精品解析：福建省三明第一中学2024-2025学年高二下学期5月期中物理试题

三明一中2024-2025学年下学期半期考 高二物理试卷 （考试时间∶75 分钟 满分∶100分） 一、单项选择题：共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对的得4分，选错的得0分。 1. 如图所示，在一条张紧绳上挂7个摆，摆球质量均相同，先让A摆振动起来，则其余各摆也随之振动。已知A、B、F三摆的摆长相同，则下列判断正确的是（　　） A. 7个摆的振幅都相同 B. D摆的摆长最长，振幅最大 C. B、F摆的摆长与 A 摆相同，振幅最大 D. D、E摆离A 摆最近， 它们的振幅最大 2. 测量人体重的电子秤，其原理如图中的虚线框内所示，它的主要部件压力传感器是一个阻值随压力增大而减小的电阻器，下列说法正确的是 （　　） A. 称重计在电路中相当于一个电压表 B. 电路中R'没有作用 C. 电路中的 R'越大，称重计越容易损坏 D. 人体越重，流过称重计的电流越大 3. 远距离输电线路简化如图所示，电厂输送电功率不变，变压器均为理想变压器，图中标示了电压和电流，其中输电线总电阻为R，则 （　　） A. 输电线电流 B. 输电线损失的电功率为 C. 提高输送电压 ，则输电线电流I₂减小 D. 用户得到的电功率为 4. 2023年4月15日，神舟十五号航天员乘组进行了第四次出舱活动。如图所示，假设一航天员在距离空间站舱门为d的位置与空间站保持相对静止，某一时刻航天员启动喷气背包返回空间站，压缩气体通过横截面积为S的喷口以相对空间站的速度v向后持续喷出，若喷出的压缩气体密度恒为ρ，航天员连同整套舱外太空服的质量为M，不计喷出气体后航天员和装备总质量的变化，则下列说法正确的是 （　　） A. 航天员此操作与弹性碰撞的原理相同 B. 喷气过程中，航天员受到喷出气体的作用力恒为F =ρSv C. 喷气过程中航天员相对空间站做加速度逐渐增大的加速运动 D. 航天员到达空间站时相对空间站的速度为 二、双项选择题：共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. “神舟号”系列飞船的成功发射及其后续的平稳运行，在很大程度上得益于载人航天测控通信系统的高效运作。该系统利用电磁波确保了地面指挥人员能够实时、准确地与飞船保持通讯联系。关于电磁波下列说法正确的是 （　　） A. 麦克斯韦预言了电磁波存在，并通过实验捕捉到了电磁波 B. 稳定的电场周围产生磁场，稳定的磁场周围产生电场 C. 电磁波可以在真空中传播 D. 电磁波的速度等于光速 6. 一个质点做简谐运动的振动图像如图所示，下列说法正确的是 （　　） A. 在任意4s的时间内，质点经过的路程都是8cm B. t=2s前后，质点加速度方向改变 C. 在 t=2s到t=3s时间内，质点的位移大小在减小 D. t=0.5s和t=1.5s两个时刻， 质点的速度大小相等，方向相同 7. 某种感温式火灾报警器如图甲所示，其简化的工作电路如图乙所示。变压器原线圈接交流电源，副线圈连接报警系统，其中 为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小， 为滑动变阻器， 为定值电阻。当警戒范围内发生火灾，环境温度升高达到预设值时，报警装置 （图中未画出）通过检测通过 的电流触发报警。下列说法正确的是 （　　） A. 警戒范围内出现火情时，原线圈输入功率变小 B. 警戒范围内出现火情时，热敏电阻 两端的电压减小 C. 警戒范围内出现火情时，通过定值电阻 的电流减小，报警装置报警 D. 若要调高预设的报警温度，可增大滑动变阻器 连入电路的阻值 8. 如图所示，质量均为m的物体A和B用轻弹簧连接，一根不可伸长的轻绳一端与物体A连接，另一端跨过光滑的固定小滑轮D（可视为质点）与质量为M的小环C连接。小环C套在竖直固定的光滑均匀细杆上，刚开始位于R处时，绳与细杆的夹角为θ，此时物体B与地面刚好无压力。现让小环C从R处由静止释放，到达Q 处时获得最大速度。位置R和Q之间高度差为h，且关于过D的水平DS对称。小环C从R下落到Q的过程中绳始终处于拉直状态，关于这一过程，下列说法正确的是（　　） A. 小环C机械能最大的位置在S点 B. 弹簧弹力和地面支持力对物体B的冲量和为零 C. 小环C的最大动量为 D. 小环C到达位置Q时，物体A的加速度大小为 三、填空、实验题∶共5小题， 9-11每空1分， 12-13每空2分， 共25分。 9. 无线话筒是一个将声信号转化为电信号并将信号发射出去的装置，其内部电路中有一部分是LC振荡电路，若话筒使用时，某时刻话筒中LC振荡电路的磁场方向如图所示，且电流正在减小，则电容器正在________（选填“充电”或“放电”），电容器上极板带________（选填“正电”或“负电”），磁场能正在________（选填“增加”或“减少”）。 10. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为5：1，原线圈接入一电压为 的交流电源，副线圈接一个R=11Ω的负载电阻，若 则： （1）副线圈中电压表的读数为_________V； （2）原线圈中电流表的读数为_________A； （3）原线圈中的输入功率为___________W。 11. 质量分别为和的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移—时间图像如图所示。 （1）碰撞后和的速度大小分别为=________m/s 、=________m/s （2）若 则=________kg 12. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中： （1）该同学组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图1所示，这样做的目的是 。 A. 可使周期测量得更加准确 B. 防止运动过程中摆长发生变化 C. 便于调节摆长 D. 保证摆球在同一竖直平面内摆动 （2）摆动时偏角满足的条件是偏角小于5°，为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最_______（选填“高”或“低”）点的位置，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，求出周期。图2中停表示数为该单摆全振动30次所用的时间，则单摆的振动周期为___s（结果保留3位有效数字）。 （3）如果实验中所得到的关系图线如图3所示，根据图像分析，可得当地的重力加速度g=________（π取3.14，结果保留3位有效数字）。 13. 如图甲所示为“研究碰撞中动量守恒”的实验装置。实验时，先让质量为的小钢球A从斜槽上某一位置由静止开始运动，从轨道末端水平抛出，落到水平地面上P点，然后再把质量为的小钢球B放到轨道末端处于静止，再让小钢球A 从斜槽开始运动，在轨道末端与小钢球B发生对心碰撞，结果小球B落到水平地面上N点，小球A落到水平地面上的M 点。 （1）实验中，下列说法正确的是 。 A. 斜槽一定要光滑 B. 两球半径一定要相同。 C. 两球质量关系一定要满足 （2）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹，如图丙所示。多次实验后， 白纸上留下了7个印迹，如果用画圆法确定小球落点P，图中画的三个圆最合理的是___________（填字母代号）； （3）若某次实验时， A、B两钢球落地点分布如图乙所示，M、P、N与O点（O点是水平轨道末端正下方的投影）距离分别为x₁、x₂、x₃，若满足关系式____________（用 、表示），则该碰撞前后动量守恒。若还满足关系式____________（用 表示），则说明该碰撞为弹性碰撞。 四、计算题：共3小题，共35分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 14. 如图所示，，匝数为200匝的矩形线圈。线圈电阻，外电路电阻R=9Ω，磁感应强度B=0.1T。线圈绕垂直于磁感线的OO'轴以角速度50rad/s匀速转动。求： （1）从此位置开始计时，它的感应电动势的瞬时值表达式； （2）2min内外电阻R上产生的焦耳热； （3）线圈由如图位置转过90°的过程中，通过R的电量。 15. 如图所示，某运动员用头颠球，质量为400g的足球从离运动员头顶0.8m高处自由落下，运动员用头将足球竖直向上顶起，足球与头作用的时间为0.04s，球离开头顶后竖直上升的最大高度为1.8m，取重力加速度大小，不计空气阻力。求： （1）足球从开始下落到与运动员的头接触前，重力的冲量； （2）足球与头作用过程中动量变化量大小； （3）足球与头作用过程中足球对头的平均作用力。 16. 如图所示，在光滑的水平面上静止着一辆小车，小车上表面的水平轨道粗糙，小车右侧有光滑的四分之一圆弧轨道，圆弧轨道与小车上表面相切于圆弧轨道最高点。一物块静止于小车最左端，一个小球被一根不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，轻靠在物块的左侧。现将细线拉直到与竖直方向夹角（ 位置时， 由静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生碰撞，碰撞的恢复系数为（ （定义式为 其中 v₁₀和 v₂₀分别是碰撞前两物体的速度，v₁和v₂分别是碰撞后两物体的速度）。碰撞后物块在小车上运动。 已知细线长。 小球质量 物块、小车的质量均为 小车上表面的水平轨道长 圆弧轨道半径 ，小球、物块均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g取 求： （1）小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小； （2）小球与物块碰撞过程中损失的机械能； （3）为使物块能进入圆弧轨道，且在刚开始滑上圆弧轨道时不飞离轨道，求物块与水平轨道间的动摩擦因数μ的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 三明一中2024-2025学年下学期半期考 高二物理试卷 （考试时间∶75 分钟 满分∶100分） 一、单项选择题：共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对的得4分，选错的得0分。 1. 如图所示，在一条张紧的绳上挂7个摆，摆球质量均相同，先让A摆振动起来，则其余各摆也随之振动。已知A、B、F三摆的摆长相同，则下列判断正确的是（　　） A. 7个摆的振幅都相同 B. D摆的摆长最长，振幅最大 C. B、F摆的摆长与 A 摆相同，振幅最大 D. D、E摆离A 摆最近， 它们的振幅最大 【答案】C 【解析】 【详解】让A摆振动起来时，其余6个球在A球的驱动力作用下做受迫振动，可知7个摆的频率相同，因A、B、F三摆的摆长相同，可知B、F两摆与A摆发生共振，振幅最大，其它摆的振幅均小于A摆。 故选C。 2. 测量人体重的电子秤，其原理如图中的虚线框内所示，它的主要部件压力传感器是一个阻值随压力增大而减小的电阻器，下列说法正确的是 （　　） A. 称重计在电路中相当于一个电压表 B. 电路中的R'没有作用 C. 电路中的 R'越大，称重计越容易损坏 D. 人体越重，流过称重计的电流越大 【答案】D 【解析】 【详解】A．称重表串联在电路中，相当于电流表，A错误； B．当车辆很重，压力传感器阻值很小，如果没有，电路中电流过大，会损坏电表，所以电路中的 R'是起保护电路作用，B错误； C．电路中的 R'越小，电路中电流越大，称重计越容易损坏，C错误； D．当人体越重时，压力传感器阻值很小，电路中电阻越小，电流越大，D正确。 故选D。 3. 远距离输电线路简化如图所示，电厂输送电功率不变，变压器均为理想变压器，图中标示了电压和电流，其中输电线总电阻为R，则 （　　） A. 输电线电流 B. 输电线损失的电功率为 C. 提高输送电压 ，则输电线电流I₂减小 D. 用户得到的电功率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于输电线总电阻为R，输电线上有电压降 根据欧姆定律，故A错误； B．输电线上有功率损失，故B错误； C．根据理想变压器 知在输送功率不变的情况下，增大U2，I2减小，故C正确； D．用户得到的电功率为 ，故D错误。 故选C。 4. 2023年4月15日，神舟十五号航天员乘组进行了第四次出舱活动。如图所示，假设一航天员在距离空间站舱门为d的位置与空间站保持相对静止，某一时刻航天员启动喷气背包返回空间站，压缩气体通过横截面积为S的喷口以相对空间站的速度v向后持续喷出，若喷出的压缩气体密度恒为ρ，航天员连同整套舱外太空服的质量为M，不计喷出气体后航天员和装备总质量的变化，则下列说法正确的是 （　　） A. 航天员此操作与弹性碰撞的原理相同 B. 喷气过程中，航天员受到喷出气体的作用力恒为F =ρSv C. 喷气过程中航天员相对空间站做加速度逐渐增大的加速运动 D. 航天员到达空间站时相对空间站的速度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．航天员此操作的原理为反冲，系统机械能要增加，则与弹性碰撞的原理不相同，故A错误； B．设在极短的时间Δt内喷出的气体的质量为Δm，则Δm=ρSvΔt 设对压缩气体的作用力为F′，则对压缩气体，根据动量定理有F′Δt=Δmv 解得F′=ρSv2 由牛顿第三定律可知，喷气过程中，航天员受到喷出气体的作用力恒为F=F′=ρSv2，故B错误； CD．由于喷气过程中，气体的密度和速度恒定，且不考虑航天员和装备总质量的变化，所以航天员受力恒定，做初速度为零的匀加速直线运动。 根据牛顿第二定律有 F=Ma 由运动学公式有 2ad=v′2 解得航天员到达空间站时相对空间站的速度为，故C错误，D正确。 故选D。 二、双项选择题：共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. “神舟号”系列飞船的成功发射及其后续的平稳运行，在很大程度上得益于载人航天测控通信系统的高效运作。该系统利用电磁波确保了地面指挥人员能够实时、准确地与飞船保持通讯联系。关于电磁波下列说法正确的是 （　　） A. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波 B. 稳定的电场周围产生磁场，稳定的磁场周围产生电场 C. 电磁波可以在真空中传播 D. 电磁波的速度等于光速 【答案】CD 【解析】 【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，故A错误； B．稳定的电场周围不能产生磁场，稳定的磁场周围也不能产生电场，故B错误； C．电磁波的传播不需要介质，在真空中可以传播，故C错误； D．电磁波的速度等于光速，故D正确。 故选D。 6. 一个质点做简谐运动的振动图像如图所示，下列说法正确的是 （　　） A. 在任意4s的时间内，质点经过的路程都是8cm B. t=2s前后，质点加速度方向改变 C. 在 t=2s到t=3s时间内，质点的位移大小在减小 D. t=0.5s和t=1.5s两个时刻， 质点的速度大小相等，方向相同 【答案】AB 【解析】 【详解】A．题图可知周期T为4s，振幅A为2cm，一个周期内质点运动路程为4A，故在任意4s的时间内，质点经过的路程都是，故A正确； B．题图可知2s前后位移方向发生改变，根据 可知回复力方向发生改变，故质点加速度方向改变，故B正确； C．题图可知在 t=2s到t=3s时间内，质点的位移大小在增大，故C错误； D．图像斜率表示速度，对称性可知t=0.5s和t=1.5s两个时刻， 质点的速度大小相等，方向相反，故D错误。 故选AB。 7. 某种感温式火灾报警器如图甲所示，其简化的工作电路如图乙所示。变压器原线圈接交流电源，副线圈连接报警系统，其中 为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小， 为滑动变阻器， 为定值电阻。当警戒范围内发生火灾，环境温度升高达到预设值时，报警装置 （图中未画出）通过检测通过 的电流触发报警。下列说法正确的是 （　　） A. 警戒范围内出现火情时，原线圈输入功率变小 B. 警戒范围内出现火情时，热敏电阻 两端的电压减小 C. 警戒范围内出现火情时，通过定值电阻 的电流减小，报警装置报警 D. 若要调高预设的报警温度，可增大滑动变阻器 连入电路的阻值 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据电压与匝数的关系有。由于变压器原线圈接电压有效值恒定的交流电源，可知，警戒范围内出现火情时，环境温度升高；接入电阻减小，即变压器负载总电阻减小，由于副线圈两端电压不变，则副线圈中电流增大，根据电流匝数关系可知，变压器原线圈电流增大，由于原线圈电压一定，则原线圈输入功率变大，故A错误； B．由于副线圈两端电压不变，副线圈中电流增大，两端电压减小，故B正确； C．结合上述可知，警戒范围内出现火情时，副线圈中电流增大，即通过定值电阻的电流过大时，报警装置才会报警，故C错误； D．结合上述可知，温度升高时，接入电阻减小，若要调高预设的报警温度，即使得此时副线圈中电流仍然没有达到报警电流，则可以提供调节滑动变阻器，适当增大滑动变阻器的阻值，故D正确。 故选BD。 8. 如图所示，质量均为m的物体A和B用轻弹簧连接，一根不可伸长的轻绳一端与物体A连接，另一端跨过光滑的固定小滑轮D（可视为质点）与质量为M的小环C连接。小环C套在竖直固定的光滑均匀细杆上，刚开始位于R处时，绳与细杆的夹角为θ，此时物体B与地面刚好无压力。现让小环C从R处由静止释放，到达Q 处时获得最大速度。位置R和Q之间高度差为h，且关于过D的水平DS对称。小环C从R下落到Q的过程中绳始终处于拉直状态，关于这一过程，下列说法正确的是（　　） A. 小环C机械能最大的位置在S点 B. 弹簧弹力和地面支持力对物体B的冲量和为零 C. 小环C的最大动量为 D. 小环C到达位置Q时，物体A的加速度大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．小环C下落过程受重力、杆的支持力和细线的拉力，非重力做功等于机械能的变化量。到位置S前的过程中，非重力做正功，机械能增加。经过S的过程，非重力做负功，机械能减小。因此，小环C的机械能先增加再减小，下落到位置S时，小环C的机械能最大，故A正确； B．小环从R处下落到Q处的过程中，物体B始终静止在地面上，动量变化量为零，因此物体B所受合力的冲量为零，即重力、弹簧弹力和地面对物体B的支持力的冲量和为零，则弹簧弹力和地面对物体的支持力的冲量和与重力冲量等大反向，由于此过程重力冲量不为零，故弹簧弹力和地面支持力对物体B的冲量和不为零，故B错误； C．环在Q时动能最大。环在R和Q时，弹簧长度相同，弹性势能相同。Q和A通过细线相连，沿着绳子的分速度相等，故 故A与环的动能之比为 对小环和A的系统 联立可得小环C的最大动能 小环C的最大动量为，故C错误； D．环在R和Q时，弹簧长度相同，B对地面的压力为零，说明弹簧处于伸长状态且弹力等于物体B的重力mg。环在Q位置，环速度最大，说明受力平衡，受重力、支持力和拉力，根据平衡条件，有 对A有 对B有 联立可得 即物体A的加速度大小为，故D正确。 故选AD。 三、填空、实验题∶共5小题， 9-11每空1分， 12-13每空2分， 共25分。 9. 无线话筒是一个将声信号转化为电信号并将信号发射出去的装置，其内部电路中有一部分是LC振荡电路，若话筒使用时，某时刻话筒中LC振荡电路的磁场方向如图所示，且电流正在减小，则电容器正在________（选填“充电”或“放电”），电容器上极板带________（选填“正电”或“负电”），磁场能正在________（选填“增加”或“减少”）。 【答案】 ①. 充电 ②. 负电 ③. 减少 【解析】 【详解】[1][2][3]电流正在减小，则电容器正在充电，磁场能正在转化为电场能，又根据安培定则，可判断电容器上极板带负电。 10. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为5：1，原线圈接入一电压为 的交流电源，副线圈接一个R=11Ω的负载电阻，若 则： （1）副线圈中电压表的读数为_________V； （2）原线圈中电流表的读数为_________A； （3）原线圈中的输入功率为___________W。 【答案】（1）44 （2）0.8 （3）176 【解析】 【小问1详解】 由题意，原线圈电压 副线圈中电压表的读数即为副线圈电压 【小问2详解】 副线圈电流为 原线圈中电流表的读数即为原线圈电流 【小问3详解】 原线圈中的输入功率为 11. 质量分别为和的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移—时间图像如图所示。 （1）碰撞后和的速度大小分别为=________m/s 、=________m/s （2）若 则=________kg 【答案】（1） ①. 2 ②. 2 （2）15 【解析】 【小问1详解】 [1][2]物体在光滑水平面上做匀速直线运动，x-t图像的斜率表示物体的速度，结合图像得出碰撞后和的速度大小均为。 【小问2详解】 由图可知，碰前，的速度为，静止，由总动量守恒，有 解得 12. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中： （1）该同学组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图1所示，这样做的目的是 。 A. 可使周期测量得更加准确 B. 防止运动过程中摆长发生变化 C. 便于调节摆长 D. 保证摆球在同一竖直平面内摆动 （2）摆动时偏角满足的条件是偏角小于5°，为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最_______（选填“高”或“低”）点的位置，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，求出周期。图2中停表示数为该单摆全振动30次所用的时间，则单摆的振动周期为___s（结果保留3位有效数字）。 （3）如果实验中所得到的关系图线如图3所示，根据图像分析，可得当地的重力加速度g=________（π取3.14，结果保留3位有效数字）。 【答案】（1）BC （2） ①. 低 ②. 2.25 （3）9.86 【解析】 【小问1详解】 组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，这样做的目的是防止单摆在运动过程中摆长发生变化，同时便于调节摆长。 故选BC。 【小问2详解】 [1]为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最低点的位置； [2]图2中停表的读数为 则单摆的振动周期为 【小问3详解】 根据单摆周期公式及结合图像有（其中r为小球半径） 变形得 结合图像有 解得 13. 如图甲所示为“研究碰撞中动量守恒”实验装置。实验时，先让质量为的小钢球A从斜槽上某一位置由静止开始运动，从轨道末端水平抛出，落到水平地面上P点，然后再把质量为的小钢球B放到轨道末端处于静止，再让小钢球A 从斜槽开始运动，在轨道末端与小钢球B发生对心碰撞，结果小球B落到水平地面上N点，小球A落到水平地面上的M 点。 （1）实验中，下列说法正确的是 。 A. 斜槽一定要光滑 B. 两球半径一定要相同。 C. 两球质量关系一定要满足 （2）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹，如图丙所示。多次实验后， 白纸上留下了7个印迹，如果用画圆法确定小球的落点P，图中画的三个圆最合理的是___________（填字母代号）； （3）若某次实验时， A、B两钢球落地点分布如图乙所示，M、P、N与O点（O点是水平轨道末端正下方的投影）距离分别为x₁、x₂、x₃，若满足关系式____________（用 、表示），则该碰撞前后动量守恒。若还满足关系式____________（用 表示），则说明该碰撞为弹性碰撞。 【答案】（1）BC （2）C （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 A．小球A每次均从斜槽同一位置静止释放，小球克服摩擦力阻力做功相等，小球A从斜槽末端飞出的速度大小一定，可知，斜槽的摩擦力对实验没有影响，即斜槽不需要保持光滑，故A错误； B．为了确保发生对心正碰，两球半径一定要相同，故B正确； C．为了避免小球A碰撞过程发生反弹，两球质量关系一定要满足。 故选BC。 【小问2详解】 用画圆法确定小球的平均落点时，应舍弃偏差较大的点迹，将其他点迹用尽量小的圆包围起来，该圆的圆心即为平均落地点。根据图乙可知，图中画的三个圆最合理的是C。 【小问3详解】 [1]小球飞出斜槽做平抛运动，竖直高度相等，则有 水平方向做匀速直线运动，则有，， 根据动量守恒定律，有 解得 [2]若该碰撞为弹性碰撞，则还有机械能守恒，即 可解得 即 四、计算题：共3小题，共35分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 14. 如图所示，，匝数为200匝的矩形线圈。线圈电阻，外电路电阻R=9Ω，磁感应强度B=0.1T。线圈绕垂直于磁感线的OO'轴以角速度50rad/s匀速转动。求： （1）从此位置开始计时，它的感应电动势的瞬时值表达式； （2）2min内外电阻R上产生的焦耳热； （3）线圈由如图位置转过90°的过程中，通过R的电量。 【答案】（1） （2）54000J （3）0.2C 【解析】 【小问1详解】 线框从磁通量最小位置开始转动，因此感应电动势的瞬时值表达式为 【小问2详解】 电动势有效值为 电流为 则2min内R上产生的焦耳热为 解得 【小问3详解】 线圈由如图位置转过90°的过程中 通过R的电量为 又， 联立可得 解得 15. 如图所示，某运动员用头颠球，质量为400g的足球从离运动员头顶0.8m高处自由落下，运动员用头将足球竖直向上顶起，足球与头作用的时间为0.04s，球离开头顶后竖直上升的最大高度为1.8m，取重力加速度大小，不计空气阻力。求： （1）足球从开始下落到与运动员的头接触前，重力的冲量； （2）足球与头作用过程中动量的变化量大小； （3）足球与头作用过程中足球对头的平均作用力。 【答案】（1）1.6N·s；方向竖直向下 （2）4.0 （3）104N；方向竖直向下 【解析】 【小问1详解】 足球从开始下落到与运动员头接触前，做自由落体运动，由公式 可得t=0.4s 由公式I= mgt 可得 ，方向竖直向下。 【小问2详解】 足球与头接触前瞬间的速度大小为，则有 解得 足球与头接触后瞬间的速度大小为，则有 解得 取竖直向上为正方向，可知足球与头作用过程中动量的变化量为 可得足球与头作用过程中动量的变化量大小为4.0。 【小问3详解】 设头对足球的平均作用力大小为F，取竖直向上为正方向，足球与头作用过程中 根据动量定理可得 代入数据解得F=104N， 方向竖直向上 ，根据牛顿第三定律，足球对头的平均作用力大小 F'=104N，方向竖直向下。 16. 如图所示，在光滑水平面上静止着一辆小车，小车上表面的水平轨道粗糙，小车右侧有光滑的四分之一圆弧轨道，圆弧轨道与小车上表面相切于圆弧轨道最高点。一物块静止于小车最左端，一个小球被一根不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，轻靠在物块的左侧。现将细线拉直到与竖直方向夹角（ 位置时， 由静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生碰撞，碰撞的恢复系数为（ （定义式为 其中 v₁₀和 v₂₀分别是碰撞前两物体的速度，v₁和v₂分别是碰撞后两物体的速度）。碰撞后物块在小车上运动。 已知细线长。 小球质量 物块、小车的质量均为 小车上表面的水平轨道长 圆弧轨道半径 ，小球、物块均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g取 求： （1）小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小； （2）小球与物块碰撞过程中损失的机械能； （3）为使物块能进入圆弧轨道，且在刚开始滑上圆弧轨道时不飞离轨道，求物块与水平轨道间的动摩擦因数μ的取值范围。 【答案】（1）10N （2）1.08J （3） 【解析】 【小问1详解】 小球摆动到最低点的过程中， 由动能定理得 解得 在最低点，对小球， 由牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 小球与物块碰撞过程中，由动量守恒定律得 由碰撞的恢复系数可得 解得 由能量守恒定律得 解得 【小问3详解】 若物块恰好运动到圆弧轨道的最高点相对静止，则对物块与小车整体，由动量守恒定律得 由能量守恒定律得 解得 若物块恰好运动到圆弧顶端时飞出，设此时物块速度大小为v₄，小车速度大小为 vs，则对物块与小车整体，由动量守恒定律得 由能量守恒定律得 此时在圆弧顶端恰N=0，则 解得 物块与水平轨道间的动摩擦因数μ的取值范围为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$