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1.如图,a是竖直平面P上的一点,P前有一条形磁铁垂直于P,且S极朝向a点,P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下,在水平面内向右弯曲经过a点。在电子经过a点的瞬间。条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向( )
正确答案
解析
条形磁铁的磁场垂直于p向外,由于电子向右运动,故电子受洛伦兹力,根据左手定则得条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向向上
考查方向
解题思路
带电粒子在磁场中的运动分析
易错点
电子的运动方向与正电荷的运动方向相反
知识点
4.如图,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端登高。质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下,滑到最低点Q时,对轨道的正压力为2mg,重力加速度大小为g,质点自P滑到Q的过程中,克服摩擦力所做的功为( )
正确答案
解析
质点自轨道端点P由静止开始滑下,滑到最低点Q时,对轨道的正压力为2mg,由向心力的来源是重力与支持力的合力列方程有N-mg=mV2/R解得V=√gR,质点自P滑到Q的过程中,由动能定理得mgR-W=1/2mV2
解得W=1/2mgR
考查方向
解题思路
最低点Q时,有向心力来源分析,质点自P滑到Q的过程中,由动能定理分析
易错点
向心力
知识点
6.若在某行星和地球上相对于各自水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体,它们在水平方向运动的距离之比为。已知该行星质量约为地球的7倍,地球的半径为R,由此可知,该行星的半径为()
正确答案
解析
平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动,有x=vt,竖直方向做自由落体运动h=1/2gt2,得x=v√2h/g,且两种情况下以相同的高度、相同的速率平抛,故重力加速度之比为7:4,由于G=mg,故天体质量M=,
带入数据解得该行星的半径为2R
考查方向
解题思路
平抛运动的特点分析加速度之比,由于地表万有引力与重力相同计算半径
易错点
比例关系
知识点
2.如图,空间有一匀强磁场,一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时,棒两端的感应电动势大小ε,将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折弯,置于磁感应强度相垂直的平面内,当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时,棒两端的感应电动势大小为,则等于( )
正确答案
解析
设折弯前导体切割磁感线的长度为,折弯后,导体切割磁场的有效长度为,故产生的感应电动势为,所以,B正确;
考查方向
解题思路
感应电动势中有效长度的分析计算
易错点
有效长度
知识点
3.假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍,则摩托艇的最大速率变为原来的( )
正确答案
解析
设,当阻力等于牵引力时,速度最大,输出功率变化前,有,变化后有,联立解得,D正确;
考查方向
解题思路
动力学问题结合数学思路分析输出功率
易错点
功率与速度的数学关系
知识点
5.如图,一充电后的平行板电容器的两极板相距l,在正极板附近有一质量为M、电荷量为q(q>0)的粒子,在负极板附近有另一质量为m、电荷量为-q的粒子,在电场力的作用下,两粒子同时从静止开始运动。已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距的平面。若两粒子间相互作用力可忽略,不计重力,则M:m为( )
正确答案
解析
设电场强度为E,两粒子的运动时间相同,对M有,,;对m有,,联立解得,A正确;
考查方向
解题思路
由平板电容器中匀强电场电场力的计算和牛顿第二定律、运动学知识分析计算
易错点
运动学公式中位移的大小
知识点
7.如图,两电荷量分别为Q(Q>0)和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧,a点位于x轴上O点与点电荷Q之间,b位于y轴O点上方。取无穷远处的电势为零,下列说法正确的是
正确答案
解析
因为等量异种电荷在其连线的中垂线上的电场方向为水平指向负电荷,所以电场方向与中垂线方向垂直,故中垂线为等势线,因为中垂线延伸到无穷远处,所以中垂线的电势为零,故b点的电势为零,但是电场强度不为零,A错误;等量异种电荷连线上,电场方向由正电荷指向负电荷,方向水平向右,在中点O处电势为零,O点左侧电势为正,右侧电势为负,又知道正电荷在正电势处电势能为正,故B正确;O点的电势低于a点的电势,电场力做负功,所以必须克服电场力做功,C正确;O点和b点的电势相等,所以先后从O、b点移到a点,电场力做功相等,电势能变化相同,D错误;
考查方向
解题思路
等量异种电荷的电场线中的电场线与电势的分析比较
易错点
中垂线上的电场分布分析
知识点
8.如图,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点O;整个系统处于静止状态;现将细绳剪断,将物块a的加速度记为a1,S1和S2相对原长的伸长分别为△l1和△l2,重力加速度大小为g,在剪断瞬间[来源:学科网]
正确答案
解析
剪断瞬间,拉力马上消失,但是弹簧的弹力在瞬间不会发生改变,故剪断后,物块a上方的拉力=0,对a受力分析得合力为F=3g,由牛顿第二定律得A正确,剪断后S1是S2对应拉力的2倍,由胡克定律得△l1=2△l2
考查方向
解题思路
对a受力分析得合力,由牛顿第二定律得加速度,胡克定律计算形变量
易错点
整体法分析a的加速度
知识点
9.如图,升降机内有一固定斜面,斜面上放一物体,开始时升降机做匀速运动,物块相对斜面匀速下滑,当升降机加速上升时
正确答案
解析
当升降机加速上升时,物体有竖直向上的加速度,则物块与斜面间的正压力增大,根据滑动摩擦力公式可知接触面间的正压力增大,物体与斜面间的摩擦力增大,故A错误B正确;设斜面的倾角为,物体的质量为m,当匀速运动时有,即,假设物体以加速度a向上运动时,有,,因为,所以,故物体仍做匀速下滑运动,C错误D正确;
考查方向
解题思路
当升降机加速上升时,物体有竖直向上的加速度,可知接触面间的正压力增大,物体与斜面间的摩擦力增大,假设物体以加速度a向上运动时,对比上式即可分析求解
易错点
运动状态与对应方程的对应
知识点
10.如图,一理想变压器原、副线圈匝数比为4:1,原线圈与一可变电阻串联后,接入一正弦交流电源;副线圈电路中固定电阻的阻值为R0,负载电阻的阻值R=11R0,是理想电压表;现将负载电阻的阻值减小为R=5R0,保持变压器输入电流不变,此时电压表读数为5.0V,则
[来源:Z.xx.k.Com]
正确答案
解析
将负载电阻的阻值减小为R=5R0,由串联电路的分压原理得R0的电压是R的1/5,为1V。故副线圈两端的电压为6V,且原、副线圈匝数比为4:1,故原线圈的电压为24V,所以最大值为U=24√2≈34V,保持变压器输入电流不变,有变化后电压为U2=6U0,变化前U’2=12 U0,即U’2是U2的2倍,为12V,
原、副线圈匝数比为4:1,得原线圈两端原来的电压有效值约为48V
考查方向
解题思路
理想变压器的电压、电流与匝数的关系,变化前后的电阻特点分析
易错点
电压比例关系
知识点
某同学利用图(a)所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化。实验中使用的器材为:电池E(内阻很小)、开关和、电容器C(约100)、电阻(约200k)、电阻(1k)、电压表V(量程6V)、秒表、导线若干。
12.按图(a)所示的电路原理将图(b)中实物图连线。
13.先闭合开关,再断开开关:闭合开关,同时按下秒表开始计时。若某时刻电压表示数如图(c)所示,电压表的读数为________V(保留2位小数)。
14.该同学每隔10s记录一次电压表的读数 ,记录的数据如下表所示,在答题卡给出的坐标纸上绘出图线,已知只有一个数据点误差较大,该数据点对应的表中的时间是______s。
15.电路中C、和构成的回路的作用是___________。
正确答案
解析
分析清电路特点后,由电路图来连接实物图
考查方向
解题思路
电路图与实物图的对应
易错点
导线连接
正确答案
3.6V
解析
电压表的精确度是0.1v,常规结果应该是3.60v,但是题目要求保留2位小数,故结果为3.6v
考查方向
解题思路
量程与精确度来读数
易错点
有效数字的保留
正确答案
40s
解析
由图得电压表的示数变化越来越慢,但是到30-40s的时候突然变快了,故该数据点对应的表中的时间是40s
考查方向
解题思路
观察数据变化特点来分析
易错点
时间确定
正确答案
使实验前电容器两极板上的电荷相中和
解析
先闭合开关再断开,使电容器上的电荷量释放干净,不影响实验
考查方向
解题思路
分析电容器的特点来解题
易错点
实验误差分析
如图,两平行金属导轨位于同一水平面上,相距,左端与一电阻R相连;整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向竖直向下。一质量为m的导体棒置于导轨上,在水平外力作用下沿导轨以速度匀速向右滑动,滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好。已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为,重力加速度大小为g,导轨和导体棒的电阻均可忽略。求
16.电阻R消耗的功率;
17.水平外力的大小。
正确答案
解析
导体切割磁感线运动产生的电动势为,
根据欧姆定律,闭合回路中的感应电流为
电阻R消耗的功率为,联立可得
考查方向
解题思路
感应电动势计算电压,欧姆定律计算电流
易错点
数据的带入
正确答案
解析
对导体棒受力分析,受到向左的安培力和向左的摩擦力,向右的外力,三力平衡,故有,,故
考查方向
解题思路
由安培力的计算和受力平衡分析计算
易错点
受力分析
如图,位于竖直水平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成,圆弧半径Oa水平,b点为抛物线顶点。已知h=2m,,s=。取重力加速度大小。
18.一小环套在轨道上从a点由静止滑下,当其在bc段轨道运动时,与轨道之间无相互作用力,求圆弧轨道的半径;
19.若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下,求环到达c点时速度的水平分量的大小。
正确答案
解析
一小环套在bc段轨道运动时,与轨道之间无相互作用力,则说明下落到b点时的速度,使得小环套做平抛运动的轨迹与轨道bc重合,故有①,②,
从ab滑落过程中,根据动能定理可得③,联立三式可得
考查方向
解题思路
平抛运动、动能定理解决
易错点
物理过程的分析
正确答案
解析
下滑过程中,初速度为零,只有重力做功,根据动能定理可得④
因为物体滑到c点时与竖直方向的夹角等于(1)问中做平抛运动过程中经过c点时速度与竖直方向的夹角相等,设为,则根据平抛运动规律可知⑤,
根据运动的合成与分解可得⑥
联立①②④⑤⑥可得
考查方向
解题思路
根据平抛运动规律、运动的合成与分解可得求解
易错点
速度的合成与分解
请考生在三道选修题中任选二题做答。如果多做,则按所做的第一、二题计分,做答时用2B铅笔在答题卡上把选做题目题号后的方框涂黑。计算题请写出必要的文字说明、方程式和演算步骤
【模块3-3试题】(请回答20、21题)
【模块3-4试题】(请回答22、23题)
【模块3-5试题】(请回答24、25题)
20.已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R,空气平均摩尔质量为M,阿伏伽德罗常数为,地面大气压强为,重力加速度大小为g。由此可以估算得,地球大气层空气分子总数为 ,空气分子之间的平均距离为 。
21.如图,一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上,开口向上,内有两个质量均为m的相同活塞A和B ;在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体,平衡时体积均为V。已知容器内气体温度始终不变,重力加速度大小为g,外界大气压强为。现假设活塞B发生缓慢漏气,致使B最终与容器底面接触。求活塞A移动的距离。
22.一列沿x轴正方向传播的简谱横波在t=0时刻的波形如图所示,质点P的x坐标为3m.。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s。下列说法正确的是 (填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得3分,选3个得4分;每选错1个扣2分,最低得分为0分)。
23.一半径为R的半圆形玻璃砖,横截面如图所示。已知玻璃的全反射临界角r(r<)。与玻璃砖的底平面成()角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上。经柱面折射后,有部分光(包括与柱面相切的入射光)能直接从玻璃砖底面射出。若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光,求底面透光部分的宽度。
24.氢原子基态的能量为。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发出的所有光子中,频率最大的光子能量为0.96,频率最小的光子的能量为 eV(保留2位有效数字),这些光子可具有 种不同的频率。
25.运动的原子核放出粒子后变成静止的原子核Y。已知X、Y和粒子的质量分别是M、和,真空中的光速为c,粒子的速度远小于光速。求反应后与反应前的总动能之差以及粒子的动能。
正确答案
,
解析
设大气层中气体的质量为m,由大气压强产生,,即:
分子数,假设每个分子占据一个小立方体,各小立方体紧密排列,则小立方体边长即为空气分子平均间距,设为a,大气层中气体总体积为V,,而,所以
考查方向
解题思路
大气压强产生,,大气层中气体总体积为V,带入数据解得
易错点
分子数的计算
正确答案
解析
A与B之间、B与容器底面之间的气体压强分别为、,在漏气前,对A分析有,对B有
B最终与容器底面接触后,AB间的压强为P,气体体积为,则有
因为温度失重不变,对于混合气体有,
漏气前A距离底面的高度为,
漏气后A距离底面的高度为
联立可得
考查方向
解题思路
在漏气前,对A由受力平衡和温度失重不变,列方程求解
易错点
变化前后的方程
正确答案
解析
任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s,则,解得
从图像中可知,所以根据公式,故A错误;根据公式可得波的频率为1.25Hz,B正确;x坐标为15m的质点和x坐标为3m的质点相隔12m,为波长的整数倍,即两质点为同相点,而x坐标为3m的质点经过t=0.2s即四分之一周期振动到平衡位置,所以x坐标为15m的质点在t=0.2s时振动到平衡位置,C错误;x的坐标为22m的质点和x的坐标为2m的质点为同相点,x的坐标为2m的质点经过t=0.2s即四分之一周期恰好位于波峰,故x的坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰,D正确;当质点P位于波峰时,经过了半个周期,而x坐标为17m的质点和x坐标为1m的质点为同相点,经过半个周期x坐标为1m的质点恰好位于波谷,E正确;
考查方向
解题思路
质点连续2次经过平衡位置的时间间隔计算周期,由波长计算波速、频率等物理量
易错点
振动质点间的空间位置关系
正确答案
解析
光路图如图所示,沿半径方向射入玻璃砖的光线,即光线①射到MN上时,根据几何知识入射角恰好等于临界角,即恰好在圆心O处发生全反射,光线①左侧的光线,经球面折射后,射到MN上的角一定大于临界角,即在MN上发生全反射,不能射出,光线①右侧的光线射到MN上的角小于临界角,可以射出,如图光线③与球面相切,入射角,从MN上垂直射出,
根据折射定律可得,
根据全反射定律,两式联立解得
根据几何知识,底面透光部分的宽度
考查方向
解题思路
正确做出光路图,由折射定律和全反射定律和几何关系联立求解
易错点
光路图
正确答案
解析
频率最小的光子是从跃迁,即频率最小的光子的能量为
频率最大的光子能量为0.96,即,解得
即,从能级开始,共有,,,,,,,,,,10种不同频率的光子
考查方向
解题思路
光的能量计算和光子频率种类的分析
易错点
频率种类
正确答案
10
解析
反应后由于存在质量亏损,所以反应前后总动能之差等于质量亏损而释放出的能量,
故根据爱因斯坦质能方程可得 ①
反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒,故有,②
联立①②可得
考查方向
解题思路
质能方程、动量守恒、能量守恒分析分析求解
易错点
各种物理等式的综合应用
11.某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度,测量结果如图(a)和(b)所示。该工件的直径为______cm,高度为________mm。
正确答案
,
解析
游标卡尺的读数为:12mm+4﹡0.05mm=12.20mm=1.220cm,螺旋测微器的读数为:6.5mm+36.1﹡0.01mm=6.861mm
考查方向
解题思路
由仪表特点分析
易错点
估读问题