山东潍坊物理模拟试题单科形式Word下载.docx
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C.
D.
4.将一质量为m的小球套在一光滑的、与水平面夹角为α(α<45°
)的固定杆上,小球与一原长为L0的轻质弹性绳相连接,弹性绳的一端固定在水平面上,将小球从离地面L高处由静止释放,刚释放时,弹性绳长为L(L>L0),如图所示.小球滑到底端时速度恰好为零,则小球运动过程中,下列说法中正确的是( )
A.小球的机械能守恒
B.弹性绳的弹性势能将一直增大
C.小球到达底端时,弹性绳的弹性势能的增量等于mgL
D.小球和弹性绳组成的系统机械能守恒
5.带电粒子射入一个固定的点电荷Q的电场中,沿图中虚线由a点运动到b点,a、b两点到点电荷Q的距离分别为ra和rb(ra>rb)9若不计重力,则在这一运动过程中( )
A.电场力对粒子做负功
B.粒子在b点的电势能小于在a点的电势能
C.粒子在b点的动能大于在a点的动能
D.粒子在b点的加速度大于在a点的加速度
6.有一内电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标为“110V60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端,灯泡正常发光,则( )
A.电解槽消耗的电功率为120WB.电解槽发热功率为60W
C.电解槽消耗的电功率为60WD.电路消耗总功率为60W
7.2011年7月6日18时45分,山东省枣庄防备煤矿有限公司井下255米处一台空气压缩机着火,初步核查造成事故区域36名矿工被困.井内装有火警报警器,如图是其部分电路示意图.其中R2为用半导体热敏材料(其阻值随温度的升高而迅速减小)制成的传感器,电流表A为值班室的显示器,B为值班室报警电铃.当传感器R2所在处出现火情时,电流表A显示的电流I、报警电铃两端的电压U的变化情况是( )
A.I变大,U变大B.I变小,U变小C.I变小,U变大D.I变大,U变小
8.如图所示,空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场,一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端放置一质量为0.10kg、带电荷量q=+0.2C的滑块,滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.现对木板施加方向水平向左,大小为0.6N的恒力,g取10m/s2,则( )
A.木板和滑块一直做加速度为2m/s2的匀加速运动
B.滑块开始做匀加速直线运动.然后做加速度减小的变加速运动,最后做匀速运动
C.最终木板做加速度为2m/s的匀加速直线运动i滑块做速度为10m/s的匀速运动
D.最终木板做加速度为3m/s的匀加速直线运动,滑块做速度为10m/s的匀速运动
9.如图所示,水平面内两光滑的平行金属导轨,左端与电阻R相连接,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好.今对金属棒施加一个水平向右的外力F,使金属棒从a位置开始向右做初速度为零的匀加速运动,依次通过位置b和c.若导轨与金属棒的电阻不计,ab与bc的距离相等,关于金属棒在运动过程中的有关说法正确的是( )
A.金属棒通过b、c两位置时,外力F的大小之比为:
1:
B.金属棒通过b、c两位置时,电阻R的电功率之比为1:
2
C.从a到b和从b到c的两个过程中,通过金属棒横截面的电荷量之比为1:
D.从a到b和从b到c的两个过程中,电阻R上产生的热量之比为1:
10.如图甲所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框.金属线框的质量为m,电阻为R,在金属线框的下方有一匀强磁场区域,MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界.并与线框的bc边平行,磁场方向垂直于线框平面向里.现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落,如图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v﹣t图象,图中字母均为已知量.重力加速度为g,不计空气阻力.下列说法正确的是( )
A.金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向
B.金属线框的边长为v1(t2﹣t1)
C.磁场的磁感应强度为
D.金属线框在0﹣t4的时间内所产生的热量为2mgv1(t2﹣t1)+
m(v32﹣v22)
二、实验题(本题共4小题,共18分)
11.物理小组的同学用如图1所示的实验器材测定重力加速度,实验器材有:
底座、带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器(其中光电门l更靠近小球释放点),小球释放器(可使小球无初速释放)、网兜.实验时可用两光电门测量小球从光电门l运动至光电门2的时间t,并从竖直杆上读出两光电门间的距离h.
(l)使用游标卡尺测量小球的直径如图2所示,则小球直径为 cm.
(2)改变光电门1的位置,保持光电门2的位置不变,小球经过光电门2的速度为v,不考虑空气阻力,小球的加速度为重力加速度g,则h、t、g、v四个物理量之间的关系为h= .
(3)根据实验数据作出
﹣t图线,若图线斜率的绝对值为k,根据图线可求出重力加速度大小为 .
12.有一个小灯泡上标有“4V,2W”的字样,现要描绘这个灯泡的伏安特性图线.有下列器材供选用:
A.电压表(0~5V,内阻约为10kΩ)
B.电压表(0~10V,内阻约为20kΩ)
C.电流表(0~0.3A,内阻约为1Ω)
D.电流表(0~0.6A,内阻约为0.4Ω)
E.滑动变阻器(10Ω,2A)
F.学生电源(直流6V),还有电键、导线若干
(1)实验中所用电压表应选用 ,电流表应选用 (填器材前字母).
(2)实验时要求尽量减小实验误差,测量电压从零开始多取几组数据,请将图中实物连接成满足实验要求的测量电路.
13.多用电表是生活实际中常用的仪器,某同学使用多用电表进行了两次测量,指针所指的位置分别如图中a、b所示.若选择开关处在“×
10”的欧姆挡时指针位于a,则被测电阻的阻值是 Ω;
若选择开关处在“直流电压2.5V”挡时,指针位于b,则被测电压是 V.
14.如图甲所示为一黑箱装置,盒内有电源、电阻等元件,a、b为黑箱的两个输出端.
①为了探测黑箱,有以下几种测量:
A.用多用电表的电阻挡测量a、b间的电阻;
B.用多用电表的电压挡测量a、b间的输出电压;
C.用多用电表的电流挡测量a、b间的输出电流.你认为首先应该采取的测量是:
(填序号)
②含有电源的黑箱相当于一个“等效电源”,a、b是等效电源的两极.为了测定这个等效电源的电动势和内阻,该同学设计了如图乙所示的电路,调节变阻器的阻值,记录下电压表和电流表的示数,并在方格纸上建立了U﹣I坐标,根据实验数据画出了坐标点,如图丙所示.请你作进一步处理,并由图求出等效电源的电动势E= V,内阻r= Ω.
③由于电压表和电流表的内阻,会产生系统误差,则采用此测量电路所测得的电动势与实际值相比 ,测得的内阻与实际值相比 (填“偏大”、“偏小”和“相同”).
四、计算题(本题共4小题,共38分,解答要写出必要的文字说明、重要演算步骤,只写出最后答案的不得分)
15.如图所示,木板长L=1.6m质量M=4.0kg,上表面光滑,下表面与地面的动摩擦因数为0.4,质量m=1.0kg的小滑块(视为质点)放在木板的右端,开始时木板与物块静止,现给木板向右的初速度,(g取10m/s2)求:
(1)木板所受摩擦力大小
(2)使小滑块不从木板上掉下,木板初速的最大值.
16.如图a所示,一倾角为37°
的传送带以恒定速度运行.现将一质量m=lkg的小物体抛上传送带,物体相对地面的速度随时间变化的关系如图b所示,取沿传送带向上为正方向,g=10m/s2,sin37°
=0.6,cos37°
=0.8.求:
(1)0﹣8s内物体位移的大小;
(2)物体与传送带间动摩擦因数;
(3)0﹣8s内物体机械能增量及因与传送带摩擦产生的热量Q.
17.如图所示,“U”型金属框水平放置,右端与竖直墙壁相连,导体棒ab与框架的两臂垂直放置,ab与框架构成边长l=1.0m的正方形,整个回路的电阻R=2Ω.质量m=1kg的物体c置于水平地面上,并通过轻绳绕过定滑轮与ab相连,当竖直向上的磁场按B=kt均匀变化(k为恒量)时,物体c对地面的压力F随时间t变化的图象如图所示.不考虑一切摩擦,取g=10m/s2.
(1)在图中用箭头标出ab棒中感应电流的方向;
(2)求出k的值.
18.如图所示,真空中有(r,0)为圆心,半径为r的圆柱形匀强磁场区域,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里,在y=r的虚线上方足够大的范围内,有方向水平向左的匀强电场,电场强度的大小为E,从O点向不同方向发射速率相同的质子,质子的运动轨迹均在纸面内,设质子在磁场中的偏转半径也为r,已知质子的电量为e,质量为m,不计重力及阻力的作用,求:
(1)质子射入磁场时的速度大小;
(2)速度方向沿x轴正方向射入磁场的质子,到达y轴所需的时间;
(3)速度方向与x轴正方向成30°
角(如图中所示)射入磁场的质子,到达y轴的位置坐标.
五、附加题:
19.如图,两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ,间距为L.导轨上端接有一平行板电容器,电容为C.导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面.在导轨上放置一质量为m的金属棒,棒可沿导轨下滑,且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触.已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g.忽略所有电阻.让金属棒从导轨上端由静止开始下滑,求:
(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系;
(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系.
参考答案与试题解析
【考点】摩擦力的判断与计算.
【专题】摩擦力专题.
【分析】根据弹簧和绳不同的特点,弹簧的弹力不会发生突变,而绳的拉力是能够突变的,再根据物体的受力就可以判断摩擦力的变化情况.
【解答】解:
A、对a受力分析,弹簧被压缩,对a的弹力沿斜面向下,a受的摩擦力沿斜面向上,A正确;
B、b所受的摩擦力可能为零,当弹力加绳子的拉力和重力沿斜面方向的分量相等时,B错误;
C、则剪断瞬间绳子拉力立即消失,而弹簧形变量来不及改变故弹簧弹力不变,a所受摩擦力不变,故C正确;
D、细绳剪断瞬间,b所受摩擦力可能为零,当弹力和重力沿斜面方向的分量相等时,D正确;
故选:
ACD.
【点评】主要就是考查学生对弹簧和绳在力发生突变时它们的特点,知道弹簧弹力不能突变这一点就很容易了.
【考点】功率、平均功率和瞬时功率;
功的计算.
【专题】功率的计算专题.
【分析】分别对物体受力分析,由共点力的平衡即可得出两物体的质量之比;
剪断细线后,两物体在重力的作用下自由下滑,由机械能守恒可求得落地的速度大小,由匀变速直线运动的规律可知运动的时间,由功率公式可求得两物体所受重力做功的功率之比.
A、两物体位于相同高度,剪断轻绳,让两物体从静止开始沿斜面滑下,两物体运动过程中只有重力做功,落地高度相同,根据机械能守恒定律,得mgh=
mv2到达斜面底端时两物体速率相等.故A正确.
B、没有剪断细绳时,由平衡条件可得,m甲gsin37°
=m乙gsin53°
,则m甲:
m乙=4:
3,两物体距地面高度h相同,位移分别为
,
由匀变速直线运动的平均速度公式
知
因为末速度v相同,故t甲>t乙,故B错误;
C、由A知,两物体落地时速度相等,由B可知,m甲:
3,落地时重力的功率之比
=
,故C错误.
D、甲乙下滑过程中重力做功W=mgh,h相同,但质量不同,故D错误;
【点评】本题中要注意两点:
(1)绳子各点处的拉力大小相等;
(2)重力的功率等于重力与竖直分速度的乘积.
【考点】万有引力定律及其应用;
自由落体运动.
【专题】万有引力定律的应用专题.
【分析】根据自由落体运动规律求出重力加速度.
研究飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动,重力提供向心力列出等式求解.
物体自由落体运动,设月球表面重力加速度为g,
,飞船做匀速圆周运动,
则
所以
.
B.
【点评】重力加速度g是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量.
【考点】机械能守恒定律;
弹性势能.
【专题】机械能守恒定律应用专题.
【分析】只有重力或弹力做功时,机械能守恒,分析清楚小球的运动过程,应用动量守恒定律分析答题.
A、小球在运动过程中除重力做功外,弹性绳的拉力对小球做功,小球的机械能不守恒,故A错误;
B、在小球的整个运动过程中,弹性绳伸长量先减小后增大,弹性绳的弹性势能向减小后增大,故B错误;
C、以小球与弹性绳组成的系统为研究对象,在整个过程中只有重力与弹力做功,系统机械能守恒,初末状态系统动能为零,由机械能守恒定律可知:
EP1+mgL=EP2,△EP=mgL,即小球到达底端时,弹性绳的弹性势能的增量等于mgL,故CD正确;
CD.
【点评】本题考查了机械能守恒定律的应用,知道机械能守恒的条件,分析清楚运动过程、应用机械能守恒定律即可正确解题.
【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系;
牛顿第二定律.
【专题】电场力与电势的性质专题.
【分析】由电场力的方向和粒子运动的方向的关系,可以判断做功的情况,并能分析电势能的大小和动能的大小;
根据电场线的疏密可以判断出场强的大小,进而可以判断电场力和加速度的大小.
A:
由于粒子和点电荷Q之间的作用力是互相排斥的,而粒子是向着电荷运动的,电场力一定对粒子做负功,故A正确.
B、C:
由上分析可知,电场力一定对粒子做负功,电势能增大,动能减小,则粒子在b点的电势能大于在a点的电势能,粒子在b点的动能小于在a点的动能.故BC错误.
D:
由于ra>rb,根据公式:
,ra和rb(ra>rb)因为所以粒子在b点时受得电场力要大,加速度也就大,故D正确.
故选AD
【点评】本题是对电场性质的考查,根据粒子的运动轨迹判断出粒子和电荷Q所带的电荷的性质,是解决本题的关键,当然还要理解电场线与场强的关系.
【考点】电功、电功率.
【专题】恒定电流专题.
【分析】由于电解槽和灯泡串联,根据灯泡正常发光,可以判断出电解槽的电压和电流,从而可以求得电解槽的输入功率、发热功率以及输出功率.
A、由于灯泡正常发光,所以电动机的电压为220﹣110=110V,
由于电解槽和灯泡串联,它们的电流相等,所以I=
A,
所以电解槽的输入功率为P=UI=110×
=60W,所以A错误.
B、电解槽的发热功率为P热=I2r=(
)2×
4.4=1.3W,所以B错误.
C、电解槽消耗的总功率等于电解槽的输入功率为P=UI=110×
=60W,所以C正确.
D、电路消耗总功率为为:
P总=220V×
A=120W,所以D错误.
故选C.
【点评】在计算电功率的公式中,总功率用P=IU来计算,发热的功率用P=I2R来计算,如果是计算纯电阻的功率,这两个公式的计算结果是一样的,但对于电动机等非纯电阻,第一个计算的是总功率,第二个只是计算发热的功率,这两个的计算结果是不一样的.
【考点】闭合电路的欧姆定律.
【分析】由题,R2为用半导体热敏材料制成的传感器,温度升高时,其电阻减小.当传感器R2所在处出现火情时,分析R2的变化,确定外电路总电阻的变化,根据闭合电路欧姆定律和串并联电路的特点分析电流和电压变化.
当传感器R2所在处出现火情时,R2的阻值变小,外电路总电阻变小,则总电流变大,电源的内电压变大,R1两端的电压变大,则并联部分电压变小,则通过电流表的电流变小,而总电流变大,所以通过电铃的电流变大,则电铃两端的电压U变大.故C正确.
C.
【点评】本题解题关键是掌握热敏电阻与温度的关系,再按“局部→整体→局部”的顺序进行动态变化分析.
【考点】牛顿第二定律;
洛仑兹力.
【专题】带电粒子在磁场中的运动专题.
【分析】先求出木块静摩擦力能提供的最大加速度,再根据牛顿第二定律判断当0.6N的恒力作用于木板时,系统一起运动的加速度,当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力,当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零,此时摩擦力等于零,此后物块做匀速运动,木板做匀加速直线运动.
由于动摩擦因数为0.5,静摩擦力能提供的最大加速度为5m/s2,所以当0.6N的恒力作用于木板时,系统一起以a=
的加速度一起运动,当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力,当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零,此时Bqv=mg,解得:
v=10m/s,此时摩擦力消失,滑块做匀速运动,而木板在恒力作用下做匀加速运动,a=
,所以BD正确.
故选BD.
【点评】本题主要考查了牛顿第二定律的直接应用,要求同学们能正确分析木板和滑块的受力情况,进而判断运动情况.
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势;
功能关系;
焦耳定律.
【专题】电磁感应与电路结合.
【分析】金属棒由静止开始向右做匀加速运动,根据运动学公式求出金属棒通过b、c的速度之比.由法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力等知识求出功率、安培力、热量与速度的关系,进而求出相应的比值.根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律求出电荷量之比.
A、金属棒从a位置由静止开始向右做匀加速运动,根据v2=2ax知,通过b、c两个位置的速度比为1:
;
根据E=BLv知,产生的电动势之比为1:
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