


云南省昆明市官渡区第六中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试卷(原卷版+解析版)
展开 这是一份云南省昆明市官渡区第六中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试卷(原卷版+解析版),共26页。试卷主要包含了考试结束后,将答题卡交回等内容,欢迎下载使用。
(本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共8页,考试时间75分钟,满分100分)
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚,并用2B铅笔把准考证号对应框涂黑.
2.考生必须把所有的答案填写在答题卡上,答在试卷上的答案无效.
3.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案选项框涂黑.如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案选项框,不要填涂和勾划无关选项.其他试题用黑色碳素笔作答,答案不要超出给定的答题框.
4.考生必须按规定的方法和要求答题,不按要求答题所造成的后果由本人自负.
5.考试结束后,将答题卡交回.
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
一、选择题:本题共10小题,共46分.在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分.有选错的得0分.
1. “中国天眼”通过接收来自宇宙深处的电磁波探索宇宙。关于电磁波,下列说法正确的是( )
A. 根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围也一定产生变化的电场
B. 在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短,速度依次变小
C. 在LC振荡电路中,电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小
D. 常用的遥控器通过发出微波来遥控电视机
2. 中国发布的“双碳战略”, 计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体,特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一、若在输送电能总功率不变的情况下,仅将原来的500kV高压输电升级为1000kV的特高压输电,下列说法正确的是( )
A. 输电电流会变为原来的2倍
B. 若输电线不变, 则输电线上损失的电压变为原来的
C. 若输电线不变, 则输电线上损失的功率变为原来的
D. 若输电线损失功率不变,则使用相同材料、粗细的输电线传输距离是原来的4倍
3. 惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器,叫摆钟。某摆钟如图甲所示,旋转摆钟下端的螺母可以使摆上的圆盘沿摆杆上下移动,简化图如图乙所示。摆的运动可视为简谐运动,下列说法正确的是( )
A. 旋转摆钟下端的螺母,若将圆盘沿摆杆上移,则摆的振幅一定减小
B. 旋转摆钟下端的螺母,若将圆盘沿摆杆下移,则摆的振幅一定增大
C. 旋转摆钟下端的螺母,若将圆盘沿摆杆上移,则摆的周期一定增大
D. 旋转摆钟下端的螺母,若将圆盘沿摆杆上移,则摆的周期一定减小
4. 如图甲所示,长直导线与闭合金属环位于同一平面内,长直导线中通入电流i随时间t的变化关系如图乙所示。规定直导线中电流方向向上为正,则在0~T时间内,下列说法正确的是( )
A. 穿过金属环的磁通量一直减小
B. 金属环中始终产生逆时针方向的感应电流
C. 长直导线左侧的磁场方向始终垂直纸面向外
D. 金属环中感应电流先减小后增大
5. 有“海上充电宝”之称的南鲲号是一个利用海浪发电的大型海上电站,其发电原理是海浪带动浪板上下摆动,从而驱动发电机转子转动,其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。图图示时刻线圈平面与磁场方向平行,若转子带动线圈逆时针转动并向外输出电流,则下列说法正确的是( )
A. 线圈转动到如图所示位置时a端电势低于b端电势
B. 线圈转动到如图所示位置时电流方向发生变化
C. 线圈转动到如图所示位置时感应电流最大
D. 线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率无关
6. 圆形区域内有垂直纸面向里匀强磁场,带电粒子a、b从圆周上的M点沿直径MON方向以相同的速度射入磁场,粒子a、b的运动轨迹如图所示。已知粒子a离开磁场时速度方向偏转了90°,粒子b离开磁场时速度方向偏转了60°,不计粒子的重力,下列说法正确的是( )
A. 粒子a、b都带负电
B. 粒子a、b在磁场中运动的时间之比为3:2
C. 粒子a、b的比荷之比为
D. 粒子a、b在磁场中运动轨迹的半径之比为1:3
7. 如图甲所示,光滑水平面上有A、B两物块,已知A物块质量mA=1 kg。初始时刻B静止,A以一定的初速度向右运动,之后与B发生碰撞并一起运动,它们的位移—时间图像如图乙所示(规定向右为位移的正方向),已知A、B碰撞时间极短(t=0.01 s),图中无法显示,则( )
A. 物块B的质量为2kg
B. 物块A对B的冲量为15N·s
C. A、B碰撞时的平均作用力大小为300N
D. A、B系统损失的机械能为8J
8. 如图甲所示,有一种小型的取暖器,可以放在书桌上温暖双手,也可以放在地上温暖双腿,该取暖器内部电路如图乙所示。取暖器内置的变压器可视为理想变压器,其原、副线圈匝数之比为4:1,原线圈接人电源的电压表达式为(V),定值电阻,电流表为理想交流电表。现接通电源,取暖器正常工作,则下列结论正确的是( )
A. 副线圈中电流变化的周期为0.01s
B. 副线圈两端的电压为55V
C. 电流表的示数为0.5A
D. 原线圈输入功率为220W
9. 如图,水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动,坐标原点O为振子的平衡位置,其振动方程为,下列说法正确的是( )
A. 振子的运动周期是
B. 时,振子位于M点
C. 时,振子具有最大速度
D. 从M→O运动过程中,振子的加速度增大,振子的动能减小
10. 如图所示,两足够长的光滑平行金属导轨PQ和,宽,放在倾角的绝缘斜面上,电阻,导轨的电阻不计,垂直于斜面向上的匀强磁场。金属杆质量为m,电阻,用轻绳通过定滑轮与质量的小物块相连,绳平行于斜面,系统恰能保持静止。现将的粘性橡皮泥粘在M上并由静止释放,经过一段时间后系统达到稳定状态,此过程金属杆移动的距离(g取10),下列说法中正确的是( )
A. 金属杆的质量
B. 刚释放瞬间杆的加速度
C. 稳定后金属杆的速度为
D. 若从释放到系统达到稳定状态,电阻R产生的热量
11. 利用如甲图所示的装置验证机械能守恒定律。滑块上安装遮光条,滑块通过不可伸长的轻绳与钩码相连,轻绳与气垫导轨平行。调节气垫导轨水平,释放滑块后,遮光条先后通过两个光电门,钩码的质量。取重力加速度。
(1)利用游标卡尺测量遮光条宽度如图乙所示,读数为__________。
(2)用刻度尺测出两光电门之间的距离为,从遮光条通过光电门1到通过光电门2的过程中,滑块(含遮光条)和钩码组成的系统减少的重力势能为__________。(计算结果保留3位有效数字)
(3)通过计算,此过程中系统动能增加量略大于系统减少的重力势能,出现这种情况可能的原因是__________。
A.空气阻力过大
B.气垫导轨右侧比左侧高
C.气垫导轨左侧比右侧高
12. 复兴号动车组在世界上首次实现了速度350km/h自动驾驶功能,成为我国自主创新的重大标志性成果之一。动车组是由动车和拖车编组而成,提供动力的车厢叫动车,不提供动力的车厢叫拖车。某动车组由8节车厢组成,其中按顺序排列的车厢中,第1、3、6、8节车厢为动车,其余为拖车。若该动车组各车厢质量均为m,在水平直轨道上运动时每节动车提供的动力恒为F,每节车厢受到的阻力大小恒为f。该动车组在水平直轨道上运动的过程中,求
(1)动车组的加速度大小;
(2)第3、4节车厢之间相互作用力的大小。
13. 如图所示为某滑雪场滑道示意图。滑雪运动员及装备(可视为质点)的质量为,运动员从平台上水平飞出后恰好能从A点沿圆弧切线进入竖直面内的光滑圆弧滑道ABC,并沿滑道滑上与圆弧滑道在C点相切的粗糙倾斜直滑道CD,CD滑道足够长。已知圆弧滑道半径为,圆心为O,AO连线与竖直方向夹角为,AO与CO连线互相垂直。平台与A点之间的高度差为。取重力加速度大小,,,不计空气阻力。求:
(1)运动员离开平台瞬间速度大小;
(2)运动员第一次运动到圆弧滑道最低点B时,受到的支持力大小;
(3)为保证运动员不从A点滑离圆弧滑道,运动员与CD段之间动摩擦因数的最小值。
14. 如图甲所示,长方形金属线框abcd静止在绝缘水平桌面上,线框电阻为,,,e、f分别为ad、bc的中点,ef右侧存在方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。金属线框始终保持静止,时,求:
(1)线框中感应电流的大小;
(2)线框所受摩擦力的大小。
15. 为较精确地测量一个阻值约为的电阻的阻值,现有器材如下:
A.待测电阻
B.电流表A(量程,内阻为)
C.电压表(量程,内阻约)
D.电压表(量程,内阻约)
E.电阻箱
F.滑动变阻器,额定电流
G.电源(电动势为,内阻不计)
H.开关和导线若干
(1)电压表应选用__________(选填器材前的字母)。
(2)将电流表与电阻箱并联改装成量程为的电流表,则电阻箱的阻值应调为__________。
(3)为尽量准确地测量该电阻的阻值,请补全图甲中的实验电路图_______。
(4)闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,某次测得电压表示数为,电流表示数如图乙所示,可得该电阻的阻值__________。(计算结果保留3位有效数字)
16. 如图所示,线圈的面积是,共100匝,线圈电阻为,外接电阻,匀强磁场的磁感应强度为,当线圈以的转速匀速转动时,求:
(1)线圈转动中感应电动势的最大值和有效值;
(2)若线圈从经过中性面到开始计时,写出线圈中感应电动势瞬时值表达式;
(3)电路中交流电压表和电流表的示数;
(4)线圈由图示位置转过的过程中,交变电动势的平均值;
(5)线圈由图示位置转过的过程中,通过导线横截面的电荷量.
官渡区第六中学2024~2025学年度下学期3月月考考试
高二物理
(本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共8页,考试时间75分钟,满分100分)
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚,并用2B铅笔把准考证号对应框涂黑.
2.考生必须把所有的答案填写在答题卡上,答在试卷上的答案无效.
3.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案选项框涂黑.如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案选项框,不要填涂和勾划无关选项.其他试题用黑色碳素笔作答,答案不要超出给定的答题框.
4.考生必须按规定的方法和要求答题,不按要求答题所造成的后果由本人自负.
5.考试结束后,将答题卡交回.
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
一、选择题:本题共10小题,共46分.在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分.有选错的得0分.
1. “中国天眼”通过接收来自宇宙深处的电磁波探索宇宙。关于电磁波,下列说法正确的是( )
A. 根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围也一定产生变化的电场
B. 在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短,速度依次变小
C. 在LC振荡电路中,电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小
D. 常用的遥控器通过发出微波来遥控电视机
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场产生磁场,但不一定产生变化的磁场;变化的磁场产生电场,但不一定产生变化的电场,故A错误;
B.无线电波、红外线、可见光、紫外线都是电磁波,它在真空中的速度相同,故B错误;
C.在LC振荡电路中,电容器极板上的电荷量最大时,电容器的电场能最大,则线圈产生的磁场能最小,磁场能大小与电流大小变化同步,所以电路中的电流最小,故C正确;
D.常用的遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机,故D错误。
故选C。
2. 中国发布的“双碳战略”, 计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体,特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一、若在输送电能总功率不变的情况下,仅将原来的500kV高压输电升级为1000kV的特高压输电,下列说法正确的是( )
A. 输电电流会变为原来的2倍
B. 若输电线不变, 则输电线上损失的电压变为原来的
C. 若输电线不变, 则输电线上损失的功率变为原来的
D. 若输电线损失功率不变,则使用相同材料、粗细的输电线传输距离是原来的4倍
【答案】D
【解析】
详解】A.由公式
可知,在输电功率不变的情况下,电压升高为原来的2倍,则输送电流变为原来的,故A错误;
BC.导线上损失的电压,损失的功率分别为
若输电线不变,则输电线上损失的电压变为原来的,损失的功率变为原来的,故BC错误;
D.由于输送电流变为原来的,要保持输电线损失功率不变,输电线的阻值应变为原来的4倍,由电阻定律可得
使用相同材料、粗细的输电线传输距离是原来的4倍,故D正确。
故选D。
3. 惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器,叫摆钟。某摆钟如图甲所示,旋转摆钟下端的螺母可以使摆上的圆盘沿摆杆上下移动,简化图如图乙所示。摆的运动可视为简谐运动,下列说法正确的是( )
A. 旋转摆钟下端的螺母,若将圆盘沿摆杆上移,则摆的振幅一定减小
B. 旋转摆钟下端的螺母,若将圆盘沿摆杆下移,则摆的振幅一定增大
C. 旋转摆钟下端的螺母,若将圆盘沿摆杆上移,则摆的周期一定增大
D. 旋转摆钟下端的螺母,若将圆盘沿摆杆上移,则摆的周期一定减小
【答案】D
【解析】
【详解】AB.旋转摆钟下端的螺母,可以改变摆长,但由于摆的振幅与摆长没有直接关系,故AB错误;
CD.由单摆的周期公式,可知将圆盘沿摆杆上移,即摆长减小,周期减小,故C错误,D正确。
故选D。
4. 如图甲所示,长直导线与闭合金属环位于同一平面内,长直导线中通入电流i随时间t的变化关系如图乙所示。规定直导线中电流方向向上为正,则在0~T时间内,下列说法正确的是( )
A. 穿过金属环的磁通量一直减小
B. 金属环中始终产生逆时针方向的感应电流
C. 长直导线左侧的磁场方向始终垂直纸面向外
D. 金属环中的感应电流先减小后增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据图乙可知,电流先减小后增大,则电流周围空间激发的磁场先减小后增大,可知,穿过金属环的磁通量先减小后增大,故A错误;
B.根据图乙可知,内金属环所在位置的磁感应强度的方向垂直于纸面向外,磁感应强度大小减小,穿过金属环的磁通量减小,根据楞次定律可知,金属环中感应电流的方向沿逆时针方向,内金属环所在位置的磁感应强度的方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小增大,穿过金属环的磁通量增大,根据楞次定律可知,金属环中感应电流的方向沿逆时针方向,即金属环中始终产生逆时针方向的感应电流,故B正确;
C.根据安培定则可知,内长直导线左侧的磁场方向垂直纸面向里,内长直导线左侧的磁场方向垂直纸面向外,故C错误;
D.根据图乙可知,图像为一条倾斜的直线,则电流的变化率一定,可知,金属环所在位置的磁感应强度的变化率一定,根据法律的电磁感应定律可知,金属环中的感应电流一定,故D错误。
故选B。
5. 有“海上充电宝”之称的南鲲号是一个利用海浪发电的大型海上电站,其发电原理是海浪带动浪板上下摆动,从而驱动发电机转子转动,其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。图图示时刻线圈平面与磁场方向平行,若转子带动线圈逆时针转动并向外输出电流,则下列说法正确的是( )
A. 线圈转动到如图所示位置时a端电势低于b端电势
B. 线圈转动到如图所示位置时电流方向发生变化
C. 线圈转动到如图所示位置时感应电流最大
D. 线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率无关
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据右手定则,图示位置的感应电流从a端流出,可知,a端为等效电源的正极,即线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势,故A错误;
B.如图所示位置,穿过线圈的磁通量为0,该位置与中性面垂直,电流只有在经过中性面位置时,电流方向才发生变化,即线圈转动到如图所示位置时电流方向不发生变化,故B错误;
C.结合上述,图示位置,穿过线圈的磁通量为0,感应电动势最大,感应电流最大,故C正确;
D.根据正弦式交流电产生的原理可知,从图示位置计时的感应电动势为
可知,线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率有关,故D错误。
故选C。
6. 圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,带电粒子a、b从圆周上的M点沿直径MON方向以相同的速度射入磁场,粒子a、b的运动轨迹如图所示。已知粒子a离开磁场时速度方向偏转了90°,粒子b离开磁场时速度方向偏转了60°,不计粒子的重力,下列说法正确的是( )
A. 粒子a、b都带负电
B. 粒子a、b在磁场中运动的时间之比为3:2
C. 粒子a、b的比荷之比为
D. 粒子a、b在磁场中运动轨迹的半径之比为1:3
【答案】C
【解析】
【详解】A.粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力,则由左手定则可得,粒子都带正电,故A错误;
D.两个粒子进入磁场时速度指向圆心且水平,则出磁场时速度反向延长线过圆心,轨迹圆半径与速度方向垂直,则可作图得到圆心分别为O1、O2,如图
设磁场圆半径为R,则由几何关系可得,两轨迹圆半径分别为,
则粒子a、b在磁场中运动轨迹的半径之比为,故D错误;
C.粒子在磁场中做圆周运动有
化简得
由于速度相同,相同磁场,则可知比荷之比等于轨迹半径的反比,即,故C正确;
B.两粒子在磁场中运动时间分别为,
综合可得
故B错误。
故选C。
7. 如图甲所示,光滑水平面上有A、B两物块,已知A物块的质量mA=1 kg。初始时刻B静止,A以一定的初速度向右运动,之后与B发生碰撞并一起运动,它们的位移—时间图像如图乙所示(规定向右为位移的正方向),已知A、B碰撞时间极短(t=0.01 s),图中无法显示,则( )
A. 物块B的质量为2kg
B. 物块A对B的冲量为15N·s
C. A、B碰撞时的平均作用力大小为300N
D. A、B系统损失的机械能为8J
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像可得,碰撞前A物块的速度为
碰撞后A、B物块的共同速度为
以方向为正方向,由于水平面光滑,则AB系统动量守恒,有
代入题中数据,联立解得
故A错误;
BC.设A对B的冲量、平均作用用力分别为,对B,由动量定理得物块A对B的冲量为
代入题中数据,联立解得
故B错误,C正确;
D.由能量守恒得A、B系统损失的机械能为
故D错误。
故选C。
8. 如图甲所示,有一种小型的取暖器,可以放在书桌上温暖双手,也可以放在地上温暖双腿,该取暖器内部电路如图乙所示。取暖器内置的变压器可视为理想变压器,其原、副线圈匝数之比为4:1,原线圈接人电源的电压表达式为(V),定值电阻,电流表为理想交流电表。现接通电源,取暖器正常工作,则下列结论正确的是( )
A. 副线圈中电流变化的周期为0.01s
B. 副线圈两端的电压为55V
C. 电流表的示数为0.5A
D. 原线圈的输入功率为220W
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据交变电流的电压表达式,可知输入电压的周期
s=0.02s
变压器不改变交变电流的周期,故副线圈中电流变化的周期为0.02s,故A错误;
B.变压器输入电压的有效值
根据
解得
U2=55V
故B正确;
C.副线圈中的电流
=2A
原线圈中的电流
=0.5A
故C正确;
D.原线圈的输入功率
=110W
故D错误
故选BC
9. 如图,水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动,坐标原点O为振子的平衡位置,其振动方程为,下列说法正确的是( )
A. 振子的运动周期是
B. 时,振子位于M点
C. 时,振子具有最大速度
D. 从M→O运动过程中,振子的加速度增大,振子的动能减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.振子的运动周期是
选项A正确;
B.时位移正向最大,振子位于N点,选项B错误;
C.时,
振子在平衡位置,具有最大速度,选项C正确;
D.从M→O运动过程中,位移减小,则回复力减小,振子的加速度减小,振子的动能增加,选项D错误。
故选AC。
10. 如图所示,两足够长的光滑平行金属导轨PQ和,宽,放在倾角的绝缘斜面上,电阻,导轨的电阻不计,垂直于斜面向上的匀强磁场。金属杆质量为m,电阻,用轻绳通过定滑轮与质量的小物块相连,绳平行于斜面,系统恰能保持静止。现将的粘性橡皮泥粘在M上并由静止释放,经过一段时间后系统达到稳定状态,此过程金属杆移动的距离(g取10),下列说法中正确的是( )
A. 金属杆的质量
B. 刚释放瞬间杆的加速度
C. 稳定后金属杆速度为
D. 若从释放到系统达到稳定状态,电阻R产生的热量
【答案】BC
【解析】
【详解】A.对金属杆的受力分析,由平衡条件得
对小物块M,由平衡条件得
联立解得
故A错误;
B.M释放瞬间,对金属杆,由牛顿第二定律得
对小物块,由牛顿第二定律得
联立解得
故B正确;
C.系统稳定后,处于平衡状态,对金属杆,由平衡条件得
对小物块,由平衡条件得
联立解得
故
又
联立解得稳定后金属杆的速度为
故C正确;
D.若从释放到系统达到稳定状态,设系统产生的总热量为Q总,由能量守恒定律得
解得
由于金属棒与电阻R串联,电流相等,根据焦耳定律
得到它们产生的热量与电阻成正比,所以电阻R产生的热量产生的热量
故D错误。
故选BC。
11. 利用如甲图所示的装置验证机械能守恒定律。滑块上安装遮光条,滑块通过不可伸长的轻绳与钩码相连,轻绳与气垫导轨平行。调节气垫导轨水平,释放滑块后,遮光条先后通过两个光电门,钩码的质量。取重力加速度。
(1)利用游标卡尺测量遮光条宽度如图乙所示,读数为__________。
(2)用刻度尺测出两光电门之间的距离为,从遮光条通过光电门1到通过光电门2的过程中,滑块(含遮光条)和钩码组成的系统减少的重力势能为__________。(计算结果保留3位有效数字)
(3)通过计算,此过程中系统动能增加量略大于系统减少的重力势能,出现这种情况可能的原因是__________。
A.空气阻力过大
B.气垫导轨右侧比左侧高
C.气垫导轨左侧比右侧高
【答案】 ①. 5.30 ②. 1.96 ③. B
【解析】
【详解】(1)[1]利用游标卡尺测量遮光条宽度如图乙所示,读数为
(2)[2]滑块(含遮光条)和钩码组成的系统减少的重力势能为
(3)[3] A.空气阻力过大,此过程中会有摩擦生热,会导致系统动能增加量略小于系统减少的重力势能,故A错误;
BC.气垫导轨右侧比左侧高,系统减少的重力势能除了计算钩码减少的重力势能外,还要加滑块(含遮光条)减少的重力势能,所以会导致此过程中系统动能增加量略大于系统减少的重力势能;同理气垫导轨左侧比右侧高,会导致此过程中系统动能增加量略小于系统减少的重力势能,故B正确,故C错误。
故选B。
12. 复兴号动车组在世界上首次实现了速度350km/h自动驾驶功能,成为我国自主创新的重大标志性成果之一。动车组是由动车和拖车编组而成,提供动力的车厢叫动车,不提供动力的车厢叫拖车。某动车组由8节车厢组成,其中按顺序排列的车厢中,第1、3、6、8节车厢为动车,其余为拖车。若该动车组各车厢质量均为m,在水平直轨道上运动时每节动车提供的动力恒为F,每节车厢受到的阻力大小恒为f。该动车组在水平直轨道上运动的过程中,求
(1)动车组的加速度大小;
(2)第3、4节车厢之间相互作用力的大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)取整列动车组为研究对象,由牛顿第二定律可得
解得
(2)设第3、4节车厢之间的相互作用力大小为F34。若第一节车厢为车头,取动车组的第1、2、3节为研究对象,由牛顿运动定律得
解得
13. 如图所示为某滑雪场滑道示意图。滑雪运动员及装备(可视为质点)的质量为,运动员从平台上水平飞出后恰好能从A点沿圆弧切线进入竖直面内的光滑圆弧滑道ABC,并沿滑道滑上与圆弧滑道在C点相切的粗糙倾斜直滑道CD,CD滑道足够长。已知圆弧滑道半径为,圆心为O,AO连线与竖直方向夹角为,AO与CO连线互相垂直。平台与A点之间的高度差为。取重力加速度大小,,,不计空气阻力。求:
(1)运动员离开平台瞬间的速度大小;
(2)运动员第一次运动到圆弧滑道最低点B时,受到的支持力大小;
(3)为保证运动员不从A点滑离圆弧滑道,运动员与CD段之间动摩擦因数的最小值。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设运动员在A点竖直方向的分速度为vy
在A点
解得
(2)运动员在A点的速度大小
从A点到B点由动能定理可得
在B点对运动员进行受力分析可得
解得
(3)运动员恰好不从A点滑离轨道时,运动员与粗糙轨道之间动摩擦因数最小从A点到C点由动能定理可得
设从C点向上滑动距离x后运动员速度减为零,据动能定理可得
运动员从A点进入圆弧滑道到回到A点的过程,由动能定理可得
解得
14. 如图甲所示,长方形金属线框abcd静止在绝缘水平桌面上,线框电阻为,,,e、f分别为ad、bc的中点,ef右侧存在方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。金属线框始终保持静止,时,求:
(1)线框中感应电流的大小;
(2)线框所受摩擦力的大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)根据法拉第电磁感应定律得
①
磁感线穿过线圈的面积
②
根据闭合电路欧姆定律得
③
联立①②③可得
④
(2)时,磁场的磁感应强度,线框处于静止状态,因此
⑤
由安培力计算公式可得
⑥
联立⑤⑥解得
⑦
15. 为较精确地测量一个阻值约为的电阻的阻值,现有器材如下:
A.待测电阻
B.电流表A(量程,内阻为)
C.电压表(量程,内阻约)
D.电压表(量程,内阻约)
E.电阻箱
F.滑动变阻器,额定电流
G.电源(电动势为,内阻不计)
H.开关和导线若干
(1)电压表应选用__________(选填器材前的字母)。
(2)将电流表与电阻箱并联改装成量程为的电流表,则电阻箱的阻值应调为__________。
(3)为尽量准确地测量该电阻的阻值,请补全图甲中的实验电路图_______。
(4)闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,某次测得电压表示数为,电流表示数如图乙所示,可得该电阻的阻值__________。(计算结果保留3位有效数字)
【答案】 ①. D ②. 3.0 ③. ④. 498
【解析】
【详解】(1)[1]电动势为,为了实验的精确性电压表应选量程的电压表,故电压表应选用D;
(2)[2]将电流表与电阻箱并联改装成量程为的电流表,则电阻箱的阻值应调为
(3)[3]为尽量准确地测量该电阻的阻值,滑动变阻器应采用分压式接法,电流表为改装的,应采用内接法,所以图甲中的实验电路图为
(4)[4]电流表示数如图乙所示,所以流过待测电阻的电流为
可得该电阻的阻值
16. 如图所示,线圈的面积是,共100匝,线圈电阻为,外接电阻,匀强磁场的磁感应强度为,当线圈以的转速匀速转动时,求:
(1)线圈转动中感应电动势的最大值和有效值;
(2)若线圈从经过中性面到开始计时,写出线圈中感应电动势瞬时值表达式;
(3)电路中交流电压表和电流表的示数;
(4)线圈由图示位置转过的过程中,交变电动势的平均值;
(5)线圈由图示位置转过的过程中,通过导线横截面的电荷量.
【答案】(1)100V,50V
(2)
(3)40V,5A
(4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
角速度
线圈转动中感应电动势的最大值
有效值
【小问2详解】
若线圈从经过中性面到开始计时,线圈中感应电动势瞬时值表达式
【小问3详解】
电路中交流电流表的示数
电压表示数
【小问4详解】
线圈由图示位置转过的过程中,交变电动势的平均值
【小问5详解】
线圈由图示位置转过的过程中,通过导线横截面的电荷量
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