带答案高中物理必修三第九章静电场及其应用微公式版易错题集锦.docx
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1、通用版带答案高中物理必修三第九章静电场及其应用微公式版易错题集锦1单选题1、某卫星在赤道上空轨道半径为r1的圆形轨道上绕地球运行的周期为T,卫星运动方向与地球自转方向相同,赤道上某城市的人每三天恰好五次看到卫星掠过其正上方。假设某时刻,该卫星在A点变轨由半径为r1的圆形轨道进入椭圆轨道,近地点B到地心距离为r2。设卫星由A到B运动的时间为t,地球自转周期为T0,不计空气阻力,则()AT=38T0Bt=(r1+r2)T2r1r1+r22r1C卫星在图中椭圆轨道由A到B时,机械能增大D卫星由图中圆轨道进入椭圆轨道过程中,机械能不变答案:AA赤道上某城市的人每三天恰好五次看到卫星掠过其正上方,则有地
2、球转了圈,卫星转了圈,可得3T0=8TT=38T0A正确;B根据开普勒第三定律可知r1+r2232t2=r13T2解得t=r1+r2T4r1r1+r22r1B错误;C卫星在图中椭圆轨道由A到B时,只有万有引力做功,机械能守恒,C错误;D卫星由图中圆轨道进入椭圆轨道过程中,卫星做向心运动,速度必须减小,高度降低,势能减小,因此机械能减小,D错误。故选A。2、“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”是唐代诗人李白描写庐山瀑布的佳句。瀑布中的水从高处落下的过程中()A重力势能增加B重力势能不变C重力对水做的功等于水重力势能的改变量D重力对水做的功小于水重力势能的改变量答案:C水从高处落下,重力做正功,重力
3、势能减少。根据重力势能与重力做功的关系可知,重力对水做的功等于水重力势能的改变量。故选C。小提示:理解重力做功的计算方法,重力势能的变化量只跟重力做功有关。3、动车组是由几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢组成的,带动力的车厢叫动车,不带动力的车厢叫拖车。每节动车与拖车质量都相等,每节动车的额定功率都相等。动车组运行过程中总阻力来自两部分:一部分是车轮与铁轨之间摩擦产生的机械阻力,阻力大小与动车组的质量成正比;另一部分来自于空气阻力,阻力大小与动车组速度的平方成正比。一列12节车厢的动车组,有3节动车时最大速度为160km/h,此时空气阻力是总阻力的0.5倍。若要使12节车厢的动车组的速度达
4、到240km/h,则动车的节数至少为()A7节B8节C9节D10节答案:B12节车厢的质量为m,动车组受到的机械阻力为f1,受到的空气阻力为f2,则有f1=k1mf2=k2v2设每节动车的功率为P,则3节动车,速度为160km/h时3P=(k1m+k2v12)v1由题意可知k2v12=0.5(k1m+k2v12)则当有n节动车,速度达到240km/h时,nP=(k1m+k2v22)v2解得n7.3故至少有8节动车,故B正确。故选B。4、如图甲所示,质量0.5kg的小物块从右侧滑上匀速转动的足够长的水平传送带,其位移与时间的变化关系如图乙所示。图线的03s段为抛物线,34.5s段为直线,(t1=
5、3s时x1=3m)(t2=4.5s时x2=0)下列说法正确的是()A传送带沿逆时针方向转动B传送带速度大小为1m/sC物块刚滑上传送带时的速度大小为2m/sD04.5s内摩擦力对物块所做的功为-3J答案:DAB根据位移时间图象的斜率表示速度,可知:前2s物体向左匀减速运动,第3s内向右匀加速运动。3-4.5s内x-t图象为一次函数,说明小物块已与传送带保持相对静止,即与传送带一起向右匀速运动,因此传送带沿顺时针方向转动,且速度为v=xt=34.5-3m/s=2m/s故AB错误;C由图象可知,在第3s内小物块向右做初速度为零的匀加速运动,则x=12at2其中x=1mt=1s解得a=2m/s2根据
6、牛顿第二定律mg=ma解得=0.2在0-2s内,对物块有vt2-v02=-2ax解得物块的初速度为v0=4m/s故C错误;D对物块在04.5s内,根据动能定理Wf=12mv2-12mv02解得摩擦力对物块所做的功为Wf=-3J故D正确。故选D。5、如图所示,工厂利用足够长的皮带传输机把货物从地面运送到高出水平地面的C平台上,C平台离地面的高度一定。运输机的皮带以一定的速度v顺时针转动且不打滑。将货物轻轻地放在A处,货物随皮带到达平台。货物在皮带上相对滑动时,会留下一定长度的痕迹。已知所有货物与皮带间的动摩擦因数为。满足tan,可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则()A传送带对货物做的功等于物
7、体动能的增加量B传送带对货物做的功等于货物对传送带做的功C因传送物体,电动机需多做的功等于货物机械能的增加量D货物质量m越大,皮带上摩擦产生的热越多答案:DA物体放在皮带上先做匀加速运动,当速度达到皮带的速度时做匀速运动,传送带对货物做的功等于物体动能的增加量与重力势能的增加量的和。A错误;B物体放在皮带上先做匀加速运动,当速度达到皮带的速度时做匀速运动,而传送带一直做匀速运动,所以物体位移的绝对值x1小于传送带的位移x2,传送带对物体做功大小为W1=fx1物体对传送带做功大小为W2=fx2即W2W1,B错误;C在传送物体的过程中,电动机做的功转化为物体的动能、重力势能与系统产生的内能,所以电
8、动机需多做的功大于货物机械能的增加量,C错误;D皮带上摩擦产生的热为Q=fx=mgcosv22a当倾角和速度v一定时,物体做匀加速运动时,根据牛顿第二定律可得mgcos-mgsin=ma解得物体的加速度为a=gcos-gsin加速度不变,货物质量m越大,皮带上摩擦产生的热越多,D正确。故选D。6、将一乒乓球竖直向上抛出,乒乓球在运动过程中,它的动能随时间变化的关系的图线如图所示。已知乒乓球运动过程中,受到的空气阻力与速率平方成正比,重力加速度为g。则乒乓球在整个运动过程中加速度的最小值、最大值为()A0,4gB0,5gCg,4gDg,5g答案:B乒乓球最终匀速运动时,加速度最小为0,而乒乓球刚
9、向上抛出时,速度最大,阻力最大,加速度最大,设最大速度为v0,则mg+kv02=mam4E0=12mv02乒乓球最终匀速运动时,速度为v1,则mg=kv12此时的动能E0=12mv12联立上式可解得am=5g故选B。7、如图所示,在光滑水平桌面上有一个质量为m的质点,在沿平行于桌面方向的恒定外力F作用下,以初速度v0从A点开始做曲线运动,图中曲线是质点的运动轨迹。已知在ts末质点的速度达到最小值v,到达B点时的速度方向与初速度v0的方向垂直,则下列说法不正确的是()A恒定外力F的方向与初速度的反方向成角指向曲线内侧,且sin=vv0B质点所受合外力的大小为mv02-v2tC质点到达B点时的速度
10、大小为v0vv02-v2Dts内恒力F做功为12m(v02-v2)答案:DAB到达B点时的速度方向与初速度v0的方向垂直,恒力F的方向与速度方向成钝角,建立坐标系则v=v0sin,v0cos=ayt,根据牛顿第二定律有F=may解得F=mv02-v2t,sin=vv0即恒定外力F的方向与初速度的反方向成角指向曲线内侧,且sin=vv0,故AB正确,不符合题意;C设质点从A点运动到B经历时间t1,设在v0方向上的加速度大小为a1,在垂直v0方向上的加速度大小为a2,根据牛顿第二定律可得Fcos=ma1,Fsin=ma2根据运动学公式可得v0=a1t1,vB=a2t1解得质点到达B点时的速度大小为
11、vB=v0vv02-v2故C正确,不符合题意;D从A到B过程,根据动能定理W=12mv2-12mv02即ts内恒力F做功为-12m(v02-v2),故D错误,符合题意。故选D。8、如图所示,竖直平面内固定着一光滑的直角杆,水平杆和竖直杆上分别套有质量为mP0.8kg和mQ0.9kg的小球P和Q,两球用不可伸长的轻绳相连,开始时轻绳水平伸直,小球Q由顶角位置O处静止释放,当轻绳与水平杆的夹角37时,小球P的速度为3m/s,已知两球均可视为质点重力加速度g10m/s2,sin370.6,cos370.8,则连接P、Q的轻绳长度为()A0.8mB1.2mC2.0mD2.5m答案:C将小球P和Q的速度
12、分解为沿绳方向和垂直于绳方向,两小球沿绳方向的速度相等,即vcos37=vQcos53解得vQ=43v=4m/s两小球组成的系统机械能守恒,则mQgh=12mPv2+12mQvQ2连接P、Q的绳长l=hsin37联立解得l=2m故选C。9、如图所示,质量为M、半径为R的半球形碗放置于水平地面上,碗内壁光滑。现使质量为m的小球沿碗壁做匀速圆周运动,其轨道平面与碗口平面的高度差用h表示,运动过程中碗始终保持静止,设碗与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是()Ah越小,地面对碗的摩擦力越小Bh越小,地面对碗的支持力越大C若hR2,则小球的动能为34mgRD若hR2,M10m,则碗与地
13、面之间的动摩擦因数可以小于311答案:CA对小球受力分析,其受到重力和支持力,二力的合力提供向心力,则F向mgtan为小球与半球形碗球心连线与竖直方向的夹角。由几何关系知:h越小,越大;则向心力F向越大,对碗和小球组成的整体,由牛顿第二定律有fF向mgtan故h越小,地面对碗的摩擦力越大,A错误;B对碗和小球组成的整体受力分析,竖直方向合力为零,故地面对碗的支持力始终等于碗和小球的重力,故B错误;C若hR2,则60对小球根据牛顿第二定律可知mgtan60mv232R则小球的动能Ek12mv234mgRC正确;D若hR2,根据mgtan60man解得an3g结合AB选项的分析可知(Mm)gfma
14、n解得311D错误。故选C。10、如图所示,一物体放在粗糙的水平面上,在力F的作用下向右匀速运动,下列说法正确的是()A如果力F的方向不确定,则物体的重力和力F的合力方向也无法确定B力F的方向水平时,力F对应的值最小C力F的方向斜向上并且与支持力和摩擦力的合力方向垂直时,力F对应的值最小D当力F对应的值最小时,力F的功率也最小答案:CA物体的受力分析如右图所示物体的重力和力F的合力与物体的支持力和摩擦力的合力等大反向,又因为F=FN物体的支持力和摩擦力的合力方向确定,则物体的重力和力F的合力方向确定,故A错误;BC当F的方向斜向上并且与支持力和摩擦力的合力方向垂直时,F对应的值最小,故B错误,
15、C正确;D因速度水平,F的功率等于F的水平分力和速度的乘积,可知当越大,功率越小,故D错误。故选C。11、如图甲所示,光滑水平面与光滑竖直半圆轨道平滑衔接,其中圆弧DE部分可以拆卸,弧CD(C点与圆心等高)部分对应的圆心角为30,在D点安装有压力传感器并与计算机相连,在.A点固定弹簧枪,可以发射质量相同、速率不同的小球,通过计算机得到传感器读数与发射速率平方关系如图乙所示,重力加速度g取10m/s2,则下列说法正确的()A小球质量为0.2kgB圆弧轨道半径为0.5mC当传感器读数为3.5N时,小球在E点对轨道压力大小为3ND若拆卸掉圆弧DE部分,小球发射速率平方v02=17.5时,小球上升到最
16、高点时与水平面间距离为78m答案:BAB设小球在D点速度大小为vD,小球对传感器压力大小为F,由牛顿第二定律有F+mgsin30=mvD2R由机械能守恒有12mv02=mgR(1+sin30)+12mvD2整理得F=mRv02-72mg在F-v02图像中是一次函数,则72mg=3.5mR=3.517.5解得m=0.1kgR=0.5m选项A错误,B正确;C由图像可知,当传感器读数为3.5N时,v02=35,设最高点速度为v,则有12mv02=2mgR+12mv2对E点压力N,有N+mg=mv2R联立各式解得N=2N选项C错误;D若圆弧DE部分拆卸掉,小球发射速率平方v02=17.5时,小球在D点
17、做斜上抛运动,小球在D点速度大小vD=2.5m/s则小球上升到最高点与水平面间距离H=R(1+sin30)+(vDcos30)22g=2732m选项D错误。故选B。12、如图,一个质量为m的小滑块在高度为h的斜面顶端由静止释放;滑块与斜面间动摩擦因数恒定,以水平地面为零势能面。则滑块滑至斜面底端时的动能Ek随斜面倾角变化的关系图像可能正确的是()ABCD答案:A由题知小滑块在高度为h的斜面顶端由静止释放,则对于小滑块下滑的过程应用动能定理可得mgh-mghtan=Ek(tan)故当=2时,Ek=mgh;随着减小,tan逐渐减小,物块滑到斜面底端的动能逐渐减小,当重力沿斜面方向的分力小于等于最大
18、静摩擦力时,有mgsinmgcos解得tan此后继续减小,物块都不再下滑,则此后小滑块的动能一直为零。故选A。13、在国际单位制中,质量的单位符号是()AkgBNCJDPa答案:AA国际单位制中,kg是质量单位,故A正确;B国际单位制中,N是力的单位,故B错误;C国际单位制中,J是能量单位,故C错误;D国际单位制中,Pa是压强单位,故D错误。故选A。14、2020年9月21日,我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭,成功将海洋二号C卫星送入预定轨道做匀速圆周运动。已该卫星的轨道半径为7400km,则下列说法中正确的是()A可以计算海洋二号C卫星的线速度B可以计算海洋二号C卫星的动能C可以计
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