内容正文:
2025-2026学年鹰潭一中高三上学期期末考试
物 理
考试时间:75分钟 试卷满分:100分
注意事项:
1. 答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置。
2. 全部答案在答题卡上完成,答在本试题上无效。
3. 回答选择题时,选出每小题答案后,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。回答非选择题时,将答案用0.5mm 黑色笔迹签字笔写在答题卡上。
4. 考试结束后,将本试题和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列关于“惯性”和“运动”的说法中不符合新物理学的是( )
A. 一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动——静止或者匀速直线运动
B. 作用在物体上的力,是使物体做“受迫运动”即变速运动的原因
C. 可绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快,放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去,这是由于“盘子受到的向外的力”超过了“桌面给盘子的摩擦力”导致的
D. 竖直向上抛出的物体,受到了重力,却没有立即反向运动,而是继续向上运动一段距离后才反向运动,是由于物体具有惯性
【答案】C
【解析】
【详解】A.一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动——静止或者匀速直线运动,A不符合题意;
B.作用在物体上的力,是使物体做“受迫运动”即变速运动的原因,B不符合题意;
C.可绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快,放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去,这是由于“盘子需要的向心力”超过了“桌面给盘子的摩擦力”导致的,C符合题意;
D.竖直向上抛出的物体,受到了重力,却没有立即反向运动,而是继续向上运动一段距离后才反向运动,是由于物体具有惯性,D不符合题意。
故选C。
2. 重庆是中国重要的汽车产业基地,近年来新能源汽车发展迅猛,某品牌的新能源汽车配备了自动驾驶系统,该车在红绿灯启停、无保护左转、避让路口车辆、礼让行人、变道等情形下都能无干预自动驾驶。某次试验时,a、b两车(均可视为质点)从不同地点由静止开始沿同一直线运动的v-t图像如图所示,已知两车在运动过程中不会相遇,图线均为直线,下列说法正确的是( )
A. a车在前,b车在后
B. 在2t0时刻两车间的距离最远
C. 在t0时刻b车的速度大小为
D. 出发时两车间的距离可能为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像,可知车在时刻后做匀速直线运动,而车一直做匀加速直线运动,要使两车不会相遇应为b车在前,a车在后,故A错误;
B.由图像,可知时刻前a车速度较大,时刻后b车速度较大,在时刻两车速度相等,所以两车间距离最近,故B错误;
C.由图像可知,b车做初速度为0的匀加速直线运动,在时刻b车的速度大小为
则加速度为
所以在时刻b车的速度大小为,故C正确;
D.因两车在运动过程中不会相遇,所以出发时两车之间的距离要大于
若距离为,则在时会恰好相遇,不符合题意,故D错误。
故选C。
3. 神舟十八号载人飞船进入预定轨道,随后与中国空间站进行自主交会对接,对接过程简化模型如题图所示,神舟十八号飞船先在半径为的圆轨道I运行,在A点变轨后进入椭圆轨道II进行转移,后在点变轨进入半径为的圆轨道III。下列说法正确的是( )
A. 飞船在A点需要点火减速才能实现变轨
B. 飞船在轨道II上从A到B的过程在做加速运动
C. 飞船在轨道I上的机械能等于在轨道II上的机械能
D. 飞船在轨道III上的运行速率小于在轨道I上的运行速率
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据变轨原理,飞船在圆轨道I的A点需点火加速才能进入椭圆轨道口,故A错误;
B.根据开普勒第二定律可知,飞船在轨道I上从A到B的过程在做减速运动,故B错误;
C.从低轨道到高轨道变轨,需要点火加速,外力做正功,机械能增大,故C错误;
D.根据万有引力提供向心力有
解得
可知轨道半径越大,速率越小,故则飞船在轨道I上的运行速率大于在轨道III的运行速率,故D正确。
故选 D。
4. 如图所示,质量忽略不计、长度分别为和的不可伸长的轻绳,分别系质量为5m和m的小球,它们以相同的转速绕中心轴线做匀速圆周运动。稳定时绳子与竖直方向夹角的正切值分别为及,圆周运动半径分别为和,两绳子中的张力分别为和,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】B.设绳子与竖直方向夹角分别为,对下面小球受力分析竖直方向有
对两个球看作整体竖直方向上有
稳定时绳子与竖直方向夹角的正切值分别为及,联立解得
B错误;
A.对下面小球受力分析水平方向有
对上面小球受力分析水平方向有
联立解得
CD.根据几何关系
联立解得
CD错误;
故选A。
5. 如图所示,在摩托车越野赛途中的水平路段前方有台阶,每个台阶的高度相同,第一次摩托车及车手经过第一台阶右端点时的动能为4900J,经平抛运动落到第二级台阶时的动能是6400J。第二次摩托车及车手经过第一台阶右端点时动能为8100J,经平抛运动落到第三级台阶上,则摩托车及车手落到第三级台阶上的动能为( )
A. 8500J B. 9600J C. 10000J D. 11100J
【答案】D
【解析】
【详解】由动能定理可得
摩托车及车手落到第三级台阶上的动能为
故选D。
6. 内壁光滑的凹槽放置在粗糙水平地面上,内壁截面为半圆柱面如图所示,A为半圆的最低点,B为半圆水平直径的端点。将一小滑块沿内壁用推力F推动,由A点向B点缓慢移动,力F的方向始终沿圆弧的切线方向,在此过程中凹槽一直处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 推力F先增大后减小
B. 凹槽对滑块的支持力先减小后增大
C. 水平地面对凹槽的摩擦力先增大后减小
D. 水平地面对凹槽的支持力先减小后增大
【答案】C
【解析】
【详解】A B.由于物块缓慢移动,可看作是平衡状态,设物块和O点的连线与竖直方向的夹角为θ,对物块受力分析可得
,
物块从A点运动到B点的过程中,夹角θ从零增加到,所以推力F一直增大,凹槽对滑块的支持力一直减小,故A、B错误;
C.将物块和凹槽看作一个整体,设物块和O点的连线与竖直方向的夹角为θ,对整体受力分析,根据平衡条件可得
判断可知,物块从A点运动到B点的过程中,夹角θ从零增加到,所以支持力FN一直减小;对于摩擦力,夹角θ从零增加到时,摩擦力一直增大,时最大,θ从增加到时,摩擦力一直减小到零,所以水平地面对凹槽的摩擦力先增大后减小,故C正确,D错误。
故选C。
7. 一个足够长的绝缘半圆柱体固定在水平面上,整个空间中加有沿半圆柱体半径向内的辐向磁场,半圆柱体表面处的磁感应强度大小均为B,一根长度为L、质量为m、粗细可忽略的导体棒A紧靠在半圆柱体底端静止,其截面如图所示。在导体棒A中通入方向垂直于纸面向外的变化电流,使导体棒A沿半圆柱体从底端缓慢向上滑动,导体棒A受到半圆柱体的摩擦力是导体棒A对半圆柱体的压力的k倍。在导体棒A从底端缓慢滑动到顶端的过程中,下列说法正确的是( )
A. 当时,导体棒A中的电流先变大再变小
B. 当时,导体棒A所受的支持力与安培力合力先变大再变小
C. 当时,导体棒A所受重力与安培力的合力一直变大
D. 当时,导体棒A所受安培力一直变大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.当时,根据左手定则确定安培力的方向,导体棒在上升至某位置时的受力分析如图所示
根据平衡条件可得
因为逐渐变大,所以逐渐减小,根据
可得,导体棒A中的电流变小;根据平衡条件可知,导体棒A所受的支持力与安培力合力始终与重力等大反向,保持不变,故AB错误;
CD.当时,导体棒在上升至某位置时的受力分析如图所示
其中
则与的合力与的夹角保持不变,设为,则
设与的合力为,则导体棒的受力情况可表示为如图所示
根据几何关系可知,
根据拉密原理可得
随着逐渐增大的过程,不变,先增大后减小,增大,所以安培力先增大后减小,增大。根据平衡条件可知,导体棒A所受重力与安培力的合力与等大反向,所以也一直增大,故C正确,D错误。
故选C。
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 如图所示,小球以6m/s的初速度从距地面上方3.2m处竖直向上抛出。已知重力加速度大小取,忽略空气阻力的作用。则从小球抛出到落地的过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球从抛出到再次回到出发点的时间为1.2s
B. 整个过程经历的时间为1.6s
C. 小球落地前瞬间的速度大小为16m/s
D. 小球运动到距地面上方4.8m处的速度大小为2m/s
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.小球做竖直上抛运动,取竖直向上为正方向。上升到最高点的时间
根据对称性可得,小球再次回到出发点的时间为
故A正确;
B.考虑整个运动过程,由竖直上抛运动位移和时间的关系
代入解得
或(舍去)
故B正确;
C.考虑整个运动过程,由竖直上抛运动位移和速度的关系
解得
故小球落地时的速度大小为10m/s,故C错误;
D.小球运动到距地面上方4.8m处的位移
由竖直上抛运动位移和速度的关系
解得
故D正确。
故选ABD。
9. 宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的四颗星组成的四星系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用,设每个星体的质量均为m,四颗星稳定地分布在边长为a的正方形的四个顶点上,已知这四颗星均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动,引力常量为G。则下列说法正确的是( )
A. 星体做匀速圆周运动的轨道半径为
B. 若实验观测得到星体的半径为R,则星体表面的重力加速度为
C. 星体做匀速圆周运动的周期为
D. 每个星体做匀速圆周运动的向心力大小为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.根据题意可知四星系统模型如下所示,四边形顶点到对角线交点O的距离即为星体做圆周运动的半径r,根据图中几何关系可得
故A正确;
B.物体在星体表面所受的重力等于星体对其施加的万有引力,设物体质量为,根据万有引力定律有
解得
故B正确;
CD.根据题意可知,任意一个星体都受到其他三个星体的引力作用,根据对称性可知每个星体所受引力合力大小相等,且指向对角线的交点O。对上图模型中右上角星体分析受力,可知其所受万有引力合力大小为
星体做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律有
联立两式可得
故C正确,D错误。
故选ABC。
10. 如图所示为某缓冲装置的模型图,一轻杆被两个固定薄板夹在中间,轻杆与两薄板之间的滑动摩擦力均为,轻杆露在薄板外面的长度为。轻杆前端固定一个劲度系数为的轻弹簧。一质量为的物体从左侧以速度撞向弹簧,能使轻杆向右侧移动。已知弹簧的弹性势能,其中为劲度系数,为形变量。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 欲使轻杆发生移动,物体运动的最小速度为
B. 欲使轻杆发生移动,物体运动的最小速度为
C. 欲使轻杆左端恰好完全进入薄板,物体运动的速度为
D. 欲使轻杆左端恰好完全进入薄板,物体运动的速度为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.当轻杆刚要移动时,对轻杆受力分析,设此时弹簧弹力为F,压缩量为x,由平衡条件知
带入k的值可得
设欲使轻杆发生移动,物体运动的最小速度为v1,则由能量守恒
由题意,物体以速度撞向弹簧,能使轻杆向右侧移动,由能量守恒
联立可得
故A错误,B正确;
CD.欲使轻杆左端恰好完全进入薄板,物体运动的速度为v2,则由能量守恒
可解得
故C错误,D正确。
故选BD。
三、非选择题(本题共5小题,共54分。)
11. 某同学用如图所示装置测量重力加速度。铁架台上固定着光电门A、B,小铁球被吸在电磁铁上,调节光电门的位置,使小球下落时球心正好通过光电门。两光电门与数字计时器相连,能记录小球从光电门A运动到光电门B的时间。
(1)用游标卡尺测量小球直径,读数如图乙所示,则小球的直径为_____;
(2)给电磁铁断电,小球自由下落,测得小球通过光电门A、B及从光电门A到光电门B的时间分别为和,测得当地的重力加速度_____(用、和d表示);
(3)改变实验方法,给电磁铁断电,小球自由下落,测得小球通过光电门B所用的时间t,同时用刻度尺测出两光电门间的高度差h,保持电磁铁和光电门A的位置不变,调节光电门B的位置,重复实验,测得多组t和h,作图像,得到图像的斜率为k,测得当地的重力加速度_____(用k,d表示)。
【答案】(1)1.05
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
用游标卡尺测小球直径为
【小问2详解】
由
得
【小问3详解】
由
得
结合题意知
解得
12. 某同学设计了如图甲所示电路,测电池的电动势和内阻,电路中的器材待测电池、毫安表(内阻为)、阻值为的定值电阻、粗细均匀的电阻丝(总阻值明显大于,P为可在电阻丝上移动的金属夹)、开关两个、导线若干。
(1)将金属夹夹在电阻丝a端,闭合开关,再闭合开关,移动金属夹的位置,使电流表的指针发生较大偏转,记录电流表的示数,电阻丝接入电路的长度,断开开关,再移动金属夹的位置,使电流表的示数仍为,记录电阻丝接入电路的长度,再断开开关,则电阻丝单位长度的电阻___________;
(2)将金属夹夹在电阻丝a端,保持开关断开,闭合开关,多次调节金属夹的位置,记录多组电阻丝接入电路的长度L和电流表的示数I;作出图像,测得图像与纵轴的截距为a,图像的斜率为k,则电源的电动势为___________,___________(用、、k、a、表示);
(3)用20分度的游标卡尺测量电阻丝的直径d,示数如图乙所示,则电阻丝的直径___________cm;则电阻丝的电阻率___________(用、d表示)。
【答案】 ①. ②. ③. ④. 0.850 ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1]由题意可知:长度为与长度为之间的电阻差为定值电阻的阻值,则
(2)[2][3]由闭合电路欧姆定律可
整理可得
则图像的斜率
纵轴截距
联立解得
(3)[4][5]游标卡尺读数为
根据电阻定律有
解得
13. 如图所示,开口处有卡口、内横截面积为S的圆柱体汽缸开口向上竖直放置在水平面上,汽缸总体积为,大气压强为,重力加速度为g。一厚度不计、质量为m的光滑活塞封住一定质量的理想气体,已知,当温度为时汽缸内气体体积为,在活塞上方缓慢加入质量为的砂子(汽缸内温度保持不变),求:
(1)待活塞静止时,汽缸内气体的体积;
(2)若再将汽缸内气体温度升高到,稳定后,汽缸内气体的压强。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
活塞上没有放砂子前,对活塞受力分析,有
放上砂子后,重新平衡,有
变化过程中气体温度不变,有玻意耳定律
代入全部数据后,可得
【小问2详解】
设温度升高到时活塞上升到卡口处,此时
该过程气体为等压变化,有
代入数据解得
由于,故判断此后温度升至的过程为等容变化过程,由查理定律
解得
14. 如图,水平面内的直角坐标系第一象限有一匀强磁场,方向垂直水平面向下,顶角的光滑金属导轨MON固定在水平面内,ON与x轴重合,OM与ON接触处O点的接触电阻,其余电阻不计,一根与ON垂直的长金属棒,质量,在水平外力作用下沿导轨从PQ向右滑动(始终接触良好),忽略金属棒电阻,已知金属棒在PQ处的初速度,,且向右运动到达的过程中回路的电流强度始终不变.求:
(1)棒在PQ、处所受的安培力大小、;
(2)通过金属棒的电量q和接触电阻R上产生的焦耳热Q;
(3)外力对金属棒做的功W。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
【详解】(1)金属棒在PQ处时,有,,根据法拉第电磁感应定律可知电动势为:
则感应电流为:
则金属棒在PQ处时所受的安培力大小为:
由题可知金属棒由PQ到达过程中电流强度不变,即为不变,同时根据几何关系可知,则金属棒在处时所受的安培力大小为:
;
(2)根据法拉第电磁感应定律,则电荷量为:
根据焦耳定律可知电阻R产生的热量为:
(3)设金属棒到达时的速度为,由电流强度不变,则:
带入数据可以得到:
根据动能定律可知外力做功为:
.
15. 如图所示,墙壁左侧固定一上表面光滑的水平台面,水平台面上方有一根劲度系数的轻弹簧一端固定于墙壁,一端紧挨着物块A,初始时,弹簧处于原长,物块A静止于水平台面左端,在光滑水平地面上有一木板B,木板B上表面与水平台面等高,右端与水平台面紧挨着但不粘连。初始时,一颗质量为的子弹以的速度击中物块A并嵌入其中,随后一起向右压缩弹簧,当返回时物块A滑上木板B,物块A始终在木板B上。已知,物块A的质量,木板B的质量,物块A与木板B上表面的动摩擦因数,弹簧始终在弹性限度范围内,重力加速度g取,求:
(1)子弹与物块A碰撞过程中损失的能量;
(2)子弹嵌入物块A后,一起向右压缩弹簧至最短过程克服弹簧弹力所做的功;
(3)木板B的最小长度L。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)子弹打A的瞬间动量守恒,设二者共同速度为v1
解得
由能量守恒定律,子弹与物块A碰撞过程中损失的能量
(2)子弹嵌入物块A后,一起向右压缩弹簧至最短过程,设克服弹簧弹力所做的功为,由动能定理得
解得
(3)由能量守恒定律,当返回时,物块A滑上木板B的动能大小与物块A刚压缩弹簧时的动能相同,即速度大小与相等,方向相反。设向右为正方向,物块A和木板B动量守恒,设物块A和木板B共同速度为,由动量守恒定律
解得
由能量守恒定律
解得
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2025-2026学年鹰潭一中高三上学期期末考试
物 理
考试时间:75分钟 试卷满分:100分
注意事项:
1. 答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置。
2. 全部答案在答题卡上完成,答在本试题上无效。
3. 回答选择题时,选出每小题答案后,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。回答非选择题时,将答案用0.5mm 黑色笔迹签字笔写在答题卡上。
4. 考试结束后,将本试题和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列关于“惯性”和“运动”的说法中不符合新物理学的是( )
A. 一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动——静止或者匀速直线运动
B. 作用在物体上的力,是使物体做“受迫运动”即变速运动的原因
C. 可绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快,放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去,这是由于“盘子受到的向外的力”超过了“桌面给盘子的摩擦力”导致的
D. 竖直向上抛出的物体,受到了重力,却没有立即反向运动,而是继续向上运动一段距离后才反向运动,是由于物体具有惯性
2. 重庆是中国重要的汽车产业基地,近年来新能源汽车发展迅猛,某品牌的新能源汽车配备了自动驾驶系统,该车在红绿灯启停、无保护左转、避让路口车辆、礼让行人、变道等情形下都能无干预自动驾驶。某次试验时,a、b两车(均可视为质点)从不同地点由静止开始沿同一直线运动的v-t图像如图所示,已知两车在运动过程中不会相遇,图线均为直线,下列说法正确的是( )
A. a车在前,b车在后
B. 在2t0时刻两车间的距离最远
C. 在t0时刻b车的速度大小为
D. 出发时两车间的距离可能为
3. 神舟十八号载人飞船进入预定轨道,随后与中国空间站进行自主交会对接,对接过程简化模型如题图所示,神舟十八号飞船先在半径为的圆轨道I运行,在A点变轨后进入椭圆轨道II进行转移,后在点变轨进入半径为的圆轨道III。下列说法正确的是( )
A. 飞船在A点需要点火减速才能实现变轨
B. 飞船在轨道II上从A到B的过程在做加速运动
C. 飞船在轨道I上的机械能等于在轨道II上的机械能
D. 飞船在轨道III上的运行速率小于在轨道I上的运行速率
4. 如图所示,质量忽略不计、长度分别为和的不可伸长的轻绳,分别系质量为5m和m的小球,它们以相同的转速绕中心轴线做匀速圆周运动。稳定时绳子与竖直方向夹角的正切值分别为及,圆周运动半径分别为和,两绳子中的张力分别为和,则( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示,在摩托车越野赛途中的水平路段前方有台阶,每个台阶的高度相同,第一次摩托车及车手经过第一台阶右端点时的动能为4900J,经平抛运动落到第二级台阶时的动能是6400J。第二次摩托车及车手经过第一台阶右端点时动能为8100J,经平抛运动落到第三级台阶上,则摩托车及车手落到第三级台阶上的动能为( )
A. 8500J B. 9600J C. 10000J D. 11100J
6. 内壁光滑的凹槽放置在粗糙水平地面上,内壁截面为半圆柱面如图所示,A为半圆的最低点,B为半圆水平直径的端点。将一小滑块沿内壁用推力F推动,由A点向B点缓慢移动,力F的方向始终沿圆弧的切线方向,在此过程中凹槽一直处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 推力F先增大后减小
B. 凹槽对滑块的支持力先减小后增大
C. 水平地面对凹槽的摩擦力先增大后减小
D. 水平地面对凹槽的支持力先减小后增大
7. 一个足够长的绝缘半圆柱体固定在水平面上,整个空间中加有沿半圆柱体半径向内的辐向磁场,半圆柱体表面处的磁感应强度大小均为B,一根长度为L、质量为m、粗细可忽略的导体棒A紧靠在半圆柱体底端静止,其截面如图所示。在导体棒A中通入方向垂直于纸面向外的变化电流,使导体棒A沿半圆柱体从底端缓慢向上滑动,导体棒A受到半圆柱体的摩擦力是导体棒A对半圆柱体的压力的k倍。在导体棒A从底端缓慢滑动到顶端的过程中,下列说法正确的是( )
A. 当时,导体棒A中的电流先变大再变小
B. 当时,导体棒A所受的支持力与安培力合力先变大再变小
C. 当时,导体棒A所受重力与安培力的合力一直变大
D. 当时,导体棒A所受安培力一直变大
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 如图所示,小球以6m/s的初速度从距地面上方3.2m处竖直向上抛出。已知重力加速度大小取,忽略空气阻力的作用。则从小球抛出到落地的过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球从抛出到再次回到出发点的时间为1.2s
B. 整个过程经历的时间为1.6s
C. 小球落地前瞬间的速度大小为16m/s
D. 小球运动到距地面上方4.8m处的速度大小为2m/s
9. 宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的四颗星组成的四星系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用,设每个星体的质量均为m,四颗星稳定地分布在边长为a的正方形的四个顶点上,已知这四颗星均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动,引力常量为G。则下列说法正确的是( )
A. 星体做匀速圆周运动的轨道半径为
B. 若实验观测得到星体的半径为R,则星体表面的重力加速度为
C. 星体做匀速圆周运动的周期为
D. 每个星体做匀速圆周运动的向心力大小为
10. 如图所示为某缓冲装置的模型图,一轻杆被两个固定薄板夹在中间,轻杆与两薄板之间的滑动摩擦力均为,轻杆露在薄板外面的长度为。轻杆前端固定一个劲度系数为的轻弹簧。一质量为的物体从左侧以速度撞向弹簧,能使轻杆向右侧移动。已知弹簧的弹性势能,其中为劲度系数,为形变量。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 欲使轻杆发生移动,物体运动的最小速度为
B. 欲使轻杆发生移动,物体运动的最小速度为
C. 欲使轻杆左端恰好完全进入薄板,物体运动的速度为
D. 欲使轻杆左端恰好完全进入薄板,物体运动的速度为
三、非选择题(本题共5小题,共54分。)
11. 某同学用如图所示装置测量重力加速度。铁架台上固定着光电门A、B,小铁球被吸在电磁铁上,调节光电门的位置,使小球下落时球心正好通过光电门。两光电门与数字计时器相连,能记录小球从光电门A运动到光电门B的时间。
(1)用游标卡尺测量小球直径,读数如图乙所示,则小球的直径为_____;
(2)给电磁铁断电,小球自由下落,测得小球通过光电门A、B及从光电门A到光电门B的时间分别为和,测得当地的重力加速度_____(用、和d表示);
(3)改变实验方法,给电磁铁断电,小球自由下落,测得小球通过光电门B所用的时间t,同时用刻度尺测出两光电门间的高度差h,保持电磁铁和光电门A的位置不变,调节光电门B的位置,重复实验,测得多组t和h,作图像,得到图像的斜率为k,测得当地的重力加速度_____(用k,d表示)。
12. 某同学设计了如图甲所示电路,测电池的电动势和内阻,电路中的器材待测电池、毫安表(内阻为)、阻值为的定值电阻、粗细均匀的电阻丝(总阻值明显大于,P为可在电阻丝上移动的金属夹)、开关两个、导线若干。
(1)将金属夹夹在电阻丝a端,闭合开关,再闭合开关,移动金属夹的位置,使电流表的指针发生较大偏转,记录电流表的示数,电阻丝接入电路的长度,断开开关,再移动金属夹的位置,使电流表的示数仍为,记录电阻丝接入电路的长度,再断开开关,则电阻丝单位长度的电阻___________;
(2)将金属夹夹在电阻丝a端,保持开关断开,闭合开关,多次调节金属夹的位置,记录多组电阻丝接入电路的长度L和电流表的示数I;作出图像,测得图像与纵轴的截距为a,图像的斜率为k,则电源的电动势为___________,___________(用、、k、a、表示);
(3)用20分度的游标卡尺测量电阻丝的直径d,示数如图乙所示,则电阻丝的直径___________cm;则电阻丝的电阻率___________(用、d表示)。
13. 如图所示,开口处有卡口、内横截面积为S的圆柱体汽缸开口向上竖直放置在水平面上,汽缸总体积为,大气压强为,重力加速度为g。一厚度不计、质量为m的光滑活塞封住一定质量的理想气体,已知,当温度为时汽缸内气体体积为,在活塞上方缓慢加入质量为的砂子(汽缸内温度保持不变),求:
(1)待活塞静止时,汽缸内气体的体积;
(2)若再将汽缸内气体温度升高到,稳定后,汽缸内气体的压强。
14. 如图,水平面内的直角坐标系第一象限有一匀强磁场,方向垂直水平面向下,顶角的光滑金属导轨MON固定在水平面内,ON与x轴重合,OM与ON接触处O点的接触电阻,其余电阻不计,一根与ON垂直的长金属棒,质量,在水平外力作用下沿导轨从PQ向右滑动(始终接触良好),忽略金属棒电阻,已知金属棒在PQ处的初速度,,且向右运动到达的过程中回路的电流强度始终不变.求:
(1)棒在PQ、处所受的安培力大小、;
(2)通过金属棒的电量q和接触电阻R上产生的焦耳热Q;
(3)外力对金属棒做的功W。
15. 如图所示,墙壁左侧固定一上表面光滑的水平台面,水平台面上方有一根劲度系数的轻弹簧一端固定于墙壁,一端紧挨着物块A,初始时,弹簧处于原长,物块A静止于水平台面左端,在光滑水平地面上有一木板B,木板B上表面与水平台面等高,右端与水平台面紧挨着但不粘连。初始时,一颗质量为的子弹以的速度击中物块A并嵌入其中,随后一起向右压缩弹簧,当返回时物块A滑上木板B,物块A始终在木板B上。已知,物块A的质量,木板B的质量,物块A与木板B上表面的动摩擦因数,弹簧始终在弹性限度范围内,重力加速度g取,求:
(1)子弹与物块A碰撞过程中损失的能量;
(2)子弹嵌入物块A后,一起向右压缩弹簧至最短过程克服弹簧弹力所做的功;
(3)木板B的最小长度L。
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