精品解析:山东省青岛市莱西市2025-2026学年高二上学期11月期中物理试题
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内容正文:
高二学业水平阶段性检测(一)
物理试题
2025.11
木试卷共100分,考试时间90分钟。
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. 如图所示是某智能手机电池上的铭牌,下列有关该电池说法正确的是( )
A. 电动势为4.35V
B. 正常工作时,输出电压为4.35V
C. 对外电路提供的电荷量可达到11.4Wh
D. 非静电力每搬运1C的电荷,将对其做功3.8J
2. 如图所示为某同学设计的智能停车位计时收费电路,当汽车驶入车位时,磁阻传感器周围磁场将发生变化,从而导致磁阻传感器的电阻减小,下列说法正确的是( )
A. 车辆驶入车位时,电流表的示数增大 B. 车辆驶入车位时,电压表的示数增大
C. 车辆驶离车位时,电源总功率将增大 D. 车辆驶离车位时,磁阻传感器功率增大
3. 回旋加速器工作原理如图所示。和是两个中空的半圆金属盒,两盒间加有周期性变化的电压U,两盒处有与盒面垂直的匀强磁场中,A处为粒子产生源。下列说法正确的是( )
A. 增大电压U,粒子的出射速度变大
B. 增大磁感应强度B,粒子出射速度不变
C. 电压U变化的周期必须和粒子在磁场中运动的周期相同
D. 由于粒子被多次加速,所以粒子在磁场中的运动周期越来越大
4. 已知无限长通电直导线在周围产生的磁场磁感应强度大小为,其中K为比例常数,I为直导线中的电流,x为离直导线的距离。现有两根无限长通电直导线M和N,夹角为60°,间距为2d,电流大小均为I、方向如图中箭头所示,点P为两导线公垂线的中点,则P点处的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
5. 如图甲所示是磁电式电表内部结构示意图,U形磁体的两极装有极靴,极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱形铁芯,铁芯外面绕有铜线圈,电表指针、线圈和铁芯可以绕轴一起转动。极靴与铁芯间的磁场均沿半径方向,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 极靴与铁芯间的磁场是匀强磁场
B. 当线圈上通有图乙中电流时,指针将向左转动
C. 随着线圈的转动,线圈受安培力大小会发生变化
D. 线圈匝数越少,电表的灵敏度越高
6. 如图甲,在安全气囊的性能测试中,质量为5kg的头锤从离气囊表面正上方高5m处自由下落,与气囊发生碰撞后反向弹起,上升最大高度为0.2m。以头锤碰到气囊表面为计时零点,气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化如图乙所示,重力加速度。则头锤与气囊碰撞过程中,下列说法正确的是( )
A. B.
C. 合力对头锤冲量大小为 D. F的冲量大小为
7. 静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核衰变成两个均带正电荷的原子核,一个是粒子、一个是X粒子,两者速度方向均与磁场方向垂直。测得粒子与X粒子轨道半径之比为,如图所示。已知原子核衰变过程动量守恒,粒子带2个单位元电荷。有关两粒子的运动,下列说法正确的是( )
A. 粒子的动量不变
B. X粒子带62个单位元电荷
C. X粒子和粒子旋转方向相同
D. 粒子和X粒子组成的系统动量守恒
8. 如图所示,长为d的两极板水平放置,板间距离为d,板间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,一质量为m、电荷量为的粒子以速度沿两板中间射入,不计粒子所受重力。为使粒子能打在上极板,则B的范围是( )
A. B. C. 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,有多个选项是符合题目要求的。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. 某质谱仪原理如图所示,A为粒子源,C为偏转分离器,D为照相底片。粒子源产生了1、2、3三种不同粒子(初速度可看作0),它们在磁场中运动的半径关系为。这三种粒子质量分别为、、,带电量的绝对值分别为、、。不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A. 粒子1、2、3均带正电 B.
C. D.
10. 一定质量的小球A以初速度与正前方小球B发生碰撞,碰撞过程A、B两球的图像如图所示。已知地面光滑,下列说法正确的是( )
A. 若,则一定是弹性碰撞
B. 无论是否为弹性碰撞,一定满足
C. 无论是否弹性碰撞,A、B两球质量比为
D. 无论是否弹性碰撞,A、B两球质量比
11. 如图所示,地面上方空间存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。一质量为m、电荷量为的小球从距地面高h处由静止释放,小球刚好不会撞到地面。不计空气阻力,重力加速度为g。小球静止释放到第一次运动到最低点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球的运动轨迹是圆的一部分 B. 该过程中小球机械能守恒
C. 小球的最大速度为 D. 小球在最低点时洛伦兹力大小等于重力大小
12. 如图,两端固定有小球A、B的竖直轻杆,A球紧贴竖直光滑墙面,B球位于光滑水平地面上,小球C紧贴小球B。小球A受到轻微扰动后先顺着墙面下滑,在某个时刻离开墙面,最后落到地面上。已知三球始终在同一竖直面上运动,小球A落地后不反弹,小球C的最大速度为v,三球质量均为m,下列说法正确的是( )
A. A球离开墙面时, B、C两球恰好分离
B. 竖直墙对小球A的冲量大小为
C. 小球A落地后,A、B一起运动的速度大小是
D. 小球A落地前瞬间速度大小和B的速度大小相等
三、非选择题,共6小题,共60分。
13. 如图甲所示的实验装置可用来验证动量守恒定律,水平气垫导轨上放置两个滑块A和B、开始时,滑块A的左侧、B的右侧分别放有光电门1、2,两滑块用一根细线系在一起,且两者之间有压缩的弹性碰撞架,已知A和B连同各自挡光片、弹性碰撞架的质量分别为和。
(1)两滑块A、B上面的挡光片宽度相等,用游标卡尺测量挡光片如图乙所示,则宽度_______;
(2)烧断细线,滑块A、B被弹性碰撞架弹开,滑块A、B向左、向右运动经过光电门时挡光时间分别为,如果关系式_______(用表示)成立,则表明动量守恒定律得到验证;
(3)本实验还可以测出滑块A、B被弹性碰撞架弹开后动能比值_______(用题中字母表示)。
14. 实验方案对实验测量的精度有直接的影响,某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有:
干电池一节(电动势约1.5V,内阻小于1Ω);
电压表V(量程3V,内阻约3kΩ);
电流表A(量程0.6A,内阻约1Ω);
滑动变阻器R(最大阻值为20Ω);
定值电阻(阻值2Ω);
开关一个,导线若干。
(1)某次测量中电压表的示数如图甲所示,该示数为_______V。
(2)该小组按照图乙所示电路进行实验,调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏,记录此过程中电压表和电流表的示数,利用实验数据在U-I坐标纸上描点,如图丙所示。发现电压表示数的变化范围比较小,出现该现象的主要原因是_______;
A. 滑动变阻器最大阻值较小 B. 干电池电动势较小
C. 干电池内阻较小 D. 电压表量程较小
(3)改进实验后再经过描点、作图得到图丁,由此可以计算出电源的电动势_______V。(保留三位有效数字)
(4)由该实验测得电动势的测量值与真实值之间的关系是_______(选填“<”、“=”或“>”),产生该误差的原因是_______(选填“电压表分流”或“电流表分压”)
15. 2023年10月2日,杭州亚运会赛场上,中国蹦床名将朱雪莹夺得女子个人冠军,实现奥运会、世锦赛、世界杯、亚运会“大满贯”,如图是她比赛时的照片。若她的质量,某次训练时从距离蹦床平面1.25m高处自由下落,与蹦床接触1s后恰能竖直弹回至1.8m高处。g取,不计一切阻力。求
(1)朱雪莹从下落到弹回最高点过程,重力的冲量;
(2)朱雪莹对蹦床的平均作用力。
16. 电动机经常应用于码头上提升重物,某应用电路图如图所示,已知电源的电动势,电动机的额定电压,灯泡L的铭牌上标注有“3V、4.5W”字样。闭合开关S,电动机和灯泡均在额定功率下运行,电动机以的速度沿竖直方向匀速提升质量的重物。重力加速度。求
(1)求电源的内阻;
(2)电动机的总功率及内阻。
17. 如图所示,在边长为L的正方形OANP区域内存在竖直向上的匀强电场,MN为竖直放置、足够长的挡板,在MNP右侧有垂直纸面向里的匀强磁场。质量为m、电荷量为的带电粒子从O点沿QP以速度射出,不计粒子的重力。已知当OANP区域加电场和不加电场时,粒子均刚好到达N点。
(1)求电场强度E大小;
(2)磁场磁感应强度B大小;
(3)如果OANP区域内电场强度大小可以变化,求粒子打在MN上的位置距N点的最大距离d。
18. 如图所示为某游戏装置侧面图,半径的圆弧轨道AB固定,半径的半圆弧轨道CD锁定在水平面MN上,一长为、质量也为的平板小车停在MN轨道的最左端紧靠BM,小车上表面与B、C点等高,将一可视为质点、质量的滑块从距B点高度为h处静止释放,滑上小车后带动小车向右运动,小车与轨道CD碰撞(碰撞时间极短)后即被粘在C处,滑块可沿轨道CD继续运动。已知BC间距均足够长,滑块与小车的动摩擦因数,其余接触面均光滑,重力加速度,求:
(1)若,滑块运动到圆弧底端B点时受到的支持力大小;
(2)要使滑块不会从小车上掉下,最大的高度;
(3)要使滑块能过最高点D,则h的取值范围。
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高二学业水平阶段性检测(一)
物理试题
2025.11
木试卷共100分,考试时间90分钟。
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. 如图所示是某智能手机电池上的铭牌,下列有关该电池说法正确的是( )
A. 电动势为4.35V
B. 正常工作时,输出电压为4.35V
C. 对外电路提供的电荷量可达到11.4Wh
D. 非静电力每搬运1C的电荷,将对其做功3.8J
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由图可知3.8V为该电池的电动势,4.35V为充电限制电压,也不是正常工作时,输出电压,故AB错误;
C.对外电路提供的电荷量可达到,故C错误;
D.非静电力每搬运1C的电荷,将对其做功为,故D正确。
故选D。
2. 如图所示为某同学设计的智能停车位计时收费电路,当汽车驶入车位时,磁阻传感器周围磁场将发生变化,从而导致磁阻传感器的电阻减小,下列说法正确的是( )
A. 车辆驶入车位时,电流表的示数增大 B. 车辆驶入车位时,电压表的示数增大
C. 车辆驶离车位时,电源总功率将增大 D. 车辆驶离车位时,磁阻传感器功率增大
【答案】A
【解析】
【详解】AB.车辆驶入车位时,磁阻传感器的电阻减小,整个回路总电阻减小,电路电流增大,即电流表示数变大,由闭合电路欧姆定律,可知电压表的示数减小,故A正确,B错误;
C.车辆驶离车位时,磁阻传感器的电阻增大,电路电流减小,电源总功率减小,故C错误;
D.将等效为电源内阻,磁阻传感器功率为
由于磁阻传感器电阻与等效电源内阻的大小关系未知,磁阻传感器功率变化无法判断,故D错误。
故选A。
3. 回旋加速器工作原理如图所示。和是两个中空的半圆金属盒,两盒间加有周期性变化的电压U,两盒处有与盒面垂直的匀强磁场中,A处为粒子产生源。下列说法正确的是( )
A. 增大电压U,粒子的出射速度变大
B. 增大磁感应强度B,粒子出射速度不变
C. 电压U变化的周期必须和粒子在磁场中运动的周期相同
D. 由于粒子被多次加速,所以粒子在磁场中的运动周期越来越大
【答案】C
【解析】
【详解】CD.根据洛伦兹力提供向心力有
周期
联立可得
可知粒子在磁场中的运动周期不变,粒子要实现同步加速,则电压U变化的周期必须和粒子在磁场中运动的周期相同,故C正确,D错误;
AB.根据,得
可知增大电压U,粒子的出射速度不变,增大磁感应强度B,粒子出射速度变大,故AB错误。
故选C。
4. 已知无限长通电直导线在周围产生的磁场磁感应强度大小为,其中K为比例常数,I为直导线中的电流,x为离直导线的距离。现有两根无限长通电直导线M和N,夹角为60°,间距为2d,电流大小均为I、方向如图中箭头所示,点P为两导线公垂线的中点,则P点处的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】两导线产生的磁感应强度如图(俯视图)
已知无限长的通电直导线周围空间的磁场的磁感应强度大小可表示为
则通电直导线M在P点的磁感应强度大小为
同理通电直导线N在P点的磁感应强度大小为
根据磁感应强度的合成知识可得,P点处的磁感应强度大小为
故选C。
5. 如图甲所示是磁电式电表内部结构示意图,U形磁体的两极装有极靴,极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱形铁芯,铁芯外面绕有铜线圈,电表指针、线圈和铁芯可以绕轴一起转动。极靴与铁芯间的磁场均沿半径方向,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 极靴与铁芯间的磁场是匀强磁场
B. 当线圈上通有图乙中电流时,指针将向左转动
C. 随着线圈的转动,线圈受安培力大小会发生变化
D. 线圈匝数越少,电表的灵敏度越高
【答案】B
【解析】
【详解】A.极靴与铁芯间的磁场均沿半径方向,磁感应强度方向不同,不是匀强磁场,A错误;
B.根据左手定则,当线圈上通有图乙中电流时,左侧边所受安培力向下,右侧边所受安培力向上,指针将向左转动,B正确;
C.因为极靴与铁芯间的磁场均沿半径方向,线圈转动过程中,始终与磁场垂直,根据,B、I、L不变,所以线圈受安培力大小不变,C错误;
D.根据,(M为安培力的磁力矩),匝数越少,磁力矩越小,电表的灵敏度越低,D错误。
故选B。
6. 如图甲,在安全气囊的性能测试中,质量为5kg的头锤从离气囊表面正上方高5m处自由下落,与气囊发生碰撞后反向弹起,上升最大高度为0.2m。以头锤碰到气囊表面为计时零点,气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化如图乙所示,重力加速度。则头锤与气囊碰撞过程中,下列说法正确的是( )
A. B.
C. 合力对头锤冲量大小为 D. F的冲量大小为
【答案】B
【解析】
【详解】C.由运动学公式
可得
可得头锤与气囊碰撞前速度
同理可得弹起初速度
规定向上为正方向,根据动量定理,碰撞过程合力冲量等于动量变化量,因此合力冲量大小,故C错误;
D.由图乙可知,碰撞总时间
合力冲量满足
因此的冲量,故D错误;
B.图像的面积等于的冲量,则
代入
解得,故B正确;
A.规定向上为正方向,头锤与气囊刚接触到运动至最低点的过程,由动量定理有
解得,故A错误。
故选B。
7. 静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核衰变成两个均带正电荷的原子核,一个是粒子、一个是X粒子,两者速度方向均与磁场方向垂直。测得粒子与X粒子轨道半径之比为,如图所示。已知原子核衰变过程动量守恒,粒子带2个单位元电荷。有关两粒子的运动,下列说法正确的是( )
A. 粒子的动量不变
B. X粒子带62个单位元电荷
C. X粒子和粒子旋转方向相同
D. 粒子和X粒子组成的系统动量守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A.洛伦兹力不做功,粒子在磁场中做匀速圆周运动,速度大小不变,方向改变,则粒子的动量大小不变,方向变化,故A错误;
BC.静止的原子核发生衰变,由动量守恒定律可知,反冲核X与粒子的动量大小相等,方向相反,根据左手定则可知X粒子和粒子旋转方向相同,由洛伦兹力提供向心力得
解得
由题意知
则反冲核X的电荷量
故B错误,C正确;
D.根据上述分析可知粒子和X粒子组成的系统所受的洛伦兹力大小不相等,即系统所受的合外力不为零,动量不守恒,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,长为d的两极板水平放置,板间距离为d,板间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,一质量为m、电荷量为的粒子以速度沿两板中间射入,不计粒子所受重力。为使粒子能打在上极板,则B的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】粒子在垂直纸面向里的匀强磁场中运动,洛伦兹力提供向心力,即
可得圆周运动的半径公式
轨迹1(恰好从上极板右边缘射出,):此时圆周运动的半径最大,设为,如图
由几何关系,根据勾股定理
解得
轨迹2(恰好从上极板左边缘射出):此时圆周运动的半径最小,设为,如图
由几何关系可得
半径r与磁感应强度B成反比,对于最大半径对应最小磁感应强度,即
可得
对于最小半径对应最大磁感应强度,即
可得
磁感应强度B的范围为
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,有多个选项是符合题目要求的。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. 某质谱仪原理如图所示,A为粒子源,C为偏转分离器,D为照相底片。粒子源产生了1、2、3三种不同粒子(初速度可看作0),它们在磁场中运动的半径关系为。这三种粒子质量分别为、、,带电量的绝对值分别为、、。不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A. 粒子1、2、3均带正电 B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据左手定则可知,粒子1、2、3均带正电,故A正确;
BCD.根据动能定理
得
由
得
因为
可得
根据题中信息无法判断它们质量的关系,故BC错误,D正确。
故选AD。
10. 一定质量的小球A以初速度与正前方小球B发生碰撞,碰撞过程A、B两球的图像如图所示。已知地面光滑,下列说法正确的是( )
A. 若,则一定是弹性碰撞
B. 无论是否为弹性碰撞,一定满足
C. 无论是否弹性碰撞,A、B两球质量比为
D. 无论是否弹性碰撞,A、B两球质量比
【答案】AC
【解析】
【详解】A.若两球是弹性碰撞,根据动量守恒和机械能守恒,
解得,
可得,故A正确;
B.只有二者共速时,根据动量守恒得
可得
则若是弹性碰撞有,
即,
即
说明只有弹性碰撞时,才满足,故B错误;
CD.无论是否为弹性碰撞,根据动量守恒都有
即
解得A、B两球质量比为,故C正确,D错误。
故选AC。
11. 如图所示,地面上方空间存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。一质量为m、电荷量为的小球从距地面高h处由静止释放,小球刚好不会撞到地面。不计空气阻力,重力加速度为g。小球静止释放到第一次运动到最低点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球的运动轨迹是圆的一部分 B. 该过程中小球机械能守恒
C. 小球的最大速度为 D. 小球在最低点时洛伦兹力大小等于重力大小
【答案】BC
【解析】
【详解】A.小球运动过程中,受到重力和洛伦兹力的作用,所受合外力大小和方向都在变,其运动轨迹不是圆的一部分,故A错误;
B.小球运动过程中,受到重力和洛伦兹力的作用,洛伦兹力始终不做功,只有重力势能和动能的相互转化,机械能守恒,故B正确;
C.小球静止释放到第一次运动到最低点的过程中,根据机械能守恒有
解得,故C正确;
D.由题知,最后小球刚好不会撞到地面,且小球在最低点的速度最大,不为零,故小球在最低点时,速度方向刚好为水平向右,根据左手定则,可知洛伦兹力方向为竖直向上,又重力方向竖直向下,根据牛顿第二定律有
解得洛伦兹力,故D错误。
故选BC。
12. 如图,两端固定有小球A、B的竖直轻杆,A球紧贴竖直光滑墙面,B球位于光滑水平地面上,小球C紧贴小球B。小球A受到轻微扰动后先顺着墙面下滑,在某个时刻离开墙面,最后落到地面上。已知三球始终在同一竖直面上运动,小球A落地后不反弹,小球C的最大速度为v,三球质量均为m,下列说法正确的是( )
A. A球离开墙面时, B、C两球恰好分离
B. 竖直墙对小球A的冲量大小为
C. 小球A落地后,A、B一起运动的速度大小是
D. 小球A落地前瞬间速度大小和B的速度大小相等
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.B、C两球分离时,两球速度相等但两球之间无弹力,即此时两球的速度达到最大值,对于三个小球组成的系统,在水平方向上,根据动量定理可知,墙面对小球A的冲量此时达到最大,即此时A球恰好离开墙面,故A正确;
B.小球A顺着墙面下滑直到与墙面分离的过程中,对于三个小球组成的系统,在水平方向上,根据动量定理可知,竖直墙对小球A的冲量等于B、C两球动量的变化量,即,故B正确;
D.B、C两球分离后,小球C的速度为v并保持不变,此后A、B两球组成的系统水平方向动量守恒,小球A落地前瞬间,小球A和小球B水平方向速度相同,设为,根据水平方向动量守恒有
解得
但此时小球A竖直方向有速度,此时A的速度大于,即大于B的速度,故D错误;
C.由题知,小球A落地后不反弹,即落地后A竖直方向的速度变为0,只有水平方向的速度,故小球A落地后,A、B一起运动的速度大小是,故C正确。
故选ABC。
三、非选择题,共6小题,共60分。
13. 如图甲所示的实验装置可用来验证动量守恒定律,水平气垫导轨上放置两个滑块A和B、开始时,滑块A的左侧、B的右侧分别放有光电门1、2,两滑块用一根细线系在一起,且两者之间有压缩的弹性碰撞架,已知A和B连同各自挡光片、弹性碰撞架的质量分别为和。
(1)两滑块A、B上面的挡光片宽度相等,用游标卡尺测量挡光片如图乙所示,则宽度_______;
(2)烧断细线,滑块A、B被弹性碰撞架弹开,滑块A、B向左、向右运动经过光电门时挡光时间分别为,如果关系式_______(用表示)成立,则表明动量守恒定律得到验证;
(3)本实验还可以测出滑块A、B被弹性碰撞架弹开后动能比值_______(用题中字母表示)。
【答案】(1)10.45
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
游标卡尺读数为
【小问2详解】
若系统动量守恒,则,,
联立可得
【小问3详解】
根据动量守恒定律可知滑块A、B的动量大小相等,方向相反,根据结合
可得
14. 实验方案对实验测量的精度有直接的影响,某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有:
干电池一节(电动势约1.5V,内阻小于1Ω);
电压表V(量程3V,内阻约3kΩ);
电流表A(量程0.6A,内阻约1Ω);
滑动变阻器R(最大阻值为20Ω);
定值电阻(阻值2Ω);
开关一个,导线若干。
(1)某次测量中电压表的示数如图甲所示,该示数为_______V。
(2)该小组按照图乙所示电路进行实验,调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏,记录此过程中电压表和电流表的示数,利用实验数据在U-I坐标纸上描点,如图丙所示。发现电压表示数的变化范围比较小,出现该现象的主要原因是_______;
A. 滑动变阻器最大阻值较小 B. 干电池电动势较小
C. 干电池内阻较小 D. 电压表量程较小
(3)改进实验后再经过描点、作图得到图丁,由此可以计算出电源的电动势_______V。(保留三位有效数字)
(4)由该实验测得电动势的测量值与真实值之间的关系是_______(选填“<”、“=”或“>”),产生该误差的原因是_______(选填“电压表分流”或“电流表分压”)
【答案】(1)1.70 (2)C
(3)1.52##1.51##1.53
(4) ①. < ②. 电压表分流
【解析】
【小问1详解】
电压表量程为3V,则其分度值为0.1V,根据指针位置可知,该示数为1.70V。
【小问2详解】
根据闭合电路欧姆定律
电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的关系为
电压表示数变化范围小,说明小,在有一定变化时,是因为干电池内阻较小,故选C。
【小问3详解】
改进实验后,电路中串联了定值电阻,根据闭合电路欧姆定律
图像的纵轴截距表示电源的电动势。由图丁可知,图像与纵轴交点约为1.52V,所以电源的电动势
【小问4详解】
[1][2]在该实验电路中,由于电压表的分流作用,使得电流表测量的电流不是干路电流(比干路电流小)。根据闭合电路欧姆定律
在计算电动势时,因为电流表测量值偏小,所以测得的电动势小于真实值。
15. 2023年10月2日,杭州亚运会赛场上,中国蹦床名将朱雪莹夺得女子个人冠军,实现奥运会、世锦赛、世界杯、亚运会“大满贯”,如图是她比赛时的照片。若她的质量,某次训练时从距离蹦床平面1.25m高处自由下落,与蹦床接触1s后恰能竖直弹回至1.8m高处。g取,不计一切阻力。求
(1)朱雪莹从下落到弹回最高点过程,重力的冲量;
(2)朱雪莹对蹦床的平均作用力。
【答案】(1),方向竖直向下
(2),方向竖直向下
【解析】
【小问1详解】
由题意,自由下落阶段
解得
与蹦床接触然后反弹,上升过程中有
解得
故重力的冲量
解得,方向竖直向下。
【小问2详解】
由动量定理,对全程有
解得
由牛顿第三定律可得,朱雪莹对蹦床的平均作用力大小为,方向竖直向下。
16. 电动机经常应用于码头上提升重物,某应用电路图如图所示,已知电源的电动势,电动机的额定电压,灯泡L的铭牌上标注有“3V、4.5W”字样。闭合开关S,电动机和灯泡均在额定功率下运行,电动机以的速度沿竖直方向匀速提升质量的重物。重力加速度。求
(1)求电源的内阻;
(2)电动机的总功率及内阻。
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
灯泡正常工作,流过灯泡L的电流
根据闭合电路欧姆定律有
解得
【小问2详解】
电动机的总功率
电动机的输出功率
电动机消耗的热功率
联立解得,
17. 如图所示,在边长为L的正方形OANP区域内存在竖直向上的匀强电场,MN为竖直放置、足够长的挡板,在MNP右侧有垂直纸面向里的匀强磁场。质量为m、电荷量为的带电粒子从O点沿QP以速度射出,不计粒子的重力。已知当OANP区域加电场和不加电场时,粒子均刚好到达N点。
(1)求电场强度E大小;
(2)磁场磁感应强度B大小;
(3)如果OANP区域内电场强度大小可以变化,求粒子打在MN上的位置距N点的最大距离d。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
有电场时,对带电粒子受力分析,可知粒子做类平抛运动,根据粒子可以恰好到达N点,可得:水平方向
竖直方向
根据牛顿第二定律
联立解得
【小问2详解】
无电场时,对带电粒子受力分析,可知粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据带电粒子可以恰好到达N点,根据洛伦兹力提供向心力
根据几何关系可得
联立解得
【小问3详解】
根据粒子在电场中做类平抛运动,可得粒子在水平方向
竖直方向
根据牛顿第二定律
其中
粒子进入磁场时,与NP夹角为,如图所示
粒子在磁场中做圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力
由几何关系有,
可得到其到达MN上的位置与N的间距
结合数学知识化简得
而,即最大距离为。
18. 如图所示为某游戏装置侧面图,半径的圆弧轨道AB固定,半径的半圆弧轨道CD锁定在水平面MN上,一长为、质量也为的平板小车停在MN轨道的最左端紧靠BM,小车上表面与B、C点等高,将一可视为质点、质量的滑块从距B点高度为h处静止释放,滑上小车后带动小车向右运动,小车与轨道CD碰撞(碰撞时间极短)后即被粘在C处,滑块可沿轨道CD继续运动。已知BC间距均足够长,滑块与小车的动摩擦因数,其余接触面均光滑,重力加速度,求:
(1)若,滑块运动到圆弧底端B点时受到的支持力大小;
(2)要使滑块不会从小车上掉下,最大的高度;
(3)要使滑块能过最高点D,则h的取值范围。
【答案】(1)11.2N
(2)1.0m (3)
【解析】
【小问1详解】
滑块从起点滑到圆弧轨道底端B点,根据机械能守恒定律
滑块做圆周运动,在B点,由牛顿第二定律得
联立解得
【小问2详解】
下滑阶段,根据机械能守恒定律有
滑块与车达到共速时,恰好位于小车右端,根据动量守恒定律可得
系统损失的动能转化为摩擦生热
联立求得
【小问3详解】
要使滑块能从D点飞出,最大高度为
设最小高度为h′2,滑块到C轨道的最高点速度为vD,滑块滑到B点速度为v2,与小车达到共速为v共2,小车滑到C点速度为vC,沿AB弧线下滑机械能守恒
根据动量守恒定律
根据能量守恒
在D点,有
联立求得
所以h的取值范围
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