内容正文:
【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷(黑吉辽专用)
黄金卷08·参考答案
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,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;8~10题有多项符合题目要求,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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
C
C
B
A
D
B
BD
AC
ACD
二、非选择题(本题共5小题,共54分。其中第13题~15题解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
11.(8分)(1)21.25 (2)不均匀 (3)9.7(每空2分)
12.(8分)(1)96 880 (2) (3) (每空2分)
13.(8分)
(1)根据题意,配重受竖直向下的重力mg和绳的拉力T,如图所示
(1分)
有
(1分)
(2)根据题意,配重做匀速圆周运动,则
(1分)
(1分)
解得
(3)配重做匀速圆周运动的线速度大小
(1分)
解得
根据几何关系可得配重上升的高度为
(1分)
根据动能定理可得
(1分)
解得
(1分)
14.(12分)
(1)粒子在加速电场中加速,根据动能定理有
(1分)
可得
(1分)
(2)粒子在偏转电场中做类平抛运动,有
(1分)
(1分)
(1分)
联立求得
带电粒子射出偏转电场时的速度的大小
(1分)
方向与水平方向的夹角满足
(1分)
(3)粒子进入磁场中做匀速圆周运动,根据
(1分)
可得粒子在磁场中的运动半径
(1分)
由几何知识可得:粒子在磁场中运动的入射点与出射点间的距离
(1分)
其中
(1分)
联立求得
(1分)
15.(18分)
(1)当A与B刚要相对滑动时,A、B之间为最大静摩擦力,对A有
(1分)
对A、B,有
(1分)
解得
因
(0.5分)
故A、B一起做匀加速运动。对A、B整体
(1分)
解得
(0.5分)
对A有
(1分)
(2)因水平拉力
(0.5分)
故A、B相对滑动。对A,有
(0.5分)
对B,有
(1分)
解得
设拉力作用时间为时最终小物块刚好没有滑离长木板,则时小物块对应的速度和位移分别为
,(0.5分)
则时木板对应的速度和位移为
,(0.5分)
则此过程中A相对B向左滑动距离
(0.5分)
水平拉力撤去后,设再经时间,A、B刚好共速。因A继续加速,加速度
(0.5分)
B做减速运动,有
(0.5分)
解得
(0.5分)
则
(0.5分)
此过程中A相对B向左滑动
(1分)
因
(0.5分)
故共速后A相对B向右滑动,则此时A刚好滑到B最左端,则
(1分)
联立,解得
,
(3)A、B共速后
(1分)
故A、B继续相对滑动,A做减速运动的加速度,B做减速运动,有
(1分)
解得
(1分)
A、B停止时,A相对B向右滑动的距离为
(1分)
则A相对B滑动的距离为
(1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(黑吉辽专用)
黄金卷08
(考试时间:75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。
第Ⅰ卷 选择题 (共46分)
一、选择题(本题共10小题,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;8~10题有多项符合题目要求,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.科学家发现太阳的核聚变反应区只是中心很小的一部分,由于太阳强大的引力和磁场的束缚,使太阳内部的能量可以向外持续稳定地释放,而不会像氢弹那样瞬间爆炸,这就是可控核聚变技术的由来。太阳内部核聚变反应的一种可能形式为,设、、和的质量分别为和,光速为c,则下列说法正确的是( )
A.是
B.核反应中比结合能较小的原子核变成了比结合能较大的原子核
C.该核反应释放的核能为
D.核反应中核子平均质量较小的原子核变成了核子平均质量较大的原子核
2.某实验小组同学采用图甲所示装置(原理图)研究光的干涉现象,狭缝和间的距离、狭缝和的宽度、狭缝到光屏的距离均可调。一束红单色光通过该装置得到的干涉图样如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.干涉图样中相邻两条亮条纹中心间距和相邻两条暗条纹中心间距不相等
B.若只换成一束绿单色光,其他条件不变,则干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离一定增大
C.若增大狭缝到光屏的距离,同时减小两狭缝、的宽度,其他条件不变,则干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离一定增大
D.若减小狭缝到光屏的距离,同时减小两狭缝、间的距离,其他条件不变,则干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离一定减小
3.2024年我国将加速稳步推进载人登月,未来中国航天员将登上月球。试想航天员用同一装置对同一单摆分别在地球和月球上做受迫振动实验,得到如图所示的共振曲线,共振频率为。将月球视为密度均匀、半径为的球体,引力常量为,地球表面的重力加速度为,不考虑星球自转的影响。下列说法正确的是( )
A.该单摆在月球上的共振频率为 B.月球表面的重力加速度
C.月球的密度 D.月球的质量
4.一质量为0.2kg的物体在水平面上运动,它的两个正交分速度图像分别如图所示,由图可知错误的是( )
A.开始4s内物体的位移为
B.从开始至6s末物体一直做曲线运动
C.开始4s内物体所受合外力为0.2N
D.开始4s内物体做曲线运动,接着2s内物体做直线运动
5.如图甲所示为某兴趣小组用小型发电机,原、副线圈匝数分别为的理想变压器,钢针和金属板组成的燃气灶点火装置。如图乙所示为发电机产生的交变电流的电动势随时间变化的关系。已知当变压器副线圈电压瞬时值大于8000V时,钢针和金属板间就会引发电火花进而点燃气体,发电机线圈内阻不计。下列说法正确的是( )
A.时,通过发电机线圈的磁通量变化率为零
B.该交变电流的频率为5Hz
C.电压表的示数为20V
D.才能实现点火
6.如图所示,A、B两个等量同种点电荷固定在同一水平线上,将一个质量为m、电荷量为q的带电小球C放在A、B连线的竖直平分线上某处时,小球恰好处于静止状态,此时A、C连线与水平方向的夹角为θ,已知重力加速度为g,小球可视为质点,则下列判断正确的是( )
A.点电荷B和小球C可能带异种电荷
B.点电荷A在小球C处产生的场强大小为
C.将小球C沿竖直方向下移一些再由静止释放,小球一定向下运动
D.将小球C沿竖直方向下移(不到A、B连线)的过程中,小球的电势能一定增大
7.如图,小车的上面固定一个光滑弯曲圆管道,整个小车(含管道)的质量为2m,原来静止在光滑的水平面上。有一个可以看作质点的小球,质量为m,半径略小于管道半径,以水平速度v从左端滑上小车,小球恰好能到达管道的最高点,然后从管道左端滑离小车。不计空气阻力,关于这个过程,下列说法正确的是( )
A.小球滑离小车时,小车回到原来位置
B.小球滑离小车时相对小车的速度大小为v
C.车上管道中心线最高点的竖直高度为
D.小球从滑进管道到滑到最高点的过程中,小车所受合外力冲量大小为
8.如图为一定质量的理想气体经历过程的压强p随摄氏温度t变化的图像,其中ab平行于t轴,cb的延长线过坐标原点。下列判断正确的是( )
A.过程,所有气体分子的运动速率都减小
B.过程,单位时间撞击单位面积器壁的分子数增加
C.过程,气体体积保持不变,从外界吸热,内能增加
D.过程,外界对气体做功,温度升高,内能增加
9.如图所示,足够长的光滑平行金属导轨竖直放置,电阻不计,导轨间距为L,顶端接一阻值为R的电阻。矩形匀强磁场Ⅰ的高为d,匀强磁场Ⅱ足够高,两磁场的间距也为d,磁感应强度大小均为B、方向均垂直纸面向里。一质量为m、电阻为2R的金属棒MN置于导轨上,与导轨垂直且接触良好。将金属棒由静止释放,运动距离为s时进入匀强磁场Ⅰ。已知金属棒进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等,重力加速度为g。下列判断正确的是( )
A.金属棒刚进入磁场Ⅰ时其两端的电压为
B.金属棒在磁场Ⅰ中运动的时间为
C.金属棒穿过磁场Ⅰ的过程中,电阻R产生的热量为
D.金属棒在磁场Ⅱ中运动的最大速度为
10.如图,水平传送带一直以速度向右匀速运动,小物体P、Q质量均为1kg,由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,时刻P在传送带左端具有向右的速度,P与定滑轮间的绳水平,不计定滑轮质量和摩擦。小物体P与传送带之间动摩擦因数,传送带长度,绳足够长,。关于小物体P的描述正确的是( )
A.小物体P从传送带左端离开传送带
B.小物体P在传送带上运动的全过程中,加速度一直不变
C.小物体P向右运动的过程中在传送带上留下的划痕长度为9m
D.小物体P向右运动的过程中和传送带之间摩擦产生的热量是60J
第Ⅱ卷 非选择题 (共54分)
二、非选择题(本题共5小题,共54分。其中第13题~15题解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
11.(8分)某校举办科技节活动,一位同学设计了可以测量水平面上运动物体加速度的简易装置,如图所示。将一端系有摆球的细线悬于小车内O点,细线和摆球后面有一个半圆形的刻度盘。当小球与小车在水平面上保持相对静止时,根据悬绳与竖直方向的夹角,便可得到小车此时的加速度。
(1)为了制作加速度计的刻度盘,需要测量当地的重力加速度,该同学利用单摆进行测量,若已知单摆摆线长为l,周期为T,用游标卡尺测量小球直径,示数如图甲所示,则摆球的直径 mm。则计算当地重力加速度的表达式为 。(用题中符号作答)
(2)该加速度测量仪的刻度 (填“均匀”或“不均匀”)
(3)为了检验(1)中计算的重力加速度是否有较大误差而影响该加速度计的精度,该同学让重锤做自由落体运动,利用打点计时器(使用的电源频率为50Hz)打出的纸带测量当地的重力加速度。实验中得到一条较理想的纸带,如下图所示。在纸带上取7个连续计时点。根据数据求出重力加速度大小为 。(保留三位有效数字)
12.(8分)如图1所示,多用电表是一种多功能仪表,简单的多用电表可用来测量直流电流、直流电压、交变电流、交变电压以及电阻,部分多用电表还可以测量电容。图2是某个多用电表的电路图,该多用电表有6个挡位,直流电流挡和挡、直流电压挡和挡以及两个欧姆挡,表头的满偏电流,内阻,其中、、、、均为定值电阻。
(1)定值电阻 , 。
(2)在图2中选择某一欧姆挡测量电阻,此时电源电动势,电源内阻未知,测量前先进行调零,然后测得表盘示数如图3所示,则选择的欧姆挡位为 (选填、、、)。
(3)部分多用电表可测量电容器的电容值。将多用电表调至电容挡,用红黑表笔连接电容器,给电容器充电,测得电流关系如图4所示,后红黑表笔电压恒为,则多用电表显示测得的电容值为
(计算结果保留2位有效数字)。
13.(8分)智能呼啦圈可以提供全面的数据记录,让人合理管理自己的身材。如图甲,腰带外侧带有轨道,其简化模型如图乙所示。可视为质点的配重质量为0.4kg,轻绳长为0.4m,悬挂点p到腰带中心O点的距离为0.26m,水平固定好腰带,通过人体微小扭动,使配重在水平面内做匀速圆周运动。绳子与竖直方向夹角θ=37°,运动过程中腰带可视为静止,不计一切阻力,重力加速度g=10m/s2 sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:
(1)轻绳拉力的大小;
(2)配重做匀速圆周运动的角速度;
(3)配重从静止开始加速旋转至θ=37°的过程中,绳子对配重所做的功。
14.(12分)如图所示,质量为m,带电量为q的正电粒子,从静止开始经加速电场U加速后,沿两平行金属板间中线水平进入电压也为U的偏转电场。偏转电场的极板长度和板间距均为L。带电粒子射出偏转电场后进入磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,被磁场偏转后又从磁场的左边界射出。磁场的边界与偏转电场的金属板垂直。求:
(1)带电粒子进入偏转电场时的速度;
(2)带电粒子射出偏转电场时的速度的大小及方向;
(3)粒子在磁场中运动的入射点与出射点间的距离。
15.(18分)如图所示,在粗糙的水平地面上有一长为、质量为的长木板B,在长木板的中点P放有一质量为(可视为质点)的小物块A,开始时A、B均静止。已知A与B、B与地面之间的动摩擦因数分别为和,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平向右的恒力拉长木板B,重力加速度g取。
(1)若水平拉力,小物块A所受到的摩擦力大小为多少;
(2)若水平拉力,从静止开始要使小物块刚好不滑离长木板,求作用时间;
(3)在满足(2)条件下,A、B最终都停止运动,整个过程中A、B间的相对路程。
试卷第2页,共22页
1
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【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷(黑吉辽专用)
黄金卷08
(考试时间:75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。
第Ⅰ卷 选择题 (共46分)
一、选择题(本题共10小题,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;8~10题有多项符合题目要求,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.科学家发现太阳的核聚变反应区只是中心很小的一部分,由于太阳强大的引力和磁场的束缚,使太阳内部的能量可以向外持续稳定地释放,而不会像氢弹那样瞬间爆炸,这就是可控核聚变技术的由来。太阳内部核聚变反应的一种可能形式为,设、、和的质量分别为和,光速为c,则下列说法正确的是( )
A.是
B.核反应中比结合能较小的原子核变成了比结合能较大的原子核
C.该核反应释放的核能为
D.核反应中核子平均质量较小的原子核变成了核子平均质量较大的原子核
【答案】B
【解析】A.根据质量数和电荷数守恒,可知的质量数为4,电荷数为2,所以X是,A错误;
BD.该反应放出核能,生成的原子核更加稳定,所以生成的新核核子平均质量变小,即核反应中比结合能较小的原子核变成了比结合能较大的原子核, B正确,D错误;
C.根据爱因斯坦质能方程可得,该反应释放的核能为
C错误。
故选B。
2.某实验小组同学采用图甲所示装置(原理图)研究光的干涉现象,狭缝和间的距离、狭缝和的宽度、狭缝到光屏的距离均可调。一束红单色光通过该装置得到的干涉图样如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.干涉图样中相邻两条亮条纹中心间距和相邻两条暗条纹中心间距不相等
B.若只换成一束绿单色光,其他条件不变,则干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离一定增大
C.若增大狭缝到光屏的距离,同时减小两狭缝、的宽度,其他条件不变,则干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离一定增大
D.若减小狭缝到光屏的距离,同时减小两狭缝、间的距离,其他条件不变,则干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离一定减小
【答案】C
【解析】A.干涉图样中相邻两条亮条纹中心间距和相邻两条暗条纹中心间距是相等的,故A错误;
B.根据双缝干涉的条纹间距公式可知,用同一双缝干涉实验装置进行实验时,光的波长越长,干涉条纹的间距越大,因为绿光的波长小于红光的波长,故换成一束绿单色光后干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离一定减小,故B错误;
C.相邻两条亮条纹间的距离与两狭缝、的宽度无关,增大狭缝到光屏的距离时相邻两条亮条纹间的距离一定增大,故C正确;
D.狭缝到光屏的距离和、间的距离都变化时,相邻两条亮条纹间的距离取决于两量的比值,若减小狭缝到光屏的距离,同时减小两狭缝、间的距离,则干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离的变化不确定,故D错误。
故选C。
3.2024年我国将加速稳步推进载人登月,未来中国航天员将登上月球。试想航天员用同一装置对同一单摆分别在地球和月球上做受迫振动实验,得到如图所示的共振曲线,共振频率为。将月球视为密度均匀、半径为的球体,引力常量为,地球表面的重力加速度为,不考虑星球自转的影响。下列说法正确的是( )
A.该单摆在月球上的共振频率为 B.月球表面的重力加速度
C.月球的密度 D.月球的质量
【答案】C
【解析】AB.根据单摆周期公式可得
可得
由于月球的重力加速度小于地球的重力加速度,所以该单摆在月球上的共振频率为;设月球表面的重力加速度为,则有
,
可得月球表面的重力加速度为
故AB错误;
CD.物体在月球表面上,有
解得月球质量为
根据
可得月球的密度为
故D错误,C正确。
故选C。
4.一质量为0.2kg的物体在水平面上运动,它的两个正交分速度图像分别如图所示,由图可知错误的是( )
A.开始4s内物体的位移为
B.从开始至6s末物体一直做曲线运动
C.开始4s内物体所受合外力为0.2N
D.开始4s内物体做曲线运动,接着2s内物体做直线运动
【答案】B
【解析】A.根据v-t图像中图线与时间轴围成的面积表示位移,可知开始4s内物体x方向位移
y方向位移
所以开始4s内物体的位移为
故A正确,与题意不符;
BD.开始4s内物体初速度方向为x方向,加速度方向为y方向,两者不在一条直线上,所以物体做曲线运动。4s末物体的速度方向与x方向夹角的正切值
加速度方向与x方向夹角的正切值
所以速度方向与加速度方向在同一条直线上,物体要做直线运动。故B错误,与题意相符;D正确,与题意不符;
C.开始4s内物体所受合外力为
由图像可知,
联立,解得
故C正确,与题意不符。
本题选错误的,故选B。
5.如图甲所示为某兴趣小组用小型发电机,原、副线圈匝数分别为的理想变压器,钢针和金属板组成的燃气灶点火装置。如图乙所示为发电机产生的交变电流的电动势随时间变化的关系。已知当变压器副线圈电压瞬时值大于8000V时,钢针和金属板间就会引发电火花进而点燃气体,发电机线圈内阻不计。下列说法正确的是( )
A.时,通过发电机线圈的磁通量变化率为零
B.该交变电流的频率为5Hz
C.电压表的示数为20V
D.才能实现点火
【答案】A
【解析】A.由图乙可知,时,瞬时电动势,电流方向发生改变,此时通过线圈的磁通量最大,磁通量变化率为零,故A正确;
B.根据图乙可知,周期
则频率
故B错误;
C.电动势的最大值
电压表示数为有效值
故C错误;
D.根据变压器电压与匝数关系对峰值也成立,则有
其中
由于
才能点火,解得
故D错误。
故选A。
6.如图所示,A、B两个等量同种点电荷固定在同一水平线上,将一个质量为m、电荷量为q的带电小球C放在A、B连线的竖直平分线上某处时,小球恰好处于静止状态,此时A、C连线与水平方向的夹角为θ,已知重力加速度为g,小球可视为质点,则下列判断正确的是( )
A.点电荷B和小球C可能带异种电荷
B.点电荷A在小球C处产生的场强大小为
C.将小球C沿竖直方向下移一些再由静止释放,小球一定向下运动
D.将小球C沿竖直方向下移(不到A、B连线)的过程中,小球的电势能一定增大
【答案】D
【解析】A.由题意可知,小球C受到B和C的斥力作用,可知点电荷B和小球C带同种电荷,选项A错误;
B.对小球C受力分析可知
可得点电荷A在小球C处产生的场强大小为
选项B错误;
C.在AB连线的中垂线上,在水平线上方存在一个场强最大的位置,若开始时小球C在该位置上方平衡,则将小球C沿竖直方向下移一些则受电场力变大,再由静止释放,小球将向上运动;若开始时小球C在该位置下方平衡,则将小球C沿竖直方向下移一些则受电场力变小,再由静止释放,小球将向下运动,选项C错误;
D.将小球C沿竖直方向下移(不到A、B连线)的过程中,电场力对小球做负功,则小球的电势能一定增大,选项D正确。
故选D。
7.如图,小车的上面固定一个光滑弯曲圆管道,整个小车(含管道)的质量为2m,原来静止在光滑的水平面上。有一个可以看作质点的小球,质量为m,半径略小于管道半径,以水平速度v从左端滑上小车,小球恰好能到达管道的最高点,然后从管道左端滑离小车。不计空气阻力,关于这个过程,下列说法正确的是( )
A.小球滑离小车时,小车回到原来位置
B.小球滑离小车时相对小车的速度大小为v
C.车上管道中心线最高点的竖直高度为
D.小球从滑进管道到滑到最高点的过程中,小车所受合外力冲量大小为
【答案】B
【解析】A.由题意,小球恰好能到达管道的最高点,此时二者速度相同,之后小球沿左侧管道滑下,从管道的左端滑离,全过程小球给管道的弹力存在水平向右的分量,所以小车一直向右加速运动,不可能回到原来位置,故A错误;
B.由动量守恒可得
由机械能守恒定律可得
解得
,
小球滑离小车时相对小车的速度为
故小球滑离小车时相对小车的速度大小为v,故B正确;
C.小球恰好到达管道的最高点后,则小球和小车的速度相同为v′,由动量守恒定律可得
解得
根据机械能守恒定律可得
解得
故C错误;
D.根据动量定理可得,小车所受合外力冲量为
故D错误。
故选B。
8.如图为一定质量的理想气体经历过程的压强p随摄氏温度t变化的图像,其中ab平行于t轴,cb的延长线过坐标原点。下列判断正确的是( )
A.过程,所有气体分子的运动速率都减小
B.过程,单位时间撞击单位面积器壁的分子数增加
C.过程,气体体积保持不变,从外界吸热,内能增加
D.过程,外界对气体做功,温度升高,内能增加
【答案】BD
【解析】A.过程,温度降低,气体分子的平均速率减小,满足统计规律,也有个别分子运动速率会增加,故A项错误;
B.过程过程,温度降低,气体分子的平均速率减小,导致分子撞击容器壁的平均作用力减小,而压强保持不变,因此单位时间撞击单位面积器壁的分子数增加,故B项正确;
CD.把该图像转化为图像如图
在过程,图像上的点与坐标原点连线斜率增加,根据,可知气体体积减小,外界对气体做功,温度升高,内能增加,故C错误、D正确。
故选BD。
9.如图所示,足够长的光滑平行金属导轨竖直放置,电阻不计,导轨间距为L,顶端接一阻值为R的电阻。矩形匀强磁场Ⅰ的高为d,匀强磁场Ⅱ足够高,两磁场的间距也为d,磁感应强度大小均为B、方向均垂直纸面向里。一质量为m、电阻为2R的金属棒MN置于导轨上,与导轨垂直且接触良好。将金属棒由静止释放,运动距离为s时进入匀强磁场Ⅰ。已知金属棒进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等,重力加速度为g。下列判断正确的是( )
A.金属棒刚进入磁场Ⅰ时其两端的电压为
B.金属棒在磁场Ⅰ中运动的时间为
C.金属棒穿过磁场Ⅰ的过程中,电阻R产生的热量为
D.金属棒在磁场Ⅱ中运动的最大速度为
【答案】AC
【解析】A.金属进入磁场Ⅰ前做自由落体运动,设进入磁场Ⅰ时速度为v1,根据运动学公式
可得
刚进入磁场Ⅰ时电动势为
导体棒两端的电压为外电压,即
故A正确;
B.金属棒离开磁场Ⅰ时的速度为v2,金属棒从离开磁场Ⅰ到刚进入磁场Ⅱ过程中有
金属棒穿过磁场Ⅰ的过程中通过的电荷量
根据动量定理
且
解得
故B错误;
C.金属棒从刚进入磁场Ⅰ到刚进入磁场Ⅱ过程中,由动能定理得
可得
则电阻R上产生的焦耳热
故C正确;
D.由题意可知,金属棒进入磁场Ⅱ时,先做加速度减小的减速运动,再做匀速运动,因此最大速度是v1,即最大速度为,故D错误。
故选AC。
10.如图,水平传送带一直以速度向右匀速运动,小物体P、Q质量均为1kg,由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,时刻P在传送带左端具有向右的速度,P与定滑轮间的绳水平,不计定滑轮质量和摩擦。小物体P与传送带之间动摩擦因数,传送带长度,绳足够长,。关于小物体P的描述正确的是( )
A.小物体P从传送带左端离开传送带
B.小物体P在传送带上运动的全过程中,加速度一直不变
C.小物体P向右运动的过程中在传送带上留下的划痕长度为9m
D.小物体P向右运动的过程中和传送带之间摩擦产生的热量是60J
【答案】ACD
【解析】A.对P、Q分析,由牛顿第二定律
得
物块P与传动带攻速时的位移为
共速后,物块P做匀减速运动,根据牛顿第二定律
得
物块P减速至零的位移为
由于
小物体P从传送带左端离开传送带,A正确;
B.由A选项可知,小物体P在传送带上运动的全过程中,加速度由两个值,B错误;
C.时刻到与传送带共速,划痕长度为
共速至P减速为零的过程,划痕长度为
考虑到划痕重复,小物体P向右运动的过程中在传送带上留下的划痕长度为
C正确;
D.小物体P向右运动的过程中和传送带之间摩擦产生的热量是
D正确。
故选ACD。
第Ⅱ卷 非选择题 (共54分)
二、非选择题(本题共5小题,共54分。其中第13题~15题解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
11.(8分)某校举办科技节活动,一位同学设计了可以测量水平面上运动物体加速度的简易装置,如图所示。将一端系有摆球的细线悬于小车内O点,细线和摆球后面有一个半圆形的刻度盘。当小球与小车在水平面上保持相对静止时,根据悬绳与竖直方向的夹角,便可得到小车此时的加速度。
(1)为了制作加速度计的刻度盘,需要测量当地的重力加速度,该同学利用单摆进行测量,若已知单摆摆线长为l,周期为T,用游标卡尺测量小球直径,示数如图甲所示,则摆球的直径 mm。则计算当地重力加速度的表达式为 。(用题中符号作答)
(2)该加速度测量仪的刻度 (填“均匀”或“不均匀”)
(3)为了检验(1)中计算的重力加速度是否有较大误差而影响该加速度计的精度,该同学让重锤做自由落体运动,利用打点计时器(使用的电源频率为50Hz)打出的纸带测量当地的重力加速度。实验中得到一条较理想的纸带,如下图所示。在纸带上取7个连续计时点。根据数据求出重力加速度大小为 。(保留三位有效数字)
【答案】(1)21.25 (2)不均匀 (3)9.78
【解析】(1)[1][2]摆球的直径
根据单摆周期公式
计算当地重力加速度的表达式为
(2)由受力分析,结合牛顿第二定律,得
得
可知该加速度测量仪的刻度不均匀。
(3)相邻两计时点间的时间间隔,根据逐差法,重力加速度大小为
代入数据得
12.(8分)如图1所示,多用电表是一种多功能仪表,简单的多用电表可用来测量直流电流、直流电压、交变电流、交变电压以及电阻,部分多用电表还可以测量电容。图2是某个多用电表的电路图,该多用电表有6个挡位,直流电流挡和挡、直流电压挡和挡以及两个欧姆挡,表头的满偏电流,内阻,其中、、、、均为定值电阻。
(1)定值电阻 , 。
(2)在图2中选择某一欧姆挡测量电阻,此时电源电动势,电源内阻未知,测量前先进行调零,然后测得表盘示数如图3所示,则选择的欧姆挡位为 (选填、、、)。
(3)部分多用电表可测量电容器的电容值。将多用电表调至电容挡,用红黑表笔连接电容器,给电容器充电,测得电流关系如图4所示,后红黑表笔电压恒为,则多用电表显示测得的电容值为
(计算结果保留2位有效数字)。
【答案】(1)96 880 (2) (3)
【解析】(1)[1]由题意可知,选择开关接“1”时有
选择开关接“2”时,有
代入数据联立解得
[2]当选择开关接“5”时,相当于量程为1mA的电流表与串联,改装成量程为1V的电压表;量程为1mA的电流表的内阻
当选择开关接“4”时,根据欧姆定律有
代入数据解得
(2)根据中值电阻的定义,即电流为满偏电流的一半时,待测电阻阻值等于多用电表的内阻,则欧姆表的内阻为
则使用的挡位为欧姆“”挡。
(3)根据
可知图像与坐标轴围成的面积代表电荷量,可得
C=C
根据电容的定义式可知
F
13.(8分)智能呼啦圈可以提供全面的数据记录,让人合理管理自己的身材。如图甲,腰带外侧带有轨道,其简化模型如图乙所示。可视为质点的配重质量为0.4kg,轻绳长为0.4m,悬挂点p到腰带中心O点的距离为0.26m,水平固定好腰带,通过人体微小扭动,使配重在水平面内做匀速圆周运动。绳子与竖直方向夹角θ=37°,运动过程中腰带可视为静止,不计一切阻力,重力加速度g=10m/s2 sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:
(1)轻绳拉力的大小;
(2)配重做匀速圆周运动的角速度;
(3)配重从静止开始加速旋转至θ=37°的过程中,绳子对配重所做的功。
【答案】(1)5N;(2);(3)7.07J
【解析】(1)根据题意,配重受竖直向下的重力mg和绳的拉力T,如图所示
有
(2)根据题意,配重做匀速圆周运动,则
解得
(3)配重做匀速圆周运动的线速度大小
解得
根据几何关系可得配重上升的高度为
根据动能定理可得
解得
14.(12分)如图所示,质量为m,带电量为q的正电粒子,从静止开始经加速电场U加速后,沿两平行金属板间中线水平进入电压也为U的偏转电场。偏转电场的极板长度和板间距均为L。带电粒子射出偏转电场后进入磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,被磁场偏转后又从磁场的左边界射出。磁场的边界与偏转电场的金属板垂直。求:
(1)带电粒子进入偏转电场时的速度;
(2)带电粒子射出偏转电场时的速度的大小及方向;
(3)粒子在磁场中运动的入射点与出射点间的距离。
【答案】(1) (2),方向与水平方向夹角满足 (3)
【解析】(1)粒子在加速电场中加速,根据动能定理有
可得
(2)粒子在偏转电场中做类平抛运动,有
联立求得
带电粒子射出偏转电场时的速度的大小
方向与水平方向的夹角满足
(3)粒子进入磁场中做匀速圆周运动,根据
可得粒子在磁场中的运动半径
由几何知识可得:粒子在磁场中运动的入射点与出射点间的距离
其中
联立求得
15.(18分)如图所示,在粗糙的水平地面上有一长为、质量为的长木板B,在长木板的中点P放有一质量为(可视为质点)的小物块A,开始时A、B均静止。已知A与B、B与地面之间的动摩擦因数分别为和,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平向右的恒力拉长木板B,重力加速度g取。
(1)若水平拉力,小物块A所受到的摩擦力大小为多少;
(2)若水平拉力,从静止开始要使小物块刚好不滑离长木板,求作用时间;
(3)在满足(2)条件下,A、B最终都停止运动,整个过程中A、B间的相对路程。
【答案】(1) (2)1s (3)7.5m
【解析】(1)当A与B刚要相对滑动时,A、B之间为最大静摩擦力,对A有
对A、B,有
解得
因
故A、B一起做匀加速运动。对A、B整体
解得
对A有
(2)因水平拉力
故A、B相对滑动。对A,有
对B,有
解得
设拉力作用时间为时最终小物块刚好没有滑离长木板,则时小物块对应的速度和位移分别为
,
则时木板对应的速度和位移为
,
则此过程中A相对B向左滑动距离
水平拉力撤去后,设再经时间,A、B刚好共速。因A继续加速,加速度
B做减速运动,有
解得
则
此过程中A相对B向左滑动
因
故共速后A相对B向右滑动,则此时A刚好滑到B最左端,则
联立,解得
,
(3)A、B共速后
故A、B继续相对滑动,A做减速运动的加速度,B做减速运动,有
解得
A、B停止时,A相对B向右滑动的距离为
则A相对B滑动的距离为
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