精品解析:四川自贡市荣县中学校2025-2026学年高三上学期期末物理试题
2026-09-08
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内容正文:
高三物理检测
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.考试前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.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,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题(本题共7个小题,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,选对得4分,错选或漏选得0分。)
1. 2025年5月,新一代人造太阳“中国环流三号”装置同时实现等离子体电流一百万安培、离子温度1亿摄氏度、高约束模式运行,其内部发生的一种核聚变反应方程为,下列说法正确的是( )
A. 反应产物X为
B. 核反应前后核的静止质量不变
C. 核聚变后的产物X的比结合能大于的比结合能
D. 反应产生的会在磁场作用下做圆周运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据核反应前后质量数和电荷数守恒可知,反应产物X为,故A错误;
BC.核反应前后核子静止质量数不变,但存在质量亏损,释放能量,核子的比结合能增大,所以核聚变后的产物X的比结合能大于的比结合能,故B错误,C正确;
D.中子呈电中性,不受磁场作用,故D错误。
故选C。
2. 周末,小七同学乘坐地铁去参观博物馆,乘车时,她站在最后一节车厢的尾部,她发现地铁每次加速驶离站台的时间约为9s,下车后经询问工作人员得知,该列地铁属于A型,6节车厢编组,每节车厢长约为20m,据此可估算该地铁加速过程的平均加速度约为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意,由运动学公式
其中,,
解得
故选D。
3. 冬日上午的暖阳透过窗户照射到桌面水杯的水面上,阳光呈现了它绚丽的彩色,如图(1)、(2)所示,不同波长的两单色光a、b沿同一方向从空气射向圆柱形水杯直径的竖直截面,其部分光路可以简化为图(3)所示。则( )
A. a单色光的频率比b单色光的频率小
B. 在水中a单色光的传播时间等于b单色光的传播时间
C. 当a、b两束光由玻璃射向空气中,a光临界角比b光临界角小
D. 用a、b两束光在相同条件下做双缝干涉实验,a光产生的干涉条纹间距比b光小
【答案】A
【解析】
【详解】A.从图中光路可知,入射角相同时a光的折射角比b光的折射角大,由
因a光的折射角大,可知a光的折射率较小,可知a光的频率较小、波长较长,A正确;
B.由,知a光在水中传播速度快,又由图知a光在水中的传播路径短
由得在水中a单色光的传播时间小于b单色光的传播时间,故B错误;
C.由,当a、b两束光由玻璃射向空气中,a光临界角比b光临界角大,故C错误;
D.由,得当用a、b两束光在相同条件下做双缝干涉实验,a光产生的干涉条纹间距比b光大,故D错误。
故选A。
4. 因神舟二十号载人飞船舱遭太空碎片撞击,神舟二十二号飞船调整为无人状态,并于2025年11月25日在酒泉卫星发射中心用长征二号F遥二十二运载火箭将其送入预定轨道,发射过程的情景示意图如图所示,该飞船发射后,先在椭圆轨道Ⅰ上运动,于当日15时在椭圆轨道Ⅰ的远地点B变轨进入圆轨道Ⅱ并与空间站核心舱径向端口完成自主快速交会对接。则下列判断正确的是( )
A. 飞船在A点的线速度等于第一宇宙速度
B. 飞船沿椭圆运动的周期大于地球自转的周期
C. 飞船由A点飞向B点的过程中,机械能守恒
D. 交会对接前夕,飞船的向心加速度小于核心舱的向心加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.第一宇宙速度等于卫星在表面轨道绕地球做匀速圆周运动的运行速度,飞船在椭圆轨道近地点做离心运动,其线速度大于第一宇宙速度,故A错误;
B.由于飞船所处椭圆轨道半长轴小于同步卫星轨道半径,根据开普勒第三定律可知,飞船沿椭圆运动的周期小于地球同步卫星周期,即小于地球自转的周期,故B错误;
C.飞船由A运动到B的过程中,只受到万有引力作用,故机械能守恒,故C正确;
D.根据牛顿第二定律可得
可得
可知交会对接前夕,飞船的向心加速度等于核心舱的向心加速度,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,竖直平面内有三根轻质细绳,绳OM水平,绳ON与水平方向成60°角,O为结点,另一绝缘轻绳的下端拴接一质量为m、长度为l的导体棒,棒垂直于纸面静止。现在通电导体棒所在空间加上水平向右、磁感应强度大小为的匀强磁场,且让匀强磁场方向由水平向右逆时针缓慢转到水平向左。已知重力加速度为g。在此过程中,下列说法正确的是( )
A. 绳OM受到的拉力一直减小
B. 绳ON受到的拉力先增大后减小
C. 绳OM受到的拉力最大值为
D. 绳ON受到的拉力最大值为
【答案】C
【解析】
【详解】磁场方向由水平向右逆时针缓慢旋转到水平向左的过程中,对通电导体棒受力分析,其中角从增加到,直导线受的安培力开始时竖直向下,然后逆时针转动到竖直向上,且大小为FA=mg不变,对整体受力分析如图所示,根据的变化过程,基于平衡条件可得全过程的矢量分析图,如图所示。可知一直减小,先增大后减小,当与垂直时最大,的最大值为;
当竖直向下时最大,的最大值为。
故选C。
6. 如图所示,匀强电场中有一个等腰三角形ABC区域,其中AB=12cm,,电场方向与三角形区域所在平面平行。A、B、C三点电势分别为2V、14V、11V,则该匀强电场的电场强度大小为( )
A. 75V/m B. 93.75V/m C. D. 125V/m
【答案】D
【解析】
【详解】如图,先沿AB方向找到5V、8V、11V三个电势等分点,可以构建过C点的等势面。
根据题目所给的几何关系,还可以过C点作AB的垂线,刚好过8V电势点D点,由此可得,
则
故选D。
7. 如图所示,一劲度系数为400N/m的轻质弹簧一端固定,另一端连接一质量为2kg的小物块,O点为弹簧原长时物块的位置,物块与地面间的动摩擦因数为0.2。现将物块拉至A点并由静止释放,全过程弹簧形变均在弹性限度内,已知OA=6cm,g取10m/s2,则( )
A. 物块第二次经过O点时的速度大小为0.3m/s
B. 物块第二次经过O点时的速度大小为0.5m/s
C. 全程物块通过的路程为0.16m
D. 物块最后恰好停在O点
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据能量守恒,设物块第一次经过O点时的速度大小为,则
解得
物块此时向左运动,设最大位移为,根据能量守恒可得
解得
物块此时向右运动,直到第二次经过O点,根据能量守恒可得
解得,物块第二次经过O点时的速度大小为,故AB错误;
CD.物块第二次经过O点后继续向右运动,设最大位移为,根据能量守恒可得
解得
由于
所以,此后物块向左运动,直到第三次经过O点,根据能量守恒可得
解得,物块第三次经过O点时的速度大小为
即物块最后恰好停在O点;全程物块通过的路程为,故C错误,D正确。
故选D。
二、多项选择题(本题共3个小题,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,不选或错选的得0分。)
8. 在某介质中形成一列简谐波,t=0时刻的波形如图中的实线所示。若波向右传播,零时刻刚好传到A点,且再经过0.6s,P点也开始起振,同时有观测者从A点沿x轴负方向运动,则( )
A. P点的起振方向沿y轴负方向
B. 波速v=10cm/s
C. 从t=0到t=0.6s,质点A通过的路程为24cm
D. 观测者测得的频率不变
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由图根据“同侧法”可知A点的振动方向是沿y轴负方向,所以P点的起振方向也是沿y轴负方向,A正确;
B.波速为,B错误;
C.由可得周期为
在0.6s内质点A振动了3个周期,共通过的路程为12A=24m,C正确;
D.根据多普勒效应,观察者与波源有相对运动时,观测者接收到的频率会发生变化,D错误。
故选AC。
9. 如图所示,正弦交流电源电压最大值不变,理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1,V1、V2为理想交流电压表,A1、A2为理想交流电流表,滑动变阻器R1的最大阻值和灯泡电阻均与定值电阻R0阻值相等,导线电阻不计。当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时,下列说法正确的是( )
A. A1示数变小
B. 灯泡变暗
C. 电源输出功率先增大后变小
D. 变压器输出功率先增大后变小
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.根据电压关系,其中满足
满足
电流关系
联立可得
可将变压器和负载回路等效为一个等效电阻,,其中,即
当滑动变阻器的滑片向上滑动时,其连入电路的阻值增大,增大,变压器原线圈回路电流减小,所以示数减小,示数增大,示数减小,示数增大,灯泡变亮,故A正确,B错误;
C.电源电压大小不变,示数减小,所以电源的输出功率变小,故C错误;
D.滑动变阻器R1的最大阻值和灯泡电阻均与定值电阻R0阻值相等,滑动变阻器和灯泡并联的最大阻值为,可知的最大值为,根据闭合电路欧姆定律可得
获得的功率先增大后减小,即变压器的输出功率先增大后减小,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,立方体空间被水平分成竖直高度均为d的Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区,空间水平长度和宽度足够大,其中Ⅰ区和Ⅲ区的磁感应强度大小均为B0,方向均为水平向右,Ⅱ区的磁感应强度大小未知,方向为竖直向下,现将一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从Ⅰ区上边界的O点垂直于该边界水平入射,已知粒子速度v为,粒子进入Ⅲ区时的速度与进入Ⅱ区时的速度相同,不考虑粒子的重力,则( )
A. 粒子进入Ⅱ区时的速度与水平方向的夹角为30°
B. 粒子进入Ⅱ区时的速度与水平方向的夹角为60°
C. Ⅱ区的磁感应强度大小可能为
D. 粒子通过Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区的总时间一定是
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.粒子进入Ⅰ区磁场后做匀速圆周运动,由
可得
由几何关系可知粒子速度方向与水平方向的夹角为,故A错误,B正确;
C.粒子进入Ⅱ区磁场后的运动可分解为水平方向上的圆周运动和竖直方向上的匀速直线运动,则有,,,
解得,,故C错误;
D.粒子进入Ⅲ区时的速度与进入Ⅱ区时的速度相同,可知粒子进入Ⅲ区磁场后,速度方向再偏转后垂直地面离开,根据
可知全程运动时间为,故D正确。
故选BD。
三、非选择题(本题共5个小题,共54分。其中第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必修明确写出数值和单位。)
11. 某实验小组为测量小球从某一高度释放,与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失,设计了如图(a)所示的装置,实验过程如下:
(1)用螺旋测微器测量小球的直径,示数如图(b)所示,小球直径d=______mm。
(2)让小球从某一高度由静止释放,与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置,使小球从光电门正上方释放后,在下落和反弹过程中均可通过光电门。
(3)实验时应先接通数字计时器,后释放小球。记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间t1和t2。
(4)已知小球质量为m,则小球与橡胶材料碰撞前后的机械能损失______。(用m、d、t1、t2表示)
(5)若适当调高光电门的高度,将会______(选填“增大”或“减小”)因空气阻力引起的测量误差。
【答案】 ①. 7.883(7.882~7.885均可) ②. ③. 增大
【解析】
【详解】(1)[1]螺旋测微器的精确值为,由图(b)可知小球直径为
(4)[2]小球先后两次通过光电门的速度分别为,
由能量守恒定律可得,碰撞前后的能量损失为
(5)[3]适当增加光电门的高度,会加大小球在空中运动的路程,导致空气阻力对实验结果的影响增大。
12. 在闭合电路欧姆定律展示课中,小宁同学和张老师制作了一个水果电池,为了测量电动势和内阻,准备了如下器材:
毫安表:量程,内阻未知;
毫安表:量程,内阻约为;
定值电阻;
定值电阻;
两个电阻箱:阻值范围均为;
开关、导线若干。
(1)为了更准确地测量水果电池的电动势和内阻,张老师建议先测量毫安表的内阻,电路如图甲所示,已知毫安表和是由规格相同的表头改装而成的。其操作过程如下:调节电阻箱到最大阻值,断开,闭合。逐次减小电阻箱的电阻,观察并记录毫安表和的示数,小宁同学发现两表指针偏转角度总是相同,则内阻为____。
(2)将毫安表串联一个电阻箱,将其改装成量程为的电压表,此电阻箱电阻调为_____。
(3)用改装后的电压表和另一个电阻箱,设计如图乙所示的电路,测得多组、的值,并作图像,如图丙所示,要求测量结果尽量精确,那么水果电池的电动势_____V,内阻____。(计算结果均保留3位有效数字)
【答案】(1)500 (2)2500
(3) ①. 0.514 ②. 857
【解析】
【小问1详解】
两个毫安表量程比为,因为两个毫安表的表头规格相同,所以在指针偏转角度相同的情况下示数大小之比为,即流过两个毫安表的电流满足
由欧姆定律得
解得,即内阻的阻值为500
【小问2详解】
根据欧姆定律有:
解得:
【小问3详解】
用改装表测定水果电池的电动势和内阻时,由闭合电路欧姆定律可得:
整理得:
结合图像斜率和截距可得:,
解得:,
13. 杜甫笔下“窗含西岭千秋雪,门泊东吴万里船”的西岭雪山位于四川省成都市大邑境内,主峰大雪塘海拔5364米,因此旅行者登山时,往往会带上几个氧气瓶。已知某储有氧气的容器容积为,开始时封闭的氧气压强为,用该容器向容积为的真空气瓶充入氧气,假设氧气可视为理想气体,充气过程中氧气不泄漏,设氧气瓶的容积和环境的温度恒定。求:
(1)若每个氧气瓶充满气体后压强均为,则可以分装多少个氧气瓶?
(2)若每次给氧气瓶充满气体后两容器内封闭气体的压强相同,则充满10个氧气瓶后容器内剩余的气体的压强与开始时气体的压强之比为多少?
【答案】(1)110个
(2)
【解析】
【小问1详解】
每次给氧气瓶恒压充气,设能充n个氧气瓶,充气过程温度保持不变,根据玻意耳定律,有
解得个
【小问2详解】
若每次给氧气瓶充满气体后两容器内封闭气体的压强相同,充气过程温度保持不变,根据玻意耳定律,有:第一次充气过程
解得
第二次充气过程
解得
……
第十次充气过程
解得
由此可得
代入数据得
14. 如图所示,两平行光滑长直金属导轨水平放置,间距为L。abcd区域有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向上,静置于磁场中的细金属杆N到两侧边界距离相等。初始始终与导轨垂直。已知杆M的质量为m,在导轨间的电阻为R,杆N的质量为m,在导轨间的电阻为,杆M与杆N恰好共速时同时离开磁场右侧cd边界。可忽略感应电流产生的磁场、导轨的电阻以及细金属杆的粗细对问题的影响。求:
(1)细金属杆M刚进入磁场时所受安培力F的大小和方向;
(2)在磁场内运动过程中细金属杆N上产生的热量;
(3)细金属杆M在磁场中运动的时间。
【答案】(1),方向水平向左
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
金属杆M刚进入磁场瞬间,有
闭合电路欧姆定律有
安培力大小为
联立解得
方向水平向左
【小问2详解】
从金属杆M刚进入磁场到两金属杆共速时恰好离开的过程,对系统由动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
根据串联电路电流特点可知
联立解得
【小问3详解】
从金属杆M刚进入磁场到两金属杆共速时恰好离开的过程,对金属杆M,由动量定理有
可求得两金属杆的相对位移为
因为金属杆N初态时处于磁场中间位置,即
由于两金属杆的质量相等、安培力相等,所以加速度大小相等,绘制两金属杆的v-t图像,如图所示
可得
则金属杆M在磁场中的运动时间为
15. 如图所示,水平地面左侧有一高度未知的平台,水平地面上固定一段半径、圆心角的光滑圆弧轨道BC,C点与地面相切,C点右侧C、D区间存在一方向水平向右、电场强度的匀强电场,C点右侧水平地面光滑且足够长。现将一质量、电荷量的带正电绝缘滑块P以的速度从平台边缘的A点水平抛出,恰好从B点沿轨道切线方向进入圆弧轨道BC,然后通过间距也为L的C、D区间,与在D处静止的质量为5m、不带电的绝缘物块Q发生弹性正碰,绝缘滑块P整个运动过程和碰撞过程中电量不变。取,,,。求:
(1)平台A点距水平地面的高度h;
(2)P与Q第一次碰撞后各自的速度大小;
(3)绝缘滑块P在电场中运动的时间t(最后计算结果保留两位小数)。
【答案】(1)1.1m
(2),
(3)0.57s
【解析】
【小问1详解】
滑块P从A点平抛运动到B点的过程,轨迹如图所示。
由几何关系得
竖直方向自由落体得
解得
竖直方向位移
平台A点距水平地面的高度
【小问2详解】
滑块P从B经过C运动到D的过程,根据动能定理可得
又
解得
P、Q碰撞过程满足动量守恒定律和能量守恒定律,则有
解得,
负号表示方向水平向左
【小问3详解】
滑块P从B运动到C的过程,根据动能定理得
解得
从C运动到D的过程,做匀加速直线运动,列式得
解得P第一次通过电场的时间
碰撞后,滑块P从D运动到C,根据动能定理得
解得
从D运动到C的过程,做匀减速直线运动,列式得
解得P第二次通过电场的时间
设P通过C后能上升的最大高度为,根据动能定理得
解得
即滑块P不能返回到B点,而后将重回电场区域,由于能量守恒,滑块P滑到C的速度仍为
滑块P再次从C运动到D,根据动能定理得
解得
所以P第三次通过电场的时间
因为,所以P、Q将发生第二次弹性碰撞,则有,
解得,
因为,所以P、Q将不会发生第三次弹性碰撞且P不会返回电场区域。
所以,滑块P共经过电场三次,总时间
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高三物理检测
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.考试前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.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,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题(本题共7个小题,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,选对得4分,错选或漏选得0分。)
1. 2025年5月,新一代人造太阳“中国环流三号”装置同时实现等离子体电流一百万安培、离子温度1亿摄氏度、高约束模式运行,其内部发生的一种核聚变反应方程为,下列说法正确的是( )
A. 反应产物X为
B. 核反应前后核的静止质量不变
C. 核聚变后的产物X的比结合能大于的比结合能
D. 反应产生的会在磁场作用下做圆周运动
2. 周末,小七同学乘坐地铁去参观博物馆,乘车时,她站在最后一节车厢的尾部,她发现地铁每次加速驶离站台的时间约为9s,下车后经询问工作人员得知,该列地铁属于A型,6节车厢编组,每节车厢长约为20m,据此可估算该地铁加速过程的平均加速度约为( )
A. B. C. D.
3. 冬日上午的暖阳透过窗户照射到桌面水杯的水面上,阳光呈现了它绚丽的彩色,如图(1)、(2)所示,不同波长的两单色光a、b沿同一方向从空气射向圆柱形水杯直径的竖直截面,其部分光路可以简化为图(3)所示。则( )
A. a单色光的频率比b单色光的频率小
B. 在水中a单色光的传播时间等于b单色光的传播时间
C. 当a、b两束光由玻璃射向空气中,a光临界角比b光临界角小
D. 用a、b两束光在相同条件下做双缝干涉实验,a光产生的干涉条纹间距比b光小
4. 因神舟二十号载人飞船舱遭太空碎片撞击,神舟二十二号飞船调整为无人状态,并于2025年11月25日在酒泉卫星发射中心用长征二号F遥二十二运载火箭将其送入预定轨道,发射过程的情景示意图如图所示,该飞船发射后,先在椭圆轨道Ⅰ上运动,于当日15时在椭圆轨道Ⅰ的远地点B变轨进入圆轨道Ⅱ并与空间站核心舱径向端口完成自主快速交会对接。则下列判断正确的是( )
A. 飞船在A点的线速度等于第一宇宙速度
B. 飞船沿椭圆运动的周期大于地球自转的周期
C. 飞船由A点飞向B点的过程中,机械能守恒
D. 交会对接前夕,飞船的向心加速度小于核心舱的向心加速度
5. 如图所示,竖直平面内有三根轻质细绳,绳OM水平,绳ON与水平方向成60°角,O为结点,另一绝缘轻绳的下端拴接一质量为m、长度为l的导体棒,棒垂直于纸面静止。现在通电导体棒所在空间加上水平向右、磁感应强度大小为的匀强磁场,且让匀强磁场方向由水平向右逆时针缓慢转到水平向左。已知重力加速度为g。在此过程中,下列说法正确的是( )
A. 绳OM受到的拉力一直减小
B. 绳ON受到的拉力先增大后减小
C. 绳OM受到的拉力最大值为
D. 绳ON受到的拉力最大值为
6. 如图所示,匀强电场中有一个等腰三角形ABC区域,其中AB=12cm,,电场方向与三角形区域所在平面平行。A、B、C三点电势分别为2V、14V、11V,则该匀强电场的电场强度大小为( )
A. 75V/m B. 93.75V/m C. D. 125V/m
7. 如图所示,一劲度系数为400N/m的轻质弹簧一端固定,另一端连接一质量为2kg的小物块,O点为弹簧原长时物块的位置,物块与地面间的动摩擦因数为0.2。现将物块拉至A点并由静止释放,全过程弹簧形变均在弹性限度内,已知OA=6cm,g取10m/s2,则( )
A. 物块第二次经过O点时的速度大小为0.3m/s
B. 物块第二次经过O点时的速度大小为0.5m/s
C. 全程物块通过的路程为0.16m
D. 物块最后恰好停在O点
二、多项选择题(本题共3个小题,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,不选或错选的得0分。)
8. 在某介质中形成一列简谐波,t=0时刻的波形如图中的实线所示。若波向右传播,零时刻刚好传到A点,且再经过0.6s,P点也开始起振,同时有观测者从A点沿x轴负方向运动,则( )
A. P点的起振方向沿y轴负方向
B. 波速v=10cm/s
C. 从t=0到t=0.6s,质点A通过的路程为24cm
D. 观测者测得的频率不变
9. 如图所示,正弦交流电源电压最大值不变,理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1,V1、V2为理想交流电压表,A1、A2为理想交流电流表,滑动变阻器R1的最大阻值和灯泡电阻均与定值电阻R0阻值相等,导线电阻不计。当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时,下列说法正确的是( )
A. A1示数变小
B. 灯泡变暗
C. 电源输出功率先增大后变小
D. 变压器输出功率先增大后变小
10. 如图所示,立方体空间被水平分成竖直高度均为d的Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区,空间水平长度和宽度足够大,其中Ⅰ区和Ⅲ区的磁感应强度大小均为B0,方向均为水平向右,Ⅱ区的磁感应强度大小未知,方向为竖直向下,现将一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从Ⅰ区上边界的O点垂直于该边界水平入射,已知粒子速度v为,粒子进入Ⅲ区时的速度与进入Ⅱ区时的速度相同,不考虑粒子的重力,则( )
A. 粒子进入Ⅱ区时的速度与水平方向的夹角为30°
B. 粒子进入Ⅱ区时的速度与水平方向的夹角为60°
C. Ⅱ区的磁感应强度大小可能为
D. 粒子通过Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区的总时间一定是
三、非选择题(本题共5个小题,共54分。其中第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必修明确写出数值和单位。)
11. 某实验小组为测量小球从某一高度释放,与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失,设计了如图(a)所示的装置,实验过程如下:
(1)用螺旋测微器测量小球的直径,示数如图(b)所示,小球直径d=______mm。
(2)让小球从某一高度由静止释放,与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置,使小球从光电门正上方释放后,在下落和反弹过程中均可通过光电门。
(3)实验时应先接通数字计时器,后释放小球。记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间t1和t2。
(4)已知小球质量为m,则小球与橡胶材料碰撞前后的机械能损失______。(用m、d、t1、t2表示)
(5)若适当调高光电门的高度,将会______(选填“增大”或“减小”)因空气阻力引起的测量误差。
12. 在闭合电路欧姆定律展示课中,小宁同学和张老师制作了一个水果电池,为了测量电动势和内阻,准备了如下器材:
毫安表:量程,内阻未知;
毫安表:量程,内阻约为;
定值电阻;
定值电阻;
两个电阻箱:阻值范围均为;
开关、导线若干。
(1)为了更准确地测量水果电池的电动势和内阻,张老师建议先测量毫安表的内阻,电路如图甲所示,已知毫安表和是由规格相同的表头改装而成的。其操作过程如下:调节电阻箱到最大阻值,断开,闭合。逐次减小电阻箱的电阻,观察并记录毫安表和的示数,小宁同学发现两表指针偏转角度总是相同,则内阻为____。
(2)将毫安表串联一个电阻箱,将其改装成量程为的电压表,此电阻箱电阻调为_____。
(3)用改装后的电压表和另一个电阻箱,设计如图乙所示的电路,测得多组、的值,并作图像,如图丙所示,要求测量结果尽量精确,那么水果电池的电动势_____V,内阻____。(计算结果均保留3位有效数字)
13. 杜甫笔下“窗含西岭千秋雪,门泊东吴万里船”的西岭雪山位于四川省成都市大邑境内,主峰大雪塘海拔5364米,因此旅行者登山时,往往会带上几个氧气瓶。已知某储有氧气的容器容积为,开始时封闭的氧气压强为,用该容器向容积为的真空气瓶充入氧气,假设氧气可视为理想气体,充气过程中氧气不泄漏,设氧气瓶的容积和环境的温度恒定。求:
(1)若每个氧气瓶充满气体后压强均为,则可以分装多少个氧气瓶?
(2)若每次给氧气瓶充满气体后两容器内封闭气体的压强相同,则充满10个氧气瓶后容器内剩余的气体的压强与开始时气体的压强之比为多少?
14. 如图所示,两平行光滑长直金属导轨水平放置,间距为L。abcd区域有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向上,静置于磁场中的细金属杆N到两侧边界距离相等。初始始终与导轨垂直。已知杆M的质量为m,在导轨间的电阻为R,杆N的质量为m,在导轨间的电阻为,杆M与杆N恰好共速时同时离开磁场右侧cd边界。可忽略感应电流产生的磁场、导轨的电阻以及细金属杆的粗细对问题的影响。求:
(1)细金属杆M刚进入磁场时所受安培力F的大小和方向;
(2)在磁场内运动过程中细金属杆N上产生的热量;
(3)细金属杆M在磁场中运动的时间。
15. 如图所示,水平地面左侧有一高度未知的平台,水平地面上固定一段半径、圆心角的光滑圆弧轨道BC,C点与地面相切,C点右侧C、D区间存在一方向水平向右、电场强度的匀强电场,C点右侧水平地面光滑且足够长。现将一质量、电荷量的带正电绝缘滑块P以的速度从平台边缘的A点水平抛出,恰好从B点沿轨道切线方向进入圆弧轨道BC,然后通过间距也为L的C、D区间,与在D处静止的质量为5m、不带电的绝缘物块Q发生弹性正碰,绝缘滑块P整个运动过程和碰撞过程中电量不变。取,,,。求:
(1)平台A点距水平地面的高度h;
(2)P与Q第一次碰撞后各自的速度大小;
(3)绝缘滑块P在电场中运动的时间t(最后计算结果保留两位小数)。
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