精品解析:安徽阜阳市太和县第八中学2026-2027学年高三上学期第二次学情自测物理试题
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内容正文:
高三上学期第二次月考
一、单选题(本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. 如图所示,木块A置于光滑水平面上,水平轻质弹簧左端固定于竖直墙壁上,右端与木块A相连接,弹簧处于原长状态。子弹B沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧一起作为研究对象(系统),从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中,该系统( )
A. 动量守恒,机械能守恒
B. 动量不守恒,机械能不守恒
C. 动量守恒,机械能不守恒
D. 动量不守恒,机械能守恒
【答案】B
【解析】
【详解】AC.整个运动过程中,由于墙壁对弹簧有作用力,系统所受合外力不为零,动量不守恒,故AC错误;
BD.子弹射入木块的过程有摩擦生热,系统机械能不守恒,故B正确,D错误。
故选B。
2. 在2025年1月20日,中国的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)成功实现了超1亿摄氏度下1066秒的稳态长脉冲高约束模等离子体运行,这一成就为人类探索清洁能源的未来开辟了新篇章。已知中子、质子、氚核的质量分别为1.009u、1.007u、3.016u(1u相当于931.5MeV的能量)。热核反应中用到的氚核的结合能为( )
A. 8MeV B. 8.1MeV C. 8.4MeV D. 8.7MeV
【答案】C
【解析】
【详解】氚核由1个质子和2个中子组成,可知质量亏损为
则氚核的结合能为
故选C。
3. 一个机器人直立时线束对头部的拉力为0,做后仰动作时,线束对头部的拉力与水平方向夹角为30°,脖颈受到的压力与水平方向夹角为45°,简化模型如图所示。不计脖颈与头部间的摩擦,则后仰时脖颈受到的压力与直立时脖颈受到的压力之比( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设头部的重力为,一个机器人直立时线束对头部的拉力为0,则直立时脖颈受到的压力大小为
机器人做后仰动作时,头部的受力分析如图所示
根据平衡条件可得,
联立解得
可知脖颈受到的压力大小为
则后仰时脖颈受到的压力与直立时脖颈受到的压力之比
故选B。
4. 一架摆长为的摆钟在广州走时准确,移到北京后发现每小时快了秒,若通过调节摆长使其准确,则调整后的摆长为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设摆钟在广州对应周期为,移到北京后每小时快秒,则摆钟在北京的周期为
设北京的重力加速度为g,则调整前有
调整后为
解得
故选C。
5. 静电纺纱利用了高压静电场,使单纤维两端带上异种电荷,如图所示为高压静电场的分布图,下列说法正确的是( )
A. 图中a、c两点电势关系为
B. 图中b、d两点的电场强度大小关系为
C. 电子在a、d两点的电势能关系为
D. 将质子从b点移动到c点,电场力做负功
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,右边电极电势高于左边电极的电势,电场线从右边电极发出,终止于左边电极,根据沿着电场线方向电势降低,可知图中a、c两点电势关系为,故A正确;
B.根据电场线的疏密代表电场强度的大小,可知图中b、d两点的电场强度大小关系为Eb< Ed,故B错误;
C.图中a、d两点电势关系为
根据
且电子带负电,可知电子在a、d两点的电势能关系为
故C错误;
D.图中b、c两点电势关系为
且质子带正电,故将质子从b点移动到c点,其电势能减小,电场力做正功,故D错误。
故选A。
6. 如图1所示,在,的区域中存在垂直平面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场(用阴影表示磁场的区域),边长为、匝数为的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以轴为转轴匀速转动时,其产生的交变电流如图2所示。若仅磁场的区域发生了如图3所示的变化,线圈与磁场垂直时开始计时,线圈匀速转动的周期为,则磁场区域变化后,下列说法正确的是( )
A. 时刻,穿过线圈平面的磁通量为
B. 磁场区域变化后所产生的交变电流的峰值与原来相比变小
C. 时,线圈中开始出现电流
D. 线圈平面转过时,穿过线圈磁通量的变化量为
【答案】C
【解析】
【详解】A.时刻,穿过线圈平面的磁通量为
故A错误;
B.根据题意可知磁场变化前后最大值都在磁通量为零位置,此时两条边切割磁场产生电动势,产生的感应电动势的最大值均为
故B错误;
C.磁场区域变化后根据几何关系有
解得
所以线圈中开始出现电流的时刻为
故C正确;
D.线圈平面转过时,穿过线圈磁通量的变化量为
故D错误。
故选C。
7. 随着低空经济的发展,小型电动飞机将成为人们的通勤选择。现有某款新型号电动飞机,工程技术人员通过研究空气阻力对飞机运动的影响,验证飞机气动布局性能。如图所示,在平直跑道上,技术人员调整飞机动力输出单元,使飞机在大小为的恒定牵引力作用下由静止开始加速运动,发现经时间飞机的速度不再增加。已知飞机的质量为,飞机所受阻力大小,其中为常数,不计飞机轮胎与地面间的滚动摩擦,下列说法正确的是( )
A. 时间内飞机滑行的距离
B. 驱动飞机的电机输出功率随时间线性增大
C. 若时刻飞机刚好达到额定功率,则
D. 时间内飞机克服阻力所做的功
【答案】D
【解析】
【详解】AD.飞机到达最大速度时有
解得
根据动量定理有
将代入有
解得
根据动能定理有
解得
故A错误,D正确;
B.飞机受力不断变化,则加速度改变,由
可知驱动飞机的电机输出功率不随时间线性增大,故B错误;
C.若时刻飞机刚好达到额定功率,则
解得
故C错误;
故选D。
8. 在某装置中的光滑绝缘水平面上,三个完全相同的带电小球,通过不可伸长的绝缘轻质细线,连接成边长为d的正三角形,如图甲所示。小球质量为m,带电量为,可视为点电荷。初始时,小球均静止,细线拉直。现将球1和球2间的细线剪断,当三个小球运动到同一条直线上时,速度大小分别为、、,如图乙所示。该过程中三个小球组成的系统电势能减少了,k为静电力常量,不计空气阻力。则( )
A. 该过程中小球3受到的合力大小始终不变 B. 该过程中系统能量守恒,动量不守恒
C. 在图乙位置,, D. 在图乙位置,
【答案】D
【解析】
【详解】AB.该过程中系统动能和电势能相互转化,能量守恒,对整个系统分析可知系统受到的合外力为0,故动量守恒;当三个小球运动到同一条直线上时,根据对称性可知细线中的拉力相等,此时球3受到1和2的电场力大小相等,方向相反,故可知此时球3受到的合力为0,球3从静止状态开始运动,瞬间受到的合力不为0,故该过程中小球3受到的合力在改变,故AB错误;
CD.对系统根据动量守恒
根据球1和2运动的对称性可知,解得
根据能量守恒
解得
故C错误,D正确。
故选D。
二、多选题(本题共2小题,每小题5分,共10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,选对但选不全的得3分,有选错的得0分)
9. 如图所示,固定在倾角的斜面上的内壁光滑的绝热汽缸开口处有卡口,汽缸长度为1.2m。活塞a为绝热活塞,活塞b导热性能良好,活塞厚度忽略不计,两活塞用轻质弹簧连接,弹簧的劲度系数。封闭气体A、B初始温度均为,弹簧恰好处于原长,大气压强,重力加速度,外界温度保持不变,质量均为2kg、面积均为的活塞a、b将汽缸体积均分为三等份。现给电阻丝通电,缓慢加热密封气体A,下列说法正确的是( )
A. 初始时气体B的压强为
B. 开始加热后,气体A温度升高,活塞对气体B做功,气体B的体积减小
C. 弹簧压缩0.1m时,气体B的压强为
D. 弹簧压缩0.1m时,气体A的温度为585K
【答案】CD
【解析】
【详解】A.对活塞b受力分析,沿斜面方向有
可得,故A错误;
B.在活塞b碰到汽缸卡口之前,将活塞a、b与之间弹簧、气体B看作整体,对整体受力分析,沿斜面方向有
可得
缓慢加热气体,气体A做等压变化,体积变大,温度升高,气体B的压强不变,体积不变,温度不变,故B错误;
C.在活塞b碰到汽缸顶端后,继续加热,弹簧被压缩,气体B发生等温变化,设初状态气体B的体积为,当弹簧压缩0.1m时,气体B的体积变为原来的一,对气体B有
解得,故C正确;
D.弹簧的弹力
此时气体A的压强
对气体A有
解得,故D正确。
故选CD。
10. 如图,直角梯形区域,,为的中点,直角三角形、平行四边形两区域内存在磁感应强度大小相等、方向相反且垂直与纸面的匀强磁场,一等腰直角三角形导线框ABC与梯形在同一平面内,边长为且与共线,导线框以垂直于的恒定速度穿过磁场区域,从点进入磁场开始计时,末刚好到达点。规定逆时针方向为感应电流的正方向,水平向左为导线受到的安培力的正方向,此过程中线框中的感应电流、受到的安培力,二者与时间的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.设导线框速度为v,电阻为R,则内电流为
可知电流均匀增大,该过程最大电流为,由右手定则可知电流方向为逆时针,为正方向;
内,导线框一部分在垂直纸面向里的磁场,一部分在垂直纸面向外的磁场,且两边切割磁感线产生的感应电动势方向相同,此时两边产生的感应电动势相加,可得
可知电流从最大逐渐减小到0,由右手定则可知电流方向为顺时针,为负方向;
内,导线框离开磁场,电流
可知电流逐渐减小到0,由右手定则可知电流方向为逆时针,为正方向。故A错误,B正确;
CD.内,AC在磁场外,安培力
内,导线框一部分在垂直纸面向里的磁场,一部分在垂直纸面向外的磁场,AC边安培力大小
可知该过程安培力从最大值逐渐减小到0,再反向增大最后减小到0,分析可知AC边安培力方向先向左后向右,即方向先正后负,且图像为开口向上的二次函数;
内,线框出磁场,AC边安培力大小
可知安培力从最大值逐渐减小,且图像为开口向上的二次函数。故C正确,D错误。
故选BC。
三、实验题
11. 某实验小组设计如图甲所示装置来测量轻质弹簧的劲度系数k。该弹簧左端固定在竖直挡板上,右端放置一个质量为4.5g的小球(恰在A点,且与弹簧不拴接),水平轨道B处装有光电门(未画出)。已知弹簧的弹性势能表达式为(k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量),小球球心与光电门的中心在同一高度,小球与水平轨道间的摩擦力及空气阻力忽略不计。
(1)用螺旋测微器测小球的直径,如图乙所示,则小球的直径__________mm。
(2)将小球从A点向左压缩弹簧至某位置后由静止释放,小球被弹出,记下弹簧的形变量x和小球通过光电门的时间t,则小球弹出时速度大小__________(用D、t表示)。
(3)改变小球释放的初始位置,多次实验,得到多组弹簧形变量x和小球通过光电门的时间t。
(4)根据测量数据绘制出关系图线,如图丙所示,则弹簧劲度系数__________(结果保留两位有效数字)。
(5)若小球球心与光电门的中心没有调到同一水平高度,仍按上述方法测量,则弹簧劲度系数k的测量值与真实值相比__________(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
【答案】 ①. 10.294##10.295##10.296 ②. ③. 56 ④. 偏大
【解析】
【详解】(1)[1]用螺旋测微器测小球的直径D=10mm+0.01mm×29.5=10.295mm
(2)[2]小球弹出时速度大小
(3)[3]由能量关系
即
由图像可知
解得k=56N/m
(5)[4]若小球球心与光电门的中心没有调到同一水平高度,则遮光时间偏小,测得的速度v偏大,图像斜率偏大,则仍按上述方法测量,则弹簧劲度系数k的测量值与真实值相比偏大。
12. 精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有:电压表(量程1.5V,内阻约为)、电流表(量程0.6A)、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。
(1)考虑电流表内阻影响
①用图1所示电路测量电流表的内阻。从图2电压表和电流表读数可得电流表内阻______(保留2位有效数字)。
②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和表示。则干电池电动势______(用I、r和表示)。
③调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图4所示的图像。则待测干电池电动势______V(保留3位有效数字)、内阻______(保留1位小数)。
(2)考虑电压表内阻影响
该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻,但发现实验无法完成。原因是______(单选,填正确答案标号)。
A. 电路设计会损坏仪器 B. 滑动变阻器接法错误
C. 电压太大无法读数 D. 电流太小无法读数
【答案】(1) ①. 1.0 ②. ③. 1.40 ④. 1.0
(2)D
【解析】
【小问1详解】
[1]由图2可知,电压表读数为
电流表读数为
根据欧姆定律可得电流表内阻为
[2]由闭合电路欧姆定律可知,干电池电动势的表达式为
[3][4]根据变形为
根据图像可知,纵截距
斜率的绝对值
所以待测干电池电动势为
电源内阻为
【小问2详解】
由于将电压表串联接在电路中,电压表内阻很大,电路中电流太小,故无法完成实验的原因可能是电流太小无法读数。
故选D。
四、解答题
13. 取一块截面半径、高度的圆柱体冰块,用烧红的细铁条将冰块穿上小孔,在冰块的中心安装一个发黄色光的LED就做成了一个冰灯。用遮光罩罩住冰灯的侧面,将冰灯提到下表面距地高处,此时冰灯的下表面全面发光,且在地面形成的光斑半径。不考虑光的多次反射。
(1)求该冰块对黄光的折射率。
(2)取下遮光布,仅改变冰灯的高度可实现其外表面全面发光,求冰灯的最大高度。(LED位于冰灯中心)
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设黄光从冰块射出时入射角为,折射角为,由几何关系有
设该冰块对黄光的折射率为,由折射定律有
解得
【小问2详解】
设黄光由冰块射向空气的临界角为
由于,黄光在圆柱体侧面恰好全反射时,在上下两底面一定不会全反射。设冰块的最大高度为,由几何关系有
解得
14. 如图所示,某同学从离水平地面高度为h处将铅球投出,铅球运动的最高点O距地面高度为H,距抛出点水平距离为x1,铅球质量为m,重力加速度为g,忽略空气阻力。求:
(1)铅球运动到最高点O时的速度大小v1;
(2)铅球从被抛出到落地的过程中所受重力冲量的大小I;
(3)该同学将铅球投出时铅球的动能Ek。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
铅球运动到最高点O时竖直分速度为0,速度v1沿水平方向,由平抛运动规律,
解得
【小问2详解】
铅球运动至最高点O后做平抛运动,由平抛运动规律,
全过程重力冲量
解得
【小问3详解】
由能量守恒,
解得
15. 电偏转和磁偏转是控制粒子运动轨迹的常用手段。如图所示,直角坐标系xOy平面内,第一象限存在匀强磁场B,方向垂直于纸面向外,第二象限存在匀强电场E1,方向沿y轴负方向,第四象限存在沿y轴负方向的匀强电场E2,同时存在垂直于纸面向里磁感应强度也为B的匀强磁场,E1、E2、B大小均未知。质量为m、电荷量为q(q>0))的带正电粒子以初速度v0从x轴负半轴M点射入电场,v0与x轴正方向的夹角为60°,经电场偏转后从点P(0,L)垂直于y轴进入磁场,然后从x轴正半轴的N点(图上未标出)与x轴正方向成45°角进入第四象限,不计粒子重力。
(1)求电场强度E1的大小;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)若第四象限中电场E2的大小满足,求粒子在第四象限运动过程中的最大速度及粒子第一次达到最大速度时所处位置的x坐标。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
粒子在第二象限中做类斜抛运动,竖直方向上有
由牛顿第二定律可得
联立解得
【小问2详解】
由速度的分解可知,粒子在第一象限做匀速圆周运动的速度大小为
洛伦兹力提供圆周运动的向心力,则有
由几何关系有
解得
联立解得
【小问3详解】
粒子进入第四象限后,受沿y轴负方向的电场力qE2和洛伦兹力,配速vx其满足
解得
此vx正好为v1沿x轴的分量故,粒子在第四象限的运动可分解为沿x轴正方向的匀速直线运动和以vy(沿y轴负方向)为初速度的匀速圆周运动,则有
当两分速度方向都沿x轴正方向时,合速度达到最大
设此时粒子位置为Q,则有
沿y方向的洛伦兹力提供圆周运动的向心力,则有
圆周运动的周期
于是
结合上述结论可知
联立解得
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高三上学期第二次月考
一、单选题(本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. 如图所示,木块A置于光滑水平面上,水平轻质弹簧左端固定于竖直墙壁上,右端与木块A相连接,弹簧处于原长状态。子弹B沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧一起作为研究对象(系统),从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中,该系统( )
A. 动量守恒,机械能守恒
B. 动量不守恒,机械能不守恒
C. 动量守恒,机械能不守恒
D. 动量不守恒,机械能守恒
2. 在2025年1月20日,中国的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)成功实现了超1亿摄氏度下1066秒的稳态长脉冲高约束模等离子体运行,这一成就为人类探索清洁能源的未来开辟了新篇章。已知中子、质子、氚核的质量分别为1.009u、1.007u、3.016u(1u相当于931.5MeV的能量)。热核反应中用到的氚核的结合能为( )
A. 8MeV B. 8.1MeV C. 8.4MeV D. 8.7MeV
3. 一个机器人直立时线束对头部的拉力为0,做后仰动作时,线束对头部的拉力与水平方向夹角为30°,脖颈受到的压力与水平方向夹角为45°,简化模型如图所示。不计脖颈与头部间的摩擦,则后仰时脖颈受到的压力与直立时脖颈受到的压力之比( )
A. B. C. D.
4. 一架摆长为的摆钟在广州走时准确,移到北京后发现每小时快了秒,若通过调节摆长使其准确,则调整后的摆长为( )
A. B.
C. D.
5. 静电纺纱利用了高压静电场,使单纤维两端带上异种电荷,如图所示为高压静电场的分布图,下列说法正确的是( )
A. 图中a、c两点电势关系为
B. 图中b、d两点的电场强度大小关系为
C. 电子在a、d两点的电势能关系为
D. 将质子从b点移动到c点,电场力做负功
6. 如图1所示,在,的区域中存在垂直平面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场(用阴影表示磁场的区域),边长为、匝数为的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以轴为转轴匀速转动时,其产生的交变电流如图2所示。若仅磁场的区域发生了如图3所示的变化,线圈与磁场垂直时开始计时,线圈匀速转动的周期为,则磁场区域变化后,下列说法正确的是( )
A. 时刻,穿过线圈平面的磁通量为
B. 磁场区域变化后所产生的交变电流的峰值与原来相比变小
C. 时,线圈中开始出现电流
D. 线圈平面转过时,穿过线圈磁通量的变化量为
7. 随着低空经济的发展,小型电动飞机将成为人们的通勤选择。现有某款新型号电动飞机,工程技术人员通过研究空气阻力对飞机运动的影响,验证飞机气动布局性能。如图所示,在平直跑道上,技术人员调整飞机动力输出单元,使飞机在大小为的恒定牵引力作用下由静止开始加速运动,发现经时间飞机的速度不再增加。已知飞机的质量为,飞机所受阻力大小,其中为常数,不计飞机轮胎与地面间的滚动摩擦,下列说法正确的是( )
A. 时间内飞机滑行的距离
B. 驱动飞机的电机输出功率随时间线性增大
C. 若时刻飞机刚好达到额定功率,则
D. 时间内飞机克服阻力所做的功
8. 在某装置中的光滑绝缘水平面上,三个完全相同的带电小球,通过不可伸长的绝缘轻质细线,连接成边长为d的正三角形,如图甲所示。小球质量为m,带电量为,可视为点电荷。初始时,小球均静止,细线拉直。现将球1和球2间的细线剪断,当三个小球运动到同一条直线上时,速度大小分别为、、,如图乙所示。该过程中三个小球组成的系统电势能减少了,k为静电力常量,不计空气阻力。则( )
A. 该过程中小球3受到的合力大小始终不变 B. 该过程中系统能量守恒,动量不守恒
C. 在图乙位置,, D. 在图乙位置,
二、多选题(本题共2小题,每小题5分,共10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,选对但选不全的得3分,有选错的得0分)
9. 如图所示,固定在倾角的斜面上的内壁光滑的绝热汽缸开口处有卡口,汽缸长度为1.2m。活塞a为绝热活塞,活塞b导热性能良好,活塞厚度忽略不计,两活塞用轻质弹簧连接,弹簧的劲度系数。封闭气体A、B初始温度均为,弹簧恰好处于原长,大气压强,重力加速度,外界温度保持不变,质量均为2kg、面积均为的活塞a、b将汽缸体积均分为三等份。现给电阻丝通电,缓慢加热密封气体A,下列说法正确的是( )
A. 初始时气体B的压强为
B. 开始加热后,气体A温度升高,活塞对气体B做功,气体B的体积减小
C. 弹簧压缩0.1m时,气体B的压强为
D. 弹簧压缩0.1m时,气体A的温度为585K
10. 如图,直角梯形区域,,为的中点,直角三角形、平行四边形两区域内存在磁感应强度大小相等、方向相反且垂直与纸面的匀强磁场,一等腰直角三角形导线框ABC与梯形在同一平面内,边长为且与共线,导线框以垂直于的恒定速度穿过磁场区域,从点进入磁场开始计时,末刚好到达点。规定逆时针方向为感应电流的正方向,水平向左为导线受到的安培力的正方向,此过程中线框中的感应电流、受到的安培力,二者与时间的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
三、实验题
11. 某实验小组设计如图甲所示装置来测量轻质弹簧的劲度系数k。该弹簧左端固定在竖直挡板上,右端放置一个质量为4.5g的小球(恰在A点,且与弹簧不拴接),水平轨道B处装有光电门(未画出)。已知弹簧的弹性势能表达式为(k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量),小球球心与光电门的中心在同一高度,小球与水平轨道间的摩擦力及空气阻力忽略不计。
(1)用螺旋测微器测小球的直径,如图乙所示,则小球的直径__________mm。
(2)将小球从A点向左压缩弹簧至某位置后由静止释放,小球被弹出,记下弹簧的形变量x和小球通过光电门的时间t,则小球弹出时速度大小__________(用D、t表示)。
(3)改变小球释放的初始位置,多次实验,得到多组弹簧形变量x和小球通过光电门的时间t。
(4)根据测量数据绘制出关系图线,如图丙所示,则弹簧劲度系数__________(结果保留两位有效数字)。
(5)若小球球心与光电门的中心没有调到同一水平高度,仍按上述方法测量,则弹簧劲度系数k的测量值与真实值相比__________(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
12. 精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有:电压表(量程1.5V,内阻约为)、电流表(量程0.6A)、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。
(1)考虑电流表内阻影响
①用图1所示电路测量电流表的内阻。从图2电压表和电流表读数可得电流表内阻______(保留2位有效数字)。
②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和表示。则干电池电动势______(用I、r和表示)。
③调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图4所示的图像。则待测干电池电动势______V(保留3位有效数字)、内阻______(保留1位小数)。
(2)考虑电压表内阻影响
该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻,但发现实验无法完成。原因是______(单选,填正确答案标号)。
A. 电路设计会损坏仪器 B. 滑动变阻器接法错误
C. 电压太大无法读数 D. 电流太小无法读数
四、解答题
13. 取一块截面半径、高度的圆柱体冰块,用烧红的细铁条将冰块穿上小孔,在冰块的中心安装一个发黄色光的LED就做成了一个冰灯。用遮光罩罩住冰灯的侧面,将冰灯提到下表面距地高处,此时冰灯的下表面全面发光,且在地面形成的光斑半径。不考虑光的多次反射。
(1)求该冰块对黄光的折射率。
(2)取下遮光布,仅改变冰灯的高度可实现其外表面全面发光,求冰灯的最大高度。(LED位于冰灯中心)
14. 如图所示,某同学从离水平地面高度为h处将铅球投出,铅球运动的最高点O距地面高度为H,距抛出点水平距离为x1,铅球质量为m,重力加速度为g,忽略空气阻力。求:
(1)铅球运动到最高点O时的速度大小v1;
(2)铅球从被抛出到落地的过程中所受重力冲量的大小I;
(3)该同学将铅球投出时铅球的动能Ek。
15. 电偏转和磁偏转是控制粒子运动轨迹的常用手段。如图所示,直角坐标系xOy平面内,第一象限存在匀强磁场B,方向垂直于纸面向外,第二象限存在匀强电场E1,方向沿y轴负方向,第四象限存在沿y轴负方向的匀强电场E2,同时存在垂直于纸面向里磁感应强度也为B的匀强磁场,E1、E2、B大小均未知。质量为m、电荷量为q(q>0))的带正电粒子以初速度v0从x轴负半轴M点射入电场,v0与x轴正方向的夹角为60°,经电场偏转后从点P(0,L)垂直于y轴进入磁场,然后从x轴正半轴的N点(图上未标出)与x轴正方向成45°角进入第四象限,不计粒子重力。
(1)求电场强度E1的大小;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)若第四象限中电场E2的大小满足,求粒子在第四象限运动过程中的最大速度及粒子第一次达到最大速度时所处位置的x坐标。
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