内容正文:
莆田市2026届高中毕业班第二次质量调研测试试卷
物理
本试卷满分100分,考试用时75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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,将答题卡交回。
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 氦原子被电离一个核外电子,形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量,其能级结构如图所示。大量处于某一激发态的氦离子辐射出的光子中,频率最高的光子能量为,则该激发态对应的能级( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据辐射光子的能量为
代入数据解得
因此可知,故选C。
2. 我国计划于2028年前后发射“天问三号”探测器,执行火星采样返回任务。若探测器从火星返回,在圆轨道Ⅰ上P点变轨后进入椭圆轨道Ⅱ,Q为远火星点,如图所示,则探测器( )
A. 在轨道Ⅰ上的周期大于轨道Ⅱ上的周期
B. 在轨道Ⅰ上P点的速度小于轨道Ⅱ上P点的速度
C. 在轨道Ⅱ上从P点向Q点运动过程中加速度逐渐增大
D. 在轨道Ⅱ上从P点向Q点运动过程中机械能逐渐增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据题意,由开普勒第三定律可知,由于在轨道Ⅰ上的轨道半径小于轨道Ⅱ的半长轴,则在轨道Ⅰ上的周期小于轨道Ⅱ上的周期,故A错误;
B.在圆轨道Ⅰ上P点需加速变轨进入椭圆轨道Ⅱ,则在轨道Ⅰ上P点的速度小于轨道Ⅱ上P点的速度,故B正确;
C.根据题意,由牛顿第二定律有
解得
在轨道Ⅱ上从P点向Q点运动过程中,变大,则加速度减小,故C错误;
D.在轨道Ⅱ上从P点向Q点运动过程中,只有引力做功,机械能守恒,故D错误;
故选B。
3. 质量为的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动,F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,则物块( )
A. 时加速度为 B. 时速度为
C. 内位移为 D. 时动量为
【答案】D
【解析】
【详解】A.0~2s内的表达式为(单位:N)
时,,根据牛顿第二定律,故A错误;
B.对0~2s用动量定理
的冲量是图面积,即
解得,故B错误;
C.2s后(方向与运动方向相反),物体运动方向仍为正方向,摩擦力也与运动方向相反,合力
加速度
物体从减速到0需要的时间
即时物体已经静止,3.25s后位移为0。 位移等于的匀减速位移,故C错误;
D.从2s到3s经过,速度
动量,故D正确。
故选D 。
4. 如图,三个相同的绝缘均匀带电半球壳A、B、C,底面直径构成等边三角形,O为三角形中心。当A、B带电量均为,C带电量为时,O点场强大小为E;现保持A、B带电量不变,将C球带电量变为,O点的场强大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】当A、B带电量均为,C带电量为时,三个带电半球壳到O点的距离相等,在O点场强大小均为,则O点场强大小为
将C球带电量变为,则C球在O点场强大小变为,则此时O点场强大小为
故选C。
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5. 如图,轻绳上端系在圆环A上,下端系在小球B上,A套在水平横杆上。现用水平力F作用在B上,使B从图中实线位置缓慢移动到虚线位置,A保持静止。若横杆对A的支持力为N、摩擦力为f,轻绳张力为T,则此过程( )
A. N逐渐减小 B. f逐渐增大 C. T逐渐增大 D. F保持不变
【答案】BC
【解析】
【详解】CD.设为杆对环的摩擦力,为杆对环的支持力,以为研究对象,小球受到重力、水平力和轻绳的拉力,如图1所示,由平衡条件得,
当小球从实线位置缓慢上升到虚线位置时,增大,则增大,增大,故C正确,D错误。
AB.以整体为研究对象,受力示意图,如图2所示,根据平衡条件得
增大,则逐渐增大
又
则保持不变。由牛顿第三定律可知,增大,不变,故A错误,B正确。
故选BC。
6. 如图,某光伏发电站输出频率为的交流电,经理想升压变压器升压后,通过总电阻的线路输送到电动汽车充电站,经原、副线圈匝数比为的理想降压变压器降压后给充电桩供电(系统带有输出稳压装置,图中未画出)。每台充电桩输入电压为,输入电流为,则( )
A. 充电桩输入的交流电周期为
B. 只有一台充电桩工作时,输电线损耗的功率为
C. 工作的充电桩越多,输电线损耗的电压越小
D. 10台充电桩同时工作时,降压变压器输出功率为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.交流电频率
周期,故A错误;
B.只有一台充电桩工作时,副线圈电流,根据可知输电线电流
输电线损耗功率,故B正确;
C.工作的充电桩越多,副线圈总电流越大,输电线电流越大,输电线损耗的电压越大,故C错误;
D.10 台充电桩同时工作时,降压变压器输出功率,故D正确。
故选BD。
7. “水上巴士”是莆田水乡文旅的靓丽名片。某游船采用电动舷外机新能源动力设备,并配备动力回收系统。某次游船从1号码头由静止启动沿直线驶向2号码头,其动力输出功率P与速度v关系如图所示,当速度达到后,保持额定功率不变,达到最大速度后继续匀速行驶。当游船距离2号码头时,关闭动力系统,同时启动动力回收系统,将部分机械能转化为电能储存在电池中,恰好停靠2号码头。已知游船行驶过程受到恒定阻力,游船(包括游客)总质量,则该游船( )
A. 速度达到前加速度保持不变
B. 能达到的最大速度为
C. 速度达到所用时间约为
D. 整个过程最多可回收的电能为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.速度达到前,根据P=Fv,因P-v图像为过原点的直线,可知牵引力不变,则游船加速度保持不变,A正确;
B.当牵引力等于阻力时加速度为零,此时速度最大,则能达到的最大速度为,B正确;
C.速度达到时
而
解得所用时间约为,C错误;
D.由能量关系
解得
整个过程最多可回收的电能为,D错误。
故选AB。
8. 如图,在直角坐标系中充满垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B;区域同时存在竖直向上的匀强电场,场强大小为E。一质量为m、电荷量为的粒子从点垂直射入磁场,恰能从O点沿y轴正方向进入区域,粒子在此区域运动的速度沿x轴方向分量,比例系数k与场强大小E无关。不计粒子重力,则( )
A. 粒子在O点的速度为
B. 比例系数
C. 粒子的最大速度为
D. 在区域,粒子运动轨迹离x轴最大距离为L
【答案】AD
【解析】
【详解】AD.粒子在区域仅受洛伦兹力,做匀速圆周运动,从P垂直射入磁场,恰能从O点沿y轴正方向射出,说明圆心在x轴上,半径
洛伦兹力提供向心力
可得粒子在O点的速度
粒子轨迹为四分之一圆弧,若粒子重新进入y轴下方,由于电场力和洛伦兹力做功均为零,粒子速度大小不变,故离x轴最大距离不会超过第一次在y轴下方的运动过程,即最大距离为,AD正确;
B.粒子以沿y轴正方向进入区域,电场力竖直向上,水平方向上只有洛伦兹力,在水平方向上应用动量定理
其中
联立可得
由题意知,可得,B错误;
C.粒子以沿y轴正方向进入区域,把分解为一个水平向右的速度,另一个斜向左上方的
与对应的洛伦兹力与电场力平衡,粒子的一个分运动是以速度向右的匀速直线运动;另一分运动是以做匀速圆周运动,当方向与相同时,粒子速度有最大值
解得, C错误。
故选AD。
三、非选择题:共60分,其中9、10、11题为填空题,12、13题为实验题,14、15、16题为计算题。考生根据要求作答。
9. 一列简谐横波沿x轴负方向传播,周期为,某时刻的波形如图所示,此时波刚好传播到平衡位置的P点,则该列波的波速为_____,P点_____振动(填“向上”或“向下”)。
【答案】 ①. 10 ②. 向下
【解析】
【详解】[1]该列波的波长为,则波速为
[2]因波沿x轴负向传播,则由“同侧法”可知P点向下振动。
10. 如图,向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀的透明吸管,接口用蜡密封,在吸管内引入一小段红色油柱,制成一个简易的气温计。不考虑大气压的变化,若气温升高,罐内空气分子的平均动能________(填“增大”或“减小”);若给吸管上标刻温度值,刻度是________(填“均匀”或“不均匀”)的。
【答案】 ①. 增大 ②. 均匀
【解析】
【详解】[1]温度是分子平均动能的宏观标志,温度升高时,罐内空气分子的热运动加剧,因此平均动能增大。
[2]罐内气体做等压变化,根据盖-吕萨克定律:(常数),变形可得:
由于吸管内部粗细均匀,气体体积变化量与油柱移动的距离成正比(,S为吸管横截面积),因此
即油柱移动距离与温度变化量成正比,故吸管上的温度刻度是均匀的。
11. 1834年,物理学家劳埃德设计了一种简单的观察干涉现象的装置,其原理如图所示。单色光源S发出的光,一部分直接投射到光屏上,另一部分经与光屏垂直的平面镜反射到光屏上,并在光屏上形成干涉条纹。某次实验测得光屏上相邻两条亮条纹中心间距为,光源S到平面镜和光屏的垂直距离分别为d和L,则单色光的波长为_______;若将光源S下移少许,光屏上的条纹中心间距将______(填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 ①. ②. 变大
【解析】
【详解】[1]根据条纹间距表达式
可得
[2]若将光源S下移少许,则d减小,根据可知,光屏上的条纹中心间距将变大。
12. 某热敏电阻的阻值随温度t的变化如图(a)所示,图(b)是某研究小组利用此热敏电阻作为传感器制作温度报警器的电路图。当线圈的电流达到一定值时,衔铁被吸合,报警器铃响。
(1)为了使温度过高时报警器铃响,c应接在____________(填“a”或“b”)端。
(2)若要使启动报警的温度降低些,应将滑动变阻器的滑片P____________(填“向左”或“向右”)移动。
(3)该研究小组在调试报警温度时,发现将报警器放在预定报警温度的环境时,无论如何调节滑动变阻器,报警器都一直报警。请你提出一种合理的解决方案:____________。
【答案】(1)a (2)向右
(3)方案一:更换电动势较小的电源,方案二:更换最大阻值较大的滑动变阻器,方案三:更换线圈匝数较少的电磁铁
【解析】
【小问1详解】
根据图a可以得出,热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小,当温度过高时,热敏电阻阻值变小,电路中电流变大电磁铁吸引力变大,衔铁被吸引向a端,要使此时报警铃响,则开关c应该接在a处。
【小问2详解】
要使报警的温度降低一些,应该减小电路中总电阻,则滑动变阻器滑片应将向右端滑动。
【小问3详解】
发现将报警器放在预定报警温度的环境时,无论如何调节滑动变阻器,报警器都一直报警,说明电流都过大或电磁铁太灵敏,故有以下可行方案:
方案一:更换电动势较小的电源,方案二:更换最大阻值较大的滑动变阻器,方案三:更换线圈匝数较少的电磁铁。
13. 某小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图(a)所示。
(1)实验步骤如下:
①将放在水平桌面上的气垫导轨调至水平。
②用游标卡尺测量遮光片的宽度d,如图(b)所示,则____________。
③用刻度尺测出光电门1、2中心之间的距离L。
④开启气泵,将滑块移至光电门1右侧某处由静止释放,钩码落地前滑块已通过光电门2。
⑤记录滑块通过光电门1、2的遮光时间分别为和。
⑥用天平称出滑块(含遮光片)的质量M和钩码的质量m。
(2)用直接测量量和重力加速度g写出下列所求物理量的表达式:
①滑块通过光电门1时的速度____________。
②滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统的重力势能减少量____________,系统的动能增加量____________;若在误差允许的范围内两者基本相等,则系统机械能守恒。
(3)为了减小实验误差和方便数据分析,更可靠地验证机械能守恒定律,该研究小组通过增加绳子下端钩码的个数来改变钩码的质量m,让滑块每次都从同一位置由静止释放,得出多组滑块通过光电门1、2时的速度、,作出图像,如图(c)所示,若其斜率____________(用M、L、g表示),即验证了机械能守恒定律。
【答案】(1)9.35
(2) ①. ②. ③.
(3)
【解析】
【小问1详解】
遮光片的宽度d为
【小问2详解】
[1]滑块通过光电门1时的速度
[2] 系统的重力势能减少量
[3] 系统的动能增加量
【小问3详解】
若
即即验证了机械能守恒定律
故
斜率
14. “鹊桥号”中继星与“玉兔二号”月球车实现月空-月面精准协同探测,中继星通过轨道摄动测算月球天体参数,为月球车开展地表实验提供数据支撑。中继星测算的月球半径为R、表面重力加速度为g,已知万有引力常量为G。
(1)月球车在月球表面开展平抛运动实验,从高度h水平发射一小球,中继星通过星载相机测得小球的水平位移为x,求发射的初速度;
(2)中继星在半径为的轨道上绕月球做匀速圆周运动,求中继星的绕行速度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设小球发射的初速度为,运动时间为t,由平抛运动规律得,联立解得
【小问2详解】
设月球的质量为M,中继星的质量为m,绕行速度为v,由牛顿第二定律得
设月球表面某物体质量为,由万有引力和重力关系得
联立解得
15. 某款电磁阻尼拉力健身器材的简化装置如图所示。矩形框架的边长,绕有匝数匝、电阻的闭合金属线圈,框架和线圈的总质量。将框架静置于下端固定的竖直弹簧上(不拴接),弹簧的压缩量,框架上端通过轻质绝缘绳索跨过轻质定滑轮与轻质拉杆相连。在区域内存在方向垂直框架平面向内、磁感应强度的匀强磁场,磁场边界与之间的距离。一位健身爱好者用恒力向下拉动拉杆,框架由静止开始竖直向上运动。边上升到时,弹簧恰好恢复原长,上升到时,健身者松手,装置触发复位机制使框架回到初始位置,整个过程框架与定滑轮不相碰。已知重力加速度,不计一切阻力。求:
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)边刚进入磁场时框架的速度和加速度a的大小;
(3)若边通过磁场的时间,边运动到时框架的速度大小。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
框架初始处于静止状态,由力的平衡条件得
解得
【小问2详解】
框架从静止开始竖直向上运动到边刚进入磁场的过程,由动能定理得
由功的定义得
联立解得
由法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律得
框架边刚进入磁场时,由牛顿第二定律得
联立解得
【小问3详解】
框架边通过磁场的过程中,由动量定理得,
,
联立解得
16. 如图,长为的水平传送带以的速度顺时针匀速转动,右端与一光滑的绝缘水平平台衔接,平台右端与一光滑绝缘竖直弯曲管道连接,部分为半径R的四分之一圆管。以O为原点建立直角坐标系,在,区域内存在一水平向右、大小为的匀强电场;,区域内存在一与平面平行的匀强电场(图中未画出,未知)。现有一质量为m的绝缘物块轻放在传送带左端,运动到传送带右端时恰与传送带共速,进入平台与一质量为m、带电量为的小球发生弹性正碰;碰后小球向右运动,沿管道运动到出口时以速率离开,最后以的速率通过y轴上点。管道内径略大于小球直径,物块和小球均可视为质点。求:
(1)物块与传送带间的动摩擦因数及物块在传送带上运动的时间t;
(2)小球受到圆管的最大支持力N;
(3)匀强电场的电场强度。
【答案】(1),
(2),方向与竖直方向成角斜向左上方。
(3),与y轴正方向的夹角,即沿方向
【解析】
【小问1详解】
设物块到达传送带右端时速度为,由动能定理得
代入数据得
由运动学公式得
代入数据得
【小问2详解】
设碰撞后物块的速度为,小球的速度为;由动量守恒定律和能量守恒定律得,
设此区域匀强电场的场强为E,小球运动到D点时受到支持力最大,经分析,D点与圆管圆心的连线与竖直方向的夹角为。
设小球在D点受到支持力为N,速度大小为,小球从进入电场运动到D点过程,由动能定理得
小球在D点时,由牛顿第二定律和向心力公式得
联立解得
方向与竖直方向成角斜向左上方。
【小问3详解】
设小球通过O点、B点和C点的速度大小分别为、和,O、B两点间的电势差为,B、C两点间的电势差为。
小球从进入电场到O点过程,由动能定理得
小球从O点到B点过程,由动能定理得
小球从B点到C点过程,由动能定理得
联立解得,
设连线中点为K,经分析,K点电势与O点电势相等,即为匀强电场的等势线;则方向与垂直,沿方向。
由场强与电势差关系得
联立解得
与y轴正方向的夹角,即沿方向。
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莆田市2026届高中毕业班第二次质量调研测试试卷
物理
本试卷满分100分,考试用时75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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,将答题卡交回。
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 氦原子被电离一个核外电子,形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量,其能级结构如图所示。大量处于某一激发态的氦离子辐射出的光子中,频率最高的光子能量为,则该激发态对应的能级( )
A. B. C. D.
2. 我国计划于2028年前后发射“天问三号”探测器,执行火星采样返回任务。若探测器从火星返回,在圆轨道Ⅰ上P点变轨后进入椭圆轨道Ⅱ,Q为远火星点,如图所示,则探测器( )
A. 在轨道Ⅰ上的周期大于轨道Ⅱ上的周期
B. 在轨道Ⅰ上P点的速度小于轨道Ⅱ上P点的速度
C. 在轨道Ⅱ上从P点向Q点运动过程中加速度逐渐增大
D. 在轨道Ⅱ上从P点向Q点运动过程中机械能逐渐增大
3. 质量为的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动,F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,则物块( )
A. 时加速度为 B. 时速度为
C. 内位移为 D. 时动量为
4. 如图,三个相同的绝缘均匀带电半球壳A、B、C,底面直径构成等边三角形,O为三角形中心。当A、B带电量均为,C带电量为时,O点场强大小为E;现保持A、B带电量不变,将C球带电量变为,O点的场强大小为( )
A. B. C. D.
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5. 如图,轻绳上端系在圆环A上,下端系在小球B上,A套在水平横杆上。现用水平力F作用在B上,使B从图中实线位置缓慢移动到虚线位置,A保持静止。若横杆对A的支持力为N、摩擦力为f,轻绳张力为T,则此过程( )
A. N逐渐减小 B. f逐渐增大 C. T逐渐增大 D. F保持不变
6. 如图,某光伏发电站输出频率为的交流电,经理想升压变压器升压后,通过总电阻的线路输送到电动汽车充电站,经原、副线圈匝数比为的理想降压变压器降压后给充电桩供电(系统带有输出稳压装置,图中未画出)。每台充电桩输入电压为,输入电流为,则( )
A. 充电桩输入的交流电周期为
B. 只有一台充电桩工作时,输电线损耗的功率为
C. 工作的充电桩越多,输电线损耗的电压越小
D. 10台充电桩同时工作时,降压变压器输出功率为
7. “水上巴士”是莆田水乡文旅的靓丽名片。某游船采用电动舷外机新能源动力设备,并配备动力回收系统。某次游船从1号码头由静止启动沿直线驶向2号码头,其动力输出功率P与速度v关系如图所示,当速度达到后,保持额定功率不变,达到最大速度后继续匀速行驶。当游船距离2号码头时,关闭动力系统,同时启动动力回收系统,将部分机械能转化为电能储存在电池中,恰好停靠2号码头。已知游船行驶过程受到恒定阻力,游船(包括游客)总质量,则该游船( )
A. 速度达到前加速度保持不变
B. 能达到的最大速度为
C. 速度达到所用时间约为
D. 整个过程最多可回收的电能为
8. 如图,在直角坐标系中充满垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B;区域同时存在竖直向上的匀强电场,场强大小为E。一质量为m、电荷量为的粒子从点垂直射入磁场,恰能从O点沿y轴正方向进入区域,粒子在此区域运动的速度沿x轴方向分量,比例系数k与场强大小E无关。不计粒子重力,则( )
A. 粒子在O点的速度为
B. 比例系数
C. 粒子的最大速度为
D. 在区域,粒子运动轨迹离x轴最大距离为L
三、非选择题:共60分,其中9、10、11题为填空题,12、13题为实验题,14、15、16题为计算题。考生根据要求作答。
9. 一列简谐横波沿x轴负方向传播,周期为,某时刻的波形如图所示,此时波刚好传播到平衡位置的P点,则该列波的波速为_____,P点_____振动(填“向上”或“向下”)。
10. 如图,向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀的透明吸管,接口用蜡密封,在吸管内引入一小段红色油柱,制成一个简易的气温计。不考虑大气压的变化,若气温升高,罐内空气分子的平均动能________(填“增大”或“减小”);若给吸管上标刻温度值,刻度是________(填“均匀”或“不均匀”)的。
11. 1834年,物理学家劳埃德设计了一种简单的观察干涉现象的装置,其原理如图所示。单色光源S发出的光,一部分直接投射到光屏上,另一部分经与光屏垂直的平面镜反射到光屏上,并在光屏上形成干涉条纹。某次实验测得光屏上相邻两条亮条纹中心间距为,光源S到平面镜和光屏的垂直距离分别为d和L,则单色光的波长为_______;若将光源S下移少许,光屏上的条纹中心间距将______(填“变大”“不变”或“变小”)。
12. 某热敏电阻的阻值随温度t的变化如图(a)所示,图(b)是某研究小组利用此热敏电阻作为传感器制作温度报警器的电路图。当线圈的电流达到一定值时,衔铁被吸合,报警器铃响。
(1)为了使温度过高时报警器铃响,c应接在____________(填“a”或“b”)端。
(2)若要使启动报警的温度降低些,应将滑动变阻器的滑片P____________(填“向左”或“向右”)移动。
(3)该研究小组在调试报警温度时,发现将报警器放在预定报警温度的环境时,无论如何调节滑动变阻器,报警器都一直报警。请你提出一种合理的解决方案:____________。
13. 某小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图(a)所示。
(1)实验步骤如下:
①将放在水平桌面上的气垫导轨调至水平。
②用游标卡尺测量遮光片的宽度d,如图(b)所示,则____________。
③用刻度尺测出光电门1、2中心之间的距离L。
④开启气泵,将滑块移至光电门1右侧某处由静止释放,钩码落地前滑块已通过光电门2。
⑤记录滑块通过光电门1、2的遮光时间分别为和。
⑥用天平称出滑块(含遮光片)的质量M和钩码的质量m。
(2)用直接测量量和重力加速度g写出下列所求物理量的表达式:
①滑块通过光电门1时的速度____________。
②滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统的重力势能减少量____________,系统的动能增加量____________;若在误差允许的范围内两者基本相等,则系统机械能守恒。
(3)为了减小实验误差和方便数据分析,更可靠地验证机械能守恒定律,该研究小组通过增加绳子下端钩码的个数来改变钩码的质量m,让滑块每次都从同一位置由静止释放,得出多组滑块通过光电门1、2时的速度、,作出图像,如图(c)所示,若其斜率____________(用M、L、g表示),即验证了机械能守恒定律。
14. “鹊桥号”中继星与“玉兔二号”月球车实现月空-月面精准协同探测,中继星通过轨道摄动测算月球天体参数,为月球车开展地表实验提供数据支撑。中继星测算的月球半径为R、表面重力加速度为g,已知万有引力常量为G。
(1)月球车在月球表面开展平抛运动实验,从高度h水平发射一小球,中继星通过星载相机测得小球的水平位移为x,求发射的初速度;
(2)中继星在半径为的轨道上绕月球做匀速圆周运动,求中继星的绕行速度。
15. 某款电磁阻尼拉力健身器材的简化装置如图所示。矩形框架的边长,绕有匝数匝、电阻的闭合金属线圈,框架和线圈的总质量。将框架静置于下端固定的竖直弹簧上(不拴接),弹簧的压缩量,框架上端通过轻质绝缘绳索跨过轻质定滑轮与轻质拉杆相连。在区域内存在方向垂直框架平面向内、磁感应强度的匀强磁场,磁场边界与之间的距离。一位健身爱好者用恒力向下拉动拉杆,框架由静止开始竖直向上运动。边上升到时,弹簧恰好恢复原长,上升到时,健身者松手,装置触发复位机制使框架回到初始位置,整个过程框架与定滑轮不相碰。已知重力加速度,不计一切阻力。求:
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)边刚进入磁场时框架的速度和加速度a的大小;
(3)若边通过磁场的时间,边运动到时框架的速度大小。
16. 如图,长为的水平传送带以的速度顺时针匀速转动,右端与一光滑的绝缘水平平台衔接,平台右端与一光滑绝缘竖直弯曲管道连接,部分为半径R的四分之一圆管。以O为原点建立直角坐标系,在,区域内存在一水平向右、大小为的匀强电场;,区域内存在一与平面平行的匀强电场(图中未画出,未知)。现有一质量为m的绝缘物块轻放在传送带左端,运动到传送带右端时恰与传送带共速,进入平台与一质量为m、带电量为的小球发生弹性正碰;碰后小球向右运动,沿管道运动到出口时以速率离开,最后以的速率通过y轴上点。管道内径略大于小球直径,物块和小球均可视为质点。求:
(1)物块与传送带间的动摩擦因数及物块在传送带上运动的时间t;
(2)小球受到圆管的最大支持力N;
(3)匀强电场的电场强度。
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