精品解析:云南昭通市市直中学2026-2027学年高二上学期开学考试物理试卷
2026-08-28
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内容正文:
昭通市市直中学2026年秋季学期高二年级开学考试
物理
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷第1页至第4页,第Ⅱ卷第4页至第8页。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
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。
一、选择题(本大题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选的得0分)
1. 2025年渝昆高铁川渝段、云南段分段通车,一列复兴号动车从重庆西站始发,沿渝昆高铁线路行驶抵达昆明南站,高铁轨道实际线路总长约690 km,重庆西站与昆明南站两点间直线距离约480 km。关于动车此次全程行驶过程,下列说法正确的是( )
A. 动车此次运动的位移大小约690 km
B. 动车此次运动的路程约480 km
C. 动车驾驶室速度表实时显示的数值为全程平均速度
D. 若只研究动车从重庆到昆明的整体运动轨迹,动车可以视为质点
【答案】D
【解析】
【详解】AB.位移是初位置指向末位置的有向线段,大小等于两地直线距离约480km,690km是实际轨迹长度即路程,故AB错误;
C.驾驶室速度表实时显示的是动车瞬时速度的大小(瞬时速率),平均速度是总位移与总时间的比值,不是实时显示的数值,故C错误;
D.研究动车全程整体运动轨迹时,动车的大小、形状对研究问题的影响可忽略,可将动车视为质点,故D正确。
故选D。
2. 2025年我国“觅音”空间望远镜新发现一颗类地行星HD2347c,它绕中心恒星做匀速圆周运动。已知HD2347c轨道半径约为日地距离的,其中心恒星质量约为太阳质量的,地球公转周期为365天,则HD2347c绕中心恒星的运行周期约为( )
A. 10天 B. 20天 C. 30天 D. 40天
【答案】B
【解析】
【详解】行星绕中心恒星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,由
推导得周期公式
设地球公转周期为天,日地距离为,太阳质量为,HD2347c的轨道半径、中心恒星质量,则两者周期比值为
代入数据得
解得天,最接近20天。
故选B。
3. 如图所示,以的速度水平抛出的物体,飞行一段时间后垂直撞在倾角的斜面上,忽略空气阻力,其中,,。以下结论中正确的是( )
A. 物体飞行时间是1 s
B. 物体撞击斜面时的速度大小为20 m/s
C. 物体飞行的位移大小是
D. 物体下落的竖直距离是10 m
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体垂直撞在斜面上,说明合速度方向与斜面垂直,将合速度沿水平、竖直方向分解,由几何关系可得
代入数据得竖直速度
由,得飞行时间,故A错误;
B.撞击斜面的合速度大小,故B错误;
D.竖直下落距离,故D错误;
C.水平位移
合位移大小,故C正确。
故选C。
4. 如图所示,A、B、C三个物体(均可以看作质点)放在旋转圆台上,它们与圆台之间的动摩擦因数均为μ,A的质量为m,B的质量为2m,C的质量为3m,A、B离轴心距离为R,C离轴心距离为2R,则当圆台匀速旋转时(设A、B、C都没有滑动,重力加速度为g)( )
A. 物体A、B、C的线速度大小相同
B. 物体B运动过程中动量和机械能均不变
C. 是C开始滑动的临界角速度
D. 当圆台转速增加时,B比C先滑动
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于三个物体随圆台一起转动,它们的角速度相同。由线速度与角速度关系可知,物体和的线速度为
物体的线速度为,故A错误;
B.物体做匀速圆周运动,速度方向不断变化,因此动量方向不断变化;物体的速率和高度不变,静摩擦力不做功,机械能不变,故B错误;
C.对物体,竖直方向平衡,有
水平方向由静摩擦力提供向心力,有
临界时,按题设的临界摩擦模型有
联立可得,故C正确;
D.设物体的临界角速度为。临界时最大静摩擦力提供向心力,有
解得
由前述物体在相同临界条件下的推导,有,故D错误。
故选C。
5. 如图甲所示,一物体置于倾角的足够长光滑斜面上,电动机通过跨过定滑轮的轻绳牵引物体沿斜面上升。启动电动机后,在0~6 s时间内物体运动的v-t图像如图乙所示,其中除1~5 s时间段图像为曲线外,其余时间段图像均为直线,1 s后电动机的输出功率保持不变。已知物体的质量为5 kg,不计一切摩擦和空气阻力,重力加速度g取。则( )
A. 0~6 s内,物体做匀变速直线运动
B. 0~1 s内电动机牵引力大小为45 N
C. 电动机输出的额定功率为100 W
D. 物体上滑的最大速度为6 m/s
【答案】B
【解析】
【详解】A.匀变速直线运动的加速度应保持不变,因而其图像应为直线;图像中的曲线段说明加速度变化,故A错误;
BCD.取沿斜面向上为正方向。斜面光滑,物体沿斜面方向受牵引力和重力分力,由牛顿第二定律得
最初内,由图像斜率得
代入已知量,得
第1秒末后电动机输出功率保持不变,且牵引力与速度同向,由功率定义式。在时,速度为,由前述计算得牵引力,所以
第5秒末至第6秒末图像水平,物体达到最大速度,故。由前述同一受力方程得
恒功率阶段有,所以,故B正确,CD错误。
故选B。
6. 空间中存在一对等量异种点电荷,其电场线如图所示,下列说法正确的是( )
A. A点电势高于B点电势
B. 电子在B点的电势能小于在D点的电势能
C. 同一正试探电荷,在D点电势能比在C点大
D. 若将电子在B点由静止释放,电子一定沿电场线运动到A点
【答案】C
【解析】
【详解】A.沿电场线方向电势逐渐降低。图中AB所在电场线的方向是从B指向A(电场线箭头指向负电荷),因此B点电势高于A点电势,故A错误;
B.同样沿电场线电势降低,D点比B点更靠近正电荷,可得电势关系为
电子带负电,电势能公式为,负电荷在电势越高的位置电势能越小,因此电子在B点的电势能大于在D点的电势能,故B错误;
C.沿CD所在电场线,方向从D指向C,因此电势
正试探电荷的电势能(),电势越高电势能越大,因此同一正试探电荷在D点的电势能比C点大,故C正确;
D.电子带负电,在B点受到的电场力方向与电场方向相反,即水平向右,因此电子在B点静止释放后,会向右侧正电荷方向加速运动,不可能向A点运动,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,两个带正电小球A、B固定在同一水平线上,长为3L的光滑绝缘细线穿过带正电的小环C,两端分别连接在A、B球上,小环C静止时BC竖直,AC与AB的夹角为30°,已知A、B、C的带电量分别为8q、q、q,静电力常量为k,重力加速度为g,忽略小球和环的大小,则剪断细线的一瞬间,小环C的加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由于细线长为3L,小环C静止时BC竖直,AC与AB的夹角为,由几何关系可知AC段细线长为2L,BC段细线长为L。设绳子拉力为T,对小环受力分析,竖直方向
水平方向有
整理有
当剪断细线的一瞬间,绳子拉力变为零,此时小环C竖直方向有
AC方向有
由上述分析可知与大小相等。由几何关系可知,两力之间的夹角为,所以小环所受合外力为
由牛顿第二定律有
解得
故选C。
8. 质量为的小球A以的速度在光滑水平面上向右运动,与静止的质量为的小球B发生正碰,下列说法正确的是( )
A. 若为完全非弹性碰撞,碰撞后两球的共同速度为3m/s
B. 若为完全非弹性碰撞,碰撞过程中损失的机械能为24J
C. 若为弹性碰撞,碰撞后A球的速度大小为3m/s
D. 若为弹性碰撞,碰撞后B球的速度大小为4m/s
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.若为完全非弹性碰撞,由动量守恒定律有
解得
碰撞过程中损失的机械能为,故A正确,B错误;
CD.若为弹性碰撞,设碰撞后A球的速度为,碰撞后B球的速度为,由动量守恒定律有
由能量守恒定律有
解得,
即碰撞后A球的速度大小为3m/s,B球的速度大小为,故C正确,D错误。
故选AC。
9. 两个带等量正电荷的点电荷,O点为两电荷连线的中点,a点在连线的中垂线上,若在a点由静止释放一个电子,且电子只受静电力的作用。如图所示,关于电子的运动,下列说法正确的是( )
A. a点的电场强度大于O点的电场强度
B. 电子在从a向O运动的过程中,加速度可能越来越小
C. 电子在从a向O运动的过程中,静电力做正功,电势能增加
D. 电子在从a向O运动的过程中,静电力做正功,电势能减小
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.两个等量正点电荷连线中点O的合场强为0,而a点场强不为0,因此a点电场强度大于O点场强,故A正确;
B.等量正电荷的中垂线上,从O点向外(远离两电荷连线的方向),电场强度的大小从0开始先增大、达到一个最大值后再逐渐减小到0。
若a点位于场强最大值点的外侧,电子从a向O运动的过程中,场强会先增大后减小,加速度先增大后减小;若a点位于场强最大值点和O点之间,电子从a向O运动的过程中,场强持续减小,电子的加速度会越来越小,故B正确;
CD.电子从a向O运动时,静电力与位移方向一致,静电力做正功,电势能减小,故C错误,D正确。
故选ABD。
10. 如图所示,在倾角θ的光滑固定斜面底端固定了一根劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧与斜面平行,一质量为m的小物块从弹簧原长位置静止释放。重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 小物块运动过程中的最大加速度为
B. 弹簧的最大压缩量为
C. 弹簧的最大弹性势能为
D. 小物块的最大动能为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.取沿斜面向下为正,设弹簧的最大压缩量为,此时物块速度为零。由机械能守恒得
解得
在最大压缩位置,加速度沿斜面向上。由牛顿第二定律得
代入前式得,故A错误,B正确;
CD.由前述结果,最大弹性势能为
物块合力为零时速度最大,设此时弹簧压缩量为。由平衡条件得
由机械能守恒得,故C错误,D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
注意事项:
第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答,在试题卷上作答无效。
二、填空、实验题(本大题共2小题,共16分)
11. 在“探究加速度与力的关系”的实验中,采用如图甲所示的装置(g取)。
(1)关于实验,下列说法正确的是________。
A. 实验时,先释放小车再接通电源
B. 实验过程不需要保证小车质量远大于槽码质量
C. 补偿阻力时,要挂上槽码,垫高木板右端,用小车拖着纸带打点
D. 交流电频率为50Hz,相邻两计数点间还有四个点,则相邻两计数点间的时间间隔为0.08s
(2)在某次实验中,打出了一条纸带如图乙所示,计时器打点的频率为50Hz,且相邻两个计数点之间有4个点未画出,经测量得出各计数点间的距离如图中所示,由纸带求出打B点时小车的速度________,小车加速度大小为________。(结果均保留2位有效数字)
【答案】(1)B (2) ①. 0.56 ②. 2.0
【解析】
【小问1详解】
A.实验时,先接通电源再释放小车,故A错误;
B.由图甲可知,绳子的拉力可以通过力传感器读出,则实验过程不需要保证小车质量远大于槽码质量,故B正确;
C.补偿阻力时,不应该挂上槽码,故C错误;
D.交流电频率为50Hz,相邻两计数点间还有四个点,则相邻两计数点间的时间间隔为,故D错误。
故选B。
【小问2详解】
[1]计时器打点的频率为50Hz,且相邻两个计数点之间有4个点未画出,相邻两计数点间的时间间隔为
打B点时小车的速度
[2]由逐差法可得,小车加速度大小为
12. 用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。气垫导轨上安装光电门1、2,滑块1、2上固定着相同的竖直遮光条,遮光条宽度为d(图中未画出),与光电门连接的电子计时器可以记录遮光条通过光电门的时间。
(1)接通气垫导轨待气源稳定后,轻推滑块1,测得遮光条先后通过光电门1、2的时间分别为、。则滑块1通过光电门1的速度为________(用d和表示),若,则需要把气垫导轨________(选填“左端”或“右端”)垫高。
(2)调整水平后,测得滑块(含遮光条)1、2的质量分别为和,将滑块1静放在光电门1的右侧,滑块2静放在光电门1、2之间,向左轻推滑块1,光电门1先后记录了两次遮光条通过的时间分别为和,光电门2记录了一次遮光条通过的时间为(滑块与导轨左右两侧的缓冲装置碰后被锁定),判断两滑块碰后速度方向________(选填“相同”或“相反”)。
(3)在上述碰撞过程中,如果关系式________(用、、、和表示)成立,则表明滑块1、2碰撞过程中满足动量守恒。
(4)用如图乙的装置也可以验证动量守恒定律,把两个半径相同、质量不同的小球用等长的细线悬挂,保持B球静止,拉起A球使摆线与竖直方向夹角为并静止释放,AB碰后粘在一起,上升到最高点时摆线与竖直方向夹角为,测得A、B球质量为、,若满足关系式________,则可验证两小球碰撞前后动量守恒。
【答案】(1) ①. ②. 左端
(2)相反 (3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
遮光条宽度为,滑块通过光电门1的时间为,由速度定义得滑块1通过光电门1的速度为
由题设可知
滑块向左运动且速度减小,说明气垫导轨右端较低,因此应把左端垫高。
【小问2详解】
滑块1先向左通过光电门1,碰撞后又向右通过光电门1;滑块2向左通过光电门2。因此两滑块碰撞后的速度方向相反。
【小问3详解】
取向右为正方向,碰撞前滑块1向左运动,系统初动量为
碰撞后滑块1向右、滑块2向左,系统末动量为
若碰撞过程中系统动量守恒,则
即
约去并整理得
【小问4详解】
以悬点所在水平面为重力势能参考面,碰撞前A球由机械能守恒得
整理得
碰撞后两球粘在一起上升,由机械能守恒得
整理得
碰撞时间极短,碰撞过程中沿水平方向动量守恒,因此
联立可得
三、计算题(本大题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图,带等量同种正电荷的小球a、b通过绝缘细线悬挂于天花板上的O点,平衡时,小球a、b处于同一水平线上且相距L,细线与竖直方向的夹角分别为、,已知小球a的质量为m,重力加速度大小为g,静电力常量为k,不计小球a、b的大小。
(1)求小球b的质量及所带的电荷量q;
(2)若仅在虚线的右侧空间布置一个匀强电场,平衡时连接小球b的细线上的拉力为0,小球b的位置始终没变,求匀强电场的电场强度E的大小。
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
对球a,设绳子拉力为,竖直方向有
水平方向有
对球b,设绳子拉力为,竖直方向有
水平方向有
联立解得,
【小问2详解】
由题意,小球b所受重力和库仑力的合力为
解得
则其所受匀强电场的电场力与F平衡,即
解得
14. 如图所示,有一个水平向右的匀强电场,另有一根长度为L的绝缘细线把一可视为质点且带正电的小球悬挂在O点,小球的质量为m、电荷量为q,小球可在B点保持静止,此时细绳与竖直方向的夹角为。现将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放,重力加速度大小为g,,。求:
(1)小球在B点时绳的拉力大小T;
(2)小球通过最低点C时速度大小;
(3)若在A点给小球一沿切线方向的初速度,小球恰好可以在竖直面内做完整的圆周运动,则小球通过B点的速度为多大?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【详解】(1)小球在B点时,有
代入数据得
(2)小球在B点,有
小球从A点到C点,根据动能定理
得
(3)由圆周运动规律知,B关于O对称的为小球做圆周运动的等效最高点,设小球刚好可以经过该点时速度为v,则绳子拉力为0,则
从B到,根据动能定理
代入数据得
15. 如图所示,距离地面一定高度的传送带以恒定的速度向右传动,传送带的长度为,传送带的右端与长为的平台平滑衔接,传送带的左端与光滑的平台平滑衔接。小物块甲、乙质量分别为、,甲物块与传送带间的动摩擦因数为,乙与右端平台间的动摩擦因数为。在水平地面上固定一半径为的竖直光滑圆管轨道,轨道与水平地面相切于D点,E为最高点且切线水平,C点为圆管的入口,其中。物块乙放在右侧平台的最左端A点,物块甲放在左侧的平台上,质量为的子弹以水平向右的速度射入物块甲并留在其中,经过一段时间与物块乙发生弹性碰撞,物块乙从平台最右端B点飞出,然后无碰撞地刚好由C点切入圆管。两物块均可视为质点且碰撞时间极短,忽略空气阻力,重力加速度g取,。求:
(1)物块甲在传送带上运动多长时间与乙碰撞;
(2)B到水平地面的高度;
(3)物块乙离开圆管后第一次的落地点到E点的水平间距。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
子弹击中物块甲的过程中,子弹与物块甲组成的系统动量守恒,则由动量守恒定律得
解得
物块甲滑到传送带上先向右做匀加速直线运动,设能与传送带共速,由牛顿第二定律得
解得
物块甲从滑上传送带到共速的时间为
物块甲加速的位移为
则物块甲能与传送带共速,然后物块甲匀速向右运动到传送带的最右端,物块甲匀速的时间为
所以总时间为
【小问2详解】
两物块碰撞的过程动量守恒
机械能守恒
解得
碰后物块乙在平台上做匀减速运动,设物块乙到B点的速度大小为,由动能定理得
解得
物块乙离开B点后做平抛运动,设运动到C点的速度为,由于物块乙无碰撞地进入圆管,则有
可得
物块乙在C点的竖直分速度大小为
B点到水平面的高度为
解得
【小问3详解】
设物块乙在E点的速度为,由C到E的过程中由机械能守恒定律得
解得
物块乙离开E点后做平抛运动,则在竖直方向上有
水平方向上有
解得
【点睛】
第1页/共1页
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昭通市市直中学2026年秋季学期高二年级开学考试
物理
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷第1页至第4页,第Ⅱ卷第4页至第8页。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
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。
一、选择题(本大题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选的得0分)
1. 2025年渝昆高铁川渝段、云南段分段通车,一列复兴号动车从重庆西站始发,沿渝昆高铁线路行驶抵达昆明南站,高铁轨道实际线路总长约690 km,重庆西站与昆明南站两点间直线距离约480 km。关于动车此次全程行驶过程,下列说法正确的是( )
A. 动车此次运动的位移大小约690 km
B. 动车此次运动的路程约480 km
C. 动车驾驶室速度表实时显示的数值为全程平均速度
D. 若只研究动车从重庆到昆明的整体运动轨迹,动车可以视为质点
2. 2025年我国“觅音”空间望远镜新发现一颗类地行星HD2347c,它绕中心恒星做匀速圆周运动。已知HD2347c轨道半径约为日地距离的,其中心恒星质量约为太阳质量的,地球公转周期为365天,则HD2347c绕中心恒星的运行周期约为( )
A. 10天 B. 20天 C. 30天 D. 40天
3. 如图所示,以的速度水平抛出的物体,飞行一段时间后垂直撞在倾角的斜面上,忽略空气阻力,其中,,。以下结论中正确的是( )
A. 物体飞行时间是1 s
B. 物体撞击斜面时的速度大小为20 m/s
C. 物体飞行的位移大小是
D. 物体下落的竖直距离是10 m
4. 如图所示,A、B、C三个物体(均可以看作质点)放在旋转圆台上,它们与圆台之间的动摩擦因数均为μ,A的质量为m,B的质量为2m,C的质量为3m,A、B离轴心距离为R,C离轴心距离为2R,则当圆台匀速旋转时(设A、B、C都没有滑动,重力加速度为g)( )
A. 物体A、B、C的线速度大小相同
B. 物体B运动过程中动量和机械能均不变
C. 是C开始滑动的临界角速度
D. 当圆台转速增加时,B比C先滑动
5. 如图甲所示,一物体置于倾角的足够长光滑斜面上,电动机通过跨过定滑轮的轻绳牵引物体沿斜面上升。启动电动机后,在0~6 s时间内物体运动的v-t图像如图乙所示,其中除1~5 s时间段图像为曲线外,其余时间段图像均为直线,1 s后电动机的输出功率保持不变。已知物体的质量为5 kg,不计一切摩擦和空气阻力,重力加速度g取。则( )
A. 0~6 s内,物体做匀变速直线运动
B. 0~1 s内电动机牵引力大小为45 N
C. 电动机输出的额定功率为100 W
D. 物体上滑的最大速度为6 m/s
6. 空间中存在一对等量异种点电荷,其电场线如图所示,下列说法正确的是( )
A. A点电势高于B点电势
B. 电子在B点的电势能小于在D点的电势能
C. 同一正试探电荷,在D点电势能比在C点大
D. 若将电子在B点由静止释放,电子一定沿电场线运动到A点
7. 如图所示,两个带正电小球A、B固定在同一水平线上,长为3L的光滑绝缘细线穿过带正电的小环C,两端分别连接在A、B球上,小环C静止时BC竖直,AC与AB的夹角为30°,已知A、B、C的带电量分别为8q、q、q,静电力常量为k,重力加速度为g,忽略小球和环的大小,则剪断细线的一瞬间,小环C的加速度大小为( )
A. B. C. D.
8. 质量为的小球A以的速度在光滑水平面上向右运动,与静止的质量为的小球B发生正碰,下列说法正确的是( )
A. 若为完全非弹性碰撞,碰撞后两球的共同速度为3m/s
B. 若为完全非弹性碰撞,碰撞过程中损失的机械能为24J
C. 若为弹性碰撞,碰撞后A球的速度大小为3m/s
D. 若为弹性碰撞,碰撞后B球的速度大小为4m/s
9. 两个带等量正电荷的点电荷,O点为两电荷连线的中点,a点在连线的中垂线上,若在a点由静止释放一个电子,且电子只受静电力的作用。如图所示,关于电子的运动,下列说法正确的是( )
A. a点的电场强度大于O点的电场强度
B. 电子在从a向O运动的过程中,加速度可能越来越小
C. 电子在从a向O运动的过程中,静电力做正功,电势能增加
D. 电子在从a向O运动的过程中,静电力做正功,电势能减小
10. 如图所示,在倾角θ的光滑固定斜面底端固定了一根劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧与斜面平行,一质量为m的小物块从弹簧原长位置静止释放。重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 小物块运动过程中的最大加速度为
B. 弹簧的最大压缩量为
C. 弹簧的最大弹性势能为
D. 小物块的最大动能为
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
注意事项:
第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答,在试题卷上作答无效。
二、填空、实验题(本大题共2小题,共16分)
11. 在“探究加速度与力的关系”的实验中,采用如图甲所示的装置(g取)。
(1)关于实验,下列说法正确的是________。
A. 实验时,先释放小车再接通电源
B. 实验过程不需要保证小车质量远大于槽码质量
C. 补偿阻力时,要挂上槽码,垫高木板右端,用小车拖着纸带打点
D. 交流电频率为50Hz,相邻两计数点间还有四个点,则相邻两计数点间的时间间隔为0.08s
(2)在某次实验中,打出了一条纸带如图乙所示,计时器打点的频率为50Hz,且相邻两个计数点之间有4个点未画出,经测量得出各计数点间的距离如图中所示,由纸带求出打B点时小车的速度________,小车加速度大小为________。(结果均保留2位有效数字)
12. 用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。气垫导轨上安装光电门1、2,滑块1、2上固定着相同的竖直遮光条,遮光条宽度为d(图中未画出),与光电门连接的电子计时器可以记录遮光条通过光电门的时间。
(1)接通气垫导轨待气源稳定后,轻推滑块1,测得遮光条先后通过光电门1、2的时间分别为、。则滑块1通过光电门1的速度为________(用d和表示),若,则需要把气垫导轨________(选填“左端”或“右端”)垫高。
(2)调整水平后,测得滑块(含遮光条)1、2的质量分别为和,将滑块1静放在光电门1的右侧,滑块2静放在光电门1、2之间,向左轻推滑块1,光电门1先后记录了两次遮光条通过的时间分别为和,光电门2记录了一次遮光条通过的时间为(滑块与导轨左右两侧的缓冲装置碰后被锁定),判断两滑块碰后速度方向________(选填“相同”或“相反”)。
(3)在上述碰撞过程中,如果关系式________(用、、、和表示)成立,则表明滑块1、2碰撞过程中满足动量守恒。
(4)用如图乙的装置也可以验证动量守恒定律,把两个半径相同、质量不同的小球用等长的细线悬挂,保持B球静止,拉起A球使摆线与竖直方向夹角为并静止释放,AB碰后粘在一起,上升到最高点时摆线与竖直方向夹角为,测得A、B球质量为、,若满足关系式________,则可验证两小球碰撞前后动量守恒。
三、计算题(本大题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图,带等量同种正电荷的小球a、b通过绝缘细线悬挂于天花板上的O点,平衡时,小球a、b处于同一水平线上且相距L,细线与竖直方向的夹角分别为、,已知小球a的质量为m,重力加速度大小为g,静电力常量为k,不计小球a、b的大小。
(1)求小球b的质量及所带的电荷量q;
(2)若仅在虚线的右侧空间布置一个匀强电场,平衡时连接小球b的细线上的拉力为0,小球b的位置始终没变,求匀强电场的电场强度E的大小。
14. 如图所示,有一个水平向右的匀强电场,另有一根长度为L的绝缘细线把一可视为质点且带正电的小球悬挂在O点,小球的质量为m、电荷量为q,小球可在B点保持静止,此时细绳与竖直方向的夹角为。现将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放,重力加速度大小为g,,。求:
(1)小球在B点时绳的拉力大小T;
(2)小球通过最低点C时速度大小;
(3)若在A点给小球一沿切线方向的初速度,小球恰好可以在竖直面内做完整的圆周运动,则小球通过B点的速度为多大?
15. 如图所示,距离地面一定高度的传送带以恒定的速度向右传动,传送带的长度为,传送带的右端与长为的平台平滑衔接,传送带的左端与光滑的平台平滑衔接。小物块甲、乙质量分别为、,甲物块与传送带间的动摩擦因数为,乙与右端平台间的动摩擦因数为。在水平地面上固定一半径为的竖直光滑圆管轨道,轨道与水平地面相切于D点,E为最高点且切线水平,C点为圆管的入口,其中。物块乙放在右侧平台的最左端A点,物块甲放在左侧的平台上,质量为的子弹以水平向右的速度射入物块甲并留在其中,经过一段时间与物块乙发生弹性碰撞,物块乙从平台最右端B点飞出,然后无碰撞地刚好由C点切入圆管。两物块均可视为质点且碰撞时间极短,忽略空气阻力,重力加速度g取,。求:
(1)物块甲在传送带上运动多长时间与乙碰撞;
(2)B到水平地面的高度;
(3)物块乙离开圆管后第一次的落地点到E点的水平间距。
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