内容正文:
马鞍山市2025—2026学年第二学期期末教学质量监测
高二物理试题
注意事项:
1.答卷前,务必将自己的姓名、考号和班级填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,务必擦净后再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
1. 小明学习了光学和热学的知识后,形成如下的一些认识,其中正确的是( )
A. 红光发生单缝衍射时,产生明暗相间平行等间距的条纹
B. 当分子间距离增大时,分子势能一定减小
C. 单晶体有确定的熔点,多晶体没有确定的熔点
D. 地面积水上的油膜在阳光下呈现不规则彩色条纹是光的干涉现象
【答案】D
【解析】
【详解】A.单缝衍射的条纹为明暗相间、中间宽两侧窄且间距不等的条纹,平行等间距是双缝干涉的条纹特征,故A错误;
B.分子势能在分子间距(平衡位置)时最小:当时,分子间距增大分子势能减小;当时,分子间距增大分子势能增大,因此分子间距增大时分子势能不一定减小,故B错误;
C.单晶体和多晶体都属于晶体,均具有确定的熔点,只有非晶体没有确定熔点,故C错误;
D.油膜上下表面反射的太阳光发生叠加,产生薄膜干涉现象,因此呈现不规则彩色条纹,属于光的干涉,故D正确。
故选D。
2. 关于甲、乙、丙、丁四幅图,下列说法正确的是( )
A. 图甲中,将开关断开时,灯泡A立刻熄灭
B. 图乙中,此时线圈中的磁感应强度正在增大
C. 图丙中,若仅增大回旋加速器的电压U,粒子获得的最大动能增大
D. 图丁中,真空冶炼炉冶炼金属的热量来源于线圈中电流的热效应
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲,将开关断开时,线圈与灯泡组成闭合回路,线圈由于自感产生感应电流,会阻碍原电流减小,灯泡A逐渐熄灭,故A错误;
B.对图乙,由图中电流方向和极板电性可知,此时正电荷正从上极板流出,电容器处于放电状态,电容器中电场能正在减小,线圈中的磁感应强度正在增大,故B正确;
C.由于带电粒子在磁场中匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力,有
可知
粒子获得的最大动能为
所以要想粒子获得的最大动能增大,可增加D形盒的半径,而与加速电场的电压无关,故C错误;
D.图丁中,通过线圈的高频电流使真空冶炼炉内的金属产生涡流从而熔化炉内的金属,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,通电直导线与矩形线圈abcd在同一个平面内,线圈放在直导线旁边,则( )
A. 若线圈以cd边为轴转动时,无感应电流产生
B. 若通电直导线电流减小,线框有扩张的趋势
C. 若线圈在平面内向上平动,产生的感应电流方向是a→d→c→b
D. 若线圈在平面内向左平动,产生的感应电流方向是a→d→c→b
【答案】B
【解析】
【详解】A.若线圈以cd边为轴转动时,通过线圈的磁通量在变化,所以会产生感应电流,故A错误;
B.若通电直导线电流减小,通过线圈的磁通量在减小,根据楞次定律,可知线圈有扩张的趋势阻碍磁通量的变化,故B正确;
C.若线圈在平面内向上平动,通过线圈的磁通量不变,所以不产生感应电流,故C错误;
D.若线圈在平面内向左平动,通过线圈的磁通量增大,根据楞次定律,线圈产生的感应磁场与电流产生的原磁场垂直纸面向里的方向相反,阻碍磁通量变化,结合右手螺旋定则判断感应电流方向为a→b→c→d,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,由红、黄、蓝三种色光组成的光束沿半径方向从A点射入截面为半圆的玻璃砖,在O点发生反射和折射,形成①、②、③三束光。下列说法正确的是( )
A. 光束③为单色光
B. 光束①为蓝光
C. 光束①的波长比光束②的波长大
D. 光束①的速度比光束②的速度小
【答案】C
【解析】
【详解】A.所有色光在O点都会发生反射,因此反射光束③包含红、黄、蓝三种色光,不是单色光,故A错误;
B.蓝光折射率最大,临界角最小,只有两束折射光,则蓝光发生全反射,没有折射出去,因此折射光①中不可能是蓝光,故B错误;
C.光从玻璃射向空气,由折射定律,入射角相同,①的折射角更小,因此
折射率越大频率越大,真空中波长,因此频率越大波长越小,故①的波长比②大,故C正确;
D.光在介质中的速度满足
因为,所以,故D错误。
故选C。
5. 一列简谐横波在x轴上传播,t=0时刻的波形如图甲所示,x=2m处的质点P的振动图像如图乙所示,由此可以判断( )
A. 该波的传播方向是沿x轴负方向
B. 在t=5s时质点P的速度最大
C. 在0~2s时间内质点P沿x轴正方向移动了1 m
D. 在0~5s时间内质点P通过的路程是5 cm
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图乙可知,t=0时刻质点P向上振动,根据波形平移法可知,该波的传播方向是沿x轴负方向,故A正确;
B.由图乙可知周期为
在t=5s时质点P在波峰位置,速度最小,故B错误;
C.质点只在平衡位置附近做简谐运动,不会随波迁移,故C错误;
D.在0~5s时间内,经过的时间满足
且t=0时刻质点P位于平衡位置,则在0~5s时间内质点P通过的路程为,故D错误。
故选A。
6. 一个质量为5×10-3 kg的羽毛球以大小为15 m/s的速度水平飞来,运动员将其水平击回,羽毛球离开球拍的速度大小为25 m/s,球拍和羽毛球的接触时间为0.02 s,忽略羽毛球受到的重力和空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 羽毛球被球拍击打前后的速度变化量大小为10 m/s
B. 羽毛球被球拍击打前后的动量变化量大小为0.05 kg·m/s
C. 球拍对羽毛球的冲量大小为0.1 N·s
D. 球拍对羽毛球的平均作用力大小为10 N
【答案】D
【解析】
【详解】A.以羽毛球被击回的速度方向为正方向,则羽毛球初速度,末速度, 速度变化量,大小为40m/s,故A错误;
B.质量,动量变化量
大小为0.2kg·m/s,故B错误;
C.根据动量定理,球拍对羽毛球的冲量等于羽毛球动量变化量,即,故C错误;
D.接触时间。由冲量定义,得平均作用力,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,固定线圈abcd面积S=0.01 m2,匝数N=100匝,线圈电阻不计,旋转磁极绕虚线轴以角速度ω=100 rad/s匀速转动,旋转磁极产生的磁场近似看作匀强磁场,磁感应强度大小。矩形线圈接理想变压器原线圈,副线圈接有固定电阻R0和滑动变阻器R,变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶3,所有电表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A. 当旋转磁极处于图示位置时,电流表的示数为零
B. 副线圈电流的频率为100 Hz
C. 电压表的示数为300 V
D. 将滑动变阻器R的滑片向下滑动,电流表的示数变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.当线圈处于图示位置(中性面),磁通量最大,感应电动势为0,但电流表测的是有效值,则电流表的示数不为零,故A错误;
B.变压器不改变频率,则副线圈电流的频率为,故B错误;
C.线圈转动产生感应电动势的峰值为
原线圈两端的电压为
根据原副线圈电压与线圈匝数的关系
则电压表的示数为,故C正确。
D.将滑动变阻器R的滑片向下滑动,变阻器接入电路的电阻增大,副线圈的总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可知,副线圈中的电流减小,根据原副线圈电流与线圈匝数的关系可知原线圈中的电流变小,故电流表的示数变小,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,在倾角θ=30°的绝缘斜面上,固定一光滑平行金属导轨,间距l=0.5 m,导轨上端接电动势E=6 V的电源,整个空间存在磁感应强度B=1.0 T、方向垂直斜面向上的匀强磁场。现将一根质量为0.2 kg的金属棒ab放置在导轨上,金属棒恰好静止。已知金属棒接入电路的电阻为2.5 Ω,导轨的电阻不计,导轨与金属棒接触良好,重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
A. 金属棒受到安培力的大小为2 N
B. 通过金属棒的电流为1 A
C. 电源的内阻为0.5 Ω
D. 电源的输出功率为12 W
【答案】C
【解析】
【详解】A.金属棒静止,沿斜面方向受力平衡,安培力大小为,故A错误;
B.由
得==,故B错误;
C.闭合电路总电阻为==
金属棒接入电路的电阻为,所以电源内阻,故C正确;
D.电源输出功率为外电路消耗的功率,故D错误。
故选C。
二、选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的选项中,有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 如图甲所示,虚线框内存在垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示,时间内,磁场方向垂直纸面向里。一固定的金属线圈abcd有部分处于磁场中,关于线圈中电流i、线框cd边受到的安培力F与时间t的关系,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.设线圈处在磁场中的有效面积为,感应电动势大小
感应电流方向由的正负决定。内图像斜率恒定为负,电流大小和方向均不变;内图像斜率恒定为正,电流反向且大小不变,故A错误,B正确。
CD.边处在磁场中,受力大小与方向可用有符号关系判断。内不变,随由正值线性变到负值;时反向而不为零,故突变为正值;内保持反向,再随线性变到负值,对应图D,故C错误,D正确。
故选BD。
10. 如图所示,矩形区域abcd平面内有垂直于平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,bc边长为L。在矩形中心O处有一粒子源,在平面内向各方向发射速度大小相等的带正电粒子,粒子带电量均为q,质量均为m。初速度垂直指向ad边的粒子恰能从d点离开磁场且速度方向偏转了60°,不计粒子之间的相互作用及粒子重力,取sin14.5°=0.25,下列说法正确的是( )
A. 矩形区域的ab边长为
B. 粒子在磁场中运动的速度大小为
C. 初速度垂直指向ab边的粒子在磁场中运动的时间最短
D. 粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为60∶29
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.设矩形的边长为,粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为。初速度垂直指向边时,粒子从点到点,速度方向偏转,轨迹圆心角为,弦长
该粒子初速度水平向左,洛伦兹力向下,圆心在点正下方,点相对点的竖直位移大小为=
得
由水平位移大小==
得,故A正确;
B.由洛伦兹力提供向心力,有
结合,得,故B正确;
C.粒子从点到边界的弦长越短,轨迹对应圆心角越小,运动时间越短。矩形边界到点的最短距离为,所以最短圆心角满足=
由得=
结合题给,得
初速度垂直指向边的粒子向上运动时,圆心在点左侧,到达边满足,得,不是最短时间,故C错误;
D.矩形四个顶点到点的距离最大,且
所以最长运动对应的圆心角为
最短运动对应的圆心角由=
得,粒子的角速度相同,运动时间与圆心角成正比,所以最长时间与最短时间之比为,故D正确。
故选ABD。
三、非选择题:共5题,共58分。
11. 在“用单摆测量重力加速度”实验中:
(1)关于该实验,下列说法正确的是( )
A. 摆线应选用伸缩性大的粗棉线
B. 为了使周期测量方便,应当尽可能增大摆角
C. 摆球应选用质量大些、体积小些的铁球
(2)用游标卡尺测量摆球的直径,结果如图甲所示,可读出摆球的直径d为______mm。
(3)如图乙所示,摆球在垂直纸面的平面内摆动,在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻,光敏电阻与某记录仪相连,记录光敏电阻的电流随时间t的变化图线如图丙所示,则该单摆的周期为______;测得摆线长为l,则利用该装置测得的重力加速度为______(用题中所给的字母表示)。
【答案】(1)C (2)10.60
(3) ①. 2t1 ②.
【解析】
【小问1详解】
A.在“用单摆测量重力加速度”的实验中,不计摆线的质量,并要测量长度,所以摆线要选择细些的、这样质量比较小;摆线伸缩性小些的,这样在摆动过程中长度变化小,并且适当长一些的,故A错误;
B.由于单摆实验是把单摆看作是简谐运动来处理的。但是实际的单摆运动并不是简谐运动,只有在摆角小于的情况下,才能近似的看作是简谐运动。所以摆角如果太大,误差就会很大,故B错误;
C.为了避免摩擦阻力对实验的影响,以及精确测出摆长l,实验所用小球的质量要尽量大,体积要尽量小,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
可读出摆球的直径d为10mm+120.05 mm=10.60 mm
【小问3详解】
[1]摆球通过最低点时遮光使光敏电阻的电流突然减小,连续3次通过最低点为一个周期,故该单摆的周期为2t1
[2] 由单摆的周期公式
联立解得
12. 小明利用以下器材较准确测量某电源的电动势(约3 V)和内阻(约几欧):
A.电压表V1(量程5 V,内阻较大)
B.电压表V2(量程3 V,内阻较大)
C.电流表A(量程10 mA,内阻约为几十欧)
D.电阻箱R(0~9999.9 Ω)
E.若干导线和开关
(1)先设计了如图甲所示的电路,测量电流表内阻rA:连接好实验仪器,闭合开关,调节电阻箱阻值到适当值,读出此时电压表V1、V2的示数分别为U1、U2,电流表A的示数为I1,则电流表的内阻rA=______。
(2)接着用如图乙所示的电路测量电源电动势和内阻,电流表应安装在______(选填“ab”或“cd”)之间,另一处用导线连接,闭合开关,调节电阻箱,得到多组电压U和电流I,作出U-I图如图丙所示,由图像可知电源的电动势E=______,内阻r=______。(用U0、I0、rA表示)
【答案】(1)
(2) ①. cd ②. U0 ③.
【解析】
【小问1详解】
电流表两端的电压为
所以电流表的内阻
【小问2详解】
[1]若将电流表接在ab之间,由于电压表的分流作用,电流表的测量值会有系统误差,因电压表内阻未知,这个系统误差不可消除,所以应将电流表接在cd之间,这样电流的测量值没有系统误差,虽然电压表的测量值有系统误差,但可将电流表内阻与电源看作一个整体,这样电压表的示数就是这个整体的路端电压,电动势的测量值就等于待测电源的电动势,内阻的测量值等于电源内阻与电流表内阻之和,因电流表的内阻已测出,所以用内阻的测量值减去电流表内阻就得到电源内阻的真实值。
[2][3]图丙中图像的纵截距表示电源电动势,斜率的绝对值表示电源内阻和电流表内阻之和,所以电源的电动势
内阻
13. 如图所示,有一上端开口竖直放置导热良好的气缸,气缸内用活塞封闭一定质量的理想气体。活塞的质量m=2 kg,横截面积S=2×10-2 m2,活塞底部固定一轻质细杆,细杆长度L=0.45 m。初始时活塞处于静止状态,距离气缸底部H=0.5 m,缸内气体温度T1=300 K。不计活塞与气缸壁之间的摩擦及细杆的体积,大气压强,重力加速度g取10 m/s2。现将气体温度缓慢降低,直至细杆恰好接触气缸底部,此过程中气体的内能减少了250 J,求:
(1)气体的最终温度;
(2)此过程中气体向外界释放的热量。
【答案】(1)270 K
(2)351 J
【解析】
【小问1详解】
由等压变化
解得
【小问2详解】
气体的压强
此过程中外界对气体做功为
由热力学第一定律
又
联立解得
故此过程中气体向外界释放的热量为351 J
14. 如图所示,在光滑水平地面上有两个半径均为R的光滑圆弧槽A、B,A固定,B不固定,两槽的最低点均与水平面相切。现将质量为m的小球C(可视为质点)从A槽上端点M的正上方处由静止释放,小球C从M点落入A槽内,一段时间后滑上B槽,B槽的质量为4m,重力加速度为g,忽略空气阻力。求:
(1)小球C滑到圆弧槽A底端时,对圆弧槽A的压力大小;
(2)小球冲出圆弧槽B后,上升到最高点时,距离地面的高度;
(3)小球返回圆弧槽B底端时的速度大小。
【答案】(1)
(2)2R (3)
【解析】
【小问1详解】
小球从开始到槽A底端,根据动能定理,有
在圆弧槽A底端,根据牛顿第二定律,有
代入数据解得
由牛顿第三定律可得对圆弧槽A的压力大小
【小问2详解】
设上升高度为h,从圆弧槽B底端到上升至最高点,在水平方向上,根据动量守恒,有mv1=(m+4m)v共
根据能量守恒,有
联立解得h=2R
【小问3详解】
小球从圆弧槽B底端开始到再次回到圆弧槽B底端,在水平方向上,根据动量守恒,有mv1=mv2+4mv3
根据能量守恒,有
联立解得
小球返回圆弧槽B底端时的速度大小为
15. 如图所示,间距为L、电阻不计的光滑平行金属导轨,固定在水平绝缘平台上。左侧圆弧部分处于竖直面内,导轨右端点与平台边缘对齐,水平导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向竖直向上。初始时,金属棒ab、cd垂直于导轨放置,ab锁定在圆弧轨道上,距平台高度为h,cd静止在水平轨道上,与轨道右端的距离为x0。现将ab由静止释放,进入水平轨道后两棒始终未发生碰撞,一段时间后,两棒先后脱离轨道做平抛运动至水平地面,一棒平抛的水平位移为s1,另一棒平抛的水平位移为s2,且s2=2.5s1。导体棒ab的质量为2m、导体棒cd的质量为m,接入电路的有效电阻均为R,重力加速度为g,忽略空气阻力。求:
(1)导体棒ab刚进入匀强磁场区域时受到的安培力大小;
(2)导体棒cd上产生的焦耳热;
(3)导体棒cd在导轨上运动的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
ab棒下滑过程中,由机械能守恒可得
解得
ab棒进入磁场瞬间,有,,
联立解得安培力大小为
【小问2详解】
设ab棒脱离轨道时的速度为,cd棒脱离轨道时的速度为,由题意可知,cd棒脱离轨道前两棒未共速;棒脱离轨道后做平抛运动,则有
ab、cd两棒在水平轨道上相互作用的过程中,由动量守恒可得
联立解得,
根据能量守恒可得
又
联立解得导体棒cd上产生的焦耳热为
【小问3详解】
ab棒进入水平轨道后,设ab棒与cd棒任意时刻速度为和,则有
其中,,
又
对cd棒运用动量定理有
其中
联立解得导体棒cd在导轨上运动的时间为
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马鞍山市2025—2026学年第二学期期末教学质量监测
高二物理试题
注意事项:
1.答卷前,务必将自己的姓名、考号和班级填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,务必擦净后再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
1. 小明学习了光学和热学的知识后,形成如下的一些认识,其中正确的是( )
A. 红光发生单缝衍射时,产生明暗相间平行等间距的条纹
B. 当分子间距离增大时,分子势能一定减小
C. 单晶体有确定的熔点,多晶体没有确定的熔点
D. 地面积水上的油膜在阳光下呈现不规则彩色条纹是光的干涉现象
2. 关于甲、乙、丙、丁四幅图,下列说法正确的是( )
A. 图甲中,将开关断开时,灯泡A立刻熄灭
B. 图乙中,此时线圈中的磁感应强度正在增大
C. 图丙中,若仅增大回旋加速器的电压U,粒子获得的最大动能增大
D. 图丁中,真空冶炼炉冶炼金属的热量来源于线圈中电流的热效应
3. 如图所示,通电直导线与矩形线圈abcd在同一个平面内,线圈放在直导线旁边,则( )
A. 若线圈以cd边为轴转动时,无感应电流产生
B. 若通电直导线电流减小,线框有扩张的趋势
C. 若线圈在平面内向上平动,产生的感应电流方向是a→d→c→b
D. 若线圈在平面内向左平动,产生的感应电流方向是a→d→c→b
4. 如图所示,由红、黄、蓝三种色光组成的光束沿半径方向从A点射入截面为半圆的玻璃砖,在O点发生反射和折射,形成①、②、③三束光。下列说法正确的是( )
A. 光束③为单色光
B. 光束①为蓝光
C. 光束①的波长比光束②的波长大
D. 光束①的速度比光束②的速度小
5. 一列简谐横波在x轴上传播,t=0时刻的波形如图甲所示,x=2m处的质点P的振动图像如图乙所示,由此可以判断( )
A. 该波的传播方向是沿x轴负方向
B. 在t=5s时质点P的速度最大
C. 在0~2s时间内质点P沿x轴正方向移动了1 m
D. 在0~5s时间内质点P通过的路程是5 cm
6. 一个质量为5×10-3 kg的羽毛球以大小为15 m/s的速度水平飞来,运动员将其水平击回,羽毛球离开球拍的速度大小为25 m/s,球拍和羽毛球的接触时间为0.02 s,忽略羽毛球受到的重力和空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 羽毛球被球拍击打前后的速度变化量大小为10 m/s
B. 羽毛球被球拍击打前后的动量变化量大小为0.05 kg·m/s
C. 球拍对羽毛球的冲量大小为0.1 N·s
D. 球拍对羽毛球的平均作用力大小为10 N
7. 如图所示,固定线圈abcd面积S=0.01 m2,匝数N=100匝,线圈电阻不计,旋转磁极绕虚线轴以角速度ω=100 rad/s匀速转动,旋转磁极产生的磁场近似看作匀强磁场,磁感应强度大小。矩形线圈接理想变压器原线圈,副线圈接有固定电阻R0和滑动变阻器R,变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶3,所有电表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A. 当旋转磁极处于图示位置时,电流表的示数为零
B. 副线圈电流的频率为100 Hz
C. 电压表的示数为300 V
D. 将滑动变阻器R的滑片向下滑动,电流表的示数变大
8. 如图所示,在倾角θ=30°的绝缘斜面上,固定一光滑平行金属导轨,间距l=0.5 m,导轨上端接电动势E=6 V的电源,整个空间存在磁感应强度B=1.0 T、方向垂直斜面向上的匀强磁场。现将一根质量为0.2 kg的金属棒ab放置在导轨上,金属棒恰好静止。已知金属棒接入电路的电阻为2.5 Ω,导轨的电阻不计,导轨与金属棒接触良好,重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
A. 金属棒受到安培力的大小为2 N
B. 通过金属棒的电流为1 A
C. 电源的内阻为0.5 Ω
D. 电源的输出功率为12 W
二、选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的选项中,有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 如图甲所示,虚线框内存在垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示,时间内,磁场方向垂直纸面向里。一固定的金属线圈abcd有部分处于磁场中,关于线圈中电流i、线框cd边受到的安培力F与时间t的关系,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示,矩形区域abcd平面内有垂直于平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,bc边长为L。在矩形中心O处有一粒子源,在平面内向各方向发射速度大小相等的带正电粒子,粒子带电量均为q,质量均为m。初速度垂直指向ad边的粒子恰能从d点离开磁场且速度方向偏转了60°,不计粒子之间的相互作用及粒子重力,取sin14.5°=0.25,下列说法正确的是( )
A. 矩形区域的ab边长为
B. 粒子在磁场中运动的速度大小为
C. 初速度垂直指向ab边的粒子在磁场中运动的时间最短
D. 粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为60∶29
三、非选择题:共5题,共58分。
11. 在“用单摆测量重力加速度”实验中:
(1)关于该实验,下列说法正确的是( )
A. 摆线应选用伸缩性大的粗棉线
B. 为了使周期测量方便,应当尽可能增大摆角
C. 摆球应选用质量大些、体积小些的铁球
(2)用游标卡尺测量摆球的直径,结果如图甲所示,可读出摆球的直径d为______mm。
(3)如图乙所示,摆球在垂直纸面的平面内摆动,在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻,光敏电阻与某记录仪相连,记录光敏电阻的电流随时间t的变化图线如图丙所示,则该单摆的周期为______;测得摆线长为l,则利用该装置测得的重力加速度为______(用题中所给的字母表示)。
12. 小明利用以下器材较准确测量某电源的电动势(约3 V)和内阻(约几欧):
A.电压表V1(量程5 V,内阻较大)
B.电压表V2(量程3 V,内阻较大)
C.电流表A(量程10 mA,内阻约为几十欧)
D.电阻箱R(0~9999.9 Ω)
E.若干导线和开关
(1)先设计了如图甲所示的电路,测量电流表内阻rA:连接好实验仪器,闭合开关,调节电阻箱阻值到适当值,读出此时电压表V1、V2的示数分别为U1、U2,电流表A的示数为I1,则电流表的内阻rA=______。
(2)接着用如图乙所示的电路测量电源电动势和内阻,电流表应安装在______(选填“ab”或“cd”)之间,另一处用导线连接,闭合开关,调节电阻箱,得到多组电压U和电流I,作出U-I图如图丙所示,由图像可知电源的电动势E=______,内阻r=______。(用U0、I0、rA表示)
13. 如图所示,有一上端开口竖直放置导热良好的气缸,气缸内用活塞封闭一定质量的理想气体。活塞的质量m=2 kg,横截面积S=2×10-2 m2,活塞底部固定一轻质细杆,细杆长度L=0.45 m。初始时活塞处于静止状态,距离气缸底部H=0.5 m,缸内气体温度T1=300 K。不计活塞与气缸壁之间的摩擦及细杆的体积,大气压强,重力加速度g取10 m/s2。现将气体温度缓慢降低,直至细杆恰好接触气缸底部,此过程中气体的内能减少了250 J,求:
(1)气体的最终温度;
(2)此过程中气体向外界释放的热量。
14. 如图所示,在光滑水平地面上有两个半径均为R的光滑圆弧槽A、B,A固定,B不固定,两槽的最低点均与水平面相切。现将质量为m的小球C(可视为质点)从A槽上端点M的正上方处由静止释放,小球C从M点落入A槽内,一段时间后滑上B槽,B槽的质量为4m,重力加速度为g,忽略空气阻力。求:
(1)小球C滑到圆弧槽A底端时,对圆弧槽A的压力大小;
(2)小球冲出圆弧槽B后,上升到最高点时,距离地面的高度;
(3)小球返回圆弧槽B底端时的速度大小。
15. 如图所示,间距为L、电阻不计的光滑平行金属导轨,固定在水平绝缘平台上。左侧圆弧部分处于竖直面内,导轨右端点与平台边缘对齐,水平导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向竖直向上。初始时,金属棒ab、cd垂直于导轨放置,ab锁定在圆弧轨道上,距平台高度为h,cd静止在水平轨道上,与轨道右端的距离为x0。现将ab由静止释放,进入水平轨道后两棒始终未发生碰撞,一段时间后,两棒先后脱离轨道做平抛运动至水平地面,一棒平抛的水平位移为s1,另一棒平抛的水平位移为s2,且s2=2.5s1。导体棒ab的质量为2m、导体棒cd的质量为m,接入电路的有效电阻均为R,重力加速度为g,忽略空气阻力。求:
(1)导体棒ab刚进入匀强磁场区域时受到的安培力大小;
(2)导体棒cd上产生的焦耳热;
(3)导体棒cd在导轨上运动的时间。
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