内容正文:
云南师大附中2026届高三月考十
物 理
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上,并认真核准条形码上的准考证号、姓名、考场号、座位号及科目,在规定的位置贴好条形码。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 一个静止的电子经10V电压加速后,其德布罗意波长为λ,若加速电压为250V,不考虑相对论效应,则其德布罗意波长为( )
A. 10λ B. 5λ C. D.
2. 小郑同学为了估测某品牌照相机的曝光时间,让一块石子从砖墙前高处自由下落,同时小王同学用该品牌照相机拍摄石子在空中的照片,如图所示,由于石子的运动,它在照片上留下了一条模糊的径迹,已知每块砖的平均厚度为5cm,若想要估算该品牌照相机拍这张照片的曝光时间,则还需要测量的一个物理量为( )
A. 石子的质量
B. 照片中石子的径迹长度
C. 石子释放时距地面的实际高度
D. 每块砖的长度
3. 一颗人造地球卫星在较高圆轨道Ⅰ运行,在A点点火进入椭圆轨道Ⅱ,由远地点A向近地点B运动,再于B点进行二次点火,最终进入较低的目标圆轨道Ⅲ并稳定运行,整个过程如图所示。忽略两次点火的时长,上述全过程中卫星速率随时间变化的图像可能是( )
A. B.
C. D.
4. 随着我国新能源汽车迅猛发展,充电桩的需求快速增长。如图甲为常见的交流充电桩,充电站为充电桩供电的电路示意图如图乙所示,理想变压器的原线圈电压为,最大输出功率为,单个充电桩的充电电压为、充电电流为。下列说法正确的是( )
A. 该变压器原、副线圈的匝数比
B. 该变压器原线圈的电压为峰值
C. 该充电站能最大允许9个充电桩同时正常为新能源汽车充电
D. 该充电站能最大允许10个充电桩同时正常为新能源汽车充电
5. 工人用如图甲所示的小推车搬运桶装水,小推车的支架和底板相互垂直。某次工人将质量为20kg的一桶水放到底板上,用力压把手至支架与水平面成30°角时保持静止,如图乙所示,不计水桶与小推车间的摩擦,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A. 此时支架对水桶的弹力大小为100N
B. 此时底板对水桶的弹力大小为N
C. 此时小推车对水桶的作用力小于水桶对推车的作用力
D. 缓慢减小支架与水平面的夹角,底板对水桶的弹力将减小
6. 在某海洋科普实验中,科研人员在平静的海面上(视为平面)的点安装了一个振动装置(起振方向竖直向上),可产生简谐横波并向四周传播。时刻,海面上形成的第1个波峰和第1个波谷恰好分别位于距离点(实线)和(虚线)的同心圆上,如图所示。实验中,位于点[坐标]和点[坐标]的传感器记录了质点的振动情况。已知该波的周期,下列说法正确的是( )
A. 该波的传播速度大小为 B. 时,质点第一次到达波峰
C. 时,质点第一次到达波谷 D. 时,质点第二次到达波峰
7. 在某地区的干旱季节,人们常用水泵从深水井中抽水灌溉农田,简化模型如图所示。水井中的水面距离水平地面的高度为H。出水口距水平地面的高度为h,与落地点的水平距离约为l。假设抽水过程中H保持不变,水泵输出能量的倍转化为水被抽到出水口处增加的机械能。已知水的密度为,水管内径的横截面积为S,重力加速度大小为g,不计空气阻力。则水泵的输出功率约为( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示,一束含有两种频率的复色光斜射向一块厚玻璃砖,玻璃砖的另一面涂有水银,光线经折射、反射、再折射后从玻璃砖入射面一侧射出,分成了两束单色光a和b,下列说法正确的是( )
A. a光能发生偏振现象,b光则不能
B. 在玻璃砖中a光的速度比b光的大
C. a光比b光更不容易发生明显衍射
D. 用a、b两种单色光分别照射同一金属,发生光电效应,a光照射产生光电子的最大初动能比b光的小
9. 某潜水钟从深水区上浮的过程中,其内部封闭的理想气体经历了如图所示的循环过程,图中为一完整循环。已知过程为等温变化,过程体积不变。下列说法正确的是( )
A. 过程中,气体向外界吸收热量
B. 过程中,气体对外界做的功为
C. 过程中,气体向外界放热
D. 一个完整循环过程中,气体从外界吸收的热量等于向外界放出的热量
10. 某科研小组设想用如图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子。粒子在电离室中被电离后带有正电,缓慢通过小孔进入极板间电压为的水平加速电场区域Ⅰ,再通过小孔射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域Ⅱ,其中磁场的磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外。收集室的小孔与、在同一条水平线上。调节区域Ⅱ的电场强度,收集室恰好能收集到半径为的粒子。已知纳米粒子材料的密度为,电离后的带电量与其表面积成正比,即,式中为已知常数。不计纳米粒子的重力,则( )
A. 区域II的电场强度方向应竖直向下
B. 半径为的粒子通过时的速率为
C. 半径为的粒子在区域Ⅱ中会向上极板偏转
D. 要收集到半径的粒子,在其他条件不变时,应增大区域Ⅱ的电场强度
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 随着科技发展,智能手机不仅为我们的生活带来了便利,也可以利用它的摄像头和内部传感器协助我们完成物理实验。某同学在“用单摆测量重力加速度”的实验中,利用了智能手机磁传感器和一个磁性小球进行了如下实验:
(1)将摆线上端固定在铁架台上,下端系在小球上,做成图1所示的单摆。在测量单摆的摆长时,先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端),再用螺旋测微器测得摆球的直径为(读数如图2所示)。从图2可知,摆球的直径为________。
(2)将智能手机磁传感器置于磁性小球平衡位置正下方,打开智能手机的磁传感器,准备测量磁感应强度的变化。将磁性小球由平衡位置拉开一个小角度,由静止释放,手机软件记录磁感应强度的变化曲线如图3所示。由图3可知,单摆的周期为________。
(3)经测量得到多组不同的摆线长和对应的周期,画出图线,然后在图线上选取、两个点,坐标如图4所示(图中物理量均已知),由图可得当地重力加速度________。
12. 某小组为准确测量电池组的电动势和内阻,实验室提供了以下器材:
电流表:量程,内阻;
电流表:量程,内阻;
定值电阻:,,;
滑动变阻器();
电池组;
导线及开关。
(1)为完成实验,结合实验室提供的器材,设计了如图所示电路,图中a、b、c为定值电阻,P、Q为电流表。实验需要将Q改装成量程为3 V的电压表,将P的量程扩大为,则图中Q应为电流表________(选填“”或“”),保护电阻应为定值电阻________(选填“”“”。或“”)。
(2)闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表有示数且不变,电流表始终没有示数。为查找故障,在其他连接不变的情况下,将电流表左端的导线从点拆开,再分别试触、、三个位置时,发现电流表均没有示数。若电路中仅有一处故障,则故障为________(选填选项前的字母)。
A. 间断路 B. 间短路 C. 间短路 D. 间断路
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑动变阻器,得到多组电流表、的示数为和,作出了图像如图所示,由图可知电池组电动势________;内阻________。(以上结果均保留三位有效数字)
13. 一辆汽车在平直公路上以某一速度匀速行驶时,司机低头看手机,相当于盲开,该车遇到紧急情况,紧急刹车的距离(从开始刹车到停下来汽车所行驶的距离)至少是。根据以上提供的信息:
(1)求汽车匀速行驶的速度和刹车的最大加速度大小;
(2)若该车以的速度在高速公路上行驶到某地时,前方处道路塌方。该司机因低头看手机,后才发现危险,发现危险到采取行动,司机的反应时间为。刹车的加速度与(1)问中大小相等。试通过计算说明该汽车是否会发生交通事故。
14. 电磁弹射是我国最新研究的重大科技项目,创造了世界领先的关键技术,原理可用下述模型说明。如图甲所示,虚线MN右侧存在一个竖直向上的匀强磁场,边长为的正方形单匝金属线框放在光滑水平面上,电阻为,质量为,边紧靠虚线边界且在磁场外。从时刻起,磁感应强度随时间的变化规律是(为大于零的常量),同时用一水平外力使线框保持静止状态。
(1)求线框中感应电流的大小和方向;
(2)写出所加水平外力的大小随时间变化的关系式;
(3)若用完全相同的金属线绕制成相同大小的匝线框,并在线框上加一质量为的负载,如图乙所示,当时撤去外力释放线框,求刚撤去外力时线框的加速度大小。
15. 如图所示,在竖直平面内的xoy直角坐标系中,轴上方存在正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度(大小未知),方向沿轴向上,磁场方向垂直纸面向里。轴下方存在方向沿轴向上的匀强电场(图中未画出),场强为(大小未知)。一质量为、电荷量为的带正电小球(可视为质点),从y轴上的点以速度沿轴正方向抛出,经轴上的点后与轴正方向成进入轴上方后恰能做匀速圆周运动。、两点间距离与、两点间距离满足关系:,重力加速度为,以上物理量中、、、为已知量,其余量大小未知。求:
(1)电场强度与的大小之比;
(2)若小球可多次(大于两次)通过点,则磁感应强度为多大;
(3)若小球可恰好两次通过点,则磁感应强度为多大;小球两次通过点的时间间隔为多少。
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云南师大附中2026届高三月考十
物 理
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上,并认真核准条形码上的准考证号、姓名、考场号、座位号及科目,在规定的位置贴好条形码。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 一个静止的电子经10V电压加速后,其德布罗意波长为λ,若加速电压为250V,不考虑相对论效应,则其德布罗意波长为( )
A. 10λ B. 5λ C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设电子经过电压加速后的速度大小为,由动能定理得
电子的动量大小为
电子的德布罗意波长为
联立解得
结合
解得
故选C。
2. 小郑同学为了估测某品牌照相机的曝光时间,让一块石子从砖墙前高处自由下落,同时小王同学用该品牌照相机拍摄石子在空中的照片,如图所示,由于石子的运动,它在照片上留下了一条模糊的径迹,已知每块砖的平均厚度为5cm,若想要估算该品牌照相机拍这张照片的曝光时间,则还需要测量的一个物理量为( )
A. 石子的质量
B. 照片中石子的径迹长度
C. 石子释放时距地面的实际高度
D. 每块砖的长度
【答案】C
【解析】
【详解】设曝光时间为,从开始下落到A点的高度为h,时间为t,则
从开始下落到B点
可知
或者
可知想要估算该品牌照相机拍这张照片的曝光时间,则还需要测量的一个物理量为石子释放时距地面的实际高度H=h+8d,由此求h,即可得曝光时间。
故选C。
3. 一颗人造地球卫星在较高圆轨道Ⅰ运行,在A点点火进入椭圆轨道Ⅱ,由远地点A向近地点B运动,再于B点进行二次点火,最终进入较低的目标圆轨道Ⅲ并稳定运行,整个过程如图所示。忽略两次点火的时长,上述全过程中卫星速率随时间变化的图像可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】初始较高圆轨道Ⅰ ,圆轨道卫星线速度满足,轨道半径越大,速率越小。因为Ⅰ是较高轨道,因此初始速率,初始阶段速率恒定,为一段水平直线;
要从高圆轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ(向低轨道变轨),需要点火减速,做近心运动,因此A点速率突然向下跳变;
卫星从远地点向近地点运动过程中,万有引力做正功,速率逐渐增大,因此这段时间速率持续上升;
椭圆轨道近地点B处,需要再次点火减速,速率向下跳变到,之后稳定运行,速率恒定,结合 ,最终稳定速率(虚线位置)大于初始速率。
故选B。
4. 随着我国新能源汽车迅猛发展,充电桩的需求快速增长。如图甲为常见的交流充电桩,充电站为充电桩供电的电路示意图如图乙所示,理想变压器的原线圈电压为,最大输出功率为,单个充电桩的充电电压为、充电电流为。下列说法正确的是( )
A. 该变压器原、副线圈的匝数比
B. 该变压器原线圈的电压为峰值
C. 该充电站能最大允许9个充电桩同时正常为新能源汽车充电
D. 该充电站能最大允许10个充电桩同时正常为新能源汽车充电
【答案】D
【解析】
【详解】A.由变压器原、副线圈两端电压与线圈匝数的关系
可得,故A错误;
B.该变压器原线圈的电压为有效值,故B错误;
CD.根据
解得
该充电站能最大允许10个充电桩同时正常为新能源汽车充电,故D正确,C错误。
故选D。
5. 工人用如图甲所示的小推车搬运桶装水,小推车的支架和底板相互垂直。某次工人将质量为20kg的一桶水放到底板上,用力压把手至支架与水平面成30°角时保持静止,如图乙所示,不计水桶与小推车间的摩擦,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A. 此时支架对水桶的弹力大小为100N
B. 此时底板对水桶的弹力大小为N
C. 此时小推车对水桶的作用力小于水桶对推车的作用力
D. 缓慢减小支架与水平面的夹角,底板对水桶的弹力将减小
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据题意,对水桶受力分析,如图所示
由平衡条件有,
解得,
故A B错误;
C.由平衡条件可知,小推车对水桶的作用力等于水桶对推车的作用力,故C错误;
D.结合上述分析可知,底板对水桶的弹力
可知,缓慢减小支架与水平面的夹角,底板对水桶的弹力将减小,故D正确。
故选D。
6. 在某海洋科普实验中,科研人员在平静的海面上(视为平面)的点安装了一个振动装置(起振方向竖直向上),可产生简谐横波并向四周传播。时刻,海面上形成的第1个波峰和第1个波谷恰好分别位于距离点(实线)和(虚线)的同心圆上,如图所示。实验中,位于点[坐标]和点[坐标]的传感器记录了质点的振动情况。已知该波的周期,下列说法正确的是( )
A. 该波的传播速度大小为 B. 时,质点第一次到达波峰
C. 时,质点第一次到达波谷 D. 时,质点第二次到达波峰
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题意,时刻,海面上形成的第1个波峰和第1个波谷恰好分别位于距离O点0.2m(实线)和0.1m(虚线)的同心圆上,两者间距为半个波长
解得
已知周期为0.04s,则波速,故A错误;
B.A点第一次到达波峰的时刻为,故B正确;
C.B点第一次到达波谷的时刻为,故C错误;
D.B点第一次到达波峰的时刻为
第二次到达波峰的时刻为,故D错误;
故选B。
7. 在某地区的干旱季节,人们常用水泵从深水井中抽水灌溉农田,简化模型如图所示。水井中的水面距离水平地面的高度为H。出水口距水平地面的高度为h,与落地点的水平距离约为l。假设抽水过程中H保持不变,水泵输出能量的倍转化为水被抽到出水口处增加的机械能。已知水的密度为,水管内径的横截面积为S,重力加速度大小为g,不计空气阻力。则水泵的输出功率约为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设水从出水口射出的初速度为,取时间内的水为研究对象,该部分水的质量为
根据平抛运动规律
解得
根据功能关系得
联立解得水泵的输出功率为
故选B。
【点睛】
8. 如图所示,一束含有两种频率的复色光斜射向一块厚玻璃砖,玻璃砖的另一面涂有水银,光线经折射、反射、再折射后从玻璃砖入射面一侧射出,分成了两束单色光a和b,下列说法正确的是( )
A. a光能发生偏振现象,b光则不能
B. 在玻璃砖中a光的速度比b光的大
C. a光比b光更不容易发生明显衍射
D. 用a、b两种单色光分别照射同一金属,发生光电效应,a光照射产生光电子的最大初动能比b光的小
【答案】BD
【解析】
【详解】A.光都能发生偏振现象,故A错误;
B.作出光路图如图所示
由图可知b光偏折大,则b光的频率大、折射率大,根据公式可知,折射率越大,速度越小,则在玻璃砖中a光的速度比b光的大,故B正确;
C.根据,因为b光的频率大,即b光的波长小于a光的波长,则a光比b光更容易发生明显衍射,故C错误;
D.由光子能量知,a光的光子能量比b光小,再由光电效应方程可知,a光照射产生光电子的最大初动能比b光的小,故D正确。
故选BD。
9. 某潜水钟从深水区上浮的过程中,其内部封闭的理想气体经历了如图所示的循环过程,图中为一完整循环。已知过程为等温变化,过程体积不变。下列说法正确的是( )
A. 过程中,气体向外界吸收热量
B. 过程中,气体对外界做的功为
C. 过程中,气体向外界放热
D. 一个完整循环过程中,气体从外界吸收的热量等于向外界放出的热量
【答案】AC
【解析】
【详解】A.过程中,体积不变,压强增大,根据可知,温度升高,内能增大,结合可知,气体从外界吸热,故A正确;
B.过程中,根据图像与坐标轴围成的面积可知,外界对气体做功,故B错误;
C.过程中,压强增加,体积减小,温度降低,为负值,为正值,根据热力学第一定律,可知为负值,气体向外界放热,故C正确;
D.一个完整循环过程中,外界对气体做功为正,根据,其内能不变,所以Q取负,气体从外界吸收的热量小于向外界放出的热量,故D错误。
故选AC。
10. 某科研小组设想用如图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子。粒子在电离室中被电离后带有正电,缓慢通过小孔进入极板间电压为的水平加速电场区域Ⅰ,再通过小孔射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域Ⅱ,其中磁场的磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外。收集室的小孔与、在同一条水平线上。调节区域Ⅱ的电场强度,收集室恰好能收集到半径为的粒子。已知纳米粒子材料的密度为,电离后的带电量与其表面积成正比,即,式中为已知常数。不计纳米粒子的重力,则( )
A. 区域II的电场强度方向应竖直向下
B. 半径为的粒子通过时的速率为
C. 半径为的粒子在区域Ⅱ中会向上极板偏转
D. 要收集到半径的粒子,在其他条件不变时,应增大区域Ⅱ的电场强度
【答案】BC
【解析】
【详解】A.粒子被电离后带有正电,在区域Ⅱ受到的洛伦兹力向下,粒子能沿进入收集室,则区域Ⅱ受力平衡,故所受静电力竖直向上,区域II的电场强度方向应竖直向上,故A错误;
B.半径为的粒子所带电荷量,在区域Ⅰ由动能定理得
,又
,综合解得
,故B正确;
C.由B项分析,同理可知半径为的粒子通过时的速率,设区域Ⅱ电场强度为,该粒子在区域Ⅱ受力平衡,半径为的粒子带的电荷量,则有
得,半径为的粒子设电荷量为,有
则,竖直向上的电场力大于竖直向下的洛伦兹力,故半径为的粒子在区域Ⅱ中会向上极板偏转,故C正确;
D.由C项分析可知,要收集到半径的粒子,在其他条件不变时,应减小区域Ⅱ的电场强度,故D错误。
故选BC。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 随着科技发展,智能手机不仅为我们的生活带来了便利,也可以利用它的摄像头和内部传感器协助我们完成物理实验。某同学在“用单摆测量重力加速度”的实验中,利用了智能手机磁传感器和一个磁性小球进行了如下实验:
(1)将摆线上端固定在铁架台上,下端系在小球上,做成图1所示的单摆。在测量单摆的摆长时,先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端),再用螺旋测微器测得摆球的直径为(读数如图2所示)。从图2可知,摆球的直径为________。
(2)将智能手机磁传感器置于磁性小球平衡位置正下方,打开智能手机的磁传感器,准备测量磁感应强度的变化。将磁性小球由平衡位置拉开一个小角度,由静止释放,手机软件记录磁感应强度的变化曲线如图3所示。由图3可知,单摆的周期为________。
(3)经测量得到多组不同的摆线长和对应的周期,画出图线,然后在图线上选取、两个点,坐标如图4所示(图中物理量均已知),由图可得当地重力加速度________。
【答案】(1)5.315
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由图2可知,螺旋测微器的精确度为0.01mm,摆球的直径为
【小问2详解】
小球每次经过平衡位置时离磁传感器最近,磁感应强度出现峰值。单摆一个周期内,小球会两次经过平衡位置,相邻两个峰值的时间间隔为,从图3可知,是第一个峰值的时刻,是第四个峰值的时刻,共3个时间间隔,则
解得
【小问3详解】
根据单摆周期公式有
解得
则图像的斜率为
解得
12. 某小组为准确测量电池组的电动势和内阻,实验室提供了以下器材:
电流表:量程,内阻;
电流表:量程,内阻;
定值电阻:,,;
滑动变阻器();
电池组;
导线及开关。
(1)为完成实验,结合实验室提供的器材,设计了如图所示电路,图中a、b、c为定值电阻,P、Q为电流表。实验需要将Q改装成量程为3 V的电压表,将P的量程扩大为,则图中Q应为电流表________(选填“”或“”),保护电阻应为定值电阻________(选填“”“”。或“”)。
(2)闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表有示数且不变,电流表始终没有示数。为查找故障,在其他连接不变的情况下,将电流表左端的导线从点拆开,再分别试触、、三个位置时,发现电流表均没有示数。若电路中仅有一处故障,则故障为________(选填选项前的字母)。
A. 间断路 B. 间短路 C. 间短路 D. 间断路
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑动变阻器,得到多组电流表、的示数为和,作出了图像如图所示,由图可知电池组电动势________;内阻________。(以上结果均保留三位有效数字)
【答案】(1) ①. ②. (2)A
(3) ①. 5.14 ②. 32.9
【解析】
【小问1详解】
[1][2]需要将一个电流表改装成量程为3V的电压表,将另一电流表量程扩大为60mA,由提供的器材可知,将电流表A2与定值电阻串联,改装为3V的电压表;将电流表A1与定值电阻并联,改装量程为60mA的电流表;故图中Q应为电流表A2,保护电阻c应为定值电阻。
【小问2详解】
闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表Q有示数且不变,电流表P始终没有示数。说明电流表P支路出现断路;将电流表Q左端的导线从N点拆开,再分别试触、、三个位置时,发现电流表Q均没有示数,若电路中仅有一处故障,说明M1M2间、M2M3间、M3M4间均连接正常,则故障为M1N间断路。
故选A。
【小问3详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
变形可得
由图像可得,
解得,
13. 一辆汽车在平直公路上以某一速度匀速行驶时,司机低头看手机,相当于盲开,该车遇到紧急情况,紧急刹车的距离(从开始刹车到停下来汽车所行驶的距离)至少是。根据以上提供的信息:
(1)求汽车匀速行驶的速度和刹车的最大加速度大小;
(2)若该车以的速度在高速公路上行驶到某地时,前方处道路塌方。该司机因低头看手机,后才发现危险,发现危险到采取行动,司机的反应时间为。刹车的加速度与(1)问中大小相等。试通过计算说明该汽车是否会发生交通事故。
【答案】(1),
(2)会发生交通事故
【解析】
【小问1详解】
司机低头看手机2 s盲开,此过程汽车做匀速直线运动,则汽车速度
紧急刹车过程汽车做匀减速直线运动,可知末速度为0,则有
解得
【小问2详解】
题意可知汽车速度,司机低头看手机和反应时间内,汽车均做匀速直线运动,则该段时间汽车运动距离
汽车刹车距离
由于
可知汽车会发生交通事故。
14. 电磁弹射是我国最新研究的重大科技项目,创造了世界领先的关键技术,原理可用下述模型说明。如图甲所示,虚线MN右侧存在一个竖直向上的匀强磁场,边长为的正方形单匝金属线框放在光滑水平面上,电阻为,质量为,边紧靠虚线边界且在磁场外。从时刻起,磁感应强度随时间的变化规律是(为大于零的常量),同时用一水平外力使线框保持静止状态。
(1)求线框中感应电流的大小和方向;
(2)写出所加水平外力的大小随时间变化的关系式;
(3)若用完全相同的金属线绕制成相同大小的匝线框,并在线框上加一质量为的负载,如图乙所示,当时撤去外力释放线框,求刚撤去外力时线框的加速度大小。
【答案】(1),沿顺时针方向或
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
线框中的感应电动势
感应电流
根据楞次定律可知感应电流沿顺时针方向或
【小问2详解】
由于线框静止,则所加的水平外力与安培力平衡,有
外力
解得
【小问3详解】
匝线框中时刻产生的感应电动势
线框中的电流
时刻线框受到的安培力
设线框的加速度为,根据牛顿第二定律有
解得
15. 如图所示,在竖直平面内的xoy直角坐标系中,轴上方存在正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度(大小未知),方向沿轴向上,磁场方向垂直纸面向里。轴下方存在方向沿轴向上的匀强电场(图中未画出),场强为(大小未知)。一质量为、电荷量为的带正电小球(可视为质点),从y轴上的点以速度沿轴正方向抛出,经轴上的点后与轴正方向成进入轴上方后恰能做匀速圆周运动。、两点间距离与、两点间距离满足关系:,重力加速度为,以上物理量中、、、为已知量,其余量大小未知。求:
(1)电场强度与的大小之比;
(2)若小球可多次(大于两次)通过点,则磁感应强度为多大;
(3)若小球可恰好两次通过点,则磁感应强度为多大;小球两次通过点的时间间隔为多少。
【答案】(1)
(2)
(3),,,
【解析】
【小问1详解】
小球在轴上方匀速圆周运动,可得
小球从A到P的过程中,
结合,可得
由牛顿第二定律可得
解得
【小问2详解】
小球第一次通过点时与轴正向成,可知小球在点时
点时的速度
且
由类平抛的位移公式可得
小球多次经过点,轨迹如图甲所示:小球在磁场中运动个周期后,到达轴上的点,、关于原点对称,之后回到并不断重复这一过程,从而多次经过点;设小球在磁场中圆周运动的半径为,由几何关系可得
又由洛伦兹力提供向心力有
联立解得
【小问3详解】
小球恰能两次经过点,轨迹如图乙、丙所示:
由规律可知,小球恰能两次经过点满足的几何关系为
解得
小球在复合电磁场中运动的周期
小球从点到点时间
两次通过点的时间间隔为
解得
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