精品解析:浙江省强基联盟2025-2026学年高二上学期10月月考物理试题(A卷)
2026-08-22
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内容正文:
浙江强基联盟2025年10月高二联考
物理试题(A卷)
浙江强基联盟研究院 命制
考生注意:
1、本试卷满分100分,考试时间90分钟。
2、考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔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,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列属于国际制基本单位符号的是( )
A. A B. J C. N D. V
2. 如图是公元前2000年印度哈拉巴人所用的马车,若马对车施力停止后车继续前行,则( )
A. 研究马车的车轮绕车轴的转动,可将车轮视为质点
B. 以马车为参考系,路边的行人一定向相反方向运动
C. 马对车停止施力后车继续前行是因为车具有惯性
D. 车减速前行时马对车的作用力小于车对马的作用力
3. 有关下列四幅图的描述,正确的是( )
A. 甲图中,磁场方向竖直向下,闭合线圈竖直向下加速移动时,线圈中有感应电流产生
B. 乙图中,周期性变化的电场能产生恒定的磁场,并交替产生,由近及远地向周围传播
C. 丙图中,电焊作业时工人需佩戴专业的防护头盔,防止弧光中的紫外线对人体的伤害
D. 丁图中,夜空中闪烁的繁星,颜色偏红的恒星温度高、颜色偏蓝的恒星温度低
4. 一电场的等势线分布如图所示,a、b、c、d四点分别位于电势为、、1V、2V的等势线上,则( )
A. a点的电场强度比c点电场强度小
B. 电荷在d点的电势能比在b点的电势能大
C. 把电子从a点先移到c点再移到d点,电场力做功比把电子直接从a点移到d点电场力做功大
D. 电子从b点移动到c点电势能减小了2eV
5. 如图所示,一质量为m的小球用长为l的轻绳静止悬挂于O点的正下方P点。在水平拉力作用下从P点运动到Q点,OQ与OP夹角为,第一次缓慢拉小球,第二次用恒力F拉小球,已知重力加速度为g,则( )
A. 第一次水平拉力做功一定为
B. 第二次水平拉力做功一定为
C. 若恒力,则两次水平拉力做功相同
D. 若恒力,则两次水平拉力做功相同
6. 篮球从O点以某一初速度竖直向上抛出,如图所示,经过t时间通过A点,又经过t时间再次通过A点,重力加速度为g,不计空气阻力,则篮球( )
A. 经4t时间落回O点 B. AO之间的距离为gt2
C. 两次通过A点的速度大小均为gt D. 抛出时的初速度为gt
7. 如图1所示,在一次无人机表演中,若分别以水平向右、竖直向上为x轴、y轴的正方向。在某段时间内,一架参演的无人机在x、y方向的v-t图像分别如图2、3所示,已知时刻该无人机位于坐标原点,则在时间内,该无人机的运动轨迹为( )
A. B. C. D.
8. “天和号”核心舱绕地球的运动可视为匀速圆周运动,由于地球的自转,核心舱在飞过地球另一面后再次飞过该区域上空时,其飞行轨道在地球表面的投影如图所示,图中标明了核心舱相继飞临赤道上空所对应的地面的经度。设核心舱绕地球飞行的轨道半径为R,地球的自转周期h,则( )
A. 核心舱的绕行速度大于7.9km/s B. 核心舱每天绕地球运行32圈
C. 地球同步卫星飞行轨道的半径约为6R D. 航天员悬浮在核心舱内时,处于平衡状态
9. 如图所示,三个质量均为m,且带等量同种电荷的点电荷A、B和C处于同一竖直平面内,其中A、B分别用长为l的绝缘细线系在同一点O,C固定。当A、B和C均处于静止状态时,OA和OB间的夹角为120°,为等边三角形,已知重力加速度为g,静电力常量为k,则( )
A. A、B和C均带正电荷 B. A、B和C的电荷量为
C. 细绳上的拉力为 D. B所在处的电场强度为
10. 如图甲,半圆柱A、B和光滑圆柱C紧靠着静置于水平地面上,C刚好与地面接触但与地面无作用力;如图乙,半圆柱A、B和圆柱C静置于水平地面上,且A的右边缘和B的左边缘刚好接触,两种情况下A、B和C均保持静止,已知C的质量为,A、B的质量均为,三者的半径均为,重力加速度为g。则( )
A. 甲图中地面对A的支持力为 B. 甲图中地面对A的摩擦力为
C. 乙图中C对B的压力为 D. 甲、乙两图中地面受到的摩擦力合力不相等
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 质量相同的甲、乙两位同学分别在练习吊单杠和地面倒立,如图所示,两位同学均处于静止状态,两臂间的夹角相同,则( )
A. 手臂上的作用力大小相等
B. 单杠对甲一只手的作用力等于甲重力的一半
C. 地面对乙一只手的作用力一定大于乙重力的一半
D. 缓慢增大两臂间夹角,手臂上的作用力甲增大,乙减小
12. 一款充电宝的容量为20000mA·h,输入电压为5V,输入电流为2A;输出电压为5V,输出电流为1A。用存储了最大能量的充电宝给容量为3000mA·h的手机电池充电,假设充电宝能释放全部能量,手机电池从零到充满电刚好为4次,则( )
A. 该充电宝存储的最大能量为
B. 充电宝的电荷量从零到充满需要10h
C. 手机电池的内阻等于
D. 该充电宝给手机电池充电时,电能的利用率约为60%
13. 质量m=0.2kg可视为质点的物体,受到沿斜面向上的恒力F作用,从足够长光滑斜面底端A点,由静止开始向上运动。经过时间t运动到B点,速度达到1m/s,此时撤去F。又经过时间t,物体返回到A点。则在运动过程中,物体( )
A. 机械能守恒 B. 最大动能为0.4J
C. 最大势能为0.3J D. 从A到B过程中,机械能增量是动能增量的4倍
三、非选择题(本题共5小题,共58分)
14. 在“验证机械能守恒定律”的实验中:
(1)实验室已提供了铁架台(含铁夹)、电磁式打点计时器、纸带(含复写纸)、导线等器材。为完成此实验,除了上述给出的器材外,还必须选择图1中的______(选填器材旁边的字母)。
(2)图2中,a、b和c为实验时打下的三条纸带。把第一个真实打点记为O,O点和第二个真实打点间的距离如图中所示,已知打点计时器的打点频率为50Hz,若用来验证机械能守恒,则能满足实验要求的纸带是______(选填“a”“b”或“c”)。
(3)某实验小组按正确操作得到了一条满足实验要求的纸带,如图3所示,O点为纸带上第一个真实打点。下列选项中,能完成验证机械能守恒定律的是( )
A. 测出OA、AD和EG的长度
B. 测出OF、EF和FG的长度
C. 测出AC、BD和EG的长度
(4)在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点O的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘v2-h图像。有同学认为:如果图像是一条过原点的直线,则说明重物下落过程中机械能守恒,该同学的说法是______(选填“正确”或“错误”)的。
15. 测量某型号电池的电动势和内阻的实验。
(1)甲同学设计如图1所示电路进行实验。闭合开关前,先把滑动变阻器的滑片P移到N端。
(2)闭合开关、移动滑动变阻器的滑片P,并记录了6组U、I示数,实验数据如下表所示:
I/A
0.06
0.12
0.24
0.26
0.36
0.48
U/V
1.45
1.40
1.30
1.25
1.20
1.10
①如图3是甲同学拟合得到的U-I图像,发现电压示数变化范围较小,其原因是______。(选填“电池的内阻比较小”或“滑动变阻器阻值变化较小”)
②于是重新建立坐标系如图4,在横轴与纵轴的交点,______(选填“横轴”或“纵轴”)的坐标不为零,随后拟合得到合理图像,则该型号电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。(结果均保留到小数点后两位)
(3)利用图1所示电路得到的电池内阻测量值______(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值,原因是______。
A.电压表分流 B.电流表分压 C.变阻器调节范围过小
(4)如图2所示为乙同学设计的实验电路,电池内阻测量值与图1相比误差______(选填“更大”“更小”或“相同”)。
16. 如图1所示,一表面平整的围棋棋盘倾斜放置,棋盘内置薄铁板,能对具有磁性的棋子产生垂直棋盘的吸引力,从而使棋子静止在棋盘上,其截面如图2所示,已知棋子质量m=5g,棋盘倾角θ=53°,棋盘对棋子的吸引力F=0.3N,棋子与棋盘间的动摩擦因数μ=0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin53°=0.8,g取10m/s2。
(1)求棋子所受的支持力大小FN;
(2)求棋子所受的摩擦力大小Ff;
(3)若棋子磁性减弱,当棋子恰好不能静止时,棋盘对棋子的吸引力大小F′。
17. 划艇是奥运会比赛项目。如图所示,在静水中训练时,划艇运动员采用单腿跪姿,另一腿成弓步,使用一端带桨叶的单桨在船的一侧划水。该运动员每分钟划40桨,拉桨(桨划水)的时间是回桨(桨离开水)时间的一半,假设划水时获得水平向前的动力为1200N,艇受到的阻力为300N,运动员与艇的总质量为100kg。艇从静止开始沿直线运动。
(1)求艇在拉桨和回桨时的加速度、分别为多大;
(2)第一次拉桨和回桨结束时,求艇的速度v多大;
(3)当艇的速度大小第二次达到5.1m/s的过程中,求运动员做功的平均功率P(结果保留3位有效数字)。
18. 某带电液滴的收集装置如图所示。水平放置的两平行金属板MN间加上电压值可调的电压,一足够长的收集板紧挨着MN右端竖直放置,其下端可绕紧靠金属板N右端的O点(与右端绝缘)转动,收集板接地。均匀分布的大量带负电液滴以相同的水平速度进入两金属板间。已知液滴质量,电荷量,,单位时间内有个带电液滴进入两极板间,金属板MN间距,板长为,被金属板吸收的液滴不影响板间的电压,带电液滴在两板间运动时电场强度可视为恒定,不计空气阻力和电荷间相互作用,不考虑平行板的边缘效应,g取。
(1)若,收集板处于竖直位置时,求带电液滴到达收集板时的动能;
(2)若,收集板处于水平位置时,求收集板上有带电液滴到达的长度s;
(3)若收集板处于竖直位置时,可在0~200V间调节,求通过电流表G的电流I与两板电压之间的关系。
19. 如图装置由弹射器、水平轨道AB、竖直半圆弧轨道CD、水平轨道DE、倾斜传送带EF、足够长水平轨道FG组成,除传送带EF和轨道FG粗糙外,其余均光滑,各轨道间、轨道与传送带间平滑连接。可视为质点的滑块由弹射器弹出后,经轨道AB、CD、DE后滑上传送带,在传送带上端F处速度方向变为水平并滑上轨道FG。已知CD半径,滑块与传送带、轨道FG间的动摩擦因数均为,传送带EF长度,倾角,以恒定速度顺时针传动,滑块质量,弹射时滑块从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。(取,)取。
(1)当弹簧的弹性势能,求滑块运动到圆弧轨道最低点D时,轨道对滑块的支持力大小;
(2)若滑块能滑上FG,且运动中不脱离轨道,弹射器弹簧的弹性势能最大值,求滑块与传送带间产生热量的最大值;
(3)若滑块运动中不脱离轨道,弹簧的弹性势能在某一范围调节时,滑块恰好能静止在FG的同一位置,求弹性势能的调节范围及滑块最终静止的位置距F点的距离。
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浙江强基联盟2025年10月高二联考
物理试题(A卷)
浙江强基联盟研究院 命制
考生注意:
1、本试卷满分100分,考试时间90分钟。
2、考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔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,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列属于国际制基本单位符号的是( )
A. A B. J C. N D. V
【答案】A
【解析】
【详解】A为电流的单位,属于国际制基本单位。
故选A。
2. 如图是公元前2000年印度哈拉巴人所用的马车,若马对车施力停止后车继续前行,则( )
A. 研究马车的车轮绕车轴的转动,可将车轮视为质点
B. 以马车为参考系,路边的行人一定向相反方向运动
C. 马对车停止施力后车继续前行是因为车具有惯性
D. 车减速前行时马对车的作用力小于车对马的作用力
【答案】C
【解析】
【详解】A.研究马车车轮绕车轴的转动,车轮大小形状不能忽略,不可将车轮视为质点,故A错误;
B.路边行人运动情况存在诸多可能,所以行人的运动不一定与马车的运动方向相反,故B错误;
C.车在马停止施力后继续前行,是因为其具有保持原有运动状态的特性,即惯性,故C正确;
D.马对车的作用力和车对马的作用力,是一对作用力和反作用力,故D错误。
故选C。
3. 有关下列四幅图的描述,正确的是( )
A. 甲图中,磁场方向竖直向下,闭合线圈竖直向下加速移动时,线圈中有感应电流产生
B. 乙图中,周期性变化的电场能产生恒定的磁场,并交替产生,由近及远地向周围传播
C. 丙图中,电焊作业时工人需佩戴专业的防护头盔,防止弧光中的紫外线对人体的伤害
D. 丁图中,夜空中闪烁的繁星,颜色偏红的恒星温度高、颜色偏蓝的恒星温度低
【答案】C
【解析】
【详解】A.线圈加速竖直向下移动时,穿过线圈的磁通量没有发生变化,线圈中没有感应电流产生,故A错误;
B.根据麦克斯韦电磁场理论,周期性变化的电场能产生周期性变化的磁场,电场、磁场交替产生,由近及远地向周围传播,形成电磁波,故B错误;
C.紫外线对人体的危害主要是化学作用,对人的皮肤和眼睛造成危害,所以电焊工人作业时,需要佩戴专业的防护头盔,这是为了防电磁辐射,故C正确;
D.闪烁的繁星,恒星表面的颜色取决于它的温度,温度越低,颜色越偏红,温度越高,颜色越偏蓝,所以“蓝星”的表面温度更高,故D错误。
故选C。
4. 一电场的等势线分布如图所示,a、b、c、d四点分别位于电势为、、1V、2V的等势线上,则( )
A. a点的电场强度比c点电场强度小
B. 电荷在d点的电势能比在b点的电势能大
C. 把电子从a点先移到c点再移到d点,电场力做功比把电子直接从a点移到d点电场力做功大
D. 电子从b点移动到c点电势能减小了2eV
【答案】D
【解析】
【详解】A.a处的等势线比c点的密集,场强也更大,A错误;
B.电势能与电性有关,故不能比较电荷在d点的电势能与在b点的电势能大小关系,B错误;
C.电场力做功与具体路径无关,即把电子从a点先移到c点再移到d点,电场力做功与把电子直接从a点移到d点电场力做功大小相等,C错误;
D.从b到c点电势增加2V,则电子的电势能减少了2eV,D正确。
故选D。
5. 如图所示,一质量为m的小球用长为l的轻绳静止悬挂于O点的正下方P点。在水平拉力作用下从P点运动到Q点,OQ与OP夹角为,第一次缓慢拉小球,第二次用恒力F拉小球,已知重力加速度为g,则( )
A. 第一次水平拉力做功一定为
B. 第二次水平拉力做功一定为
C. 若恒力,则两次水平拉力做功相同
D. 若恒力,则两次水平拉力做功相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.由分析可知,第一次水平拉力为变力,则对小球进行受力分析,由动能定理可知,第一次水平拉力对小球做的功为,故A错误;
B.第二次水平拉力为恒力,则根据功的定义式可知,第二次水平拉力对小球做的功为,故B错误;
CD.当两次水平拉力做功相同时,则有
即
解得
即若恒力,则两次水平拉力做功相同,故C错误,D正确。
故选D。
6. 篮球从O点以某一初速度竖直向上抛出,如图所示,经过t时间通过A点,又经过t时间再次通过A点,重力加速度为g,不计空气阻力,则篮球( )
A. 经4t时间落回O点 B. AO之间的距离为gt2
C. 两次通过A点的速度大小均为gt D. 抛出时的初速度为gt
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据竖直上抛运动的对称性可知,篮球经3t时间落回O点,故A错误;
B.根据题意可知,篮球上升的时间为,所以AO之间的距离,故B正确;
C.根据对称性可知,两次通过A点的速度大小相等,均为,故C错误;
D.抛出时的初速度为,故D错误。
故选B。
7. 如图1所示,在一次无人机表演中,若分别以水平向右、竖直向上为x轴、y轴的正方向。在某段时间内,一架参演的无人机在x、y方向的v-t图像分别如图2、3所示,已知时刻该无人机位于坐标原点,则在时间内,该无人机的运动轨迹为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由图2、3可知,在时间内无人机竖直向上做匀速直线运动,水平向右做匀加速直线运动,则在时间内无人机受到的合外力方向水平向右,可知时间内无人机运动的轨迹向右弯曲;在时间内无人机竖直向上做匀加速直线运动,水平向右做匀速直线运动,则在时间内无人机的合外力竖直向上,可知在时间内无人机运动的轨迹向上弯曲。
故选D。
8. “天和号”核心舱绕地球的运动可视为匀速圆周运动,由于地球的自转,核心舱在飞过地球另一面后再次飞过该区域上空时,其飞行轨道在地球表面的投影如图所示,图中标明了核心舱相继飞临赤道上空所对应的地面的经度。设核心舱绕地球飞行的轨道半径为R,地球的自转周期h,则( )
A. 核心舱的绕行速度大于7.9km/s B. 核心舱每天绕地球运行32圈
C. 地球同步卫星飞行轨道的半径约为6R D. 航天员悬浮在核心舱内时,处于平衡状态
【答案】C
【解析】
【详解】A.核心舱的线速度应小于第一宇宙速度,因为第一宇宙速度是最大环绕速度,选项A错误;
B.由图可知,核心舱每绕地球运动一圈,地球自转的角度为22.5°,设核心舱绕地球做匀速圆周运动的周期为,地球自转周期为,则有
故核心舱一天绕地球运行16圈,选项B错误;
C.卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力可得
可得
则有
即,选项C正确;
D.宇航员漂浮在核心舱内是处于失重状态,仍受万有引力作用,选项D错误。
故选C。
9. 如图所示,三个质量均为m,且带等量同种电荷的点电荷A、B和C处于同一竖直平面内,其中A、B分别用长为l的绝缘细线系在同一点O,C固定。当A、B和C均处于静止状态时,OA和OB间的夹角为120°,为等边三角形,已知重力加速度为g,静电力常量为k,则( )
A. A、B和C均带正电荷 B. A、B和C的电荷量为
C. 细绳上的拉力为 D. B所在处的电场强度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.三个电荷只要是同种电荷(均正或均负),靠排斥力就能平衡,并非一定带正电,故A错误;
BCD.对B受力分析,水平方向
竖直方向
库仑定律
联立解得
拉力
可知
故B正确,C错误,D错误。
故选B。
10. 如图甲,半圆柱A、B和光滑圆柱C紧靠着静置于水平地面上,C刚好与地面接触但与地面无作用力;如图乙,半圆柱A、B和圆柱C静置于水平地面上,且A的右边缘和B的左边缘刚好接触,两种情况下A、B和C均保持静止,已知C的质量为,A、B的质量均为,三者的半径均为,重力加速度为g。则( )
A. 甲图中地面对A的支持力为 B. 甲图中地面对A的摩擦力为
C. 乙图中C对B的压力为 D. 甲、乙两图中地面受到的摩擦力合力不相等
【答案】A
【解析】
【详解】AB.甲图中,对A、C进行受力分析,如图所示
根据平衡条件及几何关系可得,
地面对A的支持力为
地面对A的摩擦力为,故A正确,B错误;
C.乙图中,对B、C进行受力分析,如图丁所示
可得
故B对C的支持力,故C错误;
D.以A、B和C整体进行受力分析,系统受重力和地面的支持力,受到地面的摩擦力的合力等于零;根据牛顿第三定律可知,甲、乙两图中地面受到的摩擦力合力相等,均为零,故D错误。
故选A。
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 质量相同的甲、乙两位同学分别在练习吊单杠和地面倒立,如图所示,两位同学均处于静止状态,两臂间的夹角相同,则( )
A. 手臂上的作用力大小相等
B. 单杠对甲一只手的作用力等于甲重力的一半
C. 地面对乙一只手的作用力一定大于乙重力的一半
D. 缓慢增大两臂间夹角,手臂上的作用力甲增大,乙减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.设两臂夹角为,根据平衡条件,手臂作用力满足
解得
因为和相同,所以手臂上的作用力大小相等,故A正确;
BC.手臂作用力在竖直方向的分力等于重力的一半。由于两臂有夹角,手臂作用力还有水平方向的分力,故手臂受到的总作用力
因此单杠对甲一只手的作用力、地面对乙一只手的作用力均大于重力的一半,故B错误,C正确。
D.由可知,当缓慢增大时,增大,减小,分母减小,故增大。甲、乙情况相同,作用力均增大。故D错误。
故选AC。
12. 一款充电宝的容量为20000mA·h,输入电压为5V,输入电流为2A;输出电压为5V,输出电流为1A。用存储了最大能量的充电宝给容量为3000mA·h的手机电池充电,假设充电宝能释放全部能量,手机电池从零到充满电刚好为4次,则( )
A. 该充电宝存储的最大能量为
B. 充电宝的电荷量从零到充满需要10h
C. 手机电池的内阻等于
D. 该充电宝给手机电池充电时,电能的利用率约为60%
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.充电宝充电时,由,故A正确;
B.该充电宝的电量从零到充满需要的时间为,故B正确;
C.手机电池不是纯电阻电路,内阻不能用欧姆定律,故C错误;
D.该充电宝给容量为的手机能充电4次,电能的利用率,故D正确;
故选ABD。
13. 质量m=0.2kg可视为质点的物体,受到沿斜面向上的恒力F作用,从足够长光滑斜面底端A点,由静止开始向上运动。经过时间t运动到B点,速度达到1m/s,此时撤去F。又经过时间t,物体返回到A点。则在运动过程中,物体( )
A. 机械能守恒 B. 最大动能为0.4J
C. 最大势能为0.3J D. 从A到B过程中,机械能增量是动能增量的4倍
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由于力F做功,机械能不守恒,故A错误;
BC.以向上为正方向,AB位移为x,则从A到B,有
从B返回A,有
解得
此时动能最大,有
当物体运动到最高点速度为零时,势能最大,有,故B正确,C错误;
D.根据速度实际关系可得,A到B过程,有,
从B返回A,有,
解得
从A到B过程中,有,
所以,故D正确。
故选BD。
三、非选择题(本题共5小题,共58分)
14. 在“验证机械能守恒定律”的实验中:
(1)实验室已提供了铁架台(含铁夹)、电磁式打点计时器、纸带(含复写纸)、导线等器材。为完成此实验,除了上述给出的器材外,还必须选择图1中的______(选填器材旁边的字母)。
(2)图2中,a、b和c为实验时打下的三条纸带。把第一个真实打点记为O,O点和第二个真实打点间的距离如图中所示,已知打点计时器的打点频率为50Hz,若用来验证机械能守恒,则能满足实验要求的纸带是______(选填“a”“b”或“c”)。
(3)某实验小组按正确操作得到了一条满足实验要求的纸带,如图3所示,O点为纸带上第一个真实打点。下列选项中,能完成验证机械能守恒定律的是( )
A. 测出OA、AD和EG的长度
B. 测出OF、EF和FG的长度
C. 测出AC、BD和EG的长度
(4)在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点O的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘v2-h图像。有同学认为:如果图像是一条过原点的直线,则说明重物下落过程中机械能守恒,该同学的说法是______(选填“正确”或“错误”)的。
【答案】(1)AEF (2)a (3)B
(4)错误
【解析】
【小问1详解】
电磁式打点计时器的工作电压为低压的交流电,所以需要一个学生电源,而干电池提供的是直流电,故电源选择A;打点计时器同时也是一种计时的仪器,工作频率是50Hz,即0.02s打一个点,所以秒表不需要;牵引纸带的应选用重物E,上端的压片用来固定纸带,下端装有橡皮保护垫;刻度尺用来测量重物下落的高度或纸带上打点间的距离,F必选。
故选AEF。
【小问2详解】
由于O点是重物开始下落时打点计时器打下的起点,根据自由落体运动的规律,在0.02s内重物下落的高度
故纸带a能满足实验要求。
【小问3详解】
A.由EG的长度可求出打F点的速度v,打O点的速度
但求不出OF之间的距离h,故A错误;
B.由EF和FG的长度可求出打F点的速度v,打O点的速度,由OF之间的距离h,可以来验证机械能守恒定律,故B正确;
C.依据AC和EG的长度,可分别测出打下B、F时的速度,从而求得动能的变化,而间距未知,则无法用来验证机械能守恒定律,故C错误。
故选B。
【小问4详解】
若机械能守恒则满足,则
若有阻力,则满足
则
因此,若机械能守恒,v2-h图像为过原点并且斜率为2g的直线,若图像只是一条过原点的直线不能说明重物下落过程中机械能守恒,所以该同学的说法是错误的。
15. 测量某型号电池的电动势和内阻的实验。
(1)甲同学设计如图1所示电路进行实验。闭合开关前,先把滑动变阻器的滑片P移到N端。
(2)闭合开关、移动滑动变阻器的滑片P,并记录了6组U、I示数,实验数据如下表所示:
I/A
0.06
0.12
0.24
0.26
0.36
0.48
U/V
1.45
1.40
1.30
1.25
1.20
1.10
①如图3是甲同学拟合得到的U-I图像,发现电压示数变化范围较小,其原因是______。(选填“电池的内阻比较小”或“滑动变阻器阻值变化较小”)
②于是重新建立坐标系如图4,在横轴与纵轴的交点,______(选填“横轴”或“纵轴”)的坐标不为零,随后拟合得到合理图像,则该型号电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。(结果均保留到小数点后两位)
(3)利用图1所示电路得到的电池内阻测量值______(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值,原因是______。
A.电压表分流 B.电流表分压 C.变阻器调节范围过小
(4)如图2所示为乙同学设计的实验电路,电池内阻测量值与图1相比误差______(选填“更大”“更小”或“相同”)。
【答案】 ①. 电池的内阻比较小 ②. 纵轴 ③. 1.45∼1.55 ④. 0.75∼0.83 ⑤. 大于 ⑥. B ⑦. 更小
【解析】
【详解】[1]根据闭合电路欧姆定律可得
由此可知,图线斜率绝对值表示电源内阻,若电压示数变化范围较小,即图线的斜率较小,其原因是电池的内阻比较小。
[2][3][4]为了使U-I图线在坐标系中尽可能分布的合理一些,可以让纵坐标的起点电压值从一个较大的值开始,进行描点、画趋势线得到合理的U-I图像,如图所示
图线的纵截距表示电池电动势
斜率的绝对值代表内阻。
[5][6]图1中电流表相对于电源采用内接法,设电流表的内阻为RA,则有
可得
即U-I图像斜率的绝对值等于,即有
故利用题图1电路得到的电池内阻测量值大于真实值,原因是电流表分压。
故选B。
[7]乙同学改用题图2电路进行实验,采用相对电源的电流表外接法,因为电压表的分流作用,使电流表测量结果偏小,由图可知,用该电路测得的电源电动势小于真实值,内阻小于真实值。故采用图2实验电路,电池内阻的测量值与图1相比误差会更小。
16. 如图1所示,一表面平整的围棋棋盘倾斜放置,棋盘内置薄铁板,能对具有磁性的棋子产生垂直棋盘的吸引力,从而使棋子静止在棋盘上,其截面如图2所示,已知棋子质量m=5g,棋盘倾角θ=53°,棋盘对棋子的吸引力F=0.3N,棋子与棋盘间的动摩擦因数μ=0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin53°=0.8,g取10m/s2。
(1)求棋子所受的支持力大小FN;
(2)求棋子所受的摩擦力大小Ff;
(3)若棋子磁性减弱,当棋子恰好不能静止时,棋盘对棋子的吸引力大小F′。
【答案】(1)0.33N
(2)0.04N (3)0.07N
【解析】
【小问1详解】
棋子垂直棋盘面方向受力平衡可得
解得
【小问2详解】
棋子沿棋盘面方向受力平衡可得
解得
【小问3详解】
垂直棋盘面方向,有
沿棋盘面方向,有
解得
17. 划艇是奥运会比赛项目。如图所示,在静水中训练时,划艇运动员采用单腿跪姿,另一腿成弓步,使用一端带桨叶的单桨在船的一侧划水。该运动员每分钟划40桨,拉桨(桨划水)的时间是回桨(桨离开水)时间的一半,假设划水时获得水平向前的动力为1200N,艇受到的阻力为300N,运动员与艇的总质量为100kg。艇从静止开始沿直线运动。
(1)求艇在拉桨和回桨时的加速度、分别为多大;
(2)第一次拉桨和回桨结束时,求艇的速度v多大;
(3)当艇的速度大小第二次达到5.1m/s的过程中,求运动员做功的平均功率P(结果保留3位有效数字)。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
拉桨时,
解得
回桨时,,得
拉桨和回桨时,艇的加速度大小分别为和
【小问2详解】
拉桨和回桨一个周期的时间为,其中拉桨时间为
第一次拉桨后
回桨时间,第一次回桨结束时
【小问3详解】
第1次拉桨过程中艇前进的位移,得
第1次回桨后速度
第2次拉桨后速度增大到,得
第2次回桨到速度减小到的过程中,,得
第2次拉桨过程中艇前进的位移,得
18. 某带电液滴的收集装置如图所示。水平放置的两平行金属板MN间加上电压值可调的电压,一足够长的收集板紧挨着MN右端竖直放置,其下端可绕紧靠金属板N右端的O点(与右端绝缘)转动,收集板接地。均匀分布的大量带负电液滴以相同的水平速度进入两金属板间。已知液滴质量,电荷量,,单位时间内有个带电液滴进入两极板间,金属板MN间距,板长为,被金属板吸收的液滴不影响板间的电压,带电液滴在两板间运动时电场强度可视为恒定,不计空气阻力和电荷间相互作用,不考虑平行板的边缘效应,g取。
(1)若,收集板处于竖直位置时,求带电液滴到达收集板时的动能;
(2)若,收集板处于水平位置时,求收集板上有带电液滴到达的长度s;
(3)若收集板处于竖直位置时,可在0~200V间调节,求通过电流表G的电流I与两板电压之间的关系。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由水平方向可知
可得
由竖直方向可知
可得
竖直分速度,可得
则
可得
【小问2详解】
液滴射出板间时的竖直速度,方向向下,射出位置的竖直坐标
其中为初始位置,范围
能射出的液滴需满足,故射出时
射出后液滴做匀变速曲线运动,落到水平收集板时
解得时间
对应水平位移
当时,;当时,
故长度
【小问3详解】
如液滴不发生偏转,则有
可得
当时,由
,其中
解得
当时,由
,其中
计算得
19. 如图装置由弹射器、水平轨道AB、竖直半圆弧轨道CD、水平轨道DE、倾斜传送带EF、足够长水平轨道FG组成,除传送带EF和轨道FG粗糙外,其余均光滑,各轨道间、轨道与传送带间平滑连接。可视为质点的滑块由弹射器弹出后,经轨道AB、CD、DE后滑上传送带,在传送带上端F处速度方向变为水平并滑上轨道FG。已知CD半径,滑块与传送带、轨道FG间的动摩擦因数均为,传送带EF长度,倾角,以恒定速度顺时针传动,滑块质量,弹射时滑块从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。(取,)取。
(1)当弹簧的弹性势能,求滑块运动到圆弧轨道最低点D时,轨道对滑块的支持力大小;
(2)若滑块能滑上FG,且运动中不脱离轨道,弹射器弹簧的弹性势能最大值,求滑块与传送带间产生热量的最大值;
(3)若滑块运动中不脱离轨道,弹簧的弹性势能在某一范围调节时,滑块恰好能静止在FG的同一位置,求弹性势能的调节范围及滑块最终静止的位置距F点的距离。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
从弹出到运动到点,由机械能守恒
滑块在点时,由牛顿第二定律
得
【小问2详解】
①保证滑块不脱离轨道,在点
从点到点机械能守恒
在传送带上加速至,发生的相对位移,则
则,
可得
②当弹簧的弹性势能最大值时,
在传送带上减速至,发生的相对位移,则
产生的最大热量
【小问3详解】
由题意知,当滑块进入轨道的速度时,滑块最终静止在同一位置。
①保证滑块不脱离轨道,
②当一直减速到点时,速度为
当时,滑块静止在距点
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