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題目列表(包括答案和解析)

15①(供選用《選修1-1》物理課教材的學生做)
DVD影碟機、電視機等電器中都有可以接收遙控器發(fā)出的紅外線信號,并能夠把紅外線信號轉化為電信號的傳感器.下列裝置都是傳感器,其中和上述傳感器工作原理相同的是(  )

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(15分)質量為m = 1000kg的汽車從靜止開始沿平直公路啟動,汽車行駛的過程中所受阻力恒為車重的k=0.2倍.汽車啟動后的時間t1=l0s內做勻加速運動,加速度為al=2m/s2;然后汽車做勻減速運動,加速度大小為a2=1 m/s2,直至汽車停下.則:
(1)汽車在整個運動過程中,發(fā)動機輸出功率的平均值是多少?
(2)汽車在整個運動過程中,發(fā)動機輸出功率的最大值是多少?

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24.(15分)(注意:在試題卷上作答無效

材料的電阻率ρ隨溫度變化的規(guī)律為ρ=ρ0(1+at),其中α稱為電阻溫度系數,ρ0

材料在t=0 ℃時的電阻率.在一定的溫度范圍內α是與溫度無關的常數。金屬的電阻一般隨溫度的增加而增加,具有正溫度系數;而某些非金屬如碳等則相反,具有負溫數系數.利用具有正負溫度系數的兩種材料的互補特性,可制成阻值在一定溫度范圍內不隨溫度變化的電阻.已知:在0 ℃時,銅的電阻率為1.7×10 8 Ω•m,碳的電阻率為3.5×10 -5Ω•m,附近,銅的電阻溫度系數為3.9×10 3 -1,碳的電阻溫度系數為-5.0×10-4-1.將橫截面積相同的碳棒與銅棒串接成長1.0 m的導體,要求其電阻在0 ℃附近不隨溫度變化,求所需碳棒的長度(忽略碳棒和銅棒的尺寸隨溫度的變化).

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24.(15分)材料的電阻率ρ隨溫度變化的規(guī)律為ρ=ρ0(1+at),其中α稱為電阻溫度系數,ρ0是材料在t=0 ℃時的電阻率.在一定的溫度范圍內α是與溫度無關的常數。金屬的電阻一般隨溫度的增加而增加,具有正溫度系數;而某些非金屬如碳等則相反,具有負溫數系數.利用具有正負溫度系數的兩種材料的互補特性,可制成阻值在一定溫度范圍內不隨溫度變化的電阻.已知:在0 ℃時,銅的電阻率為1.7×10 8 Ω?m,碳的電阻率為3.5×10 -5Ω?m,附近,銅的電阻溫度系數為3.9×10 3 -1,碳的電阻溫度系數為-5.0×10-4-1.將橫截面積相同的碳棒與銅棒串接成長1.0 m的導體,要求其電阻在0 ℃附近不隨溫度變化,求所需碳棒的長度(忽略碳棒和銅棒的尺寸隨溫度的變化).

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(15分) 如圖所示,繩子一端系于天花板上A點,另一端系住小球置于光滑的半球面上B點,懸點A和球心O在同一豎直線上,已知小球質量為m,繩子長為L,A到球面的距離為h,半球面的半徑為R,求小球對繩子的拉力和對球面的壓力。

   

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高考真題

1.【解析】由合力與分的關系可知,合力最大應是它們同向,最小應是它們反向

【答案】B

2.【解析】重力是地球的吸引而產生的,地球上一切物體都受到重力,與物體的運動狀態(tài)無關,重力的方向是豎直向下

【答案】D

 

3.【解析】如圖所示,力F產生了兩個作用效果,一個是使B壓緊豎直墻面的力F1,一個是壓緊A的力F2,用整體法進行分析,可知F1和F3的大小相等,當力F緩慢增大時,合力的方向和兩個分力的方向都沒有發(fā)生變化,所以當合力增大時兩個分力同時增大,C正確                         

【答案】C

                                                   

4.【解析】將力F進行分解,再由整體法在豎直方向運用平衡

條件可列式:Fsinθ+N=mg+Mg,則N= mg+Mg-Fsinθ

【答案】D 

                                                  

5.【解析】豎直掛時,當質量為2m放到斜面上時,,因兩次時長度一樣,所以也一樣。解這兩個方程可得,物體受到的摩擦力為零,A正確。

【答案】A

 

6.【解析】設剛性細桿中彈力為F,光滑的半球面對小球a的彈力為Fa,對小球b的彈力為Fb,分別隔離小球a和b對其分析受力并應用平行四邊形定則畫出受力分析。由細桿長度是球面半徑的倍可得出三角形Oab是直角三角形,∠Oab=∠Oba=45°。對△bFB應用正弦定理得兩式聯立消去F得sin(45°+θ)=  sin(45°―θ)

顯然細桿與水平面的夾角θ=15°,正確選項是D。

【答案】D

 

7.【解析】考查牛頓運動定律。設減少的質量為△m,勻速下降時:Mg=F+kv,勻速上升時:Mg-△mg+kv = F,解得△mg = 2(M-),A正確。

【答案】A

 

8.【解析】⑴空載時合力為零:

 已知:fB=2fA 求得:fA=200 kN fB=400 kN

         設機架重心在中心線右側,離中心線的距離為x,以A為轉軸

              求得:x=1.5 m

       ⑵以A為轉軸,力矩平衡

     

              求得:FB=450 kN

【答案】(1)x=1.5 m;(2)B=450 kN                      

9.【解析】讀數時應估讀一位,所以其中l(wèi)5 、 l6兩個數值在記錄時有誤

【答案】①l5 ;l6;②6.85(6.84-6.86) ;14.05(14.04-14.06);

③l7-l3 ;7.20(7.18-7.22) ;④

名校試題

1.【解析】 猴子受重力和兩個拉力人作用,所以選項A正確;兩拉力的合力與重力平衡,B錯;地球對猴子的引力與猴子對地球的引力是一對作用力和反作用力,C正確;猴子靜止合力總為零,選項D錯

2.【解析】由力的三角形定則,在重力不變的情況下,、和重力構成一個封閉的三角形,從而得到均減小

【答案】A

3.【解析】由受力分析和摩擦力的產生條件可得選項C正確            

【答案】C

4.【解析】由圖可知彈簧先壓縮后伸長,當彈簧的長度為6cm時,彈力為零,所以彈簧的原長為6cm;當彈簧伸長2cm時,彈力為2N,故彈簧的勁度系數為100N/m

【答案】BC

5.【解析】 隔離物體B可知,繩的張力不變,所以選項A錯;隔離物體A得選項D正確

【答案】D

6.【解析】 以整體為研究對象,設斜面的傾角為,則F3  ,是個定值不變;隔離球乙,求得F1緩慢減小.

【答案】D

7.【解析】(1)輸電線線冰層的體積V= πR2L  

由對稱關系可知,塔尖所受壓力的增加值等于一根導線上冰層的重力,即

ΔN = ρVg= πρR2Lg  

(2)輸電線與冰層的總質量M' = m0L + πρR2Lg,輸電線受力如圖甲所示。

由共點力的平衡條件,得2F1cosθ = m0Lg + πρR2Lg  

輸電線在最高點所受的拉力  

半根輸電線的受力如圖乙所示。

由共點力的平衡條件,得F= F1sinθ  

【答案】(1)πρR2Lg;(2)

8.【解析】⑴根據實驗數據在坐標紙上描出的點,基本上在同一條直線上。可以判定F和L間是一次函數關系。畫一條直線,使盡可能多的點落在這條直線上,不在直線上的點均勻地分布在直線兩側。(5分)

可得k=25N/m。

【答案】k=25N/m。

9【解析】不正確。 平行于斜面的皮帶對圓柱體也有力的作用。

       (1)式應改為:Fcosβ+F=mgsinα  ② 

       由②得30N=10N  ③  

       將③代入②得FN=mgcosα-Fsinβ=30×0.8-10×0.6N=18N  ④  

【答案】18N

10.【解析】原來勻速時F1=  (1)當F2為推力且與F1夾角為時,有因為F2=F1,解得(2)當F2為拉力且與水平方向成角時,有

綜上所述,當力F2與F1在同一豎直平面內,力F2的方向與力F1的夾角為arccotu

【答案】

11.【解析】對B球,受力分析如圖所示。

Tcos300=NAsin300 ………….①

            ∴ T=2mg

A球,受力分析如圖D-1所示。在水平方向

Tcos300=NAsin300 …………………..② 

在豎直方向

NAcos300=mAg+Tsin300 …………………③ 

【答案】由以上方程解得:mA=2m

  考點預測題

1.【解析】滑動摩擦力F的大小跟物體的相對運動速度的大小沒有關系.本題選項為AB

【答案】AB.

2.【解析】本題的立意在考查滑動摩擦力方向的判斷,物體A在水平方向有相對圓柱體向左的速度υ′,υ′ = ωr = 1.8m/s;在豎直方向有相對圓柱體向下的速度υ0 = 2.4m/s,所以綜合起來A相對于圓柱體的合速度為v,如圖18右所示,且υ= = 3m/s?

合速度與豎直方向的夾角為θ,則cosθ = =

A做勻速運動,其受力如圖18左所示                  圖18

豎直方向平衡,有Ff cosθ = mg,得Ff = = 12.5N?另Ff =μFN,FN =F,故F =  = 50N               

【答案】50N

3.【解析】由題給條件知未施加力F時,彈簧的彈力大小為   

物塊A與地面間的滑動摩擦力大小為

物塊B與地面間的滑動摩擦力大小為

令施加力F后裝置仍處于靜止狀態(tài),B受地面的摩擦力為fBA受地面的摩擦力為fA,由平衡條件有:,

代入數據解得:,

,表明物塊B的確仍處于靜止狀態(tài)。

綜合以上分析可知,所給選項中只有C項正確。

【答案】C

4.【解析】此題材把四種不同的物理情景的彈簧放在一起,讓學生判別彈簧的伸長量的大小,實際上就是判斷四種情景下彈簧所受彈力的大小。由于彈簧的質量不計,所以不論彈簧做何種運動,彈簧各處的彈力大小都相等。因此這情況下彈簧的彈力是相等,即四個彈簧的伸長量是相等。只有D選項正確。

【答案】D

5.【解析】在水對大壩壓力一定的情況下,A圖所示,為晾衣繩原理中最大情況,即大壩受力最大。固不是最佳方案,而B圖與C、D圖的區(qū)別在于:B圖大壩所受壓力傳遞給壩墩,而C、D圖所受壓力將直接作用在在壩上,受力分析,如圖22所示,所以該題選B。                               圖22

【答案】B

 

                                                                 

6.【解析】(1)設c′點受兩邊繩的張力為T1和T2的夾角為θ,如圖所示。依對稱性有:T1=T2=T    由力的合成有 :   而=90-

所以 F=2Tsinθ    

    根據幾何關系有 sinθ= 

    聯立上述二式解得  T=  ,因d<<L,故     

   (2)將d=10mm,F=400N,L=250mm代入,解得   T=2.5×103N ,  即繩中的張力為2.5×103N

【答案】2.5×103N

7.【解析】因為物體處于靜止狀態(tài),根據受力平衡得正確答案為C。            

【答案】C

8.【解析】設繩子的拉力為F,將P。Q看作一個整體進行受力分析,整體受兩繩相等的拉力和地面的摩擦力做勻速運動,故有 F=2 F+2μmg隔離物體Q由平衡條件有:F=μmg,代入F得:F=4μmg。所以選項A正確。

【答案】A

9.【解析】物體P靜止不動,輕繩上拉力和P的重力平衡,故輕繩上拉力一定不變,D項正確。若開始時,Q有下滑趨勢,靜摩擦力沿斜面向上,用水平恒力向左推Q,則靜摩擦力減小;若開始時,Q有上滑趨勢,靜摩擦力沿斜面向下,用水平恒力向左推Q,則靜摩擦力增大。因此,Q受到的摩擦力大小不確定。所以選項D正確

【答案】D

10.【解析】本題的難點是判斷硬桿對C點彈力的方向,不少學生認為該力的方向應沿C點桿的切線方向,而不是沿BC方向。若是以桿為研究對象,桿只受到兩個力(因為桿的質量忽略不計);即兩個端點對桿的作用力,桿處于平衡,這兩個力一定是一對平衡力,若是C點的力不經過B點,那么這兩個力不在一條直線上,肯定不是一對平衡力,桿就不能平衡。所以對桿的作用力方向的分析,千萬不能將其當做繩對待。對于輕桿平衡時,它只有兩上端點所受的力,這兩個力一定是一對平衡力。以 C點為研究對象,作出C點受力圖如圖所示。物體對C點向下的拉力大小等于重力mg,繩AC的拉力T沿繩指向A,硬桿對C點的彈力N,由于硬桿的質量不計,故桿的彈力N方向沿BC的連線方向,同時有幾何關系。圖中的T和mg的合力與N是一對平衡力,且合力方向與T和mg的夾角均相同,由三角形知識可得T=mg 。

【答案】T=mg

11. 【解析】先分析B球受力情況,因OB處于豎直狀態(tài),拉力豎直向上,由平衡條件可知,B球只受重力和OB的拉力作用,線BA中無作用力。再分析A球受力,A球受重力、OA拉力和外力F,由平衡條件知該力可能是圖F2、F3,選項B.C正確

【答案】B.C

  12.【解析】將滑輪掛到細繩上,對滑輪進行受力分析如圖所示,滑輪受到重力和AK和BK的拉力F,且兩拉力相等,由于對稱,因此重力作用線必過AK和BK的角平分線。延長AK交墻壁于C點,因KB =KC,所以由已知條件  AK+ KC = AC=2AO,所以圖中的角度α =30°,此即兩拉力與重力作用線的夾角。兩個拉力的合力R與重力等值反向,所以: 

    2 F cos30° = R =G, 所以F = mg/2cos30° = mg/3 。                    

     【答案】  mg/3                                                                   

13.【解析】因光滑掛鉤與輕滑輪模型相同,輕質掛鉤的受力如圖所示,

由平衡條件可知,T1、T2合力與G等大反向,且T1=T2。

所以       T1sinα +T2sinα =T3= G                                                

即T1=T2=,而 AO?cosα+BO.cosα= CD,                          

所以       cosα =0.8                                                                                                                  

sin=0.6,T1=T2=10N                                                                     

【答案】10N

14.【解析】分析物體受力情況,選斜面方向為x 軸,垂直斜面方向為y 軸,把不在軸上的重力G

水平分力F分解到坐標軸上,由于物體處于平衡狀態(tài),則有

       …

               

解得: 

【答案】

15.【解析】如圖所示,利用直尺、皮卷尺、漏斗、細沙等實驗器材,用裝滿細沙漏斗朝水平地面堆積,從漏斗中落下的細沙總是在地面上形成一個小圓錐體,繼續(xù)下落時,細沙由圓錐面表面下滑,當圓錐體的母線與地面的夾角達到一定角度時,細沙不再下滑,用直尺測量小圓錐體高度h,皮卷尺測量小圓錐體底面周長C,則由。              

【答案】

    16.【解析】(1)當砂輪靜止時,把AB桿和工件看成一個物體,它受到的外力對A軸的力矩有:重力的力矩()砂輪對工件的支持力的力矩,的力矩

由力矩的平衡,得                              

解得                        代入數據得                                                

(2)當砂輪轉動時,除重力、支持力和的力矩外,還有砂輪作用于工件的摩擦力的力矩。由力矩的平平衡;得              

解得             代入數據得  

    【答案】(1)   (2)                                                      

17.【解析】(1)空載時,桿桿秤恰好平衡,秤桿、配重物及掛鉤所受重力相對提紐的合力矩M正好等于兩套筒相對于提紐的力矩. 提紐到掛鉤的距離為d=2cm,套筒的長L=16cm. 此時,兩套筒重心到提紐的距離為(L/2-d). 兩套筒質量m=0.1kg.

  則M=2mg(L/2-d)=0.12Nm.

  (2)當在秤鉤上掛一物體時,掛鉤處增加一個重力m1g,它產生一個逆時針方向的力矩m1gd應當與由于兩套筒向右移動增加的力矩相平衡,則

  m1gd=mgX1+mg(X1+X2),其中X1=5cm、X2=8cm為兩套筒右移距離.

代入數據解得待測物體質量m1=0.9 kg.

    (3)注意該桿秤的刻度特點:內層刻度是依據內層左側與秤的最左端的距離來刻的、外層刻度是依據外層左側與內層左側的距離來刻的. 外層套筒丟失前,掛物m2g=1kg,內層刻度為1kg,外層刻度為零,此時內、外層共同向右移動X桿秤力矩平衡. 則

 。2gd=2mgX,得X=m2d/(2m)=0.1m.

由于外層套筒丟失,內層讀數為1kg時,內筒左端離提紐的距離為X-d,內筒重心離提紐的距離為(X-d+L/2),此時內筒所產生的力矩與待測物產生力矩m3gd及力矩M相平衡,即m3gd+M=mg(X-d+L/2),代入數據解得待測物質量m3=0.2kg.

【答案】(1)0.12Nm    (2)0.9 kg.        (3)m3=0.2kg.

 


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