精品解析:山东省济南西城实验中学2025-2026学年高二上学期1月学情诊断测试物理试题
2026-09-03
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内容正文:
2026年1月济南西城实验中学(医学中心校区)学情诊断测试
高二物理试题
一、单选题(本题共8小题,每小题3分,共24分)
1. 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和线圈P相互吸引
B. 闭合开关,达到稳定后,电流表的示数为0
C. 断开开关瞬间,流过电流表的电流方向由a到b
D. 断开开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场方向向左
【答案】B
【解析】
【详解】A.闭合开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场与线圈M中电流的磁场方向相反,由楞次定律可知,二者相互排斥,故A错误;
B.闭合开关,达到稳定后,通过线圈P的磁通量保持不变,则感应电流为零,电流表的示数为零,故B正确;
CD.断开开关瞬间,通过线圈P的磁场方向向右,磁通量减小,由楞次定律可知感应电流的磁场方向向右,因此流过电流表的感应电流方向由b到a,故CD错误。
故选B。
2. 北京时间8月3日,在巴黎奥运会乒乓球女单决赛中我省运动员陈梦夺得金牌。假设某次击球时,乒乓球以的速度垂直击中球拍,后以的速度反向弹回,不考虑乒乓球的旋转,乒乓球的质量,则乒乓球撞击球拍的过程中( )
A. 乒乓球对球拍的作用力大于球拍对乒乓球的作用力
B. 乒乓球对球拍的冲量小于球拍对乒乓球的冲量
C. 乒乓球的动量变化量大小为
D. 乒乓球对球拍的平均作用力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.乒乓球撞击球拍的过程中,根据牛顿第三定律可知,乒乓球对球拍的作用力与球拍对乒乓球的作用力等大反向,故A错误;
B.根据冲量的定义,结合A项分析可知,乒乓球对球拍的冲量与球拍对乒乓球的冲量等大反向,故B错误;
C.乒乓球的动量变化量
即乒乓球的动量变化量大小为,故C错误;
D.乒乓球撞击球拍过程中,对乒乓球有
即球拍对乒乓球的平均作用力大小为,根据牛顿第三定律,乒乓球对球拍的平均作用力大小为,故D正确。
故选D。
3. 如图,质量为的小船在静止水面上以速率向右匀速行驶,一质量为的救生员站在船尾,相对小船静止。若救生员以相对水面速率水平向左跃入水中(不计水的阻力),则救生员跃出后小船的速率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】规定向右为正方向,由动量守恒有
解得
故选C。
4. 如图为多用表欧姆挡的原理图,其中电流表的满偏电流为300μA,内阻rg=100Ω,调零电阻的最大阻值R=50kΩ,串联的固定电阻R0=50Ω,电池电动势E=1.5V。用它测量电阻Rx,能准确测量的范围是( )
A. 30kΩ~80kΩ B. 3kΩ~8kΩ
C. 300Ω~800Ω D. 30Ω~80Ω
【答案】B
【解析】
【详解】欧姆表的中值电阻附近刻度最均匀,读数误差最小,欧姆表的中值电阻R中等于欧姆表的内电阻R总,根据闭合电路欧姆定律,满偏时
即此欧姆表的中值电阻
为使读数准确,测量电阻应在5kΩ附近。
故选B。
5. 有关下列四幅图的描述,正确的是( )
A. 图1中,
B. 图2中,匀速转动的线圈电动势正在增大
C. 图3中,电容器中电场的能量正在增大
D. 图4中,增大电容C,调谐频率增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,原线圈两端的电压为直流电压,变压器不能工作,故A错误;
B.从图2所示位置转动至线框与磁感线垂直的过程中,逐渐转向中性面,因此线框中的电动势逐渐减小,故B错误;
C.容器中电场强度方向竖直向上,因此下极板带正电,上极板带负电,根据线圈的磁场方向结合安培定则可知电流流向正极板,因此电容器正在充电,电场的能量正在增大,故C正确;
D.根据电磁振荡的频率
可知增大电容C,调谐频率减小,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,由均匀电阻丝做成的正方形金属线框abcd的边长为L,每条边的电阻均为r,处于磁感应强度的大小为B的匀强磁场中,磁场方向与线框平面垂直,b、d两个顶点与电动势为E、内阻为r的电源相连,则线框abcd受到的安培力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】线框中的总电流为
据已知条件可得
和所受安培力的等效长度均为,可得
故选B。
7. 如图所示,平行板电容器所带电荷量为Q,一个静止的质量为m、电荷量为q的粒子(重力忽略不计),从A点出发经电场加速后,垂直于磁感应强度方向进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中,粒子打到P点,如果适当调整板间距离d,保持其他条件不变,用x表示OP间的距离,则能正确反映x与d之间关系的是( )
A. x与d成反比 B. x与成反比
C. x与成正比 D. x与成正比
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意,设两板间电压为,粒子在电场中加速过程,由动能定理有
解得
进入磁场后,由牛顿第二定律有
解得
由题意可知,OP间的距离为
由公式,可得
可得
当板间距离改变,其它条件不变,则与成正比。
故选D。
8. 如图所示,光滑金属导轨、水平固定放置,间距为,两导轨之间存在着与导轨平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为。金属棒与质量分别为、,电阻分别为、,长度均为,放置在导轨上并与导轨垂直。现同时给金属棒与一个大小为的初速度,方向分别向左、向右,两金属棒运动过程中始终与导轨接触良好,不计导轨电阻,忽略感应电流产生的磁场,则下列说法正确的是( )
A. 通过金属棒的最大电流为
B. 金属棒的最大加速度为
C. 金属棒的速度减为零时,回路中的电流为
D. 从初始时刻到金属棒的速度减为零时,两导体棒之间的距离增大了
【答案】C
【解析】
【详解】A.开始运动时通过金属棒的电流最大,最大值为,故A错误;
B.开始运动时,两棒受安培力最大,加速度最大,则金属棒的最大加速度,故B错误;
C.两棒组成的系统受合外力为零,则动量守恒,则从初始时刻到金属棒的速度减为零时,根据动量守恒定律(规定水平向左为正方向)
解得,此时回路中的电流,故C正确;
D.该过程中对导体棒,由动量定理
其中
解得,可知两导体棒之间的距离增大了,故D错误。
故选C。
二、多选题(本题共4小题,每小题4分,共16分,选对但不全得2分)
9. 如图甲所示为一台小型发电机的示意图,线圈逆时针转动,产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示,发电机线圈电阻为4Ω,外接灯泡的电阻为8Ω。则( )
A. 电压表的示数为6V
B. 瞬时电动势的表达式为
C. 在时,穿过线圈的磁通量最小
D. 发电机的输出功率为2W
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图乙可知,电动势有效值为
电压表测的是有效值,则示数为
故A错误;
B.由图乙可知,电动势的最大值为,周期为,则瞬时电动势的表达式为
故B正确;
C.在时,电动势为0,此时穿过线圈的磁通量最大,故C错误;
D.灯泡消耗的功率为
故发电机的输出功率为,故D正确。
故选BD。
10. 光控开关是“太阳能路灯”实现自动控制的重要元件,其内部电路的简化原理图如图,Rt为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小),忽略灯阻值由于亮度变化的影响。在黎明时分,闭合开关,环境光照稳定时,电容器两板间小液滴处于静止状态,则环境光照逐渐增强时( )
A. 灯、灯均逐渐变暗
B. 灯的电压与电流的变化量之比不变
C. 电源的输出功率一定是先变大后变小
D. 小液滴向上运动,在接触极板前机械能增大
【答案】AB
【解析】
【详解】A.光照逐渐增强时,光敏电阻阻值减小,总电阻减小,总干路电流增大,路端电压减小,结合串反并同,灯、灯均变暗,故A正确;
B.灯是定值电阻,电压与电流的变化量之比为定值,故B正确;
C.由于的电阻减小,电源的外电阻在减小,因无法确定外电阻与电源内电阻的关系,即无法确定电源的输出功率的变化,故C错误;
D.由于光敏电阻Rt,阻值减小,外电路总电阻减小,干路电流增大,两端电压减小,电容器C的电压减小,场强减小,电场力减小后小于重力,小液滴向下运动,电场力做负功,机械能减小,故D错误。
故选AB。
11. 如图所示,某小型水电站发电机的输出功率,发电机的电压,经变压器升压后向远处输电,输电线总电阻,在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率,假设两个变压器均是理想变压器,下列说法正确的是( )
A. 发电机输出的电流 B. 输电线上的电流
C. 降压变压器的匝数比 D. 用户得到的电流
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.根据电功率可得
则发电机输出的电流为,故A正确;
B.输电线上损失功率,由
可得输电线上的电流为,故B错误;
CD.降压变压器原、副线圈得到的功率为
则降压变压器副线圈电流为
根据理想变压器电流与线圈匝数成反比关系,可得降压变压器的匝数比为,故CD正确。
故选ACD。
12. 如图所示,质量为m、带电荷量为+q的点电荷,从原点以初速度v0射入第一象限内的电磁场区域,在0<y<y0,0<x<x0(x0、y0为已知)区域内有竖直向上的匀强电场,在x>x0区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,控制电场强度(E值有多种可能),可让粒子从NP射入磁场后偏转打到接收器MN上,则下列说法中错误的是( )
A. 粒子从NP中点射入磁场,电场强度满足E=
B. 粒子从NP中点射入磁场时速度为
C. 粒子在磁场中做圆周运动的圆心到NM的距离为
D. 粒子在磁场中运动的圆周半径最大值是
【答案】BC
【解析】
【详解】A.粒子在电场中做类平抛运动,若粒子从NP中点射入磁场,则,
解得,故A正确,不符合题意;
B.粒子从NP中点射出时,有
速度,故B错误,符合题意;
C.粒子从电场中射出时的速度方向与竖直方向夹角为θ,轨迹如图
则
粒子从电场中射出时的速度
粒子进入磁场后做匀速圆周运动,则
则粒子进入磁场后做圆周运动的圆心到MN的距离为
解得,故C错误,符合题意;
D.当粒子在磁场中有最大运动半径时,进入磁场的速度最大,则此时粒子从N点进入磁场,此时竖直最大速度,
出离电场的最大速度
由
可得最大半径,故D正确,不符合题意。
故选BC。
三、实验题(本题共2小题,共14分)
13. 利用如图甲所示的装置探究动量守恒定律,图中O点是小球抛出点在地面上的投影。实验时,先让小球m1从斜轨上由静止释放,小球释放后落在平铺在地面的复写纸上,通过复写纸会在白纸上留下印迹,多次实验后,白纸上留下了7个印迹,用画圆法确定小球的落点P,测量平抛射程。将被碰小球m2静置于轨道末端,再将入射小球m1从斜轨上由静止释放,与小球m2相撞,并多次重复,分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N,测量平抛射程,。回答以下问题:
(1)关于本实验条件的叙述,下列说法正确的是______
A. 同一组实验中,入射小球必须从同一位置由静止释放
B. 入射小球的质量必须大于被碰小球的质量
C. 斜槽部分必须光滑
D. 轨道末端必须水平
(2)如图乙所示,用画圆法确定落点位置,三个圆中最合理的是______(填字母代号);
(3)碰撞恢复系数的定义式为,其中v10和v20分别是碰撞前两小球的速度,v1和v2分别是碰撞后两小球的速度,该实验中碰撞恢复系数e=______(用题干中的字母表示)。若测得e=______,可以判定小球的碰撞为弹性碰撞。
【答案】(1)ABD (2)C
(3) ①. ②. 1
【解析】
【小问1详解】
ACD.只要从同一高度由静止释放,两次摩擦力做的负功相同,小球到达轨道末端的速度相同,所以轨道不需要光滑,但轨道末端必须水平,以保证小球做平抛运动,故AD正确,C错误;
B.为了避免入射小球反弹,要保证入射球质量大于被碰小球的质量,且两者半径相等,发生对心正碰,故B正确。
故选ABD。
【小问2详解】
用半径尽可能小的圆把尽可能多的落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球的平均落点。
故选C。
【小问3详解】
[1]由题意可知,小球做平抛运动,下落的时间都相同,设为t,则恢复系数为
[2]若碰撞为弹性碰撞,则碰撞前后,动量守恒
动能守恒
解得
,
则,此时恢复系数为
14. 如图所示,老师准备按该电路图选择合适的器材连接好后用来测量电源电动势和内阻。
(1)开关闭合前滑动变阻器R的滑片滑到__________(填“最左侧”或“最右侧”)。
(2)根据实验测得的几组I、U数据作出U-I图像如图所示,由图像可确定:该电源的电动势为__________ V,电源的内电阻为__________Ω(结果保留到小数点后两位)。
【答案】(1)最左侧 (2) ①. 1.40 ②. 0.57
【解析】
【小问1详解】
开关闭合前,为了保护电路,滑动变阻器应接入最大阻值。由电路图可知,开关闭合前滑动变阻器的滑片滑到最左侧。
【小问2详解】
根据闭合电路欧姆定律
图像中,纵轴截距表示电源电动势,斜率的绝对值表示电源的内阻
[1]由图像可知,纵轴截距为,所以电源电动势
[2]图像斜率
所以电源的内阻
四、解答题(本大题共4小题,共46分)
15. 如图所示的电路中,电源电动势E=9V,内阻r=1Ω,电动机的电阻R0=0.5Ω,定值电阻R1=1.5Ω。电动机正常工作时,理想电压表的示数U1=3.0V,求:
(1)电源总功率;
(2)电源的输出功率;
(3)电动机消耗的电功率以及将电能转化为机械能的功率。
【答案】(1)18W;(2)14W;(3)8W,6W
【解析】
【详解】(1)已知电压表的示数U1=3.0V和定值电阻R1=1.5Ω,根据欧姆定律可求出电路中的电流为
电源的总功率为
(2)电源的输出功率为
(3)根据闭合电路的欧姆定律可得电动机两端的电压为
电动机消耗的电功率为
电动机将电能转化为机械能的功率,就是电动机的输出功率
16. 如图所示,一单匝矩形闭合线圈abcd的质量m=3kg,总电阻R=0.12Ω,ab边的长l1=0.6m, bc边的长l2=0.2m,置于光滑的绝缘水平桌面(纸面)上,虚线右侧存在范围足够大、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B=1T。现使线圈以初速度v0=0.5m/s向右运动进入磁场,直到线圈全部进入磁场,运动过程中线圈的左右边始终与磁场边界平行,不考虑线圈产生磁场对原磁场分布和空气阻力的影响。求:
(1)线圈的ab边刚进入磁场时,ab边受到的安培力大小;
(2)线圈全部进入磁场过程中,流过ab的电荷量;
(3)线圈全部进入磁场时的速度大小以及线圈进入磁场过程中产生的焦耳热。
【答案】(1)1.5N
(2)1C (3)m/s,0.24J
【解析】
【小问1详解】
当线圈的ab边进入磁场时,感应电动势
电流为
ab边受到的安培力
解得
N
【小问2详解】
设ab边进入磁场后,经过时间∆t,cd边恰好进入磁场,此过程流过ab边的电荷量
平均电动势为
磁通量变化量为
平均电流为
解得
C
【小问3详解】
线圈进入磁场的过程由动量定理有
解得
m/s
由能量转换与守恒定律,有
解得
J
17. 如图所示,在足够长的光滑水平轨道上静止三个小木块A、B、C,质量分别为,,,其中B与C用一个轻弹簧固定连接,开始时整个装置处于静止状态;A和B之间有少许塑胶炸药,现在引爆塑胶炸药,若炸药爆炸产生的能量有转化为A和B的动能,A和B分开后,立刻取走A。求:
(1)炸药爆炸对A的冲量大小;
(2)弹簧弹性势能的最大值;
(3)弹簧再次恢复原长时,B和C的速度大小和方向。
【答案】(1);(2);(3),方向水平向左;,方向水平向右
【解析】
【详解】(1)炸药爆炸过程,由动量守恒可得
根据能量守恒可得
解得
据动量定理可得,炸药爆炸对A的冲量大小为
(2)弹簧最短时,弹性势能最大,B、C共速,由动量守恒可得
根据机械能守恒可得
解得弹簧弹性势能的最大值为
(3)弹簧再次恢复原长时,弹性势能为零,根据动量守恒和机械能守恒分别可得
联立解得
即B的速度方向水平向左,C的速度方向水平向右。
18. 如图,有一内半径为2r、长为L的圆筒,左右端面圆心O′、O处各开有一小孔。以O为坐标原点,取O′O方向为x轴正方向建立xyz坐标系。在筒内x ≤ 0区域有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向沿x轴正方向;筒外x ≥ 0区域有一匀强电场,场强大小为E,方向沿y轴正方向。一电子枪在O′处向圆筒内多个方向发射电子,电子初速度方向均在xOy平面内,且在x轴正方向的分速度大小均为v0。已知电子的质量为m、电量为e,设电子始终未与筒壁碰撞,不计电子之间的相互作用及电子的重力。
(1)若所有电子均能经过O进入电场,求磁感应强度B的最小值;
(2)取(1)问中最小的磁感应强度B,若进入磁场中电子的速度方向与x轴正方向最大夹角为θ,求tanθ的绝对值;
(3)取(1)问中最小的磁感应强度B,求电子在电场中运动时y轴正方向的最大位移。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)电子在匀强磁场中运动时,将其分解为沿x轴的匀速直线运动和在yOz平面内的匀速圆周运动,设电子入射时沿y轴的分速度大小为,由电子在x轴方向做匀速直线运动得
在yOz平面内,设电子做匀速圆周运动的半径为R,周期为T,由牛顿第二定律知
可得
且
由题意可知所有电子均能经过O进入电场,则有
联立得
当时,B有最小值,可得
(2)将电子的速度分解,如图所示
有
当有最大值时,最大,R最大,此时,又
,
联立可得
,
(3)当最大时,电子在电场中运动时沿y轴正方向有最大位移,根据匀变速直线运动规律有
由牛顿第二定律知
又
联立得
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2026年1月济南西城实验中学(医学中心校区)学情诊断测试
高二物理试题
一、单选题(本题共8小题,每小题3分,共24分)
1. 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和线圈P相互吸引
B. 闭合开关,达到稳定后,电流表的示数为0
C. 断开开关瞬间,流过电流表的电流方向由a到b
D. 断开开关瞬间,线圈P中感应电流的磁场方向向左
2. 北京时间8月3日,在巴黎奥运会乒乓球女单决赛中我省运动员陈梦夺得金牌。假设某次击球时,乒乓球以的速度垂直击中球拍,后以的速度反向弹回,不考虑乒乓球的旋转,乒乓球的质量,则乒乓球撞击球拍的过程中( )
A. 乒乓球对球拍的作用力大于球拍对乒乓球的作用力
B. 乒乓球对球拍的冲量小于球拍对乒乓球的冲量
C. 乒乓球的动量变化量大小为
D. 乒乓球对球拍的平均作用力大小为
3. 如图,质量为的小船在静止水面上以速率向右匀速行驶,一质量为的救生员站在船尾,相对小船静止。若救生员以相对水面速率水平向左跃入水中(不计水的阻力),则救生员跃出后小船的速率为( )
A. B. C. D.
4. 如图为多用表欧姆挡的原理图,其中电流表的满偏电流为300μA,内阻rg=100Ω,调零电阻的最大阻值R=50kΩ,串联的固定电阻R0=50Ω,电池电动势E=1.5V。用它测量电阻Rx,能准确测量的范围是( )
A. 30kΩ~80kΩ B. 3kΩ~8kΩ
C. 300Ω~800Ω D. 30Ω~80Ω
5. 有关下列四幅图的描述,正确的是( )
A. 图1中,
B. 图2中,匀速转动的线圈电动势正在增大
C. 图3中,电容器中电场的能量正在增大
D. 图4中,增大电容C,调谐频率增大
6. 如图所示,由均匀电阻丝做成的正方形金属线框abcd的边长为L,每条边的电阻均为r,处于磁感应强度的大小为B的匀强磁场中,磁场方向与线框平面垂直,b、d两个顶点与电动势为E、内阻为r的电源相连,则线框abcd受到的安培力大小为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,平行板电容器所带电荷量为Q,一个静止的质量为m、电荷量为q的粒子(重力忽略不计),从A点出发经电场加速后,垂直于磁感应强度方向进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中,粒子打到P点,如果适当调整板间距离d,保持其他条件不变,用x表示OP间的距离,则能正确反映x与d之间关系的是( )
A. x与d成反比 B. x与成反比
C. x与成正比 D. x与成正比
8. 如图所示,光滑金属导轨、水平固定放置,间距为,两导轨之间存在着与导轨平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为。金属棒与质量分别为、,电阻分别为、,长度均为,放置在导轨上并与导轨垂直。现同时给金属棒与一个大小为的初速度,方向分别向左、向右,两金属棒运动过程中始终与导轨接触良好,不计导轨电阻,忽略感应电流产生的磁场,则下列说法正确的是( )
A. 通过金属棒的最大电流为
B. 金属棒的最大加速度为
C. 金属棒的速度减为零时,回路中的电流为
D. 从初始时刻到金属棒的速度减为零时,两导体棒之间的距离增大了
二、多选题(本题共4小题,每小题4分,共16分,选对但不全得2分)
9. 如图甲所示为一台小型发电机的示意图,线圈逆时针转动,产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示,发电机线圈电阻为4Ω,外接灯泡的电阻为8Ω。则( )
A. 电压表的示数为6V
B. 瞬时电动势的表达式为
C. 在时,穿过线圈的磁通量最小
D. 发电机的输出功率为2W
10. 光控开关是“太阳能路灯”实现自动控制的重要元件,其内部电路的简化原理图如图,Rt为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小),忽略灯阻值由于亮度变化的影响。在黎明时分,闭合开关,环境光照稳定时,电容器两板间小液滴处于静止状态,则环境光照逐渐增强时( )
A. 灯、灯均逐渐变暗
B. 灯的电压与电流的变化量之比不变
C. 电源的输出功率一定是先变大后变小
D. 小液滴向上运动,在接触极板前机械能增大
11. 如图所示,某小型水电站发电机的输出功率,发电机的电压,经变压器升压后向远处输电,输电线总电阻,在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率,假设两个变压器均是理想变压器,下列说法正确的是( )
A. 发电机输出的电流 B. 输电线上的电流
C. 降压变压器的匝数比 D. 用户得到的电流
12. 如图所示,质量为m、带电荷量为+q的点电荷,从原点以初速度v0射入第一象限内的电磁场区域,在0<y<y0,0<x<x0(x0、y0为已知)区域内有竖直向上的匀强电场,在x>x0区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,控制电场强度(E值有多种可能),可让粒子从NP射入磁场后偏转打到接收器MN上,则下列说法中错误的是( )
A. 粒子从NP中点射入磁场,电场强度满足E=
B. 粒子从NP中点射入磁场时速度为
C. 粒子在磁场中做圆周运动的圆心到NM的距离为
D. 粒子在磁场中运动的圆周半径最大值是
三、实验题(本题共2小题,共14分)
13. 利用如图甲所示的装置探究动量守恒定律,图中O点是小球抛出点在地面上的投影。实验时,先让小球m1从斜轨上由静止释放,小球释放后落在平铺在地面的复写纸上,通过复写纸会在白纸上留下印迹,多次实验后,白纸上留下了7个印迹,用画圆法确定小球的落点P,测量平抛射程。将被碰小球m2静置于轨道末端,再将入射小球m1从斜轨上由静止释放,与小球m2相撞,并多次重复,分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N,测量平抛射程,。回答以下问题:
(1)关于本实验条件的叙述,下列说法正确的是______
A. 同一组实验中,入射小球必须从同一位置由静止释放
B. 入射小球的质量必须大于被碰小球的质量
C. 斜槽部分必须光滑
D. 轨道末端必须水平
(2)如图乙所示,用画圆法确定落点位置,三个圆中最合理的是______(填字母代号);
(3)碰撞恢复系数的定义式为,其中v10和v20分别是碰撞前两小球的速度,v1和v2分别是碰撞后两小球的速度,该实验中碰撞恢复系数e=______(用题干中的字母表示)。若测得e=______,可以判定小球的碰撞为弹性碰撞。
14. 如图所示,老师准备按该电路图选择合适的器材连接好后用来测量电源电动势和内阻。
(1)开关闭合前滑动变阻器R的滑片滑到__________(填“最左侧”或“最右侧”)。
(2)根据实验测得的几组I、U数据作出U-I图像如图所示,由图像可确定:该电源的电动势为__________ V,电源的内电阻为__________Ω(结果保留到小数点后两位)。
四、解答题(本大题共4小题,共46分)
15. 如图所示的电路中,电源电动势E=9V,内阻r=1Ω,电动机的电阻R0=0.5Ω,定值电阻R1=1.5Ω。电动机正常工作时,理想电压表的示数U1=3.0V,求:
(1)电源总功率;
(2)电源的输出功率;
(3)电动机消耗的电功率以及将电能转化为机械能的功率。
16. 如图所示,一单匝矩形闭合线圈abcd的质量m=3kg,总电阻R=0.12Ω,ab边的长l1=0.6m, bc边的长l2=0.2m,置于光滑的绝缘水平桌面(纸面)上,虚线右侧存在范围足够大、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B=1T。现使线圈以初速度v0=0.5m/s向右运动进入磁场,直到线圈全部进入磁场,运动过程中线圈的左右边始终与磁场边界平行,不考虑线圈产生磁场对原磁场分布和空气阻力的影响。求:
(1)线圈的ab边刚进入磁场时,ab边受到的安培力大小;
(2)线圈全部进入磁场过程中,流过ab的电荷量;
(3)线圈全部进入磁场时的速度大小以及线圈进入磁场过程中产生的焦耳热。
17. 如图所示,在足够长的光滑水平轨道上静止三个小木块A、B、C,质量分别为,,,其中B与C用一个轻弹簧固定连接,开始时整个装置处于静止状态;A和B之间有少许塑胶炸药,现在引爆塑胶炸药,若炸药爆炸产生的能量有转化为A和B的动能,A和B分开后,立刻取走A。求:
(1)炸药爆炸对A的冲量大小;
(2)弹簧弹性势能的最大值;
(3)弹簧再次恢复原长时,B和C的速度大小和方向。
18. 如图,有一内半径为2r、长为L的圆筒,左右端面圆心O′、O处各开有一小孔。以O为坐标原点,取O′O方向为x轴正方向建立xyz坐标系。在筒内x ≤ 0区域有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向沿x轴正方向;筒外x ≥ 0区域有一匀强电场,场强大小为E,方向沿y轴正方向。一电子枪在O′处向圆筒内多个方向发射电子,电子初速度方向均在xOy平面内,且在x轴正方向的分速度大小均为v0。已知电子的质量为m、电量为e,设电子始终未与筒壁碰撞,不计电子之间的相互作用及电子的重力。
(1)若所有电子均能经过O进入电场,求磁感应强度B的最小值;
(2)取(1)问中最小的磁感应强度B,若进入磁场中电子的速度方向与x轴正方向最大夹角为θ,求tanθ的绝对值;
(3)取(1)问中最小的磁感应强度B,求电子在电场中运动时y轴正方向的最大位移。
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