
1.如圖是某種靜電礦料分選器的原理示意圖,帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電場(chǎng)后,分落在收集板中央的兩側(cè)。對(duì)礦粉分離的過(guò)程,下列表述正確的有( )
A. 帶正電的礦粉落在右側(cè)B. 電場(chǎng)力對(duì)礦粉做負(fù)功
C. 帶負(fù)電的礦粉電勢(shì)能變大D. 帶正電的礦粉電勢(shì)能變小
2.如圖所示,絕緣的輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上,上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球(小球與彈簧不拴接),整個(gè)系統(tǒng)處在方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,開始時(shí),整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)施加一外力F,將小球向下壓至某一位置,然后撤去外力,使小球從靜止開始向上運(yùn)動(dòng)。設(shè)小球從靜止開始向上運(yùn)動(dòng)到離開彈簧的過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)小球所做的功為W1,小球克服重力所做的功為W2,小球離開彈簧時(shí)的速度為v,不計(jì)空氣阻力,則在上述過(guò)程中正確的是( )
A. 小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少B. 小球的重力勢(shì)能增加了?W2
C. 小球的電勢(shì)能增加W1D. 小球的機(jī)械能增加了12mv2+W2
3.地球赤道附近的地磁場(chǎng)可以看成是磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5×10?6T,方向由南向北的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在該區(qū)域有一面沿東西方向的墻(磁場(chǎng)垂直于墻面,由室內(nèi)指向室外),墻面上有兩種類型的窗戶。如圖甲所示的窗戶可以繞ad向外轉(zhuǎn)動(dòng),如圖乙所示的窗戶可以沿水平方向左右滑動(dòng)。已知兩扇窗戶abcd和efg?金屬框架的面積都為1.5m2,則以下說(shuō)法正確的是( )
A. 圖甲,窗戶繞ad向外推開的過(guò)程中,金屬框架abcd中有感應(yīng)電流
B. 圖乙,窗戶沿水平方向從左向右滑動(dòng)的過(guò)程中,金屬框架efg?中有感應(yīng)電流
C. 圖甲,窗戶向外推開30°時(shí),穿過(guò)金屬框架abcd的磁通量為7.5×10?6Wb
D. 圖甲,關(guān)閉著的窗戶繞ad向外推開120°的過(guò)程中,穿過(guò)金屬框架abcd磁通量變化的大小為3.75×10?6Wb
4.成人體液總量占體重的60%左右,體液的主要成分是水和電解質(zhì),因此容易導(dǎo)電,而體內(nèi)脂肪則不容易導(dǎo)電,我們可以用某型號(hào)脂肪測(cè)量?jī)x(如圖甲所示)來(lái)測(cè)量脂肪率,脂肪測(cè)量?jī)x根據(jù)人體電阻的大小來(lái)判斷脂肪所占比例,模擬電路如圖乙所示。測(cè)量時(shí),閉合開關(guān)S,測(cè)試者兩手分別握住兩手柄M、N,則
A. 體型相近的兩人相比,脂肪含量高者對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)較小,電壓表示數(shù)較小
B. 體型相近的兩人相比,脂肪含量高者對(duì)應(yīng)的電源輸出功率小
C. 體型相近的兩人相比,脂肪含量高者對(duì)應(yīng)的電源效率高
D. 當(dāng)M、N間電阻逐漸增大時(shí),以電壓表示數(shù)為橫坐標(biāo),電流表示數(shù)為縱坐標(biāo),繪制的I?U圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的直線
5.如圖所示,半徑為R的光滑圓槽質(zhì)量為M,靜止在光滑水平面上,其內(nèi)表面有一質(zhì)量為m的小球被細(xì)線吊著位于槽的邊緣處,如將線燒斷,小球滑行到最低點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)時(shí),圓槽的速度為( )
A. mM 2MgRM+m,向右B. mM 2MgRM+m,向左
C. mM 2gR,向右D. mM 2gR,向左
6.隨著科技的發(fā)展,未來(lái)的手機(jī)帶有屏幕保護(hù)器,保護(hù)裝置設(shè)置在屏幕的4個(gè)角落,由彈性塑料、聚合物及超薄金屬片組成,一旦手機(jī)內(nèi)的加速度計(jì)、陀螺儀及位移傳感器感知手機(jī)掉落,屏幕保護(hù)器會(huì)自動(dòng)彈出,并完全吸收手機(jī)撞擊地面的能量,避免手機(jī)屏幕直接接觸地面而損壞。若手機(jī)質(zhì)量約200g,從離地0.8m高處自由掉落,手機(jī)與地面撞擊的時(shí)間約為0.05s,g=10m/s2。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 手機(jī)落地時(shí)的速度約為4m/sB. 保護(hù)器彈出的時(shí)間應(yīng)小于0.4s
C. 手機(jī)落地時(shí)重力的功率約為11.5 WD. 地面對(duì)手機(jī)的平均作用力約為18N
二、多選題(本題共2小題,共12分)
7.下列①、②、③、④四幅圖分別是速度選擇器、磁流體發(fā)電機(jī)、質(zhì)譜儀、回旋加速器的結(jié)構(gòu)示意圖,下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 圖①中粒子沿直線PQ運(yùn)動(dòng)的條件是v=BE
B. 圖②中可以判斷出通過(guò)電阻的電流方向?yàn)閺纳系较?br>C. 圖③中在分析同位素時(shí),半徑最大的粒子對(duì)應(yīng)質(zhì)量也最大
D. 圖④隨著粒子的運(yùn)動(dòng)越來(lái)越快,粒子走過(guò)半圓的時(shí)間間隔越來(lái)越短
8.如圖所示,M、N是兩塊水平放置的平行金屬板,R0為定值電阻,R1和R2為可變電阻,開關(guān)S閉合。質(zhì)量為m的帶正電荷的微粒從P點(diǎn)以水平速度v0射入金屬板間,沿曲線打在N板上的O點(diǎn)。若經(jīng)下列調(diào)整后,微粒仍從P點(diǎn)以水平速度v0射入,則關(guān)于微粒打在N板上的位置說(shuō)法正確的是( )
A. 斷開開關(guān)S,M極板稍微上移,粒子打在O點(diǎn)右側(cè)
B. 斷開開關(guān)S,N極板稍微下移,粒子打在O點(diǎn)右側(cè)
C. 保持開關(guān)S閉合,增大R1,粒子打在O點(diǎn)左側(cè)
D. 保持開關(guān)S閉合,增大R2,粒子打在O點(diǎn)左側(cè)
三、實(shí)驗(yàn)題(本題共1小題,共12分)
9.為測(cè)定待測(cè)電阻Rx的阻值(約為200Ω),實(shí)驗(yàn)室提供如下器材
電池組E:電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻不計(jì);
電流表A1:量程0~15mA,內(nèi)阻約為100Ω;
電流表A2:量程0~300μA,內(nèi)阻為1000Ω
滑動(dòng)變阻器R1:阻值范圍0~20Ω,額定電流2A
定值電阻R2:阻值為9000Ω,額定電流10mA
定值電阻R3:阻值為200Ω,額定電流0.1A
開關(guān)S、導(dǎo)線若干。
實(shí)驗(yàn)中要求準(zhǔn)確地測(cè)量Rx的阻值,請(qǐng)回答下列問(wèn)題
(1)正確選取器材,在圖甲方框內(nèi)畫出測(cè)量Rx阻值的電路圖,并在圖中標(biāo)明所選器材的符號(hào)_____;
(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1,兩表的示數(shù)如圖乙所示,可讀出電流表A1的示數(shù)是_____mA,電流表A2的示數(shù)是_____μA,則待測(cè)電阻Rx的阻值是_____Ω(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
四、簡(jiǎn)答題(本題共3小題,共50分)
10.如圖所示,飛船在距某星球表面一定高度處懸停,選定相對(duì)平坦的區(qū)域后,在反推火箭作用下,開始加速下降,下降高度為100m,當(dāng)“緩沖腳”觸地時(shí)反推火箭立即停止工作,此時(shí)飛船速度為20m/s。隨后飛船在“緩沖腳”的緩沖作用下,經(jīng)2s減速到0,停止在該星球表面上。飛船質(zhì)量m=1000kg,該星球表面的重力加速度g=4m/s2。求:
(1)飛船加速下降過(guò)程中,反推火箭對(duì)飛船做的功;
(2)從緩沖腳觸地到飛船速度減為0的過(guò)程中,地面對(duì)“緩沖腳”的平均支持力的大小。
11.如圖所示,帶電絕緣環(huán)環(huán)面水平放置在支架(圖中沒(méi)畫出)上,O為圓環(huán)的圓心,虛線過(guò)圓心且與環(huán)面垂直,A、A?關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱。AA?距離為2?。圓環(huán)上面均勻帶電+QQ>0。在A點(diǎn),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E,方向豎直向上。將一質(zhì)量為m、帶電量為?qq>0的小球在A點(diǎn)無(wú)初速度釋放,小球沿虛線運(yùn)動(dòng),已知重力加速度為g,靜電力常量為k,不計(jì)空氣阻力。求:
(1)A′點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度;
(2)小球在A?點(diǎn)的速度大?。?br>(3)若小球經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)速度大小為v,求A、O兩點(diǎn)電勢(shì)差UAO。
12.如圖,一種質(zhì)譜儀可簡(jiǎn)化為由粒子源A、加速電場(chǎng)(勻強(qiáng)電場(chǎng))、靜電分析器和磁分析器組成。其中加速電場(chǎng)電壓為U,靜電分析器是圓心為O、半徑為R的14圓弧通道(0.15m≤R≤0.20m),其中半徑為R處各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小ER=200RV/m;磁分析器中有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2.0T,PQ為膠片。粒子源逸出某種粒子(初速度可忽略),經(jīng)加速電場(chǎng)加速后,垂直加速極板從R=0.15m處進(jìn)入并沿圓弧虛線通過(guò)靜電分析器,之后進(jìn)入磁分析器,最終打在膠片上的M點(diǎn),測(cè)得PM的距離L=0.40m。不考慮粒子的重力及相互間的作用力,求:
(1)加速電場(chǎng)電壓U;
(2)帶電粒子經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)后的速度大小,帶電粒子的比荷;
(3)若粒子垂直加速極板從R(15cm≤R≤20cm)間進(jìn)入靜電分析器,通過(guò)計(jì)算分析粒子打到膠片上的位置范圍。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:由圖可知,礦料分選器內(nèi)的電場(chǎng)方向水平向左,
A、帶正電的礦粉受到水平向左的電場(chǎng)力,所以會(huì)落到左側(cè),故A錯(cuò)誤;
B、無(wú)論礦粉帶什么電,在水平方向上都會(huì)在電場(chǎng)力的作用下沿電場(chǎng)力的方向偏移,位移與電場(chǎng)力的方向相同,電場(chǎng)力做正功,故B錯(cuò)誤;
CD、由于電場(chǎng)力對(duì)正負(fù)電荷均做正功,故正負(fù)電荷的電勢(shì)能增均變小,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選:D。
首先要明確礦料分選器內(nèi)電場(chǎng)的分布及方向,判斷礦粉受力及運(yùn)動(dòng)情況,再根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系可得到正確答案。
本題考查了帶電物體在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng),要熟練的掌握帶電粒子在電場(chǎng)中的受力情況及其運(yùn)動(dòng)情況,并會(huì)分析電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化情況。
2.【答案】D
【解析】A.小球從靜止開始向上運(yùn)動(dòng)到離開彈簧的過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)小球做正功,則小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加,故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)重力做功與重力勢(shì)能改變量的關(guān)系,可得
ΔEp=?WG=?(?W2)=W2
則小球的重力勢(shì)能增加了 W2 ,故B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能改變量的關(guān)系,可得
ΔEp=?W1
即小球的電勢(shì)能減少 W1 ,故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)機(jī)械能的概念可知,小球的機(jī)械能的增加量為
ΔE=12mv2+W2
故D正確。
故選D。
3.【答案】A
【解析】A.圖甲,窗戶繞ad向外推開的過(guò)程中,金屬框架abcd中磁通量發(fā)生變化,有感應(yīng)電流,故A正確;
B.圖乙,窗戶沿水平方向從左向右滑動(dòng)的過(guò)程中,金屬框架efg?中磁通量沒(méi)有發(fā)生變化,沒(méi)有感應(yīng)電流,故B錯(cuò)誤;
C.圖甲,窗戶向外推開30°時(shí),穿過(guò)金屬框架abcd的磁通量為
Φ=BSsin30°=3.75×10?6Wb
故C錯(cuò)誤;
D.圖甲,關(guān)閉著的窗戶繞ad向外推開120°的過(guò)程中,穿過(guò)金屬框架abcd磁通量變化的大小為
Φ=BSsin60°=3.75 3×10?6Wb
故D錯(cuò)誤。
故選A。
4.【答案】C
【解析】【分析】
脂肪含量高者,電阻較大,由閉合電路的歐姆定律分析電流強(qiáng)度的大小,再分析電壓表示數(shù)的大小、內(nèi)電壓的大小和路端電壓的大小。
本題考查電路的動(dòng)態(tài)分析。解題方法一般是先分析總電阻的變化、再分析總電流的變化、內(nèi)電壓的變化、路端電壓的變化。
【解答】
A.體型相近的兩人相比,脂肪含量高者電阻較大,總電阻增大,總電流減小,則電流表示數(shù)變小,路端電壓增大,R兩端電壓減小,則MN兩端電壓增大,電壓表示數(shù)變大,故A錯(cuò)誤;
B.電源輸出功率的大小與外電阻和電源內(nèi)阻的大小關(guān)系有關(guān),外電阻與電源內(nèi)阻越接近,電源輸出功率越大,本題中未給出外電阻和電源內(nèi)阻的關(guān)系,故無(wú)法判斷輸出功率的變化,故 B錯(cuò)誤;
C.電源效率η=UIEI×100%=UE×100%,路端電壓U隨外電阻的增加而增大,因此脂肪含量高者對(duì)應(yīng)的電源效率高,故C正確;
D.圖像對(duì)應(yīng)表達(dá)式U=E?I(R+r),可知繪制的I?U圖像是一條不過(guò)原點(diǎn)的直線,故D錯(cuò)誤。
故選C。
5.【答案】B
【解析】以水平向右為正方向,設(shè)在最低點(diǎn)時(shí)m和M的速度大小分別為v和 v′ ,根據(jù)動(dòng)量守恒定律得
0=mv?Mv′
根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程得
mgR=12mv2+12Mv′2
聯(lián)立以上兩式解得
v′=mM 2MgRM+m
方向向左。
故選B。
6.【答案】ABD
【解析】【分析】
根據(jù)自由落體求速度,時(shí)間,保護(hù)器彈出的時(shí)間應(yīng)小于落地時(shí)間,根據(jù)P=mgv求落地功率;由動(dòng)量定理求地面對(duì)手機(jī)的平均作用力。
本題要理清手機(jī)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,建立模型,要知道手機(jī)與地面撞擊時(shí),地面對(duì)手機(jī)的作用力是變力,只能根據(jù)動(dòng)量定理求解。
【解答】
A.手機(jī)做自由落體運(yùn)動(dòng),落地的速度,故A正確;
B.保護(hù)器彈出的時(shí)間應(yīng)小于落地時(shí)間,根據(jù)自由落體的時(shí)間,所以保護(hù)器彈出的時(shí)間應(yīng)小于0.4s,故B正確;
C.根據(jù)P=mgv得:功率P=0.2×10×4W=8W,故C錯(cuò)誤;
D.取豎直向下為正方向,由動(dòng)量定理 (mg?F)t=0?mv,得,故D正確。
故選ABD。
7.【答案】C
【解析】A.根據(jù)洛倫茲力和電場(chǎng)力相互平衡,可知
qE=qvB
故
v=EB
故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)左手定則可知,等離子體中的正電荷向下偏,負(fù)電荷向上偏,所以B極板的電勢(shì)高,通過(guò)電阻的電流方向?yàn)閺南碌缴希蔅錯(cuò)誤;
C.在加速電場(chǎng)中,則有
qU=12mv2
在磁場(chǎng)中,則有
qvB=mv2R
可得
R=1B 2mUq
則半徑最大的粒子對(duì)應(yīng)質(zhì)量也最大,故C正確;
D.根據(jù)洛倫茲力充當(dāng)向心力,可知
qvB=mv2R
則周期為
T=2πRv=2πmqB
可知粒子走過(guò)半圓的時(shí)間間隔與速度無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤;
故選C。
8.【答案】BC
【解析】粒子在平行板間運(yùn)動(dòng)時(shí),粒子加速度為
a=mg?qEm
A.斷開開關(guān),平行板帶電量不變,平行板間的電場(chǎng)強(qiáng)度為
E=Ud
結(jié)合
C=QU , C=εS4πkd
可得
E=4πkQεS
斷開開關(guān),若M極板稍微上移,電場(chǎng)強(qiáng)度不變,故加速度不變,不會(huì)影響離子的運(yùn)動(dòng),還打在O點(diǎn),故A錯(cuò)誤;
B.斷開開關(guān),若N極板稍微下移,電場(chǎng)強(qiáng)度不變,加速度不變,但y增大,則
x=v0t=v0 2ya
水平位移將增大,粒子打在O點(diǎn)右側(cè),故B正確;
C.保持開關(guān)S閉合,由串并聯(lián)電壓關(guān)系可知,R0兩端電壓為
U=ER0+R1+rR0
增大R1,U減小,電容器兩端的電壓減小,則粒子受到的電場(chǎng)力減小,受到的重力不變,則產(chǎn)生的加速度增大。從P點(diǎn)以水平速度v0射入金屬板間打在極板上,則有
d2=12at2
水平位移為
x=v0t=v0 da
水平位移減小,則粒子打在O點(diǎn)左側(cè),故C正確;
D.保持開關(guān)S閉合,增大R2,R0兩端電壓為
U=ER0+R1+rR0
R0 兩端電壓不變,則電容器兩端的電壓不變,加速度不變,粒子仍打在O點(diǎn),故D錯(cuò)誤。
故選BC。
9.【答案】(1)見(jiàn)解析
(2) 8.0 150 191
【解析】(1)由歐姆定律可得,流過(guò)電阻Rx的最大電流
Im=ERx=3200A=0.015A=15mA
所以用電流表A1測(cè)電流,因?yàn)殡娏鞅鞟2是小量程電流表,可以和定值電阻串聯(lián)起來(lái)充當(dāng)電壓表,根據(jù)電路特點(diǎn),有
R=3300×10?6Ω?1000Ω=9000Ω
故把電流表A2和定值電阻R2改裝成量程為3V的電壓表,改裝后電壓表的內(nèi)阻已知,故采用電流表外接法,滑動(dòng)變阻器采用分壓接法減小實(shí)驗(yàn)誤差,電路圖如圖所示
(2)[1][2]根據(jù)讀數(shù)規(guī)則可知A1的示數(shù)是8.0mA,;電流表A2的示數(shù)是 150μA ;
[3]由閉合電路歐姆定律可得,電阻為
Rx=I2R2+rA2I1?I2=191Ω
10.【答案】(1) ?2×105J ;(2) 1.4×104N
【解析】(1)飛船加速下降過(guò)程中,設(shè)反推火箭對(duì)飛船做的功為W,根據(jù)動(dòng)能定理有
mg?+W=12mv2
解得
W=?2×105J
(2)從緩沖腳觸地到飛船速度減為0的過(guò)程中,設(shè)地面對(duì)“緩沖腳”的平均支持力的大小為F,根據(jù)動(dòng)量定理有
(mg?F)t=0?mv
解得
F=1.4×104N
11.【答案】(1)E,方向?yàn)樨Q直向下;(2) 2 g? ;(3) 2mg??mv22q
【解析】(1)由對(duì)稱性可知,A′點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小跟A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同,方向相反,故A′點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,方向?yàn)樨Q直向下;
(2)設(shè)經(jīng)過(guò)A′點(diǎn)的速度為v0,由對(duì)稱性可知,此過(guò)程電場(chǎng)力做功為零,故有
2mg?=12mv02
解得
v0=2 g?
(3)從A到O由動(dòng)能定理有
?qUAO+mg?=12mv2
解得
UAO=2mg??mv22q
12.【答案】(1)100V;(2)500m/s, 1.25×103C/kg ;(3) 35cm≤d≤40cm
【解析】(1)粒子在加速電場(chǎng)中進(jìn)行加速,根據(jù)動(dòng)能定律
qU=12mv2
粒子進(jìn)入靜電分析器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),有
qER=mv2R
解得
U=100V
(2)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
qvB=mv2r
又
r=L2
聯(lián)立解得
v=500m/s , qm=1.25×103C/kg
(3)若粒子垂直加速極板從R(15cm≤R≤20cm)間進(jìn)入靜電分析器,總能滿足
qER=mv2R
在靜電分析器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)R=15cm時(shí),粒子剛好貼著圓弧通道的內(nèi)側(cè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),從P點(diǎn)進(jìn)入磁分析器中。當(dāng)R=20cm時(shí),粒子剛好貼著圓弧通道的外側(cè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),從磁分析器的邊界處進(jìn)入。粒子進(jìn)入磁分析器中均做勻速圓周運(yùn)動(dòng),滿足
qvB=mv2r
軌跡半徑不變,如圖所示
實(shí)際軌跡在圖中兩虛線間變化,打到膠片上的位置范圍在距離P點(diǎn)
35cm≤d≤40cm
這是一份2023-2024學(xué)年廣東省廣州市高三(下)開學(xué)統(tǒng)考物理試卷(含解析),共16頁(yè)。試卷主要包含了單選題,多選題,實(shí)驗(yàn)題,簡(jiǎn)答題,計(jì)算題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份2023-2024學(xué)年廣東省廣州市執(zhí)信中學(xué)高二(上)月考物理試卷(10月)(含解析),共14頁(yè)。試卷主要包含了單選題,多選題,實(shí)驗(yàn)題,計(jì)算題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份廣東省廣州市執(zhí)信中學(xué)2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期開學(xué)測(cè)物理試題(解析版),共15頁(yè)。試卷主要包含了考生必須保持答題卡的整潔等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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