内容正文:
2025——2026学年高二第一学期阶段性教学质量检测
物理试题
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。
3.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、单选题(每小题3分,共24分)
1. 关于物体的简谐运动,下列说法正确的是( )
A. 位移减小时,加速度和速度都一定减小
B. 位移方向可能与速度方向相反
C. 回复力方向总是与加速度方向相反
D. 回复力逐渐增大,速度一定增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.位移减小时,恢复力减小,加速度减小,但速度增大,故A错误;
B.物体从最大位移处向平衡位置运动的过程中,位移方向和速度方向相反,故B正确;
C.根据牛顿第二定律,回复力方向总是与加速度方向相同,故C错误;
D.回复力逐渐增大,说明物体在向最大位移处运动,则速度逐渐减小,故D错误。
故选B。
2. 电磁感应现象的发现具有极其重大的划时代的历史意义,它为人类大规模利用电能,继而进入电气化时代奠定了理论基础。关于法拉第“磁生电”实验说法正确的是( )
A. 闭合开关时电流计指针发生偏转,断开开关时电流计指针不偏转
B. 保持滑动变阻器滑片位置不变,将条形磁体插入螺线管中静止不动时,电流计指针稳定且示数不为零
C. 保持滑动变阻器滑片位置不变,将A通电螺线管抽出B螺线管中时,电流计指针发生偏转
D. 保持A通电螺线管位置不变,左右移动滑动变阻器滑片,电流计指针不偏转
【答案】C
【解析】
【详解】A.闭合开关和断开开关时,通过B螺线管的磁通量发生变化,故闭合开关和断开开关时电流计指针都发生偏转,A错误;
B.保持滑动变阻器滑片位置不变,将条形磁体插入螺线管中静止不动时,通过B螺线管的磁通量不变,B螺线管无感应电流,则电流计指针不发生偏转,示数为0,B错误;
C.保持滑动变阻器滑片位置不变,将A通电螺线管抽出B螺线管中时,通过B螺线管的磁通量发生变化,电流计指针发生偏转,C正确;
D.保持A通电螺线管位置不变,左右移动滑动变阻器滑片,通过B螺线管的磁通量发生变化,电流计指针发生偏转,D错误。
故选C。
3. 如图所示,质量为m的人站立于质量为M的平板车上,人与车以大小为的速度在光滑水平面上向东运动.某时刻人相对平板车以大小为的速度竖直跳起,人跳起后车的速度大小为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】人和车在水平方向上动量守恒,当人竖直跳起时,取向东为正方向,根据水平动量守恒得:(m+M)v0=(m+M)v,得人跳起后车的速度大小为:v=v0.方向向东,故A正确,B、C、D错误;故选B.
【点睛】本题应用动量守恒定律要注意方向性,本题中人竖直跳起,影响的是在竖直方向的动量,在水平动量不变.
4. 2022年8月18日,一架救援直升机在重庆涪陵进行灭火作业。直升机通过旋翼螺旋桨向下推动空气获得升力。若质量为的直升机处于水平悬停状态,桶、绳索和桶中水总质量为,若旋翼螺旋桨转动时单位时间推动的空气质量为,重力加速度为,则被推动空气获得的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】直升机处于水平悬停状态,所以直升机获得的升力与直升机、桶、绳索和桶中水的总重力平衡,即
由牛顿第三定律可知,直升机获得的升力与推动空气的力大小相同,研究时间内推动的空气,利用动量定理有
解得
故选C。
5. 关于电流周围磁场的磁感线分布情况,符合安培定则的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据安培定则,直线电流左侧磁场方向应垂直纸面向外,右侧磁场方向应垂直纸面向里,故A错误;
B.根据安培定则,磁场方向应为逆时针,故B错误;
C.根据安培定则,从上往下看,磁场方向应为逆时针,故C正确;
D.根据安培定则,通电螺线管内部磁场方向应由左指向右,故D错误。
故选C。
6. 某同学用一个毫安表头(量程1mA,内阻72Ω)、电阻箱R1和电阻箱R2组装成一个多用电表,有电流“10mA”和电压“3V”两挡,改装电路如图所示,则R1,R2应调到的阻值为( )
A. R1=5Ω,R2=295.5Ω B. R1=5Ω,R2=2955Ω
C. R1=8Ω,R2=292.8Ω D. R1=8Ω,R2=2928Ω
【答案】C
【解析】
【详解】当接O、a接线柱时改装为电流表,根据并联电路特点得
代入数据解得
当接O、b接线柱时改装为电压表,根据串联电路特点得
解得
故选C。
7. 某一电源的路端电压与电流的关系和电阻、的电压与电流的关系如图所示。用此电源和电阻、组成电路。、可以同时接入电路,也可以单独接入电路。为使电源输出功率最大,可采用的接法是( )
A. 将单独接到电源两端
B. 将单独接到电源两端
C. 将、串联后接到电源两端
D. 将、并联后接到电源两端
【答案】D
【解析】
【详解】根据闭合电路欧姆定律可得
根据图中电源的路端电压与电流的关系图线可知,电源电动势和内阻分别为
,
设外电阻为时,电源的输出功率为
由于基本不等式可知,当外电阻时,电源的输出功率最大;由电阻的伏安特性曲线可得
,
、串联后的阻值为
、并联后的阻值为
可知将、并联后接到电源两端时,电源输出功率最大。
故选D。
8. 如图所示,光滑水平地面上静止一个质量为M且上表面光滑的斜面体.现将一个质量为m的小滑块放置在斜面体顶端,使其由静止沿斜面滑下.已知斜面体底边长为L,则以下判断正确的是( )
A. 下滑过程中小滑块的机械能守恒
B. 小滑块下滑过程中,两物体组成的系统动量守恒
C. 小滑块到达斜面底端时,斜面体水平向右运动的距离为
D. 小滑块到达斜面底端时,小滑块水平向左运动的距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.下滑过程中小滑块和斜面体组成的系统的机械能守恒,滑块的机械能不守恒,选项A错误;
B.小滑块下滑过程中,两物体组成的系统水平方向受合外力为零,则水平方向动量守恒,竖直方向动量不守恒,则系统动量不守恒,选项B错误;
CD.设小滑块到达斜面底端时,斜面体水平向右运动的距离为x,则由水平动量守恒可知
解得
小滑块水平向左运动的距离为
选项C错误,D正确。
故选D。
二、多选题(每小题4分,共16分,每小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
9. 如图所示,闭合开关S并调节滑动变阻器滑片P的位置,使A、B、C三灯亮度相同。若继续将P向下移动,则三灯亮度变化情况为( )
A. A灯变亮 B. B灯变亮
C. B灯变暗 D. C灯变亮
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.将变阻器滑片P向下移动时,接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律得知,总电流IA增大,则A灯变亮,故A正确;
BC.并联部分的电压
U并=E-IA(RA+r)
E、RA、r不变,IA增大,U并减小,IB减小,B灯变暗,故B错误,C正确;
D.通过C灯的电流
IA增大,IB减小,则IC增大,C灯变亮,故D正确。
故选ACD。
10. A、B两小球在光滑水平面上沿同一直线运动并发生正碰,碰撞前后两球的图象如图所示,已知A球质量,则( )
A. 碰撞后,两球运动方向相反
B. 碰撞过程中A球动量变化量大小为
C. B球质量
D. 此碰撞过程为弹性碰撞
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】A.由题图可看出在t = 2s后两球的运动方向相反,A正确;
B.由题图和动量守恒可看出在0 ~ 2s内和2 ~ 4s内A球的速度分别为
vA= = 5m/s,v′A= = - 1m/s
则碰撞过程中A球动量变化量大小为6kgm/s,B错误;
C.根据动量守恒有
mAvA= - mAv′A - mBv′B(取A最开始运动的方向为正)
代入数据有
mB= m2= 2kg
C正确;
D.碰撞前的机械能为
E = mAvA2= J
碰撞前的机械能为
E′ = mAv′A2 + mBv′B2= J
碰撞前后机械能不守恒,则不是弹性碰撞,D错误。
故选AC。
11. 如图所示,某电路中电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,指示灯RL的阻值为32Ω,电动机M线圈电阻为R0=2Ω。当开关S闭合后,指示灯RL的电功率为2W。那么下列说法中正确的是( )
A. 流过电动机M的电流为4A
B. 流过理想电流表的电流为2A
C. 电动机M输出的机械功率7.875W
D. 电源的总功率为20W
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB.指示灯的电压为
指示灯的电流为
根据闭合电路欧姆定律可得
解得流过电流表的电流为
流过电动机M的电流为
所以A错误,B正确;
C.电动机M输出的机械功率为
所以C正确;
D.电源的总功率为
所以D正确。
故选BCD。
12. 如图所示,把两个体积相同的带正电的小球A和B放在光滑绝缘水平地面,它们的电荷量分别为q和2q,质量分别为m和2m。某时刻A球以大小为v0的速度沿两小球连线方向向B球运动,此时B球速度为0,两球相距为L。运动过程中两球始终没有相碰,下列说法正确的是( )
A. A、B两球最近时,B球的速度为
B. A球速度最小时,系统电势能增量为
C. A、B两球运动过程中的加速度大小之比始终为2:1
D. A、B两球组成的系统合外力为零,所以动量守恒,机械能守恒
【答案】AC
【解析】
【详解】A .两球最近时,速度相等,根据动量守恒
解得
故A正确;
B.因为球质量小,最小速度为零,此时B球速度v
系统电势能增量为
故B错误。
C.两球间静电力大小相等
所以两球运动过程中的加速度大小之比始终为2:1,故C正确;
D.两球组成的系统合外力为零,动量守恒,但有电势能和机械能间的转化,机械能不守恒,故D错误。
故选AC。
三、填空题(本题共26分,每空2分)
13. 用图甲所示的电路,测定一节旧干电池的电动势和内阻。除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
双量程电流表:A(量程,);
双量程电压表:V(量程,);
滑动变阻器:(阻值范围,额定电流)
(阻值范围,额定电流)
(1)为了调节方便,测量精度更高,实验中应选用电流表的量程为________,电压表的量程为________,应选用滑动变阻器___________(填写滑动变阻器符号);
(2)根据图甲将图乙中的实物正确连接_________;
(3)通过多次测量并记录对应的电流表示数和电压表示数,利用这些数据在图丙中画出了图线。由图线可以得出此干电池的电动势__________(保留3位有效数字),内电阻__________(保留2位有效数字);
(4)引起该实验的系统误差的主要原因是___________
A. 由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流大
B. 由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小
C. 由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压小
D. 由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压大
(5)某同学利用如图所示的电路测定干电池的电动势和内电阻,经过正确的操作获得了若干组实验数据,据此描绘出的图像(其中、分别为电压表和电流表的读数)如下图中的实线所示,虚线表示该电池两端的电压与流经电池电流的关系图线,下列图像合理的是___________。
A. B. C. D.
【答案】 ①. 0~0.6 ②. 0~3 ③. R1 ④. ⑤. 1.45 ⑥. 1.3 ⑦. B ⑧. A
【解析】
【详解】(1)[1][2][3]一节干电池的电动势约为1.5V,所以电压表量程应选0~3V;滑动变阻器R2的最大阻值较大,不便于控制电路中的电流,所以滑动变阻器应选择阻值较小的R1;此时电路中的电流一定不超过0.5A,所以电流表量程应选0~0.6A;
(2)[4]如图所示
(3)[5][6]U-I图线的纵截距表示电动势,斜率的绝对值表示内阻,即
(4)[7]本实验中电压表并联在电源两端,示数即为路端电压的真实值,引起该实验的系统误差的主要原因是由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小,故选B。
(5)[8]当电压表示数为零时,路端电压为零,此时电流表的示数就是短路电流的真实值;当电流表示数为零时,由于电压表存在分流,所以通过电源的电流并不为零,即存在内电压,使得电压表示数略小于电源电动势,综上所述可知A图像合理,故选A。
14. 某同学在做“验证动量守恒定律”的实验中,实验室具备的实验器材有:斜槽轨道,两个大小相等、质量不同的小钢球A、B,刻度尺,白纸,圆规,重垂线一条。实验装置及实验中小球运动轨迹及落点平均位置如图甲所示。
(1)对于实验中注意事项、测量器材和需测量的物理量,下列说法中正确的是___________。
A.实验前轨道的调节应注意使槽的末端的切线水平
B.实验中要保证每次A球从同一高处由静止释放
C.实验中还缺少的实验器材有复写纸和秒表
D.实验中需测量的物理量只有线段和的长度
(2)实验中若小球A的质量为,小球B的质量为,当时,实验中记下了O、M、P、N四个位置(如图乙所示),若满足___________(用、、、、表示),则说明碰撞中动量守恒;若还满足___________(只能用表示),则说明碰撞前后动能也相等。
【答案】 ①. AB ②. m1·OP=m1·OM+m2·ON ③.
【解析】
【详解】(1)[1]A.由于要保证两球发生弹性碰撞后做平抛运动,即初速度沿水平方向,所以必须保证槽的末端的切线是水平的,故A正确;
B.由于实验要重复进行多次以确定碰撞后两小球的落点的确切位置,所以每次碰撞前小球A的速度必须相同,所以每次必须让A球从斜槽轨道上同一高度处由静止释放,故B正确;
C.验证
m1v0=m1v1+m2v2
由于碰撞后A球和B球从同一高度开始做平抛运动,根据
可得两球做平抛运动的时间相同,故可验证
m1v0t=m1v1t+m2v2t
而
v0t=OP
v1t=OM
v2t=ON
故只需要验证
m1OP=m1OM+m2ON
所以要测量A球的质量m1和B球的质量m2,需要天平;在地面上合适的位置铺上白纸并在白纸上面铺上复写纸,小球落在复写纸上,可以在白纸上留下落点印迹,所以还要复写纸,不需要秒表,故C错误;
D.由m1OP=m1OM+m2ON可知,实验中需要测量的物理量是A球的质量m1和B球的质量m2,线段OP、OM和ON的长度,故D错误。
故选AB。
(2)[2][3]由(1)可知验证碰撞中的动量守恒的表达式为
m1·OP=m1·OM+m2·ON
若碰撞前后系统的动能相等,则有
联立解得
四、计算题(共34分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15. 目前正在运转的我国空间站天和核心舱,搭载了一种全新的推进装置——离子推进器,这种引擎不需要燃料,也无污染物排放。该装置获得推力的原理如图所示,进入电离室的气体被电离成正离子,而后飘入电极A、B之间的匀强电场(初速度忽略不计),A、B间电压为U,使正离子加速形成离子束,在加速过程中引擎获得推力。单位时间内飘入的正离子数目为N,离子质量为m,电荷量为e(e是元电荷)。
(1)求离子喷出加速电场的速度v及其所形成的等效电流I;
(2)求推进器获得的平均推力大小F。
【答案】(1);
(2)
【解析】
【小问1详解】
离子在加速电场中加速过程,由动能定理得
求得
所形成的等效电流为
【小问2详解】
以很短时间内喷出的个n个离子为研究对象,根据动量定理得
其中
解得
根据牛顿第三定律,推力器获得的平均推力大小
16. 某高校设计专业学生对手机进行了防摔设计,防摔设计是这样的:在屏幕的四个角落设置了由弹性塑料、聚合物及超薄金属片组成的保护器,一旦手机内的加速度计、陀螺仪及位移传感器感知到手机掉落,保护器会自动弹出,对手机起到很好的保护作用。总质量为的该种型号手机从距离地面高的口袋中被无意间带出,之后的运动可以看作自由落体运动,平摔在地面上,保护器撞击地面的时间为,不计空气阻力,,试求:
(1)手机落地前瞬间的速度大小;
(2)手机从开始掉落到落地前的过程中重力的冲量大小;
(3)地面对手机的平均作用力大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由运动学公式,可得手机落地前瞬间速度为
【小问2详解】
手机做自由落体运动,由,可得手机从开始掉落到落地的时间为
根据,得手机从开始掉落到落地前的过程中重力的冲量大小
【小问3详解】
设向上方向为正方向,对手机由动量定理得
解得
则地面对手机的平均作用力大小为
17. 如图,LMN是竖直平面内固定的光滑轨道,MN水平且足够长,LM下端与MN相切。质量为的小球B与一轻弹簧相连,并静止在水平轨道上,质量为的小球A从LM上距水平轨道高为处由静止释放,在A球进入水平轨道之后与弹簧正碰并压缩弹簧但不粘连。设小球A通过M点时没有机械能损失,重力加速度g取。求:
(1)A球与弹簧碰前瞬间的速度大小;
(2)A球与弹簧相碰过程中弹簧的最大弹性势能;
(3)A、B两球最终的速度vA、vB的大小。
【答案】(1)6m/s;(2);(3),
【解析】
【详解】(1)由动能定理得
解得
(2)A与B共速时,弹簧的弹性势能最大,A、B和弹簧组成系统动量守恒
由机械能守恒定律,弹簧的最大弹性势能
解得
(3)A、B与弹性发生弹性碰撞,最终分离
解得
,
18. 如图,水平轨道的右端固定一半径为l的竖直光滑半圆轨道,其直径BC竖直。水平轨道上质量分别为3m、m的两小物块P、Q将原长2l的轻弹簧压缩l后由静止释放。已知P、Q两物块与水平轨道间的动摩擦因数之比为1:3,释放两物块时弹簧的弹性势能为EP=6mgl,物块与弹簧不粘连,物块Q与水平轨道右端B的距离为5l,已知物块Q到达B点时对轨道的压力大小为FNB=7mg,重力加速度g。
求:(1)物块Q运动到C点时对轨道的压力大小FNC及最后落到水平轨道上的位置与B点的距离x;
(2)物块Q运动到B点时物块P的速度大小v;
(3)物块P向左运动的距离L。
【答案】(1)mg; ;(2);(3)5l
【解析】
【分析】
【详解】(1)根据牛顿第三定律可得轨道对Q的支持力大小为,则由
可得
Q运动到C点时,有
联立可得
由牛顿第三定律可得物块Q运动到C点时对轨道的压力大小
联立
可得
(2)有题意可得
即两个物体所受摩擦力大小相等,方向相反;所以释放弹簧后,两物体动量守恒,有
可得
则物块Q运动到B点时物块P的速度大小
(3)由(2)的分析可知,在弹簧回复原长的过程中,P、Q的位移比为
则弹簧对P、Q做功比为
由动能定理可得
即
可得
则对P有
可得
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2025——2026学年高二第一学期阶段性教学质量检测
物理试题
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。
3.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、单选题(每小题3分,共24分)
1. 关于物体的简谐运动,下列说法正确的是( )
A. 位移减小时,加速度和速度都一定减小
B. 位移方向可能与速度方向相反
C. 回复力方向总是与加速度方向相反
D. 回复力逐渐增大,速度一定增大
2. 电磁感应现象的发现具有极其重大的划时代的历史意义,它为人类大规模利用电能,继而进入电气化时代奠定了理论基础。关于法拉第“磁生电”实验说法正确的是( )
A. 闭合开关时电流计指针发生偏转,断开开关时电流计指针不偏转
B. 保持滑动变阻器滑片位置不变,将条形磁体插入螺线管中静止不动时,电流计指针稳定且示数不为零
C. 保持滑动变阻器滑片位置不变,将A通电螺线管抽出B螺线管中时,电流计指针发生偏转
D. 保持A通电螺线管位置不变,左右移动滑动变阻器滑片,电流计指针不偏转
3. 如图所示,质量为m的人站立于质量为M的平板车上,人与车以大小为的速度在光滑水平面上向东运动.某时刻人相对平板车以大小为的速度竖直跳起,人跳起后车的速度大小为
A. B. C. D.
4. 2022年8月18日,一架救援直升机在重庆涪陵进行灭火作业。直升机通过旋翼螺旋桨向下推动空气获得升力。若质量为的直升机处于水平悬停状态,桶、绳索和桶中水总质量为,若旋翼螺旋桨转动时单位时间推动的空气质量为,重力加速度为,则被推动空气获得的速度大小为( )
A. B. C. D.
5. 关于电流周围磁场的磁感线分布情况,符合安培定则的是( )
A. B.
C. D.
6. 某同学用一个毫安表头(量程1mA,内阻72Ω)、电阻箱R1和电阻箱R2组装成一个多用电表,有电流“10mA”和电压“3V”两挡,改装电路如图所示,则R1,R2应调到的阻值为( )
A. R1=5Ω,R2=295.5Ω B. R1=5Ω,R2=2955Ω
C. R1=8Ω,R2=292.8Ω D. R1=8Ω,R2=2928Ω
7. 某一电源的路端电压与电流的关系和电阻、的电压与电流的关系如图所示。用此电源和电阻、组成电路。、可以同时接入电路,也可以单独接入电路。为使电源输出功率最大,可采用的接法是( )
A. 将单独接到电源两端
B. 将单独接到电源两端
C. 将、串联后接到电源两端
D. 将、并联后接到电源两端
8. 如图所示,光滑水平地面上静止一个质量为M且上表面光滑的斜面体.现将一个质量为m的小滑块放置在斜面体顶端,使其由静止沿斜面滑下.已知斜面体底边长为L,则以下判断正确的是( )
A. 下滑过程中小滑块的机械能守恒
B. 小滑块下滑过程中,两物体组成的系统动量守恒
C. 小滑块到达斜面底端时,斜面体水平向右运动的距离为
D. 小滑块到达斜面底端时,小滑块水平向左运动的距离为
二、多选题(每小题4分,共16分,每小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
9. 如图所示,闭合开关S并调节滑动变阻器滑片P的位置,使A、B、C三灯亮度相同。若继续将P向下移动,则三灯亮度变化情况为( )
A. A灯变亮 B. B灯变亮
C. B灯变暗 D. C灯变亮
10. A、B两小球在光滑水平面上沿同一直线运动并发生正碰,碰撞前后两球的图象如图所示,已知A球质量,则( )
A. 碰撞后,两球运动方向相反
B. 碰撞过程中A球动量变化量大小为
C. B球质量
D. 此碰撞过程为弹性碰撞
11. 如图所示,某电路中电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,指示灯RL的阻值为32Ω,电动机M线圈电阻为R0=2Ω。当开关S闭合后,指示灯RL的电功率为2W。那么下列说法中正确的是( )
A. 流过电动机M的电流为4A
B. 流过理想电流表的电流为2A
C. 电动机M输出的机械功率7.875W
D. 电源的总功率为20W
12. 如图所示,把两个体积相同的带正电的小球A和B放在光滑绝缘水平地面,它们的电荷量分别为q和2q,质量分别为m和2m。某时刻A球以大小为v0的速度沿两小球连线方向向B球运动,此时B球速度为0,两球相距为L。运动过程中两球始终没有相碰,下列说法正确的是( )
A. A、B两球最近时,B球的速度为
B. A球速度最小时,系统电势能增量为
C. A、B两球运动过程中的加速度大小之比始终为2:1
D. A、B两球组成的系统合外力为零,所以动量守恒,机械能守恒
三、填空题(本题共26分,每空2分)
13. 用图甲所示的电路,测定一节旧干电池的电动势和内阻。除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
双量程电流表:A(量程,);
双量程电压表:V(量程,);
滑动变阻器:(阻值范围,额定电流)
(阻值范围,额定电流)
(1)为了调节方便,测量精度更高,实验中应选用电流表的量程为________,电压表的量程为________,应选用滑动变阻器___________(填写滑动变阻器符号);
(2)根据图甲将图乙中的实物正确连接_________;
(3)通过多次测量并记录对应的电流表示数和电压表示数,利用这些数据在图丙中画出了图线。由图线可以得出此干电池的电动势__________(保留3位有效数字),内电阻__________(保留2位有效数字);
(4)引起该实验的系统误差的主要原因是___________
A. 由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流大
B. 由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小
C. 由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压小
D. 由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压大
(5)某同学利用如图所示的电路测定干电池的电动势和内电阻,经过正确的操作获得了若干组实验数据,据此描绘出的图像(其中、分别为电压表和电流表的读数)如下图中的实线所示,虚线表示该电池两端的电压与流经电池电流的关系图线,下列图像合理的是___________。
A. B. C. D.
14. 某同学在做“验证动量守恒定律”的实验中,实验室具备的实验器材有:斜槽轨道,两个大小相等、质量不同的小钢球A、B,刻度尺,白纸,圆规,重垂线一条。实验装置及实验中小球运动轨迹及落点平均位置如图甲所示。
(1)对于实验中注意事项、测量器材和需测量的物理量,下列说法中正确的是___________。
A.实验前轨道的调节应注意使槽的末端的切线水平
B.实验中要保证每次A球从同一高处由静止释放
C.实验中还缺少的实验器材有复写纸和秒表
D.实验中需测量的物理量只有线段和的长度
(2)实验中若小球A的质量为,小球B的质量为,当时,实验中记下了O、M、P、N四个位置(如图乙所示),若满足___________(用、、、、表示),则说明碰撞中动量守恒;若还满足___________(只能用表示),则说明碰撞前后动能也相等。
四、计算题(共34分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15. 目前正在运转的我国空间站天和核心舱,搭载了一种全新的推进装置——离子推进器,这种引擎不需要燃料,也无污染物排放。该装置获得推力的原理如图所示,进入电离室的气体被电离成正离子,而后飘入电极A、B之间的匀强电场(初速度忽略不计),A、B间电压为U,使正离子加速形成离子束,在加速过程中引擎获得推力。单位时间内飘入的正离子数目为N,离子质量为m,电荷量为e(e是元电荷)。
(1)求离子喷出加速电场的速度v及其所形成的等效电流I;
(2)求推进器获得的平均推力大小F。
16. 某高校设计专业学生对手机进行了防摔设计,防摔设计是这样的:在屏幕的四个角落设置了由弹性塑料、聚合物及超薄金属片组成的保护器,一旦手机内的加速度计、陀螺仪及位移传感器感知到手机掉落,保护器会自动弹出,对手机起到很好的保护作用。总质量为的该种型号手机从距离地面高的口袋中被无意间带出,之后的运动可以看作自由落体运动,平摔在地面上,保护器撞击地面的时间为,不计空气阻力,,试求:
(1)手机落地前瞬间的速度大小;
(2)手机从开始掉落到落地前的过程中重力的冲量大小;
(3)地面对手机的平均作用力大小。
17. 如图,LMN是竖直平面内固定的光滑轨道,MN水平且足够长,LM下端与MN相切。质量为的小球B与一轻弹簧相连,并静止在水平轨道上,质量为的小球A从LM上距水平轨道高为处由静止释放,在A球进入水平轨道之后与弹簧正碰并压缩弹簧但不粘连。设小球A通过M点时没有机械能损失,重力加速度g取。求:
(1)A球与弹簧碰前瞬间的速度大小;
(2)A球与弹簧相碰过程中弹簧的最大弹性势能;
(3)A、B两球最终的速度vA、vB的大小。
18. 如图,水平轨道的右端固定一半径为l的竖直光滑半圆轨道,其直径BC竖直。水平轨道上质量分别为3m、m的两小物块P、Q将原长2l的轻弹簧压缩l后由静止释放。已知P、Q两物块与水平轨道间的动摩擦因数之比为1:3,释放两物块时弹簧的弹性势能为EP=6mgl,物块与弹簧不粘连,物块Q与水平轨道右端B的距离为5l,已知物块Q到达B点时对轨道的压力大小为FNB=7mg,重力加速度g。
求:(1)物块Q运动到C点时对轨道的压力大小FNC及最后落到水平轨道上的位置与B点的距离x;
(2)物块Q运动到B点时物块P的速度大小v;
(3)物块P向左运动的距离L。
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