内容正文:
2025-2026学年度高三年级1月质量检测
物理试卷
满分:100分 考试时间:75分钟
一、单选题(每题4分,共32分)
1. 中国的农历新年家家户户会挂上喜庆的大红灯笼,用来增加节日喜庆的气氛。现用一根轻质弹簧和一根不可伸长的轻绳在水平天花板下悬挂一只灯笼,如图所示。静止时形成的为等边三角形。若某时刻剪断轻绳,则此瞬间灯笼的加速度大小为(已知重力加速度为)( )
A. B. 0 C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】对结点O分析,由平衡条件可得
求得
剪断轻绳瞬间,弹簧弹力不会瞬间突变,所以弹簧弹力与重力合力与轻绳的拉力等大反向,根据牛顿第二定律可得
解得
故选A。
2. 热膨胀材料在生产生活中有着广泛的应用。.某同学用平行板电容器设计制作了单电容热膨胀检测仪,原理如图所示。电容器上极板固定,下极板可随被测材料竖直方向的尺度变化而上下移动。闭合开关S,若材料热胀冷缩,下列说法中正确的是( )
A. 材料温度升高,极板所带电荷量减小
B. 检测到灵敏电流计的电流方向为从a到b,说明材料温度升高
C. 滑动变阻器滑片向下滑动少许可以升高电容器的工作电压
D. 检测结束,断开开关,灵敏电流计上有从a到b的短暂电流
【答案】B
【解析】
【详解】A.材料温度升高,材料膨胀,电容器两板间距减小,根据,可知电容增大,由于电容器两板电势差不变,根据,可知极板所带电荷量增大,故A错误;
B.由以上分析可知,材料温度升高,极板所带电荷量增大,则电容器在充电,则灵敏电流计的电流方向为从a到b,故B正确;
C.滑动变阻器滑片向下滑动少许,其接入电路阻值减小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流增大,内电压增大,路端电压减小,则电容器的工作电压降低,故C错误;
D.检测结束,断开开关,电容器放电,则灵敏电流计上有从b到a的短暂电流,故D错误。
故选B。
3. 用带有弹簧的晾衣夹自制的汤匙投球器,将一质量为的小球掷出去,同时用高频摄像机记录投射与飞行过程,如图1所示。逐帧分析小球的运动轨迹,并绘制出小球水平及竖直方向的速度与时间的关系图像如图2所示。不计风力和空气阻力,则( )
A. 该小球离开投球器被掷出瞬间的速率为
B. 该小球最高点距离地面的高度为
C. 小球与地面第一次碰撞过程损失的机械能为0.70J
D. 投球器对小球做的功为
【答案】B
【解析】
【详解】A.小球被掷出后做斜抛运动,则小球被掷出后水平方向做匀速,竖直方向上做竖直上抛运动,结合图像可知,瞬间小球被掷出,该小球被掷出瞬间的速率为,故A错误;
B.由图可知,0.5s是小球位置最高点,0.9s时小球恰好落地,则根据斜抛规律可得,该小球最高点距离地面的高度为,故B正确;
C.由图可知,小球与地面第一次碰撞后,水平速度不变,竖直速度大小由4m/s变为3m/s,则小球与地面第一次碰撞过程损失的机械能为,故C错误;
D.根据图像的面积表示竖直位移可得,小球被掷出时与地面的高度为
则根据动能定理有
代入解得,投球器对小球做的功为,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,质量为的滑块轻放在倾角为、质量为的斜面体上表面,滑块沿斜面体上表面向下滑动,斜面体始终保持静止。已知滑块与斜面体上表面之间的动摩擦因数,重力加速度为。下列说法中正确的是( )
A. 滑块沿斜面体向下滑动的加速度为
B. 斜面体对滑块的作用力大小为
C. 地面对斜面体的支持力大小为
D. 地面对斜面体的摩擦力大小为0
【答案】C
【解析】
【详解】A.对滑块P受力分析并结合牛顿第二定律有
解得,故A错误;
B.斜面体对滑块P的支持力
斜面体对滑块P的摩擦力
所以斜面体对滑块P的作用力大小为,故B错误;
C.对斜面体Q受力分析,竖直方向有
解得,故C正确;
D.对斜面体Q受力分析,水平方向有
解得,方向水平向左,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,质量均为的木块、并排放在光滑水平面上,木块上固定一竖直轻杆,轻杆上端的点系一长为的细线,细线另一端系一质量为的球。现将球拉起使细线水平伸直,并由静止释放球,重力加速度大小为,小球和木块均可视为质点。则( )
A. 球由释放运动到最低点,物体、和球所组成的系统动量守恒
B. 球从释放运动到最低点过程中,木块移动的距离为
C. A、B两木块分离时,A的速度大小为0
D. 球第一次到达轻杆左侧能上升的最大高度(相对小球的最低点)为
【答案】B
【解析】
【详解】AB.C球从释放到最低点过程中,A、B、C构成的系统,水平方向动量守恒,竖直方向系统受到的合外力不为零,系统动量不守恒,根据动量守恒定律水平方向的位移表达式有
其中
解得,故A错误,B正确;
C.当C球运动到最低点时,A、B开始分离,根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得,故C错误;
D.A、B分离后,对C与A构成的系统,在水平方向动量守恒,当小球C第一次到达轻杆左侧能上升的最大高度时,则有
令小球C第一次到达轻杆左侧能上升的最大高度为h,则有
解得,故D错误。
故选B。
6. 如图所示是某车窗雨刮器示意图,雨刮器由雨刮臂和刮水片连接构成。雨刮器工作时,和的夹角保持不变(提示:可将雨刮臂和刮水片当做一个形状固定的整体,整体在绕点做圆周运动)。在雨刮臂从右往左转动过程中的某时刻( )
A. 、两点角速度不同
B. 、两点线速度方向均垂直于刮水片
C. 点比点的线速度大
D. 点比点的向心加速度小
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意,雨刮器工作时,OC和CB的夹角保持不变,因此B、C两点在相同时间扫过相同角度,角速度相同。故A错误;
B.B、C两点均以O点为圆心做圆周运动,故B、C两点的线速度方向分别垂直OB、OC的连线。故B错误;
C.由图可知,C点的运动半径小于B点的运动半径,而B、C两点的角速度相等,根据可知,B点比C点的线速度大。故C正确;
D.C点的运动半径小于B点的运动半径,而B、C两点的角速度相等,根据可知,B点比C点的向心加速度大。故D错误。
故选C。
7. 如图所示的电路中,闭合开关后,电压表有示数、电流表指针几乎不动。关于电路故障分析正确的是( )
A. 灯泡短路 B. 灯泡断路
C. 电流表接触不良 D. 灯泡断路
【答案】D
【解析】
【详解】A.若灯泡短路,则电流表和电压表均有示数,A错误;
C.若电流表接触不良时,电路断路,电压表和电流表均无示数,C错误;
B.如果灯泡断路,整个电路断路,电压表、电流表指针都不会偏转,B错误;
D.灯泡断路,闭合开关后,电压表有示数、电流表指针几乎不动,D正确。
故选D。
8. 《大国工匠》节目中讲述了王进利用“秋千法”在的高压线上带电作业的过程。如图所示,绝缘轻绳一端固定在高压线杆塔上的点,另一端固定在兜篮上。另一绝缘轻绳跨过固定在杆塔上点的定滑轮,一端连接兜篮,另一端由工人控制。身穿屏蔽服的王进坐在兜篮里,工人先将兜篮拉至点,且,然后缓慢地从图示点运动到处于点正下方点的电缆处。绳一直处于伸直状态,兜篮、王进及携带的设备总质量为,不计一切阻力,重力加速度大小为。关于王进从点运动到点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 、两绳拉力的合力大小等于
B. 工人对绳的拉力一直变大
C. 绳的拉力越来越小
D. 当绳与竖直方向的夹角为时,工人对绳的拉力为
【答案】A
【解析】
【详解】A.由于王进缓慢运动,受力平衡,OD、CD两绳拉力的合力与重力mg等大反向,故A正确;
BC.设OD绳拉力为T,与竖直方向夹角为α,工人拉CD绳子的力为F,与竖直方向夹角为β,由于,兜篮运动的轨迹是一个圆弧,如图所示
由几何关系可知
对兜篮受力分析,有下图
由正弦定理得
随着王进从C点缓慢运动到E点的过程中,α减小,β增加,T增加;
当β增加时F减小,故BC错误;
D.当β=30°时,α=30°,代入可得工人对绳的拉力,故D错误。
故选A。
二、多选题(每题5分,选不全得3分,共10分。)
9. 下列关于物理学发展史中一些物理事件表述正确的是( )
A. 丹麦物理学家奥斯特发现了电流具有磁效应,首次揭示了电与磁的联系
B. 上海艺人潘玮柏首次提出了磁通量概念,因此磁通量单位命名为“玮柏”,符号Wb
C. 普朗克首次提出了能量是量子化的,成功解释了黑体辐射,人类开始步入了量子时代
D. 肖战首次发现电磁波,预言光也是一种电磁波,并创作了以《光点》为名当红歌曲
【答案】AC
【解析】
【详解】A.丹麦物理学家奥斯特发现了电流具有磁效应,首次揭示了电与磁之间的联系,故A正确;
B.磁通量的概念最早由英国科学家迈克尔法拉第在研究电磁感应现象时提出,磁通量的单位“韦伯”(Wb)是为了纪念德国物理学家威廉·韦伯,故B错误;
C.普朗克首次提出了能量是量子化的,成功解释了黑体辐射,人类开始步入了量子时代,普朗克也被称之为“量子力学之父”,故C正确;
D.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹首次发现了电磁波,故D错误。
故选AC。
10. 如图所示,用轻弹簧连接的质量均为的小球、穿在足够长光滑的竖直固定直角杆上。现沿水平杆用力缓慢拉动小球,当弹簧与水平杆夹角为时,小球恰好处于平衡状态,此时撤去拉力,使小球、同时从静止开始运动,当小球运动到点时两球的速度分别为、,此过程中小球下降的高度为,下列说法正确的是( )
A. 开始运动时小球的加速度为
B. 开始运动时小球的加速度为
C. 此过程中弹簧弹性势能的变化量为
D. 此过程中弹簧对小球做的功等于小球机械能的变化量
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.初始时小球B处于平衡状态,设弹簧的弹力为F,则有
释放小球A瞬间对A分析,水平方向上有
解得,故A正确;
B.刚开始运动时弹簧拉力不变,小球B的合力依然为0,加速度也为0,故B错误;
C.根据系统机械能守恒定律
解得,故C正确;
D.对小球B来说,除重力以外的力做的功等于小球B机械能的变化,故D正确。
故选ACD。
三、实验题(每空3分,共24分)
11. 一根细长均匀、内芯为绝缘材料的金属管线样品,横截面外缘为正方形,如题图甲所示。此金属管线样品长约、电阻约10Ω,已知这种金属的电阻率为,因管芯绝缘材料截面形状不规则,无法直接测量其横截面积。设计测量管芯横截面积的实验电路如图乙所示。有下列仪器可供选择:
A.毫米刻度尺
B.螺旋测微器
C.电流表(量程,内阻约为1.0Ω)
D.电流表(量程,内阻约为0.1Ω)
E.电压表(量程,内阻约为6kΩ)
F.滑动变阻器(02kΩ,允许通过的最大电流为)
G.蓄电池五(输出电压为,内阻不计)
H.开关一个,带夹子的导线若干。
(1)上述器材中,应该选用的电流表是______(填写选项前字母代号);
(2)若某次用螺旋测微器测得样品截面外缘正方形边长如图丙所示,则其值为______;
(3)若样品横截面外缘正方形边长为、样品长为、电流表示数为、电压表示数为,则计算内芯横截面积的表达式为______。
【答案】 ①. C ②. 0.730 ③.
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]由题意可知,电源输出电压为,电压表采用的量程,而由于待测电阻约为,则电路中电流最大为
故不能选用最大量程为的电流表,故电流表只能选用,即电流表应该选用C。
(2)[2]由题图丙所示螺旋测微器可知,固定刻度示数为,可动刻度所示为
螺旋测微器的示数为
(3)[3]根据欧姆定律,有
根据电阻定律,有
故横截面积为
故金属管线内部空间横截面积的表达式为
12. 某实验小组利用频闪照相和气垫导轨验证碰撞中的动量守恒定律。步骤如下:①用天平测出滑块甲、乙的质量分别为和;②安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;③向气垫导轨通入压缩空气;④把甲、乙两滑块放到导轨上,并给它们一个初速度,同时开始闪光照相,闪光的时间间隔设定为。照片如图:该组同学结合实验过程和图像分析知:该图像是闪光4次摄得的照片,在这4次闪光的瞬间,甲、乙两滑块均在刻度范围内;第一次闪光时,滑块乙恰好通过处向右运动,滑块甲恰好通过处向左运动;碰撞后有一个物体处于静止状态。
(1)以上情况说明碰后________(选填“甲”或“乙”)物体静止,滑块碰撞位置发生在________cm处(选填“120”或“140”);
(2)分析乙的运动可知,滑块碰撞时间发生在第一次闪光后________s(选填“0.2”或“0.4”);
(3)设向右为正方向,试分析碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和是________,经计算碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和也是,以上实验结果说明在碰撞过程中甲、乙组成的系统总动量是________。
【答案】(1) ①. 甲 ②. 120
(2)0.2 (3) ①. -0.4 ②. 守恒的
【解析】
【小问1详解】
[1][2]根据题目的条件可知,四次拍摄均拍到了甲和乙,但是图中甲只有两个位置,从下文分析可知,第二次拍摄时甲已经静止,所以甲有三次拍摄位置位于重合,故碰后甲静止,碰撞发生于处。
【小问2详解】
由图可知第二次拍摄时乙位置为,第三次拍摄时乙位置为,所以碰后乙的速度为
碰撞后到第二次拍摄所用时间为
故第一次拍摄到碰撞所用时间为
【小问3详解】
[1]碰撞前甲的速度为
碰撞前乙的速度为
碰撞前甲和乙的动量和为
[2]碰撞后甲的速度为零,甲的动量为零,所以甲和乙的总动量等于乙的动量,即
[3]由以上计算可得,故说明碰撞过程动量守恒。
四、解答题(要求写出必要的过程,只写答案不得分,共34分。)
13. 为实现嫦娥六号探测器在月球背面与地面顺利进行通信,中国又发射了“鹊桥二号”中继卫星,作为嫦娥六号探测器与地面联系的桥梁,“鹊桥二号”中继卫星在环绕月球的大椭圆轨道上运行,其运行周期为。已知嫦娥六号探测器环绕月球表面飞行的周期为,月球半径为,引力常量为,求:
(1)“鹊桥二号”中继卫星的轨道半长轴与月球半径之比;
(2)月球表面的重力加速度大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据开普勒第三定律可得
解得
【小问2详解】
对嫦娥六号探测器,根据牛顿第二定律则有
解得
14. 如图所示,两平行金属板A、B间电势差为,带电量为q、质量为m的带电粒子,由静止开始从极板A出发,经电场加速后射出,沿金属板C、D的中心轴线进入偏转电压为的偏转电场,最终从极板C的右边缘射出。偏转电场可看作匀强电场,板间距为d。忽略重力的影响。
(1)求带电粒子进入偏转电场时动量的大小。
(2)求偏转电场对带电粒子冲量的大小I和方向。
(3)保持其他条件不变,仅在极板C、D之间再施加一个垂直纸面向里的匀强磁场,使得带电粒子恰好从距离极板D右边缘射出偏转电场,求该带电粒子离开偏转电场时的动能。
【答案】(1);(2),方向竖直向上;(3)
【解析】
【详解】(1)由动能定理
可得
(2)带电粒子在偏转电场加速度大小为
在竖直方向上有
解得
偏转电场对带电粒子冲量的大小为
方向竖直向上;
(3)由(1)中分析可得
由于洛伦兹力不做功,因此带电粒子恰好从距离极板D右边缘射出偏转电场,电场力做负功,根据动能定理可得
解得
15. 如图所示,是一个质量为表面绝缘的薄板,薄板静止在光滑的水平面上,在薄板左端放置一质量为带电量为的物块,在薄板上方有一水平电场,可以通过开关控制其有、无及方向。先产生一个方向水平向右,大小的电场,薄板和物块开始运动,作用时间后,改变电场,电场大小变为,方向向左,电场作用一段时间后,关闭电场,薄板正好到达目的地,物块刚好到达薄板的最右端,且薄板和物块的速度恰好为零。已知薄板与物块间的动摩擦因数。(薄板不带电,物块体积大小不计,取)试求:
(1)在电场作用下物块和薄板各自的加速度;
(2)在、停止前会达到一个共同速度,求此共同速度及共速时物块相对出发点的位移大小;
(3)全过程中物块电势能的变化量和薄板的长度。
【答案】(1),方向水平向右;,方向水平向右
(2),
(3),
【解析】
【小问1详解】
设A与B的质量均为m,若A与B在开始时能够一起做加速运动,则
可解得
对A单独分析,水平方向上的最大加速度为
解得,方向水平向右;
所以A无法与B一起做加速运动,对B分析,有
解得,方向水平向右。
【小问2详解】
在3s末,根据运动学公式可知,此时A与B的速度分别为
3s后,再对B重新受力分析,有
解得
B开始做减速运动,A以继续做加速运动,设再经过时间A与B共速,则有
所以,
在前3秒内,B的位移为
在时间内,B的位移为
所以此时B相对出发点的位移为
【小问3详解】
共速后,AB可视为一个整体,有
解得(小于A的最大加速度,AB能够一起运动)
此后A、B一起向右做匀减速直线运动至停止,设这段时间为,则有
这段运动的位移为
全部过程中,静电力先做正功后做负功,电势能的变化量为
在前3秒,A运动的位移为
在时间内,A的位移为
所以薄板的长度为
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2025-2026学年度高三年级1月质量检测
物理试卷
满分:100分 考试时间:75分钟
一、单选题(每题4分,共32分)
1. 中国的农历新年家家户户会挂上喜庆的大红灯笼,用来增加节日喜庆的气氛。现用一根轻质弹簧和一根不可伸长的轻绳在水平天花板下悬挂一只灯笼,如图所示。静止时形成的为等边三角形。若某时刻剪断轻绳,则此瞬间灯笼的加速度大小为(已知重力加速度为)( )
A. B. 0 C. D.
2. 热膨胀材料在生产生活中有着广泛的应用。.某同学用平行板电容器设计制作了单电容热膨胀检测仪,原理如图所示。电容器上极板固定,下极板可随被测材料竖直方向的尺度变化而上下移动。闭合开关S,若材料热胀冷缩,下列说法中正确的是( )
A. 材料温度升高,极板所带电荷量减小
B. 检测到灵敏电流计的电流方向为从a到b,说明材料温度升高
C. 滑动变阻器滑片向下滑动少许可以升高电容器的工作电压
D. 检测结束,断开开关,灵敏电流计上有从a到b的短暂电流
3. 用带有弹簧的晾衣夹自制的汤匙投球器,将一质量为的小球掷出去,同时用高频摄像机记录投射与飞行过程,如图1所示。逐帧分析小球的运动轨迹,并绘制出小球水平及竖直方向的速度与时间的关系图像如图2所示。不计风力和空气阻力,则( )
A. 该小球离开投球器被掷出瞬间的速率为
B. 该小球最高点距离地面的高度为
C. 小球与地面第一次碰撞过程损失的机械能为0.70J
D. 投球器对小球做的功为
4. 如图所示,质量为的滑块轻放在倾角为、质量为的斜面体上表面,滑块沿斜面体上表面向下滑动,斜面体始终保持静止。已知滑块与斜面体上表面之间的动摩擦因数,重力加速度为。下列说法中正确的是( )
A. 滑块沿斜面体向下滑动的加速度为
B. 斜面体对滑块的作用力大小为
C. 地面对斜面体的支持力大小为
D. 地面对斜面体的摩擦力大小为0
5. 如图所示,质量均为的木块、并排放在光滑水平面上,木块上固定一竖直轻杆,轻杆上端的点系一长为的细线,细线另一端系一质量为的球。现将球拉起使细线水平伸直,并由静止释放球,重力加速度大小为,小球和木块均可视为质点。则( )
A. 球由释放运动到最低点,物体、和球所组成的系统动量守恒
B. 球从释放运动到最低点过程中,木块移动的距离为
C. A、B两木块分离时,A的速度大小为0
D. 球第一次到达轻杆左侧能上升的最大高度(相对小球的最低点)为
6. 如图所示是某车窗雨刮器示意图,雨刮器由雨刮臂和刮水片连接构成。雨刮器工作时,和的夹角保持不变(提示:可将雨刮臂和刮水片当做一个形状固定的整体,整体在绕点做圆周运动)。在雨刮臂从右往左转动过程中的某时刻( )
A. 、两点角速度不同
B. 、两点线速度方向均垂直于刮水片
C. 点比点的线速度大
D. 点比点的向心加速度小
7. 如图所示的电路中,闭合开关后,电压表有示数、电流表指针几乎不动。关于电路故障分析正确的是( )
A. 灯泡短路 B. 灯泡断路
C. 电流表接触不良 D. 灯泡断路
8. 《大国工匠》节目中讲述了王进利用“秋千法”在的高压线上带电作业的过程。如图所示,绝缘轻绳一端固定在高压线杆塔上的点,另一端固定在兜篮上。另一绝缘轻绳跨过固定在杆塔上点的定滑轮,一端连接兜篮,另一端由工人控制。身穿屏蔽服的王进坐在兜篮里,工人先将兜篮拉至点,且,然后缓慢地从图示点运动到处于点正下方点的电缆处。绳一直处于伸直状态,兜篮、王进及携带的设备总质量为,不计一切阻力,重力加速度大小为。关于王进从点运动到点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 、两绳拉力的合力大小等于
B. 工人对绳的拉力一直变大
C. 绳的拉力越来越小
D. 当绳与竖直方向的夹角为时,工人对绳的拉力为
二、多选题(每题5分,选不全得3分,共10分。)
9. 下列关于物理学发展史中一些物理事件表述正确的是( )
A. 丹麦物理学家奥斯特发现了电流具有磁效应,首次揭示了电与磁的联系
B. 上海艺人潘玮柏首次提出了磁通量概念,因此磁通量单位命名为“玮柏”,符号Wb
C. 普朗克首次提出了能量是量子化的,成功解释了黑体辐射,人类开始步入了量子时代
D. 肖战首次发现电磁波,预言光也是一种电磁波,并创作了以《光点》为名当红歌曲
10. 如图所示,用轻弹簧连接的质量均为的小球、穿在足够长光滑的竖直固定直角杆上。现沿水平杆用力缓慢拉动小球,当弹簧与水平杆夹角为时,小球恰好处于平衡状态,此时撤去拉力,使小球、同时从静止开始运动,当小球运动到点时两球的速度分别为、,此过程中小球下降的高度为,下列说法正确的是( )
A. 开始运动时小球的加速度为
B. 开始运动时小球的加速度为
C. 此过程中弹簧弹性势能的变化量为
D. 此过程中弹簧对小球做的功等于小球机械能的变化量
三、实验题(每空3分,共24分)
11. 一根细长均匀、内芯为绝缘材料的金属管线样品,横截面外缘为正方形,如题图甲所示。此金属管线样品长约、电阻约10Ω,已知这种金属的电阻率为,因管芯绝缘材料截面形状不规则,无法直接测量其横截面积。设计测量管芯横截面积的实验电路如图乙所示。有下列仪器可供选择:
A.毫米刻度尺
B.螺旋测微器
C.电流表(量程,内阻约为1.0Ω)
D.电流表(量程,内阻约为0.1Ω)
E.电压表(量程,内阻约为6kΩ)
F.滑动变阻器(02kΩ,允许通过的最大电流为)
G.蓄电池五(输出电压为,内阻不计)
H.开关一个,带夹子的导线若干。
(1)上述器材中,应该选用的电流表是______(填写选项前字母代号);
(2)若某次用螺旋测微器测得样品截面外缘正方形边长如图丙所示,则其值为______;
(3)若样品横截面外缘正方形边长为、样品长为、电流表示数为、电压表示数为,则计算内芯横截面积的表达式为______。
12. 某实验小组利用频闪照相和气垫导轨验证碰撞中的动量守恒定律。步骤如下:①用天平测出滑块甲、乙的质量分别为和;②安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;③向气垫导轨通入压缩空气;④把甲、乙两滑块放到导轨上,并给它们一个初速度,同时开始闪光照相,闪光的时间间隔设定为。照片如图:该组同学结合实验过程和图像分析知:该图像是闪光4次摄得的照片,在这4次闪光的瞬间,甲、乙两滑块均在刻度范围内;第一次闪光时,滑块乙恰好通过处向右运动,滑块甲恰好通过处向左运动;碰撞后有一个物体处于静止状态。
(1)以上情况说明碰后________(选填“甲”或“乙”)物体静止,滑块碰撞位置发生在________cm处(选填“120”或“140”);
(2)分析乙的运动可知,滑块碰撞时间发生在第一次闪光后________s(选填“0.2”或“0.4”);
(3)设向右为正方向,试分析碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和是________,经计算碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和也是,以上实验结果说明在碰撞过程中甲、乙组成的系统总动量是________。
四、解答题(要求写出必要的过程,只写答案不得分,共34分。)
13. 为实现嫦娥六号探测器在月球背面与地面顺利进行通信,中国又发射了“鹊桥二号”中继卫星,作为嫦娥六号探测器与地面联系的桥梁,“鹊桥二号”中继卫星在环绕月球的大椭圆轨道上运行,其运行周期为。已知嫦娥六号探测器环绕月球表面飞行的周期为,月球半径为,引力常量为,求:
(1)“鹊桥二号”中继卫星的轨道半长轴与月球半径之比;
(2)月球表面的重力加速度大小。
14. 如图所示,两平行金属板A、B间电势差为,带电量为q、质量为m的带电粒子,由静止开始从极板A出发,经电场加速后射出,沿金属板C、D的中心轴线进入偏转电压为的偏转电场,最终从极板C的右边缘射出。偏转电场可看作匀强电场,板间距为d。忽略重力的影响。
(1)求带电粒子进入偏转电场时动量的大小。
(2)求偏转电场对带电粒子冲量的大小I和方向。
(3)保持其他条件不变,仅在极板C、D之间再施加一个垂直纸面向里的匀强磁场,使得带电粒子恰好从距离极板D右边缘射出偏转电场,求该带电粒子离开偏转电场时的动能。
15. 如图所示,是一个质量为表面绝缘的薄板,薄板静止在光滑的水平面上,在薄板左端放置一质量为带电量为的物块,在薄板上方有一水平电场,可以通过开关控制其有、无及方向。先产生一个方向水平向右,大小的电场,薄板和物块开始运动,作用时间后,改变电场,电场大小变为,方向向左,电场作用一段时间后,关闭电场,薄板正好到达目的地,物块刚好到达薄板的最右端,且薄板和物块的速度恰好为零。已知薄板与物块间的动摩擦因数。(薄板不带电,物块体积大小不计,取)试求:
(1)在电场作用下物块和薄板各自的加速度;
(2)在、停止前会达到一个共同速度,求此共同速度及共速时物块相对出发点的位移大小;
(3)全过程中物块电势能的变化量和薄板的长度。
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