内容正文:
2025-2026学年新未来大联考高三年级11月联合测评
物理试题
(试卷满分:100分考试用时: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,只有一项符合题目要求。
1. 某无人机沿x轴做直线运动的x-t关系图像是如图所示的抛物线,已知倾斜虚线的斜率为0.5m/s,1s时图像的切线与横轴平行,根据图像的特点和其它已知信息,分析下列说法正确的是( )
A. 无人机在0~1s内的平均速度为0.5m/s
B. 无人机在1s时的速度大小为0.5m/s
C. 无人机的初速度为1m/s,加速度为-1m/s2
D. x0为1.5m
【答案】D
【解析】
【详解】A.倾斜虚线的斜率为0.5m/s,说明1~2s内的平均速度为0.5m/s,根据图像的对称性说明0~1s内的平均速度为-0.5m/s,故A错误;
B.1s时曲线的切线的斜率为0,速度为0m/s,故B错误;
C.根据图像可知0~1s内无人机做匀减速直线运动,则有
可得
根据匀变速直线运动速度与时间的关系可得
其中
可得,故C错误;
D.
其中
可得,故D正确。
故选D。
2. 如图所示的自动卸货装置,粗糙的斜面可绕左下角的转轴做顺时针或逆时针转动,也可不转动,一质量为m的物块(视为质点)放置在斜面的顶端,与底端转轴处的高度差为h,重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A. 若斜面不转动,当物块沿斜面下滑,则支持力做负功,重力势能转化为内能
B. 若斜面沿逆时针缓慢转动一个小角度,且物块相对斜面静止,则支持力做负功
C. 若斜面沿顺时针缓慢转动至水平,且物块相对斜面静止,则支持力做的功等于
D. 若斜面沿顺时针转动至水平,当物块获得的速度为v,摩擦生热为Q,则支持力做的功为
【答案】C
【解析】
【详解】A.若斜面不转动,当物块沿斜面下滑,则支持力与位移垂直不做功,重力势能转化为内能与动能,A项错误;
BC.若斜面逆时针或顺时针缓慢转动一个小角度,且物块相对斜面静止的过程中,物块受重力、支持力、摩擦力三个力,且摩擦力不做功,由动能定理
若斜面逆时针缓慢转动,则,故B错误;
若斜面顺时针缓慢转动至水平,则,故C正确
D.若斜面沿顺时针转动至水平,当物块获得的速度为v
由动能定理,其中,
则支持力做的功为,故D错误;
故选C。
3. 某电场在x轴上各点电场强度方向与x轴平行,x轴上各点的电势φ与坐标x的关系图像如图所示。已知在x轴正方向上的A、B、C、D的坐标分别为x0、2x0、3x0、4x0,φ−x图像在横坐标为x0处切线的斜率为0。根据图中所给的信息,分析下列说法正确的是( )
A. A、B两点间的电势差为φ0
B. x轴上的电场方向在B、C两点处发生突变
C. x轴上的电场从C到D,电场强度均匀减小
D. x轴上的电场从A到B,电场强度逐渐增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.A、B两点间的电势差为,故A错误;
B.沿着电场的方向电势降低,逆着电场的方向电势升高,从O点到A点电势降低,电场向右,从A点到B点电势升高,电场向左,从B点到C点电势升高,电场向左,而从C点到D点电势降低,电场向右,故电场方向在A、C两点处发生突变,B点处方向不变,故B错误;
C.φ-x图像切线斜率的绝对值表示电场强度的大小,x轴上的电场从C点到D点,图像的斜率不变,电场强度不变,故C错误;
D.同理从A点到B点,图像斜率逐渐增大,电场强度逐渐增大,故D正确。
故选D。
4. 中国设想登月前向月球发射一颗人造月球卫星,如图所示,卫星先在月球同步卫星轨道(轨道I)上做匀速圆周运动,接着在轨道II(椭圆轨道)上运行,然后在圆轨道III(贴着月面)做匀速圆周运动,A是I与II的切点,B是II与III的切点,已知月球的自转周期为T1,卫星在轨道III上的周期为T3,下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道II上的周期大于T1
B. 卫星在轨道I与轨道III上的动能之比为
C. A、B两点间距与月球的半径之比为
D. 卫星在轨道II上A点的加速度小于在轨道I上的加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.轨道II的半长轴小于轨道I的半径R1,根据开普勒第三定律可知,卫星在轨道II的周期小于在轨道I上的周期,而轨道I上的周期等于月球自转的周期T1,可知卫星在轨道II上的周期小于T1,A项错误;
B.设月球的半径即轨道III的半径为R3,由开普勒第三定律可得
则有
由
可得
则卫星在轨道I上的动能之比为,B项正确;
C.由几何关系可得A、B两点间距离
进一步可得,C项错误;
D.卫星在轨道I上A点所受的万有引力大小等于在轨道II上(包括A点)所受的万有引力大小,根据牛顿第二定律可知,卫星在轨道II上A点的加速度大小等于在轨道I上(包括A点)的加速度大小,D项错误。
故选B。
5. 加速电场、偏转电场与荧光屏组成的示波管结构示意图如图所示。忽略电子重力,下列说法错误的是( )
A. 加速电场可使电子的速度增大,偏转电场仅改变速度的方向但不改变速度的大小
B. 荧光屏上可以产生倾斜亮线
C. 若、的电势均低于Y、X的电势,则电子打在XOY区域
D. 水平偏转电场可使电子做匀变速曲线运动
【答案】A
【解析】
【详解】A.加速电场可使电子的速度增大,偏转电场不但改变速度的方向且能改变速度的大小,故A错误,符合题意;
B.当电子枪源源不断的发出电子,在两偏转极板上加上合适的周期性电压,荧光屏上就可产生倾斜亮线,故B项正确,不符合题意;
C.若、的电势均低于Y、X的电势,则偏向低电势极板,电子会打在XOY区域,故C正确,不符合题意;
D.水平偏转电场提供的加速度不变,可使电子做类平抛运动即匀变速曲线运动,故D项正确,不符合题意。
本题选择错误选项,故选A。
6. 如图所示,轻质弹簧上端悬挂在天花板上,下端连接一质量为m的小球(视为质点)。当弹簧处于原长时,小球正好处在A点(图中未画出)且获得竖直向下的速度v0,接着运动到最低点B(图中未画出),然后再返回到A点。重力加速度为g,规定竖直向下为正方向,下列说法正确的是( )
A. 小球从A到B,加速度越来越小
B. 小球从A到B再返回到A,合力的冲量为mv0
C. 小球从A到B,加速度a与下落高度h的关系图像的斜率是定值
D. 小球从B到A,重力势能的增加量大于弹性势能的减小量
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球从A点运动到B点,加速度先向下减小,再向上增大,则加速度先减小后增大,故A错误;
B.小球第一次在A点速度为v0,由简谐运动的对称性可知第二次在A点速度为,则动量的变化量为
由动量定理可得合力的冲量为,故B项错误;
C.小球从A点下降的高度为h,则弹簧的伸长量为h,弹力为kh,由牛顿第二定律可得
则有
则a-h图像的斜率为为定值,故C正确;
D.小球从B点运动到A点,由系统机械能守恒,可得重力势能的增加量与动能的增加量之和等于弹性势能的减小量,则重力势能的增加量小于弹性势能的减小量,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,一块均匀的长方体样品,长、宽、厚分别为a、a、0.4a,当在C、D间加上电压U,通过样品的热功率为P,已知样品单位体积内有n个自由电子,电子的电荷量为e,下列说法正确的是( )
A. 样品的电阻率为
B. 若在A、B间加上电压U,则通过样品的热功率为
C. 若在C、D间加上电压U,则自由电子定向移动的速度为
D. 若在A、B间加上电压,从A到B的电流为I,则所加的电压为
【答案】B
【解析】
【详解】A.通过样品的热功率
可得样品沿C、D方向的电阻为
根据电阻定律有
解得,故A错误;
B.样品沿A、B方向的电阻为
若在A、B间加上电压U,则通过样品的热功率为,故B正确;
C.若在C、D间加上电压U,通过样品的电流为
由电流的微观表达式
可得,故C错误;
D.若在A、B间加上电压,从A到B的电流为I,则所加的电压,故D错误。
故选B。
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,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,物块甲(视为质点)套在光滑水平固定放置的硬细杆上,物块乙放置在倾角为30°的光滑斜面上,轻质细线跨过定滑轮(体积忽略不计),两端分别与甲、乙连接,甲、乙的质量均为m,当甲从A点由静止释放时,乙处在C点,绳子伸直,已知两段绳子与水平方向的夹角均为30°,B点是滑轮正下方杆上的点,且滑轮与B点的高度差为h,不计滑轮的摩擦,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 当甲从A点运动到B点,系统重力势能的减小量为mgh
B. 当甲运动到B点时,乙的速度为0,甲的速度大小为
C. 当滑轮与甲之间的细绳与水平方向的夹角为60°时,乙的速度大小为v0则甲的速度大小为
D. 当甲运动到B点时,杆对甲的弹力竖直向下大小为F,则乙的加速度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.甲从A点运动到B点,由几何关系可得乙沿斜面下滑的距离为h,系统重力势能的减小量即乙重力势能的减小量为,故A错误;
B.甲运动到B点时,滑轮与甲之间的细绳与杆垂直,由关联速度间的关系可得乙的速度为0,设甲的速度为v,由机械能守恒可得
解得,故B正确;
C.当滑轮与甲之间的细绳与水平方向的夹角为60°,乙的速度为v0,把甲的速度v甲分别沿着绳子和垂直绳子分解,则乙的速度即绳速为
解得,故C错误;
D.当甲运动到B点,杆对甲的弹力竖直向下大小为F,对甲受力分析,由三力平衡可得绳的拉力为
对乙受力分析由牛顿第二定律可得
解得,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示的电路,电源的电动势E=5V,电动机接在电源的两端,电容为的电容器与电动机并联,已知电动机内阻是电源内阻的2倍,电动机的效率为η=50%,机械功率为P机=2W,下列说法正确的是( )
A. 电动机的输入功率为6W
B. 回路的电流为2A
C. 电源的效率为80%
D. 电容器所带电量为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由,结合P机=2W,η=50%,解得P热=2W
则电动机的输入功率为P=P机+P热=4W,故A错误;
B.设电源的内阻为R,则电动机的内阻为2R,设回路的电流为I
根据闭合电路欧姆定律可得电动机两端的电压为
结合P=UI=P机+P热,
代入P机=2W、P热=2W、E=5V,解得I=1A、R=1Ω,故B错误;
C.电源的效率为,故C正确;
D.电容器的带电量为,故D正确。
故选CD。
10. 如图所示的装置由加速电场、辐射电场组成。一质量为m、带电量为+q的粒子(忽略重力)从加速电场的下孔飘入加速电场,从J点以竖直向上的速度进入辐射电场,沿圆弧虚线运动到P点时以水平向右的速度离开电场。已知圆弧虚线处的电场强度大小为E,圆弧虚线的半径为R,下列说法正确的是( )
A. 粒子在J点的速度大小为
B. 加速电场两极板间的电压为
C. 粒子从J点到P点的运动时间
D. 粒子从J点运动到P点的平均加速度的大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.粒子在辐射电场中,由电场力提供向心力,则有
粒子在加速电场运动,由动能定理可得
综合解得,,故A错误,B正确;
C.粒子从J点到P点的运动时间为,故C错误;
D.速度的变化量大小
平均加速度的大小为,故D正确。
故选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组用如图所示的装置来验证碰撞中的动量守恒。质量为M的物块(视为质点)放置在粗糙的水平地面上,与地面间的动摩擦因数为μ,质量为m的小球(视为质点)用轻质细线悬挂在天花板上,小球静止在最低点时与物块接触且细线竖直。现将小球向左拉离最低点上升高度为H时释放(细线伸直),运动到最低点与物块碰撞,碰后小球向右摆动,上升的最大高度为h,物块滑行的最大距离为x,重力加速度为g,回答下列问题。
(1)在误差允许范围内,若满足关系式_______________________________(用题中所给的物理符号来表示),则可验证小球与物块碰撞中的动量守恒;
(2)在误差允许范围内,若满足关系式_______________________________(用题中所给的物理符号来表示),则可验证小球与物块发生弹性碰撞。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设碰撞前后小球的速度分别为v0、v1,由机械能守恒可得,
解得,
设碰撞后物块的速度为v2,由匀减速直线运动的规律可得
则有
当小球与物块碰撞的动量守恒,有
综合整理可得
【小问2详解】
当小球与物块发生弹性碰撞,由,
综合可得
整理可得
12. 实验小组用如图甲所示的电路图测量某根弹性金属丝(其长度和横截面积可在做实验的过程中改变并测量)的电阻率ρ,电压表、电流表均可视为理想电表,定值电阻的阻值为R0。实验时先闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器接入适当的阻值,记录两表的对应示数U1、I1然后断开S2,调节滑动变阻器接入阻值R,直到电流表的示数仍为I1,并记录电压表的相应示数U2,然后改变弹性金属丝的长度L和横截面积S,重复以上的实验步骤,获得多组数据,并绘制出图像如图乙所示,图丙是所提供的实验器材,回答下列问题。
(1)根据图甲电路图,在图丙中用笔画线代替导线连接成完整的实物图(为保护电路,电流表与电压表均接最大测量范围)。
(2)在图丙的实物图中,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放置在最______(选填“左”或“右”)端。
(3)写出图乙中图像的函数表达式______,若图像的斜率为k,则弹性金属丝的电阻率ρ=______(用R0和k表示)。
【答案】(1)见解析 (2)右
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
完整的实物图如图所示
【小问2详解】
闭合开关前,应将滑动变阻器调至阻值最大处,故滑片应放在最右端。
【小问3详解】
S1、S2都闭合,由欧姆定律可得
S1闭合、S2断开,由欧姆定律可得
则有
比较可得,结合
可得图乙的函数表达式为
当图像的斜率为k,则有
解得
13. 如图所示,B是粗糙水平面AB的右边缘,斜面体CDE固定在B点的右下方,CD光滑,CE边竖直、长为x的ED边水平,A、B两点间的距离为x,B、C两点的高度差为x,沿水平方向的距离为2x,质量为m的玩具小车从A点以恒定的功率P启动,运动过程中所受阻力大小不变,经过一段时间运动到B点正好达到最大速度,此时立即关闭发动机,小车运动到C点时恰好沿着斜面CD方向下滑,重力加速度为g,忽略空气阻力。
(1)求小车在B点的速度大小以及从A点运动到B点的运动时间;
(2)求斜面的倾角以及小车运动到D点时的动能。
【答案】(1),
(2)45°,
【解析】
【小问1详解】
小车从B点运动到C点由平抛运动的规律可得,
解得
小车从A点到B点以恒定的功率P启动,由动能定理可得
运动到B点正好达到最大速度,则有
解得
【小问2详解】
斜面的倾角等于小车从B点运动到C点速度的偏转角,由平抛运动速度的反向延长线经过水平位移的中点可得
则有
由几何关系可得C、D两点的高度差为x,小车从B点运动到D点由动能定理可得
解得
14. 如图所示,质量m的物块甲(视为质点)、与质量未知物块乙(视为质点)均放置在粗糙的水平面上,在物块甲的右侧安装上光滑滑轮(滑轮的体积与质量均忽略不计),轻质细线穿过滑轮,一端连接在物块乙上,另一端施加斜向右上方与水平细线的夹角为53°的拉力F0=0.25mg,物块乙以水平向左的速度。匀速运动,甲恰好不滑动,当甲、乙相碰后立即组成一个整体,同时撤去绳的拉力。已知乙与地面间的动摩擦因数μ乙=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,sin53°=0.8,cos53°=0.6。
(1)求物块乙的质量,以及碰前水平面对物块甲的支持力大小;
(2)求物块甲与水平面间的动摩擦因数;
(3)求物块甲、乙的碰撞生热以及碰后整体滑行的距离。
【答案】(1),
(2)0.5 (3),
【解析】
【小问1详解】
对物块乙进行分析,根据平衡条件有,
其中,,
解得
对物块甲进行分析,把斜向上的分别沿水平方向和竖直方向正交分解,竖直方向由三力平衡可得
解得
【小问2详解】
结合上述有
水平方向由三力平衡可得
结合上述解得
【小问3详解】
甲、乙碰撞过程,由动量守恒定律可得
碰撞生热等于甲、乙组成系统机械能的损失
解得,
设碰后整体滑行的距离为L,由于,则有
解得
15. 如图所示,平面直角坐标系的x、y轴正方向分别水平向右和竖直向上,第一、四象限存在竖直向上的匀强电场,第二、三象限存在另一竖直向上的匀强电场,其电场强度是一、四象限内电场强度的2倍,第一、四象限竖直固定放置内壁光滑绝缘的圆弧轨道OB,B点在y轴的负半轴上,P点是圆心,且OB=OP。现将质量为m、带电量为+q的小球(视为质点)从第三象限的A点以水平向右的初速度v0抛出,运动到坐标原点O时速度大小为2v0,从A点运动到O点过程中加速度的大小为g,然后小球从O点切入圆轨道沿圆弧轨道的内壁运动到B点,重力加速度大小为g。
(1)求小球从A点运动到O点的时间以及第一、四象限匀强电场的电场强度大小;
(2)若小球从O点沿圆弧运动到B点的过程中在某点轨道对其弹力的大小等于小球所受重力大小,求O、B两点的电势差,以及小球从A点运动到B点过程中对时间而言所受的平均作用力的大小;
(3)若A、B两点等高,求小球从A点运动到B点的平均速度的大小。
【答案】(1),
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球从A点到O点做类平抛运动的加速度竖直向上大小为g,设小球在O点的速度与竖直方向的夹角为,把小球在O点的速度分别沿着水平方向和竖直方向正交分解,则有,
解得,
由竖直方向上初速度为0的匀加速直线运动规律可得从A点到O点的运动时间
设第一、四象限匀强电场的场强为E,则第二、三象限匀强电场的场强为2E,由牛顿第二定律可得
解得
【小问2详解】
是正三角形,由几何关系可知小球从O点沿圆弧切线进入轨道,由
可知
电场力与重力等大反向,两力做功和为零,则小球从O到B做匀速圆周运动,轨道对其弹力提供向心力,因某点轨道对其弹力的大小等于重力的大小,则
O、B两点间的电势差
综合解得,
小球从O点到B点的运动时间
小球从A点到B点速度的变化量为
设小球从A点运动到B点对时间而言所受的平均作用力的大小为,由动量定理可得
综合可得
【小问3详解】
若A、B两点等高,则A、B两点间距离
圆弧轨道的半径R2,即O、B两点间距离
小球从O点到B点的运动时间
则小球从A点运动到B点的平均速度的大小为
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2025-2026学年新未来大联考高三年级11月联合测评
物理试题
(试卷满分:100分考试用时: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,只有一项符合题目要求。
1. 某无人机沿x轴做直线运动的x-t关系图像是如图所示的抛物线,已知倾斜虚线的斜率为0.5m/s,1s时图像的切线与横轴平行,根据图像的特点和其它已知信息,分析下列说法正确的是( )
A. 无人机在0~1s内的平均速度为0.5m/s
B. 无人机在1s时的速度大小为0.5m/s
C. 无人机的初速度为1m/s,加速度为-1m/s2
D. x0为1.5m
2. 如图所示的自动卸货装置,粗糙的斜面可绕左下角的转轴做顺时针或逆时针转动,也可不转动,一质量为m的物块(视为质点)放置在斜面的顶端,与底端转轴处的高度差为h,重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A. 若斜面不转动,当物块沿斜面下滑,则支持力做负功,重力势能转化为内能
B. 若斜面沿逆时针缓慢转动一个小角度,且物块相对斜面静止,则支持力做负功
C. 若斜面沿顺时针缓慢转动至水平,且物块相对斜面静止,则支持力做的功等于
D. 若斜面沿顺时针转动至水平,当物块获得的速度为v,摩擦生热为Q,则支持力做的功为
3. 某电场在x轴上各点电场强度方向与x轴平行,x轴上各点的电势φ与坐标x的关系图像如图所示。已知在x轴正方向上的A、B、C、D的坐标分别为x0、2x0、3x0、4x0,φ−x图像在横坐标为x0处切线的斜率为0。根据图中所给的信息,分析下列说法正确的是( )
A. A、B两点间的电势差为φ0
B. x轴上的电场方向在B、C两点处发生突变
C. x轴上的电场从C到D,电场强度均匀减小
D. x轴上的电场从A到B,电场强度逐渐增大
4. 中国设想登月前向月球发射一颗人造月球卫星,如图所示,卫星先在月球同步卫星轨道(轨道I)上做匀速圆周运动,接着在轨道II(椭圆轨道)上运行,然后在圆轨道III(贴着月面)做匀速圆周运动,A是I与II的切点,B是II与III的切点,已知月球的自转周期为T1,卫星在轨道III上的周期为T3,下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道II上的周期大于T1
B. 卫星在轨道I与轨道III上的动能之比为
C. A、B两点间距与月球的半径之比为
D. 卫星在轨道II上A点的加速度小于在轨道I上的加速度
5. 加速电场、偏转电场与荧光屏组成的示波管结构示意图如图所示。忽略电子重力,下列说法错误的是( )
A. 加速电场可使电子的速度增大,偏转电场仅改变速度的方向但不改变速度的大小
B. 荧光屏上可以产生倾斜亮线
C. 若 、 的电势均低于Y、X的电势,则电子打在XOY区域
D. 水平偏转电场可使电子做匀变速曲线运动
6. 如图所示,轻质弹簧上端悬挂在天花板上,下端连接一质量为m的小球(视为质点)。当弹簧处于原长时,小球正好处在A点(图中未画出)且获得竖直向下的速度v0,接着运动到最低点B(图中未画出),然后再返回到A点。重力加速度为g,规定竖直向下为正方向,下列说法正确的是( )
A. 小球从A到B,加速度越来越小
B. 小球从A到B再返回到A,合力的冲量为mv0
C. 小球从A到B,加速度a与下落高度h的关系图像的斜率是定值
D. 小球从B到A,重力势能的增加量大于弹性势能的减小量
7. 如图所示,一块均匀的长方体样品,长、宽、厚分别为a、a、0.4a,当在C、D间加上电压U,通过样品的热功率为P,已知样品单位体积内有n个自由电子,电子的电荷量为e,下列说法正确的是( )
A. 样品的电阻率为
B. 若在A、B间加上电压U,则通过样品的热功率为
C. 若在C、D间加上电压U,则自由电子定向移动的速度为
D. 若在A、B间加上电压,从A到B的电流为I,则所加的电压为
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,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,物块甲(视为质点)套在光滑水平固定放置的硬细杆上,物块乙放置在倾角为30°的光滑斜面上,轻质细线跨过定滑轮(体积忽略不计),两端分别与甲、乙连接,甲、乙的质量均为m,当甲从A点由静止释放时,乙处在C点,绳子伸直,已知两段绳子与水平方向的夹角均为30°,B点是滑轮正下方杆上的点,且滑轮与B点的高度差为h,不计滑轮的摩擦,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 当甲从A点运动到B点,系统重力势能的减小量为mgh
B. 当甲运动到B点时,乙的速度为0,甲的速度大小为
C. 当滑轮与甲之间的细绳与水平方向的夹角为60°时,乙的速度大小为v0则甲的速度大小为
D. 当甲运动到B点时,杆对甲的弹力竖直向下大小为F,则乙的加速度大小为
9. 如图所示的电路,电源的电动势E=5V,电动机接在电源的两端,电容为的电容器与电动机并联,已知电动机内阻是电源内阻的2倍,电动机的效率为η=50%,机械功率为P机=2W,下列说法正确的是( )
A. 电动机的输入功率为6W
B. 回路的电流为2A
C. 电源的效率为80%
D. 电容器所带电量为
10. 如图所示的装置由加速电场、辐射电场组成。一质量为m、带电量为+q的粒子(忽略重力)从加速电场的下孔飘入加速电场,从J点以竖直向上的速度进入辐射电场,沿圆弧虚线运动到P点时以水平向右的速度离开电场。已知圆弧虚线处的电场强度大小为E,圆弧虚线的半径为R,下列说法正确的是( )
A. 粒子在J点的速度大小为
B. 加速电场两极板间的电压为
C. 粒子从J点到P点的运动时间
D. 粒子从J点运动到P点的平均加速度的大小为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组用如图所示的装置来验证碰撞中的动量守恒。质量为M的物块(视为质点)放置在粗糙的水平地面上,与地面间的动摩擦因数为μ,质量为m的小球(视为质点)用轻质细线悬挂在天花板上,小球静止在最低点时与物块接触且细线竖直。现将小球向左拉离最低点上升高度为H时释放(细线伸直),运动到最低点与物块碰撞,碰后小球向右摆动,上升的最大高度为h,物块滑行的最大距离为x,重力加速度为g,回答下列问题。
(1)在误差允许范围内,若满足关系式_______________________________(用题中所给的物理符号来表示),则可验证小球与物块碰撞中的动量守恒;
(2)在误差允许范围内,若满足关系式_______________________________(用题中所给的物理符号来表示),则可验证小球与物块发生弹性碰撞。
12. 实验小组用如图甲所示的电路图测量某根弹性金属丝(其长度和横截面积可在做实验的过程中改变并测量)的电阻率ρ,电压表、电流表均可视为理想电表,定值电阻的阻值为R0。实验时先闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器接入适当的阻值,记录两表的对应示数U1、I1然后断开S2,调节滑动变阻器接入阻值R,直到电流表的示数仍为I1,并记录电压表的相应示数U2,然后改变弹性金属丝的长度L和横截面积S,重复以上的实验步骤,获得多组数据,并绘制出图像如图乙所示,图丙是所提供的实验器材,回答下列问题。
(1)根据图甲电路图,在图丙中用笔画线代替导线连接成完整的实物图(为保护电路,电流表与电压表均接最大测量范围)。
(2)在图丙的实物图中,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放置在最______(选填“左”或“右”)端。
(3)写出图乙中图像的函数表达式______,若图像的斜率为k,则弹性金属丝的电阻率ρ=______(用R0和k表示)。
13. 如图所示,B是粗糙水平面AB的右边缘,斜面体CDE固定在B点的右下方,CD光滑,CE边竖直、长为x的ED边水平,A、B两点间的距离为x,B、C两点的高度差为x,沿水平方向的距离为2x,质量为m的玩具小车从A点以恒定的功率P启动,运动过程中所受阻力大小不变,经过一段时间运动到B点正好达到最大速度,此时立即关闭发动机,小车运动到C点时恰好沿着斜面CD方向下滑,重力加速度为g,忽略空气阻力。
(1)求小车在B点的速度大小以及从A点运动到B点的运动时间;
(2)求斜面的倾角以及小车运动到D点时的动能。
14. 如图所示,质量m的物块甲(视为质点)、与质量未知物块乙(视为质点)均放置在粗糙的水平面上,在物块甲的右侧安装上光滑滑轮(滑轮的体积与质量均忽略不计),轻质细线穿过滑轮,一端连接在物块乙上,另一端施加斜向右上方与水平细线的夹角为53°的拉力F0=0.25mg,物块乙以水平向左的速度。匀速运动,甲恰好不滑动,当甲、乙相碰后立即组成一个整体,同时撤去绳的拉力。已知乙与地面间的动摩擦因数μ乙=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,sin53°=0.8,cos53°=0.6。
(1)求物块乙的质量,以及碰前水平面对物块甲的支持力大小;
(2)求物块甲与水平面间的动摩擦因数;
(3)求物块甲、乙的碰撞生热以及碰后整体滑行的距离。
15. 如图所示,平面直角坐标系的x、y轴正方向分别水平向右和竖直向上,第一、四象限存在竖直向上的匀强电场,第二、三象限存在另一竖直向上的匀强电场,其电场强度是一、四象限内电场强度的2倍,第一、四象限竖直固定放置内壁光滑绝缘的圆弧轨道OB,B点在y轴的负半轴上,P点是圆心,且OB=OP。现将质量为m、带电量为+q的小球(视为质点)从第三象限的A点以水平向右的初速度v0抛出,运动到坐标原点O时速度大小为2v0,从A点运动到O点过程中加速度的大小为g,然后小球从O点切入圆轨道沿圆弧轨道的内壁运动到B点,重力加速度大小为g。
(1)求小球从A点运动到O点的时间以及第一、四象限匀强电场的电场强度大小;
(2)若小球从O点沿圆弧运动到B点的过程中在某点轨道对其弹力的大小等于小球所受重力大小,求O、B两点的电势差,以及小球从A点运动到B点过程中对时间而言所受的平均作用力的大小;
(3)若A、B两点等高,求小球从A点运动到B点的平均速度的大小。
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