物理（湖北专用）-2024年新高二开学摸底考试卷

( ) ( ) 新高二开学摸底考试卷01（湖北专用） 物理·答题卡 ( 姓 名： __________________________ 准考证号： 贴条形码区 考生禁填 ： 缺考标记 违纪标记 以上标记由监考人员用 2B 铅笔 填涂 选择题填涂样 例 ： 正确填涂 错误填 涂 [ × ] [ √ ] [／] 1．答题前，考生先将自己的姓名，准考证号填写清楚，并认真核准条形码上的姓名、准考证号，在规定位置贴好条形码。 2．选择题必须用 2B 铅笔填涂；填空题和解答题必须用 0.5 mm 黑 色签字笔答题，不得用铅笔或圆珠笔答题；字体工整、笔迹清晰。 3．请按题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 4．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。 注意事项 ) 第Ⅰ卷（请用2B铅笔填涂） ( 1 [A] [B] [C] [D] 2 [A ] [B] [C] [D] 3 [A] [B] [C] [D] 4 [A] [B] [C] [D] 5 [A] [B] [C] [D] 6 [A] [B] [C] [D] 7 [A] [B] [C] [D] 8 [A] [B] [C] [D] 9 [A] [B] [C] [D] 10 [A] [B] [C] [D] ) ( 第 Ⅱ 卷 （请在各试题的答题区内作答） ) ( 1 1 ． （ 8 分 ） （ 1） _______ _____________ ____（ 1 分） _________ __ _______________（ 1 分） （ 2 ） ____________________ __ （ 2 分） ________________________ （ 2 分） （ 3 ） ________________________ __________________ （ 2 分） 1 2 ． （ 10 分 ） （ 1 ） ________________（ 2 分） __________ _________（ 2 分） （ 2 ） ____________ _____ ___（ 2 分） __________ _____ ____（ 2 分） （ 3 ） _______ ____ _____ __ _（ 2 分） ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 1 3 ．（ 9 分） ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 1 4 ．（1 5 分） ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 1 5 ． （ 1 8 分 ） ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 非 答 题 区 ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 非 答 题 区 ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) 物理 第4页（共6页） 物理 第5页（共6页） 物理 第6页（共6页） 物理 第1页（共6页） 物理 第2页（共6页） 物理 第3页（共6页） 学科网（北京）股份有限公司 $$ 新高二开学摸底考试卷01（湖北专用） 物理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1．如图所示，一直流电动机与电阻串联在电源上，电源的电动势，内阻，闭合开关后，理想电压表示数，理想电流表示数，已知电动机线圈的电阻，则下列说法中正确的是（　　） A． B．电源的输出功率为 C．电动机的输入功率为 D．电动机的输出功率为 2．一段均匀电阻丝接在电路中， 消耗的电功率为 P1，将电阻丝对折后接在同一电路中， 电阻丝两端电压不变， 电阻丝的消耗的电功率为 P2，则 P2与P1的比值为（    ） A． B． C．2 D．4 3．某次性能测试中，质量为m的汽车正在沿平直公路行驶，发动机的输出功率恒为P，所受的阻力大小恒定。若某时刻汽车的速度大小为v，从该时刻起经时间 t后速度增大为2v，则下列说法正确的是（　　） A．汽车所受的阻力大小为 B．在这段时间t内，汽车行驶的距离为 C．汽车的速度大小为2v时，其所受的牵引力大小为 D．在这段时间t内，汽车克服阻力做的功为 4．如图所示只画出某带正电的带电体空间分布的电场线和等势面的剖面图。、是电场线上的两点，场强大小分别为、，电势分别为、，、是带电体表面上的两点，电势分别为、，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D．将电子在点自由释放，电子一定沿着电场线运动 5．在高空运行的卫星功能失效之后，会被送往离地球同步轨道外几百公里处的“墓地轨道”，避免影响其他在轨卫星，同时能节省轨道资源。2022年1月22日我国发射的实践21号卫星成功“捕获”失效的北斗二号卫星并将其送至墓地轨道。已知同步轨道与墓地轨道可近似看成圆轨道且轨道半径分别为、，转移轨道可视为椭圆轨道，且分别与同步轨道和墓地轨道相切于P、Q两点。地球自转周期为，则关于北斗二号卫星下列说法正确的是（　　） A．要想在同步轨道脱离地球的束缚，必须在P点加速至11.2km/s B．从P点运行到Q点所用时间最短为 C．在转移轨道上Q点机械能比在同步轨道上P点机械能大 D．在同步轨道、转移轨道与墓地轨道运行时，卫星与地球连线在相等时间内扫过的面积，同步轨道最大 6．如图所示，竖直平面的圆环，ab为水平直径，cd为另一条直径，一个小球（可以看成质点）在c点以水平向右的初速度抛出，刚好落在d点，已知直径ab与直径cd的夹角（，；），不计空气阻力，则（　　） A．圆环的半径为0.75m B．抛出点c距水平直径ab的高度为0.225m C．若小球从c点以不同的速度水平向右抛出，一定不可能垂直落在圆环上 D．若小球从c点以不同的速度水平向右抛出，经过直径cd上不同位置时的速度方向不相同 7．如图甲为皮带输送机简化模型图，皮带输送机倾角，顺时针匀速转动，在传送带下端A点无初速放上货物。货物从下端A点运动到上端B点的过程中，其机械能E与位移s的关系图像（以A点所在水平面为零势能面）如图乙所示。货物视为质点，质量，重力加速度，，。下列说法正确的是（    ） A．传送带A、B两端点间的距离为8m B．货物与传送带间因摩擦产生的热量为35J C．货物从下端A点运动到上端B点的过程中，重力冲量的大小为540N·s D．皮带输送机因运送该货物而多消耗的电能为585J 8．如图电路，电动势为E，内电阻为r，电压表与电流表均为理想电表。开关闭合后，将滑动变阻器的滑动触头P逐渐向右滑动，下列说法正确的是（　　） A．R1、R2消耗的功率均变小 B．R1消耗的功率变大，R2消耗的功率变小 C．电压表读数变大 D．电流表读数变大 9．杂技演员骑摩托车在圆形大铁环内进行刺激而惊险的表演。如图所示，半径为R 的铁环竖直固定，杂技演员（包括摩托车）以一定速度经过最低点时关闭引擎，杂技演员（包括摩托车）在竖直平面内做圆周运动，刚好能通过最高点。认为铁环内壁光滑，将杂技演员（包括摩托车）视为质点，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（    ） A．杂技演员经过最高点时的速度大小为零 B．杂技演员经过最高点时的速度大小为 C．杂技演员经过最低点时的速度大小为 D．杂技演员经过最低点时的速度大小为 10．如图甲所示，质量为2kg的小球从最低点A冲入竖直放置在水平地面上、半径为0.4m的半圆轨道，已知小球恰能到达最高点C，轨道粗糙程度处处相同，空气阻力不计。小球由A到C的过程中速度的平方与其高度的关系图像如图乙所示，g取10m/s2，B为AC轨道中点。下列说法正确的是（　　） A．图乙中x=4 B．小球在C点时的重力功率为40W C．小球从A到C合力做功为21J D．小球从B到C过程损失的机械能小于2.5J 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. （8分）某物理兴趣小组利用如图所示的装置验证机械能守恒定律。图中是固定的光滑半圆轨道，圆心为O，OC为竖直半径，1和2是A、B位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出。让正方体滑块从与圆心等高处滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为和。已知滑块的质量为20g，体积为，，，半圆轨道的半径为1.35m，取重力加速度大小，，。所有计算结果均保留三位有效数字。 (1)滑块通过光电门1时的速度大小为 m/s，通过光电门2时的速度大小为 m/s。 (2)滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，重力势能的减少量为 J，动能的增加量为 J。 (3)在误差允许范围内，该过程中滑块的机械能 。（填“守恒”或“不守恒”） 12. （10分）白炽灯灯泡是二十世纪最主要的照明光源，现在一些场景依然在使用，小华从白炽灯泡内取出一段均匀灯丝，为测量该灯丝的电阻率，进行以下实验步骤： ①用游标卡尺测量该灯丝的长度L，用螺旋测微器测量该灯丝的直径d，其示数分别如图甲所示。 ②设计出如图乙所示的测量电路，连接好实验器材，待测灯丝为，与定值电阻并联的电压表为，与灯丝并联的电压表为，两电压表均视为理想电压表。 ③闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，同时记录电压表、的示数分别为、，测量多组数据并做出关系图像如图丙所示。 根据以上实验步骤，回答下列问题： (1)该灯丝的长度 cm，直径 mm。 (2)根据步骤③所做出的关系图像可得该灯丝的电阻 （用a、b、表示），该灯丝的电阻率 （用a、b、L、d、表示）。 (3)小华通过测量对比确定白炽灯灯丝为钨丝，白炽灯使用时，钨丝因受热而升华，灯丝变得越来越细，但长度不变，小华由此判定白炽灯泡使用一段时间后其亮度会 （填“变亮”“变暗”或“不变”）。 13. （9分）宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上，如图所示，斜坡的倾角为，，，已知该星球的半径为R，引力常量为G，球的体积公式是。求： （1）该星球表面的重力加速度g； （2）该星球的密度； （3）该星球的第一宇宙速度。 14. （15分）如图所示，竖直平面内有一段绝缘光滑的圆弧轨道和绝缘粗糙的水平轨道相切于，圆弧轨道的圆心为，半径，圆心角，水平轨道足够长，在右侧存在水平向左的匀强电场，电场强度。一个质量为，带电量的小滑块（可视为质点）从A点左侧不同位置以不同的初速度水平向右抛出，均恰好从A点沿切线滑入轨道，设小滑块的抛出点与A点的水平距离为（为单位），取重力加速度，，。 （1）若小滑块运动到A点时的速度大小为，求小滑块在抛出时的速度大小（用表示）； （2）求小滑块运动到A点时的动能； （3）已知小滑块与轨道间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求小滑块在轨道上运动过程中，摩擦产生的总热量随变化的关系式。 15. （18分）由电子加速器、偏转电场组成的装置可以实现电子扩束。如图甲所示，大量初速度为0的电子经电压为的加速电场加速后，连续不断地沿中线射入水平放置的两块正对的平行金属板。当两板不带电时，这些电子通过两板之间的时间为，当在两板间加如图乙所示的周期为、偏转电压峰值为的交变电压时，恰好所有电子都能从两板间通过，已知平行金属板长度为，两板间距为，电子的电荷量为，质量为，不计电子重力和它们之间相互作用力，求： （1）加速电场的电压； （2）偏转电场的电压； （3）哪个时刻进入偏转电场的电子，会从距离中线上方处飞出偏转电场。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！12 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 新高二开学摸底考试卷01（湖北专用） 物理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1．如图所示，一直流电动机与电阻串联在电源上，电源的电动势，内阻，闭合开关后，理想电压表示数，理想电流表示数，已知电动机线圈的电阻，则下列说法中正确的是（　　） A． B．电源的输出功率为 C．电动机的输入功率为 D．电动机的输出功率为 【答案】 D 【解析】A．因为理想电压表示数，理想电流表示数，电源内阻，电源的电动势，所以根据闭合电路欧姆定律可得 解得 A错误； B．由题可得 解得 B错误； C．电动机的输入功率为 C错误； D．电动机的输出功率为 解得 D正确。 故选D。 2．一段均匀电阻丝接在电路中， 消耗的电功率为 P1，将电阻丝对折后接在同一电路中， 电阻丝两端电压不变， 电阻丝的消耗的电功率为 P2，则 P2与P1的比值为（    ） A． B． C．2 D．4 【答案】 D 【解析】由电阻定律 可知，电阻丝对折后长度变为原来的一半，面积变为原来的2倍，则电阻变为原来的四分之一，由 可知 故选D。 3．某次性能测试中，质量为m的汽车正在沿平直公路行驶，发动机的输出功率恒为P，所受的阻力大小恒定。若某时刻汽车的速度大小为v，从该时刻起经时间 t后速度增大为2v，则下列说法正确的是（　　） A．汽车所受的阻力大小为 B．在这段时间t内，汽车行驶的距离为 C．汽车的速度大小为2v时，其所受的牵引力大小为 D．在这段时间t内，汽车克服阻力做的功为 【答案】 D 【解析】A．汽车的速度达到最大速度时可求汽车受到的阻力 而 所以 故A错误； B．在这段时间t内，汽车的速度增大，由可知汽车的牵引力减小，由，可知汽车做加速度减小的加速运动，平均速度 汽车行驶的距离 故B错误； C．汽车的速度大小为2v时，其所受的牵引力大小为 故C错误； D．在这段时间t内，对汽车由动能定理得 解得阻力做功 所以汽车克服阻力做的功为 故D正确。 故选D。 4．如图所示只画出某带正电的带电体空间分布的电场线和等势面的剖面图。、是电场线上的两点，场强大小分别为、，电势分别为、，、是带电体表面上的两点，电势分别为、，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D．将电子在点自由释放，电子一定沿着电场线运动 【答案】 C 【解析】A．．因为电场线不是闭合曲线，故实线是电场线，虚线是等势线，因为等势线越密集的地方电场越强，故，故A错误； BC．沿电场线方向，电势逐渐降低，则，，故B错误，故C正确； D．a点处的电场线为曲线，电子仅受电场力，不可能沿电场线运动，故D错误。 故选C。 5．在高空运行的卫星功能失效之后，会被送往离地球同步轨道外几百公里处的“墓地轨道”，避免影响其他在轨卫星，同时能节省轨道资源。2022年1月22日我国发射的实践21号卫星成功“捕获”失效的北斗二号卫星并将其送至墓地轨道。已知同步轨道与墓地轨道可近似看成圆轨道且轨道半径分别为、，转移轨道可视为椭圆轨道，且分别与同步轨道和墓地轨道相切于P、Q两点。地球自转周期为，则关于北斗二号卫星下列说法正确的是（　　） A．要想在同步轨道脱离地球的束缚，必须在P点加速至11.2km/s B．从P点运行到Q点所用时间最短为 C．在转移轨道上Q点机械能比在同步轨道上P点机械能大 D．在同步轨道、转移轨道与墓地轨道运行时，卫星与地球连线在相等时间内扫过的面积，同步轨道最大 【答案】 C 【解析】A．卫星逃脱地球的引力束缚，则卫星离开地球时的速度要大于或等于11.2km/s，若要从P点逃脱地球的引力束缚，则在该处地球对卫星的引力小于在地球表面附近地球的引力，因此速度要小于11.2km/s，故A错误； B．由开普勒第三定律 可得沿转移轨道从P点运行到Q点所用最短时间为 故B错误； C．在转移轨道上从P点运动到Q点，只有万有引力做功，机械能守恒。而从同步轨道到转移轨道过程中，做加速运动，故速度增大，则在转移轨道上Q点机械能比在同步轨道上P点机械能大，故C正确； D．根据几何关系可知，卫星在墓地轨道运行卫星与地球连线在相等时间内扫过的面积最大，故D错误。 故选C。 6．如图所示，竖直平面的圆环，ab为水平直径，cd为另一条直径，一个小球（可以看成质点）在c点以水平向右的初速度抛出，刚好落在d点，已知直径ab与直径cd的夹角（，；），不计空气阻力，则（　　） A．圆环的半径为0.75m B．抛出点c距水平直径ab的高度为0.225m C．若小球从c点以不同的速度水平向右抛出，一定不可能垂直落在圆环上 D．若小球从c点以不同的速度水平向右抛出，经过直径cd上不同位置时的速度方向不相同 【答案】 B 【解析】ABD．小球做平抛运动如图所示 设小球抛出经过t时间落在d点，根据平抛运动规律有 ， 根据几何知识有 解得 ， 则圆环的半径为 抛出点c距水平直径ab的高度为 若小球从c点以不同的速度水平向右抛出，无论落在cd上的何处，其位移偏角均为，则有 设速度偏角为，则有 则 则为定值，可知若小球从c点以不同的速度水平向右抛出，经过直径cd上不同位置时的速度方向相同，故AD错误，B正确； C．若小球从c点水平向右抛出垂直落在圆环上f点如图所示 则f点速度反向延长线过圆心，由平抛运动的特点可知速度反向延长线过水平位移的中点g，由图可知g点可以为水平位移的中点，故可能垂直落在圆环上，故C错误。 故选B。 7．如图甲为皮带输送机简化模型图，皮带输送机倾角，顺时针匀速转动，在传送带下端A点无初速放上货物。货物从下端A点运动到上端B点的过程中，其机械能E与位移s的关系图像（以A点所在水平面为零势能面）如图乙所示。货物视为质点，质量，重力加速度，，。下列说法正确的是（    ） A．传送带A、B两端点间的距离为8m B．货物与传送带间因摩擦产生的热量为35J C．货物从下端A点运动到上端B点的过程中，重力冲量的大小为540N·s D．皮带输送机因运送该货物而多消耗的电能为585J 【答案】 B 【解析】A．由题图可知，物块沿传送带向上运动m后与传送带相对静止，则货物与传送带间因摩擦产生的热量为35J，机械能增加量 物块与传送带相对静止后 则传送带两端点之间的距离为 解得 m， 故A错误； C．物块加速时的加速度为 加速过程中有 匀速过程中有 则重力的冲量为 解得 故C错误； BD．货物与传送带间因摩擦产生的热量 其多消耗的能量为 其中 联立解得 J 故D错误。 故选B。 8．如图电路，电动势为E，内电阻为r，电压表与电流表均为理想电表。开关闭合后，将滑动变阻器的滑动触头P逐渐向右滑动，下列说法正确的是（　　） A．R1、R2消耗的功率均变小 B．R1消耗的功率变大，R2消耗的功率变小 C．电压表读数变大 D．电流表读数变大 【答案】 BC 【解析】根据题图电路结构可知，开关闭合后，将滑动变阻器的滑动触头P逐渐向右滑动时，滑动变阻器接入电路中的阻值增大，根据闭合电路欧姆定律可知，外电阻增大，则干路电流减小，路端电压增大，图中电压表测量的是路端电压，故读数变大；电流表测量干路电流，故读数变小；所以根据 可知R2消耗的功率变小，R1消耗的功率 又因为 干路电流减小，可知增大，所以R1消耗的功率增大。 故选BC。 9．杂技演员骑摩托车在圆形大铁环内进行刺激而惊险的表演。如图所示，半径为R 的铁环竖直固定，杂技演员（包括摩托车）以一定速度经过最低点时关闭引擎，杂技演员（包括摩托车）在竖直平面内做圆周运动，刚好能通过最高点。认为铁环内壁光滑，将杂技演员（包括摩托车）视为质点，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（    ） A．杂技演员经过最高点时的速度大小为零 B．杂技演员经过最高点时的速度大小为 C．杂技演员经过最低点时的速度大小为 D．杂技演员经过最低点时的速度大小为 【答案】 BC 【解析】AB．杂技演员通过最高点时，有，解得 故A 错误，B 正确； CD．对杂技演员从最低点运动至最高点的过程，根据机械能守恒定律有 2R 解得 故 C 正确，D错误。 故选BC。 10．如图甲所示，质量为2kg的小球从最低点A冲入竖直放置在水平地面上、半径为0.4m的半圆轨道，已知小球恰能到达最高点C，轨道粗糙程度处处相同，空气阻力不计。小球由A到C的过程中速度的平方与其高度的关系图像如图乙所示，g取10m/s2，B为AC轨道中点。下列说法正确的是（　　） A．图乙中x=4 B．小球在C点时的重力功率为40W C．小球从A到C合力做功为21J D．小球从B到C过程损失的机械能小于2.5J 【答案】 AD 【解析】A．当h=0.8m时，小球运动到最高点，因为小球恰能到达最高点C，则有 解得 vC=2m/s 则 x=4 A项正确； B．小球在C点时，重力与速度垂直，故重力功率为零，B项错误； C．小球从A到C合外力对其做的功等于动能的变化量，则 解得 C项错误； D．从A到C过程，动能减小量为 解得 重力势能的增加量为 解得 则机械能减小 由于A到B过程中压力大于B到C过程中的压力，则A到B过程中的摩擦力大于B到C过程中的摩擦力，可知A到B的过程克服摩擦力做功较大，知A到B损失的机械能损失 小球从B到C过程损失的机械能小于2.5J ，D项正确。 故选AD。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. （8分）某物理兴趣小组利用如图所示的装置验证机械能守恒定律。图中是固定的光滑半圆轨道，圆心为O，OC为竖直半径，1和2是A、B位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出。让正方体滑块从与圆心等高处滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为和。已知滑块的质量为20g，体积为，，，半圆轨道的半径为1.35m，取重力加速度大小，，。所有计算结果均保留三位有效数字。 (1)滑块通过光电门1时的速度大小为 m/s，通过光电门2时的速度大小为 m/s。 (2)滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，重力势能的减少量为 J，动能的增加量为 J。 (3)在误差允许范围内，该过程中滑块的机械能 。（填“守恒”或“不守恒”） 【答案】 (1) 1.00 （1分） 2.50 （1分） (2) （2分） （2分） (3)守恒（2分） 【解析】（1） 正方体滑块的体积为，所以正方体的边长为 l=1cm 由速度定义式得滑块通过光电门1、2时的速度大小分别为 （2）重力做正功，重力势能减小，则滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，重力势能的减少量为 动能的增加量为 （3）在误差允许范围内 则该过程中滑块的机械能。 12. （10分）白炽灯灯泡是二十世纪最主要的照明光源，现在一些场景依然在使用，小华从白炽灯泡内取出一段均匀灯丝，为测量该灯丝的电阻率，进行以下实验步骤： ①用游标卡尺测量该灯丝的长度L，用螺旋测微器测量该灯丝的直径d，其示数分别如图甲所示。 ②设计出如图乙所示的测量电路，连接好实验器材，待测灯丝为，与定值电阻并联的电压表为，与灯丝并联的电压表为，两电压表均视为理想电压表。 ③闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，同时记录电压表、的示数分别为、，测量多组数据并做出关系图像如图丙所示。 根据以上实验步骤，回答下列问题： (1)该灯丝的长度 cm，直径 mm。 (2)根据步骤③所做出的关系图像可得该灯丝的电阻 （用a、b、表示），该灯丝的电阻率 （用a、b、L、d、表示）。 (3)小华通过测量对比确定白炽灯灯丝为钨丝，白炽灯使用时，钨丝因受热而升华，灯丝变得越来越细，但长度不变，小华由此判定白炽灯泡使用一段时间后其亮度会 （填“变亮”“变暗”或“不变”）。 【答案】 (1) 10.025 （2分） 4.485~4.487（2分） (2) （2分） （2分） (3)变暗（2分） 【解析】（1）该灯丝的长度10cm+0.05mm×5=10.025cm 直径4mm+0.01mm×48.6=4.486mm （2）根据 可得 则 则 根据 该灯丝的电阻率 （3）灯丝变得越来越细，但长度不变，可知灯丝电阻变大，根据 可知功率变小，由此判定白炽灯泡使用一段时间后其亮度会变暗。 13. （9分）宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上，如图所示，斜坡的倾角为，，，已知该星球的半径为R，引力常量为G，球的体积公式是。求： （1）该星球表面的重力加速度g； （2）该星球的密度； （3）该星球的第一宇宙速度。 【答案】 （1）；（2）；（3） 【解析】（1）小球做平抛运动过程中，水平方向，有 （1分） 竖直方向，有 （1分） 由几何知识可得 联立解得 （1分） （2）对于星球表面质量为的物体，有 （1分） （1分） 所以 （1分） （3）该星球的第一宇宙速度等于它的近地卫星的运行速度，故 （1分） （1分） 解得 （1分） 14. （15分）如图所示，竖直平面内有一段绝缘光滑的圆弧轨道和绝缘粗糙的水平轨道相切于，圆弧轨道的圆心为，半径，圆心角，水平轨道足够长，在右侧存在水平向左的匀强电场，电场强度。一个质量为，带电量的小滑块（可视为质点）从A点左侧不同位置以不同的初速度水平向右抛出，均恰好从A点沿切线滑入轨道，设小滑块的抛出点与A点的水平距离为（为单位），取重力加速度，，。 （1）若小滑块运动到A点时的速度大小为，求小滑块在抛出时的速度大小（用表示）； （2）求小滑块运动到A点时的动能； （3）已知小滑块与轨道间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求小滑块在轨道上运动过程中，摩擦产生的总热量随变化的关系式。 【答案】 （1）；（2）；（3）见解析 【解析】（1）设小滑块水平抛出时速度为v，小球做平抛运动，在A点由速度的分解有 （2分） 解得 （2分） （2）设小滑块在A点竖直分速度为，则有 （1分） 设小滑块从抛出到A点运动时间为t，则竖直方向上有 （1分） 水平方向上有 ，（1分） 小滑块动能为 （1分） 解得 （1分） （3）设小滑块在水平轨道最远滑行距离为s，则从A点运动到最远点过程，由动能定理有 （1分） 解得 （1分） 设返回A点的动能为，则由最远点返回A点过程中，由动能定理有 （1分） 解得 （1分） 当时有 表明小滑块最终停在B点，从A到停止运动过程，由能量守恒有 （1分） 结合上述解得 当时有 则小滑块会从A点离开轨道不再返回，从A到再次返回A过程，由能量守恒有 解得 （1分） 15. （18分）由电子加速器、偏转电场组成的装置可以实现电子扩束。如图甲所示，大量初速度为0的电子经电压为的加速电场加速后，连续不断地沿中线射入水平放置的两块正对的平行金属板。当两板不带电时，这些电子通过两板之间的时间为，当在两板间加如图乙所示的周期为、偏转电压峰值为的交变电压时，恰好所有电子都能从两板间通过，已知平行金属板长度为，两板间距为，电子的电荷量为，质量为，不计电子重力和它们之间相互作用力，求： （1）加速电场的电压； （2）偏转电场的电压； （3）哪个时刻进入偏转电场的电子，会从距离中线上方处飞出偏转电场。 【答案】 （1）；（2）；（3）， 【解析】（1）电子加速后速度为，有 （1分） 电子通过两板之间的时间为，有 （1分） 解得 （2分） （2）电子在偏转电场中做类平抛运动，加速度为，有 （2分） 在时刻进入偏转电场的电子偏转位移最大，恰好从两板间射出，有 （2分） 解得 （2分） （3）当电子进入偏转电场时，设电子先向上加速运动时间电场反向，后再向上减速运动时间速度恰为0，然后向下加速运动时间电场反向，后向下减速运动时间，出偏转电场时正好位于中线上方处， （1分） 解得 （1分） 即电子进入偏转电场的时刻为 ，（1分） 当电子进入偏转电场时，设电子先向下加速运动时间电场反向，后再向下减速运动时间速度恰为0，然后向上加速运动时间电场反向，后向上减速运动时间，出偏转电场时正好位于中线上方处，有 （1分） 解得 （1分） 即电子进入偏转电场的时刻为 ，（1分） 综合可知，电子进入偏转电场的时刻为 ，（2分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！12 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$