精品解析:天津市滨海新区汉沽第一中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题
2025-04-16
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | 天津市 |
| 地区(区县) | 滨海新区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.65 MB |
| 发布时间 | 2025-04-16 |
| 更新时间 | 2025-06-02 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-04-16 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51638423.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
汉沽一中高二年级2024-2025学年度第二学期物理学科
月考1教学质量监测试卷
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、试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,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,回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
考试时间60分钟,分值100分
第Ⅰ卷(共48分)
一、单项选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题4分)
1. 一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时,产生的交变电动势的图像如图所示,则( )
A. 当时,穿过线圈的磁通量为0
B. 当时,线圈平面与中性面垂直,磁通量最大
C. 当时,e有最大值
D. 当时,感应电流改变方向
2. 下列有关电磁波的说法中,正确的是( )
A. 变化的磁场一定产生变化的电场,变化的电场一定产生变化的磁场
B. 麦克斯韦预言了电磁波存在,赫兹通过实验证实了电磁波的存在
C. 红外线可以用来消毒,紫外线可以用来加热理疗
D. X射线可以用来诊断病情,利用γ射线的荧光效应可设计防伪措施
3. 如图所示,质量为的物体在一个与水平方向成角的拉力作用下,沿水平面向右匀速运动,已知重力加速度大小为,关于物体在时间内所受力的冲量,下列说法正确的是( )
A. 重力的冲量大小为0 B. 摩擦力的冲量大小为
C. 拉力的冲量大小为 D. 合外力的冲量大小为
4. 在图(a)所示的交流电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1。滑动变阻器滑片初始时处在最右端,电阻,此时中电流随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示,题中各电表均为理想电表,则下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数为5A
B. 交流电源输出电压的有效值为100V
C. 原线圈中交流电周期为2s
D. 若滑片向左滑,则电流表、示数均变大
5. 网球质量约60g,某球员高速击球时,球迎面飞来的速度约为50m/s,球与球拍接触的时间大约是0.004s,倘若要用球拍以同等的速率将球反向击回,则此过程中网球( )
A. 动量变化量为0 B. 动量变化量约为
C. 受到球拍的冲击力约为750N D. 受到球拍的冲击力约为1500N
6. 如图所示,质量为的小船在静止水面上以速率向右匀速行驶,一质量为的救生员站在船尾,相对小船静止。若救生员以相对水面速率水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为( )
A 5m/s B. 3.8m/s C. 3.4m/s D. 2.4m/s
7. 对下列情景说法正确的是( )
A. 子弹打进木块后一起向左运动的过程,子弹和木块构成的系统动量守恒
B. 两同学传接篮球的过程,两同学和篮球构成的系统动量守恒
C. 绑有磁铁的两小车在光滑水平地面上相向运动的过程,两车构成的系统动量守恒
D. 小球从静止在光滑水平面上斜槽顶端释放,在离开斜槽前小球和斜槽构成的系统动量守恒
8. 图甲为远距离输电示意图,变压器均为理想变压器。升压变压器原副线圈匝数比为1:100,其输入电压如图乙所示,远距离输电线的总电阻为100Ω。降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R1为一定值电阻,R2为用半导体热敏材料制成的传感器,当温度升高时其阻值变小。电压表V显示加在报警器上的电压(报警器未画出)。未出现火警时,升压变压器的输入功率为750KW。下列说法正确的是:( )
A. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz
B. 远距离输电线路损耗功率为90kW
C. 当传感器R2所在处出现火警时,电压表V的示数变大
D. 当传感器R2所在处出现火警时,输电线上的电流变小
二、多项选择题(每小题给出的四个选项中有多个选项正确,每小题4分)
9. 图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A为理想交流电流表,电阻。内阻不计的单匝线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动,产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示,以下判断正确的是( )
A. 该交变电流图像是从图示位置开始计时得到的
B. 线圈转动一周,电阻R上产生的热量为20J
C. 当线框转过45°时,电流表的示数为A
D. 线圈中磁通量的变化规律为
10. 通过两条输电线从发电厂向某城市输电。发电厂经过变压器升压后的输出电压为U,输电线的电阻为R,输电线中的电流为I,城市端降压变压器原线圈获得的电压为,则输电线上损失的电功率可以表示为( )
A. B. C. D.
11. 一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图像如图,则( )
A. 内动量变化量为
B. 时物块的动量大小为
C. 内合外力F的冲量为0
D. 时物块的动量大小为
12. 如图所示,在固定水平杆上,套有质量为m的光滑圆环,轻绳一端拴在环上,另一端系着质量为M的木块,现有质量为m0的子弹以大小为v0的水平速度射入木块并立即留在木块中,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 子弹射入木块后的瞬间,木块速度大小为
B. 子弹射入木块后的瞬间,绳子拉力等于
C. 子弹射入木块过程,子弹和木块可视为非弹性碰撞
D. 子弹射入木块之后,圆环、木块和子弹构成的系统机械能不守恒
第Ⅱ卷(共52分)
三、填空题(每空2分)
13. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中,某同学利用“教学用的可拆变压器”进行探究。
(1)实验中,除了需要教学可拆变压器之外,下列器材中还需要的器材是__________(选填字母代号)
A. 干电池
B. 低压交流电源
C 220V交流电源
D. 条形磁铁
E. 直流电压表
F. 多用电表
(2)关于该实验的一些注意事项,以下说法中正确的是___________(选填字母代号)
A. 为了人身安全,原线圈两端只能使用低压交流电源,所用电压不要超过12V
B. 研究副线圈匝数对副线圈电压的影响,应该保持原线圈电压、匝数不变,改变副线圈的匝数
C. 测量电压时,先用最小量程试测,大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
D. 变压器开始正常工作后,铁芯导电,把电能由原线圈输送到副线圈
(3)如图,当左侧线圈“0”“16”间接入12V电压时,右侧线圈“0”“4”接线柱间输出电压可能是__________(选填字母代号)
A. 24V B. 10V C. 6V D. 2.4V
14. 用如图所示的装置验证“动量守恒定律”。实验时先让A球从斜槽上某一固定位置由静止释放,P点为A球落点的平均位置;再把半径相同的B球放在水平轨道末端,将A球仍从原位置由静止释放,M、N分别为A、B两球碰撞后落点的平均位置。O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点,O、M、P、N位于同一水平面上。
(1)除了图中器材和圆规外,完成本实验还必须使用的器材有__________(选填选项前的字母)。
A. 天平 B. 刻度尺 C. 秒表
(2)实验中能够把速度的测量转化为位移的测量的必要操作是__________
A. 安装轨道时,轨道末端必须水平
B. 每次可以不从同一个高度静止释放小球
C. 实验中两个小球的质量应满足
D. 轨道应当尽量光滑
(3)某次实验中得出的落点情况如图2所示,若测量数据近似满足关系式__________(用、、OM、OP、ON)则说明两小球碰撞过程中动量守恒。若忽略实验中的测量误差,带入上式可判断入射小球质量和被碰小球质量之比为__________。
四、计算题(共38分)
15. 如图所示,一小型发电机内有n=100匝的矩形线圈,线圈面积S=0.10m2,线圈电阻可忽略不计。在外力作用下矩形线圈在B=0.10T的匀强磁场中,以恒定的角速度ω=100πrad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动,发电机线圈两端与R=100Ω的电阻构成闭合回路。求:
(1)线圈转动时产生感应电动势的最大值;
(2)线圈中感应电动势的瞬时值表达式;
(3)从线圈平面通过中性面时开始,线圈转过90°角的过程中通过电阻R横截面的电荷量。
16. 生活中经常出现手机滑落而导致损坏的现象,手机套能有效的保护手机。现有一部质量为的手机(包括手机套),从离地面高处无初速度下落,落到地面后,反弹的高度为,由于手机套的缓冲作用,手机与地面的作用时间为。不计空气阻力,取,求:
(1)手机在下落过程中重力冲量的大小;
(2)手机与地面作用过程中手机动量的变化量的大小;
(3)手机对地面的平均作用力。
17. 木板B静止于光滑水平面上,质量的物块A静置在B的左端。质量的小球用长的轻绳悬挂在O点,将轻绳拉直至水平位置后由静止释放小球,小球在最低点与A发生碰撞,碰撞时间极短,碰撞后的瞬间A的速度大小,最终A恰好未从木板B上滑落。已知木板B的长度,A、B间的动摩擦因数,取重力加速度大小,小球和A均可视为质点,不计空气阻力。求:
(1)小球与A碰撞后能够上升的最大高度h;
(2)木板B的质量M;
(3)从小球与A碰撞后瞬间到A、B共速所需的时间t。
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汉沽一中高二年级2024-2025学年度第二学期物理学科
月考1教学质量监测试卷
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、试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,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,回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
考试时间60分钟,分值100分
第Ⅰ卷(共48分)
一、单项选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题4分)
1. 一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时,产生的交变电动势的图像如图所示,则( )
A. 当时,穿过线圈的磁通量为0
B 当时,线圈平面与中性面垂直,磁通量最大
C 当时,e有最大值
D. 当时,感应电流改变方向
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由题图可知,当时,感应电动势为0,则此时磁通量变化量为0,但此时穿过线圈的磁通量最大,线圈平面处于中性面,故AB错误;
CD.由题图可知,当时,感应电动势e0,此时线圈处于中性面,感应电流改变方向,故C错误,D正确。
故选D。
2. 下列有关电磁波的说法中,正确的是( )
A. 变化的磁场一定产生变化的电场,变化的电场一定产生变化的磁场
B. 麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实了电磁波的存在
C. 红外线可以用来消毒,紫外线可以用来加热理疗
D. X射线可以用来诊断病情,利用γ射线的荧光效应可设计防伪措施
【答案】B
【解析】
【详解】A.均匀变化的磁场能产生稳定的电场,均匀变化的电场也能产生稳定的磁场,A错误;
B.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实了电磁波的存在,B正确;
C.医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒,红外线具有热效应可以用来加热理疗,C错误;
D.X射线可用来进行透视来诊断病情,利用紫外线的荧光效应可设计防伪措施,D错误。
故选B。
3. 如图所示,质量为的物体在一个与水平方向成角的拉力作用下,沿水平面向右匀速运动,已知重力加速度大小为,关于物体在时间内所受力的冲量,下列说法正确的是( )
A. 重力的冲量大小为0 B. 摩擦力的冲量大小为
C. 拉力的冲量大小为 D. 合外力的冲量大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.重力的冲量为
A错误;
B.由于物体做匀速运动,根据平衡关系有
摩擦力的冲量为
B错误;
C.拉力的冲量大小为
C正确;
D.物体匀速直线运动,合力为零,所以合外力的冲量为0,D错误。
故选C。
4. 在图(a)所示的交流电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1。滑动变阻器滑片初始时处在最右端,电阻,此时中电流随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示,题中各电表均为理想电表,则下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数为5A
B. 交流电源输出电压的有效值为100V
C. 原线圈中交流电周期为2s
D. 若滑片向左滑,则电流表、示数均变大
【答案】B
【解析】
【详解】AC.由图(b)可知副线圈交流电周期为,则原线圈中交流电周期为;由图(b)可知副线圈电流有效值为
根据理想变压器电流比等于匝数比的反比可得
可得原线圈电流有效值为
则电流表的示数为,故AC错误;
B.副线圈输出电压有效值为
根据理想变压器电压比等于匝数比可得
可得交流电源输出电压的有效值为
故B正确;
D.若滑片向左滑,则滑动变阻器接入电路阻值增大,根据
可知副线圈输出电压不变,根据欧姆定律可知,副线圈电流减小,根据
可知原线圈电流减小,则电流表、示数均变小,故D错误。
故选B。
5. 网球质量约60g,某球员高速击球时,球迎面飞来的速度约为50m/s,球与球拍接触的时间大约是0.004s,倘若要用球拍以同等的速率将球反向击回,则此过程中网球( )
A. 动量变化量为0 B. 动量变化量约为
C. 受到球拍的冲击力约为750N D. 受到球拍的冲击力约为1500N
【答案】D
【解析】
【详解】AB.取反弹后速度的方向为正方向,网球动量变化量约为
故AB错误;
CD.根据动量定理
解得
故D正确,C错误。
故选D。
6. 如图所示,质量为的小船在静止水面上以速率向右匀速行驶,一质量为的救生员站在船尾,相对小船静止。若救生员以相对水面速率水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为( )
A. 5m/s B. 3.8m/s C. 3.4m/s D. 2.4m/s
【答案】A
【解析】
【详解】设向右为正方向,对人和船的系统由动量守恒定律
解得
v1=5m/s
故选A。
7. 对下列情景说法正确的是( )
A. 子弹打进木块后一起向左运动的过程,子弹和木块构成的系统动量守恒
B. 两同学传接篮球的过程,两同学和篮球构成的系统动量守恒
C. 绑有磁铁的两小车在光滑水平地面上相向运动的过程,两车构成的系统动量守恒
D. 小球从静止在光滑水平面上的斜槽顶端释放,在离开斜槽前小球和斜槽构成的系统动量守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A.子弹打进木块的瞬间子弹和木块组成的系统内力远大于外力,系统动量守恒,但在一起向左运动的过程,由于弹簧的弹力(或弹簧弹力和地面的摩擦力)作用,子弹和木块所受合外力不为零,系统动量不守恒,故A错误;
B.两同学传接篮球的过程,由于地面摩擦力的作用,两同学和篮球构成的系统动量不守恒,故B错误;
C.相向运动的过程中合外力为零,系统动量守恒,故C正确;
D.小球从静止在光滑水平面上的斜槽顶端释放,在离开斜槽前小球和斜槽构成的系统水平方向动量守恒,故D错误。
故选C。
8. 图甲为远距离输电示意图,变压器均为理想变压器。升压变压器原副线圈匝数比为1:100,其输入电压如图乙所示,远距离输电线的总电阻为100Ω。降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R1为一定值电阻,R2为用半导体热敏材料制成的传感器,当温度升高时其阻值变小。电压表V显示加在报警器上的电压(报警器未画出)。未出现火警时,升压变压器的输入功率为750KW。下列说法正确的是:( )
A. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz
B. 远距离输电线路损耗功率为90kW
C. 当传感器R2所在处出现火警时,电压表V的示数变大
D. 当传感器R2所在处出现火警时,输电线上的电流变小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.由图乙知交流电的周期为0.02s,所以频率为50Hz,变压器不改变频率,A错误;
B.由图乙知升压变压器输入端电压有效值为250V,根据电压与匝数成正比知副线圈电压为25000V,所以输电线中的电流为
I==30A
输电线路损耗功率为
ΔP=I2R=90kW
B正确;
D.当传感器R2所在处出现火警时,其阻值减小,负载总电阻减小,升压变压器的输入功率增大,输电线上的电流增大,D错误;
C.输电线的电流增大,所以输电线电压损失增大,降压变压器副线圈两端电压减小,副线圈中的电流增大,R1两端的电压增大,故电压表的示数减小,C错误;
故选B。
二、多项选择题(每小题给出的四个选项中有多个选项正确,每小题4分)
9. 图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A为理想交流电流表,电阻。内阻不计的单匝线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动,产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示,以下判断正确的是( )
A. 该交变电流图像是从图示位置开始计时得到的
B. 线圈转动一周,电阻R上产生的热量为20J
C. 当线框转过45°时,电流表的示数为A
D. 线圈中磁通量的变化规律为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.图示位置为峰值面,故该交变电流图像是从图示位置开始计时得到的,故A正确;
B.交变电流的有效值为
线圈转动一周,电阻R上产生的热量为
故B正确;
C.电流表的示数为交变电流的有效值,为,故C错误;
D.交变电流随时间变化的图像表达式为
则感应电动势为
且
可得
线圈中磁通量的变化规律为
故D错误。
故选AB。
10. 通过两条输电线从发电厂向某城市输电。发电厂经过变压器升压后的输出电压为U,输电线的电阻为R,输电线中的电流为I,城市端降压变压器原线圈获得的电压为,则输电线上损失的电功率可以表示为( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】根据题意可得
所以
所以输电线上损失的电功率为
故选BD。
11. 一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图像如图,则( )
A. 内动量变化量为
B. 时物块的动量大小为
C. 内合外力F的冲量为0
D. 时物块的动量大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.图像的面积表示冲量。内合外力的冲量
根据动量定理知内动量变化量为,A正确;
B.物块从静止开始运动,所以内动量的变化量与2s末动量大小相等,为,B错误;
C.内合外力的冲量,C错误;
D.内根据动量定理有
解得动量,D正确。
故选AD。
12. 如图所示,在固定的水平杆上,套有质量为m的光滑圆环,轻绳一端拴在环上,另一端系着质量为M的木块,现有质量为m0的子弹以大小为v0的水平速度射入木块并立即留在木块中,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 子弹射入木块后的瞬间,木块速度大小为
B. 子弹射入木块后的瞬间,绳子拉力等于
C. 子弹射入木块过程,子弹和木块可视为非弹性碰撞
D. 子弹射入木块之后,圆环、木块和子弹构成的系统机械能不守恒
【答案】AC
【解析】
【详解】A.质量为m0的子弹以大小为v0的水平速度射入木块并立即留在木块中,则
所以
故A正确;
B.子弹射入木块后的瞬间,根据牛顿第二定律有
所以
故B错误;
C.子弹射入木块过程,由于有机械能损失,所以子弹和木块可视为非弹性碰撞,故C正确;
D.子弹射入木块之后,圆环、木块和子弹构成的系统只有重力做功,则系统机械能守恒,故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷(共52分)
三、填空题(每空2分)
13. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中,某同学利用“教学用的可拆变压器”进行探究。
(1)实验中,除了需要教学可拆变压器之外,下列器材中还需要的器材是__________(选填字母代号)
A. 干电池
B. 低压交流电源
C. 220V交流电源
D. 条形磁铁
E. 直流电压表
F 多用电表
(2)关于该实验的一些注意事项,以下说法中正确的是___________(选填字母代号)
A. 为了人身安全,原线圈两端只能使用低压交流电源,所用电压不要超过12V
B. 研究副线圈匝数对副线圈电压影响,应该保持原线圈电压、匝数不变,改变副线圈的匝数
C. 测量电压时,先用最小量程试测,大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
D. 变压器开始正常工作后,铁芯导电,把电能由原线圈输送到副线圈
(3)如图,当左侧线圈“0”“16”间接入12V电压时,右侧线圈“0”“4”接线柱间输出电压可能是__________(选填字母代号)
A. 24V B. 10V C. 6V D. 2.4V
【答案】(1)BF (2)AB (3)D
【解析】
【小问1详解】
“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中需要的器材是学生电源,提供低压交流电,同时还需要多用电表的交流电压挡测量电压。
故选BF。
【小问2详解】
A.为了人身安全,原线圈两端只能使用低压交流电源,所用电压不要超过12V,故A正确;
B.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响,应该采用控制变量法。保持原线圈电压、匝数不变,改变副线圈的匝数,再观察副线圈电压的变化,故B正确;
C.测量电压时,先用最大量程试测,大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量,故C错误;
D.变压器开始正常工作后,原线圈中电流变化引起磁场变化,使副线圈的磁通量发生变化,从而产生感应电流。不是铁芯导电引起的,故D错误。
故选AB。
【小问3详解】
根据变压器原理可知,理想变压器原副线圈匝数之比等于电压之比,则有
可得
但考虑到变压器不是理想变压器,存在一定的损耗,故有
故选D。
14. 用如图所示的装置验证“动量守恒定律”。实验时先让A球从斜槽上某一固定位置由静止释放,P点为A球落点的平均位置;再把半径相同的B球放在水平轨道末端,将A球仍从原位置由静止释放,M、N分别为A、B两球碰撞后落点的平均位置。O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点,O、M、P、N位于同一水平面上。
(1)除了图中器材和圆规外,完成本实验还必须使用的器材有__________(选填选项前的字母)。
A. 天平 B. 刻度尺 C. 秒表
(2)实验中能够把速度的测量转化为位移的测量的必要操作是__________
A. 安装轨道时,轨道末端必须水平
B. 每次可以不从同一个高度静止释放小球
C. 实验中两个小球的质量应满足
D. 轨道应当尽量光滑
(3)某次实验中得出的落点情况如图2所示,若测量数据近似满足关系式__________(用、、OM、OP、ON)则说明两小球碰撞过程中动量守恒。若忽略实验中的测量误差,带入上式可判断入射小球质量和被碰小球质量之比为__________。
【答案】(1)AB (2)AC
(3) ①. ②. 19:5
【解析】
【小问1详解】
由于需要测量小球的质量和落点到O点的水平距离,故除了图中器材和圆规外,完成本实验还必须使用的器材是天平、刻度尺。
故选AB。
【小问2详解】
A.实验利用平抛运动规律测得小球速度,必要操作是安装轨道时,轨道末端必须水平,故A正确;
B.为了保证小球从轨道末端离开时的速度相等,每次必须从同一个高度静止释放小球,故B错误;
C.为使小球碰后不反弹,则实验中两个小球的质量应满足,故C正确;
D.轨道光滑与否对实验无影响,故D错误。
故选AC。
【小问3详解】
[1]碰前的动量为
碰后的动量之和为
若碰撞前后动量守恒,二个式子相等即可,则要验证的表达式为
[2]若忽略实验中的测量误差,代入上式可判断入射小球质量和被碰小球质量之比为m1: m2=19:5。
四、计算题(共38分)
15. 如图所示,一小型发电机内有n=100匝的矩形线圈,线圈面积S=0.10m2,线圈电阻可忽略不计。在外力作用下矩形线圈在B=0.10T的匀强磁场中,以恒定的角速度ω=100πrad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动,发电机线圈两端与R=100Ω的电阻构成闭合回路。求:
(1)线圈转动时产生感应电动势的最大值;
(2)线圈中感应电动势的瞬时值表达式;
(3)从线圈平面通过中性面时开始,线圈转过90°角的过程中通过电阻R横截面的电荷量。
【答案】(1)3.14×102V;(2)e=314sin100πtV;(3)1.0×10-2C
【解析】
【详解】(1)线圈中感应电动势的最大值
Emax=nBSω=3.14×102V
(2)线圈中感应电动势的瞬时值表达式为
把Emax=nBSω=3.14×102V,ω=100πrad/s代入,得
e=314sin100πtV。
(3)设从线圈平面通过中性面时开始,线圈转过90°角所用时间为Δt,线圈中的平均感应电动势
通过电阻R的平均电流
在Δt时间内通过电阻横截面的电荷量
16. 生活中经常出现手机滑落而导致损坏的现象,手机套能有效的保护手机。现有一部质量为的手机(包括手机套),从离地面高处无初速度下落,落到地面后,反弹的高度为,由于手机套的缓冲作用,手机与地面的作用时间为。不计空气阻力,取,求:
(1)手机在下落过程中重力冲量的大小;
(2)手机与地面作用过程中手机动量的变化量的大小;
(3)手机对地面的平均作用力。
【答案】(1)
(2)
(3),方向竖直向下
【解析】
【小问1详解】
手机在下落过程中做自由落体运动,则有
解得
则手机在下落过程中重力冲量的大小为
【小问2详解】
手机落到瞬间的速度大小为
设手机从地面反弹的速度大小为,则有
解得
手机与地面作用过程中,以竖直向上为正方向,则手机动量的变化量为
【小问3详解】
手机与地面作用过程中,以竖直向上为正方向,根据动量定理可得
解得手机对地面的平均作用力大小为
方向竖直向下。
17. 木板B静止于光滑水平面上,质量的物块A静置在B的左端。质量的小球用长的轻绳悬挂在O点,将轻绳拉直至水平位置后由静止释放小球,小球在最低点与A发生碰撞,碰撞时间极短,碰撞后的瞬间A的速度大小,最终A恰好未从木板B上滑落。已知木板B的长度,A、B间的动摩擦因数,取重力加速度大小,小球和A均可视为质点,不计空气阻力。求:
(1)小球与A碰撞后能够上升的最大高度h;
(2)木板B的质量M;
(3)从小球与A碰撞后瞬间到A、B共速所需的时间t。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
从小球释放后到小球与A发生碰撞前,只有小球的重力做功,小球的机械能守恒,根据机械能守恒定律有
小球在最低点与A发生碰撞的过程中动量守恒,根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
联立解得
【小问2详解】
物块A与木板B相互作用的过程中,系统动量守恒,根据动量守恒定律有
根据功能关系有
联立解得,
【小问3详解】
从小球与A碰撞后瞬间到A、B共速,根据动量定理有
解得
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