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2023山东师大附中高二上学期期中学业水平测试化学试题含答案
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这是一份2023山东师大附中高二上学期期中学业水平测试化学试题含答案,共19页。
2021级2022-2023学年第一学期期中学业水平测试
物理学科等级考试题
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.如图所示,直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远,其磁场互不影响,当开关S闭合后,则小磁针北极N(黑色一端)指示磁场方向正确的是( )
A. a B. b
C. c D. d
2. 对于一个质量不变的物体,下列说法中正确的是 ( )
A. 做匀速直线运动的物体,其动量可能变化
B. 做匀速圆周运动的物体,其动量一定不变
C. 物体的速度发生变化时,其动量可能不变
D. 物体的速度发生变化时,其动量一定变化
3. 在下列几种现象中,所选系统动量守恒的是( )
A. 在光滑水平面上,运动的小车迎面撞上一静止的小车,选择两车为系统
B. 运动员将铅球从肩窝开始加速推出直至落地,选择运动员和铅球为系统
C. 从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中,选择重物和车厢为系统
D. 光滑水平面上放一斜面,斜面也光滑,一个物体沿斜面滑下,选择物体和斜面为系统
4.下列关于电流的说法,正确的是( )
A. 习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流方向
B. 通过导体的横截面的电量越多,电流越大
C. 电流既有大小又有方向,所以电流是矢量
D. 导体中的自由电荷越多,电流越大
5. 如图所示的长方体是用电阻率为ρ的均匀金属制成的,长度为3L,其横截面为正方形,边长为L,若将它的a、b端接入电路时的电阻为R,则将它的c、d端接入电路时的电阻是( )
A. 3R B. 9R
C. R3 D. R9
6. 三个电阻器按照如图所示的电路连接,其阻值之比为R1 : R2 : R3 = 2: 3: 6,则电路工作时,通过三个电阻器R1、R2、R3上的电流之比I1 : I2 : I3为( )
A. 6: 3: 1 B. 1: 3: 6
C. 6: 2: 1 D. 3: 2: 1
7. 关于电源电动势的概念,以下说法中正确的是( )
A. 电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同
B. 在闭合电路中,电源电动势在数值上总是等于电源两极间的电压
C. 在闭合电路中,电源电动势在数值上等于内、外电压之和
D. 电源把其他形式的能转化为电能越多,电源电动势越大
8. 如图,当滑动变阻器的滑动头向上滑动时,两灯亮度的变化情况为( )
A. A灯和B灯都变亮 B. A灯和B灯都变暗
C. A灯变亮,B灯变暗 D. A灯变暗,B灯变亮
9. 如图所示电路中,当合上开关S后,两个标有“5V,3W”的灯泡均不发光,用电压表测得Ubc=Ubd=12V,如果各段导线及接线处均无问题,这说明( )
A. 开关S处断路 B. 灯泡L1的灯丝断了
C. 灯泡L2的灯丝断了 D. 滑动变阻器R的电阻丝断了
10. 高空坠物极易对行人造成伤害,若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的10层坠下,与地面的碰撞时间约为2 ms,则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为( )
A. 5 N B. 500N
C. 5000N D. 50000N
11. 向空中发射一枚炮弹,不计空气阻力,当此炮弹的速度恰好沿水平方向时,炮弹炸裂成a、b两块,若质量较大的a的速度方向仍沿原来的方向,则有( )
A. b的速度方向一定与原来速度方向相反
B. 从炸裂到落地的这段时间内,a飞行的水平距离定比b的大
C. a、b一定同时到达水平地面
D. 在炸裂过程中, a、b受到的爆炸力的冲量一定相同
12. A、B两球沿同一直线运动并发生正碰,如图所示为两球碰撞前、后的位移随时间变化的图象,a、b分别为A、B两球碰前的位移随时间变化的图象,c为碰撞后两球共同运动的位移随时间变化的图象,若A球质量是mA=6kg,则由图判断下列结论正确的是( )
A. B球质量是mB=6kg
B. 碰撞前A、B两球的总动量为3kg·m/s
C. 碰撞前、后A球的动量变化量为12kg·m/s
D. 碰撞时A球对B球的冲量为-4N·s
13. 如图所示的轨道,由粗糙的水平部分和光滑的四分之一圆弧部分组成,置于光滑的水平面上。当轨道固定不动时,将可视为质点的物块,从圆弧轨道的最高点由静止释放,物块恰好停在水平轨道的最左端。当轨道不固定时,仍将物块从圆弧轨道的最高点由静止释放,下列说法正确的是( )
A. 物块与轨道组成的系统动量守恒,机械能不守恒
B. 物块与轨道组成的系统动量不守恒,机械能守恒
C. 物块将从轨道左端冲出水平轨道
D. 物块仍能停在水平轨道的最左端
14.如图所示,将一盏标有“40V、20W”的灯泡和一电阻为4.4Ω的电解槽串联后,接在电压为80V的直流电路两端,灯泡正常发光,则( )
A. 电路消耗的总功率为20W B. 电解槽消耗的电功率为20W
C. 电解槽的发热功率为20W D. 电解槽的输出电功率为20W
15.图甲为某电源的图线,图乙为某小灯泡的图线的一部分,则下列说法中正确的是( )
A. 电源的内阻为10Ω
B. 当小灯泡两端的电压为2.5 V时,它的电阻约为10Ω
C. 把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的两端的电压约为1.3V
D. 把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的功率约为0.3W
二、多项选择题:共5小题,每小题3分,共15分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
16. 关于磁场,下列说法中正确的是( )
A. 磁场是看不见、摸不着、实际不存在而由人们假想出来的一种理想模型
B. 磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同
C. 奥斯特发现了电流的磁效应现象,首次揭示了电与磁之间是有联系的
D. 磁感线总是从磁体的N极指向S极
17. 下面的说法正确的是( )
A. 当力与物体的位移垂直时,该力的冲量为零
B. 如果物体(质量不变)的速度发生变化,则所受合外力的冲量不为零
C. 物体所受合外力冲量越大,它的动量变化也越大
D. 做竖直上抛运动的物体,在△t时间内所受重力的冲量可能为零
18. 电源和一个水平放置的平行板电容器、三个电阻组成如图所示的电路。当开关S断开时,电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态。现将开关S闭合,则以下判断正确的是( )
A. 液滴仍保持静止状态
B. 液滴将向下运动
C. 电容器上的带电量将增大
D. 电容器上的带电量将减小
19. 现有标识为“6 V,3 W”、“6 V,6W”、“6 V,12 W”的三个小灯泡,分别将其中一个小灯泡与电动势为6 V、内电阻为3Ω的直流电源,以及阻值为3Ω的定值电阻串联组成闭合回路,以下说法中正确的是 ( )
A. 串联“6 V,6W”小灯泡时,小灯泡的亮度最大
B. 串联“6 V,12W”小灯泡时,小灯泡的亮度最大
C. 串联“6 V,3 W”小灯泡时,电源的输出功率最大
D. 串联“6 V,12W”小灯泡时,电源的输出功率最大
20. 如图所示,质量均为m的A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧拴接在一起,竖直静置在水平地面上。在A的正上方高 ℎ=9mg2k 处有一质量为2m的物体C,现将物体C由静止释放,C与A发生碰撞后立刻粘在一起,碰撞时间极短,之后的运动过程中物体B恰好未脱离地面。弹簧始终在弹性限度内,忽略空气阻力,重力加速度为g。已知弹簧弹性势能表达式为Ep=12kx2 ,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量,则( )
A. C物体碰撞前后瞬间的动量比为2:1 B. 物体B恰好未脱离地面时,A、C的加速度为43 g
C. 弹簧的最大压缩量为4mgk D. 弹簧的最大压缩量为7mgk
三、非选择题:本题共5题,共55分
21.(6分)如图所示,用碰撞实验器可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在斜轨末端碰撞前后的动量关系。
安装好实验装置,做好测量前的准备,并记下重垂线所指的位置O。
第一步,不放小球2,让小球1从斜槽上某处由静止滚下,并落在地面上,重复多次,用尽可能小的圆把小球1的所有落点圈在里面,其圆心就是小球1落点的平均位置。
第二步,把小球2放在斜槽末端边缘处,让小球1从斜槽上相同位置处由静止滚下,使小球1与小球2碰撞,重复多次,并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。
第三步,用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离,即线段的长度。
在上述实验中:
(1)在不放小球2时,小球1从斜槽上某处由静止开始滚下,小球1的落点在图中的_____点,把小球2放在斜槽末端边缘处,小球1从斜槽上相同位置处由静止开始滚下,使它们发生碰撞,碰后小球1的落点在图中的_____点。
(2)直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。可以通过测量________间接地解决这个问题。
A.小球开始释放时距斜槽底端的高度h
B.小球抛出点距地面的高度H
C.小球做平抛运动的水平射程
(3)本实验中小球1的质量m1与小球2的质量m2大小应满足:
m1________m2(填 “> ”,“
22.(6分)(1)红,1000,(2)如图所示,(3)(3)U/I
23.(9分)(1)0.5T,(2)2.5N
解析: 磁场方向竖直向上,导线受力情况如图所示.
由平衡条件得:
在水平方向上:BIL = F Nsinα ………………………………2分
在竖直方向上:mg = BIL Ncosα ………………………………2分
联立,得:
B=0.5T, ………………………………2分
F N=2.5N。 ………………………………2分
根据牛顿第三定律,
导体棒对斜面的压力F N’ =F N=2.5N ………………………………1分
24.(10分)(1)8m/s,(2)48J
解析:(1)取向右为正方向,以CA为系统研究,
根据动量守恒定律:mcvo=mCvC+mAvA ………………………………2分
根据机械能守恒定律:12mcvo2=12mCvC2+12mAvA2 ………………………………2分
解得:vC= -2m/s,vA=8m/s
C与A碰撞后A速度大小为8m/s ………………………………1分
(2)仍取向右为正方向,以AB为系统研究,
根据动量守恒定律:mAvA=mA+mBv ………………………………2分
根据能量守恒定律:E损=12mAvA2−12mA+mBv2 ………………………………2分
解得:E损=48J ………………………………1分
25. (10分)
25.(10分)(1)2A,(2)10 V;3×10-4C
解析:(1)闭合开关S,和串联,电容器充电稳定后,根据闭合电路的欧姆定律得,通过的电流为I=ER1+R2+r, ………………2分 解得I=2A ………………2分
(2)开关S闭合时,与电容器(电阻相当于无穷大)串联的电阻两端电压为零,这时电容器两端的电压等于电阻两端的电压,U2=IR2=10V ………………2分
开关S断开后,电路达到稳定后,与电容器串联的电阻和两端电压均为零,电容器两端的电压大小等于电源电动势E=20V ………………1分
则电容器两端的电压变化量为ΔU=E−U2=10 V ………………1分
流过的总电荷量就是电容器电荷量的变化量ΔQ=CΔU ………………1分
解得,ΔQ=3×10−4 C ………………1分
26.(14分)(1)23gLsinθ,23gLsinθ(2)23gLsinθ,23gLsinθ(3)56gLsinθgsinθ
解析:(1)由动能定理得mgsinθ⋅43L=12mv012 ……………………1分
解的 v01=83gLsinθ
碰撞过程动量守恒和机械能守恒得
mv01=mv11+3mv21,12mv012=12mv112+12⋅3mv212 ……………………2分
解得v11=−23gLsinθ,v21=23gLsinθ
物块1、2第一次碰后瞬间的速度大小分别为23gLsinθ,23gLsinθ ……………………2分
(2)第1次碰后,由于μ=tanθ,物块2将以速度v21=23gLsinθ 向下匀速运动直到与物块3碰撞,物块2、3等质量弹性碰撞,碰后交换速度,物块3继续向下匀速运动与物块4碰交换速度,物块4继续向下运动与物块5碰交换速度,物块5以速度v21=23gLsinθ 向下匀速运动。 ………1分
对物块1 ,得v02=83gLsinθ……………………1分
碰撞过程动量守恒和机械能守恒得
mv02=mv12+3mv22,12mv022=12mv122+12⋅3mv222 ……………………1分
解得v12=−23gLsinθ,v22=23gLsinθ
物块1、2第二次碰后瞬间的速度大小分别为23gLsinθ,23gLsinθ ……………………1分
(3)对物块1,根据牛顿第二定律,mgsinθ=ma,a=gsinθ ……………………1分
物块1从释放到第一次与2碰撞的时间t1=v01a=22L3gsinθ ……………………1分
第1、2次,2、3次,3、4次碰用时均为t2=v02−v11a=32L3gsinθ ……………………1分
设第4次碰到第5次碰用时
v21t3=v11t3+12at32,解得t3=42L3gsinθ ……………………1分
从释放物块1到物块1、2发生第五次碰撞所需时间
t=t1+3t2+t3=152L3gsinθ=56gLsinθgsinθ ……………………1分
2021级2022-2023学年第一学期期中学业水平测试
物理学科等级考试题
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.如图所示,直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远,其磁场互不影响,当开关S闭合后,则小磁针北极N(黑色一端)指示磁场方向正确的是( )
A. a B. b
C. c D. d
2. 对于一个质量不变的物体,下列说法中正确的是 ( )
A. 做匀速直线运动的物体,其动量可能变化
B. 做匀速圆周运动的物体,其动量一定不变
C. 物体的速度发生变化时,其动量可能不变
D. 物体的速度发生变化时,其动量一定变化
3. 在下列几种现象中,所选系统动量守恒的是( )
A. 在光滑水平面上,运动的小车迎面撞上一静止的小车,选择两车为系统
B. 运动员将铅球从肩窝开始加速推出直至落地,选择运动员和铅球为系统
C. 从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中,选择重物和车厢为系统
D. 光滑水平面上放一斜面,斜面也光滑,一个物体沿斜面滑下,选择物体和斜面为系统
4.下列关于电流的说法,正确的是( )
A. 习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流方向
B. 通过导体的横截面的电量越多,电流越大
C. 电流既有大小又有方向,所以电流是矢量
D. 导体中的自由电荷越多,电流越大
5. 如图所示的长方体是用电阻率为ρ的均匀金属制成的,长度为3L,其横截面为正方形,边长为L,若将它的a、b端接入电路时的电阻为R,则将它的c、d端接入电路时的电阻是( )
A. 3R B. 9R
C. R3 D. R9
6. 三个电阻器按照如图所示的电路连接,其阻值之比为R1 : R2 : R3 = 2: 3: 6,则电路工作时,通过三个电阻器R1、R2、R3上的电流之比I1 : I2 : I3为( )
A. 6: 3: 1 B. 1: 3: 6
C. 6: 2: 1 D. 3: 2: 1
7. 关于电源电动势的概念,以下说法中正确的是( )
A. 电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同
B. 在闭合电路中,电源电动势在数值上总是等于电源两极间的电压
C. 在闭合电路中,电源电动势在数值上等于内、外电压之和
D. 电源把其他形式的能转化为电能越多,电源电动势越大
8. 如图,当滑动变阻器的滑动头向上滑动时,两灯亮度的变化情况为( )
A. A灯和B灯都变亮 B. A灯和B灯都变暗
C. A灯变亮,B灯变暗 D. A灯变暗,B灯变亮
9. 如图所示电路中,当合上开关S后,两个标有“5V,3W”的灯泡均不发光,用电压表测得Ubc=Ubd=12V,如果各段导线及接线处均无问题,这说明( )
A. 开关S处断路 B. 灯泡L1的灯丝断了
C. 灯泡L2的灯丝断了 D. 滑动变阻器R的电阻丝断了
10. 高空坠物极易对行人造成伤害,若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的10层坠下,与地面的碰撞时间约为2 ms,则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为( )
A. 5 N B. 500N
C. 5000N D. 50000N
11. 向空中发射一枚炮弹,不计空气阻力,当此炮弹的速度恰好沿水平方向时,炮弹炸裂成a、b两块,若质量较大的a的速度方向仍沿原来的方向,则有( )
A. b的速度方向一定与原来速度方向相反
B. 从炸裂到落地的这段时间内,a飞行的水平距离定比b的大
C. a、b一定同时到达水平地面
D. 在炸裂过程中, a、b受到的爆炸力的冲量一定相同
12. A、B两球沿同一直线运动并发生正碰,如图所示为两球碰撞前、后的位移随时间变化的图象,a、b分别为A、B两球碰前的位移随时间变化的图象,c为碰撞后两球共同运动的位移随时间变化的图象,若A球质量是mA=6kg,则由图判断下列结论正确的是( )
A. B球质量是mB=6kg
B. 碰撞前A、B两球的总动量为3kg·m/s
C. 碰撞前、后A球的动量变化量为12kg·m/s
D. 碰撞时A球对B球的冲量为-4N·s
13. 如图所示的轨道,由粗糙的水平部分和光滑的四分之一圆弧部分组成,置于光滑的水平面上。当轨道固定不动时,将可视为质点的物块,从圆弧轨道的最高点由静止释放,物块恰好停在水平轨道的最左端。当轨道不固定时,仍将物块从圆弧轨道的最高点由静止释放,下列说法正确的是( )
A. 物块与轨道组成的系统动量守恒,机械能不守恒
B. 物块与轨道组成的系统动量不守恒,机械能守恒
C. 物块将从轨道左端冲出水平轨道
D. 物块仍能停在水平轨道的最左端
14.如图所示,将一盏标有“40V、20W”的灯泡和一电阻为4.4Ω的电解槽串联后,接在电压为80V的直流电路两端,灯泡正常发光,则( )
A. 电路消耗的总功率为20W B. 电解槽消耗的电功率为20W
C. 电解槽的发热功率为20W D. 电解槽的输出电功率为20W
15.图甲为某电源的图线,图乙为某小灯泡的图线的一部分,则下列说法中正确的是( )
A. 电源的内阻为10Ω
B. 当小灯泡两端的电压为2.5 V时,它的电阻约为10Ω
C. 把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的两端的电压约为1.3V
D. 把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的功率约为0.3W
二、多项选择题:共5小题,每小题3分,共15分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
16. 关于磁场,下列说法中正确的是( )
A. 磁场是看不见、摸不着、实际不存在而由人们假想出来的一种理想模型
B. 磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同
C. 奥斯特发现了电流的磁效应现象,首次揭示了电与磁之间是有联系的
D. 磁感线总是从磁体的N极指向S极
17. 下面的说法正确的是( )
A. 当力与物体的位移垂直时,该力的冲量为零
B. 如果物体(质量不变)的速度发生变化,则所受合外力的冲量不为零
C. 物体所受合外力冲量越大,它的动量变化也越大
D. 做竖直上抛运动的物体,在△t时间内所受重力的冲量可能为零
18. 电源和一个水平放置的平行板电容器、三个电阻组成如图所示的电路。当开关S断开时,电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态。现将开关S闭合,则以下判断正确的是( )
A. 液滴仍保持静止状态
B. 液滴将向下运动
C. 电容器上的带电量将增大
D. 电容器上的带电量将减小
19. 现有标识为“6 V,3 W”、“6 V,6W”、“6 V,12 W”的三个小灯泡,分别将其中一个小灯泡与电动势为6 V、内电阻为3Ω的直流电源,以及阻值为3Ω的定值电阻串联组成闭合回路,以下说法中正确的是 ( )
A. 串联“6 V,6W”小灯泡时,小灯泡的亮度最大
B. 串联“6 V,12W”小灯泡时,小灯泡的亮度最大
C. 串联“6 V,3 W”小灯泡时,电源的输出功率最大
D. 串联“6 V,12W”小灯泡时,电源的输出功率最大
20. 如图所示,质量均为m的A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧拴接在一起,竖直静置在水平地面上。在A的正上方高 ℎ=9mg2k 处有一质量为2m的物体C,现将物体C由静止释放,C与A发生碰撞后立刻粘在一起,碰撞时间极短,之后的运动过程中物体B恰好未脱离地面。弹簧始终在弹性限度内,忽略空气阻力,重力加速度为g。已知弹簧弹性势能表达式为Ep=12kx2 ,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量,则( )
A. C物体碰撞前后瞬间的动量比为2:1 B. 物体B恰好未脱离地面时,A、C的加速度为43 g
C. 弹簧的最大压缩量为4mgk D. 弹簧的最大压缩量为7mgk
三、非选择题:本题共5题,共55分
21.(6分)如图所示,用碰撞实验器可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在斜轨末端碰撞前后的动量关系。
安装好实验装置,做好测量前的准备,并记下重垂线所指的位置O。
第一步,不放小球2,让小球1从斜槽上某处由静止滚下,并落在地面上,重复多次,用尽可能小的圆把小球1的所有落点圈在里面,其圆心就是小球1落点的平均位置。
第二步,把小球2放在斜槽末端边缘处,让小球1从斜槽上相同位置处由静止滚下,使小球1与小球2碰撞,重复多次,并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。
第三步,用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离,即线段的长度。
在上述实验中:
(1)在不放小球2时,小球1从斜槽上某处由静止开始滚下,小球1的落点在图中的_____点,把小球2放在斜槽末端边缘处,小球1从斜槽上相同位置处由静止开始滚下,使它们发生碰撞,碰后小球1的落点在图中的_____点。
(2)直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。可以通过测量________间接地解决这个问题。
A.小球开始释放时距斜槽底端的高度h
B.小球抛出点距地面的高度H
C.小球做平抛运动的水平射程
(3)本实验中小球1的质量m1与小球2的质量m2大小应满足:
m1________m2(填 “> ”,“
22.(6分)(1)红,1000,(2)如图所示,(3)(3)U/I
23.(9分)(1)0.5T,(2)2.5N
解析: 磁场方向竖直向上,导线受力情况如图所示.
由平衡条件得:
在水平方向上:BIL = F Nsinα ………………………………2分
在竖直方向上:mg = BIL Ncosα ………………………………2分
联立,得:
B=0.5T, ………………………………2分
F N=2.5N。 ………………………………2分
根据牛顿第三定律,
导体棒对斜面的压力F N’ =F N=2.5N ………………………………1分
24.(10分)(1)8m/s,(2)48J
解析:(1)取向右为正方向,以CA为系统研究,
根据动量守恒定律:mcvo=mCvC+mAvA ………………………………2分
根据机械能守恒定律:12mcvo2=12mCvC2+12mAvA2 ………………………………2分
解得:vC= -2m/s,vA=8m/s
C与A碰撞后A速度大小为8m/s ………………………………1分
(2)仍取向右为正方向,以AB为系统研究,
根据动量守恒定律:mAvA=mA+mBv ………………………………2分
根据能量守恒定律:E损=12mAvA2−12mA+mBv2 ………………………………2分
解得:E损=48J ………………………………1分
25. (10分)
25.(10分)(1)2A,(2)10 V;3×10-4C
解析:(1)闭合开关S,和串联,电容器充电稳定后,根据闭合电路的欧姆定律得,通过的电流为I=ER1+R2+r, ………………2分 解得I=2A ………………2分
(2)开关S闭合时,与电容器(电阻相当于无穷大)串联的电阻两端电压为零,这时电容器两端的电压等于电阻两端的电压,U2=IR2=10V ………………2分
开关S断开后,电路达到稳定后,与电容器串联的电阻和两端电压均为零,电容器两端的电压大小等于电源电动势E=20V ………………1分
则电容器两端的电压变化量为ΔU=E−U2=10 V ………………1分
流过的总电荷量就是电容器电荷量的变化量ΔQ=CΔU ………………1分
解得,ΔQ=3×10−4 C ………………1分
26.(14分)(1)23gLsinθ,23gLsinθ(2)23gLsinθ,23gLsinθ(3)56gLsinθgsinθ
解析:(1)由动能定理得mgsinθ⋅43L=12mv012 ……………………1分
解的 v01=83gLsinθ
碰撞过程动量守恒和机械能守恒得
mv01=mv11+3mv21,12mv012=12mv112+12⋅3mv212 ……………………2分
解得v11=−23gLsinθ,v21=23gLsinθ
物块1、2第一次碰后瞬间的速度大小分别为23gLsinθ,23gLsinθ ……………………2分
(2)第1次碰后,由于μ=tanθ,物块2将以速度v21=23gLsinθ 向下匀速运动直到与物块3碰撞,物块2、3等质量弹性碰撞,碰后交换速度,物块3继续向下匀速运动与物块4碰交换速度,物块4继续向下运动与物块5碰交换速度,物块5以速度v21=23gLsinθ 向下匀速运动。 ………1分
对物块1 ,得v02=83gLsinθ……………………1分
碰撞过程动量守恒和机械能守恒得
mv02=mv12+3mv22,12mv022=12mv122+12⋅3mv222 ……………………1分
解得v12=−23gLsinθ,v22=23gLsinθ
物块1、2第二次碰后瞬间的速度大小分别为23gLsinθ,23gLsinθ ……………………1分
(3)对物块1,根据牛顿第二定律,mgsinθ=ma,a=gsinθ ……………………1分
物块1从释放到第一次与2碰撞的时间t1=v01a=22L3gsinθ ……………………1分
第1、2次,2、3次,3、4次碰用时均为t2=v02−v11a=32L3gsinθ ……………………1分
设第4次碰到第5次碰用时
v21t3=v11t3+12at32,解得t3=42L3gsinθ ……………………1分
从释放物块1到物块1、2发生第五次碰撞所需时间
t=t1+3t2+t3=152L3gsinθ=56gLsinθgsinθ ……………………1分
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