精品解析:河北省石家庄市第一中学2025-2026学年高三上学期11月期中物理试题
2025-11-12
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内容正文:
石家庄市第一中学2025-2026学年高三上学期期中考试
物理试卷
注意事项∶
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。
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、单项选择题∶本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 转动动能是物体动能的一种形式,它是指物体绕某一轴旋转所具有的能量,转动动能的公式为,其中为旋转的角速度。公式中的物理量J的单位为( )
A. B.
C. N D.
【答案】A
【解析】
【详解】由可得
则公式中的物理量J的单位为:
故选A。
2. 冰壶甲以速度v0被推出后做匀变速直线运动,滑行一段距离后与冰壶乙碰撞,碰撞后冰壶甲立即停止运动。以下图像中能正确表示冰壶甲运动过程的是图像( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】冰壶甲以速度v0被推出后做匀变速直线运动,速度均匀减小,v-t图像为倾斜的直线,s-t图像斜率表示速度,斜率逐渐减小;滑行一段距离与冰壶乙碰撞后冰壶甲立即停止运动,则v-t图像中速度为0,s-t图像的位置不变,均为平行于横轴的直线。
故选A。
3. 如图甲所示为一智能机械臂用两只机械手指捏着鸡蛋的照片,展示机械手臂的精确抓握能力。如图乙,若两手指对鸡蛋的合力为F,鸡蛋重力为G,下列说法正确的是( )
A. 匀速提起鸡蛋过程中,手指对鸡蛋的压力大于鸡蛋对手指的弹力
B. 鸡蛋受到手指的压力,是因为鸡蛋发生了弹性形变
C. 若手指捏着鸡蛋水平匀速移动,则F < G
D. 若手指捏着鸡蛋水平加速移动,则F > G
【答案】D
【解析】
【详解】A.鸡蛋匀速向上提起过程中,手指对鸡蛋的压力大小等于鸡蛋对手指的弹力大小,故A错误;
B.鸡蛋受到手指的压力,是机械手指发生弹性形变,对与之接触的鸡蛋有压力作用,故B错误;
C.若手指捏着鸡蛋水平匀速移动,根据平衡条件,手指对鸡蛋的合力为F = G,故C错误;
D.若手指捏着鸡蛋水平加速移动,根据牛顿第二定律,手指对鸡蛋的合力为
故D正确。
故选D。
4. 塔吊是现代工地必不可少的建筑设备。如图,为吊车在某次工作时,将200kg的建筑材料由0时刻竖直向上提升的图像,g取。下列判断正确的是( )
A. 在10s~30s内,材料处于超重状态 B. 在40s~56s内,材料处于失重状态
C. 在0~10s内,悬线的拉力恒为2000N D. 材料离地面的最大高度为36.4m
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知在10s~30s内,材料做匀速直线运动,处于平衡状态,故A错误;
B.由图可知在40s~56s内,材料向下加速,加速度向下,处于失重状态,故B正确;
C.由图可知在0~10s内,材料的加速度
由牛顿第二定律
可得悬线的拉力恒为
故C错误;
D.由图像可知,在第40s时,材料离地高度最大,最大高度为图像与坐标轴围城的面积,即最大高度
故D错误。
故选B。
5. 在地月系统中,若忽略其它天体的影响,可将地球和月球看成双星系统,即地球和月球在彼此引力作用下做匀速圆周运动。科学探测表明,月球上蕴藏着极其丰富的矿物质,设想人类开发月球,月球上的矿藏被不断地搬运到地球上,假设经过长时间开采后,地球和月球仍可以看作均匀球体,地球和月球之间的距离保持不变,则( )
A. 地球与月球之间的引力增大 B. 地球与月球之间的引力减小
C. 月球运动的周期增大 D. 月球运动的周期减小
【答案】B
【解析】
【详解】AB.设月球质量为m,地球质量为M,月球与地球之间的距离为r,根据万有引力定律可得地月间的万有引力
由于不断把月球上的矿藏搬运到地球上,所以m减小,M增大。由数学知识可知m与M的和不变时,当m与M相接近时,它们之间的万有引力较大,当它们的质量之差逐渐增大时,m与M的乘积将减小,它们之间的万有引力值将减小,故A错误,B正确;
CD.设地球质量为 M,月球质量为 m,地球做圆周运动的半径为 r1,月球做圆周运动的半径为 r2,则地月间距离
对于地球 有
对于月球 有
可得双星系统的周期
由于地月总质量不变,地月间距不变,所以地球、月球运动的周期不变,故C、D错误。
故选B。
6. 如图所示,电源的电动势和内阻分别为E和r,在滑动变阻器的滑片P由a向b缓慢移动的过程中,下列各物理量的变化情况为( )
A. 电容器所带电荷量一直增多 B. 电容器所带电荷量先减少后增多
C. 电源的总功率先增大后减小 D. 电源的路端电压先减小后增大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】滑片P处于a或b时,滑动变阻器均被短路,当滑片由a向b移动,滑片P将滑动变阻器分为两部分,其接入电路总阻值为两部分电阻阻值并联之后的阻值大小,将先变大后边小。
AB.当滑片P由a缓慢向b移动,电路总阻值先变大后边小,由闭合电路欧姆定律知电流先变小后变大,电容器两端电压与电阻R1电压相同,先变小后变大,由电容器电容的定义式
可知,电容器所带电荷量先减少后增大,A错误,B正确;
C.根据电源总功率公式
电源总功率应先减小后增大,C错误;
D.由闭合电路欧姆定律
知电源路端电压先增大后减小,D错误。
故选B。
7. 如图,从水平地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N两点,两球运动的最大高度相同。空气阻力不计,则( )
A. B的加速度比A的加速度大 B. B在最高点的速度与A在最高点的速度相等
C. B落地时的速度比A落地时的速度大 D. B的飞行时间比A的飞行时间长
【答案】C
【解析】
【详解】A.两小球A、B都做斜抛运动,空气阻力不计,因此两球的加速度都为重力加速度g,大小相等,A错误;
BD.两球在竖直方向都做竖直上抛运动,两球运动的最大高度相同,由公式可知,两球的运动时间相同,竖直方向的分初速度大小相等,由于A球初速度与水平方向的夹角大于B球初速度与水平方向的夹角,设初速度与水平方向的夹角为α,则有
可知A球初速度小于B球初速度。两球水平方向的分速度则有
由于B球的初速度与水平方向的夹角较小,因此B球水平方向的分初速度较大,两球在水平方向都做匀速直线运动,在最高点两球竖直方向的分速度都是零,只有水平方向的分速度,所以B在最高点的速度大于A在最高点的速度,BD错误;
C.由对称性可知,两球在落地时竖直方向的分速度与抛出时竖直方向的分初速度大小相等,在水平方向B球的分速度较大,因此B落地时的速度比A落地时的速度大,C正确。
故选C。
二、多项选择题∶本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 运动员某次发球,将球从离台面高h0处发出,球落在A点反弹后又落在B点,两次擦边。A、B间距离为L,球经过最高点时离台面的高度为,重力加速度为g。若碰撞后竖直方向速度大小变为原来的一半,忽略球的旋转、空气阻力等因素。用v、θ(速度与水平方向的夹角)表示乒乓球离开球拍时的速度大小及方向,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】反弹后小球能够上升到h高度处,所以有
解得
水平方向速度
反弹后竖直方向速度
则反弹前
则发球时竖直方向速度vy0满足
解得
所以小球离开球拍时速度大小
方向
故选BD。
9. 如图所示的直线加速器由沿轴线分布的金属圆筒(又称漂移管)A、B、C、D、E组成,相邻金属圆筒分别接在电源的两端。质子以初速度从O点沿轴线进入加速器,质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为T,在金属圆筒之间的狭缝被电场加速,加速时电压U大小相同。质子电量为e,质量为m,不计质子经过狭缝的时间,则( )
A. MN所接电源的极性应周期性变化
B. 金属圆筒的长度应与质子进入圆筒时的速度成正比
C. 质子从圆筒E射出时的速度大小为
D. 圆筒E的长度为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.因由直线加速器加速质子,其运动方向不变,由题图可知,A的右边缘为正极时,则在下一个加速时需B右边缘为正极,所以MN所接电源的极性应周期性变化,A正确;
B.因质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为T,由
可知,金属圆筒的长度应与质子进入圆筒时的速度成正比,B正确;
C.质子以初速度从O点沿轴线进入加速器,质子经4次加速,由动能定理可得
解得质子从圆筒E射出时的速度大小为
C错误;
D.质子在圆筒内做匀速运动,所以圆筒E的长度为
D错误。
故选AB。
10. 如图所示,一光滑木板倾斜固定,与水平面的夹角,木板的底端固定一垂直木板的挡板,上端固定一定滑轮。劲度系数为的轻弹簧下端固定在挡板上,上端与质量为的物块Q连接。跨过定滑轮的不可伸长的轻绳一端与物块Q连接,另一端与套在水平固定的光滑直杆上的质量为的物块P连接。初始时物块P在水平外力作用下静止在直杆的点,且恰好与直杆没有相互作用,轻绳与水平直杆的夹角。撤去水平外力,物块P由静止运动到点时轻绳与直杆间的夹角。已知滑轮到水平直杆的垂直距离为,重力加速度大小为,弹簧轴线、物块Q与定滑轮之间的轻绳共线且与木板平行,不计滑轮大小及摩擦,物块P、Q均可视为质点。取,。则下列说法正确的是( )
A. 物块Q下滑过程中,弹簧的弹性势能一直减小
B. 物块P从点运动到点的过程中,轻绳拉力对物块P做正功
C. 物块P从点运动到点的过程中,轻绳拉力对物块Q做的功为
D. 物块P从点运动到点的过程中,物块Q的重力势能减少量等于P、Q两物块总动能的增加量
【答案】BD
【解析】
【详解】A.对物块P在A点时进行受力分析,其恰好与直杆没有相互作用,所以绳子拉力在竖直方向的分力与重力大小相等,方向相反,即
所以绳子的拉力为
对物块Q进行受力分析,在沿斜面方向上有
解得
设弹簧拉伸的长度为,由胡克定律有
解得
物块P运动到B点时,由几何关系可得物块Q沿斜面向下滑了
所以此时弹簧的压缩量为
即此时弹簧的压缩量与初始时弹簧的拉伸量相同,也就是说此时弹簧的弹性势能与初始时弹簧的弹性势能相同,即弹簧的弹性势能先减小后增大,故A错误;
D.物块P从A点运动到B点的过程中,弹簧的弹力做功为零,所以由能量守恒可知,物块Q的重力势能减少量等于物块P和Q总动能的增加量,故D正确;
B.由于轻绳只能提供拉力,对物块P,在从A点到B点过程中轻绳拉力的方向与P运动方向夹角为锐角,则轻绳拉力对P做正功,故B正确;
C.物块P运动到B点时,P和Q速度满足
物块P从A点运动到B的过程中,对系统由能量守恒有
对物块Q有
联立解得,故C错误。
故选BD。
三、非选择题∶本题共5小题,共54分。
11. 某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。
(1)对于本实验操作的说法正确的是___________。
A.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上
B.应用秒表测出重物下落的时间
C.选用的重物的密度和质量大些,有利于减小误差
D.选用的重物的密度和质量小些,有利于减小误差
(2)若实验中所用重物的质量为。某同学选取了一条前两个点间距接近的纸带,0是打下的第一个点,打点时间间隔为,则在纸带上打下点3时重物的动能的增加量(相对0)___________J,从打下点0至打下点3的过程中重物的重力势能减少量___________J(,结果均保留三位有效数字)。
(3)发现动能的增加量和重力势能的减少量不相等,可能的原因是___________。
【答案】 ①. AC ②. 5.28 ③. 5.44 ④. 需要克服各种阻力(纸带与计时器之间有摩擦,空气阻力等)做功
【解析】
【详解】(1)[1]A.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上,以减小纸带与打点计时器之间的摩擦,故A正确;
B.打点计时器就是计时仪器,则不需要秒表测重物下落的时间。故B错误;
CD.选用的重物的密度和质量大些,有利于减小误差。故C正确;D错误。
故选AC。
(2)[2]纸带上打下点3时的速度
此时重物的动能
[3]从打下点0至打下点3的过程中重物的重力势能减少量
(3)[4]实验中由于需要克服各种阻力(纸带与计时器之间有摩擦,空气阻力等)做功,机械能减少。
12. 某同学为研究小灯泡和电动机的伏安特性,在实验室找到了以下器材:
A.待测小灯泡一只:额定电压3.0V,额定功率1.2W
B.电流表:量程0~0.6A,内阻约1Ω
C.电压表:量程0~3V,内阻约3kΩ
D.滑动变阻器:最大阻值10Ω,允许通过的最大电流为2A
E.滑动变阻器:最大阻值100Ω,允许通过的最大电流为0.5A
F.蓄电池:电动势4.0V.内阻不计
G.开关S、导线若干
(1)为准确描绘小灯泡的伏安特性曲线,请在答题卡上的图(a)中补全电路图_____:
(2)为方便调节,图(a)中的滑动变阻器选用_______(选填“D”或“E”);闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于_______(选填“a”或“b”)端。
(3)将小灯泡换成一额定电压为3V的小电动机,电路其它部分保持不变,描绘出该电动机的伏安特性曲线如图(b)所示。图像表明:两曲线的临界电压为1.5V。再将该电动机改接在一电池两端,工作较长时间后,电动势近似不变,内阻增加,导致电动机停止转动。电动机因此原因停止转动前的瞬间,输出功率约为_______W;停止转动后的瞬间,电源的总功率约为_______W。(结果均保留2位有效数字)
【答案】(1) (2) ①. D ②. a
(3) ①. 0.18 ②. 1.1
【解析】
【小问1详解】
灯泡的电阻
采用电流表外接法,电压从零开始,滑动变阻器采用分压式接法,电路图如下
【小问2详解】
[1][2]滑动变阻器采用分压式接法,选择总阻值较小的D,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于a端,使待测支路电压为零。
【小问3详解】
[1][2]根据图像可知,电动机内阻为
电动机停止转动前瞬间的热功率
电动机的输入功率
电动机的输出功率
电动机停止转动瞬间,电源的图像如图所示
电源的内阻
停止转动后的瞬间,电源的总功率约为
13. 如图所示,小物块A、B用轻绳相连,并通过轻质滑轮将B悬挂于C的右端,初始时A、B、C均静止且将A锁定,C放在光滑水平地面上,已知:A、B、C质量分别为、,、之间的动摩擦因数分别为、,重力加速度,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现解除A的锁定状态,同时对C施加一个水平外力F,则:
(1)若水平外力为时C保持静止,A、B匀加速运动,且A未撞滑轮、B未落地,求A的加速度绳子上的拉力和的大小;
(2)若对C施加水平向右的外力为,为了保证A、B、C相对静止,求的大小范围。
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
小物块与间的滑动摩擦力为
把看作一个整体
根据牛顿第二定律
解得
以B为研究对象,受到绳子拉力和重力的作用向下加速运动,根据牛顿第二定律
解得,绳子拉力为
绳子对和对的拉力大小相等
以为研究对象,在水平方向受力平衡,则有
解得
【小问2详解】
保证、、相对静止,当相对于即将向右滑动时,为最小的力,对受力分析
以整体为研究对象
以为研究对象,根据牛顿第二定律,此时间的压力为
则受到的摩擦力为
以上各式联立,解得
若A相对于即将向左滑动,则以为研究对象
此时即将向上运动,则
以整体为研究对象
以上各式联立解得
所以的大小范围为
14. 用长为的轻质绝缘细线悬挂一个可视为质点的带正电小球,小球质量为、带电荷量为;为点正下方地面上的点,细线竖直伸直时,小球到点距离为;整个空间存在着水平向右的匀强电场(未画出),电场强度为,其中为重力加速度。现将小球向左侧拉到点,此时细线水平伸直,然后将小球由静止释放,如图所示。求:
(1)小球由运动到点正下方所经历的时间;
(2)小球向右侧摆动过程中,细线受到的最大拉力的大小;
(3)当细线拉力最大时,给小球一个沿切线方向的瞬时冲量,使小球的速度大小变为,方向仍垂直于细线斜向右上,同时剪断细线,求小球落地点(未画出)和点之间的距离。
【答案】(1);
(2);
(3)
【解析】
【详解】(1)电场力
设两力的合力与水平方向夹角为,有
解得
合力斜向右下与细线夹角小于,故小球从开始将沿重力与电场力的合力方向做匀加速直线运动,到点正下方绳子恰好伸直,由牛顿第二定律有
解得
从到点正下方所需时间设为,有
解得
(2)分析可知,小球运动到右方使细线与竖直向下方向夹角为时拉力最大,小球在点正下方细线伸直前的速度为,由(1)可知
细线拉直后的速度设为,有
小球从点正下方运动到细线拉力最大时,由动能定理得
解得
向心力方程有
解得
由牛顿第三定律知,细线受到的最大拉力大小为
(3)细线剪断时小球离地面高度为
竖直分速度为
水平分速度为
设细线剪断后小球经时间落地,竖直方向以向上为正,有
解得
水平方向上,由牛顿第二定律得
解得
则
所以落地点到点的距离为
15. 如图所示,装置的左边AB部分是长为L1=1m的水平面,一水平放置的轻质弹簧左端固定并处于原长状态.装置的中间BC部分是长为L2=2m的水平传送带,它与左右两边的台面等高,并能平滑对接,传送带始终以v=2m/s的速度顺时针转动.装置的右边是一光滑的曲面,质量m=1kg的小滑块从其上距水平台面h=1m的D处由静止释放,滑块向左最远到达O点,OA间距x=0.1m,并且弹簧始终处在弹性限度内.已知物块与传送带及左边水平面之间的摩擦因数μ=0.25,取g=10m/s2.
(1)求滑块第一次到达C点时速度大小;
(2)求弹簧获得的最大弹性势能;
(3)求滑块再次回到右边曲面部分所能到达的最大高度.
【答案】(1)滑块第一次到达C点时速度大小是;
(2)弹簧获得的最大弹性势能是2.75J;
(3)滑块再次回到右边曲面部分所能到达的最大高度是0.2m.
【解析】
【详解】(1)对滑块从D到C由动能定理得:,解得:
(2)对滑块从D到O由能量守恒定律得: ,解得:Ep=2.75J
(3)设滑块返回到达B点速度为v1
由能量守恒定律得: ,解得:v1=1m/s.
滑块再次进入传送带后匀加速运动,由牛顿第二定律得:μmg=ma,解得:a=2.5m/s2,
滑块速度增加到2 m/s时的位移为: ,
所以滑块再次回到C点的速度为2 m/s,对滑块从C到最高点,由机械能守恒得: ,解得:h1=0.2m.
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石家庄市第一中学2025-2026学年高三上学期期中考试
物理试卷
注意事项∶
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。
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、单项选择题∶本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 转动动能是物体动能的一种形式,它是指物体绕某一轴旋转所具有的能量,转动动能的公式为,其中为旋转的角速度。公式中的物理量J的单位为( )
A. B.
C. N D.
2. 冰壶甲以速度v0被推出后做匀变速直线运动,滑行一段距离后与冰壶乙碰撞,碰撞后冰壶甲立即停止运动。以下图像中能正确表示冰壶甲运动过程的是图像( )
A. B.
C. D.
3. 如图甲所示为一智能机械臂用两只机械手指捏着鸡蛋的照片,展示机械手臂的精确抓握能力。如图乙,若两手指对鸡蛋的合力为F,鸡蛋重力为G,下列说法正确的是( )
A. 匀速提起鸡蛋过程中,手指对鸡蛋的压力大于鸡蛋对手指的弹力
B. 鸡蛋受到手指的压力,是因为鸡蛋发生了弹性形变
C. 若手指捏着鸡蛋水平匀速移动,则F < G
D. 若手指捏着鸡蛋水平加速移动,则F > G
4. 塔吊是现代工地必不可少的建筑设备。如图,为吊车在某次工作时,将200kg的建筑材料由0时刻竖直向上提升的图像,g取。下列判断正确的是( )
A. 在10s~30s内,材料处于超重状态 B. 在40s~56s内,材料处于失重状态
C. 在0~10s内,悬线的拉力恒为2000N D. 材料离地面的最大高度为36.4m
5. 在地月系统中,若忽略其它天体的影响,可将地球和月球看成双星系统,即地球和月球在彼此引力作用下做匀速圆周运动。科学探测表明,月球上蕴藏着极其丰富的矿物质,设想人类开发月球,月球上的矿藏被不断地搬运到地球上,假设经过长时间开采后,地球和月球仍可以看作均匀球体,地球和月球之间的距离保持不变,则( )
A. 地球与月球之间的引力增大 B. 地球与月球之间的引力减小
C. 月球运动的周期增大 D. 月球运动的周期减小
6. 如图所示,电源的电动势和内阻分别为E和r,在滑动变阻器的滑片P由a向b缓慢移动的过程中,下列各物理量的变化情况为( )
A. 电容器所带电荷量一直增多 B. 电容器所带电荷量先减少后增多
C. 电源的总功率先增大后减小 D. 电源的路端电压先减小后增大
7. 如图,从水平地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N两点,两球运动的最大高度相同。空气阻力不计,则( )
A. B的加速度比A的加速度大 B. B在最高点的速度与A在最高点的速度相等
C. B落地时的速度比A落地时的速度大 D. B的飞行时间比A的飞行时间长
二、多项选择题∶本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 运动员某次发球,将球从离台面高h0处发出,球落在A点反弹后又落在B点,两次擦边。A、B间距离为L,球经过最高点时离台面的高度为,重力加速度为g。若碰撞后竖直方向速度大小变为原来的一半,忽略球的旋转、空气阻力等因素。用v、θ(速度与水平方向的夹角)表示乒乓球离开球拍时的速度大小及方向,则( )
A. B.
C. D.
9. 如图所示的直线加速器由沿轴线分布的金属圆筒(又称漂移管)A、B、C、D、E组成,相邻金属圆筒分别接在电源的两端。质子以初速度从O点沿轴线进入加速器,质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为T,在金属圆筒之间的狭缝被电场加速,加速时电压U大小相同。质子电量为e,质量为m,不计质子经过狭缝的时间,则( )
A. MN所接电源的极性应周期性变化
B. 金属圆筒的长度应与质子进入圆筒时的速度成正比
C. 质子从圆筒E射出时的速度大小为
D. 圆筒E的长度为
10. 如图所示,一光滑木板倾斜固定,与水平面的夹角,木板的底端固定一垂直木板的挡板,上端固定一定滑轮。劲度系数为的轻弹簧下端固定在挡板上,上端与质量为的物块Q连接。跨过定滑轮的不可伸长的轻绳一端与物块Q连接,另一端与套在水平固定的光滑直杆上的质量为的物块P连接。初始时物块P在水平外力作用下静止在直杆的点,且恰好与直杆没有相互作用,轻绳与水平直杆的夹角。撤去水平外力,物块P由静止运动到点时轻绳与直杆间的夹角。已知滑轮到水平直杆的垂直距离为,重力加速度大小为,弹簧轴线、物块Q与定滑轮之间的轻绳共线且与木板平行,不计滑轮大小及摩擦,物块P、Q均可视为质点。取,。则下列说法正确的是( )
A. 物块Q下滑过程中,弹簧的弹性势能一直减小
B. 物块P从点运动到点的过程中,轻绳拉力对物块P做正功
C. 物块P从点运动到点的过程中,轻绳拉力对物块Q做的功为
D. 物块P从点运动到点的过程中,物块Q的重力势能减少量等于P、Q两物块总动能的增加量
三、非选择题∶本题共5小题,共54分。
11. 某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。
(1)对于本实验操作的说法正确的是___________。
A.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上
B.应用秒表测出重物下落的时间
C.选用的重物的密度和质量大些,有利于减小误差
D.选用的重物的密度和质量小些,有利于减小误差
(2)若实验中所用重物的质量为。某同学选取了一条前两个点间距接近的纸带,0是打下的第一个点,打点时间间隔为,则在纸带上打下点3时重物的动能的增加量(相对0)___________J,从打下点0至打下点3的过程中重物的重力势能减少量___________J(,结果均保留三位有效数字)。
(3)发现动能的增加量和重力势能的减少量不相等,可能的原因是___________。
12. 某同学为研究小灯泡和电动机的伏安特性,在实验室找到了以下器材:
A.待测小灯泡一只:额定电压3.0V,额定功率1.2W
B.电流表:量程0~0.6A,内阻约1Ω
C.电压表:量程0~3V,内阻约3kΩ
D.滑动变阻器:最大阻值10Ω,允许通过的最大电流为2A
E.滑动变阻器:最大阻值100Ω,允许通过的最大电流为0.5A
F.蓄电池:电动势4.0V.内阻不计
G.开关S、导线若干
(1)为准确描绘小灯泡的伏安特性曲线,请在答题卡上的图(a)中补全电路图_____:
(2)为方便调节,图(a)中的滑动变阻器选用_______(选填“D”或“E”);闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于_______(选填“a”或“b”)端。
(3)将小灯泡换成一额定电压为3V的小电动机,电路其它部分保持不变,描绘出该电动机的伏安特性曲线如图(b)所示。图像表明:两曲线的临界电压为1.5V。再将该电动机改接在一电池两端,工作较长时间后,电动势近似不变,内阻增加,导致电动机停止转动。电动机因此原因停止转动前的瞬间,输出功率约为_______W;停止转动后的瞬间,电源的总功率约为_______W。(结果均保留2位有效数字)
13. 如图所示,小物块A、B用轻绳相连,并通过轻质滑轮将B悬挂于C的右端,初始时A、B、C均静止且将A锁定,C放在光滑水平地面上,已知:A、B、C质量分别为、,、之间的动摩擦因数分别为、,重力加速度,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现解除A的锁定状态,同时对C施加一个水平外力F,则:
(1)若水平外力为时C保持静止,A、B匀加速运动,且A未撞滑轮、B未落地,求A的加速度绳子上的拉力和的大小;
(2)若对C施加水平向右的外力为,为了保证A、B、C相对静止,求的大小范围。
14. 用长为的轻质绝缘细线悬挂一个可视为质点的带正电小球,小球质量为、带电荷量为;为点正下方地面上的点,细线竖直伸直时,小球到点距离为;整个空间存在着水平向右的匀强电场(未画出),电场强度为,其中为重力加速度。现将小球向左侧拉到点,此时细线水平伸直,然后将小球由静止释放,如图所示。求:
(1)小球由运动到点正下方所经历的时间;
(2)小球向右侧摆动过程中,细线受到的最大拉力的大小;
(3)当细线拉力最大时,给小球一个沿切线方向的瞬时冲量,使小球的速度大小变为,方向仍垂直于细线斜向右上,同时剪断细线,求小球落地点(未画出)和点之间的距离。
15. 如图所示,装置的左边AB部分是长为L1=1m的水平面,一水平放置的轻质弹簧左端固定并处于原长状态.装置的中间BC部分是长为L2=2m的水平传送带,它与左右两边的台面等高,并能平滑对接,传送带始终以v=2m/s的速度顺时针转动.装置的右边是一光滑的曲面,质量m=1kg的小滑块从其上距水平台面h=1m的D处由静止释放,滑块向左最远到达O点,OA间距x=0.1m,并且弹簧始终处在弹性限度内.已知物块与传送带及左边水平面之间的摩擦因数μ=0.25,取g=10m/s2.
(1)求滑块第一次到达C点时速度大小;
(2)求弹簧获得的最大弹性势能;
(3)求滑块再次回到右边曲面部分所能到达的最大高度.
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