内容正文:
定远育才学校2026年高三第三次模拟
物理试题
一、单选题:本大题共8小题,每小题4分,共32分。
1. 如图,为氢原子能级的示意图,现有大量的氢原子处于n=4的激发态,向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。下列说法正确的是( )
A. 这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
B. 用能量为10.3eV的光子照射氢原子,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
C. 最容易表现出衍射现象的光是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的
D. 用n=4能级跃迁到n=2能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应
2. 如图所示,电荷量分别为和的带电小球甲、乙用绝缘细线悬挂静止于A、B两点,两根细线的延长线交于O点,且,C为AB连线的中点,MON是一条水平线,,。下列说法正确的是( )
A. 甲的质量大于乙的质量 B. 甲所受拉力小于乙所受拉力
C. C点的电势高于O点的电势 D. 从A点到B点,场强逐渐减小
3. “打水漂”是乡村少年经常进行的一项有趣的户外活动,通过让扁平的瓦片从手中平抛,然后在水面弹跳,追求最多的跳跃次数。现将一质量为0.1kg的瓦片从距离水面高度为0.8m处水平抛出,抛出的初速度大小为8m/s,此后瓦片会多次与水面作用,反复在水面上弹跳前进。假设瓦片每次和水面作用前后,水平分速度与竖直分速度大小均变为原来的二分之一,当地重力加速度g取,不计空气阻力。研究瓦片第一次跃出水面到第二次进入水面的过程,下列说法正确的是( )
A. 瓦片上升的时间比下降的时间长 B. 瓦片上升的最大高度为0.4 m
C. 上升过程重力对瓦片做的功为0.2J D. 瓦片下降过程中的位移大小为
4. 某拖拉机的往复式柴油内燃机利用迪塞尔循环进行工作。该循环由两个绝热过程、一个等压过程和一个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的迪塞尔循环,则该气体( )
A. 在状态和时的内能可能相等
B. 在过程中,气体对外界做的功等于增加的内能
C. 过程中增加的内能小于该过程吸收的热量
D. 在一次循环过程中放出的热量大于吸收的热量
5. 如图甲所示,质量分别为、的物块A和B静止在光滑的水平地面上,其中物块B左端拴接一轻弹簧,弹簧开始处于原长.给物块A一向右的初速度,物块A与弹簧作用的过程中,物块A、B的速度,的部分大小关系如图乙所示,弹簧始终在弹性限度内,已知,结合图乙中的数据,下列说法正确的是( )
A. 物块A的初速度
B. 物块B的质量
C. 从物块A碰到弹簧到弹簧压缩最短的过程中,弹簧给物块B的冲量大小为0.36N·s
D. 弹簧第一次恢复原长时,物块B的速度大小为2m/s
6. 如图所示,光滑绝缘直杆倾角为,杆上套一带负电的小球,匀强磁场的方向垂直于杆所在竖直平面。给小球一沿杆向上的初速度,不计空气阻力,小球从开始运动到返回出发点的过程中( )
A. 机械能减小 B. 最大上滑位移为
C. 上滑时间小于下滑时间 D. 下滑时受到杆的弹力一定先减小后增大
7. 如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比,,,均为额定功率相同、内阻为的灯泡,为的定值电阻,和分别为理想线圈和电容器,其中 ,电压表为理想电表。当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电时,、、均正常发光。下列说法中正确的是( )
A. 电压表的读数为
B. 灯泡的额定功率为2W
C. 若交流电的频率突然减小,则变暗、变亮
D. 电容器所带电荷量的最大值为
8. 空间中存在着沿水平方向的匀强磁场B1,某兴趣小组设计的测量匀强磁场B1大小和方向的实验装置如图所示。通有电流的螺线管水平固定,其轴线与匀强磁场B1平行,螺线管在霍尔元件处产生的磁场的磁感应强度B2=kI,其中k为比例常数,I为电流表示数。霍尔元件的工作面A向左且与匀强磁场B1垂直,霍尔元件的载流子为电子。调节滑动变阻器R接入电路的阻值,当电流表示数为I0时,霍尔元件输出的霍尔电压UH=0,下列说法正确的是( )
A. 匀强磁场B1的磁感应强度大小为kI0,方向水平向左
B. 若电流表示数小于I0,则a、b端的电势满足φa<φb
C. 电流表的示数越大,霍尔电压UH一定越大
D. 电流表的示数越大,霍尔电压UH一定越小
二、多选题:本大题共2小题,每小题5分,共10分。全部选对的得5分,选对但不全对得的3分,有选错的得0分。
9. 一列简谐横波某时刻的波形如图甲所示,图乙是波上质点A(图甲中未标出)某段时间内的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波的波速为0.5m/s
B. A质点在t=2.5s与t=8.5s时刻速度方向相同
C. t=9s时,A质点加速度方向沿y轴正方向
D. 若另一列频率为4Hz的波与此列波相遇,会发生稳定的干涉现象
10. 如图所示,空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,一带电液滴从静止开始自点沿曲线运动,到达点时速度为零,点是运动的最低点,阻力不计,下列说法中正确的是( )
A. 液滴可能带负电 B. 液滴在点时动能最大
C. 液滴从运动到的过程中机械能守恒 D. 液滴将不可能由点返回到点
三、非选择题:本大题共5小题,共58分。
11. 小明同学在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图):
(1)将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹的中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数如图甲所示,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图乙所示,则图甲读数为______mm,求得这种色光的波长λ=______m(已知双缝间距d=0.2mm,双缝到屏间的距离L=700mm,结果保留两位有效数字)
(2)小明同学现在用这种色光利用光的干涉法检查某精密光学平面的平整度,其原理图如图丙所示,图丙中上元是标准样板,下板是待检查的光学样板,实验结果如图丁所示,图丁中出现向左弯曲的干涉条纹,说明被检查的平面在此处出现了______,(选填“凹陷”或“凸起”),由图丁可知干涉条纹弯曲最大处,向左偏移到正常平行干涉条纹正中间,由此可估算凹陷最大处深度为h=______m(结果保留两位有效数字)。
12. 某兴趣小组想要较精确地测量灵敏电流计的内阻,实验室中可供利用的器材有:
A.待测灵敏电流计(量程为,内阻约为);
B.灵敏电流计(量程为,内阻约为);
C.定值电阻(阻值为);
D.定值电阻(阻值为);
E.电阻箱(调节范围为,最小调节量为);
F.滑动变阻器(最大阻值为);
G.滑动变阻器(最大阻值为);
H.直流电源(电动势为);
I.开关一个,导线若干。
该小组设计的实验电路图如图所示,连接好电路,并进行实验。
(1)实验时,先将滑动变阻器和电阻箱的阻值调至接近最大值,闭合开关,再减小电阻箱的阻值,当的示数为_______时,电阻箱的示数为 ,的示数为 ,则的内阻__________;实验中的滑动变阻器选用的是__________(选填“”或“”)。
(2)该电源的内阻对的内阻的测量结果__________________________________________________________(选填“有”或“没有”)影响。
13. 随着5G、智能车以及算力需求等爆发,有着“电子产品之母”之称的电子级特种树脂高速化发展。如图所示为一电子产品取下的半径为R的半球形电子级特种树脂,球心为O点,A点为R半球面的顶点,且满足AO与底面垂直。一束单色光平行于AO射向半球面的B点,折射后在底面D点(图中未画出)处恰好发生全反射,已知透明树脂的折射率为,求:
(1)B点处入射角的正切值;
(2)该束光在树脂中从B点传播到D点所用的时间。
14. 如图所示,足够长的两平行光滑金属导轨固定在水平面上,导轨间距为,导轨水平部分的矩形区域abcd有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为,导轨的左侧和一光滑四分之一金属圆弧轨道平滑连接,圆弧轨道半径,此部分有沿半径方向的磁场,图中未画出。导轨水平部分的右侧和光滑倾斜导轨(足够长)平滑连接,倾斜部分的倾角为。质量为的金属棒P从四分之一圆弧的最高点由静止释放,经过滑上水平轨道,在对轨道的压力大小为,P穿过磁场abcd区域后,与另一根质量为的静止在导轨上的金属棒Q发生弹性碰撞,碰后Q沿斜面上升的高度,两金属棒的阻值均为,重力加速度,感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计,两根金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。求:
(1)金属棒P从静止释放运动到时克服安培力做的功。
(2)求矩形磁场沿导轨方向的长度。
15. 如下图所示,将扁平的石子向水面快速抛出,石子可能会在水面上一跳一跳地飞向远方,俗称“打水漂”。要使石子从水面跳起产生“水漂”效果,石子接触水面时的速度方向与水面的夹角不能大于。为了观察到“水漂”,小明将一质量的小石片从距水面高度为处水平抛出,不计石子在空中飞行时的空气阻力,取,。
(1)抛出速度的最小值为多少?
(2)若小明从距水面高度为处以水平初速度抛出,玩“打水漂”,小石片在水面上滑行时受到的水平方向的阻力恒为,竖直方向分力未知。在水面上弹跳数次后沿水面滑行(水平方向)的速度减为零后沉入水底。假设小石片每次均接触水面后跳起,跳起时竖直方向的速度与此时沿水面滑行的速度之比为常数,
①求小石片第一次离开水面时的水平速度大小;
②求小石片第一次与水面接触过程中在竖直方向上的分加速度的大小;
③石片从抛出到最后入水的过程中通过的水平总距离为多少?
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定远育才学校2026年高三第三次模拟
物理试题
一、单选题:本大题共8小题,每小题4分,共32分。
1. 如图,为氢原子能级的示意图,现有大量的氢原子处于n=4的激发态,向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。下列说法正确的是( )
A. 这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
B. 用能量为10.3eV的光子照射氢原子,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
C. 最容易表现出衍射现象的光是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的
D. 用n=4能级跃迁到n=2能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应
【答案】C
【解析】
【详解】A.处于能级的氢原子能发射
种频率的光,故A错误;
B.原子跃迁能量必须等于能级差,基态的氢原子吸收的能量从跃迁到,而大于,所以不能使处于基态的氢原子跃迁到激发态,故B错误;
C.由n=4能级跃迁到n=3能级产生的光的能量为最小值,波长最长,所以最容易表现出衍射现象,故C正确;
D.由n=4能级跃迁到n=2能级辐射出的光的能量为
小于6.34eV,所以不能使金属铂发生光电效应,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,电荷量分别为和的带电小球甲、乙用绝缘细线悬挂静止于A、B两点,两根细线的延长线交于O点,且,C为AB连线的中点,MON是一条水平线,,。下列说法正确的是( )
A. 甲的质量大于乙的质量 B. 甲所受拉力小于乙所受拉力
C. C点的电势高于O点的电势 D. 从A点到B点,场强逐渐减小
【答案】B
【解析】
【详解】D.根据等量异种点电荷电场分布特点可知,两点电荷连线之间,其中点处场强最小,所以从A点到B点,场强先减小后增大,故D错误;
C.根据等量异种点电荷电场分布特点可知,两点电荷连线的中垂线是一条等势线,由几何关系可知,CO为AB的中垂线,所以CO是一条等势线,则C点的电势等于O点的电势,故C错误;
B.以带电小球甲、乙为整体,水平方向根据平衡条件可得
可得,故B正确;
A.甲、乙的库仑力是一对相互作用力,大小相等;根据三角形定则结合图中几何关系,分别以甲、乙为对象,受力如图所示
对甲和乙分别根据正弦定理可得,
联立可得,故A错误。
故选B。
3. “打水漂”是乡村少年经常进行的一项有趣的户外活动,通过让扁平的瓦片从手中平抛,然后在水面弹跳,追求最多的跳跃次数。现将一质量为0.1kg的瓦片从距离水面高度为0.8m处水平抛出,抛出的初速度大小为8m/s,此后瓦片会多次与水面作用,反复在水面上弹跳前进。假设瓦片每次和水面作用前后,水平分速度与竖直分速度大小均变为原来的二分之一,当地重力加速度g取,不计空气阻力。研究瓦片第一次跃出水面到第二次进入水面的过程,下列说法正确的是( )
A. 瓦片上升的时间比下降的时间长 B. 瓦片上升的最大高度为0.4 m
C. 上升过程重力对瓦片做的功为0.2J D. 瓦片下降过程中的位移大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.开始时瓦片做平抛运动,竖直方向为自由落体运动。瓦片第一次跃出水面到第二次进入水面的过程,为斜抛运动,瓦片在竖直方向做竖直上抛运动,根据对称性可知,上升过程与下降过程时间相等,故A错误;
B.根据
可得第一次落水时竖直分速度大小
第一次落水时水平分速度大小
瓦片每次和水面作用前后,水平分速度与竖直分速度大小均变为原来的二分之一,可知瓦片第一次跃出水面时竖直分速度大小
水平分速度大小
根据
可得瓦片上升的最大高度为,故B错误;
C.上升过程重力对瓦片做的功为,故C错误;
D.瓦片下降过程中的时间为
瓦片下降过程中的水平位移为
竖直位移为,可得瓦片下降过程中的位移大小为,故D正确。
故选D。
4. 某拖拉机的往复式柴油内燃机利用迪塞尔循环进行工作。该循环由两个绝热过程、一个等压过程和一个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的迪塞尔循环,则该气体( )
A. 在状态和时的内能可能相等
B. 在过程中,气体对外界做的功等于增加的内能
C. 过程中增加的内能小于该过程吸收的热量
D. 在一次循环过程中放出的热量大于吸收的热量
【答案】C
【解析】
【详解】A.据题意,结合题图可知,气体从c到d为绝热膨胀,则
根据
则温度降低;气体从d到a,体积不变,压强减小,则温度降低,则该气体在状态c的温度高于在状态a时的温度,故在状态c时的内能大于在状态a时的内能,A错误;
B.a→b过程为绝热压缩,外界对气体做功
则
即外界对气体做的功全部用于增加内能,B错误;
C.过程中体积增大,气体对外做功,即
根据热力学第一定律可知
即增加的内能小于该过程吸收的热量,C正确;
D.根据pV图像与V轴围成的面积表示气体做功的大小,可知一次循环过程中外界对气体做的功
而一次循环过程整个过程气体内能变化为零,则整个过程
即在一次循环过程中气体吸收的热量大于放出的热量,D错误;
故选C。
5. 如图甲所示,质量分别为、的物块A和B静止在光滑的水平地面上,其中物块B左端拴接一轻弹簧,弹簧开始处于原长.给物块A一向右的初速度,物块A与弹簧作用的过程中,物块A、B的速度,的部分大小关系如图乙所示,弹簧始终在弹性限度内,已知,结合图乙中的数据,下列说法正确的是( )
A. 物块A的初速度
B. 物块B的质量
C. 从物块A碰到弹簧到弹簧压缩最短的过程中,弹簧给物块B的冲量大小为0.36N·s
D. 弹簧第一次恢复原长时,物块B的速度大小为2m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图乙可得物块A的初速度为
故A错误;
B.根据系统动量守恒可得
由图乙可得,当时,,代入可得物块B的质量为
故B错误;
C.弹簧压缩最短时,物块A、B速度相等,根据动量守恒可得
解得
由动量定理可得弹簧给物块B的冲量大小为
故C正确;
D.从接触弹簧到弹簧第一次恢复原长的过程,相当于弹性碰撞,由动量守恒和机械能守恒可得
,
解得
故D错误。
故选C。
6. 如图所示,光滑绝缘直杆倾角为,杆上套一带负电的小球,匀强磁场的方向垂直于杆所在竖直平面。给小球一沿杆向上的初速度,不计空气阻力,小球从开始运动到返回出发点的过程中( )
A. 机械能减小 B. 最大上滑位移为
C. 上滑时间小于下滑时间 D. 下滑时受到杆的弹力一定先减小后增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.小球运动过程中,受到竖直向下的重力、与杆垂直的洛伦兹力和弹力的作用,由于洛伦兹力和弹力不做功,所以小球的机械能守恒,故A错误;
BC.小球上滑时,根据牛顿第二定律有
小球下滑时,根据牛顿第二定律有
所以小球上滑和下滑的加速度相等,即
则根据对称性可知,小球上滑的时间和下滑的时间相等;根据运动学公式可知,小球向上滑动的最大位移为,故B正确,C错误;
D.小球向下滑动时受到竖直向下的重力、垂直杆向上的洛伦兹力以及与杆垂直的弹力,根据可知,当小球向下加速时,其受到的洛伦兹力逐渐增大,若小球回到出发点时,其受到的洛伦兹力仍小于其重力垂直杆方向的分力,则根据平衡条件可知,杆对小球弹力的方向一直垂直杆斜向上,且大小一直减小;若小球回到出发点之前的某一瞬间,小球受到的洛伦兹力就增大到等于小球重力垂直杆方向的分力,则此时杆的弹力减小为0,之后根据平衡条件可知,杆对小球弹力的方向将由垂直杆斜向上变成垂直杆斜向下,且大小将随着速度的增大而增大,所以下滑时小球受到杆弹力的大小可能一直减小,也可能先减小后增大,故D错误。
故选B。
7. 如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比,,,均为额定功率相同、内阻为的灯泡,为的定值电阻,和分别为理想线圈和电容器,其中 ,电压表为理想电表。当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电时,、、均正常发光。下列说法中正确的是( )
A. 电压表的读数为
B. 灯泡的额定功率为2W
C. 若交流电的频率突然减小,则变暗、变亮
D. 电容器所带电荷量的最大值为
【答案】B
【解析】
【详解】AD.由题意可知,原线圈两端电压的最大值为
由于原、副线圈的匝数比,根据
解得
则有效值为
因为是交流电,电容器与灯泡串联,电容器两端电压的最大值肯定小于,所以电容器所带电荷量的最大值小于
而电压表的读数也小于12V,故AD错误;
B.与电阻相串联,对支路分析得与分压为12V,则
的功率为,又因为、、 额定功率相同,故B正确;
C.电感线圈感抗随交流电频率的减小而减小,电容器的容抗随交流电频率的减小而增大,交流电频率减小后,线圈感抗减小,则变亮,电容器容抗变大则变暗,故C错误。
故选B。
8. 空间中存在着沿水平方向的匀强磁场B1,某兴趣小组设计的测量匀强磁场B1大小和方向的实验装置如图所示。通有电流的螺线管水平固定,其轴线与匀强磁场B1平行,螺线管在霍尔元件处产生的磁场的磁感应强度B2=kI,其中k为比例常数,I为电流表示数。霍尔元件的工作面A向左且与匀强磁场B1垂直,霍尔元件的载流子为电子。调节滑动变阻器R接入电路的阻值,当电流表示数为I0时,霍尔元件输出的霍尔电压UH=0,下列说法正确的是( )
A. 匀强磁场B1的磁感应强度大小为kI0,方向水平向左
B. 若电流表示数小于I0,则a、b端的电势满足φa<φb
C. 电流表的示数越大,霍尔电压UH一定越大
D. 电流表的示数越大,霍尔电压UH一定越小
【答案】B
【解析】
【详解】A.由右手定则可知,通过电流表的电流在螺线管内产生的磁场水平向左,当电流表示数为I0时,霍尔元件输出的霍尔电压UH=0,说明霍尔元件处总磁感应强度为0,可知B1、B2等大反向,即B1=B2=kI0
匀强磁场B1的方向水平向右,故A错误;
B.若电流表示数小于I0,霍尔元件处总磁感应强度方向水平向右,左手定则可知电子向a偏转,故φa<φb,故B正确;
CD.若电流表示数大于I0,电流表示数越大,霍尔电压越大,若电流表示数小于I0,电流表示数越大,霍尔电压越小,故CD错误。
故选B。
二、多选题:本大题共2小题,每小题5分,共10分。全部选对的得5分,选对但不全对得的3分,有选错的得0分。
9. 一列简谐横波某时刻的波形如图甲所示,图乙是波上质点A(图甲中未标出)某段时间内的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波的波速为0.5m/s
B. A质点在t=2.5s与t=8.5s时刻速度方向相同
C. t=9s时,A质点加速度方向沿y轴正方向
D. 若另一列频率为4Hz的波与此列波相遇,会发生稳定的干涉现象
【答案】AC
【解析】
【详解】由图甲(波形图)可知:波长。图乙(振动图像)可知:周期(从到为半个周期)。
A.波速公式,代入数据:,A正确;
B.振动图像的周期,因此与的振动状态相差。相差的两个时刻,质点速度方向相反。从图乙直接看:质点在平衡位置,向轴负方向运动;,对应位置为平衡位置,向轴正方向运动。B错误;
C.简谐运动中,加速度
方向始终与位移相反,指向平衡位置。从图乙可知:时,质点位移(在平衡位置下方),因此加速度方向沿轴正方向(向上,指向平衡位置)。C正确;
D.稳定干涉的条件:两列波频率相同、振动方向相同、相位差恒定。该波的频率
与不相等,无法发生稳定干涉。D错误。
故选AC。
10. 如图所示,空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,一带电液滴从静止开始自点沿曲线运动,到达点时速度为零,点是运动的最低点,阻力不计,下列说法中正确的是( )
A. 液滴可能带负电 B. 液滴在点时动能最大
C. 液滴从运动到的过程中机械能守恒 D. 液滴将不可能由点返回到点
【答案】BD
【解析】
【详解】A.从图中可以看出,带电粒子由静止开始向下运动,说明重力和电场力的合力向下;然后粒子向右偏转,说明开始时洛伦兹力向右,根据左手定则可知,液滴带正电,故A错误;
B.从A到C的过程中,重力和电场力均做正功,洛伦兹力不做功,根据动能定理知液滴在C点时的动能最大,故B正确;
C.液滴从A运动到C的过程中,除重力做功外,还有电场力做功,所以液滴的机械能不守恒,故C错误;
D.液滴到达B处后,向右重复类似于的运动,不能再由点返回点,故D正确。
故选BD。
三、非选择题:本大题共5小题,共58分。
11. 小明同学在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图):
(1)将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹的中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数如图甲所示,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图乙所示,则图甲读数为______mm,求得这种色光的波长λ=______m(已知双缝间距d=0.2mm,双缝到屏间的距离L=700mm,结果保留两位有效数字)
(2)小明同学现在用这种色光利用光的干涉法检查某精密光学平面的平整度,其原理图如图丙所示,图丙中上元是标准样板,下板是待检查的光学样板,实验结果如图丁所示,图丁中出现向左弯曲的干涉条纹,说明被检查的平面在此处出现了______,(选填“凹陷”或“凸起”),由图丁可知干涉条纹弯曲最大处,向左偏移到正常平行干涉条纹正中间,由此可估算凹陷最大处深度为h=______m(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1) ①. 2.320 ②. 6.6×10-7
(2) ①. 凹陷 ②. 1.6×10-7
【解析】
【小问1详解】
[1]图甲中螺旋测微器的固定刻度读数为2mm,可动刻度读数为
所以最终读数为2.320mm;
[2]图乙中螺旋测微器的固定刻度读数为13.5mm,可动刻度读数为
所以最终读数为13.870mm;
则
根据双缝干涉条纹的间距公式
代入数据可得
【小问2详解】
[1]图丁中条纹向左弯曲,说明亮条纹提前出现,说明被检查的平面在此处出现了凹陷;
[2]因为相邻两条亮条纹处空气膜厚度之差为,依题意可知,向左弯曲最大处,凹陷最大处深度h满足
即凹陷最大处深度为
12. 某兴趣小组想要较精确地测量灵敏电流计的内阻,实验室中可供利用的器材有:
A.待测灵敏电流计(量程为,内阻约为);
B.灵敏电流计(量程为,内阻约为);
C.定值电阻(阻值为);
D.定值电阻(阻值为);
E.电阻箱(调节范围为,最小调节量为);
F.滑动变阻器(最大阻值为);
G.滑动变阻器(最大阻值为);
H.直流电源(电动势为);
I.开关一个,导线若干。
该小组设计的实验电路图如图所示,连接好电路,并进行实验。
(1)实验时,先将滑动变阻器和电阻箱的阻值调至接近最大值,闭合开关,再减小电阻箱的阻值,当的示数为_______时,电阻箱的示数为 ,的示数为 ,则的内阻__________;实验中的滑动变阻器选用的是__________(选填“”或“”)。
(2)该电源的内阻对的内阻的测量结果__________________________________________________________(选填“有”或“没有”)影响。
【答案】(1) ①. 0 ②. ③. R3
(2)没有
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由实验电路图可知,该小组采用电桥法测灵敏电流计的内阻,实验中应减小电阻箱的阻值,当的示数为0,根据电桥平衡条件可得
则的内阻为
[3]此时电路总电流为
电路总电阻为
由于
则滑动变阻器接入电路的阻值约为
可知实验中的滑动变阻器选用的是。
【小问2详解】
根据,可知该电源的内阻对的内阻的测量结果没有影响。
13. 随着5G、智能车以及算力需求等爆发,有着“电子产品之母”之称的电子级特种树脂高速化发展。如图所示为一电子产品取下的半径为R的半球形电子级特种树脂,球心为O点,A点为R半球面的顶点,且满足AO与底面垂直。一束单色光平行于AO射向半球面的B点,折射后在底面D点(图中未画出)处恰好发生全反射,已知透明树脂的折射率为,求:
(1)B点处入射角的正切值;
(2)该束光在树脂中从B点传播到D点所用的时间。
【答案】(1)3;(2)
【解析】
【详解】(1)作出该束光的光路图如图所示
则有
其中C为临界角,则有
解得
(2)该束光在树脂中的光速大小为
由几何关系有
故该束光在树脂中从B点射向D点所用的时问是
解得
14. 如图所示,足够长的两平行光滑金属导轨固定在水平面上,导轨间距为,导轨水平部分的矩形区域abcd有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为,导轨的左侧和一光滑四分之一金属圆弧轨道平滑连接,圆弧轨道半径,此部分有沿半径方向的磁场,图中未画出。导轨水平部分的右侧和光滑倾斜导轨(足够长)平滑连接,倾斜部分的倾角为。质量为的金属棒P从四分之一圆弧的最高点由静止释放,经过滑上水平轨道,在对轨道的压力大小为,P穿过磁场abcd区域后,与另一根质量为的静止在导轨上的金属棒Q发生弹性碰撞,碰后Q沿斜面上升的高度,两金属棒的阻值均为,重力加速度,感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计,两根金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。求:
(1)金属棒P从静止释放运动到时克服安培力做的功。
(2)求矩形磁场沿导轨方向的长度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设金属棒P运动到时的速度为,根据向心力公式有
解得
由开始释放到,对P列动能定理得
联立解得克服安培力做的功为
【小问2详解】
Q棒从运动到斜面的最高点时,由动能定理得
解得Q棒碰后的速度为
设P碰撞前、后的速度分别为、,根据动量守恒定律有
发生弹性碰撞时机械能守恒,所以
解得,
对于P第一次通过磁场,取向右为正方向,根据动量定理有
其中安培力的平均冲量为
代入后可解得
15. 如下图所示,将扁平的石子向水面快速抛出,石子可能会在水面上一跳一跳地飞向远方,俗称“打水漂”。要使石子从水面跳起产生“水漂”效果,石子接触水面时的速度方向与水面的夹角不能大于。为了观察到“水漂”,小明将一质量的小石片从距水面高度为处水平抛出,不计石子在空中飞行时的空气阻力,取,。
(1)抛出速度的最小值为多少?
(2)若小明从距水面高度为处以水平初速度抛出,玩“打水漂”,小石片在水面上滑行时受到的水平方向的阻力恒为,竖直方向分力未知。在水面上弹跳数次后沿水面滑行(水平方向)的速度减为零后沉入水底。假设小石片每次均接触水面后跳起,跳起时竖直方向的速度与此时沿水面滑行的速度之比为常数,
①求小石片第一次离开水面时的水平速度大小;
②求小石片第一次与水面接触过程中在竖直方向上的分加速度的大小;
③石片从抛出到最后入水的过程中通过的水平总距离为多少?
【答案】(1)
(2)①;②;③
【解析】
【详解】(1)抛出到第一次触水前时间为,设抛出速度的最小值为,由
解得
第一次与触水前速度方向与水面的夹角
解得
(2)①小石片在水面上滑行时,设加速度为,由
代入题中数据解得
第一次与触水后离开水面时的水平速度
代入题中数据解得
②第一次与触水前竖直方向的速度大小
第一次与触水后跳起时竖直方向分速度为
由竖直方向加速度
联立解得竖直方向加速度大小为
③小石片在水面上滑行时,每次滑行水平速度的变化量
可知,小石片共在水平面上滑行了3次沉入水底,第一次触水前水平位移
第一次触水后跳起至第二次触水的时间
这段时间水平位移
第二次触水后跳起水平方向速度
解得
第二次与触水后跳起时竖直方向分速度为
第二次触水后跳起至第三次触水前的时间
这段时间水平位移
触水滑行总位移
解得
所以石片从抛出到最后入水的过程中通过的水平总距离
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