内容正文:
重庆市凤中教共体2025-2026学年度上期第二次月考
高2023级 物理 试题
考试说明:
1.考试时间75分钟;
2.试题总分100分;
3.试卷页数
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 一同学将铅球水平推出,不计空气阻力和转动的影响,以抛出时刻为计时起点,铅球在平抛运动过程中( )
A. 动能不变
B. 重力的瞬时功率与时间成正比
C. 相等时间内速度的变化量在增大
D. 相等时间内铅球动能的增加量相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.平抛运动中,铅球竖直方向速度随时间增加,总动能
根据平抛运动规律可知,
铅球水平方向速度不变,竖直方向的速度不断增大,因此铅球的动能不断增大,故A错误;
B.重力的瞬时功率,与时间成正比,故B正确;
C.平抛运动的加速度恒为,速度变化量,在相等时间内恒定,故C错误;
D.动能增加量等于重力做功,竖直方向位移差随时间非均匀增大(如),故相等时间内动能增加量不相等,故D错误。
故选B。
2. 同一乘客三次分别乘坐不同的电梯上楼,过程中都经历了电梯加速上升阶段,假设三次的加速度大小相同,且乘客相对电梯均静止,如图甲、乙、丙所示。在上述加速阶段中,下列说法正确的是( )
A. 三种方式乘客均受到了电梯地板的摩擦力作用
B. 只有在甲种方式中,乘客才受到了摩擦力作用
C. 在丙种方式中,乘客受到电梯地板的支持力最大
D. 三种方式中的乘客只有丙处于超重状态
【答案】C
【解析】
【详解】AB.电梯加速上升阶段,在甲种方式中,乘客受到支持力、重力、沿斜面向上的摩擦力作用;在乙种方式中,乘客受到支持力、重力、水平向右的摩擦力作用;在丙种方式中,乘客受到支持力、重力,故在甲、乙两种方式中,乘客受到了摩擦力作用,故AB错误;
C.如图所示
在甲种方式中,设乘客受到电梯地板的支持力为,垂直电梯地板方向有
在乙种方式中,设乘客受到电梯地板的支持力为,垂直电梯地板方向有
在丙种方式中,设乘客受到电梯地板的支持力为,垂直电梯地板方向有
可得,故在丙种方式中,乘客受到电梯地板的支持力最大,故C正确;
D.三种方式中的乘客均有向上的加速度,均处于超重状态,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三条电场线,实线为一带负电的粒子仅在电场力作 用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点。 由此可知( )
A. 带电粒子在R点时受力沿虚线向右,电场强度方向沿虚线向左
B. 带电粒子在P点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小
C. 带电粒子在P点时的速度大小小于在Q点时的速度大小
D. 带电粒子一定是从P点运动到Q点
【答案】A
【解析】
【详解】A.以b电场线为例,结合曲线运动轨迹、速度、合外力三者位置关系,可知该粒子在b电场线处受到的电场力向右,又由于粒子带负电,所以该处电场强度向左,故A正确;
B.由图可知P点电场场线比Q点密集,则P点电场强度大,带电粒子在P点所受电场力大,根据牛顿第二定律可知P点加速度大于Q点的加速度,故B错误;
C.从P到Q电场力方向与速度方向的夹角为钝角,电场力做负功,所以P点动能大于Q点,因此P点速度大于Q点,故C错误;
D.根据题意无法判断带电粒子是从P点运动到Q点还是从Q点运动到P点,故D错误。
故选A。
4. 某同学在课外活动时设计了一个小游戏,将质量为的滑块套在竖直杆上,滑块外侧有一轨道(可使轻绳绕滑块无摩擦转动),长为的轻绳一端与轨道相连,另一端与质量为的小球相连,滑块与竖直杆间的动摩擦因数。让小球绕竖直杆在水平面内做匀速圆周运动,重力加速度为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,滑块恰不下滑,则小球做圆周运动的角速度为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】本题考查圆周运动规律、摩擦力和牛顿第二定律等知识,考查考生的理解能力和分析综合能力。
【详解】设轻绳与竖直方向夹角为,小球做匀速圆周运动,有
、一定,有
解得
故A正确,BCD错误。
故选A。
5. 如图左所示是一列简谐横波在t=0.1 s时刻的波形图,P是平衡位置在x=1.5 m处的质点,Q是平衡位置在x=12 m处的质点;图右为质点Q的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 这列波沿x轴负方向传播
B. 在t=0.35 s时,质点Q的位置坐标为(12 m,10 cm)
C. 从t=0.1 s到t=0.35 s的过程中,质点P的路程为50 cm
D. 从t=0.1 s时刻开始计时,质点P再过0.075 s到达波谷
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据质点Q的振动图像,可知在t=0.1s时,质点Q的振动方向是沿y轴负方向,由波形图可知这列波沿x轴正方向传播,故A错误;
B.由振动图像可知,质点Q周期T=0.2s
由于
可知此时Q点恰好位于波谷,Q点位置坐标为(12m,-10cm),故B错误;
C.根据B选项分析可知从到的过程中,质点P振动了,其中在一个周期的时间内,其路程为
在时间内,质点P先向着平衡位置振动,再远离平衡位置振动,平均速率大于一个周期内的平均速率,所以其路程稍大于
可知从到的过程中的路程大于,故C错误;
D.由波形图可知,该波的波长
故波速
波沿x轴正方向传播,由波形图可知P点左侧的第一波谷向右传播
质点P第一次到达波谷,则质点P第一次到达波谷所用时间,故D正确。
故选D。
6. 如图左 所示是 “祝融号” 火星车, 其动力主要来源于太阳能电池。现将火星车的动力供电电路简化为如图右所示,其中太阳能电池电动势 ,内阻 未知,电动机线圈电阻 , 电热丝定值电阻 。当火星车正常行驶时,电动机两端电压 ,电热丝 消耗的功率 。则( )
A. 火星车正常行驶时,通过电热丝的电流为
B. 太阳能电池的内阻为
C. 火星车正常行驶时,电动机的效率为
D. 若电动机的转子被卡住,电动机线圈上消耗的功率为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据
可得通过电热丝的电流
A错误;
B.根据上述分析可知,电热丝两端的电压
故电源本身分担的电压
故太阳能电池内阻为
B错误;
C.火星车正常行驶时的电功率
线圈热功率
故电动机的效率
C正确;
D.若电动机的转子被卡住,电能全部转化为内能,线圈的电功率等于电动机的功率320W,D错误。
故选C。
7. 如图甲所示,粗糙程度相同的足够长的竖直墙面上有一质量为m带电量为的物体处于场强大小为且与水平方向成的匀强电场中,保持静止状态。t=0时刻一竖直方向的力F(大小未知)作用在物体上,同时物体得到一竖直向下的初速度v开始运动,物体运动的位移与时间图像如图乙所示。段为一次函数;段为二次函数,且两段图像在处相切。带电物体视为质点,电量保持不变,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度为g,则下列说法中正确的是( )
A. 物体做匀减速直线运动
B. 物体的动能增加了
C. 时刻物体机械能有最小值
D. 物体受到竖直外力为恒力
【答案】B
【解析】
【详解】A.在0~t0时间内h-t图像为一次函数,所以物体做匀速直线运动,故A错误;
D.t0~2t0段由h-t图像可知物体速度方向发生了改变,则摩擦力反向改变,但由于是二次函数,则a不变,故合外力不变,但摩擦力变化了,所以物体受到竖直外力一定变化,故D错误;
C.在0~t0内:h0=v•t0
在t0~2t0内:
联立解得
根据图像,当物体速度为0时,即二次函数切线斜率为0时,此时物体高度也是最低的,其重力势能最小,动能最小,则其机械能最小,物体从t0开始减速到0所用时间为
所以时刻物体机械能有最小值,故C错误;
B.当时物体速度为v;当t=2t0时,物体速度为
则在物体的动能增加,故B正确。
故选B。
二、多选题(本题共3小题,每题5分,共15分)
8. 已知月球半径为R,月球表面的重力加速度为,假设“嫦娥四号”正在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ上运动,如图所示。到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达轨道的近月点B点再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动,并择机实施人类首次月球背面软着陆。对此过程下列说法正确的是( )
A. “嫦娥四号”在轨道Ⅱ上从A点运动到B点的过程中,动能增加
B. “嫦娥四号”在B点点火后,动能增加
C. “嫦娥四号”在轨道Ⅲ上绕月球运行一周所需的时间为
D. 由已知条件不能求出“嫦娥四号”在轨道Ⅱ上的运行周期
【答案】AC
【解析】
【详解】A.“嫦娥四号”在轨道Ⅱ上从A点运动到B点的过程中,引力做正功,动能增加,故A正确;
B.“嫦娥四号”在轨道Ⅱ上的B点点火进入近月轨道Ⅲ,要实现变轨应使“嫦娥四号”点火减速,减小所需的向心力,故点火后动能减小,故B错误;
CD.设“嫦娥四号”在近月轨道Ⅲ上绕月球运行一周所需的时间为,则
解得
轨道Ⅱ的半长轴,设周期为,根据开普勒第三定律可得
解得,故C正确,D错误。
故选AC。
9. 如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,R1、R2为定值电阻,R1>r,R3为滑动变阻器,C为下极板接地的平行板电容器,电表均为理想电表。初始状态的S1和S2均闭合,滑片P位于中点,此时两极板之间的固定带电油滴M所受电场力恰好与重力平衡。下列说法正确的是( )
A. 仅将上极板向下平移一小段距离,则流过A2的电流方向为b→a
B. 仅将上极板向下平移一小段距离,则M的电势升高
C. 现保持S1闭合,将S2断开,滑片P向上移动,则电源输出功率增大
D. 现保持S1闭合,将S2断开,滑片P向下移动,则电源效率减小
【答案】BC
【解析】
【详解】A.开关均闭合的情况下,电容器两板间电压不变,仅将上极板向下平移一小段距离,电容器两板间距离减小,根据电容的决定式
可知,电容器的电容增大,再根据
可知,电容器两极板的电荷量Q增大,则流过A2的电流方向为a→b,A错误;
B.仅将上极板向下平移一小段距离,d减小,根据
可知,两板间场强变大,又因为下极板接地,所以M点电势升高,B正确;
C.现保持S1闭合,将S2断开。滑片P向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,因R1>r,外电路电阻向电源内阻靠近,根据电源的输出功率与外电路电阻的关系曲线
可知,电源的输出功率增大,C正确;
D.现保持S1闭合,将S2断开。滑片P向下移动,滑动变阻器接入电路的电阻增大,根据
可知,电源的效率增大,D错误。
故选BC。
10. 如图甲所示,光滑水平面右端与半径为R的粗糙半圆弧轨道平滑连接,劲度系数为k的轻质弹簧左端与墙拴接,弹簧处于自然长度时其右端在B点左侧,底面装有力传感器的滑块在水平力作用下静止于图示位置,滑块与弹簧不拴接。现在撤去水平力,滑块在从A运动到D的过程中,传感器记录了滑块底面的弹力大小随时间变化关系,如图乙所示,、、均为已知量。弹性势能表达式为,重力加速度大小为g。下列表述正确的是( )
A.
B. 释放滑块后,弹簧的弹性势能与滑块的动能相等时,弹簧弹力的功率为
C. 滑块沿圆轨道BCD运动过程中,圆轨道对滑块的冲量方向水平向左
D. 滑块沿圆轨道BCD运动过程中,机械能减少了
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由题图乙可知,时间内滑块底面的弹力大小不变,即滑块的重力大小为
滑块经过圆弧上的B点时,有
滑块经过圆弧上的D点时,有
滑块由B到D的过程中,由动能定理有
解得
A错误;
B.释放滑块时弹簧的弹性势能为
当弹簧的弹性势能与滑块的动能相等时,由能量守恒有
,
弹簧弹力的瞬时功率为
P=kxv
解得
B正确;
C.滑块沿圆轨道BCD运动过程中,由动量定理得
重力的冲量竖直向下,动量的变化量水平向左,根据矢量三角形易知圆轨道对滑块的作用力的冲量斜向左上方,如图所示
C错误;
D.滑块沿圆轨道BCD运动过程中,机械能减少了
D正确。
故选BD。
三、实验题探究题(本题共2小题,共16分)
11. 探究电容器充放电规律,实验装置如图甲所示,有电源、定值电阻、电容器、单刀双掷开关S。
(1)为测量电容器充放电过程电压和电流的变化,需在电路中接入电流表和电压表,请问电压表应该接在下图中_____(选填“①”或“②”)位置。
(2)先将开关接通,待电表示数稳定后将开关切换到,此后电压表示数随时间变化的关系如图乙所示。由此可知,当开关接通且电流表示数为0mA时,电压表的示数为_____。
(3)在图丙所示的过程中,电容器中的能量在_____(选填“增加”或“减少”)。
【答案】(1)① (2)12
(3)减少
【解析】
【小问1详解】
①处与电容器并联连接,应该是测电压的仪器;②处把原电路断开串联接入测量仪器,应该是电流表;所以电压表应该接在下图中①位置。
【小问2详解】
当开关接通时电源给电容器充电,电流表示数为0mA时,电容器充电完毕,电压表的示数为12。
【小问3详解】
电容器刚开始充电时电压低,充电电流强;放电时电流随电压的降低而减小,所以图丙对应放电过程,电容器中的能量在减少。
12. 半导体薄膜压力传感器阻值会随压力变化而改变。某小组设计实验测量一薄膜压力传感器在不同压力下的阻值,其阻值约几十千欧,现有以下器材:
电源:电动势3V,内阻不计
电流表A1:量程250,内阻约为50
电流表A2:量程250,内阻约为10
电压表V:量程3V,内阻约为20;
滑动变阻器R:阻值范围0~100
压力传感器,开关S,导线若干。
(1)为了提高测量的准确性,电流表应选_______(选填“A1”或“A2”),并请补充完整图甲中虚线框内的测量电路___。
(2)通过多次实验测得其阻值随压力F变化的图像如图乙所示,重力加速度取。
(3)完成前面的实验工作后,将该压力传感器接入如图丙所示电路中,制作成简易电子工秤,它主要构成有:压力传感器,定值电阻、理想电流表(量程),电动势为6V的电源,电源内阻不计。
①将该电子秤水平放置在竖直方向运动的电梯里,在托盘上放一砝码,托盘和砝码的总质量为200g,电流表示数为,通过计算可得电梯的加速度大小为_______;
②若使用一段时间后,电源电动势减小,电源内阻不计,则重物质量的测量值将_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】 ①. A1 ②. ③. 1.0 ④. 偏大
【解析】
【详解】(1)[1]电路中最大电流为
故为了提高测量的准确性,电流表应选A1;
[2]由于滑动变阻器阻值相比压力传感器阻值小得多,且使电表示数变化范围更大,滑动变阻器采用分压式接法,根据
所以电流表采用内接法,故电路图连接如图所示
(3)①[3]由闭合电路欧姆定律
代入数据解得
由图乙可知,当时,压力传感器的示数为
由牛顿第二定律
解得
②[4] 若使用一段时间后,电源电动势减小,电源内阻不计,则电路中电流减小,的计算值增大,导致重物压力的值增大,所以重物质量的测量值将偏大。
四、计算题(本大题共3小题,共41分)
13. “奔跑吧”设计了一款“快步流星”游戏,如示意图所示,0刻度线正上方有排球,计时按钮置于嘉宾要挑战的距离处。某嘉宾将计时按钮放在8m处,他从14m处起跑,跑到计时按钮时按下按钮,排球由静止开始下落,他恰好接到排球(即挑战成功)。若嘉宾起跑的加速度为,运动过程中的最大速度为8m/s,不计他按下按钮的时间,重力加速度取,求:
(1)他按下按钮时的运动速度大小;
(2)排球下落前距地面的高度;
(3)嘉宾从起跑到接住球所用的时间。
【答案】(1)8m/s;(2)5.0m;(3)2.25s
【解析】
【详解】(1)嘉宾加速阶段通过的位移为
计时器与嘉宾起跑点间的距离为
可知他按下按钮时,已经处于匀速运动阶段,则他按下按钮时的运动速度大小
(2)设排球下落时间为,根据题意有
所以排球下落的高度为
(3)嘉宾加速运动时间为,则有
嘉宾匀速运动时间为,则有
阶段
运动总时间
14. 如图所示,在光滑水平桌面AB上静置着三个小滑块,滑块1和3的质量均为m = 1 kg,滑块2的质量M = 2 kg。滑块1和2之间压缩一轻弹簧(均不拴接),初始弹性势能Ep = 75 J。B处与一光滑管道(内径略大于滑块大小)相切,管道末端与粗糙水平地面CD在C点平滑连接。现释放压缩的弹簧,滑块1和2被弹出且脱离弹簧后,滑块1和3发生弹性碰撞,滑块2通过光滑管道后(速度方向水平,转弯处速度大小不变),立即与在水平地面上C点的滑块4碰撞,碰后粘在一起运动。滑块4的质量M = 2 kg,且四个滑块均可看成质点,滑块与粗糙地面CD之间的动摩擦因数均为0.5,桌面和地面间高度差h = 0.75 m,重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)求滑块1和滑块2被弹簧弹出时的速度大小;
(2)滑块3碰后的速度大小;
(3)若在D处放置竖直挡板,CD = 0.65 m,不计滑块与挡板碰撞时机械能损失。求最终滑块2和滑块4静止的位置距D点的距离。
【答案】(1)10 m/s;5 m/s
(2)10 m/s (3)0.35 m
【解析】
【小问1详解】
将滑块1和滑块2与压缩的弹簧看作系统,由系统内动量守恒有
弹簧的弹性势能转化为1、2的动能
解得
【小问2详解】
滑块1和滑块3弹性碰撞
发生速度交换,得滑块3碰后
【小问3详解】
滑块2从B点进入光滑管道后,在水平轨道上与滑块4相碰前,由动能定理
解得
对滑块2和滑块4碰撞过程由动量守恒得
解得
由于不考虑滑块与挡板碰撞时机械能损失,滑块2和滑块4在地面上滑行过程中由动能定理有
解得
则反弹一次后最终停在距D点0.35 m处。
15. 如图甲所示,一粗糙、绝缘水平面上有两个绝缘小滑块A和B,其中A的质量为3m、电荷量为q(),B的质量为m、电荷量为。A右端固定有轻质光滑绝缘细杆和轻质绝缘弹簧,弹簧处于原长状态。轻杆在弹簧内部,二者之间没有力的作用。整个空间存在平行于纸面的匀强电场,与水平面夹角为斜向右上方。A、B与水平面间动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。时,A以初速度水平向右运动,B处于静止状态。滑块A的图像如图乙所示,在时刻,A到达位置S(未画出)时速度最小,记作为,此时弹簧未与B相碰;在时刻,A的速度达到最大,此时弹簧弹力大小为3mg;在细杆与B碰前瞬间,A的速度为,此时。运动过程中,A、B处在同一直线上,电荷量始终保持不变,它们之间的静电力等效为真空中静止的点电荷间的静电力,静电力常量为k;重力加速度为g,B与弹簧接触瞬间没有机械能损失,弹簧始终在弹性限度内。计算结果请用m、q、g、k、表达。
(1)求时刻A与B之间的距离;
(2)求时间内,匀强电场对A、B做的总功;
(3)若增大A的初速度,使其到达位置S时的速度为,求细杆与B碰撞前瞬间A的速度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
先对A做受力分析,竖直方向受力平衡
①
解得
A所受滑动摩擦力为
②
由图像可知,时刻图像斜率为0,则A加速度为0,所受合外力为0,设此时A与B之间的距离为,根据平衡条件有
③
解得
④
【小问2详解】
在时刻,A的速度达到最大,此时A所受合力为0,受到向左的弹力,设此时A和B的距离为,则有
⑤
且有,;解得
⑥
时间内,匀强电场对A和B做的总功为
⑦
【小问3详解】
对B做受力分析,竖直方向上
⑧
解得
B所受最大静摩擦力摩擦力为
⑨
A过S前,A所受滑动摩擦力为,大于B、匀强电场分别施加的向右的两个电场力之和,A做减速运动;对称的,B所受向左的两个电场力之和小于,保持静止。
A过S后,A加速运动,B开始运动,但A、B整体所受合外力为0,A、B系统动量守恒。如果A过S点时速度为,与B碰撞前A的速度为,B的速度为,则由系统动量守恒
⑩
注意到两次运动从A过S到A、B碰撞前的过程,以下物理量均只与A、B相对位置变化有关:A、B之间的电势能变化量、弹性势能变化量、AB在匀强电场中的电势能变化量及摩擦力产生的总热量。以上物理量在两次运动中相同,则由能量守恒可知
⑪
解得
第二次运动,如果A过S点时速度为,与B碰撞前A的速度为,B的速度为,
则由系统动量守恒
⑫
由能量守恒
⑬
解得
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重庆市凤中教共体2025-2026学年度上期第二次月考
高2023级 物理 试题
考试说明:
1.考试时间75分钟;
2.试题总分100分;
3.试卷页数
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 一同学将铅球水平推出,不计空气阻力和转动的影响,以抛出时刻为计时起点,铅球在平抛运动过程中( )
A. 动能不变
B. 重力的瞬时功率与时间成正比
C. 相等时间内速度的变化量在增大
D. 相等时间内铅球动能的增加量相等
2. 同一乘客三次分别乘坐不同的电梯上楼,过程中都经历了电梯加速上升阶段,假设三次的加速度大小相同,且乘客相对电梯均静止,如图甲、乙、丙所示。在上述加速阶段中,下列说法正确的是( )
A. 三种方式乘客均受到了电梯地板的摩擦力作用
B. 只有在甲种方式中,乘客才受到了摩擦力作用
C. 在丙种方式中,乘客受到电梯地板的支持力最大
D. 三种方式中的乘客只有丙处于超重状态
3. 如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三条电场线,实线为一带负电的粒子仅在电场力作 用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点。 由此可知( )
A. 带电粒子在R点时受力沿虚线向右,电场强度方向沿虚线向左
B. 带电粒子在P点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小
C. 带电粒子在P点时的速度大小小于在Q点时的速度大小
D. 带电粒子一定是从P点运动到Q点
4. 某同学在课外活动时设计了一个小游戏,将质量为的滑块套在竖直杆上,滑块外侧有一轨道(可使轻绳绕滑块无摩擦转动),长为的轻绳一端与轨道相连,另一端与质量为的小球相连,滑块与竖直杆间的动摩擦因数。让小球绕竖直杆在水平面内做匀速圆周运动,重力加速度为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,滑块恰不下滑,则小球做圆周运动的角速度为( )
A. B.
C. D.
5. 如图左所示是一列简谐横波在t=0.1 s时刻的波形图,P是平衡位置在x=1.5 m处的质点,Q是平衡位置在x=12 m处的质点;图右为质点Q的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 这列波沿x轴负方向传播
B. 在t=0.35 s时,质点Q的位置坐标为(12 m,10 cm)
C. 从t=0.1 s到t=0.35 s的过程中,质点P的路程为50 cm
D. 从t=0.1 s时刻开始计时,质点P再过0.075 s到达波谷
6. 如图左 所示是 “祝融号” 火星车, 其动力主要来源于太阳能电池。现将火星车动力供电电路简化为如图右所示,其中太阳能电池电动势 ,内阻 未知,电动机线圈电阻 , 电热丝定值电阻 。当火星车正常行驶时,电动机两端电压 ,电热丝 消耗的功率 。则( )
A. 火星车正常行驶时,通过电热丝的电流为
B. 太阳能电池的内阻为
C. 火星车正常行驶时,电动机的效率为
D. 若电动机的转子被卡住,电动机线圈上消耗的功率为
7. 如图甲所示,粗糙程度相同的足够长的竖直墙面上有一质量为m带电量为的物体处于场强大小为且与水平方向成的匀强电场中,保持静止状态。t=0时刻一竖直方向的力F(大小未知)作用在物体上,同时物体得到一竖直向下的初速度v开始运动,物体运动的位移与时间图像如图乙所示。段为一次函数;段为二次函数,且两段图像在处相切。带电物体视为质点,电量保持不变,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度为g,则下列说法中正确的是( )
A. 物体做匀减速直线运动
B. 物体的动能增加了
C. 时刻物体机械能有最小值
D. 物体受到竖直外力为恒力
二、多选题(本题共3小题,每题5分,共15分)
8. 已知月球半径为R,月球表面的重力加速度为,假设“嫦娥四号”正在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ上运动,如图所示。到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达轨道的近月点B点再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动,并择机实施人类首次月球背面软着陆。对此过程下列说法正确的是( )
A. “嫦娥四号”在轨道Ⅱ上从A点运动到B点的过程中,动能增加
B. “嫦娥四号”在B点点火后,动能增加
C. “嫦娥四号”在轨道Ⅲ上绕月球运行一周所需的时间为
D. 由已知条件不能求出“嫦娥四号”在轨道Ⅱ上的运行周期
9. 如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,R1、R2为定值电阻,R1>r,R3为滑动变阻器,C为下极板接地的平行板电容器,电表均为理想电表。初始状态的S1和S2均闭合,滑片P位于中点,此时两极板之间的固定带电油滴M所受电场力恰好与重力平衡。下列说法正确的是( )
A. 仅将上极板向下平移一小段距离,则流过A2的电流方向为b→a
B. 仅将上极板向下平移一小段距离,则M的电势升高
C 现保持S1闭合,将S2断开,滑片P向上移动,则电源输出功率增大
D. 现保持S1闭合,将S2断开,滑片P向下移动,则电源效率减小
10. 如图甲所示,光滑水平面右端与半径为R的粗糙半圆弧轨道平滑连接,劲度系数为k的轻质弹簧左端与墙拴接,弹簧处于自然长度时其右端在B点左侧,底面装有力传感器的滑块在水平力作用下静止于图示位置,滑块与弹簧不拴接。现在撤去水平力,滑块在从A运动到D的过程中,传感器记录了滑块底面的弹力大小随时间变化关系,如图乙所示,、、均为已知量。弹性势能表达式为,重力加速度大小为g。下列表述正确的是( )
A.
B. 释放滑块后,弹簧的弹性势能与滑块的动能相等时,弹簧弹力的功率为
C. 滑块沿圆轨道BCD运动过程中,圆轨道对滑块的冲量方向水平向左
D. 滑块沿圆轨道BCD运动过程中,机械能减少了
三、实验题探究题(本题共2小题,共16分)
11. 探究电容器充放电规律,实验装置如图甲所示,有电源、定值电阻、电容器、单刀双掷开关S。
(1)为测量电容器充放电过程电压和电流的变化,需在电路中接入电流表和电压表,请问电压表应该接在下图中_____(选填“①”或“②”)位置。
(2)先将开关接通,待电表示数稳定后将开关切换到,此后电压表示数随时间变化的关系如图乙所示。由此可知,当开关接通且电流表示数为0mA时,电压表的示数为_____。
(3)在图丙所示的过程中,电容器中的能量在_____(选填“增加”或“减少”)。
12. 半导体薄膜压力传感器阻值会随压力变化而改变。某小组设计实验测量一薄膜压力传感器在不同压力下的阻值,其阻值约几十千欧,现有以下器材:
电源:电动势3V,内阻不计
电流表A1:量程250,内阻约为50
电流表A2:量程250,内阻约为10
电压表V:量程3V,内阻约20;
滑动变阻器R:阻值范围0~100
压力传感器,开关S,导线若干。
(1)为了提高测量的准确性,电流表应选_______(选填“A1”或“A2”),并请补充完整图甲中虚线框内的测量电路___。
(2)通过多次实验测得其阻值随压力F变化的图像如图乙所示,重力加速度取。
(3)完成前面的实验工作后,将该压力传感器接入如图丙所示电路中,制作成简易电子工秤,它主要构成有:压力传感器,定值电阻、理想电流表(量程),电动势为6V的电源,电源内阻不计。
①将该电子秤水平放置在竖直方向运动的电梯里,在托盘上放一砝码,托盘和砝码的总质量为200g,电流表示数为,通过计算可得电梯的加速度大小为_______;
②若使用一段时间后,电源电动势减小,电源内阻不计,则重物质量的测量值将_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
四、计算题(本大题共3小题,共41分)
13. “奔跑吧”设计了一款“快步流星”游戏,如示意图所示,0刻度线正上方有排球,计时按钮置于嘉宾要挑战的距离处。某嘉宾将计时按钮放在8m处,他从14m处起跑,跑到计时按钮时按下按钮,排球由静止开始下落,他恰好接到排球(即挑战成功)。若嘉宾起跑的加速度为,运动过程中的最大速度为8m/s,不计他按下按钮的时间,重力加速度取,求:
(1)他按下按钮时的运动速度大小;
(2)排球下落前距地面的高度;
(3)嘉宾从起跑到接住球所用时间。
14. 如图所示,在光滑水平桌面AB上静置着三个小滑块,滑块1和3的质量均为m = 1 kg,滑块2的质量M = 2 kg。滑块1和2之间压缩一轻弹簧(均不拴接),初始弹性势能Ep = 75 J。B处与一光滑管道(内径略大于滑块大小)相切,管道末端与粗糙水平地面CD在C点平滑连接。现释放压缩的弹簧,滑块1和2被弹出且脱离弹簧后,滑块1和3发生弹性碰撞,滑块2通过光滑管道后(速度方向水平,转弯处速度大小不变),立即与在水平地面上C点的滑块4碰撞,碰后粘在一起运动。滑块4的质量M = 2 kg,且四个滑块均可看成质点,滑块与粗糙地面CD之间的动摩擦因数均为0.5,桌面和地面间高度差h = 0.75 m,重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)求滑块1和滑块2被弹簧弹出时的速度大小;
(2)滑块3碰后的速度大小;
(3)若在D处放置竖直挡板,CD = 0.65 m,不计滑块与挡板碰撞时机械能损失。求最终滑块2和滑块4静止的位置距D点的距离。
15. 如图甲所示,一粗糙、绝缘水平面上有两个绝缘小滑块A和B,其中A的质量为3m、电荷量为q(),B的质量为m、电荷量为。A右端固定有轻质光滑绝缘细杆和轻质绝缘弹簧,弹簧处于原长状态。轻杆在弹簧内部,二者之间没有力的作用。整个空间存在平行于纸面的匀强电场,与水平面夹角为斜向右上方。A、B与水平面间动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。时,A以初速度水平向右运动,B处于静止状态。滑块A的图像如图乙所示,在时刻,A到达位置S(未画出)时速度最小,记作为,此时弹簧未与B相碰;在时刻,A的速度达到最大,此时弹簧弹力大小为3mg;在细杆与B碰前瞬间,A的速度为,此时。运动过程中,A、B处在同一直线上,电荷量始终保持不变,它们之间的静电力等效为真空中静止的点电荷间的静电力,静电力常量为k;重力加速度为g,B与弹簧接触瞬间没有机械能损失,弹簧始终在弹性限度内。计算结果请用m、q、g、k、表达。
(1)求时刻A与B之间的距离;
(2)求时间内,匀强电场对A、B做的总功;
(3)若增大A初速度,使其到达位置S时的速度为,求细杆与B碰撞前瞬间A的速度。
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