高考總復(fù)習(xí)物理綜合測試卷二word版

曲一線2023版《5年高考3年模擬》B版第頁綜合測試卷二一、選擇題1.(2022山東濟(jì)南期末,3)ETC是電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的簡稱,可以提高高速公路的通行能力,如圖甲所示為ETC通道和人工通道的示意圖。一輛汽車通過人工通道時(shí)的v-t圖像如圖乙所示,t=0時(shí)剛好進(jìn)入人工通道。t=7s時(shí)離開人工通道。若該汽車以4m/s的速度勻速通過ETC通道,則相比通過人工通道可節(jié)省的時(shí)間為()甲乙A.2sB.4s C.5sD.6s答案Cv-t圖像中圖線與時(shí)間軸包圍的面積表示位移,汽車通過人工通道行駛的距離L=4×22m+4×(7-5)2m=8m;若該汽車以4m/s的速度勻速通過ETC通道,所用時(shí)間為t2=Lv=84s=2s,相比通過人工通道可節(jié)省的時(shí)間為Δt=t1-t22.物理生活|(2022河西一模,7)(多選)如圖所示,傾角為37°的斜面和豎直擋板固定在卡車上,現(xiàn)將均質(zhì)圓柱狀工件置于斜面和豎直擋板之間,忽略工件與斜面、豎直擋板之間的摩擦,運(yùn)輸過程中工件與卡車始終相對靜止,下列說法中正確的是()A.卡車突然剎車時(shí),工件對斜面的壓力可能為零B.卡車由靜止突然啟動時(shí),工件對豎直擋板的壓力變小C.卡車勻速行駛時(shí),豎直擋板對工件的支持力大于工件的重力D.卡車減速運(yùn)動過程中,斜面對工件做的功小于工件克服豎直擋板支持力做的功答案BD卡車突然剎車時(shí),豎直方向受力仍滿足N2cosθ=mg,則工件對斜面的壓力不可能為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;卡車由靜止突然啟動時(shí),對工件根據(jù)牛頓第二定律可知N2sinθ-N1=ma,N2cosθ=mg,則N2不變,N1減小,由牛頓第三定律可知,工件對豎直擋板的壓力變小,選項(xiàng)B正確;卡車勻速行駛時(shí),豎直擋板對工件的支持力等于mgtan37°,小于工件的重力,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;卡車減速運(yùn)動過程中,動能減小,根據(jù)動能定理可知W斜-W豎=ΔEk<0,即斜面對工件做的功小于工件克服豎直擋板支持力做的功,選項(xiàng)D正確。3.(2022山東菏澤一模,6)如圖所示,粗糙程度處處相同、傾角為θ的傾斜圓盤上,有一長為L的輕質(zhì)細(xì)繩,一端可繞垂直于傾斜圓盤的光滑軸上的O點(diǎn)轉(zhuǎn)動,另一端與質(zhì)量為m的小滑塊相連,小滑塊從最高點(diǎn)A以垂直細(xì)繩的速度v0開始運(yùn)動,恰好能完成一個(gè)完整的圓周運(yùn)動,則運(yùn)動過程中滑塊受到的摩擦力大小為()A.m(v0C.m(v0答案A由于小滑塊恰好能完成一個(gè)完整的圓周運(yùn)動,則在最高點(diǎn)有mgsinθ=mv2L,整個(gè)過程根據(jù)能量守恒可得-2πLf=12mv2-12mv02,解得f=mv04.(2022湖南師大附中月考七,7)(多選)中國火星探測器“天問一號”歷經(jīng)200多天成功闖過“四關(guān)”:第一關(guān),抓住發(fā)射“窗口期”開啟“地火轉(zhuǎn)移”;第二關(guān),抓住被火星捕獲的機(jī)會精準(zhǔn)剎車;第三關(guān),繞“火”飛行尋找最佳著陸點(diǎn);第四關(guān),安全著陸開展火星表面探測任務(wù)?！疤靻栆惶枴背晒Πl(fā)射,標(biāo)志著中國深空探測技術(shù)取得了巨大進(jìn)步。其中,探測器在停泊軌道和遙感軌道上運(yùn)行時(shí)相切于同一點(diǎn)P(未畫出)。下列有關(guān)闖這“四關(guān)”方面的物理學(xué)知識正確的是()A.地火轉(zhuǎn)移過程,探測器關(guān)閉發(fā)動機(jī)后以第二宇宙速度勻速運(yùn)動B.第二關(guān)中,探測器要被火星捕獲,開啟發(fā)動機(jī)作用是使探測器減速C.探測器在停泊軌道上運(yùn)行經(jīng)過P處時(shí)的加速度比在遙感軌道上經(jīng)過同一P點(diǎn)時(shí)的加速度大D.若測出探測器繞火星表面做圓周運(yùn)動的周期,即可根據(jù)引力常量求得火星的平均密度答案BD地火轉(zhuǎn)移過程,關(guān)閉發(fā)動機(jī),探測器靠近火星,火星引力對其做功,其動能會增加,所以不是勻速運(yùn)動,故A錯(cuò)誤;探測器要被火星捕獲,開啟發(fā)動機(jī)目的是使探測器減速,故B正確;兩軌道P點(diǎn)處探測器所受萬有引力相等,故加速度相同,故C錯(cuò)誤;由萬有引力提供向心力,可知GMmR2=m(2πT)2R,M=ρ43πR3,可知火星密度ρ=5.(2022三湘名校教育聯(lián)盟3月大聯(lián)考,3)質(zhì)量m=50kg的小強(qiáng)同學(xué)參加學(xué)校運(yùn)動會的三級跳遠(yuǎn)項(xiàng)目,從靜止開始助跑直至落地過程如圖所示。已知小強(qiáng)每次起跳騰空之后重心離地的高度是前一次的2倍,每次跳躍的水平位移也是前一次的2倍,最終跳出了xAD=10.5m的成績。將小強(qiáng)同學(xué)看成質(zhì)點(diǎn),已知小強(qiáng)最高的騰空距離h=1m,從O點(diǎn)靜止開始到D點(diǎn)落地,全過程克服阻力做功Wf=200J。空氣阻力忽略不計(jì),重力加速度g=10m/s2。下列說法正確的是()A.第三步跳躍在空中運(yùn)動的時(shí)間為55B.運(yùn)動到第三次起跳騰空之后最高點(diǎn)時(shí)的動能為1050JC.運(yùn)動到D點(diǎn)著地時(shí)的動能為1625JD.全過程運(yùn)動員做的功為1425J答案C小強(qiáng)從最高點(diǎn)下落過程可看成平拋運(yùn)動,豎直方向上有h=12gt2,解得t=55s,由對稱性可知,第三步跳躍在空中運(yùn)動的時(shí)間為255s,A錯(cuò)誤;由題意可知,第三次起跳騰空的水平位移xCD=6m,水平方向勻速直線運(yùn)動,xCD2=v3t,解得v3=35m/s,即運(yùn)動到第三次起跳騰空之后最高點(diǎn)時(shí)的動能為Ek3=12mv32=1125J,B錯(cuò)誤;平拋到D點(diǎn)過程由動能定理可知mgh=Ek-Ek3,解得Ek=1625J,C正確;全過程由動能定理可知WF-Wf=Ek-0,6.物理生活|(2022河?xùn)|二模,8)(多選)如圖所示,在干燥的冬天,手接觸金屬門把手時(shí),經(jīng)常會有一種被電擊的感覺。帶負(fù)電的手在緩慢靠近門把手還未被電擊的過程中,下列說法正確的是()A.門把手的右端感應(yīng)出正電荷B.門把手左端電勢低于右端電勢C.門把手與手指之間場強(qiáng)逐漸增大D.門把手內(nèi)部的場強(qiáng)逐漸變大答案AC放電前手指靠近金屬門把手的過程中,門把手在手的影響下,發(fā)生靜電感應(yīng),在其右端感應(yīng)出正電荷,左端感應(yīng)出負(fù)電荷,A正確;門把手處于靜電平衡狀態(tài),內(nèi)部場強(qiáng)為零,兩端電勢相等,B、D錯(cuò)誤;門把手與手之間看成一個(gè)電容器,可知當(dāng)兩者距離減小時(shí),根據(jù)公式C=εS4πkd,E=Ud,C=QU,聯(lián)立可得E=4πkQεS,由于異種電荷相互吸引7.物理生活|(2022重慶二模)(多選)某光控開關(guān)控制電路如圖所示,R1為光敏電阻(電阻值隨光照強(qiáng)度的減弱而增大),R2為滑動變阻器,電源內(nèi)阻忽略不計(jì)。當(dāng)光控開關(guān)兩端電壓升高到一定值時(shí),照明系統(tǒng)打開,以下操作能使傍晚時(shí)照明系統(tǒng)更早打開的是()A.電源不變,R2的滑片P向下滑動B.電源不變,R2的滑片P向上滑動C.R2的滑片位置不變,換電動勢更大的電源D.R2的滑片位置不變,換電動勢更小的電源答案AC要使照明系統(tǒng)更早打開,即在R1阻值不變時(shí)增加R1兩端電壓,而R1兩端電壓UR1=R1R1+R2E,可知應(yīng)減小R8.物理生活|(2022浙江麗水五校聯(lián)考選考模擬,14)(多選)在炎熱酷暑的時(shí)候,大量的電器高負(fù)荷工作,一些沒有更新升級輸電設(shè)備的老舊社區(qū),由于輸電線老化,線損提高,入戶電壓降低,遠(yuǎn)達(dá)不到電器正常工作的需要,因此出現(xiàn)了一種“穩(wěn)壓源”的家用升壓設(shè)備,其原理就是根據(jù)入戶電壓與電器工作電壓,智能調(diào)節(jié)變壓器原、副線圈匝數(shù)比,現(xiàn)某用戶家庭電路工作情況如圖所示,忽略變壓器電阻。下列說法正確的是()A.現(xiàn)入戶電壓U1=150V,若要穩(wěn)壓源輸出電壓U2=225V,則需調(diào)節(jié)n1∶n2=2∶3B.空調(diào)制冷啟動時(shí),熱水器實(shí)際功率不變C.空調(diào)制冷停止時(shí),導(dǎo)線電阻耗能升高D.在用電器正常工作時(shí),若入戶電壓U1減小,則需要更大的入戶電流,從而輸電線路損耗更大答案AD變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系為U1U2=n1n2,代入數(shù)據(jù)有n1∶n2=2∶3,故A正確;空調(diào)啟動時(shí)電路中電流增大,導(dǎo)線電阻分壓增加,熱水器電壓降低、功率降低,故B錯(cuò)誤;空調(diào)制冷停止時(shí),電路中電流減小,導(dǎo)線電阻分壓減小,導(dǎo)線電阻耗能減小,故C錯(cuò)誤;在用電器正常工作時(shí),功率不變,若入戶電壓U1減小,由P=UI可知,需要更大的入戶電流9.物理科技|(2022江蘇蘇州調(diào)研,3)新冠病毒是一種傳染病毒,傳染病的傳播過程十分復(fù)雜,但是可以構(gòu)建最簡單的傳播模型來描述,這個(gè)最簡模型稱為鏈?zhǔn)侥Ｐ?類似于核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)模型,鈾核裂變反應(yīng)方程為92235U+ZAn→

56144Ba+3689Kr+RZA.從鈾核裂變反應(yīng)方程看,“傳染系數(shù)”R=2B.核反應(yīng)堆中通過鎘棒吸收中子降低“傳染系數(shù)C.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的臨界值對應(yīng)的實(shí)際“傳染系數(shù)”為3D.核反應(yīng)堆中的實(shí)際“傳染系數(shù)”與鈾濃度無關(guān)答案B中子的電荷數(shù)Z=0,質(zhì)量數(shù)A=1,核反應(yīng)遵循電荷數(shù)守恒及質(zhì)量數(shù)守恒,因此可計(jì)算得R=3,故A錯(cuò)誤;核反應(yīng)堆中通過鎘棒吸收中子,減少轟擊鈾核的中子數(shù),最終起到降低實(shí)際“傳染系數(shù)”的作用,故B正確;在鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中,當(dāng)實(shí)際“傳染系數(shù)”R≥1時(shí),反應(yīng)才能持續(xù)發(fā)展下去,當(dāng)實(shí)際“傳染系數(shù)”R<1時(shí),反應(yīng)將趨于停滯,即R=1是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)持續(xù)下去的臨界值,故C錯(cuò)誤;核反應(yīng)堆中還可以通過鎘棒來控制核反應(yīng)的速率,實(shí)際上就是通過調(diào)整鈾濃度來控制實(shí)際“傳染系數(shù)”,故D錯(cuò)誤。10.物理科技|(2022河?xùn)|一模,5)圖甲中B超成像的基本原理就是通過探頭向人體發(fā)送超聲波信號,遇到人體組織會產(chǎn)生不同程度的反射,接收后經(jīng)計(jì)算機(jī)的處理,形成B超圖像。圖乙為沿x軸正方向發(fā)送的超聲波圖像,已知超聲波的頻率約為1.25×105Hz,下列說法中不正確的是()A.此超聲波在人體內(nèi)的傳播速度約為1500m/sB.圖乙中質(zhì)點(diǎn)A此時(shí)沿y軸正方向運(yùn)動C.圖乙中質(zhì)點(diǎn)A、B此時(shí)的速度不同D.圖乙中質(zhì)點(diǎn)B從圖示時(shí)刻開始經(jīng)過2×10-6s通過的路程為4cm答案D根據(jù)圖乙可得,超聲波的波長為12mm,v=λf=1.2×10-2×1.25×105m/s=1500m/s,A正確;超聲波沿x軸正方向傳播,質(zhì)點(diǎn)A此時(shí)沿y軸正方向運(yùn)動,B正確;質(zhì)點(diǎn)A、B振動方向相反,故此時(shí)速度不同,C正確;質(zhì)點(diǎn)B振動的周期為T=1f=11.25×105s=8×10-6s,質(zhì)點(diǎn)B從圖示時(shí)刻開始經(jīng)過2×10-6s,即運(yùn)動了四分之一個(gè)周期,因B此刻不是在平衡點(diǎn)、波峰或波谷的位置,二、非選擇題11.(2022湖南名校聯(lián)盟第一次聯(lián)考,11)如圖所示,某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用DIS實(shí)驗(yàn)裝置研究支架上力的分解,A、B為兩個(gè)相同的雙向力傳感器,該型號傳感器在受到拉力時(shí)讀數(shù)為正,受到壓力時(shí)讀數(shù)為負(fù)。A連接質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩,可沿固定的圓弧形板移動。B固定不動,通過光滑鉸鏈連接長為0.3m的桿。將細(xì)繩連接在桿右端O點(diǎn)構(gòu)成支架。保持桿在水平方向,按如下步驟操作:①測量繩子與水平桿的夾角∠AOB=θ②對兩個(gè)傳感器進(jìn)行調(diào)零③用另一根繩在O點(diǎn)懸掛一個(gè)鉤碼,記錄兩個(gè)傳感器的讀數(shù)④取下鉤碼,移動傳感器A改變θ角重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟,得到表格。F11.0010.580…1.002…F2-0.868-0.291…0.865…θ30°60°…150°…(1)根據(jù)表格,A傳感器對應(yīng)的是表中力(選填“F1”或“F2”)。鉤碼質(zhì)量為kg(g取10m/s2,結(jié)果保留1位有效數(shù)字)。

(2)本實(shí)驗(yàn)中多次對傳感器進(jìn)行調(diào)零,對此操作說法正確的是。

A.因?yàn)槭孪韧浾{(diào)零B.何時(shí)調(diào)零對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響C.為了消除橫桿自身重力對結(jié)果的影響D.可以完全消除實(shí)驗(yàn)的誤差答案(1)F10.05(2)C解析(1)A傳感器中的力均為拉力,為正值,故A傳感器對應(yīng)的是表中力F1。平衡時(shí),mg=F1sinθ,當(dāng)θ=30°時(shí),F1=1.001N,可求得m=0.05kg。(2)在掛鉤碼之前,對傳感器進(jìn)行調(diào)零,是為了消除橫桿自身重力對結(jié)果的影響,故C正確。12.(2022江蘇鹽城二模,12)利用DIS電流傳感器可以測量電容器的電容。讓充電后的電容器通過大電阻R放電,電流傳感器A與計(jì)算機(jī)連接,記錄放電電流I隨時(shí)間t變化的圖像,圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積數(shù)值上等于電容器的帶電荷量Q(可用DIS系統(tǒng)軟件計(jì)算),Q與充電電壓U的比值即電容器的電容C。甲乙(1)圖甲、圖乙為放電法測量電容的兩種電路原理圖,先讓開關(guān)S與1端相連,充電結(jié)束后,讀出電壓表的示數(shù)。然后把開關(guān)擲向2端,得到I-t圖像,測量出電容器的帶電荷量Q。在甲、乙兩圖中,實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差較大的是(選填“甲”或“乙”),原因是對實(shí)驗(yàn)的影響,使電容測量值(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

(2)DIS系統(tǒng)軟件記錄的放電電流I隨時(shí)間t變化的圖像可能是。

ABCD(3)某同學(xué)選擇了正確的實(shí)驗(yàn)電路圖,經(jīng)過實(shí)驗(yàn)操作獲得了多組數(shù)據(jù),如下表所示:123456U/V10.813.716.820.023.827.0Q/×10-4C0.921.201.221.702.082.41請根據(jù)以上數(shù)據(jù),作出Q-U圖作,由圖作可得該電容器的電容是μF(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

(4)該同學(xué)是通過滑動變阻器來改變電容器的充電電壓的,請結(jié)合上述電路原理圖,在下面的方框內(nèi)作出能改變電容器充電電壓的電路原理圖。(5)該同學(xué)在完成電容的測量實(shí)驗(yàn)后,把一多用電表的選擇開關(guān)調(diào)到歐姆擋,正確調(diào)零后把紅黑表筆同時(shí)與電容器的兩極接觸,請你描述接觸后多用電表指針的偏轉(zhuǎn)情況。

答案(1)乙電壓表分流偏小(2)C(3)如圖所示8.9(8.6~9.0均可)(4)電路原理圖如圖所示(5)多用電表指針先快速偏大角度,后逐漸回到原位置解析(1)在甲、乙兩圖中,實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差較大的是乙;原因是電容器放電時(shí)電壓表有分流對實(shí)驗(yàn)的影響;使電容器放電量值偏小,則電容測量值偏小。(2)電容器放電時(shí),放電電流逐漸減小,且逐漸變慢,則DIS系統(tǒng)軟件記錄的放電電流I隨時(shí)間t變化的圖像可能是C。(3)作出Q-U圖像如答案圖所示。根據(jù)C=QU可知C=ΔQΔU=2.50(4)能改變電容器充電電壓的電路原理圖如答案圖所示。(5)兩表筆與電容器接觸后,電容器先有較大的放電電流,然后逐漸減小,則多用電表指針的偏轉(zhuǎn)情況是:多用電表指針先快速偏大角度,后逐漸回到原位置。13.(2022山東淄博一模,16)潛艇從海水高密度區(qū)域駛?cè)氲兔芏葏^(qū)域,浮力頓減,潛艇如同汽車那樣掉下懸崖,稱之為“掉深”,曾有一些潛艇因此沉沒。某潛艇總質(zhì)量m=3.0×103t,在高密度海水區(qū)域水面下沿水平方向緩慢潛航,潛航深度為h0=180m,如圖所示。當(dāng)該潛艇駛?cè)牒Ｋ兔芏葏^(qū)域時(shí),浮力F突然降為2.94×107N;20s后,潛艇官兵迅速對潛艇減重(排水),此后潛艇以0.1m/s2的加速度勻減速下沉,速度減為零后開始上浮,升至距水面120m處時(shí)立即對潛艇加重(加水)后使其緩慢勻減速上浮,升到水面時(shí)速度恰好為零。重力加速度g取10m/s2,不計(jì)潛艇加重以及減重的時(shí)間和水的粘滯阻力。求:(1)潛艇“掉深”達(dá)到的最大深度(自水面算起);(2)潛艇從開始“掉深”到升至水面的過程所用的總時(shí)間。答案(1)300m(2)160s解析(1)潛艇向下的加速過程有mg-F=ma1此過程下落高度為h1=12a1設(shè)潛艇向下減速過程下落的高度為h2h2=(潛艇“掉深”達(dá)到的最大深度為h=h0+h1+h2聯(lián)立解得h=300m(2)設(shè)潛艇向下減速過程的時(shí)間為t2a1t1=a2t2潛艇向上加速過程有:h3=12a2t32,h3=h-h4,h4設(shè)升至距水面120m處的速度為v2v2=a2t3潛艇向上減速過程有h4=v2+0潛艇從開始掉深到升至水面的過程所用總時(shí)間t總=t1+t2+t3+t4聯(lián)立解得t總=160s14.(2022湖南百師聯(lián)盟開學(xué)考,14)2021年3月,8輛編組高速動車組首次在符合實(shí)際工況的線路上進(jìn)行了整列車被動安全碰撞試驗(yàn),試驗(yàn)有效采集了列車吸能系統(tǒng)的變形次序等重要數(shù)據(jù)。列車吸能系統(tǒng)中的多個(gè)吸能裝置可以有效吸收碰撞或掛接過程中損失的動能。假設(shè)在編組站進(jìn)行的某次掛接試驗(yàn)中,共有3節(jié)車廂,當(dāng)動力車1以某速度勻速運(yùn)動到距靜止的編組車2距離為L時(shí)撤掉動力,動力車1與編組車2相碰,并以共同速度運(yùn)動距離L后與編組車3相碰,最后三車又以共同速度運(yùn)動了距離L后停止。已知每輛編組車的質(zhì)量均為m,運(yùn)動時(shí)受到的摩擦阻力恒為車所受重力的k倍,重力加速度為g,碰撞時(shí)間很短,忽略空氣阻力。求:(1)整個(gè)運(yùn)動過程中摩擦阻力所做的總功;(2)動力車1勻速運(yùn)動時(shí)的速度大小;(3)因摩擦系統(tǒng)損失的動能和因碰撞系統(tǒng)損失的動能之比。答案(1)-6kmgL(2)27kgL解析(1)設(shè)運(yùn)動過程中摩擦阻力做的總功為W,則W=-kmgL-2kmgL-3kmgL=-6kmgL,即整個(gè)過程中摩擦阻力所做的總功為-6kmgL。(2)設(shè)動力車1初速度為v0,第一次碰前速度為v1,碰后兩車的共同速度為v2,第二次碰前兩車速度為v3,碰后三車的共同速度為v4,由動能定理,分別對三段減速過程列式,有-kmgL=12mv12-12mv02,-k·2mgL=12×2mv32-12×2mv22,-k·3mgL=0-12×3mv42,由動量守恒定律,對兩次碰撞過程分別列式,有(3)設(shè)兩次碰撞中系統(tǒng)動能損失分別為ΔEk1和ΔEk2,分別有ΔEk1=12mv12-12×2mv22,ΔEk2=12×2mv32-12×3mv42,即因碰撞損失的動能為ΔEk15.(2022和平一模,12)質(zhì)譜儀是一種檢測同位素的儀器,利用電場和磁場可以將同位素進(jìn)行分離。現(xiàn)有氕(11H)、氘(12H)兩種帶電粒子從容器A下方的狹縫S1飄入電勢差為U0的加速電場,其初速度幾乎為零,然后沿著與磁場垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的足夠大勻強(qiáng)磁場中,最后打到照相底片上。已知帶電粒子從狹縫S3進(jìn)入磁場時(shí)與垂直磁場邊界方向存在一個(gè)很小的散射角θ,所有粒子均打在底片區(qū)域內(nèi),所能到達(dá)的最遠(yuǎn)點(diǎn)為M。已知氘粒子的質(zhì)量為(1)求M點(diǎn)與狹縫S3之間的距離d;(2)若某些氘粒子進(jìn)入磁場后,形成等效電流為I的粒子束,最終垂直打在照相底片上的P點(diǎn)(圖中未畫出)形成一個(gè)曝光點(diǎn),粒子均被吸收,求氘粒子束單位時(shí)間內(nèi)對P點(diǎn)的沖擊力F的大小;(3)若考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度在(B0-ΔB)到(B0+ΔB)之間波動,要使在底片上能完全分辨氕、氘兩種粒子,求ΔB應(yīng)滿足的條件。答案(1)1B(2)I2(3)ΔB<2cosθ解析(1)氘粒子在加速電場中運(yùn)動,由動能定理可知qU0=12mv2在磁場中運(yùn)動,qvB=mv2r=d2聯(lián)立①②③可得d=1B08U(2)設(shè)t時(shí)間內(nèi)打到P點(diǎn)的氘粒子個(gè)數(shù)為NN=Itq由動量定理-F't=0-Nmv⑤由牛頓第三定律F=F'⑥聯(lián)立④⑤⑥可得F=I2(3)設(shè)氕粒子在磁場中運(yùn)動的半徑為r0聯(lián)立qU0=12mv2與qvB=mv2r因此對氕粒子r0=1兩種粒子在底片上不重疊,需要氘粒子曝光點(diǎn)的最近距離大于氕粒子的曝光點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離,最遠(yuǎn)距離為垂直邊界射入磁場時(shí),最近距離為與垂直于邊界方向夾角為θ入射,因此兩種粒子不重疊的條件為2rmincosθ>2r0max⑦又磁感應(yīng)強(qiáng)度最大時(shí)半徑最小,因此有21B0+ΔB2U0m整理可得ΔB<2cosθ16.物理技術(shù)|(2022浙江溫州十五校選考模擬,21)如圖所示,為磁懸浮列車的原理圖,水平地面上有兩根很長的平行直導(dǎo)軌PQ和MN,導(dǎo)軌間有豎直(垂直紙面)方向等間距的勻強(qiáng)磁場B1和B2,二者方向相反。導(dǎo)軌上有一個(gè)與磁場間距等寬的金屬框abcd。當(dāng)勻強(qiáng)磁場B1和B2同時(shí)以某一速度沿直軌道向右運(yùn)動時(shí),金屬框也會沿直軌道運(yùn)動。設(shè)金屬框ab邊長L=1m,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1=B2=1T,金屬框的質(zhì)量m=1kg,金屬框的電阻為R=2Ω,金屬框受到的阻力與其速度成正比,即f=kv,比例系數(shù)k=0.5N·s/m。(1)若磁場運(yùn)動速度為v0=5m/s,設(shè)在t=0時(shí)刻,金屬框從如圖所示位置起動,求此時(shí)金屬框運(yùn)動的加速度大小;(2)若磁場的運(yùn)動速度為v0=5m/s時(shí),求金屬框的最大速度v1的大小;(3)金屬框要維持最大速度v2=3m/s運(yùn)動,每秒鐘需要消耗多少能量?答案(1)10m/s2(2)4m/s(3)5.625J解析(1)當(dāng)金屬框的速度為零時(shí),金屬框相對于磁場的速度大小為v0,金屬框中左右兩邊都切割磁感線,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E1=2BLv0,其中B=1T金屬框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I1=E金屬框受到的安培力F1=2BI1L由牛頓第二定律得F1=ma聯(lián)立解得a=10m/s2(2)金屬框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=2BL(v0-v1)金屬框中的感應(yīng)電流為I=ER=金屬框受到的安培力為F=2BIL=4當(dāng)F=f時(shí)金屬框速度最大,即F=kv1代入數(shù)據(jù)解得v1=4m/s(3)當(dāng)金屬框以速度v2勻速運(yùn)動時(shí),設(shè)金屬框中感應(yīng)電流為I2,則有2BI2L=f金屬框以速度v2做勻速運(yùn)動時(shí),克服阻力的功率為P1=fv2金屬框中的熱功率為P2=I2所以外界在單位時(shí)間內(nèi)需提供的總能量為E=(P1+P2)t聯(lián)立解得E=5.625J17.物理生活|(2022江蘇蘇州調(diào)研,13)很多轎車中設(shè)有安全氣囊以保障駕乘人員的安全。轎車在發(fā)生一定強(qiáng)度的碰撞時(shí),利用三氮化鈉(NaN3)產(chǎn)生氣體(假設(shè)都是N2)充入導(dǎo)溫效果良好的氣囊。若氮?dú)獬淙肭昂蟀踩珰饽业娜莘e分別為V1=10L、V2=70L。已知大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,氣囊中氮?dú)饷芏圈?2.5kg/m3,一個(gè)氮?dú)夥肿拥馁|(zhì)量約為4.65×10-23g,氮?dú)饽栙|(zhì)量M=0.028kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA≈6×1023mol-1,在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,氮?dú)獾哪栿w積為22.4L/mol。求氮?dú)獬淙牒?/p>