内容正文:
2025年池州市普通高中高三教学质量统一监测物理
满分:100分考试时间:75分钟
注意事项:
1.答卷前,务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡和试卷上。
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,务必擦净后再选涂其它答案标号。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、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
1. 下列说法中正确的是( )
A. 是核聚变反应方程
B. 在核反应中电荷数守恒,质量数不守恒
C. 在α、β、γ三种射线中,穿透能力最强的是α射线
D. β衰变中放出的β射线是核外电子脱离原子核的束缚而形成的
【答案】A
【解析】
【详解】A.是核聚变反应方程,故A正确;
B.在核反应中电荷数守恒,质量数守恒,故B错误;
C.在α、β、γ三种射线中,穿透能力最强的是γ射线,故C错误;
D.β衰变中产生的β射线实际上是原子核内中子转化为质子时放出的,故D错误。
故选A。
2. 质量为0.2kg的石块从距地面10m高处以30°角斜向上方抛出,初速度v0的大小为10m/s。选抛出点所在水平面为重力势能参考平面,不计空气阻力,g取10m/s2。则从抛出到落地过程中( )
A. 石块加速度不断改变
B. 石块运动时间为1s
C. 落地时石块具有的机械能为10J
D. 在最高点石块所受重力的功率为
【答案】C
【解析】
【详解】A.石块在空中运动,不计空气阻力,仅受重力作用,因此加速度恒为,故A错误;
B.石块在竖直上做上抛运动,取竖直向下为正方向,则
解得,故B错误;
C.全过程机械能守恒,落地时石块的机械能等于初始的机械能
即
选抛出点所在水平面为重力势能参考平面,则
所以,故C正确;
D.最高速度只有水平速度,竖直速度为0,所以最高重力功率为0,故D错误。
故选C。
3. 一列横波在某介质中沿x轴传播,t=0.25s时的波形图如图甲所示,x=1.5m处的质点P的振动图像如图乙所示,则( )
A. 图甲中质点N振动方向沿y轴正方向
B. 再经过t=0.5s质点L恰好到达波峰
C. 该列波沿x轴负方向传播,传播速度大小为2m/s
D. 从该时刻起经过1.5s,质点P的路程大于60cm
【答案】B
【解析】
【详解】AC.x=1.5m处的质点P的振动图像如图乙所示,0.25s时振动方向向y轴正方向,根据平移法可知,该列波沿x轴正方向传播,质点N振动方向沿y轴负方向。这列波沿x轴向左传播,波速,故AC错误;
B.再经过t=0.5s即,质点L恰好到达波峰,故B正确;
D.从该时刻起经过1.5s即,因为质点P向波峰位置振动,速度减小,质点P的路程小于3A=60cm
故D错误。
故选B。
4. 如图所示,OCD是半径为R的半圆柱体玻璃的横截面,OD为直径。一束单色光沿AO方向从真空射向OD界面,入射角为i,折射光线与圆柱面的交点为B。则在此过程中,下列说法中正确的是( )
A. 波长变小
B. 传播速度变大
C. 若增大入射角i,可能会发生全反射
D. 若增大入射角i,光从O到B所用的时间不变
【答案】A
【解析】
【详解】AB.根据可知,射入玻璃后,光速变小,而,光的频率不变,所以波长变小,故A正确B错误;
C.因为光从空气射入玻璃,从光疏介质射入光密介质,不会发生全反射,故C错误;
D.根据可知,若增大入射角i,则折射角也会改变,相应的路程就会发生变化,则光从O到B所用的时间也会改变,故D错误。
故选A。
5. 正三角形的三个顶点分别固定三个点电荷,其电荷量分别为:,该三角形中心点处的场强大小为,现仅把点电荷量更换为,则中心点处的场强大小为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】设O点到正三角形三个顶点的距离为r,根据点电荷场强公式可得三个点电荷在O点的场强大小为
方向如图所示
由场强的叠加原理,可知
现仅把点电荷量更换为,则
方向如图所示
则中心点处的场强大小为
联立,解得
故选B。
6. 如图所示,一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动,其轨道半径为R,已知电场强度大小为E,方向竖直向下;磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,不计空气阻力,重力加速度大小为g,则下列说法中正确的是( )
A. 带电液滴沿逆时针运动
B. 带电液滴运动速度大小为
C. 若仅撤去匀强磁场,带电液滴可能做曲线运动
D. 若仅撤去匀强电场,带电液滴机械能一定不变
【答案】D
【解析】
【详解】AB.带电液滴在重力场、匀强电场、匀强磁场的复合场中做匀速圆周运动,可知液滴所受重力与电场力平衡,即电场力方向竖直向上,液滴带负电,有
根据左手定则可判断带电液滴沿顺时针运动,对液滴有
联立,解得
故AB错误;
C.若仅撤去匀强磁场,带电液滴仅在重力和电场力作用下,受力平衡,将做匀速直线运动,故C错误;
D.若仅撤去匀强电场,带电液滴运动过程中,只有重力做功,机械能一定不变,故D正确。
故选D。
7. 近日,有科研团队发现,人们于1995年发现的第一颗褐矮星Gliese229B并不是一颗单星,而是一对相互环绕的双星,现在被命名为Gliese、Gliese,质量分别为木星的38倍和34倍。已知万有引力常量为,木星质量为,Gliese轨道半径为,则下列说法中正确的是( )
A. Gliese轨道半径为
B. Gliese所受万有引力大小为
C. Gliese、Gliese速率之和为
D. Gliese、Gliese角速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.万有引力提供向心力,双星系统周期相同,有
又有,
联立解得
故A错误;
B.根据万有引力定律可得
故B错误;
C.万有引力提供向心力,有,
解得,
双星速率之和为
故C正确;
D.万有引力提供向心力,双星系统角速度相同,有,
联立解得
故D错误。
故选C。
8. 如图,光滑水平面与竖直面内的光滑半圆形导轨在点平滑连接,导轨半径为。现有一左端固定的轻质弹簧弹性势能为Ep,在弹力作用下一质量为的物体获得水平向右速度后脱离弹簧,重力加速度为。若使物体不脱离半圆形导轨,弹簧弹性势能Ep的值不可能为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】分为下面两种情况讨论:
a.物体恰能到达最高点C,在最高点由牛顿第二定律有
解得
物体由A点运动到C点过程中,由能量守恒定律有
解得
所以初始弹簧弹性势能
b.如果到达与圆心等高位置,由能量守恒定律有
所以初始弹簧弹性势能
综上弹簧弹性势能不可能的是。
故选B。
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的选项中,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。
9. 如图甲所示,单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动,从某时刻开始计时,产生的感应电动势随时间的变化图像如图乙所示,若外接电阻,线圈电阻,则下列说法中正确的是( )
A. 0.03s末穿过线圈的磁通量最大
B. 该交流电电流方向每秒改变50次
C. 电阻在1分钟内产生的热量为
D. 从时刻转过60°的过程中,通过线圈某截面的电荷量为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图乙知,0.03s末线圈产生的感应电动势最大,则0.03s末线圈平面与磁场平行,线圈的磁通量为0,故A错误;
B.交流电周期为0.04s,电流每个周期方向改变两次,所以该交流电电流方向每秒改变50次,故B正确;
C.由图乙知,线圈产生感应电动势的最大值
则线圈的最大电流
电阻在1分钟内产生的热量为
故C错误;
D.从时刻转过60°的过程中,通过线圈某截面的电荷量为
结合C选项中的感应电动势的最大值表达式可知
故D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示,倾斜的传送带正以恒定速率沿顺时针方向转动,传送带的倾角为37°。一物块以初速度从传送带的底端冲上传送带并沿传送带向上运动,其运动的图像如图乙所示,物块到传送带顶端时速度恰好为零,,取,则( )
A. 1~3s时间内物块所受摩擦力做正功
B. 0~3s时间内物块平均速度大小为8m/s
C. 物块由顶端返回到底端的过程中所需时间大于3s
D. 0~1s与1~3s两段时间内物块与传送带间因摩擦产生的热量之比为3:2
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由题图乙可知,在内物块的速度大于传送带的速度,物块所受摩擦力的方向沿传送带向下,与物块运动的方向相反,所以0~1s时间内物块所受摩擦力做负功;末至物块到达传送带顶端,物块的速度小于传送带的速度,物块所受摩擦力的方向沿传送带向上,与物块运动的方向相同,所以1~3s时间内物块所受摩擦力做正功,故A正确;
B.物块运动的位移大小等于图线与坐标轴所围图形的面积大小,为
物块平均速度大小为
故B错误;
C.物块下滑加速度与1~3s时间内物块加速度相同
根据
解得
故C正确;
D.产热等于阻力乘以相对位移,所以0~1s与1~3s两段时间内物块与传送带间因摩擦产生的热量之比等于相对位移之比,根据图像可知
故D错误。
故选AC。
三、非选择题:共5题,共58分。
11. 已知弹簧振子做简谐运动的周期公式为,其中T是简谐运动的周期,k是轻质弹簧的劲度系数,是振子的质量。小明同学想以该公式为原理研究橡皮筋的劲度系数。橡皮筋可看成轻质弹簧。现让橡皮筋上端固定,下端连接一重物,质量为0.1kg。现用手把重物向上托起,使重物从橡皮筋原长处由静止释放,不计空气阻力,重物将沿竖直方向做简谐运动。从某时刻开始计时,取竖直向上为正方向,重物的振动图像如图所示。已知重力加速度为g=10m/s2。橡皮筋的劲度系数为___________N/m,重物在时的加速度大小为___________m/s2,重物在时间内运动的路程为___________m。
【答案】 ①. 10 ②. 10 ③. 4
【解析】
【详解】[1]由重物的振动图像可知,其振动周期为,根据
解得k=10N/m
[2]由图像可知,重物在时位于负向最大位移处,根据牛顿第二定律可得
解得a=10m/s2
[3]依题意,,重物在时间内运动的路程为
12. 饮酒后,酒精会对中枢神经产生麻醉作用,导致手、脚触觉降低,无法正常控制油门、刹车及方向盘,增加交通事故的风险,严重危害交通安全。“喝酒不开车,开车不喝酒”已经成为安全驾驶的行为准则。交警通过酒精测试仪对司机进行酒精浓度测试。酒精测试仪核心部件为酒精气体传感器,其电阻与酒精气体浓度的关系如图甲所示。利用酒精气体传感器设计一款酒精测试仪。除了酒精气体传感器外,提供以下器材:
A.旧干电池组(电动势E=2.7V,内阻)
B.表头(满偏电流,内阻)
C.电阻箱(最大阻值)
D.电阻箱(最大阻值)
E.开关及导线若干
(1)为完成实验,先将表头G和电阻箱___________(填“串联”或“并联”)改装成量程为3V的电压表,作为酒精测试仪内部元件使用,的阻值应调为___________。
(2)如将酒精气体浓度为零的位置标注在表头G上处,则电阻箱的阻值应调为___________Ω(结果保留1位小数)。
(3)完成步骤(2)后,某次测试酒精浓度时,表头指针如图丙所示。已知酒精气体浓度在之间属于饮酒驾驶,即酒驾:酒精气体浓度达到或超过0.8mg/mL属于醉酒驾驶,即醉驾。则该次测试的酒精气体浓度在___________(填“酒驾”或“醉驾”)范围内。
(4)如果换成新干电池组(电动势E=3.0V,内阻忽略不计)直接测量,则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 串联 ②. 900
(2)162.8 (3)酒驾
(4)偏大
【解析】
【小问1详解】
[1][2]要将表头G改装为3V电压表,需要串联电阻的阻值为
【小问2详解】
由题意,表头G电流为1.4mA时,电阻箱电压为
酒精气体浓度为零时
则电路中电流为
电阻箱的电流为
则
【小问3详解】
根据图示可知
所以
总电流
根据串联电业关系
则
解得
则该次测试的酒精浓度在酒驾范围内。
【小问4详解】
换成新干电池组后,干电池电动势增大,内阻减小,同一浓度下,电路中的总电流偏大,故所测得的酒精浓度偏大。
13. 理想气体的状态参量满足克拉珀龙方程。其中表示物质的量,为常数。1mol理想气体经历如图所示的准静态过程:从状态A出发,沿直线膨胀到B,再等压压缩到原体积,到达状态C。已知该气体的摩尔定容热容为,气体在由A到C过程中内能的变化量。p0、为已知量。求整个过程中:
(1)气体内能的改变;
(2)外界与气体间交换的热量。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据及图像可知,状态A温度
状态C温度
过程中内能的变化量
其中
得
【小问2详解】
过程中,气体对外做功,值为线段下面的面积;过程中,外界对气体做功,值为线段下面的面积;故整个过程中外界对系统做的功为的面积的负值
在过程中,对密封气体由热力学第一定律有
得
故气体对外界放热。
14. 如图所示,质量为的圆弧劈体在光滑的水平地面上以速度大小向左运动,其水平部分粗糙、动摩擦因数为、水平部分长度为L=5m,其圆弧部分光滑、圆弧半径为。质量为的物块(可视为质点)以速度大小从水平部分左端滑上圆弧劈体,物块恰好滑到劈体与圆心等高处。已知,重力加速度,整个过程中圆弧劈体不翻转。求:
(1)物块第一次滑到圆弧部分最低点的速度;
(2)圆弧劈体半径;
(3)物块第二次滑到圆弧部分最低点时轨道对地面的压力(用表示)。
【答案】(1);水平向右
(2)2.4m (3)60m;竖直向下
【解析】
【小问1详解】
物块从左端滑上圆弧劈体到第一次滑至圆弧部分最低点,选择水平向右为正方向,由动量守恒定律有
由能量守恒定律有
联立,解得,
或者 ,(舍去)
故物块第一次滑到圆弧部分最低点时速度大小为,方向水平向右。
【小问2详解】
物块恰好滑到劈体圆心等高处时,速度相同,设为,对物块从第一次滑到圆弧部分最低点到滑到劈体圆心等高处过程,由水平方向动量守恒定律有
解得
由机械能守恒定律有
解得
【小问3详解】
物块从劈体圆心等高处到第二次滑到圆弧部分最低点过程中,由水平方向动量守恒定律有
由机械能守恒定律有
联立,解得
或者(舍去)
设物块在圆弧最低点相对圆弧劈体的速度,则
当物块第二次在圆弧部分最低点时,由牛顿第二定律有
解得
对圆弧劈体在竖直方向上有:
又
解得
由牛顿第三定律可知,物块第二次滑到圆弧部分最低点时圆弧劈体对地面的压力大小为
方向竖直向下。
15. 如图甲所示,两条平行的粗糙金属轨道与水平面成角,轨道上端之间接可变电阻,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向可调且始终垂直于轨道平面向上。质量为的金属杆水平放置在轨道上,其接入电路部分的阻值为,其和导轨间的动摩擦因数为,重力加速度取,轨道电阻不计且足够长。
(1)若,当杆由静止释放瞬间加速度大小为。求;
(2)若,现从静止释放杆且施加与导轨平面成斜向右上方的恒定拉力,如图乙,测得其最大速度为。改变可变电阻的阻值,得到与的关系式(各量均取国际单位)。已知两平行金属轨道间距离L=1m。求:
a.磁感应强度的大小和的阻值;
b.当变阻箱取,且金属杆在下滑d=9m前速度已达最大,杆下滑的过程中,电阻上产生的焦耳热。
【答案】(1)
(2)a.1T,2Ω;b.1.8J
【解析】
【小问1详解】
若,当杆释放瞬间,对杆由牛顿第二定律有
得
【小问2详解】
a.若,棒受作用由静止释放,棒感应电动势
回路电流
安培力
对棒由牛顿第二定律有安
联立得
当时,取最大值
即
代入数据整理得
由题意
得
b.当时,由得
设杆下滑过程中,回路因电流做功产生的总焦耳热为上产生的焦耳热为,对杆在下滑过程中,由动能定理有
又
联立得
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2025年池州市普通高中高三教学质量统一监测物理
满分:100分考试时间:75分钟
注意事项:
1.答卷前,务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡和试卷上。
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,务必擦净后再选涂其它答案标号。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、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
1. 下列说法中正确的是( )
A. 是核聚变反应方程
B. 在核反应中电荷数守恒,质量数不守恒
C. 在α、β、γ三种射线中,穿透能力最强的是α射线
D. β衰变中放出的β射线是核外电子脱离原子核的束缚而形成的
2. 质量为0.2kg的石块从距地面10m高处以30°角斜向上方抛出,初速度v0的大小为10m/s。选抛出点所在水平面为重力势能参考平面,不计空气阻力,g取10m/s2。则从抛出到落地过程中( )
A. 石块加速度不断改变
B. 石块运动时间为1s
C. 落地时石块具有的机械能为10J
D. 在最高点石块所受重力的功率为
3. 一列横波在某介质中沿x轴传播,t=0.25s时的波形图如图甲所示,x=1.5m处的质点P的振动图像如图乙所示,则( )
A. 图甲中质点N振动方向沿y轴正方向
B. 再经过t=0.5s质点L恰好到达波峰
C. 该列波沿x轴负方向传播,传播速度大小为2m/s
D. 从该时刻起经过1.5s,质点P的路程大于60cm
4. 如图所示,OCD是半径为R的半圆柱体玻璃的横截面,OD为直径。一束单色光沿AO方向从真空射向OD界面,入射角为i,折射光线与圆柱面的交点为B。则在此过程中,下列说法中正确的是( )
A. 波长变小
B. 传播速度变大
C. 若增大入射角i,可能会发生全反射
D. 若增大入射角i,光从O到B所用的时间不变
5. 正三角形的三个顶点分别固定三个点电荷,其电荷量分别为:,该三角形中心点处的场强大小为,现仅把点电荷量更换为,则中心点处的场强大小为( )
A.
B.
C.
D.
6. 如图所示,一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动,其轨道半径为R,已知电场强度大小为E,方向竖直向下;磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,不计空气阻力,重力加速度大小为g,则下列说法中正确的是( )
A. 带电液滴沿逆时针运动
B. 带电液滴运动速度大小为
C. 若仅撤去匀强磁场,带电液滴可能做曲线运动
D. 若仅撤去匀强电场,带电液滴机械能一定不变
7. 近日,有科研团队发现,人们于1995年发现的第一颗褐矮星Gliese229B并不是一颗单星,而是一对相互环绕的双星,现在被命名为Gliese、Gliese,质量分别为木星的38倍和34倍。已知万有引力常量为,木星质量为,Gliese轨道半径为,则下列说法中正确的是( )
A. Gliese轨道半径为
B. Gliese所受万有引力大小为
C. Gliese、Gliese速率之和为
D. Gliese、Gliese角速度大小为
8. 如图,光滑水平面与竖直面内的光滑半圆形导轨在点平滑连接,导轨半径为。现有一左端固定的轻质弹簧弹性势能为Ep,在弹力作用下一质量为的物体获得水平向右速度后脱离弹簧,重力加速度为。若使物体不脱离半圆形导轨,弹簧弹性势能Ep的值不可能为( )
A.
B.
C.
D.
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的选项中,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。
9. 如图甲所示,单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动,从某时刻开始计时,产生的感应电动势随时间的变化图像如图乙所示,若外接电阻,线圈电阻,则下列说法中正确的是( )
A. 0.03s末穿过线圈的磁通量最大
B. 该交流电电流方向每秒改变50次
C. 电阻在1分钟内产生的热量为
D. 从时刻转过60°的过程中,通过线圈某截面的电荷量为
10. 如图甲所示,倾斜的传送带正以恒定速率沿顺时针方向转动,传送带的倾角为37°。一物块以初速度从传送带的底端冲上传送带并沿传送带向上运动,其运动的图像如图乙所示,物块到传送带顶端时速度恰好为零,,取,则( )
A. 1~3s时间内物块所受摩擦力做正功
B. 0~3s时间内物块平均速度大小为8m/s
C. 物块由顶端返回到底端的过程中所需时间大于3s
D. 0~1s与1~3s两段时间内物块与传送带间因摩擦产生的热量之比为3:2
三、非选择题:共5题,共58分。
11. 已知弹簧振子做简谐运动的周期公式为,其中T是简谐运动的周期,k是轻质弹簧的劲度系数,是振子的质量。小明同学想以该公式为原理研究橡皮筋的劲度系数。橡皮筋可看成轻质弹簧。现让橡皮筋上端固定,下端连接一重物,质量为0.1kg。现用手把重物向上托起,使重物从橡皮筋原长处由静止释放,不计空气阻力,重物将沿竖直方向做简谐运动。从某时刻开始计时,取竖直向上为正方向,重物的振动图像如图所示。已知重力加速度为g=10m/s2。橡皮筋的劲度系数为___________N/m,重物在时的加速度大小为___________m/s2,重物在时间内运动的路程为___________m。
12. 饮酒后,酒精会对中枢神经产生麻醉作用,导致手、脚触觉降低,无法正常控制油门、刹车及方向盘,增加交通事故的风险,严重危害交通安全。“喝酒不开车,开车不喝酒”已经成为安全驾驶的行为准则。交警通过酒精测试仪对司机进行酒精浓度测试。酒精测试仪核心部件为酒精气体传感器,其电阻与酒精气体浓度的关系如图甲所示。利用酒精气体传感器设计一款酒精测试仪。除了酒精气体传感器外,提供以下器材:
A.旧干电池组(电动势E=2.7V,内阻)
B.表头(满偏电流,内阻)
C.电阻箱(最大阻值)
D.电阻箱(最大阻值)
E.开关及导线若干
(1)为完成实验,先将表头G和电阻箱___________(填“串联”或“并联”)改装成量程为3V的电压表,作为酒精测试仪内部元件使用,的阻值应调为___________。
(2)如将酒精气体浓度为零的位置标注在表头G上处,则电阻箱的阻值应调为___________Ω(结果保留1位小数)。
(3)完成步骤(2)后,某次测试酒精浓度时,表头指针如图丙所示。已知酒精气体浓度在之间属于饮酒驾驶,即酒驾:酒精气体浓度达到或超过0.8mg/mL属于醉酒驾驶,即醉驾。则该次测试的酒精气体浓度在___________(填“酒驾”或“醉驾”)范围内。
(4)如果换成新干电池组(电动势E=3.0V,内阻忽略不计)直接测量,则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
13. 理想气体的状态参量满足克拉珀龙方程。其中表示物质的量,为常数。1mol理想气体经历如图所示的准静态过程:从状态A出发,沿直线膨胀到B,再等压压缩到原体积,到达状态C。已知该气体的摩尔定容热容为,气体在由A到C过程中内能的变化量。p0、为已知量。求整个过程中:
(1)气体内能的改变;
(2)外界与气体间交换的热量。
14. 如图所示,质量为的圆弧劈体在光滑的水平地面上以速度大小向左运动,其水平部分粗糙、动摩擦因数为、水平部分长度为L=5m,其圆弧部分光滑、圆弧半径为。质量为的物块(可视为质点)以速度大小从水平部分左端滑上圆弧劈体,物块恰好滑到劈体与圆心等高处。已知,重力加速度,整个过程中圆弧劈体不翻转。求:
(1)物块第一次滑到圆弧部分最低点的速度;
(2)圆弧劈体半径;
(3)物块第二次滑到圆弧部分最低点时轨道对地面的压力(用表示)。
15. 如图甲所示,两条平行的粗糙金属轨道与水平面成角,轨道上端之间接可变电阻,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向可调且始终垂直于轨道平面向上。质量为的金属杆水平放置在轨道上,其接入电路部分的阻值为,其和导轨间的动摩擦因数为,重力加速度取,轨道电阻不计且足够长。
(1)若,当杆由静止释放瞬间加速度大小为。求;
(2)若,现从静止释放杆且施加与导轨平面成斜向右上方的恒定拉力,如图乙,测得其最大速度为。改变可变电阻的阻值,得到与的关系式(各量均取国际单位)。已知两平行金属轨道间距离L=1m。求:
a.磁感应强度的大小和的阻值;
b.当变阻箱取,且金属杆在下滑d=9m前速度已达最大,杆下滑的过程中,电阻上产生的焦耳热。
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