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14.下列说法中,符合物理学史实的是( )
正确答案
解析
A、密立根由带电油滴在电场中所受电场力与重力间的关系,通过计算得出电子的电量,故A错误;
B、卡文迪许通过扭秤实验,将微小形变放大,较准确地测出了万有引力常量,故B错误;
C、牛顿根据牛顿第一定律及开普勒有关天体运动的三个定律发现了万有引力定律,故C正确;
D、法拉第通过实验发现在磁场中转动的金属圆盘可以对外输出电流,故D错误.故选: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即可。
易错点
卡文迪许测出的是万有引力恒量,汤姆孙发现了电子。
知识点
17.平直公路上的一辆汽车,在恒定功率牵引下由静止出发,200s的时间内行驶了1500m,则200s末汽车的速率
正确答案
解析
汽车在200的时间里行驶了1500m,故平均速度为:,汽车的恒定功率启动是加速度不断减小的加速运动,作出v-t图象,如图①所示:
图线②表示匀加速直线运动,平均速度为,由于v-t图象与时间轴包围的面积表示位移大小,故说明图线①对应的位移大于图线②对应的位移大小,由于时间相同,故:,解得
所以200s末汽车的速率应该大于7.5m/s,小于15m/s,故A正确,故选:A
考查方向
解题思路
汽车的恒定功率启动是加速度不断减小的加速运动;先根据求解平均速度;然后通过作出v-t得到与的大小关系进行比较。
易错点
汽车在恒定功率牵引下由静止出发做的是加速度越来越小的加速运动,求出的速度应为平均速度,而不是瞬时速度。
知识点
15.如图所示,匀强电场中有a、b、c、d四点.四点刚好构成一个矩形,已知∠acd=30°,电场方向与矩形所在平面平行.已知a、d和c点的电势分别为(4一)V、4V和(4+)V.则( )
正确答案
解析
CD、根据匀强电场中电势差与场强的关系公式U=Ed,可知ab间与dc间的电势差相等,Uab=Udc,即有φa-φb=φd-φc,据题:, , ,解得,所以b、d位于同一等势面上.故C错误,D正确.
AB、根据电场线与等势面垂直,且指向电势较低的等势面,则知电场方向与bd直线垂直,与ac直线不平行,也不垂直,故AB错误.故选:D
考查方向
解题思路
在匀强电场中两点之间的电势差与场强的关系为U=Ed,可以得到Uab=Udc,由此解得b点的电势.找出等势点,根据电场线与等势面垂直,且指向电势较低的等势面,分析电场的方向。
易错点
不理解匀强电场中电势差和电场强度的关系,计算不出b点的电势,从而找不到等势面。
知识点
16.质量为用的小球用弹性轻绳系于O点(右上图),将其拿到与O同高的A点,弹性绳处于自然
伸长状态,此时长为l0.将小球由A点无初速度释放,当小球到达O的正下方B点
时,绳长为l小球速度为v,方向水平.则下列说法正确的是
正确答案
解析
A、小球在B点时所受合外力提供向心力,弹性绳的弹力大于重力,即有
得,故A错误;
B、根据牛顿第二定律得:小球在B点时所受合外力大小为,故B正确;
C、小球从A至B,根据动能定理得:,由于弹性绳的弹力做负功,即WF<0,所以重力做的功,故C错误;
D、小球从A到B,弹性绳的弹力对小球做负功,小球的机械能有损失,损失的机械能等于克服弹力做的功,为故D错误.故选:B
考查方向
解题思路
小球在B点时所受合外力提供向心力,弹力大于重力.由动能定理分析重力做功.由能量守恒定律分析机械能的损失。
易错点
右图中B球的机械能不守恒,只有B球和弹簧组成的系统机械能守恒.在B点,由合外力充当向心力。
知识点
18.图甲是由两圆杆构成的“V”形槽,它与水平面成倾角放置.现将一质量为m的圆柱体滑块由斜槽顶端释放,滑块恰好匀速滑下.沿斜面看,其截面如图乙所示.已知滑块与两圆杆的动摩擦因数为,重力加速度为g,=120°,则
正确答案
解析
滑块恰好匀速滑下,滑块受力平衡,沿斜面方向此时有,解得,垂直斜面方向有,由受力分析可知,两圆杆对滑块支持力的合为等于,又,由平行四边形定则可得两边圆杆对滑块的支持力为,由滑动摩擦力公式得,即解得,由摩擦力表达式可知若增大,圆杆对滑块的支持力将减小,由以上分析可知B正确,ACD错误;故选:B
考查方向
解题思路
先由平衡条件得到此时匀速下滑时的摩擦力大小,然后在垂直斜面方向根据受力分析图求出圆杆对滑块的支持力,由牛顿第三定律可得此时滑块对圆杆的压力,由滑动摩擦力公式求出动摩擦因数,然后根据表达式分析当变化时圆杆对滑块的支持力变化情况,从而得出正确答案。
易错点
正确画出滑动的受力图,两边圆杆对滑块的支持力的合力的大小与物体对斜面的压力大小相等来求圆杆对滑块的支持力。
知识点
19.如图,上下有界的匀强磁场,磁场方向水平垂直纸面向里.将
线框从某高度无初速释放,落入该磁场中.l、d分别为磁场与
线框的宽度.若下落过程中,线框平面始终位于纸平而内,下
边框始终与磁场上下边界平行则线框下落过程中
正确答案
解析
A、线框进入磁场时,向里的磁通量增大,由楞次定律可知,线框中感应电流为逆时针方向.故A正确;
B、若线框刚刚进入磁场时受到的安培力大于重力,则线框先做减速运动,由公式 ,可知线框可能经历一个所受安培力减小的过程,故B正确;
C、当l>d,线框全部在磁场中运动的过程中做加速运动,则进出磁场的速度会发生变化,根据公式:可知不可能进出磁场时都做匀速运动.故C错误;
D、当l=d,线框全部进入到磁场中时,紧接着出磁场,可能某过程中做匀速直线运动,此过程中的重力势能全部转化为线框的焦耳热,故D正确.故选:ABD
考查方向
解题思路
线框匀速进入磁场,重力与安培力平衡.安培力与速度成正比,根据安培力经验公式 ,由安培力可求出速度.根据能量守恒求解焦耳热.由动能定理和功的计算公式,求出转化为线框的焦耳热。
易错点
求解安培力和分析能量如何转化此处是关键也是容易出错的地方。
知识点
20、地球同步卫星轨道半径为R0,周期为T0,飞船在圆轨道绕月一周时间为T、路程为
S由以上数据可知
正确答案
解析
A、飞船是绕月球飞行的与R0没有关系,故A错误;
B、飞船的加速度为,而飞船绕月球做圆周运动的半径为,代入可知,故B错误;
C、飞船绕月球做圆周运动的线速度为,飞船要脱离月球,其最小速度代入要大于,故C正确;
D、根据万有引力提供向心力可知,地球的质量为M,则有:,可知地球的质量为,同理,求出月球的质量为,那么地月质量之比为,故D正确;故选:CD
考查方向
解题思路
根据圆周运动的加速度与线速度表达式,并依据引力提供向心力,从而即可求解。
易错点
飞船在圆轨道绕月运行,根据已知数据由圆周运动知识得来求解加速度,要注意飞船与同步卫星做圆周运动所绕中心天体不同,一个是地球,一个是月球,此处不能根据开勒第三定律来求月球径,要根据圆周运动的知识来求解。
知识点
21.如图,截面为等腰直角三角形的圆锥形陀螺,其上表面半径为r,转动角速度为.欲让旋转的陀螺从光滑桌面上水平飞出(运动中陀螺转动轴总保持竖直),且飞出过程中恰不与桌子相碰.设陀螺底端顶点离开桌面的瞬间,其水平速度为v0.陀螺上的最大线速度为v.则下列说法正确的是
正确答案
解析
A、圆锥形陀螺离开桌面后做平抛运动,设其边缘恰好运动到桌子的边缘的时间为t,则水平方向:r=v0t,竖直方向:,所以,故A错误,B正确;
C、陀螺上的点当转动的线速度与陀螺的水平分速度的方向相同时,对应的速度最大,所以最大速度是,故C正确,D错误.故选:BC
考查方向
解题思路
圆锥形陀螺离开桌面后做平抛运动,由平抛运动的公式即可求出水平初速度;陀螺上的最大线速度的点的速度是由陀螺转动的线速度与陀螺的水平分速度合成的。
易错点
陀螺上的最大线速度的求解问题。
知识点
实验室的一个电压表有刻度但无刻度值,满偏电压约3~5V,内阻约30k.要用下列器材测定其满偏电压与内阻.电流表A1(量程0~300,内阻r1=500),电流表A2(量程0~600,内阻r2=100),定值电阻(R0=25k),滑动变阻器(阻值0~10Q,额定电流1A).电阻箱(阻值0~9999),电池〔电动势6V,内阻不计),开关、导线若千.
22.现设计了一个测量方案,并按此方案连接了部分器材如右图所示,请你完成下图的实物连线
23.实验中若测得电压表满偏时电流表A1、A2的读数分别为I1、I2,电阻箱的读数为R,
则可求得电压表的满偏电压为 (用题中给定的字母表示,下同),电压表的内阻为
正确答案
见解析
解析
将电流表A1与定值电阻串联当电压表用,将电流表A2与电压表串联测电流,因滑动变阻器阻值小,则用分压式接法,连接电路图如图:
据电路图可连实物图如图:
考查方向
解题思路
一只电流表通过电路的连接测量出电压表的电流,一只电流表与定值电阻串联当作电压表测量其电压,用分压式接法接滑动变阻器,连接好电路后欧姆定律可求出满偏电压,内阻。
易错点
根据并联电路的特点用总电流减去流过A1表的电流就是流过电压表的电流,然后根据欧姆定律求得电压表的内阻。
正确答案
解析
由欧姆定律知,电压表的满偏电压为:
电压表内阻为:
故答案为,
考查方向
解题思路
一只电流表通过电路的连接测量出电压表的电流,一只电流表与定值电阻串联当作电压表测量其电压,用分压式接法接滑动变阻器,连接好电路后欧姆定律可求出满偏电压,内阻。
易错点
根据并联电路的特点用总电流减去流过A1表的电流就是流过电压表的电流,然后根据欧姆定律求得电压表的内阻。
甲同学用图①所示装置测量重物的质量M.初始时吊盘上放有5个槽码,吊
盘与每个槽码的质量均为m0(M>m0)在吊盘下固定纸带,让其穿过打点计时器.先
调整重物的高度,使其从适当的位置开始下落,打出纸带,测得其下落的加速度.再
从左侧吊盘依次取下一个槽码放到右侧重物上,让重物每次都从适当的高度开始下
落,测出加速度.描绘出重物下落的加速度a与加在其上的槽码个数n的关系图线,
根据图线计算出重物的质量M.请完成下面填空:
24.某次实验获得的纸带如图②,则纸带的 (填“左端”或“右端”)与吊盘
相连.若已知纸带上相邻两计数点间还有4个点未画出,且s1=1.60cm,s2=2.09cm,
s3=2.60cm,s4=3.12cm,s5=3.60cm,s6=4.08cm,则a= m/s2(保留2位有效数字)
重物下落的加速度a与加在其上的槽码个数n的关系图线可能是图③中的 (填字母代号)
若算出a一n图线的斜率为k,则计算重物质量的表达式为M= (用k、m0、g等表示)
乙同学说直接让重物拉着左边5个槽码下落,测出加速度,一次就可算出M的值了,乙
同学的说法 (填“对”,“错”),与乙相比,甲同学做法的优点是 .
正确答案
左端,0.50;A; ;对,能减小测量的偶然误差。
解析
(1)由纸带点与点间距越来越大,可知,纸带左端与吊盘相连。
由纸带上得到的数据分析可得加速度为
(2)、(3):由题意根据牛顿第二定律可得,当从左侧吊盘取下一个槽码放到右侧重物上得加速度为,当从左侧吊盘取下两个槽码放到右侧重物上得加速度为,由表达式分析可知重物下落的加速度a随着加在其上的槽码个数n增加而增大,由题所给图象分析可知答案A正确,BCD错误;若算出
a一n图线的斜率为k,则,解得.
(4) 从上面分析可知,,当测出加速度值时,可以一次就可算出M的值了,乙
同学的说法是正确的,但甲同学做法的优点是能减小测量的偶然误差。
考查方向
解题思路
因为M>m0,吊盘向上做匀加速直线运动,由纸带点与点间距确定出哪端与吊盘相连;由匀变直线运动的规律求出物体的加速度值;由题意找出加速度的表达式,根据表达式分析可能的图象,结合试题给了的条件即斜率为k,求出重物的质量M,最后分析甲、乙两位同学的做法得出结论。
易错点
重物的加速度与系统的加速度值大小相等,求解时,系统受到的外力是重物与吊盘和每个槽码的合力。
一平板车静放在光滑水平地面上,其右端放一质量m=5kg的物体.平板车
质量M=10kg,总长度L=1.5m,上表面离地高度h=1.25m,与物体间的动摩擦因数
=0.2.物体可看成质点,所受的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,空气阻力可忽略,
重力加速度g=10m/s2.现在平板车上施加一水平向右F=60N的拉力,求
25.物体刚脱离小车时的速度;
26.当物体落地时,距离平板车左端的水平距离.
正确答案
解析
对M:
解得:
对m:
得:
m脱离的速度
考查方向
解题思路
用隔离法对物体和平板车分析,根据牛顿第二定律求出加速度的大小,结合位移之差等于L求出运动的时间,根据速度时间公式求出物体刚脱离小车时的速度;
易错点
当物体离开小车时,物体做平抛运动,落地时距离平板车左端的水平距离是小车位移与物体水平位移之差。
正确答案
解析
物体m脱离M后做平抛运动:
竖直方向:
水平方向:
对M:
得:
m脱离时M的速度为
小车位移
故
考查方向
解题思路
根据高度求出平抛运动的时间,结合牛顿第二定律求出物体离开平板车后的加速度大小,结合物块的速度求出水平位移,根据平板车的速度和加速度求出匀加速直线运动的位移,通过位移之差求出当物体落地时距离平板车左端的水平距离。
易错点
当物体离开小车时,物体做平抛运动,落地时距离平板车左端的水平距离是小车位移与物体水平位移之差。
如图甲所示,一对平行金属板P、Q长为L,间距为d,在其右侧有一半径
R=的圆柱体,围绕圆柱体有一个有界匀强磁场.磁场如图垂直纸面向里,宽度
为,其边界与PQ的右边界相切(不计电场的边缘效应):平行板中轴线O1O2的
延长线刚好经过圆柱体轴心,与圆柱体中轴线垂直.现在PQ间加上如图乙所示的交
变电压,周期T=,电压,从t=0开始,大量的带电量为q、质量
为m的负粒子,从点O1以速度v0沿O1O2方向持续射入电场,不计重力.求
27.粒子在电场中偏离O1O2的最大距离,及该粒子离开电场区域时的速度v;
28.若磁感应强度变为B0,此时能打到圆柱体上的粒子,其在电场中向下偏离O1O2的最远距离。
正确答案
解析
粒子通过两板时间
粒子在两板间运动加速度大小
第1个周期T内,由不同时刻进入电场的粒子,沿电场方向的速度vy随时间t变化的关系如图甲所示。
由图可知,(n取整数)时刻进入电场的粒子,在电场方向偏转的距离最大.
解得
由图甲还可知,从不同时刻进入电场的粒子离开电场时竖直方向的速度均为0。
故离开电场时所有粒子的速度大小 , 方向与初速度方向相同 。
考查方向
解题思路
在电场中通过对粒子的受力分析结合电压的变化规律找出在第1个周期T内,由不同时刻进入电场的粒子,沿电场方向的速度vy随时间t变化的关系图,由图分析出进入电场的粒子在什么条件下在电场方向偏转的距离最大,再结合图象确定出离开电场时粒子的速度大小及方向。
易错点
根据规律画出粒子运动相关示意图是关键,在磁场中分析轨迹结合几何知识确定出的粒子射出电场瞬间偏离电场中轴线O1O2的距离,但粒子沿电场方向有往复运动情况,此距离并非粒子在电场中运动偏离O1O2的最远距离,需要根据粒子往复运动情况,最后确定出最远距离。
正确答案
解析
设粒子在磁场运动的半径为r1,则
得:
由几何关系得:
为粒子射出电场瞬间偏离电场中轴线O1O2的距离,并非粒子在电场中运动偏离O1O2的最远距离。考虑到粒子沿电场方向有往复运动情况,设在电场中向下偏离O1O2的最远距离为y1,粒子在偏离O1O2最远后再在垂直于O1O2方向往回走的位移为y2;设这两段位移对应的时间分别为t1与t2,则
由对称性可知
将、 代入
解得:
考查方向
解题思路
在电场中通过对粒子的受力分析结合电压的变化规律找出在第1个周期T内,由不同时刻进入电场的粒子,沿电场方向的速度vy随时间t变化的关系图,由图分析出进入电场的粒子在什么条件下在电场方向偏转的距离最大,再结合图象确定出离开电场时粒子的速度大小及方向。
易错点
根据规律画出粒子运动相关示意图是关键,在磁场中分析轨迹结合几何知识确定出的粒子射出电场瞬间偏离电场中轴线O1O2的距离,但粒子沿电场方向有往复运动情况,此距离并非粒子在电场中运动偏离O1O2的最远距离,需要根据粒子往复运动情况,最后确定出最远距离。
29.在大气中,空气团竖直运动经过各气层的时间很短,因此,运动过程中空气团与周围空气热量交换极少,可看作绝热过程.潮湿空气团在山的迎风坡上升时,水汽凝结成云雨,到山顶后变得干燥,然后沿着背风坡下降时升温,气象上称这干热的气流为焚风(大气压强随高度的增加而减小)空气团沿背风坡下降时,下列描述其压强p随体积V变化关系的图象中,可能
正确的是_(图中虚线是气体的等温线).
空气团在山的迎风坡上升时温度降低,原因是空气团 (选填“对外放热”或“对外做功”):设空气团的内能U与温度T满足U=CT(C为一常数),空气团沿着背风坡下降过程中,外界对空气团做功为W,则此过程中空气团升高的温度ΔT=__
正确答案
C ; 对外做功;。
解析
:(1)在P-V图中等温线为双曲线的一支,而且越远离坐标远点的温度越高,沿着背风坡下降时升温,所以图象应该由低温度线指向高温度线,另外在此过程中空气团的体积变化,故选:C.
(2)空气团在山的迎风坡上升时温度降低,空气团内能减小,又绝热,根据热力学第一定律可知空气团对外做功;根据U=CT得:△U=C△T ①,
由根据热力学第一定律得:△U=W+Q ②、Q=0 ③
① ②③联立解得:
故答案为:C;对外做功,
考查方向
解题思路
在P-V图中等温线为双曲线的一支,而且越远离坐标远点的温度越高,沿着背风坡下降时升温,所以图象应该由低温度线指向高温度线空气团在山的迎风坡上升时温度降低,空气团内能减小,又绝热,根据热力学第一定律可知空气团对外做功;根据U=CT得:△U=C△T①,由根据热力学第一定律得:△U=W+Q②、Q=0 联立求解即可。
易错点
空气团在迎风坡上升,背风坡下降的过程是绝热过程,对于热力学第一定律的理解要准确,绝热过程说明无热量交换,改变内能的方式只有做功。
知识点
如图所示,固定的绝热气缸内有一质量为m的T型绝热活塞〔体积可忽略),距离气缸底部为1.5h0,封闭气体温度为T0.距气缸底部场处连接一U形管(管内气体的体积忽略不计),管中两边水银柱存在高度差.己知水银的密度为,大气压强为p0,气缸横截面积为S,活塞竖直部分长为1.2h0,重力加速度为g.试问:
30.初始时,水银柱两液面高度差多大?
31.缓慢降低气体温度,当活塞竖直部分恰接触气缸底部时温度是多少?
正确答案
解析
对活塞:
可得被封闭气体压强
设初始时水银柱两液面高度差为,则被封闭气体压强
可得,初始时液面高度差
考查方向
解题思路
根据活塞平衡求得气体压强,再根据水银柱高度差求出气体压强表达式,联立得到高度差;
易错点
通过活塞的平衡状态与水银柱两液面高度差找出气体压强的表达式是关键,气缸绝热,当缓慢降低气体温度时,封闭气体是等压变化。
正确答案
解析
封闭气体等压变化
初状态: ,
末状态: ,
根据理想气体状态方程有
代入数据,可得
考查方向
解题思路
气体做等压变化,根据盖-吕萨克定律求解出温度。
易错点
通过活塞的平衡状态与水银柱两液面高度差找出气体压强的表达式是关键,气缸绝热,当缓慢降低气体温度时,封闭气体是等压变化。