内容正文:
2024级高二下期调研考试物理押题卷(三)
物理
满分100分 考试时间:75分钟
一、单项选择题(本题共7个小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题4分,共28分)
1. 李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒,吴健雄用的衰变完成实验验证,衰变方程是,是反中微子。则( )
A. 反中微子不带电
B. 衰变放出的电子来自原子外层
C. 衰变过程吸收能量
D. 比更稳定
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据衰变过程电荷数、质量数守恒,反中微子的电荷数为27-(28-1)=0,质量数为60-60-0=0,因此不带电,故A正确;
B.衰变释放的电子是原子核内中子衰变为质子时产生的,并非来自原子外层电子,故B错误;
C.自发衰变过程存在质量亏损,根据质能方程会释放能量,故C错误;
D.自发衰变的方向是从不稳定原子核向更稳定的原子核转化,因此比更稳定,故D错误。
故选A。
2. 某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示,下列判断正确的是( )
A. N点的磁感应强度大于P点
B. P点的磁感应强度小于M点
C. P、M、N点的磁感应强度相同
D. P、M点的磁感应强度的方向相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.N点的磁感线较P点稀疏,可知N点的磁感应强度小于P点,A错误;
B.P点的磁感线较M点稀疏,则P点的磁感应强度小于M点,B正确;
C.磁感线的切线方向为该点的磁感应强度方向,则 P、M、N点的磁感应强度方向不相同,则磁感应强度不同,C错误;
D.磁感线的切线方向为该点的磁感应强度方向,可知P、M点的磁感应强度的方向不相同,D错误。
故选B。
3. 如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在条形磁铁的左上方固定一根与磁场垂直的长直导线,当导线中通以图示方向的电流时( )
A. 磁铁对桌面的压力减小,且受到向左的摩擦力作用
B. 磁铁对桌面的压力减小,且受到向右的摩擦力作用
C. 磁铁对桌面的压力增大,且受到向左的摩擦力作用
D. 磁铁对桌面的压力增大,且受到向右的摩擦力作用
【答案】C
【解析】
【分析】先判断电流所在位置的磁场方向,然后根据左手定则判断安培力方向;再根据牛顿第三定律得到磁体受力方向,最后对磁体受力分析,根据平衡条件判断。
【详解】根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在位置磁场方向,再根据左手定则判断安培力方向,如图:
根据牛顿第三定律,电流对磁体的作用力向右下方;选取磁铁为研究对象,磁铁始终静止,根据平衡条件,可知通电后桌面对磁铁的支持力变大,磁铁受到桌面的静摩擦力方向水平向左;最后再根据牛顿第三定律,磁铁对桌面的压力增大。
故选C。
【点睛】本题关键先对电流分析,得到其受力方向,再结合牛顿第三定律和平衡条件分析磁体的受力情况。
4. 如图所示,一束复色可见光入射到置于空气中的平行玻璃砖上,穿过玻璃后从下表面射出a、b两束单色光,则下列说法正确的是( )
A. a光的频率较大
B. 玻璃对b光的折射率较小
C. 若增大面上的入射角,b光可能在面上发生全反射
D. a、b两束单色光的出射方向一定平行
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】AB.因为b光的偏折程度大,则b光的折射率较大,折射率大的光,频率高,故b光的频率高,故AB错误;
CD.光线通过玻璃砖发生两次折射,第二次的入射角等于第一次的折射角,根据光路可逆,光不可能在面上发生全反射,一定能从下表面射出玻璃砖,根据光路可逆,出射光线与入射光线平行,故C错误,D正确。
故选D。
5. 如图所示为一定质量的理想气体由a→b→c→a的状态变化的p-V图像,ab段与纵轴平行,bc段与横轴平行,气体在a、c状态时内能相等,则下列说法正确的是( )
A. a→b过程,气体分子的平均动能不变
B. b→c过程,气体吸收的热量小于对外做的功
C. c→a过程,气体内能先增大后减小
D. a→b→c→a过程,气体对外做的功大于外界对气体做的功
【答案】C
【解析】
【详解】A.a→b过程为等容变化,根据
压强减小,温度减小,气体分子的平均动能减小,故A错误;
B.b→c过程为等压变化,根据
体积变大,可得温度升高,内能增大,即
根据
结合体积变大,气体对外做功,即
W<0
可得气体吸收的热量大于对外做的功,故B错误;
C.若c→a过程为双曲线,则p、V的乘积为定值,由图知,p、V的乘积先增大后减小,所以温度先升高后降低,气体内能先增大后减小,故C正确;
D.p-V图像与V轴围成的面积代表功,可知a→b→c→a过程,气体对外做的功小于外界对气体做的功,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,1、2两个单匝闭合圆形线圈用同样材料、粗细的导线制成,半径,图示区域内有匀强磁场,其磁感应强度随时间均匀减小。则下列判断正确的是( )
A. 1、2线圈中产生的感应电动势之比
B. 1、2线圈中产生的感应电动势之比
C. 1、2线圈中感应电流之比
D. 1、2线圈中感应电流之比
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据法拉第电磁感应定律
匝数相同,1、2线圈中产生的感应电动势之比
故AB错误;
CD.根据电阻定律
1、2线圈中感应电流之比
故C正确D错误。
故选C。
7. 在如图所示电路中,闭合开关,当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时,四个理想电表、、、的示数都发生变化,电表的示数分别用、、和表示,电表示数变化量的绝对值分别用、、和表示。下列说法正确的是( )
A. 不变,变大
B. 变大,不变
C. 不变,变大
D. 电源的输出功率变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.电压表V1测定值电阻R1两端电压,定值电阻阻值不变,由
可知,不变。由欧姆定律
可知,图像斜率不变,为
A错误;
B.电压表V2测滑动变阻器R2两端电压,滑动变阻器的滑动触头向下滑动,其阻值变大,由
可知,变大。由闭合电路欧姆定律
可知
可知,图像斜率绝对值不变,为
B正确;
C.电压表V3测路端电压,滑动变阻器的滑动触头向下滑动,其阻值变大,路端电压变大,由
可知,变大。由闭合电路欧姆定律
可知
可知,图像斜率绝对值不变,为
C错误;
D.当外电路电阻等于内阻时,电源的输出功率最大,当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时,外电阻变大,但是不知道外电阻与内阻的大小关系,所以无法判断电源输出功率的变化,D错误。
故选B。
二、多项选择题(本题3个小题,本题有两个或两个以上的选项符合题意,选对得6分,选对不全得3分,选错或不选得0分,共18分)
8. 下列说法正确的是( )
A. 在一定条件下,热量可能从低温物体传递到高温物体
B. 电冰箱的工作过程表明,热量可以自发地从低温物体向高温物体传递
C. 水的饱和汽压与温度有关
D. 第二类永动机违背了热力学第二定律
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.在一定条件下,热量可能从低温物体传递到高温物体,比如冰箱的工作,A正确.
B.电冰箱消耗电能才能将热量从低温物体传递到高温物体,B错误.
C.水的饱和汽压只与温度有关,C正确.
D.第二类永动机不可能制成,是违背了热力学第二定律,D正确.
9. 如图所示,图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面,该种材料对红光的折射率n=2,AC为一半径为R的四分之一圆弧,D为圆弧面圆心,ABCD构成正方形。在D处有一红色点光源,在纸面内照射弧面AC,若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线,已知光在真空中速度为c,则以下说法正确的是( )
A. 红光在该材料中传播的速度为
B. 点光源发出的光射到AB面上的最长时间为
C. 照射在AC边上的入射光,有弧长为区域的光不能从AB、BC边直接射出
D. 将点光源换成紫光,则AB边上有光射出的长度增大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由可知,红光在该材料中的传播速度为,A正确;
B.由题意可知,沿DB方向到达AB面上的光在材料中的传播距离最大,时间最长,做出如图所示光路图,有几何关系可知光从光源到AC面的传播距离为R,材料中的传播距离为
在材料中的传播时间为
光在空气中传播的时间为
点光源发出的光射到AB面上的最长时间为
B错误;
C.根据
可知临界角为
C=30°
如图所示,若沿DE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射,则,同理沿DG方向射到BC面上的光线刚好发生全反射,则,故
即照射在AC边上的入射光,有弧长为区域的光不能从AB、BC边直接射出,选项C正确;
D.将点光源换成紫光,因紫光的折射率比红光的大,根据
知紫光的临界角比红光的小,所以AB边上刚好发生全反射的入射点将左移,AB边上有光射出的长度减小,D错误。
故选AC。
10. 如图甲所示,在竖直平面内有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4,在L1L2之间、L3L4之间存在匀强磁场,大小均为1T,方向垂直于虚线所在的平面。现有一单匝矩形线圈abcd,质量为0.1kg,电阻为2.0Ω,将其从静止释放,速度随时间的变化关系如图乙所示,t=0时刻cd边与L1重合,t1时刻cd边与L2重合,t2时刻ab边与L3重合,t3时刻ab边与L4重合,已知t1~t2的时间间隔为0.6s,v2大小为8m/s,整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向,重力加速度g取10m/s2,则( )
A. 线圈的长度ad=2.0m
B. 线圈的宽度cd=0.5m
C. 在0~t1时间内,通过线圈的电荷量为0.25C
D. 0~t3时间内,线圈产生的热量为3.6J
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.由题意,t1时刻cd边与L2重合,t2时刻ab边与L3,且t1~t2的时间间隔内线圈一直做匀加速运动,则ab边刚进入磁场时,cd边也刚进入磁场,设磁场宽度为d,根据匀变速直线运动规律,有
代入数据,解得
则此时
故A正确;
B.线圈匀速运动时,根据受力平衡,有
代入数据,得
故B正确;
C.在0~t1时间内,通过线圈的电量
代入数据,得
故C正确;
D.在0~t3时间内,根据能量守恒定律,有
代入数据,得
Q=1.8J
故D错误。
故选ABC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。其中第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。请回答下列问题:
(1)使用多用电表粗测电阻时,将选择开关拨至欧姆挡“”挡,经正确操作后,指针指示如图甲a,为了使多用电表测量的结果更准确,该同学应该选择欧姆挡________挡(选填“、”);若经过正确操作,将两表笔接待测电阻两端时,指针指示如图甲b,则待测电阻为________Ω。
(2)多用表欧姆挡内部电路图如乙图所示,已知电流表满偏电流为0.5mA,电阻为10Ω,该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5V、电池内阻为1Ω进行刻度的。当电池的电动势下降到1.45V、电池内阻增大到4Ω时,欧姆表仍可调零,则调零后接入电路的电阻将变________(填“大”或“小”),若用重新调零后的欧姆表测得某待测电阻阻值为300Ω,则这个待测电阻的真实阻值为________Ω。
【答案】 ①. ②. ③. 小 ④.
【解析】
【详解】(1)[1][2]由图知测电阻时指针的偏角太小,说明电阻较大,应换挡,所测的电阻
(2)[3][4]若电动势为1.45V,则此时调零时,内部电阻为:2900Ω,此时指针在指在中值位置时对应的电阻应为2900Ω,所以调零后接入电路的电阻将变小;由3000Ω对应的电流列出关系式
故对应1.45V时的电阻
12. 某实验小组利用下列器材测量某种金属丝的电阻率,金属丝的阻值约为9Ω。
除了导线和开关外,还有以下器材可供选择:
A.电源电动势,内阻不计
B.电压表V(量程,内阻约)
C.电流表A(量程,内阻约)
D.滑动变阻器(最大阻值,额定电流)
E.滑动变阻器(最大阻值200Ω,额定电流1.25A)
(1)为了调节方便,滑动变阻器应选用________。(选填选项前的字母)
(2)请根据图1补充完成图2中实物间的连线________。
(3)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图3所示,其读数为________mm。
(4)该小组测得金属丝接入电路的有效长度L、直径D、电阻,由此得出金属丝的电阻率________。(用L、D和表示)
(5)该小组又设计了如图所示的另一种实验方案测量该金属丝的电阻率。
该小组按规范操作完成了实验器材的连接。在测量过程中,先闭合开关S0,再将S与1端相连,电压表读数记为U1;然后将S与2端相连,电压表读数记为U2。改变滑动变阻器的阻值,重复上述实验步骤记录多组电压值,作出图像,如图所示。已知图线的斜率为k,金属丝接入电路的有效长度为L、直径为D,定值电阻的阻值为R0。不考虑电压表内阻的影响,可求得金属丝的电阻率ρ=________。(用L、D、R0和k表示)
【答案】(1)D (2)见解析
(3)0.730##0.731##0.729
(4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
金属丝电阻约为9Ω,同时电路为分压式,为了电路方便调节,滑动变阻器应选用D。
【小问2详解】
根据电路图连接实物图,实物图如下
【小问3详解】
根据螺旋测微器测量原理,其读数
【小问4详解】
根据电阻定律公式可知
又
联立解得
【小问5详解】
根据串联电路特点
化简得
图线的斜率为k,则
联立,解得
13. 如图所示,圆柱形汽缸竖直放置。 质量不计、横截面积 的活塞封闭某理想气体,缓慢加热气体使活塞从A位置上升到B位置。已知A、B距汽缸底面高度 hA=0.5m,hB=0.6m,活塞在A位置时气体温度TA=300K,活塞从A到B过程中气体内能增量,此时外界大气压强p0=1.0×105Pa,不计摩擦。 求:
(1)活塞在 B位置时密闭气体的温度TB;
(2)上述过程中缸内气体吸收的热量 Q。
【答案】(1);(2)110J
【解析】
【详解】(1)活塞从A到B过程中,气体发生等压变化,则有
解得
(2) 活塞上升过程,外界对气体做功为
根据热力学第一定律
联立解得
14. 如图所示,在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心为O、半径为r、内壁光滑,A、B两点分别是圆轨道的最低点和最高点。该区间存在方向水平向右的匀强电场,一质量为m的带电小球(可视为质点)恰好能静止在C点。若在C点给小球一个初速度使它在轨道内侧恰好能做完整的圆周运动(小球的电荷量不变)。已知C、O、D在同一直线上,它们的连线与竖直方向的夹角θ=60°,重力加速度为g。求:
(1)小球所受的电场力F的大小;
(2)小球做圆周运动,在D点的速度大小及在A点对轨道压力的大小。
【答案】(1)mg;(2),9mg
【解析】
【详解】(1)小球在C点静止,受力分析如图所示
由平衡条件得
解得
(2)小球在光滑轨道内侧恰好做完整的圆周运动,在D点小球速度最小,对轨道的压力为零,则
解得小球在D点的速度
小球由轨道上A点运动到D点的过程,根据动能定理得
解得小球在A点的速度为
小球在A点,根据牛顿第二定律得
解得
根据牛顿第三定律得小球对轨道的压力大小为9mg。
15. 三个竖直平面M、N、Q相互平行,高度、间距均为,建立如图所示的空间直角坐标系,在M面内,x轴垂直竖直面。处有一粒子源,连线与x轴共线。在区域内,MN间区域有沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E;NQ间区域有与xOy平面平行、与x轴负方向成的匀强磁场。粒子源发出速率为v的正电粒子,粒子沿方向运动,经电场偏转通过N平面时,其速度方向与x轴正方向夹角为,再经磁场偏转通过Q平面上的P点(图中未标出)。忽略粒子间相互作用及粒子重力,y方向的电场、磁场区域足够大。
(1)求粒子的电荷量与质量之比;
(2)当磁感应强度大小时,求粒子在磁场中运动的时间和点的坐标;
(3)要使该正电粒子从面飞出,求磁感应强度大小的范围。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子从M面到N面过程中,x方向不受外力作用,则x方向做匀速直线运动,y方向受电场力作用,则y方向做匀加速直线运动。设粒子从M面到N面的时间为t,由匀速直线运动公式可得
设粒子经过N平面时y方向速度为,则根据经电场偏转通过N平面时,其速度方向与x轴正方向夹角为可知
则
根据粒子在电场中匀加速运动的速度公式可知
化简可得
粒子在电场中的运动轨迹如图所示。
【小问2详解】
根据粒子在电场中匀加速运动的位移公式可知,通过N平面时坐标A点
则
则此时粒子的坐标为
进入磁场区域的粒子速度大小为
速度方向与磁感应强度方向垂直,粒子进入NQ区域后受到洛伦兹力的作用做匀速圆周运动。由洛伦兹力充当向心力
可得
则圆周运动半径
则圆周运动圆心坐标为,圆周运动所在平面与x轴正方向夹角为
根据几何关系可知,圆周运动所在圆弧与平面Q的交点P在xOy面的投影坐标为
xOy面的投影图像如下。
由几何关系可知,
则坐标
根据几何关系可知
则
所以粒子在磁场中运动的时间为
求解时间也可以用弧长比速度
则
粒子在磁场中的运动轨迹如图所示
【小问3详解】
根据几何关系可知,粒子恰好从PD所在直线最高点飞出时,圆周运动的圆弧半径最小,此时对应的磁感应强度最大。设此圆弧半径为r,则根据几何关系可得
计算可得
由洛伦兹力充当向心力
可得
则当时,粒子可从Q面飞出。
粒子在磁场中的运动轨迹如图所示
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2024级高二下期调研考试物理押题卷(三)
物理
满分100分 考试时间:75分钟
一、单项选择题(本题共7个小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题4分,共28分)
1. 李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒,吴健雄用的衰变完成实验验证,衰变方程是,是反中微子。则( )
A. 反中微子不带电
B. 衰变放出的电子来自原子外层
C. 衰变过程吸收能量
D. 比更稳定
2. 某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示,下列判断正确的是( )
A. N点的磁感应强度大于P点
B. P点的磁感应强度小于M点
C. P、M、N点的磁感应强度相同
D. P、M点的磁感应强度的方向相同
3. 如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在条形磁铁的左上方固定一根与磁场垂直的长直导线,当导线中通以图示方向的电流时( )
A. 磁铁对桌面的压力减小,且受到向左的摩擦力作用
B. 磁铁对桌面的压力减小,且受到向右的摩擦力作用
C. 磁铁对桌面的压力增大,且受到向左的摩擦力作用
D. 磁铁对桌面的压力增大,且受到向右的摩擦力作用
4. 如图所示,一束复色可见光入射到置于空气中的平行玻璃砖上,穿过玻璃后从下表面射出a、b两束单色光,则下列说法正确的是( )
A. a光的频率较大
B. 玻璃对b光的折射率较小
C. 若增大面上的入射角,b光可能在面上发生全反射
D. a、b两束单色光的出射方向一定平行
5. 如图所示为一定质量的理想气体由a→b→c→a的状态变化的p-V图像,ab段与纵轴平行,bc段与横轴平行,气体在a、c状态时内能相等,则下列说法正确的是( )
A. a→b过程,气体分子的平均动能不变
B. b→c过程,气体吸收的热量小于对外做的功
C. c→a过程,气体内能先增大后减小
D. a→b→c→a过程,气体对外做的功大于外界对气体做的功
6. 如图所示,1、2两个单匝闭合圆形线圈用同样材料、粗细的导线制成,半径,图示区域内有匀强磁场,其磁感应强度随时间均匀减小。则下列判断正确的是( )
A. 1、2线圈中产生的感应电动势之比
B. 1、2线圈中产生的感应电动势之比
C. 1、2线圈中感应电流之比
D. 1、2线圈中感应电流之比
7. 在如图所示电路中,闭合开关,当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时,四个理想电表、、、的示数都发生变化,电表的示数分别用、、和表示,电表示数变化量的绝对值分别用、、和表示。下列说法正确的是( )
A. 不变,变大
B. 变大,不变
C. 不变,变大
D. 电源的输出功率变大
二、多项选择题(本题3个小题,本题有两个或两个以上的选项符合题意,选对得6分,选对不全得3分,选错或不选得0分,共18分)
8. 下列说法正确的是( )
A. 在一定条件下,热量可能从低温物体传递到高温物体
B. 电冰箱的工作过程表明,热量可以自发地从低温物体向高温物体传递
C. 水的饱和汽压与温度有关
D. 第二类永动机违背了热力学第二定律
9. 如图所示,图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面,该种材料对红光的折射率n=2,AC为一半径为R的四分之一圆弧,D为圆弧面圆心,ABCD构成正方形。在D处有一红色点光源,在纸面内照射弧面AC,若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线,已知光在真空中速度为c,则以下说法正确的是( )
A. 红光在该材料中传播的速度为
B. 点光源发出的光射到AB面上的最长时间为
C. 照射在AC边上的入射光,有弧长为区域的光不能从AB、BC边直接射出
D. 将点光源换成紫光,则AB边上有光射出的长度增大
10. 如图甲所示,在竖直平面内有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4,在L1L2之间、L3L4之间存在匀强磁场,大小均为1T,方向垂直于虚线所在的平面。现有一单匝矩形线圈abcd,质量为0.1kg,电阻为2.0Ω,将其从静止释放,速度随时间的变化关系如图乙所示,t=0时刻cd边与L1重合,t1时刻cd边与L2重合,t2时刻ab边与L3重合,t3时刻ab边与L4重合,已知t1~t2的时间间隔为0.6s,v2大小为8m/s,整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向,重力加速度g取10m/s2,则( )
A. 线圈的长度ad=2.0m
B. 线圈的宽度cd=0.5m
C. 在0~t1时间内,通过线圈的电荷量为0.25C
D. 0~t3时间内,线圈产生的热量为3.6J
三、非选择题:本题共5小题,共54分。其中第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。请回答下列问题:
(1)使用多用电表粗测电阻时,将选择开关拨至欧姆挡“”挡,经正确操作后,指针指示如图甲a,为了使多用电表测量的结果更准确,该同学应该选择欧姆挡________挡(选填“、”);若经过正确操作,将两表笔接待测电阻两端时,指针指示如图甲b,则待测电阻为________Ω。
(2)多用表欧姆挡内部电路图如乙图所示,已知电流表满偏电流为0.5mA,电阻为10Ω,该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5V、电池内阻为1Ω进行刻度的。当电池的电动势下降到1.45V、电池内阻增大到4Ω时,欧姆表仍可调零,则调零后接入电路的电阻将变________(填“大”或“小”),若用重新调零后的欧姆表测得某待测电阻阻值为300Ω,则这个待测电阻的真实阻值为________Ω。
12. 某实验小组利用下列器材测量某种金属丝的电阻率,金属丝的阻值约为9Ω。
除了导线和开关外,还有以下器材可供选择:
A.电源电动势,内阻不计
B.电压表V(量程,内阻约)
C.电流表A(量程,内阻约)
D.滑动变阻器(最大阻值,额定电流)
E.滑动变阻器(最大阻值200Ω,额定电流1.25A)
(1)为了调节方便,滑动变阻器应选用________。(选填选项前的字母)
(2)请根据图1补充完成图2中实物间的连线________。
(3)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图3所示,其读数为________mm。
(4)该小组测得金属丝接入电路的有效长度L、直径D、电阻,由此得出金属丝的电阻率________。(用L、D和表示)
(5)该小组又设计了如图所示的另一种实验方案测量该金属丝的电阻率。
该小组按规范操作完成了实验器材的连接。在测量过程中,先闭合开关S0,再将S与1端相连,电压表读数记为U1;然后将S与2端相连,电压表读数记为U2。改变滑动变阻器的阻值,重复上述实验步骤记录多组电压值,作出图像,如图所示。已知图线的斜率为k,金属丝接入电路的有效长度为L、直径为D,定值电阻的阻值为R0。不考虑电压表内阻的影响,可求得金属丝的电阻率ρ=________。(用L、D、R0和k表示)
13. 如图所示,圆柱形汽缸竖直放置。 质量不计、横截面积 的活塞封闭某理想气体,缓慢加热气体使活塞从A位置上升到B位置。已知A、B距汽缸底面高度 hA=0.5m,hB=0.6m,活塞在A位置时气体温度TA=300K,活塞从A到B过程中气体内能增量,此时外界大气压强p0=1.0×105Pa,不计摩擦。 求:
(1)活塞在 B位置时密闭气体的温度TB;
(2)上述过程中缸内气体吸收的热量 Q。
14. 如图所示,在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心为O、半径为r、内壁光滑,A、B两点分别是圆轨道的最低点和最高点。该区间存在方向水平向右的匀强电场,一质量为m的带电小球(可视为质点)恰好能静止在C点。若在C点给小球一个初速度使它在轨道内侧恰好能做完整的圆周运动(小球的电荷量不变)。已知C、O、D在同一直线上,它们的连线与竖直方向的夹角θ=60°,重力加速度为g。求:
(1)小球所受的电场力F的大小;
(2)小球做圆周运动,在D点的速度大小及在A点对轨道压力的大小。
15. 三个竖直平面M、N、Q相互平行,高度、间距均为,建立如图所示的空间直角坐标系,在M面内,x轴垂直竖直面。处有一粒子源,连线与x轴共线。在区域内,MN间区域有沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E;NQ间区域有与xOy平面平行、与x轴负方向成的匀强磁场。粒子源发出速率为v的正电粒子,粒子沿方向运动,经电场偏转通过N平面时,其速度方向与x轴正方向夹角为,再经磁场偏转通过Q平面上的P点(图中未标出)。忽略粒子间相互作用及粒子重力,y方向的电场、磁场区域足够大。
(1)求粒子的电荷量与质量之比;
(2)当磁感应强度大小时,求粒子在磁场中运动的时间和点的坐标;
(3)要使该正电粒子从面飞出,求磁感应强度大小的范围。
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