精品解析:海南省乐东黎族自治县乐东中学2024-2025学年高三上学期仿真模拟物理试题
2024-11-01
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内容正文:
海南省乐东中学2024-2025学年高三上学期仿真模拟物理试题
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(共8题,每题3分,共24分)
1. 如图所示,倾角为、长度有限的光滑斜面固定在水平面上,一根劲度系数为的轻质弹簧下端固定于斜面底部,上端压一个质量为的小物块,与弹簧间不拴接,开始时处于静止状态。现有另一个质量为的小物块从斜面上某处由静止释放,与发生正碰后立即粘在一起成为组合体。已知弹簧的弹性势能与其形变量的关系为,重力加速度为,弹簧始终未超出弹性限度。下列说法正确的是( )
A. 被弹簧反弹后恰好可以回到的释放点
B. 整个过程中、和弹簧组成的系统机械能守恒
C. 当的释放点到的距离为时,恰好不会与弹簧分离
D. 要使能在斜面上做完整的简谐运动,的释放点到的距离至少为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB.因、碰撞后粘在一起,属于完全非弹性碰撞,整个系统有机械能损失,组合体不可能回到的释放点,故AB错误;
C.静止时,根据平衡条件有
对由机械能守恒定律有
根据动量守恒定律有
从、碰撞结束到向上运动到最高点时弹簧恰好处于原长的过程中,对和弹簧组成的系统由机械能守恒定律有
联立解得
故C正确;
D.要使能在斜面上做完整的简谐运动,能运动到的最高点是弹簧恰好处于原长状态时弹簧顶端所在位置,根据C项中解析可知D错误。
故选C。
2. 如图为某种机械传导装置的部分结构的原理示意图,足够长的光滑固定折杆ABC上套有两个质量相等的滑块P、Q,其中直杆AB竖直、直杆BC与水平方向有一定的夹角,滑块P、Q用一带有铰链的轻直杆连接并且可以在杆上自由滑动,滑块P、Q均可视为质点,若滑块P在水平外力F的作用下缓慢沿BC向上运动,则( )
A. 外力F逐渐变小 B. 杆BC对滑块P的弹力先变小后变大
C. 杆AB对滑块Q的弹力逐渐变小 D. 滑块间连接杆上的拉力逐渐变大
【答案】D
【解析】
【详解】B.对整体受力分析如图1所示,可知滑块P在外力F的作用下缓慢沿BC向上运动时,因为杆对滑块P的弹力的竖直分量恒等于两滑块的重力,所以杆对滑块的弹力不变,故B错误;
ACD.外力和一起变大或一起变小,对滑块Q受力分析并作矢量三角形如图2所示,当滑块P缓慢沿向上运动时,两滑块间连接杆的拉力变大,杆对滑块Q的弹力也变大,可知外力也变大,故AC错误,D正确。
故选D。
3. 如图所示,一根不可伸长的轻绳一端系住小球,另一端固定在光滑直角斜劈顶端O点,轻绳与斜面平行,斜劈底面水平。使小球和斜劈做下列运动,下面5种运动中,小球对斜面的压力可能为零的是( )
①一起水平向左加速; ②一起水平向右加速;
③一起竖直向上加速; ④一起竖直向下加速;
⑤绕过O点的竖直轴一起匀速转动。
A. ①②③ B. ②③⑤ C. ②④⑤ D. ①③④
【答案】C
【解析】
【详解】①若一起水平向左加速,小球受合外力水平向左,斜面对小球的支持力的水平分力与绳子拉力的水平分力的合力水平向左,因此支持力不可能为零,①错误;
②一起水平向右加速,当绳子拉力的竖直分量恰好重力时,斜面的支持力为零,绳子拉力的水平分力就是合外力,②正确;
③一起竖直向上加速,绳子拉力与支持力的合力竖直向上,大于重力,绳子拉力不可能为零,因此支持力不可能为零,③错误;
④一起竖直向下加速,当加速度等于g是,绳子拉力减小为零时,此时斜面的支持力也为零,④正确;
⑤绕过O点的竖直轴一起匀速转动,合力指向转轴,当角速度足够大时,绳子拉力的竖直分量恰好等于重力时,斜面的支持力为零,⑤正确。
故选C。
4. 在国际单位制中,力学的基本单位有:m(米)、kg(千克)、s(秒)。导出单位W(瓦特)用上述基本单位可表示为( )
A. m·kg2·s-3 B. m2·kg·s-3
C. m2·kg·s-2 D. m2·kg·s-1
【答案】B
【解析】
【详解】根据功率定义,由功的定义,再结合牛顿第二定律有得
则功率的单位为
故选B。
5. 如图所示,水平固定横杆的正下方有一光滑的小定滑轮,一质量为m的小球套在横杆上,轻质橡皮绳(遵循胡克定律)绕过定滑轮,一端O系在墙上,另一端与小球连接,橡皮绳的原长为OP,小球在定滑轮的正上方A处时橡皮绳的拉力大小为mg,小球在水平向右的拉力作用下向右运动经过B点,运动到B点时,BP与横杆的夹角为。若橡皮绳始终在弹性限度内,小球与横杆间的动摩擦因数为0.5,g为重力加速度,则小球在B处时( )
A. 与横杆间的弹力大小为mg B. 与横杆间的滑动摩擦力大小为mg
C. 加速度大小为g D. 加速度方向水平向右
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据胡克定律,小球在处时,满足
在处时,橡皮绳的拉力
将拉力分解为竖直分力和水平分力,则
小球与横杆间的弹力大小
选项A错误;
B.滑动摩擦力
选项B正确;
CD.根据牛顿第二定律有
得
说明加速度大小为,方向水平向左,选项CD错误。
故选B。
6. 如图所示,两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动,在O点悬挂一质量为M(未知)的重物,将质量均为m的同材质的两木块分别紧压在左右两边的竖直挡板上,且当图中θ = 60°时,整个系统恰好保持静止。已知木块与挡板间的动摩擦因数,设木块与挡板间最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力的大小,轻质硬杆与转轴之间的摩擦可忽略不计,则下列说法正确的是( )
A. 重物的质量M = 3m
B. 若增加重物的质量,则木块将相对于挡板向下滑动
C. 若挡板间的距离缓慢增大少许,则木块受到挡板的摩擦力将不变
D. 若挡板间的距离缓慢减小少许,则木块受到挡板的摩擦力将变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.将重物和两木块看成整体受力分析可知,竖直方向合力为零,即有
由于整个系统恰好保持静止,则有
而每个木块与挡板间的压力
联立解得
故A错误;
B.若重物的质量增加Δm,则每个木块对挡板的压力将增加
最大静摩擦力将增加
而若整个系统静止不动,则静摩擦力只增加
所以若增加重物的质量,木块不会相对于挡板向下滑动,故B错误;
C.若挡板间的距离缓慢增大少许后,则木块对挡板的压力增大,将仍保持静止状态,所受摩擦力不变,故C正确;
D.若挡板间的距离缓慢减小少许,木块与挡板间的压力减小,由于
可知,最大静摩擦力将减小,木块将相对于挡板向下滑动,所以木块受到挡板的摩擦力将变小,故D错误。
故选C。
7. 衰变的核反应方程为,其半衰期为5.27年。已知的质量分别为,下列说法正确的是( )
A. 该核反应中释放的能量为
B. 该核反应中释放出的射线的穿透本领比射线强
C. 若有16个,经过5.27年后一定只剩下8个
D. 粒子是核外的电子电离形成的
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据质能方程可知核反应中释放的能量为,故A错误;
B.根据三种射线的特点与穿透性,可知射线的穿透本领比射线强,故B正确;
C.半衰期是对大量原子核的统计规律,对少数原子核没有意义,故C错误;
D. 衰变的实质是原子核内的一个中子转化为一个质子和一个粒子,故D错误。
故选B。
8. 测量物体速度大小的方法很多,利用圆周运动测速度也是实验室中常用的重要方法之一。如图所示是一种测量物体弹射时的初速度的装置,右侧是半径为R的圆盘,并置于竖直平面内,装置发射口Q和圆盘的最上端P点等高,装置发射口与P点的距离为L。当装置M中的小物体以一定的初速度垂直圆盘面且对准P点弹出的同时,圆盘绕圆心O点所在的水平轴在竖直平面内匀速转动,小物体恰好在P点到达圆盘最下端时击中P点。忽略空气阻力,重力加速度为g。则( )
A. 小物体击中点所需的时间为
B. 小物体从发射口弹出时的速度为
C. 圆盘转动时角速度的最小值为
D. 点的线速度可能为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由
得
选项A错误;
B.小物体从发射口弹出时的速度
选项B错误;
C.根据
得
角速度的最小值为
选项C错误;
D.点的线速度
当时
选项D正确。
故选D。
二、多选题(共5题,每题4分,共20分)
9. 如图所示,光滑绝缘水平面上相距6a的M、N两点处各固定一个点电荷,现让一可视为质点的带正电小球从距M点为2a的P点处由静止释放,则带电小球将沿M、N两点的连线做往复运动(不与点电荷接触),且当带电小球运动到距M点为4a的Q点时速度最大,规定无穷远处电势为零,则下列判断中正确的是( )
A. 在带电小球从左向右运动的过程中,其电势能一定先减小后增大
B. M、N两点固定的点电荷一定都带负电
C. Q点的电场强度和电势一定都等于零
D. M、N两点固定的点电荷的电荷量之比为4∶1
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.由题意可知,带电小球在M、N两点间做往复运动,故带电小球在从左向右运动的过程中,一定先做加速运动后做减速运动,故电场力对带电小球先做正功后做负功,所以带电小球的电势能一定先减小后增大,M、N两点固定的点电荷一定都带正电。故A正确;B错误;
C.带电小球在Q点时的速度达到最大,说明带电小球在Q点受到的电场力为零,故Q点的场强为零,由于无穷远处的电势为零,故Q点的电势大于零。故C错误;
D.当带电小球在Q点时,有
解得
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,天花板下面分别悬挂质量为的带有异种电荷的两小球。平衡时,两小球恰处于同一水平面,细线与竖直方向的夹角分别为与。两小球各自所带电荷被瞬间中和后开始运动,运动中线未断裂。则下列说法正确的是( )
A. 平衡时连接两小球的细线上的拉力大小之比为
B. 两球的质量比为
C. 球到达最低点时的速度小于球到达最低点时的速度
D. 球到达最低点时的动能大于球到达最低点时的动能
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.对小球受力分析,受重力、库仑力、拉力,如图所示
根据平衡条件有
故
同理,有
故
故A正确,B错误;
C.由于,且两小球到天花板的竖直距离相等,则悬挂小球的细线较长,运动到最低点时下降的高度大,所以小球到达最低点时的速度大,故C错误;
D.小球运动过程中机械能守恒,有
故
根据数学中的半角公式,得
其中相同,故越大,动能越大,故一定大于,故D正确。
故选AD。
11. 如图所示,实线为三个电荷量相同的带正电的点电荷Q1、Q2、Q3的电场线分布,虚线为某试探电荷从a点运动到b点的轨迹,则下列说法正确的是( )
A. b点的电场强度比a点的电场强度大
B. 该试探电荷从a点到b点的过程中电场力一直做负功
C. 该试探电荷从a点到b点的过程中电势能先增加后减少
D. 该试探电荷从a点到b点的过程中动能先增加后减少
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据电场线的疏密程度表示电场强度的大小可知,b点的电场强度比a点的电场强度大,故A正确;
B.该试探电荷从a点到b点的过程中,电场力提供其做曲线运动的合外力,且电场力方向指向曲线凹处,与速度方向的夹角先是钝角后变成锐角,即电场力先做负功后做正功,试探电荷的电势能先增加后减少,根据功能关系可知,试探电荷的动能先减少后增加,故C正确,B、D错误.
故选:AC
12. 若一个带负电荷的小球只受到电场力作用,则小球( )
A. 可能沿电场线运动 B. 一定沿电场线运动
C. 可能由低电势处向高电势处运动 D. 一定由低电势处向高电势处运动
【答案】AC
【解析】
【详解】物体的运动情况取决于合力和初始条件:小球只受到电场力的作用,是否沿电场线运动,还要看电场线是直线还是曲线,及初速度的方向:若为直线,且初速度为零,由于小球带负电,将可能沿电场线从低电势向高电势处运动,若电场线是曲线,且初速度为零,不会沿电场线运动,但是仍然从低电势向高电势处运动;若初速度不为零,且速度方向与电场力方向相反,则小球有可能先向电势低处运动,然后再向电势高处运动。
故选AC。
13. 如图所示,一小物块(可视为质点)从固定的粗糙斜面顶端A由静止开始滑下,恰好停在斜面底端。段的粗糙程度不同,已知,小物块经过段损失的机械能之比为,在段小物块受到的滑动摩擦力均恒定,则下列说法正确的是( )
A. 小物块经过OA、OB段所用时间之比为3∶2
B. 小物块在OA、OB段的平均速度之比为2∶5
C. 小物块在OA、OB段的加速度大小之比为3∶2
D. 小物块在OA、OB段受到的滑动摩擦力大小之比为2∶5
【答案】AD
【解析】
【详解】B.在OA段和OB段小物块均做匀变速直线运动,设小物块经过点时的速度为,则在段小物块的平均速度均为
即平均速度之比为1:1,选项B错误;
A.由和得
选项A正确;
C.由
得
选项C错误;
D.根据功能关系有
得
选项D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题(共2题,每题10分,共20分)
14. 某同学欲将一个刻度盘上有30格刻度、最左侧为零刻度、但无具体量值的灵敏电流计G改装成一个量程为0.6A的电流表。已知该电流计的满偏电流约为几十毫安,内阻约为几十欧。
(1)该同学首先利用如图甲所示的电路测量该电流计的满偏电流和内阻。调节滑动变阻器,读出两次电压表的示数、电阻箱的示数和电流计G指针转过的格数如下表所示:
电压表示数
电阻箱示数
电流计指针转过的格数
由此可得出该电流计的满偏电流为______mA,内阻______。
(2)该同学要将其改装成量程为0.6A的电流表,需并联一个阻值为______的定值电阻。
(3)该同学在实验室找到标称值为的定值电阻,将其与电流计G并联在一起,并在刻度盘上相应的位置标出对应的电流值后,将其接入图乙所示的电路中进行校准,其中A为改装表,为同量程标准电流表。该同学在校准时发现,当标准表的示数为0.4A时,改装表的示数为0.38A,说明定值电阻的标称值______(选填“偏大”或“偏小”),的实际阻值为______(结果保留3位有效数字)。
【答案】(1) ①. 60 ②. 90
(2)10 (3) ①. 偏大 ②. 9.45
【解析】
【小问1详解】
[1][2]设电流计刻度盘上每格表示的电流大小为,则有
两式联立并代入数据可解得
其满偏电流
【小问2详解】
改装时电流表量程扩大的倍数为
由
可知需要并联的电阻阻值大小为
【小问3详解】
[1][2]当标准表的示数为0.4A时,改装表的示数为0.38A,说明电流计的指针偏转了19个格,由并联电路的特点可知
解得
说明该定值电阻的标称值偏大。
15. 在探究“弹力和弹簧伸长的关系”时,小张同学用如图甲所示的实验装置进行实验。将该弹簧竖直悬挂,在自由端挂上钩码,通过改变钩码的个数,记录钩码的质量m和弹簧上指针在刻度尺上的读数x。
(1)小张同学根据实验数据在坐标纸上用描点法画出x—m图象如图乙所示,由图象可求得该弹簧的劲度系数k=_____N/m(当地的重力加速度g=9.8m/s2,结果保留三位有效数字)。
(2)在本次实验中,考虑到弹簧自身有重量,测得弹簧劲度系数k的值与真实值相比较_____(填“偏大”“偏小”或“没有影响”)。
【答案】 ①. 73.5 ②. 没有影响
【解析】
【详解】(1)[1]由胡克定律
变形可得
图乙所示的x-m图象的斜率等于,由x-m图象可得
解得
k=73.5N/m
(2)[2]弹簧自身重力不影响x-m图象的斜率,对弹簧劲度系数的测量没有影响。
四、计算题(共3题,每题12分,共36分)
16. 如图'水平地面上固定着竖直面内半径R=2.75m的光滑圆弧槽,圆弧对应的圆心角为37°,槽的右端与质量m=lkg、长度L=2m且上表面水平的木板相切,槽与木板的交接处静止着质量m1=2kg和m2=1kg的两个小物块(可视为质点)。现点燃物块间的炸药,炸药爆炸释放的化学能有60%转化为动能,使两物块都获得水平速度,此后m2沿圆弧槽运动,离开槽后在空中能达到的最大高度为h=0.45m。已知m1与木板间的动摩擦因数μ1=0.2,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)物块到达圆弧槽左端时的速率v;
(2)炸药爆炸释放的化学能E;
(3)木板从开始运动到停下的过程中与地面间因摩擦而产生的热量Q。
【答案】(1)5m/s;(2)45J;(3)3J。
【解析】
【详解】(1)m2离开圆弧槽后,在空中的飞行过程的逆过程是平抛运动
分解m2离开圆槽时的速度v,有
根据平抛运动规律得
代入数据联立解得
v=5m/s
(2)设炸药爆炸后,m1、m2获得的速率分别为力、
m2运动过程中,由机械能守恒定律有:
代入数据得
=6m/s
爆炸过程中,由动量守恒定律有
代人入数据得
=3m/s
由题意有
60%E=
代入数据联立解得
E=45J
(3)对物块m1有
对木板m2有
代入数据得
=2m/s2
=1m/s2
设经过时间t′达到共同速度v'有:
代入数据得
t′=1s
v'=1m/s
此过程中:m1的位移
=2m
木板的位移
=0.5m
相对位移=1.5m<L,故m1未脱离木板
假设它们一起做减速运动直到静止
由
得
=1m/s2
又:,故假设成立
设此后木板发生的位移为
由运动学规律有
代入数据得
=0.5m
整个过程中,木板与地面间因摩擦而产生的热量
代入数据联立解得
Q=3J
17. 某高中物理课程基地拟采购一批实验器材,增强学生对电偏转和磁偏转研究的动手能力,其核心结构原理可简化为题图所示.AB、CD间的区域有竖直向上的匀强电场,在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场,磁场方向垂直于纸面.一带正电粒子自O点以水平初速度v0正对P点进入该电场后,从M点飞离CD边界,再经磁场偏转后又从N点垂直于CD边界回到电场区域,并恰能返回O点.已知OP间距离为d,粒子质量为m,电荷量为q,电场强度大小 ,粒子重力不计.试求:
(1)粒子从M点飞离CD边界时的速度大小;
(2)P、N两点间的距离;
(3)磁感应强度的大小和圆形有界匀强磁场的半径.
【答案】(1)2v0;(2) ;(3) ,
【解析】
【详解】(1)据题意,作出带电粒子的运动轨迹,如图所示:
粒子从O到M点时间
粒子在电场中加速度
粒子在M点时竖直方向的速度
粒子在M点时的速度
速度偏转角正切
故。
(2)粒子从N到O点时间
粒子从N到O点过程的竖直方向位移
故P、N两点间的距离为
(3)由几何关系得
可得半径
由
即
解得
由几何关系确定区域半径为
即
18. 如图所示,一厚度可忽略的活塞把长为的矩形绝热密闭容器分隔成容积相等的两部分A和B,在A、B中分别有温度均为的理想气体,A部分气体的压强为,B部分气体的压强为,如果把活塞释放,当活塞静止后,A部分气体的温度变为,B部分气体的温度变为。求此时活塞移动的距离以及A、B两部分气体的压强。
【答案】,
【解析】
【详解】设活塞的截面面积为S,活塞移动的距离为,则对A部分气体,由理想气体状态方程有
对部分气体,由理想气体状态方程有
联立以上两式解得
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海南省乐东中学2024-2025学年高三上学期仿真模拟物理试题
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(共8题,每题3分,共24分)
1. 如图所示,倾角为、长度有限的光滑斜面固定在水平面上,一根劲度系数为的轻质弹簧下端固定于斜面底部,上端压一个质量为的小物块,与弹簧间不拴接,开始时处于静止状态。现有另一个质量为的小物块从斜面上某处由静止释放,与发生正碰后立即粘在一起成为组合体。已知弹簧的弹性势能与其形变量的关系为,重力加速度为,弹簧始终未超出弹性限度。下列说法正确的是( )
A. 被弹簧反弹后恰好可以回到的释放点
B. 整个过程中、和弹簧组成的系统机械能守恒
C. 当的释放点到的距离为时,恰好不会与弹簧分离
D. 要使能在斜面上做完整的简谐运动,的释放点到的距离至少为
2. 如图为某种机械传导装置的部分结构的原理示意图,足够长的光滑固定折杆ABC上套有两个质量相等的滑块P、Q,其中直杆AB竖直、直杆BC与水平方向有一定的夹角,滑块P、Q用一带有铰链的轻直杆连接并且可以在杆上自由滑动,滑块P、Q均可视为质点,若滑块P在水平外力F的作用下缓慢沿BC向上运动,则( )
A. 外力F逐渐变小 B. 杆BC对滑块P的弹力先变小后变大
C. 杆AB对滑块Q的弹力逐渐变小 D. 滑块间连接杆上的拉力逐渐变大
3. 如图所示,一根不可伸长的轻绳一端系住小球,另一端固定在光滑直角斜劈顶端O点,轻绳与斜面平行,斜劈底面水平。使小球和斜劈做下列运动,下面5种运动中,小球对斜面的压力可能为零的是( )
①一起水平向左加速; ②一起水平向右加速;
③一起竖直向上加速; ④一起竖直向下加速;
⑤绕过O点的竖直轴一起匀速转动。
A. ①②③ B. ②③⑤ C. ②④⑤ D. ①③④
4. 在国际单位制中,力学的基本单位有:m(米)、kg(千克)、s(秒)。导出单位W(瓦特)用上述基本单位可表示为( )
A. m·kg2·s-3 B. m2·kg·s-3
C. m2·kg·s-2 D. m2·kg·s-1
5. 如图所示,水平固定横杆的正下方有一光滑的小定滑轮,一质量为m的小球套在横杆上,轻质橡皮绳(遵循胡克定律)绕过定滑轮,一端O系在墙上,另一端与小球连接,橡皮绳的原长为OP,小球在定滑轮的正上方A处时橡皮绳的拉力大小为mg,小球在水平向右的拉力作用下向右运动经过B点,运动到B点时,BP与横杆的夹角为。若橡皮绳始终在弹性限度内,小球与横杆间的动摩擦因数为0.5,g为重力加速度,则小球在B处时( )
A. 与横杆间的弹力大小为mg B. 与横杆间的滑动摩擦力大小为mg
C. 加速度大小为g D. 加速度方向水平向右
6. 如图所示,两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动,在O点悬挂一质量为M(未知)的重物,将质量均为m的同材质的两木块分别紧压在左右两边的竖直挡板上,且当图中θ = 60°时,整个系统恰好保持静止。已知木块与挡板间的动摩擦因数,设木块与挡板间最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力的大小,轻质硬杆与转轴之间的摩擦可忽略不计,则下列说法正确的是( )
A. 重物的质量M = 3m
B. 若增加重物的质量,则木块将相对于挡板向下滑动
C. 若挡板间的距离缓慢增大少许,则木块受到挡板的摩擦力将不变
D. 若挡板间的距离缓慢减小少许,则木块受到挡板的摩擦力将变大
7. 衰变的核反应方程为,其半衰期为5.27年。已知的质量分别为,下列说法正确的是( )
A. 该核反应中释放的能量为
B. 该核反应中释放出的射线的穿透本领比射线强
C. 若有16个,经过5.27年后一定只剩下8个
D. 粒子是核外的电子电离形成的
8. 测量物体速度大小的方法很多,利用圆周运动测速度也是实验室中常用的重要方法之一。如图所示是一种测量物体弹射时的初速度的装置,右侧是半径为R的圆盘,并置于竖直平面内,装置发射口Q和圆盘的最上端P点等高,装置发射口与P点的距离为L。当装置M中的小物体以一定的初速度垂直圆盘面且对准P点弹出的同时,圆盘绕圆心O点所在的水平轴在竖直平面内匀速转动,小物体恰好在P点到达圆盘最下端时击中P点。忽略空气阻力,重力加速度为g。则( )
A. 小物体击中点所需的时间为
B. 小物体从发射口弹出时的速度为
C. 圆盘转动时角速度的最小值为
D. 点的线速度可能为
二、多选题(共5题,每题4分,共20分)
9. 如图所示,光滑绝缘水平面上相距6a的M、N两点处各固定一个点电荷,现让一可视为质点的带正电小球从距M点为2a的P点处由静止释放,则带电小球将沿M、N两点的连线做往复运动(不与点电荷接触),且当带电小球运动到距M点为4a的Q点时速度最大,规定无穷远处电势为零,则下列判断中正确的是( )
A. 在带电小球从左向右运动的过程中,其电势能一定先减小后增大
B. M、N两点固定的点电荷一定都带负电
C. Q点的电场强度和电势一定都等于零
D. M、N两点固定的点电荷的电荷量之比为4∶1
10. 如图所示,天花板下面分别悬挂质量为的带有异种电荷的两小球。平衡时,两小球恰处于同一水平面,细线与竖直方向的夹角分别为与。两小球各自所带电荷被瞬间中和后开始运动,运动中线未断裂。则下列说法正确的是( )
A. 平衡时连接两小球的细线上的拉力大小之比为
B. 两球的质量比为
C. 球到达最低点时的速度小于球到达最低点时的速度
D. 球到达最低点时的动能大于球到达最低点时的动能
11. 如图所示,实线为三个电荷量相同的带正电的点电荷Q1、Q2、Q3的电场线分布,虚线为某试探电荷从a点运动到b点的轨迹,则下列说法正确的是( )
A. b点的电场强度比a点的电场强度大
B. 该试探电荷从a点到b点的过程中电场力一直做负功
C. 该试探电荷从a点到b点的过程中电势能先增加后减少
D. 该试探电荷从a点到b点的过程中动能先增加后减少
12. 若一个带负电荷的小球只受到电场力作用,则小球( )
A. 可能沿电场线运动 B. 一定沿电场线运动
C. 可能由低电势处向高电势处运动 D. 一定由低电势处向高电势处运动
13. 如图所示,一小物块(可视为质点)从固定的粗糙斜面顶端A由静止开始滑下,恰好停在斜面底端。段的粗糙程度不同,已知,小物块经过段损失的机械能之比为,在段小物块受到的滑动摩擦力均恒定,则下列说法正确的是( )
A. 小物块经过OA、OB段所用时间之比为3∶2
B. 小物块在OA、OB段的平均速度之比为2∶5
C. 小物块在OA、OB段的加速度大小之比为3∶2
D. 小物块在OA、OB段受到的滑动摩擦力大小之比为2∶5
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题(共2题,每题10分,共20分)
14. 某同学欲将一个刻度盘上有30格刻度、最左侧为零刻度、但无具体量值的灵敏电流计G改装成一个量程为0.6A的电流表。已知该电流计的满偏电流约为几十毫安,内阻约为几十欧。
(1)该同学首先利用如图甲所示的电路测量该电流计的满偏电流和内阻。调节滑动变阻器,读出两次电压表的示数、电阻箱的示数和电流计G指针转过的格数如下表所示:
电压表示数
电阻箱示数
电流计指针转过的格数
由此可得出该电流计的满偏电流为______mA,内阻______。
(2)该同学要将其改装成量程为0.6A的电流表,需并联一个阻值为______的定值电阻。
(3)该同学在实验室找到标称值为的定值电阻,将其与电流计G并联在一起,并在刻度盘上相应的位置标出对应的电流值后,将其接入图乙所示的电路中进行校准,其中A为改装表,为同量程标准电流表。该同学在校准时发现,当标准表的示数为0.4A时,改装表的示数为0.38A,说明定值电阻的标称值______(选填“偏大”或“偏小”),的实际阻值为______(结果保留3位有效数字)。
15. 在探究“弹力和弹簧伸长的关系”时,小张同学用如图甲所示的实验装置进行实验。将该弹簧竖直悬挂,在自由端挂上钩码,通过改变钩码的个数,记录钩码的质量m和弹簧上指针在刻度尺上的读数x。
(1)小张同学根据实验数据在坐标纸上用描点法画出x—m图象如图乙所示,由图象可求得该弹簧的劲度系数k=_____N/m(当地的重力加速度g=9.8m/s2,结果保留三位有效数字)。
(2)在本次实验中,考虑到弹簧自身有重量,测得弹簧劲度系数k的值与真实值相比较_____(填“偏大”“偏小”或“没有影响”)。
四、计算题(共3题,每题12分,共36分)
16. 如图'水平地面上固定着竖直面内半径R=2.75m的光滑圆弧槽,圆弧对应的圆心角为37°,槽的右端与质量m=lkg、长度L=2m且上表面水平的木板相切,槽与木板的交接处静止着质量m1=2kg和m2=1kg的两个小物块(可视为质点)。现点燃物块间的炸药,炸药爆炸释放的化学能有60%转化为动能,使两物块都获得水平速度,此后m2沿圆弧槽运动,离开槽后在空中能达到的最大高度为h=0.45m。已知m1与木板间的动摩擦因数μ1=0.2,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)物块到达圆弧槽左端时的速率v;
(2)炸药爆炸释放的化学能E;
(3)木板从开始运动到停下的过程中与地面间因摩擦而产生的热量Q。
17. 某高中物理课程基地拟采购一批实验器材,增强学生对电偏转和磁偏转研究的动手能力,其核心结构原理可简化为题图所示.AB、CD间的区域有竖直向上的匀强电场,在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场,磁场方向垂直于纸面.一带正电粒子自O点以水平初速度v0正对P点进入该电场后,从M点飞离CD边界,再经磁场偏转后又从N点垂直于CD边界回到电场区域,并恰能返回O点.已知OP间距离为d,粒子质量为m,电荷量为q,电场强度大小 ,粒子重力不计.试求:
(1)粒子从M点飞离CD边界时的速度大小;
(2)P、N两点间的距离;
(3)磁感应强度的大小和圆形有界匀强磁场的半径.
18. 如图所示,一厚度可忽略的活塞把长为的矩形绝热密闭容器分隔成容积相等的两部分A和B,在A、B中分别有温度均为的理想气体,A部分气体的压强为,B部分气体的压强为,如果把活塞释放,当活塞静止后,A部分气体的温度变为,B部分气体的温度变为。求此时活塞移动的距离以及A、B两部分气体的压强。
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