2. 下列说法中正确的是( )
A.物体的运动和静止都是绝对的
B.只能选静止不动的物体作为参照物
C.宇宙中除机械运动外,再也没有其他形式的运动
D.选择不同参照物,同一物体在同一时刻可能是运动的,也可能是静止的
一、选择题
1. 下列所举各类“运动”中不属于机械运动的是( )
A. 抛出的篮球在空中运动 B. 小船在水面上滑行运动
C. 生产技术革新运动 D. 月亮绕地球的运动
19.(10分)(2014•宜宾)已知××型汽车的质量M=1200kg,汽车的额定功率ρ=40kw.一般情况下,驾驶员酒后的反应时间(从发现情况到开始制动所需的时间)比正常时慢了0.1~0.5,易发生交通事故.下表格为《驾驶员守则》中驾驶员在不同车速时所对应的正常反应距离(汽车在正常反应时间内通过的距离)的表格:
车速v(km/h) |
40 |
60 |
80 |
反应距离s(m) |
5 |
7.5 |
10 |
(1)假设汽车在水平路面上以额定功率匀速行驶时间t1=15min,速度大小v1=72km/h,消耗汽油的质量m=2kg,求该汽车受到阻力大小和汽车发动机的效率;(g=10N/kg,q汽油=4.5×107J/kg)
(2)请根据表格数据,计算驾驶员的正常反应时间;
(3)如图所示,假设一饮酒后的驾驶员驾车以v2=54km/h的速度在平直公路上行驶,在距离某学校门前s=40m处发现有一队学生在斑马线上横过马路,他的反应时间比正常时慢了△t=0.2s,刹车后,车的平均速度为v3=27km/h.试通过计算说明是否会发生交通事故.
考点: |
有关热机的计算;速度公式及其应用. |
专题: |
其他综合题. |
分析: |
(1)①已知汽车的额定功率和行驶时间,利用公式W=Pt得到牵引力做的功;已知汽车额定功率和行驶速度,利用公式F=得到牵引力,因为汽车匀速直线运动,所以受到的阻力等于牵引力; ②已知消耗的汽油的质量和汽油的热值,根据公式Q=qm可求汽油完全燃烧释放的能量,汽车牵引力做的功与释放能量的比值就是汽车能量的利用率. (2)反应时间内汽车仍匀速行驶,根据速度的定义式计算反应时间即可; (3)反应时间内做匀速运动,刹车时做匀减速直线运动,根据速度位移公式列式求解位移,然后与实际距离作比较即可. |
解答: |
解: (1)①由P=得, 牵引力做的功为W=Pt=40×103W×15×60s=3.6×107J; ∴P===Fv ∴汽车牵引力为: F===2000N, 机车受到的阻力为: f=F=2000N. ②汽油完全燃烧释放的能量: Q=mq=2kg×4.5×107J/kg=9×107J, 汽车发动机的效率: η=×100%=×100%=40%; (2)车速v1=40 km/h=m/s,由于在反应时间内汽车仍匀速行驶,根据车速v和反应距离s可计算驾驶员的反应时间 △t===0.45s 即驾驶员的反应时间为0.45s. (3)车速:v2=54km/h=15m/s,反应时间:△t=0.45s+0.2s=0.65s 驾驶员的反应距离:s=v2△t=15m/s×0.65s=9.75m 刹车后车做匀减速直线运动,平均速度为v3=27km/h=7.5m/s. 根据v2﹣v02=2ax得; 刹车距离为:x==m=15m, 因为s+x=9.75m+15m=24.75m<40m 所以不会发生交通事故. 答:(1)该汽车受到阻力为2000N;汽车发动机的效率为40%; (2)驾驶员的正常反应时间为0.45s; (3)不会发生交通事故. |
点评: |
本题考查阻力、做功、速度、功率与效率等的计算,首先要有读题能力,读懂题意是解题的关键.其次明确制动距离的构成,然后结合运动学公式进行计算分析. |
五、计算与解答题要求写出必要的文字说明和重要的验算步骤,只写出最后答案的不能得分
18.(10分)(2014•宜宾)如图所示,是某电器设备的一部分电路.已知电源电压和灯泡的阻值均保持不变,定值电阻R0=10Ω,灯泡L上标有“6V 3.6W”的字样.开关S2为单刀双掷开关,电源和电压表的内阻不计.请画出本题各小问的等效电路图.
(1)只闭合开关S1时,电流表示数I1=1A,求电源电压;
(2)在不损坏电流表及电源的情况下,闭合开关S1,将开关S2接“a”,移动滑片P置于其中点,此时电流表示数I2=1.5A,求滑动变阻器的最大阻值;
(3)当开关S1断开,开关S2接“b”时,移动滑动变阻器滑片P,使灯泡L正常发光,求滑动变阻器消耗的电功率.
考点: |
欧姆定律的应用;电功率的计算. |
专题: |
计算题;电路和欧姆定律. |
分析: |
(1)只闭合开关S1时,只有定值电阻R0连入,电流表测电流,根据欧姆定律即可求出电源的电压; (2)闭合开关S1,将开关S2接“a”,移动滑片P置于其中点,定值电阻R0与滑动变阻器并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流,利用欧姆定律求出连入电路的阻值,即可求出滑动变阻器的最大阻值; (3)当开关S1断开,开关S2接“b”时,灯泡与滑动变阻器串联接在电源两端,灯泡L正常发光时,根据P=UI求出灯泡L正常发光的电流,利用串联电路的电压特点求出此时滑动变阻器两端的电压,利用P=UI即可求滑动变阻器的电功率. |
解答: |
解:(1)只闭合开关S1时,只有定值电阻R0连入,如图1: 根据欧姆定律得:电源的电压U=U0=I0R0=1A×10Ω=10V; (2)闭合开关S1,将开关S2接“a”,移动滑片P置于其中点,定值电阻R0与滑动变阻器并联,如图2: 电流表测干路电流,即I=1.5A,滑动变阻器连入电路的阻值为R′=R, 由并联电路干路电流等于各支路电流之和可知: 通过滑动变阻器的电流I′=I﹣I0=1.5A﹣1A=0.5A, 由欧姆定律得:R′===20Ω. 则滑动变阻器的最大阻值R=2R′=2×20Ω=40Ω. (3)当开关S1断开,开关S2接“b”时,灯泡与滑动变阻器串联接在电源两端,如图3: ∵灯泡L正常发光时,则UL=U额=6V, 由P=UI得:灯泡L正常发光的电流IL===0.6A, ∵串联电路两端的电压等于串联的各部分电路两端的电压之和, ∴此时滑动变阻器两端的电压U″=U﹣UL=10V﹣6V=4V, ∴此时滑动变阻器的电功率利用P=U″IL=4V×0.6A=2.4W. 答:(1)电源电压为6V; (2)滑动变阻器的最大阻值为40Ω; (3)滑动变阻器消耗的电功率为2.4W. |
点评: |
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是开关闭合、断开时电路串并联的辨别以及知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等. |
17.(6分)(2014•宜宾)电压表内阻较大,在实际电路中也有一定电流通过.紫琪同学为了测量一电压表的内阻,她找来电源、电流表、定值电阻R0(阻值已知)、滑动变阻器R、开关和导线若干,并设计了如图所示的电路图.
(1)将滑动变阻器滑片P移至b端,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P由b端向a端移动的过程中,则下列说法正确的是 A ;
A.电流表示数增大,电压表示数增大
B.电流表示数减小,电压表示数减小
C.电压表示数与电流表示数之比为一定值
D.电压表示数与电流表示数之乘积为一定值
(2)闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,当电流表的示数为I时,电压表的示数为U,请写出该电压表内阻Rv的表达式 ;
(3)此实验要多次测量电压表内阻值,最后求其平均值,其目的是 减小误差 ;
(4)若用此电路去测量某未知电阻R1的阻值,其测量值与真实值得关系是R1测 < R1真(选填:“<”、“=”或“>”).
考点: |
欧姆定律的应用. |
专题: |
应用题;推理法;电路和欧姆定律. |
分析: |
(1)分析电路,根据滑片的移动方向确定滑动变阻器接入电路的阻值如何变化,然后根据串联电路特点、欧姆定律、电功率公式分析答题. (2)电压表与电阻R0并联,电流表示数为电压表和电阻R0的电流之和,则根据欧姆定律求出电阻R0的电流,根据并联电路的电流特点求出通过电压表的电流,根据欧姆定律即可求电压表的内阻; (3)减小实验的误差的方法是多次测量取平均值; (4)根据通过未知电阻R1的电流变化,利用欧姆定律分析. |
解答: |
解:(1)根据电路图可知;定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电流表测量电路中的电流,电压表测电阻R0两端电压, 闭合开关S,当滑动变阻器滑片P由b端向a端移动的过程中,连入电路的阻值变小,则总阻值变小,根据欧姆定律可知:电路中电流变大,即电流表示数变大;故B错误; 由U=IR可知:电阻R0两端电压变大,即电压表示数变大,故A正确; 则电压表示数与电流表示数之乘积变大,故D错误; 由于电压表与电流表示数比值为定值电阻R0的阻值,所以示数之比为一定值,故C正确. 故选AC. (2)∵电压表与电阻R0并联, ∴根据欧姆定律可知:电阻R0的电流I0=, ∵并联电路上的干路电流等于各支路电流之和, ∴通过电压表的电流Iv=I﹣I0=I﹣, ∴根据欧姆定律得:电压表的内阻Rv===. (3)多次测量电压表内阻值,最后求其平均值,是为了减小测量的误差; (4)若用此电路去测量某未知电阻R1的阻值,由于电压表分流作用,电流测量值大于真实值,由欧姆定律可知,电阻测量值小于真实值. 答答案为:(1)A、C;(2);(3)减小测量的误差;(4)<. |
点评: |
本题是一道电压表内阻对电路影响的分析题,分析清楚电路结构,熟练应用并联电路的特点和欧姆定律即可正确解题. |
四、实验与探究题
16.(4分)(2014•宜宾)某同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到:物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关.于是设计了如图所示的实验:用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球,其中A、C、D三球的质量为m,B求质量为2m,让A、B两球从距沙表明高H静止下落,C球从距沙表面高2H静止下落,D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下端竖直地落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计).实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2,C、D两球陷入沙深度均为h3,且h1<h2<h3.
(1)本实验中,铅球的重力势能大小是通过 球陷入沙面的深度 来反映的;
(2)比较A、B两球,发现B球陷入沙深度更大,由此可得出结论: 当下落高度一定时,物体的质量越大,重力势能越大 ;
(3)比较A、C两球,发现C球陷入沙深度更大,由此可得出结论: 当物体的质量相同时,下落高度越高,物体的重力势能越大 ;
(4)比较C、D两球,发现两球运动的路径不同,但陷入沙深度相同,由此可得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径 无关 (选填:“有关”或“无关”).
考点: |
探究影响物体势能大小的因素. |
专题: |
探究型实验综合题. |
分析: |
影响重力势能的因素有物体的质量和下落高度,实验中研究物体的重力势能与物体的质量关系时,需要保持下落高度和运动路径相同,改变物体质量; 研究物体重力势能与下落高度的关系时,需要保持物体质量和运动路径相同,改变下落高度;研究物体重力势能与运动路径的关系时,需要保持物体质量和下落高度相同,改变运动路径.据此分析解答. |
解答: |
解:(1)本实验中,铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映; (2)比较A、B两球,下落高度和运动路径相同,B球质量大于A球质量,发现B球陷入沙深度更大,由此可得出结论:当下落高度一定时,物体的质量越大,重力势能越大; (3)比较A、C两球,两球质量相同,下落路径也相同,C球的下落高度大于A球的下落高度,发现C球陷入沙深度更大,由此可得出结论:当物体的质量相同时,下落高度越高,物体的重力势能越大; (4)比较C、D两球,两球的质量相同,下落高度也相同,两球的运动路径不同,发现两球运动的路径不同,但陷入沙深度相同,由此可得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径无关. 故答案为:(1)球陷入沙面的深度;(2)当下落高度一定时,物体的质量越大,重力势能越大;(3)当物体的质量相同时,下落高度越高,物体的重力势能越大;(4)无关. |
点评: |
此题考查学生对于物体重力势能的理解和掌握,注意分析实验时,控制条件. |
15.(3分)(2014•宜宾)请利用图中给出的信息,在图中标出电源的正极、小磁针的S极,并用箭头标出磁感线的方向.
考点: |
通电螺线管的磁场. |
专题: |
磁现象、电生磁. |
分析: |
①根据磁极间的相互作用判断小磁针的磁极. ②根据通电螺线管的磁极判断出磁感线的方向.在磁体外部,磁感线总是从N极发出,回到S极. ③根据右手螺旋定则判断出电流的方向,确定电源的正负极. |
解答: |
解:由图知通电螺线管的右端为S极,则左端为N极,根据异名磁极相互吸引,小磁针的右端为S极,则左端为N极. 因为在磁体外部,磁感线总是从N极发出,回到S极,所以图中磁感线的方向是指向右的. 根据右手螺旋定则,伸出右手使大拇指指示螺线管的左端,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流从螺线管的右端流入,则电源的右端为正极. 故答案为: |
点评: |
安培右手螺旋定则为判断螺线管极性或电流方向的重要方法,应能做到灵活应用;同时还要注意小磁针静止时N极所指的方向为该点磁感线的方向 |
三、解答题
14.(3分)(2014•宜宾)如图,物体沿粗糙水平面向右运动.画出该物体所受重力、支持力和摩擦力的示意图.
考点: |
力的示意图;重力示意图;摩擦力的示意图. |
专题: |
作图题;压轴题. |
分析: |
要解决此题,需要掌握力的示意图的画法.同时根据物体的运动情况分析出物体所受到的力:确定重力、支持力、和摩擦力的方向. |
解答: |
解:物体在粗糙水平面上向右运动,所以受地面对它向左的摩擦力. 同时受到重力作用,方向竖直向下.受到地面对其向上的支持力. 故答案为: |
点评: |
此题主要考查了重力、支持力、摩擦力的画法,关键是确定这几个力的方向. |
13.(4分)(2014•宜宾)如图所示,当开关S接“1”,将滑动变阻器片P由a端滑向b端,弹簧将 伸长 (选填:“伸长”或“缩短”);当开关S接“2”,将滑动变阻器片P滑至b端,并剪断弹簧,让条形磁体穿过线圈,产生电磁感应,电流表的指针会 发生偏转 (选填:“发生偏转”或“不动”).
考点: |
通电螺线管的磁场;磁极间的相互作用. |
专题: |
电和磁. |
分析: |
利用安培右手定则判断通电螺线管的NS极,根据磁极间的作用规律判断弹簧的变化;闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流. |
解答: |
解:当开关S接“1”,将滑动变阻器片P由a端滑向b端,根据右手定则判断电螺线管的上端为N极,异名磁极相互吸引,又因为通电螺线管的磁性增强,弹簧长度会伸长;当开关S接“2”,将滑动变阻器片P滑至b端,并剪断弹簧,让条形磁体穿过线圈,产生电磁感应,电流表的指针会发生偏转,因为线圈相当于做切割磁感线运动,电路又闭合,所以会产生感应电流,故电流表指针会偏转. 故答案为:伸长;发生偏转. |
点评: |
此题考学生关于安培右手定则、磁极间作用规律和电磁感应的理解和掌握 |
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