襄阳四中 2023 级高三下学期章末检测(一)
一、选择题(本题共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分。1~7 只有一项是符合题目要求,8~10 有多项符合题目要求,全部选对得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分)。
1 .如图为氢原子的能级示意图。现用能量为 12.09eV 的光子照射一群处于基态的氢原子,下列说法正确的是( )
A .氢原子能被激发到 n=4 能级
B .氢原子被激发后,辐射波长最长的光子跃迁是 n=3 到 n=2 的跃迁
C .氢原子被激发后,最多可辐射出 4 种不同频率的光子
D .氢原子被激发后,辐射光子的最大能量为 10.2eV
2 .如图所示,河的宽度为d ,虚线与河岸的夹角为37° ,两次渡河小船的船头均沿着虚线指向河的上游,第一次航程由A 指向B ,第一次渡河小船在静水中的速度为v0 ,第二次航程由A 指向C 。已知 AB 与河岸垂直,AC 与河岸的夹角为53° ,水流的速度保持不变,
sin53° = 0.8 、cos53° = 0.6 ,下列说法正确的是( )
3
A .水流的速度为 v0
4
4d
(
5
v
)B .第一次渡河的时间
0
C .第二次渡河船在静水中的速度为2v0
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D.
12
第二次渡河船的实际速度为 v0 7
3 .2025 年 11 月 1 日,神舟二十一号飞船与空间站天和核心舱对接成功。飞船的变轨过程可简化为如下模型:飞船变轨前绕地稳定运行在圆形轨道Ⅰ上,椭圆轨道Ⅱ为飞船的转移轨道,核心舱绕地沿逆时针方向运行在圆形轨道Ⅲ上,轨道Ⅰ和Ⅱ 、Ⅱ和Ⅲ分别相切于 A、B 两点,
下列说法正确的是( )
A .飞船在轨道Ⅱ上经过 A 点的加速度大于在轨道Ⅰ上经过 A 点的加速度
B .飞船在轨道Ⅰ上的速度小于天和核心舱在轨道Ⅲ上的速度
C .飞船应先变轨到轨道Ⅲ,然后再加速与天和核心舱对接
D .飞船在轨道Ⅱ上从 A 向 B 运行的过程中机械能守恒
4.如图所示,离地高度 H=2m 的 O1 处固定匀速转动的一电机,电机通过一根长度 L=1m 的不可伸长的轻绳使小球在水平面内做以 O2 为圆心的匀速圆周运动,此时 a = 37° 。某时刻,绳子和小球的连接处突然断开,小球最终落在 O3 所在的水平地面上。O1O2O3 的连线垂直地面,不计空气对小球运动的影响,小球可视为质点且落地后即静止。则( )
A .小球下落的时间为 s
B .小球的落点到 O3 的距离为 1.2m
C .若增大 H,落点到 O3 的距离先增大后减小
D .若增大 L,落点到 O3 的距离先增大后减小
5 .如图所示,一轻绳一端固定在天花板上,另一端连接一质量为 m、顶角为 60° 、边长为 l、每边电阻为 r 的单匝菱形金属线圈 abcd,空间中有一方向水平向里、磁感应强度大小B = kt
(k 为常数且k > 0 )的矩形边界磁场,除三角形 ecf 外菱形其余部分均在磁场内,其中 e、f分别为 bc 和 cd 的中点。线圈始终悬空静止,忽略磁场的边界效应,则t = 8s 时绳中的弹力大小为( )
6 .如图所示为一小型发电机与理想变压器组成的电路,发电机线圈匀速转动过程中,从图示位置开始,线圈中磁通量随时间变化的规律为 sin Wb ,已知发电机线圈共有 100 匝,发电机线圈电阻和输电线电阻均不计,理想变压器原线圈与定值电阻R0 = 8Ω
串联,副线圈接有定值电阻R1 = 0.5Ω 和滑动变阻器 R(阻值范围为 0 ~ 10Ω ),理想变压器原、副线圈的匝数比n1 : n2 = 2 :1。电压表 V 和电流表 A 均为理想电表,调节滑动变阻器 R的滑片,电压表 V 和电流表 A 示数变化量的绝对值为 ΔU 和 ΔI 。下列说法正确的是( )
A .滑动变阻器 R 的滑片向上滑动,电压表和电流表的示数均变大
C .当滑动变阻器 R 接入电路的阻值为2.5Ω 时,电流表 A 的示数为 1A
D .当滑动变阻器 R 接入电路的阻值为3.5Ω 时,变压器的输出功率最大
7 .如图所示,滑块 A 和 B(均可看作质点)放在静止于水平地面上的木板 C 的中点,A、 B 、C 的质量分别为mA = m 、mB = 5m 、mC = 4m 。A 、B 与木板 C 间的动摩擦因数均为
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μ = 0.5 ,地面光滑。某时刻使滑块 A 、B 以大小均为v0 = 3 m s 、方向分别向左和向右的初速度滑动,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g = 10 m s2 ,则下列说法正确的是( )
A .若木板 C 足够长,则最终木板 C 相对地面向右运动,速度大小为2 m s
B .若木板 C 足够长,则滑块 A 比滑块 B 先与木板 C 达到相对静止
C .要使两滑块不滑离木板 C,木板 C 的最小长度为2.26m
D .若木板 C 足够长,则滑块 A 相对于木板 C 向左滑行的最大距离为1.71m
8 .如图,实线为三个等量正点电荷Q1 、Q2 、Q3 的电场线,虚线为某试探电荷从 a 点运动到 b 点的轨迹,不考虑重力。下列说法正确的是( )
A .该试探电荷带负电
B .a 点场强小于 b 点场强
C .a 点电势高于 b 点电势
D .该试探电荷从 a 点到 b 点的过程中电势能先增加后减少
9 .如图所示为一定质量的理想气体所经历的一个循环,该循环由两个绝热过程、一个等压过程和一个等容过程组成,则该气体( )
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A .在状态 a 和 d 时的内能可能相等
B .在 b→c 过程中,外界对其做的功全部用于增加内能
C .c→a 过程中减少的内能小于 b→c 过程中增加的内能
D .在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量
10.如图所示,绝缘中空轨道竖直固定,圆弧段 COD 内壁光滑,对应圆心角为 120° , C、D两端等高,O 为最低点,圆弧圆心为 O',半径为 R;直线段 AC、HD 内壁粗糙,与圆弧段分别在 C、D 端相切;整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里、磁感应强度为 B 的匀强磁场中,在竖直虚线 MC 左侧和 ND 右侧还分别存在着场强大小相等、方向水平向右和向左的匀强电场。现有一质量为 m、电荷量恒为 q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球,从轨道内距 C 点足够远的 P 点由静止释放。若PC = L ,小球所受电场力等于其重力的 倍,重力加速度为 g。则( )
A .小球第一次沿轨道 AC 下滑的过程,先加速后匀速
B .小球在轨道内受到的摩擦力可能大于 mg
C .经足够长时间,小球克服摩擦力做的总功是 mgL
D .小球经过 O 点时,对轨道的弹力可能为2mg - qB
二、非选择题(本大题共 5 小题,共 60 分)。
11.某学校物理兴趣小组捡到一段废弃的合金电阻丝,他们想通过实验测量该合金电阻丝的电阻率。他们用多用电表粗测了一下电阻丝的总阻值大约为10Ω 。为了能比较精确测量该电阻丝的电阻率,小组同学设计了测量电路,并将实验器材按设计电路连接好,如图乙所示。实验室提供了下列可选用的器材:
A .电源电压恒为E = 3.0V ,内阻不计;
B .电压表 V1(0~3V,内阻约 3kΩ);
C .电流表A1 (0 ~ 0.6A,内阻约0.125Ω );
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D .电流表A2 ( 0 ~ 3A,内阻约0.0255Ω );
E .滑动变阻器R1 (0 ~ 5Ω ,3A );
F .螺旋测微器;
G .开关S 、导线若干。
(1)如图甲所示,用螺旋测微器测量合金电阻丝的直径为d = mm 。
(2)连接电路前,电流表应选 (选填“A1”或“A2”)。
(3)实验小组的同学利用刻度尺测出合金丝接入电路的长度 l。闭合开关,调节滑动变阻器,读出电压表 U 和电流表的示数 I。改变线夹在合金丝上的位置, 重复上述步骤,获得多组数
U
据,在方格纸上作出 - l 图像,发现图像是一条倾斜直线如图丙。计算该合金电阻丝的电
I
阻率表达式 r = (用 c、d、e 和f 表示)。
(4)从实验原理上该实验测出合金电阻丝的电阻率 (选填“偏大”“偏小”或“不存在误差”)。
12.在“用油膜法估测油酸分子的大小” 的实验中,已知实验室中使用的油酸酒精溶液的浓度为 A ,N 滴溶液的总体积为Vo 在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉,将一滴溶液滴在水面上,待油膜稳定后,在带有边长为 L 的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓如图所示,测得油膜占有的正方形小格个数为n。
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(1)以下假设与本实验无关的是 ;
A .将油酸分子视为球形
B .将油膜看成单分子层
C .油膜中分子沿直线排列
D .油酸分子紧密排列无间隙
(2)油酸分子直径约为 (用题中所用符号表示);
(3)某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏大,可能是由于 ;
A .油酸未完全散开时就描下油膜轮廓
B .计算油膜面积时把半格左右的均算成一格
C .实验使用的油酸酒精溶液在空气中搁置了较长时间
D .在向量筒中滴入总体积为 V 的 N 滴油酸酒精溶液时,滴数多数了 10 滴
(4)已知油酸摩尔体积为Vm ,阿伏加德罗常数为NA ,则实验中一滴油酸酒精溶液所含油酸分子个数为 。
(
A
.
A m
B
.
A
C
.
A
D
.
A
m
)NN V AN V NN V AN V
AV NVm AVm NV
1
13 .如图所示,玻璃砖的横截面由等腰直角三角形ABC 和 圆弧BCD 组成,E 为AB 的中4
点。一平行光束垂直AB 面射入。已知玻璃砖的折射率n = 1.5 ,不考虑AC 面上的二次反射。求:
(1)从E 点射入的光,射出玻璃砖时折射角的正弦值;
(2)从CD 面上射出的光对应的入射光在AB 面上所占的比例。
14 .如图 1 所示,间距l = 2m 的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角θ = 30° ,上端通过导线连接阻值R = 3Ω 的定值电阻,导轨光滑且电阻忽略不计。空间存在垂直导轨平面向上的矩形磁场区域 1、2 、3,磁场的宽度均为d = 1m ,磁感应强度大小随时间变化的规律
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均如图 2 所示。t = 0 时刻,将一根长度l = 2m 、质量 m = 1kg 、电阻 r = 1Ω 的导体棒垂直放在导轨上磁场区域 1 和 2 之间,0~2s 的时间内锁定,t = 2s 时解除锁定,导体棒恰好能匀速通过磁场区域 2。已知导体棒运动过程始终与导轨垂直并接触良好,重力加速度 g 取
10m/s2 。求:
(1)0~2s 的时间内电阻 R 上产生的焦耳热Q;
(2)导体棒通过磁场区域 2 时的速度大小 v 和两端的电压 U;
(3)导体棒通过磁场区域 3 的过程中流过电阻 R 的电荷量 q。
15 .如图,长为 L =0.8m 的轻杆竖直放置,上端与小球 A 相连,下端用光滑转轴固定于水平桌面上。小球 A 恰好与立方体 B 接触,B 的右侧紧贴放置一小物体 C;距离物体 C 足够远处,静止放置带负电的小物体 D;D 的右侧空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。D 到桌面右端距离 d=0.5m,桌面距地面高度 H=0.75m 。A 受微小扰动后,
杆与 A 向右转动,B、C 一起向右运动。A 与 B 刚分离时,A 受到杆的弹力为零;B 离开 A 后,用外力制动,C 继续向右运动与 D 碰撞(仅发生一次碰撞且碰撞时间极短);碰撞后, D 减速运动并离开桌面,第一次落地时与桌面右端的水平距离x m 。A 、B 、C 和 D 满足的质量关系为mA = mD = 0.01kg ;mB = mC = 0.02 kg,D 所带电荷量 q =0. 1C 且始终保持不变;D 与桌面间动摩擦因数 ,其余各处摩擦不计;电场的场强 E =1N/C,磁感应强度 B0 = 0.2 T,重力加速度 g 取 10 m / s2 。求:
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(1)物体 D 离开桌面时速度大小;
(2)物体 C 与物体 D 碰撞后,物体 D 速度大小;
(3)物体 C 与物体 D 碰撞过程中损失的动能。
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1 .B
A .因-13.6eV+12.09eV=-1.51eV,可知氢原子能被激发到 n=3 能级,A 错误;
B.氢原子被激发后,辐射波长最长的光子跃迁对应着能级差最小的跃迁,是 n=3 到 n=2 的跃迁,B 正确;
C .氢原子被激发后,从 n=3 到低能级跃迁时,最多可辐射出C = 3 种不同频率的光子,C错误;
D .氢原子被激发后,辐射光子的最大能量对应着从 n=3 到 n=1 的跃迁,能量为-1.51eV - (-13.6eV)= 12.09eV ,D 错误。
故选 B。
2 .D
AB .第一次渡河小船在静水中的速度为v0 ,由速度的矢量合成可得水流的速度为
船的实际速度为v1 = v0sin v0
所以第一次渡河的时间为t ,故 AB 错误;
CD .设第二次渡河船在静水中的速度为v船2 ,实际速度为v2 ,把v船2 和v2 分别沿着河岸和垂
直河岸分解,则有v船2sin37° = v2sin53° , v船2cos37° - v水 = v2cos53°联立解得v v0 ,v船 v0 ,故 C 错误,D 正确。
故选 D。
3 .D
A .根据牛顿第二定律有G ma解得a
因飞船在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上运行时经过 A 点时r 相等,故加速度也相等,故 A 错误;
B .飞船在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上都是做匀速圆周运动,则有G 解得v
因轨道Ⅰ的半径小于轨道Ⅲ的半径,所以飞船在轨道Ⅰ上的速度大于天和核心舱在轨道Ⅲ上的速度,故 B 错误;
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C.飞船应先到比轨道Ⅲ略低的轨道上,然后再通过加速与天和核心舱完成对接,故 C 错误;
D .飞船在轨道聂上从 A 向 B 运行时,只有万有引力做功,机械能守恒,故 D 正确。故选 D。
4 .B
A .绳子断开后小球做平抛运动,由H - L cos37o gt2解得t s ,故 A 错误;
B .设小球做圆周运动的速度大小为v ,则有
解得v m/s
小球平抛的水平位移x = vt m
小球的落点到 O3 的距离s m故 B 正确;
C .若增大 H,由 H - L cos a gt2 ,可知小球做平抛运动的时间变长,
由mg tan 37o = m ,可知小球平抛运动的初速度大小不变,则小球平抛的水平位移x变大,落点到 O3 的距离s 变大,故 C 错误;
D .由H - L cos37o gt2得t
若增大 L,由 mg tan 37o = m 得v
小球平抛的水平位移x = vt
小球的落点到 O3 的距离s 又1m < L m
若增大 L,由二次函数知识可知落点到 O3 的距离一直增大,故 D 错误。
故选 B。
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5 .A
根据法拉第电磁感应定律可得,线圈产生的感应电动势为
线圈中的感应电流为I kl2
根据楞次定律,磁场方向向里且增强,感应电流的磁场方向向外,故感应电流方向为
a→b→c→d→a,作用在线圈上的安培力是各边所受安培力的矢量和,根据对称性可知,ab边和 ad 边的安培力相互抵消,be 边和 df边的安培力相互抵消,因此可以等效为在磁场中的通电导线所受的安培力,即等于将 ef两点用导线连接,通以电流大小相等、方向沿f→e 的电流时,导线 ef 所受的安培力,则有F安 = BIL kt kl
根据左手定则可知,安培力的方向竖直向下,则t = 8s 时绳中的弹力
故选 A。
6 .C
A .根据法拉第电磁感应定律,线圈产生的感应电动势为
所以发电机产生的电压有效值为U0 = 10V
设变压器的原线圈的电压为U1 ,流过的电流为I1 ,变压器的副线圈电压为U (即电压表示数),电流为 I (电流表示数)
根据欧姆定律,有U0 = I1R0 +U1
(
1
)当滑动变阻器滑片上滑时,接入电路的阻值减小,使得总电路消耗的功率增大,所以I1 会增大,U1 会减小,根据变压器原理,有
所以电压表示数会减小,电流表示数会增大,故 A 错误;
B .代入公式后,有UR0 + 2U所以 ,故 B 错误;
C .设变阻器接入电路的电阻为 R,有公式UR0 + 2U R0 + 2I
答案第 3 页,共 11 页
当R = 2.5Ω 时,I = 1A ,故 C 正确。
D .根据公式UR0 + 2U R0 + 2I 代入数据后有10 = I (5 + 2R )
变压器的输出功率为P = I2 根据数学关系,当R = 1.5Ω ,功率最大,故 D 错误。
故选 C。
7 .D
A .以 A 、B 、C 组成的系统为研究对象,取向右为正方向,若木板 C 足够长,则最终 A 、B 、C 将以共同速度运动,根据动量守恒定律,有mBv0 - mAv0 = (mA + mB + mC)v解得v = 1.2m/s
由于v > 0 ,则最终木板 C 相对地面向右运动,速度大小为1.2 m s ,故 A 错误;
B .分别以 A 、B 为研究对象,设 A 、B 的加速度大小分别为aA 、aB ,根据牛顿第二定律,有 μmAg = maA , μmBg = maB
解得aA = 5m/s2 ,aB = 5m/s2
根据匀变速直线运动速度与时间的关系,A 与C 达到相对静止时运动的时间为
以 C 为研究对象,在 C 与 A 、B 均未达到相对静止前,设 C 的加速度大小为a1 ,根据牛顿第二定律,可得 μmBg - μmAg = mCa1
解得a1 = 5m/s2
设 B 与 C 经过时间tB 达到相对静止,根据匀变速直线运动速度与时间的关系,有
v0 - aBtB = a1tB
解得tB = 0.3s
因为tA > tB ,所以滑块 B 比滑块 A 先与木板 C 达到相对静止,故 B 错误;
CD .B 与 C 达到相对静止时,根据匀变速直线运动位移与时间的关系,B 的位移为
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C 的位移为x a1tm
C 的速度大小为vC = a1tB = 1.5m/s
B 相对于 C 的位移为ΔxB = xB - x1 = 0.45m
A 与C 达到相对静止时,A 相对于木板 C 向左滑行到最大距离,根据匀变速直线运动位移与时间的关系,A 的位移为xA = v0tA aAtm
从 B 与 C 达到相对静止到 A 、B 、C 达到共速,经过的时间为t2 = tA - tB = 0.54s
以木板 B 、C 整体为研究对象,设整体的加速度大小为a2 ,根据牛顿第二定律,有
μmAg = (mB + mC) a2解得am/s2
根据匀变速直线运动位移与时间的关系,C 的位移为x2 = vCt a2tm则滑块 A 相对于木板 C 向左滑行的最大距离为ΔxA = xA + x1 + x2 = 1.71m
要使两滑块不滑离木板 C,木板 C 的最小长度为L = ΔxA + ΔxB = 2.16m ,C 错误,D 正确。
故选 D。
8 .BD
A .根据运动轨迹可知,该试探电荷受到的是斥力作用,则带正电,选项 A 错误;
B .b 点电场线较 a 点密集,可知 a 点场强小于 b 点场强,选项 B 正确;
C .b 点距离正电荷较近,可知 a 点电势低于 b 点电势,选项 C 错误;
D .该试探电荷从 a 点到 b 点的过程电场力先做负功,后做正功,则电势能先增加后减少,选项 D 正确。
故选 BD。
9 .BD
A.状态 d 到 a 是绝热过程,体积增大,气体对外做功,根据热力学第一定律可知,状态 d 到 a 内能减小,故 A 错误;
B .在 b→c 过程中为绝热压缩 Q=0,外界对气体做功 W>0,根据热力学第一定律ΔU= W+Q,可知 ΔU= W>0,即外界对其做的功全部用于增加内能,故 B 正确;
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C .因为从 a 到 b,根据理想气体状态方程可知体积不变,压强变大,则温度升高,内能增 加;完成一次完整循环内能不变,所以 a→b 过程中增加的内能与 b→c 过程中增加的内能之和等于 c→a 过程中减少的内能,可知 c→a 过程中减少的内能大于 b→c 过程中增加的内能,故 C 错误;
D .根据p-V图像“面积” 即为气体做功大小,图像中 a→b→c→d→a 围成的图形的面积为外界对气体做的正功,而整个过程气体内能变化为零,根据热力学第一定律,在一次循环过程中气体放热,则吸收的热量小于放出的热量,故 D 正确。
故选 BD。
10 .AD
A .小球第一次沿轨道 AC 下滑的过程中,所受电场力等于其重力的倍,即
沿平行和垂直于轨道 AC 的两个方向建立直角坐标系,电场力在垂直于轨道方向的分力为
重力在垂直于轨道上的分力为Gy = mgcos60 o mg
因此,电场力与重力的合力在垂直于轨道 AC 方向大小相等,方向相反,则合力恰好沿着 AC 方向,小球在合力的作用下加速运动。当小球沿轨道 AC 下滑后,由左手定则可知,小球受到的洛伦兹力垂直于 AC 向上,导致小球对管壁有作用力,小球将受到摩擦力作用,随着速度增大,洛伦兹力增大,小球对管壁的压力增大,摩擦力增大,当摩擦力与重力和电场力的合力大小相等时,小球加速度减至零做匀速运动,故 A 正确;
B .当小球的摩擦力与重力和电场力的合力大小相等时,小球做匀速直线运动,此时小球在轨道内受到的摩擦力最大,且重力与电场力的合力为F mg 则小球在轨道内受到的摩擦力不可能大于 mg ,故 B 错误;
C .小球在轨道上往复运动,由于在斜轨上不断损失机械能,经足够长时间,最终会在 CD间做往复运动,且在 C 点和 D 点速度为零。从开始到最终速度为零的点,根据动能定理得
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解得 mgL,故 C 错误;
D.对小球在 O 点受力分析,当小球在 CD 间做往复运动时对轨道的压力最小,由牛顿第二定律,有N + Bqv - mg = m
小球由 C 点到 O 点机械能守恒mgR sin mv2解得N = 2mg - qB ,故 D 正确。
故选 AD。
11 .(1) 4.620
(2)A1
(4)不存在误差
(1)根据螺旋测微器的读法可知,该金属丝的直径为d = 4.5mm +12.0 0.01mm=4.620mm
(2)通过待测电阻的最大电流约为IA 电流表应选择量程为 0.6A 即可,即选择电流表A1 。
(3)由于实验采用的是电流表的内接法,实验测出的电阻 R 实际上是合金丝的电阻Rx 和电
流表内阻RA 之和,则有 r RA
因此在 - l 图像中,其斜率为 其中S
联立解得 r
(4)由上面的分析可知电流表内阻对所求结果没有影响,即该实验测出合金电阻丝的电阻率不存在误差。
12 .(1)C
(3)A
(4)B
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(1)该实验采用理想模型法,即将油酸分子视为球形,将油膜看成单分子层,油酸分子紧密排列无间隙;与实验无关的是油膜中分子沿直线排列,故选 C。
(2)一滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积V 油酸分子直径约为d
(3)某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏大,根据d ,则
A.油酸未完全散开时就描下油膜轮廓,则 S 偏小,则油酸分子直径的测量值偏大,A 正确;
B .计算油膜面积时把半格左右的均算成一格,则 S 偏大,则油酸分子直径的测量值偏小, B 错误;
C .实验使用的油酸酒精溶液在空气中搁置了较长时间,则油酸酒精溶液的浓度变大,油膜面积偏大,则油酸分子直径的测量值偏小,C 错误;
D .在向量筒中滴入总体积为 V 的 N 滴油酸酒精溶液时,滴数多数了 10 滴,则得到的一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积 V0 偏小,则油酸分子直径的测量值偏小,D 错误;
故选 A。
VA VA
(4)一滴油酸酒精溶液所含油酸的体积 ,含油酸的摩尔数为 ,则油酸分子数为
N NVm
VAN
(
NV
) A ,故选 B。
m
13 .(1) sin r = 0.75
(1)设全反射的临界角为C ,则有sinC
光在AC 面上的入射角为45° ,因为sin45° > sinC ,45° > C ,所以光在 AC 面上发生了全反射,如图
设从E 点射入的光在CD 面上的入射角和折射角分别为i 和r ,由几何关系可知i = 30°
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根据折射定律有n 解得sin r = 0.75
(2)设从M 点射入的光在CD 面的入射角恰好等于临界角C ,根据几何关系有
从AM上入射的光都能从CD 面射出,故能从CD 面上射出的光所占的比例 14 .(1)0.375J
(2)5m/s ,7.5V
(3)0.5C
(1)0~2s 的时间内,根据图 2 可知T/s
由法拉第电磁感应定律得E 由闭合电路欧姆定律可得I 由焦耳定律得产生的热量Q = I12RΔt联立解得Q = 0.375J
(2)导体棒匀速通过磁场区域 2,切割磁感线产生的电动势E2 = Blv电流I
安培力F = BI2l
根据平衡条件,有F = mg sinθ联立可得v = 5m/s
导体棒两端的电压U E2 = 7.5V
(3)导体棒从区域 2 下边界运动到区域 3 上边界过程会加速运动,则在区域 3 合外力不为0,会做变速运动,根据法拉第电磁感应定律有
则平均电流
流过电阻 R 的电荷量q 联立解得q = 0.5C
15 .(1) vD1 = 1m/s
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(3)E损 = 0
(1)依题意,物体 D 带负电,离开桌面后,由于qE = mD g = 0.1N ,所以物体 D 在洛伦兹力作用下沿顺时针方向做匀速圆周运动,如图所示,设半径与竖直方向夹角为a
根据几何关系有H = R + R cos a x = R sin a
解得 R =0.5m
根据牛顿第二定律有qvD1B0 = mD 解得vD1 = 1m/s
(2)设物体 D 在桌面上向右运动,任意时刻的速度为v ,受力分析如图所示
根据牛顿第二定律,竖直方向有FN + qE = mD g +qvB0 ,水平方向有Ff = μFN由于qE = mD g
解得Ff = μqvB0
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从碰撞结束到物体 D 离开桌面过程中,取一个很短的时间间隔 Δt ,根据动量定理有
-Ff Δt = mDΔv
两边求和Σ(-Ff Δt ) = Σ (mDΔv)有-μqB0d = mDvDl - mDvD
解得vD m / s
(3)设 A 与 B 刚脱离接触的瞬间,杆与地面夹角恰好为 θ, 依题意,此时小球 A 受到杆的弹力为零,对小球 A,根据牛顿第二定律有 mAg sinθ = mA
此时 A 与 B 水平方向速度相同,有vC = vB = vA sin θ
对小球 A 和物体 B 、C,从开始释放到 A 与 B 刚脱离接触的瞬间,根据机械能守恒定律有mA gL mAv mBv mCv
解得 θ =30° , vC = vB = 1m/s
之后物体 C 继续向右运动,与物体 D 碰撞,对物体 C 和 D,以水平向右为正,根据动量守恒定律有mCvC = mCvC1 + mDvD
解得vCm / s
根据能量守恒定律有E损 mCv mCv mDv 解得E损 = 0
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