(冲刺高考)2024年浙江省高考物理模拟试题(三)
展开一、单选题
1.在微观物理学中,不确定关系告诉我们,如果以表示粒子位置的不确定量,以表示粒子在x方向上动量的不确定量,则,式中h是普朗克常量,其单位是( )
A.B.C.D.
2.关于教材中的插图,下列理解不正确的是( )
A.A图是用微元法探究匀变速直线运动的位移,所有小矩形面积之和近似等于物体的位移大小,分得越多则越接近
B.B图是伽利略在做铜球沿斜面运动的实验,其中斜面的作用是“冲淡”重力,方便测时间,随着斜面倾角的增大,伽利略观察到铜球的运动规律相同,合理外推得到自由落体运动规律
C.C图桌面上的装置可以放大桌面的微小形变
D.D图是物体由静止状态被拉动,直到物体匀速运动起来,用力的传感器测得拉力的变化过程,说明物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力
3.一小车沿直线运动,从t = 0开始由静止匀加速至t = t1时刻,此后做匀减速运动,到t = t2时刻速度降为零。在下列小车位移x与时间t的关系曲线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
4.我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示,发射舱内的高压气体先将火箭竖直向上推出,火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中( )
A.火箭的加速度为零时,动能最大
B.高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能
C.高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量
D.高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量
5.被誉为“中国天眼”的射电天文望远镜(FAST)如图所示,质量为3×104kg的馈源舱用对称的六索六塔装置悬吊在球面镜正上方,相邻塔顶的水平距离300m,每根连接塔顶和馈源舱的绳索长600m,不计绳索重力,则每根绳索承受的拉力大约为( )
A.4×105NB.6×104NC.1×105ND.3×104N
6.某种光电式火灾报警器的原理如图所示,由红外光源发射的光束经烟尘粒子散射后照射到光敏电阻上,光敏电阻接收的光强与烟雾的浓度成正比,其阻值随光强的增大而减小。闭合开关,当烟雾浓度达到一定值时,干簧管中的两个簧片被磁化而接通,触发蜂鸣器报警。为了能在更低的烟雾浓度下触发报警,下列调节正确的是( )
A.增大电阻箱的阻值
B.增大电阻箱的阻值
C.增大电源的电动势
D.增大干簧管上线圈的匝数
7.如图,虚线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示地球卫星的三条轨道,其中轨道Ⅰ为与第一宇宙速度对应的近地环绕圆轨道,轨道Ⅱ为椭圆轨道,轨道Ⅲ为与第二宇宙速度对应的脱离轨道,三点分别位于三条轨道上,点为轨道Ⅱ的远地点,点与地心的距离均为轨道Ⅰ半径的2倍,则( )
A.卫星在轨道Ⅱ的运行周期为轨道Ⅰ的2倍
B.卫星经过点的速率为经过点的倍
C.卫星在点的加速度大小为在点的3倍
D.质量相同的卫星在点的机械能小于在点的机械能
8.下列说法正确的是( )
A.原子核的结合能越大,说明该原子核越稳定
B.1ml某放射性元素经过16天后,还剩下没衰变,则它的半衰期1天
C.原子核发生β衰变时放出一个高速运动的电子,这表明原子核中存在着电子
D.太阳就是一个巨大的热核反应堆,在“核燃烧”的过程中“体重”不断减轻
9.如图甲所示,在同一均匀介质中有两个振动完全相同的波源、,两波源相距24cm,M、N为介质中两波源连线的中垂线上的两个质点。已知波速为0.25m/s,两波源同时开始振动,从波源振动开始计时,M点的振动图像如图乙所示。当N点开始振动后,在某一时刻在中垂线上M、N是相邻的波峰,则( )
A.M、N间的距离为5cm
B.M、N间的距离为7cm
C.M、N连线的中点振动减弱
D.M、N处于波峰时,两点连线的中点处于波谷
10.我国潜艇研制已经取得了重大突破,开始进入试车定型阶段,该潜艇应用了超导磁流体推进器。如图是超导磁流体推进器原理图,推进器浸没在海水中,海水由前、后两面进出,左、右两侧导体板连接电源,与推进器里的海水构成回路,由固定在潜艇上的超导线圈(未画出)产生垂直于海平面向下的匀强磁场,磁感应强度为B。已知左、右两侧导体板间海水的体积为V,垂直于导体板方向单位面积上的电流为I(导体板外电流不计),下列说法正确的是( )
A.要使潜艇前进,左,右两侧导体板所接电源的正、负极应与图示方向相同
B.同时改变超导线圈中电流的方向和海水中电流的方向,潜艇受磁场力的方向将反向
C.潜艇所受磁场力的大小为IVB
D.若导体板间海水的电阻为R,其两端的电压为U,则潜艇在海水中匀速前进时,海水中的电流等于
11.杭丽铁路被列入浙江省重大建设项目“十四五”规划,杭丽高铁建成后,丽水前往杭州的时间将缩短至1小时内。新建成的高铁将应用许多新技术,图示为高铁的牵引供电流程图,利用可视为理想变压器(原、副线圈匝数比为n1:n2)的牵引变电所,将高压220kV或110kV降至27.5kV,再通过接触网上的电线与车顶上的受电弓使机车获得25kV工作电压,则下列说法正确的是( )
A.若电网的电压为110kV,则
B.若高铁机车运行功率增大,机车工作电压将会高于25kV
C.高铁机车运行功率增大,牵引变电所至机车间的热损耗功率也会随之增大
D.如果高铁机车的电动机输出机械功率为9000kW,电机效率为90%,则牵引变电所到机车间的等效电阻为62.5Ω
12.如图所示,为了给一座特殊的密闭仓库采光,在正南朝向的竖直墙壁上切开一个正方形孔,其中AF边与BE边水平、AB边与FE边竖直,并在孔内镶嵌一块折射率为的玻璃砖。这块玻璃砖的室内部分是边长为2R的正方体,室外部分是半圆柱体。某时刻正南方向的阳光与竖直面成30°角斜向下射向半圆柱面,已知光在真空中的传播速度为c,则( )
A.从圆弧面折射进入玻璃的各光束中,从AF边入射的那束光,其偏转角最大
B.在半圆柱表面以入射角45°折射进入玻璃砖的那束光,其首次从玻璃砖表面折射回到空气的折射角大小为45°
C.在半圆柱表面沿半径方向入射玻璃砖的那束光,首次从玻璃砖表面出射至空气前,在玻璃砖内传播的时间为
D.若考虑玻璃对不同色光的折射率差异,则阳光中的紫光在玻璃表面发生全反射的临界角大于红光的临界角
13.如图所示,空间存在竖直向下的匀强电场,电场强度的大小(g为重力加速度),A、B两物体通过劲度系数为k的绝缘竖直轻质弹簧相连放在水平面上,A、B都处于静止状态。A、B质量均为m,其中A带正电,电荷量为,B不带电。弹簧始终在弹性限度内,弹簧的弹性势能可表示为,k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量。若不计空气阻力,不考虑A物体电荷量的变化,保持电场强度的大小不变,将电场方向改为竖直向上,下列说法正确的是( )
A.电场换向的瞬间,物体A的加速度大小为g
B.从电场换向瞬间到物体B刚要离开地面的过程中,物体A的速度一直增大
C.从电场换向瞬间到物体B刚要离开地面的过程中,物体A的机械能增加量等于物体A电势能的减少量
D.物体B刚要离开地面时,A的速度大小为
二、多选题
14.下列说法正确的是( )
A.相同温度下,黑体吸收能力最强,但辐射能力最弱
B.具有相同动能的中子和电子,其德布罗意波长相同
C.电磁场是真实存在的物质,电磁波具有动量和能量
D.自然光经玻璃表面反射后,透过偏振片观察,转动偏振片时可观察到明暗变化
15.在如图所示的直角坐标系中,平面为介质Ⅰ和Ⅱ的分界面(z轴垂直纸面向外)。在介质I中的(0,)处有一点波源,产生波长为、速度为v的波。波传到介质Ⅱ中,其速度为,图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰,与x轴和y轴分别交于R和S点,此时波源也恰好位于波峰。M为O、R连线的中点,入射波与反射波在O点相干加强,则( )
A.介质Ⅱ中波的频率为B.S点的坐标为(0,)
C.入射波与反射波在M点相干减弱D.折射角的正弦值
三、实验题
16.如图1所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。
(1)该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的,因此我们采用的研究方法是 ;
A.放大法 B.控制变量法 C.补偿法
(2)该实验过程中操作正确的是 ;
A.补偿阻力时小车未连接纸带
B.先接通打点计时器电源,后释放小车
C.调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
(3)在小车质量 (选填“远大于”或“远小于”)槽码质量时,可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述做法引起的误差为 (选填“偶然误差”或“系统误差”)。为减小此误差,下列可行的方案是 ;
A.用气垫导轨代替普通导轨,滑块代替小车
B.在小车上加装遮光条,用光电计时系统代替打点计时器
C.在小车与细绳之间加装力传感器,测出小车所受拉力大小
(4)经正确操作后获得一条如图2所示的纸带,建立以计数点0为坐标原点的x轴,各计数点的位置坐标分别为0、、、。已知打点计时器的打点周期为T,则打计数点5时小车速度的表达式 ;小车加速度的表达式是 。
A. B. C.
17.在“观察电容器的充、放电现象”实验中,把电阻箱()、一节干电池、微安表(量程,零刻度在中间位置)、电容器(、)、单刀双掷开关组装成如图1所示的实验电路。
(1)把开关S接1,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零:然后把开关S接2,微安表指针偏转情况是 ;
A.迅速向右偏转后示数逐渐减小 B.向右偏转示数逐渐增大
C.迅速向左偏转后示数逐渐减小 D.向左偏转示数逐渐增大
(2)再把电压表并联在电容器两端,同时观察电容器充电时电流和电压变化情况。把开关S接1,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到时保持不变;电压表示数由零逐渐增大,指针偏转到如图2所示位置时保持不变,则电压表示数为 V,电压表的阻值为 (计算结果保留两位有效数字)。
18.在探究热敏电阻的特性及其应用的实验中,测得热敏电阻,在不同温度时的阻值如下表
某同学利用上述热敏电阻、电动势(内阻不计)的电源、定值电阻R(阻值有、、三种可供选择)、控制开关和加热系统,设计了A、B、C三种电路。因环境温度低于,现要求将室内温度控制在范围,且1、2两端电压大于,控制开关开启加热系统加热,则应选择的电路是 ,定值电阻R的阻值应选 , 1、2两端的电压小于 V时,自动关闭加热系统(不考虑控制开关对电路的影响)。
A. B. C.
四、解答题
19.如图所示,水平面上固定一劲度系数的轻弹簧,弹簧上端有一个上端开口的绝热汽缸,汽缸内有一加热装置(图中未画出)。绝热活塞A封住一定质量的理想气体,活塞A的质量,汽缸内部横截面的面积,弹簧上端固定于汽缸底部。下端固定于水平地面。平衡时,活塞与汽缸底部距离,已知大气压强为,初始时气体的温度为,取重力加速度大小,活塞A可无摩擦地滑动但不会脱离汽缸,且不漏气。汽缸侧壁始终在竖直方向上,不计加热装置的体积,弹簧始终在弹性限度内且始终在竖直方向上。
(I)启动加热装置,将气体的温度加热到,求此过程中活塞A对地移动的距离x1;
(II)若不启动加热装置,保持气体温度为不变。在活塞A上施加一个竖直向上的拉力,活塞A缓慢地移动了一段距离后再次达到平衡状态,此时的拉力大小。求此过程中活塞A对地移动的距离x2。
20.有一游戏装置,在光滑水平面AC上安装一弹簧发射架,已知AB为弹簧原长,弹力做功W与压缩量的关系为,弹簧劲度系数,压缩量可调,斜面CD的倾角为,长为。质量的物块P被弹簧弹出,经过C点时速度大小不变,物块P与斜面CD间的动摩擦因数。斜面在D点处与半径的光滑圆形轨道相切连接,圆轨道的最低点E与水平轨道EF相切连接,EF轨道与CD斜面略错开。质量为的物块Q放在距离E点的G点处,两物块与水平轨道EF的动摩擦因数均为,紧靠F点右侧下方有一距EF为的平台,平台足够长。物块P与物块Q碰撞后粘在一起向前运动,整个运动过程中两物块均可看成质点。
(1)若压缩量,求物块P第一次到达C点时的速度大小;
(2)若物块P恰好能过圆轨道最高点,则物块P通过圆轨道最低点E时对轨道的压力;
(3)若物块P不脱离轨道且能够撞上物块Q,至少为多少?
(4)若物块P恰好能过圆轨道最高点,G点右侧轨道长度S可调,则S多大时两物块在平台上的落点与E点水平距离最远?水平最远距离为多少?
21.如图所示,竖直平面内有间距为l的固定平行金属导轨M和N,其下端通过开关S1连接电阻R,通过单刀双掷开关S2连接电容C和内外半径分别r1和r2的金属环,金属环位于同一竖直平面内。在两导轨虚线框内和在两金属环间,存在相同的、方向垂直导轨平面、大小为B的匀强磁场。电阻为R、质量为m、长为l的两相同的导体棒ab和cd,ab通过劲度系数为k的绝缘轻质弹簧相连,当开关S1和S2断开时,ab位于靠近磁场上边界处(但在磁场内),处于水平静止状态并与导轨接触良好;cd置于两金属环上,且绕过圆心O的轴以角速度匀速旋转。已知k=400N/m,m=1kg,l=1m,B=2T,R=0.5,C=0.25F,ω=5rad/s,r1=0.1m,r2=0.9m,不计其它电阻和摩擦阻力,棒ab始终在导轨所在平面内运动,g取10m/s2。
(1)S1断开,S2掷向2,求电容器所带电荷量的大小q;
(2)S1断开,S2掷向1时ab棒以v=1.0m/s的速度竖直向上运动离开磁场时,求此时电容器所带电荷量的大小q′,并判断cd的旋转方向;
(3)ab棒再进磁场前断开S2,接通S1,ab在磁场内运动至距磁场上边界0.04m处时速度为零,求此过程中电阻R消耗的焦耳热。(提示:弹簧伸长量为时,其弹性势能,导体棒ab在运动过程中弹簧末超出弹性限度)
22.在xOy平面的x轴上方区域范围内存在着范围足够大的匀强磁场(如图甲所示)。在空间坐标(x=0,)处有一粒子源,在某一时刻向平面内各个方向均匀发射N个(N足够大)质量为m、电荷量为﹣q,速度为v0的带电粒子。(不计粒子重力及粒子间的相互作用,题中N、a、m、﹣q、v0均为已知量)
(1)若放射源所发出的粒子恰好有不能到达x轴,求磁感应强度为多大。
(2)求解第⑴问中,x轴上能接收到粒子的区域长度L。
(3)若磁场仅限制在一个半径为a的圆形区域内,圆心在坐标(a,)处。保持磁感应强度不变,在x轴的正半轴上铺设挡板,粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上并被挡板吸收,求:这部分粒子在先后到达板上的时间内对挡板的平均作用力。
温度/℃
4.1
9.0
14.3
20.0
28.0
38.2
45.5
60.4
电阻/()
220
160
100
60
45
30
25
15
参考答案:
1.B
【详解】根据位置的不确定量的单位为,动量的不确定量的单位为,没有单位,故普朗克常量的单位为。
故选B。
2.D
【详解】A.A图是用微元法探究匀变速直线运动的位移,所有小矩形面积之和近似等于物体的位移大小,分得越多则越接近,故A正确,不满足题意要求;
B.B图是伽利略在做铜球沿斜面运动的实验,其中斜面的作用是“冲淡”重力,方便测时间,随着斜面倾角的增大,伽利略观察到铜球的运动规律相同,合理外推得到自由落体运动规律,故B正确,不满足题意要求;
C.C图桌面上的装置可以放大桌面的微小形变,故C正确,不满足题意要求;
D.D图是物体由静止状态被拉动,直到物体匀速运动起来,用力的传感器测得拉力的变化过程,说明物体所受的最大静摩擦力大于滑动摩擦力,故D错误,满足题意要求。
故选D。
3.D
【详解】x—t图像的斜率表示速度,小车先做匀加速运动,因此速度变大即0—t1图像斜率变大,t1—t2做匀减速运动则图像的斜率变小,在t2时刻停止图像的斜率变为零。
故选D。
4.A
【详解】A.火箭从发射舱发射出来,受竖直向下的重力、竖直向下的空气阻力和竖直向上的高压气体的推力作用,且推力大小不断减小,刚开始向上的时候高压气体的推力大于向下的重力和空气阻力之和,故火箭向上做加速度减小的加速运动,当向上的高压气体的推力等于向下的重力和空气阻力之和时,火箭的加速度为零,速度最大,接着向上的高压气体的推力小于向下的重力和空气阻力之和时,火箭接着向上做加速度增大的减速运动,直至速度为零,故当火箭的加速度为零时,速度最大,动能最大,故A正确;
B.根据能量守恒定律,可知高压气体释放的能量转化为火箭的动能、火箭的重力势能和内能,故B错误;
C.根据动量定理,可知合力冲量等于火箭动量的增加量,故C错误;
D.根据功能关系,可知高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭机械能的增加量,故D错误。
故选A。
5.B
【详解】将各塔顶连接起来,得到正六边形,由几何关系可得馈源舱到塔顶的水平距离等于相邻塔顶的水平距离为300m,则可知每根绳索与竖直方向的夹角为,由平衡条件可得
解得
所以B正确;ACD错误;
故选B。
6.D
【详解】A.增大电阻箱的阻值,则红外光源发出的红外线强度减小,若烟雾浓度降低,则光敏电阻接收的光强降低,阻值变大,则干簧管的电流减小,则干簧管中的两个簧片不能被磁化而接通,触发蜂鸣器不能报警,选项A错误;
B. 同理,若烟雾浓度降低,则光敏电阻接收的光强降低,阻值变大,若再增大电阻箱的阻值,则干簧管的电流减小,则干簧管中的两个簧片不能被磁化而接通,触发蜂鸣器不能报警,选项B错误;
C.增大电源的电动势,对干簧管的通断无影响,选项C错误;
D.增大干簧管上线圈的匝数,可是干簧管在电流减小时增加磁性,可使干簧管中的两个簧片被磁化而接通,触发蜂鸣器报警,选项D正确。
故选D。
7.D
【详解】A.由题可知轨道I的半径与轨道Ⅱ的半长轴之比为
根据开普勒第三定律
解得
卫星在轨道Ⅱ的运行周期为轨道Ⅰ的倍。故A错误;
B.根据
如果b点在过该点的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动,如图所示
卫星经过a点的速率为经过b点的倍,而轨道Ⅱ是椭圆,因此在轨道Ⅱ上b点的速度不等于圆轨道的速度,故B错误;
C.根据公式
点与地心的距离均为轨道Ⅰ半径的2倍。可知,卫星在a点的加速度大小为在c点的4倍,故C错误;
D.卫星从轨道Ⅱ变到轨道Ⅲ需要点火加速,因此再同一点加速动能增大也就是机械能增大,而同一轨道机械能守恒,因此b点的机械能小于在c点的机械能,故D正确。
故选D。
8.D
【详解】A.原子核的结合能越大,该原子核不一定越稳定;原子核的比结合能越大,原子核越稳定,故A错误;
B.1ml某放射性元素经过16天后,还剩下没衰变,根据
可得
解得
(天)
则它的半衰期为4天,故B错误;
C.原子核发生β衰变时放出电子,该电子是原子核内的中子转变而来的,其转变方程为
故C错误;
D.太阳能来自其内部的热核反应,随着太阳能的向外释放,太阳的质量在不断的减小,故D正确。
故选D。
9.B
【详解】AB.由乙图可知,波的周期为
T=0.2s
所以两个波源产生的波的波长为
因经0.6s波从波源传到M,所以到M的距离为
M、N是相邻的波峰,所以它们到波源(或)的路程差为5cm,到N的距离为
则又由几何关系可知,M到两波源连线中点的距离为9cm
N到两波源连线中点的距离为
所以M、N间的距离为7cm,选项A错误,B正确;
C.两波源连线中垂线的到两波源和路程差都为0,所以都是振动加强的点,选项C错误;
D.M、N两点连线的中点到波源连线中点的距离为12.5cm,到波源的距离为
而波谷到的距离应为17.5cm,所以M、N两点连线的中点不是波谷,选项D错误。
故选B。
10.C
【详解】A.根据左手定则,左、右内侧导体板所接电源的正、负极与图示方向相同时,海水受到安培力向前,根据牛顿第三定律,海水对磁场(实质是海水对超导潜艇)的作用力向后,该力是使潜艇后退的力,选项A错误;
B.改变超导线圈中电流的方向,匀强磁场的方向发生改变,同时改变海水中电流的方向,则潜艇受磁场力的方向不变,选项B错误;
C.设推进器内侧导体板的面积为S,间距为d,装满水时,磁场力为
选项C正确;
D.船在海水中匀速前进时,可视为导体在海水中切割磁感线,产生与电流方向相反的感应电动势,所以海水中的电流小于,选项D错误。
故选C。
11.C
【详解】A.若电网的电压为,则
故A错误;
BC.若高铁机车运行功率增大,则牵引变电所副线圈输入功率增大,而副线圈电压不变,所以牵引变电所至机车间之间的电流增大,热损耗功率也会随之增大,导线电阻分压增大,机车工作电压将会低于25kV,故B错误,C正确;
D.根据功率关系可得
其中
则电流为
则牵引变电所至机车间的等效电阻为
故D错误。
故选C。
12.B
【详解】A.与半圆柱相切的光偏转角最大,此时入射角为90°,折射角为45°,其偏转角最大,故A错误;
B.在半圆柱表面以入射角45°折射进入玻璃砖的那束光,在玻璃中折射角
解得
折射角为30°,根据几何关系可知,首次从玻璃砖表面折射回到空气的入射角为30°,所以折射角为45°,故B正确;
C.在玻璃砖中的速度
在半圆柱表面沿半径方向入射玻璃砖的那束光,经过路程
用时
故C错误;
D.紫光频率高,折射率大,根据
可知,紫光临界角小,故D错误。
故选B。
13.D
【详解】A.在电场未反向时,A物体处于平衡状态,对A根据平衡条件可得
当施加上电场力瞬间,对A物体根据牛顿第二定律可得
解得
故A错误;
B.在电场未反向时,弹簧处于压缩状态,压缩量为,根据平衡条件可得
解得
B刚要离开地面时,弹簧处于伸长状态,伸长量为,对B根据平衡条件可得
解得
对物体A受向上的电场力与向下的重力等大反向,可知物体A受的合力等于弹簧的弹力,则A受的合外力先受向上后向下,则加速度先向上后向下,则物体A先向上加速后向上减速,故B错误;
C.从电场换向瞬间到物体B刚要离开地面的过程中,因,即从初态到末态弹簧的形变量减小,弹性势能减小,A物体的机械能增量等于电势能的减少量与弹性势能的减少量之和,则物体A的机械能增加量大于物体A电势能的减少量,故C错误;
D.物体B刚要离开地面时,由能量关系可知
解得A的速度大小为
故D正确。
故选D。
14.CD
【详解】A.相同温度下,黑体吸收和辐射能力最强,故A错误;
B.根据
具有相同动能的中子和电子,电子质量较小,德布罗意波长较长,故B错误;
C.电磁场是真实存在的物质,电磁波具有动量和能量,故C正确;
D.自然光在玻璃、水面等表面反射时,反射光可视为偏振光,透过偏振片观察,转动偏振片时能观察到明暗变化,故D正确。
故选CD。
15.BD
【详解】A.波从一种介质到另一种介质,频率不变,故介质Ⅱ中波的频率为
故A错误;
B.在介质Ⅱ中波长为
由于图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰,与x轴和y轴分别交于R和S点,故S点的坐标为(0,),故B正确;
C.由于S为波峰,且波传到介质Ⅱ中,其速度为图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰,与x轴和y轴分别交于R和S点,则R也为波峰,故P到R比P到O多一个波峰,则
则
由于
故不在减弱点,故C错误;
D.根据
则
解得
故D正确。
故选BD。
16. B B 远大于 系统误差 C A
【详解】(1)[1]该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的,因此我们可以控制其中一个物理量不变,研究另外两个物理量之间的关系,即采用了控制变量法。
故选B。
(2)[2]A.补偿阻力时小车需要连接纸带,一方面是需要连同纸带所受的阻力一并平衡,另外一方面是通过纸带上的点间距判断小车是否在长木板上做匀速直线运动,故A错误;
B.由于小车速度较快,且运动距离有限,打出的纸带长度也有限,为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点,实验时应先接通打点计时器电源,后释放小车,故B正确;
C.为使小车所受拉力与速度同向,应调节滑轮高度使细绳与长木板平行,故C错误。
故选B。
(3)[3]设小车质量为M,槽码质量为m。对小车和槽码根据牛顿第二定律分别有
联立解得
由上式可知在小车质量远大于槽码质量时,可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。
[4]上述做法引起的误差是由于实验方法或原理不完善造成的,属于系统误差。
[5]该误差是将细绳拉力用槽码重力近似替代所引入的,不是由于车与木板间存在阻力(实验中已经补偿了阻力)或是速度测量精度低造成的,为减小此误差,可在小车与细绳之间加装力传感器,测出小车所受拉力大小。
故选C。
(4)[6]相邻两计数点间的时间间隔为
打计数点5时小车速度的表达式为
[7]根据逐差法可得小车加速度的表达式是
故选A。
17. C 0.50 3.1
【详解】(1)[1]把开关S接1,电容器充电,电流从右向左流过微安表,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零;把开关S接2,电容器放电,电流从左向右流过微安表,则微安表指针迅速向左偏转后示数逐渐减小。
故选C。
(2)[2]由题意可知电压表应选用0~3V量程,由图2可知此时分度值为0.1V,需要估读到0.01V,则读数为0.50V。
[3]当微安表示数稳定时,电容器中不再有电流通过,此时干电池、电阻箱、微安表和电压表构成回路,根据闭合电路欧姆定律有
根据串联电路规律有
联立可得
18. C 3 1.8
【详解】[1] A.电路A,定值电阻和热敏电阻并联,电压不变,故不能实现电路的控制,故A错误;
B.定值电阻和热敏电阻串联,温度越低,热敏电阻的阻值越大,定值电阻分得电压越小,无法实现1、2两端电压大于,控制开关开启加热系统加热。故B错误;
C.定值电阻和热敏电阻串联,温度越低,热敏电阻的阻值越大,热敏电阻分得电压越大,可以实现1、2两端电压大于,控制开关开启加热系统加热。故C正确。
故选C。
[2]由热敏电阻在不同温度时的阻值表可知,的阻值为
由题意可知
解得
[3] 时关闭加热系统,此时热敏电阻阻值为,此时1、2两点间的电压为则1、2两端的电压小于1.8V时,自动关闭加热系统。
19.(I)2cm;(II)29cm
【详解】(I)依题意,活塞A受力平衡,可得
启动加热装置,活塞缓慢A上移,大气压强和活塞质量均不变,所以该过程为等压变化,即
由
解得
此过程中活塞A对地移动的距离为2cm。
(II)在活塞A上施加一个竖直向上的拉力,再次达到平衡状态时,有
依题意,未启动加热装置,且汽缸和活塞均绝热,所以该过程为等温变化,设此过程活塞A对地移动的距离为l,可得
联立,解得
依题意,施加外力F前后,弹簧对汽缸的作用力变化了25N,根据
解得
即此过程中汽缸对地移动的距离为25cm。综上所述
此过程中活塞A对地移动的距离为29cm。
20.(1);(2);方向竖直向下;(3);(4),
【详解】(1)由B到C,根据能量守恒可知
解得
(2)物块P恰好能过圆轨道最高点,重力提供向心力
得
从最高点到E点,根据动能定理
可得
在E点由牛顿第二定律知
解得
由牛顿第三定律得
方向竖直向下
(3)当恰好过圆周运动最高点的情况下
解得
能撞上物块Q
根据能量守恒
解得
(4)从E点到Q点,由动能定理
可得
根据动量守恒
可得
则从G点到轨道右侧
可得
由平抛公式
得
所以水平距离
所以当时
21.(1)1C;(2)0.5C,顺时针方向;(3)
【详解】(1)导体棒旋转切割磁感线的平均速度为
导体棒切割磁感线产生的电动势为
4V
则电容器所带电荷量为
(2)对ab棒,由动能定理可得
解得
C
则电容器此时所带电荷量为
C
若磁场方向垂直纸面向里,由左手定则可得,电流方向为a到b,则左极板带正电,故cd棒的电流方向为c到d,由右手定则可得,cd的旋转方向为顺时针方向;同理可得,若磁场方向垂直纸面向外,cd的旋转方向也为顺时针方向;
(3)开始时,ab棒重力和弹簧弹力二力平衡,即
由功能关系可得
解得
J
22.(1);(2);(3)
【详解】(1)由几关系可知左右两个相切圆为临界条件,
由于有不能到达要x轴,所以
由几何关系知,磁场中做圆周运动半径为R=a。
洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得
磁感应强度
(2)粒子打x轴上的范围如图所示,
x轴右侧长度为
x轴左侧,F与x轴相切,由几何关系知
联立可得
(3)粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上,轨迹半径R′=a,轨迹如下图,根据几何关系则有
垂直打在板上的区域有两部分,
解得
解得
粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上的动量的变化量
粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上运动的最短时间
粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上运动的最长时间
这部分粒子在先后到达板上的时间内对挡板的平均作用力
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