期末复习精准模拟试题(基础版)(A卷)
考试范围:必修一、二,选修3-1;考试时间:90分钟
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
评卷人
得分
一、单选题(本大题共8小题,每小题4分,共32分)
1.某质点从静止开始做匀加速直线运动,已知第3秒内通过的位移是x,则物体运动的加速度为( )
A. B. C. D.
2.如图所示,三根抗拉能力相同的轻细绳1、2、3将一重物悬挂在水平天花板上,P、Q两点为绳子与天花板的结点,绳子1、2与天花板的夹角分别为60°和30°,其拉力大小分别为F1、F2,重物重力为G,下列说法正确的是( )
A. 绳子2的拉力
B. 绳子2的拉力F2=2G
C. 若逐渐增大重物进力,绳子3先断
D. 若缓慢增大P、Q两点间距, F1、F2的合力增大
3.如图所示,质量为m的物体放在斜面上,在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中,物体始终静止在斜面上,物体受到斜面的摩擦力f和斜面的支持力N分别为(重力加速度为g)( )
A.
B.
C.
D.
4.铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的,已知内外轨道对水平面倾角为,如图所示,弯道处的圆弧半径为R,若质量为m的火车转弯时速度大于,则( )
A. 内轨对内侧车轮轮缘有向外的挤压力
B. 外轨对外侧车轮轮缘有向内的挤压力
C. 内轨对内侧车轮轮缘有向内的挤压力
D. 外轨对外侧车轮轮缘有向外的挤压力
5.质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时,其引力势能可表示为Ep=-,其中G为引力常量,M为地球质量。假设该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动,由于受到极稀薄空气摩擦的作用,飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2,则在此过程中因摩擦而产生的热量为( )
A. GMm() B. GMm()
C. () D. ()
6.如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上,弧形槽底端与水平面相切,一个质量也为m的小物块从槽高h处开始自由下滑,下列说法正确的是
A. 在下滑过程中,物块的机械能守恒
B. 物块被弹簧反弹后,做匀速直线运动
C. 在下滑过程中,物块和槽的动量守恒
D. 物块被弹簧反弹后,能回到槽高h处
7.如图所示,在水平放置两平行金属板M、N之间的P点,固定有一个带电荷量为-q的点电荷,两金属板通过电阻R接到直流电源上,其中N板接地.( )
A. 当保持其它条件不变,而将M板向上移动的过程中,金属板带电荷量将增加
B. 当保持其它条件不变,而将M板向上移动的过程中,通过R的电流方向是b指向a
C. 当保持其它条件不变,而将M板向上移动到某处稳定后与移动前相 比,p处点电荷的电势变小
D. 当保持其它条件不变,而将M板向上移动到某处稳定后与移动前相 比,p处点电荷的电势能变小
8.在如图所示的电路中,输入电压U恒为8 V,灯泡L标有“3 V,6 W”字样,电动机线圈的电阻RM=1 Ω。若灯泡恰能正常发光,下列说法正确的是( )
A. 电动机的输出功率10W
B. 整个电路消耗的电功率是10 W
C. 电动机的效率是80%
D. 流过电动机的电流是2 A
评卷人
得分
二、多项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
9.如图所示,S处有一电子源,可向纸面内任意方向发射电子,平板MN垂直于纸面,在纸面内的长度L=9.1cm,中点O与S间的距离d=4.55cm,MN与SO直线的夹角为θ,板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=2.0×10﹣4T.电子质量m=9.1×10﹣31kg,电量e=1.6×10﹣19C,不计电子重力.电子源发射速度v=1.6×106m/s的一个电子,该电子打在板上可能位置的区域的长度为l,则( )
A.θ=90°时,l=9.1cm B.θ=60°时,l=9.1cm
C.θ=45°时,l=4.55cm D.θ=30°时,l=4.55cm
10.如图1所示,一轻弹簧下端固定在水平面上,上端放置一小物体,小物体处于静止状态.现对小物体施一竖直向上的拉力F,使小物体向上做匀加速直线运动,拉力F与物体位移x的关系如图2所示,a、b、c均为已知量,重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内.则下列结论正确的是( )
A. 开始时弹簧的压缩量为c
B. 物体与弹簧分离时,弹簧处于压缩状态
C. 物体的加速度大小为
D. 物体从开始运动到离开弹簧的过程经过的时间为
11.如图所示长木板A放在光滑的水平地面上,物体B以水平速度冲上A后,由于摩擦力作用,最后停止在木板A上,则从B冲到木板A上到相对板A静止的过程中,下述说法中正确是
A. 物体B动能的减少量等于B克服摩擦力做的功
B. 物体B克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量
C. 物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和
D. 摩擦力对物体B做的功和对木板A做的功的总和等于系统内能的增加量
12.如图所示,传送带与水平面夹角为37°,白色皮带以10 m/s的恒定速率沿顺时针方向转动.今在传送带上端A处无初速度地轻放上一个质量为1kg的小煤块(可视为质点),它与传送带间的动摩擦因数为0.50,已知传送带A到B的长度为16m.取sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2.则在小煤块从A运动到B的过程中( )
A. 小煤块从A运动到B的时间为2s
B. 煤块对皮带做的总功为0
C. 小煤块在白色皮带上留下黑色印记的长度为6m
D. 因煤块和皮带之间的摩擦而产生的内能为24J
评卷人
得分
三、实验题(本大题共2题,共10分,其中13题4分,14题6分)
13.关于在做“验证力的平行四边形定则”实验时:
(1)下列叙述正确的是(________)
A.两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大
B.橡皮筋的拉力是合力,两弹簧测力计的拉力是分力
C.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置O.这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同
D.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变,只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可
(2)如图是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果,其中哪一个实验比较符合实验事实?(力F′是用一只弹簧测力计拉时的图示) 答:___________.
(3)请写出本实验造成误差的原因:(写出一条即可)答:_______________。
14.某同学用如图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻,改变滑动变阻器的阻值,测得多组电压表的读数U和电流表的读数I,画出U-I图像如图乙所示。
(1)若把电压表和电流表均当作理想电表来处理,则电源电动势E=____V,内阻r=____Ω。
(2)若电流表内阻RA不能忽略,则(1)中测得的电源内阻_____真实值(填“大于”或“小于”)。为了测得电源内阻的真实值,这位同学采用了如图丙所示的电路测量出了RA,实验操作步骤如下:
①按图丙连接好电路,断开S1、S2,将R调到最大。
②合上S1,调节R使电流表满偏。
③保持R不变,闭合S2,调节电阻箱使电流表半偏。
④断开S1,读出R'的阻值为0.3Ω。
⑤实验中R远大于R',则可认为电流表内阻RA=____Ω。
⑥电源内阻的值为____Ω。
评卷人
得分
四、计算题(本大题共4题,共38分,。其中15题、16题8分,17题10分,18题12分)
15.一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以12m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定前去追赶,经过4s后警车发动起来,并以3m/s2的加速度做匀加速运动,但警车的行驶速度必须控制在108km/h以内。问:
(1)警车在追上货车之前,两车间的最大距离是多少;
(2)警车发动后要多长时间才能追上货车。
16.如图所示,半径的竖直半圆光滑轨道在B点与水平面平滑连接,一个质量的小滑块(可视为质点)静止在A点.一瞬时冲量使滑块以一定的初速度从A点开始运动,经B点进入圆轨道,沿圆轨道运动到最高点C,并从C点水平飞出,落在水平面上的D点.经测量,D、B间的距离,A、B间的距离,滑块与水平面的动摩擦因数,重力加速度.求:
(1)滑块通过C点时的速度大小.
(2)滑块刚进入圆轨道时,在B点轨道对滑块的弹力.
(3)滑块在A点受到的瞬时冲量大小.
17.如图所示,电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,电阻R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=7.5 Ω,电容器的电容C=4 μF.开关S原来断开,现在合上开关S到电路稳定,试问这一过程中通过电流表的电荷量是多少?
18.如图所示装置中,区域Ⅰ和Ⅲ中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场,电场强度分别为E和E/2,Ⅱ区域内有垂直向外的水平匀强磁场,磁感应强度为B .一质量为m、带电量为q的带负电粒子(不计重力)从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场,经水平分界线OP上的A点与OP成60°角射入Ⅱ区域的磁场,并垂直竖直边界CD进入Ⅲ区域的匀强电场中。求:
(1)粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径
(2)O、M间的距离
(3)粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间
参考答案
1.C
【解析】设质点的加速度为a,则质点第3s内的位移即。
点晴:本题考查初速度为零的匀加速直线运动,第3s内的位移等于前3s位移减去前2s位移。
2.C
3.A
【解析】对物体受力分析如图所示:
在水平方向根据牛顿第二定律: ,在竖直方向: ,联立解得: , ,故A正确,BCD错误。
4.B
【解析】火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时,此时火车的速度正好是,当火车火车转弯的速度大于时,需要的向心力增大,而重力与支持力的合力不变,所以合力小于所需要的向心力,外轨就要对火车产生一个向内的力来补偿一部分向心力,所以此时外轨对内外侧车轮轮缘有挤压,ACD错误,B正确.故选B.
点睛:火车转弯主要是分析清楚向心力的来源,再根据速度的变化,可以知道对内轨还是对外轨由作用力.
5.C
【点睛】求出卫星在半径为圆形轨道和半径为的圆形轨道上的动能,从而得知动能的减小量,通过引力势能公式求出势能的增加量,根据能量守恒求出热量.
6.B
【解析】在物块下滑的过程中,斜槽将后退,物块与弧形槽系统只有重力做功,机械能守恒;对于物块,除了重力做功外,支持力做功,则物块的机械能不守恒.故A错误.物块加速下滑,竖直方向受向下合力,物块与槽在水平方向上不受外力,所以只能在水平方向动量守恒.故C错误.因为物块与槽在水平方向上动量守恒,由于质量相等,根据动量守恒,物块离开槽时速度大小相等,方向相反,物块被弹簧反弹后,与槽的速度相同,做匀速直线运动.故B正确,D错误.故选B.
7.C
【点睛】电容器和电源相连,两端的电势差不变,通过电容的变化,结合Q=CU得出电荷量的变化,通过电容器带电量的变化确定通过R的电流流向.结合电场强度的变化,得出pN间电势差的变化,从而确定p点电势的变化,得出p点电势能的变化.
8.D
【解析】灯泡正常发光,则电路电流: ,所以流过电动机的电流是2 A,故D正确;整个电路消耗的功率P总=UI=8V×2A=16W,故C错误;灯泡正常发光时的电压等于其额定电压,电动机的输入电压UM=U-UL=8V-3V=5V,电动机的热功率: ,电动机的输出功率: ,故A错误;则电动机的效率: ,故C错误。所以D正确,ABC错误。
9.AD
【解析】解:由洛仑兹力充当向心力可得;
Bqv=m
解得:R===0.0455m=4.55cm;
所有粒子的圆心组成以S为圆心,R为半径的圆;电子出现的区域为以S为圆心,以9.1cm半径的圆形区域内,如图中大圆所示;
故当θ=90°时,纸板MN均在该区域内,故l=9.1cm;当θ=30°时,l=4.55cm;故AD正确,BC错误;
故选:AD.
【点评】本题考查带电粒子充当向心力的运动规律,解题的关键问题在于明确粒子运动的圆心和半径,进而明确所有粒子可能出现的空间.
10.AD
11.ACD
【解析】根据功能关系可知,物体B动能的减少量等于B克服摩擦力做的功,故A正确;由能量守恒定律可知,物体B损失的动能等于木板A获得的动能与系统产生的内能之和,故B错误;由能量守恒定律可知,物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和,故C正确;摩擦力对物体B做的功等于B动能的减少,摩擦力对木板A做的功等于A动能的增加,由能量守恒定律,摩擦力对物体B做的功和对木板A做的功的总和等于系统内能增加量,故D正确。所以ACD正确,B错误。
12.ABD
【解析】试题分析:小煤块放上传送带先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动,根据运动学公式结合牛顿第二定律求出小煤块从A运动到B的时间;分别求出在煤块匀加速直线运动阶段传送带的位移和煤块的位移,两者位移之差即为划痕的长度;因煤块和皮带之间的摩擦而产生的内能等于滑动摩擦力与相对位移大小的乘积.
物体放上传送带,滑动摩擦力的方向先沿斜面向下.根据牛顿第二定律得: ,则速度从零加速到传送带的速度所需的时间为,经过的位移为: .由于,可知物体与传送带不能保持相对静止,继续做匀加速运动.速度相等后,物体所受的滑动摩擦力沿斜面向上.根据牛顿第二定律得,根据,即,解得,则,故A正确;煤块对皮带做的总功即是滑动摩擦力对传送带所做的功为,B正确;第一秒内传送带的速度大于煤块的速度,煤块相对于传送带先后运动,相对位移: ,第二秒内煤块的速度大于传送带的速度,煤块相对于传送带向前运动,相对位移,物块相对于传送带的位移.而小煤块在白色皮带上留下黑色印记的长度为5m,C错误;产生的内能,D正确;
13. AC 张华 ①F1的方向比真实方向偏左;②F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左;③作图时两虚线不分别与F1线和F2线平行.
(3)出现误差的原因主要是测力的大小时出现误差,或者在做平行四边形时出现误差,故具体情况可能为:①F1的方向比真实方向偏左;②F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左;③作图时两虚线不分别与F1线和F2线平行.
【点睛】解答实验的出发点为明确实验原理、实验步骤、数据处理,明确合力和分力之间的关系,同时注意应用所学物理基本规律解决实验问题.
14. (1)1.5 ?1.0 (2)大于 ?0.3 0.7
15.(1)72m(2)11s
【解析】解:依题意:
(1)两车速度相等时,两车间的距离最大
距离最大时,警车的运动时间:
此时货车的位移:
警车的位移:
两车间最大距离:
(2)警车发动达到最大速度,所用时间
此时货车的位移:
此时警车的位移:
此时警车还未追上货车,还需时间追上货车
警车发动后追上货车的时间:
16.(1),(2)45N,(3).
(2)设滑块通过点时的速度为,根据机械能守恒定律:
解得:
设在点滑块受轨道的压力为N,根据牛顿第二定律:
解得:
(3)设滑块从点开始运动时的速度为,根据动能定理:
解得:
设滑块在点受到的冲量大小为I,根据动量定理
解得:
17.1.92×10-5C
考点:闭合电路的欧姆定律;电容器
【名师点睛】本题主要考查了闭合电路欧姆定律的直接应用,要求同学们能理清电路的结构,搞清电容器两端的电压是哪部分电阻上的电压,另外还要搞清电键闭合前后电容器极板的极性的变化;此题难度中等。
18.(1)粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径是.
(2)O、M间的距离是.
(3)粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间是.
【解析】试题分析:(1)带电粒子在匀强电场Ⅰ中做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速运动,由题意,粒子经过A点的速度方向与OP成60°角,即可求出此时粒子的速度.粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律即可求出轨道半径.
(2)粒子在匀强电场中运动时,由牛顿第二定律求得加速度,在A点,竖直方向的速度大小为vy=v0tan60°,由速度公式求解时间,由位移求得O、M间的距离.
(3)画出粒子在Ⅱ区域磁场中的运动轨迹,由几何知识求出轨迹对应的圆心角θ,根据t=,求出在磁场中运动的时间.粒子进入Ⅲ区域的匀强电场中后,先向右做匀减速运动,后向左做匀加速运动,第二次通过CD边界.由牛顿第二定律和运动学公式结合可求得粒子在Ⅲ区域电场中运行时间,即可求解粒子从M点出发到第二次通过CD边界所用时间.
(2)设粒子在电场中运动时间为t1,加速度为a.
则有qE=ma
v0tan60°=at1
即
O、M两点间的距离为
(3)设粒子在Ⅱ区域磁场中运动时间为t2.
则由几何关系知轨道的圆心角∠AO1D=60°,则
期末复习精准模拟试题(提升版)(A卷)
考试范围:必修一、二,选修3-1、2;考试时间:90分钟
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷(选择题)
评卷人
得分
一、单选题(本大题共8小题,每小题4分,共32分)
1.已知做匀加速直线运动的物体在某段时间内的第5s末速度为10m/s,则物体( )
A. 加速度一定为2m/s2
B. 前5s内位移一定是25m
C. 前10s内位移一定为100m
D. 前10s内位移不一定为100m
2.如图所示,三根抗拉能力相同的轻细绳1、2、3将一重物悬挂在水平天花板上,P、Q两点为绳子与天花板的结点,绳子1、2与天花板的夹角分别为60°和30°,其拉力大小分别为F1、F2,重物重力为G,下列说法正确的是( )
A. 绳子2的拉力
B. 绳子2的拉力F2=2G
C. 若逐渐增大重物进力,绳子3先断
D. 若缓慢增大P、Q两点间距, F1、F2的合力增大
3.如图所示,三物体A、B、C均静止,轻绳两端分别与A、C两物体相连接且伸直,mA=3 kg,mB=2 kg,mC=1kg,物体A、B、C间的动摩擦因数均为μ=0.1,地面光滑,轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计。若要用力将B物体从AC间拉动出,则作用 在B物体上水平向左的拉力至少应大于(最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10 m/s2)( )
A. 12N B. 5N C. 8N D. 6N
4.跳台滑雪运动员的动作惊险而优美,其实滑雪运动可抽象为物体在斜坡上的平抛运动.如图所示,设可视为质点的滑雪运动员从倾角为的斜坡顶端P处,以初速度v0水平飞出,运动员最后又落到斜坡上A点处,AP之间距离为L,在空中运动时间为t,改变初速度v0的大小,L和t都随之改变.关于L、 t与v0的关系,下列说法中正确的是( )
A. L与v0成正比
B. L与v0成反比
C. t与v0成正比
D. t与v0成正比
5.发射地球同步卫星要经过三个阶段:先将卫星发射至近地圆轨道1,然后使其沿椭圆轨道2运行,最后将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,如题图所示.当卫星分别在轨道1、2、3上正常运行时,则以下说法正确的是( )
A. 卫星在轨道3上的运行速率大于7.9km/s
B. 卫星在轨道3上的机械能小于它在轨道1上的机械能
C. 卫星在轨道3上的运行速率小于它在轨道1上的运行速率
D. 卫星沿轨道1经过Q点时的加速度小于轨道2经过Q点时的加速度
6.在如图所示的电路中,输入电压U恒为8 V,灯泡L标有“3 V,6 W”字样,电动机线圈的电阻RM=1 Ω。若灯泡恰能正常发光,下列说法正确的是( )
A. 电动机的输出功率10W
B. 整个电路消耗的电功率是10 W
C. 电动机的效率是80%
D. 流过电动机的电流是2 A
7.有一水平放置的长直导线,当导线中通以由左向右的电流时,蹄形磁铁的运动情况将是
A. 静止不动
B. 向纸外平动
C. N极向纸外,S极向纸内转动
D. N极向纸内,S极向纸外转动
8.如图所示的交流电路中,理想变压器原线圈输入电压为,输入功率为, ,输出功率为,各交流电表均为理想电表,当滑动变阻器及的滑动头向下移动时
A. 灯L变亮
B. 各个电表读数均变大
C. 因为不变,所以不变
D. 变大,且始终有=
评卷人
得分
二、多项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
9.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动,如图所示,某人身系弹性绳自高空P点自由下落,图中的a点是弹性绳的原长位置,c点是人所能到达的最低位置,b点是人静止悬吊着时的平衡位置。人在从P点下落到最低位置c点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 人在Pa段做自由落体运动,处于完全失重状态
B. 在ab段绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态
C. 在bc段绳的拉力大于人的重力,人处于超重状态
D. 在c点,人的速度为零,处于平衡状态
10.如图所示长木板A放在光滑的水平地面上,物体B以水平速度冲上A后,由于摩擦力作用,最后停止在木板A上,则从B冲到木板A上到相对板A静止的过程中,下述说法中正确是
A. 物体B动能的减少量等于B克服摩擦力做的功
B. 物体B克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量
C. 物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和
D. 摩擦力对物体B做的功和对木板A做的功的总和等于系统内能的增加量
11.电磁炉是常用电器.下列关于电磁炉的说法,正确的有( )
A. 电磁炉是利用电磁感应原理制成的
B. 电磁炉是利用微波加热食物的
C. 电磁炉上不能使用铁锅
D. 电磁炉是通过锅体内产生感应电流而发热的
12.如图所示,S处有一电子源,可向纸面内任意方向发射电子,平板MN垂直于纸面,在纸面内的长度L=9.1cm,中点O与S间的距离d=4.55cm,MN与SO直线的夹角为θ,板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=2.0×10﹣4T.电子质量m=9.1×10﹣31kg,电量e=1.6×10﹣19C,不计电子重力.电子源发射速度v=1.6×106m/s的一个电子,该电子打在板上可能位置的区域的长度为l,则( )
A.θ=90°时,l=9.1cm B.θ=60°时,l=9.1cm
C.θ=45°时,l=4.55cm D.θ=30°时,l=4.55cm
第II卷(非选择题)
评卷人
得分
三、实验题(本大题共2题,共10分,其中13题4分,14题6分)
13.某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”,三条细绳结于O点分别与两弹簧测力计和钩码相同。
①实验步骤如下:
A.弹簧测力计A挂于固定在竖直木板上的P点
B.结点O下的细线挂钩码C;
C.手持弹簧测力计B缓慢向左拉使结点O静止的某位置
D.记下钩码质量.结点O的位置,读出并记录弹簧测力计A和B的示数.记录_________。
②在实验过程中,下列哪些情况会对实验结果产生误差;答:_____________(多选)
A.木板不竖直
B.A弹簧测力计外壳的重力
C.B弹簧测力计的拉力没有保存水平
D.改变弹簧测力计B拉力进行多次实验时,结点O的位置发生变化
③某实验中,该同学发现弹簧测力计A 的指针稍微超出量程,请你提出解决问题的一个办法。
_______________________________________________________________________。
14.某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻。他根据老师提供的以下器材,画出了如图所示的原理图。
① 电压表V(量程3V.内阻Rv约为l0kΩ)
② 电流表G(量程3mA,内阻Rg=l00Ω)
③ 电流表A(量程3A,内阻约为0.5Ω)
④ 滑动变阻器R1(0~20Ω,2A)
⑤ 滑动变阻器R2 (0~500Ω,1A)
⑥ 定值电阻R3=0. 5Ω
⑦开关S和导线若干
(1)该同学发现电流表A的量程太大,于是他将电流表G与定值电阻R3并联,实际上是进行了电表的改装,则他改装后的电流表对应的量程是______A。(保留两位有效数字)
(2)为了能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是_______(填写器材编号)
(3)该同学利用上述实验原理图测得数据,以电流表G读数为横坐标,以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线,根据图线可求出电源的电动势____V.
评卷人
得分
四、计算题(本大题共4题,共38分,。其中15题、16题8分,17题10分,18题12分)
15.如图所示,将质量m=1kg的圆环套在固定的倾斜足够长的直杆上,杆的倾角为,环的直径略大于杆的截面直径。对环施加一位于竖直平面内斜向上与杆夹角为的拉力 ,使圆环由静止开始沿杆加速向上运动,已知环与杆间动摩擦因数。求
(1)F作用t=2s时圆环的速度是多大?
(2)2s后撤去力F,求圆环继续沿杆上滑的最大距离是多少?
16.如图所示,半径的竖直半圆光滑轨道在B点与水平面平滑连接,一个质量的小滑块(可视为质点)静止在A点.一瞬时冲量使滑块以一定的初速度从A点开始运动,经B点进入圆轨道,沿圆轨道运动到最高点C,并从C点水平飞出,落在水平面上的D点.经测量,D、B间的距离,A、B间的距离,滑块与水平面的动摩擦因数,重力加速度.求:
(1)滑块通过C点时的速度大小.
(2)滑块刚进入圆轨道时,在B点轨道对滑块的弹力.
(3)滑块在A点受到的瞬时冲量大小.
17.如图所示,LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道,MN水平且足够长,LM下端与MN相切。在OP与QR之间的区域内有一竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。C、D是质量为m和4m的绝缘小物块(可视为质点),其中D带有电荷量q,C不带电。现将物块D静止放置在水平轨道的MO段,将物块C从离水平轨道MN距离h高的L处由静止释放,物块C沿轨道下滑进入水平轨道,然后与D相碰,碰后物体C被反弹滑至斜面处,物体D进入虚线OP右侧的复合场中继续运动,最后从RQ侧飞出复合场区域。求:
(1)物块D进入磁场时的瞬时速度vD;
(2)若物块D进入磁场后恰好做匀速圆周运动,求所加匀强电场的电场强度E的值及物块D的电性;
(3)若物块D飞离复合场区域时速度方向与水平夹角为60o,求物块D飞出QR边界时与水平轨道的距离d。
18.如图(a)所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间一段被弯成 半径为H的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场,右段区域存在磁场B0,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B(t),如图(b)所示,两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端,放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路,从金属棒下滑开始计时,经过时间t0滑到圆弧底端。设金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g。
⑴问金属棒在圆弧内滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变?为什么?
⑵求0到时间t0内,回路中感应电流产生的焦耳热量。
⑶探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间,回路中感应电流的大小和方向。
参考答案
1.C
【解析】物体做匀加速直线运动,加速度为,可见,只有当v0=0时,a才等于是2m/s2.故A错误.前5s内位移为,当v0=0时x=25m,故B错误.根据推论可知,物体做匀加速直线运动,第5秒末的瞬时速度等于前10s内的平均速度,所以前10s内平均速度为10m/s,则前10s的位移一定为x=t=100m,故C正确,D错误.故选C.
2.C
3.D
【解析】A、B间最大静摩擦力为fm1=μmAg=0.1×30N=3N,当B刚要拉动时,右侧绳子的拉力至少等于A、B间最大静摩擦力,即T=fm1=3N.再对三个物体组成的整体进行研究,由于地面光滑,由平衡条件得到,水平向左的拉力最小值为F=2T=6N.故选D.
点睛:本题中当A、B刚要相对运动时,静摩擦力达到最大,而BC间并没有相对滑动.采用隔离法和整体法相结合的方法进行分析求解.
4.C
【解析】滑雪运动可抽象为物体在斜坡上的平抛运动.设水平位移x,竖直位移为y,结合几何关系,有:水平方向上:x=Lcosθ=v0t;竖直方向上:y=Lsinθ=gt2;联立可得: ,可知t与v0成正比,故C正确,D错误.L=v02,可知L与v02成正比,故AB错误.故选C.
5.C
【解析】为最大环绕速度,则卫星在轨道上的运行速率小于,故A错误;卫星从轨道1到轨道3需要克服引力做较多的功,故在轨道3上机械能较大,故B错误;依据万有引力公式. ,则卫星在轨道上的运行速率小于它在轨道上的运行速率,故C正确;依据牛二定律.卫星沿轨道经过点时的加速度等于轨道经过点时的加速度,故D错误.故选C.
点睛:解答此类问题就是根据人造卫星的万有引力等于向心力,列式求出线速度、向心加速度、和向心力的表达式进行讨论即可.
6.D
7.C
【解析】假设磁体不动,导线运动,则有:根据右手螺旋定则可知,通电导线左边的磁场斜向下,而右边的磁场是斜向上,那么在导线两侧取两小段,根据左手定则可知,左边一小段所受的安培力方向垂直纸面向里,右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向外,从上往下看,知导线顺时针转动,当转动90°时,导线所受的安培力方向向上,所以导线的运动情况为,顺时针转动,同时上升;如今导线不动,磁体运动,根据相对运动,则有磁体逆时针转动(从上向下看),即N极向纸外转动,S级向纸内转动.故C正确,ABD错误.故选C.
8.D
【解析】当滑动变阻器R的滑动头向下移动时总电阻减小,副线圈电流增大,R0分压增大,并联支路电压减小,即电压表示数减小,灯泡变暗,流过灯泡的电流减小,所以通过安培表的电流增大,AB错误;输入功率等于输出功率:P=UI,对副线圈,电压不变,而电流增大,所以消耗的功率增大,C错误,D正确,故选D.
9.ABC
10.ACD
【解析】根据功能关系可知,物体B动能的减少量等于B克服摩擦力做的功,故A正确;由能量守恒定律可知,物体B损失的动能等于木板A获得的动能与系统产生的内能之和,故B错误;由能量守恒定律可知,物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和,故C正确;摩擦力对物体B做的功等于B动能的减少,摩擦力对木板A做的功等于A动能的增加,由能量守恒定律,摩擦力对物体B做的功和对木板A做的功的总和等于系统内能增加量,故D正确。所以ACD正确,B错误。
11.AD
【解析】A、电磁炉利用电磁感应原理制成,故选项A正确;
B、电磁炉是利涡流的热效应加热的,故选项B错误;
C、电磁炉必须用铁锅,故选项C错误,D正确。
12.AD
【解析】解:由洛仑兹力充当向心力可得;
Bqv=m
解得:R===0.0455m=4.55cm;
所有粒子的圆心组成以S为圆心,R为半径的圆;电子出现的区域为以S为圆心,以9.1cm半径的圆形区域内,如图中大圆所示;
故当θ=90°时,纸板MN均在该区域内,故l=9.1cm;当θ=30°时,l=4.55cm;故AD正确,BC错误;
故选:AD.
【点评】本题考查带电粒子充当向心力的运动规律,解题的关键问题在于明确粒子运动的圆心和半径,进而明确所有粒子可能出现的空间.
13. 三条细绳(拉力)的方向 A 减小弹簧测力计B的拉力 ;或减小钩码C的质量;或减小AO与BO之间的夹角
14. 0.60 R1或④ E=1.5v
【解析】(1)改装后电流表量程: ;(2)为使电路中电流较大,并且方便调节,故实验中应选用的滑动变阻器是阻值范围较小的④:R1.(3)根据E=U+Ir,则图象的纵截距b等于电源的电动势,由图读出电源的电动势为:E=1.50V.点睛:本题考查测量电源的电动势和内电阻的实验,采用改装的方式将表头改装为量程较大的电流表,再根据原实验的研究方法进行分析研究,注意数据处理的方法.
15.(1),(2)16m.
由牛顿第二定律得:
由平衡条件得:
滑动摩擦力公式
联立解得:圆环的加速度
圆环继续沿杆上滑的最大距离
【点睛】掌握解决动力学两类基本问题的方法和思路:一已知物体的运动求物体的受力,二是已知物体的受力求物体的运动情况.解决这两类问题的关键是桥梁根据牛顿第二定律求出加速度a.
16.(1),(2)45N,(3).
解得:
(3)设滑块从点开始运动时的速度为,根据动能定理:
解得:
设滑块在点受到的冲量大小为I,根据动量定理
解得:
17.(1)(2)带正电(3)
(2)由几何关系的
得:
考点:动量守恒定律;动能定理;圆周运动
18.(1)感应电流的大小和方向均不发生改变。因为金属棒滑到圆弧任意位置时,回路中磁通量的变化率相同。 (2分)
(2)0—t0时间内,设回路中感应电动势大小为E0,感应电流为I,感应电流产生的焦耳热为Q,由法拉第电磁感应定律:(1分)
根据闭合电路的欧姆定律:(1分)由焦定律及②③有:(2分)
期末复习精准模拟试题(基础版)(B卷)
考试范围:必修一、二,选修3-1;考试时间:90分钟
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
评卷人
得分
一、单选题(本大题共8小题,每小题4分,共32分)
1.如图,滑块以初速度沿表面粗糙且足够长的固定斜面,从顶端下滑,直至速度为零.对于该运动过程,若用h、s、v、a分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小,t表示时间,则下列图象最能正确描述这一运动规律的是:
A. B.
C. D.
2.顶端装有滑轮的粗糙斜面固定在地面上, 、两物体通过细绳如图连接,并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦).现用水平力作用于悬挂的物体上,使其缓慢拉动一小角度,发现物体仍然静止.则此过程中正确的选项是( )
A. 水平力变大
B. 物体所受斜面给的摩擦力一定变大
C. 物体所受斜面给的作用力不一定变大
D. 细绳对物体的拉力不变
3.如图,电梯的顶部挂有一个弹簧测力计,其下端挂了一个重物,电梯匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为10N,在某时刻电梯中相对电梯静止不动的人观察到弹簧测力计的示数变为8N,g取10m/s2,以下说法正确的是( )
A. 电梯可能向下加速运动,加速度大小为2m/s2
B. 电梯可能向下减速运动,加速度大小为12m/s2
C. 此时电梯对人的支持力大小等于人的重力大小
D. 此时电梯对人的支持力大小小于人对电梯的压力
4.如图所示,在斜面顶端a处以速度va水平抛出一小球,经过时间ta恰好落在斜面底端P处;今在P点正上方与a等高的b处以速度vb水平抛出另一小球,经过时间tb恰好落在斜面的中点Q处。若不计空气阻力,下列关系式正确的( )
A. va=2vb B.
C. ta=2tb D.
5.如图所示,a是地球赤道上的一点,某时刻在a的正上方有三颗卫星b、c、d,他们的圆轨道与赤道平面共面,各卫星的运行方向均与地球自转方向相同(顺时针方向,图(甲)中已标出).其中d是地球同步卫星.从该时刻起,经过一段时间t(在t时间内,b卫星还没有运行完一周),各卫星相对a的位置最接近实际的是下图中的( )
A. B. C. D.
6.一电场线在竖直平面上的分布如图所示。电场中的A、B两点的电场强度分别为、,电势分别为、。一个质量为m、电荷量为q的带电小球,从电场中的A点运动到B点,A、B两点间的高度差为h。小球经过A点时的速度大小为,运动至B点时的速度大小为,该过程的速度偏向角为α,电场力做功为W,则以下判断中正确的是(? ?)
A. >
B. <
C. 如果电荷为负电荷,则>
D.
7.如图所示是利用DIS测定电动机效率的电路.图中方框A、B为传感器,实验中,通过通过A、B测得的物理量的数值分别是X、Y,由于电动机的转动使质量为m的物体在t时间内匀速上升了h高度,则以下说法正确的是( )
A. A为电流传感器
B. B为电压传感器
C. 电动机的输出功率为xy
D. 电动机的效率为
8.在足够大的匀强磁场中,静止的钠的同位素发生衰变,沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后,变为一个新核,新核与放出粒子在磁场中运动的轨迹均为圆,如图所示,下列说法正确的是
A. 新核为
B. 轨迹1是新核的径迹
C. 衰变过程中子数不变
D. 新核沿顺时针方向旋转
评卷人
得分
二、多项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
9.如图所示,物体从Q点开始自由下滑,通过粗糙的静止水平传送带后,落在地面P点,若传送带按顺时针方向转动。物体仍从Q点开始自由下滑,则物体通过传送带后
A. 可能落在P点 B. 一定仍落在P点
C. 可能落在P点左方 D. 可能落在P点右方
10.如图所示,一轻绳通过无摩擦的小定滑轮O与质量为mB的小球B连接,另一端与套在光滑竖直杆上质量为mA的小物块A连接,杆两端固定且足够长,物块A由静止从图示位置释放后,先沿杆向上运动。设某时刻物块A运动的速度大小为vA,加速度大小为aA,小球B运动的速度大小为vB,轻绳与杆的夹角为。则
A. VB=
B. aA=
C. 小球B减小的重力势能等于物块A增加的动能
D. 当物块A上升到与滑轮等高时,它的机械能最大
11.如图所示,电源电动势、内阻分别为E、r,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时,下列说法正确的是( )(不考虑灯丝电阻随温度的变化,电压表为理想电表)
A. 小灯泡L1变暗 B. 电压表读数变大
C. 小灯泡L2变亮 D. 电容器带电量减少
12.如图所示,在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场,MN是一竖直放置的感光板.从圆形磁场最高点P以速度v垂直磁场正对着圆心O射入带正电的粒子,且粒子所带电荷量为q、质量为m,不考虑粒子重力,关于粒子的运动,以下说法正确的是( )
A. 粒子在磁场中通过的弧长越长时间也越长
B. 出磁场的粒子其出射方向的反向延长线也一定过圆心0
C. 只要速度满足v=,入射的粒子出射后一定垂直打在MN上
D. 出磁场的粒子一定能垂直打在MN上
评卷人
得分
三、实验题(本大题共2题,共10分,其中13题4分,14题6分)
13.某同学为了测量木质材料与金属材料间的动摩擦因数,设计了一个实验方案:实验装置如图甲所示,金属板放在水平桌面上,且始终静止。他先用打点计时器测出木块运动的加速度,再利用牛顿第二定律计算出动摩擦因数。
(1)实验时_________(填“需要”或“不需要”)使砝码和砝码盘的质量m远小于木块的质量M;_______(填“需要”或“不需要”)把金属板的一端适当垫高来平衡摩擦力。
(2)图乙是某次实验时打点计时器所打出的纸带的一部分,纸带上计数点间的距离如图所示,则打点计时器打A点时木块的速度为___________m/s;木块运动的加速度为______。(打点计时器所用电源的频率为50Hz,结果均保留两位小数)。
(3)若打图乙纸带时砝码和砝码盘的总质量为50g,木块的质量为200g,则测得木质材料与金属材料间的动摩擦因数为__________(重力加速度g=10m/s2,结果保留两位有效数字)
14.利用如图(a)所示电路,可以测量金属丝的电阻率,所用的实验器材有:待测的粗细均匀的电阻丝、电流表(量程0.6A,内阻忽略不计)、电源(电动势3.0V,内阻r未知)、保护电阻()、刻度尺、开关S、导线若干、滑片P。
实验步骤如下:
①用螺旋测微器测得电阻丝的直径d如图(b)所示;
②闭合开关,调节滑片P的位置,分别记录每次实验中aP长度x及对应的电流值I;
③以为纵坐标,x为横坐标,作图线(用直线拟合);
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。
回答下列问题:
(1)螺旋测微器示数为d=_______mm。
(2)实验得到的部分数据如表所示,其中aP长度x=0.30m时电流表的示数如图(c)所示,读出数据完成下表,答:①_________________;②_______________________。
(3)在图(d)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率k=______A-1m-1,截距b=________ A-1。(保留小数点后两位小数)
(4)根据图线求得电阻丝的电阻率___ ,电源的内阻为r=_____ 。(保留小数点后一位小数)。
评卷人
得分
四、计算题(本大题共4题,共38分,。其中15题、16题8分,17题10分,18题12分)
15.如图所示,质量m的小球套在半径为R的固定光滑圆环上,圆环的圆心为O,原长为0.8R的轻质弹簧一端固定于O点,另一端与小球相连,弹簧与圆环在同一竖直平面内,圆环上B点在O的正下方,当小球在A处受到沿圆环切线方向的恒力F作用时,恰好与圆环间无相互作用,且处于静止状态.已知: , ,弹簧处于弹性限度内, , ,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)该弹簧的劲度系数k;
(2)撤去恒力,小球从A点沿圆环下滑到B点时的速度大小vB;
(3)小球通过B点时,圆环对小球的作用力大小NB .
16.在水平地面上平放一质量为M=4kg的木板,木板左端紧靠一带有光滑圆弧轨道的木块,木块右端圆弧轨道最低点与木板等高,木块固定在水平地面上,已知圆弧轨道的半径为R=2m,木板与地面间的动摩擦因数,圆弧轨道的最高点B距离木板上表面的高度为h=0.4m.现从木块的左侧距离木板上表面的高度为H=2.2m处,以v0=8m/s的水平速度抛出一可视为质点的质量为m=1kg的物块,物块从圆弧轨道的最高点B沿切线方向进入轨道,如图所示.假设物块与木板间的动摩擦因数为,,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力.
(1)求物块刚进入圆弧轨道瞬间的速度.
(2)求物块刚到达圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小.
(3)为了使物块始终在木板上滑动,则木板的长度应满足什么条件?
17.如图所示,空中相距5cm的两块平行金属板A、B与电源连接(图中未画出),其中B板接地(电势为零),A板电势变化的规律如图所示,将一个质量,电荷量为的带电粒子从紧临B板处无初速度释放,不计重力,求:
(1)在t=0时刻释放该带电粒子,释放瞬间粒子加速度的大小;
(2)若A板电势变化周期为,在t=0时将带电粒子释放,粒子到达A板时动量的大小;
(3)A板电势变化周期多大时,在到时间内释放该带电粒子,粒子不能到达A板。
18.如图所示,在直角坐标系平面内,有一质量为m、电荷量为+q的电荷从原点O沿y轴正方向以速度v0出发,电荷重力不计.现要求该电荷能通过点P(a,-b).试设计在电荷运动的某些空间范围内加上某种“场”后电荷就能过P点的2种方案,要求运用物理知识求解.
(1)说明电荷由O到P的运动性质并在图中绘出电荷运动轨迹;
(2)用必要的运算说明你设计的方案中相关物理量的表达式(用题设已知条件和有关常数).
参考答案
1.B
【解析】由题意知,在下滑的过程中,根据牛顿第二定律可得: ,故加速度保持不变,物块做匀减速运动,所以C、D错误;根据匀变速运动的规律,可得B正确;下降的高度,所以A错误。
2.A
3.A
【解析】AB、电梯匀速直线运动时,弹簧秤的示数为10N,知重物的重力等于10N。弹簧测力计的示数变为8N时,对重物有:mg?F=ma,解得a=2m/s2,方向竖直向下,则电梯的加速度大小为2m/s2,方向竖直向下。电梯可能向下做加速运动,也可能向上做减速运动。故A正确,B错误;
C、由于加速度方向竖直向下,人处于失重状态,电梯对人的支持力大小小于人的重力大小,C错误;
D、电梯对人的支持力与人对电梯的压力是作用力与反作用力,大小相等,D错误。
故选:A。
4.B
【解析】b球落在斜面的中点,知a、b两球下降的高度之比为2:1,根据知, ,则时间之比为,因为a、b两球水平位移之比为2:1,则,故B正确,A、C、D错误。
点晴:ab两处抛出的小球都做平抛运动,由平抛运动的规律水平方向上的匀速直线运动,和竖直方向上的自由落体运动,抓住水平位移和竖直位移关系进行求解。
5.C
【解析】万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得: ,解得:T=2π,轨道半径r越大,周期T越大,则角速度越小,所以经过相同的时间,三个卫星中,b转过的角度最大,c次之,d最小,d为同步卫星,与赤道上的a保持相对静止.故ABD错误,C正确.故选C.
6.D
【解析】AB、由电场线的疏密可判断出EA<EB,由电场线的方向可判断出φA>φB,故AB错误;
CD、从电场中的A点运动到B点,由动能定理得,电场力做功为,故D正确,如果电荷为负电荷,电场力做负功, ,重力做正功, ,大小无法确定,所以和的大小无法判断,故C错误;
故选D。
7.D
8.A
【解析】发生衰变时动量守恒,放出的粒子与新核的速度方向相反,由左手定则判断得知,放出的粒子应带负电,是β粒子,所以发生的是β衰变,β衰变把一个中子转化为质子,放出一个电子,中子数减小,粒子是电子,根据质量数守恒和电荷数守恒,配平核反应方程式,可知衰变方程为,故新核是,A正确C错误;静止的发生衰变时动量守恒,释放出的粒子与新核的动量大小相等,两个粒子在匀强磁场中都做匀速圆周运动,因为新核的电荷量大于所释放出的粒子电荷量,由半径公式可知半径与电荷量q成反比,新核的电荷量q大,所以新核的半径小,所以轨迹2是新核的轨迹,B错误;根据洛伦兹力提供向心力,由左手定则判断得知:新核要沿逆时针方向旋转,D错误.
9.AD
【解析】物块在传送带上,离开传送带右端的速度与通过粗糙的静止水平传送带速度相同,落在同一位位置,A正确;
物块在传送带上,离开传送带右端的速度大于过粗糙的静止水平传送带速度,落在P点右方,D正确;
故选AD。
10.AD
11.BD
【解析】B、将滑动变阻器的滑片由左端向右滑动时,变阻器接入电路的电阻增大,变阻器与灯并联的电阻增大,外电路总电阻增大,路端电压增大,电压表的读数变大,故B选项正确;
A、灯泡的电压增大,灯泡变亮,故选项A错误;
C、由闭合电路欧姆定律可知,流过电源的电流减小,灯泡变暗,故选项C错误;
D、电压表读数变小.由于电容器两端电压减小,由可得电容器所带电量减少,故D选项正确。
点睛:本题考查闭合电路欧姆定律的动态分析规律,要注意明确在简化电路时应将电容器视为断路,先摘除后再分析电路,然后明确电容器与哪部分并联,从而明确电容器电压的变化。
12.BC
【解析】试题分析:带电粒子射入磁场后做匀速圆周运动,对着圆心入射,必将沿半径离开圆心,根据洛伦兹力充当向心力,求出时轨迹半径,确定出速度的偏向角.对着圆心入射的粒子,速度越大在磁场中通过的弧长越长,轨迹对应的圆心角越小,即可分析时间关系.
根据周期公式可知粒子在磁场中的运动周期和速度无关,即所有粒子在磁场中的运动周期相同,粒子在,即粒子在磁场中的运动轨迹的圆心角越大,运动时间越大,对着圆心入射的粒子,速度越大在磁场中通过的弧长越长,轨迹对应的圆心角越小,即运动时间越小,A错误;带电粒子的运动轨迹是圆弧,根据几何知识可知,对着圆心入射的粒子,其出射方向的反向延长线也一定过圆心,B正确;速度满足时,粒子的轨迹半径为,入射点、出射点、O点与轨迹的圆心构成菱形,射出磁场时的轨迹半径与最高点的磁场半径平行,粒子的速度一定垂直打在MN板上,故C正确D错误.
13. 不需要; 不需要 (2)1.58; 0.75 (3)0.16
加速度为: (3)根据牛顿第二定律可以知道: ,?代入数据计算得出:
综上所述本题答案是:(1). 不需要; 不需要 (2)1.58; 0.75 (3)0.16
14. 0.400 0.38 2.63 3.00 1.77 1.1×10-61.3(1.2-1.4)
(4)根据闭合电路欧姆定律,则有: ,可得: ,联立可得: ,由数学知识可得: , ,解得:ρ=1.1×10-6Ω?m ,r=1.3Ω。
15.(1)40N/m(2)2.0m/s(3)6.0N
【解析】(1)小球在A处由平衡知识可知:
沿半径方向:
得:
(2)由A到B过程:
得:
(3)在B点:
得:
16.(1) (2)32N (3)木板的长度应不小于6.75m
(3)物块在木板上滑动时,所受的滑动摩擦力为:
地面对木板的最大静摩擦力为:
因为,所以木板不动.
设为了使物块始终在木板上滑动,木板的长度最小为L,则由动能定理得:
代入数据解得:
点睛:本题主要考查了动能定理及牛顿第二定律的综合应用,要注意正确选择研究对象,做好受力分析,并能正确且熟练运用相应的物理规律即可解题。
17.(1),(2),(3)
(2)粒子在时间内从静止开始向右做匀加速运动的距离为: ,在后半个周期内做匀减速运动直到速度为零,根据对称性可知走过的距离仍为0.8cm,故一个周期内粒子向右走的距离为1.6cm,由此可知粒子经过三个周期向右运动的距离,此时速度为零则此时距A的距离为
由,得
粒子到达A板时动量的大小
(3)带电粒子在时间内释放时向A板做匀加速运动,在向A板做匀减速运动,速度减为零后将返回.粒子向A 板运动可能的最大位移为
要求粒子不能到达A板,则有
则有:
解得:
18.见解析;
【解析】方案(1)在第一象限加垂直纸面向外的磁场B,磁场只存在于x轴上方,使电荷做半径为的半个圆运动,然后匀速直线运动到P,由,可得需要加的匀强磁场,轨迹如图
方案(3)粒子由O到P的轨迹如图所示
粒子在电场中做圆周运动,半径为R2
由几何关系知(a-R2)2+b2=R22
解得, 由牛顿第二定律得
由此得
期末复习精准模拟试题(提升版)(B卷)
考试范围:必修一、二,选修3-1、2;考试时间:90分钟
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷(选择题)
评卷人
得分
一、单选题(本大题共8小题,每小题4分,共32分)
1.如图所示为甲、乙两个物体在同一条直线上运动的v﹣t图象,t=0时两物体相距3S0,在t=1s时两物体相遇,则下列说法正确的是( )
A. t=0时,甲物体在前,乙物体在后
B. t=2s时,两物体相距最远
C. t=3s时,两物体再次相遇
D. t=4s时,甲物体在乙物体后2S0处
2.如图所示,体操运动员在比赛中,他先双手撑住吊环,然后身体下移,双臂缓慢张开到图示位置,此时连接吊环的绳索与竖直方向的夹角为α。已知他的体重为G,吊环和绳索的重力不计,则每条绳索的张力为( )
A. B. C. D.
3.年月日,在国际泳联跳水系列赛喀山站米台决赛中,我国男女选手双双夺得冠军.如图是运动员某次跳台比赛中的图像(取竖直向下为正方向),时运动员起跳离开跳台.将运动员视为质点,则运动员
A. 时刻到达水面
B. 时刻到达水下最深处
C. 时刻处于超重状态
D. 时刻浮出水面
4.2016年8月16日,墨子号量子科学实验卫星成功发射升空,这标志着我国空间科学研究又迈出重要一步。已知卫星在距地球表面高度为h的圆形轨道上运动,运行周期为T,引力常量为G,地球半径为R,则地球的质量可表示为( )
A. B. C. D.
5.一个小球从高处由静止开始落下,从释放小球开始计时,规定竖直向上为正方向,落地点为重力势能零点.小球在接触地面前、后的动能保持不变,且忽略小球与地面发生碰撞的时间以及小球运动过程中受到的空气阻力.图中分别是小球在运动过程中的位移、速度、动能和重力势能随时间变化的图象,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示,有两个固定的等量异种点电荷,a、b是它们连线的中垂线上两个位置,c是它们产生的电场中另一位置,以无穷远处为电势的零点,则以下认识中正确的有
A. a、b两点场强相同 B. a、b两点电势相同
C. c点电势为正值 D. 将一正电荷从a点移到b点电场力做负功
7.如图所示,一理想变压器原线圈与每个副线圈的匝数比均为3︰1,原线圈与每个副线圈所连的电阻阻值均为R,原线圈接220V的正弦交流电,副线圈n2回路中电阻两端的电压为U2,原线圈电阻与每个副线圈电阻消耗的功率之比均为k。则
A. B.
C. D.
8.如图所示,a、b为竖直正对放置的平行金属板构成的偏转电场,其中a板带正电,两板间的电压为U,在金属板下方存在一有界的匀强磁场,磁场的上边界为与两金属板下端重合的水平面PQ,PQ下方的磁场范围足够大,磁场的磁感应强度大小为B,一带正电粒子以速度v0从两板中间位置与a、b平行方向射入偏转电场,不计粒子重力,粒子通过偏转电场后从PQ边界上的M点进入磁场,运动一段时间后又从PQ边界上的N点射出磁场,设M、N两点距离为x(M、N点图中未画出),从N点射出的速度为v,则以下说法中正确的是
A. 只增大带电粒子的比荷大小,则v减小
B. 只增大偏转电场的电压U的大小,则v减小
C. 只减小初速度v0的大小,则x不变
D. 只减小偏转电场的电压U的大小,则x不变
评卷人
得分
二、多项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
9.如图所示,传送带与水平面夹角为37°,白色皮带以10 m/s的恒定速率沿顺时针方向转动.今在传送带上端A处无初速度地轻放上一个质量为1kg的小煤块(可视为质点),它与传送带间的动摩擦因数为0.50,已知传送带A到B的长度为16m.取sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2.则在小煤块从A运动到B的过程中( )
A. 小煤块从A运动到B的时间为2s
B. 煤块对皮带做的总功为0
C. 小煤块在白色皮带上留下黑色印记的长度为6m
D. 因煤块和皮带之间的摩擦而产生的内能为24J
10.如图所示,一根轻质弹簧上端固定在天花板上,下端挂一重物,重物静止时处于位置.现用手托重物使之缓慢上升至位置,此是弹簧长度恢复至原长.之后放手,使重物从静止开始下落,沿竖直方向在位置和位置(图中未画出)之间做往复运动.重物运动过程中弹簧始终处于弹性限度内.关于上述过程(不计空气阻力),下列说法中正确的是( )
A. 重物在运动过程中其加速度的大小不可能大于重力加速度的值
B. 在重物从位置下落到位置的过程中,重力的冲量大于弹簧弹力的冲量
C. 在手托重物从位置缓慢上升到位置的过程中,手对重物所做的功等于重物往复运动过程中弹簧的最大弹性势能
D. 重物从位置到位置和从位置到位置,弹簧弹力对重物所做之比是
11.在如图所示的电路中,当闭合开关S后,若将滑动变阻器的滑片P向下调节,则正确的是
A. 电压表和电流表的示数都增大。
B. 灯L2变暗,电流表的示数增大。
C. 灯L2变亮,电容器的带电量增加。
D. 灯L1变亮,电压表的示数减小。
12.如图,正方形闭合导线框在边界水平的匀强磁场区域的上方,由不同高度静止释放,用、分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻,用、分别表示线框ab边和cd边刚出磁场的时刻。线框下落过程中形状不变,ab边始终保持与磁场水平边界平行,线框平面与磁场方向垂直。设磁场区域的宽度大于线框的边长,不计空气阻力的影响,则下列反映线框下落过程中速度v随时间t变化规律的图象有可能的是 ( )
A. B.
C. D.
第II卷(非选择题)
评卷人
得分
三、实验题(本大题共2题,共10分,其中13题4分,14题6分)
13.某同学为了测量木质材料与金属材料间的动摩擦因数,设计了一个实验方案:实验装置如图甲所示,金属板放在水平桌面上,且始终静止。他先用打点计时器测出木块运动的加速度,再利用牛顿第二定律计算出动摩擦因数。
(1)实验时_________(填“需要”或“不需要”)使砝码和砝码盘的质量m远小于木块的质量M;_______(填“需要”或“不需要”)把金属板的一端适当垫高来平衡摩擦力。
(2)图乙是某次实验时打点计时器所打出的纸带的一部分,纸带上计数点间的距离如图所示,则打点计时器打A点时木块的速度为___________m/s;木块运动的加速度为______。(打点计时器所用电源的频率为50Hz,结果均保留两位小数)。
(3)若打图乙纸带时砝码和砝码盘的总质量为50g,木块的质量为200g,则测得木质材料与金属材料间的动摩擦因数为__________(重力加速度g=10m/s2,结果保留两位有效数字)
14.LED绿色照明技术已经走进我们的生活。某实验小组要测定额定电压约为3 V、额定功率约为1.5 w的LED灯正常工作时的电阻。实验室提供的器材有:
A.电流表A1(量程为0.6 A,内阻RA1约为3Ω)B.电流表A2(量程为3 mA,内阻RA2=100 Ω)
C.定值电阻R1=900 ΩD.定值电阻R2=9900 Ω
E.滑动变阻器R(0~20 Ω)F.蓄电池E(电动势为3 V,内阻很小)G.开关S一只
(1)在虚线框内将图甲所示的电路补充完整,并标明各器材的符号。以下实验都在正确连接电路条件下进行______。
(2)电流表A1的示数用I1表示,电流表A2的示数用I2表示,写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx=___________(用物理量符号表示)。
(3)实验时调节滑动变阻器,当LED灯正常发光时,电流表A2表盘指针的位置如图乙所示,则其示数为_______mA,若此时电流表A1的示数为0.50 A,则LED灯的电阻为______Ω;(结果保留两位有效数字)。
评卷人
得分
四、计算题(本大题共4题,共38分,。其中15题、16题8分,17题10分,18题12分)
15.如图所示,物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在C点。每隔0.2s通过速度传感器测量物体的瞬时速度。下表给出了部分测量数据。若物体与斜面之间、物体与水平面之间的动摩擦因数都相同,求:
0.0
0.2
0.4
……
0.8
1.0
……
0.00
0.80
1.60
……
1.25
0.75
……
(1)物体在斜面上运动的加速度大小a;
(2)物体在斜面上运动的时间t;
(3)斜面与水平面之间的夹角。
16.如图所示为一遥控电动赛车(可视为质点)和它运动轨道示意图。假设在某次演示中,赛车从A位置由静止开始运动,经2s后关闭电动机,赛车继续前进至B点后水平飞出,赛车能从C点无碰撞地进入竖直平面内的圆形光滑轨道,D点和E点分别为圆形轨道的最高点和最低点。已知赛车在水平轨道AB段运动时受到的恒定阻力为0.4N,赛车质量为0.4kg,通电时赛车电动机的输出功率恒为2W,B、C两点间高度差为0.45m,C与圆心O的连线和竖直方向的夹角,空气阻力忽略不计, , ,求:
(1)赛车通过C点时的速度大小;(2)赛道AB的长度;
(3)要使赛车能通过圆轨道最高点D后回到水平赛道EG,其半径需要满足什么条件。
17.如图所示,两块足够大的平行金属板a、b竖直放置,板间有场强为E的匀强电场,两板距离为d,今有一带正电的微粒从a板下边缘以初速度v0竖直向上射入板间,当它飞到b板时,速度大小不变,而方向变为水平方向,且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板而进入bc区域,bc区域的宽度也为d,所加电场大小也为E,方向竖直向上;磁感应强度,方向垂直纸面向里。求:
(1)微粒穿出bc区域的位置到a板下边缘的竖直距离L(用d表示);
(2)微粒在ab、bc区域中运动的总时间t(用d、v0表示)
18.如图所示,固定光滑金属导轨间距为L,导轨电阻不计,上端a、b间接有阻值为R的电阻,导轨平面与水平面的夹角为θ,且处在磁感应强度大小为B. 方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有沿轨道向上的初速度v0.整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知弹簧的劲度系数为k,弹簧的中心轴线与导轨平行。
(1)求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向;
(2)当导体棒第一次回到初始位置时,速度变为v,求此时导体棒的加速度大小a.
参考答案
1.C
【解析】A:t=1s时两物体相遇,且0~1s内甲速度始终比乙大,可知t=0时刻甲物体在后,乙物体在前,A项错误。
B、t=0时甲乙间距为3S0,此后甲乙间距离先减小又增大,速度相等时是第一次相遇后的距离最大,但不是全过程的最大值,B项错误。
C、1s末两物体相遇,由对称性可知则第2s内甲超越乙的位移和第3s内乙反超甲的位移相同,因此3s末两物体再次相遇,C项正确;
D、如图可知4s末,甲物体在乙物体后3S0,D项错误;
点睛:速度相等时,物体间距离出现极值(某一过程中的最大或最小),是不是全过程最大值要分析过程作出判断。
2.A
3.C
【解析】由图像可知运动情景, 时刻,运动员起跳; 时刻,运动员到达最高点; 时刻,运动员到达水面; 时刻,运动员在水中减速向下运动,超重状态; 时刻,运动员在水中到达最低点,故C正确,ABD错误;
故选C。
4.B
【解析】根据万有引力提供向心力有:
解得:M=?,故B正确,ACD错误。
故选:B.
5.B
【解析】A.位移,所以开始下落过程中位移随时间应该是抛物线,故A错误;
B.速度,与地面发生碰撞反弹速度与落地速度大小相等,方向相反,故B正确;
C.小球自由落下,在与地面发生碰撞的瞬间,反弹速度与落地速度大小相等,若从释放时开始计时,动能,所以开始下落过程中动能随时间应该是抛物线,故C错误;
D.重力势力, 小球开始时离地面的高度.故D错误.
故选B。
6.B
D、由于a、b电势相等,故将一正电荷从b点移到c点电场力不做功,故D错误;
故选B;
7.A
【解析】设原线圈电流为,则根据可得,由题意可知: ,解得,设原线圈和副线圈电阻R上的电压分别为、,则,即,又,解得: ,A正确;BCD错误;
故选A。
8.D
9.ABD
【解析】试题分析:小煤块放上传送带先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动,根据运动学公式结合牛顿第二定律求出小煤块从A运动到B的时间;分别求出在煤块匀加速直线运动阶段传送带的位移和煤块的位移,两者位移之差即为划痕的长度;因煤块和皮带之间的摩擦而产生的内能等于滑动摩擦力与相对位移大小的乘积.
物体放上传送带,滑动摩擦力的方向先沿斜面向下.根据牛顿第二定律得: ,则速度从零加速到传送带的速度所需的时间为,经过的位移为: .由于,可知物体与传送带不能保持相对静止,继续做匀加速运动.速度相等后,物体所受的滑动摩擦力沿斜面向上.根据牛顿第二定律得,根据,即,解得,则,故A正确;煤块对皮带做的总功即是滑动摩擦力对传送带所做的功为,B正确;第一秒内传送带的速度大于煤块的速度,煤块相对于传送带先后运动,相对位移: ,第二秒内煤块的速度大于传送带的速度,煤块相对于传送带向前运动,相对位移,物块相对于传送带的位移.而小煤块在白色皮带上留下黑色印记的长度为5m,C错误;产生的内能,D正确;
10.ABD
簧弹力对重物所做功之比是,故D正确。
点睛:本题通过弹簧振子模型综合考了力与运动关系、动量定理、动能定理,关键是熟悉振子振动过程的受力情况、运动情况和能量转化情况,还要会结合图象法求解变力做的功。
11.BD
【解析】试题分析:将滑动变阻器的滑片P向下调节,变阻器接入电路的电阻减小,R与灯并联的电阻减小,外电路总电阻减小,根据欧姆定律分析干路电流和路端电压的变化.判断灯亮度的变化,电压表的示数等于路端电压.根据路端电压与灯电压的变化,分析并联部分电压的变化,判断灯亮度的变化.根据干路电流与灯电流的变化,分析电流表读数的变化.
将滑动变阻器的滑片P向下调节,变阻器接入电路的电阻减小,R与灯并联的电阻减小,外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律分析得知,干路电流I增大,路端电压U减小,则电压表示数减小,灯变亮.R与灯并联电路的电压,U减小,增大,减小,灯变暗.流过电流表的电流,I增大,减小,IA增大,电流表的示数增大.电容器两端的电压等于并联部分的电压,电压变小,由Q=CU知电容器的电荷量减少,故BD正确.
12.BCD
13. 不需要; 不需要 (2)1.58; 0.75 (3)0.16
【解析】(1)本实验是测量摩擦因数,故不需要平衡摩擦力,根据逐差法求得木块的加速度,把木块和砝码及砝码盘作为整体利用牛顿第二定律求得摩擦因数,故不需要使砝码和砝码盘的质量m远小于木块的质量M?(2)A点的瞬时速度为:?
B点的瞬时速度为:?
加速度为: (3)根据牛顿第二定律可以知道: ,?代入数据计算得出:
综上所述本题答案是:(1). 不需要; 不需要 (2)1.58; 0.75 (3)0.16
14. (1)电路图见解析; (2) (3) 2.80 5.6
0.1mA×28.0=2.80mA;将值代入得LED灯的电阻为
【点睛】题中无电压表,需将电流表A2与定值电阻R1串联组成电压表,根据欧姆定律和并联电路的特点求出LED灯正常工作时的电阻。
15.(1)4m/s2 (2) 0.5s (3)530
16.(1)(2)(3)
【解析】(1)赛车在BC间做平抛运动,则
由图可知:
(2)由(1)可知B点速度
则根据动能定理: ,得到: 。
(3)当恰好通过最高点D时,有:
从C到D,由动能定理可知:
得到:
所以轨道半径 (可以不写0)
17.(1)(2)
(2)微粒在电场中受水平向右的电场力和竖直向下的重力,其运动分解为水平和竖直的匀变速运动, 微粒在电场中的运动时间为,
磁场中运动时间
在ab、bc区域中运动的总时间为=
18.(1) 电流方向为b→a (2)gsinθ?
(2)棒产生的感应电动势为:E2=BLv
根据欧姆定律得感应电流为:
棒受到的安培力大小为: ,方向沿斜面向上,受力如图所示:
根据牛顿第二定律有:
解得:
点睛:本题主要考查了导体棒的切割问题,根据平衡条件或牛顿第二定律列出方程,即可解题。
期末复习精准模拟试题(基础版)(C卷)
考试范围:必修一、二,选修3-1;考试时间:90分钟
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
评卷人
得分
一、单选题(本大题共8小题,每小题4分,共32分)
1.如图所示为A、B两质点在同一直线上运动的位移—时间(x-t)图象.A质点的图像为直线,B质点的图象为过原点的抛物线,两图象交点C、D坐标如图.下列说法不正确的是( )
A. A、B相遇两次
B. t1~t2时间段内B质点的平均速度与A质点匀速运动的速度相等
C. 两物体速度相等的时刻一定在t1~t2时间段内的中间时刻
D. A在B前面且离B最远时,B的位移为
2.如图所示,质量为的小物体(可视为质点)静止地放在半径为R、质量为的半球体上,小物体与半球体间的动摩擦因数为,物体与球心的连线与水平地面的夹角为,整个装置静止.则下面说法正确的是
A. 地面对半球体的摩擦力方向水平向左
B. 小物体受到的摩擦力大小为
C. 半球体受到小物体的作用力大小为
D. 变大(始终为锐角)时,地面对半球体的支持力增大
3.如图甲所示,一轻质弹簧的下端,固定在水平面上,上端叠放着两个质量均为m的物体A、B(物体B与弹簧栓接),弹簧的劲度系数为k,初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体A上,使物体A开始向上做加速度为a的匀加速运动,测得两个物体的v﹣t图象如图乙所示(重力加速度为g),则( )
A. 施加外力的瞬间,F的大小为2m(g﹣a)
B. A、B在t1时刻分离,此时弹簧的弹力大小m(g+a)
C. 弹簧弹力等于0时,物体B的速度达到最大值
D. B与弹簧组成的系统的机械能先增大,后保持不变
4.如图,可视为质点的小球位于半圆柱体左端点A的正上方某处,以初速度v0水平抛出,其运动轨迹恰好能与半圆柱体相切于B点.过B点的半圆柱体半径与水平方向的夹角为30°,则半圆柱体的半径为(不计空气阻力,重力加速度为g)( )
A. B. C. D.
5.如图所示,“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”空间实验室对接后,组合体在时间t内沿圆周轨道绕地球转过的角度为θ,组合体轨道半径为r,引力常量为G,不考虑地球自转。则( )
A. 组合体做圆周运动的线速度为
B. 可求出组合体受到地球的万有引力
C. 地球的质量为
D. 可求出地球的平均密度
6.如图所示,在倾角为30°的斜面上的P点钉有一光滑小铁钉,以P点所在水平虚线将斜面一分为二,上 部光滑,下部粗糙.一绳长为3R轻绳一端系与斜面O点,另一端系一质量为m的小球,现将轻绳拉直小球从A点由静止释放,小球恰好能第一次通过圆周运动的最高点B点.已知OA与斜面底边平行,OP距离为2R,且与斜面底边垂直,则小球从A到B 的运动过程中( )
A. 合外力做功mgR B. 重力做功2mgR
C. 克服摩擦力做功mgR D. 机械能减少mgR.
7.如图所示,P点固定一个带正电荷的小球,光滑杆上套有一个带负电的质量为m的小环(可视为点电荷),A、P在同一水平面上,且相互为L,当环从A位置静止开始下滑到C位置时速度恰好为零,B点是AC的中点,已知AC间的距离为h,则
A. 在C位置时小环受到的库仑力为
B. 从A到C,小环的机械能先增大后减少
C. 从A到B和从B到C,小环克服库仑力做的功,后者较大
D. 从A到C,小环克服库仑力做功的功率一直增大
8.如图所示,竖直放置的两块很大的平行金属板a、b,相距为d,a、b间的电场强度为E,今有一带正电的微粒从a板下边缘以初速度v0竖直向上射入电场,当它飞到b板时,速度大小不变,而方向变为水平方向,且刚好从高度也为d的狭缝进入bc区域,bc区域的宽度也为d,所加电场的场强大小为E,方向竖直向上,磁感应强度方向垂直纸面向里,磁场磁感应强度大小等于,重力加速度为g,则下列关于微粒运动的说法正确的是( )
A. 微粒在ab区域的运动时间为
B. 微粒在bc区域中做匀速圆周运动,圆周半径r=2d
C. 微粒在bc区域中做匀速圆周运动,运动时间为
D. 微粒在ab、bc区域中运动的总时间为
评卷人
得分
二、多项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
9.如图所示电路中,电源内阻不可忽略,L1、L2两灯均正常发光,R1为定值电阻,R为一滑动变阻器,P为滑动片,若将滑动片向下滑动,则( )
A.L1灯变亮 B.L2灯变暗
C.R1上消耗功率变大 D.总电流变小
10.一个足够长的绝缘斜面,倾角为θ,置于匀强磁场中,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里,与水平面平行,如图所示,现有一带电荷量为q,质量为m的小球在斜面顶端由静止开始释放,小球与斜面间的动摩擦因数为μ,则
A. 如果小球带正电,小球在斜面上的最大速度为
B. 如果小球带正电,小球在斜面上的最大速度为
C. 如果小球带负电,小球在斜面上的最大速度为
D. 如果小球带负电,小球在斜面上的最大速度为
11.如图所示,在距水平地面高为0.4m处,水平固定一根长直光滑杆,在杆上P点固定一定滑轮,滑轮可绕水平轴无摩擦转动,在P点的右边,杆上套有一质量m=2kg的滑块A。半径R=0.3m的光滑半圆形细轨道竖直地固定在地面上,其圆心O在P点的正下方,在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B。用一条不可伸长的柔软细绳,通过定滑轮将A、B连接起来。杆和半圆形轨道在同一竖直面内,A、B均可看作质点,且不计滑轮大小的影响。现给滑块A一个水平向右的恒力F=50N(取g=10m/s2)。则( )
A. 把小球B从地面拉到P的正下方时力F做功为20J
B. 小球B运动到C处时的速度大小为0
C. 小球B被拉到与滑块A速度大小相等时,离地面高度为0.225m
D. 把小球B从地面拉到P的正下方C时,小球B的机械能增加了20J
12.如图所示,一根长度为2L、质量为m的绳子挂在定滑轮的两侧,左右两边绳子的长度相等。绳子的质量分布均匀,滑轮的质量和大小均忽略不计,不计一切摩擦。由于轻微扰动,右侧绳从静止开始竖直下降,当它向下运动的位移为x时,加速度大小为a,滑轮对天花板的拉力为T。已知重力加速度大小为g,下列a-x、T-x关系图线正确的是
A. B.
C. D.
评卷人
得分
三、实验题(本大题共2题,共10分,其中13题4分,14题6分)
13.某实验小组用如图所示的装置探究质量一定时加速度与力的关系。
用铁架台将两块固定有定滑轮的木板架起,木板的右端固定了两个打点计时器,将两个质量相等的小车A、B放置在木板右端,用细线绕过滑轮组后与两小车相连。两条纸带穿过打点计时器后分别与小车连接在一起。将两个打点计时器接在同一个电源上,确保可将它们同时打开或关闭。实验时,甲同学将两小车按住,乙同学先在动滑轮下方挂上一个钩码,再接通电源使打点计时器开始工作。打点稳定后,甲将两辆小车同时释放。在小车撞到定滑轮前,乙断开电源,两打点计时器同时停止工作,取下两条纸带,通过分析处理纸带记录的信息,可以求出两小车的加速度,进而完成实验.请回答以下问题:
(1)下图为小车A后面的纸带,纸带上的0, 1, 2, 3, 4,5, 6为每隔4个打印点选取的计数点,相邻两计数点间的距离如图中标注,单位为cm。打点计时器所用电源的频率为50Hz,则小车A的加速度a1=_____m/s2(结果保留两位有效效字)。同样测出小车B的加速度a2,若a1:a2近似等于_________,就可说明质量一定的情况下,物体的加速度与力成正比。
(2)丙同学提出,不需测出两小车加速度的数值.只量出两条纸带上从第一个打印点到最后一个打印点间的距离x1、x2,也能完成实验探究,若x1:x2近似等于___,也可说明质量一定的情况下,物体的加速度与力成正比,理由是________________________。
(3)下列操作中,对减少实验误差有益的是______
A.换用质量大一些的钩码
B.换用质量大一些的小车
C.调整定滑轮的高度,使牵引小车的细线与木板平行
D.平衡小车运动过程中受到的摩擦力时,将细线与小车连接起来
14.(1)在“测定金属的电阻率”的实验中,需要用刻度尺测出被测金属丝的长度L,用螺旋测微器测出金属丝的直径d,用电流表和电压表测出金属丝的电阻R。
①请写出测金属丝电阻率的表达式:ρ =__________ (用上述测量的字母表示)
②若实验中测量金属丝的长度时如图所示,则金属丝长度的测量值为L= _______ cm
(2)某同学想通过“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的方法来测量一小灯泡的额定功率。所用器材如下:
a.待测小灯泡一只:额定电压为2.5V,电阻约为几欧
b.电压表一只:量程为3V,内阻约为3kΩ
c.电流表一只:量程为0.6A,内阻约为0.1Ω
d.滑动变阻器一只,干电池两节,开关一个,导线若干
①在图甲中补全测量小灯泡额定功率的电路图__________,
②图甲中开关S闭合之前,滑动变阻器的滑片应置于______(选填“A端”、“B端”或“AB正中间”);
③若该同学测量过程中发现电压表损坏,他找来一块万用表代替电压表测量灯泡的电压,则万用表的______(选填“红”、“黑”)表笔应该与灯泡的左端相连。
④该同学通过实验作出了小灯泡的伏安特性曲线,如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W;若将小灯泡直接与电动势E=3.0V,内阻r =7.5Ω的电源相连,小灯泡的功率为______W。(结果均保留两位有效数字)
评卷人
得分
四、计算题(本大题共4题,共38分,。其中15题、16题8分,17题10分,18题12分)
15.如图所示,一足够长的水平传送带以速度v = 2m/s匀速运动,质量为m1 = 1kg的小物块P和质量为m2 = 1.5kg的小物块Q由通过定滑轮的轻绳连接,轻绳足够长且不可伸长。某时刻物块P从传送带左端以速度v0 = 4m/s冲上传送带,P与定滑轮间的绳子水平。已知物块P与传送带间的动摩擦因数μ= 0.5,重力加速度为g =10m/s2,不计滑轮的质量与摩擦,整个运动过程中物块Q都没有上升到定滑轮处。求:
(1)物块P刚冲上传送带时的加速度大小;
(2)物块P刚冲上传送带到右方最远处的过程中,PQ系统机械能的改变量;
(3)若传送带以不同的速度v(0 16.如图所示,在光滑绝缘的水平面上,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B.A球的带电量为+2q,B球的带电量为﹣3q,两球组成一带电系统.虚线MN与PQ平行且相距3L,开始时A和B分别静止于虚线MN的两侧,虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线.若视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MN、PQ间加上水平向右的电场强度为E的匀强电场后.试求:
(1)B球刚进入电场时,带电系统的速度大小;
(2)带电系统向右运动的最大距离和此过程中B球电势能的变化量;
(3)带电系统运动的周期.
17.如图甲所示的是安全恒温饮水机的自动控制电路.左边是一个对水加热的容器,内有密封绝缘可调的电热丝发热器和接触开关S1,只要有水浸没S1,它就会导通.Rx是一个热敏电阻,低温时呈现高电阻,达到高温时(如水的沸点)呈现低电阻.Ry是一个可变电阻,低温时Rx?Ry,高温(水的沸点)时Rx?Ry.中方框P内是一个逻辑门,A、B是逻辑门的输入端,Z是输出端.当A、B输入都为高电势时,Z才输出高电势.右边虚线框J内是一个继电器,当Z输出高电势时电磁线圈中有电流,S2被吸动闭合,发热器工作.该加热电路中,电的电动势为220V,内电阻为4Ω,电热丝是一根额定电流为5A、总阻值为220Ω的均匀电阻丝制成的圆环形滑动变阻器,如图乙所示.
(1)根据题意,甲图中方框P是一个__(选填“与”、“或”、“非”)逻辑门,该逻辑门输入信号由水位高低控制的输入端是__,输入信号由水温高低控制的输入端是__.(后两空选填“A”、“B”)
(2)当加热电路安全工作时,电的可能最高效率和可能最大输出功率分别是多少?
18.如图甲所示,有一磁感应强度大小为B、垂直纸面向外的匀强磁场,磁场边界OP与水平方向夹角为45°,紧靠磁场右上边界放置长为L,间距为d的平行金属板M、N,磁场边界上的O点与N板在同一水平面上,O1、O2是电场左右边界中点.在两板间存在如图乙所示的交变电场(取竖直向下为正方向).某时刻从O点竖直向上同时发射两个相同的粒子a和b,质量为m,电量为+q,初速度不同.粒子a在图乙中的t=时刻,从O1点水平进入板间电场运动,由电场中的O2点射出.粒子b恰好从M板左端进入电场.(不计粒子重力和粒子间相互作用,电场周期T未知)
求:(1)粒子a、b从磁场边界射出时的速度va、vb;
(2)粒子a从O点进入磁场到射出O2点运动的总时间;
(3)如果交变电场的周期,要使粒子b能够穿出板间电场,求这电场强度大小E0满足的条件.
参考答案
1.D
2.C
【解析】A、以质点和半球体整体作为研究对象,受到重力和地面对半球体的支持力,地面对半球体没有摩擦力,故A错误;
B、,对小物块受力分析,受重力,支持力和静摩擦力,将重力按照作用效果正交分解,如图 由于物体静止在半球上,处于平衡态,沿切向列平衡方程: ,故B错误;
C、小物块处于平衡状态,有平衡知:N和f的合力应该等于小球的重力mg,即半球体受到小物体的作用力大小为,故C正确;
D、以整体为对象,由平衡条件得:地面对半球体的支持力不变,故D错误;
综上所述本题答案是:C
3.B
【解析】解:A、施加F前,物体AB整体平衡,根据平衡条件,有:
2Mg=kx;解得:
x=2
施加外力F的瞬间,对B物体,根据牛顿第二定律,有:
F弹﹣Mg﹣FAB=Ma
其中:F弹=2Mg
解得:FAB=M(g﹣a),故A错误.
B、物体A、B在t1时刻分离,此时A、B具有共同的v与a;且FAB=0;
对B:F弹′﹣Mg=Ma
解得:F弹′=M(g+a),故B正确.
C、B受重力、弹力及压力的作用;当合力为零时,速度最大,而弹簧恢复到原长时,B受到的合力为重力,已经减速一段时间;速度不是最大值;故C错误;
D、B与弹簧开始时受到了A的压力做负功,故开始时机械能减小;故D错误;
故选:B
4.C
5.C
【解析】A、组合体在时间t内沿圆周轨道绕地球转过的角度为 ,则角速度: 所以,故A错误;
B、因为不知道组合体的质量,所以不能求出组合体受到的万有引力,故B错误;
C、万有引力提供组合体的向心力,则: 所以: 故C正确;
D、根据 , ,但不知道星球自身的半径,所以无法求地球的平均密度,故D错误;
综上所述本题答案是:C
6.D
7.C
【解析】A、在C位置时小环受到的库仑力F,则有, ,故A错误;
B、带正电荷的小球对带负电的质量为m的小环做负功,小环的机械能减少,故B错误;
C、由点电荷周围的电势分布可知,距离点电荷越远,电势减小的越慢,所以AB之间的电势小于BC之间的电势,小环克服库仑力做的功在BC多,故C正确;
D、在A点,小环克服库仑力做功的功率为0,在C点,小环克服库仑力做功的功率为0,小环克服库仑力做功的功率先增大后减小,故D错误;
故选C。
8.ABD
【解析】将粒子在电场中的运动沿水平和竖直方向正交分解,水平分运动为初速度为零的匀加速运动,竖直分运动为末速度为零的匀减速运动,根据运动学公式,有水平方向:,,竖直方向:,解得:,,故A正确;粒子在复合场中运动时,由于电场力与重力平衡,故粒子做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,有:,解得:,联立解得:r=2d,故B错误;由于r=2d,画出轨迹,如图
由几何关系,得到回旋角度为30°,故在复合场中的运动时间为: ,故C正确;粒子在电场中运动时间为:,故粒子在ab、bc区域中运动的总时间为:故D正确。所以ABD正确,C错误。
9.BC
考点:动态电路。
10.BC
【解析】试题分析:如果小球带正电,小球下滑过程中受到重力、垂直于斜面向下的洛伦兹力、斜面的支持力和滑动摩擦力,小球由静止开始做加速运动,随着小球速度的增大,洛伦兹力增大,摩擦力增大,加速度减小,当小球的受力达到平衡时,做匀速运动,速度达到最大.由平衡条件得,解得最大速度为,故A错误B正确;如果小球带负电,小球下滑过程中受到重力、垂直于斜面向上的洛伦兹力、斜面的支持力和滑动摩擦力,小球由静止开始做加速运动,随着小球速度的增大,洛伦兹力增大,当小球刚要离开斜面时速度达到最大,此时有,解得,故C正确D错误.
考点:考查了带电小球在匀强磁场的中运动
【名师点睛】若小球带正电,分析小球的受力情况,抓住洛伦兹力与速度大小成正比,确定小球的运动情况.若小球带负电,分析小球的受力情况,小球受到垂直于斜面向上的洛伦兹力作用,最终小球会离开斜面,当小球刚要离开斜面时速度达到最大,由平衡条件求出最大速度.
11.ACD
12.AC
【解析】AB、设单位长度上质量为m0,则根据受力分析知,加速度与x成正比,当x=L时,加速度a=g,以后不变,故A正确,B错误;
CD、选取左边部分受力分析,知,故D错误,C正确;
故选AC。
13. (1)0.48 1:2 (2)1:2 由可知,当时间t相等时,位移与加速度成正比; (3)AC
14. (1) 60.50 (2)
B端 黑 1.1 0.26,(0.22~0.30之间均正确)
【解析】(1) ①由与得;②由刻度尺读数规则:L=(70.50-10.00)cm=60.50cm;
(2) ①由于小灯泡电阻较小,满足,电流表应用外接法,电路图如图所示;
②图甲中开关S闭合之前,滑动变阻器的滑片应置于B端,使得闭合电键后,测量电路部分处于短路状态,电压表、电流表示数为0,起保护作用.
③万用表测电压时,万用表的红表笔应该与正极相连,黑表笔与负极相连.灯泡的左端是负极,所以万用表的黑表笔灯泡的左端相连.
④当U=2.5V时,电流I=0.44A,所以额定功率为:P=UI=2.5×0.44W=1.1W.作出电动势E=3.0V,内阻r=7.5Ω的电源的I-U图线,如图,交点对应的电压和电流分别为:1.0V、0.28A,所以实际功率为:P=UI=1.0×0.28=0.28W.
点晴:解决本题的关键掌握电流表内外接选择的方法,难点是与电源连接求实际功率,因为灯泡的电阻是随U的变化而变化的,所以必须用图象的方法来解决.
15.(1)a1=8m/s2 (2) (3) ,
(2)P先减速到与传送带速度相同,设位移为,则
共速后,由于摩擦力
故P不可能随传送带一起匀速运动,继续向右减速,摩擦力方向水平向右
设此时的加速度为,轻绳的拉力为
对P由牛顿第二定律得:
对Q由牛顿第二定律得:
联立解得:
设减速到0位移为,则
PQ系统机械能的改变量等于摩擦力对P做的功:
(3)第一个减速过程,所用时间,P运动的位移为,皮带运动的位移为
第二个减速过程,所用时间,P运动的位移为,皮带运动的位移为
则整个过程产生的热量
当时,
【点睛】本题的难点:一是要分析当P与传送带共速度时P将做怎样的运动,二是要知道PQ系统机械能的改变量等于摩擦力对P做的功,三是写出系统热量的表达式,并由表达式分析热量的最小值.
16.(1) (2) , (3)
则:s总=B球从刚进入电场到带电系统从开始运动到速度第一次为零时位移为L其电势能的变化量为△Ep=?W=3qE?L=4qEL
17. (1)与 A B;(2)①93.2%,②1190W.
【解析】(1)由题,当A、B输入都为高电势时,Z才输出高电势,故P应是与逻辑门.本饮水机的自动加热原理:当水温较低时,Rx阻值较大,A为高电势,且有水浸没J,B也为高电势,则Z才输出高电势,电磁线圈中有电流,S被吸动闭合,发热器工作.所以该逻辑门输入信号由水位高低控制的输入端是 B,输入信号由水温高低控制的输入端是 A.
(2)①可见当电阻丝并联电阻R?最大时,电可能达到的效率最高
由于 ,当R1=R﹣R1时,并联电阻达最大值R?max= Ω=55Ω
电的效率
所以
②设电阻丝的一个支路电阻R1为允许的最小值R1min时,其电流恰达到额定电流I0=5A,这时并联电阻丝的达到允许的最大功率
由闭合电路欧姆定律,得
代入数据并整理,得R21min﹣264 R1min+8800=0
解得R1min=39.1Ω(另一解大于220Ω,不合题意,舍去)
这时并联电阻
所以电可能的最大输出功率为
点睛:解本题要知道两点:当电阻丝并联电阻R总电阻最大时,电源达到的效率最高;电阻丝的一个支路的电阻为允许的最小值,其电流恰达到额定电流时,这时并联电阻丝达到允许的最大功率.
18.(1) (2) (3)
(2)粒子a在磁场中运动轨迹如图
在磁场中运动周期为: ④
在磁场中运动时间: ⑤
粒子在电磁场边界之间运动时,水平方向做匀速直线运动,所用时间为 ⑥
由④⑤⑥则全程所用时间为: