精品解析:辽宁鞍山市海城市高级中学2026-2027学年高二上学期开学物理试题
2026-09-05
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内容正文:
海城高中2026-2027学年度上学期(2028届)暑假作业验收
物理试卷
时间:75分钟 满分:100分
一、选择题(本大题共10小题,共46分。1-7题为单选题,每小题4分,8-10题多选题,每小题6分,漏选得3分,不选或选错得0分。)
1. 均匀带电细棒周围电场的电场线分布如图所示,为细棒中垂线。为上的两点,它们的电场强度大小分别为和。这两点的电场强度( )
A. 方向相同, B. 方向相反,
C. 方向相同, D. 方向相反,
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意,由图中电场线可知,两点的电场方向相反,由电场线的疏密程度可知,点的电场强度大于点的电场强度,即
故选B。
2. 关于下列四幅图说法正确的是( )
A. 如图甲,汽车通过拱桥的最高点时速度越大,对桥面压力越大
B. 如图乙,小球在水平面内做匀速圆周运动过程中所受的合外力不变
C. 如图丙,水平路面上转弯的汽车,若超速行驶可能发生离心现象
D. 如图丁,火车转弯时小于规定速度行驶时,外轨会对轮缘有挤压作用
【答案】C
【解析】
【详解】A.汽车通过拱桥的最高点时,由牛顿第二定律得
根据牛顿第三定律可得
可知汽车通过拱桥的最高点时速度越大,对桥面压力越小,故A错误;
B.小球在水平面内做匀速圆周运动过程中所受的合外力大小不变,方向时刻发生变化,故B错误;
C.水平路面上转弯的汽车,若超速行驶,可能汽车受到的摩擦力不足以提供所需的向心力,则汽车做离心运动,故C正确;
D.火车转弯时小于规定速度行驶时,则重力和支持力的合力大于所需的向心力,汽车有做近心运动的趋势,内轨会对轮缘有挤压作用,故D错误。
故选C。
3. 如图,是锐角三角形PMN最大的内角,电荷量为的点电荷固定在P点。下列说法正确的是( )
A. 沿MN边,从M点到N点,电场强度的大小逐渐增大
B. 沿MN边,从M点到N点,电势先减小后增大
C. 正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大
D. 将负电荷从M点移动到N点,电场力所做的总功为正
【答案】C
【解析】
【详解】AB.沿MN边,从M点到N点的过程中,由于到P点的距离先减小后增大,因此电场强度先增大后减小,电势先增大后减小,选项AB错误;
CD.由于M点到P的距离比N点到P的距离近,因此正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大,将负电荷从M点移动到N点,电势能增加,因此电场力所做的总功为负值, 选项C正确,D错误。
故选C。
4. 如图所示,木板AB的长为L,板的B端静止放有质量为m的小物体,物体与木板的动摩擦因数为μ。开始时木板水平,在缓慢转过一个小角度的过程中,小物体始终保持与木板相对静止,重力加速度为g,则在这个过程中( )
A. 摩擦力对小物体做功为
B. 重力对小物体做功为
C. 弹力对小物体做功为
D. 木板AB对小物体做功为
【答案】D
【解析】
【详解】A.摩擦力的方向始终与物体的运动方向垂直,故摩擦力不做功,A错误;
B.重力对小物体做功为
B错误;
C.物块在转动的过程中重力和木板对物块的弹力做功,根据动能定理有
解得
C错误;
D.摩擦力不做功,故木板AB对小物体做的功即为弹力做的功,故木板AB对小物体做功为,D正确。
故选D。
5. “娱乐风洞”是一项新型娱乐项目,在一个特定的空间内通过风机制造的气流把人“吹”起来,使人产生在天空翱翔的感觉。其简化模型如图,一质量为m的游客恰好静止在半径为R的圆柱形竖直风洞内,已知气流密度为ρ,游客在这种姿势下的受风面积(游客在垂直于风力方向的投影面积)为S,风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定。假设气流吹到人身上后速度变为零,重力加速度为g,不考虑气体重力,下列说法正确的是( )
A. 风速不变,游客在受风面积变化时仍能静止
B. 气流速度大小为
C. 若风速变为原来的,则游客向下加速,加速度大小为
D. 若风速变为原来的2倍,则游客向上加速,加速度大小为3g
【答案】D
【解析】
【详解】B.对时间内吹向游客的空气,设气体质量为,则
则风的动量变化为
以时间内吹向游客的空气为研究对象,由动量定理可得
由于游客处于静止状态,则
F=mg
联立得
故B错误;
A.由B项解析可知,游客静止时,风速
可知游客在受风面积变化时,要使游客静止,风速一定要发生变化,故A错误;
C.若风速变为原来的,则风力为,则
由动量定理可知
根据牛顿第二定律可知
联立解得
游客向下加速,故C错误;
D.若风速变为原来的2倍,则风力为,则
由动量定理可知
根据牛顿第二定律可知
联立解得
游客向上加速,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,在竖直平面内的平行板电容器,在其正中P点有一个带电微粒。S闭合时,该微粒恰好能保持静止,下列说法不正确的是( )
A. 微粒带正电
B. 若保持S闭合,上移极板N,微粒向上加速
C. 若开关S断开,上移极板M,微粒向下加速
D. 若开关S断开,下移极板M,P点电势不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.S闭合时,该微粒恰好能保持静止,根据受力平衡可知微粒受到的电场力竖直向上,与板间场强方向相同,所以微粒带正电,故A正确,不满足题意要求;
B.若保持S闭合,则板间电压保持不变,上移极板N,根据
由于板间距离减小,板间场强增大,微粒受到的电场力增大,所以微粒向上加速运动,故B正确,不满足题意要求;
CD.若开关S断开,则电容器所带电荷量不变,根据
上移极板M,可知板间场强不变,微粒受到的电场力不变,微粒仍处于静止状态;由于板间场强不变,P点与接地板N距离不变,则P点与接地板N的电势差不变,P点电势不变,故C错误,满足题意要求;D正确,不满足题意要求。
故选C。
7. 如图所示,在水平向右的匀强电场中,质量为的带电小球,以初速度从点竖直向上运动,通过点时,速度大小为,方向与电场方向相反,则小球从运动到的过程( )
A. 动能增加 B. 机械能增加
C. 重力势能增加 D. 电势能增加
【答案】B
【解析】
【详解】由动能的表达式可知带电小球在M点的动能为,在N点的动能为,所以动能的增量为,故A错误;带电小球在电场中做类平抛运动,竖直方向受重力做匀减速运动,水平方向受电场力做匀加速运动,由运动学公式有,可得,竖直方向的位移,水平方向的位移,因此有,对小球写动能定理有,联立上式可解得,,因此电场力做正功,机械能增加,故机械能增加,电势能减少,故B正确D错误,重力做负功重力势能增加量为,故C错误.
8. 如图所示,在x轴上的M、N两点分别固定电荷量为和的点电荷,x轴上M、N之间各点对应的电势如图中曲线所示(取无穷远处电势为零),P点为曲线最低点,Q点位于PN之间,MP间距离大于PN间距离。以下说法中正确的是( )
A. 和均带正电,且大于
B. M点的左侧存在与Q点场强相同的点
C. 负电荷在P点的电势能小于在Q点的电势能
D. 若在Q点由静止释放一负电荷,该电荷可在MN间做往复运动
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由图像可知,图中MN间的电势均大于0,则和均带正电;根据图线的切线斜率表示电场强度,可知P点的电场强度为零,即两电荷在P点的合场强为零,由于间距离大于PN间距离,根据点电荷的场强公式
可得大于,故A正确;
B.根据点电荷形成的场强的特点,可知点的左侧场强方向向左,到无穷远处电场强度为零,且点左侧与点的场方向均向左,则M点的左侧存在与Q点场强相同的点,故B正确;
C.根据电势能表达式
由图像可知P点的电势小于Q点的电势,但电荷带负电,所以负电荷在P点的电势能大于在Q点的电势能,故C错误;
D.根据图像可知,Q点的场强方向向左,若在Q点由静止释放一负电荷,则负电荷受到的电场力向右,该电荷不可能在MN间做往复运动,故D错误。
故选AB。
9. 如图所示,是同一轨道平面内的三颗人造地球卫星,下列说法正确的是( )
A. 根据万有引力定律,可知线速度vA<vB<vC
B. 根据万有引力定律,可知向心力FA>FB>FC
C. 角速度ωA>ωB>ωC
D. 向心加速度aA>aB>aC
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据引力提供向心力得
得线速度推导式
轨道半径越大线速度越小,因此正确关系应为,故A错误;
B.向心力公式为
向心力大小不仅和轨道半径有关,还和卫星自身质量相关,题目未给出三颗卫星的质量关系,无法比较向心力大小,故B错误;
C.由角速度推导式
轨道半径越大角速度越小,因此正确关系应为,故C正确;
D.由向心加速度推导式
轨道半径越大向心加速度越小,因此,故D正确。
故选CD。
10. 如图所示,水平光滑地面上停放着一辆质量为1 kg的小车,其左侧是半径R=0.2 m的四分之一光滑圆弧轨道AB,轨道最低点B与水平轨道BC相切,轻弹簧一端固定在C点,另一端放置一质量为1 kg(可视为质点)的物块,弹簧压缩量为0.2 m,储存的弹性势能Ep=5 J,整个轨道处于同一竖直平面内。已知物块与水平轨道BC间的动摩擦因数为μ=0.5,刚开始弹簧左端到B的水平距离为0.4 m,重力加速度g=10 m/s2,空气阻力忽略不计。关于物块运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 弹簧第一次恢复原长时,物块的速率为2 m/s
B. 弹簧第二次恢复原长时,小车的动能为0
C. 物块能够从A点冲出轨道并返回小车
D. 物块和小车最终能静止在水平地面上
【答案】ACD
【解析】
【详解】A. 弹簧第一次恢复原长的过程中,地面光滑,物块和小车组成的系统水平方向动量守恒,初始总动量为0,因此物块和小车会向相反方向运动,并非小车固定不动。设物块速度大小为,小车速度大小为,可得
根据能量守恒可得
其中
解得,故A正确;
B.弹簧第二次恢复原长时,物块速度大小为,小车速度大小为,根据水平方向动量守恒(总动量为0)可得
根据能量守恒可得
其中为弹簧再次被压缩到最短时,弹簧左端与B的距离,因为摩擦力,弹簧此时机械能,则
可得,故B错误;
C. 假设物块刚好到达A点时,物块和小车水平方向共速,根据水平方向动量守恒且初始时总动量为0,可得共速时水平速度均为0,此时物块的重力势能为
从开始运动到物块刚好到达A点时,,系统产生的内能
根据能量守恒得物块刚好到达A点时,物块动能为
解得,故C正确;
D.由于BC段存在滑动摩擦力,物块和小车的机械能会不断通过摩擦力做功转化为内能,地面光滑,系统动量守恒,且初始总动量为0,最终二者会在摩擦力的作用下损失全部动能,静止在水平地面上,故D正确。
故选ACD。
二、填空题(本题共2小题,共14分)
11. 某同学用传感器做“观察电容器的充放电”实验,采用的实验电路如图所示。
(1)在下列图像中,表示电容器充电和放电过程中,通过传感器的电流随时间变化的图像为________
A. B.
C. D.
(2)将开关从“1”拨到“2”,流经R的电流方向为________(选填“a到b”或“b到a”)
(3)该同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电,电容器的电容,充电过程中电容器极板间电压随电容器的带电量变化的图像分别如图中①②所示,其中对应电容为的充电过程图像是________(选填“①”或“②”)
【答案】(1)A (2)b到a
(3)①
【解析】
【小问1详解】
将开关先与1端闭合,电容器与电源相连,进行充电,充电过程,随着电容器电荷量的增大,极板间电压逐渐增大,充电电流逐渐减小,当极板间电压等于电源电动势时,充电结束,电流为0;再将开关与2端闭合,电容器放电,通过传感器的电流方向与充电过程的电流方向相反,随着电容器电荷量的逐渐减小,极板间电压逐渐减小,放电电流逐渐减小为0。
故选A。
【小问2详解】
由电路图可知,电容器充电时,上极板带正电,则将开关从“1”拨到“2”,流经R的电流方向为b到a。
【小问3详解】
用同一电路分别给两个不同的电容器充电,则充电完成后,两电容器两端电压相同,根据
可得
可知图像中图线的斜率表示电容的倒数,因为电容器的电容,所以对应电容为的电容器充电过程图像是①。
12. 用如图所示的装置可以“验证动量守恒定律”,在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架,它们的上端装有等宽的挡光片。
(1)实验前需要调节气垫导轨水平:在轨道上只放滑块A,轻推一下滑块A,其通过光电门1和光电门2的时间分别为、,当___________(选填“>”“=”或“<”), 则说明气垫导轨水平。
(2)分别测出滑块A、B的总质量和,滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门间的某一适当位置,给A一个向右的初速度,通过光电门1的时间为,A与B碰撞后A通过光电门1的时间为,B通过光电门2的时间为,为完成该实验,下列说法正确的有( )
A. 滑块A的总质量应大于滑块B的总质量
B. 不需要测量遮光片的宽度d
C. 需要测量光电门1到光电门2的间距L
(3)若测量的物理量能够满足方程______________________(用测量物理量表示),则可验证碰撞过程中系统动量守恒。
(4)若在(1)步骤中,调节气垫导轨水平时,比略大,AB系统碰撞前的总动量和碰撞后的总动量相比,有___________(填“>”“=”或“<”)
【答案】(1)
(2)B (3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
当气垫导轨水平时,滑块A在导轨上做匀速直线运动,所以滑块A经过两光电门时用时相等,即
【小问2详解】
A.根据题意可知,滑块A碰后反弹,则滑块A的总质量应小于滑块B的总质量,故A错误;
BC.本实验需要验证动量守恒定律,所以在实验中必须要测量滑块A、B的总质量和碰撞前后的速度,速度可以根据挡光片的宽度和滑块通过光电门的时间求解,挡光片的宽度可以在数据处理的过程中消去,所以不需要测量挡光片的宽度,不需要测量光电门1到光电门2的间距L,故B正确,C错误。
故选B。
【小问3详解】
若碰撞过程中系统动量守恒,则有
又有
,,
整理可得
【小问4详解】
调节气垫导轨水平时,比略大,说明滑块A做加速运动,则滑块A碰撞前的速度大于通过光电门1的速度,即
三、计算题(本题共3小题,共40分)
13. 如图所示,一静止的电子经过电压为的电场加速后,立即从A点射入匀强电场中,射入方向与匀强电场的方向垂直,最终电子从B点离开电场。已知匀强电场的电场强度大小为,宽度为,方向竖直向上,电子的电荷量为,质量为,重力忽略不计。
(1)粒子到达竖直偏转电场的初速度;
(2)求电子在匀强电场中的偏转距离;
(3)若仅将加速电场的电压提高为原来的3倍,使电子仍经过B点,求匀强电场的电场强度。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据动能定理有
解得
(2)电子垂直射入匀强电场,在电场中将做类平抛运动,设电子在电场中的加速度为,竖直便宜距离为,运动时间为,根据平抛运动的研究方法有
,,
联立解得
(3)若仅将加速电场的电压提高为原来的3倍,使电子仍经过B点,则电子在偏转电场中的水平位移与竖直位移不发生变化,根据题意由动能定理有
解得
设电子在偏转电场中运动的时间为,加速度为,则根据类平抛运动的研究方法有
,,
联立解得
14. 如图所示,质量均为m的木块A和B,并排放在光滑水平面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为l的细线,细线的另一端系一质量同为m的球C。已知重力加速度g,现将C球拉起使细线水平伸直,并由静止释放C球。求:
(1)球C运动到最低点过程中,木块A的对地位移大小:
(2)木块A、B分离时,A、B、C的速度大小;
(3)球C向左摆到最高点时与最低点的高度差h。
【答案】(1);(2),,;(3)
【解析】
【详解】(1)球C运动到最低点过程中,根据AB一直具有相同的速度,根据系统水平方向动量守恒可得
则有
又
联立解得该过程木块A的对地位移大小为
(2)球C运动到最低点时,木块A、B刚要分离,根据系统机械能守恒可得
联立解得木块A、B分离时,A、B的速度大小均为
C的速度大小为
(3)球C从最低点向左摆到最高点过程,A、C组成系统满足水平方向动量守恒,以向左为正方向,则有
解得球C摆到最高点时,A、C的共同速度为
根据系统机械能守恒可得
解得
15. 如图所示,在一光滑绝缘平台上放置一可视为质点的带正电小球,电量为q,质量为,平台右侧空间存在沿水平方向的匀强电场,场强大小,方向可以调控,电场中某位置有一光滑绝缘圆弧轨道,轨道半径,通过调节电场方向和轨道位置,可以使带电小球从B点沿圆弧切线无能量损失地进入轨道,并且在到达最高点C前不脱离轨道。某时刻用一质量为的绝缘小球以速度向右与带电小球发生弹性正碰。小球刚到平台边缘A点时电场方向水平向左,经过时间t(未知),电场方向变为水平向右,小球刚好能沿直线运动,经过一段距离运动到B后进入圆弧轨道。重力加速度,小球带电量不变,不考虑电场边界效应,电场变化带来的电磁效应,结果中可保留根式和分数。求:
(1)带电小球刚进入电场时的速度大小;
(2)从小球进入电场开始计时,电场方向水平向左持续的时间t;
(3)若小球刚好能够沿圆弧轨道到达C,求小球在轨道上的最大动能是多少?这种情况下,带电小球在进入圆弧轨道前沿直线运动的距离s为多大?
【答案】(1)2m/s;(2)0.1s;(3),
【解析】
【详解】(1)两球发生弹性正碰,根据动量守恒和机械能守恒可得
解得带电小球刚进入电场时的速度大小为
(2)带电小球刚进入电场时,受到的合力大小为
方向与竖直方向成偏左下;当电场反向时,合力大小为
方向与竖直方向成偏右下;由于电场方向变为水平向右,小球刚好能沿直线运动,则电场反向前的过程,小球速度方向偏转,则有
电场方向水平向左持续的时间为
解得
(3)若小球刚好能够沿圆弧轨道到达C,则有
解得
根据电场力和重力的合力方向,可知小球在圆弧轨道的最低点和圆心连线与竖直方向的夹角为,根据动能定理可得
解得小球在轨道上的最大动能为
电场方向改变时时小球的速度大小为
根据动能定理可得
解得
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海城高中2026-2027学年度上学期(2028届)暑假作业验收
物理试卷
时间:75分钟 满分:100分
一、选择题(本大题共10小题,共46分。1-7题为单选题,每小题4分,8-10题多选题,每小题6分,漏选得3分,不选或选错得0分。)
1. 均匀带电细棒周围电场的电场线分布如图所示,为细棒中垂线。为上的两点,它们的电场强度大小分别为和。这两点的电场强度( )
A. 方向相同, B. 方向相反,
C. 方向相同, D. 方向相反,
2. 关于下列四幅图说法正确的是( )
A. 如图甲,汽车通过拱桥的最高点时速度越大,对桥面压力越大
B. 如图乙,小球在水平面内做匀速圆周运动过程中所受的合外力不变
C. 如图丙,水平路面上转弯的汽车,若超速行驶可能发生离心现象
D. 如图丁,火车转弯时小于规定速度行驶时,外轨会对轮缘有挤压作用
3. 如图,是锐角三角形PMN最大的内角,电荷量为的点电荷固定在P点。下列说法正确的是( )
A. 沿MN边,从M点到N点,电场强度的大小逐渐增大
B. 沿MN边,从M点到N点,电势先减小后增大
C. 正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大
D. 将负电荷从M点移动到N点,电场力所做的总功为正
4. 如图所示,木板AB的长为L,板的B端静止放有质量为m的小物体,物体与木板的动摩擦因数为μ。开始时木板水平,在缓慢转过一个小角度的过程中,小物体始终保持与木板相对静止,重力加速度为g,则在这个过程中( )
A. 摩擦力对小物体做功为
B. 重力对小物体做功为
C. 弹力对小物体做功为
D. 木板AB对小物体做功为
5. “娱乐风洞”是一项新型娱乐项目,在一个特定的空间内通过风机制造的气流把人“吹”起来,使人产生在天空翱翔的感觉。其简化模型如图,一质量为m的游客恰好静止在半径为R的圆柱形竖直风洞内,已知气流密度为ρ,游客在这种姿势下的受风面积(游客在垂直于风力方向的投影面积)为S,风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定。假设气流吹到人身上后速度变为零,重力加速度为g,不考虑气体重力,下列说法正确的是( )
A. 风速不变,游客在受风面积变化时仍能静止
B. 气流速度大小为
C. 若风速变为原来的,则游客向下加速,加速度大小为
D. 若风速变为原来的2倍,则游客向上加速,加速度大小为3g
6. 如图所示,在竖直平面内的平行板电容器,在其正中P点有一个带电微粒。S闭合时,该微粒恰好能保持静止,下列说法不正确的是( )
A. 微粒带正电
B. 若保持S闭合,上移极板N,微粒向上加速
C. 若开关S断开,上移极板M,微粒向下加速
D. 若开关S断开,下移极板M,P点电势不变
7. 如图所示,在水平向右的匀强电场中,质量为的带电小球,以初速度从点竖直向上运动,通过点时,速度大小为,方向与电场方向相反,则小球从运动到的过程( )
A. 动能增加 B. 机械能增加
C. 重力势能增加 D. 电势能增加
8. 如图所示,在x轴上的M、N两点分别固定电荷量为和的点电荷,x轴上M、N之间各点对应的电势如图中曲线所示(取无穷远处电势为零),P点为曲线最低点,Q点位于PN之间,MP间距离大于PN间距离。以下说法中正确的是( )
A. 和均带正电,且大于
B. M点的左侧存在与Q点场强相同的点
C. 负电荷在P点的电势能小于在Q点的电势能
D. 若在Q点由静止释放一负电荷,该电荷可在MN间做往复运动
9. 如图所示,是同一轨道平面内的三颗人造地球卫星,下列说法正确的是( )
A. 根据万有引力定律,可知线速度vA<vB<vC
B. 根据万有引力定律,可知向心力FA>FB>FC
C. 角速度ωA>ωB>ωC
D. 向心加速度aA>aB>aC
10. 如图所示,水平光滑地面上停放着一辆质量为1 kg的小车,其左侧是半径R=0.2 m的四分之一光滑圆弧轨道AB,轨道最低点B与水平轨道BC相切,轻弹簧一端固定在C点,另一端放置一质量为1 kg(可视为质点)的物块,弹簧压缩量为0.2 m,储存的弹性势能Ep=5 J,整个轨道处于同一竖直平面内。已知物块与水平轨道BC间的动摩擦因数为μ=0.5,刚开始弹簧左端到B的水平距离为0.4 m,重力加速度g=10 m/s2,空气阻力忽略不计。关于物块运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 弹簧第一次恢复原长时,物块的速率为2 m/s
B. 弹簧第二次恢复原长时,小车的动能为0
C. 物块能够从A点冲出轨道并返回小车
D. 物块和小车最终能静止在水平地面上
二、填空题(本题共2小题,共14分)
11. 某同学用传感器做“观察电容器的充放电”实验,采用的实验电路如图所示。
(1)在下列图像中,表示电容器充电和放电过程中,通过传感器的电流随时间变化的图像为________
A. B.
C. D.
(2)将开关从“1”拨到“2”,流经R的电流方向为________(选填“a到b”或“b到a”)
(3)该同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电,电容器的电容,充电过程中电容器极板间电压随电容器的带电量变化的图像分别如图中①②所示,其中对应电容为的充电过程图像是________(选填“①”或“②”)
12. 用如图所示的装置可以“验证动量守恒定律”,在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架,它们的上端装有等宽的挡光片。
(1)实验前需要调节气垫导轨水平:在轨道上只放滑块A,轻推一下滑块A,其通过光电门1和光电门2的时间分别为、,当___________(选填“>”“=”或“<”), 则说明气垫导轨水平。
(2)分别测出滑块A、B的总质量和,滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门间的某一适当位置,给A一个向右的初速度,通过光电门1的时间为,A与B碰撞后A通过光电门1的时间为,B通过光电门2的时间为,为完成该实验,下列说法正确的有( )
A. 滑块A的总质量应大于滑块B的总质量
B. 不需要测量遮光片的宽度d
C. 需要测量光电门1到光电门2的间距L
(3)若测量的物理量能够满足方程______________________(用测量物理量表示),则可验证碰撞过程中系统动量守恒。
(4)若在(1)步骤中,调节气垫导轨水平时,比略大,AB系统碰撞前的总动量和碰撞后的总动量相比,有___________(填“>”“=”或“<”)
三、计算题(本题共3小题,共40分)
13. 如图所示,一静止的电子经过电压为的电场加速后,立即从A点射入匀强电场中,射入方向与匀强电场的方向垂直,最终电子从B点离开电场。已知匀强电场的电场强度大小为,宽度为,方向竖直向上,电子的电荷量为,质量为,重力忽略不计。
(1)粒子到达竖直偏转电场的初速度;
(2)求电子在匀强电场中的偏转距离;
(3)若仅将加速电场的电压提高为原来的3倍,使电子仍经过B点,求匀强电场的电场强度。
14. 如图所示,质量均为m的木块A和B,并排放在光滑水平面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为l的细线,细线的另一端系一质量同为m的球C。已知重力加速度g,现将C球拉起使细线水平伸直,并由静止释放C球。求:
(1)球C运动到最低点过程中,木块A的对地位移大小:
(2)木块A、B分离时,A、B、C的速度大小;
(3)球C向左摆到最高点时与最低点的高度差h。
15. 如图所示,在一光滑绝缘平台上放置一可视为质点的带正电小球,电量为q,质量为,平台右侧空间存在沿水平方向的匀强电场,场强大小,方向可以调控,电场中某位置有一光滑绝缘圆弧轨道,轨道半径,通过调节电场方向和轨道位置,可以使带电小球从B点沿圆弧切线无能量损失地进入轨道,并且在到达最高点C前不脱离轨道。某时刻用一质量为的绝缘小球以速度向右与带电小球发生弹性正碰。小球刚到平台边缘A点时电场方向水平向左,经过时间t(未知),电场方向变为水平向右,小球刚好能沿直线运动,经过一段距离运动到B后进入圆弧轨道。重力加速度,小球带电量不变,不考虑电场边界效应,电场变化带来的电磁效应,结果中可保留根式和分数。求:
(1)带电小球刚进入电场时的速度大小;
(2)从小球进入电场开始计时,电场方向水平向左持续的时间t;
(3)若小球刚好能够沿圆弧轨道到达C,求小球在轨道上的最大动能是多少?这种情况下,带电小球在进入圆弧轨道前沿直线运动的距离s为多大?
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