湖南省衡阳市2026-2027学年高二上学期期中考试物理自编模拟试卷
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内容正文:
湖南省衡阳市2026-2027学年高二上学期期中考试物理自编模拟试卷
物理试题
注意事项:
1. 答题前,考生务必将自己的准考证号、姓名填写在答题卡上。考生要认真核对答题卡上粘贴的条
形码的“准考证号、姓名、考试科目”与考生本人准考证号、姓名是否一致。
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,监考员将试卷、答题卡一并收回。
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,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1.导体的伏安特性曲线表示导体的导电特性,如图是A、B两个导体的伏安特性曲线,其中图线A的斜率为k,并且图线A与横轴成角。下列关于这两个导体的伏安特性曲线的说法正确的是( )
A.两条图线的交点表示此状态下两导体的电阻相等
B.导体A的电阻值不随电压变化而变化,B的电阻值随电压的增大而增大
C.导体B是非线性元件,曲线上某点切线的斜率为相应状态的电阻的倒数
D.导体A为线性元件,且
【答案】A
【解析】A.两线的交点处,U和I相等,此时电阻也相等,故A正确;
BCD.因为A元件的伏安特性曲线是直线,所以A是线性元件,其斜率的倒数等于其电阻,但因为横纵坐标轴标度不一定相同,则斜率不能用倾角的正切值求解,A元件的电阻值不随电压变化而变化;因为B元件的伏安特性曲线是弯曲的曲线,所以导体B是非线性元件,各点与原点的连线的斜率表示电阻的倒数,不是某点切线的斜率表示电阻的倒数,B的电阻值随电压的增大而减小。故BCD错误。
故答案为:A。
2.如图所示为元件甲和乙的伏安特性曲线,两图线交于点,点坐标为。下列说法正确的是( )
A.甲为非线型元件
B.元件乙的电阻随电压的增大而减小
C.当元件两端电压为时,甲消耗的电功率比乙的小
D.若将甲、乙元件并联在电压为的理想电源中,则通过干路某一横截面的电荷量为
【答案】D
【解析】A. I-U 图像中,某点的斜率(ΔI/ΔU)表示电阻的倒数(1/R)。元件甲的 I-U 图是一条直线,说明其斜率不变,即电阻值恒定,因此它是一个线性元件 ,故A错误;
B. 元件乙的 I-U 图是一条曲线。随着电压 U 增大,图像上的点与原点连线的斜率(I/U)在减小。由于电阻 R = U/I,斜率 I/U 减小意味着电阻 R 在增大。因此,元件乙的电阻随电压增大而增大,故B错误;
C. 当两元件电压均为 2.5V 时,从图像看出,通过它们的电流 I 相同。电功率公式为 P = U I。既然 U 和 I 都相同,它们的消耗的电功率也必然相同 ,故C错误;
D.将甲、乙两元件并联接到5V的电源两端时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以两元件两端的电压均为5V,由图像可知通过两元件的电流分别为I乙=1.0A,I甲=0.625A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以总电流I=1.625A,根据电荷量定义可知,通过干路某一横截面的电荷量为,故D正确。
故选D。
3.如图所示,矿场利用以速度5m/s顺时针转动的传送带将煤块从地面运送至距地面高度3m的加工处。现将一质量为20kg的煤块轻放在传送带的下端开始传送。已知煤块与传送带间的动摩擦因数,传送带与水平方向夹角,煤块视为质点。关于运送过程,下列说法正确的是( )
A.煤块加速运动阶段,摩擦力对其做的功为750J
B.煤块到达加工处时增加的机械能等于250J
C.煤块到达加工处时重力的瞬时功率是1000W
D.为使传送带保持匀速转动,电动机的输出功率为750W
【答案】A
【解析】A、对刚放上去的煤块受力分析,由牛顿第二定律,代入数据解得,煤块加速到与传送带共速的位移,传送带总长度,;又,煤块先加速后匀速,到达顶端速度为
加速阶段滑动摩擦力,摩擦力做功,A正确;
B、机械能增加量等于动能与重力势能增量之和,,B错误;
C、重力瞬时功率,C错误;
D、加速阶段传送带额外输出功率,匀速阶段额外输出功率,题目未指明阶段,无法确定电动机输出功率,D错误。
故答案为:A。
4.光敏电阻可随所在环境光线的强弱而改变阻值,如图所示电路中,为光敏电阻,其阻值随光照的增强(减弱)而减小(增大),、为定值电阻,为电容器,为电源(内阻为)。闭合开关S,若环境光线变强,则电路稳定后,下列说法正确的是( )
A.电源输出功率增大 B.两端电压减小
C.两端电压减小 D.电容器所带电荷量减小
【答案】D
【解析】ABC.若环境光线变强,则电路稳定后, 光敏电阻值减小,根据闭合回路欧姆定律可知干路电流I增大,R1两端电压
可知U1变大,电源输出功率
当电源外电阻与内电阻相等时电源输出功率最大,因不知道内阻和外电阻的关系,不能确定电源输出功率变化情况。故ABC错误。
D.电容器两端电压,由于I增大,电容器C两端电压减小,根据Q=CU可知,所带的电荷量减小,故D正确
故选:D。
5.如图所示,空间中存在两根无限长直导线L1与L2,通有大小相等,方向相反的电流。导线周围存在M、O、N三点,M与O关于L1对称,O与N关于L2对称且OM=ON,初始时,M处的磁感应强度大小为B1,O点的磁感应强度大小为B2,现保持L1中电流不变,仅将L2撤去,N点的磁感应强度大小为( )
A.B2-B1 B.B1-B2 C.B2-B1 D.B1-B2
【答案】A
【解析】根据题意,作出L1、L2中电流的某种情况,如图所示,设L1在M点产生的磁感应强度大小为B1M,L2在M点产生的磁感应强度大小为B2M,
L1在O点产生的磁感应强度大小为B1O,L2在O点产生的磁感应强度大小为B2O,
则由右手螺旋定则可知L1和L2在M点产生的磁感应强度方向相反,L1和L2在O点产生的磁感应强度方向相同,
则有B1M-B2M=B1、B1O+B2O=B2,由于L1、L2中电流大小相等,且O、M两点距L1的距离与O点距L2的距离相等,
则在大小关系上有B1M=B1O=B2O,B2M=B1N,联立可得B2M=B1N=B2-B1,
故保持L1中电流不变,仅将L2撤去,N点的磁感应强度大小为B1N=B2-B1
故答案为:A
6.如图所示,a、b、c、d为正方形的四个顶点,在b、c、d三处有垂直于正方形所在平面的无限长通电直导线,b、d两处的电流方向向外、大小均为I,c处的电流方向向里、大小为,此时a处的磁感应强度为0。已知通电长直导线周围的磁感应强度大小与电流成正比、与该点到通电长直导线的距离成反比,即,以下说法正确的是( )
A.
B.
C.
D.仅将b、d处的电流反向,a处的磁感应强度仍为0
【答案】C
【解析】磁感应强度为矢量,合成时要用平行四边形定则,因此要正确根据安培定则判断导线周围磁场方向是解题的前提。ABC.根据安培定则可知处导线在处产生的磁场方向向下,处导线在处产生的磁场方向向左,处导线在处产生的磁场方向为垂直于连线斜向右上方。大小为,,
磁感应强度为矢量,根据矢量合成法则可知两处导线在处产生的合磁感应强度为
a处的磁感应强度为0,则
解得
故AB错误,C正确;
D.若仅将b、d处的电流反向,则三根直导线在a处的磁感应强度大小为
故D错误。
故选C。
7.翠鸟是我国南方常见的小鸟,擅长捕食小鱼。如图甲,t=0时刻,一只质量为m的翠鸟从静止开始竖直俯冲,入水后沿直线减速,t=t2时刻下潜到最低点,恰好捕到小鱼,此过程,翠鸟的v-t 图像如图乙所示。已知重力加速度为g,空气阻力可忽略,则下列说法正确的是( )
A.0~t2时间内,翠鸟的平均速度大小等于
B.翠鸟入水后,水对其作用力逐渐增大
C.0~t1与t1~t2时间内,翠鸟的加速度方向相同
D.0~t2时间内,水对翠鸟作用力的冲量大小等于mgt2
【答案】D
【解析】A. 内翠鸟做自由落体运动,末速度,该段平均速度为。内翠鸟做加速度减小的减速运动,其图像面积小于匀减速直线运动的面积,即位移小于匀减速的位移,因此全程平均速度小于,A错误。
B. 内图像斜率逐渐减小,说明加速度逐渐减小;由牛顿第二定律,可得水的作用力,加速度减小则水的作用力逐渐减小,B错误。
C. 内翠鸟向下加速,加速度竖直向下;内翠鸟向下减速,加速度竖直向上,两段加速度方向相反,C错误。
D. 全程初末速度均为0,由动量定理,合冲量为0,即水的冲量与重力冲量大小相等,因此水的冲量大小,D正确。
故答案为:D
8.在如图所示的电路中,电源电动势为E、内电阻为r,C为电容器,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。开关闭合后,灯泡L正常发光。当滑动变阻器的滑片向左移动时,下列判断正确的是( )
A.灯泡L将变暗 B.灯泡L将变亮
C.定值电阻R0中电流向左 D.定值电阻R0中电流向右
【答案】B,C
【解析】电路稳定时,电容器所在支路相当于断路,灯泡L与滑动变阻器R串联后接在电源两端。
滑动变阻器滑片向左移动时,接入电路的电阻减小,电路总电阻减小,
根据闭合电路欧姆定律,总电流增大,因此灯泡L的实际功率增大,灯泡变亮,故A错误,B正确。
总电流增大时,电源内阻的分压增大,路端电压减小。电容器两端电压等于路端电压,因此电容器两端电压减小,电容器放电。电容器上极板带正电,放电时正电荷从正极板流出,经过定值电阻的电流方向向左,故C正确,D错误。
故答案为:BC
9.如图所示,框架面积为S,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直,则下列有关穿过平面的磁通量的情况表述正确的是( )
A.磁通量有正负,所以是矢量
B.若使框架绕转过60°角,磁通量为
C.若框架从初始位置绕转过90°角,磁通量为0
D.若框架从初始位置绕转过180°角,磁通量变化量为0
【答案】B,C
【解析】A.磁通量有正负,但磁通量是标量,A不符合题意;
B.使框架绕OO转过60°角,则磁场与框架面积的夹角为30°,根据磁通量公式可得磁通量为
B符合题意;
C.若框架从初始位置绕转过90°角,线圈平面与磁场平行,磁通量为0,C符合题意;
D.若框架从初始位置的磁通量为BS,则框架从初始位置绕转过180°角,磁通量变为-BS,故磁通量变化量为
D不符合题意。
故答案为:BC。
10.两个质量相等的相同刚性球M、N,放在同一光滑水平桌面上,球以的水平速度撞向静止的球,M、N间的弹力变化简化为如图所示,碰撞过程中没有机械能损失。则( )
A.时刻,球的速度大小为
B.时刻,球的速度大小为
C.碰撞过程,球对球做的功为
D.碰撞过程,球对球的冲量大小为
【答案】B,D
【解析】A.由图可知时刻,两球之间的弹力最大,因此两球的形变量最大,此时两球共速,根据动量守恒可知,此时N球的速度大小为,故A错误;
B.时刻,两球之间的弹力为零,则两球分离,由于两球质量相等,根据动量守恒可知,分离时两球交换速度,则球的速度大小为,故B正确;
CD.由于图像中,图线与坐标轴围成的面积表示冲量的大小,则碰撞过程中球对球的冲量大小为,设球的质量为,由动量定理可得,联立解得,对N球,根据动能定理可得,故C错误,D正确。
故答案为:BD。
二、非选择题(共5题,共计54分)
11.一研究学习小组设计出如图甲所示的实验装置来探究“动量守恒定律”。
(1)如图甲所示,两个相同的刚性球悬挂于同一水平面,两悬点的距离等于刚性球的直径大小,线长相等,将其中一球拉开至一定角度,松手后使之与另一球发生正碰。
(2)如图甲所示,分析连拍照片得出,球1从A点由静止释放,在最低点与球2发生水平方向的正碰,球1反弹后达到的最高位置为B,球2向左摆动的最高位置为C,测得A、B、C到最低点的竖直高度差分别为、、。已知重力加速度为g。则碰后瞬间小球1的速度大小为 。
(3)若测量数据近似满足关系式 (用、、、、表示),则说明两小球碰撞过程动量守恒。
(4)如图乙所示,在两个球上分别套上尼龙搭扣(魔术贴)毛面和勾面做的套圈,再进行同样的碰撞。两小球分别 (填“能”或“不能”)到达原来的位置C跟B,可能的原因是 。
【答案】;;不能;两球均需要克服尼龙搭扣毛面和勾面相互作用的阻力做功,机械能均减少
【解析】(2) 设碰撞结束瞬间小球 1 速度大小为,小球 1 从碰撞后运动到位置 B,只有重力做功,机械能守恒,解得
故答案为:;
(3) 同理,小球 1 碰撞之前下落过程机械能守恒,碰前瞬间速度
小球 2 被碰之后上升,机械能守恒,碰后瞬间速度
选取向左作为正方向,两球碰撞过程动量守恒
把速度表达式代入,得到实验需要满足的关系式
故答案为:;
(4) 两球碰撞时尼龙搭扣先粘合再分离,需要克服搭扣之间相互作用的阻力做功,系统机械能出现损耗,两球获得的动能相比理想情况偏小,因此两小球都无法上升到原来对应的 B、C 位置。
故答案为:不能;两球均需要克服尼龙搭扣毛面和勾面相互作用的阻力做功,机械能均减少;
12.某同学购买的蓝牙耳机电池上标有“”字样,为了测量该电池电动势和实际容量,该同学进行了如下实验:
(1)测量电池的电动势,可供选择的器材如下:
待测电池E、电流表(,内阻较小)、电流表(,内阻较小)、电阻箱、开关S和导线若干。
完成下列填空:
①该电池允许的最大放电电流为,电流表应选 (填“”或“”);
②请根据上述器材设计实验电路,并在答题卡上指定位置补全电路图;
③按照②中正确电路图连接电路,闭合开关S,记录电流表示数I及电阻箱阻值;断开开关S,改变。重复以上步骤,得到和的关系如图(a)所示,由图可得电池电动势 V(结果保留2位有效数字)。
(2)该同学设计出测量电池容量的电路,如图(b)甲所示。完成下列填空:
①电路连接完毕,闭合开关S,每隔一段时间记录电压表、电流表的示数U和I,得到U和I随时间t变化的图像分别如图(b)乙、丙所示;
②由图(b)乙、丙可知,随着电池持续放电,输出电压和电流均持续减小。当时,电池输出电压为 V,随后电池输出电压和电流开始迅速衰减,电池无法正常工作。电池处于正常工作状态可以放出的总电量称为实际容量,由测量结果可估算出该电池的实际容量为 (以上结果均保留2位有效数字)。
【答案】(1)A2;;4.0
(2)3.6;73
【解析】(1)①电池允许最大放电电流为,选择电流表量程时要兼顾安全与测量精度,为减小读数误差,应当选用电流表。
②根据上述器材,因为只有电流表和电阻箱,故采用安阻法测量,实验电路如图所示
③根据闭合电路欧姆定律,电源电动势等于外电路电压与内电路电压之和:
等式两边同时除以EI,进行公式变形:,该式为线性函数,图像斜率。选取图像上两组坐标代入计算斜率:
计算得到电源电动势:
故答案为:A2;;4.0;
(2) 由题图 (b) 乙读出,工作时间时刻,电池输出电压约,输出电流约,超过该时间电池无法正常工作;进行单位换算。
图像与时间轴包围的面积代表电池放出的总电荷量,把图像近似当做梯形,利用梯形面积公式计算电量:
故答案为:3.6;73;
13.如图所示,在直角三角形的点和点分别固定一垂直纸面的无限长通电直导线,其中点处导线中电流强度为,方向垂直纸面向外,,已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度,为比例系数,为该点到导线的距离,为导线中的电流强度。今测得点的磁场沿方向向右,求:
(1)点处导线中电流的方向;
(2)点处导线中电流的大小。
【答案】解:(1)由题意,点磁场的磁感应强度沿方向向右,设A点处导线和点处导线在点激发的磁场的磁感应强度分别为和,根据安培定则可知BA方向垂直于AC斜向右上,则BB的方向一定为垂直于BC向下,如图所示,所以点处导线中电流垂直纸面向里。
(2)由图可知
由题意知,
由几何关系知
联立解得
14.如图,水平平台上有一轻弹簧,左端固定在A点,自然状态时其右端位于B点,平台AB段光滑,BC段长,与滑块间的摩擦因数为。平台右端与水平传送带相接于C点,传送带的长为,与滑块间的摩擦因数为,传送带向右匀速运动,其速度的大小可以由驱动系统根据需要设定。传送带右端D点与一光滑圆弧形轨道相切,圆弧形轨道半径。今将一质量的滑块向左压缩轻弹簧到最短,此时弹簧的弹性势能为,然后突然释放,滑块滑到传送带右端D点后继续滑上圆弧形轨道。重力加速度,。不计空气阻力。求:
(1)滑块到达C点的速度。
(2)改变传送带的速度,求物块从传送带右侧D滑出时速度v的范围。
(3)要使滑块不脱离圆弧形轨道,求传送带的速度范围。
【答案】(1)解:从释放物体到C点,根据动能定理有
代入数据解方程可得
(2)解:当物体滑上传送带就开始减速,此情况下物体到达D点有最小速度,根据动能定理有
代入数据,解方程可得到达D点有最小速度
当物体滑上传送带就开始加速,此情况下物体到达D点有最大速度,根据动能定理有
代入数据,解方程可得到达D点有最大速度
故 。
(3)() 解:物体要不脱离圆轨道运动,通过E点的最小速度时,完全由重力提供向心力有
从,根据动能定理有
代入数据,解方程可得
由于 > ,所以物体滑上传送带时是加速,故传送带的速度
()解:当物体速度比较小,不能滑上圆轨道的上半部分,此时的临界条件是物体最多滑到与圆心等高的地方,根据动能定理有
代入数据,解方程可得
故此种情况下,传送带的速度
15.如图所示,自动化机械测试区搭建机器人移动性能验证装置,装置由倾斜测试轨道、水平轨道,圆弧缓冲轨道及水平转运平台组成。光滑倾斜下滑轨道长,倾角,与光滑水平导轨平滑衔接,D点紧靠无动力转运平台(质量,上表面与D点齐平),平台右端静置质量的备用零件箱B。质量的探测机器人A从下滑轨道顶端由静止释放,沿水平轨道滑至P点后水平投射,恰好从光滑圆弧缓冲轨道的C点切线方向进入。圆弧轨道半径,C点与圆弧圆心O的连线和竖直方向夹角。机器人A滑上平台后与零件箱B碰撞并粘连,碰撞时间极短。已知机器人A、零件箱B与转运平台间的动摩擦因数,转运平台与测试面间无摩擦,重力加速度取,不计空气阻力,,。求:
(1)探测机器人到达点时的速度大小;
(2)探测机器人刚到达圆弧缓冲轨道末端点时受支持力大小;
(3)为避免、粘连体滑出转运平台,平台的长度至少多大。
【答案】(1)解:机器人A到P,由动能定理有
解得
C点时的速度大小为,则有
解得
(2)解:D点速度为,从C点到D点,由动能定理有
解得
在D点时由牛顿第二定律有
解得
(3)解:机器人A与零件箱B碰撞过程动量守恒,则
解得
AB粘连在一起在转运平台运动过程中,A、B与转运平台系统动量守恒,则
解得
功能关系有
解得
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湖南省衡阳市2026-2027学年高二上学期期中考试物理自编模拟试卷
物理试题
注意事项:
1. 答题前,考生务必将自己的准考证号、姓名填写在答题卡上。考生要认真核对答题卡上粘贴的条
形码的“准考证号、姓名、考试科目”与考生本人准考证号、姓名是否一致。
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,监考员将试卷、答题卡一并收回。
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,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1.导体的伏安特性曲线表示导体的导电特性,如图是A、B两个导体的伏安特性曲线,其中图线A的斜率为k,并且图线A与横轴成角。下列关于这两个导体的伏安特性曲线的说法正确的是( )
A.两条图线的交点表示此状态下两导体的电阻相等
B.导体A的电阻值不随电压变化而变化,B的电阻值随电压的增大而增大
C.导体B是非线性元件,曲线上某点切线的斜率为相应状态的电阻的倒数
D.导体A为线性元件,且
2.如图所示为元件甲和乙的伏安特性曲线,两图线交于点,点坐标为。下列说法正确的是( )
A.甲为非线型元件
B.元件乙的电阻随电压的增大而减小
C.当元件两端电压为时,甲消耗的电功率比乙的小
D.若将甲、乙元件并联在电压为的理想电源中,则通过干路某一横截面的电荷量为
3.如图所示,矿场利用以速度5m/s顺时针转动的传送带将煤块从地面运送至距地面高度3m的加工处。现将一质量为20kg的煤块轻放在传送带的下端开始传送。已知煤块与传送带间的动摩擦因数,传送带与水平方向夹角,煤块视为质点。关于运送过程,下列说法正确的是( )
A.煤块加速运动阶段,摩擦力对其做的功为750J
B.煤块到达加工处时增加的机械能等于250J
C.煤块到达加工处时重力的瞬时功率是1000W
D.为使传送带保持匀速转动,电动机的输出功率为750W
4.光敏电阻可随所在环境光线的强弱而改变阻值,如图所示电路中,为光敏电阻,其阻值随光照的增强(减弱)而减小(增大),、为定值电阻,为电容器,为电源(内阻为)。闭合开关S,若环境光线变强,则电路稳定后,下列说法正确的是( )
A.电源输出功率增大 B.两端电压减小
C.两端电压减小 D.电容器所带电荷量减小
5.如图所示,空间中存在两根无限长直导线L1与L2,通有大小相等,方向相反的电流。导线周围存在M、O、N三点,M与O关于L1对称,O与N关于L2对称且OM=ON,初始时,M处的磁感应强度大小为B1,O点的磁感应强度大小为B2,现保持L1中电流不变,仅将L2撤去,N点的磁感应强度大小为( )
A.B2-B1 B.B1-B2 C.B2-B1 D.B1-B2
6.如图所示,a、b、c、d为正方形的四个顶点,在b、c、d三处有垂直于正方形所在平面的无限长通电直导线,b、d两处的电流方向向外、大小均为I,c处的电流方向向里、大小为,此时a处的磁感应强度为0。已知通电长直导线周围的磁感应强度大小与电流成正比、与该点到通电长直导线的距离成反比,即,以下说法正确的是( )
A.
B.
C.
D.仅将b、d处的电流反向,a处的磁感应强度仍为0
7.翠鸟是我国南方常见的小鸟,擅长捕食小鱼。如图甲,t=0时刻,一只质量为m的翠鸟从静止开始竖直俯冲,入水后沿直线减速,t=t2时刻下潜到最低点,恰好捕到小鱼,此过程,翠鸟的v-t 图像如图乙所示。已知重力加速度为g,空气阻力可忽略,则下列说法正确的是( )
A.0~t2时间内,翠鸟的平均速度大小等于
B.翠鸟入水后,水对其作用力逐渐增大
C.0~t1与t1~t2时间内,翠鸟的加速度方向相同
D.0~t2时间内,水对翠鸟作用力的冲量大小等于mgt2
8.在如图所示的电路中,电源电动势为E、内电阻为r,C为电容器,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。开关闭合后,灯泡L正常发光。当滑动变阻器的滑片向左移动时,下列判断正确的是( )
A.灯泡L将变暗 B.灯泡L将变亮
C.定值电阻R0中电流向左 D.定值电阻R0中电流向右
9.如图所示,框架面积为S,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直,则下列有关穿过平面的磁通量的情况表述正确的是( )
A.磁通量有正负,所以是矢量
B.若使框架绕转过60°角,磁通量为
C.若框架从初始位置绕转过90°角,磁通量为0
D.若框架从初始位置绕转过180°角,磁通量变化量为0
10.两个质量相等的相同刚性球M、N,放在同一光滑水平桌面上,球以的水平速度撞向静止的球,M、N间的弹力变化简化为如图所示,碰撞过程中没有机械能损失。则( )
A.时刻,球的速度大小为
B.时刻,球的速度大小为
C.碰撞过程,球对球做的功为
D.碰撞过程,球对球的冲量大小为
二、非选择题(共5题,共计54分)
11.一研究学习小组设计出如图甲所示的实验装置来探究“动量守恒定律”。
(1)如图甲所示,两个相同的刚性球悬挂于同一水平面,两悬点的距离等于刚性球的直径大小,线长相等,将其中一球拉开至一定角度,松手后使之与另一球发生正碰。
(2)如图甲所示,分析连拍照片得出,球1从A点由静止释放,在最低点与球2发生水平方向的正碰,球1反弹后达到的最高位置为B,球2向左摆动的最高位置为C,测得A、B、C到最低点的竖直高度差分别为、、。已知重力加速度为g。则碰后瞬间小球1的速度大小为 。
(3)若测量数据近似满足关系式 (用、、、、表示),则说明两小球碰撞过程动量守恒。
(4)如图乙所示,在两个球上分别套上尼龙搭扣(魔术贴)毛面和勾面做的套圈,再进行同样的碰撞。两小球分别 (填“能”或“不能”)到达原来的位置C跟B,可能的原因是 。
12.某同学购买的蓝牙耳机电池上标有“”字样,为了测量该电池电动势和实际容量,该同学进行了如下实验:
(1)测量电池的电动势,可供选择的器材如下:
待测电池E、电流表(,内阻较小)、电流表(,内阻较小)、电阻箱、开关S和导线若干。
完成下列填空:
①该电池允许的最大放电电流为,电流表应选 (填“”或“”);
②请根据上述器材设计实验电路,并在答题卡上指定位置补全电路图;
③按照②中正确电路图连接电路,闭合开关S,记录电流表示数I及电阻箱阻值;断开开关S,改变。重复以上步骤,得到和的关系如图(a)所示,由图可得电池电动势 V(结果保留2位有效数字)。
(2)该同学设计出测量电池容量的电路,如图(b)甲所示。完成下列填空:
①电路连接完毕,闭合开关S,每隔一段时间记录电压表、电流表的示数U和I,得到U和I随时间t变化的图像分别如图(b)乙、丙所示;
②由图(b)乙、丙可知,随着电池持续放电,输出电压和电流均持续减小。当时,电池输出电压为 V,随后电池输出电压和电流开始迅速衰减,电池无法正常工作。电池处于正常工作状态可以放出的总电量称为实际容量,由测量结果可估算出该电池的实际容量为 (以上结果均保留2位有效数字)。
13.如图所示,在直角三角形的点和点分别固定一垂直纸面的无限长通电直导线,其中点处导线中电流强度为,方向垂直纸面向外,,已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度,为比例系数,为该点到导线的距离,为导线中的电流强度。今测得点的磁场沿方向向右,求:
(1)点处导线中电流的方向;
(2)点处导线中电流的大小。
14.如图,水平平台上有一轻弹簧,左端固定在A点,自然状态时其右端位于B点,平台AB段光滑,BC段长,与滑块间的摩擦因数为。平台右端与水平传送带相接于C点,传送带的长为,与滑块间的摩擦因数为,传送带向右匀速运动,其速度的大小可以由驱动系统根据需要设定。传送带右端D点与一光滑圆弧形轨道相切,圆弧形轨道半径。今将一质量的滑块向左压缩轻弹簧到最短,此时弹簧的弹性势能为,然后突然释放,滑块滑到传送带右端D点后继续滑上圆弧形轨道。重力加速度,。不计空气阻力。求:
(1)滑块到达C点的速度。
(2)改变传送带的速度,求物块从传送带右侧D滑出时速度v的范围。
(3)要使滑块不脱离圆弧形轨道,求传送带的速度范围。
15.如图所示,自动化机械测试区搭建机器人移动性能验证装置,装置由倾斜测试轨道、水平轨道,圆弧缓冲轨道及水平转运平台组成。光滑倾斜下滑轨道长,倾角,与光滑水平导轨平滑衔接,D点紧靠无动力转运平台(质量,上表面与D点齐平),平台右端静置质量的备用零件箱B。质量的探测机器人A从下滑轨道顶端由静止释放,沿水平轨道滑至P点后水平投射,恰好从光滑圆弧缓冲轨道的C点切线方向进入。圆弧轨道半径,C点与圆弧圆心O的连线和竖直方向夹角。机器人A滑上平台后与零件箱B碰撞并粘连,碰撞时间极短。已知机器人A、零件箱B与转运平台间的动摩擦因数,转运平台与测试面间无摩擦,重力加速度取,不计空气阻力,,。求:
(1)探测机器人到达点时的速度大小;
(2)探测机器人刚到达圆弧缓冲轨道末端点时受支持力大小;
(3)为避免、粘连体滑出转运平台,平台的长度至少多大。
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