精品解析：湖北省襄阳市第四中学2024-2025学年高一下学期物理期末复习模拟物理试题（1）

襄阳四中2024级高一下学期物理期末复习模拟题（1） 一、选择题（第1-7小题为单项选择题，第8-10小题为多项选择题。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分，共40分） 1. 以下关于电场和电场线的说法中正确的是（　　） A. 电场线不仅能在空间相交，也能相切 B. 在电场中，不画电场线的区域内的点场强为零 C. 不同试探电荷在电场线密集的地方所受电场力大 D. 电场线是人们假想的，用以表示电场的强弱和方向，实际并不存在 2. 如图，足球在地面上的A点被踢出后落到地面上的点，在空中运动轨迹的最高点为点。设足球在点受到的合力为，不计足球转动的影响，足球在最高点时的方向可能是（　　） A. 1的方向 B. 2的方向 C. 3的方向 D. 4的方向高 3. 如图甲，一长方体导电材料的长、宽、高分别为a、b、c；且 ，通入沿PQ方向的电流时，导电材料两端的电压U与其通过的电流I的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 导电材料两端所加电压为10V时，其电阻为20Ω B. 随着所加电压的逐渐增大，该导电材料的电阻逐渐增大 C. 随着所加电压的逐渐增大，该导电材料的导电性能变差 D. 该导电材料沿PQ方向通电时比沿MN方向通电时电阻小 4. 如图所示，半圆形容器固定在地面上，一物块从容器边缘A点以向下的合初速度开始运动，假设物块从容器边缘A点下滑到最低点O过程中速率不变，与容器内壁的动摩擦因数可以变化，则在物块下滑过程中（　　） A. 加速度不变 B. 受四个力作用 C. 所受的合外力越来越大 D. 与容器内壁的动摩擦因数变小 5. 如图所示，在匀强电场中，有边长为cm的正六边形ABCDEF，其六个顶点均位于同一个圆上，正六边形所在平面与匀强电场的电场线平行，O点为该正六边形的中心，A、B、F三点电势分别为、、，下列说法正确的是（　　） A. 将电子由B点移到A点，电子的电势能增加了3eV B. 电子在A、C两点电势能比较，在A点电势能小于在C点电势能 C. 匀强电场的电场强度大小为200V/m，方向由B指向F D. 在正六边形ABCDEF外接圆的圆周上，电势最低点出现在F点 6. 无人机在生活中得到广泛应用，以下表格中是某款无人机铭牌上的参数，下列说法正确的是（　　） 充电器充电电压 16V 充电器充电电流 5A 无人机电池额定电压 15V 无人机电池额定电流 4A 无人机电池能量 60Wh 无人机电池容量 4000mAh A. 无人机充电时，从无电状态到满电状态所需时间约为8小时 B. 无人机充满电后，总电荷量为1.44×104C C. 无人机正常飞行时的机械功率为60W D. 电池可供无人机持续飞行约2小时 7. “天问一号”探测器需要通过霍曼转移轨道从地球发送到火星，地球轨道和火星轨道看成圆形轨道，此时霍曼转移轨道需要通过一个近日点M和远日点P都与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道（如图所示）。在近日点短暂点火后“天问一号”进入霍曼转移轨道，接着“天问一号”沿着这个轨道直至抵达远日点，然后再次点火进入火星轨道。已知万有引力常量为G，太阳质量为m，地球轨道和火星轨道半径分别为r和R，地球、火星、“天问一号”运行方向都为逆时针方向。下列说法正确的是（　　） A. “天问一号”在转移轨道上P点的加速度大于M点的加速度 B. 两次点火之间的时间间隔为 C. “天问一号”与太阳连线单位时间在地球轨道上扫过的面积等于在火星轨道上同等时间扫过的面积 D. “天问一号”在转移轨道上近日点的速度大小v1比远日点的速度大小v2大，且满足 8. 在科艺节上，老师表演了一个“魔术”：如图甲，在没有底的空塑料瓶上固定着一块易拉罐铝片和一根铁锯条，将它们分别与静电起电机的正、负极相连。在塑料瓶里放置点燃的蚊香，很快瓶里烟雾缭绕；摇动起电机后，顿时瓶内变得清澈透明。图乙为瓶内俯视图，其中a、b、c为瓶内电场中同一条电场线上的三个点，且ab=bc。则起电机摇动时（　　） A. 带负电的烟尘聚集在铝片上 B. Uab=2Ubc C. a点的电场强度小于b点的电场强度 D. 带负电的烟尘在b点的电势能大于在c点的电势能 9. 如图所示，竖直平面内固定两根足够长的细杆M、N，两杆无限接近但不接触，两杆间的距离可忽略不计。两个小球a、b（可视为质点）的质量相等，a球套在竖直杆M上，b球套在水平杆N上，a、b通过铰链用长度为L=0.5m的刚性轻杆连接，将a球从图示位置由静止释放（轻杆与N杆的夹角为θ=53°），不计一切摩擦，已知重力加速度的大小为g=10m/s²，sin53°=0.8，cos53°=0.6。在此后的运动过程中，下列正确的是（　　） A. a球下落过程中，其加速度大小始终不大于g B. a球由静止下落0.15m时，a球的速度大小为1.5m/s C. a球下落到最低点时，b球的速度最大 D. a球到达两杆的交点处，a球的速度最大 10. 如图甲所示，质量为的长木板放置于水平面上，其上左端有一质量为的物块A，物块A通过轻绳跨过光滑滑轮与质量为的物块B相连，物块B离地面高度为。时刻由静止释放物块B，同时给长木板一水平向左的初速度，以后物块A运动的加速度—时间图像如图乙所示。物块与木板间动摩擦因数为，木板与地面间动摩擦因数为，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。取重力加速度的大小，则下列说法正确的是（ ） A. 物块与木板间的动摩擦因数 B. 木板与地面间的动摩擦因数 C. 木板向左运动的最大位移为 D. 长木板的质量 二、实验题（2小题，共16分） 11. 在探究“弹簧弹力与形变量的关系”时，小明同学用如图甲所示的实验装置进行实验：将该弹簧竖直悬挂，在自由端挂上砝码盘，通过改变盘中砝码的质量，用刻度尺测出弹簧对应的长度，测得实验数据如下： 实验次数 1 2 3 4 5 6 砝码质量m/g 0 30 60 90 120 150 弹簧的长度x/cm 6.00 7.14 8.34 9.48 10.64 11.83 （1）作出的图线与坐标系纵轴有一截距，其物理意义是______________________________；该弹簧的劲度系数k=______N/m（取g=10m/s2，保留三位有效数字）。 （2）请你判断该同学得到的实验结果与考虑砝码盘的质量相比，结果______（选填“偏大”“偏小”或“相同”）。 12. 某同学在实验室测量一新材料制成的圆柱体的电阻率。 （1）用螺旋测微器测量其横截面直径，示数如图甲所示，可知其直径为______mm；用游标卡尺测其长度，示数如图乙所示，可知其长度为______mm。 （2）用多用电表粗测其电阻约为6Ω。为了减小实验误差，需进一步用伏安法测量圆柱体的电阻，要求待测电阻两端的电压能从0开始连续可调。除待测圆柱体R0外，实验室还有的实验器材如下： A．电压表V（量程3V，内阻约为15kΩ） B．电流表A（量程0.6A，内阻约为1Ω） C．滑动变阻器R（阻值范围0~5Ω，2.0A） D．直流电源E（电动势为3V） E．开关 F．导线若干 则该实验电路应选择下列电路中的（　　）。 A. B. C. D. （3）正确连接电路，所有操作都正确，则测出的电阻______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 （4）实验测出圆柱体的电阻为R，圆柱体横截面的直径为D，长度为L，则圆柱体电阻率为ρ=______（用D、L、R表示，单位均为国际单位） 三、解答题（3小题，共44分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。有数值计算的题，答案中还必须明确写出数值和单位） 13. 某汽车发动机的额定功率为P，驾驶员和汽车的总质量m＝2 000 kg，当汽车在水平路面上行驶时受到的阻力为车对路面压力的0.1倍。若汽车从静止开始在水平路面上匀加速启动，t1＝5 s时，速度v1＝10 m/s，功率达到额定功率，此后汽车以额定功率运行，t2＝65 s时速度达到最大值vm＝30 m/s，汽车运动的vt图像如图所示，g取10 m/s2。求： （1） 汽车在0～t1期间牵引力的大小F及牵引力做的功W； （2） 汽车在t1～t2期间的位移s2。 14. 如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角，传送带在电动机的带动下，始终保持的速率运行，现把一质量为的工件（可视为质点）轻轻放在传送带的底端，经过时间，工件被传送到的高处，g取，求： （1）工件与传送带间的动摩擦因数； （2）电动机由于传送工件多消耗的电能。 15. 如图，足够长的光滑绝缘水平面上竖直固定光滑绝缘的四分之一圆弧轨道bc，半径为R，b为圆弧的最低点，a点在圆弧左侧，且ab间距为2R。整个空间处于水平向右的匀强电场中，电场强度大小为E。一质量为m、电荷量为的带正电小球从a点静止释放，忽略空气阻力，重力加速度为g。求： （1）小球运动到b点时对轨道的压力的大小； （2）小球在圆弧bc上运动过程中的最大动能； （3）小球从a点开始运动到再次回到水平面的过程中机械能的增量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 襄阳四中2024级高一下学期物理期末复习模拟题（1） 一、选择题（第1-7小题为单项选择题，第8-10小题为多项选择题。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分，共40分） 1. 以下关于电场和电场线的说法中正确的是（　　） A. 电场线不仅能在空间相交，也能相切 B. 在电场中，不画电场线的区域内的点场强为零 C. 不同试探电荷在电场线密集的地方所受电场力大 D. 电场线是人们假想的，用以表示电场的强弱和方向，实际并不存在 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．据题意，电场中任意两条电场线不会相交，也能相切，故选项A错误； BD．电场线是人为假想的，并非真实存在，没有画电场线的地方也可能有电场，故选项B错误，选项D正确； C．电场力为 ，即电场力同时与电场强度和电荷量有关，故选项C错误。 故选D。 2. 如图，足球在地面上的A点被踢出后落到地面上的点，在空中运动轨迹的最高点为点。设足球在点受到的合力为，不计足球转动的影响，足球在最高点时的方向可能是（　　） A. 1的方向 B. 2的方向 C. 3的方向 D. 4的方向高 【答案】B 【解析】 【详解】由图可知，足球在B点时，受到竖直向下的重力和水平向左的空气阻力，合力方向偏向左下方，可能如图中2的方向。 故选B。 3. 如图甲，一长方体导电材料的长、宽、高分别为a、b、c；且 ，通入沿PQ方向的电流时，导电材料两端的电压U与其通过的电流I的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 导电材料两端所加电压为10V时，其电阻为20Ω B. 随着所加电压的逐渐增大，该导电材料的电阻逐渐增大 C. 随着所加电压的逐渐增大，该导电材料的导电性能变差 D. 该导电材料沿PQ方向通电时比沿MN方向通电时电阻小 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图乙可知，导电材料两端所加电压为10V时，通过的电流为0.5A，则此时导电材料的电阻为 故A正确； BC．导电材料两端的电压U与其通过的电流I的关系图像的斜率表示该导体材料电阻的大小，结合图乙可知，随着所加电压的逐渐增大，该导电材料的电阻逐渐减小，则该导电材料的导电性能变好，故BC错误； D．根据电阻定律 可知，导电材料的横截面越大，长度越小，导电材料的电阻越小，所以该导电材料沿PQ方向通电时比沿MN方向通电时电阻大，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，半圆形容器固定在地面上，一物块从容器边缘A点以向下的合初速度开始运动，假设物块从容器边缘A点下滑到最低点O过程中速率不变，与容器内壁的动摩擦因数可以变化，则在物块下滑过程中（　　） A. 加速度不变 B. 受四个力作用 C. 所受的合外力越来越大 D. 与容器内壁的动摩擦因数变小 【答案】D 【解析】 【详解】AC．物块下降过程中速率不变，则做匀速圆周运动，合力始终指向圆心大小不变，向心加速度大小不变，方向改变，故AC错误； B．物块下降过程中受重力、摩擦力、容器弹力三个力共同作用，故B错误； D．物块下滑过程中，容器支持力指向圆心，摩擦力与支持力垂直，支持力与重力垂直于容器面的分力的合力提供向心力，由于速率不变，则重力垂直于支持力的分力与摩擦力相等，如图 则由分析可得 由于物体做匀速圆周运动，则向心力大小不变，即 不变，物体下落过程中，图中夹角α逐渐变大，则变大，减小，则容器的支持力 变大，摩擦力 变小，则动摩擦因数 变小，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，在匀强电场中，有边长为cm的正六边形ABCDEF，其六个顶点均位于同一个圆上，正六边形所在平面与匀强电场的电场线平行，O点为该正六边形的中心，A、B、F三点电势分别为、、，下列说法正确的是（　　） A. 将电子由B点移到A点，电子的电势能增加了3eV B. 电子在A、C两点电势能比较，在A点电势能小于在C点电势能 C. 匀强电场的电场强度大小为200V/m，方向由B指向F D. 在正六边形ABCDEF外接圆的圆周上，电势最低点出现在F点 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据电场力做功可知 说明将电子由B点移到A点电势能增加了3eV，A正确； B．由题可知，四边形ABOF为菱形，根据匀强电场电势特点可知 解得 同理 解得 而电子在A点的电势能 而电子在C点的电势能 A点电势能大于在C点电势能，B错误； C．由电场强度与电势差间的关系得 场强方向垂直于AO从B到F，C错误； D．由上图可知，在正六边形ABCDEF外接圆周上，由电势沿电场线方向降低可知，电势最低点是N点，D错误。 故选A。 6. 无人机在生活中得到广泛应用，以下表格中是某款无人机铭牌上的参数，下列说法正确的是（　　） 充电器充电电压 16V 充电器充电电流 5A 无人机电池额定电压 15V 无人机电池额定电流 4A 无人机电池能量 60Wh 无人机电池容量 4000mAh A. 无人机充电时，从无电状态到满电状态所需时间约为8小时 B. 无人机充满电后，总电荷量为1.44×104C C. 无人机正常飞行时的机械功率为60W D. 电池可供无人机持续飞行约2小时 【答案】B 【解析】 【详解】A． 充电时间由电池容量除以充电电流计算：，约48分钟，故A错误； B． 电池容量为4000mAh，总电荷量计算为，故B正确； C． 无人机电池输出功率为，但机械功率需扣除其他损耗（如发热），故机械功率小于60W，C错误； D． 续航时间由电池能量除以功率：，故D错误。 故选B。 7. “天问一号”探测器需要通过霍曼转移轨道从地球发送到火星，地球轨道和火星轨道看成圆形轨道，此时霍曼转移轨道需要通过一个近日点M和远日点P都与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道（如图所示）。在近日点短暂点火后“天问一号”进入霍曼转移轨道，接着“天问一号”沿着这个轨道直至抵达远日点，然后再次点火进入火星轨道。已知万有引力常量为G，太阳质量为m，地球轨道和火星轨道半径分别为r和R，地球、火星、“天问一号”运行方向都为逆时针方向。下列说法正确的是（　　） A. “天问一号”在转移轨道上P点的加速度大于M点的加速度 B. 两次点火之间的时间间隔为 C. “天问一号”与太阳连线单位时间在地球轨道上扫过的面积等于在火星轨道上同等时间扫过的面积 D. “天问一号”在转移轨道上近日点的速度大小v1比远日点的速度大小v2大，且满足 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律 可得 椭圆轨道上近日点M加速度应该大于远日点P的加速度，故A错误； B．由 得 由开普勒第三定律得 两次点火之间的时间为 联立可得，故B正确； C．根据开普勒第二定律可知“天问一号”与太阳连线单位时间内在同一个轨道上扫过的面积相等，不等于在火星轨道上同等时间扫过的面积，故C错误； D．由开普勒第二定律可知，“天问一号”在转移轨道上近日点的速度大小比远日点的速度大小大，“天问一号”在椭圆轨道上运动，则 所以，故D错误。 故选B。 8. 在科艺节上，老师表演了一个“魔术”：如图甲，在没有底的空塑料瓶上固定着一块易拉罐铝片和一根铁锯条，将它们分别与静电起电机的正、负极相连。在塑料瓶里放置点燃的蚊香，很快瓶里烟雾缭绕；摇动起电机后，顿时瓶内变得清澈透明。图乙为瓶内俯视图，其中a、b、c为瓶内电场中同一条电场线上的三个点，且ab=bc。则起电机摇动时（　　） A. 带负电的烟尘聚集在铝片上 B. Uab=2Ubc C. a点的电场强度小于b点的电场强度 D. 带负电的烟尘在b点的电势能大于在c点的电势能 【答案】AC 【解析】 【详解】A．尖端附近的电场线密集，所以在锯条附近的电场强度大于铝片附近的电场；且根据俯视图可以看出料瓶内存在的是辐条形的电场，不是匀强电场，当静电除尘装置接通静电高压时，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，带负电烟尘在电场力的作用下，向正极移动，烟尘最终被吸附到铝片上，这样消除了烟尘中的尘粒，故A正确； BC．根据电场线的疏密分析可知，a点的电场强度小于b点的电场强度，ab处的平均场强小于bc的平均场强，所以有 即 两侧同加Ubc可得Uac<2Ubc，故B错误，C正确； D．沿电场线方向电势降低，即 所以带负电的烟尘电势能关系为 即 则带负电的烟尘在b点的电势能小于在c点的电势能，故D错误。 故选AC。 9. 如图所示，竖直平面内固定两根足够长的细杆M、N，两杆无限接近但不接触，两杆间的距离可忽略不计。两个小球a、b（可视为质点）的质量相等，a球套在竖直杆M上，b球套在水平杆N上，a、b通过铰链用长度为L=0.5m的刚性轻杆连接，将a球从图示位置由静止释放（轻杆与N杆的夹角为θ=53°），不计一切摩擦，已知重力加速度的大小为g=10m/s²，sin53°=0.8，cos53°=0.6。在此后的运动过程中，下列正确的是（　　） A. a球下落过程中，其加速度大小始终不大于g B. a球由静止下落0.15m时，a球的速度大小为1.5m/s C. a球下落到最低点时，b球的速度最大 D. a球到达两杆的交点处，a球的速度最大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．a球和b球所组成的系统只有重力做功，则系统机械能守恒，以b球为研究对象，b球的初速度为零，当a球运动到两杆的交点时，球在水平方向上的分速度为零，所以b球此时的速度也为零，由此可知从a球释放至a球运动到两杆的交点过程中，b球速度是先增大再减小，当b球速度减小时，轻杆对a、b都表现为拉力，对a分析，此时拉力在竖直方向上的分力与a的重力方向相同，则此时其加速度大小大于g，故A错误； B．由机械能守恒得 当a下落Δh=0.15m时，由几何关系可知，轻杆与N杆的夹角α=30°，此时 联立解得va=1.5m/s，故B正确； C．当a球运动到两杆的交点后再向下运动L距离，此时b达到两杆的交点处，a的速度为零，由机械能守恒可知此时b的速度最大，故C正确； D．a球运动到两杆的交点处，b的速度为零，此时a球的加速度大小为g，且方向竖直向下，与速度方向相同，a球会继续向下加速运动，故D错误。 故选BC。 10. 如图甲所示，质量为的长木板放置于水平面上，其上左端有一质量为的物块A，物块A通过轻绳跨过光滑滑轮与质量为的物块B相连，物块B离地面高度为 。时刻由静止释放物块B，同时给长木板一水平向左的初速度，以后物块A运动的加速度—时间图像如图乙所示。物块与木板间动摩擦因数为，木板与地面间动摩擦因数为，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。取重力加速度的大小，则下列说法正确的是（ ） A. 物块与木板间的动摩擦因数 B. 木板与地面间的动摩擦因数 C. 木板向左运动的最大位移为 D. 长木板的质量 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由乙图可知，0~1s内物块A、B一起匀加速，由整体法可得 解得 故A错误； B．由于物块A所受木板的滑动摩擦力为 解得加速度大小为 可知，1~3s内物块B已经落地，物块A水平方向只受木板的滑动摩擦力作用，由图可知3s末物块A的加速度大小突然减为，则此时物块A与木板共速，之后二者一起做匀减速直线运动。由牛顿第二定律，可得 解得 故B正确； C．根据a-t图像中图线与坐标轴所围面积表示速度变化，可知3s末物块A的速度为 依题意，0~3s内木板先向左匀减速，再向右匀加速，受力分析由牛顿第二定律，有 ， 又 且 联立，解得 则木板向左运动的最大位移为 故C正确；D错误。 故选BC。 二、实验题（2小题，共16分） 11. 在探究“弹簧弹力与形变量的关系”时，小明同学用如图甲所示的实验装置进行实验：将该弹簧竖直悬挂，在自由端挂上砝码盘，通过改变盘中砝码的质量，用刻度尺测出弹簧对应的长度，测得实验数据如下： 实验次数 1 2 3 4 5 6 砝码质量m/g 0 30 60 90 120 150 弹簧的长度x/cm 6.00 7.14 8.34 9.48 10.64 11.83 （1）作出的图线与坐标系纵轴有一截距，其物理意义是______________________________；该弹簧的劲度系数k=______N/m（取g=10m/s2，保留三位有效数字）。 （2）请你判断该同学得到的实验结果与考虑砝码盘的质量相比，结果______（选填“偏大”“偏小”或“相同”）。 【答案】（1） ①. 未加砝码时弹簧的长度 ②. 25.7 （2）相同 【解析】 【小问1详解】 [1]图线与纵坐标的交点表示未放砝码时弹簧的长度； [2]图线的斜率表示弹簧的劲度系数，有 【小问2详解】 根据公式F=kΔx计算出的劲度系数，与是否考虑砝码盘的质量没有关系，故结果相同。 12. 某同学在实验室测量一新材料制成的圆柱体的电阻率。 （1）用螺旋测微器测量其横截面直径，示数如图甲所示，可知其直径为______mm；用游标卡尺测其长度，示数如图乙所示，可知其长度为______mm。 （2）用多用电表粗测其电阻约为6Ω。为了减小实验误差，需进一步用伏安法测量圆柱体的电阻，要求待测电阻两端的电压能从0开始连续可调。除待测圆柱体R0外，实验室还有的实验器材如下： A．电压表V（量程3V，内阻约为15kΩ） B．电流表A（量程0.6A，内阻约为1Ω） C．滑动变阻器R（阻值范围0~5Ω，2.0A） D．直流电源E（电动势为3V） E．开关 F．导线若干 则该实验电路应选择下列电路中的（　　）。 A. B. C. D. （3）正确连接电路，所有操作都正确，则测出的电阻______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 （4）实验测出圆柱体的电阻为R，圆柱体横截面的直径为D，长度为L，则圆柱体电阻率为ρ=______（用D、L、R表示，单位均为国际单位） 【答案】（1） ①. 0.920 ②. 42.40 （2）B （3）小于 （4） 【解析】 【小问1详解】 [1]螺旋测微器的精确值为0.01mm，可知直径为0.5mm+42.0×0.01mm=0.920mm [2]20分度的游标卡尺的精确值为0.05mm，可知长度为42mm+8×0.05mm=42.40mm 【小问2详解】 实验要求待测电阻两端的电压能从0开始连续可调，可知控制电路中的滑动变阻器应采用分压式接法，由于待测电阻约为6Ω，远远小于电压表的内阻，为了减小误差，测量电路应采用电流表外接法。 故选B。 【小问3详解】 控制电路中采用电流表外接法，由于电压表的分流带来的误差，使得电流表读数Ⅰ比通过待测电阻的实际电流Ⅰ实大，则有 可知测出的电阻小于真实值。 【小问4详解】 根据电阻定律有 圆柱体截面积 解得 三、解答题（3小题，共44分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。有数值计算的题，答案中还必须明确写出数值和单位） 13. 某汽车发动机的额定功率为P，驾驶员和汽车的总质量m＝2 000 kg，当汽车在水平路面上行驶时受到的阻力为车对路面压力的0.1倍。若汽车从静止开始在水平路面上匀加速启动，t1＝5 s时，速度v1＝10 m/s，功率达到额定功率，此后汽车以额定功率运行，t2＝65 s时速度达到最大值vm＝30 m/s，汽车运动的vt图像如图所示，g取10 m/s2。求： （1） 汽车在0～t1期间牵引力的大小F及牵引力做的功W； （2） 汽车在t1～t2期间的位移s2。 【答案】（1）6 000 N，1.5×105 J；（2）1400 m 【解析】 【详解】（1）从0～t1时间内，汽车做匀加速直线运动，加速度大小为 a＝＝m/s2＝2 m/s2 汽车做匀加速直线运动的位移 x1＝a＝25 m 汽车受到的阻力 f＝0.1mg＝2 000 N 根据牛顿第二定律可得 F－f＝ma 解得 F＝6 000 N 在0～t1期间牵引力做的功 W＝Fx1＝1.5×105 J （2）当牵引力等于阻力时，汽车速度达到最大，则汽车的额定功率 P＝F牵vm＝fvm＝60 000 W＝60 kW 在t1～t2期间，由动能定理得 P(t2－t1)－fs2＝m－m 解得 s2＝1 400 m 14. 如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角，传送带在电动机的带动下，始终保持的速率运行，现把一质量为的工件（可视为质点）轻轻放在传送带的底端，经过时间，工件被传送到的高处，g取，求： （1）工件与传送带间的动摩擦因数； （2）电动机由于传送工件多消耗的电能。 【答案】（1）；（2）230J 【解析】 【详解】（1）由题图可知，传送带长 工件速度大小达到前，做匀加速运动，有 工件速度大小达到后，做匀速运动，有 联立解得加速运动的时间 加速运动的位移大小 所以加速度大小 由牛顿第二定律有 解得 （2）由能量守恒定律知，电动机多消耗的电能用于增加工件的动能、势能以及克服传送带与工件之间发生相对位移时摩擦力做功产生的热量。在时间内，传送带运动的位移大小 在时间内，工件相对传送带的位移大小 在时间内，摩擦产生的热量 最终工件获得的动能 工件增加的势能 电动机多消耗的电能 15. 如图，足够长的光滑绝缘水平面上竖直固定光滑绝缘的四分之一圆弧轨道bc，半径为R，b为圆弧的最低点，a点在圆弧左侧，且ab间距为2R。整个空间处于水平向右的匀强电场中，电场强度大小为E。一质量为m、电荷量为的带正电小球从a点静止释放，忽略空气阻力，重力加速度为g。求： （1）小球运动到b点时对轨道的压力的大小； （2）小球在圆弧bc上运动过程中的最大动能； （3）小球从a点开始运动到再次回到水平面的过程中机械能的增量。 【答案】（1）5mg；（2） ；（3） 【解析】 【详解】（1）小球从a点运动到b点，根据动能定理有 在b点，有 解得 根据牛顿第三定律可知小球运动到b点时对轨道的压力大小为 （2）由题意可知，等效重力为 等效最低点在bc的中点，从b到等效最低点，根据动能定理有 解得最大动能为 （3）小球从a点运动到c点，有 设小球从c点运动到水平面经过的时间为t，这段时间t内，小球在竖直方向上做抛体运动，在水平方向上做匀加速运动，有 解得 整个过程中，小球机械能的增量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $