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高二6月物理学科素养测评
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 如图所示,折叠式电脑支架静置于水平桌面上,笔记本电脑在支架上始终处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 电脑对支架的压力是由于支架的形变引起的
B. 地面对支架的支持力与支架的重力是一对平衡力
C. 保持角不变,仅减小角,则支架对电脑的支持力变小
D. 保持角不变,仅增大角,则地面对支架的摩擦力减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.电脑对支架的压力是电脑发生形变产生的,不是支架形变,故A错误;
B.地面对支架的支持力等于支架和电脑的总重力,大于支架重力,不是一对平衡力,故B错误;
C.由支架对电脑的支持力可知,保持角不变,仅减小角,则支架对电脑的支持力变小,故C对;
D.将支架和电脑视为整体,水平方向没有外力,地面对支架的摩擦力始终为零,故D错误。
故选C 。
2. 我国发射的“天问二号”探测器首次实现从小行星2016HO3采样返回地球。该小行星绕太阳运行的轨道半长轴大于地球公转轨道半径,两轨道其中一个交点为P。若将小行星看作质量分布均匀的球体,半径为R,密度与地球相同。已知探测器在地球表面附近做匀速圆周运动的周期为,地球半径为,引力常量为G。下列说法正确的是( )
A. 小行星绕太阳运行周期小于地球公转周期
B. 小行星经过P处时的加速度大于地球经过P处时的加速度
C. 小行星质量为
D. 探测器质量为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于该小行星绕太阳运行的轨道半长轴大于地球公转轨道半径,根据开普勒第三定律可知,小行星绕太阳运行周期大于地球公转周期,故A错误;
B.根据牛顿第二定律有
解得
因小行星经过同一地点时到太阳的距离相等,故小行星经过P处时的加速度等于地球经过P处时的加速度,故B错误;
D.已知探测器在地球表面附近做匀速圆周运动的周期为,地球半径为,则有
解得地球的质量为
而探测器的质量被约去,不能求出来,故D错误;
C.地球的密度为
又小行星看作质量分布均匀的球体,半径为R,密度与地球相同,故小行星质量为,故C正确。
故选C。
3. 《自然·生物技术》报道了“高通量基因编辑电转染平台”,该技术通过对称电场设计提高外源DNA导入效率。其原理可简化如图所示,两带电平行金属板在细胞周围形成关于y轴对称的电场,实线为电场线,虚线为带电外源DNA进入细胞膜的运动轨迹。L、M、N为轨迹上三点,P点与N点关于y轴对称,且。下列说法正确的是( )
A. N、P两点的电场强度相同 B. DNA分子在M点的加速度比在N点大
C. DNA分子在M点的电势能大于在N点的电势能 D. L、N两点间的电势差等于N、P两点间的电势差
【答案】C
【解析】
【详解】A.电场强度是矢量,包含大小和方向,两点的电场强度大小相等、方向不同(N点电场线斜向右上,P点电场线斜向左上),故电场强度不相同,A错误;
B.电场线的疏密表示电场强度的大小,电场线越密,场强越大,由图可知,N点的电场线比M点更密,因此DNA分子在M点的加速度比N点小,B错误;
C.DNA的运动轨迹向电场线的内侧弯曲,说明DNA所受电场力方向与电场线方向相反,说明DNA带负电,沿电场线方向电势降低。M点电势小于N点电势,由可得,M点电势能大于N点,C正确;
D.公式仅适用于匀强电场,本题为非匀强电场不能直接用该公式,且仅为轨迹长度,不是沿电场方向的距离,由对称性可知,而不为零,D错误。
故选C。
4. 某种微小位移传感器的工作原理如图1所示,将霍尔元件置于两块磁性强弱相同、同极相对放置的磁体缝隙中,通过电压与磁场的关系可以测出微小的位移。霍尔元件的长宽高分别为a、b、c,其单位体积内自由电荷的数目为n,自由电荷的电荷量为q,霍尔元件中通有沿图2方向、大小为I的恒定电流。当霍尔元件初始位置位于两磁铁正中间处时,与霍尔元件所连接的电压表的示数为零。已知两磁铁间沿x轴方向的磁感应强度如图3所示,图中为已知量,则当电压表的示数为时,霍尔元件位移的大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】电流的微观表达式为
载流子在磁场中受到洛伦兹力
其中
载流子在洛伦兹力作用向上或向下移动,上下表面出现电势差,则载流子受到的电场力为
当达到稳定状态时,洛伦兹力与电场力平衡,联立得出
当时
故选B。
5. 压燃式四冲程柴油发动机汽缸内封闭的气体视为理想气体,整个过程遵循狄塞尔循环。该循环的p−V图像如图所示,其中a→b为绝热过程,外界对气体做功为W1;b→c为等压过程,气体从外界吸收热量为Q1,气体对外界做功为;c→d为绝热过程,气体对外界做功为W3;d→a为等容过程,气体向外界放出热量为Q2。下列说法正确的是( )
A. a→b过程分子平均动能不变
B. b→c过程封闭气体内能的增加量为Q1-W2
C. Q1与Q2大小相等
D. a→b→c→d→a过程中外界对气体做的总功为Q1-Q2
【答案】B
【解析】
【详解】A.a→b为绝热过程,外界对气体做功为W1,根据热力学第一定律ΔU1=Q+W
可知气体内能变大,温度升高,分子平均动能变大,故A错误;
B.根据热力学第一定律可得,b→c过程封闭气体内能的增加量为ΔU2=Q1−W2,故B正确;
CD.整个循环过程ΔU=0
根据热力学第一定律有
其中,
可知
在p−V图像中,图像围成的面积表示气体对外做的净功为
可得
由
则外界对气体做的总功为,故C、D错误。
故选B。
6. 如图所示,包含两种单色光的光束沿PO方向射入横截面为半圆形的柱体,O为半圆形的圆心,其折射光线分别从M、N两点射出。PO与法线的夹角, OM与分界面的夹角,真空中光速,则( )
A. 该介质对从M处射出色光的折射率为
B. 从M处射出色光在该介质中传播的速度为
C. 从M点射出的色光穿过该柱体所需的时间长
D. 从N点射出的色光频率比从M点射出的色光频率低
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由折射定律知,该介质对从M处射出色光的折射率
则从M处射出色光在该介质中传播的速度
故A错误,B正确;
CD.由图知,从N点射出的色光偏转更厉害,其折射率更大,由知,从N点射出的色光波速较小,色光在柱体内传播的距离相等,则从N点射出的色光穿过该柱体所需的时间长,折射率大的色光频率高,则从N点射出的色光频率比从M点射出的色光频率高,故CD错误。
故选B。
7. 在扇形OAB区域内存在垂直于平面向里的匀强磁场,扇形的半径为R,∠AOB=90°。O点处有一粒子源,向扇形区域内各个方向均匀放射出相同的、速率均为v的带负电的粒子。如图所示,从圆弧AB和OB边射出粒子的个数之比为2:1,忽略粒子的重力及相互间的作用力。下列说法正确的是( )
A. 粒子在磁场中运动的轨迹半径为
B. 从圆弧AB射出的粒子在磁场中运动时间都不同
C. 圆弧AB上有粒子出射部分的长度为
D. 磁场中有粒子到达的区域面积为
【答案】D
【解析】
【详解】A.从圆弧AB和OB边射出粒子的个数之比为2:1,说明与OB边界成30°角射入的粒子刚好能够从B点出射,根据几何关系可得
解得粒子运动的轨迹半径为,故A错误;
B.能从AB弧射出的粒子入射点与出射点的距离均是R,粒子做圆周运动时弦长刚好与半径相等,说明转过的圆心角为60°,时间都是,故B错误;
C.圆弧AB上有粒子出射部分的弧长所对应的圆心角为60°,所以长度为,故C错误;
D.如图所示
磁场中有粒子到达的区域面积为,故D正确。
故选D。
8. 用图甲装置研究光电效应。光线发射器原理如图乙所示,大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时,辐射出的3种频率的光强度均稳定。其中只有a、b两种光可使该光电管发生光电效应。图丙为测得的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2.55eV,可见光光子的能量范围是1.62eV~3.11eV。下列说法正确的是( )
A. 光线发射器发出的光中只有一种可见光
B. 光电子飞出阴极时的最大初动能为12.09eV
C. 若部分光线被遮挡,则光电子飞出阴极时的最大初动能不变,光电流也不变
D. 图丙中
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.光线发射器中发出的光子的能量分别为
可见光光子的能量范围是1.62eV~3.11eV,光线发射器中发出的光中只有在1.62eV~3.11eV范围内,故只有一种可见光。
再根据光电效应方程
光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为,故A正确B错误;
C.最大初动能由入射光频率决定,与光强无关,因此最大初动能不变;但光电流与入射光强成正比,遮挡光线会使光强减小,光电流减小,故C 错误。
D.题目说明只有a、b两种光可使光电管发生光电效应,说明能量最小的光无法使光电管发生光电效应,因此能产生光电效应的是能量为10.2 eV和12.09 eV的两种光。
根据光电效应方程
又,即遏止电压越大,对应光子能量越高。
对应为能量为10.2 eV的光的遏止电压为
对应能量为12.09 eV的光的遏止电压为
由以上可得两者的遏止电压差,故D正确。
故选AD。
9. 一列简谐波某时刻的波形如图中实线所示,经过0.5s后的波形如图中的虚线所示,已知波的周期为T,且,则( )
A. 若波沿x轴不同方向传播,则在这0.5s内,处的质点M通过的路程不相等
B. 当波沿方向传播时,处的质点M和处的质点N在这0.5s内通过的路程不相等
C. 当波向方向传播时,波速等于10m/s
D. 当波沿方向传播时,经过0.1s时,质点M的位移一定为零
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.机械波的振幅为A,当波向x轴正方向传播,结合图像所用时间满足
根据周期的范围可知,n=1时,符合题意,在0.5s内质点M振动的路程为
当波向x轴负方向传播,结合图像所用时间满足
根据周期的范围可知,n=1时,符合题意,在0.5s内质点M振动的路程为,
所以质点M通过的路程都不相等,A正确;
B.当波向x轴正方向传播时,质点M经过的路程为 5A,质点M、N经过0.4s的路程为4A,两质点均回到初始位置,再经过0.1s过程中,因为质点N的平均速度大于质点M的平均速度,所以质点N经过的路程大于M,所以质点N的路程大于M点的路程,B正确;
C.当波向x轴正方向传播时,根据图像可知波长,波速为,C正确;
D.由A选项中可知,当波向x轴负方向传播,波的周期为,则经过0.1s,M点随波振动时间介于和之间,即M点未返回最高点处,位移不为零,D错误。
故选ABC。
10. 如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比是2:1,AB两点之间始终加(V)的交变电压。R是输电线的电阻,L是标有“100V、100W”的白炽灯。M是标有“100V、200W”的电动机,其线圈电阻r=10。开关S断开时,电动机正常工作。下列说法正确的是( )
A. 输电线的电阻阻值
B. 电动机的输出功率为180W
C. 开关S闭合后,电动机的电功率减小
D. 开关S闭合后,白炽灯的功率为100W
【答案】AC
【解析】
【详解】A. 开关S断开时,电动机正常工作,副线圈两端电压100V,副线圈电流
根据变压器原理可知,原线圈两端电压200V,原线圈电流1A,在原线圈回路
解得
故A正确;
B. 电动机的输出功率为
故B错误;
CD. 开关S闭合后,副线圈回路电流变大,则原线圈回路电流变大,电阻R上分压变大,则原线圈两端电压减小,根据变压器原理,副线圈两端电压减小,小于100V,则电动机的电功率减小,白炽灯的功率小于100W,故C正确D错误。
故选AC。
二、非选择题,本题共小题,共60分
11. 某实验小组利用如图1所示装置探究弹簧的弹性势能及物块与水平面间的动摩擦因数。弹簧的左端固定,右端与小滑块接触但不栓接,弹簧原长位置在P、A之间,A处有一光电门,重力加速度为g。
(1)用螺旋测微器测量固定在滑块上的挡光片的宽度,如图2所示,宽度d=_________mm。
(2)将小滑块向左推至P点,PA距离为s,然后由静止释放小滑块,测出滑块通过光电门时的挡光时间t。
(3)更换粗糙程度相同,但质量m(含挡光片)不同的滑块,且滑块每次均从P点由静止释放,重复上述操作,根据实验数据作的图像如图3所示,其中图像的斜率为k,纵截距为,已知,则小滑块位于P点时弹簧的弹性势能=_________;小滑块和水平面间的动摩擦因数=_________。(均用题中符号表示)
【答案】 ①. 2.150 ②. ③.
【解析】
【详解】(1)[1]螺旋测微器的读数为
(3)[2][3]根据能量守恒,有
解得
根据题意,
解得,
12. 某实验小组的同学准备测量电池的电动势和内阻,实验室提供的器材如下:
A.电池(电动势约为3 V,内阻约为4 Ω)
B.电流表A1(量程0~2 mA,内阻约200 Ω)
C.电流表A2(量程0~5 mA,内阻未知)
D.滑动变阻器R0(最大阻值100 Ω)
E.电阻箱R1(阻值范围0~999.9 Ω)
F.电阻箱R2(阻值范围0~9999 Ω)
G.开关一个,导线若干
(1)①该实验小组准备先测量电流表A1的内阻,设计了如图甲所示的电路,请根据实验电路用笔画线代替导线将图乙中的实物图补充完整。__________
②将滑动变阻器的滑片移到合适位置,调节电阻箱的阻值,当电流表A2的示数是电流表A1的三倍时,电阻箱R1的示数为99.0 Ω,则电流表A1的内阻为___________Ω。(结果保留一位小数)
(2)①某同学设计了如图丙所示的电路图测量电池的电动势和内阻,将电流表A1的量程扩大10倍,则电阻箱R1的示数应调为___________Ω。(结果保留一位小数)
②闭合开关,改变电阻箱R2接入回路的阻值,记录多组电流表的示数I(A)和电阻箱R2的阻值R,作出的图像如图丁所示,则电池的电动势E=___________V,内阻r=___________Ω。(结果均保留一位小数)
【答案】(1) ①. ②. 198.0
(2) ①. 22.0 ②. 3.0 ③. 4.2
【解析】
【小问1详解】
[1]
[2]设电阻为根据欧姆定律有,其中
解得
【小问2详解】
[1]将电流表量程扩大10倍,则有
解得
[2][3]根据闭合回路欧姆定律
化简得
根据图像得,
解得,
13. 如图,太空舱的体积为V1=21m3,气闸舱的体积为V2=7m3.初始时两个舱门均紧闭,气闸舱内空气压强为p2=0.2×105Pa。宇航员从太空舱出舱,首先要经过气闸舱.先打开门A,空气从太空舱流向气闸舱稳定后压强为p=0.8×105Pa;然后闭合门A,对气闸舱进行抽气,当气闸舱内气体压强为p3=0.6×105Pa时不再抽气.整个过程中太空舱和气闸舱温度相同且均保持不变,所有气体均视为理想气体,宇航员的体积忽略不计,求:
(1)门A打开前,太空舱内气体的压强p1;
(2)门A闭合后,从气闸舱抽出的气体质量占气闸舱气体总质量的比例k。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
整个过程温度不变,将太空舱和气闸舱的气体看作整体,根据玻意耳定律
代入已知条件,、、
得
解得
【小问2详解】
门A闭合后,气闸舱内原有气体压强为、体积为,温度不变。对抽气过程,设原有气体在压强下的总体积为,由玻意耳定律
理想气体同温下,质量比等于体积比,抽出气体的体积为,因此
代入
化简得
14. 如图所示,在固定的光滑水平桌面上叠放有1、2、3…足够多的完全相同的积木,积木的质量均为m'=0.3kg,其中积木2、3…处于竖直管道内。质量m=0.1kg的小球从倾角的光滑固定斜面上距水平桌面高度h=0.8m的P点由静止滑下,在水平桌面与积木1发生弹性正碰,斜面与桌面平滑连接。碰后1滑到静止在水平地面与桌面等高且平滑衔接的小车上,小车的质量M=0.6kg。第一次碰撞后被弹回的小球与落到水平桌面的积木2发生弹性碰撞,小球又被弹回,然后与落在桌面的积木3相碰,依次类推,积木落到地面被立即取走。已知积木1与小车间的动摩擦因数为且积木1未从小车上滑下,不计积木之间以及小车与地面间的摩擦,积木长度不计,重力加速度g取10m/s²。求:
(1)小球与积木1碰撞后瞬间二者的速度大小分别为多少;
(2)小车的最小长度;
(3)小球在斜面上滑行的总路程。
【答案】(1),
(2)0.4m (3)
【解析】
【小问1详解】
小球从P点滑到水平桌面过程,由机械能守恒定律得
代入数据解得
小球与积木1发生弹性正碰,取向右为正方向,由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
联立解得,
即小球速度大小为,方向向左;积木1速度大小为,方向向右。
【小问2详解】
积木1滑上小车后,系统水平方向动量守恒,设共同速度为,则
代入数据解得
由能量守恒定律,系统损失的动能转化为摩擦热
代入数据解得
【小问3详解】
小球与积木发生弹性碰撞,每次碰撞后速度大小变为碰前的
小球第一次下滑路程
第一次碰后小球以滑上斜面,上滑路程
随后滑下,路程相同。此后每次碰撞后速度减半,上滑路程变为原来的。总路程
15. 如图,两根光滑平行金属导轨EF、HG固定在绝缘水平面上,左、右两侧导轨间距分别为和,处于竖直向上的磁场中,磁感应强度大小为。两根完全相同的均匀金属棒P、Q,长度均为、质量均为,P棒中点处接有一原长为、劲度系数为 的轻质绝缘弹簧,两棒放置在导轨上图示位置。现给P棒一个初速度,当P棒运动到MN时(两棒运动已经稳定),P棒速度大小为,弹簧刚好与Q接触。运动过程中两棒保持与导轨垂直并接触良好,弹簧始终在弹性限度内,弹簧弹性势能的大小为(为弹簧的形变量),导轨足够长且电阻不计,两棒电阻不可忽略。
(1)求P棒的初速度大小;
(2)求P运动到MN过程通过Q的电荷量;
(3)若运动过程中两棒的最近距离为,求从开始到弹簧压缩至最短过程P棒产生的焦耳热。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
P棒向右运动,根据右手定则可知,在P棒、Q棒组成的回路中会产生逆时针的电流,根据左手则,可知P棒受到的安培力向左,Q棒受到的安培力向右;当P棒运动到MN时两棒的运动已经稳定,说明回路中电流为零,即此时两棒产生的电动势相等,则两棒开始匀速运动时有
解得
两棒从开始到稳定过程,分别对P棒、Q棒由动量定理得,
联立解得
【小问2详解】
对Q棒,根据动量定理有,
又
联立可得
解得
【小问3详解】
P棒在窄导轨上运动到稳定过程中,由系统能量守恒得
解得
此过程P棒产生的焦耳热为
P棒进入宽导轨到弹簧压缩至最短过程中,P棒在安培力和弹力作用下做减速运动,Q棒在安培力和弹力作用下做加速运动,当速度相等时,回路电流为零,弹簧被压缩到最短,开始恢复形变,由系统动量守恒和能量守恒可得,
解得
此过程P棒产生的焦耳热为
综上,P棒中产生的焦耳热
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一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 如图所示,折叠式电脑支架静置于水平桌面上,笔记本电脑在支架上始终处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 电脑对支架的压力是由于支架的形变引起的
B. 地面对支架的支持力与支架的重力是一对平衡力
C. 保持角不变,仅减小角,则支架对电脑的支持力变小
D. 保持角不变,仅增大角,则地面对支架的摩擦力减小
2. 我国发射的“天问二号”探测器首次实现从小行星2016HO3采样返回地球。该小行星绕太阳运行的轨道半长轴大于地球公转轨道半径,两轨道其中一个交点为P。若将小行星看作质量分布均匀的球体,半径为R,密度与地球相同。已知探测器在地球表面附近做匀速圆周运动的周期为,地球半径为,引力常量为G。下列说法正确的是( )
A. 小行星绕太阳运行周期小于地球公转周期
B. 小行星经过P处时的加速度大于地球经过P处时的加速度
C. 小行星质量为
D. 探测器质量为
3. 《自然·生物技术》报道了“高通量基因编辑电转染平台”,该技术通过对称电场设计提高外源DNA导入效率。其原理可简化如图所示,两带电平行金属板在细胞周围形成关于y轴对称的电场,实线为电场线,虚线为带电外源DNA进入细胞膜的运动轨迹。L、M、N为轨迹上三点,P点与N点关于y轴对称,且。下列说法正确的是( )
A. N、P两点的电场强度相同 B. DNA分子在M点的加速度比在N点大
C. DNA分子在M点的电势能大于在N点的电势能 D. L、N两点间的电势差等于N、P两点间的电势差
4. 某种微小位移传感器的工作原理如图1所示,将霍尔元件置于两块磁性强弱相同、同极相对放置的磁体缝隙中,通过电压与磁场的关系可以测出微小的位移。霍尔元件的长宽高分别为a、b、c,其单位体积内自由电荷的数目为n,自由电荷的电荷量为q,霍尔元件中通有沿图2方向、大小为I的恒定电流。当霍尔元件初始位置位于两磁铁正中间处时,与霍尔元件所连接的电压表的示数为零。已知两磁铁间沿x轴方向的磁感应强度如图3所示,图中为已知量,则当电压表的示数为时,霍尔元件位移的大小为( )
A. B.
C. D.
5. 压燃式四冲程柴油发动机汽缸内封闭的气体视为理想气体,整个过程遵循狄塞尔循环。该循环的p−V图像如图所示,其中a→b为绝热过程,外界对气体做功为W1;b→c为等压过程,气体从外界吸收热量为Q1,气体对外界做功为;c→d为绝热过程,气体对外界做功为W3;d→a为等容过程,气体向外界放出热量为Q2。下列说法正确的是( )
A. a→b过程分子平均动能不变
B. b→c过程封闭气体内能的增加量为Q1-W2
C. Q1与Q2大小相等
D. a→b→c→d→a过程中外界对气体做的总功为Q1-Q2
6. 如图所示,包含两种单色光的光束沿PO方向射入横截面为半圆形的柱体,O为半圆形的圆心,其折射光线分别从M、N两点射出。PO与法线的夹角, OM与分界面的夹角,真空中光速,则( )
A. 该介质对从M处射出色光的折射率为
B. 从M处射出色光在该介质中传播的速度为
C. 从M点射出的色光穿过该柱体所需的时间长
D. 从N点射出的色光频率比从M点射出的色光频率低
7. 在扇形OAB区域内存在垂直于平面向里的匀强磁场,扇形的半径为R,∠AOB=90°。O点处有一粒子源,向扇形区域内各个方向均匀放射出相同的、速率均为v的带负电的粒子。如图所示,从圆弧AB和OB边射出粒子的个数之比为2:1,忽略粒子的重力及相互间的作用力。下列说法正确的是( )
A. 粒子在磁场中运动的轨迹半径为
B. 从圆弧AB射出的粒子在磁场中运动时间都不同
C. 圆弧AB上有粒子出射部分的长度为
D. 磁场中有粒子到达的区域面积为
8. 用图甲装置研究光电效应。光线发射器原理如图乙所示,大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时,辐射出的3种频率的光强度均稳定。其中只有a、b两种光可使该光电管发生光电效应。图丙为测得的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2.55eV,可见光光子的能量范围是1.62eV~3.11eV。下列说法正确的是( )
A. 光线发射器发出的光中只有一种可见光
B. 光电子飞出阴极时的最大初动能为12.09eV
C. 若部分光线被遮挡,则光电子飞出阴极时的最大初动能不变,光电流也不变
D. 图丙中
9. 一列简谐波某时刻的波形如图中实线所示,经过0.5s后的波形如图中的虚线所示,已知波的周期为T,且,则( )
A. 若波沿x轴不同方向传播,则在这0.5s内,处的质点M通过的路程不相等
B. 当波沿方向传播时,处的质点M和处的质点N在这0.5s内通过的路程不相等
C. 当波向方向传播时,波速等于10m/s
D. 当波沿方向传播时,经过0.1s时,质点M的位移一定为零
10. 如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比是2:1,AB两点之间始终加(V)的交变电压。R是输电线的电阻,L是标有“100V、100W”的白炽灯。M是标有“100V、200W”的电动机,其线圈电阻r=10。开关S断开时,电动机正常工作。下列说法正确的是( )
A. 输电线的电阻阻值
B. 电动机的输出功率为180W
C. 开关S闭合后,电动机的电功率减小
D. 开关S闭合后,白炽灯的功率为100W
二、非选择题,本题共小题,共60分
11. 某实验小组利用如图1所示装置探究弹簧的弹性势能及物块与水平面间的动摩擦因数。弹簧的左端固定,右端与小滑块接触但不栓接,弹簧原长位置在P、A之间,A处有一光电门,重力加速度为g。
(1)用螺旋测微器测量固定在滑块上的挡光片的宽度,如图2所示,宽度d=_________mm。
(2)将小滑块向左推至P点,PA距离为s,然后由静止释放小滑块,测出滑块通过光电门时的挡光时间t。
(3)更换粗糙程度相同,但质量m(含挡光片)不同的滑块,且滑块每次均从P点由静止释放,重复上述操作,根据实验数据作的图像如图3所示,其中图像的斜率为k,纵截距为,已知,则小滑块位于P点时弹簧的弹性势能=_________;小滑块和水平面间的动摩擦因数=_________。(均用题中符号表示)
12. 某实验小组的同学准备测量电池的电动势和内阻,实验室提供的器材如下:
A.电池(电动势约为3 V,内阻约为4 Ω)
B.电流表A1(量程0~2 mA,内阻约200 Ω)
C.电流表A2(量程0~5 mA,内阻未知)
D.滑动变阻器R0(最大阻值100 Ω)
E.电阻箱R1(阻值范围0~999.9 Ω)
F.电阻箱R2(阻值范围0~9999 Ω)
G.开关一个,导线若干
(1)①该实验小组准备先测量电流表A1的内阻,设计了如图甲所示的电路,请根据实验电路用笔画线代替导线将图乙中的实物图补充完整。__________
②将滑动变阻器的滑片移到合适位置,调节电阻箱的阻值,当电流表A2的示数是电流表A1的三倍时,电阻箱R1的示数为99.0 Ω,则电流表A1的内阻为___________Ω。(结果保留一位小数)
(2)①某同学设计了如图丙所示的电路图测量电池的电动势和内阻,将电流表A1的量程扩大10倍,则电阻箱R1的示数应调为___________Ω。(结果保留一位小数)
②闭合开关,改变电阻箱R2接入回路的阻值,记录多组电流表的示数I(A)和电阻箱R2的阻值R,作出的图像如图丁所示,则电池的电动势E=___________V,内阻r=___________Ω。(结果均保留一位小数)
13. 如图,太空舱的体积为V1=21m3,气闸舱的体积为V2=7m3.初始时两个舱门均紧闭,气闸舱内空气压强为p2=0.2×105Pa。宇航员从太空舱出舱,首先要经过气闸舱.先打开门A,空气从太空舱流向气闸舱稳定后压强为p=0.8×105Pa;然后闭合门A,对气闸舱进行抽气,当气闸舱内气体压强为p3=0.6×105Pa时不再抽气.整个过程中太空舱和气闸舱温度相同且均保持不变,所有气体均视为理想气体,宇航员的体积忽略不计,求:
(1)门A打开前,太空舱内气体的压强p1;
(2)门A闭合后,从气闸舱抽出的气体质量占气闸舱气体总质量的比例k。
14. 如图所示,在固定的光滑水平桌面上叠放有1、2、3…足够多的完全相同的积木,积木的质量均为m'=0.3kg,其中积木2、3…处于竖直管道内。质量m=0.1kg的小球从倾角的光滑固定斜面上距水平桌面高度h=0.8m的P点由静止滑下,在水平桌面与积木1发生弹性正碰,斜面与桌面平滑连接。碰后1滑到静止在水平地面与桌面等高且平滑衔接的小车上,小车的质量M=0.6kg。第一次碰撞后被弹回的小球与落到水平桌面的积木2发生弹性碰撞,小球又被弹回,然后与落在桌面的积木3相碰,依次类推,积木落到地面被立即取走。已知积木1与小车间的动摩擦因数为且积木1未从小车上滑下,不计积木之间以及小车与地面间的摩擦,积木长度不计,重力加速度g取10m/s²。求:
(1)小球与积木1碰撞后瞬间二者的速度大小分别为多少;
(2)小车的最小长度;
(3)小球在斜面上滑行的总路程。
15. 如图,两根光滑平行金属导轨EF、HG固定在绝缘水平面上,左、右两侧导轨间距分别为和,处于竖直向上的磁场中,磁感应强度大小为 。两根完全相同的均匀金属棒P、Q,长度均为、质量均为,P棒中点处接有一原长为、劲度系数为 的轻质绝缘弹簧,两棒放置在导轨上图示位置。现给P棒一个初速度,当P棒运动到MN时(两棒运动已经稳定),P棒速度大小为,弹簧刚好与Q接触。运动过程中两棒保持与导轨垂直并接触良好,弹簧始终在弹性限度内,弹簧弹性势能的大小为(为弹簧的形变量),导轨足够长且电阻不计,两棒电阻不可忽略。
(1)求P棒的初速度大小;
(2)求P运动到MN过程通过Q的电荷量;
(3)若运动过程中两棒的最近距离为,求从开始到弹簧压缩至最短过程P棒产生的焦耳热。
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