精品解析:安徽合肥市第六中学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:
高三上学期物理第二次月考
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10小题,共42分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,每小题4分;第9~10题有多项符合题目要求,每小题5分,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 2023年8月24日,日本福岛核电站启动核污染水排海,核污染水里含高达64种核放射性元素,其中碘129的半衰期为1570万年,其衰变方程为,下列说法正确的是( )
A. 核污染水被稀释后碘129的半衰期变长 B. 衰变生成了电子,说明原子核中存在电子
C. X核内的中子数为76 D. 的比结合能小于的比结合能
【答案】D
【解析】
【详解】A.半衰期只由原子核自身决定,将核污水稀释后,原子核的半衰期不变,故A错误;
B.衰变过程中的电子是由核内中子转化为质子释放出来的,并不是原子核中存在电子,故B错误;
C.根据衰变方程的质量数守恒可得
根据衰变方程的电荷数守恒可得
则X核内的中子数为
故C错误;
D.衰变过程释放能量,反应后的比反应前的更稳定,则的比结合能小于的比结合能,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置于导轨上,形成一个闭合回路,一条形磁铁从高处下落接近回路时(已知重力加速度为g)( )
A. P、Q将相互远离 B. P、Q将相互靠拢
C. 磁铁的加速度等于 D. 磁铁的加速度大于
【答案】B
【解析】
【详解】AB.当一条形磁铁从高处下落接近回路时,穿过回路的磁通量增加,根据楞次定律可知感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化,可知,P、Q将互相靠拢,回路的面积减小一点,使穿过回路的磁场减小一点,起到阻碍原磁通量增加的作用,故A错误,B正确;
CD.由于磁铁受到向上的安培力作用,所以合力小于重力,磁铁的加速度一定小于,故CD错误。
故选B。
3. 如图所示,将篮球从地面上方B点斜向上抛出,刚好垂直击中竖直篮板上的A点,不计空气阻力。若抛射点B向篮板方向水平移动一小段距离,仍使抛出的篮球垂直击中A点,则下列方法中可行的是( )
A. 减小抛射速度v0,同时增大抛射角θ
B. 减小抛射速度v0,同时减小抛射角θ
C. 增大射速度v0,同时减小抛射角θ
D. 增大抛时速度v0,同时增大抛射角θ
【答案】A
【解析】
【详解】由于篮球始终垂直击中A点,可应用逆向思维,把篮球的运动看作从A开始的平抛运动。当B点水平向左移动一小段距离时,A点抛出的篮球仍落在B点,则竖直高度不变,水平位移减小,球到B点的时间
故时间t不变,竖直分速度
即竖直分速度不变,水平方向满足
由于x减小,可知vx减小,合速度
即合速度变小,与水平方向的夹角
可知变大。
可知若要符合题意仍使抛出的篮球垂直击中A点,应减小抛射速度v0,同时增大抛射角θ。
故选A。
4. 如图所示,理想变压器的原线圈接在的交流电源上,副线圈接有的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2∶1,电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A. 原线圈的输入功率为W
B. 电流表的读数为1A
C. 电压表的读数为V
D. 副线圈输出交流电的周期为50s
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.根据题已知,理想变压器接在最大电动势为的交流电源上,则可知理想变压器原线圈两端电压的有效值为
根据原副线圈两端的电压比等于匝数比可得副线圈两端的电压
即电压表的读数为110V,则副线圈所在回路中的电流
而根据变压器原副线圈所在回路中的电流比等于匝数的反比可得
则电流表的读数为1A,由此可得原线圈的输入功率为
故AC错误,B正确;
D.根据交流电瞬时电压的表达式
可得
而,可得
故D错误。
故选B。
5. “戴森环”是人类为了解决地球能源危机提出的一种科学构想,它通过一系列搭载太阳能接收器的卫星来接收能量,并且这些卫星布置在同一个绕太阳公转的轨道上。若这些卫星绕太阳公转的轨道是半径为0.4AU(1AU代表地球到太阳中心的距离)的圆周,则下列说法正确的是( )
A. 这些卫星的发射速度要小于
B. 这些卫星公转的加速度为地球公转加速度的0.4倍
C. 这些卫星公转的线速度为地球公转线速度的2.5倍
D. 这些卫星公转的周期约为0.25年
【答案】D
【解析】
【详解】A.发射太阳的卫星,卫星的发射速度要大于地球第二宇宙速度,故A错误;
B.根据
得
由题知这些卫星的半径为0.4AU,故这些卫星公转的加速度为地球的倍,故B错误;
C.根据
得
由题知这些卫星的半径为0.4AU,这些卫星公转的线速度为地球公转的倍,故C错误;
D.根据开普勒第三定律
由题知这些卫星的半径为0.4AU,故这些卫星公转的周期
年
故D正确。
故选D。
6. n理想气体经过一个缓慢的过程,从状态P沿抛物线到达状态Q,其(体积)(绝对温度)图如图所示。已知此过程中当时,温度达到最大值(是普适气体常量)。若状态P和Q的温度和都等于,则该过程的p(压强)-V图为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知,最高点坐标为(,),则抛物线方程可表示为
将P点或Q点坐标代入方程可得
因此抛物线方程为
又由于
联立解得
故选D。
7. 如图所示是麦收时的情境。已知运输车的质量为M,收割机每秒钟向运输车传送质量为m的麦粒,运输车在麦田受到的阻力为其总重力的k倍。两车始终以速度v做匀速直线运动,运输车满载时装载麦粒的质量为m0,则运输车从空载到刚满载过程,其发动机的平均功率为(已知重力加速度为g)( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】运输车做匀速运动,则所受的阻力等于牵引力,则
因F与时间t成线性关系,可知从开始运动到运输车满载时的平均牵引力为
则发动机的平均功率为
故选C。
8. 如图所示为磁聚焦法测量比荷的原理图。在阴极K和阳极A之间加电压,电子由阳极A中心处的小孔P射出。小孔P与荧光屏中心O点连线为整个装置的中轴线。在极板很短的电容器C上加很小的交变电场,使不同时刻通过这里的电子发生不同程度的偏转,可认为所有电子从同一点发散。在电容器C和荧光屏S之间加一平行PO的匀强磁场,经过一段时间电子再次会聚在一点。调节磁感应强度B的大小,可使电子流刚好会聚在荧光屏的O点。已知K、A之间的加速电压为U,C与S之间磁场的磁感应强度为B,发散点到O点的距离为l。下列说法正确的是( )
A. 电子通过电容器后速度方向相同
B. 从右侧往左侧看,电子做圆周运动的半径相同
C. 所有电子从发散到再次会聚所用的时间相同
D. 电子的比荷一定是
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题意可知,使不同时刻通过电容器的电子发生不同程度的偏转,则电子通过电容器后速度方向不同,故A错误;
B.经交变电场后电子发生不同程度的偏转,故经交变电场后电子在垂直PO方向上的速度大小不同,此时由洛伦兹力提供向心力,有
得
故从右侧往左侧看,电子做圆周运动的半径不同,故B错误;
C.电子在垂直于磁场方向做圆周运动的周期
从中轴线到再次回到中轴线所用时间
故所有电子从发散到再次会聚所用的时间相同,故C正确;
D.从发散点到会聚点,电子在沿PO方向和垂直PO线的面上的两个分运动时间相等,则
电子经过加速电场有
电子射出电容器后在PO方向做匀速直线运动,有
电子在垂直于PO的方向做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,有
联立解得
故D错误。
故选C。
9. 随着人们生活水平提高,单反相机已进入普通家庭,单反相机是单镜头反光数码照相机,原理是在胶片平面的前面以45°角安装了一片反光镜,反光镜的上方依次有毛玻璃、五棱镜目镜等,五棱镜将实像光线多次反射改变光路,将影像送至目镜,使观景窗中所看到的影像和胶片上永远一样,这样方便摄影者正确地取景和对焦。某品牌单反相机五棱镜目镜横截面和各部分角度如图所示,其中,,光线从AB中点P垂直AB射入,依次经过CD、DE和EA面的反射后,最后光线从BC面射出,已知光线恰好能够在CD面上发生全反射,光在真空中的速度为c。下列说法正确的是( )
A. 五棱镜的折射率为2
B. 光线在DE面上不会发生全反射
C. 光线从BC面射出时在BC面上的入射角为0°
D. 光线从射入五棱镜到射到CD面的时间为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.恰好在CD面发生全反射,由几何关系知入射角
刚好全反射时
解得折射率n=2
故A正确;
B.作出光路图,如图所示
根据光的反射定律和几何关系可知光在DE面上的入射角为75°,大于临界角,则光线在DE面上会发生全反射,故B错误;
C.同理在可知光在EA面上的入射角为30°,根据几何关系可得光恰好垂直于BC边射出,则光线从BC面射出时在BC面上的入射角为0°,故C正确;
D.根据几何关系,可得路程
光在五棱镜中传播速度为
传播的时间为
代入数据解得
故D正确。
故选ACD。
10. 如图所示,真空中固定电荷量为的小球A,从小球A正上方高h处无初速释放质量为m、电荷量为的小球B,A、B均可视作点电荷,取无穷远处电势为零,球B下落过程中(已知重力加速度为g)( )
A. Q越大,球B最大速度的位置越高 B. h越大,球B最大加速度越小
C. m越大,球B最大电势能越小 D. g越大,球B最大速度的位置越低
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据库仑定律
B球下落,当受力平衡时速度最大
解得球B最大速度时到小球A的距离为
Q越大,r越大,球B最大速度的位置越高,故A正确;
B.根据库仑定律
当球B距离小球A距离最近,速度为零时,库仑力最大,加速度最大,此时将减小的重力势能全部转化电势能,点电荷的周围的电势为
则球B的初电势为
设球B速度为零时,距A为,则此时的电势为
根据能量守恒
解得
则h越大,x越小,距离小球A就越近,库仑力就越大,最大加速度越大,故B错误;
C.当球B运动到最低点时,球B的电势能最大,由B选项可得,当m越大,x越小,减小的重力势能为
就越大,转化为的电势能也越大,故C错误;
D.根据库仑定律
B球下落,当受力平衡时速度最大
解得球B最大速度时到小球A的距离为
则g越大,r越小,球B最大速度的位置就越低,故D正确。
故选AD。
二、非选择题:本题共5小题,共58分。其中第13题~15题解答时请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;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 如图所示为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置,主要实验步骤如下:
a.将气垫导轨放在水平桌面上,将导轨调至水平。
b.在导轨上间隔一定距离设置两个光电门1和2。
c.用天平测出滑块和遮光条的质量m。
d.在导轨的某一脚螺丝下垫上一定厚度的垫片,让滑块从最高处由静止开始下滑,用数字计时器测出滑块经过光电门1和2时,遮光条的遮光时间t1和t2。
e.取下垫片,用游标卡尺测量所用垫片的厚度h和遮光条的宽度d。
f.用钢卷尺测量单脚螺丝到双脚螺丝连线的距离L。
g.……
请回答下列问题:(已知当地重力加速度为g)
(1)实验时,气垫导轨的______(填“单脚”或“双脚”)端需用垫片垫高。
(2)为验证机械能守恒定律,还需要测量哪个物理量?______(写出物理量及字母)。
(3)用游标卡尺测量遮光条宽度时,测量结果如图乙所示,则d = ______mm。
(4)若要得出机械能守恒定律的结论,以上测得的物理量应该满足怎样的关系?______(用题干所给字母及第(2)问中测量的物理量表示)。
【答案】(1)单脚 (2)两个光电门之间的距离x
(3)8.50 (4)
【解析】
【小问1详解】
实验时,气垫导轨的单脚端需用垫片垫高。
【小问2详解】
若机械能守恒,则
所以
所以为验证机械能守恒定律,还需要测量两个光电门之间的距离x。
【小问3详解】
游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和,所以
【小问4详解】
由以上分析可知,若要得出机械能守恒定律的结论,以上测得的物理量应该满足
12. 新能源汽车已经普遍走进了我们的生活,某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的电池铭牌,电池采用的是“刀片电池”技术。现将一块电芯拆解出来,测得长为,宽为,然后测量其电动势E和内阻r。所提供的器材有:
A.电压表(量程,内阻约3kΩ)
B.电流表(量程,内阻约0.2Ω)
C.滑动变阻器(阻值范围0~,额定电流)
D.保护电阻
某同学采用了图甲所示的电路图,在进行了正确操作后,得到了图乙所示的图像。
(1)根据图乙所示,则该电池的电动势______V,内阻______;(结果保留到小数点后一位)。
(2)该实验测得的电动势与真实值相比_________(选填“偏大”“偏小”或“不变”),内阻的测量值与真实值相比_________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)为了能准确地测量一块电芯的电动势E和内阻r,该同学设计了一个可以排除电流表A和电压表V内阻影响的实验方案,如图丙所示,记录了单刀双掷开关分别接1、2对应的多组电压表的示数U和电流表的示数I,根据实验记录的数据绘制如图丁中所示的A、B两条图线,综合A、B两条图线,此电芯的电动势______,内阻______(用图中、、、表示)。
【答案】(1) ①. 3.8 ②. 0.6
(2) ①. 偏小 ②. 偏小
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
所以图像纵轴的截距表示电源的电动势为E=3.8V,图像的斜率的绝对值表示电源的等效内阻,有
所以电源的内阻为
【小问2详解】
[1][2]考虑到电压表的分流作用,则有
整理可得
可知图像的纵轴截距为
图像的斜率绝对值为
可知该实验测得的电动势与真实值相比偏小,内阻的测量值与真实值相比偏小。
【小问3详解】
[1][2]当S2接1时,误差在于电流表的分压,所测内阻等于电源内阻与电流表内阻之和,所以内阻测量值比真实值偏大;当S2接2时,误差在于电压表的分流,所测内阻等于电源与电压表并联的总电阻,所以内阻测量值比真实值偏小。由于U-I图线斜率的绝对值表示内阻,即S2接1时的图线陡一些,可以判断图线A是利用单刀双掷开关S2接2中的实验数据描出的,内阻测量值比真实值偏小。S2接1时,所测电动势为电流表与电源串联后整体的等效电源的电动势,即S2接1时的电动势的测量值等于真实值,即有
E=EB
由于S2接2时,当电路短路时,电压表没有分流,即此时的电流的测量值与真实值相等,结合上述可知,电源的真实的U-I图线是B图线纵轴交点与A图线横轴交点的连线,可知
13. 某同学设计了一个“隔空取钱”的小游戏。把若干现金放在桌面上,盖上盆子,不用手接触盆子就能把钱取走。该同学做了下面操作:把两张餐巾纸平铺在盆底上,倒上适量水,把一只抽气拔罐扣在湿透的餐巾纸上,用抽气筒抽掉拔罐中的一部分气体,手抓拔罐缓慢地提起盆子,取走现金。示意图如图所示,假设拔罐口横截面积为S1,盆底的横截面积为S2,盆子和湿透的餐巾纸总质量为m,当盆子悬在空中时对盆子施加竖直向下、大小为F的力,盆子(包括餐巾纸)与拔罐刚好分离。拔罐中气体视为理想气体,忽略抽气过程气体温度的变化及盆子的形变,大气压强为p0,重力加速度为g,求:
(1)盆子提起后,拔罐中气体的压强;
(2)罐内剩余气体的质量与抽气前罐内气体质量之比。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)设盆子提起后,拔罐中气体的压强为,则有
解得
(2)设拔罐中气体的体积为V,抽出气体在压强为时的体积为,由玻意耳定律有
罐内剩余气体的质量与抽气前罐内气体质量之比
14. 如图所示,在平面坐标系xOy的第二象限有沿y轴负方向的匀强电场,在第一象限有一边长为2L的正三角形磁场区域abc,内充满方向垂直纸面向里的匀强磁场,其中ab边与y轴重合且中点恰好为坐标原点O,现有一质量为m,电荷量为q的粒子从电场中的P点以速度v0沿x轴正方向飞出,恰好从坐标原点O射入磁场,最终从ac边飞出。已知P点坐标为(,L),粒子重力不计。求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)带电粒子经过O时的速度;
(3)匀强磁场的磁感应强度的取值范围。
【答案】(1);(2)2v0,方向与x轴正方向成60°斜向下;(3)
【解析】
【详解】(1)带电粒子在电场中做类平抛运动,则有
①
②
③
由①②③解得
④
(2)粒子从P点到O点,根据动能定理有
⑤
由④⑤解得
又
得
即带电粒子经过O时的速度大小为,方向与x轴正方向成60°斜向下。
(3)粒子以速度进入磁场,当轨迹刚好与ac边相切,如图所示
则
得
由
解得
当轨迹刚好与bc边相切,则
由
解得
综合可知,要想粒子从ac边飞出,磁感应强度满足
15. 如图甲所示,M、N是两根固定在水平面内的平行金属长导轨,导轨间距为L,电阻不计。两虚线PQ、ST与导轨垂直,PQ左侧存在竖直向上的匀强磁场,ST右侧存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小均为B。质量为m的金属棒ab与导轨垂直,静置在左侧磁场中。位于两虚线之间的金属棒cd与导轨夹角为θ,在外力作用下以速度v向右始终做匀速直线运动,从c端进入右侧磁场时开始计时,回路中的电流i随时间的变化关系如图乙所示,图中0~t1部分为直线,。一段时间后,小Z同学用外力使两棒静止,并且把cd棒摆正,此时。此后又用外力使cd棒以v2的速度匀速运动,并且重新计时。在t2的时刻测得通过cd棒的电流为I3。值得注意的是,I1,I2,I3,v,t2均为已知量,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)分别求出在t1,2t1时刻cd棒受的安培力的大小;
(2)求时刻t时(cd棒未被摆正),cd棒产生的电动势大小;
(3)求出在t1~2t1的时间内,通过回路某截面电荷量的大小;
(4)求出摆正cd棒后,在t2时间内,回路中产生的总焦耳热的大小。
【答案】(1),
(2)在cd棒全部进入磁场前,时刻t时产生的电动势大小为 ;在cd棒全部进入磁场后,时刻t时产生的电动势大小为
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
设cd棒全部进入磁场的时间为t0
解得
则cd棒t1时刻一半进入磁场,2t1时刻恰好全部进入磁场。在t1时刻cd棒受的安培力的大小为
在2t1时刻cd棒受的安培力的大小为
【小问2详解】
在cd棒全部进入磁场前,时刻t时产生的电动势大小为
在cd棒全部进入磁场后,产生的电动势大小为
【小问3详解】
设回路的总电阻为R,根据题意,t1时刻ab棒开始运动,t1时刻回路的感应电动势为
2t1时刻回路的感应电动势为
解得
根据平衡条件,ab棒所受的摩擦力为
在t1~2t1的时间内,对ab棒,根据动量定理得
通过回路某截面电荷量的大小为
解得
【小问4详解】
一段时间后,小Z同学用外力使两棒静止,则ab棒静止在磁场外,cd棒静止在磁场内。在t2时间内,回路中产生的总焦耳热为
解得
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高三上学期物理第二次月考
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10小题,共42分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,每小题4分;第9~10题有多项符合题目要求,每小题5分,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 2023年8月24日,日本福岛核电站启动核污染水排海,核污染水里含高达64种核放射性元素,其中碘129的半衰期为1570万年,其衰变方程为,下列说法正确的是( )
A. 核污染水被稀释后碘129的半衰期变长 B. 衰变生成了电子,说明原子核中存在电子
C. X核内的中子数为76 D. 的比结合能小于的比结合能
2. 如图所示,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置于导轨上,形成一个闭合回路,一条形磁铁从高处下落接近回路时(已知重力加速度为g)( )
A. P、Q将相互远离 B. P、Q将相互靠拢
C. 磁铁的加速度等于 D. 磁铁的加速度大于
3. 如图所示,将篮球从地面上方B点斜向上抛出,刚好垂直击中竖直篮板上的A点,不计空气阻力。若抛射点B向篮板方向水平移动一小段距离,仍使抛出的篮球垂直击中A点,则下列方法中可行的是( )
A. 减小抛射速度v0,同时增大抛射角θ
B. 减小抛射速度v0,同时减小抛射角θ
C. 增大射速度v0,同时减小抛射角θ
D. 增大抛时速度v0,同时增大抛射角θ
4. 如图所示,理想变压器的原线圈接在的交流电源上,副线圈接有的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2∶1,电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A. 原线圈的输入功率为W
B. 电流表的读数为1A
C. 电压表的读数为V
D. 副线圈输出交流电的周期为50s
5. “戴森环”是人类为了解决地球能源危机提出的一种科学构想,它通过一系列搭载太阳能接收器的卫星来接收能量,并且这些卫星布置在同一个绕太阳公转的轨道上。若这些卫星绕太阳公转的轨道是半径为0.4AU(1AU代表地球到太阳中心的距离)的圆周,则下列说法正确的是( )
A. 这些卫星的发射速度要小于
B. 这些卫星公转的加速度为地球公转加速度的0.4倍
C. 这些卫星公转的线速度为地球公转线速度的2.5倍
D. 这些卫星公转的周期约为0.25年
6. n理想气体经过一个缓慢的过程,从状态P沿抛物线到达状态Q,其(体积)(绝对温度)图如图所示。已知此过程中当时,温度达到最大值(是普适气体常量)。若状态P和Q的温度和都等于,则该过程的p(压强)-V图为( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示是麦收时的情境。已知运输车的质量为M,收割机每秒钟向运输车传送质量为m的麦粒,运输车在麦田受到的阻力为其总重力的k倍。两车始终以速度v做匀速直线运动,运输车满载时装载麦粒的质量为m0,则运输车从空载到刚满载过程,其发动机的平均功率为(已知重力加速度为g)( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示为磁聚焦法测量比荷的原理图。在阴极K和阳极A之间加电压,电子由阳极A中心处的小孔P射出。小孔P与荧光屏中心O点连线为整个装置的中轴线。在极板很短的电容器C上加很小的交变电场,使不同时刻通过这里的电子发生不同程度的偏转,可认为所有电子从同一点发散。在电容器C和荧光屏S之间加一平行PO的匀强磁场,经过一段时间电子再次会聚在一点。调节磁感应强度B的大小,可使电子流刚好会聚在荧光屏的O点。已知K、A之间的加速电压为U,C与S之间磁场的磁感应强度为B,发散点到O点的距离为l。下列说法正确的是( )
A. 电子通过电容器后速度方向相同
B. 从右侧往左侧看,电子做圆周运动的半径相同
C. 所有电子从发散到再次会聚所用的时间相同
D. 电子的比荷一定是
9. 随着人们生活水平提高,单反相机已进入普通家庭,单反相机是单镜头反光数码照相机,原理是在胶片平面的前面以45°角安装了一片反光镜,反光镜的上方依次有毛玻璃、五棱镜目镜等,五棱镜将实像光线多次反射改变光路,将影像送至目镜,使观景窗中所看到的影像和胶片上永远一样,这样方便摄影者正确地取景和对焦。某品牌单反相机五棱镜目镜横截面和各部分角度如图所示,其中,,光线从AB中点P垂直AB射入,依次经过CD、DE和EA面的反射后,最后光线从BC面射出,已知光线恰好能够在CD面上发生全反射,光在真空中的速度为c。下列说法正确的是( )
A. 五棱镜的折射率为2
B. 光线在DE面上不会发生全反射
C. 光线从BC面射出时在BC面上的入射角为0°
D. 光线从射入五棱镜到射到CD面的时间为
10. 如图所示,真空中固定电荷量为的小球A,从小球A正上方高h处无初速释放质量为m、电荷量为的小球B,A、B均可视作点电荷,取无穷远处电势为零,球B下落过程中(已知重力加速度为g)( )
A. Q越大,球B最大速度的位置越高 B. h越大,球B最大加速度越小
C. m越大,球B最大电势能越小 D. g越大,球B最大速度的位置越低
二、非选择题:本题共5小题,共58分。其中第13题~15题解答时请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;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 如图所示为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置,主要实验步骤如下:
a.将气垫导轨放在水平桌面上,将导轨调至水平。
b.在导轨上间隔一定距离设置两个光电门1和2。
c.用天平测出滑块和遮光条的质量m。
d.在导轨的某一脚螺丝下垫上一定厚度的垫片,让滑块从最高处由静止开始下滑,用数字计时器测出滑块经过光电门1和2时,遮光条的遮光时间t1和t2。
e.取下垫片,用游标卡尺测量所用垫片的厚度h和遮光条的宽度d。
f.用钢卷尺测量单脚螺丝到双脚螺丝连线的距离L。
g.……
请回答下列问题:(已知当地重力加速度为g)
(1)实验时,气垫导轨的______(填“单脚”或“双脚”)端需用垫片垫高。
(2)为验证机械能守恒定律,还需要测量哪个物理量?______(写出物理量及字母)。
(3)用游标卡尺测量遮光条宽度时,测量结果如图乙所示,则d = ______mm。
(4)若要得出机械能守恒定律的结论,以上测得的物理量应该满足怎样的关系?______(用题干所给字母及第(2)问中测量的物理量表示)。
12. 新能源汽车已经普遍走进了我们的生活,某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的电池铭牌,电池采用的是“刀片电池”技术。现将一块电芯拆解出来,测得长为,宽为,然后测量其电动势E和内阻r。所提供的器材有:
A.电压表(量程,内阻约3kΩ)
B.电流表(量程,内阻约0.2Ω)
C.滑动变阻器(阻值范围0~,额定电流)
D.保护电阻
某同学采用了图甲所示的电路图,在进行了正确操作后,得到了图乙所示的图像。
(1)根据图乙所示,则该电池的电动势______V,内阻______;(结果保留到小数点后一位)。
(2)该实验测得的电动势与真实值相比_________(选填“偏大”“偏小”或“不变”),内阻的测量值与真实值相比_________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)为了能准确地测量一块电芯的电动势E和内阻r,该同学设计了一个可以排除电流表A和电压表V内阻影响的实验方案,如图丙所示,记录了单刀双掷开关分别接1、2对应的多组电压表的示数U和电流表的示数I,根据实验记录的数据绘制如图丁中所示的A、B两条图线,综合A、B两条图线,此电芯的电动势______,内阻______(用图中、、、表示)。
13. 某同学设计了一个“隔空取钱”的小游戏。把若干现金放在桌面上,盖上盆子,不用手接触盆子就能把钱取走。该同学做了下面操作:把两张餐巾纸平铺在盆底上,倒上适量水,把一只抽气拔罐扣在湿透的餐巾纸上,用抽气筒抽掉拔罐中的一部分气体,手抓拔罐缓慢地提起盆子,取走现金。示意图如图所示,假设拔罐口横截面积为S1,盆底的横截面积为S2,盆子和湿透的餐巾纸总质量为m,当盆子悬在空中时对盆子施加竖直向下、大小为F的力,盆子(包括餐巾纸)与拔罐刚好分离。拔罐中气体视为理想气体,忽略抽气过程气体温度的变化及盆子的形变,大气压强为p0,重力加速度为g,求:
(1)盆子提起后,拔罐中气体的压强;
(2)罐内剩余气体的质量与抽气前罐内气体质量之比。
14. 如图所示,在平面坐标系xOy的第二象限有沿y轴负方向的匀强电场,在第一象限有一边长为2L的正三角形磁场区域abc,内充满方向垂直纸面向里的匀强磁场,其中ab边与y轴重合且中点恰好为坐标原点O,现有一质量为m,电荷量为q的粒子从电场中的P点以速度v0沿x轴正方向飞出,恰好从坐标原点O射入磁场,最终从ac边飞出。已知P点坐标为(,L),粒子重力不计。求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)带电粒子经过O时的速度;
(3)匀强磁场的磁感应强度的取值范围。
15. 如图甲所示,M、N是两根固定在水平面内的平行金属长导轨,导轨间距为L,电阻不计。两虚线PQ、ST与导轨垂直,PQ左侧存在竖直向上的匀强磁场,ST右侧存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小均为B。质量为m的金属棒ab与导轨垂直,静置在左侧磁场中。位于两虚线之间的金属棒cd与导轨夹角为θ,在外力作用下以速度v向右始终做匀速直线运动,从c端进入右侧磁场时开始计时,回路中的电流i随时间的变化关系如图乙所示,图中0~t1部分为直线,。一段时间后,小Z同学用外力使两棒静止,并且把cd棒摆正,此时。此后又用外力使cd棒以v2的速度匀速运动,并且重新计时。在t2的时刻测得通过cd棒的电流为I3。值得注意的是,I1,I2,I3,v,t2均为已知量,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)分别求出在t1,2t1时刻cd棒受的安培力的大小;
(2)求时刻t时(cd棒未被摆正),cd棒产生的电动势大小;
(3)求出在t1~2t1的时间内,通过回路某截面电荷量的大小;
(4)求出摆正cd棒后,在t2时间内,回路中产生的总焦耳热的大小。
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