2020-2021学年陕西省西安市长安一中高二(上)期末物理试卷(文科)
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一、选择题(本大题共23小题,每道小题3分,共69分.每道小题有四个选项,只有一项是正确的).
1.(3分)下列关于质点的说法中,正确的是( )
A.体积小的物体都可以看作质点
B.质量小的物体都可以看作质点
C.体积大的物体有时可以看作质点
D.研究地球的公转周期时,地球不可以看作质点
2.(3分)下列各组物理量中,都是矢量的是( )
A.位移、时间、质量 B.速度、加速度、力
C.路程、时间、位移 D.加速度、路程、速度
3.(3分)以下划线上的数字指时间间隔的是( )
A.午休从11:30开始
B.中央电视台《新闻联播》栏目每晚7:00准时与您见面
C.某中学的作息表上写着,第四节:10:30﹣11:10
D.某运动员的跨栏记录为12.91s
4.(3分)如图所示,分别为汽车甲的位移﹣时间图象和汽车乙的速度﹣时间图象,则( )
A.甲的加速度大小为5m/s2
B.乙的加速度大小为5m/s2
C.甲在4 s内的位移大小为40 m
D.乙在4 s内的位移大小为20 m
5.(3分)关于重力、弹力和摩擦力,下列说法正确的是( )
A.物体受到摩擦力时,一定受到弹力
B.两物体之间有弹力时,一定受到摩擦力
C.两物体相互接触时一定能产生弹力
D.滑动摩擦力的大小与物体所受的重力大小成正比
6.(3分)如图所示,一个重40N的物体置于光滑水平面上,当用一个F=10N的力竖直向上拉物体时,物体所受的合力为( )
A.0N B.40N,方向竖直向下
C.30N,方向竖直向下 D.10N,方向竖直向上
7.(3分)一重为10N的物体静止在水平桌面上,现用3N的水平推力向右推它但未能推动,如图所示。则此种情况下物体所受摩擦力情况是( )
A.摩擦力的方向向左,大小等于3N
B.摩擦力的方向向右,大小等于10N
C.摩擦力的方向向右,大小等于3N
D.摩擦力的方向向左,大小等于13N
8.(3分)如图所示,用水平外力将木块压在竖直墙上,使木块保持静止不动,则( )
A.墙面受到的摩擦力与木块受到的摩擦力是一对平衡力
B.墙面受到的摩擦力与木块受到的摩擦力是一对作用力与反作用力
C.木块受到的支持力与墙面受到的压力是一对平衡力
D.木块受到的支持力与木块受到的重力是一对作用力与反作用力
9.(3分)如图所示是某质点运动的速度﹣时间图象,以下说法正确的是( )
A.0~1s内的平均速度是2m/s
B.0~4s内的位移大小是0
C.0~1s内的加速度大小等于2~4s内的加速度大小
D.0~1s内的运动方向与2~4s内的运动方向相同
10.(3分)下列关于速度与加速度的说法中,正确的是( )
A.加速度越大,速度变化越大
B.加速度越小,速度变化越慢
C.加速度的方向和速度方向一定相同
D.物体速度越大,加速度就越大
11.(3分)一辆汽车刹车后做匀减速直线运动,初速度为10m/s,加速度的大小为2m/s2,则汽车在6s末时的速度大小和6s内的位移大小分别是( )
A.2m/s和24m B.0和24m C.0和25m D.2m/s和25m
12.(3分)质量为1kg的铅球从距离地面10m处做自由落体运动(g=10m/s2),下列说法正确的是( )
A.铅球完全失重,惯性越来越小
B.铅球完全失重,惯性越来越大
C.下落1s时重力的瞬时功率为100W
D.下落1s时重力的瞬时功率为50W
13.(3分)如图所示,小球被轻质细线竖直悬挂,悬线的拉力为T.当用水平拉力F将小球由竖直位置缓慢拉至虚线位置时,则在这一过程中( )
A.F变大、T变大 B.F变大、T变小
C.F变小、T变大 D.F变小、T变小
14.(3分)做平抛运动的物体的落地点与抛出点间水平距离的决定因素是( )
A.物体下落的高度和初速度
B.物体下落的高度
C.物体的初速度
D.物体的质量和初速度
15.(3分)如图所示,一圆筒绕其中心轴匀速转动,圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动,物体相对圆筒无滑动,物体的向心力来源是( )
A.物体的重力
B.物体所受重力与弹力的合力
C.筒壁对物体的静摩擦力
D.筒壁对物体的弹力
16.(3分)关于地球同步通讯卫星,下列说法中正确的是( )
A.它的轨道可以是椭圆
B.各国发射的这种卫星轨道半径都一样
C.它不一定在赤道上空运行
D.它运行的线速度一定大于第一宇宙速度
17.(3分)一轮船以一定的速度垂直河岸向对岸开行,当河水流速均匀时,轮船所通过的路程、过河所用的时间与水流速度的正确关系是( )
A.水速越大,路程和时间都不变
B.水速越大,路程越长,时间不变
C.水速越大,路程越长,时间越长
D.水速越大,路程越大,时间越短
18.(3分)如图所示,滑块与平板间动摩擦因数为μ,当放着滑块的平板被慢慢地绕着左端抬起,α角由0°增大90°的过程中,滑块受到的摩擦力将( )
A.不断增大
B.不断减少
C.先增大后减少
D.先增大到一定数值后保持不变
19.(3分)如图所示,拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100m,那么下列说法正确的是( )
A.轮胎受到地面的摩擦力对轮胎做了负功
B.轮胎受到的重力对轮胎做了正功
C.轮胎受到的拉力对轮胎不做功
D.轮胎受到的地面的支持力对轮胎做了正功
20.(3分)如图所示,一个小孩从粗糙的滑梯上加速滑下,在下滑过程中( )
A.小孩重力势能减小,动能不变,机械能减小
B.小孩重力势能减小,动能增加,机械能减小
C.小孩重力势能减小,动能增加,机械能增加
D.小孩重力势能减小,动能增加,机械能不变
21.(3分)某电场的电场线如图所示,质子在A、B两点受到电场力的大小分别为FA和FB,则它们的关系是( )
A.FA=FB B.FA>FB C.FA<FB D.无法比较
22.(3分)洛伦兹力使带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,下列各图中均标有带正电荷粒子的运动速度v的方向,洛伦兹力F的方向及磁感应强度B的方向,虚线圆表示粒子的轨迹,其中可能出现的情况是( )
A. B.
C. D.
23.(3分)一个质量为m的物体以a=3g的加速度竖直向下做加速运动,则在此物体下降h高度的过程中,物体的( )
A.重力势能减少了3mgh B.机械能减少了mgh
C.机械能保持不变 D.动能增加了3mgh
二、填空题(本大题共4小题,每空1分,共10分)
24.(2分)n匝线圈组成的电路中,磁通量的变化率为△φ△t,感应电动势的大小E= ;在远距离输电中,提高输电电压的设备是 。
25.(2分)某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验。
他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由图线可知弹簧的原长x0= cm,劲度系数k= N/m。
26.(3分)在“研究力的合成与分解”的实验中:
(1)某同学在水平放置的木板上垫一张白纸,并使白纸固定,把橡皮条的一端固定在木板上,另一端拴两根细线,通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,使它与细线的结点达到某一位置O点,下列关于此时应记录的数据的说法中正确的是
A.只需记录下此时两弹簧秤的读数F1与F2及对应的两拉力的方向;
B.需记录下此时两弹簧秤的读数F1与F2、对应的两拉力的方向以及结点对应的位置O
(2)接着该同学改用一个弹簧秤来拉橡皮条,关于此时的操作及应记录的数据的说法中正确的是
A.拉橡皮条时必须使结点与位置O重合
B.拉橡皮条时不必使结点与位置O重合
C.此时必须要记录下弹簧秤的读数F′
D.只需记录下拉力的方向而不必记录下弹簧秤的读数F′
(3)此后为了探究F1、F2与F′的关系,应作出F1、F2与F′的
A.力的示意图 B.力的图示。
27.(3分)某同学利用图甲中器材验证机械能守恒实验.如图乙是该实验得到的一条点迹清晰的纸带,现要取 A、B 两点来验证实验,已知电磁打点计时器每隔0.02s打一个点.
请回答下列问题:
①打点计时器应接 V的 (填“直流”或“交流”)电源;
②可以判断,连接重物的夹子应夹在纸带的 端(填“左”或“右”);
③若x2=4.80cm,则在纸带上打下记数点B时的速度vB= m/s(计算结果保留三位有效数字).
④若x1数据也已测出,则实验还需测出物理量为 .
三、计算题(本大题共3小题,共21分,解答时要求写出必要的文字说明,方程式和重要的演算步骤,若只有最后答案而无演算过程的不能得分).
28.(6分)在平直公路上,以速度v0=12m/s匀速前进的汽车,遇紧急情况刹车后,轮胎停止转动在地面上滑行,经过时间t=2s汽车停止,当地的重力加速度g取10m/s2.求:
(1)刹车时汽车加速度a的大小;
(2)开始刹车后,汽车在1s内发生的位移x;
(3)刹车时汽车轮胎与地面间的动摩擦因数μ。
29.(7分)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,放置一段通有电流强度为I,长度L,质量m的导体棒a(电流方向垂直纸面向里)。
求:①若空间中有竖直向上的匀强磁场,要使导体棒a静止在斜面上,则所加匀强磁场的磁感应强度B1的大小;
②若磁场方向任意,要使导体棒a静止在斜面上且对斜面无压力,则所加匀强磁场的磁感应强度B2的大小和方向。
30.(8分)如图所示,半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A,一质量为m=0.10kg的小球,以初速度v0=8.0m/s在水平地面上向左做加速度a=3.0m/s2的匀减速直线运动,运动x=4.0m后达到A点,冲上竖直半圆环到达B点,并从B点水平飞出,最后小球落在C点,g=10m/s2.求:
(1)小球到达B点时的速度大小vB;
(2)A、C间的距离xAC。
2020-2021学年陕西省西安市长安一中高二(上)期末物理试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共23小题,每道小题3分,共69分.每道小题有四个选项,只有一项是正确的).
1.【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。
【解答】解:AB、质量或体积很小的物体它的体积不一定能够忽略,不一定能看成质点,如原子很小,在研究原子内部结构的时候是不能看成质点的,故AB错误。
CD、体积大的物体有时也可以看成质点,如地球很大,但研究地球公转时可以看做质点,故C正确D错误。
故选:C。
【点评】本题考查学生对质点这个概念的理解,关键是知道物体能看成质点时的条件,看物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响,物体的大小体积能否忽略。
2.【分析】既有大小又有方向,相加时遵循平行四边形定则的物理量是矢量,如力、速度、加速度、位移、电场强度等都是矢量;只有大小,没有方向的物理量是标量,如路程、时间、质量等都是标量。
【解答】解:A、位移既有大小又有方向,是矢量。时间和质量只有大小没有方向,是标量。故A错误。
B、速度、加速度和力都既有大小又有方向,相加时遵循平行四边形定则,都是矢量,故B正确。
C、位移是矢量,而路程和时间是标量,故C错误。
D、加速度和速度是矢量,路程是标量,故D错误。
故选:B。
【点评】矢量与标量有两大区别:一是矢量有方向,标量没有方向;二是运算法则不同,矢量运算遵守平行四边形定则,标量运算遵守代数加减法则。
3.【分析】时间间隔是指时间的长度,在时间轴上对应一段距离,时刻是指时间点,在时间轴上对应的是一个点。
【解答】解:A、午休从11:30开始,11:30是时刻,故A错误;
B、中央电视台《新闻联播》栏目每晚7:00准时与您见面,7:00是开始的时刻,故B错误;
C、第四节:10:30﹣11:10,10:30和11:10是上课和下课的时间,指的是时刻,故C错误;
D、运动员跨栏记录为12.91s为跑完全程的时间,故D正确。
故选:D。
【点评】本题关键明确时间间隔与时刻的概念,要掌握了时刻在时间轴上对应的是一点,而时间间隔在时间轴上对应的是一段。
4.【分析】在位移﹣时间图象中,倾斜的直线表示物体做匀速直线运动,斜率表示速度;在速度﹣时间图象中,斜率表示加速度,图象与时间轴围成的面积表示位移.
【解答】解:A、在x﹣t图象中,斜率表示速度,由图象可知:甲做匀速直线运动,加速度为0,故A错误;
B、在速度﹣时间图象中,斜率表示加速度,乙的加速度大小为 a=vt=204=5m/s2,故B正确;
C、甲在4 s内的位移大小为 x=20m﹣0=20m,故C错误;
D、由v﹣t图象与时间轴围成的面积表示位移可知:乙在4 s内的位移大小为 x=20×42m=40m,故D错误。
故选:B。
【点评】本题的关键要明确x﹣t图象与v﹣t图象的区别,知道v﹣t图象的斜率表示加速度,x﹣t图象的斜率表示速度,两种图象不能混淆.
5.【分析】当两个相互接触的物体间有相互作用的弹力时,两物体间不一定有相互作用的摩擦力,还要存在相对运动或相对运动趋势,才有摩擦力,滑动摩擦力的大小与物体的压力大小成正比,从而即可求解。
【解答】解:A、摩擦力产生的条件是:弹力、相对运动或相对运动趋势、表面粗糙,故A正确;
B、由A选项分析,可知,两物体之间有弹力时,不一定受到摩擦力,故B错误;
C、物体相互接触时且挤压,才一定产生弹力,故C错误;
D、滑动摩擦力的大小与物体的压力大小成正比,并不是重力,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查了重心、弹力、滑动摩擦力和静摩擦力的影响因素,难度不大,属于基础题,注意摩擦力与弹力的关系。
6.【分析】物体重40N,受10N的拉力,对物体受力分析,可以求得物体受到的合力的大小.
【解答】解:物体的重力为40N,竖直向上的拉力为10N,那么还有30N的支持力,合力的大小还是零。所以A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】用一个F=10N的力竖直向上拉物体,并没有拉动物体,物体的合力还是零,但注意支持力大小为30N,方向竖直向上,学生容易错选C选项,将支持力漏了.
7.【分析】分析物体受到的摩擦力的大小,首先要判断物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力,静摩擦力和滑动摩擦力的计算方法是不同的。
【解答】解:由于物体受到水平推力向右推力,但是物体没有被推动,所以物体此时受到的是静摩擦力,静摩擦力的大小和推力的大小相等,方向相反,所以摩擦力的方向向左,大小等于3N,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查摩擦力的计算,要注意明确静摩擦力和滑动摩擦力的计算方法是不同的,这是解决本题的关键,也是同学常出错的地方,所以一定要判断物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力。
8.【分析】作用力与反作用力属于物体之间的相互作用力,平衡力是作用在一个物体上,由此分析。
【解答】解:AB、墙面受到的摩擦力与木块受到的摩擦力是一对作用力与反作用力,故A错误、B正确;
C、木块受到的支持力与墙面受到的压力是一对作用力与反作用力,故C错误;
D、木块受到的支持力与木块受到的重力没有关系,故D错误;
故选:B。
【点评】本题主要是考查作用力与反作用力、平衡力的判断,知道平衡力是作用在一个物体上,作用力与反作用力作用在两个物体上。
9.【分析】0~1s内,质点做匀加速直线运动,可根据公式v=v0+v2求平均速度。在v﹣t图象中,图象与坐标轴围成的面积表示位移,图象的斜率表示加速度,速度的正负表示速度方向。由此分析。
【解答】解:A、0~1s内,质点做匀加速直线运动,平均速度为 v=v0+v2=0+22=1m/s,故A错误。
B、在v﹣t图象中,图象与坐标轴围成的面积表示位移,则知0~4s内的位移大小等于梯形面积大小,为 x=1+42×2m=5m,故B错误。
C、图象的斜率表示加速度,斜率的绝对值表示加速度的大小,则知0~1s内的加速度大小大于2~4s内的加速度大小,故C错误。
D、0~1s内与2~4s内的速度均为正,运动方向相同,故D正确。
故选:D。
【点评】对于图象问题要明确两坐标轴的含义,以及图象的斜率、截距、面积等含义。本题关键要掌握速度图象的斜率等于加速度,“面积”表示位移来进行分析。
10.【分析】加速度是反映速度变化快慢的物理量,加速度越大,速度变化越快。注意加速度由合外力决定,与速度无关。
【解答】解:A、加速度是描述速度变化快慢的物理量,加速度越大,速度变化越快。故A错误,B正确。
C、加速度的方向和速度方向可能相同、相反或不在同一直线上。故C错误。
D、速度和加速度没有关系,速度很大的物体,其加速度可能为零,故D错误。
故选:B。
【点评】解决本题的关键知道加速度是反映速度变化快慢的物理量,要注意理解加速度和速度没有关系。
11.【分析】先求出汽车刹车到停止所需的时间,因为汽车停止后不再运动,然后根据匀变速直线运动的位移时间公式x=v0t+12at2求出刹车后的位移。
【解答】解:汽车刹车到停止所需的时间t0=0-v0a=0-10-2=5s<6s
所以汽车在6s末时的速度为0,
所以前6s内的位移等于前5s内的位移。x=v0t+12at2=10×5-12×2×25m=25m
故选:C。
【点评】解决本题的关键知道汽车刹车停止后不再运动,在6s内的位移等于5s内的位移,以及掌握匀变速直线运动的位移时间公式x=v0t+12at2
12.【分析】物体总能保持原来的运动状态的性质叫着惯性,惯性只跟质量有关,跟其他任何因素没有关系。
【解答】解:AB、惯性只跟质量有关,跟其他任何因素没有关系,故AB错误;
CD、竖直向上抛的物体只受重力作用,故重力瞬时功率P=Fv=mg.gt=100W,故C正确,D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查了惯性的影响因素,瞬时功率的有关因素,难度不大,属于基础题。
13.【分析】以小球为研究对象分析水平拉力F的大小、悬线的拉力为T大小的变化情况。
【解答】解:对小球受力分析,受拉力、重力、F,根据平衡条件,有:
F=mgtanθ,线细的拉力T=mgcosθ,θ逐渐增大则F逐渐增大、T增大,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题是动态平衡问题,动态平衡常用描述字眼就是缓慢移动,处理问题的方法主要是采用三角函数关系进行分析,也可以采用图象法分析。
14.【分析】平抛运动可分解为水平向上的匀速直线运动和竖直向上的自由落体运动,二者具有同时性,根据位移时间公式列式分析。
【解答】解:平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动,由h=12gt2得:t=2hg
物体的落地点与抛出点间水平距离为 x=v0t=v02hg
可知,平抛运动的物体的落地点与抛出点间水平距离的决定因素是物体下落的高度和初速度,与物体的质量无关,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】平抛运动是最常见的曲线运动,关键掌握其研究的方法:运动的合成和分解,知道平抛运动的时间由落地点与抛出点的竖直距离h决定,与初速度及水平距离无关,而落地点与抛出点间水平距离的决定因素是物体下落的高度和初速度。
15.【分析】做匀速圆周运动的物体合力等于向心力,向心力可以由重力、弹力、摩擦力中的任意一种力来提供,也可以由几种力的合力提供,还可以由某一种力的分力提供;
本题中物体做匀速圆周运动,合力指向圆心,对物体受力分析,受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力,合力等于支持力,提供向心力。
【解答】解:物体做匀速圆周运动,合力指向圆心
对物体受力分析,受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力,如图
其中重力G与静摩擦力f平衡,弹力N提供向心力,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【点评】本题中要使静摩擦力与重力平衡,角速度要大于某一个临界值,即重力不能小于最大静摩擦力!
16.【分析】地球同步通讯卫星是运行在地球同步轨道上的人造卫星,距离地球的高度约为36000 km,卫星的运行方向与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转周期相等,它运行的线速度一定小于第一宇宙速度。结合开普第三定律分析。
【解答】解:A、所有地球同步通讯卫星的轨道都必须是圆,故A错误;
B、地球同步通讯卫星的运行周期均为24h,根据开普第三定律r3T2=k知,各国发射的这种卫星轨道半径都一样,故B正确;
C、地球同步通讯卫星为位于地球赤道平面上圆形轨道,一定在赤道上空运行,故C错误;
D、第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动最大的运行速度,所以它运行的线速度一定小于第一宇宙速度,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查了地球同步卫星轨道相关知识点,要知道地球同步卫星围绕地球做匀速圆周运动,圆心是地球的地心,万有引力提供向心力,轨道的中心一定是地球的球心;同步卫星有四个“定”:定轨道、定高度、定速度、定周期。
17.【分析】轮船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度,船当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短,最短时间决定于垂直于河岸的速度,轮船所通过的路程要看合速度。
【解答】解:运用运动分解的思想,看过河时间只分析垂直河岸的速度,当轮船以一定的速度垂直河岸向对岸开行,即垂直河岸的速度不变,虽水速越大,但过河所用的时间不变;不过由平行四边形定则知这时轮船的合速度越大,因此,轮船所通过的路程越长,故ACD错误,故B正确。
故选:B。
【点评】轮船过河问题属于运动的合成问题,要明确分运动的等时性、独立性,运用分解的思想,看过河时间只分析垂直河岸的速度,分析过河位移时,要分析合速度。
18.【分析】在长直木板由水平位置缓慢向上转动的过程中,开始阶段滑块受到的是静摩擦力,之后受到的是滑动摩擦力,静摩擦力根据平衡条件分析。滑动摩擦力根据摩擦力公式分析。
【解答】解:开始阶段,滑块相对于平板静止,对滑块受力分析可知,滑块受到重力、支持力和沿斜面向上的静摩擦力的作用,受力平衡,则滑块受到的静摩擦力大小 f=mgsinα,随着α增大,滑块所受的摩擦力f增大。
当滑块相对于平板滑动后,滑块受到的是滑动摩擦力,大小为 f=μmgcosα;摩擦力随夹角的增大而减小,所以滑块受到的摩擦力将先增大后减少。故ABD错误,C正确。
故选:C。
【点评】分析物体受到的摩擦力时,首先要判断物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力,静摩擦力和滑动摩擦力的计算方法是不同的。
19.【分析】判断功的正负,可根据功的公式W=Flcosα,确定力与位移的夹角α的大小,根据α的范围确定功的正负。
【解答】解:A、由题知,轮胎受到地面的摩擦力方向水平向左,而位移水平向右,两者夹角为180°,则轮胎受到地面的摩擦力做了负功。故A正确。
B、轮胎受到的重力竖直向下,而轮胎的位移水平向右,则轮胎在竖直方向上没有发生位移,重力不做功。故B错误。
C、设拉力与水平方向的夹角为α,由于α是锐角,所以轮胎受到的拉力做正功。故C错误。
D、轮胎受到地面的支持力竖直向上,而轮胎的位移水平向右,则轮胎在竖直方向上没有发生位移,支持力不做功。故D错误。
故选:A。
【点评】本题只要掌握功的公式W=Flcosα,既可以判断力是否做功,也可以判断功的正负,关键确定力与位移的夹角。
20.【分析】(1)影响动能大小的因素:质量、速度.质量越大,速度越大,动能越大;
(2)影响重力势能大小的因素:质量、被举的高度.质量越大,高度越大,重力势能就越大;
(3)机械能等于动能和势能之和.
【解答】解:小孩从滑梯上加速滑下,速度变大,动能变大;由高度变小,所以重力势能变小;由于要克服摩擦做功,有一部分机械能转化为内能,所以机械能减少。
故选:B。
【点评】本题考查了动能和重力势能的概念,及影响其大小的因素,属于基本内容.在判断动能和重力势能的大小时,要注意看影响动能和重力势能大小的因素怎么变化.
21.【分析】电场线的疏密表示电场强度的大小,由F=Eq可比较电荷在两点处的电场力的大小.
【解答】解:由图可知,A点处的场强大于B点的场强,故质子在A点的受力大于在B点的受力;
故选:B。
【点评】本题考查电场线的性质,注意电场线的疏密表示电场强度的大小,各点的切线方向表示电场强度的方向.
22.【分析】洛伦兹力要使带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力。根据左手定则,将各项逐一代入,选择符合题意的选项。
【解答】解:A、由粒子的速度和磁场方向,根据左手定则判断得知,洛伦兹力指向圆心,提供向心力。故A正确。
B、由粒子的速度和磁场方向,根据左手定则判断得知,洛伦兹力向上背离圆心,粒子不可能沿图示轨迹做匀速圆周运动。故B错误。
C、由粒子的速度和磁场方向,根据左手定则判断得知,洛伦兹力向左背离圆心,粒子不可能沿图示轨迹做匀速圆周运动。故C错误。
D、洛伦兹力方向不指向圆心力,粒子不可能沿图示轨迹做匀速圆周运动。故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查应用左手定则判断洛伦兹力方向的能力,同时还要注意运用物体做圆周运动的条件分析粒子能否做圆周运动。
23.【分析】根据重力做功判断重力势能的变化,根据合力做功判断动能的变化。根据机械能等于重力势能与动能之和,求机械能的增加量。
【解答】解:A、在物体下降h高度的过程中,重力做功mgh,则重力势能减少了mgh。故A错误;
D、由牛顿第二定律可知,物体的合外力为 F=ma=3mg,合外力做功为 W=Fh=3mgh,根据动能定理知,动能的增加量等于合外力做功,为3mgh,故D正确;
BC、物体的重力势能减少了mgh,动能增加了3mgh,根据机械能等于重力势能与动能之和,可得机械能增加了2mgh,故BC错误。
故选:D。
【点评】解决本题的关键掌握功能关系,知道重力做功与重力势能的关系,合外力做功与动能的关系。
二、填空题(本大题共4小题,每空1分,共10分)
24.【分析】根据法拉第电磁感应定律公式E=n△Φ△t求解感应电动势大小;
【解答】解:根据法拉第电磁感应定律,有:E=n△Φ△t,变压器就是提高或者降低变压器的设备。
故答案为:(1)n△Φ△t;(2)变压器
【点评】解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律E=n△Φ△t,考察了变压器的基本概念和原理。
25.【分析】明确F与x图象的意义,知道弹簧处于原长时,弹力为零;根据胡克定律F=k△x求解劲度系数。
【解答】解:弹簧处于原长时,弹力为零,故原长为4cm;弹簧弹力为2N时,弹簧的长度为8cm,伸长量为4cm;
根据胡克定律F=k△x,有:k=F△x=80.16=50N/m;
故答案为:4; 50
【点评】本题关键是明确实验原理,然后根据胡克定律F=k△x并结合图象列式求解。
26.【分析】在实验中,需要研究两个力的作用效果和一个力的作用效果是否相同,必须将橡皮筋的结点拉到同一位置,且记下两次情况下拉力的大小和方向。
【解答】解:(1)在该实验中,需要研究两个力的作用效果和一个力的作用效果是否相同,当用两根弹簧秤拉时,需记下两弹簧秤的读数F1与F2、对应的两拉力的方向以及结点对应的位置O.故B正确,A错误。
故选:B。
(2)当用一根弹簧秤拉时,要使得一根弹簧秤的拉力效果和两根弹簧秤的拉力效果相同,则需将结点与位置O重合,同时需记下弹簧秤的示数和方向。故AC正确,B、D错误。
故选:AC。
(3)在探究力的关系时,需将力的大小和方向都反映出来,所以采用力的图示法。故B正确,A错误。
故选:B。
故答案为:(1)B(2)AC(3)B。
【点评】在“验证力的平行四边形定则”实验中,我们要知道分力和合力的效果是等同的,这要求同学们对于基础知识要熟练掌握并能正确应用,加强对基础实验理解。
27.【分析】解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项.
纸带实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度,从而求出动能.根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值.
【解答】解:①电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源的计时仪器,电磁打点计时器的工作电压交流6V以下,当电源的频率为50Hz时,它每隔0.02s打一次点.
②从纸带上可以发现从左到右,相邻的计数点的距离越来越大,也就是说明速度越来越大.
与重物相连接的纸带先打出点,速度较小,所以实验时纸带的左端通过夹子和重物相连接.
③若x2=4.80cm,则根据中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小得
在纸带上打下记数点B时的速度vB=xT=0.0480.04=1.20m/s.
④若x1数据也已测出,则实验还需测出物理量为AB之间的距离;
故答案为:①4~6V、交流;②左;③1.20; ④AB之间的距离或hAB.
【点评】对于基本仪器的使用和工作原理,我们不仅从理论上学习它,还要从实践上去了解它,自己动手去做做,以加强基本仪器的了解和使用.
纸带问题的处理是力学实验中常见的问题.我们可以纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度.
三、计算题(本大题共3小题,共21分,解答时要求写出必要的文字说明,方程式和重要的演算步骤,若只有最后答案而无演算过程的不能得分).
28.【分析】根据匀变速直线运动的速度时间公式求出刹车时汽车的加速度大小。根据速度位移公式求出刹车后的位移。根据牛顿第二定律求出刹车时汽车轮胎与地面的动摩擦因数。
【解答】解:(1)由vt=v0+at,得a=v0t;代入数值得:a=6m/s2
即刹车时汽车加速度a的大小为6m/s2。
(2)由x=v0t+12at2,代入数值得:x=9m
即开始刹车后,汽车在1s内发生的位移x为9m。
(3)根据题意,汽车刹车时受重力、支持力和滑动摩擦力,合力等于摩擦力,有:
F=f=μmg…①
由牛顿第二定律有:
F=ma…②
由①②两式解得:
μ=ag,代入数值得:μ=0.6
即刹车时汽车轮胎与地面间的动摩擦因数μ为0.6。
答:(1)刹车时汽车加速度a的大小为6m/s2;
(2)开始刹车后,汽车在1s内发生的位移x为9m;
(3)刹车时汽车轮胎与地面间的动摩擦因数μ为0.6。
【点评】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用,注意掌握加速度是联系力学和运动学的桥梁作用,正确选择运动学公式求解。
29.【分析】(1)对导体棒受力分析,根据共点力平衡求出安培力的大小,从而根据安培力的公式求出磁感应强度的大小。
(2)当棒子对斜面无压力,则导体棒所受重力和安培力平衡,根据平衡,结合安培力的公式求出磁感应强度的大小,根据左手定则判断磁感应强度的方向。
【解答】解:(1)若磁场方向竖直向上,由导线受力情况可知由平衡条件得:
在水平方向上:F﹣FNsinθ=0
在竖直方向上:mg﹣FNcosθ=0
其中F=B1IL,联立以上各式可解得:B1=mgtanθIL;
(2)当安培力与重力平衡时,导体棒对地面没有压力,则有:F=mg,F=B2IL,
得:B2=mgIL;B2的水平向左。
答:①若空间中有竖直向上的匀强磁场,要使导体棒a静止在斜面上,则所加匀强磁场的磁感应强度B1的大小为mgtanθIL;
②若磁场方向任意,要使导体棒a静止在斜面上且对斜面无压力,则所加匀强磁场的磁感应强度B2的大小为mgIL,方向水平向左。
【点评】本题考查包含安培力的共点力平衡问题;解决本题的关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡进行求解,掌握安培力大小公式和安培力方向的判断。注意在分析时要画出平面图进行受力分析。
30.【分析】(1)小球运动到A的过程由速度位移的关系式求得在A点的速度,从A到B的过程由机械能守恒定律可求得到B点的速度;
(2)小球从B点做平抛运动,由平抛运动的规律可求得A、C间的距离。
【解答】解:(1)小球运动到A的过程由速度位移的关系式得:v02﹣vA2=2ax
解得:vA=210m/s
小球能达到圆环的最高点B,由机械能守恒定律得
12mvA2=2mgR+12mvB2
解得:vB=26m/s
(2)小球从B点做平抛运动
竖直方向:2R=12gt2
水平方向:xAC=vBt
解得:xAC=465m
答:(1)小球到达B点时的速度大小是26m/s;
(2)A、C间的距离是465m。
【点评】解决多过程问题首先要理清物理过程,然后根据物体受力情况确定物体运动过程中所遵循的物理规律进行求解即可。
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