高三物理寒假作業(yè)(一)
一、選擇題
1.如圖,當風水平吹來時,風箏面與水平面成一夾角,人站在地面上拉住連接風箏的細線.則( )
A.空氣對風箏的作用力方向水平向右
B.地面對人的摩擦力方向水平向左
C.地面對人的支持力大小等于人和風箏的總重力
D.風箏處于穩(wěn)定狀態(tài)時拉直的細線不可能垂直于風箏面
2.北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國正在實施的自主發(fā)展、獨立運行的衛(wèi)星導航系統(tǒng),衛(wèi)星分布在繞地球的幾個軌道上運行,其中的北斗?2A距地面的高度約為1.8萬千米,已知地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為3.6萬千米,地球半徑約為6400km,地球的第一宇宙速度為7.9km/s,則北斗?2A衛(wèi)星的運行速度約為( 。
A.3.0km/sB.4.0km/sC.7.9km/sD.2.5km/s
3.以不同初速度將兩個物體同時豎直向上拋出并開始計時,一個物體所受空氣阻力可忽略,另一物體所受空氣阻力大小與物體速率成正比,下列用虛線和實線描述兩物體運動的v?t圖象可能正確的是( )
A. B. C. D.
4.如圖所示,在x軸上方垂直于紙面向外的勻強磁場,兩帶電量相同而質量不同的粒子以相同的速度從O點以與x軸正方向成α=60°角在圖示的平面內射入x軸上方時,發(fā)現(xiàn)質量為m1的粒子從a點射出磁場,質量為m2的粒子從b點射出磁場.若另一與a、b帶電量相同而質量不同的粒子以相同速率與x軸正方向成α=30°角射入x軸上方時,發(fā)現(xiàn)它從ab的中點c射出磁場,則該粒子的質量應為(不計所有粒子重力作用)( )
A.(m1+m2)B. (m1+m2)C. (m1+m2)D. (m1+m2)
5.如圖所示,水平傳送帶以速度v1勻速運動,小物體P、Q由通過定滑輪且不可伸長的輕繩相連,t=0時刻P在傳送帶左端具有速度v2,P與定滑輪間的繩水平,t=t1時刻P離開傳送帶.不計定滑輪質量和摩擦,繩足夠長.正確描述小物體P速度隨時間變化的圖象可能是( )
A B C D
6.如圖,傾斜固定的氣墊導軌底端固定有滑塊P,滑塊Q可在導軌上無摩擦滑動,兩滑塊上分別固定有同名磁極相對的條形磁鐵.將Q在導軌上方某一位置由靜止釋放,已知由于磁力作用,Q下滑過程中并未與P相碰.不考慮磁鐵因相互作用而影響磁性,且不計空氣阻力,則在Q下滑過程中( 。
A.滑塊Q的機械能守恒
B.滑塊Q和滑塊P間的最近距離與初始釋放位置的高度有關
C.滑塊Q所能達到最大速度與初始釋放位置的高度有關
D.滑塊Q達到最大速度時的位置與初始釋放位置的高度無關
二、實驗題
7.(1)小葉同學利用圖甲裝置探究加速度與質量之間的定性關系。根據(jù)圖片信息,他安裝儀器后,準備開始測量實驗數(shù)據(jù)時的狀態(tài)如圖甲所示,從圖片上看,你覺得他在開始正確測量前必須得修正哪幾方面的問題?(請寫出三點)
(2)修正后,小葉同學就開始實驗測量,如下圖乙所示。他所接的打點計時器的電檔位如右圖示,則他所選的打點計時器是哪種常用的打點計時器?
8.一個未知電阻Rx,阻值大約為10kΩ?20kΩ,為了較為準確地測定其電阻值,實驗室中有如下器材:
電壓表V1(量程3V、內阻約為3kΩ) 電壓表V2(量程15V、內阻約為15kΩ)
電流表A1(量程200μA、內阻約為100Ω) 電流表A2(量程0.6A、內阻約為1Ω)
電源E(電動勢為3V) 滑動變阻器R(最大阻值為20Ω)
開關S
(1)在實驗中電壓表選 ,電流表選 .(填V1、V2,A1、A2)
(2)為了盡可能減小誤差,請你在虛線框中畫出本實驗的電路圖.
(3)測得電阻值與真實值相比 (填偏大 偏小 相等)
三、計算題
9.一物體從靜止開始做勻加速直線運動,加速度的大小為a,經(jīng)過一段時間當速度為v時,將加速度反向、大小改變。為使這物體再經(jīng)過與加速過程所用時間的N倍時間恰能回到原出發(fā)點,則反向后的加速度應是多大?回到原出發(fā)點時的速度為多大?
10.如圖所示,一個學生坐在小車上做推球游戲,學生和不車的總質量為M=100kg,小球的質量為m=2kg.開始時小車、學生和小球均靜止不動.水平地面光滑.現(xiàn)該學生以v=2m/s的水平速度(相對地面)將小球推向右方的豎直固定擋板.設小球每次與擋板碰撞后均以同樣大小的速度返回.學生接住小球后,再以相同的速度大小v(相對地面)將小球水平向右推向擋板,這樣不斷往復進行,此過程學生始終相對小車靜止.求:
(1)學生第一次推出小球后,小車的速度大;
(2)從學生第一次推出小球算起,學生第幾次推出小球后,再也不能接到從擋板彈回來的小球.
11.如圖所示,A、B為兩塊平行金屬板,A板帶正電荷、B板帶負電荷.兩板之間存在著勻強電場,兩板間距為d、電勢差為U,在B板上開有兩個間距為L的小孔.C、D為兩塊同心半圓形金屬板,圓心都在貼近B板的O′處,C帶正電、D帶負電.兩板間的距離很近,兩板末端的中心線正對著B板上的小孔,兩板間的電場強度可認為大小處處相等,方向都指向O′.半圓形金屬板兩端與B板的間隙可忽略不計.現(xiàn)從正對B板小孔緊靠A板的O處由靜止釋放一個質量為m、電荷量為q的帶正電的微粒(微粒的重力不計),問:
(1)微粒穿過B板小孔時的速度多大?
(2)為了使微粒能在C、D板間運動而不碰板,C、D板間的電場強度大小應滿足什么條件?
(3)從釋放微粒開始,求微粒通過半圓形金屬板間的最低點P點的時間?
高三物理寒假作業(yè)(一)參考答案
1.解:A、D、設細線與水平面的夾角為α,風力大小為F.先研究風箏,分析受力如圖,
空氣對風箏的作用力方向垂直于風箏的平面,風箏處于穩(wěn)定狀態(tài)時拉直的細線不可能垂直于風箏面.故A錯誤,D正確;
根據(jù)平衡條件得:
B、對該同學分析受力可知,人受到重力、地面的支持力、繩子向右上的拉力和地面對人的摩擦力方向水平向左,故B正確.
C、對人和風箏整體研究,豎直方向上有:(M+m)g=N+Fcosβ,β是風箏與水平面之間的夾角;則得:N=(M+m)g?Fcosβ<(M+m)g.故C錯誤.
2.解:設M為地球質量,m1為同步衛(wèi)星,m2為北斗?2A衛(wèi)星質量,R為地球半徑,R1為地球同步衛(wèi)星離地面的高度,R2為北斗?2A衛(wèi)星距地面的高度,v1為同步衛(wèi)星的速度,v2為北斗?2A衛(wèi)星速度.
研究同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,根據(jù)萬有引力提供向心力,列出等式: ①
根據(jù)圓周運動知識得: ②
T=24×3600s,
研究北斗?2A衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,根據(jù)萬有引力提供向心力,列出等式: ③
由①②③解得:
v2=4km/s
故B正確、ACD錯誤.
3.解:沒有空氣阻力時,物體只受重力,是豎直上拋運動,v?t圖象是直線;
有空氣阻力時,上升階段,根據(jù)牛頓第二定律,有:mg+f=ma,故a=g+,由于阻力隨著速度而減小,故加速度逐漸減小,最小值為g;
有空氣阻力時,下降階段,根據(jù)牛頓第二定律,有:mg?f=ma,故a=g?,由于阻力隨著速度而增大,故加速度減;
v?t圖象的斜率表示加速度,故圖線與t軸的交點對應時刻的加速度為g,切線與虛線平行;
故選:D
4.解:粒子做勻速圓周運動,軌跡如圖:
故質量為m1、m2、m3的粒子軌道半徑分別為:
=
=2L+d
故: ①
粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,故:
②
③
④
聯(lián)立①②③④解得:m3= (m1+m2)
故選:C.
5.ABC解:1.若v1=v2,小物體P可能受到的靜摩擦力等于繩的拉力,一直相對傳送帶靜止勻速向右運動,若最大靜摩擦力小于繩的拉力,則小物體P先向右勻減速運動,減速到零后反向勻加速直到離開傳送帶,由牛頓第二定律知mQg?μmPg=(mQ+mP)a,加速度不變,故A正確;
2.若v1>v2,小物體P先向右勻加速直線運動,由牛頓第二定律知μmPg?mQg=(mQ+mP)a,到小物體P加速到與傳送帶速度v1相等后勻速,故B選項可能;
3.若v1<v2,小物體P先向右勻減速直線運動,由牛頓第二定律知mQg?μmPg=(mQ+mP)a1,到小物體P減速到與傳送帶速度v1相等后,若最大靜摩擦力大于或等于繩的拉力,繼續(xù)向右勻速運動,A選項正確,若最大靜摩擦力小于繩的拉力,繼續(xù)向右減速但滑動摩擦力方向改向,此時勻減速運動的加速度為mQg+μmPg=(mQ+mP)a2,到減速為零后,又反向以a2加速度勻加速向左運動,而a2>a1,故C選項正確,D選項錯誤.
故選:ABC
6.解:A、滑塊Q下滑的過程中,受到P的排斥力作用,此排斥力對Q做負功,所以Q的機械能減小,故A錯誤.
B、滑塊Q在下滑過程中,沿軌道方向受到重力的分力和磁場斥力,先做加速運動后做減速運動,當速度減至零時,與P的距離最近.根據(jù)能量守恒得知,Q初始釋放位置的高度越大,相對于P位置具有的重力勢能越大,當P運動到最低點時,其重力勢能全部轉化為磁場能,則知磁場能越大,PQ的距離越近,故B正確.
CD、當滑塊所受的磁場力與重力沿軌道向下的分力二力平衡時,Q的速度最大,重力的分力一定,根據(jù)平衡條件得知,速度最大時磁場力的大小也一定,則Q速度最大的位置一定,與Q初始釋放位置的高度無關.
根據(jù)能量守恒得知,滑塊Q釋放的位置越高,具有的重力勢能越大,速度最大時磁場能一定,則Q所能達到的最大動能越大,最大速度也越大,故知滑塊Q所能達到最大速度與初始釋放位置的高度有關.故CD正確.
故選:BCD
7.a、長木板的右端沒被墊高,說明沒有平衡摩擦力;b、小車和打點計時器的距離太開了; c、細線沒套在定滑輪的輪槽上,以致拉線未能與板面平行;(2)電磁打點計時器 。
解析:(1)長木板的右端沒被墊高,說明沒有平衡摩擦力;小車和打點計時器的距離太遠了,細線沒套在定滑輪的輪槽上,以致拉線未能與板面平行;
(2)電磁打點計時器使用4-6V交流電壓,電火花打點計時器直接接在220V交流電壓上,所以他所選的打點計時器是電磁打點計時器.
8.
9. , 解析: 取加速度a的方向為正方向
以加速度a加速運動時有:
以加速度 反向運動到原出發(fā)點時,位移為
有:
解得:
回到原出發(fā)點時的速度
解得:
負號表明,回到原出發(fā)點時速度的大小為 ,方向與原的運動方向相反
10.解:(1)學生推小球過程:設學生第一次推出小球后,學生所乘坐小車的速度大小為v1,學生和他的小車及小球組成的系統(tǒng)動量守恒,取向右的方向為正方向,由動量守恒定律得:
mv+Mv1=0…①,
代入數(shù)據(jù)解得:v1=?0.04m/s,負號表示車的方向向左;
(2)學生每向右推一次小球,根據(jù)方程①可知,學生和小車的動量向左增加mv,同理,學生每接一次小球,學生和小車的動量向左再增加mv,設學生第n次推出小球后,小車的速度大小為vn,由動量守恒定律得:
(2n?1)mv?Mvn=0,
要使學生不能再接到擋板反彈回來的小球,
有:vn≥2 m/s,
解得:n≥25.5,
即學生推出第26次后,再也不能接到擋板反彈回來的小球.
答:(1)學生第一次推出小球后,小車的速度大小為0.04m/s;
(2)從學生第一次推出小球算起,學生第26次推出小球后,再也不能接到從擋板彈回來的小球.
11.
(3)微粒從釋放開始經(jīng) 射入B板的小孔,d=v2 ,
則 =2dv=2d m2qU,
設微粒在半圓形金屬板間運動經(jīng)過 第一次到達最低點P點,則 =πL4v=πL4 m2qU,
所以從釋放微粒開始,經(jīng)過 + =2d+πL4 m2qU微粒第一次到達P點;根據(jù)運動的對稱性,易知再經(jīng)過2( + )微粒再一次經(jīng)過P點……
所以經(jīng)過時間t=(2k+1)2d+πL4 m2qU,(k=0,1,2,…)微粒經(jīng)過P點.
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