内容正文:
河南省信阳高级中学新校(贤岭校区)2024-2025学年高二上期
01月测试(一)物理试题
注意事项∶
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题∶本题7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 磁场中某区域的磁感线如图所示,则( )
A. a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba>Bb
B. 由图可推断整个磁场的磁感线既不会相交也不会闭合
C. 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
D. a、b两处磁感应强度的方向可以通过放置小磁针来判断
【答案】D
【解析】
【详解】A.磁场中某区域的磁感线如图所示,a处的磁感线比b处疏,则a点磁感应强度比b点小,故A错误;
B.图像的显示有限,较为片面,不可由图推断整个磁场的磁感线既不会相交也不会闭合,磁感线是闭合的曲线,故B错误;
C.因不知道通电导线与磁场方向的夹角,根据可知同一通电导线放在a处与放在b处的受力大小不可比较,故C错误;
D.小磁针在某点静止时N极所指方向是磁场中该点的磁场方向,故a、b两处磁感应强度的方向可以通过放置小磁针来判断,故D正确;
故选D。
2. 如图所示,A、B、C分别为太阳、地球和月球,地球绕太阳运动的轨道形状为椭圆,P点为近日点,到太阳的距离为R1,Q点为远日点,到太阳的距离为R2,地球公转周期为T;月球绕地球的运动可视为匀速圆周运动(忽略太阳对月球的引力),月球运行轨道半径为r,月球公转周期为t。则( )
A. 相同时间内,月球与地球的连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积
B. 地球在P点和Q点的速率之比
C. 地球从P点运动到Q点的过程中,动能一直变大
D. 由开普勒第三定律可知,k为常数
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据开普勒第二定律可知,在同一轨道上绕同一中心天体运行的天体与中心天体的连线在相同时间内扫过的面积相等,可知相同时间内,月球与地球的连线扫过的面积与地球与太阳连线扫过的面积不相等,故A错误;
B.由开普勒第二定律可知在相同时间内,在近日点和远日点地球与太阳的连线扫过的面积相等,则有
解得地球在P点和Q点的速率之比
故B正确;
C.由上分析可知
vP>vQ
则知地球从P点运动到Q点的过程中,速度减小,动能减小,故C错误;
D.由开普勒第三定律有
k
k是与中心天体质量有关的常数,由于地球与月球围绕的中心天体不同,所以
即
故D错误。
故选B。
3. 如图所示,某同学把压在水杯下的纸抽出,再次操作,将水杯压在纸的同一位置,以更快的速度抽出,在纸抽出过程中,水杯第二次的( )
A. 动能变化比第一次的大
B. 动量变化与第一次相等
C. 动量变化与对应时间的比值比第一次的大
D. 动能变化与对应位移的比值与第一次相等
【答案】D
【解析】
【详解】B.第二次快拉动白纸过程中,摩擦力作用时间短,则产生的冲量较小,根据动量定理可知,茶杯增加的动量小一些,故B错误;
A.根据
整理可得
所以,动能变化比第一次的小,故A错误;
C.根据动量定理
整理得
即,动量变化与对应时间的比值不变,故C错误;
D.根据动能定理
整理得
即,动能变化与对应位移的比值不变,故D正确。
故选D。
4. 人体含水量约为70%,水中有钠离子、钾离子等离子存在,因此容易导电,而脂肪不容易导电。如图甲所示为某脂肪测量仪,其工作原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例,模拟电路如图乙所示。测量时,闭合开关S,测试者两手分别握住两手柄M、N,则体型相近的两人相比( )
A. 脂肪含量低者对应的电压表示数较小,电流表示数较小
B. 脂肪含量低者对应的电源内阻消耗功率较小
C. 脂肪含量高者对应的电源输出功率较大
D. 脂肪含量高者对应的电源效率较大
【答案】D
【解析】
【详解】A.脂肪含量低者,电阻较小,根据“串反并同”,电压表示数较小,电流表示数较大,A错误;
B.根据上述可知,脂肪含量低者,电流表示数较大,由于
可知,脂肪含量低者对应的电源内阻消耗功率较大,B错误;
C.脂肪含量高者,电阻较大,根据“串反并同”,电压表示数较大,电流表示数较小,电源输出功率为
作出函数对应的图像如图所示
由于不知道外电阻与电源内阻的大小关系,则脂肪含量高者对应的电源输出功率的大小变化关系不能确定,C错误;
D.电源效率
可知,脂肪含量高者,外电路电阻大,则电源效率较大,D正确。
故选D。
5. 如图所示,半圆柱体玻璃砖横截面半径为,高为。有单色光垂直平面射入玻璃砖,为了避免光从圆弧面射出,需要在圆弧面上涂抹一层不透光的反光材料。已知玻璃砖对该单色光的折射率为,则涂抹层的最小面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据折射率与全反射临界角的关系
解得
根据几何关系可得,为避免光从圆弧面射出,涂抹区域对应的最小圆心角为
则涂抹层的最小面积
故选D。
6. 如图所示,甲、乙两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源(振动方向沿y轴)分别位于x=0和x=9.0m处,两列波的速率均为v=4m/s,两波源的振幅均为A=5cm。图示为t=0时刻两列波的波形图,此刻平衡位置位于x=3.0m和x=6.0m处的两质点刚开始振动,下列关于各质点运动情况判断正确的是( )
A. 甲波的频率f=0.5Hz
B. 两波源的起振方向均沿y轴正方向
C. t=0.125s时,x=8.0m处质点的位移y=5cm
D. 在t=0.95s至t=1.45s时间内,x=3.5m处质点通过的路程为40cm
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题图可知
所以
故A错误;
B.t=0时刻,x=3.0m和x=6.0m处的质点开始振动,由波的传播方向与质点的振动方向关系,可知两波均沿y轴负方向振动,故两波源的起振方向均沿y轴负方向,故B错误;
C.在0~0.125s时间内,乙波向左传播的距离为
即x=8.5m处的质点零时刻的振动状态在t=0.125s时刻传到x=8.0m处,即波谷位置,而此时甲波还未传播到x=8.0m处,则x=8.0m处质点的位移为
故C错误;
D.两列波频率相同,会发生干涉,在t=0.95s时两列波均已传到x=3.5m处,两波源到x=3.5m处的距离差为
且两波源的起振方向均沿y轴负方向,所以x=3.5m处的质点振动加强,其振幅为10cm,每经过一个周期,质点的运动路程为4倍振幅,由于周期
因此t=0.95s至t=1.45s,即0.5s时间内x=3.5m处质点通过的路程为40cm,故D正确。
故选D。
7. 有一匀强电场平行于直角坐标系xoy所在的竖直平面,现将一质量为m,带电量为+q的小球从坐标原点O处沿y轴负向以2m/s的初速度向下抛出,其带电小球运动的轨迹方程为,重力加速度取,则下列说法中正确的是( )
A. 电场强度大小为,方向与x轴正向夹角45°
B. 电场强度大小为,方向与x轴正向夹角30°
C. 电场强度大小为,方向与x轴负向夹角45°
D. 电场强度大小为,方向与x轴正向夹角30°
【答案】A
【解析】
【详解】由带电小球运动的轨迹方程为
由题意可知,小球在y轴方向做匀速直线,在x轴方向匀加速直线运动,在y轴方向上
在x轴方向上
对比可得
可知带电小球做加速度
小球做类平抛运动,对小球受力分析可得,小球受到的电场力竖直向上分力与重力平衡,水平向右的分力为合外力,则
解得
方向与x轴正向夹角为,则
解得
故选A。
二、多项选择题∶本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分。
8. 微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。如图,M极板固定,当手机的加速度变化时,N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中R为定值电阻。下列对传感器描述正确的是( )
A. 静止时,电流表示数为零,电容器两极板不带电
B. 由静止突然向前加速时,电容器的电容减小
C. 由静止突然向前加速时,电流由b向a流过电流表
D. 保持向前匀减速运动时,两板间的电场强度减小
【答案】BC
【解析】
【详解】A.静止时,由于电容器所带电荷量不变,则电容器没有充放电过程,则电流表示数为零,但由于电容器与电源连接,两端电压不为0,则电容器两极板带了电,故A错误;
BC.由于静止突然向前加速时,弹簧被压缩,电容器极板之间的间距增大,根据可知,电容器的电容减小;根据,由于板间电压保持不变,则极板所带电荷量减小,电容器处于放电过程,由于极板N与电源负极连接,极板N带负电,则电流由b向a流过电流表,故BC正确;
D.保持向前匀减速运动时,弹簧弹力不变,形变量不变,则板间距离不变,根据可知,两板间的电场强度不变,故D错误。
故选BC。
9. 图甲为一列简谐横波在t=0.3s时刻的波形图,P点是介质中的某一质点,其振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该波的传播方向沿x轴正向
B. P点的平衡位置横坐标
C. t=0.3s到t=0.5s内,质点P通过的路程为
D. P点的振动方程为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由图乙可知,t=0.3s时刻质点P正沿y轴正方向运动,根据波动与振动的关系可知,波沿x轴负方向传播,故A错误;
BCD.设P点的振动方程为
将s,y=20cm代入解得
则P点的振动方程为
将s代入解得
cm
波动方程为
(m)
将cm代入解得
m
t=0.3s到t=0.5s内,质点P通过的路程为
故BC正确,D错误;
故选BC。
10. 如图甲是游乐设施——“反向蹦极”的示意图,游戏者(可视为质点)与固定在地面上的扣环连接,打开扣环,游戏者从A点由静止释放,像火箭一样竖直发射。游戏者上升到B位置时弹性绳恰好处于松弛状态,C为上升的最高点,P为弹性绳上端悬点,D点为速度最大点(未画出),弹性绳的形变在弹性限度内,且遵从胡克定律,不计空气阻力,以A点为坐标原点,向上为正方向,作出游戏者上升过程中加速度与位移的关系如图乙。和为已知量,则人上升过程中( )
A. AB段的长度为
B. 游戏者最大速度为
C. A点与D点间的距离大于D点与B点间的距离
D. 人从A点到D点和D点到C点合力的冲量大小相等
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.由题图乙可知,在内,加速度为正,游戏者向上做加速运动,在处加速度是零,此时速度最大,加速度反向增大,在处加速度大小为,说明此时游戏者只受重力作用,可知游戏者位于B位置,之后,游戏者一直做减速运动到速度减到零,在最高点C位置,因此AB段的长度为,A错误;
B.由题图乙可知,在加速度均匀变化,可知合力的平均值为,则从速度最大位置到最高点由动能定理可得
解得
B正确;
C. D点为速度最大点,由题图乙可知AD为,DB为,段的图线斜率相同,且,因此则有
即A点与D点间的距离大于D点与B点间的距离,C正确;
D.由动量定理可知,游戏者所受合力的冲量大小等于他的动量变化量大小,已知在A点和在C点的速度是零,D点为速度最大点,因此从A点到D点的速度的变化量和从和D点到C点的速度的变化量大小相同,则动量变化量大小相同,因此人从A点到D点和D点到C点合力的冲量大小相等,D正确。
故选BCD。
三、实验题(本大题共2小题,共14分)
11. 某同学测量某电池的电动势和内阻。实验器材如下:
电池(电动势约为,内阻未知)
电压表(量程,内阻约为)
定值电阻
电阻箱(阻值)
开关一个、导线若干。
测量电路如图甲所示:
(1)根据实验电路图,请在答题纸上用笔画线将实物图乙补充完整;( )
(2)根据实验数据绘出的图像如图丙所示,该电池的电动势_______V,内阻_________(结果均保留2位有效数字);
(3)由于电压表并非理想电压表,那么本实验中电动势的测量值____________(选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
【答案】 ①. ②. ③. ④. 小于
【解析】
【详解】(1)[1]根据实验电路图甲,将实物图乙补充完整,如图所示
(2)[2][3]根据题意,由闭合回路欧姆定律有
整理可得
结合图像可得
,
解得
,
(3)[4]由于电压表并非理想电压表,则(2)分析中的实际应为
则电池的电动势的真实值为
即本实验中电动势的测量值小于真实值。
12. 如图甲所示是用双缝干涉测量光的波长实验的装置。实验中:
(1)已知测量头主尺是毫米刻度尺,副尺上有50个等分刻度。一同学转动手轮使分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,并将该亮纹定为第1条亮纹,此时测量头上游标卡尺的示数为1.14mm;接着继续同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,此时测量头上游标卡尺的示数如图乙所示,为______mm。已知双缝间距,测得双缝到毛玻璃屏的距离L=0.900m,所测光的波长λ=______nm。(保留三位有效数字)
(2)该实验为减小误差,并未直接测量相邻两个亮条纹间的距离Δx,而是先测量n个条纹的间距再求出Δx。下列各项采用了类似方法的有______。
A.螺旋测微器将螺距通过螺母上的圆周放大,测量出了微小距离
B.卡文迪什在扭秤实验中把万有引力的效果放大,测量出了万有引力常数
C.《用单摆测重力加速度》的实验中单摆周期的测量
D.《用油膜法估测油酸分子的大小》实验用滴定法测量1滴油酸酒精溶液体积
【答案】 ①. 15.02 ②. 617 ③. CD##DC
【解析】
【详解】(1)[1]游标卡尺主尺与副尺示数之和是游标卡尺的示数,副尺是50分度的,分度值为0.02mm,其读数为
[2]两相邻条纹的间距为
根据
得
(2)[3] 先测量n个条纹的间距再求出Δx,是采用了微量累积法,《用单摆测重力加速度》的实验中单摆周期的测量和《用油膜法估测油酸分子的大小》实验用滴定法测量1滴油酸酒精溶液体积的测量实验采用了微量累积法;而螺旋测微器将螺距通过螺母上的圆周放大,测量出了微小距离和卡文迪什在扭秤实验中把万有引力的效果放大,测量出了万有引力常数的测量实验采用了放大法。
故选CD。
四、解答题(本大题共3小题,共40分。解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,若只有最后答案而无演算过程的不得分。)
13. 已知光从折射率为的介质射入折射率为的介质时,入射角和折射角满足关系式:。一个选用价格低廉易加工的透光亚克力板制成的容器,容器内装某种液体,外侧是空气。一束激光以某一角度从空气中入射至液体上表面的M点。光线进入液体时发生折射,然后照射至容器竖直内壁上的点P。在P点发生折射和反射,反射光线照射到容器水平底部的N点,进入器壁的折射光线在射出容器时恰好发生全反射,通过测量可知,。求透明液体的折射率。
【答案】
【解析】
【详解】设透明液体的折射率为n1,容器壁的折射率为n2,在P点发生反射和折射,入射角为,折射角为,根据光的反射可知
根据光的折射
因为进入器壁的折射光线在射出容器时恰好发生全反射
联立可得
14. 如图所示,一实验小车静止在光滑水平面上,其上表面由粗糙水平轨道与四分之一圆弧光滑轨道组成。圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点,一物块静止于小车最左端,一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方,并可轻靠在物块左侧。现将细线拉直到水平位置时,由静止释放小球,小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。碰撞后,物块沿着轨道运动,已知细线长,小球质量,物块、小车质量均为。小车上的水平轨道长为s,物块与水平轨道间的动摩擦因数,圆弧轨道半径。小球、物块均可视为质点。不计空气阻力,。
(1)求小球运动到最低点的速度大小;
(2)求小球与物块碰撞后的瞬间,物块的速度大小;
(3)为使物块能进入圆弧轨道,且在上升阶段不脱离小车,求小车上的水平轨道长度s的取值范围。
【答案】(1)5m/s;(2)4m/s;(3)
【解析】
【详解】(1)对小球摆动到最低点的过程中,由动能定理
解得
(2)小球与物块碰撞后的瞬间,小球的速度的大小为,物块速度的大小为,小球与物块碰撞过程中,由动量守恒定律和机械能守恒定律
解得
(3)若物块恰好运动到圆弧轨道的最低点,此时两者共速,则对物块与小车整体,由水平方向动量守恒
由能量守恒定律
解得
若物块恰好运动到与圆弧圆心等高的位置,此时两者共速,则对物块与小车整体由水平方向动量守恒
由能量守恒定律
解得
综上所述车上的水平轨道长度s的取值范围为
15. 如图所示,光滑水平轨道与半径为R 的光滑竖直半圆轨道在B 点平滑连接,在过圆心O 的水平界面MN 的下方分布有水平向右的匀强电场,现将一质量为m、电荷量为 +q 的小球(可视为质点)从水平轨道上A 点由静止释放,小球运动到C 点离开半圆轨道后, 经界面MN上的P 点进入电场,已知P 点在A 点的正上方,整个运动过程小球的电荷量保 持不变,A 、B间的距离为2R, 重力加速度为g。求:
(1)匀强电场的电场强度E 的大小;
(2)小球在半圆轨道上运动的最大速率及轨道小球支持力的最大值;
(3)小球在水平轨道上的落点到A 点的距离。
【答案】(1)E=;(2)vm=,F=(2+3)mg;(3)x=(4-5)R
【解析】
【详解】(1)设小球过C点时的速度大小为vC,小球从A运动到C的过程中,根据动能定理有
qE·3R-mg·2R=mvC2
小球离开C点后做平抛运动,小球从C运动到P的过程中,水平方向有
2R=vCt1
竖直方向有
R=gt12
联立解得
E=
(2)小球运动到等效最低点D时速度最大,设最大速度为v,OD与竖直线OB夹角为α,由于mg=qE,则α=45°,小球从A点运动到D点的过程中,根据动能定理有
qE(2R+Rsinα)-mgR(1-cosα)=mvm2
即
mvm2=mgR(sinα+cosα+1)
解得最大速率
vm=
由于小球在D点时速度最大且静电力与重力的合力恰好背离半径方向,故小球在D点时对半圆轨道的压力最大,设此压力大小为F,在D点对小球进行受力分析,并建立如图所示的直角坐标系,设在D点受到的支持力大小为F
′
F′-qEsin45°-mgcos45°=
即小球对半圆轨道压力的最大值为
F=(2+3)mg
(3)小球通过P点时水平方向速度大小为
v1=vC=
竖直方向速度大小为
v2=gt1=
进入电场后,水平方向加速度大小为
a1==g
竖直方向加速度大小为
a2==g
故小球在水平方向做匀减速运动,在竖直方向做匀加速运动,水平方向有
x=v1t2-a1t22
竖直方向有
R=v2t2+a2t22
联立解得
x=(4-5)R
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河南省信阳高级中学新校(贤岭校区)2024-2025学年高二上期
01月测试(一)物理试题
注意事项∶
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题∶本题7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 磁场中某区域的磁感线如图所示,则( )
A. a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba>Bb
B. 由图可推断整个磁场的磁感线既不会相交也不会闭合
C. 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
D. a、b两处磁感应强度的方向可以通过放置小磁针来判断
2. 如图所示,A、B、C分别为太阳、地球和月球,地球绕太阳运动的轨道形状为椭圆,P点为近日点,到太阳的距离为R1,Q点为远日点,到太阳的距离为R2,地球公转周期为T;月球绕地球的运动可视为匀速圆周运动(忽略太阳对月球的引力),月球运行轨道半径为r,月球公转周期为t。则( )
A. 相同时间内,月球与地球的连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积
B. 地球在P点和Q点的速率之比
C. 地球从P点运动到Q点的过程中,动能一直变大
D. 由开普勒第三定律可知,k为常数
3. 如图所示,某同学把压在水杯下的纸抽出,再次操作,将水杯压在纸的同一位置,以更快的速度抽出,在纸抽出过程中,水杯第二次的( )
A. 动能变化比第一次的大
B. 动量变化与第一次相等
C. 动量变化与对应时间的比值比第一次的大
D. 动能变化与对应位移的比值与第一次相等
4. 人体含水量约为70%,水中有钠离子、钾离子等离子存在,因此容易导电,而脂肪不容易导电。如图甲所示为某脂肪测量仪,其工作原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例,模拟电路如图乙所示。测量时,闭合开关S,测试者两手分别握住两手柄M、N,则体型相近的两人相比( )
A. 脂肪含量低者对应的电压表示数较小,电流表示数较小
B. 脂肪含量低者对应的电源内阻消耗功率较小
C. 脂肪含量高者对应的电源输出功率较大
D. 脂肪含量高者对应的电源效率较大
5. 如图所示,半圆柱体玻璃砖横截面半径为,高为。有单色光垂直平面射入玻璃砖,为了避免光从圆弧面射出,需要在圆弧面上涂抹一层不透光的反光材料。已知玻璃砖对该单色光的折射率为,则涂抹层的最小面积为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,甲、乙两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源(振动方向沿y轴)分别位于x=0和x=9.0m处,两列波的速率均为v=4m/s,两波源的振幅均为A=5cm。图示为t=0时刻两列波的波形图,此刻平衡位置位于x=3.0m和x=6.0m处的两质点刚开始振动,下列关于各质点运动情况判断正确的是( )
A. 甲波的频率f=0.5Hz
B. 两波源的起振方向均沿y轴正方向
C. t=0.125s时,x=8.0m处质点的位移y=5cm
D. 在t=0.95s至t=1.45s时间内,x=3.5m处质点通过的路程为40cm
7. 有一匀强电场平行于直角坐标系xoy所在的竖直平面,现将一质量为m,带电量为+q的小球从坐标原点O处沿y轴负向以2m/s的初速度向下抛出,其带电小球运动的轨迹方程为,重力加速度取,则下列说法中正确的是( )
A. 电场强度大小为,方向与x轴正向夹角45°
B. 电场强度大小为,方向与x轴正向夹角30°
C. 电场强度大小为,方向与x轴负向夹角45°
D. 电场强度大小为,方向与x轴正向夹角30°
二、多项选择题∶本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分。
8. 微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。如图,M极板固定,当手机的加速度变化时,N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中R为定值电阻。下列对传感器描述正确的是( )
A. 静止时,电流表示数为零,电容器两极板不带电
B. 由静止突然向前加速时,电容器的电容减小
C. 由静止突然向前加速时,电流由b向a流过电流表
D. 保持向前匀减速运动时,两板间的电场强度减小
9. 图甲为一列简谐横波在t=0.3s时刻的波形图,P点是介质中的某一质点,其振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该波的传播方向沿x轴正向
B. P点的平衡位置横坐标
C. t=0.3s到t=0.5s内,质点P通过的路程为
D. P点的振动方程为
10. 如图甲是游乐设施——“反向蹦极”的示意图,游戏者(可视为质点)与固定在地面上的扣环连接,打开扣环,游戏者从A点由静止释放,像火箭一样竖直发射。游戏者上升到B位置时弹性绳恰好处于松弛状态,C为上升的最高点,P为弹性绳上端悬点,D点为速度最大点(未画出),弹性绳的形变在弹性限度内,且遵从胡克定律,不计空气阻力,以A点为坐标原点,向上为正方向,作出游戏者上升过程中加速度与位移的关系如图乙。和为已知量,则人上升过程中( )
A. AB段的长度为
B. 游戏者最大速度为
C. A点与D点间的距离大于D点与B点间的距离
D. 人从A点到D点和D点到C点合力的冲量大小相等
三、实验题(本大题共2小题,共14分)
11. 某同学测量某电池的电动势和内阻。实验器材如下:
电池(电动势约为,内阻未知)
电压表(量程,内阻约为)
定值电阻
电阻箱(阻值)
开关一个、导线若干。
测量电路如图甲所示:
(1)根据实验电路图,请在答题纸上用笔画线将实物图乙补充完整;( )
(2)根据实验数据绘出的图像如图丙所示,该电池的电动势_______V,内阻_________(结果均保留2位有效数字);
(3)由于电压表并非理想电压表,那么本实验中电动势的测量值____________(选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
12. 如图甲所示是用双缝干涉测量光的波长实验的装置。实验中:
(1)已知测量头主尺是毫米刻度尺,副尺上有50个等分刻度。一同学转动手轮使分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,并将该亮纹定为第1条亮纹,此时测量头上游标卡尺的示数为1.14mm;接着继续同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,此时测量头上游标卡尺的示数如图乙所示,为______mm。已知双缝间距,测得双缝到毛玻璃屏的距离L=0.900m,所测光的波长λ=______nm。(保留三位有效数字)
(2)该实验为减小误差,并未直接测量相邻两个亮条纹间的距离Δx,而是先测量n个条纹的间距再求出Δx。下列各项采用了类似方法的有______。
A.螺旋测微器将螺距通过螺母上的圆周放大,测量出了微小距离
B.卡文迪什在扭秤实验中把万有引力的效果放大,测量出了万有引力常数
C.《用单摆测重力加速度》的实验中单摆周期的测量
D.《用油膜法估测油酸分子的大小》实验用滴定法测量1滴油酸酒精溶液体积
四、解答题(本大题共3小题,共40分。解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,若只有最后答案而无演算过程的不得分。)
13. 已知光从折射率为的介质射入折射率为的介质时,入射角和折射角满足关系式:。一个选用价格低廉易加工的透光亚克力板制成的容器,容器内装某种液体,外侧是空气。一束激光以某一角度从空气中入射至液体上表面的M点。光线进入液体时发生折射,然后照射至容器竖直内壁上的点P。在P点发生折射和反射,反射光线照射到容器水平底部的N点,进入器壁的折射光线在射出容器时恰好发生全反射,通过测量可知,。求透明液体的折射率。
14. 如图所示,一实验小车静止在光滑水平面上,其上表面由粗糙水平轨道与四分之一圆弧光滑轨道组成。圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点,一物块静止于小车最左端,一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方,并可轻靠在物块左侧。现将细线拉直到水平位置时,由静止释放小球,小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。碰撞后,物块沿着轨道运动,已知细线长,小球质量,物块、小车质量均为。小车上的水平轨道长为s,物块与水平轨道间的动摩擦因数,圆弧轨道半径。小球、物块均可视为质点。不计空气阻力,。
(1)求小球运动到最低点的速度大小;
(2)求小球与物块碰撞后的瞬间,物块的速度大小;
(3)为使物块能进入圆弧轨道,且在上升阶段不脱离小车,求小车上的水平轨道长度s的取值范围。
15. 如图所示,光滑水平轨道与半径为R 的光滑竖直半圆轨道在B 点平滑连接,在过圆心O 的水平界面MN 的下方分布有水平向右的匀强电场,现将一质量为m、电荷量为 +q 的小球(可视为质点)从水平轨道上A 点由静止释放,小球运动到C 点离开半圆轨道后, 经界面MN上的P 点进入电场,已知P 点在A 点的正上方,整个运动过程小球的电荷量保 持不变,A 、B间的距离为2R, 重力加速度为g。求:
(1)匀强电场的电场强度E 的大小;
(2)小球在半圆轨道上运动的最大速率及轨道小球支持力的最大值;
(3)小球在水平轨道上的落点到A 点的距离。
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