一个小滑块以一定的初速度滑上倾角为30°的光滑斜面,在第1s内与前3s内通过的位移相等,取初速度方向为正,则下列判断正确的是 ( )
A.滑块在前3s内的平均速度
B.滑块在第1s内和第2s内的位移之比为2:1
C.滑块在前4s内的位移为零
D.滑块在第3s内的平均速度
知识点:匀变速直线运动
同种材料制作的两个截面为直角三角形的物块叠放在一起,靠墙放在直立于地面的轻弹簧上处于静止状态,三角形,如图(a)。今在物块的角对边上再放一个也由同种材料制作的小物块C,则下列描述正确的是
A.放上物块C前物块B不受墙壁作用力,放上C后受到墙壁向右的作用力
B.放上物块C前、后,物块A均受4个力
C.放上物块C后,A、B、C不可能再平衡在轻弹簧上
D.物块C可能下滑
知识点:弹力
如图所示,质量为m物块A由轻弹簧悬挂后放在倾角为的斜面B上,弹簧竖直状态,则 ( )
A.物块不可能受到三个力的作用
B.物块可能只受两个力的作用
C.若弹簧对物块有拉力,则斜面对物块的摩擦力一定小于
D.地面对斜面的摩擦力一定不为0
知识点:弹力
BCE轻弹簧的弹力在竖直方向上,因此当弹力等于物块重力时,物块受到两个力的作用,B项正确;无论弹力向上还是向下,弹力一定满足,合力向下,可等效为重力,此时物块受力如图所示,因此有,当弹力为0时,物块受到三个力的作用仍能平衡,A错;若弹簧对物块有拉力,则静摩擦力,C项正确;对A、B整体,水平方向除地面摩擦力外不受其它力,由于平衡,地面的摩擦力一定为0,D项错。
三角形物块A靠墙放在直立于地面的轻弹簧上处于平衡状态,如图所示,今将小物块B轻放在物块A的斜面上,下列描述可能成立的是 ( )
A.放上B后,A一定受到墙壁向右的作用力
B.若B静止在A上,则A一定不受墙壁作用力
C.若B沿斜面下滑,则A对弹簧的压力小于A、B总重力
D.若B沿斜面下滑,则A会向右离开墙壁
知识点:共点力的平衡
BC若B静止在A上,则A、B只受重力和弹簧支持力两个力,A错B对;若B沿斜面下滑,具有沿斜面向下的加速度,则墙壁作用力等于的水平分量,A压紧墙壁,D错;系统重力与弹簧支持力的合力等于的竖直分量,因此系统处于失重状态,弹簧支持力小于系统总重力,由牛顿第三定律可知C项正确。
在斜面上有质量分别为M、m的两滑块A、B,它们与斜面间动摩擦因数分别为、,当滑块A以速度匀速下滑经过滑块B旁边时,B开始由静止加速下滑。由以上条件可求出 ( )
A.B追上A时B的速度
B.B追上A时B的位移
C.B追上A时所用时间
D.B从开始运动到追上A的过程中的平均速度
知识点:相遇与追及
AD两滑块运动的图象如图所示,B追上A时的速度为,A正确;求位移需要求,而求需要知道B的加速度,由牛顿第二定律得,由于斜面倾角未知,因此位移和时间均不可求,BC错;B从开始运动到追上A的过程中的平均速度为,D项正确。
.受到一个竖直向下的力F作用的物体A正沿斜面匀速下滑,若撤去力F,改用一个力作用于A时,A沿斜面匀加速下滑,则关于的方向,下列四图中可能正确的是
知识点:牛顿第二定律
物块沿倾角为=37°的斜面向上滑动时,取沿斜面向上为正方向,则位移随时间变化遵循,那么物块在2s末的速度和2s内的位移分别为
A.12m/s,0 B.0,6m C.,0 D.0,0
知识点:匀变速直线运动
B由可知,物块上滑时的初速度为12m/s,加速度大小为12,方向沿斜面向下,由牛顿第二定律得,,故当物块速度减小到零后将静止在斜面上,运动时间,因此2s末的速度为0,2s内的位移为,B项正确。
用力F将质量为m的物块压在竖直墙上,从时刻起,测得物体所受墙壁的摩擦力随时间按如图所示规律变化,则下列判断正确的是 ( )
A.时间内为静摩擦力,时刻之后为滑动摩擦力
B.时间内物块沿墙壁加速下滑,时刻物块的速度为0
C.压力F一定随时间均匀增大
D.压力F恒定不变
知识点:摩擦力
B物块受到重力、水平压力F、墙面支持力N和墙面摩擦力f,时摩擦力
f=0,因此物块沿墙下滑,之后应该受到滑动摩擦力,必满足,而N=F,所以在时间内是滑动摩擦力,且随压力F的增大而增大,A项错误;时刻,,合力为0,加速度为0,所以时间内物块加速下滑,时间内减速下滑,之后摩擦力恒定且等于,应该是静摩擦力,故时刻物块的速度为0,B项正确;由可知,时间内压力F随时间均匀增大,但之后压力的变化不能由图象作判断,CD均错。
如图所示,木块A的质量为m,木块B的质量为M,叠放在光滑的水平面上。现用水平力F作用于A,恰能使A、B一起运动;今撤去力F,将另一水平力作用于木块B,则保持A、B相对静止的条件是不超过 ( )
A. B. C. D.
知识点:牛顿第二定律
C系统在水平方向只受力F作用,恰能一起运动,则A、B具有相同加速度,即,木块B水平方向只受A对B的静摩擦力(临界条件对应的受力对象),因此最大静摩擦力;若撤去力F,将水平力作用于B,则对系统有,木块A水平方向只受B对A的静摩擦力f(临界条件对应的受力对象),相对静止的条件是相互作用的静摩擦力,且,联立解得,C项正确。
下列物理量的“–”号表示大小的是 ( )
A.力对物体做功W= –5J
B.物体的加速度a = –2.0m/s2
C.物体的重力势能Ep = –12.0J
D.电场中某点的电势V
知识点:重力势能
CD功的正负,只表示是动力做功还是阻力做功,不表示大小,也不表示方向,A项错误;矢量的正负,仅表示方向,B项错误;势能的正负和电势的正负表示相对零电势的高低,C、D项正确。
我国古代神话中传说:地上的“凡人”过一年,天上的“神仙”过一天。如果把看到一次日出就当作“一天”,某卫星的运行半径为月球绕地球运行半径的,则该卫星上的宇航员24h内在太空中度过的“天”数约为(已知月球的运行周期为27天)
A.1 B.8 C.l6 D.24
知识点:万有引力定律
B根据天体运动的公式得,解得卫星运行的周期为3h,故24h内看到8次日出,B项正确。
如图,ACB是一光滑的、足够长的、固定在光滑水平桌面上的“”形框架,其中CA、CB边与水平方向的夹角均为θ.P、Q两个环分别套在CA、CB上,两根细绳的一端分别系在P、Q环上,另一端和一绳套系在一起,结点为O,现用恒力F拉结点,OP、OQ两根细绳拉直后的长度分别用l1、l2表示,受到的拉力分别用F1和F2表示 ( )
A.若l1= l2,则两绳受到的拉力F1= F2
B.若l1>l2,则两绳受到的拉力F1F2
C.若l1< l2,则两绳受到的拉力F1< F2
D.不管l1和l2的大小关系如何,两绳受到的拉力大小始终相等
知识点:共点力的平衡
AD杆对环的弹力始终垂直于环,对结点O受力分析,根据几何关系可知,不管两绳的大小关系如何,两绳的拉力方向与水平方向的夹角始终为,做力的平行四边形,解三角形知两力大小始终相等,A、D项正确,其它项错误。
足够长的粗糙斜面上,用力推着一物体沿斜面向上运动,t=0时撤去推力,0—6s内速度随时间的变化情况如图所示,由图3可知 ( )
A.0—1s内重力的平均功率大小与1—6s内重力平均功率大小之比为5∶1
B.0一l s内摩擦力的平均功率大小与1~6s内摩擦力平均功率大小之比为1∶1
C.0一6s 内重力做功与克服摩擦力做功之比为1∶5
D.0一1s内机械能变化量大小与1~6s内机械能变化量大小之比为1∶5
知识点:功率
课外活动小组利用如图(a)所示的装置,研究水从喷嘴P喷出时的速度跟容器中水面到喷嘴的高度间的关系.实验测得容器内水位的高度h与喷水距离x的系列数据,通过计算机作出图象是一条顶点在坐标原点的抛物线,如图(b)所示.则下列图象中可能正确的是(其中曲线为顶点在坐标原点的抛物线)
知识点:抛体运动
AD水从喷嘴喷出后做平抛运动,因此喷出速度,下落时间恒定,因此速度,图象与图象开关相同,A对B错;由图(b)和抛物线方程可得,因此同样有,C错D对.
半圆形轨道竖直放置,在轨道水平直径的两端,分别以速度、水平抛出、两个小球,两球均落在轨道上的P点,OP与竖直方向所成夹角,如图所示.设两球落在P点时速度与竖直方向的夹角分别为、,则
A.
B.
C.
D.
知识点:抛体运动
B两球下落的高度相同,因此下落时间相等,平抛初速度,,,因此,A错B对;落在P点时速度与竖直方向的夹角满足,故,CD错.
如图所示,在做“用落体法验证机械能守恒定律”的实验中,
(1)下列说法中正确的是 .
A.电磁打点计时器应接10V以下直流电源
B.操作时应先放纸带后接电源
C.选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体
D.需使用秒表测出重物下落的时间
(2)实验中误差产生的原因_________.(写出两个原因).通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度.从纸带上选取多个点,测量从第一点到其余各点的下落高度h,并计算各点速度的平方v2,然后以________为纵轴,以________为横轴,根据实验数据作出图线.若在实验误差允许的范围内,图线是一条过原点且斜率为g的直线,则验证了机械能守恒定律.
【答案】(1)C (4分)(2)①下落过程中存在阻力,②长度的测量;计算势能变化时,选取始末两点距离过近,交流电频率不稳定等;(写出两个原因) (2分) (或v2)(2分); h (或2v2)(2分)
知识点:验证机械能守恒定律
某次实验课上,一兴趣小组想要较准确地得到某一电阻的阻值,决定采用“伏安法” 测量电阻,选用的仪器中,电压表内阻约为,电流表内阻约为,请完成以下问题:
⑴实验之前,先使用多用电表粗测待测电阻的阻值,测量时,将电表调至挡,经正确操作,得到多用电表的示数如图⑴所示,则待测电阻 _ _.
⑵在连接电路时,应采用电流表 法(内接/外接).
⑶一个多量程多用电表的简化电路图如图⑵所示,当测量较大电流时,应将S旋到位置 ,该量程为 (用图中标注的物理量表示).
知识点:测定金属的电阻率
(1)测电阻应读最上面一排刻度,因为是挡,所以读数为.
(2)因为,为减小误差,应采用电流表内接法.
(3)S接1或2是测电流的,其中接1时,量程为,较大.
如图所示,可看作质点的物体A、B相距为,质量均为,与倾角为的固
定斜面间的动摩擦因数分别是和,现将物体A、B从斜面上由静止释放,A将从斜面顶端沿斜面匀加速下滑,并与B发生连续弹性正碰(每次碰撞过程时间极短),已知,,取,斜面长.
⑴若,求物体A、B一起下滑的加速度;
⑵若,求A由静止开始到第二次相碰前克服摩擦阻力所做的功;
⑶若,求A到达斜面底端之前已经与B发生了几次碰撞.
知识点:动量守恒定律
(1分)
解得, (1分)
即A、B速度交换
从第1次碰后到第2次碰撞前,根据位移关系可得 (1分)
所以第2次碰撞前A的速度为 (1分)
(1分)
(1分)
(1分)
⑶A与B第二次碰撞后,速度交换 , (1分)
从第2次碰后开始到第3次碰撞时,根据位移关系得 (1分)
解得, (1分)
依题意计算可知,A第一次与B碰撞前的速度为1m/s,A第二次与B碰撞前的速度为2m/s,A第三次与B碰撞前的速度为3m/s,……由于碰后速度交换,因而碰后B物体的速度为:
第一次碰后:
第二次碰后:
第三次碰后:
……
第次碰后:
每段时间内,B物体都做匀速直线运动,第次碰前运动的距离为
(1分)
带入 即 (1分)
解得次,即A到达斜面底端之前已经与B发生了9次碰撞.(1分)
如图所示,在竖直平面内有一场强为的匀强电场,在内、外半径分别为和的同心竖直圆环平面内,存在垂直圆环平面的匀强磁场,磁感强度,一正电粒子进入该区域后恰好做匀速圆周运动,重力加速度.
⑴求电场的方向和正电粒子的荷质比;
⑵求该粒子由圆心点沿纸面发射,却不能穿越磁场外边界的最大速度;
⑶若以第(2)问中的最大速度从圆心处沿纸面射出该正电粒子,求粒子再次经过圆心需要多长时间.
知识点:带电粒子在磁场中的运动
⑶粒子在磁场中运动的周期
根据几何关系知,解得,带电粒子经过一次磁场,然后偏转回到圆心,在磁场中的圆心角是,则
在磁场中运动的时间 (2分)
在磁场外运动的时间 (2分)
则 (2分)
将一总质量为m、总电阻为R、每边边长为L的均匀导线制成的正方形闭合线框ABCD置于磁场方向垂直纸面向里、磁感强度大小按B=B0+ky变化(k为大于零的常数)的水平有界磁场上方h处,如图所示。从图示位置静止释放线框,运动过程中线框平面保持在竖直平面内,且CD边始终与x轴平行。 当线框在有界磁场中下降h0(h0<L)高度时达到最大速度,线框的AB边刚进入磁场时开始做匀速运动,重力加速度为g,求:
(1)当CD边刚进入磁场切割磁感线时,CD两点间的电势差大小;
(2)当线框在有界磁场中下降h0高度时速度大小v1;
(3)线框从开始释放到线框AB边刚进入磁场的过程中产生的电能.
知识点:法拉第电磁感应定律
(1)(2)
(3)mg(h+L)—
(1)设CD边刚进入磁场切割磁感线时的速度大小为v,
根据自由落体运动规律得, (1分)
根据法拉第电磁感应定律得,CD边切割磁感线产生的感应电动势为
(1分)
根据闭合回路欧姆定律,CD两点间的电势差大小
(1分)
解得:(2分)
(2)当线框在有界磁场中下降h0高度时,根据电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可得,
电路中产生的感应电流I= (1分)
线框加速度为零达到最大速度,即mg=(B0+kh0)LI(1分)
解得,v1=(2分)
(3)线框的AB边刚进入磁场时,电路中的感应电流为I'=(2分)
根据线框开始做匀速直线运动可得,mg=[(B0+kL)—B0]LI'(1分)
根据能量守恒定律可得,(2分)
解得,△E=mg(h+L)—(2分)