内容正文:
四川省绵阳东辰中学2025-2026学年度高2023级高三上期末考试
物理学科试题题卷
考试时间:75分钟 满分:100分
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 如图所示是汽车的速度计,某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化,开始时指针指示在如图甲所示的位置,经过后指针指示在如图乙所示的位置,若汽车做匀变速直线运动,那么它的加速度约为( )
A. B. C. D.
2. 如图所示,一条不可伸长的轻绳AB的两端系在水平天花板上,O是绳子上的一个点,在O点用另一根轻绳系上一个重物,平衡时,结点O到天花板的距离为AB绳长的,OA的长度为AB绳长的,则OA段绳拉力的竖直分量与OB段绳拉力的竖直分量之比为( )
A. B.
C. D.
3. 根据高中所学知识可知,做自由落体运动的小球,将落在正下方位置,但实际上,赤道上方200m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6cm处,这一现象可解释为,除重力外,由于地球自转,下落过程小球还受到一个水平向东的“力”,该“力”与竖直方向的速度大小成正比,现将小球从赤道地面竖直上抛,考虑对称性,上升过程该“力”水平向西,则小球( )
A. 到最高点时,水平方向的加速度和速度均为零
B. 到最高点时,水平方向的加速度和速度均不为零
C. 落地点在抛出点东侧
D. 落地点在抛出点西侧
4. 科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测,给出1994年到2002年间S2的位置如图所示。科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为(太阳到地球的距离为)的椭圆,银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了2020年诺贝尔物理学奖。若认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力,设太阳的质量为M,可以推测出该黑洞质量约为( )
A. B. C. D.
5. 如图,一半径为R的半圆,AB为半圆的直径,O点为圆心,P、Q为圆上的两点,其中OQ垂直于AB,P点在AQ之间,两个带等量正电的点电荷分别固定在A、B两点,点电荷的电荷量为q,A、B两点的点电荷在P点产生的电场强度大小分别为、,A、B两点的点电荷在Q点产生的电场强度大小分别为、,一负试探电荷只在静电力的作用下由静止开始沿QO从Q点移动到O点,此过程中试探电荷受到的静电力大小为F,如果在空间加一电场强度大小为的匀强电场后,Q点的电场强度恰好为0,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. F先增大后减小 D.
6. 如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道,BC段是长为L的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B点,一质量为m的滑块在小车上从A点静止开始沿AB轨道滑下,然后滑入BC轨道,最后恰好停在C点。已知小车质量M=3m,滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。则( )
A. 全程滑块水平方向相对地面的位移R+L
B. 全程小车相对地面的位移大小x=(R+L)
C. 滑块m运动过程中的最大速度vm=
D. μ、L、R三者之间的关系为R=4μL
7. 如图甲所示,倾角为的光滑固定斜面顶端连接一劲度系数为、原长为的轻质弹簧,弹簧另一端连接一质量为的小球,小球处于静止状态。现将小球托起使弹簧恢复原长,然后由静止释放小球,小球在斜面上往复运动。以沿斜面向下为正方向,选取小球的平衡位置为坐标原点,小球由最高点运动到最低点过程中,其加速度随变化的图像如图乙所示。弹簧始终在弹性限度内。已知重力加速度为,忽略空气阻力。则( )
A. 小球处于平衡位置时,弹簧的长度为
B. 小球从最高点运动至最低点过程中,小球的回复力先变大后变小
C. 小球从最高点运动至平衡位置过程中,小球的回复力做的功为
D. 小球处于平衡位置时,其速度大小为
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
8. 如图,S为单色光源,S发出的光一部分直接照在光屏上,一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的,由此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l,,镜面与光屏垂直,单色光波长为。下列说法正确的是( )
A. 光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为
B. 光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为
C. 若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中此时单色光的波长变为
D. 若将整套装置完全浸入某种透明溶液中,光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为,则该液体的折射率为
9. 如图,U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上,ab和dc边平行,和bc边垂直。ab、dc足够长,整个金属框电阻可忽略。一根具有一定电阻的导体棒MN置于金属框上,用水平恒力F向右拉动金属框,运动过程中,装置始终处于竖直向下的匀强磁场中,MN与金属框保持良好接触,且与bc边保持平行。经过一段时间后( )
A. 金属框的速度大小趋于恒定值
B. 金属框的加速度大小趋于恒定值
C. 导体棒所受安培力的大小趋于恒定值
D. 导体棒到金属框bc边的距离趋于恒定值
10. 两个完全相同的绝热活塞A、B把竖直放置的绝热汽缸分成体积相等的三部分,在汽缸顶部和处有固定卡环,分别限制活塞A、B向上、向下运动,如图所示。初始状态下,甲、乙两部分气体的压强均为大气压强的1.2倍,温度均为27℃,活塞与汽缸壁间的摩擦及活塞厚度均不计,现用电热丝对甲部分气体缓慢加热,下列说法正确的是( )
A. 乙中气体的温度有可能增加
B. 甲部分气体的温度为87℃时,活塞A已经上升
C. 如果甲部分气体的温度超过77℃,电热丝产生的热量等于甲气体内能增加量
D. 甲部分气体的温度为337℃时,乙部分气体的内能大于初始状态
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置,探究平抛运动的特点。
(1)关于实验,下列做法正确的是___________(填选项前的字母)。
A.选择体积小、质量大的小球 B.借助重垂线确定竖直方向
C.先抛出小球,再打开频闪仪 D.水平抛出小球
(2)图1所示的实验中,A球沿水平方向抛出,同时B球自由落下,借助频闪仪拍摄上述运动过程。图2为某次实验的频闪照片,在误差允许范围内,根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同,可判断A球竖直方向做___________运动;根据___________,可判断A球水平方向做匀速直线运动。
(3)某同学使小球从高度为的桌面水平飞出,用频闪照相拍摄小球的平抛运动(每秒频闪25次),最多可以得到小球在空中运动的___________个位置。
(4)某同学实验时忘了标记重垂线方向,为解决此问题,他在频闪照片中,以某位置为坐标原点,沿任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向,建立直角坐标系,并测量出另外两个位置的坐标值、,如图3所示。根据平抛运动规律,利用运动的合成与分解的方法,可得重垂线方向与y轴间夹角的正切值为___________。
12. 用如图所示的电路测量一个量程为100μA,内阻约为2000Ω的微安表头的内阻,所用电源的电动势约为12V,有两个电阻箱可选,R1(0 ~ 9999.9Ω),R2(99999.9Ω)
(1)RM应选_________,RN应选_________;
(2)根据电路图,请把实物连线补充完整_________;
(3)下列操作顺序合理排列是______:
①将变阻器滑动头P移至最左端,将RN调至最大值;
②闭合开关S2,调节RM,使微安表半偏,并读出RM阻值;
③断开S2,闭合S1,调节滑动头P至某位置再调节RN使表头满偏;
④断开S1、S2,拆除导线,整理好器材
(4)如图是RM调节后面板,则待测表头的内阻为_________,该测量值_________(填“大于”、“小于”、“等于”)真实值。
(5)将该微安表改装成量程为2V的电压表后,某次测量指针指在图示位置,则待测电压为_________V(保留3位有效数字)。
(6)某次半偏法测量表头内阻的实验中,S2断开,电表满偏时读出RN值,在滑动头P不变,S2闭合后调节电阻箱RM,使电表半偏时读出RM,若认为OP间电压不变,则微安表内阻为_________(用RM、RN表示)
四、计算题:本大题共3小题,共38分。
13. 在一个点电荷Q的电场中,让x轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.8m和1.2m(图甲)。在A、B两点分别放置试探电荷,其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系,如图乙中直线a、b所示。规定x正方向为电场强度正方向。求:
(1)A点和B点的电场强度的大小和方向;
(2)点电荷Q所在位置的坐标。
14. 如图所示,在光滑水平面上,放置着竖直挡板P,距挡板处静止着质量的小物块A,A右侧固定着倾角的斜面与水平面平滑连接,质量的小物块B从距斜面底端处以的初速度沿斜面下滑。已知B与斜面间的动摩擦因数,A与B的碰撞为弹性碰撞,A与挡板碰撞后速度反向且大小为碰前的,所有碰撞时间极短且不计,重力加速度大小,,。求
(1)B与A第1次碰撞前的速度大小;
(2)B与A第1次碰撞后二者的速度大小;
(3)B与A第1次碰撞后立即撤去斜面,经过多长时间二者再次碰撞?
15. 如图1所示,在绝缘光滑水平桌面上,以O为原点、水平向右为正方向建立x轴,在区域内存在方向竖直向上的匀强磁场。桌面上有一边长、电阻的正方形线框,当平行于磁场边界的边进入磁场时,在沿x方向的外力F作用下以的速度做匀速运动,直到边进入磁场时撤去外力。若以边进入磁场时作为计时起点,在内磁感应强度B的大小与时间t的关系如图2所示,在内线框始终做匀速运动。
(1)求外力F的大小;
(2)在内存在连续变化的磁场,求磁感应强度B的大小与时间t的关系;
(3)求在内流过导线横截面的电荷量q。
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四川省绵阳东辰中学2025-2026学年度高2023级高三上期末考试
物理学科试题题卷
考试时间:75分钟 满分:100分
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 如图所示是汽车的速度计,某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化,开始时指针指示在如图甲所示的位置,经过后指针指示在如图乙所示的位置,若汽车做匀变速直线运动,那么它的加速度约为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知
末速度
则加速度
故选B。
2. 如图所示,一条不可伸长的轻绳AB的两端系在水平天花板上,O是绳子上的一个点,在O点用另一根轻绳系上一个重物,平衡时,结点O到天花板的距离为AB绳长的,OA的长度为AB绳长的,则OA段绳拉力的竖直分量与OB段绳拉力的竖直分量之比为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】对结点O进行受力分析,设OA、OB与竖直方向的夹角分别为、,如图所示
水平方向有
竖直方向有
解得
,
的竖直分量为
的竖直分量为
设绳长为L,根据几何关系求得
解得
故选A。
3. 根据高中所学知识可知,做自由落体运动的小球,将落在正下方位置,但实际上,赤道上方200m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6cm处,这一现象可解释为,除重力外,由于地球自转,下落过程小球还受到一个水平向东的“力”,该“力”与竖直方向的速度大小成正比,现将小球从赤道地面竖直上抛,考虑对称性,上升过程该“力”水平向西,则小球( )
A. 到最高点时,水平方向的加速度和速度均为零
B. 到最高点时,水平方向的加速度和速度均不为零
C. 落地点在抛出点东侧
D. 落地点在抛出点西侧
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】AB.上升过程水平方向向西加速,在最高点竖直方向上速度为零,水平方向上有向西的水平速度,且有竖直向下的加速度,故AB错;
CD.下降过程向西减速,按照对称性落至地面时水平速度为0,整个过程都在向西运动,所以落点在抛出点的西侧,故C错,D正确;
故选D。
【点睛】本题的运动可以分解为竖直方向上的匀变速和水平方向上的变加速运动,利用运动的合成与分解来求解。
4. 科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测,给出1994年到2002年间S2的位置如图所示。科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为(太阳到地球的距离为)的椭圆,银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了2020年诺贝尔物理学奖。若认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力,设太阳的质量为M,可以推测出该黑洞质量约为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,S2绕黑洞的周期T=16年,地球的公转周期T0=1年,S2绕黑洞做圆周运动的半长轴r与地球绕太阳做圆周运动的半径R关系是
地球绕太阳的向心力由太阳对地球的引力提供,由向心力公式可知
解得太阳的质量为
根据开普勒第三定律,S2绕黑洞以半长轴绕椭圆运动,等效于以绕黑洞做圆周运动,而S2绕黑洞的向心力由黑洞对它的万有引力提供,由向心力公式可知
解得黑洞的质量为
综上可得
故选B。
5. 如图,一半径为R的半圆,AB为半圆的直径,O点为圆心,P、Q为圆上的两点,其中OQ垂直于AB,P点在AQ之间,两个带等量正电的点电荷分别固定在A、B两点,点电荷的电荷量为q,A、B两点的点电荷在P点产生的电场强度大小分别为、,A、B两点的点电荷在Q点产生的电场强度大小分别为、,一负试探电荷只在静电力的作用下由静止开始沿QO从Q点移动到O点,此过程中试探电荷受到的静电力大小为F,如果在空间加一电场强度大小为的匀强电场后,Q点的电场强度恰好为0,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. F先增大后减小 D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB.点电荷的电场方向如图所示:
根据点电荷的电场强度公式可得,
则
同理可得
所以有
选项AB错误;
C.设试探电荷所在处为QO线段中的C点,CA与直径AB的夹角为,则一点电荷在C点产生的电场强度大小为
两点电荷在C点产生的电场强度大小为
设
则有
由于
为定值,当
即
此时,y有最大值,此时
则试探电荷沿半径QO一直移动到O点过程中电场强度先增大再减小,所以试探电荷受到的静电力F也是先增大再减小,选项C正确;
D.Q点对应,则两点电荷在Q点的合电场强度为
加一电场强度大小为的匀强电场后,Q点的电场强度恰好为0,则匀强电场的电场强度大小为
选项D错误。
故选C。
6. 如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道,BC段是长为L的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B点,一质量为m的滑块在小车上从A点静止开始沿AB轨道滑下,然后滑入BC轨道,最后恰好停在C点。已知小车质量M=3m,滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。则( )
A. 全程滑块水平方向相对地面的位移R+L
B. 全程小车相对地面的位移大小x=(R+L)
C. 滑块m运动过程中的最大速度vm=
D. μ、L、R三者之间的关系为R=4μL
【答案】B
【解析】
【详解】AB.设全程小车相对地面的位移大小为x′,则滑块水平方向相对地面的位移
x=R+L-x′
取水平向右为正方向,由水平方向动量守恒得
即
结合M=3m,解得
x′=(R+L),x=(R+L)
故A错误,B正确;
C.滑块刚滑到B点时速度最大,取水平向右为正方向,由动量守恒定律和机械能守恒分别得
0=mvm-Mv
mgR=m+Mv2
联立解得
故C错误;
D.对整个过程,由动量守恒定律得
0=(m+M)v′
得
v′=0
由能量守恒定律得
mgR=μmgL
解得
R=μgL
故D错误;
故选B。
7. 如图甲所示,倾角为的光滑固定斜面顶端连接一劲度系数为、原长为的轻质弹簧,弹簧另一端连接一质量为的小球,小球处于静止状态。现将小球托起使弹簧恢复原长,然后由静止释放小球,小球在斜面上往复运动。以沿斜面向下为正方向,选取小球的平衡位置为坐标原点,小球由最高点运动到最低点过程中,其加速度随变化的图像如图乙所示。弹簧始终在弹性限度内。已知重力加速度为,忽略空气阻力。则( )
A. 小球处于平衡位置时,弹簧的长度为
B. 小球从最高点运动至最低点过程中,小球的回复力先变大后变小
C. 小球从最高点运动至平衡位置过程中,小球的回复力做的功为
D. 小球处于平衡位置时,其速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球平衡时,根据平衡条件可得
解得弹簧的伸长量
故此时弹簧的长度
A错误;
B.小球从最高点运动至最低点过程中,小球的回复力先变小后变大,B错误;
CD.根据牛顿第二定律有
设小球从最高点运动至平衡位置过程中,小球的回复力做功为
图乙中图线与横轴所围面积乘以小球质量即为回复力做功,则
由动能定理有
解得
C错误,D正确。
故选D。
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
8. 如图,S为单色光源,S发出的光一部分直接照在光屏上,一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的,由此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l,,镜面与光屏垂直,单色光波长为。下列说法正确的是( )
A. 光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为
B. 光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为
C. 若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中此时单色光的波长变为
D. 若将整套装置完全浸入某种透明溶液中,光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为,则该液体的折射率为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.根据光的反射对称性可知光源S与平面镜中的虚像距离为2a,根据条纹间距公式可知
故A正确,B错误;
C.若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中,光的频率不变,根据
其中c为在真空中的光速,则
故C错误;
D.若将整套装置完全没入某种透明溶液中,光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为,根据条纹间距公式有
可得
结合C选项的分析可知
所以
故D正确。
故选AD。
9. 如图,U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上,ab和dc边平行,和bc边垂直。ab、dc足够长,整个金属框电阻可忽略。一根具有一定电阻的导体棒MN置于金属框上,用水平恒力F向右拉动金属框,运动过程中,装置始终处于竖直向下的匀强磁场中,MN与金属框保持良好接触,且与bc边保持平行。经过一段时间后( )
A. 金属框的速度大小趋于恒定值
B. 金属框的加速度大小趋于恒定值
C. 导体棒所受安培力的大小趋于恒定值
D. 导体棒到金属框bc边的距离趋于恒定值
【答案】BC
【解析】
【详解】ABC.当金属框在恒力F作用下向右加速时,bc边产生从c向b的感应电流I,线框的加速度为a1,对线框,由牛顿第二定律得
导体棒MN中感应电流从M向N,在感应电流安培力作用下向右加速,加速度为a2,对导体棒MN,由牛顿第二定律得
当线框和导体棒MN都运动后,线框速度为v1,MN速度为v2,感应电流为
感应电流从0开始增大,则a2从零开始增加,a1从开始减小,加速度差值为
感应电流从零增加,则加速度差值减小,当差值为零时
故有
解得
此后金属框与MN的速度差维持不变,感应电流不变,MN受到的安培力不变,加速度不变,v-t图象如图所示
故A错误,BC正确;
D.MN与金属框的速度差不变,但MN的速度小于金属框速,MN到金属框bc边的距离越来越大,故D错误。
故选BC。
10. 两个完全相同的绝热活塞A、B把竖直放置的绝热汽缸分成体积相等的三部分,在汽缸顶部和处有固定卡环,分别限制活塞A、B向上、向下运动,如图所示。初始状态下,甲、乙两部分气体的压强均为大气压强的1.2倍,温度均为27℃,活塞与汽缸壁间的摩擦及活塞厚度均不计,现用电热丝对甲部分气体缓慢加热,下列说法正确的是( )
A. 乙中气体的温度有可能增加
B. 甲部分气体的温度为87℃时,活塞A已经上升
C. 如果甲部分气体的温度超过77℃,电热丝产生的热量等于甲气体内能增加量
D. 甲部分气体的温度为337℃时,乙部分气体的内能大于初始状态
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】设活塞的质量为m,对活塞A进行受力分析
活塞B开始向上运动时,对活塞B进行受力分析,甲部分气体的压强为p1
对于甲部分气体,根据查理定律可知
解得
即甲部分气体的温度上升至77℃时,活塞开始上升。
如果温度继续上升,活塞A刚好运动到达最上端卡环处,对甲部分气体由盖吕萨克定律可知
解得
即甲部分气体的温度上升至427℃时,活塞刚好达到上端卡环处,在此之前,乙部分气体的体积一直不变,此后温度继续升高,开始压缩乙部分的气体,乙部分气体温度升高。
甲部分气体的温度超过77℃,活塞B开始向上运动,属于等压过程,气体体积变大,由热力学第一定律可知
气体体积变大,W<0,因此电热丝产生的热量不等于甲气体内能增加量。
甲部分气体的温度为337℃时,此时活塞A并未到达最上端卡环处,所以乙部分气体的内能等于初始状态,故选AB。
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置,探究平抛运动的特点。
(1)关于实验,下列做法正确的是___________(填选项前的字母)。
A.选择体积小、质量大的小球 B.借助重垂线确定竖直方向
C.先抛出小球,再打开频闪仪 D.水平抛出小球
(2)图1所示的实验中,A球沿水平方向抛出,同时B球自由落下,借助频闪仪拍摄上述运动过程。图2为某次实验的频闪照片,在误差允许范围内,根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同,可判断A球竖直方向做___________运动;根据___________,可判断A球水平方向做匀速直线运动。
(3)某同学使小球从高度为的桌面水平飞出,用频闪照相拍摄小球的平抛运动(每秒频闪25次),最多可以得到小球在空中运动的___________个位置。
(4)某同学实验时忘了标记重垂线方向,为解决此问题,他在频闪照片中,以某位置为坐标原点,沿任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向,建立直角坐标系,并测量出另外两个位置的坐标值、,如图3所示。根据平抛运动规律,利用运动的合成与分解的方法,可得重垂线方向与y轴间夹角的正切值为___________。
【答案】 ①. ABD ②. 自由落体运动 ③. A球相邻两位置水平距离相等 ④. 10 ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1]A.用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置,选择体积小质量大的小球可以减小空气阻力的影响,A正确;
B.本实验需要借助重垂线确定竖直方向,B正确;
CD.实验过程先打开频闪仪,再水平抛出小球,C错误,D正确。
故选ABD。
(2)[2][3]根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同,可以判断出A球竖直方向做自由落体运动;根据A球相邻两位置水平距离相等,可以判断A球水平方向做匀速直线运动。
(3)[4]小球从高度为0.8m的桌面水平抛出,根据运动学公式,解得
频闪仪每秒频闪25次,频闪周期
故最多可以得到小球在空中运动个数为
(4)[5]如图、分别表示水平和竖直方向,设重垂线方向与y轴间的夹角为,建立坐标系存在两种情况,如图所示
当建立的坐标系为、时,则x轴方向做匀减速运动,根据逐差法计算加速度有
y轴方向在
联立解得
当建立的坐标系为、时,则x轴方向做匀加速运动,根据逐差法计算加速度有
y轴方向在
联立解得
综上所述,重垂线方向与y轴间夹角的正切值为
12. 用如图所示的电路测量一个量程为100μA,内阻约为2000Ω的微安表头的内阻,所用电源的电动势约为12V,有两个电阻箱可选,R1(0 ~ 9999.9Ω),R2(99999.9Ω)
(1)RM应选_________,RN应选_________;
(2)根据电路图,请把实物连线补充完整_________;
(3)下列操作顺序合理排列是______:
①将变阻器滑动头P移至最左端,将RN调至最大值;
②闭合开关S2,调节RM,使微安表半偏,并读出RM阻值;
③断开S2,闭合S1,调节滑动头P至某位置再调节RN使表头满偏;
④断开S1、S2,拆除导线,整理好器材
(4)如图是RM调节后面板,则待测表头的内阻为_________,该测量值_________(填“大于”、“小于”、“等于”)真实值。
(5)将该微安表改装成量程为2V的电压表后,某次测量指针指在图示位置,则待测电压为_________V(保留3位有效数字)。
(6)某次半偏法测量表头内阻的实验中,S2断开,电表满偏时读出RN值,在滑动头P不变,S2闭合后调节电阻箱RM,使电表半偏时读出RM,若认为OP间电压不变,则微安表内阻为_________(用RM、RN表示)
【答案】 ①. R1 ②. R2 ③. ④. ①③②④ ⑤. 1998.0Ω ⑥. 小于 ⑦. 1.28 ⑧.
【解析】
【详解】(1)[1][2]根据半偏法的测量原理可知,RM与R1相当,当闭合S2之后,变阻器上方的电流应基本不变,就需要RN较大,对下方分压电路影响甚微。故RM应选R1,RN应选R2。
(2)[3]根据电路图连接实物图有
(3)[4]根据半偏法的实验步骤应为
①将变阻器滑动头P移至最左端,将RN调至最大值;
③断开S2,闭合S1,调节滑动头P至某位置再调节RN使表头满偏;
②闭合开关S2,调节RM,使微安表半偏,并读出RM阻值;
④断开S1、S2,拆除导线,整理好器材。
(4)[5]根据RM调节后面板读数为1998.0Ω。
[6]当闭合S2后,原电路可看成如下电路
闭合S2后,相当于RM由无穷大变成有限值,变小了,则流过RN的电流大于原来的电流,则流过RM的电流大于,故待测表头的内阻的测量值小于真实值。
(5)[7]将该微安表改装成量程为2V的电压表,则需要串联一个电阻R0,则有
U = Ig(Rg+R0)
此时的电压读数有
U′ = I′(Rg+R0)
其中
U = 2V,Ig= 100μA,I′ = 64μA
联立解得
U′ = 1.28V
(6)根据题意OP间电压不变,可得
解得
四、计算题:本大题共3小题,共38分。
13. 在一个点电荷Q的电场中,让x轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.8m和1.2m(图甲)。在A、B两点分别放置试探电荷,其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系,如图乙中直线a、b所示。规定x正方向为电场强度正方向。求:
(1)A点和B点的电场强度的大小和方向;
(2)点电荷Q所在位置的坐标。
【答案】(1),,方向均沿x轴正方向;(2)0.4m
【解析】
【详解】(1)根据场强的定义式
结合图像可知A点的电场强度大小
方向沿x轴正方向;
B点的电场强度大小
方向沿x轴正方向。
(2)由于
且A点和B点的电场方向均沿x轴正方向,则点电荷Q在A点左侧,设点电荷Q与A点距离为,则有
联立解得
则Q点的位置坐标为
14. 如图所示,在光滑水平面上,放置着竖直挡板P,距挡板处静止着质量的小物块A,A右侧固定着倾角的斜面与水平面平滑连接,质量的小物块B从距斜面底端处以的初速度沿斜面下滑。已知B与斜面间的动摩擦因数,A与B的碰撞为弹性碰撞,A与挡板碰撞后速度反向且大小为碰前的,所有碰撞时间极短且不计,重力加速度大小,,。求
(1)B与A第1次碰撞前的速度大小;
(2)B与A第1次碰撞后二者的速度大小;
(3)B与A第1次碰撞后立即撤去斜面,经过多长时间二者再次碰撞?
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
B沿斜面下滑,根据动能定理有
解得
【小问2详解】
取向左为正方向,B与A第1次碰撞后,速度分别为、
根据动量守恒定律和能量守恒定律有,
解得,
故B与A第1次碰撞后A的速度大小为6m/s,B的速度大小为3m/s。
【小问3详解】
经过时间t1, A与挡板碰撞,有
又经过时间, A与B第2次碰撞,有
又
解得
15. 如图1所示,在绝缘光滑水平桌面上,以O为原点、水平向右为正方向建立x轴,在区域内存在方向竖直向上的匀强磁场。桌面上有一边长、电阻的正方形线框,当平行于磁场边界的边进入磁场时,在沿x方向的外力F作用下以的速度做匀速运动,直到边进入磁场时撤去外力。若以边进入磁场时作为计时起点,在内磁感应强度B的大小与时间t的关系如图2所示,在内线框始终做匀速运动。
(1)求外力F的大小;
(2)在内存在连续变化的磁场,求磁感应强度B的大小与时间t的关系;
(3)求在内流过导线横截面的电荷量q。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由图2可知,则回路电流
安培力
所以外力
(2)匀速出磁场,电流为0,磁通量不变,时,,磁通量,则t时刻,磁通量
解得
(3)电荷量
电荷量
总电荷量
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