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第95頁(yè)(共95頁(yè))2025年山東省濟(jì)南市高考物理二模試卷一、單項(xiàng)選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。)1.(3分)(2025?濟(jì)南二模)太陽(yáng)能電池是通過(guò)光電效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置,其主要材料為高純度的硅。當(dāng)紫外線照射硅表面時(shí),會(huì)有光電子逸出。下列說(shuō)法正確的是()A.發(fā)生光電效應(yīng)后,硅帶負(fù)電 B.紅光照射硅表面時(shí)一定能發(fā)生光電效應(yīng) C.減小紫外線的強(qiáng)度,光電子的最大初動(dòng)能不變 D.增大紫外線的強(qiáng)度,光電子的最大初動(dòng)能變大2.(3分)(2025?濟(jì)南二模)圖甲和圖乙是紅、藍(lán)兩種單色光用同樣的儀器形成的單縫衍射圖樣,圖丙和圖丁是紅、藍(lán)兩種單色光用同樣的儀器形成的雙縫干涉圖樣。甲、乙、丙、丁四幅圖樣中用紅光形成圖樣的是()A.甲、丙 B.乙、丁 C.乙、丙 D.甲、丁3.(3分)(2025?濟(jì)南二模)如圖所示,一條直線上分布著等間距的a、b、c、d、e、f點(diǎn),一質(zhì)點(diǎn)從ab間的P點(diǎn)(未畫出)以初速度v0沿直線做勻減速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到f點(diǎn)時(shí)速度恰好為零。若此質(zhì)點(diǎn)從P點(diǎn)以v0A.bc之間的某點(diǎn) B.cd之間的某點(diǎn) C.de之間的某點(diǎn) D.ef之間的某點(diǎn)4.(3分)(2025?濟(jì)南二模)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,t=0時(shí)刻的部分波形圖如圖所示,質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置xP=3m,t=0.6s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P第一次回到平衡位置,則質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程為()A.y=5sin(54C.y=5sin(45.(3分)(2025?濟(jì)南二模)為了檢驗(yàn)輸電電壓高低對(duì)電能輸送的影響,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的兩個(gè)電路進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。兩個(gè)電路使用相同的低壓交流電源,所有的電阻和燈泡電阻均相等,導(dǎo)線電阻不計(jì)。圖乙中的理想變壓器的匝數(shù)比n1:n2=n4:n3=1:2。已知燈泡L1消耗的功率為P,則燈泡L2消耗的功率為()A.49P B.12P C.2P6.(3分)(2025?濟(jì)南二模)北京時(shí)間2025年4月11日00時(shí)47分,我國(guó)成功發(fā)射通信技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星十七號(hào)。該衛(wèi)星運(yùn)行參數(shù)如表所示,已知地球半徑R=6370km,萬(wàn)有引力常量G=6.67×10﹣11N?m2/kg2,下列說(shuō)法正確的是()時(shí)間(協(xié)調(diào)世界時(shí)UTC)2025年4月11日21:00:24軌道偏心率0.7324768軌道傾角18.9938°近地點(diǎn)高度183km遠(yuǎn)地點(diǎn)高度36116km每日繞地圈數(shù)2.26000113A.可以求出該衛(wèi)星在近地點(diǎn)時(shí)萬(wàn)有引力的大小 B.可以求出地球的質(zhì)量 C.該衛(wèi)星在近地點(diǎn)時(shí)的加速度大于地球表面的重力加速度 D.該衛(wèi)星在近地點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能大于在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能7.(3分)(2025?濟(jì)南二模)如圖甲所示,我國(guó)自主研發(fā)的“章魚(yú)”觸手機(jī)器人能抓取任意形態(tài)的物體,可負(fù)載260倍自重。如圖乙所示,圓錐體母線和高線之間的夾角α=37°,該機(jī)器人對(duì)圓錐體的彈力方向垂直于圓錐體側(cè)面,靠機(jī)器人和圓錐體之間的摩擦力將圓錐體抓起。若該機(jī)器人豎直向上抓起圓錐體時(shí)施加的彈力足夠大,則機(jī)器人和圓錐體之間的動(dòng)摩擦因數(shù)至少為(已知sin37°=A.35 B.45 C.34 8.(3分)(2025?濟(jì)南二模)風(fēng)洞是進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)研究最有效的工具之一,我國(guó)最新的JF22風(fēng)洞創(chuàng)造了全球最快30馬赫風(fēng)速的奇跡。如圖所示,風(fēng)洞能對(duì)進(jìn)入其中的物體始終施加一個(gè)水平恒力。一小球從地面的a點(diǎn)以大小為v0的初速度豎直向上拋出,在b點(diǎn)落回地面,小球離開(kāi)地面的最大高度等于ab間的距離,則小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最小速度為()A.12v0 B.55v0 C二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)得4分,選對(duì)但選不全的得2分,有錯(cuò)選或不答的得0分)(多選)9.(4分)(2025?濟(jì)南二模)如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了a→b的等溫過(guò)程。在該過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.氣體對(duì)外界做的功大于32B.氣體從外界吸收的熱量小于32C.所有分子熱運(yùn)動(dòng)速率都不變 D.單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)容器壁單位面積的撞擊次數(shù)減少(多選)10.(4分)(2025?濟(jì)南二模)如圖所示為帶等量異種電荷的兩正對(duì)平行金屬板P和Q,P板帶負(fù)電,Q板接地,板長(zhǎng)為L(zhǎng),兩板間距離為d。大量電子從兩平行板間上半?yún)^(qū)域的左側(cè)以平行于金屬板的相同速度進(jìn)入板間,靠近P板左側(cè)邊緣進(jìn)入的電子恰好能打在Q板右側(cè)邊緣,電子進(jìn)入板間在上半?yún)^(qū)域均勻分布,忽略電子間的相互作用,不考慮電場(chǎng)的邊緣效應(yīng)。下列說(shuō)法正確的是()A.電子擊中Q板區(qū)域的長(zhǎng)度為12B.電子擊中Q板區(qū)域的長(zhǎng)度為2-2C.保持兩板帶電量不變,若將Q板向下平移d4的距離,打在Q板上的電子數(shù)占進(jìn)入平板電子總數(shù)的1D.保持兩板帶電量不變,若將Q板向下平移d4的距離,靠近P板左側(cè)邊緣進(jìn)入的電子出電場(chǎng)時(shí)的電勢(shì)能為進(jìn)電場(chǎng)時(shí)電勢(shì)能的(多選)11.(4分)(2025?濟(jì)南二模)如圖所示,在水平面上有不同材料制成的物塊A和物塊B,A、B之間用輕彈簧栓接,物塊B的右側(cè)為固定擋板,物塊A與水平面之間無(wú)摩擦,物塊B與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)用水平恒力F向右推物塊A,彈簧壓縮最短時(shí)撤去外力,物塊A被彈回,運(yùn)動(dòng)至最左端時(shí),物塊B所受的摩擦力恰好為最大靜摩擦力。已知?jiǎng)哦认禂?shù)為k的輕彈簧形變量為x時(shí)的彈性勢(shì)能為12kx2,重力加速度為g,物塊A.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,剛施加水平外力時(shí)A的加速度最小 B.物塊A運(yùn)動(dòng)至最右端時(shí),彈簧彈力與水平恒力大小相等 C.水平恒力F的大小為12D.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,B物塊和擋板間始終無(wú)彈力作用(多選)12.(4分)(2025?濟(jì)南二模)如圖所示,豎直平面內(nèi)有一“”形金屬線框abcd,邊框ab和cd足夠長(zhǎng),整個(gè)裝置處于與線框平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。與邊框bc長(zhǎng)度相等的金屬棒MN從非??拷黚c的位置由靜止釋放,同時(shí)對(duì)金屬棒施加一豎直方向的外力F,使金屬棒以重力加速度g向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,金屬棒始終保持水平,并與金屬邊框接觸良好。金屬邊框、金屬棒均由相同材料、相同粗細(xì)的金屬導(dǎo)線制成,以金屬棒剛開(kāi)始釋放的時(shí)刻為t=0時(shí)刻,金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E,金屬邊框bc兩端的電壓為U,金屬棒的電熱功率為P,忽略自感效應(yīng)。下列圖像中對(duì)應(yīng)物理量與時(shí)間t的變化關(guān)系圖像可能正確的是()A. B. C. D.三、非選擇題(本題共6小題,共60分)13.(6分)(2025?濟(jì)南二模)激光束具有方向性好、亮度高等特點(diǎn)。某同學(xué)用激光測(cè)半圓形玻璃磚的折射率,實(shí)驗(yàn)步驟如下:A.將白紙固定在木板上,畫出一條直線。將半圓形玻璃磚的直徑邊與直線平行放置在白紙上,記錄半圓形玻璃磚的圓心O的位置;B.從玻璃磚另一側(cè)用平行白紙的激光筆從圓弧上的A點(diǎn)沿AO方向射入玻璃磚,在直線上垂直木板插大頭針,使其正好擋住激光,記錄此時(shí)在直線上插針的位置為S1;C.保持入射光方向不變,移走玻璃磚,在直線上垂直木板插大頭針,使其正好擋住激光,記錄此時(shí)在直線上插針的位置為S2;D.以O(shè)點(diǎn)為圓心,以O(shè)S1為半徑畫圓,交OS2延長(zhǎng)線于C點(diǎn);E.過(guò)O點(diǎn)作直線的垂線,與直線相交于B點(diǎn),過(guò)C點(diǎn)作OB延長(zhǎng)線的垂線,與OB延長(zhǎng)線相交于D點(diǎn)。(1)實(shí)驗(yàn)中,測(cè)得BS1的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,BS2的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2,CD的長(zhǎng)度為L(zhǎng)3,該玻璃磚的折射率n可以表示為;A.nB.nC.nD.n(2)若步驟B中,將入射光線以O(shè)點(diǎn)為圓心平行于紙面逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)到某處時(shí),折射光線恰好消失,移走玻璃磚,在直線上垂直木板插大頭針,使其正好擋住激光,確定此時(shí)在直線上插針的位置為S′2,測(cè)得BS'2=43OB,則該玻璃磚的折射率大小為(3)用(2)中方法測(cè)量折射率時(shí),記錄好O點(diǎn)位置后,不小心將玻璃磚沿直徑方向向左平移了少許,但實(shí)驗(yàn)時(shí)仍保證光線在O點(diǎn)恰好發(fā)生全反射,則折射率的測(cè)量值(選填“偏大”或“偏小”)。14.(8分)(2025?吉林模擬)利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器,廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域。某學(xué)習(xí)小組研究某種材料的霍爾元件(載流子為電子)的工作原理,同時(shí)測(cè)量其室溫下的載流子濃度n(單位體積內(nèi)的載流子個(gè)數(shù))。實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于元件的工作面,工作電源E通過(guò)1、3測(cè)腳為霍爾元件提供霍爾電流IH時(shí),2、4測(cè)腳間將產(chǎn)生霍爾電壓UH。已知垂直于工作面的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=8.0×10﹣3T,工件厚度d=3.0cm,電子電量e=1.6×10﹣19C。(1)2、4兩測(cè)腳的電勢(shì)φ2φ4(選填“>”或“<”);(2)某次實(shí)驗(yàn)中,在室溫條件下,調(diào)節(jié)工作電壓,改變霍爾電流,測(cè)出霍爾電壓,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示:實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345IH/mA0.501.001.502.002.50UH/mV41.583.1144.8166.4208.1請(qǐng)?jiān)趫D乙坐標(biāo)紙上標(biāo)出以上5組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),然后在圖乙中畫出UH﹣IH關(guān)系圖像;并根據(jù)圖像求出實(shí)驗(yàn)中的霍爾材料室溫下的載流子濃度n=m﹣3(結(jié)果保留2位有效數(shù)字);(3)霍爾元件的靈敏度是衡量其在磁場(chǎng)或電流變化下輸出電勢(shì)變化的能力。靈敏度越高,表示霍爾元件在相同磁場(chǎng)或電流變化下產(chǎn)生的電勢(shì)差變化越大?;魻栐撵`敏度可表達(dá)為k=UHIH?B,要使實(shí)驗(yàn)中霍爾元件的靈敏度kA.減小工作電源提供的霍爾電流IHB.減小所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度BC.減小該元件垂直電流方向的寬度lD.減小該元件沿磁場(chǎng)方向的厚度d15.(7分)(2025?濟(jì)南二模)如圖甲所示為機(jī)械組裝中完成推動(dòng)工作的氣缸,其工作原理如圖乙所示。密封性良好的氣缸固定在水平地面上,整個(gè)容器被剛性桿連接的絕熱活塞分成氣室Ⅰ、氣室Ⅱ兩部分,左右兩側(cè)各有一閥門K1、K2,剛性桿與地面平行且右端和物體接觸。開(kāi)始時(shí),K1,K2均與大氣相通,現(xiàn)將K1關(guān)閉,K2保持打開(kāi),通過(guò)電阻絲對(duì)Ⅰ中的氣體緩慢加熱至活塞恰好能向右推動(dòng)物體。停止加熱,通過(guò)K2向氣室Ⅱ內(nèi)緩慢注入壓縮氣體,使活塞恰好能向左移動(dòng),充氣過(guò)程中氣室Ⅱ內(nèi)溫度保持不變。已知物體質(zhì)量m=2kg,活塞面積S=20cm2,忽略活塞與缸壁間的摩擦,物體與地面的摩擦因數(shù)為μ=0.2,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,重力加速度g=10m/s2,氣缸內(nèi)氣體可視為理想氣體,初始溫度(1)活塞恰好能向右推動(dòng)物體時(shí),氣室Ⅰ內(nèi)氣體的溫度;(2)活塞恰好能向左移動(dòng)時(shí),氣室Ⅱ內(nèi)注入氣體的質(zhì)量與原有氣體的質(zhì)量之比。16.(9分)(2025?濟(jì)南二模)我國(guó)首艘電磁彈射航母的海試工作正在緊鑼密鼓地進(jìn)行,利用大電容器快速放電可將磁場(chǎng)中的導(dǎo)體棒電磁彈射出去。如圖所示,兩根等長(zhǎng)的光滑平行金屬軌道ab和cd水平放置,左端與電容器相連接,右端分別與由絕緣材料制成的粗糙14圓弧軌道be和df平滑連接,軌道間距為L(zhǎng),圓弧軌道半徑為R,整個(gè)裝置處于豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒靜止在平行金屬軌道上,閉合開(kāi)關(guān)后電容器快速放電,金屬棒被水平彈射出去,然后滑上圓弧軌道,運(yùn)動(dòng)到與圓心等高的ef位置時(shí)速度減為零并立即被取走,金屬棒經(jīng)過(guò)bd位置時(shí)對(duì)軌道的壓力為自身重力的k(k>1)倍,整個(gè)過(guò)程中金屬棒與軌道接觸良好。已知電容器的電容為C,重力加速度為g,不計(jì)金屬導(dǎo)軌與金屬棒(1)金屬棒在圓弧軌道上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力的功;(2)金屬棒被彈射前后電容器電壓的差值。17.(14分)(2025?吉林模擬)如圖所示的xOy坐標(biāo)平面內(nèi),y>0的區(qū)域內(nèi)存在著垂直于平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,y<0的區(qū)域內(nèi)存在著垂直于平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B。質(zhì)量為m、電荷量為q的兩個(gè)帶正電粒子a和b,均以相同大小的速率v從O點(diǎn)分別沿y軸正向和y軸負(fù)向同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中兩粒子的碰撞為彈性碰撞,碰撞時(shí)間忽略不計(jì)。設(shè)整個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域都處于真空中,不考慮粒子的重力及兩粒子之間除碰撞外的相互作用,求:(1)粒子分別在y>0和y<0的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)的半徑之比和周期之比;(2)兩粒子運(yùn)動(dòng)軌跡交點(diǎn)的坐標(biāo);(3)以兩粒子在O點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)為t=0時(shí)刻,求兩粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中某時(shí)刻平行y軸方向上相距最遠(yuǎn)時(shí)的距離及對(duì)應(yīng)的時(shí)刻。18.(16分)(2025?濟(jì)南二模)如圖所示,光滑水平地面上一個(gè)質(zhì)量為mC=1kg的木板C緊靠平臺(tái)靜置,C的上表面與光滑平臺(tái)相平。質(zhì)量為mB=1kg、傾角為30°的光滑斜面體B靜止在平臺(tái)上。質(zhì)量為mD=3kg的物塊D靜置在木板C上。斜面體B固定在平臺(tái)上,將質(zhì)量為mA=2kg的物塊A從斜面上距平臺(tái)高度為h=13m處由靜止釋放,物塊A脫離斜面體B后,與平臺(tái)發(fā)生相互作用,物塊A垂直于平臺(tái)方向的速度分量瞬間變?yōu)榱?,沿平臺(tái)方向的速度分量不變。已知物塊A和D均視為質(zhì)點(diǎn),與木板C上表面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.1,重力加速度g(1)物塊A在平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速率;(2)若物塊A和物塊D不能發(fā)生碰撞,物塊D到木板C左端的最小距離;(3)若斜面體B不固定,A從斜面上高度為1.5m處?kù)o止釋放,開(kāi)始時(shí)物塊D到木板C左側(cè)的距離為2516m,物塊A與物塊D的碰撞為彈性碰撞,求物塊D與木板C第一次共速時(shí),物塊A與物塊
2025年山東省濟(jì)南市高考物理二模試卷參考答案與試題解析一.選擇題(共8小題)題號(hào)12345678答案CBAADBCD二.多選題(共4小題)題號(hào)9101112答案BDBCDCDAC一、單項(xiàng)選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。)1.(3分)(2025?濟(jì)南二模)太陽(yáng)能電池是通過(guò)光電效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置,其主要材料為高純度的硅。當(dāng)紫外線照射硅表面時(shí),會(huì)有光電子逸出。下列說(shuō)法正確的是()A.發(fā)生光電效應(yīng)后,硅帶負(fù)電 B.紅光照射硅表面時(shí)一定能發(fā)生光電效應(yīng) C.減小紫外線的強(qiáng)度,光電子的最大初動(dòng)能不變 D.增大紫外線的強(qiáng)度,光電子的最大初動(dòng)能變大【考點(diǎn)】愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程;光電效應(yīng)現(xiàn)象及其物理意義.【專題】定性思想;推理法;光電效應(yīng)專題;理解能力.【答案】C【分析】根據(jù)光電效應(yīng)的特點(diǎn)和條件判斷;根據(jù)光電效應(yīng)方程判斷?!窘獯稹拷猓篈、發(fā)生光電效應(yīng)后硅失去電子,所以帶正電,故A錯(cuò)誤;B、紫外線的頻率大于紅外線的頻率,所以紫外線照射硅表面時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng),紅外線照射硅表面時(shí)不一定能發(fā)生光電效應(yīng),故B錯(cuò)誤;CD、依據(jù)光電效應(yīng)方程:Ekm=hν﹣W,最大初動(dòng)能與光照強(qiáng)度無(wú)關(guān),減小或增大紫外線的強(qiáng)度,光電子的最大初動(dòng)能不變,故C正確,D錯(cuò)誤。故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】該題考查對(duì)光電效應(yīng)的理解,知道光電子的最大初動(dòng)能與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)是關(guān)鍵。2.(3分)(2025?濟(jì)南二模)圖甲和圖乙是紅、藍(lán)兩種單色光用同樣的儀器形成的單縫衍射圖樣,圖丙和圖丁是紅、藍(lán)兩種單色光用同樣的儀器形成的雙縫干涉圖樣。甲、乙、丙、丁四幅圖樣中用紅光形成圖樣的是()A.甲、丙 B.乙、丁 C.乙、丙 D.甲、丁【考點(diǎn)】光的單縫衍射和小孔衍射;光的雙縫干涉圖樣.【專題】定性思想;推理法;光的干涉專題;光的衍射、偏振和電磁本性專題;理解能力.【答案】B【分析】雙縫干涉條紋的間距是相等的,光的波長(zhǎng)越長(zhǎng),雙縫干涉條紋間距越大;光的波長(zhǎng)越長(zhǎng),衍射條紋中央亮條紋越寬,從而即可求解?!窘獯稹拷猓汗獾牟ㄩL(zhǎng)越長(zhǎng),衍射現(xiàn)象越明顯,衍射條紋中央亮條紋越寬,所以甲與乙相比,乙圖是波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅色光的衍射圖樣。雙縫干涉圖樣的條紋是等間距的,光的波長(zhǎng)越長(zhǎng),雙縫干涉條紋間距越大,可知圖樣丁的光的波長(zhǎng)比形成丙圖樣光的波長(zhǎng)長(zhǎng),所以丁是波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅色光的雙縫干涉圖樣,故B正確,ACD錯(cuò)誤。故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查干涉與衍射圖樣的特點(diǎn),要知道干涉條紋間距與光波的波長(zhǎng)成正比,并掌握干涉與衍射的區(qū)別。3.(3分)(2025?濟(jì)南二模)如圖所示,一條直線上分布著等間距的a、b、c、d、e、f點(diǎn),一質(zhì)點(diǎn)從ab間的P點(diǎn)(未畫出)以初速度v0沿直線做勻減速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到f點(diǎn)時(shí)速度恰好為零。若此質(zhì)點(diǎn)從P點(diǎn)以v02A.bc之間的某點(diǎn) B.cd之間的某點(diǎn) C.de之間的某點(diǎn) D.ef之間的某點(diǎn)【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律專題;推理論證能力.【答案】A【分析】初速度變?yōu)樵瓉?lái)的12,勻減速到靜止的位移變?yōu)樵瓉?lái)的14,再根據(jù)原來(lái)【解答】解:ABCD、由2as=v02得,初速度變?yōu)樵瓉?lái)的12,勻減速到靜止的位移變?yōu)樵瓉?lái)的14。設(shè)ab之間的距離為s0,假設(shè)質(zhì)點(diǎn)從b點(diǎn)以初速度v0出發(fā),運(yùn)動(dòng)到f點(diǎn)時(shí)速度恰好為零則位移為4s0,那么質(zhì)點(diǎn)從b點(diǎn)以v02的初速度出發(fā),以相同加速度沿直線做勻減速運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)速度減為零位移為s0,即運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)靜止;假設(shè)質(zhì)點(diǎn)從a點(diǎn)以初速度v0出發(fā),運(yùn)動(dòng)到f點(diǎn)時(shí)速度恰好為零位移為5s0,那么質(zhì)點(diǎn)從a點(diǎn)以v02的初速度出發(fā),以相同加速度沿直線做勻減速運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)速度減為零位移為54s0,即運(yùn)動(dòng)到bc之間的某點(diǎn)靜止。綜上所述,質(zhì)點(diǎn)從ab間的P故選:A?!军c(diǎn)評(píng)】本題需分別假設(shè)質(zhì)點(diǎn)在a點(diǎn)和b點(diǎn)出發(fā)計(jì)算出數(shù)據(jù),再判斷質(zhì)點(diǎn)在ab之間某點(diǎn)出發(fā)速度減為零的位置。4.(3分)(2025?濟(jì)南二模)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,t=0時(shí)刻的部分波形圖如圖所示,質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置xP=3m,t=0.6s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P第一次回到平衡位置,則質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程為()A.y=5sin(54C.y=5sin(4【考點(diǎn)】機(jī)械波的圖像問(wèn)題;簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式及振幅、周期、頻率、相位等參數(shù);波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系.【專題】比較思想;圖析法;振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象專題;應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題的能力.【答案】A【分析】根據(jù)波形圖讀出波長(zhǎng)和振幅。運(yùn)用波形平移法,結(jié)合t=0.6s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P第一次回到平衡位置,分析波在0.6s內(nèi)傳播的距離,求出波速,再由波速公式求出周期,由ω=2πT求出ω【解答】解:由圖可知,波長(zhǎng)λ=8m,振幅A=5cm。簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,當(dāng)圖中原點(diǎn)處振動(dòng)狀態(tài)傳到質(zhì)點(diǎn)P時(shí),質(zhì)點(diǎn)P第一次回到平衡位置,可知,波在0.6s內(nèi)傳播距離為x=3m則波速為v=xt=30.6m/s=5m/s,周期為T=λv=8簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P向上振動(dòng),根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知,質(zhì)點(diǎn)P的初相位φ=故質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程為y=5sin(5π4t+π4)cm,故故選:A。【點(diǎn)評(píng)】解答本題時(shí),要熟練運(yùn)用波形平移法分析波傳播的距離。要能根據(jù)三要素:振幅、圓頻率和初相位寫出質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程。5.(3分)(2025?濟(jì)南二模)為了檢驗(yàn)輸電電壓高低對(duì)電能輸送的影響,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的兩個(gè)電路進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。兩個(gè)電路使用相同的低壓交流電源,所有的電阻和燈泡電阻均相等,導(dǎo)線電阻不計(jì)。圖乙中的理想變壓器的匝數(shù)比n1:n2=n4:n3=1:2。已知燈泡L1消耗的功率為P,則燈泡L2消耗的功率為()A.49P B.12P C.2P【考點(diǎn)】變壓器的構(gòu)造與原理.【專題】應(yīng)用題;定量思想;推理法;交流電專題;分析綜合能力.【答案】D【分析】根據(jù)圖示電路圖應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出燈泡L1的功率,然后應(yīng)用理想變壓器的變壓比與變流比、電功率公式求解?!窘獯稹拷猓涸O(shè)交流電源的輸出電壓為U,所有電阻和燈泡電阻均相等,設(shè)為R,由圖甲所示電路圖可知,燈泡L1的功率P=I由圖乙所示電路圖可知,U2=n2右側(cè)變壓器副線圈的等效電阻R等=(n3輸電電流I=U則U3=U2﹣I(R+R)=2U-U3R由理想變壓器的變壓比可知,副線圈電壓U4=n4n3燈泡L2的功率P2=U42R=(故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】分析清楚圖示電路結(jié)構(gòu)是解題的前提,應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律、理想變壓器的變壓比、電功率公式即可解題。6.(3分)(2025?濟(jì)南二模)北京時(shí)間2025年4月11日00時(shí)47分,我國(guó)成功發(fā)射通信技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星十七號(hào)。該衛(wèi)星運(yùn)行參數(shù)如表所示,已知地球半徑R=6370km,萬(wàn)有引力常量G=6.67×10﹣11N?m2/kg2,下列說(shuō)法正確的是()時(shí)間(協(xié)調(diào)世界時(shí)UTC)2025年4月11日21:00:24軌道偏心率0.7324768軌道傾角18.9938°近地點(diǎn)高度183km遠(yuǎn)地點(diǎn)高度36116km每日繞地圈數(shù)2.26000113A.可以求出該衛(wèi)星在近地點(diǎn)時(shí)萬(wàn)有引力的大小 B.可以求出地球的質(zhì)量 C.該衛(wèi)星在近地點(diǎn)時(shí)的加速度大于地球表面的重力加速度 D.該衛(wèi)星在近地點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能大于在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能【考點(diǎn)】天體運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能的變化;萬(wàn)有引力的基本計(jì)算;計(jì)算天體的質(zhì)量和密度;衛(wèi)星或行星運(yùn)行參數(shù)的計(jì)算.【專題】定量思想;推理法;萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用專題;推理論證能力.【答案】B【分析】根據(jù)萬(wàn)有引力的計(jì)算公式結(jié)合開(kāi)普勒第三定律、牛頓第二定律以及機(jī)械能守恒的條件進(jìn)行判斷分析。【解答】解:A.根據(jù)萬(wàn)有引力的計(jì)算公式,由于衛(wèi)星的質(zhì)量未知,不可以求出該衛(wèi)星在近地點(diǎn)時(shí)萬(wàn)有引力的大小,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)計(jì)算橢圓軌道的半長(zhǎng)軸,結(jié)合牛頓開(kāi)普勒第三定律可以求出地球的質(zhì)量,故B正確;C.根據(jù)GMmr2=maD.衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)只有萬(wàn)有引力做功,則機(jī)械能守恒,故該衛(wèi)星在近地點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能等于在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能,故D錯(cuò)誤。故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】考查萬(wàn)有引力的計(jì)算公式結(jié)合開(kāi)普勒第三定律、牛頓第二定律以及機(jī)械能守恒的條件,會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析解答。7.(3分)(2025?濟(jì)南二模)如圖甲所示,我國(guó)自主研發(fā)的“章魚(yú)”觸手機(jī)器人能抓取任意形態(tài)的物體,可負(fù)載260倍自重。如圖乙所示,圓錐體母線和高線之間的夾角α=37°,該機(jī)器人對(duì)圓錐體的彈力方向垂直于圓錐體側(cè)面,靠機(jī)器人和圓錐體之間的摩擦力將圓錐體抓起。若該機(jī)器人豎直向上抓起圓錐體時(shí)施加的彈力足夠大,則機(jī)器人和圓錐體之間的動(dòng)摩擦因數(shù)至少為(已知sin37°=A.35 B.45 C.34 【考點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解;力的合成與分解的應(yīng)用.【專題】定量思想;合成分解法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;分析綜合能力.【答案】C【分析】受力分析:機(jī)器人通過(guò)彈力和摩擦力抓起圓錐體,需要平衡圓錐體的重力。幾何關(guān)系:圓錐體母線與高線之間的夾角α=37°,彈力方向垂直于圓錐體側(cè)面,需要利用幾何關(guān)系確定彈力和摩擦力的方向。摩擦力公式:最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,即f=μN(yùn),其中μ為動(dòng)摩擦因數(shù),N為彈力。接下來(lái),我們進(jìn)行詳細(xì)分析和計(jì)算?!窘獯稹拷猓簷C(jī)器人對(duì)圓錐體的彈力方向垂直于圓錐體側(cè)面,設(shè)彈力為N,摩擦力為f,圓錐體的重力為G。由于機(jī)器人豎直向上抓起圓錐體,圓錐體在豎直方向上受到的合力為零。圓錐體母線與高線之間的夾角α=37°,彈力方向垂直于圓錐體側(cè)面,因此彈力N豎直方向的分量為Nsinα.彈力N與摩擦力f之間的關(guān)系為:f=μN(yùn)由豎直方向合力為零可得:mg+Nsinα=fcosα聯(lián)立解得:μ=tanα+該機(jī)器人豎直向上抓起圓錐體時(shí)施加的彈力足夠大,則μ至少等于tanα,可得μ至少等于34,故C正確,ABD故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】分析機(jī)器人抓取圓錐體時(shí)的受力情況,明確彈力和摩擦力的方向及其關(guān)系。利用平衡條件和摩擦力公式建立方程,求出動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值。8.(3分)(2025?濟(jì)南二模)風(fēng)洞是進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)研究最有效的工具之一,我國(guó)最新的JF22風(fēng)洞創(chuàng)造了全球最快30馬赫風(fēng)速的奇跡。如圖所示,風(fēng)洞能對(duì)進(jìn)入其中的物體始終施加一個(gè)水平恒力。一小球從地面的a點(diǎn)以大小為v0的初速度豎直向上拋出,在b點(diǎn)落回地面,小球離開(kāi)地面的最大高度等于ab間的距離,則小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最小速度為()A.12v0 B.55v0 C【考點(diǎn)】?jī)蓚€(gè)變速直線運(yùn)動(dòng)的合成;豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;自由落體運(yùn)動(dòng)專題;推理論證能力.【答案】D【分析】小球在豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng),水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解?!窘獯稹拷猓盒∏蛟谪Q直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng),在水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)小球離開(kāi)地面的最大高度與ab間的距離均為L(zhǎng),從拋出到最高點(diǎn)的時(shí)間為t,水平方向的加速度大小為ax。在豎直方向有:L=由豎直方向運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性,可知全程時(shí)間為2t。在水平方向有:L=聯(lián)立可得:g=4ax設(shè)小球的合加速度方向與豎直方向的夾角為θ,如下圖所示。tanθ=當(dāng)小球的速度方向與合加速度方向垂直時(shí)速度最小,將小球的運(yùn)動(dòng)分解為沿垂直于合加速度方向的勻速運(yùn)動(dòng)和沿合加速度方向的勻變速直線運(yùn)動(dòng),則小球沿垂直于合加速度方向的勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小就是小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最小速度,設(shè)為vmin。則有:vmin=v0sinθ解得:vmin=1717v故選:D。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了豎直上拋運(yùn)動(dòng),關(guān)鍵抓住豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng),水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解。二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)得4分,選對(duì)但選不全的得2分,有錯(cuò)選或不答的得0分)(多選)9.(4分)(2025?濟(jì)南二模)如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了a→b的等溫過(guò)程。在該過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.氣體對(duì)外界做的功大于32B.氣體從外界吸收的熱量小于32C.所有分子熱運(yùn)動(dòng)速率都不變 D.單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)容器壁單位面積的撞擊次數(shù)減少【考點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律與理想氣體的圖像問(wèn)題相結(jié)合.【專題】定性思想;推理法;熱力學(xué)定律專題;推理論證能力.【答案】BD【分析】一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能由溫度決定;圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積等于氣體做功,根據(jù)圖示圖像分析清楚氣體狀態(tài)變化過(guò)程,應(yīng)用熱力學(xué)第一定律分析答題。氣體溫度不變,則分子平均動(dòng)能不變,氣體壓強(qiáng)與分子數(shù)密度和平均速率有關(guān)。【解答】解:A.圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積等于氣體做功,若ab連線為直線,則a→b氣體對(duì)外界做的功W由圖像可知?dú)怏w對(duì)外界做的功小于32p0B.氣體溫度不變,則內(nèi)能不變,根據(jù)ΔU=W+Q可知,氣體從外界吸收的熱量小于32p0C.氣體溫度不變,則分子平均動(dòng)能不變,并非所有分子熱運(yùn)動(dòng)速率都不變,故C錯(cuò)誤;D.氣體壓強(qiáng)減小,體積變大,氣體數(shù)密度減小,分子平均速率不變,則單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)容器壁單位面積的撞擊次數(shù)減少,故D正確。故選:BD。【點(diǎn)評(píng)】熱力學(xué)第一定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式改變內(nèi)能的過(guò)程是等效的,而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系。此定律是標(biāo)量式,應(yīng)用時(shí)熱量的單位應(yīng)統(tǒng)一為國(guó)際單位制中的焦耳。(多選)10.(4分)(2025?濟(jì)南二模)如圖所示為帶等量異種電荷的兩正對(duì)平行金屬板P和Q,P板帶負(fù)電,Q板接地,板長(zhǎng)為L(zhǎng),兩板間距離為d。大量電子從兩平行板間上半?yún)^(qū)域的左側(cè)以平行于金屬板的相同速度進(jìn)入板間,靠近P板左側(cè)邊緣進(jìn)入的電子恰好能打在Q板右側(cè)邊緣,電子進(jìn)入板間在上半?yún)^(qū)域均勻分布,忽略電子間的相互作用,不考慮電場(chǎng)的邊緣效應(yīng)。下列說(shuō)法正確的是()A.電子擊中Q板區(qū)域的長(zhǎng)度為12B.電子擊中Q板區(qū)域的長(zhǎng)度為2-2C.保持兩板帶電量不變,若將Q板向下平移d4的距離,打在Q板上的電子數(shù)占進(jìn)入平板電子總數(shù)的1D.保持兩板帶電量不變,若將Q板向下平移d4的距離,靠近P板左側(cè)邊緣進(jìn)入的電子出電場(chǎng)時(shí)的電勢(shì)能為進(jìn)電場(chǎng)時(shí)電勢(shì)能的【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng).【專題】應(yīng)用題;定量思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題;分析綜合能力.【答案】BCD【分析】電子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)電子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分析答題?!窘獯稹拷猓篈B、電子在極板間做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)電子在兩極板間的加速度大小為a,靠近P板左側(cè)邊緣進(jìn)入的電子恰好能打在Q板右側(cè)邊緣,水平方向L=v0t,豎直方向d=12at2,解得靠近中線的電子,豎直方向d2=12at'解得x=22L,則電子擊中Q板區(qū)域的長(zhǎng)度s=L﹣x=L-22L=2-2C、平行板電容器極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E=U保持兩板帶電量不變,若將Q板向下平移d4的距離,極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E不變,電子的加速度a=電子在極板間做類平拋運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程不變,恰好打在下極板Q右側(cè)邊緣的電子P板的距離h=d則打在Q板上的電子數(shù)占進(jìn)入平板電子總數(shù)的d2-dD、保持兩板帶電量不變,若將Q板向下平移d4靠近P板左側(cè)邊緣進(jìn)入的電子,水平方向L=v0t1,豎直方向y=12at設(shè)極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,下極板接地,則電子射入點(diǎn)的電勢(shì)φ1=﹣(d+d4)E=-54Ed,電子射出點(diǎn)的電勢(shì)φ靠近P板左側(cè)邊緣進(jìn)入的電子出電場(chǎng)時(shí)的電勢(shì)能與進(jìn)電場(chǎng)時(shí)電勢(shì)能之比Ep則靠近P板左側(cè)邊緣進(jìn)入的電子出電場(chǎng)時(shí)的電勢(shì)能為進(jìn)電場(chǎng)時(shí)電勢(shì)能的15,故D故選:BCD。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電子的類平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)題意分析清楚電子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可解題。(多選)11.(4分)(2025?濟(jì)南二模)如圖所示,在水平面上有不同材料制成的物塊A和物塊B,A、B之間用輕彈簧栓接,物塊B的右側(cè)為固定擋板,物塊A與水平面之間無(wú)摩擦,物塊B與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)用水平恒力F向右推物塊A,彈簧壓縮最短時(shí)撤去外力,物塊A被彈回,運(yùn)動(dòng)至最左端時(shí),物塊B所受的摩擦力恰好為最大靜摩擦力。已知?jiǎng)哦认禂?shù)為k的輕彈簧形變量為x時(shí)的彈性勢(shì)能為12kx2,重力加速度為g,物塊A.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,剛施加水平外力時(shí)A的加速度最小 B.物塊A運(yùn)動(dòng)至最右端時(shí),彈簧彈力與水平恒力大小相等 C.水平恒力F的大小為12D.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,B物塊和擋板間始終無(wú)彈力作用【考點(diǎn)】牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用;最大靜摩擦力的性質(zhì)和應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)專題;推理論證能力.【答案】CD【分析】對(duì)A進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律判斷A的加速度的變化,撤去F后分析A的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,計(jì)算水平恒力F的大小。【解答】解:AB、用水平恒力F向右推物塊A直到彈簧壓縮最短,物塊A受恒力F和彈簧彈力F′的作用,由牛頓第二定律得F﹣F′=ma,F(xiàn)′隨壓縮量的增大而增大,a一直減小,A先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)加速度減小到零時(shí)A的速度最大,此時(shí)彈簧彈力等于恒力F,此時(shí)彈簧繼續(xù)被壓縮,A做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng),直到彈簧壓縮最短時(shí)A的速度減為零,此時(shí)彈簧彈力大于恒力F,故AB錯(cuò)誤;C、設(shè)彈簧壓縮最短時(shí),壓縮量為x0,此過(guò)程恒力F做的功為:W=Fx0,由功能關(guān)系可得:W=Fx0=12kx02,由能量守恒可知A運(yùn)動(dòng)至最左端時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能也為12kx02,此時(shí)彈簧為拉伸狀態(tài),伸長(zhǎng)量為x0,此時(shí)物塊B所受的摩擦力恰好為最大靜摩擦力則有kx0D、已知A運(yùn)動(dòng)至最左端時(shí),物塊B所受的摩擦力恰好為最大靜摩擦力,由A運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知,A運(yùn)動(dòng)至最右端彈簧被壓縮最短時(shí),物塊B所受的摩擦力也恰好為最大靜摩擦力,可知整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,B物塊和擋板間始終無(wú)彈力的作用,故D正確。故選:CD。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了牛頓第二定律的應(yīng)用、最大靜摩擦力、以及能量守恒等知識(shí)點(diǎn)。(多選)12.(4分)(2025?濟(jì)南二模)如圖所示,豎直平面內(nèi)有一“”形金屬線框abcd,邊框ab和cd足夠長(zhǎng),整個(gè)裝置處于與線框平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。與邊框bc長(zhǎng)度相等的金屬棒MN從非??拷黚c的位置由靜止釋放,同時(shí)對(duì)金屬棒施加一豎直方向的外力F,使金屬棒以重力加速度g向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,金屬棒始終保持水平,并與金屬邊框接觸良好。金屬邊框、金屬棒均由相同材料、相同粗細(xì)的金屬導(dǎo)線制成,以金屬棒剛開(kāi)始釋放的時(shí)刻為t=0時(shí)刻,金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E,金屬邊框bc兩端的電壓為U,金屬棒的電熱功率為P,忽略自感效應(yīng)。下列圖像中對(duì)應(yīng)物理量與時(shí)間t的變化關(guān)系圖像可能正確的是()A. B. C. D.【考點(diǎn)】豎直平面內(nèi)的導(dǎo)軌滑桿模型;用閉合電路的歐姆定律計(jì)算電路中的電壓、電流或電阻.【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;推理論證能力.【答案】AC【分析】分別根據(jù)E=BLv,歐姆定律、牛頓第二定律和P=I2R,寫出E、U、F和P隨時(shí)間的變化關(guān)系式,結(jié)合圖線分析即可。【解答】解:A、金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)MN的長(zhǎng)度為L(zhǎng),根據(jù)E=BLv,其中v=gt可得E=BLgt,則E與t成正比,故A正確;B、設(shè)經(jīng)時(shí)間t金屬棒下滑的距離為x=12gt2,設(shè)金屬框、金屬棒單位長(zhǎng)度的電阻為r,根據(jù)閉合電路的歐姆定律有電路中的電流為I=E2xr+2Lr,則U=I?Lr,聯(lián)立解得C、對(duì)金屬棒根據(jù)牛頓第二定律有F+mg﹣F安=mg,其中F安=BIL,E=BLgt,I=E2xr+2Lr,整理可得F=D、金屬棒的電熱功率P=I2r,結(jié)合E=BLgt,I=E2xr+2Lr,整理可得P=故選:AC?!军c(diǎn)評(píng)】能夠?qū)懗鯡、U、F和P隨時(shí)間的變化關(guān)系式是解題的關(guān)鍵。三、非選擇題(本題共6小題,共60分)13.(6分)(2025?濟(jì)南二模)激光束具有方向性好、亮度高等特點(diǎn)。某同學(xué)用激光測(cè)半圓形玻璃磚的折射率,實(shí)驗(yàn)步驟如下:A.將白紙固定在木板上,畫出一條直線。將半圓形玻璃磚的直徑邊與直線平行放置在白紙上,記錄半圓形玻璃磚的圓心O的位置;B.從玻璃磚另一側(cè)用平行白紙的激光筆從圓弧上的A點(diǎn)沿AO方向射入玻璃磚,在直線上垂直木板插大頭針,使其正好擋住激光,記錄此時(shí)在直線上插針的位置為S1;C.保持入射光方向不變,移走玻璃磚,在直線上垂直木板插大頭針,使其正好擋住激光,記錄此時(shí)在直線上插針的位置為S2;D.以O(shè)點(diǎn)為圓心,以O(shè)S1為半徑畫圓,交OS2延長(zhǎng)線于C點(diǎn);E.過(guò)O點(diǎn)作直線的垂線,與直線相交于B點(diǎn),過(guò)C點(diǎn)作OB延長(zhǎng)線的垂線,與OB延長(zhǎng)線相交于D點(diǎn)。(1)實(shí)驗(yàn)中,測(cè)得BS1的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,BS2的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2,CD的長(zhǎng)度為L(zhǎng)3,該玻璃磚的折射率n可以表示為B;A.nB.nC.nD.n(2)若步驟B中,將入射光線以O(shè)點(diǎn)為圓心平行于紙面逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)到某處時(shí),折射光線恰好消失,移走玻璃磚,在直線上垂直木板插大頭針,使其正好擋住激光,確定此時(shí)在直線上插針的位置為S′2,測(cè)得BS'2=43OB,則該玻璃磚的折射率大小為(3)用(2)中方法測(cè)量折射率時(shí),記錄好O點(diǎn)位置后,不小心將玻璃磚沿直徑方向向左平移了少許,但實(shí)驗(yàn)時(shí)仍保證光線在O點(diǎn)恰好發(fā)生全反射,則折射率的測(cè)量值偏?。ㄟx填“偏大”或“偏小”)?!究键c(diǎn)】測(cè)量玻璃的折射率.【專題】實(shí)驗(yàn)題;實(shí)驗(yàn)探究題;定量思想;實(shí)驗(yàn)分析法;光的折射專題;實(shí)驗(yàn)探究能力.【答案】(1)B;(2)1.25;(3)偏小【分析】(1)作出光路圖,根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)分別求解入射角和折射角的正弦,根據(jù)折射定律求解作答;(2)作出光路圖,根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)求解臨界角,根據(jù)臨界角公式求解折射率;(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理,結(jié)合上述(2)的折射率的求解過(guò)程分析實(shí)驗(yàn)誤差。【解答】解:(1)光路圖如圖所示:實(shí)驗(yàn)中,測(cè)得BS1=L1,BS2=L2,CD=L3,設(shè)單位圓的半徑為R;根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí),入射角的正弦sini折射角的正弦sinr根據(jù)折射定律,玻璃磚的折射率n故B正確,ACD錯(cuò)誤。故選:B。(2)光路圖如圖所示:根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)tanC解得臨界角C=53°根據(jù)臨界角公式,折射率n(3)記錄好O點(diǎn)位置后,不小心將玻璃磚沿直徑方向向左平移了少許,但實(shí)驗(yàn)時(shí)仍保證光線在O點(diǎn)恰好發(fā)生全反射,如下圖所示:右圖示可知測(cè)量的臨界角偏大,折射率的測(cè)量值偏小。故答案為:(1)B;(2)1.25;(3)偏小【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了用激光測(cè)半圓形玻璃磚的折射率的實(shí)驗(yàn),要明確實(shí)驗(yàn)原理,掌握折射定律和臨界角公式的運(yùn)用。14.(8分)(2025?吉林模擬)利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器,廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域。某學(xué)習(xí)小組研究某種材料的霍爾元件(載流子為電子)的工作原理,同時(shí)測(cè)量其室溫下的載流子濃度n(單位體積內(nèi)的載流子個(gè)數(shù))。實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于元件的工作面,工作電源E通過(guò)1、3測(cè)腳為霍爾元件提供霍爾電流IH時(shí),2、4測(cè)腳間將產(chǎn)生霍爾電壓UH。已知垂直于工作面的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=8.0×10﹣3T,工件厚度d=3.0cm,電子電量e=1.6×10﹣19C。(1)2、4兩測(cè)腳的電勢(shì)φ2>φ4(選填“>”或“<”);(2)某次實(shí)驗(yàn)中,在室溫條件下,調(diào)節(jié)工作電壓,改變霍爾電流,測(cè)出霍爾電壓,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示:實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345IH/mA0.501.001.502.002.50UH/mV41.583.1144.8166.4208.1請(qǐng)?jiān)趫D乙坐標(biāo)紙上標(biāo)出以上5組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),然后在圖乙中畫出UH﹣IH關(guān)系圖像;并根據(jù)圖像求出實(shí)驗(yàn)中的霍爾材料室溫下的載流子濃度n=2.0×1016m﹣3(結(jié)果保留2位有效數(shù)字);(3)霍爾元件的靈敏度是衡量其在磁場(chǎng)或電流變化下輸出電勢(shì)變化的能力。靈敏度越高,表示霍爾元件在相同磁場(chǎng)或電流變化下產(chǎn)生的電勢(shì)差變化越大。霍爾元件的靈敏度可表達(dá)為k=UHIH?B,要使實(shí)驗(yàn)中霍爾元件的靈敏度kA.減小工作電源提供的霍爾電流IHB.減小所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度BC.減小該元件垂直電流方向的寬度lD.減小該元件沿磁場(chǎng)方向的厚度d【考點(diǎn)】霍爾效應(yīng)與霍爾元件.【專題】定量思想;推理法;帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題;推理論證能力.【答案】(1)>;(2)2.0×1016;(3)D【分析】(1)由于載流子為電子,帶負(fù)電,根據(jù)左手定則判斷電子偏轉(zhuǎn)方向,電子到達(dá)的一側(cè)電勢(shì)低;(2)根據(jù)描點(diǎn)法做出圖像,霍爾元件中電子受到的洛倫茲力等于電場(chǎng)力,結(jié)合電流微觀表達(dá)式可得UH﹣IH的函數(shù)表達(dá)式,得到圖像的斜率表達(dá)式,從而求解載流子濃度;(3)根據(jù)霍爾元件的靈敏度表達(dá)式結(jié)合UH﹣IH的函數(shù)表達(dá)式分析?!窘獯稹拷猓海?)由于載流子為電子,帶負(fù)電,根據(jù)左手定則判斷電子向右側(cè)偏轉(zhuǎn),則2、4兩測(cè)腳的電勢(shì)φ2>φ4。(2)根據(jù)表格數(shù)據(jù)在圖乙坐標(biāo)紙中描出對(duì)應(yīng)點(diǎn),并作出UH﹣IH圖線如圖所示霍爾元件中電子受到的洛倫茲力等于電場(chǎng)力,evB=根據(jù)電流微觀表達(dá)式可得,IH=neSv=neldv聯(lián)立解得,U可知UH﹣IH圖像的斜率為k代入數(shù)據(jù)解得n=2.0×1016m﹣3(3)霍爾元件的靈敏度可表達(dá)為k結(jié)合U解得k要使實(shí)驗(yàn)中霍爾元件的靈敏度k增大,可減小該元件沿磁場(chǎng)方向的厚度d,故D正確,ABC錯(cuò)誤。故選:D。故答案為:(1)>;(2)2.0×1016;(3)D?!军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道霍爾元件中移動(dòng)的是自由電子,以及自由電子在電場(chǎng)力和洛倫茲力作用下處于平衡。15.(7分)(2025?濟(jì)南二模)如圖甲所示為機(jī)械組裝中完成推動(dòng)工作的氣缸,其工作原理如圖乙所示。密封性良好的氣缸固定在水平地面上,整個(gè)容器被剛性桿連接的絕熱活塞分成氣室Ⅰ、氣室Ⅱ兩部分,左右兩側(cè)各有一閥門K1、K2,剛性桿與地面平行且右端和物體接觸。開(kāi)始時(shí),K1,K2均與大氣相通,現(xiàn)將K1關(guān)閉,K2保持打開(kāi),通過(guò)電阻絲對(duì)Ⅰ中的氣體緩慢加熱至活塞恰好能向右推動(dòng)物體。停止加熱,通過(guò)K2向氣室Ⅱ內(nèi)緩慢注入壓縮氣體,使活塞恰好能向左移動(dòng),充氣過(guò)程中氣室Ⅱ內(nèi)溫度保持不變。已知物體質(zhì)量m=2kg,活塞面積S=20cm2,忽略活塞與缸壁間的摩擦,物體與地面的摩擦因數(shù)為μ=0.2,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,重力加速度g=10m/s2,氣缸內(nèi)氣體可視為理想氣體,初始溫度(1)活塞恰好能向右推動(dòng)物體時(shí),氣室Ⅰ內(nèi)氣體的溫度;(2)活塞恰好能向左移動(dòng)時(shí),氣室Ⅱ內(nèi)注入氣體的質(zhì)量與原有氣體的質(zhì)量之比?!究键c(diǎn)】氣體的等壓變化與蓋﹣呂薩克定律的應(yīng)用;氣體壓強(qiáng)的計(jì)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(shí)驗(yàn)定律專題;推理論證能力.【答案】(1)活塞恰好能向右推動(dòng)物體時(shí),氣室Ⅰ內(nèi)氣體的溫度為306K;(2)活塞恰好能向左移動(dòng)時(shí),氣室Ⅱ內(nèi)注入氣體的質(zhì)量與原有氣體的質(zhì)量之比為150【分析】(1)氣室I內(nèi)氣體做等容變化。先找出變化前后的壓強(qiáng)關(guān)系,根據(jù)活塞與物體整體受力平衡求出升溫后氣室Ⅰ內(nèi)氣體壓強(qiáng),再利用查理定律(等容變化時(shí)壓強(qiáng)與溫度成正比)計(jì)算溫度;(2)氣室Ⅱ內(nèi)氣體做等溫變化。先依據(jù)活塞與物體整體受力平衡得到注入氣體后氣室Ⅰ內(nèi)的壓強(qiáng),再根據(jù)玻意耳定律(等溫變化時(shí)壓強(qiáng)與體積成反比)及氣體質(zhì)量與壓強(qiáng)的關(guān)系(同溫同體積下,氣體質(zhì)量比等于壓強(qiáng)比)求解質(zhì)量比。【解答】解:(1)活塞恰能向右推動(dòng)物體時(shí),對(duì)活塞和剛性桿整體受力分析可得p1S=p0S+μmg解得p對(duì)氣室I內(nèi)的氣體,由查理定律可得p解得T1=306K(2)活塞恰好能向右移動(dòng)時(shí),氣室|中的氣體壓強(qiáng)為p對(duì)此時(shí)氣室|中的氣體,由玻意耳定律可得p1V=p0V′解得V則氣室Ⅱ注入氣體的質(zhì)量與原有質(zhì)量之比為Δmm代入數(shù)值得Δm答:(1)活塞恰好能向右推動(dòng)物體時(shí),氣室Ⅰ內(nèi)氣體的溫度為306K;(2)活塞恰好能向左移動(dòng)時(shí),氣室Ⅱ內(nèi)注入氣體的質(zhì)量與原有氣體的質(zhì)量之比為150【點(diǎn)評(píng)】本題綜合考查了理想氣體狀態(tài)方程(查理定律、玻意耳定律)以及力學(xué)中的受力分析和平衡條件。將熱學(xué)和力學(xué)知識(shí)有機(jī)結(jié)合,能很好地檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)多知識(shí)點(diǎn)的綜合運(yùn)用能力,培養(yǎng)學(xué)生跨章節(jié)知識(shí)整合的思維。16.(9分)(2025?濟(jì)南二模)我國(guó)首艘電磁彈射航母的海試工作正在緊鑼密鼓地進(jìn)行,利用大電容器快速放電可將磁場(chǎng)中的導(dǎo)體棒電磁彈射出去。如圖所示,兩根等長(zhǎng)的光滑平行金屬軌道ab和cd水平放置,左端與電容器相連接,右端分別與由絕緣材料制成的粗糙14圓弧軌道be和df平滑連接,軌道間距為L(zhǎng),圓弧軌道半徑為R,整個(gè)裝置處于豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒靜止在平行金屬軌道上,閉合開(kāi)關(guān)后電容器快速放電,金屬棒被水平彈射出去,然后滑上圓弧軌道,運(yùn)動(dòng)到與圓心等高的ef位置時(shí)速度減為零并立即被取走,金屬棒經(jīng)過(guò)bd位置時(shí)對(duì)軌道的壓力為自身重力的k(k>1)倍,整個(gè)過(guò)程中金屬棒與軌道接觸良好。已知電容器的電容為C,重力加速度為g(1)金屬棒在圓弧軌道上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力的功;(2)金屬棒被彈射前后電容器電壓的差值。【考點(diǎn)】含有電容器的導(dǎo)軌滑桿模型;動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用;動(dòng)量守恒與能量守恒共同解決實(shí)際問(wèn)題.【專題】定量思想;推理法;磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用;推理論證能力.【答案】(1)金屬棒在圓弧軌道上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力的功等于(k(2)金屬棒被彈射前后電容器電壓的差值等于m【分析】(1)金屬棒剛到達(dá)圓弧軌道時(shí),對(duì)金屬棒受力分析根據(jù)牛頓第二定律可得進(jìn)入圓弧軌道的初速度,從圓弧軌道最低點(diǎn)到圓心等高面,對(duì)金屬棒由動(dòng)能定理求解克服摩擦力的功;(2)由動(dòng)量定理結(jié)合電流定義式求解電容器放出的電荷量,根據(jù)電容的定義式求解彈射前后電容器電壓的差值。【解答】解:(1)金屬棒剛到達(dá)圓弧軌道時(shí),對(duì)金屬棒受力分析可得kmg-解得v從圓弧軌道最低點(diǎn)到圓心等高面,對(duì)金屬棒由動(dòng)能定理可得-解得W(2)對(duì)金屬棒,從靜止到進(jìn)入圓弧軌道,以向右為正方向,由動(dòng)量定理可得B又IΔt=ΔQ,ΔQ=CU0﹣CU聯(lián)立可得ΔU【點(diǎn)評(píng)】本題考查電磁感應(yīng)中動(dòng)能定理以及動(dòng)量定理的應(yīng)用,如果某個(gè)過(guò)程中涉及安培力的沖量問(wèn)題,通常可以利用動(dòng)量定理求解電荷量。17.(14分)(2025?吉林模擬)如圖所示的xOy坐標(biāo)平面內(nèi),y>0的區(qū)域內(nèi)存在著垂直于平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,y<0的區(qū)域內(nèi)存在著垂直于平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B。質(zhì)量為m、電荷量為q的兩個(gè)帶正電粒子a和b,均以相同大小的速率v從O點(diǎn)分別沿y軸正向和y軸負(fù)向同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中兩粒子的碰撞為彈性碰撞,碰撞時(shí)間忽略不計(jì)。設(shè)整個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域都處于真空中,不考慮粒子的重力及兩粒子之間除碰撞外的相互作用,求:(1)粒子分別在y>0和y<0的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)的半徑之比和周期之比;(2)兩粒子運(yùn)動(dòng)軌跡交點(diǎn)的坐標(biāo);(3)以兩粒子在O點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)為t=0時(shí)刻,求兩粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中某時(shí)刻平行y軸方向上相距最遠(yuǎn)時(shí)的距離及對(duì)應(yīng)的時(shí)刻。【考點(diǎn)】帶電粒子在直線邊界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng);動(dòng)量守恒與能量守恒共同解決實(shí)際問(wèn)題.【專題】定量思想;推理法;帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題;分析綜合能力.【答案】(1)粒子分別在y>0和y<0的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)的半徑之比為2:1,周期之比為2:1;(2)兩粒子運(yùn)動(dòng)軌跡交點(diǎn)的坐標(biāo)為(3nmvqB,0),n=1,2,3???和[(6n-3)(3)以兩粒子在O點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)為t=0時(shí)刻,兩粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中某時(shí)刻平行y軸方向上相距最遠(yuǎn)時(shí)的距離為33mv4qB,對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為(9n+2)πm6qB,(n=0,1,2???)或(9【分析】(1)根據(jù)洛倫茲力提供向心力求得半徑之比,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求周期比值;(2)畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,根據(jù)軌跡交點(diǎn),以及時(shí)間關(guān)系求交點(diǎn)坐標(biāo);(3)畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,根據(jù)幾何關(guān)系求帶電粒子在Ⅰ、Ⅱ磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間;【解答】解:(1)由洛倫茲力提供向心力可得qvB=解得粒子在y>0和y<0區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)的半徑分別為r1r2則r1:r2=2:1由T=解得粒子在y>0和y<0區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期分別為T1T2則T1:T2=2:1(2)由(1)可得r1r2當(dāng)t=mv﹣mv=mv1﹣mv212解得:v1=v2=v兩粒子運(yùn)動(dòng)的部分軌跡如下圖所示①x軸上:x1=n(2r1+2r坐標(biāo)為(3nmvqB,0),n=②由對(duì)稱性,可得x2=r1+r12y2解得y2坐標(biāo)為[(6n-3)mv2qB,(3)如圖在t≤y1=r1sinω1ty2=r2sinω2t又r1:r2=2:1ω1:ω2=1:2兩粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中y軸方向的距離為y=對(duì)y求導(dǎo)可得導(dǎo)函數(shù)y′=ω,r(coso,t+cos2o,t)=ω,r(coso,t+cos2ω,t﹣1)令y'=0可得當(dāng)ω1t1=π3,t1=πm由于周期性,當(dāng)t=πm3qB+T1+T22ymax答:(1)粒子分別在y>0和y<0的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)的半徑之比為2:1,周期之比為2:1;(2)兩粒子運(yùn)動(dòng)軌跡交點(diǎn)的坐標(biāo)為(3nmvqB,0),n=1,2,3???和[(6n-3)(3)以兩粒子在O點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)為t=0時(shí)刻,兩粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中某時(shí)刻平行y軸方向上相距最遠(yuǎn)時(shí)的距離為33mv4qB,對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為(9n+2)πm6qB,(n=0,1,2???)或(9【點(diǎn)評(píng)】本題考查帶電粒子在磁場(chǎng)的中的運(yùn)動(dòng),要求學(xué)生能正確分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程和運(yùn)動(dòng)性質(zhì),熟練應(yīng)用對(duì)應(yīng)的規(guī)律解題,根據(jù)左手定則判斷帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向,利用帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,得到軌跡半徑和周期是解題的關(guān)鍵,畫出軌跡圖,找到所求時(shí)間與周期的關(guān)系,所求距離與軌跡半徑的關(guān)系,從而得到答案。18.(16分)(2025?濟(jì)南二模)如圖所示,光滑水平地面上一個(gè)質(zhì)量為mC=1kg的木板C緊靠平臺(tái)靜置,C的上表面與光滑平臺(tái)相平。質(zhì)量為mB=1kg、傾角為30°的光滑斜面體B靜止在平臺(tái)上。質(zhì)量為mD=3kg的物塊D靜置在木板C上。斜面體B固定在平臺(tái)上,將質(zhì)量為mA=2kg的物塊A從斜面上距平臺(tái)高度為h=13m處由靜止釋放,物塊A脫離斜面體B后,與平臺(tái)發(fā)生相互作用,物塊A垂直于平臺(tái)方向的速度分量瞬間變?yōu)榱?,沿平臺(tái)方向的速度分量不變。已知物塊A和D均視為質(zhì)點(diǎn),與木板C上表面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.1,重力加速度g(1)物塊A在平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速率;(2)若物塊A和物塊D不能發(fā)生碰撞,物塊D到木板C左端的最小距離;(3)若斜面體B不固定,A從斜面上高度為1.5m處?kù)o止釋放,開(kāi)始時(shí)物塊D到木板C左側(cè)的距離為2516m,物塊A與物塊D的碰撞為彈性碰撞,求物塊D與木板C第一次共速時(shí),物塊A與物塊【考點(diǎn)】動(dòng)量守恒與能量守恒共同解決實(shí)際問(wèn)題;用動(dòng)量守恒定律解決多次碰撞(或類碰撞)的問(wèn)題.【專題】定量思想;推理法;動(dòng)量與動(dòng)能定理或能的轉(zhuǎn)化與守恒定律綜合;分析綜合能力.【答案】(1)物塊A在平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速率為5m(2)若物塊A和物塊D不能發(fā)生碰撞,物塊D到木板C左端的最小距離為53(3)物塊D與木板C第一次共速時(shí),物塊A與物塊D之間的距離為340【分析】(1)由動(dòng)能定理求出物塊A從靜止到滑到B最底端的速度,進(jìn)而求出物塊A在平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速率;(2)由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律求物塊D到木板C左端的最小距離;(3)由機(jī)械能守恒和水平方向動(dòng)量守恒結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求物塊D與木板C第一次共速時(shí),物塊A與物塊D之間的距離?!窘獯稹拷猓海?)對(duì)A,從靜止到滑到B最底端,由動(dòng)能定理可得mA解得v=由v0=vcos30°解得v0(2)對(duì)A、C、D系統(tǒng),以水平向右的速度方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒定律和能量守恒定律可得mAv0=(mA+mC+mD)v共12解得s=(3)對(duì)A、B系統(tǒng),由機(jī)械能守恒可得mA以水平向右的速度方向?yàn)檎较?,水平方向?dòng)量守恒可得mAvAx=mBvBtan30°=vAy又vA解得v=物塊A的加速度a1=μg解得a1物塊D和木板C的加速度a2解得a2s1解得t=A與D碰撞前的速度vA1=vAx﹣a1t解得vAvC1=vD1=a2t解得vCA與D彈性碰撞,以水平向右的速度方向?yàn)檎较?,由?dòng)量守恒定律和能量守恒定律可得mAvA1+mDvD1=mAvA2+mDvD212解得vAvD碰撞后A以加速度a1=μg解得a1向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),D以加速度a1=μg解得a1向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng),C以加速度a3解得a3向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)物塊D與木板C第一次共速時(shí)vD2﹣a1t'=vC1+a3t'解得t'=此時(shí)物塊D、A的速度vD3=vD2﹣a1t'解得vDvA3=vA2+a1t'解得vA此時(shí)物塊A與物塊D之間的距離為s2解得s2答:(1)物塊A在平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速率為5m(2)若物塊A和物塊D不能發(fā)生碰撞,物塊D到木板C左端的最小距離為53(3)物塊D與木板C第一次共速時(shí),物塊A與物塊D之間的距離為340【點(diǎn)評(píng)】本題考查了動(dòng)量守恒定律,功能關(guān)系,牛頓第二定律的應(yīng)用。對(duì)于多物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的模型,解答時(shí)要理清物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程,確定所研究過(guò)程的初末狀態(tài)。掌握應(yīng)用動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能(或能量)守恒定律綜合解決問(wèn)題的方法。
考點(diǎn)卡片1.豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.定義:物體以初速度v0豎直向上拋出后,只在重力作用下而做的運(yùn)動(dòng),叫做豎直上拋運(yùn)動(dòng)。2.特點(diǎn):(1)初速度:v0≠0;(2)受力特點(diǎn):只受重力作用(沒(méi)有空氣阻力或空氣阻力可以忽略不計(jì));(3)加速度:a=g,其大小不變,方向始終豎直向下。3.運(yùn)動(dòng)規(guī)律:取豎直向上的方向?yàn)檎较?,有:vt=v0﹣gt,h=v0t-12gtvt24.幾個(gè)特征量:(1)上升的最大高度hmax=v(2)質(zhì)點(diǎn)在通過(guò)同一高度位置時(shí),上升速度與下落速度大小相等;上升到最大高度處所需時(shí)間t上和從最高處落回到拋出點(diǎn)所需時(shí)間相等t下,t上=t下=v【命題方向】例1:某物體以30m/s的初速度豎直上拋,不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2.5s內(nèi)物體的()A.路程為65mB.位移大小為25m,方向向上C.速度改變量的大小為10m/sD.平均速度大小為13m/s,方向向上分析:豎直上拋運(yùn)動(dòng)看作是向上的勻減速直線運(yùn)動(dòng),和向下的勻加速直線運(yùn)動(dòng),明確運(yùn)動(dòng)過(guò)程,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可求出各物理量。解答:由v=gt可得,物體的速度減為零需要的時(shí)間t=v0g=3010sA、路程應(yīng)等于向上的高度與后2s內(nèi)下落的高度之和,由v2=2gh可得,h=v22g=45m,后兩s下落的高度h'=12gt′2=20m,故總路程s=(45+20B、位移h=v0t-12gt2=25m,位移在拋出點(diǎn)的上方,故C、速度的改變量△v=gt=50m/s,方向向下,故C錯(cuò)誤;D、平均速度v=ht=25故選:AB。點(diǎn)評(píng):豎直上拋運(yùn)動(dòng)中一定要靈活應(yīng)用公式,如位移可直接利用位移公式求解;另外要正確理解公式,如平均速度一定要用位移除以時(shí)間;速度變化量可以用△v=at求得。例2:在豎直的井底,將一物塊以11m/s的初速度豎直向上拋出,物體沖出井口再落回到井口時(shí)被人接住,在被人接住前1s內(nèi)物體的位移是4m,位移方向向上,不計(jì)空氣阻力,取g=10m/s2.求:(1)物體從拋出點(diǎn)到被人接住所經(jīng)歷的時(shí)間;(2)豎直井的深度。分析:豎直上拋運(yùn)動(dòng)的處理方法有整體法和分段法,要求路程或上升的最大高度時(shí)一般用分段法,此題可以直接應(yīng)用整體法進(jìn)行求解。解答:(1)設(shè)最后1s內(nèi)的平均速度為v則:v=平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,即接住前0.5s的速度為v1=4m/s設(shè)物體被接住時(shí)的速度為v2,則v1=v2﹣gt得:v2=4+10×0.5=9m/s,則物體從拋出點(diǎn)到被人接住所經(jīng)歷的時(shí)間t=v2-v0g(2)豎直井的深度即拋出到接住物塊的位移,則h=v0t-12gt2=11×1.2-12×答:(1)物體從拋出點(diǎn)到被人接住所經(jīng)歷的時(shí)間為1.2s(2)豎直井的深度為6m。點(diǎn)評(píng):豎直上拋運(yùn)動(dòng)的處理方法有整體法和分段法,要求路程或上升的最大高度時(shí)一般用分段法,此題只有豎直向上的勻減速運(yùn)動(dòng),直接應(yīng)用整體法求解即可?!窘忸}方法點(diǎn)撥】1.豎直上拋運(yùn)動(dòng)的兩種研究方法:(1)分段法:上升階段是勻減速直線運(yùn)動(dòng),下落階段是自由落體運(yùn)動(dòng),下落過(guò)程是上升過(guò)程的逆過(guò)程。(2)整體法:從全程來(lái)看,加速度方向始終與初速度v0的方向相反,所以可把豎直上拋運(yùn)動(dòng)看成一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng),要特別注意v0、vt、g、h等矢量的正、負(fù)號(hào)。一般選取豎直向上為正方向,v0總是正值,上升過(guò)程中vt為正值,下落過(guò)程中vt為負(fù)值;物體在拋出點(diǎn)以上時(shí)h為正值,物體在拋出點(diǎn)以下時(shí)h為負(fù)值。?。贺Q直上拋運(yùn)動(dòng)的上升階段和下降階段具有對(duì)稱性:①速度對(duì)稱:上升和下降過(guò)程經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)速度等大、反向;②時(shí)間對(duì)稱:上升和下降過(guò)程經(jīng)過(guò)同一段高度的上升時(shí)間和下降時(shí)間相等。2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】本考點(diǎn)下的題目,代表的是一類復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)學(xué)題目,往往需要用到多個(gè)公式,需要細(xì)致的思考才能解答?!久}方向】如圖,甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員正在訓(xùn)練接力賽的交接棒.已知甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員經(jīng)短距離加速后都能達(dá)到并保持8m/s的速度跑完全程.設(shè)乙從起跑后到接棒前的運(yùn)動(dòng)是勻加速的,加速度大小為2.5m/s2.乙在接力區(qū)前端聽(tīng)到口令時(shí)起跑,在甲、乙相遇時(shí)完成交接棒.在某次練習(xí)中,甲以v=8m/s的速度跑到接力區(qū)前端s0=11.0m處向乙發(fā)出起跑口令.已知接力區(qū)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=20m.求:(1)此次練習(xí)中交接棒處離接力區(qū)前端(即乙出發(fā)的位置)的距離.(2)為了達(dá)到理想成績(jī),需要乙恰好在速度達(dá)到與甲相同時(shí)被甲追上,則甲應(yīng)在接力區(qū)前端多遠(yuǎn)時(shí)對(duì)乙發(fā)出起跑口令?(3)在(2)中,棒經(jīng)過(guò)接力區(qū)的時(shí)間是多少?分析:(1)甲乙兩人不是從同一地點(diǎn)出發(fā)的,當(dāng)已追上甲時(shí),它們的位移關(guān)系是s0+12at2=(2)當(dāng)兩人的速度相等時(shí),兩車的距離為零,即處于同一位置.(3)由t=x解答:(1)設(shè)乙加速到交接棒時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,則在甲追擊乙過(guò)程中有s0+12at2代入數(shù)據(jù)得t1=2st2=4.4s(不符合乙加速最長(zhǎng)時(shí)間3.2s實(shí)際舍去)此次練習(xí)中交接棒處離接力區(qū)前端的距離x(2)乙加速時(shí)間t設(shè)甲在距離接力區(qū)前端為s時(shí)對(duì)乙發(fā)出起跑口令,則在甲追擊乙過(guò)程中有s代入數(shù)據(jù)得s=12.8m(3)棒在(2)過(guò)程以v=8m/s速度的運(yùn)動(dòng),所以棒經(jīng)過(guò)接力區(qū)的時(shí)間是t點(diǎn)評(píng):此題考查追及相遇問(wèn)題,一定要掌握住兩者何時(shí)相遇、何時(shí)速度相等這兩個(gè)問(wèn)題,這道題是典型的追及問(wèn)題,同學(xué)們一定要掌握住.【解題思路點(diǎn)撥】熟練掌握并深刻理解運(yùn)動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)公式及導(dǎo)出公式,結(jié)合公式法、圖像法、整體與分段法等解題技巧,才能在解答此類題目時(shí)游刃有余。3.最大靜摩擦力的性質(zhì)和應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.如果用一個(gè)平行于地面的力推沙發(fā),沙發(fā)沒(méi)有被推動(dòng),此時(shí)沙發(fā)必然受到一個(gè)與之相反的力來(lái)平衡這個(gè)力,這個(gè)力就是沙發(fā)與地面之間的摩擦力。2.像這樣如果相互接觸的兩個(gè)物體之間沒(méi)有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),而只有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),此時(shí)兩個(gè)物體間的摩擦力叫作靜摩擦力。3.如果推力增大,該靜摩擦力也會(huì)增大,但是靜摩擦力的增大有一個(gè)限度。當(dāng)大于這個(gè)最大限度時(shí),沙發(fā)被推動(dòng),沙發(fā)與地面之間的摩擦力變成滑動(dòng)摩擦力。我們把這個(gè)最大限度叫作最大靜摩擦力?!久}方向】重量為100N的木箱放在水平地板上,至少要用40N的水平推力,才能使它從原地開(kāi)始運(yùn)動(dòng),則木箱與地面間的最大靜摩擦力為N.若用35N的水平推力推木箱,木箱所受的摩擦力是N.分析:當(dāng)兩個(gè)物體剛要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí),靜摩擦力達(dá)到最大值,與此時(shí)水平推力大小相等.當(dāng)水平推力小于最大靜摩擦力時(shí),物體保持靜止?fàn)顟B(tài),由平衡條件求解此時(shí)的靜摩擦力.解答:由題,要用40N的水平推力,能使木箱從原地開(kāi)始運(yùn)動(dòng),則木箱與地面間的最大靜摩擦力為fm=F1=40N.若用35N的水平推力推木箱,水平推力小于最大靜摩擦力,木箱保持靜止?fàn)顟B(tài),所受的摩擦力與水平推力平衡,則木箱所受的摩擦力f=F2=35N.故答案為:40,35。點(diǎn)評(píng):靜摩擦力特點(diǎn)是有一個(gè)最大值,在靜摩擦力達(dá)到最大值之前,靜摩擦力與外力平衡.【解題思路點(diǎn)撥】1.最大靜摩擦力是靜摩擦力的最大值,物體之間的靜摩擦力超過(guò)這個(gè)值,物體就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。2.最大靜摩擦力的大小與正壓力有關(guān)。4.力的合成與分解的應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】本考點(diǎn)針對(duì)比較復(fù)雜的題目,題目涉及到力的合成與分解的綜合應(yīng)用。【命題方向】假期里,一位同學(xué)在廚房里協(xié)助媽媽做菜,對(duì)菜刀發(fā)生了興趣.他發(fā)現(xiàn)菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一樣,刀刃前部的頂角小,后部的頂角大(如圖所示),下列有關(guān)刀刃的說(shuō)法合理的是()A、刀刃前部和后部厚薄不勻,僅是為了打造方便,外形美觀,跟使用功能無(wú)關(guān)B、在刀背上加上同樣的壓力時(shí),分開(kāi)其他物體的力跟刀刃厚薄無(wú)關(guān)C、在刀背上加上同樣的壓力時(shí),頂角越大,分開(kāi)其他物體的力越大D、在刀背上加上同樣的壓力時(shí),頂角越小,分開(kāi)其他物體的力越大分析:根據(jù)力的平行四邊形定則可知,相同的壓力下,頂角越小,分力越大;相同的頂角下,壓力越大,分力越大.解答:把刀刃部分抽象后,可簡(jiǎn)化成一個(gè)等腰三角劈,設(shè)頂角為2θ,背寬為d,側(cè)面長(zhǎng)為l,如圖乙所示當(dāng)在劈背施加壓力F后,產(chǎn)生垂直側(cè)面的兩個(gè)分力F1、F2,使用中依靠著這兩個(gè)分力分開(kāi)被加工的其他物體。由對(duì)稱性知,這兩個(gè)分力大小相等(F1=F2),因此畫出力分解的平行四邊形,實(shí)為菱形,如圖丙所示。在這個(gè)力的平行四邊形中,取其四分之一考慮(圖中陰影部分),根據(jù)它跟半個(gè)劈的直角三角形的相似關(guān)系,由關(guān)系式,得F1=F2由此可見(jiàn),刀背上加上一定的壓力F時(shí),側(cè)面分開(kāi)其他物體的力跟頂角的大小有關(guān),頂角越小,sinθ的值越小,F(xiàn)1和F2越大。但是,刀刃的頂角越小時(shí),刀刃的強(qiáng)度會(huì)減小,碰到較硬的物體刀刃會(huì)卷口甚至碎裂,實(shí)際制造過(guò)程中為了適應(yīng)加工不同物體的需要,所以做成前部較薄,后部較厚。使用時(shí),用前部切一些軟的物品(如魚(yú)、肉、蔬菜、水果等),用后部斬劈堅(jiān)硬的骨頭之類的物品,俗話說(shuō):“前切后劈”,指的就是這個(gè)意思。故D正確。故選:D。點(diǎn)評(píng):考查力的平行四邊形定則,體現(xiàn)了控制變量法,同時(shí)學(xué)會(huì)用三角函數(shù)來(lái)表示力與力的關(guān)系.【解題思路點(diǎn)撥】對(duì)力的合成與力的分解的綜合應(yīng)用問(wèn)題,要首先熟練掌握力的合成和力的分解的相關(guān)內(nèi)容,再選擇合適的合成和分解方法進(jìn)行解題。5.共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.共點(diǎn)力(1)定義:如果一個(gè)物體受到兩個(gè)或更多力的作用,這些力共同作用在物體的在同一點(diǎn)上,或者雖不作用在同一點(diǎn)上,但它們的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn),這幾個(gè)力叫作共點(diǎn)力。(2)力的合成的平行四邊形定則只適用于共點(diǎn)力。2.共點(diǎn)力平衡的條件(1)平衡狀態(tài):物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。(2)平衡條件:在共點(diǎn)力作用下物體平衡的條件是合力為0。3.對(duì)共點(diǎn)力平衡條件的理解及應(yīng)用合外力等于0,即F合=0→正交分解法Fx合=0Fy合=0,其中Fx合和Fy4.平衡條件的推論(1)二力平衡:若物體在兩個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài),則這兩個(gè)力一定等大、反向。(2)三力平衡:若物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài),則任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大、反向。(3)多力平衡:若物體在n個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài),則其中任意一個(gè)力必定與另外(n﹣1)個(gè)力的合力等大、反向。5.解答共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的三種常用方法6.平衡中的臨界、極值問(wèn)題a.臨界問(wèn)題(1)問(wèn)題特點(diǎn):①當(dāng)某物理量發(fā)生變化時(shí),會(huì)引起其他幾個(gè)物理量的變化。②注意某現(xiàn)象“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”的條件。(2)分析方法:基本方法是假設(shè)推理法,即先假設(shè)某種情況成立,然后根據(jù)平衡條件及有關(guān)知識(shí)進(jìn)行論證、求解。b.極值問(wèn)題(1)問(wèn)題界定:物體平衡的極值問(wèn)題,一般指在力的變化過(guò)程中涉及力的最大值和最小值的問(wèn)題。(2)分析方法:①解析法:根據(jù)物體平衡的條件列出方程,在解方程時(shí),采用數(shù)學(xué)知識(shí)求極值或者根據(jù)物理臨界條件求極值。②圖解法:根據(jù)物體平衡的條件作出力的矢量圖,畫出平行四邊形或者矢量三角形進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,確定最大值或最小值。7.“活結(jié)”與“死結(jié)”、“活桿”與“死桿”模型(1)“活結(jié)”與“死結(jié)”模型①“活結(jié)”一般是由輕繩跨過(guò)光滑滑輪或者繩上掛一光滑掛鉤而形成的。繩雖然因“活結(jié)”而彎曲,但實(shí)際上是同一根繩,所以由“活結(jié)”分開(kāi)的兩段繩上彈力的大小一定相等,兩段繩合力的方向一定沿這兩段繩夾角的平分線。②“死結(jié)”兩側(cè)的繩因結(jié)而變成了兩根獨(dú)立的繩,因此由“死結(jié)”分開(kāi)的兩段繩上的彈力不一定相等。(2)“活桿”與“死桿”模型①“活桿”:指輕桿用轉(zhuǎn)軸或鉸鏈連接,當(dāng)輕桿處于平衡狀態(tài)時(shí),輕桿所受到的彈力方向一定沿著桿,否則會(huì)引起輕桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖甲所示,若C為轉(zhuǎn)軸,則輕桿在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)中,彈力方向始終沿桿的方向。②“死桿”:若輕桿被固定,不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),則輕桿所受到的彈力方向不一定沿桿的方向。如圖乙所示,水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi),另一端B裝有一個(gè)小滑輪,繩的一端C固定于墻壁上,另一端跨過(guò)滑輪后懸掛重物m。滑輪對(duì)繩的作用力應(yīng)為圖丙中兩段繩中拉力F1和F2的合力F的反作用力,即AB桿彈力的方向不沿桿的方向?!久}方向】例1:在如圖所示的甲、乙、丙、丁四幅圖中,滑輪光滑且所受的重力忽略不計(jì),滑輪的軸O安裝在一根輕木桿P上,一根輕繩ab繞過(guò)滑輪,a端固定在墻上,b端下面掛一質(zhì)量為m的重物。當(dāng)滑輪和重物都靜止不動(dòng)時(shí),甲、丙、丁圖中木桿P與豎直方向的夾角均為θ,乙圖中木桿P豎直。假設(shè)甲、乙、丙、丁四幅圖中滑輪受到木桿P的彈力的大小依次為FA、FB、FC、FD,則以下判斷正確的是()A.FA=FB=FC=FDB.FD>FA=FB>FCC.FA=FC=FD>FBD.FC>FA=FB>FD分析:對(duì)滑輪受力分析,受兩個(gè)繩子的拉力和桿的彈力;滑輪一直保持靜止,合力為零,故桿的彈力與兩個(gè)繩子的拉力的合力等值、反向、共線。解答:由于兩個(gè)繩子的拉力大小等于重物的重力,大小不變,即四個(gè)選項(xiàng)中繩子的拉力是大小相等的,根據(jù)平行四邊形定則知兩個(gè)力的夾角越小,則合力越大,即滑輪兩邊繩子的夾角越小,繩子拉力的合力越大,故丁圖中繩子拉力合力最大,則桿的彈力最大,丙圖中夾角最大,繩子拉力合力最小,則桿的彈力最小,甲圖和乙圖中的夾角相同,則繩子拉力合力相等,則桿的彈力相等,所以甲、乙、丙、丁四幅圖中滑輪受到木桿P的彈力的大小順序?yàn)椋篎D>FA=FB>FC,故B正確,ACD錯(cuò)誤。故選:B。本題考查的是力的合成與平衡條件在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用,要注意桿的彈力可以沿著桿的方向也可以不沿著桿方向,結(jié)合平衡條件分析是關(guān)鍵。例2:如圖所示,兩根等長(zhǎng)的輕繩將日光燈懸掛在天花板上,兩繩與豎直方向的夾角都為45°,日光燈保持水平,所受重力為G。則()A.兩繩對(duì)日光燈拉力的合力大小等于GB.兩繩的拉力和重力不是共點(diǎn)力C.兩繩的拉力大小均為22D.兩繩的拉力大小均為G分析:兩繩的拉力和重力是共點(diǎn)力,根據(jù)合力為零分析AB選項(xiàng);根據(jù)對(duì)稱性可知,左右兩繩的拉力大小相等,分析日光燈的受力情況,由平衡條件求解繩子的拉力大小。解答:B.對(duì)日光燈受力分析如圖:兩繩拉力的作用線與重力作用線的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn),這三個(gè)力是共點(diǎn)力,故B錯(cuò)誤;A.由于日光燈在兩繩拉力和重力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),所以兩繩的拉力的合力與重力G等大反向,故A正確;CD.由于兩個(gè)拉力的夾角成直角,且都與豎直方向成45°角,則由力的平行四邊形定則可知:G=F12+F22,F(xiàn)1=F2,解得:F1=F故選:AC。點(diǎn)評(píng):本題主要是考查了共點(diǎn)力的平衡,解答本題的關(guān)鍵是:確定研究對(duì)象、進(jìn)行受力分析、進(jìn)行力的合成,利用平衡條件建立方程進(jìn)行解答。例3:如圖,三根長(zhǎng)度均為l的輕繩分別連接于C、D兩點(diǎn),A、B兩端被懸掛在水平天花板上,相距2l?,F(xiàn)在C點(diǎn)上懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物,為使CD繩保持水平,在D點(diǎn)上可施加力的最小值為()A.mgB.33C.12D.14分析:根據(jù)物體的受力平衡,依據(jù)幾何關(guān)系求解即可。解答:依題得,要想CD水平,則各繩都要緊繃,根據(jù)幾何關(guān)系可知,AC與水平方向的夾角為60°,結(jié)點(diǎn)C受力平衡,則受力分析如圖所示因此CD的拉力為T=mg?tan30°D點(diǎn)受CD繩子拉力大小等于T,方向向左。要使CD水平,則D點(diǎn)兩繩的拉力與外界的力的合力為零,則CD繩子對(duì)D點(diǎn)的拉力可分解為沿BD繩的F1以及另一分力F2。由幾何關(guān)系可知,當(dāng)F2與BD垂直時(shí),F(xiàn)2最小,F(xiàn)2的大小即為拉力大小,因此有F2min=T?sin60°=1故ABD錯(cuò)誤,C正確。故選:C。點(diǎn)評(píng):本題考查的是物體的受力平衡,解題的關(guān)鍵是當(dāng)F2與BD垂直時(shí),F(xiàn)2最小,F(xiàn)2的大小即為拉力大小。例4:如圖甲所示,細(xì)繩AD跨過(guò)固定的水平輕桿BC右端的輕質(zhì)光滑定滑輪懸掛一質(zhì)量為M1的物體,∠ACB=30°;圖乙中輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻壁上,另一端G通過(guò)細(xì)繩EG拉住,EG與水平方向的夾角為30°,在輕桿的G點(diǎn)用細(xì)繩GF懸掛一質(zhì)量為M2的物體(都處于靜止?fàn)顟B(tài)),求:(1)細(xì)繩AC的張力FTAC與細(xì)繩EG的張力FTEG之比;(2)輕桿BC對(duì)C端的支持力;(3)輕桿HG對(duì)G端的支持力。分析:(1)根據(jù)力的分解及幾何關(guān)系解答。(2)圖甲中對(duì)滑輪受力分析,運(yùn)用合成法求解細(xì)繩AC段的張力FAC與輕桿BC對(duì)C端的支
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