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文档介绍
江西省赣州市寻乌中学2016-2017学年上学期高三(上)月考物理试卷(9月份)(解析版)
2016-2017学年江西省赣州市寻乌中学高三(上)月考物理试卷(9月份) 二、选择题(本题共8小题,每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.) 1.伽利略在研究自由落体运动时,做了如下的实验:他让一个铜球从阻力很小(可忽略不计)的斜面上由静止开始滚下,并且做了上百次.假设某次实验伽利略是这样做的:在斜面上任取三个位置A、B、C,让小球分别由A、B、C滚下,如图所示.设A、B、C与斜面底端的距离分别为s1、s2、s3,小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为t1、t2、t3,小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为υ1、υ2、υ3,则下列关系式中正确、并且是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动的是( ) A. B. C.s1﹣s2=s2﹣s3 D. 2.如图所示,在超市内倾角为θ的电梯斜面上有一车西瓜随电梯匀速向上运动,在箱子的中央有一只质量为m的西瓜,则在该西瓜随箱一起匀速前进的过程中,周围其它西瓜对它的作用力的方向为( ) A.沿斜面向上 B.沿斜面向下 C.竖直向上 D.垂直斜面向上 3.利用静电除尘可以大量减少排放烟气中的粉尘.如图是静电除尘装置示意图,烟气从管口 M 进入,从管口 N 排出,当 A、B 两端接上高压后,在电场作用下管道内的空气分子被电离为电子和正离子,而粉尘在吸附了电子后最终附着在金属管壁上,从而达到减少排放烟气中粉尘的目的.根据上述原理,下面做法正确的是( ) A.A 端、B 端都接高压正极 B.A 端接高压负极、B 端接高压正极 C.A 端、B 端都接高压负极 D.A 端接高压正极、B 端接高压负极 4.如图所示,身高约1.7m的高中男生在学校体育课完成“引体向上”的测试,该同学在1min内完成了15次“引体向上”,每次“引体向上”都使自己的整个身体升高一个手臂的高度,且每次“引体向上”都需要2s才能完成,则该同学在整个测试过程中克服重力的平均功率约为( ) A.300W B.90W C.30W D.10W 5.嫦娥二号卫星由地面发射后,进入地月转移轨道,经多次变轨最 终进入距离月球表面 100 公里,周期为 118 分钟的工作轨道,开始对 月球进行探测,则下列说法错误的是( ) A.卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小 B.卫星在轨道Ⅲ上运动周期比在轨道Ⅰ上小 C.卫星在轨道Ⅲ上经过 P 点的速度比在轨道Ⅰ上经过 P 点时大 D.卫星在轨道Ⅰ上经过 P 点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过 P 点的加速度 6.在水平地面上竖直插入一对电极 M 和 N,将两个电极与直流电源相连,大地中形成电场.电场的基本性质与静电场相同,其电场线分布如图所示,P、Q 是电场中的两点.下列说法正确的是( ) A.P 点场强比 Q 点场强大 B.P 点电势比 Q 点电势高 C.电子在 P 点的电势能比在 Q 点的电势能大 D.电子沿直线从 N 到 M 的过程中所受电场力一直做正功 7.已知质量分布均匀的球壳对其内部物体的引力为零.科学家设想在赤道正上方高d处和正下方深为d处各修建一环形轨道,轨道面与赤道面共面.现有A、B两物体分别在上述两轨道中做匀速圆周运动,若地球半径为R,轨道对它们均无作用力,则A、B两物体运动的说法正确的是( ) A.向心加速度大小的比为 B.线速度大小的比为 C.角速度的比为 D.周期之比为2π 8.如图所示,足够长的长木板 B 在水平地面上向右运动,当长木板速度为v0时,将小物 块 A(可视为质点)放在 B 的右端并从此刻开始计时,最终 A 和 B 都停了下来,已知 A、B 间的动摩擦因数为μ1,B 与地面间的动摩擦因数为μ2,则从开始计时后( ) A.若μ2<μ1,A 先向右运动后向左运动 B.若μ2>μ1,A 运动的时间比 B 运动的时间长 C.若μ2不变μ1 越大,A 获得的最大动能越大 D.若μ1不变μ2 越大,则整个运动过程中产生的内能越大 二、解答题(共4小题,满分47分) 9.现有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用D、L表示,则用测得的D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ= . 10.某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线,可供选用的器材如下: 小灯泡L,规格“4.0V 0.7A”; 电流表A1,量程3A,内阻约为0.1Ω; 电流表A2,量程0.6A,内阻r2=0.2Ω; 电压表V,量程3V,内阻rV=9kΩ; 标准电阻R1,阻值1Ω; 标准电阻R2,阻值3kΩ; 滑动变阻器R,阻值范围0~10Ω; 学生电源E,电动势4.5V,内阻不计; 开关S及导线若干. (1)甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量,当通过L的电流为0.46A时,电压表的示数如图2所示,此时L的电阻为 Ω; (2)乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量,电压表指针指在最大刻度时,加在L上的电压值是 V; (3)学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线,需要重新设计电路.请你在乙同学的基础上利用所提供器材,在图4所示的虚线框内补画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号. 11.杭州滨江区的白金海岸小区吴菊萍徒手勇救小妞妞,被誉为“最美妈妈”. 设妞妞的质量m=10kg,从离地h1=28.5m高的阳台掉下,下落过程中空气阻力约为本身重力的0.4倍;在妞妞开始掉下时,吴菊萍经过0.5s的反应时间后,从静止开始沿直线匀加速奔跑水平距离S=10m到达楼下,张开双臂在距地面高度为h2=1.5m处接住妞妞,缓冲到地面时速度恰好为零,缓冲过程中的空气阻力不计.g=10m/s2.求: (1)妞妞在被接到前下落的时间; (2)吴菊萍跑到楼下时的速度; (3)在缓冲过程中吴菊萍对妞妞做的功. 12.如图甲所示,A、B 是真空中的两块面积很大的平行金属板,相距为L,加上周 期为T的交流电压,在两板间产生交变的匀强电场.已知 B 板的电势为零,A板的电势UA随时间变化的规律如图乙所示,其中 UA 最大值为 U0,最小值为﹣2U0.在靠近B板的P点处,不断地产生电荷量为 q、质量为 m 的带负电的微粒,各个时刻产生带电微粒的机会均等,这种微粒产生后,从静止出发在电场力的作用下运动,设微粒一旦碰到金属板,它就附在板 上不再运动,且其电荷量同时消失,不影响A、B 板的电压.已知上述的T、U0、L、g 和 m等各量正好满足L2=,若在交流电压变化的每个周期T 内,平均产生400个上述微粒.求(不计重力,不考虑微粒之间的相互作用): (1)从 t=0 开始运动的微粒到达 A 板所用的时间. (2)在 t=0 到 tc=段时间内产生的微粒中,有多少个微粒可到达A板. 【物理-选修3-4】 13.一简谐横波沿 x 轴负向传播,t 时刻的波形如图所示,则该时刻( ) A.质点 A 的速度向下 B.质点 B 的动能为零 C.从该时刻经过半个周期,质点 C 将移动到质点 B 的位置 D.从该时刻经过 1 个周期,质点 D 的加速度达到最大 E.B、D 两质点的振动情况总相反 14.如图所示为一等边三角形的某种透明介质ABC,边长为L,折射率为,底部中点O处有一点光源,试问能够从AB边射出光线的长度是多少? 【物理-选修3-5】 15.玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律,氢原子能级图如图所示,当氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时,辐射出频率为 Hz的光子.用该频率的光照射逸出功为2.25eV的钾表面,产生的光电子的最大初动能为 eV. (电子电荷量e=1.60×10﹣19C,普朗克常量h=6.63×10﹣34Js) 16.如图,光滑水平面上有三个物块A、B和C,它们具有相同的质量,且位于同一直线上.开始时,三个物块均静止,先让A以一定速度与B碰撞,碰后它们粘在一起,然后又一起与C碰撞并粘在一起,求前后两次碰撞中损失的动能之比. 2016-2017学年江西省赣州市寻乌中学高三(上)月考物理试卷(9月份) 参考答案与试题解析 二、选择题(本题共8小题,每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.) 1.伽利略在研究自由落体运动时,做了如下的实验:他让一个铜球从阻力很小(可忽略不计)的斜面上由静止开始滚下,并且做了上百次.假设某次实验伽利略是这样做的:在斜面上任取三个位置A、B、C,让小球分别由A、B、C滚下,如图所示.设A、B、C与斜面底端的距离分别为s1、s2、s3,小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为t1、t2、t3,小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为υ1、υ2、υ3,则下列关系式中正确、并且是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动的是( ) A. B. C.s1﹣s2=s2﹣s3 D. 【考点】伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法. 【分析】小球在斜面上做匀变速直线运动,由运动学公式可判断各项是否正确;同时判断该结论是否由伽利略用来证明匀变速运动的结论. 【解答】解:A、小球在斜面上三次运动的位移不同,末速度一定不同,故A错误; B、由v=at可得,a=,三次下落中的加速度相同,故公式正确,但是不是当是伽利略用来证用匀变速直线运动的结论;故B错误; C、由图可知及运动学规律可知,s1﹣s2>s2﹣s3,故C错误; D、由运动学公式可知,,a= 故三次下落中位移与时间平方向的比值一定为定值,伽利略正是用这一规律说明小球沿光滑斜面下滑为匀变速直线运动,故D正确; 故选:D. 【点评】虽然当时伽利略是通过分析得出匀变速直线运动的,但我们今天可以借助匀变速直线运动的规律去理解伽利略的实验. 2.如图所示,在超市内倾角为θ的电梯斜面上有一车西瓜随电梯匀速向上运动,在箱子的中央有一只质量为m的西瓜,则在该西瓜随箱一起匀速前进的过程中,周围其它西瓜对它的作用力的方向为( ) A.沿斜面向上 B.沿斜面向下 C.竖直向上 D.垂直斜面向上 【考点】牛顿第二定律. 【分析】这看似是受力分析,我们不可能把它受到的周围的每个西瓜的作用力都分析出来,这个思路是错误的.实际本题是牛顿第二定律的应用. 【解答】解: 由西瓜的运动状态﹣﹣匀速运动,可知受合外力为零,受到的力由两部分组成,一是重力,二是周围西瓜对它的作用力.由二力平衡可以知道周围西瓜对它的作用力应与重力等大反向,即方向竖直向上,故C正确. 故选C. 【点评】在分析问题时,不要被表面现象迷惑,从而被引入误区.或者说在一个思路不通时,及时调整思路来解题. 3.利用静电除尘可以大量减少排放烟气中的粉尘.如图是静电除尘装置示意图,烟气从管口 M 进入,从管口 N 排出,当 A、B 两端接上高压后,在电场作用下管道内的空气分子被电离为电子和正离子,而粉尘在吸附了电子后最终附着在金属管壁上,从而达到减少排放烟气中粉尘的目的.根据上述原理,下面做法正确的是( ) A.A 端、B 端都接高压正极 B.A 端接高压负极、B 端接高压正极 C.A 端、B 端都接高压负极 D.A 端接高压正极、B 端接高压负极 【考点】* 静电的利用和防止. 【分析】从静电除尘的原理出发即可解题.当管内接通静电高压时,管内存在强电场,它使空气电离而产生阴离子和阳离子.负离子在电场力的作用下,向正极移动时,碰到烟尘微粒使它带负电.因此,带电尘粒在电场力的作用下,向管壁移动,并附在管壁上,这样,消除了烟尘中的尘粒. 【解答】解:管内接通静电高压时,管内存在强电场,它使空气电离而产生阴离子和阳离子.负离子在电场力的作用下,向正极移动时,碰到烟尘微粒使它带负电.所以金属管B应接高压电源的正极,金属丝A接负极.故B正确,ACD错误. 故选:B 【点评】本题考查了静电在实际生产中的应用,要求同学们熟练掌握静电的防止与应用的具体实例. 4.如图所示,身高约1.7m的高中男生在学校体育课完成“引体向上”的测试,该同学在1min内完成了15次“引体向上”,每次“引体向上”都使自己的整个身体升高一个手臂的高度,且每次“引体向上”都需要2s才能完成,则该同学在整个测试过程中克服重力的平均功率约为( ) A.300W B.90W C.30W D.10W 【考点】功率、平均功率和瞬时功率. 【分析】学生的体重为60kg,每次上升的高度为0.6m,根据重力做功即可判断克服阻力做功大小,再求功率P= 【解答】解:设体重为60kg,每次引体向上上升高度为0.6m 克服重力做功为W=mgh=60×10×0.6J=360J,全过程克服重力做功的平均功率为P===90W,故B正确; 故选:B 【点评】本题主要考查了功和功率的计算,知道平均功率与瞬时功率的不同,以及求平均功率的方法即可 5.嫦娥二号卫星由地面发射后,进入地月转移轨道,经多次变轨最 终进入距离月球表面 100 公里,周期为 118 分钟的工作轨道,开始对 月球进行探测,则下列说法错误的是( ) A.卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小 B.卫星在轨道Ⅲ上运动周期比在轨道Ⅰ上小 C.卫星在轨道Ⅲ上经过 P 点的速度比在轨道Ⅰ上经过 P 点时大 D.卫星在轨道Ⅰ上经过 P 点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过 P 点的加速度 【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用. 【分析】根据万有引力提供向心力,得出线速度与轨道半径的关系,从而比较卫星在轨道Ⅲ上的运动速度与月球的第一宇宙速度大小.卫星在轨道Ⅲ上的P点需加速做离心运动可以进入轨道Ⅰ.根据开普勒第三定律得出周期的大小关系,根据牛顿第二定律,通过卫星所受的合力的大小比较加速度的大小. 【解答】解:A、第一宇宙速度为v:,解得:,第一宇宙速度的轨道半径等于月球的半径,小于轨道Ⅲ的半径大小,所以卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小.故A正确; B、据开普勒第三定律知,轨道Ⅲ的半径小于轨道Ⅰ的半长轴,所以卫星在轨道Ⅲ上的运动周期比在轨道Ⅰ上短.故B正确; C、卫星在轨道Ⅲ上的P点需加速做离心运动可以进入轨道Ⅰ,所以卫星在轨道Ⅲ上经过P点的速度比在轨道Ⅰ上经过P点时小.故C错误; D、卫星在在轨道Ⅱ上和在轨道Ⅰ上经过P时所受万有引力相等,所以加速度也相等.故D正确. 本题选择错误的是,故选:C 【点评】环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动,万有引力提供圆周运动向心力,可以通过调整速度使飞船做离心运动或近心运动实现轨道高度的变化. 6.在水平地面上竖直插入一对电极 M 和 N,将两个电极与直流电源相连,大地中形成电场.电场的基本性质与静电场相同,其电场线分布如图所示,P、Q 是电场中的两点.下列说法正确的是( ) A.P 点场强比 Q 点场强大 B.P 点电势比 Q 点电势高 C.电子在 P 点的电势能比在 Q 点的电势能大 D.电子沿直线从 N 到 M 的过程中所受电场力一直做正功 【考点】电场线;电势. 【分析】电场线是从正电荷或者无穷远出发出,到负电荷或无穷远处为止,电场线密的地方电场的强度大,电场线疏的地方电场的强度小.要正确在电场中通过电场线来判断电场强度、电势、电势能大小变化.由电势高低分析电势能的变化,判断电场力做功正负. 【解答】解:A、电场线密的地方电场强度大,所以P点场强比Q点场强小,故A错误 B、根据沿电场线方向电势降低可知:P点电势一定高于Q点电势,故B正确. C、P点电势高于Q点电势,即φp>φq.由电势能公式Ep=qφ,可知由于电子带负电,q<0,所以电子在P点的电势能小于在Q点的电势能.故C错误. D、电子沿直线从N到M的过程中,电势不断升高,由Ep=qφ,可知其电势能不断减小,则所受电场力一直做正功,故D正确. 故选:BD. 【点评】电场强度、电势、电势能、电场力做功等概念是本章的重点和难点,要弄清它们之间的区别和联系,并能在实际电场中或者电荷运动过程中弄清它们的变化. 7.已知质量分布均匀的球壳对其内部物体的引力为零.科学家设想在赤道正上方高d处和正下方深为d处各修建一环形轨道,轨道面与赤道面共面.现有A、B两物体分别在上述两轨道中做匀速圆周运动,若地球半径为R,轨道对它们均无作用力,则A、B两物体运动的说法正确的是( ) A.向心加速度大小的比为 B.线速度大小的比为 C.角速度的比为 D.周期之比为2π 【考点】万有引力定律及其应用;人造卫星的加速度、周期和轨道的关系. 【分析】由地球质量等于密度乘以体积,可得地球质量表达式;由万有引力提供向心力,对A、B分别列方程可得两物体速度和加速度之比. 【解答】解:设地球密度为ρ,则有: 在赤道上方: 在赤道下方: 解得: ,故A正确; =,故B正确; =,故C正确; ,故D错误; 故选:ABC 【点评】本题主要掌握万有引力提供向心力的基本应用,要会用数学方法表示球体质量;并正确应用万有引力充当向心力求解各物理量的表达式. 8.如图所示,足够长的长木板 B 在水平地面上向右运动,当长木板速度为v0时,将小物 块 A(可视为质点)放在 B 的右端并从此刻开始计时,最终 A 和 B 都停了下来,已知 A、B 间的动摩擦因数为μ1,B 与地面间的动摩擦因数为μ2,则从开始计时后( ) A.若μ2<μ1,A 先向右运动后向左运动 B.若μ2>μ1,A 运动的时间比 B 运动的时间长 C.若μ2不变μ1 越大,A 获得的最大动能越大 D.若μ1不变μ2 越大,则整个运动过程中产生的内能越大 【考点】动能定理的应用. 【分析】分析清楚物体的运动过程,根据物体运动过程、应用功的计算公式分析答题. 【解答】解:A放在B上后,A向右做匀加速运动,B向右做匀减速直线运动,当两者速度相等时两者相对静止; A、若μ2<μ1,然后两者一起向右做匀减速直线运动,最后两者都静止,故A错误; B、若μ2>μ1,A、B速度相等后,A在B上相对于B向前滑动,A、B都向右做匀减速直线运动,B的速度先变为零,然后A继续减速运动直到速度为零为止,A的运动时间比B的运动时间长,故B正确; C、若μ2不变μ1越大,A、B速度相等时A的速度越大,A获得的最大动能越大,故C正确; D、由能量守恒定律可知,系统产生的内能等于B的初动能,若μ1不变μ2越大,则整个运动过程中产生的内能不变,故D错误; 故选:BC. 【点评】本题是一道力学综合题,物体运动过程复杂,有一定的难度,分析清楚物体的受力情况与运动情况,应用能量守恒定律可以解题. 二、解答题(共4小题,满分47分) 9.现有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 1.847 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用D、L表示,则用测得的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;刻度尺、游标卡尺的使用;螺旋测微器的使用. 【分析】(1)游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数;螺旋测微器固定刻度与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34.7×0.01mm=0.347mm,螺旋测微器示数为1.5mm+0.347mm=1.847mm; 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)1.847,4.240;(2). 【点评】游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数;螺旋测微器固定刻度与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.并掌握电阻定律与欧姆定律的应用. 10.某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线,可供选用的器材如下: 小灯泡L,规格“4.0V 0.7A”; 电流表A1,量程3A,内阻约为0.1Ω; 电流表A2,量程0.6A,内阻r2=0.2Ω; 电压表V,量程3V,内阻rV=9kΩ; 标准电阻R1,阻值1Ω; 标准电阻R2,阻值3kΩ; 滑动变阻器R,阻值范围0~10Ω; 学生电源E,电动势4.5V,内阻不计; 开关S及导线若干. (1)甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量,当通过L的电流为0.46A时,电压表的示数如图2所示,此时L的电阻为 5 Ω; (2)乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量,电压表指针指在最大刻度时,加在L上的电压值是 4 V; (3)学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线,需要重新设计电路.请你在乙同学的基础上利用所提供器材,在图4所示的虚线框内补画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号. 【考点】伏安法测电阻. 【分析】(1)由图示电压表确定其分度值,读出电压表示数,然后由欧姆定律求出灯泡电阻阻值. (2)由图3所示电路图可知,电压表与电阻R2串联,根据串联电路特点求出电阻R2的电压,然后求出灯泡两端电压. (3)电流表A1量程太大,读数误差太大,为减小误差,应该选用电流表A2,给电流表A2并联一个分流电阻,据此设计实验电路. 【解答】解:(1)由图2所示可知,电压表分度值是0.1V,电压表示数为2.3V,此时灯泡电阻RL===5Ω. (2)电压表内阻为9kΩ,标准电阻R2阻值为3kΩ,电压表最大示数为3V,由串联电路特点可知,标准电阻R2电压为1V,灯泡两端电压为:3V+1V=4V. (3)电流表A1量程太大,读数误差太大,为减小误差,应该选用电流表A2,给电流表A2并联一个分流电阻,实验电路图如图1或图2所示. 故答案为:(1)5;(2)4;(3)实验电路图如图所示. 【点评】对电表读数时要先确定电表量程的分度值,读数时视线要与电表刻度线垂直;应用串联电路特点即可求出灯泡两端电压. 11.杭州滨江区的白金海岸小区吴菊萍徒手勇救小妞妞,被誉为“最美妈妈”. 设妞妞的质量m=10kg,从离地h1=28.5m高的阳台掉下,下落过程中空气阻力约为本身重力的0.4倍;在妞妞开始掉下时,吴菊萍经过0.5s的反应时间后,从静止开始沿直线匀加速奔跑水平距离S=10m到达楼下,张开双臂在距地面高度为h2=1.5m处接住妞妞,缓冲到地面时速度恰好为零,缓冲过程中的空气阻力不计.g=10m/s2.求: (1)妞妞在被接到前下落的时间; (2)吴菊萍跑到楼下时的速度; (3)在缓冲过程中吴菊萍对妞妞做的功. 【考点】牛顿第二定律;自由落体运动. 【分析】(1)妞妞下落过程中受到重力和空气阻力作用,由牛顿第二定律求出加速度a.妞妞下落的高度h=h2﹣hl,由自由落体公式求解时间. (2)吴菊萍跑到楼下时的位移时间已知,由位移时间关系式解得其加速度,然后用速度时间关系式解得其速度. (3)由速度公式v=at求出妞妞被接住时的速度,根据动能定理求解吴菊萍对妞妞做的功 【解答】解:(1)对妞妞用牛顿第二定律:mg﹣0.4mg=ma1 求得:a1=6m/s2 妞妞下落过程是匀变速直线运动,由位移时间关系: 解得:t=3s (2)吴匀加速运动时间:t1=t﹣0.5=2.5s 妞妞下落过程是匀变速直线运动,由平均速度公式:S=1 代入数据可得:v=8m/s (3)妞妞下落h1的速度:υ1=a1t=18m/s 缓冲过程中,对妞妞由动能定理,得: 解得:W=﹣1770J 答:(1)妞妞在被接到前下落的时间3s; (2)吴菊萍跑到楼下时的速度8m/s; (3)在缓冲过程中吴菊萍对妞妞做的功﹣1770J 【点评】本题把牛顿第二定律与匀变速直线运动规律相结合,通过此题可以看出加速度是练习牛顿第二定律与匀变速直线运动规律的桥梁 12.如图甲所示,A、B 是真空中的两块面积很大的平行金属板,相距为L,加上周 期为T的交流电压,在两板间产生交变的匀强电场.已知 B 板的电势为零,A板的电势UA随时间变化的规律如图乙所示,其中 UA 最大值为 U0,最小值为﹣2U0.在靠近B板的P点处,不断地产生电荷量为 q、质量为 m 的带负电的微粒,各个时刻产生带电微粒的机会均等,这种微粒产生后,从静止出发在电场力的作用下运动,设微粒一旦碰到金属板,它就附在板 上不再运动,且其电荷量同时消失,不影响A、B 板的电压.已知上述的T、U0、L、g 和 m等各量正好满足L2=,若在交流电压变化的每个周期T 内,平均产生400个上述微粒.求(不计重力,不考虑微粒之间的相互作用): (1)从 t=0 开始运动的微粒到达 A 板所用的时间. (2)在 t=0 到 tc=段时间内产生的微粒中,有多少个微粒可到达A板. 【考点】带电粒子在匀强电场中的运动. 【分析】(1)粒子在电场中在电场力的作用下线加速,根据粒子的运动的距离求运动的时间. (2)粒子先加速运动再减速运动,到达A板时速度恰好见为零,此时是恰好还能到达A的粒子,在此之前的粒子都可以到达A板. 【解答】解:(1)当电压为U0时,粒子的加速度为:a1=, 当电压为﹣2U0时,粒子的加速度为:a2=﹣=﹣2a1…① 用a1=代入已知式L2=3U0q()2, 解得:l=3a1()2…② 在t=0时刻加速运动的粒子,经T时间的位移为: L=a1(T)2>l…③ 说明从静止开始运动的微粒到达A板的时间小于T, 所以,从t=0开始运动的微粒到达A板时一直处于加速状态,且加速度为a1,到达A板的时间为: t==. (2)设在0~T时间内,在t=t1时刻开始运动的粒子经△t1时间在电压为U0加速,然后在电压为﹣2U0减速一段时间到达A板, 设加速阶段位移为d1,减速阶段运动位移为d2,则 l=d1﹣d2…④ d1=a1(△t1)2 …⑤ d2=(0﹣υ12)=(0﹣(a1△t1)2)…⑥ 联立①②④⑤⑥解得△t1=T t1=T﹣△t1=T 即从0~T时间内产生的粒子均可到达A板,设0~T时间内产生的粒子有n个粒子到达A板,则n=×=100(个). 答:(1)从t=0开始运动的微粒到达A板所用的时间为. (2)在t=0到tc=T这段时间内产生的微粒中,有100个微粒可到达A板. 【点评】本题中粒子的运动的过程比较复杂,粒子在电场中先加速运动再减速运动,到达A板时速度恰好见为零,此时是恰好还能到达A的粒子. 【物理-选修3-4】 13.一简谐横波沿 x 轴负向传播,t 时刻的波形如图所示,则该时刻( ) A.质点 A 的速度向下 B.质点 B 的动能为零 C.从该时刻经过半个周期,质点 C 将移动到质点 B 的位置 D.从该时刻经过 1 个周期,质点 D 的加速度达到最大 E.B、D 两质点的振动情况总相反 【考点】波长、频率和波速的关系;横波的图象. 【分析】运用“上下坡法”,由波的传播方向确定出各质点的振动方向.根据速度、加速度与位置的关系分析B点动能以及D点的加速度情况,若两个质点相差半波长的奇数倍时,振动情况完全相反. 【解答】解:A、简谐横波沿 x 轴负向传播,由“上下坡法”可知,在该时刻质点A正向下运动.故A正确. B、由图可得,该时刻质点B在平衡位置,速度最大,动能最大.故B错误. C、从该时刻经过半个周期,质点C将运动到波峰位置,不会运动到B质点处.故C错误. D、从该时刻经过 1 个周期,质点D与图示时刻的状态相同,又到达平衡位置,加速度最小,故D错误. E、B、D两质点平衡位置相距半个波长,振动情况总相反.故E正确. 故选:AE 【点评】本题属于容易题,要掌握根据波的传播方向来确定质点振动方向的方法,如“上下坡法”、波形平移法竺,知道质点在平衡位置时速度最大,加速度最小.在最大位置处,速度为零,加速度最大. 14.如图所示为一等边三角形的某种透明介质ABC,边长为L,折射率为,底部中点O处有一点光源,试问能够从AB边射出光线的长度是多少? 【考点】光的折射定律. 【分析】根据临界角与折射率关系,求得临界角,再由等边三角形边长,结合几何关系,即可求得. 【解答】解:根据临界角与折射率的关系,即 sinC== 解得:C=37° 等边三角形的边长为L,根据几何关系,则有OE= 而EF=OEtanC=L x=BE+EF=+L 答:能够从AB边射出光线的长度是+L. 【点评】考查光的全反射条件,掌握光的折射率与临界角的关系,理解几何关系的应用,注意正确画出光路图是解题的关键. 【物理-选修3-5】 15.玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律,氢原子能级图如图所示,当氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时,辐射出频率为 6.2×1014 Hz的光子.用该频率的光照射逸出功为2.25eV的钾表面,产生的光电子的最大初动能为 0.3 eV. (电子电荷量e=1.60×10﹣19C,普朗克常量h=6.63×10﹣34Js) 【考点】氢原子的能级公式和跃迁. 【分析】根据Em﹣En=hv求出辐射光子的频率,结合光电效应的条件,判断能使哪种金属发生光电效应,结合光电效应方程求出最大初动能. 【解答】解:根据E4﹣E2=hv知,辐射的光子频率为: v== Hz=6.15×1014Hz, 氢原子由n=4的能级直接跃迁到n=2的能级时,辐射的光子能量为: hv=﹣0.85eV+3.4eV=2.55eV. 可知可以使金属铯发生光电效应.根据光电效应方程得: Ekm=hv﹣W0=2.55﹣2.25=0.3eV. 故答案为:6.2×1014,0.3. 【点评】解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律,以及知道光电效应的条件,掌握光电效应方程. 16.如图,光滑水平面上有三个物块A、B和C,它们具有相同的质量,且位于同一直线上.开始时,三个物块均静止,先让A以一定速度与B碰撞,碰后它们粘在一起,然后又一起与C碰撞并粘在一起,求前后两次碰撞中损失的动能之比. 【考点】动量守恒定律;机械能守恒定律. 【分析】碰撞过程遵守动量守恒定律,由动量守恒定律求出每次碰撞后共同体的速度,动能的损失为碰撞前的动能与碰撞后动能之差. 【解答】解:设每个物体的质量为m,A的初速度为v0.取向右方向为正方向. 第一次碰撞过程中,系统的动量守恒,则有 mv0﹣2mv1=0,得v1=,动能的损失为△Ek1== 第二次碰撞过程中,系统的动量守恒,则有 2mv1﹣3mv2=0,得v2=,动能的损失为△Ek2=﹣= 故前后两次碰撞中损失的动能之比△Ek1:△Ek2=3:1 答:前后两次碰撞中损失的动能之比为3:1. 【点评】本题关键要掌握碰撞过程的基本规律:系统的动量守恒进行分析和计算. 查看更多