16. (本题9分)汽车发动机的额定功率为40KW,质量为2000kg,汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍,取g=10m/s2,若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动,达到额定输出功率后,汽车保持功率不变又加速行驶了800m,直到获得最大速度后才匀速行驶,则( ) A.汽车在水平路面上能达到的最大速度为20m/s B.汽车匀加速的运动时间为10s
C.当汽车速度达到16m/s时,汽车的加速度为0.5m/s2 D.汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间为57.5s 三、实验题:共2小题,每题8分,共16分
17.图 1 为“研究一定质量气体在体积不变的条件下,压强变化与温度变化关系”的实验装置示意图.在烧瓶 A 中封有一定质量的气体,并与气压计相连,初始时气压计两侧液面平齐。
(1)若气体温度降低,为使瓶内气体的体积不变,应将气压计右侧管_______ (填“向上”或“向下”)移动。 (2)(单选)实验中多次改变气体温度,用△t 表示气体升高的温度,用△h 表示气压计两侧管内液面高度差的变化量。则根据测量数据作出的图线(图 2)应是_______。
18. (本题9分)图甲为“验证动量守恒定律”的实验装置,轨道由斜槽和水平槽组成,A、B两小球大小相同,质量mA=20.0g、mB=10.0g。实验步骤如下:
a.固定轨道,使水平槽末端的切线水平,将记录纸铺在水平地面上,并记下水平槽末端重垂线所指的位置O;
b.让A球从斜槽C处由静止释放,落到记录纸上留下痕迹,重复操作多次;
c.把B球放在水平槽末端,A球仍从C处静止释放后与B球正碰,A、B分别落到记录纸上,留下各自的痕迹,重复操作多次;
d.确定三个落点各自的平均位置P、M、N,用刻度尺测出它们到O点的距离分别为xOP、xOM、xON; (1)确定P、M、N三点时,可用圆规画一个尽可能小的圆,把所有有效落点圈在里面,圆心即为落点的平均位置,这样做可以减小_______(填“系统”或“偶然”)误差;
(2)如图乙,xOM、xOP读数分别为10.20cm、30.65cm,xON读数为________cm;
(3)数据处理时,小球离开水平槽末端的速度大小可用水平射程x表示,由小球质量及(2)中数据可算出碰前系统总的mx值是________kg?m(保留3位有效数字),把该值与系统碰撞后的值进行比较,就可验证动量是否守恒。
四、解答题:本题共4题,每题5分,共20分
19.(6分) (本题9分)一根长为l的细线,一端固定于O点,另一端拴一质量为m的小球,当小球处于最低点平衡位置时,给小球一定的初速度v0,要使小球能在竖直平面内作圆周运动并通过最高点,(重力加速度为g)
(1)v0至少应多大?
(2)小球在最低点和最高点受到绳子作用的拉力差是多少?
20.(6分) (本题9分)如图所示,水平传送带正以v=2m/s的速度运行,两端的距离为l=10m.把一质量为m=1kg的物体轻轻放到传送带的左端,物体在传送带的带动下向右运动.如物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1.
(1)则把这个物体从传送带左端传送到右端的过程中,摩擦力对其做了多少功? (2)则把这个物体从传送带左端传送到右端的过程中,摩擦力做功的平均功率有多大?
21. (本题9分)汽车发动机的功率为60 kW,(6分)汽车的质量为4 吨,当它行驶在坡度为α(sin α=0.02)的长直公路上时,如图所示,所受摩擦阻力为车重的0.1倍(g取10 m/s2),求:
(1)汽车所能达到的最大速度vm;
(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持多长时间? (3)当汽车以0.6 m/s2的加速度匀加速行驶的速度达到最大值时,汽车做功多少.
22.(8分)质量为5×103 kg的汽车,由静止开始沿平直公路行驶,当速度达到一定值后,关闭发动机滑
行,速度图象如图所示,设整个过程阻力不变.则: (1)在汽车行驶的整个过程中,发动机做功多少?
(2)在汽车行驶的整个过程中,克服摩擦力做功的功率多大?
参考答案
一、单项选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的 1.A 【解析】 【分析】 【详解】
速度、加速度、合外力均为矢量,既有大小又有方向.在匀速圆周运动中,速度、加速度和合外力的方向每时每刻发生变化,但动能为标量,只有大小,因为在匀速圆周运动中,速度大小不变,由
得,
动能2.A
不变.故A正确,BCD错误.
【解析】 【详解】
mM4?24?2r3A.根据万有引力提供向心力G2=m2r,M?;代入数据可得:M=6×1024kg.故A正确; 2rTGTB.由于没有给出地球的半径,所以不能求出地球的密度。故B错误;
C.由于没有给出地球的半径,所以不能根据万有引力定律求出地球表面的重力加速度大小。故C错误; D.由于没有给出卫星的质量,所以不能根据万有引力定律求出地球对该卫星的万有引力大小。故D错误; 3.B 【解析】
【详解】
A. 自由落体运动是匀加速直线运动,则运动状态不断变化,选项A错误; B. 匀速直线运动的运动状态不变,选项B正确;
C. 匀速圆周运动是变加速曲线运动,运动状态不断改变,选项C错误; D. 平抛运动,是匀变速曲线运动,则运动状态不断改变,选项D错误; 4.A 【解析】
做自由落体运动的物体,只受重力作用,机械能守恒,A正确;人乘电梯加速上升的过程,电梯对人的支持力做功,故人的机械能不守恒,B错误;物体在只有重力做功,其他力也可存在,但不做功或做功之和为0的情况下,机械能守恒,C错误;物体以
的加速度向上做匀减速运动时,由牛顿第二定律
,有
机械能不守恒,D错误.
,则物体受到竖直向上的大小为的外力作用,该力对物体做了正功,
【点睛】机械能守恒的条件:只有重力或弹力做功的物体系统,其他力不做功,理解如下:①只受重力作用,例如各种抛体运动.
②受到其它外力,但是这些力是不做功的.例如:绳子的一端固定在天花板上,另一端系一个小球,让它从某一高度静止释放,下摆过程中受到绳子的拉力,但是拉力的方向始终与速度方向垂直,拉力不做功,只有重力做功,小球的机械能是守恒的.
③受到其它外力,且都在做功,但是它们的代数和为0,此时只有重力做功,机械能也是守恒的. 5.C 【解析】
由力的独立作用原理可知,没有风力时物体做自由落体运动,有风力后水平方向匀加速直线运动,水平分速度逐渐增大,撤去风力后水平速度不变,竖直分速度继续增大,C对 6.B
【解析】A:据
,可得
;高分四号的轨道半径大于高分五号的轨道半径,则高分四号
与高分五号相比速度较小。故A项错误。 B:据
,可得
;高分四号的轨道半径大于高分五号的轨道半径,则高分四号与
高分五号相比周期更大。故B项正确。 C:据
,可得
;高分四号的轨道半径大于高分五号的轨道半径,则高分四号与高分五号
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