高二物理第二学期 能力训练（20）.doc

物理能力训练（20）1（12分）如图，将质量m2kg的圆环套在与水平面成37角的直杆上，直杆固定不动，环的直径略大于杆的截面直径，环与杆间动摩擦因数m0.5，对环施加一个竖直向上的拉力f，使环由静止开始运动，已知t=1s 内环通过的位移为0.5m。（1）若环沿杆向下运动，求f的大小；（2）若环沿杆向上运动，且t=1s时撤去拉力，求环沿杆向上运动过程中克服摩擦力做功的大小。 2（14分）半径为r的光滑圆环竖直放置，环上套有两个质量分别为m和m的小球a和b。a、b之间用一长为r的轻杆相连，如图所示。开始时，a、b都静止，且a在圆环的最高点，现将a、b释放，试求：（1）b球到达最低点时的速度大小；（2）b球到达最低点的过程中，杆对a球做的功；（3）b球在圆环右侧区域内能达到的最高点位置。3（14分）在平行金属板间的水平匀强电场中，有一长为l的轻质绝缘棒oa，其一端可绕o点在竖直平面内自由转动，另一端a处有一带电量为q且不计重力的小球，质量为m的绝缘小球固定在oa棒中点处，当变阻器滑片在p点处时，棒静止在与竖直方向成30角的位置，如图所示。已知此时bp段的电阻为r，平行金属板间的水平距离为d。（1）求此时金属板间电场的场强大小e；（2）若金属板旋转30（图中虚线表示），并移动滑片位置，欲使棒与竖直方向的夹角不变，bp段的电阻应调节为多大？（3）若金属板不转动，将bp段的电阻突然调节为r，带电小球初始位置视为零势能点，求带电小球电势能的最小值。 4（6分）某同学用烧瓶与玻璃管等器材制作了如图所示的简易测温装置，他用一小滴水银（即忽略水银产生的压强）封闭一定质量的气体，并将竖直管如图细分100个等分刻度。该同学将两天的数据记录在下表内。观察时间第一天第二天来源:学&科&网z&x&x&k6：008：0010：0012：006：008：0010：00实际温度（c）810111381012水银滴所在刻度24343949213039（1）由第一天数据推断，该测温装置能测量的最高温度为_c。（2）（多选）发现第二天与第一天在同温下水银滴所在刻度不一致，分析产生此现象的原因可能是（ ）（a）外界大气压变大 （b）外界大气压变小（c）烧瓶内气体质量减小 （d）测量时整个装置倾斜5（10分）在“测定直流电动机的效率”实验中，用左下图所示的电路测定一个额定电压为6v、额定功率为3w的直流电动机的机械效率。031233435637839411043121445164718492051225324265557285901267891011345121314米尺秒表电动机+-v电动机a（1）根据电路图完成实物图的连线；（2）实验中保持电动机两端电压u恒为6v，重物每次匀速上升的高度h均为1.5m，所测物理量及测量结果如下表所示：实验次数12345电动机的电流i/a0.20.40.60.82.5所提重物的重力mg/n0.82.04.06.06.5重物上升时间t/s1.41.652.12.7计算电动机效率的表达式为_（用符号表示），前4次实验中电动机工作效率的平均值为_。（3）在第5次实验中，电动机的输出功率是_；可估算出电动机线圈的电阻为_。6（10分）底面积s40cm2、高l015cm的圆柱形气缸开口向上放置在水平地面上，开口处两侧有挡板，如图所示。缸内有一可自由移动的质量为2kg活塞封闭了一定质量的理想气体，不可伸长的细线一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮提着质量为10kg的物体a。开始时，气体温度t1=7，活塞到缸底的距离l110cm，物体a的底部离地h14cm，对气缸内的气体缓慢加热使活塞缓慢上升。已知大气压p01.0105pa，试求： （1）物体a刚触地时，气体的温度；（2）活塞恰好到达气缸顶部时，气体的温度。答案1、（12分）解：（1）环做匀加速运动，a1m/s2 （2分）向下运动时，fmg，据牛二：（mgf）sin37m（mgf）cos37ma （2分）代入数据得，f10n （1分）（2）向上运动时，fmg，据牛二：（fmg）sin37m（fmg）cos37ma代入数据得，f30n （2分）即若环沿杆向上运动，f1m（fcos37mg cos37）4n1s内克服摩擦力做功w1f1s12j （2分）撤去力f后，f2mmg cos378n环减速上升， a2g sin37mg cos3710m/s2s20.05m ，w2f2s20.4j （2分） 向上运动中克服摩擦力做功为ww1w22.4j （1分）2、（14分）解：（1）系统机械能守恒，magrmbgrmava2mbvb2 （2分） vavb （2分） 得，vb （1分）（2）根据动能定理，magrwmava2 （2分）va （2分）得，w0 （1分）（3）设b球到右侧最高点时，ob与竖直方向夹角为，圆环圆心处为零势能面。 系统机械能守恒，magrmbgrcosmagrsin （2分） 代入数据得，30 （2分）3、（14分） 解：（1）轻杆力矩平衡：eql cos30mglsin30 （2分） 场强大小e （1分）（2）金属板间电势差ued （1分）金属板旋转30后平衡，eq lcos60mglsin30 e （1分） 板旋转后，板距dd cos30，ued （2分）金属板间电势差与变阻器bp电阻成正比， （1分）得rr （1分）（3）电阻调节为r后，e，fmg （1分） 带电小球到达最右端时电势能最小，此时速度为零设小球速度为零时，杆与竖直角度为 根据动能定理，mgl（sinsin30）mgl（cos30cos）0 （2分） 由题意可得，60 （1分） 电场力做功的最大值wmmgl（sin60sin30）mgl 即电势能的最小值mmgl （1分）4、（1）（2分）23.2（2）（4分）ac5、（1）（2分）如右图 （2）（2分），（2分）74%（3）（2分）0，（2分）2.46、（10分）解：（1）初始活塞受力平衡：p0smgp1st，tmag被封闭气体压强p1p00.8105pa （2分）初状态：v1l1s，t1280ka触地时：p1p2，v