走向高考·高考物理总复习·人教实验版：第四章综合测试题
走向高考·高考物理总复习·人教实验版：1-4
一、选择题1．(2011·济南模拟)四个质点做直线运动，它们的速度图象分别如图所示，在2s末能回到出发点的是( )[答案]AD[解析]①在v－t图象中，图线在t轴上方速度沿正方向，在t轴下方速度沿负方向.2s末能回到出发点，则在2s内速度方向一定发生变化，故B、C错误；②在v－t图象中，图线与t轴所夹的面积等于质点的位移大小，在t轴上方位移为正，在t轴下方位移为负.2s末能回到出发点，质点的合位移为零，即正、负位移之和为零，故A、D正确．2．(2011·南京模拟)如图为一段某质点做匀变速直线运动的x－t图线．从图中所给的数据可以确定质点在运动过程中，经过图线上P点所对应位置的瞬时速度大小一定( )A．大于2m/s B．等于2m/sC．小于2m/s D．无法确定[答案]A[解析]①x－t图象中某点的瞬时速度的大小等于该切线的斜率；②过P 点作图线的切线，如图所示，由图可知，Δx＝4m.Δt＝t2－t1<2s，所以该切线的斜率k＝ΔxΔt>2，即P点所对应位置的瞬时速度一定大于2m/s，故A正确．3．(2011·青岛模拟)将一个物体以初速度v0从地面竖直向上抛出，经一段时间后落回地面．设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，取竖直向上为正方向．下列关于速度v、加速度a随时间t变化的图象正确的是( )[答案]BD[解析]物体上升过程中所受空气阻力方向向下，下降过程中，物体所受空气阻力向上，故有a上>a下，且方向均向下，故B、D选项正确.4．(2011·天津市南开区模拟)小球从空中自由下落，与水平地面第一次相碰后又弹到空中某一高度，其速度v随时间t变化的关系如图所示．若g＝10m/s2，则( )A．小球第一次反弹后离开地面的速度大小为5m/sB．小球反弹起的最大高度为0.45mC．碰撞前后速度改变量的大小为2m/sD ．小球是从5m 高处自由下落的 [答案] B[解析] ①由题图可知，小球落地时的速度大小为5m/s ，反弹后离开地面的速度大小为3m/s ，所以与地面碰撞前后速度改变量的大小为8m/s ，故A 、C均错误．②小球反弹起的最大高度等于t 轴与下方图线所夹的面积，即h ＝12×3×(0.8－0.5)m ＝0.45m ，故B 对；③小球下落的高度等于t 轴与上方图线所夹的面积，即H ＝12×5×0.5m＝1.25m ，故D 错误．5．(2011·太原模拟)为了测量运动员跃起的高度，可在弹性网上安装压力传感器，利用传感器记录运动员运动过程中对弹性网的压力，并由计算机作出压力—时间(F －t )图象，如图所示．运动员在空中运动时可视为质点，不计空气阻力，则可求得运动员在0～6.9s 时间内跃起的最大高度为(g ＝10m/s 2)( )A ．1.5mB ．1.8mC ．5.0mD ．7.2m[答案] C[解析]①运动员对弹性网无压力时，正在空中运动，所以0～6.9s时间内，在空中运动的最长时间为t＝4.3s－2.3s＝2s；②运动员在空中做竖直上抛运动，则跃起的最大高度为h＝12g(t2)2＝12×10×(22)2m＝5.0m，故C正确．6．(2011·上饶模拟)如图所示的位移(x)—时间(t)图象和速度(v)—时间(t)图象中，给出四条曲线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况，关于它们的物理意义，下列描述正确的是( )A．图线1表示物体做曲线运动B．x－t图象中t1时刻v1>v2C．v－t图象中0至t3时间内3和4的平均速度大小相等D．两图象中，t2、t4时刻分别表示2、4开始反向运动[答案]B[解析]①位移—时间图象和速度—时间图象都规定了正方向，所以只能描述直线运动，故A错误；②x－t图象中的斜率表示物体的速度，由图得t1时刻图线1的斜率大于图线2的斜率，所以v1>v2，故B正确；③v－t图象中图线与t轴所夹的面积等于物体的位移大小，由图得0至t3时间内的位移x3<x4，所以这段时间内3和4的平均速度v3＝x3t3<v4＝x4t3，故C错误；④t2时刻图线2的斜率由正变为负，所以在t2时刻物体2开始反向运动；t4时刻物体4的速度始终为正值，所以在t4时刻物体4的速度方向没有发生变化，故D错误．7．(2011·杭州模拟)酒后驾驶会导致许多安全隐患，是因为驾驶员的反应时间变长．反应时间是指驾驶员发现情况到采取制动的时间．下表中“思考距离”是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间内汽车行驶的距离；“制动距离”是指驾驶员从发现情况到汽车停止行驶的距离(假设汽车制动时的加速度大小都相同).A．驾驶员正常情况下反应时间为0.5sB．驾驶员酒后反应时间比正常情况下多0.5sC．驾驶员采取制动措施后汽车的加速度大小为3.75m/s2D．若汽车以25m/s的速度行驶时，发现前方60m处有险情，酒后驾驶不能安全停车[答案]C[解析]①在“思考距离”内汽车匀速运动，所以驾驶员正常情况下的反应时间为t正＝x正v＝0.5s，酒后的反应时间为t酒＝x酒v＝1.0s，则酒后反应时间比正常情况下多Δt＝t酒－t正＝0.5s，故A、B均正确．②汽车刹车的距离为“制动距离”与“思考距离”之差，由v2＝2ax得，汽车刹车时的加速度大小为a＝v22x制－x思≈7.5m/s2，故C错误．③由表中数据可知，汽车以25m/s的速度行驶时，驾驶员酒后的“制动距离”为66.7m，所以发现前方60m处有险情，酒后驾驶不能安全停车，故D正确．综上所述，答案选C.8．(2011·东北三省四市模拟)在反恐演习中，中国特种兵进行了飞行跳伞表演，某伞兵从静止的直升飞机上跳下，在t0时刻打开降落伞，在3t0时刻以速度v2着地．伞兵运动的速度随时间变化的规律如图所示．下列结论正确的是( )A．在0～t0时间内加速度不变，在t0～3t0时间内加速度减小B．降落伞打开后，降落伞和伞兵所受阻力越来越小C．在t0～3t0的时间内，平均速度v>v1＋v22D．若第一个伞兵在空中打开降落伞时第二个伞兵立即跳下，则他们在空中的距离先增大后减小[答案]ABD[解析]①0～t0时间内图线的斜率不变，所以加速度不变；t0～3t0时间内图线的斜率逐渐减小，所以加速度逐渐减小，故A 正确；②打开降落伞后，降落伞和伞兵在重力mg 和阻力F f 作用下做减速运动，由牛顿第二定律得F f －mg ＝ma ，由于a 逐渐减小，则F f 逐渐减小，故B 正确；③若打开降落伞后，降落伞和伞兵做匀减速运动，如图中t 0和3t 0时刻的两点间线段，则v匀减＝v 1＋v 22；由图中面积可知，在t 0～3t 0时间内降落伞和伞兵的位移小于做匀减速运动的位移，所以v <v匀减＝v 1＋v 22，故C 错误．④当第二个伞兵跳下时，设第一个伞兵的速度大小为v ，第二个伞兵的速度小于第一个伞兵的速度，所以二者之间的距离增大；当二者的速度相等(即都等于v ′)时，二者之间的距离最大；第二个伞兵的速度继续增大，则第二个伞兵的速度大于第一个伞兵的速度，二者之间的距离减小．所以二者之间的距离先增大，后减小，故D 正确．二、非选择题9．科学探究活动通常包括以下环节：提出问题，作出假设，制定计划，搜集证据，评估交流等．一组同学研究“运动物体所受空气阻力与运动速度关系”的探究过程如下A ．有同学认为：运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关B ．他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象，用超声测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律，以验证假设C ．在相同的实验条件下，同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离，将数据填入表中，如图(a)是对应的位移—时间图线．然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落，分别测出它们的速度—时间图线，如图(b)中图线1、2、3、4、5所示时间(s)下落距离(m)0.00.0000.40.0360.80.4691.20.9571.6 1.4472.0xD．同学们对实验数据进行分析、归纳后，证实了他们的假设．回答下列提问：(1)与上述过程中A、C步骤相应的科学探究环节分别是____ ____、________；(2)图(a)中的AB段反映了运动物体在做________运动，表中x处的值为________；(3)图(b)中各条图线具有共同特点，“小纸杯”在下落的开始阶段做__________运动，最后“小纸杯”做________运动；(4)比较图(b)中的图线1和5，指出在1.0s～1.5s时间段内，速度随时间变化关系的差异：___________________________________ _____________________________________________________________________ ________________________________________.[答案](1)作出假设搜集证据(2)匀速直线 1.937(3)加速度逐渐减小的加速匀速(4)图线1反映速度不随时间变化，图线5反映速度随时间继续增大(或图线1反映纸杯做匀速直线运动，图线5反映纸杯依然在做加速度减小的加速运动) 10．(2011·大庆模拟)以40m/s的初速度竖直上抛一小球，经2s后再以相同的初速度在同一点竖直上抛另一小球，求两小球何时相碰以及相碰点到抛出点的距离．(取g＝10m/s2)[答案]抛出第一个小球5s后，在距抛出点75m处相碰．[解析]设抛出第一个小球t时间后两球相碰，相碰点到抛出点的距离为h，取竖直向上为正方向，由位移公式得：对第一个小球：h＝v0t－12gt2对第二个小球：h＝v0(t－2)－12g(t－2)2将以上两式联立代入数据解得：t＝5s，h＝75m11．(2011·郑州模拟)A火车以v1＝20m/s的速度匀速行驶，司机发现前方同轨道上相距100m处有另一列火车B正以v2＝10m/s速度匀速行驶，A车立即做加速度大小为a的匀减速直线运动．要使两车不相撞，a应满足什么条件？[答案]a>0.5m/s2[解析]方法一：公式法两车恰不相撞的条件是两车速度相同时相遇．由A、B速度关系：v1－at＝v2由A、B位移关系：v1t－12at2＝v2t＋xa＝v1－v222x0＝20－1022×100m/s2＝0.5m/s2则a>0.5m/s2方法二：图象法A、B两列火车运动的v－t图象如图所示，由图象得位移关系为：12×(20－10)t0＝100，解得t＝20sa＝20－1020m/s2＝0.5m/s2则a>0.5m/s2方法三：二次函数极值法若两车不相撞，其位移关系应为：v1t－12at2－v2t<x代入数据得：12at2－10t＋100>0由Δ＝100－4×12a×100<0解得：a>0.5m/s212．公路上有一列汽车车队以10m/s的速度匀速行驶，相邻车间距为25m.后面有一辆摩托车以20m/s的速度同向行驶，当它距离车队最后一辆车25m时刹车，以0.5m/s2的加速度做匀减速运动，摩托车在车队旁边行驶而过，设车队车辆数N足够多，求：(1)摩托车最多与几辆汽车相遇？摩托车最多与车队中汽车相遇几次？(2)摩托车从赶上车队到离开车队，共经历多长时间？[答案](1)4 7 (2)203s[解析](1)当摩托车速度减为10m/s时，设用时为t，摩托车行驶的距离为x1，每辆汽车行驶的距离都为x2.10＝20－0.5t，t＝20s ①202－102＝2×0.5x1，x1＝300m ②x2＝10t＝200m ③摩托车与最后一辆汽车的距离Δx＝300m－200m－25m＝75m故摩托车追上的汽车数n＝7525＋1＝4(辆)．之后汽车反追摩托车，摩托车与汽车相遇的次数为7次．(2)设摩托车追上最后一辆汽车的时刻为t1，最后一辆汽车超过摩托车的时刻为t225＋10t＝20t－12×0.5t2t1＝(20－103)s t2＝(20＋103)sΔt＝t2－t1＝203s.13．总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下，经过2s拉开绳索开启降落伞，如图所示是跳伞过程中的v－t图象，试根据图象求：(g取10m/s2)(1)t＝1s时运动员的加速度和所受阻力的大小．(2)估算14s内运动员下落的高度．(3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间．[答案](1)8m/s2160N (2)158m (3)71s[解析](1)从题图中可以看出，在t＝2s内运动员做匀加速运动，其加速度大小为a＝vt＝162m/s2＝8m/s2设此过程中运动员受到的阻力大小为F，根据牛顿第二定律，有mg－F＝ma 得F＝m(g－a)＝80×(10－8)N＝160N.(2)从题图中估算得出运动员在14s内下落了h＝39.5×2×2m＝158m.(3)14s后运动员做匀速运动的时间为t′＝H－hv＝500－1586s＝57s运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间t总＝t＋t′＝(14＋57)s＝71s.。
走向高考·高考物理总复习·人教实验版：5-4.pdf
一、选择题1．跳伞运动员在刚跳离飞机、降落伞尚未打开的一段时间内：①空气阻力做正功；②重力势能增加；③动能增加；④空气阻力做负功．以下说法中正确的是()A．①②B．③④C．②④D．①③[答案] B[解析]跳伞运动员跳离飞机，在尚未打开降落伞的这段时间内，运动员向下运动，重力对运动员做正功，重力势能减少；空气阻力对运动员做负功．由于重力大于空气阻力，运动员向下做加速运动，其动能增加，故①②错，③④对．2．(2011·扬州模拟)自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图所示为一个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使它变形，则水的势能()A．增大B．变小C．不变D．不能确定[答案] A[解析]由图可知，水袋中的水的重心上升，所以水的重力势能增大，选项A正确．3．(2011·苏州模拟)如图所示，用手通过弹簧拉着物体沿光滑斜面上滑，下列说法正确的是()A．物体只受重力和弹簧的弹力作用，物体和弹簧组成的系统机械能守恒B．手的拉力做的功，等于物体和弹簧组成的系统机械能的增加量C．弹簧弹力对物体做的功，等于物体机械能的增加量D．手的拉力和物体重力做的总功等于物体动能增加量[答案]BC[解析]对于物体和弹簧组成的系统，当只有重力做功时机械能才守恒，手的拉力对系统做正功，系统的机械能增大，由功能原理可知A错误，B正确．对物体，弹簧弹力是外力，物体所受外力中，除重力外只有弹簧弹力做功，因此弹簧弹力做的功等于物体机械能的增加量，C正确．手的拉力作用于弹簧，因此引起弹簧的形变而改变弹性势能，故D错．4．(2011·南宁模拟)如图所示，具有一定初速度的物体，沿倾角为30°的粗糙斜面向上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面向上的拉力F作用，这时物块的加速度大小为4m/s2，方向沿斜面向下，那么，在物块向上运动的过程中，下列说法正确的是()A．物块的机械能一定增加B．物块的机械能一定减小C．物块的机械能可能不变D．物块的机械能可能增加也可能减小[答案] A[解析]除重力、弹力做功以外，其他力做功等于机械能的增加量，题中除重力外，有拉力F和摩擦力F f做功，则机械能的变化取决于F与F f做功的大小关系．由mg sin30°＋F f－F＝ma知：F－F f＝mg sin30°－ma>0，即F>F f，故F做正功多于克服摩擦力做的功，故机械能增加，A项正确．5．(2011·大连模拟)质量为m 的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为R 的圆周运动，如图所示，运动过程中小球受到空气阻力的作用．设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg ，在此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰好能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功是( )A.14mgR B.13mgR C.12mgR D ．mgR[答案] C[解析] 小球通过最低点时，绳的张力为F ＝7mg ①由牛顿第二定律可知：F －mg ＝m v 21R ② 小球恰好过最高点，绳子拉力为零，由牛顿第二定律可知：mg ＝m v 22R ③小球由最低点到最高点的过程中，由动能定理得：－2mgR ＋W Ff ＝12m v 22－12m v 21④ 由①②③④可得W Ff ＝－12mgR ，所以小球克服空气阻力所做的功为12mgR ，故C 正确，A 、B 、D 错误． 6．(2011·郑州模拟)如图所示，倾角为30°的斜面体置于水平地面上．一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A 和物块B ，跨过固定于斜面体顶端的小滑轮O ，A 的质量为m ，B 的质量为4m .开始时，用手托住A ，使OA 段绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力)，OB 绳平行于斜面，此时B 静止不动，将A 由静止释放，在其下摆过程中，斜面体始终保持静止，下列判断中错误的是( )A ．物块B 受到的摩擦力先减小后增大B ．地面对斜面体的摩擦力方向一直向右C ．小球A 的机械能守恒D ．小球A 的机械能不守恒，A 、B 系统的机械能守恒[答案] D[解析] 因斜面体和B 均不动，小球A 下摆过程中只有重力做功，因此机械能守恒，C 正确，D 错误；开始A 球在与O 等高处时，绳的拉力为零，B 受到沿斜面向上的摩擦力，小球A 摆至最低点时， 由F T －mg ＝m v 2l OA和mgl OA ＝12m v 2得F T ＝3mg ，对B 物体沿斜面列方程：4mg sinθ＝F f＋F T，当F T由0增加到3mg的过程中，F f先变小后反向增大，故A正确．以斜面体和B为一整体，因OA绳的拉力水平方向的分力始终水平向左，故地面对斜面的摩擦力的方向一直向右，故B正确．7．(2011·安顺模拟)如图甲所示，足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，沿杆方向给环施加一个拉力F，使环由静止开始运动，已知拉力F及小环速度v随时间t变化的规律如图乙所示，重力加速度g取10m/s2.则以下判断正确的是()A．小环的质量是1kgB．细杆与地面间的倾角是30°C．前3s内拉力F的最大功率是2.25WD．前3s内小环机械能的增加量是5.75J[答案]AD[解析]设小环的质量为m，细杆与地面间的倾角为α，由题图乙知，小环在第1s内的加速度a＝0.52＝0.5m/s2，由牛顿第二定1m/s律得：5－mg sinα＝ma，又4.5＝mg sinα，得m＝1kg，A正确；sinα＝0.45，B错误；分析可得前3s内拉力F的最大功率以1s末为最大，P m＝F v＝5×0.5W＝2.5W，C错误；前3s内小环沿杆上升的位移x＝0.52×1m ＋0.5×2m ＝1.25m ，前3s 内小环机械能的增加量ΔE ＝12m v 2＋mgs sin α＝ 5.75J ，故D 正确．8．(2011·淮南模拟)如图所示，一个质量m ＝0.5kg 的小球(视为质点)从H ＝12m 高处，由静止开始沿光滑弧形轨道AB 滑下，接着进入半径R ＝4m 的粗糙竖直圆环轨道，当到达环顶C 时，刚好对轨道压力为零；小球在沿左半环CB 滑下后，再进入光滑弧形轨道BD ，且到达D 点时速度为零．g 取10m/s 2，下列说法正确的是( )A ．在由A 到D 的过程中，小球的机械能守恒B. D 点离地面的高度是12mC ．小球第一次过B 点时对轨道的压力大小是30ND ．小球从B 到C 的过程中克服阻力做的功是10J[答案] D[解析] ①小球在圆环轨道运动过程中受摩擦阻力，机械能不守恒，故A 错误；②因为由A 到D 小球机械能不守恒，所以D 点离地面高度小于12m ，故B 错误；③小球从A 到B 机械能守恒，mgH ＝12m v 2B ，在B 点由牛顿第二定律F N －mg ＝m v 2B R ，解得F N ＝35N ，故C 错误．④小球从B 到C 过程，据动能定理得－mg ·2R －W f ＝12m v 2C －12m v 2B ，小球在C 点时mg ＝m v 2C R ，解得W f ＝10J ，故D 正确.二、非选择题9.如图所示，斜面的倾角为θ，质量为m 的滑块距挡板P 的距离为l 0，滑块以初速度v 0沿斜面上滑， 滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力．若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，求滑块经过的总路程．[答案] 1μ(v 202g cos θ＋l 0tan θ) [解析] 滑块最终要停在斜面底部，设滑块经过的总路程为s ，对滑块运动的全程应用功能关系，全程所产生的热量为Q ＝12m v 20＋mgl 0sin θ又全程产生的热量等于克服摩擦力所做的功，即Q ＝μmgs cos θ解以上两式可得s ＝1μ(v 202g cos θ＋l 0tan θ) 10．(2011·桂林模拟)传送带与水平面之间的夹角为θ＝30°，其上A、B两点间的距离为l＝5m，传送带在电动机的带动下以v＝1m/s的速度匀速运动，现将一质量为m＝10kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝32，在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，求：(g取10m/s2)(1)传送带对小物体做的功；(2)电动机做的功．[答案](1)255J(2)270J[解析](1)小物体轻放在传送带上时，受力分析如图所示，根据牛顿第二定律得沿斜面方向：μmg cosθ－mg sinθ＝ma可知，小物体上升的加速度为a＝2.5m/s2当小物体的速度为v＝1m/s时，位移x＝v2＝0.2m然后小物体将2a以v＝1m/s的速度完成4.8m的路程，由功能关系得：W＝ΔE p＋ΔE k ＝mgl sinθ＋12＝255J2m v(2)电动机做功使小物体机械能增加，同时小物体与传送带间因摩擦产生热量Q，由v＝at得t＝v＝0.4sa相对位移x′＝v t－12＝0.2m2at摩擦热Q＝μmgx′cosθ＝15J故电动机做的功为W电＝W＋Q＝270J.11．(2011·苏北四市模拟)如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC 的长度s＝5m，轨道CD足够长且倾角θ＝37°，A、D两点离轨道BC的高度分别为h1＝4.30m、h2＝1.35m.现让质量为m的小滑块自A 点由静止释放．已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6、cos37°＝0.8.求：(1)小滑块第一次到达D点时的速度大小；(2)小滑块第一次与第二次通过C 点的时间间隔；(3)小滑块最终停止的位置距B 点的距离．[答案] (1)3m/s (2)2s (3)1.4m[解析] (1)小滑块从A →B →C →D 过程中，由动能定理得mg (h 1－h 2)－μmgs ＝12m v 2D －0 代入数据得：v D ＝3m/s(2)小滑块从A →B →C 过程中，由动能定理得mgh 1－μmgs ＝12m v 2C 代入数据得：v C ＝6m/s小滑块沿CD 段上滑的加速度大小a ＝g sin θ＝6m/s 2小滑块沿CD 段上滑到最高点的时间t 1＝v C a ＝1s由于对称性可知小滑块从最高点滑回C 点的时间t 2＝t 1＝1s故小滑块第一次与第二次通过C 点的时间间隔t ＝t 1＋t 2＝2s(3)对小滑块运动全过程利用动能定理，设小滑块在水平轨道上运动的总路程为s 总有：mgh 1＝μmgs 总代入数据得s 总＝8.6m故小物块最终停止的位置距B 点的距离为2s －s 总＝1.4m12．如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A 点，自然状态时其右端位于B点．D点位于水平桌面最右端，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R＝0.8m的圆环剪去了左上角135°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离为R，P点到桌面右侧边缘的水平距离为2R.用质量m1＝0.4kg的物块a将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B 点．用同种材料、质量为m2＝0.2kg的物块b将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块b过B点后其位移与时间的关系为x＝6t－2t2，物块从D 点飞离桌面恰好由P点沿切线落入圆弧轨道．g＝10m/s2，求：(1)BD间的水平距离．(2)判断物块b能否沿圆弧轨道到达M点．(3)物块b释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功．[答案](1)2.5m(2)不能(3)5.6J[解析](1)设物块由D点以初速度v D做平抛运动，落到P点时其竖直方向分速度为：v y＝2gRv y＝tan45°v D所以v D＝4m/s在桌面上过B点后初速度v0＝6m/s，加速度a＝－4m/s2所以BD 间位移为x BD ＝v 2D －v 202a＝2.5m (2)若物块能沿圆弧轨道到达M 点，其速度为v M ，由机械能守恒定律得：12m 2v 2M ＝12m 2v 2D －22m 2gR 轨道对物块的压力为F N ，则：F N ＋m 2g ＝m 2v 2M R解得：F N ＝(1－2)m 2g <0所以物块不能到达M 点(3)设弹簧长为AC 时的弹性势能为E p ，物体a 、b 与桌面间的动摩擦因数均为μ，释放物块a 时，E p ＝μm 1gx CB释放物块b 时，E p ＝μm 2gx CB ＋12m 2v 20 且m 1＝2m 2，可得E p ＝m 2v 20＝7.2J物块b 释放后在桌面上运动过程中克服摩擦力做功为W f ，则由能量转化及守恒定律得：E p ＝W f ＋12m 2v 2D 可得W f ＝5.6J.。
走向高考·高考物理总复习·人教实验版：第四章综合测试题
走向高考·高考物理总复习·人教实验版：第四章综合测试题[答案] D[解析]小球受到力F作用后，运动轨迹将向力的方向一侧发生弯曲，所以轨迹可能为Od方向而Oa、Ob、Oc都是不可能的．3．汽车沿平直的公路向左匀速行驶，如图所示，经过一棵树附近时，恰有一颗果子从上面自由落下，则车中的人以车为参照物，看到果子的运动轨迹是下列选项中的()[答案] B[解析]车中的人以车为参考系，看到果子的运动轨迹是向右的平抛运动．4．(2019·信息卷)小船横渡一条河，在静水中船速度的大小和方向都不变．已知小船的运动轨迹如图所示，则河水的流速()A．由A岸到B岸水速越来越小B．由A岸到B岸水速越来越大C．由A岸到B岸水速先增大后减小D．水流速度恒定[答案] C[解析]合速度的方向沿着运动轨迹的切线方向，由于垂直河岸方向的船速为定值，结合速度矢量三角形可知水速先增大后减小，正确选项为C.5．(2019·太原模拟)如图所示的直角三角板紧贴在固定的刻度尺上方，若使三角板沿刻度尺向右匀速运动的同时，一支铅笔从三角板直角边的最下端，由静止开始沿此边向上做匀加速直线运动，下列关于铅笔尖的运动及其留下的痕迹的判断，其中正确的有( )A ．笔尖留下的痕迹是一条倾斜的直线B ．笔尖留下的痕迹是一条抛物线C ．在运动过程中，笔尖的速度方向始终保持不变D ．在运动过程中，笔尖的加速度方向始终保持不变[答案] BD[解析] 笔尖实际参与的是水平向右的匀速直线运动和向上的初速度为零的匀加速度直线运动的合运动，合运动是类平抛运动，其运动轨迹为抛物线，A 错，B 对；笔尖做曲线运动，在运动过程中，笔尖的速度方向不断变化，C 错；笔尖的加速度方向始终向上，D 对．6．(2019·长春模拟)三颗人造地球卫星A ，B ，C 绕地球做匀速圆周运动，运行方向如图所示．已知M A ＝M B <M C ，则关于三颗卫星，下列说法错误的是( )A ．卫星运行线速度关系为v A >vB ＝v CB ．卫星轨道半径与运行周期关系为R 3A T 2A ＝R 3B T 2B ＝R 3C T 2CC ．已知万有引力常量G ，现测得卫星A 的运行周期T A 和轨道半径R A ，可求地球的平均密度D ．为使A 与B 同向对接，可对A 适当加速[答案] C[解析] 由G Mm r 2＝m v 2r 推出v ＝GM r ，可知选项A 正确；根据开普勒三定律可知选项B 正确；由于地球半径未知，故无法求其密度，选项C 错误；要想实现对接，A 必须适当加速，选项D 正确．故本题选C.7．(2019·哈尔滨模拟)如图所示，某同学为了找出平抛运动物体的初速度之间的关系，用一个小球在O 点对准前方的一块竖直放置的挡板，O 与A 在同一高度，小球的水平初速度分别是v 1，v 2，v 3，打在挡板上的位置分别是B ，C ，D ，且AB ∶BC ∶CD ＝1 ∶3 ∶5.则v 1，v 2，v 3之间的正确关系是( )A ．v 1 ∶v 2 ∶v 3＝3 ∶2 ∶1B ．v 1 ∶v 2 ∶v 3＝5 ∶3 ∶1C ．v 1 ∶v 2 ∶v 3＝6 ∶3 ∶2D ．v 1 ∶v 2 ∶v 3＝9 ∶4 ∶1[答案] C[解析] 根据平抛运动规律可知，小球在竖直方向上做自由落体运动，由于AB ∶BC ∶CD ＝1 ∶3 ∶5，则y 1 ∶y 2 ∶y 3＝1 ∶4 ∶9，又因为x ＝v t ，则y ＝gx 22v 2，即v 1 ∶v 2 ∶v 3＝1y 1 ∶1y 2 ∶1y 3＝6 ∶3 ∶2，选项C 正确．8．(2019·南通模拟)“嫦娥一号”和“嫦娥二号”飞行器绕月运动的轨迹都是圆，若两飞行器轨道半径分别为r 1，r 2，向心加速度分别为a 1，a 2，角速度分别为ω1，ω2，则( )A.a 1a 2＝r 21r 22B.a 1a 2＝r 1r 2C.ω1ω2＝r 1r 2D.ω1ω2＝r 32r 31[答案] D[解析]飞行器和月球的万有引力提供飞行器做圆周运动的向心力，则有GMmr2＝ma＝mω2r，所以得加速度与半径平方成反比，AB错误；角速度ω＝GMr3，C错误，D正确．9．(2019·咸阳模拟)如图所示，从倾角为θ的斜面上的M点水平抛出一个小球，小球的初速度为v0, 最后小球落在斜面上的N点，则() A．不能求出M、N之间的距离B．不能求出小球落到N点时速度的大小和方向C．可求小球到达N点时的动能D．可以断定，当小球速度方向与斜面平行时，小球与斜面间的距离最大[答案] D[解析]根据平抛运动的规律x＝v0t，y＝12gt2，tanθ＝y x，再根据l＝x2＋y2可以求出M，N之间的距离，A错；小球落到N点时，速度方向与水平方向的正切值等于2tanθ，速度大小根据v＝v2x＋v2y 可以求出，其中v y＝gt，B错；由于不知道小球的质量，所以无法求出小球的动能，C错；小球的速度v和位移可以沿斜面及垂直于斜面分解，当小球速度方向与斜面平行时，v垂直于斜面的分速度正好为零，而且是一个从正变为负的临界点，此刻也是位移从越来越大到越来越小的临界点，所以此刻小球与斜面间的距离最大，D对．10.(2019·信息卷)“天宫一号”于2011年9月29日21时16分成功发射．它将与随后发射的“神舟八号”、“神舟九号”、“神舟十号”飞船对接，从而建立中国第一个空间实验室．“天宫一号”将完成我国载人航天工程首次空间交会对接任务．交会对接是两个航天器在空间轨道上会合并在结构上连成一个整体的技术，一般是先将目标飞行器发射入轨，精确测定运行轨道，当其飞经待发飞行器发射场上空时，择机发射待发飞行器，使后者与前者运行在相同的轨道上，而且两者之间的距离控制在几千米至十几千米的范围内．然后，依靠飞行器本身的机动能力使两者逐渐接近、连接成一体．下列说法正确的是( )A ．“神舟八号”与“天宫一号”交会对接时轨道半径与运行速度都相同B ．“神舟八号”与“天宫一号”交会对接时轨道半径相同，运行速度不一定相同C ．低轨道的航天器要与高轨道的航天器交会对接必须加速D ．“神舟八号”、“神舟九号”、“神舟十号”飞船都能与“天宫一号”交会对接，其机械能必然相同[答案] AC[解析] 据G Mm r 2＝m v 2r ，得v ＝GM r ，“神舟八号”与“天宫一号”交会对接时轨道半径相同，运行速度也一定相同，选项A 正确，B 错误；低轨道的航天器要与高轨道的航天器交会对接，必须加速，使其所需的向心力大于万有引力，做离心运动 ，远离地球进入较高轨道，选项C 正确；“神舟八号”、“神舟九号”、“神舟十号”飞船都能与“天宫一号”交会对接，其运行速度大小相同，飞行高度相同，但质量不一定相等，故机械能不一定相同，选项D 错误．第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共3小题，每小题6分，共18分．把答案直接填在横线上)11.(6分)如图所示，台阶的高度都是0.4m ，一球以水平速度由第一级台阶上抛出欲打在第五级台阶上，则水平速度v 的取值范围是________．[答案] 6m/s ≤v ≤22m/s[解析] 台阶的高度都是0.4m ，小球欲打在第五级台阶上，初速度最小时应擦着第四级台阶边缘落下，初速度最大时应擦着第五级台阶边缘落下，这两种情况下与台阶碰撞位移夹角一定是45°，tan α＝y x＝gt 2v 0，可知下落的高度越大，初速度越大． 由t ＝2yg ，得v min ＝s 1t 1＝3×0.43×0.4×210m/s ＝6m/s v max ＝s 2t 2＝4×0.44×0.4×210m/s ＝22m/s 故6m/s ≤v <22m/s.12．(6分)我国自行研制的“风云一号”、“风云二号”气象卫星运行的轨道是不同的．“风云一号”是极地圆形轨道卫星．其轨道平面与赤道平面垂直，周期是12h；“风云二号”是地球同步卫星．两颗卫星相比________离地面较高；________观察范围较大；________运行速度较大．若某天上午8点“风云一号”正好与“风云二号”在同一竖直线上，那么下一次它们处在同一竖直线上的时刻将是________．[答案]“风云二号”“风云一号”“风云一号”第二天上午8点[解析]根据周期公式T＝2πr3GM知，高度越大，周期越大，则“风云二号”气象卫星离地面较高；根据运行轨道的特点知，“风云一号”观察范围较大；根据运行速度公式v＝GMr知，高度越小，速度越大，则“风云一号”运行速度较大，由于“风云一号”卫星的周期是12h，每天能对同一地区进行两次观测，在这种轨道上运动的卫星通过任意纬度的地方时时间保持不变，而“风云二号”是地球同步卫星，在地球赤道某位置的正上方保持不变，则下一次它们处在同一竖直线上的时刻将是第二天上午8点．13．(6分)如图所示，从地面上A点发射的一枚远程弹道导弹，在引力作用下沿ACB椭圆轨道飞行击中地面目标B，C为轨道的远地点，距地面高度为h.已知地球半径为R，地球质量为M，引力常量为G，设距地面高度为h的圆轨道上卫星运动周期为T0，则导弹在C点的速度一定________GM R ＋h(填“大于”、“等于”或“小于”)；导弹在C 点的加速度等于________；导弹从A 点运动到B 点的时间一定________T 0(填“大于”、“等于”或“小于”)．[答案] 小于 GM (R ＋h )2小于 [解析] 如果在高为h 的圆轨道上做匀速圆周运动，由G Mm (R ＋h )2＝m v 2R ＋h 得：v ＝GM R ＋h，而导弹沿ACB 椭圆运动，且C 为远地点，故在C 点G Mm (R ＋h )2>m v ′2R ＋h，即v ′<GM R ＋h 才会在低轨道做椭圆运动；由G Mm (R ＋h )2＝ma 得：a ＝GM (R ＋h )2；由于地心是导弹做椭圆运动的一个焦点，故椭圆的半长轴一定小于R ＋h ，由开普勒第三定律可知，导弹做椭圆运动的周期T 一定小于在距地面高度为h 的圆轨道上运动的卫星的周期T 0，且导弹沿ACB 运动的过程不足一个周期，故导弹从A 点运动到B 点的时间一定小于T 0.三、论述计算题(共4小题，共42分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．(10分)(2019·杭州模拟)某电视台娱乐节目，要求选手要从较高的平台上以水平速度v 0跃出后，落在水平传送带上，已知平台与传送带高度差H ＝1.8m ，水池宽度s 0＝1.2m ，传送带AB 间的距离L 0＝20.85m ，由于传送带足够粗糙，假设人落到传送带上后瞬间相对传送带静止，经过一个Δt＝0.5s反应时间后，立刻以a＝2m/s2，方向向右的加速度跑至传送带最右端．(1)若传送带静止，选手以v0＝3m/s水平速度从平台跃出，求从开始跃出到跑至传送带右端经历的时间；(2)若传送带以u＝1m/s的恒定速度向左运动，选手若要能到达传送带右端，则从高台上跃出的水平速度v1至少多大？[答案](1)5.6s(2)3.25m/s[解析](1)H＝gt21/2t1＝2Hg＝0.6sx1＝v0t1＝1.8mL0－(x1－s0)＝at22/2t2＝4.5st＝t1＋t2＋Δt＝5.6s(2)选手以水平速度v1跃出落到传送带上，先向左匀速运动后向左匀减速运动，刚好不从传送带上掉下时水平速度v1最小．则v1t1－s0＝uΔt＋u22av1＝3.25m/s15．(10分)(2019·天津河西模拟)如图所示，竖直圆筒内壁光滑，半径为R，顶部有入口A，在A的正下方h处有出口B，一质量为m的小球从入口A沿切线方向水平射入圆筒内，要使球从B处飞出，小球进入入口A的速度v0应满足什么条件？在运动过程中，球对筒的压力多大？[答案]2n2π2mgR/h(n＝1,2,3，…)[解析] 小球在竖直方向做自由落体运动，在桶内运动时间t ＝2hg故v 0应满足t ＝n ·2πR v 0(n ＝1,2,3，…) 所以v 0＝2n πR t ＝2n πR gh (n ＝1,2,3，…)由牛顿第二定律得F N ＝m v 20R ＝2n 2π2mgR /h (n ＝1,2,3，…)16．(11分)(2019·信息卷)宇航员登上某一星球并在该星球表面做实验．用一根不可伸缩的轻绳跨过轻质定滑轮，一端拴一吊椅，另一端被坐在吊椅上的宇航员拉住，如图所示．宇航员的质量m 1＝65kg ，吊椅的质量m 2＝15kg ，当宇航员与吊椅以加速度a ＝1m/s 2匀加速上升时，宇航员对吊椅的压力为175N. (忽略定滑轮摩擦)(1)求该星球表面的重力加速度g 0；(2)若该星球的半径为R 0＝6×106m ，地球半径为R ＝6.4×106m ，地球表面的重力加速度为g ＝10m/s 2，求该星球的平均密度与地球的平均密度之比ρ0ρ.[答案] (1)6m/s 2 (2)1625[解析](1)设宇航员受到轻绳向上的拉力为F ，由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等，吊椅受到轻绳的拉力也是F .对他和吊椅整体进行受力分析如图所示，则2F－(m1＋m2)g0＝(m1＋m2)a设吊椅对宇航员的支持力为F N，宇航员对吊椅的压力为F′N，由牛顿第三定律得F N＝F′N对宇航员，由牛顿第二定律得F＋F N－m1g0＝m1a解得g0＝6m/s2(2)星球密度ρ0＝M043πR30GM0m′R20＝m′g0得该星球的平均密度与地球的平均密度之比是ρ0ρ＝g0R gR0代入数值解得ρ0ρ＝16 25.17．(2019·临沂模拟)某电视台“快乐向前冲”节目中的场地设施如图所示，AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，水面上漂浮着一个半径为R，角速度为ω，铺有海绵垫的转盘，转盘的轴心离平台的水平距离为L，平台边缘与转盘平面的高度差为H.选手抓住悬挂器，可以在电动机带动下，从A点下方的平台边缘处沿水平方向做初速度为零，加速度为a的匀加速直线运动．选手必须作好判断，在合适的位置释放，才能顺利落在转盘上．设人的质量为m(不计身高大小)，人与转盘间的最大静摩擦力为μmg，重力加速度为g.(1)假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的角速度ω应限制在什么范围？(2)若已知H＝5m，L＝8m，a＝2m/s2，g＝10m/s2，且选手从某处C点释放能恰好落到转盘的圆心上，则他是从平台出发后多长时间释放悬挂器的？(3)若电动悬挂器开动后，针对不同选手的动力与该选手重力关系皆为F＝0.6mg，悬挂器在轨道上运动时存在恒定的摩擦阻力，选手在运动到上面(2)中所述位置C点时，因恐惧没有释放悬挂器，但立即关闭了它的电动机，则按照(2)中数据计算悬挂器载着选手还能继续向右滑行多远的距离？[答案](1)ω≤μgR(2)2s(3)2m[解析](1)设人落在转盘边缘也不至被甩下，最大静摩擦力提供向心力．则有：μmg≥mω2R即转盘转动角度应满足ω≤μgR(2)设水平加速段位移为x1，时间t1；平抛时水平位移为x2，时间为t2.则加速时有x1＝12at 21 v＝at1平抛运动阶段 x 2＝v t 2H ＝12gt 22全程水平方向：x 1＋x 2＝L代入已知各量数值，联立以上各式解得：t 1＝2s(3)由(2)知x 1＝4m ，v ＝4m/s ，且F ＝0.6mg ，设阻力为f ，继续向右滑动距离为x 3由动能定理，加速段(F －f )x 1＝12m v 2 减速段，由动能定理－fx 3＝0－12m v 2 联立该二式解得x 3＝2m。
走向高考·高考物理总复习·人教实验版：2-4讲解
一、选择题1．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，如何保证刻度尺竖直()A．使用三角板B．使用重垂线C．目测D．不用检查[答案] B[解析]使用重垂线可保证刻度尺竖直，故B正确．A、C不准确，不合题意，D是错误的．2．(2011·太原模拟)在“验证力的平行四边形定则”的实验中，合力与分力的作用效果相同，这里作用效果是指()A．弹簧测力计的弹簧被拉长B．固定橡皮条的图钉受拉力产生形变C．细绳套受拉力产生形变D．使橡皮条在同一方向上伸长到同一长度[答案] D[解析]合力与分力之间是等效替代关系，所以在实验中的作用效果相同是指橡皮条的伸长量相同且伸长到同一位置，故D正确，A、B、C错误．3．(2011·山师附中模拟)在“探究力的等效和替代的平行四边形定则”的实验中，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一位置O点，以下操作中错误的有() A．同一次实验中，O点位置允许变动B．实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度C．实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧测力计的拉力的大小和方向，把橡皮条的结点拉到O点D．实验中，把橡皮条的结点拉到O点时，两弹簧测力计之间的夹角应取90°不变，以便于算出合力的大小[答案]ACD[解析]实验中合力的大小须保持不变，即O点位置不允许变动，选项A错误；选项C中的操作，可能会超过另一弹簧测力计的弹性限度，因而错误；本实验是在力的作用效果相同下，两弹簧测力计之间的夹角是任意夹角时，通过弹簧测力计示数获得合力而非通过平行四边形定则计算，选项D错误．4．如图(甲)所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连．当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象，如图(乙)所示．则下列判断正确的是()A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B．弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比C．该弹簧的劲度系数是200N/mD．该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变[答案]BCD[解析]由图知，F－x是一个过原点的直线，k＝200.10N/m＝200N/m，可知A错，BCD正确．二、非选择题5．(2011·合肥模拟)在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的．用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F－x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为________．图线不过原点的原因是由于________．[答案]200N/m弹簧有自重(本题答案合理即可) [解析]①由图象知弹簧的劲度系数k＝ΔFΔx＝84N/cm＝200N/m.②实验中应把弹簧悬挂起来，让其自然下垂，再测原长，消除弹簧重力的影响，故图线不过原点的原因是弹簧有重力．6．橡皮条的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计．沿着两个不同的方向拉弹簧测力计．当橡皮条的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图所示，这时弹簧测力计的读数可从图中读出．(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为________N和________N．(要求读到0.1N)(2)在本题的虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力．[答案](1)4.0 2.5(2)见解析图[解析]读弹簧秤示数时，应注意首先找零刻度线，尤其是竖直放置的那个弹簧秤，它的读数是2.5N(而不是3.5N)，水平放置的弹簧秤读数是4.0N.7．(1)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，以下说法正确的是()A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度B．用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等(2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出图线可能是下图中的()[答案](1)AB(2)C[解析](1)本实验中以需要研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减钩码的数目，以改变对弹簧的拉力，来探究弹力与弹簧伸长量的关系，所以A、B正确．(2)考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x≠0，所以C正确．8．(1)某实验小组在《互成角度的两个共点力的合成》实验中，做好实验准备后，先用两个弹簧秤把橡皮条的结点拉到某一位置O，此时他们需要记录的是________、________和________，接着用一个弹簧秤拉橡皮条，要特别注意的是____________________．(2)图甲为“探究求合力的方法”的实验装置①下列说法中正确的是________．A．在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化B．弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下C．F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D．为减小测量误差，F1、F2方向间夹角应为90°②弹簧测力计的指示如图乙所示，由图可知拉力的大小为________N.(3)在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其他步骤没有改变，那么实验结果是否会发生变化？答：________.(选填“变”或“不变”)[答案](1)O点的位置两弹簧秤的读数两细绳套的方向一定要将橡皮条拉至O点(2)①AC②4.00(3)不变[解析]本实验题运用等效方法，用两个弹簧秤和用一个弹簧秤拉橡皮条的效果要相同．本实验装置中，弹簧测力计拉细线时，拉力方向不一定要竖直向下，为减小测量误差，F1、F2方向间夹角不一定为90°，太大或太小都不适宜．9.在“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图所示．所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图中，请作出F－L图线．(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0＝________cm，劲度系数k ＝________N/m.(3)试根据以上该同学的实验情况，请你帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数据)(4)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较．优点在于：____________________________________________.缺点在于：____________________________________________.[答案](1)见解析(2)520(3)(4)见解析[解析](1)用平滑的曲线将各点连接起来，如图所示：(2)弹簧的原长L0即为弹力为零时弹簧的长度，由图象可知，L0＝5×10－2m＝5cm.劲度系数为图象直线部分的斜率，k＝20N/m.(3)记录数据的表格如下表：(4)优点是：避免弹簧自身所受重力对实验的影响；缺点是：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差．10．在“验证力的平行四边形定则”实验中：(1)部分实验步骤如下，请完成有关内容：A．将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端绑上两根细线．B．在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录：________、________、________.C．将步骤B中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码，用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图乙所示，小心调整B、C的位置，使__________________，记录_________ _______．(2)如果“验证力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中cosαcosβ＝________.[答案](1)B步骤：钩码个数(或细线拉力)橡皮筋与细线结点的位置O 细线的方向(说明：能反映细线方向的其他记录也可以)C 步骤：橡皮筋与细线结点的位置与步骤B 中结点位置重合 钩码个数和对应的细线方向(2)34[解析] (2)竖直方向：4mg sin α＋3mg sin β＝5mg ；水平方向，4mg cos α＝3mg cos βcos αcos β＝34. 11．(2011·南京模拟)17世纪英国物理学家胡克发现：在弹性限度内，弹簧的形变量与弹力成正比，这就是著名的胡克定律．受此启发，一学习小组同学研究“金属线材伸长量与拉力的关系”的探究过程如下：A ．有同学认为：横截面为圆形的金属丝或金属杆在弹性限度内，其伸长量与拉力成正比，与截面半径成反比．B ．他们准备选用一些“由同种材料制成的不同长度、不同半径的线材”作为研究对象，用测距仪、传感器等仪器测量线材的伸长量随拉力变化的规律，以验证假设．C ．通过实验取得如下数据：D.同学们对实验数据进行分析、归纳后，对他们的假设进行了补充完善．(1)上述科学探究活动中，属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是________、________.(2)请根据上述过程分析他们的假设是否全部正确？若有错误或不足，请给予修正．[答案](1)B C(2)他们的假设不是全部正确．在弹性限度内，金属丝(杆)的伸长量与拉力成正比，与截面半径的平方成反比，还与金属丝(杆)的长度成正比[解析]确定研究对象，选取实验器材属“制定计划”；实验过程和测量数据属“搜集证据”．研究伸长量x与拉力F、长度L、直径D的关系时，采用控制变量法，比如长度、直径不变，再研究伸长量与力的关系，这种方法称为控制变量法．这是物理实验中的一个重要研究方法．。
走向高考·高考物理总复习·人教实验版选修3-4综合测试题范文
选修3－4综合测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，考试时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．大气中空气层的密度是随着高度的增加而减小的，从大气层外射来一束阳光，如图所示的四幅图中，能粗略表示这束阳光射到地面的路径的是()[答案] B[解析]大气层外相对大气层来说是光疏介质，光由光疏介质射向光密介质中，入射角大于折射角，但折射角不可能等于零，故B 项正确．2．以下关于光的说法正确的是()A．光纤通信是利用了全反射的原理B．无色肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色是由于光照射时发生了薄膜干涉C ．人们眯起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的洐射图样D ．麦克斯韦提出光是一种电磁波并通过实验证实了电磁波的存在[答案] ABC[解析] 由全反射，薄膜干涉和光的衍射的基本原理可知A 、B 、C 正确；麦克斯韦提出光是一种电磁波，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故D 错误．3．如图所示，S 1、S 2是两个周期为T 的相干波源，它们振动同步且振幅相同，实线和虚线分别表示波的波峰和波谷，关于图中所标的a 、b 、c 、d 四点，下列说法中正确的是( )A ．图示时刻质点a 的位移为零B ．质点b 和c 振动都最强C ．质点d 振动最弱D ．再过T 2后b 点振动减弱 [答案] AB[解析] 图示时质点a 处是波峰与波谷相遇，两列波引起的位移正负叠加的结果是总位移为零，A 正确，质点b 是波峰与波峰相遇，c 点是波谷与波谷相遇，振动都增强，振幅最大，振幅是一列波振幅的两倍，振动最强 ，B 正确．振动增强点意味着振幅最大，与位移变化无关，且总是振动增强的，再过T 2后b 点振动位移变化，振幅不变，D 不正确．质点d 处于振动加强区域，振幅最大，C 不正确．4．(2012·上海模拟)关于麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是( )A ．在赫兹发现电兹波的实验基础上，麦克斯韦提出了完整的电磁场理论B ．变化的磁场消失后，在周围的空间仍然可以产生变化的电场C ．变化电场的周围空间一定会产生磁场D ．麦克斯韦第一个预言了电磁波的存在，并用试验证明了电磁波的存在[答案] C[解析] 电磁场理论的内容：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，C 正确；若变化的磁场消失，产生的电场也不存在，B 错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，之后赫兹在实验室验证了电磁波的存在，AD 错误．5.如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为AB、BC的中点，则()A．该棱镜的折射率为 3B．光在F点发生全反射C．光从空气进入棱镜，波长变小D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行[答案]AC[解析]在E点作出法线可知入射角为60°，折射角为30°，折射率为3，A对；由光路的可逆性可知，在BC边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B错；根据公式λ介＝λ空气n可知C对；三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到E点的光速平行，故D错．6．(2012·南通模拟)下列说法中正确的是()A．两列波发生干涉时，振动加强的质点位移始终最大B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度C ．狭义相对性原理认为，在任何参考系中物理规律都是相同的D ．观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率可能发生变化[答案] D[解析] 振动加强的点指的是振幅最大，但每个质点仍在做机械振动，A 错误；拍摄橱窗内的物品镜头前加偏振片为了减少反射光的影响，B 错误；广义相对论原理认为，在任何参考系中物理规律都是相同的，C 错误；依据多普勒效应，当波源和观察者发生相对运动时，观察者接收到的频率要发生变化，D 正确．7．(2012·郑州模拟)如图所示，直角三棱镜ABC 的一个侧面BC 紧贴在平面镜上，∠BAC ＝β.从点光源S 发出的一个细光束SO 射到棱镜的另一侧面AC 上，适当调整入射光SO 的方向．当SO 与AC 成α角时，其折射光与镜面发生一次反射，从AC 面射出后恰好与SO 重合，则此棱镜的折射率为( )A.cos αcos βB.cos αsin βC.sin αcos βD.sin αsin β[答案] A[解析] 根据题意可知，光在AC 上发生折射，入射角为π2－α，折射角为π2－β，根据折射定律可得折射率n ＝sin (π2－α)sin (π2－β)＝cos αcos β，选A. 8.如图，一列简谐横波沿x 轴正方向传播，实线和虚线分别表示t 1＝0时和t 2＝0.5s(T >0.5s)时的波形，能正确反映t 3＝7.5s 时波形的是图( )[答案] D[解析] 因为t 2<T ，可确定波在0.5s 的时间内沿x 轴正方向传播了14λ，即14T ＝0.5s, 所以T ＝2s ，t 3＝7.5s ＝334T ，波峰沿x 轴正方向传播34λ，从14λ处到λ处，D 正确，A 、B 、C 错误．9．(2012·天津河西模拟)公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板．一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为T .取竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点，即t ＝0，其振动图象如图所示，则( )A ．t ＝14T 时，货物对车厢底板的压力最大 B ．t ＝12T 时，货物对车厢底板的压力最小 C ．t ＝34T 时，货物对车厢底板的压力最大 D ．t ＝34T 时，货物对车厢底板的压力最小 [答案] C[解析] 货物做简谐运动，合力的方向总指向平衡位置且回复力跟位移的大小成正比，货物受到重力和车厢地板的支持力作用，那么当货物位于平衡位置下方时F N ＝mg ＋k |x |；当货物位于平衡位置上方时，有F N ＝mg －kx ，所以在正向最大位移处，对车厢底板的压力最小，在负向最大位移处，对车厢底板的压力最大，C 正确．10．(2012·太原模拟)如图甲所示，O 点为振源，OP 距离为s ，t＝0时刻，O 点从平衡位置开始向下(y 负方向)振动，产生向右沿直线传播的简谐横波，图乙为P 点的振动图象(从t 1时刻开始振动)，则下列说法正确的是( )A ．该波的频率为1t 2－t 1B ．t 2时刻P 点的速度最大，方向沿y 正方向C ．这列波的波长为s (t 2－t 1)t 1D ．若t 2时刻O 点处于负最大位移处，则s 可能是波长的34倍 [答案] AC[解析] 由乙图可知，波的传播周期为T ＝t 2－t 1，所以这列波的频率为f ＝1T ＝1t 2－t 1.则A 正确；由图知t 2时刻，质点在平衡位置，则速度最大，且正沿y 负方向运动，所以B 不正确；由0时刻开始从O点振动，t 1时刻到达P 点可知：其波速为v ＝s t 1，所以波长为λ＝v T ＝s t 1(t 2－t 1)，则C 正确；若t 2时刻O 点处于负最大位移处，则有t 2＝nT ＋14T ，则传播的距离为nλ＋14λ，所以s ＝(n －1)λ＋14λ，所以答案D 不正确．第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共3小题，每小题6分，共18分．把答案直接填在横线上)11．(6分)某防空雷达发射的电磁波频率为f＝3×103MHz，屏幕上尖形波显示，从发射到接收经历时间Δt＝0.4ms，那么被监视的目标到雷达的距离为________km.该雷达发出的电磁波的波长为________m.[答案]600.1[解析]x＝cΔt＝1.2×105m＝120km.这是电磁波往返的路程，所以目标到达雷达的距离为60km.由c＝fλ可得λ＝0.1m.12．(6分)(2012·南昌模拟)测定玻璃等腰直角三棱镜折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡往，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3，P4，使P3挡住P1，P2的像，P4挡住P3和P1，P2的像，在纸上标出的大头针的位置和三棱镜轮廓如图所示．①通过作图，画出通过P1，P2的入射光线在棱镜中的折射光线；②如果测得该棱镜的折射率为1.5，则垂直于AB边入射的光线能否从BC边或AC边射出________(填“能”或“不能”)．[答案]如图所示不能13．(6分)如图为双缝干涉测光波长的实验设备示意图．(1)图中①为光源，⑤为光屏，它们之间的②③④依次是________、________和________．(2)下面操作能增大光屏上相邻亮条纹间距的是________．A．增大③和④之间的距离B．增大④和⑤之间的距离C．将绿色滤光片改为红色滤光片D．增大双缝之间的距离[答案](1)滤光片单缝双缝(2)BC[解析](1)根据实验装置知②③④依次为：滤光片、单缝和双缝．(2)由Δx＝ldλ，知增大④和⑤之间的距离是增大l，可使Δx增大；增大双缝之间的距离d，Δx变小；把绿色滤光片换成红色滤光片时，波长变长，Δx变大，故B、C选项都能增大光屏上相邻亮条纹的间距．三、论述计算题(共4小题，共42分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．(10分)(2012·广州模拟)一根弹性绳沿x轴方向放置，左端在原点O处，用手握住绳的左端使其沿y轴方向做周期为1s的简谐运动，于是在绳上形成一简谐波，绳上质点N的平衡位置为x＝5m，振动传播到质点M时的波形如图所示，求：(1)绳的左端振动经多长时间传播到质点N；(2)质点N开始振动时，绳的左端已通过的路程．[答案](1)2.5s(2)80cm[解析](1)由图可知，波长λ＝2m①波速v＝λT＝2m/s②振动传播到质点N经历的时间t＝xv＝52s＝2.5s③(2)质点N开始振动时，绳的左端已通过的路程s＝tT×4×8cm＝80cm④15．(10分)(2012·海口模拟)如图所示，一小孩站在宽6m的河边，在他正对面的岸边有一距离河面高度为3m的树，树的正下方河底有一块石头，小孩向河面看去，可同时看到树顶和石头两者的像，并发现两个像重合，若小孩的眼睛离河面高为1.5m ，河水的折射率为43，试估算河水深度．[答案] 5.3m[解析] 树顶反射和石头折射成像的光路图如图所示由图得n ＝sin i sin r① 由几何关系得1.5tan i ＋3tan i ＝6解得tan i ＝43sin i ＝45②P 点至树岸边的距离为3tan i ＝4sin r ＝442＋h 2把①②代入③得h ＝5.3cm ④16．(11分)(2012·洛阳模拟)一列简谐横波沿直线传播，P 、Q 是这一直线上的两点，其间距PQ ＝30cm ，已知P 、Q 的振动图象分别如图甲、乙所示．(1)若波由P 传向Q ，求可能的波速；(2)若波由Q 传向P ，求可能的波速．[答案] (1)154n ＋1m/s (n ＝0,1,2,3，…) (2)154n ＋3m/s (n ＝0,1,2,3，…) [解析] (1)若波由P 传向QT ＝8s ①PQ ＝(n ＋14)λ (n ＝1,2,3，…)②v PQ ＝λT ③v PQ ＝154n ＋1m/s (n ＝0,1,2,3，…)④ (2)若波由Q 传向P ：PQ ＝(n ＋34)λ (n ＝0,1,2,3，…)⑤ v QP ＝154n ＋3m/s (n ＝0,1,2,3，…)⑥ 17．(11分)(2012·乌鲁木齐模拟)如图为某一圆形水池的示意图(竖直截面)，ST 为池中水面的直径，MN 为水池底面的直径，O 为圆形池底的圆心，已知MN 为30.00m ，池中水深6.00m ，水的折射率为43.在池底中心处有一凹槽(未画出)，一潜水员仰卧其中，他的眼睛位于O 处．(1)在潜水员看来，池外所有景物发生的光都出现在一个倒立的圆锥里，求这个圆锥底面的直径；(5＝2.24，7＝2.65，计算结果保留两位小数)(2)求水池的侧壁和底部上发出的光能通过全反射到达潜水员眼睛的区域．[答案] (1)13.58m (2)见解析图[解析] (1)由题意可得，设圆锥底面半径为rsin C＝1nr＝h tan C解得直径d＝2r＝13.58m(2)以潜水员眼睛的位置为圆心，以13.58m为半径作圆，与池底交于A，B两点，从A点左侧及B点右侧发出的光经水面反射进入潜水员的眼睛的光线，其入射角都大于临界角C所以，池底宽度为PA的圆形环带区域以及整个侧壁发出的光都可以通过全反射到达眼睛．。
走向高考·高考物理总复习·人教实验版：7-4
一、选择题1．“测定金属的电阻率〞实验中，以下操作中错误的选项是()A．用米尺测量金属丝的全长三次，算出其平均值B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值C．用伏安法测电阻时采用电流表内接线路，屡次测量后算出平均值；D．实验中保持金属丝的温度不变[答案]AC[解析]应量出金属丝接入电路中的有效长度，而不是全长；金属丝的电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它分流作用很小，应采用电流表外接法，故AC操作错误．二、非选择题2．(1)如图甲所示，在“描绘小灯泡的伏安特性曲线〞实验中，同组同学已经完成局部导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接．(2)某同学从标称为“220V、25W〞“220V、300W〞“220V、500W〞的3只灯泡中任选一只，正确使用多用电表测量灯泡阻值如图乙所示．该灯泡的阻值是________Ω，标称的额定功率为________W.[答案](1)连线如图(2)160253．(2021·武汉模拟)在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线〞实验时，所用器材有：电动势为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线．要求能测出尽可能多组数据．图甲是没有连接完好的实物电路．(已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根)(1)请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完好；(2)连好电路，闭合开关，挪动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表几乎不偏转，那么故障的原因可能是__________________________________________________________；(3)排除故障后闭合开关，挪动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向________端滑动(选填“左〞“右〞)；(4)通过挪动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图乙所示的U－I图象．根据U－I图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是________W；(5)图线是曲线而不是过原点的直线，原因是_______________．[答案](1)连线如下图：(2)c段导线断路或灯泡损坏(3)右(4)0.5(5)小灯泡的电阻会随温度的升高而增大4．(2021·宁德模拟)利用内阻为1Ω的电流表，内阻为5kΩ的电压表等如下图的器材，测量一根粗细均匀的阻值约为5Ω 的合金丝的电阻率．(1)电源的电动势为6V, 滑动变阻器的阻值为0～20Ω.用实线代替导线，将图中的器材连接成实物电路图，要求尽量防止穿插，电流表、电压表应该选择适宜的量程．(2)实验时螺旋测微器测量该合金丝的直径、米尺测量合金丝的长度，电流表、电压表的读数如下图，由图可以读出合金丝的直径d＝________mm ，合金丝的长度l ＝________cm ，流过合金丝的电流强度I ＝________A ，合金丝两端的电压U ＝________V .(3)合金丝的电阻率ρ＝________.[答案] (1)如下图(2)0.200 35.00 0.44 2.15(3)4.4×10－7Ω·m[解析] (1)由于合金丝的电阻比电压表的内阻小得多，与电流表的内阻相当，因此采用电流表外接法；由于滑动变阻器的总电阻大于金属丝的电阻，因此滑动变阻器采用限流式接法．由电源的电动势为6V ，因此电压表应该选择“＋〞接线柱和“3〞接线柱．电路中的最大电流为0.6A ，因此电流表应选择“＋〞接线柱和“0.6〞接线柱，实物连线图如下图．(2)略(3)R ＝ρl S ，S ＝π(d 2)2，解得ρ＝4.4×10－7Ω·m. 4．在测定金属丝的电阻率的实验中：(1)用螺旋测微器测金属丝的直径如下图，该金属丝的直径为________mm.(2)金属丝的电阻约为10Ω，现备有以下器材供测量金属丝的电阻时选用，应选用的器材有________(只填序号)．A ．量程是0.6A ，内阻约为0.5Ω的电流表B ．量程是3A ，内阻约为0.1Ω的电流表C ．量程是3V ，内阻约为6kΩ的电压表D ．量程是15V ，内阻约为30kΩ的电压表E．阻值为0～1kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器F．阻值为0～20Ω，额定电流为2A的滑动变阻器G．蓄电池6VH．开关一个，导线假设干(3)画出用伏安法测上述金属丝电阻的电路．[答案](1)0.350(2)A、C、F、G、H(3)画电路时，还要确定内外接法：因R V/R x＝6000/10＝600>R x/R A ＝20，所以应选电流表外接法．如下图．[解析](1)0.350；(2)显然G、H是唯一的必选器材．选电流表：估算的最大电流I max＝0.6A，选A；选电压表：D项电压表量程过大，由6V/15V＝1/2.5知，电压表指针偏转范围0～1/2.5，缺乏1/3，误差较大，C项电压表虽量程小些，但我们可通过变阻器调控，使总电流在0.3A以下，这时A项电流表指针可接近半偏，可见应选C.选滑动变阻器：由上述所选电压表要求，滑动变阻器必须采用分压电路，应选F项变阻器，显然，0～1000Ω的变阻器阻值太大，变化不明显，也不易操作，既可能烧坏电表，也会损坏本身．6．(2021·江西重点中学模拟)某实验小组探究一种热敏元件的电阻随温度变化的特性．现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定并且可读出其大小)、电压表、待测元件、保温容器、温度计、开关和导线等．(1)假设用上述器材测量该元件的阻值随温度变化的特性，请你在对应图中用笔连线画出实物连接图．(2)实验的主要步骤：a．正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；b．在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，记录________和________，断开开关；c．重复第b步操作假设干次，测得多组数据．(3)实验小组测得该元件在不同温度下的阻值．并据此绘得上图的R－t关系图线，请根据图线写出该元件的R－t关系式：R＝________ .(4)由以上方法测得的电阻值比它的真实值偏________．(5)假如实验室提供的恒定电流电源的输出电流为65mA，但没有适宜的电压表，应选用如下哪组器材测量热敏元件上的电压？________.(填序号)A．电压表V1：量程3V、内阻3kΩ，定值电阻R1＝6kΩB．电压表V2；量程5V、内阻5kΩ，定值电阻R2＝10kΩC．电压表V3：量程10V、内阻10kΩ，定值电阻R3＝1kΩ[答案](1)如下图(2)电压表示数温度计示数(3)100＋1.6t(其中100±1,1.6±0.1均可)(4)小(5)B[解析](1)电压表与热敏元件并联测热敏元件电压，其他组成串联电路．如下图．(2)因为要测量该元件在不同温度下的阻值，所以要记录温度计示数和电压表示数，电压表示数与电源输出的电流值的比值就是热敏元件的阻值．(3)延长题图的R－t关系图线(图略)，找到图线与R轴的交点约为100Ω，在图线上找两点求斜率，约为1.6Ω/℃，所以R＝100±1.6t.(4)上述电路测量出来的值是电压表与热敏元件并联后的阻值，所以比它的真实值偏小．(5)由图线可知：热敏元件两端的电压约为6～14V，所以相当于要选择适宜的器材，改装成量程为15V的电压表，所以只有B组符合要求．5．图(甲)为某同学测定额定电压为2.5V的小灯泡的I－U图线的实验电路图．(1)根据电路图，将图(乙)中的实物连接成完好的实验电路．(2)开关S闭合之前，图(乙)中滑动变阻器的滑片应该置于________(选填“A端〞、“B端〞或“AB正中间〞)．(3)小灯泡灯丝在27℃时电阻值约为1.5Ω，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比(热力学温度T与摄氏温度t的关系为T＝273K ＋t)，根据图(丙)画出的小灯泡I－U特性曲线，估算该小灯泡以额定电压工作时的温度约为________℃(保存两位有效数字)．[答案](1)见解析(2)A端(3)1.5×103[解析](1)如图(2)S闭合之前，滑片应置于A端．(3)由图象知，当U＝2.5V时，电流I≈0.28A.电阻R＝UI≈9Ω，由题知，电阻值与灯丝的热力学温度成正比，故有：27＋2731.5＝T 9解得T ＝1800K.∴t ≈1.5×103℃.6．(2021·唐山模拟)为了确定一卷金属漆包线的长度，可通过测定其电阻值和去掉漆层后金属导线的直径来实现．现仅有以下器材：①待测漆包线：电阻值R L 在40～50Ω之间，其材料的电阻率ρ＝1.7×10－8Ω·m ；②电流表：量程1mA ，内阻R A ＝50Ω； ③电压表：量程6V ，内阻R V ＝4kΩ；④电源E ：电动势约9V ，内阻不计；⑤滑动变阻器R ：阻值范围0～10Ω；⑥螺旋测微器，开关S ，导线假设干．(1)假设这卷漆包线的电阻值为R L ，金属导线的直径为d ，金属电阻率为ρ，那么这卷漆包线的长度L ＝________(用R L 、d 、 ρ表示)．(2)为了尽可能准确地测定R L ，要求两电表指针偏转至少到达满刻度的一半．某同学设计了以下四种不同的电路，其中合理的是________．(3)实验中测得d ＝0.200mm ，按合理的电路测量时，电流表和电压表的读数如下图，那么电流表的读数为________mA ，电压表的读数为________V ，可求得该金属漆包线的长度L ＝________m.[答案] (1)πd 2R L 4ρ(2)C (3)0.60 4.8 92 [解析] 此题是通过测金属导线的电阻来测金属导线的长度．考察测量原理、测量电路方案的选择、电表的读数及实验数据的处理．由R L ＝ρL S ＝ρL π(d /2)2，得L ＝πR L d 24ρ，要准确地测量电阻R L ，应考虑电流表的内外接，同时要使两电表的刻度至少到达满刻度的一半，应选用滑动变阻器的分压接法．7．(2021·海淀模拟)在“描绘小电珠的伏安特性曲线〞的实验中，可供选择的实验仪器如下：________．(2)在图甲中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完好的实验电路．(3)利用实验中得到的实验数据在I －U 坐标系中，描绘出了图乙所示的小电珠的伏安特性曲线．根据此图给出的信息，可以判断出图丙中正确的选项是(图中P 为小电珠功率)________．[答案] (1)R 1 A 2 (2)见解析图 (3)BD[解析] (1)为方便电路调节，滑动变阻器应选择R 1；小电珠正常工作时I 额＝0.3A ＝300mA>100mA ，故电流表应选A 2.(2)因为要求小电珠上的电压从0开场增大，应选用分压电路；而小电珠正常工作时R 灯＝U I ＝3.80.3Ω≈13Ω≪R V ＝5kΩ，故电流表应选择外接法，其实验电路如下图．(3)在I －U 图象中，图线斜率逐渐减小，小电珠的R 逐渐增大；由P ＝U 2R 知在P －U 2图象中，图线的斜率1R 应逐渐减小，故B 正确；由P ＝I 2R 知在P －I 2图象中图线斜率R 应逐渐增大，故D 正确．10．(2021·山东)某同学利用图甲所示电路，探究了电源在不同负载下的输出功率．(1)所得实验数据如下表，请画出U －I 的图象．(2)功率为________W ．(保存两位有效数字)(3)实验完成后，该同学对实验方案进展了反思，认为按图甲电路进展实验操作的过程中存在平安隐患，并对电路重新设计．在图乙所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除平安隐患的是________．(R x 阻值未知)[答案] (1)如下图 (2)0.37(或0.36) (3)bc[解析] 此题主要考察实验探究电源在不同负载下的输出功率，意在考察学生利用图象处理实验数据的才能、实验原理分析和实验改良的创新才能．第一问描点连线操作需要注意的是实验中有一个特殊的“坏点〞(电流为0.35A时)，连线时要忽略它的存在．第二问利用图象解决实际问题，注意读数规那么和有效数字就可以了．第三问需要综合比照四个图象的特点，选择符合题目两个要求的电路图．。
走向高考·高考物理总复习·人教实验版：4-1
走向高考·高考物理总复习·人教实验版：4-1C．磁极在C位置，极性一定是N极D．磁极在B位置，极性无法确定[答案] D[解析]小钢球受磁极的吸引力而做曲线运动，运动方向只会向受吸引力的方向偏转，因而磁极位置只可能在B点．又磁极的N极或S极对小钢球都有吸引力，故极性无法确定．3．(2019·新课标全国)一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用．此后，该质点的动能可能()A．一直增大B．先逐渐减小至零，再逐渐增大C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大[答案]ABD[解析]①质点速度方向若与恒力方向相同，质点做匀加速直线运动，动能一直增大，所以A正确；②质点速度方向若与恒力方向相反，质点先做匀减速直线运动，速度减到零，然后反向匀加速，动能先逐渐减小至零，再逐渐增大，所以B正确；③质点速度方向若与恒力方向成一钝角，如斜抛运动，质点动能可先减小到某一最小值，再逐渐增大，所以D正确，C错误．4．(2019·江门模拟)宽为d的一条河，越靠近河中心水的流速越大，小船在静水中的速度为v0，渡河时船头垂直河岸，则下列说法错误的是()A．渡河时间为d v0B．此种方式渡河，所用的时间最短C．小船渡河的轨迹为直线D．小船到达河中心时速度最大[答案] C[解析]①小船渡河时船头垂直河岸，即小船相对于水的速度v0垂直于河岸，这种渡河的方式所用时间最短，最短时间为t＝d v，故A、B均正确；②由运动的合成可知，小船的速度是变化的，且小船的速度在河中心时最大，所以小船的运动轨迹为曲线，故C错误、D 正确．故选C.5．(2019·蚌埠模拟)如图所示，水平面上固定一个与水平面夹角为θ的斜杆A，另一竖直杆B以速度v水平向左匀速直线运动，则从两杆开始相交到最后分离的过程中，两杆交点P的速度方向和大小分别为() A．水平向左，大小为vB．竖直向上，大小为v tanθC．沿A杆斜向上，大小为v cosθD．沿A杆斜向上，大小为v cosθ[答案] C[解析]两杆的交点P参与了两个分运动：与B杆一起以速度v水平向左的匀速直线运动和沿B杆竖直向上的运动，交点P的实际运动方向沿A杆斜向上，如图所示，则交点P的速度大小为v P＝v，故cosθC正确．6.光滑平面上一运动质点以速度v通过原点O，v与x轴正方向成α角(如图)，与此同时对质点加上沿x轴正方向的恒力F x和沿y轴正方向的恒力F y，则()A．因为有F x，质点一定做曲线运动B．如果F y>F x，质点向y轴一侧做曲线运动C．质点不可能做直线运动D．如果F x>F y cotα，质点向x轴一侧做曲线运动[答案] D[解析]若F y＝F x tanα，则F x和F y的合力F与v在同一直线上，此时物体做直线运动．若F x>F y cotα，则F x、F y的合力F与x轴正方向的夹角β<α，则物体向x轴一侧做曲线运动，故正确选项为D.7．(2019·江苏)如图所示，甲、乙两同学从河中O点出发，分别沿直线游到A点和B点后，立即沿原路线返回到O点，OA、OB分别与水流方向平行和垂直，且OA＝OB.若水流速度不变，两人在静水中游速相等，则他们所用时间t甲、t乙的大小关系为() A．t甲<t乙B．t甲＝t乙C．t甲>t乙D．无法确定[答案] C[解析] t 甲＝l v ＋v 水＋l v －v 水＝2l v v 2－v2水 t 乙＝2lv 2－v 2水，因为t 甲t 乙＝v v 2－v 2水>1，故t 甲>t 乙，C 正确．8．(2019·烟台模拟)在一次抗洪救灾工作中，一架直升机A 用一长H ＝50m 的悬索(重力可忽略不计)系住伤员B ，直升机A 和伤员B 一起在水平方向上以v 0＝10m/s 的速度匀速运动的同时，悬索在竖直方向上匀速上拉，如图所示．在将伤员拉到直升机内的时间内，A 、B 之间的竖直距离以l ＝50－5t (单位：m)的规律变化，则( )A ．伤员经过5s 时间被拉到直升机内B ．伤员经过10s 时间被拉到直升机内C ．伤员的运动速度大小为5m/sD ．伤员的运动速度大小为10m/s[答案] B[解析] ①伤员在竖直方向的位移为h ＝H －l ＝5t (m)，所以伤员的竖直分速度为v 1＝5m/s ；②由于竖直方向做匀速运动，所以伤员被拉到直升机内的时间为t ＝H v 1＝505s ＝10s ，故A 错误、B 正确；③伤员在水平方向的分速度为v 0＝10m/s ，所以伤员的速度为v ＝v 21＋v 20＝52＋102m/s ＝55m/s ，故C 、D 均错误． 二、非选择题9．如图所示，A 、B 两物体系在跨过光滑定滑轮的一根轻绳的两端，当A 物体以速度v 向左运动时，系A 、B 的绳分别与水平方向成α、β角，此时B物体的速度大小为________，方向________．[答案]cosαcosβv水平向右[解析]根据A、B两物体的运动情况，将两物体此时的速度v 和v B分别分解为两个分速度v1(沿绳的分量)和v2(垂直绳的分量)以及v B1(沿绳的分量)和v B2(垂直绳的分量)，如图，由于两物体沿绳的速度分量相等，v1＝v B1，v cosα＝v B cosβ则B物体的速度方向水平向右，其大小为v B＝cosαcosβv 10．如图所示，用船A拖着车B前进，若船匀速前进，速度为v A，当OA绳与水平方向夹角为θ时，求：(1)车B运动的速度v B多大？(2)车B是否做匀速运动？[答案](1)v A cosθ(2)不做匀速运动[解析](1)把v A分解为一个沿绳子方向的分速度v1和一个垂直于绳的分速度v2，如图所示，所以车前进的速度v B应等于v A的分速度v1，即v B＝v1＝v A cosθ(2)当船匀速向前运动时，θ角逐渐减小，车速v B将逐渐增大，因此，车B不做匀速运动．11．小船在200m宽的河中横渡，水流速度为2m/s，船在静水中的船速是4m/s，求：(1)当小船的船头始终正对对岸时，它将在何时、何处到达对岸？(2)要使小船到达正对岸，应如何行驶？历时多长？[答案] (1)50s 后在正对岸下游100m 处靠岸(2)航向与岸上游成60°角 57.7s[解析] (1)小船渡河时间等于垂直于河岸的分运动时间：t ＝t 1＝d v 船＝2004s ＝50s 沿河流方向的位移x 水＝v 水t ＝2×50m ＝100m即在正对岸下游100m 处靠岸．(2)要小船垂直过河，即合速度应垂直于河岸，如图所示，则cos θ＝v 水v 船＝24＝12所以θ＝60°，即航向与岸上游成60°角渡河时间t ＝d v 合＝d v 船sin θ＝2004sin60°s ＝1003s ≈57.7s 12．如图所示，点光源S 到平面镜M 的距离为d .光屏AB 与平面镜的初始位置平行．当平面镜M 绕垂直于纸面过中心O 的转轴以ω的角速度逆时针匀速转过30°时，垂直射向平面镜的光线SO 在光屏上的光斑P 的即时速度大小为多大？[答案] 8ωd[解析] 当平面镜转过30°角时，反射光线转过60°角，反射光线转动的角速度为平面镜转动角速度的2倍，即为2ω.将P 点速度沿OP 方向和垂直于OP 的方向进行分解，可得：v cos60°＝2ω·OP ＝4ωd ，所以v ＝8ωd .13．如图所示，质量m ＝2.0kg 的物体在水平外力的作用下在水平面上运动，物体和水平面间的动摩擦因数μ＝0.05，已知物体运动过程中的坐标与时间的关系为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3.0t (m )y ＝0.2t 2(m )，g ＝10m/s 2.根据以上条件，求：(1)t ＝10s 时刻物体的位置坐标；(2)t ＝10s 时刻物体的速度和加速度的大小和方向；(3)t ＝10s 时刻水平外力的大小．[答案] (1)(30,20)(2)5.0m/s 方向与x 轴正方向夹角arctan 430.4m/s 2，沿y 轴正方向(3)1.7N[解析] (1)由于物体运动过程中的坐标与时间的关系为⎩⎨⎧ x ＝3.0t (m )y ＝0.2t 2(m )，代入时间t ＝10s ，可得：x ＝3.0t ＝3.0×10m ＝30my ＝0.2t 2＝0.2×102m ＝20m即t ＝10s 时刻物体的位置坐标为(30,20)．(2)由物体运动过程中的坐标与时间的关系为⎩⎨⎧ x ＝3.0t (m )y ＝0.2t 2(m )，比较物体在两个方向的运动学公式：⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝v 0ty ＝12at 2可求得：v 0＝3.0m/s第 11 页 a ＝0.4m/s 2当t ＝10s 时，v y ＝at ＝0.4×10m/s ＝4.0m/sv ＝v 20＋v 2y ＝ 3.02＋4.02m/s ＝5.0m/s 方向与x 轴正方向夹角为arctan 43(或满足tan α＝43；或53°)在x 轴方向物体做匀速运动，在y 轴方向物体做匀加速运动．a ＝0.4m/s 2，沿y 轴正方向．(3)如图所示，因为摩擦力方向与物体运动方向相反，外力与摩擦力的合力使物体加速．F f ＝μmg ＝0.05×2×10N ＝1.0NFf x ＝F f ×0.6＝0.6N ，Ff y ＝F f ×0.8＝0.8N ，根据牛顿运动定律：F x －Ff x ＝0，解出F x ＝0.6NF y －Ff y ＝ma ，解出F y ＝0.8N ＋2×0.4N ＝1.6NF ＝F 2x ＋F 2y ＝0.62＋1.62N ＝ 2.92N ＝1.7N.。
走向高考·高考物理总复习·人教实验版：选修3-4模块整合
[答案] AC
(1)在屏幕S上形成的圆形亮区的最外侧是什么颜色？ (2)若玻璃半球对(1)中色光的折射率为n，请你求出圆形亮 区的最大半径．
走向高考·高考物理总复 习·人教实验版：选修3-
4模块整合
2020/8/14
ห้องสมุดไป่ตู้ 模块整合
A．在t从0到2s时间内，弹簧振子做加速运动 B．在t1＝3s和t2＝5s时，弹簧振子的速度大小相等，方向 相反 C．在t2＝5s和t3＝7s时，弹簧振子的位移大小相等，方向 相同 D．在t从0到4s时间内，t＝2s时刻弹簧振子所受回复力做 功的功率最大
在1s至1.5s内，电流为负方向，在LC回路中P点的电流方 向向左；由于电流增大，故电容器正在放电，电容器的电 荷量在减少，下极板带正电，故Q点电势比P点电势高，且 在此时间内电场能正在向磁场能转化．
[答案] AC
A．动能不变 B．动能增大 C．动能减小 D．以上情况都有可能 [解析] 当磁场均匀增加时，根据麦克斯韦电磁场理论， 将产生一恒定的电场，带电粒子将受一电场力作用，该力 对带电粒子做正功，所以粒子的动能将增大． [答案] B
[解析] 在t从0到2s时间内，弹簧振子所受的回复力增大 ，说明位移在增大，振子做减速运动，A说法错误；从图 中可以看出，在t1＝3s和t2＝5s时，振子所受的回复力大 小相等，可知振子的速度大小相等，在这段时间内振子是 从负向最大位移向正向最大位移运动，速度方向相同，B 说法错误；从图中可以看出，在t2＝5s和t3＝7s时，回复 力大小相等，方向相同，则有弹簧振子的位移大小相等， 方向相同，C说法正确；
[答案] CD
A．0.5s至1s内，电容器在充电 B．0.5s至1s内，电容器的上极板带正电 C．1s至1.5s内，Q点比P点电势高 D．1s至1.5s内，磁场能正在转化为电场能
走向高考·高考物理总复习·人教实验版：2-4
一、选择题1．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，如何保证刻度尺竖直()A．使用三角板B．使用重垂线C．目测D．不用检查[答案] B[解析]使用重垂线可保证刻度尺竖直，故B正确．A、C不准确，不合题意，D是错误的．2．(2011·太原模拟)在“验证力的平行四边形定则”的实验中，合力与分力的作用效果相同，这里作用效果是指()A．弹簧测力计的弹簧被拉长B．固定橡皮条的图钉受拉力产生形变C．细绳套受拉力产生形变D．使橡皮条在同一方向上伸长到同一长度[答案] D[解析]合力与分力之间是等效替代关系，所以在实验中的作用效果相同是指橡皮条的伸长量相同且伸长到同一位置，故D正确，A、B、C错误．3．(2011·山师附中模拟)在“探究力的等效和替代的平行四边形定则”的实验中，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一位置O点，以下操作中错误的有() A．同一次实验中，O点位置允许变动B．实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度C．实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧测力计的拉力的大小和方向，把橡皮条的结点拉到O点D．实验中，把橡皮条的结点拉到O点时，两弹簧测力计之间的夹角应取90°不变，以便于算出合力的大小[答案]ACD[解析]实验中合力的大小须保持不变，即O点位置不允许变动，选项A错误；选项C中的操作，可能会超过另一弹簧测力计的弹性限度，因而错误；本实验是在力的作用效果相同下，两弹簧测力计之间的夹角是任意夹角时，通过弹簧测力计示数获得合力而非通过平行四边形定则计算，选项D错误．4．如图(甲)所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连．当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象，如图(乙)所示．则下列判断正确的是()A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B．弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比C．该弹簧的劲度系数是200N/mD．该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变[答案]BCD[解析]由图知，F－x是一个过原点的直线，k＝200.10N/m＝200N/m，可知A错，BCD正确．二、非选择题5．(2011·合肥模拟)在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的．用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F－x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为________．图线不过原点的原因是由于________．[答案] 200N/m 弹簧有自重(本题答案合理即可)[解析] ①由图象知弹簧的劲度系数k ＝ΔF Δx ＝84N/cm ＝200N/m. ②实验中应把弹簧悬挂起来，让其自然下垂，再测原长，消除弹簧重力的影响，故图线不过原点的原因是弹簧有重力．6．橡皮条的一端固定在A 点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N 、最小刻度为0.1N 的弹簧测力计．沿着两个不同的方向拉弹簧测力计．当橡皮条的活动端拉到O 点时，两根细绳相互垂直，如图所示，这时弹簧测力计的读数可从图中读出．(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为________N 和________N ．(要求读到0.1N)(2)在本题的虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力．[答案](1)4.0 2.5(2)见解析图[解析]读弹簧秤示数时，应注意首先找零刻度线，尤其是竖直放置的那个弹簧秤，它的读数是2.5N(而不是3.5N)，水平放置的弹簧秤读数是4.0N.7．(1)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，以下说法正确的是()A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度B．用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等(2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出图线可能是下图中的()[答案](1)AB(2)C[解析](1)本实验中以需要研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减钩码的数目，以改变对弹簧的拉力，来探究弹力与弹簧伸长量的关系，所以A、B正确．(2)考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x≠0，所以C正确．8．(1)某实验小组在《互成角度的两个共点力的合成》实验中，做好实验准备后，先用两个弹簧秤把橡皮条的结点拉到某一位置O，此时他们需要记录的是________、________和________，接着用一个弹簧秤拉橡皮条，要特别注意的是____________________．(2)图甲为“探究求合力的方法”的实验装置①下列说法中正确的是________．A．在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化B．弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下C．F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D．为减小测量误差，F1、F2方向间夹角应为90°②弹簧测力计的指示如图乙所示，由图可知拉力的大小为________N.(3)在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其他步骤没有改变，那么实验结果是否会发生变化？答：________.(选填“变”或“不变”)[答案](1)O点的位置两弹簧秤的读数两细绳套的方向一定要将橡皮条拉至O点(2)①AC②4.00(3)不变[解析]本实验题运用等效方法，用两个弹簧秤和用一个弹簧秤拉橡皮条的效果要相同．本实验装置中，弹簧测力计拉细线时，拉力方向不一定要竖直向下，为减小测量误差，F1、F2方向间夹角不一定为90°，太大或太小都不适宜．9.在“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图所示．所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图中，请作出F－L图线．(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0＝________cm，劲度系数k ＝________N/m.(3)试根据以上该同学的实验情况，请你帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数据)(4)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较．优点在于：____________________________________________.缺点在于：____________________________________________.[答案](1)见解析(2)520(3)(4)见解析[解析](1)用平滑的曲线将各点连接起来，如图所示：(2)弹簧的原长L0即为弹力为零时弹簧的长度，由图象可知，L0＝5×10－2m＝5cm.劲度系数为图象直线部分的斜率，k＝20N/m.(3)记录数据的表格如下表：缺点是：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差．10．在“验证力的平行四边形定则”实验中：(1)部分实验步骤如下，请完成有关内容：A．将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端绑上两根细线．B．在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示，记录：________、________、________.C．将步骤B中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码，用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图乙所示，小心调整B、C的位置，使__________________，记录_________ _______．(2)如果“验证力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中cosαcosβ＝________.[答案](1)B步骤：钩码个数(或细线拉力)橡皮筋与细线结点的位置O细线的方向(说明：能反映细线方向的其他记录也可以) C步骤：橡皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点位置重合钩码个数和对应的细线方向(2)34[解析] (2)竖直方向：4mg sin α＋3mg sin β＝5mg ；水平方向，4mg cos α＝3mg cos βcos αcos β＝34. 11．(2011·南京模拟)17世纪英国物理学家胡克发现：在弹性限度内，弹簧的形变量与弹力成正比，这就是著名的胡克定律．受此启发，一学习小组同学研究“金属线材伸长量与拉力的关系”的探究过程如下：A ．有同学认为：横截面为圆形的金属丝或金属杆在弹性限度内，其伸长量与拉力成正比，与截面半径成反比．B ．他们准备选用一些“由同种材料制成的不同长度、不同半径的线材”作为研究对象，用测距仪、传感器等仪器测量线材的伸长量随拉力变化的规律，以验证假设．C ．通过实验取得如下数据：D.同学们对实验数据进行分析、归纳后，对他们的假设进行了补充完善．(1)上述科学探究活动中，属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是________、________.(2)请根据上述过程分析他们的假设是否全部正确？若有错误或不足，请给予修正．[答案](1)B C(2)他们的假设不是全部正确．在弹性限度内，金属丝(杆)的伸长量与拉力成正比，与截面半径的平方成反比，还与金属丝(杆)的长度成正比[解析]确定研究对象，选取实验器材属“制定计划”；实验过程和测量数据属“搜集证据”．研究伸长量x与拉力F、长度L、直径D的关系时，采用控制变量法，比如长度、直径不变，再研究伸长量与力的关系，这种方法称为控制变量法．这是物理实验中的一个重要研究方法．。
走向高考·高考物理总复习·人教实验版：3-4-1
一、选择题1．两个弹簧振子，甲的固有频率为100Hz，乙的固有频率为400Hz，若它们均在频率为300Hz的驱动力作用下振动，则()A．甲的振幅较大，振动频率是100HzB．乙的振幅较大，振动频率是300HzC．甲的振幅较大，振动频率是300HzD．乙的振幅较大，振动频率是400Hz[答案] B[解析]因为甲、乙两个弹簧振子都在做受迫振动，所以它们的振动频率都等于驱动力频率300Hz.乙的固有频率与驱动力频率更接近，所以乙的振动更激烈，即乙的振幅较大，选B.2．(2019·衡阳模拟)一质点做简谐运动的振动图象如图所示，质点的速度与加速度方向相同的时间段是()A．0～0.3s B．0.3～0.6sC．0.6～0.9s D．0.9～1.2s[答案]BD[解析]质点做简谐运动时加速度方向与回复力方向相同，与位移方向相反，总是指向平衡位置；位移增加时速度与位移方向相同，位移减小时速度与位移方向相反．3．一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是()A．质点振动频率是4HzB．在10s内质点经过的路程是20cmC．第4s末质点的速度是零D．在t＝1s和t＝3s两时刻，质点位移大小相等、方向相同[答案] B[解析]由图象得T＝4s，f＝0.25Hz，A＝2cm，选项A错误．在第4s末质点处于平衡状态，速度最大，C错误．在10s内质点的路程为s＝tT·4A ＝20cm，B正确．在t＝1s和t＝3s的时刻，质点位移大小相等、方向相反，D错误．4．(2019·南京模拟)如图所示，一单摆悬于O点，摆长为L，若在O 点的竖直线上的O′点钉一个钉子，使OO′＝L/2，将单摆拉至A处释放，小球将在A、B、C间来回振动，若振动中摆线与竖直方向夹角小于10°，则此摆的周期是()A．2πLg B．2πL2gC．2π(Lg＋L2g) D．π(Lg＋L2g)[答案] D[解析]根据T＝2πLg，该单摆有12周期摆长为L，12周期摆长为12L，故T＝πLg ＋πL2g，故D正确．5．(2019·安徽高三质检)如图所示，弹簧振子在振动过程中，振子从a 到b历时0.2s，振子经a、b两点时速度相同，若它从b再回到a的最短时间为0.4s，则该振子的振动频率为()A．1Hz B．1.25HzC．2Hz D．2.5Hz[答案] B[解析]根据简谐运动的对称性可知，O到b、b到c的时间都是0.1s，14T ＝0.2s ，该振子的周期为0.8s ，频率f ＝1T ＝1.25Hz 6．(2019·安阳模拟)如图所示，将小球甲、乙、丙(都可视为质点)分别从A 、B 、C 三点由静止同时释放，最后都到达竖直面内圆弧的最低点D ，其中甲是从圆心A 出发做自由落体运动，乙沿弦轨道从一端B 到达另一端D ，丙沿圆弧轨道从C 点运动到D ，且C 点很靠近D 点．如果忽略一切摩擦阻力，那么下列判断正确的是( )A ．甲球最先到达D 点，乙球最后到达D 点B ．甲球最先到达D 点，丙球最后到达D 点C ．丙球最先到达D 点，乙球最后到达D 点D ．甲球最先到达D 点，无法判断哪个球最后到达D 点[答案] A[解析] 甲球运动时间t 1＝2Rg ，乙球运动时间t 2，设BD 倾角为θ，则a ＝g sin θ，BD 长为2R sin θ.故2R sin θ＝12g sin θt 22，t 2＝2R /g ，丙球做简谐运动，t 3＝14×2πR /g ＝π2R /g . 7.一个质点在平衡位置O 点附近做简谐运动，若从O 点开始计时，经过3s 质点第一次经过M 点(如图所示)，再继续运动，又经过2s 它第二次经过M 点；则该质点第三次经过M 点还需的时间是( )A ．8sB ．4sC ．14s D.103s [答案] CD[解析] 设题图中a 、b 两点为质点振动过程的最大位移处．若开始计时时刻质点从O 点向右运动．O →M 运动过程历时3s ，M →b →M 过程历时2s ，显然T 4＝4s ，T ＝16s.质点第三次经过M 点还需要的时间Δt 3＝T －2s ＝16s －2s ＝14s ，故C 正确．若开始计时时刻质点从O 点向左运动，O →a →O →M 运动过程历时3s ，M →b →M 运动过程历时2s ，显然，T ′2＋T ′4＝4s ，T ′＝163s.质点第三次再经过M 点所需要的时间Δt 3′＝T ′－2s ＝163s －2s ＝103s ，故D 正确． 8.如图所示，一轻弹簧与质量为m 的物体组成弹簧振子，物体在同一条竖直线上的AB 间做简谐运动，O 为平衡位置，C 为AO 的中点，已知CO ＝h ，弹簧的劲度系数为k .某时刻物体恰好以大小为v 的速度经过C 点并向上运动．则以此时刻开始半个周期的时间内，对质量为m 的物体，下列说法正确的是( )A ．重力势能减少了2mghB ．回复力做功为2mghC ．速度的变化量的大小为2vD ．通过A 点时回复力的大小为kh[答案] AC[解析]作弹簧振子的振动图象如右图所示，由于振动的周期性和对称性，在半个周期内弹簧振子将运动到D 点，C 、D 两点相对平衡位置对称，因此弹簧振子的高度降低了2h ，重力做功2mgh ，故弹簧振子的重力势能减少了2mgh ，A 项正确；回复力是该振子所受的合外力，由对称关系知，弹簧振子过D 点的速度大小与过C 点时相等，方向竖直向下，因此回复力做的功等于弹簧振子动能的改变量为零，而速度的变化为Δv ＝v －(－v )＝2v ，B 错，C 对；弹簧振子通过A 点相对平衡位置的位移为2h ，因此回复力F ＝－kx ＝－2kh ，D 项错．二、非选择题9．大海中航行的轮船，受到大风大浪冲击时，为了防止倾覆，应当改变航行方向和________，使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的________．[答案] 速度 频率[解析] 风浪冲击力频率要远离轮船摇摆的频率才不会使轮船发生共振，防止倾覆．10．甲、乙二人都用同一个装置研究弹簧振子做简谐运动的图象，结果在长度相同的纸带上分别留下如图中(a )、(b )所示图象，试求甲、乙二人拉动纸带的速度之比．[答案] 74[解析] 设甲匀速拉动纸带的速度为v 甲，乙匀速拉动纸带的速度为v 乙． 因甲、乙二人使用同一实验装置，所以其振动周期相同，从题中图象可看出甲在拉动纸带时振子振动时间为T ，而乙拉动纸带时振子振动时间为7T 4，而甲、乙二人匀速拉动相同长度的纸带，有s v 甲＝T ，s v 乙＝74T ，所以v 甲v 乙＝74. 11．已知单摆的振动图象如图所示．(1)读图可知振幅A ＝________m ，振动频率f ＝________Hz.(2)求此单摆的摆长l ；(3)若摆球质量为0.2kg ，在摆动过程中，摆球受的回复力的最大值F m 是多少？(取g ＝10m/s 2，π2＝10)[答案] (1)0.1 0.25 (2)4m (3)0.05N[解析] (1)A ＝0.1m ，f ＝1T ＝0.25Hz.(2)因T ＝2πlg ，则l ＝T 2g 4π2＝4m.(3)F m ＝mg sin θ≈mg A l＝0.2×10×0.14N ＝0.05N. 12．(2019·济宁模拟)一质点做简谐运动，其位移和时间关系如图所示 .(1)求t ＝0.25×10－2s 时的位移；(2)在t ＝1.5×10－2s 到2×10－2s 的振动过程中，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？(3)在t ＝0到8.5×10－2s 时间内，质点的路程、位移各多大？[答案] (1)－2cm (2)位移变大，回复力变大，速度变小，动能变小，势能变大 (3)34cm 2cm[解析] (1)由图可知A ＝2cm ，T ＝2×10－2s ，振动方程为x ＝A sin ⎝ ⎛ωt －π2)＝－A cos ωt ＝－2cos 2π2×10－2t cm ＝－2cos(102πt )cm 当t ＝0.25×10－2s 时x ＝－2cos π4cm ＝－2cm. (2)由图可知在1.5×10－2s ～2×10－2s 内，质点的位移变大，回复力变大，速度变小，动能变小，势能变大．(3)从t ＝0至8.5×10－2s 的时间内质点的路程为s ＝17A ＝34cm ，位移为2cm.13. (2019·温州模拟)如图所示为一弹簧振子的振动图象，试完成以下问题：(1)写出该振子简谐运动的表达式．(2)在第2s 末到第3s 末这段时间内，弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？(3)该振子在前100s 的总位移是多少？路程是多少？[答案] (1)x ＝5sin π2t (cm) (2)见解析 (3)0 5cm[解析] (1)由振动图象可得A ＝5cm ，T ＝4s ，φ＝0则ω＝2πT ＝π2rad/s 故该振子做简谐运动的表达式为：x ＝5sin π2t (cm)． (2)由题图可知，在t ＝2s 时振子恰好通过平衡位置，此时加速度为零，随着时间的延续，位移值不断加大，加速度的值也变大，速度值不断变小，动能不断减小， 弹性势能逐渐增大，当t ＝3s 时，加速度的值达到最大，速度等于零，动能等于零，弹性势能达到最大值．(3)振子经过一个周期位移为零，路程为5×4cm ＝20cm ，前100s 刚好经过25个周期，所以前100s振子位移x＝0，振子路程s＝20×25cm＝500cm ＝5cm.。
走向高考·高考物理总复习·人教实验版：3-4-3
一、选择题1．(2019·茂名模拟)下列表述正确的是()A．伽利略通过实验和合理的外推提出质量并不是影响落体运动快慢的原因B．牛顿最早成功利用实验方法测出了万有引力常量C．爱因斯坦提出了量子理论，后来普朗克用光电效应实验提出了光子说D．麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存在，由赫兹用实验证实了电磁波的存在[答案]AD[解析]伽利略通过实验和合理的外推提出质量并不是影响落体运动快慢的原因，物体下落的快慢与空气阻力有关，A项正确；万有引力常量是卡文迪许通过扭秤实验测定的，选项B错误；普朗克提出了量子理论，爱因斯坦用光电效应实验提出了光子说，选项C错误；麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存在，由赫兹用实验证实了电磁波的存在，D正确．2．(2019·南通模拟)下列说法中正确的是()A．交通警通过发射超声波测量车速，利用了波的干涉原理B．电磁波的频率越高，它所能携带的信息量就越大，所以激光可以比无线电波传递更多的信息C．单缝衍射中，缝越宽，条纹越亮，衍射现象越明显D．地面上测得静止的直杆长为L，则在沿杆方向高速飞行中的人测得杆长应小于L[答案]BD[解析]选项A中，交通警通过发射超声波测量车速，是利用了多普勒效应，A错误；电磁波能携带的信息量与其频率有关，频率越高，能携带的信息量就越大，激光比无线电波频率高，所以能传递更多的信息，B 正确；选项C中，单缝衍射中缝越宽，衍射现象越不明显，C错误；根据爱因斯坦相对论可知，运动的物体长度变短，故选项D正确．3．(2019·潍坊模拟)有关电磁波和声波，下列说法错误的是()A．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质B．由空气进入水中传播时，电磁波的传播速度变小，声波的传播速度变大C．电磁波是横波，声波也是横波D．由空气进入水中传播时，电磁波的波长变短，声波的波长变长[答案] C[解析]电磁波本身就是一种物质，它的传播不需要介质，而声波的传播需要介质，选项A的说法正确；电磁波由空气进入水中时，传播速度变小，但声波在水中的传播速度比在空气中大，选项B的说法正确；电磁波的传播方向与电场强度、磁感应强度两个振动矢量的方向都垂直，是横波，而声波是纵波，选项C说法错误；电磁波由空气进入水中传播时，波速变小，波长变短，而声波由空气进入水中传播时，波速变大，波长变长，选项D的说法正确．故答案为C.4．(2019·南京模拟)关于狭义相对论的说法，不正确的是()A．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的B．狭义相对论认为在一切惯性参考系中，光在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关C．狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系D．狭义相对论任何情况下都适用[答案] D[解析]狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，A正确；狭义相对论认为在一切惯性参考系中，光在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关，B正确；狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系，故C正确，D项错误．5．(2019·海口模拟)根据爱因斯坦质能方程，以下说法错误的是() A．任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后物质的质量和一定不相等B．太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减少C．虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不可能改变的D．若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大[答案] C[解析]由E＝mc2知，当能量发生变化时，其质量一定变化，A正确；太阳向外辐射能量，其总能量减少，故总质量减少，B正确，C错误；地球获得能量后，其能量增大，质量增大，D正确．6．下列关于无线电波的说法中正确的是()A．无线电波的发射需要使用开放电路B．中波收音机接收到的是调频电波，电视接收的是调幅电波C．我们通常说的选台就是使接收电路发生电谐振的过程D．收音机接收到的信号只要放大后就能使喇叭发声[答案]AC[解析]无线电波的发射条件之一就是需要使用开放电路，故A正确．在一般的电台中，中波、中短波、短波广播或电视中的图象信号中采用的是调幅波，在立体声广播、电视中的伴音信号中采用的是调频波，故B 错误．选台的过程就是使接收电路发生电谐振的过程，此时接收电路中产生的振荡电流最强，故C正确．收音机接收到的信号还需“检波”，即解调，才可接收到所携带的信号，故D错误．7．(2019·银川模拟)对于公式m＝m01－(vc)2，下列说法中正确的是()A．公式中的m0是物体以速度v运动时的质量B．当物体运动速度v>0时，物体的质量m>m0，即物体的质量改变了，故经典力学不适用C．当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微弱，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动D．通常由于物体的速度太小，质量的变化引不起我们的感觉，在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量变化[答案]CD[解析]公式中m0是物体的静止质量；在v远小于光速时，一些量的变化不明显，经典力学依然成立，故选项A、B错误而C、D正确．8.如图所示是一个水平放置的玻璃圆环型小槽，槽内光滑，槽的宽度和深度处处相同，现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中，让它受绝缘棒打击后获得一初速度v0，与此同时，有一变化的磁场垂直穿过玻璃圆环型小槽外径所对应的圆面积，磁感应强度的大小跟时间成正比，其方向竖直向下，设小球在运动过程中电荷量不变，那么()A．小球受到的向心力大小不变B．小球受到的向心力大小不断增加C．洛伦兹力对小球做了正功D．小球受到的磁场力逐渐变大[答案]BD[解析]由麦克斯韦电磁场理论和楞次定律得，当B增加时，将产生一个与v0同向的电场，因小球带正电，电场将对小球做正功，其速率随时间也随之增大，故B项正确，而A项错误．因B随增大，向心力的大小m v2r时间增大，v也随时间增大，故所受的洛伦兹力q v B也增大，故D项正确．因洛伦兹力对运动电荷不做功，故C项错误．二、非选择题9．(2019·深圳模拟)根据麦克斯韦电磁场理论，如果在空间某区域有周期性变化的电场，这个变化的电场就会在周围产生________．不同波段的电磁波具有不同的特性，如红外线具有明显的________效应，紫外线具有较强的________效应．[答案]同频率周期性变化的磁场热荧光[解析]根据麦克斯韦电磁场理论：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场可知，如果是周期性变化的电场则产生同频率周期性变化的磁场．10．“世界物理年”决议的作出与爱因斯坦的相对论时空观有关．一个时钟，在它与观察者有不同相对速度的情况下，时钟的频率是不同的，它们之间的关系如图所示．由此可知，当时钟和观察者的相对速度达到0.6c (c 为真空中的光速)时，时钟的周期大约为________．在日常生活中，我们无法察觉时钟周期性变化的现象，是因为观察者相对于时钟的运动速度________．若在高速运行的飞船上有一只表，从地面上观察，飞船上的一切物理、化学过程和生命过程都变________(填“快”或“慢”)了．[答案] 2.5s 远小于光速c 慢[解析] 根据题图中数据可知，当时钟和观察者的相对速度达到0.6c 时，对应时钟的频率为0.4Hz ，则周期为2.5s.日常生活中，我们无法察觉是因为运动速度远小于光速c .在高速运行状态下，时钟变慢．11.生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应．图中的测速雷达正在向一辆接近的车辆发出无线电波，并接收被车辆反射的无线电波．由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发出时不同．利用频率差f 接收－f 发出就能计算出车辆的速度．已知发出和接收的频率间关系为f接收＝(1＋2v 车c)f 发出，式中c 为真空中的光速，若f 发出＝2×109Hz ，f 接收－f 发出＝400Hz ，可知被测车辆的速度大小为________m/s.[答案] 30[解析] 根据题意有(1＋2v 车c )f 发出－f 发出＝400，解得：v 车＝30m/s.12．按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过0.50W/m 2.若某小型无线通讯装置的电磁辐射功率是1W ，那么在距离该通讯装置多远以外是符合规定的安全区域？(已知球面面积为S ＝4πR 2)[答案] 0.40m[解析]设以半径为R的圆以外是安全区．因为P4πR2＝0.50W/m2，所以14×3.14×R2＝0.5.解之得R＝0.40m.13．研究高空宇宙射线时，发现了一种不稳定的基本粒子，称为介子，质量约为电子质量的273倍，它带有一个电子电荷量的正电荷或负电荷，称为π＋或π－，若参考系中π±介子处于静止，它们的平均寿命为τ＝2.56×10－8s，设π±介子以0.9c的速率运动，求：(1)在实验室参考系中观测到的该粒子的平均寿命．(2)在实验室参考系中观测到该粒子运动的平均距离．(3)该粒子运动时的动能．[答案](1)5.87×10－8s(2)15.85m(3)2.89×10－11J[解析](1)粒子运动时，在和粒子相对静止的参考系中，粒子的寿命仍为τ＝2.56×10－8s，而此时实验室中观测到的寿命τ′应比τ大，满足τ′＝τ1－(vc)2＝2.56×10－81－0.92s＝5.87×10－8s(2)平均距离：d＝vτ′＝0.9×3×108×5.87×10－8m＝15.85m(3)粒子的静止质量m0＝273×9.1×10－31kg＝2.48×10－28kg 粒子的动能为E k＝mc2－m0c2＝(m01－(vc)2－m0)c2＝3.21×10－28×9×1016J ＝2.89×10－11J14.雷达测距防撞控制系统(Distronic ，简称DTR)是用脉冲电磁波来测定目标的位置和速度的设备．某机场引导雷达发现一架飞机正向雷达正上方匀速飞来，已知该雷达显示屏上相邻刻度线之间的时间间隔为 1.0×10－4s ，某时刻雷达显示屏上显示的波形如图甲所示，A 脉冲为发射波，B 脉冲为目标反射波，经t ＝170s 后雷达向正上方发射和被反射的波形如图乙所示，则该飞机的飞行速度约为多少？[答案] 306m/s[解析] 由图示信息知，比较远时，脉冲波显示的距离为s ＝ct 2＝3×108×4×10－42m ＝6×104m 当到达正上方后，距离为s ′＝ct ′2＝3×108×2×10－42m ＝3×104m 由于开始时飞机在斜上方，后来飞机到达正上方，所以该飞机的速度为v ＝(6×104)2－(3×104)2170m/s ≈306m/s.。
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第四章综合测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，考试时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．物体在平抛运动的过程中，在相等的时间内，下列物理量相等的是()A．速度的增量B．加速度C．位移D．平均速度[答案]AB[解析]平抛运动是匀变速曲线运动，加速度为重力加速度g，由加速度定义a＝ΔvΔt，可知速度增量Δv＝gΔt，所以相等时间内速度的增量和加速度是相等的．位移和平均速度是矢量，平抛运动是曲线运动，相等时间内位移和平均速度的方向均在变化．综上所述，该题的正确答案是A、B.2．小球在水平桌面上做匀速直线运动，当它受到如图所示的力的作用时，小球可能运动的方向是()A．Oa B．Ob C．Oc D．Od[答案] D[解析]小球受到力F作用后，运动轨迹将向力的方向一侧发生弯曲，所以轨迹可能为Od方向而Oa、Ob、Oc都是不可能的．3．汽车沿平直的公路向左匀速行驶，如图所示，经过一棵树附近时，恰有一颗果子从上面自由落下，则车中的人以车为参照物，看到果子的运动轨迹是下列选项中的()[答案] B[解析]车中的人以车为参考系，看到果子的运动轨迹是向右的平抛运动．4．(2012·信息卷)小船横渡一条河，在静水中船速度的大小和方向都不变．已知小船的运动轨迹如图所示，则河水的流速()A．由A岸到B岸水速越来越小B．由A岸到B岸水速越来越大C．由A岸到B岸水速先增大后减小D．水流速度恒定[答案] C[解析]合速度的方向沿着运动轨迹的切线方向，由于垂直河岸方向的船速为定值，结合速度矢量三角形可知水速先增大后减小，正确选项为C.5．(2012·太原模拟)如图所示的直角三角板紧贴在固定的刻度尺上方，若使三角板沿刻度尺向右匀速运动的同时，一支铅笔从三角板直角边的最下端，由静止开始沿此边向上做匀加速直线运动，下列关于铅笔尖的运动及其留下的痕迹的判断，其中正确的有()A．笔尖留下的痕迹是一条倾斜的直线B．笔尖留下的痕迹是一条抛物线C．在运动过程中，笔尖的速度方向始终保持不变D．在运动过程中，笔尖的加速度方向始终保持不变[答案]BD[解析]笔尖实际参与的是水平向右的匀速直线运动和向上的初速度为零的匀加速度直线运动的合运动，合运动是类平抛运动，其运动轨迹为抛物线，A 错，B 对；笔尖做曲线运动，在运动过程中，笔尖的速度方向不断变化，C 错；笔尖的加速度方向始终向上，D 对．6．(2012·长春模拟)三颗人造地球卫星A ，B ，C 绕地球做匀速圆周运动，运行方向如图所示．已知M A ＝M B <M C ，则关于三颗卫星，下列说法错误的是( )A ．卫星运行线速度关系为v A >vB ＝v CB ．卫星轨道半径与运行周期关系为R 3A T 2A ＝R 3B T 2B ＝R 3C T 2CC ．已知万有引力常量G ，现测得卫星A 的运行周期T A 和轨道半径R A ，可求地球的平均密度D ．为使A 与B 同向对接，可对A 适当加速[答案] C[解析] 由G Mm r 2＝m v 2r 推出v ＝GM r ，可知选项A 正确；根据开普勒三定律可知选项B 正确；由于地球半径未知，故无法求其密度，选项C 错误；要想实现对接，A 必须适当加速，选项D 正确．故本题选C.7．(2012·哈尔滨模拟)如图所示，某同学为了找出平抛运动物体的初速度之间的关系，用一个小球在O点对准前方的一块竖直放置的挡板，O与A在同一高度，小球的水平初速度分别是v1，v2，v3，打在挡板上的位置分别是B，C，D，且AB∶BC∶CD＝1 ∶3 ∶5.则v1，v2，v3之间的正确关系是()A．v1∶v2∶v3＝3 ∶2 ∶1B．v1∶v2∶v3＝5 ∶3 ∶1C．v1∶v2∶v3＝6 ∶3 ∶2D．v1∶v2∶v3＝9 ∶4 ∶1[答案] C[解析]根据平抛运动规律可知，小球在竖直方向上做自由落体运动，由于AB∶BC∶CD＝1 ∶3 ∶5，则y1∶y2∶y3＝1 ∶4 ∶9，又因为x＝v t，则y＝gx22v2，即v1∶v2∶v3＝1y1∶1y2∶1y3＝6 ∶3 ∶2，选项C正确．8．(2012·南通模拟)“嫦娥一”和“嫦娥二”飞行器绕月运动的轨迹都是圆，若两飞行器轨道半径分别为r1，r2，向心加速度分别为a1，a2，角速度分别为ω1，ω2，则()A.a 1a 2＝r 21r 22B.a 1a 2＝r 1r 2C.ω1ω2＝r 1r 2D.ω1ω2＝r 32r 31[答案] D[解析] 飞行器和月球的万有引力提供飞行器做圆周运动的向心力，则有GMm r2＝ma ＝mω2r ，所以得加速度与半径平方成反比，AB 错误；角速度ω＝GM r 3，C 错误，D 正确． 9．(2012·咸阳模拟)如图所示，从倾角为θ的斜面上的M 点水平抛出一个小球，小球的初速度为v 0, 最后小球落在斜面上的N 点，则( )A ．不能求出M 、N 之间的距离B ．不能求出小球落到N 点时速度的大小和方向C ．可求小球到达N 点时的动能D ．可以断定，当小球速度方向与斜面平行时，小球与斜面间的距离最大[答案] D[解析] 根据平抛运动的规律x ＝v 0t ，y ＝12gt 2，tan θ＝y x ，再根据l＝x2＋y2可以求出M，N之间的距离，A错；小球落到N点时，速度方向与水平方向的正切值等于2tanθ，速度大小根据v＝v2x＋v2y可以求出，其中v y＝gt，B错；由于不知道小球的质量，所以无法求出小球的动能，C错；小球的速度v和位移可以沿斜面及垂直于斜面分解，当小球速度方向与斜面平行时，v垂直于斜面的分速度正好为零，而且是一个从正变为负的临界点，此刻也是位移从越来越大到越来越小的临界点，所以此刻小球与斜面间的距离最大，D对．10.(2012·信息卷)“天宫一”于2011年9月29日21时16分成功发射．它将与随后发射的“神舟八”、“神舟九”、“神舟十”飞船对接，从而建立中国第一个空间实验室．“天宫一”将完成我国载人航天工程首次空间交会对接任务．交会对接是两个航天器在空间轨道上会合并在结构上连成一个整体的技术，一般是先将目标飞行器发射入轨，精确测定运行轨道，当其飞经待发飞行器发射场上空时，择机发射待发飞行器，使后者与前者运行在相同的轨道上，而且两者之间的距离控制在几千米至十几千米的范围内．然后，依靠飞行器本身的机动能力使两者逐渐接近、连接成一体．下列说法正确的是() A．“神舟八”与“天宫一”交会对接时轨道半径与运行速度都相同B ．“神舟八”与“天宫一”交会对接时轨道半径相同，运行速度不一定相同C ．低轨道的航天器要与高轨道的航天器交会对接必须加速D ．“神舟八”、“神舟九”、“神舟十”飞船都能与“天宫一”交会对接，其机械能必然相同[答案] AC[解析] 据G Mm r 2＝m v 2r ，得v ＝GM r ，“神舟八”与“天宫一”交会对接时轨道半径相同，运行速度也一定相同，选项A 正确，B 错误；低轨道的航天器要与高轨道的航天器交会对接，必须加速，使其所需的向心力大于万有引力，做离心运动 ，远离地球进入较高轨道，选项C 正确；“神舟八”、“神舟九”、“神舟十”飞船都能与“天宫一”交会对接，其运行速度大小相同，飞行高度相同，但质量不一定相等，故机械能不一定相同，选项D 错误．第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共3小题，每小题6分，共18分．把答案直接填在横线上)11.(6分)如图所示，台阶的高度都是0.4m ，一球以水平速度由第一级台阶上抛出欲打在第五级台阶上，则水平速度v的取值范围是________．[答案]6m/s≤v≤22m/s[解析]台阶的高度都是0.4m，小球欲打在第五级台阶上，初速度最小时应擦着第四级台阶边缘落下，初速度最大时应擦着第五级台阶边缘落下，这两种情况下与台阶碰撞位移夹角一定是45°，tanα＝y x＝gt2v0，可知下落的高度越大，初速度越大．由t＝2yg，得v min＝s1t1＝3×0.43×0.4×210m/s＝6m/sv max＝s2t2＝4×0.44×0.4×210m/s＝22m/s故6m/s≤v<22m/s.12．(6分)我国自行研制的“风云一”、“风云二”气象卫星运行的轨道是不同的．“风云一”是极地圆形轨道卫星．其轨道平面与赤道平面垂直，周期是12h；“风云二”是地球同步卫星．两颗卫星相比________离地面较高；________观察范围较大；________运行速度较大．若某天上午8点“风云一”正好与“风云二”在同一竖直线上，那么下一次它们处在同一竖直线上的时刻将是________．[答案]“风云二”“风云一”“风云一”第二天上午8点[解析]根据周期公式T＝2πr3GM知，高度越大，周期越大，则“风云二”气象卫星离地面较高；根据运行轨道的特点知，“风云一”观察范围较大；根据运行速度公式v ＝GMr 知，高度越小，速度越大，则“风云一”运行速度较大，由于“风云一”卫星的周期是12h ，每天能对同一地区进行两次观测，在这种轨道上运动的卫星通过任意纬度的地方时时间保持不变，而“风云二”是地球同步卫星，在地球赤道某位置的正上方保持不变，则下一次它们处在同一竖直线上的时刻将是第二天上午8点．13．(6分)如图所示，从地面上A 点发射的一枚远程弹道导弹，在引力作用下沿ACB 椭圆轨道飞行击中地面目标B ，C 为轨道的远地点，距地面高度为h .已知地球半径为R ，地球质量为M ，引力常量为G ，设距地面高度为h 的圆轨道上卫星运动周期为T 0，则导弹在C 点的速度一定________GM R ＋h(填“大于”、“等于”或“小于”)；导弹在C 点的加速度等于________；导弹从A 点运动到B 点的时间一定________T 0(填“大于”、“等于”或“小于”)．[答案] 小于 GM (R ＋h )2 小于[解析] 如果在高为h 的圆轨道上做匀速圆周运动，由G Mm (R ＋h )2＝m v 2R ＋h 得：v ＝GM R ＋h，而导弹沿ACB 椭圆运动，且C 为远地点，故在C 点G Mm (R ＋h )2>m v ′2R ＋h，即v ′<GM R ＋h 才会在低轨道做椭圆运动；由G Mm (R ＋h )2＝ma 得：a ＝GM (R ＋h )2；由于地心是导弹做椭圆运动的一个焦点，故椭圆的半长轴一定小于R ＋h ，由开普勒第三定律可知，导弹做椭圆运动的周期T 一定小于在距地面高度为h 的圆轨道上运动的卫星的周期T 0，且导弹沿ACB 运动的过程不足一个周期，故导弹从A 点运动到B 点的时间一定小于T 0.三、论述计算题(共4小题，共42分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．(10分)(2012·杭州模拟)某电视台娱乐节目，要求选手要从较高的平台上以水平速度v 0跃出后，落在水平传送带上，已知平台与传送带高度差H ＝1.8m ，水池宽度s 0＝1.2m ，传送带AB 间的距离L 0＝20.85m ，由于传送带足够粗糙，假设人落到传送带上后瞬间相对传送带静止，经过一个Δt ＝0.5s 反应时间后，立刻以a ＝2m/s 2，方向向右的加速度跑至传送带最右端．(1)若传送带静止，选手以v0＝3m/s水平速度从平台跃出，求从开始跃出到跑至传送带右端经历的时间；(2)若传送带以u＝1m/s的恒定速度向左运动，选手若要能到达传送带右端，则从高台上跃出的水平速度v1至少多大？[答案](1)5.6s(2)3.25m/s[解析](1)H＝gt21/2t1＝2Hg＝0.6sx1＝v0t1＝1.8mL0－(x1－s0)＝at22/2t2＝4.5st＝t1＋t2＋Δt＝5.6s(2)选手以水平速度v1跃出落到传送带上，先向左匀速运动后向左匀减速运动，刚好不从传送带上掉下时水平速度v1最小．则v1t1－s0＝uΔt＋u22av1＝3.25m/s15．(10分)(2012·天津河西模拟)如图所示，竖直圆筒内壁光滑，半径为R，顶部有入口A，在A的正下方h处有出口B，一质量为m的小球从入口A沿切线方向水平射入圆筒内，要使球从B处飞出，小球进入入口A的速度v0应满足什么条件？在运动过程中，球对筒的压力多大？[答案] 2n 2π2mgR /h (n ＝1,2,3，…)[解析] 小球在竖直方向做自由落体运动，在桶内运动时间 t ＝2hg故v 0应满足t ＝n ·2πR v 0(n ＝1,2,3，…) 所以v 0＝2n πR t ＝2n πR gh (n ＝1,2,3，…)由牛顿第二定律得F N ＝m v 20R ＝2n 2π2mgR /h (n ＝1,2,3，…)16．(11分)(2012·信息卷)宇航员登上某一星球并在该星球表面做实验．用一根不可伸缩的轻绳跨过轻质定滑轮，一端拴一吊椅，另一端被坐在吊椅上的宇航员拉住，如图所示．宇航员的质量m 1＝65kg ，吊椅的质量m 2＝15kg ，当宇航员与吊椅以加速度a ＝1m/s 2匀加速上升时，宇航员对吊椅的压力为175N. (忽略定滑轮摩擦)(1)求该星球表面的重力加速度g 0；(2)若该星球的半径为R 0＝6×106m ，地球半径为R ＝6.4×106m ，地球表面的重力加速度为g ＝10m/s 2，求该星球的平均密度与地球的平均密度之比ρ0ρ.[答案] (1)6m/s 2 (2)1625[解析](1)设宇航员受到轻绳向上的拉力为F ，由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等，吊椅受到轻绳的拉力也是F .对他和吊椅整体进行受力分析如图所示，则2F －(m 1＋m 2)g 0＝(m 1＋m 2)a设吊椅对宇航员的支持力为F N ，宇航员对吊椅的压力为F ′N ，由牛顿第三定律得F N ＝F ′N对宇航员，由牛顿第二定律得F ＋F N －m 1g 0＝m 1a解得g 0＝6m/s 2(2)星球密度ρ0＝M 043πR 30GM 0m ′R 20＝m ′g 0 得该星球的平均密度与地球的平均密度之比是ρ0ρ＝g 0R gR 0代入数值解得ρ0ρ＝1625. 17．(2012·临沂模拟)某电视台“快乐向前冲”节目中的场地设施如图所示，AB 为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，水面上漂浮着一个半径为R ，角速度为ω，铺有海绵垫的转盘，转盘的轴心离平台的水平距离为L ，平台边缘与转盘平面的高度差为H .选手抓住悬挂器，可以在电动机带动下，从A 点下方的平台边缘处沿水平方向做初速度为零，加速度为a 的匀加速直线运动．选手必须作好判断，在合适的位置释放，才能顺利落在转盘上．设人的质量为m (不计身高大小)，人与转盘间的最大静摩擦力为μmg ，重力加速度为g.(1)假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的角速度ω应限制在什么范围？(2)若已知H＝5m，L＝8m，a＝2m/s2，g＝10m/s2，且选手从某处C点释放能恰好落到转盘的圆心上，则他是从平台出发后多长时间释放悬挂器的？(3)若电动悬挂器开动后，针对不同选手的动力与该选手重力关系皆为F＝0.6mg，悬挂器在轨道上运动时存在恒定的摩擦阻力，选手在运动到上面(2)中所述位置C点时，因恐惧没有释放悬挂器，但立即关闭了它的电动机，则按照(2)中数据计算悬挂器载着选手还能继续向右滑行多远的距离？[答案](1)ω≤μgR(2)2s(3)2m[解析](1)设人落在转盘边缘也不至被甩下，最大静摩擦力提供向心力．则有：μmg≥mω2R即转盘转动角度应满足ω≤μg R(2)设水平加速段位移为x1，时间t1；平抛时水平位移为x2，时间为t2.则加速时有x1＝12at21v＝at1平抛运动阶段x2＝v t2H＝12gt22全程水平方向：x1＋x2＝L代入已知各量数值，联立以上各式解得：t1＝2s(3)由(2)知x1＝4m，v＝4m/s，且F＝0.6mg，设阻力为f，继续向右滑动距离为x3由动能定理，加速段(F－f)x1＝12m v2减速段，由动能定理－fx3＝0－12m v2联立该二式解得x3＝2m。