D.φA>φBEPA>EPB
8.如图所示,L是自感系数很大的线圈,直流电阻几乎为零,A和B是两个相同的小灯泡.下列说法中正确的是
A.开关s断开瞬间,A、B灯均闪亮后再熄灭
B.开关s断开瞬间,A灯立即熄灭,B灯亮一下再熄灭
C.开关s闭合瞬间A灯立即亮起来;最后A、B两灯一样亮
D.开关s闭合瞬间A、B两灯一样亮;后来A灯变得更亮,B灯逐渐熄灭
9.某小型水电站的电能输送过程如图所示,发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电.已知输电线的总电阻R为5Ω,降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为5∶1,降压变压器副线圈两端交变电压
,降压变压器的副线圈与R0=11Ω的电阻组成闭合电路.若将变压器视为理想变压器,则下列说法正确的是
A.流过R0的电流是20AB.流过R的电流是100A
C.T1副线圈两端电压为1100VD.输电线路上损失功率为80W
10.图示为干湿泡湿度计.湿泡温度计与干泡温度计的示数差距越大,表示此时()
A.空气的绝对湿度越大
B.空气的相对湿度越小
C.空气中水蒸气的实际压强与饱和汽压相差很小
D.空气中水蒸气的实际压强与饱和汽压相差很大
11.如图所示,在“用油膜法估测分子的大小”实验中,下列操作正确的是()
A.在量筒中仅滴一滴油酸酒精溶液,测出其体积
B.适量的痱子粉洒在水面后,用玻璃棒轻轻地搅匀
C.先在水面上撒适量的痱子粉,后再滴入一滴油酸酒精溶液
D.计算油膜面积时,舍去不足半格的方格,半格或超过半格计为一格
12.下列说法中正确的是()
A.吹气球很费力,因为分子间存在斥力
B.某物质导热性能各向同性,该物质可能是单晶体、多晶体或非晶体
C.由于水的表面张力作用,所以荷叶上的水成球形
D.一定质量0°C的水变成0°C的冰,体积变大,内能增加
13.如图所示,甲、乙两人分别乘坐速度为0.6c和0.8c(c为真空中光速)的飞船反向运动.则下列说法正确的是()
A.甲乙两人相对速度为1.4c
B.甲观察到乙的身高不变
C.甲观察到乙所乘的飞船变短
D.甲观察到乙所带的钟表显示时间变快
14.如图所示,插针法“测定平行玻璃砖折射率”的实验中,P1、P2、P3、P4为所插的针,θ1为入射角,θ2为折射角.下列说法正确的是()
A.θ1过小会导致θ2不易准确测量
B.θ1过大会导致P1、P2的像模糊
C.P1与P2,P3与P4间的距离适当小些
D.P3、P4的连线与P1、P2的连线不一定平行
15.下列说法中正确的是( )
A.医院“彩超”应用了多普勒效应的原理
B.太阳光是自然光,经水面反射后反射光仍然是自然光
C.相互干涉的两列波,它们的频率相同,振幅相同
D.物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率,与固有频率无关
三、实验题
16.如图所示,某同学将两块质量分别为m1和m2的不同物块用细线连接,置于光滑的水平桌面上,两个物块中间夹有一根压缩了的轻质弹簧.烧断细线,物块从静止开始运动,最终离开桌子边缘做平抛运动.该同学通过必要的测量,以验证物体间相互作用时的动量守恒定律.
(1)该同学还需要的实验器材是_______;
(2)本实验中要直接测量的物理量是_________;
(3)用实验中所测量的物理量,写出验证动量守恒定律的关系式_________.
17.为了描绘小灯泡的伏安特性曲线,实验室可供选择的器材如下:
A.待测小灯泡(2.5V400mA)
B.电流表(0-0.6A内阻约0.5Ω)
C.电压表(0-3V内阻约5kΩ)
D.滑动变阻器R1(0-500Ω2A)
E.滑动变阻器R2(0-5Ω1.5A)
F.滑动变阻器R3(0-50Ω1.5A)
G.直流电源E(约3V内阻不计)
H.开关S,导线若干
请回答以下问题
(1)待测小灯泡正常工作时消耗电功率是__________W;
(2)按图甲所示,实验前滑动变阻器的滑片P应置于__________端(选填“a”或“b”);
(3)按图甲所示的电路,电压表应接在_______端(选填“cd”或“ce”);滑动变阻器选用的是________(选填“R1”“R2”或“R3”);
(4)闭合开关s,变阻器滑片P从a端向b端移动过程中,发现电压表示数始终大于1.5V,则电路中出现的故障位置可能是_________处(选填“a”“b”“d”或“e”);
(5)排除故障后,测量出多组数据.电压表的示数
为横轴,电流表的示数
为纵轴,描点作出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,分析图象可知灯丝电阻随温度的升高而_________(选填“减小”或“增大”).
四、解答题
18.一定质量的理想气体,其状态变化的p-V图象如图所示,已知气体在状态A时的温度为-73°C,从状态A变化到状态C的过程中气体内能变化了200J.已知标准状态(1个大气压,273K)下1mol理想气体体积为22.4L,NA=6.0×1023mol-1.求:
①气体在状态C的温度;
②气体的分子个数(保留两位有效数字);
③从状态A变化到状态C的过程中,气体与外界交换的热量Q.
19.甲图是摆长为1m的单摆在地球上某地振动的x—t图象.单摆振动在空气中传播所产生的机械波,其2.5s时波动的y—x图象如图乙所示,波源在坐标原点处.求:
①这列波的波速;
②当地的重力加速度g(结果保留三位有效数字);
③单摆起振后,在2.5s时x=2cm处质点运动的位移.
20.有一群氢原子处于量子数n=3的激发态.已知量子数为n的能级为
,氢原子基态的电子轨道半径为r,静电力常量为k,电子的电荷量为e,普朗克常量为h,真空中的光速为c.
(1)求这群原子发出光谱线的条数,并画出原子跃迁能级示意图;
(2)求这群原子跃迁发出的光子中,频率最大的光子波长;
(3)假设电子在基态轨道上做匀速圆周运动,求电子的动能.
21.如图所示,虚线PQ、MN间距离为d,其间存在水平方向的匀强电场.质量为m的带正电粒子,以一定的初速度从A处垂直于电场方向进入匀强电场中,经t时间从B处(图中未标出)离开匀强电场时速度与电场方向成30°角.带正电粒子的重力不计.求:
带电粒子的
(1)初速度;
(2)加速度;
(3)电势能的变化量.
22.如图所示,左侧是加速器;中间是速度选择器,匀强磁场与匀强电场正交,磁感应强度为B1,两板间电压为U,板间距离为d;右侧虚线MN、GH无限长,其间存在磁感应强度大小为B2、方向垂直纸面向外的匀强磁场,即偏转磁场.质量为m、电荷量为q的带正电粒子先从小孔A处进入加速器,再从小孔B处进入速度选择器,沿直线从小孔C处进入偏转磁场,最后从偏转磁场的边界D处(图中未标出)射出.带正电粒子的重力不计.求:
(1)速度选择器内的电场强度;
(2)加速器AB之间的加速电压;
(3)带正电粒子运动轨迹上C、D两点间距离大小的范围.
23.如图所示,质量为2m、电阻忽略不计的“∏”形无限长的金属轨道放置在绝缘水平面上,轨道间距为L.质量为m、电阻为2R的导体棒AB可以在“∏”形轨道上左右滑动.轨道空间存在磁感应强度大小为B、垂直于轨道平面向外的匀强磁场.开始时,“∏”形轨道处于静止状态,导体棒AB与“∏”形轨道DC边相距1.5L,导体棒AB具有水平向右的初速度2υ0.经过一段时间,“∏”形轨道达到最大速度.不计一切摩擦.求:
(1)开始时穿过ABCD回路的磁通量;
(2)开始时导体棒AB所受的安培力大小;
(3)“∏”形轨道从开始运动到获得最大速度的过程中,通过导体棒AB横截面的电量.
参考答案
1.C
【解析】
由于金属的电阻率随温度的升高而增大,所以铂电阻温度计铂丝的电阻随温度升高而增大,且温度为0℃时,铂丝的电阻值不等于零,故ABD错误,C正确.
故选:
C
2.C
【解析】
AB.一个具有放射性的原子核A放射一个β粒子后变成原子核B,质量数不变,质子数增加1,中子数减1,原子核A比原子核B多1个中子,少1个质子,故A错误,C正确;
CD.原子核B再放射一个α粒子后变成原子核C,质子数减2,质量数减4.原子核A比原子核C多1个质子,多3个中子,故B错误,D错误.
故选C
3.A
【解析】
卢瑟福通过α粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型,正电荷全部集中在原子核内,α粒子带正电,同种电荷相互排斥,若在②③④区域粒子轨迹将向上偏转,由轨迹的弯曲方向知道排斥力向下,所以原子核一定在①区域,
故选:
A.
点睛:
卢瑟福通过α粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型,该实验的现象为:
绝大多数α粒子几乎不发生偏转,少数α粒子发生了较大的角度偏转,极少数α粒子发生了大角度偏转(偏转角度超过90°,有的甚至几乎达到180°,被反弹回来),据此可得出原子核的可能区域.
4.D
【详解】
物体在空中不受空气阻力,则落回到抛出点时速度大小不变,方向相反.则对全程由动量定理可知:
I=△P=−mv−mv=−2mv;
故选D.
【点睛】
根据机械能守恒定律可明确末速度大小,再根据设定的正方向,明确初末动量的方向,由动量定理可求出合力的冲量.
5.B
【详解】
正方形导线框在匀强磁场中运动,磁通量不变,磁通量的变化率为零;bc边和ad边都切割磁感线,产生感应电动势,大小为BLv,根据右手定则,感应电动势的方向为由b到c,所以Ubc=-BLv,故B正确,ACD错误.
故选:
B
6.ACD
【解析】
【详解】
由图象可知,交流电的最大值为Um=100V,电流的周期为0.04s,
A.交流电的频率为f=1/T=25Hz,故A正确;
B.交流电的电压有效值为U=
=100×0.707V=70.7V,故B错误;
C.在2.0×10-2s时电压的瞬时值为零,线圈处于中性面位置,故C正确;
D.交流电的角速度ω=2π/T=50πrad/s,所以交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin(50πt)V,故D正确.
故选ACD
7.BC
【详解】
AB.根据点电荷产生电场的电场强度E=
,A点距离点电荷Q较近,电场强度较大,正电荷在A点受电场力较大,即FA>FB,故A错误,B正确;
沿电场线电势降低,负点电荷的电场线指向点电荷,A点电势低于B点电势,即φA<φB,根据电势能EP=qψ,A点电势能低于B点电势能,即EPA故选:
BC
8.BD
【解析】
AB.开关s断开瞬间,灯泡B与线圈L构成闭合回路,所以稳定后再断开开关S后,灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭,灯泡A立即熄灭.故A错误,B正确;
CD.刚闭合S时,电源的电压同时加到两灯上,A.B同时亮,且由于电感L自感系数很大,几乎没有电流流过,A、B电流相等,一样亮;随着L中电流增大,由于线圈L直流电阻可忽略不计,分流作用增大,B逐渐被短路直到熄灭,外电路总电阻减小,总电流增大,A灯更亮.故C错误,D正确.
故选BD
点睛:
闭合S,A、B同时亮,随着L中电流增大,线圈L直流电阻可忽略不计,分流作用增大,A逐渐被短路,总电阻减小,再由欧姆定律分析B灯亮度的变化.断开S,A灯立即熄灭,线圈与B灯形成回路,根据楞次定律判断B灯亮度如何变化.
9.AD
【详解】
A.降压变压器副线圈两端交变电压u=
sin100πt V,则副线圈电压有效值220V,由于阻值R0=11Ω,所以通过R0电流的有效值是20A,故A正确;
B.因为降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为5:
1,所以原、副线圈的电流之比为1:
5,故流过原线圈的电流为4A.故B错误;
C.根据欧姆定律,输电线上电阻电压UR=IR=20V,降压变压器T2的输入电压与输出电压比为5:
1,降压变压器T2的输入电压为1000V,升压变压器T1的输出电压等于输电线上电阻电压加上降压变压器T2的输入电压,等于1020V,故C错误;
D.输电线上损失的功率为P损=I2×R=42×5=80W,故D正确.
故选:
AD
10.BD
【解析】
示数差距越大,说明湿泡的蒸发越快,空气的相对湿度越小,即水蒸气的实际压强即绝对湿度离饱和汽压相差越大,故B.D正确,A.C错误.
故选BD.
点睛:
蒸发是在任何温度下都能够进行的汽化现象.湿温度计下端包有湿纱布,湿纱布上的水分要蒸发,蒸发是一种汽化现象,汽化要吸热,所以湿温度计的示数较低.干湿温度计相差越大,说明水分蒸发越快,水蒸发快慢和空气湿度有关.
11.CD
【解析】
A.一滴油酸酒精溶液的体积太小,为减小误差,测N滴油酸酒精溶液的体积,再计算出一滴油酸酒精溶液的体积,故A错误;
BC.先在水面上撒适量的痱子粉,后再滴入一滴油酸酒精溶液,这样有利于油膜的展开,故B错误,C正确;
D.在计算油膜面积时,不足半格的方格舍去,半格或大于半格的方格算一格,故D正确.
故选CD
12.BC
【详解】
A.吹气球很费力,是由于气球内外的压强差比较大,与分子间有斥力无关,故A错误;
B.多晶体和非晶体物理性质表现为各向同性,有些单晶体,导热性能也可能表现为各向同性,故B正确;
C.由于水的表面张力作用,荷叶上的水表面积会尽量收缩到最小成球形,故C正确;
D.一定质量0℃的水结成0℃的冰,因为温度不变,体积增大,但水要放出热量,所以内能一定减小,故D错误。
故选BC.
13.BC
【详解】
A.如果把两个人中的一个看成静止,那么另一个相对有一个运动速度,但不是速度合成公式,而是相对论速度合成公式,合成的速度接近某个光速值,也即是说,如果把甲看成静止,那么乙相对甲以某个接近光速的速度飞行,故A错误;
B.身高是竖直方向,他们的运动方向为水平,所以身高不变,两者看到对方的身高不变,故B正确;
C.根据相对论的尺缩效应,甲观察到乙所乘的飞船变短,故C正确;
D.根据相对论的钟慢效应,可以推测两人在接近光速运动时,相对地球来说时间都变慢了,但乙相对于甲的速度更大,因此可以推测,乙的钟要更慢一点,故D错误;
故选:
BC
14.AB
【详解】
A.入射角θ1过小,进入玻璃时折射角θ2更小,不易准确测量,故A正确;
B.θ1过大会导致进入玻璃的折射光过弱,P1、P2的像模糊,故B正确;
C.P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些,引起的角度的相对误差较小,可提高精度.故C错误;
D.根据光路可逆性原理可知,P3、P4的连线与P1、P2的连线一定平行,故D错误;
故选AB.
15.AD
【详解】
A.医院里用于检测的“彩超”的原理是:
向病人体内发射超声波,经血液反射后被接收,测出反射波的频率变化,就可知血液的流速.是应用了多普勒效应的原理.故A正确;
B.太阳光是自然光,经水面反射后反射光是偏振光,故B错误;
C.相互干涉的两列波,它们的频率一定相同,但振幅不一定相同,故C错误;
D.物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率,与物体的固有频率无关,故D正确.
故选:
AD
16.刻度尺两物块平抛运动的水平位移x1和x2m1x1=m2x2
【详解】
(1)取小球1的初速度方向为正方向,两小球平抛初速度分别为v1、v2,平抛运动的水平位移分别为x1、x2,平抛运动的时间为t.
需要验证的方程:
0=m1v1−m2v2
又v1=x1/t,v2=x2/t
代入得到m1x1=m2x2
故需要测量两木块落地点到桌面边缘的水平距离x1、x2
所以需要的器材为刻度尺.
(2)烧断细线后,两球离开桌面做平抛运动,由于高度相等,则平抛的时间相等,水平位移与初速度成正比,把平抛的时间作为时间单位,小球的水平位移可替代平抛运动的初速度.需要直接测量的物理量是两物块平抛运动的水平位移x1和x2;
(3)将需要验证的关系速度用水平位移替代,验证动量守恒定律的关系式为m1x1=m2x2;
17.1.0acdR2a增大
【解析】
(1)小灯泡的额定电压2.5V,额定电流400mA,正常工作时消耗电功率P=UI=2.5×0.4=1.0W;
(2)实验前小灯泡上的电压要尽可能的小,滑动变阻器的滑片P应置于a端;
(3)正常工作时,小灯泡的电阻约为
,远小于电压表内阻,所以采用电流表外接法,电压表应接在cd之间;为使测量尽量准确,要求进行多次测量,滑动变阻器采用分压接法,选择小电阻,即选R2;
(4)实验中,变阻器滑动触头P在ab间移动时,发现小灯泡两端的电压始终大于1.5V,即滑动变阻器没有采用分压式接法.则电路中出现的故障可能是a处断路,即滑动变阻器变成了限流式接法.
(5)分析图像可知,电流越大,电阻越大,则可知灯丝电阻随温度的升高而增大.
18.①
=267K②N=1.1×1023个③吸收热量1100J
【解析】
【详解】
①由理想气体状态方程得:
代入数据得TC=267K;
②把A状态转化成标准状态
根据理想气体状态方程:
解得V0=4.1L
气体的分子个数
代入数据得:
N=1.1×1023个;
③从状态A到状态B,图线与水平轴围成的面积为气体对外做的功,从状态B到状态C,体积不变,气体不做功,所以从状态A到状态C,气体做的功为:
可得:
W=-900J
从状态A到状态C,由热力学第一定律得,
又有:
可得:
Q=1100J即吸收热量1100焦
19.①υ=0.02m/s②g=9.86m/s2③位移x=-4.0cm,方向沿y轴负方向
【详解】
(1)从振动图象和波动图象可以看出:
T=2s,λ=4cm=0.04m,
则波速v=λ/T=004/2m/s=0.02m/s;
(2)由单摆的周期公式
,g=
=9.86m/s2;
(3)由2.5s时的波动图像可知,x=2cm处质点处在波谷位置,运动的位移为x=-4.0cm,方向沿y轴负方向.
【点睛】
分别由振动图像和波动图像可知波的周期和波长,根据波速公式可求波速;根据单摆的周期公式可求当地的重力加速度;由波动图像可知x=2cm处质点运动的位移.注意指明位移的方向.
20.
(1)3条
(2)
(3)
【详解】
(1)根据
=3,这群原子发出光谱线的条数为3条,如图所示:
(2)与频率最大的一条光谱线对应的能级差为E3-E1
,E3=
代入解得:
(3)设电子的质量为m,在基态轨道上的速度为υ1,根据牛顿第二定律和库仑定律有
联立解得:
点睛:
频率最大的对应原子从3能级跃迁到1能级,能级间发生跃迁时吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差,由此确定辐射的最长波长.根据高能级跃迁到低能级画图,由能级公式计算各能级的能级值;根据库仑引力提供向心力求出电子在基态轨道上运动的速率,再求出动能.
21.
(1)
(2)
(3)
【解析】
(1)垂直电场方向匀速运动:
d=vAt
则
(2)设带电粒子离开匀强电场时,平行于电场方向的速度为υ1
v1=at
(3)电场力对带正电粒子做正功,电势能减小.
点睛:
垂直电场方向匀速运动,可求初速度;根据粒子离开匀强电场时速度的方向,可求水平方向的末速度,根据速度时间关系,可求加速度;对于粒子在匀强电场的过程,运用动能定理列式求解电场力做的功,大小等于电势能的变化量.
22.
(1)
(2)
(3)
【解析】
(1)速度选择器内的电场强度:
(2)粒子在速度选择器中:
B1qv=Eq
粒子在加速电场中有
qU0=
mv2
(3)粒子在磁场区域做匀速圆周运动
qvB2=
,
设磁场的宽度为x。
讨论如下:
当磁场宽度x≥r,则CD两点间的距离大小s
当磁场宽度xCD两点间的距离大小范围为:
点睛:
在速度选择器中作匀速直线运动,电场力与洛仑兹力平衡,根据Ee=evB1求出速度v;粒子在加速电场中加速,利用动能定理eU1=
mv2可求出加速电压;根据洛仑兹力提供向心力,求出粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径,根据磁场的宽度不同,确定C、D两点间的距离。
23.
(1)
(2
(3)
【解析】
(1)根据磁通量
得
(2)开始时,导体棒产生的感应电动势
根据欧姆定律
安培力
联立得:
(3)设经△t时间,“∏”形光滑轨道达到的最大速度为υmax,由动量守恒定律求得
再由动量定理列式求得
点睛:
由题,导线ab做匀速运动,已知速度大小,由E=BLv求出感应电动势大小;由闭合电路欧姆定律可求出通过电阻的电流大小,根据安培力公式可求出其大小;在水平方向上,“∏”形光滑轨道和导体棒相互作用,动量守恒,再对“∏”形光滑轨道运用动量定理,可求通过导体棒AB横截面的电量.