精品解析:吉林省长春市第九中学2025-2026学年高三上学期第二次月考(期中)物理试卷
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内容正文:
长春市第九中学
2025-2026上半学年度高三第二次月考试卷
物理学科
答题时间:75分钟满分100分
注意事项:1.试题分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
2.请在答题卡指定位置上填写班级、姓名、准考证号。
3.第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分答案均写在答题卡上,用2B铅笔将
选择题答案填涂在答题卡对应题目上。
4.请仔细审题,认真做答。
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
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. 如图所示,人形机器人陪伴小孩玩接球游戏。机器人在高度为H的固定点以速率水平向右抛球,小孩以速率水平向左匀速运动,接球时手掌离地面高度为h。当小孩与机器人水平距离为时,机器人将小球抛出。忽略空气阻力,重力加速度为g。若小孩能接到球,则为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】若小孩能接到球,则有,
联立解得
故选B。
2. 汽车由静止开始沿直线从甲站开往乙站,先做加速度大小为a的匀加速运动,位移大小为x;接着在t时间内做匀速运动;最后做加速度大小也为a的匀减速运动,到达乙站时速度恰好为0。已知甲、乙两站之间的距离为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知,设匀加速直线运动时间为,匀速运动的速度为,
匀加速直线运动阶段,由位移公式
根据逆向思维,匀减速直线运动阶段的位移等于匀加速直线运动阶段的位移,
则匀速直线运动阶段有
联立解得
再根据
解得
BCD错误,A正确。
故选A。
3. 如图所示,蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上,并处于静止状态。蛛丝与竖直方向夹角分别为。用分别表示的拉力,则( )
A. 的竖直分力大于的竖直分力 B. 的竖直分力等于的竖直分力
C. 的水平分力大于的水平分力 D. 的水平分力等于的水平分力
【答案】D
【解析】
【详解】CD.对结点O受力分析可得,水平方向
即F1的水平分力等于F2的水平分力,选项C错误,D正确;
AB.对结点O受力分析可得,竖直方向
解得
则F1的竖直分量
F2的竖直分量
因
可知
选项AB错误。
故选D。
4. 如图所示,圆盘在水平面内以角速度绕中心轴匀速转动,圆盘上距轴r处的P点有一质量为m的小物体随圆盘一起转动。某时刻圆盘突然停止转动,小物体由P点滑至圆盘上的某点停止。下列说法错误的是( )
A. 圆盘停止转动前,小物体所受摩擦力的方向沿半径方向
B. 圆盘停止转动前,小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为
C. 圆盘停止转动后,小物体沿圆盘切线方向运动
D. 圆盘停止转动后,小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.圆盘停止转动前,小物体随圆盘一起转动,小物体所受摩擦力提供向心力,方向沿半径方向,A正确;
B.圆盘停止转动前,小物体所受摩擦力
根据动量定理得,小物体运动一圈所受摩擦力的冲量为
大小为0,故B错误;
C.圆盘停止转动后,小物体沿切线方向运动,C正确;
D.圆盘停止转动后,根据动量定理可知,小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量为
大小为,D正确。
本题选错误的,故选B。
5. 如图所示,一带电小球N用绝缘柄固定不动,再将一个质量为m,电荷量为的带正电小球M用一根不可伸长的轻质绝缘丝线悬挂起来,悬点O在小球N的正上方高度H处,当丝线与竖直方向夹角为时,小球M静止,此时M、N两球连线与丝线OM垂直。重力加速度大小为g,静电力常量为k,两球均可视为点电荷。下列说法正确的是( )
A. 小球N带负电
B. 小球M受到的库仑力的大小为0.5mg
C. 小球M所在处的电场强度的大小为
D. 小球N的电荷量
【答案】B
【解析】
【详解】A.M球带正电,分析可知M、N间存在库仑斥力(若不是斥力M不可能平衡),故N球也带正电,故A错误;
B.对M球,由平衡条件可得库仑力大小为,故B正确;
C.小球M所在处的电场强度的大小为,故C错误;
D.由库仑定律可知,M、N两球间的库仑力可表示为
联立解得,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,电荷量绝对值均为Q的两个等量异种点电荷分别位于M、N两点,P、Q是MN连线上的两点,且。静电力常量为k。下列说法正确的是( )
A. P点电势与Q点电势相等
B. P、Q两点电场强度相同,大小均为
C. 将电子从P点移动到Q点,电子的电势能增加
D. 若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,P、Q两点间电势差不变
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由等量异种点电荷的电场线分布特点知,P、Q两点电场强度大小相等,方向均由M指向N,由沿电场线方向电势越来越低,所以P点电势高于Q点电势,由电场叠加得P点电场强度,AB错误;
C.根据可知,将电子从P点移动到Q点,电子的电势能增加,C正确;
D.若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,则P、Q两点电场强度变为原来的2倍,而PQ间距不变,根据
可知P、Q两点间电势差变大,D错误。
故选C。
7. 如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与物块A连接在一起,处于压缩状态,A由静止释放后沿斜面向上运动到最大位移时,立即将物块B轻放在A右侧,A、B由静止开始一起沿斜面向下运动,下滑过程中A、B始终不分离,当A回到初始位置时速度为零。A、B与斜面间的动摩擦因数相同、弹簧未超过弹性限度,则( )
A. 当上滑到最大位移的一半时,A的加速度方向沿斜面向下
B. A上滑时、弹簧的弹力方向发生变化
C. 下滑时,B对A的压力先减小后增大
D. 整个过程中A、B克服摩擦力所做的总功等于B的重力势能减小量
【答案】D
【解析】
【详解】A.设斜面倾角为,动摩擦因数为,在A上滑过程中,初始位置和最大位移处偏离弹簧平衡位置的位移分别为和。根据功能关系,有
整理得
其中为最大位移的一半,由上式可知物块A在最大位移的一半时所受合力为零,根据牛顿第二定律可知,A的加速度为零,故A错误;
B.A、B由静止开始一起沿斜面向下运动,由于下滑过程中A、B始终不分离,A在最高点时,取沿斜面向下为正方向,设弹簧弹力为F,假设F的方向沿斜面向上,以A、B整体为研究对象,根据牛顿第二定律,有
设A对B的支持力大小为,方向始终沿斜面向上,以B为研究对象,根据牛顿第二定律,有
联立解得
F与假设的方向相同,所以在最高点时F的方向沿斜面向上。由于在初始位置时弹簧处于压缩状态,弹力也是沿斜面向上的,所以A上滑时,弹簧的弹力方向一直沿斜面向上,不发生变化,故B错误;
C.设B对A的压力大小为,根据牛顿第三定律得
所以有
A、B一起下滑时,弹簧的压缩量一直在增大,由胡克定律可知,弹簧弹力大小F一直增大,所以一直增大,则B对A的压力一直增大,故C错误;
D.整个过程中,弹簧弹力做功为零,物块A的重力做功为零,系统动能变化也为零,根据功能关系可知,整个过程中A、B克服摩擦力所做的总功等于B的重力势能减小量,故D正确。
故选D。
8. 如图所示,在光滑水平面上静止放置一质量为M、长为L的木块,质量为m的子弹水平射入木块。设子弹在木块内运动过程中受到的阻力不变,其大小f与射入初速度大小成正比,即(k为已知常数)。改变子弹的初速度大小,若木块获得的速度最大,则( )
A. 子弹的初速度大小为
B. 子弹在木块中运动的时间为
C. 木块和子弹损失的总动能为
D. 木块在加速过程中运动的距离为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.子弹和木块相互作用过程系统动量守恒,令子弹穿出木块后子弹和木块的速度的速度分别为,则有
子弹和木块相互作用过程中合力都为,因此子弹和物块的加速度分别为
由运动学公式可得子弹和木块的位移分别为
联立上式可得
因此木块的速度最大即取极值即可,该函数在到无穷单调递减,因此当木块的速度最大,A正确;
B.则子弹穿过木块时木块的速度为
由运动学公式
可得
故B错误;
C.由能量守恒可得子弹和木块损失的能量转化为系统摩擦生热,即
故C错误;
D.木块加速过程运动的距离为
故D正确。
故选AD。
9. 火车站安检仪是借助于传送带将被检查行李送入X射线检查通道完成检查,如图所示。水平传送带AB长为,传送带末端装有一个斜面,斜面长,倾角,AB和斜面在B点通过一极短的圆弧平滑连接,传送带以的恒定速率顺时针运转。已知物品与传送带以及斜面间的动摩擦因数均为,现将一质量的物品(可视为质点)无初速地放在A点,取,取,,下列说法正确的是( )
A. 物品在水平传送带上运动时相对传送带的位移为0.06m
B. 物品到达水平传送带末端时速度为0.4m/s
C. 物品走完水平传送带所用的时间为10.1s
D. 物品在斜面上因摩擦产生的热量约为3.88J
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.物品无初速度放在A点后,假设物品先做匀加速运动后做匀速直线运动,匀加速过程加速度大小
物品做匀加速所用时间
这段时间内物品位移
可知假设成立,则物品在水平传送带上运动时相对于传送带的位移为,故A错误;
B.由上述分析可知,物品做匀加速结束后,还没有到达水平传送带末端,故物品到达水平传送带末端时速度为,故B正确;
C.以上分析可知物体在水平传送带上先加速后匀速,匀速运动时速度大小等于传送带速度,故物品走完水平传送带所用的时间为,故C正确;
D.当物品运动到斜面时,因为,可知物品在斜面上将加速下滑到底端,故摩擦产生的热量,故D正确。
故选BCD。
10. 如图所示,匀强电场中有棱长为L的立方体。质量为m、电量为()的负点电荷,在外力作用下由移到的过程中,电场力做功为W(),接着由移到的过程中,克服电场力做功2W,再由移到的过程中,电场力做功3W,取点的电势为零。下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的电场强度大小为
B. 点电势为
C. 点电势为
D. 若将该点电荷移到中心,其电势能为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.沿方向的电场强度分量为
沿方向的电场强度分量为
沿方向的电场强度分量为
匀强电场强度大小为,故A正确;
B.根据题意有
因为与平行相等,则有
又因为
联立解得,故B错误;
C.因为与相等,则有
联立解得,故C错误;
D.若将该点电荷移到中心,有
解得,故D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
二、实验题(共2小题,11题6分,12题6分,共12分)
11. 用图甲的“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点,实验时,先让入射小球多次从斜轨上位置由静止释放,找到其落地点的平均位置,测量平抛水平射程。然后把被碰小球静置于水平轨道的末端,再将入射小球从斜轨上位置由静止释放,与小球相撞,多次重复实验,找到两个小球落地的平均位置、。
(1)下列器材选取或实验操作符合实验要求的时_____。
A. 斜槽轨道可以不光滑
B. 可选用半径不同的两小球
C. 选用两球的质量应满足
D. 需用秒表测量小球在空中飞行的时间
(2)图乙是小球的多次落点痕迹,由此可确定其落点的平均位置对应的读数为_____cm
(3)在某次实验中,测量出两小球的质量分别为、,三个落点的平均位置与点的距离分别为、OP、ON。在实验误差允许范围内,若满足关系式_____和_____,即验证了该碰撞是弹性碰撞。(用所给符号表示)。
【答案】(1)AC (2)
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
A.斜槽轨道是否光滑不影响实验,因为入射小球每次从同一位置S静止释放,即使轨道有摩擦,重力做功与摩擦力做功的差值恒定,到达水平轨道末端的速度相同,A正确;
B.为保证两球对心碰撞,两小球半径应相同,半径不同会导致非对心碰撞,B错误;
C.为防止入射球碰撞后反弹,选用两球质量应满足,C正确;
D.小球做平抛运动,竖直高度相同则飞行时间相同,水平射程
动量表达式中时间可约去,无需测量飞行时间,D错误;
故选AC。
【小问2详解】
根据多次落点痕迹,用最小圆法确定平均位置,图乙中刻度尺分度值为,估读到,落点中心位置对应读数为(均合理)。
【小问3详解】
[1]弹性碰撞需满足动量守恒和动能守恒。小球做平抛运动,飞行时间相同,速度
动量
动能
动量守恒
代入、、
化简得
[2]由机械能守恒
化简得
12. 实验小组用如题图所示的装置测量重力加速度。四分之一圆弧槽下端与平台固定且与平台表面相切,圆弧槽上安装了多个宽度相同的遮光片,内置有光电门的重锤通过轻杆与转轴相连,重锤通过遮光片时可记录遮光时间。实验时,重锤从点由静止释放,依次记录其通过每个遮光片所对应的时间,用刻度尺测出每个遮光片距最低点的竖直高度。
(1)用螺旋测微器测量遮光片的宽度,其示数如题图,则______。
(2)实验前,需要将平台调节至水平,在转轴上临时系铅垂线,当铅锤静止时,若线与竖直杆______,则说明平台水平。
(3)根据所测数据作出如题图所示的图像,图像斜率的绝对值为,则当地的重力加速度______(用题中物理量的符号表示)。
【答案】(1)7.885
(2)平行 (3)
【解析】
【小问1详解】
根据题图可知
【小问2详解】
由于竖直杆与平台垂直,当铅锤静止时其线为竖直方向,若线与竖直杆平行,则说明平台水平。
【小问3详解】
根据题意可知,重锤通过遮光片的速度为
设释放点的高度为H,由动能定理有
联立整理得
可知图像斜率
解得
三、解答题(共3小题,13题12分,14题15分,15题15分,共42分)
13. 如图所示,竖直平面内有一水平向右的匀强电场,电场强度的大小为。从点将质量为、电荷量为()的带电小球以速度竖直向上抛出,经过一段时间小球到达点(图中未画出),此时速度方向水平向右。已知重力加速度为。
(1)求小球运动到点时的速度大小;
(2)求、两点的电势差;
(3)求小球由点运动到点过程中机械能的变化量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球在竖直方向做竖直上抛运动,有
小球在水平方向做初速为0的匀加速直线运动,有
小球运动到B点时
联立解得
【小问2详解】
小球从A点运动到B点的过程中,由动能定理得
又
联立解得
【小问3详解】
小球由点运动到点过程中机械能的增加量等于电场力做的功
14. 某兴趣小组设计了一传送装置,其竖直截面如图所示。AB是倾角为的固定斜轨道,BC是以恒定速率顺时针转动的足够长水平传送带,紧靠C端有半径为R、质量为M置于光滑水平面上的可动半圆弧轨道,水平面和传送带BC处于同一高度,各连接处平滑过渡。现有一质量为m的物块,从轨道AB上与B相距L的P点由静止下滑,经传送带末端C点滑入圆弧轨道。物块与传送带间的动摩擦因数为,其余接触面均光滑。已知,,,,,,。不计空气阻力,物块可视为质点,传送带足够长。求物块
(1)滑到B点处的速度大小;
(2)从B点运动到C点过程中摩擦力对其做的功;
(3)在传送带上滑动过程中产生的滑痕长度;
(4)即将离开圆弧轨道最高点的瞬间,受到轨道的压力大小。
【答案】(1)4m/s
(2)0.9J (3)0.2m
(4)3N
【解析】
【小问1详解】
滑块从P点到B点由动能定理
解得到达B点的速度
【小问2详解】
物块滑上传送带后做加速运动直到与传送带共速,摩擦力对其做的功
【小问3详解】
物块在传送带上加速运动的加速度为
加速到共速时用时间
在传送带上滑动过程中产生的滑痕长度
【小问4详解】
从滑块开始进入圆弧槽到到达圆弧槽最高点由水平方向动量守恒和能量关系可知,
联立解得
(另一组,因不合实际舍掉)
对滑块在最高点时由牛顿第二定律
解得F=3N
15. 如图,物块P固定在水平面上,其上表面有半径为R的圆弧轨道。P右端与薄板Q连在一起,圆弧轨道与Q上表面平滑连接。一轻弹簧的右端固定在Q上,另一端自由。质量为m的小球自圆弧顶端A点上方的B点自由下落,落到A点后沿圆弧轨道下滑,小球与弹簧接触后,当速度减小至刚接触时的时弹簧的弹性势能为2mgR,此时断开P和Q的连接,Q从静止开始向右滑动。g为重力加速度大小,忽略空气阻力,圆弧轨道及Q的上、下表面均光滑,弹簧长度的变化始终在弹性限度内。
(1)求小球从落入圆弧轨道至离开圆弧轨道,重力对其做的功;
(2)求小球与弹簧刚接触时速度的大小及B、A两点间的距离;
(3)欲使P和Q断开后,弹簧的最大弹性势能等于2.2mgR,Q的质量应为多大?
(4)欲使P和Q断开后,Q的最终动能最大,Q的质量应为多大?
【答案】(1)
(2),
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
小球从落入圆弧轨道至离开圆弧轨道,重力对其做的功为
【小问2详解】
设小球与弹簧刚接触时速度的大小为v0,由机械能守恒定律可知,其中
同时有
联立解得,
【小问3详解】
弹簧达到最大弹性势能时,小球与Q共速,设Q的质量为M,根据动量守恒定律和机械能守恒定律有,,其中
联立解得
【小问4详解】
对Q和小球整体根据机械能守恒可知要使Q的最终动能最大,需满足小球的速度刚好为零时,此时弹簧刚好恢复原长;设此时Q的质量为M′,Q的最大速度为vm,根据动量守恒和机械能守恒有,
解得
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长春市第九中学
2025-2026上半学年度高三第二次月考试卷
物理学科
答题时间:75分钟满分100分
注意事项:1.试题分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
2.请在答题卡指定位置上填写班级、姓名、准考证号。
3.第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分答案均写在答题卡上,用2B铅笔将
选择题答案填涂在答题卡对应题目上。
4.请仔细审题,认真做答。
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
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. 如图所示,人形机器人陪伴小孩玩接球游戏。机器人在高度为H的固定点以速率水平向右抛球,小孩以速率水平向左匀速运动,接球时手掌离地面高度为h。当小孩与机器人水平距离为时,机器人将小球抛出。忽略空气阻力,重力加速度为g。若小孩能接到球,则为( )
A. B. C. D.
2. 汽车由静止开始沿直线从甲站开往乙站,先做加速度大小为a的匀加速运动,位移大小为x;接着在t时间内做匀速运动;最后做加速度大小也为a的匀减速运动,到达乙站时速度恰好为0。已知甲、乙两站之间的距离为,则( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上,并处于静止状态。蛛丝与竖直方向夹角分别为。用分别表示的拉力,则( )
A. 的竖直分力大于的竖直分力 B. 的竖直分力等于的竖直分力
C. 的水平分力大于的水平分力 D. 的水平分力等于的水平分力
4. 如图所示,圆盘在水平面内以角速度绕中心轴匀速转动,圆盘上距轴r处的P点有一质量为m的小物体随圆盘一起转动。某时刻圆盘突然停止转动,小物体由P点滑至圆盘上的某点停止。下列说法错误的是( )
A. 圆盘停止转动前,小物体所受摩擦力的方向沿半径方向
B. 圆盘停止转动前,小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为
C. 圆盘停止转动后,小物体沿圆盘切线方向运动
D. 圆盘停止转动后,小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为
5. 如图所示,一带电小球N用绝缘柄固定不动,再将一个质量为m,电荷量为的带正电小球M用一根不可伸长的轻质绝缘丝线悬挂起来,悬点O在小球N的正上方高度H处,当丝线与竖直方向夹角为时,小球M静止,此时M、N两球连线与丝线OM垂直。重力加速度大小为g,静电力常量为k,两球均可视为点电荷。下列说法正确的是( )
A. 小球N带负电
B. 小球M受到的库仑力的大小为0.5mg
C. 小球M所在处的电场强度的大小为
D. 小球N的电荷量
6. 如图所示,电荷量绝对值均为Q的两个等量异种点电荷分别位于M、N两点,P、Q是MN连线上的两点,且。静电力常量为k。下列说法正确的是( )
A. P点电势与Q点电势相等
B. P、Q两点电场强度相同,大小均为
C. 将电子从P点移动到Q点,电子的电势能增加
D. 若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍,P、Q两点间电势差不变
7. 如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与物块A连接在一起,处于压缩状态,A由静止释放后沿斜面向上运动到最大位移时,立即将物块B轻放在A右侧,A、B由静止开始一起沿斜面向下运动,下滑过程中A、B始终不分离,当A回到初始位置时速度为零。A、B与斜面间的动摩擦因数相同、弹簧未超过弹性限度,则( )
A. 当上滑到最大位移的一半时,A的加速度方向沿斜面向下
B. A上滑时、弹簧的弹力方向发生变化
C. 下滑时,B对A的压力先减小后增大
D. 整个过程中A、B克服摩擦力所做的总功等于B的重力势能减小量
8. 如图所示,在光滑水平面上静止放置一质量为M、长为L的木块,质量为m的子弹水平射入木块。设子弹在木块内运动过程中受到的阻力不变,其大小f与射入初速度大小成正比,即(k为已知常数)。改变子弹的初速度大小,若木块获得的速度最大,则( )
A. 子弹的初速度大小为
B. 子弹在木块中运动的时间为
C. 木块和子弹损失的总动能为
D. 木块在加速过程中运动的距离为
9. 火车站安检仪是借助于传送带将被检查行李送入X射线检查通道完成检查,如图所示。水平传送带AB长为,传送带末端装有一个斜面,斜面长,倾角,AB和斜面在B点通过一极短的圆弧平滑连接,传送带以的恒定速率顺时针运转。已知物品与传送带以及斜面间的动摩擦因数均为,现将一质量的物品(可视为质点)无初速地放在A点,取,取,,下列说法正确的是( )
A. 物品在水平传送带上运动时相对传送带的位移为0.06m
B. 物品到达水平传送带末端时速度为0.4m/s
C. 物品走完水平传送带所用的时间为10.1s
D. 物品在斜面上因摩擦产生的热量约为3.88J
10. 如图所示,匀强电场中有棱长为L的立方体。质量为m、电量为()的负点电荷,在外力作用下由移到的过程中,电场力做功为W(),接着由移到的过程中,克服电场力做功2W,再由移到的过程中,电场力做功3W,取点的电势为零。下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的电场强度大小为
B. 点电势为
C. 点电势为
D. 若将该点电荷移到中心,其电势能为
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
二、实验题(共2小题,11题6分,12题6分,共12分)
11. 用图甲的“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点,实验时,先让入射小球多次从斜轨上位置由静止释放,找到其落地点的平均位置,测量平抛水平射程。然后把被碰小球静置于水平轨道的末端,再将入射小球从斜轨上位置由静止释放,与小球相撞,多次重复实验,找到两个小球落地的平均位置、。
(1)下列器材选取或实验操作符合实验要求的时_____。
A. 斜槽轨道可以不光滑
B. 可选用半径不同的两小球
C. 选用两球的质量应满足
D. 需用秒表测量小球在空中飞行的时间
(2)图乙是小球的多次落点痕迹,由此可确定其落点的平均位置对应的读数为_____cm
(3)在某次实验中,测量出两小球的质量分别为、,三个落点的平均位置与点的距离分别为、OP、ON。在实验误差允许范围内,若满足关系式_____和_____,即验证了该碰撞是弹性碰撞。(用所给符号表示)。
12. 实验小组用如题图所示的装置测量重力加速度。四分之一圆弧槽下端与平台固定且与平台表面相切,圆弧槽上安装了多个宽度相同的遮光片,内置有光电门的重锤通过轻杆与转轴相连,重锤通过遮光片时可记录遮光时间。实验时,重锤从点由静止释放,依次记录其通过每个遮光片所对应的时间,用刻度尺测出每个遮光片距最低点的竖直高度。
(1)用螺旋测微器测量遮光片的宽度,其示数如题图,则______。
(2)实验前,需要将平台调节至水平,在转轴上临时系铅垂线,当铅锤静止时,若线与竖直杆______,则说明平台水平。
(3)根据所测数据作出如题图所示的图像,图像斜率的绝对值为,则当地的重力加速度______(用题中物理量的符号表示)。
三、解答题(共3小题,13题12分,14题15分,15题15分,共42分)
13. 如图所示,竖直平面内有一水平向右的匀强电场,电场强度的大小为。从点将质量为、电荷量为()的带电小球以速度竖直向上抛出,经过一段时间小球到达点(图中未画出),此时速度方向水平向右。已知重力加速度为。
(1)求小球运动到点时的速度大小;
(2)求、两点的电势差;
(3)求小球由点运动到点过程中机械能的变化量。
14. 某兴趣小组设计了一传送装置,其竖直截面如图所示。AB是倾角为的固定斜轨道,BC是以恒定速率顺时针转动的足够长水平传送带,紧靠C端有半径为R、质量为M置于光滑水平面上的可动半圆弧轨道,水平面和传送带BC处于同一高度,各连接处平滑过渡。现有一质量为m的物块,从轨道AB上与B相距L的P点由静止下滑,经传送带末端C点滑入圆弧轨道。物块与传送带间的动摩擦因数为,其余接触面均光滑。已知,,,,,,。不计空气阻力,物块可视为质点,传送带足够长。求物块
(1)滑到B点处的速度大小;
(2)从B点运动到C点过程中摩擦力对其做的功;
(3)在传送带上滑动过程中产生的滑痕长度;
(4)即将离开圆弧轨道最高点的瞬间,受到轨道的压力大小。
15. 如图,物块P固定在水平面上,其上表面有半径为R的圆弧轨道。P右端与薄板Q连在一起,圆弧轨道与Q上表面平滑连接。一轻弹簧的右端固定在Q上,另一端自由。质量为m的小球自圆弧顶端A点上方的B点自由下落,落到A点后沿圆弧轨道下滑,小球与弹簧接触后,当速度减小至刚接触时的时弹簧的弹性势能为2mgR,此时断开P和Q的连接,Q从静止开始向右滑动。g为重力加速度大小,忽略空气阻力,圆弧轨道及Q的上、下表面均光滑,弹簧长度的变化始终在弹性限度内。
(1)求小球从落入圆弧轨道至离开圆弧轨道,重力对其做的功;
(2)求小球与弹簧刚接触时速度的大小及B、A两点间的距离;
(3)欲使P和Q断开后,弹簧的最大弹性势能等于2.2mgR,Q的质量应为多大?
(4)欲使P和Q断开后,Q的最终动能最大,Q的质量应为多大?
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