精品解析:贵州省贵阳市六校联盟2024-2025学年高二上学期联合考试(一)物理试题
2024-11-03
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内容正文:
贵阳市六校联盟2026届高二年级联合考试(一)
物理
本试卷共8页,时长75分钟,满分100分。
一、选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 一定质量的物体,下列说法正确的是( )
A. 动量变化时,动能可能不变 B. 动量变化时,动能一定变化
C. 速度变化时,动能一定变化 D. 动能变化时,动量可能不变
【答案】A
【解析】
【详解】AB.物体动量变化时,动能可能不变,比如匀速圆周运动,故A正确,B错误;
C.速度变化时,若大小不变,则动能不变,故C错误:
D.动能变化时,则速度大小一定变化,所以动量一定变化,故D错误。
故选A。
2. 巴黎奥运会上,运动员托着重为G的杠铃从下蹲状态(图甲)缓慢运动到站立状态(图乙),该过程杠铃和人的肩部相对位置不变,运动员保持乙状态站立时间后再将杠铃缓慢向上举,至双臂伸直(图丙),则运动员从图甲到图丙的过程中( )
A. 地面对运动员做正功 B. 地面对运动员的冲量为0
C. 运动员受到重力的冲量为0 D. 运动员对杠铃的冲量大于
【答案】D
【解析】
【详解】A.地面对运动员的支持力的位移为零,则地面对运动员不做功,选项A错误;
B.地面对运动员的支持力的冲量
IN=Nt
则地面对运动员的冲量不为0,选项B错误;
C.重力的冲量
IG=Gt
可知运动员受到重力的冲量不为0,选项C错误;
D.运动员从图甲到图丙的过程中运动员对杠铃的作用力为G,作用时间大于,可知运动员对杠铃的冲量大于,选项D正确。
故选D。
3. 如图所示为质点P在0~4s内的振动图像,下列叙述正确的是( )
A. 再过1s,该质点的位移是正方向最大
B. 再过1s,该质点的速度方向为正方向
C. 再过1s,该质点的速度方向为负方向
D. 再过1s,该质点的速度最大
【答案】A
【解析】
【详解】由振动图像可知,再过1s即第5s时,质点在正方向最大位移处,速度为零。
故选A。
4. 关于简谐运动的理解,下列说法中正确的是( )
A. 简谐运动是匀变速直线运动 B. 周期越大,说明物体做简谐运动频率越高
C. 位移减小时,加速度减小,速度增大 D. 位移的方向总跟加速度和速度的方向相反
【答案】C
【解析】
【详解】A.简谐运动受到的回复力是变力,加速度变化,所以简谐运动不是匀变速运动,故A错误;
B.周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量,周期越大,说明物体做简谐运动频率越低,故B错误;
C.当位移减小时,回复力减小,则加速度减小,物体向平衡位置运动,速度增大,故C正确;
D.根据可知加速度和位移方向相反,但速度与位移方向可以相同,也可以相反,如物体运动方向指向平衡位置时,速度与位移方向可以相反,背离平衡位置时,速度与位移方向可以相同,故D错误;
故选C。
5. 水平推力分别作用于水平面上等质量的、两物体上,作用一段时间后撤去推力,物体将继续运动一段时间后停下,两物体的图像分别如图中所示,图中,则( )
A. 的位移大于的位移 B. 大于
C. 的冲量大于的冲量 D. 整个运动过程两物体摩擦力的冲量相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.图像与坐标轴围成的面积表示位移,由图可知,故物体位移大小小于物体位移大小,故A错误;
B.根据图像可得和段为撤去推力后的图线,图中,可知撤去推力后两物体运动的加速度相等,加速度为,则两物体与水平面的动摩擦因数相等,两物体质量相等,所以受到的摩擦力大小相等,对段根据牛顿第二定律有
同理对段有
图像的斜率表示加速度,段斜率较大,可知物体的加速度较大,则小于,故B错误;
C.对段根据动量定理有
同理对段有
由图可知
可得
即的冲量大于的冲量,故C正确;
D.由上述分析可知,两物体受到的摩擦力相等,物体运动时间较长,根据
可知,整个运动过程,物体摩擦力的冲量较大,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,斜面体固定在水平地面上,滑块和弹簧组成弹簧振子,滑块在光滑斜面上的A、B两点之间做往复运动,O为平衡位置,下列说法正确的是( )
A. 滑块运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力的作用
B. 滑块运动到O点时,弹簧的弹力为0
C. 滑块由A向O运动过程中,弹簧弹性势能一直在减小
D. 滑块由O向B运动过程中,滑块的机械能一直在增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.滑块运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力3个力的作用,回复力是效果力,并非滑块受到的力,故A错误;
B.滑块运动到O点时,所受合力为0,则弹簧的弹力等于重力沿斜面向下的分力,不为0,故B错误;
C.滑块由A向O运动过程中,弹簧的形变量减小,弹性势能一直在减小,故C正确;
D.滑块由O向B运动过程中,如果到达B点时,弹簧仍处于伸长状态,则弹力一直做正功,滑块的机械能一直在增大;如果到达B点时,弹簧处于压缩状态,则弹力先做正功后做负功,滑块的机械能先增大后减小,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,倾角为的光滑斜面固定在水平地面上,一根劲度系数为k的轻弹簧上端固定于斜面顶端挡板上,另一端与质量为m的小球连接,静止于O点,现把小球从弹簧原长处A点静止释放,小球做简谐运动,弹簧的弹性势能为,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 振幅为 B. 小球的最大加速度为g
C. 小球的最大速度为 D. 弹簧的最大弹性势能为
【答案】D
【解析】
【详解】A.设平衡位置时弹簧的伸长量为, 则
振幅为。A错误;
B.A点处小球的加速度最大
B错误;
C.平衡位置处速度最大,从A点到平衡位置由动能定理
解得小球的最大速度
C错误;
D.由对称性,小球在最低点,弹簧伸长量为
弹簧的最大弹性势能为
D正确。
故选D。
二、选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 如图,水平桌面上,一质量为的物体在水平恒力拉动下从静止开始运动。物体运动后,速度大小增为,此时撤去,物体继续滑行后停止运动,已知重力加速度为g。则( )
A. 整个过程中所做的功为 B. 整个过程中的冲量大小等于
C. 的大小等于滑动摩擦力大小的3倍 D. 物体与桌面间的动摩擦因数等于
【答案】BC
【解析】
【详解】BC.时间内,根据动量定理可得
时间内,根据动量定理可得
联立可得
在此过程中的冲量大小等于
故BC正确;
A.时间内,根据动能定理可得
又
联立可得在此过程中所做的功为
故A错误;
D.设物体与桌面间的动摩擦因数为时间内,根据动量定理可得
解得
故D错误。
故选BC。
9. 如图甲所示的弹簧振子,从某一时刻计时开始做简谐振动,规定竖直向上为正方向,弹簧对小球的弹力与运动时间的关系如图乙所示,重力加速度为,根据图像所给的信息分析,下列说法正确的是( )
A. 乙图说明从最高点开始计时 B. 简谐振动的周期为
C. 时刻,小球的速度最大 D. 小球的质量为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.当弹力最大时,小球处在最低点,则乙图说明小球从处在最低点开始计时,故A错误;
B.由图像的左右周期性可得
解得简谐振动的周期
故B正确;
C.由乙图分析可得时刻,弹簧的弹力为,小球处在最高点,速度为0,故C错误;
D.弹簧振子的回复力在最高点和最低点具有对称性,或根据图像的对称性,则有
综合解得
故D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示,质量为的B木板放在水平面上,质量为的物块A通过一轻弹簧与其连接。给A一竖直方向上的初速度,当A运动到最高点时,B与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时,A的位移随时间变化规律如图乙,已知重力加速度为g。已知( )
A. 物块A做简谐运动,回复力由弹簧弹力和重力的合力提供
B. 物体A在运动中最大加速度为
C. 物体B在时刻对地面的压力大小为
D. 物体A的振动方程为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.物块A做简谐运动,对A进行分析可知,回复力由弹簧的弹力和重力的合力来提供,故A正确;
B.当A运动到最高点时,B与水平面间的作用力刚好为零,则有
,
解得
故B错误;
C.时刻物块A在平衡位置,此时弹簧处于压缩状态,弹力为
对物体B受力分析有
则可得
由牛顿第三定律得物体B在时刻对地面的压力大小为3mg,故C错误;
D.由图乙可知振幅为10cm,周期为1.0s,角速度为
规定向上为正方向,时刻位移为0.05m,表示振子由平衡位置上方0.05m处开始运动,所以初相为
则振子的振动方程为
故D正确。
故选AD。
三、非选择题(共57分)
11. 某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律。将斜槽轨道固定在水平桌面上,右侧端点在水平木板上的垂直投影为,木板上叠放着白纸和复写纸。实验时先将小球从斜槽轨道上处由静止释放,从轨道右端水平飞出后落在木板上;重复多次,测出落点的平均位置与点的距离,将与半径相等的小球置于轨道右侧端点,再将小球从处由静止释放,两球碰撞后均落在木板上;重复多次,分别测出、两球落点的平均位置与点的距离。完成下列填空:
(1)记两球的质量分别为,下列关系正确的是__________
A. B. C. D. 以上都可以
(2)关于本实验的条件和操作要求,下列说法正确的是__________。
A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽轨道末端必须水平
C. 球每次的落点一定是重合的 D. 实验过程中,球每次均从同一位置由静止释放
(3)如果测得的和在实验误差范围内满足关系式__________,则验证了两小球在碰撞中满足动量守恒定律。实验中,用小球落点与点的距离来代替小球水平飞出时的速度,依据是__________。
【答案】(1)B (2)BD
(3) ①. ②. 小球离开斜槽末端后做平抛运动,竖直方向高度相同故下落时间相同,水平方向匀速运动直线运动,小球水平飞出时的速度与平抛运动的水平位移成正比
【解析】
【小问1详解】
为了保证小球碰撞为对心正碰,且碰后不反弹,要求,故选B。
【小问2详解】
AB.实验中,斜槽轨道不需要光滑,但是斜槽轨道末端必须水平,故A错误,B正确;
C.实验中存在一定的误差,故球每次的落点不一定是重合的,故C错误;
D.球每次必须要从同一位置由静止释放,保证到达底端时的速度相同,选项D正确。
故选BD。
【小问3详解】
[1]两球离开斜槽后做平抛运动,由于抛出点的高度相等,它们做平抛运动的时间相等,碰撞前球的速度大小
碰撞后的速度大小
碰撞后球的速度大小
如果碰撞过程系统动量守恒,则碰撞前后系统动量相等,则
整理得
[2]小球离开斜槽末端后做平抛运动,竖直方向高度相同故下落时间相同,水平方向匀速运动直线运动,小球水平飞出时的速度与平抛运动的水平位移成正比。
12. 如图甲所示,一质量为的物体静止在水平面上,自时刻起对其施加一竖直向上的力,力随时间变化的关系如图乙所示,已知当地重力加速度为,空气阻力不计,求
(1)时间内合力的冲量的大小。
(2)物体上升过程中的最大速度的大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设竖直向上为正方向,由图像中,图线与横轴围成的面积表示冲量可知:时间内拉力冲量
时间内重力冲量
故时间内合力的冲量
【小问2详解】
对物体进行受力分析,由图像可知,时速度最大,设竖直向上为正方向,根据动量定理,合外力的冲量等于动量的变化量,即
解得
13. 如图所示,半径的粗糙圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的上端点和圆心的连线与水平方向的夹角,下端点为轨道的最低点。点右侧的光滑水平面上,紧挨C点静止放置一质量为的木板,木板上表面粗糙与点等高,木板左端放置一个质量为的物块。另一质量的物块从A点以某一速度水平抛出,恰好从轨道的端沿切线方向进入轨道,之后与发生弹性正碰(碰撞后拿走),最终未从木板右端滑下。已知的竖直高度,物块从点运动到点克服摩擦力做功,两物块均可视为质点,不计空气阻力,当地重力加速度取。求:
(1)物块抛出时的初速度大小;
(2)物块通过圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小;
(3)物块在木板上滑行的过程中产生的热量
【答案】(1)4m/s
(2)
(3)32J
【解析】
【小问1详解】
物块水平抛出后做平抛运动,从A点到点下落高度为
竖直方向上有
解得
解得在点,根据速度分解有
解得
【小问2详解】
物块从A运动到过程中,根据动能定理有
结合上述解得
物块到达点时,由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可知
【小问3详解】
物块运动到点时与发生弹性正碰,根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得
由最终未从木板右端滑下可知
根据能量守恒定律有
解得
14.(在选必一和选必二模块中选做一个模块)(18分)
选必一模块
14. 一位同学做“用单摆测定重力加速度”的实验。
(1)如图1所示,用游标卡尺测摆球直径。摆球直径__________。
(2)利用单摆测定重力加速度的实验装置如图2所示。已知摆线长度为,小球直径为,实验中测出摆球完成次全振动的时间为,请写出测量当地重力加速度的表达式:__________(用以上测量的物理量和已知量的字母表示)
(3)关于实验过程,下列说法中正确的是__________。
A. 实验中,为便于观测,释放小球时应使摆线与竖直方向夹角大些
B. 应从摆球处于最高点开始计时
C. 误把次全振动记为次全振动会导致的测量值偏小
(4)为减小实验误差,该同学又多次改变摆长,测量多组对应的单摆周期,准备利用的关系图线求出当地重力加速度值。相关测量数据如下表:
次数
1
2
3
4
5
0.800
0.900
1.000
1.100
1.200
1.79
1.90
2.01
2.11
2.20
3.22
3.61
4.04
4.45
4.84
该同学在图3中已标出第次实验数据对应的坐标,请你在该图中用符号“+”标出与第4次实验数据对应的坐标点,并画出关系图线_____。
【答案】(1)16.50
(2)
(3)C (4)
【解析】
【小问1详解】
游标卡尺的精确度为0.05mm,读数为
【小问2详解】
单摆振动周期为
根据公式
可得
【小问3详解】
A.因在摆角很小的情况下单摆的振动才是简谐运动,故单摆实验的摆动角度不宜过大,故A错误;
B.测量周期时,应该从平衡位置开始计时,则误差较小,故B错误;
C.根据
可得
误把次全振动记为次全振动会导致周期测量偏大,从而偏小,故C正确。
故选C。
【小问4详解】
根据实验数据,作出关系图线,如图所示
15. 如图所示,弹簧振子在竖直方向的两点之间做简谐运动。小球位于点时开始计时,经过1s首次到达点。若以小球的平衡位置为坐标原点,以竖直向下为正方向建立坐标轴,用表示小球相对于平衡位置的位移。已知两点相距,弹簧劲度系数,小球质量,取重力加速度。
(1)请写出小球位移随时间变化的关系式;
(2)求7s内小球通过的路程及7s末小球位移的大小;
(3)求小球运动至点时,其所受回复力的大小。
【答案】(1)
(2),
(3)4N
【解析】
【小问1详解】
根据已知条件,可知小球做简谐运动的振幅为
振动周期
根据
可得
小求经过点始计时,故当时,,故
可得
【小问2详解】
从小球经过处开始计时,一个周期内小球通过的路程为,所以7s(3.5个周期)内通过的路程
小球在7s内运动3.5个周期,故7s末位于点,所以
【小问3详解】
小球在竖直面内做简谐运动,其在平衡位置时设此时弹簧的形变量为,则有
当小球位于点时,小球受到重力以及向下的弹力,根据,可得
选必二模块
16. 洛伦兹力在生产科技中有着诸多应用,例如速度选择器及磁流体发电机,请回答:
(1)如图所示,虚线框内空间中同时存在着匀强电场和匀强磁场,匀强电场的电场线方向竖直向上,电场强度,匀强磁场的磁感线未在图中画出,一带负电的粒子按图示方向垂直进入虚线框空间中,速度。如要求带电粒子在虚线框空间做匀速运动,磁场中磁感线的方向__________;磁感应强度大小__________(带电粒子所受重力忽略不计)。
(2)如图所示,平行金属板A、C面积均为S,相距为,在两金属板之间存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向外的匀强磁场,通过导线将两金属板与平行金属导轨相连,两导轨水平放置且处于垂直导轨平面的勾强磁场中,磁感应强度大小为,长为的金属棒的两端恰好静置在水平金属导轨上,平行金属导轨电阻不计,金属棒电阻为,在平行金属板A、C左端均匀通入等离子体,每个粒子的质量为、电荷量为,速度大小均为,开始时开关K断开,金属棒始终处于静止状态。(不计粒子重力)
a.在开关K断开时,平行金属板A带__________(填“正电”或“负电”);
b.在开关K断开时,平行金属板A、C间产生的电势差为__________;
c.若等离子体的电阻率为,金属板A、C横截面积为S,开关K闭合后,金属棒所受安培力方向__________(填“向左”或者“向右”),大小为__________(用题中给出字母表示)。
【答案】(1) ①. 垂直纸面向外 ②.
(2) ①. 负电 ②. ③. 向左 ④.
【解析】
【小问1详解】
[1]电场方向向上,所以带负电粒子受到向下的电场力,要使粒子沿直线运动,则粒子受到的洛伦兹力方向向上,根据左手定则可得磁场方向垂直纸面向外。
[2]洛伦兹力和电场力大小满足
所以
代入数据可得
【小问2详解】
[1]根据左手定则可知等离子体中正离子向下偏转,负离子向上偏转,则平行金属板A带负电;
[2]在开关K断开时,设平行金属板A、C间产生的电势差为,则两板间电场强度大小为
此时等离子体所受电场力与洛伦兹力平衡,则
联立解得
[3] C板为正极,通过金属棒的电流方向向上,根据左手定则可知金属棒所受安培力方向向左。
[4]等效电源的内阻为
根据闭合电路欧姆定律
导体棒所受的安培力
安培力公式、闭合电路欧姆定律以及电阻定律有
17. 某同学在学习了磁场对电流的作用后产生想法,设计了一个简易的“电磁秤”。如图(a)所示,两平行金属导轨CD、EF间距为,与电动势为内阻不计的电源、电流表(量程)、开关S、滑动变阻器(阻值范围为)相连,质量为、接入回路电阻为的金属棒垂直于导轨放置构成闭合回路,回路平面与水平面成角,垂直接在金属棒中点的轻绳与导轨平面平行,跨过定滑轮后另一端接有秤盘(秤盘质量不计),空间施加垂直于导轨平面向上磁感应强度为的匀强磁场,在秤盘中放入待测物体,闭合开关S,调节滑动变阻器,当金属棒平衡时,通过读取电流表的读数就可以知道待测物体的质量。与的图像如图(b)所示,所有摩擦、其余电阻、轻绳质量均不计,重力加速度取,求:
(1)请在侧视图中画出金属棒平衡时的受力分析示意图,并写出平衡时与的关系式(用M、m、g、B、I、θ、L表示);
(2)匀强磁场磁感应强度、金属棒质量。
【答案】(1),
(2)5T,
【解析】
【小问1详解】
电流方向,根据左手定则,金属棒所受安培力方向沿导轨向下,对金属棒与秤盘和盘上的待测物体进行受力分析,如图所示
根据平衡条件有
【小问2详解】
结合上述有
就还好图像的斜率与截距有
,
解得
,
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贵阳市六校联盟2026届高二年级联合考试(一)
物理
本试卷共8页,时长75分钟,满分100分。
一、选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 一定质量的物体,下列说法正确的是( )
A. 动量变化时,动能可能不变 B. 动量变化时,动能一定变化
C. 速度变化时,动能一定变化 D. 动能变化时,动量可能不变
2. 巴黎奥运会上,运动员托着重为G的杠铃从下蹲状态(图甲)缓慢运动到站立状态(图乙),该过程杠铃和人的肩部相对位置不变,运动员保持乙状态站立时间后再将杠铃缓慢向上举,至双臂伸直(图丙),则运动员从图甲到图丙的过程中( )
A. 地面对运动员做正功 B. 地面对运动员的冲量为0
C. 运动员受到重力的冲量为0 D. 运动员对杠铃的冲量大于
3. 如图所示为质点P在0~4s内的振动图像,下列叙述正确的是( )
A. 再过1s,该质点的位移是正方向最大
B. 再过1s,该质点的速度方向为正方向
C. 再过1s,该质点的速度方向为负方向
D. 再过1s,该质点的速度最大
4. 关于简谐运动的理解,下列说法中正确的是( )
A. 简谐运动是匀变速直线运动 B. 周期越大,说明物体做简谐运动频率越高
C. 位移减小时,加速度减小,速度增大 D. 位移的方向总跟加速度和速度的方向相反
5. 水平推力分别作用于水平面上等质量的、两物体上,作用一段时间后撤去推力,物体将继续运动一段时间后停下,两物体的图像分别如图中所示,图中,则( )
A. 的位移大于的位移 B. 大于
C. 的冲量大于的冲量 D. 整个运动过程两物体摩擦力的冲量相等
6. 如图所示,斜面体固定在水平地面上,滑块和弹簧组成弹簧振子,滑块在光滑斜面上的A、B两点之间做往复运动,O为平衡位置,下列说法正确的是( )
A. 滑块运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力的作用
B. 滑块运动到O点时,弹簧的弹力为0
C. 滑块由A向O运动过程中,弹簧弹性势能一直在减小
D. 滑块由O向B运动过程中,滑块的机械能一直在增大
7. 如图所示,倾角为的光滑斜面固定在水平地面上,一根劲度系数为k的轻弹簧上端固定于斜面顶端挡板上,另一端与质量为m的小球连接,静止于O点,现把小球从弹簧原长处A点静止释放,小球做简谐运动,弹簧的弹性势能为,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 振幅为 B. 小球的最大加速度为g
C. 小球的最大速度为 D. 弹簧的最大弹性势能为
二、选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 如图,水平桌面上,一质量为的物体在水平恒力拉动下从静止开始运动。物体运动后,速度大小增为,此时撤去,物体继续滑行后停止运动,已知重力加速度为g。则( )
A. 整个过程中所做的功为 B. 整个过程中的冲量大小等于
C. 的大小等于滑动摩擦力大小的3倍 D. 物体与桌面间的动摩擦因数等于
9. 如图甲所示的弹簧振子,从某一时刻计时开始做简谐振动,规定竖直向上为正方向,弹簧对小球的弹力与运动时间的关系如图乙所示,重力加速度为,根据图像所给的信息分析,下列说法正确的是( )
A. 乙图说明从最高点开始计时 B. 简谐振动的周期为
C. 时刻,小球的速度最大 D. 小球的质量为
10. 如图甲所示,质量为的B木板放在水平面上,质量为的物块A通过一轻弹簧与其连接。给A一竖直方向上的初速度,当A运动到最高点时,B与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时,A的位移随时间变化规律如图乙,已知重力加速度为g。已知( )
A. 物块A做简谐运动,回复力由弹簧弹力和重力的合力提供
B. 物体A在运动中最大加速度为
C. 物体B在时刻对地面的压力大小为
D. 物体A的振动方程为
三、非选择题(共57分)
11. 某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律。将斜槽轨道固定在水平桌面上,右侧端点在水平木板上的垂直投影为,木板上叠放着白纸和复写纸。实验时先将小球从斜槽轨道上处由静止释放,从轨道右端水平飞出后落在木板上;重复多次,测出落点的平均位置与点的距离,将与半径相等的小球置于轨道右侧端点,再将小球从处由静止释放,两球碰撞后均落在木板上;重复多次,分别测出、两球落点的平均位置与点的距离。完成下列填空:
(1)记两球的质量分别为,下列关系正确的是__________
A. B. C. D. 以上都可以
(2)关于本实验的条件和操作要求,下列说法正确的是__________。
A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽轨道末端必须水平
C. 球每次的落点一定是重合的 D. 实验过程中,球每次均从同一位置由静止释放
(3)如果测得的和在实验误差范围内满足关系式__________,则验证了两小球在碰撞中满足动量守恒定律。实验中,用小球落点与点的距离来代替小球水平飞出时的速度,依据是__________。
12. 如图甲所示,一质量为的物体静止在水平面上,自时刻起对其施加一竖直向上的力,力随时间变化的关系如图乙所示,已知当地重力加速度为,空气阻力不计,求
(1)时间内合力的冲量的大小。
(2)物体上升过程中的最大速度的大小。
13. 如图所示,半径的粗糙圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的上端点和圆心的连线与水平方向的夹角,下端点为轨道的最低点。点右侧的光滑水平面上,紧挨C点静止放置一质量为的木板,木板上表面粗糙与点等高,木板左端放置一个质量为的物块。另一质量的物块从A点以某一速度水平抛出,恰好从轨道的端沿切线方向进入轨道,之后与发生弹性正碰(碰撞后拿走),最终未从木板右端滑下。已知的竖直高度,物块从点运动到点克服摩擦力做功,两物块均可视为质点,不计空气阻力,当地重力加速度取。求:
(1)物块抛出时的初速度大小;
(2)物块通过圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小;
(3)物块在木板上滑行的过程中产生的热量
14.(在选必一和选必二模块中选做一个模块)(18分)
选必一模块
14. 一位同学做“用单摆测定重力加速度”的实验。
(1)如图1所示,用游标卡尺测摆球直径。摆球直径__________。
(2)利用单摆测定重力加速度的实验装置如图2所示。已知摆线长度为,小球直径为,实验中测出摆球完成次全振动的时间为,请写出测量当地重力加速度的表达式:__________(用以上测量的物理量和已知量的字母表示)
(3)关于实验过程,下列说法中正确的是__________。
A. 实验中,为便于观测,释放小球时应使摆线与竖直方向夹角大些
B. 应从摆球处于最高点开始计时
C. 误把次全振动记为次全振动会导致的测量值偏小
(4)为减小实验误差,该同学又多次改变摆长,测量多组对应的单摆周期,准备利用的关系图线求出当地重力加速度值。相关测量数据如下表:
次数
1
2
3
4
5
0.800
0.900
1.000
1.100
1.200
1.79
1.90
2.01
2.11
2.20
3.22
3.61
4.04
4.45
4.84
该同学在图3中已标出第次实验数据对应的坐标,请你在该图中用符号“+”标出与第4次实验数据对应的坐标点,并画出关系图线_____。
15. 如图所示,弹簧振子在竖直方向的两点之间做简谐运动。小球位于点时开始计时,经过1s首次到达点。若以小球的平衡位置为坐标原点,以竖直向下为正方向建立坐标轴,用表示小球相对于平衡位置的位移。已知两点相距,弹簧劲度系数,小球质量,取重力加速度。
(1)请写出小球位移随时间变化的关系式;
(2)求7s内小球通过的路程及7s末小球位移的大小;
(3)求小球运动至点时,其所受回复力的大小。
选必二模块
16. 洛伦兹力在生产科技中有着诸多应用,例如速度选择器及磁流体发电机,请回答:
(1)如图所示,虚线框内空间中同时存在着匀强电场和匀强磁场,匀强电场的电场线方向竖直向上,电场强度,匀强磁场的磁感线未在图中画出,一带负电的粒子按图示方向垂直进入虚线框空间中,速度。如要求带电粒子在虚线框空间做匀速运动,磁场中磁感线的方向__________;磁感应强度大小__________(带电粒子所受重力忽略不计)。
(2)如图所示,平行金属板A、C面积均为S,相距为,在两金属板之间存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向外的匀强磁场,通过导线将两金属板与平行金属导轨相连,两导轨水平放置且处于垂直导轨平面的勾强磁场中,磁感应强度大小为,长为的金属棒的两端恰好静置在水平金属导轨上,平行金属导轨电阻不计,金属棒电阻为,在平行金属板A、C左端均匀通入等离子体,每个粒子的质量为、电荷量为,速度大小均为,开始时开关K断开,金属棒始终处于静止状态。(不计粒子重力)
a.在开关K断开时,平行金属板A带__________(填“正电”或“负电”);
b.在开关K断开时,平行金属板A、C间产生的电势差为__________;
c.若等离子体的电阻率为,金属板A、C横截面积为S,开关K闭合后,金属棒所受安培力方向__________(填“向左”或者“向右”),大小为__________(用题中给出字母表示)。
17. 某同学在学习了磁场对电流的作用后产生想法,设计了一个简易的“电磁秤”。如图(a)所示,两平行金属导轨CD、EF间距为,与电动势为内阻不计的电源、电流表(量程)、开关S、滑动变阻器(阻值范围为)相连,质量为、接入回路电阻为的金属棒垂直于导轨放置构成闭合回路,回路平面与水平面成角,垂直接在金属棒中点的轻绳与导轨平面平行,跨过定滑轮后另一端接有秤盘(秤盘质量不计),空间施加垂直于导轨平面向上磁感应强度为的匀强磁场,在秤盘中放入待测物体,闭合开关S,调节滑动变阻器,当金属棒平衡时,通过读取电流表的读数就可以知道待测物体的质量。与的图像如图(b)所示,所有摩擦、其余电阻、轻绳质量均不计,重力加速度取,求:
(1)请在侧视图中画出金属棒平衡时的受力分析示意图,并写出平衡时与的关系式(用M、m、g、B、I、θ、L表示);
(2)匀强磁场磁感应强度、金属棒质量。
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