一、选择题
1. 用一根绳子竖直向上拉一个物块,物块从静止开始运动,绳子拉力的功率按如图所示规律变化,0~to时间内物块做匀加速直线运动,to时刻后物体继续加速,t1时刻物块达到最大速度。已知物块的质量为m,重力加速度为g,则下列说法正确的是
A. 物块始终做匀加速直线运动 B. 0~t0时间内物块的加速度大小为C. to时刻物块的速度大小为
D. 0~t1时间内绳子拉力做的总功为【答案】D
【解析】由图可知在0-t0时间内物块做匀加速直线运动,t0时刻后功率保持不变,根据P=Fv知,v增大,F减小,物块做加速度减小的加速运动,当加速度减小到零,物体做匀速直线运动,故A错误;根据P0=Fv=Fat,由牛顿第二定律得:F=mg+ma,联立可得:P=(mg+ma)at,由此可知图线的斜率为:知
,故B错误;在t1时刻速度达到最大,F=mg,则速度:
,可
,
,可知t0时刻物块的速度大小小于
故C错误;在P-t图象中,图线围成的面积表示牵引力做功的大小即:确,ABC错误。
2. 关于电源电动势E的下列说法中错误的是:( ) A.电动势E的单位与电势、电势差的单位相同,都是伏特V B.干电池和铅蓄电池的电动势是不同的 C.电动势E可表示为E=
,故D正确。所以D正
W,可知电源内非静电力做功越多,电动势越大 q D.电动势较大,表示电源内部将其它形式能转化为电能的本领越大
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【答案】C
3. 如图所示,小车上有一根固定的水平横杆,横杆左端固定的轻杆与竖直方向成θ角,轻杆下端连接一小铁球;横杆右端用一根细线悬挂一相同的小铁球,当小车做匀变速直线运动时,细线保持与竖直方向成α角,若θ<α,则下列说法中正确的是
A.轻杆对小球的弹力方向沿着轻杆方向向上 B.轻杆对小球的弹力方向与细线平行向上 C.小车可能以加速度gtan α向右做匀加速运动 D.小车可能以加速度gtan θ向左做匀减速运动 【答案】BC 【
解
析
】
4. .(2018江苏淮安宿迁质检)2017年4月,我国第一艘货运飞船天舟一号顺利升空,随后与天宫二号交会对接.假设天舟一号从B点发射经过椭圆轨道运动到天宫二号的圆轨道上完成交会,如图所示.已知天宫二号的轨道半径为r,天舟一号沿椭圆轨道运动的周期为T,A、B两点分别为椭圆轨道的远地点和近地点,地球半径为R,引力常量为G.则
A.天宫二号的运行速度小于7.9km/s B.天舟一号的发射速度大于11.2km/s C.根据题中信息可以求出地球的质量
D.天舟一号在A点的速度大于天宫二号的运行速度
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【答案】 AC 【
解
析
】
5. 甲、乙两车在平直公路上沿同一方向行驶,其v-t图像如图所示,在 t=0时刻,乙车在甲车前方x0处,在t=t1时间内甲车的位移为x.下列判断正确的是( )
A. 若甲、乙在t1时刻相遇,则x0=B. 若甲、乙在C. 若x0=
1x 3t13时刻相遇,则下次相遇时刻为t1 223x ,则甲、乙一定相遇两次 41D. 若x0=x,则甲、乙一定相遇两次
2【答案】BD
6. 下列说法中正确的是
A. 在家庭电路中洗衣机和电冰箱是串联的 B. 节能灯比白炽灯的发光效率高 C. 变压器是用于改变直流电压的装置
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D. 交流电的周期越长,频率也越高 【答案】B
【解析】试题分析:在家庭电路中各用电器之间是并联关系,A错误;节能灯是通过发热而发光的,比白炽灯的发光效率高,B正确;变压器是用于改变交流电压的装置,C错误;根据公式D错误。
考点:考查了家庭电路,变压器,交流电 7.
可得周期越长,频率越小,
如图,一充电后的平行板电容器的两极板相距l。在正极板附近有一质量为M、电荷量为q(q>0)的粒子;在负极板附近有另一质量为m、电荷量为-q的粒子。在电场力的作用下,两粒子同时从静止开始运动。已知
2
两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l的平面。若两粒子间相互作用力可忽略,不计重力,则M∶m为
5( )
A.3∶2 C.5∶2 【答案】 A
【解析】 设极板间电场强度为E,两粒子的运动时间相同,对M,由牛顿第二定律有:qE=MaM,由运动学
21
公式得:l=aMt2;
52对m,由牛顿第二定律有qE=mam
31
根据运动学公式得:l=amt2
52
B.2∶1 D.3∶1
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M3
由以上几式解之得:=,故A正确。
m2
8. 如图所示,质点、b在直线PQ上,质点由P点出发沿PQ方向向Q做初速度为零的匀加速直线运动.当质点运动的位移大小为x1时,质点b从Q沿QP方向向P点做初速度为零的匀加速直线运动,当b的位移为x2时和质点相遇,两质点的加速度大小相同,则PQ距离为( )
A. 2x1+x2+2x1x2 B. x1+2x2+2x1x2 C. x1+2x2+2x1x2 D. 2x1+x2+2x1x2 【答案】B
9. 如图所示,质量为M的小车置于光滑的水平面上,车的上表面是粗糙的,有一质量为m的木块,以初速度v0滑上小车的上表面.若车的上表面足够长,则( ) A.木块的最终速度一定为mv0/(M+m)
B.由于车的上表面粗糙,小车和木块组成的系统动量减小 C.车的上表面越粗糙,木块减少的动量越多 D.车的上表面越粗糙,小车增加的动量越多 【答案】A
10.如图甲所示,两平行金属板A、B放在真空中,间距为d,P点在A、B板间,A板接地,B板的电势随时间t的变化情况如图乙所示,t=0时,在P点由静止释放一质量为m、电荷量为e的电子,当=2T时,电子回到P点。电子运动过程中未与极板相碰,不计重力,则下列说法正确的是
A.: =1:2 B.: =1:3
C. 在0~2T时间内,当t=T时电子的电势能最小
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D. 在0~2T 时间内,电子的电势能减小了【答案】BD
【解析】根据场强公式可得0~T时间内平行板间的电场强度为:向上做匀加速直线运动,经过时间T的位移为:度为:
,加速度为:
,电子的加速度为:,且
,速度为:v1=a1T,同理在T~2T内平行板间电场强
,
,电子以v1的速度向上做匀变速度直线运动,位移为:
由题意2T时刻回到P点,则有:x1+x2=0,联立可得:φ2=3φ1,故A错误,B正确;当速度最大时,动能最大,电势能最小,而0~T内电子做匀加速运动,之后做匀减速直线运动,因φ2=3φ1,所以在2T时刻电势能最小,故C错误;电子在2T时刻回到P点,此时速度为:能为:确,AC错误。
11.如图甲所示,倾角为θ的足够长传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行。t=0时,将质量m=1 kg的物体(可视为质点)轻放在传送带上,物体相对地面的v–t图象如图乙所示。设沿传送带向下为正方向,取重力=0.6,cos 37°=0.8。则 加速度g=10 m/s,sin 37°
2
,(负号表示方向向下),电子的动
,根据能量守恒定律,电势能的减小量等于动能的增加量,故D正确。所以BD正
A.传送带的速率v0=10 m/s B.传送带的倾角θ=30° C.传送带的倾角θ=37°
D.物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5
【答案】ACD
【解析】ACD 由图象可以得出物体先做匀加速直线运动,当速度达到传送带速度后,由于重力沿斜面向下
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的分力大于摩擦力,物块继续向下做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律,结合加速度的大小求出动摩擦因数的大小和传送带的夹角。由于刚放到传送带上时,物体的相对传送带斜动,故受到的摩擦力方向为沿传送带向下,从图乙中可知,当物体的速 m/s后,物体的运动加速度发生变化,但仍是加速运动,所以由此可知传送带的速度,即
,之后物体相对传送带斜向下运动,受到
向上运度达到1010 m/s为的摩擦力
方向为沿传送带向上,在0~1 s内物块的加速度
,由牛顿第二定律得
,在1~2 s内,
,解得:μ=0.5,θ=37°,故ACD正确。
,由牛顿第二定律得:
12.如图所示,一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称,O、M、N是y轴上的三个点,且OM=MN,P点在y轴的右侧,MP⊥ON,则( ) A.M点的电势比P点的电势高
B.将负电荷由O点移动到P点,电场力做正功 C.M、N 两点间的电势差大于O、M两点间的电势差
D.在O点静止释放一带正电粒子,该粒子将沿y轴做直线运动
【答案】AD
13.一斜劈静止于粗糙的水平地面上,在其斜面上放一滑块,若给一向下的初速度,则正好保持匀速下滑,斜劈依然不动。如图所示,正确的是
A.在滑块上加一竖直向下的力F1,则滑块将保持匀速运动,斜劈对地无摩擦力的作用 B.在滑块上加一个沿斜面向下的力F2,则将做加速运动,斜劈对地有水平向左的静摩擦力作用 C.在滑块上加一个水平向右的力F3,则滑块将做减速运动,停止前对地有向右的静摩擦力作用 D.无论在滑块上加什么方向的力,在滑块停止前斜劈对地都无静摩擦力的作用
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【答案】AD
【解析】滑块原来保持匀速下滑,斜劈静止,以滑块和斜劈组成的整体为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件得知地面对斜劈没有摩擦力,对滑块有
,即
,其中是斜面的倾角,与
质量无关。当施加竖直向下的力F1时,相当于增大了滑块的质量,滑块仍将保持匀速运动,斜劈对地无摩擦力的作用,A正确;在滑块上加一沿斜面向下的力F2,则滑块所受的合力将沿斜面向下,做加速运动,但滑块与斜劈间的弹力大小不变,滑动摩擦力大小不变,斜劈对地无摩擦力作用,B错误;无论在滑块上加什么方向的力,该力均可以分解到沿竖直方向和沿斜面方向上,沿竖直方向的分力相当于改变滑块的重力,滑块向下运动时,沿斜面方向的分力都不改变滑块与斜劈间的作用力,所以在滑块停止前斜劈对地都无静摩擦力的作用,D正确;在滑块上加一个水平向右的力F3,沿斜面方向有故滑块做减速运动,停止前对地无摩擦力作用,C错误。
14.由三颗星体构成的系统,忽略其他星体对它们的作用,存在着一种运动形式:三颗星体在相互之间的万有引力作用下,分别位于等边三角形的三个顶点上,绕某一共同的圆心O在三角形所在的平面内做相同角速度的圆周运动(图为A、B、C三颗星体质量不相同时的一般情况).若A星体质量为2m,B、C两星体的质量均为m,三角形的边长为a,则下列说法正确的是( )
,
m2A. A星体所受合力大小FA=2G2
am2B. B星体所受合力大小FB=27G2
a7C. C星体的轨道半径RC=a
2a3D. 三星体做圆周运动的周期T=π Gm【答案】D
G2m2【解析】A、由万有引力定律,A星受到B、C的引力的大小: FBAFCA
a2第 8 页,共 16 页
23Gm2方向如图,则合力的大小为: FA2FBAcos30 ,A错误;
a2G2m2Gm2B、同上,B星受到的引力分别为: FAB,FCB2,方向如图; 2aa02Gm2FB沿x方向的分力: FBxFABcos60FCB
a23Gm20FB沿y方向的分力: FByFABsin60 2a7Gm222可得: FBFBxFBy,B错误; 2aG2m2C、通过对于B的受力分析可知,由于: FAB,合力的方向经过BC的中垂线AD的中点,所以圆心O2a0
7a3a一定在BC的中垂线AD的中点处。所以: RCRBa,C错误; 42422a37Gm2427D、由题可知C的受力大小与B的受力相同,对B星: FB解得: T,m2a,
a2T4GmD正确。 故选:D。
15.(2016·山东师大附中高三月考)质量为m的物体放在水平面上,它与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。用水平力拉物体,运动一段时间后撤去此力,最终物体停止运动。物体运动的v-t图象如图所示。下列说法正确的是( )
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v0A.水平拉力大小为F=m t0
3
B.物体在3t0时间内位移大小为v0t0
21
C.在0~3t0时间内水平拉力做的功为mv2
20
1
D.在0~3t0时间内物体克服摩擦力做功的平均功率为μmgv0
2
【答案】BD
v0【解析】根据v-t图象的斜率表示加速度,则匀加速运动的加速度大小a1=,匀减速运动的加速度大小a2
t0
v03mv0=,根据牛顿第二定律得,F-Ff=ma1, Ff=ma2,解得,F=,A错误;根据图象与坐标轴围成的面2t02t0
31
积表示位移,则物体在3t0时间内位移大小为x=v0t0,B正确;0~t0时间内的位移x′=v0t0,则0~3t0时间
22
33
内水平拉力做的功W=Fx′=mv2,故C错误;0~3t时间内物体克服摩擦力做功W=Fx=vtμmg,则在0f
40200
-W1
0~3t0时间内物体克服摩擦力做功的平均功率为P==μmgv0,故D正确。
t216.在匀强电场中,把一个电量为q的试探电荷从A移动到B点。已知场强为E,位移大小为d,初末位置电势差为U,电场力做功为W,A点电势为。下面关系一定正确的是 A. B. C. D. 【答案】A
【解析】因初末位置电势差为U,则电场力的功为W=Uq,选项A正确;因位移d不一定是沿电场线的方向,则U=Ed不一定正确,故选项BCD错误;故选A.
17.甲、乙两车从同一地点沿同一方向出发,下图是甲、乙两车的速度图象,由图可知( )
A. 甲车的加速度大于乙车的加速度 B. t1时刻甲、乙两车的速度相等 C. t1时刻甲、乙两车相遇
D. 0~t1时刻,甲车的平均速度小于乙车的平均速度 【答案】B
18.如图所示,在倾角为30°的斜面上的P点钉有一光滑小铁钉,以P点所在水平虚线将斜面一分为二,上 部
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光滑,下部粗糙.一绳长为3R轻绳一端系与斜面O点,另一端系一质量为m的小球,现将轻绳拉直小球从A点由静止释放,小球恰好能第一次通过圆周运动的最高点B点.已知OA与斜面底边平行,OP距离为2R,且与斜面底边垂直,则小球从A到B 的运动过程中( )
1mgR B. 重力做功2mgR 231C. 克服摩擦力做功mgR D. 机械能减少mgR.
44【答案】D
【解析】以小球为研究的对象,则小球恰好能第一次通过圆周运动的最高点B点时,绳子的拉力为0,小球受
A. 合外力做功
到重力与斜面的支持力,重力沿斜面向下的分力恰好充当向心力,得:
2vBmgsin30m 解得: vBgRsin300R0
gR 212mvB0解得: 20A到B的过程中,重力与摩擦力做功,设摩擦力做功为Wf,则mgRsin30Wf1WfmgR
4A:A到B的过程中,合外力做功等于动能的增加W合=0B:A到B的过程中,重力做功WGmgRsin30121mvB-0=mgR,故A错误。 241mgR,故B错误。 21C:A到B的过程中,克服摩擦力做功W克fWfmgR,故C错误。
411D:A到B的过程中,机械能的变化E机WfmgR,即机械能减小mgR,故D正确。
44二、填空题
19.“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验,供选用的器材有: A.电流表(量程:0-0.6 A,RA=1 Ω) B.电流表(量程:0-3 A,RA=0.6 Ω) C.电压表(量程:0-3 V,RV=5 kΩ) D.电压表(量程:0-15 V,RV=10 kΩ)
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E.滑动变阻器(0-10 Ω,额定电流1.5 A) F.滑动变阻器(0-2 kΩ,额定电流0.2 A)
G.待测电源(一节一号干电池)、开关、导线若干 (1)请在下边虚线框中画出本实验的实验电路图____。
(2)电路中电流表应选用____,电压表应选用____,滑动变阻器应选用____。(用字母代号填写)
(3)如图所示为实验所需器材,请按原理图连接成正确的
实验电路____。
【答案】 (1). (1)如解析图甲所示:; (2). (2)A; (3). C; (4).
E; (5). (3)如解析图乙所示:
【解析】(1)电路如图甲所示:
由于在电路中只要电压表的内阻RV≫r,这种条件很容易实现,所以应选用该电路。
(2)考虑到待测电源只有一节干电池,所以电压表应选C;放电电流又不能太大,一般不超过0.5A,所以电流表应选A;滑动变阻器不能选择阻值太大的,从允许最大电流和减小实验误差的角度来看,应选择电阻较小额定电流较大的滑动变阻器E,故器材应选A、C、E。 (3)如图乙所示:
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20.物理爱好者陈向阳同学,为了深入研究“动能定理或功能关系”,利用气垫导轨独立设计了如图甲所示的实验裝置。劲度系数k=100N/m的弹簧一端固定在导轨左端,右端紧靠质量m=1kg的滑块,但不连接。
①测量遮光条的宽度d;利用游标卡尺测量,示数如图乙所示,则d=_________mm。
②测量弹簧的压缩量Δx:陈向阳同学打开气源,调节气垫导轨至水平,并使滑块悬浮在导轨上,向左推滑块
-3
使弹簧压缩Δx,然后释放滑块,遮光条通过光电门的时间Δt=1x10s,请你推断弹簧压缩量Δx=_____。(弹
性势能与压缩量的关系式,结果保留两位有效数字)
【答案】 (1). 4.0 (2). 0.40
0.1mm=4.0mm。 【解析】(1)由图知第10条刻度线与主尺对齐,d=3mm+10×(2)滑块通过光电门时的速度为:入数据解得:
实验室提供器材如下:
A.电流表A1(量程150mA,内阻r1约10Ω) B.电流表A2(量程20mA,内阻r2=30Ω) C.定值电阻R0=100Ω
D.滑动变阻器R,最大阻值为5Ω E.电源E,电动势E=4V(内阻不计) F.开关S及导线若干
①根据上述器材完成此实验,测量时要求电表读数不得小于其量程的1/3,请你在虚线框内画出测量Rx的实验原理图(图中元件用题干中相应英文字母符号标注)。
②实验时电流表A1的读数为I1,电流表A2的读数为I2,用已知和测得的物理量表示Rx= 。
。
,根据能量守恒得:
,即
,代
21.某待测电阻Rx的阻值约为20Ω,现要测量其阻值,
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【答案】
I2(Ror2)R x I I (2分)
12 (4分)
三、解答题
22.一个小球从斜面顶端无初速度地下滑,接着又在水平面上做匀减速运动,直到停止,它共运动了10 s,斜面长4 m,在水平面上运动的距离为6 m,求: (1)小球在运动过程中的最大速度;
(2)小球在斜面和水平面上运动的加速度大小。
2
2
【答案】 (1)2 m/s;(2)0.5 m/s 0.33 m/s 【解析】
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23.如图所示,两块竖直放置的平行金属板A、B,板间距d=0.04 m,两板间的电压U=400 V,板间有一匀强电场.在A、B两板上端连线的中点Q的正上方,距Q为h=1.25 m的P点处有一带正电的小球,已知小
682
球的质量m=5×10- kg,电荷量q=5×10- C.设A、B板足够长,g取10 m/s.试求:
(1)带正电的小球从P点开始由静止下落,经多长时间和金属板相碰; (2)相碰时,离金属板上端的竖直距离多大.
【答案】 (12) (1)0.52s (2)0.102m
【解析】试题分析:(1)设小球从P到 Q点做自由落体运动,根据自由落体公式求出时间,小球进入电场后其飞行时间取决于电场力产生的加速度ax,根据匀加速直线运动位移时间公式求出时间,两个时间之和即为所求时间;
(2)小球由P点开始在竖直方向上始终是自由落体运动,求出在时间t内的位移y,与金属板上端的距离为:S=y﹣h.
2
解:(1)设小球从P到 Q需时t1,由h=gt1
得t1=
=s=0.5s
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小球进入电场后其飞行时间取决于电场力产生的加速度ax,可以求出小球在电场中的运动时间t2.应有 qE=max E= =axt22
由上述3个式子,得: t2=d
=0.04×
s=0.02s
所以,运动总时间 t=t1+t2=0.5+0.02=0.52s
(2)小球由P点开始在竖直方向上始终是自由落体运动,在时间t内位移为: y=gt2=×10×0.522=1.352m
与金属板上端的距离为:S=y﹣h=1.352﹣1.25m=0.102m
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