内容正文:
高二期末物理试卷
一、单选题
1. 如图所示,在一条张紧的绳上挂7个摆,摆球质量均相同,先让A摆振动起来,则其余各摆也随之振动已知三摆的摆长相同,则下列判断正确的是( )
A. 7个摆的固有频率都相同 B. 振动稳定后7个摆的振动频率都相同
C. D摆的振幅最大 D. 摆离A摆最近,它们的振幅最大
2. 下列说法正确的是( )
A. 如图甲所示磁感线分布可知,直导线中的电流方向是向下的
B. 如图乙所示,如果长为l、通过电流为I的短直导线在该磁场中所受力的大小为F,则可测出该处磁感应强度必为
C. 如图丙所示,闭合线圈在匀强磁场中两个图示位置间来回水平运动,由于在做切割磁感线运动,会在线圈中产生感应电流
D. 如图丁所示,绕虚线轴转动的线圈平面S转到图示位置时,穿过此线圈平面的磁通量为0
3. 生活中处处充满了物理知识。下列表述正确的是( )
A. 布朗运动是液体分子的无规则运动
B. 只有液体浸润细管壁才会形成毛细现象
C. 液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点
D. 蔗糖受潮后粘在一起形成的糖块没有确定的形状,因此蔗糖糖块是非晶体
4. 如图所示电路中,定值电阻,电源内阻,滑动变阻器总电阻为R。当滑动变阻器的滑片P由顶端向下滑动过程中,下列说法不正确的是( )
A. 电压表示数在变小
B. 电压表示数增大,电流表示数减小
C. 电容器的电荷量增大,电阻消耗的电功率减小
D. 电源内阻损耗的功率变小,电源的输出功率先变大后变小
5. 在空旷的公园里,弹弓飞箭颇受小孩的喜爱,如图所示,某小孩左手拉紧橡皮筋发射器,松开左手后将飞箭竖直射向天空。飞箭从离开左手至到达最高点的过程中(橡皮筋始终在弹性限度内,(不计空气阻力),下列说法正确的是( )
A. 飞箭的机械能一直不变
B. 飞箭重力做功的功率一直增大
C. 飞箭与橡皮筋刚分离时,飞箭的速度最大
D. 橡皮筋的弹性势能和飞箭的重力势能之和先减小后增大
6. 如图所示,一轻质弹簧置于固定光滑斜面上,下端与固定在斜面底端的挡板连接,弹簧处于原长状态时上端位于B点。一质量为m的物块(可视为质点)从斜面上A点由静止开始释放、下滑至最低点C。已知弹簧的弹性势能表达式为,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量,斜面倾角为30°,AB=BC=L,忽略空气阻力和一切摩擦,弹簧形变始终在弹性限度内,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 由A到C的过程中,物块的机械能守恒
B. 弹簧的劲度系数为
C. 当弹簧的压缩量为时,物块的速度最大
D. 由A到C的过程中,物块的最大速度大小为
7. 如图所示,A、B两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动,它们轨道在同一平面内且转动方向相反。若已知A卫星转动周期为T,A、B两卫星轨道半径之比,从图示位置开始A、B两卫星每隔时间t再次相距最近,则( )
A. B. C. D.
二、多选题
8. 木块a、b间连接有水平轻弹簧,两木块静止在水平面上,与水平面间的动摩擦因数均为0.30,现用大小为、方向水平向左的推力作用在木块上,弹簧压缩量为,弹簧的劲度系数为,木块静止在水平面上,如图所示。已知木块的重力分别为和,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则木块所受的摩擦力的分析正确的是( )
A. 木块受到大小为,方向向右的摩擦力 B. 木块受到大小为,方向向右的摩擦力
C. 木块受到大小为,方向向左的摩擦力 D. 木块受到大小为,方向向左的摩擦力
9. 如图所示,三个光滑斜面1、2、3固定在水平面上,斜面1与3底边相同,斜面2和3高度相同,当物体先后沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端时,对于整个下滑过程,下列说法正确的是( )
A. 三种情况下物体滑到斜面底端时速率
B. 三种情况下物体滑到底端时重力做功的瞬时功率
C. 在斜面2和斜面3上,合外力对物体的冲量不相同
D. 在斜面2和斜面3上,合外力对物体做功不相等
10. 如图,平面直角坐标系xOyy轴为两种均匀介质的分界线,P为x轴正半轴上距离O点0.75m处的一个质点,Q为x轴负半轴上距离O点0.24m处的一个质点。某时刻对P施加一个外力,使P沿y轴方向运动,并在介质上形成沿x轴传播的简谐横波。时刻,P从平衡位置开始沿y轴负方向运动。时,P点第2次到达波峰,O点处的质点第一次从平衡位置沿y轴正方向运动,Q点开始运动。下列说法正确的是( )
A. 波在x轴正半轴上传播的波速大小为0.8m/s
B. 波在x轴负半轴上传播的波速大小为0.6m/s
C. 波在x轴正半轴上传播的波长为0.6m
D. 波在x轴负半轴上传播的波长为0.5m
11. 如图,一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上,用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分,活塞与汽缸壁间没有摩擦。初始时弹簧处于原长,三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝对f中的气体缓慢加热,停止加热并达到稳定后( )
A. h中的气体内能增加 B. f与g中的气体温度相等
C. f与h中的气体温度相等 D. f与h中的气体压强相等
三、实验探究题
12. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,为橡皮筋与细绳的结点,和为细绳。请回答下列问题:
(1)根据实验数据在白纸上作图如图乙所示,乙图中、、、四个力,其中力_____不是由弹簧测力计直接测得的,方向一定在AO延长线上的力是_____。
(2)实验中,要求前后两次力的作用效果相同,指的是_____。
A. 细绳沿同一方向伸长同一长度
B. 橡皮条沿同一方向伸长同一长度
C. 让与两个力完全重合
D. 两个弹簧测力计拉力和的大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小
(3)丙图是测量中某一弹簧测力计的示数,读出该力大小为_____N。
13. 如图(a)是一种双量程电流表内部各元件的连接图。
(1)这种电流表“3A”量程的内阻________(选填“大于”“小于”);
(2)某同学用多用电表的欧姆挡检测这种电流表,选择“”挡,欧姆调零后将红、黑表笔分别接到电流表的“﹣”“0.6A”接线柱,指针指示如图(b),示数为________,保持黑表笔不动,将红表笔从“﹣”接线柱移到“3A”接线柱,示数几乎与图(b)相同,由此可知电流表内部阻值为的电阻发生________故障(选填“断路”“短路”);
(3)由于故障电阻阻值较小,该同学设想用如图(c)的电路测得一段阻值为的电阻丝,再将它分成等长的5段,用其中一段替代。实验时移动小金属夹P到电阻丝的某位置时,电流表和电压表的示数分别为0.50A和1.30V,接下来应将P向________(选填“左”“右”)移动。
(4)用电阻丝替代故障电阻后,若电阻丝实际接入电路的阻值略小于标准值,则会导致用该电流表“0.6A”量程测电流时的测量值________(选填“偏大”“偏小”)。
四、计算题
14. 如图所示,竖直平面xOy内存在水平向右的匀强电场,场强大小E=10N/C,还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5T。一带电荷量q=+0.2C、质量m=0.4kg的小球由长l=0.4m的细线悬挂于P点,小球可视为质点。现将小球拉至水平位置A无初速度释放,取。求:
(1)小球运动到O点时的速度大小;
(2)小球运动到O点时细线拉力的大小。
15. 如图,自行车踏脚板到牙盘中心的距离(即踏脚杆的长),牙盘半径,飞轮半径,后轮半径,若骑车人每蹬一次踏脚板,牙盘就转半周,当自行车以5m/s速度匀速前进时,求:
(1)踏脚板和后轮的转速之比;
(2)骑车人每分钟蹬踏脚板的次数。
16. 如图(a),超级高铁是一种以“真空管道运输”为理论核心设计的交通工具,具有超高速低能耗、无噪声零污染等特点。如图(b),已知运输车管道中固定着两根平行金属导轨MN、PQ,导轨间距为。运输车的质量为m,横截面是个圆,运输车上固定着长为的两根导体棒1和2(与导轨垂直),两棒前后间距为D,每根导体棒的电阻为R。导轨电阻忽略不计。运输车在水平导轨上进行实验,不考虑摩擦及空气阻力,不考虑两导体棒的相互作用。
(1)当运输车由静止离站时,在导体棒2后距离为D处,接通固定在导轨上电动势为E的直流电源(电源内阻为R),此时导体棒1、2均处于磁感应强度为B,垂直导轨平面向下的匀强磁场中,如图(c),则刚接通电源时运输车加速度多大?
(2)运输车进站时切断电源,管道内依次分布着相邻的方向相反的匀强磁场,各个匀强磁场宽度均为D,磁感应强度大小均为B,如图(d),则当运输车速度为v时受到的安培力多大?
(3)求在(2)的条件下,运输车以速度进入磁场到停止运动的过程中,导体棒1上产生的焦耳热。
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高二期末物理试卷
一、单选题
1. 如图所示,在一条张紧的绳上挂7个摆,摆球质量均相同,先让A摆振动起来,则其余各摆也随之振动已知三摆的摆长相同,则下列判断正确的是( )
A. 7个摆的固有频率都相同 B. 振动稳定后7个摆的振动频率都相同
C. D摆的振幅最大 D. 摆离A摆最近,它们的振幅最大
【答案】B
【解析】
【详解】A.7个摆的摆长不完全相同,固有频率不完全相同,A错误;
B.A摆振动起来后,带动其余6个摆做受迫振动,振动稳定后7个摆的振动频率都相同,B正确;
CD.B、F摆的摆长与A摆相同,发生共振,振幅最大,CD错误。
故选B。
2. 下列说法正确的是( )
A. 如图甲所示磁感线分布可知,直导线中的电流方向是向下的
B. 如图乙所示,如果长为l、通过电流为I的短直导线在该磁场中所受力的大小为F,则可测出该处磁感应强度必为
C. 如图丙所示,闭合线圈在匀强磁场中两个图示位置间来回水平运动,由于在做切割磁感线运动,会在线圈中产生感应电流
D. 如图丁所示,绕虚线轴转动的线圈平面S转到图示位置时,穿过此线圈平面的磁通量为0
【答案】D
【解析】
【详解】A.由甲所示磁感线分布,根据安培定则可知,直导线中的电流方向是向上的,故A错误;
B.只有通电导线与磁场方向垂直时,安培力
该处没有指明通电导线与磁场方向垂直,则该处磁感应强度不一定为
故B错误;
C.如图,闭合线圈在匀强磁场中两个图示位置间来回水平运动,穿过闭合回路的磁通量没有发生变化,虽然做切割磁感线运动,线圈中不会产生感应电流,故C错误;
D.绕虚线轴转动的线圈平面S转到图示位置时磁场与线圈平面平行,穿过此线圈平面的磁通量为0,故D正确。
故选D。
3. 生活中处处充满了物理知识。下列表述正确的是( )
A. 布朗运动是液体分子的无规则运动
B. 只有液体浸润细管壁才会形成毛细现象
C. 液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点
D. 蔗糖受潮后粘在一起形成的糖块没有确定的形状,因此蔗糖糖块是非晶体
【答案】C
【解析】
【详解】A.布朗运动是固体颗粒的运动,间接反映了液体分子的无规则运动,故A错误;
B.在玻璃试管中,不论液体是否浸润细管壁都能形成毛细现象,故B错误;
C.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性特点,故C正确;
D.蔗糖是多晶体,没有固定的形状,故D错误。
故选C。
4. 如图所示电路中,定值电阻,电源内阻,滑动变阻器的总电阻为R。当滑动变阻器的滑片P由顶端向下滑动过程中,下列说法不正确的是( )
A. 电压表示数在变小
B. 电压表示数增大,电流表示数减小
C. 电容器的电荷量增大,电阻消耗的电功率减小
D. 电源内阻损耗的功率变小,电源的输出功率先变大后变小
【答案】A
【解析】
【详解】A.滑片P向下滑动的过程中,接入电阻增大,干路电流减小,根据
可知,电压表V2示数变大,故A错误,符合题意;
B.滑片P向下滑动的过程中,根据
由于干路电流减小,则电压表示数增大,通过电流表的电流减小,故B正确,不符合题意;
C.结合上述可知,电容器两端的电压为路端电压,根据
可知电容器的带电量增大,由于干路电流减小,则电阻消耗的电功率减小,故C正确,不符合题意;
D.电源内阻损耗的功率
由于干路电流变小,则电源内阻损耗的功率变小,电源的输出功率
由于电源内阻,定值电阻,滑动变阻器的总电阻为R,当滑动变阻器的滑片P由顶端向下滑动过程中,的取值范围在R到2R之间,根据对勾函数的特征可知,电源的输出功率先变大后变小,故D正确,不符合题意。
故选A。
5. 在空旷的公园里,弹弓飞箭颇受小孩的喜爱,如图所示,某小孩左手拉紧橡皮筋发射器,松开左手后将飞箭竖直射向天空。飞箭从离开左手至到达最高点的过程中(橡皮筋始终在弹性限度内,(不计空气阻力),下列说法正确的是( )
A. 飞箭的机械能一直不变
B. 飞箭重力做功的功率一直增大
C. 飞箭与橡皮筋刚分离时,飞箭的速度最大
D. 橡皮筋的弹性势能和飞箭的重力势能之和先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题意,可知飞箭离开左手后,有一段时间橡皮筋对飞箭做正功,所以飞箭在该段时间内的机械能是增加的,故A错误;
B.在飞箭离开橡皮筋后,飞箭做竖直上抛运动,速度逐渐减小,所以其重力做功的功率减小,并未一直增大,故B错误;
C.飞箭与橡皮筋未分离前,先做加速逐渐减小的加速运动,接着做加速度逐渐增大的减速运动,离开飞箭后,做竖直上抛运动,当飞箭受到橡皮筋的弹力等于其重力时,即加速度为零时,飞箭的速度达最大,故C错误;
D.把橡皮筋与飞箭看着一个系统,系统的机械能守恒,而飞箭的动能是先增大后减小,则可知橡皮筋的弹性势能和飞箭的重力势能之和先减小后增大,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,一轻质弹簧置于固定光滑斜面上,下端与固定在斜面底端的挡板连接,弹簧处于原长状态时上端位于B点。一质量为m的物块(可视为质点)从斜面上A点由静止开始释放、下滑至最低点C。已知弹簧的弹性势能表达式为,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量,斜面倾角为30°,AB=BC=L,忽略空气阻力和一切摩擦,弹簧形变始终在弹性限度内,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 由A到C的过程中,物块的机械能守恒
B. 弹簧的劲度系数为
C. 当弹簧的压缩量为时,物块的速度最大
D. 由A到C的过程中,物块的最大速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由A到C的过程中,弹簧弹力对物块做功,物块的机械能不守恒,故A错误;
B.由于物块与弹簧组成的系统机械能守恒,则
所以
故B错误;
C.当物块的加速度为零时,速度达到最大,则
解得
故C正确;
D.根据系统机械能守恒定律可得
解得
故D错误。
故选C。
7. 如图所示,A、B两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动,它们轨道在同一平面内且转动方向相反。若已知A卫星转动周期为T,A、B两卫星轨道半径之比,从图示位置开始A、B两卫星每隔时间t再次相距最近,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据
可得
可得
所以有
,
有
,
设再次相距最近时A、B两卫星转过的角度分别为、,有
即
代入数据可得
故选C。
二、多选题
8. 木块a、b间连接有水平轻弹簧,两木块静止在水平面上,与水平面间的动摩擦因数均为0.30,现用大小为、方向水平向左的推力作用在木块上,弹簧压缩量为,弹簧的劲度系数为,木块静止在水平面上,如图所示。已知木块的重力分别为和,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则木块所受的摩擦力的分析正确的是( )
A. 木块受到大小为,方向向右的摩擦力 B. 木块受到大小为,方向向右的摩擦力
C. 木块受到大小为,方向向左的摩擦力 D. 木块受到大小为,方向向左的摩擦力
【答案】BD
【解析】
【详解】木块与水平面间的最大摩擦力为
木块b与水平面间的最大摩擦力为
弹簧弹力为
施加水平拉力后,对木块受力分析,重力与水平面的支持力平衡,水平方向受向右的弹簧弹力和向左的推力,由于木块与水平面间的最大静摩擦力为(等于滑动摩擦力),大于弹簧弹力和拉力之差,故木块b静止不动,木块b受到的静摩擦力
木块相对水平面有向左的运动趋势,受到向右的静摩擦力,且与弹力平衡,因而大小相等,有
故选BD。
9. 如图所示,三个光滑斜面1、2、3固定在水平面上,斜面1与3底边相同,斜面2和3高度相同,当物体先后沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端时,对于整个下滑过程,下列说法正确的是( )
A. 三种情况下物体滑到斜面底端时的速率
B. 三种情况下物体滑到底端时重力做功的瞬时功率
C. 在斜面2和斜面3上,合外力对物体的冲量不相同
D. 在斜面2和斜面3上,合外力对物体做的功不相等
【答案】AC
【解析】
【详解】A.设物体滑到底端时速度为v,根据动能定理得
三种情况下物体滑到斜面底端时速率
故A正确;
B.物体滑到底端时重力做功的瞬时功率
根据A分析可知
故B错误;
C.在斜面2和斜面3上,合外力对物体的冲量等于动量变化量。动量变化量大小相等,方向不相同,故C正确;
D.在斜面2和斜面3上,合外力对物体做的功等于重力做功,相等,故D错误。
故选AC。
10. 如图,平面直角坐标系xOy的y轴为两种均匀介质的分界线,P为x轴正半轴上距离O点0.75m处的一个质点,Q为x轴负半轴上距离O点0.24m处的一个质点。某时刻对P施加一个外力,使P沿y轴方向运动,并在介质上形成沿x轴传播的简谐横波。时刻,P从平衡位置开始沿y轴负方向运动。时,P点第2次到达波峰,O点处的质点第一次从平衡位置沿y轴正方向运动,Q点开始运动。下列说法正确的是( )
A. 波在x轴正半轴上传播的波速大小为0.8m/s
B. 波在x轴负半轴上传播的波速大小为0.6m/s
C. 波在x轴正半轴上传播的波长为0.6m
D. 波在x轴负半轴上传播的波长为0.5m
【答案】BC
【解析】
【详解】AC.波在x轴正半轴上传播,0时刻P质点从平衡位置开始沿y轴负方向开始振动,t=1.4s时,P质点第2次到达波峰,即
解得
同时O点处的质点第一次经过平衡位置沿y轴正方向运动,则
代入数据解得
波长为
故A错误,C正确;
BD.波在x轴负半轴上传播的时间为
波速为
波长为
故B正确,D错误。
故选BC。
11. 如图,一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上,用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分,活塞与汽缸壁间没有摩擦。初始时弹簧处于原长,三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝对f中的气体缓慢加热,停止加热并达到稳定后( )
A. h中的气体内能增加 B. f与g中的气体温度相等
C. f与h中的气体温度相等 D. f与h中的气体压强相等
【答案】AD
【解析】
【详解】A.当电阻丝对f中的气体缓慢加热时,f中的气体内能增大,温度升高,根据理想气体状态方程可知f中的气体压强增大,会缓慢推动左边活塞,可知h的体积也被压缩压强变大,对活塞受力分析,根据平衡条件可知,弹簧弹力变大,则弹簧被压缩。与此同时弹簧对右边活塞有弹力作用,缓慢向右推动左边活塞。故活塞对h中的气体做正功,且是绝热过程,由热力学第一定律可知,h中的气体内能增加,A正确;
B.未加热前,三部分中气体温度、体积、压强均相等,当系统稳定时,活塞受力平衡,可知弹簧处于压缩状态,对左边活塞分析
则
分别对f、g内的气体分析,根据理想气体状态方程有
由题意可知,因弹簧被压缩,则,联立可得
B错误;
C.在达到稳定过程中h中的气体体积变小,压强变大,f中的气体体积变大。由于稳定时弹簧保持平衡状态,故稳定时f、h中的气体压强相等,根据理想气体状态方程对h气体分析可知
联立可得
C错误;
D.对弹簧、活塞及g中的气体组成的系统分析,根据平衡条件可知,f与h中的气体压强相等,D正确。
故选AD。
三、实验探究题
12. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,为橡皮筋与细绳的结点,和为细绳。请回答下列问题:
(1)根据实验数据在白纸上作图如图乙所示,乙图中、、、四个力,其中力_____不是由弹簧测力计直接测得,方向一定在AO延长线上的力是_____。
(2)实验中,要求前后两次力的作用效果相同,指的是_____。
A. 细绳沿同一方向伸长同一长度
B. 橡皮条沿同一方向伸长同一长度
C. 让与两个力完全重合
D. 两个弹簧测力计拉力和的大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小
(3)丙图是测量中某一弹簧测力计的示数,读出该力大小为_____N。
【答案】(1) ①. F ②. (2)B
(3)4.47
【解析】
【小问1详解】
[1]图乙中的F在以与为邻边作平行四边形得到的,不是由弹簧测力计直接测出的;
[2] 是用一个弹簧测力计将节点拉到位置,所以方向在AO延长线上,F在以与为邻边作平行四边形得到的,由于误差原因,方向不一定在AO延长线上。
【小问2详解】
该实验采用了“等效替代”法,即合力与分力的关系是等效的,前后两次要求橡皮条沿同一方向伸长同一长度。
故选B。
【小问3详解】
图中弹簧测力计的分度值为0.1N,根据丙图读出该力的大小为。
13. 如图(a)是一种双量程电流表内部各元件的连接图。
(1)这种电流表“3A”量程的内阻________(选填“大于”“小于”);
(2)某同学用多用电表的欧姆挡检测这种电流表,选择“”挡,欧姆调零后将红、黑表笔分别接到电流表的“﹣”“0.6A”接线柱,指针指示如图(b),示数为________,保持黑表笔不动,将红表笔从“﹣”接线柱移到“3A”接线柱,示数几乎与图(b)相同,由此可知电流表内部阻值为的电阻发生________故障(选填“断路”“短路”);
(3)由于的故障电阻阻值较小,该同学设想用如图(c)的电路测得一段阻值为的电阻丝,再将它分成等长的5段,用其中一段替代。实验时移动小金属夹P到电阻丝的某位置时,电流表和电压表的示数分别为0.50A和1.30V,接下来应将P向________(选填“左”“右”)移动。
(4)用电阻丝替代故障电阻后,若电阻丝实际接入电路的阻值略小于标准值,则会导致用该电流表“0.6A”量程测电流时的测量值________(选填“偏大”“偏小”)。
【答案】 ①. 小于 ②. 140 ③. 断路 ④. 右 ⑤. 偏小
【解析】
【详解】(1)[1]电流表接“3A”的量程时,根据并联电路的总电阻小于分支电阻,由图(a)可知此时电流表的内阻为电路的总电阻,小于分支的电阻;
(2)[2]欧姆表表盘10~15之间有5格,每小格代表,据读数规则,要读到下一位,且倍率为“”,故读数为
[3]根据欧姆表电流流向“红进黑出”,由图(a)可知,为接线柱中间两电阻、之和,说明此时、两电阻并未与,两电阻并联;保持黑表笔不动,将红表笔从“﹣”接线柱移到“3A”接线柱,示数几乎与图(b)相同,说明更换接线柱后,电流表总电阻的阻值几乎未发生变化,故可推知电流表内部、与串联,阻值为的电阻发生断路,若短路则欧姆表示数应为0;
(3)[4]由示数,,可得
要增大电阻,接下来应将P向右滑。
(4)[5]设,,,,用电阻丝替代故障电阻后,若电阻丝实际接入电路的阻值略小于标准值,电阻丝实际接入电路的阻值为;接0.6A量程时,设某次测电流时,流过表头的电流为,则电流测量值为
电流的真实值为
由于
可得
会导致用该电流表“0.6A”量程测电流时的测量值偏小。
四、计算题
14. 如图所示,竖直平面xOy内存在水平向右的匀强电场,场强大小E=10N/C,还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5T。一带电荷量q=+0.2C、质量m=0.4kg的小球由长l=0.4m的细线悬挂于P点,小球可视为质点。现将小球拉至水平位置A无初速度释放,取。求:
(1)小球运动到O点时的速度大小;
(2)小球运动到O点时细线拉力的大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)小球从A运到O的过程中,根据动能定理
解得小球在O点速度为
(2)小球运到O点,根据牛顿第二定律
解得小球运动到O点时细线拉力的大小为
15. 如图,自行车踏脚板到牙盘中心的距离(即踏脚杆的长),牙盘半径,飞轮半径,后轮半径,若骑车人每蹬一次踏脚板,牙盘就转半周,当自行车以5m/s速度匀速前进时,求:
(1)踏脚板和后轮的转速之比;
(2)骑车人每分钟蹬踏脚板的次数。
【答案】(1);(2)100
【解析】
【详解】(1)牙盘与飞轮是同缘传动,边缘点线速度相等,故
根据线速度与角速度关系公式
可得
飞轮与后轮是同轴传动,角速度相等
根据
踏脚板和后轮的转速之比为
(2)根据
,
可得
则
骑车人每分钟蹬踏脚板的次数
次
16. 如图(a),超级高铁是一种以“真空管道运输”为理论核心设计的交通工具,具有超高速低能耗、无噪声零污染等特点。如图(b),已知运输车管道中固定着两根平行金属导轨MN、PQ,导轨间距为。运输车的质量为m,横截面是个圆,运输车上固定着长为的两根导体棒1和2(与导轨垂直),两棒前后间距为D,每根导体棒的电阻为R。导轨电阻忽略不计。运输车在水平导轨上进行实验,不考虑摩擦及空气阻力,不考虑两导体棒的相互作用。
(1)当运输车由静止离站时,在导体棒2后距离为D处,接通固定在导轨上电动势为E的直流电源(电源内阻为R),此时导体棒1、2均处于磁感应强度为B,垂直导轨平面向下的匀强磁场中,如图(c),则刚接通电源时运输车加速度多大?
(2)运输车进站时切断电源,管道内依次分布着相邻的方向相反的匀强磁场,各个匀强磁场宽度均为D,磁感应强度大小均为B,如图(d),则当运输车速度为v时受到的安培力多大?
(3)求在(2)的条件下,运输车以速度进入磁场到停止运动的过程中,导体棒1上产生的焦耳热。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)运输车到站时,电路总电阻为
由闭合电路的欧姆定律
通过导体棒的电流
导体棒所受的安培力
运输车的加速度
解得
(2)运输车进站时,当车速为v时,由法拉第电磁感应定律
,
由闭合电路的欧姆定律
导体棒所受的安培力
运输车所受的合力
(3)根据能量守恒定律,导体棒产生的总焦耳热为
则可导体棒1产生的焦耳热为
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