精品解析:贵州省毕节市威宁彝族回族苗族自治县第八中学2025-2026学年高二上学期期中考试物理试卷(一)
2026-08-27
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内容正文:
威宁自治县2025秋期中六校联合监测(一)
高二物理
注意事项:
1.本试卷共6页,满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前将姓名、准考证号、座位号准确填写在答题卡指定的位置上。
3.选择题须使用2B铅笔将答题卡相应题号对应选项涂黑,若需改动,须擦净另涂;非选择题在答题卡上对应位置用黑色墨水笔或黑色签字笔书写。在试卷、草稿纸上答题无效。
一、选择题(本大题共10小题,共43分,在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一个符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,全部选对得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 关于库仑定律,下列说法正确的是( )
A. 库仑定律的适用条件是两个静止的点电荷之间的相互作用
B. 在电荷均匀分布的金属球壳中,其球心处的点电荷所受静电力合力不为零
C. 当两个半径均为、带电荷量均为的金属球球心相距为时,它们之间的静电力大小为
D. 若点电荷的电荷量为,点电荷的电荷量为,则点电荷、之间的相互排斥力大小相等
2. 如图甲所示的挖掘机的顶部垂下一个大铁球并让它小角度地摆动,可用作工地的拆除工作。大铁球摆动时可视为单摆,对应的振动图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 单摆振动的周期是
B. 如果再知道单摆的摆长,可粗略算出当地的重力加速度
C. 大铁球摆动的角度增大,则振动周期增大,能量也增大
D. 当时,大铁球的动能最小,回复力最大
3. 纸厂在生产纸张时为了实时监控其厚度,设计了如图所示的装置,其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板,位置均固定,且分别接在恒压直流电源的两极上。当流水线上通过的纸张厚度减小时,下列说法正确的是( )
A. A、B平行板电容器的电容变大
B. A、B两板间的电场强度变小
C. 会有电流流过灵敏电流计,电容器放电
D. 根据电荷守恒定律,A、B两极板上的电荷量不变
4. 如图所示,在真空中、两点分别放置两个等量同种的正点电荷,为连线的中点,以为棱构成一个空间正方体,正方体上的六个顶点分别为、、、、、。下列说法正确的是( )
A. 、两点的电势不相等
B. 给电子一个初速度从点沿方向射出,电子不可能做圆周运动
C. 、两点的电场强度相同
D. 将电子沿棱自移动过程中,电势能先变大再变小
5. 如图所示,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线、中的电流方向水平向左,中的电流方向竖直向上;的正上方有、两点,它们相对于对称。整个系统处于磁感应强度大小为的匀强外磁场中,的方向垂直于纸面向外(图中未画出)。已知、两点的磁感应强度大小分别为和,方向也垂直于纸面向外。下列说法正确的是( )
A. 流经的电流在、两点产生的磁感应强度大小相等、方向相反
B. 流经的电流在、两点产生的磁感应强度大小相等、方向相同
C. 流经的电流在、两点产生的磁感应强度大小都为
D. 流经的电流在、两点产生的磁感应强度大小都为
6. 如图所示,电流表A的量程为0~0.6A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02A;R1的阻值等于电流表内阻的;R2的阻值等于电流表内阻的3倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是( )
A. 1、2接线柱接入电路时,每一小格表示0.08A
B. 1、2接线柱接入电路时,通过R1的电流是通过电流表的
C. 1、3接线柱接入电路时,每一小格表示0.06A
D. 1、3接线柱接入电路时,每一小格表示的电流大小发生了变化
7. 如图所示,竖直平面内有固定的半径为R的光滑绝缘圆形轨道,水平匀强电场平行于轨道平面向左,P、Q分别为轨道上的最高点和最低点,M、N分别是轨道上与圆心等高的点。质量为m、电荷量为q的带正电小球(可视为质点)在轨道内运动,已知重力加速度为g,场强,要使小球能沿轨道做完整的圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 小球在轨道上运动时,在P点电势能最大,在M点电势能最小
B. 小球动能最小的位置在P、N两点之间
C. 小球过Q、P点时所受轨道弹力大小的差值大于6mg
D. 小球在轨道上运动时,机械能最大的位置一定在Q点
8. 关于电场和磁场中的基本概念,下列判断正确的是( )
A. 在同一个等势面上的任意两点间移动电荷,电场力做功一定为零;但在同一等势线上的任意两点间移动电荷,电场力做功不一定为零
B. 电场中某点的电场强度方向,就是放在该点的正电荷所受电场力的方向,也是通过该点的电场线切线方向,同时还是该点附近电势降低最快的方向
C. 磁感线与电场线一样,都是假想的曲线,都可以用实验进行模拟;但磁感线是闭合曲线,而静电场中的电场线既不闭合也不相交
D. 穿过某一平面的磁通量等于磁感应强度、该平面面积以及两者夹角余弦的乘积。因此,当磁通量等于零时,磁感应强度也等于零
9. 在水平面上有两滑块a、b沿同一条直线运动并发生碰撞,碰撞后两者粘在一起运动;经过一段时间后,从光滑路段进入粗糙路段,两者的位置x随时间t变化的图像如图所示。假设滑块a的质量为m,则下列说法正确的是( )
A. 滑块b的质量是8m
B. 在a、b两滑块碰撞过程中,动量守恒、机械能守恒和能量守恒
C. 整个运动过程中,两滑块克服摩擦力做的功为2m,因碰撞使机械能损失了4m
D. 由图像可知,a、b两滑块发生碰撞后的共同速度为2m/s
10. 如图所示,带电荷量为的球1固定在倾角为、光滑绝缘斜面上的点,其正上方处固定一电荷量为的球2,斜面上距点处的点有质量为的带电球3,球3与一端固定的绝缘轻质弹簧相连并在点处于静止状态。此时弹簧的压缩量为,球2、3间的静电力大小为。当迅速移走球1后,球3沿斜面向下运动。为重力加速度,球的大小可忽略,下列说法正确的是( )
A. 球3运动至点的速度大小为,该过程球2对球3做功不为零
B. 在点时,球1和3之间的力大于球2和3之间的力,且球3带正电
C. 球3运动至中点时对斜面的压力大小为,此时球2对球3的作用力为
D. 球3运动至点时弹簧的弹力为
二、实验题(本题共2个小题,共15分)
11. 小明同学用气垫导轨来验证动量守恒定律,如图甲所示。滑块和侧面分别装有极、S极相对的磁体,当两极间的距离大于时磁力可忽略不计,滑块上固定有宽度为的遮光片,光电门1与光电门2间的距离约为。
(1)测出滑块(含磁体和遮光片)、(含磁体)的质量分别为、,且。用20分度的游标卡尺测量遮光片的宽度,如图乙所示,则_____mm。
(2)只放滑块在光电门1左侧,并给它一个向右的初速度,用数字计时器(连接光电门,图中未画出)记录遮光片通过两个光电门的时间,发现时间不相等,调节气垫导轨的支点,重复此过程,直到某次遮光片通过两光电门的时间相等,则说明____________________。
(3)将滑块放置在光电门1的左侧,滑块放置在光电门2左侧且接近光电门2的位置,给滑块一向右的初速度,滑块与滑块相碰后成为一个整体,记录遮光片先后通过两光电门的时间分别为。要验证该碰撞过程动量守恒,则要验证的关系式是__________(用题中所给物理量表示)。
12. 小华同学在“测定金属的电阻率”的实验中,待测金属导线的电阻Rx约为6Ω。实验室中有以下实验器材:
A.电压表V1(量程0~6V,内阻约为10kΩ)
B.电压表V2(量程0~15V,内阻约为20kΩ)
C.电流表A(量程0~0.6A,内阻约为0.2Ω)
D.滑动变阻器R1(0~100Ω,0.6A)
E.滑动变阻器R2(0~2000Ω,0.1A)
F.电池E(电动势为6V)
(1)为提高实验精确度,减小实验误差,电压表应选择________(选填“V1”或“V2”)。
(2)为减小实验误差,应选用图甲中电路图________(选填“a”或“b”),此接法的测量值________真实值。
(3)用游标卡尺测得该金属丝长度L,用螺旋测微器测得该金属丝的直径D如图乙所示,则D=________mm。
(4)用电压表和电流表测量时,两电表的示数分别如图丙所示,则电阻值Rx为________Ω,电阻率为________(用L、D、Rx表示)。
三、计算题(本题共3个小题,共42分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图所示,匀强电场的电场线与AB平行,A、B两点间距离lAB=4m,B、C两点间距离lBC=8m,BC与水平方向间夹角为60°,B、C间电势差为16V,求:
(1)电场强度E的大小;
(2)电荷量q=-4×10-8C的点电荷从A点运动到C点,静电力所做的功。
14. 如图所示,质量为3m的斜面体A和质量为m的小物块C均静止在足够长的光滑水平面上,斜面与水平面平滑连接,小物块C左端固定一轻质弹簧,弹簧处于原长状态。质量为2m的小物块B轻放在光滑斜面顶端沿斜面下滑,离开斜面底端时速度为v0。一段时间后与C发生作用,之后与C分离。B和C均可视为质点,不计空气阻力。求:
(1)小物块B从斜面顶端下滑到底端的过程中,A、B在水平方向上的位移大小之比;
(2)弹簧的最大弹性势能Epm;
(3)小物块B、C分离时C的速度大小vC。
15. 金属极板M受到紫外线照射会不停地发射电子,射出的电子具有不同的运动方向,速度大小也不相同。正对M放置一金属网,如果用导线将M、N连起来,从M板射出的电子会沿着导线回到M,从而形成电流。取下M、N间的导线后按图所示在M、N之间加电压,随着电压增大到U时,电流表中就不再有电流,之后保持电压U不变。已知M、N间距为d(远小于板长且板、网足够大),电子的质量为m,电荷量为e。(取,)
(1)金属极板M被紫外线照射出的电子,最大速度是多少?
(2)金属极板M被紫外线照射出的某一电子以最大速度从O点沿与y轴正方向夹角为37°的方向离开M板,之后电子距离M板的最大距离为多少?
(3)金属极板M被紫外线照射出的某一电子以最大速度从O点沿与y轴正方向夹角θ为多少度的方向离开M板后,再回到M板距离O点有最大距离?最大距离为多少?
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威宁自治县2025秋期中六校联合监测(一)
高二物理
注意事项:
1.本试卷共6页,满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前将姓名、准考证号、座位号准确填写在答题卡指定的位置上。
3.选择题须使用2B铅笔将答题卡相应题号对应选项涂黑,若需改动,须擦净另涂;非选择题在答题卡上对应位置用黑色墨水笔或黑色签字笔书写。在试卷、草稿纸上答题无效。
一、选择题(本大题共10小题,共43分,在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一个符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,全部选对得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 关于库仑定律,下列说法正确的是( )
A. 库仑定律的适用条件是两个静止的点电荷之间的相互作用
B. 在电荷均匀分布的金属球壳中,其球心处的点电荷所受静电力合力不为零
C. 当两个半径均为、带电荷量均为的金属球球心相距为时,它们之间的静电力大小为
D. 若点电荷的电荷量为,点电荷的电荷量为,则点电荷、之间的相互排斥力大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.库仑定律的适用条件是真空中两个静止点电荷之间的相互作用,故A错误;
B.在电荷均匀分布的金属球壳中,其球心处的点电荷所受静电力合力为零,故B错误;
C.两个金属球的间距太小,不能看成点电荷,库仑定律不再适用,故C错误;
D.由牛顿第三定律可知,点电荷、之间的静电力为相互作用力,总是大小相等,故D正确。
故选D。
2. 如图甲所示的挖掘机的顶部垂下一个大铁球并让它小角度地摆动,可用作工地的拆除工作。大铁球摆动时可视为单摆,对应的振动图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 单摆振动的周期是
B. 如果再知道单摆的摆长,可粗略算出当地的重力加速度
C. 大铁球摆动的角度增大,则振动周期增大,能量也增大
D. 当时,大铁球的动能最小,回复力最大
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图乙可知,相邻位移最大点间隔4s,故单摆的周期为,故A错误;
B.根据单摆周期公式可知,如果再知道单摆的摆长,可算出当地的重力加速度,故B正确;
C.由单摆周期公式可知,振动周期与摆动的角度大小无关,根据机械能守恒,角度增大导致重力势能增加,总能量增加,故C错误;
D.在时大铁球处在平衡位置,动能最大,回复力最小,故D错误。
故选B。
3. 纸厂在生产纸张时为了实时监控其厚度,设计了如图所示的装置,其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板,位置均固定,且分别接在恒压直流电源的两极上。当流水线上通过的纸张厚度减小时,下列说法正确的是( )
A. A、B平行板电容器的电容变大
B. A、B两板间的电场强度变小
C. 会有电流流过灵敏电流计,电容器放电
D. 根据电荷守恒定律,A、B两极板上的电荷量不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于纸厚度减小,则εr变小,根据平行板电容器决定式可知,电容变小,故A错误;
B.根据可知,电压U、极板间距d不变,则E不变,故B错误;
CD.根据可知,U不变,C减小,则Q减小,所以电容器放电,即A、B两极板上的电荷量减小,故C正确,D错误。
故选C。
4. 如图所示,在真空中、两点分别放置两个等量同种的正点电荷,为连线的中点,以为棱构成一个空间正方体,正方体上的六个顶点分别为、、、、、。下列说法正确的是( )
A. 、两点的电势不相等
B. 给电子一个初速度从点沿方向射出,电子不可能做圆周运动
C. 、两点的电场强度相同
D. 将电子沿棱自移动过程中,电势能先变大再变小
【答案】D
【解析】
【详解】A.电势是标量,根据等量同种正点电荷的电势分布,由对称性可知,、两点电势相等,故A错误;
B.所在平面是等量正点电荷连线的中垂面,合电场方向始终背离点。电子带负电,受到的电场力始终指向点。点沿方向射出,若速度大小合适,电场力刚好提供向心力,电子可以做以为圆心的圆周运动,故B错误;
C.根据等量同种正点电荷的电场线分布可知,、两点的电场强度大小相等,方向不同,故C错误;
D.到,电子所受电场力做负功,到电子所受电场力做正功,所以电势能先变大再变小,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线、中的电流方向水平向左,中的电流方向竖直向上;的正上方有、两点,它们相对于对称。整个系统处于磁感应强度大小为的匀强外磁场中,的方向垂直于纸面向外(图中未画出)。已知、两点的磁感应强度大小分别为和,方向也垂直于纸面向外。下列说法正确的是( )
A. 流经的电流在、两点产生的磁感应强度大小相等、方向相反
B. 流经的电流在、两点产生的磁感应强度大小相等、方向相同
C. 流经的电流在、两点产生的磁感应强度大小都为
D. 流经的电流在、两点产生的磁感应强度大小都为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由安培定则,在、两点产生的磁感应强度大小相等、方向相同,在、两点产生的磁感应强度大小相等、方向相反,故AB错误;
CD.根据矢量叠加原理可知,在点有
在点有
解得,,故C正确,D错误。
故选C。
6. 如图所示,电流表A的量程为0~0.6A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02A;R1的阻值等于电流表内阻的;R2的阻值等于电流表内阻的3倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是( )
A. 1、2接线柱接入电路时,每一小格表示0.08A
B. 1、2接线柱接入电路时,通过R1的电流是通过电流表的
C. 1、3接线柱接入电路时,每一小格表示0.06A
D. 1、3接线柱接入电路时,每一小格表示的电流大小发生了变化
【答案】A
【解析】
【详解】AB.将接线柱1、2接入电路时,R1的阻值等于电流表内阻的,通过电流表的电流为通过R1电流的,接线柱1、2间流过的总电流为电流表示数的4倍,每一小格表示0.08A,故A正确,B错误;
CD.将接线柱1、3接入电路时,电流表先与R1并联,再与R2串联,而串联对电流没影响,故每一小格仍表示0.08A,故CD错误。
故选A。
7. 如图所示,竖直平面内有固定的半径为R的光滑绝缘圆形轨道,水平匀强电场平行于轨道平面向左,P、Q分别为轨道上的最高点和最低点,M、N分别是轨道上与圆心等高的点。质量为m、电荷量为q的带正电小球(可视为质点)在轨道内运动,已知重力加速度为g,场强,要使小球能沿轨道做完整的圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 小球在轨道上运动时,在P点电势能最大,在M点电势能最小
B. 小球动能最小的位置在P、N两点之间
C. 小球过Q、P点时所受轨道弹力大小的差值大于6mg
D. 小球在轨道上运动时,机械能最大的位置一定在Q点
【答案】B
【解析】
【详解】AB.如图所示
电场力与重力的合力可视为等效重力,则,
则等效重力加速度,
当小球刚好通过等效最低点C关于O点对称的D点(等效最高点)时,就能够做完整的圆周运动,小球在D点时动能最小,但并非电势能最大的位置,小球电势能最大的位置在N点,M点电势能最小,故A错误,B正确;
D.小球在圆轨道上运动过程中能量守恒,根据能量守恒定律,小球在圆轨道上M点的位置电势能最小,所以小球的机械能最大,故D错误;
C.在P点和Q点,由牛顿第二定律得,
在P点和Q点,小球的电势能等大,从Q点到P点,由动能定理得
联立解得,故C错误。
故选B。
8. 关于电场和磁场中的基本概念,下列判断正确的是( )
A. 在同一个等势面上的任意两点间移动电荷,电场力做功一定为零;但在同一等势线上的任意两点间移动电荷,电场力做功不一定为零
B. 电场中某点的电场强度方向,就是放在该点的正电荷所受电场力的方向,也是通过该点的电场线切线方向,同时还是该点附近电势降低最快的方向
C. 磁感线与电场线一样,都是假想的曲线,都可以用实验进行模拟;但磁感线是闭合曲线,而静电场中的电场线既不闭合也不相交
D. 穿过某一平面的磁通量等于磁感应强度、该平面面积以及两者夹角余弦的乘积。因此,当磁通量等于零时,磁感应强度也等于零
【答案】BC
【解析】
【详解】A.同一等势面或同一等势线上任意两点电势差
根据电场力做功公式
可知移动电荷时,电场力做功一定为零,故A错误;
B.根据电场基本概念:电场强度的方向定义为该点正电荷所受电场力的方向,电场线的切线方向就是对应点的场强方向,沿场强方向电势降低,且场强方向是电势降低最快的方向,故B正确;
C.磁感线和电场线都是为了描述场引入的假想曲线,都可以通过实验模拟;磁感线是闭合曲线,磁体外部从N到S,内部从S到N,全程闭合;电场线起始于正电荷(无穷远)、终止于负电荷(无穷远),既不闭合,也不会相交,故C正确;
D.穿过某一平面的磁通量等于磁感应强度、该平面面积以及两者夹角正弦的乘积,即磁通量公式
,当两者夹角的正弦值为0时,磁通量等于0,此时磁感线与平面平行,磁感应强度不一定为0,故D错误。
故选BC。
9. 在水平面上有两滑块a、b沿同一条直线运动并发生碰撞,碰撞后两者粘在一起运动;经过一段时间后,从光滑路段进入粗糙路段,两者的位置x随时间t变化的图像如图所示。假设滑块a的质量为m,则下列说法正确的是( )
A. 滑块b的质量是8m
B. 在a、b两滑块碰撞过程中,动量守恒、机械能守恒和能量守恒
C. 整个运动过程中,两滑块克服摩擦力做的功为2m,因碰撞使机械能损失了4m
D. 由图像可知,a、b两滑块发生碰撞后的共同速度为2m/s
【答案】AC
【解析】
【详解】D.设b的质量为mb,a、b碰撞前的速度分别为va、vb,由图像可得,
a、b发生完全非弹性碰撞,碰撞后两滑块的共同速度为,故D错误;
B.碰撞前后动量守恒,而机械能不守恒,故B错误;
A.根据动量守恒定律可得
解得,故A正确;
C.根据能量守恒定律可得,两滑块因碰撞而损失的机械能为
由图像可知,两滑块最后停止运动,根据动能定理可得,两滑块克服摩擦力所做的功,故C正确。
故选AC。
10. 如图所示,带电荷量为的球1固定在倾角为、光滑绝缘斜面上的点,其正上方处固定一电荷量为的球2,斜面上距点处的点有质量为的带电球3,球3与一端固定的绝缘轻质弹簧相连并在点处于静止状态。此时弹簧的压缩量为,球2、3间的静电力大小为。当迅速移走球1后,球3沿斜面向下运动。为重力加速度,球的大小可忽略,下列说法正确的是( )
A. 球3运动至点的速度大小为,该过程球2对球3做功不为零
B. 在点时,球1和3之间的力大于球2和3之间的力,且球3带正电
C. 球3运动至中点时对斜面的压力大小为,此时球2对球3的作用力为
D. 球3运动至点时弹簧的弹力为
【答案】BD
【解析】
【详解】B.由题意可知三小球构成一个等边三角形,球1和3之间的力大于球2和3之间的力,弹簧处于压缩状态,故球1和3一定是斥力,球1带正电,则球3带正电,故B正确;
A.球3运动至点时,弹簧的伸长量等于,根据对称性可知,球2对小球3做功为0,弹簧弹力做功为0,则根据动能定理有
解得,故A错误;
D.球3在点时,设小球3的电荷量为,有
设弹簧的弹力为,根据受力平衡,沿斜面方向有
解得
小球运动至点时,弹簧的伸长量等于,根据对称性可知,此时弹簧的弹力大小仍为,所以D正确;
C.当小球3运动至中点时,弹簧弹力为0,此时小球2对小球3的力为
斜面对小球的支持力为
根据牛顿第三定律可知,小球3对斜面的压力大小为,C错误。
故选BD。
二、实验题(本题共2个小题,共15分)
11. 小明同学用气垫导轨来验证动量守恒定律,如图甲所示。滑块和侧面分别装有极、S极相对的磁体,当两极间的距离大于时磁力可忽略不计,滑块上固定有宽度为的遮光片,光电门1与光电门2间的距离约为。
(1)测出滑块(含磁体和遮光片)、(含磁体)的质量分别为、,且。用20分度的游标卡尺测量遮光片的宽度,如图乙所示,则_____mm。
(2)只放滑块在光电门1左侧,并给它一个向右的初速度,用数字计时器(连接光电门,图中未画出)记录遮光片通过两个光电门的时间,发现时间不相等,调节气垫导轨的支点,重复此过程,直到某次遮光片通过两光电门的时间相等,则说明____________________。
(3)将滑块放置在光电门1的左侧,滑块放置在光电门2左侧且接近光电门2的位置,给滑块一向右的初速度,滑块与滑块相碰后成为一个整体,记录遮光片先后通过两光电门的时间分别为。要验证该碰撞过程动量守恒,则要验证的关系式是__________(用题中所给物理量表示)。
【答案】(1)2.40
(2)气垫导轨已经调成水平
(3)
【解析】
【小问1详解】
游标卡尺的主尺读数为,游标尺为20分度,精确度为,游标尺上第8条刻度线与主尺刻度线对齐,故游标尺读数为,则遮光片的宽度
【小问2详解】
遮光片通过两光电门的时间相等,说明滑块A在气垫导轨上做匀速直线运动,即滑块A所受合外力为零,说明气垫导轨已经调成水平。
【小问3详解】
滑块A通过光电门1时的速度大小为
滑块A与B碰撞后成为一个整体,通过光电门2时的速度大小为
碰撞前系统的总动量为
碰撞后系统的总动量为
若碰撞过程动量守恒,则有
即需要验证的关系式为
12. 小华同学在“测定金属的电阻率”的实验中,待测金属导线的电阻Rx约为6Ω。实验室中有以下实验器材:
A.电压表V1(量程0~6V,内阻约为10kΩ)
B.电压表V2(量程0~15V,内阻约为20kΩ)
C.电流表A(量程0~0.6A,内阻约为0.2Ω)
D.滑动变阻器R1(0~100Ω,0.6A)
E.滑动变阻器R2(0~2000Ω,0.1A)
F.电池E(电动势为6V)
(1)为提高实验精确度,减小实验误差,电压表应选择________(选填“V1”或“V2”)。
(2)为减小实验误差,应选用图甲中电路图________(选填“a”或“b”),此接法的测量值________真实值。
(3)用游标卡尺测得该金属丝长度L,用螺旋测微器测得该金属丝的直径D如图乙所示,则D=________mm。
(4)用电压表和电流表测量时,两电表的示数分别如图丙所示,则电阻值Rx为________Ω,电阻率为________(用L、D、Rx表示)。
【答案】(1)V1 (2) ①. b ②. 小于
(3)0.732##0.731##0.733
(4) ①. 4.8 ②.
【解析】
【小问1详解】
由于电源电动势为6V,所以电压表量程应选0~6V,故选V1。
【小问2详解】
[1]由于
说明待测电阻阻值较小,电流表应采用外接法,故电路图选b;
[2]由于电压表的测量值等于真实值,而电流表的测量值大于真实值,根据欧姆定律可知,电阻的测量值小于真实值。
【小问3详解】
螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和,所以金属丝的直径为
【小问4详解】
[1]由于电压表量程为0~6V,所以每一小格为0.2V,所以电压表的读数为
电流表量程为0~0.6A,每一小格为0.02A,所以电流表示数为
所以
[2]根据电阻定律可得,
所以
三、计算题(本题共3个小题,共42分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图所示,匀强电场的电场线与AB平行,A、B两点间距离lAB=4m,B、C两点间距离lBC=8m,BC与水平方向间夹角为60°,B、C间电势差为16V,求:
(1)电场强度E的大小;
(2)电荷量q=-4×10-8C的点电荷从A点运动到C点,静电力所做的功。
【答案】(1)4V/m
(2)-1.28×10-6J
【解析】
【小问1详解】
根据匀强电场电场强度与电势差的关系可得
【小问2详解】
点电荷从A点运动到B点,静电力所做的功为
点电荷从B点运动到C点,静电力所做的功为
所以
14. 如图所示,质量为3m的斜面体A和质量为m的小物块C均静止在足够长的光滑水平面上,斜面与水平面平滑连接,小物块C左端固定一轻质弹簧,弹簧处于原长状态。质量为2m的小物块B轻放在光滑斜面顶端沿斜面下滑,离开斜面底端时速度为v0。一段时间后与C发生作用,之后与C分离。B和C均可视为质点,不计空气阻力。求:
(1)小物块B从斜面顶端下滑到底端的过程中,A、B在水平方向上的位移大小之比;
(2)弹簧的最大弹性势能Epm;
(3)小物块B、C分离时C的速度大小vC。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设A、B分离过程中速度大小为vA、vB,物块A、B组成的系统在水平方向上动量守恒,则
根据位移等于速度在时间上的累积可得
联立解得
【小问2详解】
设碰撞后物块B、C和弹簧共速速度为v,当B、C共速时,弹簧压缩量最大,弹簧具有最大弹性势能,根据物块B、C和弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒有,
联立解得
【小问3详解】
设碰撞后分离时物块B速度为v′B,当弹簧恢复原长时,物块C达到最大速度,根据物块B、C和弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒有,
联立解得
15. 金属极板M受到紫外线照射会不停地发射电子,射出的电子具有不同的运动方向,速度大小也不相同。正对M放置一金属网,如果用导线将M、N连起来,从M板射出的电子会沿着导线回到M,从而形成电流。取下M、N间的导线后按图所示在M、N之间加电压,随着电压增大到U时,电流表中就不再有电流,之后保持电压U不变。已知M、N间距为d(远小于板长且板、网足够大),电子的质量为m,电荷量为e。(取,)
(1)金属极板M被紫外线照射出的电子,最大速度是多少?
(2)金属极板M被紫外线照射出的某一电子以最大速度从O点沿与y轴正方向夹角为37°的方向离开M板,之后电子距离M板的最大距离为多少?
(3)金属极板M被紫外线照射出的某一电子以最大速度从O点沿与y轴正方向夹角θ为多少度的方向离开M板后,再回到M板距离O点有最大距离?最大距离为多少?
【答案】(1)
(2)0.36d (3)45°,2d
【解析】
【小问1详解】
当电子垂直于极板M射出且刚好到不了N板时有最大速度,根据动能定理可得
解得
【小问2详解】
如图所示
离开O点后电子做类抛体运动,根据运动的合成分解可得
在水平方向,根据牛顿第二定律可得加速度大小
电子在x方向上先做匀减速直线运动直至水平速度为零,此时有距离M板的最大距离,根据匀变速运动的规律可得
联立解得电子距离M板最大距离为
【小问3详解】
离开O点后电子做类抛体运动,离开M板再回到M经历的时间为
根据运动的合成与分解可得,
电子在y方向上做匀速直线运动,有
联立解得
由此可知,当时,y有最大值,则电子距离O点的最大距离为
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