( B )

A.保持Q,q不变,增大d,则θ变大,说明F与d有关 B.保持Q,d不变,减小q,则θ变小,说明F与q有关 C.保持Q,q不变,减小d,则θ变大,说明F与d成反比 D.保持q,d不变,减小Q,则θ变小,说明F与Q成正比

解析:保持Q,q不变,增大d,根据库仑定律公式F=,可知库仑力变小,则θ变小,说明F与d有关,故A错误;

保持Q,d不变,减小q,根据库仑定律公式F=,可知库仑力变小,则θ变小,说明F与q有关,故B正确;保持

Q,q不变,减小d,库仑力变大,则θ变大,根据库仑定律公式F=,知F与d成反比,故C错误;保持q,d不变,

2

减小Q,则库仑力变小,θ变小,根据库仑定律公式F=,知F与两电荷的乘积成正比,故D错误。

17.为了得到塔身的高度(超过5层楼高)数据,某人在塔顶使一颗石子做自由落体运动。在已知当地重力加速度的情况下,可以通过测定下面哪个物理量来求得塔身的高度( C ) A.最初1 s内下落的高度 B.最初1 s内的平均速度

C.最后1 s内下落的高度 D.下落过程中任一时间内的位移

解析:若测得最后1 s内下落的高度h,则由 h=v0t+gt可求得下落最后1 s内的初速度v0,再由h′=

2

求得

最后1 s之前下落的高度,即可求出塔身的高度。

18.质量为m=60 kg的同学,双手抓住单杠做引体向上,他的重心的运动速率随时间变化的图象如图所示。取

2

g=10 m/s,由图象可知( B )

A.t=0.5 s时他的加速度为3 m/s B.t=0.4 s时他处于超重状态

C.t=1.1 s时他受到单杠的作用力的大小是620 N D.t=1.5 s时他处于超重状态

2

解析:在v-t图象中,图线的斜率表示加速度,由此可知,在t=0.5 s时,他的加速度为0.3 m/s,选项A错误;由图象可知,t=0.4 s时他向上加速运动,加速度方向竖直向上,他处于超重状态,选项B正确;t=1.1 s时他的加速度为0,他受到的单杠的作用力刚好等于重力600 N,C错误;t=1.5 s时他向上做减速运动,加速度方向向下,他处于失重状态,选项D错误。

2

非选择题部分

二、非选择题(本题共5小题,共34分) 19.(6分)

利用图1所示装置可以做力学中的许多实验。 (1)以下说法正确的是 。

A.用此装置“研究匀变速直线运动”时,必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响

B.用此装置“探究加速度a与力F和质量m的关系”时,每次改变砝码及砝码盘总质量之后,不需要重新平衡摩擦力

C.在用此装置“探究加速度a与力F和质量m的关系”时,应使砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量 D.用此装置“探究做功与物体速度变化的关系”时,不需要平衡小车运动中所受摩擦力的影响 (2)在“探究加速度与力、质量的关系”时需要平衡摩擦力,正确的操作是 。 A.把砝码盘的细线系在小车上,小车拖着纸带并开启打点计时器开始运动 B.不能把砝码盘的细线系在小车上,小车不用拖着纸带开始运动

C.不能把砝码盘的细线系在小车上,小车拖着纸带并开启打点计时器开始运动 D.把砝码盘的细线系在小车上,小车不用拖着纸带开始运动

(3)在利用此装置“探究加速度a与力F和质量m的关系”时,实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如图2。已知打点计时器接在频率为50 Hz 的交流电源上,其中C点读数为 cm,此次实验中打点计时器打下C点时小车的瞬时速度为 m/s(结果保留两位有效数字)。 答案:(1)BC (2)C (3)1.40(1.39～1.41) 0.54(0.53～0.55)

20.(6分)某实验小组准备描绘一小灯泡(2.5 V,0.75 W)的伏安特性曲线,实验室提供了小灯泡、电流表、电压表、干电池、多用电表、开关和导线若干等器材。

(1)由于该实验要用到滑动变阻器,但实验室提供的两只滑动变阻器最大阻值的标称值模糊不清,影响了他们的选择。该小组研究决定先用多用电表粗测两只滑动变阻器的最大阻值,其测量结果如甲、乙图所示,本实验应选择 (选填“甲”或“乙”)滑动变阻器。

(2)按照实验原理,该实验小组设计的实验电路的部分如图丙所示,并已完成了部分实物连线(如图丁),请你在丙、丁图中完成剩余的电路设计和实物连接。

(3)在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于 (选填“A”或“B”)端。

解析:描绘小灯泡伏安特性曲线,电压与电流从零开始变化,滑动变阻器应采用分压式接法,故实验电路图如图所示。滑动变阻器的阻值应选择较小的,选甲。在开关S闭合之前,应把滑动变阻器的滑片P移到A端。

答案:(1)甲 (2)见解析 (3)A

21.(6分)用两根长度相等的绝缘细线将一根长为L,质量为m的通电导线悬挂在绝缘天花板上,通电导线中电流方向从A到B,电流大小为I,如图。

(1)求当通电导线保持静止,且细线拉力最小时,磁场方向及磁感应强度的大小;

(2)缓慢改变磁场大小及方向,当安培力最小时,绝缘细线与竖直方向夹角为θ,求磁感应强度大小。

解析:(1)当安培力竖直向上且等于重力时,绳子拉力最小,为0,此时,有BIL=mg,解得B=面向里。

(2)从右向左看,对通电导线受力分析,如图所示:

,磁场方向垂直纸

由作图法可知,当安培力与细线垂直时,安培力最小,此时 F安=mgsin θ, 又因为F安=IB′L,

此时B′=。

答案:(1)垂直纸面向里 (2)

4

22.(7分)一架质量m=2.0×10 kg的飞机,发动机提供的推力恒为F1,起飞速度为vM=100 m/s,在水平地面跑道上起飞时跑道至少长s= 1

400 m。现要使该飞机能在s2=100 m 的航母跑道上起飞,需用电磁弹射器辅助。假设在舰面上运动时电磁弹射

4

器对飞机全程施加恒定推力F2,飞机在地面和航母跑道上运动时所受的阻力均为f=1.0×10 N,假设航母静止在海平面上,不考虑空气阻力。求: (1)飞机发动机的推力F1的大小; (2)电磁弹射器的推力F2的大小; (3)电磁弹射器对飞机所做的功。

解析:(1)设飞机在水平地面跑道上做匀加速运动的加速度为a1,则由运动学规律可知a1=由牛顿第二定律可得 F1-f=ma1,

5

代入解得F1=2.6×10 N。

(2)设飞机在航母上做匀加速运动的加速度为a2, 则由运动学规律可知

=12.5 m/s

2

a2==50 m/s,

2

此时,由牛顿第二定律可得 F2+F1-f=ma2,

5

代入解得F2=7.5×10 N。

(3)电磁弹射器对飞机所做的功

7

W=F2s2=7.5×10 J。

557

答案:(1)2.6×10 N (2)7.5×10 N (3)7.5×10 J 23.(9分)如图所示,固定在竖直平面内的光滑细管道由上、下两部分组成。上部分ABC为抛物线形,下部分CDA为半圆形,两部分之间平滑连接。已知抛物线顶点B位于圆心O的正上方,B,O间距为R,水平直径AC长为2R。现通过一弹射装置(图中未画出)从A点弹射出一质量为m的小球,小球直径略小于管道内径,重力加速度为g。

(1)要使小球能完整的运动一周,小球在A点弹射出的最小速度为 多大?

(2)在(1)问求得的最小弹射速度条件下,求小球在运动过程中对管道的最大压力。

(3)有无这样的弹射速度,使小球从A点弹射出后对抛物线管道无作用力?若无,请说明理由;若有,试求出该速度的大小和方向。

解析:(1)要使小球能完整的运动一周,小球在B点的速度vB≥0, 根据机械能守恒定律有

m=mgR+m,

解得vA≥,

即小球在A点弹射出的速度至少为。 (2)小球在管道最低点时对管道的压力最大, 根据机械能守恒定律有

m+mgR=m,

根据牛顿运动定律,小球在管道最低点时有