精品解析:上海市位育中学2025-2026学年高二下学期5月阶段检测物理试题
2026-06-15
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理沪科版选择性必修 第三册 |
| 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 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | 上海市 |
| 地区(区县) | 徐汇区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.83 MB |
| 发布时间 | 2026-06-15 |
| 更新时间 | 2026-08-01 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58360867.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025学年第二学期位育中学5月阶段练习试卷
高二年级 物理学科A
(考试时间60分钟,总分100分)
1. 气体实验。“探究气体等温变化的规律”的实验装置如图甲所示,用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量的气体,用数据采集器连接计算机测量气体压强。
(1)下列说法正确的是( )
A. 为节约时间,实验时应快速推拉柱塞和读取数据
B. 实验中为找到体积与压强的关系,一定要测量空气柱的横截面积
C. 在柱塞上涂润滑油,可以减小摩擦,使气体压强的测量更准确
D. 处理数据时常采用图像,是因为图像比图像更直观得出规律
(2)实验时,推动活塞压缩注射器内空气,多次测量得到注射器内气体压强、体积变化的图线,如图乙所示(其中虚线是实验所得图线,实线为一条双曲线,实验过程中环境温度保持不变),发现该图线与等温变化规律明显不合,造成这一现象的可能原因是( )
A. 实验时用手握住注射器使气体温度逐渐升高
B. 实验时推动活塞过于迅速
C. 注射器没有保持水平,大气压增大
D. 推动活塞过程中有气体泄漏
(3)某小组两位同学各自独立做了实验,环境温度一样且实验均操作无误,根据他们测得的数据作图像如图丙所示,图中代表的物理含义是______,图线、斜率不同的原因是______。
(4)另一小组实验时缓慢推动活塞,记录4组注射器上的刻度数值V,以及相应的压强传感器示数。在采集第5组数据时,压强传感器的软管脱落,重新接上后继续实验,又采集了4组数据,其余操作无误。绘出的关系图像应是( )
A. B.
C. D.
2. 伽利略温度计。利用气体实验定律,人类进行的对温度测量的探索。17世纪时伽利略曾设计过一个温度计,其结构为:一麦秆粗细的玻璃管,一端与一鸡蛋大小的玻璃泡相连,另一端竖直插在水槽中,并使玻璃管内吸入一段水柱。根据管中水柱高度的变化可测出相应的温度。为了研究“伽利略温度计”,同学们按照资料中的描述自制了如图所示的测温装置,图中为一小塑料瓶,为一吸管,通过软木塞与连通,管的下端竖直插在大水槽中,使管内外水面有一高度差,然后进行实验研究:在不同温度下分别测出对应的水柱高度,标度在玻璃管对应的刻度线,记录的实验数据如下表所示。
温度
17
19
21
23
25
27
高度
30.0
24.9
19.7
14.6
9.4
4.2
5.1
(1)从表格数据中可知,玻璃管上的温度刻度值越靠近玻璃泡处其对应的温度值______(选填A.“越高”B.“越低”),由数据可知水柱高度随温度的变化而近似均匀变化,请论证其原理____________。
(2)通过表格数据,请求出当地的大气压。(保留3位有效数字。水密度为())
(3)若当地的大气压降低了上问中计算值的,测量时水柱上表面静止在刻度线,请修正该值给出准确温度。
3. 捕捉粒子。为确证组成射线的粒子就是氦原子核,卢瑟福使用如图示装置捕捉粒子并观测其光谱。厚壁粗玻璃管与两端接有电极的毛细管相互联通并抽成真空,通过细软管连接水银槽,薄壁玻璃管中封有一定质量的氡气。氡气衰变放出的射线穿过的薄壁后被的厚壁阻挡,积存在、中形成可视为理想气体的稀薄气体。经过几天的积累后打开阀门并缓慢提升水银槽,水银的蒸发可忽略不计。
(1)已知、两管的容积和管的体积分别为、和,打开阀门前、管内的压强为。
①当管内气体恰全部进入毛细管时,管中的气体压强为______。
②当缓慢压缩过程中,管内气体分子的平均速率会普遍__________,分子数密度将__________,单位时间内撞击单位面积器壁的分子数将________(以上均选填:A、增大 B、减小 C、保持不变)。
(2)链接的两电极间电势差大于时,可使管内气体电离发光。若用正弦交流电通过理想变压器给电极供电,可能使气体发光的上图中的变压器原、副线圈匝数比可以是( )
A. B. C.
D. E. F.
(3)当管内气体发出光线通过某双缝后在光屏中的条纹如下图所示,由刻度尺读出、两条纹中央间距为_____________。他更换了频率为的绿光重复实验,发现原来的、两处仍为亮纹,但是现在、间多了两条亮条纹,那么可以算出该气体发出的光波长约为__________。(答案均保留三位有效数字)
(4)同时,利用某增透膜对该气体发出的光波进行测定,对其折射率为,单色光在真空中的波长为、波速为。该单色光在增透膜中传播时的波长为__________,当增透膜厚度最小时,该单色光穿过增透膜的时间为__________。
4. 测量电学量。利用电流传感器和电压传感器,以及信息系统强大的数据处理能力和实时显示功能,为电学量的观察与测量带来了便捷。如图实验装置:
(1)第一次实验,先使开关与“1”端相连给电容器充电,充电结束后再使与“2”端相连,直至放电完毕。计算机记录了此过程中电路中电流随时间变化的关系,如图(b)所示。若电源电动势为,内阻忽略不计。计算机测得图(b)中阴影面积,则(1)电容器的电容为( )
A. B. C. D.
(2)图(b)中阴影部分的面积、的大小关系是( )
A. B. C. D. 不确定
(3)第二次实验,先将开关掷向1,待电路稳定后再掷向3。若时,开关掷向3,此振荡电路的周期为,则
①此振荡电路磁场能最大的时刻是( )
A. B. C. D.
②若换用电源电动势更大的电源重复上述实验,则振荡电路的频率( )
A.增大 B.不变 C.减小
(4)如图甲所示,光滑的平行金属导轨水平放置,导轨间距为,左侧接一阻值为的电阻。在与之间存在垂直轨道平面的有界匀强磁场,磁场宽度为。一质量为的金属棒置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,不计导轨和金属棒的电阻。金属棒受水平力的作用,其中为金属棒距的距离,与的关系如图乙所示。金属棒从磁场的左边界由静止开始运动,通过电压传感器测得电阻两端电压随时间均匀增大。已知,,,。问:
①金属棒刚开始运动时的加速度为_____m/s2,该金属棒在磁场中做____________运动。
②磁感应强度的大小为__________。
③若末撤去外力,且运动到处时恰好静止,求金属棒从运动到的整个过程中左侧电阻产生的热量约为多少_______?
5. LED灯。发光二极管(LED)是继油灯、白炽灯和荧光灯之后照明技术的又一次突破。蓝色发光二极管的诞生使得白光LED成为可能,其能源效率达到白炽灯的20倍,使用寿命超过10万小时。
(1)小悟将家中的8盏白炽灯替换为同样数量的LED灯,每年节省的电费约为______。(每盏灯日照明时间约,电费)
A. 4元 B. 40元 C. 400元 D. 4000元
(2)如图所示的振荡电路中,电容器右侧放置一个用导线与LED灯连接成的闭合回路。先将单刀双掷开关置于接线柱,使电容器充满电。再将开关置于接线柱的瞬间,LED灯发光,此时通过电感器的电流变化率( )
A. 最小 B. 最大 C. 为零
(3)小理将动感单车改装为如图(a)所示的旋转电枢式发电机,骑行时线圈在磁铁间的匀强磁场中转动,产生交流电。如图(b)所示,某次匀速骑行时,穿过线圈的磁通量满足,线圈匝数为,保护电阻的阻值为,灵敏电流计G的内阻不计。则线圈中产生的感应电动势随时间变化的关系式为___________。若骑行速度减半,线圈的内阻不计,则感应电流的有效值为________(保留2位有效数字)。
(4)如图(a),将一LED气嘴灯沿车轮半径方向安装在自行车的前轮上,气嘴灯的下端固定在车轮内圈,气嘴灯的大小远小于车轮的半径。气嘴灯内固定有一内壁光滑的感应装置,装置端通过劲度系数为k的轻弹簧连接质量为的重物,弹簧与重物均套在固定的光滑杆上,重物可沿杆滑动。重物下端有触点,装置端有触点,两触点大小不计,接触时LED灯发光。当端朝下竖直静置时,触点、间的距离为。现将自行车如图(b)所示竖直倒放在地面上,研究前轮旋转时的LED发光情况。(已知前轮的内径,重力加速度)
①当气嘴灯转动到最低点时,线速度的大小为,求此时重物对端的弹力________;
②为使LED灯能一直发光,求前轮匀速转动的最小角速度大小_______。
(5)如图(a)所示,将LED灯、电阻和电动势为、内阻为零的电源串联连接。该LED灯的伏安特性,当灯两端的电压小于时,电流为零;当灯两端的电压时,灯两端的电压不随电流变化而变化。
①电动势为,需利用电阻将LED灯的电流限制在,电阻的阻值为______欧;
②将电源替换为一个可变电源,其所提供的电压随时间线性上升后垂直下降,如图(c)所示,周期为,施加电压的最大值为。求:
a、LED灯首次点亮的时刻_________;
b、画出两个周期内通过LED灯的电流随时间变化的图像,并在坐标轴上标出相应数值________;
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2025学年第二学期位育中学5月阶段练习试卷
高二年级 物理学科A
(考试时间60分钟,总分100分)
1. 气体实验。“探究气体等温变化的规律”的实验装置如图甲所示,用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量的气体,用数据采集器连接计算机测量气体压强。
(1)下列说法正确的是( )
A. 为节约时间,实验时应快速推拉柱塞和读取数据
B. 实验中为找到体积与压强的关系,一定要测量空气柱的横截面积
C. 在柱塞上涂润滑油,可以减小摩擦,使气体压强的测量更准确
D. 处理数据时常采用图像,是因为图像比图像更直观得出规律
(2)实验时,推动活塞压缩注射器内空气,多次测量得到注射器内气体压强、体积变化的图线,如图乙所示(其中虚线是实验所得图线,实线为一条双曲线,实验过程中环境温度保持不变),发现该图线与等温变化规律明显不合,造成这一现象的可能原因是( )
A. 实验时用手握住注射器使气体温度逐渐升高
B. 实验时推动活塞过于迅速
C. 注射器没有保持水平,大气压增大
D. 推动活塞过程中有气体泄漏
(3)某小组两位同学各自独立做了实验,环境温度一样且实验均操作无误,根据他们测得的数据作图像如图丙所示,图中代表的物理含义是______,图线、斜率不同的原因是______。
(4)另一小组实验时缓慢推动活塞,记录4组注射器上的刻度数值V,以及相应的压强传感器示数。在采集第5组数据时,压强传感器的软管脱落,重新接上后继续实验,又采集了4组数据,其余操作无误。绘出的关系图像应是( )
A. B.
C. D.
【答案】(1)D (2)AB
(3) ①. 除注射器刻度部分外的气体体积 ②. 封闭气体质量不同 (4)D
【解析】
【小问1详解】
A.应缓慢推拉柱塞,使气体温度与外界平衡;快速操作会导致温度变化,产生误差,故A错误;
B.注射器刻度标注体积,可直接读出,故无需测量横截面积,故B错误;
C.涂润滑油可增强密封,主要是为了减少漏气,使压强测量更准确,而非减小摩擦,故C错误;
D.由得,即图像为过原点直线,比双曲线更直观判断正比关系,故D正确;
故选D。
【小问2详解】
A.图乙中虚线在体积较小时压强比实线更大,由,说明相同体积下气体温度升高或质量增加。用手握住注射器使气体温度升高,压强增大。故A正确;
B.推动活塞过快,活塞压缩气体做功使气体内能增加,温度升高,压强偏大。故B正确;
C.注射器水平与否不影响大气压强,大气压由地球大气层决定,在同一地点、同一高度,无论注射器如何放置,大气压都是相同的。而实验中是封闭气体,不与大气相通,传感器测得的压强是气体实际压强,与大气压无关,因此没有保持水平也不会改变气体压强,故C错误;
D.气体泄漏会使质量减少,即气体物质的量减小,由相同体积下压强偏小,与虚线现象相反。故D错误;
故选AB。
【小问3详解】
[1]该实验中,且,其中是连接软管、传感器内腔等不随活塞移动改变的附加体积。
上式变形得,当,气体被压缩为零,此时刻度读数应为,所以
是实验装置中除注射器刻度部分外的气体体积,俗称死体积或无效体积。
[2]由,斜率,环境温度相同,斜率不同说明气体物质的量不同,即两同学所用封闭气体质量不同。
【小问4详解】
软管脱落导致气体泄漏,重新接上后气体质量减少,即气体物质的量减小,由,接上后直线斜率减小,但不变,因此两直线延长线仍在截距为处相交;其次由函数,当相同时相比脱落前,重新接上后要更大,因此重新接上后会出现一段水平向右的平移。实验时,体积随推进注射器而减小,设重新接上后,因此第一段线段包含,第二段线段包含。
故选D。
2. 伽利略温度计。利用气体实验定律,人类进行的对温度测量的探索。17世纪时伽利略曾设计过一个温度计,其结构为:一麦秆粗细的玻璃管,一端与一鸡蛋大小的玻璃泡相连,另一端竖直插在水槽中,并使玻璃管内吸入一段水柱。根据管中水柱高度的变化可测出相应的温度。为了研究“伽利略温度计”,同学们按照资料中的描述自制了如图所示的测温装置,图中为一小塑料瓶,为一吸管,通过软木塞与连通,管的下端竖直插在大水槽中,使管内外水面有一高度差,然后进行实验研究:在不同温度下分别测出对应的水柱高度,标度在玻璃管对应的刻度线,记录的实验数据如下表所示。
温度
17
19
21
23
25
27
高度
30.0
24.9
19.7
14.6
9.4
4.2
5.1
(1)从表格数据中可知,玻璃管上的温度刻度值越靠近玻璃泡处其对应的温度值______(选填A.“越高”B.“越低”),由数据可知水柱高度随温度的变化而近似均匀变化,请论证其原理____________。
(2)通过表格数据,请求出当地的大气压。(保留3位有效数字。水密度为())
(3)若当地的大气压降低了上问中计算值的,测量时水柱上表面静止在刻度线,请修正该值给出准确温度。
【答案】(1) ①. B ②. 见解析
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
[1]温度是由水柱高度读出的,由表中数据温度越高,越低,因此越靠近玻璃泡处,越高,对应温度越低
故选B。
[2]瓶内气体压强,其中为大气压强
设瓶容积为,由于吸管容积可忽略,则容器内气体体积可视为,整个过程可视为等容变化,满足查理定律(为常数)
联立两式有
可见与呈线性关系,即水柱高度随温度的变化而近似均匀变化
【小问2详解】
通过表格数据可认为与呈线性关系,可取、时数据
根据查理定律有,又
代入数据解得
【小问3详解】
由题大气压未降低时,时有
大气压降低后,,此时满足
根据查理定律有
联立解得
3. 捕捉粒子。为确证组成射线的粒子就是氦原子核,卢瑟福使用如图示装置捕捉粒子并观测其光谱。厚壁粗玻璃管与两端接有电极的毛细管相互联通并抽成真空,通过细软管连接水银槽,薄壁玻璃管中封有一定质量的氡气。氡气衰变放出的射线穿过的薄壁后被的厚壁阻挡,积存在、中形成可视为理想气体的稀薄气体。经过几天的积累后打开阀门并缓慢提升水银槽,水银的蒸发可忽略不计。
(1)已知、两管的容积和管的体积分别为、和,打开阀门前、管内的压强为。
①当管内气体恰全部进入毛细管时,管中的气体压强为______。
②当缓慢压缩过程中,管内气体分子的平均速率会普遍__________,分子数密度将__________,单位时间内撞击单位面积器壁的分子数将________(以上均选填:A、增大 B、减小 C、保持不变)。
(2)链接的两电极间电势差大于时,可使管内气体电离发光。若用正弦交流电通过理想变压器给电极供电,可能使气体发光的上图中的变压器原、副线圈匝数比可以是( )
A. B. C.
D. E. F.
(3)当管内气体发出光线通过某双缝后在光屏中的条纹如下图所示,由刻度尺读出、两条纹中央间距为_____________。他更换了频率为的绿光重复实验,发现原来的、两处仍为亮纹,但是现在、间多了两条亮条纹,那么可以算出该气体发出的光波长约为__________。(答案均保留三位有效数字)
(4)同时,利用某增透膜对该气体发出的光波进行测定,对其折射率为,单色光在真空中的波长为、波速为。该单色光在增透膜中传播时的波长为__________,当增透膜厚度最小时,该单色光穿过增透膜的时间为__________。
【答案】(1) ①. ②. C ③. A ④. A (2)DEF
(3) ①. ##8.13##8.14 ②.
(4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]已知、、三管的容积分别为、、,初始时气体总体积,压强为;最终气体全部集中在,体积,设压强为
由玻意耳定律
解得
[2]缓慢压缩过程中气体温度不变,为等温变化,分子平均速率由温度决定,因此气体分子平均速率不变,
故选C。
[3]压缩过程中体积减小,分子数密度增大,
故选A。
[4]单位时间内撞击单位面积器壁的分子数与成正比,增大,分子平均速率不变,故撞击次数增大,
故选A。
【小问2详解】
由题,管内气体电离需要电压,用正弦交流电通过理想变压器供电,则原线圈输入电压最大值。设原线圈匝数,副线圈匝数,则副线圈电压
解得
与选项对比,有DEF项满足条件
故选DEF。
【小问3详解】
[1]由刻度尺所示,
[2]由刻度尺,到共有个条纹间隔,即,故条纹间距
更换绿光,频率,故波长
绿光映射时,故
又,对于固定的双缝和屏,、不变
联立解得
【小问4详解】
[1]增透膜折射率为,单色光在真空中波长,波速。
光在膜中的传播速度,频率,传播过程中频率不变
波长
[2]当增透膜厚度最小时,满足,其中为膜厚度
光穿过膜的时间
联立解得
4. 测量电学量。利用电流传感器和电压传感器,以及信息系统强大的数据处理能力和实时显示功能,为电学量的观察与测量带来了便捷。如图实验装置:
(1)第一次实验,先使开关与“1”端相连给电容器充电,充电结束后再使与“2”端相连,直至放电完毕。计算机记录了此过程中电路中电流随时间变化的关系,如图(b)所示。若电源电动势为,内阻忽略不计。计算机测得图(b)中阴影面积,则(1)电容器的电容为( )
A. B. C. D.
(2)图(b)中阴影部分的面积、的大小关系是( )
A. B. C. D. 不确定
(3)第二次实验,先将开关掷向1,待电路稳定后再掷向3。若时,开关掷向3,此振荡电路的周期为,则
①此振荡电路磁场能最大的时刻是( )
A. B. C. D.
②若换用电源电动势更大的电源重复上述实验,则振荡电路的频率( )
A.增大 B.不变 C.减小
(4)如图甲所示,光滑的平行金属导轨水平放置,导轨间距为,左侧接一阻值为的电阻。在与之间存在垂直轨道平面的有界匀强磁场,磁场宽度为。一质量为的金属棒置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,不计导轨和金属棒的电阻。金属棒受水平力的作用,其中为金属棒距的距离,与的关系如图乙所示。金属棒从磁场的左边界由静止开始运动,通过电压传感器测得电阻两端电压随时间均匀增大。已知,,,。问:
①金属棒刚开始运动时的加速度为_____m/s2,该金属棒在磁场中做____________运动。
②磁感应强度的大小为__________。
③若末撤去外力,且运动到处时恰好静止,求金属棒从运动到的整个过程中左侧电阻产生的热量约为多少_______?
【答案】(1)C (2)B
(3) ①. AC ②. B
(4) ①. ②. 初速度为零的匀加速运动 ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
由题图像,阴影面积即为电荷量,则有,该回路中电容器两端电压
故
故选C。
【小问2详解】
阴影面积未充电完成后电容器极板所带电荷量,而阴影面积为放电过程中电容器放出电荷量,电荷量守恒,因此
故选B。
【小问3详解】
[1]振荡回路电路中,电场能储存在电容器中,磁场能储存在电感线圈中。振荡过程中,电场能和磁场能相互周期性转换,总能量保持不变。电场能随时间按正弦平方规律变化,其变化周期是振荡周期的一半,即
时,电流为零,电场能最大,磁场能为零;时,放电阶段,电流增大,电场能减小,磁场能增大;
时,放电完成,电流达到正向最大,电场能最小,磁场能最大;时,反向充电阶段,电流减小,电场能增大,磁场能减小;
时,反向充电完成,电流为零,电场能最大,磁场能为零;时,反向放电阶段,电流负向增大,电场能减小,磁场能增大;
时,反向放电完成,电流达到负向最大,电场能最小,磁场能最大;,正向充电阶段,电流减小,电场能增大,磁场能减小;
时,正向充电完成,电流为零,电场能最大,磁场能为零。
故选AC。
[2]振荡电路频率,与电源电动势无关,故换用电源电动势更大的电源重复上述实验,电路频率不变。
故选B。
【小问4详解】
[1]刚开始运动时,金属棒不受安培力作用,,
由牛顿第二定律
解得
[2]由题意可知,电阻两端电压随时间均匀增大,则金属棒切割磁感线产生的感应电动势随时间均匀增大,由,随时间均匀增大,故金属棒做初速度为零的匀加速运动。
[3]根据速度位移关系有,金属棒在磁场中运动时,满足牛顿第二定律
可选取合适位移进行求解,当时,
联立解得
[4]若末撤去外力,则金属棒位移
根据能量守恒
或由图线与坐标轴围成的区域面积表示力做的功,由图可得
5. LED灯。发光二极管(LED)是继油灯、白炽灯和荧光灯之后照明技术的又一次突破。蓝色发光二极管的诞生使得白光LED成为可能,其能源效率达到白炽灯的20倍,使用寿命超过10万小时。
(1)小悟将家中的8盏白炽灯替换为同样数量的LED灯,每年节省的电费约为______。(每盏灯日照明时间约,电费)
A. 4元 B. 40元 C. 400元 D. 4000元
(2)如图所示的振荡电路中,电容器右侧放置一个用导线与LED灯连接成的闭合回路。先将单刀双掷开关置于接线柱,使电容器充满电。再将开关置于接线柱的瞬间,LED灯发光,此时通过电感器的电流变化率( )
A. 最小 B. 最大 C. 为零
(3)小理将动感单车改装为如图(a)所示的旋转电枢式发电机,骑行时线圈在磁铁间的匀强磁场中转动,产生交流电。如图(b)所示,某次匀速骑行时,穿过线圈的磁通量满足,线圈匝数为,保护电阻的阻值为,灵敏电流计G的内阻不计。则线圈中产生的感应电动势随时间变化的关系式为___________。若骑行速度减半,线圈的内阻不计,则感应电流的有效值为________(保留2位有效数字)。
(4)如图(a),将一LED气嘴灯沿车轮半径方向安装在自行车的前轮上,气嘴灯的下端固定在车轮内圈,气嘴灯的大小远小于车轮的半径。气嘴灯内固定有一内壁光滑的感应装置,装置端通过劲度系数为k的轻弹簧连接质量为的重物,弹簧与重物均套在固定的光滑杆上,重物可沿杆滑动。重物下端有触点,装置端有触点,两触点大小不计,接触时LED灯发光。当端朝下竖直静置时,触点、间的距离为。现将自行车如图(b)所示竖直倒放在地面上,研究前轮旋转时的LED发光情况。(已知前轮的内径,重力加速度)
①当气嘴灯转动到最低点时,线速度的大小为,求此时重物对端的弹力________;
②为使LED灯能一直发光,求前轮匀速转动的最小角速度大小_______。
(5)如图(a)所示,将LED灯、电阻和电动势为、内阻为零的电源串联连接。该LED灯的伏安特性,当灯两端的电压小于时,电流为零;当灯两端的电压时,灯两端的电压不随电流变化而变化。
①电动势为,需利用电阻将LED灯的电流限制在,电阻的阻值为______欧;
②将电源替换为一个可变电源,其所提供的电压随时间线性上升后垂直下降,如图(c)所示,周期为,施加电压的最大值为。求:
a、LED灯首次点亮的时刻_________;
b、画出两个周期内通过LED灯的电流随时间变化的图像,并在坐标轴上标出相应数值________;
【答案】(1)C (2)B
(3) ①. ②.
(4) ①. 大小为,方向竖直向下 ②.
(5) ①. ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
8盏白炽灯,每年电费
8盏LED灯,每年电费
节约
故选C。
【小问2详解】
在振荡电路中,电流可表示为,则电流变化率,在,时出现极值。
开关置于接线柱的瞬间,,,电流变化率最大。
故选B。
【小问3详解】
[1]已知,线圈匝数,由
代入得
[2]未减速时,由题意可知,
则感应电动势最大值
现骑行速度减半,则自行车角速度减半,此时感应电动势最大值
则此时有效值
故电流有效值
【小问4详解】
[1] 当端朝下竖直静置时,有
气嘴灯转动到最低点时,、灯发光,弹簧形变量为,弹簧产生弹力
最低点时,以重物为研究对象,根据牛顿第二定律有,又此时线速度的大小为
解得
由牛顿第三定律可知,重物对端的弹力大小为,方向竖直向下。
[2]若满足发光的最小角速度,则需气嘴灯转动到最高点恰能发光,此时
最高点时,根据牛顿第二定律
解得
【小问5详解】
[1]根据欧姆定律
[2]当LED灯两端的电压时,LED灯点亮,如图(c)所示,首次点亮在第一条线段上,该线段满足方程
则当LED灯首次点亮时
[3]由上分析,LED灯首次点亮时,通过LED灯的电流开始从零增大,当电压增到时,LED灯的电流为,之后电压降到零,LED灯熄灭并重复该过程,过程周期为,则通过LED灯的电流随时间变化的图像如图所示:
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