1.以下單位中,屬于能量單位的是( )
A. kWB. mA?hC. eVD. kg?m/s2
2.如圖,一艘正在高速行駛的游艇上,乘客用手觸摸了正在飛行的野鴨,感覺到野鴨停在空中,對(duì)此下列說(shuō)法正確的是( )
A. 乘客以野鴨為參考系是在高速運(yùn)動(dòng)的
B. 研究飛行的野鴨相對(duì)乘客靜止原因時(shí),不能將野鴨看成質(zhì)點(diǎn)
C. 野鴨能相對(duì)乘客靜止,是由于揮動(dòng)翅膀時(shí)對(duì)空氣有作用力
D. 乘客感覺到野鴨停在空中是以靜止湖水為參考系的
3.蹦床是深受人們喜愛的一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng),也是奧運(yùn)比賽項(xiàng)目。如圖甲是運(yùn)動(dòng)員在蹦床上反彈達(dá)到的最高位置時(shí)的照片,乙圖是下落之后達(dá)到最低處時(shí)的照片,若忽略空氣阻力,則下列有關(guān)表述正確的是( )
A. 運(yùn)動(dòng)員在最高處時(shí)速度為0,處于平衡狀態(tài)
B. 運(yùn)動(dòng)員落到蹦床上之后,立即做減速運(yùn)動(dòng)
C. 運(yùn)動(dòng)員達(dá)到最低處時(shí),蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力等于運(yùn)動(dòng)員對(duì)蹦床的作用力
D. 運(yùn)動(dòng)員在比賽的整個(gè)過(guò)程中,那么運(yùn)動(dòng)員和蹦床系統(tǒng)機(jī)械能守恒
4.如圖是常見的鉗子和扳手,鉗子的一側(cè)握把穿過(guò)扳手的小孔P卡在一起,然后把鉗子的另一側(cè)握把置于粗糙水平桌面上的Q點(diǎn),適當(dāng)調(diào)節(jié)兩者的相對(duì)位置,整體可以靜置于空中,(不考慮空氣的影響)對(duì)此現(xiàn)象分析正確的是( )
A. 鉗子受到桌面的摩擦力方向?yàn)樗较蛴?br>B. 鉗子對(duì)扳手的作用力可以不在豎直方向上
C. 鉗子和扳手整體的重心與Q點(diǎn)一定在同一豎直線上
D. 若只將鉗子兩側(cè)握把的夾角變大,平衡時(shí)桌面對(duì)鉗子的作用力將變大
5.如圖所示,長(zhǎng)度不同的兩根輕質(zhì)細(xì)繩懸掛于同一點(diǎn),另一端各系一個(gè)質(zhì)量不同的小球A和B,使它們?cè)谕凰矫鎯?nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 輕繩拉力的大小一定不相同
B. 兩球運(yùn)動(dòng)的角速度相同
C. 小球A運(yùn)動(dòng)的周期大于B的周期
D. 小球A的向心加速度小于小球B的向心加速度
6.2024年4月26日3時(shí)32分,我國(guó)發(fā)射的“神舟十八號(hào)”飛船成功與天和核心艙徑向端口對(duì)接,整個(gè)對(duì)接過(guò)程歷時(shí)6個(gè)半小時(shí),5時(shí)04分“神舟十八號(hào)”乘組與“神舟十七號(hào)”乘組順利實(shí)現(xiàn)空中會(huì)師,發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。天和核心艙在離地高度h=400km,與赤道平面約成42°角的平面內(nèi)繞地近似做勻速圓運(yùn)動(dòng)。已知地球半徑R=6400km,地球表面重力加速度g=9.8m/s2,則( )
A. 天和核心艙繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度小于地球自轉(zhuǎn)的角速度
B. 天和核心艙繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度約為10.2m/s2
C. “神舟十八號(hào)”的發(fā)射速度大于11.2km/s
D. 飛行乘組每天大約可以看到16次日出
7.如圖所示,從一根內(nèi)壁光滑的空心豎直鋼管A的上端邊緣,緊貼鋼管管壁方向向管內(nèi)水平拋入一鋼球,球一直沿管壁做曲線運(yùn)動(dòng)直至落地。若換一根等高但內(nèi)徑更大的內(nèi)壁光滑的空心豎直管B,用同樣的方法拋入此鋼球,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 球在兩管中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一樣長(zhǎng)B. 兩球都做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
C. 水平拋入的初速度大小不可能相同D. 小鋼球落地時(shí)的速度第二種情況更大
8.如圖所示,在平直公路上行駛的箱式貨車內(nèi),用輕繩AO、BO在O點(diǎn)懸掛質(zhì)量為5kg的重物,輕繩AO、BO與車頂部夾角分別為30°、60°.在汽車加速行駛過(guò)程中,為保持重物懸掛在O點(diǎn)位置不動(dòng),重力加速度為g,箱式貨車的最大加速度( )
A. g2B. 3g3C. 3g2D. 3g
9.均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)。如圖所示,一半徑為R的球殼表面均勻帶有正電荷,電荷量為2q,O為球心,直線ab是過(guò)球殼中心的一條水平線,球殼表面與直線ab交于C、D兩點(diǎn),直線ab上有兩點(diǎn)P、Q,且PC=DQ=R?,F(xiàn)垂直于CD將球面均分為左右兩部分,并把右半部分移去,左半球面所帶電荷仍均勻分布,此時(shí)P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,則Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為( )
A. kq2R2B. kq4R2C. kq4R2+ED. kq2R2?E
10.如圖所示,虛線a、b、c、d、g、f代表電場(chǎng)內(nèi)平行且間距相等的一組等勢(shì)面,已知等勢(shì)面b的電勢(shì)為4V。一α粒子(24He)經(jīng)過(guò)等勢(shì)面a時(shí)的動(dòng)能為20eV,經(jīng)過(guò)等勢(shì)面d時(shí)的動(dòng)能為8eV,不計(jì)α粒子重力。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A. 等勢(shì)面d的電勢(shì)為0VB. α粒子可能到達(dá)不到等勢(shì)面f
C. α粒子最遠(yuǎn)可能到達(dá)等勢(shì)面gD. 電場(chǎng)一定是勻強(qiáng)電場(chǎng)
11.隨著生活條件的改善,越來(lái)越多的人喜歡上了電動(dòng)牙刷(如圖所示),電動(dòng)牙刷通過(guò)電動(dòng)機(jī)芯的快速旋轉(zhuǎn)或振動(dòng),使刷頭產(chǎn)生高頻振動(dòng),瞬間將牙膏分解成細(xì)微泡沫,深入清潔牙縫,與此同時(shí),刷毛的顫動(dòng)能促進(jìn)口腔的血液循環(huán),對(duì)牙齦組織有按摩效果。下列表格中是一款充電式電動(dòng)牙刷銘牌上的參數(shù),下列選項(xiàng)正確的是( )
A. 電動(dòng)牙刷工作時(shí)的額定電流為50mA
B. 正常刷牙3min,牙刷每次消耗的能量約為3.9J
C. 電池充滿電后總電量為600C
D. 電動(dòng)牙刷充電時(shí),從無(wú)電狀態(tài)到滿電狀態(tài)所需時(shí)間約為12h
12.如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,電壓表為理想電表
,平行板電容器的下極板N接地,當(dāng)開關(guān)S閉合穩(wěn)定后,兩板中間位置Q處有一帶負(fù)電的粒子恰好靜止。R1、R2為定值電阻,滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸點(diǎn)為P。則( )
A. 上極板M向下移動(dòng)時(shí),電容器的電容減小
B. 下極板N向下移動(dòng)時(shí),Q點(diǎn)的電勢(shì)升高
C. 觸點(diǎn)P向b端移動(dòng)時(shí),流經(jīng)R的電流方向?yàn)镻→b
D. 觸點(diǎn)P向b端移動(dòng)時(shí),電容器兩板間的粒子將向下運(yùn)動(dòng)
13.如圖所示,環(huán)形塑料管半徑為R,豎直放置,且管的內(nèi)徑遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑,ab為該環(huán)的水平直徑,環(huán)的ab及其以下部分處于水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,管的內(nèi)壁光滑。現(xiàn)將一質(zhì)量為m,電荷量為q的小球從管中a點(diǎn)由靜止開始釋放,已知E=3mg4q,小球可以運(yùn)動(dòng)過(guò)b點(diǎn)。則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 小球釋放后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒
B. 小球每周的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大速度在圓弧ad之間,且與d之間的夾角為37°
C. 小球釋放后,第一次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)d和最高點(diǎn)c時(shí),對(duì)管壁的壓力之比為9:2
D. 小球釋放后,第二次恰好到達(dá)b點(diǎn)時(shí),對(duì)管壁的壓力大小為27mg4
二、多選題:本大題共2小題,共6分。
14.下列四幅圖所涉及的物理現(xiàn)象或原理,表述正確的是( )
A. 如圖甲,若把真空的牛頓管置于繞地飛行的空間站內(nèi),那么鐵片和羽毛從管頂同時(shí)釋放后將同時(shí)到達(dá)管底
B. 如圖乙,小錘擊打金屬片后,可以觀察到A、B兩球同時(shí)落地,此現(xiàn)象說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向的分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)
C. 如圖丙,當(dāng)收集器A和線狀電離器B接通高壓電源后,粉塵被吸附到正極A上,最后在重力作用下落入下面的漏斗中,達(dá)到除塵效果
D. 如圖丁,把頭發(fā)碎屑懸浮在蓖麻油里,加上電場(chǎng),可以模擬點(diǎn)電荷周圍電場(chǎng)線的分布情況,圖中頭發(fā)碎屑的疏密程度可以反映電場(chǎng)強(qiáng)度的大小
15.小明用額定功率為1200W、最大拉力為300N的提升裝置,把靜置于地面的質(zhì)量為20kg的重物豎直提升到高為85.2m的平臺(tái),先加速再勻速,最后做加速度大小不超過(guò)5m/s2的勻減速運(yùn)動(dòng),到達(dá)平臺(tái)速度剛好為零,若要提升重物的時(shí)間最短,則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 整個(gè)過(guò)程中最大加速度為15m/s2B. 勻減速運(yùn)動(dòng)的位移大小為3.6m
C. 靜止開始勻加速的時(shí)間為1.2sD. 提升重物的最短時(shí)間為15.5s
三、實(shí)驗(yàn)題:本大題共1小題,共14分。
16.(Ⅰ)某同學(xué)做“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,讓槽碼通過(guò)細(xì)繩拖動(dòng)小車在長(zhǎng)木板上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
(1)為完成實(shí)驗(yàn),除圖中已有的器材,還需要交流電源、天平(含配套砝碼)和______。
(2)如圖甲,關(guān)于本實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是______。
A.應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)滑輪高度,使線與桌面平行,確保小車能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B.此時(shí)有可能正在進(jìn)行“補(bǔ)償阻力”的實(shí)驗(yàn)操作
C.實(shí)驗(yàn)時(shí)小車應(yīng)從靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處?kù)o止釋放
D.電火花計(jì)時(shí)器的工作電壓應(yīng)為交流8V
(3)如圖乙,是某同學(xué)挑選的一條較為清晰的紙帶,并選取了部分點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)(計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔T=0.02s,由圖可知小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a=______m/s2(保留三位有效數(shù)字)。據(jù)此可知本次實(shí)驗(yàn)操作中存在不合理之處在于______。
(Ⅱ)(1)如圖甲是多用表的刻度盤,當(dāng)選用量程為50mA的電流擋測(cè)量電流時(shí),表針指于圖示位置,則所測(cè)電流為______ mA;若選用倍率為“×10”的電阻擋測(cè)電阻時(shí),表針也指示在圖示同一位置,則所測(cè)電阻的阻值為______Ω。
(2)利用游標(biāo)卡尺測(cè)量圓筒形盛水容器的內(nèi)徑,應(yīng)使用圖乙中的______(選填“A”、“B”或“C”)進(jìn)行測(cè)量,示數(shù)如圖丙所示,其值為______ mm。
(Ⅲ)某實(shí)驗(yàn)小組為盡量準(zhǔn)確測(cè)定電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室提供以下器材:
A.待測(cè)電池組(電動(dòng)勢(shì)約為3V,內(nèi)阻約為1Ω)
B.電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約為3kΩ)
C.電流表(量程0~0.6A,內(nèi)阻為3.0Ω)
D.電流表(量程0~3.0A,內(nèi)阻約為0.2Ω)
E.滑動(dòng)變阻器(0~20Ω,額定電流2.0A)
F.滑動(dòng)變阻器(0~1kΩ,額定電流0.5A)
G.開關(guān)、導(dǎo)線若干
(1)滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用______(選填“E”或“F”)。
(2)如圖甲所示,部分導(dǎo)線已連接,為完成實(shí)驗(yàn),請(qǐng)?jiān)趫D中把導(dǎo)線補(bǔ)充完整。
(3)電路連接后,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到了幾組電壓表讀數(shù)U和對(duì)應(yīng)的電流表讀數(shù)I,并作出U?I圖像,如圖乙所示。根據(jù)圖像可知,電池組的電動(dòng)勢(shì)為______V(結(jié)果保留三位有效數(shù)字),內(nèi)阻為______Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(4)實(shí)驗(yàn)中電流表的內(nèi)阻對(duì)于電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值造成系統(tǒng)誤差______(填“會(huì)”或“不會(huì))。
四、簡(jiǎn)答題:本大題共4小題,共41分。
17.如圖所示,絕緣水平地面B點(diǎn)左側(cè)空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),B點(diǎn)右側(cè)空間無(wú)電場(chǎng)?,F(xiàn)有一帶負(fù)電、電荷量q=1.0×10?4C,質(zhì)量m=1.0kg小滑塊(電量保持不變),從距B點(diǎn)L1=8m的A點(diǎn)靜止釋放,最后停在距B點(diǎn)L2=2m的C點(diǎn),整個(gè)過(guò)程用時(shí)5s,求:
(1)滑行過(guò)程中的最大速度vm的大??;
(2)減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a2;
(3)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小。
18.如圖,電源電動(dòng)勢(shì)為12V,內(nèi)阻為2Ω,電阻R1為1Ω,R2為6Ω。開關(guān)閉合后,電動(dòng)機(jī)恰好正常工作。已知電動(dòng)機(jī)額定電壓U為6V,線圈電阻RM為0.5Ω,問:
(1)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)通過(guò)R2的電流多大?
(2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械功率是多大?
(3)若R1、R2電阻可調(diào),在確保電動(dòng)機(jī)正常工作的前提下,當(dāng)R1的阻值多大時(shí),R1消耗的電功率最大?此時(shí)R2的阻值多大?
19.如圖甲是某XCT機(jī)的實(shí)物圖。其產(chǎn)生X射線主要部分的示意圖如圖乙所示,圖中P、Q之間的加速電壓為U0=1.82×104V,M、N兩板之間的偏轉(zhuǎn)電壓為U,電子從電子槍逸出后沿圖中虛線OO′射入,經(jīng)加速電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)區(qū)域后,打到水平靶臺(tái)的中心點(diǎn)C,產(chǎn)生X射線(圖中虛線箭頭所示)。已知電子質(zhì)量m=9.1×10?31kg,電荷量為e=1.6×10?19C,偏轉(zhuǎn)極板M、N長(zhǎng)L=20cm,間距d=16cm,虛線OO′距離靶臺(tái)豎直高度為h=30cm,靶臺(tái)水平位置可以調(diào)節(jié),不考慮電子的重力、電子間相互作用力及電子從電子槍逸出時(shí)的初速度大小,不計(jì)空氣阻力。求:
(1)電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)速度的大??;
(2)若M、N兩板之間電壓大小U=2.184×104V時(shí),為使X射線擊中靶臺(tái)中心點(diǎn)C,靶臺(tái)中心點(diǎn)C離N板右側(cè)的水平距離;
(3)在(2)中,電子剛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度;
(4)在電場(chǎng)區(qū)域由于電子重力遠(yuǎn)小于電場(chǎng)力,所以電子的重力可忽略不計(jì),試說(shuō)明為什么電子飛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)區(qū)域后,重力仍可忽略不計(jì)。
20.如圖所示,是處于豎直平面內(nèi)某探究裝置的示意圖,它由水平彈射裝置Q、圓心角為α=60°的光滑圓弧軌道AB、水平軌道BC、水平傳送帶MN、光滑水平軌道DE和傾角為30°的光滑且足夠長(zhǎng)的斜面EF組成。彈射裝置Q距離水平軌道BCDE的高度h=2.6m,B點(diǎn)位于圓弧軌道圓心O點(diǎn)的正下方,BC、MN、DE位于同一水平面上,各處光滑連接。已知可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊質(zhì)量m=0.2kg,圓弧軌道AB的半徑R=1.6m,軌道BC長(zhǎng)度lBC=2.5m,傳送帶MN長(zhǎng)度lMN=2m,滑塊與軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.4、與傳帶MN間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.5,其它摩擦和阻力均不計(jì),sin60°= 32,cs60°=12?;瑝K在彈射裝置作用下以某一速度離開平臺(tái)P做平拋運(yùn)動(dòng),恰好可以沿切線方向進(jìn)入圓弧軌道AB,傳送帶以一定的速度v(v≤6m/s)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。求:
(1)水平彈射裝置對(duì)滑塊做的功;
(2)滑塊第一次運(yùn)動(dòng)到B處時(shí),對(duì)圓弧軌道的壓力;
(3)滑塊最終靜止在軌道BC時(shí)的位置距B的距離與傳送帶速度v的關(guān)系。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:kW是功率的單位,mA?h是電荷量的單位,eV是電子伏特,屬于能量單位,kg?m/s2是力單位,故ABD錯(cuò)誤,C正確。
故選:C。
根據(jù)答案中的單位分析對(duì)應(yīng)的物理量再判斷屬于什么單位。
考查單位制問題,會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行判斷解答。
2.【答案】C
【解析】解:A、因?yàn)槌丝陀檬钟|摸了正在飛行的野鴨,感覺到野鴨停在空中,所以乘客以野鴨為參考系是靜止的,故A錯(cuò)誤;
B、研究飛行的野鴨相對(duì)乘客靜止原因時(shí),可以忽略野鴨的大小和形狀,能將野鴨看成質(zhì)點(diǎn),故B錯(cuò)誤;
C、野鴨能相對(duì)乘客靜止,是由于揮動(dòng)翅膀時(shí)對(duì)空氣有作用力,空氣對(duì)翅膀的作用力讓野鴨飛行,故C正確;
D、乘客感覺到野鴨停在空中是以乘客自己為參考系,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
研究物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí),首先要選取一個(gè)物體作為標(biāo)準(zhǔn),這個(gè)被選作標(biāo)準(zhǔn)的物體叫做參照物。研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)情況是怎樣的,就看它與參照物的位置是否變化;一個(gè)物體能不能看成質(zhì)點(diǎn),就看它的大小和形狀對(duì)研究問題有沒有影響。
本題要注意區(qū)分研究對(duì)象與參考系的不同??疾閷?duì)參考系概念的理解及實(shí)際判斷能力。
3.【答案】C
【解析】解:A.運(yùn)動(dòng)員在最高處時(shí)速度為0,但運(yùn)動(dòng)員受重力,合力不為零,所以不是處于平衡狀態(tài),故A錯(cuò)誤;
B.運(yùn)動(dòng)員落到蹦床上,開始重力大于蹦床彈力,合力向下,與速度方向相同,所以運(yùn)動(dòng)員落蹦床之后,先做加速運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;
C.運(yùn)動(dòng)員達(dá)到最低處時(shí),蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力與運(yùn)動(dòng)員對(duì)蹦床的作用力是一對(duì)作用力和反作用力,大小相等,故C正確;
D、運(yùn)動(dòng)員在蹦床上越蹦越高,人體的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,所以運(yùn)動(dòng)員在比賽的整個(gè)過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員和蹦床系統(tǒng)機(jī)械能不守恒,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
A、根據(jù)運(yùn)動(dòng)員在最高點(diǎn)合力不為零分析;
B、根據(jù)運(yùn)動(dòng)員剛與蹦床接觸的一段時(shí)間內(nèi),重力大于彈力分析;
C、根據(jù)作用力和反作用力的特點(diǎn)分析;
D、根據(jù)運(yùn)動(dòng)員在蹦床上越蹦越高,人體內(nèi)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能分析。
本題考查了機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是知道運(yùn)動(dòng)員離開蹦床后做豎直上拋運(yùn)動(dòng),剛剛落到蹦床上時(shí)先做加速運(yùn)動(dòng),然后做減速運(yùn)動(dòng),注意運(yùn)動(dòng)員在蹦床上越蹦越高,系統(tǒng)機(jī)械能不守恒。
4.【答案】C
【解析】解:A、鉗子和扳手整體的受力平衡,可知整體受重力與桌面對(duì)鉗子的支持力,不受摩擦力,故A錯(cuò)誤;
B、扳手受力平衡,則鉗子對(duì)扳手的作用力的方向一定在豎直向上,故B錯(cuò)誤;
C、以鉗子和扳手整體為研究對(duì)象,由平衡條件可知,鉗子和扳手整體受到的重力與桌子的作用力在同一條直線上,故鉗子和扳手整體的重心與Q點(diǎn)一定在同一豎直線上,故C正確;
D、整體重力不變,若只將鉗子兩側(cè)握把的夾角變大,根據(jù)平行四邊形定則可知,平衡時(shí)桌面對(duì)鉗子的作用力不變,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
對(duì)整體受力分析可知各力情況,有摩擦力產(chǎn)生的條件判斷受不受摩擦力的作用,有平行四邊形定則判斷桌面對(duì)鉗子的作用力的變化情況。
本題考查共點(diǎn)力平衡,屬于基礎(chǔ)題,對(duì)整體受力分析即可。
5.【答案】B
【解析】解:A、設(shè)繩子與豎直方向的夾角為θ,小球在豎直方向上的合力等于零,有mg=Tcsθ,T=mgcsθ,知A球受繩子的拉力較大,故A錯(cuò)誤;
BC、水平方向,有mgtanθ=mlsinθ(2πT)2,解得:T=2π lcsθg,兩球的豎直高度相同,即lcsθ相同,則T相同,根據(jù)ω=2πT可知角速度相等,故B正確,C錯(cuò)誤;
D、向心力等于合外力,即F合=mgtan?θ=mgrh=ma,可知a與r成正比。則運(yùn)動(dòng)半徑較大的A的向心加速度較大,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
水平方向:小球靠重力和繩子的拉力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律求出周期、角速度、向心加速度的關(guān)系式,看與什么因素有關(guān)。豎直方向合力為零,根據(jù)平衡知識(shí)列式比較繩子拉力大小。
本題考查向心力的來(lái)源,結(jié)合受力分析,可知物體受到的合外力的方向沿水平方向,運(yùn)用牛頓第二定律即可求解。
6.【答案】D
【解析】解:A.根據(jù)牛頓第二定律得GMmr2=mω2r,解得ω= GMr3,天和核心艙的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑,所以天和核心艙的角速度大于同步衛(wèi)星的角速度,而同步衛(wèi)星的角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度,所以天和核心艙繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大于地球自轉(zhuǎn)的角速度,故 A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)牛頓第二定律得GMmr2=ma,解得a=GMr2,近地衛(wèi)星的向心加速度約為9.8m/s2,天和核心艙繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑略大于近地衛(wèi)星的軌道半徑,所以天和核心艙繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度一定小于9.8m/s2,故B錯(cuò)誤;
是脫離地球的速度,所以“神舟十八號(hào)”的發(fā)射速度小于11.2km/s,故C錯(cuò)誤;
D.飛行乘組的做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T,根據(jù)牛頓第二定律
GMm(R+h)2=m4π2T2(R+h)
GMmR2=mg
飛行乘組每天看日出的次數(shù)為n=24T
解得n≈16次,故D正確。
故選:D。
A.根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合天和核心艙角速度、地球自轉(zhuǎn)角速度進(jìn)行分析判斷;
B.根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合近地衛(wèi)星的加速度判斷天和核心艙的加速度;
C.根據(jù)第二宇宙速度和發(fā)射速度關(guān)系判斷;
D.根據(jù)牛頓第二定律和黃金代換式推導(dǎo)天和核心艙的周期,再根據(jù)求出的周期計(jì)算每天看到的日出的次數(shù)。
考查萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用和人造衛(wèi)星的相關(guān)問題,會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析解答。
7.【答案】A
【解析】解:A、由題意可知,鋼球在鋼管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)可分解為水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng),
則在豎直方向上,根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的位移-時(shí)間公式有:h=12gt2,
解得:t= 2hg,由于A管與B管高度相同,則可知球在兩管中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一樣長(zhǎng),故A正確;
B.兩球在鋼管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)可分解為水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。在豎直方向的加速度為重力加速度不變;在水平方向加速度為向心加速度,大小不變方向改變,所以兩球的合加速度方向改變,所以兩球做的都不是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;
C、兩球在鋼管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)可分解為水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng),鋼管的支持力提供向心力,與速度大小無(wú)關(guān),所以水平拋入的初速度大小可能相同也可能不同,故C錯(cuò)誤;
D、兩球在落地時(shí),在豎直方向在水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng),所以小鋼球落地時(shí)的速度vy=gt,在水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng),所以小鋼球落地時(shí)的速度
v= vy2+v02,因?yàn)榍蛟趦晒苤械倪\(yùn)動(dòng)時(shí)寸間-樣長(zhǎng) 所以兩球在豎直方向上的分速度相同,但由于水平速度的大小關(guān)系無(wú)法明確,所以無(wú)法確定兩次落地速度的大小關(guān)系,故D錯(cuò)誤。
故選:A。
由題可知,鋼球在鋼管內(nèi)做平拋運(yùn)動(dòng),但是鋼球在鋼管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)可分解為水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng),根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的位移-時(shí)間公式即可求解時(shí)間,再根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成和分解確定速度大小。
解題關(guān)鍵是能夠正確分解鋼球在鋼管內(nèi)的運(yùn)動(dòng),水平方向上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),同時(shí)注意水平方向?yàn)閯蛩賵A周運(yùn)動(dòng),其速度大小關(guān)系無(wú)法確定。
8.【答案】B
【解析】解:對(duì)小球受力分析可得
FAsin30°+FBsin60°=mg
FBcs60°?FAcs30°=ma
聯(lián)立解得12?(2 33mg? 33FA)? 32FA=ma
整理得 33mg?2 33FA=ma
當(dāng)FA=0時(shí),a取得最大值a= 33g,故ACD錯(cuò)誤,B正確。
故選:B。
對(duì)小球進(jìn)行受力分析,分解受力可知豎直方向受力平衡,水平方向根據(jù)牛頓第二定律判斷加速度,結(jié)合FA=0時(shí)a取得最大值解題。
本題要注意通過(guò)豎直和水平兩個(gè)方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的分析,把握臨界條件FA=0時(shí)a取得最大值。
9.【答案】D
【解析】解:先將帶電球體補(bǔ)全,一半徑為R的球體表面均勻帶有正電荷,電荷量為2q,則在P、Q兩點(diǎn)所產(chǎn)生的電場(chǎng)為:
E0=k2q(2R)2
解得:E0=kq2R2
左半球面所帶電荷在P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,由對(duì)稱性可知去掉的右半球面所帶電荷在Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,則
EQ=E0?E
解得:EQ=kq2R2?E
故ABC錯(cuò)誤,D正確。
故選:D。
先將帶電球體補(bǔ)全,求出P、Q兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng),再根據(jù)對(duì)稱性可知,左半球面所帶電荷在P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小等于去掉的右半球面所帶電荷在Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小,結(jié)合電場(chǎng)的疊加原理,求出Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小。
在處理電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí),要注意電場(chǎng)的疊加原理,要學(xué)會(huì)利用對(duì)稱法解決常見問題;另外要熟記一些電場(chǎng)的結(jié)論。
10.【答案】A
【解析】解:AD.α粒子帶兩個(gè)單位正電荷,當(dāng)α粒子經(jīng)過(guò)a時(shí)的動(dòng)能為20eV,經(jīng)過(guò)平面d時(shí)的動(dòng)能為8eV,根據(jù)功能關(guān)系則有2e?Uad=8eV?20eV=?12eV,解得Uad=?6V,又等勢(shì)面是平行且等間距的,則該電場(chǎng)一定是勻強(qiáng)電場(chǎng),結(jié)合勻強(qiáng)電場(chǎng)特點(diǎn),則有Ubd=23Uad=23×(?6)V=?4V,又Ubd=φb?φd=4V?φd,聯(lián)立解得φd=8V,故A錯(cuò)誤,D正確;
B.當(dāng)α粒子由a向d方向運(yùn)動(dòng),每經(jīng)過(guò)相鄰的等勢(shì)面,α粒子動(dòng)能減少4eV,則α粒子到達(dá)等勢(shì)面f的動(dòng)能為4eV,由于題目中沒有說(shuō)明α粒子如何運(yùn)動(dòng),因此也可能α粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做拋體運(yùn)動(dòng),則可能不會(huì)到達(dá)等勢(shì)面f,故B正確;
C.由選項(xiàng)B可知,當(dāng)α粒子到達(dá)等勢(shì)面g的動(dòng)能為0,若電子垂直等勢(shì)面入射,則可能會(huì)到達(dá)等勢(shì)面g,故C正確;
本題選錯(cuò)誤的,故選:A。
AD.根據(jù)功能關(guān)系計(jì)算兩等勢(shì)面的電勢(shì)差,結(jié)合等勢(shì)面特點(diǎn)分析電場(chǎng)特點(diǎn),再計(jì)算等勢(shì)面的電勢(shì);
BC.根據(jù)粒子電場(chǎng)力做功特點(diǎn)結(jié)合粒子可能的初狀態(tài)分析判斷能否運(yùn)動(dòng)到某個(gè)等勢(shì)面及其可能的動(dòng)能值。
考查帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題,會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析和解答。
11.【答案】D
【解析】解:A.電動(dòng)牙刷工作時(shí)的額定電流為I額=P額U額=≈0.35A=350mA,故A錯(cuò)誤;
B.正常刷牙3min,牙刷每次消耗的能量約為W=P額t=1.3×3×60J=234J,故B錯(cuò)誤;
C.電池充滿電后總電量為q=600mA?h=0.6×3600C=2160C,故C錯(cuò)誤;
D.電動(dòng)牙刷充電時(shí),從無(wú)電狀態(tài)到滿電狀態(tài)所需時(shí)間t′=qI充=60050h=12h,故D正確。
故選:D。
A.根據(jù)額定功率和額定電壓計(jì)算額定電流;
B.根據(jù)功和功率的關(guān)系式代入數(shù)據(jù)解答;
C.根據(jù)電荷量的公式解答;
D.根據(jù)電荷量和充電電流大小計(jì)算充電時(shí)間。
考查功和電荷量等的計(jì)算,會(huì)根據(jù)恒定電流的相關(guān)知識(shí)求解相關(guān)物理量。
12.【答案】B
【解析】解:A、根據(jù)電容的計(jì)算公式C=εrS4πkd可得,上極板M向下移動(dòng)時(shí),d減小,電容器的電容增大,故A錯(cuò)誤;
B、下極板N向下移動(dòng)時(shí),兩板間的距離增大,根據(jù)E=Ud可得電場(chǎng)強(qiáng)度減小,Q點(diǎn)到上極板的電勢(shì)差減小,而兩板間的電壓U不變,則Q點(diǎn)到下極板的電勢(shì)差UQN增大,根據(jù)UQN=φQ?φ0=φQ可知,Q點(diǎn)的電勢(shì)升高,故B正確;
C、觸點(diǎn)P向b端移動(dòng)時(shí),電容器兩板間電壓不變,電荷量不變,R中沒有電流,故C錯(cuò)誤;
D、觸點(diǎn)P向b端移動(dòng)時(shí),電容器兩板間電壓不變,電容器兩板間的粒子受力情況不變,則粒子仍靜止,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
根據(jù)電容的計(jì)算公式C=εrS4πkd分析電容的變化情況;根據(jù)E=Ud分析電場(chǎng)強(qiáng)度的變化情況,再分析Q點(diǎn)到下極板的電勢(shì)差的變化情況,根據(jù)UQN=φQ?φ0=φQ分析Q點(diǎn)的電勢(shì)變化情況;觸點(diǎn)P移動(dòng)時(shí),不改變電容器兩端電壓,由此分析CD選項(xiàng)。
本題主要是考查了電容器的動(dòng)態(tài)分析問題;解答此類問題關(guān)鍵是要抓住不變量:若電容器與電源斷開,電量保持不變;若電容器始終與電源相連,電容器兩端間的電勢(shì)差保持不變;結(jié)合電容器的計(jì)算公式和電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系進(jìn)行分析解答。
13.【答案】D
【解析】解:A、在小球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,除了重力做功之外,電場(chǎng)力也做功了,根據(jù)機(jī)械能守恒定律的條件可知,小球釋放后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能不守恒,故A錯(cuò)誤;
B、如果小球帶負(fù)電,不可能到達(dá)b點(diǎn),所以小球帶正電,則設(shè)電場(chǎng)力與重力合力的方向與d之間的夾角為θ,則由小球的受力可知tanθ=qEmg=34,故θ=37°,故小球的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大速度在圓弧bd之間且與d之間的夾角為37°,故B錯(cuò)誤;
C、球釋放后,小球第一次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)d時(shí),根據(jù)動(dòng)能定理有qER+mgR=12mvd2,在最低點(diǎn)根據(jù)牛頓第二定律有Fd?mg=mvd2R,解得Fd=92mg。
第一次經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)c時(shí),根據(jù)動(dòng)能定理有qE?2R?mgR=12mvc2,在最高點(diǎn)根據(jù)牛頓第二定律有Fc+mg=mvc2R,解得Fc=0,故C錯(cuò)誤;
D、小球釋放后,第二次恰好到達(dá)b點(diǎn)時(shí),qE?4R=12mvb2,根據(jù)牛頓第二定律有Fb?qE=mvb2R,解得Fb=27mg4,小球釋放后,第二次恰好到達(dá)b點(diǎn)時(shí),對(duì)管壁的壓力大小為27mg4,故D正確。
故選:D。
根據(jù)機(jī)械能守恒條件分析;當(dāng)小球沿切線方向受力平衡時(shí)速度最大,據(jù)此分析;根據(jù)動(dòng)能定理結(jié)合牛頓第二定律分析CD。
知道機(jī)械能守恒的條件,知道小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中根據(jù)動(dòng)能定理解得小球到達(dá)最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的速度是解題的關(guān)鍵。
14.【答案】BCD
【解析】解:A.真空的牛頓管置于繞地飛行的空間站內(nèi),在空間站處于失重狀態(tài),那么鐵片和羽毛從管頂同時(shí)釋放后都是處于完全失重狀態(tài),不會(huì)下落,故A錯(cuò)誤;
B、小錘擊打金屬片后,可以觀察到A、B兩球同時(shí)落地,下落時(shí)間相等,此現(xiàn)象說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向的分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng),故B正確;
C、電源的兩極分別接在A、B上,凈電荷一般分布在尖端,所以B處分布電荷較為密集,則距離B越近場(chǎng)強(qiáng)較大,粉塵吸附電子后帶負(fù)電,在電場(chǎng)力的作用下將會(huì)向正極板運(yùn)動(dòng),即向A運(yùn)動(dòng),最后被吸附到A上,然后在重力作用下落入下面的漏斗中,達(dá)到除效果,故C正確;
D,電場(chǎng)線是為了形象地描述電場(chǎng)而引入假想的線,實(shí)際并不存在,頭發(fā)碎屑的分布圖只是模擬了電場(chǎng)線的分布情況,其疏密程度可以反映電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,故D正確。
故選:BCD。
在太空中,鐵片和羽毛都是處于完全失重狀態(tài),據(jù)此分析;平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng);根據(jù)電荷間的相互作用分析;根據(jù)電場(chǎng)線的特點(diǎn)分析。
熟練掌握電場(chǎng)線的特點(diǎn)、平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)以及帶電粒子的受力情況是解題的基礎(chǔ)。
15.【答案】BD
【解析】解:A、加速階段以最大拉力Tm=300N拉重物做勻加速直線運(yùn)動(dòng),此階段的加速度最大,根據(jù)牛頓第二定律得:Tm?mg=ma1,解得:a1=5m/s2。而勻減速直線運(yùn)動(dòng)階段的加速度最大也為5m/s2,故A錯(cuò)誤;
B、重物以最大速度vm勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),拉力等于重物的重力,提升裝置功率為額定功率Pe=1200W,則有:
vm=PeT=Pemg=120020×10m/s=6m/s
減速階段以最大的加速度a2=5m/s2做勻減速直線運(yùn)動(dòng),其位移大小為:
x2=vm22a2,解得:x2=3.6m故B正確;
C、在勻加速階段,當(dāng)功率達(dá)到額定功率時(shí),設(shè)重物的速度為v1,則有:
v1=PeTm=1200300m/s=4m/s
此過(guò)程所用時(shí)間:t1=v1a1=45s=0.8s,故C錯(cuò)誤;
D、勻加速上升階段的位移大小為:x1=v122a1,解得:x1=1.6m
設(shè)重物從結(jié)束勻加速運(yùn)動(dòng)到開始做勻減速運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間為t3,對(duì)此過(guò)程根據(jù)動(dòng)能定理得:
Pet3?mgx3=12mvm2?12mv12
其中:x3=85.2m?x1?x2=85.2m?1.6m?3.6m=80m
解得:t3=13.5s
勻減速階段所用時(shí)間為:t2=vma2=65s=1.2s
提升重物的最短時(shí)間為:t=t1+t2+t3=0.8s+1.2s+13.5s=15.5s故D正確。
故選:BD。
加速階段以最大拉力拉重物做勻加速直線運(yùn)動(dòng),此階段的加速度最大,根據(jù)牛頓第二定律求出加速階段的最大加速度;根據(jù)瞬時(shí)功率計(jì)算公式求得勻速運(yùn)動(dòng)階段的最大速度,減速階段以最大的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求得位移大小和時(shí)間;根據(jù)瞬時(shí)功率計(jì)算公式求得勻加速階段的最大速度,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求得此過(guò)程所用時(shí)間和位移大?。桓鶕?jù)動(dòng)能定理求解重物從結(jié)束勻加速運(yùn)動(dòng)到開始做勻減速運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間,三個(gè)階段的時(shí)間之和為提升重物的最短時(shí)間。
本題考查了機(jī)車啟動(dòng)模型的以恒定加速度啟動(dòng)的情況,物體先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),直到提升裝置的功率達(dá)到最大。之后功率恒定,物體做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),直到速度達(dá)到最大值,此后做勻速直線運(yùn)動(dòng)。應(yīng)用P=Fv,結(jié)合牛頓第二定律與動(dòng)能定理解答問題。
16.【答案】刻度尺 C3.01小車的質(zhì)量未遠(yuǎn)大于槽碼的質(zhì)量 不會(huì)
【解析】解:Ⅰ(1)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量長(zhǎng)度,所以還需要刻度尺;
(2)A、應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)滑輪高度,使線與木板平行,而不是與桌面平行,故A錯(cuò)誤;
B、補(bǔ)償阻力時(shí)不能掛槽碼,所以此時(shí)不是在補(bǔ)償阻力,故B錯(cuò)誤;
C、為了有效利用紙帶的長(zhǎng)度,實(shí)驗(yàn)時(shí)小車應(yīng)從靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處?kù)o止釋放,故C正確;
D、電火花計(jì)時(shí)器的工作電壓應(yīng)為交流220V,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
(3)由圖可知,兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有兩個(gè)間隔,故計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=2×0.02s=0.04s;
由遂差法可得a=(x4+x5+x6)?(x1+x2+x3)9T2=(5.69+6.18+6.66)?(4.25+4.73+5.22)9×0.042×10?2m/s2=3.01m/s2;
加速度達(dá)到了3m/s2,由牛頓第二定律可知,mg=(m+M)a,解得:m=37M,即本實(shí)驗(yàn)沒有滿足小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于槽碼的質(zhì)量;
Ⅱ(1)電流擋讀數(shù):最小分度為1mA,則向下估讀一位,讀出電流值為22.0mA;
歐姆擋擋位為×10,指針示數(shù)為19,故最終讀數(shù):R=19×10Ω=190Ω;
(2)測(cè)量圓筒形盛水容器的內(nèi)徑,應(yīng)使用圖乙中游標(biāo)卡尺的內(nèi)測(cè)量爪,即圖中A進(jìn)行測(cè)量。
20等分游標(biāo)卡尺的精確度為0.05mm,盛水容器的內(nèi)徑d=14mm+10×0.05mm=14.50mm;
Ⅲ(1)由題意可知,電源電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻約為1Ω,電流表量程只能選擇0.6A,所以滑動(dòng)變阻器只能選擇總阻值較小的E;
(2)電流表內(nèi)阻已知,所以采用電流表相對(duì)電源的內(nèi)接法,滑動(dòng)變阻器采用限流接法,實(shí)物圖如圖所示;
(3)根據(jù)U=E?I(RA+r)可知,圖象與縱軸的交點(diǎn)表示電動(dòng)勢(shì),圖象的斜率表示RA+r,由圖可知,E=2.90V;
r=2.90?Ω?3.0Ω=0.80Ω;
(4)由于電流表內(nèi)阻已知,并且本實(shí)驗(yàn)采用了相對(duì)電源的內(nèi)接法,其阻值在計(jì)算時(shí)已考慮其中,所以對(duì)測(cè)量結(jié)果沒有影響。
故答案為:Ⅰ(1)刻度尺;(2)C;(3)3.01;小車的質(zhì)量未遠(yuǎn)大于槽碼的質(zhì)量
Ⅱ(1)22.0;190;(2)A;14.50;
Ⅲ(1)E;(2)如圖所示;(3)2.90;0.80;(4)不會(huì)。
Ⅰ明確“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)原理和注意事項(xiàng),再根據(jù)紙帶的處理方法分析紙帶求解加速度,根據(jù)加速度確定物體質(zhì)量間的關(guān)系,從而分析誤差情況;
Ⅱ掌握常用測(cè)量工具的讀數(shù)方法,從而讀數(shù)電流、電阻和容器的內(nèi)徑;
Ⅲ掌握測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)原理,正確選擇電路和儀表,再根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析求解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,并分析實(shí)驗(yàn)誤差。
本題考查了測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn),測(cè)量?jī)x器的使用以及探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn),關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理,掌握掌握實(shí)驗(yàn)利用圖像處理數(shù)據(jù)的方法,掌握歐姆表測(cè)量原理和讀數(shù)方法等。
17.【答案】解:(1)小滑塊整個(gè)過(guò)程的平均速度為vm2,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律vm2?t=L1+L2,代入L1=8m,L2=2m,t=5s
解得vm=4m/s
(2)小滑塊從B到C的減速過(guò)程,利用逆向思維方法,由vm2=2a2L2,解得a2=4m/s2,速度方向水平向右,滑塊做減速運(yùn)動(dòng),所以加速度方向水平向左。
(3)小滑塊從A到B的加速過(guò)程,加速度大小為a1,有2a1L1=vm2,得a1=1m/s2,根據(jù)牛頓第二定律有Eq?f=ma1,而f=ma2,得E=5×104N/C
答:(1)滑行過(guò)程中的最大速度vm的大小為4m/s;
(2)減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a2為4m/s2,方向水平向左;
(3)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小為5×104N/C。
【解析】(1)(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間規(guī)律列式求解最大速度;
(3)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律和牛頓第二定律列式求解電場(chǎng)強(qiáng)度。
考查帶電物體在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題,會(huì)分析物體的受力以及物體的運(yùn)動(dòng)情況,根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確解答。
18.【答案】解:(1)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)通過(guò)R2的電流
I2=UR2=66A=1A
(2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),總電流
I0=E?Ur+R1=12?62+1A=2A
通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為IM=I0?I2=2A?1A=1A
電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率
P機(jī)=UIM?IM2RM=6×1W?12×0.5W=5.5W
(3)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),R1消耗的電功率:P=(E?UR1+r)2R1
即當(dāng)R1=r=2Ω時(shí),Pm=4.5W
此時(shí),R2=UE?UR1+r?IM
其中;IM=I0?I2
得:R2=12Ω
答:(1)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)通過(guò)R2的電流是1A;
(2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械功率是5.5W;
(3)若R1、R2電阻可調(diào),在確保電動(dòng)機(jī)正常工作的前提下,當(dāng)R1的阻值為1Ω時(shí),R1消耗的電功率最大,此時(shí)R2的阻值是12Ω。
【解析】(1)根據(jù)歐姆定律計(jì)算;
(2)先計(jì)算出通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流,然后用電動(dòng)機(jī)消耗的總功率減去電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率計(jì)算即可;
(3)先計(jì)算出R1消耗最大功率時(shí)的電阻,然后根據(jù)歐姆定律可得R2的電阻。
分情電路結(jié)構(gòu),熟練掌握歐姆定律是解題的基礎(chǔ)。掌握電動(dòng)機(jī)的總功率、發(fā)熱功率和機(jī)械功率的計(jì)算方法是解題的關(guān)鍵。
19.【答案】解:(1)根據(jù)動(dòng)能定理有
eU0=12mv02
解得
v0=8×107m/s
(2)M、N兩板之間電壓大小U=2.184×104V時(shí),根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有
y=12at2
L=v0t
根據(jù)牛頓第二定律有
a=eUmd
根據(jù)幾何關(guān)系可知
12Ly=12L+Δxh
解得
Δx=30cm
(3)結(jié)合(2)中的類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有
L=v0t
vy=at
則電子剛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度為
v= v02+vy2
解得
v=1.0×108m/s
(4)粒子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后,打到靶臺(tái)的時(shí)間為
t′=Δxv0
不計(jì)重力時(shí),豎直方向的位移為
y1=vyt′
計(jì)重力時(shí),豎直方向的位移為
y2=vyt′+12gt′2
設(shè)
k=y2?y1y1
解得
k=3.125×10?16
即重力對(duì)電子打在熒光屏上的位置影響非常小,所以計(jì)算電子偏轉(zhuǎn)量時(shí)可以忽略電子所受的重力。
答:(1)電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)速度的大小8×107m/s;
(2)靶臺(tái)中心點(diǎn)C離N板右側(cè)的水平距離30cm;
(3)在(2)中,電子剛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度1.0×108m/s;
(4)見解析。
【解析】(1)根據(jù)動(dòng)能定理求電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)速度的大??;
(2)根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律結(jié)合牛頓第二定律、幾何關(guān)系求靶臺(tái)中心點(diǎn)C離N板右側(cè)的水平距離;
(3)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求電子剛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度;
(4)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出計(jì)重力和不計(jì)重力兩種情況下的豎直方向偏移,作出分析。
解題的關(guān)鍵在于分析清楚電子在各個(gè)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)情況,能熟練運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的分解法處理電子類平拋運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,分析時(shí)要抓住分運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性。
20.【答案】解:(1)滑塊運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)過(guò)程中為平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向
h?R(1?csα)=12gt2
解得
t=0.6s
則在A點(diǎn)豎直方向的分速度為
vAy=gt=10×0.6m/s=6m/s
恰好可以沿切線方向進(jìn)入圓弧軌道,在A點(diǎn)
tanα=vAyvAx= 3
解得
vAx=2 3m/s
則,根據(jù)動(dòng)能定理水平彈射裝置對(duì)滑塊做的功為
W=12mvAx2
解得
W=1.2J
(2)在A點(diǎn)時(shí)的速度大小為
vA= vAx2+vAy2
解得
vA=4 3m/s
滑塊從A點(diǎn)到B點(diǎn),根據(jù)動(dòng)能定理
mgR(1?csα)=12mvB2?12mvA2
解得
vB=8m/s
設(shè)滑塊受到的支持力為N,則根據(jù)牛頓第二定律
N?mg=mvB2R
解得
N=10N
根據(jù)牛頓第三定律,滑塊對(duì)圓弧軌道的壓力等于軌道對(duì)滑塊的支持力
F壓=N=10N
(3)滑塊第一次運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí),根據(jù)動(dòng)能定理
?μ1mglBC?μ2mglMN=12mvD2?12mvB2
解得
vD=2 6m/s
根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性,第二次運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)的速度大小仍為
vD=2 6m/s
則在傳送帶上的加速度為
a=μ2mgm
解得
a=5m/s2
假設(shè)滑塊可以在傳送帶上一直加速,則
2alMN=v2?vD2
解得
v=2 11m/s>6m/s
所以假設(shè)不成立。假設(shè)滑塊可以在傳送帶上一直減速,則
2alMN=vD2?v12
解得
v1=2m/s
所以,若傳送帶的速度為02m/s,則滑塊在傳送帶上先加速后勻速,滑塊離開傳送帶時(shí)的速度等于傳送帶的速度。若滑塊恰好停在B點(diǎn),則
?μ1mglBC=0?12mv22
解得
v2=2 5m/s
則,若傳送帶的速度為2 5m/s≥v>2m/s,則根據(jù)動(dòng)能定理
?μ1mg(lBC?x)=0?12mv2
解得
x=20?v28m
若傳送帶的速度為2 5m/s

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