内容正文:
宜宾市一中2024级高二下期期末模拟试卷(二)
物理
满分:100分,考试时间:75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题卷和答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试题卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
第I卷(选择题共46分)
一、单项选择题(本题7个小题,每题只有一个选项符合题意,每题4分,共28分)
1. 关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A. 气体的总体积等于所有气体分子的体积之和
B. 气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果
C. 液体表面层分子比内部分子更密集,形成表面张力
D. 布朗运动就是分子的无规则运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.气体的体积指的是气体的分子所能够到达的空间的体积,而不是该气体所有分子的体积之和,故A错误;
B.气体对容器的压强是大量气体分子做不规则热运动不断撞击器壁的结果,故B正确;
C.液体表面张力形成原因是表面层液体分子比内部更稀疏,故C错误;
D.布朗运动是通过悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动间接地反映了液体分子的无规则运动,故D错误。
故选B。
2. 下列情况不能产生感应电流的是( )
A. 如图甲所示,导体棒OC以O点为轴在导轨ab上以角速度ω转动时
B. 如图乙所示,导体框在匀强磁场中向右加速运动时
C. 如图丙所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,当开关闭合或断开时
D. 如图丙所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通,当改变滑动变阻器阻值时
【答案】B
【解析】
【详解】当闭合回路中磁通量发生变化时,回路中就会产生感应电流。
A.如图甲所示,导体棒OC以O点为轴在导轨ab上以角速度ω转动时,切割磁感线,产生感应电流,故A正确,不符合题意;
B.如图乙所示,导体框在匀强磁场中向右加速运动时,闭合回路磁通量不变,不会产生感应电流,故B错误,符合题意;
C.如图丙所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,当开关闭合或断开时,原电流变化,原磁场变化导致穿过B的磁通量变化,产生感应电流,故C正确,不符合题意;
D.如图丙所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通,当改变滑动变阻器阻值时,原电流变化,原磁场变化导致穿过B的磁通量变化,产生感应电流,故D正确,不符合题意。
故选B。
3. 如图所示,在水中有一厚度不计的薄玻璃片做成的中空三棱镜,里面是空气。一束光A从三棱镜左边射入,从三棱镜右边射出时发出色散,散出的可见光分布在a点和b点之间,则( )
A. 从a点射出的是红光。从b点射出的是紫光
B. 从a点射出的是紫光,从b点射出的是红光
C. 从a点和b点射出的都是红光,从a、b中点射出的是紫光
D. 从a点和b点射出的都是紫光,从a、b中点射出的是红光
【答案】B
【解析】
【详解】作出射到a点和b点的光路图如下:
由图看出射到a点的折射角比较大,而入射角相同,由,知a光的折射率较大,故从a点射出的是紫光,从b点射出的是红光。
故选B。
4. 如图所示,M、N端连接一个稳压交流电源,其有效值为6V,理想变压器的原线圈上接有定值电阻,副线圈上接有最大阻值为的滑动变阻器R,原、副线圈匝数之比,电流表、电压表均为理想电表。初始时,滑动变阻器R的滑片处于正中间位置,电流表、电压表示数分别为I、U,现将滑片逐步上移至最上端,电流表、电压表变化量的绝对值分别为、,下列说法正确的是()
A. 滑片上移过程中电压表、电流表示数均增大
B.
C. 滑动变阻器R的滑片处于正中间位置时,电流表示数为lA
D. 当滑动变阻器接入电路的阻值为9Ω时,变压器输出功率最大且为9W
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于理想变压器原线圈电路上含有电阻,则可把理想变压器和副线圈上的电阻等效为一个电阻,则电路变为简单的串联电路,如图所示
滑片逐步上移,使R阻值增大,即
增大,则总电阻增大,根据
可知总电流减小,即通过的电流减小,根据
可知,通过电流表的电流减小。根据
可知增大。根据
可知电压表示数增大。故A错误;
B.根据理想变压器的变压、变流规律及闭合电路欧姆定律有
则
故B错误;
C.对副线圈
原线圈有
又
联立解得
故C错误;
D.分析可知变压器的输出功率为等效电路的功率,则
可知,当时变压器输出功率最大,结合
解得
带入得
故D正确。
故选D。
5. 如图所示,实线表示一正点电荷和金属板间的电场分布图线,虚线为一带电粒子从P点运动到Q点的运动轨迹,带电粒子只受电场力的作用。那么下列说法正确的是( )
A. 带电粒子从P到Q过程中动能逐渐增大
B. P点电势比Q点电势高
C. 带电粒子在P点时具有的电势能大于在Q点时具有的电势能
D. 带电粒子的加速度逐渐变大
【答案】B
【解析】
【分析】根据粒子的运动轨迹可以判断粒子的运动方向和受力方向,判断粒子由P到Q电场力做负功,电势能增加,动能减小;再根据沿着电场线电势降低,可以判断P点电势比Q点电势高;加速度的大小取决于电场强度的大小,也就是电场线的疏密,由图可知从P到Q加速度逐渐减小。
【详解】A.由粒子运动的轨迹可以判断,粒子受到的电场力为引力,带电粒子从P到Q过程中电场力做负功,粒子的动能逐渐减小,故A错误;
B.沿电场方向电势降低,所以P点电势比Q点电势高,故B正确;
C.带电粒子从P到Q过程中电场力做负功,电势能增加,故C错误;
D.电场线密的地方电场强度大,电场线疏的地方电场强度小,所以粒子在P点时受到的电场力大,所以带电粒子的加速度逐渐减小,故D错误;
故选B。
【点睛】考查静电场中根据电场线和运动轨迹判断电势,电场强度等问题。
6. 如图所示,在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中,一个质量为m、电量为+q的有孔小球沿着穿过它的竖直绝缘长杆下滑,小球与杆之间的动摩擦因数为μ。设电场强度为E,磁感应强度为B,电场、磁场范围足够大,则小球有最大加速度时的速度为:( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】小球在下滑过程中,水平方向受到向左的电场力 和向右的洛伦兹力
杆对小球的弹力用于平衡这两个力的合力,即
竖直方向上,小球受重力和向上的滑动摩擦力
根据牛顿第二定律
要使加速度最大,摩擦力必须最小,即,此时,即
解得,故C正确。
故选C。
7. 如图所示,等腰直角三角形AOB内部存在着垂直纸面向外的匀强磁场,OB在x轴上,长度为2L.纸面内一边长为L的正方形导线框的一边在x轴上,沿x轴正方向以恒定的速度穿过磁场区域.规定顺时针方向为导线框中感应电流的正方向,t=0时刻导线框正好处于图示位置.则下面四幅图中能正确表示导线框中感应电流i随位移x变化的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据电磁感应定律,当0-L时,通过线圈的磁通量均匀增加产生顺时针的感应电流,当K-2L时,右边切割磁感线的长度减小,左边切割磁感线的长度增大,由法拉第电磁感应定律可判断两个边切割磁感线产生的电流方向相反,所以合电流逐渐减小,在1.5L时电流减小到零,随后左边边长大于右边边长,电流反向,所以B选项是正确的,
综上所述本题答案是:B
二、多选题(本题包括3个小题,每小题6分,共18分;每小题给出的四个选项中,有多个选项正确,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. 1898年,居里夫妇发现了一种能够发出很强射线的新元素—钋(),为此居里夫人获得了诺贝尔化学奖。现把原子核静止放在匀强磁场中的a点,某一时刻发生衰变,产生了新核At,形成了如图所示的A和B两个圆轨迹。下列说法正确的是( )
A. 的衰变方程为
B. 把放在磁场中,其半衰期会增大
C. A、B两个圆的半径之比为85:1
D. 释放出的粒子和反冲核圆周运动的旋转方向均为顺时针方向
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据质量数和电荷数守恒,可得的衰变方程为
故A正确;
B.把放在磁场中,其半衰期不变,半衰期不受外界因素影响,故B错误;
C.带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律
可得,圆周运动的半径为
原子核衰变前后动量守恒,则可知衰变后的电子和新核的动量等大反向,则A、B两个圆的半径之比为
故C正确;
D.释放出的粒子为电子带负电,新核带正电。根据圆周运动轨迹可知,两核在a点所受洛伦兹力方向向上,由左手定则可得,电子在a点的速度方向向左,新核在a点的速度方向向右。所以电子旋转方向为顺时针,新核旋转方向为逆时针,故D错误。
故选AC。
9. 如图所示,在竖直平面有一个形状为抛物线的光滑轨道,其下半部分处在一个垂直纸面向里的磁场中,磁场的上边界是的直线(图中虚线所示)。一个小金属环从轨道上()处以速度沿轨道下滑,假设轨道足够长,且空气阻力不计,由于电磁感应,小金属环在曲面上运动的整个过程中损失的机械能总量为,则( )
A. 若磁场为匀强磁场,
B. 若磁场为匀强磁场,
C. 若磁场为非匀强磁场,
D. 若磁场为非匀强磁场,
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.闭合回路磁通量变化才会产生感应电流,安培力做功消耗机械能。当小金属环完全进入匀强磁场后,穿过环的磁通量不变,无感应电流,不再损失机械能。最终小环只会在区域往复运动,最高点不超过,末态机械能为。初始总机械能为
因此损失的机械能,故B正确,A错误;
CD.在非匀强磁场中,小环运动时,穿过环的磁通量随位置不断变化,始终存在感应电流,安培力持续做功消耗机械能,最终小环会静止在最低点,末态机械能为0。因此损失的机械能等于初始总机械能,故C正确,D错误。
故选BC。
10. 电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新式武器和航天运载器。电磁轨道炮示意图,图中直流电源电动势为,电容器的电容为。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距离为,电阻不计。炮弹可视为一质量为、电阻为的金属棒,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触。首先开关接1,使电容器完全充电。然后将接至2,导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为的匀强磁场(图中未画出),开始向右加速运动。当上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时,回路中电流为零,达到最大速度,之后离开导轨下列说法正确的是( )
A. 磁场的方向垂直于导轨平面向上
B. 刚开始运动时加速度的大小为
C. 离开导轨后电容器上剩余的电荷量为
D. 离开导轨后电容器上剩余的电荷量为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.将接时,电容器充电,上极板带正电,下极板带负电,当将接时,电容器放电,流经的电流由到,又知向右运动,由左手定则可知磁场方向垂直于导轨平面向下,故A错误;
B.电容器完全充电后,两极板间电压为,当开关接时,电容器放电。设刚放电时流经的电流为,有
设受到的安培力为,有
由牛顿第二定律,有
联立得,故B正确;
CD.当电容器充电完毕时,设电容器上电荷量为,有
开关接后,开始向右加速运动,速度达到最大值时,设上的感应电动势为,有
依题意有
设在此过程中流经的平均电流为,受到的平均安培力为,有
由动量定理,有
又
联立得
故C正确,D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷(非选择题共54分)
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. 某同学测量一圆柱状材料的电阻率。
(1)首先用游标卡尺和螺旋测微器测量该圆柱状材料的长度和直径,分别如图甲、乙所示,该圆柱状金属的长度______cm,直径______mm;
(2)用如图丙所示的电路图测量该圆柱状材料的阻值,闭合开关,将滑动变阻器滑片滑到适当位置,将开关分别与1、2接通,发现电压表指针偏角变化比电流表指针偏角变化明显,为尽量准确测量其阻值,实验时应将开关与______(填“1”或“2”)接通。
【答案】(1) ①. 3.655 ②. 2.655(2.653~2.656)
(2)1
【解析】
【小问1详解】
[1]根据游标卡尺的读数规律可知,该读数为
[2]根据螺旋测微器的读数规律可知,该读数为
【小问2详解】
由于电压表指针偏角变化比电流表指针偏角变化明显,表明电流表分压影响大,实验中应排除电流表分压,采用电流表外接法,可知,为尽量准确测量其阻值,实验时应将开关与1接通。
12. 我国新能源汽车年产量现已突破1000万辆,成为全球首个达成这一成就的国家。在电动汽车等领域,电容储能技术得到了广泛应用。某同学设计图甲所示电路,探究不同电压下电容器的充、放电过程,器材如下:
电容器(额定电压,电容值未知)、电源(电动势,内阻不计)、电阻箱(最大阻值为)、滑动变阻器(最大阻值为,额定电流为)、电流传感器,计算机,开关,导线若干。
(1)电容器的右极板带____________电
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,将开关接1,观察到电流传感器示数____________。
A. 逐渐增大到某一值后保持不变
B. 逐渐增大到某一值后迅速减小到零
C. 迅速增大到某一值后逐渐减小到零
D. 先逐渐增大,后逐渐减小至某一非零数值
(3)调节滑动变阻器,待电压表示数稳定在后,将开关接2,时的电流,图中虚线两侧图像与时间轴围成的面积比为,则时,电容器两极板间的电压____________,电阻____________。
(4)电容器的储能公式,上述放电过程电容器释放的电能约为____________(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)负 (2)C
(3) ①. ②.
(4)######
【解析】
【小问1详解】
充电时电流流向电容器左极板,左极板带正电,因此右极板带负电。
【小问2详解】
接1是电容器充电过程:接通瞬间,电容器相当于通路,电流迅速增大到最大值;随着电容器极板电荷量增加,电容器两端电压升高,回路电流逐渐减小,当电容器的电压等于滑动变阻器的路端电压时,电流等于零,此时电容器充满,电路达到稳定。
故选C。
【小问3详解】
[1]设时刻,电容器两极板间的电压为,依题意,由
得
其中,由题意可知
解得
[2]由欧姆定律
可知
解得
【小问4详解】
在图像中,图线与坐标轴所围的面积等于电容器所释放的电荷量,遵循大于半格算一格、小于半格舍去的原则,由图乙可知图线所围的面积约有38格,其中每格的面积对应的电荷量为
故电容器所释放的电荷量
由
其中
解得
13. 玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示,潜水员在水面上将水装入容积为的玻璃瓶中,拧紧瓶盖后带入水底,倒置瓶身,打开瓶盖,让水进入瓶中,稳定后测得瓶内水的体积为。将瓶内气体视为理想气体,全程气体不泄漏且温度不变。大气压强取,重力加速度g取,水的密度取。求水底的压强p和水的深度h。
【答案】,10m
【解析】
【详解】对瓶中所封的气体,由玻意耳定律可知
即
解得
根据
解得
h=10m
14. 如图1所示,在倾角=37°的光滑平行导轨上,有一长度恰等于导轨宽度的均匀导体棒MN,平行于斜面底边由静止释放。导轨宽度,其下端接有一只电阻为灯泡(设其电阻不随温度变化)。在MN下方某一距离处矩形区域存在一垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁场沿导轨方向的长度d=5m,磁感应强度随时间变化的规律如图2所示,导体棒MN在时恰好进入磁场区域,并恰好做匀速直线运动,已知导体棒MN的电阻,导轨足够长,重力加速度,,。则
(1)导体棒MN进入磁场之前沿导轨下滑的距离;
(2)导体棒MN从开始运动到出磁场过程中,灯泡上产生的热量Q。
【答案】(1)3m;(2)0.85J
【解析】
【详解】(1)对导体棒MN由牛顿第二定律得
解得
导体棒MN进入磁场之前沿导轨下滑的距离
解得
(2)由(1)知MN进入磁场前
则
导体棒MN与灯泡串联,所以流经导体棒MN的电流大小
在0~1 s内
回路中产生的焦耳热
同理,由(1)知MN进入磁场后,速度
MN在磁场内匀速运动时间
MN的电阻和灯的电阻相同,则
15. 某控制带电粒子运动的仪器原理如图所示,区域PP′M′M内有竖直向下的匀强电场,电场强度E=1.0×103V/m,宽度d=0.05m,长度L=0.40m;区域MM′N′N内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=2.5×10-2T,宽度D=0.05m,比荷=1.0×108C/kg的带正电的粒子以水平初速度v0从P点射入电场.边界MM′不影响粒子的运动,不计粒子重力.
(1) 若v0=8.0×105m/s,求粒子从区域PP′N′N射出的位置;
(2) 若粒子第一次进入磁场后就从M′N′间垂直边界射出,求v0的大小;
(3) 若粒子从M′点射出,求v0满足的条件.
【答案】(1)0.0125m (2) 3.6×105m/s. (3) 第一种情况:v0= (其中n=0、1、2、3、4)第二种情况:v0= (其中n=0、1、2、3).
【解析】
【详解】(1) 粒子以水平初速度从P点射入电场后,在电场中做类平抛运动,假设粒子能够进入磁场,则
竖直方向
得
代入数据解得t=1.0×10-6s
水平位移x=v0t
代入数据解得x=0.80m
因为x大于L,所以粒子不能进入磁场,而是从P′M′间射出,
则运动时间t0==0.5×10-6s,
竖直位移=0.0125m
所以粒子从P′点下方0.0125m处射出.
(2) 由第一问可以求得粒子在电场中做类平抛运动的水平位移x=v0
粒子进入磁场时,垂直边界的速度
v1=·t=
设粒子与磁场边界之间的夹角为α,则粒子进入磁场时的速度为v=
在磁场中由qvB=m得R=
粒子第一次进入磁场后,垂直边界M′N′射出磁场,必须满足x+Rsinα=L
把x=v0、R=、v=、 代入解得
v0=L·-
v0=3.6×105m/s.
(3) 由第二问解答的图可知粒子离MM′的最远距离Δy=R-Rcosα=R(1-cosα)
把R=、v=、代入解得
可以看出当α=90°时,Δy有最大值,(α=90°即粒子从P点射入电场的速度为零,直接在电场中加速后以v1的速度垂直MM′进入磁场运动半个圆周回到电场)
Δymax=0.04m,Δymax小于磁场宽度D,所以不管粒子的水平射入速度是多少,粒子都不会从边界NN′射出磁场.
若粒子速度较小,周期性运动的轨迹如下图所示:
粒子要从M′点射出边界有两种情况,
第一种情况:
L=n(2v0t+2Rsinα)+v0t
把、R= 、v1=vsinα、 代入解得
v0=×105m/s(其中n=0、1、2、3、4)
第二种情况:
L=n(2v0t+2Rsinα)+v0t+2Rsinα
把 、R=、v1=vsinα、代入解得
v0=×105m/s(其中n=0、1、2、3).
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
宜宾市一中2024级高二下期期末模拟试卷(二)
物理
满分:100分,考试时间:75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题卷和答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试题卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
第I卷(选择题共46分)
一、单项选择题(本题7个小题,每题只有一个选项符合题意,每题4分,共28分)
1. 关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A. 气体的总体积等于所有气体分子的体积之和
B. 气体对容器的压强是大量气体分子不断撞击器壁的结果
C. 液体表面层分子比内部分子更密集,形成表面张力
D. 布朗运动就是分子的无规则运动
2. 下列情况不能产生感应电流的是( )
A. 如图甲所示,导体棒OC以O点为轴在导轨ab上以角速度ω转动时
B. 如图乙所示,导体框在匀强磁场中向右加速运动时
C. 如图丙所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,当开关闭合或断开时
D. 如图丙所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通,当改变滑动变阻器阻值时
3. 如图所示,在水中有一厚度不计的薄玻璃片做成的中空三棱镜,里面是空气。一束光A从三棱镜左边射入,从三棱镜右边射出时发出色散,散出的可见光分布在a点和b点之间,则( )
A. 从a点射出的是红光。从b点射出的是紫光
B. 从a点射出的是紫光,从b点射出的是红光
C. 从a点和b点射出的都是红光,从a、b中点射出的是紫光
D. 从a点和b点射出的都是紫光,从a、b中点射出的是红光
4. 如图所示,M、N端连接一个稳压交流电源,其有效值为6V,理想变压器的原线圈上接有定值电阻,副线圈上接有最大阻值为的滑动变阻器R,原、副线圈匝数之比,电流表、电压表均为理想电表。初始时,滑动变阻器R的滑片处于正中间位置,电流表、电压表示数分别为I、U,现将滑片逐步上移至最上端,电流表、电压表变化量的绝对值分别为、,下列说法正确的是()
A. 滑片上移过程中电压表、电流表示数均增大
B.
C. 滑动变阻器R的滑片处于正中间位置时,电流表示数为lA
D. 当滑动变阻器接入电路的阻值为9Ω时,变压器输出功率最大且为9W
5. 如图所示,实线表示一正点电荷和金属板间的电场分布图线,虚线为一带电粒子从P点运动到Q点的运动轨迹,带电粒子只受电场力的作用。那么下列说法正确的是( )
A. 带电粒子从P到Q过程中动能逐渐增大
B. P点电势比Q点电势高
C. 带电粒子在P点时具有的电势能大于在Q点时具有的电势能
D. 带电粒子的加速度逐渐变大
6. 如图所示,在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中,一个质量为m、电量为+q的有孔小球沿着穿过它的竖直绝缘长杆下滑,小球与杆之间的动摩擦因数为μ。设电场强度为E,磁感应强度为B,电场、磁场范围足够大,则小球有最大加速度时的速度为:( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示,等腰直角三角形AOB内部存在着垂直纸面向外的匀强磁场,OB在x轴上,长度为2L.纸面内一边长为L的正方形导线框的一边在x轴上,沿x轴正方向以恒定的速度穿过磁场区域.规定顺时针方向为导线框中感应电流的正方向,t=0时刻导线框正好处于图示位置.则下面四幅图中能正确表示导线框中感应电流i随位移x变化的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题(本题包括3个小题,每小题6分,共18分;每小题给出的四个选项中,有多个选项正确,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. 1898年,居里夫妇发现了一种能够发出很强射线的新元素—钋(),为此居里夫人获得了诺贝尔化学奖。现把原子核静止放在匀强磁场中的a点,某一时刻发生衰变,产生了新核At,形成了如图所示的A和B两个圆轨迹。下列说法正确的是( )
A. 的衰变方程为
B. 把放在磁场中,其半衰期会增大
C. A、B两个圆的半径之比为85:1
D. 释放出的粒子和反冲核圆周运动的旋转方向均为顺时针方向
9. 如图所示,在竖直平面有一个形状为抛物线的光滑轨道,其下半部分处在一个垂直纸面向里的磁场中,磁场的上边界是的直线(图中虚线所示)。一个小金属环从轨道上()处以速度沿轨道下滑,假设轨道足够长,且空气阻力不计,由于电磁感应,小金属环在曲面上运动的整个过程中损失的机械能总量为,则( )
A. 若磁场为匀强磁场,
B. 若磁场为匀强磁场,
C. 若磁场为非匀强磁场,
D. 若磁场为非匀强磁场,
10. 电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新式武器和航天运载器。电磁轨道炮示意图,图中直流电源电动势为,电容器的电容为。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距离为,电阻不计。炮弹可视为一质量为、电阻为的金属棒,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触。首先开关接1,使电容器完全充电。然后将接至2,导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为的匀强磁场(图中未画出),开始向右加速运动。当上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时,回路中电流为零,达到最大速度,之后离开导轨下列说法正确的是( )
A. 磁场的方向垂直于导轨平面向上
B. 刚开始运动时加速度的大小为
C. 离开导轨后电容器上剩余的电荷量为
D. 离开导轨后电容器上剩余的电荷量为
第Ⅱ卷(非选择题共54分)
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. 某同学测量一圆柱状材料的电阻率。
(1)首先用游标卡尺和螺旋测微器测量该圆柱状材料的长度和直径,分别如图甲、乙所示,该圆柱状金属的长度______cm,直径______mm;
(2)用如图丙所示的电路图测量该圆柱状材料的阻值,闭合开关,将滑动变阻器滑片滑到适当位置,将开关分别与1、2接通,发现电压表指针偏角变化比电流表指针偏角变化明显,为尽量准确测量其阻值,实验时应将开关与______(填“1”或“2”)接通。
12. 我国新能源汽车年产量现已突破1000万辆,成为全球首个达成这一成就的国家。在电动汽车等领域,电容储能技术得到了广泛应用。某同学设计图甲所示电路,探究不同电压下电容器的充、放电过程,器材如下:
电容器(额定电压,电容值未知)、电源(电动势,内阻不计)、电阻箱(最大阻值为)、滑动变阻器(最大阻值为,额定电流为)、电流传感器,计算机,开关,导线若干。
(1)电容器的右极板带____________电
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,将开关接1,观察到电流传感器示数____________。
A. 逐渐增大到某一值后保持不变
B. 逐渐增大到某一值后迅速减小到零
C. 迅速增大到某一值后逐渐减小到零
D. 先逐渐增大,后逐渐减小至某一非零数值
(3)调节滑动变阻器,待电压表示数稳定在后,将开关接2,时的电流,图中虚线两侧图像与时间轴围成的面积比为,则时,电容器两极板间的电压____________,电阻____________。
(4)电容器的储能公式,上述放电过程电容器释放的电能约为____________(结果保留两位有效数字)。
13. 玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示,潜水员在水面上将水装入容积为的玻璃瓶中,拧紧瓶盖后带入水底,倒置瓶身,打开瓶盖,让水进入瓶中,稳定后测得瓶内水的体积为。将瓶内气体视为理想气体,全程气体不泄漏且温度不变。大气压强取,重力加速度g取,水的密度取。求水底的压强p和水的深度h。
14. 如图1所示,在倾角=37°的光滑平行导轨上,有一长度恰等于导轨宽度的均匀导体棒MN,平行于斜面底边由静止释放。导轨宽度,其下端接有一只电阻为灯泡(设其电阻不随温度变化)。在MN下方某一距离处矩形区域存在一垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁场沿导轨方向的长度d=5m,磁感应强度随时间变化的规律如图2所示,导体棒MN在时恰好进入磁场区域,并恰好做匀速直线运动,已知导体棒MN的电阻,导轨足够长,重力加速度,,。则
(1)导体棒MN进入磁场之前沿导轨下滑的距离;
(2)导体棒MN从开始运动到出磁场过程中,灯泡上产生的热量Q。
15. 某控制带电粒子运动的仪器原理如图所示,区域PP′M′M内有竖直向下的匀强电场,电场强度E=1.0×103V/m,宽度d=0.05m,长度L=0.40m;区域MM′N′N内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=2.5×10-2T,宽度D=0.05m,比荷=1.0×108C/kg的带正电的粒子以水平初速度v0从P点射入电场.边界MM′不影响粒子的运动,不计粒子重力.
(1) 若v0=8.0×105m/s,求粒子从区域PP′N′N射出的位置;
(2) 若粒子第一次进入磁场后就从M′N′间垂直边界射出,求v0的大小;
(3) 若粒子从M′点射出,求v0满足的条件.
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$