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【精品解析】2025屆四川省南充市高三下學(xué)期二診考后物理提升卷

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【精品解析】2025屆四川省南充市高三下學(xué)期二診考后物理提升卷

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2025屆四川省南充市高三下學(xué)期二診考后物理提升卷
1.(2025·南充模擬)1932年,考克饒夫和瓦爾頓用質(zhì)子加速器進(jìn)行人工核蛻變實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了質(zhì)能關(guān)系的正確性。在實(shí)驗(yàn)中,鋰原子核俘獲一個(gè)質(zhì)子后成為不穩(wěn)定的鈹原子核,隨后又蛻變?yōu)閮蓚€(gè)原子核,核反應(yīng)方程為。已知、、X的質(zhì)量分別為m1=1.007 28u、m2=7.016 01u、m3=4.001 51u,其中u為原子質(zhì)量單位,1u=931.5MeV/c2(c為真空中的光速)則在該核反應(yīng)中( ?。?br/>A.鈹原子核內(nèi)的中子數(shù)是3 B.X表示的是氚原子核
C.質(zhì)量虧損 D.釋放的核能
【答案】D
【知識點(diǎn)】原子核的組成;質(zhì)量虧損與質(zhì)能方程;核聚變
【解析】【解答】直接利用核反應(yīng)方程的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒即可正確求解,根據(jù)核子的質(zhì)量求解核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損。
A.根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒有
,
則鈹原子核內(nèi)的中子數(shù)是
8-4=4
故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒可知,X的質(zhì)量數(shù)為4,電荷數(shù)為2,可知X表示的是氦原子核,故B錯(cuò)誤;
C.在該核反應(yīng)中,質(zhì)量虧損
解得
故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)質(zhì)能方程,釋放的核能為
解得
故D正確。
故選D。
【分析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒判斷生成產(chǎn)物,并根據(jù)質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和求解中子數(shù);質(zhì)量虧損等于開始時(shí)的質(zhì)量與最終質(zhì)量的差;根據(jù)質(zhì)能方程求解產(chǎn)生的核能。
2.(2025·南充模擬)圖甲是某人在湖邊打水漂的圖片,石塊從水面彈起到觸水算一個(gè)水漂,若石塊每次從水面彈起時(shí)速度與水面的夾角均為30°,速率損失30%。圖乙甲是石塊運(yùn)動軌跡的示意圖,測得石塊第1次彈起后的滯空時(shí)間為0.8s,已知石塊在同一豎直面內(nèi)運(yùn)動,當(dāng)觸水速度小于2m/s時(shí)石塊就不再彈起,不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是( ?。?br/>A.石塊每次彈起后的滯空時(shí)間相等
B.石塊最多能在湖面上彈起5次
C.石塊每次彈起過程能量損失30%
D.石塊每次彈起到最高點(diǎn)的速度為零
【答案】B
【知識點(diǎn)】能量守恒定律;斜拋運(yùn)動;動能
【解析】【解答】B.石塊做斜上拋運(yùn)動
根據(jù)
運(yùn)動總時(shí)間
解得
設(shè)石塊一共能打個(gè)水漂,則有
,(取整數(shù))
解得,故B正確;
A.石塊每次彈起后豎直方向速度都減小,根據(jù),可知石塊每次彈起后的滯空時(shí)間減小,故A錯(cuò)誤;
D.石塊每次彈起到最高點(diǎn)時(shí),豎直方向速度為零,水平方向速度不為零,所以石塊每次彈起到最高點(diǎn)的速度不為零,故D錯(cuò)誤;
C.石塊每次彈起過程能量損失
故C錯(cuò)誤。
故選B。
【分析】1、打水漂石塊做斜上拋運(yùn)動,根據(jù)豎直方向速度公式可求運(yùn)動總時(shí)間。
2、根據(jù)每次速率損失30%,可計(jì)算石塊最多能在湖面上彈起的次數(shù)。
3、根據(jù)速度計(jì)算動能,再計(jì)算石塊每次彈起過程能量損失。
3.(2025·南充模擬)2024年5月3日17時(shí)27分,嫦娥六號探測器在中國文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射升空,之后準(zhǔn)確進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道,開啟世界首次月背“挖寶”之旅。圖中繞月運(yùn)行的三個(gè)軌道分別為:大橢圓軌道1,橢圓停泊軌道2,圓軌道3,點(diǎn)為三個(gè)軌道的公共切點(diǎn),為軌道1的遠(yuǎn)地點(diǎn),下列說法正確的是(  )
A.探測器在1軌道上的運(yùn)行周期大于在2軌道的運(yùn)行周期
B.探測器在點(diǎn)需要加速才能從1軌道轉(zhuǎn)移到2軌道
C.探測器在2軌道上經(jīng)過點(diǎn)時(shí),所受的月球引力等于向心力
D.探測器在1軌道上從點(diǎn)向點(diǎn)運(yùn)動過程中,機(jī)械能逐漸減小
【答案】A
【知識點(diǎn)】開普勒定律;衛(wèi)星問題
【解析】【解答】解答本題的關(guān)鍵要掌握離心運(yùn)動和向心運(yùn)動的概念,能熟練運(yùn)用開普勒第三律分析周期關(guān)系。A.根據(jù)開普勒第三定律可知
可知, 1軌道的半長軸大于2軌道的半長軸,可知探測器在1軌道上的運(yùn)行周期大于在2軌道的運(yùn)行周期,選項(xiàng)A正確;
B.探測器在點(diǎn)需要減速做向心運(yùn)動才能從1軌道轉(zhuǎn)移到2軌道,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.探測器在2軌道上經(jīng)過點(diǎn)時(shí)做離心運(yùn)動,所受的月球引力小于向心力,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.探測器在1軌道上從點(diǎn)向點(diǎn)運(yùn)動過程中,只有萬有引力做功,則機(jī)械能不變,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選A。
【分析】根據(jù)開普勒第三定律分析周期,根據(jù)離心運(yùn)動和向心運(yùn)動的特點(diǎn)分析,只有萬有引力做功,則機(jī)械能不變。
4.(2025·南充模擬)市場流行的智能手機(jī)都內(nèi)置有加速度傳感器,可以進(jìn)行各種有趣的物理實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)用某款智能手機(jī)進(jìn)行豎直上拋實(shí)驗(yàn):用手掌托著智能手機(jī),打開加速度傳感器,把手機(jī)向上拋出,然后又在拋出點(diǎn)接住手機(jī),得到如圖所示的加速度隨時(shí)間變化的圖像,圖中,,,,已知該款手機(jī)的質(zhì)量為,取重力加速度,空氣阻力不計(jì),由此可判斷出( ?。?br/>A.時(shí)間內(nèi)手機(jī)先加速后減速
B.時(shí)間內(nèi),手掌對手機(jī)的作用力大小為
C.手機(jī)離開手掌后,在空中運(yùn)動時(shí)間為
D.時(shí)間內(nèi),手掌對手機(jī)的沖量大小為
【答案】D
【知識點(diǎn)】動量定理;圖象法;牛頓定律與圖象
【解析】【解答】本題考查對a-t圖像的理解,需清楚圖線的含義,結(jié)合動量定理解答。
A.a(chǎn)-t圖像中圖線與坐標(biāo)軸所圍面積表示速度的變化量,時(shí)間內(nèi)速度一直增加,所以手機(jī)一直加速,A錯(cuò)誤;
B.時(shí)間內(nèi),手機(jī)的加速度為
a=10m/s2
方向向下。
可知手機(jī)做自由落體運(yùn)動,手掌對手機(jī)的作用力大小為0,B錯(cuò)誤;
C.手機(jī)離開手掌后做自由落體運(yùn)動,在空中運(yùn)動時(shí)間為
C錯(cuò)誤;
D.手機(jī)離開手掌做豎直上拋運(yùn)動,根據(jù)對稱性可知手機(jī)剛離開手掌時(shí)速度為
時(shí)間內(nèi)根據(jù)動量定理有
解得手掌對手機(jī)的沖量大小
D正確。
故選D。
【分析】a-t圖像中圖線與坐標(biāo)軸所圍面積表示速度的變化量;根據(jù)t3~t4時(shí)間內(nèi)手機(jī)的加速度分析運(yùn)動情況,進(jìn)而分析作用力;t3~t4時(shí)間內(nèi)手機(jī)離開手掌,做自由落體運(yùn)動;手機(jī)離開手掌做豎直上拋運(yùn)動,求解手機(jī)剛離開手掌時(shí)速度,根據(jù)動量定理解答。
5.(2025·南充模擬)電子顯微鏡通過“靜電透鏡”實(shí)現(xiàn)對電子會聚或發(fā)散使微小物體成像。電子槍發(fā)射的電子僅在電場力作用下的運(yùn)動軌跡如圖中實(shí)線所示,a、b、c是軌跡上的三點(diǎn),虛線為電子透鏡電場中的等差等勢面。下列說法正確的是(  )
A.b點(diǎn)的電勢高于c點(diǎn)的電勢
B.電子在a點(diǎn)的加速度大于在c點(diǎn)的加速度
C.電子在a點(diǎn)的電勢能大于在b點(diǎn)的電勢能
D.電子在c點(diǎn)的速度大于在b點(diǎn)的速度
【答案】A
【知識點(diǎn)】帶電粒子在電場中的運(yùn)動綜合
【解析】【解答】解決本題的關(guān)鍵要讀懂題意,理解電子顯微鏡的等勢面分布,利用電場線與等勢面處處垂直,判斷電場線方向,進(jìn)而求解。A.根據(jù)電場線的方向與等勢面垂直,且電子帶負(fù)電可知,題圖中電場線的方向大體沿左上方至右下方,沿著電場線的方向電勢越來越低,所以點(diǎn)的電勢大于點(diǎn)的電勢,故A正確;
B.等差等勢面的疏密表示電場的強(qiáng)弱,則點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于點(diǎn)的電場強(qiáng)度,電子在點(diǎn)的加速度比在點(diǎn)的加速度小,故B錯(cuò)誤;
C.電子從點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)的過程中,電場力做負(fù)功,電勢能增大,電子在a點(diǎn)的電勢能小于在b點(diǎn)的電勢能,故C錯(cuò)誤;
D.電子從點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)的過程中,電場力做負(fù)功,電子在點(diǎn)的速度比在點(diǎn)的速度小,故D錯(cuò)誤。
故選A。
【分析】電場強(qiáng)度的方向與等勢面垂直,先判斷出電場力方向,電子受到的電場力的方向與電場強(qiáng)度的方向相反,由此判斷電場強(qiáng)度的方向,再判斷各點(diǎn)電勢的高低;根據(jù)等勢面的疏密判斷電場強(qiáng)度大小,結(jié)合牛頓第二定律判斷加速度大??;根據(jù)電場力做功情況判斷電勢能的大小關(guān)系,根據(jù)能量守恒判定動能和速度的變化。
6.(2025·南充模擬)水晶球是用天然水晶加工而成的一種透明的球型物品。如圖甲所示為一個(gè)質(zhì)量分布均勻的透明水晶球,半徑為a,過球心的截面如圖乙所示,PQ為直徑,一單色細(xì)光束從P點(diǎn)射入球內(nèi),折射光線與PQ夾角為37℃,出射光線與PQ平行。已知光在真空中的傳播速度為c,sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,則( ?。?br/>A.光束在P點(diǎn)的入射角為53°
B.“水晶球”的折射率為1.6
C.光在“水晶球”中的傳播速度為
D.光在“水晶球”中的傳播時(shí)間為
【答案】B
【知識點(diǎn)】光的折射及折射定律
【解析】【解答】本題主要考查了光的折射,根據(jù)幾何知識求解折射角是解題的關(guān)鍵;知道光的折射率與頻率的關(guān)系,掌握折射定律和折射率公式。B.根據(jù)題意作出光路圖如圖
由幾何關(guān)系可知,光線射出時(shí)的折射角r為2θ,折射率
故B正確;
A.由圖
β = r = 2θ = 74°
故A錯(cuò)誤;
C.光在“水晶球”中的傳播速度為
故C錯(cuò)誤;
D.光在“水晶球”中傳播的距離
時(shí)間
代入數(shù)據(jù)有
故D錯(cuò)誤。
故選B。
【分析】根據(jù)幾何知識求折射角,根據(jù)折射定律求折射率、入射角、光速;根據(jù)折射率公式、勻速直線運(yùn)動公式結(jié)合數(shù)學(xué)知識求傳播時(shí)間。
7.(2025·南充模擬)如圖所示,長為L的水平固定長木板AB,C為AB的中點(diǎn),AC段光滑,CB段粗糙,一原長為的輕彈簧一端連在長木板左端的擋板上,另一端連一物塊,開始時(shí)將物塊拉至長木板的右端點(diǎn),由靜止釋放物塊,物塊在彈簧彈力的作用下向左滑動,已知物塊與長木板CB段間的動摩擦因數(shù)為,物塊的質(zhì)量為m,彈簧的勁度系數(shù)為k,且,物塊第一次到達(dá)C點(diǎn)時(shí),物塊的速度大小為v0,這時(shí)彈簧的彈性勢能為E0,不計(jì)物塊的大小,重力加速度為g,則下列說法錯(cuò)誤的是(  )
A.物塊不可能會停在CB段上某處
B.物塊最終會做往復(fù)運(yùn)動
C.彈簧開始具有的最大彈性勢能為
D.整個(gè)過程中物塊克服摩擦做的功為
【答案】D
【知識點(diǎn)】能量守恒定律;機(jī)械能守恒定律
【解析】【解答】該題結(jié)合滑塊與彈簧模型,考查摩擦力的計(jì)算、功能關(guān)系等,要明確物塊在BC之間運(yùn)動的過程中,系統(tǒng)的一部分的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,物塊在AC之間運(yùn)動的過程中,物塊的動能與彈簧的彈性勢能之間相互轉(zhuǎn)化。A.由于
設(shè)BC段彈簧形變量為x,

由此,物塊不可能停在BC段,A正確;
B.只要物塊滑上BC段,就要克服摩擦力做功,物塊的機(jī)械能就減小,所以物塊最終會在AC往返運(yùn)動,B正確;
C.物塊從開始運(yùn)動,到第一次運(yùn)動到C過程中,根據(jù)能量守恒定律得
C正確;
D.物塊第一次到達(dá)C,物塊的速度大小為,物塊最終會在AC段做往返運(yùn)動,到達(dá)C點(diǎn)的速度為0,可知物塊克服摩擦做的功最大為
D錯(cuò)誤。
本題選擇錯(cuò)誤的,故選D。
【分析】分析摩擦力與彈簧的拉力之間的關(guān)系,即可確定物塊是否可能會停在CB面上某處;根據(jù)功能關(guān)系即可求出彈簧開始時(shí)的最大彈性勢能;根據(jù)功能關(guān)系,結(jié)合滑塊的初狀態(tài)與末狀態(tài)對應(yīng)的機(jī)械能,即可求出物塊克服摩擦力做的功。
8.(2025·南充模擬)在探究變壓器的線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系時(shí),某同學(xué)分別在可拆變壓器的鐵芯上繞制了兩個(gè)線圈,制作了一個(gè)如圖所示的降壓變壓器,線圈a連接到學(xué)生電源的交流輸出端,線圈b與小燈泡相連接,兩線圈的電阻均可忽略不計(jì)。閉合電源開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡很亮,為了降低小燈泡的亮度,下列措施可行的是( ?。?br/>A.適當(dāng)減少線圈b的匝數(shù) B.將交流輸出電壓適當(dāng)減小
C.將線圈a、b增加相同匝數(shù) D.將線圈a改接在直流輸出端
【答案】A,B
【知識點(diǎn)】變壓器原理
【解析】【解答】本題考查了變壓器的構(gòu)造和原理,知道匝數(shù)與電壓的比例關(guān)系是解題的關(guān)鍵,明確變壓器只能改變交流電,而不能改變恒定電流的電壓。為了降低小燈泡的亮度,即減小變壓器的副線圈的電壓,設(shè)線圈的匝數(shù)為,電壓為,線圈的匝數(shù)為,電壓為,因?yàn)樽儔浩鞯囊?guī)律是
可得
A.減少線圈的匝數(shù)可行,選項(xiàng)A正確;
B.將交流輸出電壓U減小,小燈泡會變暗,選項(xiàng)B正確;
C.將線圈a、b增加相同匝數(shù),小燈泡會更亮,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.直流電不能在副線圈產(chǎn)生電流,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選AB。
【分析】小燈泡發(fā)光很微弱,說明其電壓低,應(yīng)提高小燈泡的電壓,根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律分析。
9.(2025·南充模擬)當(dāng)物體受到同平面內(nèi)不平行的三個(gè)力作用而平衡時(shí),這三個(gè)力的作用線必定交于同一點(diǎn),這一結(jié)論被稱為三力平衡交匯定理。如圖所示,在半徑為R的光滑半球形凹面內(nèi),有一質(zhì)量分布均勻的細(xì)桿達(dá)到平衡,知桿在半球面內(nèi)那部分的長度為,則( ?。?br/>A.桿上A、B兩點(diǎn)受到的彈力大小之比為
B.桿上A、B兩點(diǎn)受到的彈力大小之比為
C.桿全長為
D.桿全長為
【答案】A,C
【知識點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡
【解析】【解答】細(xì)桿處于靜止,根據(jù)平衡條件可以得出細(xì)桿的受力分析如圖所示
AB.如圖所示,由幾何關(guān)系可知PAB構(gòu)成直角三角形,根據(jù)線段關(guān)系可以得出
細(xì)桿處于靜止,根據(jù)矢量三角形定則則有:
由幾何關(guān)系可知,和與重力的夾角均為,即力的矢量三角形為等腰三角形,根據(jù)邊長的大小關(guān)系可以得出
故A正確,B錯(cuò)誤;
CD.由細(xì)桿的受力分析圖可知,O點(diǎn)為重心,即細(xì)桿的中點(diǎn),由幾何關(guān)系可知
其中
所以

所以,桿全長為
故C正確,D錯(cuò)誤。
故選AC。
【分析】根據(jù)幾何關(guān)系可以求出邊長的大小關(guān)系和角度的大小,結(jié)合矢量三角形的邊長關(guān)系可以求出彈力的比值;利用幾何關(guān)系可以求出桿的長度。
10.(2025·南充模擬)戰(zhàn)繩是非常流行的一種高效全身訓(xùn)練方式。在某次訓(xùn)練中,運(yùn)動員手持繩的一端甩動,形成繩波可簡化為簡諧波,如圖甲為簡諧波在t=0.10s時(shí)刻的波形圖,P是平衡位置為x=1m處的質(zhì)點(diǎn),Q是平衡位置為x=4m處的質(zhì)點(diǎn),如圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖像。下列說法正確的是(  )
A.波的傳播速度為60m/s
B.t=0.10s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸負(fù)方向運(yùn)動
C.t=0.15s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向
D.從t=0.10s到t=0.25s,質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30cm
【答案】B,C
【知識點(diǎn)】橫波的圖象
【解析】【解答】本題既要理解振動圖像和波動圖像各自的物理意義,由振動圖像能判斷出質(zhì)點(diǎn)的速度方向,同時(shí)要把握兩種圖像的內(nèi)在聯(lián)系,能由質(zhì)點(diǎn)的速度方向,判斷出波的傳播方向。A.根據(jù)圖像可知,波長為8m,周期為0.20s,則波傳播的速度為
故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)圖乙可知,在時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸負(fù)方向運(yùn)動,故B正確;
C.在圖甲中,根據(jù)同側(cè)法可知,波沿x軸負(fù)方向傳播,在時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動方向沿y軸正方向,由于
可知時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向,故C正確;
D.在時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動方向沿y軸正方向,遠(yuǎn)離平衡位置,由于
可知從到,質(zhì)點(diǎn)P通過的路程小于30cm,故D錯(cuò)誤。
故選BC。
【分析】根據(jù)波速計(jì)算公式求解波的傳播速度;根據(jù)圖乙判斷質(zhì)點(diǎn)Q的振動方向;根據(jù)同側(cè)法判斷質(zhì)點(diǎn)P的振動方向,再根據(jù)振動情況分析質(zhì)點(diǎn)P在0.15s時(shí)的運(yùn)動方向;根據(jù)P的振動情況和所處的位置判斷通過的路程。
11.(2025·南充模擬)某同學(xué)采用如圖甲所示裝置驗(yàn)證動滑輪下方懸掛的物塊A與定滑輪下方懸掛的物塊B(帶有遮光條)組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。圖中光電門安裝在鐵架臺上且位置可調(diào),滑輪質(zhì)量不計(jì)且滑輪凹槽中涂有潤滑油,以保證細(xì)線與滑輪之間的摩擦可以忽略不計(jì),細(xì)線始終伸直。A、B質(zhì)量相等,遮光條質(zhì)量不計(jì),遮光條通過光電門的平均速度看作滑塊通過光電門的瞬時(shí)速度,實(shí)驗(yàn)時(shí)將物塊B由靜止釋放。
(1)用螺旋測微器測出遮光條寬度d,如圖乙所示,則d=   mm。
(2)某次實(shí)驗(yàn)中,測得t=11.60ms,則此時(shí)A的速度為   m/s(保留2位有效數(shù)字)。
(3)改變光電門與物塊B之間的高度h,重復(fù)實(shí)驗(yàn),測得各次遮光條的擋光時(shí)間t,以h為橫軸、為縱軸建立平面直角坐標(biāo)系,在坐標(biāo)系中作出圖像,如圖丙所示,該圖像的斜率為k,在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi),若k=   (用含g、d字母的表達(dá)式表示),則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。
【答案】(1)1.195
(2)0.052
(3)
【知識點(diǎn)】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律
【解析】【解答】解決本題的關(guān)鍵掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法,知道極短時(shí)間內(nèi)的平均速度可以代替瞬時(shí)速度,同時(shí)明確重力勢能和動能的定義,明確驗(yàn)證機(jī)械能守恒的方法。
(1)螺旋測微器的分度值為0.01mm,需要估讀到分度值的下一位,則螺旋測微器的示數(shù)為d=1mm+19.5×0.01mm=1.195mm
(2)A的速度為
(3)若系統(tǒng)機(jī)械能守恒,由機(jī)械能守恒定律得
解得
由該圖像的斜率為k,在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)
則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。
【分析】(1)螺旋測微器的精確度為0.01mm,根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則讀數(shù);
(2)根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度求解A的瞬時(shí)速度;
(3)分別求解重力勢能的減小量和動能的增加量,再結(jié)合圖像斜率的含義求解機(jī)械能守恒需要滿足的條件。
(1)螺旋測微器的分度值為0.01mm,需要估讀到分度值的下一位,則螺旋測微器的示數(shù)為
d=1mm+19.5×0.01mm=1.195mm
(2)A的速度為
(3)若系統(tǒng)機(jī)械能守恒,由機(jī)械能守恒定律得
解得
由該圖像的斜率為k,在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)
則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。
12.(2025·南充模擬)某實(shí)驗(yàn)小組要測量一段粗細(xì)均勻的金屬絲的電阻率。
(1)用螺旋測微器測待測金屬絲的直徑如圖甲所示,可知該金屬絲的直徑   mm。
(2)用多用電表粗測金屬絲的阻值。當(dāng)用電阻“”擋時(shí),發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,應(yīng)換用倍率為   (填“”或“”)擋,在進(jìn)行一系列正確操作后,指針靜止時(shí)位置如圖乙所示,其讀數(shù)為   。
(3)為了更精確地測量金屬絲的電阻率,實(shí)驗(yàn)室提供了下列器材:
A.電流表A(量程0.6A,內(nèi)阻較小可忽略)
B.保護(hù)電阻
C.電源(輸出電壓恒為U)
D.開關(guān)S、導(dǎo)線若干
①實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的測量電路如圖丙所示,調(diào)節(jié)接線夾在金屬絲上的位置,測出接入電路中金屬絲的長度L,閉合開關(guān),記錄電流表A的讀數(shù)I。
②改變接線夾位置,重復(fù)①的步驟,測出多組L與I的值。根據(jù)測得的數(shù)據(jù),作出如圖丁所示的圖線,橫軸表示金屬絲長度L(單位:m),則縱軸應(yīng)用   (填“I/A”或“”)表示;若縱軸截距為b,斜率為k,可得   ,金屬絲的電阻率  ?。ㄓ妙}中給出的已知物理量U、b、k、d等表示)。
③關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的誤差,下列說法正確的是   (填選項(xiàng)字母)。
A.電表讀數(shù)時(shí)為減小誤差應(yīng)多估讀幾位
B.用圖像求金屬絲電阻率可以減小偶然誤差
C.若考慮電流表內(nèi)阻的影響,電阻率的測量值大于真實(shí)值
【答案】0.720;;11.0;;bU;;B
【知識點(diǎn)】導(dǎo)體電阻率的測量;電壓表、電流表歐姆表等電表的讀數(shù)
【解析】【解答】本題主要考查了電阻率的測量實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理掌握正確的實(shí)驗(yàn)操作,結(jié)合電阻定律和閉合電路歐姆定律即可完成分析。(1)根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)律,該讀數(shù)為
(2)當(dāng)用電阻“”擋時(shí),發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,表明電阻過小,為了減小讀數(shù)的偶然誤差,換用“”擋,則指針靜止時(shí)位置的讀數(shù)為
(3)根據(jù)歐姆定律有
根據(jù)電阻定律有
解得
則縱軸應(yīng)用來表示。
根據(jù)圖像有
,
解得

③A.電表讀數(shù)時(shí)應(yīng)該根據(jù)量程確定精度,由出現(xiàn)不精確的位次選擇估讀的位次,因此電表讀數(shù)時(shí)多估讀幾位并不能減小誤差,A錯(cuò)誤;
B.圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),能夠盡量利用到更多的數(shù)據(jù),減小實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的偶然誤差,即用圖像求金屬絲電阻率可以減小偶然誤差,B正確;
C.根據(jù)上述分析過程
電阻率是根據(jù)圖線的斜率求解的,令斜率為k,即
可見電阻率的測量值與是否考慮電流表的內(nèi)阻無關(guān),C錯(cuò)誤。
故選B。
【分析】(1)根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則得出對應(yīng)的讀數(shù);
(2)根據(jù)多用電表的使用規(guī)則選擇合適的擋位,結(jié)合題意得出對應(yīng)的示數(shù);
(3)根據(jù)歐姆定律和電阻定律,結(jié)合圖像的物理意義完成分析;根據(jù)實(shí)驗(yàn)誤差的產(chǎn)生原因完成解答。
13.(2025·南充模擬)某學(xué)校實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了測量不規(guī)則礦石體積的氣壓體積測量儀。如圖所示為氣壓體積測量儀的原理圖,上端開口的氣壓筒A和上端封閉的測量筒B均為高,橫截面積的導(dǎo)熱氣缸,兩氣缸連接處的細(xì)管體積不計(jì)?,F(xiàn)把待測礦石置于測量筒B中,將質(zhì)量的活塞從氣壓筒A上方開口處放下,在兩氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體(不計(jì)活塞厚度和摩擦力),緩慢降低封閉氣體的溫度至,活塞穩(wěn)定后,活塞距氣壓筒A頂端。已知環(huán)境溫度為27℃,外界大氣壓強(qiáng)為,重力加速度。
(1)求礦石的體積;
(2)再把溫度從緩慢升高,將活塞推到氣壓筒A的頂端,求此時(shí)封閉氣體的溫度;若該過程封閉氣體內(nèi)能增加了,求封閉氣體從外界吸收的熱量。
【答案】解:(1)活塞穩(wěn)定時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)
令礦石體積為,由理想氣體狀態(tài)方程


解得
(2)緩慢升高溫度,將活塞推到氣壓筒的頂端,壓強(qiáng)不變,由蓋—呂薩克定律
解得
該過程外界對系統(tǒng)做的功
由熱力學(xué)第一定律
解得
【知識點(diǎn)】理想氣體與理想氣體的狀態(tài)方程;熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用;氣體的等壓變化及蓋-呂薩克定律
【解析】【分析】(1)活塞穩(wěn)定后,對活塞受力分析,根據(jù)平衡條件求出被封閉氣體的壓強(qiáng),再結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程列式,即可求出礦石的體積;
(2)把溫度從-3℃緩慢升高,封閉氣體的壓強(qiáng)不變,由蓋—呂薩克定律可求出封閉氣體的溫度,根據(jù)熱力學(xué)第一定律即可求出封閉氣體從外界吸收的熱量。
14.(2025·南充模擬)如圖所示,兩平行金屬直導(dǎo)軌、固定于同一水平絕緣桌面上,兩導(dǎo)軌之間的距離為L,a、端與傾角為的傾斜金屬導(dǎo)軌平滑連接,傾斜導(dǎo)軌上端連接阻值為的定值電阻,、端與位于豎直面內(nèi)、半徑相同的半圓形金屬導(dǎo)軌平滑連接,所有金屬導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。僅水平導(dǎo)軌所圍矩形區(qū)域存在方向豎直向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場。一根質(zhì)量為、電阻為、長度為的細(xì)金屬棒與導(dǎo)軌垂直,靜置于處,另一根與長度相同、質(zhì)量為的細(xì)絕緣棒由傾斜導(dǎo)軌上與距離為處靜止釋放,一段時(shí)間后與發(fā)生彈性碰撞,碰撞時(shí)間極短。碰撞后,和先后恰好運(yùn)動到半圓形導(dǎo)軌的最高點(diǎn)(拋出后立即撤去),運(yùn)動過程中棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好。不計(jì)一切摩擦,重力加速度為。求:
(1)半圓形金屬導(dǎo)軌的半徑;
(2)整個(gè)過程中定值電阻產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)絕緣棒通過區(qū)域的時(shí)間。
【答案】(1)解:、碰前過程,對絕緣棒,由動能定理得
解得
絕緣棒與金屬棒發(fā)生彈性碰撞,由動量守恒定律可得
由機(jī)械能守恒定律得
解得
,
因和恰好均能通過半圓形軌道的最高點(diǎn),則和通過時(shí)速度大小相等,設(shè)為,則
在半圓形軌道最高點(diǎn)時(shí)有
由半圓形軌道最低點(diǎn)到最高點(diǎn),由動能定理得
解得

(2)解:從運(yùn)動到,由能量守恒得
定值電阻產(chǎn)生的焦耳熱
解得
(3)解:設(shè)由運(yùn)動到的位移為,對,由動量定理得
電荷量
平均感應(yīng)電動勢
平均感應(yīng)電流

解得
【知識點(diǎn)】動量定理;生活中的圓周運(yùn)動;動能定理的綜合應(yīng)用;碰撞模型;電磁感應(yīng)中的能量類問題
【解析】【分析】(1)根據(jù)動能定理計(jì)算絕緣棒N與M碰撞前的速度→M與N發(fā)生彈性碰撞→計(jì)算出碰后速度→M和N恰好均能通過半圓形軌道的最高點(diǎn)→N在最高點(diǎn)的速度→由動能定理求得r。
(2)根據(jù)能量守恒計(jì)算出系統(tǒng)產(chǎn)生的總焦耳熱→根據(jù)焦耳定律求定值電阻產(chǎn)生的焦耳熱。
(3)對M分析,根據(jù)動量定理和電流定義式求出aa'與bb'間的距離→絕緣棒N勻速通過abb'a'區(qū)域→根據(jù)x=vt計(jì)算出t。
(1)、碰前過程,對絕緣棒,由動能定理得
解得
絕緣棒與金屬棒發(fā)生彈性碰撞,由動量守恒定律可得
由機(jī)械能守恒定律得
解得
,
因和恰好均能通過半圓形軌道的最高點(diǎn),則和通過時(shí)速度大小相等,設(shè)為

在半圓形軌道最高點(diǎn)時(shí)有
由半圓形軌道最低點(diǎn)到最高點(diǎn),由動能定理得
解得
(2)從運(yùn)動到,由能量守恒得
定值電阻產(chǎn)生的焦耳熱
解得
(3)設(shè)由運(yùn)動到的位移為,對,由動量定理得
電荷量
平均感應(yīng)電動勢
平均感應(yīng)電流

解得
15.(2025·南充模擬)圖甲是半徑為R的四分之一圓柱面陰極和位于圓柱面軸線上的陽極構(gòu)成光電管的示意圖,某單色光照射陰極,逸出的光電子到達(dá)陽極形成光電流。已知陰極材料的逸出功為,光電子的最大初速度為,電子電荷量為、質(zhì)量為m,真空中光速為c,普朗克常量為h。
(1)求入射光的波長λ和遏止電壓;
(2)圖乙是光電管橫截面示意圖,在半徑為R的四分之一圓平面內(nèi)加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,只研究在該截面內(nèi)運(yùn)動的光電子,僅考慮洛倫茲力作用,要使從陰極上N點(diǎn)逸出的光電子運(yùn)動到陽極,速度至少為。
①求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B;
②若陰極表面各處均有光電子逸出,求能到達(dá)陽極的光電子逸出區(qū)域與整個(gè)陰極區(qū)域的比值k。
【答案】解:(1)由愛因斯坦光電效應(yīng)方程
所以
由動能定理得
所以
(2)速度為的電子剛好能到達(dá)陽極的臨界軌跡如圖所示
即從N點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入磁場的電子在磁場中軌跡是半圓弧,為其直徑,所以
由洛倫茲力提供向心力可得
所以
(3)速度為的電子半徑設(shè)為,則
所以
即電子以最大速度與成進(jìn)入磁場時(shí)剛好到達(dá)陽極O,從N點(diǎn)射入的電子速度方向合適,在之間均可到達(dá)陽極O處;當(dāng)電子從P點(diǎn)以最大速度與成方向射出,電子剛好與磁場邊界相切,即能到達(dá)陽極O處的光電子只分布在之間,如圖所示
所以
【知識點(diǎn)】帶電粒子在有界磁場中的運(yùn)動;光電效應(yīng)
【解析】【分析】(1)由愛因斯坦光電效應(yīng)方程和動能定理求得入射光的波長λ和遏止電壓Uc;
(2)由題意先確定電子能運(yùn)動到陽極處的半徑,再由半徑公式求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??;
(3)先考慮正常情況下軌跡與磁場邊界相切的臨界情況,確定偏轉(zhuǎn)角的范圍,再考慮平移后同樣的臨界情況,分別求出光電子打中的范圍占磁場區(qū)的圓心角,從而就求出了占比。
1 / 12025屆四川省南充市高三下學(xué)期二診考后物理提升卷
1.(2025·南充模擬)1932年,考克饒夫和瓦爾頓用質(zhì)子加速器進(jìn)行人工核蛻變實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了質(zhì)能關(guān)系的正確性。在實(shí)驗(yàn)中,鋰原子核俘獲一個(gè)質(zhì)子后成為不穩(wěn)定的鈹原子核,隨后又蛻變?yōu)閮蓚€(gè)原子核,核反應(yīng)方程為。已知、、X的質(zhì)量分別為m1=1.007 28u、m2=7.016 01u、m3=4.001 51u,其中u為原子質(zhì)量單位,1u=931.5MeV/c2(c為真空中的光速)則在該核反應(yīng)中( ?。?br/>A.鈹原子核內(nèi)的中子數(shù)是3 B.X表示的是氚原子核
C.質(zhì)量虧損 D.釋放的核能
2.(2025·南充模擬)圖甲是某人在湖邊打水漂的圖片,石塊從水面彈起到觸水算一個(gè)水漂,若石塊每次從水面彈起時(shí)速度與水面的夾角均為30°,速率損失30%。圖乙甲是石塊運(yùn)動軌跡的示意圖,測得石塊第1次彈起后的滯空時(shí)間為0.8s,已知石塊在同一豎直面內(nèi)運(yùn)動,當(dāng)觸水速度小于2m/s時(shí)石塊就不再彈起,不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是( ?。?br/>A.石塊每次彈起后的滯空時(shí)間相等
B.石塊最多能在湖面上彈起5次
C.石塊每次彈起過程能量損失30%
D.石塊每次彈起到最高點(diǎn)的速度為零
3.(2025·南充模擬)2024年5月3日17時(shí)27分,嫦娥六號探測器在中國文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射升空,之后準(zhǔn)確進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道,開啟世界首次月背“挖寶”之旅。圖中繞月運(yùn)行的三個(gè)軌道分別為:大橢圓軌道1,橢圓停泊軌道2,圓軌道3,點(diǎn)為三個(gè)軌道的公共切點(diǎn),為軌道1的遠(yuǎn)地點(diǎn),下列說法正確的是( ?。?br/>A.探測器在1軌道上的運(yùn)行周期大于在2軌道的運(yùn)行周期
B.探測器在點(diǎn)需要加速才能從1軌道轉(zhuǎn)移到2軌道
C.探測器在2軌道上經(jīng)過點(diǎn)時(shí),所受的月球引力等于向心力
D.探測器在1軌道上從點(diǎn)向點(diǎn)運(yùn)動過程中,機(jī)械能逐漸減小
4.(2025·南充模擬)市場流行的智能手機(jī)都內(nèi)置有加速度傳感器,可以進(jìn)行各種有趣的物理實(shí)驗(yàn)?,F(xiàn)用某款智能手機(jī)進(jìn)行豎直上拋實(shí)驗(yàn):用手掌托著智能手機(jī),打開加速度傳感器,把手機(jī)向上拋出,然后又在拋出點(diǎn)接住手機(jī),得到如圖所示的加速度隨時(shí)間變化的圖像,圖中,,,,已知該款手機(jī)的質(zhì)量為,取重力加速度,空氣阻力不計(jì),由此可判斷出( ?。?br/>A.時(shí)間內(nèi)手機(jī)先加速后減速
B.時(shí)間內(nèi),手掌對手機(jī)的作用力大小為
C.手機(jī)離開手掌后,在空中運(yùn)動時(shí)間為
D.時(shí)間內(nèi),手掌對手機(jī)的沖量大小為
5.(2025·南充模擬)電子顯微鏡通過“靜電透鏡”實(shí)現(xiàn)對電子會聚或發(fā)散使微小物體成像。電子槍發(fā)射的電子僅在電場力作用下的運(yùn)動軌跡如圖中實(shí)線所示,a、b、c是軌跡上的三點(diǎn),虛線為電子透鏡電場中的等差等勢面。下列說法正確的是(  )
A.b點(diǎn)的電勢高于c點(diǎn)的電勢
B.電子在a點(diǎn)的加速度大于在c點(diǎn)的加速度
C.電子在a點(diǎn)的電勢能大于在b點(diǎn)的電勢能
D.電子在c點(diǎn)的速度大于在b點(diǎn)的速度
6.(2025·南充模擬)水晶球是用天然水晶加工而成的一種透明的球型物品。如圖甲所示為一個(gè)質(zhì)量分布均勻的透明水晶球,半徑為a,過球心的截面如圖乙所示,PQ為直徑,一單色細(xì)光束從P點(diǎn)射入球內(nèi),折射光線與PQ夾角為37℃,出射光線與PQ平行。已知光在真空中的傳播速度為c,sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,則( ?。?br/>A.光束在P點(diǎn)的入射角為53°
B.“水晶球”的折射率為1.6
C.光在“水晶球”中的傳播速度為
D.光在“水晶球”中的傳播時(shí)間為
7.(2025·南充模擬)如圖所示,長為L的水平固定長木板AB,C為AB的中點(diǎn),AC段光滑,CB段粗糙,一原長為的輕彈簧一端連在長木板左端的擋板上,另一端連一物塊,開始時(shí)將物塊拉至長木板的右端點(diǎn),由靜止釋放物塊,物塊在彈簧彈力的作用下向左滑動,已知物塊與長木板CB段間的動摩擦因數(shù)為,物塊的質(zhì)量為m,彈簧的勁度系數(shù)為k,且,物塊第一次到達(dá)C點(diǎn)時(shí),物塊的速度大小為v0,這時(shí)彈簧的彈性勢能為E0,不計(jì)物塊的大小,重力加速度為g,則下列說法錯(cuò)誤的是(  )
A.物塊不可能會停在CB段上某處
B.物塊最終會做往復(fù)運(yùn)動
C.彈簧開始具有的最大彈性勢能為
D.整個(gè)過程中物塊克服摩擦做的功為
8.(2025·南充模擬)在探究變壓器的線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系時(shí),某同學(xué)分別在可拆變壓器的鐵芯上繞制了兩個(gè)線圈,制作了一個(gè)如圖所示的降壓變壓器,線圈a連接到學(xué)生電源的交流輸出端,線圈b與小燈泡相連接,兩線圈的電阻均可忽略不計(jì)。閉合電源開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡很亮,為了降低小燈泡的亮度,下列措施可行的是(  )
A.適當(dāng)減少線圈b的匝數(shù) B.將交流輸出電壓適當(dāng)減小
C.將線圈a、b增加相同匝數(shù) D.將線圈a改接在直流輸出端
9.(2025·南充模擬)當(dāng)物體受到同平面內(nèi)不平行的三個(gè)力作用而平衡時(shí),這三個(gè)力的作用線必定交于同一點(diǎn),這一結(jié)論被稱為三力平衡交匯定理。如圖所示,在半徑為R的光滑半球形凹面內(nèi),有一質(zhì)量分布均勻的細(xì)桿達(dá)到平衡,知桿在半球面內(nèi)那部分的長度為,則( ?。?br/>A.桿上A、B兩點(diǎn)受到的彈力大小之比為
B.桿上A、B兩點(diǎn)受到的彈力大小之比為
C.桿全長為
D.桿全長為
10.(2025·南充模擬)戰(zhàn)繩是非常流行的一種高效全身訓(xùn)練方式。在某次訓(xùn)練中,運(yùn)動員手持繩的一端甩動,形成繩波可簡化為簡諧波,如圖甲為簡諧波在t=0.10s時(shí)刻的波形圖,P是平衡位置為x=1m處的質(zhì)點(diǎn),Q是平衡位置為x=4m處的質(zhì)點(diǎn),如圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖像。下列說法正確的是( ?。?br/>A.波的傳播速度為60m/s
B.t=0.10s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸負(fù)方向運(yùn)動
C.t=0.15s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向
D.從t=0.10s到t=0.25s,質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30cm
11.(2025·南充模擬)某同學(xué)采用如圖甲所示裝置驗(yàn)證動滑輪下方懸掛的物塊A與定滑輪下方懸掛的物塊B(帶有遮光條)組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。圖中光電門安裝在鐵架臺上且位置可調(diào),滑輪質(zhì)量不計(jì)且滑輪凹槽中涂有潤滑油,以保證細(xì)線與滑輪之間的摩擦可以忽略不計(jì),細(xì)線始終伸直。A、B質(zhì)量相等,遮光條質(zhì)量不計(jì),遮光條通過光電門的平均速度看作滑塊通過光電門的瞬時(shí)速度,實(shí)驗(yàn)時(shí)將物塊B由靜止釋放。
(1)用螺旋測微器測出遮光條寬度d,如圖乙所示,則d=   mm。
(2)某次實(shí)驗(yàn)中,測得t=11.60ms,則此時(shí)A的速度為   m/s(保留2位有效數(shù)字)。
(3)改變光電門與物塊B之間的高度h,重復(fù)實(shí)驗(yàn),測得各次遮光條的擋光時(shí)間t,以h為橫軸、為縱軸建立平面直角坐標(biāo)系,在坐標(biāo)系中作出圖像,如圖丙所示,該圖像的斜率為k,在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi),若k=   (用含g、d字母的表達(dá)式表示),則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。
12.(2025·南充模擬)某實(shí)驗(yàn)小組要測量一段粗細(xì)均勻的金屬絲的電阻率。
(1)用螺旋測微器測待測金屬絲的直徑如圖甲所示,可知該金屬絲的直徑   mm。
(2)用多用電表粗測金屬絲的阻值。當(dāng)用電阻“”擋時(shí),發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,應(yīng)換用倍率為  ?。ㄌ睢啊被颉啊保酰谶M(jìn)行一系列正確操作后,指針靜止時(shí)位置如圖乙所示,其讀數(shù)為   。
(3)為了更精確地測量金屬絲的電阻率,實(shí)驗(yàn)室提供了下列器材:
A.電流表A(量程0.6A,內(nèi)阻較小可忽略)
B.保護(hù)電阻
C.電源(輸出電壓恒為U)
D.開關(guān)S、導(dǎo)線若干
①實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的測量電路如圖丙所示,調(diào)節(jié)接線夾在金屬絲上的位置,測出接入電路中金屬絲的長度L,閉合開關(guān),記錄電流表A的讀數(shù)I。
②改變接線夾位置,重復(fù)①的步驟,測出多組L與I的值。根據(jù)測得的數(shù)據(jù),作出如圖丁所示的圖線,橫軸表示金屬絲長度L(單位:m),則縱軸應(yīng)用   (填“I/A”或“”)表示;若縱軸截距為b,斜率為k,可得   ,金屬絲的電阻率  ?。ㄓ妙}中給出的已知物理量U、b、k、d等表示)。
③關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的誤差,下列說法正確的是   (填選項(xiàng)字母)。
A.電表讀數(shù)時(shí)為減小誤差應(yīng)多估讀幾位
B.用圖像求金屬絲電阻率可以減小偶然誤差
C.若考慮電流表內(nèi)阻的影響,電阻率的測量值大于真實(shí)值
13.(2025·南充模擬)某學(xué)校實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了測量不規(guī)則礦石體積的氣壓體積測量儀。如圖所示為氣壓體積測量儀的原理圖,上端開口的氣壓筒A和上端封閉的測量筒B均為高,橫截面積的導(dǎo)熱氣缸,兩氣缸連接處的細(xì)管體積不計(jì)?,F(xiàn)把待測礦石置于測量筒B中,將質(zhì)量的活塞從氣壓筒A上方開口處放下,在兩氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體(不計(jì)活塞厚度和摩擦力),緩慢降低封閉氣體的溫度至,活塞穩(wěn)定后,活塞距氣壓筒A頂端。已知環(huán)境溫度為27℃,外界大氣壓強(qiáng)為,重力加速度。
(1)求礦石的體積;
(2)再把溫度從緩慢升高,將活塞推到氣壓筒A的頂端,求此時(shí)封閉氣體的溫度;若該過程封閉氣體內(nèi)能增加了,求封閉氣體從外界吸收的熱量。
14.(2025·南充模擬)如圖所示,兩平行金屬直導(dǎo)軌、固定于同一水平絕緣桌面上,兩導(dǎo)軌之間的距離為L,a、端與傾角為的傾斜金屬導(dǎo)軌平滑連接,傾斜導(dǎo)軌上端連接阻值為的定值電阻,、端與位于豎直面內(nèi)、半徑相同的半圓形金屬導(dǎo)軌平滑連接,所有金屬導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。僅水平導(dǎo)軌所圍矩形區(qū)域存在方向豎直向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場。一根質(zhì)量為、電阻為、長度為的細(xì)金屬棒與導(dǎo)軌垂直,靜置于處,另一根與長度相同、質(zhì)量為的細(xì)絕緣棒由傾斜導(dǎo)軌上與距離為處靜止釋放,一段時(shí)間后與發(fā)生彈性碰撞,碰撞時(shí)間極短。碰撞后,和先后恰好運(yùn)動到半圓形導(dǎo)軌的最高點(diǎn)(拋出后立即撤去),運(yùn)動過程中棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好。不計(jì)一切摩擦,重力加速度為。求:
(1)半圓形金屬導(dǎo)軌的半徑;
(2)整個(gè)過程中定值電阻產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)絕緣棒通過區(qū)域的時(shí)間。
15.(2025·南充模擬)圖甲是半徑為R的四分之一圓柱面陰極和位于圓柱面軸線上的陽極構(gòu)成光電管的示意圖,某單色光照射陰極,逸出的光電子到達(dá)陽極形成光電流。已知陰極材料的逸出功為,光電子的最大初速度為,電子電荷量為、質(zhì)量為m,真空中光速為c,普朗克常量為h。
(1)求入射光的波長λ和遏止電壓;
(2)圖乙是光電管橫截面示意圖,在半徑為R的四分之一圓平面內(nèi)加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,只研究在該截面內(nèi)運(yùn)動的光電子,僅考慮洛倫茲力作用,要使從陰極上N點(diǎn)逸出的光電子運(yùn)動到陽極,速度至少為。
①求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B;
②若陰極表面各處均有光電子逸出,求能到達(dá)陽極的光電子逸出區(qū)域與整個(gè)陰極區(qū)域的比值k。
答案解析部分
1.【答案】D
【知識點(diǎn)】原子核的組成;質(zhì)量虧損與質(zhì)能方程;核聚變
【解析】【解答】直接利用核反應(yīng)方程的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒即可正確求解,根據(jù)核子的質(zhì)量求解核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損。
A.根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒有
,
則鈹原子核內(nèi)的中子數(shù)是
8-4=4
故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒可知,X的質(zhì)量數(shù)為4,電荷數(shù)為2,可知X表示的是氦原子核,故B錯(cuò)誤;
C.在該核反應(yīng)中,質(zhì)量虧損
解得
故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)質(zhì)能方程,釋放的核能為
解得
故D正確。
故選D。
【分析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒判斷生成產(chǎn)物,并根據(jù)質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和求解中子數(shù);質(zhì)量虧損等于開始時(shí)的質(zhì)量與最終質(zhì)量的差;根據(jù)質(zhì)能方程求解產(chǎn)生的核能。
2.【答案】B
【知識點(diǎn)】能量守恒定律;斜拋運(yùn)動;動能
【解析】【解答】B.石塊做斜上拋運(yùn)動
根據(jù)
運(yùn)動總時(shí)間
解得
設(shè)石塊一共能打個(gè)水漂,則有
,(取整數(shù))
解得,故B正確;
A.石塊每次彈起后豎直方向速度都減小,根據(jù),可知石塊每次彈起后的滯空時(shí)間減小,故A錯(cuò)誤;
D.石塊每次彈起到最高點(diǎn)時(shí),豎直方向速度為零,水平方向速度不為零,所以石塊每次彈起到最高點(diǎn)的速度不為零,故D錯(cuò)誤;
C.石塊每次彈起過程能量損失
故C錯(cuò)誤。
故選B。
【分析】1、打水漂石塊做斜上拋運(yùn)動,根據(jù)豎直方向速度公式可求運(yùn)動總時(shí)間。
2、根據(jù)每次速率損失30%,可計(jì)算石塊最多能在湖面上彈起的次數(shù)。
3、根據(jù)速度計(jì)算動能,再計(jì)算石塊每次彈起過程能量損失。
3.【答案】A
【知識點(diǎn)】開普勒定律;衛(wèi)星問題
【解析】【解答】解答本題的關(guān)鍵要掌握離心運(yùn)動和向心運(yùn)動的概念,能熟練運(yùn)用開普勒第三律分析周期關(guān)系。A.根據(jù)開普勒第三定律可知
可知, 1軌道的半長軸大于2軌道的半長軸,可知探測器在1軌道上的運(yùn)行周期大于在2軌道的運(yùn)行周期,選項(xiàng)A正確;
B.探測器在點(diǎn)需要減速做向心運(yùn)動才能從1軌道轉(zhuǎn)移到2軌道,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.探測器在2軌道上經(jīng)過點(diǎn)時(shí)做離心運(yùn)動,所受的月球引力小于向心力,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.探測器在1軌道上從點(diǎn)向點(diǎn)運(yùn)動過程中,只有萬有引力做功,則機(jī)械能不變,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選A。
【分析】根據(jù)開普勒第三定律分析周期,根據(jù)離心運(yùn)動和向心運(yùn)動的特點(diǎn)分析,只有萬有引力做功,則機(jī)械能不變。
4.【答案】D
【知識點(diǎn)】動量定理;圖象法;牛頓定律與圖象
【解析】【解答】本題考查對a-t圖像的理解,需清楚圖線的含義,結(jié)合動量定理解答。
A.a(chǎn)-t圖像中圖線與坐標(biāo)軸所圍面積表示速度的變化量,時(shí)間內(nèi)速度一直增加,所以手機(jī)一直加速,A錯(cuò)誤;
B.時(shí)間內(nèi),手機(jī)的加速度為
a=10m/s2
方向向下。
可知手機(jī)做自由落體運(yùn)動,手掌對手機(jī)的作用力大小為0,B錯(cuò)誤;
C.手機(jī)離開手掌后做自由落體運(yùn)動,在空中運(yùn)動時(shí)間為
C錯(cuò)誤;
D.手機(jī)離開手掌做豎直上拋運(yùn)動,根據(jù)對稱性可知手機(jī)剛離開手掌時(shí)速度為
時(shí)間內(nèi)根據(jù)動量定理有
解得手掌對手機(jī)的沖量大小
D正確。
故選D。
【分析】a-t圖像中圖線與坐標(biāo)軸所圍面積表示速度的變化量;根據(jù)t3~t4時(shí)間內(nèi)手機(jī)的加速度分析運(yùn)動情況,進(jìn)而分析作用力;t3~t4時(shí)間內(nèi)手機(jī)離開手掌,做自由落體運(yùn)動;手機(jī)離開手掌做豎直上拋運(yùn)動,求解手機(jī)剛離開手掌時(shí)速度,根據(jù)動量定理解答。
5.【答案】A
【知識點(diǎn)】帶電粒子在電場中的運(yùn)動綜合
【解析】【解答】解決本題的關(guān)鍵要讀懂題意,理解電子顯微鏡的等勢面分布,利用電場線與等勢面處處垂直,判斷電場線方向,進(jìn)而求解。A.根據(jù)電場線的方向與等勢面垂直,且電子帶負(fù)電可知,題圖中電場線的方向大體沿左上方至右下方,沿著電場線的方向電勢越來越低,所以點(diǎn)的電勢大于點(diǎn)的電勢,故A正確;
B.等差等勢面的疏密表示電場的強(qiáng)弱,則點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于點(diǎn)的電場強(qiáng)度,電子在點(diǎn)的加速度比在點(diǎn)的加速度小,故B錯(cuò)誤;
C.電子從點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)的過程中,電場力做負(fù)功,電勢能增大,電子在a點(diǎn)的電勢能小于在b點(diǎn)的電勢能,故C錯(cuò)誤;
D.電子從點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)的過程中,電場力做負(fù)功,電子在點(diǎn)的速度比在點(diǎn)的速度小,故D錯(cuò)誤。
故選A。
【分析】電場強(qiáng)度的方向與等勢面垂直,先判斷出電場力方向,電子受到的電場力的方向與電場強(qiáng)度的方向相反,由此判斷電場強(qiáng)度的方向,再判斷各點(diǎn)電勢的高低;根據(jù)等勢面的疏密判斷電場強(qiáng)度大小,結(jié)合牛頓第二定律判斷加速度大?。桓鶕?jù)電場力做功情況判斷電勢能的大小關(guān)系,根據(jù)能量守恒判定動能和速度的變化。
6.【答案】B
【知識點(diǎn)】光的折射及折射定律
【解析】【解答】本題主要考查了光的折射,根據(jù)幾何知識求解折射角是解題的關(guān)鍵;知道光的折射率與頻率的關(guān)系,掌握折射定律和折射率公式。B.根據(jù)題意作出光路圖如圖
由幾何關(guān)系可知,光線射出時(shí)的折射角r為2θ,折射率
故B正確;
A.由圖
β = r = 2θ = 74°
故A錯(cuò)誤;
C.光在“水晶球”中的傳播速度為
故C錯(cuò)誤;
D.光在“水晶球”中傳播的距離
時(shí)間
代入數(shù)據(jù)有
故D錯(cuò)誤。
故選B。
【分析】根據(jù)幾何知識求折射角,根據(jù)折射定律求折射率、入射角、光速;根據(jù)折射率公式、勻速直線運(yùn)動公式結(jié)合數(shù)學(xué)知識求傳播時(shí)間。
7.【答案】D
【知識點(diǎn)】能量守恒定律;機(jī)械能守恒定律
【解析】【解答】該題結(jié)合滑塊與彈簧模型,考查摩擦力的計(jì)算、功能關(guān)系等,要明確物塊在BC之間運(yùn)動的過程中,系統(tǒng)的一部分的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,物塊在AC之間運(yùn)動的過程中,物塊的動能與彈簧的彈性勢能之間相互轉(zhuǎn)化。A.由于
設(shè)BC段彈簧形變量為x,

由此,物塊不可能停在BC段,A正確;
B.只要物塊滑上BC段,就要克服摩擦力做功,物塊的機(jī)械能就減小,所以物塊最終會在AC往返運(yùn)動,B正確;
C.物塊從開始運(yùn)動,到第一次運(yùn)動到C過程中,根據(jù)能量守恒定律得
C正確;
D.物塊第一次到達(dá)C,物塊的速度大小為,物塊最終會在AC段做往返運(yùn)動,到達(dá)C點(diǎn)的速度為0,可知物塊克服摩擦做的功最大為
D錯(cuò)誤。
本題選擇錯(cuò)誤的,故選D。
【分析】分析摩擦力與彈簧的拉力之間的關(guān)系,即可確定物塊是否可能會停在CB面上某處;根據(jù)功能關(guān)系即可求出彈簧開始時(shí)的最大彈性勢能;根據(jù)功能關(guān)系,結(jié)合滑塊的初狀態(tài)與末狀態(tài)對應(yīng)的機(jī)械能,即可求出物塊克服摩擦力做的功。
8.【答案】A,B
【知識點(diǎn)】變壓器原理
【解析】【解答】本題考查了變壓器的構(gòu)造和原理,知道匝數(shù)與電壓的比例關(guān)系是解題的關(guān)鍵,明確變壓器只能改變交流電,而不能改變恒定電流的電壓。為了降低小燈泡的亮度,即減小變壓器的副線圈的電壓,設(shè)線圈的匝數(shù)為,電壓為,線圈的匝數(shù)為,電壓為,因?yàn)樽儔浩鞯囊?guī)律是
可得
A.減少線圈的匝數(shù)可行,選項(xiàng)A正確;
B.將交流輸出電壓U減小,小燈泡會變暗,選項(xiàng)B正確;
C.將線圈a、b增加相同匝數(shù),小燈泡會更亮,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.直流電不能在副線圈產(chǎn)生電流,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選AB。
【分析】小燈泡發(fā)光很微弱,說明其電壓低,應(yīng)提高小燈泡的電壓,根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律分析。
9.【答案】A,C
【知識點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡
【解析】【解答】細(xì)桿處于靜止,根據(jù)平衡條件可以得出細(xì)桿的受力分析如圖所示
AB.如圖所示,由幾何關(guān)系可知PAB構(gòu)成直角三角形,根據(jù)線段關(guān)系可以得出
細(xì)桿處于靜止,根據(jù)矢量三角形定則則有:
由幾何關(guān)系可知,和與重力的夾角均為,即力的矢量三角形為等腰三角形,根據(jù)邊長的大小關(guān)系可以得出
故A正確,B錯(cuò)誤;
CD.由細(xì)桿的受力分析圖可知,O點(diǎn)為重心,即細(xì)桿的中點(diǎn),由幾何關(guān)系可知
其中
所以

所以,桿全長為
故C正確,D錯(cuò)誤。
故選AC。
【分析】根據(jù)幾何關(guān)系可以求出邊長的大小關(guān)系和角度的大小,結(jié)合矢量三角形的邊長關(guān)系可以求出彈力的比值;利用幾何關(guān)系可以求出桿的長度。
10.【答案】B,C
【知識點(diǎn)】橫波的圖象
【解析】【解答】本題既要理解振動圖像和波動圖像各自的物理意義,由振動圖像能判斷出質(zhì)點(diǎn)的速度方向,同時(shí)要把握兩種圖像的內(nèi)在聯(lián)系,能由質(zhì)點(diǎn)的速度方向,判斷出波的傳播方向。A.根據(jù)圖像可知,波長為8m,周期為0.20s,則波傳播的速度為
故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)圖乙可知,在時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸負(fù)方向運(yùn)動,故B正確;
C.在圖甲中,根據(jù)同側(cè)法可知,波沿x軸負(fù)方向傳播,在時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動方向沿y軸正方向,由于
可知時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向,故C正確;
D.在時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動方向沿y軸正方向,遠(yuǎn)離平衡位置,由于
可知從到,質(zhì)點(diǎn)P通過的路程小于30cm,故D錯(cuò)誤。
故選BC。
【分析】根據(jù)波速計(jì)算公式求解波的傳播速度;根據(jù)圖乙判斷質(zhì)點(diǎn)Q的振動方向;根據(jù)同側(cè)法判斷質(zhì)點(diǎn)P的振動方向,再根據(jù)振動情況分析質(zhì)點(diǎn)P在0.15s時(shí)的運(yùn)動方向;根據(jù)P的振動情況和所處的位置判斷通過的路程。
11.【答案】(1)1.195
(2)0.052
(3)
【知識點(diǎn)】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律
【解析】【解答】解決本題的關(guān)鍵掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法,知道極短時(shí)間內(nèi)的平均速度可以代替瞬時(shí)速度,同時(shí)明確重力勢能和動能的定義,明確驗(yàn)證機(jī)械能守恒的方法。
(1)螺旋測微器的分度值為0.01mm,需要估讀到分度值的下一位,則螺旋測微器的示數(shù)為d=1mm+19.5×0.01mm=1.195mm
(2)A的速度為
(3)若系統(tǒng)機(jī)械能守恒,由機(jī)械能守恒定律得
解得
由該圖像的斜率為k,在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)
則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。
【分析】(1)螺旋測微器的精確度為0.01mm,根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則讀數(shù);
(2)根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度求解A的瞬時(shí)速度;
(3)分別求解重力勢能的減小量和動能的增加量,再結(jié)合圖像斜率的含義求解機(jī)械能守恒需要滿足的條件。
(1)螺旋測微器的分度值為0.01mm,需要估讀到分度值的下一位,則螺旋測微器的示數(shù)為
d=1mm+19.5×0.01mm=1.195mm
(2)A的速度為
(3)若系統(tǒng)機(jī)械能守恒,由機(jī)械能守恒定律得
解得
由該圖像的斜率為k,在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)
則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。
12.【答案】0.720;;11.0;;bU;;B
【知識點(diǎn)】導(dǎo)體電阻率的測量;電壓表、電流表歐姆表等電表的讀數(shù)
【解析】【解答】本題主要考查了電阻率的測量實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理掌握正確的實(shí)驗(yàn)操作,結(jié)合電阻定律和閉合電路歐姆定律即可完成分析。(1)根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)律,該讀數(shù)為
(2)當(dāng)用電阻“”擋時(shí),發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,表明電阻過小,為了減小讀數(shù)的偶然誤差,換用“”擋,則指針靜止時(shí)位置的讀數(shù)為
(3)根據(jù)歐姆定律有
根據(jù)電阻定律有
解得
則縱軸應(yīng)用來表示。
根據(jù)圖像有
,
解得
,
③A.電表讀數(shù)時(shí)應(yīng)該根據(jù)量程確定精度,由出現(xiàn)不精確的位次選擇估讀的位次,因此電表讀數(shù)時(shí)多估讀幾位并不能減小誤差,A錯(cuò)誤;
B.圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),能夠盡量利用到更多的數(shù)據(jù),減小實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的偶然誤差,即用圖像求金屬絲電阻率可以減小偶然誤差,B正確;
C.根據(jù)上述分析過程
電阻率是根據(jù)圖線的斜率求解的,令斜率為k,即
可見電阻率的測量值與是否考慮電流表的內(nèi)阻無關(guān),C錯(cuò)誤。
故選B。
【分析】(1)根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則得出對應(yīng)的讀數(shù);
(2)根據(jù)多用電表的使用規(guī)則選擇合適的擋位,結(jié)合題意得出對應(yīng)的示數(shù);
(3)根據(jù)歐姆定律和電阻定律,結(jié)合圖像的物理意義完成分析;根據(jù)實(shí)驗(yàn)誤差的產(chǎn)生原因完成解答。
13.【答案】解:(1)活塞穩(wěn)定時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)
令礦石體積為,由理想氣體狀態(tài)方程

,
解得
(2)緩慢升高溫度,將活塞推到氣壓筒的頂端,壓強(qiáng)不變,由蓋—呂薩克定律
解得
該過程外界對系統(tǒng)做的功
由熱力學(xué)第一定律
解得
【知識點(diǎn)】理想氣體與理想氣體的狀態(tài)方程;熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用;氣體的等壓變化及蓋-呂薩克定律
【解析】【分析】(1)活塞穩(wěn)定后,對活塞受力分析,根據(jù)平衡條件求出被封閉氣體的壓強(qiáng),再結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程列式,即可求出礦石的體積;
(2)把溫度從-3℃緩慢升高,封閉氣體的壓強(qiáng)不變,由蓋—呂薩克定律可求出封閉氣體的溫度,根據(jù)熱力學(xué)第一定律即可求出封閉氣體從外界吸收的熱量。
14.【答案】(1)解:、碰前過程,對絕緣棒,由動能定理得
解得
絕緣棒與金屬棒發(fā)生彈性碰撞,由動量守恒定律可得
由機(jī)械能守恒定律得
解得
,
因和恰好均能通過半圓形軌道的最高點(diǎn),則和通過時(shí)速度大小相等,設(shè)為,則
在半圓形軌道最高點(diǎn)時(shí)有
由半圓形軌道最低點(diǎn)到最高點(diǎn),由動能定理得
解得

(2)解:從運(yùn)動到,由能量守恒得
定值電阻產(chǎn)生的焦耳熱
解得
(3)解:設(shè)由運(yùn)動到的位移為,對,由動量定理得
電荷量
平均感應(yīng)電動勢
平均感應(yīng)電流

解得
【知識點(diǎn)】動量定理;生活中的圓周運(yùn)動;動能定理的綜合應(yīng)用;碰撞模型;電磁感應(yīng)中的能量類問題
【解析】【分析】(1)根據(jù)動能定理計(jì)算絕緣棒N與M碰撞前的速度→M與N發(fā)生彈性碰撞→計(jì)算出碰后速度→M和N恰好均能通過半圓形軌道的最高點(diǎn)→N在最高點(diǎn)的速度→由動能定理求得r。
(2)根據(jù)能量守恒計(jì)算出系統(tǒng)產(chǎn)生的總焦耳熱→根據(jù)焦耳定律求定值電阻產(chǎn)生的焦耳熱。
(3)對M分析,根據(jù)動量定理和電流定義式求出aa'與bb'間的距離→絕緣棒N勻速通過abb'a'區(qū)域→根據(jù)x=vt計(jì)算出t。
(1)、碰前過程,對絕緣棒,由動能定理得
解得
絕緣棒與金屬棒發(fā)生彈性碰撞,由動量守恒定律可得
由機(jī)械能守恒定律得
解得
,
因和恰好均能通過半圓形軌道的最高點(diǎn),則和通過時(shí)速度大小相等,設(shè)為

在半圓形軌道最高點(diǎn)時(shí)有
由半圓形軌道最低點(diǎn)到最高點(diǎn),由動能定理得
解得
(2)從運(yùn)動到,由能量守恒得
定值電阻產(chǎn)生的焦耳熱
解得
(3)設(shè)由運(yùn)動到的位移為,對,由動量定理得
電荷量
平均感應(yīng)電動勢
平均感應(yīng)電流

解得
15.【答案】解:(1)由愛因斯坦光電效應(yīng)方程
所以
由動能定理得
所以
(2)速度為的電子剛好能到達(dá)陽極的臨界軌跡如圖所示
即從N點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入磁場的電子在磁場中軌跡是半圓弧,為其直徑,所以
由洛倫茲力提供向心力可得
所以
(3)速度為的電子半徑設(shè)為,則
所以
即電子以最大速度與成進(jìn)入磁場時(shí)剛好到達(dá)陽極O,從N點(diǎn)射入的電子速度方向合適,在之間均可到達(dá)陽極O處;當(dāng)電子從P點(diǎn)以最大速度與成方向射出,電子剛好與磁場邊界相切,即能到達(dá)陽極O處的光電子只分布在之間,如圖所示
所以
【知識點(diǎn)】帶電粒子在有界磁場中的運(yùn)動;光電效應(yīng)
【解析】【分析】(1)由愛因斯坦光電效應(yīng)方程和動能定理求得入射光的波長λ和遏止電壓Uc;
(2)由題意先確定電子能運(yùn)動到陽極處的半徑,再由半徑公式求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??;
(3)先考慮正常情況下軌跡與磁場邊界相切的臨界情況,確定偏轉(zhuǎn)角的范圍,再考慮平移后同樣的臨界情況,分別求出光電子打中的范圍占磁場區(qū)的圓心角,從而就求出了占比。
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