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4.如图所示,在粗糙水平面上放置A、B、C、D四个小物块,各小物块之间由四根完全相同的轻橡皮绳相互连接,正好组成一个菱形,ABC=60°,整个系统保持静止状态。已知D物块所受的摩擦力大小为F,则A物块所受的摩擦力大小为( )
正确答案
解析
已知D物块所受的摩擦力大小为F,设每根橡皮绳的弹力为T,则有:对A:,解得:,故A正确,BCD错误;故本题选A
考查方向
解题思路
物体在水平面上受弹簧弹力和静摩擦力平衡,根据力的合成方法求解。
易错点
关键找对合与分力之间的夹角,根据共点力平衡列式运算。
6.回旋加速器是获得高能量带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连接的两个D形金属盒,两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D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,关于回旋加速器的下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
A、根据,解得,带电粒子射出时的动能
与加速的电压无关,与磁感应强度的大小有关.故A、B错误; C、交变电场的周期与带电粒子运动的周期相等,带电粒子在匀强磁场中运动的周期,与粒子的速度无关,所以加速后,交变电场的周期不需改变,不同的带电粒子,在磁场中运动的周期不等,所以加速不同的带电粒子,一般要调节交变电场的频率.故C错误,D正确.故本题选D
考查方向
解题思路
带电粒子在回旋加速器中,靠电场加速,磁场偏转,通过带电粒子在磁场中运动半径公式得出带电粒子射出时的速度。
易错点
回旋加速器运用电场加速,磁场偏转来加速带电粒子,但粒子射出的动能与加速电压无关,与磁感应强度的大小有关。
1.在物理学理论建立的过程中,有许多伟大的科学家做出了贡献。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
A.伽利略通过理想斜面实验,提出力是改变物体运动的原因,故A错误;B. 牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许测量出了引力常量,故B错误;C. 库伦发现了电荷之间相互作用规律—库仑定律,并用扭秤实验测出了静电力常量,故C正确;D. 奥斯特通过实验研究发现通电导线能产生磁场,故D错误;本题答案选C
考查方向
解题思路
根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家的主要贡献,奥斯特发现了电流的磁效应;伽利略利根据理想斜面实验,提出力不是维持物体运动的原因;卡文迪许测量出了引力常量。
易错点
牛顿发现了万有引力定律,但并没有给出引力常数值,是卡文迪许测量出了引力常量,另外是奥斯特通过实验研究发现通电导线能产生磁场。
2.图象法可以形象直观地描述物体的运动情况.对于下面两质点运动的位移-时间图象和速度-时间图象,分析结果正确的是( )
正确答案
解析
A、运动图象反映物体的运动规律,不是运动轨迹,无论速度时间图象还是位移时间图象都表示物体做直线运动,故A错误;B、由图(1)可知,质点在前10s内的位,所以平均速度,故B错误;C、由图(2)可知,质点在第4s内加速度和速度都为负,方向相同,故C错误;D、v-t的斜率表示物体运动的加速度,由图(2)可知,质点在运动过程中,加速度的最大值出现在2-4s内,最大加速度大小为,故D正确.故本题选D
考查方向
解题思路
s-t图线与v-t图线只能描述直线运动,s-t的斜率表示物体运动的速度,斜率的正和负分别表示物体沿正方向和负方向运动.v-t的斜率表示物体运动的加速度,图线与时间轴围成的面积等于物体在该段时间内通过的位移。
易错点
图象里面的图线反映的是物体运动的规律,而不是物体运动的轨迹。
3.如图甲所示,质量为4kg的物体在水平推力作用下开始运动,推力大小F随位移大小x变化的情况如图乙所示,物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,g取10m/s2,则( )
正确答案
解析
AD、拉力减小到等于摩擦力以后,物体就做减速运动,所以物体先做加速度减小的加速运动,当拉力F小于摩擦力f时,做减速运动,此时物体的加速度逐渐增大,故A、D错误.B、由F-x图象的面积可得拉力全过程做功,由WF-μmgs=0,得s=10m,故B正确;C、由F-x图象可知F=μmg=20N时,x=3.2m,此刻速度最大, ,
其中,得最大速度 vm=8m/s,故C错误;故本题选B.
考查方向
解题思路
物体受到摩擦力和推力,推力小于摩擦力时物体开始减速;根据牛顿第二定律,当物体的合力最大时,其加速度最大.由图读出推力的最大值即可求出最大加速度.分析物体的运动情况:物体先加速运动,当合力为零为后做减速运动,再由图读出位移.由动能定理可求出最大速度。
易错点
理解图象的物理意义,“面积”等于推力做功。
5.据报道,最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星,其质量约为地球质量的6.4倍,一个在地球表面重量为600 N的人在这个行星表面的重量将变为960 N,由此可推知,该行星的半径与地球半径之比约为( )
正确答案
解析
在忽略地球自转的情况下,万有引力等于物体的重力,即:
同样在行星表面有: , 以上二式相比可得:
解得,故该行星的半径与地球的半径之比约为2.故C正确,ABD错误;故本题选C
考查方向
解题思路
在忽略自转的情况下,万有引力等于物体所受的重力,所以根据重力之比,可以求出中心天体的半径之比
易错点
在星球表面万有引力近似等于重力,关键找出地球表面与星球表面的重力加速度之比。
7.如图甲所示,物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动.通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示.取g=10 m/s2.则( )
A 物体的质量m=1.0kg
B 物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.20C
C 第2 s内物体克服摩擦力做的功W=2.0 J
D 前2 s内推力F做功的平均功率是1.5 W
正确答案
CD
解析
A、由速度时间图象可以知道物体在的时间内,物体做匀速运动,处于受力平衡状态,所以滑动摩擦力的大小为,在的时间内,物体做匀加速运动,直线的斜率代表加速度的大小,所以,由牛顿第二定律可得,所以,故A错误; B、由,解得,故B错误; C、第2秒内物体的位移是,摩擦力做的功,所以第2 s内物体克服摩擦力做的功为2J,故C正确;D、在第1秒内物体没有运动,只在第2秒运动,F也只在第2秒做功,F的功为
所以前内推力F做功的平均功率为., 故D正确; 本题答案选CD
考查方向
解题思路
本题考查对速度图象的理解,图线的斜率的含义表示物体的加速度.速度的正负代表物体运动的方。
易错点
对图象的理解,其图线与坐标轴所围表示物体的位移,图线的斜率表示物体的加速度。
8.如图甲所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为5:1,原线圈输入如图乙所示的电压,副线圈接火灾报警系统(报警器未画出),电压表和电流表均为理想电表,R0为定值电阻,R为半导体热敏电阻(其阻值随温度的升高而减小),下列说法中正确的是()
A.图乙中电压的有效值为110V
B.电压表的示数为44V
C.R处出现火警时,电流表示数增大
D,R处出现火警时,电阻R0消耗的电功率增大
正确答案
ACD
解析
A、设将此电流加在阻值为R的电阻上,电压的最大值为Um,电压的有效值为U.
根据,代入数据得图乙中电压的有效值为,故A正确;B、变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比,而变压器原、副线圈中的电压之比是5:1,所以电压表的示数为,故B错误;C、R处出现火警时处温度升高时,阻值减小,副线圈电流增大,而输出功率和输入功率相等,所以原线圈中电流增大,即电流表示数增大,故C正确; D、R处出现火警时通过R0的电流增大,电压不变;所以电阻R0消耗的电功率增大,故D正确;故本题选ACD
考查方向
解题思路
求有效值方法是将交流电在一个周期内产生热量与将恒定电流在相同时间内产生的热量相等,则恒定电流的值就是交流电的有效值.
由变压器原理可得变压器原、副线圈中的电流之比,输入、输出功率之比,半导体热敏电阻是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的电阻,R处温度升高时,阻值减小,根据负载电阻的变化,可知电流、电压变化。
易错点
电压表与电流表测量的都是交流电的有效值。
9.如图所示,虚线表示某电场中的三个等势面,相邻面间的电势差相等.一重力不计、带负电的粒子从左侧进入电场,运动轨迹与三个等势面分别交于a、b、c三点,则: ( )
A. a点的电势比b点的电势高
B. 粒子在c点的加速度为
C. 粒子从a到时c电势能不断增加
D. 粒子从a到b克服电场力做功大于从b到c克服电场力做功
正确答案
AC
解析
A、电荷所受电场力指向轨迹内侧,由于电荷带负电,因此电场线指向右下方,沿电场线电势降低,故a等势线的电势最高,c点的电势最低,故A正确;B、相邻等势面之间的电势差相等,从左向右相邻等势面之间距离变大,可知电场变弱,带电粒子从左向右运动时,电场力变小,加速度减小,故B错误;C、粒子从a到时c,电场力做负功,电势能增大,故C正确; D、电场力做功W=qU,因相邻面间的电势差相等,故粒子从a到b克服电场力做功等于从b到c克服电场力做功,故D错误;故本题选AC
考查方向
解题思路
质点只受电场力作用,根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向左上方,由于质点带负电,因此电场线方向也指向右下方;电势能变化可以通过电场力做功情况判断;电场线和等势线垂直,且等势线密的地方电场线密,电场场强也越大。
易错点
根据运动轨迹判会断出所受电场力方向,才能进一步判断电势、电场、电势能、动能等物理量的变化。
10.两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R 的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直,如图所示。除电阻R 外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放。则( )
A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g
B.金属棒向下运动时,流过电阻R 的电流方向为a→b
C.金属棒的速度为v时.所受的安培力大小为F =
D.电阻R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量
正确答案
AC
解析
A、金属棒释放瞬间,速度为零,感应电流为零,由于弹簧处于原长状态,因此金属棒只受重力作用,故其加速度的大小为g,故A正确;B、根据右手定则可知,金属棒向下运动时,流过电阻R电流方向为b→a,故B错误;C、当金属棒的速度为v时,E=BLv,安培力大小为:,C正确D、当金属棒下落到最底端时,重力势能转化为弹性势能和焦耳热,所以电阻R上产生的总热量小于金属棒重力势能的减少,故D错误.故本题选AC
考查方向
解题思路
导体棒下落过程中切割磁感线,回路中形成电流,根据右手定责可以判断电流的方向,正确分析安培力变化可以求解加速度的变化情况,下落过程中正确应用功能关系可以分析产生热量与重力势能减小量的大小关系。
易错点
根据导体棒速度的变化要会正确分析安培力的变化。
如图甲所示,在倾角为370的粗糙斜面的底端,一质量m=1kg可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定,滑块与弹簧不相连。t=0时解除锁定,计算机通过传感器描绘出滑块的速度时间图象如图乙所示,其中bc段为直线,g取10m/s2。求:
16.动摩擦因数μ的大小;
17.t=0.4s时滑块的速度v的大小。
正确答案
0.5
解析
由图象可知0.1s物体离开弹簧向上做匀减速运动,
加速度的大小
根据牛顿第二定律,有:
解得:
正确答案
解析
根据速度时间公式,得:t1=0.3s时的速度大小 0.3s后滑块开始下滑,下滑的加速度
t2=0.4s时的速度大小
考查方向
解题思路
从图象找出物体与弹簧分离的图线,从而求出物体的加速度,由牛顿第二定律列式求出动摩擦因数,分析物体的运动过程,由牛顿第二定律结合运动学公式解出t=0.4s时滑块的速度v的大小。
易错点
要注意过程的分析,物体在0.3s时减速到0,然后返向滑回,此时物体的加速度要发生变化。
22.如图所示,两端开口的U形玻璃管两边粗细不同,粗管横截面积是细管的2倍。管中装入水银,两管中水银面与管口距离均为12 cm,大气压强为p0=75 cmHg.现将粗管管口封闭,然后将细管管口用一活塞封闭并将活塞缓慢推入管中,直至两管中水银面高度差达6 cm为止,求活塞下移的距离(假设环境温度不变)。
正确答案
6.625 cm
解析
设粗管中气体为气体1.细管中气体为气体2.
对粗管中气体1:有p0L1=p1L1′ (1分)
右侧液面上升h1,左侧液面下降h2,有S1h1=S2h2,h1+h2=6 cm,(1分)
得h1=2 cm,h2=4 cm L1′=L1-h1(1分)
解得:p1=90 cmHg (1分)
对细管中气体2:有p0L1=p2L2′ p2=p1+Δh(2分)
解得:L2′=9.375 cm (1分)
因为h=L1+h2-L2′ 解得: h=6.625 cm(2分)
答:活塞下移的距离为6.625 cm
考查方向
解题思路
水银总体积是固定的,当两管中水银面高度差为6cm时,得到两侧水银面的变化情况,求解出气体压强,然后根据玻意耳定律列式求解。
易错点
封闭气体的初末状态的气压、温度、体积的确定是关键。
某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,弧形轨道末端水平,离地面的高度为H,将钢球从轨道上的不同高度h处由静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为x.
11.若轨道完全光滑,x2与h的理论关系应满足x2=________(用H、h表示)。
12.该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示:
请在下图给出的坐标纸上作出x2-h关系图。
13.对比实验结果与理论计算得到的x2-h关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率________(填“小于”或“大于”)理论值。
正确答案
4Hh
解析
由机械能守恒 由平抛运动规律,,得
正确答案
见解析图
解析
根据表中数据描点作图可得出关系如图所示.
正确答案
小于
解析
由图中看出在相同h下,水平位移x值比理论值要小,由,说明水平抛出的速率比理论值小.
在“测定金属丝的电阻率”的实验中,需要测出金属丝的电阻Rx ,甲乙两同学分别采用了不同的方法进行测量:
14.甲同学直接用多用电表测其电阻,该同学选择×10Ω倍率,用正确的操作方法测量时,发现指针转过角度太大。为了准确地进行测量,请你从以下给出的操作步骤中,选择必要的步骤,并排出合理顺序:____。(填步骤前的字母)A.旋转选择开关至欧姆挡“×lΩ”B.旋转选择开关至欧姆挡“×100Ω”C.旋转选择开关至“OFF”,并拔出两表笔D.将两表笔分别连接到Rx的两端,读出阻值后,断开两表E.将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,断开两表笔
按正确步骤测量时,指针指在图示位置,Rx的测量值为__________Ω。
15.乙同学则利用实验室里下列器材进行了测量:
电压表V(量程0~5V,内电阻约10kΩ)
电流表A1(量程0~500mA,内电阻约20Ω)
电流表A2(量程0~300mA,内电阻约4Ω)
滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω,额定电流为2A)
滑动变阻器R2(最大阻值为250Ω,额定电流为0.1A)
直流电源E(电动势为4.5V,内电阻约为0.5Ω) 电键及导线若干
为了较精确画出I—U图线,需要多测出几组电流、电压值,故电流表应选用 ,滑动变阻器选用___________(选填器材代号),乙同学测量电阻的值比真实值___________(选填“偏大”“偏小”“相等”),利用选择的器材,请你在方框内画出理想的实验电路图,并将右图中器材连成符合要求的电路.
正确答案
AEDC,22
解析
发现指针转过角度太大,知电阻较小,则换用“×lΩ”,换挡后需重新调零.然后去测电阻,最后将旋钮旋至“OFF”挡或交流电压的最高挡.故合理顺序为:AEDC.由图所示可知,Rx的测量值为:
正确答案
A2 R1 偏小
解析
通过电阻电流的最大值大约为:,选择量程为300mA的电流表测量比较准确.总阻值为250Ω的滑动变阻器阻值相对较大,测量时误差大,所以选择总阻值为10Ω的滑动变阻器.由于待测电阻远小于电压表的内阻,属于小电阻,所以电流表采用外接法.若采用限流法,电路中的电流较大,容易超过电流表的量程,所以滑动变阻器采用分压式接法,由于采用外接法,测电流表示数偏大,则由欧姆定律可知,测量值偏小.
考查方向
解题思路
器材选取的原则是安全、精确.根据通过电阻电流的大约值确定电流表的量程,从测量误差角度确定滑动变阻器.通过测量电阻的大小确定电流表的内外接
易错点
伏安法测电阻内外接法的选择与器材的选取问题。
如图,区域I内有与水平方向成45°角的匀强电场E1,区域宽度为d 1,区域II内有正交的有界匀强磁场B和匀强电场E 2,区域宽度为d 2,磁场方向垂直纸面向里,电场方向竖直向下。一质量为m、带电量为q的微粒在区域I左边界的P点,由静止释放后水平向右做直线运动,进入区域II后做匀速圆周运动,从区域II右边界上的Q点穿出,其速度方向改变了60°,重力加速度为g ,求:
18.区域I和区域II内匀强电场的电场强度E 1、E 2的大小?
19.区域II内匀强磁场的磁感应强度B的大小。
20.微粒从P运动到Q的时间有多长?
正确答案
,
解析
微粒在区域I内水平向右做直线运动,则在竖直方向上受在力平衡有
解得
微粒在区域II内做匀速圆周运动,说明只受到洛伦兹力,重力和电场力平衡
正确答案
解析
根据洛伦兹力提供向心力,结合牛顿第二定律与几何关系,即可求解;设微粒在区域I内水平向右做直线运动时加速度为a,离开区域I时速度为v,在区域II内做匀速圆周运动的轨道半径为R,则
解得
正确答案
解析
微粒在区域I内作匀加速运动,
在区域II内做匀速圆周运动的圆心角为600,则
解得
(二)选考题:共15分。请考生从给出的3道题任选一题作答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号方框图黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题。如果不涂、多涂均按所答第一题评分;多答则的按所答的第一题评分。
21.下列说法正确的是 (填正确答案标号,选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A.分子的热运动是指物体内部分子的无规则运动
B.碎玻璃不能拼在一起,是由于分子间存在着斥力
C.物体做加速运动时速度越来越大,物体内分子的平均动能也越来越大
D.液晶既有液体的流动性,又具有光学各向异性E.在完全失重的情况下,熔化的金属能够收缩成标准的球形
正确答案
ADE
解析
A、分子的热运动是指物体内部分子的无规则运动,故A正确;B、碎玻璃不能拼在一起,是由于分子力是短程力,无法使玻璃达到分子力的作用范围内;故B错误;C、平均动能由温度决定,与机械运动的速度无关,故C错误;D、液晶既有液体的流动性,又具有光学各向异性;故D正确;
E、在完全失重的情况下,在液体表面张力的作用下,熔化的金属能够收缩成标准的球形,故E正确;
故选:ADE.
考查方向
解题思路
碎玻璃不能拼在一起,是由于分子力是短程力,平均动能由温度决定,与机械运动的速度无关;理想气体的内能由温度决定,根据热力学第一定律可知气体吸放热。
易错点
宏观上的物体的动能与微观上物体内分子的动能是不同的。