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2.科研人员常用磁场来约束运动的带电粒子。如图所示,粒子源位于纸面内一边长为a的正方形中心O处,可以沿纸面向各个方向发射速度不同的粒子,粒子质量为m、电荷量为q、最大速度为v,忽略粒子重力及粒子间相互作用。要使粒子均不能射出正方形区域,可在此区域加一垂直纸面的匀强磁场,则磁感应强度B的最小值为( )
正确答案
解析
根据题意画出带电粒子的轨迹如图所示:
其最大半径为 ,根据牛顿第二定律得: ,解得: 选项C正确,ABD错误;综上本题选C。
考查方向
解题思路
根据题意画出粒子运动的最大的轨道半径,由牛顿第二定律确定最小的磁感应强度。
易错点
找到最大的轨道半径,画出轨迹是解题的关键。
3.法拉第发明了世界上第一台发电机。如图所示,圆形金属盘安置在电磁铁的两个磁极之间,两电刷M、N分别与盘的边缘和中心电接触良好,且与灵敏电流计相连。金属盘绕中心轴沿图示方向转动,则( )
正确答案
解析
由右手定则可知,电流方向从M到N,N点的电势比M点电势高,选项A错误;铜盘转动产生的感应电动势为: ,由于B.L、ω不变,则E不变,感应电流大小为: ,可知电流大小恒定不变,选项B错误;若只提高金属盘转速,根据 , 增大,电流计的示数变大, 选项C正确;若只将变阻器滑片向左滑动,B减小,电流计的示数变小,选项D错误;综上本题选C。
考查方向
解题思路
圆盘转动可等效看成无数轴向导体切割磁感线,有效切割长度为铜盘的半径,根据感应电动势公式E=BLv分析感应电动势情况,由欧姆定律分析电流情况,根据右手定则分析感应电流方向。
易错点
转动切割磁感线类型,运用等效法处理,导体中有无电流,要看导体两端是否存在电势差。
5.如图甲所示,长木板B静置于光滑水平面上,其上放置物块A。木板B受到水平拉力F作用时,其加速度a与拉力F的关系图象如图乙所示,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则物块A的质量为( )
正确答案
解析
当F等于4N时,加速度为:a=1m/s2.对整体分析,由牛顿第二定律有:F=(M+m)a,代入数据解得:M+m=4kg,
当F大于4N时,根据牛顿第二定律得:长木板的加速度
知图线的斜率 ,解得:M=1kg,滑块的质量为:m=3kg,选项B正确,ACD错误;综上本题选B。
考查方向
解题思路
当拉力较小时,m和M保持相对静止一起做匀加速直线运动,加速度相同.当拉力达到一定值时,m和M发生相对滑动,结合牛顿第二定律,运用整体和隔离法分析。
易错点
知道滑块和木板在不同拉力作用下的运动规律是解决本题的关键,掌握处理图象问题的一般方法,通常通过图线的斜率和截距入手分析。
1.东汉王充在《论衡·状留篇》中记述了球的运动:“圆物投之于地,东西南北,无之不可;策杖叩动,才微辄停”。关于运动和力的关系,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
力是改变物体运动状态的原因,力是产生加速度的原因,力不是维持物体运动的原因,维持物体运动的原因是物体的惯性,选项ABC错误,D正确;综上本题选D。
考查方向
解题思路
力是产生加速度的原因,所以力是改变物体运动状态的原因,故力既能改变物体速度的大小,也能改变物体速度的方向;维持物体运动的原因是物体的惯性。
易错点
掌握力的概念和惯性的概念是解决此题的关键所在。
4.如图所示,每级台阶的高和宽均相等,一小球抛出后从台阶上逐级弹下,在每级台阶上弹起的高度相同,落在每级台阶上的位置离边缘的距离也相同,则( )
正确答案
解析
由于在每级台阶上弹起的高度相同,落在每级台阶上的位置离边缘的距离也相同,说明小球落到每级台阶前瞬间的速度相等,选项A正确;由于小球落到每级台阶前瞬间的速度相等,小球在相邻台阶间运动的时间相同,选项B错误;由于重力做正功,重力势能减少,但在小球落到每级台阶前瞬间的速度相等,说明在落到每级台阶前瞬间的动能不变,
故小球在整个运动过程中机械能不守恒,选项C错误;由于小球碰撞台阶前后的速度的大小不变,方向关于竖直方向对称,其速度的变化量的方向竖直向上,由动量定理知,合外力的方向竖直向上,故小球与台阶碰撞过程中不受摩擦力作用,选项D错误;综上本题选A。
考查方向
解题思路
根据题意知小球落到每级台阶前瞬间的速度相等和小球在相邻台阶间运动的时间;根据重力势能的变化确定机械能的变化,根据动量定理知合外力的方向,确定摩擦力的情况。
易错点
小球落到每级台阶前瞬间的速度相等,易判断机械能守恒的结论,关键是碰撞的过程的合外力的方向。
8.如图所示,T为理想变压器,电流表A.电压表V均为理想交流电表,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,L为电感线圈,A 、B两点间接正弦交流电。则( )
正确答案
解析
只将滑片P1下移时,副线圈的匝数减少,根据 , 和 不变, 减小,根据 知: 减小,根据 ,电流表A示数变小,选项A正确;只将滑片P2下移时, 减小, 不变,根据“并同串反”知:电压表V示数变小,选项B错误;只增大交流电的电压时,增大,根据欧姆定律知,电流表A示数变大,选项C正确;只增大交流电的频率时,不变,不变,由于电感线圈的感抗增大,电压表V示数变化,选项D错误;综上本题选AC。
考查方向
解题思路
根据和和欧姆定律确定电压表、电流表的示数的变化,根据感抗与频率的变化确定电压的变化。
易错点
频率的变化引起感抗的变化是解题的易错点。
6.2017年4月,我国用“长征七号”运载火箭把货运飞船“天舟一号”送上太空,它与轨道高度为393km的“天宫二号”空间实验室对接并进行货物和燃料补充,完成任务后最终坠入大海。下列说法中正确的有( )
正确答案
解析
根据 , ,“天宫二号”空间实验室的轨道半径大于近地卫星的轨道半径,故“天宫二号”空间实验室在轨运行速度小于第一宇宙速度,选项A错误;根据 ,“天宫二号”空间实验室的轨道半径小于同步卫星的轨道半径,“天宫二号”空间实验室的加速度大于同步卫星的加速度,选项B正确;“天舟一号”货运飞船从低轨道加速后由于离心运动与“天宫二号”空间实验室对接,选项C正确;由于空气阻力的作用,“天舟一号”货运飞船在轨运行时的机械能大于坠入大海时的机械能,选项D错误;综上本题选BC。
考查方向
解题思路
根据万有引力提供向心力,确定线速度与加速度的大小关系,根据离心现象知从低轨道变为高轨道需要加速,由于阻力作用,机械能损失。
易错点
关键是掌握万有引力提供向心力,掌握变轨的原理。
7.如图所示,竖直平面内有半径为R的半圆形光滑绝缘轨道ABC,A.C两点为轨道的最高点,B点为最低点,圆心处固定一电荷量为+q1的点电荷。将另一质量为m、电荷量为+q2的带电小球从轨道A处无初速度释放,已知重力加速度为g,则( )
正确答案
解析
由动能定理得: ,小球运动到B点时的速度大小为,选项A正确;由牛顿第二定律得: ,小球运动到B点时的加速度大小为2g,选项B正确;由于库仑力不做功,小球从A点运动到B点过程中电势能不变,选项C错误;由牛顿第二定律得: ,小球运动到B点时对轨道的压力大小为,选项D正确,综上本题选ABD。
考查方向
解题思路
根据动能定理确定小球在B点的速度;根据牛顿第二定律确定小球在B点的加速度和对轨道的作用力,由于库仑力不做功,电势能不变。
易错点
本题的关键掌握库仑力不做功,电势能不变化,在B点注意受力分析。
9.为了测量化工厂的污水排放量,技术人员在排污管末端安装了流量计(流量Q为单位时间内流过某截面流体的体积)。如图所示,长方体绝缘管道的长、宽、高分别为A.B.c,左、右两端开口,所在空间有垂直于前后面、磁感应强度大小为B的匀强磁场,在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N,污水充满管道从左向右匀速流动,测得M、N间电压为U,污水流过管道时受到的阻力大小f=kLv2,k是比例系数,L为污水沿流速方向的长度,v为污水的流速,则( )
正确答案
解析
根据左手定则,知负离子所受的洛伦兹力方向向下,则向下偏转,N板带负电,M板带正电,金属板M的电势一定高于金属板N的电势,选项B错误;最终离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡,有: ,解得:U=vBc,与离子浓度无关,选项C正确 ;污水的流速: ,则流量,选项A错误;污水的流速:;污水流过该装置时受到阻力:f=kLv=kav; 为使污水匀速通过该装置,左、右两侧管口应施加的压力差是F=f,则压强差为 ,选项D正确;综上本题选CD 。
考查方向
解题思路
根据左手定则判断洛伦兹力的方向,从而得出正负离子的偏转方向,确定出前后表面电势的高低.最终离子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,根据平衡求出两极板间的电压,以及求出流量的大小 。
易错点
解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向,以及抓住离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡进行求解。
(选修模块3-3)(12分)
16.下列说法中正确的是
17.如图所示,水平放置的气缸内活塞左边密闭着一定质量的理想气体,压强与大气压p0相同。如果把气缸和活塞固定,使气缸内气体升高一定的温度,空气吸收的热量为Q1;如果让活塞无摩擦滑动,也使气缸内气体缓慢升高相同的温度,气体体积增加△V,此过程中封闭气体对外做的功为 ,其吸收的热量Q2为
18.如图所示,一导热性能良好、内壁光滑的气缸竖直放置,用不漏气的轻质活塞封闭一定质量的理想气体,固定导热隔板上有一小孔,将A 、B两部分气体连通。已知活塞的横截面积为S,初始时A.B两部分体积相同,温度为T0,大气压强为p0
①若缓慢加热气体,使A.B两部分体积之比达到2:1,求此时的温度T1;
②保持气体温度T0不变,在活塞上施加一竖直向下的推力,缓慢推动活塞,当A.B两部分体积之比为1:2时,求气体的压强P和所加推力大小F。
正确答案
解析
当分子间引力大于斥力时,随着分子间距增加,分子间作用力的合力先增大后减小,选项A错误;单晶硅中原子排列成空间点阵结构,由于分子间有空隙,因此其它物质分子能扩散到单晶硅中,选项B错误;液晶具有液体的流动性,其光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,选项C正确;密闭容器中水的饱和汽压随温度的变化而变化,饱和汽压与气体的体积无关,选项D错误;综上本题选C。
考查方向
解题思路
根据分子力与间距的变化规律判断A选项;固体、液体、气体都可以发生扩散现象;液晶具有液体的流动性,其光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,密闭容器中水的饱和汽压随温度的变化而变化,而与体积无关。
易错点
饱和汽压随温度的变化而变化,而与体积无关为易错点。
正确答案
;
解析
根据气体做功的公式知,气体体积增加△V,此过程中封闭气体对外做的功为 ;
如果把气缸和活塞固定,使气缸内气体升高一定的温度,根据热力学第一定律知: ,
如果让活塞无摩擦滑动,也使气缸内气体缓慢升高相同的温度,气体体积增加△V,根据热力学第一定律知:,此过程吸收的热量 。
考查方向
解题思路
根据气体做功的公式计算因气体膨胀所做的功;根据热力学第一定律求吸收的热。
易错点
注意热力学第一定律中各量的正负。
正确答案
;
解析
设B的体积为V,则初状态AB总体积为2V,末状态总体积为3V,
由盖-吕萨克定律有: ,解得: ;
气体作等温压缩后,A的体积变为 ,由波意尔定律有 ,
解得: ;
由力的平衡条件有 ,解得: 。
考查方向
解题思路
由盖-吕萨克定律有计算初状态的温度,再由波意尔定律求出压强,由力的平衡条件求出推力大小。
易错点
解题的关键是找到气体属于哪类变化。
在“探究动能定理”实验中,某实验小组采用如图甲所示的装置,在水平气垫导轨上安装了两个光电门M、N,滑块上固定一遮光条,细线绕过定滑轮将滑块与力传感器相连,传感器下方悬挂钩码。已知遮光条的宽度为d,滑块和遮光条的总质量为m。
13.接通气源,滑块从A位置由静止释放,读出遮光条通过光电门M、N的时间分别为t1、t2,力传感器的示数F。改变钩码质量,重复上述实验。
①为探究在M、N间运动过程中细线拉力对滑块做的功W和滑块动能增量△EK的关系,还需要测量的物理量是 (写出名称及符号);
②利用实验中直接测量的物理量表示需探究的关系式为 。
14.保持钩码质量不变,改变光电门N的位置,重复实验,根据实验数据作出从M到N过程中细线拉力对滑块做的功W与滑块到达N点时速度二次方v2的关系图象,如图乙所示,则图线的斜率表示 ,图线在横轴上的截距表示 。
15.下列不必要的实验操作和要求有 (请填写选项前对应的字母)。
正确答案
(1)①光电门M、N间的距离L;②
解析
(1)①滑块在M点的速度为 ,在N点的速度大小为
则动能增量 ;
细线拉力对滑块做的功 , 则为探究在M、N间运动过程中细线拉力对滑块做的功W和滑块动能增量△EK的关系,还需要测量的物理量是①光电门M、N间的距离L;
②.由①中分析知:利用实验中直接测量的物理量表示需探究的关系式为:
;
考查方向
解题思路
(1)①推导功和动能增量的表达式,需要测量的物理量即可得出;
②根据①中推导的即可写出表达式;
易错点
本题要知道滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度,要求能够根据实验原理分析操作的合理性。
正确答案
(2) ,滑块经过光电门M时速度的二次方
解析
(2)根据 知;图线的斜率表示,图线在横轴上的截距表示滑块经过光电门M时速度的二次方;
解题思路
(2)根据表达式确定斜率和截距的物理意义;
易错点
本题要知道滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度,要求能够根据实验原理分析操作的合理性。
正确答案
(3)AD
解析
(3)根据表达式知,必须测量小车的质量,拉力由传感器测出,故不需要测量钩码的质量,选项A正确;调节气垫导轨水平,保证合外力水平,选项B错误;调节滑轮使细线与气垫导轨平行,选项C错误;由于拉力由传感器测出,没有必要满足滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量的条件,选项D正确;综上本题选AD。
考查方向
解题思路
(3)根据实验的原理确定哪些步骤不必要。
易错点
本题要知道滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度,要求能够根据实验原理分析操作的合理性。
(选修模块3-5)(12分)
22.下列说法中正确的是
23.1946年,我国物理学家何泽慧发现铀核的四裂变,铀235核俘获中子后裂变成三个质量较大的核和一个质量较轻的核,径迹如图所示。在铀核裂变过程中,产生新核的核子平均质量 (选填“大于”、“等于”或“小于”)铀核的核子平均质量;若释放的核能为△E,则此反应中发生质量亏损△m为 (真空中的光速为c)。
24.冰雪游乐场上一质量为M的人站在质量为m的冰车A上一起运动,迎面而来一个质量也为m的冰车B,为了防止相撞,该人跳上冰车B,冰车A速度立即变为零,人和冰车B一起以速度,沿A原来的方向运动。不计冰面与冰车间的摩擦,则:
①相撞前该人和两冰车的总动量大小p是多少?
②若要使两冰车恰好不相撞,求该人跳到冰车B上后冰车A的速度大小vA
正确答案
解析
汽车安全气囊是通过减小撞击过程中作用力来减轻对乘员的伤害程度的,选项A错误;α粒子散射类似于碰撞,根据动量守恒定律和库仑定律等规律可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径,故根据α粒子散射实验数据可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径,选项B正确; 电子束穿过铝箔的衍射实验证实了电子的波动性,选项C错误;原子核的能量是不连续的,能级越高越不稳定,发生跃迁释放γ射线,选项D错误;综上本题选B。
考查方向
解题思路
汽车安全气囊是通过减小撞击过程中作用力来减轻对乘员的伤害程度的;α粒子散射类似于碰撞,根据动量守恒定律和库仑定律等规律可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径,故根据α粒子散射实验数据可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径; 电子束穿过铝箔的衍射实验证实了电子的波动性;原子核的能量是不连续的,能级越高越不稳定,发生跃迁释放γ射线。
易错点
掌握α粒子散射实验数据可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径是解题的关键。
正确答案
小于;
解析
在铀核裂变过程是放能的反应,故产生新核的核子平均质量小于铀核的核子平均质量;
根据爱因斯坦的质能方程 ,此反应中发生质量亏损△m为。
考查方向
解题思路
根据在铀核裂变过程是放能的反应,说明核子的平均质量的关系;
根据爱因斯坦的质能方程,求出质量亏损。
易错点
掌握爱因斯坦的质能方程是解题的关键。
正确答案
;
解析
①冰车A.B和人组成的系统在相互作用前后满足动量守恒,则
p=(m+M)v;
②由动量守恒定律有:(m+M)v=(2m+M)vA,解得: 。
考查方向
解题思路
根据动量守恒定律求出总动量和冰车的速度,基础题。
易错点
找到初末状态,列式前先规定正方向。
某研究性学习小组进行地磁发电实验,匝数为n、面积为S的矩形金属线框可绕东西方向的水平轴转动,金属线框与微电流传感器组成一个回路,回路的总电阻为R使线框绕轴以角速度ω匀速转动,数字实验系统实时显示回路中的电流i随时间t变化的关系如图所示。当线圈平面和竖直方向的夹角为θ时,电流达到最大值Im。求:
25.该处地磁场的磁感应强度大小B及地磁场方向与水平面间的夹角α;
26.线框转动一周时间内回路中产生的焦耳热Q;
27.线框转动时穿过线框的磁通量变化率的最大值;线框从磁通量变化率最大位置开始转过60°的过程中,通过导线的电荷量q。
正确答案
(1) ;
解析
(1)线框转动时产生感应电动势的最大值 ,
由闭合电路欧姆定律Em=ImR,解得: ,
感应电动势最大时磁场方向平行于线圈平面,此时线圈平面和竖直方向夹角为θ,因此地磁场方向与水平面间的夹角 ;
考查方向
解题思路
(1)先求出线框转动时产生感应电动势的最大值,求出磁感应强度B,由几何关系确定磁感应强度大小B及地磁场方向与水平面间的夹角;
易错点
计算焦耳热时注意有有效值。
正确答案
(2)
解析
(2)感应电流的有效值 ,由焦耳定律得:Q=I2RT,解得: ;
考查方向
解题思路
(2)由焦耳定律得出产生的焦耳热;
易错点
计算焦耳热时注意有有效值。
正确答案
(3)
解析
(3)由法拉第电磁感应定律有 ,解得: ,
在此过程线框产生感应电动势的平均值 ,
其中 ,通过导线的电荷量 ,
解得: 。
考查方向
解题思路
(3)根据计算通过线框的电荷量。
易错点
计算焦耳热时注意有有效值。
如图所示,不可伸长的轻绳穿过光滑竖直固定细管,细管长为l,两端拴着质量分别为m、2m的小球A和小物块B。拉着小球A使它停在管的下端,这时物块B离管的下端距离为1,管的下端离水平地面的距离为2l.拉起小球A,使绳与竖直方向成一定夹角,给小球A适当的水平速度,使它在水平面内做圆周运动,上述过程中物块B的位置保持不变,已知重力加速度为g.
28.求绳与竖直方向夹角θ和小球A做圆周运动的角速度ω1;
29.在小球A做圆周运动时剪断轻绳,求小球A第一次落地点到物块B落地点间的距离s;
30.若在小球A从管的下端拉起时带动物块B上移,B到管下某位置时使小球A在水平面内做角速度ω2的圆周运动,求整个过程中人对A.B系统做的功W。
正确答案
(1) ;
解析
(1)小球A在重力和轻绳的拉力作用下在水平面内做圆周运动,则轻绳的拉
T=2mg ;Tcosθ-mg=0 ,
代入数据解得: , ;
考查方向
解题思路
(1)根据圆周运动的合外力提供向心力,求出角速度;
易错点
在求A平抛的水平位移时,注意各位移的几何关系。
正确答案
(2)
解析
(2)在小球A做圆周运动时剪断轻绳,A做平抛运动,设平抛的时间为t,则
,平抛的初速度 ,
由几何关系得: ,
代入数据解得: ;
考查方向
解题思路
(2)根据平抛的规律求出水平距离;
易错点
在求A平抛的水平位移时,注意各位移的几何关系。
正确答案
(3)
解析
(3)设B物体位置上移x,小球A做圆周运动时轻绳与竖直方向的夹角为α,则
Tcosα-mg=0 , ,
解得: ;
由功能关系有 ,
解得: 。
考查方向
解题思路
(3)根据A做圆周运动的角速度求出B上升的距离,再根据功能关系求出人对系统做的功。
易错点
在求A平抛的水平位移时,注意各位移的几何关系。
粒子速度选择器的原理图如图所示,两水平长金属板间有沿水平方向、磁感应强度为B0的匀强磁场和方向竖直向下、电场强度为E0的匀强电场一束质量为m、电荷量为q的带电粒子,以不同的速度从小孔O处沿中轴线射人此区域.研究人员发现有些粒子能沿中轴线运动并从挡板上小孔P射出此区域,其他还有些带电粒子也能从小孔P射出,射出时的速度与预期选择的速度的最大偏差量为△v,通过理论分析知道,这些带电粒子的运动可以看作沿中轴线方向以速度为v1的匀速直线运动和以速率v2在两板间的匀强磁场中做匀速圆周运动的合运动,v1、v2和△v均为未知量,不计带电粒子重力及粒子间相互作用。
31.若带电粒子能沿中轴线运动,求其从小孔O射人时的速度v0;
32.增加磁感应强度后,使带电粒子以(1)中速度v0射入,要让所有带电粒子均不能打到水平金属板,两板间距d应满足什么条件?
33.磁感应强度为B0时,为了减小从小孔P处射出粒子速度的最大偏差量△v,从而提高速度选择器的速度分辨本领,水平金属板的长度L应满足什么条件?
正确答案
(1)
解析
(1)带电粒子能沿中轴线运动过程受力平衡,则 ,
解得: ;
解题思路
(1)带电粒子能沿中轴线运动过程受力平衡解射人时的速度;【考查方向】本题考查力的平衡、牛顿第二定律、圆周运动的周期性等知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与动能定理等知识点交汇命题。
易错点
找到要使高速速度选择器的速度分辨率,就要使不能沿轴线运动的粒子偏离轴线有最大的距离,圆周分运动完成半周期的奇数倍的规律是解题的关键。
正确答案
;(2)
解析
(2)设磁感应强度增为B,对速度为v1的匀速直线分运动有: ,
解得: ,
匀速圆周分运动的速率v2=v0-v1,
由向心力公式有 ,则有 ,
当B=2B0时,半径最大值 ,
要让所有带电粒子都不能打到水平金属板,应满足 ,即;
考查方向
解题思路
(2)根据牛顿第二定律求出半径最大值,要让所有带电粒子都不能打到水平金属板,应满足,由此求出d应满足什么条件;
易错点
找到要使高速速度选择器的速度分辨率,就要使不能沿轴线运动的粒子偏离轴线有最大的距离,圆周分运动完成半周期的奇数倍的规律是解题的关键。
正确答案
(3)
解析
(3)要使高速速度选择器的速度分辨率,就要使不能沿轴线运动的粒子偏离轴线有最大的距离,圆周分运动完成半周期的奇数倍,则 ,
圆周运动的周期 ,
故应满足的条件 。
考查方向
解题思路
(3)要使高速速度选择器的速度分辨率,就要使不能沿轴线运动的粒子偏离轴线有最大的距离,圆周分运动完成半周期的奇数倍,根据周期公式求出水平金属板的长度L应满足的条件。
为描绘小灯泡的伏安特性曲线,实验室备有下列器材:
10.实验中电流表应选用 ,滑动变阻器应选用 (以上均填器材代号)。
11.请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整。
12.实验电路连接正确,闭合开关,从最左端向右端调节滑动变阻器滑片,记录电流表和电压表相应示数,根据实验数据在坐标系中描点如图乙所示,则电路发生的故障是
正确答案
;
解析
(1)待测元件额定电流是600mA=0.6A,则电流表应选电流表A1(量程0~0.3A,内阻约为0.5Ω);电源电动势是6V,不论使用哪个滑动变阻器都能保证电路安全,为方便实验操作,应选用最大阻值较小的滑动变阻器R1;
考查方向
解题思路
根据小电珠的额定电流选择电流表,根据小电珠额定电压选择电压表,为方便实验操作,应选择最大阻值较小的滑动变阻器;根据灯泡电阻与电表内阻的关系确定电流表接法,然后答题;由于电源负极和滑动变阻器左下接线柱间的电路断路,造成小灯泡两端的电压不能从0开始变化。
易错点
当电压表内阻远大于待测电阻阻值时,电流表应采用外接法;要掌握实验器材的选择原则是解题的关键。
正确答案
(2)
解析
(2)本实验中滑动变阻器采用分压接法;待测元件的电阻
, , ,,电流表应采用外接法, 实物图如图所示:
考查方向
解题思路
根据小电珠的额定电流选择电流表,根据小电珠额定电压选择电压表,为方便实验操作,应选择最大阻值较小的滑动变阻器;根据灯泡电阻与电表内阻的关系确定电流表接法,然后答题;由于电源负极和滑动变阻器左下接线柱间的电路断路,造成小灯泡两端的电压不能从0开始变化。
易错点
当电压表内阻远大于待测电阻阻值时,电流表应采用外接法;要掌握实验器材的选择原则是解题的关键。
正确答案
(3)电源负极和滑动变阻器左下接线柱间的电路断路。
解析
(3)由于电源负极和滑动变阻器左下接线柱间的电路断路,造成小灯泡两端的电压不能从0开始变化。
考查方向
解题思路
根据小电珠的额定电流选择电流表,根据小电珠额定电压选择电压表,为方便实验操作,应选择最大阻值较小的滑动变阻器;根据灯泡电阻与电表内阻的关系确定电流表接法,然后答题;由于电源负极和滑动变阻器左下接线柱间的电路断路,造成小灯泡两端的电压不能从0开始变化。
易错点
当电压表内阻远大于待测电阻阻值时,电流表应采用外接法;要掌握实验器材的选择原则是解题的关键。
(选修模块3-4)(12分)
19.下列说法中正确的有
20.我国自主研发的“海翼”号深海滑翔机,刷新了下潜深度的世界纪录。悬停在深海中某处的滑翔机发出声呐信号(超声波)的频率为f,在该处海水中的传播速度为v,则声呐信号在该处海水中的波长为 ;若停在海面上的监测船接收到的频率稍大于滑翔机发出声呐信号的频率,说明滑翔机正在 (选填“靠近”或“远离”)该监测船。
21.如图所示,在水平桌面上倒立着一个透明圆锥,底面是半径r=0.24m的圆,圆锥轴线与桌面垂直,过轴线的竖直截面是等腰三角形,底角θ=300。有一束光线从距轴线a=0.15m处垂直于圆锥底面入射,透过圆锥后在水平桌面上形成一个小光点。已知透明圆锥介质的折射率n=1.73,真空中光速c=3.0×l08m/s。求:
①光在圆锥中传播的时间t;
②桌面上光点到圆锥顶点O间的距离.
正确答案
解析
弹簧振子做简谐运动时,其势能变化的周期等于速度变化周期的2倍,选项A错误;无线互联网(Wi-Fi)利用电磁波传输信息,选项B错误;在单缝衍射实验中,根据 ,减小缝的宽度d,中央条纹变宽变暗,选项C正确;根据爱因斯坦的相对论知:沿杆方向相对杆运动的人观察到的杆长总小于与杆相对静止的人观察到的杆长,选项D正确;综上本题选CD。
考查方向
解题思路
弹簧振子做简谐运动时,其势能变化的周期等于速度变化周期的2倍;无线互联网(Wi-Fi)利用电磁波传输信息;在单缝衍射实验中,根据 ,减小缝的宽度d,中央条纹变宽变暗;根据爱因斯坦的相对论知:沿杆方向相对杆运动的人观察到的杆长总小于与杆相对静止的人观察到的杆长。
易错点
对相对论的结论要记住。
正确答案
;靠近
解析
根据公式 ,解得:声呐信号在该处海水中的波长为 ;
根据多普勒效应知,接受者和波源远离,接受到的频率减小,反之则增大,若停在海面上的监测船接收到的频率稍大于滑翔机发出声呐信号的频率,说明滑翔机正在靠近。
考查方向
解题思路
根据公式,求出波长;根据多普勒效应得出声源与接受者之间的距离变化。
易错点
掌握多普勒效应是解题的关键。
正确答案
;
解析
①圆锥中的光速 ,传播时间为 ,解得: ;
②光线从底面垂直入射后沿直线射到圆锥面侧面上的 点发生折射,光路图如图所示:
由几何关系可知入射角为θ,设折射角为α,则 ,
解得:α=60°,由几何关系可知: 为等腰三角形,则 ,
解得:l=0.10m
考查方向
解题思路
①根据,求出传播时间;②画出光路图,由几何关系求出折射角,由几何关系求出桌面上光点到圆锥顶点O间的距离。
易错点
画出光路图,由几何关系求解是关键。