内容正文:
新疆霍城县江苏中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试卷
一、选择题:共12道小题,每题4分,共计48分。其中1-7题为单项选择题;8-12题为多项选择题,错选不得分,漏选得2分。
1.为了探测引力波,“天琴计划”预计发射地球卫星P,其轨道半径约为地球半径的16倍;另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为( )
A.2:1 B.4:1 C.8:1 D.16:1
2.为登月探测月球,上海航天局研制了“月球车”。某探究性学习小组对“月球车”的性能进行研究。他们让“月球车”在水平地面上由静止开始运动,并将“月球车”运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图所示的图像,已知段为过原点的倾斜直线;内“月球车”牵引力的功率保持与时刻相同不变,且;7~10s段为平行于横轴的直线;在10s末停止遥控,让“月球车”自由滑行,整个过程中“月球车”受到的阻力大小不变。下列说法错误的是( )
A.月球车受到的阻力为200N
B.月球车的质量为100kg
C.月球车在内运动的路程为24.75m
D.全过程牵引力对月球车做的总功为
3.下列运动不属于匀变速运动的是( )
A.自由落体运动 B.平抛运动
C.斜上抛运动 D.匀速圆周运动
4.下列与能量有关的说法正确的是( )
A.卫星绕地球做匀速圆周运动的半径越大,动能越大
B.做匀加速运动的物体,其机械能在不断增加
C.做自由落体运动的物体在下落过程中重力势能越来越小
D.做平抛运动的物体在任意相等时间内动能的增量相同
5.如图所示,水平面内的等边三角形BCD的边长为L,A点到B、D两点的距离均为L,A点在BD边上的竖直投影点为O。沿OC、OD、OA建立x、y、z轴。y轴上B、D两点固定两个等量的正点电荷Q。将质量为m、电荷量为-q的小球(自身产生的电场可忽略)套在光滑绝缘直轨道AC上,已知静电力常量为k,重力加速度为g,,忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A.小球从A点沿轨道AC运动的过程中,所受静电力一直减小
B.小球从A点沿轨道AC运动的过程中,电势能先增大后减小
C.小球在A、C两点电势能相等,则从A点沿轨道AC运动的过程中小球机械能守恒
D.小球刚到达C点时(未脱离轨道)的加速度大小为0
6.2023年8月10日,浙江民营企业的第一颗卫星智能体“地卫智能应急一号”成功发射并进入预定轨道。卫星从离地面500公里处利用星上智能处理技术提供地面热点地区遥感观测服务。取地球半径为。下列说法正确的是( )
A.该卫星处的重力加速度约为
B.该卫星圆周运动的周期约为60min
C.该卫星圆周运动的速度大于第一宇宙速度
D.遥感技术使用的电磁波是紫外线
7. 发射一颗人造地球同步卫星,先将卫星发射至近地轨道,在近地轨道的点调整速度进入转移轨道,在转移轨道上的远地点调整速度后进入目标轨道。下列说法中错误的是( )
A.卫星在轨道上的点需要减速才能进入轨道
B.卫星在轨道上点的加速度大于轨道上的加速度
C.卫星在轨道上点的线速度小于轨道上点的线速度
D.卫星在轨道上从到运行的时间小于卫星在轨道上绕行的半周期
8.电场看不见摸不着,我们最初是从电荷开始学习电场的。下列说法正确的是( )
A.玻璃棒与丝绸摩擦后,玻璃棒由于失去电子而带正电
B.电场是为了便于研究电荷而引入的理想模型
C.电场强度反映电场的强弱和方向,与试探电荷的电荷量成反比
D.家用燃气灶的点火装置是根据尖端放电的原理制成的
9.2021年12月26日,我国在太原卫星发射中心用“长征四号”丙遥三十九运载火箭成功发射“资源一号”06星,该卫星将进一步推进我国陆地资源调查监测卫星业务系统化应用。若该卫星在距地球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动的周期为T,地球的半径为R,引力常量为G,忽略地球的自转,则下列说法正确的是( )
A.该卫星的线速度大小为
B.地球表面的重力加速度大小为
C.地球的第一宇宙速度为
D.地球的平均密度为
10.有科学家认为,木星并非围绕太阳运转,而是围绕着木星和太阳之间的某个公转点进行公转,因此可以认为木星并非太阳的行星,它们更像是太阳系中的“双星系统”。假设太阳的质量为,木星的质量为,它们中心之间的距离为L,引力常量为G,则下列说法正确的是( )
A.太阳的轨道半径为
B.木星的轨道半径为
C.这个“双星系统”运行的周期为
D.若认为木星球绕太阳中心做圆周运动,则木星的运行周期为
11.如图,三个质量均为2kg的物体A、B、C叠放在水平桌面上,B、C用不可伸长的轻绳跨过一光滑轻质定滑轮连接,A与B之间、B与C之间的接触面以及轻绳均与桌面平行,A与B之间、B与C之间以及C与桌面之间的动摩擦因数分别为0.4、0.2和0.1,重力加速度取,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用力沿水平方向拉物体C,以下说法正确的是( )
A.拉力小于时,不能拉动C
B.拉力为9N时,轻绳的拉力为1N
C.要使A、B保持相对静止,拉力不能超过46N
D.A的加速度将随拉力的增大而先增大后减小
12. 渔业作业中,鱼虾捕捞上来后,通过“鱼虾分离装置",实现了机械化分离鱼和虾,大大地降低了人工成本。某科学小组将“鱼虾分离装置"简化为如图所示模型,分离器出口与传送带有一定的高度差,鱼虾落在斜面时有沿着斜面向下的初速度。下列说法正确的是( )
A.“虾”从掉落到传送带后,可能沿着传送带向下做加速直线运动
B.“鱼”从掉落到传送带后,马上沿着传送带向上做加速直线运动
C.“虾"在传送带运动时,摩擦力对“虾”做负功
D.“鱼"在传送带运动时,加速度方向先向下后向上
二、实验题:共14分。
13.如图甲是“探究平抛运动的规律”的实验装置,用印有小方格的纸来记录平抛物体的运动轨迹,重力加速度为。
(1)下列操作正确的是__________。
A.需调节斜槽,保证其末端切线水平
B.小球每次要从斜槽同一位置由静止释放
C.斜槽必须光滑
D.需测出平抛小球的质量
(2)小球在平抛运动过程中的几个位置如图乙中的所示,已知小方格的边长为,位置 (填写“是”或“不是”)小球的抛出点,小球的初速度大小 (用表示);
14.甲同学准备做“自由落体运动验证机械能守恒定律”实验:
(1)图中A、B、C、D、E是部分实验器材,甲同学需选用的器材有( )
A. B. C.
D. E.
(2)关于本实验,下列说法正确的是( )
A.应选择质量大、体积小的重物进行实验
B.释放纸带之前,纸带必须处于竖直状态
C.先释放纸带,后接通电源
D.为测量打点计时器打下某点时重锤的速度,需要先测量该点到点的距离,再根据公式计算,其中应取当地的重力加速度
(3)甲同学实验时,质量的重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,为计时器打下的第一个点,相邻计数点时间间隔为,长度单位是cm,g取。(结果保留2位有效数字);
①打点计时器打下计数点时,物体的速度 m/s。
②从点到打下计数点的过程中,物体重力势能的减小量 J。
三、计算题:共38分。写出详细的解题过程,只写结果不得分。
15.如图所示,在足够大的光滑水平地面上,静置一质量为的滑块,滑块右侧面的圆弧形槽的半径为点切线水平,离地面的距离为.质量为、可视为质点的小球以一定的水平速度从点冲上滑块,恰好能到达点,重力加速度大小为,不计空气阻力,求:
(1)滑块的最大速度;
(2)小球离开滑块时受到的支持力大小;
(3)小球落地时到滑块上点的距离.
16. 一质量为m=2kg的物体放置在水平板上,抬升板的左端,当倾角为θ时,物体恰能沿板向下做匀速直线运动,如图甲所示,已知tanθ=0.5,接触面间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力的大小,g=10m/s2,sin37°=0.6.
(1)求物体与板之间动摩擦因数μ;
(2)将板恢复到水平位置,对物体施加水平向右的恒力F1,物体在板上做匀速直线运动,如图乙所示,求F1的大小;
(3)将板恢复到水平位置,对物体施加与水平方向夹角为α=37°的恒力F2使物体在板上做匀速直线运动,如图丙所示,求F2的大小。
17. 如图所示,足够长的水平光滑直轨道AB和水平传送带平滑无缝连接,传送带长L=4m,以10m/s的速度顺时针匀速转动,带有光滑圆弧管道EF的装置P固定于水平地面上,EF位于竖直平面内,由两段半径均为R=0.8m的圆弧细管道组成,EF管道与水平传送带和水平地面上的直轨道MN均平滑相切连接,MN长L2=2m,右侧为竖直墙壁。滑块a的质量m1=0.3kg,滑块b与轻弹簧相连,质量m2=0.1kg,滑块c质量m3=0.6kg,滑块a、b、c均静置于轨道AB上。现让滑块a以一定的初速度水平向右运动,与滑块b相撞后立即被粘住,之后与滑块c发生相互作用,c与劲度系数k=1.5N/m的轻质弹簧分离后滑上传送带,加速之后经EF管道后滑上MN。已知滑块c第一次经过E时对轨道上方压力大小为42N,滑块c与传送带间的动摩擦因数μ1=0.35,与MN间的动摩擦因数μ2=0.4,其它摩擦和阻力均不计,滑块与竖直墙壁的碰撞为弹性碰撞,各滑块均可视为质点,重力加速度大小g=10m/s2,弹簧的弹性势能(x为形变量)。求:
(1)滑块c第一次经过F点时速度大小(结果可用根号表示);
(2)滑块a的初速度大小v0:
(3)试通过计算判断滑块c能否再次与弹簧发生相互作用,若能,求出弹簧第二次压缩时最大的压缩量。
18. 如图所示,间距为且足够长的光滑平行金属导轨与,由倾斜与水平两部分平滑连接组成。倾角的倾斜导轨间区域Ⅰ有垂直导轨平面斜向上的匀强磁场,磁感应强度。水平导轨间区域Ⅱ有一个长度、竖直向上的匀强磁场,磁感应强度。质量、阻值的金属棒a从倾斜导轨某位置由静止开始释放,穿过前已做匀速直线运动,以大小不变的速度进入水平导轨,穿出水平磁场区域Ⅱ与另一根质量、阻值的静止金属棒b发生弹性碰撞,两金属棒始终与导轨垂直且接触良好,金属导轨电阻不计,求:
(1)金属棒a到达斜面底端时的速度的大小;
(2)金属棒a第一次穿过区域Ⅱ的过程中,金属棒a电路中产生的焦耳热Q;
(3)金属棒a最终停在距区域Ⅱ右边界距离x。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】开普勒定律;万有引力定律的应用
【解析】【解答】设地球半径为R,根据题述,地球卫星P的轨道半径为RP=16R,地球卫星Q的轨道半径为RQ=4R,根据开普勒定律, = =64,所以P与Q的周期之比为TP∶TQ=8∶1, C符合题意。
故答案为:C
【分析】利用开普勒第二定律解答或根据万有引力提供向心力再结合题意可求解。
2.【答案】C
【知识点】牛顿第二定律;功率及其计算;机车启动;动能定理的综合应用;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.由图可知知内,月球车做匀速直线运动,速度最大,阻力等于牵引力,由,A不符合题意;
B.在10s末撤去牵引力后,月球车只在阻力作用下做匀减速运动,由图像可知,加速度大小,由牛顿第二定律得:f=ma,解得:m=100kg,B不符合题意;
C.当月球车速度为3m/s时,牵引力为,时间内加速度为,则,对
对月球车在 内运动的应用动能定理可得:,解得,C符合题意;
D.内的位移为:,对时间段应用动能定理可得:,解得全过程中牵引力对月球车做的总功为:,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】当月球车做匀速运动时,速度达到最大,牵引力等于阻力,根据P=fv求得月球车受到的阻力。在撤去牵引力后,月球车只受阻力作用,由图像求出加速度大小,再根据牛顿第二定律求月球车的质量。在时刻达到额定功率,根据P=Fv求得牵引力,结合牛顿第二定律和运动学公式求得匀加速时间。根据动能定理求得时间内通过的路程,根据动能定理求得全程牵引力所做的总功。
3.【答案】D
【知识点】自由落体运动;平抛运动;斜抛运动;匀速圆周运动
4.【答案】C
【知识点】能量守恒定律;动能;动能和势能的相互转化;机械能守恒定律
5.【答案】D
【知识点】电场及电场力;点电荷的电场;电场强度的叠加;电势能;电势
【解析】【解答】A、根据等量同种电荷场强的分布情况可知,小球沿AC运动过程,小球受到的静电力先增大后减小,故A错误;
B、根据等量同种电荷电势的分布情况可知,小球从A到C过程中,电势为正,且电势先增大后减小,故负电荷电势能先减小后增大,根据能量守恒定律可知,小球的机械能先增大后减小,故小球机械能不守恒。故BC错误;
D、轨道上C点的电场强度大小为
则小球在C点沿AC杆方向所受合力为
又
联立解得
故小球刚到达C点时(未脱离轨道)的加速度大小为0。故D正确。
故答案为:D。
【分析】熟悉等量同种电荷场强和电势的分布情况。负电荷在电势高的位置,电势能小,电场力做正功,小球的机械能增大。根据点电荷场强公式确定两电荷在C产生的场强大小,再根据力的合成与分解及牛顿第二定律确定小球到达C点的加速度。
6.【答案】A
【知识点】万有引力定律的应用;第一、第二与第三宇宙速度;卫星问题
【解析】【解答】A、在地球表面根据万有引力与重力的关系有
设该卫星的质量为m',则有
解得
故A正确;
B、根据万有引力提供向心力有
代入数据解得该卫星圆周运动的周期
故B错误;
C、第一宇宙速度是卫星做圆周运动的最大环绕速度,该卫星圆周运动的速度小于第一宇宙速度,故C错误;
D、由于红外线衍射能力强,不容易被云雾里的小分子散射掉,穿过云雾的能力比较好,用于遥感技术,故D错误。
故答案为:A。
【分析】第一宇宙速度是卫星绕地运行做圆周运动的最大环绕速度,红外线波长长,容易发生衍射现象,常用于遥感技术。卫星有万有引力提供向心力,确定卫星所在位置的运行轨道半径,再结合万有引力定律及牛顿第二定律进行解答。
7.【答案】A
【知识点】万有引力定律的应用;卫星问题
【解析】【解答】A、卫星在轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ需要卫星做离心运动,即需要点火加速,故A错误,符合题意;
B、根据牛顿第二定律可知
即
由图可知,卫星在轨道Ⅱ上的Q点轨道半径等于轨道Ⅰ上Q点的轨道半径,所以加速度相等,故B错误,符合题意;
C、由万有引力提供向心力可知
可得
卫星在轨道Ⅱ上Q点为近地点,P点为远地点, 卫星在轨道上点的线速度大于轨道上点的线速度 ,故C错误,符合题意;
D、由开普勒第三定律
可知,轨道半径越高,周期越大,卫星在轨道Ⅱ上从Q到P运行的时间刚好为轨道Ⅱ上的半周期,所以卫星在轨道Ⅱ上从Q到P运行的时间小于卫星在轨道Ⅲ上绕行的半周期,故D正确,不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】卫星从低轨道进入高轨道做离心运动,需要点火加速。熟悉掌握开普勒定律的具体内容及使用范围。确定五星在不同位置的运行半径的关系,再根据万有引力定律及牛顿第二定律进行分析解答。
8.【答案】A,D
【知识点】电场及电场力;电荷及三种起电方式;电场强度
【解析】【解答】A、玻璃棒与丝绸摩擦后,玻璃棒由于失去电子而带正电,故A正确;
B、电场是传递电荷间相互作用客观存在的物质,故B错误;
C、电场强度反映电场自身的强弱和方向,与试探电荷的电荷量无关,故C错误;
D、家用燃气灶的点火装置,是根据尖端放电的原理制成的,故D正确。
故选AD。
【分析】掌握摩擦起电的实质。电场线是为了便于研究电荷而引入的理想模型,电场是传递电荷间相互作用客观存在的物质。电场强度是电场本身固有的属性。
9.【答案】B,D
【知识点】重力加速度;线速度、角速度和周期、转速;万有引力定律的应用;第一、第二与第三宇宙速度;卫星问题
【解析】【解答】A.该卫星的线速度大小为①
A不符合题意;
B.设地球质量为M,“资源一号”06星的质量为m1,根据牛顿第二定律有②
设地球表面的重力加速度大小为g,则在地球表面质量为m2的物体所受万有引力等于重力,即③
联立②③解得④
B符合题意;
C.设地球的第一宇宙速度为v1,根据第一宇宙速度的物理意义可得⑤
解得⑥
C不符合题意;
D.地球的平均密度为⑦
联立③④⑦解得⑧
D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】利用其卫星的周期可以求出线速度的大小;利用引力提供向心力及引力形成重力可以求出重力加速度的大小;利用引力形成重力可以求出第一宇宙速度的大小;利用其体积公式可以求出地球平均密度的大小。
10.【答案】C,D
【知识点】万有引力定律的应用;双星(多星)问题
【解析】【解答】ABC、太阳与木星间的万有引力提供彼此的向心力,
对太阳:
对木星:
由(1)(2)(3)解得:
太阳的轨道半径: ,A错误;
木星的轨道半径: ,B错误;
”双星系统“的运行周期: ,C正确;
D、若木星绕着太阳中心做匀速圆周运动,则
解得木星的运行周期 ,D正确。
故答案为:CD。
【分析】双星系统的特点:由双星间的万有引力来提供彼此的向心力,即对双星而言,向心力大小相等,转动的角速度(周期)相等,双星的轨道半径和等于双星间的距离。
11.【答案】A,C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;摩擦力的判断与计算;力的合成
【解析】【解答】A、根据题意,当C恰好要滑动时,对C受力分析,受向左的拉力F,桌面向右的摩擦力f1,物体B向左的摩擦力f2,绳子的拉力T1,则有
F= f1+ f2+T1
其中
f1=μ1(mA+mB+mC)g = 0.1 x (2 +2 + 2) x10N= 6N
f2=μ(mA+mB)g = 0.2 x (2+2) x10N=8N
对物体B分析,可知
T1=f2=8N
解得
F= f1+ f2+T1= 6N+ 8N+ 8N= 22N
则拉力F<22N时,不能拉动C,故A正确;
B、根据题意可知,当F1=9N > f1 = 6N可知,绳子有弹力,设此时绳子的弹力为T2,由于整体都没有运动,则B、C间的摩擦力等于绳子的弹力,对物体C,由平衡条件有 F1 = f1 + T2 +f2其中T2= f2,解得
故B错误;
C、根据题意,有牛顿第二定律可知,要使A、 B保持相对静止,物体A的最大加速度为
am =0.4g = 0.4x10m/s2= 4m/s2
设此时拉力为F2,绳子的弹力为T3,则有
T3 - f2= (mA+mB)am,F2-f1-f2-T3=mCam
代入数据联立解得 F2= 46N,故C正确;
D、根据上述分析可知,当F<22N,拉不动物体C,则此过程A的加速度为0,保持不变,当
22N≤F≤46N
时,物体A、 B保持静止,一起运动,此过程A的加速度随 f的增大而增大,当
F>46N
时,物体A与B之间相对滑动,物体A受滑动摩擦力,保持不变,加速度不变,故D错误;
故答案为:AC。
【分析】分析C物体的受力情况,求出桌面给C的向右的摩擦力f桌,B给C向右的摩擦力fBC,再根据平衡条件求解拉力进行分析;在A和B即将发生相对滑动时,分别对A受力分析、对AB整体受力分析、对C物体受力分析求解拉力F,得到A和B发生相对滑动的临界力大小;分析当F=9N时有没有发生相对滑动,根据平衡条件进行解答;A和B发生相对滑动时分析合外力,再分析加速度。
12.【答案】A,C
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型;功的计算
【解析】【解答】A.虾的收集箱在传送带下方,故虾一定是向下运动,虾的重力沿传送带斜面向下的分力可能大于虾受到的摩擦力,故可能向下做加速直线运动,A不符合题意;
B.鱼箱的收集箱在传送带上方,所以鱼最终一定是向上运动,但鱼刚掉落到传送带时,有一个沿传送带斜面向下的初速度,所以鱼要先向下减速到速度为零后,再变为向上的加速运动,最终还可能变为匀速直线运动,B不符合题意;
C.虾相对传送带向下运动,所以虾受到的摩擦力沿传送带斜面向上,而虾的位移方向向下,故摩擦力对虾做负功,C符合题意;
D.鱼在掉落到传送带后,受到的摩擦力的方向一直向上,所以有向上的加速度,后来如果加速到与传送带共速,加速度就为零,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】根据虾收集箱与鱼收集箱的位置,确定虾和鱼最终的运动方向,再结合鱼虾落在斜面时有沿着斜面向下的初速度,确定鱼和虾在传送带上的运动过程以及运动过程中受到的摩擦力。
13.【答案】(1)A;B
(2)不是;
【知识点】研究平抛物体的运动
14.【答案】(1)A;B
(2)A;B
(3)0.97;0.48
【知识点】验证机械能守恒定律
15.【答案】(1)解:以水平向左为正方向,设小球冲上滑块时的速度大小为,小球到达点时两者的速度大小为,小球返回点时的速度为,结合动量守恒定律有
解得
(2)解:由(1)解得
有
解得
(3)解:设小球从点离开后做平抛运动的时间为,则有
解得
【知识点】动量守恒定律;平抛运动;竖直平面的圆周运动;动量与能量的其他综合应用
【解析】【分析】(1)利用滑块与槽水平方向动量守恒定律,结合能量守恒定律,可求出滑块的最大速度;(2)滑块在槽内做圆周运动,利用支持力与重力合力提供向心力的表达式,可求出支持力的大小;(3)利用平抛运动的基本公式可求出滑块落地的距离。
16.【答案】(1)解:由平衡可知
解得动摩擦因数
(2)解:物体水平板上做匀速直线运动,则
(3)解:由平衡可知
解得
F2=20N
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;摩擦力的判断与计算;力的合成与分解的运用;共点力的平衡
【解析】【分析】(1) 物体恰能沿板向下做匀速直线运动,即物块处于受力平衡状态,对其进行受力分析,根据平衡条件及力的合成与分解和滑动摩擦力的进行解答;
(2)物体做匀速直线运动,对其进行受力分析,根据平衡条件和滑动摩擦力的进行解答;
(3) 物体做匀速直线运动,对其进行受力分析,根据平衡条件及力的合成与分解和滑动摩擦力的进行解答。
17.【答案】(1)解:根据牛顿第二定律,在E点滑块c
解得
滑块c第一次经过E点到F点,根据动能定理
解得
(2)解:滑块c在传送带上做匀加速运动,因此刚放上传送带时,滑块c的速度设为vc,根据运动学规律
滑块a,b作为整体与滑块c发生相互作用,最终滑块c被弹出,根据动量守恒与能量守恒得
联立解得
a与b发生碰撞,最后共速,满足动量守恒
联立解得
(3)解:假设滑块c能再次回到E点,从F点到E点,根据动能定理
解得
速度大于零,假设成立,滑块c可再次滑上传送带,做减速运动,根据运动学规律
联立解得
即可以追上滑块a,b发生再次碰撞,设最大压缩量为,根据动量守恒与能量守恒
联立解得
【知识点】牛顿第二定律;牛顿运动定律的应用—传送带模型;动能定理的综合应用;碰撞模型;动量与能量的综合应用一弹簧类模型
【解析】【分析】(1)滑块在E点做曲线运动,确定其向心力的来源,根据牛顿第二定律确定此时滑块在E点的速度,再对EF阶段运用动能定理进行解答;
(2)由(1)中物块C在E点的速度可知,物块C在传送带一直做加速度运动,根据动能定理确定物块C滑上传送带的速度。当弹簧恢复原厂时,ab和c分离,abc一起运动过程,三者构成的整体动量守恒及能量守恒,根据动量守恒定及能量守恒定律确定ab碰后的速度,ab发生完全非弹性碰撞根据碰撞特点运用动量守恒定律确定a的初速度;
(3)若滑块c返回E点的速度大于零,则滑块能滑上传送带,若滑块c从传送带左端滑离时的速度大于ab和c分离时ab的速度,则c能与弹簧再次发生作用。假设滑块滑离传送带左端时速度不为零,对滑块c从F到传送带左端运用动能定理确定c到达左端的速度。若能再次碰撞,则当abc共速时,弹簧弹性势能最大。再根据动量守恒定律及能量守恒定律结合题意进行解答。
18.【答案】(1)解:导体棒匀速穿过,由受力平衡得
解得
(2)解:规定向右为正方向,对金属棒,根据动量定理得
,,(或)
解得
金属棒第一次穿过磁场区域的过程中,电路中产生的总热量等于金属棒机械能的减少量
解得
(3)解:规定向右为正方向,两金属棒碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒得
,
联立并代入数据解得金属棒反弹的速度为
设金属棒最终停在距磁场右边界处,规定向右为正方向,对金属棒,根据动量定理得
,,或
解得
【知识点】动量定理;动量守恒定律;机械能守恒定律;导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】(1)对导体棒a受力分析,据牛顿第二定律和安培力公式结合求解;
(2)对a导体棒应用动量定理求得末速度,再由能量守恒定律求电路产生的热量Q;
(3)根据动量守恒、机械能守恒以及动能定理联立列式可求得滑行的距离。
试题分析部分
1、试卷总体分布分析
总分:95分
分值分布
客观题(占比)
48.0(50.5%)
主观题(占比)
47.0(49.5%)
题量分布
客观题(占比)
12(66.7%)
主观题(占比)
6(33.3%)
2、试卷题量分布分析
大题题型
题目量(占比)
分值(占比)
实验题:共14分。
2(11.1%)
9.0(9.5%)
选择题:共12道小题,每题4分,共计48分。其中1-7题为单项选择题;8-12题为多项选择题,错选不得分,漏选得2分。
12(66.7%)
48.0(50.5%)
计算题:共38分。写出详细的解题过程,只写结果不得分。
4(22.2%)
38.0(40.0%)
3、试卷难度结构分析
序号
难易度
占比
1
普通
(55.6%)
2
容易
(27.8%)
3
困难
(16.7%)
4、试卷知识点分析
序号
知识点(认知水平)
分值(占比)
对应题号
1
第一、第二与第三宇宙速度
8.0(8.4%)
6,9
2
点电荷的电场
4.0(4.2%)
5
3
卫星问题
12.0(12.6%)
6,7,9
4
运动学 v-t 图象
4.0(4.2%)
2
5
力的合成
4.0(4.2%)
11
6
导体切割磁感线时的感应电动势
9.5(10.0%)
18
7
功率及其计算
4.0(4.2%)
2
8
功的计算
4.0(4.2%)
12
9
万有引力定律的应用
20.0(21.1%)
1,6,7,9,10
10
电场及电场力
8.0(8.4%)
5,8
11
验证机械能守恒定律
2.0(2.1%)
14
12
电场强度
4.0(4.2%)
8
13
电磁感应中的能量类问题
9.5(10.0%)
18
14
电势能
4.0(4.2%)
5
15
动量定理
9.5(10.0%)
18
16
平抛运动
13.5(14.2%)
3,15
17
机车启动
4.0(4.2%)
2
18
共点力的平衡
9.5(10.0%)
16
19
机械能守恒定律
13.5(14.2%)
4,18
20
动量与能量的其他综合应用
9.5(10.0%)
15
21
线速度、角速度和周期、转速
4.0(4.2%)
9
22
力的合成与分解的运用
9.5(10.0%)
16
23
碰撞模型
9.5(10.0%)
17
24
电场强度的叠加
4.0(4.2%)
5
25
电荷及三种起电方式
4.0(4.2%)
8
26
开普勒定律
4.0(4.2%)
1
27
匀速圆周运动
4.0(4.2%)
3
28
动能
4.0(4.2%)
4
29
能量守恒定律
4.0(4.2%)
4
30
滑动摩擦力与动摩擦因数
13.5(14.2%)
11,16
31
斜抛运动
4.0(4.2%)
3
32
电势
4.0(4.2%)
5
33
双星(多星)问题
4.0(4.2%)
10
34
自由落体运动
4.0(4.2%)
3
35
动能和势能的相互转化
4.0(4.2%)
4
36
研究平抛物体的运动
7.0(7.4%)
13
37
重力加速度
4.0(4.2%)
9
38
动量守恒定律
19.0(20.0%)
15,18
39
牛顿第二定律
13.5(14.2%)
2,17
40
牛顿运动定律的应用—传送带模型
13.5(14.2%)
12,17
41
摩擦力的判断与计算
13.5(14.2%)
11,16
42
动能定理的综合应用
13.5(14.2%)
2,17
43
竖直平面的圆周运动
9.5(10.0%)
15
44
动量与能量的综合应用一弹簧类模型
9.5(10.0%)
17
第 1 页 共 12 页
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