


2025届四川省自贡市蜀光中学高三下学期二模物理试题(原卷版+解析版)
展开 这是一份2025届四川省自贡市蜀光中学高三下学期二模物理试题(原卷版+解析版),共28页。试卷主要包含了9km/s,2s等内容,欢迎下载使用。
本卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.本试卷共分两卷,第Ⅰ卷为选择题,第Ⅱ卷为非选择题。
2.考生务必将自己的姓名、座位号和准考证号填写在答题卡相应的位置上。
3.第Ⅰ卷的答案用2B铅笔填涂到答题卡上,第Ⅱ卷必须将答案填写在答题卡上规定位置。
第Ⅰ卷 选择题(共43分)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。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年4月25日,神舟十八号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火发射,并成功与我国空间站“天和”核心舱成功对接,组合体运行在离地约400公里圆轨道上,引力常量为G,已知,关于神舟十八号载人飞船的发射、对接和在轨运行,下列说法正确的是( )
A. 组合体在轨运行时的速度大于7.9km/s
B. 神舟十八号和“天和”核心舱同轨后,神舟十八号加速可实现与“天和”核心舱对接
C. 知道组合体做圆周运动的周期及半径,可求出地球的质量
D. 组合体在轨运行时,宇航员受力平衡
2. 很多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献,下列叙述符合物理学史实的是( )
A. 首先提出量子理论的科学家是爱因斯坦
B 光电效应和康普顿效应说明光具有波动性
C. 卢瑟福用α粒子散射实验证明原子内部存着原子核
D. 汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子,从而揭示了原子核是有复杂结构的
3. 某学习小组在研究光的折射现象时,让一束红光和一束绿光,从半圆形的玻璃柱体横截面的圆心O点以相同的入射角沿PO方向射入,其透射光线分别从同一横截面上的A、B两点射出,如图所示,已知,光速,则下列说法正确的是( )
A. OB是红光,OA是绿光
B. 玻璃对OA光束折射率为
C. OA光束在该玻璃中传播的速度为m/s
D. 逐渐增大角,因发生全反射而先消失的是OA光束
4. 空间存在着匀强磁场和匀强电场,磁场的方向垂直于纸面(平面)向里,电场的方向沿y轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下,从坐标原点O由静止开始运动。下列四幅图中,可能正确描述该粒子运动轨迹的是( )
A. B.
C. D.
5. 光滑的水平面上叠放有质量分别为m和的两木块,下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连,弹簧的另一端固定在墙上,如图所示。已知两木块之间的最大静摩擦力为f,为使这两个木块组成的系统像一个整体一样地振动,系统的最大振幅为( )
A. B. C. D.
6. 图甲是一种振动发电机的示意图,半径、匝数的线圈(每匝的周长相等)位于辐向分布的磁场中,磁场的磁感线沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示),线圈所在位置的磁感应强度的大小均为,外力作用在线圈框架的端,使线圈沿轴线做往复运动,线圈运动速度随时间变化的规律如图丙(正弦函数曲线)所示。发电机通过灯泡后接入理想变压器,三个灯泡均正常发光,灯泡正常发光时的电阻,不计线圈电阻。则每个小灯泡正常发光时的功率为( )
A. B. C. D.
7. 如图,在区域内有垂直于xOy平面内的匀强磁场和平行于x轴的匀强电场,x轴和y轴所表示的单位长度相同。一不计重力的带电粒子每次均从坐标原点O以一定的速度沿y轴正方向射入。若电场、磁场均存在,粒子恰好沿直线运动;若仅撤去磁场,粒子将从点射出;若仅撤去电场,粒子将( )
A. 从点射出B. 从点射出
C. 从点射出D. 从点射出
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 一列简谐波沿x轴正方向传播,O为波源且t=0时刻开始沿y轴正方向起振。如图所示为t=0.3s时x=0至x=4m范围内的波形图,虚线右侧的波形图未画出,已知图示时刻x=2m处的质点第二次到达波峰,则( )
A. 这列波的周期为0.2s
B. t=0.3s时x=2m处的质点加速度正向最大
C. t=0.8s时x=16m处的质点经过平衡位置向上运动
D. t=0.3s时x=14m处的质点的位置坐标为
9. 如图所示,以A、B、C、D为顶点构成的长方形处于一平行板电容器(未画出)形成的匀强电场中,长方形所在平面与两平行板垂直,AB的长度为8cm,BC的长度为6cm,D点距带正电荷的电容器极板的距离为20cm。取无穷远处为零电势,A、B、C三点的电势分别为9V、25V、16V。则( )
A. D点电势为0V
B. D点电势为18V
C. 两平行板间的电势差为50V
D. 两平行板间的电势差为100V
10. 如图所示,表面粗糙的“L”型水平轨道固定在地面上,劲度系数为k、原长为的轻弹簧一端固定在轨道上的O点,另一端与安装有位移、加速度传感器的滑块相连,滑块总质量为m。以O为坐标原点,水平向右为正方向建立x轴,将滑块拉至坐标为的A点由静止释放,向左最远运动到坐标为的B点,测得滑块的加速度a与坐标x的关系如图所示,其中为图线纵截距。则滑块由A运动至B过程中(弹簧始终处于弹性限度内)下列描述正确的是( )
A.
B. 最大动能为
C. 动摩擦因数
D. 滑块在和处的弹性势能
第Ⅱ卷 非选择题(共57分)
三、实验探究(每空2分、共16分)
11. 在“用单摆测定重力加速度”实验中:
(1)下列哪个装置最适合用来做单摆?_______
A B. C. D.
(2)用20分度的游标卡尺测量摆球的直径,如图甲所示,由此可知摆球的直径______cm。
(3)以下关于该实验的说法中正确的有______。
A.用刻度尺测量摆线的长度,单摆的摆长
B.若发现摆球不在同一个竖直平面内摆动,则需重新释放摆球
C.摆球摆动稳定后,从某次摆球经过最高位置时开始计时
D.摆球摆动稳定后,从某次摆球经过最低位置时开始计时
(4)实验中改变几次摆长L,测出相应的摆动周期T,得到多组L与T的数据,作出图线,如图乙所示,图线上A、B两点的坐标分别为,,则重力加速度g的计算式为______。
12. 如图甲所示是一个多用电表的简化电路图。请完成下列问题。
(1)测量直流电流、直流电压和电阻各有两个量程。当选择开关S旋到位置5、6时,电表用来测量____________(选填“直流电流”、“直流电压”或“电阻”)。
(2)某同学用此多用表测量某电学元件的电阻,选用“×10”倍率的欧姆挡测量,发现多用表指针偏转很小,因此需选择____________(填“×1”或“×100”)倍率的欧姆挡。
(3)某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理,组装如图乙、丙所示的简易欧姆表。实验器材如下:
A.干电池(电动势E为3.0V,内阻r不计);
B.电流计G(量程300μA,内阻99Ω);
C.可变电阻器R;
D.定值电阻R0=4Ω;
E.导线若干,红黑表笔各一只。
①如图乙所示,表盘上100μA刻度线对应的电阻刻度值是____________Ω;
②如果将R0与电流计并联,如图丙所示,这相当于欧姆表换挡,换挡前、后倍率之比为____________。
四、分析与计算(写出必要的文字说明,共41分)
13. 弹射+滑跃式起飞是一种航母舰载机的起飞方式。飞机在弹射装置作用下使飞机具有一定的初速度,跑道的前一部分是水平的,跑道后一段略微向上翘起。飞机在尾段翘起跑道上的运动虽然会使加速度略有减小,但能使飞机具有斜向上的速度,有利于飞机的起飞,起飞升力与速度的关系我们可以简化为(升力)L=kv(),假设某飞机质量为,从静止的航母上滑跃式起飞过程是两段连续的匀加速直线运动,前一段在水平跑道上受到的平均阻力恒为,加速度为,位移为80m,后一段倾斜跑道上的加速度为,路程为100m,飞机恰好能正常起飞,求
(1)求水平加速时的牵引力;
(2)水平跑道到倾斜跑道转折点时的速度;
(3)在跑道上加速的总时间。
14. 如图所示,一足够长水平传送带顺时针转动,速度大小恒为。传送带上MN右侧存在一方向竖直向上的匀强磁场区域,磁感应强度大小为。有一边长为、粗细均匀的正方形导线框abcd,质量,总电阻。ab边与磁场边界平行,在ab边距离MN为的位置由静止释放该线框,已知线框与传送带之间的动摩擦因数为,线框刚到MN直至完全进入磁场用时,,重力加速度g取,求:
(1)从开始释放线框到ab边刚到达MN所用的时间;
(2)线框ab边刚进入磁场时a、b两点间的电势差;
(3)线框在传送带上运动的整个过程中,传送带因传输线框而多消耗的电能。
15. 如图,一半径为的圆内存在匀强磁场,磁感应强度大小为,方向垂直于纸面向里,在圆形磁场右边有一接地的“”形金属挡板,在bc边中点O开一小孔,圆形磁场与bc边相切于O点,挡板内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度大小,在cd边下方处放置一足够长的水平接收板P,初速度可忽略的大量电子,经过电压U加速后,有宽度为的平行电子束竖直向上进入圆形磁场,均通过O点进入,电子质量为m,电荷量为e,忽略电子间的相互作用和电子的重力,其中已知,求:
(1)电子进入圆形磁场区域时的速度v;
(2)圆形磁场区域的半径;。
(3)电子在水平接收板上击中的区域。
2025年四川省自贡市蜀光中学校高三二模考试
物 理
本卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.本试卷共分两卷,第Ⅰ卷为选择题,第Ⅱ卷为非选择题。
2.考生务必将自己的姓名、座位号和准考证号填写在答题卡相应的位置上。
3.第Ⅰ卷的答案用2B铅笔填涂到答题卡上,第Ⅱ卷必须将答案填写在答题卡上规定位置。
第Ⅰ卷 选择题(共43分)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。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年4月25日,神舟十八号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火发射,并成功与我国空间站“天和”核心舱成功对接,组合体运行在离地约400公里的圆轨道上,引力常量为G,已知,关于神舟十八号载人飞船的发射、对接和在轨运行,下列说法正确的是( )
A. 组合体在轨运行时的速度大于7.9km/s
B. 神舟十八号和“天和”核心舱同轨后,神舟十八号加速可实现与“天和”核心舱对接
C. 知道组合体做圆周运动的周期及半径,可求出地球的质量
D. 组合体在轨运行时,宇航员受力平衡
【答案】C
【解析】
【详解】A.第一宇宙速度是最大的环绕速度,所以组合体在轨运行的速度小于7.9km/s。故A错误;
B.神舟十八号和“天和”核心舱同轨后,神舟十八号加速后会做离心运动,不可能实现对接。故B错误;
C.知道组合体做圆周运动的周期及半径,由
可求出地球质量M。故C正确;
D.组合体在轨运行时,宇航员做圆周运动,万有引力提供向心力,受力不平衡。故D错误。
故选C。
2. 很多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献,下列叙述符合物理学史实的是( )
A. 首先提出量子理论的科学家是爱因斯坦
B. 光电效应和康普顿效应说明光具有波动性
C. 卢瑟福用α粒子散射实验证明原子内部存在着原子核
D. 汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子,从而揭示了原子核是有复杂结构的
【答案】C
【解析】
【详解】A.首先提出量子理论的科学家是普朗克,故A错误。
B.光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性,故B错误;
C.卢瑟福通过α粒子散射实验,提出了原子核式结构模型,故C正确;
D.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子,从而揭示了原子是有复杂结构的,故D错误。
故选C
3. 某学习小组在研究光的折射现象时,让一束红光和一束绿光,从半圆形的玻璃柱体横截面的圆心O点以相同的入射角沿PO方向射入,其透射光线分别从同一横截面上的A、B两点射出,如图所示,已知,光速,则下列说法正确的是( )
A. OB是红光,OA是绿光
B. 玻璃对OA光束的折射率为
C. OA光束在该玻璃中传播的速度为m/s
D. 逐渐增大角,因发生全反射而先消失的是OA光束
【答案】C
【解析】
【详解】A.因为绿光的折射率大于红光折射率,所以OB是绿光,OA是红光,故A错误;
B.玻璃对OA光束的折射率为
故B错误;
C.OA光束在该玻璃中传播的速度为
故C正确;
D.全反射是从光密介质射向光疏介质时,入射角大于等于临界角时发生的现象。图中所示光从光疏介质射向光密介质,逐渐增大角,也不会发生全反射现象,故D错误。
故选C。
4. 空间存在着匀强磁场和匀强电场,磁场的方向垂直于纸面(平面)向里,电场的方向沿y轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下,从坐标原点O由静止开始运动。下列四幅图中,可能正确描述该粒子运动轨迹的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】解法一:
AC.在xOy平面内电场的方向沿y轴正方向,故在坐标原点O静止的带正电粒子在电场力作用下会向y轴正方向运动。磁场方向垂直于纸面向里,根据左手定则,可判断出向y轴正方向运动的粒子同时受到沿x轴负方向的洛伦兹力,故带电粒子向x轴负方向偏转。AC错误;
BD.运动的过程中在电场力对带电粒子做功,粒子速度大小发生变化,粒子所受的洛伦兹力方向始终与速度方向垂直。由于匀强电场方向是沿y轴正方向,故x轴为匀强电场的等势面,从开始到带电粒子偏转再次运动到x轴时,电场力做功为0,洛伦兹力不做功,故带电粒子再次回到x轴时的速度为0,随后受电场力作用再次进入第二象限重复向左偏转,故B正确,D错误。
故选B。
解法二:
粒子在O点静止,对速度进行分解,分解为向x轴正方向的速度v,向x轴负方向的速度v’,两个速度大小相等,方向相反。使得其中一个洛伦兹力平衡电场力,即
则粒子的在电场、磁场中的运动,可视为,向x轴负方向以速度做匀速直线运动,同时在x轴上方做匀速圆周运动。
故选B
5. 光滑的水平面上叠放有质量分别为m和的两木块,下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连,弹簧的另一端固定在墙上,如图所示。已知两木块之间的最大静摩擦力为f,为使这两个木块组成的系统像一个整体一样地振动,系统的最大振幅为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】对整体,当最大振幅时有
得
隔离分析,当最大振幅时,两木块间的摩擦力达到最大静摩擦力
得
故C正确,A、B、D错误。
故选C。
【点评】解决本题的关键会分析物体做简谐运动的回复力是什么力。知道该题中最大振幅时两木块间的摩擦力达到最大静摩擦力。
6. 图甲是一种振动发电机的示意图,半径、匝数的线圈(每匝的周长相等)位于辐向分布的磁场中,磁场的磁感线沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示),线圈所在位置的磁感应强度的大小均为,外力作用在线圈框架的端,使线圈沿轴线做往复运动,线圈运动速度随时间变化的规律如图丙(正弦函数曲线)所示。发电机通过灯泡后接入理想变压器,三个灯泡均正常发光,灯泡正常发光时的电阻,不计线圈电阻。则每个小灯泡正常发光时的功率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意可知,线圈中产生的感应电动势最大值为
由图丙可知
角速度
解得
则发电机产生的电动势的瞬时值表达式为
发电机正常工作时三个小灯泡均正常发光,则有变压器的原副线圈两端的电流关系为
根据
则变压器原、副线圈的匝数比为2∶1,电源的有效值
设小灯泡正常发光的两端的电压为,副线圈两端的电压为,根据匝数比和电压关系,则原线圈的两端的电压为,则有
解得
小灯泡正常发光的功率
故选C。
7. 如图,在区域内有垂直于xOy平面内的匀强磁场和平行于x轴的匀强电场,x轴和y轴所表示的单位长度相同。一不计重力的带电粒子每次均从坐标原点O以一定的速度沿y轴正方向射入。若电场、磁场均存在,粒子恰好沿直线运动;若仅撤去磁场,粒子将从点射出;若仅撤去电场,粒子将( )
A. 从点射出B. 从点射出
C. 从点射出D. 从点射出
【答案】B
【解析】
【详解】设粒子的初速度为,电场、磁场均存在,粒子恰好沿直线运动,可得
撤去磁场后,粒子在电场中做类平抛运动,可得,
又
撤去电场后,粒子在磁场中做匀速圆周运动,则有
联立,解得
若仅撤去磁场,粒子将从点射出,可知粒子受洛伦兹力时与电场力方向相反,结合几何关系可知轨迹圆的圆心位置为(-1,0),则粒子从点射出。
故选B。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 一列简谐波沿x轴正方向传播,O为波源且t=0时刻开始沿y轴正方向起振。如图所示为t=0.3s时x=0至x=4m范围内的波形图,虚线右侧的波形图未画出,已知图示时刻x=2m处的质点第二次到达波峰,则( )
A. 这列波的周期为0.2s
B. t=0.3s时x=2m处的质点加速度正向最大
C. t=0.8s时x=16m处的质点经过平衡位置向上运动
D. t=0.3s时x=14m处的质点的位置坐标为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由题知,波长,波源t=0时刻开始沿y轴正方向起振,则介质中各个质点均沿y轴正方向起振,t=0.3s时,x=2m处的质点第二次到达波峰,振动了,波从波源O传到x=2m处的质点,用时,则
解得周期
故A正确;
B.t=0.3s时x=2m处的质点处于波峰,则加速度负向最大,故B错误;
C.波速
则t=0.3s时,波传播到x=12m处的质点,画t=0.3s时波形图可得,此时x=12m处的质点处于平衡位置,且向上振动,t=0.4s时,波传播到x=16m处的质点,再经过0.4s,即再经过2个周期,x=16m质点从平衡位置向上运动。则t=0.8s时,x=16m处的质点从平衡位置向上运动,故C正确;
D.t=0.3s时,波传播距离为
因此波向右传播了12m,所以在x=14m处的质点还未振动,故D错误。
故选AC。
9. 如图所示,以A、B、C、D为顶点构成的长方形处于一平行板电容器(未画出)形成的匀强电场中,长方形所在平面与两平行板垂直,AB的长度为8cm,BC的长度为6cm,D点距带正电荷的电容器极板的距离为20cm。取无穷远处为零电势,A、B、C三点的电势分别为9V、25V、16V。则( )
A. D点电势为0V
B. D点电势为18V
C. 两平行板间的电势差为50V
D. 两平行板间的电势差为100V
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.在匀强电场中,平行等间距的两点电势差相等,可得
代入数据可得
0
故A正确,B错误;
CD.将CD分为8等分,每一等分对应1cm,所以F点的电势为9V,连接AF,过D点做AF的垂线,如图
有几何关系可得DG的长度为
解得
所以电场强度的大小为
解得
又因为D的电势为0,且D点距离正极板的距离为20cm,有对称性可知,两极板间的距离为40cm,所以两极板间的电势差为
解得
故D正确,C错误
故选AD。
10. 如图所示,表面粗糙的“L”型水平轨道固定在地面上,劲度系数为k、原长为的轻弹簧一端固定在轨道上的O点,另一端与安装有位移、加速度传感器的滑块相连,滑块总质量为m。以O为坐标原点,水平向右为正方向建立x轴,将滑块拉至坐标为的A点由静止释放,向左最远运动到坐标为的B点,测得滑块的加速度a与坐标x的关系如图所示,其中为图线纵截距。则滑块由A运动至B过程中(弹簧始终处于弹性限度内)下列描述正确的是( )
A.
B. 最大动能为
C. 动摩擦因数
D. 滑块在和处的弹性势能
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由图可知,当滑块运动到位置时,滑块的加速度为零,滑块受到水平向右的滑动摩擦力和水平向左的弹力,所以弹簧处于伸长状态,而不是原长,故A项错误;
B.加速度为零时,速度达到最大,动能最大,根据动能定理,结合图线与横轴所围区域的面积可得
故B项正确;
C.根据牛顿第二定律得
当时,,解得:动摩擦因数
故C项正确;
D.能量守恒定律可得
故D项错误。
故选BC。
第Ⅱ卷 非选择题(共57分)
三、实验探究(每空2分、共16分)
11. 在“用单摆测定重力加速度”实验中:
(1)下列哪个装置最适合用来做单摆?_______
A. B. C. D.
(2)用20分度的游标卡尺测量摆球的直径,如图甲所示,由此可知摆球的直径______cm。
(3)以下关于该实验说法中正确的有______。
A.用刻度尺测量摆线长度,单摆的摆长
B.若发现摆球不在同一个竖直平面内摆动,则需重新释放摆球
C.摆球摆动稳定后,从某次摆球经过最高位置时开始计时
D.摆球摆动稳定后,从某次摆球经过最低位置时开始计时
(4)实验中改变几次摆长L,测出相应的摆动周期T,得到多组L与T的数据,作出图线,如图乙所示,图线上A、B两点的坐标分别为,,则重力加速度g的计算式为______。
【答案】 ①. A ②. 1.370 ③. BD##DB ④.
【解析】
【详解】(1)[1]根据单摆理想模型可知,为减少空气阻力的影响,摆球应采用密度大、体积小的铁球,为使摆球摆动时摆长不变,摆线应用不易变形的细丝线,悬点应用铁夹来固定,故A正确,BCD错误。
(2)[2]游标卡尺的读数为
(3)[3]A.用刻度尺测量摆线的长度l,单摆的摆长,故A错误;
B.若发现摆球不在同一个竖直平面内摆动,则摆球做圆锥摆运动,因此需重新释放摆球,使摆球做单摆运动,故B正确;
CD.摆球摆动稳定后,从某次摆球经过最低位置时开始计时,因为最低点速度大,相对误差小,故C错误,D正确;
故选BD。
(4)[4]根据单摆周期公式
整理得
因此图线斜率为
解得
12. 如图甲所示是一个多用电表的简化电路图。请完成下列问题。
(1)测量直流电流、直流电压和电阻各有两个量程。当选择开关S旋到位置5、6时,电表用来测量____________(选填“直流电流”、“直流电压”或“电阻”)。
(2)某同学用此多用表测量某电学元件的电阻,选用“×10”倍率的欧姆挡测量,发现多用表指针偏转很小,因此需选择____________(填“×1”或“×100”)倍率的欧姆挡。
(3)某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理,组装如图乙、丙所示的简易欧姆表。实验器材如下:
A.干电池(电动势E为3.0V,内阻r不计);
B.电流计G(量程300μA,内阻99Ω);
C.可变电阻器R;
D.定值电阻R0=4Ω;
E.导线若干,红黑表笔各一只。
①如图乙所示,表盘上100μA刻度线对应的电阻刻度值是____________Ω;
②如果将R0与电流计并联,如图丙所示,这相当于欧姆表换挡,换挡前、后倍率之比为____________。
【答案】 ①. 直流电源 ②. ×100 ③. 20000 ④. 100:1
【解析】
【详解】(1)[1]由图所示可知,当转换开关旋到位置5、6时,表头与电阻串联,此时可用来测量直流电压。
(2)[2]测量某电学元件的电阻,选用“”倍率的电阻挡测量,发现多用表指针偏转很小,待测阻值较大,说明所选挡位太小,为准确测量电阻阻值,需选择“”倍率的电阻挡,重新欧姆调零后再测量。
(3)①[3]欧姆表中值电阻等于欧姆挡内部电阻,则中间刻度值对应示数为
有
解得
所以表盘上100μA刻度线对应的电阻刻度值是。
②[4]当电流计满偏时:流过的电流
电流计内阻为,给电流计并联的电阻,根据并联分流的规律可知电流表量程扩大100倍,用该电流表改装成欧姆表,同一刻度对应的电阻值变为原来的,欧姆表换挡前、后倍率之比等于。
四、分析与计算(写出必要的文字说明,共41分)
13. 弹射+滑跃式起飞是一种航母舰载机的起飞方式。飞机在弹射装置作用下使飞机具有一定的初速度,跑道的前一部分是水平的,跑道后一段略微向上翘起。飞机在尾段翘起跑道上的运动虽然会使加速度略有减小,但能使飞机具有斜向上的速度,有利于飞机的起飞,起飞升力与速度的关系我们可以简化为(升力)L=kv(),假设某飞机质量为,从静止的航母上滑跃式起飞过程是两段连续的匀加速直线运动,前一段在水平跑道上受到的平均阻力恒为,加速度为,位移为80m,后一段倾斜跑道上的加速度为,路程为100m,飞机恰好能正常起飞,求
(1)求水平加速时的牵引力;
(2)水平跑道到倾斜跑道转折点时的速度;
(3)在跑道上加速的总时间。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)在水平跑道上加速时
得
(2)飞机起飞速度为
设在转折点的速度为,则倾斜轨道加速过程中
得
(3)设在水平轨道上加速时间为,则
得
,(舍去)
在倾斜轨道上加速时间为
得
(或)
所以
14. 如图所示,一足够长水平传送带顺时针转动,速度大小恒为。传送带上MN右侧存在一方向竖直向上的匀强磁场区域,磁感应强度大小为。有一边长为、粗细均匀的正方形导线框abcd,质量,总电阻。ab边与磁场边界平行,在ab边距离MN为的位置由静止释放该线框,已知线框与传送带之间的动摩擦因数为,线框刚到MN直至完全进入磁场用时,,重力加速度g取,求:
(1)从开始释放线框到ab边刚到达MN所用的时间;
(2)线框ab边刚进入磁场时a、b两点间的电势差;
(3)线框在传送带上运动的整个过程中,传送带因传输线框而多消耗的电能。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)假设线框进入磁场前做匀加速运动,根据牛顿第二定律
根据运动学公式
解得
说明线框进入磁场前一直做匀加速运动,匀加速时间
(2)ab边刚进入磁场时产生电动势
解得
由闭合电路欧姆定律
解得
解得
(3)进入磁场前传送带位移
多消耗电能
线框进入磁场后受到的安培力
解得
由动量定理
其中
解得
线框进入磁场阶段一直与皮带发生相对运动,传送带位移
多消耗电能
线框进入磁场后继续加速,直至与皮带共速,之后一起匀速运动,不再多消耗电能
线框在磁场中匀加速时间
传送带位移
多消耗电能
总多消耗电能
15. 如图,一半径为的圆内存在匀强磁场,磁感应强度大小为,方向垂直于纸面向里,在圆形磁场右边有一接地的“”形金属挡板,在bc边中点O开一小孔,圆形磁场与bc边相切于O点,挡板内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度大小,在cd边下方处放置一足够长的水平接收板P,初速度可忽略的大量电子,经过电压U加速后,有宽度为的平行电子束竖直向上进入圆形磁场,均通过O点进入,电子质量为m,电荷量为e,忽略电子间的相互作用和电子的重力,其中已知,求:
(1)电子进入圆形磁场区域时的速度v;
(2)圆形磁场区域的半径;。
(3)电子在水平接收板上击中的区域。
【答案】(1);(2);(3),区域如图左
【解析】
【详解】(1)电子初速度为0,忽略电子间的相互作用和电子的重力,经过电压U加速,则
解得
(2)因为有宽度为的平行电子束竖直向上进入圆形磁场,均通过O点,画图可知,圆形磁场半径等于电子在其运动轨迹的半径,即
(3)挡板内电子进入挡板内磁场,由
可知在挡板内做圆周运动的半径为圆形磁场内圆周运动半径的2倍,即
当圆的轨迹与ab边相切时,即粒子在O点速度方向向上,此时粒子可以射到收集板,如左图所示。随着粒子在O点速度从竖直向上往顺时针偏转时,其轨迹也绕O点顺时针偏转,当偏转到圆的轨迹与ad边相切时,此时粒子刚好不能射到收集板,如右图所示
在右边大三角形中
在三角形中
则
代入解得
电子在水平接收板上击中的区域为这一区域。
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