内容正文:
大庆市2026届高三年级第二次教学质量检测
物理
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、班级、考场号/座位号填写在答题卡上,认真核对条形码上的姓名、准考证号,并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案的标号;非选择题答案使用0.5毫米黑色中性(签字)笔或碳素笔书写,字体工整,笔迹清楚。
3.请按照题号在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效。
4.保持卷面及答题卡清洁,不折叠,不破损,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 2024年6月2日嫦娥六号成功着陆月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区,嫦娥六号着陆过程中的主减速阶段历时10分钟。该阶段从距离月面15公里处开始,通过7500牛变推力主发动机以最大推力运行,将探测器速度从降至约,同时高度从15公里降至约2.5公里,则( )
A. 主减速阶段历时约10分钟,这里“10分钟”指的是时刻
B. 主减速阶段速度变化量大小约为
C. 嫦娥六号着陆过程可视为自由落体运动
D. 嫦娥六号着陆过程需调整姿态,调整姿态时可将嫦娥六号看成质点
【答案】B
【解析】
【详解】A.“10分钟”描述主减速阶段的持续时间,是时间间隔,而非时刻,故A错误;
B.,速度变化量大小
与选项一致,故B正确;
C.自由落体运动要求物体仅受重力作用,但嫦娥六号着陆过程有发动机推力参与减速,故不可视为自由落体运动,故C错误;
D.调整姿态涉及物体的转动和方向变化,需考虑其形状和大小,因此不能将嫦娥六号视为质点,故D错误。
故选B。
2. 南极-艾特肯盆地是氦3的“富矿宝地”,储藏大量可控核聚变理想燃料氦。可控核聚变可以采用或,下列说法正确的是( )
A. 是质子 B. 是中子
C. 比的原子核更稳定 D. 核聚变过程发生质量亏损,释放核能
【答案】D
【解析】
【详解】A.对于反应,根据质量数守恒3+2=4+A
得A=1
电荷数守恒1+1=2+Z
得Z=0
X的质量数为1、电荷数为0,故X为中子,不是质子,故A错误;
B.对于反应,根据质量数守恒3+2=4+A
得A=1
和电荷数守恒2+1=2+Z
得Z=1
Y的质量数为1、电荷数为1,故Y为质子,不是中子,故B错误;
C.核聚变生成,比更稳定,平均结合能更大,故C错误;
D.核聚变过程存在质量亏损,释放核能,故D正确。
故选D。
3. 某同学将一篮球遗忘在操场上,找到时发现因太阳暴晒篮球温度升高,忽略体积变化。在此过程中若篮球未漏气,则篮球内封闭气体( )
A. 压强变大 B. 向外界传递热量
C. 对外界做功 D. 每个分子的速率都增大
【答案】A
【解析】
【详解】AC.由理想气体状态方程
当温度升高,因体积不变,气体压强变大,气体对外做功
故A正确,C错误;
B.温度升高,内能增大,由热力学第一定律
气体从外界吸热,故B错误;
D.温度升高,分子平均速率增大,但速率分布遵循统计规律,并非每个分子的速率都增大,故D错误。
故选A。
4. 如图所示,在两平行虚线间的区域内存在着匀强磁场,闭合直角三角形线圈的边与磁场的边界虚线平行,而且边的长度恰好和两平行虚线之间的宽度相等。当线圈以速度匀速向右穿过该区域时,下列四个图像中的哪一个可以定性地表示线圈中感应电流随时间变化的规律( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】依题意,线圈进入磁场过程,磁通量增大,根据楞次定律结论增反减同可知,感应电流为逆时针方向,ac边切割磁感线的有效长度逐渐增大,根据,可知感应电流逐渐增大,线圈穿出磁场过程,磁通量减小,感应电流为顺时针方向,ab边和ac边切割磁感线的有效长度逐渐增大,根据,可知感应电流逐渐增大,综上所述,B选项与题目相符,故选B。
5. 如图所示,氦气球通过轻绳系在地面的沙袋上,已知氦气球以及球内氦气质量为,气球受到竖直向上的空气浮力作用且保持不变,当水平风力大小为时,轻绳与水平方向之间的夹角为,沙袋静止不动。已知重力加速度,,。下列说法正确的是( )
A. 气球受到的空气浮力大小为
B. 轻绳上张力大小为
C. 当水平风力减小时,轻绳上张力也减小
D. 若水平风力不断增大,沙袋可能向上飞起
【答案】C
【解析】
【详解】AB.气球受到竖直向上的空气浮力F浮,水平向右的风力,重力与绳的拉力T,根据平衡条件有,
解得T=50N,,故AB错误;
C.结合上述解得
由于空气浮力保持不变,可知,当水平风力减小时,轻绳上张力也减小,故C正确;
D.令沙袋质量为M,对气球与沙袋整体进行分析,在竖直方向上有
可知,沙袋所受地面的支持力大小与水平风力大小无关,即当水平风力不断增大时,沙袋不可能向上飞起,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,电源电动势为,内阻,定值电阻,滑动变阻器阻值变化范围为。闭合开关S,电路稳定后,水平放置的平行金属板间的带电油滴P处于静止状态。将滑动变阻器的滑片从图示位置向端移动过程中,理想电流表、电压表的示数变化量分别为、,则( )
A. 油滴P带正电
B. 油滴P的电势能增加
C. 两电表示数变化量绝对值之比
D. 电源的输出功率先变大后变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.带电油滴P处于静止状态,根据平衡条件可知,带电油滴受到的电场力向上,与板间场强方向相反,所以油滴P带负电,故A错误;
B.将滑动变阻器的滑片从图示位置向端移动过程中,滑动变阻器接入电路阻值变大,总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流变小,路端电压变大;由于通过的电流变小,两端电压变小,所以电容器两端电压变大,则板间场强变大,带电油滴受到的电场力变大,带电油滴向上运动,电场力做正功,油滴P的电势能减小,故B错误;
C.根据闭合电路欧姆定律可得
可得,故C正确;
D.电源的输出功率为
可知当外电阻等于内阻时,电源的输出功率最大;将滑动变阻器的滑片从图示位置向端移动过程中,外电阻变大,由于,所以电源的输出功率一直变小,故D错误。
故选C。
7. 某大型超市使用传送带来跨楼层搬运货物。如图所示,一长度为的传送带与水平面夹角为,传送带以的恒定速率逆时针转动,传送带的最底端和水平平台在点平滑连接。将可视为质点的质量为的货物轻放在传送带上的顶端点,运动至点速率不变冲上水平平台,最终货物刚好停在平台上的点。已知货物与倾斜传送带和平台间的动摩擦因数均为0.5,重力加速度,,,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A. 货物在传送带上的运动时间为
B. 的长度为
C. 货物与传送带间摩擦产生的热量为
D. 若货物与传送带发生相对滑动时,会留下划痕,则划痕的长度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据牛顿第二定律得
解得
设,货物和传送带达到共同速度所需要的时间
下滑的距离
货物继续加速下滑,根据牛顿第二定律得
解得
货物下滑到底端的速度满足
解得
货物下滑到底端的时间满足
解得
则货物从A到B的时间为,故A错误;
B.根据牛顿第二定律得
解得
BC的长度满足
解得,故B错误;
CD.货物与传送带达到相同速度前,划痕的长度
货物与传送带间摩擦产生的热量
货物与传送带达到相同速度后,划痕的长度
货物与传送带间摩擦产生的热量
货物相对于传送带先向上运动0.2m,后向下运动,划痕的总长度为,货物与传送带间摩擦产生的热量为,故C错误,D正确。
故选D。
8. 如图是某种明暗交替的警示灯装置,磁铁可在水平方向做周期性往复运动。磁铁左右相同高度处固定有直径相同,但匝数不同的两个线圈。不考虑线圈间的互感,在磁铁左右运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 两个线圈中的磁通量始终相同
B. 两个线圈中产生交变电流的周期相同
C. 两个线圈对磁铁的作用力方向始终相同
D. 两个线圈中感应电动势的大小始终相同
【答案】BC
【解析】
【详解】A.除中间位置外,磁铁在其余位置时线圈中的磁通量不相同,故A错误;
B.磁铁在水平方向做周期性往复运动,两个线圈中的磁通量呈相同周期的变化,两个线圈中产生交变电流的周期相同,故B正确;
C.若磁铁向右运动,根据楞次定律,右侧线圈会对磁铁产生向左的力,与左侧线圈产生的阻力方向相同;若磁铁向左运动,两线圈产生的阻碍磁铁运动的力方向均向右,两个线圈对磁铁的作用力方向始终相同,故C正确;
D.两个线圈匝数不同,由法拉第电磁感应定律
两个线圈中感应电动势的大小始终不同,故D错误。
故选BC。
9. 天宫空间站是中国自主建设的国家级太空实验室,标志着中国载人航天工程“三步走”发展战略的最终目标实现。若天宫空间站绕地球做匀速圆周运动,运行周期为,轨道半径为地球半径的倍,已知地球半径为,引力常量为,则( )
A. 漂浮在空间站中的宇航员不受地球的引力作用
B. 空间站绕地球运动的线速度大小为
C. 空间站绕地球运动的加速度大小为
D. 地球的平均密度为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.漂浮在空间站中的宇航员依然受地球的引力,所受引力提供向心力做匀速圆周运动而处于完全失重状态,故A错误。
B.根据匀速圆周运动的规律,可知空间站绕地球运动的线速度大小约为,故B正确。
C.根据向心加速度,故C错误。
D.设空间站的质量为,其所受万有引力提供向心力,有
则地球的平均密度约为,故D正确。
故选BD
10. 半径分别是和的同心圆之间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为,一个质量为、电量为的粒子,从圆心水平向右射出,则( )
A. 若粒子不离开大圆区域,且所有进出小圆点能将小圆4等分,则粒子的速度为
B. 若粒子不离开大圆区域,粒子的最大速度为
C. 若粒子不离开大圆区域,且所有进出小圆的点能将小圆4等分,则粒子再次回到点且速度方向向右的时间为
D. 若粒子出射速度为,粒子穿出大圆的交点横纵坐标分别为,
【答案】ABD
【解析】
【详解】A C.若粒子不能离开大圆区域,所有进出小圆的点能将小圆4等分,轨迹如图所示,
轨迹半径为
由磁场中洛伦兹力提供向心力
得
粒子在磁场中偏转的时间
在小圆中匀速直线运动时间
则粒子的运动周期
故A正确,C错误;
B.如图所示为带电粒子在环形磁场中恰好不离开时的运动轨迹,段粒子做匀速直线运动,设轨迹半径为,圆心为,轨迹与内圆的交点为,与外圆的切点为,在直角三角形中,由勾股定理可得
解得
由磁场中洛伦兹力提供向心力
解得
故B正确;
D.如图所示为带电粒子在环形磁场中出射速度为的运动轨迹,设轨迹半径为,圆心为,与外圆的交点为,
由磁场中洛伦兹力提供向心力
解得
在直角三角形中,令,根据几何关系 ,,
由几何关系可得
连接(外圆半径),过交点做平行横轴的辅助线交于于,可得三角形,由题意可知
可得,即为直角,即
由几何关系 ,
故D正确
故选ABD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学使用如图甲所示的装置进行了碰撞实验,气垫导轨两端分别安装、两个位移传感器,传感器测量滑块A与它的距离,传感器测量滑块B与它的距离。部分实验步骤如下:
①测量两个滑块的质量,分别为和;
②接通气源,调整气垫导轨水平;
③拨动两滑块,使A、B均向右运动;
④导出传感器记录的数据,绘制、随时间变化的图像,分别如图乙、图丙所示。
回答以下问题:
(1)从图像可知两滑块在______时发生碰撞;
(2)滑块B碰撞后的速度大小______(结果保留2位有效数字);
(3)该同学测量质量时,未记录对应的滑块,请你根据图像中数据帮他分析,质量为的滑块是______(选填“A”或“B”),碰撞前A、B两滑块的总动量为______(结果保留2位有效数字)。
【答案】(1)1.0 (2)0.80
(3) ①. A ②. 0.22
【解析】
【小问1详解】
图像的斜率表示速度,根据图乙与图丙可知,1.0s时刻,两图像斜率发生变化,即速度发生变化,可知,从图像可知两滑块在时发生碰撞。
【小问2详解】
图像斜率的绝对值表示速度的大小,根据图丙可知,滑块B碰撞后的速度大小
【小问3详解】
[1]滑块A碰撞前后的速度分别为,
方向均向右。滑块B碰撞前后的速度分别为,
方向均向右。根据动量守恒定律有
若,,上述动量守恒定律表达式不成立,若,,上述动量守恒定律表达式成立,可知,质量为的滑块是A。
[2]结合上述可知,
则碰撞前A、B两滑块的总动量为
12. 根据国家标准(GB/T)规定,自来水在15℃时的电阻率应大于。某同学利用如图甲所示电路测量自来水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门控制管内的水量,玻璃管两端接有导电活塞,右侧活塞固定不可移动,左侧活塞可自由移动,活塞电阻忽略不计。其余实验器材有:电源(电动势约为,内阻不计),电压表和(量程均为,内阻很大),定值电阻(,),电阻箱(最大阻值),单刀双掷开关S,导线若干,游标卡尺,刻度尺。
实验步骤:
A.用游标卡尺测量玻璃管的内径;
B.将玻璃管内注满自来水,用刻度尺测量水柱的长度:
C.连接好电路,把拨到1位置,记录电压表的示数:
D.把S拨到2位置,调整电阻箱的阻值,使电压表的示数与之前的示数相同,记录电阻箱的阻值;
E.改变玻璃管内水柱长度,重复实验步骤C、D,记录每一次水柱长度和电阻箱阻值;
F.断开开关,整理器材。
(1)测量玻璃管内径时游标卡尺示数如图乙所示,则________;
(2)玻璃管内水柱的电阻________(用、、表示);
(3)根据记录的多组数据,绘制出如图所示的关系图像,可计算出自来水的电阻率________(结果保留2位有效数字);
(4)本实验中若电压表的内阻不是很大,则自来水电阻率的测量结果将________(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
【答案】(1)40.2
(2)
(3)15 (4)偏小
【解析】
【小问1详解】
玻璃管的内径
【小问2详解】
由题意知,
解得
【小问3详解】
根据电阻定律有
其中
求得
则图像的斜率
则
由图乙可知
代入数据得
【小问4详解】
当很大时,可以认为
若不是很大,则
即偏大,根据可知,的测量值偏小,根据
得
可知自来水电阻率的测量结果将偏小。
13. 如图,一半径为圆心为的圆形黑色薄纸片漂浮静止在某种液体的表面上,点正下方液体中点处有一单色点光源。光源发出的一条与水平方向夹角为的光线经过纸片的边缘点射入空气中,其折射光线与水平方向的夹角为。已知该光线在空气中的折射率为1,求:
(1)光在液体中的折射率;
(2)若使此光源发出的光都不能射出液面,求该光源向上移动的最小距离。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据几何关系可知,光在液体中的入射角为
光在空气中的折射角为
根据折射率公式有
解得
【小问2详解】
若光在点恰好发生全反射,则有
解得全反射的临界角为
根据几何关系可知光源应向上移动的最小距离
解得
14. 带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在着匀强电场,板长为(不考虑边界效应)。如图所示,时刻,M板中点处的粒子源发射一个速度大小为的粒子,方向平行金属板向右,刚好从N板右端射出。不计重力和粒子间的相互作用,求:
(1)粒子在电场中运动的时间;
(2)粒子源以初速度大小垂直于极板向下发射相同粒子,粒子到达N板时的速度大小为,求两板间的距离;
(3)已知平行板电容器的电容,若金属板的电荷量保持不变,N板上移,使两板间的距离变为原来的,求图中粒子打在板上的位置。
【答案】(1)
(2)
(3)粒子打在距N板右端处
【解析】
【小问1详解】
粒子在电场中做类平抛运动,水平方向匀速直线运动,故
解得
【小问2详解】
由于两次射出时粒子初速度相同,落到下极板时电场力做功也相同,故水平发射的粒子从板右端射出的速度大小也为;
水平发射的粒子从N极板射出时垂直于金属板的分速度为
根据竖直分运动
解得
【小问3详解】
根据平行板电容器的表达式
电容定义式
匀强电场场强公式
可得
当改变两板间距离时,电场强度不变,粒子加速度不变,则,
由上式解得
故
粒子打在距板右端处。
15. 如图所示,一弹性轻绳(绳的弹力与其伸长量成正比)左端固定在墙上点,轻绳自然长度等于。弹性轻绳跨过固定轻杆一端的光滑定滑轮连接一个质量为的小球,小球穿过竖直固定的杆,初始时弹性轻绳在一条水平线上,小球从点由静止释放,当滑到点时速度恰好为零,已知、两点间距离为,小球与杆之间的动摩擦因数为,小球在点时弹性绳的拉力为,弹性轻绳始终处在弹性限度内,已知重力加速度为,求:
(1)小球刚释放时的加速度大小;
(2)已知弹性轻绳的弹性势能,其中为弹性轻绳的劲度系数、为弹性轻绳的伸长量,求小球由到克服弹性轻绳弹力所做的功和弹性轻绳的劲度系数;
(3)从释放小球到最终停下来,小球运动的路程。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据牛顿第二定律
解得
【小问2详解】
由到过程中,对任一位置受力分析可得
其中为弹性绳和竖直杆的夹角,由于
故竖直杆对小球弹力保持不变,摩擦力保持不变,满足
根据动能定理
解得
故
解得
【小问3详解】
由到过程中,弹性绳弹力竖直分量为
其中小球所处位置到点的距离,由于摩擦力保持不变,故小球由到过程为简谐运动,小球向下运动的平衡位置在点下方处
第一次向下运动,简谐运动振幅
向下运动距离
小球向上运动的平衡位置在点下方处,根据
解得
故小球第一次向上运动时,振幅
向上运动距离
小球第二次向下运动,平衡位置不变,振幅变为
故向下运动距离
当第二次向下运动到最低点时,此时
弹性绳弹力的竖直分量等于重力,故小球停止运动。小球运动的路程
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注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、班级、考场号/座位号填写在答题卡上,认真核对条形码上的姓名、准考证号,并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案的标号;非选择题答案使用0.5毫米黑色中性(签字)笔或碳素笔书写,字体工整,笔迹清楚。
3.请按照题号在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效。
4.保持卷面及答题卡清洁,不折叠,不破损,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 2024年6月2日嫦娥六号成功着陆月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区,嫦娥六号着陆过程中主减速阶段历时10分钟。该阶段从距离月面15公里处开始,通过7500牛变推力主发动机以最大推力运行,将探测器速度从降至约,同时高度从15公里降至约2.5公里,则( )
A. 主减速阶段历时约10分钟,这里“10分钟”指的是时刻
B. 主减速阶段速度变化量大小约
C. 嫦娥六号着陆过程可视为自由落体运动
D. 嫦娥六号着陆过程需调整姿态,调整姿态时可将嫦娥六号看成质点
2. 南极-艾特肯盆地是氦3的“富矿宝地”,储藏大量可控核聚变理想燃料氦。可控核聚变可以采用或,下列说法正确的是( )
A. 是质子 B. 是中子
C. 比的原子核更稳定 D. 核聚变过程发生质量亏损,释放核能
3. 某同学将一篮球遗忘操场上,找到时发现因太阳暴晒篮球温度升高,忽略体积变化。在此过程中若篮球未漏气,则篮球内封闭气体( )
A. 压强变大 B. 向外界传递热量
C. 对外界做功 D. 每个分子的速率都增大
4. 如图所示,在两平行虚线间的区域内存在着匀强磁场,闭合直角三角形线圈的边与磁场的边界虚线平行,而且边的长度恰好和两平行虚线之间的宽度相等。当线圈以速度匀速向右穿过该区域时,下列四个图像中的哪一个可以定性地表示线圈中感应电流随时间变化的规律( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示,氦气球通过轻绳系在地面的沙袋上,已知氦气球以及球内氦气质量为,气球受到竖直向上的空气浮力作用且保持不变,当水平风力大小为时,轻绳与水平方向之间的夹角为,沙袋静止不动。已知重力加速度,,。下列说法正确的是( )
A. 气球受到的空气浮力大小为
B. 轻绳上张力大小为
C. 当水平风力减小时,轻绳上张力也减小
D. 若水平风力不断增大,沙袋可能向上飞起
6. 如图所示,电源电动势为,内阻,定值电阻,滑动变阻器阻值变化范围为。闭合开关S,电路稳定后,水平放置的平行金属板间的带电油滴P处于静止状态。将滑动变阻器的滑片从图示位置向端移动过程中,理想电流表、电压表的示数变化量分别为、,则( )
A. 油滴P带正电
B. 油滴P的电势能增加
C. 两电表示数变化量绝对值之比
D. 电源的输出功率先变大后变小
7. 某大型超市使用传送带来跨楼层搬运货物。如图所示,一长度为的传送带与水平面夹角为,传送带以的恒定速率逆时针转动,传送带的最底端和水平平台在点平滑连接。将可视为质点的质量为的货物轻放在传送带上的顶端点,运动至点速率不变冲上水平平台,最终货物刚好停在平台上的点。已知货物与倾斜传送带和平台间的动摩擦因数均为0.5,重力加速度,,,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A. 货物在传送带上的运动时间为
B. 的长度为
C. 货物与传送带间摩擦产生的热量为
D. 若货物与传送带发生相对滑动时,会留下划痕,则划痕的长度为
8. 如图是某种明暗交替的警示灯装置,磁铁可在水平方向做周期性往复运动。磁铁左右相同高度处固定有直径相同,但匝数不同的两个线圈。不考虑线圈间的互感,在磁铁左右运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 两个线圈中的磁通量始终相同
B. 两个线圈中产生交变电流的周期相同
C. 两个线圈对磁铁的作用力方向始终相同
D. 两个线圈中感应电动势的大小始终相同
9. 天宫空间站是中国自主建设国家级太空实验室,标志着中国载人航天工程“三步走”发展战略的最终目标实现。若天宫空间站绕地球做匀速圆周运动,运行周期为,轨道半径为地球半径的倍,已知地球半径为,引力常量为,则( )
A. 漂浮在空间站中的宇航员不受地球的引力作用
B. 空间站绕地球运动的线速度大小为
C. 空间站绕地球运动的加速度大小为
D. 地球的平均密度为
10. 半径分别是和的同心圆之间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为,一个质量为、电量为的粒子,从圆心水平向右射出,则( )
A. 若粒子不离开大圆区域,且所有进出小圆点能将小圆4等分,则粒子的速度为
B. 若粒子不离开大圆区域,粒子的最大速度为
C. 若粒子不离开大圆区域,且所有进出小圆的点能将小圆4等分,则粒子再次回到点且速度方向向右的时间为
D. 若粒子出射速度为,粒子穿出大圆的交点横纵坐标分别为,
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学使用如图甲所示的装置进行了碰撞实验,气垫导轨两端分别安装、两个位移传感器,传感器测量滑块A与它的距离,传感器测量滑块B与它的距离。部分实验步骤如下:
①测量两个滑块的质量,分别为和;
②接通气源,调整气垫导轨水平;
③拨动两滑块,使A、B均向右运动;
④导出传感器记录的数据,绘制、随时间变化的图像,分别如图乙、图丙所示。
回答以下问题:
(1)从图像可知两滑块在______时发生碰撞;
(2)滑块B碰撞后的速度大小______(结果保留2位有效数字);
(3)该同学测量质量时,未记录对应的滑块,请你根据图像中数据帮他分析,质量为的滑块是______(选填“A”或“B”),碰撞前A、B两滑块的总动量为______(结果保留2位有效数字)。
12. 根据国家标准(GB/T)规定,自来水在15℃时的电阻率应大于。某同学利用如图甲所示电路测量自来水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门控制管内的水量,玻璃管两端接有导电活塞,右侧活塞固定不可移动,左侧活塞可自由移动,活塞电阻忽略不计。其余实验器材有:电源(电动势约为,内阻不计),电压表和(量程均为,内阻很大),定值电阻(,),电阻箱(最大阻值),单刀双掷开关S,导线若干,游标卡尺,刻度尺。
实验步骤:
A.用游标卡尺测量玻璃管的内径;
B.将玻璃管内注满自来水,用刻度尺测量水柱的长度:
C.连接好电路,把拨到1位置,记录电压表的示数:
D.把S拨到2位置,调整电阻箱的阻值,使电压表的示数与之前的示数相同,记录电阻箱的阻值;
E.改变玻璃管内的水柱长度,重复实验步骤C、D,记录每一次水柱长度和电阻箱阻值;
F.断开开关,整理器材。
(1)测量玻璃管内径时游标卡尺示数如图乙所示,则________;
(2)玻璃管内水柱的电阻________(用、、表示);
(3)根据记录的多组数据,绘制出如图所示的关系图像,可计算出自来水的电阻率________(结果保留2位有效数字);
(4)本实验中若电压表的内阻不是很大,则自来水电阻率的测量结果将________(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
13. 如图,一半径为圆心为的圆形黑色薄纸片漂浮静止在某种液体的表面上,点正下方液体中点处有一单色点光源。光源发出的一条与水平方向夹角为的光线经过纸片的边缘点射入空气中,其折射光线与水平方向的夹角为。已知该光线在空气中的折射率为1,求:
(1)光在液体中的折射率;
(2)若使此光源发出的光都不能射出液面,求该光源向上移动的最小距离。
14. 带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在着匀强电场,板长为(不考虑边界效应)。如图所示,时刻,M板中点处的粒子源发射一个速度大小为的粒子,方向平行金属板向右,刚好从N板右端射出。不计重力和粒子间的相互作用,求:
(1)粒子在电场中运动的时间;
(2)粒子源以初速度大小垂直于极板向下发射相同粒子,粒子到达N板时的速度大小为,求两板间的距离;
(3)已知平行板电容器的电容,若金属板的电荷量保持不变,N板上移,使两板间的距离变为原来的,求图中粒子打在板上的位置。
15. 如图所示,一弹性轻绳(绳的弹力与其伸长量成正比)左端固定在墙上点,轻绳自然长度等于。弹性轻绳跨过固定轻杆一端的光滑定滑轮连接一个质量为的小球,小球穿过竖直固定的杆,初始时弹性轻绳在一条水平线上,小球从点由静止释放,当滑到点时速度恰好为零,已知、两点间距离为,小球与杆之间的动摩擦因数为,小球在点时弹性绳的拉力为,弹性轻绳始终处在弹性限度内,已知重力加速度为,求:
(1)小球刚释放时的加速度大小;
(2)已知弹性轻绳的弹性势能,其中为弹性轻绳的劲度系数、为弹性轻绳的伸长量,求小球由到克服弹性轻绳弹力所做的功和弹性轻绳的劲度系数;
(3)从释放小球到最终停下来,小球运动的路程。
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