内容正文:
2024-2025学年上学期期中考试高二(19)班物理试卷Ⅰ
一、选择题:(1-6为单选题)
1. 下列四幅图都涉及了磁现象,其中描述正确的是( )
A. 图甲为探究影响通电导线受力因素的实验,此实验应用了等效法
B. 图乙中穿过线圈a的磁通量大于穿过线圈b的磁通量
C. 图丙中线圈a通入电流变小的直流电,线圈b所接电流表不会有示数
D. 图丁中小磁针水平放置,小磁针上方有一电流方向向右的通电直导线,小磁针的N极向纸面外偏转
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲为探究影响通电导线受力因素的实验,此实验应用了控制变量法。故A错误;
B.图乙两线圈中存在方向相反的两个磁场,其中条形磁铁内部的磁场在两线圈处的磁通量相同,条形磁铁外部磁场,在线圈a处的磁通量小于线圈b的,所以穿过线圈a的合磁通量大于穿过线圈b的合磁通量。故B正确;
C.图丙中线圈a通入电流变小的直流电,则线圈a产生的磁场逐渐减小,线圈b中的磁通量随之减小,会产生感应电流,所接电流表会有示数。故C错误;
D.图丁中小磁针水平放置,小磁针上方有一电流方向向右的通电直导线,由安培定则可知小磁针的N极向纸面内偏转。故D错误。
故选B。
2. 小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,已知汽车电源电动势为12.5V,内阻为0.05Ω。车灯接通电动机未起动时,电流表示数为10A;电动机启动的瞬间,电流表示数达到60A。问:电动机启动时,车灯的功率减少了多少( )
A. 22.4W B. 448W C. 224W D. 44.8W
【答案】D
【解析】
【详解】电动机未启动时,车灯、电流表和电源串联,根据闭合电路欧姆定律可知此时的路端电压为
车灯两端电压即路端电压,则车灯的功率为
根据欧姆定律可知,车灯的电阻为
电动机启动瞬间,车灯两端电压为
车灯的功率为
所以车灯减少的功率为
故选D。
3. 将一电源、定值电阻R0=2Ω及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路,闭合开关后调节电阻箱的阻值,测得电阻箱功率与电阻箱读数变化关系曲线如图乙所示,则下列说法中正确的是( )
A. 该电源电动势为9V
B. 该电源内阻为1Ω
C. 调整R,电源最大输出功率为9W
D. 电阻箱功率最大时电源效率为50%
【答案】B
【解析】
【详解】B.将R0看成电源的内阻,根据图乙可知,当电阻箱的电阻等于3Ω时,电阻箱消耗的电功率最大,此时
所以电源内阻为
故B正确;
A.电阻箱的功率最大时,有
根据串联电路的分压规律得
解得电源电动势为
故A错误;
C.当外电阻与内电阻相等时,电源的输出功率最大,由于定值电阻R0的阻值大于电源的内阻,故当变阻箱的阻值为0时,电源的输出功率最大,且最大功率为
故C错误;
D.电阻箱所消耗功率P最大时,电源的输出效率为
解得
故D错误。
故选B。
4. 如图所示,两个小球A、B在光滑水平地面上相向运动,它们的质量分别为,,速度分别是(为正方向),,则它们发生正碰后,速度的可能值分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】C
【解析】
【详解】两球组成的系统碰撞过程过程要满足:系统动量守恒;系统机械能不增加;不违反实际可行性。以向右方向为正方向,碰前系统的总动量为
碰撞前总动能为
A.如果碰后,,由于碰后速度大小,可知,碰撞过程还未结束,系统还会发生二次碰撞。碰后应满足,不符合实际。故A错误;
B.如果碰后,,碰后系统的总动量为
可知,系统动量不守恒,不符合实际。故 B错误;
C. 如果碰后,,系统满足碰前碰后动量守恒,碰后系统的总动量为
碰撞后总动能为
系统动量守恒,机械能守恒,故C正确;
D.如果碰后,,碰后系统的总动量为
碰撞后总动能为
系统动量守恒,机械能不守恒,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,点为某弹簧振子的平衡位置,该弹簧振子在A、B两点之间做简谐运动,取向右为正方向。A、B两点间的距离为时振子沿轴正方向经过点,时经过点。已知振子经过两点时的速度大小均为,两点之间的距离为,下列说法正确的是( )
A. 该简谐运动周期可能为
B. 该简谐运动的周期可能为
C. 若时振子第一次通过点,和时,振子速度相同
D. 若时振子第一次通过点,从到的时间内,振子的位移和系统的弹性势能都在逐渐减小
【答案】A
【解析】
【详解】AB.由题可知,从C点沿轴正方向直接运动到D点,所用时间为,从C点沿轴正方向到达B点再第二次回到D点,运动了,因此从C点沿轴正方运动到D点所用时间为
或(n=0,1,2,3…)
可得周期为
或(n=0,1,2,3…)
A正确,B错误;
C.若时振子第一次通过点,则振动周期
在时,振子第二次通过点,速度方向与时的速度方向相反,C错误;
D.时恰好经过O点向左运动,在时恰好运动到A点,在这段时间内,振子的位移和系统的弹性势能都在逐渐增大,D错误。
故选A。
6. 如图所示,两个摆长均为L的单摆,摆球A、B质量分别为m1、m2,悬点均为O。在O点正下方0.19L处固定一小钉。初始时刻B静止于最低点,其摆线紧贴小钉右侧,A从图示位置由静止释放(θ足够小),在最低点与B发生弹性正碰。两摆在整个运动过程中均满足简谐运动条件,悬线始终保持绷紧状态且长度不变,摆球可视为质点,不计碰撞时间及空气阻力,重力加速度为g。下列选项正确的是( )
A. 若m1=m2,则A、B在摆动过程中最大振幅之比为9:10
B. 若m1=m2,则每经过时间A回到最高点
C. 若m1>m2,则A与B第二次相遇不在最低点
D. 若m1<m2,则A与B第二次相遇必在最低点
【答案】D
【解析】
【详解】A.若m1=m2,则两球碰撞后交换速度,所以A、B在摆动过程中最大振幅相等,选项A错误;
BC.摆长为L的周期为
摆长为0.81L的周期为
此时周期的计算与质量无关,若m1>m2,则碰后A球向右运动,摆长变为0.81L,B球摆回最低点后向左运动时,摆长为0.81L,所以两摆的周期均为,即第一次在最低点碰撞后,经过一个周期发生第二次相遇,位置仍然在最低点,若,A球与B球碰撞交换速度,A球再次回到A点所用时间为,选项BC错误;
D.若m1<m2,则A与B碰后,A反弹,两球的摆长相等,周期相等,所以第二次相遇在最低点,选项D正确。
故选D。
7. 如图所示,某同学在实验室模拟奥斯特的电流磁效应实验时,发现小磁针在水平方向上不发生偏转,可能的原因是( )
A. 通电直导线中电流方向自西向东,小磁针放在通电直导线附近等高的水平位置
B. 通电直导线中电流方向自东向西,小磁针放在通电直导线附近正上方
C. 通电直导线中电流方向自南向北,小磁针放在通电直导线附近正下方
D. 通电直导线中电流方向自北向南,小磁针放在通电直导线附近正上方
【答案】AB
【解析】
【详解】A.通电直导线中电流方向自西向东,根据安培定则,放在通电直导线附近等高的水平位置的小磁针所在位置,通电直导线产生的磁场竖直向上或竖直向下,所以小磁针不发生偏转,故A正确;
B.通电直导线中电流方向自东向西,根据安培定则,放在通电直导线附近正上方的小磁针所在位置,通电直导线产生的磁场水平向北,小磁针N极受力方向向北,所以小磁针不发生偏转,故B正确;
C.通电直导线中电流方向自南向北,根据安培定则,放在通电直导线附近正下方的小磁针所在位置,通电直导线产生的磁场水平向西,小磁针N极受力方向向西,所以小磁针N极向西偏转,故C错误;
D.通电直导线中电流方向自北向南,根据安培定则,放在通电直导线附近正上方的小磁针所在位置,,通电直导线产生的磁场水平向西,小磁针N极受力方向向西,所以小磁针N极向西偏转,故D错误。
故选AB。
8. 如图所示电路中,定值电阻、、的阻值均为,电源电动势为E,内阻为r,R为滑动变阻器,电表均为理想电表。开关S闭合后,滑动变阻器的滑片从图示位置向左滑动的过程中,电压表示数变化量的绝对值为,电流表示数变化量的绝对值为,下列判断正确的是( )
A. 电压表示数增大 B. 消耗的功率减小
C. 电源的效率增大 D.
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.依题意,滑动变阻器的滑片从图示位置向左滑动的过程中,外电路阻值增大,根据闭合电路欧姆定律可知
干路电流减小,由
可知电压表示数增大。故A正确;
B.根据
可得消耗的功率增大。故B错误;
C.根据
可知,电源的效率增大。故C正确;
D.根据前面选项分析,干路电流减小,并联电路中,通过的电流表所在支路电流减小,通过另两个支路的电流均增大,所以电流表示数的减小量大于通过另两个支路的电流的增加量,则
又
联立,解得
故D正确。
故选ACD。
9. 水切割又称水刀,即高压水射流切割技术,是一种利用高压水流切割的技术。在电脑的控制下能任意雕琢工件,而且受材料质地影响小。因为其成本低,易操作,良品率又高,水切割逐渐成为工业切割技术方面的主流切割方式。如图所示,若水柱的截面为S,水流以速度v垂直射到被切割的钢板上,之后速度减为零,已知水的密度为。则下列说法正确的是( )
A. 减小水柱的截面S可以增大水对钢板冲力产生的压强
B. 高压水枪的喷水功率为
C. 水柱对钢板的平均冲击力为
D. 若水流速度v增大到原来的3倍,可以使水对钢板冲力产生的压强增大到原来的9倍
【答案】BD
【解析】
【详解】C.取极短的时间,则内从喷枪喷出水的质量为
以水的初速度方向为正方向,由动量定理得
联立解得水受到钢板的力大小为
根据牛顿第三定律可知水对钢板的冲力为
故C错误;
AD.水对钢板冲力产生的压强为
可知减小水柱的截面积S水对钢板冲力产生的压强不变;若水流速度v增大到原来的3倍,可以使水对钢板冲力产生的压强增大到原来的9倍,故A错误,D正确;
B.水枪时间内做功转化为水柱的动能为
,
故水枪的功率为
故B正确。
故选BD。
10. 轻弹簧上端连接在箱子顶部中点,下端固定一小球,整个装置静止在水平地面上方。现将箱子和小球由静止释放,箱子竖直下落h后落地,箱子落地后瞬间速度减为零且不会反弹。此后小球运动过程中,箱子对地面的压力最小值恰好为零。整个过程小球未碰到箱底,弹簧劲度系数为k,箱子和小球的质量均为m,重力加速度为g。忽略空气阻力,弹簧的形变始终在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 箱子下落过程中,箱子机械能守恒
B. 箱子落地后,弹簧弹力的最大值为3mg
C. 箱子落地后,小球运动的最大速度为
D. 箱子与地面碰撞损失的机械能为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.箱子静止时,对小球分析有
对箱子分析有
当箱子由静止释放瞬间,弹簧弹力不发生突变,小球在这瞬间仍然平衡,加速度为0,而箱子释放瞬间固定箱子的力消失,箱子所受合力为
可得该瞬间箱子的加速度
此后弹簧会恢复原长,在弹簧恢复原长的过程中,弹簧弹力对箱子做正功,若此过程中箱子落地,则此过程中箱子的机械能增加;若在弹簧恢复原长时箱子还未落地,由于箱子的速度大于小球的速度,弹簧将被压缩,弹簧弹力将对箱子做负功,箱子的机械能又会减小,但无论何种情况,箱子在运动过程中除了重力做功外,弹簧弹力也在做功,因此箱子下落过程中,箱子机械能不守恒,故A错误;
B.根据题意,此后小球运动过程中,箱子对地面压力最小值恰好为零,则对箱子有
弹簧处于压缩状态,且为压缩最短位置处,可知小球做简谐振动,此时弹簧的压缩量与小球合力为零时弹簧的伸长量之和即为小球做简谐振动的振幅,根据简谐振动的对称性可知,在最低点
在最高点
联立解得
而当小球运动至最低点时弹簧弹力有最大值,即为,故B正确;
C.小球做简谐振动,在平衡位置时有
解得
即弹簧被拉伸时小球受力平衡,处于简谐振动的平衡位置,此处小球的速度有最大值,而根据以上分析可知,小球在最高点时弹簧的弹力和在平衡位置时弹簧的弹力大小相同,只不过在最高位置时弹簧处于被压缩状态,在平衡位置时弹簧处于被拉伸状态,显然压缩量和伸长量相同,则小球从最高点到达平衡位置下落的高度
而弹簧压缩量和伸长量相同时所具有的弹性势能相同,即小球zai 最高点和在平衡位置时弹簧的弹性势能相同,则对小球由最高点到平衡位置根据动能定理可得
解得
故C正确;
D.箱子损失的机械能即为箱子、弹簧、小球所构成的系统损失的机械能,小球在平衡位置时弹簧所具有的弹性势能和在箱子未落下时弹簧所具有的弹性势能相同,由能量守恒可得
解得箱子损失机械能
故D正确。
故选BCD。
二、实验题:
11. 某同学用电压表和电流表测一节电池的电动势和内阻,并按照图甲所示的电路图进行实验,所用电压表可视为理想电压表。
(1)图乙为根据实验数据绘制的图像,从图像中可知该电池电动势__________V,内阻__________Ω。(均保留小数点后一位)
(2)该同学找资料查证量程为的电流表内阻比较小,接近电池内阻,则该电池内阻的测量值__________(填“”“”或“”)真实值。
(3)该同学放弃电压表,并且将滑动变阻器更换为电阻箱R,采用如图丙所示电路进行实验,经多次测量并记录电阻箱阻值R及对应的电流强度I,重新绘制出如图丁所示的图像(忽略电流表的内阻),已知图线斜率为k,图线与纵坐标轴的截距为b,则电池电动势__________,内阻__________。(用k、b中的物理量表示)
【答案】 ①. 1.5 ②. 2.0 ③. ④. ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1][2]题图乙可知,图像的表达式为
所以图像与纵轴的交点为电动势,有
图像的斜率绝对值为电源内阻,有
(2)[3]该电路下,实际测量的是电源和电流表等效成的新电源,即测量的电源内阻实质为电源的内阻加上电流表的电阻,所以电源内阻的测量值大于真实值。
(3)[4][5]由公式
变形为
整理有
所以有
整理有
12. 如图1所示为实验室一个多用电表欧姆挡内部电路示意图。电流表满偏电流1mA、内阻99Ω;电池电动势1.5V、内阻5Ω;
(1)图1中表b为______色(选填“红”或“黑”)。调零电阻可能是下面两个滑动变阻器中的______(填选项序号)。
A.电阻范围0~2000Ω B.电阻范围0~200Ω
(2)在进行欧姆调零后,正确使用该多用电表测量某电阻的阻值,电表读数如图2所示,被测电阻的阻值为______Ω;
(3)若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变为1.4V,内阻变为10Ω,但此表仍能进行欧姆调零,用此表测量电阻为1500Ω,则该电阻真实值为______Ω
(4)如图3所示,某同学利用定值电阻给欧姆表增加一挡位“×1”,则定值电阻______。(结果保留1位小数)
【答案】(1) ①. 黑 ②. A
(2)1600 (3)1400
(4)1.0
【解析】
【小问1详解】
多用电表红黑表笔的特点是“红进黑出”,所以b为黑色;欧姆表在调零时,电路中总电阻为
所以滑动变阻器应该选A。
【小问2详解】
可以先求欧姆表的中值电阻,当表针指在表盘的正中央时对应的电流为满偏电流的一半,对应的电阻为中值电阻
即表盘刻度为15时代表1500,倍率为,所以被测电阻为。
【小问3详解】
若电源电动势为1.4V,满偏电流不变,所以调零后中值电阻为,所以半偏时电阻为。
【小问4详解】
倍率为×1时,中值电阻为15,即内阻为15,由此可知,满偏电流变为原来的100倍,即0.1A
三、计算题:
13. 如图所示,将质量的平台A连接在劲度系数的弹簧上端,弹簧下端固定在地上,形成竖直方向的弹簧振子,在A的上方放置的物块B,使A、B一起上下振动,弹簧原长为。A的厚度可忽略不计,g取。
(1)当振子做小振幅简谐运动时,A的平衡位置离地面有多高?
(2)当振幅为0.5cm时,B对A的最大压力有多大?
【答案】(1)4cm (2)
【解析】
【小问1详解】
令原长,对A、B进行分析,根据平衡条件有
解得
【小问2详解】
振幅为A=0.5cm,即相对于平衡位置的最大位移为0.5cm,当处于平衡位置下侧的振幅位置时,加速度方向向上,此时B对A的压力达到最大,对A、B进行分析有
对B进行分析有
根据牛顿第三定律有
解得
14. 如图甲所示的电路中,只闭合开关,在滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中,两电压表、的示数、随电流表A的示数I变化的关系如下图乙所示,其中电容器的电容。电路中的电流表和电压表均为理想电表。
(1)求电源的电动势和内阻;
(2)求滑动变阻器R的最大阻值和电阻的阻值;
(3)现将滑动变阻器的滑片置于中间,单刀双掷开关拨到1端,稳定后再拨到2端。求从1端拨到2端至电路再次稳定的过程中流过电阻的电荷量。
【答案】(1),;(2),;(3)
【解析】
【详解】(1)由图像知,;,
由闭合电路的欧姆定律知
将数据代入得
(2)由闭合电路的欧姆定律知
由图像知,代入解得
(或者由图像知,,解得)
当时,,则
当时,,则
联立以上两式解得
(3)开关接到1端时,电路中总电阻
电容器两端电压
电容器的电荷量为
开关接到2端时,则有
电容器的电荷量为
因开关从1接到2时,电容器的极性发生改变,所以流过电阻的电荷量
可得
15. 如图所示,水平地面上有一半径的四分之一光滑固定圆弧轨道AB,其圆心为O,圆弧轨道末端B处与长木板上表面平滑连接但不粘连,将质量为的物块乙静置于长木板的最左端。已知物块乙与长木板间的动摩擦因数,长木板与地面间的摩擦因数为,长木板的质量。现将质量的物块甲从光滑圆弧轨道的上端A处由静止释放,物块甲与乙在B处发生弹性碰撞,当物块甲返回至最高点时将其取走,最终物块乙没有滑离长木板。重力加速度g取,忽略空气阻力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物块甲、乙均视为质点。求:
(1)物块甲与乙碰撞后瞬间,物块甲对圆弧轨道的压力大小;
(2)物块乙运动的总位移。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)对甲由动能定理可得
解得
以水平向右为正方向,对甲乙碰撞过程有
解得
,
对甲
解得
由牛顿第三定律,小物块甲对圆弧轨道的压力大小
(2)对乙有
对木板
设经时间,二者共速有
解得
因,故共速后二者保持相对静止,一起减速至零,共速后,对m和M
则
可得
16. 如图所示,长L=3m的水平传送带MN沿逆时针方向转动,带速大小可以根据需要进行调节,传送带左右两侧光滑平台等高,左侧平台上固定着一个半径r=0.8m的光滑圆弧轨道和光滑圆轨道,两轨道间的平台足够长,C点为圆轨道内侧最高点,最低点D、D'点相互靠近且错开,右侧竖直墙壁上固定一个轻质弹簧。质量mA=30g的物块A从圆弧轨道的最高点P由静止释放,与静止在轨道最低点的质量mB=10g的物块B发生弹性碰撞,碰后撤去圆弧轨道。已知物块B与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,物块A、B均可看作质点。
(1)物块A、B第一次碰撞后,求物块B的速度大小;
(2)若两物块碰撞后只有物块B能通过圆轨道的最高点且物块A、B均不脱轨:
i.求圆轨道半径的范围;
ii.若中间圆轨道的半径为0.32m,当传送带沿逆时针转动的速度由0增加至某一值时,保持此值不变,将A仍从P点由静止释放后,物块B恰好与物块A发生第二次弹性碰撞,求物块B与传送带组成的系统先后两次因摩擦产生的热量之比。
【答案】(1)
(2)i.0.2m≤R≤0.72m;ii.
【解析】
【小问1详解】
A从P点下滑到圆弧轨道最低点的过程,由机械能守恒定律
解得A第一次与B碰前速度大小
v0=4m/s
对A、B第一次弹性碰撞过程,由机械能守恒定律
由动量守恒定律
解得
,
【小问2详解】
i.若B刚好能通过最高点C,有
B从D点运动到最高点C,由动能定理
解得
R1=0.72m
A运动到与圆轨道的圆心等高处,速度减为零,恰好不脱轨,由动能定理
,
解得
R2=0.2m
则圆轨道半径范围
0.2m≤R≤0.72m
ii.B反弹后向左运动时,要想与A碰撞,首先要通过圆轨道最高点C,则
B从最高点C沿圆轨道滑下,到达底端D,设其速度为vB2, 由动能定理
解得
vB2=4m/s
B从M点向右运动到N点,设B在N点的速度为v1,由动能定理
解得
B反弹后,若B从N点一直减速运动到M点,设B在M点的速度为v2,有
解得
由上式可知,当传送带速度v传=4m/s时,B向左运动,既能通过传送带,又能通过最高点C,之后恰好与A发生第2次弹性碰撞。
B向右运动过程中,B相对传送带滑动时间
B与传送带的相对位移
B向左运动过程中,B相对传送带滑动的时间
B与传送带的相对位移
由于B与传送带因摩擦产生的热量
故
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2024-2025学年上学期期中考试高二(19)班物理试卷Ⅰ
一、选择题:(1-6为单选题)
1. 下列四幅图都涉及了磁现象,其中描述正确的是( )
A. 图甲为探究影响通电导线受力因素的实验,此实验应用了等效法
B. 图乙中穿过线圈a的磁通量大于穿过线圈b的磁通量
C. 图丙中线圈a通入电流变小的直流电,线圈b所接电流表不会有示数
D. 图丁中小磁针水平放置,小磁针上方有一电流方向向右的通电直导线,小磁针的N极向纸面外偏转
2. 小明坐在汽车副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,已知汽车电源电动势为12.5V,内阻为0.05Ω。车灯接通电动机未起动时,电流表示数为10A;电动机启动的瞬间,电流表示数达到60A。问:电动机启动时,车灯的功率减少了多少( )
A. 22.4W B. 448W C. 224W D. 44.8W
3. 将一电源、定值电阻R0=2Ω及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路,闭合开关后调节电阻箱的阻值,测得电阻箱功率与电阻箱读数变化关系曲线如图乙所示,则下列说法中正确的是( )
A. 该电源电动势为9V
B. 该电源内阻为1Ω
C. 调整R,电源最大输出功率为9W
D. 电阻箱功率最大时电源效率为50%
4. 如图所示,两个小球A、B在光滑水平地面上相向运动,它们的质量分别为,,速度分别是(为正方向),,则它们发生正碰后,速度的可能值分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
5. 如图所示,点为某弹簧振子的平衡位置,该弹簧振子在A、B两点之间做简谐运动,取向右为正方向。A、B两点间的距离为时振子沿轴正方向经过点,时经过点。已知振子经过两点时的速度大小均为,两点之间的距离为,下列说法正确的是( )
A. 该简谐运动的周期可能为
B. 该简谐运动的周期可能为
C. 若时振子第一次通过点,和时,振子速度相同
D. 若时振子第一次通过点,从到的时间内,振子的位移和系统的弹性势能都在逐渐减小
6. 如图所示,两个摆长均为L的单摆,摆球A、B质量分别为m1、m2,悬点均为O。在O点正下方0.19L处固定一小钉。初始时刻B静止于最低点,其摆线紧贴小钉右侧,A从图示位置由静止释放(θ足够小),在最低点与B发生弹性正碰。两摆在整个运动过程中均满足简谐运动条件,悬线始终保持绷紧状态且长度不变,摆球可视为质点,不计碰撞时间及空气阻力,重力加速度为g。下列选项正确的是( )
A. 若m1=m2,则A、B在摆动过程中最大振幅之比为9:10
B. 若m1=m2,则每经过时间A回到最高点
C. 若m1>m2,则A与B第二次相遇不在最低点
D. 若m1<m2,则A与B第二次相遇必在最低点
7. 如图所示,某同学在实验室模拟奥斯特的电流磁效应实验时,发现小磁针在水平方向上不发生偏转,可能的原因是( )
A. 通电直导线中电流方向自西向东,小磁针放在通电直导线附近等高的水平位置
B. 通电直导线中电流方向自东向西,小磁针放在通电直导线附近正上方
C. 通电直导线中电流方向自南向北,小磁针放在通电直导线附近正下方
D. 通电直导线中电流方向自北向南,小磁针放在通电直导线附近正上方
8. 如图所示的电路中,定值电阻、、的阻值均为,电源电动势为E,内阻为r,R为滑动变阻器,电表均为理想电表。开关S闭合后,滑动变阻器的滑片从图示位置向左滑动的过程中,电压表示数变化量的绝对值为,电流表示数变化量的绝对值为,下列判断正确的是( )
A. 电压表示数增大 B. 消耗的功率减小
C. 电源的效率增大 D.
9. 水切割又称水刀,即高压水射流切割技术,是一种利用高压水流切割的技术。在电脑的控制下能任意雕琢工件,而且受材料质地影响小。因为其成本低,易操作,良品率又高,水切割逐渐成为工业切割技术方面的主流切割方式。如图所示,若水柱的截面为S,水流以速度v垂直射到被切割的钢板上,之后速度减为零,已知水的密度为。则下列说法正确的是( )
A. 减小水柱的截面S可以增大水对钢板冲力产生的压强
B. 高压水枪的喷水功率为
C. 水柱对钢板的平均冲击力为
D. 若水流速度v增大到原来3倍,可以使水对钢板冲力产生的压强增大到原来的9倍
10. 轻弹簧上端连接在箱子顶部中点,下端固定一小球,整个装置静止在水平地面上方。现将箱子和小球由静止释放,箱子竖直下落h后落地,箱子落地后瞬间速度减为零且不会反弹。此后小球运动过程中,箱子对地面的压力最小值恰好为零。整个过程小球未碰到箱底,弹簧劲度系数为k,箱子和小球的质量均为m,重力加速度为g。忽略空气阻力,弹簧的形变始终在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 箱子下落过程中,箱子机械能守恒
B. 箱子落地后,弹簧弹力的最大值为3mg
C. 箱子落地后,小球运动的最大速度为
D. 箱子与地面碰撞损失的机械能为
二、实验题:
11. 某同学用电压表和电流表测一节电池的电动势和内阻,并按照图甲所示的电路图进行实验,所用电压表可视为理想电压表。
(1)图乙为根据实验数据绘制的图像,从图像中可知该电池电动势__________V,内阻__________Ω。(均保留小数点后一位)
(2)该同学找资料查证量程为的电流表内阻比较小,接近电池内阻,则该电池内阻的测量值__________(填“”“”或“”)真实值。
(3)该同学放弃电压表,并且将滑动变阻器更换为电阻箱R,采用如图丙所示电路进行实验,经多次测量并记录电阻箱阻值R及对应的电流强度I,重新绘制出如图丁所示的图像(忽略电流表的内阻),已知图线斜率为k,图线与纵坐标轴的截距为b,则电池电动势__________,内阻__________。(用k、b中的物理量表示)
12. 如图1所示为实验室一个多用电表欧姆挡内部电路示意图。电流表满偏电流1mA、内阻99Ω;电池电动势1.5V、内阻5Ω;
(1)图1中表b为______色(选填“红”或“黑”)。调零电阻可能是下面两个滑动变阻器中的______(填选项序号)。
A.电阻范围0~2000Ω B.电阻范围0~200Ω
(2)在进行欧姆调零后,正确使用该多用电表测量某电阻的阻值,电表读数如图2所示,被测电阻的阻值为______Ω;
(3)若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变为1.4V,内阻变为10Ω,但此表仍能进行欧姆调零,用此表测量电阻为1500Ω,则该电阻真实值为______Ω
(4)如图3所示,某同学利用定值电阻给欧姆表增加一挡位“×1”,则定值电阻______。(结果保留1位小数)
三、计算题:
13. 如图所示,将质量的平台A连接在劲度系数的弹簧上端,弹簧下端固定在地上,形成竖直方向的弹簧振子,在A的上方放置的物块B,使A、B一起上下振动,弹簧原长为。A的厚度可忽略不计,g取。
(1)当振子做小振幅简谐运动时,A的平衡位置离地面有多高?
(2)当振幅为0.5cm时,B对A最大压力有多大?
14. 如图甲所示的电路中,只闭合开关,在滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中,两电压表、的示数、随电流表A的示数I变化的关系如下图乙所示,其中电容器的电容。电路中的电流表和电压表均为理想电表。
(1)求电源的电动势和内阻;
(2)求滑动变阻器R的最大阻值和电阻的阻值;
(3)现将滑动变阻器的滑片置于中间,单刀双掷开关拨到1端,稳定后再拨到2端。求从1端拨到2端至电路再次稳定的过程中流过电阻的电荷量。
15. 如图所示,水平地面上有一半径四分之一光滑固定圆弧轨道AB,其圆心为O,圆弧轨道末端B处与长木板上表面平滑连接但不粘连,将质量为的物块乙静置于长木板的最左端。已知物块乙与长木板间的动摩擦因数,长木板与地面间的摩擦因数为,长木板的质量。现将质量的物块甲从光滑圆弧轨道的上端A处由静止释放,物块甲与乙在B处发生弹性碰撞,当物块甲返回至最高点时将其取走,最终物块乙没有滑离长木板。重力加速度g取,忽略空气阻力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物块甲、乙均视为质点。求:
(1)物块甲与乙碰撞后瞬间,物块甲对圆弧轨道压力大小;
(2)物块乙运动的总位移。
16. 如图所示,长L=3m的水平传送带MN沿逆时针方向转动,带速大小可以根据需要进行调节,传送带左右两侧光滑平台等高,左侧平台上固定着一个半径r=0.8m的光滑圆弧轨道和光滑圆轨道,两轨道间的平台足够长,C点为圆轨道内侧最高点,最低点D、D'点相互靠近且错开,右侧竖直墙壁上固定一个轻质弹簧。质量mA=30g的物块A从圆弧轨道的最高点P由静止释放,与静止在轨道最低点的质量mB=10g的物块B发生弹性碰撞,碰后撤去圆弧轨道。已知物块B与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,物块A、B均可看作质点。
(1)物块A、B第一次碰撞后,求物块B的速度大小;
(2)若两物块碰撞后只有物块B能通过圆轨道的最高点且物块A、B均不脱轨:
i.求圆轨道半径的范围;
ii.若中间圆轨道的半径为0.32m,当传送带沿逆时针转动的速度由0增加至某一值时,保持此值不变,将A仍从P点由静止释放后,物块B恰好与物块A发生第二次弹性碰撞,求物块B与传送带组成的系统先后两次因摩擦产生的热量之比。
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