动的最大距离为,故B错误;
C.简谐运动周期, 物块从释放,第一次向右运动到某处速度减为零,历时
物块到达时,弹力
物块继续向左运动,由能量守恒定律
解得
且,物体最终静止,历时
总时间,故C错误;
D.产生的热量等于克服摩擦力做功,总路程
热量,故D正确。
故选D。
二、多项选择题(每题6分,共18分,少选得3分,错选不得分)
8. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,在x=0和x=0.6m处的两个质点A、B的振动图像如图所示。已知该波的波长大于0.6m,下列说法正确的是( )
A. 该波的波长为0.8m B. 该波的波长为1.2m
C. 该波的波速为1.5m/s D. 该波的波速为2m/s
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.根据x=0和x=0.6m处的两个质点A、B的振动图像可知,
所以该波的波长为
又因为该波的波长大于0.6m,解得
所以该波的波长为,故A正确,B错误;
CD.由题图可知,该波的周期为
所以该波的波速为,故C错误,D正确。
故选AD。
9. 如图所示,两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为θ,质量为m的金属棒被固定在导轨上,距底端的距离为s,金属导轨间距为d.导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向与导轨平面垂直.导轨与外接恒流源(金属棒中的电流始终保持恒定)相连,金属棒被松开后,以加速度a沿导轨匀加速下滑,重力加速度为g.在金属棒下滑到底端的过程中,下列说法正确的是( )
A. 末速度的大小
B. 通过的电流大小
C. 电路中产生的热量
D. 通过的电荷量
【答案】AD
【解析】
【详解】A.金属棒做匀加速直线运动,根据速度位移关系
有
得末速度的大小,A正确;
B.对金属棒,根据牛顿第二定律
有,其中
得通过的电流大小,B错误;
C.以金属导轨的底端为重力势能的零势能面,根据能量守恒定律
有
得电路中产生的热量,C错误;
D.根据电流的定义式
有
根据匀加速直线运动,速度时间关系
有
综上,得通过的电荷量
故选AD。
10. 如图所示,钉子A、B相距5l,处于同一高度,细线的一端系有质量为M的小物块,另一端绕过A固定于B。质量为m的小球固定在细线上C点,B、C间的线长为3l。用手竖直向下拉住小球,使小球和物块都静止,此时BC与水平方向的夹角为53°,松手后,小球运动到与A、B相同高度时的速度恰好为零,然后向下运动。忽略一切摩擦,重力加速度为g,取sin53°=0.8,cos53°=0.6,下列说法正确的是( )
A. 静止时,绳BC受到的拉力
B. 小球受到手的拉力大小
C. 物块和小球的质量之比M:m=6:5
D. 小球向下运动到最低点时,物块M所受的拉力大小
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.已知,,,由几何关系得,为直角三角形;
静止时
对小球水平方向受力平衡
得,故A错误;
B.对小球竖直方向受力平衡
整理得,故B正确;
C.从松手到小球运动到与同高度,下降距离
重力势能减少
上升高度,重力势能增加
由机械能守恒
得,故C正确;
D.小球向下运动到最低点,速度为0,沿合力为0,沿加速度为,对有
对有
代入解得,故D正确。
故选BCD。
三、实验题(11题第1空和第2空各1分,其余每空2分,共6分;12题第2空和第3空各1分,其余每空2分,共10分)
11. 某实验小组用如图所示的实验装置验证动量守恒定律。调节气垫导轨水平。图中气垫导轨上有光电门1和光电门2,它们与数字计时器(图中未画出)相连,两滑块(含挡光片)的质量分别为m1和(),两遮光片沿运动方向的宽度均为d,实验时先调节气垫导轨成水平状态,滑块A静置于光电门1左侧,滑块B静置于光电门1和光电门2之间,轻推滑块A,测得A通过光电门1的遮光时间为,A与B相碰后,B和A先后经过光电门2的遮光时间分别为和。回答下列问题:
(1)碰前A的速度大小vA=_________(用题中字母表示);
(2)为使B和A先后经过光电门2,应选取质量为________(选填“m1”或“”)的滑块作为滑块A;
(3)若在误差范围内满足关系式 ____________(用字母m1,m2,t1, t2, t3表示),则可验证动量守恒定律。
(4)若=________(用m1、表示),则可说明该碰撞为弹性碰撞。
【答案】(1)
(2)m2 (3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
由于遮光片宽度很小,可用平均速度近似代替瞬时速度,碰前A通过光电门1的平均速度为
【小问2详解】
若要碰撞后A、B都向右运动,先后经过光电门2,需要碰撞后入射滑块A不反弹,仍向前运动,根据碰撞规律,入射滑块质量需大于被碰滑块,应选取质量为的滑块作为滑块A;
【小问3详解】
碰撞后,B的速度
A的速度
碰撞前B静止,总动量为,碰撞后总动量为
若动量守恒,满足
可得
【小问4详解】
若为弹性碰撞,同时满足动量守恒
动能守恒
可得弹性碰撞中被碰滑块速度
联立得
12. 某实验小组计划自己制作一块简易的多用电表,他们找了一块电流表(满偏电流,内阻)进行改装,欲改装成集电流表、电压表、和“”“”两个档位的欧姆表为一体的一块多用电表,选用合适的元件按图示的电路连接。
(1)改装电压表:断开开关S,使用P、c作为新电压表的接线柱,要改装成量程为0~10V的电压表,应选电阻___________Ω;
(2)改装后,欧姆表的两只表笔中,________(选填“a”或“P”)表笔是红表笔;
(3)已知电池的电动势为1.5V,内阻不计。闭合S,此时欧姆表的倍率为_________(填“×10”或“×100”),定值电阻R1=_________Ω;将红、黑表笔短接,调节滑动变阻器R3,电流表满偏时R3=___________Ω。
(4)断开S,欧姆调零后,将一未知电阻与红黑表笔连接,发现电流表指针偏转,则未知电阻的阻值为_________Ω。
【答案】(1)9100
(2)a (3) ①. ×10 ②. 100 ③. 60
(4)3000
【解析】
【小问1详解】
由闭合电路的欧姆定律
解得
【小问2详解】
a表笔内接电源的负极根据电表电流的“红进黑出” ,a表笔是红表笔
【小问3详解】
[1] 闭合S,电流表改装成更大量程的电流表,由闭合电路的欧姆定律
电流表满偏电流增大,则欧姆表的中值电阻(总内阻)减小,即倍率变小,此时欧姆表的倍率为×10
[2]设欧姆表中值刻度为n,闭合S时有
S断开时有
故闭合S后将其量程扩大了10倍,由并联电路的特点
解得
此时电流表的总内阻为
[3] 因
联立解得
【小问4详解】
断开S,满偏时有
电流表指针偏转时有
联立解得
四、解答题
13. 如图所示,两端开口的导热气缸放置在水平地面上,两个厚度不计的活塞用一根长为L的细轻杆连接,两活塞之间封闭着一定质量的理想气体,两活塞可在气缸内无摩擦滑动,两活塞静止时气缸内两部分气柱长度均为。已知大活塞的质量为M、直径为2D,小活塞的质量为m、直径为D,外界大气压强为,环境温度保持不变,现把气缸固定在以加速度a向左匀加速行驶的小车上,求稳定后活塞移动的距离。
【答案】
【解析】
【详解】设小活塞横截面积为S,则,则大活塞横截面积为
气缸放置在水平地面上时,设气缸内气体的压强为,则对大小活塞(包括杆)整体分析,根据平衡条件有
解得
气缸随小车一起向左匀加速运动时,设缸内气体的压强为,则根据牛顿第二定律有
解得
由于缸内气体温度不变,则由玻意耳定律有
联立解得此时缸内气体的体积为
气体体积减小,活塞向右移动,设活塞移动的距离为,则有
解得
14. 如图所示,两侧带有固定挡板的平板车乙静止在光滑水平地面上,挡板的厚度可忽略不计,车长为L,与平板车质量相同的物块甲(可视为质点)由平板车的中点处以初速度向右运动,已知甲、乙之间的动摩擦因数为,重力加速度为g,忽略甲、乙碰撞过程中的能量损失,求:
(1)甲、乙达到共同速度所需的时间;
(2)最终甲距离乙左端的距离。
【答案】(1)
(2)若第次碰撞发生在平板车的右挡板,则,若第次碰撞发生在平板车的左挡板,则
【解析】
【小问1详解】
设两者最终的速度为,整个运动过程中甲、乙组成的系统动量守恒有
解得
若能发生碰撞,碰前甲、乙的速度分别为、,碰后甲、乙的速度分别为、,则有,
解得,
方法一:可知碰撞使得两者速度互换,且在运动过程中两者的加速度大小均为
则甲、乙达到共同速度所需的时间为
方法二:小车运动方向不变,所以对车动量定理:
则甲、乙达到共同速度所需的时间为
【小问2详解】
从开始到相对静止过程中,甲、乙相对滑动的总路程为,根据动能定理可得
解得
碰撞的次数为n,且静止时距离左端的距离为,若第次碰撞发生在平板车的右挡板,则有
解得
若第次碰撞发生在平板车的左挡板,则有
解得
15. 如图甲所示,倾角θ=30°的斜面上固定着粗细均匀的无限长平行导轨,在边界EF下方区域存在垂直导轨平面向下的匀强磁场B,两根相同金属棒ab、cd分别从磁场边界EF上方位置和边界EF位置同时由静止释放,cd棒运动的v-t图像如图乙所示,其中OM、NP段为曲线,其他段为直线。已知磁感应强度B=8T,导轨间距L=0.5m,金属棒与导轨间的动摩擦因数,导体棒的质量均为m=1kg,导体棒电阻均为R=2Ω,导轨电阻不计。g取10m/s2。求:
(1)ab棒刚进入磁场时通过ab棒的电流;
(2)0~2s内通过导体棒ab的电荷量及导体棒cd产生的焦耳热;
(3)ab、cd棒之间的最小距离。
【答案】(1)3.5A
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
棒ab进入磁场前匀加速,有
解得
进入磁场的时间为,则
解得
进入磁场时的速度为
ab棒刚进入磁场时产生电动势为
ab棒进入磁场前瞬间,对cd棒有,,
解得
产生电动势为
回路中的电流为
【小问2详解】
0~2s内根据动量定理,有,
解得通过cd棒的电荷量为
由于ab、cd棒串联,所以0~2s内通过导体棒ab的电荷量也为
0~2s内对cd导体棒有,,,
联立解得
根据动能定理有
根据功能关系有
解得
【小问3详解】
当ab、cd棒速度相等时有最小距离,之后两棒均做匀加速直线运动,设棒ab进入磁场后经两棒共速,速度为,最近距离为;
根据动量定理,cd棒
ab棒
解得
又根据,,
联立解得
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山西大学附中
2025~2026学年第二学期高三5月模块诊断
物 理 试 题
一、单项选择题(每题4分,共28分)
1. 如图,两块平行金属板构成的电容器C置于不导电液体中,与线圈L组成振荡电路。已知T为振荡周期。先将开关S接a给电容器充电,再将开关S拨到b,从此刻开始计时,下列说法中正确的是( )
A. 开关从a拨到b后经过,流过线圈L中的电流正在变大
B. 开关从a拨到b后振荡的第一个内,线圈中的感应电动势增大
C. 若不导电液体液面上升,则电容器的电容减小
D. 若不导电液体液面上升,则电路的振荡频率增大
2. 某实验小组用图甲所示的电路探究光电效应规律,用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压的关系曲线(甲、乙、丙)如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 甲的遏止电压比乙的小
B. 甲、丙两光的光照强度相等
C. 阴极K的逸出功在乙照射时比丙照射时小
D. 甲光的波长比乙光短
3. 如图所示,a、b、c为三颗地球人造卫星,其中a为地球的静止卫星,与b轨道共面,P点为b、c轨道的一个交点。三颗卫星绕地球的公转均可看做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A. b、c两颗卫星受到地球的万有引力大小相等
B. b、c在P点有相撞的危险
C. a、b、c的加速度大小
D. a、b相邻两次相距最近的时间间隔为
4. 如图所示,竖直平面内固定一半径为R的圆管轨道BCD,现从A点以初速度水平抛出一小球,小球质量为,恰好从B点沿切线方向进入,最后从圆管的最高点D射出,又恰好落到圆管轨道的B点。已知A与D在同一水平线上,BC弧线的圆心角,重力加速度为g,不计空气阻力。则( )
A. 小球第一次到B点的速度为
B. 小球在A点的初速度与到D点时的速度大小应相等
C. 小球在D点对圆管轨道的作用力为,方向向上
D. 小球由B到D的过程机械能损失
5. 如图所示,地面上方某区域存在着水平向右的匀强电场,一个质量为m、电荷量为q的带负电小球(可视为质点)以水平向右的初速度由O点射入该区域,刚好竖直向下通过P点,已知OP与初速度方向的夹角为45°,重力加速度为g,以下说法正确的是( )
A. 小球由O点到P点用时为
B. 小球的最小动能为
C. 小球所受电场力的冲量为
D. 小球的机械能增加了
6. 如图所示,在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中有一粒子源O,粒子源均匀地向各个方向同时发射速率为v、比荷为k的带正电的粒子。PQ是在纸面内平行磁场方向放置的挡板,挡板足够长且厚度不计,挡板的P端与O点的连线与挡板垂直,距离恰好等于粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径,挡板PQ左、右两面均能吸收粒子,假设打在挡板上的粒子都会瞬间被挡板吸收并且其电荷能及时被导走,不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用,磁场分布足够大,能够打到挡板上的粒子中,在磁场中运动的最长时间为( )
A. B. C. D.
7. 一轻质弹簧一端固定于竖直墙上,另一端与一质量为2kg的物块相连,弹簧劲度系数为100N/m,初始时物块静止于粗糙水平面上,且弹簧位于原长,物块与水平面间动摩擦因数为0.5,现物块在一水平向左的外力F作用下缓慢向左移动0.5m,然后撤去外力,不计空气阻力,已知简谐振动的周期,弹簧弹性势能表达式,重力加速度,则下列说法正确的是( )
A. 外力F做的功为15J
B. 撤去外力F后,物块向右运动的最大距离为1m
C. 从释放物块到最终静止经历的时间为
D. 从释放物块到最终静止产生的热量为12J
二、多项选择题(每题6分,共18分,少选得3分,错选不得分)
8. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,在x=0和x=0.6m处的两个质点A、B的振动图像如图所示。已知该波的波长大于0.6m,下列说法正确的是( )
A. 该波的波长为0.8m B. 该波的波长为1.2m
C. 该波的波速为1.5m/s D. 该波的波速为2m/s
9. 如图所示,两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为θ,质量为m的金属棒被固定在导轨上,距底端的距离为s,金属导轨间距为d.导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向与导轨平面垂直.导轨与外接恒流源(金属棒中的电流始终保持恒定)相连,金属棒被松开后,以加速度a沿导轨匀加速下滑,重力加速度为g.在金属棒下滑到底端的过程中,下列说法正确的是( )
A. 末速度的大小
B. 通过的电流大小
C. 电路中产生的热量
D. 通过的电荷量
10. 如图所示,钉子A、B相距5l,处于同一高度,细线的一端系有质量为M的小物块,另一端绕过A固定于B。质量为m的小球固定在细线上C点,B、C间的线长为3l。用手竖直向下拉住小球,使小球和物块都静止,此时BC与水平方向的夹角为53°,松手后,小球运动到与A、B相同高度时的速度恰好为零,然后向下运动。忽略一切摩擦,重力加速度为g,取sin53°=0.8,cos53°=0.6,下列说法正确的是( )
A. 静止时,绳BC受到的拉力
B. 小球受到手的拉力大小
C. 物块和小球的质量之比M:m=6:5
D. 小球向下运动到最低点时,物块M所受的拉力大小
三、实验题(11题第1空和第2空各1分,其余每空2分,共6分;12题第2空和第3空各1分,其余每空2分,共10分)
11. 某实验小组用如图所示的实验装置验证动量守恒定律。调节气垫导轨水平。图中气垫导轨上有光电门1和光电门2,它们与数字计时器(图中未画出)相连,两滑块(含挡光片)的质量分别为m1和(),两遮光片沿运动方向的宽度均为d,实验时先调节气垫导轨成水平状态,滑块A静置于光电门1左侧,滑块B静置于光电门1和光电门2之间,轻推滑块A,测得A通过光电门1的遮光时间为,A与B相碰后,B和A先后经过光电门2的遮光时间分别为和。回答下列问题:
(1)碰前A的速度大小vA=_________(用题中字母表示);
(2)为使B和A先后经过光电门2,应选取质量为________(选填“m1”或“”)的滑块作为滑块A;
(3)若在误差范围内满足关系式 ____________(用字母m1,m2,t1, t2, t3表示),则可验证动量守恒定律。
(4)若=________(用m1、表示),则可说明该碰撞为弹性碰撞。
12. 某实验小组计划自己制作一块简易的多用电表,他们找了一块电流表(满偏电流,内阻)进行改装,欲改装成集电流表、电压表、和“”“”两个档位的欧姆表为一体的一块多用电表,选用合适的元件按图示的电路连接。
(1)改装电压表:断开开关S,使用P、c作为新电压表的接线柱,要改装成量程为0~10V的电压表,应选电阻___________Ω;
(2)改装后,欧姆表的两只表笔中,________(选填“a”或“P”)表笔是红表笔;
(3)已知电池的电动势为1.5V,内阻不计。闭合S,此时欧姆表的倍率为_________(填“×10”或“×100”),定值电阻R1=_________Ω;将红、黑表笔短接,调节滑动变阻器R3,电流表满偏时R3=___________Ω。
(4)断开S,欧姆调零后,将一未知电阻与红黑表笔连接,发现电流表指针偏转,则未知电阻的阻值为_________Ω。
四、解答题
13. 如图所示,两端开口的导热气缸放置在水平地面上,两个厚度不计的活塞用一根长为L的细轻杆连接,两活塞之间封闭着一定质量的理想气体,两活塞可在气缸内无摩擦滑动,两活塞静止时气缸内两部分气柱长度均为。已知大活塞的质量为M、直径为2D,小活塞的质量为m、直径为D,外界大气压强为,环境温度保持不变,现把气缸固定在以加速度a向左匀加速行驶的小车上,求稳定后活塞移动的距离。
14. 如图所示,两侧带有固定挡板的平板车乙静止在光滑水平地面上,挡板的厚度可忽略不计,车长为L,与平板车质量相同的物块甲(可视为质点)由平板车的中点处以初速度向右运动,已知甲、乙之间的动摩擦因数为,重力加速度为g,忽略甲、乙碰撞过程中的能量损失,求:
(1)甲、乙达到共同速度所需的时间;
(2)最终甲距离乙左端的距离。
15. 如图甲所示,倾角θ=30°的斜面上固定着粗细均匀的无限长平行导轨,在边界EF下方区域存在垂直导轨平面向下的匀强磁场B,两根相同金属棒ab、cd分别从磁场边界EF上方位置和边界EF位置同时由静止释放,cd棒运动的v-t图像如图乙所示,其中OM、NP段为曲线,其他段为直线。已知磁感应强度B=8T,导轨间距L=0.5m,金属棒与导轨间的动摩擦因数,导体棒的质量均为m=1kg,导体棒电阻均为R=2Ω,导轨电阻不计。g取10m/s2。求:
(1)ab棒刚进入磁场时通过ab棒的电流;
(2)0~2s内通过导体棒ab的电荷量及导体棒cd产生的焦耳热;
(3)ab、cd棒之间的最小距离。
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