精品解析:广西南宁市第三十三中学2026年春季学期高二年级6月份月考物理试卷
2026-07-25
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内容正文:
南宁市第三十三中学2026年春季期高二年级6月份月考物理试卷
(考试时间:75分钟试卷满分:100分)
一、单项选择题:本大题共7小题,每小题4分,共28分。每题只有一项符合题目要求,错选、多选或未选均不得分。
1. 如图所示,坐标原点处固定有一个分子,将另一个分子放置在x轴正半轴上,记录下该分子在不同位置所受的分子间作用力,并绘制出如图所示的F−x图像,其中x0、x1、x2为x轴上三点,则下列说法正确的是( )
A. 在x0右侧分子只受引力
B. 将分子从x0移动到x2的过程中,分子间作用力先做正功再做负功
C. 将分子从x2处由静止释放,分子将在x0和x2之间做往复运动
D. 在x0处两个分子间的分子势能最小
【答案】D
【解析】
【详解】A.在x0右侧,分子间表现为引力,但同时也存在斥力,只是引力大于斥力,不是只受引力,故A错误;
B.将分子从x0移动到x2的过程中,分子间作用力一直是引力,分子位移沿x正方向,力与位移方向始终相反,所以分子间作用力一直做负功,故B错误;
C.将分子从x2由静止释放,分子在x0到x2段受引力,在x<x0段受斥力,分子会以x0为平衡位置做往复运动,不是只在x0和x2之间,故C错误;
D.x0是分子力为0的平衡位置,当分子从x2运动到x0的过程中,分子力一直做正功,势能减小,从x0到原点过程,分子力表现为斥力,分子力做负功,势能增大,因此在x0处两个分子间的分子势能最小,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,理想变压器原线圈接在的交流电源上,副线圈与定值电阻连接。电流表的示数为,电压表的示数为,电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法正确的是( )
A. 电阻的阻值为 B. 电阻的阻值为
C. 变压器的输出功率为 D. 变压器的输出功率为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由题意可知,副线圈的输出电压为
原线圈的输入电压的有效值为
根据变压器原副线圈电压与匝数关系可得
解得
原线圈的电流为
根据变压器原副线圈电流与匝数关系可得
解得副线圈的电流为
所以,电阻的阻值为,故AB错误;
CD.变压器的输出功率为,故C正确,D错误。
故选C。
3. 如图所示,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上,下列说法正确的是( )
A. 闭合开关瞬间,线圈M中的磁场方向向左
B. 闭合开关,达到稳定后,电流表的示数最大
C. 断开开关瞬间,感应电流从电流表的右接线柱流入
D. 断开开关瞬间,线圈P中感应电流在铁芯中的磁场方向向左
【答案】C
【解析】
【详解】A.闭合开关瞬间,线圈M中的电流从左端流入、右端流出,根据安培定则(右手螺旋定则)可知,产生的磁场方向向右,故A错误;
B.闭合开关达到稳定后,线圈M中的电流恒定,穿过线圈P的磁通量不再变化,线圈P中无感应电流,电流表示数为零,故B错误;
CD.断开开关瞬间,线圈M产生的向右磁场减弱,根据楞次定律,线圈P中感应电流产生的磁场方向向右;再由安培定则可知,线圈P中感应电流从右接线柱流入电流表,故C正确,故D错误。
故选C。
4. 如图,正方形abcd内有方向垂直于纸面、大小可以调节的匀强磁场,一电子在纸面内从顶点a以一定的速度沿ad方向射入磁场。当磁感应强度的大小分别为时,电子可分别从ab边的中点e、b点和c点射出,则之比为( )
A. 1∶2∶3 B. 1∶2∶4 C. 3∶2∶1 D. 4∶2∶1
【答案】D
【解析】
【详解】电子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,有
解得半径公式
由此可知,在、、一定的情况下,磁感应强度与轨道半径成反比,即
设正方形边长为,当磁感应强度为时,
解得
当磁感应强度为时,
解得
当磁感应强度为时,设半径为,由几何关系
解得
综上所述,半径之比为
所以磁感应强度之比为
故选D。
5. 如图所示,固定在匀强磁场中的正方形导线框边长为l,其中ab边是电阻为R的均匀电阻丝,其余三边是电阻可忽略的铜导线,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里。现有一段长短、粗细、材料均与ab边相同的电阻丝PQ架在线框上,并以恒定速度v从ad边滑向bc边。PQ在滑动过程中与导线框的接触良好。当PQ滑过的距离时,下列说法正确的是( )
A. 通过线框的磁通量不变,电路中无感应电流
B. 通过段电阻丝的电流大小是
C. 通过段电阻丝的电流大小是
D. 通过段电阻丝的电流大小是
【答案】B
【解析】
【详解】A.电阻丝PQ切割磁感线在闭合回路中产生感应电流,故A错误;
BCD.当PQ滑过的距离时,段电阻丝的电阻为,段电阻丝的电阻为,两段电阻并联,则
通过段电阻丝的电流大小是
根据并联电路中电流分配关系有
解得
,
故B正确,CD错误。
故选B。
6. 某同学设计了一个加速度计,如图所示。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移,滑块两侧用弹簧3拉着;R为滑动变阻器,4是滑动片,它与电阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比。这个装置就是一个加速度传感器。两个电池E的电压相同,内阻不计。按图连接电路后,电压表指针的零点位于表盘中央,当P端的电势高于Q端时,指针向零点右侧偏转。下列说法中正确的是( )
A. 当物体具有图示方向的加速度a时,电压表的指针向右偏转
B. 电压表的示数与加速度的大小不成正比
C. 要提高该加速度计的测量范围,可以增大弹簧的劲度系数
D. 要提高该加速度计的测量范围,可以增大电池的电压
【答案】C
【解析】
【详解】A.当系统水平向右做匀加速运动时,滑块向左移动,滑动变阻器的滑片4移向中点左方,电阻中点到滑片位置的电流方向向左,电压表P端的电势低于Q端的电势,则电压表的指针将向零点左侧偏转,故A错误;
B.设滑块偏离中间位置x距离时,电阻器总长度为L,单位长度的电阻为r,则流过电阻器的电流为
电压表的示数为
设弹簧的弹性系数为k,由牛顿第二定律得
解得
显然电压表的示数与加速度的大小成正比,故B错误;
CD.根据前面分析可得滑块的加速度
要提高该加速度计的测量范围,可以增大弹簧的劲度系数,或者可以减小电池的电压,故C正确,D错误。
故选C。
7. 如图甲所示,一半径为、电阻为的匝硬质圆形线圈,固定在水平桌面上。虚线将线圈分为左右对称的两部分,左侧空间内存在与水平桌面垂直的匀强磁场,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示,规定垂直于水平桌面向下为正方向。下列说法正确的是( )
A. 时穿过线圈的磁通量为
B. 时线圈受到的安培力方向水平向左
C. 时线圈中产生的感应电动势大小为0
D. 时线圈受到的安培力大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.时,磁感应强度,线圈在磁场中的有效面积
穿过线圈的磁通量,故A错误;
B.时,磁感应强度且随时间减小,根据楞次定律,感应电流的磁场方向向下,由安培定则可知线圈中感应电流沿顺时针方向,根据左手定则,线圈受到的安培力方向水平向左,故B正确;
C.时,磁感应强度,但磁通量的变化率不为零,根据法拉第电磁感应定律
感应电动势大小不为0,故C错误;
D.时,磁感应强度大小
感应电动势
感应电流
线圈受到的安培力,故D错误。
故选B。
二、多项选择题:本大题共3小题,每小题6分,共18分。每题有多项符合题目要求,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. 各种电磁波在日常生活和生产中被应用。下列关于电磁波的说法中,正确的是( )
A. 频率越大的电磁波,在真空中的传播速度越大
B. 控制电视、空调的遥控器使用的是红外线
C. 机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是射线
D. 医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒
【答案】BD
【解析】
【详解】A.所有电磁波在真空中的传播速度均为光速,与频率大小无关,故A错误;
B.红外线衍射能力较好、信号调制方便,控制电视、空调的遥控器使用的是红外线,故B正确;
C.机场、车站行李透视仪使用的是X射线,射线电离辐射危害大,不用于常规行李安检,故C错误;
D.紫外线可破坏微生物的遗传物质起到杀菌效果,医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,长为L的轻金属软导线下悬挂一质量为m的小球,在竖直向上的匀强磁场中做圆锥摆运动,圆锥的偏角为θ,磁感应强度为B,则( )
A. 摆球转动的角速度为
B. 摆球转动的角速度为
C. 金属导线中产生的感应电动势的大小
D. 金属导线中产生的感应电动势的大小
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.由牛顿第二定律,,
联立解得 ,故A正确,B错误;
CD.导体在磁场中转动,旋转切割磁感线,但导体本身与磁场不垂直,应该考虑切割的有效长度,导体切割磁感线的有效长度为
根据旋转切割产生的电动势公式
解得,故C正确,D错误。
故选AC。
10. 如图甲所示,闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁场的方向与导线框所在平面垂直,磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。规定垂直纸面向外为磁场的正方向,顺时针为线框中感应电流的正方向,水平向右为安培力的正方向。关于线框中的感应电流i、ad边所受的安培力F随时间t变化的图像,下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.由题图乙所示B-t图像可知,0~1s时间内,B增大,增大,由楞次定律可知,线框中感应电流沿顺时针方向,为正值;1~2s磁通量不变,无感应电流;2~3s,B的方向垂直纸面向外,B减小,减小,由楞次定律可知,感应电流沿逆时针方向,为负值;3~4s内,B的方向垂直纸面向里,B增大,增大,由楞次定律可知,感应电流沿逆时针方向,为负值,由于图像斜率大小相等,则电流大小相等,故B正确,A错误;
CD.由左手定则可知,在0~1s和3~4s内,ad受到的安培力方向水平向右,是正值,1~2s无感应电流,没有安培力,2~3s时间内,安培力水平向左,是负值;安培力大小为F=BIL,I、L不变,B均匀变化,则安培力F均匀变化,不是定值,故D错误,C正确。
故选BC。
三、实验题:本大题共2小题,共14分;第11题6分,第12题8分。
11. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中,可拆变压器如图所示。
(1)原线圈应连接到学生电源的______(选填直流、交流) 输出端。
(2)为实现探究目的,保持原线圈输入的电压一定,通过改变原、副线圈匝数,测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是______。
A. 控制变量法 B. 等效替代法
C. 演绎法 D. 理想实验法
(3)在实验过程中,若其中一次多用电表读数如下图所示,此时电压表读数为______ V;
(4)在实际实验中将交流电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间,用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为4.8V, 则原线圈的输入电压可能为______。
A. 4.8V B. 8.0V C. 9.6V D. 10.0V
【答案】(1)交流 (2)A
(3)7.2 (4)D
【解析】
【小问1详解】
变压器的工作原理是互感,因此原线圈应连接到学生电源的交流输出端。
【小问2详解】
为实现探究目的,保持原线圈输入的电压一定,通过改变原、副线圈匝数,测量副线圈上的电压,即在研究线圈匝数比与副线圈电压关系时,保持原线圈电压一定,可知,这个探究过程采用的科学探究方法是控制变量法。
故选A。
【小问3详解】
根据图中所示,可知,电压表量程为10V,根据电压表的读数规律,该读数为
【小问4详解】
根据题意可知,原副线圈匝数之比
根据理想变压器电压匝数关系有
解得
实际上,变压器存在漏磁,还由于铁芯与线圈的电阻消耗一部分能量,导致实际上原线圈的电压大于9.6V,可知,实际上原线圈的输入电压可能为10.0V。
故选D。
12. 某实验小组做“油膜法估测分子直径”的实验。
(1)正确的实验顺序为_______(填字母);
a.在浅盘内盛水,将痱子粉撒在水面上,并用注射器向水面滴入1滴油酸酒精溶液
b.将体积为的纯油酸溶于酒精,配制成体积为的油酸酒精溶液
c.待油膜稳定后,在玻璃板上描绘出油膜的形状,并算出油膜的面积
d.用注射器吸取一段油酸酒精溶液,由注射器的刻度读出该段溶液的总体积为,再把它一滴一滴地滴入烧杯中,记下液滴的总滴数为
e.根据实验所得数据,计算出油酸分子的直径
(2)如图所示分别为甲、乙两组同学得出的油膜的形状,为了准确测出油酸分子的直径,应选用_______(填“甲”或“乙”)组同学所绘制的图形,若选用另一组同学绘制的图形,则计算出的油酸分子的直径会_______(填“偏大”“偏小”或“无误差”);
(3)根据实验所得数据,计算出油酸分子的直径_______(用题干中提供的物理量表示)。
【答案】(1)
(2) ①. 甲 ②. 偏大
(3)
【解析】
【分析】
【小问1详解】
油膜法估测分子直径的实验步骤为:先配制油酸酒精溶液(b),再测定每一滴油酸酒精溶液的体积(d),之后在浅盘准备水面并滴入1滴溶液(a),待油膜稳定后描轮廓计算油膜面积(c),最后根据数据计算分子直径(e),因此正确顺序为。
【小问2详解】
[1]稳定的油膜边缘轮廓平滑自然,乙图形油膜没有散开,会使测得的油膜面积偏小,因此应选择甲组图形。
[2]根据分子直径公式,纯油酸体积不变,若油膜面积测得偏小,计算出的分子直径会偏大。
【小问3详解】
油酸酒精溶液的浓度为,1滴油酸酒精溶液的体积为,因此1滴溶液中纯油酸的体积为
油膜法认为油膜厚度等于分子直径,因此
【点睛】
四、解答题:本大题共3小题,共40分;第13题10分,第14题14分,第15题16分。题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只有最后答案而无演算过程的不得分;有数值计算的,答案中必须明确写出数值和单位。
13. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图1所示,A为粒子加速器,B为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为,两板间电压为,距离为d,C为偏转分离器,磁感应强度为.现有一质量为m、电荷量为e的正粒子(不计重力),经加速后,该粒子恰能通过速度选择器,粒子进入分离器后做匀速圆周运动.求:
(1)粒子进入速度选择器时的速度v;
(2)粒子加速器两板间电压;
(3)若将速度选择器B去掉,如图2所示,该带电粒子经加速电压U加速后直接由S狭缝进入偏转分离器,垂直打在P点,P点的位置随加速电压U而改变,设P点与S狭缝之间的距离为x,写出x与加速电压U的关系式。
【答案】(1);(2) ;(3)
【解析】
【详解】(1)粒子在B速度选择器中做匀速直线运动,由受力平衡条件得
得
(2)设加速器加速电压为,粒子在加速器中作加速直线运动,由动能定理可得
解得
(3)带电粒子在加速电场中
粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力
解得
14. 如图所示,矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈总电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R,当线圈由图示位置转过90°的过程中,求:
(1)电压表的读数U;
(2)通过电阻R的电荷量q;
(3)该过程中,整个电路产生的热量Q。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【分析】
【详解】(1)线圈在磁场中转动,产生的电动势的最大值为
Em=NBSω
电动势的有效值为
电压表测量电路路端电压,所以电压表的读数为
(2)由法拉第电磁感应定律
由闭合电路欧姆定律
通过横截面的电荷量
(3)线圈转过90°的时间为
整个电路产生的热量为
15. 如图所示,两根光滑平行金属导轨(电阻不计)由半径为r的圆弧部分与无限长的水平部分组成,间距为L,水平导轨部分存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一质量为2m的金属棒ab静置于水平导轨上,电阻为2R。另一质量为m、电阻为R的金属棒PQ从圆弧M点处由静止释放,下滑至N处后进入水平导轨部分。M到N的竖直高度为h,重力加速度为g,若金属棒PQ与金属棒ab始终垂直于金属导轨并接触良好,且两棒相距足够远,求:
(1)金属棒PQ滑到N处时,金属导轨对金属棒PQ的支持力为多大;
(2)从释放金属棒PQ到金属棒ab达到最大速度的过程中,金属棒ab产生的内能;
(3)若在金属棒ab达到最大速度时给金属棒ab施加一水平向右的恒力F(F为已知),则在此恒力作用下整个回路的最大电功率为多少。
【答案】(1)mg+;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设金属棒PQ到N处时的速度为v,支持力为FN,根据动能定理
mgh=mv2
解得
v=
在N点,由牛顿第二定律
FN-mg=m
解得
FN=mg+
(2)当两棒达到相同速度v′时,电路中电流为零,安培力为零,金属棒ab达到最大速度,根据动量守恒定律得
mv=(2m+m)v′
解得
v′=
根据能量守恒定律知,系统释放的热量应等于系统机械能的减少量
Q=mv2-·3mv′2
解得
Q=mgh
所以
(3)当金属棒PQ达到最大功率时,金属棒PQ与金属棒ab加速度相同,速度差恒定,回路中产生稳定电流。由牛顿第二定律,对PQ棒
F安=ma
对ab棒
F-F安=2ma
解得
F安=
由安培力的公式,可得
F安=BIL
功率
P=I2·3R
联立以上各式解得
P=
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南宁市第三十三中学2026年春季期高二年级6月份月考物理试卷
(考试时间:75分钟试卷满分:100分)
一、单项选择题:本大题共7小题,每小题4分,共28分。每题只有一项符合题目要求,错选、多选或未选均不得分。
1. 如图所示,坐标原点处固定有一个分子,将另一个分子放置在x轴正半轴上,记录下该分子在不同位置所受的分子间作用力,并绘制出如图所示的F−x图像,其中x0、x1、x2为x轴上三点,则下列说法正确的是( )
A. 在x0右侧分子只受引力
B. 将分子从x0移动到x2的过程中,分子间作用力先做正功再做负功
C. 将分子从x2处由静止释放,分子将在x0和x2之间做往复运动
D. 在x0处两个分子间的分子势能最小
2. 如图所示,理想变压器原线圈接在的交流电源上,副线圈与定值电阻连接。电流表的示数为,电压表的示数为,电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法正确的是( )
A. 电阻的阻值为 B. 电阻的阻值为
C. 变压器的输出功率为 D. 变压器的输出功率为
3. 如图所示,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上,下列说法正确的是( )
A. 闭合开关瞬间,线圈M中的磁场方向向左
B. 闭合开关,达到稳定后,电流表的示数最大
C. 断开开关瞬间,感应电流从电流表的右接线柱流入
D. 断开开关瞬间,线圈P中感应电流在铁芯中的磁场方向向左
4. 如图,正方形abcd内有方向垂直于纸面、大小可以调节的匀强磁场,一电子在纸面内从顶点a以一定的速度沿ad方向射入磁场。当磁感应强度的大小分别为时,电子可分别从ab边的中点e、b点和c点射出,则之比为( )
A. 1∶2∶3 B. 1∶2∶4 C. 3∶2∶1 D. 4∶2∶1
5. 如图所示,固定在匀强磁场中的正方形导线框边长为l,其中ab边是电阻为R的均匀电阻丝,其余三边是电阻可忽略的铜导线,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里。现有一段长短、粗细、材料均与ab边相同的电阻丝PQ架在线框上,并以恒定速度v从ad边滑向bc边。PQ在滑动过程中与导线框的接触良好。当PQ滑过的距离时,下列说法正确的是( )
A. 通过线框的磁通量不变,电路中无感应电流
B. 通过段电阻丝的电流大小是
C. 通过段电阻丝的电流大小是
D. 通过段电阻丝的电流大小是
6. 某同学设计了一个加速度计,如图所示。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移,滑块两侧用弹簧3拉着;R为滑动变阻器,4是滑动片,它与电阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比。这个装置就是一个加速度传感器。两个电池E的电压相同,内阻不计。按图连接电路后,电压表指针的零点位于表盘中央,当P端的电势高于Q端时,指针向零点右侧偏转。下列说法中正确的是( )
A. 当物体具有图示方向的加速度a时,电压表的指针向右偏转
B. 电压表的示数与加速度的大小不成正比
C. 要提高该加速度计的测量范围,可以增大弹簧的劲度系数
D. 要提高该加速度计的测量范围,可以增大电池的电压
7. 如图甲所示,一半径为、电阻为的匝硬质圆形线圈,固定在水平桌面上。虚线将线圈分为左右对称的两部分,左侧空间内存在与水平桌面垂直的匀强磁场,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示,规定垂直于水平桌面向下为正方向。下列说法正确的是( )
A. 时穿过线圈的磁通量为
B. 时线圈受到的安培力方向水平向左
C. 时线圈中产生的感应电动势大小为0
D. 时线圈受到的安培力大小为
二、多项选择题:本大题共3小题,每小题6分,共18分。每题有多项符合题目要求,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. 各种电磁波在日常生活和生产中被应用。下列关于电磁波的说法中,正确的是( )
A. 频率越大的电磁波,在真空中的传播速度越大
B. 控制电视、空调的遥控器使用的是红外线
C. 机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是射线
D. 医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒
9. 如图所示,长为L的轻金属软导线下悬挂一质量为m的小球,在竖直向上的匀强磁场中做圆锥摆运动,圆锥的偏角为θ,磁感应强度为B,则( )
A. 摆球转动的角速度为
B. 摆球转动的角速度为
C. 金属导线中产生的感应电动势的大小
D. 金属导线中产生的感应电动势的大小
10. 如图甲所示,闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁场的方向与导线框所在平面垂直,磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。规定垂直纸面向外为磁场的正方向,顺时针为线框中感应电流的正方向,水平向右为安培力的正方向。关于线框中的感应电流i、ad边所受的安培力F随时间t变化的图像,下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.
三、实验题:本大题共2小题,共14分;第11题6分,第12题8分。
11. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中,可拆变压器如图所示。
(1)原线圈应连接到学生电源的______(选填直流、交流) 输出端。
(2)为实现探究目的,保持原线圈输入的电压一定,通过改变原、副线圈匝数,测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是______。
A. 控制变量法 B. 等效替代法
C. 演绎法 D. 理想实验法
(3)在实验过程中,若其中一次多用电表读数如下图所示,此时电压表读数为______ V;
(4)在实际实验中将交流电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间,用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为4.8V, 则原线圈的输入电压可能为______。
A. 4.8V B. 8.0V C. 9.6V D. 10.0V
12. 某实验小组做“油膜法估测分子直径”的实验。
(1)正确的实验顺序为_______(填字母);
a.在浅盘内盛水,将痱子粉撒在水面上,并用注射器向水面滴入1滴油酸酒精溶液
b.将体积为的纯油酸溶于酒精,配制成体积为的油酸酒精溶液
c.待油膜稳定后,在玻璃板上描绘出油膜的形状,并算出油膜的面积
d.用注射器吸取一段油酸酒精溶液,由注射器的刻度读出该段溶液的总体积为,再把它一滴一滴地滴入烧杯中,记下液滴的总滴数为
e.根据实验所得数据,计算出油酸分子的直径
(2)如图所示分别为甲、乙两组同学得出的油膜的形状,为了准确测出油酸分子的直径,应选用_______(填“甲”或“乙”)组同学所绘制的图形,若选用另一组同学绘制的图形,则计算出的油酸分子的直径会_______(填“偏大”“偏小”或“无误差”);
(3)根据实验所得数据,计算出油酸分子的直径_______(用题干中提供的物理量表示)。
四、解答题:本大题共3小题,共40分;第13题10分,第14题14分,第15题16分。题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只有最后答案而无演算过程的不得分;有数值计算的,答案中必须明确写出数值和单位。
13. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图1所示,A为粒子加速器,B为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为,两板间电压为,距离为d,C为偏转分离器,磁感应强度为.现有一质量为m、电荷量为e的正粒子(不计重力),经加速后,该粒子恰能通过速度选择器,粒子进入分离器后做匀速圆周运动.求:
(1)粒子进入速度选择器时的速度v;
(2)粒子加速器两板间电压;
(3)若将速度选择器B去掉,如图2所示,该带电粒子经加速电压U加速后直接由S狭缝进入偏转分离器,垂直打在P点,P点的位置随加速电压U而改变,设P点与S狭缝之间的距离为x,写出x与加速电压U的关系式。
14. 如图所示,矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈总电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R,当线圈由图示位置转过90°的过程中,求:
(1)电压表的读数U;
(2)通过电阻R的电荷量q;
(3)该过程中,整个电路产生的热量Q。
15. 如图所示,两根光滑平行金属导轨(电阻不计)由半径为r的圆弧部分与无限长的水平部分组成,间距为L,水平导轨部分存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一质量为2m的金属棒ab静置于水平导轨上,电阻为2R。另一质量为m、电阻为R的金属棒PQ从圆弧M点处由静止释放,下滑至N处后进入水平导轨部分。M到N的竖直高度为h,重力加速度为g,若金属棒PQ与金属棒ab始终垂直于金属导轨并接触良好,且两棒相距足够远,求:
(1)金属棒PQ滑到N处时,金属导轨对金属棒PQ的支持力为多大;
(2)从释放金属棒PQ到金属棒ab达到最大速度的过程中,金属棒ab产生的内能;
(3)若在金属棒ab达到最大速度时给金属棒ab施加一水平向右的恒力F(F为已知),则在此恒力作用下整个回路的最大电功率为多少。
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