2027年1月浙江省普通高中学业水平考试物理仿真模拟卷03
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内容正文:
2027年高中物理学业水平合格考考前模拟卷03(浙江专用)
(考试时间:60分钟;满分:100分)
注意事项:
1.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内,作图时可先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4.可能用到的相关参数:重力加速度g取10 m/s2。
一、选择题(本题共18小题,每小题3分,共54分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.下列单位符号中,属于国际单位制基本单位符号的是( )
A.N B.s C.W D.V
2.下列物理量中属于标量的是( )
A.加速度 B.位移 C.电场强度 D.动能
3.神舟十九号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接后,与空间站一起绕地球运行。若以空间站为参考系,神舟十九号飞船是______的;若以地球为参考系,空间站是______的( )
A.静止,静止 B.静止,运动 C.运动,静止 D.运动,运动
4.某物体沿直线运动的v-t图像如图所示。则0~6 s内该物体( )
A.位移大小为30 m,平均速度大小为5.0 m/s
B.位移大小为26 m,平均速度大小为6.0 m/s
C.位移大小为26 m,平均速度大小为4.3 m/s
D.位移大小为22 m,平均速度大小为3.7 m/s
5.一根轻弹簧竖直悬挂,不挂钩码时长度为12 cm;挂上重3.0 N的钩码时长度为15 cm。弹簧始终在弹性限度内,则该弹簧的劲度系数为( )
A.50 N/m B.100 N/m C.150 N/m D.200 N/m
6.质量m=5.0 kg的木箱放在水平地面上,木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.40,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用F=15 N的水平力推木箱,取g=10 m/s2,则木箱受到的摩擦力大小为( )
A.0 B.20 N C.10 N D.15 N
7.如图,质量m=2.0 kg的物块静止在倾角θ=30°的斜面上。取g=10 m/s2,则斜面对物块的摩擦力大小为( )
A.20 N B.17 N C.10 N D.0
8.质量m=1.0 kg的物体在水平面上受到水平拉力F的作用,由静止开始运动,2.0 s内前进了4.0 m。物体与水平面间的动摩擦因数为0.20,取g=10 m/s2,则水平拉力F的大小为( )
A.2.0 N B.4.0 N C.6.0 N D.8.0 N
9.如图,转盘绕通过圆心O的竖直轴匀速转动,A、B是转盘上的两点,它们到转轴的距离分别为rA=10 cm、rB=20 cm。则A、B两点( )
A.线速度大小相等 B.角速度大小相等 C.向心加速度大小相等 D.转动的周期不相同
10.如图,从距地面高h=1.8 m的平台边缘以v0=4.0 m/s的速度水平抛出一小球,不计空气阻力,取g=10 m/s2。则小球在空中运动的时间和落地点到平台边缘的水平距离分别为( )
A.0.6 s,2.4 m B.0.6 s,1.2 m
C.0.36 s,1.44 m D.0.9 s,3.6 m
11.已知地球质量约为火星质量的9倍,地球半径约为火星半径的2倍。把两星球都看成质量分布均匀的球体,则同一物体在地球表面受到的重力约为在火星表面受到重力的( )
A.1.5倍 B.4.5倍 C.2.25倍 D.0.44倍
12.某人用F=50 N的水平推力把质量20 kg的箱子沿水平地面匀速推动10 m,用时20 s。则推力做功的平均功率为( )
A.10 W B.25 W C.250 W D.500 W
13.质量m=0.20 kg的小球从距地面h=1.8 m高处由静止自由下落,不计空气阻力,取g=10 m/s2。则小球落地前瞬间的动能和落地速度大小分别为( )
A.0.36 J,6.0 m/s B.3.6 J,3.0 m/s
C.1.8 J,6.0 m/s D.3.6 J,6.0 m/s
14.如图,两个等量正点电荷+Q固定,O为它们连线的中点,A、B是连线上关于O点对称的两点。则( )
A.O点的电场强度为零 B.A、B两点的电场强度相同
C.A点的电势低于O点的电势 D.把负电荷从A点移到B点,静电力做负功
15.电源的电动势E=6.0 V、内阻r=1.0 Ω,外接一个阻值R=5.0 Ω的电阻。电路接通后,电阻R两端的电压为( )
A.1.0 V B.6.0 V C.5.0 V D.4.0 V
16.一根长L=0.20 m的通电直导线垂直放在磁感应强度B=0.50 T的匀强磁场中,导线中的电流I=2.0 A。则导线受到的安培力大小为( )
A.0.40 N B.0.10 N C.0.20 N D.2.0 N
17.把一个条形磁铁竖直放置,其N极朝下,将磁铁沿竖直方向向下插入水平放置的闭合线圈的过程中,从上往下看,线圈中感应电流的方向是( )
A.逆时针方向 B.顺时针方向
C.先顺时针方向后逆时针方向 D.线圈中不产生感应电流
18.某同学家有一台额定功率为1500 W的电热水器和一台额定功率为200 W的电冰箱,电热水器每天工作1.0 h,电冰箱每天工作8.0 h。这两件电器一个月(按30天计)消耗的电能约为( )
A.93 kW·h B.48 kW·h C.45 kW·h D.3.1 kW·h
二、非选择题(本题共5小题,共46分)
19.(8分)在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中,某同学把弹簧竖直悬挂,逐个在弹簧下端挂上钩码,待钩码静止时记录弹簧的长度和所挂钩码的总重力。
(1)(2分)关于本实验,下列说法正确的是( )
A.应测量弹簧的总长度,不需要知道弹簧的原长
B.钩码静止时,弹簧的弹力大小等于所挂钩码的总重力
C.弹簧的弹力与弹簧的长度成正比
D.所挂钩码的总重力越大越好,可以超出弹性限度
(2)(3分)根据实验数据作出的F-x图线(x为弹簧的伸长量)是一条过坐标原点的直线,图线经过点(0.020 m,2.0 N),则该弹簧的劲度系数k=______ N/m。
(3)(3分)若作出的图线与横轴有交点,即弹力为零时弹簧已有一定的伸长量,其主要原因是___________。
20.(8分)在“验证机械能守恒定律”实验中,某同学用自由下落的重物拖着纸带做实验。
(1)(2分)为减小实验误差,实验中应选用的重物是( )
A.质量大、体积大的重物
B.质量大、体积小的重物
C.质量小、体积大的重物
D.质量小、体积小的重物
(2)(3分)重物的质量m=0.20 kg。从打出的纸带中选取O、B两点,O为重物开始下落时打出的点,测得O到B的距离h=0.200 m,打B点时重物的速度vB=1.98 m/s。取g=10 m/s2,则从O到B重力势能的减少量ΔEp=______ J,动能的增加量ΔEk=______ J。
(3)(3分)由计算结果可知ΔEp______(填“略大于”“略小于”或“等于”)ΔEk,其原因是______________________________________________________。
21.(8分)匀强电场的电场强度E=2.0×103 N/C,方向水平向右。A、B两点在同一条电场线上,沿电场方向相距d=0.10 m。把电荷量q=+1.0×10-8 C的点电荷从A点移到B点。求:
(1)(3分)A、B两点间的电势差UAB;
(2)(3分)静电力对该点电荷做的功W;
(3)(2分)若把该点电荷换成电荷量q′=-2.0×10-8 C的点电荷,求把它从A点移到B点静电力做的功。
22.(10分)质量m=2.0 kg的物块从倾角θ=37°的斜面顶端由静止开始下滑,斜面长L=4.5 m,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25。斜面底端与水平面平滑连接,物块与水平面间的动摩擦因数μ′=0.20。取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)(3分)物块沿斜面下滑的加速度大小a;
(2)(3分)物块滑到斜面底端时的速度大小v;
(3)(4分)物块在水平面上还能滑行的距离x。
23.(12分)如图,水平传送带A、B两端相距L=6.0 m,传送带以v=4.0 m/s的速率顺时针匀速运行。把质量m=1.0 kg的物块(可视为质点)无初速度地轻放在传送带的A端。物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.20,取g=10 m/s2。求:
(1)(3分)物块刚放到传送带上时加速度的大小a;
(2)(5分)物块从A端运动到B端所用的时间t;
(3)(4分)物块从A端运动到B端的过程中,传送带对物块做的功W和因摩擦产生的热量Q。
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答题卡
姓 名:__________________________
准考证号:
贴条形码区
考生禁填: 缺考标记
违纪标记
以上标记由监考人员用2B铅笔填涂
选择题填涂样例:
正确填涂
错误填涂 [×] [√] [/]
1.答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
2.选择题必须用2B铅笔填涂;填空题和解答题必须用0.5 mm黑色签字笔答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
注意事项
第Ⅰ卷(请用2B铅笔填涂)
1 [A] [B] [C] [D]
2 [A] [B] [C] [D]
3 [A] [B] [C] [D]
4 [A] [B] [C] [D]
5 [A] [B] [C] [D]
6 [A] [B] [C] [D]
7 [A] [B] [C] [D]
8 [A] [B] [C] [D]
9 [A] [B] [C] [D]
10 [A] [B] [C] [D]
11 [A] [B] [C] [D]
12 [A] [B] [C] [D]
13 [A] [B] [C] [D]
14 [A] [B] [C] [D]
15 [A] [B] [C] [D]
16 [A] [B] [C] [D]
17 [A] [B] [C] [D]
18 [A] [B] [C] [D]
第Ⅱ卷(请在各试题的答题区内作答)
19.(8分)
(1)__________(2分)
(3)__________(3分)
(2)__________(3分)
20.(8分)
(1)__________(2分) (2)__________(3分)
(3)__________(3分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
21.(8分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
22.(10分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
23.(12分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
非
答
题
区
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
非
答
题
区
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
物理 第4页(共6页) 物理 第5页(共6页) 物理 第6页(共6页)
物理 第1页(共6页) 物理 第2页(共6页) 物理 第3页(共6页)
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2027年高中物理学业水平合格考考前模拟卷03(浙江专用)
(考试时间:60分钟;满分:100分)
注意事项:
1.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内,作图时可先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4.可能用到的相关参数:重力加速度g取10 m/s2。
一、选择题(本题共18小题,每小题3分,共54分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.下列单位符号中,属于国际单位制基本单位符号的是( )
A.N B.s C.W D.V
【答案】B
【解析】国际单位制的七个基本单位是米(m)、千克(kg)、秒(s)、安培(A)、开尔文(K)、摩尔(mol)、坎德拉(cd)。
N是力的单位,W是功率的单位,V是电压的单位,都是由基本单位导出的单位;s是时间的基本单位。
故选B。
2.下列物理量中属于标量的是( )
A.加速度 B.位移 C.电场强度 D.动能
【答案】D
【解析】标量是只有大小、相加时按代数法则的物理量;矢量既有大小又有方向,相加时遵循平行四边形定则。
加速度、位移、电场强度都是矢量;动能只有大小,是标量。
故选D。
3.神舟十九号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接后,与空间站一起绕地球运行。若以空间站为参考系,神舟十九号飞船是______的;若以地球为参考系,空间站是______的( )
A.静止,静止 B.静止,运动 C.运动,静止 D.运动,运动
【答案】B
【解析】参考系是被假定为不动的物体,物体的运动情况与所选参考系有关。
对接后飞船与空间站保持相对静止,以空间站为参考系飞船是静止的;空间站绕地球运行,以地球为参考系空间站是运动的。
故选B。
4.某物体沿直线运动的v-t图像如图所示。则0~6 s内该物体( )
A.位移大小为30 m,平均速度大小为5.0 m/s
B.位移大小为26 m,平均速度大小为6.0 m/s
C.位移大小为26 m,平均速度大小为4.3 m/s
D.位移大小为22 m,平均速度大小为3.7 m/s
【答案】C
【解析】v-t图线与时间轴所围的面积表示位移。0~2 s为匀加速,面积6 m;2~4 s为匀速,面积12 m;4~6 s为匀减速,面积8 m。
总位移x=6 m+12 m+8 m=26 m。
平均速度v=x/t=26/6 m/s≈4.3 m/s。注意平均速度是位移与时间的比值,不是各段速度的平均值。
故选C。
5.一根轻弹簧竖直悬挂,不挂钩码时长度为12 cm;挂上重3.0 N的钩码时长度为15 cm。弹簧始终在弹性限度内,则该弹簧的劲度系数为( )
A.50 N/m B.100 N/m C.150 N/m D.200 N/m
【答案】B
【解析】弹簧的伸长量x=15 cm-12 cm=3.0 cm=0.030 m,弹力大小等于钩码的重力3.0 N。
由胡克定律F=kx得k=F/x=3.0/0.030 N/m=100 N/m。注意x是形变量,不是弹簧的长度。
故选B。
6.质量m=5.0 kg的木箱放在水平地面上,木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.40,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用F=15 N的水平力推木箱,取g=10 m/s2,则木箱受到的摩擦力大小为( )
A.0 B.20 N C.10 N D.15 N
【答案】D
【解析】最大静摩擦力fmax=μmg=0.40×5.0×10 N=20 N,大于推力15 N,木箱保持静止。
由二力平衡可知,木箱受到的静摩擦力与推力大小相等、方向相反,f=15 N。静摩擦力的大小由平衡条件决定,不能用μFN计算。
故选D。
7.如图,质量m=2.0 kg的物块静止在倾角θ=30°的斜面上。取g=10 m/s2,则斜面对物块的摩擦力大小为( )
A.20 N B.17 N C.10 N D.0
【答案】C
【解析】物块静止在斜面上,沿斜面方向受力平衡。
重力沿斜面向下的分力为mg sinθ=2.0×10×0.5 N=10 N,所以斜面对物块的静摩擦力大小为10 N,方向沿斜面向上。
故选C。
8.质量m=1.0 kg的物体在水平面上受到水平拉力F的作用,由静止开始运动,2.0 s内前进了4.0 m。物体与水平面间的动摩擦因数为0.20,取g=10 m/s2,则水平拉力F的大小为( )
A.2.0 N B.4.0 N C.6.0 N D.8.0 N
【答案】B
【解析】由x=at2/2得a=2x/t2=2×4.0/4.0 m/s2=2.0 m/s2。
物体受拉力F和滑动摩擦力f=μmg=2.0 N,由牛顿第二定律得F-f=ma,F=ma+f=2.0 N+2.0 N=4.0 N。
故选B。
9.如图,转盘绕通过圆心O的竖直轴匀速转动,A、B是转盘上的两点,它们到转轴的距离分别为rA=10 cm、rB=20 cm。则A、B两点( )
A.线速度大小相等 B.角速度大小相等 C.向心加速度大小相等 D.转动的周期不相同
【答案】B
【解析】A、B两点随转盘一起绕同一转轴转动,属于同轴转动,角速度相等、周期相同,B正确、D错误。
由v=ωr可知,B点半径大,线速度大,A错误;由a=ω2r可知,B点向心加速度大,C错误。
故选B。
10.如图,从距地面高h=1.8 m的平台边缘以v0=4.0 m/s的速度水平抛出一小球,不计空气阻力,取g=10 m/s2。则小球在空中运动的时间和落地点到平台边缘的水平距离分别为( )
A.0.6 s,2.4 m B.0.6 s,1.2 m
C.0.36 s,1.44 m D.0.9 s,3.6 m
【答案】A
【解析】小球做平抛运动,竖直方向为自由落体:由h=gt2/2得t=√(2h/g)=√(2×1.8/10) s=0.6 s。
水平方向做匀速运动:x=v0t=4.0×0.6 m=2.4 m。
故选A。
11.已知地球质量约为火星质量的9倍,地球半径约为火星半径的2倍。把两星球都看成质量分布均匀的球体,则同一物体在地球表面受到的重力约为在火星表面受到重力的( )
A.1.5倍 B.4.5倍 C.2.25倍 D.0.44倍
【答案】C
【解析】物体在星球表面受到的重力近似等于万有引力:mg=GMm/R2,即g=GM/R2。
所以g地/g火=(M地/M火)×(R火/R地)2=9×(1/2)2=2.25,同一物体在地球表面受到的重力约为火星表面的2.25倍。
故选C。
12.某人用F=50 N的水平推力把质量20 kg的箱子沿水平地面匀速推动10 m,用时20 s。则推力做功的平均功率为( )
A.10 W B.25 W C.250 W D.500 W
【答案】B
【解析】推力做的功W=Fx=50×10 J=500 J。
平均功率P=W/t=500/20 W=25 W。箱子匀速运动,推力大小等于摩擦力,但推力做的功只由推力和位移决定。
故选B。
13.质量m=0.20 kg的小球从距地面h=1.8 m高处由静止自由下落,不计空气阻力,取g=10 m/s2。则小球落地前瞬间的动能和落地速度大小分别为( )
A.0.36 J,6.0 m/s B.3.6 J,3.0 m/s
C.1.8 J,6.0 m/s D.3.6 J,6.0 m/s
【答案】D
【解析】下落过程中只有重力做功,机械能守恒,落地前瞬间的动能等于减少的重力势能:Ek=mgh=0.20×10×1.8 J=3.6 J。
由Ek=mv2/2得v=√(2gh)=√(2×10×1.8) m/s=6.0 m/s。
故选D。
14.如图,两个等量正点电荷+Q固定,O为它们连线的中点,A、B是连线上关于O点对称的两点。则( )
A.O点的电场强度为零 B.A、B两点的电场强度相同
C.A点的电势低于O点的电势 D.把负电荷从A点移到B点,静电力做负功
【答案】A
【解析】两个等量正电荷在O点产生的电场强度大小相等、方向相反,合场强为零,A正确。
A、B两点场强大小相等,但方向相反(都背离各自较近的那个正电荷),B错误。
连线上从O向两侧电势逐渐降低,所以φA>φO,C错误。
由对称性可知A、B两点电势相等,两点在同一等势面上,把负电荷从A点移到B点静电力不做功,D错误。
故选A。
15.电源的电动势E=6.0 V、内阻r=1.0 Ω,外接一个阻值R=5.0 Ω的电阻。电路接通后,电阻R两端的电压为( )
A.1.0 V B.6.0 V C.5.0 V D.4.0 V
【答案】C
【解析】由闭合电路欧姆定律得I=E/(R+r)=6.0/(5.0+1.0) A=1.0 A。
电阻R两端的电压U=IR=1.0×5.0 V=5.0 V。内阻上分得的电压Ur=Ir=1.0 V,路端电压小于电动势。
故选C。
16.一根长L=0.20 m的通电直导线垂直放在磁感应强度B=0.50 T的匀强磁场中,导线中的电流I=2.0 A。则导线受到的安培力大小为( )
A.0.40 N B.0.10 N C.0.20 N D.2.0 N
【答案】C
【解析】导线与磁场垂直时,安培力F=BIL=0.50×2.0×0.20 N=0.20 N。
若导线与磁场平行,则不受安培力,本题不属于这种情况。
故选C。
17.把一个条形磁铁竖直放置,其N极朝下,将磁铁沿竖直方向向下插入水平放置的闭合线圈的过程中,从上往下看,线圈中感应电流的方向是( )
A.逆时针方向 B.顺时针方向
C.先顺时针方向后逆时针方向 D.线圈中不产生感应电流
【答案】A
【解析】磁铁N极向下插入,穿过线圈的磁通量方向向下且不断增大。
由楞次定律,感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加,方向向上。
由安培定则,感应电流的磁场向上时,从上往下看线圈中的电流为逆时针方向。
故选A。
18.某同学家有一台额定功率为1500 W的电热水器和一台额定功率为200 W的电冰箱,电热水器每天工作1.0 h,电冰箱每天工作8.0 h。这两件电器一个月(按30天计)消耗的电能约为( )
A.93 kW·h B.48 kW·h C.45 kW·h D.3.1 kW·h
【答案】A
【解析】电热水器每天耗电W1=1.5 kW×1.0 h=1.5 kW·h,电冰箱每天耗电W2=0.2 kW×8.0 h=1.6 kW·h。
两件电器每天共耗电3.1 kW·h,一个月耗电W=3.1×30 kW·h=93 kW·h。
故选A。
二、非选择题(本题共5小题,共46分)
19.(8分)在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中,某同学把弹簧竖直悬挂,逐个在弹簧下端挂上钩码,待钩码静止时记录弹簧的长度和所挂钩码的总重力。
(1)(2分)关于本实验,下列说法正确的是( )
A.应测量弹簧的总长度,不需要知道弹簧的原长
B.钩码静止时,弹簧的弹力大小等于所挂钩码的总重力
C.弹簧的弹力与弹簧的长度成正比
D.所挂钩码的总重力越大越好,可以超出弹性限度
(2)(3分)根据实验数据作出的F-x图线(x为弹簧的伸长量)是一条过坐标原点的直线,图线经过点(0.020 m,2.0 N),则该弹簧的劲度系数k=______ N/m。
(3)(3分)若作出的图线与横轴有交点,即弹力为零时弹簧已有一定的伸长量,其主要原因是___________。
【解析】(1)B 实验中需要计算弹簧的伸长量,必须同时测量弹簧的原长和挂钩码后的长度,A错误。
钩码静止时处于平衡状态,弹簧的弹力与钩码的总重力大小相等,B正确。
在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比,而不是与弹簧的长度成正比,C错误。
所挂钩码的总重力不能超过弹簧的弹性限度,否则图线将不再是直线,D错误。
(2)k=100 N/m F-x图线的斜率表示弹簧的劲度系数,k=F/x=2.0/0.020 N/m=100 N/m。
(3)弹簧自身重力的影响(没有考虑弹簧的自重) 弹簧竖直悬挂时,由于自身重力作用已经有一定伸长,挂钩码后测得的伸长量中包含了自重造成的伸长,使图线与横轴出现交点。
把弹簧水平放置测量,或先测出弹簧自然下垂时的长度作为“原长”,都可以减小这一影响。
20.(8分)在“验证机械能守恒定律”实验中,某同学用自由下落的重物拖着纸带做实验。
(1)(2分)为减小实验误差,实验中应选用的重物是( )
A.质量大、体积大的重物
B.质量大、体积小的重物
C.质量小、体积大的重物
D.质量小、体积小的重物
(2)(3分)重物的质量m=0.20 kg。从打出的纸带中选取O、B两点,O为重物开始下落时打出的点,测得O到B的距离h=0.200 m,打B点时重物的速度vB=1.98 m/s。取g=10 m/s2,则从O到B重力势能的减少量ΔEp=______ J,动能的增加量ΔEk=______ J。
(3)(3分)由计算结果可知ΔEp______(填“略大于”“略小于”或“等于”)ΔEk,其原因是______________________________________________________。
【解析】(1)B 重物下落时受到空气阻力的影响,选用质量大、体积小的重物,可使重力远大于阻力,阻力的影响相对较小,从而减小实验误差。
故选B。
(2)ΔEp=0.40 J,ΔEk=0.39 J 重力势能的减少量ΔEp=mgh=0.20×10×0.200 J=0.40 J。
动能的增加量ΔEk=mvB2/2=0.20×1.982/2 J≈0.39 J。
(3)略大于;重物下落过程中受到空气阻力和纸带与限位孔间的摩擦阻力作用,一部分重力势能转化为内能 重物下落过程中除重力外还受空气阻力和纸带与限位孔间的摩擦阻力,这些力做负功,使一部分重力势能转化为内能,所以重力势能的减少量略大于动能的增加量。
在实验误差允许的范围内,可以认为重物的机械能守恒。
21.(8分)匀强电场的电场强度E=2.0×103 N/C,方向水平向右。A、B两点在同一条电场线上,沿电场方向相距d=0.10 m。把电荷量q=+1.0×10-8 C的点电荷从A点移到B点。求:
(1)(3分)A、B两点间的电势差UAB;
(2)(3分)静电力对该点电荷做的功W;
(3)(2分)若把该点电荷换成电荷量q′=-2.0×10-8 C的点电荷,求把它从A点移到B点静电力做的功。
【解析】(1)UAB=2.0×102 V 在匀强电场中,沿电场方向两点间的电势差U=Ed。
UAB=Ed=2.0×103×0.10 V=2.0×102 V。
(2)W=2.0×10-6 J 由W=qU得W=1.0×10-8×2.0×102 J=2.0×10-6 J。
也可先求静电力F=qE=2.0×10-5 N,再由W=Fd求得同样结果。静电力做正功,电荷的电势能减少。
(3)W′=-4.0×10-6 J A、B两点间的电势差由电场本身决定,与试探电荷无关,仍为UAB=2.0×102 V。
W′=q′UAB=-2.0×10-8×2.0×102 J=-4.0×10-6 J,即静电力做负功,该电荷的电势能增加4.0×10-6 J。
22.(10分)质量m=2.0 kg的物块从倾角θ=37°的斜面顶端由静止开始下滑,斜面长L=4.5 m,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25。斜面底端与水平面平滑连接,物块与水平面间的动摩擦因数μ′=0.20。取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)(3分)物块沿斜面下滑的加速度大小a;
(2)(3分)物块滑到斜面底端时的速度大小v;
(3)(4分)物块在水平面上还能滑行的距离x。
【解析】(1)a=4.0 m/s2 物块沿斜面方向受重力分力mg sinθ和滑动摩擦力f=μmg cosθ,由牛顿第二定律得mg sinθ-μmg cosθ=ma。
a=g(sinθ-μcosθ)=10×(0.6-0.25×0.8) m/s2=4.0 m/s2。
(2)v=6.0 m/s 物块做初速度为零的匀加速直线运动,由v2=2aL得v=√(2×4.0×4.5) m/s=6.0 m/s。
(3)x=9.0 m 物块进入水平面后只受滑动摩擦力作用,加速度大小a′=μ′g=0.20×10 m/s2=2.0 m/s2。
由v2=2a′x得x=v2/(2a′)=36/4.0 m=9.0 m。
23.(12分)如图,水平传送带A、B两端相距L=6.0 m,传送带以v=4.0 m/s的速率顺时针匀速运行。把质量m=1.0 kg的物块(可视为质点)无初速度地轻放在传送带的A端。物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.20,取g=10 m/s2。求:
(1)(3分)物块刚放到传送带上时加速度的大小a;
(2)(5分)物块从A端运动到B端所用的时间t;
(3)(4分)物块从A端运动到B端的过程中,传送带对物块做的功W和因摩擦产生的热量Q。
【解析】(1)a=2.0 m/s2 物块刚放上时速度为零,相对传送带向后滑动,受到传送带向前的滑动摩擦力f=μmg。
由牛顿第二定律得a=f/m=μg=0.20×10 m/s2=2.0 m/s2。
(2)t=2.5 s 物块加速到与传送带速度相同所需的时间t1=v/a=4.0/2.0 s=2.0 s。
这段时间内物块的位移x1=at12/2=2.0×4.0/2 m=4.0 m,小于L=6.0 m,说明物块与传送带共速后还有一段匀速运动。
匀速阶段位移x2=L-x1=2.0 m,时间t2=x2/v=0.50 s。总时间t=t1+t2=2.5 s。
(3)W=8.0 J,Q=8.0 J 传送带对物块的摩擦力只在加速阶段做功:W=fx1=μmgx1=2.0×4.0 J=8.0 J,等于物块动能的增加量mv2/2=8.0 J。
加速阶段传送带的位移s=vt1=4.0×2.0 m=8.0 m,物块与传送带间的相对位移Δs=s-x1=4.0 m。
因摩擦产生的热量Q=fΔs=2.0×4.0 J=8.0 J。
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参考答案
选择题(本题共18小题,每小题3分,共54分)
题号
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答案
A
C
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D
A
C
C
A
二、非选择题(本题共5小题,共46分)
19.(8分)
(1)(2分)B
(2)(3分)k=100N/m
(3)(3分)弹簧自身重力的影响(没有考虑弹簧的自重)
20.(8分)
(1)(2分)B
(2)(3分)△E=0.40J,△Ek=0.39J
(3)(3分)略大于:重物下落过程中受到空气阻力和纸带与限位孔间的摩擦阻力作用,一部分重力势能
转化为内能
21.(8分)
(1)(3分)UAB=2.0×102V
(2)(3分)W=2.0×10-6J
(3)(2分)W'=-4.0×106J
22.(10分)
(1)(3分)a=4.0m/s2
(2)(3分)v=6.0m/s
(3)(4分)x=9.0m
23.(12分)
(1)(3分)a=2.0m/s2
(2)(5分)t=2.5s
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(3)(4分)W=8.0J,Q=8.0J
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