内容正文:
高三物理学科试卷
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 某一初速度竖直向上抛出一个苹果,并落回手中,忽略空气阻力,以竖直向上为正方向,以下描述此过程苹果的位移—时间图像或速度—时间图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】苹果做竖直上抛运动,其位移、速度与时间的关系分别为,
故其位移—时间图像是开口向下的抛物线,速度—时间图像是一条下降趋势的直线。
故选D。
2. 弹性绳静止在光滑水平桌面上,手指捏住其中点在垂直绳方向作简谐运动,起振方向如图所示,则一段时间后弹性绳的形状可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AD.简谐横波的振动方向与传播方向垂直,可知波源上下振动,向两侧对称传播,即波源两侧波形对称,故AD错误;
BC.根据波源起振方向向上,可知波源两侧,波刚传到的位置的质点振动方向均向上,结合同侧法,可知B中的起振方向向下,C中的起振方向向上,故B错误,C正确。
故选C。
3. 一个质量为8kg的物块,在平行于斜面的拉力F作用下,沿倾角为30°的斜面体匀速上滑。已知物块与斜面间的动摩擦因数为,斜面体始终保持静止。已知重力加速度g为10m/s2。则水平地面对斜面体的摩擦力判断正确的是( )
A. 静摩擦力水平向左,大小为N
B. 静摩擦力水平向右,大小为N
C. 静摩擦力水平向左,大小为100N
D. 静摩擦力水平向右,大小为100N
【答案】A
【解析】
【详解】物块沿斜面体匀速上滑,沿斜面受力平衡
物块和斜面体处于平衡状态,整体受力分析,水平方向上,方向水平向左。
故选 A。
4. 如图所示,a、b两束单色光分别从界面的A点射入水里后,都经过S点。则下列说法正确的是( )
A. 在水中,a光的传播速度小于b光
B. a光光子能量大于b光光子能量
C. a光在水中全反射的临界角大于b光的临界角
D. 两种光分别通过同一双缝干涉装置,b光相邻两条亮纹间距大
【答案】C
【解析】
【详解】两束光折射角相同(都折射到点),b的入射角较大,根据折射定律 ,可得水对两束光的折射率关系
A.光在介质中传播速度 ,越小越大,因此,A错误;
B.折射率越大,光的频率越大,光子能量,因此光频率更大,光子能量更大,B错误;
C.全反射临界角满足 ,越小临界角越大,因此光临界角大于光临界角,C正确;
D.频率越小波长越长,,双缝干涉相邻亮纹间距,波长越大间距越大,因此光相邻亮纹间距更大,D错误。
故选 C。
5. 发电机的N匝长方形导电线圈转动一周过程中的四个位置如图所示,已知线圈绕中轴线以角速度ω做匀速圆周运动,两磁极间的磁场可视为水平匀强磁场,已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为Em。下列说法正确的是( )
A. 线圈在图甲中的磁通量最大
B. 线圈在图乙中的感应电动势最大
C. 线圈从图甲开始转动一圈的过程中电流方向改变两次
D. 穿过线圈的最大磁通量为
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲图中线圈平面与磁场平行,磁感线与线圈平面平行,穿过线圈的磁通量为,是最小值,A错误;
B.乙图中线圈平面与磁场垂直,属于中性面位置,磁通量最大,感应电动势为,B错误;
C.线圈转动一圈的过程中,会2次经过中性面,电流方向每经过中性面改变一次,因此电流方向共改变两次,C正确;
D.感应电动势最大值满足 ,因此最大磁通量 ,D错误。
故选 C。
6. 在2025年9月3日举行的“九三阅兵”式上,“东风-61”陆基洲际导弹体现了我国强大的国防实力。若该导弹发射后按如图所示轨迹飞行,先后经历AB段(火箭助推加速上升)、BCD段(脱离大气层后无动力飞行)和DE段(弹头再入大气层后机动滑行),最终命中目标E点。关于弹头在各阶段的运动,下列说法正确的是( )
A. 弹头在B点时的速率等于在C点时的速率
B. 弹头在BCD段的飞行轨迹为椭圆的一部分
C. 弹头在最高点C处的飞行速度等于第一宇宙速度
D. 弹头在DE段大气层滑行的过程所受合力方向始终指向地心
【答案】B
【解析】
【详解】A.BCD段无动力飞行,从B到C过程中,万有引力做负功,弹头动能减小,速率减小,因此B点速率大于C点速率,故A错误;
B.BCD段弹头脱离大气层,仅受地球万有引力作用,根据天体运动规律,其运动轨迹是以地心为一个焦点的椭圆的一部分,故B正确
C.第一宇宙速度是近地卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度。若C点速度等于第一宇宙速度,弹头会绕地球做圆周运动,不会落回地球,因此C点速度一定小于第一宇宙速度,故C错误;
D.DE段弹头再入大气层,除受指向地心的万有引力外,还受与运动方向相反的空气阻力,且弹头有机动动作,因此合力不始终指向地心,故D错误。
故选B。
7. 平面内存在两个相同的点电荷,其中一个点电荷固定不动且到该平面内点的距离为,另一个点电荷以恒定的速率在该平面内绕点做匀速圆周运动,测得这两个电荷产生的电场在点的电场强度大小随时间变化的图像如图所示,曲线段与段左右对称。是撤去运动点电荷后,点的场强大小。已知。点电荷的运动只会导致其电场线随运动而平移,不产生其它效应。则下列说法正确的是( )
A. 运动电荷做匀速圆周运动的半径为
B. 运动电荷的速率为
C. 时间内,运动电荷的位移大小为
D. 时间内,运动电荷的位移大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,时刻P点的场强为零,说明此时这两个电荷的位置关于P点对称,则这两个电荷都在以P点为圆心、半径为的圆上,故A错误;
B.由题意知,每个电荷在P点产生的电场强度大小均为,0时刻P点的电场强度为,说明此时两个电荷在P点产生的电场强度方向相互垂直,即内运动电荷绕圆周运动圆周,则运动电荷的速率为,故B错误;
CD.根据以上分析可知,时间内,运动电荷绕圆周运动的圆心角为
则运动电荷的位移大小等于圆的半径,即位移大小为,故C错误,D正确。
故选D。
8. 1919年,卢瑟福用镭放射出的粒子轰击氮原子核(),产生了一个氧原子核()和一种新的粒子M,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 新的粒子M是质子
B. 粒子M具有波粒二象性
C. 若提高粒子源所处环境温度,其半衰期会增加
D. 氮原子核中,两个M粒子之间的核力比它们之间的万有引力和库仑力都要大得多
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.根据核反应的电荷数守恒、质量数守恒,写出反应方程
可知新粒子是质子,故A正确;
B.根据德布罗意的理论,所有实物微观粒子都具有波粒二象性,质子作为微观粒子也具有波粒二象性,故B正确;
C.半衰期是放射性原子核的固有属性,由原子核自身内部结构决定,与外界环境温度、压强等无关,提高温度不会改变半衰期,故C错误;
D.核力是短程强相互作用,在原子核尺度内,核力远大于库仑斥力和万有引力,是维持原子核稳定的关键,故D正确。
故选ABD。
9. 如图所示,圆心为O、直径d=2m的圆形金属导轨内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小B=2T的匀强磁场。金属杆PQ长度与导轨直径相等,单位长度电阻,PQ绕O点以角速度ω=20rad/s逆时针匀速转动并与导轨保持良好接触。O、M两点用导线相连,A是理想电流表,阻值R=8Ω的电阻和电容的电容器并联在电路中,忽略一切摩擦或空气阻力,且圆形导轨与导线电阻不计。下列说法正确的是( )
A. 流过电阻R的电流方向为b→a
B. 电流表的读数为1.25A
C. 电容器的电荷量为
D. 为了维持金属杆匀速转动,外力做功的功率为40W
【答案】CD
【解析】
【详解】A.绕点逆时针匀速转动,根据右手定则可知,电流从两点流向O点,所以流过电阻R的电流方向为,故A错误;
B.电流从PQ两点流向O点,则PO与QO并联,所以金属棒产生的电动势为
PO与QO并联产生的等效内阻为
根据闭合电路欧姆定律可知,电流表的读数为,故B错误;
C.电容器两端的电压为
则电容器的电荷量为,故C正确;
D.为了维持金属杆匀速转动,外力做功的功率为,故D正确。
故选CD。
10. 如图甲所示,质量为M=0.5kg的木板静止在光滑水平面上,质量为m=1kg的物块以初速度v0=4m/s滑上木板的左端,物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2,在物块滑上木板的同时,给木板施加一个水平向右的恒力F。当恒力F取某一值时,物块在木板上相对于木板滑动的路程为s,给木板施加不同大小的恒力F,得到的关系如图乙所示,其中AB与横轴平行。将物块视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是( )
A. 若恒力F=0,物块不能滑出木板
B. 在B点对应恒力的作用下,物块恰好不能从木板右端滑出
C. C点横坐标为4N
D. 图像中D点纵坐标为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.,,,,滑动摩擦力
只要物块相对木板滑动,物块加速度大小恒为(减速)
当较小时,物块最终滑出木板,相对滑动路程等于木板长度,故
得
若,由动量守恒
能量守恒
代入得
物块滑出,故A错误;
B.B点是临界状态,相对路程
对应物块恰好不滑出木板右端,故B正确;
C.当物块相对木板向右滑动到共速,恰好不滑出时,经历的时间为,根据牛顿第二定律,对木板分析有
代入数据解得
由A得
根据速度时间关系可得
即
根据位移关系可得
即
联立解得
即
当共速后两者恰好相对静止,整体加速度最大为
得最大
因此段终点的横坐标为,故C错误;
D.共速前,物块加速度
木板加速度
共速时间满足
解得
此阶段物块相对木板向右的位移
共速后,整体加速度
物块所需摩擦力
点对应略大于,则物块在与木板共速后向左滑离木板,滑动距离
因此总相对路程
得
故D正确。
故选BD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 学习小组正在探究“影响感应电流方向的因素”。
(1)同学按照图甲连接电路,不通电时,电流计指针停在中央。当闭合开关时,观察到电流计指针向左偏。该步骤是为了判断____________。
(2)接着按照图乙组装实验装置。将强磁体(上方S极、下方N极)从螺线管中拔出的过程中,我们可以观察到电流计的指针____________(填“向左”“向右”或“不”)偏转。
(3)为了进一步探究实验规律,同学连接了如图丙所示的实验电路,将强磁体(上方S极、下方N极)沿轴线在线圈上方释放后向下穿过线圈的过程中(磁体与线圈不接触),观察到的实验现象是( )
A. 灯泡A始终发光,灯泡B始终不发光
B. 灯泡B始终发光,灯泡A始终不发光
C. 灯泡A先发光,灯泡B后发光
D. 灯泡B先发光,灯泡A后发光
【答案】(1)电流流入方向与电流计指针偏转方向的关系
(2)向左 (3)D
【解析】
【小问1详解】
当闭合开关时,观察到电流计指针向左偏,说明当电流从电流计左接线柱流进电流计时,电流计的指针向左偏,本步骤是为了判断电流流进电流计方向与电流计指针偏转方向的关系。
【小问2详解】
根据楞次定律可知,此时感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同,结合安培定则可知此时感应电流从上方流进螺线管,从下方流出螺线管,再流进电流计,因此电流计的指针向左偏转。
【小问3详解】
当强磁体进入线圈的过程中,原磁场方向穿过线圈向下且磁场强度增强,根据楞次定律可知,此时感应电流产生的磁场方向穿过线圈向上,结合安培定则可知电流在线圈中沿逆时针(俯视图),由于二极管具有单向导电性,因此电流从上往下流过灯泡,灯泡B发光,灯泡A不发光;当强磁体穿出线圈的过程中,原磁场方向穿过线圈向下且磁场强度减弱,根据楞次定律可知,此时感应电流产生的磁场方向穿过线圈向下,结合安培定则可知电流在线圈中沿顺时针(俯视图),由于二极管具有单向导电性,因此电流从下往上流过灯泡,灯泡A发光,灯泡B不发光。综上方向,观察到的实验现象是灯泡B先发光,灯泡A后发光。
故选D。
12. 某同学用图甲所示的装置测量当地的重力加速度。用质量均为M的重物P和Q系在不可伸长的轻绳两端,使系统平衡。再在重物P上加一质量为m的砝码,系统失去平衡后从静止开始运动。P下落距离h后砝码被架在固定环形座上,用光电门(图中未画出)测出P穿过环形座后速度大小为v,然后借助缓冲器结束当次测试。
(1)本实验利用光电门测重物的速度,所应用的物理方法是( )
A. 控制变量法 B. 理想实验法 C. 极限思想法
(2)用游标卡尺测量重物的高度d,结果如图乙所示,则d=_________cm。
(3)若忽略实验过程中的摩擦阻力和空气阻力,则从砝码被架在固定环形座上至Q接触缓冲器之前,P的运动是__________________(选填“匀速直线运动”、“匀加速直线运动”或“匀速直线运动”)。
(4)实验时,保持M不变,更换不同的m进行多次实验,得到的速度v和m的数据绘制成图像如图丙所示,已知图像的纵坐标为,则图像的横坐标为___________(选填“m”、“m2”或“”),图像纵轴截距为b,可得当地的重力加速度为___________(用h、b表示)。
【答案】(1)C (2)1.930
(3)匀速直线运动 (4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
光电门测量瞬时速度的原理是:利用很短时间或很小位移内的平均速度近似代替瞬时速度,本质是当时间间隔Δt→0或位移趋近于0时,平均速度就等于瞬时速度,该方法应用了极限思想法。
故选C。
【小问2详解】
用游标卡尺测量重物的高度
【小问3详解】
初始时,重物P、Q质量均为M,系统保持平衡。当砝码被架走后,对P、Q系统所受合外力为零。砝码被架走时,P已经获得了一定的运动速度,根据牛顿第一定律,合外力为零的物体将保持原有速度做匀速直线运动,因此P做匀速直线运动。
【小问4详解】
[1]忽略阻力影响,由系统机械能守恒有
得
故图像的横坐标为。
[2]图像纵轴截距为b,则
可得当地的重力加速度为
13. 如图所示,一定质量的理想气体经历A→B→C的状态变化,整个过程气体对外界做功100J,AB与横轴平行,BC所在直线穿过原点,求:
(1)气体在状态C的压强;
(2)气体在状态A的体积。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由图像可知B到C经历等容变化,有
代入图中数据解得
【小问2详解】
B到C经历等容变化,气体对外不做功,A到B经历等压变化,则全程气体对外做功
等压变化有
代入图中数据解得
14. 如图所示,质量均为m=0.2kg的两物块通过细线连接,物块间有一压缩量的轻弹簧(物块和弹簧不拴接),静止于高为h=0.2m、表面粗糙的平台上。现烧断细线,两物块从静止开始运动,弹簧恢复原长时物块2恰好从平台右边缘B点水平飞出,水平射程x=2m,物块1恰好向左从E点脱离弹簧并进入一半径R=1m的光滑圆轨道。g=10m/s2,物块1和2均可看作质点,两物块与平台的动摩擦因数均为0.5。求:
(1)脱离弹簧时物块1和2的速度大小v1和v2;
(2)物块1到达圆轨道最高点A时对轨道压力的大小;
(3)整个过程中,弹簧释放的弹性势能。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
物块2平抛运动的时间满足
水平射程满足
解得
两物块受到的摩擦力和弹簧弹力均等大反向,故系统动量守恒,有
得,
【小问2详解】
物块1到最高点过程中,由动能定理有
物块在最高点,由牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律有
故
【小问3详解】
根据能量守恒有
其中
解得
15. 如图所示的空间直角坐标系Oxyz中,垂直于x轴的平面M、N、P、Q将空间分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,其中平面N与yOz平面重合,M、N间距为d,N、P间距为2d,P、Q间距为L(大小未知)。在Ⅰ区域内有一沿x轴正方向的匀强电场,在Ⅱ区域内有一沿z轴负方向的匀强电场,在Ⅲ区域内有沿z轴正方向的匀强电场以及沿z轴负方向的匀强磁场。一质量为m、电量为+q的带电粒子由坐标为(d,0,d)的S点静止释放,经Ⅰ区电场加速后到达z轴时的速度大小为v0,粒子运动过程中不会到达平面Q。已知三个区域的电场强度大小均相同,磁感应强度大小,不计粒子重力。
(1)求电场强度E的大小及粒子到达平面P时速度v的大小;
(2)求粒子由S点静止释放到第一次回到M面经历的时间;
(3)若仅将磁场方向改为沿y轴负方向、磁感应强度大小变为,粒子仍由S点静止释放,要使粒子能够到达平面Q,且到达Q时速度刚好平行于x轴,求L应满足的条件。
【答案】(1),
(2)
(3)(n=0,1,2,…)
【解析】
【小问1详解】
粒子在Ⅰ区加速,由动能定理,得
解得
粒子进入Ⅱ区后,方向匀速运动,方向匀加速运动,由牛顿第二定律,得加速度
方向走的时间
方向末速度
合速度大小
【小问2详解】
由匀变速直线运动速度与时间的关系,得M到N的时间为
在Ⅱ区域中沿方向的位移
可知粒子到达P平面时恰好运动到x轴线上。在Ⅲ区域中,将运动分解为竖直方向初速度向下为、加速度向上的匀变速直线运动,水平面内做的匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,有
解得
周期为
水平面内运动半个周期离开区域,则
离开Ⅲ区域时,在水平方向,有
在竖直方向,有
即速度向上大小不变,故粒子从P回去的过程是逆着来时的运动。所以粒子从M到第一次回到M的时间
【小问3详解】
由,可将粒子在xOz平面内的运动分解为x方向速度v0的匀速直线运动,和初速度竖直向下、大小为v0、在洛伦兹力作用下的顺时针匀速圆周运动,有
则半径为
周期为
第一次速度水平时,经历的时间是,有
第二次速度水平时,比第一次水平多经历了,故又多走了
以此类推,可得(n=0,1,2,…)
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高三物理学科试卷
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 某一初速度竖直向上抛出一个苹果,并落回手中,忽略空气阻力,以竖直向上为正方向,以下描述此过程苹果的位移—时间图像或速度—时间图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 弹性绳静止在光滑水平桌面上,手指捏住其中点在垂直绳方向作简谐运动,起振方向如图所示,则一段时间后弹性绳的形状可能为( )
A. B.
C. D.
3. 一个质量为8kg的物块,在平行于斜面的拉力F作用下,沿倾角为30°的斜面体匀速上滑。已知物块与斜面间的动摩擦因数为,斜面体始终保持静止。已知重力加速度g为10m/s2。则水平地面对斜面体的摩擦力判断正确的是( )
A. 静摩擦力水平向左,大小为N
B. 静摩擦力水平向右,大小为N
C. 静摩擦力水平向左,大小为100N
D. 静摩擦力水平向右,大小为100N
4. 如图所示,a、b两束单色光分别从界面的A点射入水里后,都经过S点。则下列说法正确的是( )
A. 在水中,a光的传播速度小于b光
B. a光光子能量大于b光光子能量
C. a光在水中全反射的临界角大于b光的临界角
D. 两种光分别通过同一双缝干涉装置,b光相邻两条亮纹间距大
5. 发电机的N匝长方形导电线圈转动一周过程中的四个位置如图所示,已知线圈绕中轴线以角速度ω做匀速圆周运动,两磁极间的磁场可视为水平匀强磁场,已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为Em。下列说法正确的是( )
A. 线圈在图甲中的磁通量最大
B. 线圈在图乙中的感应电动势最大
C. 线圈从图甲开始转动一圈的过程中电流方向改变两次
D. 穿过线圈的最大磁通量为
6. 在2025年9月3日举行的“九三阅兵”式上,“东风-61”陆基洲际导弹体现了我国强大的国防实力。若该导弹发射后按如图所示轨迹飞行,先后经历AB段(火箭助推加速上升)、BCD段(脱离大气层后无动力飞行)和DE段(弹头再入大气层后机动滑行),最终命中目标E点。关于弹头在各阶段的运动,下列说法正确的是( )
A. 弹头在B点时的速率等于在C点时的速率
B. 弹头在BCD段的飞行轨迹为椭圆的一部分
C. 弹头在最高点C处的飞行速度等于第一宇宙速度
D. 弹头在DE段大气层滑行的过程所受合力方向始终指向地心
7. 平面内存在两个相同的点电荷,其中一个点电荷固定不动且到该平面内点的距离为,另一个点电荷以恒定的速率在该平面内绕点做匀速圆周运动,测得这两个电荷产生的电场在点的电场强度大小随时间变化的图像如图所示,曲线段与段左右对称。是撤去运动点电荷后,点的场强大小。已知。点电荷的运动只会导致其电场线随运动而平移,不产生其它效应。则下列说法正确的是( )
A. 运动电荷做匀速圆周运动的半径为
B. 运动电荷的速率为
C. 时间内,运动电荷的位移大小为
D. 时间内,运动电荷的位移大小为
8. 1919年,卢瑟福用镭放射出的粒子轰击氮原子核(),产生了一个氧原子核()和一种新的粒子M,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 新的粒子M是质子
B. 粒子M具有波粒二象性
C. 若提高粒子源所处环境温度,其半衰期会增加
D. 氮原子核中,两个M粒子之间的核力比它们之间的万有引力和库仑力都要大得多
9. 如图所示,圆心为O、直径d=2m的圆形金属导轨内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小B=2T的匀强磁场。金属杆PQ长度与导轨直径相等,单位长度电阻,PQ绕O点以角速度ω=20rad/s逆时针匀速转动并与导轨保持良好接触。O、M两点用导线相连,A是理想电流表,阻值R=8Ω的电阻和电容的电容器并联在电路中,忽略一切摩擦或空气阻力,且圆形导轨与导线电阻不计。下列说法正确的是( )
A. 流过电阻R的电流方向为b→a
B. 电流表的读数为1.25A
C. 电容器的电荷量为
D. 为了维持金属杆匀速转动,外力做功的功率为40W
10. 如图甲所示,质量为M=0.5kg的木板静止在光滑水平面上,质量为m=1kg的物块以初速度v0=4m/s滑上木板的左端,物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2,在物块滑上木板的同时,给木板施加一个水平向右的恒力F。当恒力F取某一值时,物块在木板上相对于木板滑动的路程为s,给木板施加不同大小的恒力F,得到的关系如图乙所示,其中AB与横轴平行。将物块视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是( )
A. 若恒力F=0,物块不能滑出木板
B. 在B点对应恒力的作用下,物块恰好不能从木板右端滑出
C. C点横坐标为4N
D. 图像中D点纵坐标为
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 学习小组正在探究“影响感应电流方向的因素”。
(1)同学按照图甲连接电路,不通电时,电流计指针停在中央。当闭合开关时,观察到电流计指针向左偏。该步骤是为了判断____________。
(2)接着按照图乙组装实验装置。将强磁体(上方S极、下方N极)从螺线管中拔出的过程中,我们可以观察到电流计的指针____________(填“向左”“向右”或“不”)偏转。
(3)为了进一步探究实验规律,同学连接了如图丙所示的实验电路,将强磁体(上方S极、下方N极)沿轴线在线圈上方释放后向下穿过线圈的过程中(磁体与线圈不接触),观察到的实验现象是( )
A. 灯泡A始终发光,灯泡B始终不发光
B. 灯泡B始终发光,灯泡A始终不发光
C. 灯泡A先发光,灯泡B后发光
D. 灯泡B先发光,灯泡A后发光
12. 某同学用图甲所示的装置测量当地的重力加速度。用质量均为M的重物P和Q系在不可伸长的轻绳两端,使系统平衡。再在重物P上加一质量为m的砝码,系统失去平衡后从静止开始运动。P下落距离h后砝码被架在固定环形座上,用光电门(图中未画出)测出P穿过环形座后速度大小为v,然后借助缓冲器结束当次测试。
(1)本实验利用光电门测重物的速度,所应用的物理方法是( )
A. 控制变量法 B. 理想实验法 C. 极限思想法
(2)用游标卡尺测量重物的高度d,结果如图乙所示,则d=_________cm。
(3)若忽略实验过程中的摩擦阻力和空气阻力,则从砝码被架在固定环形座上至Q接触缓冲器之前,P的运动是__________________(选填“匀速直线运动”、“匀加速直线运动”或“匀速直线运动”)。
(4)实验时,保持M不变,更换不同的m进行多次实验,得到的速度v和m的数据绘制成图像如图丙所示,已知图像的纵坐标为,则图像的横坐标为___________(选填“m”、“m2”或“”),图像纵轴截距为b,可得当地的重力加速度为___________(用h、b表示)。
13. 如图所示,一定质量的理想气体经历A→B→C的状态变化,整个过程气体对外界做功100J,AB与横轴平行,BC所在直线穿过原点,求:
(1)气体在状态C的压强;
(2)气体在状态A的体积。
14. 如图所示,质量均为m=0.2kg的两物块通过细线连接,物块间有一压缩量的轻弹簧(物块和弹簧不拴接),静止于高为h=0.2m、表面粗糙的平台上。现烧断细线,两物块从静止开始运动,弹簧恢复原长时物块2恰好从平台右边缘B点水平飞出,水平射程x=2m,物块1恰好向左从E点脱离弹簧并进入一半径R=1m的光滑圆轨道。g=10m/s2,物块1和2均可看作质点,两物块与平台的动摩擦因数均为0.5。求:
(1)脱离弹簧时物块1和2的速度大小v1和v2;
(2)物块1到达圆轨道最高点A时对轨道压力的大小;
(3)整个过程中,弹簧释放的弹性势能。
15. 如图所示的空间直角坐标系Oxyz中,垂直于x轴的平面M、N、P、Q将空间分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,其中平面N与yOz平面重合,M、N间距为d,N、P间距为2d,P、Q间距为L(大小未知)。在Ⅰ区域内有一沿x轴正方向的匀强电场,在Ⅱ区域内有一沿z轴负方向的匀强电场,在Ⅲ区域内有沿z轴正方向的匀强电场以及沿z轴负方向的匀强磁场。一质量为m、电量为+q的带电粒子由坐标为(d,0,d)的S点静止释放,经Ⅰ区电场加速后到达z轴时的速度大小为v0,粒子运动过程中不会到达平面Q。已知三个区域的电场强度大小均相同,磁感应强度大小,不计粒子重力。
(1)求电场强度E的大小及粒子到达平面P时速度v的大小;
(2)求粒子由S点静止释放到第一次回到M面经历的时间;
(3)若仅将磁场方向改为沿y轴负方向、磁感应强度大小变为,粒子仍由S点静止释放,要使粒子能够到达平面Q,且到达Q时速度刚好平行于x轴,求L应满足的条件。
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