内容正文:
物理试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
一、单项选择题:本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示,甲、乙两人静止在光滑的水平冰面上,甲推了乙一下,结果两人向相反的方向滑去,已知甲的质量比乙的大。则在甲推乙的过程中,下列说法正确的是( )
A. 甲的动能变化量小于乙的动能变化量
B. 甲的速度变化量大于乙的速度变化量
C. 甲、乙的动量变化量相同
D. 甲对乙的冲量大于乙对甲的冲量
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲推乙的过程中,由于在光滑的水平冰面,所以甲、乙二人组成的系统动量守恒,由于系统总动量为0,故甲乙动量变化量等大反向,甲乙末动量也等大反向,根据
而甲的质量大于乙的质量,故甲的动能小于乙的动能,即甲的动能变化量小于乙的动能变化量,故A正确;
B.由于甲乙末动量等大,根据动量
由于甲的质量大于乙的质量,所以甲的速度小于乙的速度,由于初速度为0,故甲的速度变化量小于乙的速度变化量,故B错误;
C.结合A选项分析可知,甲、乙的动量变化量等大反向,故C错误;
D.甲推乙的过程中,根据牛顿第三定律可知,甲对乙的力与乙对甲的力等大反向,作用时间也相等,故甲对乙的冲量大小等于乙对甲的冲量大小,故D错误。
故选A。
2. 如图所示,一个大理石半球静置在水平地面上,球心为。一只小蚂蚁缓慢从图中点沿圆弧爬向半球面最高点,运动过程中大理石半球始终保持静止。已知与的夹角为,在此过程中,下列说法正确的是( )
A. 大理石半球对小蚂蚁的作用力变小
B. 大理石半球对小蚂蚁的支持力变大
C. 地面对大理石半球的摩擦力变小
D. 地面对大理石半球的支持力变小
【答案】B
【解析】
【详解】AB.对小蚂蚁受力分析如图所示。
可知大理石半球对小蚂蚁的作用力为支持力与摩擦力的合力,大小始终等于蚂蚁的重力,保持不变;蚂蚁受到的摩擦力为
蚂蚁受到的支持力为
小蚂蚁缓慢从图中点沿圆弧爬向点的过程中逐渐变小,则小蚂蚁受到的支持力变大,摩擦力变小,大理石半球对小蚂蚁的作用力不变,故A错误,B正确;
CD.选取大理石半球与小蚂蚁组成的整体为研究对象,可知二者只受到重力与地面的支持力,所以大理石半球受到地面的支持力始终大小等于二者重力的合力,保持不变,大理石半球与地面之间没有摩擦力的作用,故CD错误。
故选B。
3. 乡村道路上安装了太阳能路灯,若某路段为直线且任意相邻两路灯的间距均相等,一新能源汽车沿该路段做匀加速直线运动,连续通过相邻的三盏路灯,该车前端从第一盏路灯到第二盏路灯所用时间为2 s、从第二盏路灯到第三盏路灯所用时间为1 s,该车前端经过第三盏路灯时,车上仪表盘显示车速大小为37.8 km/h,下列说法正确的是( )
A. 该车前端经过第一盏路灯时速度大小为3 m/s
B. 该车加速度大小为2.5 m/s2
C. 相邻两盏路灯的间距为9 m
D. 该车前端经过第二盏路灯时速度大小为6 m/s
【答案】C
【解析】
【详解】设相邻两盏路灯间的距离为x,由题目中信息可知
通过第三盏路灯时
代入数据可得
,,
通过第二盏路灯时
故选C。
4. 如图甲所示的起重机从t = 0时刻由静止开始竖直向上提升质量为m = 100 kg的物体,其0 ~ 4 s的v − t图像如图乙所示。t = 4 s时,起重机达到额定功率,之后以额定功率继续提升一段时间,物块速度达到最大值。若所有阻力均不计,取重力加速度g = 10 m/s2,以下说法正确的是( )
A. 起重机的额定功率为4000 W
B. 物体达到的最大速度为5 m/s
C. 当物体的速度为2 m/s时,起重机的功率为2200 W
D. 当物体的速度为4.2 m/s时,物体加速度为0.6 m/s2
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由v − t图像可知,开始时物体做匀加速直线运动,加速度
由牛顿第二定律可知
可得,做匀加速直线运动时,绳子拉力为
在t = 4 s时,起重机的功率为额定功率
当拉力T1 = mg时,速度最大,故
故AB错误;
C.当物体的速度为v1 = 2 m/s时,起重机的功率还没达到额定功率,物体还在做匀加速直线运动,所以
故C正确;
D.当物体速度为v2 = 4.2 m/s时,起重机功率已经达到额定功率,拉力
加速度
故D错误。
故选C。
5. 如图所示,水平固定一光滑长杆,杆上P点正下方h处固定一光滑定滑轮,一质量为m的滑块a套在细杆上,下端系一不可伸长的轻质细绳,细绳绕过定滑轮悬挂一质量为0.5m的小球b,用水平外力F将滑块a缓慢拉至P点左侧的C点,此时绳与竖直方向夹角为θ,滑块a从C点由静止释放,已知重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 滑块a在C点静止时,水平外力F的大小为
B. 滑块a从C运动到P的过程中,小球b的机械能先增大后减小
C. 滑块a从C运动到P的过程中,小球b一直处于失重状态
D. 滑块a从C运动到P点时的速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据受力平衡可得水平外力F的大小为
故A错误;
BC.滑块a从C向P运动的过程中,b向下先加速后减速,a到点时b的速度减小到0,a的速度增加到最大,所以b的机械能一直减小,b先处于失重后又处于超重状态,故BC错误;
D.滑块a从C运动到P点的过程中,b减少的重力势能转化为a的动能,有
解得速度大小
故D正确。
故选D。
6. 投掷铅球是运动会上必不可少的项目。某同学投掷铅球的过程可简化为如图所示的模型:质量为m的铅球从离水平地面高度为h处被投出,初速度v0斜向上且与水平方向成α角,铅球落地点到抛出点的水平距离称为水平射程。忽略空气阻力,已知重力加速度为g,铅球视为质点。则( )
A. 当v0一定时,α角越大,铅球在空中运动时间越短
B. 当α角一定时,v0越小,其水平射程越长
C. 若α角小于90°,取地面为零势能面,铅球运动过程中重力势能最大值为
D. 当v0一定时,若要使水平射程最远,则α角一定小于45°
【答案】D
【解析】
【详解】A.当v0一定时,α角越大,铅球在竖直方向的分速度越大,则铅球在空中运动的时间越长,故A错误;
B.当α角一定时,v0越小,铅球在竖直方向和水平方向的分速度越小,则铅球在空中运动时间越短,水平射程越小,故B错误;
C.当铅球上升到最高点时,铅球重力势能最大,最大值为
故C错误;
D.为求得最大位移,根据运动的合成,如图所示
由几何关系得
由数学求极值,当x取得最大值时
所以
故D正确。
故选D。
7. 科学家发现,宇宙中有许多双星系统。双星系统是由两个星体构成,其中每个星体的线度(直径)都远小于两星体间的距离,一般双星系统距离其他星体很远,可以当作孤立系统处理。已知某双星系统中每个星体的质量都是,两者相距,它们正围绕两者连线的中点做匀速圆周运动,由以上条件可得该双星系统的角速度大小为。科学家通过光学仪器观测计算得到的角速度大小与角速度有些差异,为了解释这个问题,目前有理论认为,在宇宙中可能存在一种观测不到的暗物质。其模型简化为:在以这两个星体连线为直径的球体内,均匀分布着密度为的暗物质,不考虑其他星体影响,根据这一模型可以计算该双星系统的角速度,则为( )
A. 1∶1 B. C. D. 1∶5
【答案】C
【解析】
【详解】当两星球之间的万有引力提供向心力,有
当空间充满了暗物质时,暗物质也会对天体有万有引力的作用,暗物质的万用引力可以等效为质量集中在球心的质点对星球的引力,可得
联立可得
故选C。
二、多项选择题:本大题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对得5分,选对但不全得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,两根固定的通电长直导线ac、bd相互垂直,ac平行于纸面,电流方向水平向右,bd垂直于纸面,电流方向垂直纸面向里,下列说法正确的是( )
A. ac在其正下方产生的磁场,磁感应强度方向垂直纸面向里
B. bd不受ac的安培力作用
C. a端有垂直纸面向外转动的趋势
D. a端有垂直纸面向里转动的趋势
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据右手螺旋定则,ac在其下方平面产生的磁感应强度方向垂直纸面向里,故A正确;
B.由于ac产生的磁感线不是直线,所以bd会受到ac的安培力的作用,故B错误;
CD.根据ac所受安培力的方向可知a端有垂直于纸面向里转动的趋势,故C错误,D正确。
故选AD。
9. 竖直面内悬吊的光滑绝缘水平杆上有A、O、B三点,以O点为坐标原点、向右为正方向建立x轴,A点坐标为-d,B点坐标为d,如图甲所示A、B两点间沿x轴的电势变化如图乙所示,左侧图线为一条倾斜线段,右侧为抛物线,现将套在杆上的带电量大小为q的圆环从A点由静止释放(忽略带电圆环形成电场的影响) 后,圆环向右运动,已知圆环的质量为m,可视为点电荷。下列说法正确的是( )
A. 圆环带正电
B. 圆环从A 到 B 的运动过程中最大速度为
C. 圆环从 O 到 B 的运动过程中加速度逐渐减小
D. 圆环向右运动的过程中,在AO段的运动时间大于在 OB段的运动时间
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图乙可知,AO之间电场线方向是O指向A,OB之间的电场线方向是O指向B;圆环由A点向右运动,所以圆环带负电,故A错误。
B.圆环从A到B的运动过程中,运动到O点时的速度最大,由动能定理有
解得
故B正确。
C.根据图像的斜率表示场强的大小,根据图乙可知,从O到B电场逐渐变大,圆环受到的合力即电场力逐渐变大,所以圆环的加速度变大,故C错误。
D.根据图像的斜率表示场强的大小,可知在AO段的电场为匀强电场,圆环向右运动的过程中,在AO段做匀加速直线运动,OB段做加速度逐渐增大的减速运动,速度-时间图像如图所示
由速度-时间图像可得AO段的平均速度小于OB段,两段的距离相等,所以在AO段的运动时间大于在OB段的运动时间,故D正确。
故选BD。
10. 为起到更好的隔音效果,阳台窗户使用双层玻璃,双层平行玻璃中间是氙气,两块玻璃的厚度相同均为h。用一支激光笔,让激光从窗户一侧与玻璃成60°角入射并记录入射点A,同时记录A点在对面玻璃外面的投影点A′,如图所示。然后在窗户另一侧记录激光出射点的位置B。测量A′B的距离为d。已知玻璃对该激光的折射率为1.5,可认为氙气对该激光的折射率为1。该激光在真空中的传播速度为c,不考虑多次反射,则下列说法正确的是( )
A. 激光在氙气中的传播速度比在玻璃中的慢
B. 双层玻璃中间氙气的厚度为
C. 激光从A到B在玻璃中的传播时间为
D. 激光从A到B的传播时间为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据折射率公式
可知,折射率越大,光在介质中的传播速度越慢,所以激光在氙气中的传播速度比在玻璃中的快,故A错误;
B.作出激光的传播路线图如图所示
光在玻璃中的折射角为θ,根据公式,有
所以
由几何关系可得
解得双层玻璃中间氙气的厚度为
故B正确;
C.激光在玻璃中传播的路程
所以激光在玻璃中的传播时间
故C正确;
D.激光在氙气中的传播时间为
所以激光从A到B的传播时间为
故D错误。
故选BC。
三、非选择题:本大题共5小题,共57分。
11. 某实验小组用如图甲所示装置测量当地重力加速度,一轻质细绳通过轻质定滑轮连接两个质量均为的小桶和B,打点计时器固定在铁架台上,为了减小空气阻力及绳与滑轮之间的阻力的影响,可以通过在B桶内加入少量细砂来平衡阻力。
主要操作步骤如下:在B桶内加入少量细砂,接通打点计时器的电源,给B桶一个竖直向下的初速度,观察打出的纸带,判断B桶是否做匀速直线运动,调整细砂的多少直至B桶做匀速直线运动。测出B桶内细砂的质量为;在B桶内放入5个质量均为的钩码,接通打点计时器的电源,使B桶带着细砂和钩码由静止释放,得到一条点迹清晰的纸带,如图乙所示;打点计时器的打点周期为T,5个点为连续打出的点,测出、。回答下列问题:
(1)打点计时器打下点2时,桶的速度大小为_____(用和表示)。
(2)B桶的加速度大小为_____(用、和表示);根据牛顿第二定律,可得当地的重力加速度为_____(用、、、、和表示)。
【答案】(1)
(2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
根据匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,有
【小问2详解】
[1]由逐差法有
解得
[2]根据牛顿第二定律可得
解得重力加速度的表达式为
。
12. 热敏电阻的阻值随温度变化的关系如图甲所示。某同学用该热敏电阻制作测温范围为的温度计。所用器材有:直流电源 (电动势 内阻为1.5Ω), 电流表A(量程50mA,内阻为6Ω), 滑动变阻器R(最大阻值为100Ω), 煤油温度计,(测温范围 ),电热水壶,开关S,导线若干,水和冰块。(整个实验在标准大气压下进行)
(1)实验器材的组装和调节如下:
①按照图乙连接好电路;
②将热敏电阻浸入冰水混合物中,闭合开关S,调节滑动变阻器R的滑片,使电流表指针满偏,此时滑动变阻器接入电路的阻值为________Ω;
③用电热水壶将冰水混合物逐渐加热到 ,保持开关S闭合,滑动变阻器的滑片应________(选填“向左移动”“向右移动”或“保持不动”),用固定在水壶中的煤油温度计测量温度并记录,同时记下对应电流表的读数;
④将电流表的刻度盘重新标定成温度刻度盘,温度计即可正常使用。
(2)使用:①根据上述数据,写出电流表的电流I与热敏电阻的关系式为________ (用含Ⅰ的表达式表示);
②将热敏电阻浸入待测液体,闭合开关S,根据电流表指针的位置读出温度;
③当电流表的读数为25.0mA时,待测液体的温度为________℃。
【答案】(1) ①. 52.5 ②. 保持不动
(2) ①. ②. 26
【解析】
【小问1详解】
②[1]根据欧姆定律,有
为温度为0℃时热敏电阻的阻值,由甲图可知
计算可得
③[2]根据实验原理,应该保持滑动变阻器的阻值不变,温度改变,热敏电阻阻值改变,导致电流变化,根据电流的大小就可以定向计算出热敏电阻的阻值。
【小问2详解】
①[1]根据欧姆定律,有
③[2]当电流表的读数为25.0mA时,代入计算公式可得
由图甲可知,温度为26℃。
13. 图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图,图乙为质点B的振动图像,图甲中A点的横坐标为1cm。求:
(1)该列简谐横波的波速大小;
(2)从图示时刻开始,再过2.5s,质点A的位置坐标。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【详解】(1)由图甲可知,波长,由图乙可知,周期 ,波速为
(2)由图乙可知,时,B质点向上振动,根据“同侧法”可判断这列波向右传播,A点向上振动,所以B质点比A质点振动慢的时间
可得质点A从图示时刻开始的振动方程为
其中
把代入方程可得
则点的位置坐标为。
14. 离子束实验装置的基本原理如图所示。I区宽度为d,左边界与x轴垂直交于坐标原点O,其内充满垂直于xOy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场;Ⅱ区宽度为,左边界与x轴垂直交于O1点,右边界与x轴垂直交于O2点,其内充满沿y轴负方向的匀强电场。测试板垂直x轴置于Ⅱ区右边界,其中心C与O2点重合。从离子源不断飘出初速度为0、电荷量为q、质量为m的正离子,加速后沿x轴正方向通过O点,依次经Ⅰ区、Ⅱ区,恰好到达测试板中心C。已知离子进入Ⅱ区时速度方向与x轴正方向的夹角为θ = 37°,取sin37° = 0.6。忽略离子间的相互作用,不计离子重力。求:
(1)加速区加速电压的大小;
(2)Ⅱ区匀强电场的场强大小E。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
运动情况如图所示
设带电离子在磁场中偏转的半径为r,几何关系可得
洛伦兹力提供向心力
带电离子在加速场中加速时
联立解得
【小问2详解】
带电离子在匀强电场区域做类斜上抛运动,沿x轴方向的分运动为匀速直线运动,运动的时间为
带电离子沿y轴方向的分运动为匀变速直线运动,加速度大小为
带电离子从射入电场到C点,沿y轴方向的位移大小为
由位移公式可知
解得电场强度
15. 如图所示,带有固定竖直杆且总质量为的长方形物块静置在光滑水平地面上,物块右侧被一竖直挡板挡住,一根长为且不可伸长的轻质细线一端固定在杆的上端点,另一端与质量为的小球(视为质点)相连,把小球拉到点等高处,细线刚好拉直,小球由静止释放。已知小球在运动的过程中与杆不发生碰撞,且长方形物块不会侧翻,重力加速度为,忽略空气的阻力。求:
(1)小球第一次运动到最低点时的速度大小;
(2)小球运动到左端最高点时相对于最低点的高度;
(3)小球第二次运动到最低点时,物块对地面压力的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球第一次运动到最低点之前,物块被挡板挡住不会动,所以小球的重力势能转化为动能,有
解得
【小问2详解】
令长方形物块的质量为。小球第一次经过最低点后,物块在绳子拉力作用下会向左运动,小球和物块组成的系统在水平方向动量守恒,当小球摆到左边最高点时,小球和物块共速,有
由能量守恒可得
解得
【小问3详解】
当小球第一次从最低点再次运动回到最低点的过程中,由动量守恒,有
由能量守恒,有
解得
在最低点时,小球相对物块的运动速度为
小球相对物块做圆周运动,有
物块在竖直方向合力为0,由受力平衡可得
根据牛顿第三定律,物块对地面的压力
解得
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物理试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
一、单项选择题:本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示,甲、乙两人静止在光滑的水平冰面上,甲推了乙一下,结果两人向相反的方向滑去,已知甲的质量比乙的大。则在甲推乙的过程中,下列说法正确的是( )
A. 甲的动能变化量小于乙的动能变化量
B. 甲的速度变化量大于乙的速度变化量
C. 甲、乙的动量变化量相同
D. 甲对乙的冲量大于乙对甲的冲量
2. 如图所示,一个大理石半球静置在水平地面上,球心为。一只小蚂蚁缓慢从图中点沿圆弧爬向半球面最高点,运动过程中大理石半球始终保持静止。已知与的夹角为,在此过程中,下列说法正确的是( )
A. 大理石半球对小蚂蚁的作用力变小
B. 大理石半球对小蚂蚁的支持力变大
C. 地面对大理石半球的摩擦力变小
D. 地面对大理石半球的支持力变小
3. 乡村道路上安装了太阳能路灯,若某路段为直线且任意相邻两路灯的间距均相等,一新能源汽车沿该路段做匀加速直线运动,连续通过相邻的三盏路灯,该车前端从第一盏路灯到第二盏路灯所用时间为2 s、从第二盏路灯到第三盏路灯所用时间为1 s,该车前端经过第三盏路灯时,车上仪表盘显示车速大小为37.8 km/h,下列说法正确的是( )
A. 该车前端经过第一盏路灯时速度大小为3 m/s
B. 该车加速度大小为2.5 m/s2
C. 相邻两盏路灯的间距为9 m
D. 该车前端经过第二盏路灯时速度大小为6 m/s
4. 如图甲所示的起重机从t = 0时刻由静止开始竖直向上提升质量为m = 100 kg的物体,其0 ~ 4 s的v − t图像如图乙所示。t = 4 s时,起重机达到额定功率,之后以额定功率继续提升一段时间,物块速度达到最大值。若所有阻力均不计,取重力加速度g = 10 m/s2,以下说法正确的是( )
A. 起重机的额定功率为4000 W
B. 物体达到的最大速度为5 m/s
C. 当物体的速度为2 m/s时,起重机的功率为2200 W
D. 当物体的速度为4.2 m/s时,物体加速度为0.6 m/s2
5. 如图所示,水平固定一光滑长杆,杆上P点正下方h处固定一光滑定滑轮,一质量为m的滑块a套在细杆上,下端系一不可伸长的轻质细绳,细绳绕过定滑轮悬挂一质量为0.5m的小球b,用水平外力F将滑块a缓慢拉至P点左侧的C点,此时绳与竖直方向夹角为θ,滑块a从C点由静止释放,已知重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 滑块a在C点静止时,水平外力F的大小为
B. 滑块a从C运动到P的过程中,小球b的机械能先增大后减小
C. 滑块a从C运动到P的过程中,小球b一直处于失重状态
D. 滑块a从C运动到P点时的速度大小为
6. 投掷铅球是运动会上必不可少的项目。某同学投掷铅球的过程可简化为如图所示的模型:质量为m的铅球从离水平地面高度为h处被投出,初速度v0斜向上且与水平方向成α角,铅球落地点到抛出点的水平距离称为水平射程。忽略空气阻力,已知重力加速度为g,铅球视为质点。则( )
A. 当v0一定时,α角越大,铅球在空中运动时间越短
B. 当α角一定时,v0越小,其水平射程越长
C. 若α角小于90°,取地面为零势能面,铅球运动过程中重力势能最大值为
D. 当v0一定时,若要使水平射程最远,则α角一定小于45°
7. 科学家发现,宇宙中有许多双星系统。双星系统是由两个星体构成,其中每个星体的线度(直径)都远小于两星体间的距离,一般双星系统距离其他星体很远,可以当作孤立系统处理。已知某双星系统中每个星体的质量都是,两者相距,它们正围绕两者连线的中点做匀速圆周运动,由以上条件可得该双星系统的角速度大小为。科学家通过光学仪器观测计算得到的角速度大小与角速度有些差异,为了解释这个问题,目前有理论认为,在宇宙中可能存在一种观测不到的暗物质。其模型简化为:在以这两个星体连线为直径的球体内,均匀分布着密度为的暗物质,不考虑其他星体影响,根据这一模型可以计算该双星系统的角速度,则为( )
A. 1∶1 B. C. D. 1∶5
二、多项选择题:本大题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对得5分,选对但不全得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,两根固定的通电长直导线ac、bd相互垂直,ac平行于纸面,电流方向水平向右,bd垂直于纸面,电流方向垂直纸面向里,下列说法正确的是( )
A. ac在其正下方产生的磁场,磁感应强度方向垂直纸面向里
B. bd不受ac的安培力作用
C. a端有垂直纸面向外转动的趋势
D. a端有垂直纸面向里转动的趋势
9. 竖直面内悬吊的光滑绝缘水平杆上有A、O、B三点,以O点为坐标原点、向右为正方向建立x轴,A点坐标为-d,B点坐标为d,如图甲所示A、B两点间沿x轴的电势变化如图乙所示,左侧图线为一条倾斜线段,右侧为抛物线,现将套在杆上的带电量大小为q的圆环从A点由静止释放(忽略带电圆环形成电场的影响) 后,圆环向右运动,已知圆环的质量为m,可视为点电荷。下列说法正确的是( )
A. 圆环带正电
B. 圆环从A 到 B 的运动过程中最大速度为
C. 圆环从 O 到 B 的运动过程中加速度逐渐减小
D. 圆环向右运动的过程中,在AO段的运动时间大于在 OB段的运动时间
10. 为起到更好的隔音效果,阳台窗户使用双层玻璃,双层平行玻璃中间是氙气,两块玻璃的厚度相同均为h。用一支激光笔,让激光从窗户一侧与玻璃成60°角入射并记录入射点A,同时记录A点在对面玻璃外面的投影点A′,如图所示。然后在窗户另一侧记录激光出射点的位置B。测量A′B的距离为d。已知玻璃对该激光的折射率为1.5,可认为氙气对该激光的折射率为1。该激光在真空中的传播速度为c,不考虑多次反射,则下列说法正确的是( )
A. 激光在氙气中的传播速度比在玻璃中的慢
B. 双层玻璃中间氙气的厚度为
C. 激光从A到B在玻璃中的传播时间为
D. 激光从A到B的传播时间为
三、非选择题:本大题共5小题,共57分。
11. 某实验小组用如图甲所示装置测量当地重力加速度,一轻质细绳通过轻质定滑轮连接两个质量均为的小桶和B,打点计时器固定在铁架台上,为了减小空气阻力及绳与滑轮之间的阻力的影响,可以通过在B桶内加入少量细砂来平衡阻力。
主要操作步骤如下:在B桶内加入少量细砂,接通打点计时器的电源,给B桶一个竖直向下的初速度,观察打出的纸带,判断B桶是否做匀速直线运动,调整细砂的多少直至B桶做匀速直线运动。测出B桶内细砂的质量为;在B桶内放入5个质量均为的钩码,接通打点计时器的电源,使B桶带着细砂和钩码由静止释放,得到一条点迹清晰的纸带,如图乙所示;打点计时器的打点周期为T,5个点为连续打出的点,测出、。回答下列问题:
(1)打点计时器打下点2时,桶的速度大小为_____(用和表示)。
(2)B桶的加速度大小为_____(用、和表示);根据牛顿第二定律,可得当地的重力加速度为_____(用、、、、和表示)。
12. 热敏电阻的阻值随温度变化的关系如图甲所示。某同学用该热敏电阻制作测温范围为的温度计。所用器材有:直流电源 (电动势 内阻为1.5Ω), 电流表A(量程50mA,内阻为6Ω), 滑动变阻器R(最大阻值为100Ω), 煤油温度计,(测温范围 ),电热水壶,开关S,导线若干,水和冰块。(整个实验在标准大气压下进行)
(1)实验器材的组装和调节如下:
①按照图乙连接好电路;
②将热敏电阻浸入冰水混合物中,闭合开关S,调节滑动变阻器R的滑片,使电流表指针满偏,此时滑动变阻器接入电路的阻值为________Ω;
③用电热水壶将冰水混合物逐渐加热到 ,保持开关S闭合,滑动变阻器的滑片应________(选填“向左移动”“向右移动”或“保持不动”),用固定在水壶中的煤油温度计测量温度并记录,同时记下对应电流表的读数;
④将电流表的刻度盘重新标定成温度刻度盘,温度计即可正常使用。
(2)使用:①根据上述数据,写出电流表的电流I与热敏电阻的关系式为________ (用含Ⅰ的表达式表示);
②将热敏电阻浸入待测液体,闭合开关S,根据电流表指针的位置读出温度;
③当电流表的读数为25.0mA时,待测液体的温度为________℃。
13. 图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图,图乙为质点B的振动图像,图甲中A点的横坐标为1cm。求:
(1)该列简谐横波的波速大小;
(2)从图示时刻开始,再过2.5s,质点A的位置坐标。
14. 离子束实验装置的基本原理如图所示。I区宽度为d,左边界与x轴垂直交于坐标原点O,其内充满垂直于xOy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场;Ⅱ区宽度为,左边界与x轴垂直交于O1点,右边界与x轴垂直交于O2点,其内充满沿y轴负方向的匀强电场。测试板垂直x轴置于Ⅱ区右边界,其中心C与O2点重合。从离子源不断飘出初速度为0、电荷量为q、质量为m的正离子,加速后沿x轴正方向通过O点,依次经Ⅰ区、Ⅱ区,恰好到达测试板中心C。已知离子进入Ⅱ区时速度方向与x轴正方向的夹角为θ = 37°,取sin37° = 0.6。忽略离子间的相互作用,不计离子重力。求:
(1)加速区加速电压的大小;
(2)Ⅱ区匀强电场的场强大小E。
15. 如图所示,带有固定竖直杆且总质量为的长方形物块静置在光滑水平地面上,物块右侧被一竖直挡板挡住,一根长为且不可伸长的轻质细线一端固定在杆的上端点,另一端与质量为的小球(视为质点)相连,把小球拉到点等高处,细线刚好拉直,小球由静止释放。已知小球在运动的过程中与杆不发生碰撞,且长方形物块不会侧翻,重力加速度为,忽略空气的阻力。求:
(1)小球第一次运动到最低点时的速度大小;
(2)小球运动到左端最高点时相对于最低点的高度;
(3)小球第二次运动到最低点时,物块对地面压力的大小。
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