高考物理高频考点《牛顿第二定律及应用》在线测试(2018年最新版)(三)

时间:2018-03-18 09:10:57

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1、计算题  如图所示,一个质量为mA=5kg、长L=1.8m的平板A静止在光滑的水平桌面上。在平板的左端放置一个质量为mB=1kg的小滑块B,平板与小滑块之间的动摩擦因数为μ=0.2。现在B上作用一水平向右的恒力F=4N,求(g=10m/s2):

(1)平板A和小滑块B的加速度分别是多大?
(2)经过多长时间小滑块将从平板上滑下来?


参考答案:(1)= 0.4m/s2?=2m/s2? (2)t=1.5s


本题解析:(1)平板A和小滑块B加速度分别为
小滑块B受支持力、重力g、摩擦力Ff 、拉力F。

由牛顿第二定律,有
F-Ff=mBaB?…………(1分)
-mBg=0?…………(1分)
Ff=?…………(1分)
又Ff=μ?…………(1分)
联立上述方程,带入数据得
= 0.4m/s2?=2m/s2?…………(2分)
(2)经时间t小滑块B从平板A上滑下来。
由运动学公式,有
?…………(4分)
代入数据,得t=1.5s。?…………(2分)
点评:本题学生明确AB都做匀加速直线运动,B的加速度大于A的加速度,位移关系可画出两物体的运动示意图,结合图去分析物体。


本题难度:一般



2、选择题  如图所示,在倾角为30°、静止的光滑斜面上,一辆在外力作用下加速下滑的小车上悬吊单摆的摆线总处于水平位置。已知车的质量和摆球的质量均为m,下列正确的是(?)

A.小车加速度为g/2
B.摆线中张力大小一定为mg
C.小车加速度为2g
D.摆线中张力大小一定 为2mg


参考答案:C


本题解析:

据题意,先把摆球隔离进行受力分析,如上图,在重力G和拉力T的作用下摆球沿斜面向下加速,其加速度为a=F/m=g/sin30°=2g,而摆球的运动情况和整体的运动情况一致,所以整体的加速度也为2g,则A选项错误而C选项正确;摆线的张力T=mgtan60°=mg,所以B、D选项错误。


本题难度:一般



3、选择题  在一次跳伞演习中,某空降兵携带降落伞从跳离飞机到落地的过程中沿竖直方向运动的v-t图象如图所示,则下列判断正确的是

[? ]
A.0~10 s内空降兵和伞整体所受重力比空气阻力大
B.10 s~15 s内空降兵处于失重状态
C.10 s~15 s空降兵做匀减速运动
D.15 s后空降兵匀速下落,此过程中机械能守恒


参考答案:A


本题解析:


本题难度:一般



4、计算题  图18甲所示,平行金属板PQ、MN水平地固定在地面上方的空间,金属板长 l=20cm,两板间距d=10cm,两板间的电压UMP=100V。在距金属板M端左下方某位置有一粒子源A,从粒子源竖直向上连续发射速度相同的带电粒子,射出的带电粒子在空间通过一垂直于纸面向里的磁感应强度B=0.20T的圆形区域匀强磁场(图中未画出)后,恰好从金属板 PQ左端的下边缘水平进入两金属板间,带电粒子在电场力作用下恰好从金属板MN的右边缘飞出。已知带电粒子的比荷=2.0×106C/kg,粒子重力不计,计算结果保留两位有效数字。求:

(1)带电粒子射人电场时的速度大小;
(2)圆形匀强磁场区域的最小半径;
(3)若两金属板间改加如图乙所示的电压,在哪些时刻进入两金属板间的带电粒子不碰到极板而能够飞出两板间。


参考答案:(1)v=2.0×104m/s ;(2)r=0.036m?(3)(0.5+2n)×10-5s <t<(0.70+2n) ×10-5s(n=0,1,2,3…)


本题解析:(1)设带电粒子从PQ左边缘进入电场的速度为v,由MN板右边缘飞出的时间为t,带电粒子在电场中运动的加速度为a,则

?

则??
解得? v=2.0×104m/s
(2)粒子进入电场时,速度方向改变了解90°,可见粒子在磁场中转了四分之一圆周。设圆形匀强磁场区域的最小半径为r,粒子运动的轨道半径为R,则? qvB=?
m

由图中几何关系可知
r==0.036m
圆形磁场区域的最小半径r="0.036m"
(3)带电粒子以v=2.0×104m/s进入两金属板间,穿过电场需要的时间为
t=l/v=1.0×10-5s,正好是交变电压的半个周期。
在两极板上加上如图所示的交变电压后,设带电粒子的加速度为a?,则
m/s2
时刻进入电场的粒子穿过电场时的偏转量为:
>d=10cm,粒子将打在MN板上。
同理,t=2.0、4.0、 6.0……2.0n(n=0、1、2、3……)时刻进入电场的粒子都将打在MN板上。
设带电粒子在t1时刻进入两极板间,恰好从MN板右边缘飞出,带电粒子进入电场后向下加速的时间为Dt1,则减速阶段的时间也是Dt1,如图18题答案图2所示,由对称性可知

?,Dt1=0.50×10-5s
所以? t1=t-="(1.0-0.5)" ×10-5s=0.5×10-5s
设带电粒子在t2时刻进入两极板间,恰好从PQ板右边缘飞出。它在竖直方向的运动是先加速向下,经过Dt2时间后电场反向,粒子在竖直方向运动改为减速向下,又经过时间Dt2,竖直分速度减为零,然后加速向上直到从Q点飞出电场。粒子这一运动过程的轨迹示意图如图18题答案图3所示,带电粒子进入电场后向下加速的时间为Dt2,

y1=
Dt2=(1-×10?5s
t2= t-Dt2=[1.0-(1-]×10-5s=×10-5s=0.70×10-5s
考虑到交变电流的周期性,带电粒子不碰到极板而能够飞出两板间的时刻t为
(0.5+2n)×10-5s <t<(0.70+2n) ×10-5s(n=0,1,2,3…)


本题难度:一般



5、选择题  如图,a、b、c为一正点电荷形成的电场中的三条电场线,另有一带电的点电荷从M点射入电场,在电场力(只受电场力)作用下沿图中虚线运动到N点,则该点电荷从M向N运动的过程中(  )
A.加速度一直减小
B.动能一直减小
C.电势能一直减少
D.动能和电势能的总和一直减少
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参考答案:A、根据电场线的疏密可知,从M向N运动的过程中电场强度逐渐减小,所以粒子电场力逐渐减小,根据牛顿第二定律可知,粒子的加速度逐渐减小,故A正确;
B、由运动与力关系可知,电场力方向与速度方向分居在运动轨迹两边,且电场力偏向轨迹的内侧,故在M点电场力沿电场线向左,电场的方向向右,电场力的方向与电场方向相反,故粒子带负电,不计粒子所受的重力,只有电场力做功,又粒子从M向N电场力做负功,动能减小,电势能增加,故B正确,C错误;
D、只有电场力做功,动能和电势能的总和保持不变,故D错误.
故选AB


本题解析:


本题难度:简单



Catch not at the shadow and lose the substance. 勿抓影子而失去本质。

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