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静电场公式与质点匀加速直线运动、理想变压器相关知识解析

更新时间:2024-08-28 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

江苏省苏州、无锡、常州、镇等四市2022年高中物理初一模拟考试题(附解析) 一道选择题 1.适用于任意静电场的公式是()ABCD 【答案】A 【解析】【​​详细讲解】A.适用于任意静电场。所以A正确。B.只适用于点电荷形成的电场。所以B错误。CD.只适用于均匀电场。所以CD错误。 2.一粒子做匀速加速直线运动,在时间t内的平均速度为v,末速度为初速度的3倍。则粒子在时间t内的加速度为()ABCD 【答案】D 【解析】【​​详细讲解】设粒子的初速度为,则末速度为,由加速度的定义可得,由匀速加速直线运动的平均速度公式可得,解,代入加速度的表达式,可得。因此D正确。 3、如图所示,理想变压器初级线圈通以正弦交流电,R为滑动变阻器,C为平行板电容器,A为交流电流表。 下列措施均可使A的读数增大。() A.仅降低交流电的频率 B.仅将滑块P向上移动 C.仅减小C两极板间的距离 D.仅增加原线圈的匝数 【答案】C 【解析】 【详细解释】 A.降低交流电的频率,使电容器的容抗增大,流过电容器的电流减小,因此A错误。 B.电容器两端的电压即为次级线圈两端的电压,将滑块P向上移动,对电容器两端的电压没有影响。因此B错误。 C、减小C两极板间的距离,由平行板电容器的电容量可知,电容量增大,电容器的容抗减小,通过电容器的电流增大,所以A的读数增大。vBe物理好资源网(原物理ok网)

因此C正确。 D.由理想变压器的电压和匝数关系可知,增加初级线圈的匝数,会降低次级线圈的电压,减少通过电容的电流,使通过A的读数减小,因此D错误。 4、如图所示,物块A、B置于粗糙的水平面上,用轻弹簧连接起来,AB在水平恒定力F作用下,以相同的加速度向右运动,AB的质量关系为mAmB,它们与地面的动摩擦系数相同。 为使弹簧在稳定时增加伸长量,下列操作可行() A.仅减少B的质量 B.仅增加A的质量 C.仅交换AB的位置 D.仅降低水平表面的粗糙度 【答案】C 【解析】 【详细解说】设弹簧常数为,伸长量为,加速度相同。 B受力分析为,A受力分析为。消去两式重新整理可得 A.减少,减小。因此,A错误。 B.增加,减少。因此,B错误。 C.因为,所以,AB互换后的表达式为,又因为,所以增加。因此,C正确。 D.表达式中没有动摩擦系数,因此与水平表面的粗糙度无关。因此,D错误。 5.带正电粒子仅在电场力作用下作直线运动。设初始位置O为坐标原点及电势能为零点,取运动方向为x轴正方向,粒子动能Ek与位置坐标x的关系如图所示。那么,下列关于场强度E与粒子的速度v、加速度a、电势能Ep、x的关系图中,合理的是()ABCD 【答案】B 【解析】 【详细解析】AC。根据功的定义和动能定理可得。从图中可以看出,斜率为常数,即电场力为常数,所以电场强度和加速度也为常数。vBe物理好资源网(原物理ok网)

所以AC错误。 B.根据质点的动能与位置坐标的关系,写出动能定理的表达式, 其中,,并解得。 所以B正确。 D.根据机械能守恒定律可得,关于线性变化,所以关于也是线性的。 所以D错误。 2 选择题 6.如图所示留学之路,电动机由一条长输电线供电,已知传输功率和电压分别为P0U0,输电线总电阻为r。电动机正常工作。据此可计算出() A.输电线上的电流 B.电动机的线圈电阻 C.电动机消耗的电功率 D.电动机做对外做功的功率 【答案】AC 【解析】 【详细解释】AC。传输的总功率,可得传输的电流;电动机消耗的总功率为传输的总功率减去输电线消耗的功率,即所以AC正确。BD。从题中条件无法计算出电动机的线圈电阻;如果无法计算出电动机的线圈电阻,那么就无法计算出电动机线圈电阻所消耗的热功率,进而也就无法计算出电动机对外做功的功率。所以BD错误。7、如图所示,L为地月拉格朗日点,位于地球与月球连线的延长线上。位于此处的卫星可以与月球同步绕地球做圆周运动,且无需维持动力。已知卫星与月球中心和地球中心的距离分别为r1r2,月球公转周期为T,万有引力常数为G,则()A.卫星的周期大于地球同步卫星的周期 B.卫星的加速度小于月球公转的加速度 C.根据题意条件,无法计算出月球的质量 D.根据题意条件,可以计算出地球的质量 【答案】AD 【解析】 【详细解释】A.卫星在拉格朗日点的轨道比地球同步卫星的轨道高,根据,轨道半径越大,周期越大。vBe物理好资源网(原物理ok网)

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因此A正确。B.由于卫星与月球绕地球同步运动,它们的角速度相等,根据可知卫星的半径很大,所以卫星的加速度很大。因此B错误。CD.设月球的质量为,地球的质量为,卫星的质量为。对于月球,对于卫星,可解得和。因此C错误,D正确。8.如图A所示,电源E=12V,忽略内阻,灯泡L的额定电压为9V,其伏安特性曲线如图B所示。滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。则()A.灯泡L的阻值随电流的增大而减小B.灯泡L的额定功率为13.5WC.灯泡L所消耗功率的最小值为2WD接入电路的滑动变阻器阻值至少应为 6Ω 【答案】BC 【解析】 【详细解释】A.由图可知,图的斜率是灯泡电阻的倒数,所以电流的增大,灯泡的电阻也增大。因此,A 错误。B.由图可知,当灯泡的电压为 时,电流为 ,所以灯泡的额定功率为 。因此,B 正确。C.此时电流最小,灯泡所消耗的电功率最小。如图所示,此时灯泡的电流为 ,电压为 ,所以灯泡的功率为 。因此,C 正确。D.因灯泡的额定电流为 ,正常工作时的电阻,根据闭路欧姆定律,可得接入电路的滑动变阻器阻值至少为 。所以D错误。9、如图所示,地面上方有一个垂直向上的均匀电场,一带正电的小球在A点油中从静止释放,垂直下落,已知小球在AB段做加速运动,在BC段做匀速运动,M、N是小球下落过程中经过的两个位置。在此过程中,小球() A.AB段的加速度逐渐增大 B.N点的机械能小于M点的机械能 C.机械能和势能的总量保持不变 D.机械能的变化量大于势能的变化量 【答案】BD 【解析】 【详细解释】A 小球在AB段做加速运动,在BC段做匀速运动,所以AB段的合力大于0,而BC段的合力等于0,所以AB段的合力必然是减小的,也就是AB段的加速度逐渐减小,A错误 B 由于下落过程中电场力和油的阻力总是做负功,导致小球的机械能减少,所以B正确 C 在下落过程中,油的阻力也会做功,导致一部分机械能转化为内能,减少机械能和势能的总量,所以C错误; D 在下落过程中,小球的机械能不断减小,转化为势能和内能,因此机械能的减小量大于势能的增加量,所以D正确。 10.关于核反应U+n→Sr+Xe+xn,下列说法正确的是() AB 质量数不守恒 C.向外释放能量 D.这是衰变 【答案】AC 【解析】 【详细解释】AB 根据质量数守恒,x=235+=10,所以A正确,B错误; CD 核反应U+n→Sr+Xe+xn属于裂变,裂变过程中有质量损失,同时有能量向外释放,所以C正确,D错误; 11.一定质量的理想气体,其内能增加的同时也向外释放热量,它的压强、体积、温度分别用pVT表示。则理想气体为。 A.V减小 B.T减小 C.p增大 D.的值减小 【答案】AC 【解析】 【详细解释】A.根据热力学第一定律江苏苏锡常镇四市一模物理+解析,当理想气体内能增加,向外界放出热量时,外界肯定对气体做功,即压缩气体,使其体积减小。vBe物理好资源网(原物理ok网)

因此,A是正确的。 B.一定质量的理想气体的内能只与温度有关,内能增大,温度升高。因此,B错误。 C.对于一定质量的理想气体,体积减小,温度升高,压强必然增大。因此,C正确。 D.根据理想气体状态方程,又因气体质量不变,所以也不变化。因此,D错误。 12.图A中实线和虚线分别表示一系列简谐波在两个时刻的波形。由图中信息可以算出波的振幅。 A.频率 B.波长 C.波速 D.振幅 【答案】BD 【解析】 【详细解析】 A.题中没有给出实线波形和虚线波形的时间,在不知道时间差和波的传播方向的情况下,无法确定频率。因此,A错误。 B.从波像上可直接读出波长。因此,B正确。 C.无法确定频率,但已知波长,无法算出波速。因此,C错误。 D.从图中可直接读出波的振幅。因此,D正确。 三道填空题 13.如图所示装置,阴极K在光子动量为p0的单色光1照射下发生光电效应。调节滑块P到某一位置,使电流表的读数恰好为零。保持滑块P位置不变,用光子动量为0.5p0的单色光2照射阴极K。电流表的读数将为(选“0”或“非0”),单色光1与2的波长之比为。 【答案】 (1). 0 (2). 1:2【解析】【​​详细解释】通过分析可知,单色光2的频率比单色光1的频率小,结合爱因斯坦光电效应方程,电子在受到单色光2的照射时,其初动能会减小,所以电子依然不能到达极板,所以电流表的读数仍然会为零。vBe物理好资源网(原物理ok网)

根据光子的动量公式,我们知道波长和动量成反比,所以 14.高原地区,需要用高压锅烧水,水沸腾后,锅里的水面充满饱和蒸汽。​​停止加热,让高压锅在密封的状态下慢慢冷却。在冷却过程中,锅里的水蒸气会(选择“一直为饱和蒸汽”或“变成不饱和蒸汽”),水蒸气压强(选择“增大”、“减小”或“不变”)。【答案】 (1).一直为饱和蒸汽 (2).减小 【解析】 【详细解释】冷却过程中,温度降低,锅里的水蒸气与锅里的液体处于动态平衡,所以锅里的水蒸气一直为饱和蒸汽。​​冷却过程中,气体发生等容变化,温度降低,饱和蒸汽压强减小。四、实验题与探索题 15、学生A利用图1所示的装置,测量木块与木板之间的动摩擦系数。穿过光滑定滑轮的细线两端分别连接在木块和放在木板上的弹簧测力计上。 (1)下列说法中,哪一个是正确的? A.实验前,应将弹簧测力计调至零位。 B.连接木块的细线应保持水平。 C.实验过程中,应以匀速向左拉出木板。 D.实验过程中,木板拉得越快越好。 图1 图2 (2)图2为某实验中弹簧测力计读数放大图。木块上的滑动摩擦力f为f=。 (3)学生A为了进行多次实验,采取在木块上增加重物个数的方法。设重物的质量动摩擦系数和重力加速度分别用mμ和g表示。测完多组数据后,学生画出的fm关系图如图所示,那么他测得的动摩擦系数为μ=。(重力加速度g为10m/s2) (4)假如A使用的木块为A。在保持其他设备不变的情况下,学生B换上木块B,进行上述实验,木块B的质量比A的木块大0.02kg,AB的材质及其表面粗糙度相同。最后,学生B也画出了fm关系图,请帮他画出图3中的线。 【答案】 (1)。(1)AB (2)。(2)2.75(2.74~2.76) (3)。(3)0.4 (4)。(4) 如图所示 【解析】 【详细解释】 (1)A.因为弹簧测力计需要准确读数,所以实验前要将弹簧测力计调零。vBe物理好资源网(原物理ok网)

所以A正确。B.只有当连接木块的细丝保持水平时,细丝所受的拉力才等于木块所受的摩擦力。所以B正确。C.不管木板如何运动,木块都处于平衡状态,即细丝所受的拉力等于摩擦力,所以没必要以恒定的速度将木板拉出。所以C错误。D.拉出木板的速度太快,实验时间太短,弹簧测力计的度数不能稳定,度数误差很大,所以拉出木板的速度不能太快。所以D错误。(2)木块所受的滑动摩擦力等于弹簧测力计的度数,它的度数就是木块所受的滑动摩擦力。 (3)由于木块处于平衡状态,细丝受到的拉力等于摩擦力,即我们可以知道图形的斜率,选取图形上两点,求其斜率,故动摩擦系数为。 (4)学生A所画图形的斜率也为,所以学生A所画图形与学生B所画图形平行;对于木块B与重量,我们有,可以通过积分化简得到,即如果将学生A的图形左移2个格子,可以得到学生B的图形,即学生B的图形过点,如图16所示。 在测电阻实验中,学生A与学生B: (1)学生A利用图1所示电路,测量固定电阻Rx的阻值。所供器材如下:Rx阻值约10Ω、滑动变阻器Rp1(0~10Ω)、滑动变阻器Rp2(0~200Ω)、电流表A(0~0.6A0~3A)、电压表V(0~3V0~15V)、电源E(电动势为3V)、开关S、导线若干。 图1 图2 图3 ①为方便调节和读数,应选择滑动变阻器Rp(选择“Rp1”或“Rp2”)。 ②请帮助学生完成图2中的实物电路连接。 (2)B利用图3中的电路,测量另一个待测电阻R'x的阻值,电阻箱R(0~999.9Ω)、滑动变阻器Rp3(50Ω1A)、电压表V(0~3V)、电源E(电动势为3V)。测量步骤如下: 步骤一:将R'x接在电路中AB两点之间,闭合开关S,调节滑动变阻器滑块P至适当位置,此时电压表读数为2V。断开开关S,取下R′x。 步骤二:将电阻箱R接在AB两点之间,闭合开关S,保持变阻器滑块位置不变,调节R使电压表读数仍为2V。此时接在电路中的R的阻值为48Ω。学生测得的R′x的电阻值为Ω。 (3)与真实值相比,学生A利用图1中的电路测得的Rx的阻值有偏差;如果学生B在实验第二步时,不小心将变阻器滑块P向右移动了一点,他测得的R′x的阻值也会有偏差。(选“大”或“小”) 【答案】 (1) (1)①RP1(2)。 ②如图(3)。 (2)48(4)。 (3)小(5)。 大【解析】【​​详细解释】(1)滑动变阻器采用分压器连接法,为便于操作和读数,滑动变阻器的阻值应较小,故选Rp1;滑动变阻器左下方的接线柱接电源负极,接电压表量程右端的接线柱,如图(2)由于电阻箱所接电路中电压表的读数相同,所以二者的阻值也必须相同,即vBe物理好资源网(原物理ok网)

(3)学生A利用图1中的电路测量Rx,由于电压表的分流作用,导致Rx的测量值比真实值偏小。对学生B的实验可作如下分析:当滑动变阻器接入电路后,调节滑动变阻器,使电压表的读数为 ,此时将滑动变阻器的滑块P稍向右移动,根据闭合电路欧姆定律,电流减小,电压表的读数小于 。只有增大滑动变阻器的阻值,减少电流,降低内部压降,滑动变阻器两端的电压才会增大到 ,使测量值变大。五道计算题 17.如图所示,在足够长的光滑水平面上,用两个质量分别为3kg和1kg的滑块A、B,将只与A相连的轻弹簧压缩后置于静止状态。 B的右边有一块挡板P,现将两滑块由静止状态松开,当弹簧回复原长时,A的速度为2m/s,此时B还未与P相撞。 ①求弹簧回复原长时B的速度; ②若B与挡板P相撞后反弹,就不能再与弹簧相撞。求挡板P对B的最大冲量。 【答案】vB=6m/s。I=8N 【解析】 【详细讲解】 (1)弹簧回复原长时,设A、B的速度分别为和。对于两滑块与弹簧组成的系统,令向左的方向为正方向,由动量守恒定律可得: 我们还知道,联立以上各式,可得方向为向右。 (2)B反弹后,A与B刚好不相撞,即B反弹的最大速度为。由动量定律可得挡板对滑块B的最大冲量为:18。某蛋白质的摩尔质量为66kg/mol,其分子可看作球体,半径为3×109m。已知阿伏伽德罗常数为6.0×。已知球体体积计算公式为,式中R为球体半径。请估算该蛋白质的密度。 (结果保留一位有效数字) 【答案】 ρ = 1×103 kg/m3 【解析】 【详细解说】 蛋白质的摩尔体积为: 密度公式为: 联立以上各式可得: 将数据代入: 即蛋白质的密度为19。如图所示,一列火车以速度v相对于地面运动,地面上的人测量到某一光源发出的闪光同时到达车厢前后壁。若将此光源放在地面,火车上的人测量结果是闪光先到达(选择“前”或“后”)壁;若将此光源放在火车上;火车上的人测量结果是闪光先到达(选择“前”或“后”)壁。 【答案】 (1)。正面 (2)。正面 【解析】 【详细解说】地面上的人以地面为参考系。光向前和向后传播的速度相等,某个光源发出的闪光同时到达车厢前后壁,向前传播的距离和向后传播的距离相同。由于火车在向前行驶,点光源到火车车头的距离很小。车厢里的人认为车厢是个惯性系,光向前和向后传播的速度相等,点光源到火车车头的距离很小,闪光先到达车头壁。vBe物理好资源网(原物理ok网)

假如把光源放在一列火车上,光源与火车相对静止,由于光源靠近前壁,所以火车上人员的测量结果是闪光先到达前壁。20、图中所示为玻璃制成的棱镜的剖面图,其中ABOD为矩形,OCD为四分之一圆弧,圆心为O。一束光线从AB面上某点入射,进入棱镜到达O点,在此发生全反射,棱镜的折射率为n=1.2。 ①计算入射角i的正弦值sini(结果可用根号形式表示); ②计算光在棱镜中的传播速度的大小v。已知光在真空中的传播速度为3×108m/s。 【答案】(1)(2)2.5×108m/s 【解析】 【详细解析】(1)光路图如图所示: 光在边缘发生折射,故可得: 光在点处发生全反射,故可得: 解上式可得: (2)由公式得出光在棱镜中的传播速度大小。 21.如图所示,平行、阻力可忽略的光滑金属轨道,倾角为θ=30°,间距为d=0.4m,恒定电阻为R=0.8Ω。在轨道平面上,有一个长度为L=2.6m的均匀磁场区域,磁场方向垂直于轨道平面,磁感应强度为B=0.5T。一根垂直于铁轨放置的导体棒从上边缘以初速度v0=2m/s进入磁场,最后以一定的速度离开磁场。导体棒的质量为m=0.2kg,阻力可忽略不计,g为10m/s2。(1)计算导体棒刚进入磁场时加速度的大小;(2)计算题述过程中通过电阻R的电荷量;(3)设此过程中恒定电阻R产生的热量为0.5J,计算导体棒离开磁场时的速度。 【答案】(1)(2)(3)【解析】【​​详解】(1)导体棒刚进入磁场时,产生的感应电动势为: 导体棒中的电流为: 根据牛顿第二定律可得: 代入数据可得: (2)电路中平均感应电动势为: 电路中平均感应电流为: 通过的电量为: 由上式可得: 磁通的变化量为: 代入数据可得: (3)由能量转换和守恒可得: 代入数据可得: 22.如图所示,在垂直平面内的直角坐标系xOy中,有一根表面粗糙、厚度均匀的细杆OMN,它的上端固定在坐标原点O处并与x轴相切,OM、MN段分别为曲杆和直杆。它们相切于M点。OM线段所对应曲线的方程为。在直杆MN上装有一个轻弹簧,弹簧的下端固定在N点,它的原始长度小于杆的长度MN。在细杆上装有一个可以看作质点的带孔小球(孔的直径略大于杆的直径)。现将一个小球从O点沿x轴正方向抛出,其初速度为v0=3米/秒,经过M点后,沿杆MN运动使弹簧压缩,然后反弹到达M点。已知小球的质量为0.1千克,M点纵坐标为0.8米,小球与杆之间的动摩擦系数为μ=,g为10米/秒2。求:(1)整个过程中摩擦对小球所作的功Wf;(2)小球刚移动到M点时速度vM的大小、方向; (3)轻弹簧压缩至最短处时的弹性势能Epm。 【答】(1)Wf=1.25J;(2)vM=5米/秒,vM的方向与x轴正方向成角度θ=53°;(3)Epm=5.625J 【解析】 【详细讲解】(1)根据动能定理可得:WG+Wf=0,将数据代入解中可得Wf=1.25J。(2)设小球被抛出后作水平运动,根据水平运动定律可得x=v0t,y=。将数据代入解得:y=x2,与OM曲线方程一致,说明在OM段期间江苏苏锡常镇四市一模物理+解析,小球与细杆OM无摩擦,作水平运动: 根据动能定理WG=,将数据代入解得vM=5米/秒。由运动合成与分解可得vM方向与x轴正方向夹角的余弦值:cosθ==,即θ=53°。 (3)小球从M点开始运动。vBe物理好资源网(原物理ok网)

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