内容正文:
2026北京石景山高二(上)期末
物理
注意事项:
1.本试卷共7页,100分,考试时长90分钟。
2.考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将答题卡交回。
第一部分
一、本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 2024年5月3日,长征五号遥八运载火箭托举嫦娥六号探测器进入地月转移轨道,火箭升空过程中,以下描述其状态的物理量中属于标量的是( )
A. 动能 B. 动量 C. 速度 D. 加速度
2. 一个地球仪绕与其“赤道面”垂直的“地轴”匀速转动的示意图如图所示。P点和Q点位于同一条“经线”上、Q点和M点位于“赤道”上,O为球心。下列说法正确的是( )
A. P、Q的线速度大小相等
B. P、M的角速度大小相等
C. P、Q的向心加速度大小相等
D. P、M的向心加速度方向均指向O
3. 水平传送带匀速运动,将一物体无初速度地放置在传送带上,最终物体随传送带一起匀速运动。下列说法正确的是( )
A. 刚开始物体相对传送带向前运动
B. 物体匀速运动过程中,受到静摩擦力
C. 物体加速运动过程中,摩擦力对物体做负功
D. 传送带运动速度越大,物体加速运动的时间越长
4. 利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象,其中E为电源,R为定值电阻,C为电容器,A为电流表,V为电压表。下列说法正确的是( )
A. 充电过程中,电流表的示数逐渐增大后趋于稳定
B. 充电过程中,电压表的示数迅速增大后趋于稳定
C. 放电过程中,电流表的示数均匀减小至零
D. 放电过程中,电压表的示数均匀减小至零
5. 下列图示情况,金属圆环中不能产生感应电流的是( )
A. 图(a)中,圆环在匀强磁场中向左平移
B. 图(b)中,圆环在匀强磁场中绕轴转动
C. 图(c)中,圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移
D. 图(d)中,圆环向条形磁铁N极平移
6. 如图所示,长方体物块叠放在斜面上,B受到一个沿斜面方向的拉力F,两物块保持静止。B受力的个数为( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
7. 如图所示,中国自行研制、具有完全知识产权的“神舟”飞船某次发射过程简化如下:飞船在酒泉卫星发射中心发射,由“长征”运载火箭送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上,在B点通过变轨进入预定圆轨道。则( )
A. 在椭圆轨道上运行时,飞船在A点的加速度比B点的大
B. 在椭圆轨道上运行时,飞船在A点的速度比B点的小
C. 在 B点变轨前后,飞船的机械能不变
D. 在B点飞船通过减速从椭圆轨道进入预定圆轨道
8. 在如图所示平面内,两个带等量正电的点电荷分别固定在A、B两点,O为连线的中点,为的垂直平分线,C、D两点在上且。下列说法正确的是( )
A. O点的场强比C点的场强大 B. C点的场强与D点的场强相同
C. O点的电势比D点的电势高 D. 电子在C点的电势能比在D点的电势能大
9. 如图所示,轻杆的一端固定在通过O点的水平转轴上,另一端固定一小球,轻杆绕O点在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动,其中A点为最高点、C点为最低点,B点与O点等高,下列说法正确的是( )
A. 小球经过A点时,所受杆的作用力一定竖直向下
B. 小球经过B点时,所受杆的作用力沿着BO方向
C. 从A点到C点的过程,杆对小球的作用力不做功
D. 从A点到C点的过程,小球重力的功率先增大后减小
10. 某同学使用轻弹簧、直尺钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示,弹簧上端固定,在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时,弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处;下端悬挂钢球,静止时指针位于直尺40cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上,就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 30cm刻度对应的加速度为 - 0.5g B. 40cm刻度对应的加速度为g
C. 50cm刻度对应的加速度为2g D. 各刻度对应加速度的值是不均匀的
11. 如图所示,电源电动势为E,内阻为r,闭合开关S,灯泡L正常发光。在滑片P向左移动过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数变大 B. 电压表示数变大
C. 灯泡L变暗 D. 电源总功率变大
12. 某小山坡的等高线如图,M表示山顶,是同一等高线上两点,分别是沿左、右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下,不考虑阻力,则( )
A. 小球沿运动的加速度比沿的大
B. 小球分别运动到点时速度大小不同
C. 若把等高线看成某静电场的等势线,则A点电场强度比B点大
D. 若把等高线看成某静电场的等势线,则右侧电势比左侧降落得快
13. 如图1所示,一质量为2kg的物块受到水平拉力F作用,在粗糙水平面上作加速直线运动,其图像如图2所示,时其速度大小为2m/s。物块与水平面间的动摩擦因数,。下列说法错误的是( )
A. 在时刻,物块的速度为5m/s B. 在0~2s时间内,物块的位移大于7m
C. 在时刻,物块的加速度为 D. 在时刻,拉力F的大小为5N
14. 如图所示,完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置,甲的圆心为,乙的圆心为,在两环圆心的连线上有、、三点,其中,此时点的磁感应强度大小为,点的磁感应强度大小为。当把环形电流甲撤去后,点的磁感应强度大小为( )
A. B.
C. D.
第二部分
二、本部分共6题,共58分。
15. 在“测量金属丝的电阻率”实验中,某同学用电流表和电压表测量一金属丝的电阻。
(1)该同学先用欧姆表“”挡粗测该金属丝的电阻,示数如图1所示,对应的读数是_________。
(2)除电源(电动势3.0V,内阻不计)、电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)、开关、导线若干外,还提供如下实验器材:
A.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω)
B.电流表(量程0~3.0A,内阻约0.02Ω)
C.滑动变阻器(最大阻值10Ω,额定电流2A)
D.滑动变阻器(最大阻值1kΩ,额定电流0.5A)
为了调节方便、测量准确,实验中电流表应选用_________,滑动变阻器应选用___________。(选填实验器材前对应的字母)
(3)该同学测量金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I,得到多组数据,并在坐标图上标出,如图2所示。请作出该金属丝的U-I图线_________,根据图线得出该金属丝电阻R=_________Ω(结果保留小数点后两位)。
16. 利用打点计时器研究匀变速直线运动的规律,实验装置如图1所示。
(1)按照图1安装好器材,下列实验步骤正确的操作顺序为________(填各实验步骤前的字母)。
A. 释放小车
B. 接通打点计时器的电源
C. 调整滑轮位置,使细线与木板平行
(2)实验中打出的一条纸带如图2所示,为依次选取的三个计数点(相邻计数点间有4个点未画出),可以判断纸带的________(填“左端”或“右端”)与小车相连。
(3)图2中相邻计数点间的时间间隔为T,则打B点时小车的速度________。
(4)某同学用打点计时器来研究圆周运动。如图3所示,将纸带的一端固定在圆盘边缘处的M点,另一端穿过打点计时器。实验时圆盘从静止开始转动,选取部分纸带如图4所示。相邻计数点间的时间间隔为,圆盘半径。则这部分纸带通过打点计时器的加速度大小为________;打点计时器打B点时圆盘上M点的向心加速度大小为________。(结果均保留两位有效数字)
17. 如图所示,一质量m=2kg的木箱静止在粗糙水平面上.从t=0开始,木箱受到F=10N、与水平面的夹角为θ=37°的恒定拉力,沿水平面匀加速运动.已知木箱与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,sin37°= 0.6,cos37°= 0.8.
(1)画出木箱受力的示意图;
(2)求木箱的加速度a的大小;
(3)求0~2s时间内,木箱位移x的大小.
18. 如图所示,把一个质量m=0.1kg的小钢球用细线悬挂起来,就构成一个摆。悬点O距地面的高度h=1.45m,摆长L=1m。将摆球拉至摆线与竖直方向成37°角的位置,由静止释放,忽略空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,cos37°=0.8。
(1)求小球运动到最低点时细线对小球拉力的大小F;
(2)若小球运动到最低点时细线断了,小球沿水平方向抛出,求它做平抛运动水平位移的大小x;
(3)求小球落地时重力的瞬时功率P。
19. 如图1所示,金属圆筒A接高压电源的正极,其轴线上的金属线B接负极。
(1)设两极间电压为U,求在B极附近电荷量为Q的负电荷到达A极过程中静电力做的功W。
(2)已知筒内距离轴线r处的电场强度大小,其中k为静电力常量,λ为金属线B单位长度的电荷量。如图2所示,在圆筒内横截面上,电荷量为q、质量为m的粒子绕轴线做半径不同的匀速圆周运动,其半径为r1、r2和r3时,动能分别为Ek1、Ek2和Ek3,总能量分别为E1、E2和E3,且r3-r2=r2-r1。
a.请推测带电粒子的电性。
b.请推理分析并比较Ek1、Ek2和Ek3的大小。
c.请推理分析并比较(E3-E2)与(E2-E1)的大小。
20. 如图所示,在xOy平面内,有沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E(图中未画出)。由A点斜射出一质量为m,所带电荷量为+q的粒子,B为运动轨迹与y轴的交点,C和D是粒子运动轨迹上的两点。其中l0为常量,粒子所受重力忽略不计。
(1)求粒子从A到D过程中电势能的变化量;
(2)判断粒子从A到B、B到C和C到D三段过程所经历的时间关系,说明依据,并求出对应的时间;
(3)求粒子经过D点时的速度大小。
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2026北京石景山高二(上)期末
物理
注意事项:
1.本试卷共7页,100分,考试时长90分钟。
2.考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将答题卡交回。
第一部分
一、本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 2024年5月3日,长征五号遥八运载火箭托举嫦娥六号探测器进入地月转移轨道,火箭升空过程中,以下描述其状态的物理量中属于标量的是( )
A. 动能 B. 动量 C. 速度 D. 加速度
【答案】A
【解析】
【详解】A.动能只有大小,没有方向,可知,动能属于标量,故A正确;
B.动量既有大小又有方向,运算遵循平行四边形定则,可知,动量属于矢量,故B错误;
C.速度既有大小又有方向,运算遵循平行四边形定则,可知,速度属于矢量,故C错误;
D.加速度既有大小又有方向,运算遵循平行四边形定则,可知,加速度属于矢量,故D错误。
故选A。
2. 一个地球仪绕与其“赤道面”垂直的“地轴”匀速转动的示意图如图所示。P点和Q点位于同一条“经线”上、Q点和M点位于“赤道”上,O为球心。下列说法正确的是( )
A. P、Q的线速度大小相等
B. P、M的角速度大小相等
C. P、Q的向心加速度大小相等
D. P、M的向心加速度方向均指向O
【答案】B
【解析】
【详解】B.由于同轴转动的物体的角速度相等,可知P、Q、M的角速度均相等,B正确;
A.图中球面上各点圆周运动的半径为各点到地轴的垂直距离,因此有
根据
结合上述可知
A错误;
C.根据
结合上述可知
C错误;
D.根据上述可知,M的向心加速度方向指向O,P的向心加速度方向指向P到地轴垂线的垂足,D错误。
故选B。
3. 水平传送带匀速运动,将一物体无初速度地放置在传送带上,最终物体随传送带一起匀速运动。下列说法正确的是( )
A. 刚开始物体相对传送带向前运动
B. 物体匀速运动过程中,受到静摩擦力
C. 物体加速运动过程中,摩擦力对物体做负功
D. 传送带运动速度越大,物体加速运动的时间越长
【答案】D
【解析】
【详解】A.刚开始时,物体速度小于传送带速度,则物体相对传送带向后运动,A错误;
B.匀速运动过程中,物体与传送带之间无相对运动趋势,则物体不受摩擦力作用,B错误;
C.物体加速,由动能定理可知,摩擦力对物体做正功,C错误;
D.设物体与传送带间动摩擦因数为μ,物体相对传送带运动时
做匀加速运动时,物体速度小于传送带速度则一直加速,由可知,传送带速度越大,物体加速运动的时间越长,D正确。
故选D。
4. 利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象,其中E为电源,R为定值电阻,C为电容器,A为电流表,V为电压表。下列说法正确的是( )
A. 充电过程中,电流表的示数逐渐增大后趋于稳定
B. 充电过程中,电压表的示数迅速增大后趋于稳定
C. 放电过程中,电流表的示数均匀减小至零
D. 放电过程中,电压表的示数均匀减小至零
【答案】B
【解析】
【详解】A.电容器充电过程中,随着电容器C两极板电荷量的积累,电路中的电流逐渐减小,电容器充电结束后,电流表示数为零,故A错误;
B.电容器充电过程中,随着电容器C两极板电荷量的积累,电压表测量电容器两端的电压,电容器两端的电压迅速增大,电容器充电结束后,最后趋于稳定,故B正确;
CD.电容器放电过程中,两极板间的电荷量越来越少,电压越来越小,电荷所受电场力越来小,则其移动的速度越来越小,故电流越来越小,所以电压表、电流表的示数都是不均匀减小至零,故CD错误。
故选B。
5. 下列图示情况,金属圆环中不能产生感应电流的是( )
A. 图(a)中,圆环在匀强磁场中向左平移
B. 图(b)中,圆环在匀强磁场中绕轴转动
C. 图(c)中,圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移
D. 图(d)中,圆环向条形磁铁N极平移
【答案】A
【解析】
【详解】A.圆环在匀强磁场中向左平移,穿过圆环的磁通量不发生变化,金属圆环中不能产生感应电流,故A正确;
B.圆环在匀强磁场中绕轴转动,穿过圆环的磁通量发生变化,金属圆环中能产生感应电流,故B错误;
C.离通有恒定电流的长直导线越远,导线产生的磁感应强度越弱,圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移,穿过圆环的磁通量发生变化,金属圆环中能产生感应电流,故C错误;
D.根据条形磁铁的磁感应特征可知,圆环向条形磁铁N极平移,穿过圆环的磁通量发生变化,金属圆环中能产生感应电流,故D错误。
故选A 。
6. 如图所示,长方体物块叠放在斜面上,B受到一个沿斜面方向的拉力F,两物块保持静止。B受力的个数为( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意,对A受力分析可知,受重力、B的支持力,由于A静止,则A还受B沿斜面向上的静摩擦力,对B受力分析可知,受重力、斜面的支持力、A的压力、拉力、B还受A沿斜面向下的摩擦力,由于B静止,则受沿斜面向上的摩擦力,即B受6个力作用。
故选C。
7. 如图所示,中国自行研制、具有完全知识产权的“神舟”飞船某次发射过程简化如下:飞船在酒泉卫星发射中心发射,由“长征”运载火箭送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上,在B点通过变轨进入预定圆轨道。则( )
A. 在椭圆轨道上运行时,飞船在A点的加速度比B点的大
B. 在椭圆轨道上运行时,飞船在A点的速度比B点的小
C. 在 B点变轨前后,飞船的机械能不变
D. 在B点飞船通过减速从椭圆轨道进入预定圆轨道
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据
可知,在椭圆轨道上运行时,飞船在A点的加速度比B点的大,选项A正确;
B.根据开普勒第二定律可知,在椭圆轨道上运行时,飞船在近地点A点的速度比远点B点的大,选项B错误;
C.在 B点变轨后,飞船的机械能增加,选项C错误;
D.在B点飞船通过加速做离心运动从椭圆轨道进入预定圆轨道,选项D错误。
故选A。
8. 在如图所示平面内,两个带等量正电的点电荷分别固定在A、B两点,O为连线的中点,为的垂直平分线,C、D两点在上且。下列说法正确的是( )
A. O点的场强比C点的场强大 B. C点的场强与D点的场强相同
C. O点的电势比D点的电势高 D. 电子在C点的电势能比在D点的电势能大
【答案】C
【解析】
【详解】A.两个带等量正电的点电荷在A、B中点产生的场强为零,而C点的场强不为零,故O点的场强比C点的场强小,A错误;
B.根据对称关系可知,C点的场强与D点的场强大小相等,但方向相反,B错误;
C.两个带等量正电的点电荷的中垂线的电场方向有O点指向远处,所以O点的电势比D点的电势高,C正确;
D.根据对称性可知,C点的电势与D点的电势相同,故电子在C点的电势能与在D点的电势能相等,D错误。
故选C。
9. 如图所示,轻杆的一端固定在通过O点的水平转轴上,另一端固定一小球,轻杆绕O点在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动,其中A点为最高点、C点为最低点,B点与O点等高,下列说法正确的是( )
A. 小球经过A点时,所受杆的作用力一定竖直向下
B. 小球经过B点时,所受杆的作用力沿着BO方向
C. 从A点到C点的过程,杆对小球的作用力不做功
D. 从A点到C点的过程,小球重力的功率先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球经过A点时,若速度,则球所受杆的作用力竖直向下;若速度,则球所受杆的作用力竖直向上,若速度,则球所受杆的作用力为零,选项A错误;
B.因球做匀速圆周运动,合力指向圆心,则小球经过B点时,所受杆的作用力斜向右上方向,选项B错误;
C.从A点到C点的过程,根据动能定理
可知,杆对小球的作用力做负功,选项C错误;
D.从A点到C点的过程,根据
因速度的竖直分量先增加后减小,可知小球重力的功率先增大后减小,选项D正确。
故选D。
10. 某同学使用轻弹簧、直尺钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示,弹簧上端固定,在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时,弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处;下端悬挂钢球,静止时指针位于直尺40cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上,就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 30cm刻度对应的加速度为 - 0.5g B. 40cm刻度对应的加速度为g
C. 50cm刻度对应的加速度为2g D. 各刻度对应加速度的值是不均匀的
【答案】A
【解析】
【分析】由题知,不挂钢球时,弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处,则弹簧的原长l0 = 0.2m;下端悬挂钢球,静止时指针位于直尺40cm刻度处,则根据受力平衡有
mg = k(l - l0)
可计算出
k =
【详解】A.由分析可知,在30cm刻度时,有
F弹 - mg = ma(取竖直向上为正方向)
代入数据有
a = - 0.5g
A正确;
B.由分析可知,在40cm刻度时,有
mg = F弹
则40cm刻度对应的加速度为0,B错误;
C.由分析可知,在50cm刻度时,有
F弹 - mg = ma(取竖直向上为正方向)
代入数据有
a = 0.5g
C错误;
D.设刻度对应值为x,结合分析可知
,x = (取竖直向上为正方向)
经过计算有
a = (x > 0.2)或a = (x < 0.2)
根据以上分析,加速度a与刻度对应值为x成线性关系,则各刻度对应加速度的值是均匀的,D错误。
故选A。
11. 如图所示,电源电动势为E,内阻为r,闭合开关S,灯泡L正常发光。在滑片P向左移动过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数变大 B. 电压表示数变大
C. 灯泡L变暗 D. 电源总功率变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.滑片P向左移动过程中,滑动变阻器接入电阻增大,回路总电阻增大,干路电流减小,即电流表示数变小,故A错误;
C.结合上述,干路电流减小,内电压减小,路端电压增大,通过灯泡的电流增大,即灯泡变亮,故C错误;
B.结合上述,路端电压增大,干路电流减小,由于通过灯泡的电流增大,则通过滑动变阻器与定值电阻的电流减小,定值电阻承担电压减小,则电压表示数变大,故B正确;
D.结合上述,干路电流减小,根据
可知,电源总功率变小,故D错误。
故选B。
12. 某小山坡的等高线如图,M表示山顶,是同一等高线上两点,分别是沿左、右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下,不考虑阻力,则( )
A. 小球沿运动的加速度比沿的大
B. 小球分别运动到点时速度大小不同
C. 若把等高线看成某静电场的等势线,则A点电场强度比B点大
D. 若把等高线看成某静电场的等势线,则右侧电势比左侧降落得快
【答案】D
【解析】
【详解】A.等高线越密集,坡面越陡,根据牛顿第二定律可得(为坡面与水平面夹角),MB对应的等高线更密集,坡面更陡,小球沿着MB运动时加速度比沿着MA运动时加速度大,A错误;
B.A、B在同一等高线,小球下落高度相同,根据机械能守恒,运动到A、B点时速度大小相同,B错误;
C.等势线越密集,电场强度越大,B处等势线更密集,A点电场强度比B点小,C错误;
D.等势线越密集,电势降落越快,右侧等势线更密集,右侧电势比左侧降落得快,D正确。
故选D。
13. 如图1所示,一质量为2kg的物块受到水平拉力F作用,在粗糙水平面上作加速直线运动,其图像如图2所示,时其速度大小为2m/s。物块与水平面间的动摩擦因数,。下列说法错误的是( )
A. 在时刻,物块的速度为5m/s B. 在0~2s时间内,物块的位移大于7m
C. 在时刻,物块的加速度为 D. 在时刻,拉力F的大小为5N
【答案】B
【解析】
【详解】A.在时刻,物块的速度为
故A正确,不符合题意;
B.在0~2s时间内,物块的v-t图像如下
如果是匀加速直线运动,位移为
实际做加速度增大的加速运动,图形面积表示位移,可知物块的位移小于7m,故B错误,符合题意;
C.由图可知
在时刻,物块的加速度为
故C正确,不符合题意;
D.根据牛顿第二定律可得在时刻,拉力F的大小为
故D正确,不符合题意。
故选B。
14. 如图所示,完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置,甲的圆心为,乙的圆心为,在两环圆心的连线上有、、三点,其中,此时点的磁感应强度大小为,点的磁感应强度大小为。当把环形电流甲撤去后,点的磁感应强度大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】令,题中环形电流在中轴线距圆心处产生的磁感应强度大小为,在中轴线距圆心处产生的磁感应强度大小为。甲环形电流在点的磁感应强度为,根据右手螺旋定则,方向向左;乙环形电流在点的磁感应强度为,根据右手螺旋定则,方向向左,因此
同理可知甲环形电流在点的磁感应强度为,方向向左;乙环形电流在点的磁感应强度为,方向向左,因此
当把环形电流甲撤去后,点的磁感应强度大小
故选C。
第二部分
二、本部分共6题,共58分。
15. 在“测量金属丝的电阻率”实验中,某同学用电流表和电压表测量一金属丝的电阻。
(1)该同学先用欧姆表“”挡粗测该金属丝的电阻,示数如图1所示,对应的读数是_________。
(2)除电源(电动势3.0V,内阻不计)、电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)、开关、导线若干外,还提供如下实验器材:
A.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω)
B.电流表(量程0~3.0A,内阻约0.02Ω)
C.滑动变阻器(最大阻值10Ω,额定电流2A)
D.滑动变阻器(最大阻值1kΩ,额定电流0.5A)
为了调节方便、测量准确,实验中电流表应选用_________,滑动变阻器应选用___________。(选填实验器材前对应的字母)
(3)该同学测量金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I,得到多组数据,并在坐标图上标出,如图2所示。请作出该金属丝的U-I图线_________,根据图线得出该金属丝电阻R=_________Ω(结果保留小数点后两位)。
【答案】 ①. 6 ②. A ③. C ④. ⑤. 5.83
【解析】
【详解】(1)[1]将选择开关调节到“×1Ω”,由图1可知,金属丝的电阻
Rx=6×1Ω=6Ω
(2)[2]由题知,电源电动势为3V,则回路中的最大电流为
故电流表选A。
[3]为了调节方便、测量准确,滑动变阻器要选最大阻值小的,故选C。
(3)[4][5]将描出的点用直线连接,即可得U-I图线如下
则取(0.3A,1.75V),可得
16. 利用打点计时器研究匀变速直线运动的规律,实验装置如图1所示。
(1)按照图1安装好器材,下列实验步骤正确的操作顺序为________(填各实验步骤前的字母)。
A. 释放小车
B. 接通打点计时器的电源
C. 调整滑轮位置,使细线与木板平行
(2)实验中打出的一条纸带如图2所示,为依次选取的三个计数点(相邻计数点间有4个点未画出),可以判断纸带的________(填“左端”或“右端”)与小车相连。
(3)图2中相邻计数点间的时间间隔为T,则打B点时小车的速度________。
(4)某同学用打点计时器来研究圆周运动。如图3所示,将纸带的一端固定在圆盘边缘处的M点,另一端穿过打点计时器。实验时圆盘从静止开始转动,选取部分纸带如图4所示。相邻计数点间的时间间隔为,圆盘半径。则这部分纸带通过打点计时器的加速度大小为________;打点计时器打B点时圆盘上M点的向心加速度大小为________。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)CBA (2)左端
(3)
(4) ①. 0.81 ②.
【解析】
【小问1详解】
实验步骤中,首先调整滑轮位置使细线与木板平行,确保力的方向正确;接着接通打点计时器电源,让计时器先工作;最后释放小车。故顺序为CBA;
【小问2详解】
小车做匀加速直线运动时,速度越来越大,纸带上点间距逐渐增大。图2中纸带左端间距小,右端间距大,说明纸带左端与小车相连。
【小问3详解】
根据匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度。B点为A、C的中间时刻,AC间位移为x2,时间间隔为2T;则
【小问4详解】
[1]根据逐差法可知
[2]B点是AC的中间时刻点,则有
此时向心加速度
17. 如图所示,一质量m=2kg的木箱静止在粗糙水平面上.从t=0开始,木箱受到F=10N、与水平面的夹角为θ=37°的恒定拉力,沿水平面匀加速运动.已知木箱与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,sin37°= 0.6,cos37°= 0.8.
(1)画出木箱受力的示意图;
(2)求木箱的加速度a的大小;
(3)求0~2s时间内,木箱位移x的大小.
【答案】(1) (2)2.6m/s2(3)5.2m
【解析】
【详解】(1)木箱受力如下图所示:
(2)对木箱受力分析,在竖直方向: FN+Fsinθ-mg=0
在水平方向:Fcosθ-f=ma
又因为摩擦力f=μFN
解得加速度a = 2.6m/s2
(3)根据匀变速直线运动位移和时间的关系,
解得x =5.2m.
18. 如图所示,把一个质量m=0.1kg的小钢球用细线悬挂起来,就构成一个摆。悬点O距地面的高度h=1.45m,摆长L=1m。将摆球拉至摆线与竖直方向成37°角的位置,由静止释放,忽略空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,cos37°=0.8。
(1)求小球运动到最低点时细线对小球拉力的大小F;
(2)若小球运动到最低点时细线断了,小球沿水平方向抛出,求它做平抛运动水平位移的大小x;
(3)求小球落地时重力的瞬时功率P。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)小球运动到最低点时,由机械能守恒定律
解得
小球运动到最低点时,由牛顿第二定律
解得小球运动到最低点时细线对小球拉力的大小
(2)小球做平抛运动,竖直方向有
解得
水平方向有
(3)小球落地时的速度为
重力的瞬时功率
19. 如图1所示,金属圆筒A接高压电源的正极,其轴线上的金属线B接负极。
(1)设两极间电压为U,求在B极附近电荷量为Q的负电荷到达A极过程中静电力做的功W。
(2)已知筒内距离轴线r处的电场强度大小,其中k为静电力常量,λ为金属线B单位长度的电荷量。如图2所示,在圆筒内横截面上,电荷量为q、质量为m的粒子绕轴线做半径不同的匀速圆周运动,其半径为r1、r2和r3时,动能分别为Ek1、Ek2和Ek3,总能量分别为E1、E2和E3,且r3-r2=r2-r1。
a.请推测带电粒子的电性。
b.请推理分析并比较Ek1、Ek2和Ek3的大小。
c.请推理分析并比较(E3-E2)与(E2-E1)的大小。
【答案】(1)
(2)a.正电;b.;c.
【解析】
【小问1详解】
在B极附近电荷量为Q的负电荷到达A极过程中静电力做正功,静电力做的功
【小问2详解】
a.带电粒子所受静电力指向圆周运动的圆心,与电场强度的方向相同,故粒子带正电。
b.根据静电力提供向心力有
又,
解得
故
c.由于,,
且
则,
而电势能的增加量等于克服静电力所做的功,即,
又因
且半径越大静电力越小,故
则
故
20. 如图所示,在xOy平面内,有沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E(图中未画出)。由A点斜射出一质量为m,所带电荷量为+q的粒子,B为运动轨迹与y轴的交点,C和D是粒子运动轨迹上的两点。其中l0为常量,粒子所受重力忽略不计。
(1)求粒子从A到D过程中电势能的变化量;
(2)判断粒子从A到B、B到C和C到D三段过程所经历的时间关系,说明依据,并求出对应的时间;
(3)求粒子经过D点时的速度大小。
【答案】(1);(2)tAB=tBC=tCD=;(3)
【解析】
【详解】(1)粒子从A到D过程中电势能的变化量
(2)由于粒子所受电场力沿y轴负方向,在x轴方向上粒子做匀速直线运动,又粒子从A到B、B到C和C到D三段过程在x轴方向上的位移相等,则经历的时间也相等,设
由对称性可知轨迹最高点为B点。由牛顿第二定律
解得
又
联立解得
即
(3)粒子在BD段做类平抛运动
解得
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