精品解析:云南昆明市第三中学2024-2025学年高二下学期6月阶段检测物理试题
2026-09-08
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内容正文:
昆明市第三中学高2026届高二下学期6月月考
物理学科能力测试
注意事项:
1、答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、考号、考场号、座位号填写在答题卡上,并用铅笔认真填涂考号。
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,再选涂其它答案标号。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,将答题卡交回。
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. 如图所示,光滑铁球通过一根水平细绳固定在静止的斜面上,当斜面竖直向上加速运动时,与静止时相比,铁球受到的细绳拉力T和斜面支持力N的变化情况是( )
A. T增大,N减小 B. T增大,N增大
C. T不变,N减小 D. T减小,N增大
2. 平衡位置在同一水平面上的两个振动完全相同的点波源,在均匀介质中产生两列波。若波峰用实线表示,波谷用虚线表示,P点位于其最大正位移处,曲线ab上的所有点均为振动减弱点,则下列图中可能满足以上描述的是( )
A. B.
C. D.
3. 两个等量异种电荷的连线的中垂线组成的面,我们叫它为中垂面,在中垂面上的两个同心圆如图所示,圆心O处在等量异种电荷连线上的中点,圆上有M、N、P三个点,下列说法中正确的是( )
A. 点的电势一定大于点的电势
B. 点的场强一定大于点的场强
C. 一个电子在、点的电势能不相等
D. 一个电子在、点所受电场力不相同
4. 我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次同时抛出两颗质量相同的谷粒,运动轨迹如图所示,其轨迹在同一竖直平面内,抛出点均为,且轨迹交于点,抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和,其中方向水平,方向斜向上。忽略空气阻力,关于两谷粒在空中的运动,下列说法正确的是( )
A. 谷粒1和谷粒2在竖直方向都做自由落体运动
B. 谷粒1和谷粒2在点相遇
C. 两谷粒从到的过程中动量变化量相同
D. 两谷粒从到的平均速度方向相同
5. 两小车P、Q的质量分别为和,将它们分别与小车N沿直线做碰撞实验,碰撞前后的速度v随时间t的变化分别如图1和图2所示。小车N的质量为,碰撞时间极短,则( )
A. B. C. D.
6. 折射率为的玻璃圆柱水平放置,平行于其横截面的一束光线从顶点入射,光线与竖直方向的夹角为,如图所示。该光线从圆柱内射出时,与竖直方向的夹角为(不考虑光线在圆柱内的反射)( )
A. B. C. D.
7. 人类设想在赤道平面内建造垂直于地面并延伸到太空的电梯,又称“太空电梯”如图甲所示。图乙中,图线表示地球引力对航天员产生的加速度大小与航天员距地心的距离的关系,图线表示航天员相对地面静止时产生的向心加速度大小与的关系。图乙中(地球半径)、为已知量,地球自转的周期为,引力常量为,下列说法正确的有( )
A. 太空电梯停在处的线速度等于第一宇宙速度
B. 太空电梯停在处时,宇航员所受的重力为0
C. 太空电梯停在处时,宇航员对电梯舱的弹力为0
D. 随着的增大,宇航员对太空电梯的弹力逐渐减小
8. 物理知识在生活中有广泛的应用,下列说法正确的是( )
A. 如图甲所示,阳光下观察竖直放置的肥皂膜,看到彩色条纹是光的干涉产生的
B. 如图乙所示,光纤通信是一种现代通信手段,它是利用光的衍射原理来传递信息的
C. 如图丙所示,在多雾或多雨的城市中,采用红灯图作为各种交通警示,原因是红光容易产生干涉
D. 如图丁所示,立体电影利用了光的偏振现象
9. 摩托车的点火装置原理如图所示。转换器将直流电压转换为12V的正弦交流电压,并加在高压包(理想变压器)的原线圈上,当副线圈电压的瞬时值大于时,就会使火花塞产生电火花点燃汽油机工作。下列说法正确的是( )
A. 在电压变化的一个周期内,火花塞放电两次
B. 仅增加高压包副线圈的匝数,高压包的输出电压会增大
C. 仅减小高压包原线圈的匝数,火花塞放电的频率会增大
D. 高压包的副线圈匝数至少是原线圈匝数的1250倍
10. 如图所示,一光滑杆固定在底座上,构成支架,放置在水平地面上,光滑杆沿竖直方向,一轻弹簧套在光滑杆上,一圆环套在杆上,圆环从距弹簧上端H处静止释放,接触弹簧后,将弹簧压缩,弹簧的形变始终在弹性限度内。已知圆环的质量为m,支架的质量为3m,弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g,不计空气阻力。圆环刚接触弹簧时的位置为O点,下列说法正确的是( )
A. 在圆环压缩弹簧的过程中,圆环所受合力先增大后减小
B. 圆环下落过程中的最大速度为vm=
C. 当圆环运动到最低点时,底座对地面的压力一定大于4mg
D. 圆环下落到最低点后反弹到最高点的过程中,圆环的机械能先增大后保持不变
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某兴趣小组利用如图甲所示的实验装置来验证自由落体过程中的动量定理。铁架台竖直放置在水平面上,上端固定电磁铁M,A、B为位置可调节的光电门,光电门均与数字计时器N相连,重力加速度为g。
实验步骤如下:
①接通M的开关,吸住钢球;
②将A固定在钢球中心正下方的某一位置,调节B的位置并固定;
③断开M的开关,钢球自由下落,记录钢球分别通过A、B的时间和,以及钢球从A运动到B的时间t,重复测量3次取平均值;
④保持A位置不变而改变B的位置并固定,重复步骤③;
⑤利用游标卡尺测出钢球直径d,读数如图乙所示。
回答下列问题:
(1)钢球直径____________cm。
(2)实验____________测量小球的质量(填“需要”或“不需要”),为了减小实验误差,A、B两点间的高度差要适当____________些(填“大”或“小”)
(3)钢球从A运动到B的过程中若满足关系式____________,即可验证自由落体过程中的动量定理(用题中已给物理量符号表示)。
12. 某同学把量程为但内阻未知的微安表G改装成量程为的电压表,他先测量出微安表G的内阻,然后对电表进行改装,最后再利用一标准电压表,对改装后的电压表进行检测。
该同学利用“半偏法”原理测量微安表G的内阻,实验中可供选择的器材如下:
A.滑动变阻器()
B.滑动变阻器()
C.电阻箱()
D.电源(电动势为)
E.电源(电动势为)
F.开关、导线若干
具体实验步骤如下:
a.按电路原理图甲连接好线路;
b.将滑动变阻器的阻值调到最大,闭合开关后调节的阻值,使微安表G的指针满偏;
c.闭合,保持不变,调节的阻值,使微安表G的示数为,此时的示数为;
回答下列问题:
(1)为减小实验误差,实验中电源应选用____________,滑动变阻器应选用____________(填仪器前的字母);
(2)由实验操作步骤可知微安表G内阻的测量值____________;
(3)若按照(2)中测量的,将上述微安表G改装成量程为的电压表需要串联一个阻值为____________的电阻;
(4)用图乙所示电路对改装后的电压表进行校对,由于内阻测量造成的误差,当标准电压表示数为时,改装电压表中微安表G的示数为,为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差,的阻值应调至____________(结果保留1位小数)。
13. 水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭。在学校创造节上,某同学用容积为V0的可乐瓶制作了一支水火箭,现向瓶中装入的水后用带气嘴的橡胶塞塞紧瓶口,将火箭竖直放置,火箭内气体的压强为,如图所示。现用打气筒向瓶内缓慢打气,已知打气筒每打一次气能把体积为、压强为的空气压入瓶内,当瓶内空气压强达到时橡胶塞脱落,水流高速喷出,火箭向上飞起。在打气过程中气体始终处于密封状态,瓶中气体温度变化忽略不计。(火箭内的气体视为理想气体)
(1)求打气筒打一次气后火箭内气体的压强;
(2)至少需要打多少次气才能使火箭起飞。
14. 如图,一雪块从倾角的屋顶上的点由静止开始下滑,滑到A点后离开屋顶。O、A间距离,A点距地面的高度,雪块与屋顶的动摩擦因数。不计空气阻力,雪块质量不变,取,重力加速度大小。求:
(1)雪块从A点离开屋顶时的速度大小;
(2)雪块落地时的速度大小,及其速度方向与水平方向的夹角。
15. 光滑斜面倾角为,I区域与II区域均存在垂直斜面向外的匀强磁场,两区磁感应强度大小相等,均为。正方形线框质量为,总电阻为,同种材料制成且粗细均匀,I区域长为,II区域长为,两区域间无磁场的区域长度大于线框长度。线框从某一位置释放,边进入I区域时速度为,且直到边离开I区域时速度均为,当边进入II区域时的速度和边离开II区域时的速度一致,则:
(1)求线框释放点边与I区域上边缘的距离;
(2)求边进入I区域时边两端的电势差;
(3)求线框进入II区域到完全离开过程中克服安培力做功的平均功率。
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昆明市第三中学高2026届高二下学期6月月考
物理学科能力测试
注意事项:
1、答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、考号、考场号、座位号填写在答题卡上,并用铅笔认真填涂考号。
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,再选涂其它答案标号。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,将答题卡交回。
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. 如图所示,光滑铁球通过一根水平细绳固定在静止的斜面上,当斜面竖直向上加速运动时,与静止时相比,铁球受到的细绳拉力T和斜面支持力N的变化情况是( )
A. T增大,N减小 B. T增大,N增大
C. T不变,N减小 D. T减小,N增大
【答案】B
【解析】
【详解】对小球受力分析,设斜面的倾角为,如图所示
开始时,小球静止,由平衡条件可知,
当斜面竖直向上加速运动时,由牛顿第二定律
则
故斜面支持力N增大,而
故铁球受到的细绳拉力T也增大。
故选B。
2. 平衡位置在同一水平面上的两个振动完全相同的点波源,在均匀介质中产生两列波。若波峰用实线表示,波谷用虚线表示,P点位于其最大正位移处,曲线ab上的所有点均为振动减弱点,则下列图中可能满足以上描述的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意P点位于其最大正位移处,故可知此时P点位于两列波的波峰与波峰相交处;根据干涉规律可知,相邻波峰与波峰,波谷与波谷连线上的点都是加强点,故A图像中的曲线ab上的点存在振动加强点,不符合题意。
故选C。
3. 两个等量异种电荷的连线的中垂线组成的面,我们叫它为中垂面,在中垂面上的两个同心圆如图所示,圆心O处在等量异种电荷连线上的中点,圆上有M、N、P三个点,下列说法中正确的是( )
A. 点的电势一定大于点的电势
B. 点的场强一定大于点的场强
C. 一个电子在、点的电势能不相等
D. 一个电子在、点所受电场力不相同
【答案】B
【解析】
【详解】AC.等量异种点电荷的电场线分布如图所示
可知中垂面为等势面,所以M、N、P三个点的电势相等,一个电子在M、P点的电势能相等,故AC错误;
B.中垂面上离圆心O处越近场强越大,所以N点场强一定大于M点的场强,故B正确;
D.由于M、P两点离圆心O处的距离相等,所以M、P两点的场强大小相等,方向也相同,场强方向与两点电荷连线平行,所以一个电子在M、P点所受电场力相同,故D错误。
故选B。
4. 我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次同时抛出两颗质量相同的谷粒,运动轨迹如图所示,其轨迹在同一竖直平面内,抛出点均为,且轨迹交于点,抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和,其中方向水平,方向斜向上。忽略空气阻力,关于两谷粒在空中的运动,下列说法正确的是( )
A. 谷粒1和谷粒2在竖直方向都做自由落体运动
B. 谷粒1和谷粒2在点相遇
C. 两谷粒从到的过程中动量变化量相同
D. 两谷粒从到的平均速度方向相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.谷粒1做平抛运动,竖直方向初速度为零,做自由落体运动;谷粒2做斜抛运动,竖直方向有向上的初速度分量,做竖直上抛运动,故A错误;
B.两谷粒在竖直方向的位移相同(设为h),谷粒1运动时间满足
谷粒2先向上运动再向下做自由落体运动,运动时间明显大于,两谷粒不可能同时到达点,故B错误;
C.根据可知二者速度变化量不相等,可得动量变化量不相同,故C错误;
D.平均速度的方向与位移方向相同。两谷粒从到的位移方向均为由O指向P,所以平均速度方向相同,故D正确。
故选D。
5. 两小车P、Q的质量分别为和,将它们分别与小车N沿直线做碰撞实验,碰撞前后的速度v随时间t的变化分别如图1和图2所示。小车N的质量为,碰撞时间极短,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】PN碰撞时,根据碰撞前后动量守恒有
即
根据图像可知,故;
同理,QN碰撞时,根据碰撞前后动量守恒有
即
根据图像可知,故;
故
故选D。
6. 折射率为的玻璃圆柱水平放置,平行于其横截面的一束光线从顶点入射,光线与竖直方向的夹角为,如图所示。该光线从圆柱内射出时,与竖直方向的夹角为(不考虑光线在圆柱内的反射)( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】
设光线射入圆柱体时的折射角为,根据光的折射定律可知
解得
如图,根据几何关系可知光线射出圆柱体时的入射角
则法线与竖直方向的夹角
根据光的折射定律可知
解得光线射出圆柱体时的折射角
光线从圆柱体内射出时,与竖直方向的夹角为
故选B。
7. 人类设想在赤道平面内建造垂直于地面并延伸到太空的电梯,又称“太空电梯”如图甲所示。图乙中,图线表示地球引力对航天员产生的加速度大小与航天员距地心的距离的关系,图线表示航天员相对地面静止时产生的向心加速度大小与的关系。图乙中(地球半径)、为已知量,地球自转的周期为,引力常量为,下列说法正确的有( )
A. 太空电梯停在处的线速度等于第一宇宙速度
B. 太空电梯停在处时,宇航员所受的重力为0
C. 太空电梯停在处时,宇航员对电梯舱的弹力为0
D. 随着的增大,宇航员对太空电梯的弹力逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】由万有引力定律,解得地球引力对航天员产生的加速度大小
航天员相对地面静止时产生的向心加速度大小,为自转向心加速度
A.电梯在处相对地面静止,线速度,为地球自转线速度
第一宇宙速度,为近地环绕速度
地球自转线速度远小于近地环绕速度,因此太空电梯停在处的线速度远小于第一宇宙速度,故A错误;
B.宇航员随电梯绕地轴匀速转动,角速度恒为
在处,引力恰好提供向心力,即
宇航员处于完全失重状态,其视重为零,但所受重力不为0,故B错误;
C.宇航员在处仅受引力,且引力全部用于向心力,不需要电梯舱提供支持力或拉力。由牛顿第三定律,宇航员对电梯舱的弹力也为0,故C正确;
D.设电梯对宇航员的作用力为,根据牛顿第二定律
解得
当时,引力大于向心力,,且随增大减小。
当时,
当时,引力小于向心力,,且随增大增大。
因此,弹力大小先减小后增大,并非逐渐减小,故D错误。
故选C。
8. 物理知识在生活中有广泛的应用,下列说法正确的是( )
A. 如图甲所示,阳光下观察竖直放置的肥皂膜,看到彩色条纹是光的干涉产生的
B. 如图乙所示,光纤通信是一种现代通信手段,它是利用光的衍射原理来传递信息的
C. 如图丙所示,在多雾或多雨的城市中,采用红灯图作为各种交通警示,原因是红光容易产生干涉
D. 如图丁所示,立体电影利用了光的偏振现象
【答案】AD
【解析】
【详解】A.如图甲所示,阳光下观察竖直放置的肥皂膜,看到彩色条纹是光的干涉产生的,故A正确;
B.如图乙所示,光纤通信是一种现代通信手段,它是利用光的全反射原理来传递信息的,故B错误;
C.如图丙所示,在多雾或多雨的城市中,采用红灯图作为各种交通警示,原因是红光波长较长,容易发生明显的衍射,故C错误;
D.如图丁所示,立体电影利用了光的偏振现象,故D正确。
故选AD。
9. 摩托车的点火装置原理如图所示。转换器将直流电压转换为12V的正弦交流电压,并加在高压包(理想变压器)的原线圈上,当副线圈电压的瞬时值大于时,就会使火花塞产生电火花点燃汽油机工作。下列说法正确的是( )
A. 在电压变化的一个周期内,火花塞放电两次
B. 仅增加高压包副线圈的匝数,高压包的输出电压会增大
C. 仅减小高压包原线圈的匝数,火花塞放电的频率会增大
D. 高压包的副线圈匝数至少是原线圈匝数的1250倍
【答案】AB
【解析】
【详解】A.在电流变化的一个周期内,电压两次到达最大值,火花塞放电两次,故A正确;
B.根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系,仅增加高压包副线圈的匝数,高压包的输出电压会增大,故B正确;
C.变压器不改变交变电流的频率,故仅减小高压包原线圈的匝数,火花塞放电的频率不变,故C错误;
D.要使火花塞产生电火花点燃汽油机工作,根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系可得
故D错误。
故选AB。
10. 如图所示,一光滑杆固定在底座上,构成支架,放置在水平地面上,光滑杆沿竖直方向,一轻弹簧套在光滑杆上,一圆环套在杆上,圆环从距弹簧上端H处静止释放,接触弹簧后,将弹簧压缩,弹簧的形变始终在弹性限度内。已知圆环的质量为m,支架的质量为3m,弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g,不计空气阻力。圆环刚接触弹簧时的位置为O点,下列说法正确的是( )
A. 在圆环压缩弹簧的过程中,圆环所受合力先增大后减小
B. 圆环下落过程中的最大速度为vm=
C. 当圆环运动到最低点时,底座对地面的压力一定大于4mg
D. 圆环下落到最低点后反弹到最高点的过程中,圆环的机械能先增大后保持不变
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.在圆环压缩弹簧的过程中,圆环受到重力和弹簧向上的弹力,弹力逐渐增大,弹力先小于重力,后大于重力,则圆环所受合力先减小后增大,故A错误;
B.当重力与弹力大小相等时,圆环的合力为零,速度最大,设此时弹簧的压缩量为x,则有
得
对于圆环和弹簧组成的系统,由于只有重力和弹力做功,所以系统的机械能守恒,则从初位置到圆环速度最大的位置,根据系统的机械能守恒得
联立解得
vm=
故B正确;
C.当圆环运动到最低点时,圆环的加速度方向竖直向上,处于超重状态,由牛顿第二定律知弹簧的弹力
F>mg
则圆环对弹簧的压力大于mg,因此,底座对地面的压力一定大于4mg,故C正确;
D.圆环下落到最低点后反弹到最高点的过程中,圆环离开弹簧之前,弹簧的弹力对圆环做正功,圆环的机械能增大,圆环离开弹簧之后只有重力,圆环的机械能保持不变,故D正确。
故选BCD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某兴趣小组利用如图甲所示的实验装置来验证自由落体过程中的动量定理。铁架台竖直放置在水平面上,上端固定电磁铁M,A、B为位置可调节的光电门,光电门均与数字计时器N相连,重力加速度为g。
实验步骤如下:
①接通M的开关,吸住钢球;
②将A固定在钢球中心正下方的某一位置,调节B的位置并固定;
③断开M的开关,钢球自由下落,记录钢球分别通过A、B的时间和,以及钢球从A运动到B的时间t,重复测量3次取平均值;
④保持A位置不变而改变B的位置并固定,重复步骤③;
⑤利用游标卡尺测出钢球直径d,读数如图乙所示。
回答下列问题:
(1)钢球直径____________cm。
(2)实验____________测量小球的质量(填“需要”或“不需要”),为了减小实验误差,A、B两点间的高度差要适当____________些(填“大”或“小”)
(3)钢球从A运动到B的过程中若满足关系式____________,即可验证自由落体过程中的动量定理(用题中已给物理量符号表示)。
【答案】(1)1.125
(2) ①. 不需要 ②. 大
(3)
【解析】
【小问1详解】
该游标为20分度,精度为
主尺读数:游标尺0刻度在主尺(即)之后,游标尺0刻度与主尺刻度对齐,游标读数为:
故总直径
【小问2详解】
[1]根据动量定理:
两边质量可约去,因此不需要测量小球质量。
[2]A、B间高度差适当大一些,可以减小时间测量的相对误差,从而减小实验误差。
【小问3详解】
钢球通过光电门的瞬时速度用平均速度近似:
代入动量定理得:
约去后得到验证式:
【点睛】
12. 某同学把量程为但内阻未知的微安表G改装成量程为的电压表,他先测量出微安表G的内阻,然后对电表进行改装,最后再利用一标准电压表,对改装后的电压表进行检测。
该同学利用“半偏法”原理测量微安表G的内阻,实验中可供选择的器材如下:
A.滑动变阻器()
B.滑动变阻器()
C.电阻箱()
D.电源(电动势为)
E.电源(电动势为)
F.开关、导线若干
具体实验步骤如下:
a.按电路原理图甲连接好线路;
b.将滑动变阻器的阻值调到最大,闭合开关后调节的阻值,使微安表G的指针满偏;
c.闭合,保持不变,调节的阻值,使微安表G的示数为,此时的示数为;
回答下列问题:
(1)为减小实验误差,实验中电源应选用____________,滑动变阻器应选用____________(填仪器前的字母);
(2)由实验操作步骤可知微安表G内阻的测量值____________;
(3)若按照(2)中测量的,将上述微安表G改装成量程为的电压表需要串联一个阻值为____________的电阻;
(4)用图乙所示电路对改装后的电压表进行校对,由于内阻测量造成的误差,当标准电压表示数为时,改装电压表中微安表G的示数为,为了尽量消除改装后的电压表测量电压时带来的误差,的阻值应调至____________(结果保留1位小数)。
【答案】(1) ①. E ②. B
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
[1]半偏法测微安表内阻时,滑动变阻器应远大于表头内阻,以减小闭合支路后干路电流的变化。电源电动势也应较大,以便在滑动变阻器上获得足够大的分压。
故电源选的
故填E。
[2]表头满偏电流为,则干路中滑动变阻器进入电路的最小电阻约为
故选的滑动变阻器
故填B。
【小问2详解】
半偏法原理:保持滑动变阻器不变,闭合,调节电阻箱使表头半偏,此时近似认为表头内阻等于电阻箱阻值,即
【小问3详解】
量程,满偏电流,总电阻
需串联电阻
【小问4详解】
标准电压表读数为时,改装表头电流为,表明实际总电阻偏大。实际总电阻
原串联电阻不变,可得真实内阻
为消除误差,需满足时对应,即总电阻应为
调整后串联电阻
13. 水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭。在学校创造节上,某同学用容积为V0的可乐瓶制作了一支水火箭,现向瓶中装入的水后用带气嘴的橡胶塞塞紧瓶口,将火箭竖直放置,火箭内气体的压强为,如图所示。现用打气筒向瓶内缓慢打气,已知打气筒每打一次气能把体积为、压强为的空气压入瓶内,当瓶内空气压强达到时橡胶塞脱落,水流高速喷出,火箭向上飞起。在打气过程中气体始终处于密封状态,瓶中气体温度变化忽略不计。(火箭内的气体视为理想气体)
(1)求打气筒打一次气后火箭内气体的压强;
(2)至少需要打多少次气才能使火箭起飞。
【答案】(1);(2)4
【解析】
【详解】(1)打一次气,根据玻意耳定律可知
解得
(2)设需打气n次,根据玻意耳定律有
解得
故至少要打气4次即可起飞。
14. 如图,一雪块从倾角的屋顶上的点由静止开始下滑,滑到A点后离开屋顶。O、A间距离,A点距地面的高度,雪块与屋顶的动摩擦因数。不计空气阻力,雪块质量不变,取,重力加速度大小。求:
(1)雪块从A点离开屋顶时的速度大小;
(2)雪块落地时的速度大小,及其速度方向与水平方向的夹角。
【答案】(1)5m/s
(2)8m/s,60°
【解析】
【小问1详解】
雪块在屋顶上运动过程中,由动能定理
代入数据解得雪块到A点速度大小为
【小问2详解】
雪块离开屋顶后,做斜向下抛运动,由动能定理
代入数据解得雪块到地面速度大小
速度与水平方向夹角,满足
解得
15. 光滑斜面倾角为,I区域与II区域均存在垂直斜面向外的匀强磁场,两区磁感应强度大小相等,均为。正方形线框质量为,总电阻为,同种材料制成且粗细均匀,I区域长为,II区域长为,两区域间无磁场的区域长度大于线框长度。线框从某一位置释放,边进入I区域时速度为,且直到边离开I区域时速度均为,当边进入II区域时的速度和边离开II区域时的速度一致,则:
(1)求线框释放点边与I区域上边缘的距离;
(2)求边进入I区域时边两端的电势差;
(3)求线框进入II区域到完全离开过程中克服安培力做功的平均功率。
【答案】(1)
(2)
(3)时;时
【解析】
【小问1详解】
从线框释放到边进入I区域,由动能定理
解得
【小问2详解】
设线框边长,在I区域匀速运动,则安培力等于重力分力,且I区域长度,即
边切割磁感线产生电动势
又,此时内阻,路端电压
联立解得
【小问3详解】
在II区域运动过程中,初末速度均为,动能不变,克服安培力做功等于重力做功
设运动时间为,根据动量定理
安培力冲量大小,其中为有电流时的位移。
若线框能完全进入II区域,,解得
因此克服安培力做功的平均功率
若线框不能完全进入II区域,,解得
因此克服安培力做功的平均功率
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