三年高考2014_2016高考物理试题分项版解析专题19计算题力与运动(基础题)(含解析)
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2014年海南省高考物理试卷一、单选题:本大题共6小题,每小题3分,共18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.(3分)(2014•海南)如图,在一水平、固定的闭合导体圆环上方.有一条形磁铁(N 极朝上,S极朝下)由静止开始下落,磁铁从圆环中穿过且不及圆环接触,关于圆环中感应电流的方向(从上向下看),下列说法正确的是()A.总是顺时针B.总是逆时针C.先顺时针后逆时针D.先逆时针后顺时针2.(3分)(2014•海南)理想变压器上接有三个完全相同的灯泡,其中一个及该变压器的原线圈串联后接入交流电源,另外两个并联后接在副线圈两端.已知三个灯泡均正常发光.该变压器原、副线圈的匝数之比为()A.1:2B.2:1C.2:3D.3:23.(3分)(2014•海南)将一物体以某一初速度竖直上抛.物体在运动过程中受到一大小不变的空气阻力作用,它从抛出点到最高点的运动时间为t1,再从最高点回到抛出点的运动时间为t2,如果没有空气阻力作用,它从抛出点到最高点所用的时间为t0,则()A.t1>t0 t2<t1B.t1<t0 t2>t1C.t2>t0 t2>t1D.t1<t0 t2<t1 4.(3分)(2014•海南)如图,一平行板电容器的两极板及一电压恒定的电源相连,极板水平放置,极板间距为d,在下极板上叠放一厚度为l的金属板,其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中,当把金属板从电容器中快速抽出后,粒子P开始运动,重力加速度为g.粒子运动加速度为()A.g B.g C.g D.g5.(3分)(2014•海南)如图,一不可伸长的光滑轻绳,其左端固定于O点,右端跨过位于O′点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体;OO′段水平,长为度L;绳子上套一可沿绳滑动的轻环.现在轻环上悬挂一钩码,平衡后,物体上升L.则钩码的质量为()A.M B.M C.M D.M6.(3分)(2014•海南)设地球自转周期为T,质量为M,引力常量为G,假设地球可视为质量均匀分布的球体,半径为R.同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为()A.B.C.D.二、多项选择题:本大题共4小题,每小题5分,共20分,在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求.全部选对的,得5分;选对但不全的,得3分;有选错的,得0分.7.(5分)(2014•海南)下列说法中,符合物理学史实的是()A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体或静止B.牛顿认为,力是物体运动状态改变的原因,而不是物体运动的原因C.麦克斯韦发现了电流的磁效应,即电流可以在其周围产生磁场D.奥斯特发现导线通电时,导线附近的小磁针发生偏转8.(5分)(2014•海南)如图,两根平行长直导线相距2L,通有大小相等、方向相同的恒定电流,a、b、c是导线所在平面内的三点,左侧导线及它们的距离分别为、l 和3l.关于这三点处的磁感应强度,下列判断正确的是()A.a处的磁感应强度大小比c处的大B.b、c两处的磁感应强度大小相等C.a、c两处的磁感应强度方向相同D.b处的磁感应强度为零9.(5分)(2014•海南)如图(a),直线MN表示某电场中一条电场线,a、b是线上的两点,将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放,粒子从a运动到b过程中的v﹣t图线如图(b)所示,设a、b两点的电势分别为ϕa、ϕb,场强大小分别为E a、E b,粒子在a、b两点的电势能分别为W a、W b,不计重力,则有()A.ϕa>ϕb B.E a>E b C.E a<E b D.W a>W b10.(5分)(2014•海南)如图,质量相同的两物体a、b,用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧,a在水平桌面的上方,b在水平粗糙桌面上.初始时用力压住b使a、b静止,撤去此压力后,a开始运动,在a下降的过程中,b始终未离开桌面.在此过程中()A.a的动能小于b的动能B.两物体机械能的变化量相等C.a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量D.绳的拉力对a所做的功及对b所做的功的代数和为零三、实验题:本大题共2小题,第11小题5分,第12小题10分,共15分.11.(5分)(2014•海南)现受一合金制成的圆柱体,为测量该合金的电阻率,现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度.螺旋测微器和游标卡尺的示数如图(a)和图(b)所示.(1)由上图读得圆柱体的直径为_________ mm,长度为_________ cm.(2)若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端之间的电压为U,圆柱体的直径和长度分别为D、L,测得D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ=_________ .12.(10分)(2014•海南)用伏安法测量一电池的内阻.已知该待测电池的电动势E约为9V,内阻约数十欧,允许输出的最大电流为50mA,可选用的实验器材有:电压表V1(量程5V);电压表V2(量程10V);电流表A1(量程50mA);电压表A2(量程100mA);滑动变阻器R(最大电阻300Ω);定值电阻R1(阻值为200Ω,额定功率为1/8W);定值电阻R2(阻值为220Ω,额定功率为1W);开关S;导线若干.测量数据如坐标纸上U﹣I图线所示.(1)在答题卡相应的虚线方框内画出合理的电路原理图,并标明所选器材的符号.(2)在设计的电路中,选择定值电阻的根据是_________ .(3)由U﹣I图线求得待测电池的内阻为_________ Ω.(4)在你设计的电路中,产生系统误差的主要原因是_________ .四、解答题.本大题共2小题,第13题9分,14题14分,共23分.要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤.13.(9分)(2014•海南)短跑运动员完成100m赛跑的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段.一次比赛中,某运动用11.00s跑完全程.已知运动员在加速阶段的第2s内通过的距离为7.5m,求该运动员的加速度及在加速阶段通过的距离.14.(14分)(2014•海南)如图,在x轴上方存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外;在x轴下方存在匀强电场,电场方向及xOy平面平行,且及x轴成45°夹角.一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速度v0从y轴上P点沿y轴正方向射出,一段时间后进入电场,进入电场时的速度方向及电场方向相反;又经过一段时间T0,磁场方向变为垂直纸面向里,大小不变,不计重力.(1)求粒子从P点出发至第一次到达x轴时所需的时间;(2)若要使粒子能够回到P点,求电场强度的最大值.五、模块3-315.(4分)(2014•海南)下列说法正确的是()A.液体表面张力的方向及液面垂直并指向液体内部B.单晶体有固定的熔点,多晶体没有固定的熔点C.单晶体中原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性D.通常金属在各个方向的物理性质都相同,所以金属是非晶体E.液晶具有液体的流动性,同时具有晶体的各向异性特征16.(8分)(2014•海南)一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气,被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ两部分;达到平衡时,这两部分气体的体积相等,上部气体的压强为PⅠ0,如图(a)所示,若将气缸缓慢倒置,再次达到平衡时,上下两部分气体的体积之比为3:1,如图(b)所示.设外界温度不变,已知活塞面积为S,重力加速度大小为g,求活塞的质量.六、模块3-417.(2014•海南)一列简谐横波沿x轴传播,a、b为x轴上的两质点,平衡位置分别为x=0,x=x b(x b>0).a点的振动规律如图所示,已知波速为v=10m/s,在t=0.1s时,b点的位移为0.05m,则下列判断可能正确的是()A.波沿x轴正向传播,x b=0.5m B.波沿x轴正向传播,x b=1.5mC.波沿x轴负向传播,x b=2.5m D.波沿x轴负向传播,x b=3.5m18.(8分)(2014•海南)如图,矩形ABCD为一水平放置的玻璃砖的截面,在截面所在平面有一细束激光照射玻璃砖,入射点距底面的高度为h,反射光线和折射光线及底面所在平面的交点到AB的距离分别l1和l2,在截面所在平面内,改变激光束在AB面上入射点的高度及入射角的大小,当折射光线及底面的交点到AB的距离为l3时,光线恰好不能从底面射出,求此时入射点距离底面的高度H.七、模块3-5试题19.(4分)(2014•海南)在光电效应实验中,用同一种单色光,先后照射锌和银的表面,都能发生光电效应.对于这两个过程,下列四个物理过程中,一定不同的是()A.遏止电压B.饱和光电流C.光电子的最大初动能D.逸出功20.(8分)(2014•海南)一静止原子核发生α衰变,生成一α粒子及一新核,α粒子垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场,其运动轨迹是半径为R的圆.已知α粒子的质量为m,电荷量为q;新核的质量为M;光在真空中的速度大小为c.求衰变前原子核的质量.2014年海南省高考物理试卷参考答案及试题解析一、单选题:本大题共6小题,每小题3分,共18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.(3分)(2014•海南)如图,在一水平、固定的闭合导体圆环上方.有一条形磁铁(N 极朝上,S极朝下)由静止开始下落,磁铁从圆环中穿过且不及圆环接触,关于圆环中感应电流的方向(从上向下看),下列说法正确的是()A.总是顺时针B.总是逆时针C.先顺时针后逆时针D.先逆时针后顺时针考点:楞次定律.菁优网版权所有专题:电磁感应及电路结合.分析:由楞次定律可以判断出感应电流的方向;解答:解:由图示可知,在磁铁下落过程中,穿过圆环的磁场方向向上,在磁铁靠近圆环时,穿过圆环的磁通量变大,在磁铁远离圆环时穿过圆环的磁通量减小,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流先沿顺时针方向,后沿逆时针方向,故C正确;故选:C点评:本题考查了楞次定律的应用,正确理解楞次定律阻碍的含义是正确解题的关键.2.(3分)(2014•海南)理想变压器上接有三个完全相同的灯泡,其中一个及该变压器的原线圈串联后接入交流电源,另外两个并联后接在副线圈两端.已知三个灯泡均正常发光.该变压器原、副线圈的匝数之比为()A.1:2B.2:1C.2:3D.3:2考点:变压器的构造和原理;串联电路和并联电路.菁优网版权所有专题:交流电专题.分析:设每只灯的额定电流为I,因并联在副线圈两端的三只小灯泡正常发光,所以副线圈中的总电流为3I,由电流关系求出匝数比;由匝数比求电压关系.解答:解:设每只灯的额定电流为I,额定电压为U,因并联在副线圈两端的两只小灯泡正常发光,所以副线圈中的总电流为2I,原副线圈电流之比为1:2,所以原、副线圈的匝数之比为2:1;故选:B.点评:本题解题的突破口在原副线圈的电流关系,注意明确三灯正常发光为解题的关键.3.(3分)(2014•海南)将一物体以某一初速度竖直上抛.物体在运动过程中受到一大小不变的空气阻力作用,它从抛出点到最高点的运动时间为t1,再从最高点回到抛出点的运动时间为t2,如果没有空气阻力作用,它从抛出点到最高点所用的时间为t0,则()A.t1>t0 t2<t1B.t1<t0 t2>t1C.t2>t0 t2>t1D.t1<t0 t2<t1考点:竖直上抛运动.菁优网版权所有分析:题中描述的两种情况物体均做匀变速运动,弄清两种情况下物体加速度、上升高度等区别,然后利用匀变速运动规律求解即可.解答:解:不计阻力时,物体做竖直上抛运动,根据其运动的公式可得:,当有阻力时,设阻力大小为f,上升时有:mg+f=ma,上升时间有阻力上升位移及下降位移大小相等,下降时有mg﹣f=ma1,,根据,可知t1<t2故ACD错误,B正确.故选:B.点评:正确受力分析弄清运动过程,然后根据运动学规律求解是对学生的基本要求,平时要加强这方面的训练.4.(3分)(2014•海南)如图,一平行板电容器的两极板及一电压恒定的电源相连,极板水平放置,极板间距为d,在下极板上叠放一厚度为l的金属板,其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中,当把金属板从电容器中快速抽出后,粒子P开始运动,重力加速度为g.粒子运动加速度为()A.g B.g C.g D.g考点:带电粒子在混合场中的运动.菁优网版权所有专题:带电粒子在复合场中的运动专题.分析:金属板内部场强为零,有厚度为l的金属板,相当于平行板电容器的间距减小了l;粒子受重力和电场力,根据平衡条件和牛顿第二定律列式求解加速度.解答:解:粒子受重力和电场力,开始时平衡,有:mg=q①当把金属板从电容器中快速抽出后,根据牛顿第二定律,有:mg﹣q=ma ②联立①②解得:a=g故选:A.点评:本题要记住平行板电容器内插入金属板,可以等效成极板间距减小了;然后结合共点力平衡条件和牛顿第二定律列式分析,不难.5.(3分)(2014•海南)如图,一不可伸长的光滑轻绳,其左端固定于O点,右端跨过位于O′点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体;OO′段水平,长为度L;绳子上套一可沿绳滑动的轻环.现在轻环上悬挂一钩码,平衡后,物体上升L.则钩码的质量为()A.M B.M C.M D.M考点:共点力平衡的条件及其应用.菁优网版权所有专题:共点力作用下物体平衡专题.分析:由几何关系求出环两边绳子的夹角,然后根据平行四边形定则求钩码的质量.解答:解:重新平衡后,绳子形状如下图:由几何关系知:绳子及竖直方向夹角为30°,则环两边绳子的夹角为60°,则根据平行四边形定则,环两边绳子拉力的合力为Mg,根据平衡条件,则够吗的质量为M;故选:D.点评:该题的关键在于能够对线圈进行受力分析,利用平衡状态条件解决问题.力的计算离不开几何关系和三角函数.6.(3分)(2014•海南)设地球自转周期为T,质量为M,引力常量为G,假设地球可视为质量均匀分布的球体,半径为R.同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为()A.B.C.D.考点:万有引力定律及其应用.菁优网版权所有分析:在赤道上物体所受的万有引力及支持力提供向心力可求得支持力,在南极支持力等于万有引力.解答:解:在赤道上:G,可得①在南极:②由①②式可得:= A正确故选:A点评:考查物体受力分析及圆周运动向心力的表大式,明确在两极物体没有向心力.二、多项选择题:本大题共4小题,每小题5分,共20分,在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求.全部选对的,得5分;选对但不全的,得3分;有选错的,得0分.7.(5分)(2014•海南)下列说法中,符合物理学史实的是()A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体或静止B.牛顿认为,力是物体运动状态改变的原因,而不是物体运动的原因C.麦克斯韦发现了电流的磁效应,即电流可以在其周围产生磁场D.奥斯特发现导线通电时,导线附近的小磁针发生偏转考点:物理学史.菁优网版权所有专题:常规题型.分析:根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家的主要贡献即可.解答:解:A、亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体静止,故A正确;B、牛顿认为,力是物体运动状态改变的原因,而不是物体运动的原因,故B正确;C、奥斯特发现了电流的磁效应,即电流可以在其周围产生磁场,故C错误;D、奥斯特发现导线通电时,导线附近的小磁针发生偏转,电流可以在其周围产生磁场,故D正确;故选:ABD.点评:本题考查物理学史,是常识性问题,对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆,这也是考试内容之一.8.(5分)(2014•海南)如图,两根平行长直导线相距2L,通有大小相等、方向相同的恒定电流,a、b、c是导线所在平面内的三点,左侧导线及它们的距离分别为、l 和3l.关于这三点处的磁感应强度,下列判断正确的是()A.a处的磁感应强度大小比c处的大B.b、c两处的磁感应强度大小相等C.a、c两处的磁感应强度方向相同D.b处的磁感应强度为零考点:电场强度.菁优网版权所有专题:电场力及电势的性质专题.分析:根据安培定则判断两根直导线在三个点产生的磁场方向,由磁场的叠加原理分析即可.解答:解:A、B、C、根据安培定则判断知:左侧导线在a点产生的磁场方向向里,在c 点产生的磁场方向向外,右侧导线在a点产生的磁场方向向里,在b点产生的磁场方向向外,根据磁感线的疏密表示磁场的强弱,可知离直导线越远,磁场越弱,可知:a处磁感线比c处密,则a处的磁感应强度大小比c处的大.由磁场的叠加可知:a、c两处的磁感应强度方向相反.故A正确,BC错误.D、由于左右侧导线在b处产生的磁感应强度方向相反,大小相等,所以b处的磁感应强度为零.故D正确.故选:AD.点评:本题关键要掌握安培定则,运用磁场的叠加分析磁感应强度的大小.9.(5分)(2014•海南)如图(a),直线MN表示某电场中一条电场线,a、b是线上的两点,将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放,粒子从a运动到b过程中的v﹣t图线如图(b)所示,设a、b两点的电势分别为ϕa、ϕb,场强大小分别为E a、E b,粒子在a、b两点的电势能分别为W a、W b,不计重力,则有()A.ϕa>ϕb B.E a>E b C.E a<E b D.W a>W b考点:电势;电场强度.菁优网版权所有专题:电场力及电势的性质专题.分析:根据受力方向判断电场线方向,根据加速度的大小判断场强大小的变化.解答:解:A、负电荷从A释放(初速为0)后,能加速运动到B,说明负电荷受到的电场力方向是从A指向B,那么电场方向就是由B指向A,由于沿电场线方向电势逐渐降低,所以AB两点的电势关系是φA<φB.则A错误B、C、负电荷从A运动到B的过程中,它的加速度是逐渐减小的(乙图中的“斜率”表示加速度),由牛顿第二定律知,负电荷从A到B时,受到的电场力是逐渐减小的,由 E=知,E A>E B.故B正确.C错误D、负电荷在电势高处电势能小,因φA<φB则W a>W b则D正确故选:BD点评:本题考查了对图象的认识和理解,能从图象中获取有用的物理信息,本题是小型的综合题.10.(5分)(2014•海南)如图,质量相同的两物体a、b,用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧,a在水平桌面的上方,b在水平粗糙桌面上.初始时用力压住b使a、b静止,撤去此压力后,a开始运动,在a下降的过程中,b始终未离开桌面.在此过程中()A.a的动能小于b的动能B.两物体机械能的变化量相等C.a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量D.绳的拉力对a所做的功及对b所做的功的代数和为零考点:功能关系.菁优网版权所有分析:b的速度在绳子方向的分速度及a的速度相等,比较出速度大小即可比较动能的大小.解答:解:A、将b的实际速度进行分解如图:由图可以看出a的速度小于b的速度,故a的动能小于b的动能,A正确;B、由于有摩擦力做功,故ab系统机械能不守恒,则二者机械能的变化量不相等,B错误;C、a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量及产生的内能之和,故a的重力势能的减小量大于两物体总动能的增加量,C错误;D、在这段时间内,ab的速度不相等,则相同时间内经过的位移不相等,而绳子对a的拉力和对b的拉力大小相等,故绳的拉力对a所做的功及对b所做的功的绝对值不相等,二者代数和不为零,故D错误;故选:A.点评:本题考查了有摩擦力作用下的系统功能转化关系,克服摩擦力做功时,系统的机械能减少,减少的机械能转化为内能.三、实验题:本大题共2小题,第11小题5分,第12小题10分,共15分.11.(5分)(2014•海南)现受一合金制成的圆柱体,为测量该合金的电阻率,现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度.螺旋测微器和游标卡尺的示数如图(a)和图(b)所示.(1)由上图读得圆柱体的直径为 1.844 mm,长度为 4.240 cm.(2)若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端之间的电压为U,圆柱体的直径和长度分别为D、L,测得D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ=.考点:测定金属的电阻率.菁优网版权所有专题:实验题.分析:(1)游标卡尺主尺及游标尺示数之和是游标卡尺的示数;螺旋测微器固定刻度及可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数;(2)根据欧姆定律和电阻定律列式求解.解答:解:(1)由图a所示可知,螺旋测微器固定刻度示数为1.5mm,游标尺示数为34.3×0.01mm=0.343mm,螺旋测微器示数为1.5mm+0.343mm=1.843mm;由图所示可知,游标卡尺主尺示数为4.2cm,游标尺示数为8×0.05mm=0.40mm,游标卡尺示数为42mm+0.40mm=42.40mm=4.240cm;(2)根据电阻定律,有:R=ρ=ρ解得:ρ=.故答案为:(1)1.844,4.240;(2).点评:游标卡尺主尺及游标尺示数之和是游标卡尺的示数;螺旋测微器固定刻度及可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数;游标卡尺不需要估读,螺旋测微器需要估读,对游标卡尺读数时,要注意游标尺的精度.并掌握电阻定律及欧姆定律的应用.12.(10分)(2014•海南)用伏安法测量一电池的内阻.已知该待测电池的电动势E约为9V,内阻约数十欧,允许输出的最大电流为50mA,可选用的实验器材有:电压表V1(量程5V);电压表V2(量程10V);电流表A1(量程50mA);电压表A2(量程100mA);滑动变阻器R(最大电阻300Ω);定值电阻R1(阻值为200Ω,额定功率为1/8W);定值电阻R2(阻值为220Ω,额定功率为1W);开关S;导线若干.测量数据如坐标纸上U﹣I图线所示.(1)在答题卡相应的虚线方框内画出合理的电路原理图,并标明所选器材的符号.(2)在设计的电路中,选择定值电阻的根据是定值电阻在电路中消耗的功率会超过W,R2的功率满足实验要求.(3)由U﹣I图线求得待测电池的内阻为50 Ω.(4)在你设计的电路中,产生系统误差的主要原因是电压表分流.考点:测定电源的电动势和内阻.菁优网版权所有专题:实验题.分析:(1)根据伏安法测电源电动势及内阻的原理作出实验电路图;(2)根据题意选择定值电阻;(3)由图象求出电源内阻;(4)根据实验电路分析实验误差.解答:解:(1)应用伏安法测电源电动势及内阻,电压表测路端电压,电流表测电路电流,电路图如图所示:(2)定值电阻R1在电路中的最大功率:P1=I2R1=(0.05)2×200=0.5W>W,定值电阻R2在电路中的最大功率:P2=I2R2=(0.05)2×220=0.55W<1W,为保护电路安全,则定值电阻应选择R2.(3)由图示图象可知,电源内阻r===50Ω;(4)由实验电路图可知,相对于电源电流表采用外接法,由于电压表的分流作用,电流表所测电流小于电路电流,电压表分流是造成系统误差的原因.故答案为:(1)电路原理图如图所示.(2)定值电阻在电路中消耗的功率会超过W,R2的功率满足实验要求.(3)50;(4)电压表分流.点评:本题考查了作实验电路、实验器材选择、求电源内阻、实验误差分析;电源U﹣I 图象斜率的绝对值是电源内阻,知道实验原理、根据图象分析即可正确解题.四、解答题.本大题共2小题,第13题9分,14题14分,共23分.要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤.13.(9分)(2014•海南)短跑运动员完成100m赛跑的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段.一次比赛中,某运动用11.00s跑完全程.已知运动员在加速阶段的第2s内通过的距离为7.5m,求该运动员的加速度及在加速阶段通过的距离.考点:匀变速直线运动的位移及时间的关系.菁优网版权所有专题:直线运动规律专题.分析:设他做匀加速直线运动的时间为t1,位移大小为小x1,加速度大小为a,做匀速直线运动的速度为v,根据运动学基本公式,抓住位移位移列式即可求解.解答:解:根据题意,在第1s和第2s内运动员都做匀加速直线运动,设运动员在匀加速阶段的加速度为a,在第1s和第2s内通过的位移分别为s1和s2,由运动学规律得t0=1s联立解得 a=5m/s2设运动员做匀加速运动的时间为t1,匀速运动的时间为t2,匀速运动的速度为v1,跑完全程的时间为t,全程的距离为s,依题决及运动学规律,得。
专题06 功和能一、选择题1.【2016·四川卷】韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。
他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离,重力对他做功1 900 J,他克服阻力做功100 J。
韩晓鹏在此过程中A.动能增加了1 900 J B.动能增加了2 000 JC.重力势能减小了1 900 J D.重力势能减小了2 000J2.【2016·上海卷】在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置,体验者在风力作用下漂浮在半空。
若减小风力,体验者在加速下落过程中A.失重且机械能增加B.失重且机械能减少C.超重且机械能增加D.超重且机械能减少3.【2016·海南卷】如图,光滑圆轨道固定在竖直面内,一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动。
已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N1,在高点时对轨道的压力大小为N2。
重力加速度大小为g,则N1–N2的值为A.3mg B.4mg C.5mg D.6mg4.【2016·全国新课标Ⅱ卷】小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q 球的绳短。
将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图所示。
将两球由静止释放,在各自轨迹的最低点A.P球的速度一定大于Q球的速度B.P球的动能一定小于Q球的动能C.P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度考!5.【2014·海南·10】如图,质量相同的两物体a 、b ,用不可伸长的轻绳跨接在一光滑的轻质定滑轮两侧,a 在水平桌面的上方,b 在水平粗糙桌面上,初始时用力压住b 使a 、b 静止,撤去此压力后,a 开始运动。
在a 下降的过程中,b 始终未离开桌面。
在此过程中A .a 的动能小于b 的动能B .两物体机械能的变化量相等C .a 的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量D .绳的拉力对a 所做的功与对b 所做的功的代数和为零6.【2014·安徽·15】如图所示,有一内壁光滑的闭合椭圆形管道,置于竖直平面内,MN 是通过椭圆中心O 点的水平线。
专题02 物体的平衡1.【2016·江苏卷】一轻质弹簧原长为8 cm ,在4 N 的拉力作用下伸长了2 cm ,弹簧未超出弹性限度,则该弹簧的劲度系数为A .40 m/NB .40 N/mC .200 m/ND .200 N/m 2.【2016·海南卷】如图,在水平桌面上放置一斜面体P ,两长方体物块a 和b 叠放在P 的斜面上,整个系统处于静止状态。
若将a 和b 、b 与P 、P 与桌面之间摩擦力的大小分别用f 1、f 2和f 3表示。
则A .f 1=0,f 2≠0,f 3≠0B .f 1≠0,f 2=0,f 3=0C .f 1≠0,f 2≠0,f 3=0D .f 1≠0,f 2≠0,f 3≠03.【2016·全国新课标Ⅲ卷】如图,两个轻环a 和b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m 的小球。
在a 和b 之间的细线上悬挂一小物块。
平衡时,a 、b 间的距离恰好等于圆弧的半径。
不计所有摩擦。
小物块的质量为A .2mBC .mD .2m4.【2016·全国新课标Ⅱ卷】质量为m 的物体用轻绳AB 悬挂于天花板上。
用水平向左的力F 缓慢拉动绳的中点O ,如图所示。
用T 表示绳OA 段拉力的大小,在O 点向左移动的过程中A .F 逐渐变大,T 逐渐变大B .F 逐渐变大,T 逐渐变小C .F 逐渐变小,T 逐渐变大D .F 逐渐变小,T 逐渐变小。
5.【2016·浙江卷】如图所示为一种常见的身高体重测量仪。
测量仪顶部向下发射波速为v 的超声波,超声波经反射后返回,被测量仪接收,测量仪记录发射和接收的时间间隔。
质量为M 0的测重台置于压力传感器上,传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。
当测重台没有站人时,测量仪记录的时间间隔为t 0,输出电压为U 0,某同学站上测重台,测量仪记录的时间间隔为t ,输出电压为U ,则该同学身高和质量分别为A .v (t 0–t ),00M U UB .12v (t 0–t ),00M U U C . v (t 0–t ),000()M U U U - D .12v (t 0–t ),000()M U U U - 6.【2014·海南卷】如图,一不可伸长的光滑轻绳,其左端固定于O 点,右端跨过位于O '点的固定光滑轴悬挂一质量为M 的物体;OO '段水平,长度为L ;绳上套一可沿绳滑动的轻环。
专题04 曲线运动一、选择题1.【2016·海南卷】在地面上方某点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出,不计空气阻力,则小球在随后的运动中A .速度和加速度的方向都在不断变化B .速度与加速度方向之间的夹角一直减小C .在相等的时间间隔内,速率的改变量相等D .在相等的时间间隔内,动能的改变量相等2.【2016·江苏卷】有A 、B 两小球,B 的质量为A 的两倍.现将它们以相同速率沿同一方向抛出,不计空气阻力.图中①为A 的运动轨迹,则B 的运动轨迹是A .①B .②C .③D .④3.【2016·上海卷】风速仪结构如图(a )所示。
光源发出的光经光纤传输,被探测器接收,当风轮旋转时,通过齿轮带动凸轮圆盘旋转,当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被挡住。
已知风轮叶片转动半径为r ,每转动n 圈带动凸轮圆盘转动一圈。
若某段时间Δt 内探测器接收到的光强随时间变化关系如图(b )所示,则该时间段内风轮叶片A .转速逐渐减小,平均速率为4πΔnr tB .转速逐渐减小,平均速率为8πΔnr tC .转速逐渐增大,平均速率为4πΔnr tD .转速逐渐增大,平均速率为8πΔnr t4.【2016·全国新课标Ⅲ卷】如图,一固定容器的内壁是半径为R 的半球面;在半球面水平直径的一端有一质量为m 的质点P 。
它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中,克服摩擦力做的功为W 。
重力加速度大小为g 。
设质点P 在最低点时,向心加速度的大小为a ,容器对它的支持力大小为N ,则A .2()mgR W a mR -B .2mgR Wa mR -= C .32mgR W N R -=D .)mgR W N R-=2( 5.【2016·浙江卷】如图所示为赛车场的一个水平“梨形”赛道,两个弯道分别为半径R =90 m 的大圆弧和r =40 m 的小圆弧,直道与弯道相切。
大、小圆弧圆心O 、O'距离L =100 m 。
专题03 牛顿运动定律一、选择题1.【2016·海南卷】沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用,其下滑的速度–时间图线如图所示。
已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数,在0~5 s、5~10 s、10~15 s内F的大小分别为F1、F2和F3,则A.F1<F2B.F2>F3 C.F1>F3D.F1=F3【答案】A【考点定位】v t 图像,牛顿第二定律【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,基础题。
2.【2016·上海卷】如图,顶端固定着小球的直杆固定在小车上,当小车向右做匀加速运动时,球所受合外力的方向沿图中的A.OA方向B.OB方向 C.OC方向 D.OD方向【答案】D【解析】据题意可知,小车向右做匀加速直线运动,由于球固定在杆上,而杆固定在小车上,则三者属于同一整体,根据整体法和隔离法的关系分析可知,球和小车的加速度相同,所以球的加速度也应该向右,故选项D正确。
【考点定位】牛顿第二定律、整体法和隔离法【方法技巧】本题通过整体法和隔离法可以判断出做匀变速直线运动的物体局部加速度和整体加速度相同。
3.【2016·江苏卷】如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸最终没有滑出桌面.若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中A.桌布对鱼缸摩擦力的方向向左B.鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等C.若猫增大拉力,鱼缸受到的摩擦力将增大D.若猫减小拉力,鱼缸有可能滑出桌面【答案】BD【考点定位】力与运动【方法技巧】本题重在分析清楚鱼缸的受力情况、运动情况。
先在桌布上加速,后在桌面上减速。
鱼缸受桌布的滑动摩擦力与猫拉力的大小无关。
4.【2016·全国新课标Ⅰ卷】一质点做匀速直线运动,现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D.质点单位时间内速率的变化量总是不变【答案】BC【考点定位】牛顿运动定律【名师点睛】本题主要考查牛顿运动定律。
高考专题(一) 运动的描述 直线运动1.(2019·新课标全国Ⅰ卷)如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H 。
上升第一个4H 所用的时间为t 1,第四个4H所用的时间为t 2。
不计空气阻力,则21t t 满足A .1<21t t <2 B .2<21t t <3 C .3<21t t <4D .4<21t t <5 【答案】C【解析】运动员起跳到达最高点的瞬间速度为零,又不计空气阻力,故可逆向处理为自由落体运动。
则根据初速度为零匀加速运动,相等相邻位移时间关系()()()()1:21:32:23:52....----,可知212323t t ==+-,即2134t t <<,故本题选C 。
2.(2019·浙江选考)一辆汽车沿平直道路行驶,其v –t 图象如图所示。
在t =0到t =40 s 这段时间内,汽车的位移是A .0B .30 mC .750 mD .1 200 m【答案】C【解析】在v –t 图像中图线与时间轴围成的面积表示位移,故在40 s 内的位移为()()1104030m 750m 2x =⨯+⨯=,C 正确。
3.(2018·新课标全国Ⅰ卷)高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的均加速直线运动,在启动阶段列车的动能A .与它所经历的时间成正比B .与它的位移成正比C .与它的速度成正比D .与它的动量成正比 【答案】B【解析】本题考查匀变速直线运动规律、动能、动量及其相关的知识点。
根据初速度为零匀变速直线运动规律可知,在启动阶段,列车的速度与时间成正比,即v =at ,由动能公式E k =12mv 2,可知列车动能与速度的二次方成正比,与时间的二次方成正比,选项AC 错误;由v 2=2ax ,可知列车动能与位移x 成正比,选项B 正确;由动量公式p =mv ,可知列车动能E k =12mv 2=22p m,即与列车的动量二次方成正比,选项D 错误。
计算题力与运动(基础题)1.【2016·海南卷】水平地面上有质量分别为m和4m的物A和B,两者与地面的动摩擦因数均为μ。
细绳的一端固定,另一端跨过轻质动滑轮与A相连,动滑轮与B相连,如图所示。
初始时,绳出于水平拉直状态。
若物块A在水平向右的恒力F作用下向右移动了距离s,重力加速度大小为g。
求:(1)物块B克服摩擦力所做的功;(2)物块A、B的加速度大小。
【答案】(1)2μmgs(2)32F mgmμ-34F mgmμ-【考点定位】牛顿第二定律、功、匀变速直线运动【名师点睛】采用整体法和隔离法对物体进行受力分析,抓住两物体之间的内在联系,绳中张力大小相等、加速度大小相等,根据牛顿第二定律列式求解即可。
解决本题的关键还是抓住联系力和运动的桥梁加速度。
2.(15分)【2016·四川卷】中国科学院2015年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器。
加速器是人类揭示物质本源的关键设备,在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用。
如图所示,某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管(漂移管)组成,相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。
质子从K 点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管,在漂移管内做匀速直线运动,在漂移管间被电场加速,加速电压视为不变。
设质子进入漂移管B 时速度为8×106 m/s ,进入漂移管E 时速度为1×107 m/s ,电源频率为1×107Hz ,漂移管间缝隙很小,质子在每个管内运动时间视为电源周期的1/2。
质子的荷质比取1×108 C/kg 。
求:(1)漂移管B 的长度;(2)相邻漂移管间的加速电压。
【答案】(1)0.4 m (2)4610V ⨯【解析】(1)设质子进入漂移管B 的速度为B v ,电源频率、周期分别为f 、T ,漂移管A 的长度为L ,则1T f= ① 2BT L v = ② 联立①②式并代入数据得0.4m L =③(2)设质子进入漂移管E 的速度为E v ,相邻漂移管间的加速电压为U ,电场对质子所做的功为W ,质子从漂移管B 运动到E 电场做功W ',质子的电荷量为q 、质量为m ,则W qU = ④3W W '= ⑤221122E B W mv mv '=- ⑥ 联立④⑤⑥式并代入数据得4610V U =⨯⑦考点:动能定理【名师点睛】此题联系高科技技术-粒子加速器,考查了动能定理的应用,比较简单,只要弄清加速原理即可列出动能定理求解;与现代高科技相联系历来是高考考查的热点问题.3.【2016·四川卷】(17分)避险车道是避免恶性交通事故的重要设施,由制动坡床和防撞设施等组成,如图竖直平面内,制动坡床视为与水平面夹角为θ的斜面。
2014年高考物理二轮复习经典试题力与直线运动一、选择题(本题共8小题,每小题8分,共64分,其中第3、6小题为多选题.)1.质量均为1.5×103 kg的甲、乙两车同时同地出发在水平面上运动,二者所受阻力均为车重的0.5倍,由于牵引力不同,甲车做匀速直线运动,乙车做匀加速直线运动,其运动的位移-时间(x-t)图象如图所示,则以下叙述正确的是()A.乙车牵引力为7.5×103 NB.t=1 s时两车速度相同且v共=1 m/sC.t=1 s时两车间距最大,且最大间距为1 mD.0~2 s内阻力对两车做的功均为-3×103 J解析:甲车做匀速运动,牵引力与阻力大小相等为7.5×103 N,乙车做加速运动,牵引力大于7.5×103 N,A错;甲车速度v甲=2 m/s,乙车加速度a乙=2 m/s2,v乙=a乙t,t=1 s时两车速度相同且v共=2 m/s,此时二者间距最大,最大间距为1 m,B错,C对;0~2 s内阻力对两车做的功均为W=fΔx=-3×104 J,D错.答案:C2.如图所示,在水平地面上有一辆后轮驱动的玩具小车,车上弹簧的左端固定在小车的挡板上,右端与一小球相连,弹簧水平.设在某一段时间内小车向左运动,小球与小车相对静止,弹簧处于伸长状态且伸长量不变,若忽略小球与小车间的摩擦力,则在这段时间内小车向左()A.做变减速运动B.做变加速运动C.做匀加速运动D.做匀减速运动解析:小球受到水平向左的恒定弹簧弹力,由牛顿第二定律可知,小球必定具有水平向左的恒定加速度,而小球与小车相对静止,故小车也有向左的恒定加速度,所以小车向左做匀加速运动,选项C正确.答案:C3.[2013·淮安调研]三角形传送带以1 m/s的速度逆时针匀速转动,两边的传送带长都是2 m且与水平方向的夹角均为37°.现有两个小物块A、B从传送带顶端都以1 m/s的初速度沿传送带下滑,物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5,下列说法正确的是(sin 37°=0.6)()A.物块A先到达传送带底端B.物块A、B同时到达传送带底端C.传送带对物块A、B均做负功D.物块A、B在传送带上的划痕长度不相同解析:因为物块A的运动速度与传送带的运动速度相同,在重力分力作用下将向下加速运动,故传送带对物块A的摩擦力沿传送带向上,而物块B由于相对传送带向下运动,故所受的摩擦力沿传送带向上,所以两物块将同时到达传送带底端,A错误,B正确;传送带对物块A、B的摩擦力均做负功,C正确;由于物块A与传送带的运动方向相同,物块B与传送带的运动方向相反,故两物块在传送带上的划痕长度不相同,D正确.答案:BCD4.[2013·渭南二模]压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,有位同学把压敏电阻与电源、电流表、定值电阻串联成一闭合电路,并把压敏电阻放在桌子上,其上放一物块,整个装置放在可在竖直方向运动的电梯中,如图甲所示.已知0~t1时间电梯静止不动,电流表的示数为I0,现开动电梯,得到电流表的变化如图乙所示,则关于t2~t3时间内物块与电梯运动状态的叙述正确的是()A.物块处于失重状态,电梯向下做匀加速直线运动B.物块处于超重状态,电梯向上做匀加速直线运动C.物块仍旧平衡,电梯向上做匀速直线运动D.物块仍旧平衡,电梯向下做匀速直线运动解析:t2~t3时间内,电流大于电梯静止时的电流,说明压敏电阻所受压力大于电梯静止时所受压力,物块处于超重状态,电梯向上做匀加速直线运动,选项B正确.答案:B5.某同学在学习了直线运动和牛顿运动定律知识后,绘出了沿直线运动的物体的位移x、速度v、加速度a随时间变化的图象如图所示,若该物体在t=0时刻,初速度为零,则下列图象中该物体在t =4 s内位移一定不为零的是()解析:A图为物体的位移-时间图象,由图可以看出t=4 s内物体的位移为零.B图和D图中物体先沿正方向运动,然后返回,t=4 s内物体的位移为零.C图中物体沿单一方向做直线运动,t=4 s内物体的位移不为零.答案:C6.被称为“史上最严交规”于2013年1月1日起施行.对校车、大中型客货车、危险品运输车等重点车型驾驶人的严重交通违法行为,提高了记分分值.如图是张明在2013年春节假期试驾中某次小轿车在平直公路上运动的0~25 s内的速度随时间变化的图象,由图象可知()A.小轿车在0~15 s内的位移为200 mB.小轿车在10~15 s内加速度为零C.小轿车在10 s末运动方向发生改变D.小轿车在4~9 s内的加速度大小大于16~24 s内的加速度大小解析:小轿车在0~15 s内的位移为200 m,A项正确;10~15 s 内小轿车匀速运动,B项正确;0~25 s内小轿车始终未改变方向,C 项错误;小轿车4~9 s内的加速度大小是2 m/s2,16~24 s内的加速度大小是1 m/s2,D项正确.答案:ABD7.[2013·唐山二模]如图所示,在圆锥形内部有三根固定的光滑细杆,A 、B 、C 为圆锥底部同一圆周上的三个点,三杆Aa 、bB 、cC 与水平底面的夹角分别为60°、45°、30°.每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出),三个滑环分别从a 、b 、c 处由静止释放(忽略阻力),用t 1、t 2、t 3依次表示各滑环到达A 、B 、C 所用的时间,则( )A .t 1>t 2>t 3B .t 1<t 2<t 3C .t 1=t 3<t 2D .t 1=t 3>t 2解析:三根固定的光滑细杆在水平面上投影相等,设投影长度为d ,则有aA =d /cos60°,bB =d /cos45°,cC =d /cos30°,小滑环沿三根光滑细杆下滑,d /cos60°=12g sin60°t 21; d /cos45°=12g sin45°t 22;d /cos30°=12g sin30°t 23;联立解得:t 1=t 3=2d g sin60°cos60°,t 2=2d g sin45°cos45°,即t 1=t 3>t 2,选项D 正确. 答案:D8.[2013·长春一调]物块A 、B 的质量分别为m 和2m ,用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上.对B施加向右的水平拉力F,稳定后A、B相对静止在水平面上运动,此时弹簧长度为l1;若撤去拉力F,换成大小仍为F的水平推力向右推A,稳定后A、B相对静止在水平面上运动,弹簧长度为l2.则下列判断正确的是()A.弹簧的原长为l1+l2 2B.两种情况下稳定时弹簧的形变量相等C.两种情况下稳定时两物块的加速度不相等D.弹簧的劲度系数为F l1-l2解析:由题意可得两次物块的加速度大小相等为a=F3m,方向水平向右,所以C选项错误.设弹簧的原长为l0,弹簧的劲度系数为k,则有k(l1-l0)=ma,k(l0-l2)=2ma,解得l0=2l1+l23,k=Fl1-l2,所以A、B选项错误,D选项正确.答案:D二、计算题(本题共2小题,共36分.需写出规范的解题步骤)9.[2013·金版原创卷二]2013年元月开始实施的最严交规规定:黄灯亮时车头已越过停车线的车辆可以继续通行,车头未越过停车线的若继续前行则视为闯黄灯,属于交通违章行为.我国一般城市路口红灯变亮之前绿灯和黄灯各有3 s的闪烁时间.国家汽车检测标准中有关汽车制动初速度与刹车距离的规定是这样的:小客车在制动初速度为14 m/s的情况下,制动距离不得大于20 m.(1)若要确保小客车在3 s内停下来,汽车刹车前的行驶速度不能超过多少?(2)某小客车正以v0=8 m/s的速度驶向路口,绿灯开始闪时车头距离停车线L=36.5 m,小客车至少以多大的加速度匀加速行驶才能不闯黄灯?已知驾驶员从眼睛看到灯闪到脚下采取动作的反应时间是0.5 s.解析:(1)设小客车刹车时的最小加速度为a根据v2=2as①得a=v22s=1422×20m/s2=4.9 m/s2②确保小客车在 3 s内停下来,小客车刹车前的行驶最大速度为v max=at=4.9×3 m/s=14.7 m/s③(2)在反应时间内小客车匀速运动的距离为L0=v0Δt=8×0.5 m=4 m④车匀加速运动的距离为L′=L-L0=36.5 m-4 m=32.5 m⑤从绿灯闪到黄灯亮起这3 s内小客车加速运动的时间t′=t-Δt=3 s-0.5 s=2.5 s⑥设小客车加速时的加速度为a′,得L′=v0t′+12a′t′2⑦代入数据,化简得a′=4.0 m/s2.⑧答案:(1)14.7 m/s(2)4.0 m/s210.[2013·金版原创卷一]如图所示,静止放在水平桌面上的纸带上有一质量为m=0.1 kg的铁块,它与纸带右端的距离为L=0.5 m,铁块与纸带间、纸带与桌面间的动摩擦因数均为μ=0.1.现用力F水平向左将纸带从铁块下抽出,当纸带全部抽出时铁块恰好到达桌面边缘,铁块抛出后落地点离抛出点的水平距离为s=0.8 m.已知g=10 m/s2,桌面高度为H=0.8 m,不计纸带质量,不计铁块大小,铁块不滚动.求:(1)铁块抛出时的速度大小v;(2)纸带从铁块下抽出所用的时间t1;(3)纸带抽出过程中产生的内能E.解析:(1)根据平抛运动的规律,s=v t,H=12gt2可得:v=2 m/s.(2)设铁块的加速度为a1,由牛顿第二定律,得μmg=ma1纸带抽出时,铁块的速度v=a1t1可得t1=2 s.(3)铁块的位移s1=12a1t21设纸带的位移为s2,由题意知,s2-s1=L 由功能关系可得E=μmgs2+μmg(s2-s1) 联立以上各式解得E=0.3 J.答案:(1)2 m/s(2)2 s(3)0.3 J。
专题01 直线运动一、选择题1.【2016·上海卷】物体做匀加速直线运动,相继经过两段距离为16 m 的路程,第一段用时4 s ,第二段用时2 s ,则物体的加速度是A .22m/s 3B .24m/s 3C .28m/s 9D .216m/s 9 2.【2016·全国新课标Ⅲ卷】一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动,在时间间隔t 内位移为s ,动能变为原来的9倍。
该质点的加速度为A .2s tB .232s tC .24s tD .28s t3.【2016·江苏卷】小球从一定高度处由静止下落,与地面碰撞后回到原高度再次下落,重复上述运动,取小球的落地点为原点建立坐标系,竖直向上为正方向,下列速度v 和位置x 的关系图象中,能描述该过程的是4.【2015·浙江·15】如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间t ∆,测得遮光条的宽度为x ∆,用x t ∆∆近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度,为使x t∆∆更接近瞬时速度,正确的措施是A .换用宽度更窄的遮光条B .提高测量遮光条宽度的精确度C .使滑块的释放点更靠近光电门D .增大气垫导轨与水平面的夹角5.【2014·全国大纲卷】—质点沿x轴做直线运动,其v-t图象如图所示。
质点在t=0时位于x=5m处,开始沿x轴正向运动。
当t=8s时,质点在x轴上的位置为()A.x=3m B.x=8m C.x=9m D.x =14m6.【2014·广东卷】如图所示是物体做直线运动的v-t图象,由图可知,该物体A.第1s内和第3s内的运动方向相反B.第3s内和第4s内的加速度相同C.第1s内和第4s内的位移大小不相等D.0-2s和0-4s内的平均速度大小相等7.【2014·江苏卷】一汽车从静止开始做匀加速直线运动,然后刹车做匀减速直线运动,直到停止。
专题17 力学实验1.【2016·上海卷】(3分)在“用DIS研究机械能守恒定律”的实验中,用到的传感器是传感器。
若摆锤直径的测量值大于其真实值会造成摆锤动能的测量值偏。
(选填:“大”或“小”)2.【2016·浙江卷】(10分)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m。
如图1 所示,用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。
在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下,(1)若弹簧秤a、b间夹角为90°,弹簧秤a的读数是N(图2中所示),则弹簧秤b的读数可能为N。
(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°,保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变,减小弹簧秤b 与弹簧OC的夹角,则弹簧秤a的读数、弹簧秤b的读数(填“变大”、“变小”或“不变”)。
3.【2016·四川卷】(6分)用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能。
将弹簧放置在水平气垫导轨上,左端固定,右端在O点;在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门,计时器(图中未画出)与两个光电门相连。
先用米尺测得B、C两点间距离s,再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A,静止释放,计时器显示遮光片从B到C所用的时间t,用米尺测量A、O之间的距离x。
(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是_______。
(2)为求出弹簧的弹性势能,还需要测量_______。
A.弹簧原长B.当地重力加速度C.滑块(含遮光片)的质量(3)增大A、O之间的距离x,计时器显示时间t将_____。
A.增大B.减小C.不变4.【2016·全国新课标Ⅲ卷】(10分)某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。
图中,置于实验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮;轻绳跨过滑轮,一端与放在木板上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码。
本实验中可用的钩码共有N=5个,每个质量均为0.010 kg。
计算题力与运动(基础题)1.【2016·海南卷】水平地面上有质量分别为m和4m的物A和B,两者与地面的动摩擦因数均为μ。
细绳的一端固定,另一端跨过轻质动滑轮与A相连,动滑轮与B相连,如图所示。
初始时,绳出于水平拉直状态。
若物块A在水平向右的恒力F作用下向右移动了距离s,重力加速度大小为g。
求:(1)物块B克服摩擦力所做的功;(2)物块A、B的加速度大小。
【答案】(1)2μmgs(2)32F mgmμ-34F mgmμ-【考点定位】牛顿第二定律、功、匀变速直线运动【名师点睛】采用整体法和隔离法对物体进行受力分析,抓住两物体之间的内在联系,绳中张力大小相等、加速度大小相等,根据牛顿第二定律列式求解即可。
解决本题的关键还是抓住联系力和运动的桥梁加速度。
2.(15分)【2016·四川卷】中国科学院2015年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器。
加速器是人类揭示物质本源的关键设备,在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用。
如图所示,某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管(漂移管)组成,相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。
质子从K 点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管,在漂移管内做匀速直线运动,在漂移管间被电场加速,加速电压视为不变。
设质子进入漂移管B 时速度为8×106 m/s ,进入漂移管E 时速度为1×107 m/s ,电源频率为1×107Hz ,漂移管间缝隙很小,质子在每个管内运动时间视为电源周期的1/2。
质子的荷质比取1×108 C/kg 。
求:(1)漂移管B 的长度;(2)相邻漂移管间的加速电压。
【答案】(1)0.4 m (2)4610V ⨯【解析】(1)设质子进入漂移管B 的速度为B v ,电源频率、周期分别为f 、T ,漂移管A 的长度为L ,则1T f= ① 2BT L v = ② 联立①②式并代入数据得0.4m L =③(2)设质子进入漂移管E 的速度为E v ,相邻漂移管间的加速电压为U ,电场对质子所做的功为W ,质子从漂移管B 运动到E 电场做功W ',质子的电荷量为q 、质量为m ,则W qU = ④3W W '= ⑤221122E B W mv mv '=- ⑥ 联立④⑤⑥式并代入数据得4610V U =⨯⑦考点:动能定理【名师点睛】此题联系高科技技术-粒子加速器,考查了动能定理的应用,比较简单,只要弄清加速原理即可列出动能定理求解;与现代高科技相联系历来是高考考查的热点问题.3.【2016·四川卷】(17分)避险车道是避免恶性交通事故的重要设施,由制动坡床和防撞设施等组成,如图竖直平面内,制动坡床视为与水平面夹角为θ的斜面。
一辆长12 m 的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床,当车速为23 m/s 时,车尾位于制动坡床的低端,货物开始在车厢内向车头滑动,当货物在车厢内滑动了4 m 时,车头距制动坡床顶端38 m ,再过一段时间,货车停止。
已知货车质量是货物质量的4倍,货物与车厢间的动摩擦因数为0.4;货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍。
货物与货车分别视为小滑块和平板,取2cos =1sin =0.1=10m /s g θθ,,。
求:(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向;(2)制动坡床的长度。
【答案】(1)5m/s 2,方向沿斜面向下(2)98m(2)设货车的质量为M ,车尾位于制动坡床底端时的车速为v =23 m/s 。
货车在车厢内开始滑动到车头距制动坡床顶端s 0=38m 的过程中,用时为t ,货物相对制动坡床的运动距离为s 1,在车厢内滑动的距离s =4m ,货车的加速度大小为a 2,货车相对制动坡床的运动距离为s 2。
货车受到制动坡床的阻力大小为F ,F 是货车和货物总重的k 倍,k =0.44,货车长度l 0=12m ,制动坡床的长度为l ,则2sin Mg F f Ma θ+-=④()F k m M g =+⑤21112s vt a t =-⑥ 22212s vt a t =-⑦ 12s s s =-⑧201l l s s =++⑨联立①②③-⑨并代入数据得98m l =⑩考点:匀变速直线运动的应用;牛顿第二定律【名师点睛】此题依据高速公路的避嫌车道,考查了牛顿第二定律的综合应用;涉及到两个研究对象的多个研究过程;关键是弄清物理过程,分析货物和车的受力情况求解加速度,然后选择合适的物理过程研究解答;此题属于中等题目.4.【2016·天津卷】(16分)我国将于2022年举办冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。
如图所示,质量m =60 kg 的运动员从长直助滑道AB 的A 处由静止开始以加速度a =3.6 m/s 2匀加速滑下,到达助滑道末端B 时速度v B =24 m/s ,A 与B 的竖直高度差H =48 m 。
为了改变运动员的运动方向,在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接,其中最低点C 处附近是一段以O 为圆心的圆弧。
助滑道末端B 与滑道最低点C 的高度差h =5 m ,运动员在B 、C 间运动时阻力做功W =–1 530 J ,取g =10 m/s 2。
(1)求运动员在AB 段下滑时受到阻力F f 的大小;(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍,则C 点所在圆弧的半径R 至少应为多大。
【答案】(1)144 N (2)12.5 m【解析】(1)运动员在AB 上做初速度为零的匀加速运动,设AB 的长度为x ,则有2B v =2ax ① 由牛顿第二定律有 mg H x–F f =ma ② 联立①②式,代入数据解得F f =144 N③(2)设运动员到达C 点时的速度为v C ,在由B 到达C 的过程中,由动能定理有 mgh +W =12m 2C v –12m 2Bv ④ 设运动员在C 点所受的支持力为F N ,由牛顿第二定律有F N –mg =2C v R⑤由运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍,联立④⑤式,代入数据解得R =12.5 m⑥【考点定位】动能定理、牛顿第二定律的应用【名师点睛】此题是力学综合题,主要考查动能定理及牛顿第二定律的应用;解题的关键是搞清运动员运动的物理过程,分析其受力情况,然后选择合适的物理规律列出方程求解;注意第(1)问中斜面的长度和倾角未知,需设出其中一个物理量。
5.【2014·全国Ⅱ·24】2012年10月,奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39km 的高空后跳下,经过4分20秒到达距地面约1.5km 高度处,打开降落伞并成功落地,打破了跳伞运动的多项世界纪录,取重力加速度的大小g=10m/s 2.(1)忽略空气阻力,求该运动员从静止开始下落到1.5km 高度处所需要的时间及其在此处速度的大小(2)实际上物体在空气中运动时会受到空气阻力,高速运动受阻力大小可近似表示为f=kv 2,其中v 为速率,k 为阻力系数,其数值与物体的形状,横截面积及空气密度有关,已知该运动员在某段时间内高速下落的v —t 图象如图所示,着陆过程中,运动员和所携装备的总质量m =100kg ,试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数(结果保留1位有效数字)。
【答案】(1)87s ;8.7×102m/s (2)0.008kg/m【解析】(1)设运动员从开始自由下落至1.5km 高度处的时间为t ,下落距离为S ,在1.5km 高度处的速度大小为v ,根据运动学公式有:v =gt ① 212s gt = ② 依题意有 S =3.9×104m-1.5×103m ③联立①②③式可得:t=87s ④v=8.7×102m/s ⑤(2)该运动员达到最大速度v max时,加速度为零,由牛顿第二定律有:Mg=kv2max ⑥由所给的v-t图象可读出v max≈360m/s ⑦由⑥⑦式可得:k=0.008kg/m ⑧考点定位:匀变速运动的规律;牛顿第二定律的应用;【知识拓展】此题考查了匀变速运动的规律及平衡问题;关键是由给定的图线中能够分析出运动员的最大速度。
6.【2014·北京·22】(16分)如图所示,竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切,小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。
现将A无初速度释放,A 与B碰撞后结合为一个整体,并沿桌面滑动。
已知圆弧轨道光滑,半径R=0.2m,A与B的质量相等,A与B整体与桌面之间的动摩擦因数 =0.2。
取重力加速度g=10m/s2,求:(1)碰撞前瞬间A的速率v。
(2)碰撞后瞬间A与B整体的速度。
(3)A与B整体在桌面上滑动的距离L。
【答案】(1)2m/s (2)1m/s (3)0.25m【考点定位】对动能定理和机械能守恒定律的考查【方法技巧】对一运动过程,考虑动能定理、动量守恒的应用。
7.【2014·重庆·7】(15分)题7图为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图.首先在发动机作用下,探测器受到推力在距月球高度为1h 处悬停(速度为0,1h 远小于月球半径);接着推力改变,探测器开始竖直下降,到达距月面高度为2h 处的速度为v ,此后发动机关闭,探测器仅受重力下落至月面.已知探测器总质量为m (不包括燃料),地球和月球的半径比为1k ,质量比为2k ,地球表面附近的重力加速度为g ,]求:(1)月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小;(2)从开始竖直下降到刚接触月面时,探测器机械能的变化。
【答案】(1)212k g k2)2211221()2k E mg h h mv k ∆=--(2)设机械能变化量为E ∆,动能变化量为k E ∆,重力势能变化量为P E ∆.由能量守恒定律:k P E E E ∆=∆+∆有22212112221()2k gh k E m v m gh k k ∆=+- 解得:2211221()2k E mg h h mv k ∆=-- 【考点定位】本题考查了万用引力定律及其应用、自由落体运动、能量守恒定律。
【方法技巧】要求对每个知识点都非常清晰。
8.【2016·浙江卷】(16分)在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示。
P 是一个微粒源,能持续水平向 右发射质量相同、初速度不同的微粒。
高度为h 的探测屏AB 竖直放置,离P 点的水平距离为L ,上端A 与P 点的高度差也为h 。
(1)若微粒打在探测屏AB 的中点,求微粒在空中飞行的时间;(2)求能被屏探测到的微粒的初速度范围;(3)若打在探测屏A 、B 两点的微粒的动能相等,求L 与h 的关系。