内容正文:
湖北省襄阳随州部分高中2024—2025学年下学期期末联考
高一物理试题
注意事项:
1、答题前,请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。
2、选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题作答:用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后,请将答题卡上交。
一、选择题:(本题共10小题,每小题4分,共40分,。在小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合要求,每小题全部选对得4分,选对但不全的得2分,有错选或者不选的得0分)
1. 如图,潜艇从海水的高密度区驶入低密度区过程称为“掉深”。图a,某潜艇在高密度区水平向右匀速航行; t=0时,该捞艇开始“掉深”, 图b为其竖直方向的速度时间图像,水平速度v保持不变。若以水平向右为x轴,竖直向下为y轴,则带艇“掉深”后的0~30s内。能大致表示其运动轨迹的图形是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可知,潜艇在轴方向上做匀速直线运动,轴方向上先做匀加速直线运动,再做匀减速直线运动,则运动轨迹的图形,在轴上取相邻距离相等的几段距离,则时间相等,轴上下降的距离先增大后减小。
故选B。
2. 如图所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,内侧壁半径为R,小球半径为r,则下列说法中正确的是( )
A. 小球通过最高点时的最小速度
B. 小球通过最高点时的最小速度
C. 小球在水平线ab以下的管道中运动时,内侧管壁对小球一定无作用力
D. 小球在水平线ab以上的管道中运动时,外侧管壁对小球一定有作用力
【答案】C
【解析】
【详解】AB.在最高点,由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用,当小球的速度等于0时,内管对小球产生弹力,大小为mg,故最小速度为0,故AB项与题意不相符;
CD.小球在水平线ab以下管道运动,由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力,所以外壁对小球一定有作用力,而内壁对小球一定无作用力,故C项与题意相符,D项与题意不相符.
3. 甲、乙两位同学分别站在地球的南极和赤道上,用大小相等的初速度将一个小球竖直向上抛出,小球落回手中的时间之比为k,不计空气阻力。若已知地球密度为ρ,引力常量为G,则乙同学随地球自转的角速度大小为( )
A. B.
C D.
【答案】A
【解析】
【详解】设南极处的重力加速度为,小球落回手中的时间为t0,赤道处的重力加速度为g,小球落回手中的时间为t,由小球竖直上抛到达最高点得
所以
在南极,由万有引力提供重力有
在赤道,由万有引力提供小球的重力和小球随地球自转的向心力有
又
联立以上各式可解得
故选A。
4. 已知火星与地球的半径之比为p,质量之比为q,火星与地球绕太阳公转的周期之比为k,由以上信息可得( )
A. 火星与地球表面的重力加速度之比为 B. 火星与地球的密度之比为
C. 火星与地球绕太阳的轨道半径之比为 D. 火星与地球受到太阳的万有引力之比为
【答案】B
【解析】
【详解】B.由密度公式
及
联立可得
可知火星与地球的密度之比为,故B正确;
A.由
可得星球表面的重力加速度为
知火星与地球表面的重力加速度之比为,故A错误;
C.对太阳的行星,由
得
可得火星与地球绕太阳的轨道半径之比为,故C错误;
D.太阳的行星受到太阳的万有引力为
可得火星与地球受到太阳的万有引力之比为,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,A、B两小球由绕过轻质光滑定滑轮细线相连,A放在固定的倾角为30°的光滑斜面上,B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,C球放在水平地面上。现用手控制住A,使细线恰好伸直,保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知B、C的质量均为m,重力加速度为g。松手后A由静止开始沿斜面下滑,当A速度最大时C恰好离开地面,则A下滑的最大速度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】对A、B整体,由平衡条件可得
F为此时弹簧的弹力,因此时C恰好离开地面,则有
联立解得
C恰好离开地面时,对C则有
解得
此时A、B有最大速度,且A、B速度大小相等。开始时系统静止,弹簧被压缩,绳上无拉力,对B则有
解得
从释放A到C恰好离开地面的运动中,弹簧的弹性势能变化量是零,在此运动中A、B、C组成的系统机械能守恒,由机械能守恒定律可得
解得
故选A。
6. 如图所示,倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面夹角为θ,极板间距为d,带负电的微粒质量为m、带电量为q,从极板M的左边缘A处以初速度v0水平射入,沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出,则( )
A. 微粒达到B点时动能为
B. 微粒的加速度大小等于gsin θ
C. 两极板的电势差
D. 微粒从A点到B点过程电势能减少
【答案】C
【解析】
【详解】由题分析可知,微粒做匀减速直线运动,动能减小.故A错误;由题分析可知,tanθ=
得a=gtanθ,故B错误;
微粒沿水平方向做直线运动,则重力势能不变,动能减小,则电势能增加.由上可知微粒电势能增加量△ɛ=ma,又△ɛ=qU,得到两极板的电势差U=.故C正确.微粒从A点到B点的过程电势能增加.故D错误.故选C.
7. 如图所示,接通电键S,灯泡L1、L2都正常发光。某时刻由于电路故障两灯突然熄灭。若故障只有一处,则下列说法正确的是( )
A. 如果将电压表并联在cd两端有示数,说明cd间完好
B. 如果将电压表并联在ac两端示数为0,说明ac间断路
C. 如果将电流表并联在ac两端示数为0,说明cd间完好
D. 如果将电压表并联在ad两端有示数,并联ac两端示数为0,说明cd间断路
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】电路故障分为断路和短路,故障只有一处,假设发生了短路,如果是某盏灯短路,该灯熄灭,而另一盏灯应该变亮,如果是两盏灯以外的元件短路,则两盏灯均变亮,故假设不成立。电路故障应为断路。
A.电压表并联在cd两端有示数,说明cd间发生了断路,故A错误;
B.电压表并联在ac两端示数为0,说明ac部分以外的电路发生了断路,而ac间电路完好,故B错误;
C.电流表并联在ac两端示数为0,说明ac部分以外的电路发生了断路,而ac间电路完好,无法说明cd间情况,故C错误;
D.电压表并联在ad两端有示数,说明ad段发生了断路,并联ac两端示数为0,说明ac部分以外的电路发生了断路,故综合以上两点,应是cd间断路,故D正确。
故选D。
8. 如图1所示为一种新型的电动玩具,整体质量为m,下方的圆球里有电动机、电池、红外线发射器等,打开开关后叶片转动时会产生一个与叶片转动平面垂直的升力F,使玩具在空中飞行。将玩具从离地面高度为4h0处静止释放,使玩具在竖直方向运动,推进力F随离地面高度h变化的关系如图2所示,重力加速度为g,玩具只受升力和自身重力作用。对于4h0~2h0过程,下列判断正确的是( )
A. 玩具先做匀加速再做匀减速运动
B. 玩具下落到距地面3h0高处速度最大
C. 玩具下落的最大速度为
D. 玩具下落的最大速度为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.玩具在下落过程中,根据牛顿第二定律有
4h0~2h0过程中,由图可知,F从零增大到2mg,在3h0时为mg,所以加速度开始向下并逐渐减小,速度在增大,当达到3h0时合力为零,加速度为零,此时速度达到最大值,继续运动,合力向上,做减速运动,此时加速度向上并逐渐增大,速度在减小,故A错误,B正确;
CD.根据上面分析到达3h0时速度最大,F做负功,大小为图形中与横轴围成的面积,所以有
对该过程根据动能定理有
解得
故C正确,D错误。
故选BC。
9. 电场线能直观、方便地反映电场的分布情况。图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点;O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称。则( )
A. E、F两点电场强度相同
B. A、D两点电场强度不同
C. B、O、C三点,O点电场强度最小
D. 从E点向O点运动的电子所受静电力逐渐减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线,电场强度方向与等势线垂直,因此E、F两点电场强度方向相同,由于E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,则其电场强度大小也相等,故A正确;
B.根据对称性可知,A、D两点处电场线疏密程度相同,则A、D两点电场强度大小相同,由题图甲看出,A、D两点电场强度方向相同,故B错误;
C.由题图甲看出,B、O、C三点比较,O点的电场线最稀疏,电场强度最小,故C正确;
D.由题图甲可知,电子从E点向O点运动过程中,电场线逐渐变密,则电场强度逐渐增大,电子所受静电力逐渐增大,故D错误。
故选AC。
10. 电饭煲工作时有两种状态:一种是煲内水烧干前的加热状态,另一种是煲内水烧干后的保温状态。如图所示是电饭煲电路原理示意图,S是用感温材料制造的开关下列说法正确的是( )
A. 当开关S接通时电饭煲为保温状态,当开关S断开时电饭煲为加热状态
B. 当开关S接通时电饭煲为加热状态,当开关S断开时电饭煲为保温状态
C. 要使在保温状态时的功率为加热状态时的一半,应为2:1
D. 要使在保温状态时的功率为加热状态时的一半,应为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.如图所示,由
P =
得,当接通S时,电阻变小,功率变大,处于加热状态;当断开S时,电阻变大,功率变小,处于保温状态,则R2是供加热用的电阻丝,当开关S接通时电饭锅为加热状态,S断开时为保温状态,A错误、B正确;
CD.使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半,由
P = I2R
可得,电阻R2在保温与加热状态下的电流之比1:,所以
(R1 + R2):R2 = :1
则
R1:R2 = ( - 1):1
C错误、D正确。
故选BD。
二、非选择题:(本大题共5小题,共60分)
11. 在探究平抛运动规律实验中,利用一管口直径略大于小球直径的直管来确定平抛小球的落点及速度方向(只有当小球速度方向沿直管方向才能飞入管中),重力加速度为g。
实验一:如图(a)所示,一倾斜角度为θ的斜面AB,A点为斜面最低点,直管保持与斜面垂直,管口与斜面在同一平面内,平抛运动实验轨道抛出口位于A点正上方某处。为让小球能够落入直管,可以根据需要沿斜面移动直管。
(1)以下是实验中的一些做法,合理的是__________。
A.斜槽轨道必须光滑 B.安装斜槽轨道,使其末端保持水平
C.调整轨道角度平衡摩擦力 D.选择密度更小的小球
(2)某次平抛运动中,直管移动至P点时小球恰好可以落入其中,测量出P点至A点距离为L,根据以上数据可以计算出此次平抛运动在空中飞行时间t=________,初速度v0=_________(用L,g,θ表示)。
实验二:如图(b)所示,一半径为R的四分之一圆弧面AB,圆心为O,OA竖直,直管保持沿圆弧面的半径方向,管口在圆弧面内,直管可以根据需要沿圆弧面移动。平抛运动实验轨道抛出口位于OA线上可以上下移动,抛出口至O点的距离为h。
(3)上下移动轨道,多次重复实验,记录每次实验抛出口至O点的距离,不断调节直管位置以及小球平抛初速度,让小球能够落入直管。为提高小球能够落入直管的成功率及实验的可操作性,可以按如下步骤进行:首先确定能够落入直管小球在圆弧面上的落点,当h确定时,理论上小球在圆弧面上的落点位置是___________(填“确定”或“不确定”),再调节小球释放位置,让小球获得合适的平抛初速度平抛至该位置即可落入直管。满足上述条件的平抛运动初速度满足=__________(用h,R,g表示)。
【答案】 ①. B ②. ③. ④. 确定 ⑤.
【解析】
详解】(1)[1]AC.斜槽轨道不需要光滑也不需要平衡摩擦力,只要抛出时每次速度相同即可,故AC错误;
B.为保证小球做的是平抛运动,抛出时速度要水平,则安装斜槽轨道,使其末端保持水平,故B正确;
D.为减小空气阻力的影响,应选择密度更大的小球,故D错误。
故选B;
(2)[2][3]由抛出到P点过程,根据平抛运动规律有
解得
(3)[4]h一定时,设落点与O点连线与水平方向夹角为,根据位移规律
落点处速度方向的反向延长线过O点,则
联立解得
h一定,则用时一定,则竖直方向下落高度一定,则落点位置是确定的。
[5]由以上分析可知,竖直方向下落高度为
用时
根据几何关系
解得
12. 滑板运动是极限运动的鼻祖,许多极限运动项目均有滑板项目延伸而来,如图是滑板运动的轨道。BC和DE是两段光滑的圆弧型轨道,BC的圆心为O点,圆心角θ=60°,且与水平轨道CD垂直,滑板与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2。某运动员从轨道上的A点以的速度水平滑出,在B点刚好沿着轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC,经CD轨道后冲上DE轨道,到达E点时速度减为零,然后返回。已知运动员和滑板的总质量为m=60kg,B、E两点与水平轨道CD的竖直高度分别为h=2m和H=2.5m。(g=10m/s2)求:
(1)运动员从A点运动到B点的过程中,到达B点时的速度大小vB;
(2)水平轨道CD的长度L;
(3)通过计算说明,第一次返回时,运动员能否回到B点?如能,求出回到B点时速度的大小。如果不能,求出最后停止的位置距C点的距离。
【答案】(1)6m/s;(2)6.5m;(3)6m
【解析】
【详解】(1)由题意得
解得
(2)从B到E,由动能定理得
代入数值得
(3)运动员能到达左侧的最大高度为,从B到第一次返回左侧最高处,由动能定理得
解得
故运动员不能回到B点,全过程由能量守恒定律得
解得总路程
即运动员最后停止的位置距C点的距离为
13. 某同学使用如图装置来“验证机械能守恒定律”,其操作过程如下:
A.把气垫导轨固定在有一定倾角的斜面上,调整气垫导轨,使之与斜面平行,用量角器测量出斜面的倾角为α;
B.在气垫导轨上的恰当位置固定两个光电门“1”和“2”,用刻度尺测量出两个光电门之间的距离为x;
C.在滑块上垂直装上遮光条,使用游标卡尺测量出遮光条的宽度为d;
D.使用天平测量出滑块和遮光条的总质量为m;
E.在气垫导轨上,由静止释放滑块,滑块先后通过两个光电门,用光电计时器记录遮光条通过光电门“1”和“2”的时间分别为t1、t2,重力加速度为g,则:
(1)如图所示,是用游标卡尺测量遮光条的宽度示意图,其宽度为d=________cm;
(2)当滑块和遮光条通过光电门“2”时,其动能为________(用测量的物理量字母表示);
(3)在滑块和遮光条从光电门“1”运动到光电门“2”的过程中,满足关系式________时,滑块和遮光条的机械能守恒。
【答案】 ①. 2.030 ②. ③.
【解析】
【详解】(1)[1]游标尺是20分度,精度为0.05mm,由题图可知,主尺读数为20mm,游标尺的第6刻线与主尺的某刻线对齐,则游标尺的读数为
因此遮光条的宽度
(2)[2]滑块和遮光条经光电门2时的速度为
由动能定理可得滑块和遮光条经光电门2时的动能为
(3)[3]若滑块和遮光条机械能守恒,需满足关系式为
即
14. 如图所示,LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道,MN水平且足够长,LM下端与MN相切.质量为m的带正电小球B静止在水平上,质量为2m带正电小球A从LM上距水平高为h处由静止释放,在A球进入水平轨道之前,由于A、B两球相距较远,相互作用力可认为零,A球进入水平轨道后,A、B两球间相互作用视为静电作用。带电小球均可视为质点。已知A、B两球始终没有接触,重力加速度为g。求:
(1)A球刚进入水平轨道的速度大小;
(2)A、B两球相距最近时,A、B两球系统的电势能;
(3)A、B两球最终的速度、大小.
【答案】(1) ;(2); (3),
【解析】
【详解】(1)对A球下滑的过程,据机械能守恒得
解得
(2)A球进入水平轨道后,两球系统动量守恒,当两球相距最近时有共速
解得
据能得转化和守恒定律
得
(3)当两球相距最近之后,在静电斥力作用下相互远离,两球距离足够远时,相互作用力为零,系统势能也为零,速度达到稳定.
,
得
,
15. 一台小型电动机在3V电压下工作,用此电动机提升重力为4N的物体时,通过它的电流是0.2A,在30s内可使该物体被匀速提升3m。若不计一切摩擦和阻力,求:
(1)电动机的输入功率;
(2)在提升重物的30s内,电动机线圈所产生的热量;
(3)电动机线圈的电阻。
【答案】(1)0.6W
(2)6J (3)
【解析】
【小问1详解】
电动机的输入功率为
【小问2详解】
在提升重物的30s内,电动机消耗的电能为
根据能量守恒可得
可得电动机线圈所产生的热量为
【小问3详解】
根据焦耳定律可得
可得电动机线圈的电阻为
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湖北省襄阳随州部分高中2024—2025学年下学期期末联考
高一物理试题
注意事项:
1、答题前,请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。
2、选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题作答:用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后,请将答题卡上交。
一、选择题:(本题共10小题,每小题4分,共40分,。在小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合要求,每小题全部选对得4分,选对但不全的得2分,有错选或者不选的得0分)
1. 如图,潜艇从海水的高密度区驶入低密度区过程称为“掉深”。图a,某潜艇在高密度区水平向右匀速航行; t=0时,该捞艇开始“掉深”, 图b为其竖直方向的速度时间图像,水平速度v保持不变。若以水平向右为x轴,竖直向下为y轴,则带艇“掉深”后的0~30s内。能大致表示其运动轨迹的图形是( )
A. B.
C D.
2. 如图所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,内侧壁半径为R,小球半径为r,则下列说法中正确的是( )
A. 小球通过最高点时的最小速度
B. 小球通过最高点时的最小速度
C. 小球在水平线ab以下的管道中运动时,内侧管壁对小球一定无作用力
D. 小球在水平线ab以上的管道中运动时,外侧管壁对小球一定有作用力
3. 甲、乙两位同学分别站在地球的南极和赤道上,用大小相等的初速度将一个小球竖直向上抛出,小球落回手中的时间之比为k,不计空气阻力。若已知地球密度为ρ,引力常量为G,则乙同学随地球自转的角速度大小为( )
A. B.
C. D.
4. 已知火星与地球的半径之比为p,质量之比为q,火星与地球绕太阳公转的周期之比为k,由以上信息可得( )
A. 火星与地球表面的重力加速度之比为 B. 火星与地球的密度之比为
C. 火星与地球绕太阳的轨道半径之比为 D. 火星与地球受到太阳的万有引力之比为
5. 如图所示,A、B两小球由绕过轻质光滑定滑轮的细线相连,A放在固定的倾角为30°的光滑斜面上,B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,C球放在水平地面上。现用手控制住A,使细线恰好伸直,保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知B、C的质量均为m,重力加速度为g。松手后A由静止开始沿斜面下滑,当A速度最大时C恰好离开地面,则A下滑的最大速度为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,倾斜放置平行板电容器两极板与水平面夹角为θ,极板间距为d,带负电的微粒质量为m、带电量为q,从极板M的左边缘A处以初速度v0水平射入,沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出,则( )
A. 微粒达到B点时动能为
B. 微粒的加速度大小等于gsin θ
C. 两极板的电势差
D. 微粒从A点到B点的过程电势能减少
7. 如图所示,接通电键S,灯泡L1、L2都正常发光。某时刻由于电路故障两灯突然熄灭。若故障只有一处,则下列说法正确的是( )
A. 如果将电压表并联在cd两端有示数,说明cd间完好
B. 如果将电压表并联在ac两端示数0,说明ac间断路
C. 如果将电流表并联在ac两端示数为0,说明cd间完好
D. 如果将电压表并联在ad两端有示数,并联ac两端示数为0,说明cd间断路
8. 如图1所示为一种新型的电动玩具,整体质量为m,下方的圆球里有电动机、电池、红外线发射器等,打开开关后叶片转动时会产生一个与叶片转动平面垂直的升力F,使玩具在空中飞行。将玩具从离地面高度为4h0处静止释放,使玩具在竖直方向运动,推进力F随离地面高度h变化的关系如图2所示,重力加速度为g,玩具只受升力和自身重力作用。对于4h0~2h0过程,下列判断正确的是( )
A. 玩具先做匀加速再做匀减速运动
B. 玩具下落到距地面3h0高处速度最大
C. 玩具下落的最大速度为
D. 玩具下落的最大速度为
9. 电场线能直观、方便地反映电场的分布情况。图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点;O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称。则( )
A. E、F两点电场强度相同
B. A、D两点电场强度不同
C. B、O、C三点,O点电场强度最小
D. 从E点向O点运动电子所受静电力逐渐减小
10. 电饭煲工作时有两种状态:一种是煲内水烧干前的加热状态,另一种是煲内水烧干后的保温状态。如图所示是电饭煲电路原理示意图,S是用感温材料制造的开关下列说法正确的是( )
A. 当开关S接通时电饭煲为保温状态,当开关S断开时电饭煲为加热状态
B. 当开关S接通时电饭煲为加热状态,当开关S断开时电饭煲为保温状态
C. 要使在保温状态时的功率为加热状态时的一半,应为2:1
D. 要使在保温状态时的功率为加热状态时的一半,应为
二、非选择题:(本大题共5小题,共60分)
11. 在探究平抛运动规律实验中,利用一管口直径略大于小球直径的直管来确定平抛小球的落点及速度方向(只有当小球速度方向沿直管方向才能飞入管中),重力加速度为g。
实验一:如图(a)所示,一倾斜角度为θ的斜面AB,A点为斜面最低点,直管保持与斜面垂直,管口与斜面在同一平面内,平抛运动实验轨道抛出口位于A点正上方某处。为让小球能够落入直管,可以根据需要沿斜面移动直管。
(1)以下是实验中的一些做法,合理的是__________。
A.斜槽轨道必须光滑 B.安装斜槽轨道,使其末端保持水平
C.调整轨道角度平衡摩擦力 D.选择密度更小的小球
(2)某次平抛运动中,直管移动至P点时小球恰好可以落入其中,测量出P点至A点距离为L,根据以上数据可以计算出此次平抛运动在空中飞行时间t=________,初速度v0=_________(用L,g,θ表示)。
实验二:如图(b)所示,一半径为R的四分之一圆弧面AB,圆心为O,OA竖直,直管保持沿圆弧面的半径方向,管口在圆弧面内,直管可以根据需要沿圆弧面移动。平抛运动实验轨道抛出口位于OA线上可以上下移动,抛出口至O点的距离为h。
(3)上下移动轨道,多次重复实验,记录每次实验抛出口至O点的距离,不断调节直管位置以及小球平抛初速度,让小球能够落入直管。为提高小球能够落入直管的成功率及实验的可操作性,可以按如下步骤进行:首先确定能够落入直管小球在圆弧面上的落点,当h确定时,理论上小球在圆弧面上的落点位置是___________(填“确定”或“不确定”),再调节小球释放位置,让小球获得合适的平抛初速度平抛至该位置即可落入直管。满足上述条件的平抛运动初速度满足=__________(用h,R,g表示)。
12. 滑板运动是极限运动的鼻祖,许多极限运动项目均有滑板项目延伸而来,如图是滑板运动的轨道。BC和DE是两段光滑的圆弧型轨道,BC的圆心为O点,圆心角θ=60°,且与水平轨道CD垂直,滑板与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2。某运动员从轨道上的A点以的速度水平滑出,在B点刚好沿着轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC,经CD轨道后冲上DE轨道,到达E点时速度减为零,然后返回。已知运动员和滑板的总质量为m=60kg,B、E两点与水平轨道CD的竖直高度分别为h=2m和H=2.5m。(g=10m/s2)求:
(1)运动员从A点运动到B点的过程中,到达B点时的速度大小vB;
(2)水平轨道CD的长度L;
(3)通过计算说明,第一次返回时,运动员能否回到B点?如能,求出回到B点时速度的大小。如果不能,求出最后停止的位置距C点的距离。
13. 某同学使用如图装置来“验证机械能守恒定律”,其操作过程如下:
A.把气垫导轨固定在有一定倾角的斜面上,调整气垫导轨,使之与斜面平行,用量角器测量出斜面的倾角为α;
B.在气垫导轨上的恰当位置固定两个光电门“1”和“2”,用刻度尺测量出两个光电门之间的距离为x;
C.在滑块上垂直装上遮光条,使用游标卡尺测量出遮光条的宽度为d;
D.使用天平测量出滑块和遮光条的总质量为m;
E.在气垫导轨上,由静止释放滑块,滑块先后通过两个光电门,用光电计时器记录遮光条通过光电门“1”和“2”的时间分别为t1、t2,重力加速度为g,则:
(1)如图所示,是用游标卡尺测量遮光条的宽度示意图,其宽度为d=________cm;
(2)当滑块和遮光条通过光电门“2”时,其动能为________(用测量的物理量字母表示);
(3)在滑块和遮光条从光电门“1”运动到光电门“2”的过程中,满足关系式________时,滑块和遮光条的机械能守恒。
14. 如图所示,LMN是竖直平面内固定光滑绝缘轨道,MN水平且足够长,LM下端与MN相切.质量为m的带正电小球B静止在水平上,质量为2m带正电小球A从LM上距水平高为h处由静止释放,在A球进入水平轨道之前,由于A、B两球相距较远,相互作用力可认为零,A球进入水平轨道后,A、B两球间相互作用视为静电作用。带电小球均可视为质点。已知A、B两球始终没有接触,重力加速度为g。求:
(1)A球刚进入水平轨道的速度大小;
(2)A、B两球相距最近时,A、B两球系统的电势能;
(3)A、B两球最终的速度、大小.
15. 一台小型电动机在3V电压下工作,用此电动机提升重力为4N的物体时,通过它的电流是0.2A,在30s内可使该物体被匀速提升3m。若不计一切摩擦和阻力,求:
(1)电动机的输入功率;
(2)在提升重物的30s内,电动机线圈所产生的热量;
(3)电动机线圈的电阻。
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