选择题:(共16题每题4分共64分。1—12为单选,13—16为不定项选择,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分。)
1.在物理学的研究及应用过程中所用思维方法的叙述正确的是
A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法是猜想法
B.速度的定义式,采用的是比值法,当趋近于零时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了理想模型法
C.在探究电阻、电压和电流三者之间的关系时,先保持电压不变研究电阻与电流的关系,再保持电流不变研究电阻与电压的关系,该实验应用了类比法
D.如图是三个实验装置,这三个实验都体现了放大的思想
考点:物理问题的研究方法
【名师点睛】在高中物理学习中,我们会遇到多种不同的物理分析方法,这些方法对我们理解物理有很大的帮助;故在理解概念和规律的基础上,更要注意科学方法的积累与学习。
2.如图所示,离地面高处有甲、乙两个物体,甲以初速度水平射出,同时乙以初速度沿倾角为的光滑斜面滑下,已知重力加速度,若甲、乙同时到达地面,则的大小是
B. C. D.
【答案】A
【解析】
试题分析:甲平抛运动的时间为:; 乙在斜面下滑的加速度为:a= =g,对于乙,下滑的位移大小为h,根据h=v0t at2,代入数据得: 联立解得v0= ,选项A正确。综上本题选A。3.A、B是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点,其速度-时间图象如图所示。则这一电场可能是
考点:带电粒子在电场中的运动
【名师点睛】本题考查了速度--时间图象的应用和电场线的相关知识,要明确斜率的含义,要能根据图象判断物体的运动情况,进而分析受力情况.能根据电场线的分布判断电场强度的大小.难度适中。
4.如图所示,水平传送带足够长,小工件放在传送带A端静止,工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.25.现让传送带由静止开始以加速度a0=5m/s2向右匀加速运动,当其速度增到v=5m/s时,立即改为以大小相同的加速度向右做匀减速运动直至停止,工件最终也停在传送带上.工件在传送带上滑动时会留下“划痕”,取重力加速度g=10m/s2,在整个运动过程中()
A.工件的最大速度为2.5m/sB.工件的运动时间为s C.工件在传送带上的“划痕”长m D.工件相对传送带的位移为m
考点:牛顿第二定律的综合应用
【名师点睛】本题是一道力学综合题,考查了牛顿第二定律与运动学公式的应用,分析清楚传送带与工件的运动过程是正确解题的关键,应用牛顿第二定律与运动学公式即可正确解题。
5.如图所示,A为带正电的点电荷,电量为Q,中间竖直放置一无限大的金属板,B为质量为m、电量为 q的小球,用绝缘丝线悬挂于O点,平衡时丝线与竖直方向的夹角为θ,且A、B两个小球在同一水平面上,间距为L,则金属板上的感应电荷在小球B处产生的电场强度大小E为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
试题分析:静电平衡时,金属板的感应电荷在B处产生的电场强度方向向右。以小球为研究对象,分析受力情况:重力、点电荷对小球的静电力F、感应电荷的静电力qE和细线的拉力,如图。根据共点力平衡条件:F qE=Tsinθ,mg=Tcosθ,又根据库仑定律得:,联立解得:,选项D正确。综上本题选D。
考点:物体的平衡;库仑定律
【名师点睛】本题是电场中的力平衡问题,要转换观念,当作力学问题去处理.关键要知道感应电荷产生的电场强度方向。6.如图所示两平行金属板水平放置并接到电源上一带电微粒P位于两板间恰好平衡.现用外力将P固定住然后固定导线各接点使两板均转过α角如图中虚线所示再撤去外力则P在两板间将
A.保持静止B.水平向左做直线运动C.向左下方运动D.不知α的具体数值无法确定P的运动状态
考点:牛顿第二定律
【名师点睛】考查了已知受力求运动,正确受力分析,由牛顿第二定律判断运动情况,解决本题的关键是确定新场强与原来场强在大小、方向上的关系。
7.如图所示,小球在水平拉力作用下,以恒定速率v沿竖直光滑圆轨道由A点运动到B点,在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是
A.逐渐减小B.逐渐增大C.先减小,后增大D.先增大,后减小
因为小球是以恒定速率运动,即它是做匀速圆周运动,那么小球受到的重力G、水平拉力F、轨道的支持力三者的合力必是沿半径指向O点.设球与圆心的连线与竖直方向夹角是θ,则:(F与G的合力必与支持力在同一直线上)得:F=Gtanθ而水平拉力F的方向与速度V的方向夹角也是θ,所以水平力F的瞬时功率是P=Fvcosθ即为:P=Gvsinθ显然,从A到B的过程中,θ是不断增大的,所以水平拉力F的瞬时功率是一直增大的.故B正确,ACD错误.故选B。
考点:功率
【名师点睛】解决本题的关键掌握瞬时功率的表达式P=Fvcosα,注意α为F与速度的夹角。8.如图所示,半径为R的金属环竖直放置,环上套有一质量为m的小球,小球开始时静止于最低点。现使小球以初速度v0=沿环上滑,小球运动到环的最高点时与环恰无作用力,则小球从最低点运动到最高点的过程中
A.小球机械能守恒
B.小球在最低点时对金属环的压力是6mg
C.小球在最高点时,重力的功率是mg
D.小球机械能不守恒,且克服摩擦力做的功是0.5mgR
考点:动能定理及牛顿第二定律的应用
【名师点睛】本题考查了机械能守恒定律、向心力公式以及动能定理的直接应用,要求同学们明确圆周运动最高点的临界条件,知道重力功率与竖直分速度有关。
9.如图所示,光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型,最低点B处的入、出口靠近但相互错开,C是半径为R的圆形轨道的最高点,BD部分水平,末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接,传送带以恒定速度v逆时针转动,现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放,滑块能通过C点后再经D点滑上传送带,则
A.固定位置A到B点的竖直高度可能为B.滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关
C.滑块不可能重新回到出发点A处
D.传送带速度v越大,滑块与传送带摩擦产生的热量越多
考点:动能定理、机械能守恒定律和牛顿第二定律
【名师点睛】本题综合考查了动能定理、机械能守恒定律和牛顿第二定律,理清物块在传送带上的运动情况,以及在圆轨道最高点的临界情况是解决本题的关键.10.美国在2016年2月11日宣布“探测到引力波的存在”,天文学家通过观察双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在,证实了GW150914是一个36倍太阳质量的黑洞和一个29倍太阳质量的黑洞,假设这两个黑洞绕它们连线上的某点做圆周运动,且这两个黑洞的间距缓慢减小,若该黑洞系统在运动过程中各自质量不变且不受其他星系的影响,则关于这两个黑洞的运动,下列说法正确的是
A.这两个黑洞做圆周运动的向心加速度大小始终相等
B.36倍太阳质量的黑洞轨道半径比29倍太阳质量的黑洞轨道半径小
C.这两个黑洞运行的线速度大小始终相等
D.随两个黑洞的间距缓慢减小,这两个黑洞运行的周期在增大
周期会随间距减小而减小,故D错误;故选11.如图所示,一价氢离子和二价氦离子的混合体,经同一加速电场加速后,垂直射入同一偏转电场中,偏转后,打在同一荧光屏上,则它们
A.同时到达屏上同一点B.先后到达屏上同一点C.同时到达屏上不同点D.先后到达屏上不同点
试题分析:设加速电压为U1,偏转电压为U2,偏转极板的长度为L,板间距离为d.在加速电场中,由动能定理得:qU1=m ① 同,出射速度的方向也相同.故两种粒子打屏上同一点.故B正确,ACD错误.故选B名师点睛】解决本题的关键知道带电粒子在加速电场和偏转电场中的运动情况,知道从静止开始经过同一加速电场加速,垂直打入偏转电场,运动轨迹相同.做选择题时,这个结论可直接运用,节省时间。
12.如图所示,三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面其电势分别为10 V、20 V、30 V。实线是一带负电的粒子(不计重力)在该区域内运动的轨迹,对于轨迹上的a、b、c三点,下列说法中正确的是
A.粒子一定是先过a,再到b,然后到c
B.粒子在三点所受电场力的大小关系为Fb>Fa>Fc
C.粒子在三点动能的大小关系为Ekb>Eka>Ekc
D.粒子在三点电势能的大小关系为εb>εa>εc
由题中的图可知,电场的方向是向上的,带负电的粒子将受到向下的电场力作用,带负电的粒子无论是依次沿a、b、c运动,还是依次沿c、b、a运动,都会得到如图的轨迹,选项A错误;因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的,由此可判断电场是匀强电场,所以带电粒子在电场中各点受到的电场力相等,选项B错误;带负电的粒子在电场中运动时,电势能与动能之间相互转化,由图中粒子的运动轨迹可知,a点到b点,电场力做负功(电场力方向和运动方向相反),电势能增大,动能减小,从b运动到c,电场力做正功,电势能减小,动能增大,因此c点的电势能最小,动能最大,选项C错误; 由对C的分析可知,D选项正确.故选D【名师点睛】本题考察到了电势能、带电粒子在电场中的运动、等势面、电场力做功等几方面的知识点.解决此题的关键是对等势面的理解,等势面就是电场中电势相等的各点构成的面,等势面有以下几方面的特点:①等势面一定与电场线垂直,即跟场强的方向垂直.②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功.③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面.④任意两个等势面都不会相交.⑤等差等势面越密的地方电场强度越大,即等差等势面的分布疏密可以描述电场的强弱13.我国已经禁止销售100 W及以上的白炽灯,以后将逐步淘汰白炽灯。假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的U-I图象如图所示。图象上A点与原点的连线与横轴成α角,A点的切线与横轴成β角,则
A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小B.在A点,白炽灯的电阻可表示为tanβC.在A点,白炽灯的电功率可表示为U0I0 D.在A点,白炽灯的电阻可表示为
考点:欧姆定律U-I图象14.如图所示,图中的四个电表均为理想电表,当滑动变阻器滑片P向右端移动时,下面说法中正确的是
A.电压表的读数减小,电流表的读数减小
B.电源的输出功率一定变小
C.电压表的读数的变化量与电流表的读数的变化量的比值不变
D.若滑片P的位置不动,突然发生短路,则的读数变小
考点:电路的动态分析
【名师点睛】本题是简单的电路动态分析问题,按“部分→整体→部分”的思路进行分析.对于电压表读数的变化量与电流表读数的变化量之比,往往根据闭合电路欧姆定律分析。15.在如图所示的电路中,灯泡L的电阻大于电源的内阻r,电表均为理想电表,闭合电键S,将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后,下列结论正确的是
A.灯泡L变亮B.电源的输出功率变小C.电容器C上电荷量减少D.电流表读数变小,电压表读数变大
将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后,电路中总电阻变大,总电流减小,则灯泡L变暗,选项A错误;当内、外电阻相等时,电源的输出功率功率最大。灯炮L的电阻大于电源的内阻,当R增大时,电源的输出功率减小。故选项B;因电路中总电流减小,内电压变小,则外电压变大,故电压表示数变大,选项D正确;灯泡两端的电压减小,则滑动变阻器两端电压变大,由Q=CU可知,电容器C上电荷量变大,选项C错误。综上本题选BD。
16.如图所示,甲、乙两种粗糙面不同的传送带,倾斜放于水平地面,与水平面的夹角相同,以同样恒定速率v向上运动。现将一质量为m的小物体(视为质点)轻轻放在A处,小物体在甲传送带上到达B处时恰好达到速率v;在乙上到达离B竖直高度为h的C处时达到速率v,已知B处离地面高度皆为H。则在物体从A到B过程中
A.将小物体传送到B处,两种系统产生的热量乙更多
B.将小物体传送到B处,两种传送带消耗的电能甲更多
C.两种传送带与小物体之间的动摩擦因数甲更大
D.两种传送带对小物体做功相等
>Q乙,所以将小物体传送到B处,两种传送带消耗的电能甲更多,故B;故选D.
考点:能量守恒定律二、实验题:(共1题 共8分)
17. ①图中读出金属丝的直径d为______________mm.
②在用伏安法测定金属丝的电阻(阻值约为4Ω)时,除被测的电阻丝外,还有如下供选择的实验器材:
直流电源:电动势约4.5V,内阻很小;
电流表A1:量程0~0.6A,内阻RA1等于1Ω;
电流表A2:量程0~3.0A,内阻RA2约0.025Ω;
电压表V:量程0~3V,内阻约3kΩ;
滑动变阻器R1:最大阻值10Ω;
滑动变阻器R2:最大阻值50Ω;
开关、导线等.
在可供选择的器材中,应该选用的电流表是____,应该选用的滑动变阻器是____.
③据所选的器材,在方框中画出实验电路图.
④若按照以上电路图测出电流值为I,电压值为U,金属丝长度为L,则电阻率的表达式为: = ,忽略测量读数中的偶然误差,则算出的电阻率与真实值相比:___________(填”偏大” “偏小””相等”). 【答案】①0.520 mm;②, ;③如图所示④相等
【解析】
③电路图如下:
④由闭合电路欧姆定律可知:若电压表的读数为U,电流表的读数为I,则金属丝电阻为,再由电阻定律,,联立可得;电流表内接法的主要误差来自于电流表分压,但是由于电流表内阻已知,可以排除这种误差,故测量值等于真实值。
考点:电阻的测量
【名师点睛】此题考查了伏安法测电阻实验;注意螺旋测微器精确度为0.01mm,需要估读,读数时注意半毫米刻度线是否露出.在要求电流或电压从零调或变阻器的全电阻较小时应用分压式接法。三、计算题:(共3题18题8分19题10分,20题10分,共28分)
18.如图所示,一电动遥控小车停在水平地面上,小车质量M=3kg,质量m=1kg的小物块(可视为质点)静止于车板上某处A,物块与车板间的动摩擦因数μ=0.1,现使小车由静止开始向右行驶,当运动时间t1=1.6s时物块从车板上滑落,已知小车的速度v随时间t变化规律如图乙所示,小车受到地面的摩擦阻力是小车对地面压力的 ,不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,求: (1)物块离开小车时,物块的速度大小; (2)0:1.6s时间内小车的牵引力做的功W
【答案】(1)1.6m/s(2)17J 其中 解得 F1=14N 小车的位移 s1=×2×1m=1m 在1-1.6s时间内,牵引力 F2=k(M m)g f=5N 由题图乙得小车的位移大小 s2=2×0.6m=1.2m 所以0~1.6s时间内小车的牵引力做的功 W=F1s1 F2s2 代入数据解得 W=17J 牛顿第二定律19.如图所示,水平向左的匀强电场中,用长为l的绝缘轻质细绳悬挂一小球,小球质量为m,带电量为 q,将小球拉至竖直位置最低位置A点处无初速释放,小球将向左摆动,细线向左偏高竖直方向的最大角度θ=74°. (1)求电场强度的大小E; (2)将小球向左摆动的过程中,对细线拉力的最大值; (3)若从A点处释放小球时,给小球一个水平向左的初速度v0,则为v0的大小应满足什么条件?
【答案】(1)(2)mg(3)
【解析】
小球在时,由重力电场力与细线的拉力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律得:20.如图所示,电源电动势为E,内阻r=R,定值电阻R1和R2的阻值均为R。平行板电容器接在R2两端,两极板长度和距离均为d,足够大屏幕与电容器右端距离为d,OO1为电容器中心轴线。一个不计重力、质量为m、电荷量为q的带正电粒子从O点以一定的初速度沿OO1方向射入电场,离开电场时的位置与电容器下极板的距离为。
(1)求粒子射入电场时的初速度大小。
(2)若将平行板电容器沿竖直中线等分为两部分后均并联在R2两端。左半部分不动,右半部分向右平移,求粒子打在屏幕上的位置与OO1的距离。
(3)若将平行板电容器沿竖直中线等分为两部分后均并联在R2两端,将右半部分向右平移x,求粒子打在屏幕上的位置与OO1的最小距离。
(2)(3)
【解析】
试题分析:(1)由闭合电路欧姆定律得电容器两端电压为: 设粒子射入电场的初速度为v0,在平行板间做类平抛运动 有,,d=v0t, 由联立解得:. 粒子离开左侧电场后做匀速运动,侧移距离 粒子在两电场中的合轨迹不变,故粒子从O点到离开右侧电场时侧移距离 粒子打在屏幕上位置与OO1的距离为. (3)粒子能从右侧电场射出,有,得x≤d 粒子打在屏幕上位置与OO1的距离为 当x=d时,y′最小,得.
