内容正文:
2024~2025学年度第一学期期中质量检测
高二物理试题
本试卷共8页。满分100分。考试用时90分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必用0.5毫米黑色墨水签字笔将自己的姓名、准考证号、学校、班级等填写在答题卡规定的位置。
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,将答题卡交回。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 使用蓝牙耳机接听手机来电,信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波( )
A. 是蓝光 B. 波长比手机通信的电磁波长
C. 在真空中的传播速度大小为 D. 能在真空中传播
【答案】D
【解析】
【详解】A.蓝牙通信的电磁波频率不在可见光频率范围内,不是蓝光,故A错误;
B.蓝牙通信的电磁波频率比手机通信的电磁波频率大,由公式可知其波长比手机通信的电磁波短,故B错误;
CD.电磁波在真空中的传播速度为 ,故C错误,D正确。
故选D。
2. 在我国边远乡村的电路上常用到熔断保险丝。当电路中有较强电流通过时,保险丝会快速熔断,及时切断电源,保障用电设备和人身安全。经测量,有一段电阻为8Ω,熔断电流为2A的保险丝。若将这段保险丝对折后绞成一根,那么保险丝的电阻和熔断电流将变为( )
A. 2Ω、4A B. 4Ω、4A
C. 2Ω、0.5A D. 4Ω、1A
【答案】A
【解析】
【详解】设这段保险丝原来的长度为,横截面积为,则根据电阻定律可知这段保险丝原来的阻值为
当保险丝对折后绞成一根时,其长度减半,横截面积加倍。所以新电阻的阻值为
保险丝对折后绞成一根,相当于两根相同的保险丝并联。每根保险丝的熔断电流为,即当电流达到时熔断。并联后,总熔断电流为两根熔断电流之和,故新熔断电流为
故选A。
3. 如图所示,和是材料相同、上下表面均为正方形的长方体导体,的上、下表面积大于的上、下表面积。将和按图中所示方式接到电源上,闭合开关后,下列说法正确的是( )
A. 若和的体积相同,则的电功率等于的电功率
B. 若和的体积相同,则的电功率大于的电功率
C. 若和的厚度相同,则的电压小于的电压
D. 若和的厚度相同,则的电压大于的电压
【答案】B
【解析】
【详解】AB.和是材料相同、上下表面均为正方形的长方体导体,设边长为,厚度为,由电阻定律
和按图中串联方式接到电源上,电流相等;
若两者体积相同,的上、下表面积大于的上、下表面积,则即
由可得:若两者体积相同,则的电功率大于的电功率,故A错误,B正确;
CD.若两者厚度相同,则即
由可得:若两者厚度相同,则的电压等于的电压,故CD错误。
故选B。
4. A、B、C三条通电长直导线在穿线管中呈直线等距分布,电流方向如图所示。横截面恰好形成边长为d的等边三角形,O点为等边三角形的中心,A、B两条导线中的电流大小相同,都为I,导线C中的电流为2I,导线半径不计。则( )
A. A内电流产生的磁场的磁感线是一系列同心圆,方向为逆时针方向
B. A、B内电流在C处产生的磁感应强度相同
C. C处的磁场方向水平向左
D. O点的磁场方向竖直向下
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据安培定则,可知A内电流产生的磁场的磁感线是一系列同心圆,方向为顺时针方向,故A 错误;
BC.根据安培定则,可得A 内电流在C 处产生的磁感应强度为,B内电流在C 处产生的磁感应强度为,其合磁场方向水平向左,如图所示
并且A、B到C处的距离相等,A、B内的电流相同,故A、B内电流在C处产生的磁感应强度大小相同,方向不同,故B错误,C正确;
D.同理可知,A、B内电流在O点处产生的合磁场方向水平向左,C内电流在O点处产生的磁场方向水平向左,因此A、B、C中电流在O点处的合磁场方向水平向左,不是竖直向下,故D错误。
故选C。
5. 电鳗是一种放电能力很强的淡水鱼类,它能借助分布在身体两侧肌肉内的起电斑产生电流。某电鳗体中的起电斑并排成125行,每行串有5000个起电斑,沿着身体延伸分布。已知每个起电斑的内阻为0.25Ω,并能产生0.16V的电动势。该起电斑阵列一端在电鳗的头部而另一端接近其尾部,与电鳗周围的水形成回路。假设回路中水的等效电阻为790Ω,则电鳗放电时,其首尾间的输出电压为( )
A. 10V B. 790V
C. 800V D. 810V
【答案】B
【解析】
【详解】根据题干描述,起电斑阵列由125行并联组成,每行串联5000个起电斑。每个起电斑的电动势为0.16V,内阻为0.25Ω。回路中水的等效电阻为R=790Ω。输出电压指电鳗首尾间(即外电路)的电压。每行起电斑串联,每行电动势
由于125行并联且电动势相同,总电动势
每行内阻
125行并联,总内阻
根据闭合电路欧姆定律有
联立解得I=1A
故输出电压为U=IR=790V
故选B。
6. 如图所示的电路中,电压表和电流表均为理想电表,为滑动变阻器,、、均为定值电阻。当滑动变阻器的滑片向左移动时,则( )
A. 电流表示数变大 B. 电流表示数变大
C. 电压表V示数变大 D. 滑动变阻器电压不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.当滑动变阻器的滑片向左移动时,整个回路总电阻增大,故电流表示数减小,A错误;
C.因为电流表示数减小,故电压表V示数变大,C正确;
D.流过的电流变大,故滑动变阻器的电流减小
故滑动变阻器电压变大,D错误;
B.电流表示数变小,B错误。
故选C。
7. 某款电动发光玩具具有防卡死自动断电保护等特点,其电路可简化为如图甲所示的电路图。若电源电动势为8.0V,内阻为3.0Ω,电动机线圈的电阻为Ω。两盏小灯泡L的规格均为“3.0V,1.8W”,其伏安特性曲线如图乙所示。开关、均闭合时,电动机正常转动,理想电流表示数为1A,则( )
A. 此时小灯泡的电阻约为5.0Ω
B. 电动机的额定功率约为3.6W
C. 电动机的效率约为90%
D. 若开关闭合,断开,两盏小灯泡均能正常发光
【答案】B
【解析】
【详解】A.设每盏灯两端的电压为U,电流为I,由闭合电路的欧姆定律可得
解得
此函数图像与伏安特性曲线的交点如图所示
此时电压
电流
故灯的电阻
故A错误;
B.电动机的额定电压,
故其额定功率
故B正确;
C.电动机的输出功率
故电动机的效率
故C错误;
D.小灯泡额定电流为
开关S1闭合,S2断开,若两盏小灯泡均正常发光,回路中的电流为0.6A,则电源的电动势
故小灯泡不能正常发光,故D错误。
故选B。
8. 从地面上以初速度10m/s竖直向上抛出一质量为0.2kg的小球,运动过程中小球受到的空气阻力f与其速率v成正比,其关系为,k为常数。已知落地前小球已经匀速下落,速率为2m/s,取重力加速度m/s2,则以下说法正确的是( )
A. k的值为1kg·s/m
B. 小球在上升阶段速率为1m/s时,加速度大小为20m/s2
C. 小球上升的最大高度为2.6m
D. 小球抛出到落地过程中所用时间为1.2s
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球落地前以匀速运动,则有
即
A选项单位错误,故A错误;
B.根据牛顿第二定律得
得
故B错误;
C.设上升最大高度为h,由能量守恒,全程克服阻力做功为
因为有空气阻力始终做负功,故上升阶段经过空中某一点的速度大小大于下落阶段经过该点的速度,又因为,故经过空中同一点,上升时经过该点的阻力更大,所以在位移大小相同的情况下,上升阶段克服空气阻力做功更多,即
由动能定理
解得,故C错误;
D.设上升时间为,下降时间为,规定向下为正方向,由动量定理,
又因为
联立可得
故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16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4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 如图所示,abcd是边长为l的正方形金属框,磁场区域边界PM与PN的夹角,磁感应强度为B,此时P点位于cd的中点。下列说法正确的是( )
A. 若将金属框以bd为轴向纸面外转动角度90°,金属框磁通量的变化量为
B. 若将金属框以ad为轴向纸面外转动角度180°,金属框磁通量的变化量为
C. 若将金属框以bd为轴向纸面外转动角度180°,金属框磁通量的变化量为
D. 若将金属框向右移动l,金属框磁通量的变化量为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.金属框初始位置磁通量为
若将金属框以bd为轴向纸面外转动角度90°,此时无磁感线穿过金属框,金属框的磁通量为0,故金属框磁通量的变化量为,故A错误;
B.若将金属框以ad为轴向纸面外转动角度180°,磁通量方向反向且为,则金属框磁通量的变化量为,故B正确;
C.若将金属框以bd为轴向纸面外转动角度180°,磁通量方向反向且为
则金属框磁通量的变化量为,故C正确;
D.若将金属框向右移动l,则金属框磁通量方向不变且为
则金属框磁通量的变化量为,故D错误。
故选BC。
10. 某同学将一直流电源的总功率、电源内部的发热功率P,和输出功率随电流I变化的图线画在了同一坐标系中,如图中的a、b、c所示。以下判断正确的是( )
A. 电源的电动势V,内电阻Ω
B. 电源的最大输出功率为2.0W
C. b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比为1∶2
D. b、c图线的交点与a、b图线的交点的纵坐标之比为1∶4
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.电源总功率、热功率、输出功率分别为
可知c为线,a为线,b为线,结合图像有,故A正确;
B.图c可知电流为1.5A时电源输出功率最大,且为,故B错误;
CD.图像可知bc交点横坐标为,则其纵坐标为
图像可知ab交点横坐标、纵坐标分别为
可知b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比、纵坐标之比分别为,故CD正确。
故选ACD。
11. 如图所示,某科研团队对研发的人形机器人进行跳跃测试。小车静置于光滑水平地面上,机器人静止站立在平台右端点。测试时机器人以初速度(大小未知)水平跳出,落到小车上的点,此过程中机器人消耗能量为(大小未知)。已知机器人的质量为,小车的质量为点与点高度差为,水平距离为,重力加速度为,机器人可以看作质点,假设机器人消耗的能量全部转化为动能,不考虑空气阻力,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】根据人和车系统水平方向动量守恒
根据平抛运动规律
,
由能量守恒得
联立解得
,
故选AC。
12. 如图所示,甲乙两人做抛球游戏,甲站在一辆平板车上,甲与车的总质量kg,车与水平地面间的摩擦不计。另有一质量kg的球,乙站在车对面的地上,身旁有若干质量不等的球。开始车静止,甲将球以速度v(相对于地面)水平抛给乙,乙接到抛来的球后,马上将另一只球以相同速率v水平抛回给甲,甲接到球后,再以速率v将此球水平抛给乙,这样反复进行,乙每次抛回给甲的球的质量都等于他接到球的质量的2倍,则( )
A. 甲第二次抛出球后,比第一次抛出球后的速度增加了0.20v
B. 甲第三次抛出球后,比第二次抛出球后的速度增加了0.32v
C. 从第一次算起,甲抛出5个球后,再也不能接到乙抛回来的球
D. 从第一次算起,甲抛出4个球后,再也不能接到乙抛回来的球
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.第一次抛出球甲的速度为v1,由动量守恒定律
第二次抛出球甲的速度为v2,由动量守恒定律
第三次抛出球甲的速度为v3,由动量守恒定律
解得
甲第二次抛出球后,比第一次抛出球后的速度增加了
甲第三次抛出球后,比第二次抛出球后的速度增加了,故A错误,B正确;
CD.第三四次抛出球甲的速度为v4,由动量守恒定律
解得,从第一次算起,甲抛出4个球后,再也不能接到乙抛回来的球,故C错误,D正确。
故选BD。
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某实验小组“研究光敏电阻的阻值特性”。
(1)小组成员先利用多用电表欧姆挡粗测不同光照条件下光敏电阻的阻值。
①测量遮光条件下的阻值,选择“×1k”挡,指针在表盘的位置如图甲所示,此时的阻值为______;
②测量光照条件下的阻值,选择“×1k”挡,指针在表盘的位置如图乙所示,为确定该条件下的阻值,后续操作最合理的是______。
A.将选择开关旋至“×100”挡,测量、读数
B.将选择开关旋至“×100”挡,重新欧姆调零后,测量、读数
C.将选择开关旋至“×10k”挡,重新欧姆调零后,测量、读数
(2)为了更精确地测量该光敏电阻在光照条件下的阻值,学习小组进一步采用伏安法进行测量,部分电路连线如图丙所示。因电表内阻均未知,P点先后连接b和c点,发现电压表几乎没有变化,而电流表示数变化较明显,则P点应选择接______(选填“b”或“c”),此时的测量值相比真实值______(选填“偏大”、“偏小”或“无偏差”)。
【答案】(1) ①. ②. B
(2) ①. c ②. 偏大
【解析】
【小问1详解】
[1]图甲可知电阻为
[2]指针偏转过大,说明待测电阻较小,倍率选择较大,则应将选择开关旋至“×100”挡,重新欧姆调零后,测量、读数。
故选B。
【小问2详解】
[1][2]P点先后连接b和c点,发现电压表几乎没有变化,而电流表示数变化较明显,说明电压表分流影响较大,可知电流表应采用内接法,则P点应选择接c,此时测量的阻值包含了电流表阻值,故测量值相比真实值大。
14. 某实验小组设计了如图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻,所用器材如下:
待测干电池(电动势未知,内阻r约为1Ω)
灵敏电流计:量程0∼100μA,内阻)
定值电阻(阻值为2Ω)
电阻箱(阻值0∼99999.9Ω)
电阻箱(阻值0∼999.9Ω)
开关K和导线若干
(1)实验时将灵敏电流计与电阻箱串联改装成量程为1.5V的电压表,电阻箱应调至______Ω;
(2)改变电阻箱的阻值,记录其阻值R和灵敏电流计的读数I,得到的数据如下表所示:
R/(Ω)
1.0
2.0
5.0
10.0
20.0
1.00
0.50
0.20
0.10
0.05
I/(μA)
26.7
41.5
62.2
74.6
83.0
37.5
24.1
16.1
13.4
12.0
根据实验记录数据作出图像。图乙所示的坐标纸上已标出其中3组数据对应的坐标点,请在坐标纸上标出其余两组数据对应的坐标点并画出图像______;
(3)若认为通过电阻箱的电流即为电路中的总电流,则根据图乙可得电源的电动势为______V(保留三位有效数字),该测量值相比电动势的真实值______(选填“偏大”、“偏小”或“无偏差”)。
【答案】(1)14000.0
(2) (3) ①. 1.36 ②. 偏小
【解析】
【小问1详解】
根据欧姆定律
【小问2详解】
【小问3详解】
[1]若认为通过电阻箱的电流即为电路中的总电流,根据欧姆定律有
整理得
作出图像的纵截距为,则有
解得。
[2]若认为通过电阻箱的电流即为电路中的总电流,则总电流测量值偏小,相当于电流表外接法测电源电动势,该测量比真实值偏小。
15. 某实验小组采用如图所示的实验装置,对斜槽末端两个小球碰撞过程进行研究。
(1)实验步骤如下:
①在水平桌面上安装好实验装置,调整斜槽使其末端______,然后固定。在桌面适当的位置,上、下铺放好复写纸和白纸,记下悬挂于斜槽末端边缘的重锤线所指的位置O。
②将被碰小球置于斜槽末端,让入射小球从斜槽的某一高度OMN处无初速滚下,使两球发生碰撞。保持入射小球释放高度不变,重复实验10次。标出碰撞后入射小球落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N并用刻度尺测量出OM的间距、ON的间距。
③改变入射小球沿斜槽滚下的高度,重复步骤②,多次测量的数据如下表所示
1
2
3
4
5
/cm
7.65
11.23
12.30
18.89
23.52
/cm
18.95
26.64
30.42
45.97
56.25
0.40
0.42
0.40
0.41
0.42
(2)现有半径相同的两个小球,质量分别为15g和2.1g,应选定质量为______g的小球为入射球。
(3)若两小球的碰撞为弹性碰撞,根据(2)提供的小球质量计算本实验中的理论值为______,其与表格中测量值之间的差值为______;则由此可认为斜槽末端两个小球的碰撞为弹性碰撞。
【答案】(1)水平 (2)15
(3) ①. 0.43 ②. 0.02
【解析】
【小问1详解】
调整斜槽使其末端水平,目的是保证小球碰撞后做平抛运动。
【小问2详解】
碰撞实验中,入射球质量需大于被碰球,防止入射球反弹,故入射球应选质量为15g的小球。
【小问3详解】
[1]设碰撞后小球在空中运动时间为t,碰撞前入射球速度大小为,规定方向为正方向,若为弹性碰撞,则有
联立解得
[2][3]表格中的平均值约为0.41,可知理论值与实验中差值为0.02,误差较小,由此可认为斜槽末端两个小球的碰撞为弹性碰撞
16. 如图甲所示,定值电阻Ω,Ω,Ω,为滑动变阻器,最大阻值为6Ω,电容器的电容μF,电表均为理想电表。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,电路稳定时读出电压表和电流表的示数,得到关系如图乙所示。求:
(1)电源的电动势E和内阻r;
(2)当滑片P由ab正中间位置滑动到b点时,电容器的放电量。
【答案】(1)6V,1Ω
(2)
【解析】
【小问1详解】
由闭合电路的欧姆定律可得
结合电路图及U-I关系图有,
解得,
【小问2详解】
当滑片P移到R3正中间位置时,R2和并联,则并联电阻为
由闭合电路的欧姆定律可得
根据电路图,则电容两端的电压为
电容所带的电荷量
当滑片P滑动到b点时,R2和并联,则并联电阻为
由闭合电路的欧姆定律可得
根据电路图,则电容两端的电压为
电容所带的电荷量
电容器的放电量
17. 下图为某自动卸货过程的简化示意图。足够长的水平光滑轨道右侧固定一理想弹簧,左侧放置一无动力小车,小车右端固定一竖直挡板;光滑倾斜轨道底端通过一小段光滑圆弧与小车无缝接触,满载货物的箱子距离倾斜轨道底端的高度为m。满载货物的箱子由静止释放后进入小车,与挡板碰撞后不反弹,当小车速度为零时立即锁定小车,取出货物后解除对小车的锁定,小车与水平轨道左侧台阶碰撞瞬间停止,空箱子冲上倾斜轨道恰好到达释放位置。已知空箱子质量kg,所装货物质量kg,小车长度m,其上表面与箱子的动摩擦因数。箱子可视为质点,弹簧始终未超出弹性限度,取重力加速度m/s2。求:
(1)在小车锁定之前,小车对弹簧的冲量;
(2)小车的质量M;
(3)满载货物的箱子与挡板碰撞过程中损失的动能。
【答案】(1),方向水平向右 (2)1kg (3)20J
【解析】
【小问1详解】
设满载货物的箱子滑上平板车时速度为,根据机械能守恒有
解得
满载货物的箱子从滑上平板车到平板车锁定之前瞬间,对满载货物的箱子和平板车,规定向右为正方向,根据动量定理,可知弹簧对小车的冲量
由于平板车对弹簧的力与弹簧对车的力为相互作用力,故平板车对弹簧的冲量大小,方向水平向右。
【小问2详解】
设平板车的质量为M,规定向右为正方向,满载货物的箱子碰平板车过程有
则弹簧最大弹性势能为
设平板车向左运动撞左侧台阶前瞬间速度为,则有
碰撞后,对空箱子,根据动能定理有
联立解得
【小问3详解】
根据能量守恒可知,满载货物的箱子与挡板碰撞过程中损失的动能
联立解得
18. 如图所示,水平光滑地面的左侧固定一个长为的平台,上表面水平,质量为的物块P静止在平台的左端。紧靠平台右侧放置一块质量为的木板,木板的左端静止放置一个质量为的物块Q,木板上表面粗糙且与平台等高,下表面光滑,右端足够远处有竖直的墙壁,物体与墙壁碰后瞬间的速度大小是碰前瞬间的。现对物块P施加一水平向右的恒定拉力F,物块P由静止开始运动,经过到达木板与物块Q发生弹性正碰,并在碰前的瞬间撤去拉力。已知物块P、Q与平台、木板间的动摩擦因数均为,物块P、Q视为质点,物块Q始终未与墙壁碰撞且未脱离木板,忽略每次的碰撞时间,取重力加速度。求:
(1)恒定拉力F的大小;
(2)物块P运动的位移大小;
(3)木板与墙壁第3次碰前瞬间的速度大小;
(4)木板的最小长度L。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
设物块P的加速度为,根据牛顿第二定律有
由运动学公式得
联立解得,。
【小问2详解】
物块P与物块Q碰撞前瞬间的速度为
物块P与物块Q发生弹性正碰,则满足动量守恒和机械能守恒,根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
联立解得,
即物块P反向运动,物块P在平台上运动的加速度为
所以物块P反向运动的位移为
所以物块P运动的总位移为。
【小问3详解】
物块Q与木板在光滑水平面上运动过程中动量守恒,由于距离墙壁足够远,以物块Q向墙壁运动的方向为正方向,所以物块Q与木板与墙壁碰撞前速度相等,根据动量守恒定律有
解得
木板与墙壁碰撞后速度
物块Q速度不变,二者继续向墙壁运动,再次达到速度相等,则有
解得
木板第二次与墙壁碰撞后的速度为
物块Q速度不变,二者第三次向墙壁运动,再次达到速度相等,则有
解得
二者一起向墙壁运动,第三次与墙壁碰撞前的速度为。
【小问4详解】
根据功能关系,物块Q和木板间的摩擦力对系统做的功等于整个过程中动能的变化,即有
解得。
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2024~2025学年度第一学期期中质量检测
高二物理试题
本试卷共8页。满分100分。考试用时90分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必用0.5毫米黑色墨水签字笔将自己的姓名、准考证号、学校、班级等填写在答题卡规定的位置。
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,将答题卡交回。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 使用蓝牙耳机接听手机来电,信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波( )
A. 是蓝光 B. 波长比手机通信的电磁波长
C. 在真空中的传播速度大小为 D. 能在真空中传播
2. 在我国边远乡村的电路上常用到熔断保险丝。当电路中有较强电流通过时,保险丝会快速熔断,及时切断电源,保障用电设备和人身安全。经测量,有一段电阻为8Ω,熔断电流为2A的保险丝。若将这段保险丝对折后绞成一根,那么保险丝的电阻和熔断电流将变为( )
A. 2Ω、4A B. 4Ω、4A
C. 2Ω、0.5A D. 4Ω、1A
3. 如图所示,和是材料相同、上下表面均为正方形的长方体导体,的上、下表面积大于的上、下表面积。将和按图中所示方式接到电源上,闭合开关后,下列说法正确的是( )
A. 若和的体积相同,则的电功率等于的电功率
B. 若和的体积相同,则的电功率大于的电功率
C. 若和的厚度相同,则的电压小于的电压
D. 若和的厚度相同,则的电压大于的电压
4. A、B、C三条通电长直导线在穿线管中呈直线等距分布,电流方向如图所示。横截面恰好形成边长为d的等边三角形,O点为等边三角形的中心,A、B两条导线中的电流大小相同,都为I,导线C中的电流为2I,导线半径不计。则( )
A. A内电流产生的磁场的磁感线是一系列同心圆,方向为逆时针方向
B. A、B内电流在C处产生的磁感应强度相同
C. C处的磁场方向水平向左
D. O点的磁场方向竖直向下
5. 电鳗是一种放电能力很强的淡水鱼类,它能借助分布在身体两侧肌肉内的起电斑产生电流。某电鳗体中的起电斑并排成125行,每行串有5000个起电斑,沿着身体延伸分布。已知每个起电斑的内阻为0.25Ω,并能产生0.16V的电动势。该起电斑阵列一端在电鳗的头部而另一端接近其尾部,与电鳗周围的水形成回路。假设回路中水的等效电阻为790Ω,则电鳗放电时,其首尾间的输出电压为( )
A. 10V B. 790V
C. 800V D. 810V
6. 如图所示的电路中,电压表和电流表均为理想电表,为滑动变阻器,、、均为定值电阻。当滑动变阻器的滑片向左移动时,则( )
A. 电流表示数变大 B. 电流表示数变大
C. 电压表V示数变大 D. 滑动变阻器电压不变
7. 某款电动发光玩具具有防卡死自动断电保护等特点,其电路可简化为如图甲所示的电路图。若电源电动势为8.0V,内阻为3.0Ω,电动机线圈的电阻为Ω。两盏小灯泡L的规格均为“3.0V,1.8W”,其伏安特性曲线如图乙所示。开关、均闭合时,电动机正常转动,理想电流表示数为1A,则( )
A. 此时小灯泡的电阻约为5.0Ω
B. 电动机的额定功率约为3.6W
C. 电动机的效率约为90%
D. 若开关闭合,断开,两盏小灯泡均能正常发光
8. 从地面上以初速度10m/s竖直向上抛出一质量为0.2kg的小球,运动过程中小球受到的空气阻力f与其速率v成正比,其关系为,k为常数。已知落地前小球已经匀速下落,速率为2m/s,取重力加速度m/s2,则以下说法正确的是( )
A. k的值为1kg·s/m
B. 小球在上升阶段速率为1m/s时,加速度大小为20m/s2
C. 小球上升的最大高度为2.6m
D. 小球抛出到落地过程中所用时间为1.2s
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16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4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 如图所示,abcd是边长为l的正方形金属框,磁场区域边界PM与PN的夹角,磁感应强度为B,此时P点位于cd的中点。下列说法正确的是( )
A. 若将金属框以bd为轴向纸面外转动角度90°,金属框磁通量的变化量为
B. 若将金属框以ad为轴向纸面外转动角度180°,金属框磁通量的变化量为
C. 若将金属框以bd为轴向纸面外转动角度180°,金属框磁通量的变化量为
D. 若将金属框向右移动l,金属框磁通量的变化量为
10. 某同学将一直流电源的总功率、电源内部的发热功率P,和输出功率随电流I变化的图线画在了同一坐标系中,如图中的a、b、c所示。以下判断正确的是( )
A. 电源的电动势V,内电阻Ω
B. 电源的最大输出功率为2.0W
C. b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比为1∶2
D. b、c图线的交点与a、b图线的交点的纵坐标之比为1∶4
11. 如图所示,某科研团队对研发的人形机器人进行跳跃测试。小车静置于光滑水平地面上,机器人静止站立在平台右端点。测试时机器人以初速度(大小未知)水平跳出,落到小车上的点,此过程中机器人消耗能量为(大小未知)。已知机器人的质量为,小车的质量为点与点高度差为,水平距离为,重力加速度为,机器人可以看作质点,假设机器人消耗的能量全部转化为动能,不考虑空气阻力,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
12. 如图所示,甲乙两人做抛球游戏,甲站在一辆平板车上,甲与车的总质量kg,车与水平地面间的摩擦不计。另有一质量kg的球,乙站在车对面的地上,身旁有若干质量不等的球。开始车静止,甲将球以速度v(相对于地面)水平抛给乙,乙接到抛来的球后,马上将另一只球以相同速率v水平抛回给甲,甲接到球后,再以速率v将此球水平抛给乙,这样反复进行,乙每次抛回给甲的球的质量都等于他接到球的质量的2倍,则( )
A. 甲第二次抛出球后,比第一次抛出球后的速度增加了0.20v
B. 甲第三次抛出球后,比第二次抛出球后的速度增加了0.32v
C. 从第一次算起,甲抛出5个球后,再也不能接到乙抛回来的球
D. 从第一次算起,甲抛出4个球后,再也不能接到乙抛回来的球
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某实验小组“研究光敏电阻的阻值特性”。
(1)小组成员先利用多用电表欧姆挡粗测不同光照条件下光敏电阻的阻值。
①测量遮光条件下的阻值,选择“×1k”挡,指针在表盘的位置如图甲所示,此时的阻值为______;
②测量光照条件下的阻值,选择“×1k”挡,指针在表盘的位置如图乙所示,为确定该条件下的阻值,后续操作最合理的是______。
A.将选择开关旋至“×100”挡,测量、读数
B.将选择开关旋至“×100”挡,重新欧姆调零后,测量、读数
C.将选择开关旋至“×10k”挡,重新欧姆调零后,测量、读数
(2)为了更精确地测量该光敏电阻在光照条件下的阻值,学习小组进一步采用伏安法进行测量,部分电路连线如图丙所示。因电表内阻均未知,P点先后连接b和c点,发现电压表几乎没有变化,而电流表示数变化较明显,则P点应选择接______(选填“b”或“c”),此时的测量值相比真实值______(选填“偏大”、“偏小”或“无偏差”)。
14. 某实验小组设计了如图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻,所用器材如下:
待测干电池(电动势未知,内阻r约为1Ω)
灵敏电流计:量程0∼100μA,内阻)
定值电阻(阻值为2Ω)
电阻箱(阻值0∼99999.9Ω)
电阻箱(阻值0∼999.9Ω)
开关K和导线若干
(1)实验时将灵敏电流计与电阻箱串联改装成量程为1.5V的电压表,电阻箱应调至______Ω;
(2)改变电阻箱的阻值,记录其阻值R和灵敏电流计的读数I,得到的数据如下表所示:
R/(Ω)
1.0
2.0
5.0
10.0
20.0
1.00
0.50
0.20
0.10
0.05
I/(μA)
26.7
41.5
62.2
74.6
83.0
37.5
24.1
16.1
13.4
12.0
根据实验记录数据作出图像。图乙所示的坐标纸上已标出其中3组数据对应的坐标点,请在坐标纸上标出其余两组数据对应的坐标点并画出图像______;
(3)若认为通过电阻箱的电流即为电路中的总电流,则根据图乙可得电源的电动势为______V(保留三位有效数字),该测量值相比电动势的真实值______(选填“偏大”、“偏小”或“无偏差”)。
15. 某实验小组采用如图所示的实验装置,对斜槽末端两个小球碰撞过程进行研究。
(1)实验步骤如下:
①在水平桌面上安装好实验装置,调整斜槽使其末端______,然后固定。在桌面适当的位置,上、下铺放好复写纸和白纸,记下悬挂于斜槽末端边缘的重锤线所指的位置O。
②将被碰小球置于斜槽末端,让入射小球从斜槽的某一高度OMN处无初速滚下,使两球发生碰撞。保持入射小球释放高度不变,重复实验10次。标出碰撞后入射小球落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N并用刻度尺测量出OM的间距、ON的间距。
③改变入射小球沿斜槽滚下的高度,重复步骤②,多次测量的数据如下表所示
1
2
3
4
5
/cm
7.65
11.23
12.30
18.89
23.52
/cm
18.95
26.64
30.42
45.97
56.25
0.40
0.42
0.40
0.41
0.42
(2)现有半径相同的两个小球,质量分别为15g和2.1g,应选定质量为______g的小球为入射球。
(3)若两小球的碰撞为弹性碰撞,根据(2)提供的小球质量计算本实验中的理论值为______,其与表格中测量值之间的差值为______;则由此可认为斜槽末端两个小球的碰撞为弹性碰撞。
16. 如图甲所示,定值电阻Ω,Ω,Ω,为滑动变阻器,最大阻值为6Ω,电容器的电容μF,电表均为理想电表。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,电路稳定时读出电压表和电流表的示数,得到关系如图乙所示。求:
(1)电源的电动势E和内阻r;
(2)当滑片P由ab正中间位置滑动到b点时,电容器的放电量。
17. 下图为某自动卸货过程的简化示意图。足够长的水平光滑轨道右侧固定一理想弹簧,左侧放置一无动力小车,小车右端固定一竖直挡板;光滑倾斜轨道底端通过一小段光滑圆弧与小车无缝接触,满载货物的箱子距离倾斜轨道底端的高度为m。满载货物的箱子由静止释放后进入小车,与挡板碰撞后不反弹,当小车速度为零时立即锁定小车,取出货物后解除对小车的锁定,小车与水平轨道左侧台阶碰撞瞬间停止,空箱子冲上倾斜轨道恰好到达释放位置。已知空箱子质量kg,所装货物质量kg,小车长度m,其上表面与箱子的动摩擦因数。箱子可视为质点,弹簧始终未超出弹性限度,取重力加速度m/s2。求:
(1)在小车锁定之前,小车对弹簧的冲量;
(2)小车的质量M;
(3)满载货物的箱子与挡板碰撞过程中损失的动能。
18. 如图所示,水平光滑地面的左侧固定一个长为的平台,上表面水平,质量为的物块P静止在平台的左端。紧靠平台右侧放置一块质量为的木板,木板的左端静止放置一个质量为的物块Q,木板上表面粗糙且与平台等高,下表面光滑,右端足够远处有竖直的墙壁,物体与墙壁碰后瞬间的速度大小是碰前瞬间的。现对物块P施加一水平向右的恒定拉力F,物块P由静止开始运动,经过到达木板与物块Q发生弹性正碰,并在碰前的瞬间撤去拉力。已知物块P、Q与平台、木板间的动摩擦因数均为,物块P、Q视为质点,物块Q始终未与墙壁碰撞且未脱离木板,忽略每次的碰撞时间,取重力加速度。求:
(1)恒定拉力F的大小;
(2)物块P运动的位移大小;
(3)木板与墙壁第3次碰前瞬间的速度大小;
(4)木板的最小长度L。
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