2024年2月15日发(作者:倪素昕)
龙岩市2019年高中毕业班教学质量检查理科综合能力测试(物理)
二、选择题
天文志》中的史料记载。极光是高能粒子流(太1.世界上最早最精确的极光观测记录可追溯到汉朝《汉书·阳风)射向地球时,由于地磁场作用,部分进入地球极区,使空气中的分子或原子受激跃迁到激发态后辐射光子,而产生的发光现象。下列关于极光的说法中正确的是
A.
产生极光现象与光电效应现象的原理相同
B.
高能粒子与极光光子都具有波动性
C.
空气中的分子或原子受激跃迁是从高能级跃迁到低能级
D.
空气中的分子或原子辐射光子是从低能级跃迁到高能级
【答案】B
【解析】
【详解】光电效应是指在光的照射下金属表面有电子逸出,与极光的原理不同,A错误;由由康普顿效应和光的波粒二象性知,高能粒子与极光光子都具有波动性,B正确;空气中的分子或原子受激先是由低能级跃迁到高能级,在高能级不稳定会自发向低能级跃迁,以光子的形式向外辐射能量,故C、D错误。
2.如图,区域I、II有两个相邻的竖直匀强电场,方向相反,竖直虚线为电场边界,区域II的电场强度是区域I的2倍。带电粒子以某初速度从A点在纸面内垂直左边界进入区域I,经过一段时间后,从区域II右边界上的B点(未画出)垂直电场方向穿出,粒子重力不计,则
A.
粒子从A点运动到B点电场力一直做正功
B.
A,B两点的连线与电场线垂直
C.
粒子在A、B两点处动能相等
1
D.
粒子穿过两电场区域时间相等
【答案】C
【解析】
【详解】由题意知,粒子在B点速度垂直电场方向,所以从A到B的过程中在竖直方向先加速后减速,故电场力先做正功后做负功,A错误;从A到B在竖直方向发生了位移,故AB的连线与电场方向不垂直,B错误;粒子在水平方向一直做匀速直线运动,所以在A、B两点处动能相等,C正确;在区域I内a1=qE1/m,离开区域I时,vy=a1t1,在区域II内a2=qE2/m,vy=a2t2,因E2=2E1,a2=2 a1,t2=t1/2,故D错误。
届时天空中将会同时出现月亮和“人造月亮”。月亮A和“人造月亮” B3.我国计划于2022年发射“人造月亮”,绕地球(球心为O)的运动均可视为匀速圆周运动,如图所示,设∠BAO=θ,运动过程中θ的最大正弦值为p,月亮绕地球运动的线速度和周期分别为v1和T1,“人造月亮”绕地球运动的线速度和周期分别为v2和T2,则
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】由图知,当AB的连线与“人造月亮”的轨道圆相切时,θ最大,有最大正弦值为p,根据几何关系可得。根据万有引力提供向心力可得:,,由得:,,所以
,,故A正确;B、C、D错误。
2
4.如图,一轻弹簧原长为L,一端固定在光滑细杆的O点,另一端连接一质量为m的小球,小球和弹簧穿在细杆上,杆上有A、B两点,OA=L,OB=。当细杆与水平面成30°时,小球由A点无初速度释放,到达B点时速度为零。现让细杆绕O点转到竖直位置,小球再由A点无初速度释放,重力加速度大小为g,则小球运动到B点的过程中,下列说法正确的是
A.
小球重力势能减少mgL/4
C.
小球动能增加3mgL/4
【答案】D
【解析】
B.
弹簧的弹性势能增加3mgL/4
D.
小球机械能减少3mgL/8
【详解】当细杆与水平面成30°时,从A到B,根据能量守恒:的高度差为3L/4,点时,小球的动能,弹簧形变相同所以,故B、C错误;重力做功。细杆绕O点转到竖直位置,AB,弹性势能增加,联立可求到达B,小球重力势能减少3mgL/4,故A错误;根据能量守恒可知弹簧增加的弹性势能是小球减少的机械能转化而来,所以小球机械能减少3mgL/8,D正确。
5.如图甲所示,理想变压器原副线圈匝数比为3:1,L1、L2、L3为三只规格均为“9 V,3 W”的灯泡,各电表均为理想交流电表,定值电阻R1=9 Ω。输入端交变电压u的图像如图乙所示,三只灯泡均正常发光,则
3
A.
电压u的瞬时表达式为u=36C.
电流表的示数为1 A
【答案】BD
【解析】
sinπt(V) B.
电压表的示数为33 V
D.
定值电阻R2=2 Ω
【详解】由乙图知,交变电流的周期为0.02s,ω=2π/T=100π,电压的瞬时值u=36sin100πt(V),故A错,误;灯泡正常发光,每个灯泡的电流为I=P/U=1/3A,副线圈的电流I2=3I=1A,再根据变流规律:解得原线圈电流I1=1/3A,所以C错误;电阻R1的电压UR1=I1R1=3V,由乙图知输入端电压的有效值为36V,变压器原线圈的电压U1=36-3V=33V,所以电压表的读数为33V,故B正确;再根据变流规律:求副线圈的电压U2=11V,电阻R2两端的电压为UR2=U2-UL=11-9V=2V,可求
6.质谱仪的原理如图所示,虚线AD上方区域处在垂直纸面向外的匀强磁场中,C、D处有一荧光屏。同位素离子源产生a、b两种电量相同的离子,无初速度进入加速电场,经同一电压加速后,垂直进入磁场,a离子恰好打在荧光屏C点,b离子恰好打在D点。离子重力不计。则
,可,所以D正确。
A.
a离子质量比b的大
B.
a离子质量比b的小
C.
a离子在磁场中的运动时间比b的短
D.
a,b离子在磁场中的运动时间相等
【答案】BC
【解析】
4
【详解】设离子进入磁场的速度为v,,在磁场中,联立解得:,由图知,离子b在磁场中运动的轨道半径较大,a、b为同位素,电荷量相同,所以离子b的质量大于离子a的,所以A错误;B正确;在磁场运动的时间均为半个周期,即故离子b在磁场中运动的时间较长,C正确;D错误。
7.如图,水平面上有一平板车,某人站在车上抡起锤子从与肩等高处挥下,打在车的左端,打后车与锤相对静止。以人、锤子和平板车为系统(初始时系统静止),研究该次挥下、打击过程,下列说法正确的是
,由于离子b的质量大于离子a的,
A.
若水平面光滑,在锤子挥下的过程中,平板车一定向左运动
B.
若水平面光滑,打后平板车可能向右运动
C.
若水平面粗糙,在锤子挥下的过程中,平板车一定向左运动
D.
若水平面粗糙,打后平板车可能向右运动
【答案】AD
【解析】
【详解】以人、锤子和平板车为系统,若水平面光滑,系统水平方向合外力为零,水平方向动量守恒,且总动量为零,当锤子挥下的过程中,锤子有水平向右的速度,所以平板车一定向左运动,A正确;打后锤子停止运动,平板车也停下,B错误;若水平面粗糙,扬起锤子的过程车由于受摩擦力作用,可能静止不动,所以C错误;在锤子打平板车时,在最低点与车相碰,锤子与平板车系统动量向右,所以打后平板车向右运动,D正确。
它由传送带和转盘组成。某产品(可视为质点)8.如图为某工厂生产流水线上的产品水平传输装置的俯视图,从A处无初速度放到匀速运动的传送带上,恰好匀加速运动到B处后进入匀速转动的转盘随其一起运动(无相对滑动),到C处被取走装箱。已知A、B的距离是产品在转盘上与转轴O距离的两倍,设最大静摩擦力
5
等于滑动摩擦力,则
A.
产品在A B间的运动时间大于BC间的运动时间
B.
产品在A B间的运动时间小于BC间的运动时间
C.
产品与传送带的动摩擦因数小于产品与转盘的动摩擦因数
D.
产品与传送带的动摩擦因数大于产品与转盘的动摩擦因数
【答案】AC
【解析】
【详解】设传送带匀速运动的速度为v,转盘的半径为R,由题意知AB=2R,产品在AB间运动时间为t1=4R/v,在BC间的运动时间,得,A正确;B错误;从A到B的过程中,,解得,得。在圆盘上运动时,静摩擦力提供向心力,可得
,所以C正确;D错误。
三、非选择题
9.现要比较准确测量电压表V1的内阻Rv。实验室提供的器材有:
A.待测电压表V1(量程3 V,内阻约3 k)
B.电压表V2(量程9 V,内阻约10 k)
C.定值电阻R0(阻值6 k)
D.滑动变阻器R(最大阻值20
)
E.直流电源E(10 V,内阻可忽略)
F.开关S及导线若干
6
(1)请用笔画线代替导线在甲图中完成电路的连接____;
(2)请把下列实验步骤补充完整
①闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片移至最________端(选填“左”或“右”);
②闭合开关S,移动滑片至某一位置,记录电压表V1、V2的示数U1、U2;
③多次移动滑片,记录相应的电压表V1、V2的示数U1、U2;
④以U2为纵坐标、U1为横坐标,作出相应图像,如图乙所示。
(3)用U2-U1图线的斜率k及定值电阻的阻值R0,写出待测电压表内阻Rv=_____________。
【答案】 (1).
; (2).
左; (3).
【解析】
【详解】(1)滑动变阻器的阻值远小于待测电压表的内阻值,所以滑动变阻器用分压式接法,待测电压表的量程为3V,而电压表V2的量程为9V,为使电表指针偏转角度较大,读数更准确,需将定值电阻与待测电压表V1串联,然后与V2并联,所以电路图如图所示。
7
(2)分压式接法,闭合开关前应将滑片移至使测量电路短路的位置,所以应该移至最左端;
(3)根据欧姆定律:。
10.如图甲所示是探究“恒力做功与物体动能改变的关系”实验装置,主要实验步骤如下:
,整理得,所以,解得待测电压表的内阻
①用天平测出滑块(含滑轮)质量M=240 g,并安装好实验装置;
②适当垫高长木板不带滑轮一端,滑块不挂轻绳,挂上纸带,轻推滑块使滑块沿长木板匀速运动;
③轻绳通过轨道末端的滑轮和滑块上的滑轮,一端挂在力传感器上,另一端挂质量为m=100 g的钩码,两轻绳与木板平行;
④接通打点计时器电源,释放滑块,打出一条点迹清晰的纸带,如图乙所示,相邻计数点间时间间隔为0.1
s,并记录力传感器示数F=0.39 N。
回答下列问题:
的
8
(1)滑块从B运动到D的过程中,合力对滑块所做的功W=__________J,滑块动能的增量(计算结果均保留2位有效数字)
(2)多次实验发现合力对滑块所做的功W总略大于滑块动能的增量面字母)。
A.没有满足滑块质量远大于钩码质量
B.平衡摩擦力过度
C.滑轮摩擦影响
(3)利用该实验装置还可以完成的物理实验有:___________(写出一种即可)。
_________J;,可能的原因是________(填选项前【答案】 (1).
0.14; (2).
0.13; (3).
C; (4).
研究匀变速直线规律;探究加速度与合外力的关系;探究加速度与质量的关系;测量滑块与长木板间的动摩擦因数。
【解析】
【详解】(1)由图知,合外力对滑块做的功为W=2FxBD=0.14J;根据匀变速直线运动的规律可求:,,所以滑块动能的增量;
(2)因有拉力传感器测量绳上的拉力,故不需要没有满足滑块质量远大于钩码质量,A错误;若平衡摩擦过度,会有重力做正功,动能的增量应大于合外力做的功,所以B错误;滑轮有摩擦,需克服摩擦做功,有一部分能量转化为内能,动能的增量略小于合外力做的功,C正确;
(3)有打点计时器、纸带,可研究匀变速直线运动的规律;也可测量滑块与长木板间的动摩擦因数;加速度、质量、合外力均可测,故也可以研究加速度与质量、合外力的关系。
11.《道路交通安全法》规定汽车通过红绿灯路口时,需按信号灯指示行驶。若某路口有等待通行的多辆汽车,第一辆汽车前端刚好与路口停止线对齐,汽车质量均为m=1 500 kg,车长均为L=4.8 m,前后相邻两车之间的距离均为x=1.2 m。每辆汽车匀加速起动t1=4 s后保持v=10 m/s的速度匀速行驶,运动过程中阻力恒为f=1 800 N,求:
(1)汽车匀加速阶段的牵引力F大小;
(2)由于人的反应时间,绿灯亮起时,第一个司机滞后△t=0.8 s起动,且后面司机都比前一辆汽车滞后0.8
s起动汽车,绿灯时长20 s。绿灯亮起后经多长时间第五辆汽车最后端恰好通过停止线。
【答案】(1)5550N;(2)8.88s
9
【解析】
【详解】(1)依题意得,汽车前4 s加速度
a=v/t1=2.5 m/s2
①
由牛顿第二定律得
F-f=ma
②
解得F=5550 N
③
(2)第五辆车最后端通过停止线,需前进距离
s=4×(x+L)+L=28.8m
④
已知汽车匀加速阶段加速时间:t1=4s
⑤
所以汽车匀加速的位移汽车匀速行驶时间
⑥
⑦
第五辆车延迟时间:t3=5Δt=4s
⑧
第五辆汽车最后端恰好通过停止线的时间t=t1+t2+t3=8.88s<20s
⑨
的停止运动,求棒ab运动位移x及回路10
12.如图为电磁驱动与阻尼模型,在水平面上有两根足够长的平行轨道PQ和MN,左端接有阻值为R的定值电阻,其间有垂直轨道平面的磁感应强度为B的匀强磁场,两轨道间距及磁场宽度均为L。质量为m的金属棒ab静置于导轨上,当磁场沿轨道向右运动的速度为v时,棒ab恰好滑动。棒运动过程始终在磁场范围内,并与轨道垂直且接触良好,轨道和棒电阻均不计,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)判断棒ab刚要滑动时棒中的感应电流方向,并求此时棒所受的摩擦力f大小;
(2)若磁场不动,将棒ab以水平初速度2v运动,经过时间中产生的焦耳热Q;
(3)若t=0时棒ab静止,而磁场从静止开始以加速度a做匀加速运动,下列关于棒ab运动的速度时间图像哪个可能是正确的?请分析说明棒各阶段的运动情况。
【答案】(1)【解析】
;(2)
;(3)丙图正确
【详解】(1)根据右手定则,感应电流方向a至b
依题意得,棒刚要运动时,受摩擦力等于安培力:f=FA
FA=BI1L
联立解得:
(2)设棒的平均速度为,根据动量定理可得:
,又
,
联立得:根据动能定理有:根据功能关系有
Q=WA
2
得:Q=mv
(3)丙图正确
当磁场速度小于v时,棒ab静止不动;
2024年2月15日发(作者:倪素昕)
龙岩市2019年高中毕业班教学质量检查理科综合能力测试(物理)
二、选择题
天文志》中的史料记载。极光是高能粒子流(太1.世界上最早最精确的极光观测记录可追溯到汉朝《汉书·阳风)射向地球时,由于地磁场作用,部分进入地球极区,使空气中的分子或原子受激跃迁到激发态后辐射光子,而产生的发光现象。下列关于极光的说法中正确的是
A.
产生极光现象与光电效应现象的原理相同
B.
高能粒子与极光光子都具有波动性
C.
空气中的分子或原子受激跃迁是从高能级跃迁到低能级
D.
空气中的分子或原子辐射光子是从低能级跃迁到高能级
【答案】B
【解析】
【详解】光电效应是指在光的照射下金属表面有电子逸出,与极光的原理不同,A错误;由由康普顿效应和光的波粒二象性知,高能粒子与极光光子都具有波动性,B正确;空气中的分子或原子受激先是由低能级跃迁到高能级,在高能级不稳定会自发向低能级跃迁,以光子的形式向外辐射能量,故C、D错误。
2.如图,区域I、II有两个相邻的竖直匀强电场,方向相反,竖直虚线为电场边界,区域II的电场强度是区域I的2倍。带电粒子以某初速度从A点在纸面内垂直左边界进入区域I,经过一段时间后,从区域II右边界上的B点(未画出)垂直电场方向穿出,粒子重力不计,则
A.
粒子从A点运动到B点电场力一直做正功
B.
A,B两点的连线与电场线垂直
C.
粒子在A、B两点处动能相等
1
D.
粒子穿过两电场区域时间相等
【答案】C
【解析】
【详解】由题意知,粒子在B点速度垂直电场方向,所以从A到B的过程中在竖直方向先加速后减速,故电场力先做正功后做负功,A错误;从A到B在竖直方向发生了位移,故AB的连线与电场方向不垂直,B错误;粒子在水平方向一直做匀速直线运动,所以在A、B两点处动能相等,C正确;在区域I内a1=qE1/m,离开区域I时,vy=a1t1,在区域II内a2=qE2/m,vy=a2t2,因E2=2E1,a2=2 a1,t2=t1/2,故D错误。
届时天空中将会同时出现月亮和“人造月亮”。月亮A和“人造月亮” B3.我国计划于2022年发射“人造月亮”,绕地球(球心为O)的运动均可视为匀速圆周运动,如图所示,设∠BAO=θ,运动过程中θ的最大正弦值为p,月亮绕地球运动的线速度和周期分别为v1和T1,“人造月亮”绕地球运动的线速度和周期分别为v2和T2,则
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】由图知,当AB的连线与“人造月亮”的轨道圆相切时,θ最大,有最大正弦值为p,根据几何关系可得。根据万有引力提供向心力可得:,,由得:,,所以
,,故A正确;B、C、D错误。
2
4.如图,一轻弹簧原长为L,一端固定在光滑细杆的O点,另一端连接一质量为m的小球,小球和弹簧穿在细杆上,杆上有A、B两点,OA=L,OB=。当细杆与水平面成30°时,小球由A点无初速度释放,到达B点时速度为零。现让细杆绕O点转到竖直位置,小球再由A点无初速度释放,重力加速度大小为g,则小球运动到B点的过程中,下列说法正确的是
A.
小球重力势能减少mgL/4
C.
小球动能增加3mgL/4
【答案】D
【解析】
B.
弹簧的弹性势能增加3mgL/4
D.
小球机械能减少3mgL/8
【详解】当细杆与水平面成30°时,从A到B,根据能量守恒:的高度差为3L/4,点时,小球的动能,弹簧形变相同所以,故B、C错误;重力做功。细杆绕O点转到竖直位置,AB,弹性势能增加,联立可求到达B,小球重力势能减少3mgL/4,故A错误;根据能量守恒可知弹簧增加的弹性势能是小球减少的机械能转化而来,所以小球机械能减少3mgL/8,D正确。
5.如图甲所示,理想变压器原副线圈匝数比为3:1,L1、L2、L3为三只规格均为“9 V,3 W”的灯泡,各电表均为理想交流电表,定值电阻R1=9 Ω。输入端交变电压u的图像如图乙所示,三只灯泡均正常发光,则
3
A.
电压u的瞬时表达式为u=36C.
电流表的示数为1 A
【答案】BD
【解析】
sinπt(V) B.
电压表的示数为33 V
D.
定值电阻R2=2 Ω
【详解】由乙图知,交变电流的周期为0.02s,ω=2π/T=100π,电压的瞬时值u=36sin100πt(V),故A错,误;灯泡正常发光,每个灯泡的电流为I=P/U=1/3A,副线圈的电流I2=3I=1A,再根据变流规律:解得原线圈电流I1=1/3A,所以C错误;电阻R1的电压UR1=I1R1=3V,由乙图知输入端电压的有效值为36V,变压器原线圈的电压U1=36-3V=33V,所以电压表的读数为33V,故B正确;再根据变流规律:求副线圈的电压U2=11V,电阻R2两端的电压为UR2=U2-UL=11-9V=2V,可求
6.质谱仪的原理如图所示,虚线AD上方区域处在垂直纸面向外的匀强磁场中,C、D处有一荧光屏。同位素离子源产生a、b两种电量相同的离子,无初速度进入加速电场,经同一电压加速后,垂直进入磁场,a离子恰好打在荧光屏C点,b离子恰好打在D点。离子重力不计。则
,可,所以D正确。
A.
a离子质量比b的大
B.
a离子质量比b的小
C.
a离子在磁场中的运动时间比b的短
D.
a,b离子在磁场中的运动时间相等
【答案】BC
【解析】
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【详解】设离子进入磁场的速度为v,,在磁场中,联立解得:,由图知,离子b在磁场中运动的轨道半径较大,a、b为同位素,电荷量相同,所以离子b的质量大于离子a的,所以A错误;B正确;在磁场运动的时间均为半个周期,即故离子b在磁场中运动的时间较长,C正确;D错误。
7.如图,水平面上有一平板车,某人站在车上抡起锤子从与肩等高处挥下,打在车的左端,打后车与锤相对静止。以人、锤子和平板车为系统(初始时系统静止),研究该次挥下、打击过程,下列说法正确的是
,由于离子b的质量大于离子a的,
A.
若水平面光滑,在锤子挥下的过程中,平板车一定向左运动
B.
若水平面光滑,打后平板车可能向右运动
C.
若水平面粗糙,在锤子挥下的过程中,平板车一定向左运动
D.
若水平面粗糙,打后平板车可能向右运动
【答案】AD
【解析】
【详解】以人、锤子和平板车为系统,若水平面光滑,系统水平方向合外力为零,水平方向动量守恒,且总动量为零,当锤子挥下的过程中,锤子有水平向右的速度,所以平板车一定向左运动,A正确;打后锤子停止运动,平板车也停下,B错误;若水平面粗糙,扬起锤子的过程车由于受摩擦力作用,可能静止不动,所以C错误;在锤子打平板车时,在最低点与车相碰,锤子与平板车系统动量向右,所以打后平板车向右运动,D正确。
它由传送带和转盘组成。某产品(可视为质点)8.如图为某工厂生产流水线上的产品水平传输装置的俯视图,从A处无初速度放到匀速运动的传送带上,恰好匀加速运动到B处后进入匀速转动的转盘随其一起运动(无相对滑动),到C处被取走装箱。已知A、B的距离是产品在转盘上与转轴O距离的两倍,设最大静摩擦力
5
等于滑动摩擦力,则
A.
产品在A B间的运动时间大于BC间的运动时间
B.
产品在A B间的运动时间小于BC间的运动时间
C.
产品与传送带的动摩擦因数小于产品与转盘的动摩擦因数
D.
产品与传送带的动摩擦因数大于产品与转盘的动摩擦因数
【答案】AC
【解析】
【详解】设传送带匀速运动的速度为v,转盘的半径为R,由题意知AB=2R,产品在AB间运动时间为t1=4R/v,在BC间的运动时间,得,A正确;B错误;从A到B的过程中,,解得,得。在圆盘上运动时,静摩擦力提供向心力,可得
,所以C正确;D错误。
三、非选择题
9.现要比较准确测量电压表V1的内阻Rv。实验室提供的器材有:
A.待测电压表V1(量程3 V,内阻约3 k)
B.电压表V2(量程9 V,内阻约10 k)
C.定值电阻R0(阻值6 k)
D.滑动变阻器R(最大阻值20
)
E.直流电源E(10 V,内阻可忽略)
F.开关S及导线若干
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(1)请用笔画线代替导线在甲图中完成电路的连接____;
(2)请把下列实验步骤补充完整
①闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片移至最________端(选填“左”或“右”);
②闭合开关S,移动滑片至某一位置,记录电压表V1、V2的示数U1、U2;
③多次移动滑片,记录相应的电压表V1、V2的示数U1、U2;
④以U2为纵坐标、U1为横坐标,作出相应图像,如图乙所示。
(3)用U2-U1图线的斜率k及定值电阻的阻值R0,写出待测电压表内阻Rv=_____________。
【答案】 (1).
; (2).
左; (3).
【解析】
【详解】(1)滑动变阻器的阻值远小于待测电压表的内阻值,所以滑动变阻器用分压式接法,待测电压表的量程为3V,而电压表V2的量程为9V,为使电表指针偏转角度较大,读数更准确,需将定值电阻与待测电压表V1串联,然后与V2并联,所以电路图如图所示。
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(2)分压式接法,闭合开关前应将滑片移至使测量电路短路的位置,所以应该移至最左端;
(3)根据欧姆定律:。
10.如图甲所示是探究“恒力做功与物体动能改变的关系”实验装置,主要实验步骤如下:
,整理得,所以,解得待测电压表的内阻
①用天平测出滑块(含滑轮)质量M=240 g,并安装好实验装置;
②适当垫高长木板不带滑轮一端,滑块不挂轻绳,挂上纸带,轻推滑块使滑块沿长木板匀速运动;
③轻绳通过轨道末端的滑轮和滑块上的滑轮,一端挂在力传感器上,另一端挂质量为m=100 g的钩码,两轻绳与木板平行;
④接通打点计时器电源,释放滑块,打出一条点迹清晰的纸带,如图乙所示,相邻计数点间时间间隔为0.1
s,并记录力传感器示数F=0.39 N。
回答下列问题:
的
8
(1)滑块从B运动到D的过程中,合力对滑块所做的功W=__________J,滑块动能的增量(计算结果均保留2位有效数字)
(2)多次实验发现合力对滑块所做的功W总略大于滑块动能的增量面字母)。
A.没有满足滑块质量远大于钩码质量
B.平衡摩擦力过度
C.滑轮摩擦影响
(3)利用该实验装置还可以完成的物理实验有:___________(写出一种即可)。
_________J;,可能的原因是________(填选项前【答案】 (1).
0.14; (2).
0.13; (3).
C; (4).
研究匀变速直线规律;探究加速度与合外力的关系;探究加速度与质量的关系;测量滑块与长木板间的动摩擦因数。
【解析】
【详解】(1)由图知,合外力对滑块做的功为W=2FxBD=0.14J;根据匀变速直线运动的规律可求:,,所以滑块动能的增量;
(2)因有拉力传感器测量绳上的拉力,故不需要没有满足滑块质量远大于钩码质量,A错误;若平衡摩擦过度,会有重力做正功,动能的增量应大于合外力做的功,所以B错误;滑轮有摩擦,需克服摩擦做功,有一部分能量转化为内能,动能的增量略小于合外力做的功,C正确;
(3)有打点计时器、纸带,可研究匀变速直线运动的规律;也可测量滑块与长木板间的动摩擦因数;加速度、质量、合外力均可测,故也可以研究加速度与质量、合外力的关系。
11.《道路交通安全法》规定汽车通过红绿灯路口时,需按信号灯指示行驶。若某路口有等待通行的多辆汽车,第一辆汽车前端刚好与路口停止线对齐,汽车质量均为m=1 500 kg,车长均为L=4.8 m,前后相邻两车之间的距离均为x=1.2 m。每辆汽车匀加速起动t1=4 s后保持v=10 m/s的速度匀速行驶,运动过程中阻力恒为f=1 800 N,求:
(1)汽车匀加速阶段的牵引力F大小;
(2)由于人的反应时间,绿灯亮起时,第一个司机滞后△t=0.8 s起动,且后面司机都比前一辆汽车滞后0.8
s起动汽车,绿灯时长20 s。绿灯亮起后经多长时间第五辆汽车最后端恰好通过停止线。
【答案】(1)5550N;(2)8.88s
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【解析】
【详解】(1)依题意得,汽车前4 s加速度
a=v/t1=2.5 m/s2
①
由牛顿第二定律得
F-f=ma
②
解得F=5550 N
③
(2)第五辆车最后端通过停止线,需前进距离
s=4×(x+L)+L=28.8m
④
已知汽车匀加速阶段加速时间:t1=4s
⑤
所以汽车匀加速的位移汽车匀速行驶时间
⑥
⑦
第五辆车延迟时间:t3=5Δt=4s
⑧
第五辆汽车最后端恰好通过停止线的时间t=t1+t2+t3=8.88s<20s
⑨
的停止运动,求棒ab运动位移x及回路10
12.如图为电磁驱动与阻尼模型,在水平面上有两根足够长的平行轨道PQ和MN,左端接有阻值为R的定值电阻,其间有垂直轨道平面的磁感应强度为B的匀强磁场,两轨道间距及磁场宽度均为L。质量为m的金属棒ab静置于导轨上,当磁场沿轨道向右运动的速度为v时,棒ab恰好滑动。棒运动过程始终在磁场范围内,并与轨道垂直且接触良好,轨道和棒电阻均不计,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)判断棒ab刚要滑动时棒中的感应电流方向,并求此时棒所受的摩擦力f大小;
(2)若磁场不动,将棒ab以水平初速度2v运动,经过时间中产生的焦耳热Q;
(3)若t=0时棒ab静止,而磁场从静止开始以加速度a做匀加速运动,下列关于棒ab运动的速度时间图像哪个可能是正确的?请分析说明棒各阶段的运动情况。
【答案】(1)【解析】
;(2)
;(3)丙图正确
【详解】(1)根据右手定则,感应电流方向a至b
依题意得,棒刚要运动时,受摩擦力等于安培力:f=FA
FA=BI1L
联立解得:
(2)设棒的平均速度为,根据动量定理可得:
,又
,
联立得:根据动能定理有:根据功能关系有
Q=WA
2
得:Q=mv
(3)丙图正确
当磁场速度小于v时,棒ab静止不动;