2025年广西省高考一模质量监测卷(一)
物 理
选择题(46分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.如图所示,甲图为研究光电效应的电路图,入射光紫光的频率大于K极板的极限频率,乙图是光电管中光电流与电压的关系图像,丙图是原子核的比结合能与质量数之间的关系图像。下列判断正确的是( )
A.甲图中提高紫光入射光强度,截止电压一定增大
B.乙图中,a光光子的动量大于b光光子的动量
C.由丙图可知,钡原子核比氪原子核稳定
D.由丙图可知,核子的平均质量比核子的平均质量大
【答案】B
【解析】A.由公式
,
可得截止电压
提高紫光入射光强度改变不了紫光的频率,截止电压不变,故A错误;
B.图乙中,即两种光子频率,由光的频率与波长的关系式
可得
又由光子动量表达式
可得
故B正确;
C.由丙图可知,钡原子核比结合能小于氪原子核的比结合能,所以氪原子核更稳定,故C错误;
D.因为核子的比结合能比核子的比结合能大,核子的平均质量比核子的平均质量小,故D错误。
故选B。
2.如图所示,外力作用下小球A在竖直平面内做逆时针匀速圆周运动,圆心为O点。另一小球B用轻质弹簧竖直悬挂,且静止时小球B与圆心O在同一竖直高度。向下拉小球B到适当位置,静止释放,运动过程中小球A、B始终在同一竖直高度,不计阻力作用。下列说法正确的是( )
A.小球A受到的合外力不变
B.以小球A为参考系,小球B静止
C.小球B在运动过程中机械能守恒
D.小球A竖直方向合外力的大小与小球A到O点的竖直距离成正比
【答案】D
【解析】A.小球A做匀速圆周运动,合外力提供向心力,大小不变,方向时刻变化,故A错误;
B.以小球A为参考系,小球B在竖直方向的距离不变,但在水平方向的距离时刻变化。所以,以小球A为参考系,小球B运动,故B错误;
C.小球B在运动过程中小球B和弹簧组成的系统机械能守恒,小球B的机械能不守恒,故C错误;
D.设小球A做圆周运动的半径为,向心力即合外力为,某时刻到圆心的竖直高度为,与圆心连线和水平方向的夹角为,则
小球A竖直方向合外力为
因为小球A做匀速圆周运动,向心力大小不变,则小球A竖直方向合外力可表示为
其中
即,小球A竖直方向合外力的大小与小球A到O点的竖直距离成正比。故D正确。
故选D。
3.今年夏天川渝地区异常炎热,持续高温,空调已不可或缺。某高层住宅用户需要安装空调,为安全起见,要求吊运过程中空调主机与楼墙保持一定的距离。其原理如图所示,一人在高处控制一端系在主机上的轻绳A,另一人在地面控制另一根一端系在主机上的轻绳B,二人配合可使主机缓慢竖直上升。若主机质量为,当A绳与竖直方向的夹角时,B绳与竖直方向的夹角。将空调主机视为质点,重力加速度为则( )
A.B绳中拉力为
B.此时B绳端的工人受到的地面摩擦力为
C.A绳中拉力为
D.空调上升高度为的过程中,A绳中拉力做功为
【答案】B
【解析】AC.以空调主机为研究对象,设B绳的拉力为,设A绳的拉力为,则有
,
代入数值得
,
故AC错误;
B.此时以绳端的工人作为研究对象,进行受力分析,设绳端的工人受到的地面摩擦力为,则有
故B正确;
D.A绳中拉力的竖直方向的分力为
则空调上升高度为的过程中,A绳中拉力做功为
故D错误。
4.着陆月球前,“嫦娥六号”的轨迹可简化为如图所示的模型。Ⅰ是地月转移轨道,Ⅱ、Ⅲ是绕月球运行的椭圆轨道,Ⅳ是绕月球运行的圆形轨道,P、Q分别为椭圆轨道Ⅱ的远月点和近月点。关于“嫦娥六号”的说法正确的是( )
A.在轨道Ⅱ上P点的速度大于月球的第二宇宙速度
B.在轨道Ⅱ上P点的机械能小于在轨道Ⅳ上Q点的机械能
C.在轨道Ⅳ上运行的周期小于在轨道Ⅲ上运行的周期
D.若返回地球,脱离月球的速度应大于地球的第二宇宙速度
【答案】C
【解析】AD.根据第二宇宙速度定义,可知“嫦娥六号”在P点时被月球捕获绕月球运动,则其在P点的速度小于月球的第二宇宙速度;若返回地球,则脱离月球的速度应大于月球的第二宇宙速度,故AD错误;
B.“嫦娥六号”从椭圆轨道Ⅱ到轨道Ⅳ,需要通过减速实现从高轨道变到低轨道,克服外力做功,机械能减小,所以可知“嫦娥六号”在轨道Ⅱ上P点的机械能大于在轨道Ⅳ上Q点的机械能,故B错误;
C.根据开普勒第三定律,可知,由于“嫦娥六号”在轨道Ⅳ上运行的轨道半径小于其在轨道Ⅲ上运行的半径,可知其在轨道Ⅳ上运行的周期小于在轨道Ⅲ上运行的周期,故C正确。
故选C。
5.如图,一定质量的理想气体,原来处于A态,现经过如下两个过程变化到C态。过程一:先等容变化到B态再等压变化到C态;过程二:先等压变化到D态,再等容变化到C态。图中两条虚线代表两条等温线,则下列说法正确的是( )
A.两个过程气体对外做功相等
B.两个过程气体吸收的热量相等
C.两个过程气体增大的内能相等
D.若C态的压强、体积分别是A态的2倍,则C态的热力学温度是A态的2倍
【答案】C
【解析】ABC.两个过程温度的增加量相等,则内能的增加量相等,根据图像与坐标轴围成的面积代表做功可知,过程一气体对外做功较多,则吸收的热量较多,故AB错误,C正确;
D.若C状态的压强、体积均为A状态的2倍,则压强与体积的乘积为A状态的4倍,根据理想气体状态方程可知,热力学温度为A状态的4倍,故D错误;
故选C。
6.电荷量大小分别为Q、4Q的两个点电荷分别固定在x轴上的两点,其中一个点电荷固定在处,两点电荷间x轴上各点电势随x变化的关系如图所示(以无穷远处为电势零点),其中处的电势最低,x轴上M点的坐标为。将一带正电的试探电荷P在M点由静止释放,忽略试探电荷受到的除库仑力以外的其他作用力。则下列说法正确的是( )
A.两点电荷可能为异种电荷
B.电荷量大小为4Q的点电荷的位置坐标为
C.图像在M处的切线斜率的绝对值为
D.试探电荷P向x轴正方向运动的过程中加速度先增大后减小
【答案】C
【解析】A.选择无穷远处为电势零点,而图中给出的x轴线上各位置的电势均为正值,则两个点电荷必定为同种正点电荷,故A错误;
B.由于-x图像的斜率的绝对值表示电场强度的大小,则根据图像可知,处的电场强度为0,由于图像中电场强度为0的位置靠近3L,则该位置点电荷的电荷量为Q,根据
解得
即电荷量大小为4Q的点电荷的位置坐标为-3L,故B错误;
C.图像在M处的切线斜率绝对值为该位置电场强度的大小,根据上述分析有
故C正确;
D.根据沿电场线方向电势逐渐降低,可知在左侧,电场强度方向沿x轴正方向,在右侧,电场强度方向沿x轴负方向,则将一带正电的试探电荷P在M点由静止释放,试探电荷先向右做加速运动,越过后向右做减速运动,根据上述,电场强度先减小后增大,则试探电荷所受电场力也先减小后增大,即试探电荷P向x轴正方向运动的过程中加速度先减小后增大,故D错误。
故选C。
7.某理想变压器由一原线圈和两副线圈组成,如图所示,M、N端接电压有效值恒为的正弦交变电流,定值电阻。线圈匝数比为,定值电阻。滑动变阻器的阻值在0.5Ω到3Ω间可调。则( )
A.时,的功率为36W
B. 的阻值从0.5Ω增到3Ω,的功率逐渐减小
C. 的阻值从0.5Ω增到3Ω,变压器输出功率先增大后减小
D.时,的功率达到最大值
【答案】C
【解析】A.设变压器初级电压U1,电流I1,则
根据
可得
由题意可知
解得
则R3的功率为
选项A错误;
B. 由于
根据
可得
由
根据均值不等式可知当R3 = 0.4Ω时U2最小,则R3的阻值从0.5Ω增到3Ω时,U2增大,则R2的功率逐渐增加,选项B错误;
CD.将电阻R1等效为电源内阻,电源等效外电阻为
则当时变压器输出功率最大,此时
即R3的阻值从0.5Ω增到3Ω,变压器输出功率先增大后减小,此过程中由于的功率逐渐变大,可知时,的功率不是最大值,选项C正确,D错误。
故选C。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题列出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8.如图所示,可视为质点、质量相等的A、B两球套在粗细均匀的光滑水平直杆上。分别用长度相等的两轻质细线,一端连接小球,另一端固定在竖直细杆上。现让整个装置绕竖直细杆匀速转动,下列判断正确的是( )
A.两细线上的拉力大小一定不等
B.两细线上的拉力大小一定相等
C.若A球不受杆的弹力,则B球也不受杆的弹力
D.若B球不受杆的弹力,则A球受到杆的弹力方向竖直向下
【答案】BD
【解析】AB.设细线长为L,细线与竖直方向的夹角为,细线的拉力为F,则
即
由此判断两细线上的拉力大小相等,A项错误、B项正确;
C.由于两球重力相等,两细线拉力大小相等,若A球不受杆的弹力,即A球上细线的竖直分力等于重力,则B球上细线拉力的竖直分力小于重力,则杆对B球的弹力方向竖直向上,C项错误;
D.若B球不受杆的弹力,即B球上细线的竖直分力等于重力,则A球上细线拉力的竖直分力大于重力,则杆对A球的弹力方向竖直向下,D项正确。
故选BD。
9.劲度系数的轻弹簧一端固定在倾角的固定光滑斜面底部,另一端和质量的小物块A相连,质量的小物块B紧靠A静止在斜面上,轻质细线一端连在物块B上,另一端跨过定滑轮与质量的物体C相连,对C施加外力,使C处于静止状态,且细线刚好伸直但不绷紧,如图所示。从某时刻开始,撤掉外力,使C竖直向下运动,取,弹簧和斜面上的那部分细线均平行于斜面。以下说法中正确的是( )
A.初始时弹簧的压缩量是
B.当A、B恰好分离时,弹簧恢复原长
C.撤掉外力瞬间,A的加速度大小为
D.从撤去外力到A、B恰好分离整个过程,物体C减少的重力势能为1J
【答案】AD
【解析】A.初始时,对A、B整体受力分析,设此时弹簧压缩量为,根据胡克定律,有
解得
故A正确;
B.A、B恰好分离时,A、B间弹力为零,以B、C整体为研究对象,有
解得
则A的加速度大小也为0,此时弹簧处于压缩状态,故B错误;
C.撤掉外力瞬间,取A、B、C系统,由牛顿第二定律有
且弹簧弹力不发生突变,仍有
即
解得
故C错误;
D.AB恰好分离时,以A为研究对象,有
设此时弹簧的压缩量为,由胡克定律有
解得
所以从撤去外力到A、B恰好分离整个过程,A沿斜面移动的位移
物体C减少的重力势能为
故D正确。
故选AD。
10.直流电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到安培力的作用而运动.如图所示为使用直流电动机提升重物的示意图,间距为L的平行导轨固定在水平面内,导轨左端接有电动势为E、内阻为r的直流电源,导轨电阻不计;质量为、长为L的导体棒垂直导轨放置,导体棒电阻不计,其中心通过绝缘细线绕过固定光滑定滑轮后与静止在地面上的质量为m的重物相连,此时细线恰好伸直且无拉力,导体棒与滑轮间的细线水平.整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中.已知导体棒距离导轨左端足够远,重物上升过程中不会碰到定滑轮,重力加速度为g,不计一切摩擦.闭合开关S后,下列说法正确的是( )
A.闭合开关S瞬间,重物的加速度大小为
B.导体棒最终的速度大小为
C.要使导体棒匀速运动时直流电源的输出功率最大,则重物的质量应为
D.重物从静止出发到刚好做匀速运动的过程中,安培力对导体棒所做的功等于系统增加的机械能与回路产生的焦耳热之和
【答案】AB
【解析】A.闭合开关S瞬间,回路中的电流为
导体棒所受安培力
对导体棒和重物整体受力分析,由
解得
A正确;
B.导体棒向左运动时会产生与直流电源相反的感应电动势,初始,导体棒向左加速运动,随着导体棒速度的增大,回路中的电流减小,根据牛顿第二定律可知,导体棒向左做加速度减小的加速运动,最终达到匀速,设稳定时导体棒的速度大小为v,则回路中的电流
由
解得
B正确;
C.直流电源的输出功率
则当
时,直流电源的输出功率最大,根据
解得
C错误;
D.重物从静止出发到刚好做匀速运动的过程中,对导体棒和重物组成的整体,只有安培力和重物的重力做功,由功能关系可知,安培力对导体棒所做的功等于导体棒和重物组成的整体增加的机械能,D错误。
故选AB。
非选择题(54分)
三、非选择题(本大题共5小题,共54分。第11题6分,第12题9分,第13题10分,第14题12分,第15题17分。其中13—15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,若只有最后答案而无演算过程的不得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。)
11.某实验小组利用如图所示的实验装置测定滑块与长木板之间的动摩擦因数。实验的主要步骤如下:
(1)将长木板放置在水平桌面上并固定好,并在其中间某一位置固定一光电门传感器;
(2)用游标卡尺测量固定在滑块上端的挡光片的宽度d,测量结果如图所示,则挡光片的宽度d= mm;
(3)滑块放在长木板上,用手拨动滑块,通过光电门,运动一段距离后静止,记录挡光片的挡光时间t、滑块静止位置与光电门之间的距离x;
(4)已知重力加速度为g,则动摩擦因数μ= (用题中所给字母表示);
(5)若某次实验时,手拨动滑块的位置到滑块静止位置的距离恰好是光电门到滑块静止位置的距离的两倍,已知挡光时间为t1,滑块质量为m,则人拨动滑块时,对滑块的冲量大小为 (用题中所给字母表示)。
【答案】
【解析】(2)[1]游标卡尺主尺读数为,游标尺上第9个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以最终读数为
(4)[2]滑块经过光电门的速度
整个过程根据动能定理可知
解得
(5)[3]根据题意滑块经过光电门的速度
该速度为整个过程中中间位置的速度,故
,
初速度为
所以人拨动滑块时,对滑块的冲量大小为
12.小明家里有一台小型的风扇灯,额定电压5.0V,额定功率约为2.5W,他想利用实验室的器材描绘出这台风扇灯的伏安特性曲线(图像)。在实验室中找到了导线、开关,还有以下器材:
A.电源E:电动势为6.0V
B.电流表:量程0~0.6A,内阻约为
C.电流表:量程0~150mA,内阻
D.定值电阻
E.定值电阻
F.滑动变阻器:最大阻值
G.滑动变阻器:最大阻值
(1)为了便于调节,并能够实现在0~5.0V内范围内对风扇灯两端电压进行测量,实验中滑动变阻器应选用 (填“”或“”);为尽可能精确测量实验数据,应选用定值电阻 (填“”或“”)和电流表 (填“”或“”)串联改装成电压表使用;
(2)请帮助小明根据题中所给实验器材设计实验电路,并在图甲中将电路设计图补充完整(风扇灯用M表示)(注意:要在电路设计图中标上题干提供元件相应的符号);
(3)小明在实验过程中发现,流过风扇灯的电流读数小于0.15A时灯亮但风扇不转动。他通过实验描绘出图像如图乙所示,其中为电流表的读数、为电流表的读数。由实验描绘出的图像可知在(,)时,风扇灯的电阻为 (计算结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)
(2)
(3)5.0
【解析】(1)[1]由题意可知,若把风扇灯看作纯电阻,则可估算风扇灯的电阻约为
为了能够实现在0~5.0V内范围内对风扇灯两端电压进行测量,滑动变阻器应采用分压式接法,故选择滑动变阻器;
[2][3]电流表串联一个电阻改装成电压表,要求电流表内阻已知,故电流表选。若与电流表串联后,改装的电压表量程为
若与电流表串联后,改装的电压表量程为
根据题意可知,定值电阻选择。
(2)由前面分析可知,定值电阻与电流表串联再与风扇灯并联,电流表其并联的总电流,滑动变阻器采用分压式接法。电路图如下图所示
(3)由题意可知,当,时,流过风扇灯的电流为
当流过风扇灯的电流读数小于0.15A时灯亮但风扇不转动,即为纯电阻,则此时风扇灯的电阻为
13.一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形如图甲所示。M、N、P、Q是介质中的四个质点,M点位于平衡位置、P点和Q点分别位于波谷和波峰,M、Q两质点平衡位置之间的距离为12m,M点的振动情况如图乙所示。
(1)求该波的传播速度大小v
(2)求Q的平衡位置坐标xQ。
【答案】(1);(2)
【解析】(1)根据题意,由图甲有
解得
由图乙可知,周期为,则该波的传播速度大小
(2)由图乙可知,从时刻开始,M点向上振动,波向右传播,点振动方程为
当其第一次回到平衡位置,即
则有
解得
则有
可得
14.如图所示,固定竖直面内半径为的光滑半圆轨道与动摩擦因数为的粗糙水平面平滑相连,整个区域有水平向右、大小为的匀强电场,一质量为,电量为的可视为质点带正电的小物块从A点静止开始运动,已知AB的长度为,重力加速度。求:
(1)小物块运动到B点的速度为多大;
(2)小物块运动轨道最右边C点时,轨道对小物块的支持力;
(3)小物块从D点离开到落地过程中克服电场力做功的平均功率。
【答案】(1);(2),方向水平向左;(3)
【解析】(1)根据题意,在小物块从A运动到B的过程中,由动能定理
解得
(2)从B到C的过程,对小物块由动能定理
解得
物块在C点,设轨道对其支持力为,由牛顿第二定律有
解得
方向水平向左。
(3)小物块从B点到D点,由动能定理有
解得
小物块从D点飞离轨道后在竖直方向只受重力,可知在竖直方向做自由落体运动,在水平方向受到与速度方向相反的电场力,因此可知,在水平方向做匀变速直线运动,根据运动的独立性与等时性,设物块落地时所用的时间为t,则在竖直方向有
解得
在水平方向有
其中
联立解得
电场力做功
平均功率
15.如图所示,水平面上固定一光滑金属导轨ABCDE,AB、DE电阻不计,BC、CD单位长度电阻,BC与CD长度相等,以O为原点水平向右建立x坐标轴,恰好过C,导轨关于x轴对称,已知x1=3.6m,x2=4.4m,θ=37°,导轨处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=1T。现有一略长于导轨间距的直导体棒FG以初速度从原点O出发水平向右运动,已知直导体棒FG质量m=0.72kg,单位长度电阻。求:
(1)初始时刻直导体棒上产生的电动势;
(2)直导体棒FG停止运动瞬间的位置x3;
(3)若给直导体棒施加外力使其能始终以从原点运动至x2,求在此运动过程中直导体棒上产生的焦耳热。
【答案】(1)2.4V (2) 原点处 (3)1.35J
【解析】(1)由几何知识得,直导体棒长度为
初始时刻直导体棒产生的电动势为
(2)假设直导体棒最终停在区域,由动量定理得
又
回路中总电阻为
联立可得
由于,假设成立,最终停在距离原点处。
(3)0到过程,有
到过程,设坐标为时,直导体棒切割磁感线的有效长度为,由三角形相似得
可得
回路中总电阻为
直导体棒受到的安培力为
可知安培力与成线性关系,则到过程,安培力做功为
全过程中
直导体棒上产生的焦耳热为2025年广西省高考一模质量监测卷(一)
物 理
本试卷满分100分,考试时间75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
选择题(46分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.如图所示,甲图为研究光电效应的电路图,入射光紫光的频率大于K极板的极限频率,乙图是光电管中光电流与电压的关系图像,丙图是原子核的比结合能与质量数之间的关系图像。下列判断正确的是( )
A.甲图中提高紫光入射光强度,截止电压一定增大
B.乙图中,a光光子的动量大于b光光子的动量
C.由丙图可知,钡原子核比氪原子核稳定
D.由丙图可知,核子的平均质量比核子的平均质量大
2.如图所示,外力作用下小球A在竖直平面内做逆时针匀速圆周运动,圆心为O点。另一小球B用轻质弹簧竖直悬挂,且静止时小球B与圆心O在同一竖直高度。向下拉小球B到适当位置,静止释放,运动过程中小球A、B始终在同一竖直高度,不计阻力作用。下列说法正确的是( )
A.小球A受到的合外力不变
B.以小球A为参考系,小球B静止
C.小球B在运动过程中机械能守恒
D.小球A竖直方向合外力的大小与小球A到O点的竖直距离成正比
3.今年夏天川渝地区异常炎热,持续高温,空调已不可或缺。某高层住宅用户需要安装空调,为安全起见,要求吊运过程中空调主机与楼墙保持一定的距离。其原理如图所示,一人在高处控制一端系在主机上的轻绳A,另一人在地面控制另一根一端系在主机上的轻绳B,二人配合可使主机缓慢竖直上升。若主机质量为,当A绳与竖直方向的夹角时,B绳与竖直方向的夹角。将空调主机视为质点,重力加速度为则( )
A.B绳中拉力为
B.此时B绳端的工人受到的地面摩擦力为
C.A绳中拉力为
D.空调上升高度为的过程中,A绳中拉力做功为
4.着陆月球前,“嫦娥六号”的轨迹可简化为如图所示的模型。Ⅰ是地月转移轨道,Ⅱ、Ⅲ是绕月球运行的椭圆轨道,Ⅳ是绕月球运行的圆形轨道,P、Q分别为椭圆轨道Ⅱ的远月点和近月点。关于“嫦娥六号”的说法正确的是( )
A.在轨道Ⅱ上P点的速度大于月球的第二宇宙速度
B.在轨道Ⅱ上P点的机械能小于在轨道Ⅳ上Q点的机械能
C.在轨道Ⅳ上运行的周期小于在轨道Ⅲ上运行的周期
D.若返回地球,脱离月球的速度应大于地球的第二宇宙速度
5.如图,一定质量的理想气体,原来处于A态,现经过如下两个过程变化到C态。过程一:先等容变化到B态再等压变化到C态;过程二:先等压变化到D态,再等容变化到C态。图中两条虚线代表两条等温线,则下列说法正确的是( )
A.两个过程气体对外做功相等
B.两个过程气体吸收的热量相等
C.两个过程气体增大的内能相等
D.若C态的压强、体积分别是A态的2倍,则C态的热力学温度是A态的2倍
6.电荷量大小分别为Q、4Q的两个点电荷分别固定在x轴上的两点,其中一个点电荷固定在处,两点电荷间x轴上各点电势随x变化的关系如图所示(以无穷远处为电势零点),其中处的电势最低,x轴上M点的坐标为。将一带正电的试探电荷P在M点由静止释放,忽略试探电荷受到的除库仑力以外的其他作用力。则下列说法正确的是( )
A.两点电荷可能为异种电荷
B.电荷量大小为4Q的点电荷的位置坐标为
C.图像在M处的切线斜率的绝对值为
D.试探电荷P向x轴正方向运动的过程中加速度先增大后减小
7.某理想变压器由一原线圈和两副线圈组成,如图所示,M、N端接电压有效值恒为的正弦交变电流,定值电阻。线圈匝数比为,定值电阻。滑动变阻器的阻值在0.5Ω到3Ω间可调。则( )
A.时,的功率为36W
B. 的阻值从0.5Ω增到3Ω,的功率逐渐减小
C. 的阻值从0.5Ω增到3Ω,变压器输出功率先增大后减小
D.时,的功率达到最大值
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题列出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8.如图所示,可视为质点、质量相等的A、B两球套在粗细均匀的光滑水平直杆上。分别用长度相等的两轻质细线,一端连接小球,另一端固定在竖直细杆上。现让整个装置绕竖直细杆匀速转动,下列判断正确的是( )
A.两细线上的拉力大小一定不等
B.两细线上的拉力大小一定相等
C.若A球不受杆的弹力,则B球也不受杆的弹力
D.若B球不受杆的弹力,则A球受到杆的弹力方向竖直向下
9.劲度系数的轻弹簧一端固定在倾角的固定光滑斜面底部,另一端和质量的小物块A相连,质量的小物块B紧靠A静止在斜面上,轻质细线一端连在物块B上,另一端跨过定滑轮与质量的物体C相连,对C施加外力,使C处于静止状态,且细线刚好伸直但不绷紧,如图所示。从某时刻开始,撤掉外力,使C竖直向下运动,取,弹簧和斜面上的那部分细线均平行于斜面。以下说法中正确的是( )
A.初始时弹簧的压缩量是
B.当A、B恰好分离时,弹簧恢复原长
C.撤掉外力瞬间,A的加速度大小为
D.从撤去外力到A、B恰好分离整个过程,物体C减少的重力势能为1J
10.直流电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到安培力的作用而运动.如图所示为使用直流电动机提升重物的示意图,间距为L的平行导轨固定在水平面内,导轨左端接有电动势为E、内阻为r的直流电源,导轨电阻不计;质量为、长为L的导体棒垂直导轨放置,导体棒电阻不计,其中心通过绝缘细线绕过固定光滑定滑轮后与静止在地面上的质量为m的重物相连,此时细线恰好伸直且无拉力,导体棒与滑轮间的细线水平.整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中.已知导体棒距离导轨左端足够远,重物上升过程中不会碰到定滑轮,重力加速度为g,不计一切摩擦.闭合开关S后,下列说法正确的是( )
A.闭合开关S瞬间,重物的加速度大小为
B.导体棒最终的速度大小为
C.要使导体棒匀速运动时直流电源的输出功率最大,则重物的质量应为
D.重物从静止出发到刚好做匀速运动的过程中,安培力对导体棒所做的功等于系统增加的机械能与回路产生的焦耳热之和
非选择题(54分)
三、非选择题(本大题共5小题,共54分。第11题6分,第12题9分,第13题10分,第14题12分,第15题17分。其中13—15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,若只有最后答案而无演算过程的不得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。)
11.某实验小组利用如图所示的实验装置测定滑块与长木板之间的动摩擦因数。实验的主要步骤如下:
(1)将长木板放置在水平桌面上并固定好,并在其中间某一位置固定一光电门传感器;
(2)用游标卡尺测量固定在滑块上端的挡光片的宽度d,测量结果如图所示,则挡光片的宽度d= mm;
(3)滑块放在长木板上,用手拨动滑块,通过光电门,运动一段距离后静止,记录挡光片的挡光时间t、滑块静止位置与光电门之间的距离x;
(4)已知重力加速度为g,则动摩擦因数μ= (用题中所给字母表示);
(5)若某次实验时,手拨动滑块的位置到滑块静止位置的距离恰好是光电门到滑块静止位置的距离的两倍,已知挡光时间为t1,滑块质量为m,则人拨动滑块时,对滑块的冲量大小为 (用题中所给字母表示)。
12.小明家里有一台小型的风扇灯,额定电压5.0V,额定功率约为2.5W,他想利用实验室的器材描绘出这台风扇灯的伏安特性曲线(图像)。在实验室中找到了导线、开关,还有以下器材:
A.电源E:电动势为6.0V
B.电流表:量程0~0.6A,内阻约为
C.电流表:量程0~150mA,内阻
D.定值电阻
E.定值电阻
F.滑动变阻器:最大阻值
G.滑动变阻器:最大阻值
(1)为了便于调节,并能够实现在0~5.0V内范围内对风扇灯两端电压进行测量,实验中滑动变阻器应选用 (填“”或“”);为尽可能精确测量实验数据,应选用定值电阻 (填“”或“”)和电流表 (填“”或“”)串联改装成电压表使用;
(2)请帮助小明根据题中所给实验器材设计实验电路,并在图甲中将电路设计图补充完整(风扇灯用M表示)(注意:要在电路设计图中标上题干提供元件相应的符号);
(3)小明在实验过程中发现,流过风扇灯的电流读数小于0.15A时灯亮但风扇不转动。他通过实验描绘出图像如图乙所示,其中为电流表的读数、为电流表的读数。由实验描绘出的图像可知在(,)时,风扇灯的电阻为 (计算结果保留两位有效数字)。
13.一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形如图甲所示。M、N、P、Q是介质中的四个质点,M点位于平衡位置、P点和Q点分别位于波谷和波峰,M、Q两质点平衡位置之间的距离为12m,M点的振动情况如图乙所示。
(1)求该波的传播速度大小v
(2)求Q的平衡位置坐标xQ。
14.如图所示,固定竖直面内半径为的光滑半圆轨道与动摩擦因数为的粗糙水平面平滑相连,整个区域有水平向右、大小为的匀强电场,一质量为,电量为的可视为质点带正电的小物块从A点静止开始运动,已知AB的长度为,重力加速度。求:
(1)小物块运动到B点的速度为多大;
(2)小物块运动轨道最右边C点时,轨道对小物块的支持力;
(3)小物块从D点离开到落地过程中克服电场力做功的平均功率。
15.如图所示,水平面上固定一光滑金属导轨ABCDE,AB、DE电阻不计,BC、CD单位长度电阻,BC与CD长度相等,以O为原点水平向右建立x坐标轴,恰好过C,导轨关于x轴对称,已知x1=3.6m,x2=4.4m,θ=37°,导轨处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=1T。现有一略长于导轨间距的直导体棒FG以初速度从原点O出发水平向右运动,已知直导体棒FG质量m=0.72kg,单位长度电阻。求:
(1)初始时刻直导体棒上产生的电动势;
(2)直导体棒FG停止运动瞬间的位置x3;
(3)若给直导体棒施加外力使其能始终以从原点运动至x2,求在此运动过程中直导体棒上产生的焦耳热。