内容正文:
成都七中高2025届(高一)零诊物理试题3
一、单项选择题:本题包括7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 关于物理学史,下列说法正确的是( )
A. 库仑提出了库仑定律,并最早用实验测得元电荷e的数值
B. 法拉第提出了电场的概念,并提出用电场线描述电场的方法
C. 麦克斯韦预言了电磁波,并首次用实验证实了电磁波的存在
D. 楞次发现了电磁感应现象,并研究得出了判断感应电流方向的方法——楞次定律
2. 图甲中,M、N为两个等量异种点电荷;图乙中,P、Q为两根垂直纸面且相互平行的长直导线,导线中通有大小相等、方向相同的电流。a、O、b为它们各自连线上的三点,O为连线的中点,c、d两点位于各自连线的中垂线上,且a、b、c、d到O点的距离均相等。下列有关说法正确的是( )
A. 甲图中,从b点释放一电子,电子会在ba间做往复运动
B. 甲图中,c、d两点的电场强度相同,电势相同
C. 乙图中,a、b两点的磁感应强度大小相同,方向相同
D. 乙图中,一电子以某一初速度沿cd方向释放,运动轨迹是直线
3. 如图所示,半径为R的圆所在平面与某一匀强电场平行,为圆周上三个点,O为圆心,D为中点。粒子源从C点沿不同方向发出速率均为的带正电的粒子,已知粒子的质量为m、电量为q(不计重力和粒子之间的相互作用力)。若沿方向入射的粒子恰垂直方向过D点。则以下说法正确的是( )
A. A、B、C三点电势高低为:
B. 沿垂直方向入射的粒子可能经过A点
C. 若,则匀强电场的场强为
D. 若,则过D点速率可能为
4. 如图甲所示为家用燃气灶点火装置的电路原理图,转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电加在理想变压器的原线圈上,设变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。当两点火针间电压大于5000V就会产生电火花进而点燃燃气,闭合S,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数为50V
B. 在正常点燃燃气的情况下,两点火针间电压的有效值一定大于5000V
C. 当时,才能点燃燃气
D. 当时,点火针每个周期的放电时间为
5. 如图(a)所示,利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中,入射波为连续的正弦信号,探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号,分别如图(b)、(c)所示。已知超声波在机翼材料中的波速为。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d,下列选项正确的是( )
A. 振动减弱; B. 振动加强;
C. 振动减弱; D. 振动加强;
6. 如图甲所示,在水平面上固定一个匝数为10匝的等边三角形金属线框,总电阻为3Ω,边长为0.4m。金属框处于两个半径为0.1m的圆形匀强磁场中,顶点A恰好位于左边圆的圆心,BC边的中点恰好与右边圆的圆心重合。左边磁场方向垂直纸面向外,右边磁场垂直纸面向里,磁感应强度的变化规律如图乙所示,则下列说法中正确的是(取3)( )
A. 线框中感应电流的方向是顺时针方向
B. 0~0.4s,线框中产生的热量为0.3J
C. t=0.4s时,穿过线框的磁通量为0.55Wb
D. 前0.4s内流过线框某截面的电荷量为0.02C
7. 如图所示,在光滑绝缘的水平面上方,有两个方向相反的水平方向的匀强磁场,磁场范围足够大,磁感应强度的大小左边为,右边为,一个竖直放置的宽为、长为,单位长度的质量为、单位长度的电阻为的矩形金属线框,以初速度垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动,当线框运动到虚线位置(在左边磁场中的长度为,在右边磁场中的长度为)时,线框的速度为,则下列判断正确的是( )
A. 此时线框中电流方向为逆时针,线框中感应电流所受安培力为
B. 此过程中通过线框截面的电量为
C. 此过程中线框产生的焦耳热为
D. 此时线框的加速度大小为
二、多项选择题:本题包括3个小题,每小题5分,共15分。每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分。
8. 下列叙述中正确的是( )
A. 电学中引入了点电荷的概念,忽略了带电体的质量,这里运用了理想化方法
B. 电容,磁感应强度都是采用比值法定义的
C. 通电直导线在匀强磁场中所受的安培力的方向总是垂直于磁场的方向
D. 电源的电动势反映了电源将电能转化为其他形式的能的本领,跟电源内非静电力做的功成正比,跟通过的电荷量成反比
9. 如图甲为一玻璃半球的截面图,其半径为R,O为球心,AB为直径,现有均匀分布的红光垂直入射到半球的底面。已知球冠(不含圆底面)的表面积为(如图乙,其中R为球的半径,h为球冠的高),光在真空中传播的速度为c,玻璃对红光的折射率为,若只考虑首次射到球面的光,则下面说法正确的是( )
A. 从半球面射出的光中,在玻璃内的传播时间最短为
B. 整个半球面透光的面积为
C. 所有射入到半球底面的光,有的会发生全反射
D. 若将入射光由红光换成紫光,则半球面透光的面积减小
10. 如图所示,套在很长的绝缘直棒上的小球,质量为1.0 ×10-4kg,带电量为4.0 ×10-4C的正电荷,小球在棒上可以滑动,将此棒竖直放置在匀强电场和匀强磁场中,匀强电场的电场强度E=10N/C,方向水平向右,匀强磁场的磁感应强度 B=0.5T,方向为垂直于纸面向里,小球与棒间的动摩擦因数为μ= 0.2,设小球在运动过程中所带电荷量保持不变,g取10m/s2( )
A. 小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度为2m/s2
B. 小球由静止沿棒竖直下落最大速度10m/s
C. 若磁场的方向反向,其余条件不变,小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度为5m/s2
D. 若磁场的方向反向,其余条件不变,小球由静止沿棒竖直下落的最大速度为45m/s
三、实验题:本题包括2个小题,共16分。
11. 某实验小组为测量电流表内阻和蓄电池的电动势及内阻,设计了如图甲所示电路,所用器材如下:
电流表(量程0~120mA,内阻未知);电流表(量程0~0.6A,内阻约1Ω);
定值电阻;定值电阻;
电阻箱(阻值0~99.99Ω);蓄电池(电动势约为6V,内阻约1Ω);
开关两个和导线若干。
(1)调节电阻箱到最大阻值,断开,闭合。逐次减小电阻箱的电阻,观察并记录电流表和示数及电阻箱的读数,某同学发现两表指针偏转角度总是相同,则的内阻为___________Ω;
(2)闭合开关。重新测量并纪录了多组电流表读数与电阻箱阻值R,并作出图像如图乙,则电源的电动势为___________V,内阻为___________Ω(结果均保留2位有效数字);
(3)测出电源电动势和内阻后,该同学根据闭合前记录的数据,作出电流表的电流的倒数与电阻箱电阻R的图像(图像),则该同学___________(填“能”或“不能”)计算出电流表的内阻。
12. 某实验小组利用如图甲所示的电路图,测量电压表的内阻RV和电流表的内阻RA.已知定值电阻的阻值为R0,闭合开关后,调节滑动变阻器以及电阻箱的接入阻值R,电压表、电流表的示数分别为U、I,多测几组U、I、R的对应数据,根据所得的数据描绘出的关系图线如图乙所示(图中a、b均已知)。
(1)根据图甲,用笔画线代替导线,补全图丙中的实物图__________。
(2)闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的__________(填“左”或“右”)端,关系图线的表达式为__________(用RV、RA、R0、U、I表示)。
(3)由图乙可知,__________,__________(用R0、a、b表示)。
四、计算题:本题包括3个小题。
13. 如图所示,在的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN平滑连接,半圆轨道所在平面与电场线平行,其半径,一带正电荷的小滑块质量为,与水平轨道间的动摩擦因数,取,求:
(1)要小滑块恰能运动到半圆轨道的最高点L,滑块应在水平轨道上离N点多远处释放;
(2)从(1)中位置释放的小滑块通过半圆轨道中点P点时对轨道的弹力。
14. 图甲为战国时期青铜汲酒器,根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲液器,如图乙所示。长柄顶部封闭,横截面积S1=1.0cm2,长度H=100.0cm,侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2=90.0cm2,高度h=20.0cm,罐底有一小孔B。汲液时,将汲液器竖直浸入液体,液体从孔B进入,空气由孔A排出;当内外液面相平时,长柄浸入液面部分的长度为x;堵住孔A,缓慢地将汲液器竖直提出液面,储液罐内刚好储满液体。已知液体密度ρ=1.0×103kg/m3,重力加速度大小g=10m/s2,大气压p0=1.0×105Pa。整个过程温度保持不变,空气可视为理想气体,忽略器壁厚度。
(1)求x;
(2)松开孔A,从外界进入压强为p0、体积为V的空气,使满储液罐中液体缓缓流出,堵住孔A,稳定后罐中恰好剩余一半的液体,求V。
15. 如图所示,在三维直角坐标系Oxyz中的、的圆柱形空间内存在沿z轴正方向的匀强磁场,圆柱形空间的外部存在沿x轴正方向的匀强磁场,圆柱形空间内、外磁场的磁感应强度大小相等;在圆柱面上的的部分有绝缘的弹性挡板;在的区域存在沿y轴正方向、电场强度大小为E0的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)从A点(A点在Oxy平面内)以初速度大小为v0、与y轴负方向成53°夹角的方向射入电场,经过一段时间从x轴上的B(L,0,0)点沿x轴正方向进入圆柱形区域,接着从y轴负半轴上的C点沿y轴负方向离开此区域,然后从z轴上的D点再次进入圆柱形区域,粒子与绝缘弹性挡板碰撞过程时间极短且没有能量损失,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:
(1)A、B两点间的电势差UAB;
(2)圆柱形空间内、外磁场的磁感应强度大小B0;
(3)粒子从A点进入电场到再次返回A点的运动时间。
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成都七中高2025届(高一)零诊物理试题3
一、单项选择题:本题包括7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 关于物理学史,下列说法正确的是( )
A. 库仑提出了库仑定律,并最早用实验测得元电荷e的数值
B. 法拉第提出了电场的概念,并提出用电场线描述电场的方法
C. 麦克斯韦预言了电磁波,并首次用实验证实了电磁波的存在
D. 楞次发现了电磁感应现象,并研究得出了判断感应电流方向的方法——楞次定律
【答案】B
【解析】
【详解】A.库仑提出了库仑定律,但最早通过油滴实验测得元电荷数值的物理学家是密立根,故A错误;
B.法拉第最早提出了电场的概念,并提出用电场线描述电场的方法,故B正确;
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在,首次通过实验证实电磁波存在的物理学家是赫兹,故C错误;
D.法拉第发现了电磁感应现象,楞次研究得出了判断感应电流方向的楞次定律,故D错误。
故选B。
2. 图甲中,M、N为两个等量异种点电荷;图乙中,P、Q为两根垂直纸面且相互平行的长直导线,导线中通有大小相等、方向相同的电流。a、O、b为它们各自连线上的三点,O为连线的中点,c、d两点位于各自连线的中垂线上,且a、b、c、d到O点的距离均相等。下列有关说法正确的是( )
A. 甲图中,从b点释放一电子,电子会在ba间做往复运动
B. 甲图中,c、d两点的电场强度相同,电势相同
C. 乙图中,a、b两点的磁感应强度大小相同,方向相同
D. 乙图中,一电子以某一初速度沿cd方向释放,运动轨迹是直线
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲图为等量异种点电荷,正电荷在左、负电荷在右,连线上电场方向始终向右(由正电荷指向负电荷)。电子带负电,受力方向始终向左,因此从点释放后,电子会一直向左运动,不会在间往复,故A错误;
B.等量异种点电荷的中垂线是等势面,因此、两点电势相同;中垂线上所有点的电场方向都平行于电荷连线(水平向右),、到点距离相等,电场强度大小相等、方向相同,因此电场强度相同,故B正确;
C.乙图为两根同向向里的平行电流,根据安培定则:点:左侧电流的磁场向下,右侧电流的磁场向上,离更近,合磁场方向向下
点:左侧电流的磁场向下,右侧电流的磁场向上,离更近,合磁场方向向上; 因此、磁感应强度大小相等,方向相反,故C错误;
D.乙图中,中垂线上任意一点,两个电流的磁场竖直分量相互抵消,合磁感应强度方向沿水平方向。电子初速度沿方向,即速度与磁场方向垂直,洛伦兹力不为零,电子运动轨迹不是直线,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,半径为R的圆所在平面与某一匀强电场平行,为圆周上三个点,O为圆心,D为中点。粒子源从C点沿不同方向发出速率均为的带正电的粒子,已知粒子的质量为m、电量为q(不计重力和粒子之间的相互作用力)。若沿方向入射的粒子恰垂直方向过D点。则以下说法正确的是( )
A. A、B、C三点电势高低为:
B. 沿垂直方向入射的粒子可能经过A点
C. 若,则匀强电场的场强为
D. 若,则过D点速率可能为
【答案】C
【解析】
【详解】A.因为沿CA方向入射的粒子恰垂直AB方向过D点,不妨研究它的逆过程,从D到A,由于此过程中速度的偏向角正切等于位移偏向角正切的2倍,可知此过程为类平抛运动,则粒子受垂直BC向下的电场力作用,由于粒子带正电,可知场强方向垂直于BC向下,则BC电势相等,则,选项A错误;
B.电场方向垂直BC向下,则沿垂直BC方向入射的粒子不可能经过A点,选项B错误;
C.若∠ACB=60°,则由类平抛运动的规律可知
联立解得
选项C正确;
D.若∠ACB=45°,则过D点速率等于C点的速度沿CB方向的分量,即
选项D错误;
故选C。
4. 如图甲所示为家用燃气灶点火装置的电路原理图,转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电加在理想变压器的原线圈上,设变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。当两点火针间电压大于5000V就会产生电火花进而点燃燃气,闭合S,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数为50V
B. 在正常点燃燃气的情况下,两点火针间电压的有效值一定大于5000V
C. 当时,才能点燃燃气
D. 当时,点火针每个周期的放电时间为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.根据图乙得到原线圈电压的最大值为50V,加在变压器原线圈上正弦交流电压的有效值为
故电压表的示数为
选项A错误;
B.两点火针间的瞬时电压大于5000V即可产生电火花,所以有效值一定大于
不一定大于5000V,选项B错误;
C.原、副线圈的电压关系为
由于原线圈最大电压为50V,副线圈最大电压要大于5000V,所以
选项C正确;
D.若原、副线圈匝数比为1:200,副线圈输出电压最大值则一个周期内放电时间为
选项D错误。
故选C。
5. 如图(a)所示,利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中,入射波为连续的正弦信号,探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号,分别如图(b)、(c)所示。已知超声波在机翼材料中的波速为。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d,下列选项正确的是( )
A. 振动减弱; B. 振动加强;
C. 振动减弱; D. 振动加强;
【答案】A
【解析】
【详解】根据反射信号图像可知,超声波的传播周期为
又波速v=6300m/s,则超声波在机翼材料中的波长
结合题图可知,两个反射信号传播到探头处的时间差为
故两个反射信号的路程差
解得
两个反射信号在探头处振动减弱,A正确。
故选A。
6. 如图甲所示,在水平面上固定一个匝数为10匝的等边三角形金属线框,总电阻为3Ω,边长为0.4m。金属框处于两个半径为0.1m的圆形匀强磁场中,顶点A恰好位于左边圆的圆心,BC边的中点恰好与右边圆的圆心重合。左边磁场方向垂直纸面向外,右边磁场垂直纸面向里,磁感应强度的变化规律如图乙所示,则下列说法中正确的是(取3)( )
A. 线框中感应电流的方向是顺时针方向
B. 0~0.4s,线框中产生的热量为0.3J
C. t=0.4s时,穿过线框的磁通量为0.55Wb
D. 前0.4s内流过线框某截面的电荷量为0.02C
【答案】B
【解析】
【详解】A.磁感应强度B1垂直水平面向里,大小随着时间增大,B2垂直水平面向外,大小不变,故线框的磁通量增大,由楞次定律可知,线框中感应电流的方向为逆时针方向,故A错误;
B.由乙图可知
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势
0~0.4s,线框中产生的热量为
故B正确;
C.t=0.4s时,穿过线框的磁通量为
故C错误;
D.前0.4s内流过线框某截面的电荷量为
故D错误。
故选B。
7. 如图所示,在光滑绝缘的水平面上方,有两个方向相反的水平方向的匀强磁场,磁场范围足够大,磁感应强度的大小左边为,右边为,一个竖直放置的宽为、长为,单位长度的质量为、单位长度的电阻为的矩形金属线框,以初速度垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动,当线框运动到虚线位置(在左边磁场中的长度为,在右边磁场中的长度为)时,线框的速度为,则下列判断正确的是( )
A. 此时线框中电流方向为逆时针,线框中感应电流所受安培力为
B. 此过程中通过线框截面的电量为
C. 此过程中线框产生的焦耳热为
D. 此时线框的加速度大小为
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】AD.根据右手定则,此时线框中电流方向为逆时针,线框中的感应电动势大小为
线框中感应电流大小为
线框中感应电流所受安培力为
此时线框的加速度大小为
所以A错误;D正确;
B.根据动量定理有
联立解得
所以B错误;
C.由能量守恒定律有
所以C错误;
故选D。
二、多项选择题:本题包括3个小题,每小题5分,共15分。每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分。
8. 下列叙述中正确的是( )
A. 电学中引入了点电荷的概念,忽略了带电体的质量,这里运用了理想化方法
B. 电容,磁感应强度都是采用比值法定义的
C. 通电直导线在匀强磁场中所受的安培力的方向总是垂直于磁场的方向
D. 电源的电动势反映了电源将电能转化为其他形式的能的本领,跟电源内非静电力做的功成正比,跟通过的电荷量成反比
【答案】BC
【解析】
【详解】A.点电荷是理想化物理模型,引入点电荷时忽略的是带电体的形状和大小,并非忽略质量,故A错误;
B.比值法定义的特点是被定义的物理量由自身性质决定,与定义式中的其他物理量无关。电容
由电容器本身结构决定,与、无关
磁感应强度
由磁场本身性质决定,与、、无关,二者都属于比值法定义,故B正确;
C.根据左手定则,安培力方向垂直于电流和磁场共同决定的平面,因此安培力方向一定垂直于磁场方向,也垂直于电流方向,故C正确;
D.电源电动势反映的是电源将其他形式的能转化为电能的本领;电动势是电源本身的性质
是比值定义式,与非静电力做功、通过的电荷量无关,故D错误。
故选BC。
9. 如图甲为一玻璃半球的截面图,其半径为R,O为球心,AB为直径,现有均匀分布的红光垂直入射到半球的底面。已知球冠(不含圆底面)的表面积为(如图乙,其中R为球的半径,h为球冠的高),光在真空中传播的速度为c,玻璃对红光的折射率为,若只考虑首次射到球面的光,则下面说法正确的是( )
A. 从半球面射出的光中,在玻璃内的传播时间最短为
B. 整个半球面透光的面积为
C. 所有射入到半球底面的光,有的会发生全反射
D. 若将入射光由红光换成紫光,则半球面透光的面积减小
【答案】AD
【解析】
【分析】根据全反射临界角公式,玻璃对红光的临界角满足
垂直入射到底面的光线方向不变,竖直向上传播到球面,设入射点到球心的水平距离为,入射角满足,刚好发生全反射时,得最大可射出光线的
【详解】A.光在玻璃中速度
传播距离
传播时间
越大,越小,能射出光线的最大,代入得 ,故A正确;
B.透光区域为球面顶点附近的球冠,球冠高
代入球冠面积公式
得 ,故B错误;
C.入射光均匀分布在底面(总入射面积为),发生全反射的入射区域面积为,发生全反射的比例为,故C错误;
D.紫光折射率大于红光,故临界角更小,更小,能射出光线的最大更小,透光球冠的高更小,因此透光面积减小,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,套在很长的绝缘直棒上的小球,质量为1.0 ×10-4kg,带电量为4.0 ×10-4C的正电荷,小球在棒上可以滑动,将此棒竖直放置在匀强电场和匀强磁场中,匀强电场的电场强度E=10N/C,方向水平向右,匀强磁场的磁感应强度 B=0.5T,方向为垂直于纸面向里,小球与棒间的动摩擦因数为μ= 0.2,设小球在运动过程中所带电荷量保持不变,g取10m/s2( )
A. 小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度为2m/s2
B. 小球由静止沿棒竖直下落最大速度10m/s
C. 若磁场的方向反向,其余条件不变,小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度为5m/s2
D. 若磁场的方向反向,其余条件不变,小球由静止沿棒竖直下落的最大速度为45m/s
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】A.开始下落时,小球的加速度最大,则有
解得
所以A正确;
B.小球由静止沿棒竖直下落加速度为0时,速度达到最大,则有
解得
所以B错误;
C.若磁场的方向反向,其余条件不变,小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度为摩擦力为0时,则小球只受重力其加速度最大值为10m/s2,所以C错误;
D.若磁场的方向反向,其余条件不变,小球由静止沿棒竖直下落的最大速度还是加速度为0时,有
解得
所以D正确;
故选AD。
三、实验题:本题包括2个小题,共16分。
11. 某实验小组为测量电流表内阻和蓄电池的电动势及内阻,设计了如图甲所示电路,所用器材如下:
电流表(量程0~120mA,内阻未知);电流表(量程0~0.6A,内阻约1Ω);
定值电阻;定值电阻;
电阻箱(阻值0~99.99Ω);蓄电池(电动势约为6V,内阻约1Ω);
开关两个和导线若干。
(1)调节电阻箱到最大阻值,断开,闭合。逐次减小电阻箱的电阻,观察并记录电流表和示数及电阻箱的读数,某同学发现两表指针偏转角度总是相同,则的内阻为___________Ω;
(2)闭合开关。重新测量并纪录了多组电流表读数与电阻箱阻值R,并作出图像如图乙,则电源的电动势为___________V,内阻为___________Ω(结果均保留2位有效数字);
(3)测出电源电动势和内阻后,该同学根据闭合前记录的数据,作出电流表的电流的倒数与电阻箱电阻R的图像(图像),则该同学___________(填“能”或“不能”)计算出电流表的内阻。
【答案】(1)5 (2) ①. 5.9 ②. 0.75
(3)能
【解析】
【小问1详解】
电流表的量程0~120mA,电流表的量程0~0.6A;两表指针偏转角度总是相同,则两电流表示数的关系为
根据并联电路的电流特点可知
则
根据欧姆定律和并联电路的电压特点
解得电流表A1的内阻
【小问2详解】
[1][2]闭合开关S2后,电流表A2被短路;电流表的读数为I1时,干路电流
根据闭合电路的欧姆定律
代入数据整理得
由图乙可知,图像的斜率
由
解得电动势
图像的纵截距
由
解得电源内阻
【小问3详解】
电流表A1、电阻R1与电阻R2的并联电阻
开关S2断开,根据闭合电路的欧姆定律
变形得
图像的纵截距
由于电源的电动势、内阻以及并联电阻R并均为已知,因此能够根据图像的纵截距求解电流表A2的内阻。
12. 某实验小组利用如图甲所示的电路图,测量电压表的内阻RV和电流表的内阻RA.已知定值电阻的阻值为R0,闭合开关后,调节滑动变阻器以及电阻箱的接入阻值R,电压表、电流表的示数分别为U、I,多测几组U、I、R的对应数据,根据所得的数据描绘出的关系图线如图乙所示(图中a、b均已知)。
(1)根据图甲,用笔画线代替导线,补全图丙中的实物图__________。
(2)闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的__________(填“左”或“右”)端,关系图线的表达式为__________(用RV、RA、R0、U、I表示)。
(3)由图乙可知,__________,__________(用R0、a、b表示)。
【答案】(1) (2) ①. 左 ②.
(3) ①. b ②.
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,连接的实物图如图所示
【小问2详解】
[1]为防止烧坏电表,电表两端的电压应从零开始,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的最左端,电阻箱的接入阻值应达最大值。
[2] 根据闭合电路的欧姆定律
整理得
【小问3详解】
[3]图像的纵截距为
可得
[4]图像的斜率为
解得
四、计算题:本题包括3个小题。
13. 如图所示,在的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN平滑连接,半圆轨道所在平面与电场线平行,其半径,一带正电荷的小滑块质量为,与水平轨道间的动摩擦因数,取,求:
(1)要小滑块恰能运动到半圆轨道的最高点L,滑块应在水平轨道上离N点多远处释放;
(2)从(1)中位置释放的小滑块通过半圆轨道中点P点时对轨道的弹力。
【答案】(1)
(2),方向水平向左。
【解析】
【小问1详解】
小滑块刚能通过轨道最高点L条件是
小滑块由释放点到最高点过程由动能定理可得
代入数据解得
【小问2详解】
小滑块由P到L,由动能定理可得
所以
在P点由牛顿第二定律可得
所以
代入数据得,由牛顿第三定律可知,小滑块通过P点时滑块对轨道的弹力是,方向水平向左。
14. 图甲为战国时期青铜汲酒器,根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲液器,如图乙所示。长柄顶部封闭,横截面积S1=1.0cm2,长度H=100.0cm,侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2=90.0cm2,高度h=20.0cm,罐底有一小孔B。汲液时,将汲液器竖直浸入液体,液体从孔B进入,空气由孔A排出;当内外液面相平时,长柄浸入液面部分的长度为x;堵住孔A,缓慢地将汲液器竖直提出液面,储液罐内刚好储满液体。已知液体密度ρ=1.0×103kg/m3,重力加速度大小g=10m/s2,大气压p0=1.0×105Pa。整个过程温度保持不变,空气可视为理想气体,忽略器壁厚度。
(1)求x;
(2)松开孔A,从外界进入压强为p0、体积为V的空气,使满储液罐中液体缓缓流出,堵住孔A,稳定后罐中恰好剩余一半的液体,求V。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)由题意可知缓慢地将汲液器竖直提出液面过程,气体发生等温变化,所以有
又因为
代入数据联立解得
(2)当外界气体进入后,以所有气体为研究对象有
又因为
代入数据联立解得
【点睛】
15. 如图所示,在三维直角坐标系Oxyz中的、的圆柱形空间内存在沿z轴正方向的匀强磁场,圆柱形空间的外部存在沿x轴正方向的匀强磁场,圆柱形空间内、外磁场的磁感应强度大小相等;在圆柱面上的的部分有绝缘的弹性挡板;在的区域存在沿y轴正方向、电场强度大小为E0的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)从A点(A点在Oxy平面内)以初速度大小为v0、与y轴负方向成53°夹角的方向射入电场,经过一段时间从x轴上的B(L,0,0)点沿x轴正方向进入圆柱形区域,接着从y轴负半轴上的C点沿y轴负方向离开此区域,然后从z轴上的D点再次进入圆柱形区域,粒子与绝缘弹性挡板碰撞过程时间极短且没有能量损失,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:
(1)A、B两点间的电势差UAB;
(2)圆柱形空间内、外磁场的磁感应强度大小B0;
(3)粒子从A点进入电场到再次返回A点的运动时间。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)粒子在A点沿x轴方向的速度
粒子在A点沿y轴方向的速度
粒子从A到B在y轴方向上由动能定理得
解得A、B两点间的电势差
(2)粒子在B点的速度大小为
粒子从B到C做匀速圆周运动,在C点速度沿y轴负方向,如图所示
根据几何关系可得轨道半径为
由洛伦兹力提供向心力得
解得
(3)粒子从A到B在y轴方向上由牛顿第二定律得
粒子从A到B的运动时间
粒子在磁场中的周期为
粒子从B到C的运动时间
根据题意作出平面的轨迹图
粒子从C点到D点做匀速圆周运动,运动时间为
粒子到D点时速度方向沿z轴负方向,在圆柱面上的的部分有绝缘的弹性挡板,所以粒子在O点反弹,粒子从D到反弹回D的运动时间
粒子从D点到F点做匀速圆周运动,运动时间为
粒子从F到B的运动时间
粒子从B到A的运动时间
根据题意作出平面的轨迹图
根据题意作出平面的轨迹图
故粒子从A点进入电场到再次返回A点的运动时间
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