精品解析:广东江门市鹤山市鹤华中学2026-2027学年高三上学期第二次学情自测物理试题
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内容正文:
鹤华中学高三物理第二次月考
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(共7题,每题4分,共28分)
1. 2026年3月3日晚,“龙腾古城·福满衢州”元宵舞龙展演盛大启幕。本次舞龙展演是衢州继2006年后,再度举办大规模元宵舞龙活动,采用行进式巡游与定点展演相结合的形式,路线串联起鹿鸣大草坪、诗词公园、市区上下街等衢州城区标志性地点,展演时间长达2个多小时。舞龙表演中,队员需协调一致地挥舞龙灯,使其在空中做出翻滚、盘旋等动作。( )
A. 研究龙灯在空中做出翻滚动作时,可以将龙灯视为质点
B. 龙灯在空中做出翻滚动作时受力平衡
C. 研究舞龙灯龙头运动轨迹时可以将其看作质点
D. 队员挥舞龙灯加速前进时队员对龙灯的作用力大于龙灯对队员的作用力
【答案】C
【解析】
【详解】A.研究龙灯在空中做出翻滚动作时,龙灯大小形状不能忽略,不可以将龙灯视为质点,A错误;
B.龙灯在空中做出翻滚动作时,龙灯做曲线运动,则受力不平衡,B错误;
C.研究舞龙灯龙头运动轨迹时,龙头的大小和形状可忽略不计,可以将其看作质点,C正确;
D.队员对龙灯的作用力与龙灯对队员的作用力是相互作用力,总是等大反向,D错误。
故选C。
2. 小米含水率是影响贮存、加工和运输的重要指标,市场上有一种电容式小米水分测量仪,如图所示为其简化原理图,平行板电容器两极板通过导线连接在电压传感器两端,电压传感器与静电计等效,相当于断路且可实时显示电容器两极板间的电压。给电容器带上一定的电荷量Q后断开电源,将待测小米压实填充在两极板之间,已知内部含水量高的小米相对介电常数较大,忽略米粒之间的间隙,则填充小米后( )
A. 电容器两极板间的电场强度变小
B. 电容器两极板所带的电荷量会增加
C. 电容器的电容值将变小
D. 电压传感器示数越大说明小米的含水量越高
【答案】A
【解析】
【详解】B.电容器与电源断开,所带电荷量保持不变,故B错误;
C.填充小米后,相对介电常数变大,由知电容器的电容值将变大,故C错误;
D.两极板间的电压,小米的含水量越高越大,越小,电压传感器示数越小,故D错误;
A.板间电场强度,板间距不变,填充小米后,增大,减小,电容器两极板间的电场强度变小,故A正确。
故选A。
3. 荡秋千是中华大地上很多民族共有的游艺竞技项目,据现有文献记载,它源自先秦。如图所示,某同学正在表演荡秋千,她站在秋千上并保持姿势不变,可视为质点处理,空气阻力、绳和踏板的质量忽略不计。则当她由最高点向最低点摆动过程中( )
A. 在最高点时,该同学的速度为零,处于平衡状态
B. 绳的拉力始终与运动方向垂直,所以绳的拉力的冲量为零
C. 在最低点时,该同学处于超重状态
D. 该同学所受重力的功率一直增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.在最高点时,该同学的速度为零,但是合力沿切线方向,不为零,故A错误;
B.该过程中,绳的拉力虽然始终与运动方向垂直,但根据冲量的定义可知,绳的拉力的冲量不为零,故B错误;
C.在最低点时,加速度方向向上,合力向上,支持力大于重力,处于超重状态,故C正确;
D.根据,在最高点时,速度为0,重力的功率为0,在最低点时,重力与速度方向垂直,功率为0,可知该过程中,重力的功率先增大后减小,故D错误;
故选C。
4. 如图甲所示,质量为的衣服对称晾挂在顶角为的等腰三角形光滑衣架上,衣架的质量和体积均忽略不计,衣架用轻绳悬挂在晾衣杆上。当风沿水平方向吹来,衣服稳定时轻绳与竖直方向夹角为,衣服受到重力、风力、衣架两臂对衣服的弹力作用,且这四个力的作用线交于同一点,如图乙所示。已知重力加速度为,则( )
A. 图甲衣架左、右两臂对衣服作用力大小均为
B. 甲、乙两图中衣架对衣服作用力大小相等
C. 图乙衣架左臂对衣服作用力大小为
D. 图乙衣架右臂对衣服作用力不为0
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲中衣服受力情况如图所示
有
解得,故A错误;
B.甲图中衣架两臂对衣服弹力的合力与重力平衡,故衣架对衣服作用力的大小为、方向竖直向上;乙图中衣服额外受到水平风力,衣架对衣服的合力大小等于重力和水平风力的合力,故衣架对衣服的合力大小为
所以,甲、乙两图中的衣架对衣服的作用力大小不相等,故B错误;
CD.图乙中衣服和衣架整体受力如图所示
竖直方向有
水平方向有
解得,
衣服稳定时轻绳与竖直方向夹角为,衣架光滑且顶角为,根据几何关系有,衣架左臂水平,衣架右臂与竖直方向成 。
衣服受到重力、风力、衣架两臂对衣服的弹力作用,且这四个力的作用线交于同一点,如图所示
竖直方向有
水平方向有
联立解得,故C错误,D正确。
故选D。
5. 如图所示为水火箭发射与回收的情景。发射时,水火箭靠反冲推力竖直加速上升;推力衰竭后,水火箭减速上升至最高点。随后自由下落,到达预设高度时打开降落伞减速,最终平稳降落到地面。整个过程中,水火箭的运动图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.s−t图像的斜率表示速度。水火箭先加速上升后减速上升,速度先增大后减小,故s−t图像切线斜率应先增大后减小;且在最高点速度为零,图像切线应水平,不能出现尖角(尖角表示速度突变),故A错误;
B.取竖直向上为正方向。发射时加速上升,加速度a>0;推力衰竭后减速上升,加速度方向向下,a<0。图B中前两段时间内加速度均为正值,表示物体一直做加速运动,与“减速上升”不符,故B错误;
C.v−t图像的斜率表示加速度,纵坐标表示速度。图像第一部分(t轴上方,v增大),对应加速上升阶段;图像第二部分(t轴上方,v减小),对应推力衰竭后减速上升阶段;图像第三部分(t轴下方,|v|增大),对应自由下落阶段;图像第四部分(t轴下方,|v|减小),对应打开降落伞减速下降阶段,最终速度趋于零(平稳降落)。该图像完整且正确地描述了水火箭的整个运动过程,故C正确;
D.t轴下方(下落阶段),速度大小一直在增大,只体现了自由下落过程,没有体现“打开降落伞减速”这一过程,故D错误。
故选C。
6. 研究发现,地球自转速率在近几年出现了反常的加快趋势,导致一天的时长比标准的24小时略短。这一现象与长期潮汐减速的预期相反,引发了科学界的广泛关注。不考虑其他变化,则由于地球自转速率的加快可能带来的影响是( )
A. 地球赤道上的物体受到的重力变小 B. 地球同步卫星的轨道高度变大
C. 地球的第一宇宙速度变小 D. 月球的公转周期变大
【答案】A
【解析】
【详解】A.处于地球赤道上的物体,由牛顿第二定律得
可知地球的自转速率加快,物体需要向心力变大,重力将变小,A正确;
B.对地球同步卫星有
地球的自转速率加快,自转周期变小,故轨道高度变小,B错误;
C.设地球第一宇宙速度为,则
得,可知与地球自转无关;C错误;
D.设月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T,月地距离为r,有
得,与地球自转无关,D错误。
故选A。
7. 如图所示,将油纸伞的伞面在竖直面内顺时针匀速转动,在竖直直径和水平直径的边缘位置处,四滴质量皆为m的雨滴a、b、c、d分别由边缘处脱离,脱离时雨滴速度与伞面边缘处线速度相同。若雨伞伞面半径为R,雨伞下边缘距离水平地面的高度也为R,雨滴c离开雨伞后做平抛运动的水平位移为,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 雨伞转动的角速度为
B. 着地前瞬间,雨滴b重力的功率大于雨滴d重力的功率
C. 雨滴a做平抛运动的水平位移为
D. 雨滴a落地时的动能是雨滴c落地时动能的3倍
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据平抛运动的规律,雨滴c竖直方向,有
水平方向,有
解得
又
解得雨伞转动的角速度,故A错误;
B.根据机械能守恒定律可知,由于雨滴b和d的高度相等,则雨滴b和d着地前瞬间竖直速度相同,根据可知,重力的瞬时功率相同,故B错误;
C.根据平抛运动的规律,雨滴a竖直方向,有
水平方向,有
则雨滴a平抛运动的水平位移为,故C正确;
D.根据动能定理可得
所以雨滴a落地时的动能增加量是雨滴c落地时动能增加量的3倍,又因为雨滴a和c的初动能相同,则雨滴a落地时的动能不是雨滴c落地时动能的3倍,故D错误。
故选C。
二、多选题(共3题,每题6分,共18分)
8. 现代农业通过“空间电场”技术优化大气与地表间形成的自然电场。如图所示,高压电源与悬挂电极连接,电极与土壤间形成空间电场,带负电的病原孢子在空间电场的作用下向悬挂电极移动,从而达到防病害的效果。为电场中的三点,则( )
A. 悬挂电极连接电源正极
B. 处电场强度相同
C. 点电势低于点电势
D. 病原孢子向悬挂电极移动过程中,电势能降低
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据带负电的病原孢子在空间电场的作用下向悬挂电极移动,可知悬挂电极带整点,则悬挂电极连接电源正极,故A正确;
B.根据电场线的分布可知处电场强度方向相同,故B错误;
C.根据沿着电场线方向电势降低结合A选项分析可知点电势高于点电势,故C错误;
D.根据题意可知病原孢子向悬挂电极移动过程中,电场力做正功,其电势能降低,故D正确。
故选AD。
9. 如图所示,位于竖直面内的半圆形光滑凹槽放在光滑的水平面上,其左侧有一固定挡板。小滑块从凹槽边缘A点由静止释放,经最低点B向上到达另一侧的最高处C点。把小滑块从A点到达B点称为过程I,从B点到达C点称为过程II,已知小滑块质量为m,凹槽质量为M,凹槽半径为R,则关于这两个过程,下列说法中正确的是( )
A. 过程Ⅰ中小滑块机械能守恒、系统动量不守恒
B. 过程II中小滑块机械能守恒、系统动量守恒
C. 末态C点高度一定小于出发点A点高度
D. 如果左侧没有挡板,运动过程中小滑块相对地面的最大水平位移为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.过程I中只有重力做功,小滑块机械能守恒、但由于系统所受合外力不为零,则系统动量不守恒,故A正确;
B.过程II中凹槽对小滑块的支持力做负功,则小滑块的机械能不守恒,系统水平方向动量守恒,故B错误;
C.由于凹槽的动能增加,小滑块的机械能减少,根据能量守恒定律可知,末态C点高度一定小于出发点A点高度,故C正确;
D.如果左侧没有挡板,小滑块和凹槽组成的系统水平方向动量守恒,根据人船模型可得
解得,故D正确。
故选ACD。
10. 《河源县志》记载:“昔山间虎豹麋鹿甚多”,说明古时候河源地区野生动物资源丰富。老虎在伏击卧地休息的麋鹿时,以20m/s的水平速度瞬间咬住麋鹿,随后一起沿水平地面滑行一段距离后停下。已知老虎、麋鹿质量分别为180kg、120kg,滑行时与地面间的动摩擦因数均为0.45,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 一起滑行的距离为18m
B. 老虎咬住麋鹿后速度大小为14m/s
C. 老虎对麋鹿的冲量大小为
D. 假设老虎没咬住麋鹿,而是发生弹性碰撞,则碰后麋鹿速度大小为24m/s
【答案】CD
【解析】
【详解】B.设老虎、麋鹿质量分别为,老虎咬住麋鹿的过程由动量守恒
解得老虎咬住麋鹿后速度大小为v=12m/s,B错误;
A.根据动能定理
解得一起滑行的距离为x=16m,A错误;
C.老虎对麋鹿的冲量大小为,C正确;
D.假设老虎没咬住麋鹿,而是发生弹性碰撞,由动量守恒和能量守恒可知,
解得碰后麋鹿速度大小为v2=24m/s,D正确。
故选CD。
三、实验题(共16分,每空2分)
11. 实验室需要确定某种合金丝的电阻率,实验小组截取了一段该合金丝进行测量。实验器材有:
待测合金丝:阻值约5 Ω,长度约1 m
电源:电压为3 V
双量程电流表:0~0.6 A(内阻约0.5 Ω),0~3 A(内阻约0.1 Ω)
电压表:内阻约3 kΩ,量程0~3 V
滑动变阻器R:阻值0~10 Ω
螺旋测微器、毫米刻度尺、开关、导线若干
(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径,测量结果如图1所示,则测量值d=________mm,用毫米刻度尺测得合金丝接入电路部分的长度为l=1000.0 mm。
(2)电流表应选用的量程为_________(选填“0~0.6 A”或“0~3 A”)。
(3)电路中电流表、电压表的连接方式应选用图_________(选填“2”或“3”)。
(4)被测合金丝的测量值为Rx,则该合金丝的电阻率ρ=________(用Rx、d、l表示)
【答案】(1)0.998##0.999##1.000##1.001##1.002
(2)
(3)2 (4)
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器固定刻度读数为1mm、可动刻度读数为0.0×0.01mm,总读数为1.000mm
【小问2详解】
合金丝两端电压不会超过电源电压,由欧姆定律,估算电流上限为
考虑电流表和滑动变阻器的分压,实际电流小于,为提高测量精度,应选用量程。
【小问3详解】
图2中,电压表只测量合金丝两端的电压,电流表同时测量合金丝和电压表的电流;电压表内阻约为,远大于合金丝电阻,分流造成的误差很小。图3中,电压表还测量电流表两端的电压,而所选电流表内阻约为,会给约的电阻测量带来较大误差。故选图2。
【小问4详解】
由电阻定律,合金丝的横截面积为
联立得
12. 张红和李磊分别利用如图甲所示的气垫导轨装置验证动量守恒定律。在水平导轨上安置了两个安装有弹性碰撞架的滑块A和B,其中滑块A上固定有宽度为的挡光片,滑块B上固定有宽度为的挡光片。导轨上固定有两个光电门1和2,数字计时器能记录挡光片通过光电门的时间。
(1)张红用10分度游标卡尺分别测量两挡光片的宽度,滑块A挡光片宽度的示数如图乙所示,___________mm,经比较后和近似相等。
(2)实验前,调节气垫导轨底部的旋钮,使导轨水平。
(3)将滑块静止放置在两个光电门之间,滑块以一定初速度向左通过光电门1后与发生碰撞。为了保证碰后滑块不被弹回,两滑块质量应满足___________(选填“>”、或“<”)。
(4)某次实验中,测得滑块A通过光电门1的挡光时间为,两滑块碰撞后,先后经过光电门2时的挡光时间分别为和。则验证动量守恒定律的表达式为___________(用表示)。
(5)李磊做实验时遗漏了上述操作中的(2),他多次实验后发现,系统碰撞后的总动量总是大于碰撞前的总动量,造成此结果的原因可能是导轨___________端偏高(填“左”或“右”)。
【答案】 ①. 3.8 ②. > ③. ④. 右
【解析】
【详解】(1)[1]由图乙可知游标卡尺精度为0.1mm,则
(3)[2]设滑块A与滑块B碰撞前瞬间的速度为,碰撞后瞬间A、B的速度分别为、,以水平向右的方向为正方向,根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
联立得,
为了保证碰后滑块不被弹回,与方向需要一致,得
(4)[3]挡光片的宽度分别为和,可得,,
根据动量守恒定律有
由于和近似相等,代入得
(5)[4]系统碰撞后的总动量总是大于碰撞前的总动量,则因碰撞过程时间极短,重力冲量可忽略,该偏差是碰撞前后滑块在倾斜导轨上运动时,重力分力导致测量速度与碰撞瞬间实际速度存在偏差造成的,故其原因是导轨右端偏高。
四、解答题(共38分)
13. 如图,“云霄弹射”是亚洲最高的自由落体项目。承载机和游客总质量为m,在短时间内由静止状态被弹射至3h高处,紧接着做自由落体运动下落2h,再以恒力制动减速下降h后刚好停在原处,游客同时体验“高空弹射”的快感以及“瞬间失重”的刺激,不计空气阻力和摩擦力,当地重力加速度为g。
(1)求弹射系统对承载机和游客所做的功;
(2)求下降制动过程中制动恒力的冲量大小。
【答案】(1)3mgh;(2)
【解析】
【详解】(1)承载机和游客从静止上升到最高点,根据动能定理有
①
解得弹射系统对承载机和游客所做的功
②
(2)设自由落体下落2h时的速度为v,根据动能定理有
③
设以恒力制动减速下降h所用时间为,
④
设下降制动过程中制动恒力的冲量大小为I,向下为正,根据动量定理有
⑤
由③④⑤解得
⑥
14. 某些病毒可以用“质子疗法”进行治疗。如图所示,来自质子源的质子初速度为零,经加速电压加速后,沿图中四分之一圆弧虚线通过辐向电场,质子只能从P点竖直向上进入存在水平向右的匀强电场的圆形区域,最终轰击处在圆上Q点的病毒细胞。已知四分之一圆弧虚线处的电场强度大小为,方向沿半径指向圆心O,圆与OP相切于P点,,圆形区域的半径为,Q点到OP距离为,质子质量为、电荷量为。不计质子间相互作用。求:
(1)加速电场的电压;
(2)圆形区域内电场的电场强度大小;
(3)为击中位于圆上S处(水平,S在图中未画出)的病毒细胞,需要同时调节加速电场的电压与辐向电场的电场强度,求调节后的加速电场电压和辐向电场虚线处电场强度大小。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
质子在辐向电场中,电场力提供向心力
在加速电场中,由动能定理
解得
【小问2详解】
质子从P点竖直向上进入水平向右的匀强电场,做类平抛运动,竖直方向
得运动时间
水平方向
由
代入和,整理得
【小问3详解】
质子从P点竖直向上进入电场,要击中S点(O'S水平),竖直位移y=R,水平位移。竖直方向R=v't'
水平方向
加速电场中
辐向电场中,电场力提供向心力
联立解得
15. 如图所示,在足够大的光滑水平面上,有一平板车,其右端竖直固定一挡板,挡板上水平固定一轻质弹簧,在平板车的左端P有一小滑块(视为质点,且滑块与平板车的质量相等),平板车上表面Q点的左侧粗糙、右侧光滑,且P、Q两点间的距离。某时刻平板车以大小的速度向左滑行,同时滑块以大小的速度向右滑行,与弹簧作用后,滑块与平板车相对静止,此时滑块恰好静止在PQ的中点。取重力加速度大小,弹簧始终在弹性限度内。
(1)求当二者处于相对静止时的速度大小v和方向;
(2)求滑块与平板车的粗糙面间的动摩擦因数μ;
(3)若在二者共同运动方向足够远的前方有一竖直障碍物(图中未画出),平板车与它碰撞后以原速率反弹,碰撞时间极短,且碰撞后立即撤去该障碍物,请通过计算判断滑块是否脱离平板车,若滑块不会脱离平板车,求滑块最终停在平板车上的位置到Q点的距离x。
【答案】(1)2m/s,方向水平向右;(2)0.2;(3)0.5m
【解析】
【分析】
【详解】(1)设滑块的质量为m,以水平向右为正方向,由动量守恒定律有
解得
方向水平向右。
(2)由能量守恒定律有
解得
(3)设当二者再次相对静止时的共同速度大小为,由动量守恒定律有
解得
设滑块相对平板车运动的路程为s,由能量守恒定律有
解得
又
解得
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鹤华中学高三物理第二次月考
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(共7题,每题4分,共28分)
1. 2026年3月3日晚,“龙腾古城·福满衢州”元宵舞龙展演盛大启幕。本次舞龙展演是衢州继2006年后,再度举办大规模元宵舞龙活动,采用行进式巡游与定点展演相结合的形式,路线串联起鹿鸣大草坪、诗词公园、市区上下街等衢州城区标志性地点,展演时间长达2个多小时。舞龙表演中,队员需协调一致地挥舞龙灯,使其在空中做出翻滚、盘旋等动作。( )
A. 研究龙灯在空中做出翻滚动作时,可以将龙灯视为质点
B. 龙灯在空中做出翻滚动作时受力平衡
C. 研究舞龙灯龙头运动轨迹时可以将其看作质点
D. 队员挥舞龙灯加速前进时队员对龙灯的作用力大于龙灯对队员的作用力
2. 小米含水率是影响贮存、加工和运输的重要指标,市场上有一种电容式小米水分测量仪,如图所示为其简化原理图,平行板电容器两极板通过导线连接在电压传感器两端,电压传感器与静电计等效,相当于断路且可实时显示电容器两极板间的电压。给电容器带上一定的电荷量Q后断开电源,将待测小米压实填充在两极板之间,已知内部含水量高的小米相对介电常数较大,忽略米粒之间的间隙,则填充小米后( )
A. 电容器两极板间的电场强度变小
B. 电容器两极板所带的电荷量会增加
C. 电容器的电容值将变小
D. 电压传感器示数越大说明小米的含水量越高
3. 荡秋千是中华大地上很多民族共有的游艺竞技项目,据现有文献记载,它源自先秦。如图所示,某同学正在表演荡秋千,她站在秋千上并保持姿势不变,可视为质点处理,空气阻力、绳和踏板的质量忽略不计。则当她由最高点向最低点摆动过程中( )
A. 在最高点时,该同学的速度为零,处于平衡状态
B. 绳的拉力始终与运动方向垂直,所以绳的拉力的冲量为零
C. 在最低点时,该同学处于超重状态
D. 该同学所受重力的功率一直增大
4. 如图甲所示,质量为的衣服对称晾挂在顶角为的等腰三角形光滑衣架上,衣架的质量和体积均忽略不计,衣架用轻绳悬挂在晾衣杆上。当风沿水平方向吹来,衣服稳定时轻绳与竖直方向夹角为,衣服受到重力、风力、衣架两臂对衣服的弹力作用,且这四个力的作用线交于同一点,如图乙所示。已知重力加速度为,则( )
A. 图甲衣架左、右两臂对衣服作用力大小均为
B. 甲、乙两图中衣架对衣服作用力大小相等
C. 图乙衣架左臂对衣服作用力大小为
D. 图乙衣架右臂对衣服作用力不为0
5. 如图所示为水火箭发射与回收的情景。发射时,水火箭靠反冲推力竖直加速上升;推力衰竭后,水火箭减速上升至最高点。随后自由下落,到达预设高度时打开降落伞减速,最终平稳降落到地面。整个过程中,水火箭的运动图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 研究发现,地球自转速率在近几年出现了反常的加快趋势,导致一天的时长比标准的24小时略短。这一现象与长期潮汐减速的预期相反,引发了科学界的广泛关注。不考虑其他变化,则由于地球自转速率的加快可能带来的影响是( )
A. 地球赤道上的物体受到的重力变小 B. 地球同步卫星的轨道高度变大
C. 地球的第一宇宙速度变小 D. 月球的公转周期变大
7. 如图所示,将油纸伞的伞面在竖直面内顺时针匀速转动,在竖直直径和水平直径的边缘位置处,四滴质量皆为m的雨滴a、b、c、d分别由边缘处脱离,脱离时雨滴速度与伞面边缘处线速度相同。若雨伞伞面半径为R,雨伞下边缘距离水平地面的高度也为R,雨滴c离开雨伞后做平抛运动的水平位移为,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 雨伞转动的角速度为
B. 着地前瞬间,雨滴b重力的功率大于雨滴d重力的功率
C. 雨滴a做平抛运动的水平位移为
D. 雨滴a落地时的动能是雨滴c落地时动能的3倍
二、多选题(共3题,每题6分,共18分)
8. 现代农业通过“空间电场”技术优化大气与地表间形成的自然电场。如图所示,高压电源与悬挂电极连接,电极与土壤间形成空间电场,带负电的病原孢子在空间电场的作用下向悬挂电极移动,从而达到防病害的效果。为电场中的三点,则( )
A. 悬挂电极连接电源正极
B. 处电场强度相同
C. 点电势低于点电势
D. 病原孢子向悬挂电极移动过程中,电势能降低
9. 如图所示,位于竖直面内的半圆形光滑凹槽放在光滑的水平面上,其左侧有一固定挡板。小滑块从凹槽边缘A点由静止释放,经最低点B向上到达另一侧的最高处C点。把小滑块从A点到达B点称为过程I,从B点到达C点称为过程II,已知小滑块质量为m,凹槽质量为M,凹槽半径为R,则关于这两个过程,下列说法中正确的是( )
A. 过程Ⅰ中小滑块机械能守恒、系统动量不守恒
B. 过程II中小滑块机械能守恒、系统动量守恒
C. 末态C点高度一定小于出发点A点高度
D. 如果左侧没有挡板,运动过程中小滑块相对地面的最大水平位移为
10. 《河源县志》记载:“昔山间虎豹麋鹿甚多”,说明古时候河源地区野生动物资源丰富。老虎在伏击卧地休息的麋鹿时,以20m/s的水平速度瞬间咬住麋鹿,随后一起沿水平地面滑行一段距离后停下。已知老虎、麋鹿质量分别为180kg、120kg,滑行时与地面间的动摩擦因数均为0.45,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 一起滑行的距离为18m
B. 老虎咬住麋鹿后速度大小为14m/s
C. 老虎对麋鹿的冲量大小为
D. 假设老虎没咬住麋鹿,而是发生弹性碰撞,则碰后麋鹿速度大小为24m/s
三、实验题(共16分,每空2分)
11. 实验室需要确定某种合金丝的电阻率,实验小组截取了一段该合金丝进行测量。实验器材有:
待测合金丝:阻值约5 Ω,长度约1 m
电源:电压为3 V
双量程电流表:0~0.6 A(内阻约0.5 Ω),0~3 A(内阻约0.1 Ω)
电压表:内阻约3 kΩ,量程0~3 V
滑动变阻器R:阻值0~10 Ω
螺旋测微器、毫米刻度尺、开关、导线若干
(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径,测量结果如图1所示,则测量值d=________mm,用毫米刻度尺测得合金丝接入电路部分的长度为l=1000.0 mm。
(2)电流表应选用的量程为_________(选填“0~0.6 A”或“0~3 A”)。
(3)电路中电流表、电压表的连接方式应选用图_________(选填“2”或“3”)。
(4)被测合金丝的测量值为Rx,则该合金丝的电阻率ρ=________(用Rx、d、l表示)
12. 张红和李磊分别利用如图甲所示的气垫导轨装置验证动量守恒定律。在水平导轨上安置了两个安装有弹性碰撞架的滑块A和B,其中滑块A上固定有宽度为的挡光片,滑块B上固定有宽度为的挡光片。导轨上固定有两个光电门1和2,数字计时器能记录挡光片通过光电门的时间。
(1)张红用10分度游标卡尺分别测量两挡光片的宽度,滑块A挡光片宽度的示数如图乙所示,___________mm,经比较后和近似相等。
(2)实验前,调节气垫导轨底部的旋钮,使导轨水平。
(3)将滑块静止放置在两个光电门之间,滑块以一定初速度向左通过光电门1后与发生碰撞。为了保证碰后滑块不被弹回,两滑块质量应满足___________(选填“>”、或“<”)。
(4)某次实验中,测得滑块A通过光电门1的挡光时间为,两滑块碰撞后,先后经过光电门2时的挡光时间分别为和。则验证动量守恒定律的表达式为___________(用表示)。
(5)李磊做实验时遗漏了上述操作中的(2),他多次实验后发现,系统碰撞后的总动量总是大于碰撞前的总动量,造成此结果的原因可能是导轨___________端偏高(填“左”或“右”)。
四、解答题(共38分)
13. 如图,“云霄弹射”是亚洲最高的自由落体项目。承载机和游客总质量为m,在短时间内由静止状态被弹射至3h高处,紧接着做自由落体运动下落2h,再以恒力制动减速下降h后刚好停在原处,游客同时体验“高空弹射”的快感以及“瞬间失重”的刺激,不计空气阻力和摩擦力,当地重力加速度为g。
(1)求弹射系统对承载机和游客所做的功;
(2)求下降制动过程中制动恒力的冲量大小。
14. 某些病毒可以用“质子疗法”进行治疗。如图所示,来自质子源的质子初速度为零,经加速电压加速后,沿图中四分之一圆弧虚线通过辐向电场,质子只能从P点竖直向上进入存在水平向右的匀强电场的圆形区域,最终轰击处在圆上Q点的病毒细胞。已知四分之一圆弧虚线处的电场强度大小为,方向沿半径指向圆心O,圆与OP相切于P点,,圆形区域的半径为,Q点到OP距离为,质子质量为、电荷量为。不计质子间相互作用。求:
(1)加速电场的电压;
(2)圆形区域内电场的电场强度大小;
(3)为击中位于圆上S处(水平,S在图中未画出)的病毒细胞,需要同时调节加速电场的电压与辐向电场的电场强度,求调节后的加速电场电压和辐向电场虚线处电场强度大小。
15. 如图所示,在足够大的光滑水平面上,有一平板车,其右端竖直固定一挡板,挡板上水平固定一轻质弹簧,在平板车的左端P有一小滑块(视为质点,且滑块与平板车的质量相等),平板车上表面Q点的左侧粗糙、右侧光滑,且P、Q两点间的距离。某时刻平板车以大小的速度向左滑行,同时滑块以大小的速度向右滑行,与弹簧作用后,滑块与平板车相对静止,此时滑块恰好静止在PQ的中点。取重力加速度大小,弹簧始终在弹性限度内。
(1)求当二者处于相对静止时的速度大小v和方向;
(2)求滑块与平板车的粗糙面间的动摩擦因数μ;
(3)若在二者共同运动方向足够远的前方有一竖直障碍物(图中未画出),平板车与它碰撞后以原速率反弹,碰撞时间极短,且碰撞后立即撤去该障碍物,请通过计算判断滑块是否脱离平板车,若滑块不会脱离平板车,求滑块最终停在平板车上的位置到Q点的距离x。
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