辽宁省六校协作体2022-2023学年高一下学期期末物理试题
一、单选题
1.(2022高一下·滕州期中)2022年2月4日,北京冬奥会开幕式以二十四节气为倒计时,节气,惊艳全球。二十四节气,代表着地球在公转轨道上的二十四个不同的位置。如图所示,从天体物理学可知地球沿椭圆轨道绕太阳运动所处四个位置,分别对应我国的四个节气。以下说法正确的是( )
A.秋分时地球公转速度最大
B.地球沿椭圆轨道绕太阳匀速率运动
C.从正对纸面的方向看,地球绕太阳沿顺时针方向运动
D.地球从冬至至春分的运动时间小于地球公转周期的
【答案】D
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】A.由开普勒第二定律,地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等,近地点公转速度最快,即冬至时地球公转速度最大,A不符合题意;
B.由开普勒第一定律知地球绕太阳运动的轨道是椭圆,由开普勒第二定律,地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等,地球绕太阳是非匀速率椭圆轨道运动,B不符合题意;
C.二十四节气中,夏至在春分后,秋分在夏至后,地球绕太阳运行方向(正对纸面)是逆时针方向,C不符合题意;
D.由开普勒第二定律,地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等,可知地球在近地点比远地点转动的快,地球从冬至至春分的时间小于地球公转周期的四分之一,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据开普勒三定律进行分析判断正确的选项,根据四季更替的方向得出地球的运行方向。
2.(2023高一下·叙州期末)修正带是中学生必备的学习用具,其结构如图所示,包括上下盖座、大小齿轮、压嘴座等部件,大小齿轮分别嵌合于大小轴孔中,大小齿轮相互吻合,a、b点分别位于大小齿轮的边缘,c点位于大齿轮的半径中点,假设大齿轮的半径为小齿轮的半径的2倍,当纸带匀速走动时 ( )
A.a、b点的转速之比为 B.a、c点的线速度大小之比为
C.a、b点的加速度大小之比为 D.b、c点的加速度大小之比为
【答案】D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速;向心加速度
【解析】【解答】A.由图可知,a、b两点的线速度大小相等,即,根据,可得a、b点的角速度之比为,A不符合题意;
B.由图可知,a、c两点的角速度大小相等,根据,可得a、c点的线速度大小之比为,B不符合题意;
C.由于,根据可得a、b点的加速度大小之比为,C不符合题意;
D.b、c点的线速度大小之比等于a、c点的线速度大小之比,则有,
由于b、c点的圆周半径相等,根据可得,b、c点的加速度大小之比为,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】在传动现象中,同轴转动的点,角速度相等,共缘转动的点,线速度相等,求出各点间角速度和线速度的关系;再由向心加速度公式计算各点向心加速度的关系。
3.如图甲所示,某物体在光滑水平面上受外力作用从坐标原点O由静止开始沿x轴运动,其加速度a随位移x变化的规律如图乙所示,图中加速度的最大值为am,x1和x2已知,则下列说法正确的是( )
A.物体在0~x1内做匀加速直线运动
B.在物体由x=0运动到x=x2的过程中合外力对物体所做的功为
C.在物体由x=0运动到x=x1的过程中合外力对物体所做的功为
D.物体在x1处速度最大
【答案】B
4.一物块沿倾角为的斜坡向上滑动,当物块的初速度为时,上升的最大高度为,如图所示。当物块的初速度为时,上升的最大高度记为。重力加速度为,则物块与斜坡间的动摩擦因数和分别为( )
A.和 B.和
C.和 D.和
【答案】D
5.(2022高三上·丹东期中)如图,a、b是正点电荷电场中的一条电场线上的两点,一带负电的试探电荷从a点静止释放后只在电场力作用下向b运动,两点的电势和电场强度分别为φa、φb和Ea、Eb,则以下判断正确的是( )
A. B.
C.试探电荷电势能增大 D.试探电荷机械能守恒
【答案】B
【知识点】电场强度;电场线;电势
【解析】【解答】A.带负电的试探电荷从a点静止释放后只在电场力作用下向b运动,电场力方向向右,故电场线方向由b到a,沿着电场线方向电势降低可知 ,A不符合题意;
B.根据点电荷电场分布可知 ,B符合题意;
CD.试探电荷从a点运动到b点,电场力做正功,电势能减小,动能增大,由于重力势能不变,故试探电荷机械能增大,CD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】利用负电荷运动的方向可以判别正电荷的位置;利用正电荷的位置可以判别电场线的分布,利用电场线的分布可以比较电势和电场强度的大小;利用电场力做功可以判别电势能的变化,利用电势能的变化可以判别机械能的大小变化。
6.在如图所示电路中,当变阻器R3的滑片P向b端移动时( )
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数变大
D.电压表示数变小,电流表示数变小
【答案】D
7.在研究电容器的充、放电实验中,把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。先使开关S与1端相连,电源向电容器充电;然后把开关S掷向2端,电容器放电。电流传感器与计算机连接,记录这一过程中电流随时间变化的i - t图像如图乙所示,图线1表示电容器的充电过程,图线2表示电容器的放电过程。下列选项正确的是( )
A.电容器放电过程中流过电阻R的电流方向向右
B.电容器充电过程中电源释放的电能全部转化为电容器中的电场能
C.图乙中图线1与横轴所围的面积,表示电容器充电后所带电荷量的大小
D.图乙中形成图线2的过程中,电容器两极板间电压降低的越来越快
【答案】C
二、多选题
8.如图所示,ABC是竖直平面内的粗糙固定轨道,其中水平轨道AB长度为2R,四分之一圆弧轨道BC半径为R,与AB相切于B点。一质量为m的小球始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,自A点处从静止释放开始向右运动,小球运动到C点时的速率为v,已知重力加速度大小为g。下列说法中正确的是( )
A.水平外力对小球做的功是mv2
B.小球克服重力所做的功是3mgR
C.小球机械能的增加量为mgR+mv2
D.摩擦阻力对小球做的功是mv2-2mgR
【答案】C,D
9.两个带等量正电荷的点电荷,固定在图中P、Q两点,MN为PQ连线的中垂线且交PQ于O点,A点为MN上的一点,一带负电的试探电荷q只在静电力作用下运动,则( )
A.若q从A点由静止释放,由A点向O点运动的过程中,加速度大小可能先增大再减小
B.若q从A点由静止释放,其将以O点为对称中心做往复运动
C.q由A点向O点运动时,电场力一定逐渐减小,动能逐渐增大
D.若在A点给q一个合适的初速度,它可以做类平抛运动
【答案】A,B
10.如图所示,一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆底部,另一端与质量为m的滑块P连接,P穿在杆上,一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来,重物Q的质量。把滑块从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动,当它经过A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等。已知OA与水平面的夹角,OB长为L,与AB垂直。不计滑轮的摩擦力,重力加速度为g,滑块P从A到B的过程中,下列说法正确的是( )
A.重物Q的重力功率先增大后减小
B.滑块P运动到位置B处速度大小为
C.轻绳对滑块P做功为4mgL
D.P与Q的机械能之和先减少后增加
【答案】A,B,C
三、实验题
11.(2022·包头模拟)某实验小组用气垫导轨做验证动量守恒定律的实验,实验装置如图甲所示。
(1)用天平测得滑块A、B(均包括挡光片)的质量分别为 ;用游标卡尺测得挡光处的宽度均为d.若某次用游标卡尺测量挡光片的宽度时的示数如图乙所示。则其读数为 cm。
(2)将滑块A向右弹出,与静止的B滑块发生碰撞,碰撞后两滑块粘在一起。与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为 和 则碰撞后系统动量为 。
(3)如果气垫导轨没有放平,左侧高于右侧,则碰撞前的系统动量 (填“大于”“小于”或“等于”)碰撞后的系统动量。
【答案】(1)0.550
(2)0.55
(3)小于
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】(1)用游标卡尺测得挡光处的宽度d=0.5cm+0.05mm×10=0.550cm
(2)碰后滑块AB的共同速度
碰撞后系统动量为
(3)如果气垫导轨没有放平,左侧高于右侧,则物块向右将加速运动,则碰前A通过光电门的速度小于碰前瞬时A的速度;碰后通过光电门的速度大于碰后瞬时的速度,则碰撞前的系统动量小于碰撞后的系统动量。
【分析】(1)利用游标卡尺的精度和结构可以读到对应的读数;
(2)利用平均速度公式可以求出碰后速度的大小,结合质量的大小可以求出碰后系统动量的大小;
(3)当气垫高轨没有水平时,利用其物块加速运动可以判别其碰前速度会大于经过光电门速度会导致其碰前动量的大小小于碰后动量的大小。
12.(2022高三上·丹东期中)某实验小组做“测量某一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验。
(1)先用螺旋测微器测量电阻丝Rx的直径d,示数如图甲所示,其直径 mm;用图乙的毫米刻度尺测出电阻丝Rx的长度L=9.15cm;
(2)再用多用电表粗测的电阻,当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,应该换用 (选填“×100”或“×1”)挡,进行一系列正确操作后,指针静止时位置如图丙所示,其读数为 Ω;
(3)为了能比较精确地测量Rx的阻值,实验小组设计电路图如图丁所示,实验室提供了如下的实验器材,电流表应选用 ,定值电阻应选用 ;为了滑动变阻器调节方便,并让电压变化范围尽量大一些,滑动变阻器应选用 ;(均填仪器前的字母代号)
A.直流电源(电动势E=6V,内阻可忽略不计);
B.电流表(量程为30mA,内阻R1=9.5Ω);
C.电流表(量程为3A,内阻R2=0.1Ω);
D.电压表(量程为6V,内阻RV>10kΩ);
E.定值电阻(R3=0.5Ω);
F.定值电阻(R4=5Ω);
G.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,允许通过的最大电流为2A);
H.滑动变阻器(最大阻值为15kΩ,允许通过的最大电流为0.5A);
I.开关一个,导线若干。
(4)实验过程中,若电压表的示数为U,电流表的示数为I,则该合金丝的电阻率ρ= 。(用题中字母表示)
【答案】(1)0.400
(2)×1;10.0
(3)B;E;G
(4) ##
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1)电阻丝 的直径
(2)用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,说明倍率挡选择过高,他应该换用“×1”挡;挡位为“×1”,故图乙读数为10.0×1Ω=10Ω
(3)由电压表的量程值6V与待测电阻粗测值10Ω的比值可知,待测电流的最大值约为0.6A,因此两个电流表均不能直接选用,可将量程为30mA的电流表与定值电阻并联,改装成量程为0.6A的电流表,此时接入定值电阻阻值为 ,故电流表选B,定值电阻选E;待测电阻阻值较小,为了滑动变阻器调节方便,并让电压变化范围尽量大一些,滑动变阻器应选用阻值较小的G;
(4)由欧姆定律可知 ,故合金丝的电阻率为
【分析】(1)利用螺旋测微器的结构和精度可以读出对应的读数;
(2)由于指针偏转角大说明电阻偏小应该换小挡位,利用示数和挡位可以求出电阻的大小;
(3)利用欧姆定律可以判别电流表需要进行改造,结合电流表的量程和欧姆定律可以求出并联电阻的大小,进而判别电流表和定值电阻的选择;由于待测电阻偏小所以滑动变阻器使用小阻值;
(4)利用欧姆定律结合电阻定律可以求出电阻率的表达式。
四、解答题
13.如图所示,轻细线的一端固定于O点,另一端系一质量为m、电荷量为q的小球,空间存在着水平向右的匀强电场,小球平衡时细线与竖直方向成30°角。(重力加速度g)
(1)小球电性;
(2)求电场强度E的大小;
(3)将球拉至右侧与O等高水平位置静止释放,求当球摆到最低点时细线的拉力大小。
【答案】(1)解:由图可知,小球在电场力作用下向右偏离竖直位置,则小球所受电场力水平向右,与电场方向相同,小球带正电。
(2)解:以小球为对象,小球受重力、电场力以及绳子的拉力,根据受力平衡可得
解得电场强度大小为
(3)解:将球拉至右侧与O等高水平位置静止释放,求当球摆到最低点时,根据动能定理可得
根据牛顿第二定律可得
联立解得
14.如图所示,在光滑水平地面上静置一质量的长木板A和另一质量的滑块C,其中长木板的左端还放有质量的滑块B(可看成质点)。现给A、B组成的整体施加水平向右的瞬时冲量,此后A、B以相同速度向右运动,经过一段时间后A与C发生碰撞(碰撞时间极短)。木板足够长,则再经过一段时间后A、B再次以相同速度向右运动,且此后A、C之间的距离保持不变。已知A、B间的动摩擦因数为μ=0.1,重力加速度为g=10m/s2,则:
(1)求A、C碰撞时损失的机械能;
(2)滑块B在长木板A上表面所留痕迹的长度L。
【答案】(1)解:最终A、B以相同速度向右运动,且A、C之间的距离保持不变,则三者速度相同,设为,以三者为系统由动量守恒定律得
其中
解得
A与C发生碰撞且碰撞时间极短,设碰后A的速度为,由动量守恒定律得
解得
则A、C碰撞时损失的机械能为
(2)解:从A、C发生碰撞到A、B再次以相同速度向右运动;以A、B为系统,根据能量守恒可得
解得
则滑块B在长木板A上表面所留痕迹的长度为。
15.利用弹簧弹射和皮带传动装置可以将工件运送至高处。如图所示,已知传送轨道平面与水平方向成37°角,倾角也是37°的光滑斜面轨道固定于地面且与传送轨道良好对接,弹簧下端固定在斜面底端,工件与传送带间的动摩擦因数。传送带顺时针匀速转动的速度,两轮轴心相距,B、C分别是传送带与两轮的切点,轮缘与传送带之间不打滑。现将质量的工件放在弹簧上,用力将弹簧压缩至A点后由静止释放,工件离开斜面顶端滑到传送带上的B点时速度,A、B间的距离。工件可视为质点,g取10m/s2,,。求∶
(1)弹簧的最大弹性势能;
(2)工件第一次沿传送带上滑至最高点的时间。
(3)第一次从B点上滑至最高点的过程中因摩擦产生的热能。
【答案】(1)解:滑块从A到B过程,弹簧的弹性势能的减小等于滑块机械能的增加,根据机械能守恒定律,弹簧的最大弹性势能为
代入数据解得
(2)解:工件沿传送轨道减速向上滑动的过程中有
代入数据解得
从B点运动到与传送带共速需要的时间为
工件滑行的位移大小为
因为,所以工件将沿传送带继续减速上滑。有
代入数据解得
假设工件速度减为零时,工件未从传送带上滑落,则有
工件滑行的位移大小为
故假设成立,工件沿传送带上滑的时间为
(3)解:)第一阶段皮带的位移为
物体与皮带的相对位移为
第二阶段皮带的位移为
物体与皮带的相对位移为
故工件在皮带上滑动的全过程中所产生的热能为
辽宁省六校协作体2022-2023学年高一下学期期末物理试题
一、单选题
1.(2022高一下·滕州期中)2022年2月4日,北京冬奥会开幕式以二十四节气为倒计时,节气,惊艳全球。二十四节气,代表着地球在公转轨道上的二十四个不同的位置。如图所示,从天体物理学可知地球沿椭圆轨道绕太阳运动所处四个位置,分别对应我国的四个节气。以下说法正确的是( )
A.秋分时地球公转速度最大
B.地球沿椭圆轨道绕太阳匀速率运动
C.从正对纸面的方向看,地球绕太阳沿顺时针方向运动
D.地球从冬至至春分的运动时间小于地球公转周期的
2.(2023高一下·叙州期末)修正带是中学生必备的学习用具,其结构如图所示,包括上下盖座、大小齿轮、压嘴座等部件,大小齿轮分别嵌合于大小轴孔中,大小齿轮相互吻合,a、b点分别位于大小齿轮的边缘,c点位于大齿轮的半径中点,假设大齿轮的半径为小齿轮的半径的2倍,当纸带匀速走动时 ( )
A.a、b点的转速之比为 B.a、c点的线速度大小之比为
C.a、b点的加速度大小之比为 D.b、c点的加速度大小之比为
3.如图甲所示,某物体在光滑水平面上受外力作用从坐标原点O由静止开始沿x轴运动,其加速度a随位移x变化的规律如图乙所示,图中加速度的最大值为am,x1和x2已知,则下列说法正确的是( )
A.物体在0~x1内做匀加速直线运动
B.在物体由x=0运动到x=x2的过程中合外力对物体所做的功为
C.在物体由x=0运动到x=x1的过程中合外力对物体所做的功为
D.物体在x1处速度最大
4.一物块沿倾角为的斜坡向上滑动,当物块的初速度为时,上升的最大高度为,如图所示。当物块的初速度为时,上升的最大高度记为。重力加速度为,则物块与斜坡间的动摩擦因数和分别为( )
A.和 B.和
C.和 D.和
5.(2022高三上·丹东期中)如图,a、b是正点电荷电场中的一条电场线上的两点,一带负电的试探电荷从a点静止释放后只在电场力作用下向b运动,两点的电势和电场强度分别为φa、φb和Ea、Eb,则以下判断正确的是( )
A. B.
C.试探电荷电势能增大 D.试探电荷机械能守恒
6.在如图所示电路中,当变阻器R3的滑片P向b端移动时( )
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数变大
D.电压表示数变小,电流表示数变小
7.在研究电容器的充、放电实验中,把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。先使开关S与1端相连,电源向电容器充电;然后把开关S掷向2端,电容器放电。电流传感器与计算机连接,记录这一过程中电流随时间变化的i - t图像如图乙所示,图线1表示电容器的充电过程,图线2表示电容器的放电过程。下列选项正确的是( )
A.电容器放电过程中流过电阻R的电流方向向右
B.电容器充电过程中电源释放的电能全部转化为电容器中的电场能
C.图乙中图线1与横轴所围的面积,表示电容器充电后所带电荷量的大小
D.图乙中形成图线2的过程中,电容器两极板间电压降低的越来越快
二、多选题
8.如图所示,ABC是竖直平面内的粗糙固定轨道,其中水平轨道AB长度为2R,四分之一圆弧轨道BC半径为R,与AB相切于B点。一质量为m的小球始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,自A点处从静止释放开始向右运动,小球运动到C点时的速率为v,已知重力加速度大小为g。下列说法中正确的是( )
A.水平外力对小球做的功是mv2
B.小球克服重力所做的功是3mgR
C.小球机械能的增加量为mgR+mv2
D.摩擦阻力对小球做的功是mv2-2mgR
9.两个带等量正电荷的点电荷,固定在图中P、Q两点,MN为PQ连线的中垂线且交PQ于O点,A点为MN上的一点,一带负电的试探电荷q只在静电力作用下运动,则( )
A.若q从A点由静止释放,由A点向O点运动的过程中,加速度大小可能先增大再减小
B.若q从A点由静止释放,其将以O点为对称中心做往复运动
C.q由A点向O点运动时,电场力一定逐渐减小,动能逐渐增大
D.若在A点给q一个合适的初速度,它可以做类平抛运动
10.如图所示,一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆底部,另一端与质量为m的滑块P连接,P穿在杆上,一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来,重物Q的质量。把滑块从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动,当它经过A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等。已知OA与水平面的夹角,OB长为L,与AB垂直。不计滑轮的摩擦力,重力加速度为g,滑块P从A到B的过程中,下列说法正确的是( )
A.重物Q的重力功率先增大后减小
B.滑块P运动到位置B处速度大小为
C.轻绳对滑块P做功为4mgL
D.P与Q的机械能之和先减少后增加
三、实验题
11.(2022·包头模拟)某实验小组用气垫导轨做验证动量守恒定律的实验,实验装置如图甲所示。
(1)用天平测得滑块A、B(均包括挡光片)的质量分别为 ;用游标卡尺测得挡光处的宽度均为d.若某次用游标卡尺测量挡光片的宽度时的示数如图乙所示。则其读数为 cm。
(2)将滑块A向右弹出,与静止的B滑块发生碰撞,碰撞后两滑块粘在一起。与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为 和 则碰撞后系统动量为 。
(3)如果气垫导轨没有放平,左侧高于右侧,则碰撞前的系统动量 (填“大于”“小于”或“等于”)碰撞后的系统动量。
12.(2022高三上·丹东期中)某实验小组做“测量某一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验。
(1)先用螺旋测微器测量电阻丝Rx的直径d,示数如图甲所示,其直径 mm;用图乙的毫米刻度尺测出电阻丝Rx的长度L=9.15cm;
(2)再用多用电表粗测的电阻,当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,应该换用 (选填“×100”或“×1”)挡,进行一系列正确操作后,指针静止时位置如图丙所示,其读数为 Ω;
(3)为了能比较精确地测量Rx的阻值,实验小组设计电路图如图丁所示,实验室提供了如下的实验器材,电流表应选用 ,定值电阻应选用 ;为了滑动变阻器调节方便,并让电压变化范围尽量大一些,滑动变阻器应选用 ;(均填仪器前的字母代号)
A.直流电源(电动势E=6V,内阻可忽略不计);
B.电流表(量程为30mA,内阻R1=9.5Ω);
C.电流表(量程为3A,内阻R2=0.1Ω);
D.电压表(量程为6V,内阻RV>10kΩ);
E.定值电阻(R3=0.5Ω);
F.定值电阻(R4=5Ω);
G.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,允许通过的最大电流为2A);
H.滑动变阻器(最大阻值为15kΩ,允许通过的最大电流为0.5A);
I.开关一个,导线若干。
(4)实验过程中,若电压表的示数为U,电流表的示数为I,则该合金丝的电阻率ρ= 。(用题中字母表示)
四、解答题
13.如图所示,轻细线的一端固定于O点,另一端系一质量为m、电荷量为q的小球,空间存在着水平向右的匀强电场,小球平衡时细线与竖直方向成30°角。(重力加速度g)
(1)小球电性;
(2)求电场强度E的大小;
(3)将球拉至右侧与O等高水平位置静止释放,求当球摆到最低点时细线的拉力大小。
14.如图所示,在光滑水平地面上静置一质量的长木板A和另一质量的滑块C,其中长木板的左端还放有质量的滑块B(可看成质点)。现给A、B组成的整体施加水平向右的瞬时冲量,此后A、B以相同速度向右运动,经过一段时间后A与C发生碰撞(碰撞时间极短)。木板足够长,则再经过一段时间后A、B再次以相同速度向右运动,且此后A、C之间的距离保持不变。已知A、B间的动摩擦因数为μ=0.1,重力加速度为g=10m/s2,则:
(1)求A、C碰撞时损失的机械能;
(2)滑块B在长木板A上表面所留痕迹的长度L。
15.利用弹簧弹射和皮带传动装置可以将工件运送至高处。如图所示,已知传送轨道平面与水平方向成37°角,倾角也是37°的光滑斜面轨道固定于地面且与传送轨道良好对接,弹簧下端固定在斜面底端,工件与传送带间的动摩擦因数。传送带顺时针匀速转动的速度,两轮轴心相距,B、C分别是传送带与两轮的切点,轮缘与传送带之间不打滑。现将质量的工件放在弹簧上,用力将弹簧压缩至A点后由静止释放,工件离开斜面顶端滑到传送带上的B点时速度,A、B间的距离。工件可视为质点,g取10m/s2,,。求∶
(1)弹簧的最大弹性势能;
(2)工件第一次沿传送带上滑至最高点的时间。
(3)第一次从B点上滑至最高点的过程中因摩擦产生的热能。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】A.由开普勒第二定律,地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等,近地点公转速度最快,即冬至时地球公转速度最大,A不符合题意;
B.由开普勒第一定律知地球绕太阳运动的轨道是椭圆,由开普勒第二定律,地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等,地球绕太阳是非匀速率椭圆轨道运动,B不符合题意;
C.二十四节气中,夏至在春分后,秋分在夏至后,地球绕太阳运行方向(正对纸面)是逆时针方向,C不符合题意;
D.由开普勒第二定律,地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等,可知地球在近地点比远地点转动的快,地球从冬至至春分的时间小于地球公转周期的四分之一,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据开普勒三定律进行分析判断正确的选项,根据四季更替的方向得出地球的运行方向。
2.【答案】D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速;向心加速度
【解析】【解答】A.由图可知,a、b两点的线速度大小相等,即,根据,可得a、b点的角速度之比为,A不符合题意;
B.由图可知,a、c两点的角速度大小相等,根据,可得a、c点的线速度大小之比为,B不符合题意;
C.由于,根据可得a、b点的加速度大小之比为,C不符合题意;
D.b、c点的线速度大小之比等于a、c点的线速度大小之比,则有,
由于b、c点的圆周半径相等,根据可得,b、c点的加速度大小之比为,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】在传动现象中,同轴转动的点,角速度相等,共缘转动的点,线速度相等,求出各点间角速度和线速度的关系;再由向心加速度公式计算各点向心加速度的关系。
3.【答案】B
4.【答案】D
5.【答案】B
【知识点】电场强度;电场线;电势
【解析】【解答】A.带负电的试探电荷从a点静止释放后只在电场力作用下向b运动,电场力方向向右,故电场线方向由b到a,沿着电场线方向电势降低可知 ,A不符合题意;
B.根据点电荷电场分布可知 ,B符合题意;
CD.试探电荷从a点运动到b点,电场力做正功,电势能减小,动能增大,由于重力势能不变,故试探电荷机械能增大,CD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】利用负电荷运动的方向可以判别正电荷的位置;利用正电荷的位置可以判别电场线的分布,利用电场线的分布可以比较电势和电场强度的大小;利用电场力做功可以判别电势能的变化,利用电势能的变化可以判别机械能的大小变化。
6.【答案】D
7.【答案】C
8.【答案】C,D
9.【答案】A,B
10.【答案】A,B,C
11.【答案】(1)0.550
(2)0.55
(3)小于
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】(1)用游标卡尺测得挡光处的宽度d=0.5cm+0.05mm×10=0.550cm
(2)碰后滑块AB的共同速度
碰撞后系统动量为
(3)如果气垫导轨没有放平,左侧高于右侧,则物块向右将加速运动,则碰前A通过光电门的速度小于碰前瞬时A的速度;碰后通过光电门的速度大于碰后瞬时的速度,则碰撞前的系统动量小于碰撞后的系统动量。
【分析】(1)利用游标卡尺的精度和结构可以读到对应的读数;
(2)利用平均速度公式可以求出碰后速度的大小,结合质量的大小可以求出碰后系统动量的大小;
(3)当气垫高轨没有水平时,利用其物块加速运动可以判别其碰前速度会大于经过光电门速度会导致其碰前动量的大小小于碰后动量的大小。
12.【答案】(1)0.400
(2)×1;10.0
(3)B;E;G
(4) ##
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1)电阻丝 的直径
(2)用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,说明倍率挡选择过高,他应该换用“×1”挡;挡位为“×1”,故图乙读数为10.0×1Ω=10Ω
(3)由电压表的量程值6V与待测电阻粗测值10Ω的比值可知,待测电流的最大值约为0.6A,因此两个电流表均不能直接选用,可将量程为30mA的电流表与定值电阻并联,改装成量程为0.6A的电流表,此时接入定值电阻阻值为 ,故电流表选B,定值电阻选E;待测电阻阻值较小,为了滑动变阻器调节方便,并让电压变化范围尽量大一些,滑动变阻器应选用阻值较小的G;
(4)由欧姆定律可知 ,故合金丝的电阻率为
【分析】(1)利用螺旋测微器的结构和精度可以读出对应的读数;
(2)由于指针偏转角大说明电阻偏小应该换小挡位,利用示数和挡位可以求出电阻的大小;
(3)利用欧姆定律可以判别电流表需要进行改造,结合电流表的量程和欧姆定律可以求出并联电阻的大小,进而判别电流表和定值电阻的选择;由于待测电阻偏小所以滑动变阻器使用小阻值;
(4)利用欧姆定律结合电阻定律可以求出电阻率的表达式。
13.【答案】(1)解:由图可知,小球在电场力作用下向右偏离竖直位置,则小球所受电场力水平向右,与电场方向相同,小球带正电。
(2)解:以小球为对象,小球受重力、电场力以及绳子的拉力,根据受力平衡可得
解得电场强度大小为
(3)解:将球拉至右侧与O等高水平位置静止释放,求当球摆到最低点时,根据动能定理可得
根据牛顿第二定律可得
联立解得
14.【答案】(1)解:最终A、B以相同速度向右运动,且A、C之间的距离保持不变,则三者速度相同,设为,以三者为系统由动量守恒定律得
其中
解得
A与C发生碰撞且碰撞时间极短,设碰后A的速度为,由动量守恒定律得
解得
则A、C碰撞时损失的机械能为
(2)解:从A、C发生碰撞到A、B再次以相同速度向右运动;以A、B为系统,根据能量守恒可得
解得
则滑块B在长木板A上表面所留痕迹的长度为。
15.【答案】(1)解:滑块从A到B过程,弹簧的弹性势能的减小等于滑块机械能的增加,根据机械能守恒定律,弹簧的最大弹性势能为
代入数据解得
(2)解:工件沿传送轨道减速向上滑动的过程中有
代入数据解得
从B点运动到与传送带共速需要的时间为
工件滑行的位移大小为
因为,所以工件将沿传送带继续减速上滑。有
代入数据解得
假设工件速度减为零时,工件未从传送带上滑落,则有
工件滑行的位移大小为
故假设成立,工件沿传送带上滑的时间为
(3)解:)第一阶段皮带的位移为
物体与皮带的相对位移为
第二阶段皮带的位移为
物体与皮带的相对位移为
故工件在皮带上滑动的全过程中所产生的热能为