2021届物理二轮专题强化练习： 物理学中的STSE问题——联系实际
高考物理二轮复习精练一必考热点物理中的STS问题
必考热点5 物理中的STS问题热点阐释在近几年高考中密切联系现代科技、卫星发射、体育、生活等的试题在逐渐增多，主要考查学生能否将所学知识与实际物理情境联系起来，抓住问题实质，将问题转化为熟知的模型和过程求解，尤其是有关卫星发射、体育、生活方面的试题要引起重视。
一、选择题(1～4题为单项选择题，5～8题为多项选择题)1.世界一级方程式锦标赛新加坡大奖赛赛道单圈长5.067公里，共有23个弯道，如图1所示，赛车在水平路面上转弯时，常常在弯道上冲出跑道，则以下说法正确的是( )图1A.是由于赛车行驶到弯道时，运动员未能及时转动方向盘才造成赛车冲出跑道的B.是由于赛车行驶到弯道时，运动员没有及时加速才造成赛车冲出跑道的C.是由于赛车行驶到弯道时，运动员没有及时减速才造成赛车冲出跑道的D.由公式F＝mω2r可知，弯道半径越大，越容易冲出跑道解析赛车在水平面上转弯时，它需要的向心力是由赛车与地面间的静摩擦力提供的。
由F＝m v2r知，当v较大时，赛车需要的向心力也较大，当摩擦力不足以提供其所需的向心力时，赛车将冲出跑道，故选项C 正确。
答案 C2.如图2所示，一运动员练习投掷铅球，在A点将质量为5 kg的铅球以v0＝15 m/s的速度与水平方向成37°角斜向上抛出，到达与抛出点等高处的B点时，速度与水平方向成45°角向下，其轨迹如图，经分析认为铅球过最高点P后受水平恒定风力的作用，已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，则由此可估算出铅球在B点的速度及水平风力的大小分别为( )图2A.12.7 m/s 16.7 NB.15 m/s 16.7 NC.12.7 m/s 50 ND.14 m/s 50 N解析由运动的合成与分解知铅球在竖直方向做竖直上抛运动，在水平方向先做匀速运动再做匀减速运动，由竖直上抛运动的对称性知铅球到达B 点时竖直分速度大小v y ＝v 0sin 37°＝9 m/s ，水平分速度v x ＝v y ，铅球在B 点的速度大小为v B ＝2v y ＝12.7 m/s ，从P 到B 经历的时间为t ＝v yg ＝0.9 s ，铅球在P 点的水平分速度为v P ＝v 0cos 37°＝12 m/s ，由牛顿第二定律知v x ＝v P －Fm t ，代入数值得F ＝16.7 N ，选项A对。
统考版2021高考物理二轮复习专练2物理学中的STSE问题__联系实际含解析
专练2 物理学中的STSE问题——联系实际(时间：40分钟)考生在学习高中物理时要注重理论联系实际，注意物理与生产、生活及科技发展的联系，关注物理学的技术在社会中的应用，培养社会参与意识和社会责任感，完成从“解题”向“解决问题”思路的转变．1.蓝牙是一种无线技术标准，可实现各种设备之间的短距离数据交换．某同学用安装有蓝牙设备的玩具车A、B进行实验，如图所示，在距离为d＝6 m的两条平直轨道上，O1O2的连线与轨道垂直，A车自O1点从静止开始以加速度a＝2 m/s2向右做匀加速直线运动，B车自O2点前方s＝3 m处的O3点以速度v0＝6 m/s向右做匀速直线运动．已知当两车间的距离超过10 m 时，两车无法实现通信，忽略信号传递的时间．若两车同时出发，则两车能通信的时间为( ) A．1 s B．5 sC．(25＋3) s D．(25－1) s2.来自太阳的带电粒子会在地球的两极引起极光．带电粒子与地球大气层中的原子相遇，原子吸收带电粒子的一部分能量后，立即将能量释放出来就会产生奇异的光芒，形成极光．极光的光谱线波长范围约为310 nm～670 nm.据此推断以下说法错误的是( ) A．极光光谱线频率的数量级约为1014 HzB．极光出现在极地附近与带电粒子受到洛伦兹力有关C．原子从高能级向低能级跃迁时会产生极光D．对极光进行光谱分析可以鉴别太阳的组成成分3．(多选)2020年5月5日18时，为我国载人空间站工程研制的长征五号B运载火箭在海南文昌首飞成功，长征五号B以长征五号运载火箭为基础改进研制而成，主要承担着我国空间站舱段等重大航天发射任务，是目前我国近地轨道运载能力最大的火箭．以下判断中正确的是( )A．长征五号B运载火箭选在纬度较低的海南文昌发射场发射，是为了充分利用地球自转的线速度B．长征五号B运载火箭在加速升空时推力大于重力，返回舱减速返回地面时推力将小于重力C．近地卫星运行的加速度小于地球赤道上物体的加速度D．利用长征五号B运载火箭发射载人飞船试验船时，发射速度应大于或等于7.9 km/s，小于11.2 km/s4.2019年5月17日23点48分，长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心成功发射我国北斗卫星导航系统第45颗卫星(北斗二号GEO8卫星)．该卫星是我国北斗区域导航卫星系统的第4颗备份卫星，属于地球静止同步轨道卫星．至此，北斗二号卫星导航系统圆满收官．则北斗二号GEO8卫星在轨道运行时，其( )A．线速度大于第一宇宙速度B．角速度大于月球绕地球运行的角速度C．向心加速度大于地面的重力加速度D．每隔24 h都会有两次经过赤道上空5．(多选)如图甲为新能源电动汽车的无线充电原理图，M为匝数n＝50匝、电阻r＝1.0 Ω的受电线圈，N为送电线圈．当送电线圈N接交变电流后，在受电线圈内产生了与线圈平面垂直的磁场，其磁通量Φ随时间t变化的规律如图乙．下列说法正确的是( )A．受电线圈产生的电动势的有效值为10 2 VB．在t1时刻，受电线圈产生的电动势为20 VC．在t1～t2内，通过受电线圈的电荷量为4×10－2 CD．在t1～t2内，通过受电线圈的电荷量为2×10－2 C6.水刀切割具有精度高、无热变形、无毛刺、无需二次加工以及节约材料等特点，得到广泛应用．某水刀切割机床如图所示，若横截面直径为d的水流以速度v垂直射到要切割的钢板上，碰到钢板后水的速度可视为零，已知水的密度为ρ，则钢板受到水的冲力大小为( ) A．πρd2v B．πρd2v2C.14πρd2v D.14πρd2v27.如图所示是网球发球机，某次室内训练时将发球机放置于某一竖直墙面前，然后向墙面发射网球．假定网球水平射出，某两次射出的网球a、b运动轨迹如图虚线所示，碰到墙面时与水平方向夹角分别为30°和60°、若不考虑网球在空中受到的阻力，则a、b两球( ) A．a球初速度较大B．a球在空中飞行的时间较长C．a球碰到墙面时速度较大D．a球速度变化量较大8.2020年6月25日端午节当天受对流天气的影响，河北省许多地区都遭遇了第二场冰雹，巨大冰雹向河北大地袭击而来，十分急促．出行的人有的被冰雹砸伤．冰雹一般自4 000 m～20 000 m的高空下落，是阵发性的灾害性天气，超过5 cm的冰雹不间断打击头部，就会导致昏迷．若冰雹竖直下落过程中受到的空气作用力与速度平方成正比，比例系数k＝0.000 4 kg/m，一块质量m＝36 g的冰雹(可认为过程中质量始终保持不变)自4 000 m高空下落，落地前已达到下落的最大速度．求：(1)冰雹下落的最大速率v m；(2)当下落速度v＝10 m/s时的加速度a大小；(3)下落过程中克服空气作用力所做的功W f.9.如图所示是某科技小组制作的嫦娥四号模拟装置，用来演示嫦娥四号空中悬停和着陆后的分离过程，它由着陆器和巡视器两部分组成，其中着陆器内部有喷气发动机，底部有喷气孔，在连接巡视器的一侧有弹射器．演示过程：先让发动机竖直向下喷气，使整个装置竖直上升至某个位置处于悬停状态，然后让装置慢慢下落到水平面上，再启动弹射器使着陆器和巡视器瞬间分离，两者向相反方向做减速直线运动．若两者均停止运动时相距为L，着陆器(含弹射器)和巡视器的质量分别为M和m，与水平面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，发动机喷气口截面积为S，喷出气体的密度为ρ，不计喷出气体对整体质量的影响．求：(1)装置悬停时喷出气体的速度大小v；(2)弹射器给着陆器和巡视器提供的动能之和．10．如图(a)为一除尘装置在竖直面内的截面示意图，塑料平板M、N的长度及它们间距离均为d.大量均匀分布的带电尘埃以相同的速度v0进入两板间，速度方向与板平行，每颗尘埃的质量均为m，带电荷量均为－q.当两板间同时存在垂直纸面向外的匀强磁场和垂直板向上的匀强电场(图中未画出)时，尘埃恰好匀速穿过两板；若撤去板间电场，并保持板间磁场不变，贴近N板入射的尘埃将打在M板右边缘，尘埃恰好全部被平板吸附，即除尘效率为100%；若撤去两板间电场和磁场，建立如图(b)所示的平面直角坐标系xOy，y轴垂直于板并紧靠板右端，x轴与两板中轴线共线，要把尘埃全部收集到位于P(2.5d，－2d)处的容器中，需在y 轴右侧加一垂直于纸面向里的圆形匀强磁场区域．尘埃颗粒重力、颗粒间作用力、尘埃颗粒对板间电场和磁场的影响均不计．(1)求两板间磁场的磁感应强度的大小B1；(2)若撤去板间磁场，保持板间匀强电场不变，求此时除尘效率；(3)求y轴右侧所加圆形匀强磁场区域的磁感应强度大小B2的取值范围．4．解析：第一宇宙速度是近地飞行的线速度，则可知北斗二号GEO 8卫星的线速度小于第一宇宙速度，故A 错误；由题意可知北斗二号GEO 8卫星是地球同步卫星，则其运行周期为24 h ，小于月球绕地球运行的周期，根据ω＝2πT 可知其角速度大于月球绕地球运行的角速度，故B 正确，D 错误；在地球表面上的物体重力等于万有引力，即mg ＝GMmR2，可得地面的重力加速度为g ＝GM R 2，对北斗二号GEO 8卫星有m′a＝GMm′R ＋h 2，得其向心加速度为a ＝GMR ＋h2，则可知北斗二号GEO 8卫星的向心加速度小于地面的重力加速度，故C 错误．答案：B5．解析：由图乙可知，T ＝π×10－3s ，受电线圈的最大磁通量为Φm ＝2.0×10－4Wb ，所以受电线圈产生的电动势最大值为：E m ＝nΦm ·2πT ＝50×2.0×10－4×2ππ×10－3V ＝20 V ，所以受电线圈产生的电动势的有效值为E ＝E m2＝10 2 V ，故A 正确；由图乙可知，t 1时刻磁通量变化率为0，由法拉第电磁感应定律可知，此时受电线圈产生的电动势为0 V ，故B 错误；由公式q ＝n ΔΦr ，代入数据解得：q ＝n ΔΦr ＝50×4.0×10－41.0 C ＝2.0×10－2 C ，故C 错误，D正确．答案：AD6．解析：设t 时间内有V 体积的水打在钢板上，则这些水的质量为m ＝ρV＝ρSvt＝14πd 2ρvt.以该部分水为研究对象，它受到钢板的作用力为F ，以水运动的方向为正方向，由动量定理有Ft ＝0－mv ，解得F ＝－mv t ＝－14πρd 2v 2，由牛顿第三定律知，钢板受到水的冲力大小为14πρd 2v 2，D 项正确．答案：D解题攻略：解答本题关键在于根据题中物理情境，创新设计流体模型．解决流体问题通常可以采用微元法，即取一小段时间或距离进行分析，再巧妙利用所求物理量与时间或距离的关系，推算出所求物理量．7．解析：在平抛运动过程中，有：h ＝12gt 2；x ＝v 0t ；位移与水平方向夹角的正切值为：tan α＝h x ＝gt 2v 0；速度与水平方向夹角的正切值为：tan β＝v y v 0＝gtv 0.则有：tan β＝2tan α.在平抛运动中，有：h ＝x·tan α＝x·tan β2.两球碰到墙面时与水平方向夹角分别为30°和60°，所以h 1h 2＝tan 30°tan 60°＝13，由h ＝12gt 2可得：t 1t 2＝h 1h 2＝33，初速度：v 0＝x t ，可得：v 01v 02＝31，所以a 的初速度较大，而飞行的时间较小．故A 正确，B 错误；由于末速度：v t ＝v 0cos β可知，v t1v t2＝v 01cos 60°v 02cos 30°＝11，所以两球碰到墙面时速度大小相等，故C 错误；a 飞行的时间较短，由Δv ＝g Δt 可知a 速度变化量较小，故D 错误．答案：A8．解析：(1)冰雹的速度达到最大时，合力为零，根据平衡条件有：f ＝kv 2m ＝mg 代入数据得最大速度为v m ＝mg k＝36×10－3×104×10－4m /s ＝30 m /s (2)根据牛顿第二定律则有：ma ＝mg －kv 2可得加速度为：a ＝g －k m v 2＝(10－0.000 436×10－3×102)m /s 2＝809m /s 2(3)全过程中，由动能定理有： 12mv 2m ＝mgh －W f 代入数据可得：W f ＝1 423.8 J答案：(1)30 m /s (2)809m /s 2(3)1 423.8 J9．解析：(1)悬停时气体对模拟装置的作用力F ＝(M ＋m)g取Δt 时间喷出的气体为研究对象，由动量定理得F Δt ＝ρSv Δt×v 解得v ＝M ＋m gρS. (2)弹射过程水平方向动量守恒，则有mv 1＝Mv 2 着陆器和巡视器做减速运动的过程中由动能定理得 －μmgL 1＝0－12mv 21－μMgL 2＝0－12Mv 22又L ＝L 1＋L 2弹射器提供的总动能E k ＝12mv 21＋12Mv 22联立解得E k ＝μMmgL M ＋mM 2＋m2.答案：(1)M ＋m g ρS (2)μMmgL M ＋mM 2＋m2 解题攻略：本题可以构建动量守恒的爆炸模型，即在弹射过程中，系统虽然所受的合外力不为0，但由于此时内力远大于外力，故系统的动量守恒．系统的动能由弹射器提供，再利用能量守恒定律求解．10.解析：(1)贴近N 板入射的尘埃打在M 板右边缘的运动轨迹如图甲所示 由几何如识可知尘埃在磁场中的运动轨迹半径R 1＝d 尘埃在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得 qv 0B 1＝mv 2R 1解得B 1＝mv 0qd.(2)电场、磁场同时存在时，尘埃做匀速直线运动，由平衡条件得 qE ＝qv 0B 1撤去磁场以后，尘埃颗粒在电场力的作用下做类平抛运动，当尘埃颗粒恰好离开电场时，在水平方向有d ＝v 0t在竖直方向有y ＝12at 2加速度a ＝qEm解得y ＝0.5d所以除尘效率η＝yd×100%＝50%.(3)设圆形磁场区域的半径为R 0，尘埃颗粒在圆形磁场中做圆周运动的半径为R 2，要把尘埃全部收集到位于P 处的容器中，就必须满足R 2＝R 0另有qv 0B 2＝m v 2R 2如图乙，当圆形磁场区域过P 点且与M 板的延长线相切时圆形磁场区域的半径R 0最小，磁感应强度B 2最大，则有R 0最小＝1.25d解得B 2最大＝4mv 05qd如图丙，当圆形磁场区域过P 点且与y 轴在M 板的右端相切时圆形磁场区域的半径R 0最大，磁感应强度B 2最小，则有R 0最大＝2.5d解得B 2最小＝2mv 05qd所以圆形磁场区域磁感应强度的大小B 2的取值范围为2mv 05qd ≤B 2≤4mv 05qd. 答案：(1)mv 0qd (2)50% (3)2mv 05qd ≤B 2≤4mv 05qd解题攻略：本题是电磁场中带电粒子的运动在科学技术中的应用，解答这类问题的突破口在于构建带电粒子在电场中和磁场中运动时的两种主要偏转模型，而带电粒子与磁场边界相切往往对应着其最值状态．。
【实验题】2测量平均速度实验(考点梳理+强化练习)—2021中考物理二轮专题复习讲义
中考物理二轮考点过关：测量平均速度实验考点梳理1．变速运动与平均速度（1）变速运动的快慢就是速度变化的快慢（速度不断变化的运动，包括大小和方向），速度的变化用加速度来描述！匀变速运动呢就是速度在单位时间的增加（减少）是固定的！加速度有正负，正代表速度是增加的，负代表速度是降低的！非匀变速运动呢就是速度在单位时间内的变化不固定！（2）平均速度是指在某段时间内，物体运动的位移，与所用时间的比值，反映的是某段路程中物体运动的平均快慢．用表示平均速度，用s表示路程，用t表示时间，则平均速度的公式是＝．强化练习1．某物理兴趣小组利用如图所示的装置测量小车的平均速度。
（1）本实验是根据公式进行测量的，实验时应保持斜面的倾角（填“较大”或“较小”），这是为了减小测量（填“路程”或“时间”）时造成的误差。
（2）实验中如果得AB长度为30cm，AC长度为60cm，小车通过AB段所用时间为3s，通过AC段所用时间为5s，则小车通过上半路程的平均速度是cm/s，小车通过下半路程的平均速度是m/s，所以小车在斜面上做运动（填“匀速”或“加速”）。
2．生命在于运动，现在越来越多的人开始注重自己的锻炼，走路和跑步一般是选择最多的锻炼方式。
小明想在不借助手机软件的情况下，利用生活中的物品测量自己从家走路到小红家的平均速度。
请你帮助他设计实验方案。
（1）实验物品：。
（2）实验步骤：。
（3）实验结论：。
3．如图所示，是小璟同学做“测量小车的平均速度”的实验，实验报告（摘要）如下。
请你将其报告中的问题补充完整。
【实验目的】测量小车的平均速度【实验原理】【实验器材】小车、、停表、斜面、金属挡板、长方体木块【实验数据】如表所示测量的物理量AB段BC段AC段路程s/cm45561013.0 2.8 5.8平均速度v/（cm•s﹣1）17.4【实验分析】（1）小车全程是做（填“匀速”或“变速”）运动。
（2）实验时，为了使小车在斜面上运动的时间长些，应（填“增大”或“减小”）斜面的坡度。
高考物理专项测(二) 物理中的STSE问题
高考物理专项测(二) 物理中的STSE问题1．(2021·四川省4月诊断性考试)科学家发现太阳的核聚变反应区只是中心很小的一部分，由于太阳强大的引力和磁场的束缚，使太阳内部的能量可以向外持续稳定地释放，而不会像氢弹那样瞬间爆炸，这就是可控核聚变技术的由来。
太阳内部核聚变反应的一种可能形式为21H＋31H→X＋10n，设21H、31H、X和10n的质量分别为m1、m2、m3和m4，光速为c，则下列说法正确的是()A．X是32HeB．该核反应释放的核能为(m3＋m4－m1－m2)c2C．核反应中比结合能较小的原子核变成了比结合能较大的原子核D．核反应中核子平均质量较小的原子核变成了核子平均质量较大的原子核解析X应为42He，A项错误；该核反应释放的核能为(m1＋m2－m3－m4)c2，B项错误；该核反应中生成的新核核子平均质量变小，新核的比结合能变大，C项正确，D项错误。
答案C2. 在港珠澳大桥建设中，将数根直径22米、高40.5米的钢筒，打入海底围成人工岛，创造了快速筑岛的世界纪录。
钢筒质量为M，由如图所示的起重机用8根对称分布的、长为22米的钢索吊起，则钢筒静止时每根钢索受到的拉力大小为(重力加速度为g)()A．18Mg B．312MgC．324Mg D．14Mg解析由题意知，钢索与竖直方向的夹角为30°，设每根钢索的拉力大小为F，钢筒处于静止状态时，由平衡条件得8F cos30°＝Mg，解得F＝312Mg，B项正确。
答案B3．图甲所示是工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术，其原理是用通有交流电的线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变，从而获得物件内部是否断裂及位置的信息；图乙所示是真空冶炼炉；图丙是将一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来的跳环实验装置，将一个套环置于线圈L上且使铁芯穿过其中，闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起；图丁所示是阻尼摆。
2021年中考物理二轮复习题型专练 专题13-2 教材重点实验(力学)(教师版含解析)
题型13-2 教材重点实验(力学)实验1 测量固体的密度1. 用不同的方法测量小石块和小瓷杯的密度：(1)测小石块的密度①天平放置于________工作台上，将游码移到标尺左端零刻度线处，发现指针静止时的位置如图甲所示，他应将平衡螺母向________调节，使天平水平平衡；②用此天平测量小石块的质量，右盘所加砝码和游码位置如图乙所示．则小石块的质量为________g ．在量筒内放入适量的水，用细线绑好小石块，缓慢放入水中，如图丙所示，则小石块的密度为________kg/m 3；③若考虑小石块放在水中时会吸水，则小石块密度的测量值会________(选填“偏大”或“偏小”)．(2)测小瓷杯的密度如图丁所示，先在量筒内放入适量的水，液面刻度为V 1，再将小瓷杯浸没于水中，液面刻度为V 2；最后捞起小瓷杯并将杯中的水倒回量筒，使其浮于水面(水未损失)，液面刻度为V 3.则小瓷杯密度的表达式ρ杯＝________________(用V 1、V 2、V 3 和ρ水表示)．实验完毕后发现小瓷杯内的水未倒干净，则所测结果________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．【答案】(1)①水平 右 ②17.4 3.48×103 ③偏大 (2)V 3－V 1V 2－V 1ρ水 不变 2. 小华在测量某种金属块密度的实验中：(1)他将天平放在水平桌面上，当游码归零后，发现指针位置如图甲所示，此时应将右端平衡螺母向________调，使天平横梁平衡；(2)用天平测金属块质量时，所用的三个砝码及游码位置如图乙所示，则金属块质量为________g ．图丙所示是测量金属块体积的过程，测得金属块体积为________cm 3.该金属块密度为________g/cm 3.【答案】(1)左 (2) 82.2 30 2.74【解析】(1)图片信息提取：指针偏在分度盘中央的右侧，说明天平左盘偏高．天平左盘偏高，就应该把平衡螺母向左调节．(2)天平读数：砝码总质量是50 g ＋20 g ＋10 g ＝80 g ，游码的分度值是0.2 g 、示数是2.2 g ，故金属块的质量是80 g ＋2.2 g ＝82.2 g ．量筒读数：图中量程的量程是100 mL 、分度值是2 mL ，水的体积是50 mL 、水和金属块的总体积是80 mL.金属块的体积是80 mL －50 mL＝30 mL ＝30 cm 3，所以金属块的密度是ρ＝m V ＝82.2 g 30 cm3＝2.74 g/cm 3. 3. 学校创新实验小组欲测量某矿石的密度，而该矿石形状不规则，无法放入量筒，故选用水、烧杯、天平(带砝码和镊子)、细线、铁架台等器材进行实验，主要过程如下：(1)将天平放置在水平桌面上，把游码拨至标尺的________处，并调节平衡螺母，使天平平衡．(2)将装有适量水的烧杯放入天平的左盘，先估计烧杯和水的质量，然后用________往天平的右盘____________(选填“从小到大”或“从大到小”)试加砝码，并移动游码，直至天平平衡，这时右盘中的砝码和游码所在的位置如图甲所示，则烧杯和水的总质量为________g.(3)如图乙所示，用细线系住矿石，悬挂在铁架台上，让矿石浸没在水中，细线和矿石都没有与烧杯接触，天平重新平衡时，右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为144 g ，则矿石的体积为________m 3.(ρ水＝ 1.0×103 kg/m 3)(4)如图丙所示，矿石下沉到烧杯底部，天平再次平衡时，右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为174 g ，则矿石的密度为________kg/m 3.【答案】 (1)零刻度线 (2)镊子 从大到小 124 (3)2×10－5 (4)2.5×1034. 小晨设计了一个实验，用排水法测某实心金属块的密度．实验器材有小空筒、溢水杯、烧杯、量筒和水．实验步骤如下：①让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中，如图甲；②将金属块浸没在水中，测得溢出水的体积为20毫升，如图乙；③将烧杯中20毫升水倒掉，从水中取出金属块，如图丙；④将金属块放入小空筒，小空筒仍漂浮在水面，测得此时溢出水的体积为44毫升，如图丁．请回答下列问题：(1)被测金属块的密度是________g/cm 3.(2)在实验步骤③和④中，将沾有水的金属块放入小空筒，测出的金属块密度将________(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)．【答案】 (1)3.2 (2)不变【解析】(1)由图甲和图乙可知，金属块的体积：V ＝V 排水＝20 cm 3，因为将金属块放入小空筒，小空筒漂浮在水面时受到的浮力等于小空桶的重力与金属块的重力之和，而小空桶浮在水面上时水未溢出，所以，小空桶和金属块排开V ′排水＝20 mL ＋44 mL ＝64 mL ＝64 cm 3时的浮力即为金属块所受浮力，等于金属块的重力，所以，金属块的重力：G ＝F 浮＝ρ水gV ′排水＝1×103 kg/m 3×10 N/kg×64×10－6 m 3＝0.64 N ，根据物体漂浮条件可知，F 浮＝0.64 N ，金属块的质量：m ＝G g ＝0.64 N 10 N/kg＝0.064 kg ，则被测金属块的密度：ρ＝m V ＝0.064 kg 20×10－6 m 3＝3.2×103 kg/m 3＝3.2 g/cm 3；(2)在实验步骤③和④中测得的金属块的体积一定，在实验步骤③和④中，将沾有水的金属块放入小空筒，相当于减少了小空桶排开水的重力，增加了小空桶和金属块排开水的重力，而且其减少量等于增加量，故金属块排开水的体积不变，所受浮力不变，则其重力、质量不变，所以根据ρ＝m V可知，测出的金属块密度不变．5. 在测量不规则小物块的密度实验中，某实验小组的实验步骤如下：(1)将天平放在________桌面上，游码归零后发现指针的位置如图甲所示，则需将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节使横梁平衡．(2)天平调好后，测量小物块的质量，天平平衡时，游码位置和所加砝码如图乙所示，则小物块的质量是________g.(3)在量筒中倒入适量的水，记下水的体积为40 cm3；再用细钢针将小物块浸没在量筒的水中，这时的总体积为60 cm3，则小物块的体积为________cm3.(4)小物块的密度ρ＝________g/cm3.(5)该小组尝试用另一种方法测量该物块的密度，如图丙所示，他们做了如下的操作：①向量筒内倒入适量的水，记下水的体积V1为20 cm3.②将小物块轻轻放入量筒内，稳定后水面上升至V2为35 cm3.③再用细钢针将小物块浸没在量筒的水中时，水面上升至V3为40 cm3.由以上测量数据可知：物块的质量m＝______g．物块的体积V＝________cm3.物块的密度ρ＝________g/cm3.【答案】(1)水平右(2)16.2(3)20(4)0.81(5)15200.756. 小明用天平、细线、烧杯、水来测定某工艺品的密度，他设计的实验过程如图所示：(1)把天平放在________上，游码移至标尺左端的零刻度线处，看到指针在分度盘中央两侧摆动，摆动的幅度如图甲所示，此时应将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节，使指针指在分度盘中央；(2)用调节好的天平测量工艺品质量，当天平平衡后，右盘中砝码和游码的位置如图乙所示，工艺品的质量为________g；(3)往烧杯中倒入适量的水，用调节好的天平测出烧杯和水的总质量为220 g；(4)用细线拴好工艺品，并浸没在水中如图丙所示，在右盘中增加砝码并移动游码，当天平平衡后，测得质量为228 g，则工艺品的体积为________cm3，工艺品的密度为________kg/m3(ρ水＝1.0×103 kg/m3)．【答案】(1)水平台右(2)64(4)88×103【解析】(1)先要将天平放在水平台上，游码调零后，如果指针指在分度盘的左侧，要使横梁平衡，应将平衡螺母向右调；(2)物体的质量为砝码的质量加游码对应的刻度值，质量为60 g＋4 g＝64g；(4)当工艺品浸没在水中时，天平盘增加的质量为228 g－220 g＝8 g，工艺品的体积V＝V排＝m水ρ水＝8 g1 g/cm3＝8 cm3，工艺品的密度为ρ＝mV＝64 g8 cm3＝8 g/cm3＝8×103 kg/m3.7. 小亮同学想测出一个实心塑料球的密度，但是发现塑料球放在水中会漂浮在水面上，于是小亮设计了以下实验步骤：①小亮同学将天平放在水平桌面后，调节天平时的操作如图甲所示，不合理之处是________________．改正错误后，用调好的天平测出塑料球的质量，天平平衡时右盘放了10 g的砝码，游码位置如图乙所示，记录塑料球的质量为m；②把适量的水倒进量筒中如图丙所示，记录此时水的体积为V1；③用细线(体积忽略不计)在塑料球下吊一个小铁块放入水中，静止时如图丁所示，记录此时量筒的示数为V2；④取出塑料球，把小铁块单独放入水中静止时如图戊所示，记录此时量筒的示数为V3；⑤利用密度公式计算出结果．(1)若在测量塑料球的质量时，向右盘中添加砝码，当加上最小砝码后，发现指针指向分度盘右侧的位置，则接下来应进行的操作是__________________________________．(2)请结合图示，将下表空缺部分补充完整．塑料球的质水的体积水、铁块和塑料水和铁块的塑料球的体塑料球的密量m/g V1 /cm3球的总体积V2 /cm3总体积V3/cm3积V/cm3度ρ/(g·cm－3)20 46(3)小亮同学认为去掉天平也能测出塑料球的密度，他在实验②③④的基础上，只在实验④之后将塑料球擦干____________________________，液面静止时，读出量筒的示数V4.塑料球密度表达式为ρ球＝____________．(用测量量的符号表示，水的密度为ρ水)【答案】①游码未归零(1)取下最小的砝码，然后向右移动游码，直至天平横梁平衡(2)11.226200.56(3)放入装有小铁块的量筒中ρ水（V4－V3）V2－V3实验2测量液体的密度8. 小雨所在的学校为学生发放营养配餐牛奶，小雨为知道牛奶的密度进行了测量．(1)小雨用天平测出空烧杯的质量，在烧杯中再倒入适量的牛奶测出烧杯和牛奶的总质量，然后将烧杯中的牛奶全部倒入量筒中测牛奶的体积，小聪对小雨的测量方法进行了分析评估，由于将烧杯中的牛奶倒入量筒中时会__________________，使测量的密度偏______．(2)小聪和小雨对实验进行了改进，实验过程如下：①在烧杯中倒入牛奶，放在调节好的天平上，测得总质量为123.8 g②把烧杯中的部分牛奶倒入量筒中，其示数如图甲所示③测烧杯和剩余牛奶的质量，天平平衡时右盘中砝码和游码的位置如图乙所示请你帮小聪和小雨将数据及计算结果填在下表中．烧杯和牛奶的质量m1/g 烧杯和剩余牛奶的质量m2/g量筒中牛奶的质量m/g量筒中牛奶的体积V/cm3牛奶的密度g/cm3123.8【答案】(1)在烧杯内壁会残留牛奶大(2)烧杯和牛奶的质量m1/g 烧杯和剩余牛奶的质量m2/g量筒中牛奶的质量m/g量筒中牛奶的体积V/cm3牛奶的密度g/cm3123.8 62.0 61.8 60.0 1.03【解析】(1)由于烧杯内壁粘有牛奶，因为质量是真实值，体积V 变小，由密度公式ρ＝m V可知，导致所测牛奶密度偏大；(2)由图乙可知，烧杯和剩余牛奶的质量为m 2＝50 g ＋10 g ＋2 g ＝62 g ，所以量筒中牛奶的质量m ＝m 1－m 2＝123.8 g －62 g ＝61.8 g ，由图甲可读出量筒中牛奶的体积V ＝60cm 3，所以牛奶的密度为：ρ＝m V ＝61.8 g 60 cm 3＝1.03 g/cm 3. 9. 物理实验课上，某小组配制了一杯盐水，利用天平和量筒测量这杯盐水的密度，实验过程如下：(1)将天平放在水平桌面上，将________调至标尺左端的零刻度线处，并调节横梁两端的平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处．(2)用天平测出烧杯和杯中盐水的总质量为275 g.(3)将烧杯中盐水的一部分倒入量筒中，如图甲所示，量筒中盐水的体积为________cm 3.(4)用天平测出烧杯中剩余的盐水和烧杯的总质量如图乙所示，通过计算得出盐水的密度为__________kg/m 3.(5)做完该实验后，组内的同学又想到了一个测量盐水密度的方法．他向老师借来了已知体积为V 的金属块，还有细线，借助天平(有砝码)测出了盐水密度．他的实验步骤如下：①把装有适量盐水的烧杯置于天平托盘中，用细线拴着金属块，使其浸没在盐水中(不碰触烧杯底部和侧壁，烧杯中无盐水溢出)，用天平测出质量m 1；②从天平上取下烧杯，将金属块从烧杯中取出，用天平测出______________________m 2； ③盐水密度的表达式为：ρ盐水＝__________(用字母表示)．④测出盐水的密度与真实值相比________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.【答案】 (1)游码 (3)60 (4)1.05×103 (5)②盐水及烧杯的总质量 ③m 1－m 2V④偏大 取出金属块时沾有盐水，使m 2偏小，则所测密度值偏大10. 小明想要知道豆浆的密度大小，于是他进行了如下操作：(1)将托盘天平放在水平桌面上，游码置于标尺的零刻度处，调节天平横梁平衡时，出现了如图所示的现象，他应该向________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母，使横梁平衡；(2)用托盘天平测出空烧杯的质量m 0；(3)把豆浆倒入烧杯中，用托盘天平测出烧杯和豆浆的总质量m 1，则倒入烧杯中的豆浆质量为________(用测得的物理量表示)；(4)将烧杯中的豆浆全部倒入量筒，读出量筒中豆浆的体积V ，由此得知豆浆的密度为____________(用测得的物理量表示)；(5)实验过程中，若只有天平、烧杯和水，请你帮助小明设计一个测量豆浆密度的实验，要求写出需要测量的物理量及计算豆浆密度的表达式(用字母表示)．实验步骤：______________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________计算豆浆密度的表达式：_______________________________【答案】(1)右 (3)m 1－m 0 (4)ρ＝m 1－m 0V(5)①用天平测出空烧杯的质量，记为m 0；②将烧杯装满水，测出烧杯和水的总质量记为m 1；③将水倒干净，将烧杯装满豆浆，测出烧杯和豆浆的总质量，记为m 2 ρ浆＝m 2－m 0m 1－m 0·ρ水 【解析】(1)天平使用前必须调节平衡．调节步骤是：将天平放在水平桌面上，将游码移至零刻度线处，最后调节平衡螺母使天平平衡．图中的指针在分度盘的左侧，所以将平衡螺母向右移动，直到横梁水平位置平衡；(3)豆浆的质量等于总质量m 1与烧杯的质量m 0之差，即豆浆质量为m 1－m 0；(4)豆浆的密度可直接利用公式ρ＝m V 进行计算，即豆浆的密度为ρ＝m 1－m 0V；(5)由于器材中缺少了量筒，所以豆浆的体积需采用等体积法进行间接测量，即必须将豆浆和水装满烧杯，豆浆的体积等于水的体积．所以可通过测量出装满水的烧杯质量，计算出水的质量得出水的体积；通过测量出装满豆浆的烧杯质量计算出豆浆的质量，最后算出豆浆的密度．11. 在学习了密度知识以后，小刚利用托盘天平、烧杯和水测量牛奶的密度，他进行了如下操作：(1)将天平放在水平台上，将游码移到零刻度线处，指针位置如图甲，应向________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母，直至横梁平衡．(2)接着小刚将牛奶倒入量筒，如图乙所示，则牛奶的体积为________cm3.(3)然后用调节好的天平测出空烧杯的质量为33 g，接着将量筒中的牛奶全部倒入烧杯中，用天平测量烧杯和牛奶的总质量，天平平衡时如图丙所示，根据实验数据测得牛奶的密度为________ g/cm3.(4)此方法测得的密度值比真实值偏________(选填“大”或“小”)．(5)为减少上述实验误差，小刚设计了如下方案：①用天平测出烧杯和牛奶的总质量m1；②把烧杯中牛奶的一部分倒入量筒中，读出牛奶的体积V；③再用天平测出______________的质量m2；④计算牛奶的密度ρ＝________．(用测量出的物理量表示)【答案】(1)左(2) 30(3)1.02(4)小(5)③烧杯和剩余牛奶④m1－m2V12. 小红想测量冰红茶的密度；小丽想测量一块小矿石的密度，于是二人用已学过的相关物理知识．做了如下实验：(1)小红利用天平(含砝码)，量筒测量冰红茶的密度，过程如下：①她将天平放在水平台上，调节横梁平衡后如图甲所示，其操作错误是____________；②改正错误后，用天平测出烧杯和冰红茶的质量是117 g；③将烧杯中的冰红茶倒入量筒中一部分，示数如图乙所示；④再用天平测出烧杯和剩余冰红茶的质量，砝码和游码的示数如图丙所示；⑤请你将实验的相关数据填入下面表格：烧杯和冰红茶 的质量m 1/g 量筒中冰红茶的体积V /cm 3 烧杯和剩余冰红 茶的质量m 2/g 量筒中冰红茶 的质量m /g 冰红茶的密度 ρ茶(g·cm －3) 117(2)小丽利用弹簧测力计、矿石、烧杯、细线测量矿石密度，请将她的实验过程补充完整： ①用细线拴住矿石，并用弹簧测力计测出矿石的________；②将矿石________在装有适量水的烧杯内，不要碰到烧杯底和烧杯壁，并记录此时弹簧测力计的示数F ；③矿石密度的表达式为ρ石＝________(用所测物理量的字母表示，水的密度用ρ水表示)．【答案】 (1)游码未归零烧杯和冰红茶的质量m 1/g量筒中冰红 茶的体积 V /cm 3 烧杯和剩余 冰红茶的质 量m 2/g 量筒中冰红 茶的质量 m /g 冰红茶的 密度ρ茶 (g·cm －3) 117 40 76.2 40.8 1.02 (2)重力G 浸没 ρ石＝m V 石＝G G －Fρ水 【解析】(1)①天平在使用前，应先将游码归零，再调节平衡螺母．由图甲可以看出游码没有归零．⑤量筒中冰红茶的体积40 cm 3，杯和剩余冰红茶的质量76.2 g ，量筒中冰红茶的质量40.8 g ，则冰红茶的密度ρ＝m V ＝40.8 g 40 cm 3＝1.02 g/cm 3；(2)小丽测矿石的密度，首先用称重法测出重力．①测出矿石的重力G ；②将石块浸没在烧杯内的水中，表示出F 浮＝G －F ；再根据浮力的大小表示出V 石，V 石＝F 浮ρ水g ，③石块的密度 ρ石＝m V 石＝G G －Fρ水．实验3 研究影响滑动摩擦力大小的因素13. 小明同学用下列器材探究“影响滑动摩擦力大小的因素”．粗糙程度均匀的长木板一块，质量相等的木块和铝块各一个，弹簧测力计一只．如图所示，实验中他用弹簧测力计沿水平方向拉动物块，使它们在长木板上做匀速直线运动．(1)图丙中，长木板对木块摩擦力的大小为________ N，这是根据________原理测出滑动摩擦力的，此时，铝块受到摩擦力为________ N.(2)分析________两次实验可以得出：在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦的大小与压力大小有关，此实验采用了常用的________进行探究(选填“控制变量法”或“等效替代法”)．(3)图乙与图丁中铝块受到的摩擦力大小________(选填“相等”或“不相等”)．【答案】(1)3.2二力平衡0(2)甲、丙控制变量法(3)相等【解析】(1)由图丙所示弹簧测力计的示数为3.2 N，是根据二力平衡的原理测出滑动摩擦力大小的；铝块与木块一起做匀速直线运动，铝块相对木块静止，即铝块处于平衡状态．由图丙可知：在水平方向上铝块没有受到其他的力与摩擦力相互平衡．由此判断：铝块在水平方向上没有受到力的作用，也就不受摩擦力，所以铝块受到的摩擦力为0 N；(2)要探究滑动摩擦力与压力的关系，就要保证物体的受力面积和接触面的粗糙程度相同，实验中，只有甲和丙两次实验达到要求．此实验采用了控制变量法，保证其他物理量不变，改变一个物理量；(3)图乙和图丁中，铝块与长木板间的接触面粗糙程度相同，压力大小一样，所以铝块受到的滑动摩擦力大小也一样．14. 在探究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验中：(1)先后用相同的力将手按在不同的接触面上滑动时，感觉受到的阻碍是不同的，由此猜想滑动摩擦力大小可能与________________有关；先后用大小不同的力将手按在同一接触面上滑动时，感觉受到的阻碍也是不同的，猜想滑动摩擦力大小还可能与________有关．(2)一个同学在用弹簧测力计测量滑动摩擦力时，采用了如图所示的方式，这种操作是______的．(3)根据________，实验中应该________、________地拉木块，滑动摩擦力的大小才________拉力的大小．(4)一个同学认为滑动摩擦力大小还与接触面积的大小有关，于是他设计了一个实验方案，下面是该方案中的一个环节：“将两个材质和平滑程度均相同、体积不同的木块放在同一水平桌面上，让两个木块与桌面的接触面积不同”．他对这个环节的设计是________的，原因是______________ ___________________________________________________________．【答案】(1)接触面的粗糙程度压力大小(2)错误(3)二力平衡水平匀速等于(4)错误没有控制压力大小相同15. 小宇用如图甲所示的装置在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其做匀速直线运动，小华记录的部分实验数据如表所示：序号木块放置情况接触面情况接触面所受压力F压/N弹簧测力计示数F拉/N1 平放木板 4 1.22 平放木板 6 1.83 平放木板8 2.44 平放棉布 6 2.45 平放毛巾6 2.8(1)在实验操作中，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其做____________运动，这样做的目的是使弹簧测力计示数________滑动摩擦力大小．(2)分析序号为1、2、3的三组实验数据可得：滑动摩擦力f的大小与接触面所受压力F压大小的关系式是______________．(3)通过分析序号为________的三组实验数据可得：滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关．(4)某次实验中拉动木块由静止到匀速直线运动的过程中，弹簧测力计对木块的拉力F随时间t 的关系图像如图乙所示，其中0～3 s木块处于静止状态．分析图像可知：要使木块由静止开始运动，至少要用________N的水平拉力拉木块；如果实验时木块受的拉力是1.8 N，下列对木块所处状态的判断，正确的是________．A. 始终静止B. 始终做匀速直线运动C. 静止或匀速直线运动D. 条件不足，无法判断(5)实验过程中，弹簧测力计的示数不容易稳定，可能的原因是____________________________ _________________________________________________________．(6)实验前，若小宇未对弹簧测力计调零，实验结束后发现弹簧测力计指针指在零刻度线下方一点，然后按照上述操作要求进行实验，则测得的滑动摩擦力将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．【答案】(1)匀速直线等于(2)f＝0.3F压(3)2、4、516. 用如图所示的装置探究摩擦力跟接触面粗糙程度的关系，实验所用器材有：木块、长木板、棉布、毛巾和弹簧测力计．(1)实验时，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动，根据________知识，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力．(2)第一次实验中弹簧测力计的示数如图所示为________N，分析表中数据可以得出的结论是__________________________________________．实验次数 1 2 3接触面情况木块和长木板木块和棉布木块和毛巾摩擦力/N 2.0 2.5(3)实验结束后，小丽想探究摩擦力是否与压力大小有关，她用弹簧测力计测出木块在长木板上的摩擦力为F1后，将一重物放在木块上，再次用弹簧测力计测出木块在同一长木板上的摩擦力为F2，由数据知道F1＜F2，由此得出的结论是________________________.【答案】(1)二力平衡(2)1.2在压力一定的情况下，接触面越粗糙摩擦力越大(3)在接触面粗糙程度相同时，接触面之间的压力越大摩擦力越大【解析】(1)测量摩擦力大小时，用弹簧测力计拉动木块，让木块做匀速直线运动，此时木块受到的力是平衡力，读出弹簧测力计的示数，其大小和摩擦力相等，故应用二力平衡知识；(2)由图可以看出弹簧测力计的分度值为0.2 N，测力计的示数为1.2 N；由表中数据分析可以看出同一木块，在粗糙程度不同的接触面上滑动时，摩擦力不同，接触面越粗糙，摩擦力越大，故结论为在压力一定的情况下，接触面越粗糙摩擦力越大；(3)接触面的粗糙程度不变，测出木块在长木板上的摩擦力为F1后，将重物放在木块上，此时摩擦力为F2，F2大于F1，摩擦力变大，因此在接触面粗糙程度相同时，接触面之间的压力越大摩擦力越大．17. 在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中，实验过程如图所示．(1)在实验中应水平匀速直线拉动物块A，根据____________原理测出滑动摩擦力的大小，图甲中摩擦力的大小为________N.(2)比较甲、丙两次实验可以得出结论：在________相同时，接触面越________，滑动摩擦力越大．(3)在甲、乙两次匀速拉动物体的过程中，如果速度相同，甲、乙两次的拉力功率P甲_____P乙(选填“>”“＝”或“<”)，乙图中的物体B________(选填“受”或“不受”)摩擦力．(4)将实验进行了如图丁所示的改进：水平向左拉木板，木板相对于地面向左运动．物体A相对于地面保持静止，此时弹簧测力计的示数为0.8 N，则物体A受到的滑动摩擦力为________N，方向________(选填“向左”或“向右”)，此过程木板________(选填“必须”或“不必”)匀速运动．【答案】(1)二力平衡 1.2(2)压力粗糙(3)<不受(4)0.8向左不必18. 在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，实验装置如图所示，选取三个相同的木块，其中甲、乙两图的接触面是相同的木板，丙图的接触面是棉布．(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做________运动．根据________可知，木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数．(2)由________两图可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系．(3)若乙装置中，木块在运动过程中拉力突然变大，滑动摩擦力将________(选填“变大”“变小”或“不变”)．(4)评估此实验方案的不足之处____________________________(答出一条即可)(5)在乙的基础上把木块沿竖直方向切去一半后，测得木块所受摩擦力变为原来的一半．由此可得：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小．你认为这一结论________(选填“正确”或“不正确”)，理由是____________________．【答案】(1)匀速直线二力平衡(2)乙、丙(3)不变(4)不能保证木块一直做匀速直线运动(5)不正确没有控制压力大小相同实验4探究杠杆的平衡条件19. 小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的0.5 N重的钩码若干个．。
重庆市2020年高考物理二轮复习精练一必考热点5物理中的STS问题(II)卷
重庆市2020年高考物理二轮复习精练一必考热点5物理中的STS问题（II）卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、单选题 (共4题；共8分)1. （2分）根据学过的物理知识判断，下列说法中错误的是（）A . 小轿车车尾的导电链是为了防止静电积聚B . 洗衣机的脱水筒是利用离心运动把附着在衣服上的水分甩掉C . 乘坐汽车时要系好安全带，这是为了防止汽车突然加速而对乘客造成伤害D . 夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，俗称电晕，这是一种微弱的尖端放电2. （2分） (2019高一下·蛟河月考) 如图所示，质量为m的小球从距地面高度为h的水平桌面飞出，小球下落过程中，空气阻力可以忽略。
小球落地点距桌边水平距离为x ，关于小球在空中的飞行时间t以及小球飞出桌面的速度v0 ，下面判断正确的是（当地重力加速度为g）（）A .B .C .D .3. （2分）洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中错误的是（）A . 脱水过程中，衣物是紧贴桶壁的B . 衣服随桶壁做圆周运动的向心力是摩擦力C . 加快脱水桶转动角速度，脱水效果会更好D . 靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好4. （2分）电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）。
为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，管道的长、宽、高分别为图中的a、b、c，流量计的两端与输送液体的管道相连接（图中虚线）。
图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料，现于流量计所在处加磁感强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面。
当导电液体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值。
已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为（）A .B .C .D .二、多选题 (共4题；共12分)5. （3分） (2016高一上·潮南期末) 关于超重和失重，下列哪种说法是正确的是（）A . 体操运动员手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B . 蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C . 火箭点火后加速升空的过程中处于超重状态D . 游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态6. （3分） (2017高一下·高青期中) 2013年12月2日，牵动亿万中国心的嫦娥三号探测器顺利发射．嫦娥三号要求一次性进入近地点210公里、远地点约36.8万公里的地月转移轨道，如图所示，经过一系列的轨道修正后，在P点实施一次近月制动进入环月圆形轨道I．再经过系列调控使之进人准备“落月”的椭圆轨道II．嫦娥三号在地月转移轨道上被月球引力捕获后逐渐向月球靠近，绕月运行时只考虑月球引力作用．下列关于嫦娥三号的说法正确的是（）A . 沿轨道I运行的速度小于月球的第一宇宙速度B . 沿轨道I运行至P点的速度等于沿轨道II运行至P点的速度C . 沿轨道I运行至P点的加速度等于沿轨道II运行至P点的加速度D . 在地月转移轨道上靠近月球的过程中月球引力做正功7. （3分） (2017高一下·上饶期中) 如图所示，质量为m的小球以初速度v0水平抛出，恰好垂直打在倾角为θ的斜面上，（不计空气阻力）则（）A . 球落在斜面上时重力的瞬时功率为B . 球落在斜面上时重力的瞬时功率为C . 若增大v0 ，要使小球仍然垂直打在斜面上，可将抛出点竖直上移适当距离D . 若减小v0 ，要使小球仍然垂直打在斜面上，可将抛出点水平右移适当距离8. （3分） (2018高一下·资阳期末) 某类地行星的质量是地球质量的8倍，半径是地球半径的2倍，宇航员在地球表面以初速度10m/s水平抛出一物体，其水平射程为10m，已知地球表面的重力加速度g=10m/s2 ，则下列说法正确的是（）A . 该类地行星表面的重力加速度5m/s2B . 该类地行星的平均密度与地球的平均密度相等C . 该类地行星的第一宇宙速度为地球的第一宇宙速度的2倍D . 宇航员在类地行星表面以相同的高度和水平初速度抛出一物体，其水平射程为5m三、综合题 (共2题；共30分)9. （10分） (2018高一上·广西期末) 甲车以16m/s的速度通过某路口做匀速直线运动，2.5s后乙车从此路口由静止开始以4m/s2的加速度同向做匀加速直线运动．问：（1）乙车出发多长时间后，它们第一次相遇？（2）相遇时距路口多远？（3）在相遇前，乙车运动了多长时间，甲、乙两车相距最远？相距最远为多少？10. （20分） (2019高三上·鹤岗月考) 如图所示，在y轴右侧平面内存在方向向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.5T，坐标原点O有一放射源，可以向y轴右侧平面沿各个方向放射比荷为Kg/C的正离子，这些离子速率分别在从0到最大值vm=2×106 m/s的范围内，不计离子之间的相互作用（1）求离子打到y轴上的范围；（2）若在某时刻沿方向放射各种速率的离子，求经过时这些离子所在位置构成的曲线方程；（3）若从某时刻开始向y轴右侧各个方向放射各种速率的离子，求经过 s时已进入磁场的离子可能出现的区域面积；参考答案一、单选题 (共4题；共8分)1-1、2-1、3-1、4-1、二、多选题 (共4题；共12分)5-1、6-1、7-1、8-1、三、综合题 (共2题；共30分)9-1、9-2、9-3、10-1、10-2、10-3、。
专题2 复合场中的STSE问题(科技应用)(解析版)
2mU
粒子在回旋加速器中运动的时间：t＝nT＝nπm将减小，故 C 正确；对粒子，由动能定理得： 2 qB
nqU＝1mvn2，解得 vn＝ 2nqU，粒子在磁场中做圆周运动，由牛顿第二定律得：qvnB＝mvn2，
2
m
rn
解得：rn＝B1
2nmU，则粒子第 5 次被加速前、后的轨道半径之比为：r4＝ 4，故 D 错误．
A．11
B．12
C．121
D．144
【答案】D
【解析】：带电粒子在加速电场中运动时，有 qU＝1mv2，在磁场中偏转时，其半径 r＝mv，
2
qB
由以上两式整理得 r＝1 B
2mqU.由于质子与一价正离子的电荷量相同，B1∶B2＝1∶12，当
半径相等时，解得m2＝144，选项 D 正确． m1
热点题型二 回旋加速器的原理及应用
(1)离子的比荷；
(2)离子在磁场中运动的时间；
(3)离子能打在荧光屏上的加速电压范围．
【答案】(1) 8U
(2)πBR＋r2 (3)UR＋3r2≤U′≤U3
【解析】(1)由题意知，加速电压为 U 时，离子在磁场区域做匀速圆周运动的半径 r0＝R＋r 2
洛伦兹力提供向心力，qvB＝mv2 r0
7
【变式 1】(多选)(2020·浙江杭州市第一学期期末)如图所示是回旋加速器的示意图，其核心 部分是两个 D 形金属盒，分别与高频交流电源连接，两个 D 形金属盒间的狭缝中形成周期 性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个 D 形金属盒处于垂直于盒底的匀 强磁场中，下列说法中正确的是( )
2 2qU qB 2U
6
【例 2】.(2020·浙江名师原创预测)某回旋加速器的示意图如图，两个半径均为 R 的 D 形盒 置于磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，并与高频电源两极相连，现对氚核(31H)加速，所需 的高频电源的频率为 f。已知元电荷为 e。下列说法正确的是( )
黑龙江省2020年高考物理二轮复习精练一必考热点5物理中的STS问题(I)卷
黑龙江省2020年高考物理二轮复习精练一必考热点5物理中的STS问题（I）卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、单选题 (共4题；共8分)1. （2分）当质点做匀速圆周运动时，如果外界提供的合力小于质点需要的向心力时，质点将（）A . 在圆周轨道上运动B . 做向心运动，离圆心越来越近C . 做做匀速直线运动D . 做离心运动，离圆心越来越远2. （2分） (2017高一下·赣州期中) 滑雪运动员以20m/s的速度从一平台水平飞出，落地点到飞出点的高度差为3.2m．不计空气阻力，g取10m/s2 ．运动员飞过的水平距离为s，所有时间为t，则下列说法正确的是（）A . s=16m，t=0.50sB . s=16m，t=0.80sC . s=20m，t=0.50sD . s=20m，t=0.80s3. （2分） (2017高一下·定西期中) 如图所示，光滑的水平面上，小球m在拉力F的作用下做匀速圆周运动，若小球在到达P点时突然发生变化，则下列说法正确的是（）A . 若F突然变小，小球将沿轨迹c做近心运动B . 若F突然消失，小球将沿轨迹a做离心运动C . 若F突然变大，小球将沿轨迹b做离心运动D . 若F突然变大，小球将沿轨迹a做离心运动4. （2分）电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）。
为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c。
流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）。
图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料。
现于流量计所在处加磁感强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面。
当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值。
已知流体的电阻率为，不计电流表的内阻，则可求得流量为（）A .B .C .D .二、多选题 (共4题；共12分)5. （3分）(2017·肇庆模拟) 欧洲太空总署火星登陆器“斯基亚帕雷利”于2016年10月19日坠毁在火星表面．最新分析认为是错误的数据导致登陆器计算机提早释放了降落伞，而减速用的推进器只点火几秒钟就终止，当时它仍然位于火星表面上方3.7公里处．错误虽只持续了1s，但足以破坏登陆器的导航系统．以下是火星登陆器离火星表面的高度随时间变化的图象，下列说法正确的是（）A . 0～t1阶段的速度先增大后减小B . 在t2～t3阶段处于超重状态C . 在t1～t2阶段一定是静止的D . 在t3～t4阶段做加速运动6. （3分）如图所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张角为θ ，万有引力常量为G ，下列说法正确的是（）A . 轨道半径越大，周期越长B . 轨道半径越大，速度越大C . 若测得周期和张角，可得到星球的平均密度D . 若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度7. （3分） (2017高一下·蚌埠期中) 如图所示﹣从水平地面上a、b两点同时抛出两个物体，初速度分别为v1和v2 ，与水平方向所成角度分別为30°和60°．某时刻两物体恰好在ab连线上一点o（图中未画出）的正上方相遇，且此时两物体速度均沿水平方向巧不计空气阻力．则（）A . v1＞v2B . v1=v2C . oa＞abD . oa＜ab8. （3分） (2017高一下·浦北期末) 2008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载人航天飞行并实现了航天员首次出舱．飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟．下列判断正确的是（）A . 飞船在轨道1的运行周期大于在轨道2的运行周期B . 飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C . 飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度D . 飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度三、综合题 (共2题；共30分)9. （10分） (2016高三上·泰州期中) 如果公路上有一列汽车车队以15m/s的速度正在匀速行驶，相邻车间距为20m，后面有一辆摩托车以25m/s的速度同向行驶，当它距离车队最后一辆车20m时刹车，以0.5m/s2的加速度做匀减速运动，摩托车在车队旁边行驶而过，设车队车辆数足够多，求：（1）摩托车最多能与车队中的几辆汽车相遇？（2）摩托车从赶上车队到离开车队，共经历多长时间？10. （20分）如图，金属导轨水平放置，导轨间的距离为L ，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面成θ角．金属导轨的一端接有电动势为E、内阻为r的直流电源．现把一根金属杆ab放在金属导轨上，金属杆静止．金属杆ab质量为m ，长为L ，电阻为R ，求：（1）通过金属杆ab的电流；（2）棒ab受到的摩擦力，及棒ab对导轨的压力．参考答案一、单选题 (共4题；共8分)1-1、2-1、3-1、4-1、二、多选题 (共4题；共12分)5-1、6-1、7-1、8-1、三、综合题 (共2题；共30分)9-1、9-2、10-1、10-2、。
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2021届物理二轮专题强化练习：物理学中的STSE问题——联系实际(时间：40分钟)考生在学习高中物理时要注重理论联系实际，注意物理与生产、生活及科技发展的联系，关注物理学的技术在社会中的应用，培养社会参与意识和社会责任感，完成从“解题”向“解决问题”思路的转变．1.蓝牙是一种无线技术标准，可实现各种设备之间的短距离数据交换．某同学用安装有蓝牙设备的玩具车A、B进行实验，如图所示，在距离为d＝6 m的两条平直轨道上，O1O2的连线与轨道垂直，A车自O1点从静止开始以加速度a＝2 m/s2向右做匀加速直线运动，B车自O2点前方s＝3 m处的O3点以速度v0＝6 m/s向右做匀速直线运动．已知当两车间的距离超过10 m时，两车无法实现通信，忽略信号传递的时间．若两车同时出发，则两车能通信的时间为()A．1 s B．5 sC．(25＋3) s D．(25－1) s2.来自太阳的带电粒子会在地球的两极引起极光．带电粒子与地球大气层中的原子相遇，原子吸收带电粒子的一部分能量后，立即将能量释放出来就会产生奇异的光芒，形成极光．极光的光谱线波长范围约为310 nm～670 nm.据此推断以下说法错误的是()A．极光光谱线频率的数量级约为1014 HzB．极光出现在极地附近与带电粒子受到洛伦兹力有关C．原子从高能级向低能级跃迁时会产生极光D．对极光进行光谱分析可以鉴别太阳的组成成分3．(多选)2020年5月5日18时，为我国载人空间站工程研制的长征五号B运载火箭在海南文昌首飞成功，长征五号B以长征五号运载火箭为基础改进研制而成，主要承担着我国空间站舱段等重大航天发射任务，是目前我国近地轨道运载能力最大的火箭．以下判断中正确的是()A．长征五号B运载火箭选在纬度较低的海南文昌发射场发射，是为了充分利用地球自转的线速度B．长征五号B运载火箭在加速升空时推力大于重力，返回舱减速返回地面时推力将小于重力C．近地卫星运行的加速度小于地球赤道上物体的加速度D．利用长征五号B运载火箭发射载人飞船试验船时，发射速度应大于或等于7.9 km/s，小于11.2 km/s4.2019年5月17日23点48分，长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心成功发射我国北斗卫星导航系统第45颗卫星(北斗二号GEO-8卫星)．该卫星是我国北斗区域导航卫星系统的第4颗备份卫星，属于地球静止同步轨道卫星．至此，北斗二号卫星导航系统圆满收官．则北斗二号GEO-8卫星在轨道运行时，其() A．线速度大于第一宇宙速度B．角速度大于月球绕地球运行的角速度C．向心加速度大于地面的重力加速度D．每隔24 h都会有两次经过赤道上空5．(多选)如图甲为新能源电动汽车的无线充电原理图，M 为匝数n ＝50匝、电阻r ＝1.0 Ω的受电线圈，N 为送电线圈．当送电线圈N 接交变电流后，在受电线圈内产生了与线圈平面垂直的磁场，其磁通量Φ随时间t 变化的规律如图乙．下列说法正确的是( )A ．受电线圈产生的电动势的有效值为10 2 VB ．在t 1时刻，受电线圈产生的电动势为20 VC ．在t 1～t 2内，通过受电线圈的电荷量为4×10－2 CD ．在t 1～t 2内，通过受电线圈的电荷量为2×10－2 C 6.水刀切割具有精度高、无热变形、无毛刺、无需二次加工以及节约材料等特点，得到广泛应用．某水刀切割机床如图所示，若横截面直径为d 的水流以速度v 垂直射到要切割的钢板上，碰到钢板后水的速度可视为零，已知水的密度为ρ，则钢板受到水的冲力大小为( )A ．πρd 2vB ．πρd 2v 2 C.14πρd 2v D.14πρd 2v 2 7.如图所示是网球发球机，某次室内训练时将发球机放置于某一竖直墙面前，然后向墙面发射网球．假定网球水平射出，某两次射出的网球a 、b 运动轨迹如图虚线所示，碰到墙面时与水平方向夹角分别为30°和60°、若不考虑网球在空中受到的阻力，则a 、b 两球( )A ．a 球初速度较大B ．a 球在空中飞行的时间较长C ．a 球碰到墙面时速度较大D ．a 球速度变化量较大 8.2020年6月25日端午节当天受对流天气的影响，河北省许多地区都遭遇了第二场冰雹，巨大冰雹向河北大地袭击而来，十分急促．出行的人有的被冰雹砸伤．冰雹一般自4 000 m ～20 000 m 的高空下落，是阵发性的灾害性天气，超过5 cm 的冰雹不间断打击头部，就会导致昏迷．若冰雹竖直下落过程中受到的空气作用力与速度平方成正比，比例系数k＝0.000 4 kg/m，一块质量m＝36 g的冰雹(可认为过程中质量始终保持不变)自4 000 m 高空下落，落地前已达到下落的最大速度．求：(1)冰雹下落的最大速率v m；(2)当下落速度v＝10 m/s时的加速度a大小；(3)下落过程中克服空气作用力所做的功W f.9.如图所示是某科技小组制作的嫦娥四号模拟装置，用来演示嫦娥四号空中悬停和着陆后的分离过程，它由着陆器和巡视器两部分组成，其中着陆器内部有喷气发动机，底部有喷气孔，在连接巡视器的一侧有弹射器．演示过程：先让发动机竖直向下喷气，使整个装置竖直上升至某个位置处于悬停状态，然后让装置慢慢下落到水平面上，再启动弹射器使着陆器和巡视器瞬间分离，两者向相反方向做减速直线运动．若两者均停止运动时相距为L，着陆器(含弹射器)和巡视器的质量分别为M和m，与水平面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，发动机喷气口截面积为S，喷出气体的密度为ρ，不计喷出气体对整体质量的影响．求：(1)装置悬停时喷出气体的速度大小v；(2)弹射器给着陆器和巡视器提供的动能之和．10．如图(a)为一除尘装置在竖直面内的截面示意图，塑料平板M、N的长度及它们间距离均为d.大量均匀分布的带电尘埃以相同的速度v0进入两板间，速度方向与板平行，每颗尘埃的质量均为m，带电荷量均为－q.当两板间同时存在垂直纸面向外的匀强磁场和垂直板向上的匀强电场(图中未画出)时，尘埃恰好匀速穿过两板；若撤去板间电场，并保持板间磁场不变，贴近N板入射的尘埃将打在M板右边缘，尘埃恰好全部被平板吸附，即除尘效率为100%；若撤去两板间电场和磁场，建立如图(b)所示的平面直角坐标系xOy，y轴垂直于板并紧靠板右端，x轴与两板中轴线共线，要把尘埃全部收集到位于P(2.5d，－2d)处的容器中，需在y轴右侧加一垂直于纸面向里的圆形匀强磁场区域．尘埃颗粒重力、颗粒间作用力、尘埃颗粒对板间电场和磁场的影响均不计．(1)求两板间磁场的磁感应强度的大小B1；(2)若撤去板间磁场，保持板间匀强电场不变，求此时除尘效率；(3)求y轴右侧所加圆形匀强磁场区域的磁感应强度大小B2的取值范围．究对象，它受到钢板的作用力为F ，以水运动的方向为正方向，由动量定理有Ft ＝0－mv ，解得F ＝－mv t ＝－14πρd 2v 2，由牛顿第三定律知，钢板受到水的冲力大小为14πρd 2v 2，D 项正确．答案：D解题攻略：解答本题关键在于根据题中物理情境，创新设计流体模型．解决流体问题通常可以采用微元法，即取一小段时间或距离进行分析，再巧妙利用所求物理量与时间或距离的关系，推算出所求物理量．7．解析：在平抛运动过程中，有：h ＝12gt 2；x ＝v 0t ；位移与水平方向夹角的正切值为：tan α＝h x ＝gt2v 0；速度与水平方向夹角的正切值为：tan β＝v y v 0＝gt v 0.则有：tan β＝2tan α.在平抛运动中，有：h ＝x·tan α＝x·tan β2.两球碰到墙面时与水平方向夹角分别为30°和60°，所以h 1h 2＝tan 30°tan 60°＝13，由h ＝12gt 2可得：t 1t 2＝h 1h 2＝33，初速度：v 0＝x t ，可得：v 01v 02＝31，所以a 的初速度较大，而飞行的时间较小．故A 正确，B 错误；由于末速度：v t ＝v 0cos β可知，v t1v t2＝v 01cos 60°v 02cos 30°＝11，所以两球碰到墙面时速度大小相等，故C 错误；a 飞行的时间较短，由Δv ＝g Δt 可知a速度变化量较小，故D 错误．答案：A8．解析：(1)冰雹的速度达到最大时，合力为零，根据平衡条件有：f ＝kv 2m ＝mg 代入数据得最大速度为v m ＝ mgk ＝36×10－3×104×10－4m /s ＝30 m /s (2)根据牛顿第二定律则有：ma ＝mg －kv 2可得加速度为：a ＝g －k m v 2＝(10－0.000 436×10－3×102) m /s 2＝809 m /s 2 (3)全过程中，由动能定理有： 12mv 2m＝mgh －W f 代入数据可得：W f ＝1 423.8 J答案：(1)30 m /s (2)809m /s 2 (3)1 423.8 J9．解析：(1)悬停时气体对模拟装置的作用力F ＝(M ＋m)g取Δt 时间喷出的气体为研究对象，由动量定理得F Δt ＝ρSv Δt ×v解得v ＝(M ＋m )gρS.(2)弹射过程水平方向动量守恒，则有mv 1＝Mv 2 着陆器和巡视器做减速运动的过程中由动能定理得－μmgL 1＝0－12mv 21－μMgL 2＝0－12Mv 22又L ＝L 1＋L 2弹射器提供的总动能E k ＝12mv 21＋12Mv 22 联立解得E k ＝μMmgL M ＋mM 2＋m 2.答案：(1)(M ＋m )g ρS (2)μMmgL M ＋mM 2＋m 2解题攻略：本题可以构建动量守恒的爆炸模型，即在弹射过程中，系统虽然所受的合外力不为0，但由于此时内力远大于外力，故系统的动量守恒．系统的动能由弹射器提供，再利用能量守恒定律求解．10.解析：(1)贴近N 板入射的尘埃打在M 板右边缘的运动轨迹如图甲所示 由几何如识可知尘埃在磁场中的运动轨迹半径R 1＝d尘埃在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得qv 0B 1＝mv 20R 1解得B 1＝mv 0qd.(2)电场、磁场同时存在时，尘埃做匀速直线运动，由平衡条件得 qE ＝qv 0B 1撤去磁场以后，尘埃颗粒在电场力的作用下做类平抛运动，当尘埃颗粒恰好离开电场时，在水平方向有d ＝v 0t在竖直方向有y ＝12at 2加速度a ＝qEm解得y ＝0.5d所以除尘效率η＝yd×100%＝50%.(3)设圆形磁场区域的半径为R 0，尘埃颗粒在圆形磁场中做圆周运动的半径为R 2，要把尘埃全部收集到位于P 处的容器中，就必须满足R 2＝R 0另有qv 0B 2＝m v 20R 2如图乙，当圆形磁场区域过P 点且与M 板的延长线相切时圆形磁场区域的半径R 0最小，磁感应强度B 2最大，则有R 0最小＝1.25d解得B 2最大＝4mv 05qd如图丙，当圆形磁场区域过P 点且与y 轴在M 板的右端相切时圆形磁场区域的半径R 0最大，磁感应强度B 2最小，则有R 0最大＝2.5d解得B 2最小＝2mv 05qd所以圆形磁场区域磁感应强度的大小B 2的取值范围为2mv 05qd ≤B 2≤4mv 05qd.答案：(1)mv 0qd (2)50% (3)2mv 05qd ≤B 2≤4mv 05qd解题攻略：本题是电磁场中带电粒子的运动在科学技术中的应用，解答这类问题的突破口在于构建带电粒子在电场中和磁场中运动时的两种主要偏转模型，而带电粒子与磁场边界相切往往对应着其最值状态．。