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文档简介
1、第二部分高考排雷模拟综合测试(一)1.2001年11月18日2时左右,大量狮子座流星雨以71 km/s的速度进入地球,形成了壮丽的天文景象,我们很多人都看到了这一天赐美景.所谓流星雨主要是由彗星引起的,当某彗星绕太阳运行经过其轨道近日点(距太阳最近点)附近时,受太阳热辐射作用,彗星温度升高后喷发出的大量碎块随着彗星的运行而在其轨道上形成碎块密集区,当地球穿过该区域时受地球引力作用,大量碎块高速进入大气层并发生激烈摩擦,当温度急剧升高而使碎块烧毁并发出明亮光线.当流星的辐射点(所有流星运动轨迹反向延长线的交汇点)处于某星座天区时就称为某星座流星雨,如狮子座流星雨、英仙座流星雨、猎户座流星雨等.若
2、已知地球绕太阳做圆周运动的轨道半径为1.51011m,下列关于狮子座流星雨进入地球大气层前的瞬间的加速度正确的是(不考虑地球对流星的吸引力)A.610-3m/s2B.310-2m/s2C.9.810-2m/s2D.大于310-2m/s22.欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系时,因无电源和电流表,他利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源,用小磁针的偏转检测电源,具体做法是:在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方,平行于小磁针水平放置一直导线,当该导线中通过电流时,小磁针会发生偏转;当通过该导线电流为I时,小磁针偏转了30,问当他发现小磁针偏转60,通过该直导线的电流为(直导线在某点产生的
3、磁场与通过直导线的电流成正比)A.2IB.3IC. ID.无法确定3.某一弹簧秤外壳质量为m,弹簧及与弹簧相连的挂钩质量忽略不计,放在光滑水平面上,现用两水平拉力F1、F2分别作用在与弹簧相连的挂钩和与外壳相连的提环上,如下图所示,则下列关于弹簧秤的示数正确的说法是A.只有F1F2时,示数为F1B.只有F1F2时,示数为F2C.不论F1、F2关系如何,示数均为F1D.不论F1、F2关系如何,示数均为F24.在第九届“全国青少年发明创造比赛”获奖作品中,有一“方便药水瓶”,它是在药水瓶上再加一小杯型容器,该容器用两根细管与药水瓶相通,制成定量取药器,如图甲所示,使用时把药水瓶按图乙方式倒立,当药
4、水停止流动时,再把药水瓶倒置如图丙所示,指定份量的药水便盛载在容器内,取下药水瓶盖,就可倒出指定份量的药水,有关药水量,下列说法中正确的是A.取药水量由A管在取药器内插入深度确定B.取药水量由B管在取药器内插入深度确定C.取药水量由A管在药水瓶内插入深度确定D.取药水量由B管在药水瓶内插入深度确定5.如下图所示电路中,C1C2,当R1的滑动触头在图示位置时,C1和C2所带电量相等;若要使C1的电量大于C2的电量,下列操作正确的是A.增大R2B.将R1的滑动触头向左移动C.减小R2D.将R1的滑动触头向右移动6.有四列简谐波同时沿x轴正方向传播,波速分别为v、2v、3v、4v,a、b是x轴上所给
5、定的两点,且ab=l.在t时刻a、b两点间四列波的波形分别如图(1)、(2)、(3)、(4)所示,则由该时刻起a点出现波峰的波形图先后顺序正确的排列是A.(1)、(2)、(3)、(4)B.(2)、(3)、(1)(4)C.(2)、(4)、(3)、(1)D.(3)、(2)、(1)、(4)7.“伏安法”测电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,使得测量结果总存在误差,而按如下图所示电路进行测量,则由电压表、电流表内阻所造成的误差可消除.(1)请你简要写出还未完成的主要操作步骤,并用字母表达出相应的测量值.闭合电键S1,电键S2接2,调节Rp和Rp,使电压表读数接近满量程,读出电流表和电压表读数I2、V
6、2.保持Rp不变_.(2)请你推导出待测电阻Rx的表达式.(3)用线把实物图按电路图连成测量电路.8.一质量为M=1 kg的小车上固定有一质量为m=0.2 kg,宽l=0.05 m,电阻R=100 的100匝矩形线圈,一起静止在光滑水平面上,现有一质量为m0的子弹以v0=110 m/s的水平速度射入小车中,并随小车线圈一起进入一与线圈平面垂直,磁感强度B=1.0 T的水平匀强磁场中(如图甲所示),小车运动过程的vs图象如图乙所示.求:(1)子弹的质量m0为_.(2)图乙中s=10 cm时线圈中的电流强度I为_.(3)在进入过程中通过线圈某一截面的电量为_.(4)求出线圈小车通过磁场的过程中线圈
7、电阻的发热量.9.如图所示,M为悬挂在竖直平面内某一点的木质小球,悬线长为L.质量为m的子弹以水平速度v0射入球中而未射出,要使小球能在竖直平面内运动,且悬线不发生松弛,求子弹初速度v0应满足的条件.10.将氢原子中电子的运动看作是绕固定的氢核做匀速圆周运动,已知电子的电量为e,质量为m.(1)若以相距氢核无穷远处作为零势能参考位置,则电子运动的轨道半径为r时,原子的能量E=Ek+Ep=-,其中K为静电力恒量,试证明氢原子核在距核r处的电势Ur=K.(2)在研究电子绕核运动的磁效应时,可将电子的运动等效为一个环形电流.现对一氢原子加上一外磁场,其磁感应强度大小为B,方向垂直电子的轨道平面,这时
8、电子运动的等效电流用I1表示.将外磁场反向,但磁感应强度大小仍为B,这时电子运动的等效电流用I2表示.假设上述两种情况下氢核的位置、电子运动的轨道平面与轨道半径都不变.求外磁场反向前后电子运动的等效电流的差值,即I1-I2等于多少?综合测试(二)1.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线合起来,构成了范围非常广阔的电磁波谱.不同的电磁波产生的机理不同,表现出的特性也不同.下列关于电磁波应用的说法,不切合实际的是A.化学反应里可以用红外线照射的方法提高反应速率B.医院里常用紫外线照射病房和手术室以进行消毒C.用X射线照射马铃薯,可以防止其发芽,以便长期保存D.用射线处理医院排放的污水,可
9、杀死各种病原体,保护环境免受污染2.(2003年上海,6)粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是3.如图所示,气缸竖直放置在水平地面上,质量为m的活塞将气缸分成甲、乙两气室,两气室中均充有气体.气缸、活塞是绝热的且不漏气,原先活塞被销钉固定,现拔掉销钉.活塞最终静止在距原位置下方h处.设活塞移动前后甲气体内能的变化量为E,不计气体重心改变的影响,则下列说法正确的是(不计摩擦)A.mgh=EB.mghEC.mghED
10、.以上三种情况都有可能4.一小孩在游泳池中带着一个质量为m的篮球潜入水下,在深为h的水底篮球无初速释放,篮球在水中加速上升,穿出水面后继续竖直上升,上升的最大高度为H,不计水的粘滞阻力、空气阻力和空气浮力,则篮球在上升全过程中的机械能守恒;在上升全过程中浮力做的功等于篮球克服重力做的功;篮球在上升过程中的机械能增加量等于水的浮力对篮球做的功;篮球在水中上升过程的动量变化与在空中上升过程的动量变化相同;A.B.C.D.5.下图a为电热毯的电路图,电热丝接在u=311sin100t V的电源上,电热毯被加热到一定温度后,通过装置P使输入电压变为图b所示波形,从而进入保温状态,若电热丝电阻保持不变,
11、此时交流电压表的读数是A.110VB.156VC.220VD.211V6.著名的密立根油滴实验测出了基本电荷数值,其实验装置如图所示,M、N为两块水平放置的黄铜板,两板间距为d,上板M开有一小孔.由喷雾器喷出的油滴通过这小孔进入两板间:由于摩擦作用,这些油滴分别带有正电荷或负电荷.光源发出的光,照亮了油滴,再用显微镜来观察和测量油滴的运动.显微镜的目镜中装有分划板,如图所示,分划板上每小格的距离是已知的,因此利用分划板可以很方便地测量油滴运动的距离;再配合使用秒表,就可以测定油滴的速度.S是一个单刀双掷开关,当S接1时,MN板间短路;当S接2时,M、N板间接一连续可调的平衡电压U.油滴速率不大
12、时可看做球形,在空气中运动时所受阻力可由斯托克斯公式f=6rv(其中r为油滴半径、为空气的粘滞系数).实验开始时,使S接1,某一带负电油滴由于重力加速下落,随着速率增加,所受空气的阻力也增加,因此油滴很快以某一终极速率匀速下落,测出它的速度v1,已知油滴密度为1,空气密度为2,当地重力加速度为g,空气的粘滞系数为,则油滴的半径为_,然后把单刀双掷开关S扳向2,这时电极板间形成一匀强电场,调节两板间的电压U,使这个油滴恰好能匀速上升,测出它上升的速度v2,油滴所带电量为_.7.1957年10月4日,苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星以来,人类活动范围从陆地、海洋、大气层扩展到宇宙空间,宇宙空间成
13、为人类的第四疆域,人类发展空间技术的最终目的是开发太空资源.(1)宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的航天飞机中,会处于完全失重状态,下列说法中正确的是A.宇航员仍受重力作用B.宇航员受力平衡C.重力完全充当向心力D.宇航员不受任何力作用(2)宇宙飞船要与轨道空间站对接,飞船为了追上轨道空间站A.只能从较低轨道上加速B.只能从较高轨道上加速C.只能从同空间站同一高度轨道上加速D.无论在什么轨道上,只要加速就行(3)已知空间站周期约为m,地球半径约为6400 m,地面重力加速度约为m/s,由此计算空间站离地面的高度?(4)太空中生长的植物,根失去了向地生长、茎失去了背地生长的特性是因为_地面生长的植
14、物,根的向地生长、茎的背地生长,体现了生物具有_的特征,因而能够_周围的环境.8.在方向水平的匀强电场中,一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球,另一端固定于O点,把小球拉起直至细线与场强平行,然后无初速度释放.已知小球摆到最低点的另一侧,线与竖直方向的最大夹角为(如图),求小球经过最低点时细线对小球的拉力.9.一般情况下,金属都有电阻.电阻是导体的属性之一,当条件发生改变时,其属性也会发生改变.(1)实验表明,某些金属当温度降低到某一定值时,其电阻突然降为零,这种现象叫做_现象.这一特定温度称为转变温度,其值与金属材料有关.(2)将某种液态物质倒入金属盘后,能使金属盘达到转变
15、温度,在金属盘上方释放一永磁体,当它下落到盘上方某一位置时即产生磁悬浮现象.试根据下表列出的几种金属的转变温度和几种液态物质的沸点数据,判断所倒入的液态物质应是_,金属盘的材料应是_.金属转变温度/K液态物质沸点/K铱0.14液氦4.1锌0.75液氮77.0铝1.20液氧90.0锡3.72液态甲烷111.5铅7.20液态二氧化碳194.5(3)试分析说明产生磁悬浮现象的原因.(4)利用上述现象,人们已经设计制成磁悬浮高速列车,列车车厢下部装有电磁铁,运行所需槽形导轨的底部和侧壁装有线圈,用以提供_.这种列车的运行速度是一般列车运行速度的34倍,能达到这样高速的原因是_.10.云室处在磁感应强度
16、为B的匀强磁场中,一静止的质量为M的原子核在云室中发生一次衰变,粒子的质量为m,电量为q,其运动轨迹在与磁场垂直的平面内.现测得粒子运动的轨道半径R,试求在衰变过程中的质量亏损.(注:涉及动量问题时,亏损的质量可忽略不计.)综合测试(三)1.在油膜法测分子直径的实验中,用盆口直径为0.4 m的面盆盛水,要让油酸滴在水面上散成单分子油酸膜,那么油酸滴体积不能大于_m3.实验中可以先把油酸稀释成油酸溶液,再用特制滴管把这种油酸溶液滴到水面上.若测得1 mL油酸溶液为120滴,那么1 mL油酸至少应稀释成_ mL的油酸溶液.A.10-10;几十B.10-11;几百C.10-13;几千D.10-9;几
17、万2.据北京晚报报道,2001年5月3日下午5时左右天空雷鸣电闪,雨点刷刷的落下,正在紧张地对一架飞机的机翼进行检修作业的机场维修人员被突如其来的雷电击倒在地,4人轻伤,3人受了重伤.从物理学的角度加以分析,下面对机场发生现象的判断和解释正确的是A.是电磁感应现象,由于云层与停机坪间发生放电所致B.是光电效应现象,由于云层与停机坪间发生放电所致C.是静电感应现象,由于云层与停机坪间发生放电所致D.由于云层向停机坪发射电磁波所致3.如图所示,凸透镜的主轴上有一个点光源S发出绿光,其中射到凸透镜上的两条光线:SA和SO,经凸透镜折射后,是平行光,如图中的2、5.若光源S发出紫光,则SA和SO这两条
18、光线从凸透镜射出后可能是A.仍是平行光,如图中的2、5B.仍是平行光,可能是光线1、4,也可能是3、6C.不是平行光,如图中的1、5D.不是平行光,如图中的3、54.如图所示,一细导体杆弯成四个拐角均为直角的平面折线OabcdO,Oa和dO由轴承支撑着水平放置,整个平面折线在竖直平面内.导体杆中沿Oabcdc方向通有恒定的电流I.若在空间突然施加一个匀强磁场,下列说法正确的是A.如果磁场方向竖直向下,则导体杆要偏离竖直平面,随偏离竖直平面的夹角增大,bc段受到的磁场力逐渐减小,对OO轴的力矩也逐渐减小B.如果磁场方向竖直向下,则导体杆要偏离竖直平面,随偏离竖直平面的夹角增大,bc段受到的磁场力
19、不变,对OO轴的力矩逐渐减小C.如果磁场方向垂直纸面向外,则导体杆要偏离竖直平面,随偏离竖直平面的夹角增大,bc段受到的磁场力逐渐减小,对OO轴的力矩也逐渐减小D.如果磁场方向垂直纸面向外,则导体杆要偏离竖直平面,随偏离竖直平面的夹角增大,bc段受到的磁场力不变,对OO轴的力矩逐渐减小5.一个小物块冲上一个固定的粗糙斜面, 经过斜面上A、B两点,到达斜面上最高点后返回时,又通过了B、A两点,如图所示.关于物块上滑时由A到B的过程和下滑时由B到A的过程,动能的变化量的绝对值E上和E下,以及所用时间t上和t下相比较,有A.E上E下,t上t下B.E上E下,t上t下C.E上E下,t上t下D.E上E下,
20、t上t下6.如图是三条平行的橡皮绳,在左端同一地点同时开始振动,MN是距起点相同距离的一条界线,经一定时间后出现图示情况,从图中,利用你学过的物理知识你能得到哪些结论?(要求至少说四条结论)例:A、B列波的传播速度是相等的,C的波速要小._7.在与x轴平行的匀强电场中,一带电量为1.0 C.质量为25kg的物体在光滑水平面上沿着x轴作直线运动,其位移与时间的关系是x=0.16t-0.02t2,式中x以m为单位,t以s为单位.从开始运动到5 s末物体所经过的路程为_m,克服电场力所做的功为_J.8.磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度,其值为B2/2,式中B是磁感强度,是磁导率,
21、在空气中为一已知常数.为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B.一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P,再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离l,并测出拉力F,如图所示.因为F所做的功等于间隙中磁场的能量,所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B=_.9.如图所示为利用电磁作用输送非导电液体装置的示意图.一边长为L、截面为正方形的塑料管道水平放置,其右端面上有一截面积为A的小喷口,喷口离地的高度为h.管道中有一绝缘活塞,在活塞的中部和上部分别嵌有两根金属棒a、b,其中棒b的两端与一电压表相连,整个装置放在竖直向上的匀强磁场中.当棒a中通有垂直纸面向里的恒定电流I时,活
22、塞向右匀速推动液体从喷口水平射出,液体落地点离喷口的水平距离为s.若液体的密度为,不计所有阻力,求:(1)活塞移动的速度;(2)该装置的功率;(3)磁感应强度B的大小;(4)若在实际使用中发现电压表的读数变小,试分析其可能的原因.10.右图是证实玻尔关于原子存在不连续能量状态的一种实验装置的原理示意图,由电子枪A射出的电子,射进一容器B中,其中有氦气.电子在O点与氦原子发生碰撞后,进入速度选择器C,然后进入检测装置D.图1速度选择器C由两个同心的圆弧形电极P1和P2组成,当两极间加以电压U时,只允许具有确定能量的电子通过,并进入检测装置D,由检测装置测出电子产生的电流I.改变电压U,同时测出I
23、的数值,即可确定碰撞后进入速度选择器的电子的能量分布.为简单起见,设电子与原子碰撞前,原子是静止的.原子质量比电子质量大很多,碰撞后,原子虽然稍微被碰动,但忽略这一能量损失,设原子未动.当电子与原子发生弹性碰撞后,电子改变运动方向,但不损失动能.当发生非弹性碰撞时,电子损失的动能传给原子,使原子内部的能量增大.图2(1)设速度选择器两极间的电压为U(V)时,允许通过的电子的动能为Ek(eV),试求出Ek(eV)与U(V)的函数关系.设通过选择器的电子的轨道半径r=20.0 cm,电极P1和P2的间隔d=1.00 cm,两极间场强的大小处处相同.(2)当电子枪射出电子的有Eko=50.0 eV时
24、,改变电压U(V),测出电流I(A),得到如上图所示的UI图线.图线表明,当电压U为5.00 V,2.88V,2.72V,2.64 V时,电流出现峰值.先定性地说明上图表示的物理意义,根据实验结果求出氦原子三个激发态的能级En(eV),设基态的能级E1=0.综合测试(四)1.在少儿乐园里,一个儿童正在蹦床上蹦跳,他从高处落到蹦床上后又被蹦床弹回.几个观看的高中生则在旁描绘儿童的加速度随时间变化的图象,他们所画的下列图象中,正确的是2.如图所示,这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图,它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成.(1)示意图中,a端应是电源_极.(2)光控
25、继电器的原理是:当光照射光电管时,_.(3)当用绿光照射光电管阴极K时,可以发生光电效应,则下列_说法正确.A.增大绿光照射强度,光电子最大初动能增大B.增大绿光照射强度,电路中光电流增大C.改用比绿光波长大的光照射光电管阴极K时,电路中一定有光电流D.改用比绿光频率大的光照射光电管阴极K时,电路中一定有光电流3.某农村水力发电站的发电机的输出电压稳定,它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压,然后用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器。经降低电压后,再用线路接到各用户,设两变压器都是理想变压器,那么在用电高峰期,白炽灯不够亮,但用电总功率增加,这时升压变压器的副线圈的电压变大高压输电
26、线路的电压损失变大降压变压器的副线圈上的电压变大降压变压器到各用户的输电线上的电压损失变大4.如图所示,平行直线表示电场线,但未标方向,带电量为-10-2 C的微粒在电场中只受电场力作用,由A点移到B点,动能损失0.1 J,若A点电势为零,则A.B点电势为+10 VB.电场线方向从右向左C.微粒的运动轨迹可能是曲线1D.微粒的运动轨迹可能是曲线25.下面关于凸透镜及其应用的结论,正确的是照相机镜头的焦距不会大于或等于暗箱的最大长度放幻灯片时,映出来的总是虚像用放大镜观察物体时,物距小于焦距要使照相机底片上的人像大一些,应使照相机接近被拍摄的人,且把暗箱长度缩短一些A.B.C.D.6.有一只家用
27、电熨斗,其电路结构如图1所示,改变内部接线方式可以使电熨斗处于断开状态和获得低、中、高三个不同的温度档,图2是它的四种不同的连线方式,其中能获得低档温度的是图1图27.已知质量为m的物体在地球上万有引力势能Ep=- (以无穷远处势能为零,M为地球质量,G为引力常量,r表示物体到地心的距离).只要物体在地球表面具有足够大的速度,就可以脱离地球的引力而飞离地球(即到达势能为零的地方).这个速度叫第二宇宙速度.(1)取地球半径为R=6400 km,地球表面重力加速度g=10 m/s2,试依据能量守恒定律计算第二宇宙速度大小.(2)和地球一样,任何星球都有这样一个“第二宇宙速度”.一旦这个“第二宇宙速
28、度”的大小超过了光速,则任何物体(包括光子)都无法摆脱该星球的引力.于是其内部与外界断绝了一切物质和信息的交流,从宇宙的其他部分看来,它就像是消失了一样,这就是“黑洞”.试分析一颗质量为M=2.0 kg的恒星,当它的半径坍塌为多大时,就成为一个“黑洞”?(取G=7 Nm2/kg2,答案保留一位有效数字).8.如图所示,为光电管产生的光电子进行荷质比测定的原理图.两块平行板间距为d,其中N为锌板,受紫外线照射后将激发出沿不同方向运动的光电子,开关S闭合时电流表有示数,若调节变阻器R,逐渐增大两板间电压,电流表示数逐渐减小,当电压表示数为U时,电流表示数恰为零,断开S,在MN间加上垂直纸面的匀强磁
29、场,当磁感应强度为B时,电流表示数也为零,求光电子荷质比的表达式.9.如图(a)所示,光滑平行导轨MN、PQ相距L=0.2 m,导轨左端接有“0.8,.8 ”的小灯泡,磁感应强度B=1 的匀强磁场垂直于轨道平面,今使一导体棒与导轨良好接触向右滑动产生电动势向小灯泡供电,小灯泡正常发光.导轨与导体棒每米长度的电阻r=0.5 ,其余导线电阻不计.(1)求导体棒的最小速度v.(2)写出导体棒速度v与它到左端MP的距离x的关系.(3)根据v与x的关系式算出表()中对应的v值并填入表中,然后在图()中画vx图象.x/m00.511.52v(m/s)(b)(c)10.如图所示,质量为M=0.8 kg的小车
30、静止在光滑的水平面上.左端紧靠竖直墙壁,在车上左端水平固定着一只轻弹簧,弹簧右端放一个质量为m=0.2 kg的滑块,车的上表面AC部分为光滑水平面,CB部分为粗糙水平面,CB长L=1 m,滑块与车间的动摩擦因数=0.4.水平向左推动滑块,压缩弹簧,再静止释放.已知压缩过程中外力做功W=2.5 J,滑块与车右端挡板和与弹簧碰撞时无机械能损失,g=10 m/s2.求:(1)滑块释放后,第一次离开弹簧时的速度?(2)滑块停在车上的位置离B端有多远?参考答案第一部分高考雷区巡查专题一运动规律运用1.ABC2.B3.B4.B5.D6.C7.AD8.4259.不同意该同学的解法.正确答案为0.2 s10.
31、提示:本题物理图景是把车厢的运动转化为质点运动,然后利用匀变速运动规律解之.第一节车厢通过的时间t1=,由初速度为零的匀变速运动的比例关系,第n节车厢通过的火车运动的时间:tn=t1所以由第5节至第16节车厢通过的时间应为:t=t16-t4=()t1=(4-2)2=4 (s).11.(1)设最低击球点离地面的高度为x,球的运动可看做平抛运动,因恰好落在对方3m线处,它在己方一侧和对方一侧的水平位移相等,即在球网两侧运动时间相等.它在竖直方向的分运动是自由落体运动,在球网两侧下落高度之比应是13.即xm(2)若球沿场地边线前进,落到对方3 m线处的水平位移为lm,若球沿两侧3 m线对角方向前进,
32、落到对方3 m线处的水平位移为:lm两种情况下球在空中运动的时间都是两种情况下球的水平速度分别是:vm/svm/s即初速度的范围m/svm/s12.若切成矩形,则割刀相对于运动的玻璃板的速度大小为10m/s,方向与板运动方向垂直,设轨道方向与玻璃板的运动方向夹角为,如图所示.则有v刀cos=v玻cos=2/10所以=arccos0.2切割一次的时间t=L/v刀sin=9/=0.91 s专题二力和物体的平衡1.B2.A3.ABCD4.提示:以结点O为研究对象,它所受橡皮条的拉力始终不变,把此拉力的平衡力沿F1和F2方向进行分解,如图所示,弹簧秤A的拉伸方向不变,则F1的方向不变;在弹簧秤B顺时针
33、转动过程中,F2的大小和方向均改变.图中画出弹簧秤B转动过程中的三个位置,两弹簧秤读数分别为F1,F2,F1,F2,.观察表示力大小的有向线段长短变化,可看出弹簧秤A的读数F1一直逐渐减小,而弹簧秤B的读数F2是先减小后增大,当弹簧秤B转动到与弹簧秤A垂直时F2最小,故选D.答案:D5.提示:以物体m为研究对象,受力如图,依平行四边形法则将两个拉力T合成,合力为F,如图,依平衡条件有F=G=mg由三角形相似有:由、解出L=Ts/故正确答案为Ts/答案:Ts/6.提示:(1)利用几何知识,确定细绳的夹角;(2)弄清一根绳子经挂钩分成两段,两段的拉力大小相等.答案:107.当木板倾斜角较小时(此时
34、铁块相对木板静止),铁块受到的是沿斜面向上的静摩擦力,则:f静=mgsin,随增大,f静增大.当增到一定值a0时铁块开始相对木板向下滑,静摩擦达到最大.此时有:mgsin0=mgcos0,即0=arctg,铁块在沿斜面下滑过程中:f滑=mgcos.随增大,f滑减小,且当=90时,f滑=0.则其受摩擦力f随角度变化曲线如图中实线所示.8.A球受重力mg、B球对它的库仑斥力F和悬线的拉力T的作用,平衡时此三力的合力为零,则F与mg的合力与T等值反向,如图所示,由右图中两个阴影三角形的相似便可得出:由库仑定律可得:F=k由两式可得:=所以d2=d19.小环受力如图所示.设这时弹簧长度为l,由三角形相
35、似有:所以,N=GT=G=2Gcos由胡克定律T=k(l-L)又由几何关系l=2Rcos由式解得=arccos10.绳AC刚伸直时,小球受力如图由平衡条件可得:F1cos=TBcosF1sin+TBsin=mg由得:F1=N绳AB中拉力刚好为0时,小球受力如图由平衡条件可得:F2sin=mg则F2=N所以F的范围 NF N专题三摩擦力问题1.D2.C3.A4.C5.BD6.D7.(F2-F1)/28.带电体获得水平初速vm,它在磁场中受到洛伦兹力洛qvqm和重力Gm若洛,则带电体做匀速直线运动,不受摩擦力作用.若洛G,则带电体贴着a板前进,其受的滑动摩擦力滑(qvm),速度越来越小,滑变小,当
36、v减小到v时又有qvm,其又不受摩擦力作用而匀速前进.若洛G,则带电体贴着b板前进,有:滑(mqv),它做减速运动直至静止,带电体一旦静止,则有滑静9.带电体m由A运动至静止于B整个过程中,由动能定理:EQm(m)所以m(m)10.(1)拉力F应等于各接触面黑毛巾所受摩擦力之和,即mmmmm(2)mmmmm()m()()m11.画出俯视图如下图所示,v是滑块相对传送带的速度,所以滑块受滑动摩擦力f与v反向.其大小为m为使滑块匀速运动,推力F应与f的分力f大小相等.由几何关系得,所以F.专题四运动和力1.提示:物体的受力方向和初速度方向的关系决定着运动轨迹.物体自由下落阶段为直线运动,当受到恒定
37、水平风力影响时,速度与合外力不共线,轨迹应为曲线,获得水平速度.当风力停止时,物体的速度方向和合外力方向仍不共线,轨迹仍为曲线.正确答案为C.答案:C2.提示:物块滑上皮带后相对皮带向左运动,皮带给它向右的摩擦力使其做匀减速运动,至速度减小为零,随后皮带对物块的摩擦力仍向右,物块将向右做匀加速运动.若v1v2,向右的加速过程一直持续到物块滑离皮带,由运动规律可以确定物块离开皮带时速度大小仍为v2,即v3=v2;若v1v2,向右的加速度过程只能持续到物块与皮带的速度相等,即v3=v1.答案:AB3.提示:小孩落在蹦床上之前做匀速直线运动,其vt图为一段直线,刚落到蹦床上时(t1时刻),重力大于弹
38、力,做向下的加速度减小的加速运动,速度达最大时(t2时刻)重力等于弹力,继续向下运动时重力大于弹力,小孩向下做加速度逐渐增加的减速运动至速度减小为零(t3时刻),随后向上做加速度逐渐减小的加速运动,当弹力与重力相等时向上的速度达到最大值(t4时刻),继续运动时弹力小于重力,做加速度增大的减速运动,速率与刚落到蹦床上时的速率相等时与蹦床分离(t5时刻),其后只在重力作用下做竖直上抛运动,其vt图又为一段直线.答案:C4.提示:本题中电子在t=0、T/8、3T/8、T/2时刻进入电场时的vt图象如图所示.答案:AB5.AB6.C7.提示:物体滑上木板时,因木板以v匀速运动,所以物体相对于木板的速度
39、v方向、大小如右图所示.物体受木板的滑动摩擦力方向必与v反向,所以物体相对地面的速度与f滑不共线,物体相对木板的速度与f滑共线.答案:曲线,直线8.设筒的质量为M,小球质量为m,对筒施加F的向下恒力后,筒的加速度a经,小球恰好跃出筒口.则:al代入数据a,am/s所以小球的质量m9.(1)设物体P滑至B时速度大小为v由动能定理得:mmv所以v(2)设物体P刚滑到传送带右端时速度大小v,因为物体P离开传送带时仍落C点所以vlv所以vv由动能定理:mmmv解由组成的方程组得:(3)设物体P一直加速到传送带右端速度大小为v由动能定理:mmmv由得:v由得物体一直减速到传送带右端速度大小物体从离开传送
40、带到落地时间所以O、D间距离s随速度变化的函数关系式:10.(1)细筒运动时,小球将受向上的洛伦兹力,当洛伦兹力大于重力时,小球开始沿筒上升,即Bqv0mg.所以v0mg/Bq(2)当vv0时,小球受沿筒壁向上的洛伦兹力分量为fy=Bqv,小球向上的加速度为:a=.可见a为定值,小球沿管壁竖直向上的分运动是匀加速,当上升高度h时,设竖直速度为vy,则:vy=小球受洛伦兹力的水平分量方向向左,大小为fx=Bqvy=Bq.为使小球在水平方向上与筒一起匀速运动,筒对球的压力N=fx.由牛顿第三定律,小球对筒壁的压力N=N.所以N=fx=Bq,且(hL).专题五几种典型的动力学问题1.提示:在绕地球做
41、匀速圆周运动的卫星内的物体均处于完全失重状态,水银气压计,靠气体压力与水银重力平衡而显示示数;摆钟靠重力分力提供回复力.而电磁式仪表,靠电流和磁场的作用显示示数;弹簧秤靠弹簧形变显示示数.答案:A2.D3.提示:为使猴子向上爬时,物体不离开地面,那么猴子拉绳的力,其加速度a.答案:B4.A5.AC6.BC7.提示:在水平方向上:f=mama,在竖直方向上:mmama,答案:8.提示:水平细线剪断前,小球受三力而平衡,如图所示,这时弹簧弹力Tm,且它与重力mg的合力与水平绳的拉力F反向,即水平向右.由于弹簧属弹性绳模型,当水平线被剪断瞬间,弹簧拉力大小和方向均不变,即Tm,又重力也不变,所以二力
42、合力仍水平向右,故小球加速度方向水平向右.与竖直方向夹角为90.答案:mg/;909.提示:先求A球运动到最低点时,A球作用于圆管的力,为此要对A球进行受力分析.在圆管最低点,A球受两个力作用:重力,大小为mg,方向竖直向下;圆管对它的弹力,大小方向待求,设大小为N,方向竖直向上,如图所示.由牛顿第二定律可得Nmmv解得圆管作用于A球的力N的大小等于m()N0说明圆管对A球的力的方向确是竖直向上的.由此根据牛顿第三定律就得知,当A球运动到最低点时,A球作用于圆管的力的大小为N,方向竖直向下.再求B球运动到最高点时,B球对圆管的力.分析B球的受力情况,在圆管的最高点,B球受两个力作用:重力,大小
43、为m,方向竖直向下;圆管对B的弹力,大小方向待求,设大小为N,方向竖直向上,如图所示.由牛顿第三定律可得mmv式中v是B球运动到最高点时的速度.由机械能守恒定律可得mvmvm由式得到vv以式代入式,解得Nm()由式可知,v必大于4gR,否则B球不能运动到最高点,从式可知,如果v,则N,此时圆管对B球的力方向竖直向上,大小为m();如果v,则,圆管对B球的力方向竖直向下,大小为m()再根据牛顿第三定律就得到当B球运动到圆管最高点时,B球作用于圆管的力,如果5gRv,则方向竖直向下,大小为m(v);如果v,则方向竖直向上,大小为m()显然欲要使得A球运动至管的最低点,同时B球运动到管的最高点时,两
44、球对圆管的合力为零,则B球作用于圆管的力N应竖直向上且与A对管向下的力N大小相等,即m()m()化简后可得(mm)v(mm)答案:(mm)v(mm)10.首先分析物体P受力的变化和运动情况,拉力F未施加到P上时,设弹簧压缩长度为x,由于P处于静止状态,所以它受到重力mg和弹力kx的作用,且kx=mg.拉力F作用到P上后,P受力不再平衡,合力竖直向上,由于P向上的加速度a恒定,x值减小,弹力kx也逐渐减小,所以F必然是逐渐增大的变力.但是合力F合和加速度a的关系满足合mma拉力F刚施加到P上的瞬间,Fmma,因为此时刻m,所以Fma,为最小值.P以加速度a竖直向上加速运动.当弹簧恢复到原长时,P
45、不受弹力作用,拉力增大到F,这时刻应有mma,以后P也不再受到弹簧弹力的作用,因此F作为恒力使P继续以加速度a向上加速运动,可见F即是拉力的最大值.由Fma和Fmma二式确定F、的值还需要知道a的大小.根据题意,F为变力的时间为0.2 ,这段时间P上升的高度就是弹簧被压缩的长度x,由此可以确定加速度a的值.mmmaam/sm/s所以拉力F的最小值为ma拉力F的最大值为m(a)()11.木箱静止至少需要时间t1=4.55 s(1)若木箱在减速过程中始终相对静止,则车完全停住至少需要t1=4.55 s(2)若木箱在减速过程中相对车滑动,设车最大的加速度为a,则有-1.6,a5 m/s2木箱停定至少
46、要t=4.4 s综合(1)(2),从开始刹车到车完全停定至少要经4.4 s.专题六天体的运动1.提示:以初速度v发射后绕地球做匀速圆周运动,则v=km/s,那么2v=km/s,显然2v已超过第二宇宙速度v2=11.2 km/s,所以不可能再绕地球运行;但2v小于第三宇宙速度v3=16.7 km/s,因而它还没有足够的能量挣脱太阳引力束缚,不会飞离太阳系.答案:C2.B3.提示:地球与月球间的万有引力为:,依题意r不变,但Mm将减小,故F将减小.又由G=m,r不变M增大,所以v将增大,由T=和=,可知T减小,增大.答案:ACD4.提示:在某行星表面运行的卫星有:mmm得:行星质量M,行星表面的重
47、力加速度,第一宇宙速度v,已知R、T可求得M、g、v.对该星的同步卫星,设其周期为T(等于该星自转周期)、距其表面高度为h,则有:Gm(),得,由于T未知,所以h不可求.答案:ABD5.提示:卫星在轨道1和3上均做匀速圆周运动,满足Gm,得:v,由于,所以有vv卫星从轨道1上的A点进入轨道2做离心运动,有Gmm故vv,即需加速才能进入轨道2;而在轨道2上的B点要进入轨道3也必须加速,即从轨道1到轨道3通过了两次加速过程(做功过程),所以卫星在轨道3上比在轨道1上的机械能大.卫星在B点受合外力为万有引力,加速度a引m,与在轨道2还是轨道3无关.答案:AB6.提示:如果它是土星的一部分,则会与土星
48、一起转动,应与土星自转角速度相等,其线速度v=RR.若它是土星的卫星,则由万有引力提供向心力,有G=m,v=,即v2.答案:AD7.C8. 提示:考虑中子星赤道处一小块物质,只有当它受到的万有引力大于或等于它随星体一起旋转所需的向心力时,中子星才不会瓦解.设中子星的密度为,质量为M,半径为R,自转角速度为,位于赤道处的小块物质质量为m,则有=m2R=M=R3由以上各式得=代入数据解得=1.271014 kg/m3答案:1.271014 kg/m39.(1)A(2)BC(3)月球两极地区受到的太阳辐射少,因此温度比其他地区低得多,这使得水能以固态的形式在该处永久保存.由质子获取氧化铁中的氧形成的
49、水占总量的10%,即6105t,其中氢的质量占水的质量的,即俘获的质子总质量约为6.7104t.(4)410810.(1)双星均绕它们连线的中点做圆周运动,设运动的速率为v,得Mv=T计算=L(2)根据观测结果,星体的运动周期T观测=T计算T计算这种差异是由双星内均匀分布的暗物质引起的,均匀分布在球体内的暗物质对双星系统的作用与一质量等于球内暗物质的总质量M,位于中点O处的质点的作用相同.考虑暗物质作用后双星的速度即为观察到的速度 v观测,则有Mv观测=因为在周期一定时,周期和速度成反比,由式得=把式代入式得M=M设所求暗物质的密度为,则有()3=M故=.专题七功和能1.B.提示:跳一次的时间
50、是人上抛到最高点时间为(),此过程克服重力做功,m()跳绳时克服重力做功的平均功率:答案:753.C4.提示:从物体由A开始运动,到物体再回到O点时的过程中,弹簧弹力对物体做功为零,根据动能定理:mv,所以v.答案:C5.ACD6.提示:由动能定理:,又由重力做功与重力势能变化的关系,()代入可得:,即:除重力外的其他外力做功等于物体机械能的增量.且W时,即:除重力外其他外力做功代数和为零,系统机械能保持不变.答案:AC7.提示:撤去外力后,AB一起向上运动,由于A固定在弹簧上所以当弹簧恰好原长时,A、B两物体分离,之后A做简谐振动,B做竖直上抛运动.撤去外力后,A、B与弹簧组成系统机械能守恒
51、,弹簧弹性势能的减少等于A、B动能与重力势能的增加.在从撤去F到弹簧原长的过程中m()mv,由此可解得v.答案:L;8.提示:小球在摆动过程中机械能守恒.若小球绕C处钉子做圆周运动到B处,小球在B处的动能为m,这样一来,总的机械能增加了,违背了守恒定律,表明小球不可能到达这一位置.答案:D9.(1)mmm(2)mmvm()mv,v()mm(),4()5(舍其负根)a.10. +gh)专题八守恒定律的综合应用1.C2.提示:由题意知:乙的动量由7 kgm/s变为10 kgm/s,显然是甲追乙,乙的动量增加了3 kgm/s,由动量守恒知:甲的动量一定减少了3 kgm/s,即甲的动量变为2 kgm/
52、s.据Pm,由碰前动能大于或等于碰后动能,知:,得再考虑到速度关系碰前有,即;碰后有,即,联立以上关系得.答案:C3.AC4.提示:当弹簧的弹力由零增大到与F、等大的过程中,m、M一直做加速运动,此后做减速运动到弹簧伸长量最大时,速度为零.从开始运动到弹簧伸长量最大过程中,F、对系统做正功,机械能增大.m、M从弹簧最大伸长量状态开始,做反向加速运动,克服F、做功,机械能减少,且在弹簧的弹力减小到与F、的大小相等时,有最大速度,由动量守恒定律可知此时的最大速度与弹簧伸长到弹力与、的大小相等时的速度大小相等.答案:BCD5.提示:整个过程中,二者组成系统总动量守恒,且发生动能向电能再向内能的转化.
53、由动量守恒定律v(m)v,v又由能量关系:损mv(m)v.答案:BC6.()7.v8.(1)系统动量守恒:Mvmv(m)v由上式得最后速度大小vv,方向向右.(2)设摩擦力为f,木块向左的最大位移为s,由动能定理:mv(m)vmv由式得:9.(1)因B、C间的弹簧已无压缩余地,因而在受外界冲击时应看做一个物体,根据动量守恒定律,有:mv(mm)v,所以vv弹簧伸展后C与A、B分开,仍有动量守恒,设AB速度为v,C的速度为v向右,则(mm)vmvmv,所以v.此过程弹簧释放的能量为,则E(mm)v(m)vmv解之:v,vv,mv(2)依(1)的同样理论,有mv(mm)v,所以vv(mm)vmvm
54、(v),所以vvE(mm)v(m)vm(v)解之m(vv)(3)依题意,有:,即:mv(vv)解之vv,vv(舍去)但由于解得vvv,将vv代入此式,vv不合题意,舍去.10.(1)第一颗子弹射入木块过程中,系统动量守恒有:mv(m)v射入后,在OBC运动过程中,机械能守恒有:(m)v(m)由两式得v(2)由动量守恒定律知,第2、4、6颗子弹射入木块后,木块速度为0,第1、3、5颗子弹射入后,木块运动.当第9颗子弹射入木块时,由动量守恒得mv(m)v设此后木块沿圆弧上升最大高度为H,由机械能守恒定律得(m)v(m)由可得:()专题九力学规律的选择和综合运用1.BC 2.A3.提示:对A、B选项
55、,因,上面的物块加速度相等,物块对木板的摩擦力都相等,当时,由牛顿定律可知,M的加速度小,物块与M的作用时间小于物块与的作用时间,由此可得木块获得的速度vv,当时,物块与M的作用时间大于物块与的作用时间,并且的加速度大于的加速度,vv.对C、D选项,因为,所以木板的加速度是相同的,当,物块加速度aa,相对位移相同时,物块与M的作用时间大于物块与的作用时间,木板速度将大于的速度.同样分析,当时,可得vv.答案:BD4.提示:彗星与它相撞过程可以认为木星是始终不动的,根据动量定理,它对木星的冲量、与木星对它的冲量等值反向,即,则:mvs.损失机械能:mv答案:;5.设M、m两球分开时速度分别为v、
56、v,对应角速度为、,由动量守恒得vmv,即而由题意,两球再次相遇时,()由两式得大球转过的角度由机械能守恒定律,mvv解得后代入结果中得:6.(1)开始A静止,受力如图(a)所示,t=0时,有Tm,可得(m)到B刚要离地时N时,B受力如图(b)所示,即t=0.4 s时,有m,则得m此过程A受力如图(c)所示,有mmaam由式可解得a(m/s)代入式有:mam,当T时,F最小,即mmamma当时,F最大,即mamammma(2)va(m/s),在此过程中弹簧由压缩状态到伸长状态,形变量未变,故弹簧弹力做功W由动能定理:mv,所以mvmvm()7.由功能关系m()mv,解得v m/s,由题意,在A
57、、B碰撞时解得v m/s,假设恒力F对A作用2 s时,A的位移恰为5 m,则有()2解得,vm/s,因为v,所以当F,由功能关系有()mv,()()可解得讨论:因为A在碰撞B之前所用时间小于2 s,A继续受恒力F做加速运动,B做减速运动.2 末,A、B速度分别为v和v,而vv,所以不会发生第二次碰撞,即恒力F的最小值为30 .8.(1)木块A和滑板B均向左做初速度为零的匀加速直线运动,a(m/s),a(m/s),从下图可知,l,即aal, (m),得.(2)1 s末木块A和滑板B的速度分别为:va (m/s),va3 (m/s),撤去外力F后,当木块A和滑板B的速度相同时,弹簧被压缩最大,具有
58、最大弹性势能.根据能量守恒定律,mvv(m)v,得v2.8 m/s根据能量守恒定律:E弹mvv(m)v()9.(1)物体B从v减速至零的过程中,因物体A和B对小车C的滑动摩擦力大小相等,方向相反,所以C静止,B运动的位移,所用时间.此后B与车相对静止,一起向右做匀加速运动,A仍做匀减速直线运动直到相对静止,设所用时间为,共同速度为v.对A、B、C由动量守恒定律,mvmv(mmm)v,所以vv以B与车为研究对象,因a,因此在时间内B向右的位移因此B从开始运动到A、B、C相对静止所走的总路程及所用时间,(2)设车的最小长度为L,则相对静止时,A、B刚好接触为临界状态.由能量守恒得m(v)mvmvm
59、m()把代入可得10.(1)由动量守恒定律:mv(m)v,且有m所以、共同速度,v m/s(2)由能量关系,对全过程应有mmv(m)v(3)先求A与B挡板碰前A的速度v,以及木板B相应的速度v,取从A滑上B至A与B挡板相碰前一过程研究,由动量守恒与能量关系有以下两式成立mvmvvmvmvvm代入数据可得vv,vv,解以下两式可得:vm/s因A与B挡板碰前速度不可能取负值,故v m/s,相应解出:v m/s=m/s木板B在此过程为匀加速直线运动,由牛顿第二定律,ma,a(m/s),此过程经历时间为t,由下式求出:va,(),其速度图线见图中00.3 段.再求A与挡板碰后,木板B的速度v与木块A的
60、速度v.为方便起见取A滑上B至A与B挡板碰撞后瞬间为一研究过程,依动量守恒定律与能量关系有以下两式成立:以上两式与两式相同,故解为v m/s,因v m/s为碰前速度,故取vm/s,相应得v=1.7 m/s由于v0,即木块A相对B向左滑动,A受B摩擦力向右,B受A摩擦力向左,故B做匀减速直线运动,加速度大小仍为1 m/s,从碰后到A滑到B最左端的过程中,B向右匀减速运动时间为t,则vva,所以(),此过程速度图线见图中0段图线.专题十机械振动和机械波1.BD 2.AC 3.C4.提示:由题描述可知,P、Q间的波形有如下四种对于,点振动到波谷需时间:对于,点振动到波谷需时间:对于,Q点振动到波谷需
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