2026-2027学年高二上学期物理期中复习卷二
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内容正文:
2026-2027高二物理期中复习卷二
物 理
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
(考点范围:必修一、必修二、必修三、选择性必修一)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题: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.[静态平衡问题]如图所示,完全相同的三根刚性柱竖直固定在水平地面上的A'、B'、C'三点上,三点恰好在等边三角形的三个顶点上,三角形的边长为L,三根完全一样的轻绳一端固定在A、B、C三点上,另一端拴接在一起,结点为O。现把质量为m的重物用轻绳静止悬挂在结点O处,O点到ABC平面的距离为L,重物不接触地面,当地重力加速度为g。则AO绳中的张力大小为( )
A.mg B.mg C.2mg D.mg
答案 A
解析 设结点O在三角形ABC平面的投影为O1,根据题意和几何关系知O1到A、B、C三点的距离都相等,为=,OO1与三根轻绳间的夹角都相同,设为θ,则tan θ==,故θ=60°,对结点O,根据平衡条件mg=3FTcos 60°,解得AO绳中的张力大小为FT=mg,故选A。
2.[牛顿运动定律的应用]如图所示,用轻绳a、b和弹簧c将小球1与小球2悬挂在空中,轻绳a与竖直方向夹角为30°,轻绳b与竖直方向夹角为60°,弹簧c水平。小球1的质量为m,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.弹簧c的拉力为mg
B.小球2的质量为2m
C.剪断轻绳b的瞬间,小球1的加速度大小为
D.剪断轻绳b的瞬间,小球2的加速度方向竖直向下
答案 C
解析 对小球1进行受力分析,如图甲
根据平衡条件有FTasin 30°=FTbsin 60°,FTacos 30°=mg+FTbcos 60°,
解得FTa=mg,FTb=mg
对小球2进行受力分析,如图乙
根据平衡条件有FTc=FTbsin 60°,m2g=FTbcos 60°
解得FTc=mg,m2=,故A、B错误;
剪断轻绳b的瞬间,小球1受重力和绳a的拉力,小球1将做圆周运动,受力分析如图丙
根据牛顿第二定律,有mgsin 30°=ma1,解得a1=,故C正确;
剪断轻绳b的瞬间,小球2受重力和弹簧弹力作用,受力分析如图丁,
根据牛顿第二定律,有=m2a2,解得a2=2g
设加速度的方向与水平方向成α角,有tan α==可得α=30°,加速度方向与水平方向成30°角,故D错误。
3.[平抛运动]如图所示,某同学将两颗鸟食从O点水平抛出,两只小鸟分别在空中的M点和N点同时接到鸟食。鸟食的运动视为平抛运动,两运动轨迹在同一竖直平面内,则( )
A.两颗鸟食同时抛出
B.在N点接到的鸟食后抛出
C.两颗鸟食平抛的初速度相同
D.在M点接到的鸟食平抛的初速度较大
答案 D
解析 鸟食的运动视为平抛运动,则在竖直方向有h=gt2,由于hM<hN,则tM<tN,要同时接到鸟食,则在N点接到的鸟食先抛出,故A、B错误;在水平方向有x=v0t=v0,过M点作一水平面,如图所示。可看出在相同高度处,在M点接到的鸟食水平位移大,则在M点接到的鸟食平抛的初速度较大,故C错误,D正确。
4.[万有引力与宇宙航行]2024年6月,嫦娥六号探测器首次实现月球背面采样返回。如图所示,探测器在圆形轨道1上绕月球飞行,在A点变轨后进入椭圆轨道2,B为远月点。关于嫦娥六号探测器,下列说法正确的是( )
A.在轨道2上从A向B运动过程中动能逐渐减小
B.在轨道2上从A向B运动过程中加速度逐渐变大
C.在轨道2上机械能与在轨道1上相等
D.利用引力常量和轨道1的周期,可求出月球的质量
答案 A
解析 在轨道2上从A向B运动过程中,探测器远离月球,月球对探测器的引力做负功,根据动能定理,动能逐渐减小,A正确;探测器受到万有引力,由G=ma,解得a=G,在轨道2上从A向B运动过程中,r增大,加速度逐渐变小,B错误;探测器在A点从轨道1变轨到轨道2,需要在A点加速,机械能增加,所以探测器在轨道2上机械能大于在轨道1上的机械能,C错误;探测器在轨道1上做圆周运动,根据万有引力提供向心力,得G=mr,解得M=,利用引力常量G和轨道1的周期T,还需要知道轨道1的半径r,才能求出月球的质量,D错误。
5.[圆周运动]如图,一光滑大圆环固定在竖直平面内,质量为m的小环套在大圆环上,小环从静止开始由大圆环顶端经Q点自由下滑至其底部,Q为竖直线与大圆环的切点。则小环下滑过程中对大圆环的作用力大小( )
A.在Q点最大 B.在Q点最小
C.先减小后增大 D.先增大后减小
答案 C
解析 方法一(分析法):设大圆环半径为R,小环在大圆环上某处(P点)与圆环的作用力恰好为零,此时只有小环的重力分力提供小环所需向心力,可知P点必在Q点上方,如图所示
设P点和圆心连线与竖直向上方向的夹角为θ,从大圆环顶端到P点过程,根据机械能守恒定律mgR(1-cos θ)=mv2
在P点,由牛顿第二定律得mgcos θ=m
联立解得cos θ=
从大圆环顶端到P点过程,小环速度较小,小环重力沿着指向大圆环圆心方向的分力大于小环所需的向心力,所以大圆环对小环的弹力背离圆心,不断减小,从P点到最低点过程,小环速度变大,小环重力沿着大圆环直径方向的分力和大圆环对小环的弹力的合力提供向心力,从P点到Q点,小环重力沿大圆环直径的分力逐渐减小,从Q点到最低点,小环重力沿大圆环直径的分力背离圆心,逐渐增大,所以大圆环对小环的弹力逐渐变大,根据牛顿第三定律可知小环下滑过程中对大圆环的作用力大小先减小后增大。
方法二(数学法):设大圆环半径为R,小环在大圆环上某处时,设该处和圆心的连线与竖直向上方向的夹角为θ(0≤θ≤π),根据机械能守恒定律得
mgR(1-cos θ)=mv2(0≤θ≤π)
在该处根据牛顿第二定律得
F+mgcos θ=m(0≤θ≤π)
联立可得F=2mg-3mgcos θ
则大圆环对小环作用力的大小为
|F|=|2mg-3mgcos θ|
根据数学知识可知|F|的大小在cos θ=时最小,由牛顿第三定律可知,小环下滑过程中对大圆环的作用力大小先减小后增大。故选C。
6.[动能定理及图像综合应用]如图甲所示,水平地面上固定一倾角α=37°的斜面。质量为m的物块以初速度v0沿斜面上滑,其动能Ek与离出发点位移x的关系如图乙所示。以出发点所在水平面为参考平面,重力加速度大小取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,下列判断正确的是( )
A.物块的质量m=0.5 kg
B.物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25
C.物块的初速度v0=2 m/s
D.物块在运动过程中的最大重力势能Ep=20 J
答案 B
解析 由题图乙可知,上滑过程,根据动能定理得-mgxsin 37°-μmgxcos 37°=0-40 J,下滑过程,根据动能定理得mgxsin 37°-μmgxcos 37°=20 J,联立解得m=5 kg,μ=0.25,故A错误,B正确;由题图乙可知,物块的初动能为40 J=m,解得v0=4 m/s,故C错误;当物块上滑到最高点时,重力势能最大,此时上升高度为h=xsin 37°=1×0.6 m=0.6 m,故物块在运动过程中的最大重力势能Ep=mgh=30 J,故D错误。
7.[功能关系及及图像综合应用]某次训练投掷中,运动员将质量m=4 kg的铅球以初速度v0斜向上抛出(抛出时记为零时刻),忽略空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。已知铅球在t1=0.5 s时动能达到最小值Ekmin=150 J。以抛出点所在水平面为零势能面,下列反映铅球在空中运动过程中动能Ek、重力势能Ep随时间t或高度h变化的关系图像正确的是( )
答案 C
解析 铅球斜向上抛出,经时间t上升高度h=v0yt-gt2,Ep=mgh=mg(v0yt-gt2),故Ep-t图像为曲线,排除B选项;由动能定理-mgh=Ek-m,得Ek=m-mg(v0yt-gt2)=m+mg2t2-mgv0y·t,知Ek-t图像为曲线,排除A选项;铅球上升时间t1=0.5 s,上升的最大高度H=g=1.25 m,Ep=mgh,Ep-h图像是向上倾斜的直线,且上升和下降过程的图像重合,排除D选项;铅球在最高点动能为最小动能,则Ekmin=m=150 J,抛出点竖直分速度v0y=gt1=5 m/s,铅球在抛出点动能Ek0=m=m(+)=200 J,上抛过程中Ek=Ek0-mgh,故Ek-h是向下倾斜的直线,且上升过程和下降过程图像重合,选项C正确。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,每题有多项符合题目要求。全部选对得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.[动量定理及应用]如图所示,两个有四分之一圆弧面的物体A、B静止在光滑的水平面上。A、B的圆弧面光滑,半径分别为3R和R,底端切线均沿水平面且靠在一起。将一可视为质点的小物块C从A的圆弧面的顶端静止释放,A、C的质量分别为2m和m,重力加速度为g,则以下说法正确的是( )
A.整个过程A、B、C组成的系统动量守恒
B.C刚滑到A底端时,C与B的圆弧面底端的水平距离为2R
C.C刚滑到A底端时,C的速度为2
D.若C滑到A底端后,恰好能滑上B的圆弧面顶端,则B的质量为m
答案 CD
解析 整个过程A、B、C组成的系统在水平方向动量守恒,竖直方向动量不守恒,A错误;设C刚滑到A底端时,A、C的水平位移的大小分别为xA、xC,根据“人船模型”有2mxA-mxC=0,依题意有xA+xC=3R,可得C刚滑下A时C与B的圆弧面底端的距离为s=xA=R,故B错误;C刚滑到A底端时,水平方向由动量守恒定律有2mvA-mvC=0,由机械能守恒定律有mg·3R=×2m+m,联立解得vA=,vC=2,故C正确;C滑上B的顶端过程,水平方向由动量守恒定律有mvC=(m+mB)v,由机械能守恒定律有m=mgR+(m+mB)v2,联立解得mB=m,故D正确。
9.[光学]将某新材料压制成半圆柱体,横截面如图甲所示。一束红光从真空沿半圆柱体的径向射入,并与底面上过圆心O点的法线成θ角,CD为足够大的光学传感器,可以探测从AB面反射光的强度,反射光强度随θ变化规律如图乙所示。已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,下列说法正确的有( )
A.新材料对红光的折射率为
B.图甲中,红光反射光线的频率大于折射光线的频率
C.图甲中,红光在半圆柱体中传播速度比在真空中传播速度小
D.图甲中,入射角θ减小到0时,光将全部从AB界面透射出去
答案 AC
解析 由题图可知,当θ=37°时发生全反射,可知新材料对红光的折射率为n==,选项A正确;题图甲中,红光反射光线的频率等于折射光线的频率,选项B错误;题图甲中,根据v=可知,红光在半圆柱体中传播速度比在真空中传播速度小,选项C正确;题图甲中,入射角θ减小到0时,仍有光线反射回介质中,光不会全部从AB界面透射出去,选项D错误。
10.[机械波]图甲是沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形图,P、Q是位于x轴上的两个质点,间距为3 m,t=0时刻该波刚好传播到Q点,t= s( s<T,T为周期)时的波形图如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该波的周期为2 s
B.该波的波速为6 m/s
C.x=0处质点的振动方程为y=6cos(πt+) cm
D.从t=0时开始,该波传至x=7 m处所用的时间为0.5 s
答案 ACD
解析 设x=0处质点振动方程为y=Acos(ωt+φ0),当t=0时,由题图甲知x=0处质点的位移y=3 cm,质点沿y轴负方向运动,有3 cm=6cos φ0 cm,解得φ0=π,t= s时,由题图乙知x=0处质点处于平衡位置,y=0,0=6cos (t+φ0) cm,解得T=2 s,ω==π rad/s,则x=0处质点的振动方程为y=6cos(πt+) cm,故A、C正确;由题图甲可知,该波波长为λ=6 m,则波速大小v==3 m/s,故B错误;由题图乙知t= s时波传播到x1=6 m处,从t=0时开始,该波传至x=7 m处所用的时间为t2=t+=0.5 s,故D正确。
三、非选择题:本题共5小题,共57分。
11.[力学实验]在第四次“天宫课堂”中,航天员演示了动量守恒实验。受此启发,某同学使用如图甲所示的装置进行了碰撞实验,气垫导轨两端分别安装a、b两个位移传感器,a测量滑块A与它的距离xA,b测量滑块B与它的距离xB。部分实验步骤如下:
①测量两个滑块的质量,分别为200.0 g和400.0 g;
②接通气源,调整气垫导轨水平;
③拨动两滑块,使A、B均向右运动;
④导出传感器记录的数据,绘制xA、xB随时间变化的图像,分别如图乙、图丙所示。
回答以下问题:
(1)从图像可知两滑块在t= s时发生碰撞;
(2)滑块B碰撞前的速度大小v= m/s(保留2位有效数字);
(3)通过分析,得出质量为200.0 g的滑块是 (选填“A”或“B”)。
答案 (1)1.0 (2)0.20 (3)B
解析 (1)由x-t图像的斜率表示速度可知两滑块的速度都在t=1.0 s时发生突变,即这个时刻发生了碰撞;
(2)根据x-t图像斜率的绝对值表示速度大小可知滑块B碰撞前的速度大小为
v= cm/s=0.20 m/s
(3)由题图乙知,碰撞前A的速度大小vA=0.50 m/s,碰撞后A的速度大小为vA'≈0.36 m/s,
由题图丙可知,碰撞后B的速度大小为vB'=0.50 m/s,A和B碰撞过程动量守恒,ΔpA=-ΔpB
即mA(vA'-vA)=mB(v-vB')
代入数据解得≈2
所以质量为200.0 g的滑块是B。
12.[电学实验]在测量某非线性元件的伏安特性时,为研究电表内阻对测量结果的影响,某同学设计了如图(a)所示的电路。选择多用电表的直流电压挡测量电压。实验步骤如下:
①滑动变阻器滑片置于适当位置,闭合开关;
②表笔分别连a、b接点,调节滑片位置,记录电流表示数I和a、b间电压Uab;
③表笔分别连a、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录a、c间电压Uac;
④表笔分别连b、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录b、c间电压Ubc,计算Uac-Ubc;
⑤改变电流,重复步骤②③④,断开开关。
作出I-Uab、I-Uac及I-(Uac-Ubc)曲线如图(b)所示。
回答下列问题:
(1)将多用电表的红、黑表笔插入正确的插孔,测量a、b间的电压时,红表笔应连 接点(填“a”或“b”);
(2)若多用电表选择开关旋转到直流电压挡“0.5 V”位置,电表示数如图(c)所示,此时电表读数为 V(结果保留三位小数);
(3)图(b)中乙是 (填“I-Uab”或“I-Uac”)曲线;
(4)实验结果表明,当此元件阻值较小时, (填“甲”或“乙”)曲线与I-(Uac-Ubc)曲线更接近。
答案 (1)a (2)0.377(0.376或0.378) (3)I-Uac (4)甲
解析 (1)电流从红表笔流入,黑表笔流出,故测量a、b间的电压时,红表笔应连a接点。
(2)0.5 V的直流电压挡,分度值为0.01 V,由题图(c)可读此时电压表读数为0.377 V(0.376 V、0.378 V也算对)。
(3)由题图(a)可知,当表笔分别连a、c接点时测得的是元件和电流表两端的电压和电流,则Rac==Rx+RA,当表笔分别连a、b接点时测得的是元件两端的电压和电流,则Rab==Rx
故相同电流情况下,Uac>Uab,故题图(b)中乙是I-Uac曲线。
(4)由题意可知,I-(Uac-Ubc)图像测得是元件两端的电压和电流的关系,则实验结果表明,当此元件阻值较小时,甲曲线与I-(Uac-Ubc)曲线更接近。
13.[静电场]“质子疗法”原理如图甲,横截面积相同的金属圆筒依次接在交流电源的两极M、N上,M、N两极加上如图乙所示周期性变化的电压,电压的大小为U0。直线加速器0号金属圆板中央有质子源,质子由静止飘入直线加速器,正对圆心加速6次后水平飞出。质子从P向O射入有竖直向上匀强电场的圆形区域,最终轰击到圆上的癌细胞。已知圆形区域的半径为R,质子的质量为m、电荷量为e,质子通过圆筒间隙的时间、质子的重力及相互作用均不计。求:
(1)质子水平飞出直线加速器的速度大小v0;
(2)若癌细胞处于Q点,OQ与水平方向夹角为θ,电场强度E的大小为多少?
答案 (1)2 (2)
解析 (1)质子在直线加速器中做直线运动,根据动能定理可得6eU0=m
所以v0=2
(2)质子在圆形区域电场中做类平抛运动,有eE=ma,R+Rcos θ=v0t,Rsin θ=at2
联立解得E=
14.[板块模型的综合分析]如图所示,物块B和木板C静止在光滑水平地面上,C的上表面水平且足够长,其左端放置一滑块A(可视为质点),A、B、C的质量分别为m、2m、3m。A、C间的动摩擦因数为μ,B、C由不可伸长的理想轻绳连接,绳子处于松弛状态。现在突然给A一个向右的速度4v0,使A在C上滑动,当A的速度减为v0时绳子恰好伸直,接着绳子被瞬间拉断,绳子被拉断时C的速度为v0,重力加速度为g。求:
(1)从A获得速度开始经过多长时间绳子被拉直?
(2)因拉断绳子造成的机械能损失为多少?
(3)若A最终未脱离木板C,则木板C的长度至少为多少?
答案 (1) (2)m (3)
解析 (1)对滑块A,根据动量定理-μmgt=mv0-m×4v0
解得t=
(2)A、C构成的系统在绳子伸直之前动量守恒
m×4v0=mv0+3mvC
解得vC=v0
C、B构成的系统在绳子拉断瞬间动量守恒
3mvC=3m×v0+2mvB
解得vB=v0
在绳子拉断瞬间损失的机械能为
ΔE=×3m-×3m-×2m
解得ΔE=m
(3)在绳子伸直之前,A、C构成的系统根据功能关系
μmgx1=m-m-×3m
解得x1=
绳子拉断后直到A、C共速,A、C构成的系统动量守恒mv0+3m×v0=(m+3m)v
解得v=v0
绳子拉断后,A、C系统根据功能关系
μmgx2=m+×3m-×(m+3m)v2
得x2=
木板C的长度至少为L=x1+x2=。
15.[力学中的多过程组合问题]图甲为某智能分装系统工作原理示意图,每个散货经倾斜传送带由底端A运动到顶端B后水平抛出,撞击冲量式传感器使其输出一个脉冲信号,随后竖直掉入已与水平传送带共速度的货箱中,此系统利用传感器探测散货的质量,自动调节水平传送带的速度,实现按规格分装。倾斜传送带与水平地面夹角为30°,以速度v0匀速运行。若以相同的时间间隔Δt将散货以几乎为0的速度放置在倾斜传送带底端A,从放置某个散货时开始计数,当放置第10个散货时,第1个散货恰好被水平抛出。散货与倾斜传送带间的动摩擦因数μ=,到达顶端前已与传送带共速。设散货与传感器撞击时间极短,撞击后竖直方向速度不变,水平速度变为0。每个长度为d的货箱装总质量为M的一批散货。若货箱之间无间隔,重力加速度为g。分装系统稳定运行后,连续装货,某段时间传感器输出的每个脉冲信号与横轴所围面积为I如图乙,求这段时间内:
(1)单个散货的质量。
(2)水平传送带的平均传送速度大小。
(3)倾斜传送带的平均输出功率。
答案 (1) (2) (3)
解析 (1)对单个散货由动量定理-I=0-mv0
解得单个散货的质量为m=
(2)落入货箱中散货的个数为N==
则水平传送带的平均传送速度大小为
==
(3)设倾斜传送带的长度为L,其中散货在加速阶段,由牛顿第二定律μmgcos 30°-mgsin 30°=ma
解得a=g
加速时间t1==
加速位移x1=a=
设匀速时间为t2
其中t1+t2=9Δt
则匀速位移为x2=v0t2=v0(9Δt-)
故传送带的长度为L=x1+x2=9v0Δt-
在加速阶段散货与传送带发生的相对位移为Δx=v0t1-x1=
在Δt时间内传送带额外多做的功为W=m+mgLsin 30°+Q
其中m=,L=9v0Δt-,Q=μmgcos 30°Δx,=
联立可得倾斜传送带的平均输出功率为=。
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2026-2027高二物理期中复习卷二
答案
1.答案 A
解析 设结点O在三角形ABC平面的投影为O1,根据题意和几何关系知O1到A、B、C三点的距离都相等,为=,OO1与三根轻绳间的夹角都相同,设为θ,则tan θ==,故θ=60°,对结点O,根据平衡条件mg=3FTcos 60°,解得AO绳中的张力大小为FT=mg,故选A。
2.答案 C
解析 对小球1进行受力分析,如图甲
根据平衡条件有FTasin 30°=FTbsin 60°,FTacos 30°=mg+FTbcos 60°,
解得FTa=mg,FTb=mg
对小球2进行受力分析,如图乙
根据平衡条件有FTc=FTbsin 60°,m2g=FTbcos 60°
解得FTc=mg,m2=,故A、B错误;
剪断轻绳b的瞬间,小球1受重力和绳a的拉力,小球1将做圆周运动,受力分析如图丙
根据牛顿第二定律,有mgsin 30°=ma1,解得a1=,故C正确;
剪断轻绳b的瞬间,小球2受重力和弹簧弹力作用,受力分析如图丁,
根据牛顿第二定律,有=m2a2,解得a2=2g
设加速度的方向与水平方向成α角,有tan α==可得α=30°,加速度方向与水平方向成30°角,故D错误。
3.答案 D
解析 鸟食的运动视为平抛运动,则在竖直方向有h=gt2,由于hM<hN,则tM<tN,要同时接到鸟食,则在N点接到的鸟食先抛出,故A、B错误;在水平方向有x=v0t=v0,过M点作一水平面,如图所示。可看出在相同高度处,在M点接到的鸟食水平位移大,则在M点接到的鸟食平抛的初速度较大,故C错误,D正确。
4.答案 A
解析 在轨道2上从A向B运动过程中,探测器远离月球,月球对探测器的引力做负功,根据动能定理,动能逐渐减小,A正确;探测器受到万有引力,由G=ma,解得a=G,在轨道2上从A向B运动过程中,r增大,加速度逐渐变小,B错误;探测器在A点从轨道1变轨到轨道2,需要在A点加速,机械能增加,所以探测器在轨道2上机械能大于在轨道1上的机械能,C错误;探测器在轨道1上做圆周运动,根据万有引力提供向心力,得G=mr,解得M=,利用引力常量G和轨道1的周期T,还需要知道轨道1的半径r,才能求出月球的质量,D错误。
5.答案 C
解析 方法一(分析法):设大圆环半径为R,小环在大圆环上某处(P点)与圆环的作用力恰好为零,此时只有小环的重力分力提供小环所需向心力,可知P点必在Q点上方,如图所示
设P点和圆心连线与竖直向上方向的夹角为θ,从大圆环顶端到P点过程,根据机械能守恒定律mgR(1-cos θ)=mv2
在P点,由牛顿第二定律得mgcos θ=m
联立解得cos θ=
从大圆环顶端到P点过程,小环速度较小,小环重力沿着指向大圆环圆心方向的分力大于小环所需的向心力,所以大圆环对小环的弹力背离圆心,不断减小,从P点到最低点过程,小环速度变大,小环重力沿着大圆环直径方向的分力和大圆环对小环的弹力的合力提供向心力,从P点到Q点,小环重力沿大圆环直径的分力逐渐减小,从Q点到最低点,小环重力沿大圆环直径的分力背离圆心,逐渐增大,所以大圆环对小环的弹力逐渐变大,根据牛顿第三定律可知小环下滑过程中对大圆环的作用力大小先减小后增大。
方法二(数学法):设大圆环半径为R,小环在大圆环上某处时,设该处和圆心的连线与竖直向上方向的夹角为θ(0≤θ≤π),根据机械能守恒定律得
mgR(1-cos θ)=mv2(0≤θ≤π)
在该处根据牛顿第二定律得
F+mgcos θ=m(0≤θ≤π)
联立可得F=2mg-3mgcos θ
则大圆环对小环作用力的大小为
|F|=|2mg-3mgcos θ|
根据数学知识可知|F|的大小在cos θ=时最小,由牛顿第三定律可知,小环下滑过程中对大圆环的作用力大小先减小后增大。故选C。
6.答案 B
解析 由题图乙可知,上滑过程,根据动能定理得-mgxsin 37°-μmgxcos 37°=0-40 J,下滑过程,根据动能定理得mgxsin 37°-μmgxcos 37°=20 J,联立解得m=5 kg,μ=0.25,故A错误,B正确;由题图乙可知,物块的初动能为40 J=m,解得v0=4 m/s,故C错误;当物块上滑到最高点时,重力势能最大,此时上升高度为h=xsin 37°=1×0.6 m=0.6 m,故物块在运动过程中的最大重力势能Ep=mgh=30 J,故D错误。
7.答案 C
解析 铅球斜向上抛出,经时间t上升高度h=v0yt-gt2,Ep=mgh=mg(v0yt-gt2),故Ep-t图像为曲线,排除B选项;由动能定理-mgh=Ek-m,得Ek=m-mg(v0yt-gt2)=m+mg2t2-mgv0y·t,知Ek-t图像为曲线,排除A选项;铅球上升时间t1=0.5 s,上升的最大高度H=g=1.25 m,Ep=mgh,Ep-h图像是向上倾斜的直线,且上升和下降过程的图像重合,排除D选项;铅球在最高点动能为最小动能,则Ekmin=m=150 J,抛出点竖直分速度v0y=gt1=5 m/s,铅球在抛出点动能Ek0=m=m(+)=200 J,上抛过程中Ek=Ek0-mgh,故Ek-h是向下倾斜的直线,且上升过程和下降过程图像重合,选项C正确。
8.答案 CD
解析 整个过程A、B、C组成的系统在水平方向动量守恒,竖直方向动量不守恒,A错误;设C刚滑到A底端时,A、C的水平位移的大小分别为xA、xC,根据“人船模型”有2mxA-mxC=0,依题意有xA+xC=3R,可得C刚滑下A时C与B的圆弧面底端的距离为s=xA=R,故B错误;C刚滑到A底端时,水平方向由动量守恒定律有2mvA-mvC=0,由机械能守恒定律有mg·3R=×2m+m,联立解得vA=,vC=2,故C正确;C滑上B的顶端过程,水平方向由动量守恒定律有mvC=(m+mB)v,由机械能守恒定律有m=mgR+(m+mB)v2,联立解得mB=m,故D正确。
9.答案 AC
解析 由题图可知,当θ=37°时发生全反射,可知新材料对红光的折射率为n==,选项A正确;题图甲中,红光反射光线的频率等于折射光线的频率,选项B错误;题图甲中,根据v=可知,红光在半圆柱体中传播速度比在真空中传播速度小,选项C正确;题图甲中,入射角θ减小到0时,仍有光线反射回介质中,光不会全部从AB界面透射出去,选项D错误。
10.答案 ACD
解析 设x=0处质点振动方程为y=Acos(ωt+φ0),当t=0时,由题图甲知x=0处质点的位移y=3 cm,质点沿y轴负方向运动,有3 cm=6cos φ0 cm,解得φ0=π,t= s时,由题图乙知x=0处质点处于平衡位置,y=0,0=6cos (t+φ0) cm,解得T=2 s,ω==π rad/s,则x=0处质点的振动方程为y=6cos(πt+) cm,故A、C正确;由题图甲可知,该波波长为λ=6 m,则波速大小v==3 m/s,故B错误;由题图乙知t= s时波传播到x1=6 m处,从t=0时开始,该波传至x=7 m处所用的时间为t2=t+=0.5 s,故D正确。
11.答案 (1)1.0 (2)0.20 (3)B
解析 (1)由x-t图像的斜率表示速度可知两滑块的速度都在t=1.0 s时发生突变,即这个时刻发生了碰撞;
(2)根据x-t图像斜率的绝对值表示速度大小可知滑块B碰撞前的速度大小为
v= cm/s=0.20 m/s
(3)由题图乙知,碰撞前A的速度大小vA=0.50 m/s,碰撞后A的速度大小为vA'≈0.36 m/s,
由题图丙可知,碰撞后B的速度大小为vB'=0.50 m/s,A和B碰撞过程动量守恒,ΔpA=-ΔpB
即mA(vA'-vA)=mB(v-vB')
代入数据解得≈2
所以质量为200.0 g的滑块是B。
12.答案 (1)a (2)0.377(0.376或0.378) (3)I-Uac (4)甲
解析 (1)电流从红表笔流入,黑表笔流出,故测量a、b间的电压时,红表笔应连a接点。
(2)0.5 V的直流电压挡,分度值为0.01 V,由题图(c)可读此时电压表读数为0.377 V(0.376 V、0.378 V也算对)。
(3)由题图(a)可知,当表笔分别连a、c接点时测得的是元件和电流表两端的电压和电流,则Rac==Rx+RA,当表笔分别连a、b接点时测得的是元件两端的电压和电流,则Rab==Rx
故相同电流情况下,Uac>Uab,故题图(b)中乙是I-Uac曲线。
(4)由题意可知,I-(Uac-Ubc)图像测得是元件两端的电压和电流的关系,则实验结果表明,当此元件阻值较小时,甲曲线与I-(Uac-Ubc)曲线更接近。
13.答案 (1)2 (2)
解析 (1)质子在直线加速器中做直线运动,根据动能定理可得6eU0=m
所以v0=2
(2)质子在圆形区域电场中做类平抛运动,有eE=ma,R+Rcos θ=v0t,Rsin θ=at2
联立解得E=
14.答案 (1) (2)m (3)
解析 (1)对滑块A,根据动量定理-μmgt=mv0-m×4v0
解得t=
(2)A、C构成的系统在绳子伸直之前动量守恒
m×4v0=mv0+3mvC
解得vC=v0
C、B构成的系统在绳子拉断瞬间动量守恒
3mvC=3m×v0+2mvB
解得vB=v0
在绳子拉断瞬间损失的机械能为
ΔE=×3m-×3m-×2m
解得ΔE=m
(3)在绳子伸直之前,A、C构成的系统根据功能关系
μmgx1=m-m-×3m
解得x1=
绳子拉断后直到A、C共速,A、C构成的系统动量守恒mv0+3m×v0=(m+3m)v
解得v=v0
绳子拉断后,A、C系统根据功能关系
μmgx2=m+×3m-×(m+3m)v2
得x2=
木板C的长度至少为L=x1+x2=。
15.答案 (1) (2) (3)
解析 (1)对单个散货由动量定理-I=0-mv0
解得单个散货的质量为m=
(2)落入货箱中散货的个数为N==
则水平传送带的平均传送速度大小为
==
(3)设倾斜传送带的长度为L,其中散货在加速阶段,由牛顿第二定律μmgcos 30°-mgsin 30°=ma
解得a=g
加速时间t1==
加速位移x1=a=
设匀速时间为t2
其中t1+t2=9Δt
则匀速位移为x2=v0t2=v0(9Δt-)
故传送带的长度为L=x1+x2=9v0Δt-
在加速阶段散货与传送带发生的相对位移为Δx=v0t1-x1=
在Δt时间内传送带额外多做的功为W=m+mgLsin 30°+Q
其中m=,L=9v0Δt-,Q=μmgcos 30°Δx,=
联立可得倾斜传送带的平均输出功率为=。
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$2026-2027高二物理期中复习卷二
物理
(考试时间:75分钟试卷满分:100分)
(考点范围:必修一、必修二、必修三、选择性必修一)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,将答案写在答
题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题: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.[静态平衡问圆如图所示,完全相同的三根刚性柱竖直固定在水平地面上的A'、B、C
三点上,三点恰好在等边三角形的三个顶点上,三角形的边长为L,三根完全一样的轻绳
一端固定在A、B、C三点上,另一端拴接在一起,结点为O。现把
质量为的重物用轻绳静止悬挂在结点O处,O点到ABC平面的
距离为L,重物不接触地面,当地重力加速度为g。则AO绳中的张
力大小为()
A.ng
B.8
C.21g
D.mg
2.[牛顿运动定律的应用如图所示,用轻绳、b和弹簧c将小球1与小球2悬挂在空中,
轻绳α与竖直方向夹角为30°,轻绳b与竖直方向夹角为60°,弹簧c水平。小球1的质
量为m,重力加速度大小为g。下列说法正确的是()
A.弹簧c的拉力为W3g
、a
B.小球2的质量为2m
0
160°
C.剪断轻绳b的瞬间,小球1的加速度大小岁
D.剪断轻绳b的瞬间,小球2的加速度方向竖直向下
3.[平抛运动如图所示,某同学将两颗鸟食从O点水平抛出,两只小鸟分别在空中的M
点和W点同时接到鸟食。鸟食的运动视为平抛运动,两运动轨迹在同一竖直平面内,则
()
A.两颗鸟食同时抛出
B.在N点接到的鸟食后抛出
C.两颗鸟食平抛的初速度相同
D.在M点接到的鸟食平抛的初速度较大
4.[万有引力与宇宙航)2024年6月,嫦娥六号探测器首次实现月球背
面采样返回。如图所示,探测器在圆形轨道1上绕月球飞行,在A点变
轨后进入椭圆轨道2,B为远月点。关于嫦娥六号探测器,下列说法正
确的是()
A.在轨道2上从A向B运动过程中动能逐渐减小
At月球
B.在轨道2上从A向B运动过程中加速度逐渐变大
C.在轨道2上机械能与在轨道1上相等
D.利用引力常量和轨道1的周期,可求出月球的质量
5.[圆周运动如图,一光滑大圆环固定在竖直平面内,质量为m的小环
套在大圆环上,小环从静止开始由大圆环顶端经9点自由下滑至其底
部,Q为竖直线与大圆环的切点。则小环下滑过程中对大圆环的作用力
大小()
A.在Q点最大
B.在Q点最小
C.先减小后增大
D.先增大后减小
6.[动能定理及图像综合应用]如图甲所示,水平地面上固
定一倾角37的斜面。质量为m的物块以初速度0沿斜面上滑,其动
能Ex与离出发点位移x的关系如图乙所示。以出发点所在水平面为参
考平面,重力加速度大小取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列判
断正确的是()
+E小
40
30
10
X37
7ninnmmm
0
0.5
x/m
甲
A.物块的质量0.5kg
B.物块与斜面间的动摩擦因数u=0.25
C.物块的初速度v=2m/s
D.物块在运动过程中的最大重力势能E,20J
7.[功能关系及及图像综合应用]某次训练投掷中,运动员将质量一4
kg的铅球以初速度斜向上抛出(抛出时记为零时刻,忽略空气阻
力,重力加速度g取10m/s2。己知铅球在t=0.5s时动能达到最小值
Eaml50J。以抛出点所在水平面为零势能面,下列反映铅球在空中
运动过程中动能Ek、重力势能E,随时间t或高度h变化的关系图像正确的
是(
E/J
1E万
E/J
↑E
200
200-
150
50
150
100
100
50H
50
0
0.5
1 t/s
0.5
0
1.25 h/m
1.252.5h/m
A
B
D
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选
项中,每题有多项符合题目要求。全部选对得5分,选对但不全的得3分,有选
错的得0分。
8.[动量定理及应用]如图所示,两个有四分之一圆弧面的物体A、B静止在光滑
的水平面上。A、B的圆弧面光滑,半径分别为3R和R,底端切线均沿水平面且
靠在一起。将一可视为质点的小物块C从A的圆弧面的顶端静止释放,A、C的
质量分别为2和,重力加速度为g,则以下说法正确的是(
A.整个过程A、B、C组成的系统动量守恒
B.C刚滑到A底端时,C与B的圆弧面底端的水平距离为2R
C.C刚滑到A底端时,C的速度为2√8R
D.若C滑到A底端后,恰好能滑上B的圆弧面顶端,则B的质量为m
9.[光学]将某新材料压制成半圆柱体,横截面如图甲所示。一束红光从真空沿半
圆柱体的径向射入,并与底面上过圆心O点的法线成角,CD为足够大的光学传
感器,可以探测从AB面反射光的强度,反射光强度随变化规律如图乙所示。己
知sin37°=0.6,cos37°-0.8,下列说法正确的有()
+反射光强度
37°
90°8
A新材料对红光的折射率为
B图甲中,红光反射光线的频率大于折射光线的频率
C图甲中,红光在半圆柱体中传播速度比在真空中传播速度小
D.图甲中,入射角减小到0时,光将全部从AB界面透射出去
10.[机械波]图甲是沿x轴正方向传播的简谐横波在0时的波形图,P、Q是位于
x轴上的两个质点,间距为3m,0时刻该波刚好传播到Q点,日ss×工,T
为周期时的波形图如图乙所示。下列说法正确的是()
A.该波的周期为2s
y/cm
B.该波的波速为6m/s
Q
x/m
x/m
-6
Cx0处质点的振动方程为y-6cos(+巧cm
甲
D.从仁0时开始,该波传至-7m处所用的时间为0.5s
三、非选择题本题共5小题,共57分。
11.[力学实验]在第四次‘天宫课堂中,航天员演示了动量守恒实验。受此启发,某同学使
用如图甲所示的装置进行了碰撞实验,气垫导轨两端分别安装、b两个位移传感器,a
测量滑块A与它的距离xA,b测量滑块B与它的距离阳。部分实验步骤如下:
①测量两个滑块的质量,分别为200.0g和400.0g:
②接通气源,调整气垫导轨水平;
③拨动两滑块,使A、B均向右运动:
④导出传感器记录的数据,绘制xA、阳随时间变化的图像,分别如图乙、图丙所示。
传感器a滑块A滑块B
传感器b
连气源
↑xa/cm
↑xg/cm
120
120
10(
100
80
80
40
20
20
1.0
2.0 t/s
1.0
2.0t/s
丙
回答以下问题:
(①)从图像可知两滑块在=
s时发生碰撞;
(2)滑块B碰撞前的速度大小1=
m/s(保留2位有效数字):
(3)通过分析,得出质量为200.0g的滑块是
(选填“A”或B)。
12.[电学实验]在测量某非线性元件的伏安特性时,为研究电表内阻对测量结果的影响,某
同学设计了如图()所示的电路。选择多用电表的直流电压挡测量电压。实验步骤如下:
多用电表
元件
电流表
电源
6
①滑动变阻器滑片置于适当位置,闭合开关;
②表笔分别连4、b接点,调节滑片位置,记录电流表示数I和a、b间
电压Ua:
③表笔分别连a、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录
c间电压Uac;
④表笔分别连b、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录b、
c间电压Uhc,计算Uac-Uc:
⑤改变电流,重复步骤②③④,断开开关。
作出I-U、IUa及I-(亿Uac-U)曲线如图b)所示。
回答下列问题:
(①)将多用电表的红、黑表笔插入正确的插孔,测量、b间的电压时,
红表笔应连
接点(填“d'或b):
(2)若多用电表选择开关旋转到直流电压挡0.5V'位置,电表示数如图(c)
所示,此时电表读数为
V(结果保留三位小数):
04030
201510
100
2
10
TTTm
A-V-0
2
(c)
(3)图b)中乙是
(填“I-Ub”或IUax)曲线:
(④实验结果表明,当此元件阻值较小时,
(填“甲”或“乙)
曲线与I-(亿Uac-U)曲线更接近。
13.[静电场“质子疗法”原理如图甲,横截面积相同的金属圆筒依次接在交
流电源的两极MN上,MN两极加上如图乙所示周期性变化的电压,
电压的大小为。直线加速器0号金属圆板中央有质子源,质子由静止飘
入直线加速器,正对圆心加速6次后水平飞出。质子从P向O射入有竖直
向上匀强电场的圆形区域,最终轰击到圆上的癌细胞。已知圆形区域的半
径为R,质子的质量为m、电荷量为,质子通过圆筒间隙的时间、质子
的重力及相互作用均不计。求:
质子源
Q癌细胞
UMN
R
U
M
0
0
-Uo
甲
(1)质子水平飞出直线加速器的速度大小0:
(2)若癌细胞处于Q点,OQ与水平方向夹角为8,电场强度E的大小为多少?
14.[板块模型的综合分析如图所示,物块B和木板C静止在光滑水平地面上,
C的上表面水平且足够长,其左端放置一滑块A(可视为质点),A、B、C的质
量分别为m、2、3。A、C间的动摩擦因数为,B、C由不可伸长的理想
轻绳连接,绳子处于松弛状态。现在突然给A一个向右的速度40,使A在C
上滑动,当A的速度减为0时绳子恰好伸直,接着绳子被瞬间拉断,绳子被
拉断时C的速度为加,重力加速度为g。求:
(①)从A获得速度开始经过多长时间绳子被拉直?
(②)因拉断绳子造成的机械能损失为多少?
(3)若A最终未脱离木板C,则木板C的长度至少为多少?
15.[力学中的多过程组合问题]图甲为某智能分装系统工作原理示意图,每个散货
经倾斜传送带由底端A运动到顶端B后水平抛出,撞击冲量式传感器使其输出一
个脉冲信号,随后竖直掉入已与水平传送带共速度的货箱中,此系统利用传感器
探测散货的质量,自动调节水平传送带的速度,实现按规格分装。倾斜传送带与
水平地面夹角为30°,以速度o匀速运行。若以相同的时间间隔△f将散货以几乎
为0的速度放置在倾斜传送带底端A,从放置某个散货时开始计数,当放置第10
个散货时,第1个散货恰好被水平抛出。散货与倾斜传送带间的动摩擦因数马,
到达顶端前已与传送带共速。设散货与传感器撞击时间极短,撞击后竖直方向速
度不变,水平速度变为0。每个长度为d的货箱装总质量为M的一批散货。若货
箱之间无间隔,重力加速度为g。分装系统稳定运行后,连续装货,某段时间传
感器输出的每个脉冲信号与横轴所围面积为I如图乙,求这段时间内:
自动调速
B
系统
2沙口冲量式传感器
F
货箱
A
为
(1)单个散货的质量。
(2)水平传送带的平均传送速度大小。
(3)倾斜传送带的平均输出功率。
2026-2027高二物理期中复习卷二
物 理
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
(考点范围:必修一、必修二、必修三、选择性必修一)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题: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.[静态平衡问题]如图所示,完全相同的三根刚性柱竖直固定在水平地面上的A'、B'、C'三点上,三点恰好在等边三角形的三个顶点上,三角形的边长为L,三根完全一样的轻绳一端固定在A、B、C三点上,另一端拴接在一起,结点为O。现把质量为m的重物用轻绳静止悬挂在结点O处,O点到ABC平面的距离为L,重物不接触地面,当地重力加速度为g。则AO绳中的张力大小为( )
A.mg B.mg C.2mg D.mg
2.[牛顿运动定律的应用]如图所示,用轻绳a、b和弹簧c将小球1与小球2悬挂在空中,轻绳a与竖直方向夹角为30°,轻绳b与竖直方向夹角为60°,弹簧c水平。小球1的质量为m,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.弹簧c的拉力为mg
B.小球2的质量为2m
C.剪断轻绳b的瞬间,小球1的加速度大小为
D.剪断轻绳b的瞬间,小球2的加速度方向竖直向下
3.[平抛运动]如图所示,某同学将两颗鸟食从O点水平抛出,两只小鸟分别在空中的M点和N点同时接到鸟食。鸟食的运动视为平抛运动,两运动轨迹在同一竖直平面内,则( )
A.两颗鸟食同时抛出
B.在N点接到的鸟食后抛出
C.两颗鸟食平抛的初速度相同
D.在M点接到的鸟食平抛的初速度较大
4.[万有引力与宇宙航行]2024年6月,嫦娥六号探测器首次实现月球背面采样返回。如图所示,探测器在圆形轨道1上绕月球飞行,在A点变轨后进入椭圆轨道2,B为远月点。关于嫦娥六号探测器,下列说法正确的是( )
A.在轨道2上从A向B运动过程中动能逐渐减小
B.在轨道2上从A向B运动过程中加速度逐渐变大
C.在轨道2上机械能与在轨道1上相等
D.利用引力常量和轨道1的周期,可求出月球的质量
5.[圆周运动]如图,一光滑大圆环固定在竖直平面内,质量为m的小环套在大圆环上,小环从静止开始由大圆环顶端经Q点自由下滑至其底部,Q为竖直线与大圆环的切点。则小环下滑过程中对大圆环的作用力大小( )
A.在Q点最大 B.在Q点最小
C.先减小后增大 D.先增大后减小
6.[动能定理及图像综合应用]如图甲所示,水平地面上固定一倾角α=37°的斜面。质量为m的物块以初速度v0沿斜面上滑,其动能Ek与离出发点位移x的关系如图乙所示。以出发点所在水平面为参考平面,重力加速度大小取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,下列判断正确的是( )
A.物块的质量m=0.5 kg
B.物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25
C.物块的初速度v0=2 m/s
D.物块在运动过程中的最大重力势能Ep=20 J
7.[功能关系及及图像综合应用]某次训练投掷中,运动员将质量m=4 kg的铅球以初速度v0斜向上抛出(抛出时记为零时刻),忽略空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。已知铅球在t1=0.5 s时动能达到最小值Ekmin=150 J。以抛出点所在水平面为零势能面,下列反映铅球在空中运动过程中动能Ek、重力势能Ep随时间t或高度h变化的关系图像正确的是( )
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,每题有多项符合题目要求。全部选对得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.[动量定理及应用]如图所示,两个有四分之一圆弧面的物体A、B静止在光滑的水平面上。A、B的圆弧面光滑,半径分别为3R和R,底端切线均沿水平面且靠在一起。将一可视为质点的小物块C从A的圆弧面的顶端静止释放,A、C的质量分别为2m和m,重力加速度为g,则以下说法正确的是( )
A.整个过程A、B、C组成的系统动量守恒
B.C刚滑到A底端时,C与B的圆弧面底端的水平距离为2R
C.C刚滑到A底端时,C的速度为2
D.若C滑到A底端后,恰好能滑上B的圆弧面顶端,则B的质量为m
9.[光学]将某新材料压制成半圆柱体,横截面如图甲所示。一束红光从真空沿半圆柱体的径向射入,并与底面上过圆心O点的法线成θ角,CD为足够大的光学传感器,可以探测从AB面反射光的强度,反射光强度随θ变化规律如图乙所示。已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,下列说法正确的有( )
A.新材料对红光的折射率为
B.图甲中,红光反射光线的频率大于折射光线的频率
C.图甲中,红光在半圆柱体中传播速度比在真空中传播速度小
D.图甲中,入射角θ减小到0时,光将全部从AB界面透射出去
10.[机械波]图甲是沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形图,P、Q是位于x轴上的两个质点,间距为3 m,t=0时刻该波刚好传播到Q点,t= s( s<T,T为周期)时的波形图如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该波的周期为2 s
B.该波的波速为6 m/s
C.x=0处质点的振动方程为y=6cos(πt+) cm
D.从t=0时开始,该波传至x=7 m处所用的时间为0.5 s
三、非选择题:本题共5小题,共57分。
11.[力学实验]在第四次“天宫课堂”中,航天员演示了动量守恒实验。受此启发,某同学使用如图甲所示的装置进行了碰撞实验,气垫导轨两端分别安装a、b两个位移传感器,a测量滑块A与它的距离xA,b测量滑块B与它的距离xB。部分实验步骤如下:
①测量两个滑块的质量,分别为200.0 g和400.0 g;
②接通气源,调整气垫导轨水平;
③拨动两滑块,使A、B均向右运动;
④导出传感器记录的数据,绘制xA、xB随时间变化的图像,分别如图乙、图丙所示。
回答以下问题:
(1)从图像可知两滑块在t= s时发生碰撞;
(2)滑块B碰撞前的速度大小v= m/s(保留2位有效数字);
(3)通过分析,得出质量为200.0 g的滑块是 (选填“A”或“B”)。
12.[电学实验]在测量某非线性元件的伏安特性时,为研究电表内阻对测量结果的影响,某同学设计了如图(a)所示的电路。选择多用电表的直流电压挡测量电压。实验步骤如下:
①滑动变阻器滑片置于适当位置,闭合开关;
②表笔分别连a、b接点,调节滑片位置,记录电流表示数I和a、b间电压Uab;
③表笔分别连a、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录a、c间电压Uac;
④表笔分别连b、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录b、c间电压Ubc,计算Uac-Ubc;
⑤改变电流,重复步骤②③④,断开开关。
作出I-Uab、I-Uac及I-(Uac-Ubc)曲线如图(b)所示。
回答下列问题:
(1)将多用电表的红、黑表笔插入正确的插孔,测量a、b间的电压时,红表笔应连 接点(填“a”或“b”);
(2)若多用电表选择开关旋转到直流电压挡“0.5 V”位置,电表示数如图(c)所示,此时电表读数为 V(结果保留三位小数);
(3)图(b)中乙是 (填“I-Uab”或“I-Uac”)曲线;
(4)实验结果表明,当此元件阻值较小时, (填“甲”或“乙”)曲线与I-(Uac-Ubc)曲线更接近。
13.[静电场]“质子疗法”原理如图甲,横截面积相同的金属圆筒依次接在交流电源的两极M、N上,M、N两极加上如图乙所示周期性变化的电压,电压的大小为U0。直线加速器0号金属圆板中央有质子源,质子由静止飘入直线加速器,正对圆心加速6次后水平飞出。质子从P向O射入有竖直向上匀强电场的圆形区域,最终轰击到圆上的癌细胞。已知圆形区域的半径为R,质子的质量为m、电荷量为e,质子通过圆筒间隙的时间、质子的重力及相互作用均不计。求:
(1)质子水平飞出直线加速器的速度大小v0;
(2)若癌细胞处于Q点,OQ与水平方向夹角为θ,电场强度E的大小为多少?
14.[板块模型的综合分析]如图所示,物块B和木板C静止在光滑水平地面上,C的上表面水平且足够长,其左端放置一滑块A(可视为质点),A、B、C的质量分别为m、2m、3m。A、C间的动摩擦因数为μ,B、C由不可伸长的理想轻绳连接,绳子处于松弛状态。现在突然给A一个向右的速度4v0,使A在C上滑动,当A的速度减为v0时绳子恰好伸直,接着绳子被瞬间拉断,绳子被拉断时C的速度为v0,重力加速度为g。求:
(1)从A获得速度开始经过多长时间绳子被拉直?
(2)因拉断绳子造成的机械能损失为多少?
(3)若A最终未脱离木板C,则木板C的长度至少为多少?
15.[力学中的多过程组合问题]图甲为某智能分装系统工作原理示意图,每个散货经倾斜传送带由底端A运动到顶端B后水平抛出,撞击冲量式传感器使其输出一个脉冲信号,随后竖直掉入已与水平传送带共速度的货箱中,此系统利用传感器探测散货的质量,自动调节水平传送带的速度,实现按规格分装。倾斜传送带与水平地面夹角为30°,以速度v0匀速运行。若以相同的时间间隔Δt将散货以几乎为0的速度放置在倾斜传送带底端A,从放置某个散货时开始计数,当放置第10个散货时,第1个散货恰好被水平抛出。散货与倾斜传送带间的动摩擦因数μ=,到达顶端前已与传送带共速。设散货与传感器撞击时间极短,撞击后竖直方向速度不变,水平速度变为0。每个长度为d的货箱装总质量为M的一批散货。若货箱之间无间隔,重力加速度为g。分装系统稳定运行后,连续装货,某段时间传感器输出的每个脉冲信号与横轴所围面积为I如图乙,求这段时间内:
(1)单个散货的质量。
(2)水平传送带的平均传送速度大小。
(3)倾斜传送带的平均输出功率。
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