(共32张PPT)
二轮综合提能突破小练
考前回归限时练(七)
【解析】根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可得x=14+4-1=17,y=7+2-1=8,m=9+4-1=12,n=4+2-0=6,故选B.
B
2.(2025·广州白云区一模)如图甲所示,把小球安装在弹簧的一端,弹簧的另一端固定,小球和弹簧穿在光滑的水平杆上.小球振动时,沿垂直于振动方向以速度v匀速拉动纸带,纸带上可留下痕迹,a、b是纸带上的两点,不计阻力,如图乙所示.由此可判断 ( )
A.t时间内小球的运动路程为vt
B.小球的机械能守恒
C.小球通过a点时的速度大于通过b点的速度
D.如果小球以较小的振幅振动,周期也会变小
甲
乙
C
【解析】vt是t时间内纸带运动的路程,并不是小球的运动路程,A错误;小球振动过程只有弹簧的弹力做功,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,不是小球的机械能守恒,B错误;由于小球做简谐运动,由图可知小球通过a点时更衡位置,由简谐运动规律可知其速度大于通过b点的速度,C正确;由于小球的运动为简谐运动,其振动周期与振幅无关,D错误.
3.(2024·惠州一模)雨滴从高空静止下落过程中,受到的空气阻力满足f=kv2,k为定值,取竖直向下为正,下列表示雨滴速度v和加速度a的图像可能正确的是
( )
B
A B C D
C
5.(2025·广州外国语学校模拟)高铁站内两段水平钢轨连接处设置有8 mm厚的机械绝缘节,其起着电气绝缘和机械连接的作用,拉开后各部分如图甲所示.某次列车经过绝缘节时,钢轨A、B之间产生了约为60 V的电势差,此时绝缘节顶部空间的等势面分布如图乙所示,其中c点位于绝缘节正上方,下列说法中正确的是 ( )
A.a点的电势低于b点 B.负电荷在a点电势能比在c点大
C.c点场强方向沿着x轴正方向 D.绝缘节顶部的场强约为7.5×103 V/m
D
甲
乙
C
D
二、多项选择题
8.(2025·广州二中开学测试)用固定于O点的丝线悬挂一个质量为m、带电荷量为q(q>0)的小球,以过O点的竖直线Ox为界,左侧有匀强磁场,右侧有匀强电场,方向如图所示.将带电小球从最低位置c拉至a点由静止释放,让小球在ab间摆动,b为小球在左侧能到达的最高点,不计空气阻力,下列说法中正确的是 ( )
A.a、b两位置高度相等
B.小球在磁场中运动时机械能守恒,在电场中运动时机
械能不守恒
C.小球经过Ox左侧磁场中同一位置时丝线张力相等
D.小球从a到c所用的时间比从b到c所用的时间短
BD
9.(2025·湛江一中三模)如图所示,水平面上从B点往左都是光滑的,从B点往右都是粗糙的.质量分别为M和m的两个小物块甲和乙(可视为质点),与粗糙水平面间的动摩擦因数分别为μ甲和μ乙,在光滑水平面上相距L以相同的速度同时开始向右运动,它们在进入粗糙区域后最后静止.设静止后两物块间的距离为s,甲运动的总时间为t1、乙运动的总时间为t2,则下列说法中正确的是 ( )
A.若M=m,μ甲=μ乙,则s=L
B.若μ甲=μ乙,无论M、m取何值,总是s=0
C.若μ甲<μ乙,M>m,则可能t1=t2
D.若μ甲<μ乙,无论M、m取何值,总是t1BC
三、非选择题
10.探究感应电流方向的实验所需器材包括:条形磁铁、电流表、线圈、导线、一节干电池(用来查明线圈中电流的流向与电流表中指针偏转方向的关系).
甲 乙 丙 丁
(1) 实验现象如上图所示,根据实验现象,完成以下内容:
①比较甲图和________,发现电流表指针偏转的方向相同.
②实验结论:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的________________.
【解析】(1) ①由题图可知,比较甲图和丁图,发现电流表指针偏转的方向相同.
②感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的(磁场)磁通量的变化.
丁图
磁通量的变化
(2) 为进一步弄清电流表指针摆动方向与电流方向的关系,可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究.某同学想到了多用电表内部某一挡含有直流电源,他应选用多用电表的________挡对电流表进行测试.实验发现当电流从正接线柱流入电流表时,指针向右摆动.
【解析】(2) 多用电表内部某一挡含有直流电源,依据欧姆表内部有电源,因此用电表的欧姆挡对电流表进行测试.
欧姆
(3) 为了能进一步了解感应电流大小随时间变化的关系,要使用电流传感器,连接好后,以图甲为例,你认为在磁体穿过整个线圈的过程中,传感器显示的电流i随时间t的图像应该是下图中的_____.(填正确选项的字母)
A B C D
【解析】(3) 当磁铁完全进入线圈内时,穿过线圈的磁通量不变,则不会产生感应电流,则磁铁会加速运动,当到达线圈底部时,磁通量变化率大于磁铁进入线圈时位置,依据法拉第电磁感应定律,则到达底部的感应电流较大,再由楞次定律可知,进与出的感应电流方向相反,故选A.
A
11.某学习小组探究LED灯的伏安特性曲线.
(1) 实验需要灯两端的电压从零开始调节,滑动变阻器应采用__________(填“限流式”或“分压式”)接法.
【解析】(1) 题中要求电压从零开始,所以滑动变阻器应该按分压接法接在电路中.
分压式
(2) 某同学已连接部分导线,请在图甲中完成电路的连接.
答案:图见解析
甲
【解析】(2) 电路图如图所示.
(3) 检查电路连线正确后,某同学闭合开关,看到灯闪亮一下立即熄灭,造成这一现象的原因可能是___________________________________________________ _______________.
【解析】(3) 闭合开关,看到灯闪亮一下立即熄灭,造成这一现象的原因可能是滑动变阻器调节不合适,导致流过灯泡电流过大,灯泡被烧坏了.
可能是滑动变阻器调节不合适,流过灯泡电流过大,导致灯泡被烧坏了
(4) 描绘出灯的伏安特性曲线如图乙所示,当灯两端电压为0.80 V时,灯的功率为________________.(结果保留两位有效数字)
【解析】(4) 结合图像可知,当灯两端电压为0.80 V时,灯泡两端的电流为12 mA,则灯的功率为P=UI=0.8×12×10-3 W=9.6×10-3 W.
乙
9.6×10-3 W
甲
乙
(1) 撞击前,石块在最低点对绳子的拉力大小T.
答案:(1) 2 800 N
【解析】(2) 对石块进行分析,根据动量定理有
F′t=mv-(-mv0)
根据牛顿第三定律,石头对木楔的撞击力F=F′
解得F=1.08×104 N
(2) 石块在最低点,与木楔撞击后,石块的反弹速度大小v=1 m/s,撞击时间t=0.1 s,石块对木楔撞击力大小F.
答案: (2) 1.08×104 N
(3) 假设石块每次在最低点撞击木楔,木楔得到的动能是石块撞击前动能的10%.木楔所受的阻力与它的位移的关系如图丙所示.当石块撞击10次时,木楔移动的位移x.
答案:(3) 0.4 m
丙
13.(2025·“百日冲刺”开学考)某实验室设计了一个装置,如图所示,水平固定的圆筒形磁体(S极)与其内圆柱形磁体(N极)之间的空隙中存在一辐向磁场,辐向磁场分布关于圆柱体的中轴线对称(距中轴线距离相等处的磁感应强度大小相等).另有一个匝数为1匝,质量为m、电阻为R、半径为r的圆线圈套在圆柱形磁体上,其线圈导线所在处的磁场的磁感应强度大小均为B.线圈在恒定外力F作用下,在C点位置从静止开始运动,经过时间t后,达到最大速度,此时恰好到达O点位置,撤去F,线圈继续运动,最终运动到D点停下,不计线圈与圆筒间的摩擦.求:
考前回归限时练(七)
一、单项选择题
1.(2025·珠海实验等五校模拟)卢瑟福发现质子的核反应方程为,其学生查德威克发现中子的核反应方程为,下列说法中正确的是( )
A.x=16 B.y=8
C.m=14 D.n=7
2.(2025·广州白云区一模)如图甲所示,把小球安装在弹簧的一端,弹簧的另一端固定,小球和弹簧穿在光滑的水平杆上.小球振动时,沿垂直于振动方向以速度v匀速拉动纸带,纸带上可留下痕迹,a、b是纸带上的两点,不计阻力,如图乙所示.由此可判断( )
甲
乙
A.t时间内小球的运动路程为vt
B.小球的机械能守恒
C.小球通过a点时的速度大于通过b点的速度
D.如果小球以较小的振幅振动,周期也会变小
3.(2024·惠州一模)雨滴从高空静止下落过程中,受到的空气阻力满足f=kv2,k为定值,取竖直向下为正,下列表示雨滴速度v和加速度a的图像可能正确的是( )
A B
C D
4.(2025·湛江测试一)北京时间2024年12月3日,我国在西昌卫星发射中心使用“长征三号”乙运载火箭,成功将通信技术试验卫星十三号发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功.假设通信技术试验卫星十三号、同步卫星围绕地球均做匀速圆周运动,通信技术试验卫星十三号运行的周期为T1、轨道半径为r1,同步卫星运行的周期为T2,且T1<T2,地球半径为R,引力常量为G.下列说法中正确的是( )
A.它们的运行速度均大于7.9 km/s
B.同步卫星的轨道半径为
C.由题目条件可知地球的平均密度为
D.某时刻通信技术试验卫星十三号、同步卫星在轨道上相距最远,再经过 时间,它们再次相距最远
5.(2025·广州外国语学校模拟)高铁站内两段水平钢轨连接处设置有8 mm厚的机械绝缘节,其起着电气绝缘和机械连接的作用,拉开后各部分如图甲所示.某次列车经过绝缘节时,钢轨A、B之间产生了约为60 V的电势差,此时绝缘节顶部空间的等势面分布如图乙所示,其中c点位于绝缘节正上方,下列说法中正确的是( )
甲
乙
A.a点的电势低于b点
B.负电荷在a点电势能比在c点大
C.c点场强方向沿着x轴正方向
D.绝缘节顶部的场强约为7.5×103 V/m
6.(2024·深圳第二次调研)如图所示,半径为R的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于圆所在的平面.一速度为v的带电粒子从圆周上的A点沿半径方向射入磁场,入射点A与出射点B间的圆弧为整个圆周的三分之一.现有一群该粒子从A点沿该平面以任意方向射入磁场,已知粒子速率均为 v,忽略粒子间的相互作用,则粒子在磁场中的最长运动时间为( )
A. B.
C. D.
7.(2025·广东省三模)如图所示,虚线是正弦交流电的图像,实线是另一交流电的图像,它们的周期T和最大值Um相同,则实线所对应的交流电的有效值U满足( )
A.U= B.U=
C.U> D.U<
二、多项选择题
8.(2025·广州二中开学测试)用固定于O点的丝线悬挂一个质量为m、带电荷量为q(q>0)的小球,以过O点的竖直线Ox为界,左侧有匀强磁场,右侧有匀强电场,方向如图所示.将带电小球从最低位置c拉至a点由静止释放,让小球在ab间摆动,b为小球在左侧能到达的最高点,不计空气阻力,下列说法中正确的是( )
A.a、b两位置高度相等
B.小球在磁场中运动时机械能守恒,在电场中运动时机械能不守恒
C.小球经过Ox左侧磁场中同一位置时丝线张力相等
D.小球从a到c所用的时间比从b到c所用的时间短
9.(2025·湛江一中三模)如图所示,水平面上从B点往左都是光滑的,从B点往右都是粗糙的.质量分别为M和m的两个小物块甲和乙(可视为质点),与粗糙水平面间的动摩擦因数分别为μ甲和μ乙,在光滑水平面上相距L以相同的速度同时开始向右运动,它们在进入粗糙区域后最后静止.设静止后两物块间的距离为s,甲运动的总时间为t1、乙运动的总时间为t2,则下列说法中正确的是( )
A.若M=m,μ甲=μ乙,则s=L
B.若μ甲=μ乙,无论M、m取何值,总是s=0
C.若μ甲<μ乙,M>m,则可能t1=t2
D.若μ甲<μ乙,无论M、m取何值,总是t1三、非选择题
10.探究感应电流方向的实验所需器材包括:条形磁铁、电流表、线圈、导线、一节干电池(用来查明线圈中电流的流向与电流表中指针偏转方向的关系).
甲 乙
丙 丁
(1) 实验现象如上图所示,根据实验现象,完成以下内容:
①比较甲图和__ __,发现电流表指针偏转的方向相同.
②实验结论:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的__ __.
(2) 为进一步弄清电流表指针摆动方向与电流方向的关系,可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究.某同学想到了多用电表内部某一挡含有直流电源,他应选用多用电表的__ __挡对电流表进行测试.实验发现当电流从正接线柱流入电流表时,指针向右摆动.
(3) 为了能进一步了解感应电流大小随时间变化的关系,要使用电流传感器,连接好后,以图甲为例,你认为在磁体穿过整个线圈的过程中,传感器显示的电流i随时间t的图像应该是下图中的__ __.(填正确选项的字母)
A B
C D
11.某学习小组探究LED灯的伏安特性曲线.
(1) 实验需要灯两端的电压从零开始调节,滑动变阻器应采用__ __(填“限流式”或“分压式”)接法.
(2) 某同学已连接部分导线,请在图甲中完成电路的连接.
(3) 检查电路连线正确后,某同学闭合开关,看到灯闪亮一下立即熄灭,造成这一现象的原因可能是__ __.
(4) 描绘出灯的伏安特性曲线如图乙所示,当灯两端电压为0.80 V时,灯的功率为__ __.(结果保留两位有效数字)
甲
乙
12.(2025·广州外国语学校模拟)如图甲所示,明朝出版的《天工开物》被称为“中国17世纪的工艺百科全书”,书中详细描述了古法榨油的方法,其过程简化为石块撞击木楔,挤压胚饼,重复撞击,榨出油来.现有一长度l=5 m的绳子,上端固定于屋梁,下端悬挂一质量m=200 kg的石块,可视为质点.将石块拉至绳子与竖直方向的夹角θ=37°的位置由静止释放,如图乙所示.取g=10 m/s2.sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,=2.2,求:
甲
乙
丙
(1) 撞击前,石块在最低点对绳子的拉力大小T.
(2) 石块在最低点,与木楔撞击后,石块的反弹速度大小v=1 m/s,撞击时间t=0.1 s,石块对木楔撞击力大小F.
(3) 假设石块每次在最低点撞击木楔,木楔得到的动能是石块撞击前动能的10%.木楔所受的阻力
与它的位移的关系如图丙所示.当石块撞击10次时,木楔移动的位移x.
13.(2025·“百日冲刺”开学考)某实验室设计了一个装置,如图所示,水平固定的圆筒形磁体(S极)与其内圆柱形磁体(N极)之间的空隙中存在一辐向磁场,辐向磁场分布关于圆柱体的中轴线对称(距中轴线距离相等处的磁感应强度大小相等).另有一个匝数为1匝,质量为m、电阻为R、半径为r的圆线圈套在圆柱形磁体上,其线圈导线所在处的磁场的磁感应强度大小均为B.线圈在恒定外力F作用下,在C点位置从静止开始运动,经过时间t后,达到最大速度,此时恰好到达O点位置,撤去F,线圈继续运动,最终运动到D点停下,不计线圈与圆筒间的摩擦.求:
(1) 当线圈的速度为v0时,线圈中产生的感应电流的大小.
(2) 在某时刻线圈运动的加速度大小为a,则此时线圈的速度大小.
(3) 线圈从开始出发到最终停下过程中运动的位移.
21世纪教育网(www.21cnjy.com)考前回归限时练(七)
一、单项选择题
1.(2025·珠海实验等五校模拟)卢瑟福发现质子的核反应方程为,其学生查德威克发现中子的核反应方程为,下列说法中正确的是( B )
A.x=16 B.y=8
C.m=14 D.n=7
【解析】根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可得x=14+4-1=17,y=7+2-1=8,m=9+4-1=12,n=4+2-0=6,故选B.
2.(2025·广州白云区一模)如图甲所示,把小球安装在弹簧的一端,弹簧的另一端固定,小球和弹簧穿在光滑的水平杆上.小球振动时,沿垂直于振动方向以速度v匀速拉动纸带,纸带上可留下痕迹,a、b是纸带上的两点,不计阻力,如图乙所示.由此可判断( C )
甲
乙
A.t时间内小球的运动路程为vt
B.小球的机械能守恒
C.小球通过a点时的速度大于通过b点的速度
D.如果小球以较小的振幅振动,周期也会变小
【解析】vt是t时间内纸带运动的路程,并不是小球的运动路程,A错误;小球振动过程只有弹簧的弹力做功,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,不是小球的机械能守恒,B错误;由于小球做简谐运动,由图可知小球通过a点时更衡位置,由简谐运动规律可知其速度大于通过b点的速度,C正确;由于小球的运动为简谐运动,其振动周期与振幅无关,D错误.
3.(2024·惠州一模)雨滴从高空静止下落过程中,受到的空气阻力满足f=kv2,k为定值,取竖直向下为正,下列表示雨滴速度v和加速度a的图像可能正确的是( B )
A B
C D
【解析】雨滴从高空静止下落过程中,设雨滴的质量为m,根据牛顿第二定律可得a==g-,可知随着雨滴速度的增大,加速度逐渐减小,所以雨滴做加速度逐渐减小的加速运动,则v-t图像的切线斜率逐渐减小;当空气阻力等于雨滴重力时,雨滴的加速度减为0,且加速度a与速度v不是线性关系,故选B.
4.(2025·湛江测试一)北京时间2024年12月3日,我国在西昌卫星发射中心使用“长征三号”乙运载火箭,成功将通信技术试验卫星十三号发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功.假设通信技术试验卫星十三号、同步卫星围绕地球均做匀速圆周运动,通信技术试验卫星十三号运行的周期为T1、轨道半径为r1,同步卫星运行的周期为T2,且T1<T2,地球半径为R,引力常量为G.下列说法中正确的是( C )
A.它们的运行速度均大于7.9 km/s
B.同步卫星的轨道半径为
C.由题目条件可知地球的平均密度为
D.某时刻通信技术试验卫星十三号、同步卫星在轨道上相距最远,再经过 时间,它们再次相距最远
【解析】卫星绕地球做匀速圆周运动时,由万有引力提供向心力得 =m,解得v=,第一宇宙速度7.9 km/s是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度,所以它们的运行速度均小于7.9 km/s,A错误;由开普勒第三定律可得=,可得同步卫星的轨道半径为r2=,B错误;对通信技术试验卫星十三号有=,则地球的平均密度为ρ===,C正确;某时刻通信技术试验卫星十三号、同步卫星在轨道上相距最远,到它们再次相距最远,则有 t-t=2π,解得t=,D错误.
5.(2025·广州外国语学校模拟)高铁站内两段水平钢轨连接处设置有8 mm厚的机械绝缘节,其起着电气绝缘和机械连接的作用,拉开后各部分如图甲所示.某次列车经过绝缘节时,钢轨A、B之间产生了约为60 V的电势差,此时绝缘节顶部空间的等势面分布如图乙所示,其中c点位于绝缘节正上方,下列说法中正确的是( D )
甲
乙
A.a点的电势低于b点
B.负电荷在a点电势能比在c点大
C.c点场强方向沿着x轴正方向
D.绝缘节顶部的场强约为7.5×103 V/m
【解析】 由图乙可知,a点的电势与b点相等,A错误;由图乙可知,a点电势比c点高,则负电荷在a点电势能比在c点小,B错误;由图乙可知,c点场强方向与等势线垂直并指向低电势处,则c点场强方向沿着x轴负方向,C错误;绝缘节顶部的场强约为E=≈=7.5×103 V/m,D正确.
6.(2024·深圳第二次调研)如图所示,半径为R的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于圆所在的平面.一速度为v的带电粒子从圆周上的A点沿半径方向射入磁场,入射点A与出射点B间的圆弧为整个圆周的三分之一.现有一群该粒子从A点沿该平面以任意方向射入磁场,已知粒子速率均为 v,忽略粒子间的相互作用,则粒子在磁场中的最长运动时间为( C )
A. B.
C. D.
【解析】 粒子在磁场中做匀速圆周运动,设速率为v的带电粒子的运动半径为r1,其轨迹如图中弧所示.由题意可知∠AOB=120°,由几何关系可得θ=30°,
圆周运动的半径为r1==R,由洛伦兹力提供向心力可得qvB=m,可得粒子的半径为r=,可知粒子运动半径与速率成正比,则速率为v2=v的粒子在磁场中做圆周运动的半径为r2=r1=2R,在磁场中运动时间最长的粒子的运动轨迹的弦为磁场区域圆的直径,粒子运动轨迹如图中的弧所示,则角β满足sin β=,可得β=30°,粒子在磁场中运动的周期为T==,粒子在磁场中的最长运动时间t=T=,故选C.
7.(2025·广东省三模)如图所示,虚线是正弦交流电的图像,实线是另一交流电的图像,它们的周期T和最大值Um相同,则实线所对应的交流电的有效值U满足( D )
A.U= B.U=
C.U> D.U<
【解析】因虚线是正弦交流电的图像,则该交流电的有效值为U有效值==,由图可知,在任意时刻,实线所代表的交流电的瞬时值都不大于虚线表示的正弦交流电的瞬时值,则实线所代表的交流电的有效值小于虚线表示的正弦交流电的有效值,则U<,故选D.
二、多项选择题
8.(2025·广州二中开学测试)用固定于O点的丝线悬挂一个质量为m、带电荷量为q(q>0)的小球,以过O点的竖直线Ox为界,左侧有匀强磁场,右侧有匀强电场,方向如图所示.将带电小球从最低位置c拉至a点由静止释放,让小球在ab间摆动,b为小球在左侧能到达的最高点,不计空气阻力,下列说法中正确的是( BD )
A.a、b两位置高度相等
B.小球在磁场中运动时机械能守恒,在电场中运动时机械能不守恒
C.小球经过Ox左侧磁场中同一位置时丝线张力相等
D.小球从a到c所用的时间比从b到c所用的时间短
【解析】从a到c电场力做正功,机械能不守恒,由动能定理(mg+qE)ha=,在磁场中运动过程中,洛伦兹力不做功,故机械能守恒,则mghb=,可知hb>ha,即a、b两位置高度不相等,A错误,B正确;小球经过Ox左侧磁场中同一位置时,速度的方向可能不同,则洛伦兹力的方向不同,丝线张力不相等,C错误;小球从a到c受向下的重力和向下的电场力作用,从b到c过程中受向下的重力作用,洛伦兹力垂直于速度方向,故小球从a到c向下的加速度比从b到c向下的加速度大,又因为hb>ha,则小球从a到c所用的时间比从b到c所用的时间短,D正确.
9.(2025·湛江一中三模)如图所示,水平面上从B点往左都是光滑的,从B点往右都是粗糙的.质量分别为M和m的两个小物块甲和乙(可视为质点),与粗糙水平面间的动摩擦因数分别为μ甲和μ乙,在光滑水平面上相距L以相同的速度同时开始向右运动,它们在进入粗糙区域后最后静止.设静止后两物块间的距离为s,甲运动的总时间为t1、乙运动的总时间为t2,则下列说法中正确的是( BC )
A.若M=m,μ甲=μ乙,则s=L
B.若μ甲=μ乙,无论M、m取何值,总是s=0
C.若μ甲<μ乙,M>m,则可能t1=t2
D.若μ甲<μ乙,无论M、m取何值,总是t1【解析】由动能定理可知-μmgx=0-mv2,若M=m,μ甲=μ2,则两物体在粗糙地面上滑动的位移相同,故二者的距离为零,A错误;由动能定理可知-μmgx=0-mv2,解得x=,滑行距离与质量无关,故若μ甲=μ乙,无论M、m取何值,总是s=0,B正确;两物体在粗糙水平面上的加速度a=μg,则从B点运动到停止的时间t==,若μ甲<μ乙,则有t甲>t乙,因乙离B点较远,故可能有t1=t2,C正确,D错误.
三、非选择题
10.探究感应电流方向的实验所需器材包括:条形磁铁、电流表、线圈、导线、一节干电池(用来查明线圈中电流的流向与电流表中指针偏转方向的关系).
甲 乙
丙 丁
(1) 实验现象如上图所示,根据实验现象,完成以下内容:
①比较甲图和__丁图__,发现电流表指针偏转的方向相同.
②实验结论:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的__磁通量的变化__.
(2) 为进一步弄清电流表指针摆动方向与电流方向的关系,可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究.某同学想到了多用电表内部某一挡含有直流电源,他应选用多用电表的__欧姆__挡对电流表进行测试.实验发现当电流从正接线柱流入电流表时,指针向右摆动.
(3) 为了能进一步了解感应电流大小随时间变化的关系,要使用电流传感器,连接好后,以图甲为例,你认为在磁体穿过整个线圈的过程中,传感器显示的电流i随时间t的图像应该是下图中的__A__.(填正确选项的字母)
A B
C D
【解析】(1) ①由题图可知,比较甲图和丁图,发现电流表指针偏转的方向相同.
②感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的(磁场)磁通量的变化.
(2) 多用电表内部某一挡含有直流电源,依据欧姆表内部有电源,因此用电表的欧姆挡对电流表进行测试.
(3) 当磁铁完全进入线圈内时,穿过线圈的磁通量不变,则不会产生感应电流,则磁铁会加速运动,当到达线圈底部时,磁通量变化率大于磁铁进入线圈时位置,依据法拉第电磁感应定律,则到达底部的感应电流较大,再由楞次定律可知,进与出的感应电流方向相反,故选A.
11.某学习小组探究LED灯的伏安特性曲线.
(1) 实验需要灯两端的电压从零开始调节,滑动变阻器应采用__分压式__(填“限流式”或“分压式”)接法.
(2) 某同学已连接部分导线,请在图甲中完成电路的连接.
答案:图见解析
(3) 检查电路连线正确后,某同学闭合开关,看到灯闪亮一下立即熄灭,造成这一现象的原因可能是__可能是滑动变阻器调节不合适,流过灯泡电流过大,导致灯泡被烧坏了__.
(4) 描绘出灯的伏安特性曲线如图乙所示,当灯两端电压为0.80 V时,灯的功率为__9.6×10-3__W__.(结果保留两位有效数字)
甲
乙
【解析】(1) 题中要求电压从零开始,所以滑动变阻器应该按分压接法接在电路中.
(2) 电路图如图所示.
(3) 闭合开关,看到灯闪亮一下立即熄灭,造成这一现象的原因可能是滑动变阻器调节不合适,导致流过灯泡电流过大,灯泡被烧坏了.
(4) 结合图像可知,当灯两端电压为0.80 V时,灯泡两端的电流为12 mA,则灯的功率为P=UI=0.8×12×10-3 W=9.6×10-3 W.
12.(2025·广州外国语学校模拟)如图甲所示,明朝出版的《天工开物》被称为“中国17世纪的工艺百科全书”,书中详细描述了古法榨油的方法,其过程简化为石块撞击木楔,挤压胚饼,重复撞击,榨出油来.现有一长度l=5 m的绳子,上端固定于屋梁,下端悬挂一质量m=200 kg的石块,可视为质点.将石块拉至绳子与竖直方向的夹角θ=37°的位置由静止释放,如图乙所示.取g=10 m/s2.sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,=2.2,求:
甲
乙
丙
(1) 撞击前,石块在最低点对绳子的拉力大小T.
(2) 石块在最低点,与木楔撞击后,石块的反弹速度大小v=1 m/s,撞击时间t=0.1 s,石块对木楔撞击力大小F.
(3) 假设石块每次在最低点撞击木楔,木楔得到的动能是石块撞击前动能的10%.木楔所受的阻力
与它的位移的关系如图丙所示.当石块撞击10次时,木楔移动的位移x.
答案:(1) 2 800 N (2) 1.08×104 N
(3) 0.4 m
【解析】(1) 石块运动到最低点过程,根据动能定理有mgl(1-cos θ)=
解得v0=2 m/s
根据牛顿第二定律有T-mg=
解得T=2 800 N
(2) 对石块进行分析,根据动量定理有
F′t=mv-(-mv0)
根据牛顿第三定律,石头对木楔的撞击力F=F′
解得F=1.08×104 N
(3) 根据木楔的阻力与位移图像关系有
f=15 000x+2 000
木契克服阻力做的功
Wf=×(15 000x+2 000+2 000)x
根据能量守恒定律有×10%=Wf
解得x=0.4 m
13.(2025·“百日冲刺”开学考)某实验室设计了一个装置,如图所示,水平固定的圆筒形磁体(S极)与其内圆柱形磁体(N极)之间的空隙中存在一辐向磁场,辐向磁场分布关于圆柱体的中轴线对称(距中轴线距离相等处的磁感应强度大小相等).另有一个匝数为1匝,质量为m、电阻为R、半径为r的圆线圈套在圆柱形磁体上,其线圈导线所在处的磁场的磁感应强度大小均为B.线圈在恒定外力F作用下,在C点位置从静止开始运动,经过时间t后,达到最大速度,此时恰好到达O点位置,撤去F,线圈继续运动,最终运动到D点停下,不计线圈与圆筒间的摩擦.求:
(1) 当线圈的速度为v0时,线圈中产生的感应电流的大小.
(2) 在某时刻线圈运动的加速度大小为a,则此时线圈的速度大小.
(3) 线圈从开始出发到最终停下过程中运动的位移.
答案:(1) (2) (3)
【解析】(1) 线圈切割磁感线,有效长度为L=2πr
当线圈的速度为v0时,产生电动势为
E=Bv0·2πr
根据闭合电路欧姆定律可得I=
解得电流为I=
(2) 由F安=BIL可得F安=
当线圈在CO段运动时,根据牛顿第二定律可得F-F安=ma
解得v1=
当线圈在OD段运动时,根据牛顿第二定律可得F安=ma
解得v2=
(3) 在C到D运动过程中,运用动量定理,有
Ft-t总=mΔv,即Ft-=0
解得x=
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