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质量为5kg的物体放置在粗糙的水平桌面上,与桌面间的动摩擦因数为0.2,g取10m/s2试求⑴如果给它从一个初速度,则他沿桌面滑行的加速度大小与方向?⑵如果从静止开始,受到一个大小为20N,方向水平恒力作用下的加速度?⑶如果从静止开始,受到一个大小为20N,与水平方向成30度角斜向上的恒力作用下运动的加速度?
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（1）a=f/m=μmg/m=μg=0.2*10=2m/s^2；方向与初速度方向相反（2）a=（F-f）/m=（20-10）/5=2m/s^2；方向与F方向一致（3）a=（Fcos30°-f）/m=（17.32-10）/5=4.93m/s^2
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2015学年第一学期徐汇区学习能力诊断卷高三物理试卷2016.1（考试时间120分钟，满分150分）1．答第Ⅰ卷前，考生务必在答题卷上用蓝色或黑色的钢笔或圆珠笔清楚填写姓名、考号，并用2B铅笔在答题卷上正确涂写考号。2.本试卷重力加速度g=10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8。第Ⅰ卷（共56分）单项选择题（每小题2分，共16分，每小题只有一个正确选项。）1．伽利略通过斜面理想实验得出了（）（A）力是维持物体运动的原因（B）物体的加速度与外力成正比（C）物体运动不需要力来维持（D）力是克服物体惯性的原因2．下列各力中按照力的效果命名的是（）（A）支持力（B）电场力（C）分子力（D）摩擦力3．如图所示，一端搁在粗糙水平面上另一端系一根细线（线竖直）处于静止状态的重直杆A受到的作用力个数为（）（A）1（B）2（C）3（D）44．如图所示，O1、O2两轮通过皮带传动，两轮半径之比r1：r2=2：1，点A在O1轮边缘上，点B在O2轮边缘上，则A、B两点的向心加速度大小之比aA：aB为（）（A）1：1（B）1：2（C）2：1（D）1：45．在如图所示的逻辑电路中，当A端输入电信号“0”，B端输入电信号“1”时，则在C和D端输出的电信号分别为（）（A）1和0（B）0和1（C）1和1（D）0和06．左手定则中规定大拇指伸直方向代表以下哪个物理量的方向（）（A）磁感强度（B）电流强度（C）速度（D）安培力7．下列现象中属于分子斥力的宏观表现的是（）（A）镜子破碎后再对接无法接起（B）液体体积很难压缩（C）打气筒打气，若干次后难再打进（D）橡皮筋拉伸后放开会自动缩回8．如图所示，圆形线圈在条形磁铁顶部S级处，线圈平面与磁铁垂直。当条形磁铁缓缓沿竖直方向上升，直至远离线圈的整个过程中，从上往下看线圈中感应电流方向为（）（A）始终顺时针（B）始终逆时针（C）先顺时针再逆时针（D）先逆时针再顺时针二、单项选择题（每小题3分，共24分，每小题只有一个正确选项。）9．某跳水运动员在3m长的踏板上起跳，踏板和运动员要经历如图所示的几个位置，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时的平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，已知板形变越大时板对人的弹力也越大，在人由C到B的过程中（）（A）人向上做加速度大小减小的加速运动（B）人向上做加速度大小增大的加速运动（C）人向上做加速度大小减小的减速运动（D）人向上做加速度大小增大的减速运动10．如图所示，一物块相对木板向右从板上A点滑至板上B点，木板上A、B两点间距离为5米，同时木板在地面上向左滑行3米，图甲为滑行前，图乙为滑行后，在此过程中物块受到木板对它的滑动摩擦力大小为20N，则物块所受的摩擦力做功为（）（A）-160J（B）-100J（C）100J（D）-40J11．在离地高h处，同时自由下落和竖直向上抛出各一个小球，其中竖直上抛的小球初速度大小为，不计空气阻力，重力加速度为g，两球落地的时间差为（）（A）（B）（C）（D）12．如图所示，箱子中固定有一根轻弹簧，弹簧上端连着一个重物，重物顶在箱子顶部，且弹簧处于压缩状态。设弹簧的弹力大小为F，重物与箱子顶部的弹力大小为FN。当箱子做竖直上抛运动时（）（A）F=FN=0（B）F=FN≠0（C）F≠0，FN=0（D）F=0，FN≠013．如图甲所示，开口向上的导热气缸静置于水平桌面，质量为m的活塞封闭一定质量气体，若在活塞上加上质量为m的砝码，稳定后气体体积减小了△V1，如图乙；继续在活塞上再加上质量为m的砝码，稳定后气体体积又减小了△V2，如图丙。不计摩擦，环境温度不变，则（）（A）△V1△V2（B）△V1=△V2（C）△V1△V2（D）无法比较△V1与△V2大小关系14．如图所示，斜面固定在水平面上，斜面上一个物块在沿斜面向下拉力F1作用下匀速下滑。某时刻在物块上再施加一个竖直向下的恒力F2，则之后较短的一段时间内物块的运动状态是（）（A）仍匀速下滑（B）匀加速下滑（C）匀减速下滑（D）不确定，这与接触面摩擦系数的大小有关15．将两个负电荷A、B（带电量QA=20C和QB=40C）分别从无穷远处移到某一固定负点电荷C产生的电场不同位置M和N，克服电场力做功相同，则将这两电荷位置互换后(即将电荷A移至位置N，电荷B移至位置M，规定无穷远处为零势面，且忽略电荷A、B对点电荷C的电场分布影响）。此时电荷A、B分别具有的电势能EA和EB关系描述正确的是（）（A）EAEB（B）EA=EB（C）EAEB（D）无法确定16．质量为m的物体放在粗糙水平面上，在一个足够大的水平力F作用下开始运动，经过一段时间t撤去拉力，物体继续滑行直至停止，运动总位移s。如果仅改变F的大小，作用时间不变，总位移s也会变化，则s与F关系的图像是（）三、多项选择题（每小题4分，共16分.每小题有两个或三个正确选项。全选对的，得4分；选对但不全的，得2分；有选错或不答的，得0分。）17．一颗子弹以水平速度v0穿入一块在光滑水平面上迎面滑来的木块后各自运动。设子弹与木块间相互作用力恒定，则该过程中子弹及木块的速度时间图像可能正确的是（图中实线为子弹图线，虚线为木块图线）（）18．如图甲所示，将一个小球从某处水平抛出，经过一段时间后恰好平行斜面沿着斜面向下滑行。从抛出后起一段时间内小球的动能随时间平方（EK~t2）图像如图乙所示，横坐标在0-2.5之间图线为直线，此外为曲线。重力加速度为g。则根据图乙信息，可以求得（）（A）小球的初速度（B）小球的质量（C）小球在斜面上滑行的时间（D）斜面的倾角19．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，R1是滑动变阻器，R2=0.5r，当滑片P处于中点时，电源的效率是50%。当滑片由a端向b端移动的过程中（）电源效率增大电源输出功率增大（C）电压表V1和V的示数比值增大（D）电压表V1和V示数变化量ΔU1、ΔU的比值始终等于20．如图所示，两根弯折的平行的金属轨道AOB和A'O'B'固定在水平地面上，与水平地面夹角都为θ，AO=OB=A'O'=O'B'=L，OO'与AO垂直。两虚线位置离顶部OO'等距离，虚线下方的导轨都处于匀强磁场中，左侧磁场磁感应强度为B1，垂直于导轨平面向上，右侧磁场B2（大小、方向未知）平行于导轨平面。两根金属导体杆a和b质量都为m，与轨道的摩擦系数都为μ。将它们同时从顶部无初速释放，能同步到达水平地面且刚到达水平地面速度均为v。除金属杆外，其余电阻不计，重力加速度为g。则下列判断正确的是（）（A）匀强磁场B2的方向一定是平行导轨向上（B）两个匀强磁场大小关系为：B1=μB2（C）整个过程摩擦产生的热量为Q1=2μmgLcosθ（D）整个过程产生的焦耳热Q2=mgLsinθ－μmgLcosθ－mv2第Ⅱ卷（共94分）四、填空题（每小题4分，共20分）21.如图所示，一个匝数为n、面积为S的闭合线圈置于水平面上，若线圈内的磁感应强度在时间t内由竖直向下大小为B1减少到零，再反向增加到大小为B2，则线圈内磁通量的变化量为___________，这段时间线圈内平均感应电动势为___________。22（A）．A、B两物体在光滑水平地面上沿同一直线均向东运动，A在后，质量为5kg，速度大小为10m/s，B在前，质量为2kg，速度大小为5m/s，两者相碰后，B沿原方向运动，速度大小为10m/s，则A的速度大小为___________m/s，方向为___________。22（B）．若两颗人造地球卫星的轨道半径之比为r1:r2＝2:3，则它们所在轨道处的重力加速度之比g1:g2＝___________，线速度之比v1:v2＝___________。23．如图所示，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流强度分别为I和2I，此时a受到的磁场力为F，当在a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，b受到的磁场力恰好平衡，则直导线c中电流流向为___________（选填“向上”或“向下”），此时a受到的磁场力大小为___________。24．如图所示，O2B是重为G的匀质杆，O1A是轻杆，A是O2B中点，O1、O2、A处都用光滑铰链连接。B、C两点之间悬挂一根重为G的匀质绳且B、C保持在同一水平线。此时O2B杆水平，与O1A杆夹角为37°。则O1A杆在A端受到的弹力大小为___________，若仅将C点沿水平线缓慢向左移动一些，O1A杆在A端受到的弹力大小变化情况为___________。（选填“不变”、“变小”或“变大”）25.如图甲所示电路图中，R是滑动变阻器，电键闭合后，将滑片从A端滑到B端，电源的输出功率和电流表读数作出的图像如图乙所示，则该电源的电动势为___________V，滑动变阻器总阻值为___________Ω。五、实验题（共24分）26．（4分）在“用DIS描绘电场的等势线”的实验中，电源通过正负电极在导电物质上产生的稳定电流分布模拟了由二个等量导种点电荷产生的静电场。（1）给出下列器材，电源应选用___________（选填“6V的交流电源”或“6V的直流电源”），探测等势点的仪器应选用___________（选填“电压传感器”或“电流传感器”）。（2）如图在寻找基准点1的等势点时，应该移动探针___________（选填“a”或“b”），若图示位置传感器的读数为正，为了尽快探测到基准点1的等势点，则逐渐将该探针向___________（选填“右”或“左”）移动。27．（4分）在研究“加速度与力的关系”实验中，某同学根据学过的理论设计了如下装置（如图甲）：水平桌面上放置了气垫导轨，装有挡光片的滑块放在气垫导轨的某处（档光片左端与滑块左端齐平）。实验中测出了滑块释放点到光电门(固定)的距离为s，挡光片经过光电门的速度为v，钩码的质量为m。（重力加速度为g，摩擦可忽略）（1）本实验中钩码的质量要满足的条件是______________________。（2）该同学作出了v2-m的关系图像（如图乙），发现是一条过原点的直线，间接验证了“加速度与力的关系”。依据图像，每次小车的释放点有无改变？___________(选填“有”或“无”)，从该图像还可以求得的物理量是___________。28．（8分）在研究“一定质量的气体在体积不变时压强与温度关系”的实验中（如图甲），与压强传感器相连的试管内装有密闭的空气和温度传感器的热敏元件。将试管放在大烧杯的凉水中，逐次加入热水并搅拌，记录得到试管内空气不同的压强和温度值。图乙为二组同学通过记录的压强和摄氏温度数据绘制的P-t图像，初始封闭气体体积相同。（1）两组同学得到的图线交点对应的摄氏温度为___________，两图线斜率不同可能的原因是___________。（2）通过图乙归纳出一定质量的气体体积不变时压强与摄氏温度的函数关系是___________，该规律符合___________定律。29．（8分）在研究“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，提供有以下器材：A．电压表V1（0~5V）B．电压表V2（0~15V）C．电流表A1（0~50mA）D．电流表A2（0~500mA）E．滑动变阻器R1（0～60Ω）F．滑动变阻器R2（0～2kΩ）G．直流电源EH．开关S及导线若干I．小灯泡（U额=5V）某组同学连接完电路后，闭合电键，将滑动变阻器滑片从一端移到另外一端。移动过程中发现小灯未曾烧坏，记录多组小灯两端电压U和通过小灯的电流I数据（包括滑片处于两个端点时U、I数据），根据记录的全部数据做出的U-I关系图像如图甲所示。（1）根据实验结果在图乙虚线框内画出该组同学的实验电路图。（2）根据实验结果判断得出实验中选用：电压表___________（选填器材代号“A”或“B”），电流表___________（选填器材代号“C”或“D”），滑动变阻器___________（选填器材代号“E”或“F”）。（3）根据图甲信息得出器材G中的直流电源电动势为___________V，内阻为___________Ω。（4）将两个该型号小灯泡串联后直接与器材G中的直流电源E相连。则每个小灯消耗的实际功率为___________W。六、计算题（共50分）30．（10分）在容积为40L的容器中，盛有压缩二氧化碳3.96kg，该容器能承受的压强不超过6.0106pa，求容器会有爆炸危险时内部气体达到的摄氏温度？（已知二氧化碳在标准状态下的密度是1.98kg/m3，温度是0℃，压强是1105pa）31．（13分）如图所示，用一块长L1=1.0m的木板在墙和桌面间架设斜面，桌面离地高H=0.8m，桌面长L2=1.5m，斜面和水平桌面间的倾角θ可以在0-60o之间调节后固定。将质量m=0.2kg的小物块从斜面顶端无初速释放，物块与斜面间的动摩擦因数μ1=0.05，物块和桌面间的动摩擦因数为μ2，忽略物块在斜面和桌面交接处的能量损失。（已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（1）当物块刚好能从斜面开始下滑时，求斜面的倾角θ；(用正切值表示)（2）当θ角增大到37o时，物块下滑后恰能停在桌面边缘，求物块与桌面间的动摩擦因数μ2；（3）若将（2）中求出的μ2作为已知条件，继续增大θ角，求物块落地点与墙面的距离最大值S总，及此时斜面的倾角θ'。32.（13分）如图所示金属小球A和B固定在弯成直角的绝缘轻杆两端，A球质量为2m，不带电，B球质量为m，带正电，电量为q。OA=2L，OB=L，轻杆可绕过O点且与纸面垂直的水平轴无摩擦转动，在过O点的竖直虚线右侧区域存在着水平向左的匀强电场，此时轻杆处于静止状态，且OA与竖直方向夹角为37°。重力加速度为g。求匀强电场的电场强度大小E；若不改变场强大小，将方向变为竖直向上，则由图示位置无初速释放轻杆后，求A球刚进入电场时的速度大小v。33．（14分）如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.4m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37o，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.5T、方向垂直于导轨所在平面的局部匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E＝4.5V、内阻r＝0.5Ω的直流电源。现把一个质量m＝0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0＝2.5Ω，金属导轨电阻不计。（已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。局部匀强磁场全部覆盖导体棒ab，但未覆盖电源。）（1）求静止时导体棒受到的安培力F安大小和摩擦力f大小；（2）若将导体棒质量增加为原来两倍，而磁场则以恒定速度v1＝30m/s沿轨道向上运动，恰能使得导体棒匀速上滑。（局部匀强磁场向上运动过程中始终覆盖导体棒ab，但未覆盖电源。）求导体棒上滑速度v2；（3）在问题（2）中导体棒匀速上滑的过程，求安培力的功率P安和全电路中的电功率P电。2015学年第一学期徐汇区学习能力诊断卷高三物理试卷参考答案第Ⅰ卷（共56分）一、单项选择题（每小题2分，共16分，每小题只有一个正确选项。）题号12345678答案CACBDDBD二、单项选择题（每小题3分，共24分，每小题只有一个正确选项。）题号910111213141516答案ADBBCCAC三、多项选择题（每小题4分，共16分.每小题有两个或三个正确选项。全选对的，得4分；选对但不全的，得2分；有选错或不答的，得0分。）题号17181920答案ABABDACDABD第Ⅱ卷（共94分）四、填空题（每小题4分，共20分）21.(B1+B2)S，22(A).8，向东22(B).9：4，:23.向下，1.5F24.，不变25.16，224五、实验题（共24分）26.（4分）（1）6V的直流电源（1分），电压传感器（1分）；（2）b（1分），右（1分）。27.（4分）（1）钩码质量远小于滑块质量（2分）；（2）无（1分），滑块质量（1分）。28.（8分）（1）-273℃（2分），两组初始气体压强不同，两组气体初始温度不同（2分说明：只回答出一个给部分分，回答两组气体初始质量不同给全分）；（2）p=p0+p0（2分说明：写出任何一个图像p-t函数关系都可以），查理（2分）29.（8分）（1）（2分说明：电流表内接外接都可以，凡是分压电路接法不得分）（2）B（1分），D（1分），E（1分）；（3）8V（1分），10Ω（1分）；（4）0.57W（1分说明：在0.55W-0.59W范围区间都给分）六、计算题（共50分）30.（10分）容器内的气体在标准状态下的状态量分别为：T1=273K，p1=1105pa，V1===2m3(2分)气体达到爆炸点的状态量为：p2=6.0106pa，V2=40L=0.04m3(2分)根据理想气体状态方程列式=(2分)T2=(2分)T2=327.6Kt2=54.6℃(2分)31.（13分）（1）恰好开始下滑，处于平衡状态G斜=fmgsinθ=μ1mgcosθ(1分)tgθ=μ1=0.05θ=arctg0.05(1分)（2）从顶端无初速释放开始直至恰好运动到桌面末端根据动能定理W合=DEKWG+Wf1+Wf2=DEK(2分)mgL1sin37°-μ1mgcos37°L1-μ2mg（L2-L1cos37°）=0(2分)μ2=0.8(2分)（3）从顶端无初速释放开始直至运动到桌面末端根据动能定理W合=DEKWG+Wf1+Wf2=DEKmgL1sinθ-μ1mgcosθL1-μ2mg（L2-L1cosθ）=(1分)sinθ-0.05cosθ-1.2=(cosθ+sinθ)-1.2=(cos53°cosθ+sin53°sinθ)-1.2=cos(θ-53°)-1.2=(1分)当且仅当θ'=53°时，v=1m/s(1分)S1=vt=v=0.4m(1分)S总=L2+S1=1.9m(1分)32.（13分）（1）轻杆处于静止状态时，根据力矩平衡M逆=M顺mAg2Lsin37°=qELcos53°+mBgLsin53°(2分)mA=2m,mB=m(2分)E=(2分)（2）无初速释放轻杆后，直至A球刚进入电场过程中，根据系统动能定理。W合=DEKWGA+WGB+W电B=DEK(2分)mAg2L（1-cos37°）+（qE-mBg）Lsin37°=+(2分)mA=2m,mB=m；vA=v,vB=(2分)v=(1分)33.（14分）（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：I==1.5A(1分)F安=BIL=0.30N(1分)导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1=mgsin37o=0.24N(1分)由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f根据共点力平衡条件mgsin37o+f=F安(2分)解得：f=0.06N(1分)（2）当导体棒质量加倍后，使其匀速运动需要的安培力也应该加倍F安′=0.60N(1分)设导体棒匀速速度为v2E′=BL(v1-v2)+EI′=(1分)F安′=BI'L=(1分)代入数据得到v2=7.5m/s(1分)（3）P安=F安′v2=0.67.5=4.5W(2分)E′=BL(v1-v2)+E=9V(1分)P电==27W(1分)
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质量为5kg的物体放置在粗糙的水平桌面上，与桌面间的动摩擦因数为0.2，试求：（1）如果给它一个初速度，则它沿桌面滑行的加速度大小与方向．（2）如果从静止开始，受到一个大小为20N、方向水平的恒力作用下的加速度．（3）如果从静止开始，受到一个大小为20N，与水平方向成300角斜向上的恒力作用下运动的加速度．
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（1）给物体初速度后，物体滑动起来，受摩擦力作用，根据牛顿第二定律-μmg=ma，-0.2×5×10=5×a-10=5a解得：a=-2m/s2，加速度大小为2m/s2，方向与运动方向相反；（2）推力为20N，摩擦力为10N，故而可以推动物体，根据牛顿第二定律F-μmg=ma20-0.2×5×10=5×a10=5aa=2m/s2加速度大小为2m/s2，方向与运动方向相同；（3）推力在水平方向的分力为：Fcos30°=17.32N摩擦力为：μ（Fsin30°-mg）=8N则物体可以被推动．根据牛顿第二定律：Fcos30°-μ（mg-Fsin30°）=ma17.32-8=5a9.32=5a解得：a=1.86m/s2，加速度大小为1.86m/s2，方向与运动方向相同；答：（1）加速度大小为2m/s2，方向与运动方向相反；（2）加速度大小为2m/s2，方向与运动方向相同；（3）加速度大小为1.86m/s2，方向与运动方向相同；
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（1）有初速度了，则摩擦力是滑动摩擦力，故而可以由牛顿第二定律求得加速度大小和方向．（2，3）先判定在推力作用下是否动了，然后再依据牛顿第二定律求加速度．
本题考点：
牛顿第二定律．
考点点评：
用推力去推物体，需要先判定物体在此推力作用下是否运动，进而才能知道物体受的是静摩擦力还是滑动摩擦力．
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