本卷计算中,重力加速度g均取10m/s2。
一、选择题Ⅰ(本题共13小题,每小题3分,共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.下列说法正确的是( )
A.亚里士多德提出了惯性的概念
B.牛顿的三个定律都可以通过实验来验证
C.单位m、kg、N是一组属于国际单位制的基本单位
D.伽利略指出力不是维持物体运动的原因
2.用图所示装置研究静摩擦力。弹簧秤对物块的拉力沿水平方向,逐渐增大拉力,当拉力小于10 N时,物块保持静止,等于10 N时,物块刚刚开始运动。由此可知( )
A.物块和台面间的最大静摩擦力是10 N
B.当弹簧秤的示数为5 N时,物块受到的静摩擦力是10 N
C.弹簧秤的示数为15 N时,物块受到的摩擦力是15 N
D.当弹簧秤的示数为15 N时,物块受到的摩擦力是0 N
3.一物体放在一倾角为θ的斜面上,向下轻轻一推,它刚好能匀速下滑.若给此物体一个沿斜面向上的初速度v0,则它能上滑的最大路程是( )
A. B. C. D.
4.2014年春晚中开心麻花团队打造的创意形体秀《魔幻三兄弟》给观众留下了很深的印象.该剧采用了“斜躺”的表演方式,三位演员躺在倾角为30°的斜面上完成一系列动作,摄像机垂直于斜面拍摄,让观众产生演员在竖直墙面前表演的错觉.如图所示,演员甲被演员乙和演员丙“竖直向上”抛出,到最高点后恰好悬停在“空中”.已知演员甲的质量m=60kg,该过程中观众看到演员甲上升的“高度”为0.8m.设演员甲和斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力.则该过程中,下列说法不正确的是( )
A.演员甲被抛出的初速度为4m/s B.演员甲运动的时间为0.4s
C.演员甲的重力势能增加了480J D.演员乙和演员丙对甲做的功为480J
5.将一小球以10 m/s的速度水平抛出,经过1 s小球落地,不计空气阻力,g取10 m/s2关于这段时间小球的运动,下列表述正确的是( )
A.着地速度是10 m/s B.竖直方向的位移是5 m
C.着地速度是20 m/s D.水平方向的位移是10 m/s
6.如图所示,小球在水平面内做匀速圆周运动.小球在运动过程中( )
A.速度不变 B.受到的合外力不变
C.角速度 变D.向心加速度不变
7.拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上,一飞行器处于该点,在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动,即始终保持与地球、太阳在一条直线上。则此飞行器的( )
A.向心力仅由太阳的引力提供
B.向心力仅由地球的引力提供
C.向心加速度等于地球的向心加速度
D.线速度大于地球的线速度
8.如图所示,关于a、b两点的电场强度的大小和方向,下列说法 正确的是( )
A.Ea >Eb方向相同 B. Ea >Eb方向不同
C.Ea < Eb 方向不同 D. Ea < Eb 方向相同
9.下列描述的运动,能找到实例的是( )
A.物体运动的加速度不断变化,而物体的动能却保持不变
B. 物体运动的加速度不等于零,而速度保持不变
C.物体运动的加速度等于零,而速度却不等于零
D.物体做曲线运动,但具有恒定的加速度
10.一木块由A点自静止开始下滑,沿ACEB运动且到达B点时恰好静止,设动摩擦因数μ处处相同,转角处撞击不计,测得AB两点连线与水平夹角为θ,
则木块与接触面间μ为 ( )
A. cotθ B. tanθ C. cosθ D. sinθ
11.设雨滴从很高处由静止开始竖直下落,所受空气阻力f和其速度的大小v成正比。则雨滴的运动情况是( )
A.加速度先减小后不变 B.加速度先减小后变大
C.先加速后减速直至匀速 D.先加速后减速
12.人站在电梯内的体重计上,体重计示数减小,可能的原因是( )
A.电梯匀速上升 B.电梯匀速下降
C.电梯匀减速上升 D.电梯匀减速下降
13.当汽车发动机的输出功率为20 kW时,汽车在平直公路上以20 m/s的速度匀速行驶,此时汽车牵引力是( )
A.3 000 N B. 1 500 N C.2 000 N D. 1 000 N
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题2分,共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
14.【加试题】有关放射性知识,下列说法中正确的是 ( )
A.衰变是原子核内的中子转化成质子和电子从而放出电子的过程
B.射线一般伴随着或射线产生,这三种射线中,射线电离能力最强
C.由核反应方程可知核反应前后质量守恒、核电荷数守恒
D.氡的半衰期为3.8天,若取4个氡原子核,经7.6天后就一定剩下一个氡原子核
15、【加试题】.两列横波沿着同一条绳(绳沿x方向放置)相向传播,振幅都是20cm.实线波的频率为3.25Hz,沿x轴正方向传播;虚线波沿x轴负方向传播.某时刻两列波相遇,如图所示.则下列说法中正确的是( )
A.两列波在相遇区域发生干涉现象
B.图示时刻平衡位置x=3m的质点位于y=-20cm处
C.从图示时刻起再过0.25s,平衡位置x=4.25m的质点将位于y=-40cm处
D.从图示时刻起再过0.25s,平衡位置x=4.25m的质点将位于y=40cm处
16.【加试题】如图所示,两细束平行单色光a、b射向置于空气中横截面为矩形的玻璃砖的下表面,设玻璃砖足够长,若发现玻璃砖的上表面只有一束光线射出,则下列说法中正确的是( )
A.其中有一束单色光在玻璃砖的上表面发生了全反射
B.在玻璃中单色光a的传播速率大于单色光b的传播速率
C.若光束a恰好能使某金属发生光电效应,则b也能
D.减小光束与玻璃砖下表面间的夹角θ,上表面会有两束平行单色光射出
三、非选择题(本题共7小题,共55分)
17.(5分)某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系.弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接.在桌面上画出两条平行线MN、PQ,并测出间距d.开始时将木板置于MN处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小.再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数F1,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t.
(1)木板的加速度可以用d、t表示为a=________;为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)________.
(2)改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系.下列图象中能表示该同学实验结果的是________.
(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是________.
A.可以改变滑动摩擦力的大小
B.可以更方便地获取多组实验数据
C.可以比较精确地测出摩擦力的大小
D.可以获得更大的加速度以提高实验精度
18某电阻额定电压为3V(阻值大约为10Ω),为较准确地测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
A. 电流表(量程300 mA,内阻约1Ω); B. 电流表(量程0.6 A,内阻约0.3Ω);
C. 电压表(量程3.0 V,内阻约3 kΩ); D.电压表(量程5.0 V,内阻约5 kΩ);
E. 滑动变阻器R1(最大阻值为50Ω);F.电源E(电动势4V,内阻可忽略);
G.开关、导线若干。
(1)为了尽可能提高测量准确度,应选择电流表 ,电压表 (只需填器材前面的字母即可)。
(2)应采用的电路图为下列图中的 .
高二物理选考模拟试题(四)答题区
班级 学号 姓名
题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
答案 | ||||||||
题号 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
答案 |
(2) (3)
18、(1) (2)
19.( 9分)如下图所示,水平地面上放有质量均为m=1kg的物块A和B,两者之间的距离为l=0.75m。A、B与地面间的动摩擦因数分别为μ1=0.4、μ2=0.1。现使A获得初速度v0向B运动,同时对B施加一个方向水平向右的力F=3N,使B由静止开始运动。经过一段时间,A恰好追上B。g取10m/s2。求:
(1)B运动的加速度大小aB;
(2)A的初速度的大小v0。
20.(12分)如下图所示,让摆球从图中的C位置由静止开始摆下,摆到最低点D处,摆线刚好被拉断,小球在粗糙的水平面上由D点向左做匀减速运动,到达小A孔进入半径R=0.3m的竖直放置的光滑圆弧轨道,当摆球进入圆轨道立即关闭A孔。已知摆线长L=2m,,小球质量为m=0.5kg,D点与小孔A的水平距离s=2m,g取10m/s2。试求:
(1)求摆线能承受的最大拉力为多大?
(2)要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道,求粗糙水平面摩擦因数μ的范围。
21.【加试题】(4分)
(1) 在“用双缝干涉测光的波长”实验中,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数xA=11.1mm,xB=___ ___mm,相邻两条纹间距Δx=_____mm;
(2).在“利用单摆测重力加速度”的实验中测得摆线长,小球直径D,小球完成n次全振动的时间t,则实验测得的重力加速度的表达式g= ;
实验中如果重力加速度的测量值偏大,其可能的原因是 。
A.把摆线的长度当成了摆长
B.摆线上端未牢固地固定于O点,振动中出现松动,使摆线变长
C.测量周期时,误将摆球(n-1)次全振动的时间t记成了n次全振动的时间
D.摆球的质量过大
22.【加试题】 (8分)6.如图所示,ef,gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L=1m,导轨左端连接一个R=2Ω的电阻,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计,整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现对金属棒施加一水平向右的拉力F,使棒从静止开始向右运动.试解答以下问题.
(1)若施加的水平外力恒为F=8N,则金属棒达到的稳定速度v1是多少?
(2)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则金属棒从开始运动到速度v3=2m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6J,则该过程所需的时间是多少?
23.【加试题】 (12分)如图所示,在坐标系的第一、四象限存在一宽度为a、垂直纸面向外的有界匀强磁场,磁感应强度的大小为B;在第三象限存在与y轴正方向成θ=60°角的匀强电场。一个粒子源能释放质量为m、电荷量为+q的粒子,粒子的初速度可以忽略。粒子源在点P(,)时发出的粒子恰好垂直磁场边界EF射出;将粒子源沿直线PO移动到Q点时,所发出的粒子恰好不能从EF射出。不计粒子的重力及粒子间相互作用力。求:
(1)匀强电场的电场强度;
(2)P、Q两点间的距离;
(3)若仅将电场方向顺时针转动60°,粒子源仍在PQ间移动并释放粒子,试判断这些粒子第一次从哪个边界射出磁场并确定射出点的纵坐标范围。
参
1.D
2.A
3.C
【解析】
试题分析:物体沿斜面匀速下滑时,受力平衡,由平衡条件可求出物体所受的滑动摩擦力大小,当物体沿斜面上滑时,滑动摩擦力大小不变,再根据牛顿第二定律和运动学公式或动能定理求上滑的最大距离.
解:物体沿斜面匀速下滑时,合力为零,由平衡条件得:物体所受的滑动摩擦力大小为:f=mgsinθ,
当物体沿斜面向上滑动时,根据牛顿第二定律有:mgsinθ+f=ma,
由此解得:a=2gsinθ,方向沿斜面向下.
根据v2﹣v02=2ax,解得:x=;
故选:C.
【点评】本题要求的是空间距离,运用动能定理求解比较简单,也可以根据牛顿第二定律和运动学公式结合求解.
4.【答案】C
【解析】
试题分析:因为到达最高点后,恰好悬停,则有:mgsin30°=μmgcos30°,向上滑动的过程中,加速度.根据v02=2ax得,初速度,故A正确.演员甲的运动时间,故B正确.
演员甲的重力势能增加量△Ep=mgxsin30°=600×0.8×J=240J,故C错误.演员乙和演员丙对甲做的功W=mv02=×60×16J=480J,故D正确.本题选不正确的,故选:C
考点:牛顿第二定律;重力势能;动能定理.
5.B
6【答案】C
【解析】
试题分析:根据题意,船在静水中的速度是不同的,因此它们的时间也不相同,根据曲线运动条件可知,AC轨迹说明船在静水中加速运动,而AB则对应是船在静水中匀速运动,对于AD,则船在静水中减速运动,故AB错误;由上分析可知,由于AC轨迹,船在静水中加速运动,因此所用时间最短,故C正确;沿着AD运动轨迹,对于的时间是最长的,但AD是匀减速运动的轨迹,故D错误。
考点:运动的合成和分解
【名师点睛】考查运动的合成与分解的应用,注意船运动的性质不同,是解题的关键,同时掌握曲线运动条件的应用。
7【答案】D
【解析】
试题分析:飞行器在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动,靠地球和太阳引力的合力提供向心力,故AB错误;飞行器和地球的角速度相等,根据知,飞行器的向心加速度大于地球的向心加速度,故C错误;根据知,飞行器的线速度大于地球的线速度,故D正确。
考点:万有引力定律及其应用
【名师点睛】解决本题的关键知道飞行器向心力的来源,抓住角速度相等,结合线速度、向心加速度与角速度的关系分析判断。
8【答案】B
9【答案】B【解析】S断开时,电流表示数为0.5A,则U=I1R1=10V;S闭合时,因电动机为非纯电阻元件,故I2<=1A,故A错、B对。这时电路总功率P=UI总=U(I1+I2)<10×(1+0.5)W,即P<15W,故C错误。热功率P热=I22R2<10W,选项D错误。
10.B
【解析】
试题分析:动能定理的内容:所有外力对物体总功,(也叫做合外力的功)等于物体的动能的变化。
如图所示,
对物体从A运动到B的整个过程中由动能定理得
即,解得.
考点:动能定理
点评:应用动能定理的步骤:(1)确定研究对象,研究对象可以是一个质点(单体)也可以是一个系统;(2)分析研究对象的受力情况和运动情况,是否是求解“力、位移与速度关系“的问题;(3)若是,根据外力做的总功等于物体动能的变化列式求解.
11.A
【解析】
试题分析:雨滴运动过程中受到重力和阻力作用,刚开始一段过程中,重力大于阻力,所以雨滴先做加速运动,设,随着速度的增大,空气阻力也在增大,所以再减小,加速度在减小,当时合力为零,加速度为零,此时速度最大,之后空气阻力不变,雨滴受力平衡,所以做匀速直线运动,所以雨滴先做加速度减小的加速运动,后做匀速运动,故A正确,
考点:考查了牛顿第二定律的应用
点评:做本题的关键是对空气阻力的变化规律清楚,随着速度的增大,阻力也在增大,所以合力在减小,
12.C
【解析】A、甲图中电梯静止时电流表示数为I0,由于电流等于I0且不变,故电梯匀速直线运动或静止不动,故A错误;
B、乙图中,电流逐渐变大,故压力逐渐变大,且大于重力,故电梯处于超重状态,且加速度变大,故B错误;
C、丙图中,电流恒为2I0,故电梯处于超重状态,可能匀加速上升,也可能匀减速下降,故C正确;
D、丁图中,电流一直大于I0,且不断减小,故电梯的加速度向上,并且一直减小,故电梯可能减速下降,也可能加速上升,但加速度不断减小,故D错误;
本题关键根据电流变化情况判断压力变化情况,根据牛顿第二定律判断加速度变化情况,从而判断电梯的可能运动情况.
13D 14A 15BD 16BCD
17解析:(1)由于木板做匀加速直线运动,且初速度为零,故有:d=at2,则a=.为减小测量加速度的偶然误差,可以采用多次测量取平均值的方法.
(2)以矿泉水瓶为研究对象,设其质量为m,则有mg-F0=ma,即a=g-可知a-F图象不过原点,a、b项错;由于m逐渐增大,故a-F图象的斜率应逐渐减小,c项对,d项错.
(3)不论用什么方法改变拉力的大小,都不能改变滑动摩擦力的大小,A项错;由于用加水的方法每次增加的拉力可大可小,故B、C项对;用两种方法都可以获得较大加速度,故D项错.
答案:(1) 保持F1不变,重复实验多次测量,求平均值 (2)c (3)BC
18,
19【解析】(1)对B,由牛顿第二定律得:(2分)求得:(1分)
(2)设A经过t时间追上B,对A,由牛顿第二定律得:(1分)(1分)
(1分) 恰好追上的条件为:(1分)
(1分) 代入数据解得:,(1分)
20【解析】(1)当摆球由C到D运动机械能守恒: (2分)
由牛顿第二定律可得: (1分)
可得:Fm=2mg=10N (1分)
1.小球不脱圆轨道分两种情况:①要保证小球能达到A孔,设小球到达A孔的速度恰好为零,
由动能定理可得: (1分)
可得:μ1=0.5 (1分)
若进入A孔的速度较小,那么将会在圆心以下做等幅摆动,不脱离轨道。其临界情况为到达圆心等高处速度为零,由机械能守恒可得:(1分)
由动能定理可得:(2分)
可求得:μ2=0.35(1分)
②若小球能过圆轨道的最高点则不会脱离轨道,在圆周的最高点由牛顿第二定律可得: (1分)
由动能定理可得: (2分)
解得:μ3=0.125 (1分)
综上所以摩擦因数μ的范围为:0.35≤μ≤0.5或者μ≤0.125 (1分)
。
21
22.(1)若施加的水平外力恒为F=8N,金属棒达到的稳定速度v1是4m/s.
(2)该过程所需的时间是0.5s.
解:当棒的速度为v时,则有 E=BLv,I=,F=BIL,则安培力F=.
(1)若施加的水平外力恒为F=8N,金属棒达到稳定时做匀速运动,由平衡条件得:
F=,得:=m/s=4m/s
(2)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,金属棒从开始运动到速度v3=2m/s的过程中,水平外力做功为Pt,根据能量守恒定律得:
Pt=+Q
代入解得:t=0.5s
答:
(1)若施加的水平外力恒为F=8N,金属棒达到的稳定速度v1是4m/s.
(2)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,金属棒达到的稳定速度v2是3m/s.
(3)该过程所需的时间是0.5s.
【点评】在电磁感应中,若为导体切割磁感线,则应使用E=BLV;对于安培力公式F=,是重要的经验公式,要会推导.
23.(1)(2)(3)[,]
【解析】
试题分析:(1)粒子源在P点时,粒子在电场中被加速
根据动能定理 有
粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律 有
由几何关系知,半径
解得
(2)粒子源在Q点时,设OQ=d
根据动能定理 有
根据牛顿第二定律 有
粒子在磁场中运动轨迹与边界EF相切,由几何关系知
联立解得
(3)若将电场方向变为与y轴负方向成角,由几何关系可知,粒子源在PQ间各点处,粒子经电场加速后到进入磁场时的速率与原来相等,仍为v1、v2。从P、Q点发出的粒子半径仍为、.从P发出的粒子第一次从y轴上N点射出,由几何关系知轨道正好与EF相切,N点的纵坐标
同理可求,从Q发出的粒子第一次从y轴上M点射出,M点的纵坐标
即射出点的纵坐标范围 [,]
考点:带电粒子在匀强电场及匀强磁场中的运动