2023人教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必考知识点归纳.docx
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1、2023人教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必考知识点归纳1单选题1、在地球表面将甲小球从某一高度处由静止释放,在某行星表面将乙小球也从该高度处由静止释放,小球下落过程中动能Ek随时间平方t2的变化关系如图所示。已知乙球质量为甲球的2倍,该行星可视为半径为R的均匀球体,地球表面重力加速度为g,引力常量为G,则()A乙球质量为2bg2aB该行星表面的重力加速度为22gC该行星的质量为gR22GD该行星的第一宇宙速度为gR2答案:CA小球在地球表面下落过程中任一时刻的速度大小为v=gt小球的动能为Ek=12mg2t2由图可知ba=12mg2解得甲球质量为m=2bg2a则乙球质量为
2、m乙=4bg2a故A错误;B同理在行星表面有b2a=122mg2解得g=12g故B错误;C设该行星的质量为M,则有2mg=GM2mR2解得M=gR22G故C正确;D由mg=mv2R得v=gR可得该行星的第一宇宙速度为v=gR2故D错误。故选C。2、如图中a、b所示,是一辆质量m=6103kg的公共汽车在t=0和t=4s末两个时刻的两张照片。当t=0时,汽车刚启动(汽车的运动可看成匀加速直线运动)。图c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图像,测得=30,根据题中提供的信息,不可以估算出的物理量有()A汽车的长度B4s末汽车的速度C4s末汽车合外力的功率D4s内汽车牵引力所做的功答案:DA由图知,
3、4s内汽车的位移刚好等于汽车的长度,由x=12at2对拉手环进行受力分析如上图所示,得到mamg=tan30,a=gtan30联立得到x=12at2=1210334246m故A错误;B由v=at=10334m/s23m/s故B错误;C由F=ma=61031033N3.46104N所以4s末汽车的功率为P=Fv=3.4610423W=7.97105W故C错误;D因不知汽车的摩擦力,所以无法求汽车的牵引力,即不能估算4s内汽车牵引力所做的功,故D正确。故选D。3、全运会小轮车泥地竞速赛赛道由半径为R的14圆弧组成,如图所示,选手从赛道顶端A由静止无动力出发冲到坡底B,设阻力大小不变恒为f,始终与速
4、度方向相反,且满足f=mg,选手和车总质量为m,重力加速度为g,路程SBC=2SAC。则选手通过C点的速度为()A-1gRB-22-3gRC33-13gRD23gR答案:D根据圆的弧长计算公式可知,从A到C,选手和车运动的路程为S=2R1413=R6根据力的做功公式可知,克服阻力做功为Wf=Fs=mgR6=mgR6选手从A到C受到重力与阻力做功,所以由动能定理可得mgRsin903-Wf=12mv2-0解得v=23gR故D正确,ABC错误。故选D。4、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
5、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。5、复兴号动车在世界上首次实现了速度350km/h自动驾驶功能,成为我国高铁自主创新的又
6、一重大标志性成果。已知一列质量为m的动车,以恒定功率P在平直轨道上行驶,当其达到最大速度vm时,其阻力f可表示为()Af=PvmBf=vmPCf=PvmDf=mvm22P答案:C当动车达到最大速度vm时,动车受力平衡,即F=fP=Fvm解得f=Pvm故选C。6、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0.2k
7、gB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=
8、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。7、如图所示,一质量为1kg的物体以3m/s的速度从A点沿AB圆弧下滑,滑到B点时的速度仍为3m/s,则物体从A到B的过程中合外力做功为()A4.5JB0C9JD无法计算答案:B由动能定理可知,合外力做功为W=12mvB2-12mvA2=0故选B。8、在国际单位制中,质量的单位符
9、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。9、在第24届北京冬季奥林匹克运动会上,我国18岁的小将谷爱凌以1620跳的高难度动作力压群芳,拿到了自由式滑雪女子大跳台金牌。下面相关叙述正确的是()A裁判在对谷爱凌1620跳的动作进行裁定时可以将她看成质点B教练员在分析谷爱凌起跳后能到达的最大高度时可以将她看成质点C该项目不受天气环境的影响,随时可以进行比赛D该项目在完成的过程中满足机械能守恒答案:BA裁判在对谷爱凌的动作进行裁定时,
10、谷爱凌的形状和大小不能忽略,不能看成质点,A错误;B教练员在分析谷爱凌起跳后能到达的最大高度时,谷爱凌的形状和大小可以忽略,B正确;C降雪带来的新增积雪,会使赛道表面松软,摩擦力增大,不利于选手发挥,C错误;D该项目在完成的过程中有摩擦力、空气阻力等其他力做功,机械能不守恒,D错误。故选B。10、如图所示,弹簧下面挂一质量为m的物体,物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动,当物体振动到最高点时,弹簧正好为原长,弹簧在弹性限度内,则物体在振动过程中()A弹簧的最大弹性势能等于2mgAB弹簧的弹性势能和物体动能总和不变C物体在最低点时的加速度大小应为2gD物体在最低点时的弹力大小应为mg答案:AA因
11、物体振动到最高点时,弹簧正好为原长,此时弹簧弹力等于零,物体的重力mg=F回=kA当物体在最低点时,弹簧的弹性势能最大等于2mgA,故A正确;B由能量守恒知,弹簧的弹性势能和物体的动能、重力势能三者的总和不变,故B错误;C在最低点,由F回=mg=ma故C错误;D在最低点,由F弹mg=F回得F弹=2mg故D错误。故选A。11、下列有关力对物体做功的说法正确的是()A静摩擦力一定不做功B如果外力对物体做功为零,则物体一定处于静止状态C物体受到的外力越大则外力对物体所做的功越大D物体在运动过程中,若受力的方向总是垂直于速度的方向,则此力不做功答案:DA静摩擦力也可以做功,如物体随倾斜传送带向上运动,
12、物体受到静摩擦力做功,故A错误;B如匀速下落的小球,外力对物体做功为零,物体不是处于静止状态,故B错误;C物体受到的外力对物体所做功的大小和力、位移和力位移夹角有关,故C错误;D物体在运动过程中,若受力的方向总是垂直于速度的方向,则此力不做功,故D正确。故选D。12、一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落,到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略,运动员可视为质点,下列说法正确的是()A运动员到达最低点前重力势能先减小后增大B蹦极绳张紧后的下落过程中,弹力做负功,弹性势能减小C蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D蹦极过程中,重力势能的改变与重力势能零点的选取
13、有关答案:CA在运动的过程中,运动员一直下降,则重力势能一直减小,故A错误;B蹦极绳张紧后的下落过程中,弹力做负功,弹性势能增加,故B错误;C蹦极的过程中,系统只有重力和弹力做功,所以运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒,故C正确;D重力势能的变化量与零势能点的选取无关,故D错误。故选C。13、2013年12月2日1时30分,嫦娥三号探测器由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射,首次实现月球软着陆和月面巡视勘察。嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所示。假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时,只受到月球的万有引力,则()A若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量,则可算出月
14、球的密度B嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道时,应让发动机点火使其减速C嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度D嫦娥三号在动力下降阶段,其引力势能增大答案:BA由于不确定月球的半径,根据密度公式,无法求月球的密度,选项A错误;B嫦娥三号在进行变轨时,改变卫星的速度,此时万有引力不变,要做向心运动,故应让发动机点火使其减速,选项B正确;C根据开普勒定律可知:近月点的速度大于远月点的速度,即vQvP,选项C错误;D嫦娥三号在动力下降阶段,引力做正功,引力势能减小,选项D错误。故选B。14、如图所示。固定在竖直平面内的光滑的圆14周轨道MN,圆心O与M点等高。并处在最低点N的正
15、上方。在O,M两点各有一质量为m的小物块a和b(均可视为质点)。a,b同时由静止开始运动,a自由下落,小沿圆弧下滑。空气阻力不计,下列说法正确的是()Aa比b先到达N点,它们到达N点的动能相同Ba比b先到达N点,它们到达N点的动能不同Ca与b同时到达N点,它们到达N点的动能相同Da与b同时到达N点,它们到达N点的动能不同答案:A在物块下降的过程,根据机械能守恒有mgh=12mv2所以a、b两物块到达同一高度时的速度大小都相同,由于a和b质量相同,所以到N点的动能相同;下降同一很小高度的过程中,a的竖直方向的位移小于b沿圆弧切线方向的位移,a、b的初速度大小相同,a的加速度为g,b沿圆弧运动时,
16、把重力沿圆弧切线和垂直切线方向分解,除M点外,b所受得切线方向的外力小于重力,则b沿切线方向的加速度小于g,由x=v0t+12at2可得,a的运动时间较短,所以a比b先到达N点,故A项正确。故选A。15、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
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