【解析】
【详解】根据W=qE=3J,而W为内阻r和外电阻R上产生的热量之和,故R上产生的热量小于3J,故只有B选项符合,ACD错误。
12.一人用力把质量为m的物体由静止竖直向上匀加速提升h,速度增加为v,则对此过程,下列说法正确的是( )
A. 人对物体所做的功等于物体机械能的增量 B. 物体所受合外力所做的功为 mv C. 人对物体所做的功为mgh D. 人对物体所做的功为 mv2 【答案】AB 【解析】
试题分析:A、除重力和弹力以外,其它力对物体所做的功等于物体机械能的增加量;正确 B、物体动能增加量等于CD、人对物体所做的功为故选AB 考点:功能关系
点评:除重力(或万有引力)、弹力(一般指弹簧的弹力)之外,其他所有力对物体所做的功等于物体机械能的增量,这个结论叫做“功能原理”.
13. 如图所示电路中,电源电动势E=9 V、内阻r=3 Ω,R=15 Ω,下列说法中正确的是 ( )
,根据动能定理可知,合外力对物体所做的功等于物体动能的增加量;正确
;错误
2
A. 当S断开时,UAC=9 V B. 当S闭合时,UAC=9 V
C. 当S闭合时,UAB=7.5 V,UBC=0 D. 当S断开时,UAB=0,UBC=0 【答案】AC
【解析】
当S断开时,UAB与UBC为路端电压,等于电源电动势,A正确,D错误;当S闭合时,UAC=UAB=UBC=I×0=0,B错误,C正确.
14.某次篮球比赛中,一运动员将球由静止快速出手,篮球空心入网。已知篮球质量为 m,出手时篮球距离地面高度为 h1,速度大小为 v,篮筐距离地面高度为 h2。不计空气阻力和篮网对球的作用力,篮球可视为质点,以地面为零势能面,重力加速度为 g,下列说法正确的是
R=7.5 V,
A. 手对篮球做功为B. 篮球进筐时的动能为
C. 篮球进筐时的机械能为
D. 篮球进筐后落地瞬间的机械能为 mgh2 【答案】A 【解析】
【详解】A、投篮过程,由动能定理得:手对篮球做功Wmv2,故A正确;
mv2,可得篮球进框时的动能为 Ekmv2+mghl
B、从出手到进筐的过程中,由动能定理得:﹣mg(h2﹣hl)=Ek﹣mgh2.故B错误;
CD、篮球离开手后只有重力做功,机械能守恒,所以进筐时,篮球的机械能等于刚出手时篮球的机械能,也等于落地瞬间的机械能,即为mv+mgh1,故CD错误。
15.消防车供水系统主要由水泵、输水管道和水炮组成。如图所示,在地面上用消防水炮对建筑物上离地高度 h=20m 的着火点进行灭火,水炮口与火点的水平距离 x=30m,水柱的最高点恰好在火点处,水炮出水量为 3.6m3/min,水的密度为 1×103kg/m3,整个供水系统的效率 60%。忽略空气阻力和水炮口的粗细,下列说法正确的是
2
A. 水从水炮口射出的速度为 30m/s B. 水到达火点瞬间的速度为 30m/s C. 空中水柱的质量为 7200kg D. 水泵的输入功率为 31.25kW 【答案】D 【解析】
【详解】AB、水炮射出的水可看成从着火点到水炮的平抛运动,故有:联立解得:
,
,
;所以水从水炮口射出的速度为
,
,
,
,
,水到达火点瞬间的速度为
,故AB错误; C、空中水柱的质量D、水炮中的水喷射速度为故D正确。
三、实验题(本题共 3 小题,每空 2 分,共 23 分。)
16.小明利用如图 所示的装置做“探究功与速度变化的关系”的实验。
,故C错误;
,结合水泵效率和动能定理有:
,解得:
,
(1)本实验不需要用到的器材是_____。
(2)以下是橡皮筋与小车连接的两种方式,正确的是_____(填“甲”或“乙”)。
(3)关于本实验,下列说法正确的是_____。 A.需要平衡小车受到的摩擦力 B.每根橡皮筋的规格必须相同
C.每次小车可以从木板上的不同位置释放 【答案】 (1). C (2). 甲 (3). AB 【解析】
【详解】(1)根据动能定理,即可确定W-v2的关系.本实验为了使小车在倾斜的平面上被橡皮筋拉动做功等于外力对小车做的总功,要通过实验来探究功与小车的动能变化关系,小车的速度由纸带上打点来计算,打点计时器的使用需要学生电源,小车的速度:
,t由打点计时器给出,还需要刻度尺来测量长度x,故需
要刻度尺,故不需要的实验器材是天平,故选C。
(2)甲图的橡皮筋从车顶的钉子上跨过,方便增加橡皮筯,且在恢复原长后,橡皮筋对小车没有力的作用;乙图的橡皮筋在车前的环里穿过,不方便增加橡皮筋,且在橡皮筋恢复原长后,由于橡皮筋在车前的环里穿过,小车继续向前运动,橡皮绳继续被拉伸,还受到橡皮绳力的作用,为了操作方便和减少实验误差,甲图连接更合理。
(3)本实验要探究合力做的功与速度变化的关系,并且用橡皮条做的功代替总功,故必须保证橡皮条的拉力等于小车所受的合力,应该将长木板一端适当垫高以平衡摩擦力;橡皮条的拉力是变力,其做功的大小无法测量,只能用多根相同的橡皮条拉长相同的长度做整数倍的功,故每根橡皮绳的规格必须相同,同时从同一位置静止释放,故AB正确,C错误。
17.小周同学利用如图 1所示的装置完成“验证机械能守恒定律”的实验。
(1)关于本实验,下列说法正确的是_____。 A.纸带越短,阻力影响越小,实验效果越好
B.纸带上端用固定的夹子夹住再释放纸带的效果比用手更好 C.必须利用天平准确测量出重物的质量,否则无法进行验证 (2)下列作为重物最合适的是_____。
A.400g 的木球 B.400g 的铝球 C.400g 的铅球
(3)某次实验,小周同学选用(2)中所选的球作为重物,经正确 操作后得到一条清晰的纸带(局部)如图 2 所示,A、B、C…G 各点对应的数据是该点到起始点的距离(单位:cm),打点计时器所接电源频率为 50Hz,则打下 F 点时,重物的动能为_____J(保留三位有效数字)。
【答案】 (1). B (2). C (3). 1.75 【解析】
【详解】(1)A、实验中摩擦是不可避免的,纸带越短,克服摩擦力做的功就越少,但是通过测量长度来求出变化的高度与瞬时速度,因为纸带太短导致误差就越大,故纸带不是越短越好,故A错误; B、为了避免手提纸带因抖动而造成摩擦的增大,上端用夹子夹住要比用手拉住要好,故B正确; C、验证机械能守恒需要验证的方程:平;故C错误。
(2)一般选用体积较小但质量较大的物体作为重物,即选用密度较大的材料,来减小阻力的影响,故选C; (3)由纸带可得:
。
的,得
,可知,重锤的质量不需要测量,故不需要天
,则重物在F点的动能为