内容正文:
昆八中2025-2026学年度下学期期中考
高二物理试卷
考试时间:75分钟 满分:100分
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810题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分
1. 下列有关物理思想方法的说法正确的是( )
A. 质点、重心概念的建立都体现了等效替代的思想
B. 当时,平均速度可看成瞬时速度,运用了理想模型法
C. 加速度公式与电流公式都采用了比值定义法
D. 卡文迪什利用扭秤测量引力常量的实验中用到了放大的思想
【答案】D
【解析】
【详解】A.质点是建立理想物理模型的方法。故A错误;
B.当时,平均速度可看成瞬时速度,运用的是极限法。故B错误;
C.加速度公式是加速度的决定式。故C错误;
D.卡文迪什利用扭秤测量引力常量的实验中用到了放大的思想。故D正确。
故选D。
2. 如图为太阳系部分行星绕太阳运行的圆轨道示意图,水星、金星、地球、火星、木星、土星均绕太阳做匀速圆周运动,万有引力提供行星做圆周运动的向心力。下列说法正确的是( )
A. 水星的公转轨道半径最小,其绕太阳运行的周期最长。
B. 地球绕太阳运行的公转角速度大于金星绕太阳运行的公转角速度。
C. 地球的第一宇宙速度大小为7.9km/s,它是人造地球卫星的最小发射速度。
D. 土星的公转轨道半径最大,其绕太阳运行的线速度最大。
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据开普勒第三定律可知
可知,水星的公转轨道半径最小,其绕太阳运行的周期最短,故A错误;
B.由题可知,万有引力提供行星圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律可得
解得
可知,由于地球绕太阳的公转半径大于金星绕太阳的公转半径,因此地球绕太阳运行的公转角速度小于金星绕太阳运行的公转角速度,故B错误;
C.地球的第一宇宙速度大小为7.9km/s,它是人造地球卫星的最小发射速度,故C正确;
D.由题可知,万有引力提供行星圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律可得
解得
可知,土星的公转轨道半径最大,其绕太阳运行的线速度最小,故D错误。
故选C。
3. 今年春晚,宇树科技机器人大放异彩,除了机器人外,宇树机器狗UNITREEB2-W野外跑酷能力性能卓越,能够执行爬山、涉水、翻越障碍等高难度动作;该机器狗能够驮载120kg的负重,续航里程可达50公里;在某次机器狗的测试中,测试人员和机器狗的位置一时间(图像)如图所示,人的图像为曲线,机器狗的图像为两条线段,从到的过程中,关于人和机器狗的运动,下列说法正确的是( )
A. 机器狗一直做匀速直线运动
B. 人做曲线运动
C. 时间内,人的速度一定大于机器狗的速度
D. 时间内,人和机器狗只有一个瞬时速度相同的时刻
【答案】D
【解析】
【详解】A.因x-t图像的斜率等于速度,可知机器狗在和时间内均做匀速直线运动,但是速度不同,A错误;
B.x-t图像只能描述直线运动,即人做直线运动,B错误;
CD.因x-t图像的斜率表示速度,可知时间内,人的速度先大于机器狗的速度后小于机器狗的速度,在时间内,人和机器狗只有一个瞬时速度相同的时刻,C错误,D正确。
故选D。
4. 某机器人在送餐途中以5m/s的速度匀速直线运动,突然发现前方有障碍物,立即刹车,以大小为2m/s2的加速度做匀减速直线运动直至刹停。在此过程中,机器人( )
A. 刹车2s时的速度大小为2m/s
B. 刹车3s时的速度大小为1m/s
C. 刹车总位移大小为12.5m
D. 刹车的第1s内与最后1s内的位移大小之比为4:1
【答案】D
【解析】
【详解】A.机器人停止运动的时间为
所以刹车2s时的速度大小为,故A错误;
B.2.5s时机器人速度已减为零,所以刹车3s时速度为零,故B错误;
C.刹车总位移,故C错误;
D.第1s内位移为
最后1s内位移为
所以,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,正三角形的两个顶点、均固定了电荷量为的点电荷,、分别为和边的中点,下列说法正确的是( )
A. 一电子沿直线由点向点移动时,其电势能先减小后增大
B. 一电子沿直线由点向点移动时,其动能一直减小
C. 若在点固定一电荷量为的点电荷,则点的电场强度小于点的电场强度
D. 若在点固定一电荷量为的点电荷,则点的电势高于点的电势
【答案】D
【解析】
【详解】AB.B、C两点固定的是两个等量正电荷,是连线的中垂线,等量正电荷中垂线上点上方区域的电场方向沿向上指向点;电子带负电,从向运动时,所受电场力方向从指向,与运动方向同向,电场力一直做正功,因此电子电势能一直减小,若不考虑电子重力,只有电场力做功,动能一直增大,AB错误;
C.A点固定后,B、C两点的在P点的场强大小相等、方向相反,合场强为0,故P点总场强仅由A处的产生,设正三角形边长为,则,
点的电场强度大小
B、C的在O点产生的场强大小相等,夹角为,故合场强沿向上,大小与分场强大小相等,则
A处的在O点产生的场强也沿向上,大小为
所以总场强,C错误。
D.A、B两点固定的是两个等量异种电荷,是连线的中垂线,根据等量异种电荷周围电势分布,可知
点的在、两点产生的电势
所以
即点的电势高于点的电势,D正确。
故选D。
6. 如图,矩形线框ABCD的匝数为N,面积为S,线框所处匀强磁场的磁感应强度大小为B。线框从图示位置开始绕轴OO以恒定的角速度沿逆时针方向转动,线框通过两个电刷与外电路连接。外电路中理想变压器原、副线圈的匝数比为k:1,定值电阻R1=R,R2=2R,忽略其余电阻。则( )
A. 图示位置,线框的磁通量大小为NBS
B. 图示位置,线框的感应电动势大小为NBSω
C. 流过R1、R2的电流之比为2k:1
D. 线框的输出功率为
【答案】C
【解析】
【详解】A.图示位置,线框的磁通量大小为BS,选项A错误;
B.图示位置,线框的磁通量最大,则磁通量的变化率为零,则此时的感应电动势大小为零,选项B错误;
C.根据
则流过R1、R2的电流之比为
选项C正确;
D.线框产生的感应电动势最大值
有效值
则电阻R1的电流
则R2的电流为
线框的输出功率等于两电阻消耗的功率之和为
选项D错误。
故选C。
7. 如图甲所示,倾角为的传送带以恒定速率逆时针运行,现将一质量为的包裹轻轻放在最上端的点,包裹从点运动到最下端点的过程中,其加速度随位移变化的图像如图乙所示。取重力加速度大小,则下列说法正确的是( )
A. ,且包裹与传送带间的动摩擦因数为0.5
B. 传送带运行的速度大小为
C. 包裹与传送带间因摩擦而产生的热量为
D. 包裹从点运动到最下端点所用的时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A.包裹放上传送带后瞬间,包裹相对传送带向上滑动,则包裹所受摩擦力沿传送带向下。
在0到内,根据牛顿第二定律得
包裹运动到与传送带共速后,根据牛顿第二定律得
其中,,联立解得,,故A错误;
B.由题图乙可知,包裹的位移为时包裹与传送带共速,则传送带速度,故B错误;
C.包裹在0到内,有
包裹在到过程中,有
解得
则有
故,故C错误;
D.包裹从点运动到最下端点所用的时间,故D正确。
故选D。
8. 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,与锅沿的水平距离为,锅的半径也为,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。则下列关于所有小面片在空中运动的描述正确的是( )
A. 运动的时间都不相同
B. 运动的时间都相同
C. 初速度越小,落入锅中时速度与水平面之间的夹角越大
D. 落入锅中时,最大速度是最小速度的3倍
【答案】BC
【解析】
【详解】AB. 平抛运动竖直方向满足
得运动时间
所有小面片下落高度相同,因此运动时间都相同,A错误,B正确;
C.设落入锅中时速度与水平面的夹角为,竖直分速度
对所有小面片是定值;而
因此越小,越大,夹角越大,C正确;
D.小面片落入锅中,水平位移范围为:
水平方向
因此初速度满足 ,
落入锅中的合速度
因此 ,,D错误。
故选BC 。
9. 空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场B与水平向右的匀强电场E,一带电体在复合场中恰能沿着MN做匀速直线运动,MN与水平方向呈45°,NP水平向右。带电量为q,速度为v,质量为m,当粒子到N时,撤去磁场,一段时间后粒子经过P点,重力加速度为,则( )
A. 电场强度为
B. 磁场强度为
C. NP两点的电势差为
D. 粒子从N→P时距离NP的距离最大值为
【答案】BC
【解析】
【详解】A B.一带电体在重力,电场力和洛伦兹力三个力共同作用下做匀速直线运动,三个力的合力为0。受力图如图所示
由三力平衡关系可知,
解得,,A错误,B正确;
C.在N点撤去磁场后,粒子受合力方向与运动方向垂直,做类平抛运动,如图所示
加速度
粒子到达P点时,位移偏转角为,
y轴方向匀加速运动
粒子在P点速度
N到P的过程中,只有电场力做功
解得,C正确;
D.将粒子在N点的速度沿水平方向和竖直方向分解,可知粒子在竖直方向做竖直上抛运动,且
当竖直方向速度为零时,粒子向上运动的距离最大,故粒子能向上运动的最大距离,D错误。
故选BC。
10. 一劲度系数的轻质弹簧一端固定在倾角为足够长的光滑固定斜面的底端。另一端拴住质量为的物块P,Q为一质量为的重物,系统处于静止状态,如图所示。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力,使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动,在前时间内为变力,以后为恒力,,,,下列说法正确的是( )
A. 系统处于静止状态时,弹簧的压缩量为0.12m
B. 物块Q沿斜面向上做匀加速运动的加速度大小为
C. 两物块P、Q分离时,弹簧的压缩量为0.06m
D. 力的最大值与最小值的差值为36N
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.设系统处于静止状态时弹簧的压缩量为,根据平衡条件有
解得,故A正确;
BC.由题知,在前0.2s内F为变力,0.2s以后F为恒力,表明0.2s时物块P、Q之间的弹力恰好为0,两物块恰好分离,由于加速度向上,弹簧仍然处于压缩状态,设压缩量为,向上做匀加速直线的加速度为,对P,根据牛顿第二定律有
根据位移公式有
其中
联立解得,,故B错误,C正确;
D .刚刚施加拉力时,拉力最小值,对整体,根据牛顿第二定律有
P、Q分离时及之后,拉力最大,对Q,根据牛顿第二定律有
解得
故力的最大值与最小值的差值为,故D正确。
故选ACD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。其中13-15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤:有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某同学用如图(甲)所示的装置验证机械能守恒定律。将钢制的圆柱用细线悬挂在铁架台上,在其下方固定一个带有软笔尖的电动机。接通电源后,电动机匀速转动(转动周期为T),软笔尖每转一周就在圆柱表面画上一条痕迹。实验时,先启动电动机,稳定后再烧断细线使圆柱自由下落,圆柱表面留下一系列痕迹,如图(乙)所示。现测得痕迹O到痕迹A、B、C、D、E距离分别为、、、、。已知当地重力加速度为g。
(1)实验中选择电动机转动的周期T远小于圆柱下落时间,其目的是________。
A. 便于在圆柱上画出清晰的痕迹
B. 保证圆柱下落过程中受力均匀
C. 使圆柱在任意相邻痕迹间的运动可近似为匀速运动
D. 获得足够多的测量痕迹,减小测量的偶然误差
(2)为测量图乙中痕迹C的速度,应使用的计算式为________。(用、和T表示)
(3)若测得多组圆柱下落距离h和对应速度v的数据,绘制出图像。在实验误差允许范围内,若图线是一条倾斜直线,其斜率近似等于________,则可认为圆柱下落过程中机械能守恒。
【答案】(1)D (2)
(3)2g
【解析】
【小问1详解】
A.痕迹是否清晰主要取决于笔尖与圆柱的接触情况,与电动机转动周期的大小无直接关系,故A错误;
B.圆柱下落过程中的受力情况由重力和空气阻力决定,与记录痕迹的周期无关,故B错误;
C.圆柱做自由落体运动,加速度为,相邻痕迹间圆柱做匀加速运动而非匀速运动,故C错误;
D.周期越小,在相同的下落时间内留下的痕迹数量越多,可以获得更多的测量数据,通过多组数据求平均或作图可以有效减小测量的偶然误差,故D正确。
故选 D。
【小问2详解】
圆柱做自由落体运动,属于匀变速直线运动。根据匀变速直线运动的推论,某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。痕迹对应时刻是痕迹到痕迹时间段的中间时刻。由图可知,到的距离为 ,到的距离为,则到的距离为。到的时间间隔为 。故
【小问3详解】
若机械能守恒,则圆柱减少的重力势能等于增加的动能。设圆柱质量为,下落高度为时速度为 ,则有
整理得
由此可知, 图像应为过原点的倾斜直线,其斜率
因此,若图线斜率近似等于,则可认为机械能守恒。
12. 某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.待测干电池一节
B.电流表A:量程0-0.6A,内阻为0.6Ω
C.电压表:量程0-3V,内阻未知
D.电压表:量程0-15V,内阻未知
E.滑动变阻器:0-20Ω,2A
F.滑动变阻器:0-20Ω,1A
G.开关、导线若干
伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下,为消除上述系统误差,尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
(1)在上述器材中请选择适当的器材:电压表______,滑动变阻器选______(填写器材前的序号字母)。
(2)实验电路图应选择下图中的______(填“甲”或“乙”)
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图所示的图像。由此可知电池电动势______V,干电池的内电阻______Ω(结果保留2位有效数字)。
【答案】(1) ①. C ②. E
(2)甲 (3) ①. 1.5 ②. 0.40
【解析】
【小问1详解】
[1]一节干电池的电动势约为,路端电压通常在之间变化。为了减小读数误差并保证指针偏转明显,应选择量程为的电压表,故选C。
[2] 题目中两个滑动变阻器最大阻值都是,主要区别在于允许通过的最大电流。干电池允许通过的电流较小(通常小于),虽然F()也能用,但E()的安全系数更大,且在实验中滑动变阻器主要用于调节电流,阻值较小()比较合适,调节时电流变化较明显,故选E。
【小问2详解】
电流表测量的是通过电源的真实电流,但由于电流表内阻已知,我们可以把电流表看作电源内阻的一部分,从而可以修正得到真实的内阻,故选甲;
电压表测量的是准确电压,但电流表测量的电流不包括电压表的分流,且电压表内阻未知,无法修正分流带来的误差,会导致系统误差,故不选乙。
【小问3详解】
[1][2]根据图甲,闭合电路欧姆定律为
得
所以图像和纵轴的截距代表电源电动势
斜率代表
所以
13. 某同学探究某种液体对绿光的折射率,准备一个半径为的半球形容器,在容器底部安装一个体积大小可以忽略的绿色光源,然后往容器内注满该种液体,他发现从光源正上方俯视,液面上的最大发光区域是一个半径为的圆,忽略反射光,真空中光速为,求:
(1)液体对该绿光的折射率;
(2)射出液面的光在该液体中传播的最短时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由题意,液面上发光区域的边缘恰好发生全反射,如图所示
对临界光线做几何分析,光源在半球底部,液面中心为,
发光圆半径
临界光线满足直角三角形关系
设全反射临界角为,临界角是入射光线与液面法线(竖直方向)的夹角,因此
结合全反射公式有
解得
【小问2详解】
光在液体中速度
能射出液面的光中,最短路程为竖直向上到液面中心,则
最短时间
14. 如图所示,物体A质量,以初速度在光滑平台上向右运动,右边放置有质量的滑块B。平台上有一水平光滑固定滑轨,其上穿有一质量的滑块C,滑块B与C通过一轻弹簧连接,开始时弹簧竖直并处于原长。一段时间后A与B碰撞并粘在一起向右运动。A、B组合体随后运动过程中一直没有离开水平面,且C没有滑离滑轨,弹簧始终处在弹性限度内。忽略所有滑块大小及空气阻力对问题的影响。重力加速度,求:
(1)滑块A碰到B后整体的速度大小;
(2)弹簧伸到最长时的弹性势能;
(3)C在弹簧第一次恢复原长时的速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设滑块A与B碰撞后一起向右运动速度为,由动量守恒定律,得
解得
【小问2详解】
、组合体粘在一起通过弹簧带动滑块运动,当弹簧伸长量最大时,弹性势能最大,此时三者以共同速度运动,由动量守恒定律,得
解得
根据机械能守恒定律,弹簧弹性势能
解得
【小问3详解】
弹簧第一次恢复原长时,弹性势能为,设此时、组合体的速度为,C的速度为。根据动量守恒,得
解得
根据机械能守恒,得
解得
联立解得,(,对应初始状态,舍去)
15. 如图所示,电阻不计且足够长的平行导轨abcd-a'b'c'd'由四部分组成,ab、a'b'部分是半径为R的四分之一竖直圆弧,bc-b'c'、cd-c'd'、d'a-d'a'部分在同一水平面上,bc-b'c'宽2L,cd-c'd'宽L。导轨区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。质量为m、电阻为r、长度为2L的完全相同的金属棒M、N两端套在导轨上,N在d'a-d'a'上静止并锁定。现将M从圆心O等高处a-a'由静止释放,M到达最低点b-b'时对轨道的压力为2mg,并在此刻同时解除对N的锁定。M下落后续始终在bc-b'c'上运动,N始终在cd-c'd'上运动,不计一切摩擦,重力加速度为g,经过足够长的时间,求∶
(1)M在下滑过程中,N产生的焦耳热QN;
(2)M、N最终速度的大小vM、vN。
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
设到达时速度为,由牛顿第二定律有
因为
解得
从到,依能量守恒
因为
联立解得
【小问2详解】
到达时,解除锁定,减速,加速,最后二者分别做匀速运动。产生的电动势大小相等,切割磁感线的有效长度为,则有
对减速过程,依动量定理,以右为正,有
对加速过程,所受安培力的平行导轨分量为合外力,依动量定理,以右为正,有
联立解得,
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昆八中2025-2026学年度下学期期中考
高二物理试卷
考试时间:75分钟 满分:100分
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810题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分
1. 下列有关物理思想方法的说法正确的是( )
A. 质点、重心概念的建立都体现了等效替代的思想
B. 当时,平均速度可看成瞬时速度,运用了理想模型法
C. 加速度公式与电流公式都采用了比值定义法
D. 卡文迪什利用扭秤测量引力常量的实验中用到了放大的思想
2. 如图为太阳系部分行星绕太阳运行的圆轨道示意图,水星、金星、地球、火星、木星、土星均绕太阳做匀速圆周运动,万有引力提供行星做圆周运动的向心力。下列说法正确的是( )
A. 水星的公转轨道半径最小,其绕太阳运行的周期最长。
B. 地球绕太阳运行的公转角速度大于金星绕太阳运行的公转角速度。
C. 地球的第一宇宙速度大小为7.9km/s,它是人造地球卫星的最小发射速度。
D. 土星的公转轨道半径最大,其绕太阳运行的线速度最大。
3. 今年春晚,宇树科技机器人大放异彩,除了机器人外,宇树机器狗UNITREEB2-W野外跑酷能力性能卓越,能够执行爬山、涉水、翻越障碍等高难度动作;该机器狗能够驮载120kg的负重,续航里程可达50公里;在某次机器狗的测试中,测试人员和机器狗的位置一时间(图像)如图所示,人的图像为曲线,机器狗的图像为两条线段,从到的过程中,关于人和机器狗的运动,下列说法正确的是( )
A. 机器狗一直做匀速直线运动
B. 人做曲线运动
C. 时间内,人的速度一定大于机器狗的速度
D. 时间内,人和机器狗只有一个瞬时速度相同的时刻
4. 某机器人在送餐途中以5m/s的速度匀速直线运动,突然发现前方有障碍物,立即刹车,以大小为2m/s2的加速度做匀减速直线运动直至刹停。在此过程中,机器人( )
A. 刹车2s时的速度大小为2m/s
B. 刹车3s时的速度大小为1m/s
C. 刹车总位移大小为12.5m
D. 刹车的第1s内与最后1s内的位移大小之比为4:1
5. 如图所示,正三角形的两个顶点、均固定了电荷量为的点电荷,、分别为和边的中点,下列说法正确的是( )
A. 一电子沿直线由点向点移动时,其电势能先减小后增大
B. 一电子沿直线由点向点移动时,其动能一直减小
C. 若在点固定一电荷量为的点电荷,则点的电场强度小于点的电场强度
D. 若在点固定一电荷量为的点电荷,则点的电势高于点的电势
6. 如图,矩形线框ABCD的匝数为N,面积为S,线框所处匀强磁场的磁感应强度大小为B。线框从图示位置开始绕轴OO以恒定的角速度沿逆时针方向转动,线框通过两个电刷与外电路连接。外电路中理想变压器原、副线圈的匝数比为k:1,定值电阻R1=R,R2=2R,忽略其余电阻。则( )
A. 图示位置,线框的磁通量大小为NBS
B. 图示位置,线框的感应电动势大小为NBSω
C. 流过R1、R2的电流之比为2k:1
D. 线框的输出功率为
7. 如图甲所示,倾角为的传送带以恒定速率逆时针运行,现将一质量为的包裹轻轻放在最上端的点,包裹从点运动到最下端点的过程中,其加速度随位移变化的图像如图乙所示。取重力加速度大小,则下列说法正确的是( )
A. ,且包裹与传送带间的动摩擦因数为0.5
B. 传送带运行的速度大小为
C. 包裹与传送带间因摩擦而产生的热量为
D. 包裹从点运动到最下端点所用的时间为
8. 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,与锅沿的水平距离为,锅的半径也为,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。则下列关于所有小面片在空中运动的描述正确的是( )
A. 运动的时间都不相同
B. 运动的时间都相同
C. 初速度越小,落入锅中时速度与水平面之间的夹角越大
D. 落入锅中时,最大速度是最小速度的3倍
9. 空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场B与水平向右的匀强电场E,一带电体在复合场中恰能沿着MN做匀速直线运动,MN与水平方向呈45°,NP水平向右。带电量为q,速度为v,质量为m,当粒子到N时,撤去磁场,一段时间后粒子经过P点,重力加速度为,则( )
A. 电场强度为
B. 磁场强度为
C. NP两点的电势差为
D. 粒子从N→P时距离NP的距离最大值为
10. 一劲度系数的轻质弹簧一端固定在倾角为足够长的光滑固定斜面的底端。另一端拴住质量为的物块P,Q为一质量为的重物,系统处于静止状态,如图所示。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力,使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动,在前时间内为变力,以后为恒力,,,,下列说法正确的是( )
A. 系统处于静止状态时,弹簧的压缩量为0.12m
B. 物块Q沿斜面向上做匀加速运动的加速度大小为
C. 两物块P、Q分离时,弹簧的压缩量为0.06m
D. 力的最大值与最小值的差值为36N
二、非选择题:本题共5小题,共54分。其中13-15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤:有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某同学用如图(甲)所示的装置验证机械能守恒定律。将钢制的圆柱用细线悬挂在铁架台上,在其下方固定一个带有软笔尖的电动机。接通电源后,电动机匀速转动(转动周期为T),软笔尖每转一周就在圆柱表面画上一条痕迹。实验时,先启动电动机,稳定后再烧断细线使圆柱自由下落,圆柱表面留下一系列痕迹,如图(乙)所示。现测得痕迹O到痕迹A、B、C、D、E距离分别为、、、、。已知当地重力加速度为g。
(1)实验中选择电动机转动的周期T远小于圆柱下落时间,其目的是________。
A. 便于在圆柱上画出清晰的痕迹
B. 保证圆柱下落过程中受力均匀
C. 使圆柱在任意相邻痕迹间的运动可近似为匀速运动
D. 获得足够多的测量痕迹,减小测量的偶然误差
(2)为测量图乙中痕迹C的速度,应使用的计算式为________。(用、和T表示)
(3)若测得多组圆柱下落距离h和对应速度v的数据,绘制出图像。在实验误差允许范围内,若图线是一条倾斜直线,其斜率近似等于________,则可认为圆柱下落过程中机械能守恒。
12. 某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.待测干电池一节
B.电流表A:量程0-0.6A,内阻为0.6Ω
C.电压表:量程0-3V,内阻未知
D.电压表:量程0-15V,内阻未知
E.滑动变阻器:0-20Ω,2A
F.滑动变阻器:0-20Ω,1A
G.开关、导线若干
伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下,为消除上述系统误差,尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
(1)在上述器材中请选择适当的器材:电压表______,滑动变阻器选______(填写器材前的序号字母)。
(2)实验电路图应选择下图中的______(填“甲”或“乙”)
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图所示的图像。由此可知电池电动势______V,干电池的内电阻______Ω(结果保留2位有效数字)。
13. 某同学探究某种液体对绿光的折射率,准备一个半径为的半球形容器,在容器底部安装一个体积大小可以忽略的绿色光源,然后往容器内注满该种液体,他发现从光源正上方俯视,液面上的最大发光区域是一个半径为的圆,忽略反射光,真空中光速为,求:
(1)液体对该绿光的折射率;
(2)射出液面的光在该液体中传播的最短时间。
14. 如图所示,物体A质量,以初速度在光滑平台上向右运动,右边放置有质量的滑块B。平台上有一水平光滑固定滑轨,其上穿有一质量的滑块C,滑块B与C通过一轻弹簧连接,开始时弹簧竖直并处于原长。一段时间后A与B碰撞并粘在一起向右运动。A、B组合体随后运动过程中一直没有离开水平面,且C没有滑离滑轨,弹簧始终处在弹性限度内。忽略所有滑块大小及空气阻力对问题的影响。重力加速度,求:
(1)滑块A碰到B后整体的速度大小;
(2)弹簧伸到最长时的弹性势能;
(3)C在弹簧第一次恢复原长时的速度大小。
15. 如图所示,电阻不计且足够长的平行导轨abcd-a'b'c'd'由四部分组成,ab、a'b'部分是半径为R的四分之一竖直圆弧,bc-b'c'、cd-c'd'、d'a-d'a'部分在同一水平面上,bc-b'c'宽2L,cd-c'd'宽L。导轨区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。质量为m、电阻为r、长度为2L的完全相同的金属棒M、N两端套在导轨上,N在d'a-d'a'上静止并锁定。现将M从圆心O等高处a-a'由静止释放,M到达最低点b-b'时对轨道的压力为2mg,并在此刻同时解除对N的锁定。M下落后续始终在bc-b'c'上运动,N始终在cd-c'd'上运动,不计一切摩擦,重力加速度为g,经过足够长的时间,求∶
(1)M在下滑过程中,N产生的焦耳热QN;
(2)M、N最终速度的大小vM、vN。
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