浙江省名校協(xié)作體2023-2024學年高二上學期開學考試物理 Word版含解析.docx

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2023學年高二年級第一學期浙江省名校協(xié)作體試題物理試卷考生須知:1.本卷共8頁滿分100分,考試時間90分鐘;2.答題前,在答題卡指定區(qū)域填寫學校、班級、姓名、考場號、座位號及準考證號;3.所有答案必須寫在答題卡上,寫在試卷上無效;4.考試結(jié)束后,只需上交答題卡;5.無特殊說明取g=10m/s2。第Ⅰ卷(選擇題共51分)一、單項選擇題(本題共13小題,每小題3分,共39分。每小題列出的四個選項中只有一個是符合題目要求的,不選、多選、錯選均不得分。)1.用國際單位制的基本單位表示功的單位,下列表示正確的是()A.kg·m2/s2B.N·m/sC.JD.N·m【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)公式其中m的單位為,a的單位是,x的單位是m,則功的單位為,而N、J都是導出單位。故選A。2.2023年5月30日9時31分,搭載神舟十六號載人飛船的長征二號F遙十六運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。神舟十六號載人飛船入軌后,于5月30日16時29分,成功對接于空間站天和核心艙徑向端口,如圖所示,下列說法正確的是( ?。〢.“16時29分”指的是時間間隔B.天和核心艙繞地球運動時,必定受到地球引力的作用C.對接后,“神舟十六號”與“天和核心艙”之間是相對運動的 D.“神舟十六號”與“天和核心艙”對接時,神舟十六號可視為質(zhì)點【答案】B【解析】【詳解】A.“16時29分”指的是時刻,故A錯誤;B.天和核心艙繞地球運動時,必定受到地球引力作用,故B正確;C.對接后,“神舟十六號”與“天和核心艙”之間是相對靜止的,故C錯誤;D.“神舟十六號”與“天和核心艙”對接時,神舟十六號大小形狀不可忽略,不可視為質(zhì)點,故D錯誤。故選B。3.在物理學研究過程中科學家們創(chuàng)造了許多物理學研究方法,如理想實驗法、控制變量法、極限法、等效替代法、理想模型法、微元法等,以下關(guān)于所用物理學研究方法的敘述錯誤的是(  )A.在“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”實驗中,采用了控制變量法B.卡文迪什扭秤實驗和庫侖扭秤實驗主要采用了理想實驗法C.當非常小時,就可以表示物體在某時刻的瞬時速度,采用了極限法D.伽利略對自由落體運動的研究用到了實驗與邏輯推理相結(jié)合的科學研究方法【答案】B【解析】【詳解】A.在“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”實驗中,采用了控制變量法,A正確;B.卡文迪什扭秤實驗和庫侖扭秤實驗主要采用了放大法,B錯誤;C.當非常小時,就可以表示物體在某時刻的瞬時速度,采用了極限法,C正確;D.伽利略對自由落體運動的研究用到了實驗與邏輯推理相結(jié)合的科學研究方法,D正確。本題選擇錯誤,故選B。4.滑竿下樓是消防員必須掌握的一項技能。一名消防員抓住豎直滑竿由靜止開始下滑,運動的速度隨時間變化規(guī)律如圖所示,其中段圖線為直線,時刻消防員著地。則下列說法正確的是() A.在時間內(nèi),消防員平均速度B.在時間內(nèi),消防員所受滑竿的阻力越來越大C.消防員在時間內(nèi)加速度不變,在時間內(nèi)加速度減小D.消防員在時間內(nèi)受到滑動摩擦力作用,在時間內(nèi)受靜摩擦力作用【答案】B【解析】【詳解】A.在時間內(nèi),若消防員做勻減速運動,消防員平均速度為由圖象可知消防員在時間內(nèi)的位移大于消防員做勻減速運動的位移,故故A錯誤;B.根據(jù)牛頓第二定律有圖象的斜率表示加速度,可知在時間,消防員的加速度大小變大,故消防員所受滑竿的阻力越來越大,故B正確;C.圖象的斜率表示加速度,消防員在時間內(nèi)加速度不變,在時間內(nèi)加速度增大,故C錯誤;D.消防員在時間內(nèi)受到滑動摩擦力作用,在時間內(nèi)受滑動摩擦力作用,故D錯誤。故選B。5.下列有關(guān)電容器的表述正確的是( ?。〢.圖甲S接1電容器充電,充電過程中通過電流表的電流大小不變B.圖乙S由接1改為接2,電容器放電,放電時通過電流表的電流方向為從左到右C.圖丙為可變電容器,它是通過改變兩極板之間的正對面積來改變電容大小的 D.圖丁中的“400V,68μF”,說明該電容器只有兩端加上400V的電壓時電容才為68μF【答案】C【解析】【詳解】A.圖甲中,開關(guān)接1,則電容器充電,在充電過程中,通過電流表的電流逐漸減小,故A項錯誤;B.圖乙中,開光從1到2,電容器開始放電,由充電過程可知,上極板帶正電,所以放電時通過電流表電流方向為從右到左,故B項錯誤;C.圖丙為可變電容器,它是通過改變兩極板之間的正對面積來改變電容大小的,故C項正確;D.圖丁中的電容器標有“400V,68μF”字樣,說明該電容器兩端電壓的最大值為400V,而其電容總是為68μF,故D項錯誤。故選C。6.山東濰坊是“世界風箏都”,每年春天都會舉辦國際風箏節(jié)。如圖所示,人拉風箏保持靜止,AB代表風箏截面,與水平面的夾角為30°。OC代表風箏線,與風箏平面成60°。風箏質(zhì)量為500g,風箏所受風力方向與風箏面垂直且認為大小恒定,下列說法正確的是()A.風對風箏的作用力的大小為5NB.風箏線對風箏的拉力大小為5NC.若剪斷風箏線,風箏將做自由落體運動D.風箏線對人的拉力和人對風箏線的拉力是一對平衡力【答案】B【解析】【詳解】AB.設風對風箏的作用力大小為,線對風箏的作用力大小為,以風箏為對象,根據(jù)受力平衡可得解得 故A錯誤,B正確;C.若剪斷風箏線,風箏不只受到重力作用,還受到風力作用,風箏不是做自由落體運動,故C錯誤;D.風箏線對人的拉力和人對風箏線的拉力是一對相互作用力,故D錯誤。故選B。7.如圖所示,有兩個高度差為1m的小鋼球A、B先后由靜止開始下落,剛好同時落地,小鋼球B下落的最后3.8m,用時0.2s,不計空氣阻力,下列說法正確的是()A.小鋼球B下落最后一秒的位移大小為15mB.小鋼球A下落時間為2sC.小鋼球A掉落前到地面的高度為20mD.兩小鋼球在運動過程中,間距和速度之差均保持不變【答案】A【解析】【詳解】AB.設小球B下落時間為tB,則有解得則小鋼球B下落最后一秒的位移大小為故A正確;BC.依題意,小鋼球A掉落前到地面的高度為小鋼球A下落時間滿足解得 故BC錯誤;D.依題意,小球A先下落,相距1m,最后二者同時落地,所以,兩小鋼球在運動過程中,間距逐漸減小。兩球速度之差為因為為一個定值,所以兩球速度之差保持不變。故D錯誤。故選A。8.2023年5月發(fā)射天舟六號貨運飛船和神舟十六號載人飛船,飛船發(fā)射后會在停泊軌道(Ⅰ)上進行數(shù)據(jù)確認,后擇機經(jīng)轉(zhuǎn)移軌道(Ⅱ)完成與中國空間站的交會對接,其變軌過程可簡化如圖所示,已知停泊軌道半徑近似為地球半徑R,中國空間站軌道(Ⅲ)距地面的高度為h,飛船在停泊軌道上的周期為,下列說法正確的是()A.飛船在轉(zhuǎn)移軌道(Ⅱ)上P點的速度為B.飛船在轉(zhuǎn)移軌道(Ⅱ)上P點的加速度小于Q點的加速度C.飛船從P到Q的運動時間至少為D.空間站內(nèi)的物品或宇航員處于“漂浮”狀態(tài),說明此時它們受力平衡【答案】C【解析】【詳解】A.飛船在停泊軌道(Ⅰ)上的速度為飛船從停泊軌道(Ⅰ)上的P點到轉(zhuǎn)移軌道(Ⅱ)上P點要加速,則在轉(zhuǎn)移軌道(Ⅱ)上P 點的速度大于,選項A錯誤;B.根據(jù)可知,飛船在轉(zhuǎn)移軌道(Ⅱ)上P點的加速度大于Q點的加速度,選項B錯誤;C.設飛船在轉(zhuǎn)移軌道(Ⅱ)上的周期為T2,則根據(jù)開普勒第三定律解得飛船從P到Q的運動時間至少為選項C正確;D.空間站內(nèi)的物品或宇航員隨空間站繞地球做勻速圓周運動,則雖然處于“漂浮”狀態(tài),但它們受力不平衡,選項D錯誤。故選C。9.某燃脂呼啦圈如圖甲所示,在圈外有一個用桿相連的重力錘,小明不小心將桿弄斷了,換了一根細繩綁住重力錘。當細繩與豎直方向的夾角為53°,計數(shù)器顯示1min內(nèi)轉(zhuǎn)了40圈,運動過程中腰帶可看作不動,重力錘繞人體在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,其簡化圖如圖乙所示。已知重力錘的質(zhì)量m=0.4kg,繩長L=0.45m,取,則以下說法正確的是( ?。〢.若細繩不慎斷裂,重力錘將做斜拋運動B.若增大轉(zhuǎn)速,腰帶受到的合力變大C.重力錘勻速轉(zhuǎn)動的加速度大小約為7.5m/s2 D.細繩懸掛點到腰帶中心的距離為0.39m【答案】D【解析】【詳解】A.若細繩不慎斷裂,重力錘拋出是的速度水平,將做平拋運動,故選項A錯誤;B.若增大轉(zhuǎn)速,腰帶始終不動,受力是平衡的,故合力為零,故選項B錯誤;C.對小球受力分析得,合力提供小球向心力解得故選項C錯誤;D.小球需要的向心加速度解得,故選項D正確。故選D。10.如圖所示,中心開孔的A、B極板間加上恒定電壓,兩極板間的距離可以改變,電子每次以相同初速度沿兩板的軸線方向向右射入電場中,電子所受重力不計,則下列說法正確的是( ?。〢.只要兩極板的距離足夠小,電子一定能從右極板射出B.只要兩極板的距離足夠大,電子一定不能從右極板射出C.當兩極板的距離變化時,電子在電場中運動的時間不變D.當兩極板的距離變化時,電子離開電場的速度相同【答案】D【解析】【詳解】AB.電子能否從電場中射出取決于兩極板的電壓,由動能定理 當電壓大于時,電子不能射出;當電壓小于時,電子能射出,故選項AB錯誤;C.當兩極板的距離變化時,電子在電場中運動的時間變化,距離變大,場強變小,加速度變小,時間變長,反之,距離變小,時間變短,故選項C錯誤;D.當兩極板的距離變化時,電子在電場中電場力做功不變,故離開電場的速度相同。故選項D正確。故選D。11.某同學利用手機加速度傳感器研究電梯運動時的超失重現(xiàn)象。某次測量時,手機平放在電梯地板上,電梯由靜止開始運動,獲得豎直方向的加速度a隨時間t變化的圖線(取豎直向上為正方向)如圖所示,則由圖線可知,在5.0~30.0s內(nèi)()A.電梯一直向上運動且先加速再減速B.電梯運動過程的最大加速度約為0.5gC.手機對地板的壓力最大值約為其重力的1.5倍D.電梯先下降后上升,10s時手機處于失重狀態(tài)【答案】D【解析】【詳解】AD.從a—t圖像可以看出,電梯從靜止開始,開始先加速下降,再減速下降,然后再加速上升,最后減速上升,在10s時,由于加速度向下,手機處于失重狀態(tài),A錯誤,D正確;B.從a—t圖像可以看出,最大加速度約為0.5m/s2,B錯誤;C.在減速下降和加速上升的過程中,手機處于超重狀態(tài),根據(jù)牛頓第二定律可得 根據(jù)牛頓第三定律可知對地板壓力C錯誤。故選D。12.從地面豎直向上拋出一物體,物體在運動過程中除受到重力外,還受到空氣阻力作用。已知物體上升、下降過程中機械能E隨距地面高度h的變化關(guān)系如圖所示,以地面作為重力零勢能面,重力加速度取。以下說法正確的是()A.物體的質(zhì)量為3kgB.物體落回到拋出點速度為C.物體受到的空氣阻力大小為1ND.物體在上升過程中動能減少了6J【答案】C【解析】【詳解】A.由圖像可知,物體在最高點時,動能為0,則有可得物體的質(zhì)量為故A錯誤;B.由圖像可知,物體落回到拋出點時,重力勢能為0,則有可得物體落回到拋出點速度為故B錯誤;C.物體上升過程減少的機械能等于物體克服空氣阻力做的功,則有 可得物體受到的空氣阻力大小為故C正確;D.根據(jù)動能定理可知,物體在上升過程中動能減少了故D錯誤。故選C。13.如圖甲所示,將一輕彈簧放在傾角為45°的固定斜面上,彈簧的下端固定。把物體P靠近彈簧的上端放在斜面上,P由靜止沿斜面向下運動,物體的加速度a與彈簧的壓縮量x間的關(guān)系如圖乙中實線所示。把物體P換成物體Q,完成同樣的過程,其a-x關(guān)系如圖乙中虛線所示,已知物體P與斜面間的動摩擦因數(shù)是物體Q與斜面間動摩擦因數(shù)的0.6倍。下列說法正確的是()A.P與斜面間的動摩擦因數(shù)為B.Q與斜面間的動摩擦因數(shù)為C.P的質(zhì)量是Q的6倍D.P的質(zhì)量是Q的倍【答案】B【解析】【詳解】剛開始下滑時,物體受到重力,斜面對物體的支持力和摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律,對PmPgsinθ-μPmPgcosθ=mP?3a0對QmQgsinθ-μQmQgcosθ=mQa0P運動x0時,加速度為零,則mPgcosθ-μPmPcosθ-kx0=0Q下滑2x0時,加速度為零,則mQgsinθ-μQmQgcosθ-k?2x0=0聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得 故B正確,ACD錯誤。二、不定項選擇題(本題共3小題,每小題4分,共12分,在每小題給出的四個選項中,有一個或一個以上答案符合題意,全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯或不選的得0分)14.下列說法正確的是()A.牛頓在伽利略和笛卡兒等科學家研究的基礎(chǔ)上提出了牛頓第一定律B.開普勒經(jīng)過二十多年觀察,詳細記錄了行星的位置和時間,得出了行星運動規(guī)律C.在對自由落體運動的研究過程中,伽利略直接用實驗驗證了自由落體運動的速度與下落時間成正比D.美國科學家富蘭克林發(fā)現(xiàn)自然界中存在兩種電荷,他把一種命名為正電荷,另一種命名為負電荷【答案】AD【解析】【詳解】A.牛頓在伽利略的理想斜面實驗和笛卡兒對物體運動研究的基礎(chǔ)上總結(jié)得出了牛頓第一定律,故A正確;B.第谷經(jīng)過二十年觀察,詳細記錄了行星的位置和時間,開普勒通過分析第谷的數(shù)據(jù),得出了行星運動的規(guī)律,故B錯誤;C.伽利略在研究自由落體運動時,猜想運動速度與下落時間成正比,但沒有直接用實驗進行驗證,故C錯誤;D.美國科學家富蘭克林發(fā)現(xiàn)自然界中存在兩種電荷,他把一種命名為正電荷,另一種命名為負電荷,故D正確。故選AD。15.如圖所示,左邊是一個原先不帶電的導體,右邊C是后來靠近導體的帶正電金屬球,則下列結(jié)論正確的是() A.B端感應出負電,A端感應出正電B.感應電荷在AB內(nèi)部產(chǎn)生的電場強度處處為零C.若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導體切開,分為A、B兩部分,這兩部分所帶電荷量的絕對值分別為、,沿任意一條虛線切開,都有D.當C逐漸遠離AB時,AB內(nèi)部的場強逐漸減小【答案】AC【解析】【詳解】A.導體原來不帶電,只是在C的電荷的作用下,導體中的自由電子向B端移動,使端多帶了電子而帶負電,A端失去電子帶正電,故A正確;BD.AB處于靜電平衡狀態(tài),內(nèi)部場強處處為零,感應電荷在AB內(nèi)部產(chǎn)生的電場強度不是處處為零,當C逐漸遠離AB時,AB內(nèi)部的場強始終為零不變,故BD錯誤。C.由題意可知,靜電感應現(xiàn)象使得A帶正電,B帶負電,導體原來不帶電,只是在C的電荷的作用下,導體中的自由電子向B部分移動,使B部分多帶了電子而帶負電;A部分少了電子而帶正電,根據(jù)電荷守恒可知,A部分轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目和B部分多余的電子數(shù)目是相同的,因此無論從哪一條虛線切開,由電荷守恒定律知,兩部分的電荷量總是相等的,故C正確。故選AC。16.某地區(qū)常年有風,風速基本保持在8m/s,該地區(qū)有一風力發(fā)電機,其葉片轉(zhuǎn)動可形成半徑為10m的圓面,若保持風垂直吹向葉片,空氣密度為1.25kg/m3,風的動能轉(zhuǎn)化為電能的效率為20%。下列結(jié)論正確的是()A.每秒流經(jīng)該渦輪機空氣的動能約為200kJB.該風力發(fā)電機的功率約為20kWC.若風速變?yōu)?4m/s,則該風力發(fā)電機的功率變?yōu)樵瓉淼?倍D.某純電動家用汽車每充36kW·h的電能,可以行駛500公里,一般家用汽車的年行駛里程約10000公里。則這臺風力發(fā)電機一年的發(fā)電量能給大約240臺正常使用的此型號家用汽車提供一年的電能【答案】BD 【解析】【詳解】A.每秒流經(jīng)該渦輪機空氣的動能約為故A錯誤;B.該風力發(fā)電機的功率約為故B正確;C.該風力發(fā)電機的功率為可知若風速變?yōu)?4m/s,則該風力發(fā)電機的功率變?yōu)樵瓉淼?7倍,故C錯誤;D.根據(jù)能量守恒有解得故這臺風力發(fā)電機一年的發(fā)電量能給大約240臺正常使用的此型號家用汽車提供一年的電能,故D正確。故選BD。第Ⅱ卷(非選擇題共49分)17.(1)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗時,①關(guān)于“補償阻力”的說法中正確的是________(多選)A.“補償阻力”的本質(zhì)就是讓小車受到的摩擦力為零;B.“補償阻力”的本質(zhì)就是使小車所受重力沿斜面向下的分力與其受到的阻力平衡;C.只要“補償阻力”,小車所受的合力就一定等于所掛槽碼的重力;D.“補償阻力”是否成功,可根據(jù)實驗正確操作后,紙帶上的點跡間距是否均勻而確定。②小明同學在實驗中獲得的其中一條紙帶如圖甲所示,A、B、C、D、E、F是紙帶上的6個計數(shù)點,每兩個相鄰計數(shù)點間均有四個點沒有畫出。實驗所用交流電頻率為50Hz,則小車運動的加速度為________m/s2(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 另一同學還做了如下實驗:如圖乙所示,不改變小車質(zhì)量和槽碼個數(shù),撤去打點計時器及小車后面的紙帶,將具有加速度測量功能的智能手機固定在小車上來測量加速度,測量的結(jié)果比用打點計時器測得的要小,從以下選項中選出一個最合適解釋________。A.因為在小車上放置了智能手機后,整體的質(zhì)量變大了B.因為在小車上放置了智能手機后,沒有重新“補償阻力”C.因為在小車上放置了智能手機后,繩的拉力變?。?)在“探究平拋運動的特點”實驗中,下列說法正確的是________A.如圖丙所示的演示實驗中,1球落地時與2球相碰,就可以說明平拋運動的軌跡是一條拋物線B.用圖丁裝置進行實驗,斜槽軌道M必須光滑且其末端水平C.用圖丁裝置進行實驗,小鋼球應從斜槽M上同一位置靜止?jié)L下【答案】①.BD##DB②.0.20-0.23③.A④.C【解析】【詳解】(1)[1]“補償阻力”的本質(zhì)就是使小車所受重力沿斜面向下的分力與其受到的阻力平衡;在檢驗“補償阻力”是否成功時,讓小車不掛槽碼,懸掛上紙帶,打開打點計時器,輕推小車,如果打點計時器在紙帶上打下均勻的點,說明小車勻速運動,“補償阻力”成功。故選BD。[2]相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s根據(jù)可知 [3]“補償阻力”成功之后,即使改變小車的質(zhì)量,也不需要重新補償阻力,之所以加速度變小,是由于小車上放置了智能手機后,整體的質(zhì)量變大造成的;而由于加速度減小,槽碼所受的合力減小,繩子拉力將變大。故選A。(2)[4]A.球1落地時與球2相碰,說明平拋運動在豎直方向上是自由落體運動,A錯誤;BC.用圖丁裝置進行實驗,斜槽軌道M不必須光滑,但末端必須水平,只要每次釋放小球的位置固定,且從靜止釋放,就能保證小球每次的平拋初速度相同,B錯誤,C正確。故選C。18.某同學要測量一定值電阻的阻值:(1)該同學先用多用電表歐姆擋粗測該電阻的阻值,先用“×100”擋測量,發(fā)現(xiàn)指針指在圖甲中虛線位置,這時他應該選用“________”擋進行測量,調(diào)整好擋位并進行歐姆調(diào)零后再次測量,指針指在圖甲中實線位置,則的阻值為________Ω。(2)為了進一步準確測量的阻值,該同學選用下表中器材設計實驗電路進行測量電池組E(電動勢3V,內(nèi)電阻很?。┗瑒幼冏杵鳎?~20kΩ,額定電流1A)電壓表V(量程0~3V,內(nèi)電阻約3kΩ)滑動變阻器(0~20Ω,額定電流2A)電流表(量程0~10mA,內(nèi)電阻約6Ω)開關(guān)S電流表(量程0~0.6A,內(nèi)電阻約0.2Ω)導線若干 ①電流表應選用________,滑動變阻器應選用________(均填寫字母代號);②若該同學已正確選用器材,并連接好部分實驗電路,如圖乙所示,請用筆畫線代替導線補充完成實物圖________。③閉合開關(guān),移動滑片測得多組數(shù)據(jù),可求出的阻值?!敬鸢浮竣?×10②.300③.④.⑤.【解析】【詳解】(1)[1][2]該同學先用多用電表歐姆擋粗測該電阻的阻值,選用“×100”擋測量,發(fā)現(xiàn)指針指在題圖中虛線位置,指針偏角過大,說明倍率擋選擇的過大,這時他應該選用“×10”擋進行測量;的阻值為(2)①[3]電路中可能出現(xiàn)的最大電流為可知電流表選擇A1;[4]為了得出多組數(shù)據(jù),滑動變阻器采用分壓式連接,滑動變阻器選擇最大阻值較小的R2;②[5]因待測電阻的阻值300Ω遠大于電流表的內(nèi)阻6Ω,可知應該采用電流表內(nèi)接,實物連接圖如圖所示19.如圖所示,質(zhì)量的滑塊以的初速度沿傾角為θ(未知)的足夠長斜面上滑,滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ(未知)?;瑝K向上滑行位移 后到達最高點,隨即下滑,返回到出發(fā)點時的速度為,不計空氣阻力。求:(1)滑塊上滑過程的加速度;(2)滑塊下滑過程所用時間t;(3)斜面的傾角θ以及滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ?!敬鸢浮浚?),方向沿斜面向下;(2);(3),【解析】【詳解】(1)滑塊向上做勻減速直線運動,以沿斜面方向為正方向解得即加速度大小為,方向沿斜面向下;(2)下滑過程,滑塊做勻加速直線運動,根據(jù)運動學方程又得(3)下滑過程,滑塊做勻加速直線運動,根據(jù)運動學方程解得上、下滑過程,根據(jù)牛頓第二定律 聯(lián)立可得20.小丁同學設計了一個玩具賽車的軌道裝置,軌道的主要部分可簡化為如圖所示的模型,傾斜軌道OA和水平軌道DE分別與圓軌道相切于A點和D點,圓軌道ABCD與軌道OA和DE平滑連接。軌道OA底部固定一大小不計的彈射裝置,當賽車從O點由靜止被彈射,沿斜面上滑后經(jīng)過圓軌道進入DE軌道,最后從E點拋出。已知賽車質(zhì)量為0.2kg,圓軌道半徑R=0.4m,傾斜軌道OA、EF的傾角分別為53°和37°(sin53°=0.8,sin37°=0.6),E、F兩點的高度差H=1.8m,DE軌道長為4m,賽車在水平軌道上運動時所受阻力等于其對軌道壓力的0.2倍,賽車在軌道其余部分所受阻力可忽略,賽車看成質(zhì)點。(1)若賽車恰好能過B點,求賽車經(jīng)過D點時速度大??;(2)若賽車恰好能過B點,求彈射裝置對賽車所做的功;(3)若賽車恰好能過B點,求賽車從E點拋出后的落點離E點的距離s;(4)若彈射器對賽車所做的功W可調(diào)節(jié),賽車從E點拋出后的第一次落點與E點的高度差為h,求h與W的關(guān)系。【答案】(1);(2);(3);(4)見解析【解析】【詳解】(1)賽車恰好能過點可得從到列動能定理可得 (2)若賽車恰好能過點,從到列動能定理可得(3)若賽車恰好能過點,從到點列動能定理可得從點平拋,若落在斜面上,可知位移角為,有可得根據(jù)可得(4)若彈射器對賽車所做的功可變,設做功為,從到,列動能定理可得①當時根據(jù),可得 得當時,②當時,綜上所述:時,;時,;時,不能從點拋出。21.一個處于真空中的實驗裝置如圖所示,水平放置的平行金屬板電容器M兩板間距d=0.2m,電容器右側(cè)存在沿電容器中心軸線,水平向左的有界勻強電場區(qū)域,場強大小為E=1.5×103V/m,以電容器右邊緣中點O點為坐標原點,水平方向為x軸,豎直方向為y軸建立直角坐標系,勻強電場區(qū)域?qū)挾葹長=1.4m,在x軸上2L處有一足夠長豎直擋板N。現(xiàn)有一可視為質(zhì)點的帶正電小球,已知質(zhì)量m=2.0×10-4kg、q=1.0×10-6C,當小球從電容器左邊緣中點A點以速度水平向右射入電容器,小球恰好向右做勻速直線運動,直到從右邊緣中點O飛入右側(cè)的水平電場區(qū)域,穿過水平電場后,最終帶電小球打在豎直擋板上的P點,忽略電場的邊緣效應,求:(1)電容器兩極板間的電壓;(2)小球穿過水平向左電場后,沿x軸方向分速度大??;(3)小球打在豎直擋板上的P點的坐標;(4)小球從進入水平電場到動能最小的過程中,電勢能的變化量。 【答案】(1);(2);(3);(4)【解析】【詳解】(1)球在平行板電容器中,豎直方向受力平衡,則有解得則電容器兩極板間的電壓(2)小球在電場中,水平方向做勻減速直線運動,則有解得根據(jù)速度與位移的關(guān)系有解得(3)設在水平電場中運動的時間為,在水平電場右側(cè)運動的時間為,則有,解得 ,小球在豎直方向做自由落體運動,則有因此,點坐標為。(4)在水平電場中對小球進行受力分析如圖所示,小球受到豎直向下的重力和水平向左的電場力則有,,解得加速度為方向左下,與豎直方向成,將初速度沿著方向和垂直于方向分別分解為和,如圖所示,則有,大小保持不變,當時,小球在電場中動能最小,則這段過程運動時間為該過程水平方向的位移為則電場力做功 則有

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