精品解析：江西省赣州市文清香江高级中学高三下学期模拟（一）物理试卷

高三物理模拟试题（一） 满分：100分 时间：75分钟 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. 华为的WiFi6+路由器采用了芯片级协同、动态窄频宽技术，大幅提升了手机等终端侧的功率谱密度（PSD），带来了信号穿墙能力的大幅提升。功率谱密度的单位是瓦特每纳米（W/nm），改用国际单位制基本单位表示正确的是（　　） A. N/s B. N/s2 C. kg·m/s3 D. kg·m/s4 2. 图甲为直-20直升机吊装集装箱填堵河道缺口的情景，某时刻集装箱被直升机悬吊处于静止状态，此时可简化为图乙所示模型，四根长度均为10L的轻绳分别系于长方体集装箱上表面的四个顶角a、b、c、d处，它们在上端系于O点，Oe轻绳与直升机连接。，集装箱重力为G且质量分布均匀，则轻绳Oa对集装箱的拉力大小为（ ） A. B. C. D. 3. 要使小球A能击中离地面H高的小球P,设计了甲、乙、丙、丁四条内外侧均光滑轨道，如图所示．甲为高度小于H的倾斜平直轨道，乙丙丁均为圆轨道，圆心O如图所示．小球从地面出发，初速度大小都为,在甲轨道中初速度方向沿斜面，在乙、丙、丁轨道中初速度方向均沿轨道的切线方向，则小球A经过哪种轨道后有可能恰好击中P球（ ） A. 轨道甲和轨道丁 B. 轨道乙和轨道丁 C. 轨道丙和轨道丁 D. 只有轨道丁 4. 如图所示，竖直平面内有方向水平向右的匀强电场，一带负电的粒子从电场中的O点以某一初速度向右上方发射，初速度方向与水平方向成37°。粒子运动到其轨迹的最高点时，速度大小与O点速度大小相等，则带电粒子受到的电场力与它的重力的比值为（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）（　　） A. 2∶1 B. 3∶1 C. 1∶2 D. 1∶3 5. 一颗在低圆轨道上运行的卫星，轨道平面与赤道平面的夹角为30°，卫星运行到某一位置时恰好能观测到南极点或北极点，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。则该卫星运行的周期为（　　） A. B. C. D. 6. 1824年法国工程师卡诺创造性地提出了具有重要理论意义的热机循环过程一卡诺循环，极大地提高了热机的工作效率。如图为卡诺循环的p﹣V图像，一定质量的理想气体从状态A开始沿循环曲线ABCDA回到初始状态，其中AB和CD为两条等温线，BC和DA为两条绝热线。下列说法正确的是（　　） A. 在D→A绝热压缩过程中，气体内能减小 B. 一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量 C. B→C过程气体对外界做的功等于D→A过程外界对气体做的功 D. B状态时气体分子单位时间对器壁单位面积撞击次数比A状态多 7. 地球大气层对光线的折射会使地球上的人们看到的太阳位置与实际位置存在偏差，这种现象被称为蒙气差效应。为便于研究这一现象，现将折射率不均匀的大气简化成折射率为的均匀大气，大气层的厚度等效为地球半径R，赤道上的人一天中能看到太阳的时间相比没有大气层时要多（　　） A. 3小时 B. 2小时 C. 1.5小时 D. 1小时 8. 某款发电机示意图如图所示，矩形线框置于水平向右的磁感应强度为B的匀强磁场中，中心轴与磁场垂直，E、F端分别接在相互绝缘的两个半圆环上，让半圆环和线框一起以角速度顺时针匀速转动，两个半圆环在转动过程中先后分别和两个固定电刷C、D接触，初始时刻线框平面与磁场平行，矩形线框面积为S电阻为r，电刷C、D之间接有一阻值为R的电阻，其余部分电阻不计，则（　　） A. 初始时刻磁通量变化率最大 B. 流过电阻R的电流变化周期为 C. 线圈从图示位置转动一周的过程中通过电阻R的电荷量为0 D. 线圈从图示位置转动一周的过程中电阻R产生的热量为 9. 由锌板与铜板构成平行板电容器，其中锌板与静电计相连，静电计金属外壳和铜板都接地，现用频率的紫外线照射锌板，静电计指针偏转最后稳定在偏角上，对应电压。假定已知偏转角度与电势差U成正比。以Q表示两板带的电荷量，E表示两板间的电场强度。则下述过程中正确的是 A. 将两板距离减小为原来的一半，则θ先减小后增大最后稳定在，Q不变 B. 换用频率的紫外线继续照射锌板θ增大为2后稳定，则有 C. 停止光照，将两板距离增大为两倍，则Q增大为2Q，θ增大为2 D. 停止光照，将两板距离增大为两倍，则θ增大为2，E不变 10. 如图所示，在xOy平面内x轴上方有垂直xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在O点有一粒子源，能向第I象限内各个方向发射出速率均为v的同种带正电的粒子（重力不计），P、Q是其中的两个粒子。已知P粒子初速度方向与x轴正向夹角为30°，P粒子在第II象限内运动的时间为t，而Q粒子在第II象限内运动的轨迹与两坐标轴所围面积的磁通量最大，则（　　） A. 粒子的比荷为 B. Q粒子在磁场中运动的时间为 C. 所有粒子在第II象限内运动的时间均为t D. Q粒子在第II象限内运动轨迹与两坐标轴所围面积的磁通量为 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学采用如图装置来验证拉力一定时，物体加速度与质量成反比。左右等高的水平桌面上都有一端带滑轮的长木板，木板上都固定有打点计时器，质量分别为m1和m2的两个小滑块通过一条细绳绕过各自长木板上的定滑轮相连，动滑轮下吊有沙桶，调整装置使m1和m2在同一竖直平面内，并使细线与长木板平行，两个小滑块都与穿过打点计时器限位孔的纸带相连。 （1）关于本次实验，下列说法正确的是（ ） A．实验前平衡摩擦力需要去掉细线及动滑轮，分别垫高长木板一端 B．实验前平衡摩擦力不需要去掉细线及动滑轮，分别垫高长木板一端 C．实验中需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量 D．实验中不需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量 （2）连接细线，调整沙桶中沙子的质量，接通两个打点计时器的电源，然后从静止释放沙桶，同时得到对应的两条纸带，纸带上相邻两个计数点间还有4个点未画出，实验时使用的交流电的频率为50Hz，其中乙纸带如图所示， 通过纸带计算加速度a2=___________m/s2（保留三位有效数字） （3）由于甲计时器中墨粉盘使用时间过长，纸带上未能打出清晰点迹，无法直接求得加速度a1。现已知两小车质量分别为m1=200g、m2=300g。若结论成立，可知a1=___________m/s2（保留三位有效数字） 12. 现有一微安表（量程为100，内阻约为1500Ω），为准确测量其内阻，设计如图所示电路图，其中。实验步骤： （1）滑动变阻器R的量程应选 A. 20Ω B. 200Ω C. 500Ω （2）接通后，调节为1500Ω，调节为适当值，发现微安表示数为，接通，此时微安表示数变为，若，则应该_________（选填“增大”或“减小”）的阻值； （3）反复调节直至1812Ω，发现接通前后微安表示数不变，则可知微安表内阻为___________Ω。（保留四位有效数字） （4）现将该微安表改为1mA和2mA两个量程的毫安表，则可计算出___________Ω，___________Ω。 13. 如图所示是一列沿x轴传播的简谐波，实线是时刻的波形，虚线是时刻的波形，P是x轴上平衡位置坐标的质点。求： （1）求该简谐波的周期和波速。 （2）若波速为9m/s，判断其传播方向；按波速为9m/s的传播方向，从t=0时刻起，质点P第四次到达波峰的时刻。 14. 潜艇从高密度海水区域驶入低密度海水区域时，浮力顿减，潜艇如同“汽车掉下悬崖”，称之为“掉深”，曾有一些潜艇因此沉没。我海军某潜艇在执行任务期间，突然遭遇“水下断崖”急速“掉深”，全艇官兵紧急自救脱险，创造了世界潜艇史上的奇迹。总质量为6.0×106kg的某潜艇，在高密度海水区域距海平面200m，距海底138m处沿水平方向缓慢潜航，如图所示。当该潜艇驶入低密度海水区域A点时，浮力突然降为5.4×107N，15s后，潜艇官兵迅速对潜艇减重（排水），结果潜艇刚好零速度“坐底”并安全上浮，避免了一起严重事故。已知在整个运动过程中，潜艇所受阻力大小恒为1.2×106N潜艇减重的时间忽略不计，海底平坦，重力加速度g取10m/s2，=8.31，求： （1）潜艇“掉深”15s时的速度； （2）潜艇减重排出水的质量； （3）潜艇从A点开始“掉深”到返回A点过程中阻力的冲量。（结果取2位有效数字） 15. 如图所示，长直金属杆M、N在水平固定的平行光滑长直金属导轨上运动，导轨间距为L；水平虚线与导轨垂直，左、右两侧区域分别充满垂直于导轨平面且方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。初始时刻，N静止在左侧导轨上，M从N左侧以初速度水平向右运动．M、N质量均为m、在导轨间的电阻均为R，整个运动过程中，两金属杆始终与导轨垂直并接触良好．感应电流产生的磁场、导轨电阻、空气阻力及两金属杆粗细均忽略不计，导轨足够长。 （1）求初始时刻M的加速度大小和方向； （2）若M、N在左侧未相撞，N进入右侧时速度大小为，求初始时刻M、N间距至少为多少？ （3）在（2）的条件下，若M到达处时速度大小为，求M、N的碰撞次数，及M、N最终速度大小． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理模拟试题（一） 满分：100分 时间：75分钟 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. 华为的WiFi6+路由器采用了芯片级协同、动态窄频宽技术，大幅提升了手机等终端侧的功率谱密度（PSD），带来了信号穿墙能力的大幅提升。功率谱密度的单位是瓦特每纳米（W/nm），改用国际单位制基本单位表示正确的是（　　） A. N/s B. N/s2 C. kg·m/s3 D. kg·m/s4 【答案】C 【解析】 【详解】功率的单位是瓦特，即，其中J是功的单位，即，N是力的单位，即，则有 所以功率谱密度的单位瓦特每纳米（W/nm），改用国际单位制基本单位表示就是kg·m/s3。 故选C。 2. 图甲为直-20直升机吊装集装箱填堵河道缺口的情景，某时刻集装箱被直升机悬吊处于静止状态，此时可简化为图乙所示模型，四根长度均为10L的轻绳分别系于长方体集装箱上表面的四个顶角a、b、c、d处，它们在上端系于O点，Oe轻绳与直升机连接。，集装箱重力为G且质量分布均匀，则轻绳Oa对集装箱的拉力大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】对集装箱受力分析，设轻绳与竖直方向夹角为，由对称性可知，轻绳Oa对集装箱的拉力的竖直分力为集装箱重力的四分之一，即 根据几何关系，可得 又 联立，解得 故选B。 3. 要使小球A能击中离地面H高的小球P,设计了甲、乙、丙、丁四条内外侧均光滑轨道，如图所示．甲为高度小于H的倾斜平直轨道，乙丙丁均为圆轨道，圆心O如图所示．小球从地面出发，初速度大小都为,在甲轨道中初速度方向沿斜面，在乙、丙、丁轨道中初速度方向均沿轨道的切线方向，则小球A经过哪种轨道后有可能恰好击中P球（ ） A. 轨道甲和轨道丁 B. 轨道乙和轨道丁 C. 轨道丙和轨道丁 D. 只有轨道丁 【答案】D 【解析】 【详解】小球从地面出发，初速度大小为，在运动过程中，只有动能全部转化为重力势能才能上升高度H，即 甲轨道A球在轨道上沿斜面运动后斜抛，在最高点有动能，根据机械能守恒，小球不能到达H高度，故甲不可能； 乙轨道小球做竖直上抛运动，在最高点速度为零，能达到高度H，但不能击中P点，故乙轨道不可能； 丙轨道在小球通过1/4圆以后小球要想到达P点，在P点要有动能，根据机械能守恒，小球到不了P点，故丙轨道不可能； 丁轨道小球到达P点，小球的动能完全转化为重力势能，到达P点动能恰好为零，小球恰好击中P点，故丁轨道可以． 故选D 。 4. 如图所示，竖直平面内有方向水平向右的匀强电场，一带负电的粒子从电场中的O点以某一初速度向右上方发射，初速度方向与水平方向成37°。粒子运动到其轨迹的最高点时，速度大小与O点速度大小相等，则带电粒子受到的电场力与它的重力的比值为（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）（　　） A. 2∶1 B. 3∶1 C. 1∶2 D. 1∶3 【答案】B 【解析】 【详解】设带电粒子受到的电场力大小为F，质量为m，重力加速度为g，由题意可知带电粒子在水平方向上做匀减速运动，其水平初速度和竖直初速度的大小分别为 ① ② 当粒子运动到其轨迹最高点时，其竖直方向的分速度为零，水平方向的速度大小为v0＞v0x，由此可知粒子在水平方向上经历减速至零又反向加速的过程，取水平向左为正方向，根据牛顿第二定律可知粒子在水平方向的加速度大小为 ③ 根据运动学公式可得粒子从开始到运动至最高点所需的时间为 ④ 由题意可知 ⑤ 联立①~⑤式解得 ⑥ 故选B。 5. 一颗在低圆轨道上运行的卫星，轨道平面与赤道平面的夹角为30°，卫星运行到某一位置时恰好能观测到南极点或北极点，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。则该卫星运行的周期为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设该卫星的轨道半径为，根据题意结合几何关系可得 可得 根据万有引力提供向心力可得 在地球表面有 联立解得该卫星运行的周期为 故选D。 6. 1824年法国工程师卡诺创造性地提出了具有重要理论意义的热机循环过程一卡诺循环，极大地提高了热机的工作效率。如图为卡诺循环的p﹣V图像，一定质量的理想气体从状态A开始沿循环曲线ABCDA回到初始状态，其中AB和CD为两条等温线，BC和DA为两条绝热线。下列说法正确的是（　　） A. 在D→A绝热压缩过程中，气体内能减小 B. 一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量 C. B→C过程气体对外界做的功等于D→A过程外界对气体做的功 D. B状态时气体分子单位时间对器壁单位面积撞击次数比A状态多 【答案】C 【解析】 【详解】A．D→A绝热压缩过程中，外界对气体做功 ， 根据热力学第一定律 可知 即气体内能增加，故A错误； B．一次循环过程中气体的温度不变，内能不变。p﹣V图像中图线与坐标轴围成的面积表示功。由图知，在一次循环过程中，气体对外界做功，为确保气体的内能不变，则气体一定从外界吸收热量，故一次循环过程中气体吸收的热量大于放出的热量，故B错误； C．由图知 故B→C过程和D→A过程，温度变化量的大小相等，内能变化量的大小相等，且，可知W大小也必然相等，即B→C过程气体对外界做的功等于D→A过程外界对气体做的功，故C正确； D．AB状态温度相同，则状态A和状态B气体分子的平均速率相同，而状态B的体积大，气体的密集程度小，则B状态时气体分子单位时间对器壁单位面积撞击次数比A状态少，故D错误。 故选C。 7. 地球大气层对光线的折射会使地球上的人们看到的太阳位置与实际位置存在偏差，这种现象被称为蒙气差效应。为便于研究这一现象，现将折射率不均匀的大气简化成折射率为的均匀大气，大气层的厚度等效为地球半径R，赤道上的人一天中能看到太阳的时间相比没有大气层时要多（　　） A. 3小时 B. 2小时 C. 1.5小时 D. 1小时 【答案】B 【解析】 【详解】太阳光是平行光，临界光路图如图所示。由几何关系可得临界光线的折射角满足 可知临界光线的折射角为；根据折射定律可得 解得 由几何关系可知，地球多转角度便看不见太阳了，则有 一个住在赤道上的人在太阳“落山”后还能看到太阳的时间为 同理可知，在太阳升起时也能提早1小时看到太阳，所以赤道上的人一天中能看到太阳的时间相比没有大气层时要多2小时。 故选B。 8. 某款发电机示意图如图所示，矩形线框置于水平向右的磁感应强度为B的匀强磁场中，中心轴与磁场垂直，E、F端分别接在相互绝缘的两个半圆环上，让半圆环和线框一起以角速度顺时针匀速转动，两个半圆环在转动过程中先后分别和两个固定电刷C、D接触，初始时刻线框平面与磁场平行，矩形线框面积为S电阻为r，电刷C、D之间接有一阻值为R的电阻，其余部分电阻不计，则（　　） A. 初始时刻磁通量变化率最大 B. 流过电阻R的电流变化周期为 C. 线圈从图示位置转动一周的过程中通过电阻R的电荷量为0 D. 线圈从图示位置转动一周的过程中电阻R产生的热量为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．初始位置磁通量为0，但磁通量的变化率最大，故A正确； B．根据右手定则可知，通过电阻的电流方向始终不变，则甲输出是直流电，流过电阻R的电流变化周期为 故B错误； C．根据正弦式交流电峰值和有效值的关系可知转动一周的过程中电流的有效值为 转动一周的过程中，每转过，通过电阻的电荷量为 则转动一周的过程中流过电阻的电荷量 故C错误； D．线圈从图示位置转动一周的过程中电阻R产生的热量为 故D正确。 故选AD。 9. 由锌板与铜板构成平行板电容器，其中锌板与静电计相连，静电计金属外壳和铜板都接地，现用频率的紫外线照射锌板，静电计指针偏转最后稳定在偏角上，对应电压。假定已知偏转角度与电势差U成正比。以Q表示两板带的电荷量，E表示两板间的电场强度。则下述过程中正确的是 A. 将两板距离减小为原来的一半，则θ先减小后增大最后稳定在，Q不变 B. 换用频率的紫外线继续照射锌板θ增大为2后稳定，则有 C. 停止光照，将两板距离增大为两倍，则Q增大为2Q，θ增大为2 D. 停止光照，将两板距离增大为两倍，则θ增大为2，E不变 【答案】BD 【解析】 【详解】紫外线照射锌板，发生光电效应，飞出的电子打在铜板，两板之间形成电场，随着电场的增强，最后最大初动能的光电子也不能打在铜板上，形成遏止电压，即静电计指针偏转角对应电压有：（W为锌板逸出功），换用频率的紫外线继续照射锌板θ增大为2稳定，则对应电压2，有：，联立两式得：，选项B正确；光照条件下，两板距离减小电容增大，电压降低，电荷量继续积累，Q增大，E增大，一直到重新回到遏止电压，选项A错误；停止光照，Q不变，E不变，两板距离增大为两倍，电压增大为两倍，即θ增大为2，选项C错误，D正确。 10. 如图所示，在xOy平面内x轴上方有垂直xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在O点有一粒子源，能向第I象限内各个方向发射出速率均为v的同种带正电的粒子（重力不计），P、Q是其中的两个粒子。已知P粒子初速度方向与x轴正向夹角为30°，P粒子在第II象限内运动的时间为t，而Q粒子在第II象限内运动的轨迹与两坐标轴所围面积的磁通量最大，则（　　） A. 粒子的比荷为 B. Q粒子在磁场中运动的时间为 C. 所有粒子在第II象限内运动的时间均为t D. Q粒子在第II象限内运动轨迹与两坐标轴所围面积的磁通量为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．P粒子初速度方向与x轴正向夹角为，P粒子在第II象限内运动的时间为t，作出运动轨迹，如图所示 由几何关系分析可得，在第II象限运动的时间为，则有 又 整理得粒子的比荷为 故A正确； BD．设Q粒子初速度方向与x轴正向夹角为，作出其运动轨迹，如图所示 由题知，在第II象限内运动的轨迹与两坐标轴所围面积的磁通量 其中的为半圆面积和面积之和，当面积最大时，磁通量有最大值，则有 当时面积最大，此时磁通量最大，由几何关系可知，为等腰直角三角形，则 则Q粒子在磁场中的偏转角为 所以Q粒子在磁场中运动的时间为 Q粒子在磁场中运动，根据洛伦兹力提供向心力，则有 解得 则Q粒子在第II象限内运动轨迹与两坐标轴所围面积 磁通量 故B错误，D正确； C．某粒子初速度方向与x轴正向夹角为，作出运动轨迹，如图所示 由几何关系可知，， 可得， 则有 可知D、E两点在同一直径上，故所有粒子在第II象限内偏转的圆心角都为 则运动的时间为 故C正确。 故选ACD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学采用如图装置来验证拉力一定时，物体加速度与质量成反比。左右等高的水平桌面上都有一端带滑轮的长木板，木板上都固定有打点计时器，质量分别为m1和m2的两个小滑块通过一条细绳绕过各自长木板上的定滑轮相连，动滑轮下吊有沙桶，调整装置使m1和m2在同一竖直平面内，并使细线与长木板平行，两个小滑块都与穿过打点计时器限位孔的纸带相连。 （1）关于本次实验，下列说法正确的是（ ） A．实验前平衡摩擦力需要去掉细线及动滑轮，分别垫高长木板一端 B．实验前平衡摩擦力不需要去掉细线及动滑轮，分别垫高长木板一端 C．实验中需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量 D．实验中不需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量 （2）连接细线，调整沙桶中沙子的质量，接通两个打点计时器的电源，然后从静止释放沙桶，同时得到对应的两条纸带，纸带上相邻两个计数点间还有4个点未画出，实验时使用的交流电的频率为50Hz，其中乙纸带如图所示， 通过纸带计算加速度a2=___________m/s2（保留三位有效数字） （3）由于甲计时器中墨粉盘使用时间过长，纸带上未能打出清晰点迹，无法直接求得加速度a1。现已知两小车质量分别为m1=200g、m2=300g。若结论成立，可知a1=___________m/s2（保留三位有效数字） 【答案】 ①. AD ②. 1.19 ③. 1.79 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]AB．实验前平衡摩擦力需要只留下滑块、纸袋和打点计时器，使其打出点迹均匀即可，选项A正确，B错误； CD．沙桶对绳子的拉力提供左右两边相等的拉力，这个拉力不需要知道具体数值，所以不需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量，选项C错误，D正确。 故选AD。 （2）[2]由逐差法 （3）[3]根据本牛顿第二定律拉力相等 解得 a1=1.79 m/s2 12. 现有一微安表（量程为100，内阻约为1500Ω），为准确测量其内阻，设计如图所示电路图，其中。实验步骤： （1）滑动变阻器R的量程应选 A. 20Ω B. 200Ω C. 500Ω （2）接通后，调节为1500Ω，调节为适当值，发现微安表示数为，接通，此时微安表示数变为，若，则应该_________（选填“增大”或“减小”）的阻值； （3）反复调节直至1812Ω，发现接通前后微安表示数不变，则可知微安表内阻为___________Ω。（保留四位有效数字） （4）现将该微安表改为1mA和2mA两个量程的毫安表，则可计算出___________Ω，___________Ω。 【答案】（1）A （2）增大 （3）1800 （4） ①. 100 ②. 100 【解析】 【小问1详解】 电路图中滑动变阻器利用分压法接入电路，为方便调节，则滑动变阻器选择小电阻。 故选A。 【小问2详解】 该电路使用电桥法测微安表的电阻，满足 若要测得微安表的电阻，需要 所以若，则应该减小，即增大阻值。 【小问3详解】 调节直至时有 则此时 解得 【小问4详解】 接1时，表头与串联，再与并联，接2时，与串联，再与表头并联，并联的电阻越小，量程越大，所以接线柱1对应的量程为2mA，接线柱2对应的量程为1mA，根据欧姆定律可得， 联立可得， 13. 如图所示是一列沿x轴传播的简谐波，实线是时刻的波形，虚线是时刻的波形，P是x轴上平衡位置坐标的质点。求： （1）求该简谐波的周期和波速。 （2）若波速为9m/s，判断其传播方向；按波速为9m/s的传播方向，从t=0时刻起，质点P第四次到达波峰的时刻。 【答案】（1）波沿x轴正方向传播时，（n=0，1，2，3…），m/s（n=0，1，2，3…）；波沿x轴负方向传播时，（n=0，1，2，3…），m/s（n=0，1，2，3…）；（2）波沿x轴正方向传播， 【解析】 【详解】（1）波沿x轴正方向传播时，有 （n=0，1，2，3…） 解得周期为 （n=0，1，2，3…） 由图可知波长为，波速为 （n=0，1，2，3…） 波沿x轴负方向传播时，有 （n=0，1，2，3…） 解得周期为 （n=0，1，2，3…） 由图可知波长为，波速为 （n=0，1，2，3…） （2）波沿x轴正方向传播时，当时，有 此时的周期为 则波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知质点P向上起振，从t=0时刻起，质点P第四次到达波峰的时刻为 14. 潜艇从高密度海水区域驶入低密度海水区域时，浮力顿减，潜艇如同“汽车掉下悬崖”，称之为“掉深”，曾有一些潜艇因此沉没。我海军某潜艇在执行任务期间，突然遭遇“水下断崖”急速“掉深”，全艇官兵紧急自救脱险，创造了世界潜艇史上的奇迹。总质量为6.0×106kg的某潜艇，在高密度海水区域距海平面200m，距海底138m处沿水平方向缓慢潜航，如图所示。当该潜艇驶入低密度海水区域A点时，浮力突然降为5.4×107N，15s后，潜艇官兵迅速对潜艇减重（排水），结果潜艇刚好零速度“坐底”并安全上浮，避免了一起严重事故。已知在整个运动过程中，潜艇所受阻力大小恒为1.2×106N潜艇减重的时间忽略不计，海底平坦，重力加速度g取10m/s2，=8.31，求： （1）潜艇“掉深”15s时的速度； （2）潜艇减重排出水的质量； （3）潜艇从A点开始“掉深”到返回A点过程中阻力的冲量。（结果取2位有效数字） 【答案】（1）12m/s；（2）；（3），方向竖直向上 【解析】 【详解】（1）设潜艇刚“掉深”时的加速度大小为，对潜艇，由牛顿第二定律得 代入数据解得 15s末的速度为 （2）掉深15s时，潜艇下落的高度 潜艇减速下落的高度 在减速阶段 解得 潜艇减重后的质量为，潜艇减重后以的加速度匀减速下沉过程中，由牛顿第二定律得 代入数据解得 排水前潜艇的质量，“掉深”过程中排出水的质量 （3）向下减速所需时间为 设上浮过程潜艇的加速度大小为，由牛顿第二定律得 解得 在上浮过程中，根据位移一时间公式可得 解得 潜艇下降过程阻力的冲量 方向竖直向上；潜艇上升过程中阻力的冲量 方向竖直向下。全程阻力的冲量 方向竖直向上。 15. 如图所示，长直金属杆M、N在水平固定的平行光滑长直金属导轨上运动，导轨间距为L；水平虚线与导轨垂直，左、右两侧区域分别充满垂直于导轨平面且方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。初始时刻，N静止在左侧导轨上，M从N左侧以初速度水平向右运动．M、N质量均为m、在导轨间的电阻均为R，整个运动过程中，两金属杆始终与导轨垂直并接触良好．感应电流产生的磁场、导轨电阻、空气阻力及两金属杆粗细均忽略不计，导轨足够长。 （1）求初始时刻M的加速度大小和方向； （2）若M、N在左侧未相撞，N进入右侧时速度大小为，求初始时刻M、N间距至少为多少？ （3）在（2）的条件下，若M到达处时速度大小为，求M、N的碰撞次数，及M、N最终速度大小． 【答案】（1），方向水平向左；（2）；（3）一次， 【解析】 【详解】（1）初始时刻，回路中产生的感应电动势 流过M的感应电流 由右手定则知，方向沿顺时针方向，M所受安培力 由左手定则知，方向水平向左，由牛顿第二定律有 解得 方向水平向左。 （2）由题知，M、N均在左侧运动时，对N，由动量定理有 解得 设从初始时刻到N进入右侧过程中，M、N之间的相对位移为，则 解得 要使M、N在左侧未相撞，初始时刻M、N的最小间距为 （3）由分析知，M、N均在左侧运动时，所受安培力大小相等、方向相反，M、N系统所受合外力为零，故M、N系统动量守恒，设N进入右侧时，M的速度为，以水平向右为正方向，由动量守恒定律有 解得 设M进入右侧时，N的速度为，从N进入右侧到M进入右侧的过程中，M、N所受安培力均水平向左，对M，由动量定理有 对N，由动量定理有 解得 该过程中，对N又有 解得 该过程中，设N的位移大小为x1，M的位移大小为x2，则 解得 x1即为M进入右侧时M、N之间的距离，假设M、N在右侧未相撞而共速，则从M进入右侧到二者共速的过程中，由M、N系统动量守恒，有 解得 该过程中，对N，由动量定理有 解得 该过程中，设M、N的相对位移为，则 解得 故 即M、N在右侧共速前会相撞，相撞后，由分析知，N向右减速，M向右加速，直至最终二者以的速度匀速运动，因此，整个过程中，M、N只碰撞一次 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $