8.(6分)如图所示,质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面,其运动的加速度为g,此物体在斜面上上升的最大高度为h,则在这个过程中物体()
A. 重力势能增加了mgh C. 克服摩擦力做功mgh
B. 动能损失了mgh D. 机械能损失了mgh
考点: 功能关系;重力势能.
分析: 根据动能定理知,合力做功等于动能的变化量,机械能等于重力势能和动能之和,通过动能和重力势能的变化判断机械能的变化.
解答: 解:A、B、D、根据牛顿第二定律知,物体所受的合力为mg,方向沿斜面向下,根据动能定理得: △Ek=﹣
=﹣mgh,动能减小mgh.物体重力势能增加mgh,所以机械能减小
mgh.故AD正确,B错误;
C、物体克服摩擦力做的功等于系统损失的机械能,则克服摩擦力的功为mgh;故C错误. 故选:AD.
点评: 解决本题的关键掌握功能关系,比如合力功与动能的关系,重力功与重力势能的关系,以及除重力以外其它力做功与机械能的关系,并能灵活运用. 9.(6分)如图所示,汽车在平直公路上以恒定功率启动,设阻力恒定,则在下列关于汽车运动过程中的速度、加速度随时间变化的关系中说法正确的是()
A.
此图可以描述汽车的速度﹣时间图象
B.
此图可以描述汽车的加速度﹣时间图象
C.
此图可以描述汽车的速度﹣时间图象
D.
此图可以描述汽车的加速度﹣时间图象
考点: 匀变速直线运动的图像. 专题: 运动学中的图像专题.
分析: 由P=Fv可明确力、功率及速度间的关系;则可明确加速度、速度随时间的变化关系.
解答: 解:汽车恒定功率启动,则开始时加速度较大,速度增大;则由P=FV可知,牵引力减小,则加速度减小;
当牵引力等于阻力时,物体的加速度为零;此后做匀速直线运动; 注意图象的斜率表示纵坐标物理量的变化;
故速度﹣时间图象为甲图;加速度﹣时间图象为乙图; 故选:AB.
点评: 本题考查功率公式的应用,要明确P=FV表示瞬时速度、力及功率的关系,故可明确物体的运动情况.
三、非选择题:本大题共5小题,共50分.按题目要求作答,解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位. 10.(4分)图甲为10分度游标卡尺的部分示意图,其读数为10.2mm;图乙为螺旋测微器的示意图,其读数为0.155(0.152﹣0.158)mm.
考点: 刻度尺、游标卡尺的使用;螺旋测微器的使用. 专题: 实验题;直线运动规律专题.
分析: 解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法,主尺读数加上游标读数,不需估读.螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读. 解答: 解:1、游标卡尺的主尺读数为10mm,游标尺上第2个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为2×0.1mm=0.2mm,所以最终读数为:10mm+0.2mm=10.2mm.
2、螺旋测微器的固定刻度为0mm,可动刻度为15.5×0.01mm=0.155mm,所以最终读数为0mm+0.155mm=0.155mm,由于需要估读,最后的结果可以在0.152﹣0.158之间. 故答案为:(1)10.2;0.155(0.152﹣0.158)
点评: 对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理,要能正确使用这些基本仪器进行有关测量. 11.(8分)如图a所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验.
①为完成实验,还需要的实验器材有:刻度尺 ②为完成该实验,设计的实验步骤如下:
A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连接起;
B.记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0; C.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺; D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码,并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度,并记录在表格内,然后取下钩码; E.整理仪器.
请将以上步骤按操作的先后顺序排列出:CBDAE.
③图b是弹簧所受弹力F与弹簧伸长长度x的F﹣x图线,由此可求出弹簧的劲度系数为200N/m.图线不过原点的原因是由于弹簧有自重.
考点: 探究弹力和弹簧伸长的关系.
专题: 实验题;弹力的存在及方向的判定专题. 分析: 根据实验的原理:测量弹簧的弹力和伸长的长度来选择器材.图线的斜率即为弹簧的劲度系数.由胡克定律求出K.
解答: 解:①实验需要测量弹簧伸长的长度,故需要刻度尺. ②根据操作的先后顺序排列为:CBDAE
③图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比.
由k==200N/m.
由图可知,当F=0时, x=0.5cm,说明没有挂重物时,弹簧有伸长,是由于弹簧自身的重力造成的.
故图线不过原点的原因是由于弹簧有自重,实验中没有考虑(或忽略了)弹簧的自重. 故答案为:①刻度尺;②CBDAE;③200,弹簧有自重
点评: 在应用胡克定律时,要首先转化单位,知道图线的斜率即为弹簧的劲度系数. 12.(6分)如图为验证小球做自由落体运动时机械能守恒的装置图,图中O点为释放小球的初始位置,A、B、C、D各点为固定速度传感器的位置,A、B、C、D、O各点在同一竖直线上.
(1)已知当地的重力加速度为g,则要完成实验,还需要测量的物理量是BC. A.小球的质量m
B.小球下落到每一个速度传感器时的速度v C.各速度传感器与O点之间的竖直距离h
D.小球自初始位置至下落到每一个速度传感器时所用的时间t
2
(2)作出vh图象,由图象算出其斜率k,当k=2g时,可以认为小球在下落过程中机械能守恒.
(3)写出对减小本实验误差有益的一条建议:相邻速度传感器之间的距离适当大些(选质量大、体积小的小球做实验).
考点: 验证机械能守恒定律. 专题: 实验题.
分析: (1)根据需要验证的方程:mgh=(2)根据mgh=
2
,确定需要测量的物理量.
2
,得到v与h的关系式,分析v﹣h图象斜率的物理意义.
(3)要减小实验误差,测量的量应相对大些,选用质量大、体积小的球做实验等. 解答: 解:(1)小球做自由落体运动时,由机械能守恒定律得:mgh=
,即gh=
,
故需要测量小球下落到每一个速度传感器时的速度v和高度h,不需要测量小球的质量m和下落时间时间t.故BC正确,AD错误. (2)由mgh=
,得v=2gh,则v﹣h图象的斜率k=2g.
2
2
(3)为了减小测量的相对误差,建议相邻速度传感器间的距离适当大些;为减小空气阻力的影响,建议选用质量大、体积小的球做实验等. 故答案为:(1)BC;(2)2g;(3)相邻速度传感器间的距离适当大些;选用质量大、体积小的球做实验等.
点评: 本实验以小球做自由落体运动为例,验证机械能守恒定律,根据方程mgh=
2
,
分析v﹣h图象斜率的意义是常用的方法. 13.(18分)如图所示,倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相连,O为轨道圆心,BC为圆轨道直径且处于竖直方向,A、C两点等高.质量m=1kg
2
的滑块从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O等高的D点,g取10m/s,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ.
(2)若使滑块能到达C点,求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值.
(3)若滑块离开C处的速度大小为4m/s,求滑块从C点飞出至落到斜面上的时间t.
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