注意事項(xiàng):
1.答題前,考生務(wù)必用黑色碳素筆將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)、考場(chǎng)號(hào)、座位號(hào)在答題卡上填寫清楚。
2.每道選擇題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑,如需改動(dòng),用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標(biāo)號(hào)。在試題卷上作答無效。
3.非選擇題必須用黑色字跡鋼筆或簽字筆作答,答案必須寫在答題卡各題目指定區(qū)域內(nèi)相應(yīng)位置上;如需改動(dòng),先劃掉原來的答案,然后再寫上新的答案;不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答的答案無效。
4.考試結(jié)束后,請(qǐng)將本試卷和答題卡一并交回。
一、選擇題:本題共10小題,共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1至7小題只有一項(xiàng)符合題目要求,每小題4分。第8至10小題有多項(xiàng)符合題目的要求,全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分。
1.汽車工程學(xué)中將加速度隨時(shí)間的變化率稱為急動(dòng)度k,急動(dòng)度k是評(píng)判乘客是否感到舒適的重要指標(biāo)。一輛汽車從靜止啟動(dòng)過程中的急動(dòng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示,當(dāng)t=0時(shí), a=0,關(guān)于該汽車的運(yùn)動(dòng),下列說法不正確的是( )
A.3s時(shí)汽車的加速度大小為3m/s2B.9s時(shí)汽車的加速度大小為0
C.6s末汽車的速度大小為12m/sD.9s末汽車的速度大小為18m/s
2.圖示為某景點(diǎn)的峽谷秋千,該項(xiàng)目會(huì)讓游客體會(huì)到超重與失重帶來的刺激。以下說法正確的是( )
A.當(dāng)秋千擺動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),速度為零;最低點(diǎn)時(shí),加速度為零
B.游客臀部和座椅之間存在摩擦力,且在最低點(diǎn)摩擦力最大
C.考慮阻力,秋千擺動(dòng)幅度變小,經(jīng)過最高點(diǎn)處的繩子拉力依次變大
D.秋千下擺過程中,游客體會(huì)到的是失重;上擺過程中,體會(huì)到的是超重
3.如圖所示,電源內(nèi)阻等于燈泡的電阻,當(dāng)開關(guān)閉合.滑動(dòng)變阻器滑片位于某位置時(shí),水平放置的平行板電容器間一帶電液滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),燈泡L正常發(fā)光,現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器滑片由該位置向a端滑動(dòng),則( )
A.燈泡將變亮,R中有電流流過,方向豎直向上
B.液滴帶正電,在滑片滑動(dòng)過程中液滴將向下做勻加速運(yùn)動(dòng)
C.電源的路端電壓增大,輸出功率也增大
D.滑片滑動(dòng)過程中,帶電液滴電勢(shì)能將減小
4.如圖所示,小球懸掛在箱子頂端的拉力傳感器上,球心到懸掛點(diǎn)的距離為L(zhǎng),當(dāng)箱子沿豎直方向做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),傳感器的示數(shù)會(huì)變大或者變小,當(dāng)箱子的加速度向上為a時(shí),可認(rèn)為重力加速度由g變?yōu)?,?dāng)箱子的加速度向下為a時(shí),可認(rèn)為重力加速度由g變?yōu)椋∏蚝孟裉幵谝粋€(gè)重力加速度為的環(huán)境里,可把這個(gè)稱為等效重力加速度。下列說法正確的是( )
A.當(dāng)箱子向上做減速運(yùn)動(dòng)時(shí),等效重力加速度大于重力加速度g
B.當(dāng)箱子向上的加速度等于3g時(shí),且小球做單擺運(yùn)動(dòng)(最大擺角小于5°),則小球的運(yùn)動(dòng)周期為
C.當(dāng)箱子向上的加速度等于3g時(shí),同時(shí)小球在箱子中做單擺運(yùn)動(dòng)(最大擺角小于5°),則運(yùn)動(dòng)過程小球的機(jī)械能守恒
D.拉力傳感器的示數(shù)F與小球的重力的合力與小球的質(zhì)量m之比等于等效重力加速度
5.在經(jīng)典核式結(jié)構(gòu)模型中,氫原子的電子圍繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)。經(jīng)典的電磁理論表明電子做加速運(yùn)動(dòng)會(huì)發(fā)射電磁波,同時(shí)電子的軌道半徑逐漸減?。僭O(shè)電子的每一圈運(yùn)動(dòng)軌道可近似視為圓周),電磁波的發(fā)射功率可表示為(拉莫爾公式):,其中a為電子的加速度,c為真空光速,k為靜電力常數(shù),e為電子電荷量。根據(jù)經(jīng)典電磁理論,在電子落到原子核上之前,下列說法正確是( )
A.電磁波發(fā)射功率越來越小
B.電子的動(dòng)能變化量大于電勢(shì)能的減少量
C.電子發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)越來越短
D.電子的物質(zhì)波的波長(zhǎng)越來越長(zhǎng)
6.用鋁制易拉罐制作溫度計(jì),一透明薄吸管里有一段油柱(長(zhǎng)度不計(jì))粗細(xì)均勻,吸管與罐密封性良好,罐內(nèi)氣體可視為理想氣體,已知罐體積為,薄吸管底面積,罐外吸管總長(zhǎng)度為20cm,當(dāng)溫度為27℃時(shí),油柱離罐口10cm,不考慮大氣壓強(qiáng)變化,下列說法正確的是( )
A.若在吸管上標(biāo)注等差溫度值,則刻度左密右疏
B.該裝置所測(cè)溫度不高于31.5℃
C.該裝置所測(cè)溫度不低于23.5℃
D.其他條件不變,緩慢把吸管拉出來一點(diǎn),則油柱離罐口距離增大
7.2023年8月24日,日本政府正式向海洋排放福島第一核電站的核廢水。核廢水中的發(fā)生衰變時(shí)的核反應(yīng)方程為,該反應(yīng)過程中釋放的核能為Q。設(shè)的結(jié)合能為,的結(jié)合能為,X的結(jié)合能為,則下列說法正確的是( )
A.衰變過程中放出的光子是由從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷產(chǎn)生的
B.的平均核子質(zhì)量大于的平均核子質(zhì)量
C.該核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損可以表示為
D.該核反應(yīng)過程中釋放的核能
8.如圖所示,兩條不可伸長(zhǎng)的輕繩分別系著質(zhì)量為和的質(zhì)點(diǎn),兩質(zhì)點(diǎn)以相同的角速度繞同一豎直線做水平勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知重力加速度為,兩繩的拉力分別為及,兩繩與豎直線夾角的正弦值分別是及,則( )
A.兩細(xì)繩拉力的比值B.兩細(xì)繩拉力的比值
C.兩細(xì)繩繩長(zhǎng)的比值D.兩細(xì)繩繩長(zhǎng)的比值
9.如圖所示,水平地面(平面)下有一根平行于y軸且通有恒定電流I的長(zhǎng)直導(dǎo)線。P、M和N為地面上的三點(diǎn),P點(diǎn)位于導(dǎo)線正上方,平行于y軸,平行于x軸。一閉合的圓形金屬線圈,圓心在P點(diǎn),可沿不同方向以相同的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中線圈平面始終與地面平行。下列說法正確的有( )
A.N點(diǎn)與M點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相同
B.線圈沿PN方向運(yùn)動(dòng)時(shí),穿過線圈的磁通量不變
C.線圈從P點(diǎn)開始豎直向上運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈中無感應(yīng)電流
D.線圈從P到M過程的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與從P到N過程的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等
10.下列說法中正確的是( )
A.圖甲檢測(cè)玻璃面是否平整的原理是光的衍射現(xiàn)象,若a光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則采用b光照射也一定能發(fā)生光電效應(yīng)
B.圖乙是鈾核裂變圖,其核反應(yīng)方程為,若該過程質(zhì)量虧損為,則鈾核的結(jié)合能為
C.圖丙表示LC振蕩電路充放電過程的某瞬間,根據(jù)電場(chǎng)線和磁感線的方向可知電路中電流強(qiáng)度正在減小
D.圖丁中的P、Q是偏振片,當(dāng)P固定不動(dòng)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)Q時(shí),光屏上的光亮度將會(huì)發(fā)生變化,此現(xiàn)象表明光波是橫波
二、非選擇題:本題共5小題,共60分。
11.(10分)“伽利略”研究小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,探究小車在長(zhǎng)木板上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
(1)圖乙是小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)打出的一條紙帶,每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)間有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn),已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz,,,可求得小車的加速度大小為 (保留兩位有效數(shù)字)。
(2)若用該實(shí)驗(yàn)裝置“探究a與F、M之間的關(guān)系”,要用鉤碼(質(zhì)量用m表示)所受的重力表示小車(質(zhì)量用M表示)所受的細(xì)線的拉力,需滿足 ,滿足此條件做實(shí)驗(yàn)時(shí),得到一系列加速度a與合外力F的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù),畫出關(guān)系圖像,如圖丙所示,若不計(jì)滑輪摩擦及紙帶阻力的影響,由圖像可知,實(shí)驗(yàn)操作中不當(dāng)之處為 ,小車的質(zhì)量M= kg,如果實(shí)驗(yàn)時(shí),在小車和鉤碼之間接一個(gè)不計(jì)質(zhì)量的微型力傳感器用來測(cè)量拉力F,如圖丁所示,從理論上分析,該實(shí)驗(yàn)圖線的斜率將 (填“變大”、“變小”或“不變”)。
12.(10分)雪地轉(zhuǎn)椅是一種游樂項(xiàng)目,其中心傳動(dòng)裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)椅在雪地上滑動(dòng)。如圖(a)、(b)所示,傳動(dòng)裝置有一高度可調(diào)的水平圓盤,可繞通過中心O點(diǎn)的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。圓盤邊緣A處固定連接一輕繩,輕繩另一端B連接轉(zhuǎn)椅(視為質(zhì)點(diǎn))。轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后,其角速度與圓盤角速度相等。轉(zhuǎn)椅與雪地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力。
(1)在圖(a)中,若圓盤在水平雪地上以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后在水平雪地上繞O點(diǎn)做半徑為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。求與之間夾角的正切值。
(2)將圓盤升高,如圖(b)所示。圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后在水平雪地上繞點(diǎn)做半徑為的勻速圓周運(yùn)動(dòng),繩子與豎直方向的夾角為,繩子在水平雪地上的投影與的夾角為。求此時(shí)圓盤的角速度。

13.(12分)圖示為修建高層建筑常用的塔式起重機(jī)。在起重機(jī)將質(zhì)量m=5×103kg的重物豎直吊起的過程中,重物由靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度a=0.2m/s2,當(dāng)起重機(jī)輸出功率達(dá)到其允許的最大值時(shí),保持該功率直到重物做vm=1.02m/s的勻速運(yùn)動(dòng)。取g=10m/s2,不計(jì)額外功。求:
(1)起重機(jī)允許輸出的最大功率;
(2)重物做勻加速運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間和起重機(jī)在第2秒末的輸出功率。
14.(14分)如圖所示,足夠大的光滑水平桌面上,勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在桌面左端,另一端與小球A拴接。開始時(shí),小球A用細(xì)線跨過光滑的定滑輪連接小球B,桌面上方的細(xì)線與桌面平行,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)小球A的位置記為O,A、B兩小球質(zhì)量均為m?,F(xiàn)用外力緩慢推小球A至彈簧原長(zhǎng)后釋放,在小球A向右運(yùn)動(dòng)至最遠(yuǎn)點(diǎn)時(shí)細(xì)線斷裂,已知彈簧振子的振動(dòng)周期,彈簧的彈性勢(shì)能(x為彈簧的形變量),重力加速度為g,空氣阻力不計(jì),彈簧始終在彈性限度內(nèi)。求:
(1)細(xì)線斷裂前瞬間的張力大小;
(2)從細(xì)線斷裂開始計(jì)時(shí),小球A第一次返回O點(diǎn)所用的時(shí)間t;
(3)細(xì)線斷裂后,小球A到達(dá)O點(diǎn)時(shí)的速度大小。
15.(14分)如圖甲所示,足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面成角,導(dǎo)軌間距為兩端接一阻值為的電阻,金屬棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,整個(gè)裝置處于方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為?,F(xiàn)對(duì)金屬棒施加一平行于導(dǎo)軌的外力,使金屬棒從導(dǎo)軌底端由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)。已知金屬棒電阻為,質(zhì)量為,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。金屬棒向上運(yùn)動(dòng)過程中,回路中的電流I隨金屬棒的位移變化的圖像如圖乙所示,取,則在金屬棒發(fā)生位移的過程中,求:
(1)通過電阻的電荷量;
(2)金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)拉力做的功。
【參考答案】
一、選擇題:
1.【答案】C
【解析】加速度隨時(shí)間的變化率稱為急動(dòng)度k,即,則圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積代表加速度變化。
A.由圖像圍成的面積表示加速度的變化,可得0~3s內(nèi)
當(dāng)t=0時(shí), a=0,所以可得3s 時(shí)汽車的加速度大小為3m/s2,A正確;
B.由圖像圍成的面積表示加速度的變化,可得0~9s內(nèi)
當(dāng)t=0時(shí),a=0,所以可得9s 時(shí)汽車的加速度大小為0,B正確;
CD.由題圖可知加速度的變化圖像如圖
該圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積代表速度的變化,則6s末汽車的速度大小為9s末汽車的速度大小為 ,C錯(cuò)誤,D正確。由于本題選擇錯(cuò)誤的,選C。
2.【答案】C
【解析】A.當(dāng)秋千擺動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),速度為零;但當(dāng)秋千擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),向心加速度不為零,A錯(cuò)誤;
B.座椅與人之間的摩擦力提供水平方向的加速度,在上升過程中,游客先超重,后失重,水平方向的加速度先增大,后減小,即摩擦力先變大,后變小,并非在最低點(diǎn)最大,B錯(cuò)誤;
C.設(shè)秋千繩子與豎直方向夾角為θ,秋千擺動(dòng)幅度變小,θ變小,在最高點(diǎn)時(shí),要使得繩子能夠提供足夠的向心加速度,則有
減小,sinθ也減小,要保證足夠的向心加速度,則繩子的拉力F要變大,C正確;
D.秋千在下擺過程中,游客先有向下的加速度分量,后有向上的加速度分量,所以先體會(huì)失重,后體會(huì)超重,D錯(cuò)誤。選C。
3.【答案】D
【解析】A.滑動(dòng)變阻器滑片向a端滑動(dòng)的過程中,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值增加,流過燈泡的電流減小,燈泡變暗;電源內(nèi)電壓降低,燈泡兩端的電壓降低,滑動(dòng)變阻器兩端的電壓升高,電容器與滑動(dòng)變阻器并聯(lián),加在電容器兩端的電壓升高,電容器繼續(xù)充電,R中有電流流過,方向豎直向上,A錯(cuò)誤;
BD.液滴受電場(chǎng)力豎直向上,電容器下極板帶正電,因此液滴帶正電,由于電容器兩端的電壓升高,內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度增加,液滴加速向上運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,B錯(cuò)誤,D正確;
C.由于外電阻大于內(nèi)電阻,當(dāng)外電阻增加時(shí),電源的輸出功率減小,C錯(cuò)誤。選D。
4.【答案】B
【解析】A.當(dāng)小球向上做減速運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度向下,等效重力加速度小于重力加速度g,A錯(cuò)誤;
B.當(dāng)小球向上的加速度等于3g時(shí),由,可得,單擺的周期公式,B正確;
C.由于小球一直向上加速,則機(jī)械能一直在增加,C錯(cuò)誤;
D.由牛頓第二定律可知或,即或,則拉力傳感器的示數(shù)F與小球的質(zhì)量m之比等于等效重力加速度,D錯(cuò)誤。選B。
5.【答案】C
【解析】A.根據(jù)牛頓第二定律可知電子落到原子核上之前,電子軌道半徑減小,則加速度增大,根據(jù)可知電磁波發(fā)射功率越來越大,A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)結(jié)合動(dòng)能表達(dá)式可得,電子落到原子核上之前,電子軌道半徑減小,動(dòng)能增大,電勢(shì)能減小,由于輻射能量出去,電子總能量減小,則電子的動(dòng)能變化量小于電勢(shì)能的減少量,B錯(cuò)誤;
C.電磁波發(fā)射功率越來越大,則電磁波的頻率越大,波長(zhǎng)越短,C正確;
D.電子的動(dòng)能增大,則動(dòng)量增大,根據(jù)可知電子的物質(zhì)波的波長(zhǎng)越來越短,D錯(cuò)誤。選C。
6.【答案】B
【解析】A.由蓋—呂薩克定律得
其中
,,
代入解得
根據(jù)可知
故若在吸管上標(biāo)注等差溫度值,則刻度均勻,故A錯(cuò)誤;
BC.當(dāng)時(shí),該裝置所測(cè)的溫度最高,代入解得
故該裝置所測(cè)溫度不高于,當(dāng)時(shí),該裝置所測(cè)的溫度最低,代入解得
故該裝置所測(cè)溫度不低于,故B正確,C錯(cuò)誤;
D.其他條件不變,緩慢把吸管拉出來一點(diǎn),由蓋—呂薩克定律可知,油柱離罐口距離不變,故D錯(cuò)誤。
故選B。
7.【答案】C
【解析】A.衰變過程中放出的光子是由生成的新核從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷產(chǎn)生的,A錯(cuò)誤;
B.核反應(yīng)中,生成物的比結(jié)合能大于反應(yīng)物的比結(jié)合能,而比結(jié)合能越大則平均核子質(zhì)量越小,由于的比結(jié)合能大于的比結(jié)合,因此的平均核子質(zhì)量小于的平均核子質(zhì)量,B錯(cuò)誤;
C.該核反應(yīng)的過程中,根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程可得,該核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損可以表示為,C正確;
D.核反應(yīng)的生成物總的結(jié)合能大于反應(yīng)物總的結(jié)合能,該核反應(yīng)過程中釋放的核能,D錯(cuò)誤。選C。
8.【答案】AC
【解析】AB.對(duì)兩小球整體,在豎直方向有,同理,對(duì)小球m,豎直方向有,其中,,由上述兩式即可得到,A正確,B錯(cuò)誤;
CD.對(duì)下面小球受力分析水平方向有,對(duì)上面的小球,在水平方向有,聯(lián)立解得,其中,,聯(lián)立解得,C正確,D錯(cuò)誤。選AC。
9.【答案】AC
【解析】A.依題意,M、N兩點(diǎn)連線與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行、兩點(diǎn)與長(zhǎng)直導(dǎo)線的距離相同,根據(jù)右手螺旋定則可知,通電長(zhǎng)直導(dǎo)線在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相同,A正確;
B.根據(jù)右手螺旋定則,線圈在P點(diǎn)時(shí),磁感線穿進(jìn)與穿出在線圈中對(duì)稱,磁通量為零;在向N點(diǎn)平移過程中,磁感線穿進(jìn)與穿出線圈不再對(duì)稱,線圈的磁通量會(huì)發(fā)生變化,B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)右手螺旋定則,線圈從P點(diǎn)豎直向上運(yùn)動(dòng)過程中,磁感線穿進(jìn)與穿出線圈對(duì)稱,線圈的磁通量始終為零,沒有發(fā)生變化,線圈無感應(yīng)電流,C正確;
D.線圈從P點(diǎn)到M點(diǎn)與從P點(diǎn)到N點(diǎn),線圈的磁通量變化量相同,依題意P點(diǎn)到M點(diǎn)所用時(shí)間較從P點(diǎn)到N點(diǎn)時(shí)間長(zhǎng),根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,則兩次的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不相等,D錯(cuò)誤。選AC。
10.【答案】CD
【解析】A:圖甲檢測(cè)玻璃面是否平整的原理是光的干涉現(xiàn)象,不是衍射,由干涉圖樣可知,a光的波長(zhǎng)比b光的大,故a光的頻率比b光的小,若a光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則采用b光照射也一定能發(fā)生光電效應(yīng),A錯(cuò)誤;
B:在核反應(yīng)的過程中,質(zhì)量虧損為,核反應(yīng)的過程釋放的能量為,不是結(jié)合能,B錯(cuò)誤;
C:圖示磁場(chǎng)由安培定則可知,電路電流沿順時(shí)針方向,由電容器極板間電場(chǎng)方向可知,電容器上極板帶正電,則此時(shí)正處于充電過程,電路電流逐漸減小,C正確;
D:只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象,所以光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波,D正確。選CD。
二、非選擇題:
11.(10分)【答案】0.50;;沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足;1;變大
【解析】(1)[1]因?yàn)榇螯c(diǎn)的周期為0.02s,且每打五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),所以每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為,由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得,代入數(shù)據(jù)解得
(2)[2]要使細(xì)線的拉力等于鉤碼所受的重力,應(yīng)該滿足的條件是
[3][4]由關(guān)系圖像可知實(shí)驗(yàn)操作不當(dāng)之處為沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,小車的質(zhì)量
[5]實(shí)驗(yàn)中把鉤碼所受的重力作為拉力F,實(shí)際上,由于鉤碼向下加速運(yùn)動(dòng),拉力小于鉤碼所受重力。若在小車和鉤碼之間接一個(gè)不計(jì)質(zhì)量的微型力傳感器用來測(cè)量拉力F,根據(jù)牛頓第二定律得,可知圖線的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù),掛鉤碼不用微型力傳感器時(shí),圖線的斜率表示系統(tǒng)質(zhì)量的倒數(shù),用微型力傳感器時(shí),圖線的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù),圖線的斜率變大。對(duì)比可知小車的加速度a和拉力F的關(guān)系圖線的斜率變大。
12.(10分)【答案】(1);(2)
【解析】(1)轉(zhuǎn)椅做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)此時(shí)輕繩拉力為T,轉(zhuǎn)椅質(zhì)量為m,受力分析可知輕繩拉力沿切線方向的分量與轉(zhuǎn)椅受到地面的滑動(dòng)摩擦力平衡,沿徑向方向的分量提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,可得, ,聯(lián)立解得
(2)設(shè)此時(shí)輕繩拉力為,沿和垂直豎直向上的分力分別為,,對(duì)轉(zhuǎn)椅根據(jù)牛頓第二定律得,沿切線方向,豎直方向,聯(lián)立解得
13.(12分)【答案】(1)P0=5.1×104W;(2)5s;P=2.04×104W
【解析】(1)設(shè)起重機(jī)允許輸出的最大功率為P0,重物達(dá)到最大速度時(shí),此時(shí)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),拉力F0等于重力。P0=F0vm ①,F(xiàn)0=mg ②,代入數(shù)據(jù),有P0=5.1×104W ③
(2)勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí),起重機(jī)達(dá)到允許輸出的最大功率,設(shè)此時(shí)重物受到的拉力為F,速度為v1,勻加速運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷時(shí)間為t1,有:P0=Fv1 ④,F(xiàn)-mg=ma ⑤,v1=at1 ⑥,由③④⑤⑥,代入數(shù)據(jù),得t1=5s ⑦T=2s時(shí),重物處于勻加速運(yùn)動(dòng)階段,設(shè)此時(shí)速度為v2,輸出功率為P,則v2=aT ⑧,P=Fv2 ⑨,由⑤⑧⑨,代入數(shù)據(jù),得P=2.04×104W
14.(14分)【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)A靜止于O點(diǎn)平衡時(shí),有,A、B組成的簡(jiǎn)諧振動(dòng)中,振幅為,由對(duì)稱性,小球A向右運(yùn)動(dòng)至最遠(yuǎn)點(diǎn)時(shí),對(duì)A有,對(duì)B有,聯(lián)立解得
(2)細(xì)線斷裂后A球單獨(dú)做簡(jiǎn)諧振動(dòng),振幅變?yōu)?,則A球單獨(dú)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振動(dòng)方程為,當(dāng)小球A第一次返回O點(diǎn)時(shí),有,可得
(3)細(xì)線斷裂后,小球A到達(dá)O點(diǎn)時(shí),有,解得
15.(14分)【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,由閉合電路歐姆定律可知,又,聯(lián)立以上各式解得
(2)該過程中安培力做功,結(jié)合圖像下的面積可得,金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱
(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律有,當(dāng)時(shí),其中,解得此位置處金屬棒的速度,根據(jù)動(dòng)能定理有,解得

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