内容正文:
2027届高三年级9月阶段练习
物理
(满分:100分 考试用时:75分钟)
注意事项:
1.答题前,请将自己的学校、姓名等填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
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. 随着航天事业的发展,一些航天器上安装了核电池,有一种核电池可用来制造,其衰变方程为;2025年中国科学院近代物理研究所合成了一种新核素,其衰变方程为,下列说法正确的是( )
A. 与均发生的是α衰变
B. 的比结合能小于的比结合能
C. α衰变一定不会伴随着γ射线的放出,β衰变一定会伴随着γ射线的放出
D. 若环境的温度升高,与的半衰期均会变短
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据核反应的电荷数守恒、质量数守恒判断衰变类型:第一个衰变中,粒子M的质量数为
其电荷数为
故粒子M为电子,该衰变为衰变;
第二个衰变中,粒子N的质量数为
其电荷数为
故粒子N为粒子,该衰变为衰变。A错误;
B.比结合能变化规律为:中等质量数(约56)的原子核比结合能最大,质量数过大或过小比结合能均更小。质量数为206属于重核,质量数为90更接近中等质量数,因此的比结合能小于的比结合能,故B正确;
C.衰变和衰变产生的新核都可能处于高能级激发态,向低能级跃迁时都会放出射线,两种衰变均可能伴随射线放出,故C错误;
D.半衰期由原子核内部结构决定,与环境温度、压强等外界因素无关,温度升高半衰期不变,故D错误。
故选B。
2. 微观世界的分子力可对比宏观世界弹簧的弹力来理解。如图1所示,两小球(均可视为质点)用轻质弹簧连接放置在光滑水平面上处于静止状态,在此情况下,两球的间距为L0;如图2所示,两分子处于平衡状态时,分子间距为r0,下列说法正确的是( )
A. 对图1,两球的间距为L0时,弹簧对小球的引力与斥力等大反向
B. 对图2,两分子的间距为r0时,分子力为0,分子引力与斥力均为0
C. 对图1,当两球间距由L0逐渐减小时,弹簧对两球的弹力做功的代数和为正值,弹性势能增大
D. 对图2,当两分子间距由r0逐渐减小时,分子力与分子势能均增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.对图1,两球静止在光滑水平面上,弹簧处于原长状态,弹簧对小球没有弹力作用,不存在引力与斥力的说法,故A错误;
B.对图2,两分子间距为时,分子处于平衡位置,分子引力与分子斥力大小相等、方向相反,合力(分子力)为0,但分子引力和分子斥力均不为0,故B错误;
C.对图1,当两球间距由逐渐减小时,弹簧被压缩,弹簧对两球的弹力方向向外,与小球位移方向相反,弹力做负功,做功的代数和为负值,弹性势能增大,故C错误;
D.对图2,当两分子间距由逐渐减小时,分子间距离 ,分子力表现为斥力,且随着距离减小,分子斥力增大,即分子力增大;在此过程中,分子力(斥力)做负功,分子势能增大,故D正确。
故选D。
3. 如图1所示的电路,电源是恒压源,电源输出的电压始终为U,滑动变阻器R2与定值电阻R1串联后再与电动机M(内阻为r0)并联;如图2所示的电路,电源的电动势为E、内阻为r,滑动变阻器R4与定值电阻R3串联后再与电容器C并联。闭合两图所示电路的开关,下列说法正确的是( )
A. 当R2的滑片向右移动,电动机的热功率变小
B. 当R2的滑片向右移动,R1两端的电压变大
C. 当R4的滑片向右移动,流经R3的电流变大
D. 当R4的滑片向右移动,电容器所带电量增多
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.由图1的接线可知,滑片向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻减小。电源为恒压源,电动机与电阻支路并联,电动机两端电压始终为,其工作状态及电流不变;由焦耳定律得
故热功率不变。电阻支路由欧姆定律得
故增大,由可知两端电压增大,故A错误,B正确;
CD.电路稳定后,电容器支路无电流。由图2的接线可知,滑片向右移动时减小。由闭合电路欧姆定律得
故增大,流经的电流增大。由,可知电容器两端电压减小;由电容定义式得
电容器所带电荷量减小,故C正确,D错误。
故选BC。
4. 一质量为m的物体(视为质点)沿坐标轴x做直线运动,位置与时间的关系图像如图所示,两段曲线1、2均为抛物线,t0时刻,曲线的切线与时间轴平行,已知质点在0时刻的速度,再根据图像所提供的其他已知信息,分析下列说法正确的是( )
A. 0~t0时间内,合力的冲量为
B. 0时刻物体的位置坐标为5x0
C. t0~2t0时间内动量的变化量为
D. 0~2t0时间内,对时间而言物体所受合力的平均值为
【答案】D
【解析】
【详解】两段曲线均为抛物线,因此物体在两段运动中均做匀变速直线运动,时刻图线切线与时间轴平行,所以
A.在时间内,根据冲量定理有
解得 ,故A错误;
B.在时间内,由匀变速直线运动的平均速度公式有
解得,故B错误;
C.在时间内,设加速度为,由位移公式有
解得
则时刻速度为
根据动量定理可得动量变化量为,故C错误;
D.在时间内,由动量定理可得合力的平均值满足
解得,故D正确。
故选D。
5. 一定质量的理想气体,在一段过程中经历状态a→b→c,已知该气体在状态a时的压强为p0、体积为V0、温度为T0,其体积V与V0的比值随热力学温度T变化的关系图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 气体状态从a→b分子数密度不变 B. 气体状态从b→c压强减小,气体对外放热
C. 气体状态从a→b对外做的功为0.5p0V0 D. 气体在状态c时的压强为2p0
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,气体从a→b的过程中,-T图像为过原点的倾斜直线,可知气体压强不变,体积增大,则分子数密度减小,故A错误;
C.气体状态从a→b发生等压变化,则
解得
气体对外做的功为,故C正确;
B.气体状态从b→c体积不变,温度升高,则,
根据热力学第一定律可知,气体从外界吸收热量,故B错误;
D.从b到c的过程中,体积不变,则,
所以,故D错误。
故选C。
6. 如图所示的理想变压器,匝数分别为、的两个副线圈分别与阻值为和的电阻连接组成闭合回路,在原线圈两端接上正弦交流电压,发现流经电阻的电流为,下列说法正确的是( )
A. 流经阻值为2R电阻的电流为2I B. 原线圈的匝数为
C. 电源的输出功率为9I2R D. 流过原线圈的电流为
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据欧姆定律,副线圈2两端的电压
根据理想变压器电压与匝数成正比,有
因此有
又有
代入数据解得,故A错误;
B.根据理想变压器电压与匝数成正比,有
由A有
代入数据解得,故B正确;
C.副线圈1消耗的功率
副线圈2消耗的功率
理想变压器输入功率等于输出功率,则电源的输出功率,故C错误;
D.根据能量守恒,电源输出功率等于原线圈输入功率,即
代入数据解得,故D错误。
故选B。
7. 如图所示的匀强电场斜向右上方且与水平方向的夹角为53°,电场强度大小为E,一带电量为+q的小球(视为质点),用轻质绝缘不可伸长的细线悬挂于O点,小球静止时处于A点,此时细线水平。以O点为圆心、细线的长为半径,在竖直面内做虚线圆,AB为水平直径,现把小球移动到B点,给小球一个竖直向上的速度v0,小球沿虚线圆刚好能做完整的圆周运动,重力加速度为g,,,下列说法正确的是( )
A. 小球的质量为
B. 小球沿着虚线圆从B点运动到A点,动能的变化量与电场力做功不相等
C. 细线的长度为
D. 小球沿着虚线圆从B点运动到A点,电势能的减小量为
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球静止在点时细线水平,竖直方向上重力与电场力的竖直分量平衡,根据平衡条件有
解得
与选项所给结果不符,故A错误;
B.由A选项分析可知,因此重力与电场力的竖直分量始终相互抵消,小球受到的恒力合力水平向右,大小为。小球从点沿虚线圆运动到点过程中,细线拉力始终与瞬时速度垂直,不做功;由于、等高,重力做功为零,根据动能定理有
因此动能的变化量等于电场力做功,故B错误;
C.小球从点出发后,在水平恒力作用下,点为速度最小且细线拉力最小的位置,恰好能做完整圆周运动时在点有,根据牛顿第二定律有
结合、解得
细线长度即为,故C正确;
D.小球从点运动到点,水平方向位移为2R,电场力做功即为电势能的减少量,有
代入解得
与不相等,故D错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图1所示,倾角为37°的光滑斜面处在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,一质量为m、带电量为+q的小球(视为质点)从M点由静止释放,运动到N点时对轨道的压力大小正好等于小球的重力;再把小球与绝缘轻质细线连接,如图2所示,细线悬挂在天花板上,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,让小球在水平面内做匀速圆周运动(从上向下看逆时针),细线与竖直方向的夹角为37°,圆弧轨迹的半径等于图1中M、N两点间的距离,线速度等于小球在N点的速度,,,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 小球在N点的速度大小为 B. M、N两点间的距离为
C. 细线的拉力大小为 D. 图2中匀强磁场的磁感应强度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.小球沿斜面下滑洛伦兹力垂直斜面向下,在N点
小球在N点的速度,故A错误;
B.小球从M点运动到N点的过程中,洛伦兹力不做功,根据动能定理
则M、N两点间的距离为,故B正确;
C.根据左手定则,判断洛伦兹力指向小球做圆周运动的圆心,在竖直方向上有,故C错误;
D.在水平方向上有
代值解得,故D正确。
故选BD。
9. 一列简谐横波沿着轴的正方向传播,周期,波速,质点的振动图像如图1所示,质点的振动图像如图2所示,质点在质点的右侧,质点、平衡位置间的距离小于,下列说法正确的是( )
A. 内,质点运动的路程为
B. 质点的振动方程为
C. 波从质点的平衡位置处传播到质点Q的平衡位置处所需的时间为
D. 质点、平衡位置间的距离为
【答案】AD
【解析】
【详解】由题意结合图像可知,机械波的振幅,周期,波速,故波长
A.因,简谐运动中一个周期内质点运动路程为,因此质点运动的总路程,故A正确;
B.设质点的振动方程为
其中,
代入时
解得或
结合图1,后质点位移减小、向负方向运动,因此初相位取,质点的振动方程为,故B错误;
CD.质点在质点的右侧,故质点的振动滞后于质点,且两质点平衡位置间的距离小于,结合图2可知质点的振动方程为
因此两质点的相位差为
故质点、平衡位置间的距离为
波从质点的平衡位置处传播到质点Q的平衡位置处所需的时间为,故C错误,D正确。
故选AD。
10. 如图所示,间距为L的光滑平行导轨ab、cd水平固定放置,圆弧轨道水平固定放置在a、c的左侧,导体棒1一端固定在圆心O,另一端与半径为L的圆弧轨道接触,一段导线两端分别接在a与圆弧导轨上,另一导线两端分别接在c、O两点上,磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直于两种导轨竖直向下,质量未知、长度也为L的导体棒2放置在ab、cd上。现让导体棒1绕O点逆时针匀速转动,到导体棒2开始以v0向右匀速运动时(未到达b、d两点),流过导体棒1某一横截面的电荷量为q,导轨、导线的电阻均忽略不计,已知导体棒1、2的电阻均为R,重力加速度为g,导体棒运动过程中始终垂直于导轨且与导轨接触良好,下列说法正确的是( )
A. 导体棒2的质量为
B. 导体棒1的角速度大小为
C. 导体棒2开始运动瞬间的加速度大小为
D. 导体棒2开始运动瞬间,施加在导体棒1上的外力的功率为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.对导体棒2,从静止到匀速的过程用动量定理:
其中,,因此,解得,故A错误;
B.对导体棒1由得
对导体棒2由得
导体棒2匀速时,所受安培力为零,因此回路电流为零,即,解得,故B正确;
C.开始瞬间导体棒2速度为零,,回路电流
由得
对导体棒2由牛顿第二定律得,故C错误;
D.导体棒2开始运动瞬间,外力功率等于电路总电功率,故D正确。
故选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 用如图1所示的装置来测量滑块下滑的加速度,光电门甲、乙分别安装在倾斜木板上点和点,用刻度尺测出、两点间的距离为,用螺旋测微器测出滑块上遮光条的宽度,然后让滑块从点由静止滑下,遮光条经过光电门甲、乙的运动时间分别为、,然后改变滑块释放的位置,多测几组、的相应值,实验结束后作出的关系图像如图3所示,回答下列问题。
(1)木板上方的细线______与木板平行,木板______(两空均选填“一定”或“不一定”)光滑。
(2)用螺旋测微器测出遮光条的宽度如图2所示,则______。
(3)图3中倾斜直线的斜率为______。
(4)若图3中图线的纵截距为,则滑块的加速度______(用含、、的式子来表示)。
【答案】(1) ①. 一定 ②. 不一定
(2)
(3)1 (4)
【解析】
【小问1详解】
[1]为了让滑块沿木板做匀变速直线运动,细线必须与木板平行,否则滑块运动过程中受力会变化,无法保持恒定加速度;
[2]本实验的原理是利用匀变速直线运动的速度位移规律求解加速度,只要滑块加速度恒定即可,不需要木板完全光滑。
【小问2详解】
螺旋测微器固定刻度读数为,可动刻度读数为,故遮光条的宽度
【小问3详解】
利用匀变速直线运动规律,遮光条通过光电门的瞬时速度可近似为平均速度,即,
对、两点由匀变速直线运动公式
代入速度表达式整理得
因此图线斜率为1。
【小问4详解】
由小问(3)分析可知,图像的纵截距为
滑块的加速度
12. 用如图1所示的电路来探究电容器的充、放电过程,电源的电动势E未知,内阻已知为r,平行板电容器的电容已知为C,定值电阻的阻值R未知,回答下列问题。
(1)合上开关S1,(S2未合上),稳定后,电压传感器的示数为U1,则E______(选填“>”“=”或“<”)U1。
(2)再合上开关S2,电流传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图2所示,说明规定电流沿顺时针方向为______(选填“正”或“负”),电容器在放电的过程中,电流的变化率______(选填“越来越小”或“越来越大”)。
(3)接第(1)、(2)问,合上开关S2稳定后电压传感器的示数为U2,则图2阴影部分面积的绝对值为______,定值电阻的阻值为______。(结果均用题中已知量表示)
【答案】(1)= (2) ①. 正 ②. 越来越小
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
合上开关S1、S2未合上且电路稳定后,电路中几乎没有持续电流,电源内阻r上的电压降为0,此时电容器两端的电压等于电源的电动势 E,而电压传感器测量的就是电容器两端的电压 U1,所以E=U1。
【小问2详解】
[1][2]再合上S2后,电容器两端电压等于R两端电压,所以电容器两端电压减小,开始放电,此时电流沿逆时针方向流动,而图2中初始放电电流为-I0,说明规定电流沿顺时针方向为正方向,逆时针的放电电流就显示为负值。I-t图像的斜率代表电流的变化率,从图2可以看出曲线逐渐变得平缓,斜率的绝对值不断减小,说明电容器放电过程中,电流的变化率越来越小。
【小问3详解】
[1][2]I-t图像与时间轴围成的面积代表过程中移动的总电荷量。电容器放电前带电量为Q1=CU1
放电稳定后带电量为Q2=CU2
因此放电过程中释放的总电荷量为
也就是图2阴影部分面积的绝对值。
合上S2稳定后,电阻 R与电源内阻r串联。电容器所在的电路中的电流为0。此时电压传感器测量的电压是R两端电压,根据闭合电路欧姆定律,有
其中
又有
联立可得定值电阻R的阻值为
13. 一半径为R的玻璃球过球心O的横截面如图所示,一条单色光线1从圆面上的A点射入,折射光线到达圆面上的B点,再次折射后出射光线为2,1的延长线与2的反向延长线交于C点,已知∠ACB=150°,∠AOB是∠ABO的4倍,光在真空中的传播速度为c。
(1)求玻璃球对此种单色光的折射率;
(2)求该单色光从A点到B点的传播时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设,因为
所以
由题意
在中,
解得
由于
已知折射角,解得
折射角,由折射定律:
【小问2详解】
在中,由余弦定理:
得
光在玻璃中的传播速度
光从A到B的传播时间
14. 如图所示,内壁光滑的圆弧轨道AB竖直固定在水平面上,B点的切线水平。A、B两点的高度差h远远小于圆弧轨道的半径R,视为质点的物块放置在B点,物块与水平面间的动摩擦因数是定值。现让视为质点的小球从A点由静止释放,经过一段时间运动到B点,与物块发生弹性碰撞,碰后物块运动到C点停止(物块从B点运动到C点的过程中与小球未再次发生碰撞),已知物块的质量是小球质量的5倍,物块从B点运动到C点的运动时间是小球从A点运动到B点的运动时间的倍,物块从B点运动到C点的过程,水平地面对物块的摩擦力冲量的大小为I,重力加速度为g。
(1)求小球刚到达B点时的速度大小,以及碰撞刚结束时物块的速度大小;
(2)求小球的质量;
(3)求物块与地面间的动摩擦因数。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球从A点到B点过程中,根据动能定理
解得小球到达B点时的速度大小为
小球和物块发生弹性碰撞,则有,
其中
解得碰后小球的速度,方向水平向左
物块的速度,方向水平向右
【小问2详解】
物块在水平面上的摩擦力的冲量
结合,
联立解得小球的质量
【小问3详解】
由于A、B两点的高度差h远远小于圆弧轨道的半径R,小球在圆弧轨道上做简谐运动,等效单摆,周期为
小球从A点运动到B点的运动时间
物块从B点运动到C点的运动时间
物块在水平面上的摩擦力的冲量
结合
解得
15. 如图1所示,间距为L的a、b两点的连线沿水平方向,电场强度大小为E的匀强电场方向竖直向下,现让一带正电粒子从a点以斜向右上方与水平方向成37°夹角的速度v0射入电场,粒子正好运动经过b点;把图1中的电场更换为垂直纸面向外的匀强磁场,如图2所示,再让此粒子从a点以斜向右上方与水平方向成37°夹角的速度v0射入磁场,粒子正好运动经过b点;把图2中的匀强磁场改为空间上水平向右(磁感应强度的大小不变),如图3所示,接着让此粒子从a点以斜向右上方与水平方向成37°夹角的速度v0射入磁场,粒子第4次到达ab的连线上的点是c,不计粒子重力,,。
(1)求此粒子的比荷以及匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)对图2,让此粒子从a点以速度v0射入磁场,入射速度的方向不是斜向右上方,粒子仍可以到达b点,在此情形下,求粒子从a到b的运动时间;对图1,让此粒子从a点以速度v0射入电场,入射速度的方向斜向右上方与水平方向的夹角不是37°,粒子仍可以到达b点,在此种情形下,求粒子在a点时速度与水平方向的夹角;
(3)对图3,求a、c两点间的距离。
【答案】(1),
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
对图1,把粒子的速度分别沿着水平方向和竖直方向正交分解,则有,
粒子从a点到b点做类斜抛运动,由类斜抛运动规律可得
在竖直方向,有
其中
联立解得
对图2,过a、b两点分别做速度的垂线求圆周运动的轨迹的半径,由几何关系可得
由洛伦兹力充当向心力可得
联立解得
【小问2详解】
对图2,让此粒子从a点以斜向左上方与水平方向成37°夹角的速度v0射入磁场,粒子也可运动到b点,此种情形,速度的偏转角
粒子圆周运动周期
粒子从a点到b点的运动时间
联立可得
对图1,让此粒子从a点以速度v0射入电场,入射速度的方向斜向右上方与水平方向的夹角不是37°,仍可以到达b点,此种情形,设粒子与水平方向的夹角为,同理,把粒子的速度分别沿着水平方向和竖直方向正交分解,则有,
由类斜抛运动的规律可得,
联立可得
由数学知
【小问3详解】
对图3,把粒子的速度分别沿水平方向和竖直方向正交分解,
粒子在磁场中的运动可以看成水平方向上以为匀速直线运动和垂直纸面的竖直面内以为线速度的匀速圆周运动的合运动,运动的周期为
经过一个周期,粒子第一次到达ab连线上,设经过一段时间t4粒子第4次到达ab的连线上的位置c点,则有t4=4T
a、c两点间的距离为匀速运动的分位移
联立可得
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2027届高三年级9月阶段练习
物理
(满分:100分 考试用时:75分钟)
注意事项:
1.答题前,请将自己的学校、姓名等填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
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. 随着航天事业的发展,一些航天器上安装了核电池,有一种核电池可用来制造,其衰变方程为;2025年中国科学院近代物理研究所合成了一种新核素,其衰变方程为,下列说法正确的是( )
A. 与均发生的是α衰变
B. 的比结合能小于的比结合能
C. α衰变一定不会伴随着γ射线的放出,β衰变一定会伴随着γ射线的放出
D. 若环境的温度升高,与的半衰期均会变短
2. 微观世界的分子力可对比宏观世界弹簧的弹力来理解。如图1所示,两小球(均可视为质点)用轻质弹簧连接放置在光滑水平面上处于静止状态,在此情况下,两球的间距为L0;如图2所示,两分子处于平衡状态时,分子间距为r0,下列说法正确的是( )
A. 对图1,两球的间距为L0时,弹簧对小球的引力与斥力等大反向
B. 对图2,两分子的间距为r0时,分子力为0,分子引力与斥力均为0
C. 对图1,当两球间距由L0逐渐减小时,弹簧对两球的弹力做功的代数和为正值,弹性势能增大
D. 对图2,当两分子间距由r0逐渐减小时,分子力与分子势能均增大
3. 如图1所示的电路,电源是恒压源,电源输出的电压始终为U,滑动变阻器R2与定值电阻R1串联后再与电动机M(内阻为r0)并联;如图2所示的电路,电源的电动势为E、内阻为r,滑动变阻器R4与定值电阻R3串联后再与电容器C并联。闭合两图所示电路的开关,下列说法正确的是( )
A. 当R2的滑片向右移动,电动机的热功率变小
B. 当R2的滑片向右移动,R1两端的电压变大
C. 当R4的滑片向右移动,流经R3的电流变大
D. 当R4的滑片向右移动,电容器所带电量增多
4. 一质量为m的物体(视为质点)沿坐标轴x做直线运动,位置与时间的关系图像如图所示,两段曲线1、2均为抛物线,t0时刻,曲线的切线与时间轴平行,已知质点在0时刻的速度,再根据图像所提供的其他已知信息,分析下列说法正确的是( )
A. 0~t0时间内,合力的冲量为
B. 0时刻物体的位置坐标为5x0
C. t0~2t0时间内动量的变化量为
D. 0~2t0时间内,对时间而言物体所受合力的平均值为
5. 一定质量的理想气体,在一段过程中经历状态a→b→c,已知该气体在状态a时的压强为p0、体积为V0、温度为T0,其体积V与V0的比值随热力学温度T变化的关系图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 气体状态从a→b分子数密度不变 B. 气体状态从b→c压强减小,气体对外放热
C. 气体状态从a→b对外做的功为0.5p0V0 D. 气体在状态c时的压强为2p0
6. 如图所示的理想变压器,匝数分别为、的两个副线圈分别与阻值为和的电阻连接组成闭合回路,在原线圈两端接上正弦交流电压,发现流经电阻的电流为,下列说法正确的是( )
A. 流经阻值为2R电阻的电流为2I B. 原线圈的匝数为
C. 电源的输出功率为9I2R D. 流过原线圈的电流为
7. 如图所示的匀强电场斜向右上方且与水平方向的夹角为53°,电场强度大小为E,一带电量为+q的小球(视为质点),用轻质绝缘不可伸长的细线悬挂于O点,小球静止时处于A点,此时细线水平。以O点为圆心、细线的长为半径,在竖直面内做虚线圆,AB为水平直径,现把小球移动到B点,给小球一个竖直向上的速度v0,小球沿虚线圆刚好能做完整的圆周运动,重力加速度为g,,,下列说法正确的是( )
A. 小球的质量为
B. 小球沿着虚线圆从B点运动到A点,动能的变化量与电场力做功不相等
C. 细线的长度为
D. 小球沿着虚线圆从B点运动到A点,电势能的减小量为
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图1所示,倾角为37°的光滑斜面处在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,一质量为m、带电量为+q的小球(视为质点)从M点由静止释放,运动到N点时对轨道的压力大小正好等于小球的重力;再把小球与绝缘轻质细线连接,如图2所示,细线悬挂在天花板上,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,让小球在水平面内做匀速圆周运动(从上向下看逆时针),细线与竖直方向的夹角为37°,圆弧轨迹的半径等于图1中M、N两点间的距离,线速度等于小球在N点的速度,,,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 小球在N点的速度大小为 B. M、N两点间的距离为
C. 细线的拉力大小为 D. 图2中匀强磁场的磁感应强度大小为
9. 一列简谐横波沿着轴的正方向传播,周期,波速,质点的振动图像如图1所示,质点的振动图像如图2所示,质点在质点的右侧,质点、平衡位置间的距离小于,下列说法正确的是( )
A. 内,质点运动的路程为
B. 质点的振动方程为
C. 波从质点的平衡位置处传播到质点Q的平衡位置处所需的时间为
D. 质点、平衡位置间的距离为
10. 如图所示,间距为L的光滑平行导轨ab、cd水平固定放置,圆弧轨道水平固定放置在a、c的左侧,导体棒1一端固定在圆心O,另一端与半径为L的圆弧轨道接触,一段导线两端分别接在a与圆弧导轨上,另一导线两端分别接在c、O两点上,磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直于两种导轨竖直向下,质量未知、长度也为L的导体棒2放置在ab、cd上。现让导体棒1绕O点逆时针匀速转动,到导体棒2开始以v0向右匀速运动时(未到达b、d两点),流过导体棒1某一横截面的电荷量为q,导轨、导线的电阻均忽略不计,已知导体棒1、2的电阻均为R,重力加速度为g,导体棒运动过程中始终垂直于导轨且与导轨接触良好,下列说法正确的是( )
A. 导体棒2的质量为
B. 导体棒1的角速度大小为
C. 导体棒2开始运动瞬间的加速度大小为
D. 导体棒2开始运动瞬间,施加在导体棒1上的外力的功率为
三、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 用如图1所示的装置来测量滑块下滑的加速度,光电门甲、乙分别安装在倾斜木板上点和点,用刻度尺测出、两点间的距离为,用螺旋测微器测出滑块上遮光条的宽度,然后让滑块从点由静止滑下,遮光条经过光电门甲、乙的运动时间分别为、,然后改变滑块释放的位置,多测几组、的相应值,实验结束后作出的关系图像如图3所示,回答下列问题。
(1)木板上方的细线______与木板平行,木板______(两空均选填“一定”或“不一定”)光滑。
(2)用螺旋测微器测出遮光条的宽度如图2所示,则______。
(3)图3中倾斜直线的斜率为______。
(4)若图3中图线的纵截距为,则滑块的加速度______(用含、、的式子来表示)。
12. 用如图1所示的电路来探究电容器的充、放电过程,电源的电动势E未知,内阻已知为r,平行板电容器的电容已知为C,定值电阻的阻值R未知,回答下列问题。
(1)合上开关S1,(S2未合上),稳定后,电压传感器的示数为U1,则E______(选填“>”“=”或“<”)U1。
(2)再合上开关S2,电流传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图2所示,说明规定电流沿顺时针方向为______(选填“正”或“负”),电容器在放电的过程中,电流的变化率______(选填“越来越小”或“越来越大”)。
(3)接第(1)、(2)问,合上开关S2稳定后电压传感器的示数为U2,则图2阴影部分面积的绝对值为______,定值电阻的阻值为______。(结果均用题中已知量表示)
13. 一半径为R的玻璃球过球心O的横截面如图所示,一条单色光线1从圆面上的A点射入,折射光线到达圆面上的B点,再次折射后出射光线为2,1的延长线与2的反向延长线交于C点,已知∠ACB=150°,∠AOB是∠ABO的4倍,光在真空中的传播速度为c。
(1)求玻璃球对此种单色光的折射率;
(2)求该单色光从A点到B点的传播时间。
14. 如图所示,内壁光滑的圆弧轨道AB竖直固定在水平面上,B点的切线水平。A、B两点的高度差h远远小于圆弧轨道的半径R,视为质点的物块放置在B点,物块与水平面间的动摩擦因数是定值。现让视为质点的小球从A点由静止释放,经过一段时间运动到B点,与物块发生弹性碰撞,碰后物块运动到C点停止(物块从B点运动到C点的过程中与小球未再次发生碰撞),已知物块的质量是小球质量的5倍,物块从B点运动到C点的运动时间是小球从A点运动到B点的运动时间的倍,物块从B点运动到C点的过程,水平地面对物块的摩擦力冲量的大小为I,重力加速度为g。
(1)求小球刚到达B点时的速度大小,以及碰撞刚结束时物块的速度大小;
(2)求小球的质量;
(3)求物块与地面间的动摩擦因数。
15. 如图1所示,间距为L的a、b两点的连线沿水平方向,电场强度大小为E的匀强电场方向竖直向下,现让一带正电粒子从a点以斜向右上方与水平方向成37°夹角的速度v0射入电场,粒子正好运动经过b点;把图1中的电场更换为垂直纸面向外的匀强磁场,如图2所示,再让此粒子从a点以斜向右上方与水平方向成37°夹角的速度v0射入磁场,粒子正好运动经过b点;把图2中的匀强磁场改为空间上水平向右(磁感应强度的大小不变),如图3所示,接着让此粒子从a点以斜向右上方与水平方向成37°夹角的速度v0射入磁场,粒子第4次到达ab的连线上的点是c,不计粒子重力,,。
(1)求此粒子的比荷以及匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)对图2,让此粒子从a点以速度v0射入磁场,入射速度的方向不是斜向右上方,粒子仍可以到达b点,在此情形下,求粒子从a到b的运动时间;对图1,让此粒子从a点以速度v0射入电场,入射速度的方向斜向右上方与水平方向的夹角不是37°,粒子仍可以到达b点,在此种情形下,求粒子在a点时速度与水平方向的夹角;
(3)对图3,求a、c两点间的距离。
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