- 真题试卷
- 模拟试卷
- 预测试卷
为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实验方案:
第一步:把带有定滑轮的木板(有滑轮的)一端垫起,把质量为M的滑块通过细绳跨过定滑轮与质量为m的重锤相连,重锤后连一穿过打点计时器的纸带,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板向下匀速运动,如图甲所示.
第二步:保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使纸带穿过打点计时器,然后接通电源,释放滑块,使之从静止开始向下加速运动,打出纸带,如图乙所示.打出的纸带如图丙所示.
请回答下列问题:
9.已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数点间的时间间隔为Δt,根据纸带求滑块速度,打点计时器打B点时滑块速度vB=________.
10.已知重锤质量为m,当地的重力加速度为g,要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块________(写出物理名称及符号,只写一个物理量),合外力对滑块做功的表达式W合=________.
11.算出滑块运动OA、OB、OC、OD、OE段合外力对滑块所做的功W以及在A、B、C、D、E各点的速度v,以v2为纵轴、W为横轴建立坐标系,描点作出v2-W图像,可知该图像是一条________,根据图像还可求得________.
正确答案
(2分)
解析
匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,故:vB=
考查方向
解题思路
用平均速度代替瞬时速度去求解AB点的速度;
易错点
主要考查了打点计时器中求瞬时速度的方法,能根据做功公式求出W与v2的关系式,根据图象的斜率求解质量
正确答案
下滑的位移x;mgx (每空各1分)
解析
本题运动过程中,物块受到的合力为重力,要求合力做的功,则还需要测出这一过程滑块运动的位移x,则合外力对滑块做功的表达式W合=mgx,
考查方向
解题思路
合外力为重物的重力,要求出外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块的位移x,根据W=Fx即可求解;
易错点
主要考查了打点计时器中求瞬时速度的方法,能根据做功公式求出W与v2的关系式,根据图象的斜率求解质量
正确答案
过原点的直线;滑块的质量M(每空各1分)
解析
合外力做的功为W=mgx=,
所以v2=,则v2﹣W图象是一条过原点的倾斜的直线,
根据图象课求得直线斜率为k,所以m=,即根据图象可以求得滑块的质量.
考查方向
解题思路
根据做功公式求出W与v2的关系式即可求解.
易错点
主要考查了打点计时器中求瞬时速度的方法,能根据做功公式求出W与v2的关系式,根据图象的斜率求解质量
用下列器材组装成一个电路,既能测量出电池组的电动势E和内阻r,又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线.
A.电压表V1(量程6V、内阻很大)B.电压表V2(量程3V、内阻很大)C.电流表A(量程3A、内阻很小)D.滑动变阻器R(最大阻值10Ω、额定电流4A)E.小灯泡(2A、5W)F.电池组(电动势E、内阻r)G.开关一只,导线若干
实验时,调节滑动变阻器的阻值,多次测量后发现:若电压表V1的示数增大,则电压表V2的示数减小.
12.请将设计的实验电路图在虚线方框中补充完整 .
13.每一次操作后,同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数,组成两个坐标点(I1,U1)、(I1、U2),标到U-I坐标中,经过多次测量,最后描绘出两条图线,如图所示,则电池组的电动势E=________V、内阻r=________Ω.(结果保留两位有效数字)
14.在U-I坐标中两条图线在P点相交,此时滑动变阻器连入电路的阻值应为________Ω.
正确答案
如图所示(3分)
解析
伏安法测电源电动势与内阻实验中,电压表测路端电压,电压表示数随滑动变阻器接入电路阻值的增大而增大;描绘小灯泡伏安特性曲线实验中,电流表测流过灯泡的电流,灯泡两端电压随滑动变阻器接入电路电阻的增大而减小;调节滑动变阻器时,电压表V1的示数增大,则电压表V2的示数减小,则测路端电压,V2测灯泡两端电压,电路图如图所示.
考查方向
解题思路
测电源电动势与内阻实验时,电压表测路端电压,随滑动变阻器接入电路阻值的增大,电压表示数增大;灯泡两端电压随滑动变阻器阻值增大而减小;根据电压表示数变化确定各电路元件的连接方式,然后作出实验电路图;
正确答案
4.5(2分) 1.0(2分)
解析
电源的U﹣I图象是一条倾斜的直线,由图象可知,电源电动势E=5.5V,电源内阻
r===1.0Ω.
考查方向
解题思路
电源的U﹣I图象与纵轴的交点示数是电源的电动势,图象斜率的绝对值等于电源内阻;
正确答案
0 (2分)
解析
由图乙所示图象可知,两图象的交点坐标,即灯泡电压UL=3.5V,此时电路电流I=2.0A,电源电动势E=Ir+UL+IR滑,即5.5V=2.0A×1Ω+3.5V+2.0A×R滑,则R滑=0Ω;
考查方向
解题思路
由图象求出两图线的交点对应的电压与电流,然后根据闭合电路中内外电压的关系及欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值;
如图所示,在真空中速度为v=6.4×107m/s的电子束连续地射入两平行板之间,极板长度L=8.0×10-2m,间距d为5.0×10-3m.两极板不带电时,电子束将从两极板之间的中线通过,在两极板加一个频率是50Hz的交变电压U=U0sinωt,如果所加电压的最大值超过某一值UC时,将开始出现以下现象:电子束有时能过两极板,有时间断不能通过.(已知电子电量e=1.6×10-19C,电子质量m=9×10-31kg)求:
15.UC的大小.
16.U0为何值时才能使通过的时间Δt1跟间断的时间Δt2之比为Δt1:Δt2=2:1.
正确答案
91V (7分)
解析
电子匀速通过平行极板的时间t=≈10-9s,……①(2分)
交变电压的周期T=≈10-2s,T》Δt,电子在通过平行板时,可看作电场不随时间变化,电子在水平方向做匀速运动,在竖直方向做匀加速运动, ……………………………②(1分)
根据:t=;……………………………③(2分)
三式可求得:
UC===91V……………………④(2分)
考查方向
解题思路
电子飞出电场的时间t==1.25×10﹣9s,交变电压的周期T=0.02s,t远小于T,可近似认为一个电子在两板间运动期间,电场来不及发生变化,因此就一个电子来说,它相当于穿过一个恒定的电场.建立了这样的理想化模型:某个电子在匀强电场中做类平抛运动.当电子恰好从飞出电场时,偏转距离等于,根据牛顿第二定律和运动学公式求出Uc的大小;
易错点
考查挖掘理想化条件构建物理模型的能力,不要被交变电压迷惑,本题实质上与是带电粒子在恒定电场中运动一样,是类平抛运动的类型,要熟练运用运动的分解法处理
正确答案
105V(7分)
解析
当U>91V时电子将打在极板上而间断:当U<91V时,电子束将通过两极板;
根据U=U0sinωt及Δt1:Δt2=2:1, ……………………………⑤(2分)
可知当:ωt=时,UC=91V即:UC=U0sin;……………………………⑥(2分)
得:U0=V=105V……………………………⑦(3分)
考查方向
解题思路
使电子通过的时间t1跟间断的时间t2之比为t1:t2=2:1,对于按正弦规律变化的交变电压可由数学知识结合画图得到,电压大于UC的时间为周期才能满足条件,由数学知识求出U0.
易错点
考查挖掘理想化条件构建物理模型的能力,不要被交变电压迷惑,本题实质上与是带电粒子在恒定电场中运动一样,是类平抛运动的类型,要熟练运用运动的分解法处理
如图所示,某货场需将质量m1=50kg的货物(可视为质点)从高处运送至地面,为避免货物与地面发生撞击,现利用光滑倾斜轨道SP、竖直面内弧形光滑轨道PQ,使货物由倾斜轨道顶端距底端高度h=1m处无初速度滑下.两轨道相切于P, 倾斜轨道与水平面夹角为θ=600, 弧形轨道半径R=2m,末端切线水平.地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板A、B,长度均为l=4m,质量均为m2=50kg,木板上表面与弧形轨道末端Q相切.货物与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.12.(不考虑货物与各轨道相接处能量损失,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取g=10m/s2)
17.求货物到达弧形轨道始、末端时对轨道的压力.
18.若货物滑上木板A时,木板不动,而滑上木板B时,木板B开始滑动,求μ1应满足的条件。
19.若μ1=0.30,求货物滑上木板后与木板系统所能产生的热量.
正确答案
750N(2分)和1500N(2分),方向竖直向下(1分)
解析
设货物滑到弧形轨道始、末端时的速度分别为vP、vQ,对货物的下滑过程中根据机械能守恒定律得:……………①
………………②
设货物滑到弧形轨道始、末端所受支持力的大小分别为NP、NQ,根据牛顿第二定律得:…………………③
…………………………④
联立以上各式并代入数据得NP=750N, NQ=1500N
根据牛顿第三定律,货物到达圆轨道始、末端时对轨道的压力大小分别为750N和1500N,方向竖直向下.…………………………⑤
考查方向
解题思路
物体下滑的过程中,机械能守恒,根据机械能守恒可以得出到达底端时的速度,再由向心力的公式可以求得物体受到的支持力的大小,根据牛顿第三定律可以得到货物到达圆轨道末端时对轨道的压力大小;
易错点
考查了机械能守恒、圆周运动和牛顿运动定律的应用,特别需要注意的是货物在水平面上运动时木板的运动状态,由于是两块木板,所以货物运到到不同的地方时木板的受力不一样
正确答案
0.24<μ1≤0.36(6分)
解析
若滑上木板A时,木板不动,由受力分析得:
μ1m1g≤μ2(m1+2m2)g ……………………⑥
若滑上木板B时,木板B开始滑动,由受力分析得:μ1m1g>μ2(m1+m2)g ………⑦
联立并代入数据得0.24<μ1≤0.36.…………………………………………⑧
考查方向
解题思路
货物滑上木板A时,木板不动,说明此时货物对木板的摩擦力小于或等于地面对木板的摩擦力的大小,而滑上木板B时,木板B开始滑动,说明此时货物对木板的摩擦力大于地面对木板B的摩擦力的大小,由此可以判断摩擦因数的范围.
易错点
考查了机械能守恒、圆周运动和牛顿运动定律的应用,特别需要注意的是货物在水平面上运动时木板的运动状态,由于是两块木板,所以货物运到到不同的地方时木板的受力不一样
正确答案
J≈933.3J(7分)
解析
μ1=0.3,由上问可得,货物在木板A上滑动时,木板不动,设货物在木板A上做减速运动时的加速度大小为a1,由牛顿第二定律得μ1m1g=m1a1 ……………………⑨
设货物滑到木板A末端时的速度为v1,由运动学公式得:v-=-2a1l ………⑩
联立并代入数据得v1=4m/s ………………⑾
货物滑过木板A系统产生的热量Q1=μ1m1gl=600J……………………⑿
设货物滑上木板B经过时间t,货物与木板B达到共同速度v2,木板B的加速度为a2,由运动学公式和牛顿第二定律,有:v2=a2t……………………⒀
v2= v1-a1t……………………⒁
μ1m1g-(m1+m2)g=m2a2………………………………⒂
木板运动位移x2=………………⒃
货物运动位移x1=………………⒄
货物相对木板B位移=x1-x2
联立以上各式并代入数据得:m…………………⒅
<l=4m,可见:货物与木板B达共同速度后,由于μ1>μ2,故两者整体在水平面做匀减速运动直至停止,
货物与木板B系统产生的热量Q2=μ1m1g=J………………………⒆
∴货物滑上木板系统所产生的热量Q=Q1+Q2=J≈933.3J……………⒇
考查方向
解题思路
由匀变速直线运动的规律可以求得.
易错点
考查了机械能守恒、圆周运动和牛顿运动定律的应用,特别需要注意的是货物在水平面上运动时木板的运动状态,由于是两块木板,所以货物运到到不同的地方时木板的受力不一样
20.下列说法中正确的是()
正确答案
ACE
解析
内能与物体的温度、体积等因素有关.温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多,A正确;温度是分子热运动的平均动能的标志,温度越高,分子热运动的平均动能越大,由于分子的质量不同,平均速率不一定大.故B错误,C正确; 相互间达到热平衡的两物体的温度一定相等,但内能不一定相等,故D错误; 根据热力学第二定律,不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化,故E正确.
考查方向
解题思路
热量是在热传递过程传递的内能.内能与物体的温度、体积等因素有关.温度是分子热运动的平均动能的标志.根据热力学第二定律,不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化
易错点
要掌握热量的意义、温度的微观含义和热力学第二定律,掌握分子势能与分子距离的关系,牢记热力学第二定律的几种不同的表述方式
如图所示,内壁光滑、截面积不相等的圆柱形气缸竖直放置,气缸上、下两部分的横截面积分别为2S和S.在气缸内有A、B两活塞封闭着一定质量的理想气体,两活塞用一根长为的细轻杆连接,两活塞导热性能良好,并能在气缸内无摩擦地移动.已知活塞A的质量是2m,活塞B的质量是m.当外界大气压强为p0、温度为T0时,两活塞静止于如图所示位置.
21.求此时气缸内气体的压强.
22.若用一竖直向下的拉力作用在B上,使A、B一起由图示位置开始缓慢向下移动/2的距离,又处于静止状态,求这时气缸内气体的压强及拉力F的大小.设整个过程中气体温度不变.
正确答案
p1=p0+3mg/S
解析
以两活塞整体为研究对象,设此时气缸内气体压强为p1,根据平衡条件则有:p0S+3mg=p1S 解得:p1=p0+3mg/S
考查方向
解题思路
以两活塞整体为研究对象,根据平衡条件列式求解气缸内气体的压强.
易错点
对于封闭气体,常常以与气体接触的活塞或水银为研究对象,根据平衡条件求压强
正确答案
F=p0S/3+mg
解析
初态:p1=p0+3mg/S,V1=2lS 末态:p2,V2=3lS/2
根据玻意耳定律有:(p0+3mg/S)2lS=p2(3lS/2)
解得:p2=4(p0+3mg/S)/3
以两活塞整体为研究对象,根据平衡条件有:
p2S=F+p0S+3mg
解得F=p0S/3+mg
考查方向
解题思路
整个过程中,气体的温度不变,发生等温变化.列出初态气缸内气体的压强和体积及末态气体的体积,由玻意耳定律列式求得末态气体的压强,再以两活塞整体为研究对象,根据平衡条件求解拉力F的大小
易错点
对于封闭气体,常常以与气体接触的活塞或水银为研究对象,根据平衡条件求压强
1. 自然界中某个量D的变化量,与发生这个变化所用时间的比值,叫做这个量D的变化率.下列说法正确的是
正确答案
解析
A.D代表速度则代表向心加速度,方向时刻指向圆心,所以A错;若D表示某质点做竖直上抛运动离抛出点的高度,则表示平均速度,平均速度在减小.故B错误;若D表示某质点的动能,则所受外力的功率,表示做功的快慢,不是做功的多少.故C错误;若D表示某质点做平抛运动的速度,则是恒定不变的重力加速度,D对。
考查方向
解题思路
将物理量带入之后,判断所代表的物理量,然后结合矢量或标量的性质理解。
易错点
矢量和标量的区别在于是否有方向,因此在判断一个物理量是否变化,除了关注大小,还需要注意方向。
知识点
4. 如图所示,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端挂有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上,A处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2,θ分别为45°和60°,则q1:q2为( )
正确答案
解析
小球A受力平衡,A球所受的库仑力F=mgtanθ.知:
联立解得:q1:q2=2:3,因此答案为D
考查方向
解题思路
小球A受重力、拉力和库仑力处于平衡,求出库仑力与A球重力的关系,从而得出两次实验中B的电荷量的比值
易错点
关键掌握共点力平衡的求法,比如合成法、正交分解法等,要注意库仑公式中点电荷之间的距离。
知识点
5. 由于万有引力作用而相互绕行的两个天体组成的系统中,在它们的轨道平面上存在一些特殊点,当飞行器在这些点上时就能与这两个天体的相对位置保持不变一起运动, 这些点叫做这两个天体系统的拉格朗日点.“嫦娥二号”受控进入距离地球约150万公里远的地月拉格朗日点的环绕轨道. 若将月球和“嫦娥二号”轨道视作如图所示的圆形, 地球和月球间距离约为38万公里, 则下列说法正确的是
正确答案
解析
由于月球,和嫦娥二号是同步转动,因此角速度相同,转动周期一样,A错。嫦娥二号受到月球,地球的万有引力,所以B错;根据可知,线速度之比等于半径之比,所以C正确。根据a=rω2可知,向心加速度之比也等于半径之比,所以D错。
考查方向
解题思路
飞行器与地球同步绕太阳运动,角速度相等,飞行器靠太阳和地球引力的合力提供向心力,根据,a=rω2比较线速度和向心加速度的大小
易错点
在解题时要注意分析向心力的来源及题目中隐含的条件
知识点
2. 有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示.其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒,此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场,再经偏转电场后打到纸上,显示出字符.已知偏移量越小打在纸上的字迹越小,现要缩小字迹,下列措施可行的是
正确答案
解析
微粒以一定的初速度垂直射入偏转电场做类平抛运动,则有:
水平方向:L=v0t;
竖直方向:y=
又 a=
联立得,y==
要缩小字迹,就要减小微粒通过偏转电场的偏转角y,由上式分析可知,采用的方法有:减小比荷、增大墨汁微粒进入偏转电场时的初动能Ek0、减小极板的长度L、减小偏转极板间的电压U,故ABD错误,C正确.
考查方向
解题思路
要缩小字迹,就要减小微粒通过偏转电场的偏转角y,根据牛顿第二定律和运动学公式结合推导出偏转量y的表达式,再进行分析
易错点
考查带电粒子在电场中的偏转在实际生活中的应用,关键要熟练运用运动的分解法,推导出偏转量y的表达式
知识点
3. 如图所示,水平地面上有两个质量相等的物体,中间用劲度系数为k的轻质弹簧相连,在外力F1、F2的作用下运动.已知F1>F2,当运动达到稳定时,关于弹簧的伸长量下列说法正确的是
正确答案
解析
地面光滑时:以整体为研究对象,此时的加速度为:,
隔离A对A受力分析,根据牛顿第二定律有:
根据胡克定律得:F=kx,解得,弹簧的伸长量:x=,因此AB均错。
如果地面不光滑,同上述分析过程,整体加速度为,对B做受力分析则
,联立求得弹簧的伸长量:x=,所以C对。
考查方向
解题思路
先对整体分析,求出整体的加速度,再隔离分析,通过牛顿第二定律求出弹簧的弹力,从而通过胡克定律求出弹簧的伸长量
易错点
本题的关键能够正确地受力分析,运用牛顿第二定律进行求解,掌握整体法和隔离法的运用
知识点
6. 北半球某处,地磁场水平分量B1=0.8×10-4T,竖直分量B2=0.5×10-4T,海水向北流动,海洋工作者测量海水的流速时,将两极板插入此海水中,保持两极板正对且垂线沿东西方向,两极板相距d=20m,如图所示,与两极板相连的电压表(可看做是理想电压表)示数为U=0.2mV,则
正确答案
解析
由题意知,海水向北流动,根据右手定则可知,西侧极板电势高,东侧极板电势低,A对B错;C、正负离子在两极板聚集,两极板间形成电场,最终最终正负离子受电场力和洛伦兹力处于平衡,由平衡条件得:qvB=q,解得:v===0.2m/s,故C错误,D正确;
考查方向
解题思路
海水向南流动时,正负离子向南流动,受到洛伦兹力向东西方向偏转,打在两极板上,在两极板间形成电场,最终正负离子受电场力和洛伦兹力处于平衡,根据平衡求出流速
易错点
本题的关键知道海水向北流动时,正负离子向北流动,受到洛伦兹力向东西方向偏转,打在两极板上,在两极板间形成电场,最终正负离子受电场力和洛伦兹力处于平衡
知识点
7. 如图所示,顶角θ=45°的金属导轨MON固定在水平面内,导轨处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中.一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿导轨MON向右滑动,导体棒的质量为m,导轨与导体棒单位长度的电阻均为r.导体棒与导轨接触点为a和b,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触.t=0时导体棒位于顶角O处,则流过导体棒的电流强度I、导体棒内产生的焦耳热Q、导体棒做匀速直线运动时水平外力F、导体棒的电功率P各量大小随时间变化的关系正确的是
正确答案
解析
A、0到t时间内,导体棒的位移为:x=v0t
t时刻,导体棒的长度为:l=x
导体棒的电动势为:E=Blv0
回路总电阻为:R=(2x+x)r
电流强度为:,故I的大小保持不变.电流方向b→a 故A正确.
C、导体棒匀速直线运动,水平外力与安培力二平衡,则有:,故C正确.
D、t时刻导体棒的电功率:P=I2R′=•v0tr=,故D错误.
B、因为:P∝t
所以:Q=Pt=,Q﹣t图线是开口向上的抛物线,故B错误.
考查方向
解题思路
求出t时刻导体棒的有效长度,结合切割产生的感应电动势和闭合电路欧姆定律求出电流强度与时间的关系式.
导体棒在0~t时间内电流大小恒定,抓住R与时间正比,通过平均功率,根据Q=Pt求出产生的焦耳热Q.
导体棒做匀速直线运动时,水平外力等于安培力,根据平衡条件求出水平拉力的表达式
易错点
综合考查了切割产生的感应电动势、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律等知识点,综合性较强,关键得到感应电流不变
知识点
8.如图所示,MPQO为有界的竖直向下的匀强电场,电场强度为E,ACB为光滑固定的半圆形轨道,圆轨道半径为R,AB,为圆水平直径的两个端点,AC为圆弧.一个质量为m、电荷量为-q的带电小球,从A点正上方高为H处由静止释放,并从A点沿切线进入半圆轨道.不计空气阻力及一切能量损失,关于带电小球的运动情况,下列说法正确的是
正确答案
解析
A、由于题中没有给出H与R、E的关系,所以小球不一定能从B点离开轨道,故A错误;
B、若重力大小等于电场力,小球在AC部分做匀速圆周运动,故B正确.
C、由于小球在AC部分运动时电场力做负功,所以若小球能从B点离开,上升的高度一定小于H,故C正确;
D、若小球到达C点的速度为零,则电场力大于重力,则小球不可能沿半圆轨道运动,所以小球到达C点的速度不可能为零.故D错误.
考查方向
解题思路
当小球的重力与电场力平衡,小球进入轨道,靠弹力提供向心力,做匀速圆周运动.根据动能定律判断上升的高度与H的关系..通过假设法判断小球到达C点的速度能否为零,若能为零,根据动能定理知,电场力做功做功等于重力做功,则电场力大于重力,无法做圆周运动.
易错点
考查了带电小球在电场和重力场中的运动,综合运用了动能定理、牛顿第二定律等知识