2019版高考物理(人教版)练习:第三章 章末检测 Word版含解析
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人教版高中物理必修第三册全册课时练习第九章静电场及其应用 (2)1电荷 (2)2库仑定律 (7)3电场电场强度 (14)4静电的防止与利用 (20)第九章章末检测 (24)第十章静电场中的能量 (35)5电势能和电势 (35)6电势差 (42)7电势差与电场强度的关系 (48)8电容器的电容 (54)9带电粒子在电场中的运动 (58)第十章章末检测 (66)第十一章电路及其应用 (77)10电源和电流 (77)11导体的电阻实验:导体电阻率的测量 (81)12串联电路和并联电路 (88)13实验:练习使用多用电表 (93)第十一章章末检测 (99)第十二章电能能量守恒定律 (109)14电路中的能量转化 (109)15闭合电路的欧姆定律 (115)16实验:电池电动势和内阻的测量 (122)第十二章章末检测 (128)第十三章电磁感应与电磁波初步 (138)17磁场磁感线 (138)18磁感应强度磁通量 (143)19电磁感应现象及应用 (149)20电磁波的发现及应用 (155)21能量量子化 (159)第十三章章末检测 (162)必修第三册检测 (169)第九章静电场及其应用1电荷一、单项选择题1.关于摩擦起电和感应起电,以下说法正确的是(C)A.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生电荷B.摩擦起电是因为产生电荷,感应起电是因为电荷的转移C.不论是摩擦起电还是感应起电,都是因为电荷的转移D.以上说法均不正确解析:摩擦起电和感应起电,以及接触起电,三种带电方式的实质都是电荷的转移,故C选项正确.2.有一个质量很小的小球A,用绝缘细线悬挂着,当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B靠近它时,看到它们互相吸引,接触后又互相排斥,则下列说法正确的是(B)A.接触前,A、B一定带异种电荷B.接触前,A、B可能带异种电荷C.接触前,A球一定不带任何净电荷D.接触后,A球一定带负电荷解析:由于电介质极化,任何带电体都可吸引轻小物体,而不能认为只有异种电荷才存在吸引力,所以A可以不带电,也可以带正电,接触后,由于A、B 所带电量多少关系不定,所以可能带负电,也可能带正电.3.如图所示是伏打起电盘的示意图,其起电原理是(B)A.摩擦起电B.感应起电C.接触起电D.以上三种方式都不是解析:图中绝缘板带正电,将接地的导电平板靠近带正电的绝缘板,因静电感应,导电平板靠近绝缘平板的一侧带负电,另一侧的正电因接地而转移走;断开导电平板的接地线,手握绝缘柄将导电平板移开,导电平板上便带上了负电,其起电原理是感应起电.4.下列说法中正确的是(B)A.摩擦起电是创造电荷的过程B.接触起电是电荷转移的过程C.玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电D.带等量异种电荷的两个导体接触后,电荷会消失,这种现象叫电荷的湮灭解析:摩擦过程可以转移电荷,但不能创造电荷,A错误;接触起电就是通过物体接触而转移电荷,B正确;两种物体摩擦,较容易失去电子的物体在摩擦中失去电子而带正电,是否容易失去电子由两物体的材料决定,因此玻璃棒不一定带正电,C错;等量异种电荷可以中和但不会消失,只是宏观上显中性,D错.5.有A、B、C三个完全相同的金属球,A带1.2×10-4 C的正电荷,B、C 不带电,现用相互接触的方法使它们都带电,则A、B、C所带的电荷量可能是下面哪组数据(C)A.6.0×10-5 C,4.0×10-5 C,4.0×10-5 CB.6.0×10-5 C,4.0×10-5 C,2.0×10-5 CC.4.5×10-5 C,4.5×10-5 C,3.0×10-5 CD.5.0×10-5 C,5.0×10-5 C,2.0×10-5 C解析:三个球电荷量的总和大于原来A球的电荷量,由电荷守恒定律排除A 项;无论什么时候,若三个球同时接触,则每球各分总电荷量的1/3,且之后无论怎样接触,各球的电荷量都不会再发生变化.若三球电荷量不相等,最后一次必为两球接触,则必有两个球的电荷量相等,从而可排除B;选项C、D,均满足电荷守恒定律,设从第一次两球接触开始,如A、B接触,A、B各带电荷量6.0×10-5 C,第二次B、C接触后各带电荷量3.0×10-5 C,三球所带电荷量分别为6.0×10-5 C,3.0×10-5 C,3.0×10-5 C;第三次用A、B接触,各带电荷量4.5×10-5 C,即选项C的分配结果,由此又可推知,此后无论怎样接触,电荷量也不会多于4.5×10-5 C,从而选C而否定D.6.如图所示,左边是一个原先不带电的导体,右边C是后来靠近导体的带正电金属球,若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开,分导体为A、B两部分,这两部分所带电荷量的数值分别为Q A、Q B,则下列结论正确的是(D)A.沿虚线d切开,A带负电,B带正电,且Q B>Q AB.只有沿虚线b切开,才有A带正电,B带负电,且Q B=Q AC.沿虚线a切开,A带正电,B带负电,且Q B>Q AD.沿任意一条虚线切开,都有A带正电,B带负电,而Q A、Q B的值与所切的位置有关解析:静电感应使得A带正电,B带负电,导体原来不带电,只是在C的电荷的作用下,导体中的自由电子向B部分移动,使B部分带了多余的电子,而带负电;A部分少了电子,因而带正电,A部分移去的电子数目和B部分多余电子的数目是相同的,但由于电荷之间的作用力与距离有关,自由电子在不同位置所受C的作用力的强弱是不同的,这样导致电子在导体上的分布不均匀,越靠近右端负电荷密度越大,越靠近左端正电荷密度越大,所以从不同位置切开时,Q A、Q B的值是不同的,故只有D项正确.二、多项选择题7.为了防止静电危害,下列措施正确的是(ABC)A.油罐车上拖一条与地面接触的铁链B.飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎C.在地毯中夹杂不锈钢纤维D.尽可能保持印染厂空气干燥解析:油罐车上拖一条与地面接触的铁链,是为了导走运输过程中油和油罐摩擦产生的静电,以防止静电积累,A正确;飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎,是为了导走飞机与空气、灰尘等摩擦时产生的静电,以防止静电积累,故B正确;在地毯中夹杂不锈钢纤维,是为了将人走动时产生的静电导走,以防止静电积累,故C正确;印染厂里的空气应保持适当的湿度,以便导走纸页间相互摩擦产生的静电,防止静电积累,故D错误.8.用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦实验结果如图所示,由此对摩擦起电说法正确的是(CD)A.两个物体摩擦时,表面粗糙的易失电子B.两个物体摩擦起电时,一定同时带上种类及数量不同的电荷C.两个物体摩擦起电时,带上电荷的种类不同但数量相等D.同一物体与不同种类的物体摩擦,该物体的带电荷种类可能不同解析:两物体摩擦时得失电子取决于原子核对电子的束缚能力大小,A错.由于摩擦起电的实质是电子的得失,所以两物体带电荷种类一定不同,数量相等,B错,C对.由题中例子不难看出同一物体与不同种类物体摩擦,带电荷种类可能不同,D对.9.M和N是两个不带电的物体,它们互相摩擦后M带正电荷1.6×10-10 C,下列判断正确的有(BC)A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B.摩擦的过程中电子从M转移到NC.N在摩擦后一定带负电荷1.6×10-10 CD.M在摩擦过程中失去1.6×10-10个电子解析:M和N都不带电,是指这两个物体都呈电中性,没有“净电荷”(没有中和完的电荷),也就是没有得失电子.但内部仍有相等数量的正电荷(质子数)和负电荷(电子数),所以选项A错误.M和N摩擦后M带正电荷,说明M失去电子,电子从M转移到N,选项B正确.根据电荷守恒定律,M和N这个与外界没有电荷交换的系统原来电荷的代数和为0,摩擦后电荷量仍应为0,选项C 正确.电子带电荷量为1.6×10-19 C,摩擦后M带正电荷1.6×10-10 C,由于M 带电荷量应是电子电荷量的整数倍.所以M失去109个电子,选项D错误.三、非选择题10.某研究性学习小组的同学设计了以下实验方案来验证电荷守恒定律.根据以上实验过程和观察到的现象,回答下列问题:(1)步骤二的实验现象,说明板带电;(2)步骤三的实验现象,说明两板所带总电荷量为零;(3)该研究性实验能(选填“能”或“不能”)验证电荷守恒定律.解析:用力将两块起电板快速摩擦后分开,两板分别带上了等量异种电荷.步骤二中金属球与箔片组成的整体发生静电感应现象故箔片张开,步骤三中两块板同时插入空心金属球,总电荷量为零,不发生静电感应现象,故箔片不张开,该实验能验证电荷守恒定律.11.有两个完全相同的绝缘金属球A 、B ,A 球所带电荷量为q ,B 球所带电荷量为-q ,现要使A 、B 所带电荷量都为-q 4,应该怎么办?答案:先用手接触一下A 球,使A 球所带电传入大地,再将A 、B 接触一下,分开A 、B ,再用手接触一下A 球,再将A 、B 接触一下再分开,这时A 、B 所带电荷量都是-q 4.12.如图所示,大球A 原来的带电荷量为Q ,小球B 原来不带电,现在让小球与大球接触达到静电平衡时,小球获得q 的电荷量;现给A 球补充电荷,使其电荷量为Q ,再次让小球接触大球,每次都给大球补充到电荷量为Q ,问经过反复多次接触后,小球的带电荷量为多少?答案:Q Q -qq 解析:本题考查接触带电问题,由于两个球形状和大小不同,所以在接触过程中,两球的电荷量分布比例不是11,但应该是一个确定的值.根据第一次接触达到静电平衡时两者的电荷量关系可知,此比例为q Q -q .经过多次接触后,从大球上迁移到小球上的电荷量越来越少,最终将为零,设最终B 球带电荷量为q ′,则Q -q q =Q q ′,q ′=Q Q -qq .2 库仑定律一、单项选择题1.关于库仑定律的公式F =k q 1q 2r 2,下列说法中正确的是( D )A .真空中两个电荷,大电荷对小电荷的作用力大于小电荷对大电荷的作用力B .当真空中两个电荷间的距离r →0时,它们之间的静电力F →∞C .当两个电荷间的距离r →∞时,库仑定律的公式就不适用了D .当两个电荷间的距离r →0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用了解析:由牛顿第三定律可判A 错.当r →0时,库仑定律不再适用B 错D 对.当r →∞时,库仑定律适用,C 错.只有D 选项正确.2.真空中有两个点电荷Q 和q ,它们之间的库仑力为F ,下面哪些做法可以使它们之间的库仑力变为1.5F ( A )A .使Q 的电荷量变为2Q ,使q 的电荷量变为3q ,同时使它们的距离变为原来的2倍B .使每个电荷的电荷量都变为原来的1.5倍,距离也变为原来的1.5倍C .使其中一个电荷的电荷量变为原来的1.5倍,距离变为原来的1.5倍D .保持电荷量不变,使距离变为原来的23倍解析:根据库仑定律F =kq 1q 2r 2,设原来两点电荷间距离为r ,则原来两电荷间的库仑力大小为F =kQq r 2.当电荷量或距离变化时,根据库仑定律,对选项A 有F A =k ·2Q ·3q (2r )2=3F 2,可见符合要求.对B 有F B =k ·(1.5Q )(1.5q )(1.5r )2=F ,不合要求.对C 有F C =k ·(1.5Q )·q (1.5r )2=2F 3,不合要求.对D 有F D =k ·Qq (2r /3)2=9F 4,不合要求.综上所述,选项A 是正确的.3.如图所示,在绝缘的光滑水平面上,相隔一定距离有两个带同种电荷的小球,从静止同时释放,则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是( C )A .速度变大,加速度变大B .速度变小,加速度变小C .速度变大,加速度变小D .速度变小,加速度变大解析:因为两带电小球带同种电荷,它们之间的库仑力为斥力,释放后两小球向相反的方向做加速运动,由于两小球之间的距离增大,其库仑斥力减小,所以两球均做加速度减小的加速运动,故选项C 正确.4.如图所示,大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球A 和B 相互排斥,静止时绝缘细线与竖直方向的夹角分别是α和β,且α<β,两小球在同一水平线上,由此可知( D )A.B球受到的库仑力较大,电荷量较大B.B球的质量较大C.B球受到的拉力较大D.两球接触后,再处于静止的平衡状态时,悬线的偏角α′、β′仍满足α′<β′解析:库仑力是A、B两球的受力中的一种,然后应用共点力平衡和牛顿第三定律可求出.分别以A、B球为研究对象,其受力情况如图所示,由共点力的平衡条件有m A g=F A/tanα、T A=F A/sinα;m B g=F B/tanβ、T B=F B/sinβ,而F A=F B,由此可见,因为α<β,所以m A>m B,T A>T B.两球接触后,每个小球的电荷量可能都发生变化,但相互间的静电力仍满足牛顿第三定律,因此仍有上述的关系.正确选项为D.5.如图所示,有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上,已知A、B都带正电荷,A所受B、C两个电荷的静电力的合力如图中F A所示,那么可以判定点电荷C所带电荷的电性为(B)A.一定是正电B.一定是负电C.可能是正电,也可能是负电D.无法判断解析:因A、B都带正电,所以A、B之间的库仑力为斥力,方向沿BA方向,而A、C间的库仑力一定在AC所在直线,由平行四边形定则可知,A、C 间的库仑力一定是引力,故点电荷C带负电,选项B正确.6.如图所示,两根细线挂着两个质量相同的小球A、B,上、下两根细线的拉力分别为F A、F B,现使两球带同种电荷,此时上、下细线受拉力分别为F A′、F B′,则(B)A.F A=F A′,F B>F B′B.F A=F A′,F B<F B′C.F A<F A′,F B>F B′D.F A<F A′,F B<F B′解析:设两球质量均为m.则F A=2mg,F B=mg.现使两球带同种电荷,以A、B两个物体整体为研究对象,可知F A′=2mg,以B球为研究对象,受力分析如图,则F B′=mg+F库,故B选项正确.二、多项选择题7.如图所示的实验装置为库仑扭秤.细银丝的下端悬挂一根绝缘棒,棒的一端是一个带电的金属小球A,另一端有一个不带电的球B,B与A所受的重力平衡.当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时,A和C之间的作用力使悬丝扭转,通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小,改变A和C之间的距离r,记录每次悬线扭转的角度,便可找到力F与距离r的关系.这一实验中用到了下列哪些物理方法(AD)A.微小量放大法B.极限法C.比值定义法D.控制变量法解析:把微弱的库仑力转换放大成可以看得到的扭转角度,并通过扭转角度的大小找出力和距离的关系,是微小量放大法,A选项正确;保持其他条件不变,改变A和C的距离而得到F和r的关系,是控制变量法,D选项正确.8.关于点电荷,以下说法正确的是(CD)A.足够小的电荷,就是点电荷B.一个电子,不论在何种情况下均可视为点电荷C.在实际中点电荷并不存在D.一个带电体能否看成点电荷,不是看它尺寸的绝对值,而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计解析:点电荷是一种理想模型,一个带电体能否看成点电荷不是看其大小,而是应具体问题具体分析,是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计.因此大的带电体一定不能看成点电荷和小的带电体一定能看成点电荷的说法都是错误的,所以本题A、B错,C、D对.9.如图所示,可视为点电荷的小物体A、B分别带负电和正电,B固定,其正下方的A静止在绝缘斜面上,则A受力个数可能为(AC)A.2 B.3C.4 D.5解析:小物体A必定受到两个力作用,即重力和B对它的库仑力,这两个力方向相反,若两者恰好相等,则A应只受这两个力作用.若向上的库仑力小于A的重力,则A还将受到斜面的支持力,这三个力不能平衡,用假设法可得A 必定也受到了斜面的静摩擦力,所以A受到的力可能是2个,也可能是4个,选A、C.10.两个完全相同的金属小球,带电荷量之比为17,相距为r,两球相互接触后再放回原来位置,则它们的库仑力可能为原来的(CD)A.47 B.37C.97 D.167解析:设两小球的电荷量分别为Q和7Q,则在接触前它们的库仑力大小为F=kQ×7Qr2.当两球带同种的电荷时,接触后它们的电荷量要平均分配,各为4Q,库仑力大小为F=k4Q×4Qr2,此时的库仑力为原来的167倍.当两球带异种电性的电荷时,接触后它们的电荷要先中和,再平均分配其余的电荷量,各为3Q,库仑力大小为F=k3Q×3Qr2,是原来的97倍.三、非选择题11.在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中,一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关.他选用带正电的小球A和B,A球放在可移动的绝缘座上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点,如图所示.实验时,先保持两球电荷量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,观察到两球距离越小,B球悬线的偏角越大,再保持两球距离不变,改变小球所带的电荷量,观察到电荷量越大,B球悬线的偏角越大.实验表明:两电荷之间的相互作用力,随其距离的减小而增大,随其所带电荷量的增大而增大.此同学在探究中应用的科学方法是控制变量法(选填“累积法”“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”).12.如图所示,在光滑绝缘的水平面上,固定着质量相等的三个小球a 、b 、c ,三球在一条直线上,若释放a 球,a 球初始加速度为-1 m/s 2(向右为正),若释放c 球,c 球初始加速度为3 m/s 2,当释放b 球时,b 球的初始加速度应是多大?方向如何?答案:2 m/s 2 方向向左解析:由牛顿第二定律,对a 球有F ba +F ca =-ma 0①对c 球有F ac +F bc =3ma 0②由①②得F ab +F cb =-2ma 0即a b =-2 m/s 2,方向向左.13.光滑的绝缘水平面上的带电小球A 、B 质量分别为m 1=2 g ,m 2=1 g ;它们的电荷量相等,q 1=q 2=10-7 C ,A 球带正电,B 球带负电,现在水平恒力F 1向右作用于A 球,这时A 、B 一起向右运动,且保持距离d =0.1 m 不变,如图所示,试问:F 1多大?它们如何运动?答案:2.7×10-2 N 做匀加速直线运动解析:A 、B 运动时距离保持不变,说明二者速度、加速度均相等,对于B ,水平方向只受A 球的库仑力F 2.a B =F 2m 2=k q 1q 2d 2m 2=9×109 N·m 2/C 2×10-7 C ×10-7 C (0.1 m )2×10-3 kg=9 m/s 2, 所以a A =a B =9 m/s 2.对于A ,水平方向受拉力和库仑力作用,F 1-F 2′=m 1a A ,F 1=k q 1q 2d 2+m 1a A=9×109 N·m 2/C 2×10-14 C 2(0.1 m )2+2×10-3 kg ×9 m/s 2=2.7×10-2 N.由于加速度恒定,故小球向右做匀加速直线运动.3电场电场强度一、单项选择题1.有关对电场强度的理解,下述正确的是(D)A.由E=Fq可知,电场强度E跟放入电荷q所受的电场力成正比B.当电场中存在试探电荷时,电荷周围才出现电场这种特殊的物质,才存在电场强度C.由E=kQ/r2可知,在离点电荷很近,r接近于零时,电场强度接近无穷大D.电场强度是反映电场本身特性的物理量,与是否存在试探电荷无关2.一段均匀带电的半圆形细线在其圆心O处产生的场强为E,把细线分成等长的圆在圆心O处产生的场强为(D)A.E B.E 4C.E3 D.E2解析:等长的各段在圆心处产生的电场强度大小相同,设为E′,段与段在O点产生的场强夹角为120°,则2E′cos60°+E′=E,解得E′=E 2,D正确.3.在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点.其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是(C)A.甲图中与点电荷等距的a、b两点B.乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C.丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D.丁图中非匀强电场中的a、b两点解析:题干甲图中与点电荷等距的a、b两点,场强大小相同,方向不相反,A错;对乙图来说,根据电场线的疏密及对称性可判断,b点和a点场强大小、方向均相同,B错;丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b 两点,场强大小相同,方向相反,C对;对丁图来说,根据电场线的疏密可判断,b点的场强大于a点的场强,D错.4.在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为104 N/C.已知一半径为1 mm的雨滴在此电场中不会下落,取重力加速度大小为10 m/s2,水的密度为103 kg/m3.这雨滴携带的电荷量的最小值约为(B)A.2×10-9 C B.4×10-9 CC.6×10-9 C D.8×10-9 C解析:带电雨滴在静电力与重力作用下保持静止,根据平衡条件,静电力与重力必然等大反向,mg=Eq,则q=mg/E≈4×10-9 C.5.如图所示,绝缘水平面上有A、B、C、D四点,依次相距L,若把带电金属小球甲(半径远小于L)放在B点,测得D点处的电场强度大小为E;现将不带电的相同金属小球乙与甲充分接触后,再把两球分别放置于A、C两点,此时D点处的电场强度大小为(D)A.49E B.59EC .E D.209E 解析:根据点电荷电场强度公式E =kQ r 2,B 点处小球在D 点产生的电场强度为E B =kQ (2L )2=kQ4L 2=E ;当将不带电的相同金属小球乙与甲充分接触后,再把两球分别放置于A 、C 两点,则两球的电荷量均为Q 2,A 处的小球在D 处产生的电场强度E A =k ·Q 2(3L )2=kQ 18L 2,C 处的小球在D 处产生的电场强度E C =kQ 2L 2,由于两球在D 处产生的电场强度方向相同,因此它们在D 点处产生的电场强度大小为E 合=kQ 18L 2+kQ 2L 2=5kQ 9L 2=209E ,故D 正确.6.如图所示,O 是半径为R 的正N 边形(N 为大于3的偶数)外接圆的圆心,在正N 边形的一个顶点A 放置一个带电荷量为+2q 的点电荷,其余顶点分别放置带电荷量均为-q 的点电荷(未画出).则圆心O 处的场强大小为( B )A.2kq R 2B.3kq R 2C.(N -1)kqR 2 D.Nkq R 2解析:据题意,N 是大于3的偶数,除A 处电荷以及与A 关于O 点对称的电荷外,其他电荷的分布关于O 点对称,它们在O 处产生的合场强为零,所以O 处的场强等于A 处电荷和与A 关于O 点对称的电荷产生的合场强,大小为E =2kq R 2+kq R 2=3kq R 2,选项B 正确.7.如图所示,真空中O 点有一点电荷,在它产生的电场中的某一平面内有P 、Q 两点,OP 、OQ 与PQ 的夹角分别为53°、37°,取sin53°=0.8.O 点处点电荷在P 、Q 两点处产生的电场的电场强度大小之比为( D )A.34B.43C.916D.169解析:E P=kQ(OP)2,E Q=kQ(OQ)2,E PE Q=(OQ)2(OP)2=169,D正确.二、多项选择题8.把质量为m的正点电荷q,在电场中从静止释放,在它运动过程中如果不计重力,下述正确的是(CD)A.点电荷运动轨迹必与电场线重合B.点电荷的速度方向,必定和所在点的电场线的切线方向一致C.点电荷的加速度方向,必与所在点的电场线的切线方向一致D.点电荷的受力方向,必与所在点的电场线的切线方向一致解析:明确受力方向和加速度方向与合力的方向的关系.正点电荷q由静止释放,如果电场线为直线,电荷将沿电场线运动,电场线如果是曲线,电荷一定不沿电场线运动(因为如果沿电场线运动,其速度方向与受力方向重合,不符合曲线运动的条件),故A选项不正确;由于点电荷做曲线运动时,其速度方向与电场力方向不再一致(初始时刻除外),故B选项不正确;而点电荷的加速度方向,也即电荷所受电场力方向必与该点场强方向一致,即与所在点的电场线的切线方向一致,故C、D选项正确.9.关于静电力和电场强度,下列说法正确的是(CD)A.电场强度的方向总是跟静电力的方向一致B.电场强度的大小总是跟静电力的大小成正比C.正电荷受到的静电力的方向跟电场强度的方向一致D.同一个点电荷在某点受到的静电力越大,该点的电场强度就越大解析:电场中某点电场强度的方向是一定的,而电荷在电场中所受的静电力的方向却与电荷的电性还有关系,只有正电荷受到的静电力的方向才与电场强度的方向相同,故A错,C对,电场强度的大小与电场中的位置有关,对不同的位置,只有在电荷量一定时电荷受到的静电力越大,才能说明该点的场强越大,故B错,D对.10.用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的强弱.如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点:O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称.则(AC)A.B、C两点场强大小和方向都相同B.A、D两点场强大小相等,方向相反C.E、O、F三点比较,O的场强最强D.B、O、C三点比较,O点场强最强解析:由对称性可知,B、C两点场强大小和方向均相同,A正确;A、D两点场强大小相同,方向也相同,B错误;在两电荷连线的中垂线上,O点场强最强,在两点电荷连线上,O点场强最弱,C正确,D错误.三、非选择题11.如图所示,半径为R的橡胶圆环,均匀带有电荷量为Q的正电荷,现从环上截去长Δs的一小段,若Δs≪R,且圆环剩余部分的电荷分布不变,则圆环剩余部分的电荷在环心O处产生的场强大小为kQΔs/2πR3,方向为由O指向Δs.解析:因为圆环上电荷分布的对称性,原来圆心处的合场强为零,当截掉一小段Δs后,其余部分的电荷分布不变,则只有Δs正对的直径另一端的同样一小段上的电荷产生的电场没有被抵消,即为后来圆心处的场强.单位长度带电荷量δ=Q/2πR,Δs长的一段带电荷量q=Δsδ=QΔs/2πR.因Δs≪R,q可看做点电荷,所以圆心处场强E=kq/R2=kQΔs/2πR3,方向由O指向Δs.12.如图1所示,在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0 m和5.0 m.放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷所带电量。
第三章测评(时间:75分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。
每小题只有一个选项符合题目要求)1.(2022北京顺义高二期末)一定质量的理想气体,在温度升高的过程中()A.气体的内能一定不变B.外界一定对气体做功C.气体一定从外界吸收热量D.气体分子的平均动能一定增大2.(2022上海金山中学高二期中)下述改变物体内能的方法属于做功的是()A.冷的物体接触热的物体后变热B.物体在火炉旁被烤热C.电流通过灯丝使灯丝发热D.热的物体放在通风地方凉下来3.关于一定量的气体,下列说法正确的是()A.气体吸热,内能一定增大B.气体对外做功时,其内能一定减小C.一定量的某种理想气体在等压压缩过程中,内能一定增加D.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加4.(2022山东实验中学高三阶段练习)内燃机研发小组通过汽缸传感器,调节汽缸内一定质量的封闭气体的压强与体积,其关系如图所示,在p-V图像中AB是一条直线,已知A状态时汽缸内气体温度为27℃,标准大气压强p0=1×105Pa,气体由状态A到状态B的过程中,汽缸内气体的最高温度设为T,外界向汽缸传递的热量为Q,下列说法正确的是()A.T=468.75K,Q=-750JB.T=375K,Q=-750JC.T=468.75K,Q=750JD.T=375K,Q=750J5.(2022北京模拟预测)如图所示,一定量的理想气体从状态a开始,经历两个状态变化过程,先后到达状态b和c。
下列说法正确的是()A.在a→b过程中气体对外界做功B.在b→c过程中气体对外界做功C.在a→b过程中气体的内能逐渐变大D.在b→c过程中气体的内能逐渐变小6.(2022黑龙江大庆期末)如图所示,密封的矿泉水瓶中,距瓶口越近水的温度越高。
一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中,小瓶中封闭一段空气。
挤压矿泉水瓶,小瓶下沉到底部;松开后,小瓶缓慢上浮,上浮过程中,小瓶内气体()A.内能减少B.对外界做正功C.增加的内能大于吸收的热量D.增加的内能等于吸收的热量7.气闸舱是空间站中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置,其原理如图所示。
【2019统编版】人教版高中物理必修第三册全册单元测试卷(含答案解析)第九章《静电场及其应用》测试卷(时间:60分钟 满分:100分)一、选择题(本题共12个小题,每题4分,共48分。
1~6是单选题,7~12是多选题,多选、错选均不得分,漏选得2分)1.关于电场线的下列说法中,正确的是( )A.电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同B.沿电场线方向,电场强度越来越小C.电场线越密的地方,同一试探电荷所受静电力就越大D.在电场中,顺着电场线移动电荷,电荷受到的静电力大小恒定 2.关于库仑定律公式F=kq 1q 2r 2,下列说法正确的是( )A.该公式对任何情况都适用B.当真空中的两个电荷间的距离r →0时,它们之间的静电力F →∞C.当真空中的两个电荷之间的距离r →∞时,库仑定律的公式就不适用了D.当真空中的两个电荷之间的距离r →0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用了3.如图所示,四个质量均为m 、带电荷量均为+q 的微粒a 、b 、c 、d 距离地面的高度相同,以相同的水平速度被抛出,除了a 微粒没有经过电场外,其他三个微粒均经过电场强度大小为E 的匀强电场(mg>qE ),这四个微粒从被抛出到落地所用的时间分别是t a 、t b 、t c 、t d ,不计空气阻力,则( )A.t b <t a <t c <t dB.t b =t c <t a =t dC.t a =t d <t b <t cD.t b <t a =t d <t c4.A 、B 、C 三点在同一直线上,AB ∶BC=1∶2,B 点位于A 、C 之间,在B 处固定一电荷量为Q 的点电荷。
当在A 处放一电荷量为+q 的点电荷时,它所受到的静电力为F ;移去A 处电荷,在C 处放一电荷量为-2q 的点电荷,其所受静电力为( ) A.-F2 B.F2C.-FD.F5.如图所示,abcde 是半径为r 的圆的内接正五边形,当在顶点a 、b 、c 、d 、e 处各固定一带电荷量为+Q 的点电荷时,O 点的电场强度为零;若在e 处改为固定一带电荷量为-3Q 的点电荷,a 、b 、c 、d 各处点电荷不变,则圆心O 处的电场强度大小为(静电力常量为k )( ) A.4kQr 2B.3kQr 2C.2kQr 2D.kQr 26.如图所示,一半径为R 的绝缘环上,均匀地带有电荷量为Q 的电荷,在垂直于圆环平面的对称轴上有一点P ,它与环心O 的距离OP=L 。
(人教版必修2)第三章《有机化合物》单元检测试题考试时间:90分钟满分:100分一、单项选择题:本题包括22小题,每小题2分,共44分。
1.下列关于有机化合物的说法正确的是( )A.米酒变酸的过程涉及了氧化反应B.汽油、柴油、植物油都是碳氢化合物C.含5个碳原子的有机物分子中最多可形成4个碳碳单键D.蛋白质的水解和油脂的皂化都是由高分子生成小分子的过程【解析】选A。
“酒变酸”是乙醇被氧化为乙酸,A项正确;植物油属于酯类,含有氧元素,B项错误;环戊烷分子含5个碳原子,可形成5个碳碳单键,C项错误;油脂属于酯类,不属于高分子,D项错误。
2.下列说法中不正确的是( )A.乙醇与金属钠反应时,是乙醇分子中的O—H键断裂B.检验乙醇中是否含有水可加入少量无水硫酸铜,若变蓝色则含水C.禁止用工业酒精配制饮用酒和调味用的料酒D.甲烷、乙烯、苯、乙醇都是无色不溶于水的有机化合物【解析】选D。
乙醇与金属钠反应生成乙醇钠,是乙醇分子中羟基中的O—H键发生断裂;检验乙醇中是否含有水可用无水硫酸铜作检验试剂,若变蓝表明其含水;工业酒精中含有对人体有害的甲醇,因此禁止用工业酒精配制饮用酒和调味用的料酒;甲烷、乙烯、苯都不溶于水,但乙醇却能与水以任意比互溶。
3.下表中对应关系正确的是()【解析】选B。
乙烯与氯化氢发生的是加成反应,A项错误;油脂酸性水解得到甘油和高级脂肪酸,碱性水解得到甘油和高级脂肪酸盐,淀粉水解生成葡萄糖,B项正确;Zn+Cu2+===Zn2++Cu中Zn单质被氧化,C项错误;过氧化钠与水的反应、氯气与水的反应实质上分别为氧元素(过氧化钠中)和氯元素的”歧化反应”,反应中水既不作氧化剂,也不作还原剂,D项错误。
4.某烷烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物,则该烃的分子式不可能的是()A.CH4B.C2H6C.C4H10D.C5H12【解析】选C。
CH4、CH3CH3只有一种一氯代物,A、B错误;C4H10有两种同分异构体:CH3CH2CH2CH3(一氯代物有2种)和 (一氯代物有两种),C正确;只有一种一氯代物,D错误。
章末检测
一、选择题(共8小题,每小题6分,共48分.1~5题只有一个选项正确,6~8题有多个选项正确)
1.下列说法正确的是()
A.在水平面上运动的物体最终停下来,是因为水平方向没有外力维持其运动的结果B.运动的物体惯性大,静止的物体惯性小
C.作用力与反作用力可以作用在同一物体上
D.物体所受的合外力减小,加速度一定减小,而速度不一定减小
解析:在水平面上运动的物体最终停下来,是因为受到摩擦力作用的结果,力不是维持物体运动的原因,故A错误;物体惯性大小的量度是质量,与物体的运动状态无关,故B错误;作用力与反作用力作用在不同的物体上,不能相互抵消,故C错误;根据牛顿第二定律,物体所受的合外力减小,加速度一定减小;加速度减小,如果加速度与速度同向,则速度增大,故D正确.
答案:D
2.如图所示,物块M在静止的足够长的传送带上以速度v0匀速下滑,传送带突然启动,方向如图中箭头所示,在此传送带的速度由零逐渐增加到2v0后匀速运动的过程中,则以下分析正确的是()
A.M下滑的速度不变
B.M开始在传送带上加速到2v0后向下匀速运动
C.M先向下匀速运动,后向下加速,最后沿传送带向下匀速运动
D.M受的摩擦力方向始终沿传送带向上
解析:传送带静止时,物块匀速下滑,故mg sin θ=F f,当传送带转动速度小于v0时,物块受到的滑动摩擦力不变,物块的运动状态不变,即物块做匀速直线运动;当传送带的速度大于v0时,物块受到向下的摩擦力,根据受力分析可知,物体向下做加速运动,当速度达到2v0时,物块和传送带具有相同的速度匀速下滑,故C正确.答案:C。
章末综合检测(三)相互作用——力(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28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.下列关于重力、弹力和摩擦力的说法,正确的是()A.静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力之间B.劲度系数越大的弹簧产生的弹力越大C.动摩擦因数与物体之间的压力成反比,与滑动摩擦力成正比D.物体的重心一定在物体上解析:选A静摩擦力F f的范围是0<F f≤F fmax,A正确;由胡克定律F=kx知,弹簧的弹力大小由劲度系数k和弹簧的形变量x共同决定,故B错误;动摩擦因数与物体的材料和接触面的粗糙程度有关,与物体间的压力大小和滑动摩擦力大小无关,C错误;物体的重心是物体各部分所受重力的等效作用点,不一定在物体上,如匀质圆环的重心为其圆心,就不在圆环上,故D错误。
2.如图所示,棒球运动员用棒球棍回击飞过来的棒球时,球棒击棒球的力()A.比球撞击球棒的力更早产生B.与球撞击球棒的力同时产生C.大于球撞击球棒的力D.小于球撞击球棒的力解析:选B根据牛顿第三定律可知作用力与反作用力总是等大、反向,同时产生、同时消失,故选项B正确。
3.互成角度的两个共点力,其中一个力保持恒定,另一个力从零逐渐增大,且方向保持不变。
则这两个共点力的合力()A.一定逐渐增大B.一定逐渐减小C.可能先增大后减小D.可能先减小后增大解析:选D两个共点力,其中一个力保持恒定,另一个力从零逐渐增大,由于不知道两个力之间的方向关系,当两力之间夹角θ≤90°时,两力合力逐渐增大,当90°<θ≤180°时,合力先减小后增大,故符合题意的只有D。
4.如图所示,用绳索将重球挂在墙上,不考虑墙的摩擦,如果把绳的长度增加一些,则球对绳的拉力F1和球对墙的压力F2的变化情况是()A.F1增大,F2减小B.F1减小,F2增大C.F1和F2都减小D.F1和F2都增大解析:选C以小球为研究对象,分析受力如图所示。
人教版高一物理上册期末精选章末练习卷(Word版含解析)一、第一章运动的描述易错题培优(难)1.雨滴从高空由静止开始下落,由于空气阻力作用,其加速度逐渐减小,直到变为零(整个过程其加速度方向不变),在此过程中雨滴的运动情况是()A.速度一直保持不变B.速度不断增大,加速度为零时,速度最大C.速度不断减小,加速度为零时,速度最小D.速度的变化率越来越小【答案】BD【解析】【分析】根据加速度的方向与速度方向的关系,判断雨滴的速度是增大还是减小,速度的变化率等于加速度,结合加速度的变化判断速度的变化率变化.【详解】A、B、C、雨滴下落过程中,加速度方向与速度方向相同,加速度减小,速度仍然增大,当加速度减小为零,雨滴做匀速直线运动,此时速度达到最大,故A错误,B正确,C错误.D、速度的变化率等于加速度,加速度减小,则速度的变化率减小,故D正确.故选BD.【点睛】解决本题的关键知道当加速度方向与速度方向相同,雨滴做加速运动,当加速度方向与雨滴方向相反,雨滴做减速运动.2.节能减排可体现在我们日常生活中.假设公交车通过城市十字路口时允许的最大速度为10m/s,一辆公交车在距离十字路口50m的车站停留,乘客上下完后,司机看到红灯显示还有10s,为了节能减排.减少停车,降低能耗,公交车司机启动公交车,要使公交车尽快通过十字路口且不违章,则公交车启动后的运动图象可能是()A.B.C.D.【答案】ABD【解析】【分析】【详解】因速度图像与坐标轴围成的面积等于物体的位移,由速度图像可知,A、B、D三个图像与坐标轴围成的面积均大于50m,且速度不超过10m/s;C图像中公交车的位移可能恰好等于50m,且速度小于10m/s,故公交车启动后的运动图像可能是ABD。
故选:ABD。
【名师点睛】此题是对速度时间图像的考查;关键是知道速度-时间图像与坐标轴围成的“面积”等于物体的位移,结合公交车的运动情况即可分析解答.3.关于时间间隔和时刻,下列说法中正确的是()A.第4s末就是第5s初,指的是时刻B.第5s初指的是时间间隔C.物体在5s内指的是物体在第4s末到第5s初这1s的时间间隔D.物体在第5s内指的是物体在第4s末到第5s末这1s的时间间隔【答案】AD【解析】【分析】【详解】A.第4s末就是第5s初,指的是时刻,故A正确;B.第5s初指的是时刻,故选项B错误;C.物体在5s内指的是物体在零时刻到第5s末这5s的时间,故C错误;D.物体在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间,故D正确。
3.能量守恒定律A级必备知识基础练1.秋千摆动幅度越来越小,关于该过程,下列说法正确的是()A.机械能守恒B.能量正在消失C.只有动能和重力势能的相互转化D.减少的机械能转化为内能,但总能量守恒2.(2022上海浦东新高二期末)在下列家用电器中,把电能主要转化为机械能的是()A.吸尘器B.充电器C.电水壶D.电烤箱3.下列关于能量守恒定律的认识,不正确的是()A.某种形式的能量减少,一定存在其他形式的能量增加B.某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加C.对物体做功,物体的内能可能减小D.石子从空中落下,最后停止在地面上,说明石子的能量消失了4.如图所示,绝缘支座上,C球带正电,枕形导体A、B靠在一起,现将A、B分开,分别接触一个小电机的两个接线柱,如果小电动机非常灵敏,它便会开始转动。
当电动机还没有停止时,又立刻把A、B在C附近碰一下再分开,再和小电动机两接线柱接触,如此下去,小电动机便能不停地转动。
则下列说法正确的是()A.A、B分开后A左端带正电,B右端带负电B.A、B分开前,AB是一个等势体C.上述过程违背了能量守恒定律D.上述过程说明永动机可以制成5.(多选)(2021吉林白城高二期末)下列设想符合能量守恒的有()A.利用永磁铁和软铁的作用,做一架机器永远地运动下去B.制造一架飞机,不带燃料,利用太阳能就能飞行C.做一只船,利用水的流动,逆水行驶,不用其他力D.利用核动力,使飞船驶离太阳系6.(2022广东阳江高二期末)在一个与外界没有热交换的房间内打开冰箱门,冰箱正常工作,过一段时间房间内的温度将()A.降低B.升高C.不变D.无法确定B级关键能力提升练7.(2022江苏仪征高二期末)有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件,当对它挤压或拉伸时,它的两端就会形成一定的电压,这种现象称为压电效应。
一种燃气打火机,就是应用了该元件的压电效应制成的。
只要用大拇指压一下打火机上的按钮,压电陶瓷片就会产生10~20kV的高压,形成火花放电,从而点燃可燃气体。
章末检测一、选择题(共8小题,每小题6分,共48分.1~5题只有一个选项正确,6~8题有多个选项正确)1.下列说法正确的是()A.在水平面上运动的物体最终停下来,是因为水平方向没有外力维持其运动的结果B.运动的物体惯性大,静止的物体惯性小C.作用力与反作用力可以作用在同一物体上D.物体所受的合外力减小,加速度一定减小,而速度不一定减小解析:在水平面上运动的物体最终停下来,是因为受到摩擦力作用的结果,力不是维持物体运动的原因,故A错误;物体惯性大小的量度是质量,与物体的运动状态无关,故B错误;作用力与反作用力作用在不同的物体上,不能相互抵消,故C错误;根据牛顿第二定律,物体所受的合外力减小,加速度一定减小;加速度减小,如果加速度与速度同向,则速度增大,故D正确.答案:D2.如图所示,物块M在静止的足够长的传送带上以速度v0匀速下滑,传送带突然启动,方向如图中箭头所示,在此传送带的速度由零逐渐增加到2v0后匀速运动的过程中,则以下分析正确的是()A.M下滑的速度不变B.M开始在传送带上加速到2v0后向下匀速运动C.M先向下匀速运动,后向下加速,最后沿传送带向下匀速运动D.M受的摩擦力方向始终沿传送带向上解析:传送带静止时,物块匀速下滑,故mg sin θ=F f,当传送带转动速度小于v0时,物块受到的滑动摩擦力不变,物块的运动状态不变,即物块做匀速直线运动;当传送带的速度大于v 0时,物块受到向下的摩擦力,根据受力分析可知,物体向下做加速运动,当速度达到2v 0时,物块和传送带具有相同的速度匀速下滑,故C 正确.答案:C3.如图所示,底板光滑的小车上用两个量程为20 N 、完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量为1 kg 的物块.当小车在水平地面上做匀速直线运动时,两弹簧秤的示数均为10 N ,当小车做匀加速直线运动时,弹簧秤甲的示数变为8 N .这时小车运动的加速度大小是( )A .2 m/s 2B .4 m/s 2C .6 m/s 2D .8 m/s 2解析:因弹簧的弹力与其形变量成正比,当弹簧秤甲的示数由10 N 变为8 N 时,其形变量减少,则弹簧秤乙的形变量必增大,且甲、乙两弹簧秤形变量变化的大小相等,所以,弹簧秤乙的示数应为12 N .物体在水平方向所受到的合外力为:F =F T 乙-F T 甲=12 N -8 N =4 N .根据牛顿第二定律,得物块的加速度大小为a =F m =41 m/s 2=4 m/s 2,小车与物块相对静止,加速度相等,所以小车的加速度为4 m/s 2,故选B.答案:B4.在建筑工地,民工兄弟用两手对称水平使力将两长方体水泥制品夹紧并以加速度a 竖直向上匀加速搬起,其中A的质量为m ,B 的质量为3m ,水平作用力为F ,A 、B 之间的动摩擦因数为μ.在此过程中,A 、B 间的摩擦力为( )A .μFB .2μF C.32m (g +a ) D .m (g +a )解析:由于A、B相对静止,故A、B之间的摩擦力为静摩擦力,设民工兄弟对A、B在竖直方向上的摩擦力为F f,以A、B整体为研究对象可知在竖直方向上有2F f-(m+3m)g=(m+3m)a,设B对A的摩擦力方向向下,大小为F f′,对A 由牛顿第二定律有F f-F f′-mg=ma,解得F f′=m(g+a),D正确,A、B、C 错误.答案:D5.如图所示,质量分别为m和2m的物体A、B由轻质弹簧相连后放置在一箱子C内,箱子质量为m,整体悬挂处于静止状态.当剪断细绳的瞬间,以下说法正确的是(重力加速度为g)()A.物体A的加速度等于gB.物体B和C之间的弹力为零C.物体C的加速度等于gD.物体B的加速度大于g解析:物体A受重力和支持力,在细绳剪断瞬间仍受力平衡,所以a=0,故A 错误;B、C相对静止,将B、C看作一个整体,受重力和弹簧的压力,弹簧的压力等于A物体的重力,故整体的加速度为:a=mg+2mg+mg2m+m=43g,故D正确,C错误.根据以上分析知B与C之间弹力如果为零,C的加速度将为g,故物体B和C之间的弹力不为零,故B错误.答案:D6.如图(a)所示,质量相等的a、b两物体,分别从斜面上的同一位置A由静止下滑,经B点在水平面上滑行一段距离后停下.不计经过B点时的能量损失,用传感器采集到它们的速度—时间图象如图(b)所示,下列说法正确的是()A.a在斜面上滑行的加速度比b的大B.a在水平面上滑行的距离比b的短C.a与斜面间的动摩擦因数比b的小D.a与水平面间的动摩擦因数比b的大解析:由图(b)斜率可知a做加速运动时的加速度比b做加速时的加速度大,故A 正确;物体在水平面上的运动是匀减速运动,a从t1时刻开始,b从t2时刻开始.由图象与坐标轴围成的面积表示位移可知,a在水平面上做匀减速运动的位移比b 在水平面上做匀减速运动的位移大,故B错误;物体在斜面上运动的加速度为a =g sin θ-μg cos θ,因为a的加速度大于b的加速度,所以a与斜面间的动摩擦因数比b的小,故C正确;物体在水平面上运动的加速度为a′=μg,因为a的加速度小于b的加速度,所以a与水平面间的动摩擦因数比b的小,故D错误.故选A、C.答案:AC7.如图甲所示,轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一小物体(物体与弹簧不连接),初始时物体处于静止状态,现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速直线运动,拉力F与物体位移x的关系如图乙所示,g取10 m/s2,则下列结论正确的是()A.物体与弹簧分离时,弹簧处于压缩状态B.物体的质量为2 kgC.物体的加速度大小为4 m/s2D.物体的加速度大小为5 m/s2解析:初始时物体处于静止状态,mg=kx1,由图可知x1=4 cm,初始时F1=ma,F 1=10 N ,在x 1=4 cm 之后F 不变,说明物体离开弹簧,物体与弹簧分离时,弹簧处于原长状态,由牛顿第二定律F 2-mg =ma ,F 2=30 N ,解得m =2 kg ,a =5 m/s 2,B 、D 正确.答案:BD8.如图,一个质量为m =1 kg 的长木板置于光滑水平地面上,木板上放有质量分别为m A =1 kg 和m B =2 kg 的A 、B 两物块,A 、B 两物块与木板之间的动摩擦因数都为μ=0.2,若现用水平恒力F 作用在A 物块上,重力加速度g =10 m/s 2,滑动摩擦力等于最大静摩擦力,则下列说法正确的是( )A .当F =2 N 时,A 物块和木板开始相对滑动B .当F =1 N 时,A 、B 两物块都相对木板静止不动C .若F =4 N ,则B 物块所受摩擦力大小为43 ND .若F =6 N ,则B 物块的加速度大小为1 m/s 2解析:当A 、B 及木板一起运动时,有F =(m +m A +m B )a ,F f A =(m +m B )a ,F f B =m B a ,可见F f A >F f B ,而F f A m <F f B m ,故当F f A =F f A m =μm A g 时,A 、B 及木板恰好一起运动,此时a =13μg ,F =43μmg =83 N ,可见当0<F ≤83 N 时三者一起加速,当F >83 N 时,A 物块在长木块上开始滑动,故A 错误;当F =1 N 时,A 、B 和木板保持相对静止,整体在F 作用下向左匀加速运动,B 正确;当F >83N 时,A 相对木板开始运动,对木板一个向左的滑动摩擦力,大小为2 N ,B 与木板间的最大静摩擦力为F f B =μm B g =4 N ,故此时物块B 相对木板静止,即长木板和B 在向左的2 N 的作用下向左运动,整体的加速度a =22+1m/s 2=23 m/s 2,对B 有F f B ′=m B a =43 N ,C 正确,D 错误.答案:BC二、非选择题(共5小题,52分)9.(8分)某同学在实验室用如图甲所示的实验装置做“探究加速度与质量的关系”的实验.(1)为了尽可能减少摩擦力的影响,打点计时器最好选用________(选填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”),同时需将长木板的右端垫高,轻推一下小车,使小车能拖动穿过打点计时器的纸带做________.(2)在________条件下,可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力,通过改变________(选填“沙和沙桶”或“小车”)的质量,可探究加速度与________(选填“小车”或“沙和沙桶”)质量的关系.(3)如果某次实验打出的纸带如图乙所示,O 为起点,A 、B 、C 为过程中的三个相邻的计数点,相邻的计数点之间有四个点没有标出,A 、B 、C 到O 点的距离在图中已标出,所用交流电的频率为f ,则测出小车运动的加速度为a =________. 解析:(1)电磁打点计时器的振针与纸带间存在一定的摩擦,因此为了尽可能减少摩擦力的影响,应选用电火花计时器;平衡摩擦力时,应该在不挂沙桶的条件下,轻推小车,如果小车做匀速直线运动,表明摩擦力已平衡.(2)在沙和沙桶的总质量远小于小车的质量的条件下,可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力;应通过改变小车的质量,探究加速度与小车质量的关系.(3)由(s 3-s 2)-(s 2-s 1)=a (5f )2得小车运动的加速度a =(s 1+s 3-2s 2)f 225.答案:(1)电火花计时器 匀速直线运动 (2)沙和沙桶的总质量远小于小车的质量 小车 小车 (3)(s 1+s 3-2s 2)f 22510.(8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,弹簧测力计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测力计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时停止,记下弹簧测力计的示数F 0,以此表示滑动摩擦力的大小,将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧测力计的示数F 1,然后释放木板,并用停表记下木板运动到PQ 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__________________________________________.(2)改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a 与弹簧测力计示数F 1的关系,下列图象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解析:(1)根据匀变速直线运动公式d =12at 2得a =2d t 2,重复实验多次测量,求平均值.(2)当F 1>F 0时,木板才产生加速度,故a 、b 错误.继续向瓶中加水,木板开始运动,但并非绳子的拉力就是瓶和水的总重力,只有当瓶和水的质量远小于木板和弹簧测力计的质量时,F 1才可以近似等于绳子的拉力,此时a F 1图象为一段倾斜的直线,瓶和水的质量不远小于木板和弹簧测力计的总质量时,绳子的拉力小于F 1,其a F 1图线的斜率将逐渐减小,故c 正确,d 错误.(3)缓慢向瓶中加水,可以更方便地获取多组实验数据,缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动,可以比较精确地测出摩擦力的大小,B 、C 正确.答案:(1)2d t 2 多次测量求平均值 (2)c (3)BC11.(10分)在水平地面上有一质量为2 kg 的物体,物体在水平拉力F 的作用下由静止开始运动,10 s 后拉力大小减为F 3,该物体的运动速度随时间t 的变化规律如图所示.求:(1)物体受到的拉力F 的大小;(2)物体与地面之间的动摩擦因数.(g 取10 m/s 2)解析:(1)设物体所受滑动摩擦力为F f ,物体在0~10 s 的运动过程中,加速度的大小为a 1=8 m/s 10 s =0.8 m/s 2由牛顿第二定律得F -F f =ma 1①物体在10~14 s 的运动过程中,加速度为a 2=0-8 m/s 4 s =-2 m/s 2由牛顿第二定律得F 3-F f =ma 2②由①②式求得:F =8.4 N ,F f =6.8 N.(2)由F f =μmg 得μ=F f mg =6.8 N 20 N =0.34故动摩擦因数为μ=0.34.答案:(1)8.4 N (2)0.3412.(10分)(2018·山东省潍坊质检)如图所示,固定两斜面AB、AC的倾角分别为37°和53°,两物块P、Q用一根不可伸长的轻绳相连,跨过固定在斜面顶端的定滑轮放在斜面上,轻绳与两斜面平行.物块P在沿斜面AB向下的拉力F作用下处于静止状态.P、Q质量均为0.1 kg,AC光滑,P 与AB间的动摩擦因数为0.2.最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:(1)拉力F大小满足的条件;(2)撤去拉力F时,物块P的加速度大小.解析:(1)对物块Q,由平衡条件有F T=mg sin 53°对物块P,当摩擦力沿斜面向上时F最大,由平衡条件有F max+mg sin 37°=F T+μmg cos 37°解得:F max=0.36 N当摩擦力沿斜面向下时F最小,由平衡条件有F min+mg sin 37°+μmg cos 37°=F T解得:F min=0.04 N即0.04 N≤F≤0.36 N.(2)撤去拉力F后对物块Q:mg sin 53°-F T′=ma对物块P:F T′-mg sin 37°-μmg cos 37°=ma解得:a=0.2 m/s2.答案:(1)0.04 N≤F≤0.36 N(2)0.2 m/s213.(16分)如图所示,某传送带与地面倾角θ=37°,A、B之间距离L1=2.05 m,传送带以v0=1.0 m/s的速率逆时针转动.质量为M=1.0 kg、长度L2=1.0 m的木板上表面与小物块的动摩擦因数μ2=0.4,下表面与水平地面间的动摩擦因数μ3=0.1,开始时长木板靠近传送带B端并处于静止状态.现在传送带上端A无初速地放一个质量为m=1.0 kg的小物块,它与传送带之间的动摩擦因数为μ1=0.5,假设小物块在滑离传送带至木板右端时速率不变,sin 37°=0.6,g 取10 m/s 2 .求:(1)小物块离开B 点的速度大小;(2)小物块在木板上滑过的距离;(3)木板在地面上能滑过的最大距离.解析:(1)刚开始小物块相对传送带往上滑,其加速度为a 1=g sin 37°+μ1g cos 37°=10 m/s 2达到传送带速度v 0用的时间t 1=v 0a 1=0.1 s 位移s 1=12a 1t 21=0.05 m过后因μ1<tan 37°,故小物块相对传送带往下滑,其加速度a 2=g sin 37°-μ1g cos 37°=2 m/s 2s 2=L 1-s 1=v 2B -v 202a 2v B =3 m/s(2)小物块滑上木板相对滑动时做匀减速运动,其加速度a 3=-μ2g =-4 m/s 2木板的加速度a 4=μ2mg -μ3(mg +Mg )M=2 m/s 2 设经过t 2小物块与木板达到相同速度v 2,则v B +a 3t 2=a 4t 2,故t 2=0.5 s v 2=a 4t 2=1 m/s小物块对地位移s 3=v 22-v 2B 2a 3=1 m 木板对地位移s 4=v 222a 4=0.25 m小物块在木板上滑过的距离Δs =s 3-s 4=0.75 m.(3)因μ3<μ2,小物块能与木板保持相对静止,其整体加速度为a 5=-μ3g =-1 m/s 2小物块与木板做匀减速运动到停止的位移s 5=0-v 222a 5=0.5 m 木板对地的位移s 板=s 4+s 5=0.75 m.答案:(1)3 m/s (2)0.75 m (3)0.75 m。