选择、实验题定时练(三)
(7个单选题＋3个多选题＋2个实验题)
一、单项选择题：本题共7小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.(2024·河北唐山市选考一)一同学在练习乒乓球削球技术时，使乒乓球竖直下落，在球与球拍接触的瞬间，保持球拍板面水平向上，并沿水平方向挥动球拍，如图所示。已知乒乓球与球拍接触时间极短，接触前后乒乓球在竖直方向的速度大小分别为5 m/s和4 m/s，乒乓球与球拍之间的动摩擦因数为0.3。若乒乓球可视为质点且不计空气阻力，g取10 m/s2，则乒乓球在与球拍接触后获得的水平速度大小为( )
A．1.2 m/s B．1.5 m/s
C．2.0 m/s D．2.7 m/s
2.(2024·重庆市第二次调研抽测)如图所示，玻璃管中封闭一定质量的理想气体倒扣在水银槽中，当温度为T0时，管内的水银面比槽内水银面高h cm，管中气体的长度也为h cm。当把玻璃管缓慢下压至管底部与槽内水银面持平，同时改变气体的温度保持管内气体体积不变，已知大气压强为p0(单位：cmHg)，则管内气体( )
A．最终压强为p0－ph
B．对外界做功
C．温度的变化量为
D．对外界放出热量
3．(2024·河南驻马店市期末) 甲、乙两辆汽车在一条平直的单行道上同向行驶，乙车在前，速度大小为v2，甲车在后，速度大小为v1，且v1>v2。当两车相距L时，甲车感觉到危险以加速度大小a开始刹车，同时鸣笛示意乙车，但乙车始终未有反应。为了避免相撞，a最小应为( )
A． B．
C． eq \f(v－v,2L) D． eq \f(v－v,4L)
4．(2024·辽宁丹东市期末)某同学将一排球自O点垫起，排球竖直向上运动，随后下落回到O点。设排球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比，以向上为运动的正方向，在下列排球速度v与时间t的关系曲线中，可能正确的是( )
5．(2024·广东湛江市一模)北京时间2024年1月9日，我国在西昌卫星发射中心采用长征二号丙运载火箭，成功将“爱因斯坦探针”空间科学卫星发射升空，卫星顺利进入高度为600 km、倾角为29°的近地轨道，发射任务取得圆满成功。已知同步卫星距地球表面高度约为35 900 km。下列说法正确的是( )
A．该卫星的运行速度大于第一宇宙速度
B．该卫星的运行周期大于24 h
C．该卫星轨道处的重力加速度大于9.8 m/s2
D．该卫星运行的角速度大于同步卫星的角速度
6.(2024·广东省选择考模拟二)如图为静电喷印原理的简图，在喷嘴和收集板之间施加高压电源后，电场分布如图中虚线所示。喷嘴处的液滴受到各方面力的共同作用形成泰勒锥，当电场力增大到某一值时，液滴从泰勒锥尖端射出形成带电雾滴，落在收集板上，则此过程中雾滴( )
A．动能减小 B．速度不变
C．电势能减小 D．加速度增大
7．(2024·河北石家庄市教学质检二)为了使在磁场中转动的绝缘轮快速停下来，小明同学设计了以下四种方案：图甲、乙中磁场方向与轮子的转轴平行，图甲中在轮上固定闭合金属线圈，图乙中在轮上固定未闭合金属线圈；图丙、丁中磁场方向与轮子的转轴垂直，图丙中在轮上固定闭合金属线框，图丁中在轮上固定一些细金属棒。四种方案中效果最好的是( )
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
二、多项选择题：本题共3小题，在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。
8.(2024·江西鹰潭市一模)如图所示，一条红色光束和另一条紫色光束，以相同的角度同时沿同一半径方向射入一块半圆形玻璃砖，其透射光束由圆心O点沿OA、OB方向射到屏MN上，则可知( )
A．OA是红光，它从射入玻璃砖到打在屏上所需时间较长
B．OB是紫光，它从射入玻璃砖到打在屏上所需时间较长
C．若OA光能使某种金属产生光电效应，则OB光一定能使该金属产生光电效应
D．用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，OA光条纹间距小于 OB光条纹间距
9．(2024·浙江温州市二模)下列说法正确的是( )
A．大量处于激发态的氢原子可以向外辐射紫外线，也可向外辐射γ射线
B．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核式结构模型，也可估算出原子核的大小
C．扩散现象说明组成物质的分子在做永不停息的热运动，也可说明分子间存在空隙
D．从单一热库吸收热量可以自发地全部传递给低温物体，也可以自发地完全变成功
10．(2024·江西鹰潭市二模)如图甲所示，自耦变压器的原线圈与N匝、半径为r的圆形线圈(图中未画全)相连，副线圈与定值电阻R构成回路，图示位置副线圈的匝数为原线圈匝数的。线圈内有垂直于线圈平面向里的磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化。不考虑电阻随温度的变化以及线圈的电阻，下列说法正确的是( )
A．图示位置，定值电阻两端的最大电压为
B．图示位置，定值电阻消耗的电功率为 eq \f(8π4r4N2B,9T2R)
C．若磁感应强度的变化周期减小，则变压器的输出功率将增大
D．若自耦变压器的滑片P顺时针转动，则通过原线圈的电流增大
三、实验题：本题共2小题。
11．(2024·天津河西区一模)为了研究平抛运动，某同学用如图甲所示的装置进行实验。
(1)下列操作中，必要的是__________。
A．通过调节使斜槽末端保持水平
B．每次都需要从不同位置由静止释放小球
C．通过调节使木板保持竖直
D．尽可能减小斜槽与小球之间的摩擦
(2)该同学得到的痕迹点如图乙所示，其中一个偏差较大的点产生的原因，可能是该次实验时____________。
A．小球释放的高度偏高
B．小球释放的高度偏低
C．小球没有被静止释放
D．挡板MN未水平放置
(3)如图丙所示，在通过实验得到的平抛轨迹上以A点为坐标原点建立坐标系，B、C两点的坐标值也已标出，则可以推断出小球做平抛运动的初速度大小v0＝__________m/s。(g取10 m/s2)
12．(2024·山西临汾市适应性训练二)某同学先将满偏电流为500 μA、内阻为100 Ω的表头改装成量程为1 mA和10 mA的双量程直流电流表，在此基础上再与干电池(电动势为1.5 V，内阻很小)、滑动变阻器连接组装成两个挡位(“×10”“×100”)的欧姆表，其内部结构如图所示。
(1)如果该改装后的电表作量程为1 mA的电流表使用，开关S1接__________(选填“a”或“b”)，开关S2接____________(选填“c”或“d”)。
(2)图中定值电阻R1＝__________Ω，R2＝__________Ω。
(3)将单刀双掷开关S2接c，此时作欧姆表使用，欧姆表的挡位为________(选填“×10”或“×100”)。
(4)短接表笔，将此欧姆表从“×10”挡完成欧姆零点的调节(欧姆零点在电流计G满偏刻度处)，此时直接将挡位切换为“×100”挡，则电表的指针__________ (选填“在”或“不在”)欧姆零点。
[特色专项训练]
选择、实验题定时练(三)
1．解析：选D。以竖直方向向上为正方向，由动量定理得(N－mg)Δt＝mv2－m(－v1)，水平方向μNΔt＝mv水，乒乓球与球拍接触时间极短，重力的冲量可忽略不计，解得v水＝μ(v2＋v1)＝2.7 m/s。
2．解析：选C。当玻璃管底部与槽内水银面持平时，保持管内气体体积不变，则管内的水银面比槽内水银面低h cm，最终压强p＝p0＋ph，故A错误；由于体积不变，所以气体对外界不做功，即W＝0，故B错误；原来气体的压强p1＝p0－ph，根据查理定律可知，＝，解得T＝T0，温度的变化量ΔT＝，故C正确；由于温度升高，则ΔU>0，根据ΔU＝Q＋W可得Q>0，气体从外界吸收热量，故D错误。
3．解析：选A。两车恰好不相撞时位移满足关系v1t－at2＝v2t＋L，且此时两车速度大小相等，v1－at＝v2，联立解得a＝。
4．解析：选C。设空气阻力f＝kv，排球向上运动的过程中，设加速度大小为a1，有mg＋kv＝ma1，而排球向上做减速运动，阻力减小，合外力减小，加速度减小，即排球向上做加速度减小的减速运动；当排球速度减为零后将反向做加速运动，设其加速度大小为a2，有mg－kv＝ma2，随着排球速度的增大，阻力增大，合力减小，加速度减小，排球做加速度逐渐减小的加速运动，故C可能正确。
5．解析：选D。根据G＝m，得v＝，该卫星的运行半径大于地球的半径，故运行速度小于第一宇宙速度，故A错误；根据G＝mr，得T＝2π，该卫星的运行半径小于地球同步卫星的运行半径，同步卫星的运行周期为24 h，故该近地卫星的运行周期小于24 h，故B错误；由T＝2π又ω＝，知半径r越小，周期T越小，角速度ω越大，故该卫星的运行角速度大于同步卫星的角速度，故D正确；由mg＝G，mg1＝G，r>R联立知g1
6．解析：选C。由于液滴带负电，落到收集板的过程中，电场力做正功，动能增大，速度增大，电势能减小，故A、B错误，C正确；由题图可知从喷嘴到收集板，电场线逐渐稀疏，电场强度减小，电场力减小，合外力减小，加速度在减小，故D错误。
7．解析：选C。题图甲和题图乙中当轮子转动时，穿过线圈的磁通量都是不变的，不会产生感应电流，则不会有磁场力阻碍轮子的运动，故A、B错误；题图丙中在轮上固定一些闭合金属线框，线框长边与轮子转轴平行，当轮子转动时会产生感应电动势，形成感应电流，则会产生磁场力阻碍轮子转动，使轮子很快停下来，故C正确；题图丁中在轮上固定一些细金属棒，当轮子转动时会产生感应电动势，但是不会形成感应电流，则也不会产生磁场力阻碍轮子转动，故D错误。
8．解析：选BC。由于玻璃对红光的折射率小于对紫光的折射率，则光线经过玻璃砖后红光的偏折角小于紫光的偏折角，所以OA是红光，OB是紫光，由v＝分析可知，红光在玻璃砖中的速度大于紫光在玻璃砖中的速度，两种色光在真空中传播速度相同，所以紫光从射入玻璃砖到打在屏上所需时间较长，故A错误，B正确；OB是紫光，频率较高，而光电效应产生的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，所以若OA光能使某种金属产生光电效应，则OB光一定能使该金属产生光电效应，故C正确；由公式Δx＝λ可知，双缝干涉条纹间距与波长成正比，红光的波长较长，则知OA光条纹间距大于OB光条纹间距，故D错误。
9．解析：选BC。大量处于激发态的氢原子可以向外辐射紫外线，但不会向外辐射γ射线，故A错误；卢瑟福就是借助α粒子的散射实验，发现了原子的核式结构，并估算了原子核的大小，故B正确；扩散现象说明组成物质的分子在做永不停息的热运动，也可说明分子间存在空隙，故C正确；从单一热库吸收热量可以自发地全部传递给低温物体，根据热力学第二定律可知，不可自发地完全变成功，故D错误。
10．解析：选BC。由题图乙可得B＝B0sin t，圆形线圈中产生的感应电动势E＝Nπr2＝cos t，所以U1max＝，由＝得，定值电阻两端的最大电压U2max＝，A错误；定值电阻消耗的电功率P＝＝ eq \f(8π4r4N2B,9T2R) ，B正确；若磁感应强度的变化周期减小，则感应电动势的最大值增大，有效值增大，副线圈两端的电压增大，定值电阻消耗的电功率即变压器的输出功率将增大，C正确；自耦变压器的滑片P顺时针转动，副线圈的匝数减小，副线圈两端的电压减小，通过副线圈的电流减小，由n1I1＝n2I2可知通过原线圈的电流减小，D错误。
11．解析：(1)为了使小球离开斜槽后做平抛运动，需要调节斜槽末端水平，A正确；为了使小球每次离开斜槽后的速度相同，需要在同一位置由静止释放小球，B错误；为了使小球向下的运动在竖直方向上，需要调节木板保持竖直，C正确；只要使小球每次离开斜槽后的速度相同，在同一位置释放即可，无需减小小球与斜槽之间的摩擦，D错误。
(2)由题图乙可知，第3个痕迹点与其他痕迹点偏差较大，原因可能是离开斜槽时的速度较大，使离开斜槽时速度偏大的原因可能是小球释放高度偏高，也可能是小球不是由静止释放的，A、C正确。
(3)由题图丙可知A、B两点间的水平位移等于B、C两点间的水平位移，则A、B两点间的时间间隔等于B、C两点间的时间间隔，在竖直方向上
yBC－yAB＝gT2，
解得A、B两点间的时间间隔T＝0.1 s，
则小球做平抛运动的初速度大小
v0＝＝1 m/s。
答案：(1)AC (2)AC (3)1
12．解析：(1)改装后的电表作量程为1 mA的电流表使用时，电表不需要内接电源，所以开关S1接b；将开关S2置于c时，电阻R2与表头串联，再与R1并联，下面分流电阻只有一个R1，故分流较大，则量程较大，所以将开关S2置于“c”处时，量程为10 mA；将开关S2置于d时，电阻R2、R1串联，再与表头并联，分流较小，则量程较小，所以将开关S2置于“d”处时，量程为1 mA。
(2)根据上述分析可得＋Ig＝1 mA，＋Ig＝10 mA
代入数据解得R1＝10 Ω，R2＝90 Ω。
(3)将单刀双掷开关S2接c，此时作欧姆表使用时，欧姆表的内阻，即中值电阻R中＝＝ Ω＝150 Ω
将S2接d时，欧姆表的内阻，即中值电阻R中′＝＝ Ω＝1 500 Ω，即R中′＝10R中，因此接d时，应为×100挡位，接c时，应为×10挡位。
(4)切换挡位后需要重新欧姆调零，所以直接将挡位切换为“×100”挡，则电表的指针不在欧姆零点。
答案：(1)b d (2)10 90 (3)×10
(4)不在选择、实验题定时练(五)
(7个单选题＋3个多选题＋2个实验题)
一、单项选择题：本题共7小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．(2024·河北沧州市期末)光滑的水平面上有一个静止的物体，某时刻一水平向右的恒定拉力作用在物体上，以向右为正方向，物体的动能Ek与拉力的冲量I之间的关系图像可能正确的是( )
2．(2024·江苏泰州市调研测试)羲和号卫星是我国首颗绕地球运行的太阳探测卫星。设该卫星在离地球表面高度517 km的圆轨道上运行，能经过地球南北两极上空，可24小时观测太阳。该卫星( )
A．发射速度大于第二宇宙速度
B．向心加速度等于地球表面的重力加速度
C．运行周期等于地球同步卫星的周期
D．运行速度大于地球同步卫星的运行速度
3．(2024·贵州黔南州二模)有三个完全相同的重球，在每个球和水平地面间各压了一块相同的木板，并都与一根硬轻棒相连，棒的另一端分别与一铰链相连，三个铰链的位置如图(a)、(b)、(c)所示。现分别用水平外力F甲、F乙、F丙将木板向右匀速抽出。已知地面光滑，球与木板间存在摩擦，则下列关于F甲、F乙、F丙大小关系的判断正确的是( )
A．F甲F甲>F丙
C．F乙4．(2024·浙江金丽衢十二校二模)把一块铀矿石放在一只玻璃管内，过几天在管内发现了氦气，已知矿石中存在铀核U，则在此过程中( )
A．矿石必须达到一临界质量才有氦气产生
B．放入矿石后至少需等待一个半衰期才有氦气产生
C．矿石中的铀核发生α衰变生成氦原子
D．涉及的核反应方程式为U→Th＋He
5．(2024·新疆乌鲁木齐第二次质监)小宁和父亲一起将一个废旧变压器改装成一个小电焊机。他们先将废旧变压器的副线圈拆下，在铁芯上原来副线圈处用较粗的导线缠绕几圈后成为新的副线圈，该副线圈的一端引线与工件连接，另一端引线与焊钳连接，便将废旧变压器改装成了小电焊机。焊接工件时，利用被焊钳夹着的电焊条与工件间产生的高温电弧来熔化电焊条和被焊工件。若焊接处的电阻不变，将变压器视作理想变压器，当小电焊机副线圈的匝数变为原来的时，原线圈的输入功率变为原来的( )
A．2倍 B．4倍
C． D．
6.(2024·云南省一模)如图所示，一导热汽缸由粗细不同的两段圆柱形汽缸连接而成，通过刚性杆连接的活塞A、B封闭了一定质量的理想气体，活塞可无摩擦滑动，活塞及连接杆的质量不可忽略。汽缸由如图所示的状态在竖直面内缓慢转动90°至活塞A在下方，汽缸始终处于密封状态且环境温度和大气压强均保持不变，此过程中关于缸内气体，下列说法正确的是( )
A．压强变小 B．体积变小
C．向外放热 D．外界对气体做正功
7.(2024·江苏如皋市二模)如图所示，正六棱柱上、下底面的中心为O和O′，A、D两点分别固定等量异号的点电荷，下列说法正确的是( )
A．F′点与C′点的电场强度相同
B．A′点与F′点的电势差等于O′点与D′点的电势差
C．将试探电荷＋q由O点沿直线运动到O′点，其电势能先减小后增大
D．将试探电荷＋q由F点沿直线移动到O点，其电势能先增大后减小
二、多项选择题：本题共3小题，在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。
8．(2024·广东江门市一模)B超成像时血管探头发送的简谐超声波y－x图像如图所示，t＝0时刻超声波恰好传到质点M，超声波的周期T＝8.0×10－8 s，下列说法正确的是( )
A．超声波的波长为8.0×10－2 mm
B．质点M开始振动的方向沿y轴负方向
C．超声波在血管中的传播速度为1 000 m/s
D．t＝6.0×10－8 s时，质点M在平衡位置
9.(2024·江西南昌市二模)边长为h的正方形金属导线框，从图示的初始位置由静止开始下落，通过一匀强磁场区域。磁场方向是水平的，且垂直于线框平面。磁场区高度等于H，上下边界如图中水平虚线所示，H>h。从线框开始下落到完全穿过磁场区的整个过程中( )
A．线框中总是有感应电流存在
B．线框速度的大小不一定总是在增加
C．线框受到的安培力的合力的方向有时向上，有时向下
D．线框在穿过磁场整个过程中损失的机械能全部转化为内能
10．(2024·辽宁丹东市期末)已知氚核的质量约为质子质量的3倍，带正电荷，电荷量为一个元电荷e；α粒子即氦原子核，质量约为质子质量的4倍，带正电荷，电荷量为e的2倍。现在质子、氚核和α粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动( )
A．若它们速度相同，则它们的运动半径之比为6∶2∶3
B．若它们动量相同，则它们的运动半径之比为2∶2∶1
C．若它们动能相同，则它们的运动半径之比为1∶∶1
D．若它们由静止经过相同的电场加速后进入磁场，则它们的运动半径之比为1∶∶
三、实验题：本题共2小题。
11．(2024·辽宁辽阳市一模)某同学想验证“当系统在某一方向上所受合外力为0时，系统在该方向上动量守恒”的物理规律。为此他设计了一个实验：如图甲所示，把一个小球从末端切线水平的斜槽上某一位置由静止释放，在斜槽末端安装光电门1，调整光电门1的高度，使光电门1与小球在斜槽末端时球心的位置等高。在下方水平面上放置光滑气垫导轨，把一带凹槽的滑块放在导轨上，滑块里装有细砂，不考虑砂从滑块上漏出。调整装置的位置，使小球从斜槽上释放后恰好能落入细砂中(立即与滑块共速)。在气垫导轨的右端安装光电门2，在滑块上安装宽度为d2的遮光条。
(1)用游标卡尺测量小球的直径d1，测量结果如图乙所示，则小球的直径d1＝________mm。
(2)实验中光电门1、2记录时间分别为Δt1、Δt2，则小球经过光电门1的速度大小为________，滑块经过光电门2的速度大小为________。(用题中所给字母表示)
(3)用天平分别测量小球和滑块(含遮光条和砂)的质量，测量结果分别为m、M。当等式m＝________时，由小球和滑块组成的系统在相互作用的过程中水平方向动量守恒。(用题中所给字母表示)
12．(2024·湖南九校联盟第二次联考)小朗同学要将一满偏电流Ig为500 μA的微安表G改装为毫安表。他先测量出微安表G的电阻，然后对微安表进行改装，最后再利用一标准电流表，对改装后的毫安表进行检测。
(1)为测量出微安表G的电阻，小朗同学设计了如图(a)所示电路，器材如下：
a．电源E1(电动势1.5 V，内阻很小)
b．电源E2(电动势6.0 V，内阻很小)
c．滑动变阻器Ra(阻值0～2 000 Ω)
d．滑动变阻器 Rb(阻值0～15 000 Ω)
e．电阻箱R2(阻值0～600 Ω)
f．开关两个，导线若干
为提高测量精度，电源E和滑动变阻器R1应该选择__________。
A．电源E1和滑动变阻器Ra
B．电源E2和滑动变阻器Ra
C．电源E1和滑动变阻器Rb
D．电源E2和滑动变阻器Rb
(2)该实验操作的步骤有：
A．按图(a)电路原理图连接线路；
B．将R1的阻值调到最大，闭合开关S1后调节R1的阻值，使毫安表G的指针偏转到满刻度；
C．保持 R1不变，再接通S2，调节电阻R2，使电流表G指针偏转到满刻度的一半，读出R2的阻值为400 Ω，即认为Rg＝R2，用此方法测得电流表内阻的测量值与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(3)若忽略实验的误差，现通过并联一个阻值R＝80 Ω的电阻把微安表改装成为一个特定量程的毫安表，则改装的电表量程为________mA。
(4)根据图(b)所示电路对改装后的电表进行检测，当标准毫安表的示数为1.6 mA时，改装表的指针位置如图(c)所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，改装电流表的实际量程是________mA。
(5)要达到(3)的预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为________Ω的电阻即可。
[特色专项训练]
选择、实验题定时练(五)
1．解析：选C。对物体应用动量定理可得I＝mv－0，Ek＝mv2＝，根据数学知识可知动能Ek与拉力的冲量I之间关系图像为一开口向上的二次函数图像的右半部分。
2．解析：选D。第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最小发射速度，第二宇宙速度是使卫星脱离地球束缚的最小发射速度，所以“羲和号”的发射速度应介于第一和第二宇宙速度之间，故A错误；设地球质量为M，质量为m的卫星绕地球做半径为r、周期为T、速度大小为v的匀速圆周运动，则G＝m＝mr，分别解得v＝，T＝2π，地球同步卫星位于赤道上方高度约36 000 km处，所以其轨道半径远大于“羲和号”卫星的轨道半径，则“羲和号”的运行周期小于地球同步卫星的周期，运行速度大于地球同步卫星的运行速度，故C错误，D正确。根据G＝ma，“羲和号”卫星的轨道半径比地球半径大，故“羲和号”卫星的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故B错误。
3．解析：选B。木板向右匀速抽出，可知拉力等于摩擦力，球对木板的压力由大到小依次为图(b)、图(a)、图(c)，所以摩擦力由大到小依次为图(b)、图(a)、图(c)，有F乙>F甲>F丙。
4．解析：选D。铀核自发地进行α衰变和β衰变，分别放射出氦核和电子，氦核和电子再形成氦原子，因为氦气分子是单原子分子，所以大量的氦原子就形成了氦气，涉及的核反应方程式为U→Th＋He。
5．解析：选D。根据变压器变压比＝可知，当副线圈n2的匝数变为原来的时，副线圈两端的电压U2也变为原来的，根据P＝可知，副线圈的输出功率变为原来的，P1＝P2，所以，原线圈的输入功率变为原来的。
6．解析：选A。设大气压强为p0，初始时，根据受力平衡可知，气体压强p1＝p0，汽缸由如题图所示的状态在竖直面内缓慢转动90°至活塞A在下方，根据受力平衡可得p2(SA－SB)＋(mA＋mB)g＝p0(SA－SB)，可得p2＝p0－，可知气体压强减小，由于温度保持不变，气体内能不变，根据玻意耳定律可知，气体体积变大，外界对气体做负功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热。
7．解析：选D。根据电场强度的叠加可知，正电荷在F′点产生的电场强度和负电荷在C′点产生的电场强度大小相等，方向不同，正电荷在C′点产生电场强度和负电荷在F′点产生的电场强度大小相等，方向不同，因此F′点与C′点的电场强度大小相等，方向不同，故A错误；由等量异种电荷的电势分布可知，φA′＝φ>0，φD′＝－φ<0，φO′＝0，φF′>0，因此φA′－φF′＝φ－φF′<φO′－φD′＝φ，UA′F′8．解析：选AC。由题图可知，超声波的波长为8.0×10－2 mm，故A正确；根据“上下坡法”由题图可知，质点M开始振动的方向沿y轴正方向，故B错误；超声波在血管中的传播速度v＝＝ m/s＝1 000 m/s，故C正确；依题意，可得t＝6.0×10－8 s＝T，结合波动图像可知质点M在负的最大位移处，故D错误。
9．解析：选BD。由于H>h，所以整个运动过程可分为三个过程：从下边开始进入磁场到全部进入磁场、从全部进入磁场到下边开始离开磁场以及下边开始离开磁场到全部离开磁场。从全部开始进入磁场到下边离开磁场这个过程，穿过线框的磁通量没有发生变化，所以该过程没有感应电流，故A错误。从下边开始离开磁场到全部离开磁场过程，由右手定则和左手定则可知，安培力方向向上，其所受到的安培力的大小与重力的大小关系未知，若安培力大于重力，则线框做减速运动；若安培力大小与重力大小相等，则线框做匀速直线运动，若安培力大小小于重力，则做加速运动，故B正确。线框在进入磁场过程中，线框所受安培力方向向上，当线框出磁场时，线框所受安培力方向向上，故C错误。由能量守恒定律可知，线框在穿过磁场整个过程中损失的机械能全部转化为内能，故D正确。
10．解析：选BC。带电粒子在磁场中做圆周运动，有Bqv＝m，可得R＝，若质子、氚核和α粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动时的速度相同，则它们做圆周运动的半径比为1∶3∶2，故A错误；若它们动量相同，则它们的运动半径比为2∶2∶1，故B正确；根据R＝，p＝可知，它们动能相同时，动量之比为1∶∶2，由此可知它们的运动半径之比为1∶∶1，故C正确；若它们由静止经过相同的电场加速后进入磁场，由qU＝Ek可知进入磁场时它们的动能比为1∶1∶2，它们的动量之比为1∶∶2，它们的运动半径之比为1∶∶，故D错误。
11．解析：(1)10分度游标卡尺的精度为0.1 mm，由题图乙可知小球的直径
d1＝10 mm＋6×0.1 mm＝10.6 mm。
(2)小球经过光电门1的速度大小v1＝，滑块经过光电门2的速度大小v2＝。
(3)若小球和滑块组成的系统在相互作用的过程中水平方向动量守恒，则有
mv1＝(m＋M)v2
则有m＝(m＋M)。
答案：(1)10.6 (2)
(3)(m＋M)
12．解析：(1)由于实验中各器件的阻值都比较大，为减小实验误差，电源电动势应尽可能大些，另外闭合开关S2时认为电路中总电流不变，实际闭合开关S2后，电路总电阻变小，电路电流变大，而闭合开关 S2时微安表两端的电压变化越小，实验误差就越小，则选用电动势较大的电源，故电源应选 E2，且滑动变阻器要能使微安表满偏，所以选择Rb。
(2)闭合S2后，R2与Rg的并联阻值R并Ig，而此时G的示数为满偏电流的一半，所以IR2大于满偏电流的一半，所以R2(3)根据电流表的改装原理有
IA＝Ig＋＝6Ig＝3.0 mA。
(4)标准毫安表的示数为1.6 mA时，改装后的电表显示为刻度盘的中值刻度，故改装电流表的量程为3.2 mA。
(5)把毫安表改装成电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值R＝
当量程为3.2 mA时，则有
R＝＝＝80 Ω
所以Rg＝432 Ω
当量程为3.0 mA时，则有
R′＝＝
所以R′＝86.4 Ω。
答案：(1)D (2)偏小 (3)3.0 (4)3.2
(5)86.4选择、实验题定时练(四)
(7个单选题＋3个多选题＋2个实验题)
一、单项选择题：本题共7小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.(2024·江西重点中学盟校第一次联考)粒子甲垂直于ab边界进入垂直于纸面向外的匀强磁场时发生核反应：甲→乙＋丙，产生的乙和丙粒子垂直经过磁场的轨迹如图所示。已知乙和丙的电荷量大小相等，轨迹半径之比为5∶3，不计重力及空气阻力，则( )
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A．甲带正电
B．乙带负电
C．甲、乙的动量大小之比为8∶5
D．乙、丙的动量大小之比为1∶1
2．(2024·江西赣州市期末)为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是( )
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3．(2024·广西南宁市、河池市质监联考)在公元前1 500 年我们的祖先就已掌握炼铁技术，炼铝技术仅在其后。铝的元素符号是Al，Al核的衰变方程为Al→Mg＋X，其半衰期为72万年，Al、Mg、X的质量分别为m1、m2、m3。下列说法正确的是( )
A．Al核中子数为26
B．X是电子，来源于原子核外电子
C．经过144万年的时间，100 g Al原子核中有75 g会发生衰变
D．该核反应中释放的能量为(m2＋m3－m1)c2
4.(2024·黑龙江齐齐哈尔市二模)2023年12月，神舟十七号航天员在空间站机械臂的支持下顺利完成出舱。已知地球半径为R，空间站距地球表面高度为r1，地球静止卫星距地球表面高度为r2，则下列说法正确的是( )
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A．航天员在舱外受到的合力为零
B．空间站的绕行速度大于第一宇宙速度
C．空间站的加速度小于地球表面的重力加速度
D．空间站的周期为天
5.(2024·河北石家庄市教学质检二)如图所示，在空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀的透明吸管，接口处用蜡密封，吸管中注入一段长度可忽略的油柱，在吸管上标上温度值，就制成了一个简易气温计。若外界大气压不变，下列说法正确的是( )
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A．吸管上的温度刻度分布不均匀
B．吸管上标的温度值由下往上减小
C．温度升高时，罐内气体增加的内能大于吸收的热量
D．温度升高时，饮料罐内壁单位面积、单位时间受到气体分子撞击次数减少
6.(2024·湖南岳阳市质量监测二)如图所示，一束复色光从真空射向半圆形玻璃砖的表面，在圆心O处发生折射，光分成了两束单色光a、b分别从A、B两点射出，下列说法正确的是( )
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A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B．a光从O传播到A的时间大于b光从O传播到B的时间
C．若该复色光由红光与紫光组成，则a光为红光
D．若用同一双缝干涉装置实验，可看到a光的干涉条纹间距比b光的大
7．(2024·安徽合肥市二模)如图所示，交变电源电压的有效值恒定，R为定值电阻，可调变压器为理想变压器，P1为移动导电刷，RP为滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表，电表V1、V2、A1、A2的示数分别为U1、U2、I1、I2，则下列说法正确的是( )
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A．保持P1位置不变，P2缓慢下滑的过程中，U1减小、U2增大
B．保持P1位置不变，P2缓慢下滑的过程中，I1增大、I2增大
C．保持P2位置不变，P1缓慢下滑的过程中，U1增大、U2减小
D．保持P2位置不变，P1缓慢下滑的过程中，I1增大、I2增大
二、多项选择题：本题共3小题，在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。
8.(2024·河南新乡市二模)如图所示，弹簧上端固定，下端竖直悬挂一条形磁铁。在磁铁正下方固定一个闭合金属圆环，将磁铁竖直向上托起少许后放开，磁铁始终在圆环上方运动并很快停下，忽略空气阻力，下列说法正确的是( )
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A．当磁铁靠近圆环时两者之间有引力
B．当磁铁远离圆环时两者之间有斥力
C．磁铁从释放到停下来减小的机械能大于圆环产生的内能
D．当磁铁远离圆环时，从上往下看，圆环中产生顺时针方向的电流
9．(2024·广东湛江市二模)在2023年女篮亚洲杯决赛中，中国队以73∶71险胜日本队，时隔12年再次捧起该项赛事冠军奖杯。某次训练中，一名球员将篮球竖直向下拍出，篮球触地并弹回手中，手的位置不变，以竖直向下为正方向，不计篮球触地时间和空气阻力。从篮球竖直向下拍出到弹回手中的过程中，篮球的速度v、位移s分别随时间t变化的图像可能正确的是( )
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10.(2024·广东韶关市综合测试二)如图所示，空间有一正方体abcd－a′b′c′d′，a点固定电荷量为＋Q(Q>0)的点电荷，d点固定电荷量为－Q的点电荷，O、O′分别为上、下两个面的中心点，则( )
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A．b点与c点的电场强度相同
B．b点与d′点的电势相同
C．b点与c点的电势差等于a′点与d′点的电势差
D．将带正电的试探电荷由b点沿直线移动到O点，其电势能先增大后减小
三、实验题：本题共2小题。
11.(2024·东北三省四市联考二模)利用如图所示的装置验证机械能守恒定律。用一小段光滑铁丝做一个“L”形小挂钩，保持挂钩短边水平，并将其固定在桌边。将不可伸长的轻质细线一端系成一个小绳套，挂在小挂钩上，另一端拴一个小球。将细线拉直到水平位置，由静止释放小球，当细线竖直时，小绳套刚好脱离挂钩使小球做平抛运动。
INCLUDEPICTURE "25YA56.TIF" INCLUDEPICTURE "25YA56.TIF" \* MERGEFORMAT
(1)若测得小球做平抛运动的水平位移s和下落高度h，已知重力加速度g，则小球做平抛运动的初速度为______________。
(2)细线拉直时，测量小球球心到悬点的距离为l，若l、s、h满足关系式l＝__________，则可验证小球下摆过程中机械能守恒。
(3)若释放小球时，不小心给小球一个向下的初速度，则(2)中求得的关系式是否成立？______________(选填“成立”或“不成立”)。
12．(2024·东北三省四市联考二模)某同学设计了一个加速度计，将其固定在待测物体上，能通过电路中电压表的示数反映物体的加速度a，其原理图如图(a)所示。其中，质量m＝1 kg的滑块2可以在光滑的框架1中左右平移，滑块两侧各连接一根劲度系数k＝2.0×102 N/m的弹簧3(弹簧始终处于弹性限度内)。4是固定在滑块2上的金属滑动片，与电压表的一端用导线相连，并与一阻值均匀的电阻AB相接触，滑动片4与电阻间的摩擦忽略不计。已知物体加速度为0时，两侧弹簧3均处于原长，滑动片4位于AB中点，AB全长L＝15 cm；直流电源电动势E＝15 V(内阻忽略不计)。现有一量程0～3 V、内阻RV＝3 kΩ的电压表(RV RAB)，其表盘如图(b)所示；另有开关、导线若干。
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(1)为使滑动片4位于B点时电压表满偏，需要将电压表量程改为0～15 V，则电压表应__________(选填“串联”或“并联”)一个阻值为__________kΩ的电阻，并将电压表的刻度按新量程做好修改。
(2)将改装后的电压表接入图(a)的电路中，此装置可测量加速度的最大值为__________m/s2。
(3)请在图(c)中画出a－U图像(规定加速度向左为正方向，U为改装后电压表的示数)。
(4)若要增大加速度的测量范围，可采用的方法有：____________________(答出一条合理措施即可)。
[特色专项训练]
选择、实验题定时练(四)
1．解析：选C。由左手定则判断，乙带正电，丙带负电，由乙和丙的电荷量大小相等，结合电荷守恒定律，可知甲不带电，A、B错误；根据qvB＝m，可得半径公式r＝，因乙和丙的电荷量大小相等，轨迹半径之比为5∶3，可知乙和丙的动量之比为p乙∶p丙＝r乙∶r丙＝5∶3，由动量守恒定律可知p甲＝p乙＋p丙，可知甲、乙、丙的动量大小之比为p甲∶p乙∶p丙＝8∶5∶3，C正确，D错误。
2．解析：选B。地磁的北极在地理南极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必须指向南方；而根据安培定则，拇指与四指垂直，四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故B正确。
3．解析：选C。Al核中子数n＝26－13＝13，故A错误；根据原子核衰变时质量数和电荷数守恒可知，X质量数为0，电荷数为＋1，故X是正电子，它是原子核内的一个质子转变为中子时产生的，故B错误；经过144万年的时间，Al原子核经历了两个半衰期，100 g Al原子核剩余25 g未发生衰变，故有75 g会发生衰变，故C正确；根据质能方程可知核反应中释放的能量ΔE＝(m1－m2－m3)c2，故D错误。
4．解析：选C。航天员在舱外绕地球做圆周运动，则受到的合力不为零，故A错误；第一宇宙速度是最大的环绕速度，则空间站的速度小于第一宇宙速度，故B错误；根据G＝ma，空间站的轨道半径比地球半径大，则空间站的加速度小于地球表面的重力加速度，故C正确；根据开普勒第三定律＝ eq \f(（r2＋R）3,T) ，其中T0为地球静止卫星的周期，即T0＝1天，解得T＝天，故D错误。
5．解析：选D。若油柱缓慢移动，则封闭气体发生了等压变化，则＝＝，ΔV＝S·Δl，所以ΔT＝·Δl，由此可知，吸管上的温度刻度分布均匀，故A错误；若温度升高，气体体积变大，油柱向上移动，则吸管上的温度刻度值由下往上增大，故B错误；气温升高时，气体内能增加，气体体积增大，则气体对外做功，根据ΔU＝Q＋W可知，罐内气体增加的内能小于吸收的热量，故C错误；随温度升高，分子产生的平均撞击力变大，而气体发生等压变化，则单位时间内罐内壁单位面积上受到气体分子撞击的次数减少，故D正确。
6．解析：选B。根据题图可知，入射角相同，a的折射角小，根据n＝可知，a光的折射率大，故A错误；根据v＝可知，在玻璃砖中a光的传播速度小于b光的传播速度，光传播的路程都为半圆形玻璃砖的半径r，根据t＝可知，在玻璃砖中a光的传播时间大于b光的传播时间，故B正确；a光折射率大，频率高，波长小，若该复色光由红光与紫光组成，则a光为紫光，故C错误；若用a、b光分别进行双缝干涉实验，在其他条件相同的情况下，根据Δx＝λ，a光条纹间距小于b光条纹间距，故D错误。
7．解析：选B。把变压器和副线圈所在电路看作等效电阻R等，P2缓慢下滑的过程中，R等＝2RP减小，保持P1位置不变，所以原副线圈的电流变大，I1增大、I2增大，由于R不变，所以U1增大，因为电源电压不变，所以原线圈的输入电压减小，P1位置不变，则副线圈的输出电压减小，所以U2减小，故A错误，B正确；保持P2位置不变，P1缓慢下滑的过程中，R等＝2RP变大，原线圈电流变小，I1减小，U1减小，因为电源电压不变，所以原线圈的输入电压增大，因为副线圈匝数变小，所以无法判断副线圈的电流和电压的变化，故C、D错误。
8．解析：选CD。圆环中产生感应电流，使磁铁始终受到阻碍，当磁铁靠近圆环时两者之间有斥力，当磁铁远离圆环时两者之间有引力，故A、B错误；磁铁从释放到停下来减小的机械能等于圆环产生的内能与弹簧增加的势能之和，故C正确；根据楞次定律知，当磁铁远离圆环时，从上往下看，圆环中产生顺时针方向的电流，故D正确。
9．解析：选AD。整个过程中加速度为重力加速度，向下运动过程中，做匀加速直线运动，速度随时间均匀增大，篮球触地前后速度大小不变，方向相反，向上运动过程中，做匀减速直线运动，速度随时间均匀减小，故A正确，B错误；向下运动过程中，根据s＝v0t＋gt2，s－t图像为开口向上的抛物线的一部分，设物体初始离地高度为s0，下落过程所用时间为t0，向上运动过程中，根据s＝s0－v(t－t0)＋g(t－t0)2，s－t图像为开口向上的抛物线的一部分，并且篮球触地前后速度大小不变，方向相反，即s－t图线的斜率大小相等，向下运动时，斜率为正，向上运动时，斜率为负，故C错误，D正确。
10．解析：选CD。由对称性知，b点与c点的电场强度大小相等，但方向不同，故A错误；根据对称性知b点与a′点的电势相同，a′点的电势大于d′点的电势，故b点与d′点的电势不同，故B错误；Ubc＝φb－φc，Ua′d′＝φa′－φb′，由于φb＝φa′，φc＝φb′，则Ubc＝Ua′d′，故C正确；对试探电荷受力分析，俯视图如图所示，由图可知将带正电的试探电荷由b点沿直线移动到O点的过程中，电场力先做负功后做正功，其电势能先增大后减小，故D正确。
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11．解析：(1)设运动时间为t，
水平方向s＝vt，
竖直方向h＝gt2，
联立可得v＝s。
(2)小球球心到悬点的距离为l，小球从最高点抛出时，根据机械能守恒定律可得mgl＝mv2，
结合v＝s可得l＝。
(3)若释放小球时，不小心给小球一个向下的初速度，根据动能定理可得
mgl＝mv2－mv，
结合v＝s可得l＝－ eq \f(v,2g) ，显然l＝不成立。
答案：(1)s (2) (3)不成立
12．解析：(1)要扩大电压表的量程，需要串联一个电阻，根据U′＝(RV＋R)，解得R＝12 kΩ。
(2)当滑块处于AB中点时，加速度为零，当滑块位于端点A或B时，加速度最大，根据牛顿第二定律有2k·＝ma，解得a＝30 m/s2。
(3)根据2k·＝ma可知，加速度a与L成线性关系，根据串联电路分压规律可知电压表示数U与L也成线性关系，可知加速度a与电压表示数U是线性关系，当滑块处于AB中点时，电压表示数为7.5 V，当加速度向右时，滑块在AB中点的左边，当加速度向左时，滑块在AB中点的右边，所以a－U图像如图所示。
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(4)滑块所受到的合力最大值由弹簧决定，与电压无关，劲度系数越大，加速度的测量范围越大；最大的合力一定的情况下，根据牛顿第二定律可知可以减小滑块的质量来增大加速度的测量范围。
答案：(1)串联 12 (2)30 (3)图见解析 (4)更换两根劲度系数更大的弹簧或换质量更小的滑块题型一 选择、实验题定时练
选择、实验题定时练(一)
(7个单选题＋3个多选题＋2个实验题)
一、单项选择题：本题共7小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.(2024·浙江金华市十校期末)中国某游泳运动员在杭州亚运会中共获得6枚金牌并打破四个项目的赛会纪录。如图为运动员在女子200米蝶泳决赛中的飒爽英姿，最终该运动员以2分05秒57摘得金牌。泳池的赛道长为50米。下列说法正确的是( )
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A．“2分05秒57”指的是运动员的夺金时刻
B．运动员在加速阶段比匀速阶段惯性小
C．判定运动员比赛动作是否犯规时可以将她看成质点
D．运动员整个比赛过程的平均速度为零
2.(2024·广东佛山市二模)春节烟花汇演中常伴随无人机表演。如图是两架无人机a、b同时从同一地点竖直向上飞行的v－t图像。下列说法正确的是( )
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A．t＝5 s时，无人机a处于失重状态
B．t＝10 s时，无人机a飞到了最高点
C．前30 s内，两架无人机a、b的平均速度相等
D．前10 s内，无人机a的位移小于无人机b的位移
3.(2024·天津红桥区一模)一定质量的理想气体由状态a经①过程到状态b，由状态b经②过程到状态c，由状态c又经③过程回到状态a，①过程气体不与外界发生热传递，③过程温度保持不变。整个过程压强p与体积V的关系如图所示，下列说法正确的是( )
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A．①过程外界对气体做正功
B．②过程气体从外界吸热
C．③过程气体既不吸热也不放热
D．整个过程初末状态气体体积相等，外界不对气体做功
4．(2024·辽宁辽阳市一模)一列简谐横波在0时刻的波形图如图甲所示，传播方向上有平衡位置相距为10 m的两个质点P、Q(图中未画出)，质点P的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
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A．该波的波长为5 m
B．该波的波速为2 m/s
C．6 s时质点P沿y轴负方向振动
D．6 s时质点Q沿y轴负方向振动
5．(2024·四川南充市二诊)已知氢原子的基态能量为E1，激发态的能量En＝，其中n＝2，3，4…。用氢原子从n＝3能级跃迁到基态辐射的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为Ek，则锌的逸出功为( )
A．－－Ek B．－Ek
C．－＋Ek D．＋Ek
6．(2024·浙江金丽衢十二校二模)低压卤素灯在家庭电路中使用时需要用变压器降压。若将“10 V 40 W”的交流卤素灯直接通过变压器(视为理想变压器)接入电压为220 V的交流电后能正常工作，则( )
A．卤素灯两端电压的有效值为5 V
B．流过卤素灯的电流为4 A
C．卤素灯的瞬时功率最大值为80 W
D．变压器原、副线圈交流电的频率比为22∶1
7.(2024·河南周口市二模)如图所示，两根长直导线a、b垂直放置，彼此绝缘，分别通有大小相同的电流I0。固定的刚性正方形线圈MNPQ通有电流I，MN到a的距离与MQ到b的距离相等，线圈与导线位于同一平面内。已知通电长直导线在其周围某点所产生的磁感应强度大小，与该点到长直导线的距离成反比；线圈所受安培力的大小为F。若移走导线a，则此时线圈所受的安培力大小为( )
INCLUDEPICTURE "25YA19.TIF" INCLUDEPICTURE "25YA19.TIF" \* MERGEFORMAT
A．F，方向向左 B．F，方向向右
C．F，方向向左 D．F，方向向右
二、多项选择题：本题共3小题，在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。
8．(2024·广东佛山市二模)为开展空间环境探测与空间科学研究，我国发射的某科学实验卫星，轨道半径为2R，地球半径为R。已知地球同步卫星的轨道半径约为7R，则该卫星( )
A．每天绕地球约圈
B．运行速度约为同步卫星的 倍
C．所受万有引力约为同步卫星的倍
D．绕地运行的角速度约为同步卫星的 倍
9.(2024·重庆缙云教育联盟第一次诊断)如图所示，水平放置的两平行金属板与单匝圆形线圈相连，两极板间距离为d，圆形线圈半径为r，电阻为R1，外接电阻为R2，其他部分的电阻忽略不计。在圆形线圈中有垂直于纸面向里的磁场，磁感应强度均匀减小，有一个带电液滴能够在极板之间静止，已知液滴质量为m、电荷量为q。下列说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE "25YA20.TIF" INCLUDEPICTURE "25YA20.TIF" \* MERGEFORMAT
A．液滴带正电
B．磁感应强度的变化率为＝
C．保持开关闭合，向上移动下极板时，粒子将向下运动
D．断开开关S，粒子将向下运动
10.(2024·吉林省三模)如图所示，在边长为L的立方体表面中心E、F处固定电荷量均为＋q的点电荷，表面中心G、H处固定电荷量均为－q的点电荷，下列说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE "25YA21.TIF" INCLUDEPICTURE "25YA21.TIF" \* MERGEFORMAT
A．A、C两点的电势不等
B．一带负电的试探电荷在B点的电势能小于其在D′点的电势能
C．若移去F处的点电荷，H处的点电荷所受电场力大小为
D．若移去E、G处的点电荷，A′点和C点电场强度大小相等，方向相反
三、实验题：本题共2小题。
11．(2024·吉林白山市二模)某同学利用钩码和刻度尺研究一弹簧弹力与其伸长量之间的关系。
(1)如图甲，先将弹簧的一端固定在铁架台上，弹簧的另一端系一轻质挂钩和指针。
(2)在挂钩上逐个挂上单个质量为10 g的钩码，并记录下指针所对应的刻度，L1～L6为所挂钩码数量为1～6个时指针所对应刻度，L0为不挂钩码时指针所对应刻度。记录如下表：
代表符号 L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6
数值(cm) 17.35 19.35 21.30 23.42 25.34 27.40 29.36
xn＝Ln－L0 0 2.00 3.95 6.07 7.99 10.05 12.01
(3)根据测量数据作出x－m图，如图乙所示。
INCLUDEPICTURE "25YA22.tif" INCLUDEPICTURE "25YA22.tif" \* MERGEFORMAT
(4)由图乙可得该弹簧的劲度系数k＝________N/m(结果保留2位有效数字，g取9.8 m/s2)。
(5)由x－m图像，可以得出的结论是______________________________________ ____________________________________________________________________。
(6)若考虑挂钩和指针，本实验测得弹簧的劲度系数比真实值________(选填“偏小”“偏大”或“相等”)。
12. (2024·广东佛山市二模)碳纤维板是将碳素纤维使用树脂浸润硬化形成的碳纤维板材，具有强度高、质量轻、耐腐蚀等良好性能，它还具有较好的导电性，在一些高端器械上被广泛使用。小明为了探究碳纤维板的导电性能，找了一块长20 cm、宽2 cm、厚约为2 mm的碳纤维板来测量其电阻率。实验步骤如下：
INCLUDEPICTURE "25YA23.tif" INCLUDEPICTURE "25YA23.tif" \* MERGEFORMAT
(1)先用游标卡尺测出板的厚度如图1所示，其读数d＝________mm。
(2)再用图2所示的电路测量碳纤维板的电阻，电路中定值电阻R0＝20 Ω，电压表可视为理想电压表。闭合开关S，单刀双掷开关打到a时，电压表读数为2.0 V，单刀双掷开关打到b时，电压表读数为4.5 V。由此求得碳纤维板的电阻R＝________Ω。碳纤维板的电阻率ρ＝________Ω·m。(结果均保留2位有效数字)
[特色专项训练]
第一部分|高考题型热身练
题型一 选择、实验题定时练
选择、实验题定时练(一)
1．解析：选D。“2分05秒57”指的是运动员夺金所用的时间，A错误；惯性只与质量有关，与运动状态无关，B错误；判定运动员比赛动作是否犯规时，她的大小形状不能忽略，不可以将她看成质点，C错误；运动员整个比赛过程的位移为零，则平均速度为零，D正确。
2．解析：选C。t＝5 s时，无人机向上匀加速运动，a处于超重状态，故A错误；t＝10 s时，无人机a速度达到最大，10 s后减速上升，30 s时飞到了最高点，故B错误；v－t图线与时间轴围成的面积表示位移，前30 s内，两架无人机a、b的位移相等，平均速度相等，故C正确；前10 s内，无人机a的位移大于无人机b的位移，故D错误。
3．解析：选B。①过程气体体积增大，外界对气体做负功，故A错误；②过程为等容变化，压强升高，则温度升高，气体内能增大，外界没有对气体做功，气体从外界吸热，故B正确；③过程温度不变，内能不变，外界对气体做正功，据热力学第一定律可知气体放热，故C错误；②过程外界没有对气体做功，③过程外界对气体做的正功大于①过程外界对气体做的负功，因此全过程外界对气体做正功，故D错误。
4．解析：选D。由题图甲可知，该波的波长为4 m，A错误。该波的周期为4 s，则波速v＝＝ m/s＝1 m/s，B错误。由P点的振动图像可知，在t＝0时刻P点向下振动，可知波沿x轴负向传播； 6 s时，即经过了1.5T，则质点P沿y轴正方向振动，C错误。因PQ＝10 m＝2.5λ，则P、Q两质点振动情况相反，则6 s时质点Q沿y轴负方向振动，D正确。
5．解析：选A。根据题意可知E3＝，从n＝3能级跃迁到基态辐射的光照射锌板，辐射出光子的能量hν＝E3－E1＝－E1，由于电子逸出锌板表面的最大初动能为Ek，由光电效应方程有Ek＝－E1－W0，解得W0＝－E1－Ek。
6．解析：选C。卤素灯两端电压的有效值为10 V，故A错误；流过卤素灯的电流I2＝＝ A＝4 A，故B错误；卤素灯两端电压的最大值Um＝U＝10 V，此时流过卤素灯的电流也最大，Im＝I＝4 A，卤素灯的瞬时功率最大值P＝UmIm＝80 W，故C正确；变压器不改变交流电的频率，故变压器原、副线圈交流电的频率比为1∶1，故D错误。
7．解析：选A。根据左手定则和右手螺旋定则，结合磁感应强度的叠加可得，线圈左右两侧受到的安培力合力方向水平向左，上下受到的安培力合力方向竖直向上，大小都为F′，合力大小F＝，故撤去导线a，则此时线圈所受的安培力为水平向左，大小F′＝F。
8．解析：选BD。根据＝mr，解得T＝，依题意r卫星∶r同步＝2∶7，解得T卫星∶T同步＝，即每天绕地球约圈，故A错误；根据＝m，解得v＝，可知v卫星∶v同步＝，即运行速度约为同步卫星的 倍，故B正确；根据F＝，因为二者质量关系不明，所以它们所受万有引力大小关系也不确定，故C错误；根据＝mω2r，解得ω＝，可得ω卫星∶ω同步＝，即该卫星绕地运行的角速度约为同步卫星的倍，故D正确。
9．解析：选AB。穿过线圈的磁通量垂直于纸面向里减小，由楞次定律可知，平行板电容器的下极板电势高，上极板电势低，板间存在向上的电场，液滴受到竖直向下的重力和电场力而静止，因此液滴受到的电场力方向向上，液滴带正电，A正确；对液滴，由平衡条件得mg＝q，由闭合电路欧姆定律，可得感应电动势E＝U，解得E＝，由法拉第电磁感应定律得E＝＝S，解得＝，B正确；保持开关闭合，则极板间的电压不变，当向上移动下极板时，两板距离减小，那么由E＝，可知电场强度增大，则电场力增大，因此液滴将向上运动，C错误；断开开关S，电容器既不充电，也不放电，则电场强度不变，因此电场力也不变，则液滴静止不动，D错误。
10．解析：选BC。由于A点到E、H的距离与C点到F、G的距离相等，同时，A点到F、G的距离与C点到E、H的距离也相等，故A处电势等于C处电势，故A错误；B点靠近正电荷，电势较高，负电荷在电势高的位置电势能较小，所以一带负电的试探电荷在B点的电势能小于其在D′点的电势能，故B正确；若移去F处的点电荷，H处的点电荷所受电场力大小F＝2cos 45°＝，故C正确；若移去E、G处的点电荷，根据电场强度的叠加原理，可知A′点和C点电场强度大小相等，方向相同，故D错误。
11．解析：(4)根据二力平衡可得F弹＝mg，又F弹＝kx，联立可得m＝x，则x＝m，可知x－m图线的斜率＝＝ m/kg＝2 m/kg，解得弹簧的劲度系数k＝0.5g＝4.9 N/m。
(5)x－m图线为过原点的直线，则可得出在弹性限度内，弹簧弹力与其伸长量成正比。
(6)若考虑挂钩和指针，图像斜率不变，本实验测得弹簧的劲度系数不变。
答案：(4)4.9 (5)在弹性限度内，弹簧弹力与其伸长量成正比 (6)相等
12．解析：(1)游标卡尺的主尺读数为1 mm，游标尺上第4个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为4×0.1 mm＝0.4 mm，所以最终读数为1 mm＋0.4 mm＝1.4 mm。
(2)闭合开关S，单刀双掷开关打到a时，电压表读数为2.0 V，则电路中电流I＝＝ A＝0.1 A，单刀双掷开关打到b时，电压表读数为4.5 V，则碳纤维板两端电压U2＝4.5 V－U1＝2.5 V，碳纤维板的电阻R＝＝ Ω＝25 Ω；由R＝ρ，解得碳纤维板的电阻率ρ＝＝ Ω·m＝3.5×10－3Ω·m。
答案：(1)1.4 (2)25 3.5×10－3选择、实验题定时练(二)
(7个单选题＋3个多选题＋2个实验题)
一、单项选择题：本题共7小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．(2024·湖南新高考教学教研联盟一模)水滴石穿是生活中常见的现象，假设屋檐到下方石板的距离为3.2 m，水滴从屋檐无初速度滴落到石板上，在0.2 s内沿石板平面散开，水滴质量为0.5 g，忽略空气阻力，g取10 m/s2，则石板受到水滴的冲击力为( )
A．0.002 N B．0.02 N
C．0.025 N D．0.25 N
2.(2024·广东梅州市二模)1932年，美国物理学家安德森利用放在匀强磁场中的云室来研究某种宇宙线粒子——正电子，并在云室中加入一块厚约6 mm的铅板，借以减慢粒子的速度。当该粒子通过云室内的匀强磁场时，拍下粒子径迹的照片，如图所示。下列说法正确的是( )
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A．粒子是由下向上穿过铅板的
B．粒子穿过铅板后在磁场中做圆周运动的周期变小
C．粒子穿过铅板后在磁场中偏转的轨迹半径会变小
D．该匀强磁场的磁感应强度方向为垂直于纸面向外
3．(2024·广东梅州市二模)2024年1月18日1时46分，天舟七号货运飞船成功对接于空间站(离地面高度约为400 km)天和核心舱后向端口。天舟七号货运飞船装载了航天员在轨驻留消耗品、推进剂、应用实(试)验装置等物资，并为神舟十七号航天员乘组送去龙年春节的“年货”。下列说法正确的是( )
A．为实现成功对接，天舟七号在与空间站同一轨道上需要加速靠近天和核心舱
B．天舟七号与空间站的组合体在轨道上运行速度大于7.9 km/s
C．天舟七号与空间站的组合体在轨道上运行周期比同步卫星的周期大
D．天舟七号与空间站的组合体在轨道上稳定运行时，“年货”处于完全失重状态
4.(2024·广东湛江市一模)如图所示，在区域Ⅰ、Ⅱ中分别有磁感应强度大小相等、垂直于纸面但方向相反、宽度均为a的匀强磁场区域。高为a的正三角形线框efg从图示位置沿x轴正方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，下列图像中能正确描述线框efg中感应电流I与线框移动距离x关系的是( )
INCLUDEPICTURE "25YA25.TIF" INCLUDEPICTURE "25YA25.TIF" \* MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE "25YA26.tif" INCLUDEPICTURE "25YA26.tif" \* MERGEFORMAT
5.(2024·重庆市缙云教育联盟二模)如图为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n＝4的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，下列说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE "25YA27.TIF" INCLUDEPICTURE "25YA27.TIF" \* MERGEFORMAT
A．这群氢原子最多能发出4种不同频率的光子
B．这群氢原子发出的光子中，从n＝4跃迁到n＝1所发出的光子波长最长
C．氢原子向较低能级跃迁时，核外电子动能减小，电势能增大
D．用这些光照射逸出功为2.49 eV的金属钠，金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为10.26 eV
6.(2024·江西重点中学盟校第一次联考)两块完全相同的直角三角形玻璃砖，将其中一块倒置，使其斜面互相平行，且使平行斜面的区域填入某种均匀介质，如图所示，一道激光光束由左方垂直边界射入，若不考虑所有的反射光线，则右方哪些线条可能是折射光线( )
INCLUDEPICTURE "25YA28.TIF" INCLUDEPICTURE "25YA28.TIF" \* MERGEFORMAT
A．1、2、3中任何一条都有可能
B．4、5、6中任何一条都有可能
C．7、8、9中任何一条都有可能
D．1～9中的所有光线都有可能
7.(2024·湖南张家界市二模)如图所示，ABCD是边长为l的正三棱锥，虚线圆为三角形ABD的内切圆，M、N、P分别为BD、AB和AD边与圆的切点，O为圆心，正三棱锥的顶点A、B和D分别固定有电荷量为＋Q、＋Q和－Q的点电荷，则( )
INCLUDEPICTURE "25YA29.TIF" INCLUDEPICTURE "25YA29.TIF" \* MERGEFORMAT
A．同一带正电的点电荷分别置于M、P两点的电势能不相等
B．将质子由C移动到M，电势能减少
C．将电子由P 移动到N，电场力做正功
D．M、P两点的电场强度相同
二、多项选择题：本题共3小题，在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。
8．(2024·广东佛山市二模)小明同学乘坐动车时发现，车道旁每隔相同距离会有一根为动车组输电的电线杆，夕阳照射下电线杆会在前行车厢内留下一个个的阴影，于是他将手机平放在车的窗台上，利用手机内置的光传感器测量动车向正北方向前行时，光照强度随时间的变化曲线如图所示。查阅资料可知每两根电线杆的间隔为50 m，则下列说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE "25YA30.tif" INCLUDEPICTURE "25YA30.tif" \* MERGEFORMAT
A．前10 s动车做减速运动
B．前16 s内动车做匀加速运动
C．前10 s内动车平均速率为25 m/s
D．14 s时动车速率为50 m/s
9.(2024·江西南昌市一模)一定质量的理想气体的体积V与温度t的关系如图所示，该理想气体从状态A依次经过A→B→C→D→A的变化过程，其中CD段与t轴平行，DA的延长线过原点O，AB的反向延长线与t轴的交点坐标为(－273.15，0)。下列说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE "25YA31.TIF" INCLUDEPICTURE "25YA31.TIF" \* MERGEFORMAT
A．气体在C、D状态下的压强关系为pCB．气体在A、B状态下的压强关系为pA＝pB
C．气体在B→C的过程中对外做功，内能减小
D．气体在D→A的过程中向外界放出热量
10．(2024·云南省一模)图甲为一个小型起重机的电路图，M为电动机，理想变压器原、副线圈的匝数比为22∶1，原线圈接在u＝220sin 100πt(V)的交流电源上，电流表的示数为2 A，额定功率为4 W的指示灯正常发光，其中电动机通过轻绳拉着质量为2 kg的重物以0.5 m/s的速度匀速上升，如图乙所示。不计一切摩擦，电表均视为理想电表，重力加速度大小g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE "25YA32.tif" INCLUDEPICTURE "25YA32.tif" \* MERGEFORMAT
A．通过电流表的电流方向每秒变化100次
B．电压表的示数为14.1 V
C．电动机线圈的电阻为6.25 Ω
D．电动机的效率为62.5%
三、实验题：本题共2小题。
11．(2024·广西南宁市二模)某同学探究“小车的加速度与力的关系”的实验装置如图所示，轨道上的B点固定一光电门，将连接小车的细线跨过滑轮系住钩码，平衡摩擦力后在A点由静止释放小车，测出小车上的挡光片通过光电门的时间t。
INCLUDEPICTURE "25YA33.tif" INCLUDEPICTURE "25YA33.tif" \* MERGEFORMAT
(1)在该实验中，下列说法正确的是________。
A．要用天平称量小车的质量
B．每次改变钩码的个数，都需要测量钩码的总质量
C．调节滑轮的高度，使细线与轨道平行
D．A、B之间的距离尽可能小些
(2)若挡光片的宽度为d，挡光片与光电门的距离为L，d L。小车通过光电门时的速度大小为____________，加速度大小为____________。(均用题中所给物理量的符号表示)
12．(2024·四川泸州市二诊)某同学利用图甲电路测量电源电动势E(约6 V)和内阻r(约1 Ω)，其中R为电阻箱，R0为定值电阻(实验室有“5 Ω”“20 Ω”和“30 Ω”三种规格定值电阻供选择)，电压表内阻约3 000 Ω，多次改变电阻箱的阻值R，记录下对应的电压表读数U，并作出如图乙所示图线。
INCLUDEPICTURE "25YA34.tif" INCLUDEPICTURE "25YA34.tif" \* MERGEFORMAT
(1)由图乙数据可知，该同学选用的定值电阻R0的阻值是________(选填“5 Ω”“20 Ω”或“30 Ω”)。
(2)根据图乙中的数据可知，测得的该电源的电动势E＝__________V，内阻r＝__________Ω。(结果保留3位有效数字)
(3)该同学实验测得的电动势和内阻分别与真实值相比：E测__________E真，r测__________r真。(选填“小于”“等于”或“大于”)
[特色专项训练]
选择、实验题定时练(二)
1．解析：选C。根据题意可知，水滴做自由落体运动，由运动学公式v2＝2gh，落到石板前速度v＝＝8 m/s，在0.2 s内，取向上为正方向，由动量定理有(F－mg)t＝0－(－mv)，解得F＝0.025 N，由牛顿第三定律可知石板受到水滴的冲击力大小为0.025 N。
2．解析：选C。粒子穿过铅板后速度减小，粒子在磁场中运动半径减小，由题图可知，正电子从上向下穿过铅板，故A错误，C正确；根据洛伦兹力提供向心力qvB＝m，其中T＝，可得T＝，故粒子穿过铅板后在磁场中做圆周运动的周期不变，故B错误；由左手定则可知，磁场的方向垂直于纸面向里，故D错误。
3．解析：选D。为实现成功对接，天舟七号需点火加速做离心运动从较低轨道进入较高的轨道，故A错误；由G＝m，得v＝，可知空间站轨道半径大于地球的半径，所以天舟七号与空间站组合体在轨道上的运行速度小于7.9 km/s，故B错误；由G＝mr，得T＝2π，空间站的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，得空间站的周期小于地球同步卫星的周期，故C错误；天舟七号与空间站组合体在轨道上稳定运行时，万有引力充当向心力，空间站内物体处于完全失重状态，故D正确。
4．解析：选B。正三角形线框efg刚进入向里的磁场Ⅰ时，I的大小为零，之后随线框进入磁场距离的增大并利用楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，为正方向，在进入过程中，eg和fg两边的有效切割长度变大，其有效长度L有效＝2x tan 30°，感应电动势E＝BL有效v，感应电流I＝＝，当线框efg前进a距离时，感应电流达到最大，即I0＝；在线圈刚进入向外的磁场区域Ⅱ瞬间，闭合线框有效切割长度为零，感应电流为零，之后随线框进入磁场距离的增大，利用楞次定律可知，efg线框中感应电流方向沿顺时针方向，即为负，进入过程有效切割长度变大，在该过程中，结合之前的分析其电流的瞬时值I′＝，当前进距离为2a时，其感应电流达到最大，结合之前的分析，其最大值I0′＝＝2I0；在刚出向外的磁场区域Ⅱ瞬间，感应电流大小为零，之后随线框出磁场距离的增加，利用楞次定律可知，efg中感应电流方向沿逆时针方向，为正，有效切割长度变大，在该过程中，结合之前的分析其电流的瞬时值I″＝，当前进距离为3a时，达到最大，其最大值I0″＝＝I0。
5．解析：选D。一群氢原子处于n＝4的激发态，可能发出不同频率的光子种数C＝＝6，故A错误；因为n＝4和n＝3间能级差最小，所以从n＝4跃迁到n＝3发出的光子频率最小，波长最长，故B错误；氢原子从高能级向低能级跃迁时，电子的轨道半径减小，原子能量减小，根据k＝m可知，动能增大，则电势能减小，故C错误；从n＝4跃迁到n＝1辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，光子能量最大值为13.6 eV－0.85 eV＝12.75 eV，根据光电效应方程得Ekm＝hν－W0＝12.75 eV－2.49 eV＝10.26 eV，故D正确。
6．解析：选B。光线通过透明玻璃砖时，出射光线保持方向不变，仅发生侧移，故出射光线仍为水平光线，应为4、5、6中的一条。中间某种均匀介质折射率和玻璃的折射率大小未知，无法判断该种物质相对于玻璃是光密介质还是光疏介质，故可能出现不同的侧移方向，B正确。
7．解析：选C。根据对称性可知，M点和P点的电势相等，则同一带正电的点电荷分别置于M、P两点的电势能相等，故A错误；根据等量异种电荷等势面关系图可知，若仅考虑B处和D处点电荷时，C点和M点的电势相等，质子由C到M，更加靠近A处的正点电荷，则电场力做负功，电势能增加，故B错误；在A处点电荷产生的电场中，N点和P点的电势相等，在B处点电荷产生的电场中，N点的电势高于P点的电势，在D处点电荷产生的电场中，N点的电势高于P点的电势，所以N点的电势高于P点的电势，电子在N点的电势能小于在P点的电势能，则电子由P到N，电势能减小，电场力做正功，故C正确；根据对称性可知，M点和P点的电场强度大小相等，方向不同，故D错误。
8．解析：选CD。由图像可知，前10 s动车做加速运动，10 s到16 s内动车做匀速运动，故A、B错误；前10 s内动车平均速率＝＝ m/s＝25 m/s，14 s时动车速率v＝＝ m/s＝50 m/s，故C、D正确。
9．解析：选BD。由题图可知，气体从状态C到状态D，体积不变，温度降低，由查理定律可知，气体压强减小，则有pC>pD，故A错误；由于A→B的V－t图线反向延长线与t轴的交点坐标为(－273.15，0)，可知气体由状态A到状态B为等压变化，则有pA＝pB，故B正确；由题图可知，气体从状态B到状态C，温度不变，体积变大，可知理想气体的内能不变，气体对外做功，故C错误；气体在D→A的过程中，温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，故D正确。
10．解析：选AD。根据交流电源的表达式可知周期T＝ s＝0.02 s，一个周期内电流方向改变两次，则通过电流表的电流方向每秒变化100次，故A正确；根据交流电源的表达式可知原线圈输入电压有效值U1＝220 V，则副线圈输出电压有效值U2＝U1＝10 V，则电压表的示数为10 V，故B错误；通过指示灯的电流IL＝＝ A＝0.4 A，则通过电动机的电流IM＝I2－IL＝2 A－0.4 A＝1.6 A，则电动机的电功率P电＝U2IM＝10×1.6 W＝16 W，电动机的输出功率P出＝mgv＝2×10×0.5 W＝10 W，电动机的热功率P热＝Ir＝P电－P出＝6 W，解得电动机线圈的电阻r＝ Ω<6.25 Ω，电动机的效率η＝×100%＝×100%＝62.5%，故C错误，D正确。
11．解析：(1)探究“小车的加速度与力的关系”时，只要保持小车质量不变即可，没有必要测量其质量，故A错误；本实验直接从力传感器上读出细线拉力的大小，不需要测量钩码的质量，故B错误；要使细线的拉力等于小车受到的合外力，则要使细线与轨道平行，故C正确；A、B之间的距离尽可能大些，可以减小测量误差，故D错误。
(2)小车通过光电门时的速度大小
v＝
根据v2＝2aL解得小车的加速度大小a＝。
答案：(1)C (2)
12．解析：(1)由题图乙可知，当R＝10 Ω时，U＝2 V，则I＝＝，当内阻取近似值1 Ω，电动势取6 V时，可得R0＝19 Ω，则该同学选用的定值电阻R0的阻值是20 Ω。
(2)由电路可知＝
解得＝＋·
由题图乙可知＝0.16
＝＝3.4
解得E＝6.25 V，r＝1.25 Ω。
(3)若考虑电压表的内阻影响，则内阻的测量值为电源与R0串联再与电压表V并联的电路的电阻，R断路时电压表示数为电动势测量值，则电动势的测量值E测＝答案：(1)20 Ω (2)6.25 1.25
(3)小于 小于
