精品解析:湖北省沙市中学2024-2025学年高三上学期9月月考物理试题
2024-09-27
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 湖北省 |
| 地区(市) | 荆州市 |
| 地区(区县) | 沙市区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.68 MB |
| 发布时间 | 2024-09-27 |
| 更新时间 | 2024-10-27 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-09-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47640109.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2024—2025学年度上学期2022级
9月月考物理试卷
考试时间:2024年9月25日
一、单选题
1. 我国发射的“嫦娥”系列月球探测器,在着陆器和月球车内均安置有钚-238,以确保仪器仓内温度不会很低,让搭载的仪器安然度过月夜,成为仪器的“暖宝宝”。可以通过以下过程得到:,,则下列说法正确的是( )
A. k=1,X为质子 B. k=2,X为电子 C. k=1,X为电子 D. k=2,X为质子
【答案】B
【解析】
【详解】在核反应方程中
由电荷数守恒和质量数守恒可得
解得
在核反应方程中
由电荷数守恒和质量数守恒可得
解得
所以X为电子,故B正确,ACD错误。
故选B。
2. 如图,为一质点从t=0起做初速度为零匀加速直线运动的位移-时间图象,图中虚线为经过t=4s时图线上该点的切线,交时间轴于t=2s处,由此可知该质点的速度和加速度大小分别为( )
A. m/s,m/s2 B. m/s,m/s2
C. 3 m/s,m/s2 D. 3 m/s,m/s2
【答案】C
【解析】
【详解】因x-t图像切线的斜率等于速度,则速度
加速度
故选C。
3. 利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”,如图,在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时,( )
A. 砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B. 桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C. 桌面和墨条对砚台摩擦力是一对平衡力
D. 桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
【答案】C
【解析】
【详解】A.当墨条速度方向水平向左时,墨条相对于砚台向左运动,故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右,故A错误;
B.根据牛顿第三定律,墨条对砚台的摩擦力方向水平向左,由于砚台处于静止状态,故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右,故B错误;
C.由于砚台处于静止状态,水平方向桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力,故C正确;
D.桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对其的压力,故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力,故D错误。
故选C。
4. 为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图所示.当此车加速上坡时,盘腿坐在座椅上的一位乘客( )
A. 处于失重状态
B. 不受摩擦力的作用
C. 所受力的合力竖直向上
D. 受到向前(水平向右)的摩擦力作用
【答案】D
【解析】
【详解】当此车加速上坡时,整体的加速度沿斜面向上,乘客具有向上的分加速度,所以根据牛顿运动定律可知乘客处于超重状态,故A错误;对乘客进行受力分析,乘客受重力,支持力,由于乘客加速度沿斜面向上,而静摩擦力必沿水平方向,由于乘客有水平向右的分加速度,所以受到向前(水平向右)的摩擦力作用.故B错误,D正确;由于乘客加速度沿斜面向上,根据牛顿第二定律得所受力的合力沿斜面向上.故C错误.故选D.
点睛:解决本题的关键知道乘客和车具有相同的加速度,通过汽车的加速度得出乘客的加速度.以及能够正确地进行受力分析,运用牛顿第二定律求解.
5. 如图所示,某同学打水漂,从离水面处以的初速度水平掷出一枚石块。若石块每次与水面接触速率损失50%,弹跳速度与水面的夹角都是,当速度小于就会落水。已知,,不计空气阻力,假设石块始终在同一竖直面内运动,则下列说法错误的是( )
A. 第一次与水面接触后,弹跳速度为
B. 第一个接触点与第二个接触点之间距离为
C. 水面上一共出现5个接触点
D. 落水处离人掷出点的水平距离为
【答案】C
【解析】
【详解】A.从抛出点到第一次接触水面根据平抛运动则有
得
抛出点到第一个入水点的距离为
且
弹跳速度为
A正确,不符合题题;
B.从第一次接触水面到第二次接触水面所用时间为
第一个接触点与第二个接触点之间距离为
B正确,不符合题意;
C.从第二次接触水面到第三次接触水面所用时间为
第二个接触点与第三个接触点之间距离为
同理可得第三个接触点与第四个接触点之间距离为
第四次接触水面后弹跳速度为
由此可知,第四次接触后落入水中,因此一共出现4个接触点,C错误,与题意相符;
D.落水点离掷出点得水平距离
D正确,与题意不符。
故选C。
6. 中国计划2023年5月发射天舟六号货运飞船和神舟十六号载人飞船,并形成三舱三船组合体,此次任务将上行航天员驻留和消耗物资、维修备件、推进剂和应用任务载荷样品,并下行在轨废弃物。飞船发射后会在停泊轨道(Ⅰ)上进行数据确认,后择机经转移轨道(Ⅱ)完成与中国空间站的交会对接,其变轨过程可简化如图所示,已知停泊轨道半径近似为地球半径R,中国空间站轨道距地面的平均高度为h,飞船在停泊轨道上的周期为,则( )
A. 飞船在停泊轨道上的速度小于在空间站轨道上运行的速度
B. 飞船应提前时间于P点点火加速进而在Q点完成交会对接
C. 因为飞船在P点加速进入转移轨道,相比于停泊轨道。其在转移轨道上的速度越来越大
D. 中国空间站的物品或宇航员可以漂浮,说明此时地球对他们的引力消失了
【答案】B
【解析】
【详解】AC.飞船在停泊轨道和空间站轨道上根据
得
又
所以飞船在停泊轨道上的速度大于在空间站轨道上运行的速度,而且飞船在转移轨道上由近地点向远地点运动,速度越来越小,故AC错误;
B.根据题意,由几何关系可得,飞船在转移轨道上的半长轴为
设飞船在转移轨道上的周期为T2,由开普勒第三定律有
解得
则飞船提前在P点点火,在Q点完成交会对接的时间为
故B正确;
D.中国空间站的物品或宇航员可以漂浮,是由于处于完全失重状态,不是地球对他们的引力消失了,故D错误。
故选B。
7. 如图,质量为m长木板静止在粗糙的水平地面上,质量为3m且可视为质点的物块以水平向右的初速度v0从左端冲上木板,最终两者均静止且物块仍在木板上。物块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g。下列判断正确的是( )
A. 若,则木板长度至少为
B. 若,则木板长度至少为
C. 若,则在整个运动过程中,木板运动的总时间为
D. 若,则在整个运动过程中,地面与木板间因摩擦产生的热量为
【答案】D
【解析】
【详解】A.若,则木板所受地面的最大静摩擦力为
所受物块滑动摩擦力为
故木板不动,对物块由动能定理有
解得
故A错误;
BCD.若,则f1 > f2,木板将先向右做匀加速直线运动直至达到共同速度v,此后两者一起做减速运动直至停止。
对过程一,设物块和木板的加速度分别为a1和a2,由牛顿第二定律得
由运动学规律有
解得
,
故相对滑动的距离,即木板最短长度为
木板发生的位移为
对过程二,设时间t2,位移x3,设两者的加速度大小为a3,由牛顿第二定律得
由运动学规律有
解得
,
整个过程中,木板运动的总时间为
地面与木板间因摩擦产生的热量为
故BC错误,D正确。
故选D。
二、多选题
8. 现有一三棱柱工件,由透明玻璃材料组成,如图所示,其截面ABC为直角三角形,∠ACB=30°。现有一条光线沿着截面从AC边上的O点以45°的入射角射入工件,折射后到达BC边发生全反射,垂直AB边射出。已知CO=AC=L,下列说法正确的是 ( )
A. 光线在AC边的折射角为30°
B. 该透明玻璃的折射率为2
C. 该光线在透明玻璃材料中发生全反射的临界角为45°
D. 光线在BC边的入射角为30°
【答案】AC
【解析】
【详解】A.画出光路图,如图所示,由图中几何关系可知光线在AC边的折射角为30°,故A正确;
B.光线在O点的入射角为45°,折射角为30°,由折射定律有
n==
故B错误;
C.由
sin C=
可得发生全反射的临界角
C=45°
故C正确;
D.根据图中几何关系可知,光线在BC边的入射角为60°,故D错误。
故选AC。
9. 某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M运动到N,以下说法正确的是( )
A. 粒子必定带正电
B. 粒子在M点的动能小于在N点的动能
C. 粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
D. 粒子在M点的电势能小于在N点的电势能
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由电荷的运动轨迹可知,电荷的受力沿着电场线的方向,所以电荷为正电荷,故A正确;
B.若粒子从M到N,电场力对粒子做正功,动能增大,则知粒子在M点的动能小于在N点的动能,故B正确;
C.电场线密的地方电场的强度大,电场线疏的地方电场的强度小,由图可知,N点的场强大于M点的场强的大小,在N点的受力大于在M的受力,所以粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度,故C错误;
D.正电荷沿着电场的方向运动,所以电场力做正功,电荷的电势能减小,动能增加,所以粒子在M点的电势能大于它在N点的电势能,故D错误。
故选AB。
10. 如图所示,挡板P固定在倾角为的斜面左下端,斜面右上端M与半径为R的圆弧轨道MN连接其圆心O在斜面的延长线上。M点有一光滑轻质小滑轮,。质量均为m的小物块B、C由一轻质弹簧拴接(弹簧平行于斜面),其中物块C紧靠在挡板P处,物块B用跨过滑轮的轻质细绳与一质量为4m、大小可忽略的小球A相连,初始时刻小球A锁定在M点,细绳与斜面平行,且恰好绷直而无张力,B、C处于静止状态。某时刻解除对小球A的锁定,当小球A沿圆弧运动到最低点N时(物块B未到达M点),物块C对挡板的作用力恰好为0。已知重力加速度为g,不计一切摩擦,下列说法正确的是( )
A. 弹簧的劲度系数为
B. 小球A到达N点时的速度大小为
C. 小球A到达N点时的速度大小为
D. 小球A由M运动到N的过程中,小球A和物块B的机械能之和先增大后减小
【答案】BD
【解析】
【详解】A.设弹簧的劲度系数为k,初始时刻弹簧的压缩长度为,则B沿斜面方向受力平衡,则
小球A沿圆弧运动到最低点N时,物块C即将离开挡板时,设弹簧的拉伸长度为,则C沿斜面方向受力平衡,则
易得
当小球A沿圆弧运动到最低点N时,B沿斜面运动的位移为
所以
解得
,
故A错误;
BC.设小球A到达N点时的速度为,对进行分解,在沿绳子方向的速度
由于沿绳子方向的速度处处相等,所以此时B的速度也为,对A、B、C和弹簧组成的系统,在整个过程中,只有重力和弹簧弹力做功,且A在M和N处,弹簧的形变量相同,故弹性势能不变,弹簧弹力做功为0,重力对A做正功,对B做负功,A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒,可知
解得
故B正确,C错误;
D.小球A由M运动到N的过程中,A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒,则小球A和物块B的机械能之和与弹簧和C的能量之和不变,C一直处于静止状态,弹簧一开始处于压缩状态,之后变为原长,后开始拉伸,则弹性势能先减小后增大,故小球A和物块B的机械能之和先增大后减小,故D正确。
故选BD。
三、实验题
11. 在“用打点计时器测速度”的实验中,打点计时器接在50 Hz的低压交流电源上,记录了小车的加速运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10 s。(本题计算结果均保留3位有效数字)
(1)在实验中,这条纸带的___________(左或右)端与小车相连;
(2)使用打点计时器的两个操作步骤中,应先_________(选填“释放纸带”或“接通电源”)
(3)试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B点时小车的瞬时速度vB = ___________
(4)小车运动的加速度大小为_____________(使用逐差法计算)
【答案】(1)左 (2)接通电源
(3)0.400 m/s
(4)0.801 m/s2
【解析】
【小问1详解】
小车做匀加速运动,则计数点之间的间隔将越来越大,可知纸带的左端与小车相连。
【小问2详解】
使用打点计时器操作步骤应先接通电源,再释放纸带。
【小问3详解】
根据匀变速直线运动中,中间时刻的速度等于该过程中的平均速度,可知打下B点时小车的瞬时速度为
【小问4详解】
用逐差法可以求出加速度的大小为
12. 某学习小组利用如图甲所示的电路测量某电源的电动势和内阻。为了方便读数和作图,给电源串联了R0 = 4.0 Ω的电阻。
(1)按图甲电路进行连接后,发现aa′、bb′和cc′三条导线中,混进了一条内部断开的导线。现将开关S闭合,用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压,读数不为零,再测量a、a′间电压,发现读数仍不为零,则______________导线是断开的;(填“aa′”、“bb′”或“cc′”);
(2)排除故障后,通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电压表V和电流表A的多组U、I数据,作出U − I图像如图乙所示。由图像可得电源的电动势E = ____________________V,内阻r测 = _____________________Ω,(均保留2位有效数字);
(3)若实验中电压表内阻的影响不能忽略,则由上述图线求得的电动势将比真实值_________(填“偏大”、“不变”或“偏小”)求得的内阻将比真实值____________(填“偏大”、“不变”或“偏小”);
【答案】(1)aa′ (2) ①. 2.8 ②. 2.9
(3) ①. 偏小 ②. 偏小
【解析】
【小问1详解】
良好导线电阻可视为零,根据U = IR可知,良好的导线两端不会存在电势差,若一根导线两端有电势差,则这根导线是断开的,同时接在电路中的电压表有示数,意味着电压表和电源之间构成通路,据此可以判断哪根导线是是断开的;用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压,读数不为零,可知cc′不断开,再测量a、a′间电压,发现读数仍不为零,可知bb′不断开,一定是aa′间断开。
【小问2详解】
[1]根据U − I图像的纵轴截距为电源电动势,可知
[2]由闭合电路欧姆定律可知,U − I图像中的斜率含义为r + R0,即电源内阻为
【小问3详解】
[1][2]由图甲知,由于电压表的分流作用,电流测量值小于真实值,当外电路短路时,短路电流测量值等于真实值,其U − I图像如图,故电动势比真实值偏小,内阻比真实值偏小。
四、解答题
13. 如图所示,水平放置的汽缸密封着一定质量的理想气体,在汽缸底部和活塞之间连接着根很细的弹簧,已知活塞的横截面积S=0.01m,大气压强p=1.0×105Pa。当缸内气体温度为27 ℃ 时弹簧的长度为30cm,汽缸内气体压强为缸外大气压的1.2倍,当缸内气体温度升高到327℃ 时,弹簧的长度为36cm。不计活塞与缸壁的摩擦且两个过程弹簧都处于拉伸状态,求
(1)此时汽缸内气体的压强p2
(2)此过程中弹簧对活塞做功的大小
【答案】(1)2×105Pa
(2)36J
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知
理想气体状态方程
解得
Pa
【小问2详解】
对活塞受力分析有
可得
则图像为一次函数,可知此过程中弹簧对活塞做功的大小为
J=36J
14. 随着2022北京冬奥会的临近,人们对冰雪运动的了解越来越多,并投身其中。山地滑雪是人们喜爱的一项冰雪运动。一滑雪坡由AB和BC组成,AB是倾角为的斜坡,BC是半径为的圆弧面,圆弧面和斜面相切于B,与水平面相切于C,如图所示,AB竖直高度差,竖直台阶CD高度差为,台阶底端与倾角为斜坡DE相连。运动员连同滑雪装备总质量为,从A点由静止滑下通过C点后飞落到DE上,不计空气阻力和轨道的摩擦阻力,运动员可以看成质点(g取,,)。求:
(1)运动员经过C点时轨道受到的压力大小;
(2)运动员在空中飞行的时间;
(3)运动员离开C点后经过多长时间离DE的距离最大。
【答案】(1)4590N;(2)3s;(3)1.2s
【解析】
【分析】
【详解】(1)由A到C,对运动员由机械能守恒定律得
h=h1+R(1-cosθ)
解得运动员到达C点的速度
C处对运动员,由牛顿第二定律得
解得
NC=4590N
(2)运动员在空中做平抛运动,则
解得
t=3s
(3)离开C点离DE的距离最大时,速度方向平行DE,则
解得
15. 如图所示,一轻质弹簧的左端固定在小球B上,右端与小球C接触但未拴接,球B和球C静止在光滑水平台面上(此时弹簧处于原长)。小球A从左侧光滑斜面上距水平台面高度为h处由静止滑下(不计小球A在斜面与水平面衔接处的机械能损失),与球B发生正碰后粘在一起,碰撞时间极短,之后球C脱离弹簧,在水平台面上匀速运动并从其右端点O水平抛出,落入固定放置在水平地面上的竖直四分之一光滑圆弧轨道内,该段圆弧的圆心在O点,半径为。已知三个小球A、B、C均可看成质点,且质量分别为m、2m、m,重力加速度为g,不计空气阻力和一切摩擦。求:
(1)小球A、B碰撞后瞬间的速度大小;
(2)弹簧具有的最大弹性势能;
(3)若改变圆弧的半径,使,其他条件不变,则A球质量为多大时,C球落到圆弧面上时动能最小。
【答案】(1);(2);(3)3m
【解析】
【详解】(1)设A球到达水平台面时速度为,则有
A球与B球发生完全非弹性碰撞,设A、B粘在一起的速度为v,根据动量守恒定律有
解得
(2)此后A、B作为一个整体压缩弹簧,A、B、C三者共速时,设共速的速度为,弹簧具有最大弹性势能,设为,对A、B、C系统:根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得
所以
(3)设小球C从圆心点以初速度抛出并撞到轨道上的坐标(x,y),则
,
根据动能定理得
可知
当时最小,此时对应的平抛的初速度大小
设A球质量为mA,由(1),(2)可知,AB碰后的速度为
A、B、C作用至弹簧恢复原长时AB的速度为,C的速度为,则
解得
故
mA = 3m
即A球质量为3m时C球落到曲面上时动能最小。
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2024—2025学年度上学期2022级
9月月考物理试卷
考试时间:2024年9月25日
一、单选题
1. 我国发射的“嫦娥”系列月球探测器,在着陆器和月球车内均安置有钚-238,以确保仪器仓内温度不会很低,让搭载的仪器安然度过月夜,成为仪器的“暖宝宝”。可以通过以下过程得到:,,则下列说法正确的是( )
A. k=1,X为质子 B. k=2,X为电子 C. k=1,X为电子 D. k=2,X为质子
2. 如图,为一质点从t=0起做初速度为零匀加速直线运动的位移-时间图象,图中虚线为经过t=4s时图线上该点的切线,交时间轴于t=2s处,由此可知该质点的速度和加速度大小分别为( )
A. m/s,m/s2 B. m/s,m/s2
C. 3 m/s,m/s2 D. 3 m/s,m/s2
3. 利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”,如图,在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时,( )
A. 砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B. 桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C. 桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D. 桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
4. 为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图所示.当此车加速上坡时,盘腿坐在座椅上的一位乘客( )
A. 处于失重状态
B. 不受摩擦力的作用
C. 所受力的合力竖直向上
D. 受到向前(水平向右)的摩擦力作用
5. 如图所示,某同学打水漂,从离水面处以的初速度水平掷出一枚石块。若石块每次与水面接触速率损失50%,弹跳速度与水面的夹角都是,当速度小于就会落水。已知,,不计空气阻力,假设石块始终在同一竖直面内运动,则下列说法错误的是( )
A. 第一次与水面接触后,弹跳速度为
B. 第一个接触点与第二个接触点之间距离
C. 水面上一共出现5个接触点
D. 落水处离人掷出点的水平距离为
6. 中国计划2023年5月发射天舟六号货运飞船和神舟十六号载人飞船,并形成三舱三船组合体,此次任务将上行航天员驻留和消耗物资、维修备件、推进剂和应用任务载荷样品,并下行在轨废弃物。飞船发射后会在停泊轨道(Ⅰ)上进行数据确认,后择机经转移轨道(Ⅱ)完成与中国空间站交会对接,其变轨过程可简化如图所示,已知停泊轨道半径近似为地球半径R,中国空间站轨道距地面的平均高度为h,飞船在停泊轨道上的周期为,则( )
A. 飞船在停泊轨道上的速度小于在空间站轨道上运行的速度
B. 飞船应提前时间于P点点火加速进而在Q点完成交会对接
C. 因为飞船在P点加速进入转移轨道,相比于停泊轨道。其在转移轨道上的速度越来越大
D. 中国空间站的物品或宇航员可以漂浮,说明此时地球对他们的引力消失了
7. 如图,质量为m的长木板静止在粗糙的水平地面上,质量为3m且可视为质点的物块以水平向右的初速度v0从左端冲上木板,最终两者均静止且物块仍在木板上。物块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g。下列判断正确的是( )
A. 若,则木板长度至少为
B. 若,则木板长度至少为
C. 若,则在整个运动过程中,木板运动的总时间为
D. 若,则在整个运动过程中,地面与木板间因摩擦产生的热量为
二、多选题
8. 现有一三棱柱工件,由透明玻璃材料组成,如图所示,其截面ABC为直角三角形,∠ACB=30°。现有一条光线沿着截面从AC边上O点以45°的入射角射入工件,折射后到达BC边发生全反射,垂直AB边射出。已知CO=AC=L,下列说法正确的是 ( )
A. 光线在AC边的折射角为30°
B. 该透明玻璃的折射率为2
C. 该光线在透明玻璃材料中发生全反射的临界角为45°
D. 光线在BC边的入射角为30°
9. 某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M运动到N,以下说法正确的是( )
A. 粒子必定带正电
B. 粒子在M点的动能小于在N点的动能
C. 粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
D. 粒子在M点电势能小于在N点的电势能
10. 如图所示,挡板P固定在倾角为的斜面左下端,斜面右上端M与半径为R的圆弧轨道MN连接其圆心O在斜面的延长线上。M点有一光滑轻质小滑轮,。质量均为m的小物块B、C由一轻质弹簧拴接(弹簧平行于斜面),其中物块C紧靠在挡板P处,物块B用跨过滑轮的轻质细绳与一质量为4m、大小可忽略的小球A相连,初始时刻小球A锁定在M点,细绳与斜面平行,且恰好绷直而无张力,B、C处于静止状态。某时刻解除对小球A的锁定,当小球A沿圆弧运动到最低点N时(物块B未到达M点),物块C对挡板的作用力恰好为0。已知重力加速度为g,不计一切摩擦,下列说法正确的是( )
A. 弹簧的劲度系数为
B. 小球A到达N点时的速度大小为
C. 小球A到达N点时的速度大小为
D. 小球A由M运动到N的过程中,小球A和物块B的机械能之和先增大后减小
三、实验题
11. 在“用打点计时器测速度”的实验中,打点计时器接在50 Hz的低压交流电源上,记录了小车的加速运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10 s。(本题计算结果均保留3位有效数字)
(1)在实验中,这条纸带的___________(左或右)端与小车相连;
(2)使用打点计时器的两个操作步骤中,应先_________(选填“释放纸带”或“接通电源”)
(3)试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B点时小车的瞬时速度vB = ___________
(4)小车运动的加速度大小为_____________(使用逐差法计算)
12. 某学习小组利用如图甲所示的电路测量某电源的电动势和内阻。为了方便读数和作图,给电源串联了R0 = 4.0 Ω的电阻。
(1)按图甲电路进行连接后,发现aa′、bb′和cc′三条导线中,混进了一条内部断开的导线。现将开关S闭合,用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压,读数不为零,再测量a、a′间电压,发现读数仍不为零,则______________导线是断开的;(填“aa′”、“bb′”或“cc′”);
(2)排除故障后,通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电压表V和电流表A的多组U、I数据,作出U − I图像如图乙所示。由图像可得电源的电动势E = ____________________V,内阻r测 = _____________________Ω,(均保留2位有效数字);
(3)若实验中电压表内阻的影响不能忽略,则由上述图线求得的电动势将比真实值_________(填“偏大”、“不变”或“偏小”)求得的内阻将比真实值____________(填“偏大”、“不变”或“偏小”);
四、解答题
13. 如图所示,水平放置的汽缸密封着一定质量的理想气体,在汽缸底部和活塞之间连接着根很细的弹簧,已知活塞的横截面积S=0.01m,大气压强p=1.0×105Pa。当缸内气体温度为27 ℃ 时弹簧的长度为30cm,汽缸内气体压强为缸外大气压的1.2倍,当缸内气体温度升高到327℃ 时,弹簧的长度为36cm。不计活塞与缸壁的摩擦且两个过程弹簧都处于拉伸状态,求
(1)此时汽缸内气体的压强p2
(2)此过程中弹簧对活塞做功的大小
14. 随着2022北京冬奥会的临近,人们对冰雪运动的了解越来越多,并投身其中。山地滑雪是人们喜爱的一项冰雪运动。一滑雪坡由AB和BC组成,AB是倾角为的斜坡,BC是半径为的圆弧面,圆弧面和斜面相切于B,与水平面相切于C,如图所示,AB竖直高度差,竖直台阶CD高度差为,台阶底端与倾角为斜坡DE相连。运动员连同滑雪装备总质量为,从A点由静止滑下通过C点后飞落到DE上,不计空气阻力和轨道的摩擦阻力,运动员可以看成质点(g取,,)。求:
(1)运动员经过C点时轨道受到的压力大小;
(2)运动员在空中飞行的时间;
(3)运动员离开C点后经过多长时间离DE的距离最大。
15. 如图所示,一轻质弹簧的左端固定在小球B上,右端与小球C接触但未拴接,球B和球C静止在光滑水平台面上(此时弹簧处于原长)。小球A从左侧光滑斜面上距水平台面高度为h处由静止滑下(不计小球A在斜面与水平面衔接处的机械能损失),与球B发生正碰后粘在一起,碰撞时间极短,之后球C脱离弹簧,在水平台面上匀速运动并从其右端点O水平抛出,落入固定放置在水平地面上的竖直四分之一光滑圆弧轨道内,该段圆弧的圆心在O点,半径为。已知三个小球A、B、C均可看成质点,且质量分别为m、2m、m,重力加速度为g,不计空气阻力和一切摩擦。求:
(1)小球A、B碰撞后瞬间的速度大小;
(2)弹簧具有的最大弹性势能;
(3)若改变圆弧的半径,使,其他条件不变,则A球质量为多大时,C球落到圆弧面上时动能最小。
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