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哈九中第二课堂物理兴趣小组在实验室模拟的风力发电机发电输电简易模型。如图所示,风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈,在磁感应强度大小
的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴
,以角速度
匀速转动。其中矩形线圈匝数为
,面积为
,线圈总电阻
,小灯泡电阻
,电流表为理想表,求:
(1)交流电流表的示数;
(2)线圈从图示位置转过
过程中,通过电流表的电荷量。
类型:解答题
难度系数:较易0.85
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2023年12月1日晚间,绚丽的极光现身北京市门头沟区。极光是由太阳抛射出的高能带电粒子受到地磁场作用,在地球南北极附近与大气碰撞产生的发光现象。从北极地区看赤道平面的地磁场,可简化为下图:
O
为地球球心,
R
为地球半径,将地磁场在半径为
R
到3
R
之间的圆环区域看成是匀强磁场,磁感应强度为
B
。假设高能粒子的质量为
m
,电荷量为
。不计粒子重力及大气对粒子运动的影响,且不考虑相对论效应。
(1)若高能粒子从
A
点以速度
沿切线进入磁场边界位置时,粒子恰好绕着磁场边界做圆周运动,求粒子的速度
的大小。
(2)地球磁层是保护地球的一道天然屏障,它阻挡着高能粒子直接到达地球表面,从而保护了地球上的生态环境。
a
.假设高能粒子从磁场边缘
A
点以速率
v
沿半径方向射入磁场时恰不能到达地球表面,求粒子的比荷
;
b
.高能粒子实际上可在赤道平面内向各个方向均匀地射入磁场。若高能粒子仍以速率
v
射入地球磁场,求到达地球粒子数与进入地磁场粒子总数比值
。(结果用反三角函数表示,例:
,则
,
θ
为弧度)
类型:解答题
难度系数:较难0.4
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如图所示,竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与水平桌面相切。两个完全相同的小滑块A、B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速释放,滑块A以速度
v
在水平方向和B发生正碰后粘在一起,并沿桌面继续滑动。已知滑块A、B质量均为
m
,重力加速度为
g
。求:
(1)光滑圆弧半径
R
;
(2)与B碰撞前瞬间A对轨道的压力大小
F
;
(3)碰撞过程中系统损失的机械能
。
类型:解答题
难度系数:一般0.65
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如图甲所示,
型活塞固定在水平面上,一定质量的理想气体被封闭在导热性能良好的、质量为
的汽缸中,活塞截面积为
,活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气,大气压强为
。重力加速度
取
,改变环境温度,缸内气体体积随温度变化如图乙所示,求:
(1)从状态
A
变化到状态
,气体温度升高多少;
(2)在状态
时,活塞对卡口的作用力多大。
类型:解答题
难度系数:一般0.65
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我国远距离特高压输电技术日趋成熟,因其损耗少、效能高,所以日渐成为经济、安全、高效的送电方式。某电厂发电机输出功率为
,输出电压为
,输电线总电阻为
。输电线上损失的功率为发电机输出功率的
。用户得到的电压为
,则下列说法正确的是( )
A.升压变压器原、副线圈匝数比为
B.降压变压器原、副线圈匝数比为
C.用户增多,
变小
D.用户增多,
、
均变大
类型:多选题(新)
难度系数:一般0.65
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如图所示,倾角为
的斜面体固定在水平面上,小球
在斜面底端正上方以速度
向右水平抛出,同时,小球
在斜面顶端以速度
向左水平抛出,两球抛出点在同一水平线上,结果两球恰好落在斜面上的同一点,且
球落到斜面上时速度刚好与斜面垂直,不计小球的大小,
,
。则
等于( )
A.
B.
C.
D.
类型:选择题
难度系数:一般0.65
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如图所示,从竖直圆上的
A
到圆周上的
C
、
D
两点有两条光滑的直轨道,
BC
是圆的竖直直径,
AD
是圆的倾斜直径,
AD
与
BC
夹角为
。让两个质量相等的小球1、2同时从
A
点由静止释放,分别沿
AC
、
AD
滑行到圆上的
C
、
D
两点。
,
,则在运动过程中,1、2两球重力的冲量大小之比为( )
A.
B.
C.
D.
类型:选择题
难度系数:一般0.65
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如图所示为一个透明均匀玻璃圆柱的横截面,一束单色光从
点射入,在柱内经一次反射后照射到柱面上的
点,已知光在
点入射角为
,
与入射光垂直,则玻璃对光的折射率为( )
A.
B.
C.
D.
类型:选择题
难度系数:较易0.85
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把一压力传感器固定在水平地面上,轻质弹簧竖直固定在压力传感器上,如图甲所示。
时,将金属小球从弹簧正上方由静止释放,小球落到弹簧上后压缩弹簧到最低点,又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。压力传感器中压力大小
F
随时间
t
变化图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.
时刻,小球的动能最大
B.
时间内,小球始终处于失重状态
C.
时间内,小球所受合力的冲量为0
D.
时间内,小球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减少量
类型:选择题
难度系数:一般0.65
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如图是小京设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路,电源两端电压保持不变,电阻
、
中的一个是定值电阻,另一个是压敏电阻。压敏电阻装在油箱内底部,其阻值随油箱中油量的减少而增大,当电压表示数大于某一值
U
时,就会触发报警。电压表示数为
U
时,油箱中的油量为警戒油量。下列说法正确的是(
)
A.
为压敏电阻
B.若换用电压更大的电源,警戒油量将变小
C.若换用阻值更大的定值电阻,警戒油量将变小
D.随着油箱的油量减少,通过定值电阻的电流变大
类型:选择题
难度系数:较易0.85
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