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1、2022年高考物理 專題物理圖象的應(yīng)用沖關(guān)訓(xùn)練(含解析)
一、選擇題
1.如圖10-10所示,是某同學(xué)站在壓力傳感器上,做下蹲-起立的動作時記錄的力隨時間變化的圖線.由圖線可知,該同學(xué)的體重約為650 N,除此以外,還可以得到以下信息( )
圖10-10
A.該同學(xué)做了兩次下蹲-起立的動作
B.該同學(xué)做了一次下蹲-起立的動作,且下蹲后約2 s起立
C.下蹲過程中人一直處于失重狀態(tài)
D.下蹲過程中人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)
解析:由圖可知該同學(xué)做了一次下蹲-起立的動作,故選項A錯誤,選項B正確.下蹲過程中,人先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài),選項C、D錯誤.
答案:B
2、2.(xx·云南檢測)一物塊從t=0時刻開始受外力作用從靜止開始做直線運動,其所受的合外力隨時間變化的規(guī)律如圖10-11所示.則在0~5 s內(nèi)物塊( )
圖10-11
A.2 s末速度最大 B.3 s末離出發(fā)點最遠
C.4 s末回到出發(fā)點 D.5 s末回到出發(fā)點
解析:根據(jù)牛頓第二定律和F—t圖象知,物塊在2 s后的加速度是物體在2 s前加速度的2倍,根據(jù)速度—時間公式v=v0+at知物塊在3 s末速度減為零,前3 s內(nèi)物塊一直沿正方向運動,3 s后物塊將反向運動,故3 s末物塊離出發(fā)點最遠,A錯誤,B正確;根據(jù)位移—時間公式s=v0t+at2,設(shè)3 s后物塊經(jīng)過時間t回到
3、出發(fā)點,有×a×22+×2a×12=×2a×t2,解得t= s,故回到原位置的時刻為(3+) s,CD錯誤.
答案:B
圖10-12
3.(xx·吉林質(zhì)監(jiān))如圖10-12所示,一個半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi),有垂直于紙面向里的勻強磁場,其左側(cè)有一個用金屬絲制成的半徑也為R的圓形線框,線框以水平速度v勻速通過整個勻強磁場區(qū)域,設(shè)電流逆時針方向為正.則線框從進入磁場開始計時,到完全通過磁場的過程中,線框中感應(yīng)電流i隨時間t變化的規(guī)律可能正確的是( )
A B
C D
圖10-13
解析:如圖10-13所示,
4、設(shè)從線框剛進入磁場開始,線框向前移動的距離l(l
5、0~t1時間內(nèi)圖線的斜率在逐漸減小,即物體的加速度在減小,由牛頓第二定律可知F-f=ma,即物體所受的拉力在減小,所以A正確;0~t1時間內(nèi)物體的速度在增大,由動能定理知拉力做正功,所以B錯誤;在t1~t2時間內(nèi)物體的位移不等于零,拉力做功的功率也不等于零,應(yīng)該為Fv,所以C錯誤;在t1~t2時間內(nèi)物體速度變化為零,由動能定理可知合外力做功為零,所以D錯誤.
答案:A
5.如圖10-15所示,一水平傳送帶以恒定的速度v0勻速運動,通過傳送帶把靜止于其左端A處的工件運送到右端B處.已知A、B之間的距離為L,工件與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ為常數(shù),工件經(jīng)過時間t0從A處運動到B處,則下列關(guān)于工件
6、的速度隨時間變化的關(guān)系圖象中,可能的是( )
圖10-15
A B C D
解析:工件由靜止開始在傳動帶上受到向右的摩擦力而做勻加速直線運動,如果未到達B處工件的速度便和傳送帶的速度相等,則以后不受摩擦力,做勻速直線運動,C正確;如果工件加速到最后仍未達到傳送帶的速度,則D正確.
答案:CD
6.甲、乙兩輛汽車從同一點出發(fā),向同一方向行駛,它們的v-t圖象如圖10-16所示.下列判斷正確的是( )
圖10-16
A.在t1時刻以前,乙車始終在甲車的前面
B.在t1時刻以前,乙車的速度始終比甲車的大
C.在t1時刻以前,乙車的速度始終比
7、甲車增加的快
D.在t1時刻兩車第一次相遇
解析:
圖10-17
甲、乙兩車從同一點出發(fā),同向運動,由圖可知:在t1時刻以前,乙車的速度始終比甲車快,運動的位移大,故乙車總在甲車的前面,選項AB正確;到t1時刻,兩車的位移不等,選項D錯誤;在v-t圖象中,圖線的斜率大小等于物體運動的加速度,如圖10-17所示,做t1時刻前甲圖線的平行線交乙圖線時的時刻為t′,即t′時刻前,乙汽車的速度變化比甲汽車的速度變化快;t′時刻后,乙汽車的速度變化比甲汽車的速度變化慢,選項C錯誤.
答案:AB
7.
圖10-18
甲、乙兩車某時刻由同一地點,沿同一方向開始做直線運動,若以該時刻作為計時起
8、點,得到兩車的位移圖象如圖10-18所示,圖象中的OC段與AB平行,CB段與OA平行,則下列說法中正確的是( )
A.t1到t2時刻兩車的距離越來越遠
B.0~t3時間內(nèi)甲車的平均速度大于乙車的平均速度
C.甲車的初速度等于乙車在t3時刻的速度
D.t3時刻甲車在乙車的前方
解析:由位移時間圖象可以看出,t1到t2時刻兩車的距離沒有發(fā)生變化,選項A錯誤;0到t3時間內(nèi)甲乙的位移相同,因此平均速度相同,選項B錯誤;圖線斜率表示速度,可知甲車的初速度等于乙車在t3時刻的速度,選項C正確;t3時刻甲乙走到了同一位置,選項D錯誤.因此答案選C.
答案:C
8.如圖10-19所示,勻強磁
9、場中有兩條水平放置的電阻可忽略的光滑平行金屬軌道,軌道左端接一個阻值為R的電阻,R兩端與電壓傳感器相連.一根導(dǎo)體棒(電阻為r)垂直軌道放置,從t=0時刻起對其施加一向右的水平恒力F,使其由靜止開始向右運動.用電壓傳感器實時采集電阻R兩端的電壓U,并用計算機繪制出U-t圖象.若施加在導(dǎo)體棒上的水平恒力持續(xù)作用一段時間后撤去,那么計算機繪制的圖象可能是( )
圖10-19
A B C D
解析:設(shè)路端電壓為U,導(dǎo)體棒的運動速度為v,則感應(yīng)電動勢E=Blv,通過電阻R的電流I=,電阻R兩端的電壓U=IR=,即U∝v,由牛頓第二定律F-F安=ma可知,在恒力
10、F作用下,導(dǎo)體棒做加速度逐漸減小的變加速運動,撤去恒力F后導(dǎo)體棒的加速度隨著速度的減小而減小,選項A正確.
答案:A
9.(xx·蘭州考試)如圖10-20所示,有一等腰直角三角形的區(qū)域,其斜邊長為2L,高為L.在該區(qū)域內(nèi)分布著如圖所示的磁場,左側(cè)磁場方向垂直紙面向外,右側(cè)磁場方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強度大小均為B.一邊長為L、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd,從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域.取沿順時針的感應(yīng)電流方向為正,下圖中表示線框中電流i隨bc邊的位置坐標x變化的圖象正確的是( )
圖10-20
A B
11、
C D
解析:根據(jù)右手定則知,線框進入磁場的過程中,電流方向先正后負再正,線框切割磁感線的有效長度先逐漸增大,兩邊完全在磁場中運動時,切割磁感線的有效長度始終為L,出磁場時再逐漸減小,故D正確.
答案:D
二、非選擇題
10.(xx·合肥質(zhì)檢)
圖10-21
如圖10-21所示,質(zhì)量m=1 kg、初速度v0=10 m/s的物體沿粗糙水平面向右運動,物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,同時物體還受到一個方向向左、大小為F=3 N的拉力作用,求經(jīng)過3 s物體位移s的大?。?g=10 m/s2)
解析:物體先做減速運動,設(shè)加速度大小為a1有
F+μmg=ma1
12、 得a1=5 m/s2
設(shè)經(jīng)過時間t1物體速度減到零,向右的位移大小為s1,則有0=v0-a1t1
得t1=2 s
s1=t1=10 m
t=2 s至t=3 s時間內(nèi),物體向左做加速運動,設(shè)加速度大小為a2,,末速度為v,位移為s2,則有
加速時間為t2=3 s-2 s=1 s
F-μmg=ma2 得a2=1 m/s2
v=a2t2=1 m/s
s2=t2=0.5 m
總位移s=s1-s2=(10-0.5) m=9.5 m.
答案:9.5 m
11.(xx·濟南模擬)如圖10-22所示,是一種電子擴束裝置的原理示意圖.直角坐標系原點O處有一電子發(fā)生器,朝xOy平面內(nèi)x≥0
13、區(qū)域任意方向發(fā)射電子,電子的速率均為v0,已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m.在0≤x≤d的區(qū)域內(nèi)分布著沿x軸負方向的勻強電場,場強大小E=,在x>d區(qū)域內(nèi)分布著足夠大且垂直于xOy平面向外的勻強磁場,勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=.ab為一塊很大的平面感光板,在磁場內(nèi)平行于y軸放置,電子打到板上時會在板上形成一條亮線.不計電子的重力和電子之間的相互作用.
圖10-22
(1)求電子進入磁場時速度的大??;
(2)當(dāng)感光板ab沿x軸方向移到某一位置時,恰好沒有電子打到板上,求感光板到y(tǒng)軸的距離x1;
(3)保持(2)中感光板位置不動,若使所有電子恰好都能打到感光板上,求磁感應(yīng)強度的大小以及電子
14、打到板上形成亮線的長度.
解析:(1)根據(jù)動能定理eEd=mv2-mv
得v=2v0.
圖10-23
(2)由v0=知,對于沿y軸負方向射出的電子進入磁場時與邊界線夾角θ=60°.
若此電子不能打到ab板上,則所有電子均不能打到ab板上.
當(dāng)此電子軌跡與ab板相切時,根據(jù)洛倫茲力提供向心力有evB=m
又由B=得r=
由幾何知識x1=r(1+cos60°)+d
解得x1=d.
(3)易知沿y軸正方向射出的電子若能打到ab板上,則所有電子均能打到板上,其臨界情況就是此電子軌跡恰好與ab板相切
此時r′(1-cos60°)=d
故r′=d=3r
由evB′=m
解得B′=
圖10-24
此時,所有粒子恰好都能打到板上電子在電場中運動過程eE=ma
d=at2
沿y軸正方向的位移
y1=v0t=d
電子在磁場中運動過程,沿y軸負方向的偏轉(zhuǎn)量
y2=r′(1-sinθ)
沿y軸正方向的偏轉(zhuǎn)量
y3=r′sinθ
電子打到板上形成亮線的長度
L=2y1+y2+y3=d+d.
答案:(1)2v0 (2)d (3)d+d