2016-2017学年江苏省连云港市高二下学期学业水平物理模拟试卷(一)
一、单项选择题
1.(2017高二下·连云港会考)高速铁路的发展正改变着我们的生活,下列情况中可将高速列车视为质点的是( )
A.研究列车车轮的转速
B.测量列车通过铁路桥的时间
C.分析列车形状对所受阻力的影响
D.计算列车在两城市间运行的平均速度
2.(2017高二下·连云港会考)如图所示是某质点做直线运动的x﹣t图象,由图象可知( )
A.质点一直处于运动状态 B.图象表示了质点运动轨迹
C.质点第5s内速度是2m/s D.质点前8s内位移是25m
3.(2017高二下·连云港会考)用如图装置做“探究求合力的方法”的实验,下列说法中正确的是( )
A.实验中只需记录弹簧测力计示数的大小
B.同一实验过程中,结点O的位置不变
C.用铅笔沿图中细线直接画出直线表示该力的方向
D.用两只弹簧测力计拉橡皮条时,两线绳间夹角必须为90o,以便求出合力的大小
4.(2017高二下·连云港会考)在抗雪救灾中,运输救灾物资的汽车以额定功率上坡时,为增大牵引力,司机应使汽车的速度( )
A.减小 B.增大
C.保持不变 D.先增大后保持不变
5.(2017高二下·连云港会考)月球上没有空气,若宇航员在月球上将羽毛和石块从同一高度处同时由静止释放,则( )
A.羽毛先落地 B.石块先落地
C.它们同时落地 D.它们不可能同时落地
6.(2017高二下·连云港会考)足球运动员已将足球踢向空中,如图所示,下列描述足球在向斜上方飞行过程中某时刻的受力图中,正确的是(G为重力,F为脚对球的作用力,Ff为空气阻力)( )
A. B. C. D.
7.(2017高二下·连云港会考)不可回收的航天器在用后,将成为太空垃圾,如图是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图,下列说法中正确的是( )
A.离地越低的太空垃圾运行的向心加速度一定越大
B.离地越低的太空垃圾受到的地球的万有引力一定越大
C.由公式v= 得,离地越高的太空垃圾运行速率越大
D.太空垃圾可能跟同一轨道上同向飞行的航于器相撞
8.(2017高二下·连云港会考)如图所示,在“探究作用力与反作用力的关系”实验中,关于A、B两个弹簧测力计示数的大小关系,下列说法中正确的是( )
A.FA>FB B.FA=FB
C.FA<FB D.以上三种情况都有可能
9.(2017高二下·连云港会考)如图所示是蹦床运动员在空中表演的情景,在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中,下列说法中正确的是( )
A.蹦床对人的弹力增大 B.弹性势能增大
C.动能增大 D.重力势能增大
10.(2017高二下·连云港会考)2016年12月22日,中国首颗碳卫星被成功发射到太空中,它将会在距地面700千米的轨道上,每16天对地球进行一次全面体检.而且还可为研究PM2.5等大气污染成因提供重要数据支撑,其发射速度( )
A.等于7.9km/s B.大于7.9km/s且小于11.2km/s
C.大于16.7km/s D.大于11.2km/s且小于16.7km/s
11.(2017高二下·连云港会考)伽利略的理想斜面实验证明了( )
A.只有匀速运动的物体有惯性
B.物体不受外力作用时,一定处于静止状态
C.力不是维持物体运动的原因,没有力作用的物体也可以运动
D.要使物体运动必须有力作用,没有力作用的物体就一直处于静止
12.(2017高二下·连云港会考)一物体置于光滑水平面上,受互相垂直的水平力F1、F2作用,经一段位移,F1做功为6J,F2做功为8J,则F1、F2的合力做功为( )
A.14J B.10J C.﹣2J D.2J
13.(2017高二下·连云港会考)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,某同学组装了如图所示的装置,关于平衡摩擦力的操作过程,下列说法中正确的是( )
A.应将长木板带滑轮的一端垫高
B.应将砝码盘通过细绳与小车相连
C.应将纸带穿过打点计时器并与小车相连
D.应使小车在长木板上做匀加速直线运动
14.(2017高二下·连云港会考)如图所示,A、B两物体的质量分别为mA、mB,且mA>mB,整个系统处于静止状态.如果绳一端由Q点缓慢地向右移到P点,滑轮的质量和一切摩擦均不计,关于物体A离地的高度H、绳与水平方向的夹角θ的变化情况说法正确的是( )
A.H增大,θ角不变 B.H减小,θ角变小
C.H增大,θ角变大 D.H不变,θ角变小
15.(2017高二下·连云港会考)如图所示的各电场中,A、B两点的电场强度相同的是( )
A. B.
C. D.
16.(2017高二下·连云港会考)如图所示,小磁针放置在螺线管轴线的左侧.当螺线管通以恒定电流时,不计其它磁场的影响,小磁针静止时N极的指向是( )
A.向左 B.向右 C.向上 D.向下
17.(2017高二下·连云港会考)彼此绝缘、相到垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面,穿过闭合线圈的磁通量可能为零的是( )
A. B.
C. D.
18.(2017高二下·连云港会考)如图所示,通电导线在磁场中受力分析正确的是( )
A. B.
C. D.
19.(2017高二下·连云港会考)a、b、c三束粒子(不计重力)沿纸面向上射入垂直于纸面向里的匀强磁场中,偏转轨迹如图所示,关于粒子带电性质,下列说法中正确的是( )
A.a带负电荷、b带正电荷 B.a带正电荷、b带负电荷
C.b带正电荷,c不带电 D.a带负电荷、c不带电
20.(2017高二下·连云港会考)请阅读下列材料,回答第(1)~(4)小题.
“神舟十一号”成功返回,刷新我国太空驻留时间记录
“神舟十一号”飞船于2016年10月17日成功发射.目的显了更好地掌握空间交会对接技术,开展地球观和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航于医学等领域的应用和试验.
飞船入轨手经过2天独立飞行完成与“天宫二号”空间实验室自动对接形成组合体.轨道高度约393km,运行周期约1.5小时,“神舟十一号”飞行任务是中国第7次载人飞行任务,也是中国持续时间最长的一次载人飞行任务,总飞行时间长达33天.
2016年11月18日下午,“神舟十一号”载人飞船顺利返回着陆.
(1)若火箭从地面升空阶段做匀加速直线运动,下列能反映其运动的v﹣t图象是( )
A. B.
C. D.
(2)在火箭加速上升和飞船环绕地球做匀速圆周运动时,它所处的状态分别是( )
A.失重、失重 B.失重、超重 C.超重、超重 D.超重、失重
(3)若“神舟十一号”飞船在近地轨道上做匀速圆周运动,与地球的同步卫星相比,“神舟十一号”飞船具有较小的( )
A.周期 B.线速度 C.角速度 D.向心加速度
(4)若地球半径为6400km,与“神舟十一号”飞船的运行速度最接近的是( )
A.3.4×104km/h B.2.8×104km/h
C.2.2×104km/h D.1.6×104km/h
21.(2017高二下·连云港会考)具有NFC(近距离无线通讯技术)功能的两只手机在间距小于10cm时可以通过 (选填“声波”或“电磁波”)直接传输信息,其载波频率为1.4×107Hz,电磁波在空气中的传播速度为3.0×108m/s,则该载波的波长为 m(保留2位有效数字).
22.(2017高二下·连云港会考)一节干电池的电动势E=1.5V,内阻r=1.0Ω,把阻值R=2.0Ω的电阻直接接在该电池的两极,则电阻R两端的电压U= V,电阻R消耗的功率P= W.
二、填空题
23.(2017高二下·连云港会考)在验证机械能守恒实验中,某同学利用图1中器材进行实验,正确的完成实验操作后,得到一条点迹清晰的纸带,如图2所示.在实验数据处理中,某同学取A、B两点来验证,已知打点计时器每隔0.02s打一个点,g取9.8m/s2,测量结果记录在下面的表格中
项目 x1(cm) A点速度(m/s) x2(cm) B点速度(m/s) AB两点间距离(cm)
数据 3.92 0.98 12.80 50.00
①观察纸带,可知连接重物的夹子应夹在纸带的 端(填“左”或“右”);
②在表格中,填写“B点速度”;
③若重物和夹子的总质量为0.6kg,那么在打A、B两点的过程中,动能的增加量为 J,重力势能减少量为 J(结果保留3位有效数字).
三、计算或论述题
24.(2017高二下·连云港会考)如图所示,倾角θ=30o的雪道与水平冰面在B处平滑地连接,小明乘雪橇在A处由静止开始匀加速下滑,经B处后在水平冰面上匀减速滑至C处停止.已知A处离冰面高度h=8m,BC距离L=36m,雪橇经B处的速度大小vB=12m/s,小明与雪橇的总质量m=70kg,不计空气阻力和连接处能量损失,小明和雪橇可视为质点.求:
(1)小明与雪橇在雪道上运动的加速度大小.
(2)雪橇与水平冰面间的动摩擦因数.
(3)整个运动过程中,小明与雪橇损失的机械能.
25.(2017高二下·连云港会考)如图所示,倾角为θ=45°的直导轨与半径为R的圆环轨道相切,切点为B,整个轨道处在竖直平面内,一质量为m的小滑块从导轨上的A处无初速下滑进入圆环轨道.接着小滑块从圆环最高点D水平飞出,恰好击中导轨上与圆心O等高的P点,不计一切阻力.求:
(1)滑块运动到D点时速度的大小.
(2)滑块运动到最低点C时对轨道压力的大小.
(3)A、C两点的竖直高度.
26.(2017高二下·连云港会考)如图1所示,光滑曲面AB与水平传送带BC在B处恰好平滑连接,质量m=1kg的物块从A点由静止滑下,当传送带静止不动时,物块最终停在距B点x=2.5m处的传送带上,调整皮带轮的运动角速度ω可以改变物块到达C点时的速度大小.已知A、B两点的竖直距离h=1.25m,BC长L=20m,皮带轮的半径R=0.1m,物块视为质点,传送带始终张紧且不打滑,取g=10m/s2.
(1)求物块运动至B点时的速度大小.
(2)求物块与传送带之间的动摩擦因数.
(3)让传送带顺时针转动,设物块到达C点的速度大小为vC,试画出图2vC随皮带轮角速度ω变化关系的vC﹣ω图象.
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】质点
【解析】【解答】解:A、研究列车车轮的转速时,列车不能看成质点,此时研究的是列车的一部分,看成质点的话就没有车轮的运动的情况了,所以A错误;
B、测量列车通过铁路桥的时间时,列车的长度不可以忽略的,此时不能看成质点,所以B错误;
C、分析列车形状对所受阻力的影响时,列车不能看成质点,此时看的就是列车的形状如何,所以不能看成质点,所以C错误;
D、计算列车在两城市间运行的平均速度时,列车的长度是可以忽略的,此时能看成质点,所以D正确.
故选:D
【分析】当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时,我们就可以把它看成质点,根据把物体看成质点的条件来判断即可.
2.【答案】C
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】解:A、由图象知,2﹣4s内图线的斜率为0,质点的速度为零,处于静止状态,故质点并不是一直处于运动状态,故A错误;
B、位移时间图象只能表示质点做直线运动时位移的变化情况,不是质点的运动轨迹,故B错误;
C、质点第5s内速度是 v= = =2m/s,故C正确;
D、质点在0时刻的纵坐标为0,8s末的纵坐标为6m,所以质点前8s内位移是 x=6m﹣0=6m,故D错误;
故选:C
【分析】位移时间图象表示物体的位移随时间的变化情况,其斜率等于速度,倾斜的直线表示物体做匀速直线运动.位移等于纵坐标的变化量.由此分析即可.
3.【答案】B
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】解:A、实验中需记录弹簧测力计拉力的大小和方向还有结点的位置,故A错误;
B、要保证两个弹簧称的拉力与一个弹簧称的拉力效果相同,橡皮条要沿相同方向伸长量相同,则O点的位置应固定.故B正确.
C、记录方向时,通过在细线下方描点的方法进行,故C错误;
D、在实验中两个分力的夹角大小适当,且二力的大小要适量大些,这样有利于减小实验中偶然误差的影响,不需要夹角必须为90°,合力是通过作图得出的,不是计算出来的,故D错误;
故选:B
【分析】本实验中采用了两个力合力与一个力效果相同来验证的平行四边形定则,效果的相同是通过拉橡皮筋产生大小和方向相同的形变量来实现的.
数据处理时:我们需要画出力的大小和方向,所以力要尽量大些可减小测量误差对实验的影响,拉橡皮筋时要拉的尽量长一点,了解误差产生的原因即可正确解答.
4.【答案】A
【知识点】机车启动
【解析】【解答】解:由功率公式P=Fv可知,在功率一定的情况下,当速度减小时,汽车的牵引力就会增大,此时更容易上坡.
故选:A.
【分析】司机用“换挡”的办法来减速行驶是为了获得更大的牵引力来上坡,由P=FV可知,在功率一定的情况下,当速度减小时,汽车的牵引力就会增大.
5.【答案】C
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】解:月球上没有空气,羽毛和石块只受月球对它的吸引力作用,运动情况与地球上的物体做自由落体运动相似,根据h= 可知:t=
又因为羽毛和石块从同一高度同时下落,故运动的时间相等,所以羽毛和石块同时落地.
故选:C.
【分析】月球上没有空气,物体只受月球对它的吸引力作用,运动情况与地球上的物体做自由落体运动相似,根据自由落体运动的规律可知,下落时间由高度决定,高度相同,则运动时间相同.
6.【答案】B
【知识点】重力与重心;受力分析的应用
【解析】【解答】解:足球飞在空中时,一定受重力,且竖直向下;同时由于空气的作用,受到空气阻力;方向与运动方向相反;
故选:B.
【分析】对物体受力分析,明确物体和周围几个物体相接触,即每个力应找到施力物体.
7.【答案】A
【知识点】万有引力定律;万有引力定律的应用
【解析】【解答】解:根据万有引力提供向心力,有
得向心加速度 线速度
AC、可知离地越低的太空垃圾,r越小,向心加速度a越大;离地越高的太空垃圾,r越大,v越小,故A正确,C错误;
B、根据万有引力公式 ,因为太空垃圾质量未知,所以离地越低的太空垃圾受到的万有引力不一定大,故B错误;
D、根据线速度公式 ,在同一轨道上的航天器与太空垃圾线速度相同,如果它们绕地球飞行的运转方向相同,它们不会碰撞,故D错误;
故选:A
【分析】太空垃圾绕地球做匀速圆周运动,靠地球的万有引力提供向心力,进入大气层后,受空气阻力,速度减小,万有引力大于所需要的向心力,做向心运动
8.【答案】B
【知识点】牛顿第三定律
【解析】【解答】解:根据实验得出的牛顿第三定律的特点可知:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上.则实验观察到FA与FB的大小总是相等.故ACD错误,B正确;
故选:B
【分析】依据实验可得出一对相互作用力的特点是:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上.
9.【答案】D
【知识点】弹性势能;能量守恒定律;动能与重力势能
【解析】【解答】解:A、在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中,弹力减小,故A错误;
B、在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中,形变量减小,弹性势能减小,故B错误;
C、合力先是向上的,后是向下的,速度先增加后减小,动能先增加后减小,故C错误;
D、在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中,运动员一直向上运动,重力势能增大,故D正确.
故选:D.
【分析】根据蹦床的形变量来确定弹力、弹性势能的变化,由合外力的方向来确定运动员的运动性质,而由高度来确定重力势能的变化,从而即可求解.
10.【答案】B
【知识点】第一、第二与第三宇宙速度;卫星问题
【解析】【解答】解:由题可知,中国的首颗碳卫星将会在距地面700千米的轨道上运行,轨道的半径大于近地轨道的半径,所以发射的速度要大于第一宇宙速度7.9km/s,同时发射速度要小于第二宇宙速度11.2km/s.故B正确,ACD错误.
故选:B
【分析】第一宇宙速度是最大的运行速度,也是最小的地面发射速度;第二宇宙速度是卫星脱离地球的引力的速度;由此分析即可.
11.【答案】C
【知识点】牛顿第一定律;惯性与质量
【解析】【解答】解:A、理想斜面实验只能说明力不是维持物体运动的原因,是牛顿进一步说明了钢球具有惯性并推广到一切物体.故A错误;
BCD、伽利略通过“理想斜面实验”和科学推理,得出的结论是:力不是维持物体运动的原因,光滑水平面上运动的小球,运动状态的维持并不需要外力,故C正确,BD错误;
故选:C
【分析】理想斜面实验:在轨道的一边释放一颗钢珠,如果忽略摩擦力带来的影响,我们发现钢珠从左边滚下后,再从右边的斜面滚上,钢珠将上升到与左边释放高度相同的点;若将右边的倾斜角减小,钢珠还是上升到原来的高度,但通过的路程比原来更长;假设右边的轨道为水平,钢珠想要达到原来的高度,但是钢珠无法达到原来的高度,钢珠将永远运动下去.该实验说明力不是维持物体运动的原因.
12.【答案】A
【知识点】功的计算
【解析】【解答】解:当有多个力对物体做功的时候,总功的大小就等于用各个力对物体做功的代数和,
由于力F1对物体做功6J,力F2对物体做功8J,
所以F1与F2的合力对物体做的总功就为6J+8J=14J,
故选:A
【分析】功是标量,几个力对物体做的总功,就等于各个力单独对物体做功的和.
13.【答案】C
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】解:A、应将长木板远离滑轮的一端适当垫高,故A错误;
B、平衡摩擦力时,不要挂砝码盘,故B错误;
C、应将纸带穿过打点计时器并与小车相连,如果纸带上打出的点间隔相等,则摩擦力完全被平衡了,故C正确;
D、平衡摩擦力后,轻推小车,小车在长木板上做匀速直线运动,故D错误;
故选:C
【分析】平衡摩擦力时使得重力沿斜面向下的分力等于摩擦力的大小,使得小车在不挂砝码的情况下,做匀速直线运动.
14.【答案】A
【知识点】共点力平衡条件的应用;动态平衡分析
【解析】【解答】解:原来整个系统处于静止状态,绳的拉力等于A物体的重力,B物体对滑轮的拉力等于B物体的重力.将绳一端由Q点缓慢地向左移到P点,整个系统重新平衡后,绳的拉力F仍等于A物体的重力,B物体对滑轮的拉力仍等于B物体的重力,都没有变化,即滑轮所受的三个拉力都不变,则根据平衡条件可知,两绳之间的夹角也没有变化,则θ角不变,滑轮将下降,物体A的高度升高.故A正确,BCD错误.
故选:A
【分析】根据滑轮不省力的特点可知,整个系统重新平衡后,滑轮两侧的绳子拉力大小F等于物体A的重力不变,B物体对滑轮的拉力也不变.根据平衡条件分析两滑轮间绳子的夹角,再研究θ角的变化情况.
15.【答案】D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】解:A、图中A、B场强大小不等,但方向相同,则电场强度不同.故A错误.
B、图中A、B是同一圆上的两点,场强大小相等,但方向不同,则电场强度不同.故B错误.
C、图中电场线的切线方向表示电场的方向,由图可知,两点的场强方向不同,所以A、B场强不等,故C错误
D、图中A、B是匀强电场中的两点,电场强度相同,故D正确.
故选:D
【分析】电场强度是矢量,只有两点的场强大小和方向都相同时,电场强度才相同.根据这个条件进行判断.
16.【答案】A
【知识点】磁现象和磁场、磁感线;磁感应强度
【解析】【解答】解:根据安培定则可以判断通电螺线管左则为N极,右侧为S极,因此左侧小磁针静止时N极指向左侧,故BCD错误,A正确.
故选A.
【分析】利用安培定则判断通电螺线管周围磁场方向,然后根据磁场方向的定义即可判断小磁针静止时N极的指向.
17.【答案】B
【知识点】磁通量
【解析】【解答】解:A.根据安培定则,电流I1在第四象限磁场方向是垂直纸面向里,I2在第四象限磁场方向是垂直纸面向里,所以磁通量不可能为零,故A错误.
B.根据安培定则,电流I1在第一象限磁场方向是垂直纸面向外,I2在第一象限磁场方向是垂直纸面向里,所以磁通量可能为零,故B正确.
C.根据安培定则,电流I1在第一象限磁场方向是垂直纸面向里,I2在第一象限磁场方向是垂直纸面向里,所以磁通量不可能为零,故C错误.
D.根据安培定则,电流I1在第一象限磁场方向是垂直纸面向外,I2在第一象限磁场方向是垂直纸面向外,所以磁通量不可能为零,故D错误.
故选:B
【分析】根据安培定则,判断出两个电流在第一象限内磁场的方向,从而判断磁通量是否可能为零.
18.【答案】C
【知识点】安培力;左手定则
【解析】【解答】解:A、磁场的方向向右,电流的方向垂直于纸面向里,根据左手定则可知,电流受到的安培力的方向向下.故A错误;
B、磁场的方向向里,电流的方向垂直于纸面向外,电流的方向与磁场的方向平行,则不受安培力.故B错误;
C、磁场的方向向外,电流的方向斜向右下,根据左手定则可知,电流受到的安培力的方向垂直于电流向左下.故C正确;
D、磁场的方向向外,电流的方向垂直于纸面向外,电流的方向与磁场的方向平行,则不受安培力.故D错误.
故选:C
【分析】根据左手定则判断出安培力的方向,伸开左手,使大拇指与四指方向垂直,四指方向与电流方向相同,磁场方向垂直于掌心,大拇指所指方向为安培力的方向.
19.【答案】B
【知识点】左手定则
【解析】【解答】解:磁场的方向垂直于纸面向里,根据左手定则,结合图可知,a粒子带正电,b粒子带负电,c粒子不带电,故B正确,ACD错误;
故选:B
【分析】根据带电粒子垂直进入磁场中,受到的洛伦兹力发生偏转,根据粒子运动轨迹由左手定则判断粒子的电性即可.
20.【答案】(1)B
(2)D
(3)A
(4)B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速;万有引力定律的应用;卫星问题;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】解:(1)A、该图表示物体的速度不变,做匀速直线运动,不能反映火箭的运动情况,故A错误.
B、该图表示速度随时间均匀增大,做匀加速直线运动,能反映火箭的运动情况,故B正确.
C、该图表示速度随时间均匀减小,做匀减速直线运动,不能反映火箭的运动情况,故C错误.
D、根据速度时间图象的斜率表示加速度,则知该图象表示加速度不断增大的变加速直线运动,不能反映火箭的运动情况,故D错误.(2)火箭加速上升时,加速度方向向上,火箭处于超重状态;火箭在绕地球匀速运行时,所受的万有引力提供圆周运动所需的向心力,加速度向下,故火箭处于失重状态.
故D正确,ABC错误.(3) “神舟十一号”和地球同步卫星围绕地球做匀速圆周运动,由地球对卫星的万有引力提供卫星所需的向心力.则
G =m =m r=mω2r=ma
可得 v= ,T=2πr ,a=
由上可知:“神舟十一号”宇宙飞船的轨道半径较小,线速度、角速度和向心加速度较大,周期较短.故BCD错误,A正确.解:根据万有引力提供向心力得:G =mr ,得卫星的线速度公式 v=
设地球的半径为R,“神舟十一号”的轨道高度为h.
对近地卫星有 v1= =7.9km/s
对“神舟十一号”有 v神=
相比可得 v神= v1= ×7.9km/s≈7.7km/s≈2.8×104km/h
故答案为:(1)B;(2)D;(3)A;(4)B.
【分析】(1)根据速度随时间的变化规律,判断火箭的运动情况.分析时要抓住倾斜的直线表示匀变速直线运动.(2)超重时,物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力大于重力,根据牛顿第二定律,物体受到向上的合力,加速度方向向上;失重时,物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力小于重力,根据牛顿第二定律,物体受到向下的合力,加速度方向向下.(3)“神舟十一号”和同步卫星绕地球做匀速圆周运动,靠万有引力提供向心力,根据万有引力定律和牛顿第二定律判断线速度、周期、向心加速度和向心力的大小关系.(4)根据万有引力等于向心力,分别对近地卫星和“神舟十一号”列方程,再求“神舟十一号”的运行速度.
21.【答案】电磁波;21
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【解答】解:英国物理学家麦克斯韦的电磁场理论告诉我们:变化的磁场能产生电场,从而产生电磁波.
空气中电磁波的传播近似等于光速c,由波速公式c=λf得
波长λ= = m≈21m,
故答案为:电磁波,21.
【分析】根据英国物理学家麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的磁场能产生电场,从而形成电磁波.已知波速c,频率f,由波速公式c=λf求解波长.
22.【答案】1;0.5
【知识点】全电路的功和能
【解析】【解答】解:根据闭合电路欧姆定律得:
I= ,
电阻R两端的电压U=IR=0.5×2=1V,
电阻R消耗的功率P=UI=1×0.5=0.5W.
故答案为:1;0.5
【分析】本题是闭合电路,先根据闭合电路欧姆定律求得电路中电流,再由欧姆定律求电压U,根据功率公式求解电阻消耗的功率.
23.【答案】左;3.20;2.78;2.94
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】解:①因为重物速度越来越快,则相等时间内的位移越来越大,可知纸带的左端与重物相连.
②B点的速度为: .
③动能的增加量为: = =2.78J,
重力势能的减小量为:△Ep=mgh=0.6×9.8×0.5J=2.94J.
故答案为:①左;②3.20,③2.78,2.94;
【分析】根据相等时间内位移逐渐增大确定纸带的哪一端与重物相连;根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度,从而得出A到B动能的增加量,结合重物下降的高度求出重力势能的减小量.
24.【答案】(1)解:由题意知,SAB= = =16m
小明乘雪橇在A处由静止开始匀加速下滑,由vB2﹣0=2a1SAB可得:
代入数据有:122﹣0=2a1×16
解得:a1=4.5m/s2
(2)解:在冰面上运动,由运动学公式可得:0﹣vB2=﹣2a2L
由牛顿第二定律可得:a2= =μg
代入数据联立解得:μ=0.2
(3)解:整个运动过程能量守恒,损失的机械能为:△E=mgh=70×10×8=5600J.
【知识点】能量守恒定律;匀变速直线运动的位移与速度的关系;牛顿第二定律;动能定理的综合应用
【解析】【分析】(1)小明乘雪橇在A处由静止开始匀加速下滑,由运动学公式vt2﹣v02=2ax可求小明与雪橇在雪道上运动的加速度大小;(2)由运动学公式vt2﹣v02=2ax和牛顿第二定律联立可求雪橇与水平冰面间的动摩擦因数;(3)整个运动过程能量守恒,根据能量守恒定律可求损失的机械能.
25.【答案】(1)解:根据几何关系知,OP间的距离为:x= ,
根据R= 得:t= ,
则滑块在最高点C时的速度为: .
(2)解:对最低点C到D点运用动能定理得:﹣mg2R=
解得:v= ,
对最低点由牛顿第二定律得:
解得:FN=6mg
由牛顿第三定律得:滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小为6mg.
(3)解:不计一切阻力,A到C过程满足机械能守恒定律: ,
解得:h=2.5R
【知识点】对单物体(质点)的应用;动能定理的综合应用;向心力
【解析】【分析】(1)根据几何关系得出平抛运动的水平位移,结合平抛运动的规律,求出平抛运动的初速度,即在最高点D的速度.(2)对最低点C到D点运用动能定理,求出最低点的速度,根据牛顿第二定律求出支持力的大小,从而得出滑块对最低点C的压力大小.(3)对C到最低点运用机械能守恒定律,求出A、C两点的竖直高度大小.
26.【答案】(1)解:由A到B过程满足机械能守恒定律 ,即 = m/s.
(2)解:传送带静止不动,物块做减速运动直至停止,则根据动能定理可﹣ ,即 =
(3)解:当传送轮顺时针转动,物块在传送带上一直加速到右端C,达到最大速度vC,则根据动能定理可得:
即
解得vC= ,
又vC=ωR,解得ω=150rad/s.
若传送带的v≥15m/s,即ω≥150rad/s,物块一直加速,且vC=15m/s;
若传送带的速度0<v<15m/s,即0<ω<150rad/s,则物体到达C的速度vC=v,
即vC=ωR=0.1ω.vC随皮带轮角速度ω变化关系的vC﹣ω图象如下图.
【知识点】动能定理的综合应用;传送带模型
【解析】【分析】(1)由A到B过程满足机械能守恒定律,用机械能守恒定律即可求物块运动至B点时的速度大小;(2)传送带静止不动,物块做减速运动直至停止根据动能定理可以求出动摩擦因数;(3)让传送带顺时针转动速度为v,传送带速度较小时,vC=v;传送带速度较大时,vC=15m/s.
1 / 12016-2017学年江苏省连云港市高二下学期学业水平物理模拟试卷(一)
一、单项选择题
1.(2017高二下·连云港会考)高速铁路的发展正改变着我们的生活,下列情况中可将高速列车视为质点的是( )
A.研究列车车轮的转速
B.测量列车通过铁路桥的时间
C.分析列车形状对所受阻力的影响
D.计算列车在两城市间运行的平均速度
【答案】D
【知识点】质点
【解析】【解答】解:A、研究列车车轮的转速时,列车不能看成质点,此时研究的是列车的一部分,看成质点的话就没有车轮的运动的情况了,所以A错误;
B、测量列车通过铁路桥的时间时,列车的长度不可以忽略的,此时不能看成质点,所以B错误;
C、分析列车形状对所受阻力的影响时,列车不能看成质点,此时看的就是列车的形状如何,所以不能看成质点,所以C错误;
D、计算列车在两城市间运行的平均速度时,列车的长度是可以忽略的,此时能看成质点,所以D正确.
故选:D
【分析】当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时,我们就可以把它看成质点,根据把物体看成质点的条件来判断即可.
2.(2017高二下·连云港会考)如图所示是某质点做直线运动的x﹣t图象,由图象可知( )
A.质点一直处于运动状态 B.图象表示了质点运动轨迹
C.质点第5s内速度是2m/s D.质点前8s内位移是25m
【答案】C
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】解:A、由图象知,2﹣4s内图线的斜率为0,质点的速度为零,处于静止状态,故质点并不是一直处于运动状态,故A错误;
B、位移时间图象只能表示质点做直线运动时位移的变化情况,不是质点的运动轨迹,故B错误;
C、质点第5s内速度是 v= = =2m/s,故C正确;
D、质点在0时刻的纵坐标为0,8s末的纵坐标为6m,所以质点前8s内位移是 x=6m﹣0=6m,故D错误;
故选:C
【分析】位移时间图象表示物体的位移随时间的变化情况,其斜率等于速度,倾斜的直线表示物体做匀速直线运动.位移等于纵坐标的变化量.由此分析即可.
3.(2017高二下·连云港会考)用如图装置做“探究求合力的方法”的实验,下列说法中正确的是( )
A.实验中只需记录弹簧测力计示数的大小
B.同一实验过程中,结点O的位置不变
C.用铅笔沿图中细线直接画出直线表示该力的方向
D.用两只弹簧测力计拉橡皮条时,两线绳间夹角必须为90o,以便求出合力的大小
【答案】B
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】解:A、实验中需记录弹簧测力计拉力的大小和方向还有结点的位置,故A错误;
B、要保证两个弹簧称的拉力与一个弹簧称的拉力效果相同,橡皮条要沿相同方向伸长量相同,则O点的位置应固定.故B正确.
C、记录方向时,通过在细线下方描点的方法进行,故C错误;
D、在实验中两个分力的夹角大小适当,且二力的大小要适量大些,这样有利于减小实验中偶然误差的影响,不需要夹角必须为90°,合力是通过作图得出的,不是计算出来的,故D错误;
故选:B
【分析】本实验中采用了两个力合力与一个力效果相同来验证的平行四边形定则,效果的相同是通过拉橡皮筋产生大小和方向相同的形变量来实现的.
数据处理时:我们需要画出力的大小和方向,所以力要尽量大些可减小测量误差对实验的影响,拉橡皮筋时要拉的尽量长一点,了解误差产生的原因即可正确解答.
4.(2017高二下·连云港会考)在抗雪救灾中,运输救灾物资的汽车以额定功率上坡时,为增大牵引力,司机应使汽车的速度( )
A.减小 B.增大
C.保持不变 D.先增大后保持不变
【答案】A
【知识点】机车启动
【解析】【解答】解:由功率公式P=Fv可知,在功率一定的情况下,当速度减小时,汽车的牵引力就会增大,此时更容易上坡.
故选:A.
【分析】司机用“换挡”的办法来减速行驶是为了获得更大的牵引力来上坡,由P=FV可知,在功率一定的情况下,当速度减小时,汽车的牵引力就会增大.
5.(2017高二下·连云港会考)月球上没有空气,若宇航员在月球上将羽毛和石块从同一高度处同时由静止释放,则( )
A.羽毛先落地 B.石块先落地
C.它们同时落地 D.它们不可能同时落地
【答案】C
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】解:月球上没有空气,羽毛和石块只受月球对它的吸引力作用,运动情况与地球上的物体做自由落体运动相似,根据h= 可知:t=
又因为羽毛和石块从同一高度同时下落,故运动的时间相等,所以羽毛和石块同时落地.
故选:C.
【分析】月球上没有空气,物体只受月球对它的吸引力作用,运动情况与地球上的物体做自由落体运动相似,根据自由落体运动的规律可知,下落时间由高度决定,高度相同,则运动时间相同.
6.(2017高二下·连云港会考)足球运动员已将足球踢向空中,如图所示,下列描述足球在向斜上方飞行过程中某时刻的受力图中,正确的是(G为重力,F为脚对球的作用力,Ff为空气阻力)( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】重力与重心;受力分析的应用
【解析】【解答】解:足球飞在空中时,一定受重力,且竖直向下;同时由于空气的作用,受到空气阻力;方向与运动方向相反;
故选:B.
【分析】对物体受力分析,明确物体和周围几个物体相接触,即每个力应找到施力物体.
7.(2017高二下·连云港会考)不可回收的航天器在用后,将成为太空垃圾,如图是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图,下列说法中正确的是( )
A.离地越低的太空垃圾运行的向心加速度一定越大
B.离地越低的太空垃圾受到的地球的万有引力一定越大
C.由公式v= 得,离地越高的太空垃圾运行速率越大
D.太空垃圾可能跟同一轨道上同向飞行的航于器相撞
【答案】A
【知识点】万有引力定律;万有引力定律的应用
【解析】【解答】解:根据万有引力提供向心力,有
得向心加速度 线速度
AC、可知离地越低的太空垃圾,r越小,向心加速度a越大;离地越高的太空垃圾,r越大,v越小,故A正确,C错误;
B、根据万有引力公式 ,因为太空垃圾质量未知,所以离地越低的太空垃圾受到的万有引力不一定大,故B错误;
D、根据线速度公式 ,在同一轨道上的航天器与太空垃圾线速度相同,如果它们绕地球飞行的运转方向相同,它们不会碰撞,故D错误;
故选:A
【分析】太空垃圾绕地球做匀速圆周运动,靠地球的万有引力提供向心力,进入大气层后,受空气阻力,速度减小,万有引力大于所需要的向心力,做向心运动
8.(2017高二下·连云港会考)如图所示,在“探究作用力与反作用力的关系”实验中,关于A、B两个弹簧测力计示数的大小关系,下列说法中正确的是( )
A.FA>FB B.FA=FB
C.FA<FB D.以上三种情况都有可能
【答案】B
【知识点】牛顿第三定律
【解析】【解答】解:根据实验得出的牛顿第三定律的特点可知:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上.则实验观察到FA与FB的大小总是相等.故ACD错误,B正确;
故选:B
【分析】依据实验可得出一对相互作用力的特点是:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上.
9.(2017高二下·连云港会考)如图所示是蹦床运动员在空中表演的情景,在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中,下列说法中正确的是( )
A.蹦床对人的弹力增大 B.弹性势能增大
C.动能增大 D.重力势能增大
【答案】D
【知识点】弹性势能;能量守恒定律;动能与重力势能
【解析】【解答】解:A、在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中,弹力减小,故A错误;
B、在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中,形变量减小,弹性势能减小,故B错误;
C、合力先是向上的,后是向下的,速度先增加后减小,动能先增加后减小,故C错误;
D、在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中,运动员一直向上运动,重力势能增大,故D正确.
故选:D.
【分析】根据蹦床的形变量来确定弹力、弹性势能的变化,由合外力的方向来确定运动员的运动性质,而由高度来确定重力势能的变化,从而即可求解.
10.(2017高二下·连云港会考)2016年12月22日,中国首颗碳卫星被成功发射到太空中,它将会在距地面700千米的轨道上,每16天对地球进行一次全面体检.而且还可为研究PM2.5等大气污染成因提供重要数据支撑,其发射速度( )
A.等于7.9km/s B.大于7.9km/s且小于11.2km/s
C.大于16.7km/s D.大于11.2km/s且小于16.7km/s
【答案】B
【知识点】第一、第二与第三宇宙速度;卫星问题
【解析】【解答】解:由题可知,中国的首颗碳卫星将会在距地面700千米的轨道上运行,轨道的半径大于近地轨道的半径,所以发射的速度要大于第一宇宙速度7.9km/s,同时发射速度要小于第二宇宙速度11.2km/s.故B正确,ACD错误.
故选:B
【分析】第一宇宙速度是最大的运行速度,也是最小的地面发射速度;第二宇宙速度是卫星脱离地球的引力的速度;由此分析即可.
11.(2017高二下·连云港会考)伽利略的理想斜面实验证明了( )
A.只有匀速运动的物体有惯性
B.物体不受外力作用时,一定处于静止状态
C.力不是维持物体运动的原因,没有力作用的物体也可以运动
D.要使物体运动必须有力作用,没有力作用的物体就一直处于静止
【答案】C
【知识点】牛顿第一定律;惯性与质量
【解析】【解答】解:A、理想斜面实验只能说明力不是维持物体运动的原因,是牛顿进一步说明了钢球具有惯性并推广到一切物体.故A错误;
BCD、伽利略通过“理想斜面实验”和科学推理,得出的结论是:力不是维持物体运动的原因,光滑水平面上运动的小球,运动状态的维持并不需要外力,故C正确,BD错误;
故选:C
【分析】理想斜面实验:在轨道的一边释放一颗钢珠,如果忽略摩擦力带来的影响,我们发现钢珠从左边滚下后,再从右边的斜面滚上,钢珠将上升到与左边释放高度相同的点;若将右边的倾斜角减小,钢珠还是上升到原来的高度,但通过的路程比原来更长;假设右边的轨道为水平,钢珠想要达到原来的高度,但是钢珠无法达到原来的高度,钢珠将永远运动下去.该实验说明力不是维持物体运动的原因.
12.(2017高二下·连云港会考)一物体置于光滑水平面上,受互相垂直的水平力F1、F2作用,经一段位移,F1做功为6J,F2做功为8J,则F1、F2的合力做功为( )
A.14J B.10J C.﹣2J D.2J
【答案】A
【知识点】功的计算
【解析】【解答】解:当有多个力对物体做功的时候,总功的大小就等于用各个力对物体做功的代数和,
由于力F1对物体做功6J,力F2对物体做功8J,
所以F1与F2的合力对物体做的总功就为6J+8J=14J,
故选:A
【分析】功是标量,几个力对物体做的总功,就等于各个力单独对物体做功的和.
13.(2017高二下·连云港会考)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,某同学组装了如图所示的装置,关于平衡摩擦力的操作过程,下列说法中正确的是( )
A.应将长木板带滑轮的一端垫高
B.应将砝码盘通过细绳与小车相连
C.应将纸带穿过打点计时器并与小车相连
D.应使小车在长木板上做匀加速直线运动
【答案】C
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】解:A、应将长木板远离滑轮的一端适当垫高,故A错误;
B、平衡摩擦力时,不要挂砝码盘,故B错误;
C、应将纸带穿过打点计时器并与小车相连,如果纸带上打出的点间隔相等,则摩擦力完全被平衡了,故C正确;
D、平衡摩擦力后,轻推小车,小车在长木板上做匀速直线运动,故D错误;
故选:C
【分析】平衡摩擦力时使得重力沿斜面向下的分力等于摩擦力的大小,使得小车在不挂砝码的情况下,做匀速直线运动.
14.(2017高二下·连云港会考)如图所示,A、B两物体的质量分别为mA、mB,且mA>mB,整个系统处于静止状态.如果绳一端由Q点缓慢地向右移到P点,滑轮的质量和一切摩擦均不计,关于物体A离地的高度H、绳与水平方向的夹角θ的变化情况说法正确的是( )
A.H增大,θ角不变 B.H减小,θ角变小
C.H增大,θ角变大 D.H不变,θ角变小
【答案】A
【知识点】共点力平衡条件的应用;动态平衡分析
【解析】【解答】解:原来整个系统处于静止状态,绳的拉力等于A物体的重力,B物体对滑轮的拉力等于B物体的重力.将绳一端由Q点缓慢地向左移到P点,整个系统重新平衡后,绳的拉力F仍等于A物体的重力,B物体对滑轮的拉力仍等于B物体的重力,都没有变化,即滑轮所受的三个拉力都不变,则根据平衡条件可知,两绳之间的夹角也没有变化,则θ角不变,滑轮将下降,物体A的高度升高.故A正确,BCD错误.
故选:A
【分析】根据滑轮不省力的特点可知,整个系统重新平衡后,滑轮两侧的绳子拉力大小F等于物体A的重力不变,B物体对滑轮的拉力也不变.根据平衡条件分析两滑轮间绳子的夹角,再研究θ角的变化情况.
15.(2017高二下·连云港会考)如图所示的各电场中,A、B两点的电场强度相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】解:A、图中A、B场强大小不等,但方向相同,则电场强度不同.故A错误.
B、图中A、B是同一圆上的两点,场强大小相等,但方向不同,则电场强度不同.故B错误.
C、图中电场线的切线方向表示电场的方向,由图可知,两点的场强方向不同,所以A、B场强不等,故C错误
D、图中A、B是匀强电场中的两点,电场强度相同,故D正确.
故选:D
【分析】电场强度是矢量,只有两点的场强大小和方向都相同时,电场强度才相同.根据这个条件进行判断.
16.(2017高二下·连云港会考)如图所示,小磁针放置在螺线管轴线的左侧.当螺线管通以恒定电流时,不计其它磁场的影响,小磁针静止时N极的指向是( )
A.向左 B.向右 C.向上 D.向下
【答案】A
【知识点】磁现象和磁场、磁感线;磁感应强度
【解析】【解答】解:根据安培定则可以判断通电螺线管左则为N极,右侧为S极,因此左侧小磁针静止时N极指向左侧,故BCD错误,A正确.
故选A.
【分析】利用安培定则判断通电螺线管周围磁场方向,然后根据磁场方向的定义即可判断小磁针静止时N极的指向.
17.(2017高二下·连云港会考)彼此绝缘、相到垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面,穿过闭合线圈的磁通量可能为零的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】磁通量
【解析】【解答】解:A.根据安培定则,电流I1在第四象限磁场方向是垂直纸面向里,I2在第四象限磁场方向是垂直纸面向里,所以磁通量不可能为零,故A错误.
B.根据安培定则,电流I1在第一象限磁场方向是垂直纸面向外,I2在第一象限磁场方向是垂直纸面向里,所以磁通量可能为零,故B正确.
C.根据安培定则,电流I1在第一象限磁场方向是垂直纸面向里,I2在第一象限磁场方向是垂直纸面向里,所以磁通量不可能为零,故C错误.
D.根据安培定则,电流I1在第一象限磁场方向是垂直纸面向外,I2在第一象限磁场方向是垂直纸面向外,所以磁通量不可能为零,故D错误.
故选:B
【分析】根据安培定则,判断出两个电流在第一象限内磁场的方向,从而判断磁通量是否可能为零.
18.(2017高二下·连云港会考)如图所示,通电导线在磁场中受力分析正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】安培力;左手定则
【解析】【解答】解:A、磁场的方向向右,电流的方向垂直于纸面向里,根据左手定则可知,电流受到的安培力的方向向下.故A错误;
B、磁场的方向向里,电流的方向垂直于纸面向外,电流的方向与磁场的方向平行,则不受安培力.故B错误;
C、磁场的方向向外,电流的方向斜向右下,根据左手定则可知,电流受到的安培力的方向垂直于电流向左下.故C正确;
D、磁场的方向向外,电流的方向垂直于纸面向外,电流的方向与磁场的方向平行,则不受安培力.故D错误.
故选:C
【分析】根据左手定则判断出安培力的方向,伸开左手,使大拇指与四指方向垂直,四指方向与电流方向相同,磁场方向垂直于掌心,大拇指所指方向为安培力的方向.
19.(2017高二下·连云港会考)a、b、c三束粒子(不计重力)沿纸面向上射入垂直于纸面向里的匀强磁场中,偏转轨迹如图所示,关于粒子带电性质,下列说法中正确的是( )
A.a带负电荷、b带正电荷 B.a带正电荷、b带负电荷
C.b带正电荷,c不带电 D.a带负电荷、c不带电
【答案】B
【知识点】左手定则
【解析】【解答】解:磁场的方向垂直于纸面向里,根据左手定则,结合图可知,a粒子带正电,b粒子带负电,c粒子不带电,故B正确,ACD错误;
故选:B
【分析】根据带电粒子垂直进入磁场中,受到的洛伦兹力发生偏转,根据粒子运动轨迹由左手定则判断粒子的电性即可.
20.(2017高二下·连云港会考)请阅读下列材料,回答第(1)~(4)小题.
“神舟十一号”成功返回,刷新我国太空驻留时间记录
“神舟十一号”飞船于2016年10月17日成功发射.目的显了更好地掌握空间交会对接技术,开展地球观和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航于医学等领域的应用和试验.
飞船入轨手经过2天独立飞行完成与“天宫二号”空间实验室自动对接形成组合体.轨道高度约393km,运行周期约1.5小时,“神舟十一号”飞行任务是中国第7次载人飞行任务,也是中国持续时间最长的一次载人飞行任务,总飞行时间长达33天.
2016年11月18日下午,“神舟十一号”载人飞船顺利返回着陆.
(1)若火箭从地面升空阶段做匀加速直线运动,下列能反映其运动的v﹣t图象是( )
A. B.
C. D.
(2)在火箭加速上升和飞船环绕地球做匀速圆周运动时,它所处的状态分别是( )
A.失重、失重 B.失重、超重 C.超重、超重 D.超重、失重
(3)若“神舟十一号”飞船在近地轨道上做匀速圆周运动,与地球的同步卫星相比,“神舟十一号”飞船具有较小的( )
A.周期 B.线速度 C.角速度 D.向心加速度
(4)若地球半径为6400km,与“神舟十一号”飞船的运行速度最接近的是( )
A.3.4×104km/h B.2.8×104km/h
C.2.2×104km/h D.1.6×104km/h
【答案】(1)B
(2)D
(3)A
(4)B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速;万有引力定律的应用;卫星问题;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】解:(1)A、该图表示物体的速度不变,做匀速直线运动,不能反映火箭的运动情况,故A错误.
B、该图表示速度随时间均匀增大,做匀加速直线运动,能反映火箭的运动情况,故B正确.
C、该图表示速度随时间均匀减小,做匀减速直线运动,不能反映火箭的运动情况,故C错误.
D、根据速度时间图象的斜率表示加速度,则知该图象表示加速度不断增大的变加速直线运动,不能反映火箭的运动情况,故D错误.(2)火箭加速上升时,加速度方向向上,火箭处于超重状态;火箭在绕地球匀速运行时,所受的万有引力提供圆周运动所需的向心力,加速度向下,故火箭处于失重状态.
故D正确,ABC错误.(3) “神舟十一号”和地球同步卫星围绕地球做匀速圆周运动,由地球对卫星的万有引力提供卫星所需的向心力.则
G =m =m r=mω2r=ma
可得 v= ,T=2πr ,a=
由上可知:“神舟十一号”宇宙飞船的轨道半径较小,线速度、角速度和向心加速度较大,周期较短.故BCD错误,A正确.解:根据万有引力提供向心力得:G =mr ,得卫星的线速度公式 v=
设地球的半径为R,“神舟十一号”的轨道高度为h.
对近地卫星有 v1= =7.9km/s
对“神舟十一号”有 v神=
相比可得 v神= v1= ×7.9km/s≈7.7km/s≈2.8×104km/h
故答案为:(1)B;(2)D;(3)A;(4)B.
【分析】(1)根据速度随时间的变化规律,判断火箭的运动情况.分析时要抓住倾斜的直线表示匀变速直线运动.(2)超重时,物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力大于重力,根据牛顿第二定律,物体受到向上的合力,加速度方向向上;失重时,物体对悬挂物的拉力或对支撑面的压力小于重力,根据牛顿第二定律,物体受到向下的合力,加速度方向向下.(3)“神舟十一号”和同步卫星绕地球做匀速圆周运动,靠万有引力提供向心力,根据万有引力定律和牛顿第二定律判断线速度、周期、向心加速度和向心力的大小关系.(4)根据万有引力等于向心力,分别对近地卫星和“神舟十一号”列方程,再求“神舟十一号”的运行速度.
21.(2017高二下·连云港会考)具有NFC(近距离无线通讯技术)功能的两只手机在间距小于10cm时可以通过 (选填“声波”或“电磁波”)直接传输信息,其载波频率为1.4×107Hz,电磁波在空气中的传播速度为3.0×108m/s,则该载波的波长为 m(保留2位有效数字).
【答案】电磁波;21
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【解答】解:英国物理学家麦克斯韦的电磁场理论告诉我们:变化的磁场能产生电场,从而产生电磁波.
空气中电磁波的传播近似等于光速c,由波速公式c=λf得
波长λ= = m≈21m,
故答案为:电磁波,21.
【分析】根据英国物理学家麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的磁场能产生电场,从而形成电磁波.已知波速c,频率f,由波速公式c=λf求解波长.
22.(2017高二下·连云港会考)一节干电池的电动势E=1.5V,内阻r=1.0Ω,把阻值R=2.0Ω的电阻直接接在该电池的两极,则电阻R两端的电压U= V,电阻R消耗的功率P= W.
【答案】1;0.5
【知识点】全电路的功和能
【解析】【解答】解:根据闭合电路欧姆定律得:
I= ,
电阻R两端的电压U=IR=0.5×2=1V,
电阻R消耗的功率P=UI=1×0.5=0.5W.
故答案为:1;0.5
【分析】本题是闭合电路,先根据闭合电路欧姆定律求得电路中电流,再由欧姆定律求电压U,根据功率公式求解电阻消耗的功率.
二、填空题
23.(2017高二下·连云港会考)在验证机械能守恒实验中,某同学利用图1中器材进行实验,正确的完成实验操作后,得到一条点迹清晰的纸带,如图2所示.在实验数据处理中,某同学取A、B两点来验证,已知打点计时器每隔0.02s打一个点,g取9.8m/s2,测量结果记录在下面的表格中
项目 x1(cm) A点速度(m/s) x2(cm) B点速度(m/s) AB两点间距离(cm)
数据 3.92 0.98 12.80 50.00
①观察纸带,可知连接重物的夹子应夹在纸带的 端(填“左”或“右”);
②在表格中,填写“B点速度”;
③若重物和夹子的总质量为0.6kg,那么在打A、B两点的过程中,动能的增加量为 J,重力势能减少量为 J(结果保留3位有效数字).
【答案】左;3.20;2.78;2.94
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】解:①因为重物速度越来越快,则相等时间内的位移越来越大,可知纸带的左端与重物相连.
②B点的速度为: .
③动能的增加量为: = =2.78J,
重力势能的减小量为:△Ep=mgh=0.6×9.8×0.5J=2.94J.
故答案为:①左;②3.20,③2.78,2.94;
【分析】根据相等时间内位移逐渐增大确定纸带的哪一端与重物相连;根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度,从而得出A到B动能的增加量,结合重物下降的高度求出重力势能的减小量.
三、计算或论述题
24.(2017高二下·连云港会考)如图所示,倾角θ=30o的雪道与水平冰面在B处平滑地连接,小明乘雪橇在A处由静止开始匀加速下滑,经B处后在水平冰面上匀减速滑至C处停止.已知A处离冰面高度h=8m,BC距离L=36m,雪橇经B处的速度大小vB=12m/s,小明与雪橇的总质量m=70kg,不计空气阻力和连接处能量损失,小明和雪橇可视为质点.求:
(1)小明与雪橇在雪道上运动的加速度大小.
(2)雪橇与水平冰面间的动摩擦因数.
(3)整个运动过程中,小明与雪橇损失的机械能.
【答案】(1)解:由题意知,SAB= = =16m
小明乘雪橇在A处由静止开始匀加速下滑,由vB2﹣0=2a1SAB可得:
代入数据有:122﹣0=2a1×16
解得:a1=4.5m/s2
(2)解:在冰面上运动,由运动学公式可得:0﹣vB2=﹣2a2L
由牛顿第二定律可得:a2= =μg
代入数据联立解得:μ=0.2
(3)解:整个运动过程能量守恒,损失的机械能为:△E=mgh=70×10×8=5600J.
【知识点】能量守恒定律;匀变速直线运动的位移与速度的关系;牛顿第二定律;动能定理的综合应用
【解析】【分析】(1)小明乘雪橇在A处由静止开始匀加速下滑,由运动学公式vt2﹣v02=2ax可求小明与雪橇在雪道上运动的加速度大小;(2)由运动学公式vt2﹣v02=2ax和牛顿第二定律联立可求雪橇与水平冰面间的动摩擦因数;(3)整个运动过程能量守恒,根据能量守恒定律可求损失的机械能.
25.(2017高二下·连云港会考)如图所示,倾角为θ=45°的直导轨与半径为R的圆环轨道相切,切点为B,整个轨道处在竖直平面内,一质量为m的小滑块从导轨上的A处无初速下滑进入圆环轨道.接着小滑块从圆环最高点D水平飞出,恰好击中导轨上与圆心O等高的P点,不计一切阻力.求:
(1)滑块运动到D点时速度的大小.
(2)滑块运动到最低点C时对轨道压力的大小.
(3)A、C两点的竖直高度.
【答案】(1)解:根据几何关系知,OP间的距离为:x= ,
根据R= 得:t= ,
则滑块在最高点C时的速度为: .
(2)解:对最低点C到D点运用动能定理得:﹣mg2R=
解得:v= ,
对最低点由牛顿第二定律得:
解得:FN=6mg
由牛顿第三定律得:滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小为6mg.
(3)解:不计一切阻力,A到C过程满足机械能守恒定律: ,
解得:h=2.5R
【知识点】对单物体(质点)的应用;动能定理的综合应用;向心力
【解析】【分析】(1)根据几何关系得出平抛运动的水平位移,结合平抛运动的规律,求出平抛运动的初速度,即在最高点D的速度.(2)对最低点C到D点运用动能定理,求出最低点的速度,根据牛顿第二定律求出支持力的大小,从而得出滑块对最低点C的压力大小.(3)对C到最低点运用机械能守恒定律,求出A、C两点的竖直高度大小.
26.(2017高二下·连云港会考)如图1所示,光滑曲面AB与水平传送带BC在B处恰好平滑连接,质量m=1kg的物块从A点由静止滑下,当传送带静止不动时,物块最终停在距B点x=2.5m处的传送带上,调整皮带轮的运动角速度ω可以改变物块到达C点时的速度大小.已知A、B两点的竖直距离h=1.25m,BC长L=20m,皮带轮的半径R=0.1m,物块视为质点,传送带始终张紧且不打滑,取g=10m/s2.
(1)求物块运动至B点时的速度大小.
(2)求物块与传送带之间的动摩擦因数.
(3)让传送带顺时针转动,设物块到达C点的速度大小为vC,试画出图2vC随皮带轮角速度ω变化关系的vC﹣ω图象.
【答案】(1)解:由A到B过程满足机械能守恒定律 ,即 = m/s.
(2)解:传送带静止不动,物块做减速运动直至停止,则根据动能定理可﹣ ,即 =
(3)解:当传送轮顺时针转动,物块在传送带上一直加速到右端C,达到最大速度vC,则根据动能定理可得:
即
解得vC= ,
又vC=ωR,解得ω=150rad/s.
若传送带的v≥15m/s,即ω≥150rad/s,物块一直加速,且vC=15m/s;
若传送带的速度0<v<15m/s,即0<ω<150rad/s,则物体到达C的速度vC=v,
即vC=ωR=0.1ω.vC随皮带轮角速度ω变化关系的vC﹣ω图象如下图.
【知识点】动能定理的综合应用;传送带模型
【解析】【分析】(1)由A到B过程满足机械能守恒定律,用机械能守恒定律即可求物块运动至B点时的速度大小;(2)传送带静止不动,物块做减速运动直至停止根据动能定理可以求出动摩擦因数;(3)让传送带顺时针转动速度为v,传送带速度较小时,vC=v;传送带速度较大时,vC=15m/s.
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