精品解析:广东省2025-2026学年高三上学期一轮复习验收考试物理试卷
2026-04-30
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内容正文:
广东省2025—2026学年高三年级一轮复习验收考试物理试卷
试卷共8页,15小题,满分100分。考试用时75分钟。
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指定位置上。
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,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。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、考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,请将答题卡交回。
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. 如图,电磁炉正在给食物加热。图示时刻,线圈中的电流方向如图中所示且电流正在增大,下列说法正确的是( )
A. 线圈中的电流为直流电
B. 图示时刻,俯视看,线圈内的磁场方向向下
C. 可以用陶瓷锅在电磁炉上加热食物
D. 电磁炉主要是靠食物中产生的涡流给食物加热
2. 氢原子钟是利用氢原子能级跃迁时,辐射出的电磁波来计时的。已知氢原子处在第n能级的能量值,光在真空中传播速率为c,下列说法正确的是( )
A. 氢原子处在的能级越高,越稳定
B. 氢原子从高能级向低能级跃迁时,辐射出光子的能量是连续的
C. 氢原子从n=3跃迁到n=2辐射出光子的能量为
D. 氢原子从n=2跃迁到n=1辐射出光子的动量为
3. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,其变化的p-T图像如图所示,关于该气体状态变化过程,下列说法正确的是( )
A. 气体分子数密度变大
B. 气体吸收热量
C. 外界对气体做正功
D. 气体分子的平均动能减小
4. 橡皮擦相对于书静止,随书一起沿固定斜面向下做匀加速直线运动。已知橡皮擦的质量为m,书的质量为M,斜面的倾角为θ,橡皮擦与书间的动摩擦因数为μ1,书与斜面间的动摩擦因数为μ2,重力加速度大小为g,则橡皮擦与书间的摩擦力大小为( )
A. B.
C. D.
5. 我国计划2030年前实现载人登月。若登月前,登月飞船绕月球做椭圆运动,椭圆轨道上近月点到月球表面的高度为0.5R,远月点到月球表面的高度为1.5R。已知月球的半径为R,月球视为匀质球体且忽略自转,月球表面的重力加速度大小为,下列说法正确是( )
A. 登月飞船从近月点运动到远月点的过程中,动能增加
B. 登月飞船从近月点运动到远月点的过程中,受到月球的万有引力增加
C. 若该飞船轨道调整后在近月圆轨道(轨道半径为R)上运动,其运动周期为
D. 该飞船的运动周期为
6. 如图,n个点电荷均匀地分布在半径为r的圆周上,其中一个点电荷带电荷量为+q(q>0),其余个点电荷每个带电荷量均为+2q,这时圆心处的电场强度大小为E1;若将个点电荷均匀地分布在半径为r的圆周上,其中一个点电荷带电荷量为+q,其余n个点电荷每个带电荷量均为+2q,这时圆心处的电场强度大小为E2。则等于( )
A. 1 B. C. D.
7. 如图,圆心为O的四分之三圆弧形金属圆环abc竖直放置,处在水平向右的匀强磁场中,Oc与磁感线平行,圆环中通有逆时针方向的电流。第一次,从初始位置,将圆环绕圆心O在圆环平面内转过90°;第二次,从初始位置,绕过圆心O的竖直轴MN转过90°。两次转动过程中,圆环中的电流保持不变,则两次转动过程中,圆环受到安培力的大小变化情况为( )
A. 第一次,圆环受到的安培力大小始终不变
B. 第一次,圆环受到的安培力大小一定先减小后增大
C. 第二次,圆环受到的安培力大小始终不变
D. 第二次,圆环受到的安培力大小一定增大
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题列出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 炮弹发射后,由于空气阻力,在空中的轨迹为“弹道曲线”。如图,A点为发射点,B点为最高点,C点为落地点,A、C两点在同一高度,下列说法正确的是( )
A. 炮弹从A点运动到B点的时间等于从B点运动到C点的时间
B. 炮弹在水平方向一直做减速运动
C. 炮弹从B点运动到C点的过程中,炮弹的机械能增大
D. 炮弹在A点的动能大于在C点的动能
9. 回旋加速器广泛用于核物理和医疗。如图,回旋加速器的两个D形金属盒分别和一高频交流电源(电压大小恒定)两极相接,两盒放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面向下,粒子源位于盒的圆心附近。若粒子源释放的粒子为质子(,初速度不计),将交变电场周期调为T₁,质子被加速后获得的最大动能为;若粒子源释放的粒子为α粒子(,初速度不计),将交变电场周期调为T2,α粒子被加速后获得的最大动能为不考虑相对论效应,下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
10. 如图甲所示为某款小游戏的装置图,在光滑斜面的底边建立x轴,垂直于x轴平行斜面向上为y轴,将B球放在x轴上,A球放在坐标原点,给A球一个沿斜面斜向右上的初速度,初速度方向与y轴正方向夹角为37°,A球沿斜面运动后刚好能击中B球,A球在斜面上运动过程中,沿y轴方向分运动的位移y与时间t的比值随时间t变化的规律如图乙所示,不计两球的大小,不计一切阻力,重力加速度大小取,,下列说法正确的是( )
A. A球在斜面上运动的时间为4s
B. A球的初速度大小为6.25m/s
C. 斜面的倾角为30°
D. B球在x轴上的坐标为8m
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. 某实验小组用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度g,已知小球的质量为m,悬线长为L₀,请回答下列问题:
(1)用螺旋测微器测小球的直径,示数如图乙所示,则小球直径d=___________mm。
(2)拉开小球,使它偏离平衡位置一个很小的角度,然后由静止释放,小球首次经过最低点的光电计时器时开始计时(记为第1次),光电计时器记录小球n次经过最低点时所用的时间为t,则小球摆动的周期T=___________,由此求得当地的重力加速度g=___________(用L0、d、t、n表示)。
12. 某实验小组要测量一个内阻约3000Ω的电压表的内阻,实验室提供的器材:待测电压表(量程为1V);多用电表;定值电阻R0;滑动变阻器R(最大阻值为20Ω,额定电流为1A);电源E(电动势3V,内阻忽略不计);开关S,导线若干。请回答下列问题:
(1)首先用多用电表的欧姆挡粗测电压表的内阻,将选择开关拨到欧姆挡“×100”挡,欧姆调零,将红表笔与电压表的___________(选填“正”或“负”)接线柱连接,黑表笔接另一接线柱,若指针所指的位置如图甲中a的位置,则粗测电压表的内阻,_______。
(2)精确测量该电压表的内阻,该实验小组设计了图乙所示的电路,电路中一个电压表为被测电压表,另一个电压表为多用电表接入电路的2.5V直流电压挡,则电路中被测电压表应是___________(选填“V1”或“V2”),闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使两电压表的指针偏转均较大,若多用电表电压挡的指针指在图甲中b的位置,则测得的电压值为___________V。
(3)若电压表V1、V2的示数分别为U1、U2,则测得被测电压表的内阻______(用U1、U2、R0表示)。
13. 如图所示为某公园圆柱形景观水池,水面圆的半径为R,在池底边缘P点有一个点光源,发出的光在水面形成一个亮斑,亮斑的边缘刚好经过水面圆的圆心,已知水对光的折射率为光在真空中传播的速率为c,求:
(1)池中水的深度H为多少?
(2)光从P点传播到水面圆圆心的时间t为多少?
14. 如图为某电磁缓冲装置的结构简图,边长为L的正方形CDEF中有垂直于纸面向里的匀强磁场Ⅰ,在水平线ACFG下方有足够大且垂直于纸面向里的匀强磁场Ⅱ,两磁场的磁感应强度大小均为B。一电阻为R、质量为m的单匝矩形金属线框abcd在纸面内从正方形CDEF正上方的某一高度由静止释放,当线框的cd边刚进磁场Ⅱ时,线框的加速度恰好为0。已知线框的ab边长为2L、ad边长为L,线框运动过程中始终在垂直于磁场的竖直面内,cd边始终水平,不计空气阻力,重力加速度大小为g,求:
(1)线框abcd的cd边刚进磁场Ⅱ时,速度v的大小;
(2)线框abcd从静止释放到cd边刚进磁场Ⅱ的时间t;
(3)若线框abcd向下运动的整个过程中,线框中产生的焦耳热为Q,则线框由静止释放时cd边离DE的距离h为多少?
15. 如图所示为一款游戏装置的原理图,左、右两端相距3m的水平传送带以2m/s的速度逆时针方向匀速转动,传送带两端与光滑水平面相接,其上表面与两侧水平面在同一平面内,质量为3kg的物块b放在左侧水平面最右端。右侧水平面上,轻弹簧一端固定在竖直挡板上,质量为1kg的物块a置于该水平面上。现用外力向右推物块a压缩弹簧,然后由静止释放,物块a恰好能一直匀减速向左通过传送带,其与传送带间的动摩擦因数为0.2,物块a、b发生弹性碰撞,左侧水平面足够长,重力加速度大小取,物块a、b视为质点,求:
(1)刚释放物块a时,弹簧具有的弹性势能;
(2)物块a、b间最终的距离s;
(3)物块a与传送带间因摩擦产生的总热量Q。
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广东省2025—2026学年高三年级一轮复习验收考试物理试卷
试卷共8页,15小题,满分100分。考试用时75分钟。
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指定位置上。
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,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。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、考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,请将答题卡交回。
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. 如图,电磁炉正在给食物加热。图示时刻,线圈中的电流方向如图中所示且电流正在增大,下列说法正确的是( )
A. 线圈中的电流为直流电
B. 图示时刻,俯视看,线圈内的磁场方向向下
C. 可以用陶瓷锅在电磁炉上加热食物
D. 电磁炉主要是靠食物中产生的涡流给食物加热
【答案】B
【解析】
【详解】A.电磁炉的工作原理是利用交变电流产生的变化磁场,使锅具中产生涡流发热。若为直流电,磁场稳定,无法产生涡流,所以线圈中的电流是交流电,故A错误;
B.图示中电流方向为左进右出,俯视时,根据安培定则,可知线圈内磁场方向向下,故B正确;
C.电磁炉加热的关键是锅具能产生涡流,而涡流的产生需要锅具是导体,陶瓷是绝缘体,无法产生涡流,所以不能用陶瓷锅加热食物,故C错误;
D.电磁炉主要是靠铁锅底产生涡流给食物加热,故D错误。
故选B。
2. 氢原子钟是利用氢原子能级跃迁时,辐射出的电磁波来计时的。已知氢原子处在第n能级的能量值,光在真空中传播速率为c,下列说法正确的是( )
A. 氢原子处在的能级越高,越稳定
B. 氢原子从高能级向低能级跃迁时,辐射出光子的能量是连续的
C. 氢原子从n=3跃迁到n=2辐射出光子的能量为
D. 氢原子从n=2跃迁到n=1辐射出光子的动量为
【答案】C
【解析】
【详解】A.氢原子处在的能级越低,能量越低,越稳定;能级越高,能量越高,越不稳定,故A错误;
B.氢原子能级跃迁辐射的光子能量由能级差决定,即
可知氢原子从高能级向低能级跃迁时,辐射出光子的能量是不连续的,故B错误;
C.氢原子从n=3跃迁到n=2,根据
其中,
联立解得辐射出的光子能量为,故C正确;
D.氢原子从n=2跃迁到n=1,根据
其中
联立解得
又光子的能量表达式和光子的动量表达式分别为,
联立解得
又氢原子从n=2跃迁到n=1向外辐射光子,光子的能量为
故辐射出光子的动量为,故D错误。
故选C。
3. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,其变化的p-T图像如图所示,关于该气体状态变化过程,下列说法正确的是( )
A. 气体分子数密度变大
B. 气体吸收热量
C. 外界对气体做正功
D. 气体分子的平均动能减小
【答案】B
【解析】
【详解】AC.气体从状态A变化到状态B,气体的体积变大,气体分子数密度减小,气体对外界做正功,故AC错误;
BD.气体温度升高,分子平均动能增大,气体内能增大,根据热力学第一定律可知,气体对外做功,气体内能增加,则气体一定吸收热量,故B正确,D错误。
故选B。
4. 橡皮擦相对于书静止,随书一起沿固定斜面向下做匀加速直线运动。已知橡皮擦的质量为m,书的质量为M,斜面的倾角为θ,橡皮擦与书间的动摩擦因数为μ1,书与斜面间的动摩擦因数为μ2,重力加速度大小为g,则橡皮擦与书间的摩擦力大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】整体受力分析,根据牛顿第二定律可得
解得整体一起下滑的加速度大小为
对橡皮擦受力分析,由牛顿第二定律可得
联立解得
故选C。
5. 我国计划2030年前实现载人登月。若登月前,登月飞船绕月球做椭圆运动,椭圆轨道上近月点到月球表面的高度为0.5R,远月点到月球表面的高度为1.5R。已知月球的半径为R,月球视为匀质球体且忽略自转,月球表面的重力加速度大小为,下列说法正确是( )
A. 登月飞船从近月点运动到远月点的过程中,动能增加
B. 登月飞船从近月点运动到远月点的过程中,受到月球的万有引力增加
C. 若该飞船轨道调整后在近月圆轨道(轨道半径为R)上运动,其运动周期为
D. 该飞船的运动周期为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据开普勒第二定律,可知近月点速度最大,远月点速度最小,故登月飞船从近月点运动到远月点的过程中速度减小,动能减小,故A错误;
B.根据几何关系,可得近月点距离月球中心
远月点距离月球中心
根据万有引力
可知登月飞船从近月点运动到远月点的过程中,距离增大,万有引力减小,故B错误;
C.飞船在近月圆轨道(轨道半径)上运动,根据万有引力提供向心力有
解得周期为
设某个质量为的物体在月球表面上,则有
联立解得,故C错误;
D.根据几何关系,可得椭圆轨道的半长轴
根据开普勒第三定律有
解得该飞船在椭圆轨道上运动的周期为,故D正确。
故选D。
6. 如图,n个点电荷均匀地分布在半径为r的圆周上,其中一个点电荷带电荷量为+q(q>0),其余个点电荷每个带电荷量均为+2q,这时圆心处的电场强度大小为E1;若将个点电荷均匀地分布在半径为r的圆周上,其中一个点电荷带电荷量为+q,其余n个点电荷每个带电荷量均为+2q,这时圆心处的电场强度大小为E2。则等于( )
A. 1 B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】将电荷量为+q的点电荷加上+q的电荷量,则O点的场强为零,则原来电荷在圆心处的电场强度大小为
故选A。
7. 如图,圆心为O的四分之三圆弧形金属圆环abc竖直放置,处在水平向右的匀强磁场中,Oc与磁感线平行,圆环中通有逆时针方向的电流。第一次,从初始位置,将圆环绕圆心O在圆环平面内转过90°;第二次,从初始位置,绕过圆心O的竖直轴MN转过90°。两次转动过程中,圆环中的电流保持不变,则两次转动过程中,圆环受到安培力的大小变化情况为( )
A. 第一次,圆环受到的安培力大小始终不变
B. 第一次,圆环受到的安培力大小一定先减小后增大
C. 第二次,圆环受到的安培力大小始终不变
D. 第二次,圆环受到的安培力大小一定增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.第一次,如果圆环沿顺时针方向转动,有效长度(ac连线长度在竖直方向的投影)先增大后减小,因此安培力先增大后减小,若沿逆时针方向转动,有效长度先减小后增大,因此安培力先减小后增大,AB错误;
CD.第二次,圆环转动过程中,有效长度一直增大,因此受到的安培力一定增大(由R变为),C错误,D正确。
故选D。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题列出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 炮弹发射后,由于空气阻力,在空中的轨迹为“弹道曲线”。如图,A点为发射点,B点为最高点,C点为落地点,A、C两点在同一高度,下列说法正确的是( )
A. 炮弹从A点运动到B点的时间等于从B点运动到C点的时间
B. 炮弹在水平方向一直做减速运动
C. 炮弹从B点运动到C点的过程中,炮弹的机械能增大
D. 炮弹在A点的动能大于在C点的动能
【答案】BD
【解析】
【详解】A.炮弹从A点运动到B点的过程中,竖直方向阻力向下,加速度大于g;同理从B点运动到C点竖直方向的加速度小于g,
根据匀变速直线运动规律可得,
结合上述分析可得,故A错误;
B.空气阻力的水平分力一直向左,因此炮弹在水平方向一直做减速运动,故B正确;
C.炮弹从B点运动到C点的过程中,由于要克服空气阻力做功,炮弹的机械能减小,故C错误;
D.从A点到C点由于合力做负功,因此C点动能小于A点动能,故D正确。
故选BD。
9. 回旋加速器广泛用于核物理和医疗。如图,回旋加速器的两个D形金属盒分别和一高频交流电源(电压大小恒定)两极相接,两盒放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面向下,粒子源位于盒的圆心附近。若粒子源释放的粒子为质子(,初速度不计),将交变电场周期调为T₁,质子被加速后获得的最大动能为;若粒子源释放的粒子为α粒子(,初速度不计),将交变电场周期调为T2,α粒子被加速后获得的最大动能为不考虑相对论效应,下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.交变电场的周期等于粒子在磁场中做圆周运动的周期,根据粒子在磁场中运动时,洛伦兹力提供圆周运动的向心力,则有
又因为
联立解得
故两粒子的运动周期,,故A正确,B错误;
CD.根据上述分析可知,粒子的最大速度为
可得两粒子获得的最大动能,,故C错误,D正确。
故选AD。
10. 如图甲所示为某款小游戏的装置图,在光滑斜面的底边建立x轴,垂直于x轴平行斜面向上为y轴,将B球放在x轴上,A球放在坐标原点,给A球一个沿斜面斜向右上的初速度,初速度方向与y轴正方向夹角为37°,A球沿斜面运动后刚好能击中B球,A球在斜面上运动过程中,沿y轴方向分运动的位移y与时间t的比值随时间t变化的规律如图乙所示,不计两球的大小,不计一切阻力,重力加速度大小取,,下列说法正确的是( )
A. A球在斜面上运动的时间为4s
B. A球的初速度大小为6.25m/s
C. 斜面的倾角为30°
D. B球在x轴上的坐标为8m
【答案】BC
【解析】
【详解】ABC.设斜面的倾角为,将A球的初速度分别沿x轴正方向和y轴正方向分解,则有,
对A球受力分析,可知合力为重力沿斜面向下的分力,根据牛顿第二定律有
解得加速度为
可知A球沿x轴方向做匀速直线运动,沿y轴方向做类竖直上抛运动,合运动为类斜抛运动。则在y轴方向上有
变形得
结合图像可得,
解得,
A球在y轴上速度由减至零的时间为
根据对称性原理,可知A球在y轴上速度由零反向加速至的时间也为
故A球在斜面上运动的时间为,故A错误,BC正确;
D.A球沿x轴方向做匀速直线运动,则沿x轴方向的位移为
即B球在x轴上的坐标为7.5m,故D错误。
故选BC。
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. 某实验小组用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度g,已知小球的质量为m,悬线长为L₀,请回答下列问题:
(1)用螺旋测微器测小球的直径,示数如图乙所示,则小球直径d=___________mm。
(2)拉开小球,使它偏离平衡位置一个很小的角度,然后由静止释放,小球首次经过最低点的光电计时器时开始计时(记为第1次),光电计时器记录小球n次经过最低点时所用的时间为t,则小球摆动的周期T=___________,由此求得当地的重力加速度g=___________(用L0、d、t、n表示)。
【答案】(1)6.860##6.858##6.859##6.861##6.862
(2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
小球的直径d=6.5mm+0.01mm×36.0=6.860mm
【小问2详解】
[1]由题意知,小球首次经过最低点的光电计时器时开始计时(记为第1次),光电计时器记录小球n次经过最低点时所用的时间为t,则小球摆动的周期
[2]根据
其中
联立解得
12. 某实验小组要测量一个内阻约3000Ω的电压表的内阻,实验室提供的器材:待测电压表(量程为1V);多用电表;定值电阻R0;滑动变阻器R(最大阻值为20Ω,额定电流为1A);电源E(电动势3V,内阻忽略不计);开关S,导线若干。请回答下列问题:
(1)首先用多用电表的欧姆挡粗测电压表的内阻,将选择开关拨到欧姆挡“×100”挡,欧姆调零,将红表笔与电压表的___________(选填“正”或“负”)接线柱连接,黑表笔接另一接线柱,若指针所指的位置如图甲中a的位置,则粗测电压表的内阻,_______。
(2)精确测量该电压表的内阻,该实验小组设计了图乙所示的电路,电路中一个电压表为被测电压表,另一个电压表为多用电表接入电路的2.5V直流电压挡,则电路中被测电压表应是___________(选填“V1”或“V2”),闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使两电压表的指针偏转均较大,若多用电表电压挡的指针指在图甲中b的位置,则测得的电压值为___________V。
(3)若电压表V1、V2的示数分别为U1、U2,则测得被测电压表的内阻______(用U1、U2、R0表示)。
【答案】(1) ①. 负 ②. 3200
(2) ①. V1 ②. 1.90##1.88##1.92##1.89##1.91
(3)
【解析】
【小问1详解】
[1]由于红表笔连接欧姆表内接电源的负极,所以将红表笔与电压表的负接线柱连接;
[2]由题意可知,粗测电压表的内阻为
【小问2详解】
[1]由于被测电压表的量程小,因此应是图中V1;
[2]多用电表直流电压挡2.5V的精度为0.05V,因此示数为0.05V×38=1.90V
【小问3详解】
根据串并联电路特点,通过与的电流相等可得
解得
13. 如图所示为某公园圆柱形景观水池,水面圆的半径为R,在池底边缘P点有一个点光源,发出的光在水面形成一个亮斑,亮斑的边缘刚好经过水面圆的圆心,已知水对光的折射率为光在真空中传播的速率为c,求:
(1)池中水的深度H为多少?
(2)光从P点传播到水面圆圆心的时间t为多少?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设光在水面全反射的临界角为C,水深为H,根据几何关系
由光的全反射条件可得
解得
【小问2详解】
光从P点传播到水面圆圆心距离
光在水中传播速率
光从P点传播到水面圆圆心的时间
解得
14. 如图为某电磁缓冲装置的结构简图,边长为L的正方形CDEF中有垂直于纸面向里的匀强磁场Ⅰ,在水平线ACFG下方有足够大且垂直于纸面向里的匀强磁场Ⅱ,两磁场的磁感应强度大小均为B。一电阻为R、质量为m的单匝矩形金属线框abcd在纸面内从正方形CDEF正上方的某一高度由静止释放,当线框的cd边刚进磁场Ⅱ时,线框的加速度恰好为0。已知线框的ab边长为2L、ad边长为L,线框运动过程中始终在垂直于磁场的竖直面内,cd边始终水平,不计空气阻力,重力加速度大小为g,求:
(1)线框abcd的cd边刚进磁场Ⅱ时,速度v的大小;
(2)线框abcd从静止释放到cd边刚进磁场Ⅱ的时间t;
(3)若线框abcd向下运动的整个过程中,线框中产生的焦耳热为Q,则线框由静止释放时cd边离DE的距离h为多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
线框cd边刚进磁场时,线框中感应电动势大小
线框中感应电流
结合题意可得
联立解得
【小问2详解】
线框abcd从静止释放到cd边刚进磁场Ⅱ,根据动量定理可得
线框cd边部分经过磁场Ⅰ的过程中,则有
由欧姆定律可得
结合法拉第电磁感应定律可得
联立解得
【小问3详解】
线框cd边进磁场Ⅱ后,匀速运动L的距离后完全进入磁场Ⅱ,根据能量守恒,可得
解得
15. 如图所示为一款游戏装置的原理图,左、右两端相距3m的水平传送带以2m/s的速度逆时针方向匀速转动,传送带两端与光滑水平面相接,其上表面与两侧水平面在同一平面内,质量为3kg的物块b放在左侧水平面最右端。右侧水平面上,轻弹簧一端固定在竖直挡板上,质量为1kg的物块a置于该水平面上。现用外力向右推物块a压缩弹簧,然后由静止释放,物块a恰好能一直匀减速向左通过传送带,其与传送带间的动摩擦因数为0.2,物块a、b发生弹性碰撞,左侧水平面足够长,重力加速度大小取,物块a、b视为质点,求:
(1)刚释放物块a时,弹簧具有的弹性势能;
(2)物块a、b间最终的距离s;
(3)物块a与传送带间因摩擦产生的总热量Q。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由于物块a刚好能匀减速通过传送带,则此时物块a的速度恰好等于传送带的速度,即
根据能量守恒
代入数据解得
【小问2详解】
设碰撞后一瞬间,a、b的速度大小分别为v1、v2,根据动量守恒定律可得
根据机械能守恒可得
解得
物块a在传送带上滑动时加速度大小
假设物块a再次滑上传送带后不会从右端滑离,则物块a在传送带上向右运动的位移
假设成立由于v1<v,在传送带上运动的时间
因此最终a、b间的距离
【小问3详解】
物块a第一次通过传送带过程,设通过的时间为t',则有
解得t'=1s
则物块a第一次通过传送带产生的热量
物块a第二次在传送带上运动过程中因摩擦产生的热量J
因此整个过程产生的总的摩擦热
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