内容正文:
2025湖北孝感奥美高中高二上学期期末物理模拟
一、选择题(1-7为单选题,8-10为多选题,每小题4分,共40分)
1. 如图所示,将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形窑气薄膜,用红光从上方入射后,从上往下观察可看到明暗相间的干涉条纹。以下说法不正确的是( )
A. 各明条纹或暗条纹之间的距离是等间距的
B. 同一条明条纹或暗条纹所在位置下的薄膜厚度相等
C. 若抽去一张纸片,干涉条纹间距将变窄
D. 若换用紫光从上方入射,则观察到的干涉条纹间距将变窄
【答案】C
【解析】
【详解】AB.薄膜干涉条纹有如下特点:任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等;任意相邻明条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定,故AB正确;
C.光线在空气膜的上、下表面发生反射,并发生干涉,从而形成干涉条纹。设空气膜顶角为,、处为两相邻亮条纹,如图所示
光程差满足
设此两相邻亮纹中心的距离为,则由几何关系得
联立可得
若抽去一张纸片,减小,干涉条纹间距将变宽,故C错误;
D.若换用紫光从上方入射,减小,则观察到的干涉条纹间距将变窄,故D正确。
本题选错误的,故选C。
2. 如图所示,表面光滑的斜面固定在水平桌面上,将摆线一端固定在斜面上并使其与斜面平行。现拉开摆球使轻绳刚好绷直,摆球由静止释放后贴着斜面做简谐运动。已知摆线长为L,摆的周期为T,当地的重力加速度为g,斜面的倾角为,下列说法正确的是( )
A. 摆球在最高点的加速度,在平衡位置的加速度为零
B. 只增大摆球的质量,摆球运动的周期将增大
C. 若增大摆长的同时减小斜面的倾角,摆的周期可能不变
D. 通过计算可知摆球的半径为
【答案】D
【解析】
【详解】A.斜面上的单摆的回复力由重力的下滑分力的切向分量提供,重力的下滑分力为,下滑分力的切线分力即回复力为,根据牛顿第二定律
解得摆球在最高点的加速度
摆球在平衡位置时回复力为零,由于摆球有向心加速度,摆球在平衡位置的加速度不为零,故A错误;
BC.等效重力加速度为,根据单摆的周期公式有
只增大摆球的质量,摆球运动的周期不变,若增大摆长的同时减小斜面的倾角,摆的周期将变大,故BC错误;
D.等效重力加速度为,根据单摆的周期公式有
又
解得摆球的半径为
故D正确。
故选D。
3. 如图所示,水平桌面上有一闭合铝环,在铝环轴线上方有一条形磁铁,当条形磁铁沿轴线竖直向上迅速运动时,下列判断正确的是( )
A. 铝环有的收缩趋势,对桌面压力增大 B. 铝环有收缩的趋势,对桌面压力减小
C. 铝环有扩张的趋势,对桌面压力减小 D. 铝环有扩张的趋势,对桌面压力增大
【答案】C
【解析】
【详解】根据楞次定律可知:当条形磁铁沿轴线竖直向上迅速移动时,闭合导体环内的磁通量减少,因此线圈做出的反应是面积有扩大的趋势,同时将靠近磁铁,故减少了和桌面的挤压程度,从而使导体环对桌面压力减少,故C正确,ABD错误。
故选C。
4. 如图所示为某一时刻的波形图,实线为向左传播的波,虚线为向右传播的波,a、b、c、d、e为介质中沿波传播路径上五个等间距的质点。下列说法中正确的是( )
A. 图中时刻质点c的速度方向向上 B. 质点b、d为振动加强点
C. 质点a、c、e为振动减弱点 D. 质点a、c、e始终静止不动
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据“同侧法”可知两列波在c点引起的振动都是向上的,可知图中时刻质点c的速度方向向上,故A正确;
BC.根据“同侧法”分析可知对向右传播的波来说,质点a和e此时的振动方向是向下,质点c的振动方向向上。对向左传播的波来说,质点a和e此时的振动方向向下,质点c的振动方向向上,所以质点a、c、e为振动加强点;质点b、d此时都是峰谷相遇点,则为振动减弱点,故BC错误;
D.由上面的分析可知质点a、c、e为振动加强点,它们的位移也是在随时间做周期性变化,不是始终静止不动,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,O是半圆柱形玻璃体的圆心,是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线,a、b是与轴等距且平行的两束不同单色细光束,有一个垂直放置的光屏(点是垂足),沿方向不断上下移动光屏,可在屏上得到一个光斑P(图中未画出),已知半圆柱形玻璃体的半径是R,,,a光的折射率,则( )
A. 光斑P到点的距离为
B. 光斑P到点的距离为
C. 用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验,a光条纹间距大于b光条纹间距
D. 若仅将a、b光入射的位置互换,与O的距离不变,光斑到点的距离将变大
【答案】B
【解析】
【详解】由题意,可画出光路图如图所示
由几何关系可知,两光的入射角为
解得
则△OMN是正三角形,边长为
对a光由折射定律得
解得
△AMP也是正三角形,其边长
光斑P到点的距离
故A错误,B正确;
C.在△BPN中,由几何关系可知
根据正弦定理,有
求得
根据
可知a光的折射率大于b光,则a光的频率大于b光,a光的波长小于b光,用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验,根据可知,a光条纹间距小于b光条纹间距,故C错误;
D.由对称性知,仅将a、b光入射的位置互换,而与O的距离不变,光斑到点的距离不变,故D错误。
故选B。
6. 如图,质量为m的四轴无人机有四个螺旋桨。四个螺旋桨旋转共扫出的总面积为S,当四个螺旋桨同时旋转产生竖直向下的气流,可使该无人机悬停在空中某一固定位置。已知空气的密度为ρ,重力加速度大小为g。要使无人机悬停,则螺旋桨旋转产生竖直向下的气流的速率应为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】在时间内,四个螺旋桨扫过的空气体积为,空气质量为
空气获得的竖直向下的动量大小为
由动量定理有
整理得
根据牛顿第三定律,空气对无人机的作用力大小也为,无人机悬停时有,结合
解得
故选A。
7. 如图所示,电源电动势为E、内阻为r,R0为定值电阻,且r<R0,电容器的电容为C。闭合开关S,调节可变电阻R的阻值,电流稳定时,电压表示数为U,电流表示数为Ⅰ,电压表示数的变化量为,电流表示数的变化量为,则( )
A. 将可变电阻R调大,电流稳定时,电源输出功率会增加
B. 电容器中电荷的变化量为
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.令电路的外电阻为,则电源输出功率
根据数学知识可知,电源输出功率随外电阻变化的图像如图所示
当外电阻等于电源内阻时,电源输出功率最大,由于
可知,将可变电阻R调大,外电阻增大,由于外电阻总大于电源内阻,则电流稳定时,电源输出功率会减小,故A错误;
B.根据电容的定义式有
解得该过程电容器的电荷量变化量
故B正确;
C.可变电阻R两端电压为电压表示数U,电流表示数Ⅰ为流过可变电阻R的电流,由电阻的定义可知,可变电阻的阻值
故C错误;
D.由闭合电路欧姆定律可知
可知
故D错误。
故选B。
8. 如图所示,光滑水平面上存在有界匀强磁场,磁感应强度为B,质量为m、边长为a的正方形金属均质线框ABCD斜向穿进磁场,当AC刚进入磁场时,线框的速度为v,方向与磁场水平边界成45°,若线框的总电阻为R,则( )
A. 线框进入磁场过程中,框中电流的方向为DCBA
B. AC刚进入磁场时线框中感应电流为
C. AC刚进入磁场时线框所受安培力大小为
D. AC刚进入磁场时CD两端电压为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.线框进入磁场的过程中穿过线框的磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流的方向为ABCD方向,故A错误;
BD.AC刚进入磁场时CD边切割磁感线,AD边不切割磁感线,所以产生的感应电动势
则线框中感应电流为
此时CD两端电压,即路端电压为
故B错误,D正确;
C.AC刚进入磁场时线框的CD边受到的安培力与v的方向相反,AD边受到的安培力的方向垂直于AD向下,它们的大小都是
由几何关系可以看出,AD边与CD边受到的安培力的方向相互垂直,所以AC刚进入磁场时线框所受安培力为AD边与CD边受到的安培力的矢量和,即
故C正确。
故选CD。
9. 如图甲所示,光滑水平面上两物块A、B用轻质橡皮绳水平连接,橡皮绳恰好处于原长。t = 0时,A以水平向左的初速度v0开始运动,B的初速度为0,A、B运动的v − t图像如图乙所示。已知A的质量为m,0 ~ t0时间内B的位移为x0,t = 3t0时二者发生碰撞并粘在一起,则( )
A. B的质量为2m B. 橡皮绳的最大弹性势能为
C. 橡皮绳的原长为 D. 橡皮绳的原长为v0t0
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图乙及动量守恒定律得
解得
故A正确;
CD.由图乙知,2t0时刻橡皮绳处于原长,设此时A、B的速度分别为vA、vB,由动量守恒定律及能量守恒定律得
解得
,
橡皮绳的原长
故C错误,D正确;
B.由能量守恒定律,橡皮绳的最大弹性势能
故B错误。
故选AD。
10. 如图所示,空间存在沿水平方向垂直纸面向里的匀强磁场,已知一带电微粒从静止开始自A点沿竖直平面中的曲线ACB运动,到达B点时速度恰好为零,其中C点是运动的最低点,则以下说法中正确的是( )
A. 这微粒可能是负电荷
B. A点和B点位于同一高度
C. 微粒在C点时速度最大
D. 微粒到达B点后,将沿原曲线返回A点
【答案】BC
【解析】
【详解】A.从静止开始自A点沿竖直平面中的曲线ACB运动,根据左手定则可知粒子带正电,故A错误;
B.因为洛伦兹力不做功,只有重力做功,A、B两点速度都为零,根据动能定理可知, A、B位于同一高度,故B正确;
C.C点是最低点,从A到C运动过程中重力做正功最大,则粒子在C点时速度最大,故C正确;
D.到达B点时速度为零,将重复刚才的运动,向右运动,不会返回,故D错误。
故选BC。
二、实验题(6分+10分)
11. 如图所示,用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖(侧面分别记为A和 B、顶角大小为)的折射率。
①在白纸上画一条直线ab,并画出其垂线cd,交于O点;
②将侧面A沿ab放置,并确定侧面B的位置ef
③在cd上竖直插上大头针P1和P2,从侧面B透过玻璃砖观察P1和P2,插上大头针P3,要求P3能挡住__________(选填“P1”、“P2”或“P1和P2”)的虚像;
④确定出射光线的位置____________(选填“需要”或“不需要”第四枚大头针;
⑤撤去玻璃砖和大头针,测得出射光线与直线ef的夹角为α,则玻璃砖折射率 n=____________________。
【答案】 ①. P1和P2 ②. 不需要 ③.
【解析】
【详解】③[1]要求P1和P2在一条光线上,该光线透过玻璃砖后过P3,故P3要能挡住P1和P2的虚像;
④[2]cd与ab垂直,则过P1和P2的光线与ab垂直,光垂直入射时传播方向不变,可确定ef边上的入射点,此时只需要找到折射光线上的一点即可确定出射光线,不需要插第四枚大头针;
⑤[3]根据几何关系可知入射角为,折射角为,如图所示
故
12. 物理兴趣探究小组想对学校生活区的直饮水水质进行检测,通过搜索发现直饮水的标准与电导率有关。电导率与水中溶解的离子浓度有关,电导率越低,导电粒子越少,表明水的纯净度越高,高品质直饮水的电导率()应满足10微西门子每厘米()以下。已知:电导率()和电阻率()都是衡量水导电能力的一个指标,它们之间的关系是倒数关系,国际单位中,电导率的单位是西门子每米(S/m),而电阻率的单位是欧姆米(Ω·m)。小组将采集的水样注满绝缘性能良好的圆柱形容器,容器两端用金属圆片电极密封,测得该容器两电极间长度为15cm,内径圆面积为,除待测水样外,实验室还提供如下器材:
A.电流表A(量程,内阻约为100Ω)
B.电压表V(量程0~6V,内阻为10kΩ)
C.滑动变阻器,阻值范围0~20Ω,允许的最大电流2A
D.滑动变阻器,阻值范围0~100kΩ,允许的最大电流0.5A
E.电阻箱
F.电源E(电动势为20V,内阻约2Ω)
G.开关和导线若干
(1)实验小组用多用电表的欧姆挡估测水样的电阻,选择挡位,如图甲所示,读数为______kΩ;
(2)实验小组设计如图乙的电路准确测量水样电阻,根据实验要求,要将电压表V量程扩大为原来的3倍,应把电阻箱的阻值调为______kΩ,其中滑动变阻器选择______(填“”或“”);
(3)将实验中测得的电压表V的读数U和电流表A的读数I,在坐标系中描点连线,结果如图丙所示,则水样的电阻______kΩ;
(4)为了判断该水样是否符合高品质直饮水的电导率指标,计算出该水样的电导率______。
【答案】(1)190 (2) ①. 20 ②.
(3)200 (4)15
【解析】
【小问1详解】
用多用电表的欧姆挡估测水样的电阻19×10kΩ=190kΩ;
【小问2详解】
[1][2]要将电压表V量程扩大为原来的3倍,则电阻箱的分压等于电压表量程的两倍,即电阻箱的阻值为电压表内阻的2倍,即电阻箱的阻值调为20kΩ;
其中滑动变阻器要接成分压电路,则应该选择阻值较小的;
【小问3详解】
水样的电阻
【小问4详解】
根据
解得该水样的电导率
三、解答题(本题三个小题,共计44分)
13. 如图甲所示,a、b为沿x轴传播的一列简谐横波上的两质点,相距2m。a、b的振动图像分别如图乙、丙所示。
(1)若该波在介质中传播的速度为10m/s,求该波的波长;
(2)若该波的波长大于2m,且沿x轴正方向传播,求波速v。
【答案】(1)8m(2)
【解析】
【详解】(1)根据振动图像可得周期为
根据波速公式有
代人数据,解得
(2)如果波沿x轴正方向传播,则有
而由于
可得
有
波速
14. 如图,半径为 的光滑圆形轨道固定在竖直面内,小球A、B质量分别为、(为待定系数)。A球从左边与圆心等高处由静止释放后沿轨道下滑,与轨道最低点处静止的 B球相撞, 碰撞后A、B球能达到的最大高度均为,碰撞中无机械能损失,重力加速度为,求:
(1)A、B碰撞前A的速度和碰撞后A、B的速度大小;
(2)待定系数;
(3)小球A、B在轨道最低处第二次碰撞刚结束时各自的速度大小。
【答案】(1),,;(2);(3),
【解析】
【详解】(1)A、B碰撞前,对A球,根据机械能守恒可得
解得碰撞前A的速度大小为
设A、B碰撞后的速度大小分别为、,则有
,
解得
,
(2)第一次碰撞过程,根据动量守恒可得
解得
(3)根据机械能守恒可知,第二次碰撞前瞬间A的速度大小为,方向水平向右,B的速度大小为,方向水平向左;设A、B球第二次碰撞刚结束时的速度分别为、,以向左为正方向,根据动量守恒和机械能守恒可得
联立解得
,
15. 空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,电子枪将无初速的电子经加速电压加速后在纸面内垂直于SO的方向射出,两个形状为一圆弧的接收屏P1、P2拼接成半径为R的半圆形粒子接收器,直径沿SO方向放置,圆心位于O点,SO长度为2R。电子电荷量为e,质量为m。设电子击中接收屏即被吸收,不计电荷间的相互作用。
(1)为使电子能打到接收屏P1或P2上,求电子枪加速电压U的调节范围;
(2)求能打到接收屏P1或P2上的电子从S点到击中接收屏的时间范围;
(3)若接收屏P1损坏,可以通过调节电子枪加速电压使原本打在接收屏P1上的全部电子能打在接收屏P2上,至少需要调节多少次加速电压?(可能用到的数据:lg2≈0.301,lg5≈0.699,lg6≈0.778)
【答案】(1);(2);(3)至少需要调节2次加速电压
【解析】
【详解】(1)电子在电场中加速,由动能定理
电子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力充当向心力
联立可得
为使电子能打到接收屏P1或P2上,由几何关系可知,电子在磁场中的轨迹恰好和圆弧P1左侧相切时,电子轨道半径最小
故加速电压最小值为
电子在磁场中的轨迹恰好和圆弧P2右侧相切时,电子轨道半径最大
故加速电压最大值为
故电子枪加速电压U的调节范围。
(2)粒子在磁场中做圆周运动的周期为
故当电子轨迹恰好与接收屏相切时,能打到接收屏P1或P2上的电子运动的时间最长,此时电子恰好转动半个周期,则
运动轨迹所对应的圆心角越小,运动时间越短。如图,设轨迹与接收屏P1、P2交点为E,当SE与水平方向夹角最大,即SE与接收屏相切时,运动时间最短
由几何关系可知,在中,故轨迹对应的圆心角为,所以运动时间为
所以能打到接收屏P1或P2上的电子从S点到击中接收屏的时间范围为
(3)当粒子打到P2接收屏最高点M点时
由几何关系可得
解得
故加速电压为
由(1)分析可知,由题意可知,第一次调节电压增量为,使原来半径为的粒子打到M点,此时电压的增量
使原来半径为r1、加速电压为U1的粒子打到B点,有
解得
第二次调节电压增量为,使原来半径为r1,电压为U1的粒子打到M点,则有
使原来半径为r2,电压为U2的粒子打到B点,有
解得
故至少需要调节2次加速电压,就可以使原本打在接收屏P1上的全部电子能打在接收屏P2上。
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2025湖北孝感奥美高中高二上学期期末物理模拟
一、选择题(1-7为单选题,8-10为多选题,每小题4分,共40分)
1. 如图所示,将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形窑气薄膜,用红光从上方入射后,从上往下观察可看到明暗相间的干涉条纹。以下说法不正确的是( )
A. 各明条纹或暗条纹之间的距离是等间距的
B. 同一条明条纹或暗条纹所在位置下的薄膜厚度相等
C. 若抽去一张纸片,干涉条纹间距将变窄
D. 若换用紫光从上方入射,则观察到的干涉条纹间距将变窄
2. 如图所示,表面光滑的斜面固定在水平桌面上,将摆线一端固定在斜面上并使其与斜面平行。现拉开摆球使轻绳刚好绷直,摆球由静止释放后贴着斜面做简谐运动。已知摆线长为L,摆的周期为T,当地的重力加速度为g,斜面的倾角为,下列说法正确的是( )
A. 摆球在最高点的加速度,在平衡位置的加速度为零
B. 只增大摆球的质量,摆球运动的周期将增大
C. 若增大摆长的同时减小斜面的倾角,摆的周期可能不变
D. 通过计算可知摆球的半径为
3. 如图所示,水平桌面上有一闭合铝环,在铝环轴线上方有一条形磁铁,当条形磁铁沿轴线竖直向上迅速运动时,下列判断正确的是( )
A. 铝环有的收缩趋势,对桌面压力增大 B. 铝环有收缩的趋势,对桌面压力减小
C. 铝环有扩张的趋势,对桌面压力减小 D. 铝环有扩张的趋势,对桌面压力增大
4. 如图所示为某一时刻的波形图,实线为向左传播的波,虚线为向右传播的波,a、b、c、d、e为介质中沿波传播路径上五个等间距的质点。下列说法中正确的是( )
A. 图中时刻质点c的速度方向向上 B. 质点b、d为振动加强点
C. 质点a、c、e为振动减弱点 D. 质点a、c、e始终静止不动
5. 如图所示,O是半圆柱形玻璃体的圆心,是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线,a、b是与轴等距且平行的两束不同单色细光束,有一个垂直放置的光屏(点是垂足),沿方向不断上下移动光屏,可在屏上得到一个光斑P(图中未画出),已知半圆柱形玻璃体的半径是R,,,a光的折射率,则( )
A. 光斑P到点的距离为
B. 光斑P到点的距离为
C. 用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验,a光条纹间距大于b光条纹间距
D. 若仅将a、b光入射的位置互换,与O的距离不变,光斑到点的距离将变大
6. 如图,质量为m的四轴无人机有四个螺旋桨。四个螺旋桨旋转共扫出的总面积为S,当四个螺旋桨同时旋转产生竖直向下的气流,可使该无人机悬停在空中某一固定位置。已知空气的密度为ρ,重力加速度大小为g。要使无人机悬停,则螺旋桨旋转产生竖直向下的气流的速率应为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,电源电动势为E、内阻为r,R0为定值电阻,且r<R0,电容器的电容为C。闭合开关S,调节可变电阻R的阻值,电流稳定时,电压表示数为U,电流表示数为Ⅰ,电压表示数的变化量为,电流表示数的变化量为,则( )
A. 将可变电阻R调大,电流稳定时,电源输出功率会增加
B. 电容器中电荷的变化量为
C.
D.
8. 如图所示,光滑水平面上存在有界匀强磁场,磁感应强度为B,质量为m、边长为a的正方形金属均质线框ABCD斜向穿进磁场,当AC刚进入磁场时,线框的速度为v,方向与磁场水平边界成45°,若线框的总电阻为R,则( )
A. 线框进入磁场过程中,框中电流的方向为DCBA
B. AC刚进入磁场时线框中感应电流为
C. AC刚进入磁场时线框所受安培力大小为
D. AC刚进入磁场时CD两端电压为
9. 如图甲所示,光滑水平面上两物块A、B用轻质橡皮绳水平连接,橡皮绳恰好处于原长。t = 0时,A以水平向左的初速度v0开始运动,B的初速度为0,A、B运动的v − t图像如图乙所示。已知A的质量为m,0 ~ t0时间内B的位移为x0,t = 3t0时二者发生碰撞并粘在一起,则( )
A. B的质量为2m B. 橡皮绳的最大弹性势能为
C. 橡皮绳的原长为 D. 橡皮绳的原长为v0t0
10. 如图所示,空间存在沿水平方向垂直纸面向里的匀强磁场,已知一带电微粒从静止开始自A点沿竖直平面中的曲线ACB运动,到达B点时速度恰好为零,其中C点是运动的最低点,则以下说法中正确的是( )
A. 这微粒可能是负电荷
B. A点和B点位于同一高度
C. 微粒在C点时速度最大
D. 微粒到达B点后,将沿原曲线返回A点
二、实验题(6分+10分)
11. 如图所示,用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖(侧面分别记为A和 B、顶角大小为)的折射率。
①在白纸上画一条直线ab,并画出其垂线cd,交于O点;
②将侧面A沿ab放置,并确定侧面B的位置ef
③在cd上竖直插上大头针P1和P2,从侧面B透过玻璃砖观察P1和P2,插上大头针P3,要求P3能挡住__________(选填“P1”、“P2”或“P1和P2”)的虚像;
④确定出射光线的位置____________(选填“需要”或“不需要”第四枚大头针;
⑤撤去玻璃砖和大头针,测得出射光线与直线ef的夹角为α,则玻璃砖折射率 n=____________________。
12. 物理兴趣探究小组想对学校生活区的直饮水水质进行检测,通过搜索发现直饮水的标准与电导率有关。电导率与水中溶解的离子浓度有关,电导率越低,导电粒子越少,表明水的纯净度越高,高品质直饮水的电导率()应满足10微西门子每厘米()以下。已知:电导率()和电阻率()都是衡量水导电能力的一个指标,它们之间的关系是倒数关系,国际单位中,电导率的单位是西门子每米(S/m),而电阻率的单位是欧姆米(Ω·m)。小组将采集的水样注满绝缘性能良好的圆柱形容器,容器两端用金属圆片电极密封,测得该容器两电极间长度为15cm,内径圆面积为,除待测水样外,实验室还提供如下器材:
A.电流表A(量程,内阻约为100Ω)
B.电压表V(量程0~6V,内阻为10kΩ)
C.滑动变阻器,阻值范围0~20Ω,允许的最大电流2A
D.滑动变阻器,阻值范围0~100kΩ,允许的最大电流0.5A
E.电阻箱
F.电源E(电动势为20V,内阻约2Ω)
G.开关和导线若干
(1)实验小组用多用电表的欧姆挡估测水样的电阻,选择挡位,如图甲所示,读数为______kΩ;
(2)实验小组设计如图乙的电路准确测量水样电阻,根据实验要求,要将电压表V量程扩大为原来的3倍,应把电阻箱的阻值调为______kΩ,其中滑动变阻器选择______(填“”或“”);
(3)将实验中测得的电压表V的读数U和电流表A的读数I,在坐标系中描点连线,结果如图丙所示,则水样的电阻______kΩ;
(4)为了判断该水样是否符合高品质直饮水的电导率指标,计算出该水样的电导率______。
三、解答题(本题三个小题,共计44分)
13. 如图甲所示,a、b为沿x轴传播的一列简谐横波上的两质点,相距2m。a、b的振动图像分别如图乙、丙所示。
(1)若该波在介质中传播的速度为10m/s,求该波的波长;
(2)若该波的波长大于2m,且沿x轴正方向传播,求波速v。
14. 如图,半径为 的光滑圆形轨道固定在竖直面内,小球A、B质量分别为、(为待定系数)。A球从左边与圆心等高处由静止释放后沿轨道下滑,与轨道最低点处静止的 B球相撞, 碰撞后A、B球能达到的最大高度均为,碰撞中无机械能损失,重力加速度为,求:
(1)A、B碰撞前A的速度和碰撞后A、B的速度大小;
(2)待定系数;
(3)小球A、B在轨道最低处第二次碰撞刚结束时各自的速度大小。
15. 空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,电子枪将无初速的电子经加速电压加速后在纸面内垂直于SO的方向射出,两个形状为一圆弧的接收屏P1、P2拼接成半径为R的半圆形粒子接收器,直径沿SO方向放置,圆心位于O点,SO长度为2R。电子电荷量为e,质量为m。设电子击中接收屏即被吸收,不计电荷间的相互作用。
(1)为使电子能打到接收屏P1或P2上,求电子枪加速电压U的调节范围;
(2)求能打到接收屏P1或P2上的电子从S点到击中接收屏的时间范围;
(3)若接收屏P1损坏,可以通过调节电子枪加速电压使原本打在接收屏P1上的全部电子能打在接收屏P2上,至少需要调节多少次加速电压?(可能用到的数据:lg2≈0.301,lg5≈0.699,lg6≈0.778)
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