、(上海市闸北区2008年4月模拟)如图所示画出了匀强电场的几条电场线,M、N是该电场中的两点,一个带正电荷的粒子仅在电场力作用下由M点运动到N点,则 ( ??? )AC
A.该粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
B.无法比较该粒子在M和N点的动能大小
C.该粒子在M点的速度一定不为零
D.该粒子在N点的速度方向可能与电场线垂直
、(上海市宝山区2008年4月模拟)如图所示,Q1、Q2为二个等量同种的正点电荷,在二者的电场中有M、N和O三点,其中M和O在Q1、Q2的连线上(O为连线的中点), N为过O点的垂线上的一点。则下列说法中正确的是( )B
A.在Q1、Q2连线的中垂线位置可以画出一条电场线
B.若将一个正点电荷分别放在M、N和O三点,则该点电荷在M点时的电势能最大
C.若ON间的电势差为U,ON间的距离为d,则N点的场强为
D.若ON间的电势差为U,将一个带电量为q的负点电荷从N点移到O点,则克服电场力做功为Uq
、(上海市卢湾区2008年4月模拟)如图12中是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图可判断出该带电粒子---------------------------------( )BCD
(A)电性与场源电荷的电性相同
(B)在a、b两点所受电场力大小Fa>Fb
(C)在a、b两点时速度大小va>vb
(D)在a、b两点的电势能Ea、(上海市嘉定区2008年4月模拟)在场强为E的匀强电场中固定放置两个小球1和2,它们的质量相等,电荷分别为q1和-q2(q1( q2),球1和球2的连线平行于电场线,现同时放开两球,于是它们开始在电场力作用下运动,如果两球间的距离可取任意有限值,则两球刚放开时,它们的加速度可能是( )ABC
(A)大小不等,方向相同, (B)大小不等,方向相反,
(C)大小相等,方向相同, (D)大小相等,方向相反。
、(上海市虹口区2008年4月模拟)如图所示,一水平固定的小圆盘A,带电量为Q,电势为零,从圆盘中心处O由静止释放一质量为m,带电量为+q的小球,由于电场的作用,小球竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的c点,Oc=h,又知道过竖直线上的b点时,小球速度最大,由此可知在Q所形成的电场中,可以确定的物理量是 ( )AD
A.b点场强。 B.c点场强。
C.b点电势。 D.c点电势。
、(上海市虹口区2008年4月模拟)匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点,AB的长度为1 m,D为AB的中点,如图所示。已知电场线的方向平行于ΔABC所在平面,A、B、C三点的电势分别为14 V、6 V和2 V。设场强大小为E,一电量为1×10-6 C的正电荷从D点移到C点电场力所做的功为W,则 ( )A
A.W=8×10-6 J,E>8 V/m。
B.W=6×10-6 J,E>6 V/m。
C.W=8×10-6 J,E≤8 V/m。
D.W=6×10-6 J,E≤6 V/m。
、(上海市长宁区2008年4月模拟)如图所示,在匀强电场中有相互平行、间隔相等的三个等势面A、B、C,其中等势面B的电势为零.有一正电荷只受电场力的作用,经过等势面A时的动能为4J,到达等势面C时速度恰为零.则该正电荷运动到电势能为1J的位置时其动能为D
(A)5J . (B)3J . (C)2J . (D)1J .
、(上海市闵行区2008年4月模拟)在卢瑟福的粒子散射实验中,某一粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图所示.图中P、Q为轨迹上的点,虚线是经过P、Q两点并与轨迹相切的直线,两虚线和轨迹将平面分为四个区域.不考虑其他原子核对粒子的作用,则关于该原子核的位置,正确的是------------------------( )A
A.一定在①区域 B.可能在②区域
C.可能在③区域 D.一定在④区域
、(上海市黄浦区2008年4月模拟)在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为 U的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为s、电流为 I的电子束。已知电子的电量为 e、质量为 m,则在刚射出加速电场时,一小段长为的电子束内电子个数是 ( )A
A. B. C. D.
、(上海市黄浦区2008年4月模拟)如图所示的同心圆(虚线)是电场中的一簇等势线,一个电子只在电场力作用下沿着直线由A向C运动时的速度越来越小,B为线段AC的中点,则下列正确的有 ( )BD
A.电子沿AC运动时受到的电场力越来越小
B.电子沿AC运动时它具有的电势能越来越大
C.电势差
D.电势
、(上海市徐汇区2008年4月模拟)(14分)如图所示,在空间中取直角坐标系Oxy,在第一象限内平行于y轴的虚线MN与y轴距离为d,从y轴到MN之间的区域充满一个沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E。初速度可以忽略的电子经过另一个电势差为U的电场加速后,从y轴上的A点以平行于x轴的方向射入第一象限区域,A点坐标为(0,h)。已知电子的电量为e,质量为m,加速电场的电势差U>,电子的重力忽略不计,求:
(1)电子从A点进入电场到离开该电场区域所经历的时间t和离开电场区域时的速度v;
(2)电子经过x轴时离坐标原点O的距离l。
(1)由 eU=mv02(1分) 得电子进入偏转电场区域的初速度v0=(1分)
设电子从MN离开,则电子从A点进入到离开匀强电场区域的时间t= =d (1分);
y=at2=(2分)
因为加速电场的电势差U>, 说明y<h,说明以上假设正确(1分)
所以vy=at=( d = (1分)
离开时的速度v==(2分)
(2)设电子离开电场后经过时间t’到达x轴,在x轴方向上的位移为x’,则
x’=v0t’(1分),y’=h-y=h-t=vyt’ (1分)
则 l=d+x’= d+v0t’= d+v0(-)= d+h-=+h(1分)
代入解得 l=+(2分)
、(上海市黄浦区2008年4月模拟)(14分)有一带负电的小球,其带电量q = -C。如图所示,开始时静止在场强E=N/C的匀强电场中的P点,靠近电场极板B有一挡板S,小球与挡板S的距离h=4cm,与A板距离H=36cm,小球的重力忽略不计。在电场力作用下小球向左运动,与挡板S相碰后电量减少到碰前的k倍,已知k=7/8,而碰撞过程中小球的机械能不损失。(1)设匀强电场中挡板S所在位置的电势为零,则小球在P点时的电势能为多少?(电势能用来表示)(2)小球从P点出发第一次到达最右端的过程中电场力对小球做了多少功?(3)小球经过多少次碰撞后,才能抵达A板?
(1)SP间的电势差 (1分)
因,所以 (1分)
小球在P点时的电势能 (2分)
(2)小球从P到S电场力做功 (1分)
小球从S第一次到达最右端电场力做功 (1分)
小球从P点出发第一次到达最右端电场力对小球做功 (1分)
(3)小球第一次从P到S有 (1分)
小球第一次被弹回至最右端距S板的距离为
有, (1分)
得 (1分)
同理小球第二次碰撞后有
推得 (1分)
有, (1分)
(1分)
所以小球经过18次碰撞后,才能抵达A板 (1分)
、(上海市闵行区2008年4月模拟)(14分) 如图所示,A为位于一定高度处的质量为、带电荷量为的微粒,B为位于水平地面上的质量为M的用特殊材料制成的长方形空心盒子,盒子与地面间的动摩擦因数=0.2,盒内存在着竖直向上的匀强电场,场强大小,盒外存在着竖直向下的匀强电场,场强大小也为E,盒的上表面开有一系列略大于微粒的小孔,孔间距满足一定的关系,使得微粒进出盒子的过程中始终不与盒子接触.当微粒A以1m/s的速度从孔1进入盒子的瞬间,盒子B恰以v1=0.4m/s的速度向右滑行.设盒子足够长,取重力加速度g=10m/s2,不计微粒的重力,微粒恰能顺次从各个小孔进出盒子.试求:
(1) 从微粒第一次进入盒子至盒子停止运动的过程中,盒子通过的总路程;
(2) 微粒A从第一次进入盒子到第二次进入盒子所经历的时间;
(3) 盒子上至少要开多少个小孔,才能保证微粒始终不与盒子接触。
解:(1)微粒在盒子内、外运动时,盒子的加速度a’=μMg/M=μg=0.2×10 m/s2=2 m/s2
盒子全过程做匀减速直线运动,所以通过的总路程是:(4分)
(2)A在盒子内运动时, 方向以向上为正方向
由以上得 a=qE/m=1×10-6×1×103/1×10-5 m/s2=1×102 m/s2 (2分)
A在盒子外运动时, 则a=qE/m=1×102 m/s2 方向向下
A在盒子内运动的时间t1=2v/ a=2×1/1×102s=2×10-2s
同理A在盒子外运动的时间t2=2×10-2s
A从第一次进入盒子到第二次进入盒子的时间t= t1+t2=4×10-2s (4分)
(3)微粒运动一个周期盒子减少的速度为△v= a’ (t1+ t2)=2×(0.02+0.02)=0.08m/s
从小球第一次进入盒子到盒子停下,微粒球运动的周期数为n=v1/△v=0.4/0.08=5
故要保证小球始终不与盒子相碰,盒子上的小孔数至少为2n+1个,即11个. (4分)
、(上海市虹口区2008年4月模拟)10分)如图所示,质量为m的小球A穿在绝缘细杆上,杆的倾角为α,小球A带正电,电量为q,在杆上B点处固定一个电量为Q的正电荷。将A由距B竖直高度为H处无初速释放,小球A下滑过程中电量不变。不计A与细杆间的摩擦,整个装置处在真空中。已知静电力恒量k和重力加速度g,求:
(1)A球刚释放时的加速度。
(2)当A球的动能最大时,求此时A球与B点的距离。
(1)由牛顿第二定律得 mgsinα-F=ma 2分
根据库仑定律 F=k 2分
r= 1分
解得:a=gsinα- 2分
(2)当A球所受合力为零,加速度为零时,速度最大,动能最大。设此时AB间距离为L,
则: mgsinα= k 2分
1分
、(上海市静安区2008年4月模拟)(14分)如图甲所示,场强大小为E、方向竖直向上的匀强电场内存在一竖直平面内半径为R的圆形区域,O点为该圆形区域的圆心,A点是圆形区域的最低点,B点是最右侧的点。在A点有放射源释放出初速度大小不同、方向均垂直于场强向右的正电荷,电荷的质量为m,电量为q,不计重力。试求:
(1)电荷在电场中运动的加速度多大?
(2)运动轨迹经过B点的电荷在A点时的速度多大?
(3)某电荷的运动的轨迹和圆形区域的边缘交于P点,∠POA=θ,请写出该电荷经过P点时动能的表达式。
(4)若在圆形区域的边缘有一接收屏CBD,C、D分别为接收屏上最边缘的两点,如图乙,∠COB=∠BOD=30°。求该屏上接收到的电荷的末动能大小的范围。
解:(1)a = (2分)
(2)由R= v0t,R =at2 及a = 三个式子可解得:v0 =(3分)
(3)Ek=Eq(R-Rcosθ)+m v′02,Rsinθ= v′0t,R-Rcosθ=at2及a = (3分)
得:Ek= EqR (5-3cosθ) (2分)
(4)由第(3)小题的结论可以看出,当θ从0°变化到180°,接收屏上电荷的动能逐渐增大,因此D点接收到的电荷的末动能最小,C点接收到的电荷的末动能最大。(1分)
EkD= EqR (5-3cos60°) = EqR(1分)
EkC= EqR (5-3cos120°) = EqR(1分)
所以,屏上接收到的电荷的末动能大小的范围为[ EqR,EqR ] (1分)
、(上海市卢湾区2008年4月模拟)(14分)在足够大的绝缘光滑水平面上有一质量m=1.0×10-3kg、带电量q=1.0×10-10C的带正电的小球,静止在O点。以O点为原点,在该水平面内建立直角坐标系Oxy。
在t0=0时突然加一沿x轴正方向、大小E1=2.0×106V/m的匀强电场,使小球开始运动。
在t1=1.0s时,所加的电场突然变为沿y轴正方向、大小E2=2.0×106V/m的匀强电场。
在t2=2.0s时所加电场又突然变为另一个匀强电场E3,使小球在此电场作用下在t3=3.0s时速度变为零。求:
(1)在t1=1.0s时小球的速度v1的大小;
(2)在t2=2.0s时小球的位置坐标x2、y2;
(3)匀强电场E3的大小;
(4)请在图27的坐标系中绘出该小球在这3s内的运动轨迹。
(1)a1= = m/s2=0.2m/s2(2分)
v1= a1·Δt1=0.2×1.0m/s =0.2 m/s (2分)
(2)x2=a1Δt12+ v1Δt2=×0.2×1.02m+0.2×0.1m=0.3m (3分)
y2= a2Δt22 =×0.2×1.02m=0.1m (1分)
(3)v22=2 v12, v 2=v1=×0.2 m/s= 0.28 m/s (1分)
a3== m/s2=0.28 m/s2 (1分)
E3= ==2.8×10-6V/m (1分)
(4) (3分)
、(上海市宝山区2008年4月模拟)如图a所示,为一组间距d足够大的平行金属板,板间加有随时间变化的电压(如图b所示),设U0和T已知。A板上O处有一静止的带电粒子,其带电量为q,质量为m(不计重力),在t=0时刻起该带电粒子受板间电场加速向B板运动,途中由于电场反向,粒子又向A板返回(粒子未曾与B板相碰)。
(1)当Ux=2U0时求带电粒子在t=T时刻的动能;
(2)为使带电粒子在0~T时间内能回到O点,Ux要大于多少?
解:(1)(2分),(1分),(1分),
(2分)
(2分)
(2)(1分),(1分),
,(1分),由上面四式,得(1分)
因为,,所以(2分)
、(上海市闸北区2008年4月模拟)在如图所示电路中,电源电动势为ε,内电阻不能忽略。闭合S后,调整R的阻值,使电压表的示数增大ΔU。在这一过程中( ?? )AC
A 通过R1的电流增大,增量为ΔU/R1???????
B R2两端的电压减小,减小量为ΔU
C 通过R2的电流减小,减小量小于ΔU/R2
D 路端电压增大,增大量为ΔU
、(上海市宝山区2008年4月模拟)手电筒的两节干电池已经用了较长时间,小灯泡只能发出微弱的光,把两节干电池取出,用电压表直接接在两节干电池的两端,电压表示数接近3V,若把这两节干电池作为一个电子钟的电源(已知电子钟的额定电压与小灯泡的额定电压相同),电子钟能正常工作,下列说法正确的是( )D
A.这两节干电池的电动势减小很多
B.这两节干电池的内电阻减少很多
C.这台电子钟的额定功率和手电筒里的小灯泡额定功率相同
D.这台电子钟正常工作时的电流一定比手电筒里的小灯泡正常工作时的电流小
、(上海市崇明区2008年4月模拟)扫描隧道显微镜(STM)是根据量子力学原理中的隧道效应而设计成的,当原子尺度的探针针尖在不到一个纳米的高度上扫描样品时,外加一电压(2mV~2V),针尖与样品之间产生隧道效应而有电子逸出,形成隧道电流。电流强度随针尖与样品间的距离的减少而指数上升(如图1所示),当探针沿物质表面按给定高度扫描时,因样品表面原子凹凸不平,使探针与物质表面间的距离不断发生改变,从而引起隧道电流不断发生改变。将电流的这种改变图像化即可显示出原子水平的凹凸形态。扫描隧道显微镜的分辨率很高,横向为0.1~0.2nm,纵向可达0.001nm。如果探针针尖在图2所示的样品表面,从图示位置开始,以恒定高度做一维匀速扫描,如果针尖与样品间地距离在r1和r2的范围内变化,则产生的隧道电流可能是图3中的哪种? ………………( )
、(上海市长宁区2008年4月模拟)如图所示电路,电源电动势为,内阻为r,定值电阻为R1,滑动变阻器的总电阻为R,两电表均视为理想电表.在滑动变阻器滑片P从B端向A端滑动的过程中,下列判断错误的是ABC
(A)流过灯L的电流逐渐增大, 表的示数逐渐减小.
(B)流过灯L的电流逐渐增大, 表的示数逐渐增大.
(C)当滑片P处于B端时, 表的示数为/(R1+r).
(D)当滑片P滑至A端时,电源的输出功率可能最小.
、(上海市长宁区2008年4月模拟)如图所示,直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线,抛物线OBC为该电源内部热功率Pr随电流I变化的图线.则根据图线可知 BCD
(A)电源电动势为6v.
(B)电源内阻为1.5Ω.
(C)当电路中电流为1A时,外电路的电阻为1.5Ω.
(D)在O→C过程中,电源输出功率的变化是先变大再变小.
、(上海市徐汇区2008年4月模拟)如图所示电路中,电流表、电压表均为理想电表,若电阻R1断路,则下列说法中正确的( )BD
(A)电流表示数变小;
(B)电压表示数变大;
(C)电源内电路消耗的功率变大;
(D)R3消耗的功率变大。
、(上海市黄浦区2008年4月模拟)如图所示,电源内阻不能忽略,电流表、电压表都是理想电表,当滑动变阻器R的滑动头从a端滑到b端过程中( )B
A. V的示数先增大后减小,A示数减小
B. V的示数先增大后减小,A示数增大
C.V的示数先减小后增大,A示数增大
D.V的示数先减小后增大,A示数减小
、(上海市闵行区2008年4月模拟)一个用半导体材料制成的电阻器D,其电流I随它两端电压U的关系图象如图(a)所示,将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端,三个用电器消耗的电功率均为P,现将它们连接成如图(b)所示的电路,接在该电源的两端,设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2,它们之间的大小关系有( )D
A.、P1=4PD B.PD=P/4
C.PD=P2 D.P1<4P2
、(上海市闵行区2008年4月模拟)一中学生为即将发射的“神州七号”载人飞船设计了一个可测定竖直方向加速度的装置,其原理可简化如图,拴在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动头连接,该装置在地面上静止时其电压表的指针指在表盘中央的零刻度处,在零刻度的两侧分别标上对应的正、负加速度值,当加速度方向竖直向上时电压表的示数为正.这个装置在“神州七号”载人飞船发射、运行和回收过程中,下列说法中正确的是 ( ) ABD
A.飞船在竖直减速上升的过程中,处于失重状态,电压表的示数为负
B.飞船在竖直减速返回地面的过程中,处于超重状态,电压表的示数为正
C.飞船在圆轨道上运行时,电压表的示数为零
D.飞船在圆轨道上运行时,电压表的示数为负
、(上海市卢湾区2008年4月模拟)加速度计是测定物体加速度的仪器,图15所示为应变式加速度计的结构示意图。敏感元件(相当于振子)由弹簧连接并架在光滑支架上,支架与待测系统固定在一起,敏感元件下端滑动臂可在滑动变阻器上R自由滑动。当系统加速运动时,敏感元件发生位移,带动滑动臂移动,引起电压表示数变化。调整接触点C的位置,使系统处于平衡状态时电压表示数为0,并将此时指针所指位置标定为0m/s2,则------------------( )ABD
(A)从实用的角度出发,用来改制的电压表零刻度应在刻度盘
的中央,接触点C的位置相应地调在滑动变阻器的中央
(B)电压表表盘改制成加速度计表盘后,其表面刻度一定还是
均匀的
(C)增大所用电压表的量程就能增大这种加速度计的量程
(D)这种加速度计只能用来测量系统沿支架方向的加速度
、(上海市嘉定区2008年4月模拟)辩析题:在如图所示电路中,电源电动势E=6 V,内阻不计,小灯L上标有“6V,0.3A”字样,滑动变阻器R1的阻值范围是0-20(,电阻R2上标有“15(,4A”,电流表的量程为0-0.6A。甲、乙两同学在讨论滑动变阻器功率的取值范围时,
甲同学认为:由于电流表允许通过的最大电流为0.6A,所以通过R1的最大电流为0.3A,这时滑动变阻器R1两端的电压为U1m=E-I1mR2=1.5V,因此滑动变阻器的最大功率为P1m=I1mU1m=0.45W。
乙同学不同意甲同学的看法,他认为滑动变阻器的功率决定于通过它的电流和它两端的电压的乘积,即P1=I1U1,电流最大时功率未必最大,只有电流、电压的乘积最大时,功率才最大。
你认为甲、乙两位同学中,哪位同学的看法正确,如果你认为甲同学正确,请简述他正确的理由;如果你认为乙同学正确,请求出滑动变阻器R1的最大功率P1m。
乙同学正确(2分),因电源内阻不计,所以L支路可以不用考虑(1分),将R2并入电源,看成一个等效电源,则R1的功率即等效电源的输出功率,则当R1=R2=15(时(3分),R1的功率最大,此时R1两端的电压为U1=E/2=3V(1分),R1的功率为P1m=U1/R1=0.6W(3分),
、(上海市闸北区2008年4月模拟)(12分)在如图所示的电路中,电阻R1=12Ω,R2=8Ω,R3=4Ω。当电键K断开时,电流表示数为0.25A,当K闭合时电流表示数为0.36A,则电源的电动势和内电阻分别多大?
电键K断开时,路端电压为
U=I1(R2+R3)=0.25×(8+4)V=3V (2分)
因R1=R2+R3=12Ω。所以I=2I1=0.5A。 (2分)
由闭合电路的欧姆定律得U=ε-Ir (1) (2分)
电键K闭合时,路端电压为U′=I′R2=0.36×8V=2.88V (2分)
由闭合电路的欧姆定律得U′=ε-(I′+ U′/ R1)r (2) (2分)
由(1)(2)联立解得ε=3.6V,r=1.2Ω (2分)
、(上海市徐汇区2008年4月模拟)如图所示,在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线,导线中通有自东向西稳定、强度较大的直流电流。现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏电流计,图中未画出)检测此通电直导线的位置,若不考虑地磁场的影响,在检测线圈位于水平面内,从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中,俯视检测线圈,其中的感应电流的方向是 ( )D
(A)先顺时针后逆时针
(B)先逆时针后顺时针
(C)先顺时针后逆时针,然后再顺时针
(D)先逆时针后顺时针,然后再逆时针
、(上海市长宁区2008年4月模拟)(10分)如图所示,质量为m、电量为e的电子,由a点以速率v竖直向上射入匀强磁场,经过一段时间后由b点以不变的速率v反方向飞出,已知ab长为L.试求
(1)电子在匀强磁场中飞行时的加速度,并说明电子在磁场中作什么运动;
(2)求匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向.
解:(1)电子的加速度大小 (2分)
方向不断变化 (1分)
电子从a ~b作匀速圆周运动 (2分)
(2) (2分)
解得 (1分) B的方向垂直纸面向里 (2分)
、(上海市崇明区2008年4月模拟)一个半径为r、质量为m、电阻为R的金属圆环,用一根长为L的绝缘细绳悬挂于O点,离O点下方L/2处有一宽度为L/4,垂直纸面向里的匀强磁场区域,如图所示。现使圆环从与悬点O等高位置A处由静止释放(细绳张直,忽略空气阻力),摆动过程中金属环所在平面始终垂直磁场,则在达到稳定摆动的整个过程中金属环产生的热量是………………………………………( )
(A)mgL
(B)mg(L/2+r)
(C)mg(3L/4+r
(D)mg(L+2r)
、(上海市卢湾区2008年4月模拟)如图10所示,铁芯右边绕有一个线圈,线圈两端与滑动变阻器、电池组连成回路。左边的铁芯上套有一个环面积为0.02m2、电阻为0.1欧的金属环。铁芯的横截面积为0.01m2,且假设磁场全部集中在铁芯中,金属环与铁芯截面垂直。调节滑动变阻器的滑动头,使铁芯中的磁感应强度每秒均匀增加0.2T,则从上向下看------------------( )C
(A)金属环中感应电流方向是逆时针方向,感应电动势大小为4.0×10-3V
(B)金属环中感应电流方向是顺时针方向,感应电动势大小为4.0×10-3V
(C)金属环中感应电流方向是逆时针方向,感应电动势大小为2.0×10-3V
(D)金属环中感应电流方向是顺时针方向,感应电动势大小
为2.0×10-3V
、(上海市静安区2008年4月模拟)如图a所示,圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方固定一螺线管Q,P和Q共轴,Q中通有变化电流i,电流随时间变化的规律如图b所示,P所受的重力为G,桌面对P的支持力为N,则在下列时刻AB
A.t1时刻N>G, P有收缩的趋势.
B.t2时刻N=G,此时穿过P的磁通量最大.
C.t3时刻N=G,此时P中无感应电流.
D.t4时刻N<G,此时穿过P的磁通量最小.
、(上海市嘉定区2008年4月模拟)平面上的光滑平行导轨MN、PQ上放着光滑导体棒ab、cd,两棒用细线系住,开始时匀强磁场的方向如图甲所示,而磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示,不计ab、cd间电流的相互作用则细线中张力( )BD
(A)由0到t0时间内细线中的张力逐渐增大
(B)由0到t0时间内两杆靠近,细线中的张力消失
(C)由0到t0时间内细线中张力不变
(D)由t0到t时间内两杆靠近,细线中的张力消失
、(上海市徐汇区2008年4月模拟)两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ,每根杆的电阻均为R,导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿水平方向导轨向右匀速运动时,cd杆正以速度v2(v1≠v2)沿竖直方向导轨向下匀速运动,重力加速度为g。则以下说法正确的是 ( )BCD
(A)ab杆所受拉力F的大小为+μmg
(B)ab杆所受拉力F的大小为mg
(C)cd杆下落高度为h的过程中,整个回路中电流产生的焦耳热为
(D)ab杆水平运动位移为s的过程中,整个回路中产生的总热量为Fs+
、(上海市徐汇区2008年4月模拟)(14分)如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角α=30(,导轨电阻不计。磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面斜向上,长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨电接触良好,金属棒的质量为m、电阻为R。两金属导轨的上端连接右端电路,电路中R2为一电阻箱,已知灯泡的电阻RL=4R,定值电阻R1=2R,调节电阻箱使R2=12R,重力加速度为g,现将金属棒由静止释放,求:
(1)金属棒下滑的最大速度vm;
(2)当金属棒下滑距离为s0时速度恰达到最大,求金属棒由静止开始下滑2s0的过程中,整个电路产生的电热;
(3)改变电阻箱R2的值,当R2为何值时,金属棒匀速下滑时R2消耗的功率最大;消耗的最大功率为多少?
(1)当金属棒匀速下滑时速度最大,达到最大时有mgsin(=F安(1分)
F安=BIL (1分) I=(1分) 其中 R总=6R (1分)
所以mgsin(= 解得最大速度vm= (1分)
(2)由动能定理WG-Q=mvm2 (1分)
得放出的电热Q=2mgs0sinα-mvm2 (1分)
代入上面的vm值,可得 Q=mgs0- (2分)
(3)R2上消耗的功率 P2=
其中 U=IR并= (1分) R并=
又 mgsin(=(1分)
解得P2=(=( (1分)
当R2=RL=4R时,R2消耗的功率最大(1分)
最大功率P2m= (1分)
、(上海市黄浦区2008年4月模拟)(12分)如图所示,固定在磁感应强度为B、方向垂直纸面的匀强磁场中的正方形线框abcd边长为L,正方形线框水平放置。其中ab边和cd边是电阻为R的均匀电阻丝,其余两边电阻不计。现有一段长度、粗细、材料均与ab边相同的电阻丝PQ架在线框上,并受到与ab边平行的恒定水平力F的作用从ad边滑向bc边。PQ在滑动中与线框接触良好,P和Q与边框间的动摩擦因素均为。电阻丝PQ的质量为m。当PQ滑过2L/5的距离时,PQ的加速度为a,求:(1)此时通过aP段电阻丝的电流;
(2)从开始到此时过程中整个电路产生的焦耳热。
(1)设加速度为a时,PQ中的电流为I,aP中的电流为,
由牛顿第二定律:
得 (1分)
由电路的并联关系得: (2分)
所以 (2分)
(2)设加速度为a时,棒PQ的速度为。
外电路的电阻: (1分)
(1分)
(2分)
整个电路产生的焦耳热为,而 (1分)
所以 (2分)
、(上海市闵行区2008年4月模拟)(12分) 如图一所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,金属线框的质量为m,电阻为R。在金属线框的下方有一匀强磁场区域, MN和M ′N ′是匀强磁场区域的水平边界,并与线框的bc边平行,磁场方向与线框平面垂直。现金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落,图二是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的速度-时间图象,图像中坐标轴上所标出的字母均为已知量。求:
(1)金属框的边长;
(2)磁场的磁感应强度;
(3)金属线框在整个下落过程中所产生的热量。
(1)由图象可知,金属框进入磁场过程中是做匀速直线运动,速度为v1,运动时间为t2-t1 所以金属框的边长 (2分)
(2)在金属框进入磁场的过程中,金属框所受安培力等于重力
解得 (4分)
(3)金属框在进入磁场过程中金属框产生的热为Q1,重力对其做正功,安培力对其做负功,由动能定理得
W重-W安=0 Q1=W安
Q1=W重=mgl (2分)
金属框在离开磁场过程中金属框产生的热为Q2,重力对其做正功,安培力对其做负功,由动能定理得
W重-W /安= Q2=W /安
线框产生的总热量Q=Q1+Q2
解得: (4分)
、(上海市长宁区2008年4月模拟)(14分)如图所示,有一宽L =0.4m的矩形金属框架水平放置,框架两端各接一个阻值R0 =2Ω的电阻,框架的其他部分电阻不计,框架足够长.垂直于金属框平面有一向下的匀强磁场,磁感应强度B=1.0T.金属杆ab与框架接触良好,杆质量m=0.1Kg,杆电阻r=1.0Ω,杆与框架的摩擦不计.当杆受一水平恒定拉力F作用即由静止开始运动,经一段时间,电流表的示数始终保持在0.6A,已知在金属杆加速过程中每个电阻R0产生的热量Q0=
0. 2J.求:
(1)电路中最大感应电动势;
(2)在金属杆加速过程中安培力做的功;
(3)在加速过程中金属杆的位移.
解:(1)I=0.6A I总=1.2A (1分) εm=I总(R+r) (2分)
εm=1.2×2=2.4v (1分)
(2) Q总=0.8J (2分)
安培力做的功W= Q总=0.8J (1分)
(3) 根据动能定理 (2分)
最大速度 (2分)
得 (1分)
最终匀速运动时有 (1分)
加速过程中金属杆的位移 (1分)
、(上海市虹口区2008年4月模拟)(14分)如图所示,水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置,间距d为0.5 m,左端通过导线与阻值为2 (的电阻R连接,右端通过导线与阻值为4 (的小灯泡L连接,在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长为2 m,CDEF区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图所示,在t=0时,一阻值为2 (的金属棒在恒力F作用下由静止开始从ab位置沿导轨向右运动,当金属棒从ab位置运动到EF位置过程中,小灯泡的亮度没有发生变化,求:
(1)通过小灯泡的电流强度。
(2)恒力F的大小。
(3)金属棒的质量。
(1)金属棒未进入磁场时,R总=RL+=4+1=5 ( 1分
E1===0.5×2×=0.5 V 3分
IL===0.1 A 2分
(2)因灯泡亮度不变,故4 s末金属棒进入磁场时刚好匀速运动,
I=IL+IR=IL+=0.1+0.1×=0.3 A 3分
F=FA=BId=2×0.3×0.5=0.3 N 2分
(3) E2=I(R+)=0.3(2+)=1 V 1分
v===1 m/s 1分
a===0.25 m/s2 1分
m===1.2 kg 1分
、(上海市嘉定区2008年4月模拟)(14分)如图AB和CD是两根特制的、完全相同的电阻丝,竖直地固定在地面上,上端用电阻不计的导线相接,两电阻丝间距为L,有一根质量为m、电阻不计的金属棒,跨在AC两点间处于x轴原点,与电阻丝接触良好且无摩擦,空间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,放开金属棒,它将加速下滑。求:
(1)电阻丝的电阻值应跟位移x的平方根成正比,即R=k(k为一常数)试用假设法证明棒开始下落后是做匀加速运动。
(2)若棒做匀加速运动,B=1 T,L=1 m,m=1/kg,k=1/(m-1/2,求棒的加速度a,棒下落1 m位移过程中电阻上电流所做的功。
(1)mg-B2L2v/2R=ma,设杆做匀加速运动,v=,R=k,B2L2v/2R=B2L2/k,为常数,所以假设成立,(2)因为mg-B2L2v/2R=ma,即10(1/-12(12(/2(/=a/,可解得a=5 m/s2,由mg-F安=ma,得F安=mg-ma=N,Q=F安s=J。
、(上海市静安区2008年4月模拟)(14分)如图所示,P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨,间距L1=0.5m,处在竖直向下、磁感应强度大小B1=0.5T的匀强磁场中。导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上。边长为L2=0.1m的正方形金属框abcd置于竖直平面内,线框的两顶点a、b通过细导线与导轨相连,金属框质量
为m=0.1kg、每边电阻均为r=0.1Ω,不计其余电阻。磁感应强
度大小B2=1T的匀强磁场垂直金属框abcd向里,当导体杆ef在外力作用下向左做匀速直线运动时,金属框恰好悬浮处于静止状态(细导线对a、b点没有作用力)。g=10 m/s2,求:
⑴通过ab边的电流Iab的大小
⑵导体杆ef的运动速度v的大小
解:设导体杆切割磁感线产生的感应电动势为E,感应电流为I。外电路为ad、dc、cb三边电阻串联后再与ab边电阻并联,设总电阻为R,ab边和dc边的电流分别为Iab和Idc。
⑴金属框受重力和安培力,处于静止状态,有:
(3分)
(2分)
=7.5A (2分)
⑵ E=B1L1 (2分)
E=IR , , (2分)
(3分)
、(上海市卢湾区2008年4月模拟)(14分)如图28所示,传送带的两条边是电阻不计的金属丝,两条边的中间用n根阻值为r、长为L的电阻丝焊接起来。每两根电阻丝之间间隔距离也为L,整根传送带的质量为M。蹄形磁铁两极间的匀强磁场部分的宽度恰为L(两极正对区域以外磁场的影响可忽略),磁感应强度为B。传送带紧紧地套在两个轻质绝缘轮轴P、Z上,在 P轮轴的多余部分上绕有不可伸长的细线,细线的自由端挂有一个质量为m的物体C。开始时整个装置静止,现由静止释放物体C,C竖直下落带动P轮轴转动,使得整根传送带运动起来。当C下降距离为h时开始匀速运动。设绳足够长,轴的转动摩擦不计,求:
(1)C匀速运动时轮轴P对传送带的静摩擦力f;
(2)在磁场中运动的电阻丝中的最大感应电流I;
(3)电阻丝运动产生的最大感应电动势E;
(4)在物体C下降h的过程中,传送带中产生的总热量Q。
(1)设轮轴半径为r,细线对轮轴P的拉力为T,轮轴力矩平衡有:
Tr=fr,因此有f=T=mg(2分)
(2)F安= f =mg=BIL 因此I= (2分)
(3)E= I( r + )= (4分)
(4)BLvm= E ∴vm= (2分)
能量守恒 mgh=m vm 2+ M vm 2+Q(3分) ∴Q= mgh - (1分)
、(上海市宝山区2008年4月模拟)如图甲所示,质量m=0.1kg的金属棒a从高h=0.2m处由静止沿光滑的弧形导轨下滑,然后进入宽l=0.5m的光滑水平导轨, 水平导轨处于竖直向下、磁感强度B=0.2T的广阔匀强磁场中。在水平导轨上原先另有一静止的金属棒b,其质量与金属棒a质量的相等。已知金属棒a和b的电阻分别是0.1Ω,导轨的电阻不计,整个水平导轨足够长。
(1)金属棒a进入磁场的瞬间,金属棒b的加速度多大?
(2)若金属棒a进入水平导轨后,金属棒a和b运动的v~t图像如图乙所示,且假设两者始终没有相碰,则两棒在运动过程中一共至多能消耗多少电能?
解:
(1)(2分),(1分)
(1分),(1分),
(1分),(2分)
(2)(4分)
、(上海市闸北区2008年4月模拟)(14分)用单位长度质量为m、单位长度电阻为r的薄金属条制成边长为L的闭合正方形框。如图所示,金属方框水平放在磁极的狭缝间,方框平面与磁场方向平行。
设匀强磁场仅存在于相对磁极之间,其他地方的磁场忽略不计。可认为方框的边和边都处在磁极之间,极间磁感应强度大小为B。方框从静止开始释放,其平面在下落过程中保持水平(不计空气阻力)。
(1)求方框下落的最大速度vm(设磁场区域在竖直方向足够长);
(2)当方框下落的加速度为时,求方框的发热功率P;
(3)已知方框下落时间为t时,下落高度为h,其速度为vt(vt(1)方框质量
方框电阻
方框下落速度为v时,产生的感应电动势
感应电流
方框下落过程,受到重力G及安培力F,
,方向竖直向下
,方向竖直向下
当F=G时,方框达到最大速度,即v=vm
则
方框下落的最大速度
(2)方框下落加速度为时,有,
则
方框的发热功率
(3)根据能量守恒定律,有
解得恒定电流I0的表达式 。
、(上海市闸北区2008年4月模拟)矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,下列说法中正确的是( ? )A
A. 在中性面时,通过线圈的磁通量最大
B. 在中性面时,感应电动势最大
C. 穿过线圈的磁通量为零时,感应电动势也为零
D. 穿过线圈的磁通量为零时,磁通量的变化率也为零
、(上海市宝山区2008年4月模拟)如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时( )AC
A.线圈绕P1或P2转动时电流的方向相同,都是a→d→c→b→a
B.线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势
C.线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流
D 线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力
、(上海市长宁区2008年4月模拟)关于对机械波和电磁波的认识,以下说法正确的是C
(A)机械波和电磁波的传播都需要介质.
(B)机械波和电磁波在同一种介质中传播的速度是相同的.
(C)机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象,都具有波的特性.
(D)机械波和电磁波都是横波.
、(上海市闸北区2008年4月模拟)在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹,通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹,这两种现象 ( ? )C
(A)都是光的衍射现象;
(B)都是光的干涉现象;
(C)前者是光的干涉现象,后者是光的衍射现象 ;
(D)前者是光的衍射现象,后者是光的干涉现象。
、(上海市宝山区2008年4月模拟)下列关于光的说法中正确的是( )AD
A.红光光子能量比紫光光子能量小
B.在真空中红光波长比紫光波长短
C.红光和紫光相遇时能产生干涉现象
D.红光照射某金属时有电子向外发射,紫光照射该金属时也一定有电子向外发射
、(上海市宝山区2008年4月模拟)在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样,下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是( )D
A.a、c B.b、c C.a、d D.b、d
、(上海市卢湾区2008年4月模拟)下列实验中,能证实光具有波动性的是-----( )B
光电效应实验 光的双缝干涉实验 光的圆孔衍射实验 α粒子散射实验
(A)和 (B)和 (C)和 (D)和
、(上海市静安区2008年4月模拟)人类对光的本性认识的过程中先后进行了一系列实验,如图所示的四个示意图所表示的实验能说明光具有波动性的是:[ ]ABD
、(上海市嘉定区2008年4月模拟)在演示光电效应的实验中,把某种金属板连在验电器上,第一次,用弧光灯直接照射金属板,验电器的指针就张开一个角度。第二次,在弧光灯和金属板之间,插入一块普通玻璃板,再用弧光灯照射,验电器指针不张开。由此可以判定,使金属板产生光电效应的是弧光中的 ( )A
(A)可见光成份 (B)红外光成份
(C)紫外光成份 (D)无线电波成份
、(上海市徐汇区2008年4月模拟)下列说法中正确的是 ( )D
(A)光传播的速度总是3×108m/s
(B)托马斯·杨的双缝干涉实验现象表明光是一种电磁波
(C)为了解释光电效应实验现象普朗克提出了光子说
(D)光和无线电波都能在真空中传播
、(上海市虹口区2008年4月模拟)如图所示的光电管的实验中,发现用一定频率的A单色光照射光电管时,电流表指针会发生偏转,而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应,那么 ( )BC
A.B光的频率大于A光的频率。
B.A光的频率大于B光的频率。
C.用A光照射光电管时流过电流表G的方向是a流向b。
D.用A光照射光电管时流过电流表G的方向是b流向a。
、(上海市虹口区2008年4月模拟)如图所示是迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图,图中S为发光点,T是望远镜,平面镜O与凹面镜B构成了反射系统。八面镜距反射系统的距离为AB=L(L可长达几十千米),且远大于OB以及S和T到八面镜的距离。现使八面镜转动起来,并缓慢增大其转速,当转动频率达到f0并可认为是匀速转动时,恰能在望远镜中第一次看见发光点S,由此迈克尔逊测出光速c。根据题中所测量的物理量得到光速c的表达式正确的是( )C
A. c=4Lf0。 B. c=8Lf0。 C. c=16Lf0。 D. c=32Lf0。
、(上海市闵行区2008年4月模拟)(5分)单色光源发出的光经一狭缝,照射到光屏上,则可观察到的图象是( )A
、(上海市闸北区2008年4月模拟)如图 ,放射源放在铅块上的细孔中,铅块上方有匀强磁场,磁场方向度垂直于纸面向外。已知放射源放出的射线有α.β.γ三种。下列判断正确的是 ( ? )A
A.甲是α射线,乙是γ射线,丙是β射线
B.甲是β射线,乙是γ射线,丙是α射线
C.甲是γ射线,乙是α射线,丙是β射线
D.甲是α射线,乙是β射线,丙是γ射线
、(上海市闸北区2008年4月模拟)2006年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器,通过(钙48)轰击(锎249)发生核反应,成功合成了第118号元素,这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素,实验表明,该元素的原子核先放出3个相同的粒子x,再连续经过3次α衰变后,变成质量为282的第112号元素的原子核,则上述过程中的粒子x是 ( ? )A
A、中子 B、质子 C、电子 D、α粒子
、(上海市宝山区2008年4月模拟)关于天然放射现象下列说法中正确的是( )BD
A.1903年英国物理学家汤姆生在研究铀矿的荧光现象时首次发现了天然放射现象
B.通常把放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫做该元素的半衰期
C.在三种射线中α射线的电离作用较弱,穿透本邻最强。
D.在β衰变放出一个电子的过程中原子核内的一个中子变为一个质子
、(上海市卢湾区2008年4月模拟)用α粒子轰击铝核(Al),产生磷核(P)和x粒子,磷核(P)具有放射性,它衰变后变成硅核(Si)和y粒子,则x粒子和y粒子分别是( )D
(A)质子 H、电子 e (B)质子 H、正电子 e
(C)中子 n、电子 e (D)中子 n、正电子 e
、(上海市静安区2008年4月模拟)下列叙述中符合物理学史实的有 C
A.托马斯·杨通过对光的干涉现象的研究,证实了光具有粒子性
B.卢瑟福通过“α粒子散射实验”的研究,发现了原子核是由质子和中子组成的
C.麦克斯韦根据电磁场理论,提出了光是一种电磁波
D.贝克勒尔发现了天然放射现象,并提出了原子的核式结构学说
、(上海市嘉定区2008年4月模拟)下列说法中正确的是( )B
(A)卢瑟福在(粒子散射实验中发现了电子,提出了原子的核式结构学说
(B)查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子
(C)贝克勒尔通过对天然放射性的研究,发现了放射性元素钋(Pa)和镭(Ra)
(D)照相机的镜头一般都涂上增透膜,这种镀膜技术的物理学依据是光的直线传播
、(上海市虹口区2008年4月模拟)下列叙述中正确的是 (??? ) A
A. 卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子。
B. 电子的发现使人们认识到原子核有复杂的结构。
C. β射线是电磁波。
D. 放射性元素的半衰期与温度有关。
、(上海市长宁区2008年4月模拟)如图所示是发现中子的实验过程,关于“不可见射线”的性质和从石蜡中“打出的粒子”的名称,下述说法中正确的是 B
(A)这种“不可见射线”是质子流,从石蜡中“打出的粒子”是中子.
(B)这种“不可见射线”是中子流,从石蜡中“打出的粒子”是质子.
(C)这种“不可见射线”是γ射线,从石蜡中“打出的粒子”是中子.
(D)这种“不可见射线”是β射线,从石蜡中“打出的粒子”是质子
、(上海市长宁区2008年4月模拟)下列叙述中符合物理学史实的有 C
(A)托马斯杨通过对光的干涉的研究,证实了光具有波粒二象性.
(B)麦克斯韦不仅在理论上预言了电磁波的存在,而且他还通过实验得到了证实.
(C)卢瑟福通过α粒子散射实验,提出了原子的核式结构模型.
(D)汤姆生通过对X射线的研究,发现了电子,从而认识到原子是可分的
、(上海市徐汇区2008年4月模拟)如图所示为卢瑟福(粒子散射实验装置的示意图,图中的显微镜可在圆周轨道上转动,通过显微镜前相连的荧光屏可观察(粒子在各个角度的散射情况。下列说法中正确的是 ( )C
(A)在图中的A、B两位置分别进行观察,相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多
(B)在图中的B位置进行观察,屏上观察不到任何闪光
(C)卢瑟福选用不同金属箔片作为(粒子散射的靶,观察到的实验结果基本相似
(D)(粒子发生散射的主要原因是(粒子撞击到金原子后产生的反弹
、(上海市黄浦区2008年4月模拟)一个 核经一次 ( 衰变后,生成新原子核的质子数和中子数分别是( )D
A.6和8 B.5和9 C.8和6 D.7和7
、(上海市闵行区2008年4月模拟)伦琴射线管是用来产生X射线的一种装置,构造如图所示。真空度很高(约为10-4帕)的玻璃泡内,有一个阴极K和一个阳极A,,由阴极发射的电子受强电场的作用被加速后打到阳极,会产生包括X光内的各种能量的光子,其中光子能量最大值等于电子的动能。已知阳极和阴极之间的电势差U,普朗克常数h,电子电量e和光速c,则可知该伦琴射线管发出的X光的-------------( )D
A.最短波长为 B.最长波长为
C.最小频率为 D.最大频率为
、(上海市闸北区2008年4月模拟)在做“用单摆测定重力加速”的实验中,有人提出以下几点建议:
A、适当加长摆线
B、质量相同,体积不同的摆球,应选用体积较大的
C、单摆偏离平衡位置的角度不能过大
D、当单摆经过平衡位置时开始计时。经过一次全振动后停止计时,用此时间间隔作为单摆的振动的周期
其中对提高测量结果精度有利的是 ?? 。 AC
、(上海市闸北区2008年4月模拟)右图是自行车传动机构的示意图,其中Ⅰ是大齿轮,Ⅱ是小齿轮,Ⅲ是后轮.
⑴假设脚踏板的转速为n,则大齿轮的角速度是
rad/s.
⑵要知道在这种情况下自行车前进的速度有多大,还需要测量哪些量?答: .
⑶用上述量推导出自行车前进速度的表达式: .
⑴ (2分)
⑵大齿轮的半径r1,小齿轮的半径r2,后轮的半径r3.(3分)
⑶(2分)
、(上海市闸北区2008年4月模拟)在做“研究平抛物体的运动”实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是________________.
A.弹簧秤 B.秒表 C.坐标纸 D.天平 E.重垂线
实验中,下列说法正确的是_____________
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些
E.为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条折线把所有的点连接起来
C E(2分) ___ACD_________ (5分)
、(上海市宝山区2008年4月模拟)已知弹簧振子作简谐运动时的周期公式为,其中T是简谐运动的周期,m是振子的质量,k是轻质弹簧的劲度系数,某同学以该公式为原理设计了测量轻质弹簧劲度系数k的实验装置(如图所示),图中S是光滑水平面,L是轻质弹簧, Q是带夹子的金属盒;P是固定于盒边缘的遮光片,利用该装置和光电计时器能测量金属盒振动时的频率。
(1)为了进行多次实验,实验时应配备一定数量的_________,将它们中的一个或几个放入金属盒内可改变振子的质量。
(2)通过实验该同学测得了振动频率f和振子质量m的多组实验数据,他想利用函数图像处理这些数据,若以振子质量m为直角坐标系的横坐标,则为了简便地绘制函数图像,较准确地求得k,应以_____________________为直角坐标系的纵坐标。
(3)若在计录振子质量m的数据时未将金属盒的质量考虑在内,振动频率f的数据计录准确,则能否利用现有的这些数据作出上述图像,准确地求得轻质弹簧L的劲度系数k?若能,请写出求得k的过程。
(1)砝码(2分);
(2)周期的平方T2(2分)
(3)能准确地求得k(2分),在T2-m图线上取两点(,)和(,),可求得(2分)
、(上海市宝山区2008年4月模拟)关于做“研究平抛运动”的实验:
(1)实验器材除了木板、小球、斜槽、长木条、图钉、铅笔之外,还需要的是( )
A.秒表 B.白纸 C.天平 D.弹簧秤 E.重垂线
(2)下列说法中正确的是( )
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末端可以不水平
C.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些
E.为了比较准确地描出小球运动的轨迹.应该用一条曲线把所有的点连接起来
(1)BE(2分);(2)CD(2分)
、(上海市宝山区2008年4月模拟)为了研究影响家用保温瓶保温效果的因素,某同学在保温瓶中灌入热水,现测量初态水温,过一段时间后再测量末态水温。改变实验条件,先后共做了6次实验,实验数据记录如下表所示:
实验序号
瓶内水量(mL)
初态水温(0C)
时间(h)
末态水温(0C)
1
1000
91
4
78
2
1000
98
8
74
3
1500
91
4
80
4
1500
98
10
75
5
2000
91
4
82
6
2000
98
12
77
为了研究保温瓶内的水量与保温效果的关系,应比较第___________(填写实验序号)次实验的数据,可以得到的结论是___________________________________________________。在物理学中这种研究问题的方法叫做____________法。
1、3、5(2分);
在初态水温和经过时间相同的情况下水量越大保温效果越好(2分);
控制变量(2分)
、(上海市卢湾区2008年4月模拟)(6分)如图16所示,在竖直板上不同高度处各固定两个完全相同的圆弧轨道,轨道的末端水平,在它们相同位置上各安装一个电磁铁,两个电磁铁由同一个开关控制,通电后,两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B,断开开关,两个小球同时开始运动。离开圆弧轨道后,A球做平抛运动,B球进入一个光滑的水平轨道,则:
(1)B球做__________运动;实验过程中观察到A球正好砸在B球上,由此现象可以得出_____________________________________________的结论。
(2)若两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的P点处,固定在竖直板上的方格纸的正方形小格每边长均为5cm,则可算出B铁球到达P点的速度为________m/s。(取重力加速度g=10m/s2)
(1)匀速直线运动,A球(平抛运动的小球)水平
方向的分运动是匀速直线运动
(2)1m/s
、(上海市卢湾区2008年4月模拟)(4分)利用如图18所示的装置可以测量滑块和滑板
间的动摩擦因数。将质量为M的滑块A放在倾斜滑板B上,
C为位移传感器,它能将滑块A到传感器C的距离数据实
时传送到计算机上,经计算机处理后在屏幕上显示出滑块A的速率-时间(v-t)图像。(取重力加速度g=10m/s2)。
(1)先给滑块A一个沿滑板B向上的初速度,得到的v-t图像如图19所示。利用该图像可算出滑块A上滑时的加速度的大小为________m/s2;
(2)从图线可得滑块与滑板之间的动摩擦因数μ=_______。
(1)8m/s2 (2)0.25
、(上海市卢湾区2008年4月模拟)某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力:将一张白纸铺在水平地面上,把排球在水里弄湿,然后让排球从规定的高度自由落下,并在白纸上留下球的水印。再将印有水印的白纸铺在台秤上,将球放在纸上的水印中心,缓慢地压球,使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印,记下此时台秤的示数即为冲击力的最大值。下列物理学习或研究中用到的方法与该同学的方法相同的是---------( )A
(A)建立“合力与分力”的概念
(B)建立“点电荷”的概念
(C)建立“电场强度”的概念
(D)建立“光子说”的理论
、(上海市静安区2008年4月模拟)(4分)1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置,第一次完成了原子核的人工转变,并由此发现 ,此核反应方程是 。
质子、+→ +11H
(上海市静安区2008年4月模拟)(8分) 如图所示,在斜面上有一个滑块,在滑块中央装有一宽度为L挡光片。当滑块经过斜面上的B点时,装在斜面B点的光电计时器(图中没有画出)记录到挡光片经过B点的时间为Δt,于是滑块中央在B点附近的瞬时速度vB就近似为 。
若滑块以加速度a 下滑,当挡光片的前端到达B点时,滑块的速度为v, 挡光片(宽度不知) 经过B点的时间为Δt。则滑块中央在B点附近的瞬时速度vB又可近似表达为 。
但是,由于挡光片有一定的宽度,光电计时器记录到挡光片经过B点的时间不可能很小,所以上述的瞬时速度vB实质是 经过B点的平均速度。
现在再给你若干个宽度不等的挡光片(宽度已知)。请简述你测量从斜面上A点滑下的滑块其中央到达B点的瞬时速度vB的一个实验方案.
。
为了提高实验的准确程度,在实验中要注意哪些事项。(至少写出一项)
。
L/Δt v+aΔt/2 挡光片 (4分)
让滑块装上不同挡光宽度的挡光片从斜面的A点匀加速运动下滑.对于不同的挡光片,可以测得挡光片在B点附近不同的平均速度v和对应的Δt值,作出v—Δt图.对于匀变速运动,截距即为瞬时速度vB (3分)
a、实验要保证滑块每次从A点做初速为零的匀加速运动。
b、为了用作图(外推)法求vB,Δt至少要取5组以上的值.
c、实验中的各组数据都需要多次测量. (1分)
、(上海市嘉定区2008年4月模拟)(7分)(1)在做“研究平抛运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹。为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上__________。
(A)通过调节使斜槽的末端保持水平
(B)每次释放小球的位置必须不同
(C)每次必须由静止释放小球
(D)记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降
(E)小球运动时不应与木板上的白纸相接触
(F)将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
(2)作出平抛运动的轨迹后,为算出其初速度,实验中需测量的数据有__________和__________。其初速度的表达式为v0=__________。
(3)某学生在做“研究平抛运动”的实验中,忘记记下小球做平抛运动的起点位置O,A为物体运动一段时间后的位置,根据图示,求出物体做平抛运动的初速度为( )
(A)1.0 m/s (B)10 m/s (C)2.0 m/s (D)20 m/s
(1)A、C、E,(2)x、y,x,(3)C
、(上海市嘉定区2008年4月模拟)(6分)某探究性学习小组欲探究光滑斜面上物体下有的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关。实验室提供如下器材:
(A)表面光滑的长木板(长度为L),
(B)小车,
(C)质量为m的钩码若干个,
(D)方木块(备用于垫木板),
(E)米尺,
(F)秒表。
(1)实验过程:
第一步,在保持斜面倾角不变时,探究加速度与质量的关系。
实验中,通过向小车放入钩码来改变物体质量,只要测出小车由斜面顶端滑至底端所用时间t,就可以由公式a=__________求出a。某同学记录了数据如右表所示:
根据以上信息,我们发现,在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间__________(填“改变”或“不改变”),经过分析得出加速度与质量的关系为__________。
第二步,在物体质量不变时,探究加速度与倾角的关系。实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板的倾角,由于没有量角器,因此通过测量出木板顶端到水平面高度h,求出倾角(的正弦值sin(=h/L。某同学记录了高度和加速度的对应值,并在坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图如下,
请根据他所作的图线求出当地的重力加速度g=__________m/s2。进一步分析可知,光滑斜面上物体下滑的加速度与倾角的关系为__________。
(2)该实验小组所采用的探究方法是__________。
(1)a=,不改变,9.81,a=gsin(,(2)控制变量法
、(上海市虹口区2008年4月模拟)(6分)如图所示是利用闪光照相研究平抛运动的示意图。小球A由斜槽滚下,从桌边缘水平抛出,当它恰好离开桌边缘时,小球B也同时下落,闪光频率为10Hz的闪光器拍摄的照片中B球有四个像,像间距离已在图中标出,单位为cm,如图示。两球恰在位置4相碰。
(1)计算A球离开桌面时的速度 。
(2)画出图中A球的运动轨迹并用小圆点标明与B球相对应的四个位置。
1m/s(2分);见下图(4分,其中轨迹线2分,2个位置各1分)
、(上海市虹口区2008年4月模拟)(7分)取一轻质弹簧,上端固定在铁架台上,下端系一金属小球,如图甲所示。把小球沿竖直方向拉离平衡位置后释放,小球将在竖直方向做简谐运动(此装置也称为竖直弹簧振子)。一位同学用此装置研究竖直弹簧振子的周期T与小球质量m的关系,并猜想T2与m成正比。他多次换用质量不同的小球进行实验并测得相应的周期,具体数据如下表。
m/kg
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
T/s
0.35
0.50
0.61
0.71
0.79
0.87
0.94
T2/s2
0.13
0.25
0.37
0.50
0.62
0.76
0.88
(1)请你根据表中的数据在乙图中作出T2与m的关系图线。
(2)假设图乙中图线的斜率为k,则T与m的关系式为 。
(3)求得的斜率k的值为 。
(1)见下图(3分) (2)T=(2分) (3)1.20~1.30(2分)
、(上海市长宁区2008年4月模拟)(6分)如图所示,在研究平抛运动时,小球A沿轨道滑下,离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S,被电磁铁吸住的与轨道末端等高的小球B同时自由下落.改变整个装置的高度H和改变A球释放时的初位置做同样的实验, 发现A、B两球总是同时落地.
(1)该实验现象揭示了A球在离开轨道后在__________方向
上分运动的规律;
(2)该实验装置的设计思想所体现的物理思维方法和实验方法
是:__________________和__________________.
竖直 ; 等效思维法 控制变量法或实验比较法 (每空格2分)
、(上海市闵行区2008年4月模拟)(共5分)20世纪90年代,剑桥大学
学生G·泰勒做了一个实验,在一个密闭的箱子里放上小灯泡、烟熏黑的玻璃、狭缝、针尖、照相底版,整个装置如图所示。小灯泡发出的光通过熏黑的玻璃后变得十分微弱,经三个月的曝光,在底片上针尖影子周围才出现非常清晰的衍射条纹。对这照片的平均黑度进行测量,从到达底片的能量得出每秒到达底片的光子数n=1.25×106 个。假如起作用的光波长约为5×10-7m,且当时实验用的箱子长为1.2m。
(1)计算从一个光子到来和下一个光子到来所相隔的平均时间△t为 ,设光
子是依次到达底片的,光束中邻近光子之间的平均距离△d为 .
(2)根据(1)的结果,找到了支持光是几率波的证据。理由是
。
(1)△t=8.0×10-7 s △d=2.4×102 m (2分)
(2) 由(1)的计算结果可知,两光子间距为2.4×102m,而箱子长只有1.2m,所以在箱子里一般不可能有两个光子同时运动。这样就排除了光的衍射行为是光子相互作用的可能性。因此,衍射图形的出现是许多光子各自独立行为积累的结果,在衍射条纹的亮区是光子到达可能性较大的区域,而暗区是光子到达可能性较小的区域。(3分)
、(上海市徐汇区2008年4月模拟)(6分)科技馆中有一个展品(展品周围环境较暗),该展品有一个不断均匀滴水的龙头(刚滴出的水滴速度为零),在平行频闪光源的照射下,可以观察到一种奇特的现象:只要耐心地缓慢调节水滴下落的时间间隔,在适当的情况下,看到的水滴好象都静止在各自固定的位置不动,如图中A、B、C、D所示。该展品的最大高度为2m,重力加速度g=10 m/s2。
(1)要想出现图中的这一现象,滴水时间间隔应为T=_____s,光源闪光频率为f=_____Hz。
(2)若将滴水时间间隔减小为目前的一半,请将观察到的现象画在刻度尺图中(水滴用点表示即可)。
(3)若将目前的光源闪光频率f略微调大一些,则将观察到的奇特现象为__________
(1)0.2,5 (2分) (2)图略(水滴应出现在5、20、45、80、125、180cm处) (2分) (3)水滴在逐渐上升 (2分)
某研究小组欲探究光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量和斜面倾角是否有关系。实验室提供如下器材:A.表面光滑的长板(长度为L); B.小车; C.质量为m的钩码若干个; D.方木块(备用于垫斜长板); E.米尺; F.秒表。实验过程如下:
质量
时间t
次数
M
M+m
M+2m
1
1.42
1.41
1.42
2
1.40
1.42
1.39
3
1.41
1.38
1.42
(1)在保持斜面倾角不变时,探究加速度与质量的关系。实验中,通过向小车放入钩码来改变物体质量,只要测出小车由斜面顶端滑至底端用时t,就可以由公式a=_____________求出加速度a。某同学记录了数据如右表所示。根据所给信息可得,在误差范围内质量改变之后平均下滑用时___________(填“改变”或“不改变”),经过分析你得出加速度和质量的关系为_____________。
试验次数
1
2
3
4
5
L (m)
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
h (m)
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
t (s)
1.44
1.0
0.83
0.51
0.64
sinα
a(m/s2)
)
(2)在物体质量不变时,探究加速度与倾角的关系。实验中通过改变方木块垫放位置来整长板倾角,由于没有量角器,我们可以测量出长板的长度L和长板顶端到水平面高度h来表示角度关系。某同学记录下长度L、高度h和下滑的时间t如右表所示。请在方格纸内画出a-sinα图线。根据你所作的图线求出当地的重力加速度g=_________。
(3)该研究小组所采用的研究方法是____________。
(1)2L/t2 ;不改变;无关;
(2)9.8(±0.1)m/s2 ;
(3)控制变量法
次数
1
2
3
4
5
sinα
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
a(m/s2)
0.96
2.0
2.9
7.69
4.88
(说明:表格中sinα和a的数值全部正确得2分,sinα和a各1分;图线正确得2分,其中第4个点未舍去而其余正确,则扣1分)
、(上海市闸北区2008年4月模拟).在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中.用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图所示方式连接电路,电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零.闭合开关后;
(1)若电压表的示数为2 V,电流表的的示数为零,小灯泡不亮,则断路的导线为_________;
(2)若电压表的示数为零,电流表的示数为0.3 A,小灯泡亮,则断路的导线为_________;
(3)若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表的示数不能调为零,则断路的导线为____________.
(1)d导线 (2) h导线 (3) g导线
、(上海市宝山区2008年4月模拟)一个标有“12V”字样,功率未知的灯泡,测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化的关系图线如图所示,利用这条图线计算:
(1)在正常发光情况下,灯泡的电功率P= W。
(2)若一定值电阻与灯泡串联,接在20V的电压上,灯泡能正常发光,则串联电阻的阻值为 Ω。
(3)假设灯丝电阻与其绝对温度成正比,室温为300 K,在正常发光情况下,灯丝的温度为 K。
(1)24(2分);(2)4 (3分);(3)1800(3分)
、(上海市卢湾区2008年4月模拟)(6分)某学习小组通过实验来研究用电器Z的导电规律。他们在实验中测得用电器Z两端的电压与通过Z的电流的数据如下表:
U/V
0.0
0.2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I/A
0.000
0.050
0.100
0.150
0.180
0.195
0.205
0.215
(1)请根据上述表格中的数据,在
图20中用笔连线补充完成该电路的
实物图;
(2)利用这些数据绘出的用电器Z的伏安特性曲线如图21所示,请根据这些数据和图线解决下列问题:
若把用电器Z接入图22所示的电路中时,电流表的读数为0.100A,已知A、B两端电压恒为1.5V,则定值电阻R0阻值为________Ω;
若将两个与上述电阻相同的定值电阻R0并联后接入同一电路,如图23,则在该电路中用电器Z的工作压为__________V。
(1)如右图
(2)10Ω,0.83V
、(上海市卢湾区2008年4月模拟)(8分)学了法拉第电磁感应定律E∝ 后,为了定量验证感应电动势E与时间△t成反比,某小组同学设计了如图24所示的一个实验装置:线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上,强磁铁和挡光片固定在运动的小车上。每当小车在轨道上运动经过光电门时,光电门会记录下挡光片的挡光时间△t,同时触发接在线圈两端的电压传感器记录下在这段时间内线圈中产生的感应电动势E。利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出,就能得到一系列的感应电动势E和挡光时间△t。
在一次实验中得到的数据如下表:
次数
测量值
1
2
3
4
5
6
7
8
E/V
0.116
0.136
0.170
0.191
0.215
0.277
0.292
0.329
△t/×10-3s
8.206
7.486
6.286
5.614
5.340
4.462
3.980
3.646
(1)观察和分析该实验装置可看出,在实验中,每次测量的△t时间内,磁铁相对线圈运动的距离都__________(选填“相同”或“不同”),从而实现了控制__________不变;
(2)在得到上述表格中的数据之后,为了验证E与△t成反比,他们想出两种办法处理数据:第一种是计算法:算出____________________,若该数据基本相等,则验证了E与△t成反比;第二种是作图法:在直角坐标系中作_________________关系图线,若图线是基本过坐标原点的倾斜直线,则也可验证E与△t成反比。
(1)相同,磁通量的变化量
(2)感应电动势E和挡光时间△t的乘积,感应电动势E与挡光时间△t的倒数
、(上海市静安区2008年4月模拟)在“测定一节干电池电动势和内阻”的实验中
(1)第一组同学利用如图a的实验装置测量,电压表应选择量程 (填“3V”或“15V”),实验后得到了如图b的U-I图象,则电池内阻为 (。( 电压表、电流表均为理想电表)
(2)第二组同学也利用图a的连接测量另一节干电池,初始时滑片P在最右端,但由于滑动变阻器某处发生断路,合上电键后发现滑片P向左滑过一段距离x后电流表有读数,于是该组同学分别作出了电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系图,如图c所示,则根据图象可知,电池的电动势为 V,内阻为 (
(1) 3V ,1.5 ;
(2) 1.5 ,1
、(上海市嘉定区2008年4月模拟)(5分)某同学要测定一节旧电池的电动势和内电阻,实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干,该同学按如图所示电路进行实验,测得的数据如下表所示:
(1)若利用图像确定电池的电动势和内电阻,则应作__________(选填“R-I”或“R-1/I”)图像;
(2)利用测得的数据在坐标纸上画出适当的图像;
(3)由图像可知,该电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。
(1)R-1/I,(2)图略,(3)6,2.0,
、(上海市虹口区2008年4月模拟)(8分)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约4~5Ω。热敏电阻和温度计插入带塞的试管中,管内有一定量的冷水,其他备用的仪表和器具有:盛有热水的热水杯、电源(3V,内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1Ω)、直流电压表(内阻约5kΩ)、滑动变阻器(0~20Ω)、电键、导线若干。
(1)在图(a)的方框中画出实验电路图,要求测量误差尽可能小。
(2)根据电路图,在图(b)的实物图上连线。
(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤:
a、往保温杯中加入热水,稍等读出温度值。
b、 。
c、重复a、
b测出不同温度下的数据。
d、 。
(1)如右图所示(2分)
(2)如右图所示(2分)
(3)b、调节R,快速测出多组I,U值。d、.绘出各温度下热敏电阻的伏安特性曲线。(各2分)
、(上海市虹口区2008年4月模拟)(5分)广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中的温度传感器,是利用热敏电阻随温度变化而变化的特性工作的。在图甲中,电源的电动势E = 9.0 V,内电阻不可忽略,G为内阻不计的灵敏电流表,R0为保护电阻,R为热敏电阻,其电阻值与温度变化关系如图乙的R- t图象所示。则热敏电阻R与摄氏温度t的关系为R= ;闭合电键S,当R的温度等于40℃时,电流表示数I1=2.25 mA,则当电流表的示数I2=3.6 mA时,热敏电阻R的温度是________摄氏度。
R=-18.75t+4.25×103(3分);120(2分)
、(上海市长宁区2008年4月模拟)(6分)如图所示是测量磁感应强度B的一种装置.把一个很小的电阻为R、匝数为N、面积为S的测量线圈L放在通电螺线管内待测处,线圈平面与螺线管轴线垂直,将测量线圈跟测量电量的仪器G表串联.当闭会电键K 时, G表可测得瞬间流过测量线圈的电量ΔQ,则
⑴ 测量磁感应强度B所运用的原理是
法拉第电磁感应定律和电阻定律.
闭合电路欧姆定律和电阻定律.
法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律.
法拉第电磁感应定律和楞次定律. [ ]
⑵ 用此方法测量通电螺线管内轴线处磁感应强度的表达式为B=_________________.
C (3分) ; B=RΔQ/NS (3分)
、(上海市长宁区2008年4月模拟)(8分)要求使用如图所示器材测定小灯泡在不同电压下的电功率,并且作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方(U2)的关系曲线,已知小灯泡标有“6V,3W”的字样,电源是8V的直流电源,滑动变阻器有两种规格,R1标有“10Ω,2A”,R2标有“100Ω,20mA”.测量时要求小灯泡两端的电压从零开始逐渐增大,并测多组数据.(1)滑动变阻器应选用 (填R1或R2)
(2)甲同学把实物连成如图(1)所示的实验电路,闭合电键后小灯泡不亮,经合作者乙同学检查,发现有一根导线接错了,请你圈出这根导线,并用铅笔线加以纠正;
(3)当电路连接无误后闭合电键,移动滑动变阻器的滑片,读出如图(2)所示电压表的示数为 V.
(4)改变滑动变阻器滑片的位置,测出多组电压、电流值,可得小灯泡在不同电压下的电功率,并作出相应的P-U2图象.则在图(3)中,有可能正确的的图象是 ,其理由是 ___________________________________________________________.
R1 (1分) ; 图略(2分) ; 4.5 (1分) D (3分)理由:根据电阻的伏安特性,电压增大至一定值,电阻阻值会明显变大 (1分)
、(上海市闵行区2008年4月模拟)(7分)在做“用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内电阻”的实验时:
(1)某同学连接的实物图如右图所示。但
当开关闭合时发现电压表有示数而电流表没有示数,实验前仪器都检查过是好的,也就是说只可能是某根连接导线断了。那么,请你分析一下,可能发生断路故障的导线是__________________(写出所有可能断的导线的编号)。
(2)某同学在实验时使用的电流表量程为
0—0.6 A,电压表量程为0—3 V,并加接了
一个已知阻值的定值电阻R0,如图甲所示,
试说明他加接此电阻的作用是
___________________ _ _。
(3)如果某同学把R0接到图乙所示的位置,改变滑动变阻器的阻值,测出了两组对应
的电流表和电压表示数U1、I1和U2、I2后,则测出的电源内阻的阻值为r =
(用R0 、U1、I1和U2、I2表示)。
(1)2、5、6 (3分)
(2)防止变阻器电阻过小时,电池被短路或电流表被烧坏。(2分)
(或限制电流,防止电源短路)
(3) (2分)
、(上海市闵行区2008年4月模拟)(7分)某研究性学习小组,为探索航天器球形返回舱穿过大气层时所受空气阻力(风力)的影响因素,进行了模拟实验研究。下图为测定风力的实验装置图,其中CD是一段水平放置的长度为L的光滑均匀电阻丝,电阻丝阻值较大;一质量和电阻都不计的细长裸金属丝一端固定于O点,另一端悬挂小球P,无风时细金属丝竖直,恰与电阻丝在C点接触,OC=H;有风时金属丝将偏离竖直方向,与电阻丝相交于某一点(如图中虚线所示,细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触)
(1)已知电源电动势为E,内阻不计,理想电压表两接线柱分别与O点和C点相连,
小球P的质量为m,重力加速度为g,由此可推得风力大小F与电压表示数U的关
系式为F=
(2)研究小组的同学猜想风力大小F可能与风速大小v和小球半径r这两个因素有关,
于是他们进行了如下实验:
实验一:使用同一球,改变风速,记录了在不同风速下电压表的示数。
表一:球半径r=0.50cm
风速(m/s)
10
15
20
30
电压表读数(V)
2.40
3.60
4.81
7.19
由表一数据可知:在小球半径一定的情况下,风力与风速的关系是
实验二:保持风速一定,换用同种材料、不同半径的实心球,记录了在不同球半径
情况下电压表的示数
表二:风速v=10m/s
球半径(cm)
0.25
0.50
0.75
1.00
电压表读数(V)
9.60
2.40
1.07
0.60
由表二数据可知:在风速一定情况下,风力与小球半径的关系为
(3)根据上述实验结果,请写出风力F与风速v、球半径r关系式为F= 、(1) (2分)
(2)正比(或F=kv) (1分)
风力与球的半径成正比(或 F=k r )(2分)
(3) kvr k为比例系数 (2分)
(上海市黄浦区2008年4月模拟)(7分)如图所示,是一种内电阻可调的化学电池,可用来验证闭合电路欧姆定律。 A、B为电池的正、负极,C、D为靠近正、负极板的两个探极,目的是为了测量电池的内部电压,向电池内打气,可以改变电解质溶液液面的高低,从而改变电池的内电阻。
现在要验证闭合电路中内电压和外电压之和等于电源电动势,除该电池以外,还备有理想电流表和理想电压表各一个、一个定值电阻R=5Ω、电键S和导线若干。正确连接电路以后,得到表中实验数据。
次 数
1
2
3
4
5
电流表(A)
0.20
0.16
0.12
0.10
0.08
电压表(V)
1.01
1.20
1.40
1.50
1.59
(1)右图是该化学电池的俯视示意图,请用器材符号在下面方框内画出实验电路原理图;
(2)该电池的电动势E=________V;
(3)上述实验中第2次操作时该化学电池的内阻r=________Ω。
(1)实验电路原理图如图所示(电流表和电压表接反了不得分) (3分)
(2)E= 2.0 (2分)
(3)r=7.5Ω (2分)
、(上海市黄浦区2008年4月模拟)(6分)某待测电阻Rx的阻值约为20Ω,现要测量其阻值,实验室提供器材如下:
A.电流表A1(量程150mA,内阻约为10Ω)
B.电流表A2(量程20mA,内阻r2=30Ω)
C.定值电阻R0=100Ω
D.滑动变阻器R,最大阻值约为10Ω
E.电源E,电动势E=4V(内阻不计)
F.电键S及导线若干
(1)根据上述器材完成此实验,测量时要求电表读数不得小于其量程的,请你在虚线框内画出测量Rx的一种实验原理图(图中元件使用题干中相应英文字母符号标注)。
(2)实验时电流表A1的读数为I1,电流表A2的读数为I2,用已知的和测得的物理量表示Rx=__________。(用字母表示)
(1)如右图所示 (3分)
(2) (3分)
、(上海市徐汇区2008年4月模拟)(5分)如图所示是测磁感应强度的一种装置。把一个很小的测量线圈放在待测处,测量线圈平面与该处磁场方向垂直,将线圈跟冲击电流计G串联(冲击电流计是一种测量电量的仪器)。当用反向开关K使螺线管里的电流反向时,测量线圈中就产生感应电动势,从而有电流流过G。该测量线圈的匝数为N,线圈面积为S,测量线圈电阻为R,其余电阻不计。
(1)若已知开关K反向后,冲击电流计G测得的电量大小为q,则此时穿过每匝测量线圈的磁通量的变化量为△φ=__________(用已知量的符号表示)。
(2)待测处的磁感应强度的大小为B=__________。
(1)qR/N (3分) (2)qR/2NS (2分)
、(上海市徐汇区2008年4月模拟)(7分)在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材:
A.待测的干电池(电动势约为1.5 V,内电阻小于1.0Ω )
B.电流表A1(量程0—3 mA,内阻Rg1=10Ω)
C.电流表A2(量程0—0.6 A,内阻Rg2=0.1Ω)
D.滑动变阻器R1(0—20Ω,10 A) E.滑动变阻器R2(0—200Ω,l A)
F.定值电阻R0(990Ω) G.开关和导线若干
(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图甲所示的(a)、(b)两个参考实验电路,其中合理的是______图所示的电路;在该电路中,为了操作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选______(填写器材前的字母代号)。
(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理的实验电路,利用测出的数据绘出的I1-I2图线(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数,且I2的数值远大于I1的数值),则由图线可得被测电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。
(3)若将图线的纵坐标改为______,则图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小。
(1)b(2分), D(1分)(2)1.48(士0.04)V,0.84Ω(士0.03)(2分)
(3)I1(R0+Rg1)(2分)
、(上海市闸北区2008年4月模拟)如图所示,用细绳将条形磁铁A竖直挂起,再将小铁块B吸在条形磁铁A的下端,静止后将细绳烧断,A、B同时下落,不计空气阻力,则下落过程中:( ???? )AD
A 小铁块B的加速度一定为g
B 小铁块B只受一个力的作用
C 小铁块B可能只受二个力的作用
D 小铁块B共受三个力的作用
、(上海市静安区2008年4月模拟)如图,用等长绝缘线分别悬挂两个质量、电量都相同的带电小球A和B,两线上端固定于同一点O。将B球固定在O点正下方。当A球静止时,两悬线夹角为??。在以下情况中,夹角??保持不变的是(两球间万有引力不计)A
A.同时使A球的质量和电量都减半。
B.同时使A、B两球的质量和电量都减半。
C.同时使两悬线长度减半。
D.同时使两球的电量都减半。
、(上海市嘉定区2008年4月模拟)两个所受重力大小分别为GA和GB的小球A和B,用轻杆连接,放置在光滑的半球形碗内。小球A、B与碗的球心O在同一竖直平面内,如图所示,若碗的半径为R,细杆的长度为R,GA>GB,由关于连接两小球的细杆AB静止时与竖直方向的夹角(,以下说法正确的是( )A
(A)arctan+ (B)arctan+
(C)-arctan (D)-arctan
、(上海市徐汇区2008年4月模拟)如图所示,小车上固定着三角硬杆,杆的端点固定着一个质量为m的小球.当小车有水平向右的加速度且逐渐增大时,杆对小球的作用力的变化(用F1至F4变化表示)可能是下图中的(OO'为沿杆方向)( )C
、(上海市黄浦区2008年4月模拟)在研究摩擦力的实验中,用弹簧秤水平拉一放在水平桌面上的小木块,小木块的运动状态及弹簧秤的读数如表格所示(每次实验时,木块与桌面的接触面相同)。则由表分析可知( )BC
A.木块受到的最大摩擦力为0.7N
B.木块受到的最大静摩擦力可能为0.6N
C.在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小只有三次是相同的
D.在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小只有两次是相同的
、(上海市虹口区2008年4月模拟)放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B。A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧。A、B均处于静止状态,下列说法中正确的是( )D
A、B受到向左的摩擦力。
B、B对A的摩擦力向右。
C、地面对A的摩擦力向右。
D、地面对A没有摩擦力。
、(上海市虹口区2008年4月模拟)把等边直角尺悬挂在光滑水平轴O处,再在尺上加外力F使尺平衡在图示位置。在下面4种悬挂方式中所加最小外力分别为F1,F2,F3,F4,四个力相比 ( )ABD
A. F1最大。 B. F2最小。
C. F1和F2相等。 D. F3和F4相等。
、(上海市宝山区2008年4月模拟)物体从A点静止出发,做匀加速直线运动,紧接着又做匀减速直线运动,到达B点时恰好停止。则在先后两个运动过程中( )B
A.时间一定相同
B.平均速度一定相同
C.加速度的大小一定相同
D.物体通过的路程一定相等
、(上海市崇明区2008年4月模拟)从手中竖直向上抛出的小球,与水平天花板碰撞后又落回到手中,设竖直向上的方向为正方向,小球与天花板碰撞时间极短.若不计空气阻力和碰撞过程中动能的损失,则下列能够描述小球从抛出到落回手中整个过程运动规律的图象是 ………………………………( )
、(上海市静安区2008年4月模拟)如图所示,一同学沿一直线行走,现用频闪照相记录了他行走中9个位置的图片,观察图片,能比较正确反映该同学运动的速度-时间图像的是C
、(上海市黄浦区2008年4月模拟)如图a、b所示,是一辆质量为6×103kg的公共汽车在t=0和t=3s末两个时刻的两张照片。当t=0时,汽车刚启动,在这段时间内汽车的运动可看成匀加速直线运动。图c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图像,θ=370,根据题中提供的信息,可以估算出的物理量有( )ABC
A.汽车的长度 B.3s末汽车的速度
C.3s内合外力对汽车所做的功 D.3s末汽车牵引力的功率
、(上海市长宁区2008年4月模拟)如图所示为一质点作匀变速直线运动的速度图象,质点的质量为2kg,质点在前4s内向东运动,则根据图线作出以下判断,正确的是 B
(A)质点在8s内始终向东运动.
(B)质点在8s内的加速度大小不变,方向始终向西.
(C)质点在8s内的加速度大小不变,方向先向西,后向东.
(D)在8s内合外力对质点做功的大小为200J.
、(上海市黄浦区2008年4月模拟)(10分) 两个完全相同的物体A、B,质量均为m=0.8kg,在同一粗糙水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动。图中的两条直线分别表示A物体受到水平拉力F作用和B物体不受到拉力作用的v-t图象,求:(1)物体A所受拉力F的大小;
(2)12s末物体A、B之间的距离S。
(1)设A、B两物块的加速度为a1、a2。
由v–t图可得: (1分)
算出(同样给分) (1分)
对A、B两物块分别由牛顿第二定律得:F-f=ma1 (1分)
f=ma2 (1分)
可得:F=m(a1 + a2)=0.8×(=0.8N (1分)
(2)设A、B两物块12s内的位移分别为S1、S2,,由图像得:
(2分)
(2分)
所以S=S1-S2=60m (1分)
、(上海市黄浦区2008年4月模拟)(10分) 如图所示,AB为斜轨道,与水平方向成37°角,BC为水平轨道,两轨道在B处通过一段小圆弧相连接,一质量为m的小物块,自轨道AB的A处从静止开始沿轨道下滑,最后停在轨道上的C点,已知物块与轨道间的滑动摩擦系数均为0.3,A点高h, (sin370=0.6)。求:
(1)在整个滑动过程中摩擦力所做的功;
(2)物块沿轨道AB段滑动时间t1与沿轨道BC段滑动时间t2之比值t1/ t2。
(1)由动能定理 (2分)
所以 (2分)
(2)设物块沿轨道AB滑动的加速度为a1,
由牛顿第二定律: (1分)
设物块到达B点时的速度为VB,则有 (1分)
设物块沿轨道AB滑动的加速度为a2,
由牛顿第二定律: (1分)
物块从B点开始作匀速直线运动,到达C点时,速度为零,故有
(1分)
有 (1分)
所以 (1分)
、(上海市虹口区2008年4月模拟)10分)某高速公路边的交通警示牌有如图所示的标记,其意义是指车辆的瞬时速度不得超过90 km/ h。若车辆驾驶员看到前车刹车后也相应刹车,反应时间是1 s,假设车辆刹车的加速度相同,安全距离是两车不相碰所必须保持的距离的2倍,则车辆行驶在这条公路上的安全距离为多大?
甲同学这样解答:车速v0==25m/s,末速vt=0。
作v—t图求解。从图中可得两车所要保持的距离就是平行四边形abcd的面积,其面积恰等于矩形Oace的面积,即: Sabcd=25×1=25m,所以安全距离为50m。
而乙同学认为甲同学的分析不够全面,只分析了一种情况,乙同学认为安全距离应该大于50m。
你认为哪位同学的结果正确?为什么?请予以说明并有解答过程(也可作图并说明)。
甲同学的结论不正确,因为他只考虑了前后两辆车都以90km/h即25m/s的速度行驶的情况,即:=,其实还存在这样两种情况:
(1)=25m/s,<25m/s;(2)<25m/s,=25m/s。
显然(1)中=25m/s,<25m/s的情况下安全距离小于50m。
而(2)中<25m/s,=25m/s的情况下安全距离要大于50m,可从v-t图中可知:两车不相碰距离就是面积Scabed>25m,所以安全距离要大于50m。
评分细则:结论不正确(2分),说出还有两种情况(共4分),作图正确(2分),得到大于50m的结论(2分)
、(上海市虹口区2008年4月模拟)消防队员为了缩短下楼的时间,往往抱着竖直的杆直接滑下。在一次训练中,一名质量为60 kg、训练有素的消防队员从离地面18 m的高度抱着两端均固定、质量为200 kg的竖直杆以最短的时间滑下,要求消防队员落地的速度不能大于6 m/s。已知该消防队员对杆作用的最大压力为1800 N,他与杆之间的动摩擦因数为0.5,当地的重力加速度为g=10 m/s2。求:
(1)消防队员下滑过程中的最大速度。
(2)消防队员下滑的最短时间。
(3)请在右图中作出杆对地面的压力随时间变化的图像。
消防队员先以最大加速度——重力加速度加速下滑,然后以尽可能大的加速度作减速运动,即运动过程为先加速后减速。当手和腿对杆施加最大压力时(就是抱紧杆的力)其受到的滑动摩擦力最大,此时减速的加速度值为最大。
(1)最大滑动摩擦力fmax=μN=0.5×1800N=900N 1分
减速的加速度由牛顿第二定律可知=5m/s2=5m/s2 2分
设消防队员加速下滑的距离为h1,减速下滑的距离为(H-h1),加速阶段的末速度是减速阶段的初速度为υmax,由题意和匀变速运动的规律有
1分
1分
由此式解得 m=7.2m, 2分
消防队员最大速度为m/s=12m/s 1分
(2)加速时间 s =1.2s 1分
减速时间 s=1.2s 1分
下滑的时间 t= t1+ t2=1.2+1.2=2.4s 1分
(3)将消防队员与杆作为整体为研究对象时,加速阶段消防队员完全失重,杆受到地面的支持力等于杆的重力,即N1=Mg=2000N,加速下滑,消防队员超重,N1=Mg+m(g+a)=2900N。
杆对地面的压力随时间变化图象如图所示。
画对得4分:3条线各1分,标度1分。
、(上海市闸北区2008年4月模拟)(10分)为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离.已知某高速公路的最高限速v=120km/h;假设前方车辆突然停止,后车司机从发现这一情况,经操纵刹车,到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)t=0.50s.刹车时汽车受到阻力的大小F为汽车重力的0.40倍.该高速公路上汽车间的距离s至少应为多少?(取g=10m/s2)
在反应时间内,汽车做匀速运动,运动的距离s1=vt (2分)
设刹车时汽车的加速度的大小为a,汽车的质量为m,有F=ma (2分)
自刹车到停下,汽车运动的距离s2= (2分)
所求距离s=s1+s2 (2分)
由以上各式得 s=1.55×102m. (2分)
答案:155m
、(上海市闸北区2008年4月模拟)(10分) 大雪,会使城市的街道出现严重的堵车情况,甚至发生交通事故。究其原因,主要是大雪覆盖路面后,被车轮挤压,部分融化为水。在严寒的天气下,又马上结成冰;汽车在光滑的平面上行使,刹车后难以停下,据测定,汽车橡胶轮胎与普通路面间的动摩擦因数是0.7,与冰面间的动摩擦因数为0.1,对于没有安装防抱死(ABS)设施的普通汽车,在规定的速度急刹车后,车轮立即停止运动,汽车在普通的水平路面上滑行1.4m才能停下,那么汽车以同样的速度在结了冰的水平路面上行驶,急刹车后滑行的距离为多少?(g=10m/s2)
???????????????????????????????????????????????
由牛顿第二定律得:-μmg=ma (2分)
解得a=-μg (2分)
因此a1=-μ1g= -7m/s2 a2=-μ2g= -1m/s2 (2分)
由运动学公式:
0-Vo2=2as 得s= = (2分)
s2=s1=9.8m (2分)
、(上海市宝山区2008年4月模拟)一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面,桌面上的A处有一小球.若车厢中的旅客突然发现小球沿如图(俯视图)中的虚线从A点运动到B点.则由此可以判断列车的运行情况是( )B
A.加速行驶,向南转弯
B.加速行驶,向北转弯
C.减速行驶,向北转弯
D.减速行驶,向南转弯
、(上海市崇明区2008年4月模拟)如图(俯视图)所示,以速度v匀速行驶的列车车厢内有一水平桌面,桌面上的A处有一小球,若车厢中的旅客突然发现小球沿图中虚线由A向B运动。则由此可判断列车 ……( )
(A)减速行驶,向南转弯 (B)减速行驶,向北转弯
(C)加速行驶,向南转弯 (D)加速行驶,向北转弯
、(上海市静安区2008年4月模拟)利用现代化实验仪器可以对快速变化力的特性进行研究。实验时,把图甲中的小球举到绳子的悬点O处,然后让小球由静止下落。用这种方法获得的具有弹性的细绳的拉力随时间的变化图像如图乙所示,以下判断中正确的是BD
A.t1、t4时刻小球速率最大,
B.t2、t5时刻小球动能最小,
C.t3、t4时刻小球速度可能相同,
D.小球在运动过程中机械能不守恒。
、(上海市黄浦区2008年4月模拟)辨析题:物体A、B都静止在同一水平面上,它们的质量分别是mA和mB,与水平面之间的动摩擦因数分别为μA和μB。用平行于水平面的力F分别拉物体A、B,得到加速度a和拉力F的关系图象分别如图中A、B所示。利用图象求出A、B两物体与水平面之间动摩擦因数μA和μB的数值。
甲同学分析的过程是:从图象中得到F=6N时,A物体的加速度aA=2.0m/s2,B物体的加速度aB=1.0m/s2,根据牛顿定律导出:
又
乙同学的分析过程是:从图象中得出直线A、B的斜率为:
kA=tan450=1, kB=tan26034’=0.5,
而斜率
又
你认为这两位同学的解法是否合理?请说明理由;若不合理,请用你自己的方法算出正确结果。
甲错在把水平力F当作合外力,而A、B两物块均受摩擦力f=2N (2分)
乙错在由于a轴和F轴的标度不同,斜率k不等于 (2分)
正确的求解是: (1分)
(1分)
(2分)
(2分)
、(上海市嘉定区2008年4月模拟)(10分)如图所示,一个人用与水平方向成(=30(角斜向下的推力F推一个重为G=200 N的箱子匀速前进,箱子与地面间的动摩擦因数为(=0.40。求:
(1)推力F的大小;
(2)若人不改变推力F的大小,只把力的方向变为水平,去推这个静止的箱子,且当作用的时间t=3 s后撤去推力,则撤去推力后箱子还能运动多长时间?
(1)Fcos30(=((mg+Fsin30()(2分),F==120 N(2分),
(2)F-(mg=ma1,(1分)a1=2 m/s2(1分),
v=a1t=6 m/s(1分),a2=(g=4 m/s2(1分),
t’=v/a2=1.5 s (2分)
位置
A
B
C
速度(m/s)
2.0
15.2
0
时刻(s)
0
3.0
10.6
、(上海市嘉定区2008年4月模拟)(10分)如图所示,某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点,接着沿水平路面滑至C点停止(人与雪橇在B点无能量损失)。人与雪橇的总质量为70 kg。设雪橇与AB、BC接触面间的动摩擦因数处处相同,忽略空气阻力,表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据,请根据图表中的数据解决下列问题:
(1)求动摩擦因数(;
(2)求斜面的倾角(。
(1)从B到C的过程中,加速度大小为a1==2 m/s2(2分),又a1=(g,所以(=0.2(2分),(2)从A到B的过程中,加速度大小为a2==4.4 m/s2(2分),根据牛顿第二定律 mgsin(-(mgcos(=ma2(3分),(=37((1分).
、(上海市静安区2008年4月模拟)(10分)如图1所示,质量为M=10kg的滑块放在水平地面上,滑块上固定一个轻质细杆ABC,在A端固定一个质量为m=2kg的小球,∠ABC=450,滑块与地面间的动摩擦因数为μ=0.5。现对滑块施加一个水平向右的推力F1=84N,使滑块做匀加速运动。求此时轻杆对小球的作用力F2大小和方向。()。
某同学是这样解的:小球受到重力及杆的作用力F2,因为是轻杆,所以F2方向沿杆斜向上,受力情况如图2所示。F2的大小也可由图2中的几何关系求出
………………
你认为上述分析是否正确?如果你认为正确,请完成此题;如果你认为不正确,请说明理由。并给出正确的解答
解:这个解法不正确。因为轻杆对小球的作用力不一定沿杆子,其方向必须通过分析和计算才能确定。(2分)
正确的解:
对整体用牛顿第二定律得:(2分)
得:(2分)
小球受到的重力与杆子的作用力合力水平向右,设F2与水平线夹角为α,如图3所示。则:
(2分)
方向为:,即(2分)
时间/s
弹簧秤示数/N
电梯启动前
50.0
0~3.0
58.0
3.0~13.0
50.0
13.0~19.0
46.0
19.0以后
50.0
、(上海市卢湾区2008年4月模拟)一同学想研究电梯上升过程的运动规律。某天乘电梯上楼时他携带了一个质量为5kg的砝码和一个量程足够大的弹簧秤,用手提着弹簧秤,砝码悬挂在秤钩上。电梯从第一层开始启动,中间不间断,一直到最高层停止。在这个过程中,他记录了弹簧秤在不同时段内的读数如右表所示。取重力加速度g=10m/s2,根据表格中的数据,求:
(1)电梯在最初加速阶段的加速度a1与最后减速阶段的加速度a2的大小;
(2)电梯在3.0~13.0s时段内的速度v的大小;
(3)电梯在19.0s内上升的高度H。
、(上海市卢湾区2008年4月模拟)一同学想研究电梯上升过程的运动规律。某天乘电梯上楼时他携带了一个质量为5kg的砝码和一套便携式DIS实验系统,砝码悬挂在力传感器上。电梯从第一层开始启动,中间不间断,一直到最高层停止。在这个过程中,显示器上显示出的力随时间变化的关系如图25所示。取重力加速度g=10m/s2,根据表格中的数据,求:
(1)电梯在最初加速阶段的加速度a1与最后减速阶段的加速度a2的大小;
(2)电梯在3.0~13.0s时段内的速度v的大小;
(3)电梯在19.0s内上升的高度H。
(1) a1= = m/s2 =1.6 m/s2, (2分)
a2= = m/s2 = 0.8m/s2 (2分)
(2)v1= a1·t1=1.6×3 m/s =4.8 m/s (2分)
(3) H=a1t12+v1t2+a2t22=×1.6×32m+4.8×10m+×0.8×62m=7.2m+48m+14.4m=69.6m (4分)
、(上海市宝山区2008年4月模拟)杂技演员在进行“顶杆”表演时,用的是一根质量可忽略不计的长竹竿,质量为30kg的演员自杆顶由静止开始下滑,滑到杆底时速度正好为零.已知竹竿底部与下面顶杆人肩部之间有一传感器,传感器显示顶杆人肩部的受力情况如图所示。求:
(1)杆上的人下滑过程中的最大速度;
(2)竹竿的长度。
解:(1)(2分),,(1分),
(2分)
(2)(2分)
,,(2分)
(2分)
(1分)
、(上海市黄浦区2008年4月模拟)如图,在同一竖直面内,小球a、b从高度不同的两点,分别以初速度va和vb沿水平方向抛出,经过时间ta和tb后落到与抛两出点水平距离相等的P点。若不计空气阻力,下列关系式正确的是( )C
A. ta>tb, va>vb B. taC. ta>tb, vatb, va=vb
、(上海市闵行区2008年4月模拟)如图所示,水平抛出的物体,抵达斜面上端P处,其速度方向恰好沿着斜面方向,然后紧贴斜面无摩擦滑下,下列图像物体沿x方向和y方向运动的速度——时间图像,其中正确的是-------------( )C
、(上海市闵行区2008年4月模拟)(12分) 如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,有一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R。一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动。要求物块能通过圆形轨道最高点,且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg(g为重力加速度)。求物块初始位置相对圆形轨道底部的高度h的取值范围。某同学分析如下:
设物块在圆形轨道最高点的速度为v,由机械能守恒得
(1)
物块在最高点受的力为重力mg、轨道压力N。根据牛顿第二定律有:
(2)
按题的要求,(3)
由上面三个方程就可以求出h的取值范围。
你认为该同学的解答是否全面? 若全面,请完成计算;若不全面,请说明理由,并用你自己的方法算出正确结果。
解:这个同学的分析不全面,他的方程仅能给出h的上限,而没有考虑h的下限。 (4分)
利用方程(1)(2)(3)可以解出:
要保证小物块到达轨道的最高点,还需要满足: (2分)
即: 得 (2分)
结合(1)得 (2分)
所以h的取值范围是: (2分)
、(上海市闵行区2008年4月模拟)如图所示,细绳长为L,吊一个质量为m的铁球(可视作质点),球离地的高度h=2L,当绳受到大小为2mg的拉力时就会断裂.绳的上端系一质量不计的环,环套在光滑水平杆上,现让环与球一起以速度向右运动,在A处环被挡住而立即停止,A离墙的水平距离也为L.求在以后的运动过程中,球第一次碰撞点离墙角B点的距离是多少?
环被A挡住的瞬间 得,故绳断,
之后小球做平抛运动 (4分)
设小球直接落地,则 球的水平位移
所以小球先与墙壁碰撞 (2分)
球平抛运动到墙的时间为t′,则 小球下落高度 (4分)
碰撞点距B的距离(2分)
、(上海市闸北区2008年4月模拟)(12分)倾斜雪道的长为25 m,顶端高为15 m,下端经过一小段圆弧过渡后与很长的水平雪道相接,如图所示。一滑雪运动员在倾斜雪道的顶端以水平速度v0=8 m/s飞出,在落到倾斜雪道上时,运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜面的分速度而不弹起。除缓冲外运动员可视为质点,过渡轨道光滑,其长度可忽略。设滑雪板与雪道的动摩擦因数μ=0.2,求运动员在水平雪道上滑行的距离(取g=10 m/s2)
如图选坐标,斜面的方程为:
运动员飞出后做平抛运动
联立①②③式,得飞行时间
t=1.2 s (2分)
落点的x坐标:x1=v0t=9.6 m (1分)
落点离斜面顶端的距离: (1分)
落点距地面的高度: (1分)
接触斜面前的x分速度: (1分)
y分速度: (1分)
沿斜面的速度大小为:(2分)
设运动员在水平雪道上运动的距离为s2,由功能关系得:
(2分)
解得:s2=74.8 m(1分)
、(上海市闸北区2008年4月模拟)假设太阳系中天体的密度不变,天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半,地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动,则下列物理量变化正确的是( ?? )BC
A、地球的向心力变为缩小前的一半
B、地球的向心力变为缩小前的1/16
C、地球绕太阳公转周期与缩小前的相同
D、地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半
、(上海市闸北区2008年4月模拟)由于太阳不断向外辐射电磁能,其自身质量不断减小。根据这一理论,在宇宙演变过程中,地球公转的情况是: ( )B
A、公转半径减小 B、公转周期变大 C、公转速率变大 D、公转角速度变大
、(上海市徐汇区2008年4月模拟)某同学在学习中记录了一些与地球、月球有关的数据资料如表中所示,利用这些数据来计算地球表面与月球表面之间的距离s,则下列运算公式中正确的是( )ABD
地球半径
R=6400km
月球半径
r=1740km
地球表面重力加速度
g0=9.80m/s2
月球表面重力加速度
g′=1.56m/s2
月球绕地球转动的线速度
v=1km/s
月球绕地球转动周期
T=27.3天
光速
c=2.998×105km/s
用激光器向月球表面发射激光光束,经过约t=2.565s接收到从月球表面反射回来的激光信号
(A)s=c·
(B)-R-r
(C)-R-r
(D)-R-r
、(上海市虹口区2008年4月模拟)一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行。认为行星是密度均匀的球体,要确定该行星的密度,只需要测量 ( )B
A.飞船的轨道半径。 B.飞船的运行周期。
C.飞船的运行速度。 D.行星的质量。
、(上海市静安区2008年4月模拟)嫦娥一号奔月旅程的最关键时刻——实施首次“刹车”减速.在接近月球时,嫦娥一号将要利用自身的火箭发动机点火减速,以便被月球引力俘获进入绕月轨道.这次减速只有一次机会,如果不能减速到一定程度,嫦娥一号将一去不回头离开月球和地球,漫游在更加遥远的深空;如果过分减速,嫦娥一号则可能直接撞击月球表面.则下列说法正确的是BCD
A.实施首次“刹车”的过程,嫦娥一号损失的动能转化为势能,转化时机械能守恒.
B.嫦娥一号被月球引力俘获后进入绕月轨道,并逐步由椭圆轨道变轨到圆轨道.
C.嫦娥一号如果不能减速到一定程度,月球对它的引力将会做负功.
D.嫦娥一号如果过分减速,月球对它的引力将做正功,撞击月球表面时的速度将很大.
、(上海市长宁区2008年4月模拟)( 10分) 探月飞船进入地月转移轨道后关闭推进器,会依靠惯性沿地球与月球的连心线飞往月球.在飞行途中飞船会经过一个特殊的点P,在这一点,飞船所受到的地球对它的引力与月球对它的引力正好抵消(不考虑其他星体对飞船的引力作用).已知地球质量为M1,月球质量为M2,地球中心与月球中心之间的距离为 r.
(1)试分析在探月飞船靠惯性飞行到达P点的过程中,飞船的动能如何变化?飞船的加速度如何变化?
(2)P点距离地球中心多远?
解(1)飞船的动能变小,达P点时最小(2分)
飞船的加速度逐渐变小,达P点时为零(2分)
(2)F地引= F 月引 (2分) (2分)
求得r1 = r/(1+) (2分)
、(上海市嘉定区2008年4月模拟)(14分)神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体,探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系麦哲伦云时,发现了LMCX-3双星系统,它由可见星A和不可见的暗星B构成,两星视为质点,不考虑其它天体的影响,A、B围绕两者的连线上的O点做匀速圆周运动,它们之间的距离保持不变,如图所示,引力常量为G,由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T。
(1)可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m’的星体(视为质点)对它的引力,设A和B的质量分别为m1、m2。试求m’(用m1、m2表示)
(2)求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式。
(1)G=m1(2r1=m2(2r2,所以r1/r2=m2/m1,又G=G,可解得:m’=,(2)由v=得:r1=,再由G=m1得:G=,
、(上海市卢湾区2008年4月模拟)嫦娥一号奔月成功这一事件极大地提高了同学们对月球的关注程度。以下是有关月球知识的几个问题,请解答:(已知月球质量为M,半径为R,万有引力常数为G)
(1)若在月球上以初速度v1竖直上抛一个物体,物体上升的最大高度h1为多少?
(2)若在月球上荡秋千,将人视为质点,秋千质量不计、摆长不变、摆角小于90°,若秋千经过最低点位置的速度为v2,人能上升的最大高度h2为多少?
(3)若在月球上发射一颗绕它运行的卫星,则发射卫星的最小速度v3为多少?
(1)G=mg(2分), G M =gR2,g = (1分),h1= = (3分)
(2)mg h2=mv22(2分), h2= = (1分)
(3)G=mR (2分) ∴v32 = ,v3=(1分)
、(上海市宝山区2008年4月模拟)宇航员在一行星上以10m/s的速度竖直上抛一质量为0.2kg的物体,不计阻力,经2.5s后落回手中,已知该星球半径为7220km。
(1)该星球表面的重力加速度多大?
(2)要使物体沿水平方向抛出而不落回星球表面,沿星球表面抛出的速度至少是多大?
(3)若物体距离星球无穷远处时其引力势能为零,则当物体距离星球球心r时其引力势能(式中m为物体的质量,M为星球的质量,G为万有引力常量)。问要使物体沿竖直方向抛出而不落回星球表面,沿星球表面抛出的速度至少是多大?
(1)(3分)
(2)(2分),(1分)
(3)由机械能守恒,得(2分),因为(2分),
所以(2分)
、(上海市闸北区2008年4月模拟)如图所示,实线和虚线分别为某种波在t时刻和t+Δt时刻的波形曲线。B和C是横坐标分别为d和3d的两个质点,下列说法中正确的是 ( ? )C
A、任一时刻,如果质点B向上运动,则质点C一定向下运动
B、任一时刻,如果质点B速度为零,则质点C的速度也为零
C、如果波是向右传播的,则波的周期可能为Δt
D、如果波是向左传播的,则波的周期可能为Δt
、(上海市卢湾区2008年4月模拟)如图13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S1和S2分别位于x轴上-0.2m和1.2m处,两列波的波速均为v=0.4m/s、振幅均为A=2cm。图示为t=0时刻两列波的图像,此刻平衡位置处于x轴上0.2m和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。则下列判断正确的是--------------( )AC
(A)两列波的周期均为1s
(B)t=0.75s时刻,质点P、Q都运动到M点
(C)t=1s时刻,质点M的位移为-4cm
(D)在两列波叠加的过程中,质点M的
振动得到了加强,位移始终是-4cm
、(上海市卢湾区2008年4月模拟)质点所受的力F随时间t变化的规律如图11所示,力的方向始终在一直线上。已知t=0时,质点的速度为零,则下列判断中正确的是-( )B
(A)0、t2、t4时刻质点的加速度最大
(B)t2时刻质点的动能最大
(C)t4时刻质点回到出发点
(D)力F始终对物体作正功
、(上海市静安区2008年4月模拟)如图所示为一列简谐横波t时刻的图象,已知波速为0.2m/s。以下结论正确的是CD
A.经过0.5s,质点a、b、c通过的路程均为0.1m
B.从t时刻起,若质点a比质点b先回到平衡位置,则波沿x轴正方向传播
C.图示时刻质点a、b、c所受的回复力大小之比为2∶1∶3
D.振源的振动频率为2.5Hz
、(上海市嘉定区2008年4月模拟)一列沿x轴传播的简谐横波某时刻的波形如图甲所示,若从此时刻开始计时,则图乙表示a、b、c、d中哪个质点的振动图像( )BD
(A)若波沿x轴正方向传播,则图乙表示a点的振动图像
(B)若波沿x轴正方向传播,则图乙表示b点的振动图像
(C)若波沿x轴负方向传播,则图乙表示c点的振动图像
(D)若波沿x轴负方向传播,则图乙表示d点的振动图像
、(上海市嘉定区2008年4月模拟)一弹簧振子做简谐运动,其振动图像如图所示,那么在(-(t)和(+(t)((t是微小的时间)两时刻,振子的:①速度相同;②加速度相同;③相对平衡位置的位移相同;④振动的能量相同。以上选项中正确的是( )D
(A)①② (B)②③
(C)③④ (D)①④
、(上海市虹口区2008年4月模拟)如图所示,一列简谐横波沿x轴负方向传播,振幅A=4cm。在t=0时刻,平衡位置相距5cm的两质点a、b的位移分别是2cm、-2cm,它们的运动
方向都沿y轴的负方向,据此可以推断 ( )BC
A.a质点到达平衡位置时,b质点恰好到达负最大位移处。
B. a质点速度为零时,b质点速度不为零。
C. t=0时刻,a、b两质点的动能相等。
D. a、b两质点平衡位置间的距离为半波长的奇数倍。
、(上海市长宁区2008年4月模拟)如图所示,有一列简谐横波,波速为4.0m/s,频率为2.5Hz,振幅为6.0×10-2m.在波传播方向上P、Q两点间的距离为1.2m.已知t = 0时刻,P处质点的位移为0,且正沿y轴正方向振动,则以下说法正确的是 BC
(A)若波沿x正方向传播,则在t=0时刻,Q处质点的位
移为y=3.0×10-2m.
(B)若波沿x正方向传播,在t=0时刻,Q处质点的加速
度沿y轴负方向.
(C)若波沿x负方向传播,在t=0.1s时刻,Q处质点的
位移为0,且正沿y轴正方向振动.
(D)无论波沿x正方向还是负方向传播,从t = 0开始每间隔
0.1s,P、Q处质点的振动方向就会变得一致起来.
(上海市徐汇区2008年4月模拟)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,两列波的波速均为v=0.4m/s,振幅均为A=2cm。t=0时刻两列波的图像及传播方向如图所示,此时平衡位置处于x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M、N的平衡位置分别处于x=0.4m和x=0.5m处,下列关于各质点运动情况的判断正确的是 ( )D
(A)t=0.75s时刻,质点P、Q都运动到N点
(B)质点P、Q的起振方向相反
(C)t=1.5s时刻,质点N的位移为2cm
(D)t=1.2s时刻,质点M的位移为0
、(上海市黄浦区2008年4月模拟)两列相干波在空间相遇,以下说法正确的是:( )C
A.振动加强区域内的介质质点的位移始终最大
B.振动减弱区域内的介质质点的振幅随时间变化
C.振动加强区域内的介质质点某时刻可以处于平衡位置
D.振动加强区域内的介质质点,在任何时刻一定比振动减弱区域内的介质质点位移大
、(上海市闵行区2008年4月模拟)如图所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两列波源分别位于x=-2×10-1m和x=12×10-1m处,两列波的波速均为v=0.4m/s,两波源的振幅均为A=2cm,图示为t=0时刻两列波的图像(传播方向如图),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,关于各质点运动情况判断正确的是-( )AD
A.质点P、Q都首先沿y轴负方向运动
B.t=0.75s时刻,质点P、Q都运动到M点
C.t=1s时刻,质点M的位移为4cm
D.t=1s时刻,质点M的位移为-4cm
、(上海市徐汇区2008年4月模拟)如图所示,一竖直放置开口向上的均匀玻璃管内用水银柱封有一定质量的理想气体,水银与玻璃管间摩擦力不计,开始时玻璃管处于静止状态,当玻璃管竖直下落时,下列说法中正确的是 ( )AB
(A)当玻璃管刚开始下落时,玻璃管的加速度大于重力加速度g
(B)玻璃管最初下落的短时间内,水银的加速度在逐渐变大
(C)玻璃管最初下落的短时间内,玻璃管的加速度在逐渐变大
(D)玻璃管最初下落的短时间内,水银将相对玻璃管下移
、(上海市静安区2008年4月模拟)如图所示,一弹簧秤上端固定,下端拉住活塞提起气缸,活塞与气缸间无摩擦,气缸内装一定质量的理想气体,系统处于静止状态。现使缸内气体的温度升高,则在此过程中,气体体积V与弹簧秤拉力F的变化情况是D
A.V增大,F增大, B.V增大,F减小,
C.V不变,F不变, D.V增大,F不变。
、(上海市闸北区2008年4月模拟)人骑自行车下坡,坡长l=500m,坡高h=8m,人和车总质量为100kg,下坡时初速度为4m/s,人不踏车的情况下,到达坡底时车速为10m/s,g取10m/s2,则下坡过程中阻力所做的功为( ????)D
A.-400J B.-3800J C.-50000J D.-4200J
、(上海市宝山区2008年4月模拟)如图所示,光滑弧形槽M静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,小球P从槽顶处开始下滑,则下列说法中正确的是( )BD
A.小球在下滑过程中机械能守恒
B.小球到达水平面后将做匀速直线运动
C.在小球下滑过程中弧形槽向左匀速运动
D.在小球下滑过程中弧形槽对小球做负功
、(上海市静安区2008年4月模拟)如图所示,木块M可以分别从固定斜面的顶端沿左边或右边由静止开始滑下,且滑到A点或B点停下。假定木块M和斜面及水平面间有相同的动摩擦因数,斜面与平面平缓连接,图中O点位于斜面顶点正下方,则A
A.距离OA等于OB,
B.距离OA大于OB,
C.距离OA小于OB,
D.无法做出明确的判断。
、(上海市嘉定区2008年4月模拟)如图所示为推行节水工程的转动喷水“龙头”,“龙头”距地面高为h,其喷灌半径可达10h,每分钟喷出水的质量为m,所用的水从地下H深的井里抽取,设水以相同的速率喷出,水泵的效率为(,不计空气阻力。则 ( )AD
(A)喷水龙头喷出水的初速度为5
(B)水泵每分钟对水所做的功为mg(H+25h)
(C)带动水泵的电动机的最小输出功率为
(D)带动水泵的电动机的最小输出功率为
、(上海市虹口区2008年4月模拟)如图甲所示为起重机沿竖直方向提起的过程中重物运动的速度—时间图像,则该过程中起重机的输出功率最接近乙图中的 ( )D
、(上海市闵行区2008年4月模拟)如图所示,一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上,环与杆的动摩擦因数为μ。现给环一个向右的初速度v0,同时对环施加一个竖直向上的作用力F,并使F的大小随v的大小变化,两者关系F=kv,其中k为常数,则环在运动过程中克服摩擦所做的功大小可能为:( )ABD
A. B.0
C. D.
、(上海市闵行区2008年4月模拟)一质点竖直向上运动,运动过程中质点的机械能与高度关系的图象如图所示,其中0—h1过程的图线为水平线,h1—h2过程的图线为倾斜直线.根据该图象,下列判断正确的是---------------------------------------( )CD
A.质点在0—h1过程中除重力外不受其它力的作用.
B.质点在0—h1过程中动能始终不变.
C.质点在h1—h2过程中合外力与速度的方向一定相反.
D.质点在h1—h2过程中不可能做匀速直线运动.
、(上海市徐汇区2008年4月模拟)如图所示,电梯由质量为1×103kg的轿厢、质量为8×102kg的配重、定滑轮和钢缆组成,轿厢和配重分别系在一根绕过定滑轮的钢缆两端,在与定滑轮同轴的电动机驱动下电梯正常工作,定滑轮与钢缆的质量可忽略不计,重力加速度g=10 m/s2。在轿厢由静止开始以2m/s2的加速度向上运行1s的过程中,电动机对电梯共做功为 ( )B
(A)2.4×103J (B)5.6×103J
(C)1.84×104J (D)2.16×104J
、(上海市黄浦区2008年4月模拟)质量为 m的小车在水平恒力F推动下,从山坡底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B,获得速度为,AB的水平距离为S。下列说法正确的是( )ABD
A.小车克服重力所做的功是mgh
B.合力对小车做的功是
C.推力对小车做的功是Fs-mgh
D.阻力对小车做的功是
、(上海市黄浦区2008年4月模拟)一物体在光滑的斜面上受到一平行于斜面的力作用,由静止开始沿斜面运动,运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图像(E--S图象)如图所示,其中0--s1过程的图线为曲线,s1--s2过程的图线为直线。根据该图像,下列判断正确的是( )AD
A.0--s1过程中物体的加速度越来越大
B.s1--s2过程中物体可能在做匀速直线运动
C.s1--s2过程中物体可能在做变加速直线运动
D.0--s2过程中物体的动能可能在不断增大
、(上海市徐汇区2008年4月模拟)(10分)辩析题:如图所示,光滑斜面的长为L=1 m、高为H=0.6 m,质量分别为mA和mB的A、B两小物体用跨过斜面顶端光滑小滑轮的细绳相连,开始时A物体离地高为h=0.5 m,B物体恰在斜面底端,静止起释放它们,B物体滑到斜面顶端时速度恰好减为零,求A、B两物体的质量比mA︰mB。
某同学解答如下:对A、B两物体的整个运动过程,由系统机械能守恒定律得mAgh―mBgH=0,可求得两物体的质量之比((。
你认为该同学的解答是否正确,如果正确,请解出最后结果;如果不正确,请说明理由,并作出正确解答。
不正确。(2分)
在A落地的瞬间地对A做功了,所以整个过程机械能不守恒。(2分)
在A落地前由机械能守恒定律得:mAgh―mBgh sin (=(mA+mB)v2,(2分)
在A落地后由机械能守恒定律得:―mBg(L―h)sin (=mBv2,(2分)
由第二式可解得:v2=2g(L―h)sin (=6,(1分)
代入第一式得5mA―3mB=3(mA+mB),所以mA︰mB=3。(1分)
、(上海市徐汇区2008年4月模拟)某探究性学习小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平地面上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图所示的v-t图像,已知小车在0~t s内做匀加速直线运动;ts~10s内小车牵引力的功率保持不变,且7s~10s为匀速直线运动;在10s末停止遥控让小车自由滑行,小车质量m=1kg,整个过程中小车受到的阻力f大小不变。求:
(1)小车所受阻力f的大小;
(2)在2s~10s内小车牵引力的功率P;
(3)小车在加速运动过程中的总位移s。
(1)在10 s末撤去牵引力后,小车只在阻力f作用下做匀减速运动,由图像可得减速时a=-2 m/s2 (1分)
则f=ma=2 N (2分)
(2)小车的匀速运动阶段即7 s~10 s内,设牵引力为F,则F=f (1分)
由图像可知vm=6 m/s (1分); ∴P=Fvm=12 W (2分)
(3)小车的加速运动过程可以分解为0~t和t~7两段,
由于ts时功率为12W,所以此时牵引力为F=P/vt=4N,(1分)
所以0~ts内的加速度大小为a1=(F-f)/m=2 m/s2,时间t=1.5 m/s(1分),
s1=a1t2=2.25 m (1分)
在0~7s内由动能定理可得 F s1+Pt2-fs=mvm2-mv02 (1分)
代入解得s=28.5m (1分)
、(上海市长宁区2008年4月模拟)(12分)一辆汽车质量为1×103kg ,最大功率为2×104W,在水平路面由静止开始作直线运动,最大速度为v2,运动中汽车所受阻力恒定.发动机的最大牵引力为3×103N ,其行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系如图所示.试求
(1)根据图线ABC判断汽车作什么运动?
(2)v2的大小;
(3)整个运动中的最大加速度;
(4)当汽车的速度为10m/s时发动机的功率为多大?
解:(1)图线AB牵引力F不变,阻力f不变,汽车作匀加速直线运动,图线BC的斜率表示汽车的功率P,P不变,则汽车作加速度减小的加速运动,直至达最大速度v2,此后汽车作匀速直 线运动。 (2分)
(2)汽车速度为v2,牵引力为F1=1×103 N,
(3分)
(3)汽车做匀加速直线运动时的加速度最大
阻力 (1分)
(3分)
(4)与B点对应的速度为 (1分)
当汽车的速度为10m/s时处于图线BC段,故此时的功率为最大
Pm =2×104W (2分)
、(上海市静安区2008年4月模拟)(12分)下表是一辆电动自行车的部分技术指标,其中额定车速是指电动车满载情况下在水平平直道路上以额定功率匀速行驶的速度。
额定
车速
整车
质量
载重
电源
电源输
出电压
充电
时间
额定输出
功率
电动机额定工作电压和电流
18km/h
40kg
80kg
36V/12Ah
≥36V
6~8h
180W
36V/6A
请参考表中数据,完成下列问题(g取10 m/s2):
(1)此车所配电动机正常工作时,内部损耗的功率是多少?
(2)在行驶过程中电动车受阻力是车重(包括载重)的K倍,试计算K的大小。
(3)若电动车满载时以额定功率行驶,当车速为3m/s时的加速度为多少?
解:(1)从表中可知,输出功率P出= 180W,
输入功率P入=UI=36×6W=216W 2分
P损==P入-P出 =36W 2分
(2)P额=f=K(M+m)g 2分
K= 2分
(3) P额=F 1分
F-K(M+m)g=(M+m)a 2分
a=0.2米/秒2 1分
、(上海市长宁区2008年4月模拟)(l4分)物理学在研究宏观、低速条件下的动力学问题时, 可采用牛顿运动定律,但在解决微观、高速问题时运用牛顿运动定律就会遇到困难.物理学中有一些规律,对宏观、低速问题或微观、高速问题都能适用,如力学中的:F t = m △v,式中m是所研究对象的质量,△v是所研究对象的速度的变化,F是在时间t (可以是极短的时间 ) 内作用在研究对象上的平均作用力.解决以下情景中的某些问题要运用到这个规律.
静止在太空中的飞行器上有一种装置,它利用电场加速带电粒子,形成向外发射的高速粒子流,从而对飞行器产生反作用推力(称之为反冲力),使飞行器获得加速度.已知飞行器的质量为M,发射出的是2价氧离子,发射离子的功率为P,加速电场的电压为U,每个氧离子的质量为m,基本电荷电量为e,不计发射氧离子后飞行器质量的变化,求:
(1)请运用相关知识推导题中给出的规律;
(2)射出的氧离子的速度;
(3)1s内射出的氧离子数;
(4)射出离子后飞行器开始运动时的加速度.
解 (1)根据牛顿第二定律和加速度定义式 ,(2分)
可得F t = m △v (1分)
(2)在电压U加速下,射出的氧离子速度为v,根据动能定理有
(2分)
解得 (1分)
(3)1s内射出的氧离子数为 (3分)
(4)运用题给规律,设氧离子在时间t内对飞行器的反冲力为F,
(2分)
将n、v代入得 (1分)
则射出离子后飞行器开始运动时的加速度为
(2分)