内容正文:
山东省枣庄市第三中学2023-2024学年高三下学期期中物理
试卷
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(共8题,每题3分,共24分)
1. (单选)如图所示,在水平桌面上固定着斜槽,斜槽的末端和一水平木板平滑连接,设物块通过连接处时速率没有改变.第一次让物块A从斜槽上端距木板一定高度处由静止下滑,物块A到达木板上的C点停止;第二次让物块A从同样位置由静止开始下滑,物块A到达斜槽底端后与放在斜槽末端附近的物块B相碰,碰后物块B滑行到木板上的E点停止,物块A滑到木板上的D点停止,用刻度尺测出D、C、E点到斜槽底端的距离分别为x1、x2、x3,已知物块A、B的质量分别为2m、m,且物块A、B与木板间的动摩擦因数相同,则下列说法正确的是( )
A. 因木板与物块间的动摩擦因数未知,故此实验不能验证动量守恒定律
B. 因物块A由静止下滑时的高度未知,故此实验不能验证动量守恒定律
C. 2x2=2x1+x3
D.
【答案】D
【解析】
【详解】ACD.设物块A碰前的速度为v,不放物块B时,对A根据动能定理有:
同理,设碰后物块A的速度为v1,则有
碰后物块B的速度为v2,则对B根据动能定有
,
对A和B根据动量守恒定律有
故联立可得
即只要满足则说明碰撞过程中动量守恒,因碰前和碰后两物块在水平木板上滑动时都受到摩擦力,列式中的动摩擦因数可以约去,故不用给出动摩擦因数,也可以验证动量守恒定律,AC错误,D正确;
B.题中物块A碰前的速度可以由
得出,故不需要知道物块A由静止下滑时的高度,B错误.
故选D.
点睛:解析本题考查验证动量守恒定律的有关知识,意在考查考生对验证动量守恒定律的方法的分析和推理能力.
2. 忽略地球自转时,从高处静止释放的小球落点在其正下方。考虑地球自转时,若不计空气阻力的影响,在赤道上方200m处静止释放的小球落点在其释放位置正下方偏东约6cm处(如图所示)。这一现象可解释为,考虑地球自转时,地面的观察者处于非惯性系中,除重力外,下落过程小球还受到一个水平向东的“力”,该“力”与竖直方向的速度大小成正比,被称为科里奥利力。取水平向东为正方向,小球下落过程中,水平方向的“力”大小、加速度大小、速度大小及位移x大小随下落时间t的变化图象不合理的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.科里奥利力与竖直方向的速度大小成正比,有
竖直方向受力不变,竖直方向分运动为自由落体运动,由
得
故A正确;
B.根据牛顿第二定律,由
得
故B正确;
C.由图线与时间轴所围图形的面积大小表示水平方向速度的增加量可知,经过时间t,则
图线是开口向上的抛物线的一部分,故C正确;
D.若小球在水平方向做匀加速直线运动,图线是开口向上的抛物线的一部分,但小球水平方向的加速度大小是增加的,图线一定不是抛物线的一部分,D错误。
本题选择不合理的,故选D。
3. A、B两小球质量相等,A球不带电,B球带正电,光滑的绝缘斜面倾角为θ,图甲中,A、B两球用轻质绝缘弹簧相连,图乙中,A、B两球用轻质绝缘杆相连,两个装置均处于平行于斜面向上的匀强电场E中,此时A、B两球组成的系统均处于静止状态,轻弹簧、轻杆均与斜面平行,重力加速度大小为g,当撤去匀强电场E的瞬间,则下列说法正确的是( )
A. 两图中A、B两球的加速度大小均为gsin θ
B. 两图中A球的加速度大小均为零
C. 图乙中轻杆的作用力一定为零
D. 图甲、乙中B球的加速度大小之比为2∶1
【答案】CD
【解析】
【详解】撤去电场前, B球所受的电场力大小为2mgsinθ,因弹簧弹力不能突变,而杆的弹力会突变,所以撤去电场的瞬间,图甲中A球所受合力为零,加速度为零,B球所受合力为2mgsinθ,加速度为2gsinθ;图乙中杆的弹力突变为零,A、B球所受合力均为mgsinθ,加速度均为gsinθ,故图甲中B球得加速度是图乙中B球加速度的2倍;故AB错误,DC正确;
故选CD.
点睛:此题关键是知道弹簧弹力不能突变,杆的弹力会突变,分析撤去电场的瞬间,图甲和图乙中AB所受合外力即可得到各自的加速度.
4. 如图所示是电饭煲及其内部的简化电路图,电源内阻可忽略,下列说法正确的是( )
A. 开关S接通时,电饭煲处于保温状态
B. 若,则保温时,的热功率等于968W
C. 若,则、均工作时的热功率之比为5∶4
D. 若在保温状态下的功率是加热状态下的一半,则
【答案】D
【解析】
【详解】A.开关S接通时,回路中电阻较小,电饭煲功率较大,故电饭煲处于加热状态,A错误;
B.若,保温时,回路电流
的热功率
故B错误;
C.根据
得
C错误;
D.加热时
保温时
则
故D正确。
故选D。
5. 已知某静电场的电场强度的方向与x轴的正方向一致,电场强度大小E与位置x的关系图象如图所示,其中0~x2段为抛物线的一段且关于x=x1对称,段为倾斜的直线,且,开始时一带正电的粒子位于原点,现给该粒子一水平向右的初速度,使其仅在电场力的作用下沿x轴的正方向运动。则下列说法正确的是
A. 带电粒子在0~x2段先做减速运动再做加速运动
B. 带电粒子在段做匀加速直线运动
C. 位置0与x1间的电势差等于位置x1与x2间的电势差
D. 在段电场力对带电粒子一直做负功
【答案】C
【解析】
【详解】A.带正点的粒子受力分析与电场方向一致,即沿x轴正方向,所以带电粒子在0~x2段一直做加速运动,故A错误;
B. x2~x3段电场强度随x均匀增大,电场力均匀增大,加速度均匀增大,粒子做变加速直线运动,故B错误;
C、若0~x2段曲线关于直线x=x1对称,根据U=Ed可知,图像与坐标轴所围面积等于电势差,故位置0与x1间的电势差等于位置x1与x2间的电势差,故C正确;
D、在段电场力一直与运动方向一致,电场力对带电粒子一直做正功,故D错误。
6. 如图,底端固定有挡板的斜面体置于粗糙水平面上,轻弹簧一端与挡板连接,弹簧为原长时自由端在B点,一小物块紧靠弹簧放置并在外力作用下将弹簧压缩至A点。物块由静止释放后,沿粗糙斜面上滑至最高点C,然后下滑,最终静止在斜面上。若整个过程中斜面体始终静止,则下列判定正确的是( )
A. 整个运动过程中,物块加速度为零的位置只有一处
B. 物块上滑过程中速度最大的位置与下滑过程中速度最大的位置不同
C. 整个运动过程中,系统弹性势能的减少量等于系统内能的增加量
D. 物块从A上滑到C的过程中,地面对斜面体的摩擦力大小先增大再减小,然后不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.设斜面倾角为,物体上滑时,当满足
此时物块加速度为零;物体下滑是,当满足
此时物块加速度为零,故整个运动过程中,物块加速度为零的位置有两处,故A错误;
B.上滑过程在弹簧压缩量为时,加速度为零,速度最大;下滑过程在弹簧压缩量为时,加速度为零,速度最大,由A选项可知物块上滑过程中速度最大的位置与下滑过程中速度最大的位置不同,故B正确;
C.整个过程系统能量不变,上滑前有外力压缩弹簧,而最后静止时无外力压缩弹簧,故最终静止在A点上方,摩擦力作用内能增加,则系统弹性势能的减少量等于系统内能的增加量与增加的重力势能之和,故C错误;
D.从A到C物块加速度先减小后反向增大,再不变,则地面对斜面体摩擦力先减小后增大,再不变,故D错误。
故选B。
7. 如图所示,平行等距的水平虚线1、2、3、4为某一电场的等势面,已知等势面1、3、4的电势分别为φ1=3V、φ3=9V、φ4=12V。实线为一粒子(不计重力)仅在电场力的作用下的运动轨迹,M、N、P是轨迹上的三点,其中N点为轨迹上的最高点,则( )
A. 虚线2的电势一定是φ2=5V
B. 粒子一定带负电
C. 粒子在P点的电势能最大,动能最小
D. 粒子在电场中各点受到的电场力可能不相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.平行等距的等势面为等差等势面,则:
解得,A错误;
B.如图所示:
沿着电场线,电势逐渐降低,可知电场方向向上,电场力沿轨迹的凹侧,向下,电场力方向与电场方向相反,带负电,B正确;
C.由电势能的公式:
其中q为负值,由图可知,P点的电势最高,所以P点的电势能最小,C错误;
D.等势面是平行且等间距的电场为匀强电场,带电粒子在匀强电场中所受的电场力处处相等,D错误。
故选B。
8. 质量为m的物体在光滑水平面上以速度v匀速向左运动。某时刻施加恒力F作用在物体上,力F与水平方向夹角为θ,如图所示。经过时间t,物体的速度大小仍为v,方向水平向右。则在时间t内,下列说法中正确的是( )
A. 重力对物体的冲量大小为零
B. 拉力F对物体的冲量大小是
C. 合力对物体的冲量大小为零
D. 力F与v的大小满足的关系为
【答案】D
【解析】
【详解】A.重力对物体的冲量大小
A错误;
B.拉力F对物体的冲量大小
B错误;
CD.根据动量定理
C错误,D正确。
故选D。
二、多选题(共4题,每题4分,共16分)
9. 如图所示,BOD是半圆的水平直径,OC为竖直半径,半圆半径为R。现有质量相同的a、b两个小球分别从A、B两点以一定的初速度水平抛出,分别击中半圆轨道上的D点和C点,已知b球击中C点时动能为Ek,不计空气阻力,则( )
A. a球击中D点时动能为1.6Ek
B. a球击中D点时动能为1.25Ek
C. a、b两球初速度之比为1∶1
D. a、b小球与轨道碰撞瞬间,重力的瞬时功率之比为1∶1
【答案】AD
【解析】
【详解】C.两个小球都做平抛运动,下落的高度相同都是R,根据
可知,运动的时间为
根据图象可知,a球运动的水平位移为2R,则a球的初速度为
b球的水平位移为R,则b球的初速度为
则a、b两球初速度之比为2∶1,C错误;
AB.a球从A到D的过程中,根据动能定理得
b球从B到C的过程中,根据动能定理得
由以上两式得
A正确,B错误;
D.a、b小球与轨道碰撞前瞬间,竖直方向速度
相等,则重力的瞬时功率也相同,即重力的瞬时功率之比为1∶1,选项D正确。
故选AD。
【点睛】本题主要考查了动能定理以及平抛运动基本公式的直接应用,解题的关键是要能根据图象得出两个小球下落的高度和水平位移,难度适中。
10. 我国高铁技术处于世界领先水平,和谐号动车组由动车和拖车编组而成.提供动力的车厢为动车,不提供动力的车厢为拖车.某列动车组由8节车厢组成.其中2车和7车为动车,其余为拖车.假设该动车组各车厢质量均相等.相同运行状态下2车和7车提供的动力相同,运行过程中每节车厢受到的阻力相等,如图,该动车组以1车在前、8车在后的方向沿水平直轨道运行.则
A. 启动时,7车对6车的作用力为推力
B. 关闭动力滑行时,6、7车之间既无推力也无拉力
C. 匀速运动时,6、7车之间既无推力也无拉力
D. 匀速运动时,6、7车之间的作用力小于2、3车之间的作用力
【答案】AB
【解析】
【详解】设每节动车的牵引力为F,每一节车厢的质量是m,阻力为f,
A.启动时,有两节动力车厢,对整个动车组车进行受力分析得
对第1车到第6车进行受力分析得
对第6车到第7车进行受力分析得
联立解得
即7车对6车的作用力为推力,故A正确;
B.关闭动力滑行时,对整个动车组车进行受力分析得:
对第6车到第7车进行受力分析得:
联立解得:
即6、7车之间既无推力也无拉力,故B正确;
CD.匀速运动时,对整个动车组车进行受力分析得
对第1车到第6车进行受力分析得
对第6车到第7车进行受力分析得
对第1车到第2车进行受力分析得
联立解得
,
即6、7车之间的作用力为,6、7车之间的作用力等于2、3车之间的作用力,故D错误.
11. 如图甲所示,x轴处在静电场中,一个电荷量为q、质量为m的带负电的粒子在原点O由静止释放,仅在电场力的作用下沿x轴正方向运动,粒子运动过程中的动能随位移变化的关系图像如图乙所示,图乙中的量均已知,则下列说法正确的是( )
A. 场强沿x轴正方向逐渐增大
B. 图乙中图线的斜率表示粒子所受电场力的大小
C. x轴上A点处的场强大小为
D. 粒子运动到A点时的速度大小为
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB.根据
可知,图乙中图线的斜率表示电场力qE,由于斜率恒定,电场力恒定,因此电场强度恒定,故A错误,B正确;
C.结合上述可知,电场为匀强电场,根据动能定理有
解得
故C正确;
D.结合图像可知,粒子在A点的动能
根据动能定理有
解得
故D正确。
故选BCD。
12. 一空间有垂直纸面向里的水平匀强磁场,两根电阻不计的足够长平行光滑导轨竖直放置在磁场内,如图所示。磁感应强度,两导轨间距为0.2m;导体棒ab、cd紧贴导轨放置,电阻均为0.1Ω,质量m均为0.1kg,长度均为0.2m;现用恒力向上拉动静止的导体棒ab的同时,将cd以初速度向下释放(导体棒ab、cd始终与导轨垂直且接触良好),重力加速度g取,当两导体棒稳定后,下列说法正确的是( )
A. ab、cd棒均做匀加速直线运动 B. ab、cd棒均做匀速直线运动
C. ab、cd棒速度大小相等 D. cd棒的速度大小是ab棒的3倍
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.开始时导体棒cd切割磁感线产生的感应电动势为
回路中的感应电流为
导体棒cd、ab所受的安培力大小皆为
对两棒受力分析可知,ab棒受到的合力向上,故ab棒向上做加速运动,cd棒受到的合力向下,故cd棒向下做加速运动,两棒运动速度越来越大,可知回路中产生的感应电流也越来越大,两导体棒受到的安培力也越来越大,当安培力等于1N时,两导体棒受力平衡,之后均做匀速直线运动,且ab棒向上做匀速直线运动,cd棒向下做匀速直线运动,故A错误、B正确。
CD.两导体棒达到稳定后,设导体棒ab向上运动的速度大小为,导体棒cd向下运动的速度大小为,电路中的感应电动势为
回路中总电流
ab棒受到的安培力大小为
又ab棒受力平衡,则有
同时对导体棒ab、cd整体由动量定理有
联立解得
故C错误、D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题(共2题,每题7分,共14分)
13. (1)如图甲所示为某校兴趣小组通过电流传感器和计算机来测电源电动势和内阻的实验电路,其中R0为定值,电阻R为可调节的电阻箱,电流传感器与计算机(未画出)相连,该小组成员通过实验记录下电阻箱的阻值R和相应的电流值I,通过变换坐标,经计算机拟合得到如图乙所示图象,则该图象选取了___为纵坐标,由图乙中图线可得到该电源的电动势为____V;
(2)现由三个规格相同的小灯泡,标出值为“2.5V、0.6A”,每个小灯泡的I-U特性曲线如图丙所示,将它们与图甲中电源按图丁所示的电路相连,闭合开关后,A灯恰好正常发光,则电源的内阻r=_____Ω,图甲中定值电阻R0=__Ω。
【答案】 ①. ②. 4.5 ③. 2.5 ④. 2
【解析】
【详解】(1)[1][2]由电路图可知,本实验采用电流表与电阻箱串联的方式进行实验,由闭合电路欧姆定律可知
变形可得
故纵坐标应选取;由图可知,图象的斜率
解得
E=4.5V;r+R0=4.5
(2)[3][4]A灯泡正常发光,故电压为2.5V,电流I=0.6A;两并联灯泡电流,则电压;故路端电压
电流为0.6A;由闭合电路欧姆定律可知
U=E-Ir
代入数据解得
则可知
R0=2Ω
【点睛】本题考查测量电动势和内电阻的实验以及灯泡伏安特性曲线的应用,要注意明确闭合电路欧姆定律的应用,同时注意灯泡内阻随沉默温度的变化而变化,故只能根据图象分析对应的电压和电流,不能利用欧姆定律求解灯泡电阻。
14. 某同学在实验室发现一废旧电阻元件,其上标注“2.5 V 1.2 W”的字样,为描绘出该元件的U-I图线,该同学在实验室找到了下列实验器材:
A.直流电源(电动势E=3 V,内阻不计)
B.电流表(量程0~3 mA,内阻为1 Ω)
C.电流表(量程0~0.6 A,内阻约为1Ω)
D.滑动变阻器(阻值范围0~5Ω,允许通过的最大电流为0.6 A)
E.滑动变阻器(阻值范围0~50Ω,允许通过的最大电流为0.6 A)
F.定值电阻(阻值为999Ω)
G.定值电阻(阻值为99Ω)
H.开关、导线若干
(1)电流表应选________;由于没有电压表,应将电流表________和定值电阻________串联后作为电压表使用;滑动变阻器应选________.(填写器材前的字母标号)
(2)如图甲所示为该同学连接的部分电路,请你帮助他完成剩余部分的连线.________
(3)该同学通过实验得到该元件的U-I图线如图乙所示,由图线可知,该元件的阻值随温度的升高而________(选填“增大”“不变”或“减小”),若将该元件直接接到电动势为1.5 V、内阻为2 Ω的电源上,该元件消耗的功率为________.
【答案】 ①. C ②. B ③. F ④. D ⑤. ⑥. 增大 ⑦. 0.28 W
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1][2][3][4]根据
实验中电流表选用量程为0~0.6 A的C,需将另一电流表B和定值电阻串联改装为量程为3 V的电压表,串联电阻值
即需要F,描绘该元件的U-I图线时,电压应从零开始测量,故应采用分压电路,为了便于操作,滑动变阻器选择D
(2)[5]实物连线中,由于待测元件阻值较小,电流表分压作用明显,故电流表应采用外接法
(3)[6]从题图乙中图线判断,电流增大,元件的阻值增大
[7]直接接在电源上时,对电源有
作出此时该电源的U-I图线,如图所示
两图线的交点即为元件的实际电流与电压,故该元件消耗的功率
四、计算题(共4题,共46分)
15. 单板滑雪U形池如图所示,由两个完全相同的圆弧滑道AB、CD和水平滑道BC构成,圆弧滑道的半径,B、C分别为圆弧滑道的最低点,B、C间的距离,假设某次比赛中运动员经过水平滑道B点时水平向右的速度,运动员从B点运动到C点所用的时间,从D点跃起时的速度。设运动员连同滑板的质量,忽略空气阻力的影响,已知圆弧上A、D两点的切线沿竖直方向,重力加速度g取。求:
(1)运动员在B点对圆弧轨道的压力的大小;
(2)运动员从D点跃起后在空中完成动作的时间;
(3)运动员从C点到D点的运动过程中克服摩擦阻力所做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
在B点,由牛顿第二定律,有
解得
由牛顿第三定律知,压力为3700N。
【小问2详解】
运动员从D点跃起后在空中做竖直上抛运动,设运动员上升的时间为,由运动学公式,有
运动员在空中完成动作的时间
【小问3详解】
运动员从B点到C点做匀变速直线运动,运动过程中的平均速度
解得
运动员从C到D的过程中,由动能定理有
解得
16. 如图所示,两个相同的、导热良好、内壁光滑的汽缸竖直放置,它们的底部由一可忽略容积的细管连通,汽缸的高为h,横截面积为S。两汽缸正中间位置各有一个质量分别为和的活塞,两活塞下部封闭有一定质量的理想气体b,左侧活塞上部封闭另一理想气体a,右侧活塞上部为真空。重力加速度为g,随着外部温度由开始缓慢升高,右侧汽缸中活塞位置不断上升,求:
(1)开始时气体a的压强;
(2)当右侧活塞刚好上升至汽缸顶部时,环境的温度。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)对右侧汽缸中的活塞,受力平衡有
对左侧汽缸中的活塞,受力平衡有
解得
(2)在缓慢升温过程中两部分气体的压强均不变,均为等压变化。
设右侧活塞刚好上升至汽缸顶部时,左侧活塞下降x,
对a气体,初态
,
末态
由盖-吕萨克定律得
对b气体,初态
,
末态
由盖-吕萨克定律得
解得
17. 如图所示,质量为M的足够长U形光滑金属导轨abcd放置在倾角为的光滑绝缘斜面上并用细线(图中虚线)拴在固定于斜面上的G、H两点上,bc段电阻为R,其余段电阻不计。另一电阻为R、质量为m、长度为L的导体棒PQ放置在导轨上,紧挨导体棒PQ左侧有两个固定于斜面上的光滑立柱,使导体棒静止,导体棒PQ始终与导轨垂直且接触良好,PbcQ构成矩形。导轨bc段长为L,以ef为界,其下方存在垂直斜面向上的匀强磁场,上方存在沿斜面向上的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,烧断细线后,导轨向下运动过程中,导体棒PQ始终不脱离导轨。(已知重力加速度为g)
(1)若质量,求金属导轨abcd在斜面上运动的过程中,导体棒PQ与导轨abcd间的最小作用力。
(2)要使导轨abcd运动一段时间后,导体棒PQ与导轨间无作用力,求M、m应满足的条件。
(3)若在条件(1)的情况下,从烧断细线到导体棒PQ与导轨间刚达到最小作用力的这一过程中,通过导体棒PQ的焦耳热为Q₀,求金属导轨abcd在斜面上下滑的距离s。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
烧断细线,由于,对导轨abcd由牛顿第二定律知
随着速度增大,加速度a减小,直至加速度为0,速度最大,此时有
最大,即
对导体棒PQ受力分析知,在垂直斜面方向
经分析知导体棒PQ受到的安培力始终等于导轨bc边受到的安培力,即
得
【小问2详解】
要使导轨abcd运动一段时间后,导体棒PQ与导轨abcd间无作用力,则对导轨abcd和导体棒受力分析知
即
【小问3详解】
若在条件(1)的情况下,从烧断细线到导体棒PQ与导轨间刚达到最小作用力的过程中,通过导体棒PQ的焦耳热为,则回路总焦耳热为,由能量守恒知
又
解得
18. 如图甲所示为一水平传送带装置的示意图,传送带两端点A与B间的距离为L=6.0m,一物块(可视为质点)从A处以v0=7m/s的水平速度滑上传送带,设物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2,取g=10m/s2
(1)若传送带静止,求物块离开B点时的速度;
(2)若传送带以v转=5m/s的速度逆时针匀速转动,求物块离开B点的速度;
(3)物块离开B点的速度与传送带匀速运动的速度是有关系的.若传送带顺时针匀速运动,用v转表示传送带的速度,vB表示物块离开B点的速度,请在答题卡上的图乙中画出vB与v转的关系图象.(请在图中标注关键点的坐标值,如有需要,可取=8.5)
【答案】(1),(2),(3).
【解析】
【分析】
【详解】(1)若传送带静止,物块一直匀减速至B点,由牛顿第二定律得,物块的加速度
由
得,物块离开B点时的速度
(2)若传送带以的速度逆时针匀速转动,物块的受力情况不变,则物块离开B点的速度仍为。
(3)若传送带顺时针匀速运动时,
①当时,物块一直减速到B点,则;
②若物块始终加速直至离开B点,其加速度
则有
即:当时,物块一直匀加速到B点并以的速度离开B点;
③当时,物块匀减速至等于传送带的速度后,匀速运动至B点离开,则有;
④当时,物块匀加速至等于传送带的速度后,匀速运动至B点离开,则有;
即:时,;如图所示
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试卷
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(共8题,每题3分,共24分)
1. (单选)如图所示,在水平桌面上固定着斜槽,斜槽的末端和一水平木板平滑连接,设物块通过连接处时速率没有改变.第一次让物块A从斜槽上端距木板一定高度处由静止下滑,物块A到达木板上的C点停止;第二次让物块A从同样位置由静止开始下滑,物块A到达斜槽底端后与放在斜槽末端附近的物块B相碰,碰后物块B滑行到木板上的E点停止,物块A滑到木板上的D点停止,用刻度尺测出D、C、E点到斜槽底端的距离分别为x1、x2、x3,已知物块A、B的质量分别为2m、m,且物块A、B与木板间的动摩擦因数相同,则下列说法正确的是( )
A. 因木板与物块间的动摩擦因数未知,故此实验不能验证动量守恒定律
B. 因物块A由静止下滑时的高度未知,故此实验不能验证动量守恒定律
C. 2x2=2x1+x3
D.
2. 忽略地球自转时,从高处静止释放的小球落点在其正下方。考虑地球自转时,若不计空气阻力的影响,在赤道上方200m处静止释放的小球落点在其释放位置正下方偏东约6cm处(如图所示)。这一现象可解释为,考虑地球自转时,地面的观察者处于非惯性系中,除重力外,下落过程小球还受到一个水平向东的“力”,该“力”与竖直方向的速度大小成正比,被称为科里奥利力。取水平向东为正方向,小球下落过程中,水平方向的“力”大小、加速度大小、速度大小及位移x大小随下落时间t的变化图象不合理的是( )
A. B. C. D.
3. A、B两小球质量相等,A球不带电,B球带正电,光滑的绝缘斜面倾角为θ,图甲中,A、B两球用轻质绝缘弹簧相连,图乙中,A、B两球用轻质绝缘杆相连,两个装置均处于平行于斜面向上的匀强电场E中,此时A、B两球组成的系统均处于静止状态,轻弹簧、轻杆均与斜面平行,重力加速度大小为g,当撤去匀强电场E的瞬间,则下列说法正确的是( )
A. 两图中A、B两球的加速度大小均为gsin θ
B. 两图中A球的加速度大小均为零
C. 图乙中轻杆的作用力一定为零
D. 图甲、乙中B球的加速度大小之比为2∶1
4. 如图所示是电饭煲及其内部的简化电路图,电源内阻可忽略,下列说法正确的是( )
A. 开关S接通时,电饭煲处于保温状态
B. 若,则保温时,的热功率等于968W
C. 若,则、均工作时的热功率之比为5∶4
D. 若在保温状态下的功率是加热状态下的一半,则
5. 已知某静电场的电场强度的方向与x轴的正方向一致,电场强度大小E与位置x的关系图象如图所示,其中0~x2段为抛物线的一段且关于x=x1对称,段为倾斜的直线,且,开始时一带正电的粒子位于原点,现给该粒子一水平向右的初速度,使其仅在电场力的作用下沿x轴的正方向运动。则下列说法正确的是
A. 带电粒子在0~x2段先做减速运动再做加速运动
B. 带电粒子在段做匀加速直线运动
C. 位置0与x1间的电势差等于位置x1与x2间的电势差
D. 在段电场力对带电粒子一直做负功
6. 如图,底端固定有挡板的斜面体置于粗糙水平面上,轻弹簧一端与挡板连接,弹簧为原长时自由端在B点,一小物块紧靠弹簧放置并在外力作用下将弹簧压缩至A点。物块由静止释放后,沿粗糙斜面上滑至最高点C,然后下滑,最终静止在斜面上。若整个过程中斜面体始终静止,则下列判定正确的是( )
A. 整个运动过程中,物块加速度为零的位置只有一处
B. 物块上滑过程中速度最大的位置与下滑过程中速度最大的位置不同
C. 整个运动过程中,系统弹性势能的减少量等于系统内能的增加量
D. 物块从A上滑到C的过程中,地面对斜面体的摩擦力大小先增大再减小,然后不变
7. 如图所示,平行等距的水平虚线1、2、3、4为某一电场的等势面,已知等势面1、3、4的电势分别为φ1=3V、φ3=9V、φ4=12V。实线为一粒子(不计重力)仅在电场力的作用下的运动轨迹,M、N、P是轨迹上的三点,其中N点为轨迹上的最高点,则( )
A. 虚线2的电势一定是φ2=5V
B. 粒子一定带负电
C. 粒子在P点的电势能最大,动能最小
D. 粒子在电场中各点受到的电场力可能不相等
8. 质量为m的物体在光滑水平面上以速度v匀速向左运动。某时刻施加恒力F作用在物体上,力F与水平方向夹角为θ,如图所示。经过时间t,物体的速度大小仍为v,方向水平向右。则在时间t内,下列说法中正确的是( )
A. 重力对物体的冲量大小为零
B. 拉力F对物体的冲量大小是
C. 合力对物体的冲量大小为零
D. 力F与v的大小满足的关系为
二、多选题(共4题,每题4分,共16分)
9. 如图所示,BOD是半圆的水平直径,OC为竖直半径,半圆半径为R。现有质量相同的a、b两个小球分别从A、B两点以一定的初速度水平抛出,分别击中半圆轨道上的D点和C点,已知b球击中C点时动能为Ek,不计空气阻力,则( )
A. a球击中D点时动能为1.6Ek
B. a球击中D点时动能为1.25Ek
C. a、b两球初速度之比为1∶1
D. a、b小球与轨道碰撞瞬间,重力的瞬时功率之比为1∶1
10. 我国高铁技术处于世界领先水平,和谐号动车组由动车和拖车编组而成.提供动力的车厢为动车,不提供动力的车厢为拖车.某列动车组由8节车厢组成.其中2车和7车为动车,其余为拖车.假设该动车组各车厢质量均相等.相同运行状态下2车和7车提供的动力相同,运行过程中每节车厢受到的阻力相等,如图,该动车组以1车在前、8车在后的方向沿水平直轨道运行.则
A. 启动时,7车对6车的作用力为推力
B. 关闭动力滑行时,6、7车之间既无推力也无拉力
C. 匀速运动时,6、7车之间既无推力也无拉力
D. 匀速运动时,6、7车之间的作用力小于2、3车之间的作用力
11. 如图甲所示,x轴处在静电场中,一个电荷量为q、质量为m的带负电的粒子在原点O由静止释放,仅在电场力的作用下沿x轴正方向运动,粒子运动过程中的动能随位移变化的关系图像如图乙所示,图乙中的量均已知,则下列说法正确的是( )
A. 场强沿x轴正方向逐渐增大
B. 图乙中图线的斜率表示粒子所受电场力的大小
C. x轴上A点处的场强大小为
D. 粒子运动到A点时的速度大小为
12. 一空间有垂直纸面向里的水平匀强磁场,两根电阻不计的足够长平行光滑导轨竖直放置在磁场内,如图所示。磁感应强度,两导轨间距为0.2m;导体棒ab、cd紧贴导轨放置,电阻均为0.1Ω,质量m均为0.1kg,长度均为0.2m;现用恒力向上拉动静止的导体棒ab的同时,将cd以初速度向下释放(导体棒ab、cd始终与导轨垂直且接触良好),重力加速度g取,当两导体棒稳定后,下列说法正确的是( )
A. ab、cd棒均做匀加速直线运动 B. ab、cd棒均做匀速直线运动
C. ab、cd棒速度大小相等 D. cd棒的速度大小是ab棒的3倍
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题(共2题,每题7分,共14分)
13. (1)如图甲所示为某校兴趣小组通过电流传感器和计算机来测电源电动势和内阻的实验电路,其中R0为定值,电阻R为可调节的电阻箱,电流传感器与计算机(未画出)相连,该小组成员通过实验记录下电阻箱的阻值R和相应的电流值I,通过变换坐标,经计算机拟合得到如图乙所示图象,则该图象选取了___为纵坐标,由图乙中图线可得到该电源的电动势为____V;
(2)现由三个规格相同的小灯泡,标出值为“2.5V、0.6A”,每个小灯泡的I-U特性曲线如图丙所示,将它们与图甲中电源按图丁所示的电路相连,闭合开关后,A灯恰好正常发光,则电源的内阻r=_____Ω,图甲中定值电阻R0=__Ω。
14. 某同学在实验室发现一废旧电阻元件,其上标注“2.5 V 1.2 W”的字样,为描绘出该元件的U-I图线,该同学在实验室找到了下列实验器材:
A.直流电源(电动势E=3 V,内阻不计)
B.电流表(量程0~3 mA,内阻为1 Ω)
C.电流表(量程0~0.6 A,内阻约为1Ω)
D.滑动变阻器(阻值范围0~5Ω,允许通过的最大电流为0.6 A)
E.滑动变阻器(阻值范围0~50Ω,允许通过的最大电流为0.6 A)
F.定值电阻(阻值为999Ω)
G.定值电阻(阻值为99Ω)
H.开关、导线若干
(1)电流表应选________;由于没有电压表,应将电流表________和定值电阻________串联后作为电压表使用;滑动变阻器应选________.(填写器材前的字母标号)
(2)如图甲所示为该同学连接的部分电路,请你帮助他完成剩余部分的连线.________
(3)该同学通过实验得到该元件的U-I图线如图乙所示,由图线可知,该元件的阻值随温度的升高而________(选填“增大”“不变”或“减小”),若将该元件直接接到电动势为1.5 V、内阻为2 Ω的电源上,该元件消耗的功率为________.
四、计算题(共4题,共46分)
15. 单板滑雪U形池如图所示,由两个完全相同的圆弧滑道AB、CD和水平滑道BC构成,圆弧滑道的半径,B、C分别为圆弧滑道的最低点,B、C间的距离,假设某次比赛中运动员经过水平滑道B点时水平向右的速度,运动员从B点运动到C点所用的时间,从D点跃起时的速度。设运动员连同滑板的质量,忽略空气阻力的影响,已知圆弧上A、D两点的切线沿竖直方向,重力加速度g取。求:
(1)运动员在B点对圆弧轨道的压力的大小;
(2)运动员从D点跃起后在空中完成动作的时间;
(3)运动员从C点到D点的运动过程中克服摩擦阻力所做的功。
16. 如图所示,两个相同的、导热良好、内壁光滑的汽缸竖直放置,它们的底部由一可忽略容积的细管连通,汽缸的高为h,横截面积为S。两汽缸正中间位置各有一个质量分别为和的活塞,两活塞下部封闭有一定质量的理想气体b,左侧活塞上部封闭另一理想气体a,右侧活塞上部为真空。重力加速度为g,随着外部温度由开始缓慢升高,右侧汽缸中活塞位置不断上升,求:
(1)开始时气体a的压强;
(2)当右侧活塞刚好上升至汽缸顶部时,环境的温度。
17. 如图所示,质量为M的足够长U形光滑金属导轨abcd放置在倾角为的光滑绝缘斜面上并用细线(图中虚线)拴在固定于斜面上的G、H两点上,bc段电阻为R,其余段电阻不计。另一电阻为R、质量为m、长度为L的导体棒PQ放置在导轨上,紧挨导体棒PQ左侧有两个固定于斜面上的光滑立柱,使导体棒静止,导体棒PQ始终与导轨垂直且接触良好,PbcQ构成矩形。导轨bc段长为L,以ef为界,其下方存在垂直斜面向上的匀强磁场,上方存在沿斜面向上的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,烧断细线后,导轨向下运动过程中,导体棒PQ始终不脱离导轨。(已知重力加速度为g)
(1)若质量,求金属导轨abcd在斜面上运动的过程中,导体棒PQ与导轨abcd间的最小作用力。
(2)要使导轨abcd运动一段时间后,导体棒PQ与导轨间无作用力,求M、m应满足的条件。
(3)若在条件(1)的情况下,从烧断细线到导体棒PQ与导轨间刚达到最小作用力的这一过程中,通过导体棒PQ的焦耳热为Q₀,求金属导轨abcd在斜面上下滑的距离s。
18. 如图甲所示为一水平传送带装置的示意图,传送带两端点A与B间的距离为L=6.0m,一物块(可视为质点)从A处以v0=7m/s的水平速度滑上传送带,设物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2,取g=10m/s2
(1)若传送带静止,求物块离开B点时的速度;
(2)若传送带以v转=5m/s的速度逆时针匀速转动,求物块离开B点的速度;
(3)物块离开B点的速度与传送带匀速运动的速度是有关系的.若传送带顺时针匀速运动,用v转表示传送带的速度,vB表示物块离开B点的速度,请在答题卡上的图乙中画出vB与v转的关系图象.(请在图中标注关键点的坐标值,如有需要,可取=8.5)
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