本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個選項中,第1~5題只有一項符合題目要求,第6~8題有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。
1.(2019•江西省新余市二模)一質點做勻加速直線運動時,速度變化Δv時發(fā)生位移x1,緊接著速度變化相同的Δv時發(fā)生位移x2,則該質點的加速度為導學號 86084422( C )
A.(Δv)21x1+1x2 B.2Δv2x2-x1
C.Δv2x2-x1 D.(Δv)21x1-1x2
[解析] 因為質點做勻加速直線運動,加速度不變,所以速度變化量相同,時間相同,設時間間隔為t
則有:Δv=at、
x2-x1=at2、
聯立①②得a=Δv2x2-x1,故C正確,ABD錯誤。
2.(2019•江蘇省一模)如圖所示,高空走鋼絲的表演中,若表演者走到鋼絲中點時,使原來水平的鋼絲下垂與水平面成θ角,此時鋼絲上的彈力應是表演者(含平衡桿)體重的導學號 86084423( C )
A.cos θ2 B.12
C.12sin θ D.tan θ2
[解析] 以人為研究對象,分析受力情況,作出受力圖,根據平衡條件:兩繩子合力與重力等大反向,則有:2Fsin θ=mg
解得:F=mg/2sin θ
故鋼絲上的彈力應是表演者和平衡桿重力的1/2sin θ;故C正確,ABD錯誤。
3.如圖為飛船發(fā)射過程中某個階段的示意圖,飛船先沿實線橢圓軌道飛行,然后在A處點火加速變軌,由實線橢圓軌道變成虛線圓軌道,在虛線圓軌道上飛船運行周期約為100 min。下列判斷正確的是導學號 86084424( C )
A.全過程中飛船內的物體一直處于超重狀態(tài)
B.飛船在橢圓軌道上的運行周期大于100 min
C.在圓軌道上運行時飛船的角速度大于同步衛(wèi)星運動的角速度
D.飛船沿橢圓軌道通過A點時的加速度大于沿圓軌道通過A點時的加速度
[解析] 全過程中飛船內的物體一直處于失重狀態(tài),A錯誤;因飛船沿橢圓軌道飛行時的半長軸小于沿虛線圓周的半徑,根據開普勒第三定律可知,飛船在橢圓軌道上的運行周期小于100 min,B錯誤;根據GMmr2=mω2r,可知ω=GMr3可知,因同步衛(wèi)星的高度比飛船的高度大得多,故飛船在圓軌道上運行時的角速度大于同步衛(wèi)星運動的角速度,C正確;飛船沿橢圓軌道通過A點時所受的萬有引力等于沿圓軌道通過A點時的萬有引力,則根據a=Fm可知,飛船沿橢圓軌道通過A點時的加速度等于沿圓軌道通過A點時的加速度,D錯誤。故選C。
4.(2019•昭通市二模)如圖,變壓器輸入有效值恒定的電壓,副線圈匝數可調,輸出電壓通過輸電線送給用戶(電燈等用電器),R表示輸電線的電阻。則導學號 86084425( B )
A.用電器增加時,變壓器輸出電壓增大
B.用電器增加時,變壓器的輸入功率增加
C.用電器增加時,輸電線的熱損耗減少
D.要提高用戶的電壓,滑動觸頭P應向下滑
[解析] 由于變壓器原、副線圈的匝數不變,而且輸入電壓不變,因此增加負載不會影響輸出電壓,故A錯誤;用電器增加時總電阻變小,總電流增大,輸出功率增大,所以輸入功率增大,故B正確;由于用電器是并聯的,因此用電器增加時總電阻變小,輸出電壓不變,總電流增大,故輸電線上熱損耗增大,故C錯誤;根據變壓器原理可知輸出電壓U2=n2n1U1,當滑動觸頭P向下滑時,n2減小,所以輸出電壓減小,故D錯誤。
5.(2019•山西省實驗中學模擬)如圖所示,用一根硬導線做成一個面積為S的正方形線框,把線框的右半部分放于勻強磁場中,磁場方向垂直紙面向里,磁感應強度大小為B,ab為線框的一條對稱軸。則導學號 86084426( D )
A.若磁感應強度B增大,線框具有擴張的趨勢
B.若線框繞ab轉動,會產生逆時針方向的感應電流
C.若線框繞ab以角速度ω勻速轉動,則產生感應電動勢的表達式為e=BSωsin ωt
D.將線框沿垂直磁場方向勻速拉出的過程中,若拉力增大為原來的兩倍,則安培力的功率增大為原來的四倍
[解析] 若磁感應強度B增大,則根據楞次定律可知,在線圈中產生逆時針方向的感應電流,由左手定則可知線圈在磁場中的邊受安培力指向線圈的內部,故線框具有收縮的趨勢,A錯誤;若線框繞ab轉動,則穿過線圈的磁通量減小,根據楞次定律可知,線圈會產生順時針方向的感應電流,B錯誤;若線框繞ab以角速度ω勻速轉動,則產生感應電動勢最大值為Em=12BωS,感應電動勢的表達式為e=12BSωsin ωt,C錯誤;將線框沿垂直磁場方向勻速拉出的過程中,則拉力F=F安=B2l2vR,若拉力增大為原來的兩倍,可知速度變?yōu)樵瓉淼?倍,則根據P=Fv可知安培力的功率增大為原來的四倍,D正確。故選D。
6.甲、乙兩船在同一條河流中同時開始渡河,河寬為H,河水流速為v0,劃船速度均為v,出發(fā)時兩船相距233H,甲、乙兩船船頭均與河岸成60°角,如圖所示。已知乙船恰好能垂直到達對岸A點。則下列判斷正確的是導學號 86084427( BD )
A.甲、乙兩船到達對岸的時間不同
B.v=2v0
C.兩船可能在未到達對岸前相遇
D.甲船也在A點靠岸
[解析] 將兩船的運動分解為垂直于河岸方向和沿河岸方向,在垂直于河岸方向上,兩船的分速度相等,河寬一定,所以兩船渡河的時間相等。故A錯誤;乙船的合速度垂直于河岸,有vcos 60°=v0,所以v=2v0。故B正確;兩船渡河的時間t=Hvsin 60˚,則甲船在沿河岸方向上的位移x=(v0+vcos 60˚)t=2v0×Hvsin 60˚=233H。知甲船恰好能到達河對岸的A點。故C錯誤,D正確。故選:BD。
7.(2019•陜西省師大附中二模)如圖所示,生產車間有兩個相互垂直且等高的水平傳送帶甲和乙,甲的速度為v0。小工件離開甲前與甲的速度相同,并平穩(wěn)地傳到乙上,工件與乙之間的動摩擦因數為μ。乙的寬度足夠大,重力加速度為g。則導學號 86084428( CD )
A.若乙的速度為v0,工件在乙上側向(垂直于乙的運動方向)滑過的距離s=2v20μg
B.若乙的速度為2v0,工件從滑上乙到在乙上側向滑動停止所用的時間不變
C.若乙的速度為2v0,工件在乙上剛停止側向滑動時的速度大小v=2v0
D.保持乙的速度2v0不變,當工件在乙上剛停止滑動時,下一只工件恰好傳到乙上,如此反復.若每個工件的質量均為m,除工件與傳送帶之間摩擦外,其他能量損耗均不計,驅動乙的電動機的平均輸出功率P-=455mgμv0
[解析] 根據牛頓第二定律,μmg=ma,得a=μg,摩擦力與側向的夾角為45°,側向加速度大小為:ax=μgcos 45˚=22μg,根據0-v20=-2as,代入解得:s=2v202μg,故A錯誤;設t=0時刻摩擦力與側向的夾角為θ,側向、縱向加速度大小分別為ax、ay,則:axay=tan θ,很小的Δt時間內,側向、縱向的速度增量Δvx=axΔt,Δvy=ayΔt,解得ΔvyΔvx=tan θ。且由題意知,vyvx=tan θ,則v′yv′x=tan θ,所以摩擦力方向保持不變,則當v′x=0時,v′y=0,即v=2v0,故C正確;工件在乙上滑動時側向位移為x,沿乙方向的位移為y,由題意知,ax=μgcos θ,ay=μgsin θ,在側向上-2axx=0-v20,在縱向上,2ayy=(2v0)2-0工件滑動時間t=2v0ay=2v0μgsin θ,乙前進的距離y1=2v0t。工件相對乙的位移L=x2+y1-y2,則系統(tǒng)摩擦生熱Q=μmgL,依據功能關系,則電動機做功:W=12m(2v0)2-12mv20+Q,由P=Wt,聯立解得:P-=45μmgv05,故B錯誤,D正確。所以CD正確,AB錯誤。
8.(2019•江西省南昌二中、臨川一中模擬)傾角θ為37°的光滑斜面上固定帶輕桿的槽,勁度系數k=20 N/m、原長足夠長的輕彈簧下端與輕桿相連,開始時桿在槽外的長度L=0.6 m,且桿可在槽內移動,桿與槽間的滑動摩擦力大小恒為Ff=6 N,桿與槽之間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。質量m=1 kg的小車從距彈簧上端l=0.6 m處靜止釋放沿斜面向下運動。已知彈簧彈性勢能為Ep=12kx2,式中x為彈簧的形變量。在整個運動過程中,彈簧始終處于彈性限度以內。g=10 m/s2 ,sin 37˚=0.6。下列說法正確的是導學號 86084429( ACD )
A.在桿完全進入槽內之前,小車先做勻加速運動,然后做加速度逐漸減小的加速運動,最后做勻速直線運動
B.小車從開始運動到桿完全進入槽內所用時間為55 s
C.若桿與槽間的滑動摩擦力大小Ff變?yōu)?6 N,小車、彈簧、輕桿組成的系統(tǒng)機械能一定不守恒
D.若桿與槽間的滑動摩擦力大小Ff變?yōu)?6 N,小車第一次與彈簧作用過程中輕桿移動的距離為0.2 m
[解析] 一開始小車受恒力向下做勻加速運動,后來接觸到彈簧,合力逐漸變小,于是做加速度逐漸變小的加速運動,最后受到彈簧的彈力和重力沿斜面向下的分力平衡,于是做勻速直線運動,A正確;小車開始勻加速直線運動,加速度為a=gsin 37˚=6 m/s2,做勻加速運動的時間t=2la=55 s,然后還要歷經變速,勻速運動,故小車從開始運動到桿完全進入槽內所用時間大于55 s,B錯誤;當摩擦力Ff=6 N時,在彈簧的彈力正好等于小車重力沿斜面向下的分力時,桿與槽之間的摩擦力等于6 N,桿與槽發(fā)生相對運動,而當Ff=16 N,假設彈簧彈力可以達到16 N,此時kx1=16,解得x1=0.8 m,此時彈簧的彈性勢能為Ep=12kx2=6.4 J,小車減少的重力勢能為ΔEp=mgsin θ×(x1+l)=8.4 J>Ep,小車還有速度,即桿仍舊會滑動,所以摩擦力會做功,小車、彈簧、輕桿組成的系統(tǒng)機械能一定不守恒,C正確;設桿下滑的距離為s,根據能量守恒定律可得12kx21+FfS=mgsin 37˚(s+x1+l),代入數據解得s=0.2 m,D正確。
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