重庆市巴蜀中学2023-2024学年高三下学期适应性月考卷(八)物理试题(原卷版+解析版)

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名称 重庆市巴蜀中学2023-2024学年高三下学期适应性月考卷(八)物理试题(原卷版+解析版)
格式 zip
文件大小 1.2MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2024-05-21 18:06:55

文档简介

重庆市巴蜀中学高2024届(三下)高考适应性月考卷(八)物理试题
满分100分,考试用时75分钟。
一、单项选择题∶本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个中,只有一项符合题目要求。
1. 下列说法中正确的是(  )
A. 理想气体的定容比热容小于定压比热容
B. 气体吸热后温度一定升高
C. 打气时,越下压阻力越大是因为分子斥力变大
D. 相等质量、相同温度的氢气和氧气的分子总动能相等
【答案】A
【解析】
【详解】A.定容比热容表示在恒定体积下,单位质量的物质温度升高1K所需的热量,仅考虑温度升高所需的热量,而定压比热容不仅包括使物质温度升高所需的热量,还包括物质体积膨胀对外做功所需的热量,因此理想气体的定容比热容小于定压比热容,故A正确;
B.若气体吸热过程中对外做功,则气体吸热后温度不一定升高,故B错误;
C.打气时,越下压阻力越大是因为越下压气体压强越大,气体对气筒活塞向上的支持力越大,故C错误;
D.气体分子总动能与气体温度、物质的量等因素有关,虽然氢气和氧气的温度相同,但相同质量的氢气与氧气其物质的量并不相同,因此相等质量、相同温度的氢气和氧气的分子总动能不相等,故D错误。
故选A
2. 黄旭华院士团队成功研制了我国第一代核潜艇,为我国核力量实现从无到有的历史性跨越做出了卓越的贡献,他曾说:“自主创新是我们攀登世界科技高峰的必由之路。”潜艇的核反应堆的某种核反应方程式为,下列说法中正确的是(  )
A. 原子核X有38个质子,90个中子
B. 该反应发生后,平均核子质量变小
C. 的比结合能大于的比结合能
D. 可以使用金属铜作为减速剂使中子变成慢中子
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可知,原子核X的电荷数(质子数)为38,质量数为90,则含有的中子数个数为
故A错误;
B.裂变后释放核能,裂变过程质量发生亏损,因此反应发生后,平均核子质量变小,故B正确;
C.该核反应放出核能,生成物比反应物更稳定,因此的比结合能小于的比结合能,故C错误;
D.该核反应中一般使用石墨作为减速剂,使快中子变成慢中子,而一般使用金属镉吸收中子,控制链式反应的速度,故D错误。
故选B。
3. 如图,导体棒ABC和DEF中的电流均为I,方向分别为A→B→C和D→E→F。其中AB=BC=DE=EF=d,匀强磁场的磁感应强度均为B,方向如图中所示,关于棒受到的安培力说法正确的是(  )
A. AB棒受到的安培力的大小为BId
B. ABC棒的安培力的合力大小为2BId
C. DEF棒的安培力的合力大小为2BIdsinθ
D. ABC棒和DEF棒受到的安培力的合力大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.AB棒受到的安培力的大小为,故A错误;
B.ABC棒的安培力的合力大小为,故B错误;
C.DEF棒的安培力的合力大小为,故C错误;
D.ABC棒和DEF棒受到的安培力的合力大小相等,均为,故D正确。
故选D。
4. “鹊桥二号”中继星重1.2吨,天线长4.2米,设计寿命为8年。我国计划2024年3月在文昌发射场使用长征八号运载火箭将“鹊桥二号”卫星送入地月转移轨道,进入环月圆轨道稳定运行后,再通过两轨道的交点A进入环月椭圆轨道,如图所示。下列说法正确的是(  )
A. 卫星的发射速度应该大于第二宇宙速度
B. 卫星在A点从圆轨道进入椭圆轨道需要减速
C. 卫星在圆轨道经过A点比在椭圆轨道经过A点的向心加速度更大
D. 在圆轨道周期小于在椭圆轨道的周期
【答案】B
【解析】
【详解】A.卫星的发射速度应该大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度。故A错误;
B.卫星在A点从圆轨道进入椭圆轨道属于从高轨到低轨,需要减速。故B正确;
C.根据
解得
可知卫星在圆轨道经过A点和在椭圆轨道经过A点的向心加速度一样大。故C错误;
D.根据开普勒第三定律
可知卫星在圆轨道的周期大于在椭圆轨道的周期。故D错误。
故选B。
5. 质子和粒子以垂直于磁场的速度进入同一匀强磁场,做匀速圆周运动,质子运动的半径是粒子的2倍,则下列说法正确的是(  )
A. 质子和α粒子的速率之比为 B. 质子和α粒子的动量之比为
C. 质子和α粒子的动能之比为 D. 质子和α粒子的周期之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A. 由洛伦兹力提供向心力可知
可解得
有题意可知,质子和粒子的半径之比为,质量之比为,电荷量之比为,由此可知速度之比为,即速率之比为,A错误;
B.根据动量可知
即动量之比为,B正确;
C.根据动能可知
即动能之比为,C错误;
D.根据周期可知
即周期之比为,D错误。
故选B。
6. 如图所示,一个粗糙的斜面固定在地面上,斜面的倾斜角为θ,且θ=30°。质量为3m的物块D放在斜面上,通过一根轻绳绕过轻小滑轮B与质量为m的物块C相连。另一根轻绳的A端固定在天花板上,另一端打结于点,初态OA段绷直且绳子拉力刚好为零。现保持OA绳长一定,将绳的A端缓慢向左移动,直到D即将相对于斜面向上打滑,这个过程中D一直静止,则下列说法中正确的是(  )
A. OA段绳子的拉力一直减小 B. OB段绳子的拉力一直增大
C. 物块D受到的摩擦力先减小后增大 D. 斜面受到地面的摩擦力先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.画出结点O的受力分析如图所示
其中是一直变大的趋势,一开始等于mg,垂直时小于mg,接近水平时又远远大于mg,由以上特殊值法知是先减小后增大的趋势,故AB错误;
C.初态时,绳子的拉力大小为
D的重力沿斜面的分力为
故D的静摩擦力沿斜面向上,又由于是先减小后增大,所以D受到的摩擦力先向上增大,再减小再反向增大,故C错误;
D.斜面受到地面的摩擦力等于的水平分力,故先减小后增大,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,一足够长的斜面的倾斜角为θ,边界AB和CD之间粗糙,其余光滑,且AD=BC=3L。有两块相同的矩形滑块E和F,每个滑块质量分布均匀且大小均为m,长度均为L,与粗糙区之间的动摩擦因数μ=2tanθ。两滑块紧靠在一起(不粘连)以初速度v0垂直于边界AB冲入粗糙区,下列说法中错误的是(  )
A. 系统进入粗糙区过程,当位移为L时,EF体系的速度最大
B. 系统进入粗糙区的过程,E对F的弹力先增大后减小
C. 滑块E的下边缘滑出边界CD的瞬间,滑块E和F分离
D. 要保证两个滑块都滑出粗糙区域,v0≥
【答案】D
【解析】
【详解】A.进入过程,位移为时,滑动摩擦力
对整体由牛顿第二定律有
当时,,此时系统的速度达到最大值,故A正确,不符合题意;
B.系统进入粗糙区,在系统位移为的过程中,系统的加速逐渐减小,该过程中对F由牛顿第二定律有
可知,该过程中E对F的弹力沿着斜面向上且变大,之后随着F也进入粗糙区,整体合外力沿着斜面向上,且不断增大,则系统加速度反向增大,此时对E由牛顿第二定律有
可知F对E的弹力在该过程中逐渐减小,而根据牛顿第三定律可知,该过程中E对F的弹力沿着斜面向上且不断减小,综合可知,在E、F分离前,系统进入粗糙区的过程中,E对F的弹力先增大后减小,故B正确,不符合题意;
C.滑块E的下边缘滑出边界CD的瞬间,E的摩擦力变小,而F的摩擦力不变,则可知E做减速运动的加速度变小,减速更慢,因此有,两者分开,故C正确,不符合题意;
D.两个滑块滑入过程,设完全滑入时的速度为,由于该过程中重力的做功大小等于克服摩擦力所做的功,即有
所以
滑出过程,因为E、F分离,只需保证F的的中点滑到边界CD时的速度大于等于0即可,对F从完全进入摩擦区到中点滑到边界CD,有
解得
故D错误,符合题意。
故选D。
二、多项选择题∶本大题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,小巴和小蜀在可视为光滑的水平地面上玩弹珠游戏,两人将甲球和乙球以相同的动能相向弹出。则关于碰撞后两球的情况可能的是(  )
A. 若两球质量相等,碰后以某一相等速率互相分开
B. 若两球质量相等,碰后以某一相等速率同向而行
C. 若,碰后两球以某一相等速率同向而行
D. 若,碰后两球速度均与原方向相反,且动能仍相等
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.根据动能与动量关系有
若两球质量相等,则碰撞前动量大小相等,方向相反,总动量为零,则碰撞后总动量为零,碰后以某一相等速率互相分开,故A正确,B错误;
CD.若,则碰撞后总动量方向与甲的初速度方向相同,所以碰后两球以某一相等速率同向而行,故C正确,D错误。
故选AC。
9. 如图所示,一平行板电容器两极板水平放置,极板间距为,长度为。开始时接到一个直流电源上,开关闭合,电源电动势恒定。一个带负电的粒子以从两板正中央水平向右射入电容器,恰好沿着图中虚线做匀速直线运动,粒子质量为。则(  )
A. 断开开关,将上板上移,粒子会向上偏转
B. 断开开关,将上板上移,粒子仍然做匀速直线运动
C. 保持开关闭合,将上板上移,粒子从原位置入射,会击中下板且击中前瞬间的动能为
D. 保持开关闭合,电动势翻倍,粒子从原位置入射,会击中上板,且击中前瞬间的动能为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.断开开关,电容器中的电荷量不变,电荷密度不变,场强不变,即粒子不偏转,仍做匀速直线做运动,A错误;B正确;
C.保持开关闭合,电容器上下极板的电势差不变,将上板上移,根据电场强度与电势差的关系可知

所以粒子向下偏转,根据牛顿第二定律可知
若击中下板,竖直方向位移为
联立解得
则粒子水平方向位移为
由此可知,水平方向位置大于极板长度,所以粒子不能击中下极板,C错误;
D.保持开关闭合,电动势翻倍,则电场强度变为,粒子向上偏转,粒子受力为
由分析可知能击中上板,击中前瞬间的动能为
D正确。
故选BD。
10. 如图所示,两平行金属导轨固定在水平面上(导轨电阻不计),导轨间距为L=2m,在导轨所在的平面内,分布着垂直于导轨平面的磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场。导轨的一端接有电动势E=5V、内阻r=0.5Ω的电源,串联一电阻R=2.5Ω。一导体棒垂直于轨道放在金属导轨上,导体棒的电阻不计、质量m=1kg,与导轨的动摩擦因数μ=0.5。当磁场以v0=12m/s的速度匀速向右移动时,导体棒恰好能向右匀速移动,且导体棒一直在磁场内部,则下列说法正确的是(  )
A. 导体棒运动的速度为2m/s
B. 安培力对导体棒做功的功率为10W,故电路发热的热功率为10W
C. 导体棒和轨道摩擦生热的功率为10W
D. 电源产生的电功率和外力对磁场做功的功率之和为85W
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.因为杆匀速运动,则
BIL=μmg
解得
I=5A
设杆的速度v1,由于
解得
v1=2m/s
选项A正确;
B.安培力对导体棒做功的功率为
电路发热的热功率为
选项B错误;
C.导体棒和轨道摩擦生热的功率为
选项C正确;
D.对系统可知
选项D正确。
故选ACD。
三、非选择题∶共5小题,共57分。
11. 一学生小组用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。
(1)实验中优先选用的摆球是________。
A. 钢球 B. 塑料球 C. 橡胶球
(2)用螺旋测微器测摆球的直径如图乙所示,摆球的直径D=________mm。
(3)该同学通过多次实验得出数据画出摆长L和周期T2的图像,如图丙,根据图像求出重力加速度g=_____m/s2(取π2=9.86,结果保留3位有效数字)。
(4)图丙中P点在图线下方,导致这种偏离的原因可能是_______。
A. 该次实验中将40次全振动记为41次 B. 该次实验中将40次全振动记为39次
C. 该次实验中将摆线长作为摆长 D. 该次实验中将摆线长与摆球直径之和作为摆长
【答案】(1)A (2)3.201##3.202##3.203##3.204##3.205
(3)9.86 (4)AD
【解析】
【小问1详解】
实验中优先选用的摆球是质量较大且体积较小的钢球,故选A;
【小问2详解】
用螺旋测微器测摆球的直径
D=3mm+0.01mm×20.3=3.203mm
【小问3详解】
根据
可得
由图像可知
解得
g=9.86m/s2
【小问4详解】
图丙中P点在图线下方,导致这种偏离的原因可能是
AB.若摆长测量准确时,周期测量值偏小,则该次实验中将40次全振动记为41次,选项A正确,B错误;
CD.若周期测量准确,则摆长测量值偏大,可能是该次实验中将摆线长与摆球直径之和作为摆长,选项C错误,D正确。
故选AD。
12. 研究性学习小组研究力敏电阻的阻值随压力变化的特性,已知力敏电阻在压力作用下发生微小形变,它的电阻也随之发生变化,电子秤(如图甲)就是利用了此特点而制成的。现提供如下器材∶
A.力敏电阻(压力不太大情况下阻值约在100~400Ω之间)
B.3.0V直流电源,内阻未知
C.电压表V1(0~3V,内阻约10kΩ) D.电压表V2(0~6V,内阻约30kΩ)
E.电流表A1(0~5mA,内阻为200Ω) F.电流表A2(0~100mA,内阻为100Ω)
G.定值电阻R1为300Ω H.定值电阻R2为20Ω
I.开关1个、导线若干 J.已知质量的重物若干
(1)该小组设计了如图乙所示电路来进行实验,为使测量尽量精确和安全,电压表、电流表、保护电阻分别应选用________(填字母序号)。
(2)电压表的右端应接________(填“M”或“N”)。
(3)经小组研究,力敏电阻的阻值R与所受压力大小F的关系如图丙所示,该小组记录数据中当压力为200N时,电流表读数为4mA,则电源内阻为_____Ω,该方法测量的电源内阻值________(填“偏大”“偏小”或“无误差”)。
【答案】(1)CEG (2)N
(3) ①. 5 ②. 偏大
【解析】
小问1详解】
[1]直流电源电压3V,则电压表选C,图中为限流电路,应用大电阻,保护电阻选G,电路的最大电流不超过
所以电流表选E。
【小问2详解】
[1]电压表有分流作用,要测量流过力敏电阻电流的真实值,所以电压表的右端应接N。
【小问3详解】
[1][2]根据
由于电压表的分流作用,上式中电流偏小,则r偏大。
13. 为了测量滑块和某种材料之间的动摩擦因数,设计了如下情景∶如图所示,四分之一光滑圆弧半径为,最低点A与用待测材料制成的水平轨道相连,距离A点处的B点有一个固定挡板。现将质量为的滑块由四分之一圆弧轨道顶端静止释放,滑块仅通过A点一次与挡板碰撞后停在距B点位置处,滑块和挡板的碰撞为弹性碰撞,不计空气阻力,重力加速度;求∶
(1)滑块到达圆轨道A点时对轨道的压力;
(2)滑块与水平轨道的动摩擦因数。
【答案】(1),方向竖直向下;(2)
【解析】
【详解】(1)根据滑块静止释放到点,由动能定理可知
滑块运动到点,由牛顿第二定律可知
联立并代入数据解得
由牛顿第三定律可知,压力为,方向竖直向下。
(2)由滑块静止释放到最终停下,根据能量守恒可知
有题意可知
联立并代入数据解得
14. 如图甲所示,两根足够长的光滑金属导轨竖直放置,导轨间的距离L=1m。质量m=1kg、电阻r=2Ω的水平直导体棒与导轨接触良好。导轨顶端与R=4的电阻相连,其余电阻不计,整个装置处在垂直纸面向里的匀强磁场内。从t=0开始,导体棒由静止释放,运动过程的v-t图像如图乙所示,t=4s开始导体棒做匀速直线运动,重力加速度g取10。求∶
(1)磁感应强度B的大小;
(2)2s~4s内通过电阻R的电荷量;
(3)0~4s过程中,电阻R上产生的焦耳热。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)t=4s后导体棒做匀速直线运动,此时的感应电动势为
感应电流为
根据平衡条件有
解得
(2)2s~4s内由动量定理有
解得
(3)前4s内由动量定理有
解得
由能量关系有

解得
15. 如图,足够长的木板B静止放置在绝缘地面上,物块C静止放在B的正中间,物块A静止放在距离B左端处,竖直挡板P固定在距离木板右端足够远处。A与地面没有摩擦力,B、C之间、B与地面之间动摩擦因数均为。物块A带正电,电荷量为q,B、C不带电。A、B、C质量分别为、、。现给整个空间施加一个水平向右的匀强电场,之后A、B碰撞后共速但不粘连,且A的电荷量始终保持不变。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。若B与挡板P的碰撞皆为弹性碰撞,且B和P碰撞瞬间A与B不弹开。每次碰撞后将挡板P重新固定到足够远处,保证每次与挡板P碰撞前,A、B、C,一起做匀速直线运动,求∶
(1)匀强电场的电场强度为多大?
(2)木板B与挡板第一次碰撞后,A、B之间的最大距离为多少?
(3)最终物块C停留在B上何处?
【答案】(1);(2);(3)C处于B板中点右侧处
【解析】
【详解】(1)与挡板碰撞前,对、、整体受力分析
解得
(2)A开始运动,由动能定理可知
A、B碰撞根据动量守恒可知
解得
根据A碰撞B后到A、B、C共速,根据A、B、C系统动量守恒可知
A、B一起与挡板P碰撞后速度等大反向,之后A、B会分开,分别向左做匀减速直线运动,对A受力分析,根据牛顿第二定律可知
对B受力分析,根据牛顿第二定律可知
解得

当A、B均停下来时间距最大,则有
联立并代入数据解得
(3)从A、B第一次碰撞后到ABC共速,C相对于B向左运动,则有
对C受力分析,根据牛顿第二定律可知
则达到共速的时间为
联立解得
B第一次与挡板碰撞后,C以加速度大小做匀减速直线运动直到停止,C相当于B向右运动,则有
解得
则此时C处于中点右侧的地方,由图像分析可知之后的运动具有周期性,设第二个周期内,C继续相对于B向右运动,则

由此可得

所以最终C处于B板中点右侧处。重庆市巴蜀中学高2024届(三下)高考适应性月考卷(八)物理试题
满分100分,考试用时75分钟。
一、单项选择题∶本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个中,只有一项符合题目要求。
1. 下列说法中正确的是(  )
A. 理想气体的定容比热容小于定压比热容
B. 气体吸热后温度一定升高
C. 打气时,越下压阻力越大是因为分子斥力变大
D. 相等质量、相同温度的氢气和氧气的分子总动能相等
2. 黄旭华院士团队成功研制了我国第一代核潜艇,为我国核力量实现从无到有的历史性跨越做出了卓越的贡献,他曾说:“自主创新是我们攀登世界科技高峰的必由之路。”潜艇的核反应堆的某种核反应方程式为,下列说法中正确的是(  )
A. 原子核X有38个质子,90个中子
B. 该反应发生后,平均核子质量变小
C. 的比结合能大于的比结合能
D. 可以使用金属铜作为减速剂使中子变成慢中子
3. 如图,导体棒ABC和DEF中的电流均为I,方向分别为A→B→C和D→E→F。其中AB=BC=DE=EF=d,匀强磁场的磁感应强度均为B,方向如图中所示,关于棒受到的安培力说法正确的是(  )
A. AB棒受到的安培力的大小为BId
B. ABC棒安培力的合力大小为2BId
C. DEF棒安培力的合力大小为2BIdsinθ
D. ABC棒和DEF棒受到的安培力的合力大小相等
4. “鹊桥二号”中继星重1.2吨,天线长4.2米,设计寿命为8年。我国计划2024年3月在文昌发射场使用长征八号运载火箭将“鹊桥二号”卫星送入地月转移轨道,进入环月圆轨道稳定运行后,再通过两轨道的交点A进入环月椭圆轨道,如图所示。下列说法正确的是(  )
A. 卫星的发射速度应该大于第二宇宙速度
B. 卫星在A点从圆轨道进入椭圆轨道需要减速
C. 卫星在圆轨道经过A点比在椭圆轨道经过A点的向心加速度更大
D. 在圆轨道的周期小于在椭圆轨道的周期
5. 质子和粒子以垂直于磁场的速度进入同一匀强磁场,做匀速圆周运动,质子运动的半径是粒子的2倍,则下列说法正确的是(  )
A. 质子和α粒子的速率之比为 B. 质子和α粒子的动量之比为
C. 质子和α粒子的动能之比为 D. 质子和α粒子的周期之比为
6. 如图所示,一个粗糙的斜面固定在地面上,斜面的倾斜角为θ,且θ=30°。质量为3m的物块D放在斜面上,通过一根轻绳绕过轻小滑轮B与质量为m的物块C相连。另一根轻绳的A端固定在天花板上,另一端打结于点,初态OA段绷直且绳子拉力刚好为零。现保持OA绳长一定,将绳的A端缓慢向左移动,直到D即将相对于斜面向上打滑,这个过程中D一直静止,则下列说法中正确的是(  )
A. OA段绳子的拉力一直减小 B. OB段绳子的拉力一直增大
C. 物块D受到的摩擦力先减小后增大 D. 斜面受到地面的摩擦力先减小后增大
7. 如图所示,一足够长的斜面的倾斜角为θ,边界AB和CD之间粗糙,其余光滑,且AD=BC=3L。有两块相同的矩形滑块E和F,每个滑块质量分布均匀且大小均为m,长度均为L,与粗糙区之间的动摩擦因数μ=2tanθ。两滑块紧靠在一起(不粘连)以初速度v0垂直于边界AB冲入粗糙区,下列说法中错误的是(  )
A. 系统进入粗糙区的过程,当位移为L时,EF体系的速度最大
B. 系统进入粗糙区的过程,E对F的弹力先增大后减小
C. 滑块E的下边缘滑出边界CD的瞬间,滑块E和F分离
D. 要保证两个滑块都滑出粗糙区域,v0≥
二、多项选择题∶本大题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,小巴和小蜀在可视为光滑的水平地面上玩弹珠游戏,两人将甲球和乙球以相同的动能相向弹出。则关于碰撞后两球的情况可能的是(  )
A. 若两球质量相等,碰后以某一相等速率互相分开
B. 若两球质量相等,碰后以某一相等速率同向而行
C. 若,碰后两球以某一相等速率同向而行
D. 若,碰后两球速度均与原方向相反,且动能仍相等
9. 如图所示,一平行板电容器两极板水平放置,极板间距为,长度为。开始时接到一个直流电源上,开关闭合,电源电动势恒定。一个带负电的粒子以从两板正中央水平向右射入电容器,恰好沿着图中虚线做匀速直线运动,粒子质量为。则(  )
A. 断开开关,将上板上移,粒子会向上偏转
B. 断开开关,将上板上移,粒子仍然做匀速直线运动
C. 保持开关闭合,将上板上移,粒子从原位置入射,会击中下板且击中前瞬间的动能为
D. 保持开关闭合,电动势翻倍,粒子从原位置入射,会击中上板,且击中前瞬间的动能为
10. 如图所示,两平行金属导轨固定在水平面上(导轨电阻不计),导轨间距为L=2m,在导轨所在的平面内,分布着垂直于导轨平面的磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场。导轨的一端接有电动势E=5V、内阻r=0.5Ω的电源,串联一电阻R=2.5Ω。一导体棒垂直于轨道放在金属导轨上,导体棒的电阻不计、质量m=1kg,与导轨的动摩擦因数μ=0.5。当磁场以v0=12m/s的速度匀速向右移动时,导体棒恰好能向右匀速移动,且导体棒一直在磁场内部,则下列说法正确的是(  )
A. 导体棒运动速度为2m/s
B. 安培力对导体棒做功的功率为10W,故电路发热的热功率为10W
C. 导体棒和轨道摩擦生热的功率为10W
D. 电源产生的电功率和外力对磁场做功的功率之和为85W
三、非选择题∶共5小题,共57分。
11. 一学生小组用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。
(1)实验中优先选用的摆球是________。
A. 钢球 B. 塑料球 C. 橡胶球
(2)用螺旋测微器测摆球的直径如图乙所示,摆球的直径D=________mm。
(3)该同学通过多次实验得出数据画出摆长L和周期T2的图像,如图丙,根据图像求出重力加速度g=_____m/s2(取π2=9.86,结果保留3位有效数字)。
(4)图丙中P点在图线下方,导致这种偏离的原因可能是_______。
A. 该次实验中将40次全振动记为41次 B. 该次实验中将40次全振动记为39次
C. 该次实验中将摆线长作为摆长 D. 该次实验中将摆线长与摆球直径之和作为摆长
12. 研究性学习小组研究力敏电阻的阻值随压力变化的特性,已知力敏电阻在压力作用下发生微小形变,它的电阻也随之发生变化,电子秤(如图甲)就是利用了此特点而制成的。现提供如下器材∶
A.力敏电阻(压力不太大的情况下阻值约在100~400Ω之间)
B.3.0V直流电源,内阻未知
C.电压表V1(0~3V,内阻约10kΩ) D.电压表V2(0~6V,内阻约30kΩ)
E.电流表A1(0~5mA,内阻为200Ω) F.电流表A2(0~100mA,内阻为100Ω)
G.定值电阻R1为300Ω H.定值电阻R2为20Ω
I.开关1个、导线若干 J.已知质量的重物若干
(1)该小组设计了如图乙所示电路来进行实验,为使测量尽量精确和安全,电压表、电流表、保护电阻分别应选用________(填字母序号)。
(2)电压表的右端应接________(填“M”或“N”)。
(3)经小组研究,力敏电阻的阻值R与所受压力大小F的关系如图丙所示,该小组记录数据中当压力为200N时,电流表读数为4mA,则电源内阻为_____Ω,该方法测量的电源内阻值________(填“偏大”“偏小”或“无误差”)。
13. 为了测量滑块和某种材料之间的动摩擦因数,设计了如下情景∶如图所示,四分之一光滑圆弧半径为,最低点A与用待测材料制成的水平轨道相连,距离A点处的B点有一个固定挡板。现将质量为的滑块由四分之一圆弧轨道顶端静止释放,滑块仅通过A点一次与挡板碰撞后停在距B点位置处,滑块和挡板的碰撞为弹性碰撞,不计空气阻力,重力加速度;求∶
(1)滑块到达圆轨道A点时对轨道的压力;
(2)滑块与水平轨道的动摩擦因数。
14. 如图甲所示,两根足够长的光滑金属导轨竖直放置,导轨间的距离L=1m。质量m=1kg、电阻r=2Ω的水平直导体棒与导轨接触良好。导轨顶端与R=4的电阻相连,其余电阻不计,整个装置处在垂直纸面向里的匀强磁场内。从t=0开始,导体棒由静止释放,运动过程的v-t图像如图乙所示,t=4s开始导体棒做匀速直线运动,重力加速度g取10。求∶
(1)磁感应强度B的大小;
(2)2s~4s内通过电阻R电荷量;
(3)0~4s过程中,电阻R上产生的焦耳热。
15. 如图,足够长的木板B静止放置在绝缘地面上,物块C静止放在B的正中间,物块A静止放在距离B左端处,竖直挡板P固定在距离木板右端足够远处。A与地面没有摩擦力,B、C之间、B与地面之间动摩擦因数均为。物块A带正电,电荷量为q,B、C不带电。A、B、C质量分别为、、。现给整个空间施加一个水平向右的匀强电场,之后A、B碰撞后共速但不粘连,且A的电荷量始终保持不变。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。若B与挡板P的碰撞皆为弹性碰撞,且B和P碰撞瞬间A与B不弹开。每次碰撞后将挡板P重新固定到足够远处,保证每次与挡板P碰撞前,A、B、C,一起做匀速直线运动,求∶
(1)匀强电场的电场强度为多大?
(2)木板B与挡板第一次碰撞后,A、B之间的最大距离为多少?
(3)最终物块C停留B上何处?
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