2011高考物理第一轮复习练习题16
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曲线运动运动的合成和分解平抛运动一:运动的合成和分解掌握:曲线运动的概念、性质、条件两个方向的直线运动的合成例1、河宽d=60m,水流速度v1=6m/s,小船在静水中的速度v2=3m/s,问:(1)要使它渡河的时间最短,如此小船应如何渡河?最短时间是多少?(2)要使它渡河的航程最短,如此小船应如何渡河?最短的航程是多少?例2、船以5m/s垂直河岸的速度渡河,水流的速度为3m/s,假设河的宽度为100m,试分析和计算:〔1〕船能否垂直达到对岸;〔2〕船需要多少时间才能达到对岸;〔3〕船登陆的地点离船出发点的距离是多少?〔4〕设此船仍是这个速率,但是假设此船要垂直达到对岸的话,船头需要向上游偏过一个角度θ,求sinθ.、例3、如下列图,人在岸上通过滑轮用绳牵引小船,假设水的阻力恒定不变,如此在小船匀速靠岸的过程中,如下说法中正确的答案是〔〕A.绳的拉力不断增大B.绳的拉力不断减小C. 船受到的浮力保持不变D.船受到的浮力不断减小例4、如下列图,在河岸上用细绳拉船,使小船靠岸,拉绳的速度为v=8m/s,当拉船头的细绳与水平面的夹角为θ=300时,船的速度大小为_________.例5、某人骑自行车向东行驶,当车速为4m/s时,他感到风从正南方吹来,当车速增加到7m/s时,他感到风从东南方向〔东偏南450〕吹来,如此风对地的速度大小为〔〕A、7m/sB、6m/sC、5m/sD、4m/s二、平抛运动掌握:平抛运动的运动性质、运动规律例1、如图,排球网高H,半场长L,扣球点高h,扣球点离网水平距离s、求水平扣球速度的取值范围。
例2、如下列图,排球场总长为18m,设球网高度为2m,运动员站在网前3m处正对球网跳起将球水平击出.(1)假设击球高度为2.5m,为使球既不触网又不出界,求水平击球的速度范围;(2)当击球点的高度为何值时,无论水平击球的速度多大,球不是触网就是越界?例3、如下列图,在一次空地演习中,离地H高处的飞机以水平速度v1发射一颗炮弹欲轰炸地面目标P,反响灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上发射炮弹拦截.设拦截系统与飞机的水平距离为s,假设拦截成功,不计空气阻力,如此v1、v2 的关系应满足〔〕A、v1 = v2B、v1 = Hs v2 C、v1 =Hs v2 D、v1 =sH v218m3mhHs L例4、如图示,在H 高处有一小球A ,以速度v1水平抛出,与此同时地面上有一小球B ,以速度v2竖直上抛,两球在空中相遇,如此〔 〕A 、从它们抛出的到相遇的时间是H/v1B 、从它们抛出的到相遇所需的时间是H/v2C 、两球抛出时的距离是v1H/ v2D 、两球抛出时的水平距离为H例5、以100米/秒的速度沿水平方向匀速飞行的飞机上,每隔2秒钟放下一个物体.当第7个物体离开飞机时,第1个物体刚好着地.求此时第3个和第5个物体在空中的距离.(不计空气阻力,g 取10米/秒)例6、某一物体以一定的水平初速度抛出,在某一秒内其方向与水平方向由370变为530,如此此物体的初速度的大小是多少?此物体在这一秒内下落的高度是多少?例7、如下列图,墙壁上落有两只飞镖,它们是从同一位置水平射出的,飞镖A 与竖直墙壁成53角,飞镖B 与竖直墙壁成37角,两者相距为d ,假设飞镖的运动是平抛运动,求射出点离墙壁的水平距离?(sin37=0.6,cos37=0.8)例8、 在倾角为θ的斜面顶端以水平速度v0抛出一钢球,如下列图,求钢球离斜面最远时钢球的运动时间与钢球出发点到落地点的距离。
精品基础教育教学资料,仅供参考,需要可下载使用!高考物理一轮复习强化训练题汇总1(含解析)一、选择题1、如图是对着竖直墙壁沿水平方向抛出的小球a、b、c的运动轨迹,三个小球到墙壁的水平距离均相同,且a和b从同一点抛出。
不计空气阻力,则()A.a和b的飞行时间相同B.b的飞行时间比c的短C.a的水平初速度比b的小D.c的水平初速度比a的大【参考答案】D2、(海安模拟)下列说法正确的是( )A.直线运动的物体位移大小等于路程B.计算火车过桥时所用的时间,火车可当成质点C.速度变化快的物体加速度不一定大D.参考系可以是匀速运动的物体,也可以是变速运动的物体答案:D3、(哈师大附中月考)如图,MN为转轴OO′上固定的光滑硬杆,且MN垂直于OO′.用两个完全相同的小圆环套在MN上.分别用两条不可伸长的轻质细线一端与圆环连接,另一端系于OO′上,长度分别为l1、l2.已知l1、l2与MN的夹角分别为θ1、θ2,OO′匀速转动时,线上弹力分别为F T1、F T2.下列说法正确的是( ) A.若l1sinθ1>l2sinθ2,则F T1>F T2B.若l1cosθ1>l2cosθ2,则F T1>F T2C.若l1tanθ1>l2tanθ2,则F T1>F T2D .若l 1>l 2,则F T 1>F T 2解析:设两环的质量均为m ,硬杆转动的角速度为ω,根据牛顿第二定律,对左环有:FT 1cos θ1=m ω2l 1cos θ1;对右环有:F T 2cos θ2=m ω2l 2cos θ2两环ω相等得FT 1FT 2=l 1l 2;若l 1cos θ1>l 2cos θ2,则F T 1cos θ1>F T 2cos θ2,不能得到F T 1>FT 2;由题意可知l 1sin θ1<l 2sin θ2;若l 1tan θ1>l 2tan θ2,可得cos θ1<cos θ2,不能得到F T 1>F T 2;若l 1>l 2,则F T 1>FT 2,选项D 正确,A 、B 、C 错误.答案:D4、如图所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从A 点自由滑下,然后在水平面上前进至B 点停下.已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为μ,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m ,A 、B 两点间的水平距离为L.在滑雪者经过AB 段运动的过程中,克服摩擦力做的功( )A .大于μmgLB .小于μmgLC .等于μmgLD .以上三种情况都有可能解析:设斜坡与水平面的交点为C ,BC 长度为L 1,AC 水平长度为L 2,AC 与水平面的夹角为θ,如图所示,则滑雪者在水平面上摩擦力做功W 1=-μmgL 1,在斜坡上摩擦力做功W 2=-μmgcos θ·L 2cos θ=-μmgL 2,所以在滑雪者经过AB 段过程中,摩擦力做功W =W 1+W 2=-μmg(L 1+L 2)=-μmgL.所以滑雪者克服摩擦力所做的功为μmgL.故选项C 正确. 答案:C5、(四川资阳二诊)如图所示,平行板电容器与电动势为E 的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,可被忽略,一带负电的油滴被固定于电容器中的P 点,现将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离,则下列说法正确的是( )A .平行板电容器的电容将减小B .带电油滴的电势能将减少C .静电计指针的张角变小D .若将上极板与电源正极断开后,再将下极板左移一小段距离,则带电油滴所受的电场力不变解析:由C =εr S4πkd 知,将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离,d 减小,C增大,A 错误;U 不变,静电计指针的张角不变,C 错误;由E =Ud 知,E 增大,则P 点与负极板间的电势差增大,P 点的电势升高,E p =φq ,又油滴带负电,则带电油滴的电势能将减少,B 正确;若将上极板与电源正极的导线断开后再将下极板左移一小段距离,Q 不变,由C =εr S4πkd 知,S 减小,C 减小,由U =Q C 得,电压U 增大,场强E =U d 增大,带电油滴所受的电场力增大,D 错误.答案:B6、一匀强磁场的边界是MN ,MN 左侧是无场区,右侧是匀强磁场区域,如图甲所示,现有一个金属线框以恒定速度从MN 左侧进入匀强磁场区域.线框中的电流随时间变化的I -t 图象如图乙所示.则可能的线框是如图丙所示中的( )解析:从乙图看到,电流先均匀增加后均匀减小,而线圈进入磁场是匀速运动,所以有效长度是均匀增加的,所以D 项正确,B 项排除的原因是中间有段时间电流恒定不变.答案:D7、(安徽模拟)如图所示,理想变压器原、副线圈上接有四个完全相同的灯泡,若四个灯泡恰好都能正常发光,则下列说法正确的是( )A .U 1:U 2=3:4B .U 1:U 2=4:3C .若将L 1短路,则副线圈的三个灯泡仍能正常发光D .若将L 2短路,则副线圈的两个灯泡两端的电压变为额定电压的43倍解析:设灯泡的额定电压为U ,额定电流为I ,则副线圈电压为3U ,电流为I ,原线圈的灯泡正常发光,电流也为I ,所以原、副线圈的匝数比为1:1,原线圈两端电压为3U ,所以U 1:U 2=4:3,选项A 错误、B 正确;若将L 1短路,则原线圈的电压增大,则副线圈两端电压也增大,三个灯泡不能正常发光,选项C 错误;若将L 2短路,设副线圈的电流为I ′,原线圈的电流也为I ′,因此2I ′R +I ′R =U 1=4U ,则I ′R =43U ,即副线圈的每个灯泡两端的电压变为额定电压的43,选项D 正确.答案:BD 二、非选择题利用如图1所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系.小车的质量为M =200.0 g ,钩码的质量为m =10.0 g ,打点计时器的电源为50 Hz 的交流电.图1(1)挂钩码前,为了消除摩擦力的影响,应调节木板右侧的高度,直至向左轻推小车观察到____________________.(2)挂上钩码,按实验要求打出的一条纸带如图2所示.选择某一点为O ,依次每隔4个计时点取一个计数点.用刻度尺量出相邻计数点间的距离Δx ,记录在纸带上.计算打出各计数点时小车的速度v ,其中打出计数点“1”时小车的速度v1=________m/s.图2(3)将钩码的重力视为小车受到的拉力,取g =9.80 m/s 2,利用W =mg Δx 算出拉力对小车做的功W.利用Ek =12Mv 2算出小车动能,并求出动能的变化量ΔEk.计算结果见下表.图3(4)实验结果表明,ΔEk 总是略小于W.某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的.用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F =________N.解析:(1)完全平衡摩擦力的标志是轻推小车,小车做匀速运动. (2)两计数点间的时间间隔T =5×0.02 s =0.1 s v1=x022T = 2.06+2.50×0.012×0.1 m/s =0.228 m/s(3)确定标度,根据给出数据描点.作图如图所示.(4)从图线上取两个点(4.5,4.24),(2.15,2.0) 图线的斜率k =4.24-2.04.5-2.15≈0.953①又有k =ΔEk ΔW =Mv 22mg Δx②根据运动学公式有v2=2aΔx③根据牛顿第二定律有F=Ma④由①②③④式解得F≈0.093 N答案:(1)小车做匀速运动(2)0.228 (3)见解析图(4)0.093精品基础教育教学资料,仅供参考,需要可下载使用!2020年高考物理一轮复习强化训练题汇总2(含解析)一、选择题1、质量为m的物块沿着倾角为θ的粗糙斜面匀速下滑,物块与斜面间的动摩擦因数为μ.斜面对物块的作用力是( )A. 大小mg,方向竖直向上B. 大小mg cosθ,方向垂直斜面向上C. 大小mg sinθ,方向沿着斜面向上D. 大小μmg cosθ,方向沿着斜面向上【参考答案】A2、(成都模拟)如图所示为成都到重庆的和谐号动车车厢内可实时显示相关信息的显示屏示意图,图中甲、乙两处的数据分别表示了两个物理量.下列说法中正确的是( )A.甲处表示时间,乙处表示平均速度B.甲处表示时间,乙处表示瞬时速度C.甲处表示时刻,乙处表示平均速度D.甲处表示时刻,乙处表示瞬时速度解析:甲处表盘显示时刻,乙处表盘显示动车行进过程中的瞬时速度,答案为D.答案:D3、(广西重点高中高三一模) 2016年10月17日“神舟十一号”载人飞船发射成功,飞船入轨后经过约2天的独立飞行完成与“天宫二号”的对接.如图所示,“天宫二号”处于离地面高h =393 km 的圆轨道A 上,“神舟十一号”处于圆轨道B 上.“神舟十一号”在位置1点火后沿轨道C 运动到位置2,然后沿轨道A 运动,通过调整自己与前方的“天宫二号”的相对距离和姿态,最终对接.已知地球半径为R =6 371 km ,引力常量为G =6.67×10-11 N ·m 2/kg 2,地球质量为M =6.0×1024 kg ,不计大气阻力.下列说法正确的是( )A .“天宫二号”在轨道A 上的运行周期比“神舟十一号”在轨道B 上的运行周期小 B .“天宫二号”在轨道A 上的加速度比“神舟十一号”在轨道B 上的加速度大C .“天宫二号”在轨道A 上的运行速率约为7.7 km/sD .“神舟十一号”在位置2时的机械能小于在位置1时的机械能 解析:由GMm r 2=m(2πT)2r ,得T =4π2r 3GM ,可知半径越大,周期越大,A 错.由GMmr2=ma ,得加速度a =GM r 2,半径越大,加速度越小,B 错.由GMm 0R +h 2=m 0v 2R +h,得v=GMR +h=7.7 km/s ,C 对.“神舟十一号”在轨道C 上运动时,由于点火加速,故其机械能增加,D 错.答案:C4、(常州市模拟)如图所示是“过山车”玩具模型,当小球以速度v 经过圆形轨道最高点时,小球与轨道间的作用力为F ,多次改变小球初始下落的高度h ,就能得出F 与v 的函数关系,下列关于F 与v 之间的关系中有可能正确的是( )解析:小球运动过程中,只有重力做功,机械能守恒,故mgh =mg ·2R +12mv 2(①),在轨道最高点,重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有F +mg =m v 2R (②),联立①②解得F =m v 2R -mg(③),根据③式,F -v 关系图象是开口向上的抛物线,C 项正确. 答案:C5、(山东泰安一模)如图所示,+Q 为固定的正点电荷,虚线圆是其一条等势线.两电荷量相同、但质量不相等的粒子,分别从同一点A 以相同的速度v 0射入,轨迹如图中曲线,B 、C 为两曲线与圆的交点.a B 、a C 表示两粒子经过B 、C 时的加速度大小,v B 、v C 表示两粒子经过B 、C 时的速度大小.不计粒子重力,以下判断正确的是( )A .aB =aC v B =v C B .a B >a C v B =v C C .a B >a C v B <v CD .a B <a C v B >v C解析:库仑力F =kQqr 2,两粒子在B 、C 两点受的库仑力大小相同,根据粒子的运动轨迹可知a B >a C ,a =Fm,解得m B <m C ,因为B 、C 两点位于同一等势线上,电势相等,所以两粒子从A 运动到B 和从A 运动到C ,电场力做功相同且做负功,有-W =12mv 2-12mv 20,所以12m B (v 20-v 2B )=12m C (v 20-v 2C ),因为m B <m C ,所以v B <v C,C 正确. 答案:C6、美国《大众科学》月刊网站报道,美国明尼苏达大学的研究人员发现:一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能.具体而言,只要略微提高温度,这种合金就会变成强磁性合金,从而使环绕它的线圈中产生电流,其简化模型如图所示.A 为圆柱形合金材料,B 为线圈,套在圆柱形合金材料上,线圈的半径大于合金材料的半径.现对A 进行加热,则( )A .B 中将产生逆时针方向的电流 B .B 中将产生顺时针方向的电流C .B 线圈有收缩的趋势D .B 线圈有扩张的趋势解析:合金材料加热后,合金材料成为强磁体,通过线圈B 的磁通量增大,由于线圈B 内有两个方向的磁场,由楞次定律可知线圈只有扩张,才能阻碍磁通量的增加,C 错误、D 正确;由于不知道极性,无法判断感应电流的方向,A 、B 错误. 答案:D7、(多选)下图是远距离输电的示意图.n 1、n 2是升压变压器原、副线圈的匝数,n 1:n 2=1:20,n 3、n 4是降压变压器原、副线圈的匝数,n 3:n 4=40:1.升压变压器的原线圈n 1与一交变电流相连接,该交变电流的瞬时值表达式为u =4402sin100πt V ,下列说法正确的是( )A .用电器获得的电压的有效值为220 VB .用电器获得电压的有效值小于220 V ,要想使用电器的电压变为220 V ,在n 1、n 3、n 4不变的前提下,增大n 2C .用电器获得电压的有效值大于220 V ,要想使用电器的电压变为220 V ,在n 1、n 2、n 4不变的前提下,增大n 3D .通过用电器的交变电流的方向,每秒改变100次解析:如果输电线上不存在电阻,即不存在电压降,则有U 1U 2=n 1n 2,U 3U 4=n 3n 4,U 1=U =440 V ,U 2=U 3,可得U 4=220 V ,由于输电线存在电压降,所以U 3<U 2,U 4<220 V ;若要提高U 4电压值,根据变压规律,仅增加n 2匝数即可,A 、C 错误,B 正确.由题意知ω=100π rad/s ,所以f =50 Hz ,则电流方向每秒改变100次,D 正确. 答案:BD 二、非选择题下列说法中正确的是( )A .军队士兵过桥时使用便步,是为了防止桥发生共振现象B .机械波和电磁波在介质中的传播速度仅由介质决定C .泊松亮斑是光通过圆孔发生衍射时形成的D .拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光E .赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在(2)(15分)在某种介质中,S 1、S 2处有相距4 m 的两个波源,沿垂直纸面方向做简谐运动,其周期分别为T 1=0.8 s 和T 2=0.4 s ,振幅分别为A 1=2 cm 和A 2=1 cm ,在该介质中形成的简谐波的波速为v =5 m/s.S 处有一质点,它到S 1的距离为3 m ,且SS 1⊥S 1S 2,在t =0时刻,两波源同时开始垂直纸面向外振动,试求:(ⅰ)t =0时刻振动传到S 处的时间差;(ⅱ)t =10 s 时,S 处质点离开平衡位置的位移大小.解析:(1)电磁波的传播不需要介质,在真空中也能传播,但在介质中的传播速度由介质和频率共同决定,B 错;泊松亮斑是用光照射不透光的小圆盘时产生的衍射现象,C 错.(2)(ⅰ)由题意可知SS 2=SS 12+S 1S 22=5 m ;S 1在t =0时刻振动传到质点S 所需的时间t 1=SS 1v =3 m5 m/s =0.6 s.S 2在t =0时刻振动传到质点S 所需的时间t 2=SS 2v =5 m5 m/s=1 s.故S 1、S 2在t =0时刻振动传到质点S 的时间差M 为绳的中点Δt =t 2-t 1=0.4 s.(ⅱ)在t =10 s 时质点S 按S 1的振动规律已经振动了Δt 1=t -t 1=9.4 s =⎝⎛⎭⎪⎫11+34T 1,此时S 1引起质点S 的位移大小x 1=A 1=2 cm ;t =10 s 时质点S 按S 2的振动规律已经振动了Δt 2=t -t 2=9 s =⎝⎛⎭⎪⎫22+12T 2,此时S 2引起质点S 的位移大小x 2=0;所以t =10 s 时质点S 离开平衡位置的位移为S 1和S 2单独传播引起S 位移的矢量和,故x =x 1+x 2=2 cm +0=2 cm. 答案:(1)ADE (2)(ⅰ)0.4 s (ⅱ)2 cm精品基础教育教学资料,仅供参考,需要可下载使用!2020年高考物理一轮复习强化训练题汇总3(含解析)一、选择题1、如图所示为位于瑞士的世界上最大的人工喷泉——日内瓦喷泉,已知该喷泉竖直向上喷出,喷出时水的速度为53 m/s,喷嘴的出水量为0.5 m3/s,不计空气阻力,则空中水的体积应为(g取10 m/s2)( )A.2.65 m3B.5.3 m3C.10.6 m3D.因喷嘴的横截面积未知,故无法确定【参考答案】B2、两物体A、B由静止开始从同一位置沿相同方向同时开始做直线运动,其运动的位移-时间(x-t)图象如图所示.下列说法正确的是( )A.两物体A、B在t=2.5 t0时刻相距最远B.两物体A、B在减速运动过程中加速度相同C.两物体A、B在t=2.5t0时刻速度相同D.两物体A、B在t=t0时刻相距最远解析:两物体A、B在t=2.5 t0时刻处于同一位置,相距最近,两物体A、B在t=t0时刻相距最远,选项A错误、D正确.两物体A、B都是先沿x轴正方向做匀速运动,后沿x轴负方向做匀速运动,根据位移图象斜率表示速度可知,在沿x轴负方向做匀速运动过程中速度相同,选项B错误.两物体A、B在t=2.5t0时刻速度不相同,处于同一位置,选项C错误.答案:D3、如图所示,轻绳的一端固定在O 点,另一端系一质量为m 的小球(可视为质点).当小球在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动时,通过传感器测得轻绳拉力F T 、轻绳与竖直线OP 的夹角θ满足关系式F T =a +bcos θ,式中a 、b 为常数.若不计空气阻力,则当地的重力加速度为( )A.b2m B.2bm C.3b m D.b 3m解析:当小球运动到最低点时,θ=0,拉力最大,F T1=a +b ,F T1=mg +mv 21L;当小球运动到最高点时,θ=180°,拉力最小,F T2=a -b ,F T2=-mg +mv 22L ;由动能定理有mg ·2L =12mv 21-12mv 22,联立解得g =b3m,选项D 正确. 答案:D4、如图所示,两箱相同的货物,现要用电梯将它们从一楼运到二楼,其中图甲是利用扶梯台式电梯运送货物,图乙是用履带式自动电梯运送,假设两种情况下电梯都是匀速地运送货物,下列关于两电梯在运送货物时说法正确的是( )A .两种情况下电梯对货物的支持力都对货物做正功B .图乙中电梯对货物的支持力对货物做正功C .图甲中电梯对货物的支持力对货物做正功D .图乙中电梯对货物的支持力对货物不做功解析:在图甲中,货物随电梯匀速上升时,货物受到的支持力竖直向上,与货物位移方向的夹角小于90°,故此种情况下支持力对货物做正功,选项C 正确;图乙中,货物受到的支持力与履带式自动电梯接触面垂直,此时货物受到的支持力与货物位移垂直,故此种情况下支持力对货物不做功,故选项A 、B 错误,D 正确.答案:CD5、有一匀强电场,方向如图所示,在电场中有三个点A 、B 、C ,这三点的连线恰好构成一个直角三角形,且AC 边与电场线平行.已知A 、B 两点的电势分别为φA =5 V ,φB =1.8 V ,A 、B 的距离为4 cm ,B 、C 的距离为3 cm.若把一个电子(e =1.6×10-19 C)从A 点移动到C 点,那么电子电势能的变化量为( )A .8.0×10-19 JB .1.6×10-19 JC .-8.0×10-19 JD .-1.6×10-19 J解析:设AB 与AC 之间的夹角为θ,则cos θ=45,又AB 的距离S AB =4 cm ,则AB沿场强方向的距离为d AB =S AB cos θ=4×45 cm =165 cm ,设A 、B 之间电势差为U AB ,则电场强度为E =U AB d AB =φA -φBd AB =100 V/m.电子从A 点到达C 点电势能的变化量为ΔE p =-W =1.6×10-19×100×0.05 J =8.0×10-19 J ,故A 项正确.答案:A6、(肇庆市高中毕业班模拟考试)如图所示,水平放置的平行金属导轨MN 和PQ 之间接有定值电阻R ,导体棒ab 长为l 且与导轨接触良好,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,现使导体棒ab 向右匀速运动,下列说法正确的是( )A.导体棒ab两端的感应电动势越来越小B.导体棒ab中的感应电流方向是a→bC.导体棒ab所受安培力方向水平向右D.导体棒ab所受合力做功为零解析:由于导体棒匀速运动,磁感应强度及长度不变,由E=BLv可知,运动中感应电动势不变;由楞次定律可知,导体棒中的电流方向由b指向a;由左手定则可知,导体棒所受安培力方向水平向左;由于匀速运动,棒的动能未变,由动能定理可知,合力做的功等于零.选项A、B、C错误,D正确.答案:D7、(上海单科,1)由放射性元素放出的氦核流被称为( )A.阴极射线B.α射线C.β射线D.γ射线解析:本题考查天然放射现象.在天然放射现象中,放出α、β、γ三种射线,其中α射线属于氦核流,选项B正确.答案:B二、非选择题(河北省两校高三年级模拟考试)质量为m=2 kg的物块静置于水平地面上,现对物块施加水平向右的力F,力F随时间变化的规律如图所示,已知物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2,求:(1)4 s后撤去力F,物块还能继续滑动的时间t;(2)前4 s内,力F的平均功率.解析:(1)物块与地面之间最大静摩擦力Ff m=μmg=4 N,在第1 s内物块静止不动第1~3 s内,物块做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律a 1=F 1-μmg m=2 m/s 23 s 末,物块的速度v 1=a 1t 1=2×2 m/s =4 m/s第3~4 s 内,物块做匀速直线运动,4 s 后撤去外力物块做匀减速运动,加速度大小为a 2=μg =2 m/s 2则物块继续滑行时间t =v 1a 2=2 s(2)设第1~3 s 内与第3~4 s 内物块的位移分别为x 1、x 2 x 1=12a 1t 21=4 mx 2=v 1t 2=4 m前4 s 内,力F 做功的大小为W =F 1x 1+F 2x 2=48 J 前4 s 内,力F 的平均功率P =Wt 总=12 W答案:(1)2 s (2)12 W精品基础教育教学资料,仅供参考,需要可下载使用!2020年高考物理一轮复习强化训练题汇总4(含解析)一、选择题1、a 、b 、c 三个点电荷仅在相互之间的静电力的作用下处于静止状态。
1.理解电场强度的定义、意义及表示方法.2.熟练掌握各种电场的电场线分布,并能利用它们分析解决问题.3.会分析、计算在电场力作用下的电荷的平衡及运动问题.(2)规律:“三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上;“两同夹异”——正、负电荷相互间隔;“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小;“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷.[例题1](2024•宁波二模)如图,用三根绝缘细绳把三个带同种电荷的小球A、B、C悬挂在O点。
小球静止时,恰好位于同一水平面,细绳与竖直方向的夹角分别为α、β、γ,已知小球A、B、C的质量分别为m A、m B、m C,电荷量分别为q A、q B、q C,则下列说法正确的是( )A.若小球的质量m A=m B=m C,则一定有α=β=γB.若小球的质量m A=m B=m C,则可能有α=β>γC.若小球所带电荷量q A=q B=q C,则一定有α=β=γD.若小球所带电荷量q A>q B>q C,则一定有α<β<γ【解答】解:A.对ABC三个小球整体来看,其整体重心在竖直线上,由此得到m A lsinα=m B lsinβ+m C lsinγ当m A=m B=m C时sinα=sinβ+sinγ当α=β=γ时sinα=2sinα这是不能实现的,故A错误;B.由A项分析,当γ=0时α=β>γB正确;C.小球位置与其质量有关,与电荷量无关,电荷量只决定小球张开的绝对大小,不影响相对大小,故C错误;D.由C项分析可知,故D错误。
故选:B。
A.2kQq2l2B.kQql2【解答】解:在C点,A、B两点电荷对kQq(l 2)2(l2)2,方向为由C指向A和由A.由b到a一直做加速运动B .运动至a 点的速度等于2gLC .运动至a 点的加速度大小为32gD .运动至ab 中点时对斜面的压力大小为3346mg 【解答】解:B .由题意可知三小球构成一个等边三角形,小球1和3之间的力大于小球2和3之间的力,弹簧处于压缩状态,故小球1和3一定是斥力,小球1带正电,故小球3带正电,小球3运动至a 点时,弹簧的伸长量等于L2,根据对称性可知,小球2对小球3做功为0;弹簧弹力做功为0,故根据动能定理有mgLsin30°=12mv 2解得小球3运动至a 点的速度v =gL 故B 错误;AC .小球3在b 点时,设小球3的电荷量为q ,根据库仑定律和平衡条件有kQq L 2=mg2 设弹簧的弹力为F ,根据受力平衡,沿斜面方向有F =k 6Qq L 2―k QqL 2sin30°―mgsin30° 解得F =94mg小球运动至a 点时,弹簧的伸长量等于L2,根据对称性,由牛顿第二定律可知F +k QqL2sin30°―mgsin30°=ma解得a =2g方向与合外力方向一样,沿斜面向上,故a 先加速后减速,故AC 错误;D .当运动至ab 中点时,弹簧弹力为0,根据库仑定律可知小球2对小球3的力为F 23=k Qq(32L )2=43⋅k Qq L 2=43×mg 2=23mg 此时小球3受到重力、库仑力和斜面对小球3的支持力,根据平衡条件可知斜面对小球的支持力为F N =mgcos30°―F 23=32mg ―23mg =3346mg根据牛顿第三定律可知,小球对斜面的压力大小为3346mg ,故D 正确。
拾躲市安息阳光实验学校2011江苏高考物理小一轮复习(假期之友)--电磁感应中的力学问题【知识梳理】1.电磁感应与力学的联系在电磁感应中切割磁感线的导体要运动,感应电流又要受到安培力的作用。
因此,电磁感应问题又往往和力学问题联系在一起,解决电磁感应中的力学问题,一方面要考虑电磁学中的有关规律;另一方面还要考虑力学的有关规律,要将电磁学和力学知识综合起来应用。
电磁感应与动力学、运动学结合的动态分析,思考方法是:电磁感应现象中感应电动势→感应电流→通电导线受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→……周而复始地循环,循环结束时,加速度等于零,导体达到稳定状态.【典型例题】例1:下图中a1b1c1d1 和a2b2c2d2 为同一竖直平面内的金属导轨,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨所在的平面(纸面)向里。
导轨的a1b1段与a2b2段是竖直的,距离为l1,c1d1与c2d2段也是竖直的,距离为l2.x1y1与x2y2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连接的金属杆,质量分别为m1和m2,它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。
两杆与导轨构成的回路的总电阻为R。
F为作用于金属杆x1y1上的竖直向上的恒力。
已知两杆运动到图示位置时,已匀速向上运动,求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路电阻上的热功率。
【分析与解】本题是电磁感应现象与物体的平衡相结合的问题,分析中应着重于两个方面,一是分析发生电磁感应回路的结构并计算其电流;二是分析相关物体的受力情况,并根据平衡条件建立方程。
设杆向上运动的速度为v,因杆的运动,两杆与导轨构成的回路的面积减少,从而磁通量也减少.由法拉第电磁感应定律,回路中的感应电动势的大小E = B(l2-l1)v①回路中的电流REI=②电流沿顺时针方向.两金属杆都要受到安培力作用,作用于杆x1y1的安培力为f1 = B l1I③方向向上,作用于杆x2y2的安培力f2 = B l2I④方向向下.当杆做匀速运动时,根据牛顿第二定律有F-m1g-m2g + f1-f2=0 ⑤解以上各式,得)()(1221llBgmmFI-+-=⑥RllBgmmFv212221)()(-+-=⑦作用于两杆的重力的功率的大小P = (m1+m2)gv⑧电阻上的热功率Q =I2R⑨由⑥、⑦、⑧、⑨式,可得gmmRllBgmmFP)()()(21212221+-+-=,RllBgmmFQ21221])()([-+-=。
一、选择题1.甲、乙两物体都做匀加速直线运动,已知甲物体的加速度大于乙物体的加速度,则在某一段时间内( )A.甲的位移一定比乙的大B.甲的平均速度一定比乙的大C.甲的速度变化一定比乙的大D.甲的末速度一定比乙的大2.某人欲估算飞机着陆时的速度,他假设飞机停止运动前在平直跑道上做匀减速运动,飞机在跑道上滑行的距离为x ,从着陆到停下来所用的时间为t ,则飞机着陆时的速度为( ) A.x t B.2x t C.x 2t D.x t 到2x t 之间的某个值3.一条悬链长7.2 m ,从悬点处断开,使其自由下落,不计空气阻力,则整条悬链通过悬点正下方20 m 处的一点所需的时间是(g 取10 m/s 2)( )A.0.3 sB.0.4 sC.0.7 sD.1.2 s3.【解析】选B.设悬链的长度为L ,经t 1悬链的下端经过该点,经t 2悬链的上端经过该点,则22122111h L gt h gt t t t 22-==∆=-,,.解得Δt=0.4 s ,B 正确. 4.一个质点正在做匀加速直线运动,用固定的照相机对该质点进行闪光照相,闪光时间间隔为1 s ,分析照片得到的数据,发现质点在第 1次、第2次闪光的时间间隔内移动了0.2 m ;在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了0.8 m ,由上述条件可知( )A.质点运动的加速度是0.6 m/s 2B.质点运动的加速度是0.3 m/s 2C.第1次闪光时质点的速度是0.05 m/sD.第1次闪光时质点的速度是0.1 m/s4.【解析】选B、C.画出如图所示的过程图:5.某军事试验场正在平地上试射地对空导弹,若某次竖直向上发射导弹时发生故障,造成导弹的v-t图象如图所示,则下述说法中正确的是( )A.0~1 s内导弹匀速上升B.1~2 s内导弹静止不动C.3 s末导弹回到出发点D.5 s末导弹恰好回到出发点6.小球从空中自由下落,与水平地面相碰后弹到空中某一高度,其速度随时间变化的关系如图所示,取g=10 m/s2,则小球( )A.最大速度为5 m/sB.第一次反弹的初速度大小为3 m/sC.能弹起的最大高度为0.45 mD.能弹起的最大高度为1.25 m6.【解析】选A、B、C.由v-t图象可知,速度最大值为5 m/s,0.5 s时,速度反向,大小为3 m/s,A、B正确;弹起的最大高度为1h0.3 3 m0.45 m2⨯⨯==,C正确,D错误.7.某一时刻a、b两物体以不同的速度经过某一点,并沿同一方向做匀加速直线运动,已知两物体的加速度相同,则在运动过程中( )A.a、b两物体速度之差保持不变B.a、b两物体速度之差与时间成正比C.a、b两物体位移之差与时间成正比D.a、b两物体位移之差与时间平方成正比8.一物体由静止开始沿直线运动,其加速度随时间变化的规律如图所示,取物体开始运动的方向为正方向,则下列关于物体运动的v-t图象正确的是( )9.汽车甲沿着平直的公路以速度v0做匀速直线运动,当它路过某处的同时,汽车乙从此处开始以加速度a做初速度为零的匀加速直线运动去追赶汽车甲,根据上述已知条件( )A.可求出乙车追上甲车时,乙车的速度B.可求出乙车追上甲车时,乙车走的路程C.可求出乙车从开始运动到追上甲车时,乙车运动的时间D.不能求出上述三者中任何一个9.【解析】选A 、B 、C.当两车相遇时,对甲车有x=v 0t,对乙车有21x at 2,所以可以求出乙车追上甲车的时间,并求出乙车追上甲车时乙车走的路程,B 、C 正确;对乙车v=at,所以可以求出乙车此时的速度,A 正确,D 错误.10.关于质点的运动,下列说法中正确的是 ( ).A .质点运动的加速度为零,则速度为零,速度变化也为零B .质点速度变化率越大,则加速度越大C .质点某时刻的加速度不为零,则该时刻的速度也不为零D .位移的方向就是质点运动的方向11.某赛车手在一次野外训练中,先利用地图计算出出发地和目的地的直线距离为9 km ,从出发地到目的地用了5分钟,赛车上的里程表指示的里程数值增加了15 km ,当他经过某路标时,车内速度计指示的示数为150 km/h ,那么可以确定的是( ).A .在整个过程中赛车手的平均速度是108 km/hB .在整个过程中赛车手的平均速度是180 km/hC .在整个过程中赛车手的平均速率是108 km/hD .经过路标时的瞬时速率是150 km/h11.解析 在整个过程中赛车手的平均速度为v -=x t =95/60 km/h =108 km/h ,A 正确、B 错误;而平均速率v ′-=s t =155/60 km/h =180 km/h ,C 错误;车内速度计指示的速度为汽车通过某位置的瞬时速率,D 正确.答案 AD12.如图所示,一个固定在水平面上的光滑物块,其左侧面是斜面AB ,右侧面是曲面AC ,已知AB 和AC 的长度相同.两个小球p 、q 同时从A 点分别沿AB 和AC 由静止开始下滑,比较它们到达水平面所用的时间( ).A.p小球先到B.q小球先到C.两小球同时到D.无法确定13.甲、乙两位同学进行百米赛跑,假如把他们的运动近似为匀速直线运动来处理,他们同时从起跑线起跑,经过一段时间后他们的位置如图所示,在下图中分别作出在这段时间内两人运动的位移x、速度v与时间t的关系图象,正确的是().答案 B14.t=0时,甲、乙两汽车从相距70 km的两地开始相向行驶,它们的v-t图象如图3所示.忽略汽车掉头所需时间,下列对汽车运动状况的描述正确的是().A.在第1小时末,乙车改变运动方向B.在第2小时末,甲乙两车相距10 kmC.在前4小时内,乙车运动加速度的大小总比甲车的大D.在第4小时末,甲、乙两车相遇15.如图所示,A、B分别是甲、乙两小球从同一地点沿同一直线运动的v-t图象,根据图象可以判断().A.两球在t=2 s时速率相等B.两球在t=8 s时相距最远C.两球运动过程中不会相遇D.甲、乙两球做初速度方向相反的匀减速直线运动,加速度大小相同、方向相反16.一辆汽车以72 km/h的速度正在平直公路上匀速行驶,突然发现前方40 m处有需要紧急停车的危险信号,司机立即采取刹车措施.已知该车在刹车过程中加速度的大小为5 m/s2,求从刹车开始经过5 s时汽车前进的距离是多少,此时是否已经进入危险区域?17.如图所示,水平传送带AB长12 m,以v0=5 m/s的速度匀速运动,运动方向向右,另有一物体以v=10 m/s的速度滑上传送带的右端,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5.(g=10 m/s2)(1)通过计算说明物体能否到达左端A点?(2)求物体在传送带上运动的时间.18.某学生利用“研究匀变速直线运动”的实验装置来测量一个质量m=50 g的重锤下落时的加速度值,该学生将重锤固定在纸带下端,让纸带穿过打点计时器,实验装置如图所示.(1)以下是该同学正确的实验操作和计算过程,请填写其中的空白部分:①实验操作:______________,释放纸带,让重锤自由落下,______________.②取下纸带,取其中的一段标出计数点如图所示,测出相邻计数点间的距离分别为x1=2.60 cm,x2=4.14 cm,x3=5.69 cm,x4=7.22 cm,x5=8.75 cm,x6=10.29 cm,已知打点计时器的打点间隔T=0.02 s,则重锤运动的加速度计算表达式为a=______________,代入数据,可得加速度a=______________m/s2(计算结果保留三位有效数字).(2)该同学从实验结果发现,重锤下落时的加速度比实际的重力加速度小,为了有效地缩小这个实验测得的加速度与实际的重力加速度之差,请你提出一个有效的改进方法: _________________________________________________________________________________________________________________________.19.如图所示是在2011年深圳大运会我国某优秀跳水运动员在跳台上腾空而起的英姿,运动员从离水面10 m高的平台上向上跃起,举起双臂直体离开台面,此时其重心位于从手到脚全长的中点,跃起后重心升高0.45 m达到最高点,落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计),求:(计算时,可以把运动员看做全部质量集中在重心的一个质点,g取10 m/s2)(1)运动员起跳时的速度v0.(2)从离开跳台到手接触水面的过程中所经历的时间t(结果保留3位有效数字).20. A、B两列火车,在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度v A=10 m/s,B车在后,速度v B=30 m/s,因大雾能见度很低,B车在距A车x0=75 m时才发现前方有A车,这时B车立即刹车,但B车要经过180 m才能停下来.(1)B车刹车时A仍按原速率行驶,两车是否会相撞?(2)若B车在刹车的同时发出信号,A车司机经过Δt=4 s收到信号后加速前进,则A车的加速度至少多大才能避免相撞?21.建筑工人安装脚手架进行高空作业时,一名建筑工人不慎将抓在手中的一根长5 m的铁杆在竖直状态下由静止脱手,不计空气阻力.试问:(1)假设杆的下端离地面40 m,那么铁杆碰到地面时的速度大约是多少?(2)若铁杆在下落过程中经过某楼层面的时间为0.2 s,试求铁杆下落时其下端距离该楼层面的高度是多少?(g取10 m/s2,不计楼层面的厚度)22.如图11所示,A、B两物体相距x=7 m时,A在水平拉力和摩擦力的作用下,正以v A =4 m/s的速度向右匀速运动,而物体B此时正以v B=10 m/s的初速度向右匀减速运动,加速度a=-2 m/s2,求A追上B所经历的时间.23.甲、乙两车同时同向从同一地点出发,甲车以v1=16 m/s的初速度,a1=-2 m/s2的加速度做匀减速直线运动,乙车以v2=4 m/s的初速度,a2=1 m/s2的加速度做匀加速直线运动,求两车再次相遇前两车相距最大距离和再次相遇时两车运动的时间.24.下面的图表,是《驾驶员守则》中的安全距离图示和部分安全距离数据.车速(km/h) 反应距离(m) 刹车距离(m) 停车距离(m)40 10 10 2060 15 22.5 37.580 s3=() x3=() L3=()请根据上边的表格计算(本题中的路面情况均相同):(1)如果驾驶员的反应时间相同,请在表格中填上对应的数值.(2)超速是一种很危险的驾驶行为,一位司机发现前面80 m处有一障碍物,此时他的车速为100 km/h,请问他能否避免车祸的发生?(3)酒后驾车是一种危害性很大的违法行为,由于酒精的作用,人的反应时间延长,发生交通事故的概率大大增加.一名喝了酒的驾驶员,发现前面50 m处有一队学生正在横过马路,此时他的车速为72 km/h,而他的反应时间却比正常时慢了0.1 s,请问他能否避免惨剧的发生?代入数值,得x5=32.4 mL5=s5+x5=52.4 m>50 m故惨剧不可能避免地要发生.。
匀变速直线运动一、选择题(本大题共12小题,每一小题5分,共60分。
在每一小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求; 9~12题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。
)1.物体做匀加速直线运动,相继经过两段距离均为16 m 的路程,第一段用时4 s ,第二段用时2 s ,如此物体的加速度是: 〔 〕 A. 23m/s 2 B.43 m/s 2 C.89 m/s 2 D.169m/s 2 【答案】B2.质量为m 的小球由空中A 点无初速度自由下落,加速度大小为g ;在t 秒末使其加速度大小变为a 方向竖直向上,再经过t 秒小球又回到A 点.不计空气阻力且小球从未落地,如此以下说法中正确的答案是: 〔 〕A .g a 4=B .返回到A 点的速率at 2C .自由下落t 秒时小球的速率为atD .小球下落的最大高度292at 【答案】D3.在某一高度以020/v m s =的初速度竖直上抛一个小球〔不计空气阻力〕。
当小球速度大小为10m/s 时,以下判断正确的答案是〔210/g m s =〕: 〔 〕A 、小球在这段时间内的平均速度大小一定为15m/s ,方向竖直向上B 、小球在这段时间内的速度变化率是25/m s ,方向竖直向上C 、小球的位移大小一定是15m ,方向竖直向上D 、小球在这段时间内的路程一定是25m【答案】C4.一位同学在某星球上完成自由落体运动实验:让一个质量为2 kg 的小球从一定的高度自由下落,测得在第5 s 内的位移是18 m ,如此: 〔 〕A .小球在2 s 末的速度是20 m/sB .小球在第5 s 内的平均速度是3.6 m/sC .小球在第2 s 内的位移是20 mD .小球在前5 s 内的位移是50 m 【答案】D5.如下列图,在水平面上有一个质量为m 的小物块,在某时刻给它一个初速度,使其沿水平面做匀减速直线运动,其依次经过A 、B 、C 三点,最终停在O 点.A 、B 、C 三点到O 点的距离分别为L 1、L 2、L 3,小物块由A 、B 、C 三点运动到O 点所用的时间分别为t 1、t 2、t 3.如此如下结论正确的答案是: 〔 〕A .312123L L L t t t ==B .312222123L L L t t t ==C .312123L L L t t t <<D .312222123L L L t t t << 【答案】B6.如下列图,物体从O 点由静止开始做匀加速直线运动,途经A 、B 、C 三点,其中|AB |=2 m ,|BC |=3 m .假设物体通过AB 和BC 这两段位移的时间相等,如此O 、A 两点之间的距离等于: 〔 〕A.98 mB. 89mC.34 mD.43m 【答案】A7.如下列图,某“闯关游戏〞的笔直通道上每隔8 m 设有一个关卡,各关卡同步放行和关闭,放行和关闭的时间分别为5 s 和2 s 。
物理高考一轮复习(优质5篇)1.物理高考一轮复习第1篇选择题选择题中,纯粹考察基础知识的题目有大概5道,从以下章节中抽取:相对论、光学、原子物理、万有引力与航天、机械振动与机械波、交变电流。
这些考题的特点是:知识点相对独立,没有综合应用,题型简单、易掌握。
因此我们在指导学生时,只需老师把这些知识点讲透、学生吃透就没问题了。
而搞定这些知识点最好的办法,就是精讲精练。
老师除了讲解,就是督促学生完成做题之后的归纳总结,做历年北京市的高考原题、所有期中、期末的考试题,以及所以有区的模拟题,每章最多50道。
把这些题弄明白了,考试没有理由在这些题上丢分。
30分到手,轻而易举。
余下的三道选择题中,有两道会涉及到力学和电学的主干知识,需要较强的综合应用能力,比如机械能守恒定律、带电粒子的运动、电磁感应等等。
这些问题需要较强的基础知识和综合分析能力,如果后面的大题能解,那么这两道题根本就是小菜一碟。
最后一道选择题有很强的综合性,可能是考察一种解决问题的方法,比如20XX年的就是考察了量纲知识,20XX年的是考察用图象法表示物理公式。
而20XX、20XX 两年考察的是推测的能力。
可以说这道题完全是能力的体现,考的是智力和应变能力,知识点倒是次要的。
综上所述,一个成绩中等偏下的学生,在经过一个月的“特训”以后,选择题达到做对6道的水平是非常轻松的。
实验题实验题会考两道,基本上一道电学一道力学。
力学实验共有八个、电学实验七个、光学实验两个。
并且命题还有一个特点,上一年考过的实验,接下来的几年肯定不会再考。
因此只剩下十个左右的实验。
每个实验有三到五个固定的考点,也就是无论怎样出题,都离不开这几个知识点。
对于北京实验的复习指导,其实只有一个字,那就是“细”,老师必须强调出每个实验中的具体的细节。
对于学生,除去认真重做一遍这些实验外,也只有一个字,那就是“背”,背完之后,把各城区的期中、期末考试、模拟考试上面的题研究明白。
16分以上,稳稳收入囊中。
0U E O I I 第Ⅱ单元 闭合电路欧姆定律●知识梳理 1.电动势(1)物理意义:反映不同电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量.(2)大小:等于电路中通过1 C 电荷量时电源所提供的电能的数值,等于电源没有接入电路时两极间的电压,在闭合电路中等于内外电路上电势降落之和E =U 外+U 内.2.闭合电路的欧姆定律闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路中的电阻之和成反比:I = r R E+.常用表达式还有:E = IR +Ir =U +U ′和U = E -Ir .3.路端电压U 随外电阻R 变化的讨论电源的电动势和内电阻是由电源本身决定的,不随外电路电阻的变化而改变,而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而改变的:(1)外电路的电阻增大时,I 减小,路端电压升高; (2)外电路断开时,R =∞,路端电压U =E ;(3)外电路短路时,R =0,U =0,I =r E(短路电流).短路电流由电源电动势和内阻共同决定,由于r 一般很小,短路电流往往很大,极易烧坏电源或线路而引起火灾.4.路端电压与电流的关系闭合电路欧姆定律可变形为U =E -Ir ,E 和r 可认为是不变的,由此可以作出电源的路端电压U 与总电流I 的关系图线,如图10-2-1所示.依据公式或图线可知:(1)路端电压随总电流的增大而减小.(2)电流为零时,即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E .在图象中,U -I 图象在纵轴上的截距表示电源的电动势.(3)路端电压为零时,即外电路短路时的电流I =r E .图线斜率绝对值在数值上等于内电阻. (4)电源的U -I 图象反映了电源的特征(电动势E 、内阻r ). 5.闭合电路中的几种电功率闭合电路的欧姆定律就是能的转化和守恒定律在闭合电路中的反映. 由E =U +U ′可得EI =UI +U ′I 或 EIt = UIt +U ′It(1)电源的总功率:P = EI =I (U +U ′)若外电路是纯电阻电路,还有P =I 2(R +r )=rR E +2(2)电源内部消耗的功率:P 内=rU I U r I 22'='=(3)电源的输出功率:P 出= P 总-P 内= EI -I 2r = UI 若外电路为纯电阻电路,还有P 出=I 2R . ●疑难突破电源的输出功率为P 出=I 2R =R R r E 22)(+=Rr r R R E 4)(22+-=rR r R E 4/)(22+-,当R =r 时,P 出有最大值,即P m =R E 42=r E 42.P 出与外电阻R 的这种函数关系可用如图10-2-2的图象定性地表示.由图象还可知,对应于电源的非最大输出功率P 可以有两个不同的外电阻R 1和R 2.由图象还可知:当R <r 时,若R 增加,则P 出增大;当R >r 时,若R 增大,则P 出减小.值得注意的是,上面的结论都是在电源的电动势和内电阻r 不变的情况下适用.r PR 12出R PRO 153VE ,r R R R 112342R R R R L E S L Aa 1132R R R L E Sc132Er RR S R A ABCE rP RG电源的效率η=)(22r R I R I +=r R R+=Rr +11,所以当R 增大时,效率η提高.当R =r ,电源有最大输出功率时,效率仅为50%,效率并不高.●典例剖析【例1】 (2002年全国)在如图10-2-3所示的电路中R 1、R 2、R 3和R 4皆为定值电阻,R 5为可变电阻,电源的电动势为E ,内阻为r 0.设电流表A 的读数为I ,电压表V 的读数为U .当R 5的滑动触点向图中a 端移动时A.I 变大,U 变小B. I 变大,U 变大C.I 变小,U 变大D.I 变小,U 变小 说明:在讨论电路中电阻发生变化后引起电流、电压发生变化的问题时,应根据电路的结构,由局部到整体的思路,得到总电流的变化情况,然后再由局部分析出电压和支路电流的变化情况.【例2】 (2001年上海)如图10-2-4所示的电路中,闭合电键,灯L 1、L 2正常发光.由于电路出现故障,突然发现灯L 1变亮,灯L 2正变暗,电流表的读数变小.根据分析,发生的故障可能是A.R 1断路B.R 2断路C.R 3短路D.R 4短路【例3】 如图10-2-6电路中,电阻R 1=9 Ω,R 2=15Ω,电源电动势E =12 V ,内电阻r =1 Ω.求:(1)当电流表示数为0.4 A 时,变阻器R 3的阻值多大? (2)R 3阻值多大时,它消耗的电功率最大? (3)R 3阻值多大时,电源的输出功率最大?说明:此题重点考查电阻上消耗的功率、电源输出功率等概念以及电源输出功率随外电阻变化而变化的规律,同时还考查用数学知识解决物理问题的能力.【例4】 如图10-2-7所示电路,将电动势E =1.5 V 、内阻r =0.5 Ω的电源与一粗细均匀的电阻丝相连,电阻丝的长度l =0.3 m ,电阻R =100 Ω.当滑动触头以v =5×10-3m/s 的速度向右滑动时,电流表G 的读数为多少?并指出电流表的正负极.已知电容器的电容C =2 μF.剖析:根据全电路欧姆定律,电阻丝上的电压U AB =rR E+R .设电阻丝单位长度上的降压为ΔU ,则ΔU =lU AB =l r R ER)(+. 设在时间Δt 内滑动触头P 向右移动的距离Δl =v Δt . 所以,时间Δt 内电容器两端的电压减少量为ΔU =U AB Δl =l r R l ER )(+∆=lr R tERv )(+∆.时间Δt 内电容器上的带电荷量减少量为:ΔQ =C ΔU =lr R tCERv )(+∆.则流过电流表G 的电流为:3I =t Q ∆∆=tl r R t CERv ∆+∆)(=3.0)5.0100(1051005.110236⨯+⨯⨯⨯⨯⨯-- A=4.9×10-8 A.电流表左边接负极,右边接正极,通过电流表的电流方向是由右向左.教学点睛(3)要让学生知道,闭合电路的欧姆定律实质上就是能的转化与守恒定律在闭合电路中的体现.通过对闭合电路欧姆定律的恒等变换,写成E It =UIt +U ′It 的形式,让学生从能的转化与守恒的角度来认识上式中各项(包括“=”“+”)的物理意义.(4)含有电容器的直流电路问题,在近几年的高考题中时有出现,不可忽视.在本单元及后面的素质能力检测中都安排了此类的练习题.可提取集中起来,作为一个小专题进行讲解训练.分析此类问题应抓住以下两点:①分析电容器在电路中的连接,找电容器每个极的等势点,从而确定电容器两极间的电压;②在电容器两极电压不变时,电容器连接处相当于电路断开;在电容器两极电压变化时,电容器将充放电.2.本单元配置了4个例题.通过例1应掌握电路分析的基本思路.例2主要说明等效电路的画法及电路故障分析的方法.例3说明电路最大功率问题的分析,不能盲目地套公式,应分析条件,抓住实质.例4是含容电路的动态分析问题.拓展题例【例1】 电池甲和乙的电动势分别为E 1和E 2,内电阻分别为r 1和r 2.若用甲、乙电池分别向某个电阻R 供电,则在这个电阻上所消耗的电功率相同.若用甲、乙电池分别向某个电阻R ′供电,则在R ′上消耗的电功率分别为P 1和P 2.已知E 1>E 2,R ′>R ,则A.r 1>r 2B.r 1<r 2C.P 1>P 2D.P 1<P 2 解析:将一电动势为E 、内电阻为r 的电源与一阻值为R 的电阻组成一闭合回路,路端电压U 和干路电流I 的关系为U =E -Ir .在U -I 直角坐标系中作U -I 图线, 则该图线为一条在纵轴上截距为E 、斜率为-r 的直线.这条线可被称为电源的伏安特性曲线.如果再在此坐标系中作出外电阻R 的伏安特性曲线为过原点的直线,斜率为R ,则两条线的交点就表示了该闭合电路所工作的状态.此交点的横、纵坐标的乘积即为外电阻所消耗的功率.U U U I I I R R1212E 'α1E 21α2O依题意作电池甲和乙及电阻R 的伏安特性曲线.由于两电池分别接R 时,R 消耗的电功率相等,故这三条线必相交于一点,如上图所示,由于α1>α2,所以r 1>r 2.作R ′的伏安特性曲线,由图可知:当甲电池接R ′时,P 1=U 1I 1;当乙电池接R ′时,P 2=U 2I 2.由于U 1>U 2,I 1>I 2,所以P 1>P 2.选A 、C 两项.说明:本题为有关全电路电阻、功率关系的半定量问题,采用图线方法求解为较简捷的思路.把电源和外电阻的伏安特性曲线合在一个坐标轴上比较,给运算带来方便.【例2】 在图(A )所示的电路中,电源电动势E =8 V ,内阻一定,红、绿灯的电阻分别为R r =4 Ω,R g =8 Ω,其他电阻R 1=4 Ω,R 2=2 Ω,R 3=6 Ω,电压表读数U 0=6.0 V ,经过一段时间发现红灯变亮,绿灯变暗.问:(1)若电压表读数变为U 1=6.4 V ,试分析电路中R 1、R 2、R 3哪个电阻发生了断路或短路故障.(2)若红灯变亮、绿灯变暗而电压表读数变为U 2=5.85 V ,试分析电路中R 1、R 2、R 3哪个电阻发生了断路或短路故障.V V(A )(B )1 R 2R R 3r gR R 1R 2R R 3E rE r rR gR A BABCC解析:这个电路较为复杂,先将它等效变换成串、并联明显的电路如图(B )所示,再进行分析.问题(1)中由电压表读数变大可知路端电压增大,说明外电阻增大,即电阻发生断路;又红灯变亮、绿灯变暗,说明红灯所处部分电阻增大,即R AB 变大.由于只有一个电阻,即为R 1断路.由问题(2)知路端电压减小,说明外电阻减小,即电阻发生短路;又红灯变亮,绿灯变暗,说明绿灯所处的那部分电路电阻减小了,即R BC 减小,故R 2、R 3中必有一个短路,究竟是哪一个?在没有其他测试条件下可通过计算求得:电池内阻r =R U U E 00-=6668-Ω=2 Ω 再求出R BC ,E U 2=r R R R R BC AB BC AB +++=885.5 解得R BC =3.4 Ω,判断为R 2短路.说明:本题先进行正确的等效变换,再利用电路进行计算后判断.【例3】 在如下图所示电路中,直流发电机E =250 V , r =3Ω, R 1=R 2=1 Ω,电热器组中装有50只完全相同的电热器,每只电热器的额定电压为200 V ,额定功率为1 000 W ,其他电阻不计,并且不计电热器电阻随温度的变化.问:+-......R RR1 21R E rABn ,(1)当接通几只电热器时,实际使用的电热器都能正常工作?(2)当接通几只电热器时,发电机输出功率最大? (3)当接通几只电热器时,电热器组加热物体最快?(4)当接通几只电热器时,电阻R 1、R 2上消耗的功率最大?(5)当接通几只电热器时,实际使用的每只电热器中电流最大?解析:不计用电器电阻随温度的变化,则每只电热器的电阻R 0=00012002Ω=40 Ω,每只电热器的额定电流I 0=2000001A=5 A.(1)要使用电器正常工作,必须使电热器两端的实际电压等于额定电压200 V ,因此干路电流I =210R R r U E ++-=113200250++- A=10 A 而每只电热器额定电流为5 A ,则电热器的只数n 1=510=2.(2)要使电源输出功率最大,必须使外电阻等于内电阻,由此可得电热器总电阻为 R =r -(R 1+R 2)=3 Ω-(1+1)Ω=1 Ω 故有n 2=R R 0=140=40.5(3)要使电热器组加热物体最快,就必须使电热器组得到的电功率最大.有的同学错误地认为电热器接得越多,总功率越大,这是没有考虑到外电阻的变化会影响电源输出功率的变化.这里,要注意到A 、B 两点间得到最大功率的条件,相当于把R 1、R 2视为等效(电源)内电阻,要使电热器的总功率最大,必须使其总电阻为R ′=R 1+R 2+r =(1+1+3)Ω= 5 Ω所以n 3=R R 0=540=8. (4)要使R 1、R 2上消耗功率最大,必须使通过它们的电流为最大,由此电路中总电阻必须最小.即当50只电热器全接通时,可满足要求,所以n 4=50.(5)要使实际使用的每只电热器中电流最大,则在保证U AB 不超过200 V 的前提下使其值尽量地大.由第(1)问的讨论可知,n 1=2时U AB =200 V ,若n 5=1,看似通过它的电流达到最大,但实际情况是:电热器被烧坏而无法工作.因此仍要取n 5=2.说明:在涉及到用电器、电机等有关功率的计算时,一定要注意它们的额定值,否则可能会得出一些没有实际意义的数据.。
(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)
1.物体做匀加速直线运动时,下列说法中正确的是( )
A .速度大小总是和时间成正比
B .速度的增加量总是和所有时间成正比
C .任意两个连续相等的时间间隔的位移之差一定相等
D .在任意时间段内的平均速度一定是v =v 0+v 2
【答案】 BCD
2.一个小石块从空中a 点自由落下,先后经过b 点和c 点,不计空气阻力.已知它经过b 点时的速度为v ,经过c 点时的速度为3v ,则ab 段与ac 段位移之比为( )
A .1∶3
B .1∶5
C .1∶8
D .1∶9
【答案】 C
3.骑自行车的人由静止开始沿直线行驶,在第1 s 、第2 s 、第3 s 、第4 s 内通过的距离分别是1 m 、2 m 、3 m 、4 m .则该运动是( )
A .匀加速运动
B .非匀加速运动
C .匀速运动
D .非匀速运动
【答案】 BD 4.
一个小石子从离地某一高度处由静止自由落下,某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹AB .该爱好者用
直尺量出轨迹的长度,如右图所示.已知曝光时间为11 000
s ,则小石子出发点离A 点约为( ) A .6.5 cm B .10 m
C .20 m
D .45 m
【答案】 C
5.(2010年沈阳质检)A 、B 两小球从不同高度自由下落,同时落地,A 球下落的时间为t ,B 球下落的时间为t /2,当B 球开始下落的瞬间,A 、B 两球的高度差为( )
A .gt 2 B.38
gt 2 C.34gt 2 D.14
gt 2 【解析】 A 球下落高度为h A =12gt 2,B 球下落高度为h B =12g ⎝⎛⎭⎫t 22=18
gt 2,当B 球开始下落的瞬间,A 、B 两球的高度差为Δh =h A -12g ⎝⎛⎭⎫t 22Δh =14
gt 2,所以D 项正确. 【答案】 D
6.一个质点正在做匀加速直线运动,用固定的照相机对该质点进行闪光照相,闪光时间间隔为1 s .分析照片得到的数据,发现质点在第1次、第2次闪光的时间间隔内移动了2 m ;在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了8 m ,由此不可求得( )
A .第1次闪光时质点的速度
B .质点运动的加速度
C .从第2次闪光到第3次闪光这段时间内质点的位移
D .质点运动的初速度
【解析】
如右图所示,s 3-s 1=2aT 2,可求得a
而v 1=s 1T -a ·T 2
可求. s 2=s 1+aT 2=s 1+s 3-s 12=s 1+s 32
也可求, 因不知第一次闪光时已运动的时间和位移,故初速度v 0不可求.
【答案】 D
7.一质点做直线运动,t =t 0时,s >0,v >0,a >0,此后a 逐渐减小至零,则下列说法错误的是( )
A .速度的变化越来越慢
B .速度逐渐变小
C .位移继续增大
D .位移、速度始终为正值
【答案】 B
8.我国自行研制的“枭龙”战机04号在四川某地试飞成功.假设该战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动,达到起飞速度v 所需时间为t ,则起飞前的运动距离为( )
A .v t B.v t 2
C .2v t
D .不能确定
【答案】 B
9.为了安全,汽车在行驶途中,车与车之间必须保持一定的距离.因为从驾驶员看见某一情况到采取制动动作的时间里,汽车仍然要通过一段距离(称为思考距离);而从采取制动动作到车完全停止的时间里,汽车又要通过一段距离(称为制动距离).下表给出了汽车在不同速度下的思考距离和制动距离.
速度(km/h) 思考距离(m) 制动距离(m) 停车距离(m)
45 9 14 23
75 15 38 X
90 Y Z 73
105 21 75 96
某同学分析这些数据,算出了表格中未给出的数据,X 、Y 和Z ,该同学计算正确的是( )
A .X =53,Y =21,Z =46
B .X =50,Y =21,Z =52
C .X =53,Y =18,Z =55
D .X =50,Y =21,Z =46
【答案】 C
10.
(北京海淀一模)某研究性学习小组用加速度传感器探究物体从静止开始做直线运动的规律,得到了质量为1.0
kg 的物体运动的加速度随时间变化的关系图线,如右图所示.由图可以得出( )
A .从t =4.0 s 到t =6.0 s 的时间内物体做匀减速直线运动
B .物体在t =10.0 s 时的速度大小约为5.8 m/s
C .物体在10.0 s 内所受合外力的冲量大小 约为50 N·s
D .从t =10.0 s 到t =12.0 s 的时间内合外力对物体做的功约为7.3 J
【解析】 由a -t 图知在4.0 s ~6.0 s 的时间内加速度逐渐减小,故不是匀变速运动,A 错.v -t 图象的面积表示物体的位移,a -t 图象的面积表示速度,因此t =10.0 s 时的速度大小约为6.8 m/s ,B 错.由动量定理,物体在10.0 s 内合外力的冲量大小I =m v 10-0=6.8 N·s ,C 错.在10.0 s ~12.0 s 内a 为恒量,即a =0.5 m/s 2,则
F 合=ma =0.5 N,2秒内的位移s =v 10t +12
at 2=14.6 m ,因此做功W =F 合·s =0.5×14.6 J =7.3 J ,D 正确. 【答案】 D
11.如下图所示,一辆长为12 m 的客车沿平直公路以8.0 m/s 的速度匀速向北行驶,一辆长为10 m 的货车由静止开始以2.0 m/s 2的加速度由北向南匀加速行驶,已知货车刚启动时两车相距180 m ,求两车错车所用的时
间.
【解析】 设货车启动后经过时间t 1时两车开始错车,则有s 1+s 2=180 m ①
其中s 1=12
at 21② s 2=v t 1③
①②③联立可得t 1=10 s
设货车从开始运动到两车错车结束所用时间为t 2,在数值上有
s 1′+s 2′=(180+10+12) m =202 m .④
其中s 1′=12at 22
⑤ s 2′=v t 2⑥
解得t 2=10.8 s
故两车错车时间Δt =t 2-t 1=0.8 s.
【答案】 0.8 s
12.(2009年广东中山)将粉笔头A 轻放在以2 m/s 的恒定速度运动的足够长水平传送带上后,传送带上留下一条长度为4 m 的划线.若使该传送带改做加速度大小为1.5 m/s 2的匀减速运动直至速度为零,并且在传送带开始做匀减速运动的同时,将另一粉笔头B 轻放在传送带上,则粉笔头B 停止在传送带上的位置与划线起点间的距离为多少?(g 取10 m/s 2)
【解析】 粉笔头A 在传送带上运动,设其加速度为a ,加速时间为t ,则:v t -12
at 2=4,at =2,所以a =0.5 m/s 2.若传送带做匀减速运动,设粉笔头B 的加速时间为t 1,有v 1=at 1=v -a ′t 1
所以t 1=v a +a ′=21.5+0.5
s =1 s. 此时粉笔头B 在传送带上留下的划线长为:l 1=s 传送带-s 粉笔=⎝⎛⎭⎫v t 1-12a ′t 21-12×at 21-2×1 m -12
×1.5×12 m -12
×0.5×12 m =1 m .因传送带提供给粉笔的加速度大小为0.5 m/s 2,小于1.5 m/s 2.故粉笔相对传送带向前滑,到传送带速度减为零时,有v 1=a ′t 2,v 2=v 1-at 2,
l 2=s 粉笔′-s 传送带′=v 21-v 222a -v 212a ′=118
m .传送带停止运动后,粉笔头继续在传送带上做匀减速运动直至停止.则l 3=v 222a =19 m ,所以Δl =l 1-l 2-l 3=56
m. 【答案】 56
m。