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湖南师范大学附属中学2017届高三第五次月考物理试题
一、选择题
1. 场是物理学中的重要概念,除了电场和磁场,还有引力场。物体之间的万有引力就是通过引力场发生作用的,地球附近的引力场叫做重力场。类比电场的相关概念,下列有关重力场的说法正确是
A. 类比电场强度,地球附近某点的“重力场强度”即为该点的重力加速度
B. “重力场”方向跟正电荷附近的电场方向类似
C. 类比电势,重力场中某点的“重力势”反映重力场的能的性质,与零势面的选取无关
D. 重力场中某点的“重力势”即为该点相对地面的高度
【答案】A
【解析】A. 电场力公式:F=Eq,而重力公式G=mg,类比电场强度,地球附近某点的“重力场强度”即为该点的重力加速度,故A正确;
B. 用于形象描述它所产生的重力场的所谓“重力场线”的分布,重力场的方向指向地球,重力场”方向跟负电荷附近的电场方向类似,故B错误;
C. 类比电势,重力场中某点的“重力势”反映重力场的能的性质,与零势面的选取有关,故C错误;
D. 重力场中某点相对地面的“重力势”即为该点与参考面的高度,故D错误
故选:A
点睛:可以类比的物体,它们都是有某些相同或相似的性质,根据这一个特点,分析它们是否具有相似性,就可以做出判断.
2. 一质点做匀加速直线运动,在时间间隔t内位移为s,速度变为原来的3倍。该质点的加速度为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设初速度为v,则末速度为3v;
由平均速度公式可得:
则
综上所述本题答案是:A
3. 如图所示,小球在水平拉力作用下,以恒定速率v沿竖直光滑圆轨由A点运动到B点,在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是
A. 逐渐减小 B. 逐渐增大
C. 先减小,后增大 D. 先增大,后减小
【答案】B
【解析】试题分析:因为小球是以恒定速率运动,即它是做匀速圆周运动,那么小球受到的重力G、水平拉力F、轨道的支持力三者的合力必是沿半径指向O点.设球与圆心的连线与竖直方向夹角是θ,则:(F与G的合力必与支持力在同一直线上)得:F=Gtanθ,而水平拉力F的方向与速度V的方向夹角也是θ,所以水平力F的瞬时功率是P=Fvcosθ,即为:P=Gvsinθ,显然,从A到B的过程中,θ是不断增大的,所以水平拉力F的瞬时功率是一直增大的.故B正确,ACD错误.故选B。
考点:功率
【名师点睛】解决本题的关键掌握瞬时功率的表达式P=Fvcosα,注意α为F与速度的夹角。
4. 美国在2016年2月11日宣布“探测到引力波的存在”,天文学家通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在,证实了GW150914是两个黑洞并合的事件,GW150914是一个36倍太阳质量的黑洞和一个29倍太阳质量的黑洞并合事件。假设这两个黑洞绕它们连线上的某点做圆周运动,且这两个黑洞的间距缓慢减小,若该黑洞系统在运动过程中各自质量不变且不受其它星系的影响,则关于这两个黑洞的运动,下列说法正确的是
A. 这两个黑洞做圆周运动的向心加速度大小始终相等
B. 36倍太阳质量的黑洞比29倍太阳质量的黑洞运行的轨道率径小
C. 这两个黑洞运行的线速度大小始终相等
D. 随两个黑洞的间距缓慢减小,这两个黑洞运行的周期也在增大
【答案】B
【解析】试题分析:根据
可得①
根据
可得②
由①②知m1:m2=r2:r1,质量与轨道半径成反比,所以36倍太阳质量的黑洞轨道半径比29倍太阳质量的黑洞轨道半径小.故B正确;根据a=ω2rr可知,角速度相等,质量大的半径小,所以质量大的向心加速度小,故A错误;这两个黑洞共轴转动,角速度相等,根据v=ωr可以,质量大的半径小,所以质量大的线速度小.故C错误;又:,当m1+m2不变时,L减小,则T减小,即双星系统运行周期会随间距减小而减小,故D错误;故选B.
考点:万有引力定律的应用
【名师点睛】解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力,应用万有引力定律与牛顿第二定律即可正确解题,难度不大,属于基础题。
5. 已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ,以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图a所示),以此时为t=0时刻纪录了小物块之后在传送带上运动的速度随时间的变化关系,如图b所示(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向,其中两坐标大小>)。已知传送带的速度保持不变,g取10m/s2。则下列判断正确的是
A. 0~内,物块对传送带做正功
B. 物块与传送带间的动摩擦因数为μ,μ
C、粒子在0~段斜率变化,电场强度变化,电场力变化,粒子做变速运动,不是匀变速运动,~段图线斜率不变,电场强度不化,电场力不化,粒子做匀速运动,C错误,D正确;
故选:ABD。
10. 如图所示,质量为M的楔形物体静止在光滑的水平地面上,其斜面光滑且足够长,与水平方向的夹角为θ。一个质量为m的小物块从斜面底端沿斜面向上以初速度开始运动,当小物块沿斜面向上运动到最高点时,速度大小为v,距地面高度为h,则下列关系式中正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】BD
【解析】AB.小物块上升到最高点时,速度与楔形物体的速度相同,系统水平方向动量守恒,全过程机械能也守恒。以向右为正方向,
在小物块上升过程中,由水平方向系统动量守恒得:mv0cosθ=(m+M)v,故A错误,B正确;
C. 系统机械能守恒,由机械能守恒定律得:,故C错误,D正确;
故选:BD.
点睛:小物块上升到最高点时,速度与楔形物体的速度相同,小物块与楔形物体作用时水平方向动量守恒,根据动量守恒和机械能守恒列式即可求解.
11. 如图所示,在光滑绝缘水平面上有一半径为R的圆,AB是一条直径,空间有匀强电场,场强大小为E,方向与水平面平行,在圆上A点有一发射器,以相同的动能平行于水平面沿不同方向发射带电量为+q的小球,小球会经过圆周上不同的点,在这些点中,经过B点的小
球动能最大,由于发射时刻不同时,小球间无相互作用,且∠α=30°,下列说法正确的是
A. 电场的方向与AB平行
B. 电场的方向与AB垂直
C. 小球在A点垂直电场方向发射,若恰能落到C点,则初动能为
D. 小球在A点重直电场方向发射,若恰能落到C点,则初动能为
【答案】AC
【解析】AB.小球在匀强电场中,从A点运动到B点,因为到达B点时的小球的动能最大,根据动能定理qUAB=Ek得UAB最大,即在圆周上找不到与B电势相等的点。且由A到B电场力对小球做正功。
过B点作切线,则BF为等势线。
过A点作BF的垂线,则该线为电场线,即沿AB方向。故A正确,B错误;
CD.小球只受电场力,做类平抛运动。
x=2R cos30∘sin30∘=v0t,
y=2Rcos30∘cos30∘= ,
联立以上三式得:Ek=Qer/8;故C错误,D正确
故选:AD.
点睛:小球在匀强电场中,从A点运动到B点,根据动能定理qUAB=Ek,因为到达C点时的小球的动能最大,所以UAB最大,即在圆周上找不到与C电势相等的点.所以与B点电势相等的点在过B点的切线上.再根据电场线与等势线垂直,可以画出电场线,即可确定电场的方向.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,分别相互垂直的两个上列式求解初动能。
12. 如图所示的直角坐标系中,第一象限内分布着均匀辐射的电场。坐标原点与四分之一圆弧的荧光屏间电压为U; 第三象限内分布着竖直向下的匀强电场,场强大小为E。大量电荷量为-q (q>0)、质量为m的粒子,某时刻起从第三象限不同位置连续以相同的初速度沿x轴正方向射入匀强电场,若粒子只能从坐标原点进入第一象限,其它粒子均被坐标轴上的物质吸收
并导走并不影响原来的电场分布,不计粒子的重力及它们间的相互作用。下列说法正确的是
A. 能进入第一象限的粒子在匀强电场中的初始位置分布在一条直线上
B. 到达坐标原点的粒子速度越大,到达0点的速度方向与y轴的夹角θ越大
C. 能打到荧光屏的粒子,进入O点的动能必须大于qU
D. 若U0⑦
即能打到荧光屏的粒子,进入O点的动能必须大于qU,故C正确;
D. 粒子在电场中的偏转角:tanθ== ⑧,粒子在偏转电场中运动的时间不同,则进入第一象限后速度与y轴之间的夹角不同。所以从不同的位置开始偏转的粒子,
可以以任意夹角进入第一象限,所以若U>m时,有T≈mg
故C符合要求
故选:C
(4)由图线可知,F不等于零时,a仍然为零,可知图线不过原点的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。
力传感器可以直接得出绳子拉力的大小,用钩码的重力表示绳子的拉力,必须满足钩码的质量远小于小车的质量,否则绳子的拉力实际上小于钩码的重力。所以对于图线上相同的力,用传感器测得的加速度偏大,原因是钩码的质量未远小于小车的质量。
点睛:小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,则应平衡摩擦力;根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小;当沙和沙桶总质量远远小于小车和砝码的总质量,即m