21.(14分)如图.质量为m1的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体B相连,弹簧的劲度系数为k,A、B都处于静止状态.一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连物体A,另一端连一轻挂钩,不计滑轮的摩擦.开始时各段绳都处于伸直状态,A上方的一段绳沿竖直方向.重力加速度为g.
(1)求弹簧的压缩量;
(2)现用一恒力大小为F沿竖直方向向下拉挂钩,求物块B刚要离开地面时物块A的加速度α;
(3)在第(2)问中,若物块B刚要离开地面时,物块A的速度为v,求从开始施加拉力到物块B刚要离开地面过程中,弹簧弹力对物块A所做的功;
(4)若在挂钩上挂一质量为m3的物体C并从静止状态释放,已知它恰好能使B离开地面但不继续上升,求此过程中弹簧弹力对物块A所做的功.(注意此问与第三问是彼此独立的,即此问已知量为m1,m2,m3,k,g)
说明:此题不要求使用弹性势能公式,如果用弹性势能公式求解,不能得分.
20.(17分)如图所示,电动机带动滚轮作逆时针匀速转动,在滚轮的摩擦力作用下,将一金属板从斜面底端A送往上部,已知斜面光滑且足够长,倾角
,滚轮与金属板的切点B到斜面底端A的距离为
,当金属板的下端运动到切点B处时,立即提起滚轮使它与板脱离接触.已知板之后返回斜面底部与挡板相撞后立即静止,此时放下滚轮再次压紧板,再次将板从最底端送往斜面上部,如此往复.已知板的质量为
,滚轮边缘线速度恒为
,滚轮对板的正压力
,滚轮与板间的动摩擦因数为
,取
。
求:(1)在滚轮作用下板上升的加速度;
(2)板加速至与滚轮速度相同时前进的距离;
(3)每个周期中滚轮对金属板所做的功;
(4)板往复运动的周期。
19.(21分)
(1)(13)某实验小组在探究一种金属丝的伸长量和长度的关系时,
所用实验装置如图5所示,
①实验部分步骤如下:
A.在金属丝下端挂上一个较轻的重物将金属丝拉直,记下指针所指的标尺刻度和重物的质量。
B. 然后,记下指针所指的标尺刻度和与之相对应的值。
C.将所得数据列表如下。
质量m(Kg) |
2.04 |
4.08 |
6.12 |
8.16 |
10.20 |
12.24 |
拉力F(N) |
20.00 |
40.00 |
60.00 |
80.00 |
100.00 |
120.00 |
长度L(mm) |
1005.9 |
1007.9 |
1009.9 |
1012.0 |
1014.0 |
1016.2 |
②根据所测数据完成F-L图象,并据此判断金属丝的伸长量与所受的拉力有何关系?简要说明理由。
③若用游标卡尺测得金属丝的直径d如图6所示,则d= cm。
④设金属丝的纵应变与外加胁强
成正比,其中
为金属丝原长,
为金属丝在外力
作用下的伸长量,
为金属丝的横截面积,若比例系数数设为
,试写出杨氏模量E的表达式为 ,并求出E的值为 N/m2(取一位有效数)。
(2)(8分)在“测定一节干电池电动势和内阻”的实验中:
①第一组同学利用如图7的实验装置测量,电压表应选择量程 (选填“3V”或“15V”),实验后得到了如图8的U-I图像,则电池内阻为 W。(电压表、电流表均为理想电表)
②第二组同学也利用图7的连接测量另一节干电池,初始时滑片P在最右端,但由于滑动变阻器某处发生断路,合上电键后发现滑片P向左滑过一段距离x后电流表有读数,于是该组同学分别作出了电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系图,如图9所示,则根据图像可知,电池的电动势为 V,内阻 W。
18.如图所示,在粗糙的斜面上固定一点电荷Q,在M点无初速度的释放带有恒定电荷的小物块,小物块在Q的电场中沿斜面运动到N 点静止.则从M到N的过程中( )
A.小物块所受的电场力先增大后减少
B.小物块的电势能可能增加
C.M点的电势一定高于N点的电势
D.小物块电势能变化量的大小一定小于克服摩擦力做的功
第Ⅱ卷
必考部分
17.如图3所示,跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型:运动员从高处落到处于自然状态的跳板(A位置)上,随跳板一同向下做变速运动到达最低点(B位置)。对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程,下列说法中正确的是( )
A.运动员到达最低点时,其所受外力的合力为零
B.在这个过程中,运动员的动能一直在减小
C.在这个过程中,运动员的机械能先增加后减少
D.在这个过程中,运动员所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功
16.某同学设想驾驶一辆“陆地-太空”两用汽车,沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大。当汽车速度增加到某一值时,它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”。不计空气阻力,已知地球的半径R=6400km。下列说法正确的是( )
A.汽车在地面上速度增加时,它对地面的压力增大
B.当汽车速度增加到7.9km/s时,将离开地面绕地球做圆周运动
C.此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1h
D.在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力
15.如图2所示,带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上,在盒子内放有光滑球B,B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触。若使斜劈A在斜面体C上静止不动,则P、Q对球B无压力。以下说法不正确的是( )
A.若C的斜面光滑,斜劈A由静止释放,则Q点对球B有压力
B.若C的斜面光滑,斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行,则P、Q对B均无压力
C.若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面匀速下滑,则P、Q对B均无压力
D.若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面加速下滑,则Q点对球B有压力
14. 如图所示为某物体运动时的图像,其中s表示位移,由图像判断正确的是( )
A.物体做匀速直线运动
B.物体做变加速直线运动
C.物体做匀变速直线运动
D.物体做曲线运动
13.某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力:将一张白纸铺在水平地面上,把排球在水里弄湿,然后让排球从规定的高度自由落下,并在白纸上留下球的水印。再将印有水印的白纸铺在台秤上,将球放在纸上的水印中心,缓慢地向下压球,使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印,记下此时台秤的示数即为冲击力的最大值。下列物理学习或研究中用到的方法与该同学的方法相同的是
A.建立“合力与分力”的概念
B.建立“点电荷”的概念
C.建立“瞬时速度”的概念
D.研究加速度与合力、质量的关系
12.反应(1)、(2)分别是从海藻灰和智利硝石中提取碘的主要反应:
2NaI+MnO2+3H2SO4═2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2 (1)
2NaIO3+5NaHSO3═2Na2SO4+3NaHSO4+H2O+I2 (2)
下列说法正确的是( )
A.两个反应中NaHSO4均为氧化产物
B.I2在反应(1)是还原产物,在反应(2)中是氧化产物
C.氧化性:MnO2>>
>I2
D.反应(1)、(2)中生成等量的I2时转移电子数比为1∶5
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