内容正文:
高三物理学情检测
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示,竖直轻弹簧连接小球在光滑固定斜面上处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 弹簧可能处于原长 B. 弹簧可能处于压缩状态
C. 小球受到2个力的作用 D. 小球受到3个力的作用
【答案】C
【解析】
【详解】A.若弹簧处于原长,小球仅受重力和斜面支持力,这两个力无法平衡,小球会沿斜面下滑,故A错误;
B.弹簧为竖直悬挂的状态,若弹簧压缩会对小球施加向下的弹力,该弹力沿斜面向下的分力会让小球更不可能平衡,弹簧只能提供向上的拉力,处于伸长状态,不可能压缩,故B错误;
C.小球受2个力的情况仅为弹簧弹力与重力,处于二力平衡状态,是该题下的唯一可能平衡状态,故C正确;
D.弹簧为竖直状态,小球不可能受3个力平衡,故D错误。
故选C。
2. 一块带正电的锌板连接在验电器上,验电器指针略微张开,用紫外灯照射锌板后,关于指针张角说法正确的是( )
A. 验电器指针张角变小 B. 验电器指针张角变大
C. 验电器指针张角先变大后变小 D. 验电器指针张角先变小后变大
【答案】B
【解析】
【详解】紫外灯照射锌板时,锌板会发生光电效应,向外逸出带负电的光电子。锌板原本带正电,逸出负电的光电子后,锌板所带正电荷量进一步增大,与锌板相连的验电器带电量也会增大,指针张角变大。
故选B。
3. 如图所示,实线是一颗人造卫星围绕地球逆时针做匀速圆周运动的轨迹。当它运动到图示圆点位置时,在极短时间内对着地心喷出高速气体,之后卫星的运动轨迹用虚线表示,则以下四幅图能正确描述喷气后卫星运动轨迹的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】对着地心喷出高速气体,气体的速度变化量方向指向地心,喷气过程中动量守恒,卫星的速度变化量背离地心,喷气前卫星速度和速度变化量矢量求和后得到喷气后卫星的速度,如图所示。
喷气后卫星的速度沿变轨后的运动轨迹切线方向。
A.喷气后卫星的速度方向如图所示,故A错误;
B.喷气后卫星的速度方向如图所示,故B错误;
C.喷气后卫星的速度方向如图所示,故C错误;
D.喷气后卫星的速度方向如图所示,故D正确。
故选D。
4. 一根均匀的弹性弦线,拉直沿x轴水平放置,一简谐横波沿弦线从a向b传播,a、b平衡位置相距3.5 m,其振动图像如图所示,已知波长大于3.5 m,则( )
A. 机械波的周期 B. 机械波的频率
C. 机械波的波长 D. 机械波的速度
【答案】A
【解析】
【详解】A.由振动图像可知,虚线表示质点的振动,实线表示质点的振动。 对于质点,时,且向上振动,设振动方程为
则,且
解得
图中时,虚线过平衡位置向下振动,即相位为(或)
则
解得
周期,A正确;
B.机械波的频率,故B错误;
C.根据振动图像可知、之间至少有个波长,可知(n=0,1,2...),要求,因此,解得,C错误;
D.机械波的波速,故D错误。
故选 A。
5. 游乐场有一种叫“魔盘”的娱乐设施,简化模型如图,魔盘侧面与水平面的夹角为。质量分别为M和m()的大人和小朋友随魔盘一起转动,其轨道半径分别为R、r(),动摩擦因数相同。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,则( )
A. 大人受到的摩擦力可能小于
B. 大人受到魔盘的支持力一定比小朋友大
C. 大人受到魔盘的作用力一定比小朋友大
D. 大人一定比小朋友后发生相对滑动
【答案】C
【解析】
【详解】A.大人和小朋友随魔盘做匀速圆周运动,受重力(其中大人为,小朋友为)、支持力和静摩擦力作用。合力提供向心力,方向水平指向转轴。 设角速度为,轨道半径为(其中大人为,小朋友为)。 加速度 水平指向轴,加速度大小
沿斜面和垂直斜面方向建立坐标系,垂直斜面向上为正方向,可得
解得
沿斜面向上为正方向,可得
解得
大人受到的摩擦力大小
显然,故A错误。
B.大人支持力
小朋友支持力
虽然,但由于,比小。无法比较两个支持力的大小,故B错误。
C. 魔盘对人的作用力是支持力 和摩擦力的合力。 根据牛顿第二定律,人受重力和魔盘作用力,合力为向心力。 可得
大人
小朋友
因为 且,所以恒成立。 故C正确。
D.根据,可得发生相对滑动的临界条件是静摩擦力达到最大值 。可得
解得
因为,所以大人的临界角速度小于小朋友的临界角速度
即随着转速增加,大人先达到临界状态,先飞离发生滑动,D错误。
故选C。
6. 高压锅通过提高锅内气压来提升水的沸点,实现快速烹饪。如图所示,某高压锅锅体容积为,锅体横截面积为,限压阀喷嘴横截面积为,限压阀质量为。未加热时,锅内气体温度与室温相同,压强恒为大气压,加热至限压阀被顶起匀速排气时,锅内温度为。重力加速度大小为,假设锅内气体始终可视为理想气体。下列分析正确的是( )
A. 加热过程中锅内气压升高,只是因为锅内气体分子热运动加剧
B. 加热过程中锅内气体压强与热力学温度成正比
C. 限压阀若被顶起,锅内气体压强约等于
D. 若加热时违规打开限压阀,气体急速膨胀,内能会急剧减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.加热过程,锅内气压升高有两个原因:温度升高,分子热运动加剧;水蒸发,锅内气体分子数增多,故A错误;
B.在限压阀被顶起之前,锅内气体质量不变、体积不变,才满足查理定律,锅内气体压强与热力学温度成正比;但一旦限压阀顶起,气体不断排出,气体质量减少,不再满足质量不变条件,压强与热力学温度不再成正比,故B错误;
C.限压阀被顶起时,受力平衡,受力面积是喷嘴横截面积,不是锅体横截面积。
根据受力平衡可得
解得锅内气体压强约等于,故C错误;
D.打开限压阀,气体急速膨胀,这个过程时间很短,热量交换
气体对外做功,即
由热力学第一定律得
可得内能急剧减小,故D正确。
故选D。
7. 水平地面上轻弹簧左端固定,右端与滑块不拴接,通过滑块压缩 锁定。 时解除锁定,释放滑块。计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的速度平方与滑块位移图像如图所示,其中段为曲线,段为直线,已知滑块质量,重力加速度,不计空气阻力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是( )
A. 若水平地面光滑,则在滑块向右运动的过程中(未与弹簧分离),滑块机械能守恒
B. 滑块与地面间的动摩擦因数
C. 弹簧锁定时具有的弹性势能为
D. 滑块运动过程中加速度最大为
【答案】D
【解析】
【详解】A.若水平地面光滑,在滑块向右运动未与弹簧分离的过程中,滑块受重力、支持力和弹簧弹力作用。重力和支持力不做功,弹簧弹力对滑块做正功,根据功能关系可知滑块的机械能增加,故A错误;
B. 段图像为直线,说明滑块离开弹簧后做匀减速直线运动。由图可知 点坐标 , 点坐标 。根据运动学公式
代入数据得
解得加速度
根据牛顿第二定律
解得,故B错误;
C.滑块从点运动到点停止,根据能量守恒定律,弹簧锁定时具有的弹性势能全部转化为克服摩擦力做的功,即,故C错误;
D.滑块在点时速度最大,加速度为零,此时弹簧弹力等于滑动摩擦力。点横坐标
弹簧压缩量
由平衡条件
代入数据解得
滑块刚释放时(),弹簧压缩量最大,弹力最大,合力最大,加速度最大。由牛顿第二定律
代入数据解得,故D正确。
故选D。
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. 电子氟化液是无色透明不导电的液体,探究小组利用干涉原理测定其折射率。方法是将双缝和屏置于透明容器的前后壁中,容器空置时,测出相邻两干涉条纹间距;将电子氟化液填充满容器中,测出相邻两干涉条纹间距。通过对比、 就可算出氟化液的折射率,则下列判断正确的是( )
A. B.
C. 电子氟化液的折射率为 D. 电子氟化液的折射率为
【答案】AC
【解析】
【详解】AD.把空气换成电子氟化液后,光在介质中的传播速度减小,根据可知,入射光的频率f不变,波长减小,根据干涉的条纹间距公式可知,对同一个装置来说,波长减小,条纹间距减小,即,故A正确,B错误;
CD.根据可知,对同一个装置来说,正比于波长,则电子氟化液的折射率为,故C正确,D错误。
故选AC。
9. 在光滑绝缘水平桌面上,以点为原点建立如图所示的平面直角坐标系,在坐标为的点和的点处分别固定电荷量为和的带电体(可视为点电荷),一电荷量为的小滑块用长为的绝缘轻绳与点相连。给小滑块一沿轴正方向的初速度,使滑块绕点逆时针做圆周运动,在此过程中,当滑块运动到图中点时电势能最小,记此时,则( )
A. 轴上有两个合电场强度为0的点
B. 轴上电势最高的点是点
C.
D.
【答案】BD
【解析】
【详解】A.两个点电荷均为正电荷,在点左侧,两个正电荷的电场方向均沿轴负方向,合场强不可能为0;在点右侧,两个正电荷的电场方向均沿轴正方向,合场强不可能为0;仅在、两点之间的轴上,两个电荷的电场方向相反,可由点电荷场强公式 解得唯一零场强点,因此轴上合场强为0的点仅有1个,故A错误;
B.两个正电荷在轴上任意点的场强均存在水平和竖直两个方向的分量,其中点的电荷量为,点的电荷量为,故轴上电场水平分量方向向右;在轴的正半轴,电场竖直分量方向向上,负半轴电场竖直分量方向向下。因此若将一带正电的试探电荷从点沿轴的正、负半轴移动到无穷远处,电场力均做正功,电势能降低,电势降低,因此轴上电势最高的点是点,故B正确;
CD.滑块在以为圆心、为半径的圆周上运动,正电荷电势能最小的位置,对应圆周上电势的极小值点,则该点的电场强度方向沿圆周径向(即沿向外),此时电场的切向分量为0,电势取极值。如图所示
可知
结合点电荷场强,
解得
因此,故C错误,D正确。
故选BD。
10. 如图所示,半径为的圆形区域外存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场,质量为、电荷量为的粒子从圆心点左侧点垂直进入磁场,粒子在圆形区域中的轨迹平行于。已知、两点的距离为,不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A. 该粒子带负电
B. 该粒子的速度大小可能为
C. 该粒子两次经过点的时间间隔为
D. 若粒子的速度大小变为,粒子能经过点
【答案】BD
【解析】
【详解】A.粒子从P点向上运动进入无磁场的圆形区域后,轨迹平行于OP,说明向上运动的粒子向右偏转。根据左手定则,说明粒子带正电,A错误;
B.设粒子轨迹半径为,根据勾股定理
解得或
根据洛伦兹力提供向心力
可得该粒子的速度大小可能为或,故B正确;
C.粒子在磁场中运动的周期
由几何关系可知粒子两次经过点轨迹的总圆心角为
在磁场中的时间
若,则在空白区域运行的总长度
在空白区域的时间
该粒子两次经过点的时间间隔为
若,则在空白区域运行的总长度
在空白区域的时间
该粒子两次经过点的时间间隔为,C错误;
D.若,可得轨迹半径
如图,由几何关系
可知从P点出发的粒子经过无磁场区域的直线轨迹可经过O点,D正确。
故选BD。
三、非选择题:共54分。
11. 做“验证机械能守恒定律”实验时,有如图所示的甲、乙两组实验装置可供选用。
(1)两组装置中,更容易实现“由静止释放纸带并减小纸带与限位孔间摩擦力”的是___________(填“甲”或“乙”)装置。
(2)选择了更合理的装置实验。实验后选出的纸带如图丙所示,为验证机械能守恒,需要获得打点“1”和打点“13”的速度和、两打点的间距 以及重力加速度。以下几种测量方案,其中正确的是___________。
A. 用刻度尺测,取当地的重力加速度,由计算出速度 和
B. 用刻度尺测,取当地的重力加速度,由纸带数据算出瞬时速度 和
C. 由纸带数据算出瞬时速度和,取当地的重力加速度,由计算出高度
D. 由纸带数据算出瞬时速度和,用刻度尺测出,由计算出重力加速度
(3)多次重复实验后发现,重物重力势能的减少量始终大于动能的增加量,小组讨论后认为是重物受空气阻力作用导致的。为减小空气阻力的影响,请提出一条改进意见______________________。
【答案】(1)乙 (2)B
(3)选用质量大、密度大的重物
【解析】
【小问1详解】
用夹子夹住纸带上端,能够更好地调节纸带处于竖直状态,从而容易实现减小纸带与限位孔间摩擦力,所以选乙装置。
【小问2详解】
根据题意需要验证的机械能守恒定律表达式为:
式中用刻度尺测得,取当地的重力加速度,而后再根据做匀变速直线运动时,纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度这种方法来计算点“1”和点“13”的速度和,将得到的数据代入上面机械能守恒定律表达式便可以去验证机械能是否守恒了。
故选B。
【小问3详解】
改用质量大、密度大的重物,重物所受的空气阻力相比其重力而言可以忽略,就能减小空气阻力对其影响。
12. 小亮同学想要测量一个电压表V的内阻,它的量程为0~3 V。他从学校实验室借来了如下器材:
A.待测电压表(3 V,内阻未知);
B.电源(4 V,2 A,内阻很小);
C.电阻箱两个(0~9 999);
D.滑动变阻器(0~20,3A);
E.滑动变阻器(0~2 000 ,2A);
F.开关两个,导线若干。
(1)小亮设计了如图甲所示的电路,连接好电路后,将电阻箱的阻值调为0,闭合开关,调节滑动变阻器使电压表恰好满偏。保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的指针恰好指在2 V刻度处,此时电阻箱的示数如图乙所示。
①为了便于调节,滑动变阻器应选___________(选填“D”或“E”);
②由图乙可知电阻箱的读数为___________;
③甲电路测得的电压表内阻为___________,该测量值___________(选填“小于”或“大于”)真实值。
(2)小亮分析电路后知道产生系统误差的原因是电路中的总电阻增大了,小明重新设计了如图丙所示的电路,并进行了如下操作:
a、断开开关,将电阻箱的电阻值调为0,然后闭合开关;
b、调节滑动变阻器使电压表恰好满偏;
c、闭合开关,同时调节电阻箱、的阻值,使电压表的指针恰好半偏,此时两个电阻箱的示数分别为、。
①为了保证电压表的指针半偏时电路的总电阻与电压表满偏时电路的总电阻相等,在调节电阻箱、的阻值时,要保证每一次两个电阻箱的阻值大小关系均为___________(选填“”“”或“”);
②电压表内阻的测量值与___________(选填“”或“”)相等。
【答案】(1) ①. D ②. ③. ④. 大于
(2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]甲图采用分压接法,要求变阻器阻值远小于负载,故选小阻值D,便于调节。
[2]由图乙读数得
即电阻箱读数为。
[3]设电压表内阻真实值为。满偏时电压表两端为;调后电压表读数为,则电压为,由串联分压可得
[4]因与串联后,总电阻增大,使支路分压增大,大于,实际串联分压更小,实际略小,故测量值大于真实值。
【小问2详解】
[1]电压表的指针半偏,即并联支路分流等于电压表满偏时电流的一半,为了保证电压表的指针半偏时电路的总电阻与电压表满偏时电路的总电阻相等,则并联干路电流等于电压表满偏时的电流,那么并联支路通过的电流也等于电压表满偏时电流的一半,故有
所以每一次两个电阻箱的阻值大小关系均为
[2]由上述分析可知电压表内阻的测量值与相等。
13. 在跳远比赛中,运动员从起跳点由静止开始助跑,做匀加速直线运动,加速距离 后达到最大速度,然后以该速度匀速助跑一段距离,最后起跳。起跳后,运动员在竖直方向做竖直上抛运动,在水平方向做匀速运动,落地点与起跳点的水平距离为。已知起跳时竖直速度,忽略空气阻力,重力加速度。
(1)求运动员助跑加速阶段的加速度大小和加速时间;
(2)求运动员起跳后在空中运动的时间和起跳时的水平速度。
【答案】(1)加速度大小,加速时间
(2)空中运动时间,起跳时水平速度
【解析】
【小问1详解】
运动员从静止开始做匀加速直线运动,取运动方向为正方向。根据匀变速直线运动的速度与位移关系,初速度为零时有
代入题给数据得
所以加速度大小为
由匀变速直线运动的速度与时间关系
得
代入数值得,故加速时间为。
【小问2详解】
起跳后水平方向做匀速运动,水平速度保持为助跑结束时的速度,因此,竖直方向取向上为正方向,运动员起跳和落地高度相同,竖直位移为零。由匀变速直线运动位移与时间关系,对竖直运动列运动方程
由于运动时间取正值,解得
代入题给数据,得
又因助跑末速度,所以起跳时水平速度为
14. 如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离。电源电动势,内阻,电阻。闭合开关,待电路稳定后,将一带正电的小球从B 板小孔以初速度 竖直向上射入板间。小球的电荷量,质量,不考虑空气阻力,取重力加速度大小。滑动变阻器接入电路的阻值为。
(1)当 时,求A、B两板间的电压;
(2)在(1)问的下,求电源的输出功率;
(3)为了使小球不与A板碰撞,求的最小值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
电路稳定时A、B板间电压等于两端电压,由闭合电路欧姆定律得电路总电流:
板间电压:
【小问2详解】
外电路总电阻:
电源输出功率:
【小问3详解】
小球刚好到达A板时速度为0,对应最小,由动能定理得:
解得临界板间电压:
由闭合电路欧姆定律
解得
15. 匝数为、面积为的圆形线圈,处在方向竖直向上、磁感应强度大小()随时间均匀变化的磁场中,与水平金属导轨相连,导轨、部分水平,导轨、部分与水平面的夹角,、部分是竖直圆弧绝缘轨道(对应圆心角大于),导轨间距为。连接点、处绝缘,、处平滑,、处与圆导轨相切。和两矩形区域内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。导体棒静止放在处,相同的导体棒静止放置在与之间。、棒质量均为,两棒电阻均为,不计其他电阻,、棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,导体棒、之间的碰撞为弹性碰撞,忽略一切摩擦,水平轨道与倾斜轨道平滑连接,重力加速度为。(,)
(1)求圆形线圈产生的感应电动势;
(2)闭合开关,导体棒开始向右运动,在到达前速度已达到最大,求导体棒的最大速度和该过程通过导体棒的电荷量;
(3)测得倾斜轨道长为,导体棒通过倾斜轨道的时间为。要使导体棒上滑过程不脱离圆弧轨道,求圆弧轨道半径的范围。
【答案】(1)
(2),
(3)或
【解析】
【小问1详解】
根据法拉第电磁感应定律,圆形线圈产生的感应电动势
代入数据解得
【小问2详解】
线圈感应电动势恒定,当导体棒运动时切割磁感线产生反电动势,当的速度最大时,加速度为0,回路电流为0,此时感应电动势与的动生电动势大小相等,即
代入数据解得
对导体棒应用动量定理,安培力的冲量等于动量变化,满足
其中
联立解得,该过程通过导体棒的电荷量
【小问3详解】
、质量相等,发生弹性碰撞后速度交换,因此碰撞后获得的初速度
棒在导轨、部分运动时,回路总电阻为两棒电阻之和
棒在倾斜轨道上运动时,受重力分力和安培力作用,设任意时刻棒的速度大小为,则由棒切割产生的电动势大小为
故安培力沿斜面方向的分量大小为,方向沿斜面向下。
对棒沿倾斜轨道方向应用动量定理得
整理得,棒到达、处的速度大小
代入数据解得
、部分是竖直圆弧绝缘轨道,要使导体棒上滑过程不脱离圆弧轨道,则需满足棒上滑高度不超过圆心等高处或能通过圆弧最高点。在第一种情况下,由机械能守恒定律可知
解得
在第二种情况下,由动能定理可知
其中为棒恰能通过圆弧轨道顶端的临界速度,满足
联立解得
综上,要使导体棒上滑过程不脱离圆弧轨道,则圆弧轨道半径需满足或
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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,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示,竖直轻弹簧连接小球在光滑固定斜面上处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 弹簧可能处于原长 B. 弹簧可能处于压缩状态
C. 小球受到2个力的作用 D. 小球受到3个力的作用
2. 一块带正电的锌板连接在验电器上,验电器指针略微张开,用紫外灯照射锌板后,关于指针张角说法正确的是( )
A. 验电器指针张角变小 B. 验电器指针张角变大
C. 验电器指针张角先变大后变小 D. 验电器指针张角先变小后变大
3. 如图所示,实线是一颗人造卫星围绕地球逆时针做匀速圆周运动的轨迹。当它运动到图示圆点位置时,在极短时间内对着地心喷出高速气体,之后卫星的运动轨迹用虚线表示,则以下四幅图能正确描述喷气后卫星运动轨迹的是( )
A. B.
C. D.
4. 一根均匀的弹性弦线,拉直沿x轴水平放置,一简谐横波沿弦线从a向b传播,a、b平衡位置相距3.5 m,其振动图像如图所示,已知波长大于3.5 m,则( )
A. 机械波的周期 B. 机械波的频率
C. 机械波的波长 D. 机械波的速度
5. 游乐场有一种叫“魔盘”的娱乐设施,简化模型如图,魔盘侧面与水平面的夹角为。质量分别为M和m()的大人和小朋友随魔盘一起转动,其轨道半径分别为R、r(),动摩擦因数相同。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,则( )
A. 大人受到的摩擦力可能小于
B. 大人受到魔盘的支持力一定比小朋友大
C. 大人受到魔盘的作用力一定比小朋友大
D. 大人一定比小朋友后发生相对滑动
6. 高压锅通过提高锅内气压来提升水的沸点,实现快速烹饪。如图所示,某高压锅锅体容积为,锅体横截面积为,限压阀喷嘴横截面积为,限压阀质量为。未加热时,锅内气体温度与室温相同,压强恒为大气压,加热至限压阀被顶起匀速排气时,锅内温度为。重力加速度大小为,假设锅内气体始终可视为理想气体。下列分析正确的是( )
A. 加热过程中锅内气压升高,只是因为锅内气体分子热运动加剧
B. 加热过程中锅内气体压强与热力学温度成正比
C. 限压阀若被顶起,锅内气体压强约等于
D. 若加热时违规打开限压阀,气体急速膨胀,内能会急剧减小
7. 水平地面上轻弹簧左端固定,右端与滑块不拴接,通过滑块压缩 锁定。 时解除锁定,释放滑块。计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的速度平方与滑块位移图像如图所示,其中段为曲线,段为直线,已知滑块质量,重力加速度,不计空气阻力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是( )
A. 若水平地面光滑,则在滑块向右运动的过程中(未与弹簧分离),滑块机械能守恒
B. 滑块与地面间的动摩擦因数
C. 弹簧锁定时具有的弹性势能为
D. 滑块运动过程中加速度最大为
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. 电子氟化液是无色透明不导电的液体,探究小组利用干涉原理测定其折射率。方法是将双缝和屏置于透明容器的前后壁中,容器空置时,测出相邻两干涉条纹间距;将电子氟化液填充满容器中,测出相邻两干涉条纹间距。通过对比、 就可算出氟化液的折射率,则下列判断正确的是( )
A. B.
C. 电子氟化液的折射率为 D. 电子氟化液的折射率为
9. 在光滑绝缘水平桌面上,以点为原点建立如图所示的平面直角坐标系,在坐标为的点和的点处分别固定电荷量为和的带电体(可视为点电荷),一电荷量为的小滑块用长为的绝缘轻绳与点相连。给小滑块一沿轴正方向的初速度,使滑块绕点逆时针做圆周运动,在此过程中,当滑块运动到图中点时电势能最小,记此时,则( )
A. 轴上有两个合电场强度为0的点
B. 轴上电势最高的点是点
C.
D.
10. 如图所示,半径为的圆形区域外存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场,质量为、电荷量为的粒子从圆心点左侧点垂直进入磁场,粒子在圆形区域中的轨迹平行于。已知、两点的距离为,不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A. 该粒子带负电
B. 该粒子的速度大小可能为
C. 该粒子两次经过点的时间间隔为
D. 若粒子的速度大小变为,粒子能经过点
三、非选择题:共54分。
11. 做“验证机械能守恒定律”实验时,有如图所示的甲、乙两组实验装置可供选用。
(1)两组装置中,更容易实现“由静止释放纸带并减小纸带与限位孔间摩擦力”的是___________(填“甲”或“乙”)装置。
(2)选择了更合理的装置实验。实验后选出的纸带如图丙所示,为验证机械能守恒,需要获得打点“1”和打点“13”的速度和、两打点的间距 以及重力加速度。以下几种测量方案,其中正确的是___________。
A. 用刻度尺测,取当地的重力加速度,由计算出速度 和
B. 用刻度尺测,取当地的重力加速度,由纸带数据算出瞬时速度 和
C. 由纸带数据算出瞬时速度和,取当地的重力加速度,由计算出高度
D. 由纸带数据算出瞬时速度和,用刻度尺测出,由计算出重力加速度
(3)多次重复实验后发现,重物重力势能的减少量始终大于动能的增加量,小组讨论后认为是重物受空气阻力作用导致的。为减小空气阻力的影响,请提出一条改进意见______________________。
12. 小亮同学想要测量一个电压表V的内阻,它的量程为0~3 V。他从学校实验室借来了如下器材:
A.待测电压表(3 V,内阻未知);
B.电源(4 V,2 A,内阻很小);
C.电阻箱两个(0~9 999);
D.滑动变阻器(0~20,3A);
E.滑动变阻器(0~2 000 ,2A);
F.开关两个,导线若干。
(1)小亮设计了如图甲所示的电路,连接好电路后,将电阻箱的阻值调为0,闭合开关,调节滑动变阻器使电压表恰好满偏。保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的指针恰好指在2 V刻度处,此时电阻箱的示数如图乙所示。
①为了便于调节,滑动变阻器应选___________(选填“D”或“E”);
②由图乙可知电阻箱的读数为___________;
③甲电路测得的电压表内阻为___________,该测量值___________(选填“小于”或“大于”)真实值。
(2)小亮分析电路后知道产生系统误差的原因是电路中的总电阻增大了,小明重新设计了如图丙所示的电路,并进行了如下操作:
a、断开开关,将电阻箱的电阻值调为0,然后闭合开关;
b、调节滑动变阻器使电压表恰好满偏;
c、闭合开关,同时调节电阻箱、的阻值,使电压表的指针恰好半偏,此时两个电阻箱的示数分别为、。
①为了保证电压表的指针半偏时电路的总电阻与电压表满偏时电路的总电阻相等,在调节电阻箱、的阻值时,要保证每一次两个电阻箱的阻值大小关系均为___________(选填“”“”或“”);
②电压表内阻的测量值与___________(选填“”或“”)相等。
13. 在跳远比赛中,运动员从起跳点由静止开始助跑,做匀加速直线运动,加速距离 后达到最大速度,然后以该速度匀速助跑一段距离,最后起跳。起跳后,运动员在竖直方向做竖直上抛运动,在水平方向做匀速运动,落地点与起跳点的水平距离为。已知起跳时竖直速度,忽略空气阻力,重力加速度。
(1)求运动员助跑加速阶段的加速度大小和加速时间;
(2)求运动员起跳后在空中运动的时间和起跳时的水平速度。
14. 如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离。电源电动势,内阻,电阻。闭合开关,待电路稳定后,将一带正电的小球从B 板小孔以初速度 竖直向上射入板间。小球的电荷量,质量,不考虑空气阻力,取重力加速度大小。滑动变阻器接入电路的阻值为。
(1)当 时,求A、B两板间的电压;
(2)在(1)问的下,求电源的输出功率;
(3)为了使小球不与A板碰撞,求的最小值。
15. 匝数为、面积为的圆形线圈,处在方向竖直向上、磁感应强度大小()随时间均匀变化的磁场中,与水平金属导轨相连,导轨、部分水平,导轨、部分与水平面的夹角,、部分是竖直圆弧绝缘轨道(对应圆心角大于),导轨间距为。连接点、处绝缘,、处平滑,、处与圆导轨相切。和两矩形区域内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。导体棒静止放在处,相同的导体棒静止放置在与之间。、棒质量均为,两棒电阻均为,不计其他电阻,、棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,导体棒、之间的碰撞为弹性碰撞,忽略一切摩擦,水平轨道与倾斜轨道平滑连接,重力加速度为。(,)
(1)求圆形线圈产生的感应电动势;
(2)闭合开关,导体棒开始向右运动,在到达前速度已达到最大,求导体棒的最大速度和该过程通过导体棒的电荷量;
(3)测得倾斜轨道长为,导体棒通过倾斜轨道的时间为。要使导体棒上滑过程不脱离圆弧轨道,求圆弧轨道半径的范围。
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