
1.伽利略對“自由落體運動”和“運動和力的關系”的研究,開創(chuàng)了科學實驗和邏輯推理和諧結合的重要科學研究方法。圖a、圖b分別表示這兩項研究中實驗和邏輯推理的過程,下列相關說法正確的是( )
A. 圖a通過對自由落體運動的研究,合理外推得出小球在斜面上做勻變速直線運動
B. 圖a中先在傾角較小的斜面上進行實驗,可“沖淡”重力,使時間測量更容易
C. 圖b中斜面傾角減小到零時,小球一定會一直運動下去
D. 圖b的實驗為“理想實驗”,通過邏輯推理得出物體的運動需要力來維持
2.如圖所示,固定在水平面上的光滑斜面長a=5m,寬b=4m,傾角θ=30°,一可視為質點的小球從頂端B處水平向左射入,恰好從底端點A處射出,重力加速度g取10m/s2。則下列說法正確的是( )
A. 小球運動的加速度為10m/s2
B. 小球從B運動到A所用時間為2s
C. 小球從B點水平射入時的速度為2 2m/s
D. 小球從B點水平射入時的速度為4m/s
3.如圖所示,衛(wèi)星a、b、c沿圓形軌道繞地球運行。a是極地軌道衛(wèi)星,在地球兩極上空約1000km處運行;b是低軌道衛(wèi)星,距地球表面高度與a相等;c是地球同步衛(wèi)星,則( )
A. a、b的周期比c大B. a、b的向心力一定相等
C. a、b的速度大小相等D. a、b的向心加速度比c小
4.在x軸上O、P兩點分別放置電荷量為q1、q2的點電荷,一帶正電的試探電荷在兩電荷連線上的電勢能Ep隨x變化關系如圖所示,其中A、B兩點電勢能為零,BD段中C點電勢能最大,則( )
A. q1和q2都是正電荷且q1>q2
B. BC間場強方向沿x軸負方向
C. C點的電場強度大于A點的電場強度
D. 將一負點電荷從B點移到D點,電場力先做負功后做正功
5.如圖所示,兩塊較大的金屬板A、B平行放置并與一電源相連,其中A板接地(取大地電勢φ=0)。開關S閉合后,兩板間有一質量為m、電荷量為q的油滴恰好處于靜止狀態(tài)。以下說
法正確的是( )
A. 保持S閉合,若將A板向上平移一小段位移,則油滴向下加速運動,G中有a→b的電流
B. 保持S閉合,若將A板向左平移一小段位移(油滴仍處于兩極板之間),則油滴仍然靜止,G中有b→a的電流
C. 若將S斷開,則油滴立即向下做勻加速直線運動
D. 若將S斷開,再將B板向下平移一小段位移,則油滴仍然保持靜止,但油滴的電勢能減小
6.如圖所示,一個正電荷由靜止開始經(jīng)加速電場加速后,沿平行于板面的方向射入偏轉電場,并從另一側射出。已知電荷質量為m,電荷量為q,加速電場電壓為U0。偏轉電場可看作勻強電場,極板間電壓為U,極板長度為L,板間距為d。不計正電荷所受重力,下列說法正確的是( )
A. 正電荷從加速電場射出時具有的速度v0= 2qUm
B. 正電荷從偏轉電場射出時具有的動能Ek=qU0+qU
C. 正電荷從偏轉電場射出時速度與水平方向夾角的正切值tanα=UL2U0d
D. 正電荷從偏轉電場射出時沿垂直板面方向的偏轉距離y=L24d
二、多選題:本大題共4小題,共20分。
7.如圖,在豎直平面內(nèi),一半徑為R的圓弧軌道ABC和水平軌道PA在A點相切,BC為圓弧軌道的直徑,O為圓心,OA和OB之間的夾角為α,csα=45。一質量為m的小球沿水平軌道向右運動,經(jīng)A點沿圓弧軌道通過C點,落至水平軌道;在整個過程中,除受到重力及軌道作用力外,小球還一直受到一水平恒力的作用。已知小球在C點所受合力的方向指向圓心,且此時小球對軌道的壓力恰好為零。不計一切摩擦,重力加速度大小為g。則下列說法正確的是( )
A. 小球在A點時速度最大B. 小球在B點時對軌道的壓力最大
C. 小球受到的水平恒力的大小為34mgD. 小球到達C點時速度的大小為 5gR2
8.賽車是最昂貴、速度最快、科技含量最高的運動,是商業(yè)價值最高,魅力最大,最吸引人觀看的體育賽事。因為影響范圍廣,知名度高,與世界杯足球賽,奧林匹克運動會,并稱為“世界三大運動”。在上海站的一場比賽中,質量為600kg的賽車在平直賽道上以恒定功率加速,受到的阻力不變,其加速度a和速度的倒數(shù)1v的關系如圖所示,下列說法正確的是( )
A. 賽車的功率為180kW
B. 賽車做勻加速直線運動
C. 賽車運動過程中所受阻力大小為2000N
D. 當賽車速度大小為10m/s時,賽車的加速度為27m/s2
9.如圖所示,質量為M長度為L的小車靜止在光滑水平面上,質量為m的小物塊可視為質點放在小車的最左端?,F(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上,使小物塊從靜止開始做勻加速直線運動。小物塊和小車之間的滑動摩擦力為Ff,小物塊滑到小車的最右端時,小車運動的距離為x,此過程中,以下結論正確的是( )
A. 小物塊到達小車最右端時具有的動能為(F?Ff)(L+x)
B. 小物塊到達小車最右端時,小車具有的動能為Ffx
C. 小物塊和小車組成的系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量為F1(L+x)
D. 小物塊和小車增加的機械能為F(x+L)?F1L
10.如圖(a),水平放置長為l的平行金屬板右側有一豎直擋板。金屬板間的電場強度大小為E0,其方向隨時間變化的規(guī)律如圖(b)所示,其余區(qū)域的電場忽略不計。質量為m、電荷量為q的帶電粒子任意時刻沿金屬板中心線OO′射入電場,均能通過平行金屬板,并打在豎直擋板上。已知粒子在電場中的運動時間與電場強度變化的周期T相同,不計粒子重力,則( )
A. 金屬板間距離的最小值為qE0T22mB. 金屬板間距離的最小值為qE0T2m
C. 粒子到達豎直擋板時的速率都大于lTD. 粒子到達豎直擋板時的速率都等于lT
三、實驗題:本大題共2小題,共18分。
11.物理實驗小組用如圖(a)所示的裝置,探究加速度與力、質量的關系?,F(xiàn)研究質量不變的情況下,加速度與力的關系。
(1)關于本實驗,下列說法正確的是______。
A.必須平衡摩擦力
B.必須控制槽碼質量不變
C.必須控制小車質量不變
D.必須保證槽碼的質量遠小于小車的質量
(2)某同學在實驗中得到如圖(b)所示的一條紙帶(兩計數(shù)點間還有四個計時點沒有畫出),已知打點頻率為50Hz,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為______m/s2(結果保留三位有效數(shù)字)。
(3)按正確操作完成實驗,以彈簧測力計的示數(shù)F為橫坐標,加速度a為縱坐標,畫出的a?F圖像是一條過原點的直線,如圖(c)所示,若直線斜率為k,則小車(包含定滑輪)的質量為______(用k表示)。
12.某實驗小組用頻閃照相的方法研究平拋運動。該組同學得到小球運動過程中O、a、b、c四個點,以O為原點,以水平方向為x軸,豎直方向為y軸,其他點的坐標位置如圖所示,不計空氣阻力。根據(jù)圖像中的數(shù)據(jù)可知(g=10m/s2):
(1)小球做平拋運動的初速度為______m/s;
(2)小球過b點的速度為______m/s;
(3)小球拋出點的坐標為______。
四、計算題:本大題共3小題,共38分。
13.如圖所示,水平屋頂高H=5m,墻高?=3.2m,墻到房子的距離L=3m,墻外馬路寬x=10m,小球從房頂a點水平飛出,(g取10m/s2)
(1)若小球落在墻外的馬路上,求小球在空中運動的時間t;
(2)若小球恰好經(jīng)過墻頂b點后落在馬路上,求小球離開房頂時的速度v0;
(3)若小球落在墻外的馬路上,求小球離開房頂時的速度v0的取值范圍。
14.如圖所示,空間有一水平向右的勻強電場,半徑為r的絕緣光滑圓軌道固定在豎直平面內(nèi),O是圓心,OC是水平方向的半徑,AB是豎直方向的直徑。一質量為m、電荷量為+q(q>0)的小球在圓軌道內(nèi),并能夠靜止在P點,OP與豎直方向的夾角θ=45°,不計空氣阻力.已知重力加速度為g。求:
(1)電場強度E的大小;
(2)若小球從B點靜止釋放,求它運動中速度的最大值。
15.如圖所示,虛線MN左側有一場強為E1=2E的勻強電場,在兩條平行的虛線MN和PQ之間存在著寬為L、電場強度為E2=3E的勻強電場,在虛線PQ右側距PQ為L處有一與電場E2平行的屏?,F(xiàn)將一電子(電荷量為e,質量為m,重力不計)無初速度地放入電場E1中的A點,最后電子打在右側的屏上,A點到MN的距離為L2,AO連線與屏垂直,垂足為O,求:
(1)電子到MN的速度大??;
(2)電子從釋放到打到屏上所用的時間;
(3)電子剛射出電場E2時的速度方向與AO連線夾角θ的正切值tanθ;
(4)電子打到屏上的點P′到點O的距離x。
答案解析
1.B
【解析】解:
AB、伽利略設想物體下落的速度與時間成正比,因為當時無法測量物體的瞬時速度,所以伽利略通過數(shù)學推導證明如果速度與時間成正比,那么位移與時間的平方成正比;由于當時用滴水法計算,無法記錄自由落體的較短時間,伽利略設計了讓銅球沿阻力很小的斜面滾下,來“沖淡”重力得作用效果,而小球在斜面上運動的加速度要比它豎直下落的加速度小得多,所用時間長的多,所以容易測量。伽利略做了上百次實驗,并通過抽象思維在實驗結果上做了合理外推,故A錯誤,B正確;
C、圖b中斜面傾角減小到零時,由于摩擦力的存在,小球最終會停止運動,故C錯誤;
D、伽利略用抽象思維、數(shù)學推導和科學實驗相結合的方法得到物體的運動不需要力來維持,故D錯誤。
該題考查了伽利略研究自由落體運動的研究,涉及到學生對于物理常識的理解,這些在平時是需要學生了解并知道的,看的就是學生對課本內(nèi)容的掌握情況。
根據(jù)伽利略對自由落體運動和力與運動關系的研究,了解其研究過程中的物理思想與物理的方法。
2.C
【解析】解:A、對小球受力分析,受到重力和斜面的支持力,根據(jù)牛頓第二定律得
mgsin30°=ma0
解得小球運動的加速度為:a0=5m/s2,方向沿斜面向下,故A錯誤;
BCD、小球從B到A做類平拋運動,設小球從B點水平射入時的速度大小為v0,從B運動到A所用時間為t。
水平方向有
b=v0t
沿斜面向下方向有
a=12a0t2
聯(lián)立解得
t= 2s,v0=2 2m/s
故BD錯誤,C正確。
故選:C。
小球在光滑斜面上做類平拋運動,根據(jù)牛頓第二定律求出小球運動的加速度;根據(jù)沿斜面向下方向的位移,結合位移—時間公式求出運動的時間;根據(jù)水平位移和時間求出入射的初速度。
解決本題的關鍵要明確小球在水平方向和沿斜面向下方向的運動規(guī)律,結合牛頓第二定律和運動學公式靈活求解。
3.C
【解析】解:衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,萬有引力提供向心力,GMmr2=m4π2T2r=mv2r=ma,解得周期T=2π r3GM,v= GMr,a=GMr2。
ACD、a、b衛(wèi)星的軌道半徑相等,則周期相等,線速度大小相等,向心加速度大小相等,c衛(wèi)星的軌道半徑大于a、b衛(wèi)星的軌道半徑,則c衛(wèi)星的向心加速度小于a、b的向心加速度,故AD錯誤,C正確。
B、衛(wèi)星的質量未知,無法比較向心力的大小,故B錯誤。
故選:C。
衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,由地球的萬有引力提供向心力,根據(jù)萬有引力定律和向心力公式得到周期、線速度、向心加速度的表達式,再比較其大小。
衛(wèi)星的質量未知,無法比較向心力。
本題考查了人造衛(wèi)星的相關知識,解題的關鍵是明確萬有引力提供向心力,求解周期和線速度、向心加速度。
4.B
【解析】A、由圖知從O到P電勢能一直減小,試探電荷帶正電,電勢一直降低,則兩個點電荷必定是異種電荷,故A錯誤;
B、由圖可知:從B到C,電勢能增加,試探電荷帶正電,電勢升高,根據(jù)順著電場線電勢降低可知,BC間電場強度方向沿x軸負方向。故B正確;
C、根據(jù)圖象切線的斜率等于qE,可知C點場強為零,A點的場強不等于零,則A點的場強比C點的大,故C錯誤;
D、將一負點電荷從B移到D點,電勢先升高后降低,電勢能先減小后增大,電場力先做正功后做負功,故D錯誤。
故選:B。
根據(jù)正電荷在電勢高處電勢能大,電勢低處電勢能小,分析電勢的變化,確定出電場線方向,來判斷兩個電荷的電性。根據(jù)圖象的斜率與場強的關系,分析出C點的場強大小,.圖象切線的斜率等于場強,由斜率大小分析場強的大小。根據(jù)負電荷在電勢高處電勢能小,分析負電荷移動時電勢能的變化。
通過本題的解答要知道:電勢為零處,電場強度不一定為零。負電荷在電勢高處電勢能小,電場力做功的正負決定電勢能的增加與否。
5.B
【解析】解:A、油滴處于平衡狀態(tài),可知油滴所受的向上的電場力等于重力;若S閉合,則兩板間的電勢差U不變,將A板向上平移一小段位移,則兩板間距d變大,根據(jù)E=Ud可知,兩板場強減小,油滴受的向上的電場力減小,則油滴向下加速運動,再依據(jù)C=QU=εrS4πkd可知,電量Q減小,則電容器處于放電狀態(tài),所以G中有b→a的電流,故A錯誤;
B、若S閉合,則兩板間的電勢差U不變,將A板向左平移一小段位移,S減小,因兩板間距不變,則場強不變,油滴受的電場力不變,則油滴仍靜止,再依據(jù)C=QU=εrS4πkd可知,電量Q減小,則電容器處于放電狀態(tài),所以G中有b→a的電流,故B正確;
C、若將S斷開,則兩板間場強不變,則油滴仍靜止,故C錯誤;
D、若將S斷開,則極板帶電量Q不變,電場強度E=Ud=4πkQ?rS,再將B板向下平移一小段位移,則d增大,兩板間場強不變,則油滴還是處于靜止狀態(tài),因電場強度不變,那么油滴的電勢不變,則其對應的電勢能也不變,故D錯誤。
故選:B。
S斷開,電容器電量不變,板間場強不變,油滴仍處于靜止狀態(tài);將A向左平移一小段位移,電場強度不變,油滴仍然靜止;改變板間距離,引起電容變化,分析E和電量的變化,再確定油滴的運動情況。
本題主要是考查了電容器的動態(tài)分析問題;解答此類問題關鍵是要抓住不變量: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差保持不變;結合電容器的計算公式和電場強度與電勢差的關系進行分析解答。
6.C
【解析】解:A、對正電荷在加速電場的運動過程,由動能定理得:qU0=12mv02
解得正電荷從加速電場射出時具有的速度:v0= 2qU0m,故A錯誤;
CD、在偏轉電場中正電荷做類平拋運動,設在偏轉電場中運動時間為t,射出偏轉電場時垂直板面方向的速度為vy,則有:
t=Lv0,vy=qUmd?t
正電荷從偏轉電場射出時速度與水平方向夾角的正切值為:tanα=vyv0=UL2dU0
正電荷從偏轉電場射出時沿垂直板面方向的偏轉距離為:y=12?qUmd?t2=UL24dU0
故C正確,D錯誤;
B、正電荷在加速電場的運動過程電場力對其做功為qU0,在偏轉電場中進出位置間電勢差小于U,則在偏轉電場中電場力對其做功小于qU,根據(jù)動能定理可知正電荷從偏轉電場射出時具有的動能Ek
這是一份2024-2025學年湖南省長沙一中高二(上)開學物理試卷(含解析),共18頁。試卷主要包含了單選題,多選題,實驗題,計算題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份2024-2025學年湖南省長沙市望城區(qū)第一中學高二(上)開學物理試卷(含解析),共13頁。試卷主要包含了單選題,多選題,實驗題,簡答題,計算題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份2024-2025學年湖南省懷化市湖天中學高一(上)入學物理試卷(含解析),共16頁。試卷主要包含了選擇題,填空題,作圖題,綜合題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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