内容正文:
仁怀市2026届高三联考物理学科试题
同学你好!答题前请认真阅读以下内容:
1.全卷共6页,共三个大题,满分100分,考试时间为75分钟,考试形式为闭卷。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等信息填写在答题卡上。
3.选择题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如果需要改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。非选择题部分用0.5毫米的黑色签字笔直接答在答题卡上,答在试卷上无效。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 列车由静止开始沿直线运动的图像如图所示,则列车的( )
A. 位移不断减小 B. 速度不断减小 C. 位移增加得越来越慢 D. 速度增加得越来越慢
2. 10月6日,杭州第19届亚运会艺术体操个人全能资格赛暨个人团体决赛在黄龙体育中心体育馆举行。中国队以总分313.400获团体铜牌。下图为中国队选手赵樾进行带操比赛。某段过程中彩带的运动可简化为沿x轴方向传播的简谐横波,时的波形图如图甲所示,质点Q的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A. 简谐波沿x轴负方向传播
B. 该波的波长为7m
C. 该波的波速为
D. 质点Q的振动方程为
3. 如图所示为一种车载磁吸手机支架,手机放上去会被牢牢吸住处于静止状态,磁吸力F方向垂直于手机支架斜面。若手机质量为m,支架斜面与水平面的夹角为,重力加速度为g(,)。下列说法正确的是( )
A. 倾角为时,手机受到的支持力大小大于0.8mg
B. 倾角为时,支架对手机的作用力大小等于0.8mg
C. 仅将磁吸力F增大,手机受到的摩擦力也增大
D. 仅将从缓慢增大到,手机受到的摩擦力一直不变
4. 如图所示,光滑绝缘水平轨道上带正电的甲球,以某一水平上的射向静止在轨道上带正电的乙球,当它们相距最近时,甲球的速度变为原来的.已知两球始终未接触,则甲、乙两球的质量之比为
A. 1:1 B. 1:2 C. 1:3 D. 1:4
5. 如图所示,在竖直向上的匀强电场中,A球位于B球的正上方,质量相等的两个小球以相同初速度水平抛出,它们最后落在水平面上同一点,其中只有一个小球带电,不计空气阻力,下列判断不正确的是( )
A. 如果A球带电,则A球一定带负电 B. 如果A球带电,则A球的电势能一定增加
C. 如果B球带电,则B球一定带正电 D. 如果B球带电,则B球的电势能一定增加
6. 某人造月球卫星近月点高度为(为月球半径),远月点高度为,已知在月球表面附近的重力加速度为,忽略月球的自转,则( )
A. 卫星远月点速度大于近月点速度
B. 从近月点运动到远月点,卫星机械能增加
C. 该卫星的最小加速度为
D. 该卫星的运动周期为
7. 如图所示,水平传送带以速度向右匀速传送。可视为质点的小物块P、Q的质量均为1kg,由跨过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,时刻P在传送带左端具有向右的速度,P与定滑轮间的绳水平,不计定滑轮质量和摩擦。小物块P与传送带间的动摩擦因数,传送带两端距离,绳足够长,。关于小物块P的描述正确的是( )
A. 小物块P刚滑上传送带时的加速度大小为
B. 小物块P将从传送带的右端滑下传送带
C. 小物块P离开传送带时的速度大小为
D. 小物块P在传送带上运动的时间为
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有错选得得0分。
8. 2024年5月19日,我国最大的海上光伏项目——中核田湾200万千瓦滩涂光伏示范项目在江苏连云港正式开工建设。光伏发电的主要原理是光电效应,即在光的照射下物体表面能发射出电子的现象。实验发现,用波长为的蓝光照射金属锌恰好能发生光电效应,而红光照射时不能使锌发生光电效应,下列说法中正确的是( )
A. 红光的频率小于金属锌的截止频率
B. 红光光子能量大于蓝光光子能量
C. 若红光照射金属锌的时间足够长,也能发生光电效应
D. 若用紫光照射该金属锌,一定能发生光电效应
9. 如图所示,底面为圆形的塑料瓶内装有一定量的水和气体A,在瓶内放入开口向下的玻璃瓶,玻璃瓶内封闭有一定质量的气体B,拧紧瓶盖,用力F挤压塑料瓶,使玻璃瓶恰好悬浮在水中,假设环境温度不变,塑料瓶导热性能良好,气体A、B均视为理想气体,下列说法正确的是( )
A. 气体A与气体B的压强相同
B. 气体A的压强小于气体B的压强
C. 增大挤压力F,玻璃瓶将下沉
D. 增大挤压力F,玻璃瓶将上浮
10. 如图甲,固定在光滑绝缘水平面上的单匝正方形导体框abcd,置于虚线AB左侧始终竖直向下的磁场中,bc边与虚线AB重合,虚线AB右侧为的匀强磁场。导体框的质量,电阻、边长,磁感应强度随时间t的变化图像如图乙所示。在时,导体框解除固定,给导体框一个向右的初速度,下列说法正确的是( )
A. 时流过ad边的电流方向由a到d
B. 时流过ad边的电流大小为0.2A
C. 当线框速度减为时,ad边和bc边受到的安培力方向相同
D. 当线框速度减为时ad边移动的距离为
三、非选择题:本题共5题,共57分。
11. 某同学用如图甲所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验。他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂上砝码,并逐个增加砝码,测出指针所指的标尺刻度,所得数据如下表:(重力加速度g取)
砝码质量
0
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
标尺刻度
15.00
18.94
22.80
26.78
30.66
34.60
38.56
45.00
54.50
(1)下列操作中,能减小实验误差的有________。
A. 刻度尺应竖直夹稳
B. 使用的钩码越多越好
C. 悬挂钩码后,应在钩码静止后再读数
(2)根据所测数据,在图乙中作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线________。
(3)根据曲线可以算出,弹性限度范围内,弹簧的劲度系数为________。
12. 有一长度为L电阻率为的圆柱形金属管(阻值约几欧姆),管内部中空,其横截面如图甲所示。现需要测量中空部分的横截面积S,某实验小组设计了如下实验。所用实验器材为:
①电流表A(量程为0.3A,内阻为);
②电压表V(量程为3.0V,内阻约为);
③滑动变阻器R(最大阻值为);
④电源E(电动势为3V,内阻可忽略);
待测金属管、开关S、导线若干。部分实验步骤如下:
(1)先用螺旋测微器测量金属管的直径d,如图乙所示其读数为______mm。
(2)闭合开关S之前应把滑动变阻器滑片滑到最______端(选填“左”或“右”);按图丙连接电路,电压表右端应连接______点(选填“M”或“N”)。
(3)该实验小组同学测得多组电压数据U和电流数据I,描绘出图像如图丁所示利用此电路图测得______(保留3位有效数字);则金属管的中空截面积______。(用L、、d、表示)
13. 如图所示,一架无人机在一个清澈的湖面上以90°视角竖直向下俯拍,无人机在湖面上方的高度水平飞行,湖底可以认为是一个水平面,湖水深度为,湖水的折射率为,,。求:
(1)光线在水面发生全反射的临界角;
(2)无人机拍摄的一张照片中湖底的面积。(结果保留三位有效数字)
14. 图,在水平固定平台的左侧固定有力传感器,质量、长度的L形平板紧靠平台右侧且上表面与平台等高,L形平板右侧为竖直弹性挡板(即物体与挡板的碰撞可视为弹性碰撞),质量且可视为质点的物块被外力固定在平台上。现将弹性装置放在物块与传感器中间的空隙处,随即解除物块的束缚,物块离开弹性装置前,传感器的示数如图乙,物块离开弹性装置后滑入L形平板,一段时间后物块与L形平板经过一次碰撞后在平板的正中间与平板达到相对静止。不计物块与平台间、L形平板与地面间的摩擦,重力加速度g取。求:
(1)求弹性装置对物块弹力的冲量I的大小;
(2)物块与弹性装置分离时的速度;
(3)L形平板上表面与物块间的动摩擦因数(结果保留2位有效位数)。
15. 直角坐标系xOy第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场,第四象限内有垂直纸面向内的匀强磁场B,质量m、带电量的粒子从y轴的P点以速度垂直y轴入射第一象限,进入磁场时速度方向与x轴正方向的夹角,已知P点到坐标原点O的距离为L,不计粒子重力。
(1)匀强电场的电场强度的大小E;
(2)粒子从P点出发经多长时间粒子第二次经过x轴;
(3)粒子第5次经过x轴时的位置与O点的距离s。
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仁怀市2026届高三联考物理学科试题
同学你好!答题前请认真阅读以下内容:
1.全卷共6页,共三个大题,满分100分,考试时间为75分钟,考试形式为闭卷。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等信息填写在答题卡上。
3.选择题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如果需要改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。非选择题部分用0.5毫米的黑色签字笔直接答在答题卡上,答在试卷上无效。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 列车由静止开始沿直线运动的图像如图所示,则列车的( )
A. 位移不断减小 B. 速度不断减小 C. 位移增加得越来越慢 D. 速度增加得越来越慢
【答案】D
【解析】
【详解】A.图线与时间轴所围图形的面积表示位移,由图可知,图形的面积在不断增大,因此位移是不断增大的,故A错误;
B.由图像可知,任意时刻的速度值都随时间的增加而增加,即列车的速度不断增大,故B错误;
C.根据可知,位移增加的快慢程度由速度的大小决定。因为速度在不断增大,所以位移增加得越来越快,故C错误;
D.速度增加的快慢程度由加速度的大小决定。图线的斜率表示加速度,由图可知,图像上各点切线的斜率在不断减小,说明加速度在不断减小。因此,速度增加得越来越慢,故D正确。
故选D。
2. 10月6日,杭州第19届亚运会艺术体操个人全能资格赛暨个人团体决赛在黄龙体育中心体育馆举行。中国队以总分313.400获团体铜牌。下图为中国队选手赵樾进行带操比赛。某段过程中彩带的运动可简化为沿x轴方向传播的简谐横波,时的波形图如图甲所示,质点Q的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A. 简谐波沿x轴负方向传播
B. 该波的波长为7m
C. 该波的波速为
D. 质点Q的振动方程为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由乙图可知,当时,质点Q向上运动,根据波传播的“上波下、下波上”的特点,即沿波传播方向,上坡时质点向下振动,下坡时质点向上振动,结合图甲的波形图,波沿x轴正方向传播,故A错误;
BC.由甲图可知,波的半波长为4m,所以波的波长,由乙图可知,周期为,所以波的速度,故B错误,C正确;
D.时,Q点向下振动,故质点Q的振动方程为,故D错误。
故选C。
3. 如图所示为一种车载磁吸手机支架,手机放上去会被牢牢吸住处于静止状态,磁吸力F方向垂直于手机支架斜面。若手机质量为m,支架斜面与水平面的夹角为,重力加速度为g(,)。下列说法正确的是( )
A. 倾角为时,手机受到的支持力大小大于0.8mg
B. 倾角为时,支架对手机的作用力大小等于0.8mg
C. 仅将磁吸力F增大,手机受到的摩擦力也增大
D. 仅将从缓慢增大到,手机受到的摩擦力一直不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.倾角为时,手机受到的支持力等于磁铁的吸引力与重力垂直支架斜面向下分力的合力,即大于,故A正确;
B.支架对手机的作用力与重力是一对平衡力,即支架对手机的作用力大小为,故B错误;
CD.手机受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力,即,仅将磁铁吸引力增大,摩擦力大小不变;仅将从缓慢增大到,手机受到的摩擦力一直增大,故CD错误。
故选A。
4. 如图所示,光滑绝缘水平轨道上带正电的甲球,以某一水平上的射向静止在轨道上带正电的乙球,当它们相距最近时,甲球的速度变为原来的.已知两球始终未接触,则甲、乙两球的质量之比为
A. 1:1 B. 1:2 C. 1:3 D. 1:4
【答案】B
【解析】
【详解】两球组成的系统动量守恒,当两球相距最近时具有共同速度v,由动量守恒:
mAv0=(mA+mB),解得mA:mB =1:2,故选B.
5. 如图所示,在竖直向上的匀强电场中,A球位于B球的正上方,质量相等的两个小球以相同初速度水平抛出,它们最后落在水平面上同一点,其中只有一个小球带电,不计空气阻力,下列判断不正确的是( )
A. 如果A球带电,则A球一定带负电 B. 如果A球带电,则A球的电势能一定增加
C. 如果B球带电,则B球一定带正电 D. 如果B球带电,则B球的电势能一定增加
【答案】B
【解析】
【详解】两个小球以相同初速度水平抛出,它们最后落在水平面上同一点,水平方向做匀速直线运动,则有
可知两球下落时间相同;两小球下落高度不同,根据公式
可知A球的加速度大于B球加速度,故若A球带电,必定带负电,受到向下的电场力作用,电场力做正功,电势能减小;若B球带电,必定带正电,受到向上的电场力作用,电场力做负功,电势能增加。
本题选择错误的,故选B。
6. 某人造月球卫星近月点高度为(为月球半径),远月点高度为,已知在月球表面附近的重力加速度为,忽略月球的自转,则( )
A. 卫星远月点速度大于近月点速度
B. 从近月点运动到远月点,卫星机械能增加
C. 该卫星的最小加速度为
D. 该卫星的运动周期为
【答案】C
【解析】
【详解】A.卫星在椭圆轨道上运行时,根据开普勒第二定律,近月点速度最大,远月点速度最小,故远月点速度小于近月点速度,故A错误;
B.卫星仅受月球引力作用,机械能守恒,故从近月点到远月点机械能不变,故B错误;
C.卫星经过远月点时所受万有引力最小,则加速度最小,故该卫星的最小加速度为
在月球表面有
联立解得,故C正确;
D.假设贴近月球表面的圆轨道上有一卫星,设该卫星的周期为,则有
解得
卫星椭圆轨道的半长轴为,根据开普勒第三定律有
解得椭圆轨道周期,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,水平传送带以速度向右匀速传送。可视为质点的小物块P、Q的质量均为1kg,由跨过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,时刻P在传送带左端具有向右的速度,P与定滑轮间的绳水平,不计定滑轮质量和摩擦。小物块P与传送带间的动摩擦因数,传送带两端距离,绳足够长,。关于小物块P的描述正确的是( )
A. 小物块P刚滑上传送带时的加速度大小为
B. 小物块P将从传送带的右端滑下传送带
C. 小物块P离开传送带时的速度大小为
D. 小物块P在传送带上运动的时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A.小物块P刚滑上传送带时,相对传送带向右运动,对小物块P分析,P水平方向受向右的摩擦力和绳子拉力,根据牛顿第二定律有
对小物块Q分析,根据牛顿第二定律有
联立解得,故A错误;
BCD.小物块P与传送带共速前,根据运动学公式得小物体P的位移大小
即小物块P速度减小到v1时未从传送带右端滑出。所用的时间
小物块Q的重力
小物块P所受的最大静摩擦力
在小物块P的速度和传送带速度相等后,因为小物块Q的重力大于小物块P所受的最大静摩擦力,所以摩擦力会突变向右,对小物块P、Q整体,根据牛顿第二定律有
解得
方向水平向左,则小物块P从v1减小到0的位移大小为
则有
所以小物块P不会从传送带右端滑出。小物块P从v1减小到0的时间
之后,小物块P以a2向左加速运动,有
解得
运动到传送带最左端的速度
综上所述,小物块P在传送带上运动的时间为,故BC错误,D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有错选得得0分。
8. 2024年5月19日,我国最大的海上光伏项目——中核田湾200万千瓦滩涂光伏示范项目在江苏连云港正式开工建设。光伏发电的主要原理是光电效应,即在光的照射下物体表面能发射出电子的现象。实验发现,用波长为的蓝光照射金属锌恰好能发生光电效应,而红光照射时不能使锌发生光电效应,下列说法中正确的是( )
A. 红光的频率小于金属锌的截止频率
B. 红光光子能量大于蓝光光子能量
C. 若红光照射金属锌的时间足够长,也能发生光电效应
D. 若用紫光照射该金属锌,一定能发生光电效应
【答案】AD
【解析】
【详解】A.因为红光不能使锌发生光电效应,所以红光的频率小于金属锌的截止频率,A正确;
B.蓝光频率高于红光,根据可知,蓝光光子能量更大,B错误;
C.光电效应的发生只与入射光频率有关,与照射时间无关,红光频率低于截止频率,因此无论照射多久都不能发生光电效应,C错误;
D.紫光频率高于蓝光,而题中所述蓝光频率为锌的截止频率,所以紫光频率大于锌的截止频率,一定能发生光电效应,D正确。
故选AD。
9. 如图所示,底面为圆形的塑料瓶内装有一定量的水和气体A,在瓶内放入开口向下的玻璃瓶,玻璃瓶内封闭有一定质量的气体B,拧紧瓶盖,用力F挤压塑料瓶,使玻璃瓶恰好悬浮在水中,假设环境温度不变,塑料瓶导热性能良好,气体A、B均视为理想气体,下列说法正确的是( )
A. 气体A与气体B的压强相同
B. 气体A的压强小于气体B的压强
C. 增大挤压力F,玻璃瓶将下沉
D. 增大挤压力F,玻璃瓶将上浮
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.气体A与气体B的压强关系满足
所以气体A的压强小于气体B的压强,故A错误,B正确;
CD.增大挤压力F,气体A的体积减小,A气体压强增大,所以气体B的压强也增大,由玻意耳定律可知气体B的体积减小,所以玻璃瓶受到的浮力减小,因此玻璃瓶将下沉,故D错误,C正确。
故选BC。
10. 如图甲,固定在光滑绝缘水平面上的单匝正方形导体框abcd,置于虚线AB左侧始终竖直向下的磁场中,bc边与虚线AB重合,虚线AB右侧为的匀强磁场。导体框的质量,电阻、边长,磁感应强度随时间t的变化图像如图乙所示。在时,导体框解除固定,给导体框一个向右的初速度,下列说法正确的是( )
A. 时流过ad边的电流方向由a到d
B. 时流过ad边的电流大小为0.2A
C. 当线框速度减为时,ad边和bc边受到的安培力方向相同
D. 当线框速度减为时ad边移动的距离为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.由图乙可知在时间内导体框所在区域磁场随时间均匀减小,根据楞次定律可知,导体框将形成顺时针方向的电流,即流过ad边的电流方向由d到a,故A错误;
B.根据法拉第电磁感应定律可知,时导体框的感应电动势大小为
流过ad边的电流大小满足,故B正确;
C.当线框速度减为时,线框的边处于右侧的磁场中,根据右手定则可知,产生的感应电流方向由b到c;线框的边处于左侧的磁场中,根据右手定则可知,产生的感应电流方向由d到a。因此线框的电流流向为顺时针方向,由左手定则,边与边受到的安培力均向左,故C正确;
D.由上述分析可知,边与边切割产生的感应电动势为叠加关系,感应电动势的大小为
线框的电流大小为
当线框速度减为时,设线框移动距离为,由动量定理
其中
解得,故D正确。
故选BCD。
三、非选择题:本题共5题,共57分。
11. 某同学用如图甲所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验。他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂上砝码,并逐个增加砝码,测出指针所指的标尺刻度,所得数据如下表:(重力加速度g取)
砝码质量
0
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
标尺刻度
15.00
18.94
22.80
26.78
30.66
34.60
38.56
45.00
54.50
(1)下列操作中,能减小实验误差的有________。
A. 刻度尺应竖直夹稳
B. 使用的钩码越多越好
C. 悬挂钩码后,应在钩码静止后再读数
(2)根据所测数据,在图乙中作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线________。
(3)根据曲线可以算出,弹性限度范围内,弹簧的劲度系数为________。
【答案】(1)AC (2)见解析
(3)245~255
【解析】
【小问1详解】
A.刻度尺倾斜会导致读数偏大或偏小,竖直夹稳能保证测量的准确性,减小误差,A正确;
B.钩码过多会使弹簧超出弹性限度,导致胡克定律不再适用,反而增大误差,B错误;
C.钩码摆动时读数会引入额外误差,静止后读数更稳定准确,C正确。
故选AC。
【小问2详解】
把表格中的数据描在坐标纸上,画一条直线来拟合各点,不在直线上的点要均匀分布在直线两侧,明显偏离的点舍去,得到图像如下图所示
【小问3详解】
根据胡克定律
结合图像
12. 有一长度为L电阻率为的圆柱形金属管(阻值约几欧姆),管内部中空,其横截面如图甲所示。现需要测量中空部分的横截面积S,某实验小组设计了如下实验。所用实验器材为:
①电流表A(量程为0.3A,内阻为);
②电压表V(量程为3.0V,内阻约为);
③滑动变阻器R(最大阻值为);
④电源E(电动势为3V,内阻可忽略);
待测金属管、开关S、导线若干。部分实验步骤如下:
(1)先用螺旋测微器测量金属管的直径d,如图乙所示其读数为______mm。
(2)闭合开关S之前应把滑动变阻器滑片滑到最______端(选填“左”或“右”);按图丙连接电路,电压表右端应连接______点(选填“M”或“N”)。
(3)该实验小组同学测得多组电压数据U和电流数据I,描绘出图像如图丁所示利用此电路图测得______(保留3位有效数字);则金属管的中空截面积______。(用L、、d、表示)
【答案】(1)10.400
(2) ①. 左 ②. N
(3) ①. 5.93 ②.
【解析】
【小问1详解】
根据螺旋测微器的读数规律可知,该读数为
【小问2详解】
[1]滑动变阻器采用分压式接法,为了确保电路安全,闭合开关S之前,需要使输出电压为零,即闭合开关S之前应把滑动变阻器滑片滑到最左端;
[2]由于电流表内阻已知,实验可以进行精确测量,则按图丙连接电路,电压表右端应连接N点。
【小问3详解】
[1]根据欧姆定律有
则有
根据图像有
解得
[2]根据电阻定律有
其中
解得
13. 如图所示,一架无人机在一个清澈的湖面上以90°视角竖直向下俯拍,无人机在湖面上方的高度水平飞行,湖底可以认为是一个水平面,湖水深度为,湖水的折射率为,,。求:
(1)光线在水面发生全反射的临界角;
(2)无人机拍摄的一张照片中湖底的面积。(结果保留三位有效数字)
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据全反射临界角公式有
解得
【小问2详解】
由图知,由折射定律有
由几何知识
面积
解得
14. 图,在水平固定平台的左侧固定有力传感器,质量、长度的L形平板紧靠平台右侧且上表面与平台等高,L形平板右侧为竖直弹性挡板(即物体与挡板的碰撞可视为弹性碰撞),质量且可视为质点的物块被外力固定在平台上。现将弹性装置放在物块与传感器中间的空隙处,随即解除物块的束缚,物块离开弹性装置前,传感器的示数如图乙,物块离开弹性装置后滑入L形平板,一段时间后物块与L形平板经过一次碰撞后在平板的正中间与平板达到相对静止。不计物块与平台间、L形平板与地面间的摩擦,重力加速度g取。求:
(1)求弹性装置对物块弹力的冲量I的大小;
(2)物块与弹性装置分离时的速度;
(3)L形平板上表面与物块间的动摩擦因数(结果保留2位有效位数)。
【答案】(1)
(2)5m/s,方向水平向右
(3)0.33
【解析】
【小问1详解】
图像与时间轴所围几何图形的面积表示冲量,根据图乙可知,弹性装置对物块弹力的冲量
【小问2详解】
物块从解除束缚到与弹性装置分离过程,根据动量定理有
结合上述解得
方向水平向右。
【小问3详解】
对物块与L形平板进行分析,根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
解得
15. 直角坐标系xOy第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场,第四象限内有垂直纸面向内的匀强磁场B,质量m、带电量的粒子从y轴的P点以速度垂直y轴入射第一象限,进入磁场时速度方向与x轴正方向的夹角,已知P点到坐标原点O的距离为L,不计粒子重力。
(1)匀强电场的电场强度的大小E;
(2)粒子从P点出发经多长时间粒子第二次经过x轴;
(3)粒子第5次经过x轴时的位置与O点的距离s。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设粒子进入磁场时速度为v,则可知粒子的水平速度为vcosθ=v0
代入数据解得v=2v0
由动能定理有
联立代入数据解得
【小问2详解】
粒子在电场中做类平抛运动的时间为t1,以向下为正方向,根据动量定理qEt1=mvsinθ
代入数据解得
粒子在磁场中做圆周运动的周期
在磁场中做圆周运动的时间t2,由于粒子做逆时针运动,由几何关系可知,圆心角为120°,则所需时间为
粒子第二次经过x轴的时间
【小问3详解】
粒子在电场中做类平抛运动的水平位移x1=v0t1
代入数据得
粒子在磁场中做圆周运动的半径R,根据牛顿第二定律有
解得
粒子在磁场中做圆周运动的水平位移
由于粒子运动具有周期性,故粒子第5次经过x轴时的位置与O点的距离
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