内容正文:
毕节市2025届高三年级高考第二次适应性考试
物理
注意事项:
1.本试卷共6页,三道大题,15道小题。试卷满分100分,考试时间75分钟。
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,将答题卡交回。
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,只有一项符合题目要求。
1. 自然界中的碳主要是碳12,也有少量碳14。碳14具有放射性,其衰变方程为,下列说法正确的是( )
A. 核反应方程中的X为
B. 碳14衰变时电荷数和质量数都守恒
C. 环境温度变化,碳14的半衰期随之改变
D. 碳14样品经历3个半衰期,样品中碳14质量只有原来的
2. 为了方便居民出行,毕节市部分老旧小区加装了电梯,如图甲所示。规定竖直向上为正方向,某次电梯运行的图像如图乙所示。则电梯( )
A. 内上升的高度为 B. 内向下做匀减速运动
C. 和内的平均速度相同 D. 和内均处于失重状态
3. 如图所示,在光滑竖直墙壁上用网兜把足球挂在点,足球与墙壁接触,保持静止。已知足球的重力大小为,悬绳与墙壁的夹角为,网兜与悬绳的质量不计。下列说法正确的是( )
A. 足球所受到合力大小为 B. 悬绳对足球的拉力大小为
C. 足球对墙壁的压力大小为 D. 足球对墙壁的压力是由墙壁的形变产生的
4. 2024年8月,我国使用长征四号乙运载火箭,成功将遥感四十三号卫星发射升空。如图为该卫星发射过程的部分轨道示意图,先将卫星发射到近地圆轨道I上运动,然后由圆轨道I的点变轨进入椭圆轨道II,在椭圆轨道II的点再变轨进入圆轨道III上运动。不计卫星质量的变化,下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道I上运动时处于平衡状态
B. 卫星在轨道II上运动周期比在轨道I短
C. 卫星在轨道III上的机械能比在轨道I大
D. 卫星从轨道I进入轨道II需在点加速,从轨道II进入轨道III需在点减速
5. 在一固定点电荷的电场中有A、B两点,且A、B与在同一水平直线上,如图甲所示(其中未画出)。规定电场力的方向向右为正,在A、B两点分别放置正试探电荷,依次作出试探电荷受到的电场力与其电荷量的关系如图乙中直线、所示,则( )
A. 负电荷 B. 位于A、B两点之间
C. A点的电场强度比B点小 D. A点的电势比B点高
6. 如图所示,等腰直角三角形为某三棱镜的横截面,一细光束从边某点平行于边射入三棱镜。已知光在真空中传播的速度为,三棱镜折射率为,边长度为。不考虑光在三棱镜内发生的多次反射,则光束在三棱镜中传播的时间为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,真空中水平正对放置的两块带电金属板,板间形成匀强电场,电场强度大小为,板间同时存在与匀强电场正交的匀强磁场,磁感应强度大小为,方向垂直于纸面向里。金属板右端以为圆心的圆形区域内存在另一方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为。一带电粒子从A点射入金属板间,沿直线运动,从点射出。已知为直径,长度为,与夹角为,不计粒子重力。则( )
A. 粒子一定带负电 B. 粒子速度的大小为
C. 粒子的比荷为 D. 粒子在圆形区域中运动时间为
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,有选错或不答得0分。
8. 沿轴正方向传播的一列简谐横波,时的波形如图甲所示。P、Q、R是介质中的三个质点,图乙为其中一个质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波的波长为
B. 该波的传播速度为
C. 图乙为质点的振动图像
D. 质点在任意内运动的路程都为
9. 如图甲所示,一交流发电机中,矩形导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,副线圈接入一规格为“1V,2W”的小灯泡。从图示位置开始计时,发电机产生的感应电动势随时间变化的图像如图乙所示,小灯泡恰好正常发光,忽略线框与电刷的电阻,下列说法正确的是( )
A. 时穿过矩形导线框的磁通量最小
B. 小灯泡两端电压的有效值为
C. 原、副线圈的匝数之比
D. 原、副线圈中电流的频率之比为
10. 如图所示,倾角为且足够长光滑斜面固定在水平地面上,物体A被锁定在光滑斜面上,物体C置于水平地面。物体B、C通过劲度系数为的轻弹簧相连,A、B用轻绳跨过光滑定滑轮连接,轻绳恰好伸直,滑轮右侧轻绳竖直,左侧轻绳与斜面平行。解除锁定,A沿斜面下滑,当A速度最大时,C恰好要离开地面。已知B、C的质量均为,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 物体A的质量为
B. 物体A下滑过程中加速度一直在增大
C. 物体A和B组成的系统机械能守恒
D. 物体A下滑过程中的最大动能为
三、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 某实验小组用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。气垫导轨装置包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计。此外可使用的实验器材还有:天平、游标卡尺、刻度尺等。
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度时,游标卡尺的示数如图乙所示,则____mm;某次实验中,测得遮光条的挡光时间,则滑块通过光电门的瞬时速度大小_____(保留3位有效数字):
(2)实验中,调平气垫导轨,测得滑块(含遮光条)的质量为,滑块从静止释放处到光电门的距离为,悬挂的钩码质量为,当地的重力加速度为,计算得出滑块到达光电门时的速度大小为,若满足_____(表达式用、、,、表示),则表明钩码和滑块组成的系统机械能守恒。
12. 某学习小组要测量一电阻的阻值(约)。可供选择的器材有:
电源(电动势为,内阻约为);
电阻箱(阻值范围);
滑动变阻器(最大阻值);
滑动变阻器(最大阻值);
微安表(量程为,内阻为);
开关一个,导线若干。
该小组设计了如图甲所示的测量电路图,
主要实验步骤如下:
①按图甲连接电路;
②把电阻箱调为零,闭合,调节滑动变阻器滑片P的位置,使微安表满偏;
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变,调节电阻箱,使微安表示数为;
④记录此时电阻箱的阻值为。
回答下列问题:
(1)为了更准确地测量电阻的阻值,滑动变阻器应选用_____(选填“”或“”);
(2)根据图甲,在答题卡上完成图乙中实物图连线;_____
(3)该电阻的测量值为_____Ω,若只考虑系统误差,该测量值_____(选填“大于”或“小于”)真实值。
13. 近年来,随着新能源汽车的普及,锂离子电池的热管理问题日益受到关注。现有一汽车锂离子电池,其内部可视为一个封闭系统。初始时电池内部封闭了一定质量的气体,其物质的量为、压强为、体积为、温度为,当电池以某一功率工作一段时间,其内部气体经历了一个等压膨胀过程,体积增大了。已知理想气体的内能与其温度成正比,表达式为,其中表示气体物质的量,为已知常数。电池内部封闭的气体可视为理想气体,求:
(1)电池内部气体体积增大了时的温度;
(2)电池内部气体在等压膨胀过程中吸收的热量。
14. 生产车间常用传送带传输工件。如图所示,与水平面夹角为的倾斜传送带顺时针匀速转动,每隔的时间,在传送带下端点轻放一个相同的工件,工件运动到传送带上端点后被取走。已知工件与传送带间动摩擦因数为0.8,每个工件质量为。经测量发现,与传送带达到相同速度的相邻工件之间的距离均为。重力加速度取,,。求:
(1)工件刚放上传送带时加速度的大小;
(2)工件在传送带上加速运动的时间;
(3)每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量。
15. 如图所示,电阻不计的平行金属导轨由水平和倾斜两部分平滑连接而成,导轨间距,水平部分光滑,接有一阻值的电阻;倾斜部分粗糙,与水平面的夹角。将完全相同的两根导体杆和分别轻放于水平和倾斜的导轨上,恰好能处于静止状态,其距水平面的高度。以所在位置为界的上方存在垂直导轨面的匀强磁场。给一个平行导轨向右的瞬时冲量,若两杆与导轨始终接触良好,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,每根杆长、质量、电阻,重力加速度取。
(1)要让能与碰撞,求瞬时冲量应满足的条件;
(2)当时,若与碰撞时间极短,碰后粘为一体。碰撞结束时,立即对施加(为和碰撞后运动速度的大小),方向平行于导轨向上的推力,测得两端的电压随时间均匀增大,求磁感应强度的大小;
(3)在(2)中,作用后大小突变为,方向不变。求突变后安培力的大小随杆位移大小的变化关系及产生的最大焦耳热。
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毕节市2025届高三年级高考第二次适应性考试
物理
注意事项:
1.本试卷共6页,三道大题,15道小题。试卷满分100分,考试时间75分钟。
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,将答题卡交回。
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,只有一项符合题目要求。
1. 自然界中的碳主要是碳12,也有少量碳14。碳14具有放射性,其衰变方程为,下列说法正确的是( )
A. 核反应方程中的X为
B. 碳14衰变时电荷数和质量数都守恒
C. 环境温度变化,碳14的半衰期随之改变
D. 碳14样品经历3个半衰期,样品中碳14的质量只有原来的
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据核反应前后的质量数守恒可得X的质量数为14-14=0
根据核反应前后的电荷数守恒可得X的电荷数为6-7=-1
所以核反应方程中的X为,故A错误,B正确;
C.放射性元素的半衰期是由原子核内部自身因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系,故C错误;
D.碳14样品经历3个半衰期,样品中碳14的质量只有原来的
故D错误。
故选B。
2. 为了方便居民出行,毕节市部分老旧小区加装了电梯,如图甲所示。规定竖直向上为正方向,某次电梯运行的图像如图乙所示。则电梯( )
A. 内上升的高度为 B. 内向下做匀减速运动
C. 和内的平均速度相同 D. 和内均处于失重状态
【答案】A
【解析】
【详解】A.图像的面积表示位移,内上升的高度为
故A正确;
B.规定竖直向上为正方向,内电梯的速度为正值,向上做匀减速运动,故B错误;
C.电梯的平均速度为
内的位移
内平均速度
故C错误;
D.图像的斜率表示加速度,内电梯向上加速运动,处于超重状态;内电梯减速向上运动,处于失重状态,故D错误。
故选A。
3. 如图所示,在光滑竖直墙壁上用网兜把足球挂在点,足球与墙壁接触,保持静止。已知足球的重力大小为,悬绳与墙壁的夹角为,网兜与悬绳的质量不计。下列说法正确的是( )
A. 足球所受到的合力大小为 B. 悬绳对足球的拉力大小为
C. 足球对墙壁的压力大小为 D. 足球对墙壁的压力是由墙壁的形变产生的
【答案】C
【解析】
【详解】A.足球保持静止,处于平衡状态,所受合力为零;A错误;
B.对足球进行受力分析如图
根据平行四边形法则可得:悬绳对足球的拉力
B错误;
C.根据平行四边形法则可得:墙壁对足球的支持力为
由牛顿第三定律得足球对墙壁的压力
C正确;
D.根据弹力的定义可得墙壁受到的压力是由足球的形变产生的,D错误。
故选C。
4. 2024年8月,我国使用长征四号乙运载火箭,成功将遥感四十三号卫星发射升空。如图为该卫星发射过程的部分轨道示意图,先将卫星发射到近地圆轨道I上运动,然后由圆轨道I的点变轨进入椭圆轨道II,在椭圆轨道II的点再变轨进入圆轨道III上运动。不计卫星质量的变化,下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道I上运动时处于平衡状态
B. 卫星在轨道II上运动周期比在轨道I短
C. 卫星在轨道III上的机械能比在轨道I大
D. 卫星从轨道I进入轨道II需在点加速,从轨道II进入轨道III需在点减速
【答案】C
【解析】
【详解】A.卫星在轨道I上做匀速圆周运动,合力提供向心力,不是平衡状态,故A错误;
B.根据开普勒第三定律可知,卫星轨道II上运动周期比在轨道I长,故B错误;
C.卫星在轨道I上加速进入轨道II,继续加速才可以进入轨道III,所以卫星在轨道III上的机械能比在轨道I大,故C正确;
D.卫星从轨道I进入轨道II和从轨道II进入轨道III均做离心运动,需要在相应切点加速,故D错误。
故选C。
5. 在一固定点电荷的电场中有A、B两点,且A、B与在同一水平直线上,如图甲所示(其中未画出)。规定电场力的方向向右为正,在A、B两点分别放置正试探电荷,依次作出试探电荷受到的电场力与其电荷量的关系如图乙中直线、所示,则( )
A. 为负电荷 B. 位于A、B两点之间
C. A点的电场强度比B点小 D. A点的电势比B点高
【答案】D
【解析】
【详解】AB.规定电场力的方向向右为正,根据图乙可知,两个正试探电荷所受电场力均为正值,即电场力方向均向右,当两个试探电荷电荷量相等时,A位置的试探电荷所受电场力大一些,表明点电荷在A位置左侧,电场力为斥力,即点电荷带正电,故AB错误;
C.根据电场强度的定义式有
图像的斜率表示电场强度,根据图乙可知,A点的电场强度比B点大,故C错误;
D.结合上述可知,电场线由A指向B,沿电场线方向电势降低,则A点的电势比B点高,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,等腰直角三角形为某三棱镜的横截面,一细光束从边某点平行于边射入三棱镜。已知光在真空中传播的速度为,三棱镜折射率为,边长度为。不考虑光在三棱镜内发生的多次反射,则光束在三棱镜中传播的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】三棱镜折射率为,由,可得,
光束在三棱镜中传播的光路图,如图
光束从边某点平行于边射入三棱镜,则光在AC边的入射角为
则
所以光在AC面发生全反射,反射角也是,光线垂直BC边射出三棱镜;由几何知识可知光在三棱镜中传播的路程为
则光束在三棱镜中传播的时间为
故选A。
7. 如图所示,真空中水平正对放置的两块带电金属板,板间形成匀强电场,电场强度大小为,板间同时存在与匀强电场正交的匀强磁场,磁感应强度大小为,方向垂直于纸面向里。金属板右端以为圆心的圆形区域内存在另一方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为。一带电粒子从A点射入金属板间,沿直线运动,从点射出。已知为直径,长度为,与夹角为,不计粒子重力。则( )
A. 粒子一定带负电 B. 粒子速度的大小为
C. 粒子的比荷为 D. 粒子在圆形区域中运动时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A.带电粒子从A点射入金属板间,沿直线运动,从点射出,则带电粒子在磁场中受力向上,由左手定则可知粒子一定带正电,故A错误;
B.带电粒子在两块带电金属板间沿直线运动,所受电场力与磁场力大小相等,方向相反
则粒子速度的大小为
故B错误;
C.由题意可知圆形磁场的半径
如图所示
由几何知识可知带电粒子在磁场中运动轨迹的半径
由牛顿第二定律得,解得
故C错误;
D.由周期公式,可得
粒子在圆形区域中运动时间为
故D正确。
故选D。
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,有选错或不答得0分。
8. 沿轴正方向传播的一列简谐横波,时的波形如图甲所示。P、Q、R是介质中的三个质点,图乙为其中一个质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波的波长为
B. 该波的传播速度为
C. 图乙为质点的振动图像
D. 质点在任意内运动的路程都为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据图甲可知,该波的波长为
故A错误;
B.根据图乙可知,周期为0.4s,则波传播速度
故B正确;
C.波沿轴正方向传播,时,根据同侧法可知,质点P向上运动,质点Q向下运动,根据图乙可知,0.2s时,质点向下运动,可知,图乙为质点的振动图像,故C正确;
D.由于
若质点初始位置在波峰、波谷或平衡位置,则在0.1s内运动的路程为20cm,若初始位置在平衡位置与波峰之间,或者初始位置在平衡位置与波谷之间,且速度方向靠近平衡位置,则0.1s内运动的路程大于20cm,若初始位置在平衡位置与波峰之间,或者初始位置在平衡位置与波谷之间,且速度方向远离平衡位置,则0.1s内运动的路程小于20cm,故D错误。
故选BC。
9. 如图甲所示,一交流发电机中,矩形导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,副线圈接入一规格为“1V,2W”的小灯泡。从图示位置开始计时,发电机产生的感应电动势随时间变化的图像如图乙所示,小灯泡恰好正常发光,忽略线框与电刷的电阻,下列说法正确的是( )
A. 时穿过矩形导线框的磁通量最小
B. 小灯泡两端电压的有效值为
C. 原、副线圈的匝数之比
D. 原、副线圈中电流的频率之比为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.时感应电动势达到最大值,表明此时线圈位置与磁感应强度方向平行,穿过矩形导线框的磁通量最小,故A正确;
B.小灯泡铭牌上的电压为有效值,可知,小灯泡两端电压的有效值为1V,故B错误;
C.原线圈两端电压有效值为
根据电压匝数比有
故C正确;
D.理想变压器不改变频率,则原、副线圈中电流的频率之比为,故D错误。
故选AC。
10. 如图所示,倾角为且足够长的光滑斜面固定在水平地面上,物体A被锁定在光滑斜面上,物体C置于水平地面。物体B、C通过劲度系数为的轻弹簧相连,A、B用轻绳跨过光滑定滑轮连接,轻绳恰好伸直,滑轮右侧轻绳竖直,左侧轻绳与斜面平行。解除锁定,A沿斜面下滑,当A速度最大时,C恰好要离开地面。已知B、C的质量均为,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 物体A的质量为
B. 物体A下滑过程中加速度一直在增大
C. 物体A和B组成的系统机械能守恒
D. 物体A下滑过程中的最大动能为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.开始轻绳恰好伸直,对B进行分析有
A速度最大时,C恰好要离开地面,对C进行分析有
此时A速度最大,A所受外力合力为0,则有
解得
故A正确;
B.弹簧开始处于压缩状态后处于拉伸状态,对A、B整体进行分析可知,A的加速度大小先减小,当A的速度达到最大值时,C恰好要离开地面,此时A、B速度大小相等,C的速度为0,之后,弹簧的拉伸量进一步增大,对A、B整体进行分析可知,A的加速度方向变为沿斜面向上,大小增大,即物体A下滑过程中加速度先减小后增大,故B错误;
C.A下滑过程,弹簧的形变量发生变化,即弹簧的弹力对B做了功,可知,在C没有离开地面之前,A、B与弹簧构成的系统机械能守恒,当A、B构成的系统机械能不守恒,故C错误;
D.结合上述可知
即上述两个整体弹簧的弹性势能相等,对A、B构成的系统有
物体A下滑过程中的最大动能
解得
故D正确。
故选AD。
三、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 某实验小组用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。气垫导轨装置包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计。此外可使用的实验器材还有:天平、游标卡尺、刻度尺等。
(1)用游标卡尺测量遮光条宽度时,游标卡尺的示数如图乙所示,则____mm;某次实验中,测得遮光条的挡光时间,则滑块通过光电门的瞬时速度大小_____(保留3位有效数字):
(2)实验中,调平气垫导轨,测得滑块(含遮光条)的质量为,滑块从静止释放处到光电门的距离为,悬挂的钩码质量为,当地的重力加速度为,计算得出滑块到达光电门时的速度大小为,若满足_____(表达式用、、,、表示),则表明钩码和滑块组成的系统机械能守恒。
【答案】(1) ①. 5.40 ②. 0.540
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1]由图乙游标卡尺的示数可知,则
[2]滑块通过光电门的瞬时速度大小
【小问2详解】
钩码和滑块组成的系统机械能守恒,则钩码减小的重力势能等于钩码和滑块增大的动能,则
12. 某学习小组要测量一电阻的阻值(约)。可供选择的器材有:
电源(电动势为,内阻约为);
电阻箱(阻值范围);
滑动变阻器(最大阻值);
滑动变阻器(最大阻值);
微安表(量程为,内阻为);
开关一个,导线若干。
该小组设计了如图甲所示的测量电路图,
主要实验步骤如下:
①按图甲连接电路;
②把电阻箱调为零,闭合,调节滑动变阻器滑片P的位置,使微安表满偏;
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变,调节电阻箱,使微安表示数为;
④记录此时电阻箱的阻值为。
回答下列问题:
(1)为了更准确地测量电阻的阻值,滑动变阻器应选用_____(选填“”或“”);
(2)根据图甲,答题卡上完成图乙中实物图连线;_____
(3)该电阻测量值为_____Ω,若只考虑系统误差,该测量值_____(选填“大于”或“小于”)真实值。
【答案】(1)
(2) (3) ①. 1230.00##1230##1230.0 ②. 大于
【解析】
【小问1详解】
电路图中滑动变阻器采用分压式接法,为了便于调节,滑动变阻器采用最大阻值较小的;
【小问2详解】
根据图甲,完成图乙中实物图连线,如图
【小问3详解】
[1]保持滑动变阻器滑片P的位置不变,认为与滑动变阻器并联部分电路两端的电压不变,则
解得
[2]调节电阻箱,电阻箱有阻值接入电路,则与滑动变阻器并联部分电路的电阻值增大,则与滑动变阻器并联部分电路两端的电压增大,则电路中微安表的示数I增大,由,可知电阻的测量值大于真实值。
13. 近年来,随着新能源汽车的普及,锂离子电池的热管理问题日益受到关注。现有一汽车锂离子电池,其内部可视为一个封闭系统。初始时电池内部封闭了一定质量的气体,其物质的量为、压强为、体积为、温度为,当电池以某一功率工作一段时间,其内部气体经历了一个等压膨胀过程,体积增大了。已知理想气体的内能与其温度成正比,表达式为,其中表示气体物质的量,为已知常数。电池内部封闭的气体可视为理想气体,求:
(1)电池内部气体体积增大了时的温度;
(2)电池内部气体在等压膨胀过程中吸收的热量。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
对于气体等压膨胀过程,根据盖-吕萨克定律有
求得此时电池内部气体的温度
【小问2详解】
电池内部气体在等压膨胀过程对外做功
气体内能的变化量为
根据热力学第一定律
气体在等压膨胀过程中吸收的热量为
14. 生产车间常用传送带传输工件。如图所示,与水平面夹角为的倾斜传送带顺时针匀速转动,每隔的时间,在传送带下端点轻放一个相同的工件,工件运动到传送带上端点后被取走。已知工件与传送带间动摩擦因数为0.8,每个工件质量为。经测量发现,与传送带达到相同速度的相邻工件之间的距离均为。重力加速度取,,。求:
(1)工件刚放上传送带时加速度的大小;
(2)工件在传送带上加速运动的时间;
(3)每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
工件在传送带上加速时有
则工件加速度的大小为
【小问2详解】
每个工件在传送带上先加速后匀速,规律均相同,则传送带速度为
工件在传送带上加速时间为
【小问3详解】
工件在传送带上加速时运动的位移为
在这段时间内传送带运动的位移为
每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量为
15. 如图所示,电阻不计的平行金属导轨由水平和倾斜两部分平滑连接而成,导轨间距,水平部分光滑,接有一阻值的电阻;倾斜部分粗糙,与水平面的夹角。将完全相同的两根导体杆和分别轻放于水平和倾斜的导轨上,恰好能处于静止状态,其距水平面的高度。以所在位置为界的上方存在垂直导轨面的匀强磁场。给一个平行导轨向右的瞬时冲量,若两杆与导轨始终接触良好,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,每根杆长、质量、电阻,重力加速度取。
(1)要让能与碰撞,求瞬时冲量应满足的条件;
(2)当时,若与碰撞时间极短,碰后粘为一体。碰撞结束时,立即对施加(为和碰撞后运动速度的大小),方向平行于导轨向上的推力,测得两端的电压随时间均匀增大,求磁感应强度的大小;
(3)在(2)中,作用后大小突变为,方向不变。求突变后安培力的大小随杆位移大小的变化关系及产生的最大焦耳热。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
对有
对施加冲量瞬间
设达到处的速度为,则
碰撞条件
解得
【小问2详解】
当时,由可得
和碰撞瞬间
解得
又,或,U均匀增大,速度也均匀增大,两杆碰后一起匀加速上升
对两杆带入数据即
因是匀变速运动,因此,
解得,
【小问3详解】
两杆匀加速运动时的速度
当突变为后,合力等于安培力,记某一时刻的速度为,位移为,由动量定理得
而
又安培力大小为
解得
当突变为后,由功能关系得
所以产生的最大焦耳热为
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