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专题(八) 初高衔接题
|真题回顾|
1.[2014·鄂尔多斯]如图ZT8-1所示,质量为m的小球从A点由静止自由下落到B点,A、B间距离为h。我们已经知道动能(Ek)与质量(m)、速度(v)有关,它们的具体关系可以用公式Ek=12mv2来表示。小球落到B点时的速度为(不计空气阻力)( )
图ZT8-1
A.2gh B.2gh
C.2gh D.mgh
2.[2016·鄂尔多斯]在鄂尔多斯市自行车“车友会”举办的活动中,张明的自行车停放在烈日下,车胎自己爆裂。他分析后猜想:一定质量的气体,在体积不变时,气体压强与温度有关。根据猜想,他进行了如下探究实验:将烧瓶的一端连接在压强计上,用压强计中的水银柱在烧瓶中密闭一定质量的空气。将烧瓶放入水中,给水槽中的水加热,水温上升。每隔一段时间同时用温度计和压强计测量水的温度值及密闭空气的压强值。每次测量时都使压强计左侧水银液面保持在图ZT8-2中A点的位置不变。各次测量所得数据如下:
图ZT8-2
气体的温度/℃
20
30
40
50
…
气体的压强/(105 Pa)
1.00
1.03
1.05
1.10
…
(1)实验过程中,烧瓶中密闭气体的温度是通过测量 的温度得到的。
(2)分析实验数据得出结论:一定质量的气体,在 保持不变时, 。
(3)炎热的夏天,载重汽车下坡行驶时,不断往轮胎上喷水,通过水的汽化吸热使轮胎内气体的 来减小轮胎内气体的压强,防止爆胎。
3.[2019·鄂尔多斯]如图ZT8-3甲所示,浩浩为探究阻力对物体运动的影响,每次都让小车从斜面顶端由静止开始下滑,改变水平面的粗糙程度,测量小车在水平面上滑行的距离。
图ZT8-3
(1)如图乙所示,小车在木板上滑行的距离为 cm。
(2)实验时,小车每次都在水平面上运动时,小车在竖直方向上受到一对 ,其作用效果相互抵消,相当于小车只受阻力f的作用,即合外力F合=f。
(3)对比图甲可知:小车所受阻力越小,运动的距离就越远,速度减小得就越 ,如果阻力为零,小车将 。
(4)浩浩评估实验时发现,本实验还可以探究物体速度变化快慢与阻力(合外力)的定量关系,在老师的指导下,他用类比的方法联想到:物体运动的快慢等于路程与时间之比,用速度v来表示,那么速度变化快慢就等于速度的变化量与时间之比,用加速度a来表示,他重新实验对这个问题进行了探究,得到下表所示数据:
次数
物理量
1
2
3
水平接触面
毛巾
棉布
木板
小车质量m/kg
0.04
0.04
0.04
初速度v0/(m·s-1)
1
1
1
末速度v1/(m·s-1)
0
0
0
减速所用时间t/s
0.1
0.2
0.4
速度减小快慢a/(m·s-2)
10
5
2.5
阻力f/N
0.4
0.2
0.1
对数据进行定量分析可知:同一物体速度变化快慢a与阻力f的关系式为 。
(5)交流讨论时,薇薇说:高速路上,满载的大货车很难停下来,而小轿车却容易得多。试猜想,速度变化的快慢a可能还与 有关。
|基础过关|
1.位移是描述物体位置变化的物理量,可以用从初位置指向末位置的有向线段来表示,其大小等于有向线段的长度。如图ZT8-4所示,某同学从O点出发,向北走了40 m,再向东走30 m,则该同学的位移大小为 m。
图ZT8-4
2.[2019·呼和浩特一模]如图ZT8-5所示,带正电的小球甲固定于水平绝缘支架上,另一带正电的小球乙从甲正上方A点由静止释放(图中虚线表示两球球心的连线)。已知电荷间的相互作用力随它们之间距离的减小而增大。若乙运动至B点时,其所受重力恰好等于甲对它的排斥力。不计空气阻力,下列对小球乙下落过程的分析不正确的是 ( )
图ZT8-5
A.到达B点前增加的动能不等于减小的重力势能
B.到达B点时虽然二力平衡,但还会继续向下运动
C.从A点到B点的过程中,它始终受到平衡力作用
D. 从A点到B点,重力做的功比排斥力做的功多
3.我们可以用如图ZT8-6所示的电路图测量未知电阻Rx的阻值。调节电路,当电压表示数U为2.5 V时,电流表的示数为0.5 A。如果考虑到电流表的电阻值为0.12 Ω,则待测电阻Rx的阻值应为 Ω。
图ZT8-6
4.[2019·呼和浩特]小艳同学在测量定值电阻Rx(大约几十欧)的实验中,实验室只有如下器材:电源、开关、导线若干、定值电阻R0=15 Ω、两个电压表V1和V2、滑动变阻器。她设计的电路图如图ZT8-7所示,物理孙老师检查后,认为不完整。
图ZT8-7
(1)请将图ZT8-7所示电路图补充完整。(在原图上补全电路)
(2)闭合开关S之前,滑动变阻器的滑片应滑至 (选填“最左端”或“最右端”或“任意位置”)。
(3)她经过这次实验后,自己进一步设计出没有电压表,只有两个电流表的实验电路图三个,如图ZT8-8所示,若已知电流表A1的电阻,你认为图 (选填“A”“B”或“C”)所示设计测量更精确。
图ZT8-8
5.[2019·呼和浩特一模]仔细阅读材料,根据材料提供的信息回答问题:
我们已经学过杠杆的力臂和杠杆的平衡条件,如果把这些知识稍加拓宽和延伸,就可尝试用新的方法来解决一些实际问题。有固定转动轴的物体在力的作用下处于静止或匀速转动的状态称为力矩平衡状态。物理学中把力和力臂的乘积叫力对转动轴的力矩。力矩用M表示,即M=Fl,式中l为力臂,力臂是转动轴到力的作用线的距离。在国际单位制中,力矩的单位是牛顿·米,符号为N·m。引入力矩概念后,杠杆的平衡条件可叙述为:使杠杆沿顺时针转动的力矩与使杠杆沿逆时针转动的力矩相等,用公式表示为M顺=M逆。
(1)力矩的表达式为M= 。
(2)用垂直于门的力去推门,推力F=80 N,力作用点到门轴的距离为0.3 m,则推力F对门轴的力矩M为
N·m。
(3)如图ZT8-9所示,一根均匀木棒OA可绕过O点的水平轴自由转动,现有一方向不变的水平力F作用于该棒的A点,使棒从竖直位置缓慢转到偏角θ<90°的某一位置(缓慢转动可视为匀速转动),设M为力F对转轴的力矩,对此过程中M和F的判断正确的是 。(选填字母)
图ZT8-9
A.M不断变大,F不断变大
B.M不断变大,F不断变小
C.M不断变小,F不断变大
D.M不断变小,F不断变小
6.[2019·呼和浩特]思与行是学习物理的核心素养。在一次物理课上,老师演示了如图ZT8-10甲所示的一个物理现象,小孙同学由此思考,水的落地点到瓶子的水平距离与哪些因素有关呢?接着他在脑海中构建了这个问题的物理模型,如图乙所示,即实际上问题就是被水平抛出的小球,它的落地点到初始点的水平距离可能与哪些因素有关?经过观察思考并结合课上所学的内容,小孙做了如下猜想:
图ZT8-10
猜想一:小球落地点到初始点的水平距离s可能与小球的高度H有关;
猜想二:小球落地点到初始点的水平距离s可能与被抛出时的初速度v有关。
然后,小孙选取了一个钢球,利用高度可调的桌子和比较光滑的斜面组成图丙所示的装置,进行了实验和相关测量,得到了部分数据如下表所示。
同一钢球,H=1.0 m
次数
钢球高度h/m
落地点到初始点的水平距离s/m
1
0.1
0.63
2
0.2
0.89
3
0.3
1.09
(1)在实验中让钢球从斜面上的不同高度由静止滚下,其目的是下列选项中的 (选填“A”或“B”)。
A.使钢球到达桌面的速度不同
B.使钢球到达桌面的速度相同
(2)这里用到的实验方法是 (选填“等效替代法”或“控制变量法”)。
(3)分析表中数据可知猜想 (选填“一”或“二”)是正确的。
7.如图ZT8-11甲所示是自动冲泡咖啡机,图乙是其简化电路图,咖啡机的铭牌如下表。咖啡机可以通过自动控制开关S分别进行打磨和加热。请计算:
图ZT8-11
额定电压
220 V
电动机的额定功率
220 W
电热丝的额定功率
800 W
水容量
1 L
(1)电热丝R的阻值。
(2)已知电动机的线圈电阻r=0.2 Ω,咖啡机正常打磨1 min时,求通过电动机线圈的电流IM和线圈产生的热量Q。
8.2017年2月28日,杭州交通运管部门向三家网约车企业颁发了首批经营许可证。而其中一家企业重点推广使用的网约车为新能源汽车,即电动汽车;已知其电动汽车以60 km/h的速度行驶时电动机工作电压为280 V,消耗的功率为30.4 kW,若车及人总质量为1.68 t,行驶时阻力是总重的0.1倍。(g取10 N/kg)
(1)电动汽车以60 km/h的速度行驶时电动机工作时的电流是多少?(结果精确到0.1)
(2)忽略机械传动时的能量损失,求电动机的电阻。(结果精确到0.1)
9.[2019·呼和浩特]呼和浩特市共享单车的投放,为呼和浩特市市民的出行提供了极大的便利。小董同学通过手机扫码,解锁了一辆电动自行单车。如果她骑行电动自行单车在平直的乡间小路上做直线运动,且以恒定的功率行驶。通过收集数据,得到如图ZT8-12所示的v-t图像。在第16 s时速度达到10 m/s,然后以10 m/s做匀速直线运动。已知小董质量为50 kg,电动自行单车质量为10 kg,骑行时所受阻力恒为人和车总重的115,g取10 N/kg。求:
(1)在0~16 s时间内,单车通过的路程 (选填“大于”“等于”或“小于”)80 m,这段时间内,电动机对单车产生的牵引力 (选填“大于”“等于”或“小于”)单车所受的阻力。
(2)电动自行单车做匀速直线运动时,加在电动机上的电压为50 V,通过的电流为10 A,电动机提供的电功率多大?该电动机的效率为多少?电动机线圈电阻是多少?(不计机械摩擦损失)
(3)在0~16 s时间内,单车通过的路程。(提示:能量守恒。动能计算公式为0.5mv2,m表示质量,v表示速度)
图ZT8-12
10.一个标有“220 V 100 W”的白炽灯接在220 V的电源两端,如图ZT8-13所示,由于输电线的电损,白炽灯发光时的实际功率是81 W。(电源电压不变,不计灯泡电阻的变化)
(1)求出此时白炽灯L两端的电压。
(2)试证明:这种情况下输电线损耗的电功率P线与灯泡实际功率PL之比是P线∶PL=1∶9。
图ZT8-13
【参考答案】
真题回顾
1.C
2.(1)水(或水槽中的水)
(2)体积 压强随温度的升高而增大(或气体温度升高,压强增大)
(3)温度降低
3.(1)20.00
(2)平衡力
(3)慢 做匀速直线运动
(4)a=fm (5)质量
基础过关
1.50
2.C
3.4.88
4.(1)如图所示
(或 )
(2)最右端 (3)C
[解析](2)闭合开关前,滑动变阻器的滑动端应滑至使其接入电路的阻值最大的最右端。(3)三个实验电路均可以测出Rx的值,但由于电流表有电阻,A、B两图均没有考虑电流表电阻对实验结果的影响,图C中,电流表电阻对实验结果没有影响,故图C所示设计测量更精确。
5.(1)Fl (2)24 (3)A
6.(1)A
(2)控制变量法
(3)二
7.解:(1)由表格数据可知,电热丝的额定功率PR=800 W,由P=U2R可得,电热丝R的阻值R=U2PR=(220V)2800W=60.5 Ω。
(2)由表格数据可知,电动机正常工作时的功率PM=220 W,
由P=UI可得,通过电动机线圈的电流IM=PMU=220W220V=1 A。
1 min内线圈产生的热量Q=IM2rt=(1 A)2×0.2 Ω×60 s=12 J。
8.解:(1)由P=UI可得,电动机工作时的电流I=PMU=30.4×103W280V=7607 A≈108.6 A。
(2)因电动汽车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,牵引力F=f=0.1G=0.1mg=0.1×1.68×103 kg×10 N/kg=1.68×103 N,
电动机输出的机械功率P机械=Fv=1.68×103 N×60×13.6 m/s=2.8×104 W,
电动机的热功率P热=PM-P机械=30.4×103 W-2.8×104 W=2.4×103 W,
由P=I2R可得,电动机的电阻R=P热I2=2.4×103W7607A2≈0.2 Ω。
9.解:(1)大于 大于
(2)电动机提供的电功率
P电=UI=50 V×10 A=500 W。
电动自行车做匀速直线行驶时,所受牵引力与阻力大小相等,则牵引力为
F=f=115(m人+m车)g=115×(50 kg+10 kg)×10 N/kg=40 N,
电动机的输出功率P机械=Fv=40 N×10 m/s=400 W,
电动机的效率
η=W机械W电=P机械tP电t=P机械P电=400W500W=80%。
电动机线圈的电阻R线=P线I2=P电-P机械I2=500W-400W(10A)2=1 Ω。
(3)由题知小董骑行时的功率恒定,所受阻力恒为人和车总重的115,则根据能量守恒定律可知
P机械t-fs=0.5(m人+m车)v2,
即400 W×16 s-40 N×s=0.5×(50 kg+10 kg)×(10 m/s)2,
解得s=85 m。
10.解:(1)灯丝的电阻RL=U额2P额=(220V)2100W=484 Ω,
根据P=U2R得,白炽灯两端的实际电压UL=P实RL=81W×484Ω=198 V。
(2)证明:根据串联电路电压的规律知,输电线上的电压U线=U-UL=220 V-198 V=22 V,因串联电路中电流处处相等,
所以根据P=UI知,输电线损耗的电功率P线与白炽灯实际功率PL之比
P线PL=U线IULI=U线UL=22V198V=19=1∶9。
10
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