2022-2022学年湖南省长沙市长郡中学高三（上）周测物理试卷（11月份）（1）一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分．每小题给出的四个选项中，1-8只有一个选项正确，9-12有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1．（4分）（2022•西湖区校级一模）民族运动会上有一个骑射项目，运动员骑在奔驰的马背上，弯弓放箭射击侧向的固定目标．若运动员骑马奔驰的速度为v1，运动员静止时射出的弓箭的速度为v2，直线跑道离固定目标的最近距离为d，要想在最短的时间内射中目标，则运动员放箭处离目标的距离应该为（ ） A．B． C．D．2．（4分）如图所示，AB和CD为两条光滑斜槽，它们各自的两个端点均分别位于半径为R和r的两个相切的圆上，且斜槽都通过切点P．设有一重物先后沿两个斜槽从静止出发，由A滑到B和由C滑到D，所用的时间分别为t1和t2，则t1与t2之比为（ ） A．2：1B．1：1C．：1D．1：3．（4分）（2022秋•鲤城区校级月考）如图所示，水平桌面光滑，A、B物体间的动摩擦因数为μ（可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力），A物体质量为2m，B和C物体的质量均为m，滑轮光滑，砝码盘中可以任意加减砝码．在保持A、B、C三个物体相对静止且共同向左运动的情况下，B、C间绳子所能达到的最大拉力是（ ） A．μmgB．μmgC．2μmgD．3μmg4．（4分）（2022春•工农区校级月考）如图所示，P是水平面上的圆弧凹槽．从高台边B点以某速度v0水平飞出的小球，恰能从固定在某位置的凹槽的圆弧轨道的左端A点沿圆弧切线方向进入轨道．O是圆弧的圆心，θ1是OA与竖直方向的夹角，θ2是BA与竖直方向的夹角．则（ ）-23- A．=2B．tanθ1tanθ2=2 C．=2D．=25．（4分）（2022秋•蒙自县校级期中）某同学用伏安法测量电阻时，分别采用电流表内接法和外接法，测得某电阻Rx的阻值分别为R1和R2，则所测阻值与真实值Rx的关系应是（ ） A．R1＞Rx＞R2B．R1＜Rx＜R2C．R1＞R2＞RxD．R1＜R2＜Rx6．（4分）（2022•西安一模）如图是一种升降电梯的示意图，A为载人箱，B为平衡重物，它们的质量均为M，由跨过滑轮的钢索系住，在电动机的牵引下使电梯上下运动．若电梯中乘客的质量为m，匀速上升的速度为t，在电梯即将到顶层前关闭电动机，靠惯性再经时间t停止运动卡住电梯，不计空气和摩擦阻力，则t为（ ） A．B．C．D．7．（4分）（2022•桐乡市校级模拟）如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象；直线C为一个电阻R的两端电压与电流关系的图象．将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么（ ） A．R接到a电源上，电源的效率较高 B．R接到b电源上，电源的输出功率较大 C．R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低 D．R接到b电源上，电源的输出功率和效率都较高-23-8．（4分）（2022秋•高安市校级期中）一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线中的电流强度为I，导线中自由电子定向移动的平均速度为v，若导线均匀拉长，使其半径变为原来的，再给它两端加上电压U，则（ ） A．通过导线的电流为 B．通过导线的电流为 C．自由电子定向移动的平均速率为 D．自由电子定向移动的平均速率为9．（4分）（2022•宿迁模拟）从地球表面向火星发射火星探测器，设地球和火星都在同一平面上绕太阳做圆周运动，地球轨道半径为R0，火星轨道半径Rm为1.5R0，发射过程可分为两步进行：第一步，在地球表面用火箭对探测器进行加速，使之获得足够的动能，从而脱离地球引力作用成为一个沿地球轨道绕太阳运行的人造行星；第二步是在适当时刻点燃与探测器连在一起的火箭发动机，在短时间内对探测器沿原方向加速使其速度数值增加到适当值，从而使得探测器沿着一个与地球轨道及火星轨道分别在长轴两端相切的半个椭圆，正好射到火星上，如图所示．已知地球绕太阳公转周期为一年，万有引力常量为G，则（ ） A．太阳一定位于探测器椭圆轨道的一个焦点上 B．可求出火星绕太阳的运转周期为年 C．可计算出太阳的质量 D．探测器从地球上的发射速度为第一宇宙速度10．（4分）（2022春•唐河县校级月考）设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采后，地球仍可看做是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动．则与开采前相比（ ） A．地球与月球的万有引力将变大 B．地球与月球的万有引力将变小 C．月球绕地球运动的周期将变长 D．月球绕地球运动的周期将变短11．（4分）在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为3个特殊材料制成的相同规格小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S闭合后（ ）-23- A．L3两端的电压为L1的2倍B．通过L3的电流为L2的2倍 C．L1、L2、L3的电阻都相同D．L3消耗的电功率为0.75W12．（4分）（2022秋•厦门期末）如图所示，小车的质量为M，人的质量为m，人用恒力F拉绳，若人与车保持相对静止，且地面为光滑的，又不计滑轮与绳的质量，则车对人的摩擦力可能是（ ） A．0B．F，方向向右 C．F，方向向左D．F，方向向右 二、实验题（共16分）13．（6分）（2022•宿迁模拟）为了测量两个质量不等的沙袋的质量，某实验小组在实验室找到了下列器材：轻质定滑轮（质量和摩擦可忽略）、砝码一套、细线、米尺、秒表，由于没有找到直接测量工具，他们决定根据已学过的物理学知识，改变实验条件进行多点测量，通过选择合适的变量得到线性关系，再根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量，于是他们进行了下列操作：（1）实验装置如图，设左右边沙袋的质量分别为m1、m2；2）砝码的总质量为△m=0.5kg，实验小组先从△m中取出质量为m′的砝码放在右边沙袋中，剩余砝码都放在左边沙袋中，发现m1下降m2上升；（3）用米尺测出沙袋运动的距离h，用秒表测出沙袋的运动时间t，则可知沙袋的加速度大小为a= （4）改变m′，测量加速度a，得多组（m′，a）数据，作出 （“a～m′”或“a～”）图线；（5）该小组成员图线的斜率为k=4m/kg•s2，截距为b=2，请你算出沙袋的质量m1= m2= ．14．（8分）待测电阻Rx的阻值约为80Ω～100Ω，现要准确测定其电阻值，给出的器材有：-23-A．电源E（电动势18V，内电阻未知），B．定值电阻R1=1000Ω，C．定值电阻R2=100Ω，D．滑动变阻器R3，总阻值20Ω，E．滑动变阻器R4，总阻值200Ω，F．电流表A，量程0～0.1A，内电阻未知，G．单刀双掷电键一个，导线若干根．①试设计一个能准确测量Rx阻值的电路，所选择的器材为： ②在右边方框中画出实验电路图．③写出用测量的物理量表示Rx的表达式： ．（电源电动势E已知） 三、解答题（本题共4小题，满分48分．解答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．）15．（10分）为了缩短航空母舰上飞机起飞前行驶的距离，通常用弹簧弹出飞机，使飞机获得一定的初速度，进入跑道加速起飞．某飞机采用该方法获得的初速度为v0，之后，在水平跑道上以恒定功率P沿直线加速，经过时间t，离开航空母舰且恰好达到最大速度vm．设飞机的质量为m，飞机在跑道上加速时所受阻力大小恒定．求：（1）飞机在跑道上加速时所受阻力f的大小；（2）航空母舰上飞机跑道的最小长度s．16．（10分）（2022秋•下城区校级期中）如图所示，ab是半径为R的圆的一条直径，该圆处于匀强电场中，场强大小为E，方向一定．在圆周平面内，将一带正电q的小球从a点相同的动能抛出，抛出方向不同时小球会经过圆周上不同的点，在这些所有的点中，到达c点时的小球的动能最大，已知∠cab=30°，若不计重力和空气阻力，试求：（1）电场方向与ac间的夹角θ为多少？（2）若小球在a点时初速度方向与电场方向垂直，则小球恰好能落在c点，则初动能为多少？17．（12分）（2022•渭南一模）如图所示，在倾角为θ的足够长的斜面上，有一质量为M的长木板．开始时，长木板上有一质量为m的小铁块（视为质点）以相对地面的初速度v0从长木板的中点沿长木板向下滑动，同时长木板在沿斜面向上的拉力作用下始终做速度为v的匀速运动（已知v0＞v），小铁块最终跟长木板一起向上做匀速运动．已知小铁块与木板、木板与斜面间的动摩擦因数均为μ（μ＞tanθ），试求：（1）小铁块在长木板上滑动时的加速度大小和方向？-23-（2）长木板至少要有多长？（3）小铁块从中点开始运动到最终匀速运动的过程中拉力做了多少功？18．（16分）（2022•广州二模）如图所示，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，A放在水平地面上；B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连，C放在固定的光滑斜面上．用手拿住C，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行．已知A、B的质量均为m，C的质量为4m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态．释放C后它沿斜面下滑，A刚离开地面时，B获得最大速度．求：（1）斜面倾角α（2）B的最大速度vBm． -23-2022-2022学年湖南省长沙市长郡中学高三（上）周测物理试卷（11月份）（1）参考答案与试题解析 一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分．每小题给出的四个选项中，1-8只有一个选项正确，9-12有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1．（4分）（2022•西湖区校级一模）民族运动会上有一个骑射项目，运动员骑在奔驰的马背上，弯弓放箭射击侧向的固定目标．若运动员骑马奔驰的速度为v1，运动员静止时射出的弓箭的速度为v2，直线跑道离固定目标的最近距离为d，要想在最短的时间内射中目标，则运动员放箭处离目标的距离应该为（ ） A．B． C．D．考点：运动的合成和分解．专题：运动的合成和分解专题．分析：运动员放出的箭既参与了沿马运行方向上的匀速直线运动，又参与了垂直于马运行方向上的匀速直线运动，当放出的箭垂直于马运行方向发射，此时运行时间最短，根据t=求出最短时间，根据分运动和合运动具有等时性，求出箭在马运行方向上的距离，根据运动的合成，求出运动员放箭处离目标的距离．解答：解：当放出的箭垂直于马运行方向发射，此时运行时间最短，所以最短时间t=，则箭在沿马运行方向上的位移为x=v1t=所以放箭处距离目标的距离为s=，故A、C、D错误；B正确．故选B．点评：解决本题的关键知道箭参与了沿马运行方向上的匀速直线运动和垂直于马运行方向上的匀速直线运动，知道分运动与合运动具有等时性． 2．（4分）如图所示，AB和CD为两条光滑斜槽，它们各自的两个端点均分别位于半径为R和r的两个相切的圆上，且斜槽都通过切点P．设有一重物先后沿两个斜槽从静止出发，由A滑到B和由C滑到D，所用的时间分别为t1和t2，则t1与t2之比为（ ）-23- A．2：1B．1：1C．：1D．1：考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：对物体受力分析可知，小球在两条斜槽上的运动规律是一样的，只是加速度的大小和位移的大小不一样，由牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律可以求得它们各自的运动时间．解答：解：对物体受力分析可知：当重物从A点下落时，重物受重力mg，支持力F，在沿斜面方向上加速度是a1，重力分解：mgcos30°=ma1，解得a1=g，根据公式：S=a1t12，得S=2R×cos30°+2r×cos30°=（R+r）所以：t1=2当重物从C点下滑时，受重力mg，支持力F，在沿斜面方向上加速度是a2，重力分解：mgcos60°=ma2，解得a2=，根据公式：S=a2t22，得S=2R×cos60°+2r×cos60°=R+rt2=2，所以t1=t2，故选：B．点评：对于两种不同的情况，位移有大有小，它们之间的运动时间是什么关系？不能简单的从位移的大小上来看，要注意用所学的物理规律来推导． 3．（4分）（2022秋•鲤城区校级月考）如图所示，水平桌面光滑，A、B物体间的动摩擦因数为μ（可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力），A物体质量为2m，B和C物体的质量均为m，滑轮光滑，砝码盘中可以任意加减砝码．在保持A、B、C三个物体相对静止且共同向左运动的情况下，B、C间绳子所能达到的最大拉力是（ ）-23- A．μmgB．μmgC．2μmgD．3μmg考点：摩擦力的判断与计算；物体的弹性和弹力．专题：摩擦力专题．分析：先以BC整体为研究对象，根据AB间的最大静摩擦力结合牛顿第二定律求出BC的最大加速度，再以C为研究对象根据牛顿第二定律求出绳子的拉力．解答：解：AB间的最大静摩擦力为μ•2mg，先以BC整体为研究对象，根据牛顿第二定律：μ•2mg=2mamax得：amax=μg以C为研究对象，根据牛顿第二定律：Tmax=ma=μmg故选：B．点评：本题关键是灵活选取研究对象然后结合牛顿第二定律求解，明确采取整体法的条件是：两个物体加速度相同． 4．（4分）（2022春•工农区校级月考）如图所示，P是水平面上的圆弧凹槽．从高台边B点以某速度v0水平飞出的小球，恰能从固定在某位置的凹槽的圆弧轨道的左端A点沿圆弧切线方向进入轨道．O是圆弧的圆心，θ1是OA与竖直方向的夹角，θ2是BA与竖直方向的夹角．则（ ） A．=2B．tanθ1tanθ2=2 C．=2D．=2考点：平抛运动；向心力．专题：平抛运动专题．分析：从图中可以看出，速度与水平方向的夹角为θ1，位移与竖直方向的夹角为θ2．然后求出两个角的正切值．解答：解：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动．速度与水平方向的夹角为θ1，-23-tan．位移与竖直方向的夹角为θ2，，则tanθ1tanθ2=2．故B正确，A、C、D错误．故选：B．点评：解决本题的关键掌握处理平抛运动的方法，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动．以及知道速度与水平方向夹角的正切值是同一位置位移与水平方向夹角的正切值的两倍． 5．（4分）（2022秋•蒙自县校级期中）某同学用伏安法测量电阻时，分别采用电流表内接法和外接法，测得某电阻Rx的阻值分别为R1和R2，则所测阻值与真实值Rx的关系应是（ ） A．R1＞Rx＞R2B．R1＜Rx＜R2C．R1＞R2＞RxD．R1＜R2＜Rx考点：伏安法测电阻．专题：实验题；恒定电流专题．分析：由于实验中的采用的电表不是理想电表，故由于电流表的分压及电压表的分流导致测量误差；分析两表的影响可以得出测量值与真实值间的关系．解答：解：采用内接法时，电流表与待测电阻串联，故电流表是准确的；而由于电流表的分压使电压表测量值偏大，故由欧姆定律求得的测量值偏大，故R1＞Rx；当采用外接法时，电压表与待测电阻并联，故电压表是准确的；而由于电压表的分流使电流表测量结果偏大，故由欧姆定律求得的测量值偏小，故Rx＞R2；故选A．点评：理想的电流表内阻为零，理想电压表内阻无穷大，但实验电流表内阻不为零，电压表内阻不是无穷大，故在实验中存在误差． 6．（4分）（2022•西安一模）如图是一种升降电梯的示意图，A为载人箱，B为平衡重物，它们的质量均为M，由跨过滑轮的钢索系住，在电动机的牵引下使电梯上下运动．若电梯中乘客的质量为m，匀速上升的速度为t，在电梯即将到顶层前关闭电动机，靠惯性再经时间t停止运动卡住电梯，不计空气和摩擦阻力，则t为（ ） A．B．C．D．考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动规律的综合运用．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：-23-载人箱、人及平衡重物加速度相同，则由隔离法可求得加速度的大小；再由运动学公式可求得上升的时间．解答：解：设B对A拉力FT对B：Mg﹣FT=Ma对A：FT﹣（M+m）g=（M+m）a，a=根据t=得：t=故选D点评：本题也可以利用整体法直接求出整体沿绳子运动的加速度，再由运动学公式求解． 7．（4分）（2022•桐乡市校级模拟）如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象；直线C为一个电阻R的两端电压与电流关系的图象．将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么（ ） A．R接到a电源上，电源的效率较高 B．R接到b电源上，电源的输出功率较大 C．R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低 D．R接到b电源上，电源的输出功率和效率都较高考点：闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．专题：恒定电流专题．分析：直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象，其斜率大小等于电源的内阻，可读出电源内阻的大小．由电源的效率=，电源内阻越小，效率越高．电源的输出功率P=UI，数值上等于图线交点和原点对应的“面积”．解答：解：A、直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象，可读出电源a的内电阻大，由知，电源a效率较低，故A错误．B、C、D电源的输出功率P=UI，数值上等于图线交点和原点对应的“面积”，由图可知R接到a电源上，电源的输出功率较大．故B错误，C正确．故选C点评：本题考查理解电源的外特性曲线与电阻伏安特性曲线的能力，对于两图线的交点，实际上就是该电阻接在电源上时的工作状态． -23-8．（4分）（2022秋•高安市校级期中）一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线中的电流强度为I，导线中自由电子定向移动的平均速度为v，若导线均匀拉长，使其半径变为原来的，再给它两端加上电压U，则（ ） A．通过导线的电流为 B．通过导线的电流为 C．自由电子定向移动的平均速率为 D．自由电子定向移动的平均速率为考点：欧姆定律；电流、电压概念．专题：电容器专题．分析：将导线均匀拉长，使其半径变为原来的，横截面积变为原来的倍，导线长度要变为原来的4倍；然后由电阻定律分析电阻的变化，由欧姆定律分析电流的变化．由电流的微观表达式I=nevS分析平均速率v的变化．解答：解：A、B、将导线均匀拉长，使其半径变为原来的，横截面积变为原来的倍，导线长度要变为原来的4倍，金属丝电阻率不变，由电阻定律R=ρ可知，导线电阻变为原来的16倍；电压U不变，由欧姆定律I=可知，电流变为原来的；故AB错误；C、D、电流I变为原来的，横截面积变为原来的，单位体积中自由移动的电子数n不变，每个电子粒所带的电荷量e不变，由电流的微观表达式I=nevS可知，电子定向移动的速率变为原来的，故C正确，D错误；故选C．点评：本题关键要抓住物理量之间的关系，要在理解的基础上记住电流的微观表达式． 9．（4分）（2022•宿迁模拟）从地球表面向火星发射火星探测器，设地球和火星都在同一平面上绕太阳做圆周运动，地球轨道半径为R0，火星轨道半径Rm为1.5R0-23-，发射过程可分为两步进行：第一步，在地球表面用火箭对探测器进行加速，使之获得足够的动能，从而脱离地球引力作用成为一个沿地球轨道绕太阳运行的人造行星；第二步是在适当时刻点燃与探测器连在一起的火箭发动机，在短时间内对探测器沿原方向加速使其速度数值增加到适当值，从而使得探测器沿着一个与地球轨道及火星轨道分别在长轴两端相切的半个椭圆，正好射到火星上，如图所示．已知地球绕太阳公转周期为一年，万有引力常量为G，则（ ） A．太阳一定位于探测器椭圆轨道的一个焦点上 B．可求出火星绕太阳的运转周期为年 C．可计算出太阳的质量 D．探测器从地球上的发射速度为第一宇宙速度考点：万有引力定律及其应用；向心力．专题：万有引力定律的应用专题．分析：A、根据开普勒第一定律，探测器成为绕太阳运行的人造行星，则太阳一定位于探测器椭圆轨道的一个焦点上．B、根据开普勒第三定律有，根据题目数据，可求出火星绕太阳的运转周期Tm．C、根据万有引力提供向心力，已知地球的公转周期T0为1年和轨道半径R0，则可以求出太阳的质量M．D、探测器要成为一个沿地球轨道绕太阳运行的人造行星，其发射速度必定大于第二宇宙速度．解答：解：A、探测器脱离地球引力作用成为一个沿地球轨道绕太阳运行的人造行星，根据开普勒第一定律，太阳一定位于探测器椭圆轨道的一个焦点上．故A正确．B、根据开普勒第三定律，所以，解得年，故B正确．C、根据万有引力提供向心力，已知地球的轨道半径R0和周期T0（周期为1年），则可以求出太阳的质量M，故C正确．D、探测器要获得足够的动能，从而脱离地球引力作用成为一个沿地球轨道绕太阳运行的人造行星，其发射速度必定大于第二宇宙速度．故D错误．故选ABC．点评：了解第一宇宙速度和第二宇宙速度的基本含义．通过物理规律把进行比较的物理量表示出来，再通过已知的物理量关系求出问题是选择题中常见的方法． -23-10．（4分）（2022春•唐河县校级月考）设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采后，地球仍可看做是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动．则与开采前相比（ ） A．地球与月球的万有引力将变大 B．地球与月球的万有引力将变小 C．月球绕地球运动的周期将变长 D．月球绕地球运动的周期将变短考点：万有引力定律及其应用．专题：万有引力定律的应用专题．分析：根据万有引力定律，表示出地球与月球间万有引力，根据地球和月球质量的变化求出地球与月球间万有引力的变化．研究月球绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出周期，再根据已知量找出周期的变化．解答：解：AB、设月球质量为m，地球质量为M，月球与地球之间的距离为r，根据万有引力定律得：地球与月球间的万有引力F=，由于不断把月球上的矿藏搬运到地球上，所以m减小，M增大．由数学知识可知，当m与M相接近时，它们之间的万有引力较大，当它们的质量之差逐渐增大时，m与M的乘积将减小，它们之间的万有引力值将减小，故A错误、B正确．CD、假定经过长时间开采后，地球仍可看作是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动（轨道半径r不变），根据万有引力提供向心力得：得T=2π随着地球质量的逐步增加，M将增大，将使月球绕地球运动周期将变短．故C错误、D正确．故选：BD点评：要比较一个物理量大小或变化，我们应该把这个物理量先表示出来，再进行比较．向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用． 11．（4分）在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为3个特殊材料制成的相同规格小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S闭合后（ ）-23- A．L3两端的电压为L1的2倍B．通过L3的电流为L2的2倍 C．L1、L2、L3的电阻都相同D．L3消耗的电功率为0.75W考点：伏安法测电阻．专题：实验题．分析：电源内阻不计，路端电压等于电动势不变．灯泡是非线性元件，根据L1、L2、L3的电压，由伏安特性曲线可读出电流，由R=算出它们的电阻．解答：解：A、电源电动势为3.0V，内阻不计，路端电压为3V．L1和L2电压相等，都是1.5V．L3电压U3=3V，故A正确．B、由伏安特性曲线可以读出电压为U1=1.5V时的电流为I1=0.2A，由L3电压U3=3V，读出电流为I3=0.25A，故B错误．C、R1=，R3=，故C错误；D、L3消耗的电功率为P=U3I3=3×0.25=0.75W，故D正确．故选：AD点评：在分析电阻的I﹣U与U﹣I图线问题时，关键是搞清图象斜率的物理意义，也就是说是K=，还是K=R．对于线性元件，R=，但对于非线性元件，R=． 12．（4分）（2022秋•厦门期末）如图所示，小车的质量为M，人的质量为m，人用恒力F拉绳，若人与车保持相对静止，且地面为光滑的，又不计滑轮与绳的质量，则车对人的摩擦力可能是（ ） A．0B．F，方向向右 C．F，方向向左D．F，方向向右考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：对人和车整体分析，根据牛顿第二定律求出整体的加速度，再隔离对人分析，求出车对人的摩擦力大小．解答：解：整体的加速度a=，方向水平向左．隔离对人分析，人在水平方向上受拉力、摩擦力，根据牛顿第二定律有：设摩擦力方向水平向右．F﹣f=ma，解得f=F﹣ma=．若M=m，摩擦力为零．-23-若M＞m，摩擦力方向向右，大小为．若M＜m，摩擦力方向向左，大小为．故A、C、D正确，B错误．故选ACD．点评：本题主要考查了受力分析和牛顿第二定律的运用，关键是整体法和隔离法的运用． 二、实验题（共16分）13．（6分）（2022•宿迁模拟）为了测量两个质量不等的沙袋的质量，某实验小组在实验室找到了下列器材：轻质定滑轮（质量和摩擦可忽略）、砝码一套、细线、米尺、秒表，由于没有找到直接测量工具，他们决定根据已学过的物理学知识，改变实验条件进行多点测量，通过选择合适的变量得到线性关系，再根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量，于是他们进行了下列操作：（1）实验装置如图，设左右边沙袋的质量分别为m1、m2；2）砝码的总质量为△m=0.5kg，实验小组先从△m中取出质量为m′的砝码放在右边沙袋中，剩余砝码都放在左边沙袋中，发现m1下降m2上升；（3）用米尺测出沙袋运动的距离h，用秒表测出沙袋的运动时间t，则可知沙袋的加速度大小为a= （4）改变m′，测量加速度a，得多组（m′，a）数据，作出 a～m′ （“a～m′”或“a～”）图线；（5）该小组成员图线的斜率为k=4m/kg•s2，截距为b=2，请你算出沙袋的质量m1= 3kg m2= 1.5kg ．考点：验证机械能守恒定律．专题：实验题；机械能守恒定律应用专题．分析：（1）质量为m1的沙袋从静止开始下降做匀加速直线运动，根据下降的距离h和时间，由位移公式求出其加速度．（2）根据牛顿第二定律对m2、m1分别研究，得出m′与a的关系式，根据数学知识分析图线的斜率与截距的意义，求解两个沙袋的质量．解答：解：（3）根据匀变速直线运动的位移时间公式得，，解得．（4、5）根据牛顿第二定律得：对m1及砝码：（m1+m′）g﹣T=（m1+m′）a对m2及砝码：T﹣（m2+△m﹣m′）g=（m2+△m﹣m′）a-23-联立解得：a=根据数学知识得知：作“a～m′”图线，图线的斜率k=，图线的截距b=将k、b、△m代入计算，解得m1=3kg，m2=1.5kg．故答案为：，a～m′，3kg，1.5kg点评：本题是加速度不同的连接体问题，运用隔离法研究加速度，得到a与△m的关系式，再根据图线的数学意义求解两个沙袋的质量． 14．（8分）待测电阻Rx的阻值约为80Ω～100Ω，现要准确测定其电阻值，给出的器材有：A．电源E（电动势18V，内电阻未知），B．定值电阻R1=1000Ω，C．定值电阻R2=100Ω，D．滑动变阻器R3，总阻值20Ω，E．滑动变阻器R4，总阻值200Ω，F．电流表A，量程0～0.1A，内电阻未知，G．单刀双掷电键一个，导线若干根．①试设计一个能准确测量Rx阻值的电路，所选择的器材为： ACEFG ②在右边方框中画出实验电路图．③写出用测量的物理量表示Rx的表达式： ．（电源电动势E已知）考点：伏安法测电阻．专题：实验题．分析：根据实验的原理选择实验器材，滑动变阻器采用限流接法，为了调节方便，故选取R4，定值电阻选取与被测电阻差不多阻值的R2，根据闭合电路欧姆定律求解Rx的表达式．解答：解：①本实验根据闭合电路欧姆定律测量电阻，则需要电源A、开关导线G、电流表F，Rx-23-的阻值约为80Ω～100Ω，所以定值电阻选C，滑动变阻器选择E，所以所选器材为ACEFG；②本题实验器材中没有电压表，则需要把定值电阻与被测电阻并联，再与单刀双掷连接，最后与滑动变阻器串联接入电源，电路图如图所示：③将开关掷于1，调节R4使电流表读数接近满偏，读出电流表示数I1．保持R4电阻不变，将开关掷于2，读出电流表示数I2．根据闭合电路欧姆定律得：，．其中R总是包括R4、电源及电流表内阻在内的总电阻．由上式可解得：．故答案为：①ACEFG；②实验电路图如图；③点评：对于没有给定电压表的实验，要会借助电流表和定值电阻来测被测电阻的电压，再用欧姆定律解决相应问题．当变阻器的总电阻远小于待测电阻时，变阻器应采用分压式接法． 三、解答题（本题共4小题，满分48分．解答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．）15．（10分）为了缩短航空母舰上飞机起飞前行驶的距离，通常用弹簧弹出飞机，使飞机获得一定的初速度，进入跑道加速起飞．某飞机采用该方法获得的初速度为v0，之后，在水平跑道上以恒定功率P沿直线加速，经过时间t，离开航空母舰且恰好达到最大速度vm．设飞机的质量为m，飞机在跑道上加速时所受阻力大小恒定．求：（1）飞机在跑道上加速时所受阻力f的大小；（2）航空母舰上飞机跑道的最小长度s．考点：动能定理的应用；功率、平均功率和瞬时功率．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：（1）当达最大速度时，牵引力和阻力相等，由P=Fv可求得功率；（2）对全程由动能定理可及功率公式可解得最小长度．解答：解：（1）飞机达到最大速度时牵引力F与其所受阻力f大小相等，由P=Fv得：-23-（2）航空母舰上飞机跑道的最小长度为s，由动能定理得：将代入上式得：变形得：．答：（1）飞机在跑道上加速时所受阻力f的大小为；（2）航空母舰上飞机跑道的最小长度s为[t+]vm．点评：本题考查动能定理的应用，要注意此类与功率结合的题目的正确应用． 16．（10分）（2022秋•下城区校级期中）如图所示，ab是半径为R的圆的一条直径，该圆处于匀强电场中，场强大小为E，方向一定．在圆周平面内，将一带正电q的小球从a点相同的动能抛出，抛出方向不同时小球会经过圆周上不同的点，在这些所有的点中，到达c点时的小球的动能最大，已知∠cab=30°，若不计重力和空气阻力，试求：（1）电场方向与ac间的夹角θ为多少？（2）若小球在a点时初速度方向与电场方向垂直，则小球恰好能落在c点，则初动能为多少？考点：电势；平抛运动；电场强度．专题：电场力与电势的性质专题．分析：1、小球在匀强电场中，从a点运动到c点，根据动能定理qUac=Ek，因为到达c点时的小球的动能最大，所以Uac最大，即在圆周上找不到与c电势相等的点．所以与c点电势相等的点在过c点的切线上．再根据电场线与等势线垂直，可以画出电场线．2、小球做类平抛运动，根据平抛运动的知识分析小球的运动情况，分别在水平方向和竖直方向上列式求解．解答：解：（1）小球在匀强电场中，从a点运动到c点，根据动能定理qUac=Ek因为到达c点时的小球的动能最大，所以Uac最大，即在圆周上找不到与c电势相等的点．且由a到c电场力对小球做正功．-23-过c点作切线，则cF为等势线．过a点作cF的垂线，则该线为电场线，场强方向如图示．∵∠cab=30°∴连接co∠aco=30°∵co∥am∴电场方向与ac间的夹角θ为30°（2）小球只受电场力，做类平抛运动．水平方向上：x=Rcos30°=v0t竖直方向上：由以上两式得：点评：本题关键考查对电场力做功公式W=qEd的理解和应用，d是沿电场方向两点间的距离．此题要求熟练掌握功能关系和类平抛运动，属于难题． 17．（12分）（2022•渭南一模）如图所示，在倾角为θ的足够长的斜面上，有一质量为M的长木板．开始时，长木板上有一质量为m的小铁块（视为质点）以相对地面的初速度v0从长木板的中点沿长木板向下滑动，同时长木板在沿斜面向上的拉力作用下始终做速度为v的匀速运动（已知v0＞v），小铁块最终跟长木板一起向上做匀速运动．已知小铁块与木板、木板与斜面间的动摩擦因数均为μ（μ＞tanθ），试求：（1）小铁块在长木板上滑动时的加速度大小和方向？（2）长木板至少要有多长？（3）小铁块从中点开始运动到最终匀速运动的过程中拉力做了多少功？考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；功的计算．专题：牛顿运动定律综合专题；功的计算专题．-23-分析：（1）小铁块在长木板上滑动时受到重力、木板的支持力和摩擦力作用，根据牛顿第二定律求解加速度．（2）小铁块先沿斜面向下匀减速至速度为零再沿斜面向上匀加速，最终跟长木板一起向上做匀速运动．由于铁块变速运动过程的加速度一定，看成一种匀减速运动，取沿斜面向上方向为正方向，此过程的初速度为﹣v0，末速度为v，由速度公式可求出时间．由位移公式分别此段时间内小铁块的位移s1和木板的位移s2，由几何关系得，长木板的长度应满足：s1+s2，即可求解长木板的最小的长度L．（3）长木板始终沿斜面向上做匀速运动，由平衡条件求出拉力F，再求解其做功．解答：解：（1）小铁块在长木板上滑动时受到重力、木板的支持力和沿板向上的滑动摩擦力作用，设小铁块的加速度大小为a，对小铁块受力分析有（取沿斜面向上为正）：μmgcosθ﹣mgsinθ=ma得a=g（μcosθ﹣sinθ）因为μ＞tanθ，所以小铁块与木板有相对滑动时的加速度沿斜面向上．（2）小铁块先沿斜面向下匀减速至速度为零再沿斜面向上匀加速，最终获得稳定速度v，设t后小铁块达到稳定速度，则v﹣（﹣v0）=at得t=设此段时间内小铁块的位移为s1，木板的位移为s2，有：方向沿斜面向下（式中v0＞v）s2=vt 方向沿斜面向上∵s1+s2∴L≥2（s1+s2）=（3）对木板M受力分析知拉力为恒力：F=μ（m+M）gcosθ+μmgcosθ+Mgsinθ则由W=Fs2=Fvt得：W=（v0+v）v=答：（1）小铁块在长木板上滑动时的加速度大小是g（μcosθ﹣sinθ），方向沿斜面向上．（2）长木板至少长．-23-（3）小铁块从中点开始运动到最终匀速运动的过程中拉力做功为．点评：本题是两个物体多个过程的问题，分析物体的运动过程是基础，把握临界条件是解题的关键． 18．（16分）（2022•广州二模）如图所示，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，A放在水平地面上；B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连，C放在固定的光滑斜面上．用手拿住C，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行．已知A、B的质量均为m，C的质量为4m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态．释放C后它沿斜面下滑，A刚离开地面时，B获得最大速度．求：（1）斜面倾角α（2）B的最大速度vBm．考点：机械能守恒定律；胡克定律；牛顿第二定律．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：（1）A刚离开地面时，弹簧的弹力等于A的重力，根据牛顿第二定律知B的加速度为零，B、C加速度相同，分别对B、C受力分析，列出平衡方程，求出斜面的倾角．（2）A、B、C组成的系统机械能守恒，初始位置弹簧处于压缩状态，当B具有最大速度时，弹簧处于伸长状态，根据受力知，压缩量与伸长量相等．在整个过程中弹性势能变化为零，根据系统机械能守恒求出B的最大速度．解答：解：（1）A刚离开地面时，对A有：kx2=mg此时B有最大速度，即aB=aC=0则对B有：T﹣kx2﹣mg=0对C有：4mgsinα﹣T=0以上方程联立可解得：，α=30°（2）初始系统静止，且线上无拉力，对B有：kx1=mg由上问知，则从释放至A刚离开地面过程中，弹性势能变化量为零；此过程中A、B、C组成的系统机械能守恒，即：以上方程联立可解得：．-23-点评：本题是力与能的综合题，关键对初始位置和末位置正确地受力分析，以及合力选择研究的过程和研究的对象，运用系统机械能求解． -23-
