内容正文:
2024级10月学情检测
物 理
一、单项选择题:本大题共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. 现有、两束单色光,光的频率小于光的频率。用光照某金属表面能发生光电效应。下列说法正确的是( )
A. 若用光照射该金属,则能发生光电效应
B. 若用光照射该金属,则该金属的逸出功减小
C. 若增大光强度,则该金属的逸出功增大
D. 若减弱光强度,则不能发生光电效应
【答案】A
【解析】
【详解】A.已知,且a光能发生光电效应,说明,因此,b光频率也大于金属极限频率,能发生光电效应,故A正确;
B.逸出功是金属的固有属性,与入射光频率无关,用b光照射不会改变金属逸出功,故B错误;
C.逸出功与入射光强度无关,增大a光强度不会改变金属逸出功,故C错误;
D.光电效应的发生仅由入射光频率决定,与光强无关,只要a光频率大于极限频率,即使减弱光强,依然能发生光电效应,故D错误。
故选A。
2. 如图所示,物体m被三根不可伸长的轻绳系着,处于静止状态。已知OA与OB等长,角AOB为60°。现将A点向左移动,使角AOB变为120°,再次静止。则前后二次OA绳受到的拉力之比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据对称性,OA与OB段绳所受拉力大小相等,第一次对物体与结点O进行分析有
解得
第二次对物体与结点O进行分析有
解得
则有
故选C。
3. 如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为2∶1,原线圈接在的交流电源上,副线圈接定值电阻和滑动变阻器,电流表、电压表均为理想电表。滑动变阻器的滑片由端向端缓慢滑动( )
A. 电压表、的示数之比为2∶1
B. 电流表示数不变
C. 电流表示数增加
D. 变压器输出功率减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.理想变压器原副线圈的电压比等于匝数比,即原线圈两端电压(也就是V₁的示数)和副线圈两端总电压的比值为2:1。但V₂测量的是滑动变阻器R的分压,并非副线圈的总电压,因此V₁、V₂的示数之比不等于2:1,A错误;
C. 滑片从a向b滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值减小。由于原线圈接的交流电源有效值恒定,根据变压规律
副线圈的总电压有效值保持不变, 副线圈回路总电阻为,总电阻减小,由欧姆定律可知副线圈总电流(即A₂的示数)增大,C正确;
B.根据变流规律,副线圈电流增大时,原线圈电流(即A₁的示数)也会增大,B错误;
D.变压器的输出功率
不变、增大,因此输出功率增大,D错误。
故选C 。
4. 某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体,经时间t物体以速率v落回手中,已知该星球的半径为R,要使物体不再落回星球表面,沿星球表面抛出的速度至少为( )
A. v B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据竖直上抛运动的规律有
解得该星球表面的重力加速度为
根据万有引力提供向心力
根据万有引力与重力的关系
联立解得
故选B。
5. 一只质量为的乌贼吸入的水后,静止在水中。遇到危险时,它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出,以大小为的速度向前逃窜。下列说法正确的是( )
A. 在乌贼喷水的过程中,有的生物能转化成机械能
B. 乌贼喷出的水的速度大小为
C. 在乌贼喷水的过程中,乌贼所受合力的冲量大小为
D. 在乌贼喷水的过程中,乌贼和喷出的水组成的系统的动量增大
【答案】A
【解析】
【详解】B.根据
解得
B错误;
A.根据上述有
解得
A正确;
C.在乌贼喷水的过程中,乌贼所受合力的冲量大小为
C错误;
D.在乌贼喷水的过程中,时间较短,内力远远大于外力,乌贼和喷出的水组成的系统的动量守恒,D错误。
故选A。
6. 在研究热机效率与微观机制时, 科学家常借助理想气体模型分析热力学过程。如图为一定质量的理想气体经历 循环过程中气体压强 p 与热力学温度 T 的关系图像。已知 AB、BC 分别与横轴和纵轴平行,CA 延长线过坐标原点。下列说法正确的是( )
A. 过程,气体的体积将增大
B. 过程,单位时间撞击器壁单位面积的分子数增多
C. 过程,每个气体分子的动能均保持不变
D. 过程,气体放出的热量小于气体内能的减少量
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据理想气体状态方程,有
过程,温度升高,压强不变,气体的体积将增大,故A正确;
B.过程,温度升高,分子的平均动能增大,压强不变,气体的体积将增大,分子数密度减小,单位时间撞击器壁单位面积的分子数减少,故B错误;
C. 过程,温度不变,分子的平均动能不变,并不是每个气体分子的动能均保持不变,故C错误;
D.根据理想气体状态方程,有
变形可得,可知 过程体积不变,气体做功为0,即W=0
温度降低,气体的内能减少,即
根据热力学第一定律,有
可知,即气体放出的热量等于气体内能的减少量,故D错误。
故选A。
7. 如图甲所示,水平面与竖直面内的半圆形导轨在点平滑相接,各处摩擦因数相同,为半圆形导轨的中点。一质量为的物体(可视为质点)将弹簧压缩到A点后由静止释放,在弹力作用下获得向右的速度后脱离弹簧,从点进入半圆形导轨,物体沿半圆形导轨从运动到过程中速度平方与其上升高度的关系如图乙所示,重力加速度,则( )
A. 弹簧压缩到A点时弹簧的弹性势能为
B. 物体运动到点时对半圆形导轨的压力大小为
C. 物体从运动到的过程中,合力对物体做的功为
D. 物体从运动到的过程中,物体的机械能减少值
【答案】D
【解析】
【详解】A.从图乙可以看出,物体到达点时的速度大小为
若水平面光滑,由能量守恒定律可知,弹簧压缩到A点时弹簧的弹性势能
由于轨道粗糙,故弹簧压缩到A点时弹性势能大于,故A错误;
B.从图乙可以看出,半圆轨道半径
到达点时的速度大小为
设运动到点时导轨对物体的弹力为,则由牛顿第二定律可得
代入数据解得
由牛顿第三定律可知,物体运动到点时对半圆形导轨的压力大小为,故B错误;
C.由动能定理可得,物体从到过程中合外力做的功为
故C错误;
D.由能量守恒定律可知,物体从到过程中减少的机械能为
代入数据可解得
由于物体从到过程中速度一直减小,根据牛顿运动定律分析可知从到的过程中物体对半圆形导轨的压力逐渐减小,由摩擦力公式
可知,物体从到过程中所受的摩擦力大于从到过程中所受的摩擦力,由功能关系
可知,物体从到过程中克服摩擦力做的功大于从到过程中克服摩擦力做的功,由于整个过程中机械能减少了,故从到过程中机械能的减少量小于,故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本大题共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,部分选对的得3分,有选错的得0分。
8. 跳伞运动员从高空悬停的直升机跳下,运动员沿竖直方向运动,其v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 运动员在0~10 s内的平均速度大小大于10 m/s
B. 从15 s末开始运动员处于静止状态
C. 10 s末运动员的速度方向改变
D. 10~15 s内运动员做加速度逐渐减小的减速运动
【答案】AD
【解析】
【详解】A.0~10s内,若运动员只做匀加速运动,平均速度为
根据图像的面积等于位移,可知运动员的位移大于匀加速运动的位移,根据公式可知0~10秒内的平均速度大于匀加速运动的平均速度,故A正确;
B.由图可知,15秒末开始运动员做匀速直线运动,故B错误;
C.由图看出运动员的速度一直沿正方向,速度方向没有改变,故C错误;
D.10~15秒图像的斜率减小,则其加速度减小,故10~15秒运动员做加速度减小的减速运动,故D正确。
故选AD。
9. 如图所示,直角三角形是一三棱镜的横截面,,,,棱镜材料的折射率。一束单色光从边上的点射入棱镜,入射角为。光线经边折射后到达边,在边发生反射,随后从边上的点射出。下列说法正确的是( )
A. 光线在边发生折射时,折射角为
B. 该棱镜材料的全反射临界角为
C. 光线在边发生了全反射
D. 光线从边点射出时,折射角为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据折射定律,其中
解得,,故A正确;
BC.由全反射临界角
可知,由几何关系可知,光线在AC边Q点发生反射时的入射角为,则光线在AC边Q点发生了全反射,故B错误,C正确;
D.根据几何关系,光线在BC边M点发生折射时入射角为,则
解得折射角,故D错误。
故选AC。
10. 如图所示,半径为r、间距为2L的光滑圆弧导轨与水平光滑导轨在M、N处相切且平滑连接,水平导轨由两个足够长的宽窄导轨组成,宽导轨的间距为2L,窄导轨的宽度为L,虚线MN右侧存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B,两根粗细相同、材质相同的均匀金属棒a、b分别放在宽窄导轨上,长度与导轨宽度相同,a棒的质量为m,电阻为R。a棒从圆弧导轨顶端由静止沿圆弧导轨滑下。到a、b棒运动稳定的整个过程中,两棒始终与导轨接触良好且垂直于导轨,不计导轨的电阻,重力加速度为g。在a、b棒整个运动过程中,下列说法正确的是( )
A. a棒克服安培力做的功大于安培力对b棒做的功
B. b棒的最大加速度大小为
C. b棒上产生的焦耳热为
D. 流过b棒的电荷量为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.a棒克服安培力做功,使得a棒的动能转化为电能,安培力对b棒做正功,使得b棒的动能增加,同时电流流过整个回路还要将电能转化为焦耳热,所以a棒克服安培力做的功大于安培力对b棒做的功,故A正确;
B.由于金属棒a、b粗细相同、材质相同,则a、b棒质量之比为2:1,电阻之比为2:1,b棒加速度最大时,回路中感应电流最大,对应a棒刚进入磁场时,对a棒有,,
对b棒,由牛顿第二定律得
解得,故B正确;
C.当a、b棒运动稳定后,回路中没有感应电流,设此时a棒的速度为,b棒的速度为,则
即
对a棒,根据动量定理有
对b棒,根据动量定理有
解得,
回路中产生的总焦耳热
由于a、b棒电阻之比为2:1,所以b棒产生的焦耳热为,故C错误;
D.对b棒,根据动量定理得
解得电荷量,故D错误。
故选AB。
三、非选择题(共54分)
11. 如图所示,利用气垫导轨验证动量守恒定律,主要的实验步骤如下:
(1)利用螺旋测微器测量两滑块上挡光片的宽度,得到的结果如下图所示,则挡光片的宽度为___________mm。
(2)安装好气垫导轨,向气垫导轨通入压缩空气,只放上滑块1,接通光电计时器,给滑块1一个初速度,调节气垫导轨的两端高度直到滑块做匀速运动,能够判断滑块做匀速运动的依据是___________。
(3)若滑块1通过光电门时挡光时间为∆t=0.01s,则滑块1的速度大小为___________m/s(保留两位有效数字)。
(4)设碰撞前滑块1的速度为v0,滑块2的速度为0,碰撞后滑块1的速度为v1,滑块2的速度为v2,若滑块1和滑块2之间的碰撞是弹性碰撞,则速度关系需要满足___________。
【答案】(1)4.700
(2)通过两个光电门的时间相同
(3)0.47 (4)
【解析】
【小问1详解】
挡光片的宽度为
【小问2详解】
滑块若能够做匀速运动,因挡光片的宽度为定值,则经过光电门的时间相同。
【小问3详解】
滑块1的速度大小为
【小问4详解】
根据系统动量守恒和能量守恒有
解得
12. 某学习小组测量滑动变阻器的金属丝电阻率,所用实验器材如下:
A.多用电表10 mA电流挡(内阻等于)
B.直流电压表0~3 V(内阻未知)
C.待测的滑动变阻器,全电阻阻值未知
D.滑动变阻器,全电阻阻值
E.干电池两节
F.游标卡尺
G.开关、导线若干
(1)测量的全电阻时,完成的部分电路连接如图1所示,还需将P连接到接线柱________(选填“”或“”)。在开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移至________(选填“最左侧”或“最右侧”)
(2)测得多组电压、电流值,并绘制了图像如图2,求得为________(保留三位有效数字)
(3)如图3,用刻度尺测得滑动变阻器绕线部分的长度、数出绕线部分总匝数匝;用游标卡尺测量滑动变阻器陶瓷管的直径,正确操作后,游标卡尺的示数如图4所示,则直径________cm。该滑动变阻器金属丝电阻率表达式________(用、L、n、d表示),代入数据求得电阻率最接近于________
A. B. C. D.
(4)仅将上述电路中的滑动变阻器位置互换,用来测量滑动变阻器的全电阻是否合理?________(选填“合理”或“不合理”),理由是________(写出一个理由即可)
【答案】(1) ①. b ②. 最左侧
(2)199 (3) ①. 6.02 ②. ③. B
(4) ①. 不合理 ②. 阻值太小,分压电阻太大,电路中电流变化范围极小,多用电表10mA电流挡的读数误差很大。
【解析】
【小问1详解】
[1]本实验用多用电表的10mA电流挡(已知内阻)作为电流表使用,为了让电压表同时测量待测和电流表的总电压,消除电流表分压的系统误差,需要将P接,让电压表并联在与电流表的串联整体两端。
[2]开关闭合前将滑片移到最左侧,保护电路元件。
【小问2详解】
图线的斜率
从图中取最大刻度点时,可得总阻值为
减去已知的电流表内阻,得到
【小问3详解】
[1]主尺读数为60mm,游标尺第2条刻度线和主尺对齐,游标读数为,总读数为
[2]金属丝总长度为(每匝金属丝的周长为,共匝),金属丝横截面积,绕线部分总长度,代入电阻定律化简后可得该表达式
[3]代入数值估算可得
故选B。
【小问4详解】
[1][2]不合理
阻值太小,分压电阻太大,电路中电流变化范围极小,多用电表10mA电流挡的读数误差很大。
四、解答题
13. 如图所示,在平面直角坐标系中,第一象限存在沿轴正方向的匀强电场,一个带负电粒子,比荷,以速度从轴上的点进入电场,速度方向与轴负方向的夹角为,粒子经电场偏转后从点垂直轴进入第二象限。已知点的坐标为,不计粒子重力,,。
(1)粒子在轴方向上可视为什么运动?
(2)粒子从点运动到点的时间是多少?
(3)电场强度的大小是多少?
【答案】(1)匀速直线运动
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在x轴上没有外力作用,所以粒子在x轴上的运动为匀速直线运动。
【小问2详解】
水平方向分速度,
水平方向为匀速直线运动
解得
【小问3详解】
从A到C过程中,竖直方向上为匀减速运动
根据速度时间关系
根据牛顿第二定律,由题意知
解得
14. 如图所示,倾角的固定光滑斜面上固定着挡板,轻弹簧下端与挡板相连,弹簧处于原长时上端位于D点,用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑定滑轮连接物体A和B,使滑轮左侧绳子始终与斜面平行,初始时用手按住物体A,使其静止在斜面的C点,C、D两点间的距离为L,现由静止释放物体A,物体A沿斜面向下运动,将弹簧压缩到最短的位置为E点,D、E两点间距离为,若物体A、B的质量分别为4m和m,不计空气阻力,重力加速度为g,整个过程中,轻绳始终处于伸直状态,求:
(1)物体A从静止释放后下滑到D点时的速度大小;
(2)弹簧被压缩后的最大弹性势能;
(3)查阅资料可知弹性限度内,弹簧弹性势能的表达式为,其中k为劲度系数,x为弹簧的形变量。若物体A下滑到E点时剪断细绳,请通过计算判断物体A能否脱离弹簧,若能脱离弹簧,求离开弹簧后距离D点的最远距离。
【答案】(1)
(2)
(3)能,
【解析】
【小问1详解】
物体A从静止释放后下滑到D点的过程中,对物体A、B,根据机械能守恒定律得
解得
【小问2详解】
物体A从静止释放后下滑到E点的过程中,对物体A、B和弹簧组成系统,根据机械能守恒定律得
解得
【小问3详解】
根据题意,物体A在E点时有
解得
所以物体A能够回弹,设物体A回弹过程能离开弹簧,根据机械能守恒定律有
解得
15. 如图,平行金属板、水平放置,是两板间的中心线,板间的矩形区域Ⅰ中存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。金属板右侧有一圆心为、半径为的圆形区域Ⅱ,O在的延长线上,区域Ⅱ内有垂直纸面向外的匀强磁场。金属板左侧有粒子发射器位于上方处。发射器以初速度水平向右射出带正电的粒子,粒子在区域Ⅰ恰好做匀速直线运动,从点射入区域Ⅱ后从点射出。已知、两点关于对称,金属板间电场强度为,粒子质量为、电荷量为,不计粒子重力。
(1)求区域Ⅰ中磁场磁感应强度的大小;
(2)求区域Ⅱ中磁场磁感应强度的大小和粒子在区域Ⅱ中的运动时间;
(3)调整区域Ⅱ中磁场磁感应强度的大小后,从点入射的粒子能从区域Ⅱ与圆心O等高的点射出,求调整后区域Ⅱ中磁感应强度的大小。
【答案】(1)
(2);
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在区域Ⅰ做匀速直线运动,竖直方向受力平衡:电场力与洛伦兹力大小相等
带正电粒子受竖直向下的电场力,由左手定则,垂直纸面向里的磁场对水平向右运动的粒子的洛伦兹力竖直向上,平衡条件为:
整理得区域Ⅰ磁感应强度:
【小问2详解】
入射点到中心线的竖直距离为,圆形区域Ⅱ的圆心在中心线上
因此与水平中心线的夹角满足
即
由于、关于对称,粒子在区域Ⅱ中轨迹对应的圆心角为,由几何关系可得粒子做圆周运动的轨道半径
洛伦兹力提供向心力:
得:
粒子在磁场中运动的周期,轨迹圆心角为,因此运动时间:
【小问3详解】
调整后粒子从点水平向右入射,从与等高的点射出区域Ⅱ
由几何关系
得轨道半径
代入洛伦兹向心力公式
得
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2024级10月学情检测
物 理
一、单项选择题:本大题共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. 现有、两束单色光,光的频率小于光的频率。用光照某金属表面能发生光电效应。下列说法正确的是( )
A. 若用光照射该金属,则能发生光电效应
B. 若用光照射该金属,则该金属的逸出功减小
C. 若增大光强度,则该金属的逸出功增大
D. 若减弱光强度,则不能发生光电效应
2. 如图所示,物体m被三根不可伸长的轻绳系着,处于静止状态。已知OA与OB等长,角AOB为60°。现将A点向左移动,使角AOB变为120°,再次静止。则前后二次OA绳受到的拉力之比为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为2∶1,原线圈接在的交流电源上,副线圈接定值电阻和滑动变阻器,电流表、电压表均为理想电表。滑动变阻器的滑片由端向端缓慢滑动( )
A. 电压表、的示数之比为2∶1
B. 电流表示数不变
C. 电流表示数增加
D. 变压器输出功率减小
4. 某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体,经时间t物体以速率v落回手中,已知该星球的半径为R,要使物体不再落回星球表面,沿星球表面抛出的速度至少为( )
A. v B. C. D.
5. 一只质量为的乌贼吸入的水后,静止在水中。遇到危险时,它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出,以大小为的速度向前逃窜。下列说法正确的是( )
A. 在乌贼喷水的过程中,有的生物能转化成机械能
B. 乌贼喷出的水的速度大小为
C. 在乌贼喷水的过程中,乌贼所受合力的冲量大小为
D. 在乌贼喷水的过程中,乌贼和喷出的水组成的系统的动量增大
6. 在研究热机效率与微观机制时, 科学家常借助理想气体模型分析热力学过程。如图为一定质量的理想气体经历 循环过程中气体压强 p 与热力学温度 T 的关系图像。已知 AB、BC 分别与横轴和纵轴平行,CA 延长线过坐标原点。下列说法正确的是( )
A. 过程,气体的体积将增大
B. 过程,单位时间撞击器壁单位面积的分子数增多
C. 过程,每个气体分子的动能均保持不变
D. 过程,气体放出的热量小于气体内能的减少量
7. 如图甲所示,水平面与竖直面内的半圆形导轨在点平滑相接,各处摩擦因数相同,为半圆形导轨的中点。一质量为的物体(可视为质点)将弹簧压缩到A点后由静止释放,在弹力作用下获得向右的速度后脱离弹簧,从点进入半圆形导轨,物体沿半圆形导轨从运动到过程中速度平方与其上升高度的关系如图乙所示,重力加速度,则( )
A. 弹簧压缩到A点时弹簧的弹性势能为
B. 物体运动到点时对半圆形导轨的压力大小为
C. 物体从运动到的过程中,合力对物体做的功为
D. 物体从运动到的过程中,物体的机械能减少值
二、多项选择题:本大题共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,部分选对的得3分,有选错的得0分。
8. 跳伞运动员从高空悬停的直升机跳下,运动员沿竖直方向运动,其v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 运动员在0~10 s内的平均速度大小大于10 m/s
B. 从15 s末开始运动员处于静止状态
C. 10 s末运动员的速度方向改变
D. 10~15 s内运动员做加速度逐渐减小的减速运动
9. 如图所示,直角三角形是一三棱镜的横截面,,,,棱镜材料的折射率。一束单色光从边上的点射入棱镜,入射角为。光线经边折射后到达边,在边发生反射,随后从边上的点射出。下列说法正确的是( )
A. 光线在边发生折射时,折射角为
B. 该棱镜材料的全反射临界角为
C. 光线在边发生了全反射
D. 光线从边点射出时,折射角为
10. 如图所示,半径为r、间距为2L的光滑圆弧导轨与水平光滑导轨在M、N处相切且平滑连接,水平导轨由两个足够长的宽窄导轨组成,宽导轨的间距为2L,窄导轨的宽度为L,虚线MN右侧存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B,两根粗细相同、材质相同的均匀金属棒a、b分别放在宽窄导轨上,长度与导轨宽度相同,a棒的质量为m,电阻为R。a棒从圆弧导轨顶端由静止沿圆弧导轨滑下。到a、b棒运动稳定的整个过程中,两棒始终与导轨接触良好且垂直于导轨,不计导轨的电阻,重力加速度为g。在a、b棒整个运动过程中,下列说法正确的是( )
A. a棒克服安培力做的功大于安培力对b棒做的功
B. b棒的最大加速度大小为
C. b棒上产生的焦耳热为
D. 流过b棒的电荷量为
三、非选择题(共54分)
11. 如图所示,利用气垫导轨验证动量守恒定律,主要的实验步骤如下:
(1)利用螺旋测微器测量两滑块上挡光片的宽度,得到的结果如下图所示,则挡光片的宽度为___________mm。
(2)安装好气垫导轨,向气垫导轨通入压缩空气,只放上滑块1,接通光电计时器,给滑块1一个初速度,调节气垫导轨的两端高度直到滑块做匀速运动,能够判断滑块做匀速运动的依据是___________。
(3)若滑块1通过光电门时挡光时间为∆t=0.01s,则滑块1的速度大小为___________m/s(保留两位有效数字)。
(4)设碰撞前滑块1的速度为v0,滑块2的速度为0,碰撞后滑块1的速度为v1,滑块2的速度为v2,若滑块1和滑块2之间的碰撞是弹性碰撞,则速度关系需要满足___________。
12. 某学习小组测量滑动变阻器的金属丝电阻率,所用实验器材如下:
A.多用电表10 mA电流挡(内阻等于)
B.直流电压表0~3 V(内阻未知)
C.待测的滑动变阻器,全电阻阻值未知
D.滑动变阻器,全电阻阻值
E.干电池两节
F.游标卡尺
G.开关、导线若干
(1)测量的全电阻时,完成的部分电路连接如图1所示,还需将P连接到接线柱________(选填“”或“”)。在开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移至________(选填“最左侧”或“最右侧”)
(2)测得多组电压、电流值,并绘制了图像如图2,求得为________(保留三位有效数字)
(3)如图3,用刻度尺测得滑动变阻器绕线部分的长度、数出绕线部分总匝数匝;用游标卡尺测量滑动变阻器陶瓷管的直径,正确操作后,游标卡尺的示数如图4所示,则直径________cm。该滑动变阻器金属丝电阻率表达式________(用、L、n、d表示),代入数据求得电阻率最接近于________
A. B. C. D.
(4)仅将上述电路中的滑动变阻器位置互换,用来测量滑动变阻器的全电阻是否合理?________(选填“合理”或“不合理”),理由是________(写出一个理由即可)
四、解答题
13. 如图所示,在平面直角坐标系中,第一象限存在沿轴正方向的匀强电场,一个带负电粒子,比荷,以速度从轴上的点进入电场,速度方向与轴负方向的夹角为,粒子经电场偏转后从点垂直轴进入第二象限。已知点的坐标为,不计粒子重力,,。
(1)粒子在轴方向上可视为什么运动?
(2)粒子从点运动到点的时间是多少?
(3)电场强度的大小是多少?
14. 如图所示,倾角的固定光滑斜面上固定着挡板,轻弹簧下端与挡板相连,弹簧处于原长时上端位于D点,用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑定滑轮连接物体A和B,使滑轮左侧绳子始终与斜面平行,初始时用手按住物体A,使其静止在斜面的C点,C、D两点间的距离为L,现由静止释放物体A,物体A沿斜面向下运动,将弹簧压缩到最短的位置为E点,D、E两点间距离为,若物体A、B的质量分别为4m和m,不计空气阻力,重力加速度为g,整个过程中,轻绳始终处于伸直状态,求:
(1)物体A从静止释放后下滑到D点时的速度大小;
(2)弹簧被压缩后的最大弹性势能;
(3)查阅资料可知弹性限度内,弹簧弹性势能的表达式为,其中k为劲度系数,x为弹簧的形变量。若物体A下滑到E点时剪断细绳,请通过计算判断物体A能否脱离弹簧,若能脱离弹簧,求离开弹簧后距离D点的最远距离。
15. 如图,平行金属板、水平放置,是两板间的中心线,板间的矩形区域Ⅰ中存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。金属板右侧有一圆心为、半径为的圆形区域Ⅱ,O在的延长线上,区域Ⅱ内有垂直纸面向外的匀强磁场。金属板左侧有粒子发射器位于上方处。发射器以初速度水平向右射出带正电的粒子,粒子在区域Ⅰ恰好做匀速直线运动,从点射入区域Ⅱ后从点射出。已知、两点关于对称,金属板间电场强度为,粒子质量为、电荷量为,不计粒子重力。
(1)求区域Ⅰ中磁场磁感应强度的大小;
(2)求区域Ⅱ中磁场磁感应强度的大小和粒子在区域Ⅱ中的运动时间;
(3)调整区域Ⅱ中磁场磁感应强度的大小后,从点入射的粒子能从区域Ⅱ与圆心O等高的点射出,求调整后区域Ⅱ中磁感应强度的大小。
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