2019-2020学年河南省名校高考物理质量跟踪监视试题
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2019-2020学年高考物理模拟试卷
一、单项选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1.2019年11月5日我国成功发射第49颗北斗导航卫星,标志着北斗三号系统3颗地球同步轨道卫星全部发射完毕。
人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道,在发射地球同步卫星的过程中,卫星从圆轨道I的A点先变轨到椭圆轨道II,然后在B点变轨进人地球同步轨道III,则()
A.卫星在轨道II上过A点的速率比卫星在轨道II上过B点的速率小
B.若卫星在I、II、III轨道上运行的周期分别为T1、T2、T3,则T1<T2<T3
C.卫星在B点通过减速实现由轨道II进人轨道I
D.该卫星在同步轨道III上的运行速度大于7.9km/s
2.如图所示,用材料、粗细均相同的电阻丝做成ab、cd、ef三种形状的导线,分别放在电阻可忽略的足够长的相同的光滑金属导轨上,匀强磁场的方向垂直于导轨平面,在相同的水平外力F作用下,三根导线均向右做匀速运动,某一时刻撤去外力F,已知三根导线接入导轨间的长度关系满足l ab<l cd<l ef,且每根导线与导轨的两个触点之间的距离均相等,则下列说法中正确的是()
A.三根导线匀速运动的速度相同
B.三根导线产生的感应电动势相同
C.匀速运动时,三根导线的热功率相同
D.从撤去外力到三根导线停止运动,通过导线ef的电荷量最大
3.如图所示的甲、乙两图中,M为自耦变压器,R是滑动变阻器,P1、P2分别足它们的滑动键,将它们的输入端a、b、c、d分别接到相同的正弦交流电源上,在它们的输出端e、f和g、h上各接一个灯泡L1和L2,两灯泡均发光。
现将它们的滑动键P均向下滑动一小段距离,若在此过程中,灯泡不至于烧坏,则()
A.L1、L2均变亮
B.L1变亮,L2变暗
C.L1变暗,L2变亮
D.L1、L2均变暗
4.高空抛物是一种不文明的行为,而且会带来很大的社会危害2019年6月26日,厦门市某小区楼下一位年轻妈妈被从三楼阳台丢下的一节5号干电池击中头部,当场鲜血直流,若一节质量为0.1kg的干电池从1.25m高处自由下落到水平地面上后又反弹到0.2m高度,电池第一次接触地面的吋间为0.01s,第一次落地对地面的冲击力跟电池重量的比值为k,重力加速度大小g=10m/s2,则()
A.该电池的最大重力势能为10J
B.该电池的最大动能为100J
C.k=71
D.电池在接触地面过程中动量的变化量大小为0.3kg•m/s
5.2020年3月9日19时55分,我国在西昌卫基发射中心,成功发射北斗系统第五十四颗导航卫星,北斗三号CEO-2是一颗地球同步轨道卫星,以下关于这颗卫星判断正确的是()
A.地球同步轨道卫星的运行周期为定值
B.地球同步轨道卫星所受引力保持不变
C.地球同步轨道卫星绕地运行中处干平衡状态
D.地球同步轨道卫星的在轨运行速度等于第一宇宙速度
6.一物体静止在升降机的地板上,在升降机加速上升的过程中,地板对物体的支持力所做的功等于()A.物体势能的增加量
B.物体动能的增加量
C.物体动能的增加量加上物体势能的增加量
D.物体动能的增加量减去物体势能的增加量
7.图甲所示的变压器原,副线圈匝数比为3∶1,图乙是该变压器cd输入端交变电压u的图象,L1,L2,L3,L4为四只规格均为“9 V,6 W”的相同灯泡,各电表均为理想交流电表,以下说法正确的是()
A .ab 输入端电压的瞬时值表达式为U ab =272sin 100πt(V)
B .电流表的示数为2 A ,且四只灯泡均能正常发光
C .流过灯L 2的电流每秒钟方向改变50次
D .ab 输入端输入功率P ab =18 W
8.光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为α的斜面A ,斜面质量为M ,底边长为 L ,如图所示。
将一质量为m 的可视为质点的滑块B 从斜面的顶端由静止释放,滑块B 经过时间t 刚好滑到斜面底端。
此过程中斜面对滑块的支持力大小为N F ,则下列说法中正确的是( )
A .cos αN F mg =
B .滑块下滑过程中支持力对B 的冲量大小为cos αN F t
C .滑块到达斜面底端时的动能为tan αmgL
D .此过程中斜面向左滑动的距离为m L M m
+ 9.如图所示,轻绳一端系在物体A 上,另一端与套在粗糙竖直杆MN 上的轻圆环B 相连接。
用水平力F 拉住绳子上的一点O ,使物体A 及轻圆环B 静止在实线所示的位置。
现保持力F 的方向不变,使物体A 缓慢移到虚线所示的位置,这一过程中圆环B 保持静止。
若杆对环的弹力为F N ,杆对环的摩檫力为F f ,OB 段绳子的张力为F T ,则在上述过程中( )
A .F 不变,F N 减小
B .F f 不变,F T 增大
C .F f 减小,F N 不变
D .F N 减小,F T 减小
10.一定质量的理想气体,从状态M 开始,经状态N 、Q 回到原状态M ,其p-V 图象如图所示,其中QM 平行于横轴,NQ 平行于纵轴.则( )
A .M→N 过程气体温度不变
B .N→Q 过程气体对外做功
C .N→Q 过程气体内能减小
D .Q→M 过程气体放出热量
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分
11.下列说法正确的是( )
A .布朗运动的激烈程度跟温度有关,但布朗运动不是热运动
B .机械能不可能全部转化为内能,内能也无法全部用来做功从而转化成机械能
C .一定质量的理想气体保持体积不变,单位体积内分子数不变,但温度升高,单位时间内撞击单位面积上的分子数增多
D .相对湿度定义为空气中水蒸气的压强与水的饱和气压之比
E.雨伞伞面上有许多细小的孔,却能遮雨,是因为水的表面张力作用
12.随着北京冬奥会的临近,滑雪项目成为了人们非常喜爱的运动项目。
如图,质量为m 的运动员从高为h 的A 点由静止滑下,到达B 点时以速度v 0水平飞出,经一段时间后落到倾角为θ的长直滑道上C 点,重力加速度大小为g ,不计空气阻力,则运动员( )
A .落到斜面上C 点时的速度v C =0cos 2v θ
B .在空中平抛运动的时间t=0tan v g
θ C .从B 点经t=0tan v g
θ时, 与斜面垂直距离最大
D.从A到B的过程中克服阻力所做的功W克=mgh-1
2
mv02
13.下列说法中正确的是()
A.分子间作用力为零时,分子间的势能一定是零
B.布朗运动是由于液体分子对固定小颗粒的撞击引起的,固定小颗粒的体积越大,液体分子对它的撞击越多,布朗运动就越显著
C.在墙壁与外界无热传递的封闭房间里,夏天为了降低温度,同时打开电冰箱和电风扇,两电器工作较长时间后,房子内的气温将会增加
D.一定质量的理想气体经历等温压缩过程时,气体压强增大,从分子动理论观点来分析,这是因为单位时间内,器壁单位面积上分子碰撞的次数增多
E.在轮胎爆裂这一短暂过程中,气体膨胀,温度下降
14.如图所示,固定在水平地面上的弹射装置可以向任意方向以同样大小的速度发射小球。
当小球射出时速度与水平面成 角时,小球刚好水平飞入固定在水平平台上竖直放置的光滑半圆形管道内。
当小球运动到轨道最高点时,恰与管壁无相互作用。
已知小球质量m=0.5kg,初速度v0=6m/s,半圆形管道半径R=0.18m,g取10m/s2。
则有()
A.小球在最高点的速度为0
B.小球在轨道最低点时对轨道的压力大小为30N
C.θ=60°
D.圆轨道最低点距地面高度h=1.8m
15.如图为一种改进后的回旋加速器示意图,其中盒缝间的加速电场场强大小恒定,且被限制在AC板间,虚线中间不需加电场,如图所示,带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场,经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动,对这种改进后的回旋加速器,下列说法正确的是( )
A.加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关
B.带电粒子每运动一周被加速一次
C.带电粒子每运动一周P1P2等于P2P3
D.加速电场方向不需要做周期性的变化
三、实验题:共2小题
16.某些固体材料受到外力后除了产生形变,其电阻率也要发生变化,这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”.现用如图所示的电路研究某长薄板电阻R x的压阻效应,已知R x的阻值变化范围为几欧到几十欧,实验室中有下列器材:
A.电源E(电动势3 V,内阻约为1 Ω)
B.电流表A1(0~0.6 A,内阻r1=5 Ω)
C.电流表A2(0~0.6 A,内阻r2≈1 Ω)
D.开关S,定值电阻R0=5 Ω
(1)为了比较准确地测量电阻R x的阻值,请完成虚线框内电路图的设计______.
(2)在电阻R x上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向),闭合开关S,记下电表读数,A1的读数为I1,A2的读数为I2,得R x=________.(用字母表示)
(3)改变力的大小,得到不同的R x值,然后让力反向从下向上挤压电阻,并改变力的大小,得到不同的R x 值.最后绘成的图象如图所示,除观察到电阻R x的阻值随压力F的增大而均匀减小外,还可以得到的结论是________________________.当F竖直向下时,可得F x与所受压力F的数值关系是R x=________.
17.某同学用如图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系。
实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力。
(1)下列关于该实验的操作,正确的有_____。
A.砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量
B.实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为6V的蓄电池
C .实验时,应先让打点计时器正常工作,后释放小车
D .平衡摩擦力时,应挂上空砂桶,逐渐抬高木板,直到小车能匀速下滑
(2)图乙为实验得到的一条点迹清晰的纸带,A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 是纸带上7个连续的点。
已知电源频率为50Hz ,则打点计时器在打D 点时纸带的速度v =_____m/s (保留三位有效数字)。
(3)该同学平衡了摩擦力后进行实验,他根据实验数据画出了小车动能变化△E k 与绳子拉力对小车所做功W 的关系图象,他得到的图象应该是_____。
A .
B .
C .
D .
四、解答题:本题共3题
18.真空中有如图所示的周期性交变磁场,设磁感应强度B 垂直纸面向里为正方向,B 0=1T ,t 0=π×l0-5s ,k 为正整数。
某直角坐标系原点O 处有一粒子源,在t=0时刻沿x 轴正方向发射速度为v 0=103m/s 的正点电荷,比荷q m
=1×l06C/kg ,不计粒子重力。
(1)若k=1,求粒子在磁场中运动的轨道半径和粒子第3次(从O 点出发记为第1次)经过y 轴时的时刻;
(2)若k=2,求粒子在运动过程中与y 轴交点坐标的最大值和最小值;
(3)若t 0=2
π⨯10-5s ,则k 取何值时,粒子可做周期性循环运动回到出发点?并求出循环周期的最小值T min 和相应的k 值。
19.(6分)如图甲是某型号无人机在水平地面沿直线加速滑行和离开地面以固定仰角沿直线匀速爬升的示意图,无人机在滑行和爬升两个过程中:所受推力大小均为其重力的35
倍,方向与速度方向相同;所受升力大小与其速率的比值均为k 1,方向与速度方向垂直;所受空气阻力大小与其速率的比值均为k 2,方向与速度方向相反。
k 1、k 2未知;已知重力加速度为g ,无人机质量为m ,匀速爬升时的速率为v 0,仰角为θ,且sinθ=725,cosθ=2425。
(1)求k 1,k 2的值。
(2)若无人机受到地面的阻力等于压力的k 3倍,无人机沿水平地面滑行时能做匀加速直线运动,求k 3的值。
(3)若无人机在水平地面由静止开始沿直线滑行,其加速度a 与滑行距离s 的关系如图乙所示,求s 0~2s 0过程与0~s 0过程的时间之比。
(无人机在s 0~2s 0这段滑行过程中的平均速度可用该过程始末速度的算术平均值替代)
20.(6分)如图所示,皮带传动装置与水平面夹角为31°,A 、B 分别是传送带与两轮的切点,两点间距L=3.25m.一个质量为1.1kg 的小煤块与传送带间的动摩擦因数为3μ=,210m /s g =;轮缘与传送带之间不打滑.小物块相对于传送带运动时会在传送带上留下痕迹.传送带沿逆时针方向匀速运动,速度为v 1.小物块无初速地放在A 点,运动至B 点飞出.求:
(1)当04m /s v =, 小滑块从A 点运动到B 点的时间
(2)当痕迹长度等于2.25m 时,v 1多大?
参考答案
一、单项选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1.B
【解析】
【详解】
A .卫星在轨道II 上从A 点到
B 点,只有受力万有引力作用,且万有引力做负功,机械能守恒,可知势能增加,动能减小,所以卫星在轨道II 上过B 点的速率小于过A 点的速率,故A 错误;
B .根据开普勒第三定律
3
2R k T
= 可知轨道的半长轴越大,则卫星的周期越大,所以有T 1<T 2<T 3,故B 正确;
C .卫星在B 点通过加速实现由轨道II 进人轨道III ,故C 错误;
D .7.9km/s 即第一宇宙速度,是近地卫星的环绕速度,也是卫星做匀圆周运动最大的环绕速度,而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径,所以同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度,故D 错误。
故选B 。
2.D
【解析】【详解】
A.当匀速运动时,由
22
B L v
F
R
=可知,三种情况下F、B、L相同,但是R不同,则速度v不同,ef电阻
较大,则速度较大,选项A错误;
B.因速度v不同,则由E=BLv可知,三根导线产生的感应电动势不相同,选项B错误;
C.匀速运动时,三根导线的热功率等于外力F的功率,即P=Fv,因v不同,则热功率不相同,选项C错误;
D.撤去F后由动量定理:
BIL t mv
∆=
而
I t q
∆=
则
mv
q
BL
=
因ef的速度v和质量m都比较大,则从撤去外力到三根导线停止运动,通过导线ef的电荷量q最大,选项D正确;
故选D。
3.B
【解析】
【分析】
【详解】
甲图向下滑动时匝数比变小,副线圈的电压增大,所以L1一定变亮,乙图向下滑动时,L2支路电阻增大,回路中电流减小,所以L2一定变暗,故B正确ACD错误。
故选B。
4.C
【解析】
【详解】
A.电池的最大重力势能为:
E P=mgh=0.1×10×1.25J=1.25J
故A错误。
B.最大动能与最大重力势能相等,为1.25J,故B错误。
CD.选向下为正,接触地面过程中动量的变化量为:
△P=mv′(kgm/s=-7kgm/s
由动量定理:
(mg-kmg)△t=△p
代入数据得:
K=71
故C正确,D错误。
故选C。
5.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.同步卫星相对地球是静止的,即运行周期等于地球自转周期,为定值,A正确;
BC.地球同步轨道卫星所受引力充当圆周运动的向心力,时时刻刻指向圆心,为变力,其合力不为零,故不是出于平衡状态,BC错误;
D.第一宇宙速度是最小发射速度,最大环绕速度,即为在地球表面环绕的卫星的速度,而同步卫星轨道
半径大于地球半径,根据v=
宇宙速度,D错误。
故选A。
6.C
【解析】
【详解】
物体受重力和支持力,设重力做功为W G,支持力做功为W N,运用动能定理研究在升降机加速上升的过程得:
W G+W N=△E k
W N=△E k-W G
根据重力做功与重力势能变化的关系得:
W G=-△E p
所以有:
W N=△E k-W G=△E k+△E p。
A.物体势能的增加量,与结论不相符,选项A错误;
B.物体动能的增加量,与结论不相符,选项B错误;
C.物体动能的增加量加上物体势能的增加量,与结论相符,选项C正确;
D .物体动能的增加量减去物体势能的增加量,与结论不相符,选项D 错误;
故选C 。
7.B
【解析】
【详解】
AB .由题知,cd 的电压瞬时值表达式为
100cd U t π=
有效值为127V U =, 由1122
n U n U =得副线圈29V U =,则234L L L 、、均能正常发光,每只灯泡的电流 62A=A 93
P I U '== 副线圈电流
223A=2A 3
I =⨯ 由1221
n I n I =得原线圈的电流 12A 3
I = 1L 也能正常发光,ab 输入电压的表达式为
100ab U t π=
选项A 错,选项B 对;
C .由图象知交流电的周期为0.02s ,交流电的频率为50Hz ,流过灯L 2的电流每秒钟方向改变100次,C 错;
D .ab 输如果气体端输入功率
ab 236W=24W 3
P =⨯ 选项D 错;
故选B .
【点睛】
理想变压器是理想化模型,一是不计线圈内阻;二是没有出现漏磁现象.同时运用闭合电路殴姆定律来分析随着电阻变化时电流、电压如何变化.分析的思路先干路后支路,以不变应万变.最后值得注意的是变压器的原线圈与灯泡串联后接入交流中,所以图象的有效值不是原线圈的有效值.
【考点】
交变电流,变压器
8.D
【解析】
【分析】
【详解】
A .当滑块
B 相对于斜面加速下滑时,斜面A 水平向左加速运动,所以滑块B 相对于地面的加速度方向不再沿斜面方向,即沿垂直于斜面方向的合外力不再为零,所以斜面对滑块的支持力N F 不等于cos αmg ,故A 错误;
B .滑块B 下滑过程中支持力对B 的冲量大小为
N I F t =
故B 错误;
C .B 下降的高度为tan αL ,其重力势能的减小量等于tan αmgL ,减小的重力势能转化为A 、B 的动能之和,则滑块B 的动能要小于tan αmgL ,故C 错误;
D .系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒,设A 、B 两者水平位移大小分别为1x 、2x ,取水平向左为正方向,由动量守恒定律得
120x x M m t t
-= 即有
12Mx mx =
又
12 x x L +=
解得
1mL x M m
=+ 故D 正确。
故选D 。
9.D
【解析】
【分析】
【详解】
先以O 点为研究对象,进行受力分析,有A 物体的重力G A ,外力F 和绳子的拉力F T ,设绳子与竖直方向的夹角为θ,则
A tan F G θ=,A T cos G F θ
= 由题可知θ减小,所以F 减小,F T 减小;
再以物体B 为研究对象,进行受力分析,有B 物体的重力G B ,绳子的拉力F T ,竖直杆对B 的支持力F N 和
摩擦力F f ,则
N T A sin tan F F G θθ==
f B T A B cos F G F G G θ=+=+
所以当θ减小时,F N 减小,F f 不变,所以D 正确,ABC 错误。
故选D 。
10.D
【解析】
【详解】
A .M→N 过程气体的pV 乘积先增加后减小,可知温度先升高后降低,选项A 错误;
B .N→Q 过程气体的体积不变,不对外做功,选项B 错误;
C .N→Q 过程气体压强增大,体积不变,由pV C T
=可知,温度升高,则内能增加,选项C 错误; D .Q→M 过程气体压强不变,体积减小,外界对气体做功,即W>0;由
pV C T =可知,温度降低,内能减小,即∆E<0,根据热力学第一定律∆E=W+Q 可知Q<0,气体放出热量,选项D 正确.
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分
11.ACE
【解析】
【详解】
A .布朗运动反映的是分子热运动,但布朗运动本身不是热运动,选项A 正确;
B .机械能可能全部转化为内能,内能无法全部用来做功从而转化成机械能,选项B 错误;
C .一定质量的理想气体保持体积不变,单位体积内分子数不变,温度升高,分子的平均动能变大,单位时间内撞击单位面积上的分子数增多,选项C 正确;
D .相对湿度定义为空气中水蒸气的实际压强与该温度下水蒸气的饱和气压之比,D 错误;
E .雨伞伞面上有许多细小的孔,却能遮雨,是因为水的表面张力作用,使水不能渗过小孔,选项E 正确; 故选ACE.
12.CD
【解析】
【分析】
【详解】
A .从
B 点飞出后,做平抛运动,在水平方向上有
0x v t =
在竖直方向上有
212
y gt = 落到C 点时,水平和竖直位移满足
200
12tan 2gt y gt x v t v θ=== 解得
02tan g
v t θ= 从B 点到C 点,只有重力做功,根据动能定理可得
2201122
C gy v m m mv =- 解得
C v v =
AB 错误;
C .当与斜面垂直距离最大时,速度方向平行于斜面,故有
00
'tan y v v v gt θ=
= 解得 0t 'an v g
t θ= C 正确;
D .从A 到B 的过程中重力和阻力做功,根据动能定理可得
2012
m W gh v m -=
克 解得 2012
mgh W v m =-克 D 正确。
13.CDE
【解析】
【详解】
A .设分子平衡距离为0r ,分子距离为r ,当0r r >,分子力表现为引力,分子距离越大,分子势能越大;当0r r <,分子力表现为斥力,分子距离越小,分子势能越大;故当0r r =,分子力为0,分子势能最小;由于分子势能是相对的,其值与零势能点的选择有关,所以分子距离为平衡距离时分子势能最小,但不一定
为零,故A 错误;
B .布朗运动是由于液体分子对固定小颗粒的撞击引起的,固定小颗粒的体积越大,液体分子对它的撞击越多,不平衡性越不明显,布朗运动就越不显著,故B 错误;
C .夏天为了降低温度同时打开电冰箱和电风扇,二电器工作较长时间后,为要消耗电能,故0W >,与外界无热交换,故0Q =,根据热力学第一定律公式:
U W Q ∆=+
房内气体内能增加,故房间内部的气温将升高,故C 正确;
D .由玻意耳定律可知气体的体积减小,分子数密度增加,故单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多,故D 正确;
E .当车胎突然爆裂的瞬间,气体膨胀对外做功,这一短暂过程中气体与外界热量交换很少,根据热力学第一定律气体内能是减少,温度降低,故E 正确。
14.BC
【解析】
【分析】
【详解】
A .小球在最高点恰与管壁无相互作用力,根据牛顿第二定律
21v mg m R
= 解得
1v ==
A 错误;
B .小球从圆轨道最低点至最高点由机械能守恒有
222111222
mgR mv mv =
- 解得 23m/s v =
在最低点有
22N v F mg m R
-= 解得
N 30N F =
根据牛顿第三定律可知小球在轨道最低点时对轨道的压力大小为30N ,B 正确;
C .平抛运动水平方向上做匀速直线运动,分解速度
02cos v v θ=
解得
1cos 2
θ=
解得 60θ︒= C 正确;
D .在竖直方向上做竖直上抛运动,逆过程为自由落体运动,根据运动学公式
2
0(sin )2v h g
θ= 解得
1.35m h =
D 错误。
故选BC 。
15.BD
【解析】
【分析】
【详解】
AD 、带电粒子只有经过AC 板间时被加速,即带电粒子每运动一周被加速一次.电场的方向没有改变,则在AC 间加速.故A 正确;D 错误.
B 、根据 知
所以 故B 错误;
C 、当粒子从
D 形盒中出来时,速度最大,根据
知加速粒子的最大速度与D 形盒的半径有关.所以C 选项是正确的.
故选AC
【点睛】
带电粒子经加速电场加速后,进入磁场发生偏转,电场被限制在A 、C 板间,只有经过AC 板间时被加速,所以运动一周加速一次,电场的方向不需改变.当带电粒子离开回旋加速器时,速度最大.
三、实验题:共2小题
16.11
22
I r
I I
-压力方向改变,其阻值不变
162
x
R F
=-
【解析】
【详解】
(1)由于题目中没有电压表,为了比较准确测量电阻x R,知道电流表1A的阻值,所以用电流表1A作为电压表使用,电流表2A连在干路上,即可求出电阻x R的阻值,电路图的设计:
(2)根据串并联和欧姆定律得:1121x
I r I I R
()
=-,得到:11
21
x
I r
R
I I
=
-.
(3)从图象上可以看出压力方向改变,其阻值不变,其电阻与压力关系为一次函数,由图象可得:
162
x
R F
=-.
17.AC 0.475(0.450~0.500都对) A
【解析】
【详解】
(1)[1].A.实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力,为了使小车的合力近似等于砂和砂桶的总重力,砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量,故A正确;
B.实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为6V的交流电源,而蓄电池提供的是直流电源,故B错误;
C.实验时,应先让打点计时器正常工作,后释放小车,才能够在纸带上打出足够多的点,故C正确;
D .平衡摩擦力时,不应挂上空砂桶,故D 错误。
故选:
AC 。
(2)[2].C 点的读数为1.65cm ,E 点的读数为3.55cm ,CE 的距离x CE =(3.55﹣1.65)cm =1.90cm 。
中间时刻的速度等于该时间段的平均速度,所以打点计时器在打D 点时纸带的速度
v D =CE x 2T =21.901020.02
-⨯⨯m/s =0.475m/s 。
(3)[3].根据动能定理:W =△E k ,小车动能变化△E k 与绳子拉力对小车所做功W 的关系图象是经过原点的一条直线,故A 正确。
四、解答题:本题共3题
18. (1)0.01m ;5210s t π-=⨯;(2)max 0.04m y =;min 0.02m y =-;(3)当k 取非41(0,1,2,)
q q +=的正整数时,均可以回到出发点;当3k =时,最小循环周期为41.25610s -⨯
【解析】
【分析】
【详解】
(1)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由
200mv Bqv r = 0
2r T v π= 解得
00.01m mv r Bq
== 52210s m T Bq
ππ-==⨯ 当1k =时,因为02T t =
,粒子第3次经过y 轴时恰好向上经历两个半圆(如图)则时间5210s t T π-==⨯
(2)当2k =时,02t T =,粒子一个循环周期中运动分别为半圆→整圆→半圆→整圆,因此由几何关系得: 与y 轴交点坐标的最大值为
max 40.04m y r ==
与y 轴交点坐标的最小值为
min
20.02m
y r
=-=
-
(3)因为
04
T
t=,所以粒子先做
1
4
圆弧运动,之后对k的不同值进行分类讨论:
如图可见k=1、2、3、4时可能的分段情况.
①1
k=,粒子做
1
4
圆弧交替运动,向右上45°方向无限延伸,不会循环运动
②2
k=,粒子做
1
4
圆弧与
2
4
圆弧交替运动,经过4个周期回到出发点,循环周期23
T T
=
③3
k=,粒子做
1
4
圆弧与
3
4
圆弧交替运动,经过2个周期回到出发点,循环周期32
T T
=
④4
k=,粒子做
1
4
圆弧与
4
4
圆弧交替运动,经过4个周期回到出发点,循环周期45
T T
=
当4
k>时,运动过程相似,每个周期中均增加p(正整数)个圆周,能循环的运动其循环周期均延长.
综上可得:
(1)当k取非41(0,1,2,)
q q
+=的正整数时,均可以回到出发点.
(2)当3
k=时,最小循环周期为
54
3
2410s 1.25610s
T Tπ--
==⨯≈⨯.
19.(1)1
24
25
mg
k
v
=,
2
8
25
mg
k
v
=;(2)
3
1
3
k=;(3)2
1
62
t
t
=
【解析】
【分析】
【详解】
(1)无人机以速度v 0匀速爬升阶段,受力平衡,沿速度方向有
203sin 5
mg mg k v θ=+ 垂直速度方向有
10cos mg k v θ=
联立得
100
cos 2425mg mg k v v θ== 2000.6sin 825mg mg mg k v v θ-=
= (2)设无人机在地面滑行时速度为v ,受到地面弹力为F N ,受力分析可知竖直方向平衡 N 1F k v mg +=
水平方向匀加速
3N 235
mg k F k v ma --= 得
33123()()5v a k g k k k m
=-+- 无人机能做匀加速直线运动,a 不变,方程中v 的系数必须为零,即 3120k k k -=
则有
23113
k k k == (3)设无人机在0~s 0过程经历时间为t 1,s 0位置的速率为v 1;在s 0~2s 0过程经历时间为t 2,2s 0位置的无人机速率为v 2,0~s 0过程以加速度a 0匀加速运动,则
200112
s a t =
解得
1t =
则
101v a t ==
依据图乙,0~s 0过程无人机合外力为ma 0;s 0~2s 0过程无人机合外力ma 随s 均匀减小,一小段位移s ∆内。