一、選擇題I(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. 在下列幾組儀器中,用來測(cè)量國際單位制中三個(gè)力學(xué)基本量的儀器是( )
A. 刻度尺、天平、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
B. 刻度尺、彈簧秤、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
C. 刻度尺、彈簧秤、秒表
D. 量筒、天平、秒表
【答案】A
【解析】
【詳解】國際單位制中三個(gè)力學(xué)基本量分別為長(zhǎng)度、質(zhì)量和時(shí)間,所以測(cè)量國際單位制中三個(gè)力學(xué)基本量的儀器是刻度尺、天平、秒表或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。
故選A。
2. 關(guān)于物理學(xué)的研究方法,以下說法正確的是( )
A. 牛頓開創(chuàng)了運(yùn)用邏輯推理和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行科學(xué)研究的方法
B. 合力與分力的概念應(yīng)用了等效替代的方法
C. 通過導(dǎo)體的電流應(yīng)用了比值定義的方法
D. 重心的概念應(yīng)用了理想化模型
【答案】B
【解析】
【分析】
【詳解】A.伽利略開創(chuàng)了運(yùn)用邏輯推理和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行科學(xué)研究的方法,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.合力與分力的概念應(yīng)用了等效替代的方法,選項(xiàng)B正確;
C.通過導(dǎo)體的電流不是比值定義的方法,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.重心的概念應(yīng)用了等效物理模型,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選B。
3. 某機(jī)器人現(xiàn)要執(zhí)行一項(xiàng)任務(wù)。給它設(shè)定了如下動(dòng)作程序:機(jī)器人在平面內(nèi),由點(diǎn)(0,0)出發(fā)。沿直線運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)(3m,1m)。然后又由點(diǎn)(3m,1m)沿直線運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)(1m,4m)。然后又由點(diǎn)(1m,4m)沿直線運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)(5m,5m)。然后又由點(diǎn)(5m,5m)沿直線運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)(2m,2m)。該過程中機(jī)器人所用時(shí)間是。則( )
A. 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條直線
B. 機(jī)器人不會(huì)兩次通過同一點(diǎn)
C. 整個(gè)過程中機(jī)器人的位移大小為
D. 整個(gè)過程中機(jī)器人的平均速率為 1m/s
【答案】C
【解析】
【詳解】AB.根據(jù)描點(diǎn)法先作出題中給定的幾個(gè)坐標(biāo)位置,然后用直線連接相鄰兩個(gè)位置,即得機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示
由圖可知機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡不是一條直線,機(jī)器人會(huì)兩次通過同一點(diǎn),故AB錯(cuò)誤;
C.起點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn),終點(diǎn)在點(diǎn)(2 m,2 m),位移大小是這兩點(diǎn)連線的長(zhǎng)度,故位移大小為,故C正確;
D.整個(gè)過程中機(jī)器人的平均速度
而平均速率是路程與時(shí)間比值,顯然大于1m/s,故D錯(cuò)誤。
故選C
4. 關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述,下列說法正確的是( )
A. 磁感線從磁體的N極出發(fā)到磁體的S極終止
B. 自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針放在通電螺線管內(nèi)部,其N極指向螺線管的北極
C. 赤道正上空的磁感線由北指南
D. 兩條磁感線的空隙處不存在磁場(chǎng)
【答案】B
【解析】
【詳解】磁感線在磁體外部由N極指向S極;內(nèi)部由S極指向N極,A錯(cuò)誤;自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針放在通電螺線管內(nèi)部,其N極指向表示磁場(chǎng)的方向,所以指向螺線管的北極,B正確;由地磁場(chǎng)是從地理的南極指向北極,因此赤道上空的磁感線由南向北,C錯(cuò)誤;磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱;只要某區(qū)域中有磁感線,則說明該部分都有磁場(chǎng),包括空隙處,D錯(cuò)誤;選B.
【點(diǎn)睛】磁感線是描述磁場(chǎng)分布而假想的,磁感線的疏密表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱,磁感線某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向;磁感線是閉合曲線,磁體外部磁感線是從N極到S極,而內(nèi)部是從S極到N極.
5. 人字梯是生活中常用的工具,如圖所示,人字梯置于水平地面上,重為G的人靜止在其頂部水平橫桿中點(diǎn)處,限位輕繩松弛,水平橫桿與四根相同的斜桿垂直,左右斜桿夾角,不計(jì)人字梯的重力。則每根斜桿受到地面的()
A. 支持力大小為B. 作用力大小為
C. 摩擦力大小D. 摩擦力大小為
【答案】B
【解析】
【詳解】A.地面對(duì)每根斜桿的支持力垂直于地面豎直向上,由于對(duì)稱性,可知每根桿受到地面的支持力為 ,A錯(cuò)誤;
B.由于人字梯的重力忽略不計(jì),上端橫梁為轉(zhuǎn)軸,地面對(duì)每根桿的力沿著桿斜向上,因此
則根斜桿受到地面的作用力大小為
B正確;
CD.每根斜桿受到地面的摩擦力大小為
C、D錯(cuò)誤。
故選B。
6. 一足夠長(zhǎng)的水平傳送帶正以a的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng),將一金屬塊無初速放在傳送帶上,此時(shí)傳送帶的瞬時(shí)速度為v,金屬塊和傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,且,金屬塊不影響傳送帶的勻減速運(yùn)動(dòng),最后它們都靜止,重力加速度為g。則下列說法中正確的是( )
A. 金屬塊的最大速度可以達(dá)到vB. 金屬塊先加速運(yùn)動(dòng),后接著做勻速運(yùn)動(dòng)
C. 傳送帶的加速度越大,金屬塊的加速度也越大D. 傳送帶的加速度越大,金屬塊的加速時(shí)間越短
【答案】D
【解析】
【詳解】AB.金屬塊放在傳送帶上后,先做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),而傳送帶做初速度為v的勻減速直線運(yùn)動(dòng),直到二者速度大小相等,此時(shí)傳送帶的速度小于v,之后金屬塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng),故金屬塊的最大速度小于v,故A、B錯(cuò)誤;
C.因?yàn)?,所以金屬塊的加速度由摩擦力提供,傳送帶的加速度變大不會(huì)影響金屬塊的加速度,故C錯(cuò)誤;
D.傳送帶的加速度越大則傳送帶的速度會(huì)更快地減速至與金屬塊相等,即金屬塊的加速時(shí)間越短,故D正確。
故選D。
7. 北京時(shí)間2023年5月17日10時(shí)49分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭,成功發(fā)射第56顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。這顆衛(wèi)星屬地球靜止軌道衛(wèi)星,是我國北斗三號(hào)工程的首顆備份衛(wèi)星。其繞地飛行經(jīng)歷變軌到靜止軌道過程可簡(jiǎn)化為如圖所示,Ⅰ為近地軌道(軌道半徑可視為等于地球半徑),Ⅱ?yàn)榕c軌道Ⅰ、Ⅲ相切的橢圓轉(zhuǎn)移軌道,P、Q為切點(diǎn),Ⅲ為軌道半徑為r的靜止軌道。已知地球半徑為R,其自轉(zhuǎn)周轉(zhuǎn)為T。則北斗導(dǎo)航衛(wèi)星( )
A. 需要在P點(diǎn)點(diǎn)火加速才能由軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ
B. 沿軌道Ⅱ運(yùn)行經(jīng)過Q點(diǎn)的加速度大于沿軌道Ⅲ運(yùn)行經(jīng)過Q點(diǎn)的加速度
C. 沿軌道Ⅱ從P運(yùn)動(dòng)到對(duì)接點(diǎn)Q過程中,引力做負(fù)功,機(jī)械能不斷增大
D. 沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期為
【答案】A
【解析】
【詳解】A.由軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ需點(diǎn)火加速做離心運(yùn)動(dòng),故A正確;
B.根據(jù)
解得
可得在軌道Ⅲ經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度等于在軌道Ⅱ經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度,故B錯(cuò)誤;
C.衛(wèi)星在軌道Ⅱ上從P運(yùn)動(dòng)到對(duì)接點(diǎn)Q過程中,衛(wèi)星與地球的距離增加,萬有引力減小,引力做負(fù)功,動(dòng)能減小,勢(shì)能增大,加機(jī)械能守恒,故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)開普勒第三定律
解得
故D錯(cuò)誤。
故選A。
8. 如圖所示,實(shí)線是一正點(diǎn)電荷Q周圍的等勢(shì)線,虛線是某帶電粒子q通過該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,A、C、B是軌跡上的三個(gè)點(diǎn),其中C是距離Q最近的位置。若帶電粒子q在運(yùn)動(dòng)過程中只受到Q的電場(chǎng)力的作用,下列判斷正確的是( )
A. q粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B. 從A到C,電場(chǎng)力對(duì)q粒子做負(fù)功
C. q粒子在C點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能最大D. 從C到B,q粒子動(dòng)能逐漸減小
【答案】D
【解析】
【詳解】A.帶電粒子q運(yùn)動(dòng)過程與Q距離變化,受到的庫侖力大小在變化,而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)要求合外力大小不變,方向始終指向圓心,故帶電粒子不會(huì)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤;
BCD.在A點(diǎn),粒子的運(yùn)動(dòng)方向沿軌跡切線方向,受力方向要與等勢(shì)面垂直又要指向運(yùn)動(dòng)軌跡內(nèi)側(cè),故方向如圖所示
F與v夾角小于90°,故從A到C過程,電場(chǎng)力做正功,動(dòng)能增大,電勢(shì)能減小,同理可知,從C到B過程電場(chǎng)力做負(fù)功,動(dòng)能減小,電勢(shì)能增大,故在C點(diǎn),動(dòng)能最大,電勢(shì)能最小,BC錯(cuò)誤,D正確。
故選D。
9. 如圖,長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒原來不帶電,將帶電量為q的正點(diǎn)電荷放在導(dǎo)體棒的中心軸線上距離棒左端R處,達(dá)到靜電平衡后,下列說法正確的是( )
A. 導(dǎo)體棒左端帶正電,右端帶負(fù)電
B. 導(dǎo)體棒左端電勢(shì)高,右端電勢(shì)低
C. 導(dǎo)體棒上感應(yīng)電荷在棒中心O處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為
D. 導(dǎo)體棒上感應(yīng)電荷在棒中心O處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度方向向右
【答案】C
【解析】
【詳解】A.根據(jù)電荷之間相互作用規(guī)律可知導(dǎo)體棒左端帶負(fù)電,右端帶正電,故A錯(cuò)誤;
B.處于靜電平衡中的導(dǎo)體棒是一個(gè)等勢(shì)體,故導(dǎo)體棒兩端電勢(shì)一樣,故B錯(cuò)誤;
C.由于處于靜電平衡中的導(dǎo)體棒內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零,導(dǎo)體棒上感應(yīng)電荷在棒中心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與點(diǎn)電荷在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)等大反向;而點(diǎn)電荷在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為
方向向右,則導(dǎo)體棒上感應(yīng)電荷在棒中心O處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度方向向左,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選C。
10. 臺(tái)風(fēng)的風(fēng)力達(dá)到17級(jí)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度時(shí)風(fēng)速為 60 m/s左右,對(duì)固定建筑物破壞程度非常巨大。假設(shè)某一建筑物垂直風(fēng)速方向的受力面積為S,風(fēng)速大小為v,空氣吹到建筑物上后速度瞬間減為零,空氣密度為ρ,請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)物理知識(shí)推算固定建筑物所受風(fēng)力(空氣的壓力)F與風(fēng)速(空氣流動(dòng)速度)大小v關(guān)系式為( )
A. F=ρSvB. F=ρSv2C. F=ρSv3D. F=ρSv3
【答案】B
【解析】
【詳解】設(shè)t時(shí)間內(nèi)吹到建筑物上的空氣質(zhì)量為m,則有
m=ρSvt
根據(jù)動(dòng)量定理有
-Ft=0-mv=0-ρSv2t

F=ρSv2
故選B。
11. 如圖所示,由豎直軸和雙臂構(gòu)成的“Y”型支架可以繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng),雙臂與豎直軸所成銳角為37°。一個(gè)質(zhì)量為2kg的小球穿在一條臂上,到O點(diǎn)的距離為20cm,小球始終與支架保持相對(duì)靜止,設(shè)支架轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω,g取10m/s2則下列說法錯(cuò)誤的是( )
A. ω由零逐漸增加,臂對(duì)小球的摩擦力一直減小
B. 當(dāng)時(shí),臂對(duì)小球的摩擦力為零
C. 當(dāng)ω=0時(shí),臂對(duì)小球的摩擦力大小為16N
D. 當(dāng)時(shí),臂對(duì)小球的摩擦力大小為mg
【答案】A
【解析】
【詳解】AB.由牛頓第二定律得
解得
當(dāng)ω由零逐漸增加到的過程中,臂對(duì)小球的摩擦力一直減??;
當(dāng),臂對(duì)小球的摩擦力為零;
當(dāng)ω從再增大的過程中,臂對(duì)小球的摩擦力一直增大;
所以A錯(cuò)誤,B正確;
C.當(dāng)ω=0時(shí),由平衡條件,臂對(duì)小球的摩擦力大小為
C正確;
D.當(dāng)時(shí),臂對(duì)小球的摩擦力方向沿桿向下
解得 ,D正確。
故選A。
12. 如圖所示,A、B是水平放置的平行板電容器的兩塊極板,下極板B接地,直流電源電動(dòng)勢(shì)E恒定,內(nèi)阻不計(jì)將開關(guān)S閉合,電路穩(wěn)定后,一帶電油滴位于兩板中央的M點(diǎn)且恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)將A板向上平移一小段距離,則( )
A. 電容器的帶電量將增大
B. 在A板上移過程中,電阻R中有向左的電流
C. 帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)
D. M點(diǎn)電勢(shì)將降低
【答案】D
【解析】
【詳解】AB.將A板向上平移一小段距離,板間距離d增大。由
可知電容器的電容變小,又
電壓U不變。因此電容器帶電量減小,電容器放電,回路中有順時(shí)針方向的電流電阻R中有向右的電流。選項(xiàng)AB錯(cuò)誤;
C.根據(jù)電容器內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度
可知,d增大,場(chǎng)強(qiáng)減小,油滴受到向上的電場(chǎng)力減小,將向下運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.A、B兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E減小,由
可知,M點(diǎn)電勢(shì)降低。選項(xiàng)D正確。
故選D。
13. 如圖所示,半徑為R的半圓弧槽固定在水平地面上,槽口向上,槽口直徑水平,一個(gè)質(zhì)量為m的物塊從P點(diǎn)由靜止釋放剛好從槽口A點(diǎn)無碰撞地進(jìn)入槽中,并沿圓弧槽勻速率地滑行到最低點(diǎn)B點(diǎn),不計(jì)物塊的大小,P點(diǎn)到A點(diǎn)高度為h,重力加速度大小為g,則下列說法正確的是( )
A. 物塊從P到B過程克服摩擦力做的功為mg(R+h)
B. 物塊從A到B過程重力的平均功率為
C. 物塊在B點(diǎn)時(shí)對(duì)槽底的壓力大小為
D. 物塊到B點(diǎn)時(shí)重力瞬時(shí)功率為
【答案】B
【解析】
【分析】
【詳解】A.物塊從P到A自由下落,沒有受到阻力作用,從A到B過程,速率不變,據(jù)動(dòng)能定理可得
故物塊從P到B過程克服摩擦力做的功為
A錯(cuò)誤;
B.由位移公式可得,物塊運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)的速度為
B到C所用時(shí)間為
物塊從A到B過程重力的平均功率為
聯(lián)立解得
B正確;
C.物塊在B點(diǎn)時(shí),由牛頓第二定律可得
聯(lián)立解得物塊受到的支持力為
由牛頓第三定律可知,物塊在B點(diǎn)時(shí)對(duì)槽底的壓力大小為,C錯(cuò)誤;
D.物塊到B點(diǎn)時(shí)重力方向與此時(shí)速度方向垂直,故重力的瞬時(shí)功率為0,D錯(cuò)誤。
故選B。
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. 如圖所示,從地面上同一位置拋出兩個(gè)相同的小球a、b,分別落在地面上的M、N點(diǎn),兩球運(yùn)動(dòng)的最大高度相同,空氣阻力不計(jì),下列說法正確的是( )
A. b球在空中速度變化的快B. 拋出時(shí)b球的動(dòng)能較大
C. 整個(gè)過程中a、b兩球動(dòng)量的變化量相同D. 整個(gè)過程中b球動(dòng)能的變化量較大
【答案】BC
【解析】
【詳解】A.不計(jì)空氣阻力,兩球都是只受重力,所以加速度相同,兩球在空中速度變化快慢相同,故A錯(cuò)誤;
C.兩球運(yùn)動(dòng)的最大高度相同,加速度相同,故飛行時(shí)間相同,兩球的速度變化量相同,則
整個(gè)過程中a、b兩球動(dòng)量的變化量相同,故C正確;
B.兩球運(yùn)動(dòng)的最大高度相同,則豎直分速度相同;b球運(yùn)動(dòng)的水平距離大,水平分速度大,則拋出時(shí)b球的速度較大,動(dòng)能較大,故B正確;
D.空氣阻力不計(jì),兩球只受重力作用,機(jī)械能守恒;落地時(shí)的動(dòng)能等于拋出時(shí)的初動(dòng)能,則動(dòng)能變化均為零,兩球的動(dòng)能變化量相同,故D錯(cuò)誤。
故選BC。
15. 下列說法正確的是( )
A. 圖甲中“3000F 2.7V”的超級(jí)電容器最多可以儲(chǔ)存8.1×103C的電荷量
B. 圖乙中小磁針放在超導(dǎo)環(huán)形電流中間,靜止時(shí)小磁針的指向如圖中所示
C. 圖丙中直導(dǎo)線懸掛在磁鐵的兩極間,通以如圖所示的電流時(shí)會(huì)受到磁場(chǎng)力
D. 圖丁中金屬矩形線框從勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的a位置水平移到b位置,框內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
【答案】AC
【解析】
【詳解】A.電容器最多能儲(chǔ)存電荷量是
A正確;
B.根據(jù)右手螺旋定則可知環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,故小磁針靜止時(shí)垂直紙面且N極指向外,B錯(cuò)誤;
C.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中與磁場(chǎng)方向不平行時(shí),會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用,C正確;
D.要產(chǎn)生感應(yīng)電流必須同時(shí)滿足兩個(gè)條件,一是回路閉合,二是磁通量發(fā)生變化,線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),磁通量不變,故不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,D錯(cuò)誤。
故選AC。
三、非選擇題(本題共6小題,共55分)
16. 圖甲是“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖,在白紙上描繪鋼球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡,然后研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
(1)該實(shí)驗(yàn)中,在取下白紙前,應(yīng)確定坐標(biāo)軸原點(diǎn)O,并建立直角坐標(biāo)系,下列圖像坐標(biāo)原點(diǎn)和坐標(biāo)系的選擇正確的是______;
A.B。C。
(2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中,記錄了小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的一部分,如圖乙所示。x軸沿水平方向,y軸沿豎直方向,取重力加速度大小,由圖中所給的數(shù)據(jù)可判斷出圖中坐標(biāo)原點(diǎn)O_______(選填“是”或“不是”)拋出點(diǎn);小球由A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間_______s;
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),測(cè)出的小鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度跟實(shí)際值相比有較大的誤差,可能的原因是_______。
A.斜槽軌道末端水平段過長(zhǎng)
B.沒有平衡斜槽軌道的摩擦力
C.小球沒有每次都從斜槽同一高度靜止釋放
【答案】 ①. C ②. 不是 ③. 0.1 ④. C
【解析】
【詳解】(1)[1]小球在斜槽末端時(shí),坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)在小球球心上。故選C。
(2)[2]小球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),OA、AB間水平位移相等,故小球從O→A、A→B所經(jīng)歷的時(shí)間相等,若O點(diǎn)為拋出點(diǎn),則豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),OA、AB間豎直位移之比應(yīng)該為1:3,不是1:2,故O點(diǎn)不是拋出點(diǎn)。
[3]豎直方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)推論有
解得
(3)[4] 斜槽軌道不需要光滑,為保證小球每次做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等,應(yīng)讓小球每次都從斜槽同一高度靜止釋放,故AB錯(cuò)誤,C正確。
故選C。
17. 某同學(xué)要測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。他根據(jù)老師提供的以下器材,畫出了如圖甲所示的原理圖。
①電壓表V(量程3V,內(nèi)阻RV約為10kΩ)
②電流表G(量程3mA,內(nèi)阻RG=100Ω)
③電流表A(量程3A,內(nèi)阻約為0.5Ω)
④滑動(dòng)變阻器R1(0~20Ω,2A)
⑤滑動(dòng)變阻器R2(0~500Ω,1A)
⑥定值電阻R3=0.5Ω
⑦開關(guān)S和導(dǎo)線若干
(1)該同學(xué)發(fā)現(xiàn)電流表A的量程太大,于是他將電流表G與定值電阻R3并聯(lián),實(shí)際上是進(jìn)行了電表的改裝,則他改裝后的電流表對(duì)應(yīng)的量程是________A。(保留兩位有效數(shù)字)
(2)為了能準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量,同時(shí)為了操作方便,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是________。(填寫器材編號(hào))
(3)該同學(xué)利用上述實(shí)驗(yàn)原理圖測(cè)得數(shù)據(jù),以電流表G讀數(shù)為橫坐標(biāo),以電壓表V的讀數(shù)為縱坐標(biāo)繪出了如圖乙所示的圖線,根據(jù)圖線可求出電源的電動(dòng)勢(shì)E=_______V,電源的內(nèi)阻r=______ Ω。
【答案】 ①. 0.60 ②. ④ ③. 1.50 ④. 1.0##1
【解析】
【詳解】(1)[1]改裝后電流表量程為
(2)[2]為使電路中電流較大,并且方便調(diào)節(jié),故實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是阻值范圍較小的④。
(3)[3][4]由(1)可知改裝后電流表的量程是電流表G量程的200倍,根據(jù)閉合電路歐姆定律可得
可得
可知U?I圖像縱軸截距等于電源電動(dòng)勢(shì),斜率絕對(duì)值為200r,故
,
解得
18. 如圖所示,水平地面上一物體重力,在大小為的推力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng),與水平方向的夾角為。(,)求:
(1)物體受到摩擦力的大?。?br>(2)物體對(duì)水平地面的壓力;
(3)物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。
【答案】(1);(2),方向豎直向下;(3)
【解析】
【詳解】根據(jù)題意,對(duì)木塊進(jìn)行受力分析,如圖所示
(1)由于木塊處于平衡狀態(tài),水平方向上,由平衡條件可得
(2)豎直方向上,由平衡條件可得
根據(jù)牛頓第三定律可知,物體對(duì)水平面的壓力
方向豎直向下。
(3)根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式有
解得
19. 如圖所示,質(zhì)量m0?5g的小球用長(zhǎng)l ?1m的輕繩懸掛在固定點(diǎn)O,質(zhì)量m1?10g的物塊靜止在質(zhì)量m2?30g的光滑圓弧軌道的最低點(diǎn),圓弧軌道靜止在光滑水平面上,懸點(diǎn)O在物塊m1的正上方,將小球拉至輕繩與豎直方向成37°角后,靜止釋放小球,小球下擺至最低點(diǎn)時(shí)與物塊發(fā)生彈性正碰,碰后物塊恰能到達(dá)圓弧軌道的最上端。若小球、物塊視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取10m/s2,sin37??0.6,cs37??0.8。求
(1)小球與物塊碰撞前瞬間小球的速度;
(2)小球與物塊碰撞后瞬間物塊的速度;
(3)圓弧軌道的半徑R。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【詳解】(1)小球下擺至最低點(diǎn),滿足機(jī)械能守恒定律
解得
(2)小球與物塊碰撞,滿足動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律,有
解得
(3)物塊滑到圓弧軌道最高點(diǎn)的過程中,滿足動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律
解得
20. 帶電平行板電容器豎直放置,極板間距離為,兩個(gè)極板上分別開有小孔a,b。質(zhì)量、電荷量的小球被從P點(diǎn)水平拋出,小球從a小孔進(jìn)入電容器之后沿直線運(yùn)動(dòng)并從小孔離開電容器,已知P點(diǎn)與a小孔的水平距離和豎直距離均為0.2m,重力加速度取。求
(1)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大?。?br>(2)電容器兩極板之間的電勢(shì)差;
(3)小球從小孔b離開時(shí)的速度大小。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【詳解】(1)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,小球沿水平方向做勻速運(yùn)動(dòng),有
豎直方向有
代入數(shù)據(jù),解得
(2)設(shè)水平電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,因未進(jìn)入水平電場(chǎng)前,帶電小球做平拋運(yùn)動(dòng),所以進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)豎直方向的速度
因?yàn)樾∏蛟陔娙萜髦星『米鲋本€運(yùn)動(dòng),所以合外力的方向與速度方向在一條直線上,即速度方向與合外力的方向相同有
根據(jù)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系有
解得
(3)由(2)知小球在極板間下落的距離
設(shè)小球在點(diǎn)的速度大小為,對(duì)小球運(yùn)動(dòng)的全過程,由動(dòng)能定理

解得
21. 如圖所示,質(zhì)量的小物塊以初速度水平向右拋出,恰好從A點(diǎn)沿著圓弧的切線方向進(jìn)入圓弧軌道,圓弧軌道的半徑為,B點(diǎn)是圓弧軌道的最低點(diǎn),圓弧軌道與水平軌道BD平滑連接,A與圓心O的連線與豎直方向成角。MN是一段粗糙的水平軌道,小物塊與MN間的動(dòng)摩擦因數(shù),軌道其他部分光滑。最右側(cè)是一個(gè)半徑為的半圓軌道,C點(diǎn)是圓弧軌道的最高點(diǎn),半圓軌道與水平軌道BD在D點(diǎn)平滑連接。已知重力加速度,,。
(1)求小物塊的拋出點(diǎn)離A點(diǎn)的高度h;
(2)若MN的長(zhǎng)度為,求小物塊通過C點(diǎn)時(shí)所受軌道彈力的大??;
(3)到達(dá)D且小物塊在DC之間不脫離軌道,求MN的長(zhǎng)度。
【答案】(1)0.45m;(2)60N;(3)或者
【解析】
【詳解】(1)物塊做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有
解得
豎直方向
解得
t=0.3s

(2)小物塊經(jīng)過A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),根據(jù)機(jī)械能守恒定律有
在C點(diǎn),由牛頓第二定律得
代入數(shù)據(jù)解得
FNC=60N
根據(jù)牛頓第三定律,小物塊通過C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小是60N。
(3)要想小物塊不脫離軌道,則有兩種情況,第一種:當(dāng)物塊能經(jīng)過最高點(diǎn)C時(shí),小物塊剛好能通過C點(diǎn)時(shí),則有
解得
小物塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中,根據(jù)動(dòng)能定理有
解得
第二種:當(dāng)小物塊恰能到達(dá)與圓心等高的位置時(shí),則
解得
當(dāng)小物塊恰能到達(dá)D點(diǎn)時(shí),則
解得

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