内容正文:
马鞍山二中高三年级12月份素质测试
物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上。
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。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:本题共10小题,共42分。第1-8题每小题4分,只有一项符合题目要求;第9-10题每小题5分,有多项符合题目要求。
1. A、两人从同一地点由静止同时同向沿直线行驶,A先做加速度为的匀加速运动,再做加速度为的匀加速运动,一直做加速度为的匀加速运动,且,当、速度相等时所用时间刚好相等,则在此过程中,A、的平均速度大小关系是( )
A. B. C. D. 条件不足,无法比较
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】做出两个物体的v-t图像如图;由于v-t图像的面积表示位移可知A的位移小于B的位移,根据
可知
故选C。
2. 轻质细线上端固定,下端连接光滑小球a,斜面b静止在水平地面上,小球放在斜面上,开始时绳与斜面平行。现将斜面缓慢向左移到虚线处,小球仍静止在斜面上,这一过程中( )
A. b对a的弹力增加 B. 弹性绳的弹力减小
C. 地面对b的支持力增加 D. 地面对b的摩擦力减小
【答案】D
【解析】
【详解】AB.对小球进行分析,作出力学矢量动态三角形,如图所示
可知,b对a的弹力减小,弹性绳的弹力增大,故AB错误;
CD.令绳与竖直方向夹角为,对小球与斜面整体进行分析有,
斜面缓慢向左移,减小,可知,地面对b的支持力减小,地面对b的摩擦力减小,故C错误,D正确。
故选D。
3. 如图所示,磁性圆盘竖直放置,绕固定的水平轴以大小为ω的角速度顺时针匀速转动,一质量为m的铁块(视为质点)吸附在到圆盘圆心O的距离为r处,相对于圆盘静止。重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A. 铁块在最高点时所受的摩擦力方向一定竖直向下
B. 铁块从最高点运动到最低点的过程中,铁块所受重力的冲量大小为2mωr,方向水平向左
C. 铁块在最低点时所受的摩擦力大小一定为
D. 铁块从最低点运动到最高点的过程中,摩擦力对铁块做的功为
【答案】C
【解析】
【详解】A.设铁块在最高点时所受的摩擦力方向竖直向下,则由牛顿第二定律得
由上式可知,
当时,,方向竖直向下;
当时, ;
当时,,摩擦力方向与假设方向相反,即方向竖直向上;
故A错误;
B.铁块所受重力的冲量大小
方向竖直向下。故B错误;
C.铁块在最低点时由牛顿第二定律得
解得,摩擦力
故C正确;
D.铁块从最低点运动到最高点的过程中,由动能定理得
解得摩擦力对铁块做的功
故D错误。
故选C。
4. 2021年5月15日,中国火星探测工程执行探测任务的飞船“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。若飞船“天问一号”从地球上发射到与火星会合,运动轨迹如图中虚线椭圆所示,飞向火星过程中,太阳对飞船“天问一号”的引力远大于地球和火星对它的吸引力,认为地球和火星绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A. 飞船“天问一号”椭圆运动的周期小于地球公转的周期
B. 在与火星会合前,飞船“天问一号”的加速度小于火星公转的向心加速度
C. 飞船“天问一号”在无动力飞行飞向火星过程中,引力势能增大,动能减少,机械能守恒
D. 飞船“天问一号”在地球上的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据开普勒第三定律,可知飞船“天问一号”椭圆运动的半长轴大于地球公转半径,所以飞船“天问一号”椭圆运动的周期大于地球公转的周期,A错误;
B.在与火星会合前,飞船“天问一号”距太阳的距离小于火星公转半径,所以根据牛顿第二定律
可知,飞船“天问一号”的加速度大于火星公转的向心加速度,B错误;
C.飞船“天问一号”在无动力飞行飞向火星过程中,引力势能增大,动能减少,机械能守恒,C正确;
D.飞船“天问一号”要脱离地球的束缚,所以发射速度大于第二宇宙速度,D错误。
故选C。
5. 如图所示,光滑斜面固定在水平地面上,质量相等的物块A、B通过一根不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮连接,一轻质弹簧下端固定在斜面底端,另一端连接在A上。开始时B被托住,轻绳伸直但没有弹力。现使B由静止释放,在B运动至最低点的过程中(设B未落地,A未与滑轮相碰,弹簧始终在弹性限度内)( )
A. A和B总的重力势能先减小后增大
B. 轻绳拉力对A做的功等于A机械能的增加
C. 当A受到的合外力为零时,A的速度最大
D. 当A和B的速度最大时,A和B的总机械能最大
【答案】C
【解析】
【详解】A.在B运动至最低点的过程中,令B下降的高度为,斜面倾角为,则A和B总的重力做功为
可知,A和B总的重力势能一直减小,故A错误;
B.在B运动至最低点的过程中,弹簧先处于压缩状态后处于拉伸状态,弹簧弹力对A先做正功后做负功,轻绳对A一直做正功,轻绳对A做功与弹簧对A做功的代数和等于A机械能的变化量,故B错误;
C.在B运动至最低点的过程中,对A进行分析,A先向上做加速度减小的加速运动,后向上做加速度增大的减速运动,当A受到的合外力为零时,A的速度最大,故C正确;
D.在B运动至最低点的过程中,结合上述可知,当A和B的速度最大时,A、B所受外力合力为0,此时弹簧处于拉伸状态,在弹簧从原长到该拉伸状态过程,弹簧对A做负功,该过程,A、B系统的机械能减小,可知,当A和B的速度最大时,A和B的总机械能并不是最大,故D错误。
故选C。
6. 图甲为一列简谐横波在s时的波形图,P是平衡位置为m处的质点,Q是平衡位置为m处的质点,图乙为质点Q的振动图像。下列判断正确的是( )
A. 这列简谐波的波速为4m/s B. s时,质点P的位移达到负向最大
C. 该波沿x轴正方向传播 D. s时,质点Q的回复力方向沿y轴负方向
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图甲可知,该简谐波的波长为
由图乙可知,该简谐波的周期为
所以,该简谐波的波速为
故A正确;
C.根据“同侧法”可知,该波传播方向为沿x轴负方向传播,故C错误;
B.由图甲可知,时质点在正向最大位移处,时,质点的振动时间为
所以,此时质点在平衡位置处,故B错误;
D.由图乙可知,时质点Q在负向最大位移处,此时回复力方向沿y轴正方向,故D错误。
故选A。
7. 中国女航天员王亚平利用“质量测量仪”在太空测出了指令长聂海胜的质量,其原理如图所示。轻杆穿过光滑限位孔,右端接有质量为20kg的圆盘支架,左端连接一弹簧,弹簧另一端固定于飞船龙骨上,构成一弹簧振子装置。首先将聂海胜固定在支架上,压缩弹簧后由静止释放,测出由释放至弹簧第一次伸长量达到最大的时间为0.4s,相同的过程该装置空载时所用时间为0.2s。已知弹簧振子系统的周期T与振子的质量m满足关系。下列说法正确的是( )
A. 空载时该弹簧振子的周期为0.2s
B. 固定在支架上聂海胜速度最快时所受合力最大
C. 聂海胜的质量为60kg
D. 聂海胜的质量为40kg
【答案】C
【解析】
【详解】A.空载时由释放至弹簧第一次伸长量达到最大的时间为0.2s,则有
解得
故A错误;
B.根据简谐运动的对称性规律可知,聂海胜速度最快时处于平衡位置,此时所受合力为0,故B错误;
CD.聂海胜固定在支架上,由释放至弹簧第一次伸长量达到最大的时间为0.4s,则有
解得
令圆盘支架质量为m,聂海胜的质量为M,根据题意有,
解得
故C正确,D错误。
故选C。
8. 平行板电容器两极板水平放置,现将其与二极管串联接在电动势为E的直流电源上,电容器下极板接地,静电计所带电量可忽略,闭合开关S,一带电油滴恰好静止于两板间的P点。现缓慢移动平行板电容器的下极板,先竖直向上移动一小段距离,再向下运动到原位置,在这一过程中下列说法正确的是( )
A. 平行板电容器的电容先变小后变大 B. 静电计指针张角先不变后变小
C. P点位置的电势先增大后不变 D. 油滴将一直向上运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据平行板电容器电容公式,下极板先竖直向上移动一小段距离,再向下运动到原位置,则平行板电容器的电容先变大后变小,故A答案错误;
B.静电计测量的是电容器两端的电势差,所以当下极板上移时,电容增大,此时电容器充电,二极管通电,故极板两端的电压不变,静电计指针张角不变,当极板下移时,电容器电容较小,电容器需要放电,但由于二极管不导电,故两极板两端电电荷量不变,根据,可以得出两极板电压增大,故夹角增大,故B答案错误;
C.当下极板上移时,极板两端电压不变,由极板间电场强度增大,下极板电势为0,故P点电势降低更快,故P点电势减小,当下极板下移时,电容器的电荷量不变,由可知电场强度不变,P点与下极板距离增大,故P点电势增大,即P点电势先减小后增大,故C答案错误;
D.据前分析,电容器间电场强度先增大后保持不变,故电荷先向上加速运动后向上匀速运动,故D答案正确。
故选D。
9. 如图所示为某工厂检查立方体工件表面光滑程度的装置,用弹簧将工件弹射到反向转动的水平皮带传送带上,恰好能传送到另一端是合格的最低标准。假设皮带传送带的长度为10m、运行速度是8m/s,工件刚被弹射到传送带左端时的速度是10m/s,取重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 工件与皮带间动摩擦因数不大于0.32才为合格
B. 工件被传送到另一端的最长时间是2s
C. 若工件不被传送过去,返回的时间与正向运动的时间相等
D. 若工件不被传送过去,返回到出发点的速度为8m/s
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.工件恰好传到右端,有
代入数据解得
工件与皮带间动摩擦因数不大于0.5才为合格,此时用时
故A错误,B正确;
C.若工件不被传送过去,当反向运动时,最大速度与传送带共速,由于传送带的速度小于工件的初速度,根据匀变速运动速度时间关系可知,返回的时间与正向运动的时间不相等,故C错误;
D.根据匀减速至速度为零后反向匀加速,最大速度与传送带共速,即工件不被传送过去,返回到出发点的速度为8m/s,故D正确。
故选BD。
10. 竖直面内有一半径为R的光滑圆弧轨道AB,其对应的圆心角为10°,A、B两点等高,CD为竖直直径。在A、D两点间固定光滑直斜面,直斜面在D处与光滑圆弧轨道DB平滑相接,将一小球由A点静止释放沿直斜面AD下滑,小球可视为质点,则下列说法正确的是( )
A. 小球从A到D的时间等于从D到B的时间
B. 小球从A到D的时间小于从D到B的时间
C. 由题中数据可以求得小球在DB圆弧轨道上通过D点时对轨道的压力
D. 若将两个小球分别从A、C两点同时由静止释放,它们会同时到达D点
【答案】D
【解析】
【详解】C.小球在圆弧轨道上从到点过程,根据动能定理可得
在点根据牛顿第二定律可得
解得
由于不知道小球的质量,故不能求出小球通过点时对轨道的压力,C错误;
D.小球从点静止释放到点过程,做匀加速直线运动,加速度大小为
根据运动学公式可得
解得
小球从点静止释放到点过程,做自由落体运动,则有
解得
可得
若将两个小球分别从、C两点同时由静止释放,它们会同时到达点,D正确;
AB.小球从到的过程,根据单摆周期公式可得所用时间为
可知
故小球从到的时间大于从到的时间,AB错误;
故选D。
二、实验题:本题共2小题,共16分。
11. 某同学为了测量当地的重力加速度,设计了一套如图甲所示的实验装置。拉力传感器竖直固定,一根不可伸长的细线上端固定在传感器的固定挂钩上,下端系一小钢球,钢球底部固定有遮光片,在拉力传感器的正下方安装有光电门,钢球通过最低点时遮光片恰能通过光电门。小明同学进行了下列实验步骤:
(1)用游标卡尺测量遮光片的宽度,如图乙所示,则___________mm;
(2)用游标卡尺测量小钢球的直径为D,用刻度尺测量小钢球到悬点的摆线长为I;
(3)拉起小钢球,使细线与竖直方向成不同角度,小钢球由静止释放后均在竖直平面内运动,记录遮光片每次通过光电门的遮光时间和对应的拉力传感器示数;
(4)根据记录的数据描绘出如图所示的图像,已知图像与纵轴交点为,图像斜率为,则通过以上信息可求出当地的重力加速度表达式为g=___________(用题目中所给物理量的符号表示);
(5)如果在实验过程中所系的细线出现松动,则根据实验数据求出的当地重力加速度g的值比实际值___________(选填“偏大”、“偏小”、“不变”)。
【答案】 ①. 12.35 ②. ③. 偏大
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]遮光片的宽度为
(4)[2]在最低点,根据牛顿第二定律得
解得
则有
,
所以有
(5)[3]如果在实验过程中所系的细线出现松动,则半径真实值变大,则根据实验数据求出的当地重力加速度g的值比实际值偏大。
12. 某同学用伏安法测定待测电阻的阻值(约为10kΩ),除了、开关S,导线外,还有下列器材做选用:
A.电压表(量程0~1V,内阻约10kΩ)
B.电压表(量程0~10V,内阻约100kΩ)
C.电流表(量程0~1mA,内阻约30Ω)
D.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.05Ω)
E.电源(电动势1.5V,额定电流0.5A,内阻不计)
F.电源(电动势12V,额定电流2A,内阻不计)
G.滑动变阻器(阻值范围0~10Ω,额定电流2A)
(1)为使测量尽量准确,电压表选用______,电流表选用______;
(2)请将下方实验电路图补充完整:
(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会______其真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】(1) ①. B ②. C
(2) (3)大于
【解析】
【小问1详解】
[1]由于电阻较大,为了得到较大的便于测量的电流,应选择电动势为12V的电源;故电压表选取量程为0~10V的电压表B;
[2]电路最大电流约为
则电流表选取量程为0~1mA的电流表C。
【小问2详解】
由题意可知,待测电阻阻值远大于电流表内阻,电流表应采用内接法,滑动变阻器最大阻值较小,故为方便调节电路,采用分压式接法,电路图如下:
【小问3详解】
实验误差是由于电流表的分压造成的,所以电压表的读数偏大,待测电阻测量值偏大。
三、计算题:本题共3小题,共42分。
13. 如图甲所示,足够长的木板B静置于光滑水平面上,其上放置小滑块A,滑块A受到随时间t变化的水平拉力F作用时,用传感器测出滑块A的加速度a,得到如图乙所示的图像,A、B之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)滑块A和木板B各自的质量;
(2)滑块A与木板B间的动摩擦因数。
【答案】(1)1kg,2kg
(2)0.4
【解析】
【小问1详解】
A、B共同运动阶段加速度相等,根据牛顿第二定律有
则有
结合图像有
A、B相对滑动后,对A进行分析,根据牛顿第二定律有
则有
结合图像有
解得kg,kg
【小问2详解】
结合上述有
根据图像有代入坐标值(6,2)解得
14. 绝缘粗糙的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定电荷量不等的正电荷,两电荷的位置坐标如图甲所示,已知B处电荷的电荷量为,图乙是A、B连线之间的电势φ与位置x之间的关系图像,图中处对应图线的最低点,处的纵坐标为,处的纵坐标,若在处的C点由静止释放一个质量为m、电荷量为的带电物块(可视为质点),物块随即向右运动(假设此带电物块不影响原电场分布),求:
(1)固定在A处的电荷的电荷量;
(2)小物块与水平面间的动摩擦因数μ为多大,才能使小物块恰好到达处?
(3)若小物块与水平面间的动摩擦因数,小物块运动到何处时速度最大?
【答案】(1)
(2)
(3)处
【解析】
【小问1详解】
根据图像的切线斜率表示场强,可知最低点切线斜率为零,对应合场强为零;则在处有
解得
【小问2详解】
物块从运动至过程中,先加速运动,后减速运动,由动能定理可得
其中,
解得
【小问3详解】
当电场力与摩擦力平衡时,速度最大,设此时物块与A距离为d,则有
将代入,解得
故此时小物块在处。
15. 如图所示在竖直平面内固定一光滑圆弧轨道AB,轨道半径R=0.3m,轨道最高点A与圆心O等高,在圆弧轨道的正下方有一倾角的斜面。圆弧轨道和斜面均处于电场强度大小E=300N/C、方向竖直向下的匀强电场中。现将一个质量为m=0.02kg、带电荷量为的小球从A点由静止释放,小球通过B点离开圆弧轨道沿水平方向飞出,当小球运动到斜面上C点时速度方向恰与斜面垂直,并刚好与一个沿斜面上滑的物块相碰。若物块的质量M满足,带电荷量为,物块与斜面间的动摩擦因数,空气阻力不计,g取10m/s2,小球和物块都可视为质点。求:
(1)小球经过B点时对轨道的压力的大小;
(2)B、C两点间电势差;
(3)物块与小球相碰前的瞬时速度为v0=5m/s,碰后粘合在一起,带电小球和物块皆为导体,若碰撞的时间极短,碰后物块沿斜面向上运动的时间。
【答案】(1)0.9N
(2)160V (3)0.25s
【解析】
【小问1详解】
设小球到达B点速度为,对A到B过程,根据动能定理有
解得
B为圆周运动最低点,由沿半径方向的合力提供向心力,则有
解得
【小问2详解】
小球从B运动到C做类平抛运动,水平方向做匀速直线一定,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,设加速度为,下落高度为h,根据牛顿第二定律有
解得
小球在C点竖直分速度
结合上述解得
B到C过程,竖直方向上,根据速度与位移的关系有
解得
则B、C两点间电势差
解得
【小问3详解】
小球运动到C点,结合上述,该点的速度
与物块相碰,由于二者皆为导体,电量中和,碰撞作用时间极短,斜面对物块的支持力的冲量对应系统垂直斜面方向的动量变化量,斜面对物块的摩擦力的冲量对应系统沿斜面方向的动量变化量,因此有,
其中
解得
而后二者作为整体,所带净电荷量为零,不受电场力,沿斜面匀减速运动至最高点,上滑过程,根据牛顿第二定律有
利用逆向思维,根据速度公式有
解得
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马鞍山二中高三年级12月份素质测试
物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上。
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。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:本题共10小题,共42分。第1-8题每小题4分,只有一项符合题目要求;第9-10题每小题5分,有多项符合题目要求。
1. A、两人从同一地点由静止同时同向沿直线行驶,A先做加速度为的匀加速运动,再做加速度为的匀加速运动,一直做加速度为的匀加速运动,且,当、速度相等时所用时间刚好相等,则在此过程中,A、的平均速度大小关系是( )
A. B. C. D. 条件不足,无法比较
2. 轻质细线上端固定,下端连接光滑小球a,斜面b静止在水平地面上,小球放在斜面上,开始时绳与斜面平行。现将斜面缓慢向左移到虚线处,小球仍静止在斜面上,这一过程中( )
A. b对a的弹力增加 B. 弹性绳的弹力减小
C. 地面对b的支持力增加 D. 地面对b的摩擦力减小
3. 如图所示,磁性圆盘竖直放置,绕固定的水平轴以大小为ω的角速度顺时针匀速转动,一质量为m的铁块(视为质点)吸附在到圆盘圆心O的距离为r处,相对于圆盘静止。重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A. 铁块在最高点时所受的摩擦力方向一定竖直向下
B. 铁块从最高点运动到最低点的过程中,铁块所受重力的冲量大小为2mωr,方向水平向左
C. 铁块在最低点时所受的摩擦力大小一定为
D. 铁块从最低点运动到最高点的过程中,摩擦力对铁块做的功为
4. 2021年5月15日,中国火星探测工程执行探测任务的飞船“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。若飞船“天问一号”从地球上发射到与火星会合,运动轨迹如图中虚线椭圆所示,飞向火星过程中,太阳对飞船“天问一号”的引力远大于地球和火星对它的吸引力,认为地球和火星绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A. 飞船“天问一号”椭圆运动的周期小于地球公转的周期
B. 在与火星会合前,飞船“天问一号”的加速度小于火星公转的向心加速度
C. 飞船“天问一号”在无动力飞行飞向火星过程中,引力势能增大,动能减少,机械能守恒
D. 飞船“天问一号”在地球上的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
5. 如图所示,光滑斜面固定在水平地面上,质量相等的物块A、B通过一根不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮连接,一轻质弹簧下端固定在斜面底端,另一端连接在A上。开始时B被托住,轻绳伸直但没有弹力。现使B由静止释放,在B运动至最低点的过程中(设B未落地,A未与滑轮相碰,弹簧始终在弹性限度内)( )
A. A和B总的重力势能先减小后增大
B. 轻绳拉力对A做的功等于A机械能的增加
C. 当A受到的合外力为零时,A的速度最大
D. 当A和B的速度最大时,A和B的总机械能最大
6. 图甲为一列简谐横波在s时的波形图,P是平衡位置为m处的质点,Q是平衡位置为m处的质点,图乙为质点Q的振动图像。下列判断正确的是( )
A. 这列简谐波的波速为4m/s B. s时,质点P的位移达到负向最大
C. 该波沿x轴正方向传播 D. s时,质点Q的回复力方向沿y轴负方向
7. 中国女航天员王亚平利用“质量测量仪”在太空测出了指令长聂海胜的质量,其原理如图所示。轻杆穿过光滑限位孔,右端接有质量为20kg的圆盘支架,左端连接一弹簧,弹簧另一端固定于飞船龙骨上,构成一弹簧振子装置。首先将聂海胜固定在支架上,压缩弹簧后由静止释放,测出由释放至弹簧第一次伸长量达到最大的时间为0.4s,相同的过程该装置空载时所用时间为0.2s。已知弹簧振子系统的周期T与振子的质量m满足关系。下列说法正确的是( )
A. 空载时该弹簧振子的周期为0.2s
B. 固定在支架上聂海胜速度最快时所受合力最大
C. 聂海胜的质量为60kg
D. 聂海胜的质量为40kg
8. 平行板电容器两极板水平放置,现将其与二极管串联接在电动势为E的直流电源上,电容器下极板接地,静电计所带电量可忽略,闭合开关S,一带电油滴恰好静止于两板间的P点。现缓慢移动平行板电容器的下极板,先竖直向上移动一小段距离,再向下运动到原位置,在这一过程中下列说法正确的是( )
A. 平行板电容器的电容先变小后变大 B. 静电计指针张角先不变后变小
C. P点位置的电势先增大后不变 D. 油滴将一直向上运动
9. 如图所示为某工厂检查立方体工件表面光滑程度的装置,用弹簧将工件弹射到反向转动的水平皮带传送带上,恰好能传送到另一端是合格的最低标准。假设皮带传送带的长度为10m、运行速度是8m/s,工件刚被弹射到传送带左端时的速度是10m/s,取重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 工件与皮带间动摩擦因数不大于0.32才为合格
B. 工件被传送到另一端的最长时间是2s
C. 若工件不被传送过去,返回的时间与正向运动的时间相等
D. 若工件不被传送过去,返回到出发点的速度为8m/s
10. 竖直面内有一半径为R的光滑圆弧轨道AB,其对应的圆心角为10°,A、B两点等高,CD为竖直直径。在A、D两点间固定光滑直斜面,直斜面在D处与光滑圆弧轨道DB平滑相接,将一小球由A点静止释放沿直斜面AD下滑,小球可视为质点,则下列说法正确的是( )
A. 小球从A到D的时间等于从D到B的时间
B. 小球从A到D的时间小于从D到B的时间
C. 由题中数据可以求得小球在DB圆弧轨道上通过D点时对轨道的压力
D. 若将两个小球分别从A、C两点同时由静止释放,它们会同时到达D点
二、实验题:本题共2小题,共16分。
11. 某同学为了测量当地的重力加速度,设计了一套如图甲所示的实验装置。拉力传感器竖直固定,一根不可伸长的细线上端固定在传感器的固定挂钩上,下端系一小钢球,钢球底部固定有遮光片,在拉力传感器的正下方安装有光电门,钢球通过最低点时遮光片恰能通过光电门。小明同学进行了下列实验步骤:
(1)用游标卡尺测量遮光片的宽度,如图乙所示,则___________mm;
(2)用游标卡尺测量小钢球的直径为D,用刻度尺测量小钢球到悬点的摆线长为I;
(3)拉起小钢球,使细线与竖直方向成不同角度,小钢球由静止释放后均在竖直平面内运动,记录遮光片每次通过光电门的遮光时间和对应的拉力传感器示数;
(4)根据记录的数据描绘出如图所示的图像,已知图像与纵轴交点为,图像斜率为,则通过以上信息可求出当地的重力加速度表达式为g=___________(用题目中所给物理量的符号表示);
(5)如果在实验过程中所系的细线出现松动,则根据实验数据求出的当地重力加速度g的值比实际值___________(选填“偏大”、“偏小”、“不变”)。
12. 某同学用伏安法测定待测电阻的阻值(约为10kΩ),除了、开关S,导线外,还有下列器材做选用:
A.电压表(量程0~1V,内阻约10kΩ)
B.电压表(量程0~10V,内阻约100kΩ)
C.电流表(量程0~1mA,内阻约30Ω)
D.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.05Ω)
E.电源(电动势1.5V,额定电流0.5A,内阻不计)
F.电源(电动势12V,额定电流2A,内阻不计)
G.滑动变阻器(阻值范围0~10Ω,额定电流2A)
(1)为使测量尽量准确,电压表选用______,电流表选用______;
(2)请将下方实验电路图补充完整:
(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会______其真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
三、计算题:本题共3小题,共42分。
13. 如图甲所示,足够长的木板B静置于光滑水平面上,其上放置小滑块A,滑块A受到随时间t变化的水平拉力F作用时,用传感器测出滑块A的加速度a,得到如图乙所示的图像,A、B之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)滑块A和木板B各自的质量;
(2)滑块A与木板B间的动摩擦因数。
14. 绝缘粗糙的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定电荷量不等的正电荷,两电荷的位置坐标如图甲所示,已知B处电荷的电荷量为,图乙是A、B连线之间的电势φ与位置x之间的关系图像,图中处对应图线的最低点,处的纵坐标为,处的纵坐标,若在处的C点由静止释放一个质量为m、电荷量为的带电物块(可视为质点),物块随即向右运动(假设此带电物块不影响原电场分布),求:
(1)固定在A处的电荷的电荷量;
(2)小物块与水平面间的动摩擦因数μ为多大,才能使小物块恰好到达处?
(3)若小物块与水平面间的动摩擦因数,小物块运动到何处时速度最大?
15. 如图所示在竖直平面内固定一光滑圆弧轨道AB,轨道半径R=0.3m,轨道最高点A与圆心O等高,在圆弧轨道的正下方有一倾角的斜面。圆弧轨道和斜面均处于电场强度大小E=300N/C、方向竖直向下的匀强电场中。现将一个质量为m=0.02kg、带电荷量为的小球从A点由静止释放,小球通过B点离开圆弧轨道沿水平方向飞出,当小球运动到斜面上C点时速度方向恰与斜面垂直,并刚好与一个沿斜面上滑的物块相碰。若物块的质量M满足,带电荷量为,物块与斜面间的动摩擦因数,空气阻力不计,g取10m/s2,小球和物块都可视为质点。求:
(1)小球经过B点时对轨道的压力的大小;
(2)B、C两点间电势差;
(3)物块与小球相碰前的瞬时速度为v0=5m/s,碰后粘合在一起,带电小球和物块皆为导体,若碰撞的时间极短,碰后物块沿斜面向上运动的时间。
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