精品解析：江西省宜春市丰城市2022-2023学年高三上学期第一次段考物理试题

江西省宜春市丰城市2022-2023学年高三上学期第一次段考物理试题 一、选择题（1-7为单选题，每题4分，8-10为多选题；每题6分。共46分。） 1. 下列关于曲线运动的说法，正确的是（　　） A. 曲线运动的速度一定是变化的，加速度不一定是变化的 B. 曲线运动的速度与加速度一定都是变化的 C. 物体做曲线运动时，所受合力一定与速度方向成锐角 D. 物体做曲线运动时，所受合力一定是恒力 2. 如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一光滑的U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直，金属杆置于导轨上并与导轨形成闭合回路，圆形金属环T位于回路围成的区域内，金属环与导轨共面。现给金属杆一个向右的初速度，在之后的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 回路中产生顺时针方向的感应电流 B. 金属杆向右匀速运动 C. 金属环T中无感应电流 D. 金属环T中产生逆时针方向的感应电流 3. 如图所示，A、B是两个相同的正方形导线框，它们从水平有界匀强磁场上方不同高度处由静止释放，线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（　　） A. 在A和B两线框进磁场的过程中，线框内的电流方向均为顺时针方向 B. A和B两线框出磁场的过程中均可能做匀减速直线运动 C. A线框在进磁场和出磁场的两过程中，产生的焦耳热可能相等 D. 在A和B两线框进磁场的过程中，通过导线横截面的电荷量不相等 4. 物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能。取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为m0的质点距离质量为M0的引力源中心为r0时，其引力势能（式中G为引力常数）。现有一颗质量为m的人造地球卫星以圆形轨道环绕地球飞行，由于受高空稀薄空气的阻力作用，卫星的圆轨道半径从r1缓慢减小到r2，已知地球的质量为M，引力常数为G，则此过程中（　　） A. 卫星的引力势能减小 B. 卫星克服阻力做的功为 C. 外力对卫星做的总功为 D. 卫星的势能减少量小于动能增加量 5. 如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流从a到b为正方向，那么在0~t0这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则（　　） A. 从左向右看感应电流的方向为顺时针 B. 从左向石看感应电流的方向为先顺时针后逆时针 C. 感应电流的大小先减小后增加 D. 铝环与线圈之间一直有磁场力的作用，作用力先向左后向右 6. 某工厂为了检验正方形线圈的合格率，将线圈放在传送带上，传送带所在空间中加上竖直向下的匀强磁场，磁场边界与平行且与线圈速度方向成，磁感应强度为。如图所示，线圈与传送带一起以恒定速度向右运动，线圈与传送带间的动摩擦因数为。线圈进入磁场过程中线圈恰好不打滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知线圈质量为，匝数为，边长为，单位长度电阻值为，且磁场宽度大于。下列说法正确的是（ ） A. 线圈进入磁场过程中，电流方向为 B. 在线圈进入磁场的过程中，线圈对传送带的摩擦力始终沿所在直线方向，且最大值为 C. 在不改变传送带速度的情况下，相同质量、材料、边长但匝数为的线圈进入磁场过程相对皮带不会打滑 D. 线圈在进入磁场的过程中通过截面的电荷量为 7. 如图甲所示，轻绳悬挂一质量为m的圆形线圈，为线圈的水平直径，线圈总电阻为R。线圈上半部分区域存在垂直线圈平面向里的磁场，磁感应强度大小随时间变化图像如图乙所示。两点的电压为，轻绳拉力为。下列图像正确的是（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，光滑水平面上有一质量为m的“火箭型”光滑金属导轨，导轨由AB、BC、CD、DE组成，其中AB与DE平行且足够长，BC与CD长度相等，已知AB与DE的间距为L，BD垂直于DE，质量为m、电阻为R的金属棒P静止在导轨上，且与导轨垂直并接触良好。整个装置置于磁感应强度为B的匀强磁场内，匀强磁场与水平面垂直（图中未画出）。若其余电阻不计，下列说法正确的是（　　） A. 若用水平向右的恒力F作用在导轨C点，稳定后整个回路的磁通量的变化率为零 B. 若给金属棒P一水平向右的初速度v0，金属棒上产生的焦耳热最多为 C. 若给导轨一水平向右的初速度，整个过程流过金属棒P的电荷量为 D. 若先将导轨固定，再给金属棒P一水平向右的初速度，则金属棒P的速度与位移成线性关系 9. 如图所示，竖直平面内半径为R、圆心为O的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，MN是一竖直放置的收集板。三角形MON为边长为2R的等边三角形，从圆形磁场最高点P沿PO方向向圆形区域内射入大量速率不同的同种粒子，粒子所带电荷量为，质量为m。不计粒子之间的相互作用力及粒子重力，关于打在MN区域的粒子，下列说法正确的是（　　） A. 在磁场中运动时间最长的粒子速率为 B. 速率最大的粒子的速率 C. 整个过程中位移最小的粒子速率 D. 速率最大的粒子在整个过程中的运动时间 10. 如图所示，宽度为L1=2L的水平宽导轨左侧平滑连接倾斜导轨，右侧连接宽度为L2=L的水平窄导轨，宽窄导轨区域分别有竖直向上的匀强磁场B1和B2，B1=2B2=2B。一质量为mb=m、电阻为Rb=R的导体棒b静止在窄导轨区域，另一质量为ma=2m、电阻为Ra=2R的导体棒a由倾斜导轨h高处静止滑下。宽窄导轨长度足够，不计导轨电阻和一切摩擦，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 导体棒a进入水平宽导轨时的速度 B. 两导体棒达到稳定状态后，导体棒b的速度 C. 整个过程在导体棒b上产生的焦耳热 D. 整个过程通过导体棒a的电荷量 二、实验题（20分，每空2分） 11. 某兴趣小组查阅资料得知，在0～100℃范围内，金属铂电阻的电阻值与温度有如下关系：，其中为铂电阻在0℃时的电阻，t为摄氏温度，为一正的常数，称为铂电阻的温度系数。该兴趣小组想利用这一原理制作一个简易的温度传感器。 （1）他们利用图甲所示电路来测量的阻值，其中定值电阻，按图甲所示电路图连接好电路后，在0℃的条件下闭合开关S，调节电阻箱，当时灵敏电流计G的示数为零，则__________。 （2）他们随后采用图乙所示电路来测量铂电阻的温度系数，可认为定值电阻且远大于、。将铂电阻置于温度为t的环境中，调节，测得干路电流为，则图乙中B、D两点间的电压为____________________（用、、t和表示）；保持电流示数I和不变，多次改变温度t，测量B、D两点间对应的电压，将测得的数据标在图丙所示的图上，由此可得__________（保留两位有效数字）； （3）若实验中没有保证、远大于、，则温度系数的测量值将__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）； 12. 如图所示，为一探究小组测量一节干电池电动势和内阻的电路图，虚线框内为用表头G改装成的电流表，其中表头内阻为500Ω。满偏电流为3mA，完成以下问题： (1)要将表头改装成量程为0.6A的电流表，补充完整虚线框内的电路并与框外电路连接__，其中选用的定值电阻阻值为________Ω，改装后电流表内阻为________Ω（结果均保留两位有效数字）。 (2)闭合开关，变阻器调至0.75Ω，改装后的电流表读数0.40A；再测得一组对应值为4.5Ω、0.20A。此可求将该电池的电动势为________V，内阻为________Ω。 (3)若只将改装后的电流表更换为另一同量程但内阻未知的电流表进行本实验的测量，则电动势的测量值________真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。 三、计算题 13. 如图甲所示，在一个正方形金属线圈区域内存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈平面垂直。金属线圈所围的面积S=200cm2，匝数n=1000，线圈总电阻r=1.0Ω。线圈与电阻R构成闭合回路，电阻的阻值R=4.0Ω。匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示。磁感应强度B的参考正方向如图甲中所示。求： （1）在t=2.0s时，穿过线圈的磁通量； （2）在t=5.0s时，线圈端点a、b的电势差Uab； （3）4.0~6.0s内电阻R中产生的热量QR。 14. 如图甲所示（俯视图），虚线边界左侧空间分布磁感应强度为B的强磁场，方向竖直向下，边界右侧空间分布磁感应强度为2B的匀强磁场，方向竖直向上。一质量为m，总电阻为R，ab边长为3s，bc边长为L的单匝矩形线abcd垂直于磁场水平放置，bc边平行于虚线边界，ab、cd边上的 e、f两处(e、f两处在边界处)有两个小孔，一光滑绝缘的固定轴穿过两个小孔（小孔和轴图中未画出），ad 到边界的距离为s。现让线框在外力（不计重力）的作用下，绕 ef轴以角速度ω，顺着 ef看为逆时针方向开始匀速转动。 （1）求从图示位置开始转动半周过程中通过线框某一横截面的电量大小q； （2）在乙图上画出线框中感应电流随时间变化的图像（以abcda 方向为电流正方向，从初始时刻开始，画一个周期，请标注电流最大值）； （3）求匀速转动一周外力所做的功W。 15. 如图，PQ为半径足够大的光滑圆弧轨道，圆弧轨道末端与右侧光滑水平面QS平滑连接，水平面QS右侧平滑对接一足够长的水平传送带，传送带正在以的速度逆时针匀速转动。有一质量为的物块A静止于圆弧轨道底端，在物块A右侧有一质量为的物块B，物块B与传送带之间的动摩擦因数，物块B以水平向右的速度从传送带左侧滑上传送带。当物块B滑离传送带后与物块A发生碰撞，物块A上有特殊装置，可以使物块A、B碰撞瞬间让两者合在一起成为一个整体沿圆弧轨道向上运动，当A、B整体沿圆弧轨道向下运动到轨道底端时，该装置使物块A、B分开，物块A停在轨道底端，物块B以分开前瞬间的速度向右运动，之后物块A、B会多次作用，重力加速度大小取，不计空气阻力，两物块均可看作质点。求： （1）物块A、B第一次沿圆弧轨道向下运动到轨道底端分开时物块B的速度大小； （2）物块B从第一次滑上传送带到滑离传送带过程中摩擦产生的热量； （3）物块B开始滑上传送带之后的整个过程中传送带对物块B摩擦力的冲量I。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江西省宜春市丰城市2022-2023学年高三上学期第一次段考物理试题 一、选择题（1-7为单选题，每题4分，8-10为多选题；每题6分。共46分。） 1. 下列关于曲线运动的说法，正确的是（　　） A. 曲线运动的速度一定是变化的，加速度不一定是变化的 B. 曲线运动的速度与加速度一定都是变化的 C. 物体做曲线运动时，所受合力一定与速度方向成锐角 D. 物体做曲线运动时，所受合力一定是恒力 【答案】A 【解析】 【详解】AB．既然是曲线运动，则它的速度的方向必定是改变的，而加速度不一定是变化的，比如平抛运动，故A正确，B错误； C．物体做曲线运动时，合外力与速度方向的夹角可能是锐角，也可能是钝角，如果是锐角，则做加速曲线运动，如果是钝角，则做减速曲线运动，故C错误； D．物体做曲线运动时，合外力可以是恒力，如平抛运动，也可以是变力，如圆周运动，故D错误。 故选A。 2. 如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一光滑的U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直，金属杆置于导轨上并与导轨形成闭合回路，圆形金属环T位于回路围成的区域内，金属环与导轨共面。现给金属杆一个向右的初速度，在之后的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 回路中产生顺时针方向的感应电流 B. 金属杆向右匀速运动 C. 金属环T中无感应电流 D. 金属环T中产生逆时针方向的感应电流 【答案】D 【解析】 【详解】金属杆PQ向右运动时，根据右手定则可知，电流方向由Q到P，即闭合回路PQRS中电流沿逆时针方向，由左手定则知金属杆受向左的安培力而做减速运动，又由安培定则可知，回路PQRS中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外，穿过环形金属线框T的磁通量是向里的匀强磁场的磁通量与回路产生的向外的磁通量的合成，金属杆减速，向外的磁通量减小，通过T的磁通量向里增大，由楞次定律可知，T中将产生沿逆时针方向的感应电流。 故选D。 3. 如图所示，A、B是两个相同的正方形导线框，它们从水平有界匀强磁场上方不同高度处由静止释放，线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（　　） A. 在A和B两线框进磁场的过程中，线框内的电流方向均为顺时针方向 B. A和B两线框出磁场的过程中均可能做匀减速直线运动 C. A线框在进磁场和出磁场的两过程中，产生的焦耳热可能相等 D. 在A和B两线框进磁场的过程中，通过导线横截面的电荷量不相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据楞次定律结合安培定则可知，在A和B两线框进磁场的过程中，线框内的电流方向均为逆时针方向，故A错误； B．线框出磁场的过程中，根据 ，， 联立解得 若两线框出磁场时所受安培力均小于重力，则根据牛顿第二定律有 可知，安培力随速度的增大而增大，合外力减小，加速度减小，即相框做加速度减小的加速运动；若两线框出磁场时所受安培力均大于重力，则根据牛顿第二定律有 可知线框做减速运动，但速度减小安培力将减小，合外力将减小，即线框将做加速度减小的减速运动，显然，A和B两线框出磁场的过程中均不可能做匀减速直线运动，故B错误； CD．电荷量 线框进入磁场时有 感应电流 可得 由于两线框相同，线框进入磁场时磁通量的变化量相同，因此在A和B两线框进磁场的过程中，通过导线横截面的电荷量相等，同样可知，两线框出磁场时通过导线横截面的电荷量与进磁场时相同，设线框A进入磁场时的速度为，进入磁场后的速度为，出磁场时的速度为，出磁场后的速度为，对进入磁场和出磁场的过程由动量定理有 即有 由于线框进出磁场时通过线框横截面的电荷量相同，因此可得 即可得 线框进出磁场时由能量守恒分别有 若，则联立以上各式可得 由于线框下落过程中安培力始终阻碍线框的下落，因此可得 ， 而在磁场中线框做自由落体运动，因此有 因此若满足，即可满足，而显然从线框完全进入磁场到线框恰好要出磁场的过程，线框做自由落体运动可能满足，如此A线框在进磁场和出磁场的两过程中，产生的焦耳热可能相等，故C正确，D错误。 故选C。 4. 物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能。取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为m0的质点距离质量为M0的引力源中心为r0时，其引力势能（式中G为引力常数）。现有一颗质量为m的人造地球卫星以圆形轨道环绕地球飞行，由于受高空稀薄空气的阻力作用，卫星的圆轨道半径从r1缓慢减小到r2，已知地球的质量为M，引力常数为G，则此过程中（　　） A. 卫星的引力势能减小 B. 卫星克服阻力做的功为 C. 外力对卫星做的总功为 D. 卫星的势能减少量小于动能增加量 【答案】B 【解析】 【详解】A．设卫星轨道半径为r，由题目条件知其引力势能为 所以，卫星引力势能的减小量为 故A错误； CD．由万有引力提供向心力 卫星动能为 卫星动能增加量即外力对卫星做的总功为 所以，卫星的势能减少量大于动能增加量，故C、D错误； B．根据能量守恒和功能关系得 联立得 故B正确。 故选B。 5. 如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流从a到b为正方向，那么在0~t0这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则（　　） A. 从左向右看感应电流的方向为顺时针 B. 从左向石看感应电流的方向为先顺时针后逆时针 C. 感应电流的大小先减小后增加 D. 铝环与线圈之间一直有磁场力的作用，作用力先向左后向右 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据题意可知，由于电流从a到b为正方向，当电流是从a流向b，由右手螺旋定则可知，铝环M的磁场水平向右，由于电流的减小，所以磁通量变小，根据楞次定律可得，铝环M的感应电流顺时针（从左向右看）。 当电流是从b流向a，由右手螺旋定则可知，铝环M的磁场水平向左，当电流增大，则磁通量变大，根据楞次定律可得，所以感应电流顺时针（从左向右看）。故电流方向不变，故A正确，B错误； C．由图乙可知，ab内的电流的变化率不变，则产生的磁场的变化率不变，根据法拉第电磁感应定律可知，铝环M产生的电动势的大小不变，所以感应电流的大小也不变。故C错误； D．当线圈中电流为零时，铝环M和线圈之间无磁场力作用，选项D错误； 故选A。 6. 某工厂为了检验正方形线圈的合格率，将线圈放在传送带上，传送带所在空间中加上竖直向下的匀强磁场，磁场边界与平行且与线圈速度方向成，磁感应强度为。如图所示，线圈与传送带一起以恒定速度向右运动，线圈与传送带间的动摩擦因数为。线圈进入磁场过程中线圈恰好不打滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知线圈质量为，匝数为，边长为，单位长度电阻值为，且磁场宽度大于。下列说法正确的是（ ） A. 线圈进入磁场过程中，电流方向为 B. 在线圈进入磁场的过程中，线圈对传送带的摩擦力始终沿所在直线方向，且最大值为 C. 在不改变传送带速度的情况下，相同质量、材料、边长但匝数为的线圈进入磁场过程相对皮带不会打滑 D. 线圈在进入磁场的过程中通过截面的电荷量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．线圈进入磁场的过程，磁通量增加，根据楞次定律，可判断出，感应电流的方向为，故A错误； B．在线圈进入磁场的过程中，受到沿方向的安培力作用；由于线圈匀速运动，由二力平衡可知，线圈受到的摩擦力方向为方向，且与安培力大小相等。 根据牛顿第三定律可知，线圈对传送带的摩擦力始终沿方向，最大值为 又有， 解得 故B错误； C．线圈质量不变，材料不变，边长不变，匝数变成2倍，则导线长度变为原来的2倍，横截面积变为原来的，根据可知，电阻变为原来的4倍，又因为此时安培力的最大值为 又有 解得 可知，线框受到的安培力的最大值不变，而最大静摩擦力为不变，所以在不改变传送带速度的情况下，相同质量、材料、边长但匝数为2N的线圈进入磁场过程相对皮带不会打滑，故C正确； D．线圈在进入磁场的过程中通过截面的电荷量为 故D错误。 故选C。 7. 如图甲所示，轻绳悬挂一质量为m的圆形线圈，为线圈的水平直径，线圈总电阻为R。线圈上半部分区域存在垂直线圈平面向里的磁场，磁感应强度大小随时间变化图像如图乙所示。两点的电压为，轻绳拉力为。下列图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．线圈中产生的感应电动势为 （k为B-t图像的斜率，S为线圈的面积），则，则AB错误； CD．根据楞次定律可知，线圈受安培力向下，则细线的拉力 因k、r、I均为恒量，可知FT-t图像为C，则C正确，D错误。 故选C。 8. 如图所示，光滑水平面上有一质量为m的“火箭型”光滑金属导轨，导轨由AB、BC、CD、DE组成，其中AB与DE平行且足够长，BC与CD长度相等，已知AB与DE的间距为L，BD垂直于DE，质量为m、电阻为R的金属棒P静止在导轨上，且与导轨垂直并接触良好。整个装置置于磁感应强度为B的匀强磁场内，匀强磁场与水平面垂直（图中未画出）。若其余电阻不计，下列说法正确的是（　　） A. 若用水平向右的恒力F作用在导轨C点，稳定后整个回路的磁通量的变化率为零 B. 若给金属棒P一水平向右的初速度v0，金属棒上产生的焦耳热最多为 C. 若给导轨一水平向右的初速度，整个过程流过金属棒P的电荷量为 D. 若先将导轨固定，再给金属棒P一水平向右的初速度，则金属棒P的速度与位移成线性关系 【答案】BCD 【解析】 【详解】A.用恒力F作用在导轨上，稳定后，金属棒P与导轨一起做匀加速直线运动，回路中电流恒定，根据法拉第电磁感应定律可知闭合回路的磁通量的变化率为一定值，故A错误； B.给金属棒P一初速度，与给导轨一初速度，整个系统最后都是共速，整个系统动量守恒，则 由能量守恒定律得整个回路产生的焦耳热 解得 由于导轨电阻不计，故金属棒上产生的焦耳热最多为，故B正确； C.若给导轨一初速度，整个系统最后共速，对金属棒P由动量定理得 解得 故C正确； D.导轨固定后，给金属棒P一初速度，金属棒P将做减速运动，根据动量定理 电流的定义式 解得 则金属棒P的速度与位移成线性关系，故D正确。 故选BCD。 9. 如图所示，竖直平面内半径为R、圆心为O的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，MN是一竖直放置的收集板。三角形MON为边长为2R的等边三角形，从圆形磁场最高点P沿PO方向向圆形区域内射入大量速率不同的同种粒子，粒子所带电荷量为，质量为m。不计粒子之间的相互作用力及粒子重力，关于打在MN区域的粒子，下列说法正确的是（　　） A. 在磁场中运动时间最长的粒子速率为 B. 速率最大的粒子的速率 C. 整个过程中位移最小的粒子速率 D. 速率最大的粒子在整个过程中的运动时间 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中运动的周期为 由可知，在磁场中运动时间最长的粒子轨迹对应的圆心角最大，如图所示 设出射点为，粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为，根据几何关系有 则粒子射到M点时，最小，最大，粒子在磁场中运动的时间最长，根据几何关系有 根据洛伦兹力提供向心力 可得在磁场中运动时间最长的粒子速率为 故A正确； B．根据洛伦兹力提供向心力，有 可得 可知轨迹半径r越大的粒子，速度v越大，故射到N点的粒子速度最大，由几何关系可知 解得 故B正确； C．点、点在同一高度上，整个过程中粒子位移最小的粒子打在M点，轨迹半径为 位移最小的粒子速率为 故C错误； D．速率最大的粒子打在N点，粒子在磁场中运动的时间为 粒子在磁场外运动的时间为 速率最大的粒子在整个过程中的运动时间 故D正确。 故选ABD。 10. 如图所示，宽度为L1=2L的水平宽导轨左侧平滑连接倾斜导轨，右侧连接宽度为L2=L的水平窄导轨，宽窄导轨区域分别有竖直向上的匀强磁场B1和B2，B1=2B2=2B。一质量为mb=m、电阻为Rb=R的导体棒b静止在窄导轨区域，另一质量为ma=2m、电阻为Ra=2R的导体棒a由倾斜导轨h高处静止滑下。宽窄导轨长度足够，不计导轨电阻和一切摩擦，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 导体棒a进入水平宽导轨时的速度 B. 两导体棒达到稳定状态后，导体棒b的速度 C. 整个过程在导体棒b上产生的焦耳热 D. 整个过程通过导体棒a的电荷量 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据动能定理得 解得 故A错误； BD．两导体棒达到稳定状态时，设a、b导体棒的速度分别为va，vb，则有 规定向右为正方向，对a、b导体棒根据动量定理有 解得 ， 又，解得 故B正确，D错误； C．根据能量守恒定律有 整个过程在导体棒b上产生的焦耳热 解得 故C正确。 故选BC。 二、实验题（20分，每空2分） 11. 某兴趣小组查阅资料得知，在0～100℃范围内，金属铂电阻的电阻值与温度有如下关系：，其中为铂电阻在0℃时的电阻，t为摄氏温度，为一正的常数，称为铂电阻的温度系数。该兴趣小组想利用这一原理制作一个简易的温度传感器。 （1）他们利用图甲所示电路来测量的阻值，其中定值电阻，按图甲所示电路图连接好电路后，在0℃的条件下闭合开关S，调节电阻箱，当时灵敏电流计G的示数为零，则__________。 （2）他们随后采用图乙所示电路来测量铂电阻的温度系数，可认为定值电阻且远大于、。将铂电阻置于温度为t的环境中，调节，测得干路电流为，则图乙中B、D两点间的电压为____________________（用、、t和表示）；保持电流示数I和不变，多次改变温度t，测量B、D两点间对应的电压，将测得的数据标在图丙所示的图上，由此可得__________（保留两位有效数字）； （3）若实验中没有保证、远大于、，则温度系数的测量值将__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）； 【答案】（1）50.0##50 （2） ①. ②. ##0.010 （3）偏小 【解析】 【小问1详解】 灵敏电流计G的示数为零，则灵敏电流计G两端电势相等，根据串并联规律有分 可得 【小问2详解】 [1]由于且远大于、且，则通过的电流等于通过的电流，为，则有 则BD两点间的电压为 [2]可知，U与t成正比，U—t图的斜率为 则将用一条倾斜的直线将图丙补充完整，如下图所示 根据上图求得U—t图的斜率为 代入数据解得 【小问3详解】 若实验中没有保证、远大于、，则通过的电流小于通过的电流，则 则 故导致温度系数的测量值偏小。 12. 如图所示，为一探究小组测量一节干电池电动势和内阻的电路图，虚线框内为用表头G改装成的电流表，其中表头内阻为500Ω。满偏电流为3mA，完成以下问题： (1)要将表头改装成量程为0.6A的电流表，补充完整虚线框内的电路并与框外电路连接__，其中选用的定值电阻阻值为________Ω，改装后电流表内阻为________Ω（结果均保留两位有效数字）。 (2)闭合开关，变阻器调至0.75Ω，改装后的电流表读数0.40A；再测得一组对应值为4.5Ω、0.20A。此可求将该电池的电动势为________V，内阻为________Ω。 (3)若只将改装后的电流表更换为另一同量程但内阻未知的电流表进行本实验的测量，则电动势的测量值________真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】 ①. ②. 2.5 ③. 2.5 ④. 1.5 ⑤. 0.5 ⑥. 等于 【解析】 【详解】(1)[1]扩大电流表量程需要并联一分流小电阻，故电路连接如图所示 [2]根据欧姆定律得选用的定值电阻阻值为： 定 [3]改装后电流表内阻为： (2)[4][5]由闭合电路欧姆定律可知 分别代入数据可得 联立解得 ， (3)[6]由于串联电阻不改变电源的电动势，故即使电流表有内阻，电动势的测量值也等于真实值。 三、计算题 13. 如图甲所示，在一个正方形金属线圈区域内存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈平面垂直。金属线圈所围的面积S=200cm2，匝数n=1000，线圈总电阻r=1.0Ω。线圈与电阻R构成闭合回路，电阻的阻值R=4.0Ω。匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示。磁感应强度B的参考正方向如图甲中所示。求： （1）在t=2.0s时，穿过线圈的磁通量； （2）在t=5.0s时，线圈端点a、b的电势差Uab； （3）4.0~6.0s内电阻R中产生的热量QR。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）在t=2.0s时的磁感应强度由图像可得 则穿过线圈的磁通量为 （2）在4~6s时间内，产生恒定的感生电动势为 则5s时的恒定电流为 则在t=5.0s时刻，线圈端点a、b的电势差即为电阻的电压 （3）在4.0~6.0s内电阻R中产生的热量为 14. 如图甲所示（俯视图），虚线边界左侧空间分布磁感应强度为B的强磁场，方向竖直向下，边界右侧空间分布磁感应强度为2B的匀强磁场，方向竖直向上。一质量为m，总电阻为R，ab边长为3s，bc边长为L的单匝矩形线abcd垂直于磁场水平放置，bc边平行于虚线边界，ab、cd边上的 e、f两处(e、f两处在边界处)有两个小孔，一光滑绝缘的固定轴穿过两个小孔（小孔和轴图中未画出），ad 到边界的距离为s。现让线框在外力（不计重力）的作用下，绕 ef轴以角速度ω，顺着 ef看为逆时针方向开始匀速转动。 （1）求从图示位置开始转动半周过程中通过线框某一横截面的电量大小q； （2）在乙图上画出线框中感应电流随时间变化的图像（以abcda 方向为电流正方向，从初始时刻开始，画一个周期，请标注电流最大值）； （3）求匀速转动一周外力所做的功W。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）从图示位置开始转动半周过程中通过线框某一横截面的电量 （2）内，感应电流为 内，感应电流方向为正； 内，ab边和bc边的产生的感应电动势始终抵消，电流为零； 内，感应电流为 内，感应电流方向为负。 （3）根据有效值的定义式 可得感应电流的有效值 匀速转动一周外力所做的功 15. 如图，PQ为半径足够大的光滑圆弧轨道，圆弧轨道末端与右侧光滑水平面QS平滑连接，水平面QS右侧平滑对接一足够长的水平传送带，传送带正在以的速度逆时针匀速转动。有一质量为的物块A静止于圆弧轨道底端，在物块A右侧有一质量为的物块B，物块B与传送带之间的动摩擦因数，物块B以水平向右的速度从传送带左侧滑上传送带。当物块B滑离传送带后与物块A发生碰撞，物块A上有特殊装置，可以使物块A、B碰撞瞬间让两者合在一起成为一个整体沿圆弧轨道向上运动，当A、B整体沿圆弧轨道向下运动到轨道底端时，该装置使物块A、B分开，物块A停在轨道底端，物块B以分开前瞬间的速度向右运动，之后物块A、B会多次作用，重力加速度大小取，不计空气阻力，两物块均可看作质点。求： （1）物块A、B第一次沿圆弧轨道向下运动到轨道底端分开时物块B的速度大小； （2）物块B从第一次滑上传送带到滑离传送带过程中摩擦产生的热量； （3）物块B开始滑上传送带之后的整个过程中传送带对物块B摩擦力的冲量I。 【答案】（1）4m/s （2）162J （3）34N∙s 【解析】 【小问1详解】 传送带足够长，则物块B在传送带上向右滑动的速度一定能减小到0，传送带的速度，小于物块B初始的速度，则物块B第一次滑离传送带时速度等于传送带的速度；设物块A、B第一次碰撞之后速度为，物块A、B碰撞过程，根据动量守恒定律有 解得 物块A、B碰撞之后，沿圆弧轨道向上运动和返回过程中系统的机械能守恒，即A、B分开前瞬间它们的速度，所以A、B分开时物块B的速度为 【小问2详解】 物块B在传送带上向右减速运动过程根据牛顿第二定律有 解得 物块B减速到0的时间 物块B和传送带运动的位移分别为和，减速过程中相对滑动的位移为 物块B在传送带上向左加速运动的加速度还为 物块B向左加速到与传送带速度相等时不再发生相对滑动，加速过程时间 设加速过程物块B和传送带运动的位移分别为和，加速过程中相对滑动的位移为 整个过程产生的热量为 【小问3详解】 物块A、B第一次碰撞后，物块B以速度滑上传送带，物块B的速度小于传送带的速度，则物块向右减速到0后再向左加速，减速和加速过程的加速度大小相等，根据运动的对称性可知物块B离开传送带时速度大小也为，物块B在传送带上运动的时间为 设物块A、B第二次碰撞之后速度为，物块A、B碰撞过程，根据动量守恒定律有 解得 物块B以速度滑上传送带，物块B的速度小于传送带的速度，则物块向右减速到0后再向左加速，减速和加速过程的加速度大小相等，根据运动的对称性可知物块B离开传送带时速度大小也为；物块B在传送带上运动的时间为 之后重复上述过程，设物块A、B第n次碰撞之后速度为，物块A、B碰撞过程，根据动量守恒定律有 解得 （，2，3，…） 物块B以速度滑上传送带，物块B的速度小于传送带的速度，则物块向右减速到0后再向左加速，减速和加速过程的加速度大小相等，根据运动的对称性可知物块B离开传送带时速度大小也为；物块B在传送带上运动的时间为 （，2，3，…） 物块B在传送带上与传送带有相对滑动过程中物块B会受到水平向左的滑动摩擦力，速度与传送带速度相等之后不再受到摩擦力的作用，则摩擦力的作用时间为 根据等比数列求和得 则摩擦力的冲量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $