内容正文:
方城一高2026-2027学年高二上学期9月收心考物理试卷
考生注意:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 一个质点做直线运动,在至时间内的速度—时间图像如图所示,这段时间内质点的位移为零,则这段时间内质点匀速运动的位移大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设匀速运动的速度大小为v,则
解得
因此匀速运动的位移
故选B。
2. 如图所示,圆心为O的半圆周上有M、N、P、Q四点,M、N是一条直径的两个端点,MN与PQ平行,M、P之间的距离等于半径。在M、N两点分别放置电荷量绝对值相等的正、负点电荷,下列说法正确的是( )
A. P、Q两点电场强度相同
B. 负电荷在P点的电势能大于在Q点的电势能
C. 一正电荷沿着圆弧从P点移动到Q点电场力不做功
D. P、O两点的电势差等于O、Q两点的电势差
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据等量异种电荷的电场线特点,P、Q两点电场强度大小相等,方向不同,故A错误;
B.根据等量异种电荷的电场线特点,P点电势高,Q点电势低,根据负电荷在电势低的地方电势能大,故负电荷在P点的电势能小于Q点的电势能,故B错误;
C.根据等量异种电荷的电场线特点,P点电势高,Q点电势低,根据正电荷在电势高的地方电势能大,正电荷在P点的电势能大于Q点的电势能,故正电荷从P到Q电场力做正功,故C错误;
D.根据等量异种电荷的电场线特点,P、O两点的电势差等于O、Q两点的电势差,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,斜面M静止在粗糙地面上,斜面上有一滑块m,在垂直斜面斜向右下方的力F的作用下,滑块恰好可以匀速下滑,现将F撤去,在之后滑块仍在下滑的过程中,斜面始终保持静止,重力加速度为g,对于该过程,下列说法正确的是( )
A. 滑块与斜面之间的摩擦力变大
B. 地面对斜面的支持力等于
C. 斜面受到地面的摩擦力向左
D. 斜面受到地面的摩擦力向右
【答案】C
【解析】
【详解】A.在垂直斜面斜向右下方的力F作用下,滑块受重力、支持力、摩擦力、推力四个力的作用,滑块恰好可以匀速下滑,故,,
解得,
撤去F之后滑块继续下滑的过程中,,
解得,故,滑块与斜面之间的摩擦力变小,A错误;
B.撤去F之前,滑块恰好可以匀速下滑,故滑块与斜面整体加速度为0,地面对斜面的支持力等于总重力与力F竖直分力之和,即地面对斜面的支持力大于
撤去F之后,滑块与斜面之间的摩擦力变小,滑块匀加速下滑,滑块有沿斜面向下的加速度,有竖直向下的分加速度,故滑块与斜面整体处于失重状态,地面对斜面的支持力小于,故B错误;
CD.撤去F之前,滑块恰好可以匀速下滑,故
解得
撤去F之后
联立解得,故滑块有沿斜面向下的加速度,滑块有水平向左的分加速度,故滑块与斜面整体受到水平向左的摩擦力,故C正确,D错误。
故选C。
4. 如图所示,一半径为R的光滑圆环竖直放置,AB为其竖直直径。一根细绳一端固定在A点,另一端连接一个质量为m的小球,小球套在圆环上并处于静止状态,细绳与AB夹角为30°。圆环现以角速度绕AB轴匀速转动,重力加速度为g,则( )
A. 小球一定受三个力的作用
B. 绳中拉力为0时,
C. 圆环对小球的弹力为0时,
D. 若小球不相对圆环滑动,则不超过
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.初始状态时,小球受重力、拉力和圆环弹力的作用,当圆环以角速度ω匀速转动时,由正交分解可知
水平方向有
竖直方向有
解得 ,
当时,圆环对小球的弹力
当时,细绳拉力
可见小球不是一定受三个力作用的。故A、C错误,B正确;
D.由以上可知,小球做圆周运动的向心力是由和的合力来提供的,当较小时,所需向心力也较小,则和方向相反,由于绳上只要有拉力,拉力方向就不变,始终沿绳指向,故弹力方向应沿半径向外;当时,恰好为圆周运动提供向心力,此时,弹力正好为零。若继续增大,所需向心力也要继续增大,则和方向相同,即弹力方向应沿半径向内。若再进一步增大,小球就要上滑。因此,当 ,小球不滑动。 ,支持力沿半径向外; ,支持力沿半径向内。故B正确。
故选B。
5. 如图所示,长方形ABCD所在平面有匀强电场,E、F分别为AB边、CD边中点,已知AB边长为8cm、BC边长为4cm。将电子从C点移动到D点,电场力做功为20eV;将电子从E点移动到F点,电场力做功为-10eV,不计所有粒子重力,下列说法正确的是( )
A. 长方形ABCD的四个顶点中,D点的电势最高
B. 匀强电场的电场强度大小为
C. 沿AC连线方向,电势降低最快
D. 从D点沿DC方向发射动能为4eV的电子,在以后的运动过程中该电子最小动能为2eV
【答案】D
【解析】
【详解】AC.由于电子带负电,根据
可知,将电子从C点移动到D点,电场力做功为20eV,则有
将电子从E点移动到F点,电场力做功为-10eV.则有
取F点电势为零
由于F为CD边中点。则有
可得
,
则DE为等势面。根据等势面与电场线垂直,沿电场线方向电势逐渐降低,可知电场线沿AF方向,如下所示
可知,沿AF方向电势降低最快,A点的电势最高,故AC错误;
B.匀强电场大小为
故B错误;
D.从D点沿DC方向发射动能为4eV的电子。则该电子在电场中做类斜地运动,则当电子沿电场线方向上的分速度为零时,电子的动能最小,此时电子的速度为
由于发射动能为
则最小动能为
故D正确。
故选D。
6. 如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻Rg=200 Ω,R1=3.8 kΩ,R2=8 kΩ,图甲为两个量程的电压表,图乙为两个量程的电流表。图甲中a量程为6 V,下列说法正确的是( )
A. 图甲中a的量程大于b的量程
B. 图乙中c的量程小于d的量程
C. 表头满偏电流Ig=1.5 mA
D. 图甲中b量程为10 V
【答案】C
【解析】
【详解】ACD.图甲a量程为6V,则有
解得表头满偏电流为
图甲中b的量程为
可知图甲中a的量程小于b的量程,故AD错误,C正确;
B.图乙为改装电流表,接c时分流电阻为,接d时分流电阻为,分流电阻越小,分流越大、总量程越大,因此c量程大于d量程,故B错误。
故选C。
7. 如图所示,一水平光滑平面与顺时针匀速转动的水平传送带平滑连接,右侧一处于压缩状态的轻质弹簧与一质量为m的小滑块接触(不相连),释放后滑块以速度v滑上传送带,滑块运动一段时间后返回并压缩弹簧,已知返回后弹簧的最大压缩量是初始压缩量的一半。已知弹簧弹性势能,不计空气阻力,则( )
A. 传送带匀速转动的速度大小为
B. 经过足够长的时间,滑块最终静止于水平面上
C. 滑块第一次在传送带上运动的整个过程中产生的热量为
D. 滑块第三次在传送带上运动的整个过程中传送带对滑块的冲量为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由能量守恒可知,释放滑块过程有
滑块返回压缩弹簧时有
联立解得
故A错误;
B.结合以上分析可知,滑块再次滑上传送带时速度为,则每次滑块返回时速度均为,因此一直在做往复运动,不会停止,故B错误;
C.以传送带为参考系,木块滑上时相对传送带的速度为,在第1次滑的过程当中产生的热量就等于相对的动能的损耗量,即
故C正确;
D.滑块第三次在传送带上运动的整个过程中,规定向右为正方向,根据动量定理可知,传送带对滑块的水平冲量大小为
同时传送带对滑块有竖直向上的支持力产生的冲量,因此传送带对滑块的总冲量大于mv,故D错误。
故选C。
二、多项选择题(第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分,共18分)
8. 如图所示,两根长度均为l的轻质细线,一端分别悬挂在天花板上的和点,另一端分别系有质量均为的小球A和B。现让小球A在竖直面内做小角度(最大摆角)的简谐运动;小球B在水平面内做匀速圆周运动,且B做圆周运动时,其悬线与竖直方向的夹角也为。已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 两小球所受细线的拉力大小均保持不变
B. 小球A的运动周期大于小球B的运动周期
C. 小球A在最低点时的向心加速度的大小等于小球B的向心加速度的大小
D. 将小球B的角速度略微增大,其悬线与竖直方向的夹角将增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.小球A做简谐运动,其中一段单方向运动可视为竖直方向的圆周运动,沿绳子方向有
可得小球A在最高点绳子拉力最小,在最低点绳子拉力最大。
小球B在水平面内做匀速圆周运动,沿半径方向有
竖直方向有
小球B受细线的拉力大小保持不变,故A错误;
B.小球A的运动周期
小球B在水平面内做匀速圆周运动,向心力
解得
小球B的运动周期
所以,故B正确;
C.小球A从最高点到最低点机械能守恒得
解得
小球A在最低点时的向心加速度的大小
小球B的向心加速度的大小
所以,小球A在最低点时的向心加速度的大小与小球B的向心加速度的大小不相等,故C错误;
D.根据B选项得,小球B的角速度
小球B的角速度略微增大,可知减小,在之间,增大,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内,,是圆环相互垂直的两条直径,C、D两点与圆心O等高。一质量为m的光滑小球套在圆环上,一根轻质弹簧一端连在小球上,另一端固定在P点,P点在圆心O的正下方处。小球从最高点A由静止开始逆时针方向下滑,已知弹簧的原长为R,弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 弹簧长度等于R时,小球的机械能最大 B. 小球运动到B点时的速度大小为
C. 小球运动到B点时重力的功率为 D. 小球在A、B两点时对圆环的压力差为
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】A.除重力以外其它力做功等于机械能的增量,当弹簧长度等于R时,弹簧弹力做功最多,则小球的机械能最大,故A正确。
B.小球在A点和B点时,弹簧的形变量相同,则弹性势能的变化量为零,根据能量守恒得
解得B点的速度,故B正确;
C.小球运动到B点时,重力的方向与速度方向垂直,则重力的功率为零,故C错误。
D.在A点,有:
在B点,根据牛顿第二定律得
解得
可知小球在A、B两点对圆环的压力差为4mg,故D错误。
故选AB。
10. 如图,两水平面(虚线)之间的距离为H,其间的区域存在方向水平向右的匀强电场。自该区域上方的A点将质量为m、电荷量分别为q和-q(q>0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域,并从该区域的下边界离开。已知离开电场时N的速度方向竖直向下;M在电场中做直线运动,刚离开电场时M的动能为N刚离开电场时的动能的1.5倍。不计空气阻力,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. M与N在电场中沿水平方向的位移之比
B. A点距电场上边界的高度
C. 带电小球进入电场时速度方向与水平方向夹角的正切值
D. 该电场的电场强度大小
【答案】AD
【解析】
【详解】A.设小球M、N在A点水平射出时的初速度大小为,则它们进入电场时的水平速度仍然为。M、N在电场中运动的时间t相等,电场力作用下产生的加速度沿水平方向,大小均为a,在电场中沿水平方向的位移分别为和,由题给条件和运动学公式得
解得
A正确;
B.M的运动轨迹如图所示
将M进出电场的瞬时速度、分解,设轨迹与水平方向夹角为,则有
由(1)可知
由此可得
设A距电场上边界的高度为h,小球在竖直方向做自由落体运动,可得
解得
B错误;
CD.如图所示
设电场强度的大小为E,小球M进入电场后做直线运动,则
设M、N离开电场时的动能分别为、,则
由已知条件得
解得
D正确;
则带电小球进入电场时速度方向与水平方向夹角的正切值
C错误;
故选AD。
三、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 如图1所示为研究平抛运动的实验装置,实验者手持一个带孔洞纸卡,让小球穿过纸卡的孔洞,从而记录下小球所在的位置。实验中不计空气阻力,重力加速度为g。
(1)以下非必须的是_________。
A. 斜槽末端要调整为水平状态
B. 斜槽中小球滚落的轨道要光滑
C. 固定有白纸的木板要竖直放置
D. 小球每次要从斜槽上的同一个位置由静止释放
(2)图2中的各个点是实验过程中记录的小球位置,其中坐标原点为平抛运动的初始位置。某同学在图2中所描绘抛物线上找到了某一点,测得点的横坐标为,纵坐标为,则平抛运动的初速度_________(用表示)。
(3)某同学在图2中所描绘抛物线上截取了其中一段,如图3所示,在抛物线上取三个点,并使得之间的水平距离与之间的水平距离均为,A、B之间的竖直距离为,B、C之间的竖直距离为,则平抛运动的初速度_________(用表示)。
【答案】(1)B (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
A.斜槽末端调整为水平才能保证小球做平抛运动,故A正确;
BD.为了保证每次小球做平抛运动的初速度一致,每次小球在同一位置释放,轨道不必光滑,故B错误,D正确;
C.木板需要竖直放置才能准确记录小球在抛物线上的位置,故C正确。
故选B。
【小问2详解】
水平方向
竖直方向
解得
【小问3详解】
竖直方向上,位移差公式
得
水平方向上
解得
12. 用图示电路测量金属丝的电阻率,实验室提供的实验器材有:
A.待测金属丝(阻值约为5 Ω)
B.直流电源(电动势为4 V)
C.电流表(量程为0~0.6 A)
D.电压表(量程为0~3 V)
E.滑动变阻器(最大阻值为10 Ω,允许通过的最大电流为1 A)
F.滑动变阻器(最大阻值为100 Ω,允许通过的最大电流为0.3 A)
G.开关、导线若干
(1)实验中,滑动变阻器应选用________(填器材前面的字母)。
(2)用螺旋测微器测出电阻丝直径如图2所示,则其直径d为________mm,测得金属丝接入电路部分的长度为L。
(3)正确连接电路后,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P滑至合适位置,将开关K掷到1,电压表、电流表的读数分别为1.70 V、0.34 A;将开关K掷到2,电压表、电流表的读数分别为1.75 V、0.32 A,则应采用电流表________(填“内”或“外”)接法。
(4)选择正确的电流表接法后,测得多组电压表示数U和对应电流表的示数I,描点作出的图像为一条过原点的倾斜直线,其斜率为k,则金属丝的电阻率________。(用k、L、d表示)
(5)不考虑温度变化对电阻率的影响,采用此方案得到的电阻率与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
【答案】(1)E (2)1.300##1.299##1.301
(3)内 (4)
(5)偏大
【解析】
【小问1详解】
由电路图知,滑动变阻器采用了分压式接法,为了调节或控制方便,应该选择最大阻值较小的滑动变阻器,即选E。
【小问2详解】
其直径 或1.299mm或1.301mm
【小问3详解】
根据题意可知,由于
可知,电流变化明显,说明电压表的分流作用更明显,为了减小误差,电流表应该内接。
【小问4详解】
根据欧姆定律得,当图像为一条过原点的倾斜直线,其斜率为k时,待测金属丝的阻值为
由电阻定律知
又有
则金属丝的电阻率为
【小问5详解】
因采用电流表的内接法,由于电流表的分压作用,使得电压表的测量偏大,待测电阻值偏大,即斜率k偏大,故电阻率的测量值偏大。
四、计算题(本题共3小题,共计40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。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图甲所示,一位滑雪者,人与装备的总质量,沿倾斜雪道匀加速直线滑下,雪道分为倾斜雪道和水平雪道两部分。如图乙所示,倾斜雪道倾角,滑雪者的初速度,在的时间内沿倾斜雪道下滑路程后由点开始进入水平雪道,水平雪道与倾斜雪道平滑连接,不考虑滑雪者经过倾斜雪道与水平雪道连接处的速率变化,取,,。
(1)求滑雪者在倾斜雪道上受到的阻力(包括摩擦和空气阻力)的大小;
(2)若滑雪者在水平雪道上受到的阻力是倾斜雪道所受阻力的1.2倍,求滑雪者在水平雪道上滑行时的速度大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据运动学公式有
解得滑雪者在雪道的加速度
对滑雪者做受力分析,根据牛顿第二定律可得
解得N
【小问2详解】
对于雪道,根据牛顿第二定律可得
解得滑雪者的加速度
方向水平向左。根据运动学公式有
解得滑雪者在点的速度为
对段有
解得滑雪者滑行后速度为
14. 如图所示,从离地面高处的点沿水平方向抛出一个质量的物体,物体恰好无碰撞地沿圆弧切线从点进入竖直光滑圆弧轨道。、为圆弧的两端点,且在同一水平线上,圆弧半径,轨道最低点为,圆弧对应的圆心角,物体离开点后恰好能无碰撞地沿缓冲斜坡滑至点,并自动锁定。已知物体与缓冲斜坡间的动摩擦因数,取,,,求:
(1)物体到达点时的速度大小;
(2)在点物体对圆弧轨道的压力;
(3)缓冲斜坡上、间的距离。
【答案】(1)
(2) 方向竖直向下
(3)
【解析】
【小问1详解】
物体由点到点做平抛运动,在竖直方向上有
在点速度分解
联立解得
【小问2详解】
物体从点运动到点的过程中,根据机械能守恒定律有
根据牛顿第二定律有
联立解得
根据牛顿第三定律,在点物体对圆弧轨道的压力
方向竖直向下
【小问3详解】
圆弧光滑,由机械能守恒定律可得
物块沿斜面上滑时,加速度方向平行于斜面向下,有
由运动学公式
联立解得,缓冲斜坡上、两点之间的距离
15. 如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在一个圆心在y轴上、半径为R的四分之一圆形匀强磁场I,磁感应强度的方向垂直坐标平面向里,大小为,在y轴和直线之间有水平向左的匀强电场,在直线的左侧有垂直于坐标平面向外的匀强磁场II。一个电荷量为q、质量为m的带正电粒子从P点以大小为的速度水平向左射入匀强磁场I,P点纵坐标为R,粒子进入电场经电场偏转后,以与y轴负方向成60°角的方向进入匀强磁场II,然后再进入电场并从O点射出电场,不计粒子的重力,求:
(1)粒子在匀强磁场I中运动的时间t;
(2)匀强电场的电场强度E的大小;
(3)匀强磁场II的磁感应强度B的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设粒子此时的运动半径为,根据牛顿第二定律有
解得
由磁聚焦,粒子在匀强磁场I的轨迹过O点后,沿y轴负方向, 轨迹对应圆心角为90°,粒子在匀强磁场I中运动的时间为
【小问2详解】
根据上面分析可得当粒子进入电场时速度方向沿y轴负方向,将在电场中作类平抛运动。设加速度大小为,根据题中粒子经电场偏转后,以与y轴负方向成60°角的方向进入磁场II,可得到达D点时的水平和竖直方向速度关系为
即此时水平方向速度为
根据匀变速直线运动公式及牛顿第二定律分别可得,
解得
【小问3详解】
粒子第一次进入电场中做类平抛运动,设运动到达D点时竖直位移为,位移偏向角为,根据类平抛运动的推论有
解得
根据几何关系有
解得
根据几何知识可得粒子在磁场II中的运动半径为
粒子到达D点速度为
由洛伦兹力作为向心力有
联立解得匀强磁场II的磁感应强度B2的大小为
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方城一高2026-2027学年高二上学期9月收心考物理试卷
考生注意:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 一个质点做直线运动,在至时间内的速度—时间图像如图所示,这段时间内质点的位移为零,则这段时间内质点匀速运动的位移大小为( )
A. B. C. D.
2. 如图所示,圆心为O的半圆周上有M、N、P、Q四点,M、N是一条直径的两个端点,MN与PQ平行,M、P之间的距离等于半径。在M、N两点分别放置电荷量绝对值相等的正、负点电荷,下列说法正确的是( )
A. P、Q两点电场强度相同
B. 负电荷在P点的电势能大于在Q点的电势能
C. 一正电荷沿着圆弧从P点移动到Q点电场力不做功
D. P、O两点的电势差等于O、Q两点的电势差
3. 如图所示,斜面M静止在粗糙地面上,斜面上有一滑块m,在垂直斜面斜向右下方的力F的作用下,滑块恰好可以匀速下滑,现将F撤去,在之后滑块仍在下滑的过程中,斜面始终保持静止,重力加速度为g,对于该过程,下列说法正确的是( )
A. 滑块与斜面之间的摩擦力变大
B. 地面对斜面的支持力等于
C. 斜面受到地面的摩擦力向左
D. 斜面受到地面的摩擦力向右
4. 如图所示,一半径为R的光滑圆环竖直放置,AB为其竖直直径。一根细绳一端固定在A点,另一端连接一个质量为m的小球,小球套在圆环上并处于静止状态,细绳与AB夹角为30°。圆环现以角速度绕AB轴匀速转动,重力加速度为g,则( )
A. 小球一定受三个力的作用
B. 绳中拉力为0时,
C. 圆环对小球的弹力为0时,
D. 若小球不相对圆环滑动,则不超过
5. 如图所示,长方形ABCD所在平面有匀强电场,E、F分别为AB边、CD边中点,已知AB边长为8cm、BC边长为4cm。将电子从C点移动到D点,电场力做功为20eV;将电子从E点移动到F点,电场力做功为-10eV,不计所有粒子重力,下列说法正确的是( )
A. 长方形ABCD的四个顶点中,D点的电势最高
B. 匀强电场的电场强度大小为
C. 沿AC连线方向,电势降低最快
D. 从D点沿DC方向发射动能为4eV的电子,在以后的运动过程中该电子最小动能为2eV
6. 如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻Rg=200 Ω,R1=3.8 kΩ,R2=8 kΩ,图甲为两个量程的电压表,图乙为两个量程的电流表。图甲中a量程为6 V,下列说法正确的是( )
A. 图甲中a的量程大于b的量程
B. 图乙中c的量程小于d的量程
C. 表头满偏电流Ig=1.5 mA
D. 图甲中b量程为10 V
7. 如图所示,一水平光滑平面与顺时针匀速转动的水平传送带平滑连接,右侧一处于压缩状态的轻质弹簧与一质量为m的小滑块接触(不相连),释放后滑块以速度v滑上传送带,滑块运动一段时间后返回并压缩弹簧,已知返回后弹簧的最大压缩量是初始压缩量的一半。已知弹簧弹性势能,不计空气阻力,则( )
A. 传送带匀速转动的速度大小为
B. 经过足够长的时间,滑块最终静止于水平面上
C. 滑块第一次在传送带上运动的整个过程中产生的热量为
D. 滑块第三次在传送带上运动的整个过程中传送带对滑块的冲量为
二、多项选择题(第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分,共18分)
8. 如图所示,两根长度均为l的轻质细线,一端分别悬挂在天花板上的和点,另一端分别系有质量均为的小球A和B。现让小球A在竖直面内做小角度(最大摆角)的简谐运动;小球B在水平面内做匀速圆周运动,且B做圆周运动时,其悬线与竖直方向的夹角也为。已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 两小球所受细线的拉力大小均保持不变
B. 小球A的运动周期大于小球B的运动周期
C. 小球A在最低点时的向心加速度的大小等于小球B的向心加速度的大小
D. 将小球B的角速度略微增大,其悬线与竖直方向的夹角将增大
9. 如图所示,半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内,,是圆环相互垂直的两条直径,C、D两点与圆心O等高。一质量为m的光滑小球套在圆环上,一根轻质弹簧一端连在小球上,另一端固定在P点,P点在圆心O的正下方处。小球从最高点A由静止开始逆时针方向下滑,已知弹簧的原长为R,弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 弹簧长度等于R时,小球的机械能最大 B. 小球运动到B点时的速度大小为
C. 小球运动到B点时重力的功率为 D. 小球在A、B两点时对圆环的压力差为
10. 如图,两水平面(虚线)之间的距离为H,其间的区域存在方向水平向右的匀强电场。自该区域上方的A点将质量为m、电荷量分别为q和-q(q>0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域,并从该区域的下边界离开。已知离开电场时N的速度方向竖直向下;M在电场中做直线运动,刚离开电场时M的动能为N刚离开电场时的动能的1.5倍。不计空气阻力,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. M与N在电场中沿水平方向的位移之比
B. A点距电场上边界的高度
C. 带电小球进入电场时速度方向与水平方向夹角的正切值
D. 该电场的电场强度大小
三、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 如图1所示为研究平抛运动的实验装置,实验者手持一个带孔洞纸卡,让小球穿过纸卡的孔洞,从而记录下小球所在的位置。实验中不计空气阻力,重力加速度为g。
(1)以下非必须的是_________。
A. 斜槽末端要调整为水平状态
B. 斜槽中小球滚落的轨道要光滑
C. 固定有白纸的木板要竖直放置
D. 小球每次要从斜槽上的同一个位置由静止释放
(2)图2中的各个点是实验过程中记录的小球位置,其中坐标原点为平抛运动的初始位置。某同学在图2中所描绘抛物线上找到了某一点,测得点的横坐标为,纵坐标为,则平抛运动的初速度_________(用表示)。
(3)某同学在图2中所描绘抛物线上截取了其中一段,如图3所示,在抛物线上取三个点,并使得之间的水平距离与之间的水平距离均为,A、B之间的竖直距离为,B、C之间的竖直距离为,则平抛运动的初速度_________(用表示)。
12. 用图示电路测量金属丝的电阻率,实验室提供的实验器材有:
A.待测金属丝(阻值约为5 Ω)
B.直流电源(电动势为4 V)
C.电流表(量程为0~0.6 A)
D.电压表(量程为0~3 V)
E.滑动变阻器(最大阻值为10 Ω,允许通过的最大电流为1 A)
F.滑动变阻器(最大阻值为100 Ω,允许通过的最大电流为0.3 A)
G.开关、导线若干
(1)实验中,滑动变阻器应选用________(填器材前面的字母)。
(2)用螺旋测微器测出电阻丝直径如图2所示,则其直径d为________mm,测得金属丝接入电路部分的长度为L。
(3)正确连接电路后,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P滑至合适位置,将开关K掷到1,电压表、电流表的读数分别为1.70 V、0.34 A;将开关K掷到2,电压表、电流表的读数分别为1.75 V、0.32 A,则应采用电流表________(填“内”或“外”)接法。
(4)选择正确的电流表接法后,测得多组电压表示数U和对应电流表的示数I,描点作出的图像为一条过原点的倾斜直线,其斜率为k,则金属丝的电阻率________。(用k、L、d表示)
(5)不考虑温度变化对电阻率的影响,采用此方案得到的电阻率与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
四、计算题(本题共3小题,共计40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。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图甲所示,一位滑雪者,人与装备的总质量,沿倾斜雪道匀加速直线滑下,雪道分为倾斜雪道和水平雪道两部分。如图乙所示,倾斜雪道倾角,滑雪者的初速度,在的时间内沿倾斜雪道下滑路程后由点开始进入水平雪道,水平雪道与倾斜雪道平滑连接,不考虑滑雪者经过倾斜雪道与水平雪道连接处的速率变化,取,,。
(1)求滑雪者在倾斜雪道上受到的阻力(包括摩擦和空气阻力)的大小;
(2)若滑雪者在水平雪道上受到的阻力是倾斜雪道所受阻力的1.2倍,求滑雪者在水平雪道上滑行时的速度大小。
14. 如图所示,从离地面高处的点沿水平方向抛出一个质量的物体,物体恰好无碰撞地沿圆弧切线从点进入竖直光滑圆弧轨道。、为圆弧的两端点,且在同一水平线上,圆弧半径,轨道最低点为,圆弧对应的圆心角,物体离开点后恰好能无碰撞地沿缓冲斜坡滑至点,并自动锁定。已知物体与缓冲斜坡间的动摩擦因数,取,,,求:
(1)物体到达点时的速度大小;
(2)在点物体对圆弧轨道的压力;
(3)缓冲斜坡上、间的距离。
15. 如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在一个圆心在y轴上、半径为R的四分之一圆形匀强磁场I,磁感应强度的方向垂直坐标平面向里,大小为,在y轴和直线之间有水平向左的匀强电场,在直线的左侧有垂直于坐标平面向外的匀强磁场II。一个电荷量为q、质量为m的带正电粒子从P点以大小为的速度水平向左射入匀强磁场I,P点纵坐标为R,粒子进入电场经电场偏转后,以与y轴负方向成60°角的方向进入匀强磁场II,然后再进入电场并从O点射出电场,不计粒子的重力,求:
(1)粒子在匀强磁场I中运动的时间t;
(2)匀强电场的电场强度E的大小;
(3)匀强磁场II的磁感应强度B的大小。
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