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高三上学期物理第六次周练答案
一、单选题:本大题共8小题,共32分。
1.为了测量从某高度落下的排球对地面的最大冲击力,可按如下步骤操作:先将一张白纸铺在水平地面上,把排球均匀沾湿,然后让排球从规定的高度自由落下,球与白纸挤压时留下球印。将印有球印的白纸铺在水平台秤中心,再把排球放在纸上,并让球的最低点与球印中心重合,缓慢地向下压球,当排球与纸接触部分刚好遮住水印时,台秤的示数对应冲击力的最大值。下列选项中的物理概念或原理所用的方法与该方法相同的是( )
A. 伽利略利用斜面研究自由落体运动 B. 螺旋测微器的设计原理
C. 建立“瞬时速度”的概念 D. 建立“交流电的有效值”概念
【答案】D
【解析】【分析】
在物理学中为了研究问题方便,经常采用很多的方法来分析问题,对于常用的物理方法一定要知道。
【解答】
通过白纸上的球的印迹,来确定球发生的形变的大小,从而可以把不容易测量的一次冲击力用球形变量的大小来表示出来,再通过台秤来测量相同的形变时受到的力的大小,应用了等效替代的方法。
A.伽利略研究自由落体运动的实验采用了控制变量和理想实验法,故 A错误。
B.螺旋测微器的设计采用了放大法,故 B错误。
C.建立“瞬时速度”的概念,采用的是极限思维法,故 C错误。
D.交流电的有效值是利用电阻在一个周期内交流电和直流电热效应相等来定义的,故 D正确。
故选D。
2.如图所示,光滑水平面上有一光滑的斜面,斜面上有一可视为质点的物块从顶端由静止开始下滑,一直运动到底端。忽略空气阻力的影响,在此过程中,下列说法正确的是( )
A. 物块受到的支持力对物块不做功 B. 物块受到的支持力对物块做负功
C. 物块对斜面的压力对斜面不做功 D. 物块受到的支持力与斜面不垂直
【答案】B
【解析】由于水平面是光滑的,在物块下滑的过程中,物块和斜面组成的系统机械能守恒,随着斜面动能的增加,物块的机械能减小,所以物块受到的支持力对物块做负功,物块对斜面的压力对斜面做正功,故AC错误,B正确;
D.在物块运动过程中,物块受到的支持力方向与斜面始终垂直,故D错误。
3.某天文爱好者长期观察绕地球做匀速圆周运动的不同卫星,测出各卫星运行线速度的三次方和角速度满足的关系如图所示。已知引力常量为,则地球的质量为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由万有引力提供向心力:,,联立可得:,由图像知:,解得:,项正确。
4.如图所示,光滑曲面轨道在最低点与水平传送带左端平滑连接,现将一质量为的物块可视为质点从轨道上高度为处由静止释放,物块在传送带上运动一段时间后返回曲面轨道,返回后上升的高度为。物块与传送带间的动摩擦因数为,重力加速度为,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 传送带匀速转动的速度大小为
B. 物块第一次在传送带上运动的时间为
C. 物块第二次在传送带上运动的过程中,传送带对物块做的功为
D. 物块第三次在传送带上运动的过程中,传送带对物块的冲量大小为
【答案】C
【解析】物块返回曲面轨道上升的高度小于下降的高度,说明传送带的速率小于物块刚滑上传送带时的速率,物块第一次在传送带上的运动过程:先向右做匀减速运动,速度减小到后向左做匀加速运动,和传送带共速后做匀速运动,以和传送带相同的速率返回曲面轨道之后物块每次都是以和传送带相同的速率滑上传送带,先向右做匀减速运动,速度减小到后向左做匀加速运动,以和传送带相同的速率返回曲面轨道,如此反复。
综上分析,由机械能守恒定律得,
解得传送带匀速转动的速度大小为,故A错误
由机械能守恒定律得,
解得物块第一次滑上传送带时的速度大小为,
由牛顿第二定律得,
由运动规律得,,,,,
解得物块第一次在传送带上运动的时间为,故B错误
物块第二次在传送带上运动的过程中,动能的变化为零,故C正确
物块第三次在传送带上运动的过程中,物块受到传送带的支持力和摩擦力,
摩擦力对物块的冲量大小为,支持力的冲量大小为,
所以传送带对物块的冲量大小为,故D错误。
5.一物块静止在水平面上,在外力作用下运动。第一次用大小为的水平恒力作用在物块上,运动一段时间后,撤去,物块整个运动过程的图像为;第二次用大小为的水平恒力作用在物块上,运动一段时间后,撤去,物块整个运动过程的图像为。则下列说法正确的是( )
A. 冲量比冲量大 B. 冲量比冲量小
C. 做功比做功多 D. 做功比做功少
【答案】C
【解析】整个过程,两次摩擦力冲量相同,根据动量定理可知,两次水平恒力的冲量大小相等,、项错误
由于第一次运动的位移大,克服摩擦力做功多,整个过程根据动能定理,第一次水平恒力做功多,项正确,项错误。
6.质量、带电荷量为的小球用一条绝缘轻绳悬挂在横梁上的点现加一水平方向的匀强电场,平衡时绝缘绳与竖直线成夹角如图所示,,取,则这个匀强电场的电场强度大小约为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】取带电小球为研究对象,小球在三个共点力作用下处于平衡状态,受力分析如图所示,
小球受到重力、静电力和轻绳拉力的作用,则,匀强电场的电场强度大小,故A正确,BCD错误。
7.如图所示,不可伸长的细绳的一端固定在竖直墙壁上的点,另一端系一个可视为质点的小球。表面光滑的半圆柱体置于墙壁上,小球静止在半圆柱体表面。若缓慢向下移动半圆柱体少许,下列说法正确的是( )
A. 细绳的拉力减小,半圆柱体对小球的支持力减小
B. 细绳的拉力增大,半圆柱体对小球的支持力减小
C. 细绳的拉力不变,半圆柱体对小球的支持力不变
D. 细绳的拉力增大,半圆柱体对小球的支持力增大
【答案】A
【解析】设细绳长度为,半圆柱体的半径为,点到半圆柱体球心的距离为,对小球进行受力分析,可知它受重力,柱体给它的支持力,细绳的拉力,如图所示,由平衡条件得,缓慢向下移动半圆柱体少许,增大,所以细绳的拉力减小、半圆柱体对小球的支持力减小,故BCD错误,A正确。
8.图甲为一列简谐波在时刻的波形图,,为平衡位置分别在、处的两个质点,图乙为质点的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 该波沿轴正方向传播
B. 该波的传播速度大小为
C. 在时刻,质点的位移为
D. 在时间内,质点运动的路程为
【答案】C
【解析】A.由图乙可知,时刻,质点正沿轴正向运动,由同侧法可知,波沿轴负方向传播,故A错误;
B.由波的图像可知波长,由振动图像可知周期,则波的传播速度大小为,故B错误;
C.振幅,时刻的位移为 ,时刻,的位置与时刻的位置关于平衡位置对称,因此时刻,质点的位移为,故C正确;
D.,在时间内,质点运动的路程,故D错误。
二、多项选择题:本大题共2个小题,每小题5分,在每小题所给四个选项中,有多个选项是符合题意的,选不全得3分,选错或不选得0分。
9.线圈在匀强磁场中匀速转动可产生交变电流。如图甲所示,转轴位于线圈平面内,并与磁场方向垂直,线圈内阻为1Ω,电阻R的阻值为5Ω,电路中的电流随时间变化如图乙所示,则( )
A.该交变电流的频率为5Hz B.电压表的示数为
C.时,电流表的示数为0 D.时刻,线圈平面与磁场方向垂直
9.AD
【详解】A.由图乙可知,该交变电流的周期
则频率,故A正确;
B.由图乙可知,电流的最大值
则有效值
电压表测量的是电阻R两端的电压,则,故B错误;
C.电流表测量的是交变电流的有效值,其示数不随时间变化,始终为,故C错误;
D.时刻,电流为0,此时线圈处于中性面位置,即线圈平面与磁场方向垂直,故D正确。
故选AD。
10.在一个倾角为θ的足够长的固定斜面上,一小球以初速度v离开斜面,方向与斜面方向成θ角斜向上。已知重力加速度为g,空气阻力不计,下列说法正确的是( )
A.小球在空中任意相等的时间内速度变化不相等
B.小球经时间,离斜面最远
C.小球开始运动到第一次落到斜面上时间为
D.小球开始运动到第一次落到斜面上位移为
10.BD
【详解】A.小球在空中只受重力作用,加速度为重力速度,速度变化量
可知相等时间内速度变化一定相同,故A错误;
B.将小球的运动分解为垂直斜面方向和沿斜面方向两个分运动,小球垂直斜面方向的初速度大小为
加速度大小
当小球垂直斜面的速度减为零时离斜面最远,有
故B正确;
C.由斜抛的对称性可知,小球从开始运动到第一次落到斜面上时间为
故C错误;
D.小球沿斜面方向的初速度大小为
加速度大小
则小球开始运动到第一次落到斜面上位移为
故D正确。
故选BD。
三、实验题:本大题共2个小题,每小题8分。
11.物理兴趣小组准备测量一节干电池电动势和内阻,实验室备有以下实验器材:
电流表A(量程,内阻)
电压表V(量程,内阻约为)
滑动变阻器(,额定电流)
电阻箱
两只定值电阻
开关S一个;导线若干。
(1)由于电流表量程太小,需要将其改装成量程为。则定值电阻应选 (选填“”或“”)
(2)按图1正确连线后规范操作,记录电压表和电流表的示数为,并做出图像如图2所示,则该电源的电动势 V;内阻 (保留两位有效数字),测得的内阻比真实值 (选填“偏大”或“偏小”或“不变”)
11.(1)
(2) 1.39/1.40/1.41 3.0/3.1/3.2 偏小
【详解】(1)由于电流表量程太小,需要将其改装成量程为;由并联知识,定值电阻应选
故定值电阻应选
(2)[1]图2图像纵轴截距为电动势,则该电源的电动势为
[2]图2图像斜率的绝对值为内阻,则内阻为
由于电表量程已经改装为,所以图像中电流实际值应变为其数值的3倍;
则内阻为
[3]测得内阻值实际为电源内阻与电压表的并联值,所以测得的内阻比真实值偏小。
12.实验小组利用以下装置可进行物体加速度、功和能量的探究。装置如图甲所示:物块A、B的质量均为M,C的质量为m,一根轻绳跨过轻质定滑轮与A、B相连,在重物B的下面通过轻质挂钩悬挂重物C,重物A 的下端与穿过打点计时器的纸带相连,已知当地重力加速度大小为g,不计绳的伸长、绳和滑轮以及纸带的质量、摩擦阻力和空气阻力。
(1)某次实验中,先接通频率为50 Hz的交流电源,再由静止释放系统,得到如图乙所示的纸带,打点计时器在打A点时系统运动的瞬时速度大小为 m/s;系统做匀加速运动的加速度大小为 m/s2;(计算结果均保留三位有效数字)
(2)实验中,测得B和C从静止开始向下加速运动的距离为h 时,C脱离B,此后A、B做匀速运动,测得A和B匀速运动的速度为v。根据测得的h和v,则加速过程中绳子拉力对A做的功为 (用字母M、h、v、g表示);
(3)根据动能定理,推导出v与h的关系为v = (用字母M、h、m、g表示)。
12.(1) 2.32 4.00
(2)
(3)
【详解】(1)[1]由题意可知打点周期t为,则打点计时器在打A点时系统运动的瞬时速度大小为
[2]逐差法可知系统运动的加速度大小为
(2)A加速上升h的过程中,由动能定理有
解得绳子拉力对A做的功
(3)B和C加速下落h的过程中,由动能定理有
可得v与h的关系为
四、解答题:本大题共3个小题,解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤。
13.(12分)如图所示,一不可伸长的轻绳上端固定,下端系在单匝匀质正方形金属框上边中点O处,框处于静止状态。一个三角形区域的顶点与O点重合,框的下边完全处在该区域中。三角形区域内加有随时间变化的匀强磁场,磁感应强度大小B与时间t的关系为B = kt(k > 0的常数),磁场与框平面垂直,框的面积为框内磁场区域面积的2倍,金属框质量为m,电阻为R,边长为l,重力加速度g,求:
(1)金属框中的感应电动势大小E;
(2)金属框开始向上运动的时刻t0;
13.【答案】(1);(2)
【详解】(1)根据法拉第电磁感应定律有
(2)由图可知线框受到的安培力为
当线框开始向上运动时有
mg = FA
解得
14.(12分)如图所示,在电场强度为E,方向竖直向下的匀强电场中,两个相同的带正电粒子a、b同时从O点以初速度射出,速度方向与水平方向夹角均为。已知粒子的质量为m。电荷量为q,不计重力及粒子间相互作用。求:
(1) a运动到最高点的时间t;
(2) a到达最高点时,a、b间的距离H。
14.【答案】(1)(2)
【详解】(1)根据题意,不计重力及粒子间相互作用,则竖直方向上,由对球,根据牛顿第二定律有
a运动到最高点的时间,由运动学公式有
联立解得
(2)方法一、根据题意可知,两个小球均在水平方向上做匀速直线运动,且水平方向上的初速度均为,则两小球一直在同一竖直线上,斜上抛的小球竖直方向上运动的位移为
斜下抛的小球竖直方向上运动位移为
则小球a到达最高点时与小球b之间的距离
方法二、两个小球均受到相同电场力,以a球为参考系,球以的速度向下做匀速直线运动,则a到达最高点时,a、b间的距离
15.(18分)如图,水平虚线上方区域有垂直于纸面向外的匀强磁场,下方区域有竖直向上的匀强电场。质量为m、带电量为q()的粒子从磁场中的a点以速度向右水平发射,当粒子进入电场时其速度沿右下方向并与水平虚线的夹角为,然后粒子又射出电场重新进入磁场并通过右侧b点,通过b点时其速度方向水平向右。a、b距水平虚线的距离均为h,两点之间的距离为。不计重力。
(1)求磁感应强度的大小;
(2)求电场强度的大小;
(3)若粒子从a点以竖直向下发射,长时间来看,粒子将向左或向右漂移,求漂移速度大小。(一个周期内粒子的位移与周期的比值为漂移速度)
15.【答案】(1)(2)(3)
【详解】(1)根据题意可知,画出粒子的运动轨迹,如图所示
由题意可知
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为,由几何关系有
解得
由牛顿第二定律有
解得
(2)根据题意,由对称性可知,粒子射出电场时,速度大小仍为,方向与水平虚线的夹角为,由几何关系可得
则粒子在电场中的运动时间为
沿电场方向上,由牛顿第二定律有
由运动学公式有
联立解得
(3)若粒子从a点以竖直向下发射,画出粒子的运动轨迹,如图所示
由于粒子在磁场中运动的速度大小仍为,粒子在磁场中运动的半径仍为,由几何关系可得,粒子进入电场时速度与虚线的夹角
结合小问2分析可知,粒子在电场中的运动时间为
间的距离为
由几何关系可得
则
粒子在磁场中的运动时间为
则有
综上所述可知,粒子每隔时间向右移动,则漂移速度大小
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$高三上学期物理第六次周练
一、单项选择题:本大题共8个小题,每小题4分,在每小题所给四个选项中,只有一项是符合题意的。
1.为了测量从某高度落下的排球对地面的最大冲击力,可按如下步骤操作:先将一张白纸铺在水平地面上,把排球
均匀沾湿,然后让排球从规定的高度自由落下,球与白纸挤压时留下球印。将印有球印的白纸铺在水平台秤中心,
再把排球放在纸上,并让球的最低点与球印中心重合,缓慢地向下压球,当排球与纸接触部分刚好遮住水印时,台
秤的示数对应冲击力的最大值。下列选项中的物理概念或原理所用的方法与该方法相同的是()
A.伽利略利用斜面研究自由落体运动
B.螺旋测微器的设计原理
C.建立“瞬时速度”的概念
D.建立“交流电的有效值”概念
2.如图所示,光滑水平面上有一光滑的斜面,斜面上有一可视为质点的物块从顶端由静止开始下滑,一直运动到底
端。忽略空气阻力的影响,在此过程中,下列说法正确的是()
77777777777777777777
A.物块受到的支持力对物块不做功
B.物块受到的支持力对物块做负功
C.物块对斜面的压力对斜面不做功
D.物块受到的支持力与斜面不垂直
3.某天文爱好者长期观察绕地球做匀速圆周运动的不同卫星,测出各卫星运行线速度的三次方v和角速度ω满足的
关系如图所示。已知引力常量为G,则地球的质量为()
a
A品
B品
c岩
D尝
4.如图所示,光滑曲面轨道AB在最低点与水平传送带左端平滑连接,现将一质量为m的物块可视为质点)从AB轨道
上高度为2处由静止释放,物块在传送带上运动一段时间后返回曲面轨道AB,返回后上升的高度为。物块与传送
带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是()
A.传送带匀速转动的速度大小为亟
2
B.物块第一次在传送带上运动的时间为3亟
ug
C.物块第二次在传送带上运动的过程中,传送带对物块做的功为0
D.物块第三次在传送带上运动的过程中,传送带对物块的冲量大小为2m√gh
5.一物块静止在水平面上,在外力作用下运动。第一次用大小为F的水平恒力作用在物块上,运动一段时间后,撤
去F1,物块整个运动过程的v一t图像为0AC;第二次用大小为F2的水平恒力作用在物块上,运动一段时间后,撤去
F2,物块整个运动过程的v一t图像为OBC。则下列说法正确的是()
A.F冲量比F2冲量大
B.F,冲量比F2冲量小
C.F,做功比F2做功多
D.F,做功比F2做功少
6.质量m=4×102kg、带电荷量为q=+3×108C的小球用一条绝缘轻绳悬挂在横梁上的0点.现加一水平方向的匀
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强电场,平衡时绝缘绳与竖直线成0=37°夹角如图所示).(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10s2),则这个匀强电
场的电场强度大小约为()
A.1.0×10N/C
B.1.2×10N/1CC.1.5×10N/CD.1.8×10N1C
7.如图所示,不可伸长的细绳的一端固定在竖直墙壁上的0点,另一端系一个可视为质点的小球。表面光滑的半圆
柱体置于墙壁上,小球静止在半圆柱体表面。若缓慢向下移动半圆柱体少许,下列说法正确的是()
A.细绳的拉力减小,半圆柱体对小球的支持力减小
B.细绳的拉力增大,半圆柱体对小球的支持力减小
C.细绳的拉力不变,半圆柱体对小球的支持力不变
D.细绳的拉力增大,半圆柱体对小球的支持力增大
8.图甲为一列简谐波在t=0.1s时刻的波形图,P,Q为平衡位置分别在x=2m、x=1.5m处的两个质点,图乙为质
点P的振动图像,下列说法正确的是()
◆/m
个y/m
A.该波沿x轴正方向传播
0.2
0.2
B.该波的传播速度大小为25m/s
C.在t=0时刻,质点Q的位移为
c/m
0.2s
02
0.2
-0.2
D.在0.5s时间内,质点Q运动的路程为2.1m
甲
二、多项选择题:本大题共2个小题,每小题5分,在每小题所给四个选项中,有多个选项是符合题意的,选不全
得3分,选错或不选得0分。
9.线圈在匀强磁场中匀速转动可产生交变电流。如图甲所示,转轴位于线圈平面内,并与磁场方向垂直,线圈内
阻为12,电阻R的阻值为52,电路中的电流随时间变化如图乙所示,则()
个
i/A
√2
0
0.1
0.2
0.3
t/s
0
乙
A.该交变电流的频率为5Hz
B.电压表的示数为5√2V
C.t=0.2s时,电流表的示数为0
D.t=0时刻,线圈平面与磁场方向垂直
10.在一个倾角为的足够长的固定斜面上,一小球以初速度v离开斜面,方向与斜面方向成角斜向上(日<45)。
己知重力加速度为8,空气阻力不计,下列说法正确的是()
A.小球在空中任意相等的时间内速度变化不相等
B.小球经时间t=vtam
,离斜面最远
C.小球开始运动到第一次落到斜面上时间为t=vtam0
777777777777777777777777777
8
D.小球开始运动到第一次落到斜面上位移为=2血0_2wsm0
8c0s20
三、实验题:本大题共2个小题,每小题8分。
11.物理兴趣小组准备测量一节干电池电动势和内阻,实验室备有以下实验器材:
2
电流表A(量程0~200mA,内阻1=12)
电压表V(量程0~3V,内阻约为20002)
滑动变阻器R(0~52,额定电流1A)
电阻箱R(0~9999.92)
两只定值电阻R(R=0.52R2=52)
开关S一个;导线若干。
1.5
1.0
0.5
0
50100501mA
图1
图2
(1)由于电流表量程太小,需要将其改装成量程为0~600mA。则定值电阻应选
(选填“R”或“R”)
(2)按图1正确连线后规范操作,记录电压表和电流表的示数为I,并做出U-I图像如图2所示,则该电源的电
动势V;内阻Ω(保留两位有效数字),测得的内阻比真实值
(选填“偏大”或“偏小”或“不
变)
12.实验小组利用以下装置可进行物体加速度、功和能量的探究。装置如图甲所示:物块A、B的质量均为M,C
的质量为m,一根轻绳跨过轻质定滑轮与A、B相连,在重物B的下面通过轻质挂钩悬挂重物C,重物A的下端
与穿过打点计时器的纸带相连,己知当地重力加速度大小为g,不计绳的伸长、绳和滑轮以及纸带的质量、摩擦阻
力和空气阻力。
Liizlauuz
白B
A
与打点计时器
(单位:cm
←8.30-8.95-
-9.59-
—10.22
纸带
甲
乙
(1)某次实验中,先接通频率为50Hz的交流电源,再由静止释放系统,得到如图乙所示的纸带,打点计时器在打A
点时系统运动的瞬时速度大小为m/s:系统做匀加速运动的加速度大小为m/s2;(计算结果均保留三位有
效数字)
(2)实验中,测得B和C从静止开始向下加速运动的距离为h时,C脱离B,此后A、B做匀速运动,测得A和B
匀速运动的速度为v。根据测得的h和y,则加速过程中绳子拉力对A做的功为(用字母Mh、以g表示):
(3)根据动能定理,推导出v与h的关系为v=(用字母Mh、、g表示)。
四、解答题:本大题共3个小题,解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤。
13.(12分)如图所示,一不可伸长的轻绳上端固定,下端系在单匝匀质正方形金属框上边中点O处,框处于静止
状态。一个三角形区域的顶点与O点重合,框的下边完全处在该区域中。三角形区域内加有随时间变化的匀强磁场,
磁感应强度大小B与时间t的关系为B=t(k>0的常数),磁场与框平面垂直,框的面积为框内磁场区域面积的2
倍,金属框质量为,电阻为R,边长为1,重力加速度g,求:
(1)金属框中的感应电动势大小:
(2)金属框开始向上运动的时刻to:
答案第3页,共4页
X
X××
×××
××××××
×XXX××X
××××X××X
×××××××××
14.(12分)如图所示,在电场强度为E,方向竖直向下的匀强电场中,两个相同的带正电粒子4、b同时从O点以
初速度'。射出,速度方向与水平方向夹角均为日。己知粒子的质量为。电荷量为q4,不计重力及粒子间相互作用。
求:
(1)a运动到最高点的时间t:
(2)a到达最高点时,a、b间的距离H。
15.(18分)如图,水平虚线上方区域有垂直于纸面向外的匀强磁场,下方区域有竖直向上的匀强电场。质量为m、
带电量为q(q>0)的粒子从磁场中的α点以速度'。向右水平发射,当粒子进入电场时其速度沿右下方向并与水平
虚线的夹角为60°,然后粒子又射出电场重新进入磁场并通过右侧b点,通过b点时其速度方向水平向右。、b距
水平虚线的距离均为h,两点之间的距离为s=3√5h。不计重力。
(1)求磁感应强度的大小:
(2)求电场强度的大小:
(3)若粒子从α点以。竖直向下发射,长时间来看,粒子将向左或向右漂移,求漂移速度大小。(一个周期内粒子的
位移与周期的比值为漂移速度)
4