物理 济宁市2016年高三第一次调研考试
精品
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单选题 本大题共5小题,每小题6分,共30分。在每小题给出的4个选项中,有且只有一项是符合题目要求。
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题型: 单选题
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分值: 6分

15.在研发无人驾驶汽车的过程中,对比甲乙两辆车的运动,两车在计时起点时刚好经过同一位置沿同一方向做直线运动,它们的速度随时间变化的关系如图所示,由图可知

A甲车任何时刻加速度大小都不为零

B在t=3s时,两车第一次相距最远

C在t=6s时,两车又一次经过同一位置

D甲车在t=6s时的加速度与t=9s时的加速度相同

正确答案

B

解析

:A、根据速度时间图象的斜率等于加速度,可知,甲车的加速度可以为零.故A错误.B、在前3s内,甲的速度比乙的大,两者出发点相同,则甲在乙的前方,两者间距逐渐增大.3-6s内,乙的速度比甲的大,两者间距逐渐减小,所以在t=3s时,两车第一次相距最远.故B正确.C、根据“面积”表示位移,可知前6s内,乙的位移比甲的大,则在t=6s时,两车不在同一位置,故C错误.D、根据斜率表示加速度,斜率的正负表示加速度的方向,则知甲车在t=6s时的加速度与t=9s时的加速度不同,故D错误.

考查方向

匀变速直线运动的图像.

解题思路

在v-t图象中,图象的斜率表示加速度,图象与坐标轴围成的面积表示位移.通过分析两个物体的运动情况进行判断.

易错点

本题是速度-时间图象的应用,要明确斜率的含义,知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义,能根据图象读取有用信息.

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题型: 单选题
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分值: 6分

16.如图所示,在楼道内倾斜天花板上需要安装灯泡照明,两根轻质细线的一端拴在O点、另一端分别固定在天花板上a点和b点,一灯泡通过轻质细线悬挂于O点,系统静止,Oa水平、Ob与竖直方向成一定夹角.现在对灯泡施加一个水平向右的拉力,使灯泡缓缓向右移动一小段距离的过程中

AOa上的拉力F1可能不变

BOa上的拉力F1不断增大

COb上的拉力F2不断减小

DO 上的拉力F2可能增大

正确答案

B

解析

A,B:对灯泡应用图解法可知连接灯泡的细线对O点的拉力的水平分力不断增大,又F2不变,由结点O静止可知F1不断增大,选项A错,B对.

C,D:对结点O,竖直方向上受连接灯泡的细线的拉力和细线Ob拉力F2的竖直分力作用,由于系统静止,故有拉力F2的竖直分力等于灯泡重力,而重力大小不变,则F2不变,选项C、D错;

考查方向

受力分析

解题思路

在灯泡缓缓向右移动一小段距离的过程中,对Oa和ob利用三角形法则进行分析,由长度变化推算力的大小的变化。

易错点

三角形法则运用错误。

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题型: 单选题
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分值: 6分

14.目前世界上输送功率最大的直流输电工程——哈(密)郑(州)特高压直流输电工程已正式投运。高压直流输电具有无感抗、无容抗、无同步问题等优点。已知某段直流输电线长度200m,通有从西向东2000A的恒定电流,该处地磁场的磁感应强度5×10-5T,磁倾角(磁感线与水平面的夹角)为50(sin50≈0.1)。则该段导线所受安培力的大小和方向为

A20N,向北与水平面成850角斜向上方

B2N,向北与水平面成850角斜向上方

C2N,向南与水平面成50角斜向下方

D20N,向南与水平面成50角斜向下方

正确答案

A

解析

匀强磁场方向为由南向北,而电流方向为从西向东.则由左手定则可得向北与水平面成85°角斜向上方.
安培力的大小为F=BIL=5×10-5×2000×200N=20N

所以A正确,BCD错误。

考查方向

安培力.

解题思路

通电导线在磁场中,受到安培力作用.方向由左手定则来确定,大小由安培力公式求得

易错点

考查左手定则,注意要将其与右手定则区分开来.在使用安培力公式时,注意通电导线要与磁场垂直

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题型: 单选题
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分值: 6分

17.静电场方向平行于x轴,其电势随x的分布可简化为如图所示的折线,图中 和d为已知量.一个带正电的粒子在电场中以 x=0为中心、沿x轴方向做周期性运动.已知该粒子质量为m、电量为q,忽略重力.规定x轴正方向为电场强度E、加速度a、速度v的正方向,如图分别表示x轴上各点的电场强度E,小球的加速度a、速度v和动能Ekx的变化图象,其中正确的是

A

B

C

D

正确答案

D

解析

A、φ-x图象的斜率表示电场强度,沿电场方向电势降低,因而在x=0的左侧,电场向左,且为匀强电场,故A 错误;
B、由于粒子带正电,粒子的加速度在x=0左侧加速度为负值,在x=0右侧加速度为正值,且大小不变,故B错误;
C、在x=0左侧粒子向右匀加速,在x=0的右侧向右做匀减速运动,速度与位移不成正比,故C错误;
D、在x=0左侧粒子根据动能定理qEx=Ek2,在x=0的右侧,根据动能定理可得-qEx=Ek′-Ek,故D正确

考查方向

电势差与电场强度的关系.

解题思路

在φ-x图象的斜率表示电场强度,判断出场强的大小,由牛顿第二定律F=qE=ma判断出加速度的变化,由v=v0+at判断出速度的变化,根据动能定理判断出动能的变化.

易错点

从图象中判断出斜率即为电场强度,然后利用牛顿第二定律判断出加速度,速度时间公式判断速度

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题型: 单选题
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分值: 6分

18.如图所示,半径为R、内壁光滑的硬质小圆桶固定在小车上,小车以速度v在光滑的水平公路上做匀速运动,有一质量为m、可视为质点的光滑小铅球在小圆桶底端与小车保持相对静止。当小车与固定在地面的障碍物相碰后,小车的速度立即变为零.关于碰后的运动(小车始终没有离开地面),下列说法正确的是

A铅球能上升的最大高度一定等于

B无论v多大,铅球上升的最大高度不超过

C要使铅球一直不脱离圆桶,v的最小速度为

D若铅球能到达圆桶最高点,则铅球在最高点的速度大小可以等于零

正确答案

B

考查方向

机械能守恒定律,匀速圆周运动.

解题思路

小球和车原来有共同的速度,当小车遇到障碍物突然停止后,小球由于惯性会继续运动,可能会越过最高点做完整的圆周运动,也有可能达不到四分之一圆周,速度减为零,也有可能越过四分之一圆周但越不过圆桶的最高点.在运动的过程中小球的机械能守恒,针对不同的情况,根据机械能守恒可以分析小球能达到的最大高度.小车遇到障碍物突然停止运动后,小球由于惯性会继续运动,可能会越过最高点做圆周运动,也有可能达不到四分之一圆周,速度减为零,也有可能越过四分之一圆周但越不过圆桶的最高点.
1、若越过最高点做圆周运动,则在圆桶中上升的高度等于2R.
2、若达不到四分之一圆周,速度减为零,根据机械能守恒,mv2=mgh,h=

易错点

关键要分析清楚小球可能的运动情况,分完整圆周运动和不完整圆周运动两类情形,通过机械能守恒定律求解;关键确定出小球在最高点的临界速度,运用机械能守恒定律进行求解.

多选题 本大题共4小题,每小题6分,共24分。在每小题给出的4个选项中,有多项符合题目要求,全对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分。
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题型: 多选题
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分值: 6分

21.如图所示,一轻质弹簧下端固定在水平地面上,上端与物体A连接,物体A  又与一跨过定滑轮的轻绳相连,绳另一端悬挂着物体B和C,A、B、C均处于静止状态.现剪断B和C之间的绳子,则A和B将一起振动,且它们均各在某一位置上下振动,振动过程中离开那一位置向上或向下距离相同.已知物体A质量为3m,B和C质量均为2m,弹簧的劲度系数为k.下列说法正确的是

A剪断B和C间绳子之前,A、B、C均处于静止状态时,弹簧形变量为

B物体A振动过程中的最大速度时弹簧的形变量为

C振动过程中,绳对物体B的最大拉力为

D物体A振动过程中的最大速度为

正确答案

A,B,C

解析

:A。剪断B和C间绳子之前,A,B,C均处于静止状态时,设绳子拉力为F,对BC整体受力分析得:F=4mg,对A受力分析得:F=3mg+kx1,解得:x1=;A正确。

B.根据胡克定律,绳剪断前,弹簧伸长量:x1=;物体A所受合外力为零时,速度最大.此时弹簧压缩量:x2=,B正确。

C.B振动到最低点时拉力最大,为F1;振动到最高点时拉力最小,为F2
B在振动过程的最低点:F1-2mg=2ma,3mg+kx1-F1=3ma,
解得:F1=2.8mg,ma=0.4mg
B在振动过程的最高点:2mg-F2=2ma,解得:F2=1.2mg.C正确。

D.根据胡克定律,绳剪断前,弹簧伸长量:x1=
物体A所受合外力为零时,速度最大.此时弹簧压缩量:x2=,对A、B组成的系统,根据机械能守恒定律得:3mg(x1+x2)-2mg(x1+x2)=×5mv2
解得:v=,D错误.

考查方向

动能定理的应用;牛顿第二定律.

解题思路

(1)分别对A和BC整体受力分析,根据平衡条件求解即可;
(2)根据胡克定律,通过共点力平衡分别求出绳子剪断前弹簧的伸长量以及绳子剪断后,弹簧在平衡位置时的压缩量.发现两个位置伸长量和压缩量相等,则弹簧势能相等,结合机械能守恒定律求出在平衡位置时的速度,即最大速度.
(3)B振动到最低点时拉力最大,振动到最高点时拉力最小,根据牛顿第二定律求出最大拉力和最小拉力

易错点

自由落体运动、胡克定律、机械能守恒定律和牛顿第二定律的综合运用。

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题型: 多选题
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分值: 6分

19.我国于2013年12月2日凌晨成功发射了“嫦娥三号”月球探测器,12月10日21时20分,“嫦娥三号”在环月轨道成功实施变轨控制,从100km×100km的环月圆轨道,降低到近月点15km、远月点100km的椭圆轨道,进入预定的月面着陆准备轨道,并于12月14日21时11分实现卫星携带探测器在月球的软着陆.下列说法正确的是

A如果不考虑地球大气层的阻力,则“嫦娥三号”的发射速度可以小于7.9km/s

B若已知“嫦娥三号”在100km的环月圆轨道上飞行的周期及万有引力常量,则可求出月球的平均密度

C若已知“嫦娥三号”、“嫦娥一号”各自绕月球做匀速圆周运动的高度(高度不同)、周期和万有引力常量,则可求出月球的质量、半径

D“嫦娥三号”为着陆准备而实施变轨控制时,需要通过发动机制动

正确答案

C,D

解析

A、在地球表面发射卫星的速度不得小于地球的第一宇宙速度7.9km/s,故A错误.
B、根据万有引力等于向心力GMm/r2=mr,已知周期和轨道高度,不知道月球半径,无法计算月球质量,也无法计算月球体积,不能计算月球的密度.故B错误.
C、设“嫦娥三号”、“嫦娥一号”各自绕月球做匀速圆周运动的高度(高度不同)分别为h3和h1、周期分别为T3和T1,月球的半径为R、质量为M,
对“嫦娥一号”,根据万有引力提供向心力化简得GM=(R+h13
同理,对于“嫦娥三号”,有GM=(R+h33

以上两式中只有M和R两个未知数,故能计算出来,故C正确.
D、“嫦娥三号”为着陆准备而实施变轨控制时,需要通过发动机减速,使其受到的万有引力大于向心力做近心运动.故D正确

考查方向

万有引力定律及其应用.

解题思路

第一宇宙速度是最小的发射速度,是近地卫星的运行速度.根据万有引力等于向心力,已知周期和轨道高度,不知道月球半径,无法计算月球质量,也无法计算月球体积,不能计算月球的密度.“嫦娥三号”为着陆准备而实施变轨控制时,需要通过发动机减速,使其受到的万有引力大于向心力做近心运动.

易错点

探月卫星绕月球做匀速圆周运动时,万有引力提供向心力,其中r为轨道半径,等于卫星距离月球表面的高度h加上月球的半径R.

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题型: 多选题
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分值: 6分

20.如图所示,圆形区域半径为R,内有一垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度的大小为,P为磁场边界上的一点,相同的带正电的粒子,以相同的速率从P点射入磁场区域,速度方向沿位于纸面内的各个方向.这些粒子射出磁场边界的位置在边界的某一段弧上.这段圆弧的弧长是圆周的,若将磁感应强度的大小变为,结果相应的弧长变为圆周长的,不计粒子的重力和粒子间的相互影响,则

A磁感应强度的大小为时,粒子轨迹半径为

B磁感应强度的大小变为时粒子轨迹半径为

C

D

正确答案

A,C

解析

设圆的半径为r
(1)磁感应强度为B1时,从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为M,最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点,∠POM=120°,如图所示:

所以粒子做圆周运动的半径R为:sin60°=,解得:R=r.
磁感应强度为B2时,从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为N,最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点,∠PON=90°,如图所示:

所以粒子做圆周运动的半径R′为:R′=r,
由带电粒子做圆周运动的半径:R=,由于v、m、q相等,
===

A.根据解析,磁感应强度的大小为时,粒子轨迹半径为,A正确。

B.A正确,则B错误。

C.根据解析,,C正确。

D.C正确,则D错误。

考查方向

带电粒子在匀强磁场中的运动;向心力.

解题思路

画出导电粒子的运动轨迹,找出临界条件角度关系,利用圆周运动由洛仑兹力充当向心力,分别表示出圆周运动的半径,进行比较即可.

易错点

带电粒子在电磁场中的运动一般有直线运动、圆周运动和一般的曲线运动;直线运动一般由动力学公式求解,圆周运动由洛仑兹力充当向心力,一般的曲线运动一般由动能定理求解.

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题型: 多选题
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分值: 5分

34.下面说法中正确的是_______。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2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)

A所有晶体沿各个方向的物理性质和化学光学性质都相同

B足球充足气后很难压缩,是因为足球内气体分子间斥力作用的结果

C自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性

D一定质量的理想气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热

E一定质量的理想气体保持体积不变,温度升高,单位时间内撞击器壁单位面积上的

分子数增多

正确答案

C,D,E

解析

A、单晶体具有各向异性,即单晶体沿着各个方向的物理性质和化学光学性质不同.故A错误.
B、足球充足气后很难压缩是由于足球内外有压强差的原因,与气体分子之间的作用力无关.故B错误.
C、根据热力学第二定律知,自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性.故C正确.
D、一定质量的理想气体,如果压强不变,体积增大,由气态方程=c知温度升高,内能增大,气体对外界做功,根据热力学第一定律△U=Q+W可知,气体一定吸收热量,故D正确.
E、一定质量的理想气体保持体积不变,单位体积内分子数不变,温度升高,分子的平均动能增大,则平均速率增大,单位时间内撞击单位面积上的分子数增多.故E正确.

考查方向

热力学第二定律;*液体的表面张力现象和毛细现象.

解题思路

单晶体具有各向异性.多晶体具有各向同性.足球充足气后很难压缩是由于足球内外的压强差的原因;根据热力学第一定律解释其内能的变化;体积不变,单位体积内分子数不变,温度升高,单位时间内撞击单位面积上的分子数增大.

易错点

对基本概念的记忆,基本方法的学习利用,对于气体状态参量的变化,要根据气态方程

=c分析.

简答题(综合题) 本大题共47分。简答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
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题型:简答题
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分值: 6分

22.某实验小组为探究加速度与力之间的关系设计了如图(a)所示的实验装置,用钩码所受重力作为小车所受的拉力,用DIS(数字化信息系统)测小车的加速度。通过改变钩码的数量,多次重复测量,可得小车运动的加速度a和所受拉力的关系图象。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图(b)所示。

⑴图线___________是在轨道水平的情况下得到的(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”).

⑵小车和位移传感器发射部分的总质量为______kg,小车在水平轨道上运动时受到的摩擦力大小为________N.

正确答案

(1)Ⅱ,(2)1,1.

解析

:(1)在水平轨道上,由于受到摩擦力,拉力不为零时,加速度仍然为零,可知图线Ⅱ是在轨道水平的情况下得到的.
(2)根据牛顿第二定律得,F-f=ma,a=,图线的斜率表示质量的倒数,则=1,解得m=1kg.因为F=1N时,加速度为零,解得f=1N.

考查方向

探究加速度与物体质量、物体受力的关系.

解题思路

根据a-F图象的特点结合牛顿第二定律分析求解.理解该实验的实验原理和数据处理以及注意事项,知道实验误差的来源.

易错点

通常的方法是得出两个物理量的表达式,结合图线的斜率和截距进行求解.

1
题型:简答题
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分值: 9分

某同学尝试把一个灵敏电流表改装成温度表,他所选用的器材有:灵敏电流表(待改装),学生电源(电动势为E,内阻不计),滑动变阻器,单刀双掷开关,导线若干,导热性能良好的防水材料,标准温度计,PTC热敏电阻 (PTC线性热敏电阻的阻值与摄氏旁温度t的关系为).设计电路如图所示,并按如下步骤进行操作:

23.该电路图连接好实验器材;

24.将滑动变阻器滑片P滑到______端(填“a”或“b”),单刀双掷开关S掷于_______端(填“c”或“d”),调节滑片P使电流表__________,并在以后的操作中保持滑片P位置不动,设此时电路总电阻为R,断开电路;

25.容器中倒入适量开水,观察标准温度计,每当标准电流表的示数下降5℃,就将开关S置于d端,并记录此时的温度t和对应的电路表的示数I,然后断开开关,请根据温度表的设计原理和电路图,写出电流与温度的关系式I=________________________(用题目中给定的符号)

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

考查方向

伏安法测电阻.

解题思路

由题可知,该实验的原理是利用闭合电路的欧姆定律,测出不同温度条件下,即不同的电阻值下的电流,然后将电流与温度相对应,把电流计改装为温度计.结合该原理,需要向选取电路中合适的变阻器电阻值,然后测定不同温度下的电流,最后标注即可.

易错点

该实验中,将电流表改变为温度计,解答的前提是一定要理解该实验的原理,第四问 对表盘的刻度是难点,要充分理解电流与温度之间的关系.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

(2)a,c,满偏(或指针到最大电流刻度);

解析

(2)根据实验的原理可知,需要先选取合适的滑动变阻器的电阻值,结合滑动变阻器的使用的注意事项可知,开始时需要将滑动变阻器滑片P滑到 a端,乙保证电流表的使用安全;然后将单刀双掷开关S掷于 c端,调节滑片P使电流表满偏,设此时电路总电阻为R,断开电路.

考查方向

伏安法测电阻.

解题思路

由题可知,该实验的原理是利用闭合电路的欧姆定律,测出不同温度条件下,即不同的电阻值下的电流,然后将电流与温度相对应,把电流计改装为温度计.结合该原理,需要向选取电路中合适的变阻器电阻值,然后测定不同温度下的电流,最后标注即可.

易错点

该实验中,将电流表改变为温度计,解答的前提是一定要理解该实验的原理,第四问 对表盘的刻度是难点,要充分理解电流与温度之间的关系.

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

(3)

(4)右,否

解析

(3)当温度为t时,热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系为:R1=a+kt,根据闭合电路的欧姆定律可得,I==

 26.根据对应温度记录的电流表示数,重新刻制电流表的表盘,改装成温度表,根据改装原理,此温度表表盘刻度线的特点是:低温刻度在______侧(填“左”或“右”),刻度线分布是否均匀?_________(填“是”或“否”)

(4)由上式可知,温度越高,电流表中的电流值越小,所以低温刻度在表盘的右侧;由于电流与温度的关系不是线性函数,所以表盘的刻度是不均匀的.

考查方向

伏安法测电阻.

解题思路

由题可知,该实验的原理是利用闭合电路的欧姆定律,测出不同温度条件下,即不同的电阻值下的电流,然后将电流与温度相对应,把电流计改装为温度计.结合该原理,需要向选取电路中合适的变阻器电阻值,然后测定不同温度下的电流,最后标注即可.

由题可知,该实验的原理是利用闭合电路的欧姆定律,测出不同温度条件下,即不同的电阻值下的电流,然后将电流与温度相对应,把电流计改装为温度计.结合该原理,需要向选取电路中合适的变阻器电阻值,然后测定不同温度下的电流,最后标注即可.

易错点

该实验中,将电流表改变为温度计,解答的前提是一定要理解该实验的原理,第四问 对表盘的刻度是难点,要充分理解电流与温度之间的关系.

该实验中,将电流表改变为温度计,解答的前提是一定要理解该实验的原理,第四问 对表盘的刻度是难点,要充分理解电流与温度之间的关系.

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题型:简答题
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分值: 12分

车站、码头、机场等使用的货物安检装置的示意图如图所示,绷紧的传送带始终保持v=1m/s的恒定速率运行,AB为水平传送带部分且足够长,现有一质量为m=5kg的行李包(可视为质点)无初速度地放在水平传送带的A端,传送到B端时没有被及时取下,行李包从B端沿倾角为37°的斜面滑入储物槽,已知行李包与传送带的动摩擦因数为0.5,行李包与斜面间的动摩擦因数为0.8,g取10m/s2,不计空气阻力(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。

27.行李包相对于传送带滑动的距离。

28.若B轮的半径为R=0.2m,求行李包在B点对传送带的压力。

29.若行李包滑到储物槽时的速度刚好为零,求斜面的长度。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

(1)行李包相对于传送带滑动的距离是0.1m.
【考查方向】牛顿运动定律的综合应用牛顿第二定律

解题思路

(1)水平方向行李包受到摩擦力的作用做匀加速直线运动,由牛顿第二定律求出加速度,由v=at求出运动的时间,根据时间和加速度求出水平距离以及二者水平位移的差.
【解析】:(1)行李包在水平传送带上有摩擦力产生加速度,由牛顿第二定律得:
μ1mg=ma1
所以:a1=μ1g=0.5×10=5m/s2
行李包到达传送带的速度需要的时间:v=a1t1
所以:t1=0.2s

行李包前进的距离:x1a1
传送带前进的距离:x2=vt1
行李包相对于传送带的距离:△x=x2-x1
代入数据解得:△x=0.

易错点

牛顿运动定律的综合应用,属于单物体多过程的情况,这一类的问题要理清运动的过程以及各过程中的受力,然后再应用牛顿运动定律解答.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

(2)若B轮的半径为R=0.2m,行李包在B点对传送带的压力是25N,方向竖直向下;

解析

(2)行李包在B点受到重力和支持力的作用,由牛顿第二定律可知:F-mg=
代入数据得:F=25N根据牛顿第三定律,行李包在B点对传送带的压力大小是25N,方向竖直向下.

考查方向

牛顿运动定律的综合应用;牛顿第二定律.

解题思路

(2)行李包在B点受到重力和支持力的作用,由牛顿第二定律即可求得支持力;压力大小等于支持力;

易错点

牛顿运动定律的综合应用,属于单物体多过程的情况,这一类的问题要理清运动的过程以及各过程中的受力,然后再应用牛顿运动定律解答.

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

(3)若行李包滑到储物槽时的速度刚好为零,斜面的长度是1.25m.

考查方向

牛顿运动定律的综合应用;牛顿第二定律.

解题思路

(2)行李包在B点受到重力和支持力的作用,由牛顿第二定律即可求得支持力;压力大小等于支持力;
(3)根据受力分析,结合牛顿第二定律求出行李包在斜面上的加速度,然后结合题目的条件即可求出.

【解析(3)行李包在斜面上受到重力、支持力和摩擦力的作用,沿斜面向下的方向:
μ2mgcos37°-mgsin37°=ma2
要使它到达底部时的速度恰好为0,则:0-v2=-2a2x
代入数据解得:x=1.25m

易错点

牛顿运动定律的综合应用,属于单物体多过程的情况,这一类的问题要理清运动的过程以及各过程中的受力,然后再应用牛顿运动定律解答.

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题型:简答题
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分值: 15分

线连接阻值R=0.6Ω的电阻,导轨电阻不计,一根质量为m=0.2kg、阻值r=0.2Ω的金属棒ab放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,金属棒与导轨间的动摩擦因数=0.5。整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,取g=10m/s2。若所加磁场的磁感应强度大小恒为B,通过小电动机对金属棒施加水平向左的牵引力,使金属棒沿导轨向左做匀加速直线运动,经过0.5s电动机的输出功率达到P=10W,此后电动机功率保持不变。金属棒运动的v~t图像如图(b)所示,试求:

30.磁感应强度B的大小;

31.在0~0.5s时间内金属棒的加速度a的大小;

32.在0~0.5s时间内电动机牵引力F与时间t的 关 系。

33.若在0~0.3s时间内电阻R产生的热量为0.15J,则在这段时间内电动机做的功。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

(1)磁感应强度B的大小是0.8T;
【考查方向】导体切割磁感线时的感应电动势闭合电路的欧姆定律电磁感应中的能量转化

解题思路

(1)棒匀速运动时牵引力与摩擦力、安培力的合力为0,写出平衡方程,即可求出磁感应强度B;其中牵引力:F
【解析】:(1)当vm=5m/s时,棒匀速运动,E=BLvmI,FA=BIL
−μmg(BL)2=0,∴B=0.8T

易错点

棒匀速切割磁感线,掌握法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律与能量守恒定律等规律的应用.同时理解速度与功率的对应.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

(2)在0~0.5s时间内金属棒的加速度a的大小是6.67m/s2
【考查方向】导体切割磁感线时的感应电动势闭合电路的欧姆定律电磁感应中的能量转化

解题思路

(2)t=0.5s时,牵引力与摩擦力、安培力的合力提供棒运动的加速度;
【解析】(2)−μmg(BL)2ma
代入数据,得:am/s2=6.67m/s2

易错点

棒匀速切割磁感线,掌握法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律与能量守恒定律等规律的应用.同时理解速度与功率的对应.

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

(3)在0~0.5s时间内电动机牵引力F与时间t的关系F+t

解题思路

(3)结合(2)的结论,即可写出F与tD的表达式;
【解析】(3)F−μmg(BL)2ma

∴在0~0.5s时间内电动机牵引力F与时间t的关系F+t

第(4)小题正确答案及相关解析

正确答案

(4)在这段时间内电动机做的功0.9J.

解析

(4)电路中产生的总热量:QQ+Q×=0.15+0.15×J=0.2J
sat2=0.3m,v=at=2m/s∵WFQ−μmgsmv2
代人数据得:WF=0.2+0.5×0.2×10×0.3+×0.2×22J=0.9J

考查方向

导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律;电磁感应中的能量转化.

解题思路

(4)先根据串联电路的电功率的分配关系,求出电路消耗的总电热;电动机做的功转化为电热、摩擦力产生的热量和导体棒的动能.

易错点

棒匀速切割磁感线,掌握法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律与能量守恒定律等规律的应用.同时理解速度与功率的对应.

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题型:简答题
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分值: 5分

如图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图象。

已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa。

35.说出A→B过程中压强变化的情形,并根据图象提供的信息,计算图甲中TA的温度值.

36.请在图乙坐标系中,作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的P—T图象,并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定的有关坐标值,请写出计算过程.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

(1)温度值TA为200K.

解析

:(1)由图甲所示图象可知,A与B的连线的延长线过原点O,
所以A→B是一个等压变化,即pA=pB=1.5×105Pa,
由图示图象可知:VA=0.4m3,VB=VC=0.6m3
TB=300K,TC=400K,从A到B过程,由概率萨克定律得:==,解得:TA=200K;

考查方向

理想气体的状态方程.

解题思路

由图示图象求出气体各状态的状态参量、判断出气体状态变化过程,然后应用气体状态方程求出气体状态参量,再作出图象.

易错点

作图象、求气体状态参量问题,分析清楚图示图象,根据图象判断出气体的状态变化过程与状态参量、应用气体状态方程即可正确解题.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

(2)如图所示.

解析

(2)由图甲所示图象可知,从B到C为等容过程,
由(1)知:pB=1.5×105Pa,TB=300K,TC=400K,
由查理定律得:=,即:=
解得:pC=2×105Pa,气体状态变化图象如图所示:

考查方向

理想气体的状态方程.

解题思路

由图示图象求出气体各状态的状态参量、判断出气体状态变化过程,然后应用气体状态方程求出气体状态参量,再作出图象.

易错点

作图象、求气体状态参量问题,分析清楚图示图象,根据图象判断出气体的状态变化过程与状态参量、应用气体状态方程即可正确解题.

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