2021-2022学年福建省漳浦一中、双十中漳州校区高二(下)期末物理试卷-(含解析)
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2021-2022学年福建省漳浦一中、双十中漳州校区高二(下)期末物理试卷
一、单选题(本题共6小题,共24分)
- 下列说法正确的是( )
A. 平均结合能越大表示原子核越不稳定
B. 衰变现象说明电子是原子核的组成部分
C. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
D. 德布罗意指出微观粒子的动量越大,其对应的波长就越长
- 关于光现象,下列说法正确的是( )
A. 图中一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的干涉现象
B. 图中光照射不透明的圆盘,在圆盘的阴影中心出现了一个亮斑是光的折射现象
C. 图中肥皂膜上出现彩色条纹是光的衍射现象
D. 图中佩戴特殊眼镜观看立体电影利用了光的偏振现象
- 图甲是氢原子的能级图,图乙是光电效应演示装置,装置中金属锌的逸出功为用大量处于能级的氢原子跃迁时发出的光去照射锌板,下列说法正确的是( )
A. 若发生光电效应,则验电器内的金属片带负电
B. 此光电效应现象表明光具有粒子性
C. 有种不同频率的光可使锌板发生光电效应
D. 从锌板打出来的光电子获得的最大初动能为
- 天宫课堂中,航天员王亚平先做了一个水球,然后她将女儿用纸做的小花轻轻放在水球表面,纸花迅速绽放.纸花绽放的原因是( )
A. 水球表面分子力表现为引力 B. 水球表面分子力表现为斥力
C. 纸花分子间分子力表现为引力 D. 纸花分子间分子力表现为斥力
- 如图,三个完全相同的半圆形光滑轨道竖直放置,分别处在真空、匀强磁场和匀强电场中,轨道两端在同一高度上。、、分别为轨道的最低点.、、三个相同的带正电绝缘小球同时从轨道左端最高点由静止开始沿轨道运动,则( )
A. 球先于球到达轨道的最低点
B. 、两球第一次经过轨道最低点时,球对轨道的压力更小
C. 三小球向下运动过程中,球到达轨道最低点的速度最小
D. 球运动过程中,其重力势能最小时,电势能一定最大
- 张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一,其发电、输电简易模型如图所示,已知风轮机叶片转速为每秒转,通过转速比为:的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动,发电机线圈面积为,匝数为,匀强磁场的磁感应强度为,时刻,线圈所在平面与磁场方向垂直,发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。输出电压为。忽略线圈电阻,下列说法正确的是( )
A. 发电机输出的电压为
B. 发电机输出交变电流的频率为
C. 变压器原、副线圈的匝数比为:
D. 发电机产生的瞬时电动势
二、多选题(本题共4小题,共16分)
- 电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步。下列说法正确的是( )
A. 甲图中,这是录音机的录音电路原理图,当录音机录音时,由于话筒的声电转换,线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场
B. 乙图电路中,开关断开瞬间,灯泡会突然闪亮一下,并在开关处产生电火花
C. 丙图中,在真空冶炼炉中,可以利用高频电流产生的涡流冶炼出高质量的合金
D. 丁图中,钳形电流表是利用电磁感应原理制成的,它的优点是不需要切断导线,就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小
- 人们对手机的依赖性越来越强,有些人喜欢平躺着看手机,经常出现手机砸伤脸的情况.若手机质量为,从离人脸约的高度处无初速度掉落,砸到人脸后手机未反弹,人脸受到手机的冲击时间约为,,不计空气阻力.下列说法正确的是( )
A. 手机对人脸的冲量方向竖直向下
B. 手机对人脸的平均冲力大小约为
C. 手机对人脸的冲量大小约为
D. 手机与人脸作用过程中动量变化量大小约为
- 在同一竖直平面内,两个完全相同的小钢球号、号,悬挂于同一高度,静止时小球恰能接触且悬线平行,如图所示。在下列实验中,悬线始终保持绷紧状态,碰撞均为对心正碰。将号小角度拉至高度释放,碰撞后,观察到号静止,号摆至高度。则关于下列实验中的第一次碰撞,判断正确的是( )
A. 将、号左右分别拉开至高度同时释放,碰撞后,两球静止
B. 若号换成质量较大的小钢球拉开至高度释放,碰撞后,号能摆至高度大于
C. 将号和左侧涂胶忽略胶的质量的号左右分别拉开至高度同时释放,碰撞后两球粘在一起,则两球静止
D. 将号换成质量较大的小钢球和左侧涂胶忽略胶的质量的号左右分别拉开至高度同时释放,碰撞后两球粘在一起,则两球静止
- 位于的波源从时刻开始振动,形成的简谐横波沿轴正负方向传播,在时波源停止振动,时的部分波形如图所示,其中质点的平衡位置,质点的平衡位置。下列说法正确的是( )
A. 沿轴正负方向传播的波发生干涉
B. 时,波源的位移为正
C. 时,质点沿轴负方向振动
D. 在到内,质点运动总路程是
三、填空题(本题共2小题,共8分)
- 如图振荡回路中振荡电流的周期自振荡电流沿反时针方向达最大值时开始计时,当时,电容器正处于______ 状态填“充电”、“放电”、“充电完毕”或“放电完毕”这时电容器的上极板______ 填“带正电”、“带负电”或“不带电”.
- 如图甲所示,在平面内有两个沿方向做简谐振动的点波源和。两波源的振动图线分别如图乙和图丙所示,两列波的波速均为。两列波从波源传播到点的振幅为______ ,两列波引起的点处质点的振动相互______ 填“加强”或“减弱”。
四、实验题(本题共2小题,共12分)
- 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
往浅盘里倒入一定深度的水.待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上;
用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定;
将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小;
用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积;
将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上.
完成下列问题:
上述步骤中,正确的顺序是______填写步骤前面的数字
已知实验室中使用的酒精油酸溶液每溶液中含有油酸,又用滴管测得每滴这种酒精油酸溶液的总体积为,将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,在玻璃板上描出油膜的边界线,再把玻璃板放在画有边长为的正方形小格的纸上如图.
油膜占有的面积约为______;
油酸分子的大小______结果保留一位有效数字
- 某同学在实验室利用单摆测量当地的重力加速度.
他在组装单摆时,应选择如图的______.
在摆球自然悬垂的状态下,用毫米刻度尺量取从悬点到摆球最顶端的长度;用游标卡尺测量摆球的直径,示数如图,则______.
有一同学由单摆周期公式直接求得值偏小,则可能是______.
A.测量悬线长度作为摆长,没有加上摆球的半径
B.把次全振动误计为次全振动
C.摆线上端未固定牢,摆动过程中出现松动,使摆线变长
五、计算题(本题共4小题,共40分)
- 设教室的体积为,温度为时空气密度。现在开空调,使室内空气温度从降到从,保持气体的压强不变,设在降温过程把从室外进入室内的空气与原来室内的空气看成一个整体,求:
这个整体原来的体积;
从室外进入室内的空气的质量。 - 如图,木块质量,它以速度水平地滑上一辆静止的平板小车,已知小车质量,木块与小车间的动摩擦因数为,木块没有滑离小车,地面光滑,,求:
木块相对小车静止时小车的速度的大小;
平板小车至少应该有多长。
- 随着电磁技术的日趋成熟,新一代航母已准备采用全新的电磁阻拦技术,它的原理是,飞机着舰时利用电磁作用力使它快速停止。为研究问题的方便,我们将其简化为如图所示的模型。在磁感应强度为、方向如图所示的匀强磁场中,两根平行金属轨道、固定在水平面内,相距为,电阻不计。轨道端点间接有阻值为的电阻。一个长为、质量为、阻值为的金属导体棒垂直于、放在轨道上,与轨道接触良好。飞机着舰时质量为的飞机迅速钩住导体棒,钩住之后关闭动力系统并立即获得共同的速度,忽略摩擦等次要因素,飞机和金属棒系统仅在安培力作用下很快停下来。求
飞机在阻拦减速过程中获得的加速度的最大值;
从飞机与金属棒共速到它们停下来的整个过程中上产生的焦耳热;
从飞机与金属棒共速到它们停下来的整个过程中运动的距离。
- 如图为实验室筛选带电粒子的装置示意图,左端为加速器,中间为速度选择器,其中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强磁场的磁感应强度,两极板间电压,两极板间的距离,速度选择器右端是一个底面半径的圆筒,可以围绕竖直中心轴顺时针转动,筒壁的一个水平圆周上均匀分布着个小孔至,圆筒内部有竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场.一带电荷量大小为C、的带电粒子,从静止开始经过加速电场后匀速穿过速度选择器,圆筒不转时,粒子恰好从小孔射入,从小孔射出.若粒子碰到圆筒就被圆筒吸收,求:
粒子在穿过速度选择器时的速度大小;
圆筒内匀强磁场的磁感应强度的大小,并判断粒子带正电还是负电;
要使粒子从一个小孔射入圆筒后能从正对面的小孔射出如从进入,从射出,则圆筒匀速转动的角速度为多大?
答案和解析
1.【答案】
【解析】解:、平均结合能越大,原子核中核子结合才能越稳定,故A错误;
B、衰变现象不能说明电子是原子核的组成部分,衰变过程是原子核中的中子转变为质子,同时释放出电子,故B错误;
C、电磁波在真空中的传播速度为,是恒定不变的,与电磁波的频率无关,故C正确;
D、德布罗意指出微观粒子也具有波动性,其波长,微观粒子的动量越大,其对应的波长就越短,故D错误。
故选:。
平均结合能越大,原子核越稳定;衰变过程是原子核中的中子转变为质子,同时释放出电子;电磁波在真空中的传播速度为,是恒定不变的;德布罗意指出微观粒子也具有波动性,其波长。
本题考查了原子物理的基础知识,属于识记性内容。注意衰变的本质是原子核中的中子转变为质子,同时释放出电子。
2.【答案】
【解析】解:、白光通过三棱镜后形成彩色光带,因各色光的折射率不同,出现偏折程度不同,是光的折射现象,故A错误;
B、白光照射不透明的小圆盘,在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的衍射现象造成的,故B错误;
C、阳光下肥皂膜呈现出彩色条纹是光在前后膜的反射光叠加产生的干涉形成的,故C错误;
D、电影在放映时,两台放映机发出的光是相互垂直的偏振光,在观看电影时观众必须带上特殊的眼镜才能获得最佳观赏效果,这种眼镜是利用了光的偏振原理,故D正确。
故选:。
干涉现象是频率相同的两列光相遇时发生干涉现象;发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小;三棱镜后形成彩色光带,这是光的折射现象;立体电影是利用了光的偏振现象,从而即可求解。
考查光的干涉、衍射、偏振与折射的应用,及其之间的区别,解决该题的关键是能明确知道各种光学现象所涉及到的原理,注意白光是频率不同的单色光组合而成的。
3.【答案】
【解析】解:、若锌板发生光电效应,则有电子从表面逸出,锌板带正电,验电器与锌板连接,因此也带正电,故A错误;
B、电效应现象表明光具有粒子性,故B正确;
C、大量处于能级的氢原子跃迁时发出种不同频率的光,要使锌板发生光电效应,入射光的频率要大于锌板的极限频率,根据能级图可知,、、能级向能级跃迁时发出的种光能使锌板发生光电效应,故C错误;
D、跃迁过程发出的光子能量最大值为,所以最大初动能为,故D错误。
故选:。
若锌板发生光电效应,锌板带正电;电效应现象表明光具有粒子性;根据能级图结合发生光电效应的条件进行解答。
本题主要是考查光电效应与能级跃迁,关键是知道光电效应的实质,能够根据能级图分析两个能级之间的能级之差。
4.【答案】
【解析】解:液体表面层水分子间的平均距离比内部分子间的平均距离大,故水球表面上水分子间的作用力表现为引力,收缩导致纸花绽放,故A正确,B错误;
纸花绽放是由于液体表面分子力的原因,与纸花分子间的作用力无关,故CD错误.
故选:.
明确表面张力的成因,知道液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,液体表面存引力。
本题以天宫课堂为背景,考查液体表面张力的成因,要掌握根据分子间相互作用力的规律来解释液体表面张力。
5.【答案】
【解析】解:、沿着轨道建立自然坐标系,将速度和加速度分解为沿轨道方向和垂直于轨道方向,由于图二洛伦兹力始终在垂直于轨道方向,不影响沿轨道方向的受力,所以球和球同时到达轨道的最低点,故A错误;
、第一个小球从轨道左端最高点由静止开始沿轨道运动到点过程中只有重力做功,根据动能定理有:
第二个小球从轨道左端最高点由静止开始沿轨道运动到点过程中只有重力做功,根据动能定理有:
第三个小球从轨道左端最高点由静止开始沿轨道运动到点过程中有重力做功、电场力做功,根据动能定理有:
根据以上公式有可知,球到达轨道最低点的速度最小
由牛顿第二定律得,对球:,对球:,
所以、两球第一次经过轨道最低点时,球对轨道的压力更大,故B错误,C正确;
D、球运动过程中,小球运动到轨道右侧速度减小为时,电势能最大,故D错误.
故选:.
分析物体受力情况及各力做功情况,由动能定理可求得小球到达最低点时的速度,由球的运动可知球滑到最低点时的速度变化,由洛伦兹力公式可知压力大小关系。
本题涉及磁场、电场中的运动问题,利用功能关系是解决物理问题的常用方法,在解题时应明确洛伦兹力永不做功。丙图中在电场中的小球,电场力对小球做功,影响小球的速度的大小,从而影响小球对轨道的压力的大小,影响小球在右端到达的高度。
6.【答案】
【解析】解:、发电机线圈的转速为,输出交变电流的频率为
,故B错误;
A、线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动,产生正弦交流电,最大值为
输出电压的有效值为
,故A错误;
C、变压器原副线圈的匝数比为
,故C正确;
D、发电机产生的瞬时电动势为
,故D错误;
故选:。
根据发电机线圈的转速得出交变电流的频率;
根据法拉第电磁感应定律得出感应电动势的最大值,进而得出电动势的有效值;
根据电压之比得出线圈的匝数之比;
本题主要考查了交流电的相关应用,熟悉法拉第电磁感应定律计算出感应电动势的大小,熟悉公式的推导即可完成分析,整体难度不大。
7.【答案】
【解析】解:、甲图中,将声音信号转变为磁信号,是录音机的原理。当录音机录音时,声音信号变成电信号,线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场,使磁带的磁粉磁化。故A正确。
、乙图电路中,开关断开瞬间,灯泡立即熄灭,开关处电压等于电源的电动势加上自感电动势,开关处会产生电火花。故B错误。
、丙图中,在真空冶炼炉中,高频交变电流产生的涡流,电能转化为内能,来冶炼出高质量的合金。故C正确。
、丁图中,钳形电流表是利用电磁感应原理制成的,相当于变压器,不需要切断导线。故D正确。
故选:。
甲图中,将声音信号转变为磁信号,是录音机的原理。乙图电路中,开关断开瞬间,灯泡立即熄灭,开关处电压等于电源的电动势加上自感电动势,开关处会产生电火花。丙图中,在真空冶炼炉中,可以利用高频电流产生的涡流冶炼出高质量的合金。丁图中,钳形电流表是利用电磁感应原理制成的,相当于变压器。
本题是生活中电磁学问题,关键抓住物理原理:磁化、磁生电及电生磁等。应理解的基础上加强记忆。
8.【答案】
【解析】解:已知手机质量为,下落高度:,人脸受到手机的冲击时间约为。
A.冲量方向与力的方向相同,可知手机对人脸的冲量方向竖直向下,故A正确;
手机做自由落体运动,根据运动学公式可得:代入数据解得:
手机没有反弹,速度减为零,以竖直向下为正方向,对手机根据动量定理:
代入数值得:,负号表示方向竖直向上,根据牛顿第三定律可知,手机对人脸的冲量约为
根据冲量定义:可得:,故B正确,C错误;
D.手机与人脸作用后速度变为零,取向下为正方向,手机动量变化为
所以手机与人脸作用过程中动量变化量大小约为,故D错误.
故选:。
冲量方向与力的方向相同。根据自由落体求手机掉落到人眼睛位置时的速度,然后应用动量定理和牛顿第三定律求手机动量变化和手机对眼睛的冲量大小。
本题以手机砸伤眼睛的情况为背景命制试题,考查的是动量定理及牛顿第三定律的应用,让人觉得耳目一新,感觉物理学就在我们身边,可以用它来解释我们身边经常见到或遇到的一些现象的物理学原理,能够激发学生的求知欲和学习兴趣。
9.【答案】
【解析】解:题意:两球质量相等,号球由高度释放,碰撞后,号球摆至高度,在球下摆或上摆过程,只有重力做功,由机械能守恒可得:,可知碰前瞬间号球的速度与碰后瞬间号球的速度相等,且碰后号球静止,可得到碰撞过程不但动量守恒,机械能也守恒,则此碰撞为弹性碰撞。
A、质量相等的两球弹性碰撞,碰撞后速度发生交换。将、号左右分别拉开至高度同时释放,碰撞前瞬间两球的速度大小均为,方向相反,碰撞后号球将以碰撞前号球的速度大小反向被弹回,号球将以碰撞前号球的速度大小反向被弹回,故碰撞后两球不会静止,故A错误;
B、设、号球的质量分别为、,碰前瞬间号球的速度大小为,碰后瞬间速度大小分别为、,取向右为正方向,由动量守恒定律和机械能守恒定律得:
,
解得:,
因,则
碰后号球上摆至最高的过程,由机械能守恒定律得:
可知:,故碰撞后号球能摆至高度大于,故B正确;
C、由题意知两球碰撞为完全非弹性碰撞。将、号左右分别拉开至高度同时释放,碰撞前瞬间两球的速度大小均为,方向相反,根据动量,可知碰前两球动量大小相等,方向相反,系统总动量为零,碰撞过程系统动量守恒,碰撞后两球粘在一起,整体动量为零,则两球保持静止状态,故C正确;
D、由题意知两球碰撞为完全非弹性碰撞。将、号左右分别拉开至高度同时释放,碰撞前瞬间两球的速度大小均为,方向相反,根据动量,已知,可知碰前两球动量大小关系为:,方向相反,系统总动量不为零,碰撞过程系统动量守恒,碰撞后两球粘在一起,整体动量不为零,则两球碰后瞬间速度不为零,则两球不会静止,故D错误。
故选:。
首先解析题意可得到两球碰撞为弹性碰撞;弹性碰撞的性质:质量相等速度交换;可由弹性碰撞模型的速度公式直接作答;碰后共速为完全非弹性碰撞,由系统动量守恒,解析碰撞后两球整体的动量是否为零,可知两球碰撞后是否静止。
本题主要考查了碰撞的两类模型:弹性碰撞和完全非弹性碰撞,其区别是弹性碰撞系统机械能守恒,而完全非弹性碰撞,系统机械能不守恒,且系统机械能损失是最多的。要牢记弹性碰撞模型的碰后速度表达式,以及性质,例如质量相等速度交换。
10.【答案】
【解析】解:、沿轴正负方向传播的波不会相遇,因而不能发生干涉,故A错误;
B、由图可知,内波传播的距离为,则波速为,由图可知波长为,则周期为。
在时间内,波传播的距离为,即形成个波长波形,则知波源的起振方向沿轴正方向。因,所以时,波源的位移为正,故B正确;
C、时质点位于波谷,到经历时间,则时,质点沿轴正方向振动,故C错误;
D、波从波源传到质点的时间为,在到内,质点振动时间为,则在到内,质点运动总路程是,故D正确。
故选:。
沿轴正负方向传播的波不能发生干涉;根据内波传播的距离为,由求出波速,读出波长,由求出周期,再根据时间与周期的关系进行分析。
解决本题时,要知道波在同一均匀介质中是匀速传播的,要能熟练运用波形平移法来理解波的形成过程。
11.【答案】充电;带正电
【解析】解:振荡回路中振荡电流的周期,时刻振荡电流沿逆时针方向达最大值,即分析中的时刻;
,与分析中的中间某时刻相同,电容器在正向充电,电容器的上极板带正电.
故答案为:充电、正电.
振荡电路中电流变化一个周期过程设时刻,电流为零,电容器上极板带正电:
,电流逆时针逐渐增加,时刻达到最大值,放电完毕;
,电流逆时针逐渐减小,时刻减为零,反向充电完毕;
,电流顺时针增加,时刻达到最大值,反向放电完毕;
,电流顺时针减为零,正向充电完毕.
本题关键是明确振荡电路一个周期内电流和电容器带电量的变化情况,不难.
12.【答案】 减弱。
【解析】解:根据题意可知,两波传播到点的路程差为;
两列波的波速均为。由图可得,所以波长为,
所以,
根据图乙和图丙可知,两列波的起振是反向的,所以点为振动减弱点,则点的振幅为;
两列波从波源传播到点处的路程差为,为波长的整数倍,又因为两波源起振方向相反,所以点为振动减弱点;
故答案为:;减弱。
由几何关系求两波源到各点的路程差,由波速公式求解波长。如果两波源起振同方向,当介质中某一点与两波源的路程差等于半波长的奇数倍时,这一点是振动减弱的点;路程差等于波长的整数倍时,这一点振动加强;
如果两波源起振方向相反,当介质中某一点与两波源的路程差等于半波长的奇数倍时,这一点是振动加强的点。路程差等于波长的整数倍时,这一点振动减弱;据此分析即可。
解决该题需要熟记波速的计算公式,掌握振动加强点和振动减弱点的判断方法,知道振动加强点和振动减弱点的振幅的求解方法。
13.【答案】
【解析】解:由实验要求可知,实验的步骤是先配溶液,然后再将痱子粉放入水中,将液滴滴入水中,描绘轮廓,计算面积,因此是;
通过数油膜在纸上的格数可知,共有个格,则油膜占有的面积约为;
一滴溶液含有的油酸分子的体积,
故油酸分子直径的大小,
故答案为:;;均正确; 。
将配制好的油酸酒精溶液,通过量筒测出滴此溶液的体积。然后将滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上,等待形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔描绘出油酸膜的形状,将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,按不足半个舍去,多于半个的算一个,统计出油酸薄膜的面积。则用滴此溶液的体积除以滴此溶液的面积,恰好就是油酸分子的直径。根据实验的操作原理和方法安排实验步骤;
采用估算的方法求油膜的面积,通过数正方形的个数:面积超过正方形一半算一个,不足一半的不算,数出正方形的总个数乘以一个正方形的面积,近似算出油酸膜的面积;根据浓度按比例算出纯油酸的体积;然后求出分子直径。
本题是以油酸分子呈球型分布在水面上,且一个靠着一个,从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度。理解实验原理,掌握实验方法是关键,及注意保留有效数字。
14.【答案】
【解析】解:摆线长度越长周期测量误差越小,为减小周期测量误差,摆线长度应适当长些;为减小空气阻力对实验的影响,应选择质量大而体积小的球做摆球,由图所示,应选择单摆。
由图所示游标卡尺可知,其精度是,摆球的直径。
根据单摆周期公式可知:
A、测量悬线长度作为摆长,没有加上摆球的半径,所测摆长偏小,所测重力加速度偏小,故A正确;
B、把次全振动误计为次全振动,所测周期偏小,所测重力加速度偏大,故B错误;
C、摆线上端未固定牢,摆动过程中出现松动,使摆线变长,所测摆长偏小,所测偏小,故C正确。
故选:。
故答案为:;;。
为减小实验误差摆线应适当长些,为减小空气阻力对实验的影响应选择质量大而体积小的球做摆球,根据实验注意事项分析答题。
游标卡尺主尺与游标尺读数之和是游标卡尺读数,根据图示游标卡尺读出其读数。
根据单摆周期公式求出重力加速度,然后分析答题。
本题考查了用单摆测重力加速度实验,知道实验原理是解题的前提与关键,应用单摆周期公式即可解题,平时要注意基础知识的学习。
15.【答案】解:由题意,设这个整体的体积为,初状态,末状态,整体经历等压变化,根据盖吕萨克定律有
解得:;
从室外进入室内的空气的质量为
解得:。
答:这个整体原来的体积为;
从室外进入室内的空气的质量为。
【解析】室内气体和进入的气体看做整体,气体做等压变化,根据盖吕萨克定律即可求得;
根据进入的气体体积即可求得气体的质量。
本题主要考查了盖吕萨克定律,关键是把变质量问题转化为恒质量问题。
16.【答案】解:设木块相对小车静止时小车的速度为,取向右为正方向,根据动量守恒定律有:
代入数据解得:;
对系统,根据能量守恒定律,有:
代入数据解得:。
答:木块相对小车静止时小车的速度的大小为;
平板小车至少应该有多长。
【解析】根据动量守恒定律求解木块相对小车静止时小车的速度的大小;
对系统,根据能量守恒定律求解平板小车的长度。
本题主要是考查了动量守恒定律和能量守恒定律;对于动量守恒定律,其守恒条件是:系统不受外力作用或某一方向不受外力作用或合外力为零;解答时要首先确定一个正方向,利用碰撞前系统的动量和碰撞后系统的动量相等列方程,再根据能量关系列方程求解。
17.【答案】解:飞机钩住金属棒后它们以速度开始在安培力的作用下做减速运动,所以当它们速度为时安培力最大,此时由安培力产生的加速度也最大,
根据牛顿第二定律有,
则最大加速度为。
根据能量守恒可知,电路的总焦耳热为,
所以整个过程中上产生的焦耳热。
以飞机和金属棒为研究对象,在很短的一段时间内,
根据动量定理得
则,
又因为,
,
且,
联立解得。
答:飞机在阻拦减速过程中获得的加速度的最大值为。
从飞机与金属棒共速到它们停下来的整个过程中上产生的焦耳热为。
从飞机与金属棒共速到它们停下来的整个过程中运动的距离为。
【解析】当安培力最大时加速度最大,先求解出感应电动势,由欧姆定律求出电流,根据公式求出安培力,应用牛顿第二定律求出加速度。
根据能量守恒求解整个过程中上产生的焦耳热。
应用动量定理、欧姆定律可以求出运动距离。
解决该题的关键是掌握安培力以及感应电动势的求解方法,知道飞机的运动过程是一个加速度变化的减速运动,掌握动量定理求解运动的位移。
18.【答案】解:粒子在速度选择器中做匀速直线运动,根据力的平衡条件得:
电场强度:
代入数据解得:
粒子在圆筒内做匀速圆周运动,运动轨迹如图所示:
根据左手定则可知粒子带负电
根据几何关系可得:
洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:
代入数据解得:
粒子不管从哪个孔进入圆筒,其在圆筒中运动的时间与轨迹一样,运动时间为
根据几何关系可得:
在这段时间圆筒转过的可能角度: 、、、
侧圆筒转动的角速度:
解得: 、、、
答:粒子在穿过速度选择器时的速度大小是;
圆筒内匀强磁场的磁感应强度的大小是,粒子带负电;
则圆筒匀速转动的角速度大小是 、、、。
【解析】粒子在速度选择器中做匀速直线运动,所受的洛伦兹力等于电场力,应用平衡条件求出粒子的速度大小。
粒子在圆筒内运动轨迹如图所示,根据几何知识求出粒子做圆周运动的半径大小,最后求出匀强磁场的大小;应用左手定则判断粒子的电性。
首先明确粒子在磁场中的运动不会发生变化,求出这段时间圆筒转过的角度,由于圆周运动具有周期性,需要讨论。
本题是带电粒子在复合场中运动,首先要理解速度选择器的作用,知道粒子受力平衡,其次要根据粒子在磁场中做圆周运动的半径求出磁感应强度,解题时要注意圆周运动具有周期性。
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