8.如图所示,光滑轨道MO和ON的底端对接且ON=2MO,M、N两点高度相同.小球自M点由静止自由滚下,忽略小球经过O点时的机械能损失,以v、s、a、Ek分别表示小球的速度、位移、加速度和动能四个物理量的大小.下列图象中能正确反映小球自M点到N点运动过程的是[2007年高考·山东理综卷]( )
乙
解析:小球的速率先均匀增大,后均匀减小,选项A正确.
小球位移的大小一直在增大,选项B错误.
小球在M→O、O→N的运动过程中加速度大小恒定,选项C错误.
Ek∝v2,故在M→O、O→N的过程中,Ek为t的二次函数,选项D错误.
答案:A
7.甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动,它们的v-t图象如图所示.两图象在t=t1时相交于P点,P在横轴上的投影为Q,△OPQ的面积为S.在t=0时刻,乙车在甲车前面,相距为d.已知此后两车相遇两次,且第一次相遇的时刻为t′,则下面四组t′和d的组合可能是[2008年高考·宁夏理综卷]( )
A.t′=t1,d=S B.t′=t1,d=S
C.t′=t1,d=S D.t′=t1,d=S
解析:本题考查追击相遇问题.在t1时刻如果甲车没有追上乙车,以后就不可能追上了,故t′<t,选项A错误;从图象中甲、乙与坐标轴围成的面积即对应的位移看,甲在t1时间内运动的位移比乙的多S,当t′=0.5t时,甲的面积比乙的面积多出S,即相距d=S,选项D正确.此类问题要抓住图象的交点的物理意义,过了这个时刻,不能相遇则以后不可能相遇,即“过了这个村就没这个店”.
答案:D
6.a、b两物体从同一位置沿同一直线运动,它们的速度图象如图所示.下列说法正确的是[2006年高考·广东物理卷]( )
A.a、b加速时,物体a的加速度大于物体b的加速度
B.20 s时,a、b两物体相距最远
C.60 s时,物体a在物体b的前方
D.40 s时,a、b两物体速度相等,相距200 m
解析:v-t图象中,图象的斜率表示加速度,图线和时间轴所夹的面积表示位移.当两物体的速度相等时,距离最大,据此得出选项C正确.有些考生错误地认为图线相交时相遇,从而得出错误的答案.本题其实属于容易题.
答案:C
5.图示为高速摄影机拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照片.该照片经过放大后分析出,在曝光时间内,子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%-2%.已知子弹飞行的速度约为500 m/s,因此可估算出这幅照片的曝光时间最接近[2007年高考·北京理综卷]( )
A.10-3 s B.10-6 s C.10-9 s D.10-12 s
解析:由摄影机的曝光特点可知,子弹影像前后错开是由于曝光有一段时间的缘故.若取子弹的长度L=2.5 cm,则子弹在曝光时间内对应的飞行时间t==1×10-6 s,该时间即为曝光时间,故选项B正确.
答案:B
4.某人骑自行车在平直道路上行进,图中的实线记录了自行车开始一段时间内的v-t图象.某同学为了简化计算,用虚线作近似处理,下列说法正确的是[2008年高考·广东物理卷]( )
A.在t1时刻,虚线反映的加速度比实际的大
B.在0-t1时间内,由虚线计算出的平均速度比实际的大
C.在t1-t2时间内,由虚线计算出的位移比实际的大
D.在t3-t4时间内,虚线反映的是匀速运动
解析:v-t图线的斜率表示物体的加速度,v-t图线与坐标轴围成的面积表示物体的位移,据此判断选项B、D正确.需要注意的是若为曲线,则曲线切线的斜率表示物体的加速度.
答案:BD
3.质量为1500 kg的汽车在平直的公路上运动,其v-t图象如图所示.由此可求[2008年高考·山东理综卷]( )
A.前25 s内汽车的平均速度
B.前10 s内汽车的加速度
C.前10 s内汽车所受的阻力
D.15-25 s内合外力对汽车所做的功
解析:v-t图象下的面积就是物体的位移,还知道时间,所以能求出平均速度,选项A正确.v-t图象的斜率就是物体的加速度,所以能得到10 s内的加速度,选项B正确.不知道汽车的牵引力,所以得不出汽车所受到的阻力,选项C错误.15-25 s汽车的初速度和末速度都知道,由动能定理可以得出合外力做的功,选项D正确.
答案:ABD
2.某物体以30 m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10 m/s2,则5 s内物体的[2008年高考·上海物理卷]( )
A.路程为65 m
B.位移大小为25 m,方向向上
C.速度改变量的大小为10 m/s
D.平均速度大小为13 m/s,方向向上
解析:初速度为30 m/s,则只需要3 s即可上升到最高点,位移为:
h1= m=45 m
再自由下落2 s时间,下降高度为:
h2=×10×22 m=20 m
故路程为65 m,选项A正确.
此时离地面的高度为25 m,位移方向竖直向上,故选项B正确.
此时速度v=10×2 m/s=20 m/s
速度改变量为50 m/s,故选项C错误.
平均速度= m/s=5 m/s.
答案:AB
1.2006年我国自行研制的“枭龙”战机04架在四川某地试飞成功,假设该战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动,达到起飞速度v所需时间为t,则起飞前的运动距离为[2006年高考·四川理综卷]( )
A.vt B. C.2vt D.不能确定
解析:从静止开始的匀加速直线运动的平均速度=
故s=·t=.
答案:B
13.(17分)核聚变能是一种具有经济性能好、安全可靠、无环境污染等优势的新能源.近年来,受控核聚变的科学可行性已得到验证,目前正在突破关键技术,最终将建成商用核聚变电站.一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)聚合成氦,并释放一个中子.若已知氘原子的质量为2.0141 u,氚原子的质量为3.0160 u,氦原子的质量为4.0026 u,中子的质量为1.0087 u,1 u=1.66×10-27 kg.
(1)写出氘和氚聚合的反应方程.
(2)试计算这个核反应释放出来的能量.
(3)若建一座发电功率为3.0×105 kW的核聚变电站,假设聚变所产生的能量有一半转变成了电能,则每年要消耗多少千克氘?(一年按3.2×107 s计算,光速c=3.0×108 m/s,结果取两位有效数字)
解析:(1)H+H → He+n.
(2)质量亏损Δm=[(2.0141 u+3.0160 u)-(4.0026 u+1.0087 u)]
=0.0188 u=3.12×10-29 kg
产生的核能ΔE=Δmc2=2.8×10-12 J.
(3)核电站在一年中产生的核能为:
E=2E电=2Pt=1.92×1016 J
1 mol的 H的质量m0=2 g,含有n=6.02×1023个H原子
所以一年中消耗的H的质量为:
M=m0= kg≈23 kg.
答案:(1)H+H → He+n
(2)2.8×10-12 J (3)23 kg
235.0439 1.0087 138.9178 93.9154
反应方程下方的数字是中子及有关原子核的静止质量(以原子质量单位u为单位).已知1 u的质量对应的能量为9.3×102 MeV,此裂变反应释放的能量是 MeV.
解析:由题中给出的核反应方程计算质量亏损Δm,即:
Δm=m-m′
=(235.0439+1.0087-138.9178-93.9154-3× 1.0087) u
=0.1933 u
所以释放的能量为:
ΔE=Δmc2=0.193 3×9.3×102 MeV
=1.8×102 MeV.
答案:1.8×102
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