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3.如图所示,两条曲线为汽车在同一条平直公路上的速度时间图像,已知在时刻,两车相遇,下列说法正确的是 ( )
正确答案
解析
从图线上可知,a速度先增大后减小,b速度先减小后增大,故A错;图线与坐标轴围成的面积表示位移,可知此时a位移大于b位移,故B错;同理,C错;从图线上可知ab图线斜率都是先逐渐减小后逐渐增大,所以D正确。
考查方向
解题思路
速度图线的斜率表示加速度的大小;交点表示此时刻速度相等;图线与坐标轴围成的面积表示位移。
易错点
对两个速度图线交点认识有误
5.如图所示,在一个边长为的正六边形区域内存在磁感应强度为,方向垂直于纸面向里的匀强磁场。三个相同带正电的粒子,比荷为,先后从点沿方向以大小不等的速度射入匀强磁场区域,粒子在运动过程中只受磁力作用。已知编号为①的粒子恰好从点飞出磁场区域,编号为②的粒子恰好从点飞出磁场区域,编号为③的粒子从边上某一点垂直边界飞出磁场区域。则 ( )
正确答案
解析
粒子运动的轨迹如图,
粒子在磁场中运动的周期 ,粒子在磁场中运动的时间由转过的圆心角决定,三个粒子转过的圆心角依次减少,在磁场中运动的时间依次减少,故C错;①粒子转过的圆心角为 ,运动的时间 ; ②粒子转过的圆心角为 ,运动的时间 ,故A、B错;由 可知,粒子速度与半径成正比,③粒子速度最大,C正确。
考查方向
解题思路
画出粒子的运动轨迹,根据周期和半径确定粒子的运动时间和速度
易错点
不能根据题意正确做出粒子的运动轨迹
1.在物理学的发展中,关于科学家和他们的贡献,下列说法中正确的是 ( )
正确答案
解析
首先把实验事实和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来的是牛顿,A错;首先测出引力常量的是英国物理学家卡文迪许,B错;开普勒发现行星运动三大定律,C错;牛顿在伽利略、笛卡尔等人的研究基础上总结出了牛顿第一定律。
考查方向
解题思路
熟悉物理学史
易错点
对万有引力定律和引力常量的测定产生混淆。
2.在物理学的研究及应用过程中所用思想方法的叙述正确的是 ( )
正确答案
解析
在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法是理想模型法,故A错;当趋近于零时,就可以表示无题在时刻的瞬时速度,该定义应用了极限法,故B错;在探究电阻、电压和电流三者之间的关系时,先保持电压不变研究电阻与电流的关系,再保持电流不变研究电阻与电压的关系,该实验应用了控制变量法,故C错;D正确。
考查方向
解题思路
理解常见物理研究方法
易错点
对常见物理研究方法如理想模型法、极限法、控制变量法不熟悉
4.如图所示,小球在水平拉力作用下,以恒定速率沿顺直光滑圆轨道由点运动到点,在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是 ( )
正确答案
解析
因为小球是以恒定速率运动,即它是做匀速圆周运动,那么小球受到的重力G、水平拉力F. 轨道的支持力三者的合力必是沿半径指向O点。设球与圆心的连线与竖直方向夹角是θ,则: (F与G的合力必与支持力在同一直线上)得:,而水平拉力F的方向与速度V的方向夹角也是θ,所以水平力F的瞬时功率是 ,即为:,显然,从A到B的过程中,θ是不断增大的,所以水平拉力F的瞬时功率是一直增大的。故B正确,A. C. D错误。故选:B.
考查方向
解题思路
根据小球做圆周运动,合力提供向心力,即合力指向圆心,求出水平拉力和重力的关系,根据P=Fvcosα得出拉力瞬时功率的表达式,从而判断出拉力瞬时功率的变化.
易错点
搞不清小球做匀速圆周运动向心力的来源;错误理解功率的计算公式
6.如图所示,离地面高2m处有有甲、乙两个物体,甲以初速度水平射出,同时乙以初速度沿倾斜角为45°的光滑斜面滑下,已知重力加速度,若甲、乙同时到达地面,则的大小是 ( )
正确答案
解析
甲做平抛运动,在竖直方向上有 ,乙沿斜面做匀变速直线运动, , ,联立求得 ,A正确。
考查方向
解题思路
平抛运动的时间有竖直方向的自由落体运动决定,斜面上的物体做匀变速直线运动,根据时间相等建立关系式。
易错点
无法根据相应的过程建立关系式进行求解。
7.美国在2016年2月11日宣布“探测到引力波的存在”。天文学家通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在,证实了GW150914是两个黑洞并合的事件。GW150914是一个36倍太阳质量的黑洞和一个29倍太阳质量的黑洞并合事件。假设这两个黑洞绕它们连线上的某点做圆周运动,且这两个黑洞的间距缓慢减小。若该黑洞系统在运动过程中各自质量不变且不受其它星系的影响,则关于这两个黑洞的运动,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
两个黑洞绕它们连线上的某点做圆周运动组成双星系统,两个黑洞有它们之间的万有引力提供向心力以它们连线上的某点为圆心做匀速圆周运动,它们在运动过程中运动的角速度相等,根据牛顿第二定律得,可知半径与质量成反比,B正确;由可知,两个黑洞加速度不等,A错;由 可知,C错;两黑洞间距减小万引力增大,半径减小,角速度增大,周期减小,D错。
考查方向
解题思路
根据双星运动特点建立相应关系式进行判断。
易错点
无法建立双星运动的模型;不能根据双星运动的特点建立相应的关系式
8.如图,固定在水平桌面上的光滑金属导轨cd、eg处于方向竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab与导轨接触良好.在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻,其它部分电阻忽略不计.现用一水平向右的恒力F作用在金属杆ab上,使金属杆由静止开始向右沿导轨滑动,滑动中杆ab始终垂直于导轨.金属杆受到的安培力用F安表示,则下列说法正确的是 ( )
正确答案
解析
由于是光滑的导轨,没有摩擦,对金属杆,根据牛顿第二定律:
,由于速度发生变化,故加速度是变化的,故选项A错误;根据楞次定律可以知道,回路中产生的感应电流为逆时针方向,故选项B错误;开始时由于速度不断增大,故安培力不断增大,当安培力等于拉力F时,则速度不再增大,则安培力不变,不选项C正确;线框中感应电流的瞬时功率:,由于加速度是变化,故选项D错误。
考查方向
解题思路
先受力分析,然后根据牛顿第二定律建立等式
易错点
无法根据牛顿第二定律分析导体棒的运动过程
9.理想变压器原、副线圈匝数之比为2:1,原线圈接入如图乙所示的正弦式交流电压,副线圈接一个R=55的负载电阻。电流表、电压表均为理想电表,则下述结论正确的是 ( )
正确答案
解析
由瞬时值的表达式可知,原线圈的电压最大值为,所以原线圈的电压的有效值为220V,再根据电压与匝数成正比可知,副线圈的电压的有效值为110V,即为电压表的读数,故A正确;变压器不会改变电流的周期,电流的周期为 0.02s,所以频率Hz,故B错误; 副线圈的电流为A,根据电流与匝数成反比可得,原线圈的电流大小为1A,故C错误;变压器的输入功率和输出功率相等,副线圈的功率为W所以原线圈中的输入功率也为220W,故D正确。故选:AD
考查方向
解题思路
根据瞬时值的表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等,再根据电压与匝数成正比即可求得结论
易错点
对电表读数显示的是交变电流的有效值认识错误
12.如图所示,水平桌面上有三个相同的物体a、b、c叠放在一起,a的左端通过一根轻绳与质量为m=1kg的小球相连,绳与水平方向的夹角为60°,小球静止在光滑的半圆形器皿中。水平向右的力F=20N作用在b上,三个物体保持静止状态.g取10m/s2,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
由于a、b、c处于静止状态,可知c处于平衡状态,c水平方向上所受的合力为零,不受摩擦力作用,故A错误。 因为b在水平方向上受到拉力F和a对b的摩擦力处于平衡,知物体b受到一个向左的摩擦力,故B正确。C. 对小球受力分析,如图所示,根据平衡知,,解得拉力 N,对a、b、c整体分析,桌面对a的摩擦力N方向向左,故C正确。撤去拉力F,由于绳子的拉力小于桌面对a的摩擦力,可知三个物体仍然处于静止,故D错误。故选:BC.
考查方向
解题思路
隔离对c分析,根据平衡判断物体c是否受到摩擦力;隔离对b分析,根据平衡得出a对b的摩擦力方向;对小球分析,根据共点力平衡得出绳子的拉力大小,通过对a、b、c整体分析,得出桌面对a的摩擦力.撤去F的瞬间,通过绳子拉力和桌面摩擦力的大小关系判断是否具有向左的加速度
易错点
不会对多个物体进行受力分析
10.如图所示,BC是半径为R=1m的竖直面内的圆弧轨道,轨道末端C在圆心O的正下方,∠BOC=60°,将质量为m=1Kg的小球,从与O等高的A点水平抛出,小球恰好从B点沿圆弧切线方向进入圆轨道,由于小球与圆弧之间有摩擦,能够使小球从B到C做匀速圆周运动.重力加速度大小为g=10m/s2.则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
小球从B到C做匀速圆周运动,由合外力提供向心力,即由轨道的支持力和重力径向分力的合力提供向心力,向心力大小不变,而重力的径向分力是变化的,所以轨道对小球的支持力是变化的,则小球对轨道的压力是变化的,则小球与轨道之间的动摩擦因数是变化的,故AD错误;
小球从B到C做匀速圆周运动,则由能量守恒定律可知:小球克服摩擦力做的功等于重力做的功 J,故B正确; 小球做从A到B做平抛运动,在B点,小球速度方向偏角 ,则 竖直方向的位移水平方向的位移 解得 m,则A. B两点的距离 m,故C正确;故选:BC
考查方向
解题思路
小球从B到C做匀速圆周运动,由合外力提供向心力.小球进入轨道前做平抛运动,应用平抛运动规律可以求出小球的初速度、小球的水平与竖直位移,从而求出A、B两点的距离,由牛顿第二定律与牛顿第三定律可以分析小球对轨道的压力如何变化.
易错点
不会分析小球对轨道的压力,不会计算轨道摩擦力做功
11.已知一足够长的传送带与水平面的倾斜角为,以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图a所示),以此时为t=0时刻记录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系,如图b所示(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向,其中两坐标大小v1>v2).已知传送带的速度保持不变。(g取10m/s2)则下列判断正确的是( )
正确答案
解析
由图知,物块先向下运动后向上运动,则知传送带的运动方向应向上.0~t1内,物块对传送带的摩擦力方向沿传送带向下,则物块对传送带做负功.故A错误;在t1~t2内,物块向上运动,则有 μmgcosθ>mgsinθ,得μ>tanθ.故B正确;0~t2内,由图“面积”等于位移可知,物块的总位移沿斜面向下,高度下降,重力对物块做正功,设为WG,根据动能定理得: ,则传送带对物体做功 ,故C错;0~t2内,重力对物块做正功,物块的重力势能减小、动能也减小都转化为系统产生的内能,则由能量守恒得知,系统产生的热量一定比物块动能的减少量大.故D正确.故选:BD
考查方向
解题思路
由图看出,物块先向下运动后向上运动,则知传送带的运动方向应向上.0~t1内,物块对传送带的摩擦力方向沿传送带向下,可知物块对传送带做功情况.由于物块能向上运动,则有 μmgcosθ>mgsinθ.根据动能定理研究0~t2内,传送带对物块做功.根据能量守恒判断可知,物块的重力势能减小、动能也减小都转化为系统产生的内能,则系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小.
易错点
无法把传送带上物体的运动与速度图像结合起来
选做题一
[物理——选修3-3]
17.以下说法中正确的有___________。(填写正确答案标号,选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错一个扣3分,最低得分为0分)
18.如图所示,透热的气缸内封有一定质量的理想气体,缸体质量M=200kg,活塞质量m=10kg,活塞面积S=100cm2 。活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时,缸内气体的温度为27°C,活塞正位于气缸正中,整个装置都静止。已知大气压恒为p 0 =1.0×10 5 P a ,重力加速度为g=10m/s 2 ,T=t+273K。求:
(a)缸内气体的压强P1 ;
(b)缸内气体的温度升高到多少摄氏度时,活塞恰好会静止在气缸缸口 AB处?
正确答案
解析
A. 热力学第二定律表述:不可能从单一热源吸热,把它全部变为功而不产生其他任何影响。只有在不产生其它影响的条件下,从单一热源吸热全部变功才是不可能的(被客观规律所禁止的).也就是说第二定律并不禁止下列情形:存在其他变化时,热全部变功。或者说:“从单一热源吸热,把它全部变为功”并非不可能,但只有在发生其他变化时,才能实现。故A错误。
B. 物体吸收热量同时对外做功,若吸收的热量大于对外做的功,则内能可能增加,故B正确;
C. 食盐溶化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体,故C正确;
D. 布朗运动是固体小颗粒的无规则运动,故D错误;
E. 当分子力表现为引力时,分子间距离增大时,分子力做负功,故分子势能都随分子间距离的增大而增大;故E正确。
故选:BCE.
考查方向
解题思路
明确热力学第二定律的内容,知道逆向过程不是不可进行,而是会引起其他方面的变化;根据热力学第一定律可以分析内能的变化;
明确晶体的性质,知道晶体具有固定的熔点;布朗运动是指固体小颗粒的运动;根据分子间作用力做功情况可明确分子势能的变化.
易错点
布朗运动是固体小颗粒的运动而不是液体分子的运动
正确答案
(1)缸内气体的压强Pa;(2)缸内气体的温度升高到327∘C时,活塞恰好静止在气缸缸口AB处
解析
(1)以气缸为研究对象,不包括活塞,由平衡条件得:
得缸内气体的压强
(2)当活塞恰好静止在气缸缸口AB处时,缸内气体温度为,压强为 ,
由平衡条件可知缸内气体压强不变。对缸内气体等压变化,
根据盖吕萨克定律得:
代入数据得
故
缸内气体的温度升高到327∘C时,活塞恰好静止在气缸缸口AB处
考查方向
解题思路
(1)选汽缸为研究对象,列受力平衡方程可解封闭气体压强
(2)即缸内气体为等压变化,由盖吕萨克定律列式可得温度值.
易错点
分不清始末状态,根据题意建立理想气体方程
选做题二
[物理——选修3-4]
19.在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=200m/s,已知t=0时,波刚好传播到x=40m处,如图所示.在x=400m处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是_______。(填写正确答案标号。对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错一个扣3分,最低得分为0分)
20.如图所示,MN为竖直放置的光屏,光屏的左侧有半径为R、折射率为的透明半球体,O为球心,轴线OA垂直于光屏,O至光屏的距离OA=。一细束单色光垂直射向半球体的平面,在平面的入射点为B,OB=,求:
(i)光线从透明半球体射出时,出射光线偏离原方向的角度;
(ii)光线在光屏形成的光斑到A点的距离。
正确答案
解析
A. 波沿x轴正方向传播,运用波形平移法可知,图中 处质点的起振方向沿y轴负方向,则波源开始振动时方向沿y轴负方向。故A正确。
B. 由图读出波长为 ,周期为,由于,从开始经0.15s时,的质点运动的路程 故B正确。
C. 接收器与 的距离为,波传到接收器的时间为 .故C错误。
D. 该波的频率为 ,若波源向x轴正方向运动,波源与接收器间的距离减小,根据多普勒效应可知,接收器收到波的频率增大,将大于10Hz.故D错误。
E. 只有两列波的频率相同相遇时才能产生稳定的干涉。该波频率为10Hz,所以若该波与另一列频率为5Hz沿x轴负方向传播的简谐横波相遇,不能产生稳定的干涉图样,故E正确。
故选:ABE
考查方向
解题思路
简谐波传播过程中,介质中各质点的起振方向与波源的起振方向相同,由图中 x处质点的振动方向读出各质点的起振方向,即可判断出波源开始振动时的方向.波在介质中匀速传播,由 求出波传到接收器的时间.质点在一个周期内通过的路程是四个振幅,根据时间与周期的关系,求出质点运动的路程.若波源向x轴正方向运动,接收器收到波的频率减小.两列波的频率相同相遇时才能产生稳定的干涉.
易错点
多普勒效应和波的干涉知识点不熟悉
正确答案
(1)光线从透明半球体射出时,出射光线偏离原方向的角度是30∘.
(2)光线在光屏形成的光斑到A点的距离是0.5R.
解析
分析如图,设入射点B到O的垂直距离 ,折射角为 ,对 ,由正弦定理得, 又 联立解得 所以: 出射光线偏离原方向的角度:
(2)设出射光线与MN交与P点,与OA交与D点,则由几何关系可得, 所以, , 所以,
考查方向
解题思路
(1)根据数学上正弦定理和折射定律分别列式,得到∠BOA,即可求得出射光线偏离原方向的角度.
(2)光线在光屏形成的光斑到A点的距离.
易错点
不能根据光的折射规律画出光路图。
选做题三
[物理——选修3-5]
21.以下说法中正确的有_______。(填写正确答案标号。对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错一个扣3分,最低得分为0分)
22.如图所示,光滑水平直轨道上放置长木板B和滑块C,滑块A置于B的左端,且A、B间接触面粗糙,三者质量分别为mA =1kg 、mB = 2kg、 mC =23 kg .开始时A、B一起以速度v0 =10 m/s向右运动,与静止的C发生碰撞,碰后C向右运动,又与竖直固定挡板碰撞,并以碰前速率弹回,此后B与C不再发生碰撞.已知B足够长,A、B、C最终速度相等.求B与C碰后瞬间B的速度大小。
正确答案
解析
A. 由玻尔理论可知氢原子由较高能及跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,氢原子的能量减小,故A正确;
B. 核力的作用范围约为,只存在于原子核内临近的核子之间。故B错误;
C. 卢瑟福在α粒子散射实验基础上提出核式结构模型;故C正确;
D. 半衰期由原子核本身决定,与原子的物理、化学状态无关;故D错误;
E. 根据β衰变的本质可知,β衰变时释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的。故E正确
故选:ACE
考查方向
解题思路
由玻尔理论分析氢原子的能量的变化;核力存在于原子核内临近的核子之间;卢瑟福在α粒子散射实验基础上提出核式结构模型;半衰期由原子核本身决定,与原子的物理、化学状态无关;β衰变时释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的.
易错点
对有关知识不够熟悉
正确答案
B与C碰后瞬间B的速度大小7.25m/s.
解析
设碰后B速度为,C的度为,以向右为正方向,由动量守恒定律得:
BC碰后,A、B在摩擦力作用下达到共同速度,大小为,由动量守恒定律得:
代入数据联立得:
B与C碰后瞬间B的速度大小7.25m/s.
考查方向
解题思路
先以B、C组成的系统为研究对象,根据动量守恒定律列方程,然后以A、B组成的系统为研究对象,根据动量守恒定律列方程,联立即可求解
易错点
在应用动量守恒定律时注意过程对应的始末状态
13.如图为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图,盘和重物的总质量为m,小车和砝码的总质量为M。实验中用盘和重物总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。
(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端定滑轮的高度,使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是________(填写所选选项的序号)。A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在盘和重物的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。B.将长木板的右端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去盘和重物,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。C.将长木板的右端垫起适当的高度,撤去纸带以及盘和重物,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动。
(2)图中是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,量出相邻的计数点之间的距离分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6。已知相邻的计数点之间的时间间隔为T,则小车的加速度a是_________。
(3)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是________(填选项字母)。A.M=20g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40gB.M=200g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120gC.M=400g,m =10g、15g、20g、25g、30g、40gD.M=400g,m ="20" g、40g、60g、80g、100g、120g
(4)该实验小组以测嘚的加速度a为纵轴,盘和重物的总重力为F为横轴,作出的图象如丙图中图线1所示,发现图象不过原点,怀疑在测量力时不准确,他们将实验进行了改装,将一个力传感器安装在小车上,直接测量细线拉小车的力F′,作a-F′图如丙图中图线2所示,则图象不过原点的原因是____________,对于图象上相同的力,用传感器测得的加速度偏大,其原因是________________。
正确答案
(1)B(2) (3)C(4)未平衡摩擦力或摩擦力平衡不足;钩码的质量未远小于小车的质量
解析
(1)小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力,可以将长木板的一段垫高,撤去砂和砂桶,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动,故B正确。
(2)根据匀变速直线运动的推论公式,由逐差法得:a=
(3)重物加速下滑,处于失重状态,其对细线的拉力小于重力,设拉力为T,根据牛顿第二定律,对重物 mg-T=ma;对小车 T=Ma;所以 ,当 ,有 故选C
(4)由图线可知,F不等于零时,a仍然为零,可知图线不过原点的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。力传感器可以直接得出绳子拉力的大小,用钩码的重力表示绳子的拉力,必须满足钩码的质量远小于小车的质量,否则绳子的拉力实际上小于钩码的重力。所以对于图线上相同的力,用传感器测得的加速度偏大,原因是钩码的质量未远小于小车的质量。
考查方向
解题思路
(1)小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,则应平衡摩擦力;
(2)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小;
(3)当沙和沙桶总质量远远小于小车和砝码的总质量,即m<
(4)根据F不等于零,加速度仍然为零,分析图象不过原点的原因.
易错点
1、对实验原理不清楚;2、操作步骤不熟悉;3、不会用逐差法求加速度;4、对实验条件不理解。
14.高中电学实验的核心是测电阻,当然所测的对象是不同的,有灯泡的电阻、电阻丝的电阻、电表的电阻、电源的电阻等;所用的方法也不同,有伏安法、半偏法、等效代替法等,其中最常用的是伏安法,测量电路如图所示。
(1)为了减小电表内阻引起的误差,如果待测电阻和电表内阻未知,可观察电表的变化:当开关由a点变到接触b点时,电流表变化显著,则开关应接在 点,测量误差较小。
(2)如果已知待测电阻和电表内阻的大约值,为了减小测量误差,应进行的操作:当开关应接在 点.
(3)如果已知电压表内阻的准确值,则开关应接在 点测量没有系统误差。
正确答案
(1)b;(2)b;(3)a
解析
(1)当开关由a点变到接触b点时,电流表变化显著,说明电压表分流作用较大,为减小实验误差,电流表应采用内接法,则开关应接在 b点。
(2)根据“内大外小”的原则,当R2x>RARV时,开关应接在b点。
(3)如果已知电压表内阻的准确值,由欧姆定律可以求出通过电压表的电流,电流表采用外接法时可以准确测出通过电阻的电流,则开关应接在a点测量没有误差。
考查方向
解题思路
应用伏安法测电阻时要注意电流表的接法,当待测电阻阻值远大于电流表内阻时电流表可以采用内接法,当电压表内阻远大于待测电阻阻值时电流表可以采用外接法.
易错点
1、伏安法测电压原理掌握不好;2、不会判断外接法外接法的使用条件
15.如图所示,一电动遥控小车停在水平地面上,小车质量M=3Kg,质量为m=1Kg的小物快(可视为质点)静置在车板上某处A,物块与车板间的动摩擦因数u=0.1.现在使得小车由静止开始向右行驶,当运动时间t1=1.6s的物块从车板上滑落。已知小车的速度v随时间t变化的规律如图乙所示,小车受到地面的摩擦阻力是小车对地面压力的1/10.不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)物块离开小车时,物块的速度大小;
(2)0~1.6s时间内小车的牵引力做的功W。
正确答案
(1)物块离开小车时,物块的速度大小是1.6m/s;
(2)0∼1.6s时间内小车的牵引力做的功W是17J.
解析
(1)物块滑落前受到的滑动摩擦力大小为f=μmg
做匀加速运动的加速度为
当运动时间 =1.6s时物块的速度为 1.6m/s
(2)0−1s时间内,由题图乙得小车的加速度大小为
a′ 2m/s2.
根据牛顿第二定律得:
F1−f−k(M+m)g=Ma′
其中k=1/10
解得F1=14N
小车的位移s1=12×2×1m=1m
在1−1.6s时间内,牵引力F2=k(M+m)g+f=5N
由题图乙得小车的位移大小s2=2×0.6m=1.2m
所以0∼1.6s时间内小车的牵引力做的功W=F1s1+F2s2
代入数据解得W=17J
考查方向
解题思路
(1)物块滑落前做匀加速运动,由牛顿第二定律可求得加速度,结合运动时间求出物块离开小车时的速度大小.
(2)由v-t图象的斜率可求出小车在0-1s内的加速度,由牛顿第二定律求出牵引力的大小.根据“面积”求出小车的位移,再由功的公式求解.
易错点
不能运用隔离法对物体进行正确的受力分析,从而无法运用牛顿第二定律和动能定理建立有关的等式
16.如图所示,水平向左的匀强电场中,用长为l的绝缘轻质细线悬挂一小球,小球质量为m,带电量为+q,将小球拉至竖直方向最低位置A点处无初速度释放,小球将向左摆动,细线向左偏离竖直方向的最大角度θ=74°。(重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
⑴求电场强度的大小E;
⑵求小球向左摆动的过程中,对细线拉力的最大值;
⑶若从A点处释放小球时,给小球一个水平向左的初速度v0,则为保证小球能做完整的圆周运动,v0的大小应满足什么条件?
正确答案
(1) (2) (3)
解析
(1)设小球最大摆角位置为C,在整个过程中,小球受重力mg、电场力qE和细线的拉力T作用,拉力T始终不做功,在小球由A运动至C的过程中,根据动能定理有: 解得
(2)重力与电场力的合力大小为: (1)
其方向指向左下方,设与竖直方向成α角,根据几何关系有: 即 (2)
当小球摆动至细线沿此方向,设为B位置时,小球对细线的拉力最大,则:
(3)
小球在由A运动至B的过程中,根据动能定理有:
(4)
根据牛顿第三定律可知,小球对细线的拉力为: (5)
联立(1)(2)(3)(4)(5)得
(3)当小球能完成完整的圆周运动时,需满足
(1)
根据动能定理有
(2)
联立(1)(2)得
当小球能完成完整的圆周运动时,
考查方向
解题思路
(1)小球将向左摆动,细线向左偏高竖直方向的最大角度θ=74°根据对称性,此时必有重力与电场力的合力与角分线在同一条线上,据此求解E.
(2)小球从B到D的过程等效重力场,由动能定理,结合牛顿运动定律,列式求解.
易错点
1、找不到小球在复合场中的平衡位置;2、不能用动能定理和牛顿第二定律解答圆周运动问题;3、不能用等效的观点分析问题