内容正文:
2024年05月高三物理月考试题
一.选择题(共7小题,每题4分,共28分)
1. 2020年3月15日中国散裂中子源(CSNS)利用中子成像技术帮助中国科学技术大学进行了考古方面的研究。散裂中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。CSNS是我国重点建设的大科学装置,将成为发展中国家拥有的第一台散裂中子源。下列关于中子研究的说法正确的是( )
A. 粒子轰击生成,并产生了中子
B. 核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度
C. 放射性射线其实质是高速中子流,可用于医学的放射治疗
D. 经过4次衰变,2次衰变,新核与原来的原子核相比,中子数少了6个
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.由质量数守恒和质子数守恒可得,粒子轰击,生成,并产生了质子,故A错误;
B.核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度,B正确;
C.放射性射线其实质是高速电子流,C错误;
D.经过4次衰变,2次衰变,可得质量数减少
质子数减少
故新核与原来的原子核相比,中子数少了
D错误。
故选B。
2. 第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年2月4日在北京开幕,其中滑雪是冬奥会中的一个比赛大项。如图所示,某滑雪运动员以某一初速度冲上斜面做匀减速直线运动,到达斜面顶端时的速度为零。已知运动员在前四分之三位移中的平均速度大小为v,则滑雪者整个过程的平均速度为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】将运动员的匀减速运动逆向看作是反向的初速度为零且加速度大小不变的匀加速运动,根据初速度为零的匀加速直线运动的比例关系可知运动员在前四分之三位移和最后四分之一位移所经历的时间相等,均设为t,则由题意可知
滑雪者整个过程的平均速度为
故选D。
3. 从地面竖直向上抛出一物体,运动过程中空气阻力保持恒定,以地面为零势能面,图甲表示物体机械能E随物体距地面高度h变化的关系,重力加速度取10m/s2,根据图中信息,下列说法正确的是( )
A. 图像中的MN段表示物体在下降
B. 可以计算出物体的质量为0.2kg
C. 可以计算出空气阻力大小为2N
D. 此过程中的动能Ek随物体距地面高度h的变化图像可用图乙表示
【答案】C
【解析】
【详解】A.从地面竖直向上抛出一物体,空气阻力一直做负功,机械能一直减小,则物体上升阶段的机械能大于下降阶段的机械能,故图像中的MN段表示物体在上升,故A错误;
B.物体上升阶段克服空气阻力做功等于下降阶段克服空气阻力做功,有
则
在最高点N,物体的动能为零,则物体的机械能等于重力势能,为
解得物体的质量为
故B错误;
C.物体上升阶段克服空气阻力做功为
解得空气阻力大小为
故C正确;
D.物体上升阶段,物体的动能为
物体下降阶段,物体动能为
故此过程中的动能Ek随物体距地面高度h的变化图像不可用图乙表示,故D错误。
故选C。
4. 宇宙中有一孤立星系,中心天体周围有三颗行星,如图所示。中心天体质量远大于行星质量,不考虑行星之间的万有引力,三颗行星的运动轨道中,Ⅰ、Ⅲ两个为圆轨道,半径分别为r1、r3,一个为椭圆轨道,半长轴为a,a = r3。在∆t时间内,行星Ⅱ、行星Ⅲ与中心天体连线扫过的面积分别为S2、S3;行星Ⅰ的速率为v1、行星Ⅱ在B点的速率为v2B、行星Ⅱ在E点的速率为v2E、行星Ⅲ的速率为v3,下列说法正确的是( )
A. v2E < v3 < v1 < v2B B. 行星Ⅱ与行星Ⅲ在P点时的加速度大小不等
C. S2 = S3 D. 行星Ⅱ的运行周期大于行星Ⅲ的运行周期
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据
得
由于
可得
I轨道到II轨道过程中需要在B点加速,则有
B到E过程中动能转化为势能,则有
又小于在E点能够绕重心天体匀速圆周运动的速度,根据轨道半径关系有
所以有
综上所述可得
故A正确;
B.由牛顿第二定律得
可知,行星II与行星III在P点加速度大小相等,故B错误;
C.行星II与行星III满足
在时间内扫过的面积有椭圆面积小于圆面积,故C错误;
D.由开普勒第三定律
可知,行星II与行星III运动周期相等,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,在平面直角坐标系中有一等边三角形OPC,O点位于坐标原点,OC与x轴重合,P点坐标为,A,B分别为OP,PC的中点.坐标系处于匀强电场中,且电场方向与坐标平面平行,已知O点的电势为6V,A点的电势为3V,B点的电势为0V,则由此可判定( )
A. C点的电势为3V
B. 场强方向由A指向B
C. 该匀强电场的电场强度大小为100V/m
D. 该匀强电场的电场强度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A. 因为AB平行于OC,且为三角形OPC的中位线,OC=2AB,故有:UOC=2UAB,即6−φC=2(3−0),得φC=0V,故A错误;
B. 由A分析得,BC为等势线,场强方向与等势线垂直,故B错误;
C. 由A分析知,BC为0V等势线,过O作BC的垂线OB,垂足为B,由几何关系得:LOB=2,
故电场强度为:E=,
故C错误,D正确.
故选D
6. 小宁同学仿照法拉第发现电磁感应现象的装置,在铁环上用漆包线(铜丝,表面刷有绝缘漆)绕制了两个线圈匝、(匝数没有记录),线圈与开关、干电池、交流电源构成电路,交流电源的电动势,线圈与开关、电流计G、交流电压表V构成电路。当置于2、置于4时,电压表V的示数为,取1.4。下列说法正确的是( )
A. 由实验数据可算得,线圈的匝数为200匝
B. 由实验数据可估计,线圈的匝数超过280匝
C. S2置于3,当S1从0扳到1时,G中不会有电流
D. S2置于3,当S1从0扳到1时,G中电流慢慢增大并稳定到某一值
【答案】B
【解析】
【详解】AB.E2的有效值为,根据解得
如果取1.4,匝数为280匝,实际上大于1.4,所以匝数大于280匝,故A错误,B正确;
CD.S2置于3,当S1从0扳到1时,开关闭合瞬间,副线圈中磁通量发生了变化,则G中有电流;原线圈电流稳定后,副线圈中磁通量不发生变化,则没有感应电流,G中不会有电流,故CD错误;
故选B。
7. 很多人喜欢到健身房骑车锻炼,某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置,如图所示,自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中,后轮圆形金属盘在磁场中转动时,可等效成一导体棒绕圆盘中心O转动。已知磁感应强度B=0.5 T,圆盘半径l=0.3 m,圆盘电阻不计,导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O相连,导线两端a、b间接一阻值R=10 Ω的小灯泡。后轮匀速转动时,用电压表测得a、b间电压U=0.6 V。则( )
A. 电压表的正接线柱应与a相接
B. 电压表的正接线柱应与b相接
C. 后轮匀速转动20 min产生的电能为426 J
D. 该自行车后轮边缘的线速度大小为4 m/s
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据右手定则可判断轮子边缘的点等效为电源的负极,电压表的正接线柱应与b相接,B正确,A错误;
C.根据焦耳定律得
Q=I2Rt
由欧姆定律得
I=
代入数据解得Q=43.2 J,C错误;
D.由
U=E=Bl2ω
解得
v=ωl=8m/s
D错误。
故选B。
二.多选题(共5小题,每题5分,共25分)
8. 第24届冬季奥林匹克运动会,将于2022年2月4日在北京和张家口联合举行,北京也将成为奥运史上首个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会的城市。跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一,北京跳台滑雪赛道“雪如意”如图甲所示,其简化图如图乙所示,跳台滑雪赛道由助滑道、着陆坡、减速停止区三部分组成.比赛中,质量为m的运动员从A处由静止下滑,运动到B处后水平飞出,落在了着陆坡末端的C点,落地瞬间垂直接触面的分速度减为零,以平行接触面的分速度滑入减速停止区,在与C等高的D处速度减为零.已知间的高度差为h,着陆坡的倾角为θ,重力加速度为g,不计运动员在助滑道受到的摩擦阻力及空气阻力,则( )
A. 由B点飞出的速度为
B. 运动员在停止区上克服摩擦力所做的功为
C. 运动员从B点飞出经历时间时距离斜面的距离最远
D. 运动员从A点下降到B点和由B点到C点下落的高度之比为
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】A.由B到C做平抛运动,竖直方向上有
解得
故A正确;
B.由B到C过程机械能守恒,运动员落到C点前瞬间的动能为
而运动员落到C点的过程中,由于碰撞损失了一部分能量,所以在停止区上克服摩擦力所做的功小于,故B错误;
C.由B到C的过程中,当运动员距离斜面最远时,合速度平行于,即
可解得
故C错误;
D.运动员从A点下降到B点的过程机械能守恒,设间的高度差为,有
由B点到C点的过程有
推得
可解得
故D正确。
故选AD。
9. 2022年冬奥会将在北京举行,冰壶是冬奥会的传统比赛项目。在冰壶动中运动员可以通过冰壶刷摩擦冰面来控制冰壶的运动。在某次训练中,A壶与静止的壶发生对心碰撞,碰后运动员用冰壶刷摩擦壶运动前方的冰面。碰撞前后两壶运动的图线如图中实线所示,已知与平行,且两冰壶质量相等,由图像可得( )
A. 碰后壶的加速度大小为
B. 碰后至停止的过程中,A、两壶的运动时间之比为
C. 碰后至停止的过程中,A、两壶所受摩擦力的冲量大小之比为
D. 两冰壶发生的碰撞为弹性碰撞
【答案】BC
【解析】
【详解】两冰壶碰撞过程系统动量守恒,应用动量守恒定律求出碰撞后B壶的速度;根据图示图象求出B壶的加速度,应用运动学公式求出,然后求出A壶的运动时间,应用动量定理求出两壶碰撞后到停止运动过程所受摩擦力的冲量大小之比;求出碰撞过程损失的机械能,然后碰撞过程损失的机械能与碰撞后两壶损失的机械能之比。
【分析】A.由图象可知,碰撞A壶的速度,碰撞后瞬间壶的速度,两冰壶质量相等,设冰壶质量为,以原来A壶的速度方向为正方向,两冰壶碰撞过程系统动量守恒,设碰撞后A的速度为,由动量守恒定律得
代入数据解得
由图象可知,碰撞前、后A壶加速度大小
壶的加速度
A错误;
B.根据可以求出图象中的,。于是碰撞后A壶停上的时间
壶停止运动需要的时间
A、两壶的运动时间之比为,B正确;
C.由动量定理得,碰撞后对A壶
对B壶
则、两壶从碰后至停止运动过程中,所受摩擦力的冲量的大小之比
C正确;
D.两壶碰撞过程损失的机械能
碰撞为非弹性碰撞,D错误;
故选BC。
10. 如图甲所示,粗糙水平轨道与半径为R的竖直光滑、绝缘的半圆轨道在B点平滑连接,过半圆轨道圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右范围足够大的匀强电场E,质量为m的带正电小滑块从水平轨道上A点由静止释放,运动中由于摩擦起电滑块电荷量会增加,过B点后电荷量保持不变,小滑块在AB段加速度随位移变化图象如图乙所示。已知A、B间距离为4R,滑块与轨道间动摩擦因数为,重力加速度为g。则( )
A. 小滑块运动到B点时速度大小为
B. 小滑块在圆弧轨道上运动时,过小滑块对半圆轨道压力最大处半径与OB夹角的正切值为2
C. 小滑块从圆弧轨道最高点C离开的同时,保持电场强度大小不变,方向变为水平向左,则从C离开到再次回到水平轨道的运动过程中小滑块一直做曲线运动
D. 在满足(C)选项的条件下小滑块再次到达水平轨道时,速度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.从A到B由动能定理可得
由图象可得,小滑块从A到B运动过程中,合力做的功为
则小滑块运动到B点时速度大小为
所以A错误;
B.对滑块受力分析,有重力和电场力以及轨道对滑块的支持力,当滑块运动到半圆轨道上时,重力与电场力的合力与轨道对滑块的支持力共线时,滑块对半圆轨道压力最大,所以此处半径与OB夹角的正切值为
由图象可知,在B点时,滑块所受电场力为
其中
则
所以B正确;
C.由B选项分析可知,B点时滑块的电荷量为
从B到C的过程中,由动能定理得
小滑块从圆弧轨道最高点C离开时,先做平抛运动,则
,,
设滑块速度的偏转角为,则
从C点出去后,电场方向与水平方向的夹角为,则
所以
即滑块再次进入电场时,将做匀加速直线运动,所以C错误;
D.由C选项分析可知,当滑块再次进入电场时的速度为
从再次进入电场到再次到达水平轨道,由动能定理得
其中
得
所以D正确。
故选BD。
11. 如图所示,两块水平放置的平行正对的金属板a、b分别与电池两极相连,开始时开关S闭合,发现在距两板距离相等的P点有一个带电液滴处于静止状态,然后断开开关,并将b板向下平移一小段距离,稳定后,下列说法中正确的是( )
A. 液滴将加速向下运动
B. 液滴将保持不动
C. P点电势升高,液滴在P点时电势能减少
D. P点电势升高,液滴在P点时电势能增大
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.开关闭合时,带电液滴受到电场力与重力共同作用下,处于静止状态。断开开关,电容器带电量不变,当下板向下移动小段距离时
正对面积不变,故电场强度不变,所以液滴保持不动,故A错误B正确;
CD.根据AB项分析可知,电场强度不变,根据
U=Ed
可知,当下板向下移动小段距离时,P与下极板距离增大,电势差增大,下极板电势为零,所以P点电势升高,由于液滴带负电,所以液滴在P点时电势能将减小,故C正确,D错误。
故选BC。
12. 人们对手机的依赖性越来越强,有些人喜欢平躺着看手机,经常出现手机砸伤脸的情况。若手机质量约为,从离人脸约的高处无初速掉落,砸到人脸后手机未反弹,人脸受到手机的冲击时间约为,重力加速度g取,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 手机与人脸作用过程中动量变化量方向竖直向下
B. 手机对人脸的冲量大小约为
C. 手机对人脸的平均冲力大小约为
D. 手机与人脸作用过程中动量变化量大小约为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.动量的变化量为末动量减初动量,所以手机的动量变化量的方向竖直向上,A错误;
B.手机做自由落体运动,则
解得
对手机由动量定理可知
解得
B错误;
C.根据
解得
C正确;
D.手机与人脸作用后速度变为零,手机动量变化量的大小为
D正确。
故选CD。
三.解答题(共4小题,共47分)
13. 某实验小组利用图(a)所示装置、传感器来测量物块与斜面间的动摩擦因数。实验测得甲、乙两木块从不同高度由静止开始下滑到达底端点的动能,并绘制出甲、乙两木块的图像如图(b)所示,已知甲、乙两木块与斜面间动摩擦因数相同:
(1)甲、乙两木块的质量关系________,加速度大小关系为__________;(选填“>”、“<”或“=”)
(2)实验小组利用天平测得,用量角器测得斜面倾角,则木块与斜面间动摩擦因数________(取,,)。
【答案】 ①. > ②. = ③. 0.5
【解析】
【详解】(1)[1][2]物体由静止从斜面下滑,根据动能定理
整理得
其中
根据Ek-h图象,k甲>k乙,所以
即
m甲>m乙
根据牛顿第二定律
mgsinθ-μmgcosθ=ma
解得
a=gsinθ-μgcosθ
所以
a甲=a乙
(2)[3]对应甲物体,m甲=2kg,,
代入数据解得
μ=0.5
14. LED绿色照明技术已经走进我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为5V的LED灯泡正常工作时的电阻,已知该灯泡正常工作时电阻大约为500Ω,其电学符号与小灯泡电学符号相同。实验室提供的器材有
A.电流表A1(量程为60mA,内阻RA1,约为1Ω,读数记为I1)
B.电流表A2(量程为3mA,内阻RA2=20Ω,读数记为I2)
C.电压表V(量程0~15V,内阻RV=lkΩ,读数记为U)
D.定值电阻R1=980Ω
E.定值电阻R2=1980Ω
F.滑动变阻器R(0~20Ω)
G.蓄电池E(电动势为24V,内阻很小)
H.开关S,导线若干
(1)部分电路原理图如图所示,请选择合适的器材,电表1为____,电表2为____,定值电阻为____(填写器材前的字母编号)
(2)将电路图补充完整_______。
(3)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx=________(用已知量和测量量表示),调节滑动变阻器滑片的位置。当表达式中的____(填字母)达到______,记下另一电表的读数代入表达式,其结果即为LED灯正常工作时的电阻。
【答案】 ①. C ②. B ③. E ④. ⑤. ⑥. I2 ⑦. 2.5mA
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1][2][3]要精确测定额定电压为5V的LED灯正常工作时的电阻,需测量LED灯两端的电压和通过LED灯的电流,由于电压表的量程较大,测量误差较大,不能用已知的电压表测量LED两端的电压,可以将电流表A2与定值电阻串联改装为电压表测量电压,改装电压表的内阻
A2内阻约为20Ω,则定值电阻应选E;LED灯正常工作时的电流约为
电流表A1的量程较大,电流表不能精确测量电流;电压表内阻已知,对应满偏电流为
故用电压表测量电流更为准确;因此电表1应选用电压表C。由以上分析可知,电表1为C,电表2为B,定值电阻为E。
(2)[4]因为滑动变阻器阻值远小于LED的电阻,所以滑动变阻器采用分压式接法。电路图如图所示
(3)[5]根据闭合电路欧姆定律知,灯泡两端的电压
U=I2(R+RA2)
通过灯泡的电流
所以LED灯正常工作时的电阻
[6][7]改装后的电压表内阻为
RV=1980+20Ω=2000Ω
则当I2=2.5mA时,LED灯两端的电压为5V,达到额定电压,测出来的电阻为正常工作时的电阻。
15. 如图所示,轻杆的上端可绕光滑铰链O在竖直平面内自由转动,小球固定在轻杆上点,用细绳连接小物块与小球,绳子穿过铰链正下方的小孔P,现用手沿绳方向拉住小球,使小球和物块保持静止,此时,。已知小球和小物块的质量均为,轻杆长度为,重力加速度取,忽略一切摩擦,,,求:
(1)拉力的大小;
(2)松手后,小球运动到最低点时小物块速度大小v物与小球的速度大小v球;
【答案】(1)16N;(2)v物=0;
【解析】
【分析】(1)对物块和小球受力分析,通过力的平衡可解得;
(2)撤去后,小球、物块组成系统机械能守恒,根据机械能守恒可解得;
(3)小球在左侧最高点时,物与小球沿绳方向加速度大小相等,结合牛顿第二定律可解得。
【详解】(1)对小球受力分析如图
对物块满足
对小球满足
解得
(2)撤去后,小球运动到最低点时,小球竖直方向分速度为零,故物块速度为零,即v物=0。
设杆的长度为L=1m,对小球和物块组成的系统,由机械能守恒定律得
解得
16. 如图所示,间距为L=0.4m平行金属导轨MN和PQ水平放置,其所在区域存在磁感应强度为B1=0.5T竖直向上的匀强磁场;轨道上cd到QN的区域表面粗糙,长度为s=0.3m,其余部分光滑。光滑导轨QED与NFC沿竖直方向平行放置,间距为L,由半径为r=m的圆弧轨道与倾角为的倾斜轨道在E、F点平滑连接组成,圆弧轨道最高点、圆心与水平轨道右端点处于同一竖直线上;倾斜轨道间有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度为B2=1.0T。质量为m1=0.2kg的金属棒ef光滑;质量为m2=0.1kg的金属棒ab粗糙,与导轨粗糙部分的动摩擦因数为,两棒粗细相同、阻值均为R=0.1Ω;倾斜轨道端点CD之间接入的电阻R0=0.3Ω;初始时刻,ab棒静止在水平导轨上,ef棒以=2m/s的初速度向右运动。若不计所有导轨的电阻,两金属棒与导轨始终保持良好接触,水平轨道与圆弧轨道交界处竖直距离恰好等于金属棒直径,忽略感应电流产生的磁场及两个磁场间的相互影响,取重力加速度g=10m/s2,、,求:
(1)两棒在水平轨道运动过程中,通过ab棒的最大电流;
(2)若两棒的距离增加x=0.5m时,ef棒恰好到达QN位置,求此时两棒的速度大小;
(3)初始时刻至ef棒恰好达到稳定状态的过程中系统产生的焦耳热。
【答案】(1)2A;(2)1.5m/s,1m/s;(3)0.125J
【解析】
【分析】
【详解】(1)两棒在水平轨道运动过程中,初始时刻有最大电流
解得
(2)当ef棒到达QN前,由于两棒距离增大0.5m,由此判断ab棒在cd的左侧。两棒受合外力等于零,系统动量守恒。设ef棒和ab棒的速度分别为v1和v2
设两棒距离增加x=0.5m用时为,对于ab棒,由动量定理
两棒距离增加x=0.5m时通过回路的平均电流
平均感应电动势
又
联立解得两棒速度的大小为
(3)当ef棒离开水平轨道后,ab棒在cd左侧做匀速直线运动,进入cd右侧后,若一直减速运动到停止,则由动能定理有
解得
假设成立,所以ab棒静止在水平导轨上。
对于ef棒,若恰好能沿圆弧运动的速率为v
解得
<
所以ef棒可以沿圆弧运动。
ef棒沿圆弧运动过程,设ef棒到达圆弧底端的速度为,由动能定理有
解得
ef棒进入倾斜轨道时,由牛顿运动定律有
解得
a=0
即ef棒进入倾斜轨道将做匀速直线运动达到稳定状态。
所以系统产生的焦耳热为
解得
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2024年05月高三物理月考试题
一.选择题(共7小题,每题4分,共28分)
1. 2020年3月15日中国散裂中子源(CSNS)利用中子成像技术帮助中国科学技术大学进行了考古方面的研究。散裂中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。CSNS是我国重点建设的大科学装置,将成为发展中国家拥有的第一台散裂中子源。下列关于中子研究的说法正确的是( )
A. 粒子轰击生成,并产生了中子
B. 核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度
C. 放射性射线其实质是高速中子流,可用于医学的放射治疗
D. 经过4次衰变,2次衰变,新核与原来的原子核相比,中子数少了6个
2. 第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年2月4日在北京开幕,其中滑雪是冬奥会中的一个比赛大项。如图所示,某滑雪运动员以某一初速度冲上斜面做匀减速直线运动,到达斜面顶端时的速度为零。已知运动员在前四分之三位移中的平均速度大小为v,则滑雪者整个过程的平均速度为( )
A. B. C. D.
3. 从地面竖直向上抛出一物体,运动过程中空气阻力保持恒定,以地面为零势能面,图甲表示物体机械能E随物体距地面高度h变化的关系,重力加速度取10m/s2,根据图中信息,下列说法正确的是( )
A. 图像中的MN段表示物体在下降
B. 可以计算出物体的质量为0.2kg
C. 可以计算出空气阻力大小为2N
D. 此过程中的动能Ek随物体距地面高度h的变化图像可用图乙表示
4. 宇宙中有一孤立星系,中心天体周围有三颗行星,如图所示。中心天体质量远大于行星质量,不考虑行星之间的万有引力,三颗行星的运动轨道中,Ⅰ、Ⅲ两个为圆轨道,半径分别为r1、r3,一个为椭圆轨道,半长轴为a,a = r3。在∆t时间内,行星Ⅱ、行星Ⅲ与中心天体连线扫过的面积分别为S2、S3;行星Ⅰ的速率为v1、行星Ⅱ在B点的速率为v2B、行星Ⅱ在E点的速率为v2E、行星Ⅲ的速率为v3,下列说法正确的是( )
A. v2E < v3 < v1 < v2B B. 行星Ⅱ与行星Ⅲ在P点时的加速度大小不等
C. S2 = S3 D. 行星Ⅱ的运行周期大于行星Ⅲ的运行周期
5. 如图所示,在平面直角坐标系中有一等边三角形OPC,O点位于坐标原点,OC与x轴重合,P点坐标为,A,B分别为OP,PC的中点.坐标系处于匀强电场中,且电场方向与坐标平面平行,已知O点的电势为6V,A点的电势为3V,B点的电势为0V,则由此可判定( )
A. C点的电势为3V
B 场强方向由A指向B
C. 该匀强电场的电场强度大小为100V/m
D. 该匀强电场的电场强度大小为
6. 小宁同学仿照法拉第发现电磁感应现象的装置,在铁环上用漆包线(铜丝,表面刷有绝缘漆)绕制了两个线圈匝、(匝数没有记录),线圈与开关、干电池、交流电源构成电路,交流电源的电动势,线圈与开关、电流计G、交流电压表V构成电路。当置于2、置于4时,电压表V的示数为,取1.4。下列说法正确的是( )
A. 由实验数据可算得,线圈的匝数为200匝
B. 由实验数据可估计,线圈的匝数超过280匝
C. S2置于3,当S1从0扳到1时,G中不会有电流
D S2置于3,当S1从0扳到1时,G中电流慢慢增大并稳定到某一值
7. 很多人喜欢到健身房骑车锻炼,某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置,如图所示,自行车后轮置于垂直车身平面向里匀强磁场中,后轮圆形金属盘在磁场中转动时,可等效成一导体棒绕圆盘中心O转动。已知磁感应强度B=0.5 T,圆盘半径l=0.3 m,圆盘电阻不计,导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O相连,导线两端a、b间接一阻值R=10 Ω的小灯泡。后轮匀速转动时,用电压表测得a、b间电压U=0.6 V。则( )
A. 电压表的正接线柱应与a相接
B. 电压表的正接线柱应与b相接
C. 后轮匀速转动20 min产生电能为426 J
D. 该自行车后轮边缘的线速度大小为4 m/s
二.多选题(共5小题,每题5分,共25分)
8. 第24届冬季奥林匹克运动会,将于2022年2月4日在北京和张家口联合举行,北京也将成为奥运史上首个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会的城市。跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一,北京跳台滑雪赛道“雪如意”如图甲所示,其简化图如图乙所示,跳台滑雪赛道由助滑道、着陆坡、减速停止区三部分组成.比赛中,质量为m的运动员从A处由静止下滑,运动到B处后水平飞出,落在了着陆坡末端的C点,落地瞬间垂直接触面的分速度减为零,以平行接触面的分速度滑入减速停止区,在与C等高的D处速度减为零.已知间的高度差为h,着陆坡的倾角为θ,重力加速度为g,不计运动员在助滑道受到的摩擦阻力及空气阻力,则( )
A. 由B点飞出的速度为
B. 运动员在停止区上克服摩擦力所做的功为
C. 运动员从B点飞出经历时间时距离斜面距离最远
D. 运动员从A点下降到B点和由B点到C点下落的高度之比为
9. 2022年冬奥会将在北京举行,冰壶是冬奥会的传统比赛项目。在冰壶动中运动员可以通过冰壶刷摩擦冰面来控制冰壶的运动。在某次训练中,A壶与静止的壶发生对心碰撞,碰后运动员用冰壶刷摩擦壶运动前方的冰面。碰撞前后两壶运动的图线如图中实线所示,已知与平行,且两冰壶质量相等,由图像可得( )
A. 碰后壶的加速度大小为
B. 碰后至停止的过程中,A、两壶的运动时间之比为
C. 碰后至停止的过程中,A、两壶所受摩擦力的冲量大小之比为
D. 两冰壶发生的碰撞为弹性碰撞
10. 如图甲所示,粗糙水平轨道与半径为R的竖直光滑、绝缘的半圆轨道在B点平滑连接,过半圆轨道圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右范围足够大的匀强电场E,质量为m的带正电小滑块从水平轨道上A点由静止释放,运动中由于摩擦起电滑块电荷量会增加,过B点后电荷量保持不变,小滑块在AB段加速度随位移变化图象如图乙所示。已知A、B间距离为4R,滑块与轨道间动摩擦因数为,重力加速度为g。则( )
A. 小滑块运动到B点时速度大小为
B. 小滑块在圆弧轨道上运动时,过小滑块对半圆轨道压力最大处半径与OB夹角的正切值为2
C. 小滑块从圆弧轨道最高点C离开的同时,保持电场强度大小不变,方向变为水平向左,则从C离开到再次回到水平轨道的运动过程中小滑块一直做曲线运动
D. 在满足(C)选项的条件下小滑块再次到达水平轨道时,速度大小为
11. 如图所示,两块水平放置的平行正对的金属板a、b分别与电池两极相连,开始时开关S闭合,发现在距两板距离相等的P点有一个带电液滴处于静止状态,然后断开开关,并将b板向下平移一小段距离,稳定后,下列说法中正确的是( )
A. 液滴将加速向下运动
B. 液滴将保持不动
C. P点电势升高,液滴在P点时电势能减少
D. P点电势升高,液滴在P点时电势能增大
12. 人们对手机的依赖性越来越强,有些人喜欢平躺着看手机,经常出现手机砸伤脸的情况。若手机质量约为,从离人脸约的高处无初速掉落,砸到人脸后手机未反弹,人脸受到手机的冲击时间约为,重力加速度g取,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 手机与人脸作用过程中动量变化量方向竖直向下
B. 手机对人脸的冲量大小约为
C. 手机对人脸的平均冲力大小约为
D. 手机与人脸作用过程中动量变化量大小约为
三.解答题(共4小题,共47分)
13. 某实验小组利用图(a)所示装置、传感器来测量物块与斜面间的动摩擦因数。实验测得甲、乙两木块从不同高度由静止开始下滑到达底端点的动能,并绘制出甲、乙两木块的图像如图(b)所示,已知甲、乙两木块与斜面间动摩擦因数相同:
(1)甲、乙两木块的质量关系________,加速度大小关系为__________;(选填“>”、“<”或“=”)
(2)实验小组利用天平测得,用量角器测得斜面倾角,则木块与斜面间动摩擦因数________(取,,)。
14. LED绿色照明技术已经走进我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为5V的LED灯泡正常工作时的电阻,已知该灯泡正常工作时电阻大约为500Ω,其电学符号与小灯泡电学符号相同。实验室提供的器材有
A.电流表A1(量程为60mA,内阻RA1,约为1Ω,读数记为I1)
B.电流表A2(量程为3mA,内阻RA2=20Ω,读数记为I2)
C.电压表V(量程0~15V,内阻RV=lkΩ,读数记为U)
D.定值电阻R1=980Ω
E.定值电阻R2=1980Ω
F.滑动变阻器R(0~20Ω)
G.蓄电池E(电动势为24V,内阻很小)
H.开关S,导线若干
(1)部分电路原理图如图所示,请选择合适的器材,电表1为____,电表2为____,定值电阻为____(填写器材前的字母编号)
(2)将电路图补充完整_______。
(3)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx=________(用已知量和测量量表示),调节滑动变阻器滑片的位置。当表达式中的____(填字母)达到______,记下另一电表的读数代入表达式,其结果即为LED灯正常工作时的电阻。
15. 如图所示,轻杆的上端可绕光滑铰链O在竖直平面内自由转动,小球固定在轻杆上点,用细绳连接小物块与小球,绳子穿过铰链正下方的小孔P,现用手沿绳方向拉住小球,使小球和物块保持静止,此时,。已知小球和小物块的质量均为,轻杆长度为,重力加速度取,忽略一切摩擦,,,求:
(1)拉力的大小;
(2)松手后,小球运动到最低点时小物块速度大小v物与小球的速度大小v球;
16. 如图所示,间距为L=0.4m平行金属导轨MN和PQ水平放置,其所在区域存在磁感应强度为B1=0.5T的竖直向上的匀强磁场;轨道上cd到QN的区域表面粗糙,长度为s=0.3m,其余部分光滑。光滑导轨QED与NFC沿竖直方向平行放置,间距为L,由半径为r=m的圆弧轨道与倾角为的倾斜轨道在E、F点平滑连接组成,圆弧轨道最高点、圆心与水平轨道右端点处于同一竖直线上;倾斜轨道间有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度为B2=1.0T。质量为m1=0.2kg的金属棒ef光滑;质量为m2=0.1kg的金属棒ab粗糙,与导轨粗糙部分的动摩擦因数为,两棒粗细相同、阻值均为R=0.1Ω;倾斜轨道端点CD之间接入的电阻R0=0.3Ω;初始时刻,ab棒静止在水平导轨上,ef棒以=2m/s的初速度向右运动。若不计所有导轨的电阻,两金属棒与导轨始终保持良好接触,水平轨道与圆弧轨道交界处竖直距离恰好等于金属棒直径,忽略感应电流产生的磁场及两个磁场间的相互影响,取重力加速度g=10m/s2,、,求:
(1)两棒在水平轨道运动过程中,通过ab棒的最大电流;
(2)若两棒的距离增加x=0.5m时,ef棒恰好到达QN位置,求此时两棒的速度大小;
(3)初始时刻至ef棒恰好达到稳定状态的过程中系统产生的焦耳热。
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