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普通高中学业水平考试高考物理模拟检测卷7
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这是一份普通高中学业水平考试高考物理模拟检测卷7，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.下列各组物理量中,都是矢量的是( )
A.位移、时间、质量B.速度、路程、加速度
C.路程、时间、位移D.加速度、位移、速度
2.我国高速磁悬浮试验样车因为采用了磁悬浮原理,所以阻力比普通的高铁小很多,其速度可达600 km/h,可在大型枢纽城市间形成高速“走廊”。高速磁悬浮拥有“快起快停”的技术优点,能发挥出速度优势,也适用于中短途客运。下列说法正确的是( )
A.因阻力比普通的高铁小很多,所以磁悬浮列车惯性比较小
B.速度可达600 km/h,这是指平均速度
C.能“快起快停”,是指加速度大
D.考查磁悬浮列车在两城市间的运行时间时可视为质点,这种研究方法叫“微元法”
3.如图所示,人、车同时从甲地出发到乙地集合,人沿斑马线直走,车要绕过护栏拐个弯,结果人比车早两分钟到达目的地,则( )
A.人的位移比车小
B.人的平均速度比车大
C.人与车的平均速度是相同的
D.人的平均速度方向由甲指向乙,车的平均速度无方向
4.如图所示,小明撑杆使船离岸,则下列说法正确的是( )
A.小明与船之间存在摩擦力
B.杆的弯曲是由于受到杆对小明的力
C.杆对岸的力大于岸对杆的力
D.小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力
5.伽利略在研究力和运动的关系的时候,用两个对接的斜面,一个斜面固定,让小球从斜面上滚下,又滚上另一个倾角可以改变的斜面,斜面倾角逐渐改变至零,如图所示。伽利略设计这个实验的目的是为了说明( )
A.如果没有摩擦,小球将运动到与释放时相同的高度
B.如果没有摩擦,物体运动过程中机械能守恒
C.维持物体做匀速直线运动并不需要力
D.如果物体不受到力,就不会运动
6.一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5 s内做匀加速直线运动,5 s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其v-t图像如图所示。已知汽车的质量为m=2×103 kg,汽车受到地面的阻力为车重的,g取10 m/s2,则( )
A.汽车的额定功率为50 kW
B.当汽车速度为15 m/s时,加速度大小为1.5 m/s2
C.汽车在前5 s内的牵引力为6×103 N
D.汽车的最大速度为20 m/s
7.甲、乙、丙三个物体在同一直线上运动,它们的v-t图像如图所示,其中a、b、c三条图线分别描述的是甲、乙、丙三个物体的运动情况。下列说法正确的是( )
A.甲物体的初速度大小为2.0 m/s
B.乙物体的加速度大小为0.84 m/s2
C.丙物体在8 s内的位移大小为8 m
D.甲、乙两物体在t=6 s时相遇
8.一辆运输西瓜的小汽车(可视为质点),以大小为v(v<)的速度经过一座半径为R的拱形桥。在桥的最高点,其中一个质量为m的西瓜A(位置如图所示)受到周围的西瓜对它的作用力的大小为( )
A.mgB.
C.mg-D.mg+
9.下列哪项技术的应用原理与静电现象无关( )
10.如图所示,在前进的车厢的竖直后壁上放一个物体,物体与壁间的动摩擦因数为μ,要使物体不下滑(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),车厢至少应以多大的加速度前进( )
A.B.μgC.D.g
11.空间站是一种在近地轨道(高度小于同步卫星轨道的高度,可看成圆轨道)长时间运行、可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。下列说法正确的是( )
A.只需要知道空间站的周期就可以测出地球的质量
B.空间站的运行周期可能与月球绕地球运行的周期相差不大
C.空间站的运行周期一定小于地球自转周期
D.在空间站工作的宇航员处于超重状态
12.从高度为125 m的塔顶,先后落下a、b两球,自由释放这两个球的时间差为1 s,则以下判断正确的是(g取10 m/s2,不计空气阻力)( )
A.两球落地的时间差是1 s
B.a球接触地面瞬间,b球离地高度为35 m
C.在a球接触地面之前,两球的速度差越来越大
D.在a球接触地面之前,两球离地的高度差恒定
13.导体的电阻是4 Ω,在120 s内通过导体横截面的电荷量是480 C,这时加在导体两端的电压是( )
A.960 VB.16 VC.1 VD.60 V
14.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,平行板电容器C的两金属板水平放置。G为灵敏电流计。开关S闭合后,两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态。则在滑动变阻器R的触头P向上移动的过程中,下列判断正确的是( )
A.灵敏电流计G中有a→b的电流
B.油滴向上加速运动
C.电容器极板所带电荷量将减小
D.通过电阻R2的电流将减小
15.沈括在《梦溪笔谈》中记载了“以磁石磨针锋”制造指南针的方法,磁针“常微偏东,不全南也”。他是世界上第一个指出地磁场存在磁偏角的人。关于地磁场,下列说法正确的是( )
A.地磁场只分布在地球的外部
B.地理南极点的地磁场方向竖直向上
C.地磁场穿过地球表面的磁通量为零
D.地球表面各处地磁场的磁感应强度相等
16.关于磁感线下列说法正确的是( )
A.磁感线是根据磁场的性质人为地画出来的曲线
B.磁铁的磁感线是从N极出发到S极终止的曲线
C.磁场中的两条磁感线有可能相交
D.磁感线是实际存在于磁场中的一种曲线
17.下列漫画描绘了超失重的现象,若图甲表示电梯静止或者匀速运动的情形,那么下列说法正确的是( )
A.图乙可能表示电梯向上做减速运动
B.图乙可能表示电梯向上做加速运动
C.图丙可能表示电梯向上做加速运动
D.图丙可能表示电梯向下做减速运动
18.如图甲所示,一物体由某一固定的长斜面的底端以初速度v0沿斜面上滑,其动能Ek随离开斜面底端的距离x变化的图线如图乙所示,斜面与物体间的动摩擦因数μ=0.5,g取10 m/s2,不计空气阻力,则以下说法正确的是( )
A.斜面的倾角θ=30°
B.物体的质量为m=5 kg
C.斜面与物体间的摩擦力大小Ff=2 N
D.物体在斜面上运动的总时间t=2 s
二、非选择题(共5小题,共46分)
19.(8分)在“研究平抛物体运动”的实验中,可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。实验简要步骤如下:
A.安装好器材,注意调节斜槽使其末端水平,平板竖直,记下斜槽末端O点和过O点的竖直线;
B.让小球多次从同一位置上由静止滚下,记下小球穿过卡片孔的一系列位置;
C.取下白纸,以O为原点,以竖直线为轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛轨迹;
D.测出曲线上某点的坐标x、y,算出该小球的平抛初速度,实验需要对多个点求v0的值,然后求它们的平均值。
如图所示,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=2.5 cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为v0= (用L、g表示),其值是 (g取10 m/s2),小球在c点的竖直分速度是 。
20.(8分)某同学测量一节蓄电池的电动势和内阻的实验中,认为蓄电池内阻非常小,为防止滑动变阻器电阻过小时,由于电流过大而损坏器材,电路中用了一个定值电阻R0。实验时蓄电池、开关、导线、电流表(量程3 A)与电压表(量程3 V)、滑动变阻器(0~5 Ω)按如图甲连接电路图。
(1)现有两个定值电阻R0,小张选择哪一个更合理? 。
A.定值电阻(1 Ω、额定功率5 W)
B.定值电阻(10 Ω、额定功率10 W)
(2)该同学按图甲电路图进行连接,下列实物图正确的是 。
(3)若用如图乙所示电路,分别测出两组数据记为U1、I1与U2、I2,可粗测出蓄电池的电动势E= ,内阻r= 。(用字母U1、I1、U2、I2、R0来表示)
21.(8分)超级电容器是电容C达到上千法拉甚至上万法拉的大容量电容器,具有充电速度快、循环寿命长等优点。现采用如图所示的电路对某个超级电容器充电。充电器具有控制输出电压和输出电流的功能。充电过程分为两个阶段:第一阶段是恒流充电(即充电器输出的电流不变),当充电器检测到电压达到一定值后,进入第二阶段,进行恒压充电(即充电器输出的电压不变),直到充电终止。电阻阻值恒定为R。
(1)电容器原来不带电,其电容为C,当第一阶段进行恒流充电时,充电器输出的电流为I,求t时刻电容器两端的电压U1;
(2)当进入第二阶段进行恒压充电时,充电器输出的电压为U,某一时刻流过电阻R的电流为I2,求电容器两端的电压U2。
22.(10分)某航母舰载机采用滑跃式起飞,起飞时主要靠甲板前端的上翘来帮助战斗机起飞,其示意图如图所示,飞机由静止开始先在一段水平距离为L1=160 m的水平跑道上运动,然后在长度为L2=20.5 m的倾斜跑道上滑跑,直到起飞。已知飞机的质量m=2.0×104 kg,其喷气发动机的推力大小恒为F=1.4×105 N,方向与速度方向相同,水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h=2.05 m,飞机在水平跑道上和倾斜跑道上运动的过程中受到的平均阻力大小都为飞机重力的十分之二,假设航母处于静止状态,飞机质量视为不变并可看成质点,倾斜跑道看作斜面,不计水平跑道和倾斜跑道连接处的影响,且飞机起飞的过程中没有出现任何故障,g取10 m/s2。
(1)求飞机在水平跑道上运动的末速度大小;
(2)求飞机从开始运动到起飞经历的时间t。
23.(12分)图甲为儿童玩具小火车轨道,由竖直圆轨道(在最低点B分别与水平轨道AB和BD相连)、竖直圆弧轨道DE和FH、倾斜半圆轨道EGF、水平四分之一圆轨道AK和IJ、水平轨道AB、BD、HI、KJ平滑相切连接而成,图乙为轨道侧视示意图。已知竖直圆轨道和EGF的半径均为R=0.4 m,最高点G离水平轨道的高度h=0.4 m。小火车可视为质点且质量m=0.2 kg,在H点以额定功率P=1 W由静止启动,沿着IJKAB轨道到达B点关闭电动机,恰好能通过竖直圆轨道的最高点C,不计摩擦阻力和空气阻力,g取10 m/s2。求:
(1)小火车通过C点时的速度大小vC;
(2)小火车从H点运动到B点的时间t;
(3)小火车运动到EGF最高点G时所受的合力大小F。
模拟检测卷(七)
1.D 2.C 3.B 4.A 5.C
6.C 解析 汽车受到的阻力为Ff=0.1mg=0.1×2.0×103×10N=2.0×103N,前5s内汽车的加速度由v-t图像可得a=2.0m/s2,根据牛顿第二定律有F-Ff=ma,得汽车的牵引力为F=ma+Ff=2.0×103×2.0N+2.0×103N=6.0×103N,故C正确;在5s末汽车达到额定功率,有P额=Fv=6.0×103×10W=60kW,故A错误;当牵引力等于阻力时,汽车达到最大速度,则最大速度为vm=m/s=30m/s,故D错误;当汽车速度为15m/s时,此时汽车受到的牵引力为F'=N=4×103N,根据牛顿第二定律有F'-Ff=ma',代入数据可得此时的加速度大小为a'=1m/s2,故B错误。
7.C 解析 由图像可知,甲物体的初速度大小为0,A错误;图像的斜率表示加速度,则有m/s2=0.08m/s2,B错误;图像的面积表示位移,则有x=vt=8m,C正确;甲、乙两物体运动时的起点未知,在t=6s时速度相等,图像面积不等,不确定是否相遇,D错误。
8.C 解析 对西瓜受力分析,根据牛顿第二定律有mg-F=m,解得周围的西瓜对A的作用力F=mg-m,满足v<的条件,C正确。
9.D 解析 复印机通过静电现象,将墨粉图像转印到复印纸表面,故A不符合题意;油罐利用车尾的铁链导走车内的静电,故B不符合题意;当云层上电荷较多时,避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿,成为导体,这样带电云层与避雷针形成通路,而避雷针又是接地的,避雷针就可以把云层上的电荷导入大地,使其不对高层建筑构成危险,保证了它的安全,故C不符合题意;手机无线充电,则是利用电磁感应原理,与静电现象无关,故D符合题意。
10.A 解析 竖直方向有Ff=mg,水平方向有FN=ma,根据摩擦力公式Ff=μFN得a=,故选A。
11.C 解析 由G=mr得M=r3,要测出地球的质量,还需要知道空间站的运行半径,A错误;由G=mr得T=,空间站在近地轨道上运行,它的运行半径远小于月球绕地球运行的半径,故它的运行周期远小于月球绕地球运行的周期,B错误;由于空间站的运行半径比同步卫星的小,故空间站的运行周期一定小于地球自转周期,C正确;在空间站工作的宇航员处于完全失重状态,D错误。
12.A
13.B 解析 由电流的定义式I=,得I=4A。而U=IR=16V,故选B。
14.B 解析 在滑动变阻器R的触头P向上移动的过程中,R增大,总电阻增大,电动势和内阻不变,可知总电流减小,内电压减小,外电压增大,外电压等于R1上的电压和R2与R并联电压之和,而R1上的电压减小,所以R2与R的并联电压增大,通过R2的电流增大。根据Q=CU,电容器所带的电荷量增大,上极板带正电,电容器充电,所以流过电流计的电流方向是b→a。电容器两端电压增大,电场强度增大,静电力增大,所以油滴会向上加速运动。故B正确,A、C、D错误。
15.C 解析 根据磁场的性质可知,磁感线是闭合的,故地球内部一定有磁感线,故一定有磁场,选项A错误;地理南极点并不是地磁的N极,故地理南极点处磁场方向不是竖直向上的,选项B错误;根据磁通量的性质可知,由外向里和从里向外穿过地球表面的磁感线条数一定相等,故地磁场穿过地球表面的磁通量为零,选项C正确;地球两极处磁感应强度大,而赤道上磁感应强度小,选项D错误。
16.A
17.B 解析 图乙图案被压扁了,是超重,加速度向上,可能向上做加速运动,也可能向下做减速运动,B正确,A错误;图丙图案被拉长了,是失重,加速度向下,可能向下做加速运动,也可能向上做减速运动,C、D错误。
18.C 解析 由动能定理知Ek-x图像的斜率的绝对值表示合力的大小,则上升阶段有mgsinθ+μmgcsθ=5N,下降阶段有mgsinθ-μmgcsθ=1N,联立得tanθ=,即θ=37°,m=0.5kg,故A、B错误;物体与斜面间的摩擦力Ff=μmgcsθ=2N,故C正确;上升阶段由Ek-x图像知合力F1=5N,则a1=10m/s2,t1=,Ek1==25J,联立得t1=1s,同理,下降阶段合力F2=1N,则a2=2m/s2,t2=,Ek2==5J,联立得t2=s,则t=t1+t2=(1+)s,故D错误。故选C。
19.答案 2 1.0 m/s 1.25 m/s
解析 在竖直方向上,根据Δy=L=gT2得,T=,则小球平抛运动的初速度v0==2,代入数据得,v0=2×m/s=1.0m/s。
小球在c点的竖直分速度vyc=m/s=1.25m/s。
20.答案 (1)A (2)C (3)-R0
解析 (1)一节蓄电池电动势约为2V。保护电阻选阻值1Ω即可,如果选择10Ω的定值电阻,电路中的最大电流约为0.2A。由于电流表选用的是3A量程,读数误差较大,且电流变化范围小,故选A。(2)实物图连接应先将仪器按照电路图中各元件位置摆放好,然后将各仪器连接进电路。根据电路图可知本题选C。(3)由于R0是定值电阻,电池内阻r=-R0,则E=,r=-R0。
21.答案 (1) (2)U-I2R
解析 (1)0到t时间内电容器充电电荷量为Q=It
由C=得U1=。
(2)电阻R两端的电压为UR=I2R
由U=U2+UR得U2=U-I2R。
22.答案 (1)40 m/s (2)8.5 s
解析 (1)设飞机在水平跑道上运动的加速度大小为a1,阻力大小为F阻,在水平跑道上运动的末速度大小为v1,由牛顿第二定律得F-F阻=ma1
F阻=0.2mg
=2a1L1
联立以上三式并代入数据解得a1=5m/s2,v1=40m/s。
(2)设飞机在倾斜跑道上运动的加速度大小为a2,在倾斜跑道末端的速度大小为v2
飞机在水平跑道上的运动时间t1==8s
在倾斜跑道上,由牛顿第二定律有F-F阻-mg=ma2
代入数据解得a2=4m/s2
由=2a2L2
代入数据解得v2=42m/s
飞机在倾斜跑道上的运动时间t2==0.5s
则t=t1+t2=8.5s。
23.答案 (1)2 m/s (2)2 s (3)6 N
解析 (1)恰能通过竖直圆轨道最高点,满足mg=
解得vC=2m/s。
(2)小火车从H点运动到B点,由动能定理
Pt-mg2R=-0
解得t=2s。
(3)小火车从C点运动到G点,由动能定理
mg2R-mgh=
在G点由牛顿第二定律F=
解得F=6N。
1.下列各组物理量中,都是矢量的是( )
A.位移、时间、质量B.速度、路程、加速度
C.路程、时间、位移D.加速度、位移、速度
2.我国高速磁悬浮试验样车因为采用了磁悬浮原理,所以阻力比普通的高铁小很多,其速度可达600 km/h,可在大型枢纽城市间形成高速“走廊”。高速磁悬浮拥有“快起快停”的技术优点,能发挥出速度优势,也适用于中短途客运。下列说法正确的是( )
A.因阻力比普通的高铁小很多,所以磁悬浮列车惯性比较小
B.速度可达600 km/h,这是指平均速度
C.能“快起快停”,是指加速度大
D.考查磁悬浮列车在两城市间的运行时间时可视为质点,这种研究方法叫“微元法”
3.如图所示,人、车同时从甲地出发到乙地集合,人沿斑马线直走,车要绕过护栏拐个弯,结果人比车早两分钟到达目的地,则( )
A.人的位移比车小
B.人的平均速度比车大
C.人与车的平均速度是相同的
D.人的平均速度方向由甲指向乙,车的平均速度无方向
4.如图所示,小明撑杆使船离岸,则下列说法正确的是( )
A.小明与船之间存在摩擦力
B.杆的弯曲是由于受到杆对小明的力
C.杆对岸的力大于岸对杆的力
D.小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力
5.伽利略在研究力和运动的关系的时候,用两个对接的斜面,一个斜面固定,让小球从斜面上滚下,又滚上另一个倾角可以改变的斜面,斜面倾角逐渐改变至零,如图所示。伽利略设计这个实验的目的是为了说明( )
A.如果没有摩擦,小球将运动到与释放时相同的高度
B.如果没有摩擦,物体运动过程中机械能守恒
C.维持物体做匀速直线运动并不需要力
D.如果物体不受到力,就不会运动
6.一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5 s内做匀加速直线运动,5 s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其v-t图像如图所示。已知汽车的质量为m=2×103 kg,汽车受到地面的阻力为车重的,g取10 m/s2,则( )
A.汽车的额定功率为50 kW
B.当汽车速度为15 m/s时,加速度大小为1.5 m/s2
C.汽车在前5 s内的牵引力为6×103 N
D.汽车的最大速度为20 m/s
7.甲、乙、丙三个物体在同一直线上运动,它们的v-t图像如图所示,其中a、b、c三条图线分别描述的是甲、乙、丙三个物体的运动情况。下列说法正确的是( )
A.甲物体的初速度大小为2.0 m/s
B.乙物体的加速度大小为0.84 m/s2
C.丙物体在8 s内的位移大小为8 m
D.甲、乙两物体在t=6 s时相遇
8.一辆运输西瓜的小汽车(可视为质点),以大小为v(v<)的速度经过一座半径为R的拱形桥。在桥的最高点,其中一个质量为m的西瓜A(位置如图所示)受到周围的西瓜对它的作用力的大小为( )
A.mgB.
C.mg-D.mg+
9.下列哪项技术的应用原理与静电现象无关( )
10.如图所示,在前进的车厢的竖直后壁上放一个物体,物体与壁间的动摩擦因数为μ,要使物体不下滑(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),车厢至少应以多大的加速度前进( )
A.B.μgC.D.g
11.空间站是一种在近地轨道(高度小于同步卫星轨道的高度,可看成圆轨道)长时间运行、可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。下列说法正确的是( )
A.只需要知道空间站的周期就可以测出地球的质量
B.空间站的运行周期可能与月球绕地球运行的周期相差不大
C.空间站的运行周期一定小于地球自转周期
D.在空间站工作的宇航员处于超重状态
12.从高度为125 m的塔顶,先后落下a、b两球,自由释放这两个球的时间差为1 s,则以下判断正确的是(g取10 m/s2,不计空气阻力)( )
A.两球落地的时间差是1 s
B.a球接触地面瞬间,b球离地高度为35 m
C.在a球接触地面之前,两球的速度差越来越大
D.在a球接触地面之前,两球离地的高度差恒定
13.导体的电阻是4 Ω,在120 s内通过导体横截面的电荷量是480 C,这时加在导体两端的电压是( )
A.960 VB.16 VC.1 VD.60 V
14.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,平行板电容器C的两金属板水平放置。G为灵敏电流计。开关S闭合后,两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态。则在滑动变阻器R的触头P向上移动的过程中,下列判断正确的是( )
A.灵敏电流计G中有a→b的电流
B.油滴向上加速运动
C.电容器极板所带电荷量将减小
D.通过电阻R2的电流将减小
15.沈括在《梦溪笔谈》中记载了“以磁石磨针锋”制造指南针的方法,磁针“常微偏东,不全南也”。他是世界上第一个指出地磁场存在磁偏角的人。关于地磁场,下列说法正确的是( )
A.地磁场只分布在地球的外部
B.地理南极点的地磁场方向竖直向上
C.地磁场穿过地球表面的磁通量为零
D.地球表面各处地磁场的磁感应强度相等
16.关于磁感线下列说法正确的是( )
A.磁感线是根据磁场的性质人为地画出来的曲线
B.磁铁的磁感线是从N极出发到S极终止的曲线
C.磁场中的两条磁感线有可能相交
D.磁感线是实际存在于磁场中的一种曲线
17.下列漫画描绘了超失重的现象,若图甲表示电梯静止或者匀速运动的情形,那么下列说法正确的是( )
A.图乙可能表示电梯向上做减速运动
B.图乙可能表示电梯向上做加速运动
C.图丙可能表示电梯向上做加速运动
D.图丙可能表示电梯向下做减速运动
18.如图甲所示,一物体由某一固定的长斜面的底端以初速度v0沿斜面上滑,其动能Ek随离开斜面底端的距离x变化的图线如图乙所示,斜面与物体间的动摩擦因数μ=0.5,g取10 m/s2,不计空气阻力,则以下说法正确的是( )
A.斜面的倾角θ=30°
B.物体的质量为m=5 kg
C.斜面与物体间的摩擦力大小Ff=2 N
D.物体在斜面上运动的总时间t=2 s
二、非选择题(共5小题,共46分)
19.(8分)在“研究平抛物体运动”的实验中,可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。实验简要步骤如下:
A.安装好器材,注意调节斜槽使其末端水平,平板竖直,记下斜槽末端O点和过O点的竖直线;
B.让小球多次从同一位置上由静止滚下,记下小球穿过卡片孔的一系列位置;
C.取下白纸,以O为原点,以竖直线为轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛轨迹;
D.测出曲线上某点的坐标x、y,算出该小球的平抛初速度,实验需要对多个点求v0的值,然后求它们的平均值。
如图所示,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=2.5 cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为v0= (用L、g表示),其值是 (g取10 m/s2),小球在c点的竖直分速度是 。
20.(8分)某同学测量一节蓄电池的电动势和内阻的实验中,认为蓄电池内阻非常小,为防止滑动变阻器电阻过小时,由于电流过大而损坏器材,电路中用了一个定值电阻R0。实验时蓄电池、开关、导线、电流表(量程3 A)与电压表(量程3 V)、滑动变阻器(0~5 Ω)按如图甲连接电路图。
(1)现有两个定值电阻R0,小张选择哪一个更合理? 。
A.定值电阻(1 Ω、额定功率5 W)
B.定值电阻(10 Ω、额定功率10 W)
(2)该同学按图甲电路图进行连接,下列实物图正确的是 。
(3)若用如图乙所示电路,分别测出两组数据记为U1、I1与U2、I2,可粗测出蓄电池的电动势E= ,内阻r= 。(用字母U1、I1、U2、I2、R0来表示)
21.(8分)超级电容器是电容C达到上千法拉甚至上万法拉的大容量电容器,具有充电速度快、循环寿命长等优点。现采用如图所示的电路对某个超级电容器充电。充电器具有控制输出电压和输出电流的功能。充电过程分为两个阶段:第一阶段是恒流充电(即充电器输出的电流不变),当充电器检测到电压达到一定值后,进入第二阶段,进行恒压充电(即充电器输出的电压不变),直到充电终止。电阻阻值恒定为R。
(1)电容器原来不带电,其电容为C,当第一阶段进行恒流充电时,充电器输出的电流为I,求t时刻电容器两端的电压U1;
(2)当进入第二阶段进行恒压充电时,充电器输出的电压为U,某一时刻流过电阻R的电流为I2,求电容器两端的电压U2。
22.(10分)某航母舰载机采用滑跃式起飞,起飞时主要靠甲板前端的上翘来帮助战斗机起飞,其示意图如图所示,飞机由静止开始先在一段水平距离为L1=160 m的水平跑道上运动,然后在长度为L2=20.5 m的倾斜跑道上滑跑,直到起飞。已知飞机的质量m=2.0×104 kg,其喷气发动机的推力大小恒为F=1.4×105 N,方向与速度方向相同,水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h=2.05 m,飞机在水平跑道上和倾斜跑道上运动的过程中受到的平均阻力大小都为飞机重力的十分之二,假设航母处于静止状态,飞机质量视为不变并可看成质点,倾斜跑道看作斜面,不计水平跑道和倾斜跑道连接处的影响,且飞机起飞的过程中没有出现任何故障,g取10 m/s2。
(1)求飞机在水平跑道上运动的末速度大小;
(2)求飞机从开始运动到起飞经历的时间t。
23.(12分)图甲为儿童玩具小火车轨道,由竖直圆轨道(在最低点B分别与水平轨道AB和BD相连)、竖直圆弧轨道DE和FH、倾斜半圆轨道EGF、水平四分之一圆轨道AK和IJ、水平轨道AB、BD、HI、KJ平滑相切连接而成,图乙为轨道侧视示意图。已知竖直圆轨道和EGF的半径均为R=0.4 m,最高点G离水平轨道的高度h=0.4 m。小火车可视为质点且质量m=0.2 kg,在H点以额定功率P=1 W由静止启动,沿着IJKAB轨道到达B点关闭电动机,恰好能通过竖直圆轨道的最高点C,不计摩擦阻力和空气阻力,g取10 m/s2。求:
(1)小火车通过C点时的速度大小vC;
(2)小火车从H点运动到B点的时间t;
(3)小火车运动到EGF最高点G时所受的合力大小F。
模拟检测卷(七)
1.D 2.C 3.B 4.A 5.C
6.C 解析 汽车受到的阻力为Ff=0.1mg=0.1×2.0×103×10N=2.0×103N,前5s内汽车的加速度由v-t图像可得a=2.0m/s2,根据牛顿第二定律有F-Ff=ma,得汽车的牵引力为F=ma+Ff=2.0×103×2.0N+2.0×103N=6.0×103N,故C正确;在5s末汽车达到额定功率,有P额=Fv=6.0×103×10W=60kW,故A错误;当牵引力等于阻力时,汽车达到最大速度,则最大速度为vm=m/s=30m/s,故D错误;当汽车速度为15m/s时,此时汽车受到的牵引力为F'=N=4×103N,根据牛顿第二定律有F'-Ff=ma',代入数据可得此时的加速度大小为a'=1m/s2,故B错误。
7.C 解析 由图像可知,甲物体的初速度大小为0,A错误;图像的斜率表示加速度,则有m/s2=0.08m/s2,B错误;图像的面积表示位移,则有x=vt=8m,C正确;甲、乙两物体运动时的起点未知,在t=6s时速度相等,图像面积不等,不确定是否相遇,D错误。
8.C 解析 对西瓜受力分析,根据牛顿第二定律有mg-F=m,解得周围的西瓜对A的作用力F=mg-m,满足v<的条件,C正确。
9.D 解析 复印机通过静电现象,将墨粉图像转印到复印纸表面,故A不符合题意;油罐利用车尾的铁链导走车内的静电,故B不符合题意;当云层上电荷较多时,避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿,成为导体,这样带电云层与避雷针形成通路,而避雷针又是接地的,避雷针就可以把云层上的电荷导入大地,使其不对高层建筑构成危险,保证了它的安全,故C不符合题意;手机无线充电,则是利用电磁感应原理,与静电现象无关,故D符合题意。
10.A 解析 竖直方向有Ff=mg,水平方向有FN=ma,根据摩擦力公式Ff=μFN得a=,故选A。
11.C 解析 由G=mr得M=r3,要测出地球的质量,还需要知道空间站的运行半径,A错误;由G=mr得T=,空间站在近地轨道上运行,它的运行半径远小于月球绕地球运行的半径,故它的运行周期远小于月球绕地球运行的周期,B错误;由于空间站的运行半径比同步卫星的小,故空间站的运行周期一定小于地球自转周期,C正确;在空间站工作的宇航员处于完全失重状态,D错误。
12.A
13.B 解析 由电流的定义式I=,得I=4A。而U=IR=16V,故选B。
14.B 解析 在滑动变阻器R的触头P向上移动的过程中,R增大,总电阻增大,电动势和内阻不变,可知总电流减小,内电压减小,外电压增大,外电压等于R1上的电压和R2与R并联电压之和,而R1上的电压减小,所以R2与R的并联电压增大,通过R2的电流增大。根据Q=CU,电容器所带的电荷量增大,上极板带正电,电容器充电,所以流过电流计的电流方向是b→a。电容器两端电压增大,电场强度增大,静电力增大,所以油滴会向上加速运动。故B正确,A、C、D错误。
15.C 解析 根据磁场的性质可知,磁感线是闭合的,故地球内部一定有磁感线,故一定有磁场,选项A错误;地理南极点并不是地磁的N极,故地理南极点处磁场方向不是竖直向上的,选项B错误;根据磁通量的性质可知,由外向里和从里向外穿过地球表面的磁感线条数一定相等,故地磁场穿过地球表面的磁通量为零,选项C正确;地球两极处磁感应强度大,而赤道上磁感应强度小,选项D错误。
16.A
17.B 解析 图乙图案被压扁了,是超重,加速度向上,可能向上做加速运动,也可能向下做减速运动,B正确,A错误;图丙图案被拉长了,是失重,加速度向下,可能向下做加速运动,也可能向上做减速运动,C、D错误。
18.C 解析 由动能定理知Ek-x图像的斜率的绝对值表示合力的大小,则上升阶段有mgsinθ+μmgcsθ=5N,下降阶段有mgsinθ-μmgcsθ=1N,联立得tanθ=,即θ=37°,m=0.5kg,故A、B错误;物体与斜面间的摩擦力Ff=μmgcsθ=2N,故C正确;上升阶段由Ek-x图像知合力F1=5N,则a1=10m/s2,t1=,Ek1==25J,联立得t1=1s,同理,下降阶段合力F2=1N,则a2=2m/s2,t2=,Ek2==5J,联立得t2=s,则t=t1+t2=(1+)s,故D错误。故选C。
19.答案 2 1.0 m/s 1.25 m/s
解析 在竖直方向上,根据Δy=L=gT2得,T=,则小球平抛运动的初速度v0==2,代入数据得,v0=2×m/s=1.0m/s。
小球在c点的竖直分速度vyc=m/s=1.25m/s。
20.答案 (1)A (2)C (3)-R0
解析 (1)一节蓄电池电动势约为2V。保护电阻选阻值1Ω即可,如果选择10Ω的定值电阻,电路中的最大电流约为0.2A。由于电流表选用的是3A量程,读数误差较大,且电流变化范围小,故选A。(2)实物图连接应先将仪器按照电路图中各元件位置摆放好,然后将各仪器连接进电路。根据电路图可知本题选C。(3)由于R0是定值电阻,电池内阻r=-R0,则E=,r=-R0。
21.答案 (1) (2)U-I2R
解析 (1)0到t时间内电容器充电电荷量为Q=It
由C=得U1=。
(2)电阻R两端的电压为UR=I2R
由U=U2+UR得U2=U-I2R。
22.答案 (1)40 m/s (2)8.5 s
解析 (1)设飞机在水平跑道上运动的加速度大小为a1,阻力大小为F阻,在水平跑道上运动的末速度大小为v1,由牛顿第二定律得F-F阻=ma1
F阻=0.2mg
=2a1L1
联立以上三式并代入数据解得a1=5m/s2,v1=40m/s。
(2)设飞机在倾斜跑道上运动的加速度大小为a2,在倾斜跑道末端的速度大小为v2
飞机在水平跑道上的运动时间t1==8s
在倾斜跑道上,由牛顿第二定律有F-F阻-mg=ma2
代入数据解得a2=4m/s2
由=2a2L2
代入数据解得v2=42m/s
飞机在倾斜跑道上的运动时间t2==0.5s
则t=t1+t2=8.5s。
23.答案 (1)2 m/s (2)2 s (3)6 N
解析 (1)恰能通过竖直圆轨道最高点,满足mg=
解得vC=2m/s。
(2)小火车从H点运动到B点,由动能定理
Pt-mg2R=-0
解得t=2s。
(3)小火车从C点运动到G点,由动能定理
mg2R-mgh=
在G点由牛顿第二定律F=
解得F=6N。
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