内容正文:
四川省成都市2024-2025学年高二上学期期末调研考试模拟测试(二)
物理试卷
满分100分;考试时间:75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必在答题卡上将自己的姓名、座位号、准考证号用0.5毫米的黑色签字笔填写清楚,考生考试条形码由监考老师粘贴在答题卡上的“贴条形码区”。
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上,如需改动,用橡皮擦擦干净后再填涂其它答案;非选择题用0.5毫米的黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答,超出答题区域答题的答案无效;在草稿纸上、试卷上答题无效。
3.考试结束后由监考老师将答题卡收回。
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. 静电知识和生活息息相关,下列说法正确的是( )
A. 高压输电线上方有两根导线与大地相连,是为了使高压输电线免遭雷击
B. 工作人员在超高压带电作业时,穿绝缘橡胶服比金属丝编制的工作服更安全
C. 干燥的冬季触摸金属门把手时被电击,这是因为手与门把手之间摩擦起电导致的
D. 静电喷漆时,金属件与油漆雾滴带相同的电荷,在静电斥力作用下喷涂更均匀
【答案】A
【解析】
【详解】A.高压输电线上方有两根导线与大地相连构成了静电屏蔽,能使得输电线免遭雷击,故A正确;
B.超高压带电作业的工作人员,为了保证他们的安全,他们必须穿上金属丝制成的衣服,以起到静电屏蔽的作用,故B错误;
C.干燥的冬季,人在运动的过程中衣服会发生摩擦带电,摸金属门把手有时会被电击,是因为手与门把手感应起电,故C错误;
D.喷枪喷出的油漆微粒带正电,因相互排斥而散开,形成雾状,被喷涂的金属件带负电,对雾状油漆产生引力,把油漆吸到表面,可以使油漆与金属表面结合的更牢固,故D错误。
故选A。
2. 两个带电荷量不等的点电荷Q、q电场线分布如图所示,虚线为两电荷连线的中垂线,c、d两点在中垂线上,且关于两电荷连线对称。下列说法正确的是( )
A. a、b两点的电势可能相同
B. a、b两点的电场强度可能相同
C. 把电荷从c点沿虚线移到d点,电场力一直不做功
D. 把电荷从c点沿虚线移到d点,电场力做的总功为零
【答案】D
【解析】
【详解】A.等势面与电场线垂直,沿电场线方向电势降低,且由电势高的等势面指向电势低的等势面。a点电势与b点电势高,A错误;
B.电场强度方向为电场线上某点的切线方向,a、b两点的电场强度方向一定不同,B错误;
CD.由对称性可知,c点和d点在同一等势面上,但是cd连线并不是等势线,把电荷从c沿虚线移到d,电场力做功,但前后做功相抵消,做的总功为零,C错误、D正确。
故选D。
3. 随着智能手机的普及,移动电源(俗称充电宝)成了人们外出旅行的必备物品。如下图所示为某品牌移动电源的铭牌,下列选项中正确的是 ( )
A. 铭牌中有 10000mAh/38.5Wh的数据,其中mAh 是电荷量的单位
B. 移动电源在本质上其实是一个非常大的电容器
C. 移动电源只有充满电时,输出电压才能达到5V
D. 用该移动电源给手机充电时,可以把能量百分百转换成电能充到手机内
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据电流定义式,可得电荷量,mA(毫安)是电流单位,h(小时)是时间单位
因此mAh是电流与时间的乘积单位,属于电荷量的单位,故A正确;
B.移动电源本质是可充电的化学电源(聚合物锂电池),通过化学反应将化学能转化为电能,并非电容器
电容器是依靠电场储存电荷的元件,二者工作原理完全不同,故B错误;
C.该移动电源只要在正常放电的工作范围内,无论剩余电量多少,都可以稳定输出5V的额定电压,并非只有充满电才能达到5V,故C错误;
D.该移动电源充电过程中部分能量会以热能等形式损耗,不可能实现100%的能量转换,故D错误。
故选A 。
4. 如图所示的电路,电源的内阻不可忽略,定值电阻的阻值是滑动变阻器最大阻值的,a、b是滑动变阻器的两端,当滑片P位于a、b的中点时,小灯泡L正常发光,理想电流表和的示数之比。下列说法正确的是( )
A. 定值电阻与小灯泡L端电压之比为2∶3
B. 定值电阻滑动变阻器消耗的电功率之比为3∶2
C. 滑片P向上缓慢滑动,小灯泡L变暗
D. 滑片P向上缓慢滑动,两电流表示数都增大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据题意,设通过灯泡的电流为,则通过滑动变阻器的电流为,通过定值电阻的电流为,滑片P位于a、b的中点时,滑动变阻器接入电路的电阻等于定值电阻,小灯泡与滑动变阻器并联,电压相等,则由欧姆定律可知,定值电阻与小灯泡L端电压之比为,由功率可知,定值电阻滑动变阻器消耗的电功率之比为,故AB错误;
CD.滑片P向上缓慢滑动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,外电路的总电阻减小,由闭合回路欧姆定律可知,通过定值电阻电流增大,小灯泡与滑动变阻器并联电路两端的电压减小,通过小灯泡的电流减小,则通过滑动变阻器电流增大,综上所述,小灯泡L变暗,电流表示数增大,电流表示数减小,故C正确,D错误。
故选C。
5. 图甲所示,太空舱中弹簧振子沿轴线AB自由振动,一垂直于AB的弹性长绳与振子相连,以振子的平衡位置为坐标原点O,沿绳方向为x轴,沿弹簧轴线方向为y轴。振子振动一段时间后,某时刻绳子的波形如图乙中实线所示,经过后的波形如图乙中虚线所示,P为处的质点,Q为处的质点,则( )
A. 绳子上质点P、Q的起振方向相反
B. 弹簧振子振动频率的最大值为
C. 绳子上产生的波的传播速度可能为
D. 时,质点Q的位置在处
【答案】D
【解析】
【详解】A.绳子上各质点的起振方向都与波源弹簧振子的起振方向相同,故A错误;
B.波源在坐标原点,绳子上产生的波只能向右传播,由到波传播的距离
、1、2、
,、1、2、
则波速为
、1、
、1、2、
当时,该波振动周期最大值为,则质点P的振动频率最小值为,故B错误;
C.绳子各质点都是在波源振子的驱动下做受迫振动,受迫振动的频率与驱动力频率相同,据以上分析可知,该波的波速不可能为,故C错误;
D.根据波的图像和以上分析可知,在时刻,质点Q位移
可得
、1、2、
故D正确。
故选D。
6. 如图,是边长为且对角线竖直的正方形区域,区域内既存在垂直于平面的匀强磁场(图中未画出),也存在平行于边斜向上的匀强电场。一质量为、电荷量为的小球从点正上方高处由静止释放,恰好能沿直线匀速穿过正方形区域。小球可视为质点,重力加速度大小为。由此可知( )
A. 小球所带电荷为负电
B. 磁场方向垂直于平面向里
C. 磁场的磁感应强度大小为
D. 从到的过程中,小球机械能变化量为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.
通过受力分析可知,小球带正电荷,磁场方向垂直于平面向外,故AB错误;
C.由题意可得
解得磁场的磁感应强度大小
故C正确;
D.从到的过程中,小球机械能变化量为重力势能的减少量
故D错误。
故选C。
7. “世纪工程”﹣港珠澳大桥已于2018年10月24日9时正式通车,大桥主桥部分由约为6.7km海底隧道和22.9km桥梁构成,海底隧道需要每天24小时照明,而桥梁只需晚上照明。假设该大桥的照明电路可简化为如图所示电路,其中太阳能电池供电系统可等效为电动势为E、内阻为r的电源,电阻R1、R2分别视为隧道灯和桥梁路灯,已知r小于R1和R2,则下列说法正确的是( )
A. 夜间,电流表示数为
B. 夜间,开关K闭合,电路中电流表、电压表示数均变小
C. 夜间,由于用电器的增多,则太阳能电池供电系统损失的电功率增大
D. 当电流表示数为I则太阳能电池供电系统输出电功率为EI
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.夜间,桥梁需要照明,开关K闭合,电阻R1、R2并联,根据闭合电路欧姆定律可知,电流表示数
A错误;
B.夜间,开关K闭合,总电阻减小,干路电流增大,电路中电流表示数变大,B错误;
C.根据能量守恒定律可知,夜间,由于用电器的增多,总电流增大,根据
可知,太阳能电池供电系统损失的电功率增大,C正确;
D.当电流表示数为I,则太阳能电池供电系统总功率为EI,输出功率为
P=EI﹣I2r
D错误。
故选C。
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. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,t时刻波形图如图中的实线所示,此时波刚好传到P点, 时刻x轴上0~90m区域的波形如图中的虚线所示,a、b、c、P、Q是介质中的质点,则以下说法正确的是( )
A. 若 ,这列波的波速为40m/s
B. 若 ,这列波的波速可能为250m/s
C. 若 ,则当 时刻,质点b、P的位移相同
D. 质点a在这段时间内通过的路程一定小于30cm
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.由图可知波长,在内,这列波的传播距离可能为
则传播速度为
则周期为
若T>0.6s,可知n=0时满足条件,此时周期为0.8s,故波速
若T<0.6s,可知n=3时周期为0.16s,故波速,故A错误,B正确;
C.若T=0.8s,波的速度为
由平移法可知波传播
将t时刻的图像向右平移25m后得到t+0.5s时波的图像,可以判断此时b、P两点位移相同,故C正确;
D.质点a在平衡位置上下振动,振动的最少时间为,故路程最小为3倍振幅,即30cm,故D错误。
故选BC。
9. 如图所示,在相距较远的两平行金属板中央有一个静止的带电粒子(不计重力),当两板间的电压分别如图中甲、乙、丙、丁所示时,在时刻静止释放该粒子,下列说法正确的是( )
A. 电压如甲图所示时,在时间内,粒子始终朝同一方向运动
B. 电压如乙图所示时,在时间内,粒子先做匀减速运动,后做匀加速运动
C. 电压如丙图所示时,在时间内,粒子动量变化量为0
D. 电压如丁图所示时,若粒子在之前不能到达极板,则一直不能到达极板
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图可知粒子应朝同一方向先加速后减速,T末速度恰好减到0,不返回,故A正确;
B.根据可知电场时刻在变化,则受变力作用,非匀变速运动,故B错误;
C.内电压值始终为正,故电场力冲量之和不为零,故C错误;
D.电压是丁图时,粒子先加速,到后减速,后反向加速,若此该一直未打到板上,那么由运动的对称性,后减速,时减为零,之后又反向加速…,故粒子做往复运动,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,质量为,带电量为的点电荷,从原点以初速度射入第一象限内的电磁场区域,在(为已知)区域内有竖直向上的匀强电场,在区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,控制电场强度(值有多种可能),可让粒子从射入磁场后偏转打到接收器上,则( )
A. 粒子从中点射入磁场,电场强度满足
B. 粒子从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的距离为
D. 粒子在磁场中运动的圆周半径最大值是
【答案】AD
【解析】
【详解】A.若粒子打到PN中点,则
解得
选项A正确;
B.粒子从PN中点射出时,则
速度
选项B错误;
C.粒子从电场中射出时的速度方向与竖直方向夹角为θ,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
选项C错误;
D.当粒子在磁场中运动有最大运动半径时,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
则由
可得最大半径
选项D正确;
故选AD。
三、实验探究题:本题共2小题,共14分。
11. 某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为电阻丝的电阻率,该电阻丝的电阻值约为,材料未知。实验过程如下:
(1)用螺旋测微器测量该电阻丝的直径,示数如图(a)所示。该电阻丝的直径为___________。
(2)对多用电表进行机械调零。
(3)将多用电表的选择开关旋至___________倍率的电阻挡(填“”“”“”或“”)。
(4)将黑、红表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在电阻挡零刻度线。
(5)将黑、红表笔并接在待测电阻丝两端,多用电表的示数如图(b)所示。该电阻丝的电阻值为___________。
(6)测量完成之后,将表笔从插孔拔出,并将选择开关旋到“OFF”位置。
(7)实验测得的该电阻丝电阻率为___________(结果保留3位有效数字)。
【答案】 ①. 1.414(1.411~1.415均可) ②. ③. 160 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]该电阻丝的直径为
(3)[2]使用多用电表欧姆挡测电阻时,为了减小误差,应尽可能使指针偏转至刻度盘中央附近,由于该电阻丝的阻值在100~200Ω,而表盘中央刻度在15~20左右 ,所以应选择×10倍率的电阻挡;
(5)[3]15~20之间的分度值为1,所以该电阻丝的电阻值为
(7)[4]根据电阻定律有
解得该电阻丝的电阻率为
12. 色环电阻是电阻封装后在其表面涂上一定颜色的色环,并用色环的颜色来代表电阻的阻值。在家用电器、电子仪表、电子设备中常常可以见到。四环电阻使用规则如下表所示,第一色环表示阻值的最大一位数字,第二色环表示阻值的第二位数字,第三色环代表倍率,第四色环代表误差。
某四环电阻第一环为棕色,第二环已经掉色,第三环为棕色,第四环为红色。某实验小组为了给它添色,需要利用以下实验器材较为准确地测量其阻值:
电压表 V (量程为3V,内阻很大),
电流表A(量程为1mA,内阻为120Ω),
电源E(电动势约为4V,内阻不计),
滑动变阻器(最大阻值可选10Ω或5kΩ),
定值电阻(阻值可选5Ω或24Ω),
开关S,导线若干。
(1)按图()所示连接电路;要求通过的电流可在0~25mA范围内连续可调,图(a)中的R应选最大阻值为__________ (填“10Ω”或“5kΩ”)的滑动变阻器,应选阻值为___________ (填“5Ω”或“24Ω”)的定值电阻;
(2)测量多组数据可得的伏安特性曲线。若在某次测量中,电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示,则此时两端的电压为__________ V,流过的电流为___________ mA,此组数据得到的的阻值为__________Ω。(结果保留3位有效数字)
(3)该检测色环电阻第二色环的颜色为__________色。
【答案】(1) ①. 10Ω ②. 5Ω
(2) ①. 2.90 ②. 20.5 ③. 141Ω
(3)黄
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由图()可知滑动变阻器为分压式连接,做分压式使用时,滑动变阻器阻值越小越方便调节,故图(a)中的R应选最大阻值为10Ω,由并联电路特点得
I=25mA,IA=1mA
解得
R0=5Ω
【小问2详解】
[1][2] 由图(b)可知两端的电压为2.90V,由图(c)可知流过的电流为
根据欧姆定律可知
Rx=1000Ω=141Ω
【小问3详解】
根据第2问计算知Rx阻值为141.5Ω,表示阻值的第二位数字为4,根据表格可知该检测色环电阻第二色环的颜色为黄色
四、计算题:本题共3小题,共40分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的,不能得分。
13. 如图所示,倾角为37°的光滑绝缘斜面体固定在水平面上,带电量为q的正点电荷A固定在斜面底端,质量为m的带电小球B在斜面上离正点电荷A距离为L的M点由静止释放,释放的瞬间,小球B的加速度大小为a=0.5g,小球B向下运动到N点时,速度达到最大值。已知重力加速度为g,静电力常量为k,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)小球B所带电的电性;
(2)小球B所带电量qB=?
(3)A、N之间的距离d=?
【答案】(1)带正电 (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由于小球B向下运动到N点时,速度达到最大值,说明此时电场力与重力沿斜面向下的分力平衡,A带正电,则小球B也带正电。
【小问2详解】
释放的瞬间,小球B的加速度大小为a=0.5g,根据牛顿第二定律可得:
解得
【小问3详解】
小球B向下运动到N点时,速度达到最大值,根据平衡条件可得
解得
14. 两列简谐横波P、Q在同一介质中分别沿x轴正方向和负方向传播,P、Q两列波在时刻的波形分别如图甲中实线、虚线所示,处质点的振动图像如图乙所示。简谐波P的周期为,图乙中未知。求:
(1)两列波在介质中的传播速度v及简谐波Q的周期;
(2)的大小;
(3)处质点从时刻到时间内通过的路程s。
【答案】(1),;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由图可知简谐波P、Q的波长
,
根据
解得
波在同种介质中传播速度相等,则
解得
(2)时刻起到处质点再次出现波谷与波谷叠加经历的时间为,则
当,时,对应时间,则
(3)由图乙可知,路程
15. 我国“天宫”空间站采用霍尔推进器控制姿态和修正轨道。图为某种霍尔推进器的放电室(两个半径接近的同轴圆筒间的区域)的示意图。放电室的左、右两端分别为阳极和阴极,间距为d。阴极发射电子,一部分电子进入放电室,另一部分未进入。稳定运行时,可视为放电室内有方向沿轴向向右的匀强电场和匀强磁场,电场强度和磁感应强度大小分别为E和;还有方向沿半径向外的径向磁场,大小处处相等。放电室内的大量电子可视为处于阳极附近,在垂直于轴线的平面绕轴线做半径为R的匀速圆周运动(如截面图所示),可与左端注入的氙原子碰撞并使其电离。每个氙离子的质量为M、电荷量为,初速度近似为零。氙离子经过电场加速,最终从放电室右端喷出,与阴极发射的未进入放电室的电子刚好完全中和。
已知电子的质量为m、电荷量为;对于氙离子,仅考虑电场的作用。
(1)求氙离子在放电室内运动的加速度大小a;
(2)求径向磁场的磁感应强度大小;
(3)设被电离的氙原子数和进入放电室的电子数之比为常数k,单位时间内阴极发射的电子总数为n,求此霍尔推进器获得的推力大小F。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)对于氙离子,仅考虑电场的作用,则氙离子在放电室时只受电场力作用,由牛顿第二定律
解得氙离子在放电室内运动的加速度大小
(2)电子在阳极附近在垂直于轴线的平面绕轴线做半径做匀速圆周运动,则轴线方向上所受电场力与径向磁场给的洛伦兹力平衡,沿着轴线方向的匀强磁场给的洛伦兹力提供向心力,即
,
解得径向磁场的磁感应强度大小为
(3)单位时间内阴极发射的电子总数为n,被电离的氙原子数和进入放电室的电子数之比为常数k,设单位时间内进入放电室的电子数为,则未进入的电子数为,设单位时间内被电离的氙离子数为,则有
已知氙离子数从放电室右端喷出后与未进入放电室的电子刚好完全中和,则有
联立可得单位时间内被电离的氙离子数为
氙离子经电场加速,有
时间内氙离子所受到的作用力为,由动量定理有
解得
由牛顿第三定律可知,霍尔推进器获得的推力大小
则
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四川省成都市2024-2025学年高二上学期期末调研考试模拟测试(二)
物理试卷
满分100分;考试时间:75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必在答题卡上将自己的姓名、座位号、准考证号用0.5毫米的黑色签字笔填写清楚,考生考试条形码由监考老师粘贴在答题卡上的“贴条形码区”。
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上,如需改动,用橡皮擦擦干净后再填涂其它答案;非选择题用0.5毫米的黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答,超出答题区域答题的答案无效;在草稿纸上、试卷上答题无效。
3.考试结束后由监考老师将答题卡收回。
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. 静电知识和生活息息相关,下列说法正确的是( )
A. 高压输电线上方有两根导线与大地相连,是为了使高压输电线免遭雷击
B. 工作人员在超高压带电作业时,穿绝缘橡胶服比金属丝编制的工作服更安全
C. 干燥的冬季触摸金属门把手时被电击,这是因为手与门把手之间摩擦起电导致的
D. 静电喷漆时,金属件与油漆雾滴带相同的电荷,在静电斥力作用下喷涂更均匀
2. 两个带电荷量不等的点电荷Q、q电场线分布如图所示,虚线为两电荷连线的中垂线,c、d两点在中垂线上,且关于两电荷连线对称。下列说法正确的是( )
A. a、b两点的电势可能相同
B. a、b两点的电场强度可能相同
C. 把电荷从c点沿虚线移到d点,电场力一直不做功
D. 把电荷从c点沿虚线移到d点,电场力做的总功为零
3. 随着智能手机的普及,移动电源(俗称充电宝)成了人们外出旅行的必备物品。如下图所示为某品牌移动电源的铭牌,下列选项中正确的是 ( )
A. 铭牌中有 10000mAh/38.5Wh的数据,其中mAh 是电荷量的单位
B. 移动电源在本质上其实是一个非常大的电容器
C. 移动电源只有充满电时,输出电压才能达到5V
D. 用该移动电源给手机充电时,可以把能量百分百转换成电能充到手机内
4. 如图所示的电路,电源的内阻不可忽略,定值电阻的阻值是滑动变阻器最大阻值的,a、b是滑动变阻器的两端,当滑片P位于a、b的中点时,小灯泡L正常发光,理想电流表和的示数之比。下列说法正确的是( )
A. 定值电阻与小灯泡L端电压之比为2∶3
B. 定值电阻滑动变阻器消耗的电功率之比为3∶2
C. 滑片P向上缓慢滑动,小灯泡L变暗
D. 滑片P向上缓慢滑动,两电流表示数都增大
5. 图甲所示,太空舱中弹簧振子沿轴线AB自由振动,一垂直于AB的弹性长绳与振子相连,以振子的平衡位置为坐标原点O,沿绳方向为x轴,沿弹簧轴线方向为y轴。振子振动一段时间后,某时刻绳子的波形如图乙中实线所示,经过后的波形如图乙中虚线所示,P为处的质点,Q为处的质点,则( )
A. 绳子上质点P、Q的起振方向相反
B. 弹簧振子振动频率的最大值为
C. 绳子上产生的波的传播速度可能为
D. 时,质点Q的位置在处
6. 如图,是边长为且对角线竖直的正方形区域,区域内既存在垂直于平面的匀强磁场(图中未画出),也存在平行于边斜向上的匀强电场。一质量为、电荷量为的小球从点正上方高处由静止释放,恰好能沿直线匀速穿过正方形区域。小球可视为质点,重力加速度大小为。由此可知( )
A. 小球所带电荷为负电
B. 磁场方向垂直于平面向里
C. 磁场的磁感应强度大小为
D. 从到的过程中,小球机械能变化量为
7. “世纪工程”﹣港珠澳大桥已于2018年10月24日9时正式通车,大桥主桥部分由约为6.7km海底隧道和22.9km桥梁构成,海底隧道需要每天24小时照明,而桥梁只需晚上照明。假设该大桥的照明电路可简化为如图所示电路,其中太阳能电池供电系统可等效为电动势为E、内阻为r的电源,电阻R1、R2分别视为隧道灯和桥梁路灯,已知r小于R1和R2,则下列说法正确的是( )
A. 夜间,电流表示数为
B. 夜间,开关K闭合,电路中电流表、电压表示数均变小
C. 夜间,由于用电器的增多,则太阳能电池供电系统损失的电功率增大
D. 当电流表示数为I则太阳能电池供电系统输出电功率为EI
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. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,t时刻波形图如图中的实线所示,此时波刚好传到P点, 时刻x轴上0~90m区域的波形如图中的虚线所示,a、b、c、P、Q是介质中的质点,则以下说法正确的是( )
A. 若 ,这列波的波速为40m/s
B. 若 ,这列波的波速可能为250m/s
C. 若 ,则当 时刻,质点b、P的位移相同
D. 质点a在这段时间内通过的路程一定小于30cm
9. 如图所示,在相距较远的两平行金属板中央有一个静止的带电粒子(不计重力),当两板间的电压分别如图中甲、乙、丙、丁所示时,在时刻静止释放该粒子,下列说法正确的是( )
A. 电压如甲图所示时,在时间内,粒子始终朝同一方向运动
B. 电压如乙图所示时,在时间内,粒子先做匀减速运动,后做匀加速运动
C. 电压如丙图所示时,在时间内,粒子动量变化量为0
D. 电压如丁图所示时,若粒子在之前不能到达极板,则一直不能到达极板
10. 如图所示,质量为,带电量为的点电荷,从原点以初速度射入第一象限内的电磁场区域,在(为已知)区域内有竖直向上的匀强电场,在区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,控制电场强度(值有多种可能),可让粒子从射入磁场后偏转打到接收器上,则( )
A. 粒子从中点射入磁场,电场强度满足
B. 粒子从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、实验探究题:本题共2小题,共14分。
11. 某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为电阻丝的电阻率,该电阻丝的电阻值约为,材料未知。实验过程如下:
(1)用螺旋测微器测量该电阻丝的直径,示数如图(a)所示。该电阻丝的直径为___________。
(2)对多用电表进行机械调零。
(3)将多用电表的选择开关旋至___________倍率的电阻挡(填“”“”“”或“”)。
(4)将黑、红表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在电阻挡零刻度线。
(5)将黑、红表笔并接在待测电阻丝两端,多用电表的示数如图(b)所示。该电阻丝的电阻值为___________。
(6)测量完成之后,将表笔从插孔拔出,并将选择开关旋到“OFF”位置。
(7)实验测得的该电阻丝电阻率为___________(结果保留3位有效数字)。
12. 色环电阻是电阻封装后在其表面涂上一定颜色的色环,并用色环的颜色来代表电阻的阻值。在家用电器、电子仪表、电子设备中常常可以见到。四环电阻使用规则如下表所示,第一色环表示阻值的最大一位数字,第二色环表示阻值的第二位数字,第三色环代表倍率,第四色环代表误差。
某四环电阻第一环为棕色,第二环已经掉色,第三环为棕色,第四环为红色。某实验小组为了给它添色,需要利用以下实验器材较为准确地测量其阻值:
电压表 V (量程为3V,内阻很大),
电流表A(量程为1mA,内阻为120Ω),
电源E(电动势约为4V,内阻不计),
滑动变阻器(最大阻值可选10Ω或5kΩ),
定值电阻(阻值可选5Ω或24Ω),
开关S,导线若干。
(1)按图()所示连接电路;要求通过的电流可在0~25mA范围内连续可调,图(a)中的R应选最大阻值为__________ (填“10Ω”或“5kΩ”)的滑动变阻器,应选阻值为___________ (填“5Ω”或“24Ω”)的定值电阻;
(2)测量多组数据可得的伏安特性曲线。若在某次测量中,电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示,则此时两端的电压为__________ V,流过的电流为___________ mA,此组数据得到的的阻值为__________Ω。(结果保留3位有效数字)
(3)该检测色环电阻第二色环的颜色为__________色。
四、计算题:本题共3小题,共40分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的,不能得分。
13. 如图所示,倾角为37°的光滑绝缘斜面体固定在水平面上,带电量为q的正点电荷A固定在斜面底端,质量为m的带电小球B在斜面上离正点电荷A距离为L的M点由静止释放,释放的瞬间,小球B的加速度大小为a=0.5g,小球B向下运动到N点时,速度达到最大值。已知重力加速度为g,静电力常量为k,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)小球B所带电的电性;
(2)小球B所带电量qB=?
(3)A、N之间的距离d=?
14. 两列简谐横波P、Q在同一介质中分别沿x轴正方向和负方向传播,P、Q两列波在时刻的波形分别如图甲中实线、虚线所示,处质点的振动图像如图乙所示。简谐波P的周期为,图乙中未知。求:
(1)两列波在介质中的传播速度v及简谐波Q的周期;
(2)的大小;
(3)处质点从时刻到时间内通过的路程s。
15. 我国“天宫”空间站采用霍尔推进器控制姿态和修正轨道。图为某种霍尔推进器的放电室(两个半径接近的同轴圆筒间的区域)的示意图。放电室的左、右两端分别为阳极和阴极,间距为d。阴极发射电子,一部分电子进入放电室,另一部分未进入。稳定运行时,可视为放电室内有方向沿轴向向右的匀强电场和匀强磁场,电场强度和磁感应强度大小分别为E和;还有方向沿半径向外的径向磁场,大小处处相等。放电室内的大量电子可视为处于阳极附近,在垂直于轴线的平面绕轴线做半径为R的匀速圆周运动(如截面图所示),可与左端注入的氙原子碰撞并使其电离。每个氙离子的质量为M、电荷量为,初速度近似为零。氙离子经过电场加速,最终从放电室右端喷出,与阴极发射的未进入放电室的电子刚好完全中和。
已知电子的质量为m、电荷量为;对于氙离子,仅考虑电场的作用。
(1)求氙离子在放电室内运动的加速度大小a;
(2)求径向磁场的磁感应强度大小;
(3)设被电离的氙原子数和进入放电室的电子数之比为常数k,单位时间内阴极发射的电子总数为n,求此霍尔推进器获得的推力大小F。
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