精品解析:辽宁省普通高中联考2025-2026学年高二上学期9月月考物理试题
2025-09-09
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内容正文:
2025-2026学年度上学期高二年级9月份联合考试
物理
本卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡的指定位置。考试结束后,将答题卡交回。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。
3、回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 真空中半径均为R的两带电金属小球A、B,电荷量分别为+5q和-3q,当两球球心相距为100R时,两者之间的库仑力大小为F。现将小球A、B接触,然后放置到球心相距为4R处,则此时两者之间的库仑力大小为( )
A. 2500F B. C. 稍大于 D. 稍小于
【答案】D
【解析】
【详解】当两球球心相距为100R时,两者之间的库仑力大小为
将小球A、B接触后二者的电荷量均为
将两球放置到球心相距为4R处,则此时两者之间的库仑力大小
故选D。
2. 如图所示,小车静止放在光滑的水平面上,小车上固定竖直杆的顶端O点用细线系着小球,现将小球向右拉开至图示位置,并将小球和小车同时由静止释放,小球依次摆到O点的正下方O′点和左边的最高点B(图中未画出),不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 小球从A点到B点的过程中,小球和小车组成的系统的动量和机械能都守恒
B. 小球从A点到O′点的过程中,小车向右运动
C. B点的高度比A点的高度低
D. 小球再次回到A点的瞬间,小车相对初位置向右移动了一段距离
【答案】B
【解析】
【详解】A.小球摆动的过程中,小球和小车构成的系统水平方向动量守恒,竖直方向动量不守恒,机械能守恒,故A错误;
B.小球从A点到O′点的过程中,绳子对小车的作用力的水平分力向右,故小车向右运动,故B正确;
C.因为B点是左边的最高点,则小球摆到B点时相对小车的速度为零,即与小车共速,由于系统水平方向动量守恒,则二者的速度均为零,由机械能守恒定律可知,B点和A点的高度相同,故C错误;
D.小球从A点到B点的过程中,小车向右先加速运动后减速运动,小球到B点时,小车的速度为零,小球从B点到A点的过程中,小车向左先加速运动后减速运动,小球到A点时,小车的速度为零,根据两次运动的对称性可知,小球回到A点时,小车回到初始位置,故D错误。
故选B。
3. 北京时间2025年7月3日17时35分,长征四号丙运载火箭成功发射试验二十八号B星01星(其轨道可视为正圆形轨道),用于空间环境的探测。下列说法正确的是( )
A. 该卫星的发射速度不小于地球的第一宇宙速度
B. 该卫星在预定轨道运行的速度大于地球的第一宇宙速度
C. 火箭加速升空的过程中,该卫星处于失重状态
D. 该卫星到达预定轨道后所受合力为零
【答案】A
【解析】
【详解】A.第一宇宙速度是最小的发射速度,该卫星的发射速度不小于地球的第一宇宙速度,故A正确;
B.第一宇宙速度是近地轨道的最大环绕速度,因此该卫星的运行速度必然小于第一宇宙速度,故B错误;
C.火箭加速升空时,加速度方向向上,卫星处于超重状态,而非失重状态,故C错误;
D.卫星在轨道上做圆周运动时,地球引力提供向心力,合力不为零,故D错误。
故选A。
4. 如图所示,击鼓颠球又叫动感颠球,游戏规则是保持鼓面水平,裁判将一个排球从鼓面中心上方竖直抛下,队员们齐心协力将球颠起,颠球次数最多者胜出。设整个运动过程中排球所受空气阻力的大小不变,下列说法正确的是( )
A. 排球在空中做匀变速直线运动
B. 排球从颠出到落回的时间内,重力的冲量为零
C. 排球与鼓面接触的过程中,鼓面对排球的冲量为零
D. 排球上升阶段受到的合力冲量大于下降阶段受到合力的冲量
【答案】D
【解析】
【详解】A.排球上升时合力为重力加空气阻力,下降时合力为重力减空气阻力,故上升时合力比下降时合力大,上升时加速度大于下降时加速度,做变加速直线运动,故A错误;
B.根据,可知排球从颠出到落回的时间内,重力的冲量不为零,故B错误;
C.排球与鼓面接触的过程中,鼓面对排球的弹力一直向上,根据,可知鼓面对排球的冲量不为零,故C错误;
D.设上升阶段排球的初速度为,末速度为0,则动量的变化量大小
下降阶段初速度为0,末速度为,则动量的变化量大小
由于空气阻力一直做负功,排球的机械能一直减小,所以;则排球上升阶段动量的变化量大于下降阶段动量的变化量,由动量定理可知,排球上升阶段合力的冲量大于下降阶段合力的冲量,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,在正方体中两顶点、固定有等量的负点电荷,下列说法正确的是( )
A. 顶点和的电场强度相同
B. 正方体的中心点电场强度和电势均为零
C. 从点沿直线到点,电场强度先增大后减小
D. 从点沿直线到点,电势先升高后降低
【答案】D
【解析】
【详解】A.由等量同种电荷的电场分布可知,两点为对称点,电场强度的大小相等,方向不同,故A错误;
B.在正方体的中心,电场强度为零,因为电势具有相对性,电势不一定为零,故B错误;
CD.在负场源电荷产生的电场中,从点沿直线到点,电场强度先减小后增大,电场方向指向负电荷,电势先升高后降低,故C错误,D正确。
故选D。
6. 北京冬奥会跳台滑雪比赛在国家跳台滑雪中心“雪如意”举行,运动员某次练习滑雪的过程简化模型如图所示,可看成质点的运动员从M点由静止下滑,从P点以速度v0水平飞出,落至斜面PQ上的N点。已知斜面的倾角为β,重力加速度为g,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 运动员从P点运动到N点的时间为
B. 运动员从P点运动到N点的位移大小为
C. 运动员从P点运动到N点的过程中离开斜面的最大距离为
D. 若增大运动员从P点飞出的速度,且运动员仍落至斜面PQ上,则落至斜面上时速度与斜面的夹角会变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由几何关系结合运动学公式可知
可得从P点运动到N点的时间,故A错误;
B.从P点运动到N点的位移大小,
联立可得,故B错误;
C.将平抛运动分解成沿斜面方向和垂直斜面方向,则垂直斜面的分速度为,垂直斜面方向的分加速度为,运动员在垂直斜面方向做匀减速运动,当速度减小为零时离斜面最远,则最大距离,故C正确;
D.平抛运动速度与水平方向夹角的正切值为位移夹角正切值的二倍,即设速度与斜面的夹角为α,则
可知,若增大运动员从P点飞出的速度,且运动员仍落至斜面PQ上,位置夹角不变,速度与斜面的夹角不变,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,在长方形区域中有竖直向下的匀强电场,同种带正电粒子分别以速度、从点水平向右飞入电场,分别从、的中点、飞出电场区域。已知粒子重力不计,则下列说法正确的是( )
A. 粒子从、两点飞出的时间之比为
B. 粒子从、两点飞出的时间之比为
C. 初速度之比
D. 粒子从、两点飞出的过程中,电场力做功之比为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.粒子在电场中做类平抛运动,则从、两点飞出的时间为,
可得,,故AB错误,C正确;
CD.设粒子受到的电场力为,粒子从、两点飞出的过程中,电场力做功分别为、
故电场力做功之比为,故D错误。
故选C。
8. 如图甲所示为辽宁省博物馆的清代道光粉彩双喜纹碗(可视为标准半球形),假设可视为质点的莲子,沿光滑的内壁在水平面内做匀速圆周运动,如图乙所示。设莲子所在位置切面与水平面的夹角为。关于莲子的运动,下列说法正确的是( )
A. 越大,角速度越大 B. 越大,线速度越大
C. 越大,向心加速度越小 D. 越大,所受支持力越大
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.设碗的半径为,对莲子受力分析可知
解得,故越大,角速度越大,故A正确;
B.线速度大小为,故越大,线速度越大,故B正确;
C.向心加速度大小为,故越大,向心加速度越大,故C错误;
D.所受支持力大小为,故越大,所受支持力越大,故D正确。
故选ABD。
9. 如图所示为双板式静电除尘器的工作原理简化图,高压电源两极分别连接放电极与收尘极板、,在放电极表面附近形成强大的电场,使周围的空气电离;粉尘颗粒进入静电除尘区域,粉尘颗粒吸附负离子后带负电,粉尘颗粒在电场力的作用下向极板、迁移并沉积,以达到除尘目的。已知图中虚线为电场线,、、三点在同一直线上,,粉尘颗粒在运动过程中电荷量不变且忽略颗粒之间的相互作用,则下列说法正确的是( )
A. 高压电源一定为直流电源,且端为电源的负极
B. 到极板、的粉尘颗粒的电势能均减小
C. 不同粉尘颗粒在、、点受到的电场力大小为
D. 、、三点的电势满足
【答案】BD
【解析】
【详解】A.粉尘颗粒吸附负离子后带负电,粉尘颗粒在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,则端为电源的正极,故A错误;
B.电场力对放电极左侧和右侧的粉尘颗粒都做正功,电势能都减小,故B正确;
C.由电场线可知,但不同的颗粒带的电荷量的大小不知道,则电场力无法分析,故C错误;
D.由图可知,,由可得
则
解得,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,质量均为M=2kg的四分之一光滑圆弧槽A、B靠在一起(没粘连)静置在光滑的水平地面上,圆弧槽左侧靠着竖直的墙面,可看成质点的质量为m=1kg的小球从离地面高度为H=2.8m的地方由静止释放后,从P点进入圆弧槽,最后从Q点离开圆弧槽上升到某一高度处。已知圆弧槽的最低点O到地面的高度为h=1m,半径为R=1.15m,轮子高度不计,空气阻力不计,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 小球从P点运动到Q点的过程中,小球和圆弧槽A、B组成的系统机械能守恒,水平方向动量不守恒
B. 小球从Q点离开时的速度大小为
C. 小球离开Q点后能继续上升的最大高度为0.05m
D. 小球返回到圆弧槽B的最低点时的速度大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.小球从P点到O点的过程中,左侧墙壁对圆弧槽A有向右的作用力,水平方向动量不守恒,从P点到Q点的过程中,小球和圆弧槽A、B组成的系统机械能守恒,故A正确;
BC.小球到达O点的过程中,圆弧槽静止不动,小球的机械能守恒,得
解得
小球从O点到Q点的过程中,小球和圆弧槽B组成的系统,水平方向动量守恒,机械能守恒,到达Q点时小球和圆弧槽B的水平方向速度vx相等,竖直速度vy离开圆弧槽B,上升的最大高度为L,则有,,,
联立解得,,
小球从Q点离开时的速度大小,故B错误,C正确;
D.设返回到圆弧槽B的最低点时小球的速度为v1,圆弧槽B的速度为v2,小球和圆弧槽B组成的系统水平方向动量守恒,机械能守恒,得,
代入数据联立解得
方向水平向左,故D错误。
故选AC。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某兴趣小组探究“观察电容器的充、放电现象”实验,具体操作如下:
如图甲所示,开关S先接1,待稳定后再接2,到再次稳定的过程中,电流传感器中显示的电流i与时间t的关系图像如乙所示。已知电源电压为U,充电过程中的i-t图像所围的面积为S0,充电瞬间的电流为I0,放电瞬间的电流为-I,则该电容器的电容C=______(用题目中物理量的符号表示),图甲中的电阻R=______(用题目中物理量的符号表示),放电过程中的i-t图像所围的面积S______(填“>”“<”或“=”)S0。
【答案】 ①. ②. ③. =
【解析】
【详解】[1]由图像可知,i-t图像所围的面积S0就是充电完成后电容器贮存的电荷量,此时电容器两极板间的电压为电源电压,故
[2]充电开始瞬间电容器的电压为零,此时
放电开始瞬间,电容器电压为U,电流为I,则
联立可得
[3]放电过程中的i-t图像所围的面积S等于电容器贮存的电荷量,故
12. 某学习小组做“验证动量守恒定律”实验,设计了如下方案:(已知重力加速度为)
(1)方案甲:如图甲所示,大小相同的质量分别为和的滑块A、B与地面间的动摩擦因数为、,先不放滑块B,仅将滑块A压缩弹簧至点后由静止释放,滑块A在点与弹簧分离后,继续滑至点停止运动;再将滑块B放在点,仍将滑块A压缩弹簧至点后由静止释放,滑块A、B碰撞后分别静止在、点,测得点到、、三点的距离分别为、、,若满足______,则滑块A、B碰撞过程系统动量守恒。
(2)方案乙:如图乙所示,半径相同、质量分别为、的小球用等长的细绳悬挂在天花板上,将球A拉至某高度自由释放,记录拉力传感器A碰撞前后瞬时的示数为、,碰后瞬间拉力传感器的示数为,已知球A碰撞后反弹,若满足______,则滑块A、B碰撞过程系统动量守恒。
(3)方案丙:如图丙所示,滑块A、B上端装有等宽的挡光片,操作如下:
①打开气泵,调节气垫导轨,轻推滑块,当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间______时,可认为气垫导轨水平。
②该装置用于“验证动量守恒定律”时______(填“需要”或“不需要”)测出遮光条的宽度。
③滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门之间,给滑块A一水平向右的初速度,滑块A先后通过光电门1和2的挡光时间为、,滑块B通过光电门2的挡光时间为,为使滑块A能通过光电门2,则______(填“小于”“等于”或“大于”)。
④若两滑块碰撞过程中动量守恒,则满足表达式______(用题中物理量的符号表示)。
【答案】(1)
(2)
(3) ①. 相等 ②. 不需要 ③. 大于 ④.
【解析】
【小问1详解】
物块从点到点过程,根据动能定理得
可得碰撞前物块到点时速度的大小
同理可得,碰撞后物块和物块的速度分别为,
若动量守恒定律成立,则应满足
即
【小问2详解】
碰撞瞬间前后,对球A有,
碰撞后瞬间,对球B有
若碰撞过程动量守恒,有
联立解得
【小问3详解】
[1]打开气泵,调节气垫导轨,轻推滑块,当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间相等时,可认为气垫导轨水平;
[2]实验要验证的关系式为
其中,,
代入可得
即该实验不需要测出遮光条的宽度;
[3]为使滑块A能通过光电门2,即防止滑块A碰后反弹,则应使大于;
[4]由上述分析可知,若两滑块碰撞过程中动量守恒,则满足表达式。
13. 2025年6月26日,小米YU7正式发布,其质量为m=2.4吨,电池的额定功率P0=508kW(相当于691马力),电能转化效率约90%,零百加速成绩(速度从零以额定功率加速至100km/h所需时间)为3.23s。
(1)求零百加速过程中克服阻力做的功W;(结果保留三位有效数字)
(2)已知小米YU7的风阻系数为k,车头正面投影面积为A,测试地点的空气密度为ρ,空气阻力(F)=0.5×空气密度(ρ)×车速平方(v2)×车头正面投影面积(A)×风阻系数(k),地面阻力恒为f,求当零百加速过程的速度为v时的加速度大小a(用题中符号表示)。
【答案】(1)551kJ
(2)
【解析】
【小问1详解】
由功能关系可得
解得
【小问2详解】
由题意可得,空气阻力
由牛顿第二定律可得
联立解得
14. 如图甲所示,滑沙运动员乘坐滑板从高高的沙山顶自由下滑,在有惊无险的瞬间体味到了刺激与快感。其简化原理图如图乙所示,质量为的运动员(含滑沙板)从离地面高为的点由静止沿倾角为的斜面滑下,经过斜面底端点时无机械能损失,并与静止在水平沙面点的质量为的滑沙板水平相碰,碰撞时间极短,然后一起减速到零。已知滑沙板与沙面间的动摩擦因数为,运动员(含滑沙板)受到的空气阻力为,滑沙板受到的空气阻力为,重力加速度为,,。求:
(1)运动员到达点时的速度的大小;
(2)求碰撞瞬间损失的机械能;
(3)求运动员在水平沙面上滑行的距离大小。(结果保留三位有效数字)
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
运动员从点到点的过程中,由动能定理可得,,
解得
【小问2详解】
在点两者碰撞,由动量守恒定律可得
解得
碰撞过程中损失的机械能为
解得
【小问3详解】
两者一起减速到零,由动能定理可得
解得
15. 1913年密立根通过油滴实验测得电子的电荷量,因此获得1923年诺贝尔物理学奖,实验装置如图所示,两块水平放置相距为的金属板、分别与电源的正、负两极相接,密立根通过喷雾器将细小的油滴喷入一密闭空间中,这些油滴在喷出时由于与喷雾器产生摩擦而带了负电。已知油滴的质量为,半径为,以初速度从小孔竖直进入金属板之间,不计空气浮力,重力加速度为。
(1)若不考虑金属板间的空气阻力,调节电源电压为时,油滴刚好匀速向下运动,求油滴所带的电荷量;
(2)若考虑金属板间的空气阻力,且油滴运动时所受空气阻力大小为,其中为比例系数,为油滴运动速率,为油滴的半径,调节电源电压为时,油滴刚好匀速向下运动,求油滴所带的电荷量;
(3)在(2)基础上,当油滴运动到金属板、间的点时,调节电源电压为,经过一段时间,发现油滴恰以速度大小竖直向上匀速经过点。求油滴先后两次经过点经历的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
油滴处于平衡状态,有
又
联立解得
【小问2详解】
当有空气阻力时,油滴处于平衡状态,得
又,
联立解得
【小问3详解】
油滴经过点向下运动到点速度为零的过程中,取向上为正方向,根据动量定理可得
油滴从点回到点的过程中,根据动量定理可得
且有,
解得油滴先后两次经过点经历的时间为
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2025-2026学年度上学期高二年级9月份联合考试
物理
本卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡的指定位置。考试结束后,将答题卡交回。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。
3、回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 真空中半径均为R的两带电金属小球A、B,电荷量分别为+5q和-3q,当两球球心相距为100R时,两者之间的库仑力大小为F。现将小球A、B接触,然后放置到球心相距为4R处,则此时两者之间的库仑力大小为( )
A. 2500F B. C. 稍大于 D. 稍小于
2. 如图所示,小车静止放在光滑的水平面上,小车上固定竖直杆的顶端O点用细线系着小球,现将小球向右拉开至图示位置,并将小球和小车同时由静止释放,小球依次摆到O点的正下方O′点和左边的最高点B(图中未画出),不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 小球从A点到B点的过程中,小球和小车组成的系统的动量和机械能都守恒
B. 小球从A点到O′点的过程中,小车向右运动
C. B点的高度比A点的高度低
D. 小球再次回到A点的瞬间,小车相对初位置向右移动了一段距离
3. 北京时间2025年7月3日17时35分,长征四号丙运载火箭成功发射试验二十八号B星01星(其轨道可视为正圆形轨道),用于空间环境的探测。下列说法正确的是( )
A. 该卫星的发射速度不小于地球的第一宇宙速度
B. 该卫星在预定轨道运行的速度大于地球的第一宇宙速度
C. 火箭加速升空的过程中,该卫星处于失重状态
D. 该卫星到达预定轨道后所受合力为零
4. 如图所示,击鼓颠球又叫动感颠球,游戏规则是保持鼓面水平,裁判将一个排球从鼓面中心上方竖直抛下,队员们齐心协力将球颠起,颠球次数最多者胜出。设整个运动过程中排球所受空气阻力的大小不变,下列说法正确的是( )
A. 排球在空中做匀变速直线运动
B. 排球从颠出到落回的时间内,重力的冲量为零
C. 排球与鼓面接触的过程中,鼓面对排球的冲量为零
D. 排球上升阶段受到的合力冲量大于下降阶段受到合力的冲量
5. 如图所示,在正方体中两顶点、固定有等量的负点电荷,下列说法正确的是( )
A. 顶点和的电场强度相同
B. 正方体的中心点电场强度和电势均为零
C. 从点沿直线到点,电场强度先增大后减小
D. 从点沿直线到点,电势先升高后降低
6. 北京冬奥会跳台滑雪比赛在国家跳台滑雪中心“雪如意”举行,运动员某次练习滑雪的过程简化模型如图所示,可看成质点的运动员从M点由静止下滑,从P点以速度v0水平飞出,落至斜面PQ上的N点。已知斜面的倾角为β,重力加速度为g,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 运动员从P点运动到N点的时间为
B. 运动员从P点运动到N点的位移大小为
C. 运动员从P点运动到N点的过程中离开斜面的最大距离为
D. 若增大运动员从P点飞出的速度,且运动员仍落至斜面PQ上,则落至斜面上时速度与斜面的夹角会变大
7. 如图所示,在长方形区域中有竖直向下的匀强电场,同种带正电粒子分别以速度、从点水平向右飞入电场,分别从、的中点、飞出电场区域。已知粒子重力不计,则下列说法正确的是( )
A. 粒子从、两点飞出的时间之比为
B. 粒子从、两点飞出的时间之比为
C. 初速度之比
D. 粒子从、两点飞出的过程中,电场力做功之比为
8. 如图甲所示为辽宁省博物馆的清代道光粉彩双喜纹碗(可视为标准半球形),假设可视为质点的莲子,沿光滑的内壁在水平面内做匀速圆周运动,如图乙所示。设莲子所在位置切面与水平面的夹角为。关于莲子的运动,下列说法正确的是( )
A. 越大,角速度越大 B. 越大,线速度越大
C. 越大,向心加速度越小 D. 越大,所受支持力越大
9. 如图所示为双板式静电除尘器的工作原理简化图,高压电源两极分别连接放电极与收尘极板、,在放电极表面附近形成强大的电场,使周围的空气电离;粉尘颗粒进入静电除尘区域,粉尘颗粒吸附负离子后带负电,粉尘颗粒在电场力的作用下向极板、迁移并沉积,以达到除尘目的。已知图中虚线为电场线,、、三点在同一直线上,,粉尘颗粒在运动过程中电荷量不变且忽略颗粒之间的相互作用,则下列说法正确的是( )
A. 高压电源一定为直流电源,且端为电源的负极
B. 到极板、的粉尘颗粒的电势能均减小
C. 不同粉尘颗粒在、、点受到的电场力大小为
D. 、、三点的电势满足
10. 如图所示,质量均为M=2kg的四分之一光滑圆弧槽A、B靠在一起(没粘连)静置在光滑的水平地面上,圆弧槽左侧靠着竖直的墙面,可看成质点的质量为m=1kg的小球从离地面高度为H=2.8m的地方由静止释放后,从P点进入圆弧槽,最后从Q点离开圆弧槽上升到某一高度处。已知圆弧槽的最低点O到地面的高度为h=1m,半径为R=1.15m,轮子高度不计,空气阻力不计,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 小球从P点运动到Q点的过程中,小球和圆弧槽A、B组成的系统机械能守恒,水平方向动量不守恒
B. 小球从Q点离开时的速度大小为
C. 小球离开Q点后能继续上升的最大高度为0.05m
D. 小球返回到圆弧槽B的最低点时的速度大小为
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某兴趣小组探究“观察电容器的充、放电现象”实验,具体操作如下:
如图甲所示,开关S先接1,待稳定后再接2,到再次稳定的过程中,电流传感器中显示的电流i与时间t的关系图像如乙所示。已知电源电压为U,充电过程中的i-t图像所围的面积为S0,充电瞬间的电流为I0,放电瞬间的电流为-I,则该电容器的电容C=______(用题目中物理量的符号表示),图甲中的电阻R=______(用题目中物理量的符号表示),放电过程中的i-t图像所围的面积S______(填“>”“<”或“=”)S0。
12. 某学习小组做“验证动量守恒定律”实验,设计了如下方案:(已知重力加速度为)
(1)方案甲:如图甲所示,大小相同的质量分别为和的滑块A、B与地面间的动摩擦因数为、,先不放滑块B,仅将滑块A压缩弹簧至点后由静止释放,滑块A在点与弹簧分离后,继续滑至点停止运动;再将滑块B放在点,仍将滑块A压缩弹簧至点后由静止释放,滑块A、B碰撞后分别静止在、点,测得点到、、三点的距离分别为、、,若满足______,则滑块A、B碰撞过程系统动量守恒。
(2)方案乙:如图乙所示,半径相同、质量分别为、的小球用等长的细绳悬挂在天花板上,将球A拉至某高度自由释放,记录拉力传感器A碰撞前后瞬时的示数为、,碰后瞬间拉力传感器的示数为,已知球A碰撞后反弹,若满足______,则滑块A、B碰撞过程系统动量守恒。
(3)方案丙:如图丙所示,滑块A、B上端装有等宽的挡光片,操作如下:
①打开气泵,调节气垫导轨,轻推滑块,当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间______时,可认为气垫导轨水平。
②该装置用于“验证动量守恒定律”时______(填“需要”或“不需要”)测出遮光条的宽度。
③滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门之间,给滑块A一水平向右的初速度,滑块A先后通过光电门1和2的挡光时间为、,滑块B通过光电门2的挡光时间为,为使滑块A能通过光电门2,则______(填“小于”“等于”或“大于”)。
④若两滑块碰撞过程中动量守恒,则满足表达式______(用题中物理量的符号表示)。
13. 2025年6月26日,小米YU7正式发布,其质量为m=2.4吨,电池的额定功率P0=508kW(相当于691马力),电能转化效率约90%,零百加速成绩(速度从零以额定功率加速至100km/h所需时间)为3.23s。
(1)求零百加速过程中克服阻力做的功W;(结果保留三位有效数字)
(2)已知小米YU7的风阻系数为k,车头正面投影面积为A,测试地点的空气密度为ρ,空气阻力(F)=0.5×空气密度(ρ)×车速平方(v2)×车头正面投影面积(A)×风阻系数(k),地面阻力恒为f,求当零百加速过程的速度为v时的加速度大小a(用题中符号表示)。
14. 如图甲所示,滑沙运动员乘坐滑板从高高的沙山顶自由下滑,在有惊无险的瞬间体味到了刺激与快感。其简化原理图如图乙所示,质量为的运动员(含滑沙板)从离地面高为的点由静止沿倾角为的斜面滑下,经过斜面底端点时无机械能损失,并与静止在水平沙面点的质量为的滑沙板水平相碰,碰撞时间极短,然后一起减速到零。已知滑沙板与沙面间的动摩擦因数为,运动员(含滑沙板)受到的空气阻力为,滑沙板受到的空气阻力为,重力加速度为,,。求:
(1)运动员到达点时的速度的大小;
(2)求碰撞瞬间损失的机械能;
(3)求运动员在水平沙面上滑行的距离大小。(结果保留三位有效数字)
15. 1913年密立根通过油滴实验测得电子的电荷量,因此获得1923年诺贝尔物理学奖,实验装置如图所示,两块水平放置相距为的金属板、分别与电源的正、负两极相接,密立根通过喷雾器将细小的油滴喷入一密闭空间中,这些油滴在喷出时由于与喷雾器产生摩擦而带了负电。已知油滴的质量为,半径为,以初速度从小孔竖直进入金属板之间,不计空气浮力,重力加速度为。
(1)若不考虑金属板间的空气阻力,调节电源电压为时,油滴刚好匀速向下运动,求油滴所带的电荷量;
(2)若考虑金属板间的空气阻力,且油滴运动时所受空气阻力大小为,其中为比例系数,为油滴运动速率,为油滴的半径,调节电源电压为时,油滴刚好匀速向下运动,求油滴所带的电荷量;
(3)在(2)基础上,当油滴运动到金属板、间的点时,调节电源电压为,经过一段时间,发现油滴恰以速度大小竖直向上匀速经过点。求油滴先后两次经过点经历的时间。
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