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第92頁(共92頁)2025年江蘇省南京市臨江區(qū)高考物理一模試卷一、單項選擇題:共11題,每題4分,共44分。每題只有一個選項最符合題意。1.(4分)(2025?江寧區(qū)校級一模)如圖所示,是在一個電場中A、B、C、D四點分別引入試探電荷時,測得的試探電荷的電荷量跟它所受靜電力的函數(shù)關(guān)系圖像,那么下列敘述正確的是()A.A、B、C、D四點的電場強度大小相等 B.A、B、C、D四點的電場強度大小關(guān)系是ED>EA>EB>EC C.A、B、C、D四點的電場強度大小關(guān)系是EB>EC>ED>EA D.無法確定這四個點的電場強度大小關(guān)系2.(4分)(2025?江寧區(qū)校級一模)有一種魔術(shù)道具稱為“穿墻而過”。其結(jié)構(gòu)是兩片塑料偏振片卷起來,放進空心的透明圓筒內(nèi),中間兩偏振片重疊區(qū)域給觀眾感覺為一塊“擋板”,如圖甲所示。當圓筒中的小球從B端滾向A端,居然穿過了“擋板”,如圖乙所示。則()A.該魔術(shù)說明光是縱波 B.該魔術(shù)對觀眾的觀察角度有要求 C.只用一片塑料偏振片也可以完成該魔術(shù) D.該魔術(shù)中對兩偏振片卷起來的方式有要求3.(4分)(2025?江寧區(qū)校級一模)軍事演習中,甲、乙兩炮兵以相同的速率向位于正前方與炮口處于同一水平高度的目標P發(fā)射炮彈,要求同時擊中目標,忽略空氣阻力,炮彈發(fā)射軌跡如圖,下列說法正確的是()A.兩炮彈擊中目標時速度相同 B.乙炮彈比甲先發(fā)射 C.甲的加速度比乙的加速度大 D.乙炮彈在軌跡最高點的速度大于甲炮彈在軌跡最高點的速度4.(4分)(2025?江寧區(qū)校級一模)圖示為幾種金屬的逸出功和氫原子能級圖?,F(xiàn)有大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷,結(jié)合圖表信息可知()金屬鎢鈣鉀銣W/eV4.543.202.252.13A.鎢的極限頻率小于鉀的極限頻率 B.氫原子躍遷時對外輻射連續(xù)光譜 C.n=3能級躍遷到n=1能級輻射出的光照射鎢發(fā)生光電效應(yīng)的最大初動能為6.34eV D.氫原子輻射的光有2種頻率能使鎢發(fā)生光電效應(yīng)5.(4分)(2025?江寧區(qū)校級一模)在長江某流域載有航標燈相距為50m的甲、乙兩船靜止在平靜的江面上,當一艘大貨船駛過時產(chǎn)生一列周期為5s的水波在江面上經(jīng)過甲傳向乙。如圖,某時刻甲位于波峰時,乙恰位于波谷,且峰、谷間的高度差為0.5m,則()A.該簡諧水波的波長為20m B.該簡諧水波的波速為5m/s C.該簡諧水波從甲傳到乙的時間為12s D.10s內(nèi)甲運動的路程為3m6.(4分)(2025?江寧區(qū)校級一模)如圖甲所示,長直導(dǎo)線與導(dǎo)線框abcd固定在同一平面內(nèi)。直導(dǎo)線中通以如圖乙所示的大小和方向都隨時間作周期性變化的交流電,并取圖甲所示向上的電流方向為直導(dǎo)線中電流的正方向。關(guān)于0~T時間內(nèi)線框abcd中感應(yīng)電流的方向,下列說法正確的是()A.由順時針方向變?yōu)槟鏁r針方向 B.由逆時針方向變?yōu)轫槙r針方向 C.由順時針方向變?yōu)槟鏁r針方向,再變?yōu)轫槙r針方向 D.由逆時針方向變?yōu)轫槙r針方向,再變?yōu)槟鏁r針方向7.(4分)(2025?江寧區(qū)校級一模)2024年10月30日,搭載神舟十九號載人飛船的火箭成功發(fā)射升空,6名中國航天員在太空順利會師。如圖是飛船發(fā)射至對接的原理圖,載人飛船進入預(yù)定軌道1后,與軌道2的天宮空間站完成自主快速交會對接,以下說法正確的是()A.飛船在軌道1近地點A的線速度大小等于第一宇宙速度 B.飛船從地面發(fā)射進入軌道1的速度應(yīng)超過11.2km/s C.飛船先進入軌道2,再加速即可完成對接 D.天宮空間站的運行周期大于飛船在軌道1的運行周期8.(4分)(2025?江寧區(qū)校級一模)中國高鐵是我國自主創(chuàng)新的成功范例,我國鐵路總體技術(shù)水平已邁入世界先進行列。如圖所示為高鐵供電流程的簡化圖,牽引變電所的理想變壓器將電壓從U1降到U2,再經(jīng)動力車廂內(nèi)的理想變壓器將電壓從U3降到U4,發(fā)電廠的輸出電流為I1。下列說法正確的是()A.發(fā)電廠輸出的是直流電 B.架空線r上損失的功率為U2C.U1D.若動力系統(tǒng)消耗的功率增加,則I1減小9.(4分)(2025?江寧區(qū)校級一模)研究表明,蜘蛛飛行是“御電而行”,現(xiàn)將模型簡化為如圖所示空間有豎直向下的勻強電場,蜘蛛吐出帶有電荷的蜘蛛絲后,會使蜘蛛向上運動,然后蜘蛛咬斷部分蜘蛛絲后,經(jīng)過一段時間落到地面上。下列說法正確的是()A.蜘蛛絲帶正電 B.向下運動時,蜘蛛絲的電勢能減小 C.向上運動時,蜘蛛的重力勢能在增加 D.咬斷部分蛛絲瞬間,蛛蛛立刻開始下落10.(4分)(2025?江寧區(qū)校級一模)如圖所示,一根細線下端拴一個金屬小球P,細線的上端固定在金屬塊Q上,Q放在帶小孔的水平桌面上,小球P在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運動?,F(xiàn)使小球P改到一個更低一些的水平面上做勻速圓周運動(圖上未畫出),金屬塊Q在桌面上始終保持靜止。后一種情況與原來相比較,下面的判斷中正確的是()A.細線張力變小 B.小球P運動的角速度變大 C.金屬塊Q受到桌面的靜摩擦力變大 D.金屬塊Q受到桌面的支持力變大11.(4分)(2025?江寧區(qū)校級一模)如圖甲所示,斜面固定在水平地面上,質(zhì)量為m=1kg的小物塊從斜面底端開始以初速度v0沿斜面上滑,斜面表面由于材料特殊,向上運動和向下運動時動摩擦因數(shù)不同,已知斜面的傾角θ=37°,取水平地面為零重力勢能參考面,以斜面底端為初位置,在物塊在運動過程中,物塊的機械能E隨沿斜面運動的位移x變化的圖像如圖乙所示,重力加速度g取10m/s2(sin37°=0.6,cos37°=0.8),下列說法正確的是()A.物塊上滑和下滑產(chǎn)生的熱量相同 B.物塊上滑的時間大于物塊下滑的時間 C.物塊上滑過程中動量的變化量的大小為27kg?m/s D.物塊下滑的動摩擦因數(shù)比上動摩擦因數(shù)大1二、非選擇題:共5題,共56分.其中第13題~第16題解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分;有數(shù)值計算時,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。12.(15分)(2024?南昌模擬)某同學在實驗室看見一個損壞的滑動變阻器,如圖(a)所示,于是想測量繞制滑動變阻器的電阻絲的電阻率ρ。(1)該同學首先截取了一段長為L=100.00cm的電阻絲,用螺旋測微器測量金屬絲不同位置的直徑,某次測量的示數(shù)如圖(b)所示,該讀數(shù)為D=mm。多次測量后,得到直徑的平均值恰好與D相等。(2)然后將所截取的電阻絲繞制在一個玻璃管上,接入如圖(c)所示的實驗電路,電阻箱的示數(shù)為5Ω,電路連接無誤。如圖(c)所示,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片移至最端。(3)閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,讀取電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I,得到多組測量數(shù)據(jù),用EXCEL處理數(shù)據(jù)得到U﹣I圖像如圖(d)所示,則這段電阻絲的電阻Rx=Ω(結(jié)果保留2位有效數(shù)字);(4)最后可由表達式ρ=(用D、L、Rx、π表示)得到電阻絲的電阻率。根據(jù)計算結(jié)果可知,繞制滑動變阻器的電阻絲的材料最可能是下列材料中的。幾種導(dǎo)體材料在20℃時的電阻率材料ρ/(Ω?m)鋁2.9×10﹣8鐵1.0×10﹣7鎳銅合金(54%銅,46%鎳)5.0×10﹣7鎳鉻合金(67.5%鎳,15%鉻,16%鐵,1.5%錳)1.0×10﹣613.(8分)(2025?江寧區(qū)校級一模)如圖所示,一個水平放置的絕熱汽缸內(nèi)部帶有氣密性良好的絕熱活塞,在汽缸開口處裝有固定卡環(huán),開始時活塞離卡口的距離為L,離缸底的距離為2L,活塞的截面積為S,活塞與汽缸內(nèi)壁無摩擦,活塞的質(zhì)量為m,大氣壓強為5mgS,缸內(nèi)氣體溫度為T0,重力加速度為(1)若通過電熱絲給缸內(nèi)氣體緩慢加熱,當活塞剛好移到卡口時,缸內(nèi)氣體溫度為多少;(2)若將汽缸沿順時針轉(zhuǎn)過90°使汽缸開口向上,同時再通過電熱絲(體積忽略不計)給缸內(nèi)氣體緩慢加熱,當缸內(nèi)氣體溫度為2T0時,卡口對活塞的壓力多大?14.(8分)(2025?江寧區(qū)校級一模)如圖,容器中盛有某種液體,PM為液面,從容器底部A點發(fā)出單色光,射到液面上的O點,折射后照到器壁上的B點。已知PA=3L,OP=L,OM=3L,液體的折射率為2(1)B點到液面的距離d;(2)光從A到B的傳播時間t。15.(12分)(2025?廣州一模)如圖所示,質(zhì)量為mA=3kg的木板A置于長L0=6.25m的光滑凹槽左端,木板A的上表面與水平面MN、PQ在同一高度。質(zhì)量為mB=1kg的滑塊B放置在水平面MN上,在外力作用下,緊靠在彈簧右端(與彈簧不拴接)。撤去外力,滑塊B運動x=0.1m時與彈簧分離,剛好以v0=4m/s的速度滑上木板A的左端。運動過程中滑塊B恰好不脫離木板A,之后滑塊B進入水平面PQ。已知滑塊B與水平面MN、木板A的動摩擦因數(shù)均為μ=0.2,重力加速度的大小g=10m/s2。求:(1)彈簧開始的彈性勢能;(2)木板A的長度L;(3)滑塊B從離開MN到剛滑上PQ所用的時間。16.(13分)(2025?福建模擬)如圖,平面直角坐標系xOy中,第Ⅳ象限存在沿y軸正方向的勻強電場,第Ⅰ象限的某未知矩形區(qū)域內(nèi)有垂直坐標平面向里的勻強磁場。一帶正電的粒子沿x軸正方向從y軸上A點以初速度v0進入勻強電場,經(jīng)電場偏轉(zhuǎn),從x軸上的B點進入第Ⅰ象限,一段時間后,進入矩形磁場區(qū)域,離開矩形磁場區(qū)域后以垂直于y軸的方向射出。已知帶電粒子質(zhì)量為m、電荷量為q,AO長為3L,BO長為2L,矩形磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強度大小B=m(1)勻強電場的場強大小;(2)粒子經(jīng)過x軸上B點時的速度大小和方向;(3)矩形勻強磁場區(qū)域面積的最小值。
2025年江蘇省南京市臨江區(qū)高考物理一模試卷參考答案與試題解析一.選擇題(共11小題)題號1234567891011答案CDBDADDCCAD一、單項選擇題:共11題,每題4分,共44分。每題只有一個選項最符合題意。1.(4分)(2025?江寧區(qū)校級一模)如圖所示,是在一個電場中A、B、C、D四點分別引入試探電荷時,測得的試探電荷的電荷量跟它所受靜電力的函數(shù)關(guān)系圖像,那么下列敘述正確的是()A.A、B、C、D四點的電場強度大小相等 B.A、B、C、D四點的電場強度大小關(guān)系是ED>EA>EB>EC C.A、B、C、D四點的電場強度大小關(guān)系是EB>EC>ED>EA D.無法確定這四個點的電場強度大小關(guān)系【考點】電場強度與電場力的關(guān)系和計算;電場線的定義及基本特征.【專題】定性思想;推理法;電場力與電勢的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】C【分析】勻強電場的場強大小和方向處處相同,F(xiàn)﹣q圖線的斜率的絕對值E=Fq等于電場強度的大小,根據(jù)圖象的斜率比較電場中a、b、c、【解答】解:題中給出了A、B、C、D四個位置上電荷量和它所受靜電力大小的變化關(guān)系,由電場強度的定義式E=Fq可知,F(xiàn)﹣q圖像的斜率代表電場強度;斜率大的電場強度大,斜率小的電場強度小,故C正確,故選:C?!军c評】解決本題的關(guān)鍵掌握電場強度的定義式E=Fq以及圖像的意義,知道F﹣2.(4分)(2025?江寧區(qū)校級一模)有一種魔術(shù)道具稱為“穿墻而過”。其結(jié)構(gòu)是兩片塑料偏振片卷起來,放進空心的透明圓筒內(nèi),中間兩偏振片重疊區(qū)域給觀眾感覺為一塊“擋板”,如圖甲所示。當圓筒中的小球從B端滾向A端,居然穿過了“擋板”,如圖乙所示。則()A.該魔術(shù)說明光是縱波 B.該魔術(shù)對觀眾的觀察角度有要求 C.只用一片塑料偏振片也可以完成該魔術(shù) D.該魔術(shù)中對兩偏振片卷起來的方式有要求【考點】光的偏振現(xiàn)象及原理.【專題】定性思想;推理法;光的衍射、偏振和電磁本性專題;推理論證能力.【答案】D【分析】只有橫波才能發(fā)生偏振現(xiàn)象;任何角度的光都會發(fā)生偏振現(xiàn)象;當偏振片偏振方向與偏振光的方向垂直時,偏振光不能通過偏振片。【解答】解:A.光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波,故A錯誤;B.任何角度的光都會發(fā)生偏振現(xiàn)象,偏振現(xiàn)象與觀察角度無關(guān),不同角度的觀眾看到的現(xiàn)象相同,故對觀察角度無要求,故B錯誤;CD.偏振片的特點為當偏振片偏振方向與偏振光的方向平行時,偏振光可以全部通過偏振片,當偏振片偏振方向與偏振光的方向垂直時,偏振光不能通過偏振片,則在中間區(qū)域的放垂直偏振片和水平偏振片,將兩偏振片卷起來,自然光通過兩片偏振方向互相垂直的偏振片時,光強減弱,形成黑影,看起來就像一塊擋板,一片偏振片無法完成實驗,故C錯誤,D正確。故選:D?!军c評】本題考查光的偏振現(xiàn)象,解題關(guān)鍵是知道光的偏振原理。3.(4分)(2025?江寧區(qū)校級一模)軍事演習中,甲、乙兩炮兵以相同的速率向位于正前方與炮口處于同一水平高度的目標P發(fā)射炮彈,要求同時擊中目標,忽略空氣阻力,炮彈發(fā)射軌跡如圖,下列說法正確的是()A.兩炮彈擊中目標時速度相同 B.乙炮彈比甲先發(fā)射 C.甲的加速度比乙的加速度大 D.乙炮彈在軌跡最高點的速度大于甲炮彈在軌跡最高點的速度【考點】斜拋運動.【專題】應(yīng)用題;學科綜合題;定性思想;推理法;合成分解法;運動的合成和分解專題;平拋運動專題;推理論證能力.【答案】B【分析】斜向上拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的豎直上拋運動,飛行時間與豎直速度的大小有關(guān),即與射高有關(guān);在軌跡的最高處,豎直速度為零,只有水平速度,炮彈做斜上拋運動,加速度相同,都為g。【解答】解:ABD、斜向上拋運動可以分解為豎直方向的豎直上拋運動,由圖可知乙處發(fā)射的炮彈射高更高,時間更長,由于同時擊中目標,則乙炮彈比甲先發(fā)射;由于乙處發(fā)射的炮彈在豎直方向的分速度大于甲處發(fā)射的炮彈,且由于乙處發(fā)射的炮彈在空中運動的時間長,運動的水平距離短,故乙炮彈在軌跡最高點的速度小于甲炮彈在軌跡最高點的速度,由于擊中目標時甲的水平速度大,豎直速度小,所以兩炮彈擊中目標時速度方向不相同,故AD錯誤,B正確;C、由題意可知,由于忽略阻力,炮彈只受到重力的作用,加速度都為重力加速度,所以甲的加速度與乙的加速度相同,故C錯誤。故選:B?!军c評】本題主要考查了斜拋運動的相關(guān)應(yīng)用,理解斜拋運動的物體水平方向上做勻速直線運動,在豎直方向上做勻變速直線運動,結(jié)合運動學公式即可完成分析。4.(4分)(2025?江寧區(qū)校級一模)圖示為幾種金屬的逸出功和氫原子能級圖。現(xiàn)有大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷,結(jié)合圖表信息可知()金屬鎢鈣鉀銣W/eV4.543.202.252.13A.鎢的極限頻率小于鉀的極限頻率 B.氫原子躍遷時對外輻射連續(xù)光譜 C.n=3能級躍遷到n=1能級輻射出的光照射鎢發(fā)生光電效應(yīng)的最大初動能為6.34eV D.氫原子輻射的光有2種頻率能使鎢發(fā)生光電效應(yīng)【考點】原子能級躍遷與光電效應(yīng)的結(jié)合;氫原子能級圖;分析能級躍遷過程中釋放的光子種類.【專題】定量思想;推理法;光電效應(yīng)專題;推理論證能力.【答案】D【分析】根據(jù)逸出功、線狀譜、躍遷時的能量計算和光電效應(yīng)方程、光電效應(yīng)發(fā)生的條件進行分析解答?!窘獯稹拷猓篈.根據(jù)極限頻率與逸出功的關(guān)系W0=hν0,銣的逸出功小于鎢的逸出功,故銣的極限頻率也要小于鎢的極限頻率,故A錯誤;B.氫原子躍遷時對外輻射的不是連續(xù)光譜,是線狀譜,故B錯誤;C.n=3能級躍遷到n=1能級輻射出的光的能量為E=﹣1.51eV﹣(﹣13.6)eV=12.09eV,Ek=hν﹣W0=12.09eV﹣4.54eV=7.55eV,故C錯誤;D.要是鎢發(fā)生光電效應(yīng),光子的能量要大于等于逸出功,由能級圖可知,只有n=3到n=1和n=2到n=1這兩種躍遷產(chǎn)生的光子能使鎢發(fā)生光電效應(yīng),故D正確。故選:D?!军c評】考查逸出功、線狀譜、躍遷時的能量計算和光電效應(yīng)方程、光電效應(yīng)發(fā)生的條件,會根據(jù)題意進行準確分析解答。5.(4分)(2025?江寧區(qū)校級一模)在長江某流域載有航標燈相距為50m的甲、乙兩船靜止在平靜的江面上,當一艘大貨船駛過時產(chǎn)生一列周期為5s的水波在江面上經(jīng)過甲傳向乙。如圖,某時刻甲位于波峰時,乙恰位于波谷,且峰、谷間的高度差為0.5m,則()A.該簡諧水波的波長為20m B.該簡諧水波的波速為5m/s C.該簡諧水波從甲傳到乙的時間為12s D.10s內(nèi)甲運動的路程為3m【考點】機械波的圖像問題;波長、頻率和波速的關(guān)系.【專題】定量思想;推理法;波的多解性;推理論證能力.【答案】A【分析】根據(jù)圖像與甲、乙兩船之間的距離計算波長;根據(jù)波速和波長、周期的關(guān)系計算;根據(jù)s=vt計算時間;根據(jù)在一個周期內(nèi)質(zhì)點經(jīng)過的路程為4A計算?!窘獯稹拷猓篈、由圖可知兩船之間的距離為2.5個波長,所以該簡諧水波的波長為λ=502.5B、該簡諧水波的波速為v=λT=C、該簡諧水波從甲傳到乙的時間為t=xv=D、由題可知該簡諧波的振幅為A=0.52m=0.25m,t=10s=2T,所以10s內(nèi)甲運動的路程為s=2×4A=8×0.25m故選:A?!军c評】能夠根據(jù)圖像得到該波的波長是解題的關(guān)鍵,掌握波速、波長和周期的關(guān)系是解題的基礎(chǔ)。6.(4分)(2025?江寧區(qū)校級一模)如圖甲所示,長直導(dǎo)線與導(dǎo)線框abcd固定在同一平面內(nèi)。直導(dǎo)線中通以如圖乙所示的大小和方向都隨時間作周期性變化的交流電,并取圖甲所示向上的電流方向為直導(dǎo)線中電流的正方向。關(guān)于0~T時間內(nèi)線框abcd中感應(yīng)電流的方向,下列說法正確的是()A.由順時針方向變?yōu)槟鏁r針方向 B.由逆時針方向變?yōu)轫槙r針方向 C.由順時針方向變?yōu)槟鏁r針方向,再變?yōu)轫槙r針方向 D.由逆時針方向變?yōu)轫槙r針方向,再變?yōu)槟鏁r針方向【考點】楞次定律及其應(yīng)用;通電直導(dǎo)線周圍的磁場.【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與圖象結(jié)合;理解能力.【答案】D【分析】根據(jù)磁場與時間的變化關(guān)系,由楞次定律可確定線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向,再由右手螺旋定則可判定線圈所處磁場的方向.【解答】解:據(jù)圖乙可知,在四分之一周期內(nèi),電流變大,據(jù)右手螺旋定則可知,矩形線圈所處的磁場垂直面向里變大,即導(dǎo)致穿過線圈中的磁通量減大,由楞次定律可知,產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向逆時針;同理分析可知,在T4-34T時間內(nèi),矩形線圈產(chǎn)生的電流方向為順時針;在34T﹣T故選:D?!军c評】考查右手螺旋定則、楞次定則,先根據(jù)安培定則判斷出線圈中的磁場的方向,然后再結(jié)合楞次定律的步驟判即可。7.(4分)(2025?江寧區(qū)校級一模)2024年10月30日,搭載神舟十九號載人飛船的火箭成功發(fā)射升空,6名中國航天員在太空順利會師。如圖是飛船發(fā)射至對接的原理圖,載人飛船進入預(yù)定軌道1后,與軌道2的天宮空間站完成自主快速交會對接,以下說法正確的是()A.飛船在軌道1近地點A的線速度大小等于第一宇宙速度 B.飛船從地面發(fā)射進入軌道1的速度應(yīng)超過11.2km/s C.飛船先進入軌道2,再加速即可完成對接 D.天宮空間站的運行周期大于飛船在軌道1的運行周期【考點】第一、第二和第三宇宙速度的物理意義;不同軌道上的衛(wèi)星或行星(可能含赤道上物體)運行參數(shù)的比較;衛(wèi)星的發(fā)射及變軌問題.【專題】定性思想;推理法;萬有引力定律的應(yīng)用專題;推理論證能力.【答案】D【分析】變軌做離心運動需要加速,飛船在軌道1上仍然在地球束縛之下,速度不能夠超過11.2km/s,根據(jù)開普勒第三定律分析周期大小?!窘獯稹拷猓篈.由近地圓軌道變軌到軌道1,需要再A點加速,過A點可以作出近地衛(wèi)星的圓軌道,該軌道上的速度等于第一宇宙速度,可知,飛船在軌道1近地點A的線速度大小大于第一宇宙速度,故A錯誤;B.11.2km/s為第二宇宙速度,飛船在軌道1上仍然在地球束縛之下,可知,飛船從地面發(fā)射進入軌道1的速度不能夠超過11.2km/s,故B錯誤;C.船先進入軌道2,加速后,速度增大,萬有引力不足以提供圓周運動的向心力,飛船將做離心運動,不能夠完成對接,故C錯誤;D.由于天宮空間站的運行的軌道半徑大于軌道1的半長軸,根據(jù)開普勒第三定律可知,天宮空間站的運行周期大于飛船在軌道1的運行周期,故D正確。故選:D?!军c評】解答本題時,要掌握變軌原理,分析變軌時飛船的速度變化情況。同時,要掌握萬有引力提供向心力這一思路和開普勒定律。8.(4分)(2025?江寧區(qū)校級一模)中國高鐵是我國自主創(chuàng)新的成功范例,我國鐵路總體技術(shù)水平已邁入世界先進行列。如圖所示為高鐵供電流程的簡化圖,牽引變電所的理想變壓器將電壓從U1降到U2,再經(jīng)動力車廂內(nèi)的理想變壓器將電壓從U3降到U4,發(fā)電廠的輸出電流為I1。下列說法正確的是()A.發(fā)電廠輸出的是直流電 B.架空線r上損失的功率為U2C.U1D.若動力系統(tǒng)消耗的功率增加,則I1減小【考點】遠距離輸電的相關(guān)計算;變壓器的構(gòu)造與原理.【專題】定量思想;推理法;交流電專題;推理論證能力.【答案】C【分析】變壓器的工作電源是交流電電源;根據(jù)變壓比分析匝數(shù)比,根據(jù)P損=I22r【解答】解:A、變壓器的工作電源是交流電電源,所以發(fā)電廠輸出的是交流電,故A錯誤;BC、根據(jù)變流比可得架空線上的電流為I2=n1n2I1,根據(jù)變壓器的變壓比可得n1n2=U1UD、若動力系統(tǒng)消耗的功率增大,變壓器的輸入功率等于輸出功率,則對應(yīng)的牽引變電所的輸入功率也增大,根據(jù)P=UI可知,發(fā)電廠的輸出電流I1增大,故D錯誤。故選:C?!军c評】掌握變壓器的變壓比和變流比是解題的基礎(chǔ),知道變壓器的輸入功率等于輸出功率,變壓器的工作電源是交流電電源。9.(4分)(2025?江寧區(qū)校級一模)研究表明,蜘蛛飛行是“御電而行”,現(xiàn)將模型簡化為如圖所示空間有豎直向下的勻強電場,蜘蛛吐出帶有電荷的蜘蛛絲后,會使蜘蛛向上運動,然后蜘蛛咬斷部分蜘蛛絲后,經(jīng)過一段時間落到地面上。下列說法正確的是()A.蜘蛛絲帶正電 B.向下運動時,蜘蛛絲的電勢能減小 C.向上運動時,蜘蛛的重力勢能在增加 D.咬斷部分蛛絲瞬間,蛛蛛立刻開始下落【考點】電場力做功與電勢能變化的關(guān)系;重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系;電場線的定義及基本特征.【專題】定性思想;推理法;電場力與電勢的性質(zhì)專題;推理論證能力.【答案】C【分析】結(jié)合題設(shè)情景得出蜘蛛運動中電勢變化情況,電場力做功情況,從而得出其電勢能變化情況,結(jié)合電勢能公式得出其電性即可判斷,重力對物體做負功,則物體的重力勢能增加,由蜘蛛的受力情況判斷蜘蛛的運動情況?!窘獯稹拷猓篈、由題意可知,蜘蛛吐出帶有電荷的蜘蛛絲后,會使蜘蛛向上運動,由于受到的質(zhì)量方向豎直向下,則會受到豎直向上的電場力的作用,由勻強電場的方向豎直向下,則蜘蛛絲帶負電荷,故A錯誤;B、由于蜘蛛絲帶負電荷,壓強電場方向豎直向下,當向下運動時,電場力做負功,則蜘蛛絲的電勢能增加,故B錯誤;C、當蜘蛛向上運動時,蜘蛛克服重力做功,則蜘蛛的重力勢能在增加,故C正確;D、由于開始時蜘蛛向上運動,所以咬斷部分蛛絲瞬間,蛛蛛并不會立刻開始下落,故D錯誤。故選:C?!军c評】本題考查電場力做功與電勢能變化關(guān)系和電勢高低判斷,基礎(chǔ)題目。10.(4分)(2025?江寧區(qū)校級一模)如圖所示,一根細線下端拴一個金屬小球P,細線的上端固定在金屬塊Q上,Q放在帶小孔的水平桌面上,小球P在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運動?,F(xiàn)使小球P改到一個更低一些的水平面上做勻速圓周運動(圖上未畫出),金屬塊Q在桌面上始終保持靜止。后一種情況與原來相比較,下面的判斷中正確的是()A.細線張力變小 B.小球P運動的角速度變大 C.金屬塊Q受到桌面的靜摩擦力變大 D.金屬塊Q受到桌面的支持力變大【考點】物體被系在繩上做圓錐擺運動;牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題.【專題】定量思想;方程法;勻速圓周運動專題;推理論證能力.【答案】A【分析】小球做圓周運動,靠拉力和重力的合力通過向心力,根據(jù)細線與豎直方向的夾角變化,根據(jù)牛頓第二定律判斷角速度的變化.通過對Q分析,抓住Q水平方向和豎直方向上平衡判斷支持力和靜摩擦力的變化。【解答】解:AB、設(shè)細線與豎直方向的夾角為θ,細線的拉力大小為T,細線的長度為L.P球做勻速圓周運動時,由重力和細線的拉力的合力提供向心力,如圖則有繩子的拉力F=水平方向mgtanθ=mω2Lsinθ解得角速度為ω=使小球改到一個更低一些的水平面上做勻速圓周運動時,θ減小,cosθ增大,則細線拉力減小,小球的角速度減小,故正確,B錯誤;C、金屬塊Q保持在桌面上靜止,由平衡條件得知,Q受到桌面的靜摩擦力大小等于繩子的拉力,也減小,故C錯誤;D、金屬塊Q保持在桌面上靜止,豎直方向沒有加速度,根據(jù)平衡條件得知,Q受到桌面的支持力大小等于其受到的重力,保持不變,故D錯誤。故選:A?!军c評】本題中一個物體靜止,一個物體做勻速圓周運動,分別根據(jù)平衡條件和牛頓第二定律研究,分析受力情況是關(guān)鍵。11.(4分)(2025?江寧區(qū)校級一模)如圖甲所示,斜面固定在水平地面上,質(zhì)量為m=1kg的小物塊從斜面底端開始以初速度v0沿斜面上滑,斜面表面由于材料特殊,向上運動和向下運動時動摩擦因數(shù)不同,已知斜面的傾角θ=37°,取水平地面為零重力勢能參考面,以斜面底端為初位置,在物塊在運動過程中,物塊的機械能E隨沿斜面運動的位移x變化的圖像如圖乙所示,重力加速度g取10m/s2(sin37°=0.6,cos37°=0.8),下列說法正確的是()A.物塊上滑和下滑產(chǎn)生的熱量相同 B.物塊上滑的時間大于物塊下滑的時間 C.物塊上滑過程中動量的變化量的大小為27kg?m/s D.物塊下滑的動摩擦因數(shù)比上動摩擦因數(shù)大1【考點】動量變化量的計算;物體在粗糙斜面上的運動;動能定理的簡單應(yīng)用;常見力做功與相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化.【專題】定量思想;推理法;運動學中的圖象專題;推理論證能力.【答案】D【分析】機械能的損失量等于產(chǎn)生的熱量,結(jié)合勻變速運動平均速度公式分析,根據(jù)動量和動能關(guān)系式分析,E﹣x圖像斜率的絕對值表示物塊受到的摩擦力,結(jié)合圖像求解動摩擦因數(shù)?!窘獯稹拷猓篈.由物塊的機械能E隨沿斜面運動的位移x變化的圖像可得物塊上滑機械能的損失量為ΔE1=13.5J﹣12J=1.5J物塊下滑機械能的損失量為ΔE2=12J﹣9.5J=2.5J故物塊上滑和下滑產(chǎn)生的熱量不同,故A錯誤;B.物塊上滑在同樣的高度處的速度大小一定大于物塊下滑在同樣高度處的速度,故上滑平均速度大于下滑的平均速度,物塊上滑的時間小于物塊下滑的時間,故B錯誤;C.物塊上滑時的初動量p故物塊上滑過程中動量的變化量的大小為27kg?mD.E﹣x圖像斜率的絕對值表示物塊受到的摩擦力,物塊在上滑過程中μ解得μ物塊在下滑過程中μ解得μ故μ故D正確。故選:D。【點評】本題考查機械能的相關(guān)問題和圖像的認識處理,關(guān)鍵是兩個圖像的斜率的物理意義的理解要準確到位,會根據(jù)題意列出相關(guān)表達式求解。二、非選擇題:共5題,共56分.其中第13題~第16題解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分;有數(shù)值計算時,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。12.(15分)(2024?南昌模擬)某同學在實驗室看見一個損壞的滑動變阻器,如圖(a)所示,于是想測量繞制滑動變阻器的電阻絲的電阻率ρ。(1)該同學首先截取了一段長為L=100.00cm的電阻絲,用螺旋測微器測量金屬絲不同位置的直徑,某次測量的示數(shù)如圖(b)所示,該讀數(shù)為D=0.500mm。多次測量后,得到直徑的平均值恰好與D相等。(2)然后將所截取的電阻絲繞制在一個玻璃管上,接入如圖(c)所示的實驗電路,電阻箱的示數(shù)為5Ω,電路連接無誤。如圖(c)所示,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片移至最左端。(3)閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,讀取電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I,得到多組測量數(shù)據(jù),用EXCEL處理數(shù)據(jù)得到U﹣I圖像如圖(d)所示,則這段電阻絲的電阻Rx=2.8Ω(結(jié)果保留2位有效數(shù)字);(4)最后可由表達式ρ=πD2Rx4L(用D、L、Rx、幾種導(dǎo)體材料在20℃時的電阻率材料ρ/(Ω?m)鋁2.9×10﹣8鐵1.0×10﹣7鎳銅合金(54%銅,46%鎳)5.0×10﹣7鎳鉻合金(67.5%鎳,15%鉻,16%鐵,1.5%錳)1.0×10﹣6【考點】導(dǎo)體電阻率的測量;螺旋測微器的使用與讀數(shù).【專題】實驗題;實驗探究題;定量思想;實驗分析法;恒定電流專題;實驗探究能力.【答案】(1)0.500;(2)左;(3)2.8;(4)πD【分析】(1)螺旋測微器的精確度為0.01mm,根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則讀數(shù);(2)滑動變阻器采用分壓式接法,從保證電路安全的角度分析滑動變阻器滑動片的位置;(3)根據(jù)歐姆定律求解U﹣I函數(shù),結(jié)合圖像斜率的含義求解待測電阻;(4)根據(jù)電阻定律求電阻率,結(jié)合表格數(shù)據(jù)分析作答?!窘獯稹拷猓海?)螺旋測微器的精確度為0.01mm,金屬絲直徑D=0.5mm+0.01mm×00.0=0.500mm(2)滑動變阻器采用分壓式接法,為了保證電路安全,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片移至最左端,使電阻絲兩端電壓最小是零;(3)根據(jù)歐姆定律U=(R+Rx)?IU﹣I圖像的斜率k結(jié)合U﹣I函數(shù)斜率的含義,圖像斜率k=R+Rx電阻絲的電阻Rx=k﹣R=7.8Ω﹣5Ω=2.8Ω(4)根據(jù)電阻定律R電阻率表達式ρ代入數(shù)據(jù)解得ρ≈5.5×10﹣7Ω?m根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知,繞制滑動變阻器的電阻絲的材料最可能是鎳銅合金。故答案為:(1)0.500;(2)左;(3)2.8;(4)πD【點評】本題主要考查了電阻率的測定,要掌握螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則,掌握歐姆定律、電阻定律的運用;掌握數(shù)形結(jié)合處理物理問題的方法。13.(8分)(2025?江寧區(qū)校級一模)如圖所示,一個水平放置的絕熱汽缸內(nèi)部帶有氣密性良好的絕熱活塞,在汽缸開口處裝有固定卡環(huán),開始時活塞離卡口的距離為L,離缸底的距離為2L,活塞的截面積為S,活塞與汽缸內(nèi)壁無摩擦,活塞的質(zhì)量為m,大氣壓強為5mgS,缸內(nèi)氣體溫度為T0,重力加速度為(1)若通過電熱絲給缸內(nèi)氣體緩慢加熱,當活塞剛好移到卡口時,缸內(nèi)氣體溫度為多少;(2)若將汽缸沿順時針轉(zhuǎn)過90°使汽缸開口向上,同時再通過電熱絲(體積忽略不計)給缸內(nèi)氣體緩慢加熱,當缸內(nèi)氣體溫度為2T0時,卡口對活塞的壓力多大?【考點】氣體的等壓變化與蓋﹣呂薩克定律的應(yīng)用;氣體壓強的計算;氣體的等溫變化與玻意耳定律的應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;氣體的狀態(tài)參量和實驗定律專題;推理論證能力.【答案】(1)若通過電熱絲給缸內(nèi)氣體緩慢加熱,當活塞剛好移到卡口時,缸內(nèi)氣體溫度為1.5T0;(2)若將汽缸沿順時針轉(zhuǎn)過90°使汽缸開口向上,同時再通過電熱絲(體積忽略不計)給缸內(nèi)氣體緩慢加熱,當缸內(nèi)氣體溫度為2T0時,卡口對活塞的壓力為23【分析】(1)給缸內(nèi)氣體緩慢加熱,活塞剛好移到卡口時,氣體做等壓變化(因為活塞可自由移動,壓強不變),明確初末狀態(tài)參量,等壓變化遵循蓋﹣呂薩克定律,列式計算缸內(nèi)氣體溫度;(2)分階段分析,先確定氣體狀態(tài)變化,涉及等容變化,根據(jù)查理定律求解壓強,再結(jié)合受力分析求卡口對活塞的壓力。【解答】解:(1)設(shè)活塞剛好移到卡口時,缸內(nèi)氣體溫度為T,則2LS解得T=1.5T0(2)當缸內(nèi)氣體溫度為2T0時,設(shè)缸內(nèi)氣體壓強為p,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程p0由p0p=設(shè)卡環(huán)對活塞的壓力為F,根據(jù)力的平衡F+p0S+mg=pS聯(lián)立解得F=答:(1)若通過電熱絲給缸內(nèi)氣體緩慢加熱,當活塞剛好移到卡口時,缸內(nèi)氣體溫度為1.5T0;(2)若將汽缸沿順時針轉(zhuǎn)過90°使汽缸開口向上,同時再通過電熱絲(體積忽略不計)給缸內(nèi)氣體緩慢加熱,當缸內(nèi)氣體溫度為2T0時,卡口對活塞的壓力為23【點評】本題考查了查理定律、力的平衡,結(jié)合氣體壓強、大氣壓、活塞重力,利用力的平衡求出卡口對活塞的壓力是解題的關(guān)鍵。14.(8分)(2025?江寧區(qū)校級一模)如圖,容器中盛有某種液體,PM為液面,從容器底部A點發(fā)出單色光,射到液面上的O點,折射后照到器壁上的B點。已知PA=3L,OP=L,OM=3L,液體的折射率為2(1)B點到液面的距離d;(2)光從A到B的傳播時間t。【考點】折射率的波長表達式和速度表達式.【專題】計算題;定量思想;幾何法;光的折射專題;分析綜合能力.【答案】(1)B點到液面的距離d為3L;(2)光從A到B的傳播時間t為52【分析】(1)畫出光路圖,結(jié)合幾何關(guān)系求出入射角和折射角正弦表達式,結(jié)合折射定律求解B點到液面的距離d;(2)根據(jù)幾何關(guān)系求出光傳播的路程,根據(jù)v=cn求出光液體中傳播速度,再求光從A到B的傳播時間【解答】解:(1)如圖所示。設(shè)光線從A射向O點時入射角為θ1,折射角為θ2,則根據(jù)幾何關(guān)系有sinθ1=又由折射定律有n=解得d=3L(2)光在液體中傳播的時間t光在液體中傳播速度v光在空氣中傳播的時間t由幾何關(guān)系有OA=OP2解得t答:(1)B點到液面的距離d為3L;(2)光從A到B的傳播時間t為52【點評】本題是光的折射問題,解題的關(guān)鍵在于正確畫出光路圖,找出幾何關(guān)系。解題的一般步驟如下:(1)根據(jù)題意正確畫出光路圖;(2)根據(jù)幾何知識正確找出角度關(guān)系;(3)依據(jù)光的折射定律列式求解。15.(12分)(2025?廣州一模)如圖所示,質(zhì)量為mA=3kg的木板A置于長L0=6.25m的光滑凹槽左端,木板A的上表面與水平面MN、PQ在同一高度。質(zhì)量為mB=1kg的滑塊B放置在水平面MN上,在外力作用下,緊靠在彈簧右端(與彈簧不拴接)。撤去外力,滑塊B運動x=0.1m時與彈簧分離,剛好以v0=4m/s的速度滑上木板A的左端。運動過程中滑塊B恰好不脫離木板A,之后滑塊B進入水平面PQ。已知滑塊B與水平面MN、木板A的動摩擦因數(shù)均為μ=0.2,重力加速度的大小g=10m/s2。求:(1)彈簧開始的彈性勢能;(2)木板A的長度L;(3)滑塊B從離開MN到剛滑上PQ所用的時間。【考點】動量守恒與能量守恒共同解決實際問題;常見力做功與相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化.【專題】計算題;定量思想;推理法;動量和能量的綜合;推理論證能力.【答案】(1)彈簧開始的彈性勢能為8.2J;(2)木板A的長度L為3m;(3)滑塊B從離開MN到剛滑上PQ所用的時間為4s?!痉治觥浚?)根據(jù)能量守恒定律分析求解;(2)根據(jù)滑塊B滑上木板A后,A、B構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒,結(jié)合功能關(guān)系分析求解;(3)根據(jù)動量定理,結(jié)合滑塊B的不同狀態(tài)分析求解?!窘獯稹拷猓海?)根據(jù)能量守恒定律,彈簧開始的彈性勢能EEp=8.2J(2)滑塊B滑上木板A后,A、B構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒,設(shè)A、B共速的速度為v,以水平向右為正方向,有mBv0=(mA+mB)v解得v=1m/s此過程中,根據(jù)功能關(guān)系μ解得L=3m(3)滑塊B從滑上木板A到與之共速期間,以水平向右為正方向,根據(jù)動量定理,μmBgt1=mAv解得t1=1.5s在時間t1內(nèi),木板A運動的位移xA=解得:xA=0.75m滑塊B與木板A共速后,一起勻速運動用時t2,則有t2=解得:t2=2.5s滑塊B從離開MN到剛滑上PQ所用的時間t=t1+t2解得:t=4s答:(1)彈簧開始的彈性勢能為8.2J;(2)木板A的長度L為3m;(3)滑塊B從離開MN到剛滑上PQ所用的時間為4s?!军c評】本題考查了動量和能量,理解物體在不同時刻的不同狀態(tài),合理分析共速前后的狀態(tài)是解決此類問題的關(guān)鍵。16.(13分)(2025?福建模擬)如圖,平面直角坐標系xOy中,第Ⅳ象限存在沿y軸正方向的勻強電場,第Ⅰ象限的某未知矩形區(qū)域內(nèi)有垂直坐標平面向里的勻強磁場。一帶正電的粒子沿x軸正方向從y軸上A點以初速度v0進入勻強電場,經(jīng)電場偏轉(zhuǎn),從x軸上的B點進入第Ⅰ象限,一段時間后,進入矩形磁場區(qū)域,離開矩形磁場區(qū)域后以垂直于y軸的方向射出。已知帶電粒子質(zhì)量為m、電荷量為q,AO長為3L,BO長為2L,矩形磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強度大小B=m(1)勻強電場的場強大??;(2)粒子經(jīng)過x軸上B點時的速度大小和方向;(3)矩形勻強磁場區(qū)域面積的最小值?!究键c】帶電粒子由電場進入磁場中的運動;帶電粒子在勻強電場中做類平拋運動.【專題】定量思想;推理法;帶電粒子在復(fù)合場中的運動專題;理解能力.【答案】(1)勻強電場的場強大小為3m(2)粒子經(jīng)過x軸上B點時的速度大小為2v0,方向與x軸正方向的夾角為60°;(3)矩形勻強磁場區(qū)域面積的最小值為23【分析】(1)帶電粒子在電場中做類平拋運動,根據(jù)水平和豎直方向的分位移計算場強;(2)根據(jù)平行四邊形定則計算;(3)根據(jù)洛倫茲力提供向心力計算出圓周運動的半徑,再根據(jù)幾何關(guān)系求出磁場區(qū)域面積的最小值。【解答】解:(1)由題可知,帶電粒子在電場中做類平拋運動水平方向:x=v0t1,豎直方向:y=12a聯(lián)立可得:E(2)因為v則v=v02+v(3)進入磁場后,粒子將做勻速圓周運動,則有qvB=mv由圖可知磁場中勻速圓周運動轉(zhuǎn)過的圓心角θ1=120°,矩形磁場區(qū)域的長為a=2rsin60°=23L,矩形磁場區(qū)域的寬為b=r﹣答:(1)勻強電場的場強大小為3m(2)粒子經(jīng)過x軸上B點時的速度大小為2v0,方向與x軸正方向的夾角為60°;(3)矩形勻強磁場區(qū)域面積的最小值為23【點評】本題考查帶電粒子由電場進入磁場中的運動,要熟練掌握運動的合成與分解,以及前一過程的末速度是后一過程的初速度。
考點卡片1.物體在粗糙斜面上的運動【知識點的認識】1.物體在粗糙斜面上運動時,其加速度也一定沿著斜面方向。2.設(shè)斜面的傾角為α,斜面與物體之間的動摩擦因數(shù)為μ。①當物體沿著斜面向上運動時,滑動摩擦力沿著斜面向下,根據(jù)牛頓第二定律mgsinα+μmgcosα=ma,可以求出a=gsinα+μgcosα②當物體沿著斜面向下運動時,滑動摩擦力沿著斜面向上,根據(jù)牛頓第二定律|mgsinα﹣μmgcosα|=ma,可以求出a=|gsinα﹣μgcosα|a、如果重力的下滑分力大于摩擦力,物體的加速度沿斜面向下,a=gsinα﹣μgcosαb、如果重力的下滑分力小于摩擦力,物體的加速度沿斜面向上,a=μgcosα﹣gsinα【命題方向】一、圖像類問題如圖所示,物塊以初速度v0從粗糙斜面底端沿斜面上滑,達到最高點后沿斜面返回,下列v﹣t圖象能正確反映物體運動規(guī)律的是()A、B、C、D、分析:根據(jù)牛頓第二定律判斷出加速度大小關(guān)系,結(jié)合速度方向關(guān)系,即可判斷圖象的形狀。解答:在上滑過程中,根據(jù)牛頓第二定律可知上滑加速度大小為:a1=mgsinθ下滑過程的加速度大小為:a2=mgsinθ-fm,方向沿斜面向下。故a1>a2,上滑和下滑運動方向相反,故故選:C。點評:本題的關(guān)鍵是運用牛頓第二定律判斷加速度的大小關(guān)系,要知道速度的符號表示速度方向,v﹣t圖象的斜率表示加速度。二、運動過程計算如圖所示,固定在水平地面上的粗糙斜面的傾角θ=37°,一質(zhì)量m=5kg的滑塊在F=150N的水平推力作用下,從斜面底端由靜止開始沿斜面運動,推力作用t1=4s后撤去,滑塊在斜面上繼續(xù)滑行t2=2s后,速度減為零。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)(1)求滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ和物體上滑的位移x;(2)當滑塊到達最高點時,對滑塊施加大小仍為F、方向改成豎直向下的作用力,求滑塊從最高點回到地面的時間(結(jié)果可保留根號)。分析:(1)對物體進行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律求出F作用前后加速度的表達式,再根據(jù)運動學速度公式列式,找出兩個過程之間的關(guān)系,即可求解動摩擦因數(shù),再根據(jù)位移公式求物體上滑的位移x;(2)根據(jù)牛頓第二定律求物體的加速度,再由位移公式求滑塊從最高點回到地面的時間。解答:(1)設(shè)滑塊在F作用時加速度為a1,撤去力F后加速度大小為a2,滑塊先加速后減速,則有:a1t1=a2t2當推力F作用時,滑塊的受力分析如圖所示由牛頓第二定律得:Fcosθ﹣f1﹣mgsinθ=ma1N1﹣Fsinθ﹣mgcosθ=0根據(jù)摩擦力公式有f1=μN1聯(lián)立以上三式得Fcosθ﹣μ(Fsinθ+mgcosθ)﹣mgsinθ=ma1①撤去力F后,根據(jù)牛頓第二定律可得:mgsinθ+μmgcosθ=ma2②聯(lián)立①②解得:μ=0.5,a1=5m/s2,a2=10m/s2物體上滑的位移x=解得x=60m(2)下滑時的加速度大小為a3,對滑塊受力分析有:(mg+F)sinθ﹣μ(mg+F)cosθ=ma3解得a3=8m/s2。由x=12a3答:(1)滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ是0.5,物體上滑的位移x是60m;(2)滑塊從最高點回到地面的時間是15s。點評:本題主要考查了牛頓第二定律及運動學基本公式的直接應(yīng)用,關(guān)鍵要抓住上滑過程中勻加速運動的末速度等于勻減速運動的初速度列式?!久}思路點撥】當斜面粗糙時,物體與斜面之間的摩擦力方向與實際的運動方向有關(guān),并且摩擦力大小與重力下滑分力大小的相對關(guān)系決定了加速度的方向與大小。2.斜拋運動【知識點的認識】1.定義:物體將以一定的初速度向空中拋出,僅在重力作用下物體所做的運動叫做拋體運動。2.方向:直線運動時物體的速度方向始終在其運動軌跡的直線方向上;曲線運動中,質(zhì)點在某一刻(或某一位置)的速度方向是在曲線這一點的切線方向。因此,做拋體運動的物體的速度方向,在其運動軌跡各點的切線方向上,并指向物體前進的方向。注:由于曲線上各點的切線方向不同,所以,曲線運動的速度方向時刻都在改變。3.拋體做直線或曲線運動的條件:(1)物體做直線運動:當物體所受到合外力的方向跟它的初速方向在同一直線上時,物體做直線運動。(2)物體做曲線運動:當物體所受到合外力的方向跟它的初速方向不在同一直線上時,物體做曲線運動。4.平拋運動(1)定義:將物體用一定的初速度沿水平方向拋出,且只在重力作用下所做的運動。(2)條件:①初速度方向為水平;②只受重力作用。(3)規(guī)律:平拋運動在水平方向的分運動是勻速直線運動,在豎直方向的分運動是自由落體運動,所以平拋運動是勻變速曲線運動,運動軌跡是拋物線。(4)公式:速度公式:水平方向:v位移公式:水平方向:x=v0tanα=5.斜拋運動(1)定義:將物體以一定的初速度沿斜上方拋出,僅在重力作用下的運動叫做斜拋運動。(2)條件:①物體有斜向上的初速度;②僅受重力作用。(3)規(guī)律:斜拋運動在水平方向的分運動是勻速直線運動,在豎直方向的分運動是豎直上拋運動,所以斜拋運動是勻變速曲線運動。(4)公式:水平方向初速度:【命題方向】例1:某學生在體育場上拋出鉛球,其運動軌跡如圖所示。已知在B點時的速度與加速度相互垂直,則下列說法中正確的是()A.D點的速率比C點的速率大B.D點的加速度比C點加速度大C.從B到D加速度與速度始終垂直D.從B到D加速度與速度的夾角先增大后減小分析:不計空氣阻力,拋體在空中只受重力作用,機械能守恒;拋體運動可以分解為水平方向的勻速直線運動與豎直方向的勻變速運動。解答:A、拋體運動,機械能守恒,D點位置低,重力勢能小,故動能大,速度大,故A正確;B、拋體運動,只受重力,加速度恒為g,不變,故B錯誤;C、從B到D是平拋運動,重力一直向下,速度是切線方向,不斷改變,故只有最高點B處加速度與速度垂直,故C錯誤;D、從B到D是平拋運動,加速度豎直向下,速度方向是切線方向,故夾角不斷減小,故D錯誤。故選:A。點評:拋體運動可以分解為水平方向的勻速直線運動與豎直方向的勻變速直線運動,拋體運動機械能守恒。例2:如圖所示,將一籃球從地面上方B點斜向上拋出,剛好垂直擊中籃板上A點,不計空氣阻力。若拋射點B向籃板方向移動一小段距離,仍使拋出的籃球垂直擊中A點,則可行的是()A.增大拋射速度v0,同時減小拋射角θB.減小拋射速度v0,同時減小拋射角θC.增大拋射角θ,同時減小拋出速度v0D.增大拋射角θ,同時增大拋出速度v0分析:解決本題巧用平拋運動知識,由于題目中緊抓住籃球垂直打到籃板,故可以看成平拋運動,則有水平速度越大,落地速度越大,與水平面的夾角越小。解答:可以將籃球的運動,等效成籃球做平拋運動,當水平速度越大時,拋出后落地速度越大,與水平面的夾角則越小。若水平速度減小,則落地速度變小,但與水平面的夾角變大。因此只有增大拋射角,同時減小拋出速度,才能仍垂直打到籃板上,所以只有C正確,ABD均錯誤。故選:C。點評:本題采用了逆向思維,降低了解決問題的難度。若仍沿題意角度思考,解題很煩同時容易出錯?!窘忸}方法點撥】類平拋運動:1.定義:當物體所受的合外力恒定且與初速度垂直時,物體做類平拋運動。2.類平拋運動的分解方法(1)常規(guī)分解法:將類平拋運動分解為沿初速度方向的勻速直線運動和垂直于初速度方向(即沿合力的方向)的勻加速直線運動,兩分運動彼此獨立,互不影響,且與合運動具有等時性。(2)特殊分解法:對于有些問題,可以過拋出點建立適當?shù)闹苯亲鴺讼担瑢⒓铀俣确纸鉃閍x、ay,初速度v0分解為vx、vy,然后分別在x、y方向上列方程求解。3.類平拋運動問題的求解思路:根據(jù)物體受力特點和運動特點判斷該問題屬于類平拋運動問題﹣﹣求出物體運動的加速度﹣﹣根據(jù)具體問題選擇用常規(guī)分解法還是特殊分解法求解。4.類拋體運動當物體在巨力作用下運動時,若物體的初速度不為零且與外力不在一條直線上,物體所做的運動就是類拋體運動。在類拋體運動中可采用正交分解法處理問題,基本思路為:①建立直角坐標系,將外力、初速度沿這兩個方向分解。②求出這兩個方向上的加速度、初速度。③確定這兩個方向上的分運動性質(zhì),選擇合適的方程求解。3.牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題【知識點的認識】圓周運動的過程符合牛頓第二定律,表達式Fn=man=mω2r=mv2r=【命題方向】我國著名體操運動員童飛,首次在單杠項目中完成了“單臂大回環(huán)”:用一只手抓住單杠,以單杠為軸做豎直面上的圓周運動.假設(shè)童飛的質(zhì)量為55kg,為完成這一動作,童飛在通過最低點時的向心加速度至少是4g,那么在完成“單臂大回環(huán)”的過程中,童飛的單臂至少要能夠承受多大的力.分析:運動員在最低點時處于超重狀態(tài),由單杠對人拉力與重力的合力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律求解.解答:運動員在最低點時處于超重狀態(tài),設(shè)運動員手臂的拉力為F,由牛頓第二定律可得:F心=ma心則得:F心=2200N又F心=F﹣mg得:F=F心+mg=2200+55×10=2750N答:童飛的單臂至少要能夠承受2750N的力.點評:解答本題的關(guān)鍵是分析向心力的來源,建立模型,運用牛頓第二定律求解.【解題思路點撥】圓周運動中的動力學問題分析(1)向心力的確定①確定圓周運動的軌道所在的平面及圓心的位置.②分析物體的受力情況,找出所有的力沿半徑方向指向圓心的合力,該力就是向心力.(2)向心力的來源向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、彈力、摩擦力等各種力,也可以是幾個力的合力或某個力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加向心力.(3)解決圓周運動問題步驟①審清題意,確定研究對象;②分析物體的運動情況,即物體的線速度、角速度、周期、軌道平面、圓心、半徑等;③分析物體的受力情況,畫出受力示意圖,確定向心力的來源;④根據(jù)牛頓運動定律及向心力公式列方程.4.物體被系在繩上做圓錐擺運動【知識點的認識】1.本考點旨在針對物體被系在繩上做圓錐擺運動的情況,如下圖:2.模型分析:在長為L的細繩下端拴一個質(zhì)量為m的小物體,繩子上端固定,設(shè)法使小物體在水平圓周上以大小恒定的速度旋轉(zhuǎn),細繩所掠過的路徑為圓錐表面,這就是圓錐擺。如圖所示,小球在水平面內(nèi)做圓周運動的圓心是О,做圓周運動的半徑是Lsinθ,小球所需的向心力實際是繩子拉力FT與重力mg的合力,并有F合=mg?tanθ=mω2Lsinθ,由此式可得cosθ=g【命題方向】如圖所示,將一質(zhì)量為m的擺球用長為L的細繩吊起,上端固定,使擺球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,細繩就會沿圓錐面旋轉(zhuǎn),這樣就構(gòu)成了一個圓錐擺,下列說法中正確的是()A、擺球受重力、拉力和向心力的作用B、擺球受重力和拉力的作用C、擺球運動周期為2D、擺球運動的角速度有最小值,且為g分析:向心力是根據(jù)效果命名的力,可以是幾個力的合力,也可以是某個力的分力,對物體受力分析時不能把向心力作為一個力分析,擺球只受重力和拉力作用;擺球做圓周運動所需要的向心力是重力沿水平方向指向圓心的分力提供的,即F1=mgtanθ=m4π2T2(Lsinθ)=mω解答:A、擺球只受重力和拉力作用。向心力是根據(jù)效果命名的力,是幾個力的合力,也可以是某個力的分力。故A錯誤、B正確。C、擺球的周期是做圓周運動的周期。擺球做圓周運動所需要的向心力是重力沿水平方向指向圓心的分力提供的即F1=mgtanθ=所以T故C正確。D、F1=mgtanθ=mω2(Lsinθ)所以ω當θ=0°時,ω最小值為gL故D正確。故選:BCD。點評:此題要知道向心力的含義,能夠分析向心力的來源,知道向心力可以是幾個力的合力,也可以是某個力的分力,此題中重力沿著水平方向的分力提供力小球做圓周運動所需的向心力.此題有一定的難度,屬于中檔題.【解題思路點撥】1.在圓錐擺問題中,重力與細線的合力提供向心力。2.圓周運動中的動力學問題分析(1)向心力的確定①確定圓周運動的軌道所在的平面及圓心的位置.②分析物體的受力情況,找出所有的力沿半徑方向指向圓心的合力,該力就是向心力.(2)向心力的來源向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、彈力、摩擦力等各種力,也可以是幾個力的合力或某個力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加向心力.(3)解決圓周運動問題步驟①審清題意,確定研究對象;②分析物體的運動情況,即物體的線速度、角速度、周期、軌道平面、圓心、半徑等;③分析物體的受力情況,畫出受力示意圖,確定向心力的來源;④根據(jù)牛頓運動定律及向心力公式列方程.5.第一、第二和第三宇宙速度的物理意義【知識點的認識】一、宇宙速度1.第一宇宙速度(環(huán)繞速度)(1)大?。?.9km/s.(2)意義:①衛(wèi)星環(huán)繞地球表面運行的速度,也是繞地球做勻速圓周運動的最大速度.②使衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的最小地面發(fā)射速度.2.第二宇宙速度(1)大?。?1.2km/s(2)意義:使衛(wèi)星掙脫地球引力束縛的最小地面發(fā)射速度.第二宇宙速度(脫離速度)在地面上發(fā)射物體,使之能夠脫離地球的引力作用,成為繞太陽運動的人造行星或繞其他行星運動的人造衛(wèi)星所必需的最小發(fā)射速度,其大小為v=11.2km/s.3.第三宇宙速度(1)大?。?6.7km/s(2)意義:使衛(wèi)星掙脫太陽引力束縛的最小地面發(fā)射速度.第三宇宙速度(逃逸速度)在地面上發(fā)射物體,使之最后能脫離太陽的引力范圍,飛到太陽系以外的宇宙空間所必需的最小速度,其大小為v=16.7km/s.三種宇宙速度比較宇宙速度數(shù)值(km/s)意義第一宇宙速度7.9這是衛(wèi)星繞地球做圓周運動的最小發(fā)射速度第二宇宙速度11.2這是物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度第三宇宙速度16.7這是物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度【命題方向】(1)第一類??碱}型是考查對第一宇宙速度概念的理解:關(guān)于第一宇宙速度,下列說法正確的是()A.它是人造地球衛(wèi)星繞地球作勻速圓周運動的最大速度B.它是人造地球衛(wèi)星在圓形軌道上的最小運行速度C.它是能使衛(wèi)星繞地球運行的最小發(fā)射速度D.它是人造衛(wèi)星繞地球作橢圓軌道運行時在近地點的速度分析:第一宇宙速度是在地面發(fā)射人造衛(wèi)星所需的最小速度,也是圓行近地軌道的環(huán)繞速度,也是圓形軌道上速度的最大值.解:第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度v=GMR因而第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星繞地球作勻速圓周運動的最大速度,A正確、B錯誤;在近地面發(fā)射人造衛(wèi)星時,若發(fā)射速度等于第一宇宙速度,重力恰好等于向心力,做勻速圓周運動,若發(fā)射速度大于第一宇宙速度,重力不足提供向心力,做離心運動,即會在橢圓軌道運動,因而C正確、D錯誤;故選AC.點評:要使平拋的物體成為繞地球做運動的衛(wèi)星,其速度必須小于或等于第一宇宙速度,當取等號時為圓軌道.【解題思路點撥】1.三個宇宙速度都有自身的物理意義,要準確記住其意義及具體的數(shù)值。2.每個天體都有自己的宇宙速度,課本上介紹的只是地球的三大宇宙速度。6.不同軌道上的衛(wèi)星或行星(可能含赤道上物體)運行參數(shù)的比較【知識點的認識】1.衛(wèi)星運行的一般規(guī)律如下:①GMmr2=m②GMmr2=mω2③GMmr2=m④GMmr2=ma→a由此可知,當運行半徑r增大時,衛(wèi)星運行的線速度v減小,角速度ω減小,加速度a減小,周期T變大。所以可總結(jié)出一條規(guī)律為“高軌低速長周期”。即軌道大時,速度(“所有的速度”:線速度、角速度、加速度)較小、周期較大。2.衛(wèi)星的運行參數(shù)如何與赤道上物體運行的參數(shù)相比較?赤道上運行的物體與同步衛(wèi)星處在同一個軌道平面,并且運行的角速度相等,所以比較赤道上物體與一般衛(wèi)星的運行參數(shù)時,可以通過同步衛(wèi)星建立聯(lián)系?!久}方向】據(jù)報道:北京時間4月25日23時35分,我國數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“天鏈一號01星”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,經(jīng)過4次變軌控制后,成功定點于東經(jīng)七十七度赤道上空的同步軌道.關(guān)于成功定點后的“天鏈一號01星”下列說法正確的是()A、它運行的線速度等于第一宇宙速度B、它運行的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期C、它運行的角速度小于地球的自轉(zhuǎn)角速度D、它的向心加速度等于靜止在赤道上物體的向心加速度分析:“天鏈一號01星”衛(wèi)星為地球同步衛(wèi)星,又稱對地靜止衛(wèi)星,是運行在地球同步軌道上的人造衛(wèi)星,衛(wèi)星距離地球的高度約為36000km,衛(wèi)星的運行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同、運行軌道為位于地球赤道平面上圓形軌道、運行周期與地球自轉(zhuǎn)一周的時間相等,即23時56分4秒,衛(wèi)星在軌道上的繞行速度約為3.1公里/秒,其運行角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度.解答:A.任何繞地球做圓周運動的衛(wèi)星速度都小于第一宇宙速度,故A錯誤;B.“天鏈一號01星”衛(wèi)星為地球同步衛(wèi)星,周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期。故B正確;C.“天鏈一號01星”衛(wèi)星為地球同步衛(wèi)星,角速度等于地球的自轉(zhuǎn)角速度。故C錯誤;D.根據(jù)GMmr2=ma可知,隨著半徑R的增大,a在減小,故“天鏈一號01故選:B。點評:本題考查了地球衛(wèi)星軌道相關(guān)知識點,地球衛(wèi)星圍繞地球做勻速圓周運動,圓心是地球的地心,萬有引力提供向心力,軌道的中心一定是地球的球心;同步衛(wèi)星有四個“定”:定軌道、定高度、定速度、定周期.本題難度不大,屬于基礎(chǔ)題.【解題思路點撥】對于不同軌道上的衛(wèi)星(或物體),要想比較他們的運行參數(shù),一般遵循的原則是,“天比天,直接比;天比地,要幫忙”,即衛(wèi)星與衛(wèi)星之間可以通過萬有引力提供向心力直接進行分析比較,而衛(wèi)星與赤道上物體的比較,則需要借助同步衛(wèi)星進行分析。7.衛(wèi)星的發(fā)射及變軌問題【知識點的認識】1.衛(wèi)星從發(fā)射到入軌運行不是一蹴而就的,要經(jīng)過多次的軌道變化才能實現(xiàn)。2.一般來說衛(wèi)星的發(fā)射包括以下步驟:①發(fā)射地球衛(wèi)星,如下圖a、先進入近地軌道Ⅲb、在B點加速進入橢圓軌道Ⅱc、在遠地點A加速進入高軌道Ⅰ②發(fā)射其他行星的衛(wèi)星,如下圖(以月球為例)a、先進入近地軌道b、加速進入橢圓軌道c、多次在近地點加速增加遠地點高度,從而進入地月轉(zhuǎn)移軌道d、在地月轉(zhuǎn)移軌道上的某點被月球引力俘獲進入月球軌道e、在近地點減速減小遠地點高度f、進入環(huán)月軌道【命題方向】2022年我國航天事業(yè)發(fā)生多件大事,讓世界矚目。北京時間2022年6月5日10時44分,神舟十四號載人飛船發(fā)射取得成功。北京時間2022年6月5日17時42分,成功對接于天和核心艙徑向端口,整個對接過程歷時約7小時。北京時間2022年11月30日7時33分,神舟十四號乘組迎來神舟十五號3名航天員順利進駐中國空間站,完成“太空會師”歷史性大事件。2022年12月4日20時09分,神舟十四號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸。假設(shè)返回艙從工作軌道Ⅰ返回地面的運動軌跡如圖,橢圓軌道Ⅱ與圓軌道Ⅰ、Ⅲ分別相切于P、Q兩點,返回艙從軌道Ⅲ上適當位置減速后進入大氣層,最后在東風著陸場著陸。下列說法正確的是()A、返回艙在Ⅰ軌道上P需要向運動方向的反方向噴氣進入Ⅱ軌道B、返回艙在Ⅱ軌道上運動的周期小于返回艙在Ⅲ軌道上運動的周期C、返回艙在Ⅲ軌道上Q點的速度的大小大于Ⅱ軌道上P點速度的大小D、返回艙在Ⅰ軌道上經(jīng)過P點時的加速度等于在Ⅱ軌道上經(jīng)過P點時的加速度分析:A.根據(jù)變軌原理可知,在Ⅰ軌道上P點需要向運動方向的同方向噴氣;B.根據(jù)開普勒第三定律判斷周期;C.根據(jù)萬有引力提供向心力判斷速度;D.根據(jù)軌道的變化,結(jié)合萬有引力提供加速度判斷加速度。解答:A.返回艙從Ⅰ軌道進入Ⅱ軌道需要減速,因此在Ⅰ軌道上P點需要向運動方向的同方向噴氣,故A錯誤;B.根據(jù)開普勒第三定律有R返回艙在Ⅱ軌道上的半長軸大于返回艙在Ⅲ軌道上的軌道半徑,所以在Ⅱ軌道上的運動的周期大于返回艙在Ⅲ軌道上運動的周期,故B錯誤;C.根據(jù)萬有引力提供向心力,有G解得v返回艙在Ⅰ軌道上的半徑大于Ⅲ軌道的半徑,則有vⅢQ>vⅠP又返回艙從Ⅰ軌道進入Ⅱ軌道需要減速,則有vⅠP>vⅡP所以有vⅢQ>vⅠP>vⅡP即返回艙在Ⅲ軌道上Q點的速度的大小大于Ⅱ軌道上P點速度的大小,故C正確;D.根據(jù)牛頓第二定律有G解得a返回艙在Ⅰ軌道上P點時的半徑等于返回艙在Ⅱ軌道上P點時的半徑,所以返回艙在Ⅰ軌道上經(jīng)過P點時的加速度等于在Ⅱ軌道上經(jīng)過P點時的加速度,故D正確。故選:CD。點評:本題主要是考查萬有引力定律及其應(yīng)用,解答本題的關(guān)鍵是能夠根據(jù)萬有引力提供向心力結(jié)合向心力公式進行分析,掌握開普勒第三定律的應(yīng)用方法?!窘忸}思路點撥】1.對于衛(wèi)星的變軌問題,常用的規(guī)律是“加速進高軌,減速進低軌”。意思就是如果衛(wèi)星想要進入更高的軌道,需要向后噴氣做加速運動;如果想要進入更低的軌道,需要向前噴氣做減速運動。2.變軌的原理:離心作用。①當向后噴氣時,衛(wèi)星速度變大,做圓周運動所需的向心力變大,萬有引力不足以提供衛(wèi)星所需的向心力,衛(wèi)星就要做離心運動進入更高的軌道運行。②當向前噴氣時,衛(wèi)星速度變小,做圓周運動所需的向心力變小,萬有引力大于衛(wèi)星所需的向心力,衛(wèi)星就要做近心運動進入較低的軌道運行。3.變軌前后的機械能變化:向后噴氣時,相當于氣體對衛(wèi)星做了正功,衛(wèi)星的機械能增大;向前噴氣時,相當于氣體對衛(wèi)星做了負功,衛(wèi)星的機械能減小。8.重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系【知識點的認識】一、重力做功與重力勢能變化的關(guān)系1.關(guān)系式:WG=Ep1﹣Ep2.其中Ep1=mgh1表示物體的初位置的重力勢能,Ep2=mgh2表示物體的末位置的重力勢能.2.當物體由高處運動到低處時,重力做正功,重力勢能減少,也就是WG>0,Ep1>Ep2.重力勢能減少的數(shù)量等于重力所做的功.3.當物體由低處運動到高處時,重力做負功,或者說物體克服重力做功,重力勢能增大,也就是WG<0,Ep1<Ep2.重力勢能增加的數(shù)量等于物體克服重力所做的功.【命題方向】題型一:重力做功與重力勢能變化的關(guān)系的理解例1:質(zhì)量相等的均質(zhì)柔軟細繩A、B平放于水平地面,繩A較長.分別捏住兩繩中點緩慢提起,直到全部離開地面,兩繩中點被提升的高度分別為hA、hB,上述過程中克服重力做功分別為WA、WB.若()A.hA=hB,則一定有WA=WBB.hA>hB,則可能有WA<WBC.hA<hB,則可能有WA=WBD.hA>hB,則一定有WA>W(wǎng)B分析:質(zhì)量相等的均質(zhì)柔軟細繩,則長的繩子,其單位長度的質(zhì)量小,根據(jù)細繩的重心上升的高度找出克服重力做功的關(guān)系.解:A、兩繩中點被提升的高度分別為hA、hB,hA=hB,繩A較長.所以繩A的重心上升的高度較小,質(zhì)量相等,所以WA<WB.故A錯誤;B、hA>hB,繩A較長.所以繩A的重心上升的高度可能較小,質(zhì)量相等,所以可能WA<WB.故B正確,D錯誤;C、hA<hB,繩A較長.所以繩A的重心上升的高度一定較小,質(zhì)量相等,所以WA<WB.故C錯誤.故選:B.點評:解決該題關(guān)鍵要知道柔軟細繩不能看成質(zhì)點,找出不同情況下重心上升的高度的關(guān)系.例2:一只100g的球從1.8m的高處落到一個水平板上又彈回到1.25m的高度,則整個過程中重力對球所做的功及球的重力勢能的變化是(g=10m/s2)()A.重力做功為1.8JB.重力做了0.55J的負功C.物體的重力勢能一定減少0.55JD.物體的重力勢能一定增加1.25J分析:由重力做功的公式WG=mgh可求得重力所做的功;再由重力做功與重力勢能的關(guān)系可分析重力勢能的變化.解:物體高度下降了h=1.8﹣1.25=0.55(m);則重力做正功為:W=mgh=0.1×10×0.55=0.55(J);而重力做功多少等于重力勢能的減小量,故小球的重力勢能一定減少0.55J,故C正確,ABD錯誤.故選:C.點評:本題考查重力做功與重力勢能的關(guān)系,在解題時一定要明確重力做功與路徑無關(guān),只與初末狀態(tài)的高度差有關(guān).題型二:重力做功的求解例3:質(zhì)量為m的均勻鏈條長為L,開始放在光滑水平桌面上時,有14分析:設(shè)桌面為零勢能面,分鏈條為桌上的部分和桌下的部分分別確定出其兩種情況下的重力勢能,然后得到其變化量.解:設(shè)桌面為零勢能面,開始時鏈條的重力勢能為:E1=-14mg?當鏈條剛脫離桌面時的重力勢能:E2=﹣mg?12故重力勢能的變化量:△E=E2﹣E1=-15答:從開始到鏈條剛滑離桌面過程中重力勢能變化了-1532點評:零勢能面的選取是任意的,本題也可以選鏈條滑至剛剛離開桌邊時鏈條的中心為零勢能面,結(jié)果是一樣的,要注意重力勢能的正負.【知識點應(yīng)用及拓展】一、重力做功與重力勢能變化的關(guān)系的進一步理解:重力勢能是相對的,式中h是物體到參考平面的高度.選取不同的參考平面,只影響物體重力的數(shù)值,而不影響重力勢能的差值.即重力勢能的變化與參考平面的選取無關(guān).重力對物體做多少正(負)功,物體的重力勢能就減?。ㄔ龃螅┒嗌?,即W=﹣△Ep(△Ep為重力勢能的增量).重力做正功等于物體重力勢能的減少,物體克服重力做的功等于物體重力勢能的增加.重力做功與路徑無關(guān),只與物體的初末位置的高度差和重力大小有關(guān),但是重力做功,不能引起物體機械能的變化.【解題方法點撥】1.重力做功的求解方法(1)公式法利用WG=mgh求解,其中h為初、末位置的高度差.(2)轉(zhuǎn)化法對于無法利用做功公式來計算重力做功的問題,我們可以轉(zhuǎn)換一下思考的角度,因為重力做功與重力勢能的變化相對應(yīng),所以通過求重力勢能的變化量來求重力做功是一種解題途徑.即利用公式WG=Ep1﹣Ep2=﹣△Ep,通過求重力勢能的變化△Ep來求重力做的功WG.(3)整體法、等效法常用于求物體系統(tǒng)或液體的重力做功.對于大小和形狀不可忽略的物體,要由其重心的位置來確定它相對參考平面的高度.9.動能定理的簡單應(yīng)用【知識點的認識】1.動能定理的內(nèi)容:合外力做的功等于動能的變化量。2.表達式:W合=ΔEk=Ek末﹣Ek初3.本考點針對簡單情況下用動能定理來解題的情況。【命題方向】如圖所示,質(zhì)量m=10kg的物體放在水平地面上,物體與地面的動摩擦因數(shù)μ=0.2,g=10m/s2,今用F=50N的水平恒力作用于物體上,使物體由靜止開始做勻加速直線運動,作用時間t=6s后撤去F,求:(1)物體在前6s運動的過程中的加速度;(2)物體在前6s運動的位移(3)物體從開始運動直到最終靜止的過程中克服摩擦力所做的功。分析:(1)對物體受力分析知,物體做勻加速運動,由牛頓第二定律就可求出加速度;(2)用勻變速直線運動的位移公式即可求得位移的大??;(3)對全程用動能定理,可以求得摩擦力的功。解答:(1)對物體受力分析,由牛頓第二定律得F﹣μmg=ma,解得a=3m/s2,(2)由位移公式得X=12at2=12×3×6(3)對全程用動能定理得FX﹣Wf=0Wf=FX=50×54J=2700J。答:(1)物體在前6s運動的過程中的加速度是3m/s2;(2)物體在前6s運動的位移是54m;(3)物體從開始運動直到最終靜止的過程中克服摩擦力所做的功為2700J。點評:分析清楚物體的運動過程,直接應(yīng)用牛頓第二定律和勻變速直線運動的規(guī)律求解即可,求摩擦力的功的時候?qū)θ虘?yīng)用動能定理比較簡單?!窘忸}思路點撥】1.應(yīng)用動能定理的一般步驟(1)選取研究對象,明確并分析運動過程。(2)分析受力及各力做功的情況①受哪些力?②每個力是否做功?③在哪段位移哪段過程中做功?④做正功還是負功?⑤做多少功?求出代數(shù)和。(3)明確過程始末狀態(tài)的動能Ek1及Ek2。(4)列方程W總=Ek2﹣Ek1,必要時注意分析題目潛在的條件,補充方程進行求解。注意:①在研究某一物體受到力的持續(xù)作用而發(fā)生狀態(tài)改變時,如涉及位移和速度而不涉及時間時應(yīng)首先考慮應(yīng)用動能定理,而后考慮牛頓定律、運動學公式,如涉及加速度時,先考慮牛頓第二定律。②用動能定理解題,關(guān)鍵是對研究對象進行準確的受力分析及運動過程分析,并畫出物體運動過程的草圖,以便更準確地理解物理過程和各物理量的關(guān)系。有些力在物體運動全過程中不是始終存在的,在計算外力做功時更應(yīng)引起注意。10.常見力做功與相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化【知識點的認識】1.內(nèi)容(1)功是能量轉(zhuǎn)化的量度,即做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。(2)做功的過程一定伴隨著能量的轉(zhuǎn)化,而且能量的轉(zhuǎn)化必通過做功來實現(xiàn)。2.高中物理中幾種常見的功能關(guān)系功能量的變化合外力做正功動能增加重力做正功重力勢能減少彈簧彈力做正功彈性勢能減少電場
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