内容正文:
蜀光中学高2024级高二下学期零诊模拟考试
物理试题
试题总分:100分 考试时间:75分钟
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合要求)
1. 下列有关电与磁的四幅情景图像,其中说法正确的是( )
A. 对甲:当线圈匀速转动时,不会产生感应电流,当线圈非匀速转动时,会产生感应电流
B. 对乙:采用劲度系数更大的螺旋弹簧有利于提高磁式电流表的量程
C. 对丙:恒定的电场和恒定的磁场互相激发交替产生,就能形成电磁波
D. 对丁:在电磁波谱中,红外线就是红光,紫外线就是紫光,均属于可见光
2. 如图甲是显微镜下观察固体微粒做布朗运动的图像,图乙是氧气分子速率随温度变化的分布图像,图丙是电脑液晶显示屏,图丁是平静水面上放硬币,硬币处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 图甲是固体微粒无规则运动的轨迹,说明固体分子做无规则的热运动
B. 图乙中,温度越高,所有分子的速率都变大
C. 图丙中,液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的
D. 图丁中,硬币能浮在水面上,主要是因为水的浮力
3. 如图所示为氢原子的能级图.氢原子从n=5的能级跃迁到n=3的能级时辐射出a光子,从n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射出b光子.下列说法正确的是( )
A. 处于n=2的能级的氢原子能吸收能量为2.6eV的光子跃迁到n=4的能级
B. 若a、b两种光在同一种均匀介质中传播,则a光的传播速度比b光的传播速度小
C. 若b光能使某种金属发生光电效应,则a光一定能使该金属发生光电效应
D. 若用同一双缝干涉装置进行实验,用a光照射双缝得到相邻亮条纹的间距比用b光照射双缝得到的相邻亮条纹的间距大
4. 一简谐横波沿x轴方向传播,已知t=0.1s时的波形如题图甲所示,图乙是x=2m处的质点的振动图像,则下列说法正确的是( )
A. 该简谐横波沿x轴负方向传播
B. 该简谐横波的波速为20m/s
C. 波的振幅是10cm
D. x=0.5m处的质点,在t=0.55s时到达平衡位置,且沿y轴负方向运动
5. 某人设计了如图所示的LC振荡电路来测量微小物体所受的重力,电容器的上极板是一片弹性金属薄膜,微小物体放置在金属膜中央会使其下凹,测量时先把开关拨到a,电路稳定后再把开关拨到b。通过电流传感器测出的电流频率就能测量出微小物体所受的重力。已知该电路振荡电流的频率满足以下关系式,则下列说法正确的是( )
A. 物体质量越大,开关拨向a时,电容器存储的电荷量越小
B. 开关由a拨向b瞬间,流经电流传感器的电流最大
C. 开关由a拨向b后,该LC电路发生振荡的周期不变
D. 测量时,传感器检测到的电流频率越大,表示物体质量越大
6. 如图所示为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2,降压变压器T′的原、副线圈匝数分别为n3、n4,其中电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈两端接入一电压u=Umsinωt的交流电源,用户电阻为R(纯电阻),若用户消耗功率为P,输电线的总电阻为r,不考虑其他因素的影响,输电线上损失的电功率P损,下列说法错误的是( )
A. 电压表V的示数
B. 电流表A2的示数
C. 电流表A1的示数
D. 接入的用户越多,输电线上损失的电压越大
7. 一条形磁铁放在光滑的斜面上,并用一质量不计的弹簧连接在顶端的挡板上,磁铁静止时弹簧的伸长量为x0,将通有方向垂直纸面向外的直导线分别放在a、b、c位置时,弹簧的伸长量分别为xa、xb、xc,已知a、b、c三点的连线与斜面平行,且b点在条形磁铁的正中央.则下列正确的是( )
A. x0=xa=xb=xc B. x0>xa>xb>xc
C. xa>x0=xb>xc D. xc>x0=xb>xa
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 如图甲,在粗糙程度相同的水平面内,固定着两个等量的负点电荷M和N,O、A、B是水平面内M、N连线的中垂线上的三点,B点是的中点,O与B间距为。带正电的小球(可视为质点)由O点静止释放,其质量为、电荷量为,小球与水平面间的动摩擦因数。小球从O点运动到B点的图像如图乙,乙图中O、A、B对应甲图中O、A、B三个位置,A为图像的拐点,重力加速度,以下说法正确的是( )
A. 从O到B,小球的加速度先增大后减小
B. 在O与B之间,A点的电场强度最小
C. 从O到B,小球的电势能减小
D. O、B两点的电势差
9. 光控开关是“太阳能路灯”实现自动控制的重要元件,其内部电路的简化原理图如图,Rt为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小),忽略灯阻值由于亮度变化的影响,电流表为理想电流表。在黎明时分,闭合开关,环境光照稳定时,电容器两板间小液滴处于静止状态,则环境光照逐渐增强时( )
A. 灯、灯均逐渐变暗
B. 灯的电压变化量与电流表示数变化量之比即不变
C. 电源的输出功率一定是先变大后变小
D. 小液滴向上运动,在接触极板前机械能增大
10. 如图,相距为L的两光滑平行金属导轨固定在绝缘水平桌面上,左端接一电容器C,阻值为R的电阻通过三角旋钮开关S与两导轨连接,长度为L、质量为m的金属杆ab垂直导轨放置,且与导轨始终接触良好,两导轨间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。三角旋钮开关S仅1、2之间导电,S左旋时能将电阻R和电容器C接入同一回路,右旋时能将电阻R和金属杆ab接入同一回路,初始时1、2连接电容器和金属杆,现用恒力F向右拉金属杆ab,使其从静止开始运动,经一段时间后撤去F,同时旋转S,此时金属杆的速度大小为v0,不计金属杆和导轨的电阻。下列说法正确的是( )
A. 撤去F前,金属杆做变加速直线运动
B. 撤去F同时向右旋开关S,金属杆做加速度减小的减速运动
C. 恒力F对金属杆做的功等于
D. 若分别左旋右旋S,两种情况下,通过电阻R的电荷量之比为CB2L2:m
三、实验题(本题共2个小题,每空2分,共18分)
11. 在利用“插针法”测定玻璃的折射率实验中。
(1)下列操作可以减小实验误差的是___________。
A. 、及、之间的距离适当大些
B. 入射角适当小些
C. 入射角适当大些
D. 若有几块厚度不同的玻璃砖,应选用厚度较小的
(2)正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图甲所示,此玻璃的折射率计算式___________。(用图中的、表示)
(3)实验小组内的学生在实验中,为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面,画出的和都比实际的折射面向外侧平移了一些(如图乙所示),以后的操作都正确无误,并仍以和为折射面画出了光路图,这样测出的折射率n的值将___________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
12. 某实验小组在实验室找到了一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝,其中MN为电阻丝,其横截面积大小为4mm2。现进行以下实验探究,实验步骤如下:
(1)用游标卡尺测量其长度如题图甲所示,其长度为_________cm。
(2)实验小组设计了如图乙所示的电路进行实验探究,R0是阻值为2Ω的定值电阻。正确接线后,闭合开关S,调节滑片P,记录电压表的示数U、电流表的示数I以及对应的PN长度x,多次调节滑片P,记录出多组U、I、x的值。
(3)根据实验数据绘出的U-I图像如图丙所示,由图丙可得电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。(结果均保留两位有效数字);由于电表内阻的影响,通过图像法得到的电动势的测量值______其真实值(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(4)根据实验数据可进一步绘出图像如图丁所示,根据图像可得电流表的内阻为______Ω,电阻丝的电阻率ρ=______Ω∙m。
四、计算题(本题3小题,共36分,要求写出必要的步骤、公式和文字说明,只写出最后答案不能得分)
13. 绝热的活塞与汽缸之间封闭一定质量的理想气体,汽缸开口向上置于水平面上,活塞与汽缸壁之间无摩擦,活塞开始处于P位置此时缸内气体的内能UP=72J,如图甲所示。已知活塞横截面积S=5×10-4m2,其质量为m=1kg,大气压强p0=1.0×105Pa,重力加速度g=10m/s2,如果通过电热丝给封闭气体缓慢加热,活塞由原来的P位置缓慢移动到Q位置,此过程封闭气体的V-T图像如图乙所示,且气体内能与热力学温度成正比。求:
(1)活塞开始处于P位置时缸内气体的压强P;
(2)活塞移动到Q位置时封闭气体的体积VQ;
(3)活塞由P位置移动到Q位置过程封闭气体吸收的热量。
14. 平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场,第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,如图所示.一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动,Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍.粒子从坐标原点O离开电场进入磁场,最终从x轴上的P点射出磁场,P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等.不计粒子重力,问:
(1)粒子到达O点时速度的大小和方向;
(2)电场强度和磁感应强度的大小之比.
15. 如图甲所示,两根足够长的光滑金属导轨在水平面内平行放置,其间距为,处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。、两根导体棒长度略大于,质量均为电阻均为,垂直导轨放置,两棒之间的距离为。水平细线的一端固定于墙面,另一端与棒连接,能承受的最大拉力,细线的水平部分左端与棒连接,右端跨过光滑的定滑轮竖直连接质量为2kg的重物,0~2s内使棒始终保持静止,2s时刻释放棒,当下落高度时恰好断开,导轨电阻不计,运动过程中棒始终与导轨垂直且接触良好,重力加速度为。求:
(1)时刻棒所受安培力;
(2)刚断开时,棒的速度大小;
(3)从释放棒到恰好断开,经历的时间和棒产生的热量。
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蜀光中学高2024级高二下学期零诊模拟考试
物理试题
试题总分:100分 考试时间:75分钟
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合要求)
1. 下列有关电与磁的四幅情景图像,其中说法正确的是( )
A. 对甲:当线圈匀速转动时,不会产生感应电流,当线圈非匀速转动时,会产生感应电流
B. 对乙:采用劲度系数更大的螺旋弹簧有利于提高磁式电流表的量程
C. 对丙:恒定的电场和恒定的磁场互相激发交替产生,就能形成电磁波
D. 对丁:在电磁波谱中,红外线就是红光,紫外线就是紫光,均属于可见光
【答案】B
【解析】
【详解】A.对甲,无论线圈匀速转动还是非匀速转动,线圈磁通量一直为0,不会产生感应电流,故A错误;
B.对乙,采用劲度系数更大的螺旋弹簧,指针偏转相同的角度,螺旋弹簧的形变量相同的情况下螺旋弹簧的弹力更大,此时线圈所受安培力更大,通过电流表的电流更大,电流表的量程更大,故B正确;
C.对丙,周期性变化的电场和周期性变化的磁场互相激发交替产生,就形成电磁波,故C错误;
D.紫光与红光属于可见光,红外线、紫外线与红光和紫光不同,不属于可见光,故D错误。
故选B。
2. 如图甲是显微镜下观察固体微粒做布朗运动的图像,图乙是氧气分子速率随温度变化的分布图像,图丙是电脑液晶显示屏,图丁是平静水面上放硬币,硬币处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 图甲是固体微粒无规则运动的轨迹,说明固体分子做无规则的热运动
B. 图乙中,温度越高,所有分子的速率都变大
C. 图丙中,液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的
D. 图丁中,硬币能浮在水面上,主要是因为水的浮力
【答案】C
【解析】
【详解】A.图甲表示的是布朗运动,是每隔一定时间记录的固体微粒位置的连线,并非固体微粒无规则运动的轨迹,且其反映的是水分子在做无规则运动。故A错误;
B.温度越高,分子平均动能增加,分子速率较大的粒子占总分子数的比例升高,但不是所有分子的速率都变大。故B错误;
C.液晶具有各向异性的特点,根据这个特点可以制作液晶显示器。故C正确;
D.图丁中硬币能浮在水面上主要是因为水的表面张力,故D错误。
故选C。
3. 如图所示为氢原子的能级图.氢原子从n=5的能级跃迁到n=3的能级时辐射出a光子,从n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射出b光子.下列说法正确的是( )
A. 处于n=2的能级的氢原子能吸收能量为2.6eV的光子跃迁到n=4的能级
B. 若a、b两种光在同一种均匀介质中传播,则a光的传播速度比b光的传播速度小
C. 若b光能使某种金属发生光电效应,则a光一定能使该金属发生光电效应
D. 若用同一双缝干涉装置进行实验,用a光照射双缝得到相邻亮条纹的间距比用b光照射双缝得到的相邻亮条纹的间距大
【答案】D
【解析】
【详解】A.和的能级差为,能级跃迁需要吸收的能量大小恰好等于能极差才能发生。故A错误;
B.和的能级差为,可知a光能量小于b光。根据可知a光的频率相对b光更小,折射率更小,根据可知其在均匀介质中传播的速度更大。故B错误;
C.根据光电效应方程可知光电子的最大初动能和入射光的频率有关,a光的频率小于b光,因此b光能使某种金属发生光电效应时a光不一定能使该金属发生光电效应。故C错误;
D.根据光的双缝干涉条纹间距可知对于同一双缝干涉装置进行实验,光的波长越大,条纹间距越大。a光频率更小,根据可知其波长更大,因此a光照射双缝得到的亮条纹间距更大。故D正确。
故选D。
4. 一简谐横波沿x轴方向传播,已知t=0.1s时的波形如题图甲所示,图乙是x=2m处的质点的振动图像,则下列说法正确的是( )
A. 该简谐横波沿x轴负方向传播
B. 该简谐横波的波速为20m/s
C. 波的振幅是10cm
D. x=0.5m处的质点,在t=0.55s时到达平衡位置,且沿y轴负方向运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,0.1s时,x=2m处的质点向上振动,根据“上下坡”法可知,波应沿x轴正方向传播,故A错误;
B.由图可知,波长为4m,周期为0.4s,则,故B错误;
C.由图可知,振幅为5cm,故C错误;
D.根据波的传播特点可知,x=0.5m处的质点从0.1s开始再经0.05s回到平衡位置且向下振动,而周期为0.4s,所以0.55s时仍然到达平衡位置,且沿y轴负方向运动,故D正确。
故选D。
5. 某人设计了如图所示的LC振荡电路来测量微小物体所受的重力,电容器的上极板是一片弹性金属薄膜,微小物体放置在金属膜中央会使其下凹,测量时先把开关拨到a,电路稳定后再把开关拨到b。通过电流传感器测出的电流频率就能测量出微小物体所受的重力。已知该电路振荡电流的频率满足以下关系式,则下列说法正确的是( )
A. 物体质量越大,开关拨向a时,电容器存储的电荷量越小
B. 开关由a拨向b瞬间,流经电流传感器的电流最大
C. 开关由a拨向b后,该LC电路发生振荡的周期不变
D. 测量时,传感器检测到的电流频率越大,表示物体质量越大
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据
解得
物体质量增大,金属膜下凹的程度增大,平行板间的距离减小,电容器存储的电荷量越大,A错误;
B.开关由a拨向b瞬间,L产生自感电动势,障碍电流的变化,此时流经电流传感器的电流为零,B错误;
C.振荡电流的周期为
电容不变,电感不变,振荡电流周期不变,C正确;
D.由可知,测量时,电流传感器检测到的电流频率越大,电容越小,由得平行板间的距离越大,则物体质量越小,D错误。
故选C。
6. 如图所示为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2,降压变压器T′的原、副线圈匝数分别为n3、n4,其中电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈两端接入一电压u=Umsinωt的交流电源,用户电阻为R(纯电阻),若用户消耗功率为P,输电线的总电阻为r,不考虑其他因素的影响,输电线上损失的电功率P损,下列说法错误的是( )
A. 电压表V的示数
B. 电流表A2的示数
C. 电流表A1的示数
D. 接入的用户越多,输电线上损失的电压越大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题目可知,原线圈两端电压最大值为Um,则有效值,设升压变压器原线圈电压为U1,副线圈电压为U2,根据理想变压器特性可知,则电压表V的示数,故A正确,不符合题意;
B.设输电线电流为I2,输电线的总电阻为r,由题已知输电线上损失的电功率,则,故B正确,不符合题意;
C.由功率关系可知,则,设原线圈电流为I1,根据理想变压器特性可知,则,由A选项可知,则,故C错误,符合题意;
D.根据远距离输电模型可知,最终用户负载越多,等效负载R越小,则输电线路电流I2越大,则输电损耗电压ΔU=I2r越大,故D正确,不符合题意;
故选C。
7. 一条形磁铁放在光滑的斜面上,并用一质量不计的弹簧连接在顶端的挡板上,磁铁静止时弹簧的伸长量为x0,将通有方向垂直纸面向外的直导线分别放在a、b、c位置时,弹簧的伸长量分别为xa、xb、xc,已知a、b、c三点的连线与斜面平行,且b点在条形磁铁的正中央.则下列正确的是( )
A. x0=xa=xb=xc B. x0>xa>xb>xc
C. xa>x0=xb>xc D. xc>x0=xb>xa
【答案】C
【解析】
【详解】未放通电导线时,对条形磁铁,根据平衡条件和胡克定律有
通电导线放在a点时,根据左手定则,知通电导线所受的安培力Fa斜向右下方,则电流产生的磁场对磁铁产生的作用力斜向左上方,此时弹簧的弹力大于,根据胡克定律知弹簧伸长量xa>x0
通电导线放在b点时,通电导线所受的安培力垂直斜面向下,则电流产生的磁场对磁铁产生的作用力垂直向下,弹簧的弹力仍等于,则x0=xb
同理,通电导线放在c点时,弹簧的弹力小于,根据胡克定律知弹簧伸长量xc<x0
综上有xa>x0=xb>xc
故选C。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 如图甲,在粗糙程度相同的水平面内,固定着两个等量的负点电荷M和N,O、A、B是水平面内M、N连线的中垂线上的三点,B点是的中点,O与B间距为。带正电的小球(可视为质点)由O点静止释放,其质量为、电荷量为,小球与水平面间的动摩擦因数。小球从O点运动到B点的图像如图乙,乙图中O、A、B对应甲图中O、A、B三个位置,A为图像的拐点,重力加速度,以下说法正确的是( )
A. 从O到B,小球的加速度先增大后减小
B. 在O与B之间,A点的电场强度最小
C. 从O到B,小球的电势能减小
D. O、B两点的电势差
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据图像的斜率表示加速度,图乙可知从O到B,斜率先增大后减小再增大,加速度先增大后减小再增大,则小球从O到B,小球的加速度先增大后减小再增大,故A错误;
B.由电场叠加原理可知,MN两点电荷在MN连线的中点B产生的电场强度等大反向,故B点总电场强度为0,即B点电场强度最小,故B错误;
C.等量同种电荷电场线分布规律可知,AB直线上电场强度方向A指向B,由于小球带正电,故其电场力方向A指向B,所以从O到B,电场力一直做正功,小球的电势能一直在减小,故C正确;
D.从O到B,由动能定理可得
又因为
代入题中数据,联立解得
故D正确。
故选CD。
9. 光控开关是“太阳能路灯”实现自动控制的重要元件,其内部电路的简化原理图如图,Rt为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小),忽略灯阻值由于亮度变化的影响,电流表为理想电流表。在黎明时分,闭合开关,环境光照稳定时,电容器两板间小液滴处于静止状态,则环境光照逐渐增强时( )
A. 灯、灯均逐渐变暗
B. 灯的电压变化量与电流表示数变化量之比即不变
C. 电源的输出功率一定是先变大后变小
D. 小液滴向上运动,在接触极板前机械能增大
【答案】AB
【解析】
【详解】A.光照逐渐增强时,光敏电阻阻值减小,总电阻减小,总干路电流增大,根据闭合电路欧姆定律有
可知路端电压减小,则灯、灯两端电压减小,两灯均变暗,故A正确;
B.将灯与电源内阻等效为新的内阻,根据闭合电路欧姆定律有
灯的电压变化量与电流表示数变化量之比为
大小不变,故B正确;
C.电源的输出功率为
由于无法确定外电阻与电源内电阻的关系,无法确定电源的输出功率的变化,故C错误;
D.初始时小液滴受电场力与重力平衡,则电场力向上,由A项分析可知,路端电压减小,电容器C的电压减小,电容器内部电场减小,小液滴向下运动,电场力做负功,机械能减小,故D错误。
故选AB。
10. 如图,相距为L的两光滑平行金属导轨固定在绝缘水平桌面上,左端接一电容器C,阻值为R的电阻通过三角旋钮开关S与两导轨连接,长度为L、质量为m的金属杆ab垂直导轨放置,且与导轨始终接触良好,两导轨间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。三角旋钮开关S仅1、2之间导电,S左旋时能将电阻R和电容器C接入同一回路,右旋时能将电阻R和金属杆ab接入同一回路,初始时1、2连接电容器和金属杆,现用恒力F向右拉金属杆ab,使其从静止开始运动,经一段时间后撤去F,同时旋转S,此时金属杆的速度大小为v0,不计金属杆和导轨的电阻。下列说法正确的是( )
A. 撤去F前,金属杆做变加速直线运动
B. 撤去F同时向右旋开关S,金属杆做加速度减小的减速运动
C. 恒力F对金属杆做的功等于
D. 若分别左旋右旋S,两种情况下,通过电阻R的电荷量之比为CB2L2:m
【答案】BD
【解析】
【详解】A.撤去F前,对金属杆进行受力分析有
对电容器
充电电流
解得
可知,金属杆先做匀加速直线运动A错误;
B.撤去F同时向右旋开关S,此时仅有电阻R和金属杆ab接入同一回路,且金属杆有向右的速度,根据右手定则与左手定则,可判定安培力向左,且
可知,金属杆将向右做加速度减小的减速运动,B正确;
C.根据动能定理有
解得
其中安培力做负功,则恒力F对金属杆做的功大于,C错误;
D.撤去F时,电容器极板带电量
对金属杆分析,由动量定理有
由于金属杆减速切割磁感线而通过电阻的电量
当左旋S,通过电阻的电量
当右旋S,通过电阻的电量
解得
D正确。
故选BD。
三、实验题(本题共2个小题,每空2分,共18分)
11. 在利用“插针法”测定玻璃的折射率实验中。
(1)下列操作可以减小实验误差的是___________。
A. 、及、之间的距离适当大些
B. 入射角适当小些
C. 入射角适当大些
D. 若有几块厚度不同的玻璃砖,应选用厚度较小的
(2)正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图甲所示,此玻璃的折射率计算式___________。(用图中的、表示)
(3)实验小组内的学生在实验中,为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面,画出的和都比实际的折射面向外侧平移了一些(如图乙所示),以后的操作都正确无误,并仍以和为折射面画出了光路图,这样测出的折射率n的值将___________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)AC (2)
(3)偏小
【解析】
【小问1详解】
A.、及、之间的距离适当大些,可以减小在确定光线方向时的误差,A正确;
BC.入射角适当大些可减小测量角度时的误差,B错误,C正确;
D.若有几块厚度不同的玻璃砖,应选用厚度较大的,可减小确定光线方向时的误差,D错误。
故选AC。
【小问2详解】
根据光路图可得玻璃的折射率计算式
【小问3详解】
如图所示,该同学画出的和都比实际侧面向外侧平移了一些,但在画光路图时,将入射点、出射点分别确定在、上,如图,实线表示实际的光路图,虚线表示该同学画出的光路图,可见入射角测量没有误差,而折射角偏大,则根据折射定律得知,测出的折射率将偏小。
12. 某实验小组在实验室找到了一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝,其中MN为电阻丝,其横截面积大小为4mm2。现进行以下实验探究,实验步骤如下:
(1)用游标卡尺测量其长度如题图甲所示,其长度为_________cm。
(2)实验小组设计了如图乙所示的电路进行实验探究,R0是阻值为2Ω的定值电阻。正确接线后,闭合开关S,调节滑片P,记录电压表的示数U、电流表的示数I以及对应的PN长度x,多次调节滑片P,记录出多组U、I、x的值。
(3)根据实验数据绘出的U-I图像如图丙所示,由图丙可得电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。(结果均保留两位有效数字);由于电表内阻的影响,通过图像法得到的电动势的测量值______其真实值(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(4)根据实验数据可进一步绘出图像如图丁所示,根据图像可得电流表的内阻为______Ω,电阻丝的电阻率ρ=______Ω∙m。
【答案】 ①. 5.240 ②. 4.5 ③. 3.0 ④. 小于 ⑤. 0.4 ⑥. 1.6×10-5
【解析】
【详解】[1]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和,所以长度为
[2][3]根据闭合电路欧姆定律可得
结合图像可得,
所以
[4]由于电压表的分流作用,使电流表的示数小于电源的输出电流,即
作出电源的U-I图线如图所示
由图可知,电源电动势的测量值小于其真实值;
[5][6]根据欧姆定律可得
结合图线可得,
代入数据解得
四、计算题(本题3小题,共36分,要求写出必要的步骤、公式和文字说明,只写出最后答案不能得分)
13. 绝热的活塞与汽缸之间封闭一定质量的理想气体,汽缸开口向上置于水平面上,活塞与汽缸壁之间无摩擦,活塞开始处于P位置此时缸内气体的内能UP=72J,如图甲所示。已知活塞横截面积S=5×10-4m2,其质量为m=1kg,大气压强p0=1.0×105Pa,重力加速度g=10m/s2,如果通过电热丝给封闭气体缓慢加热,活塞由原来的P位置缓慢移动到Q位置,此过程封闭气体的V-T图像如图乙所示,且气体内能与热力学温度成正比。求:
(1)活塞开始处于P位置时缸内气体的压强P;
(2)活塞移动到Q位置时封闭气体的体积VQ;
(3)活塞由P位置移动到Q位置过程封闭气体吸收的热量。
【答案】(1)1.2×105Pa
(2)6×10-4m3
(3)60J
【解析】
【小问1详解】
以活塞为研究对象有
解得
【小问2详解】
以气体为研究对象,根据盖—吕萨克定律,有
解得
【小问3详解】
由气体的内能与热力学温度成正比
解得
活塞从P位置缓慢移到Q位置,活塞受力平衡,气体为等压变化,外界对气体做功
由热力学第一定律有
解得
14. 平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场,第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,如图所示.一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动,Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍.粒子从坐标原点O离开电场进入磁场,最终从x轴上的P点射出磁场,P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等.不计粒子重力,问:
(1)粒子到达O点时速度的大小和方向;
(2)电场强度和磁感应强度的大小之比.
【答案】(1),与x轴正方向成45°角斜向上 (2)
【解析】
【详解】(1)粒子运动轨迹如图:
粒子在电场中由Q到O做类平抛运动,设O点速度v与x方向夹角为,Q点到x轴的距离为L,到y轴的距离为2L,粒子的加速度为a,运动时间为t,根据平抛运动的规律有:
x方向:
y方向:
粒子到达O点时沿y轴方向的分速度:
,
又
,
解得,即,
粒子到达O点时的夹角为450解斜向上,粒子到达O点时的速度大小为
;
(2)设电场强度为E,粒子电荷量为q,质量为m,粒子在电场中受到的电场力为F,粒子在电场中运动的加速度:
,
设磁感应强度大小为B,粒子做匀速圆周运动的半径为R,洛伦兹力提供向心力,有:
,
根据几何关系可知:
解得:
15. 如图甲所示,两根足够长的光滑金属导轨在水平面内平行放置,其间距为,处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。、两根导体棒长度略大于,质量均为电阻均为,垂直导轨放置,两棒之间的距离为。水平细线的一端固定于墙面,另一端与棒连接,能承受的最大拉力,细线的水平部分左端与棒连接,右端跨过光滑的定滑轮竖直连接质量为2kg的重物,0~2s内使棒始终保持静止,2s时刻释放棒,当下落高度时恰好断开,导轨电阻不计,运动过程中棒始终与导轨垂直且接触良好,重力加速度为。求:
(1)时刻棒所受安培力;
(2)刚断开时,棒的速度大小;
(3)从释放棒到恰好断开,经历的时间和棒产生的热量。
【答案】(1),水平向右
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
0~2s,磁场均匀变化,感应电动势
感应电流
安培力(其中时)
解得
方向水平向右。
【小问2详解】
2s后,磁场恒定,b棒与物体c运动,当M恰好要断裂时,对a棒(其中)
感应电动势
b棒切割磁感线,则
解得
【小问3详解】
从释放b棒到M恰好断开,对导体棒,由动量定理
对重物c,由动量定理有
其中
联立解得
从释放b棒到M断开的过程,对整个系统,由能量守恒定律可得
则
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