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高二第六周周末自主学习试题
一、单选题:本大题共6小题,共30分。
1.在2008北京奥运会上,一俄罗斯著名撑杆跳运动员以的成绩第24次打破世界纪录。如图为她在比赛中的几个画面。下列说法中正确的是( )
A. 运动员过最高点时的速度为零
B. 撑杆恢复形变时,弹性势能完全转化为动能
C. 运动员要成功跃过横杆,其重心必须高于横杆
D. 运动员在上升过程中对杆先做正功后做负功
2.人从高处跳下,为更好地保护身体,双脚触地,膝盖弯曲让身体重心继续下降,着地过程这样做,可以减小( )
A. 人的动量变化的时间 B. 人与地面间的作用力
C. 人的动量变化量 D. 人受到的冲量
3.如图所示是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图可判断出该带电粒子
A. 电性与场源电荷的电性相同 B. 在a、b两点所受电场力大小
C. 在a、b两点时速度大小 D. 在a、b两点的加速度
4. 有一只乌龟离开家沿着直线爬行,它的速度v与到家距离l成反比.当乌龟爬到距家的距离为1m时速度为,那么这只乌龟继续爬行2m需要再花多少时间。
A. 75s B. 125s C. 150s D. 200s
5.消防员进行训练时要用冲锋梯迅速从建筑物外侧地面一楼竖直攀爬上几十层,已知每层楼高约为3m。一名消防员的竖直攀爬速度的倒数与攀爬高度h的关系如图所示。已知他刚登上5楼楼板时的速度约为,则他刚登上33楼楼板的速度和由1楼登至33楼所需的时间分别约为( )
A. ;480s B. ;660s C. ;480s D. ;660s
6.用四个相同的小量程电流表表头与四个定值电阻分别改装成两个电流表、和两个电压表、已知电流表的量程大于的量程,电压表的量程大于的量程,改装好后把它们按图示接入电路,则
A. 电流表指针的偏转角度小于电流表指针的偏转角度
B. 电流表的读数大于电流表的读数
C. 电压表指针的偏转角度大于电压表指针的偏转角度
D. 电压表的读数小于电压表的读数
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
7.2024年2月29日,我国在西昌卫星发射中心成功将高轨卫星01星发射升空。高轨卫星发射过程可简化如下,首先将其发射到圆轨道1,在A点点火喷气后进入椭圆轨道2,最终由B点进入预定的圆轨道3。已知卫星在轨道1,3均做匀速圆周运动,则下列说法正确的是
A. 高轨卫星的发射速度大于
B. 高轨卫星在A点的喷气方向与运动方向相反
C. 高轨卫星在轨道1上过A点的加速度大于在轨道2上过A点的加速度
D. 高轨卫星在轨道2上过A点的速度大于在轨道2上过B点的速度
8.如图甲所示,A、B是某电场中一条电场线上的两点,将一点电荷从A点由静止释放,仅在静电力的作用下沿电场线从A点运动到B点,其运动的加速度a随时间t变化的规律如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. A点的电势一定高于B点的电势
B. 电场线的方向一定从A指向B
C. 从A点到B点该电场的电场强度一直在减小
D. 该点电荷在A点的电势能一定大于其在B点的电势能
9.如图所示,平行板电容器C的极板水平放置。闭合电键S ,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动,电源内阻不可忽略,现将滑动变阻器的滑片向左滑,则( )
A. A的示数减小,V的示数减小 B. A的示数增大,V的示数增大
C. 带电油滴将向下加速运动 D. 带电油滴将向上加速运动
三、实验题:本大题共1小题,共13分。
10.实验小组用多用电表测定值电阻的阻值并进一步测量一电源的电动势和内阻。实验器材有:待测定值电阻,待测电源电动势约8V,内阻r约,多用表一只,电阻箱R,开关一个,导线若干。
用多用电表测定值电阻的阻值:先对多用电表机械调零后,将选择开关调到电阻挡,红黑表笔短接,调整图甲中多用电表的 选填“A”“B”或“C”旋钮,进行欧姆调零;再将红黑表笔与定值电阻两端相接触,多用电表指针位置如图甲放大图中a所示;重新调整到合适的电阻挡并欧姆调零后测量,指针位置如图甲放大图中b所示,读数后将选择开关调到OFF挡。则测得该定值电阻的阻值 。
电路设计与电路组装:测量电源电动势和内阻的电路如图乙所示,按照该电路组装实物电路。
测量并记录数据:将多用电表选择开关调到直流电压 选填“”或“10”挡,闭合开关,调节电阻箱R阻值,读出多用电表相对应的示数U,测得多组R和U并记录。
处理数据得结论:算出每组数据对应的和值,作出了如图丙所示的图线,则该实验测得的电源电动势 V,内阻 。结果均保留3位有效数字。
四、计算题:本大题共3小题,共39分。
11.如图光滑地面上静止放置一个质量的木板。滑块质量,初速度从左端滑上木板,已知木块与木板之间的动摩擦因数为。g取。滑块尺寸足够小,木板足够长。求:
、M的最终速度;
在M上滑动过程中,滑块m运动的时间。
若木板长度,问滑块能否滑出木板?若不能滑出,求m的最终速度;若能滑出,求m滑出木板时的速度。
12.如图所示,电压,一标有“3V,3W”的灯泡L与一个内阻为电动机M串联接在电源上,灯泡刚好正常发光,电动机刚好正常工作。求:
灯泡中的电流大小I;
电动机的发热功率;
电动机的输出功率。
13.如图所示,质量为m、带电荷量为的小球与不可伸长的绝缘丝线相连,丝线另一端固定在拉力传感器上的O点拉力传感器未画出,丝线长度为L,O点距离水平地面的高度为3L,空间存在竖直向下的匀强电场。现给小球一水平初速度,使球绕O点在竖直平面内做半径为L的圆周运动,拉力传感器显示出丝线拉力的最小值为0,最大值为10mg,重力加速度大小为g。
求匀强电场的电场强度大小E;
若小球运动到最低点时小球脱离丝线,求小球的落地点到O点的水平距离x;
若电场的电场强度大小变为,将方向改为水平向右,使小球在竖直面内做完整的圆周运动,求拉力传感器显示的最大拉力与最小拉力之差。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】A.运动员经过最高点具有水平方向的分速度,速度不为零;如果速度为零,接下来将会做自由落体运动而碰到杆,A错误;
运动员起跳过程中,杆先由直变弯,运动员的动能转化为杆的弹性势能和运动员的重力势能,然后杆再由弯变直,杆的弹性势能又转化为运动员的机械能动能+重力势能,故运动员在上升过程中对杆先做正功后做负功,B错误,D正确;
C.从图中可看出,运动员越过横杆时身体向下弯曲,其重心可能在腰部下方,即重心可能在横杆的下方,C错误。
故选D。
2.【答案】B
【解析】人从高处跳下,双脚触地时的速度大小v一定,停下时速度是零,可知人的动量变化量不变,则人受到的冲量不变;膝盖弯曲让身体重心继续下降,此过程使人的动量变化时间t增大,取向上为正方向,由动量定理可得
解得
可知增大人的动量变化的时间,可以减小人与地面间的作用力。
故选B。
3.【答案】B
【解析】A.根据带电粒子的运动轨迹可知,该带电粒子做曲线运动,而曲线运动的轨迹夹在速度方向与合外力方向之间,并且合外力指向轨迹的凹侧面,结合点电荷形成的电场的电场线的分布特征,可知,带电粒子所受静电力指向场源电荷,由此可知该带电粒子电性与场源电荷的电性相反,故A错误;
电场线越密集的地方电场强度越大,a点的电场线比b点的密集,因此粒子在a点所受电场力大于在b点所受电场力,根据牛顿第二定律可知,粒子在a点的加速度大于在b点的加速度,故B正确,D错误;
C.若粒子从a到b运动,可知其速度方向与所受电场力方向之间的夹角为钝角,即粒子从a到b将做减速运动,由此可知粒子在a点的速度大于在b点的速度,故C错误。
故选B。
4.【答案】D
【解析】【答案】D
【解析】设乌龟的速度为,根据题意可知,即,作出图像,
如图所示,在图象中,若取极短距离观察乌龟爬行,可近似认为乌龟的运动是匀速直线运动,在里需要的时间为,即可认为在图象中取相应的面积大小可等于运动时间乌龟继续爬行2m,即距离家的距离为3m时所需时间为,D正确。
5.【答案】C
【解析】如图可知登高速度的倒数 与登高高度 h 成正比,即速度与高度成反比,为 ,刚登上5楼时高度为 ,速度为 ,当他刚登上33楼时,高度为 ,根据反比规律,可求得速度为 ; 图像与横轴围成的面积表示运动的总时间,可得 ,故选 C 。
6.【答案】B
【解析】两个电流表、是由两个相同的表头与定值电阻并联改装而成,因两电流表并联,可知通过两表头的电流相等,则电流表指针的偏转角度等于电流表指针的偏转角度,因电流表的量程大于的量程,可知电流表的读数大于电流表的读数,A错误,B正确;两个电压表、是由相同的表头与定值电阻串联改装而成的,两电压表串联,可知通过表头的电流相等,则电压表指针的偏转角度等于电压表指针的偏转角度,因电压表的量程大于的量程,则电压表的读数大于电压表的读数,C、D错误.
7.【答案】BD
【解析】A.卫星在地球的引力场中,所以其发射速度小于地球的第二宇宙速度,即小于 ,故A错误;
B.高轨卫星在 A 点做离心运动,需要加速,所以喷气方向与运动方向相反,故B正确;
C.根据牛顿第二定律可得,可知高轨卫星在轨道1上过 A 点的加速度等于在轨道2上过 A 点的加速度,故C错误;
D.根据开普勒第二定律可知高轨卫星在轨道2上过 A 点的速度大于在轨道2上过B点的速度,故D正确。
故选BD。
8.【答案】CD
【解析】题干中仅给出了点电荷从A点运动到B点,但点电荷电性未知,所以电场线方向不一定从A指向B,那么A点的电势也不一定高于B点的电势,A、B错误;根据题图乙,点电荷从A点运动到B点的过程中加速度在逐渐减小,由可判断出点电荷所受静电力在逐渐减小,根据可判断出电场强度在一直减小,C正确;点电荷从A点运动到B点,加速度一直减小,但速度一直在增加,那么动能一直在增大,说明静电力做正功,电势能降低,所以点电荷在A点的电势能一定大于其在B点的电势能,D正确。
9.【答案】AC
【解析】滑动变阻器 的滑片向左滑,滑动变阻器接入电阻增大,电路总电阻增大,电路中干路电流减小,即 A 的示数减小,根据可知,定值电阻两端电压 减小,即 V 的示数减小,故A正确,B错误;
根据,,解得,结合上述可知,滑动变阻器 的滑片向左滑,定值电阻两端电压 减小,即液滴所受电场力减小,即电场力小于重力,则带电油滴将向下加速运动,故C正确,D错误。
故选AC。
10.【答案】B
8
10
【解析】将选择开关调到电阻挡,红黑表笔短接,调整题图甲中多用电表的欧姆调零旋钮B进行欧姆调零;由题图甲放大图中a所示可知,指针偏角太大,所选挡位太大,为准确测量电阻阻值,应选择挡,由题图甲放大图中b所示可知,测得该定值电阻的阻值。
电源电动势约为8V,应将多用电表选择开关调到直流电压10V挡。
由闭合电路的欧姆定律得
整理得
由题图丙所示图像可知,图像纵轴截距
图像斜率
解得,电源电动势。
11.【答案】 m 与 M 组成的系统动量守恒,木板足够长,可以滑块与板最终会共速,对系统,根据动量守恒定律
解得 m、 的最终速度均为
对滑块根据动量定理
解得
假设 m 不滑出木板,根据能量守恒可得
解得
可知滑块滑出木板,根据动量守恒定律
根据能量守恒定律
联立解得舍去另一解
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
12.【答案】解:灯泡L正常发光,通过灯泡的电流;
电动机与灯泡串联,通过电动机的电流,
电动机的发热功率;
电动机两端的电压,
电动机的输出功率。
【解析】电动机的输出功率等于电动机消耗的总功率减去发热功率。
13.【答案】解:依题意,小球通过最高点时,由牛顿第二定律
从最高点到最低点,根据动能定理可得
通过最低点时
联立解得:
绳断后小球做类平抛运动,竖直方向有:
水平方向有:
根据牛顿第二定律可得:
联立解得:
若电场的电场强度大小变为,将方向改为水平向右,则重力与电场力的合力,方向斜向右下与水平方向成,将此合力等效为新的重力,则小球在等效最高点有
小球在等效最低点有
从等效最高点到等效最低点,根据动能定理可得
联立可得
【解析】本题主要考查了带电粒子在电场中的运动,熟练掌握牛顿第二定律和动能定理分析出小球的运动情况,结合类平抛运动不同方向的运动特点即可完成分析;注意第三问将电场力与重力等效为新的重力,同理可解。
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