精品解析:安徽合肥市第一中学滨湖校区2026-2027学年高二上学期数智作业三物理试题
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内容正文:
合肥一中滨湖校区高二物理数智作业三
一、单选题(每题4分,共32分)
1. 在炎热的夏季,“水上飞人”娱乐项目十分火爆,其原理是人借助脚下的喷水装置产生的反冲作用力腾空而起。下列说法正确的是( )
A. 人匀速竖直上升时,其机械能守恒
B. 人悬空静止一段时间内,水的反冲作用力做的功为零,冲量也为零
C. 人向上加速运动过程中,水的反冲作用力对装置向上的冲量大于装置对水向下的冲量
D. 人向上减速运动过程中,水的反冲作用力对装置做正功
【答案】D
【解析】
【详解】A.人匀速竖直上升时,水对人的反冲作用力做正功,人的机械能增加,故A错误;
B.人悬空静止一段时间内,水的反冲作用力做的功为零,根据可知,冲量不为零,故B错误;
C.根据牛顿第三定律可知,人向上加速运动过程中,水的反冲作用力与装置对水向下的作用力时刻等大反向,故水的反冲作用力对装置向上的冲量大小等于装置对水向下的冲量大小,故C错误;
D.人向上减速运动过程中,水的反冲作用力与人的速度方向相同,故水的反冲作用力对装置做正功,故D正确。
故选D。
2. 铅球被掷出后,在空中运动的轨迹如图所示。a、b、c、d、e为轨迹上5个点,c为轨迹的最高点,ab与bc的高度差相同。cd与de的水平距离相同。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 铅球从a点到b点和从b点到c点,速率的变化量相同
B. 铅球从a点到b点和从b点到c点,速度的平方变化量相同
C. 铅球从c点到d点动量的变化量小于从d点到e点动量的变化量
D. 铅球从c点到d点动量的变化量大于从d点到e点动量的变化量
【答案】B
【解析】
【详解】A.设ab与bc的高度差为,可得
铅球从a点到b点,速率变化量为
铅球从b点到c点,速率变化量为
故A错误;
B.铅球从a点到b点有
铅球从b点到c点有
故铅球从a点到b点和从b点到c点,速度的平方变化量相同,故B正确;
CD.铅球从c点到d点、d点到e点动量的变化量为
cd与de的水平距离相同,铅球水平方向做匀速直线运动,可知铅球从c点到d点、d点到e点运动时间相等,故铅球从c点到d点动量的变化量等于从d点到e点动量的变化量,故CD错误。
故选B。
3. 蹦床运动中,体重为60kg的运动员在t=0时刚好落到蹦床上,对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示。假设运动过程中运动员身体始终保持竖直,在其不与蹦床接触时蹦床水平。忽略空气阻力,重力加速度取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. t=0.15s时运动员的机械能最大
B. t=0.30s时运动员的速度大小为20m/s
C. t=1.30s时运动员距蹦床的高度为5m
D. 0-0.30s内,运动员对蹦床的平均作用力大小为4000N
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据牛顿第三定律结合题图可知t=0.15s时,蹦床对运动员的弹力最大,蹦床的形变量最大,机械能最小,故A错误;
BC.根据题图可知运动员从t=0.30s离开蹦床到t=2.30s再次落到蹦床上经历的时间为2s,根据竖直上抛运动的对称性可知,运动员上升时间为1s,则在t=1.30s时,运动员恰好运动到最大高度处,t=0.30s时运动员的速度大小为
m
故C正确,B错误;
D.同理可知运动员落到蹦床时的速度大小为10m/s,以竖直向上为正方向,根据动量定理
其中
代入数据可得
N
根据牛顿第三定律可知运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4600N,故D错误。
故选C。
4. 一物块静止在粗糙水平地面上,0~4s内所受水平拉力随时间的变化关系图像如图甲所示,0~2s内速度—时间图像如图乙所示,取重力加速度g=10m/s2,关于物块的运动。下列说法正确的是( )
A. 前2s内拉力做的功为12J
B. 前4s内拉力的冲量为
C. 前4s内物块一直在运动
D. 物块在4s末减速为零
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图乙可知,第内、第内物块的位移分别为,
则前2s内拉力做的功为
故A错误;
B.图甲中图像与时间轴所包围的面积表示拉力的冲量,故前4s内拉力的冲量为
故B正确;
CD.由题意可知,物块所受的滑动摩擦力大小为
假设前4s内物块一直在运动,设物块在4s末的速度为,由动量定理得
得
说明在4s前速度已经减为零,速度减为零后保持静止,故CD错误。
故选B。
5. 如图所示,有一质量为2m的光滑斜面体静止地放在光滑的水平地面上,斜面倾角为,斜面长2L,将质量为m的滑块(视为质点)从斜面体顶端由静止释放,滑块沿斜面下滑的过程中,滑块的加速度大小为,斜面体的加速度大小为,下列说法正确的是( )
A.
B. 滑块和斜面组成的系统动量守恒
C. 滑块从顶端滑至斜面底端的过程中,斜面的位移大小为
D. 滑块对斜面体的作用力方向与地面对斜面体的作用力方向相反
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由题意可知,滑块沿斜面下滑的过程中,滑块和斜面体组成的系统水平方向合外力为零,竖直方向合外力不为零,因此系统水平方向动量守恒,竖直方向动量不守恒,总动量不守恒。设某一时刻,滑块水平速度为,斜面体速度为,则有
解得
任一时刻水平速度都保持上述关系,且经历时间相同,故
又因为滑块有竖直方向的加速度,即
可见,故A、B错误;
C.由于系统水平方向动量守恒,有
两者经历相同时间,设滑块从顶端滑至斜面底端的过程中,走过的水平位移大小为,斜面体走过的水平位移大小为,所以
又有
联立解得
故C正确;
D.滑块对斜面体的作用力方向垂直斜面向下,地面对斜面体的作用力方向竖直向上,故D错误。
故选C。
6. 某静电场的场强方向与轴平行,轴上各点电势随位置变化的图像如图所示。一电荷量为带负电的试探电荷,以的动能沿轴正方向经过点。若该电荷仅受电场力,则其将( )
A. 在点两侧往复运动
B. 在点两侧往复运动
C. 能到达点
D. 能到达点
【答案】A
【解析】
【详解】带负电的电荷在点动能为,电势能为零,总能量为,且试探电荷沿轴正方向,在区域试探电荷受到轴正方向的电场力,做加速运动,在处速度最大,在处右侧做减速运动,当速度为零时,电势能为,可知此时电势为
所以试探电荷最右端到之间,此后向左运动,返回到左侧动能为零时,电势仍为
最左侧运动到之间,所以该试探电荷在点两侧往复运动,故选A。
7. 如图所示,半径相同的甲、乙两个小球在光滑水平面上向右运动,甲球的质量和速度分别为、,乙球的质量和速度分别为、。当甲、乙两球发生碰撞后,已知碰撞时间极短,则甲、乙两球碰撞后两个小球速度合理的是( )
A. 、 B. 、
C. 、 D. 、
【答案】D
【解析】
【详解】碰撞前系统动量为
碰撞前系统总动能为
A.若、,则碰撞后系统动量为
由此可知,两球碰撞过程中不满足动量守恒,故A错误;
B.若、,则碰撞后系统动量为
由此可知,两球碰撞过程中不满足动量守恒,故B错误;
C.若、,则碰撞后系统动量为
碰撞后系统总动能为
由此可知,两球碰撞过程中动量守恒,但不满足碰撞过程总动能不增加原则,故C错误;
D.若、,则碰撞后系统动量为
碰撞后系统总动能为
由此可知,两球碰撞过程中动量守恒,机械能守恒,发生弹性碰撞,故D正确。
故选D。
8. 如图甲所示,光滑水平地面上有A、B两物块,质量分别为3kg、6kg,B的左端拴接着一劲度系数为N/m的水平轻质弹簧,它们的中心在同一水平线上。A以速度v0向静止的B运动,从A接触弹簧开始计时至A与弹簧脱离的过程中,弹簧长度l与时间t的关系如图乙所示,弹簧始终处在弹性限度范围内。已知弹簧的弹性势能(x为弹簧的形变量),则( )
A. 在0~2t0内B物块先加速后减速
B. v0=2m/s
C. A物块在t0时刻时速度最小
D. 整个过程中,B物块的机械能增加量等于A物块机械能的减少量
【答案】D
【解析】
【详解】A.时间内,物块A撞击到弹簧时,弹簧弹力向右,物块B一直做加速运动,故A错误;
B.A接触弹簧到弹簧压缩到最短的过程中由动量守恒有
由能量守恒有
代入数据解得,故B错误;
C.设弹簧回复原长时,A的速度为,B的速度为,由动量守恒定律和能量守恒定律有,
解得,
可知,物块A接触弹簧到离开弹簧的过程中先减速后反向加速,则物块A的最小速度为0,在之间某个时刻,故C错误;
D.整个过程中,AB物块与弹簧构成的系统只有弹力做功,则机械能守恒,B物块的机械能增加量等于A物块机械能的减少量,故D正确。
故选D。
二、多选题(每题5分,共10分)
9. 如图甲所示,在两平行金属板间加有一交变电场,两极板间可以认为是匀强电场,当时,一带电粒子从左侧极板附近开始运动,其速度随时间变化关系如图乙图所示。带电粒子经过4T时间恰好到达右侧极板,(带电粒子的质量m、电量q、速度最大值、时间T为已知量)则下列说法正确的是( )
A. 带电粒子在两板间做往复运动,周期为T
B. 两板间距离
C. 两板间所加交变电场的周期为T,所加电压
D. 若其他条件不变,该带电粒子从开始进入电场,该粒子能到达右侧板
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图像可知,运动过程中粒子速度方向未发生改变,带电粒子在两板间做单向直线运动,A错误;
B.速度—时间图像与坐标轴围成的面积表示位移,由图像可知两板间距离为
B正确;
C.设板间电压为U,则粒子加速度为
则
解得
C错误;
D.开始进入电场的粒子,速度—时间图像如图,由图像可知,粒子正向位移大于负向,故运动方向时而向右,时而向左,最终打在右板上,D正确。
故选BD。
10. 如图所示,一质量为2m的小车静止在光滑水平地面上,其左端P点与平台平滑连接。小车上表面PQ是以O为圆心、半径为R的四分之一圆弧轨道。质量为m的光滑小球,以的速度由水平台面滑上小车。已知OP竖直,OQ水平,水平台面高,小球可视为质点,重力加速度为g。则( )
A. 小车能获得的最大速度为
B. 小球在Q点的速度大小为
C. 小球落地时的速度大小为
D. 小球在Q点速度方向与水平方向夹角的正切值为
【答案】ABD
【解析】
【详解】BD.小球到达Q点时,水平分速度vx与小车速度相等,设竖直分速度为vy,由动量守恒得
机械能守恒得
解得,
Q点速度大小为
代入得
设速度与水平方向夹角为θ,由
得,故BD正确;
A.小球从Q点飞出后做斜抛运动,水平分速度与小车相等,将再次从Q点进入圆弧。当小球返回P点时小车速度最大,由动量守恒
机械能守恒
解得,,故A正确;
C.小球返回Q点后向左运动,由动能定理
解得,故C错误。
故选ABD。
三、实验题(每空2分,共18分)
11. 某实验小组想用多种方式验证动量守恒定律.小明同学选取两个体积相同、质量不等的小球,先让质量为m1的小球从轨道顶部由静止释放,由轨道末端的O点飞出并落在斜面上.再把质量为m2的小球放在O点,让小球m1仍从原位置由静止释放,与静止的小球m2碰后,两小球均落在斜面上,分别记录落点痕迹,其中M、P、N三落点的位置距离O点的长度分别为xOM、xOP、xON。
(1)用游标卡尺测得两小球的直径均如图乙所示,则小球直径d=___________cm;
(2)为了顺利完成实验,两个小球的质量应满足m1__________m2(选填“>”、“=”、“<”);
(3)关于该实验,下列说法正确的有( )
A. 轨道必须光滑
B. 安装轨道时,轨道末端必须水平
C. 同一组实验的不同碰撞中,每次质量为m1的小球必从同一高度由静止释放
D. m2小球的落点是P点
(4)在实验误差允许的范围内,若满足关系式______________,则可认为两球碰撞过程中动量守恒(用题目中的物理量表示)。
【答案】(1)1.050
(2)> (3)BC
(4)
【解析】
【分析】
【小问1详解】
该游标卡尺为20分度,精度为。主尺读数为,游标尺第10条刻度线与主尺对齐,总读数为
【小问2详解】
为了防止入射小球碰撞后反弹,保证碰撞向前运动,需要入射小球质量大于被碰小球质量,即
【小问3详解】
A.轨道不需要光滑,只要入射小球每次从同一位置释放,就能保证碰撞前入射速度相同,A错误;
B. 轨道末端必须水平,才能保证小球抛出后做平抛运动,B正确;
C.同一组实验中,入射小球每次从同一高度由静止释放,才能保证碰撞前速度一致,C正确;
D.碰撞后,被碰小球速度最大,落点最远,应为点,是未碰撞时入射小球的落点,D错误。
故选BC。
【小问4详解】
设斜面倾角为,小球平抛后落点距点长度为,由平抛运动规律: 水平方向
竖直方向
整理得
即
动量守恒关系为
得验证式
【点睛】
12. 在“电池电动势和内阻的测量”实验中,
(1)电路如图1所示,为防止电流过大,电路中连接的保护电阻R0应选择___________。
A. 定值电阻(阻值100.0 Ω,额定功率1 W)
B. 定值电阻(阻值2.0 Ω,额定功率5 W)
(2)电路连接的实物图如图2所示,其中连接错误的导线是___________(选填“①”“②”或“③”);
(3)正确连线后开始实验,某次测量时,如图3所示,电流表示数为___________A;
(4)由实验测得的数据,得到U-I图像,如图4所示,则电源的电动势___________V,内阻___________Ω;(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)B (2)③
(3)0.24 (4) ①. 3.0 ②. 2.0
【解析】
【小问1详解】
A.阻值,两节干电池电动势约,电路电流至多,电流表几乎不偏转,无法测得多组数据,A错误;
B.阻值,额定功率,额定电流,电路最大电流,未超过额定电流,且电流变化范围足够大,B正确。
故选B。
【小问2详解】
由图4可知实验中电流最大为,电流表选用量程可减小读数误差,导线③却接在接线柱上,故导线③连接错误。
【小问3详解】
电流表选用量程,分度值为,指针位于刻度右侧第小格,读数为
【小问4详解】
[1]由闭合电路欧姆定律得
即
图线纵轴截距等于电源电动势,故
[2]图线斜率的绝对值为
可得电源内阻为
四、解答题
13. 高压水枪是世界上公认的最科学、经济、环保的清洁工具之一、如图所示为某高压水枪工作时的场景。已知水枪出水口直径为,水从枪口喷出时的速度为,水的密度为,求:
(1)单位时间从枪口喷出的水的质量;
(2)若水从枪口喷出时的速度大小,近距离垂直喷射到物体表面,水枪出水口直径。忽略水从枪口喷出后的发散效应,水喷射到物体表面时速度在短时间内变为零。由于水柱前端的水与物体表面相互作用时间很短,因此在分析水对物体表面的作用力时可忽略这部分水所受的重力。已知水的密度,,估算水枪在物体表面产生的冲击力的大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)根据题意可知,时间内喷出水的质量为
则单位时间从枪口喷出的水的质量为
(2)根据题意,取很短的时间,则打到物体表面的水的质量为
以这部分水为研究对象,设物体表面对其作用力为,以水流速度方向为正方向,由动量定理有
解得
代入数据解得
由牛顿第三定律可得,水枪在物体表面产生的冲击力的大小
14. 如图所示,光滑水平轨道AB与竖直面内的粗糙半圆轨道BC在B点相切,半圆轨道BC的半径r=0.9m,质量M=0.39kg的木块静置于水平轨道AB上,一颗质量m=0.01kg的子弹以的速度沿水平方向射入木块且并未穿出,之后子弹和木块(下称结合体)经B点进入半圆轨道,并恰好能通过最高点C。取重力加速度大小,子弹射入木块的时间极短,结合体可视为质点,不计空气阻力。求:
(1)结合体到达B点时的速度大小;
(2)结合体在AB上的落点与B点间的距离x;
(3)结合体沿BC运动的过程中克服摩擦力做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设子弹与木块的共同速度为,由动量守恒定律则有
【小问2详解】
结合体恰好能通过最高点C,此时重力提供向心力得
解得
结合体从C点做平抛运动,竖直方向上做自由落体运动有
水平方向上做匀速直线运动有
联立可得
【小问3详解】
结合体由B运动到C点的过程中由动能定理
联立可得
15. 如图所示,半径的光滑圆弧轨道AB固定于竖直平面内,质量为的长木板静止在光滑水平面上,左端紧靠B点,长木板上表面与圆弧轨道相切于B点。质量为的物块a静止在长木板右侧的水平面上,距离长木板右端为。质量为的物块b从圆弧轨道的A点由静止释放沿轨道滑下,经B滑上长木板。已知b与长木板间的动摩擦因数为,重力加速度g取,a、b均可视为质点。
(1)求b滑到圆弧轨道B点时受到轨道支持力的大小;
(2)求长木板与a碰撞前的速度大小;
(3)若长木板与a发生弹性碰撞,欲使b始终不滑离长木板,求长木板的最小长度。
【答案】(1)30N (2)1m/s
(3)1.22m(或)
【解析】
【小问1详解】
物块由静止释放到B点,由机械能守恒有
在B点由牛顿第二定律有
联立解得
可知b滑到圆弧轨道B点时受到轨道支持力的大小为
【小问2详解】
物块b运动到长木板上后,受到摩擦力的作用而做减速运动,长木板做加速运动,物块的加速度大小为
长木板的加速度大小为
设经过一段时间t后物块b与长木板共速,速度大小为,由运动学知识有
解得,
此时长木板运动的位移大小为
故此时长木板还没有撞到物块a,长木板和物块b会以1m/s的速度做匀速运动直到与a碰撞。
【小问3详解】
由运动学知识有在b滑上长木板到与长木板共速前,b运动的位移为
此时物块b与长木板的相对位移为
之后长木板与物块a发生弹性碰撞,设碰后瞬间的速度分别为和,根据动量守恒定律,满足
同时机械能也是守恒的,满足
可解得,
接下来物块b与长木板会发生相对运动直到再次共速,这个过程没有其他外力的作用满足动量守恒,即
能量也是守恒的,即
联立解得,
所以长木板的长度至少为
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合肥一中滨湖校区高二物理数智作业三
一、单选题(每题4分,共32分)
1. 在炎热的夏季,“水上飞人”娱乐项目十分火爆,其原理是人借助脚下的喷水装置产生的反冲作用力腾空而起。下列说法正确的是( )
A. 人匀速竖直上升时,其机械能守恒
B. 人悬空静止一段时间内,水的反冲作用力做的功为零,冲量也为零
C. 人向上加速运动过程中,水的反冲作用力对装置向上的冲量大于装置对水向下的冲量
D. 人向上减速运动过程中,水的反冲作用力对装置做正功
2. 铅球被掷出后,在空中运动的轨迹如图所示。a、b、c、d、e为轨迹上5个点,c为轨迹的最高点,ab与bc的高度差相同。cd与de的水平距离相同。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 铅球从a点到b点和从b点到c点,速率的变化量相同
B. 铅球从a点到b点和从b点到c点,速度的平方变化量相同
C. 铅球从c点到d点动量的变化量小于从d点到e点动量的变化量
D. 铅球从c点到d点动量的变化量大于从d点到e点动量的变化量
3. 蹦床运动中,体重为60kg的运动员在t=0时刚好落到蹦床上,对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示。假设运动过程中运动员身体始终保持竖直,在其不与蹦床接触时蹦床水平。忽略空气阻力,重力加速度取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. t=0.15s时运动员的机械能最大
B. t=0.30s时运动员的速度大小为20m/s
C. t=1.30s时运动员距蹦床的高度为5m
D. 0-0.30s内,运动员对蹦床的平均作用力大小为4000N
4. 一物块静止在粗糙水平地面上,0~4s内所受水平拉力随时间的变化关系图像如图甲所示,0~2s内速度—时间图像如图乙所示,取重力加速度g=10m/s2,关于物块的运动。下列说法正确的是( )
A. 前2s内拉力做的功为12J
B. 前4s内拉力的冲量为
C. 前4s内物块一直在运动
D. 物块在4s末减速为零
5. 如图所示,有一质量为2m的光滑斜面体静止地放在光滑的水平地面上,斜面倾角为,斜面长2L,将质量为m的滑块(视为质点)从斜面体顶端由静止释放,滑块沿斜面下滑的过程中,滑块的加速度大小为,斜面体的加速度大小为,下列说法正确的是( )
A.
B. 滑块和斜面组成的系统动量守恒
C. 滑块从顶端滑至斜面底端的过程中,斜面的位移大小为
D. 滑块对斜面体的作用力方向与地面对斜面体的作用力方向相反
6. 某静电场的场强方向与轴平行,轴上各点电势随位置变化的图像如图所示。一电荷量为带负电的试探电荷,以的动能沿轴正方向经过点。若该电荷仅受电场力,则其将( )
A. 在点两侧往复运动
B. 在点两侧往复运动
C. 能到达点
D. 能到达点
7. 如图所示,半径相同的甲、乙两个小球在光滑水平面上向右运动,甲球的质量和速度分别为、,乙球的质量和速度分别为、。当甲、乙两球发生碰撞后,已知碰撞时间极短,则甲、乙两球碰撞后两个小球速度合理的是( )
A. 、 B. 、
C. 、 D. 、
8. 如图甲所示,光滑水平地面上有A、B两物块,质量分别为3kg、6kg,B的左端拴接着一劲度系数为N/m的水平轻质弹簧,它们的中心在同一水平线上。A以速度v0向静止的B运动,从A接触弹簧开始计时至A与弹簧脱离的过程中,弹簧长度l与时间t的关系如图乙所示,弹簧始终处在弹性限度范围内。已知弹簧的弹性势能(x为弹簧的形变量),则( )
A. 在0~2t0内B物块先加速后减速
B. v0=2m/s
C. A物块在t0时刻时速度最小
D. 整个过程中,B物块的机械能增加量等于A物块机械能的减少量
二、多选题(每题5分,共10分)
9. 如图甲所示,在两平行金属板间加有一交变电场,两极板间可以认为是匀强电场,当时,一带电粒子从左侧极板附近开始运动,其速度随时间变化关系如图乙图所示。带电粒子经过4T时间恰好到达右侧极板,(带电粒子的质量m、电量q、速度最大值、时间T为已知量)则下列说法正确的是( )
A. 带电粒子在两板间做往复运动,周期为T
B. 两板间距离
C. 两板间所加交变电场的周期为T,所加电压
D. 若其他条件不变,该带电粒子从开始进入电场,该粒子能到达右侧板
10. 如图所示,一质量为2m的小车静止在光滑水平地面上,其左端P点与平台平滑连接。小车上表面PQ是以O为圆心、半径为R的四分之一圆弧轨道。质量为m的光滑小球,以的速度由水平台面滑上小车。已知OP竖直,OQ水平,水平台面高,小球可视为质点,重力加速度为g。则( )
A. 小车能获得的最大速度为
B. 小球在Q点的速度大小为
C. 小球落地时的速度大小为
D. 小球在Q点速度方向与水平方向夹角的正切值为
三、实验题(每空2分,共18分)
11. 某实验小组想用多种方式验证动量守恒定律.小明同学选取两个体积相同、质量不等的小球,先让质量为m1的小球从轨道顶部由静止释放,由轨道末端的O点飞出并落在斜面上.再把质量为m2的小球放在O点,让小球m1仍从原位置由静止释放,与静止的小球m2碰后,两小球均落在斜面上,分别记录落点痕迹,其中M、P、N三落点的位置距离O点的长度分别为xOM、xOP、xON。
(1)用游标卡尺测得两小球的直径均如图乙所示,则小球直径d=___________cm;
(2)为了顺利完成实验,两个小球的质量应满足m1__________m2(选填“>”、“=”、“<”);
(3)关于该实验,下列说法正确的有( )
A. 轨道必须光滑
B. 安装轨道时,轨道末端必须水平
C. 同一组实验的不同碰撞中,每次质量为m1的小球必从同一高度由静止释放
D. m2小球的落点是P点
(4)在实验误差允许的范围内,若满足关系式______________,则可认为两球碰撞过程中动量守恒(用题目中的物理量表示)。
12. 在“电池电动势和内阻的测量”实验中,
(1)电路如图1所示,为防止电流过大,电路中连接的保护电阻R0应选择___________。
A. 定值电阻(阻值100.0 Ω,额定功率1 W)
B. 定值电阻(阻值2.0 Ω,额定功率5 W)
(2)电路连接的实物图如图2所示,其中连接错误的导线是___________(选填“①”“②”或“③”);
(3)正确连线后开始实验,某次测量时,如图3所示,电流表示数为___________A;
(4)由实验测得的数据,得到U-I图像,如图4所示,则电源的电动势___________V,内阻___________Ω;(结果均保留两位有效数字)
四、解答题
13. 高压水枪是世界上公认的最科学、经济、环保的清洁工具之一、如图所示为某高压水枪工作时的场景。已知水枪出水口直径为,水从枪口喷出时的速度为,水的密度为,求:
(1)单位时间从枪口喷出的水的质量;
(2)若水从枪口喷出时的速度大小,近距离垂直喷射到物体表面,水枪出水口直径。忽略水从枪口喷出后的发散效应,水喷射到物体表面时速度在短时间内变为零。由于水柱前端的水与物体表面相互作用时间很短,因此在分析水对物体表面的作用力时可忽略这部分水所受的重力。已知水的密度,,估算水枪在物体表面产生的冲击力的大小。
14. 如图所示,光滑水平轨道AB与竖直面内的粗糙半圆轨道BC在B点相切,半圆轨道BC的半径r=0.9m,质量M=0.39kg的木块静置于水平轨道AB上,一颗质量m=0.01kg的子弹以的速度沿水平方向射入木块且并未穿出,之后子弹和木块(下称结合体)经B点进入半圆轨道,并恰好能通过最高点C。取重力加速度大小,子弹射入木块的时间极短,结合体可视为质点,不计空气阻力。求:
(1)结合体到达B点时的速度大小;
(2)结合体在AB上的落点与B点间的距离x;
(3)结合体沿BC运动的过程中克服摩擦力做的功。
15. 如图所示,半径的光滑圆弧轨道AB固定于竖直平面内,质量为的长木板静止在光滑水平面上,左端紧靠B点,长木板上表面与圆弧轨道相切于B点。质量为的物块a静止在长木板右侧的水平面上,距离长木板右端为。质量为的物块b从圆弧轨道的A点由静止释放沿轨道滑下,经B滑上长木板。已知b与长木板间的动摩擦因数为,重力加速度g取,a、b均可视为质点。
(1)求b滑到圆弧轨道B点时受到轨道支持力的大小;
(2)求长木板与a碰撞前的速度大小;
(3)若长木板与a发生弹性碰撞,欲使b始终不滑离长木板,求长木板的最小长度。
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