精品解析:浙江宁波市北仑中学2026-2027学年高二上学期返校考物理试题
2026-09-03
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内容正文:
北仑中学2026学年第一学期高二年级暑期学习检测物理试卷
(物理选考班用)
一、选择题Ⅰ(共10小题,每小题3分,共30分,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确,有选错或不答的得0分)
1. 下列仪器不能测量基本物理量的是( )
A. 电火花计时器 B. 天平 C. 弹簧秤 D. 直尺
2. 下列物理量的正负号表示大小的是( )
A. 功 B. 电势能 C. 电荷量 D. 加速度
3. 机器狼是最近的网络热词。如图是机器狼的图片,关于机器狼,下列说法正确的是( )
A. 在研究机器狼跑步动作时可以被看作质点
B. 机器狼单脚静止在水平地面上时,水平地面对它的支持力方向不一定竖直向上
C. 机器狼在水平地面向左加速时,它对地面的力斜向右下
D. 机器狼在水平地面向右加速时,地面给机器狼的力为恒力
4. 关于电动势,下列说法正确的是( )
A. 电源电动势等于电源正、负极之间的电势差
B. 用电压表直接测量电源两极间电压得到的数值实际上总略大于电源电动势的准确值
C. 电源电动势总等于内、外电路上的电压之和,所以它的数值与外电路的组成有关
D. 电源电动势越大说明电源把其他形式的能转化为电能的本领越大
5. 如图所示,为建筑工人利用铁锤打夯的场景,的铁锤从高处自由下落,打在水泥柱上,撞击后铁锤速度变为零,铁锤撞击的时间是,已知重力加速度g取,撞击时,铁锤对水泥柱的平均冲击力大小为( )
A. B. C. D.
6. 2025年10月,神舟二十一号载人飞船成功发射,历时3.5小时完成与天和核心舱的对接,实现了最快对接记录。飞船变轨前绕地稳定运行在圆形轨道Ⅰ上,飞船的转移轨道为椭圆轨道Ⅱ。核心舱稳定运行在圆形轨道Ⅲ上。轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ分别相切于A、B两点。则飞船在轨道Ⅱ上运行时( )
A. 由A向B运行的过程中机械能逐渐增大
B. 由A向B运行的过程中宇航员先超重后失重
C. 在A点的速度大于核心舱在轨道Ⅲ上B点的速度
D. 在A点的加速度小于核心舱在轨道Ⅲ上B点的加速度
7. 如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,R1、R2为定值电阻,R1>r,R3为滑动变阻器,C为下极板接地的平行板电容器,电表均为理想电表。初始状态的S1和S2均闭合,滑片P位于中点,此时两极板之间的带电油滴M恰好处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 现保持S1闭合,将S2断开,滑片P向下移动,则A1示数和电源效率均减小
B. 现保持S1闭合,将S2断开,滑片P向上移动,则电源总功率和输出功率均增大
C. 保持S1、S2闭合,将上极板向下平移一小段距离,则电压表的示数不变,带电油滴M向下运动
D. 保持S1、S2闭合,将下极板向下平移一小段距离,则流过电流表A2的电流方向为a→b
8. 如图,空间存在边长为a的正四面体,O为水平底面ABC中心。A、B、C三点各固定一个电荷量为+Q的点电荷,在外力作用下将电荷量为+q的探测电荷沿PO连线从P点缓慢移至O点。已知静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A. 探测电荷在P点时,受到的库仑力竖直向下
B. 探测电荷在P处的电势能大于在O处的电势能
C. 从P点向O点移动过程中,外力的大小不断增大
D. 若将B点的+Q替换为-Q,探测电荷在O点受到的库仑力为
9. 如图所示,滑雪运动员在倾角为30°的滑雪道上,从距底端高度为h处由静止开始滑下,其运动过程可近似看作加速度大小为的匀加速直线运动。已知运动员的质量为m(含身上所有装备),重力加速度为g,不计空气阻力,在整个下滑过程中,下列说法正确的是( )
A. 运动员的机械能减少了
B. 运动员所受到的合力做功为
C. 运动员下滑过程中减少的重力势能有转化为动能
D. 下滑过程中摩擦力对运动员做的功为
10. 如图所示,跑步机履带宽度d=0.6m,履带外侧机身上有正对的A、B两点,A点到履带同侧最右端距离L=0.8m。一玩具车(可视为质点)从A点出发后,其相对于静止履带的速度大小v1=0.8m/s,履带的速度大小v2=0.4m/s,则( )
A. 玩具车到达B点的运动时间一定为0.75s
B. 玩具车若能到达B点,仅改变玩具车车头方向,则车头需与A点左侧履带边缘成30°夹角
C. 若履带速度大小可调,玩具车车速大小不变,要使玩具车仍能到达履带另一侧,履带的速度不大于m/s
D. 若玩具车速度大小方向可调,履带速度大小不变,玩具车能到达对面最右端,则玩具车相对于静止履带的最小速度为m/s
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. 关于如下四幅图的说法,正确的有( )
A. 甲图是野外高压输电线,三条输电线上方还有两条接地导线,起到了静电屏蔽的作用
B. 乙图是直线电场加速器的结构图,若带电粒子在0号圆筒的中间从静止开始加速,则1、2、3圆筒的长度之比为
C. 丙图中,带电的平行板电容器与静电计连接,若将左板左移,静电计指针张角将变小
D. 丁图是示波器的原理图,若将和同时加上右侧的交流信号,屏幕上将显示一条倾斜的直线
12. 陶艺是中国的传统技艺,融合了古代劳动人民的智慧,某次陶艺制作得到一个半径R=15cm的半球形陶罐,并固定在绕竖直轴OO'转动的水平转台上,可看作如图所示模型,转台以一定的角速度ω匀速转动,O为陶罐的球心,一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和O点的连线与OO'之间的夹角θ为53°,已知重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。下列说法正确的是( )
A. 小物块做圆周运动时可能只受重力与支持力
B. 小物块匀速转动时的线速度为v=ωR
C. 小物块做圆周运动的加速度大于,所受摩擦力沿切线斜向上
D. 小物块角速度为时,恰好没有与陶罐之间的相对运动趋势
13. 如图所示,一质量为m、电荷量大小为q的液滴,在水平向右的匀强电场中运动,运动轨迹在竖直平面内,A、B为其运动轨迹上的两个点。该液滴在A点的速度大小为v₀,方向与竖直方向的夹角为37°;它运动到B点时速度大小仍为v₀,方向与竖直方向的夹角为重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 液滴带正电,电场强度大小为
B. A点到B点水平距离为
C. 从A点到B点电势能减少
D. 从A点到B点过程重力势能增加,电势能减少,机械能不变
非选择题部分
三、非选择题(本题共5小题,共58分)
实验题(两题共17分)
14. 利用打点计时器探究加速度与力、质量的关系,实验装置如图所示,
(1)上图所示是___________(选填“电磁”或“电火花”)打点计时器,电源采用的是___________(选填“交流8 V”“交流220 V”或“六节干电池”);
(2)本实验采用的实验方法是___________。
A. 理想模型法 B. 等效替代法 C. 控制变量法
(3)以小车为研究对象,在补偿阻力时,下列操作要求正确的是___________。
A. 应垫高有打点计时器轨道一端,不挂槽码,轻推小车让小车拖纸带匀速下滑
B. 应垫高有打点计时器轨道一端,不挂槽码,轻推小车让小车不拖纸带匀速下滑
C. 补偿阻力后,应多次增减小车里的钩码,让小车拖着纸带匀速下滑
(4)在进行实验时,还要求槽码的质量远小于小车的质量,这样做的目的是___________。
A. 使小车获得较大的加速度
B. 使细线的拉力近似等于槽码重力
C. 使纸带上点迹清晰,便于进行测量
D. 使细线的拉力等于小车受到的合外力
(5)某同学是这样处理纸带的:每隔4个点选取1个计数点,在各计数点处将纸带剪断,分成若干段纸条,将这些纸条的下端对齐并排粘贴在坐标纸上。图中和和和和和为同一个计数点。根据图中数据,与纸带相连的小车的加速度大小为___________(计算结果小数点后保留两位数字)
15. 某同学做“测量金属丝的电阻率”实验:
(1)使用多用电表测量金属丝电阻,正确的操作顺序是_______。
A.把选择开关旋转到交流电压最高挡
B.调节欧姆调零旋钮使指针到欧姆零点
C.把红黑表笔分别接在两端,然后读数
D.把选择开关旋转到合适的挡位,将红、黑表笔接触
E.把红黑表笔插入多用电表“+、-”插孔,用螺丝刀调节指针定位螺丝,使指针指“0”刻度
(2)某次操作时,先将多用电表开关置于欧姆“×10”挡,发现指针指在1位置,该同学需将欧姆表换挡至_______(选填“×1”或“×100”)挡,再次欧姆调零,发现指针指在2位置,可知该元件阻值为_____。Ω。
(3)按图甲进行实验时,多次改变合金丝接入电路的长度,调节滑动变阻器的阻值,使电流表的示数每次都达到相同值,记录电压表的示数,从而得到多组、的数据,作出图像,如图乙所示。
①为方便操作,滑动变阻器应选用_______(选填“0~20”或“0~200”)Ω;
②某次测量时,量程为的电压表指针位置如图丙所示,则示数____________;
③已知合金丝的横截面积为,图乙中直线的斜率为,横轴的截距为,则该合金丝的电阻率__________,电流表的内阻__________。(结果均选用、、、表示)
16. 一宇航员为了估测某一星球表面的重力加速度和该星球的质量,在该星球表面将一小球从离地高处静止释放,经时间落到地面。已知该星球的半径为,万有引力常数为,忽略一切阻力。求:
(1)该星球表面的重力加速度;
(2)该星球的质量;
(3)已知该星球的自转周期为,求该星球同步卫星高度。
17. 如图甲所示,某驾校学员练习汽车陡坡起步。汽车发动机提供的牵引力随时间变化的图像如图乙所示。质量为的汽车从时刻开始在足够长的直坡道上由静止启动,时间内牵引力大小为时,汽车达到额定功率,之后保持该功率不变。时,牵引力大小为,汽车开始做匀速直线运动。整个运动过程中汽车所受的总阻力(包括重力沿坡分力、空气阻力、滚动阻力等)不变。求:
(1)时间内汽车的加速度大小;
(2)汽车的额定功率;
(3)时间内汽车运动的位移大小x。
18. 图甲为某粒子控制装置的内部结构图,A、B为两块相距很近的平行金属板,板中央有正对小孔和,B板右侧靠近板处有关于连线对称放置的平行金属板M、N,M、长,板间距离,两板间加有恒定电压,其内部偏转电场视为匀强电场。在右侧相距也为处有一垂直连线放置的粒子接收屏(屏足够大)。一束带正电的粒子以相同的初动能源源不断地从小孔垂直板射向,粒子的带电量为。现在A、B板间加上图乙所示的周期性变化的电压,其中板电势低于板时,为负值。若不计粒子穿过A、B板所用的时间,忽略粒子重力及粒子间的相互作用。求
(1)内,哪些时间段有粒子从板小孔射出?
(2)时刻从小孔射入的粒子,
①在偏转电场中的偏转量;
②穿出偏转电场时的动能;
(3)接收屏被粒子打中区域的长度l。
19. 如图所示,长度的水平传送带顺时针转动,B端左侧固定有半径的光滑圆弧轨道CDE和半径的光滑圆管轨道EFG。O1、E、O2、G在同一直线上且与足够长的直轨道GH垂直,D点与O1等高,F与O2等高,GH轨道倾角。质量m=1 kg的小物块以水平初速度从A端滑入传送带,BC之间的开口正好可容纳小物块通过,小物块与传送带动摩擦因数。GH轨道由特殊材料制成,小物块沿直轨道向上运动时动摩擦因数,向下运动时动摩擦因数。(传送带轮轴半径足够小,不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,)。求小物块
(1)运动到B点时的速度大小;
(2)第一次运动到G点时的速度大小;
(3)通过F点的次数(写出必要的计算过程);
(4)在GH轨道上经过的总路程。
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北仑中学2026学年第一学期高二年级暑期学习检测物理试卷
(物理选考班用)
一、选择题Ⅰ(共10小题,每小题3分,共30分,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确,有选错或不答的得0分)
1. 下列仪器不能测量基本物理量的是( )
A. 电火花计时器 B. 天平 C. 弹簧秤 D. 直尺
【答案】C
【解析】
【详解】A.电火花计时器可以测基本物理量时间,故A错误;
B.天平可以测基本物理量质量,故B错误;
C.弹簧秤只能测力,不能测基本物理量,故C正确;
D.直尺可以测基本物理量长度,故D错误。
故选C。
2. 下列物理量的正负号表示大小的是( )
A. 功 B. 电势能 C. 电荷量 D. 加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.功的正负号表示动力做功还是阻力做功,对应能量转化的方向,不表示大小,故A错误;
B.电势能是标量,其正负号表示相对于零势能面的大小,正电势能大于零势能,负电势能小于零势能,故B正确;
C.电荷量的正负号表示带电性质(正电或负电),不表示电量的大小,故C错误;
D.加速度是矢量,正负号表示加速度方向与规定正方向相同或相反,不表示大小,故D错误。
故选B。
3. 机器狼是最近的网络热词。如图是机器狼的图片,关于机器狼,下列说法正确的是( )
A. 在研究机器狼跑步动作时可以被看作质点
B. 机器狼单脚静止在水平地面上时,水平地面对它的支持力方向不一定竖直向上
C. 机器狼在水平地面向左加速时,它对地面的力斜向右下
D. 机器狼在水平地面向右加速时,地面给机器狼的力为恒力
【答案】C
【解析】
【详解】A.研究机器狼的跑步动作时,需要关注肢体不同部位的运动姿态,若将其看作质点,就无法描述肢体的动作细节,因此不能视为质点,故A错误;
B.弹力中支持力的方向始终垂直于接触面,水平地面的接触面为水平面,因此地面对机器狼的支持力一定竖直向上,故B错误;
C.机器狼水平向左加速时,地面给机器狼的作用力包含竖直向上的支持力、水平向左的静摩擦力,因此地面给机器狼的合力斜向左上;根据牛顿第三定律,机器狼对地面的反作用力与该合力大小相等、方向相反,即斜向右下,故C正确;
D.机器狼向右加速时,地面给它的力是竖直向上的支持力和水平方向的静摩擦力的合力,但机器狼加速过程中加速度大小可能变化,静摩擦力大小也会随之改变,因此地面的合力不是恒力,故D错误。
故选C。
4. 关于电动势,下列说法正确的是( )
A. 电源电动势等于电源正、负极之间的电势差
B. 用电压表直接测量电源两极间电压得到的数值实际上总略大于电源电动势的准确值
C. 电源电动势总等于内、外电路上的电压之和,所以它的数值与外电路的组成有关
D. 电源电动势越大说明电源把其他形式的能转化为电能的本领越大
【答案】D
【解析】
【详解】A.电源电动势等于电源正、负极之间的电势差仅在断路时成立,而题目未限定条件,故A错误;
B.电压表测量的是路端电压,因存在内阻分压(),测得值总略小于电动势,故B错误;
C.电动势等于内、外电压之和(),但其数值由电源本身决定,与外电路无关,故C错误;
D.电动势反映电源将其他形式的能转化为电能的本领,电动势越大,本领越强,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,为建筑工人利用铁锤打夯的场景,的铁锤从高处自由下落,打在水泥柱上,撞击后铁锤速度变为零,铁锤撞击的时间是,已知重力加速度g取,撞击时,铁锤对水泥柱的平均冲击力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】铁锤落地前由自由落体运动规律有
碰撞过程中取竖直向上为正方向,设水泥柱对铁锤的平均作用力为,由动量定理得
解得==
由牛顿第三定律可知,铁锤对水泥柱的平均冲击力与大小相等,故其大小为
故选B。
6. 2025年10月,神舟二十一号载人飞船成功发射,历时3.5小时完成与天和核心舱的对接,实现了最快对接记录。飞船变轨前绕地稳定运行在圆形轨道Ⅰ上,飞船的转移轨道为椭圆轨道Ⅱ。核心舱稳定运行在圆形轨道Ⅲ上。轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ分别相切于A、B两点。则飞船在轨道Ⅱ上运行时( )
A. 由A向B运行的过程中机械能逐渐增大
B. 由A向B运行的过程中宇航员先超重后失重
C. 在A点的速度大于核心舱在轨道Ⅲ上B点的速度
D. 在A点的加速度小于核心舱在轨道Ⅲ上B点的加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.飞船在轨道Ⅱ上由向运行的过程中,只有万有引力做功,机械能守恒,故A错误;
B.飞船在轨道Ⅱ上由向运行的过程中,只受万有引力作用,加速度始终指向地心,宇航员处于完全失重状态,故B错误;
C.设地球的质量为,航天器的质量为,运行轨道的半径为,对于在圆轨道上稳定运行的航天器,根据万有引力提供向心力有
解得
由于轨道I的半径小于轨道III的半径,故飞船在轨道I上的速度大于核心舱在轨道III上点的速度,因飞船需要从轨道I在点加速变轨才能进入转移轨道II,所以飞船在轨道Ⅱ上点的速度大于在轨道I上的速度,因此飞船在轨道Ⅱ上点的速度大于核心舱在轨道III上点的速度,故C正确;
D.根据牛顿第二定律有
解得
由于点到地心的距离小于点到地心的距离,因此飞船在点的加速度大于核心舱在轨道III上点的加速度,故D错误。
故选C。
7. 如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,R1、R2为定值电阻,R1>r,R3为滑动变阻器,C为下极板接地的平行板电容器,电表均为理想电表。初始状态的S1和S2均闭合,滑片P位于中点,此时两极板之间的带电油滴M恰好处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 现保持S1闭合,将S2断开,滑片P向下移动,则A1示数和电源效率均减小
B. 现保持S1闭合,将S2断开,滑片P向上移动,则电源总功率和输出功率均增大
C. 保持S1、S2闭合,将上极板向下平移一小段距离,则电压表的示数不变,带电油滴M向下运动
D. 保持S1、S2闭合,将下极板向下平移一小段距离,则流过电流表A2的电流方向为a→b
【答案】B
【解析】
【详解】A.现保持S1闭合,将S2断开,滑片P向下移动,滑动变阻器的阻值增大,根据“串反并同”规律,A1示数减小,电源的效率为
由于滑动变阻器的阻值增大,外电路电阻增大,故电源效率增大,故A错误;
B.现保持S1闭合,将S2断开,滑片P向上移动,滑动变阻器的阻值减小,根据“串反并同”规律,通过电源的电流增大,根据可知,电源总功率增大,因为,滑动变阻器的阻值减小,外电路的总电阻值逐渐接近电源的内阻,电源的输出功率增大,故B正确;
C.V的示数始终等于滑动变阻器两端电压,保持不变,仅将上极板向下平移一小段距离,电容器两端电压不变,根据,电容器内电场强度增大,带电油滴M向上运动,故C错误;
D.仅将下极板向下平移一小段距离,电容器两极板之间的电势差不变,电容器内的电场强度减小,油滴与上极板之间的电势差减小,油滴与下极板之间的电势差增大,油滴所在处的电势升高,电势能减小;根据电容器的定义式和决定式,
联立解得
仅将下极板向下平移一小段距离,d增大,故Q减小,电容器放电,则流过A2的电流方向为,故D错误。
故选B。
8. 如图,空间存在边长为a的正四面体,O为水平底面ABC中心。A、B、C三点各固定一个电荷量为+Q的点电荷,在外力作用下将电荷量为+q的探测电荷沿PO连线从P点缓慢移至O点。已知静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A. 探测电荷在P点时,受到的库仑力竖直向下
B. 探测电荷在P处的电势能大于在O处的电势能
C. 从P点向O点移动过程中,外力的大小不断增大
D. 若将B点的+Q替换为-Q,探测电荷在O点受到的库仑力为
【答案】D
【解析】
【详解】A.设底面的外接圆半径为,则正三角形边长为时,
又因为 是正四面体,所以
在点,三个对探测电荷的作用力大小相等。由对称性可知,水平方向的分力相互抵消,合力一定沿方向。由于三个固定电荷都带正电,探测电荷也带正电,因此作用力都是斥力,合力方向应沿向上,即远离底面方向,而不是竖直向下,故A错误;
B.点的电势为
点的电势为
显然
由于探测电荷带正电,电势能
所以探测电荷在P处的电势能小于在O处的电势能,B错误;
C.设探测电荷在上某点,且该点到底面中心的距离为,则它到、、的距离都为
每个点电荷对探测电荷的库仑力沿连线方向,其沿方向的分力为
故三个点电荷的合力大小为
从点向点移动过程中,逐渐减小,结合数学相关知识可知三个点电荷对试探电荷的库仑力的合力先增大后减小。由于探测电荷是缓慢移动的,外力大小始终与库仑力大小相等,所以外力大小也先增大后减小,故C错误。
D.若将点的替换为,则在点,点的对探测电荷的作用力大小为
方向沿;
点的对探测电荷的作用力大小也为
方向沿;
点的对探测电荷的作用力大小同样为
方向沿。
设、、为从指向三个顶点的矢量,则正三角形中心满足
因此
所以A、C两个电荷在O点产生的合力大小为,方向沿。
再与点的负电荷产生的力叠加,可得总库仑力大小为
D正确。
故选D。
9. 如图所示,滑雪运动员在倾角为30°的滑雪道上,从距底端高度为h处由静止开始滑下,其运动过程可近似看作加速度大小为的匀加速直线运动。已知运动员的质量为m(含身上所有装备),重力加速度为g,不计空气阻力,在整个下滑过程中,下列说法正确的是( )
A. 运动员的机械能减少了
B. 运动员所受到的合力做功为
C. 运动员下滑过程中减少的重力势能有转化为动能
D. 下滑过程中摩擦力对运动员做的功为
【答案】A
【解析】
【详解】A.由几何关系得斜面长度
沿斜面方向由牛顿第二定律
代入 、,解得摩擦力
除重力外,只有摩擦力做功,机械能的减少量等于克服摩擦力做的功,故A正确;
B.合力做功 ,故B错误;
C.减少的重力势能为 ,动能增加量等于合力做功 ,即减少的重力势能有 转化为动能,故C错误;
D.摩擦力方向与位移方向相反,摩擦力做功 ,故D错误。
故选A。
10. 如图所示,跑步机履带宽度d=0.6m,履带外侧机身上有正对的A、B两点,A点到履带同侧最右端距离L=0.8m。一玩具车(可视为质点)从A点出发后,其相对于静止履带的速度大小v1=0.8m/s,履带的速度大小v2=0.4m/s,则( )
A. 玩具车到达B点的运动时间一定为0.75s
B. 玩具车若能到达B点,仅改变玩具车车头方向,则车头需与A点左侧履带边缘成30°夹角
C. 若履带速度大小可调,玩具车车速大小不变,要使玩具车仍能到达履带另一侧,履带的速度不大于m/s
D. 若玩具车速度大小方向可调,履带速度大小不变,玩具车能到达对面最右端,则玩具车相对于静止履带的最小速度为m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A.当玩具车垂直履带边缘运动时到达对面的时间最短,最短时间为
所以玩具车的运动时间大于等于0.75s,故A错误;
B.玩具车的合速度沿AB方向时能到达B点,则
解得,故B错误;
CD.当履带速度最大时,玩具车恰好到达对面履带的最右端,如图所示
根据几何关系可得
则
当玩具车恰好到达对面履带的最右端时,履带允许的最大速度为
同理,若玩具车速度大小方向可调,履带速度大小不变,玩具车能到达对面最右端,则玩具车相对于静止履带的最小速度为,故C正确,D错误。
故选C。
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. 关于如下四幅图的说法,正确的有( )
A. 甲图是野外高压输电线,三条输电线上方还有两条接地导线,起到了静电屏蔽的作用
B. 乙图是直线电场加速器的结构图,若带电粒子在0号圆筒的中间从静止开始加速,则1、2、3圆筒的长度之比为
C. 丙图中,带电的平行板电容器与静电计连接,若将左板左移,静电计指针张角将变小
D. 丁图是示波器的原理图,若将和同时加上右侧的交流信号,屏幕上将显示一条倾斜的直线
【答案】AD
【解析】
【详解】A.野外高压输电线在三条输电线的上方还有两条导线,它们与大地相连,形成一个稀疏的金属“网”,起到静电屏蔽的作用;把高压线屏蔽起来,免遭雷击,故A正确;
B.粒子从圆板开始先做匀加速直线运动,进入圆筒1,筒内场强为0,粒子不受外力做匀速直线运动,在圆筒1、2之间间隙再做匀加速直线运动,进入圆筒2再做匀速直线运动,由此可知,进入n个圆筒前,根据动能定理可得
根据运动学公式可得
1、2、3圆筒的长度之比为,故B错误;
C.根据电容器的决定式
可知若将左板左移,d增大,C变小;由于Q不变,根据可知,U增大,静电计张角变大,故C错误;
D.若将和同时加上右侧的交流信号,则,
可知
可见屏幕上将显示一条倾斜的直线,故D正确;
故选AD。
12. 陶艺是中国的传统技艺,融合了古代劳动人民的智慧,某次陶艺制作得到一个半径R=15cm的半球形陶罐,并固定在绕竖直轴OO'转动的水平转台上,可看作如图所示模型,转台以一定的角速度ω匀速转动,O为陶罐的球心,一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和O点的连线与OO'之间的夹角θ为53°,已知重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。下列说法正确的是( )
A. 小物块做圆周运动时可能只受重力与支持力
B. 小物块匀速转动时的线速度为v=ωR
C. 小物块做圆周运动的加速度大于,所受摩擦力沿切线斜向上
D. 小物块角速度为时,恰好没有与陶罐之间的相对运动趋势
【答案】AD
【解析】
【详解】A.当角速度为某一数值时,小物块做圆周运动时可能只受重力和支持力两个力,故A正确;
B.小物块匀速转动时的线速度为,故B错误;
C.若小物块受到的摩擦力恰好为零时,则物块受到的重力与陶罐内壁给的支持力的合力提供向心力,对物块,根据牛顿第二定律可得
解得
所以小物块做圆周运动的加速度大于时,所受摩擦力沿切线斜向下,故C错误;
D.若小物块受到的摩擦力恰好为零时,则物块受到的重力与陶罐内壁给的支持力的合力提供向心力,对物块,根据牛顿第二定律可得
解得,故D正确。
故选AD。
13. 如图所示,一质量为m、电荷量大小为q的液滴,在水平向右的匀强电场中运动,运动轨迹在竖直平面内,A、B为其运动轨迹上的两个点。该液滴在A点的速度大小为v₀,方向与竖直方向的夹角为37°;它运动到B点时速度大小仍为v₀,方向与竖直方向的夹角为重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 液滴带正电,电场强度大小为
B. A点到B点水平距离为
C. 从A点到B点电势能减少
D. 从A点到B点过程重力势能增加,电势能减少,机械能不变
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.将液滴的运动分解,水平方向
可知液滴水平方向做匀加速直线运动,则电场力方向与场强方向相同,故液滴带正电。
竖直方向,
水平方向上根据动量定理得
竖直方向上根据动量定理得
联立解得,故A正确;
B.水平方向上由运动学公式得
水平方向上由牛顿第二定律得
联立解得,故B正确;
C.由A到B电场力做功
电场力做正功,等于电势能的减少量,所以从A点到B点电势能减少 ,故C正确;
D.从A点到B点过程重力做负功,所以重力势能增加,电场力做正功,电势能减少,因电场力做正功,则液滴的机械能增加,故D错误。
故选ABC。
非选择题部分
三、非选择题(本题共5小题,共58分)
实验题(两题共17分)
14. 利用打点计时器探究加速度与力、质量的关系,实验装置如图所示,
(1)上图所示是___________(选填“电磁”或“电火花”)打点计时器,电源采用的是___________(选填“交流8 V”“交流220 V”或“六节干电池”);
(2)本实验采用的实验方法是___________。
A. 理想模型法 B. 等效替代法 C. 控制变量法
(3)以小车为研究对象,在补偿阻力时,下列操作要求正确的是___________。
A. 应垫高有打点计时器轨道一端,不挂槽码,轻推小车让小车拖纸带匀速下滑
B. 应垫高有打点计时器轨道一端,不挂槽码,轻推小车让小车不拖纸带匀速下滑
C. 补偿阻力后,应多次增减小车里的钩码,让小车拖着纸带匀速下滑
(4)在进行实验时,还要求槽码的质量远小于小车的质量,这样做的目的是___________。
A. 使小车获得较大的加速度
B. 使细线的拉力近似等于槽码重力
C. 使纸带上点迹清晰,便于进行测量
D. 使细线的拉力等于小车受到的合外力
(5)某同学是这样处理纸带的:每隔4个点选取1个计数点,在各计数点处将纸带剪断,分成若干段纸条,将这些纸条的下端对齐并排粘贴在坐标纸上。图中和和和和和为同一个计数点。根据图中数据,与纸带相连的小车的加速度大小为___________(计算结果小数点后保留两位数字)
【答案】(1) ①. 电火花 ②. 交流 (2)C (3)A (4)B
(5)0.95
【解析】
【小问1详解】
[1]图示仪器为电火花打点计时器。
[2]电火花打点计时器使用交流电源。
【小问2详解】
A.理想模型法用于忽略次要因素、突出主要因素建立物理模型,不是本实验研究多个物理量关系时采用的方法,故A错误;
B.等效替代法是用效果相同的对象或过程替代原对象或过程,不符合本实验的设计思路,故B错误;
C.研究加速度与力、质量的关系时,需保持一个物理量不变而改变另一个物理量,采用控制变量法,故C正确。
故选C。
【小问3详解】
A.补偿阻力时应垫高有打点计时器的一端,不挂槽码,轻推小车后让小车拖着纸带匀速下滑,使重力沿斜面的分力补偿摩擦力和纸带阻力,故A正确;
B.若小车不拖纸带,不能补偿纸带与打点计时器间的阻力,故B错误;
C.补偿阻力后再增减小车中的钩码会改变小车所受摩擦力,不符合补偿阻力的操作要求,故C错误。
故选A。
【小问4详解】
设槽码质量为,小车及车中砝码的总质量为,补偿阻力后,以槽码和小车为研究对象。对槽码由牛顿第二定律得
对小车由牛顿第二定律得
两式相加得
由此得
槽码质量远小于小车质量时,槽码的加速度远小于重力加速度。由前述槽码方程得
故选B。
【小问5详解】
每隔4个点取一个计数点,相邻计数点间有5个时间间隔。相邻计数点的时间间隔为
由图读出六段纸带的长度分别为,,,,和。由逐差法得
代入数据得
按要求保留两位小数,填0.95
15. 某同学做“测量金属丝的电阻率”实验:
(1)使用多用电表测量金属丝电阻,正确的操作顺序是_______。
A.把选择开关旋转到交流电压最高挡
B.调节欧姆调零旋钮使指针到欧姆零点
C.把红黑表笔分别接在两端,然后读数
D.把选择开关旋转到合适的挡位,将红、黑表笔接触
E.把红黑表笔插入多用电表“+、-”插孔,用螺丝刀调节指针定位螺丝,使指针指“0”刻度
(2)某次操作时,先将多用电表开关置于欧姆“×10”挡,发现指针指在1位置,该同学需将欧姆表换挡至_______(选填“×1”或“×100”)挡,再次欧姆调零,发现指针指在2位置,可知该元件阻值为_____。Ω。
(3)按图甲进行实验时,多次改变合金丝接入电路的长度,调节滑动变阻器的阻值,使电流表的示数每次都达到相同值,记录电压表的示数,从而得到多组、的数据,作出图像,如图乙所示。
①为方便操作,滑动变阻器应选用_______(选填“0~20”或“0~200”)Ω;
②某次测量时,量程为的电压表指针位置如图丙所示,则示数____________;
③已知合金丝的横截面积为,图乙中直线的斜率为,横轴的截距为,则该合金丝的电阻率__________,电流表的内阻__________。(结果均选用、、、表示)
【答案】(1)EDBCA
(2) ①. ×1 ②. 14
(3) ①. 0~20 ②. 1.50 ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
使用多用电表欧姆挡测电阻时,先将红、黑表笔插入“+、-”插孔并进行机械调零,再选择欧姆挡合适倍率,将红、黑表笔短接并进行欧姆调零,接入待测电阻读数,最后将选择开关旋至交流电压最高挡或“OFF”挡,故操作顺序为EDBCA。
【小问2详解】
[1] 用“×10”挡时指针在1位置,偏转角过大,说明倍率偏大,应换用小一挡“×1”挡。
[2] 换挡后需重新欧姆调零,指针在2位置时欧姆刻度读数为14,倍率为“×1”,故该元件阻值为 。
【小问3详解】
[1] 滑动变阻器采用限流接法,为便于调节电流达到相同值,应选择较小阻值范围的 。
[2] 电压表选用0~3 V量程,按0~3 V刻度读数,指针位于1.50 V处,。
[3][4] 电压表测量合金丝与电流表串联部分两端电压,电流保持为
由电阻定律和欧姆定律有
整理得
图乙中 图像斜率为,所以
解得
横轴截距为 ,即 时
将、代入 ,得
解得
16. 一宇航员为了估测某一星球表面的重力加速度和该星球的质量,在该星球表面将一小球从离地高处静止释放,经时间落到地面。已知该星球的半径为,万有引力常数为,忽略一切阻力。求:
(1)该星球表面的重力加速度;
(2)该星球的质量;
(3)已知该星球的自转周期为,求该星球同步卫星高度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据
解得该星球表面的重力加速度
【小问2详解】
万有引力提供重力
则
【小问3详解】
同步卫星公转周期与星球自转周期相同,则
且
则
17. 如图甲所示,某驾校学员练习汽车陡坡起步。汽车发动机提供的牵引力随时间变化的图像如图乙所示。质量为的汽车从时刻开始在足够长的直坡道上由静止启动,时间内牵引力大小为时,汽车达到额定功率,之后保持该功率不变。时,牵引力大小为,汽车开始做匀速直线运动。整个运动过程中汽车所受的总阻力(包括重力沿坡分力、空气阻力、滚动阻力等)不变。求:
(1)时间内汽车的加速度大小;
(2)汽车的额定功率;
(3)时间内汽车运动的位移大小x。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
用表示汽车受的总阻力,由图像可知,汽车在t=71t0时速度达到最大,此时汽车受力平衡
t=0时,根据牛顿第二定律可知
解得
【小问2详解】
汽车匀加速阶段的末速度v1=at0
解得
汽车的额定功率P=5F0v1
解得
【小问3详解】
匀加速阶段的位移
汽车的最大速度
汽车从t0~71t0由动能定理
其中f=F0,解得
可得时间内汽车运动的位移大小
18. 图甲为某粒子控制装置的内部结构图,A、B为两块相距很近的平行金属板,板中央有正对小孔和,B板右侧靠近板处有关于连线对称放置的平行金属板M、N,M、长,板间距离,两板间加有恒定电压,其内部偏转电场视为匀强电场。在右侧相距也为处有一垂直连线放置的粒子接收屏(屏足够大)。一束带正电的粒子以相同的初动能源源不断地从小孔垂直板射向,粒子的带电量为。现在A、B板间加上图乙所示的周期性变化的电压,其中板电势低于板时,为负值。若不计粒子穿过A、B板所用的时间,忽略粒子重力及粒子间的相互作用。求
(1)内,哪些时间段有粒子从板小孔射出?
(2)时刻从小孔射入的粒子,
①在偏转电场中的偏转量;
②穿出偏转电场时的动能;
(3)接收屏被粒子打中区域的长度l。
【答案】(1)和,粒子可以穿出
(2)①②
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子带正电,在电场作用下减速至0,
解得
则和,粒子可以穿出。
【小问2详解】
①t=0时刻从小孔O进入的粒子,初动能为,在偏转电场,竖直方向有
其中
解得
②由动能定理可知
则
【小问3详解】
粒子在t=3s射入偏转电场时动能最大,在电场中的偏转量最小,则
竖直方向有
其中
解得
故接收屏被粒子打中的区域长度为
19. 如图所示,长度的水平传送带顺时针转动,B端左侧固定有半径的光滑圆弧轨道CDE和半径的光滑圆管轨道EFG。O1、E、O2、G在同一直线上且与足够长的直轨道GH垂直,D点与O1等高,F与O2等高,GH轨道倾角。质量m=1 kg的小物块以水平初速度从A端滑入传送带,BC之间的开口正好可容纳小物块通过,小物块与传送带动摩擦因数。GH轨道由特殊材料制成,小物块沿直轨道向上运动时动摩擦因数,向下运动时动摩擦因数。(传送带轮轴半径足够小,不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,)。求小物块
(1)运动到B点时的速度大小;
(2)第一次运动到G点时的速度大小;
(3)通过F点的次数(写出必要的计算过程);
(4)在GH轨道上经过的总路程。
【答案】(1)
(2)
(3)5 (4)
【解析】
【小问1详解】
从A到B,小物块匀减速,加速度大小有
由运动学公式有
得
【小问2详解】
由C(或B)到G,由动能定理
得
【小问3详解】
第1次从G点滑到最高点,由动能定理
第1次从最高点滑到G点,由动能定理
得
易知第n次从最高点滑到G点速度
则,,
若从G点恰好滑到F点有
得
若从G点恰好滑到D点
得
小物块从冲入传送带到第1次滑到GH最高点的过程:第1次过F点;
小物块第1次从GH的最高点滑到G点速度:,说明小物块能过F点,且到不了D点,不脱轨,有2次过F点;
小物块第2次从GH的最高点滑到G点速度:,说明小物块能过F点,且到不了D点,不脱轨,有2次过F点;
小物块第3次从GH的最高点滑到G点速度:,不脱轨,小物块到不了F点。
综上,整个过程共有5次过F点。
【小问4详解】
小物块在GH上时,因,所以小物块每次在GH上升到最高点后一定会下滑,最终小物块在G与其等高点间往复运动。
小物块每次在GH上向上运动和向下运动的距离相等,设在GH上经过的总路程位,有
得
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