1、恒定电流一、选择题1.(2018江苏南通11月联考)2018年6月5日,中国“风云二号H星”发射升空,它是一颗静止轨道气象卫星(同步卫星)。则该卫星()。A.通过地球南北极的上空B.离地面的高度可以是任意值C.运行速度大于7.9 km/sD.发射速度大于7.9 km/s且小于11.2 km/s【解析】“风云二号H星”为地球的同步卫星,因为周期等于地球自转的周期,所以必须定点在赤道的上空,且离地面的高度是固定的,运行速度小于第一宇宙速度,发射速度大于7.9km/s且小于11.2km/s,A、B、C三项错误,D项正确。【答案】D2.(2018福建宁德期末)地面上的物体以一定的初速度做竖直上抛运动,
2、经过时间t0落回地面。此过程物体的位移s、速度v、加速度a和动能Ek随时间变化的图象如图所示,其中正确的是()。【解析】根据位移时间公式可知x=v0t-12gt2,物体向上运动的过程中位移曲线为抛物线,同理物体向下运动的位移曲线也是抛物线,A项错误;小球的加速度不变,所以v-t图象的斜率不变,小球先向上做匀减速直线运动,后向下做匀加速直线运动,其v-t图线为一条斜线,B项正确,C项错误;根据动能公式Ek=12mv2,由于速度v随时间的变化为直线,所以动能随时间的变化图象应为曲线,D项错误。【答案】B3.(2018吉林长春四校联考)将一抛球入框游戏简化如下:在地面上竖直固定一矩形框架,框架高1
3、m、长3 m,抛球点位于框架底边中点正前方2 m处,离地高度为1.8 m,如图所示,假定球被水平抛出,方向可在水平面内调节,不计空气阻力,g=10 m/s2,忽略框架的粗细,可将球视为质点,球要在落地前进入框内,则球被抛出的速度大小可能为()。A.3 m/sB.9 m/sC.6 m/sD.7 m/s【解析】无论向哪个方向水平抛球,球都做平抛运动。当速度v最小时,球打在框架底边的中间位置,则有h2=12gt12,x=v1t1,解得v13.33m/s。当速度v最大时,球打在框架顶边的边缘位置,则有h2-h1=12gt22,x2+L22=v2t2,解得v2=6.25m/s。故球被抛出的速度大小范围为
4、3.33m/svrBB.rAPBD.PAPB【解析】由图甲可知,图线B斜率的绝对值大于图线A斜率的绝对值,因此rAPB,C项正确,D项错误。乙【答案】BC9.(2019江西南昌七校联考)(多选)如图所示,一轻弹簧的左端固定,右端与一带电小球相连接,小球静止在光滑绝缘的水平面上,施加一个水平方向的匀强电场,使小球从静止开始向右运动,则向右运动的这一过程中(运动过程中始终未超过弹簧的弹性限度)()。A.小球动能最大时,小球电势能最小B.弹簧弹性势能最大时,小球和弹簧组成的系统机械能最大C.小球电势能最小时,小球动能为零D.当电场力和弹簧弹力平衡时,小球的动能最大【解析】小球向右运动时,电场力做正功
5、,电势能减小;当电场力与弹力平衡时,小球的动能最大,电势能不是最大,在最右端电势能最大,A项错误。小球运动过程中只有电场力和弹簧弹力做功,故小球的电势能、动能和弹簧的弹性势能总量守恒,在最右端,电势能最小,故小球和弹簧组成的系统机械能最大,B项正确。小球向右运动时,电场力做正功,电势能减小,故最右端电势能最小,此时动能为零,C项正确。在电场力和弹簧弹力平衡前,电场力大于弹簧的弹力,小球做加速运动;当弹力等于电场力时,速度达到最大,小球的动能最大,D项正确。【答案】BCD10.(2019河北衡水中学二调)(多选)如图所示,光滑水平面上有一个四分之三圆弧管,内壁光滑,半径R=0.2 m,质量M=0
6、.8 kg,管内有一个质量m=0.2 kg的小球,小球直径略小于弯管的内径,将小球用外力锁定在图示位置,即球和环的圆心连线与竖直方向成37角,对圆弧管施加水平恒定外力F,同时解除锁定,系统向右加速,发现小球在管中位置不变,当系统运动一段距离后管撞击到障碍物上突然停下,以后小球继续运动通过最高点后又落入管中,g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8。则下列说法正确的是()。A.拉力F的大小为6 NB.小球在轨道最高点时速度为1 m/sC.系统运动一段距离后管撞击到障碍物时的速度为2 m/sD.拉力F做的功为4.1 J【解析】对小球有mgtan37=ma,对系统有F=(m+M
7、)a=7.5N,A项错误;小球离开管做平抛运动,则有R=vt,R=12gt2,由以上两式解得v=gR2=1m/s,B项正确;设系统与障碍物撞击时系统的速度为v2,由机械能守恒定律得12mv22=12mv2+mgR(1+cos37),解得v2=415m/s,C项错误;F做的功W=12(m+M)v22=4.1J,D项正确。【答案】BD二、非选择题11.(2018河北唐山10月模拟)光滑水平地面上,木板A左端与竖直墙壁接触处于静止状态,可视为质点的小木块B停在木板的右端,如图所示。对木块施加水平向左的瞬时冲量使其获得初速度v0=7 m/s,经时间t=0.5 s木块运动到竖直墙壁处,速度大小减为v1=
8、5 m/s。木块与墙壁发生弹性碰撞后,恰能停在木板右端。重力加速度g=10 m/s2,求:(1)木板的长度L和木板与木块间的动摩擦因数。(2)木板和木块的质量的比值。【解析】(1)木块向左运动L=12(v0+v1)tv1=v0-atmg=ma解得木板长度L=3m动摩擦因数=0.4。(2)木块在木板上向右滑动的过程中,A、B物体组成的系统动量守恒,则有mv1=(M+m)v12mv12=mgL+12(M+m)v2可得Mm=24。【答案】(1)3m0.4(2)2412.(2019河北衡水二调)如图所示,一内壁光滑的绝缘圆管ADB固定在竖直平面内,圆管的圆心为O,D点为圆管的最低点,A、B两点在同一水
9、平线上,AB=2L,圆环的半径r=2L(圆管的直径忽略不计),过OD的虚线与过AB的虚线垂直相交于C点,在虚线AB的上方存在水平向右的、范围足够大的匀强电场;虚线AB的下方存在竖直向下的、范围足够大的匀强电场,电场强度大小为mgq。圆心O正上方的P点有一质量为m、电荷量为-q(q0)的绝缘小物体(可视为质点),PC间距为L。现将该小物体无初速度释放,经过一段时间,小物体刚好沿切线无碰撞地进入圆管内,并继续运动,重力加速度用g表示。求:(1)虚线AB上方匀强电场的电场强度大小。(2)小物体由P点运动到B点的时间。【解析】(1)小物体在重力和电场力的作用下做匀加速直线运动,小物体从A点切线方向进入,则此时速度方与竖直方向的夹角为45,即加速度方向与竖直方向的夹角为45,则有tan45=mgqE解得E=mgq。(2)小物体由P点运动到A点做匀加速直线运动,设所用时间为t1,P、A之间的距离s=2L小物体的加速度a=F合m=2g由运动学公式可得s0=12at12解得t1=2Lg设小物体到达A点时的速度为vA,由运动学公式可得vA=at1设小物体在圆管内做匀速圆周运动的时间为t2,则t2=342rvA联立各式可得t2=342Lg所以小物体由P到B所用总时间t总=t1+t2=1+342Lg。【答案】(1)mgq(2)1+342Lg8