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14.在物理学的发展过程中,科学的物理思想与方法对物理学的发展起到了重要作用,下列关于物理思想和方法说法错误的是( )
正确答案
解析
A.质点及点电荷采用了理想化的物理模型的方法,所以质点和点电荷是同一种思想方法,故A正确;
B.重心和合力都采用了等效替代的思想,故B正确;
C.加速度、电场强度、电势都是采取比值法定义的物理量.故C正确;
D.不受力的实验只能是理想实验,是无任何实验误差的思维实验,严格来说“不受力”的条件真实实验不能满足,只能靠思维的逻辑推理去把握,故牛顿第一定律是不可以通过实验直接得以验证的,故D错误。
考查方向
解题思路
A.质点及点电荷采用了理想化的物理模型的方法,所以质点和点电荷是同一种思想方法;B.重心和合力都采用了等效替代的思想;C.加速度、电场强度、电势都是采取比值法定义的物理量;D.不受力的实验只能是理想实验,是无任何实验误差的思维实验,严格来说“不受力”的条件真实实验不能满足,只能靠思维的逻辑推理去把握,故牛顿第一定律是不可以通过实验直接得以验证的。
易错点
不受力的实验只能是理想实验,是无任何实验误差的思维实验,严格来说“不受力”的条件真实实验不能满足,只能靠思维的逻辑推理去把握
16.理想变压器原线圈接在电压为u=U0sinωt的交流电源上,在变压器副线圈中分别安装有甲、乙两个插座,导线电阻为2R,如图所示。插座不接用电器时小灯泡正常发光。若将某一用电器接在甲或乙插座上,不计电流表内阻的影响。下列说法正确的是( )
正确答案
解析
若接在乙上,多一个并联总电阻减小,副线圈中电流增大,所以原线圈中的电流也增大,即电流表读数变大,灯变暗。故C正确。
考查方向
解题思路
由理想变压器的关系和欧姆定律分析。
易错点
副线圈中电流决定原线圈中的电流。
17.如图(a)所示,两段等长轻质细线将质量分别为m、2m的小球A、B(均可视为质点)悬挂在O点,小球受到水平向右的恒力F1的作用,小球B受到水平向左的恒力F2的作用,当系统处于静止状态时,出现了如图(b)所示的的状态,小球B刚好位于O点正下方。则F1与F2的大小关系正确的是( )
正确答案
解析
以整体为研究对象,分析受力如图.
设OA绳与竖直方向的夹角为,则由平衡条件得
以B球为研究对象,受力如图.设AB绳与竖直方向的夹角为,则由平衡条件得
又因为,所以。故D正确。
考查方向
解题思路
受力分析由平衡条件列方程计算。
易错点
连接体问题要用整体法和隔离法。
18.如图所示,小物块以初速度v0从O点沿斜面向上运动,同时从O点斜向上抛出一个速度大小也为v0的小球,物块和小球在斜面上的 P点相遇。已知物块和小球质量相等(均可视为质点),空气阻力忽略不计。则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A.假如斜面是光滑的,由机械能守恒定律可知小球和物块到达P点时速度相等,则平均速度相等。由知,由于路程S不相等,所以平均速度不相等。故斜面不可能是光滑,故A错误;B.当小球速度方向平行于斜面时离斜面最远。故B错误;C.由动能定理知,因为物块除克服重力做功外还要克服摩擦力做功,所以在P点时,小球的动能大于物块的动能。故C正确;D.重力做功只跟高度有关,所以克服重力做功相等,时间也相等,即平均功率相等。故D错误。
考查方向
易错点
当小球速度方向平行于斜面时离斜面最远。
15.暗物质是二十一世纪物理学之谜,对该问题的研究可能带来一场物理学的革命。为了探测暗物质,我国在2015年12月17日成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星。已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动,经过时间t(t小于其运动周期),运动的弧长为s,与地球中心连线扫过的角度为β(弧度),引力常量为G,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
A.第一宇宙速度是最小发射速度,是最大运行速度。所以A错误;
B.由得:,所以“悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度。故B错误;
C.由 和 得 “悟空”的环绕周期为故C正确;
D.只能求中心天体的质量。故D错误。
考查方向
解题思路
根据万有引力提供向心力分析。
易错点
第一宇宙速度是最小发射速度,是最大运行速度。
19.两个等量同种电荷固定于光滑水平面上,其连线中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示,一个电荷量为C,质量为0.1kg的小物块(可视为质点)从C点静止释放,其运动的v- t图象如图乙所示,其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)。则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A.由C到A的过程中,速度增大,动能增加,电场力做正功,电势能先减小,所以A错;
B. B点处为整条图线切线斜率最大的位置,所以B点的加速度最大,电场力最大。由图可知:加速度a=2m/s2,由牛顿第二定律得 ,所以B对;
C. A、B为两个等量的正点电荷,其连线中垂线上电场强度方向O→A,由C到A的过程中,电势逐渐降低,所以C正确;
D. AB两点电势差由动能定理:所以,,所以D错误。
考查方向
解题思路
两个等量的同种正电荷,其连线中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧;电量为2C仅在运动方向上受电场力作用从C点到B、到A运动的过程中,根据V-t图可知在B点的加速度为运动物体先做加速度增大后做加速度减小的加速运动,则判断电荷所受电场力大小变化情况和加速度变化情况。
易错点
明确等量同种电荷电场的特点是解本题的关键
20.如图所示,M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板,两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值。静止的带电粒子带电荷量为+q,质量为m(不计重力),从点P经电场加速后,从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,CD为磁场边界上的一绝缘板,它与N板的夹角为θ=30°,孔Q到板的下端C的距离为L,当M、N两板间电压取最大值时,粒子恰垂直打在CD板上,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A. M、N两板间电压取最大值时,粒子恰垂直打在CD板上,所以圆心在C点,CH=QC=L,故半径R1="L"
又因
故A正确;
B. 设轨迹与CD板相切于K点,半径为R2,在△AKC中:
长等于
板上可能被粒子打中的区域的长度:。故B 错误;
C. 打在QE间的粒子在磁场中运动的时间最长,均为半周期:
。故C正确。
考查方向
解题思路
(1)粒子恰好垂直打在CD板上,根据粒子的运动的轨迹,可以求得粒子运动的半径,由半径公式可以求得电压的大小;
(2)当粒子的运动的轨迹恰好与CD板相切时,这是粒子能达到的最下边的边缘,在由几何关系可以求得被粒子打中的区域的长度。
易错点
画出粒子的运动轨迹后,几何关系就比较明显了.
21. 如图所示,轻质弹簧一端固定在水平面上O点的转轴上,另一端与一质量为m、套在粗糙固定直杆A处的小球(可视为质点)相连,直杆的倾角为30°,OA=OC,B为AC的中点,OB等于弹簧原长。小球从A处由静止开始下滑,初始加速度大小为aA,第一次经过B处的速度大小为v,运动到C处速度为0,后又以大小为aC的初始加速度由静止开始向上滑行。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A.由于摩擦力做功要损失能量,所以小球不可能返回到出发点A处。故A错误;
B.撤去弹簧,小球不可以在直杆上处于静止。故B错误;
C.由能量守恒知C正确;
D.在AB两点对小球受力分析,由牛顿第二定理得:
所以。故D正。
考查方向
解题思路
由于摩擦力做功要损失能量,所以小球不可能返回到出发点A处。
撤去弹簧,小球不可以在直杆上处于静止。
由能量守恒知C正确;在AB两点对小球受力分析,由牛顿第二定理得: ,所以。
易错点
BC两选项很容易出错。
有一种在工厂实际使用的游标卡尺如图所示,它是20分度的普通游标卡尺的变形。它把普通游标卡尺两个卡脚改成了斜的,两个斜卡脚与主尺都成126°52′12″(图中的∠DAC=∠EBC=126°52′12″,已知tan63°26′06″=2.000),其他部分未作改动,这种卡尺专门用来测量圆柱形或球形工件的外径。两个斜脚之间不放被测工件时,游标尺的“0”刻线恰与主尺的“0”刻线对齐,两个斜脚之间放上被测圆柱形或球形工件,使工件与主尺、两斜脚都相切,即共有三个切点。
22.如图(1)中的D、C、E。如图(1)所示卡尺的读数为 mm。被测圆形工件的直径为 mm。
23. 如果用螺旋测微器测一圆形工件的读数如图(2)所示,读数为______mm。
正确答案
12.30 24.60 4.600
解析
游标尺有20个小刻度,所以精确度等于0.05mm。游标卡尺的主尺读数为12mm,游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐,游标读数为0.05×6mm=0.30mm,所以最终读数为:主尺读数+游标尺读数=12mm+0.30mm=12.30mm;所以被测圆形工件的直径为24.60mm。
考查方向
本题主要考查了游标卡尺,螺旋测微器。
解题思路
游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读.螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读。
易错点
对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理,正确使用这些基本仪器进行有关测量。
正确答案
4.600
解析
螺旋测微器的固定刻度为4.5mm,可动刻度为0.01×10.0mm=0.100mm,所以最终读数为4.600mm。
考查方向
解题思路
游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读。螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读。
易错点
对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理,正确使用这些基本仪器进行有关测量。
某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表1:量程0~0.6 A,内阻r=0.3Ω
C.电流表2:量程0~0.6 A,内阻约为0.1Ω
D.电压表1:量程0~3 V,内阻未知
E.电压表2:量程0~15 V,内阻未知
F.滑动变阻器1:0~10Ω,2 A
G.滑动变阻器2:0~100Ω,1 A
H.开关、导线若干伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差,在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
24.在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母):电流表选择________,电压表选择 ,滑动变阻器选择 。
25.实验电路图应选择下图中的_________(填“甲”或“乙”);
26.根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图象,则在修正了实验系统误差后,干电池的电动势E=________V,内电阻r=_________Ω。
正确答案
B、D、F
解析
为了读数准确,所以选择B、D、F。电流表:量程0~0.6A,电压表:量程0~3V,
滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值变化,减小误差,故选F滑动变阻器
考查方向
解题思路
实验中要能保证安全和准确性选择电表
易错点
本题为设计性实验,在解题时应注意明确实验的原理;并且要由实验原理结合闭合电路欧姆定律得出表达式,由图象得出电动势和内电阻。
正确答案
乙
解析
测量电电动势和内阻的时候,由于电的内阻是很小的,若采用甲图的接法,由于电流表内阻的影响,会使测量电阻偏大,为了减小内阻的测量误差,实验时应选用电路图乙。
考查方向
解题思路
本实验应滑动变阻器和电压表联合测量,由实验原理可得出电路原理图。
易错点
本题为设计性实验,在解题时应注意明确实验的原理;并且要由实验原理结合闭合电路欧姆定律得出表达式,由图象得出电动势和内电阻。
正确答案
1.5V,0.7Ω
解析
由U-I图可知,电的电动势为:;
内电阻为
考查方向
解题思路
由原理利用闭合电路欧姆定律可得出表达式,由数学关系可得出电动势和内电阻。
易错点
本题为设计性实验,在解题时应注意明确实验的原理;并且要由实验原理结合闭合电路欧姆定律得出表达式,由图象得出电动势和内电阻。
如图(a)所示,“ ”型木块放在光滑水平地面上,木块的水平表面AB粗糙,与水平面夹角θ=37°的表面BC光滑。木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器,当力传感器受压时,其示数为正值;当力传感器被拉时,其示数为负值。一个可视为质点的滑块从C点由静止开始下滑,运动过程中,传感器记录到的力和时间的关系如图(b)所示。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2。)
27. 求:斜面BC的长度L;
28.滑块的质量m;
29.滑块经过A点时速度的大小vA。
正确答案
斜面BC的长度L为3m
解析
分析滑块受力,由牛顿第二定律得:
得:a1=gsinq=6m/s2
通过图像可知滑块在斜面上运动时间为:t1=1s
由运动学公式得:L=a1t12=3m
L=3m
考查方向
解题思路
当滑块沿斜面BC向下运动时,滑块对斜面有斜向右下方的压力,则力传感器受到压力。由图读出滑块运动的时间为t=1s,由牛顿第二定律求出滑块的加速度,即可由位移公式求解斜面BC的长度。
易错点
本题要读懂F-t图象,分析滑块的受力情况和运动情况,关键要抓住木板对传感器的压力与滑块对斜面BC压力的关系。
正确答案
滑块的质量m为2.5kg
解析
滑块对斜面的压力为:N1′=mgcosq
木板对传感器的压力为:F1=N1′sinq
由图像可知:F1=12N
解得:m=2.5kg
考查方向
解题思路
滑块对斜面的压力为N1′=mgcosθ,木板对传感器的压力为:F1=N1′sinθ,由图读出F1,即可求得滑块的质量。
易错点
本题要读懂F-t图象,分析滑块的受力情况和运动情况,关键要抓住木板对传感器的压力与滑块对斜面BC压力的关系.
正确答案
滑块经过A点时速度的大小vA=2m/s
解析
滑块滑到B点的速度为:v1=a1t1=6m/s,由图像可知:f1=5N,t2=2s,a2=f/m=2m/s2 ,vA=v0—a2t2 ,vA=2m/s
考查方向
解题思路
求出滑块滑到B点的速度,根据牛顿第二定律求出加速度,根据运动学基本公式求出A点速度。
易错点
本题要读懂F-t图象,分析滑块的受力情况和运动情况,关键要抓住木板对传感器的压力与滑块对斜面BC压力的关系。
一个连通器装置,连通器的右管半径为左管的两倍,左端封闭,封有长为750px气柱,左右两管水银面高度差为937.5px,左端封闭端下1500px处有一细管用开关D封闭,细管上端与大气联通,若将开关D打开(空气能进入但水银不会入细管),稳定后会在左管内产生一段新的空气柱。
33.下面说法正确的是( )
34.求:稳定后左端管内的所有气柱的总长度为多少?
正确答案
考查方向
解题思路
本题主要考查对连通器构造特点的了解:上端开口,底部连通的仪器叫连通器。
当打开开关D时,左右容器构成一个连通器,根据连通器内液体静止时,液面相平求出此时液面的高度。
易错点
只有同种液体静止在连通器中,各部分直接与大气接触的液面才总是在同一水平面上。
正确答案
L=900px
解析
空气进入后将左端水银柱隔为两段,上段仅750px,对左端空气有
由 得:
上段水银柱上移,形成的空气柱长为125px,下段空气柱下移,设下移的距离为x,由于U型管右管内径为左管内径的2倍,则右管横截面积为左管的4倍,
由等式: 解得:
所以产生的空气柱总长为:L=(6+5+25)cm=900px
考查方向
本题主要考查了连通器原理
解题思路
本题主要考查对连通器构造特点的了解:上端开口,底部连通的仪器叫连通器。
当打开开关D时,左右容器构成一个连通器,根据连通器内液体静止时,液面相平求出此时液面的高度。
易错点
只有同种液体静止在连通器中,各部分直接与大气接触的液面才总是在同一水平面上。
图中a1b1c1d1和a2b2c2d2为在同一竖直平面内的金属导轨,处在垂直于导轨所在平面(纸面)的匀强磁场中(图中未画出)。导轨的a1b1、a2b2、c1d1、c2d2段均竖直。MN、PQ分别为两根粗细均匀的金属细杆,它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触,MN通过一细线悬挂在力传感器下,t=0时PQ在竖直向上的外力T作用下从图(a)中所示位置由静止开始沿导轨向上做匀加速直线运动,力传感器记录的拉力随时间变化的图像如图(b)所示。已知匀强磁场的磁感强度为B=1T,a1b1与a2b2间距离与两细杆的长度均为L1=0.5m, MN、PQ的电阻均为R=5Ω,回路中其它部分的电阻不计,重力加速度g取10m/s2。
30.求:金属杆PQ运动的加速度a;
31.求:c1d1与c2d2间的距离L2;
32. 求0~1.0s内通过MN的电量q;
正确答案
金属杆PQ运动的加速度a是8m/s2;
解析
0~1.0s内MN始终静止,力传感器的示数为F= m1g- FA1,其中FA1为MN受到的安培力,也即PQ受到的安培力大小。
0~0.5s内,FA1=BIL1=t, 即为图像的斜率
由图(b)可知=0.2N/s,可求出a=8 m/s2
考查方向
解题思路
本题是复杂的电磁感应现象,推导安培力的表达式和感应电量的表达式是解题的关键,同时要抓住两棒所受的安培力大小相等,建立两棒之间的联系,运用电磁感应与力学规律进行解题.
易错点
弄清回路中的电流方向和安培力的方向
正确答案
a1b1与a2b2间的距离L2是0.0714m
解析
0.5~1.0s内FA2=BIʹL1=t
由图(b)可知=0.05 N/s,可求出L2=m≈0.0714m
考查方向
解题思路
本题是复杂的电磁感应现象,推导安培力的表达式和感应电量的表达式是解题的关键,同时要抓住两棒所受的安培力大小相等,建立两棒之间的联系,运用电磁感应与力学规律进行解题。
易错点
弄清回路中的电流方向和安培力的方向
正确答案
0~1.0s内通过MN的电量q是0.0875C
解析
0~0.5s内PQ运动的位移是x1=at2=3m,扫过的面积为L1x1
0.5~1.0s内PQ运动的位移是x2=3s1=9m,扫过的面积为L2x20。1.0s内通过MN的电量q=q1+q2=+,可求出q=0.0875C
考查方向
解题思路
本题是复杂的电磁感应现象,推导安培力的表达式和感应电量的表达式是解题的关键,同时要抓住两棒所受的安培力大小相等,建立两棒之间的联系,运用电磁感应与力学规律进行解题.
易错点
弄清回路中的电流方向和安培力的方向