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2016年北京市东城区高考物理二模试卷和答案

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  • 2025/7/10 21:04:54

小物块所受摩擦力的大小.

④当悬挂质量为m2(m2>m1)的重物2时,为了测得小物块在运动过程中多个位置的速度,又利用频闪照相技术记录了小物块在运动过程中不同时刻的位置.如图2所示,测出3个连续位置间的距离依次为x1、x2.已知拍摄时闪光频率为f.小物块运动到P点时速度的大小为

⑤根据测得数据画出的小物块速度随时间变化的图象如图3所示.图中v1、t1、t2、重物1的质量m1、重物2的质量m2、重力加速度g均为已知,小物块的质量M为未知.已知重物落地后未反弹,忽略空气阻力的影响,分析可知,下列结论正确的是 BCD .(填选项前字母) A.重物落地前下落高度为

B.重物落地后小物块移动距离为C.小物块与水平桌面间的动摩擦因数为

D.小物块的质量为E.小物块的最大动能为

【解答】解:①使牵引小车的细绳与木板平行.这样做的目的是可在平衡摩擦力后使用细绳拉力等于小车受的合力. 故选:B.

②若d很小时,则可以认为平均速度可表示对应过程的瞬时速度;

③当悬挂质量为m1的重物1时,重物落地前小物块先后经过两个光电门所用时间相等,则说明小物体做匀速运动,根据平衡条件可知,可以判断重物所受重力大小;

④根据平均速度公式可知,v=

=

; 故A错误,B正确;

,联立解得:

⑤A、图象的面积表示位移,则可知,x=

C、根据牛顿第二定律可知,a=μg;由图象可知a=

μ=;故C正确;

D、当悬挂重物1时,根据平衡条件可知m1g=μMg; 解得:M=故D正确;

E、小物块的最大动能为:Ek=Mv12=m1gv1(t2﹣t1);故E错误; 故选:BCD;

故答案为:①B; ②瞬时速度;③等于;④

;⑤BCD.

11.(16分)如图所示为固定在竖直平面内的光滑轨道ABCD,其中ABC部分是半径为R的半圆形轨道(AC是圆的直径),CD部分是水平轨道.一个质量为m的小球沿水平方向进人轨道,通过最高点A时速度大小vA=2

,之后离开A点,

最终落在水平轨道上.小球运动过程中所受阻力忽略不计,g取10m/s2.求: (1)小球落地点与C点间的水平距离; (2)小球落地时的速度方向;

(3)小球在A点时轨道对小球的压力.

【解答】解:(1)小球离开A点后做平抛运动, 竖直方向上:2R=gt2 水平方向上:s=vAt

联立解得小球落地点与C点间的水平距离为:s=4R (2)设小球落地时的速度方向与水平方向的夹角为θ, 由速度的合成得:tanθ=解得:θ=450

(3)设小球在A点对轨道的压力为NA, 根据牛顿第二定律得:NA+mg=m解得:NA=3mg,方向竖直向下.

答:(1)小球落地点与C点间的水平距离为4R; (2)小球落地时的速度方向与水平方向夹角为450;

(3)小球在A点时轨道对小球的压力是3mg,方向竖直向下.

12.(18分)电源是把其他形式能转化为电势能的装置.我们通常使用的电源有交流、直流之分.

(1)法拉第发明了世界上第一台直流发电机﹣﹣法拉第圆盘发电机.如图1所示为示意图,铜质圆盘竖直放置在水平向左的匀强磁场中,它可以绕水平轴在竖直平面内转动,当两个电刷分别位于圆盘的边缘和圆心处时,在圆盘匀速转动时产生的电流是稳定的,用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路.已知匀强磁场的磁感应强度大小为B,圆盘半径为a,圆盘匀速转动时,角速度为ω,发电机内阻为r1.求电源电动势E,并判断通过电阻R的电流方向.

(2)如图2所示为一个小型交流发电机的原理图,n匝矩形线圈处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,ab边、cd边分别连在两个滑环上,导体做的两电刷分别压在滑环上.线圈ab边的边长为L1,bc边的边长为L2,总电阻为r2.线圈以恒定的角速度ω绕与磁场方向垂直的固定对称轴00′匀速转动.用导线将电刷与电R连接起来形成回路.回路中其他电阻不计.请你说明当发电机线圈平面转至何位置感应电动势具有最大值Em,并推导此最大值的表达式.

(3)若已知L1=2a,L2=a,求上述两个发电机分别为电阻R供电时,电阻R消耗的电功率之比.

【解答】解:(1)圆盘产生的感应电动势为:E=得:解得:E=

根据右手定则知,流过电阻R的感应电流方向为为b到a.

(2)当线圈平面转至与磁场方向平行位置(图示位置)时,线圈中的感应电动势最大,设此时ab边、cd边的线速度大小为v, 则单匝线圈时,ab边产生的感应电动势为:E1=BL1v, cd边产生的感应电动势为:E2=BL1v,

n匝线圈产生的总感应电动势为:Em=n(E1+E2)=2nBL1v. 由于

,有:

=nBL1L2ω.

=

(3)(1)中发电机为电阻供电时有:

(2)中发电机为电阻供电时有:=,

答:(1)电源电动势为

.通过电阻R的电流方向为b到a;

(2)最大值的表达式为Em=nBL1L2ω.

(3)上述两个发电机分别为电阻R供电时,电阻R消耗的电功率之比为

13.(20分)在光滑绝缘水平面上方某区域(x≤3L)有沿x轴正方向的水平匀强电场,电场强度的大小及分布情况如图1所示.将质量为m1、电荷量为+q的带电小球A在x=0处由静止释放,小球A将与质量为m2、静止于x=L处的不带电的绝缘小球B发生正碰. 已知两球均可视为质点,碰撞时间极短,且碰撞过程中没有机械能的损失,没有电荷量的转移.E0、L为已知量. (1)若m1=m2,小球A与小球B发生碰撞后二者交换速度,求:

a.两小球第一次碰撞前,小球A运动的时间t0以及碰撞前瞬时的速度大小v0; b.在图2中画出小球A自x=0处运动到x=5L处过程中的v﹣t图象.

(2)若m1=km2,通过计算分析说明无论倍数k取何值,小球A均可与小球B发生第二次碰撞.

【解答】解:(1)a、小球A第一次与小球B碰撞前做初速度为零的匀加速直线运动,由牛顿第二定律得

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小物块所受摩擦力的大小. ④当悬挂质量为m2(m2>m1)的重物2时,为了测得小物块在运动过程中多个位置的速度,又利用频闪照相技术记录了小物块在运动过程中不同时刻的位置.如图2所示,测出3个连续位置间的距离依次为x1、x2.已知拍摄时闪光频率为f.小物块运动到P点时速度的大小为 . ⑤根据测得数据画出的小物块速度随时间变化的图象如图3所示.图中v1、t1、t2、重物1的质量m1、重物2的质量m2、重力加速度g均为已知,小物块的质量M为未知.已知重物落地后未反弹,忽略空气阻力的影响,分析可知,下列结论正确的是 BCD .(填选项前字母) A.重物落地前下落高度为 B.重物落地后小物块移动距离为C.小物块与水平桌面间的动摩擦因数为D.小物块的质量为E.小物

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