内容正文:
【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷(天津专用)
黄金卷05
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回
一、选择题:共8小题,每小题5分,共40分。每题只有一个选项最符合题意。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题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。
1.2024年4月5日全国首批“港澳药械通”进口心脏起搏器在穗通关,这批心脏起搏器使用“氚电池”供电,氚电池能将氚核衰变产生的核能转化为电能,氚核方程为,已知氚核发生衰变的半衰期为12.5年,当电池中氚的含量低于初始值的25%时便无法正常工作。下列说法正确的是( )
A.X粒子是来自原子的内层电子
B.起搏器所处环境的湿度、温度可以改变氚的半衰期
C.的比结合能比的比结合能小
D.这种核能电池的寿命大约是35年
2.千斤顶在汽车维修、地震救灾中经常用到。如图所示是剪式(菱形)千斤顶,当摇动把手时,螺纹杆迫使A、B间距离变小,千斤顶的两臂靠拢(螺旋杆始终保持水平),从而将重物缓慢顶起。若物重为G,AB与AC间的夹角为θ,不计千斤顶杆件自重,下列说法正确的是( )
A.AC、BC两杆受到的弹力大小均为
B.当时,AC、BC两杆受到的弹力大小均为G
C.摇动把手将重物缓慢顶起的过程,AC、BC杆受到的弹力将减小
D.摇动把手将重物缓慢顶起的过程,重物受到的支持力将增大
3.如图,一定质量的理想气体从状态经状态变化到状态的图像。则下列说法正确的是( )
A.状态的压强是状态的压强的4倍
B.状态到状态过程,气体一直对外做功
C.状态到状态过程,气体吸收的热量等于其内能的增加量
D.状态到状态过程,气体压强不变
4.如图所示,将两根粗细相同、材料不同的长软绳甲、乙的一端连接在一起,1、2、3、4…为绳上的一系列间距均为0.1m的质点,其中质点10为两绳的结点,绳处于水平方向。手持质点10在竖直方向做简谐运动,形成向左和向右传播的两列简谐波Ⅰ、Ⅱ,其中波Ⅰ的波速为0.2m/s。某时刻质点10处在波谷位置,5s后此波谷传到质点15,此时质点10正好通过平衡位置向上运动,质点10与质点15之间还有一个波谷,下列说法正确的是( )
A.质点10的振动周期为2s B.波Ⅰ的波长为
C.波Ⅱ的波长为 D.当质点15处于波峰时,质点6处于平衡位置
5.如图甲所示,倒挂的彩虹被叫做“天空的微笑”,实际上它不是彩虹,而是日晕,专业名称叫“环天顶弧”,是由薄而均匀的卷云里面大量扁平的六角片状冰晶(直六棱柱)折射形成,因为大量六角片状冰晶的随机旋转而形成“环天顶弧”。光线从冰晶的上底面进入,经折射从侧面射出,当太阳高度角增大到某一临界值,侧面的折射光线因发生全反射而消失不见。简化光路如图乙所示,以下分析正确的是( )
A.光线从空气进入冰晶后波长变长
B.红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度小
C.光线可能在下表面发生全反射
D.若太阳高度角等于30°时恰好发生全反射,可求得冰晶的折射率为
6.如图甲所示为某品牌漏电保护器,其内部结构及原理如图乙所示,虚线框内为漏电检测装置,可视为理想变压器,其中原线圈由入户的火线、零线在铁芯上双线并行绕制而成,副线圈与控制器相连。当电路发生漏电时,零线中的电流小于火线,从而使副线圈中产生感应电流,通过控制器使线路上的脱扣开关断开,起到自动保护的作用。若入户端接入(V)的交变电流,则下列说法正确的是( )
A.入户端接入的交变电流方向每秒变化50次
B.没有发生漏电时,通过副线圈的磁通量始终为0
C.没有发生漏电时,通过副线圈的磁通量随原线圈中电流的增加而增加
D.当站在绝缘凳上的人双手同时误触火线和零线时,该漏电保护器不会切断电路
7.静电透镜是利用电场来偏转和聚焦电子束的装置,其电场由两个相互靠近的圆筒所带的等量异种电荷产生。圆筒之间形成静电场的等差等势面如图中的虚线所示,当电子束沿中心轴附近有一定的散射角射入该区域时,静电场使平行入射的电子束汇聚于对称轴轴上,设某电子的运动轨迹如图中的实线所示,先后经过三点,则下列说法正确的是( )
A.该静电透镜中带正电的圆筒位于图中靠左侧的位置
B.电子的运动过程中在处的电场强度大于在处的电场强度
C.电子在由到运动过程中的电势能减小,动能增大
D.电子可能仅在电场力作用下在图示电场区域沿垂直于纸面的某平面做圆周运动
8.如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r。开关S闭合后,平行金属板中的带电液滴处于静止状态,电流表和电压表均为理想电表,R2为光敏电阻阻值随光照强度的增大而减小,当光照强度增大时,下列说法正确的是( )
A.电压表示数减小
B.电源的输出功率可能变大
C.在接触极板前,小液滴的机械能减小
D.保持光照强度不变,断开开关,放电过程中,a点电势低于b点电势
二、非选择题:共4题,共60分。其中第10题~12题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
9.(1).如图1所示,在“验证动量守恒定律”实验中,A、B两球半径相同。先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下,从轨道末端抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端,让A球仍从位置C由静止滚下,A球和B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置,未放B球时,A球的落点是P点,O点是轨道末端在记录纸上的竖直投影点,如图2所示。
①为了尽量减小实验误差,A球碰后要沿原方向运动,两个小球的质量应满足m1___________m2(选填“>”或“<”)。
②关于本实验的条件和操作要求,下列说法正确的是___________。
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末端必须水平
C.B球每次的落点一定是重合的
D.实验过程中,复写纸和白纸都可以移动
③已知A、B两个小球的质量m1、m2,三个落点位置与O点距离分别为OM、OP、ON。在实验误差允许范围内,若满足关系式___________,则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒。
(2).某同学设计了如图所示电路,测量定值电阻的阻值、电源的电动势和内阻,使用的器材有:待测定值电阻(约几欧)、待测电源E、电流表A、电阻箱()、开关两个及导线若干.
①请用笔画线代替导线在图中完成实物电路的连接______;
②测量的阻值时,闭合开关前,调节至最大值,然后闭合开关和,调节使电流表示数为I,此时的值为;再断开,将调到时,电流表示数也为I,则的值为______Ω;
③测量电源电动势E和内阻r时,闭合开关、断开,调节,得到和对应电I的多组数据,作出图像如图所示,则电源电动势______V,内阻______Ω(计算结果均保留2位有效数字),若电流表A内阻不可忽略,则r的测量值______(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
10.如图所示,光滑半圆轨道直径沿竖直方向,最低点与水平面相切。对静置于轨道最低点的小球A施加水平向左的瞬时冲量I,A沿轨道运动到最高点时,与用轻绳悬挂的静止小球B正碰并粘在一起。已知I = 1.8 N∙s,A、B的质量分别为mA = 0.3 kg、mB = 0.1 kg,轨道半径和绳长均为R = 0.5 m,两球均视为质点,轻绳不可伸长,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力。求:
(1)与B碰前瞬间A的速度大小;
(2)A、B碰后瞬间轻绳的拉力大小。
11.如图所示,间距为L=1m的足够长光滑平行导轨固定在倾角的绝缘斜面上,矩形区域EFHG内存在垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度B=2T。有两根相同的导体棒ab、cd分别从磁场边界EF上方x0=10m位置和边界EF位置同时由静止释放,cd棒出磁场之前已做匀速运动,cd棒刚出磁场时ab棒恰好进入磁场。已知两导体棒的质量均为,导体棒接入电路的电阻均为,导轨电阻不计,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)cd棒出磁场时的速度大小;
(2)ab棒刚进入磁场时ab两端的电压;
(3)cd棒在磁场运动过程中cd棒上产生的焦耳热。
12.如图所示,在竖直平面建立直角坐标系xOy,直角坐标系所在平面内分布匀强电场和匀强磁场,第I象限内,电场方向平行于x轴,磁场垂直于平面向外;第III象限内,电场方向平行于y轴,只在虚线下方存在垂直于平面向里的匀强磁场.在第I象限内有一点P,OP连线与x轴成45°,现有一带电量为的小球在P点获得一速度,恰好使小球沿着PO方向做匀速直线运动并经过O点进入第III象限,已知匀强电场的电场强度均为1N/C,匀强磁场的磁感应强度均为1T,虚线平行于x轴且与x轴距离为0.2m,π取3.14,重力加速度取10m/s2.求:
(1)画出小球在第I象限内做匀速直线运动的受力情况并求出各力的比例关系;
(2)小球的质量和在P点获得的速度;
(3)小球从O点进入第III象限开始到离开y轴的时间和离开y轴的位置到O点的距离.
试卷第2页,共22页
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【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷(天津专用)
黄金卷05·参考答案
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
一、选择题:共8小题,每小题5分,共40分。每题只有一个选项最符合题意。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题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。
1
2
3
4
5
6
7
8
C
C
D
D
D
BD
CD
BC
二、非选择题:共4题,共60分。其中第13题~16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
9.(12分)(1)①>(1分) ②B(1分) ③ (2分)
(2)①(4分) ②(1分) ③6.0 (1分) 1.0 (1分) 大于(1分)
10.(14分)(1)根据题意,设小球A从最低点开始运动时的速度为v0,由动量定理有
(2分)
设与B碰前瞬间A的速度大小v,从最低点到最高点,由动能定理有
(2分)
联立代入数据解得
(2分)
(2)A与用轻绳悬挂的静止小球B正碰并粘在一起,由动量守恒定律有
(3分)
设A、B碰后瞬间轻绳的拉力大小为F,由牛顿第二定律有
(3分)
联立代入数据解得
(2分)
11.(16分)(1)根据题意,当cd棒出磁场之前已做匀速运动,则有
(1分)
(1分)
解得
(1分)
(2)ab棒未进入磁场时做匀加速直线运动,则有
(1分)
(1分)
解得
(1分)
ab棒刚进入磁场时,有
(1分)
(1分)
联立解得
(1分)
(3)设cd棒在磁场中运动的时间为t,则
(1分)
对cd棒,根据动量定理可得
(1分)
(1分)
联立解得
(1分)
根据能量守恒定律可得
(2分)
解得
(1分)
12.(18分)(1)小球在第I象限内做匀速直线运动的受力分析如下图所示
三力的平衡关系有
(2分)
(2)由三力的平衡关系有
(2分)
(1分)
(2分)
(1分)
(3)小球进入第III象限后在虚线上方,因为重力和电场力平衡先做一段匀速直线运动,匀速直线运动位移
(2分)
(1分)
进入磁场后开始做匀速圆周运动,由
(2分)
可得
(1分)
由几何关系可推断小球做匀速圆周运动的轨迹如图所示
小球在磁场中的轨迹是一个半圆
(1分)
(1分)
离开y轴的位置到O点的距离
(2分)
试卷第2页,共22页
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【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷(天津专用)
黄金卷05
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:共8小题,每小题5分,共40分。每题只有一个选项最符合题意。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题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。
1.2024年4月5日全国首批“港澳药械通”进口心脏起搏器在穗通关,这批心脏起搏器使用“氚电池”供电,氚电池能将氚核衰变产生的核能转化为电能,氚核方程为,已知氚核发生衰变的半衰期为12.5年,当电池中氚的含量低于初始值的25%时便无法正常工作。下列说法正确的是( )
A.X粒子是来自原子的内层电子
B.起搏器所处环境的湿度、温度可以改变氚的半衰期
C.的比结合能比的比结合能小
D.这种核能电池的寿命大约是35年
【答案】C
【详解】根据质量数和核电荷数守恒可知,X粒子为电子,即氚核发生衰变,其中电子由原子核内一个中子转化为一个质子和一个电子而来,故A错误;放射性元素的半衰期由原子核决定,与外界的温度、压强等因素无关,故B错误;氚核发生β衰变的过程中释放能量,根据质能方程可知,总质量减小,产生的新核的比结合能比氚核大,故C正确;电池中氚的含量等于初始值的25%时,即剩余的氚核为原来的四分之一,根据,可知经过了两个半衰期,即,故D错误。故选C。
2.千斤顶在汽车维修、地震救灾中经常用到。如图所示是剪式(菱形)千斤顶,当摇动把手时,螺纹杆迫使A、B间距离变小,千斤顶的两臂靠拢(螺旋杆始终保持水平),从而将重物缓慢顶起。若物重为G,AB与AC间的夹角为θ,不计千斤顶杆件自重,下列说法正确的是( )
A.AC、BC两杆受到的弹力大小均为
B.当时,AC、BC两杆受到的弹力大小均为G
C.摇动把手将重物缓慢顶起的过程,AC、BC杆受到的弹力将减小
D.摇动把手将重物缓慢顶起的过程,重物受到的支持力将增大
【答案】C
【详解】根据题意,设AC、BC两杆受到的弹力大小均为,由平衡条件及几何关系有
,解得,故A错误;由A分析可知,当时,AC、BC两杆受到的弹力大小均为,故B错误;摇动把手将重物缓慢顶起的过程,增大,增大,则减小,故C正确;摇动把手将重物缓慢顶起的过程,重物所受合力为零,则重物受到的支持力大小一直等于重物重力的大小,保持不变,故D错误。故选C。
3.如图,一定质量的理想气体从状态经状态变化到状态的图像。则下列说法正确的是( )
A.状态的压强是状态的压强的4倍
B.状态到状态过程,气体一直对外做功
C.状态到状态过程,气体吸收的热量等于其内能的增加量
D.状态到状态过程,气体压强不变
【答案】D
【详解】根据,变形可得,可知状态a到状态b是等压变化,即;由图可知,状态b到状态c是等容变化,则有,解得,故A错误,D正确;
由图可知,状态a到状态b,体积增大,气体对外做功,状态b到状态c,体积不变,气体对外不做功,故B错误;状态到状态过程,温度升高,故气体内能增大,同时气体对外做功,则气体吸收的热量大于其内能的增加量,故C错误。故选D。
4.如图所示,将两根粗细相同、材料不同的长软绳甲、乙的一端连接在一起,1、2、3、4…为绳上的一系列间距均为0.1m的质点,其中质点10为两绳的结点,绳处于水平方向。手持质点10在竖直方向做简谐运动,形成向左和向右传播的两列简谐波Ⅰ、Ⅱ,其中波Ⅰ的波速为0.2m/s。某时刻质点10处在波谷位置,5s后此波谷传到质点15,此时质点10正好通过平衡位置向上运动,质点10与质点15之间还有一个波谷,下列说法正确的是( )
A.质点10的振动周期为2s B.波Ⅰ的波长为
C.波Ⅱ的波长为 D.当质点15处于波峰时,质点6处于平衡位置
【答案】D
【详解】质点每振动一个周期,波向前传播一个波长,由题可知,可知质点10的振动周期,A错误;根据,可知波Ⅰ的波长为,B错误;利用质点10与质点15之间的波形可知,可得波Ⅱ的波长为,C错误;质点6和质点10之间恰好等于一个波长,振动情况相同,质点15落后质点10恰好,因此当质点15处于波峰时,质点10恰好经平衡位置向下运动,D正确。故选D。
5.如图甲所示,倒挂的彩虹被叫做“天空的微笑”,实际上它不是彩虹,而是日晕,专业名称叫“环天顶弧”,是由薄而均匀的卷云里面大量扁平的六角片状冰晶(直六棱柱)折射形成,因为大量六角片状冰晶的随机旋转而形成“环天顶弧”。光线从冰晶的上底面进入,经折射从侧面射出,当太阳高度角增大到某一临界值,侧面的折射光线因发生全反射而消失不见。简化光路如图乙所示,以下分析正确的是( )
A.光线从空气进入冰晶后波长变长
B.红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度小
C.光线可能在下表面发生全反射
D.若太阳高度角等于30°时恰好发生全反射,可求得冰晶的折射率为
【答案】D
【详解】光在空气中的传播速度比固体中的传播速度大,频率不变,根据光线从空气进入冰晶后波长变短,故A错误;红光的频率小于紫光的频率,则冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率,根据,可知红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度大,故B错误;如图所示
光线在冰晶侧面发生全反射,根据几何关系可知,根据折射定律以及光路可逆,可知无论入射光线如何增大,如果在侧边发生全反射的情况下,光线总会与水平方向成角射出,所以在下表面不可能发生全反射,故C错误;如图所示
由几何关系得,由折射定律得,由全反射的临界条件得,又
,联立解得,故D正确。故选D。
6.如图甲所示为某品牌漏电保护器,其内部结构及原理如图乙所示,虚线框内为漏电检测装置,可视为理想变压器,其中原线圈由入户的火线、零线在铁芯上双线并行绕制而成,副线圈与控制器相连。当电路发生漏电时,零线中的电流小于火线,从而使副线圈中产生感应电流,通过控制器使线路上的脱扣开关断开,起到自动保护的作用。若入户端接入(V)的交变电流,则下列说法正确的是( )
A.入户端接入的交变电流方向每秒变化50次
B.没有发生漏电时,通过副线圈的磁通量始终为0
C.没有发生漏电时,通过副线圈的磁通量随原线圈中电流的增加而增加
D.当站在绝缘凳上的人双手同时误触火线和零线时,该漏电保护器不会切断电路
【答案】BD
【详解】入户端接入的交变电的频率为50Hz,每个周期内电流方向改变2次,则电流方向每秒变化100次,选项A错误;没有发生漏电时,由与通过火线和零线的电流相等方向相反,则通过副线圈的磁通量始终为0,选项B正确,C错误;当站在绝缘凳上的人双手同时误触火线和零线时,人相当于一个用电器,火线与零线的电流同时增大,上方线圈的磁通量仍为零,脱扣开关不会断开,故D正确。故选BD。
7.静电透镜是利用电场来偏转和聚焦电子束的装置,其电场由两个相互靠近的圆筒所带的等量异种电荷产生。圆筒之间形成静电场的等差等势面如图中的虚线所示,当电子束沿中心轴附近有一定的散射角射入该区域时,静电场使平行入射的电子束汇聚于对称轴轴上,设某电子的运动轨迹如图中的实线所示,先后经过三点,则下列说法正确的是( )
A.该静电透镜中带正电的圆筒位于图中靠左侧的位置
B.电子的运动过程中在处的电场强度大于在处的电场强度
C.电子在由到运动过程中的电势能减小,动能增大
D.电子可能仅在电场力作用下在图示电场区域沿垂直于纸面的某平面做圆周运动
【答案】CD
【详解】由图可知,电子运动过程中受力指向轨迹内侧,所受电场力与场强方向相反,又电场力与等势面垂直,可知该静电透镜中带正电的圆筒位于图中靠右侧的位置,A错误;
B.根据等差等势面的密集程度可知,电子的运动过程中在处的电场强度小于在处的电场强度,B错误;电子在由到运动过程中,电势升高,电势能减小,动能增大,C正确;
电荷在电荷连线的一侧,受力情况如图
此时粒子的受力指向圆心方向,可以做匀速圆周运动,D正确。故选CD。
8.如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r。开关S闭合后,平行金属板中的带电液滴处于静止状态,电流表和电压表均为理想电表,R2为光敏电阻阻值随光照强度的增大而减小,当光照强度增大时,下列说法正确的是( )
A.电压表示数减小
B.电源的输出功率可能变大
C.在接触极板前,小液滴的机械能减小
D.保持光照强度不变,断开开关,放电过程中,a点电势低于b点电势
【答案】BC
【详解】当光照强度增大时,光敏电阻R2减小,外电路总电阻减小,干路电流增大,R1两端电压增大,即电压表示数增大,故A错误;因电源内阻与外电阻大小关系未知,故无法判断电源输出功率的变化,可能增大,故B正确;当光照强度增大时,光敏电阻R2减小,外电路总电阻减小,干路电流增大,R1两端电压增大,则R2两端电压减小,电容器C的电压减小,场强减小,电场力减小后小于重力,小液滴向下运动,电场力做负功,机械能减小,故C正确;断开开关,放电过程中,电流从a点流向b点,a点电势高于b点电势,故D错误。故选BC。
二、非选择题:共4题,共60分。其中第10题~12题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
9.(1).如图1所示,在“验证动量守恒定律”实验中,A、B两球半径相同。先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下,从轨道末端抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端,让A球仍从位置C由静止滚下,A球和B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置,未放B球时,A球的落点是P点,O点是轨道末端在记录纸上的竖直投影点,如图2所示。
①为了尽量减小实验误差,A球碰后要沿原方向运动,两个小球的质量应满足m1___________m2(选填“>”或“<”)。
②关于本实验的条件和操作要求,下列说法正确的是___________。
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末端必须水平
C.B球每次的落点一定是重合的
D.实验过程中,复写纸和白纸都可以移动
③已知A、B两个小球的质量m1、m2,三个落点位置与O点距离分别为OM、OP、ON。在实验误差允许范围内,若满足关系式___________,则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒。
【答案】①> ②B ③
【详解】
①由碰撞原理可知,由于要保证碰撞后A球沿原方向运动,则A球的质量应大于B球,即m1>m2。
②研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出,只有水平飞出时小球才做平抛运动,轨道是否光滑无影响,落点不一定重合,复写纸和白纸可移动,故B正确,ACD错误。故选B。
③小球下落高度相同,则运动时间相同,由动量守恒定律可知,若两球碰撞前后的总动量守恒,则,化简可得.
(2).某同学设计了如图所示电路,测量定值电阻的阻值、电源的电动势和内阻,使用的器材有:待测定值电阻(约几欧)、待测电源E、电流表A、电阻箱()、开关两个及导线若干.
①请用笔画线代替导线在图中完成实物电路的连接______;
②测量的阻值时,闭合开关前,调节至最大值,然后闭合开关和,调节使电流表示数为I,此时的值为;再断开,将调到时,电流表示数也为I,则的值为______Ω;
③测量电源电动势E和内阻r时,闭合开关、断开,调节,得到和对应电I的多组数据,作出图像如图所示,则电源电动势______V,内阻______Ω(计算结果均保留2位有效数字),若电流表A内阻不可忽略,则r的测量值______(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【答案】① ② ③6.0 1.0 大于
【详解】①实物电路的连接如图所示
②两次电流均为I,说明回路总阻值相等,故电阻箱减小的示数等于的阻值,可得
③由闭合电路欧姆定律可得,整理得,对比图像可得,截距为,斜率为,联立解得,若电流表A内阻不可忽略,则据闭合电路欧姆定律可得,整理可得,可得,故电源内阻的实际值较小,即内阻r的测量值大于真实值。
10.如图所示,光滑半圆轨道直径沿竖直方向,最低点与水平面相切。对静置于轨道最低点的小球A施加水平向左的瞬时冲量I,A沿轨道运动到最高点时,与用轻绳悬挂的静止小球B正碰并粘在一起。已知I = 1.8 N∙s,A、B的质量分别为mA = 0.3 kg、mB = 0.1 kg,轨道半径和绳长均为R = 0.5 m,两球均视为质点,轻绳不可伸长,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力。求:
(1)与B碰前瞬间A的速度大小;
(2)A、B碰后瞬间轻绳的拉力大小。
【答案】(1)4 m/s (2)11.2 N
【详解】(1)根据题意,设小球A从最低点开始运动时的速度为v0,由动量定理有
设与B碰前瞬间A的速度大小v,从最低点到最高点,由动能定理有
联立代入数据解得
(2)A与用轻绳悬挂的静止小球B正碰并粘在一起,由动量守恒定律有
设A、B碰后瞬间轻绳的拉力大小为F,由牛顿第二定律有
联立代入数据解得
11.如图所示,间距为L=1m的足够长光滑平行导轨固定在倾角的绝缘斜面上,矩形区域EFHG内存在垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度B=2T。有两根相同的导体棒ab、cd分别从磁场边界EF上方x0=10m位置和边界EF位置同时由静止释放,cd棒出磁场之前已做匀速运动,cd棒刚出磁场时ab棒恰好进入磁场。已知两导体棒的质量均为,导体棒接入电路的电阻均为,导轨电阻不计,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)cd棒出磁场时的速度大小;
(2)ab棒刚进入磁场时ab两端的电压;
(3)cd棒在磁场运动过程中cd棒上产生的焦耳热。
【答案】(1)1m/s;(2)10V;(3)0.85J
【详解】(1)根据题意,当cd棒出磁场之前已做匀速运动,则有
解得
(2)ab棒未进入磁场时做匀加速直线运动,则有
解得
ab棒刚进入磁场时,有
联立解得
(3)设cd棒在磁场中运动的时间为t,则
对cd棒,根据动量定理可得
联立解得
根据能量守恒定律可得
解得
12.如图所示,在竖直平面建立直角坐标系xOy,直角坐标系所在平面内分布匀强电场和匀强磁场,第I象限内,电场方向平行于x轴,磁场垂直于平面向外;第III象限内,电场方向平行于y轴,只在虚线下方存在垂直于平面向里的匀强磁场.在第I象限内有一点P,OP连线与x轴成45°,现有一带电量为的小球在P点获得一速度,恰好使小球沿着PO方向做匀速直线运动并经过O点进入第III象限,已知匀强电场的电场强度均为1N/C,匀强磁场的磁感应强度均为1T,虚线平行于x轴且与x轴距离为0.2m,π取3.14,重力加速度取10m/s2.求:
(1)画出小球在第I象限内做匀速直线运动的受力情况并求出各力的比例关系;
(2)小球的质量和在P点获得的速度;
(3)小球从O点进入第III象限开始到离开y轴的时间和离开y轴的位置到O点的距离.
【答案】(1);(2),;(3)t=0.514s
【详解】(1)小球在第I象限内做匀速直线运动的受力分析如下图所示
三力的平衡关系有
(2)由三力的平衡关系有
(3)小球进入第III象限后在虚线上方,因为重力和电场力平衡先做一段匀速直线运动,匀速直线运动位移
进入磁场后开始做匀速圆周运动,由
可得
由几何关系可推断小球做匀速圆周运动的轨迹如图所示
小球在磁场中的轨迹是一个半圆
离开y轴的位置到O点的距离
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