考生注意:
1.本試卷滿分100分,考試時(shí)間90分鐘。
2.考生作答時(shí),請(qǐng)將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑;非選擇題請(qǐng)用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答,超出答題區(qū)域書寫的答案無效,在試題卷、草稿紙上作答無效。
一、選擇題(本題共13小題,每小題3分,共39分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的,不選、多選、錯(cuò)選均不得分)
1. 下面四個(gè)選項(xiàng)中,是國(guó)際單位制中的基本單位的是( )
A. VB. A
C. WbD. C
【答案】B
【解析】國(guó)際單位制中的基本單位有:kg、m、s、A、K、cd、ml。
故選B。
2. 2024年10月18日,游泳世界杯上海站(短池)首日比賽正式開始。在女子400米自由泳預(yù)賽中,中國(guó)選手李冰潔以4分08秒88獲得第一。已知游泳池分長(zhǎng)池和短池,長(zhǎng)池長(zhǎng)度為50米,短池長(zhǎng)度為25米,下列說法正確的是( )
A. 研究李冰潔自由泳動(dòng)作時(shí)可以把她看作是質(zhì)點(diǎn)
B. “4分08秒88”指的是時(shí)刻
C. 李冰潔在比賽中運(yùn)動(dòng)的位移為400m
D. 李冰潔比賽過程中的平均速度大小為0
【答案】D
【解析】A.研究李冰潔自由泳動(dòng)作時(shí),不能忽略她的形狀和大小,所以不能把她看做質(zhì)點(diǎn),故A錯(cuò)誤;
B.4分08秒88是運(yùn)動(dòng)員游完全程所用的時(shí)間,指的是時(shí)間間隔,故B錯(cuò)誤;
CD.游泳池長(zhǎng)25米,400米比賽8個(gè)來回,所以位移為零,運(yùn)動(dòng)全程的平均速度為0,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選D。
3. 在物理學(xué)建立、發(fā)展的過程中,許多物理學(xué)家的研究推動(dòng)了人類歷史的進(jìn)步。下列關(guān)于物理學(xué)家和他們的貢獻(xiàn),說法正確的是( )
A. 庫(kù)侖最早通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了電子的電量
B. 法拉第總結(jié)了科學(xué)家對(duì)電磁規(guī)律的研究成果,最終建立了經(jīng)典電磁場(chǎng)理論
C. 奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),首次揭示了電與磁的聯(lián)系
D. 牛頓提出了萬有引力定律,并測(cè)得了引力常量的大小
【答案】C
【解析】A.密立根最早通過油滴實(shí)驗(yàn)較準(zhǔn)確地測(cè)出了電子的電量,故A錯(cuò)誤;
B.英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋系統(tǒng)地總結(jié)了人類直至19世紀(jì)中葉對(duì)電磁規(guī)律的研究成果,在此基礎(chǔ)上,他最終建立了經(jīng)典電磁場(chǎng)理論,故B錯(cuò)誤;
C.丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),首次揭示了電與磁的聯(lián)系,故C正確;
D.牛頓提出了萬有引力定律,卡文迪什測(cè)得了引力常量的大小,故D錯(cuò)誤。
故選C。
4. 某一個(gè)在空中處于上升過程的羽毛球的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖虛線所示,則圖示位置羽毛球所受合外力示意圖可能正確的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】BC.羽毛球在空中做曲線運(yùn)動(dòng),可知羽毛球所受合力應(yīng)指向軌跡的凹側(cè),故BC錯(cuò)誤;
AD.羽毛球處于上升過程,速度在減小,可知所受合力與速度之間的夾角應(yīng)為鈍角,故A正確,D錯(cuò)誤。
故選A。
5. 真空中有兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷,若將它們之間的距離增大為原來的2倍,帶電量都增大為原來的3倍后它們之間的庫(kù)侖力大小為F,則它們之間沒有改變之前的庫(kù)侖力大小為( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】設(shè)真空中有兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷間的距離為r,電量分別為q1、q2,根據(jù)庫(kù)侖定律有
將它們之間的距離增大為原來2倍,帶電量都增大為原來的3倍,根據(jù)庫(kù)侖定律有
解得
故選A。
6. 物體做直線運(yùn)動(dòng),以水平向右為正方向,它的v—t圖像如圖所示,則該物體( )
A. 在前8s內(nèi)一直向右運(yùn)動(dòng)
B. 在2s末離出發(fā)點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)
C. 在前2s內(nèi)和2~6s內(nèi)的加速度方向相同
D. 在4~6s內(nèi)和6~8s內(nèi)的位移大小相同
【答案】D
【解析】A.圖像中正負(fù)符號(hào)表示速度方向,根據(jù)圖像可知,物體前6s一直沿正方向運(yùn)動(dòng),6s后沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng),即物體前6s一直向右運(yùn)動(dòng),6s后向左運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;
B.結(jié)合上述可知,物體在6s時(shí)離出發(fā)點(diǎn)距離最遠(yuǎn),故B錯(cuò)誤;
C.圖像的斜率的絕對(duì)值表示加速度大小,斜率的正負(fù)表示加速度方向,由圖像可知,前2s內(nèi)和2~6s內(nèi)的加速度大小相等,方向相反,故C錯(cuò)誤;
D.圖像與時(shí)間軸圍成的面積表示位移,可知4~6s內(nèi)和6~8s內(nèi)的位移大小相等方向相反,故D正確。
故選D。
7. 為了使汽車快速安全通過彎道,高速公路轉(zhuǎn)彎處的路面通常設(shè)計(jì)成外側(cè)高、內(nèi)側(cè)低。已知某高速公路轉(zhuǎn)彎處是一圓弧,圓弧半徑r=850m,路面傾角θ=6°(tan6°=0.105),汽車與路面的摩擦因數(shù)μ=0.6,則在該彎道處( )
A. 汽車受到重力、支持力和向心力
B. 汽車所需的向心力等于其所受地面的支持力
C. 當(dāng)汽車速度等于120km/h時(shí),汽車會(huì)受到平行于路面指向彎道內(nèi)側(cè)的摩擦力
D. 若汽車速度小于60km/h,汽車會(huì)向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)
【答案】C
【解析】A.汽車受到重力、支持力和摩擦力,這些力的合力提供向心力,故A錯(cuò)誤;
B.汽車所需的向心力等于其所受地面的支持力和摩擦力的合力的水平分力,故B錯(cuò)誤;
C.結(jié)合上述,對(duì)汽車進(jìn)行分析有
解得
當(dāng)速度大于108km/h時(shí),汽車會(huì)受到沿路面指向內(nèi)側(cè)的摩擦力,故C正確;
D.根據(jù)題中給出的數(shù)據(jù)可知
所以無論汽車以什么速度過彎道都不會(huì)向內(nèi)側(cè)滑動(dòng),故D錯(cuò)誤。
故選C。
8. 自動(dòng)體外除顫器是一種便攜式醫(yī)療設(shè)備,它可以診斷特定的心律失常,并且給予電擊除顫,是可被非專業(yè)人員使用的用于搶救心臟驟停患者的醫(yī)療設(shè)備。某型號(hào)自動(dòng)體外除顫器的電容器電容是16μF,以4kV電壓完成充電的電容器在一段時(shí)間內(nèi)以平均電流為16A完成放電,下列說法正確的是( )
A. 該電容器放電的時(shí)間為4ms
B. 該電容器的擊穿電壓小于4kV
C. 該電容器放電完成后電容為零
D. 增大充電電壓,電容器電容變大
【答案】A
【解析】A.電容器儲(chǔ)存的電量
可知放電前電容器儲(chǔ)存的電量為0.064C,放電時(shí)間
故A正確;
B.該電容器工作電壓為4.0kV,不高于額定電壓,擊穿電壓大于額定電壓,故B錯(cuò)誤;
CD.電容是表征電容器儲(chǔ)存電荷本領(lǐng)大小的物理量,充電或放電之后,電容器的電容大小是不變的,仍為16μF,故CD錯(cuò)誤。
故選A。
9. 2024年3月20日,“鵲橋二號(hào)”中繼星成功發(fā)射升空,為“嫦娥四號(hào)”“嫦娥六號(hào)”等任務(wù)提供地月間中繼通信。3月25日,“鵲橋二號(hào)”中繼星經(jīng)過約112小時(shí)奔月飛行后,在距月面約440公里處開始實(shí)施近月制動(dòng),約19分鐘后,順利進(jìn)入環(huán)月軌道飛行,其運(yùn)動(dòng)軌跡演示如圖所示。下列說法正確的是( )
A. “鵲橋二號(hào)”在地月轉(zhuǎn)移軌道通過A點(diǎn)的加速度大于在環(huán)月圓軌道通過A點(diǎn)的加速度
B. “鵲橋二號(hào)”在環(huán)月橢圓軌道近月點(diǎn)的速度大于遠(yuǎn)月點(diǎn)的速度
C. “鵲橋二號(hào)”在地球表面附近的發(fā)射速度大于11.2km/s
D. “鵲橋二號(hào)”與月心連線和“嫦娥四號(hào)”與月心連線在相等時(shí)間內(nèi)分別掃過的面積相等
【答案】B
【解析】A.根據(jù)牛頓第二定律可得
可得
可知“鵲橋二號(hào)”在地月轉(zhuǎn)移軌道通過A點(diǎn)的加速度等于在環(huán)月圓軌道通過A點(diǎn)的加速度,故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)開普勒第二定律,“鵲橋二號(hào)”在環(huán)月橢圓軌道近月點(diǎn)的速度大于遠(yuǎn)月點(diǎn)的速度,B正確;
C.第二宇宙速度為脫離地球吸引的最小發(fā)射速度,“鵲橋二號(hào)”中繼星沒有脫離地球的束縛,可知“鵲橋二號(hào)”在地球表面附近的發(fā)射速度小于第二宇宙速度11.2km/s,故C錯(cuò)誤;
D.由于“鵲橋二號(hào)”與“嫦娥四號(hào)”在不同軌道繞月球轉(zhuǎn)動(dòng),根據(jù)開普勒第二定律可知,“鵲橋二號(hào)”與月心連線和“嫦娥四號(hào)”與月心連線在相等時(shí)間內(nèi)分別掃過的面積不相等,故D錯(cuò)誤。
故選B。
10. 如圖所示,射水魚發(fā)現(xiàn)前方有一昆蟲,就將嘴露出水面對(duì)昆蟲噴水,斜向上射出的水柱恰好水平擊中昆蟲。已知魚嘴距離昆蟲的直線距離d=0.8m,兩者連線與水平方向夾角為θ=78°(sin78°=0.98,cs78°=0.21)。已知重力加速度g=9.8m/s2,忽略空氣阻力。下列說法正確的是( )
A. 水滴在空中運(yùn)動(dòng)0.5s后擊中昆蟲
B. 擊中昆蟲時(shí),水滴速度大小為0.42m/s
C. 斜向上射出水柱,初速度大小為4.42m/s
D. 斜向上射出的水柱,初速度與水平方向夾角為78°
【答案】B
【解析】A.將水柱的運(yùn)動(dòng)看作反向平拋運(yùn)動(dòng)分析,由水柱豎直方向的運(yùn)動(dòng)可得
解得水柱從發(fā)射到擊中昆蟲的時(shí)間為
故A錯(cuò)誤;
B.由水柱水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)可得
解得初速度的水平分速度
故B正確;
C.由水柱豎直方向的運(yùn)動(dòng)可得初速度的豎直分速度
根據(jù)速度的合成可得斜向上射出的水柱的初速度大小為
故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)速度偏轉(zhuǎn)角與位移偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系,斜向上射出的水柱,初速度與水平方向夾角大于位移方向和水平方向的夾角,則斜向上射出的水柱,初速度與水平方向夾角大于78°,故D錯(cuò)誤。
故選B。
11. 如圖甲所示為一兒童玩具——彈跳桿。當(dāng)人抓住扶手用力蹬踏板壓縮彈簧后,人就向上彈起,進(jìn)而帶動(dòng)彈跳桿跳躍,如圖乙為其簡(jiǎn)化模型圖。若不計(jì)空氣阻力,不計(jì)彈跳桿和地面接觸時(shí)的能量損失,則( )
A. 人向上彈起過程中,踏板對(duì)人的作用力大于人對(duì)踏板的作用力
B. 人向上彈起至最高點(diǎn)過程中,一直處于超重狀態(tài)
C. 彈跳桿從接觸地面到壓縮彈簧至最低點(diǎn)的過程中,人減小的重力勢(shì)能小于彈簧增加的彈性勢(shì)能
D. 從最高點(diǎn)下落至彈跳桿剛好接觸地面時(shí),人的速度達(dá)到最大
【答案】C
【解析】A.踏板對(duì)人的作用力和人對(duì)踏板的作用力是一對(duì)作用力與反作用力,根據(jù)牛頓第三定律可知,相互作用力大小相等,作用方向相反。故A錯(cuò)誤;
B.當(dāng)人開始向上彈起時(shí),彈跳桿對(duì)人向上的支持力大于人的重力,人處于超重狀態(tài),當(dāng)人向上運(yùn)動(dòng)并減速時(shí),彈跳桿對(duì)人向上的支持力小于人的重力,人處于失重狀態(tài)。故B錯(cuò)誤;
C.彈跳桿從接觸地面到壓縮彈簧至最低點(diǎn)的過程中,人的動(dòng)能和重力勢(shì)能在減少,彈簧彈性勢(shì)能增加,人減少的動(dòng)能和重力勢(shì)能等于彈簧增加的彈性勢(shì)能。故C正確;
D.當(dāng)人從最高點(diǎn)開始下落時(shí),人做自由落體運(yùn)動(dòng),當(dāng)彈跳桿觸地時(shí),彈簧會(huì)向上產(chǎn)生彈力,并且彈力隨著壓縮量的增加而增大,所以人會(huì)繼續(xù)做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng),所以剛接觸地面時(shí)人的速度不是最大。故D錯(cuò)誤。
故選C。
12. 如圖所示,三根足夠長(zhǎng)的平行通電直導(dǎo)線A、B、C分別處在正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上,O點(diǎn)為三角形中心,三根導(dǎo)線電流方向如圖所示,電流大小相等。已知無限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線周圍某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與電流大小成正比,與該點(diǎn)到導(dǎo)線的距離成反比,若導(dǎo)線A在O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,則可知( )
A. O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為
B. O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿著OA方向
C. E與D點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同
D. F點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為
【答案】D
【解析】AB.根據(jù)安培定則可知,三根導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等,方向如圖所示
由于BA與AD垂直,BB與BF垂直,BC與CE垂直,根據(jù)幾何關(guān)系有,方向與BF連線垂直斜向上,故AB錯(cuò)誤;
C.根據(jù)磁場(chǎng)的疊加可知E點(diǎn)與D點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向不同,故磁感應(yīng)強(qiáng)度不同,故C錯(cuò)誤;
D.A、C導(dǎo)線在F點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)等大反向,互相抵消,B導(dǎo)線在F點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向沿FA方向,由于BF距離為AO距離的1.5倍,所以B在F點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為,故D正確。
故選D。
13. 2024年全國(guó)電動(dòng)沖浪板錦標(biāo)賽于10月14日至17日在浙江省金華市湖海塘公園舉辦,來自全國(guó)各地的28支隊(duì)伍,共130余名運(yùn)動(dòng)員參加比賽。如圖為某一質(zhì)量為m=60kg的運(yùn)動(dòng)員用電動(dòng)沖浪板沿直線沖浪的場(chǎng)景。已知電動(dòng)沖浪板的額定功率P=8kW,沖浪板總質(zhì)量m0=40kg,運(yùn)動(dòng)員在沖浪過程中發(fā)現(xiàn)若以額定功率啟動(dòng),沖浪板能在t=2s內(nèi)達(dá)到的穩(wěn)定時(shí)速為36km/h,假設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中沖浪板受到的阻力不變,下列說法正確的是( )
A. 沖浪板受到的阻力約為8000N
B. 若沖浪板以額定功率啟動(dòng),運(yùn)動(dòng)10m后達(dá)到最大速度
C. 若沖浪板以4m/s的加速度啟動(dòng),勻加速階段可持續(xù)
D. 若沖浪板以額定功率啟動(dòng),當(dāng)速度為18km/h時(shí),其加速度為5m/s2
【答案】C
【解析】A.恒定功率啟動(dòng),牽引力等于阻力時(shí),速度最大,則有
解得f=800N
故A錯(cuò)誤;
B.若沖浪板以額定功率啟動(dòng),人和沖浪板做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)v—t圖像的面積可知加速到最大速度的位移大于10m,故B錯(cuò)誤;
C.若沖浪板由靜止開始以4m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律可得
解得F=1200N,則勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度
則勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
故C正確;
D.若沖浪板以額定功率啟動(dòng),當(dāng)速度為,此時(shí)牽引力大小為
根據(jù)牛頓第二定律
解得
故D錯(cuò)誤。
二、選擇題II(本題共2小題,每小題3分,共6分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得3分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)的得0分)
14. 對(duì)于以下幾幅圖片所涉及的物理現(xiàn)象或原理,下列說法正確的是( )
A. 甲圖中,該女生和帶電的金屬球帶有異種性質(zhì)的電荷
B. 圖乙中,庫(kù)侖使用過的扭秤裝置利用了微小量放大原理
C. 丙圖中,燃?xì)庠钪须娮狱c(diǎn)火器點(diǎn)火應(yīng)用了尖端放電的原理
D. 丁圖中,超高壓作業(yè)的電力工人要穿絕緣材料做成的工作服
【答案】BC
【解析】A.女生接觸金屬球,與金屬球帶同種電荷,故A錯(cuò)誤;
B.庫(kù)侖使用過的扭秤裝置利用了微小量放大原理,提高了測(cè)量精確度,故B正確;
C.燃?xì)庠铍娮狱c(diǎn)火器應(yīng)用了尖端放電原理,故C正確;
D.電力工人進(jìn)行高壓帶電操作時(shí)一定要穿含金屬絲的工作服,通過靜電屏蔽來防止靜電對(duì)人體的危害,故D錯(cuò)誤。
故選BC 。
15. 地表水源不足而地下水源較豐的地區(qū)通常會(huì)利用潛水泵抽取地下水灌溉農(nóng)田,潛水泵的主要結(jié)構(gòu)有電動(dòng)機(jī)、水泵和輸水管。某地下水源距離地表10m深,安裝潛水泵時(shí)將一根輸水鋼管豎直打入地底下與地下水源連通,水泵出水口離地表高度為0.5m,水流由出水口水平噴出時(shí)的速度為2m/s,每秒出水量為3kg。已知帶動(dòng)水泵工作的電動(dòng)機(jī)總功率為440W,電動(dòng)機(jī)額定電壓為220V,水泵的機(jī)械效率為75%,水的密度為1.0×103kg/m3,則下列說法正確的是( )
A. 出水口鋼管橫截面積為
B. 電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為3Ω
C. 每秒內(nèi)水流機(jī)械能增加306J
D. 電動(dòng)機(jī)的輸出功率為428W
【答案】BD
【解析】A.每秒出水的質(zhì)量
代入數(shù)據(jù)解得
故A錯(cuò)誤;
C.結(jié)合上述可知,每秒內(nèi)水流機(jī)械能增加
其中
代入數(shù)據(jù)解得
故C錯(cuò)誤;
D.結(jié)合上述可知,水泵的輸出功率為
電動(dòng)機(jī)的輸出功率即水泵的總功率
故D正確;
B.對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行分析有
其中
聯(lián)立解得
故B正確。
三、非選擇題(本題共5小題,共55分)
16. 某小組利用如圖甲所示裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。
(1)除了圖中所需的器材外,完成該實(shí)驗(yàn)還需的器材有( )
A. 秒表B. 刻度尺C. 彈簧測(cè)力計(jì)
(2)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)操作,說法正確的是( )
A. 該實(shí)驗(yàn)要求小車質(zhì)量要遠(yuǎn)小于所掛槽碼的質(zhì)量
B. 補(bǔ)償阻力時(shí),小車前不需要懸掛槽碼
C. 利用該實(shí)驗(yàn)裝置可以完成“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)
D. 每次改變小車質(zhì)量后都需要重新平衡摩擦力
(3)如圖乙所示為正確實(shí)驗(yàn)后打出的一條紙帶,兩點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出,則紙帶上的F點(diǎn)的讀數(shù)為____________cm,該次實(shí)驗(yàn)的加速度大小為____________m/s2(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))。
(4)如圖丙所示,另一小組同學(xué)利用改裝后的實(shí)驗(yàn)裝置探究小車質(zhì)量一定時(shí)其加速度與力的關(guān)系,該小組以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo),加速度a為縱坐標(biāo),畫出的a-F圖像如圖丁所示,其中b、分別為圖線的橫、縱截距,則可知此次實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量為__________(結(jié)果用符號(hào)b、c表示)。
【答案】(1)B (2)B (3)14.00##14.01##14.02 0.30##0.29##0.31 (4)
【解析】(1)該實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離,所以完成該實(shí)驗(yàn)還需要刻度尺,故選B。
(2)A.該實(shí)驗(yàn)要求所掛槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,故A錯(cuò)誤;
B.補(bǔ)償阻力時(shí),小車前不需要掛槽碼,故B正確;
C.小車在運(yùn)動(dòng)過程中阻力做功,所以系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒,故不能用該實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)平衡關(guān)系
改變小車質(zhì)量后,小車的阻力與重力的分力依然平衡,故不需要重新平衡摩擦力,故D錯(cuò)誤。
故選B。
(3)[1]刻度尺的最小刻度為0.1cm,故F點(diǎn)的讀數(shù)為;
[2]根據(jù)題意,由逐差法有
解得
(4)[1]根據(jù)牛頓第二定律,對(duì)小車有
整理得
由圖像可得斜率
解得
17. 某同學(xué)用伏安法測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r(約為2Ω),所給的其他器材有:
A.電壓表V(量程為0~3V,內(nèi)阻約3kΩ)
B.電流表A(量程為0~0.6A,內(nèi)阻約0.2Ω)
C.滑動(dòng)變阻器R1(10Ω,1A)
D.滑動(dòng)變阻器R2(1000Ω,0.1A)
E.開關(guān)和導(dǎo)線若干
(1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用__________(選填“R1”或“R2”);
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求圖甲虛線框中畫出電路圖_____;
(3)測(cè)出幾組電流、電壓的數(shù)值,并畫出圖像如圖乙所示,由圖像知該電池的電動(dòng)勢(shì)E=_________V,內(nèi)電阻r=_________Ω;(結(jié)果保留兩位小數(shù))
(4)該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)與真實(shí)值相比_________(選填“偏大”“偏小”或“不變”),內(nèi)阻的測(cè)量值與真實(shí)值相比_________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。
【答案】(1)R1 (2)見解析 (3)1.49##1.50 1.70~1.85 (4)偏小 偏小
【解析】(1)為了調(diào)節(jié)方便并能減小誤差,故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用阻值較小的R1。
(2)由于電源內(nèi)阻約為2Ω,遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻,所以電流表相對(duì)于電源采用外接法,電路圖如圖所示
(3)[1][2]根據(jù)閉合電路歐姆定律可得
可知圖像的縱軸截距等于電動(dòng)勢(shì),則有
圖像的斜率絕對(duì)值等于內(nèi)阻,則有
(4)[1][2]考慮到電壓表的分流作用,則有
整理可得
可知圖像的縱軸截距為
圖像的斜率絕對(duì)值為
可知該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)與真實(shí)值相比偏小,內(nèi)阻的測(cè)量值與真實(shí)值相比偏小。
18. 如圖所示,帶有等量異種電荷、相距10cm的平行板A和B之間有勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度方向向下。電場(chǎng)中C點(diǎn)距B板3cm,D點(diǎn)距A板2cm。已知一個(gè)電子從C點(diǎn)移動(dòng)到D點(diǎn)的過程中,受到的電場(chǎng)力F大小為。(已知電子電荷量大小)
(1)求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??;
(2)求C、D兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UCD;
(3)若將平行板B接地,求電子在D點(diǎn)的電勢(shì)能EpD。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)根據(jù)
解得
(2)由題意可知

解得
C、D兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為
(3)由
可得

解得
選做題:學(xué)習(xí)選擇性必修一的學(xué)生選做
19. 中國(guó)航天日到來之際,某校興趣小組設(shè)計(jì)制作了一支“水火箭”來模擬火箭升空的過程。已知該水火箭裝水后的總質(zhì)量為1kg,在極短時(shí)間內(nèi),箭體內(nèi)0.4kg的水被快速地豎直向下噴出,使火箭獲得一個(gè)向上的速度后離開發(fā)射裝置升空。在某次調(diào)試過程中,發(fā)現(xiàn)該水火箭能上升到80m的高度,若不計(jì)空氣阻力,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)水火箭從發(fā)射到上升至最高點(diǎn)的過程中所受重力的沖量;
(2)水火箭發(fā)射時(shí)噴出的水的速度大??;
(3)若將該水火箭改為2級(jí)水火箭(即火箭中的水平均分為2次噴射),每次噴出的水相對(duì)火箭該次噴水前的速度相同,大小為(2)問中速度大小,這樣的火箭連續(xù)兩次噴水后的速度為多少?
【答案】(1)24kg?m/s (2)60m/s (3)35m/s
【解析】(1)依題意,水火箭做豎直上拋運(yùn)動(dòng),采用逆向思維,可得
解得
根據(jù)
解得
方向豎直向下。
(2)根據(jù)
解得
依題意,火箭噴水過程,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,可得
解得
v=60m/s
(3)第一次噴水,根據(jù)動(dòng)量守恒定律
解得
第二次噴水,根據(jù)動(dòng)量守恒定律
解得
選做題:學(xué)習(xí)選擇性必修二的學(xué)生選做
20. 如圖所示,以O(shè)為圓心,半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,a、b為圓的一條直徑,a處有一粒子源,能沿垂直于磁場(chǎng)的各個(gè)方向,向磁場(chǎng)發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量大小為q、速度不同的負(fù)電荷,已知某一從a點(diǎn)沿aOb方向射入磁場(chǎng)的負(fù)電荷P,恰好從c點(diǎn)離開磁場(chǎng),Ob與Oc間夾角α=60°,不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用。
(1)求負(fù)電荷P射入磁場(chǎng)的初速度大小v0;
(2)若另一負(fù)電荷Q沿與aOb成30°角的方向斜向上射入磁場(chǎng)后仍從c點(diǎn)離開,求電荷Q入射的速度大小和在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(3)要使所有負(fù)電荷只能從∠aOc所對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)邊界射出,求射入負(fù)電荷的初速度大小滿足的要求。
【答案】(1) (2), (3)
【解析】(1)作出軌跡圖,如圖所示
根據(jù)幾何關(guān)系可知電荷P在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑
根據(jù)
解得
(2)電荷Q在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示
由幾何關(guān)系可知Q在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑
r=R
根據(jù)
解得
由幾何關(guān)系可知Q在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心角
Q在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
(3)要使所有粒子從∠aOc所對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)邊界射出,則弦ac為速度最大的粒子的軌跡的直徑,對(duì)應(yīng)的最大半徑
根據(jù)
解得
所以入射的電荷的速度應(yīng)滿足
21. 某固定裝置的豎直截面如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)且與水平方向成θ角的光滑傾斜軌道AB、光滑水平直軌道BC、半徑為R的光滑螺旋圓形軌道CDE、光滑水平直軌道EF平滑連接。質(zhì)量為M的足夠長(zhǎng)的平板緊靠固定凹槽側(cè)壁FG放置,凹槽足夠長(zhǎng)。平板上表面與EF齊平。傾斜軌道AB區(qū)域存在大小為E方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)。將一質(zhì)量為m,帶電量為q的小滑塊從A端靜止釋放,經(jīng)過軌道CDE后滑上平板并帶動(dòng)平板一起運(yùn)動(dòng)。已知L=1.8m,θ=30°,R=0.5m,M=m=0.1kg,E=103N/C,。平板與滑塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.6、與凹槽水平底面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.1?;瑝K視為質(zhì)點(diǎn),軌道和平板均絕緣,不計(jì)空氣阻力,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。重力加速度g=10m/s2。求:
(1)滑塊通過B點(diǎn)時(shí)速度大小vB;
(2)滑塊通過圓形軌道最高點(diǎn)D時(shí)對(duì)軌道的作用力FN;
(3)滑塊最終停止時(shí)相對(duì)平板滑行的距離x。
【答案】(1)6m/s (2)2.2N,方向豎直向上 (3)1.8m
【解析】(1)由動(dòng)能定理

(2)由機(jī)械能守恒

由牛頓第二定律
由牛頓第三定律

,方向豎直向上
(3)滑塊加速度大小
平板加速度大小
兩者相對(duì)靜止時(shí)


t=0.6s
滑塊最終停止時(shí)相對(duì)平板滑行的距離
22. 如圖甲所示的裝置由粒子源、加速電場(chǎng)、靜電分析器、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)四部分組成。S處的粒子源“飄”出一質(zhì)量為m,電荷量為+q的粒子,經(jīng)A、B間的加速電場(chǎng)加速后,粒子可以進(jìn)入輻向電場(chǎng)(電場(chǎng)強(qiáng)度方向指向O),沿著半徑為r的圓弧運(yùn)動(dòng)。從輻向電場(chǎng)射出后,粒子沿平行金屬板M、N中的M板左端邊緣以速度v0水平射入電場(chǎng),并以此刻開始計(jì)時(shí)。平行金屬板M、N間加有如圖乙所示的交變電壓UMN,電壓的大小為U0,周期為T,不計(jì)粒子重力。
(1)求A、B間加速電場(chǎng)的電壓U和C、D處的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。?br>(2)若粒子經(jīng)過一段時(shí)間后從N板右側(cè)邊緣水平射出,求板長(zhǎng)L和兩板間距d分別滿足的條件;
(3)若金屬板足夠長(zhǎng),要求該粒子打到N板時(shí)動(dòng)能最大,則兩板間距d應(yīng)當(dāng)滿足什么條件?
【答案】(1),
(2),
(3)
【解析】(1)在A、B間加速電場(chǎng),由動(dòng)能定理
解得A、B間加速電場(chǎng)的電壓
進(jìn)入輻向電場(chǎng)后,由牛頓第二定律
解得
(2)如圖所示,由對(duì)稱性可知,粒子可能在,即時(shí)從N板右邊緣水平射出
板長(zhǎng)應(yīng)滿足
兩板間距應(yīng)滿足
解得
(3)根據(jù)題意可知,若粒子從t=0時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng),要求粒子打到N板時(shí)動(dòng)能最大,則粒子打到N板時(shí),豎直分速度最大,即粒子在,,…時(shí),恰好打到N板。兩板間距應(yīng)滿足
解得

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