内容正文:
杭十四中(康桥)高二年级10月阶段性测试物理试卷
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,写在试卷上无效。
3、考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、选择题I(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 一代代物理学家在探究客观世界的过程中,创造出了许多科学的思想方法,极大地推动了自然科学的发展,改变了人类的生产和生活方式。下列说法正确的是( )
A. 用质点代替有质量的物体,采用了微元法
B. 根据速度定义式,当非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法
C. 既是加速度的定义式,也是加速度的决定式
D. “理想化模型”是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽象,实际中也存在
【答案】B
【解析】
【详解】A.用质点代替有质量的物体,是理想化模型,采用了理想化方法,故A错误;
B.根据速度定义式,当非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法,故B正确;
C.既是加速度的定义式,但加速度的大小和方向由物体所受合外力决定,决定式为
故C错误;
D.“理想化模型”是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽象,实际中是不存在的,故D错误。
故选B。
2. 近年来,高空抛物、坠物事件不断发生,严重危害公共安全最高人民法院发布的相关意见指出:对于故意高空抛物的,根据具体情形以危险方法危害公共安全罪、故意伤害罪或故意杀人罪论处,特定情形要从重处罚。一天,某小区居民发现一个苹果从高空坠落,所幸未造成事故。物业通过调取一楼监控录像,分析发现苹果在落地前最后0.1s内,下落的高度约为2m。已知每层楼高约为3m。若苹果做自由落体运动,g取10m/s2,根据以上数据推算该苹果最可能来自哪个楼层( )
A. 4层 B. 6层 C. 8层 D. 10层
【答案】C
【解析】
【详解】设苹果下落时间为t,根据自由落体运动规律有
,
由上式解得
H=21m
所以根据以上数据推算该苹果最可能来自7楼楼顶,则可能来自第8层。所以C正确;ABD错误;
故选C。
3. 如图所示,质量分别为2m、m的两物块A、B中间用轻弹簧相连,A、B与水平面间的动摩擦因数均为μ,在水平推力F作用下,A、B-起向右做匀加速直线运动,当突然撤去推力F的瞬间,A物块的加速度大小为(重力加速度为g)( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】撤去F前,设弹簧的弹力大小为F弹,根据牛顿第二定律得:对AB整体有
对B有
解得
撤去F瞬间:弹簧的弹力F弹没有改变,对A
解得
BCD错误,A正确。
故选A。
【点睛】先根据牛顿第二定律求出撤去F前弹簧的弹力大小,再分析撤去F瞬间,两物体的受力情况;由牛顿第二定律求出两物体的加速度大小,抓住撤去瞬间,弹簧的弹力没有变化。
4. 中国的面食文化博大精深,种类繁多,其中“山西刀削面”堪称天下一绝,传统的操作手法是一手托面一手拿刀,直接将面削到开水锅里。如图所示,小面片刚被削离时距开水锅的高度为L,与锅沿的水平距离为L,锅的半径也为L,若将削出的小面片的运动视为平抛运动,且小面片都落入锅中,重力加速度为g,则下列关于所有小面片的描述正确的是( )
A. 空中相邻两个面片飞行过程中水平距离可能逐渐变大
B. 掉落位置不相同的小面片,从抛出到落水前瞬间速度的变化量不同
C. 落入锅中时,最大速度是最小速度的3倍
D. 若初速度为,则
【答案】A
【解析】
【详解】A.面片飞行过程中水平方向做匀速直线运动,若先飞出的面片初速度较大,则空中相邻两个面片飞行过程中水平距离逐渐变大,故A正确;
B.掉落位置不相同的小面片,下落高度相同,由可知,下落的时间相等,由可知,从抛出到落水前瞬间速度的变化量相等,故B错误;
CD.由可知,下落时间为
水平位移的范围为
则初速度的取值范围为
可得
落入锅中时的竖直分速度为
则落入锅中时,最大速度
最小速度为
可知,落入锅中时,最大速度不是最小速度的3倍,故CD错误。
故选A。
5. “嫦娥四号”探测器于2019年1月在月球背面成功着陆,着陆前曾绕月球飞行,某段时间可认为绕月做匀速圆周运动,圆周半径为月球半径的K倍。已知地球半径R是月球半径的P倍,地球质量是月球质量的Q倍,地球表面重力加速度大小为g。则“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设“嫦娥四号”、地球质量分别为和M,则“嫦娥四号”在地球表面时和绕月球做半径为月球半径的K倍的圆周运动时,分别有
,
解得
故选D。
6. 如图,在位置放置电荷量为的正点电荷,在位置放置电荷量为的负点电荷,在距为的某点处放置正点电荷Q,使得点的电场强度为零。则Q的位置及电荷量分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】B
【解析】
【详解】
根据点电荷场强公式
两等量异种点电荷在P点的场强大小为
,方向如图所示
两等量异种点电荷在P点的合场强为
,方向与+q点电荷与-q点电荷的连线平行如图所示
Q点电荷在p点的场强大小为
三点电荷的合场强为0,则方向如图所示,大小有
解得
由几何关系可知Q的坐标为(0,2a)
故选B。
7. 某静电除尘器的除尘原理示意图如图所示,一带正电的金属板和一个带负电的放电极形成电场,它们之间的电场线分布如图所示,虚线为一带电烟尘颗粒的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若不计烟尘颗粒的重力,下列说法正确的是( )
A. 该烟尘颗粒带正电
B. a点电势高于b点电势
C. 该烟尘颗粒在a点的加速度大于在b点的加速度
D. 该烟尘颗粒在a点的电势能小于在b点的电势能
【答案】C
【解析】
【详解】A.粒子的受力方向永远指向轨迹内侧,由带电烟尘颗粒的运动轨迹可知烟尘颗粒受力方向沿着电场线的切线方向,烟尘颗粒带负电,故A错误;
B.a、b两点所在等势线如图所示
沿着电场线方向电势逐渐降低,a点电势低于b点电势,故B错误;
C.电场线越密场强越强,由图可知,由
可知
烟尘颗粒在a点的加速度大于在b点的加速度,故C正确;
D.若烟尘颗粒由a运动到b,由图知电场力做正功,电势能减小,;若烟尘颗粒由b运动到a,电场力做负功,电势能增大,仍有,故D错误。
故选C。
8. 图为两个质量分别为m、M的A、B小球在光滑水平面上发生对心正碰前后的图像,则下列说法正确的是( )
A. A、B两球的质量比
B. 碰撞前后A球动能的减少量大于B球动能的增加量
C. 碰撞过程中A对B球的冲量大小是B对A球冲量大小的3倍
D. 两小球发生的是弹性碰撞
【答案】D
【解析】
【详解】A.两小球碰撞过程中,根据动量守恒有
在图像中,图线斜率表示速度,由图可知
, ,
解得
故A错误;
BD.根据以上数据,可得
因此发生的是弹性碰撞,碰撞前后A球动能的减少量等于B球动能的增加量,故B错误,D正确;
C.因为A、B碰撞过程中动量守恒,故两球动量的变化量大小相等,方向相反,由动量定理得,碰撞过程中A对B球的冲量大小等于B对A球冲量大小,故C错误。
故选D。
9. 如图甲所示,直导线P、Q分别被两根等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴上,且P固定于水平轴正下方,两组绳长也相同,其截面图如图乙所示,导线P通以垂直纸面向里的电流;导线Q电流方向未知,平衡时两导线位于同一水平面,且两组绝缘轻绳与竖直方向夹角均为。已知Q的质量为m,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 导线Q中电流方向垂直纸面向里
B. 导线P、Q间的安培力大小为
C. 仅使导线P中电流I缓慢增大且不超过90°,导线Q对悬线的拉力大小逐渐增大
D. 当导线P中电流突然消失的瞬间,导线Q受到两绳的拉力大小之和为
【答案】B
【解析】
【详解】A.对Q进行受力分析可知,P对Q的力为斥力,由安培定则和左手定则可知,则两导线的电流方向相反,即导线中电流方向垂直纸面向外,故A错误;
B.设导线Q受到两绳的拉力之和为T,导线P、Q间的安培力为F,对Q进行受力分析,根据三角形定则,受力如下图所示
由于两组绳长相同,则根据几何知识可得
,
故B正确;
C.由上述分析可知,导线Q受到两绳的拉力之和T始终为mg,与电流I和角度无关,则导线Q对悬线的拉力大小不变,故C错误;
D.当导线P中电流突然消失的瞬间,导线P、Q间的安培力消失,此时沿绳方向上的合力为零,则导线Q受到两绳的拉力大小之和为,故D错误。
故选B。
10. 如图,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高;质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下,滑到最低点Q时,对轨道的正压力为2mg,重力加速度大小为g,质点自P滑到Q的过程中,克服摩擦力所做的功为( )
A. mgR B. mgR C. mgR D. mgR
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】由牛顿第二定律可得
则可得
由动能定理可得
可得
故B正确,ACD错误。
故选B。
二、选择题II(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 如图所示,甲是回旋加速器的原理图,乙是速度选择器的原理图,丙是磁流体发电机的原理图,丁是研究自感现象的电路图,下列说法正确的是( )
A. 甲图可通过增加回旋加速器的半径来增大粒子的最大动能
B. 乙图粒子沿直线通过速度选择器的条件是,且可以判断出带电粒子的电性
C. 丙图可判断出磁流体发电机B极板电势高,A极板电势低
D. 丁图中,开关S断开瞬间,灯泡一定会突然闪亮一下
【答案】AC
【解析】
【详解】A.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力得
解得
粒子的最大动能为
则可通过增加回旋加速器的半径来增大粒子的最大动能,故A正确;
B.粒子沿直线通过速度选择器时,洛伦兹力与电场力平衡,即
解得
如果改变电性,则洛伦兹力和电场力都改变了方向,却仍然是平衡状态,故无法判断粒子的电性,故B错误;
C.根据左手定则可知等离子体中正电荷向板偏转,负电荷向板偏转,所以极板电势高,极板电势低,故C正确;
D.开关断开的瞬间,由于线圈对电流有阻碍作用,通过线圈的电流会通过灯泡,所以灯泡不会立即熄灭。若断开开关前,通过电感的电流大于灯泡的电流,断开开关后,灯泡会闪亮一下,然后逐渐熄灭;若断开开关前,通过电感的电流小于或等于灯泡的电流,断开开关后,灯泡不会闪亮一下,故D错误。
故选AC。
12. 如图甲所示,一个固定的矩形线圈abcd的匝数n=500,线圈面积S=100cm2,线圈的总电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示.则下列说法正确的是( )
A. 线圈中的感应电流方向为逆时针方向
B. 矩形线圈ad边受到的安培力保持不变
C. 前2s内,电阻R产生的热量为0.72J
D. 第1s末,R两端的电压为1.5V
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由图可知,穿过线圈的磁通量变大,由楞次定律可得:线圈产生的感应电流逆时针,故A项与题意相符;
B.根据法拉第电磁感应定律可知,磁通量的变化率恒定,所以电动势恒定,则流过线圈的感应电流恒定,但磁场逐渐增大,线圈ad边受到的安培力逐渐增大,故B项与题意不相符;
D.由法拉第电磁感应定律有:
则R两端的电压是路端电压,小于1.5V,故D项与题意不相符.
C.由闭合电路欧姆定律可知,电路中的电流为:
前2s内,线圈电阻R产生的热量为:Q=I2Rt=0.32×4×2W=0.72W,故C项与题意相符.
13. 如图所示,半径为l的圆形金属导轨固定在水平面上,在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面,大小为,方向竖直向下的匀强磁场。一根长也为l、电阻为R的金属棒ab一端与导轨接触良好,另一端固定在圆心处的导电转轴上,由电动机A带动转轴以角速度匀速旋转。从圆形金属导轨引出导线和通过电刷从转轴引出导线经开关S与宽度为L的水平导轨连接,水平导轨的最右侧用一绝缘点G连接,MX段与NY段平行,XG、YG长度均为L。MN右侧存在垂直于导轨平面,大小为B,方向竖直向下的匀强磁场(两部分磁场不会相互影响)。水平导轨的左侧连接阻值为R的电阻,MN和XY之间某处静止放置一质量为m、电阻为R的导体棒PQ,已知PQ棒到达XY处前已经做匀速运动,且所有导轨电阻不计,不计其余电阻和摩擦等阻力,则以下说法正确的是( )
A. 开关闭合瞬间,通过PQ棒的电流动
B. 开关闭合瞬间,PQ棒的加速度为
C. PQ导体棒做匀速运动时的速度为
D. 若PQ棒在到达XY处时因某种原因变成超导体,同时断开开关S,则PQ棒离开导轨的速度为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由法拉第电磁感应定律可得
闭合开关后根据闭合电路欧姆定律
而
联立解得
所以流过金属棒PQ的电流
代入得到,故A正确;
B.对PQ棒
由牛顿第二定律
联立解得,故B错误;
C.当时,PQ导体棒中电流为0,做匀速运动。解得,故C错误;
D.若PQ棒在到达XY处时因某种原因变成超导体,同时断开开关S,则对PQ棒
有
联立可得
微元累加求和如图所示可知
由数学知识可得
由上可得,故D正确。
故选AD。
非选择题部分
三、非选择题(本题共5小题,共58分)
14. 某同学利用如下实验装置研究两物体碰撞过程中的守恒量。实验步骤如下:
①如图所示,将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上,用来记录实验中球1、球2与木条的撞击点;
②将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触,让入射球1从斜轨上A点由静止释放,撞击点为;
③将木条平移到图中所示位置,让入射球1从斜轨上A点由静止释放,撞击点为;
④把球2静止放置在水平轨道的末端,让入射球1从斜轨上A点由静止释放,确定球1和球2相撞后的撞击点;
⑤测得与、、各点的高度差分别为、、。
根据该同学的实验,回答下列问题:
(1)两小球的质量关系为_______(填“>”“=”或“<”)。
(2)把小球2放在斜轨末端边缘处,让小球1从斜轨上A处由静止开始滚下,使它们发生碰撞,碰后小球1的落点在图中的_______点。
(3)若再利用天平测量出两小球的质量分别为、,则满足_______时表示两小球碰撞前后动量守恒;满足_______时表示两小球碰撞前后的机械能守恒。
【答案】 ①. > ②. M ③. ④.
【解析】
【详解】[1]为了防止两球碰后球1出现反弹现象,入射球1的质量一定要大于被碰球2的质量,即。
[2]由图可知,两小球撞击在竖直木条上,三次平抛运动的水平位移相等,由平抛运动的规律可知,水平速度越大,竖直方向下落的高度越小;碰后小球1的速度减小,则碰后小球1落到点。
[3] [4]根据平抛运动规律,可知小球撞击在木条上时,下落的时间
则可知小球做平抛运动的水平速度
代入题中数据得
,,
若碰撞过程动量守恒,则
联立解得
若碰撞过程机械能守恒,则有
联立解得
15. 实验小组测量某型号电池的电动势和内阻。用电流表、电压表、滑动变阻器、待测电池等器材组成如图1所示实验电路,由测得的实验数据绘制成的图像如图2所示。
(1)图1的电路图为下图中的__________。(选填“A”或“B”)
(2)如果实验中所用电表均视为理想电表,根据图2得到该电池的电动势__________V,内阻__________。
(3)实验后进行反思,发现上述实验方案存在系统误差。若考虑到电表内阻的影响,对测得的实验数据进行修正,在图2中重新绘制图线,与原图线比较,新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将__________,与纵坐标轴交点的数值将__________。(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 ①. B ②. 4.5 ③. 1.8 ④. 不变 ⑤. 变大
【解析】
【详解】(1)[1]通过观察实物图可知电压表接在电源两端,故电路图为B;
(2)[2][3]根据闭合电路欧姆定律
有
则图线在纵轴上的截距表示电池的电动势E,斜率是电池的内阻r,根据图像可知,纵轴截距为4.5,横轴截距为2.5,结合上述分析可知电池电动势;内阻
(3)[4][5]分析测量电路可知系统误差的来源是电压表的分流作用,使得电流表的示数小于流过电池的电流,考虑电压表内阻的影响,流过电压表的电流为
可知流过电池的电流为
,
因电压表内阻不变,随着电压值减小,电压表电流减小,当电压值趋于0时,I趋于,在图2中重新绘制的图线如图所示
故新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将不变,与纵坐标轴交点的数值将变大。
16. 洗车时,水枪喷出的水流射向汽车,会对汽车产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积为,喷出水流的流速为,设水流垂直射向汽车车体后,速度变为0。已知水的密度为,不计水流的重力,求:
(1)水枪在时间内喷出水的质量;
(2)汽车受到水流平均冲击力的大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)根据公式可得,水枪在时间内喷出水的质量为
(2)以水运动方向为正方向,在与墙壁碰撞过程,对时间内的水,根据动量定理(水平分运动)得
解得
根据牛顿第三定律可得,汽车受到水流平均冲击力为
17. 如图所示,金属导轨abcd与水平面成θ角固定,导轨各相邻段互相垂直,导轨顶端接有阻值为R的定值电阻。已知宽轨间距为2L,宽轨长为2L,窄轨间距L,窄轨长3L,在导轨所在平面内有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度为B。现有一根质量为m,长度为2L,粗细均匀、阻值均匀分布的金属棒,其总电阻也为R,从宽轨顶端由静止释放,已知金属棒到达宽轨底部和窄轨底部之前都已做匀速直线运动,不计一切摩擦,导轨电阻不计。已知重力加速度为g。求:
(1)金属棒在宽轨上做匀速直线运动的速度大小;
(2)金属棒在宽轨上运动的过程中通过电阻R的电荷量;
(3)金属棒从宽轨顶端运动到窄轨底部的整个过程所用的总时间;
(4)金属棒从宽轨顶端运动到窄轨底部的整个过程中金属棒中产生的焦耳热。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
金属棒在宽轨上匀速运动时的受力情况,金属棒产生的感应电动势(为金属棒的速度),金属棒电阻为,定值电阻为,由闭合电路欧姆定律
根据安培力公式
金属棒匀速运动时,沿导轨方向受力平衡,即
即
解得金属棒在宽轨上做匀速直线运动的速度大小为
【小问2详解】
根据电荷量公式
由闭合电路欧姆定律
再根据法拉第电磁感应定律
可得
其中在宽轨上运动的过程磁通量的变化
所以通过电阻R的电荷量
【小问3详解】
在宽轨上运动的过程,对金属棒在宽轨上由动量定理
得
代入
解得
在窄轨上运动的过程,对金属棒在宽轨上由动量定理
得
再设金属棒在窄轨上匀速运动的速度为,同理第(1)问可知,
得在窄轨上匀速时
由
解得
在窄轨上运动的过程磁通量的变化
通过电阻R的电荷量
再代入(1),(2)问中的
解得
所以金属棒从宽轨顶端运动到窄轨底部的整个过程所用的总时间
【小问4详解】
金属棒在宽轨上运动过程中,由能量守恒定律
由(1)问知
所以
而金属棒上产生的焦耳热只占总热量的
故
金属棒在窄轨上运动过程中,由能量守恒定律
由(3)问知
代入得
而金属棒上产生的焦耳热只占总热量的
故
金属棒产生的焦耳热
18. 如图所示,在xOy平面内的第一象限内存在一有界匀强磁场(未画出),磁感应强度大小为B、方向垂直于xOy平面向外,在第四象限内充满范围足够大、方向沿y轴负方向的匀强电场。一束质量为m、电量为+q的粒子以不同的速率从O点沿xOy竖直平面内的OP方向发射,沿直线飞行到P点时进入有界匀强磁场区域,O、P两点间的距离为L,OP连线与x轴正方向的夹角。所有粒子在离开磁场后最终都能从x轴上射出,且射出方向与x轴负方向的夹角均为,若速度最大的粒子从x轴上Q点以速度v(未知)射出,且射出之前都在磁场内运动,匀强电场的电场强度,粒子的重力忽略不计,求:
(1)粒子在匀强磁场中运动的时间;
(2)v的大小;
(3)有界匀强磁场区域的最小面积;
(4)速度为v的粒子经过y轴负半轴上的点与原点O的距离。
【答案】(1);(2);(3);(4)
【解析】
【详解】(1)设粒子在磁场中做圆周运动的周期为T,有
可得
可知,所有粒子经过磁场后的偏转角均为150°,则粒子在磁场中运动的时间为
(2)速度为v的粒子的运动轨迹如图所示
由几何关系可知
即
解得
(3)由几何关系可知
则三角形PMQ的面积为
150°圆心角对应的扇形面积
由数理规律可知,磁场区域的最小面积为图中阴影部分面积,其面积
(4)粒子在匀强电场中运动时,在沿x轴负方向有
在沿y轴负方向有
解得
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杭十四中(康桥)高二年级10月阶段性测试物理试卷
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,写在试卷上无效。
3、考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、选择题I(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 一代代物理学家在探究客观世界的过程中,创造出了许多科学的思想方法,极大地推动了自然科学的发展,改变了人类的生产和生活方式。下列说法正确的是( )
A. 用质点代替有质量的物体,采用了微元法
B. 根据速度定义式,当非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法
C. 既是加速度的定义式,也是加速度的决定式
D. “理想化模型”是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽象,实际中也存在
2. 近年来,高空抛物、坠物事件不断发生,严重危害公共安全最高人民法院发布的相关意见指出:对于故意高空抛物的,根据具体情形以危险方法危害公共安全罪、故意伤害罪或故意杀人罪论处,特定情形要从重处罚。一天,某小区居民发现一个苹果从高空坠落,所幸未造成事故。物业通过调取一楼监控录像,分析发现苹果在落地前最后0.1s内,下落的高度约为2m。已知每层楼高约为3m。若苹果做自由落体运动,g取10m/s2,根据以上数据推算该苹果最可能来自哪个楼层( )
A. 4层 B. 6层 C. 8层 D. 10层
3. 如图所示,质量分别为2m、m的两物块A、B中间用轻弹簧相连,A、B与水平面间的动摩擦因数均为μ,在水平推力F作用下,A、B-起向右做匀加速直线运动,当突然撤去推力F的瞬间,A物块的加速度大小为(重力加速度为g)( )
A. B.
C. D.
4. 中国的面食文化博大精深,种类繁多,其中“山西刀削面”堪称天下一绝,传统的操作手法是一手托面一手拿刀,直接将面削到开水锅里。如图所示,小面片刚被削离时距开水锅的高度为L,与锅沿的水平距离为L,锅的半径也为L,若将削出的小面片的运动视为平抛运动,且小面片都落入锅中,重力加速度为g,则下列关于所有小面片的描述正确的是( )
A. 空中相邻两个面片飞行过程中水平距离可能逐渐变大
B. 掉落位置不相同的小面片,从抛出到落水前瞬间速度的变化量不同
C. 落入锅中时,最大速度是最小速度的3倍
D. 若初速度为,则
5. “嫦娥四号”探测器于2019年1月在月球背面成功着陆,着陆前曾绕月球飞行,某段时间可认为绕月做匀速圆周运动,圆周半径为月球半径的K倍。已知地球半径R是月球半径的P倍,地球质量是月球质量的Q倍,地球表面重力加速度大小为g。则“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为( )
A. B. C. D.
6. 如图,在位置放置电荷量为的正点电荷,在位置放置电荷量为的负点电荷,在距为的某点处放置正点电荷Q,使得点的电场强度为零。则Q的位置及电荷量分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
7. 某静电除尘器的除尘原理示意图如图所示,一带正电的金属板和一个带负电的放电极形成电场,它们之间的电场线分布如图所示,虚线为一带电烟尘颗粒的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若不计烟尘颗粒的重力,下列说法正确的是( )
A. 该烟尘颗粒带正电
B. a点电势高于b点电势
C. 该烟尘颗粒在a点的加速度大于在b点的加速度
D. 该烟尘颗粒在a点的电势能小于在b点的电势能
8. 图为两个质量分别为m、M的A、B小球在光滑水平面上发生对心正碰前后的图像,则下列说法正确的是( )
A. A、B两球的质量比
B. 碰撞前后A球动能的减少量大于B球动能的增加量
C. 碰撞过程中A对B球的冲量大小是B对A球冲量大小的3倍
D. 两小球发生的是弹性碰撞
9. 如图甲所示,直导线P、Q分别被两根等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴上,且P固定于水平轴正下方,两组绳长也相同,其截面图如图乙所示,导线P通以垂直纸面向里的电流;导线Q电流方向未知,平衡时两导线位于同一水平面,且两组绝缘轻绳与竖直方向夹角均为。已知Q的质量为m,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 导线Q中电流方向垂直纸面向里
B. 导线P、Q间的安培力大小为
C. 仅使导线P中电流I缓慢增大且不超过90°,导线Q对悬线的拉力大小逐渐增大
D. 当导线P中电流突然消失的瞬间,导线Q受到两绳的拉力大小之和为
10. 如图,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高;质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下,滑到最低点Q时,对轨道的正压力为2mg,重力加速度大小为g,质点自P滑到Q的过程中,克服摩擦力所做的功为( )
A. mgR B. mgR C. mgR D. mgR
二、选择题II(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 如图所示,甲是回旋加速器的原理图,乙是速度选择器的原理图,丙是磁流体发电机的原理图,丁是研究自感现象的电路图,下列说法正确的是( )
A. 甲图可通过增加回旋加速器的半径来增大粒子的最大动能
B. 乙图粒子沿直线通过速度选择器的条件是,且可以判断出带电粒子的电性
C. 丙图可判断出磁流体发电机B极板电势高,A极板电势低
D. 丁图中,开关S断开瞬间,灯泡一定会突然闪亮一下
12. 如图甲所示,一个固定的矩形线圈abcd的匝数n=500,线圈面积S=100cm2,线圈的总电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示.则下列说法正确的是( )
A. 线圈中的感应电流方向为逆时针方向
B. 矩形线圈ad边受到的安培力保持不变
C. 前2s内,电阻R产生的热量为0.72J
D. 第1s末,R两端的电压为1.5V
13. 如图所示,半径为l的圆形金属导轨固定在水平面上,在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面,大小为,方向竖直向下的匀强磁场。一根长也为l、电阻为R的金属棒ab一端与导轨接触良好,另一端固定在圆心处的导电转轴上,由电动机A带动转轴以角速度匀速旋转。从圆形金属导轨引出导线和通过电刷从转轴引出导线经开关S与宽度为L的水平导轨连接,水平导轨的最右侧用一绝缘点G连接,MX段与NY段平行,XG、YG长度均为L。MN右侧存在垂直于导轨平面,大小为B,方向竖直向下的匀强磁场(两部分磁场不会相互影响)。水平导轨的左侧连接阻值为R的电阻,MN和XY之间某处静止放置一质量为m、电阻为R的导体棒PQ,已知PQ棒到达XY处前已经做匀速运动,且所有导轨电阻不计,不计其余电阻和摩擦等阻力,则以下说法正确的是( )
A. 开关闭合瞬间,通过PQ棒的电流动
B. 开关闭合瞬间,PQ棒的加速度为
C. PQ导体棒做匀速运动时的速度为
D. 若PQ棒在到达XY处时因某种原因变成超导体,同时断开开关S,则PQ棒离开导轨的速度为
非选择题部分
三、非选择题(本题共5小题,共58分)
14. 某同学利用如下实验装置研究两物体碰撞过程中的守恒量。实验步骤如下:
①如图所示,将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上,用来记录实验中球1、球2与木条的撞击点;
②将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触,让入射球1从斜轨上A点由静止释放,撞击点为;
③将木条平移到图中所示位置,让入射球1从斜轨上A点由静止释放,撞击点为;
④把球2静止放置在水平轨道的末端,让入射球1从斜轨上A点由静止释放,确定球1和球2相撞后的撞击点;
⑤测得与、、各点的高度差分别为、、。
根据该同学的实验,回答下列问题:
(1)两小球的质量关系为_______(填“>”“=”或“<”)。
(2)把小球2放在斜轨末端边缘处,让小球1从斜轨上A处由静止开始滚下,使它们发生碰撞,碰后小球1的落点在图中的_______点。
(3)若再利用天平测量出两小球的质量分别为、,则满足_______时表示两小球碰撞前后动量守恒;满足_______时表示两小球碰撞前后的机械能守恒。
15. 实验小组测量某型号电池的电动势和内阻。用电流表、电压表、滑动变阻器、待测电池等器材组成如图1所示实验电路,由测得的实验数据绘制成的图像如图2所示。
(1)图1的电路图为下图中的__________。(选填“A”或“B”)
(2)如果实验中所用电表均视为理想电表,根据图2得到该电池的电动势__________V,内阻__________。
(3)实验后进行反思,发现上述实验方案存在系统误差。若考虑到电表内阻的影响,对测得的实验数据进行修正,在图2中重新绘制图线,与原图线比较,新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将__________,与纵坐标轴交点的数值将__________。(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
16. 洗车时,水枪喷出的水流射向汽车,会对汽车产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积为,喷出水流的流速为,设水流垂直射向汽车车体后,速度变为0。已知水的密度为,不计水流的重力,求:
(1)水枪在时间内喷出水的质量;
(2)汽车受到水流平均冲击力的大小。
17. 如图所示,金属导轨abcd与水平面成θ角固定,导轨各相邻段互相垂直,导轨顶端接有阻值为R的定值电阻。已知宽轨间距为2L,宽轨长为2L,窄轨间距L,窄轨长3L,在导轨所在平面内有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度为B。现有一根质量为m,长度为2L,粗细均匀、阻值均匀分布的金属棒,其总电阻也为R,从宽轨顶端由静止释放,已知金属棒到达宽轨底部和窄轨底部之前都已做匀速直线运动,不计一切摩擦,导轨电阻不计。已知重力加速度为g。求:
(1)金属棒在宽轨上做匀速直线运动的速度大小;
(2)金属棒在宽轨上运动的过程中通过电阻R的电荷量;
(3)金属棒从宽轨顶端运动到窄轨底部的整个过程所用的总时间;
(4)金属棒从宽轨顶端运动到窄轨底部的整个过程中金属棒中产生的焦耳热。
18. 如图所示,在xOy平面内的第一象限内存在一有界匀强磁场(未画出),磁感应强度大小为B、方向垂直于xOy平面向外,在第四象限内充满范围足够大、方向沿y轴负方向的匀强电场。一束质量为m、电量为+q的粒子以不同的速率从O点沿xOy竖直平面内的OP方向发射,沿直线飞行到P点时进入有界匀强磁场区域,O、P两点间的距离为L,OP连线与x轴正方向的夹角。所有粒子在离开磁场后最终都能从x轴上射出,且射出方向与x轴负方向的夹角均为,若速度最大的粒子从x轴上Q点以速度v(未知)射出,且射出之前都在磁场内运动,匀强电场的电场强度,粒子的重力忽略不计,求:
(1)粒子在匀强磁场中运动的时间;
(2)v的大小;
(3)有界匀强磁场区域的最小面积;
(4)速度为v的粒子经过y轴负半轴上的点与原点O的距离。
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