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4.为了测量某行星的质量和半径,宇航员记录了登陆舱在该行星表面附近做圆周运动的周期为T,登陆舱在行星表面着陆后,用弹簧称量一个质量为m的砝码,读数为N.已知引力常量为G.则下列计算正确的是( )
正确答案
解析
行星表面运行,万有引力提供向心力,轨道半径等于球体半径即,而行星表面则有,可得,选项A错。根据,可得,选项B错。该行星的第一宇宙速度为,选项C错。该行星质量,选项D正确。
考查方向
解题思路
万有引力提供圆周运动向心力,等于物体重力;把物理公式和数学结合推导
易错点
忽略近地卫星轨道半径和球体半径的关系;第一宇宙速度即近地卫星的环绕速度
7.一辆汽车在平直的公路上运动,运动过程中先保持某一恒定加速度,后保持恒定的牵引功率,其牵引力和速度的图象如图所示.若已知汽车的质量m,牵引力F1 和速度v1及该车所能达到的最大速度v3,运动过程中所受阻力恒定,则根据图象所给的信息,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
根据图像可判断速度小于时,匀加速直线运动,速度大于时,功率不再变化,即,当汽车速度达到最大,牵引力最小即等于摩擦力,所以摩擦力,选项C错。匀加速时,加速度,选项D对。匀加速运动时间,选项A对。速度为v2时牵引力为,由于牵引力减去阻力才等于合外力,所以选项B错。
考查方向
解题思路
判断各个速度点的功率是否达到额定功率;根据额定功率和速度判断各点牵引力
易错点
不能分阶段判断特别是找不到那一段功率恒定;速度最大时的牵引力等于阻力
1.甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动,它们的v-t图象如图所示,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
速度时间图像斜率表示加速度,时间内,乙的速度先减小后增大,图像斜率即加速度大小先减小后增大,正负代表方向不代表大小,选项C对。时间内乙的速度一直小于甲的速度,甲乙之间的距离一直在增大,选项AB错。后乙的速度大于甲的速度,所以时刻甲乙的距离最大。时间内,速度时间图像的面积即位移,甲位移大于乙的位移,时间相等,所以甲的平均速度大于乙的平均速度,选项D错。
考查方向
解题思路
斜率判断加速度;面积判断位移
易错点
速度时间图像和位移时间图像混淆;矢量的正负号和矢量大小的关系
2.如图所示,用一轻绳将光滑小球P系于竖直墙壁上的O点,在墙壁和球P之间夹有一长方体物块Q,P、Q均处于静止状态,现有一铅笔紧贴墙壁从O点开始缓慢下移,则在铅笔缓慢下移的过程中( )
正确答案
解析
对小球受到自身重力,细线拉力和Q对P的弹力,设细线和竖直方向夹角为则有,,可得细线拉力,铅笔向下移动增大,细线拉力变大,选项D对。P对Q压力即等于Q对P的支持力,随增大,支持力增大,选项C错。小球P始终处于静止,合力等于0,不会随增大而改变,选项A错。Q在竖直方向受到自身重力和墙壁的摩擦力,由于压力增大,所以Q仍保持静止不动,静摩擦力仍等于重力保持不变,选项B错。
考查方向
解题思路
隔离小球受力分析;隔离Q分析受力
易错点
不能正确分析铅笔下移对拉力方向的影响;动摩擦力和静摩擦力混淆
3.水平面上有质量相等的a、b两物体,水平推力F1、F2分别作用在a、b上.各作用一段时间后撤去推力,物体将继续运动一段时间后停下来.撤去推力时两物体速度相等,它们运动的v-t图象如图所示,图中AB∥CD,整个过程中( )
正确答案
解析
推力撤去后,只受到滑动摩擦力作用,加速度,速度时间图像的斜率代表加速度,由于AB∥CD,所以加速度相同,动摩擦因数相等,选项A对。摩擦产生的热量等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,而相对位移等于物体位移,即速度时间图像与时间轴围成的面积,由于质量相等,摩擦力相等,而位移不等,所以摩擦生热不同,选项B错。匀加速阶段加速度,由于图像斜率不同,即加速度不同,但质量相同动摩擦因素相同,所以推力不同,选项C错。根据动能定理,整个过程推力做功和克服摩擦力做功相同,摩擦力做功不同,所以推力做功不同,选项D错。
考查方向
解题思路
撤去推力后的速度时间图像判断动摩擦因素;根据功能关系判断做功情况。
易错点
不能判断推力做功和摩擦力做功的关系;推力大小不能通过牛顿第二定律和图像结合求解
5.如图所示,电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地.一带电油滴位于电容器中的P点恰好处于静止状态.现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离则( )
正确答案
解析
电容器和电源接通,所以两极板之间电压不变,下极板向下移动,板间距离增大,电场强度减小,选项D错。导致电场力小于重力,油滴向下运动,选项A错。由于上极板接正极,为高电势,下极板接地,电势等于0,所以有,为到上极板的距离,场强变小,距离不变,上极板电势不变,所以p点电势变大,选项C错。由于上极板带正电,而油滴电场力向上,所以油滴带负电,P点电势越高,电势能越小,选项B对。
考查方向
解题思路
根据油滴平衡判断电场力和电荷正负;根据电压不变判断电场强度变化电势高低变化。
易错点
P点电势;电容和电压电荷量
6.如图所示,轰炸机沿水平方向匀速飞行,到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹,并垂直击中山坡上的目标A.已知A点高度为h=360m,山坡倾角为370,g取10m/s2,由此可算出( )
正确答案
解析
设飞机水平飞行速度为,炸弹飞行时间,则有水平位移,根据A点高度可得,可得水平位移,选项B对。由于垂直击中,末速度垂直斜面,则有,可得竖直方向下落高度为,轰炸机的飞行高度为,选项C对。飞行时间可得运动时间,选项A错。竖直末速度,落地速度为水平速度和竖直速度的矢量合,一定大于,选项D错。
考查方向
解题思路
根据斜面倾角和A点高度确定平抛水平位移;根据速度方向和水平位移确定竖直位移从而计算运动世间安
易错点
1、不能把速度和位移分解并发现几何关系
8.两个等量同种电荷固定于光滑水平面上,其连线中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示,一个电荷量为2C,质量为1kg的小物块从C点静止释放,其运动的 v﹣t图象如图乙所示,其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线).则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
等量同种负点电荷,中垂线上的电场线方向指向连线中点O,根据速度时间图像判断速度在增大,说明粒子带负电,不然会有往复,不可能一直增大,选项A错。电场线沿AC方向,电势逐渐降低,所以由C点到A点电势逐渐升高,选项B对。根据速度时间图像判断,斜率在B点最大即加速度最大,所以有,代入可得B点电场强度,选项C对。根据动能定理,从A到B,,代入可得电势差,选项D对。
考查方向
解题思路
根据等量同种负点电荷的电场分布结合速度时间图像判断粒子运动方向和电荷正负;根据斜率最大求解最大电场强度以及功能关系判断电势差
易错点
粒子运动方向判断错误;速度时间图像斜率和电场强度不能建立联系
10.(10分)某兴趣小组利用图甲所示实验装置,验证“合外力做功和动能变化的关系”。小车及车中砝码的质量为M,沙桶和沙的质量为m。
(1)在实验中,下列说法正确的有 (填序号)
A.应先释放小车,再接通电源
B.细线应与木板平行
C.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
D.在小车运动过程中,对于M、m组成的系统,细线的拉力即为做功的合外力
(2)图乙是某次实验时得到的一条纸带,O点为由静止开始释放小车时纸带上打出的第一个点。相邻两个计数点之间的时间间隔为T。若用O、D两点来研究合外力做功和动能变化的关系,需要验证的关系式是: 。(用所测量物理量的符号表示)
(3)用B、F间的数据求小车的加速度,加速度a= 。
(4)若本实验的研究对象为小车,则还需满足条件是 。
(5)本实验装置还可用于 实验。(说出一个实验名称即可)
正确答案
(1)BC (2) (3) (4)
(5)探究小车的速度随时间的变化规律;探究加速度与合外力和质量的关系;验证机械能守恒定律等等
考查方向
解题思路
1、沙桶重力做功改变了沙桶和小车系统的动能
易错点
瞬时速度的计算;计算动能变化量是没有考虑沙桶动能
9.在“测定电池的电动势和内阻”实验中,某同学准备闭合如图甲所示的连接好的电路并进行测量。
(1)图甲所示电路连接图中有处明显的问题是: .
(2)根据图乙所示坐标纸上所描出的数据点可得出电池的电动势E= V(保留3位有效数字),内电阻r= Ω(保留2位有效数字).
正确答案
(1)滑动变阻器的滑动触头应位于最右端 (1分)
(2)1.49±0.01 V (2分) 0.82±0.02Ω (2分)
考查方向
解题思路
1、根据串并联电路判断路端电压和电流的关系
易错点
测量电池电动势和内阻的实验电路和求解方法不明确;数据处理中连线偏差
选做题
13.(5分)下列说法正确的是 (填正确答案标号,选对一个得2分,选对两个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分为0分)
14.(10分)如图所示的玻璃管ABCDE,CD部分水平,其余部分竖直(B端弯曲部分长度可忽略),玻璃管截面半径相比其长度可忽略,CD内有一段水银柱,初始时数据如图所示,环境温度是300K,大气压是75cmHg.现保持CD水平,将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中,当水平段内水银柱刚好全部进入DE竖直管内时,保持玻璃管静止不动.
ⅰ.玻璃管A端插入大水银槽中的深度(即水银面到管口A的竖直距离)是多少;
ⅱ.当管内气体温度缓慢降低到多少K时,DE中的水银柱刚好回到CD水平管中.
正确答案
解析
布朗运动的实质是悬浮在液体中的固体小颗粒的变化,间接说明液体分子的运动,选项A对。当分子间距小于平衡位置时,分子力随距离减小而增大,当分子间距大于平衡距离时,分子力随距离增大先增大后减小,选项B错。由于表面张力,导致露珠呈现表面积最小特征即为球体,选项C对。做功和热传递是改变内能的两种方式,但从结果并不能判断是哪种方式改变了内能。选项D错。液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点,选项E对。
考查方向
解题思路
从布朗运动实质是间接证明分子运动;分子力大小变化与相对平衡位置的距离有关;改变内能的两种方式是平权的
易错点
不理解布朗运动是实质;分子力认识不足,改变内能的两种方式
正确答案
ⅰ. ⅱ.
解析
ⅰ、设玻璃管的横截面积为S,初始状态:
(1分)
(1分)
(1分)
由玻意耳定律可得
即 (1分)
解得空气柱内长度为: (1分)
A端插入大水银槽中的深度: (1分)
ⅱ、初始状态: (1分)
由盖-吕萨克定律可得: (1分)
(1分)
解得: (1分)
考查方向
解题思路
等温变化过程,压强和体积乘积不变;等压变化,体积和温度的比值不变。
易错点
初末状态气体压强判断;初末状态的气体体积关系
如图所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x=﹣0.2m和x=1.2m处,传播速度均为v0=0.2m/s,振幅均为A=2cm.图示为t=0时刻两列波的图象(传播方向如图所示);此刻平衡位置处于x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动.质点M的平衡位置处于x=0.5m处.
15.下列判断正确的是 (填正确答案标号,选对一个得2分,选对两个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分为0分)
16.(10分)如图所示,将半径为R的透明半球体放在水平桌面上方,O为球心,直径恰好水平,轴线OO′垂直于水平桌面.位于O点正上方某一高度处的点光源S发出一束与OO′,夹角θ=60°的单色光射向半球体上的A点,已知透明半球体对该单色光的折射率为,光在真空中传播速度为c,不考虑半球体内光的反射,求:
ⅰ.光线通过半球体后射到桌面上的位置B(图中未画出)到O′的位置;
ⅱ.该光在半球体内传播的时间t.
正确答案
解析
根据波形图中振动方向和传播方向在图形同一侧判断PQ均沿Y轴负方向,说明两个波源起振方向都是沿y轴负方向,根据周期,选项A对。t=0时刻,x=0处的质点处于平衡位置,x=0.1m处的质点处于负方向最大位移处,可判断都沿y轴正方向运动,选项B错。两列波传播到PQ,到达M的距离都是,传播时间,在此之前,M点不会振动,选项C对。两个波源振动步调相同,而M到两个波源距离差等于波长整数倍,所以是加强点,振幅为两个振幅相加,即4cm,周期不变等于2s,选项D错。t=2.5s,M已经起振1s,半个周期,两列波都处于平衡位置向Y轴正方向振动,选项E对。
考查方向
解题思路
根据波长波速计算周期;根据PQ的起振方向判断波源的起振方向
易错点
振动方向和传播方向关系;加强点和减弱点的判断
正确答案
ⅰ. ⅱ.
解析
试题分析:ⅰ. 光从光源S射出经半球体到达水平桌面的光路如图,光由空气射向半球体,入射角 ,
折射率: (1分)
由折射定律,有 (1分)
代入数据解得: (1分)
光由半球射入空气,由几何关系可知α+β=60°,故有:α=β=30° (1分)
又由折射定律,有 解得折射角为: (1分)
由几何关系可知,出射光线平行于轴线OO′,垂直射到水平桌面上的B点
(1分)
ⅱ. 光在半球体中传播的速度为: (1分)
由几何知识得 2ACcos30°=R (1分)
得: (1分)
所以光在半球体中传播的时间为: (1分)
考查方向
解题思路
准确画出光路图;圆弧面半径即法线,找到准确的几何关系,计算路程
易错点
几何关系判断不准;折射率和光速的关系
11.(14分)如图所示,AB是倾角为θ=30°的粗糙直轨道,BCD是光滑的圆弧轨道,AB恰好在B点与圆弧相切,圆弧的半径为R,一个质量为m的物体(可以看做质点)从直轨道上的P点由静止释放,结果它能在两轨道间做往返运动.已知P点与圆弧的圆心O等高,物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的路程为s.求:
(1)物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ;
(2)最终当物体通过圆弧轨道最低点E时,对圆弧轨道的压力;
(3)为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D,释放点距B点的距离L′至少多大.
正确答案
(1) (2)(3)
解析
(1)由题意可知,物体最终向右运动到B点即返回,对整个过程由动能定理得: (2分)
解得: (2分)
(2)最终物体以B为最高点,在圆弧底部做往复运动,对B→E过程,由动能定理得:
(2分)
在E点,由牛顿第二定律得: (1分)
联立解得: (1分)
(3)物体刚好到D点,由牛顿第二定律有: (2分)
对全过程由动能定理得: (2分)
联立解得: (2分)
考查方向
解题思路
往复运动的末状态是在B和圆弧对称点之间往复运动;根据往复运动B点速度0计算最低点的速度向心力和支持力;释放点到D点,全过程应用动能定理
易错点
不能发现往复运动所隐含的条件;不能全过程应用动能定理,加大计算量
12.(18分)如图甲所示,一个带正电的小物体,q=1×10﹣6C,放在倾角为37°、有挡板的绝缘斜面上,空间若加上沿斜面向上的变化电场,其加速度随电场力变化图象如图乙所示.现把斜面放平从静止开始计时,改用图丙中周期性变化的水平电场作用(g取10m/s2).求:
(1)物体的质量及物体与斜面间的动摩擦因数;
(2)在图丙所示周期性变化的水平电场作用下,物体一个周期内的位移大小;
(3)在图丙所示周期性变化的水平电场作用下,物体15s内电势能的变化量.
正确答案
(1)(2) (3)
解析
(1)设物体的质量为m、与斜面间的动摩擦因数为μ;
由牛顿第二定律得: (2分)
由乙图象可得 (1分) 当F=0时
解得: (1分)
(2)斜面放平后,电场变化周期为
那么0~2s:由牛顿第二定律可得: (1分)
代入数据解得:
这段时间内的位移为: (1分)
2s末速度为: (1分)
在2~4s内:由牛顿第二定律可得: (1分)
代入数据解得:
由此可知在2~4s内做减速运动,4s末速度为: (1分)
在2~4s内的位移为: (1分)
所以一个周期内位移为: (1分)
(3)由周期性运动可知,15s内作用下位移为4,作用下位移为: (1分)
其中为减速第一秒内的位移: (1分)
代入数据解得: (1分)
粒子在作用下做功为: (1分)
代入数据解得:
粒子在作用下做功为: (1分)
代入数据解得:
即15s内电场力做功为: (1分)
所以物体电势能的减少量为 (1分)
考查方向
解题思路
根据受力分析找到加速度和电场力变化关系,结合乙图判断物体质量进而求解动摩擦因数。周期性变化电场分前后两部分,分别计算速度和位移,前一阶段末即后一阶段初。根据每个周期都是重复性运动,判断电场力做功情况。
易错点
图像的斜率根据牛顿第二定律分析为;周期性变化的电场能否顺利转换为物体运动加速度和速度变化关系;能否判断一个周期的初末速度都等于0
请回答下列问题
17.(5分)下列说法正确的是 (填正确答案标号,选对一个得2分,选对两个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分为0分)
18.(10分)如图所示,轻弹簧的两端与质量均为3m的B、C两物块固定连接,静止在光滑水平面上,物块C紧靠挡板但不粘连.另一质量为m的小物块A以速度vo从右向左与B发生弹性正碰,碰撞时间极短可忽略不计,所有过程都在弹簧弹性限度范围内,求:
ⅰ.A、B碰后瞬间各自的速度;
ⅱ.弹簧第一次伸长最长时弹性势能.
正确答案
解析
卢瑟福通过α粒子轰击金箔实验产生大角度的偏射否决了枣糕模型,提出了原子的核式结构模型,选项A对。波尔建立了原子的能级结构的过程中用到了量子论,但是量子理论并不是波尔提出的,选项B错。β衰变是原子核内的变化,而原子核内并没有电子,原子核内的中子转化成质子时所产生的,选项C对。比结合能越大表示原子核越不容易分开,越稳定,选项D错。光电效应和康普顿效应都只能用光的粒子性才能解释。选项E对。
考查方向
解题思路
1、认真比对每个人和对应的实验及结论
易错点
原子结构史认识不到位;光的粒子性和比结合能
正确答案
ⅰ. ⅱ.
解析
ⅰ.A、B发生弹性正碰,碰撞过程中,A、B组成的系统动量守恒、机械能守恒,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得: (2分)
在碰撞过程中机械能守恒,由机械能守恒定律得: (2分)
联立解得: (1分)
ⅱ. 碰撞后B向左压缩弹簧到恢复原长过阿程中,B、C和弹簧组成的系统机械能守恒,故弹簧恢复原长时,B的速度为,方向向右,C的速度为零。从弹簧恢复原长到弹簧第一次伸长最长时,B、C与弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒,弹簧伸长最长时,B、C速度相等,以向右为正方向,
由动量守恒定律得: (1分)
由机械能守恒定律得: (2分)
联立解得: (2A分)
考查方向
解题思路
弹性碰撞可得到动量和机械能守恒;B向左压缩在返回原长过程,机械能守恒,弹簧最长即速度相等的时候
易错点
把AB的碰撞误判为三个物体的动量守恒;弹性碰撞不但动量守恒而且机械能守恒