物理卷·2018届山东省临沂一中高二下学期第一次月考物理试卷+（解析版） 22页

‎2016-2017学年山东省临沂一中高二（下）第一次月考物理试卷 ‎　‎ 一、选择题（共12小题，每小题4分，满分48分）‎ ‎1．在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器．如下所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎2．收录机等小型家用电器所用的稳压电源，是将220V的正弦交流电变为稳定的直流电的装置，其中的关键部分是整流电路．有一种整流电路可以将正弦交流电变成如图所示的脉动直流电（每半个周期都按正弦规律变化），则该脉动直流电电流的有效值为（　　）‎ A．4A B．4A C．2A D． A ‎3．酒精测试仪的工作原理如图所示，其中P是半导体型酒精气体传感器，该传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度C成正比，R0为定值电阻．以下关于电压表示数的倒数（）与酒精气体浓度的倒数（）之间关系的图象，正确的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎4．如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C分别串联一个灯泡后，并连接在交流电源的两端，三盏灯亮度相同．要使灯泡L1变暗、灯泡L2‎ 变亮，下列措施中可行的是（　　）‎ A．只减小交流电的电压 B．只增大交流电的电压 C．只减小交流电的频率 D．只增大交流电的频率 ‎5．如图1一根长直导线中的电流按如图2的正弦规律变化，规定电流从左向右为正，在直导线下方有一不闭合的金属框，则相对于b点来说，a点电势最高的时刻是在（　　）‎ A．t1时刻 B．t2时刻 C．t3时刻 D．t4时刻 ‎6．在光滑水平面上，质量为m的小球A正以速度v0匀速运动．某时刻小球A与质量为3m的静止小球B发生正碰．两球相碰后，A球的动能恰好变为原来的．则碰后B球的速度大小是（　　）‎ A． B． C．或 D．无法确定 ‎7．一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中．通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（　　）‎ A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大 B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变 C．t2、t4时刻线圈中磁通量最大 D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最大 ‎8．如图所示，有一理想变压器，原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，原副线圈的电压分别为U1、U2、U3，电流分别为I1、I2、I3，两个副线圈负载电阻的阻值未知，下列结论中，正确的是（　　）‎ A．U1：U2=n1：n2，U2：U3=n2：n3‎ B． =， =‎ C．n1I1=n2I2+n3I3‎ D．I1U1=I2U2+I3U3‎ ‎9．据悉长白快速铁路项目将于2017年5月竣工，项目建成后长春至白城的运行时长将压缩在2小时以内．电力机车供电系统如图所示，发电厂利用升压变压器将低压交流电升至110kV，牵引变电所利用降压变压器将电力系统输送来的高压交流电变换为27.5kV，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压不变，输电线的电阻不能忽略．若机车功率的增大，则（　　）‎ A．升压变压器的输出电压增大 B．降压变压器的输出电压增大 C．输电线上损耗的功率增大 D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 ‎10．如图所示，质量为m的物体，沿倾角为θ的固定粗糙斜面由静止开始下滑，经过时间t，滑至底端，且此时速度为v，则物体下滑过程中（　　）‎ A．重力的冲量为mgsinθt B．重力冲量为mgt C．斜面支持力的冲量的大小为mgcosθt D．合力的冲量为mv ‎11．如图所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一固定在水平面上的物块．今让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是（　　）‎ A．小球在半圆槽内由A向B运动做圆周运动，由B向C运动也做圆周运动 B．小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒 C．小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒 D．小球离开C点以后，将做斜抛运动 ‎12．向空中发射一物体．不计空气阻力，当物体的速度恰好沿水平方向时，物体炸裂为a，b两块．若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向则（　　）‎ A．b的速度方向一定与原速度方向相反 B．从炸裂到落地这段时间里，a飞行的水平距离一定比b的大 C．a，b一定同时到达地面 D．炸裂的过程中，a中受到的爆炸力的冲量大小一定相等 ‎　‎ 二、解答题（共6小题，满分52分）‎ ‎13．如图（a）所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的冲量后，随即启动打点计时器，甲车运动一段距离后，与静止的乙车正碰并黏在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车运动情况如图（b）所示，电源频率为50Hz．则：碰撞前甲车运动速度大小为　　m/s，甲、乙两车的质量比m甲：m乙为　　．‎ ‎14．把两个大小相同、质量不等的金属球用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，置于光滑的水平桌面上，（两侧地面上已依次铺放白纸、复写纸）如图所示，烧断细线，观察两球的运动情况，进行必要的测量，验证物体间相互作用时动量守恒．‎ ‎（1）还必须添加的器材是：　　；‎ ‎（2）需直接测量的数据是：　　；‎ ‎（3）用所得数据验证动量守恒定律的关系式是：　　．‎ ‎15．500g的足球从1.8m的高处自由下落碰地后能弹回到1.25m高，不计空气阻力，这一过程经历的时间为1.2s，g取10m/s2，求足球对地面的作用力．‎ ‎16．如图所示，线圈abcd的面积S=0.05m2，共N=100匝；线圈电阻为r=1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感强度为B=0.2T，线圈以ω=20rad/s匀速转动，电路中电流表和电压表为理想电表，现从线圈处于中性面开始计时，求：‎ ‎（1）电路中电流表和电压表的示数各是多少；‎ ‎（2）线圈由图示位置转动90°的过程中，通过电阻R上的电量；‎ ‎（3）外力驱动线圈转动一圈所做的功．‎ ‎17．如图所示，两个质量都为M的木块A、B用轻质弹簧相连放在光滑的水平地面上，一颗质量为m的子弹以速度v射向A块并嵌在其中，求弹簧被压缩后的最大弹性势能．‎ ‎18．如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上．某时刻小孩将冰块以相对冰面3m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h=0.3m（h小于斜面体的高度）．已知小孩与滑板的总质量为m1=30kg，冰块的质量为m2=10kg，小孩与滑板始终无相对运动．取重力加速度的大小g=10m/s2．‎ ‎（i）求斜面体的质量；‎ ‎（ii）通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年山东省临沂一中高二（下）第一次月考物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（共12小题，每小题4分，满分48分）‎ ‎1．在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器．如下所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】变压器的构造和原理．‎ ‎【分析】原理是依据电磁感应原理的．电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成．它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的2次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路．‎ ‎【解答】解：由理想变压器的原副线圈的电流之比可知，电流与匝数成反比．则电流互感器应串连接入匝数较多的线圈上．同时一次绕组匝数很少，且串在需要测量的电流的线路中．故A正确；‎ 故选：A ‎　‎ ‎2．收录机等小型家用电器所用的稳压电源，是将220V的正弦交流电变为稳定的直流电的装置，其中的关键部分是整流电路．有一种整流电路可以将正弦交流电变成如图所示的脉动直流电（每半个周期都按正弦规律变化），则该脉动直流电电流的有效值为（　　）‎ A．4A B．4A C．2A D． A ‎【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．‎ ‎【分析】电流的热效应与电流的方向无关，将图中脉动直流电与正弦交变电流一个周期的热效应相比较，求解电压的最大值，再求出有效值．‎ ‎【解答】解：由于电流的热效应与电流的方向无关，脉动直流电与正弦交变电流一个周期通过相同的电阻产生的热量相同，‎ 则图示电流的最大值与正弦式电流的最大值相同，有效值也相同，‎ 设该脉动直流电电流的有效值为I，根据电流的热效应得：‎ R+R=I2RT 解得：I=4A，则该脉动直流电电流的有效值为4A．‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎3．酒精测试仪的工作原理如图所示，其中P是半导体型酒精气体传感器，该传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度C成正比，R0为定值电阻．以下关于电压表示数的倒数（）与酒精气体浓度的倒数（）之间关系的图象，正确的是（　　）‎ A． B．‎ ‎ C． D．‎ ‎【考点】传感器在生产、生活中的应用．‎ ‎【分析】酒精测试仪中由于酒精气体传感器，当酒精气体的浓度变化时，电阻变化，总电阻变化，则总电流也变化，导致R0两端电压变化．‎ ‎【解答】解：传感器电阻r′与定值串连接入电源．而传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度C成正比．‎ ‎ 即①‎ 由闭合电路殴姆定律可知：U=IR0=②‎ 由①②联式可得：‎ 则与成线性关系 故选：A ‎　‎ ‎4．如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C分别串联一个灯泡后，并连接在交流电源的两端，三盏灯亮度相同．要使灯泡L1变暗、灯泡L2变亮，下列措施中可行的是（　　）‎ A．只减小交流电的电压 B．只增大交流电的电压 C．只减小交流电的频率 D．只增大交流电的频率 ‎【考点】电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用．‎ ‎【分析】三个支路并联，电压相同，开始亮度相同，可知三个支路对电流阻碍作用相同，要判断灯泡变亮还是变暗，看它们所在支路对电流阻碍作用有无变化．‎ ‎【解答】解：三个支路并联，电压相同，改变交流电的电压，不会改变三个灯泡的明暗程度，当交流电频率增大时，不会改变L3支路对电流的阻碍，所以L3亮度不变；交流电频率增大时，容抗减小，L2所在支路对电流阻碍作用减小，所以电流增大，L2变亮；交流电频率增大时，容抗增大，L1所在支路对电流阻碍作用增大，所以电流减小，L1变暗．故A、B、C错误，D正确．‎ 故选D．‎ ‎　‎ ‎5．如图1一根长直导线中的电流按如图2的正弦规律变化，规定电流从左向右为正，在直导线下方有一不闭合的金属框，则相对于b点来说，a点电势最高的时刻是在（　　）‎ A．t1时刻 B．t2时刻 C．t3时刻 D．t4时刻 ‎【考点】法拉第电磁感应定律．‎ ‎【分析】根据右手螺旋定则得出直导线周围的磁场方向，结合交流电电流大小的变化，根据楞次定律判断电势的高低．‎ ‎【解答】解：根据i﹣t图线可知，在t2、t4时刻电流的变化率最大，根据法拉第电磁感应定律知，产生的感应电动势最大，‎ 在t2时刻，根据右手螺旋定则和楞次定律知，a点电势比b点电势高，在t4时刻，根据右手螺旋定则和楞次定律知，a点电势比b点电势低．‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎6．在光滑水平面上，质量为m的小球A正以速度v0匀速运动．某时刻小球A与质量为3m的静止小球B发生正碰．两球相碰后，A球的动能恰好变为原来的．则碰后B球的速度大小是（　　）‎ A． B． C．或 D．无法确定 ‎【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律．‎ ‎【分析】根据碰后A球的动能求出碰后A的速度，然后由动量守恒定律求出B的速度．‎ ‎【解答】解：A球的动能恰好变为原来的，则vA=v0，碰后A速度可能与碰前速度方向相同，也可能相反，‎ 若碰后A球速度方向和原来一致，则根据动量守恒得：mv0=mvA+3mv2，‎ 将vA=v0带入得vB=，vA＞vB，因此将发生第二次碰撞，故这种情况不可能，碰后A球速度将发生反向．‎ 把vA=﹣v0带入mv0=mvA+3mvB，解得：vB=v0；‎ 故选A．‎ ‎　‎ ‎7．一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中．通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（　　）‎ A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大 B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变 C．t2、t4时刻线圈中磁通量最大 D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最大 ‎【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理；正弦式电流的图象和三角函数表达式．‎ ‎【分析】数学知识可知：磁通量﹣时间图象斜率等于磁通量的变化率，其大小决定了感应电动势的大小．当线圈的磁通量最大时，线圈经过中性面，电流方向发生改变．‎ ‎【解答】解：A、t1、t3时刻通过线圈的磁通量最大，而磁通量的变化率等于零．故A错误；‎ B、t1、t3时刻线圈的磁通量最大，处于中性面，线圈中感应电流方向改变．故B正确；‎ C、t2、t4时刻磁通量为零，线圈与磁场平行，线圈中感应电动势最大．故C错误，D正确；‎ 故选：BD．‎ ‎　‎ ‎8．如图所示，有一理想变压器，原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，原副线圈的电压分别为U1、U2、U3，电流分别为I1、I2、I3，两个副线圈负载电阻的阻值未知，下列结论中，正确的是（　　）‎ A．U1：U2=n1：n2，U2：U3=n2：n3‎ B． =， =‎ C．n1I1=n2I2+n3I3‎ D．I1U1=I2U2+I3U3‎ ‎【考点】变压器的构造和原理．‎ ‎【分析】根据变压器的匝数与电压成正比求出两个副线圈的电压，再根据输入功率等于输出功率求原线圈中的电流．‎ ‎【解答】解：A、变压器的匝数与电压成正比，所以：；．故A正确；‎ B、C、D、由于变压器的输入功率等于输出功率，所以得：I1U1=I2U2+I3U3‎ 联立以上各公式得：n1I1=n2I2+n3I3．故CD正确，B错误．‎ 故选：ACD ‎　‎ ‎9．据悉长白快速铁路项目将于2017年5月竣工，项目建成后长春至白城的运行时长将压缩在2小时以内．电力机车供电系统如图所示，发电厂利用升压变压器将低压交流电升至110kV，牵引变电所利用降压变压器将电力系统输送来的高压交流电变换为27.5kV，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压不变，输电线的电阻不能忽略．若机车功率的增大，则（　　）‎ A．升压变压器的输出电压增大 B．降压变压器的输出电压增大 C．输电线上损耗的功率增大 D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 ‎【考点】变压器的构造和原理；远距离输电．‎ ‎【分析】正确解答本题需要掌握：理想变压器的输入功率由输出功率决定，输出电压有输入电压决定；明确远距离输电过程中的功率、电压的损失与哪些因素有关，明确整个过程中的功率、电压关系．理想变压器电压和匝数关系．‎ ‎【解答】解：A、升压变压器输出电压由发电机输出电压决定，因升压变压器匝数比不变，故升高变压器输出电压不变，故A错误；‎ B、因机车的功率增大，则发电厂输出的功率一定增大，则输送电流增大，导线上损失的电压一定增大，故降压变压器获得的输入电压减小，则输出电压减小，故B错误；‎ C、因输电电流增加，则由P=I2R可知，输电线上损失的功率增大，故C正确；‎ D、根据P损=（）2R，则有： =；因发电厂的输出电压不变，输电线上的电阻不变，所以输电线上损耗的功率占总功率的比例随着发电厂输出功率的增大而增大．故D正确．‎ 故选：CD．‎ ‎　‎ ‎10．如图所示，质量为m的物体，沿倾角为θ的固定粗糙斜面由静止开始下滑，经过时间t，滑至底端，且此时速度为v，则物体下滑过程中（　　）‎ A．重力的冲量为mgsinθt B．重力冲量为mgt C．斜面支持力的冲量的大小为mgcosθt D．合力的冲量为mv ‎【考点】动量定理．‎ ‎【分析】由冲量的计算公式I=Ft求出各力的冲量大小，由动量定理求出动量的变化量即合力的冲量．‎ ‎【解答】解：A、物体所受重力的冲量大小为：IG=mg•t，故A错误，B正确；‎ C、物体下滑过程所受支持力的冲量大小：I=Nt=mgcosθ•t，故C正确；‎ D、根据动量定理可知，合外力的冲量等于物体动量的变化量，则合力的冲量为I合=mv，故D正确；‎ 故选：BCD ‎　‎ ‎11．如图所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一固定在水平面上的物块．今让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是（　　）‎ A．小球在半圆槽内由A向B运动做圆周运动，由B向C运动也做圆周运动 B．小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒 C．小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒 D．小球离开C点以后，将做斜抛运动 ‎【考点】动量守恒定律．‎ ‎【分析】小球自左端槽口A点的正上方从静止开始下落于光滑的圆弧槽，且槽置于光滑的水平面上．由于槽的左侧有一竖直墙壁，只有重力做功，小球的机械能守恒．当小球在半圆槽内运动的B到C过程中，槽也会向右运动．水平方向满足动量守恒．在运动过程中，仍只有重力做功，小球与槽组成的系统机械能守恒．小球离开C点以后，既有竖直向上的分速度，又有水平分速度，小球做斜上抛运动．‎ ‎【解答】解：A、小球在半圆槽内由A向B运动时，由于槽的左侧有一固定在水平面上的物块，槽不会向左运动，则小球机械能守恒，从A到B做圆周运动，系统在水平方向上动量不守恒；从B到C运动的过程中，槽向右运动，系统在水平方向上动量守恒，则B到C小球的运动不是圆周运动，故A、B错误，C正确．‎ D、小球离开C点以后，既有竖直向上的分速度，又有水平分速度，小球做斜上抛运动．故D正确．‎ 故选：CD．‎ ‎　‎ ‎12．向空中发射一物体．不计空气阻力，当物体的速度恰好沿水平方向时，物体炸裂为a，b两块．若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向则（　　）‎ A．b的速度方向一定与原速度方向相反 B．从炸裂到落地这段时间里，a飞行的水平距离一定比b的大 C．a，b一定同时到达地面 D．炸裂的过程中，a中受到的爆炸力的冲量大小一定相等 ‎【考点】动量守恒定律．‎ ‎【分析】‎ 当物体的速度沿水平方向炸裂成a、b两块时，质量较大的a的速度方向仍沿原来的方向，根据动量守恒定律判断可知b运动方向一定沿水平方向，a、b均做平抛运动，高度相同，运动时间相同，同时到达地面．在炸裂过程中，a、b间相互作用力大小相等，作用时间相等，冲量大小一定相等．‎ ‎【解答】解：A、在炸裂过程中，由于重力远小于内力，系统的动量守恒．炸裂前物体的速度沿水平方向，炸裂后a的速度沿原来的水平方向，根据动量守恒定律判断出来b的速度一定沿水平方向，但不一定与原速度方向相反，取决于a的动量与物体原来动量的大小关系．故A错误．‎ ‎ B、a、b都做平抛运动，飞行时间相同，由于初速度大小关系无法判断，所以a飞行的水平距离不一定比b的大．故B错误．‎ ‎ C、a、b都做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，由于高度相同，飞行时间一定相同，a，b一定同时到达水平地面．故C正确．‎ ‎ D、在炸裂过程中，a，b受到爆炸力大小相等，作用时间相同，则爆炸力的冲量大小一定相等．故D正确．‎ 故选：CD ‎　‎ 二、解答题（共6小题，满分52分）‎ ‎13．如图（a）所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的冲量后，随即启动打点计时器，甲车运动一段距离后，与静止的乙车正碰并黏在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车运动情况如图（b）所示，电源频率为50Hz．则：碰撞前甲车运动速度大小为　0.6　m/s，甲、乙两车的质量比m甲：m乙为　2：1　．‎ ‎【考点】验证动量守恒定律．‎ ‎【分析】由纸带所示数据求出碰前甲车速度与碰撞后两车的共同速度；碰撞过程中，两车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出两车质量之比．‎ ‎【解答】解：碰前甲做匀速运动，由纸带可求得甲车碰前的速度为：v1===0.6m/s，‎ 碰后甲、乙一起做运动运动，速度：v2===0.4m/s，‎ 以向右为正方向，由动量守恒定律得 m甲v1=（m甲+m乙）v2，‎ 甲、乙两车质量之比为===；‎ 故答案为：0.6；2：1．‎ ‎　‎ ‎14．把两个大小相同、质量不等的金属球用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，置于光滑的水平桌面上，（两侧地面上已依次铺放白纸、复写纸）如图所示，烧断细线，观察两球的运动情况，进行必要的测量，验证物体间相互作用时动量守恒．‎ ‎（1）还必须添加的器材是：　刻度尺、天平、重锤线　；‎ ‎（2）需直接测量的数据是：　两木块的质量m1、m2和两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离s1、s2　；‎ ‎（3）用所得数据验证动量守恒定律的关系式是：　m1s1=m2s2　．‎ ‎【考点】验证动量守恒定律．‎ ‎【分析】烧断细线后，两球离开桌面做平抛运动，由于高度相等，则平抛的时间相等，水平位移与初速度成正比，把平抛的时间作为时间单位，小球的水平位移可替代平抛运动的初速度．将需要验证的关系速度用水平位移替代．‎ ‎【解答】解：小球离开桌面后做平抛运动，取小球1的初速度方向为正方向，‎ 两小球质量和平抛初速度分别为：m1、m2，v1、v2，‎ 平抛运动的水平位移分别为s1、s2，平抛运动的时间为t．‎ 需要验证的方程：0=m1v1﹣m2v2，又v1=v2=，‎ 代入得到m1s1=m2s2，‎ 故需要测量两木块的质量m1和m2，两木块落地点到桌面边缘的水平距离s1，s2，需要的器材为刻度尺、天平、重锤线．‎ 故答案为：（1）刻度尺、天平、重锤线；（2）两木块的质量m1、m2和两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离s1、s2；（3）m1s1=m2s2．‎ ‎　‎ ‎15．500g的足球从1.8m的高处自由下落碰地后能弹回到1.25m高，不计空气阻力，这一过程经历的时间为1.2s，g取10m/s2，求足球对地面的作用力．‎ ‎【考点】动量定理．‎ ‎【分析】根据运动学公式分别求出自由下落着地的速度和反弹的速度大小以及足球向上运动的时间、向下运动的时间，根据动量定理求出平均作用力的大小．‎ ‎【解答】解：足球着地的速度为：，‎ 足球反弹的速度为：，‎ 足球向下运动的过程中： s 足球向上运动的过程中： s 设足球与地面的作用时间为t3，则：t=t1+t2+t3‎ 所以：t3=0.1s 规定向上为正方向，足球与地面作用的过程中，根据动量定理得：（F﹣mg）t3=mv2﹣（﹣mv1）‎ 解得：F=．‎ 根据牛顿第三定律可知，足球对地的作用力的大小为60N．‎ 答：足球对地的作用力的大小为60N．‎ ‎　‎ ‎16．如图所示，线圈abcd的面积S=0.05m2，共N=100匝；线圈电阻为r=1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感强度为B=0.2T，线圈以ω=20rad/s匀速转动，电路中电流表和电压表为理想电表，现从线圈处于中性面开始计时，求：‎ ‎（1）电路中电流表和电压表的示数各是多少；‎ ‎（2）线圈由图示位置转动90°的过程中，通过电阻R上的电量；‎ ‎（3）外力驱动线圈转动一圈所做的功．‎ ‎【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理；正弦式电流的图象和三角函数表达式．‎ ‎【分析】（1）先计算出线圈感应电动势的最大值，根据计算出欧姆定律计算出电路电流就是电流表的示数；根据欧姆定律计算电压表的示数；‎ ‎（2）先计算线圈由图示位置转动90°的过程中的平均电流，再利用电量与电流关系计算通过电阻R上的电量；‎ ‎（3）外力驱动线圈转动一圈所做的功，等于电路中总电阻产生的焦耳热．‎ ‎【解答】解：（1）线圈中的感应电动势最大值为Em=NBSω 电动势有效值为 E=‎ 整个电路的电流由闭合电路欧姆定律有 I==A≈1.41A 电压表示数U=IR= V；‎ ‎（2）线圈由图示位置转动90°的过程中，平均电流 通过电阻R上的电量q=I′△t=0.1C；‎ ‎（3外力驱动线圈转动一圈所做的功等于电路中总电阻产生的焦耳热，由焦耳定律得 W=I2（R+r）T ‎ 其中T=‎ 解得：W=6.28J；‎ 答：（1）电路中电流表示数为1.41A，电压表的示数为12.72A；‎ ‎（2）线圈由图示位置转动90°的过程中，通过电阻R上的电量为0.1C；‎ ‎（3）外力驱动线圈转动一圈所做的功为6.28J．‎ ‎　‎ ‎17．如图所示，两个质量都为M的木块A、B用轻质弹簧相连放在光滑的水平地面上，一颗质量为m的子弹以速度v射向A块并嵌在其中，求弹簧被压缩后的最大弹性势能．‎ ‎【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律．‎ ‎【分析】（1）子弹射入木块A的过程中，子弹与A组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可出两者共同的速度．‎ ‎（2）子弹射入木块A后向右运动，压缩弹簧，在弹簧弹力作用下，A将做减速运动，B将做加速运动，当两者速度相等时，弹簧压缩量最大，弹性势能最大，由动量守恒定律和机械能守恒可以求出弹簧的最大弹性势能．‎ ‎【解答】解：子弹击中木块A的过程，子弹和A组成的系统动量守恒，‎ 由动量守恒得：mv=（M+m）v1，‎ 解得：v1=；‎ 当子弹、两木块速度相等时，弹簧压缩量最大，弹性势能最大，‎ 在该过程中，子弹、两木块组成的系统动量守恒、机械能守恒，‎ 由动量守恒定律得：（M+m）v1=（2M+m）v2，‎ 解得：v2=；‎ 由能量守恒定律（或机械能守恒定律）得，弹簧弹性势能的最大值：‎ Ep=（M+m）v12﹣（2M+m）v22=；‎ 答：弹簧被压缩后的最大弹性势能为．‎ ‎　‎ ‎18．如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上．某时刻小孩将冰块以相对冰面3m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h=0.3m（h小于斜面体的高度）．已知小孩与滑板的总质量为m1=30kg，冰块的质量为m2=10kg，小孩与滑板始终无相对运动．取重力加速度的大小g=10m/s2．‎ ‎（i）求斜面体的质量；‎ ‎（ii）通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？‎ ‎【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律．‎ ‎【分析】（i）冰块和斜面体组成的系统动量守恒，机械能守恒，根据系统动量守恒和机械能守恒计算斜面体的质量；‎ ‎（ii）小孩和冰块动量守恒，冰块和斜面动量守恒机械能守恒，计算小孩和冰块的最后速度，比较他们的速度大小的关系可以判断能否追上小孩．‎ ‎【解答】解：（i）对于冰块和斜面体组成的系统，根据动量守恒可得，‎ m2v2=（m2+M）v 根据系统的机械能守恒，可得，m2gh+（m2+M）v2=m2v22‎ 解得：M=20kg ‎（ii）小孩与冰块组成的系统，根据动量守恒可得，m1v1=m2v2，‎ 解得 v1=1m/s（向右）‎ 冰块与斜面：m2v2=m2v2′+Mv3′，‎ 根据机械能守恒，可得， m2v22=m2v2′2+Mv3′2‎ 解得：v2′=﹣1m/s（向右）‎ 因为=v1，所以冰块不能追上小孩．‎ 答：（i）斜面体的质量为20kg；‎ ‎（ii）冰块与斜面体分离后不能追上小孩．‎