物理 南开区2016年高三第一次模拟考试
精品
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单选题 本大题共5小题,每小题6分,共30分。在每小题给出的4个选项中,有且只有一项是符合题目要求。
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题型: 单选题
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分值: 6分

2.在水下同一深度有两个不同颜色的点光源PQ,在水面上P光出射光的区域大于Q光出射光的区域,以下说法正确的是(    )

AP光对水的折射率小于Q光对水的折射率

BP光在水中的传播速度小于Q光在水中的传播速度

CP光恰能使某金属发生光电效应,则Q光不能使该金属发生光电效应

DPQ发出的光分别照射同一双缝干涉装置,P光条纹间距小于Q光条纹间距

正确答案

A

解析

A、C光线从水中射向水面,出射光区域边界上光线恰好发生全反射,由题意可知:P光照亮的水面区域大于Q光,则P的临界角大于Q的临界角,所以由sinC= 得知,P的折射率小于Q的折射率,P光的频率也小于Q光的频率.频率越高越容易发生光电效应,故A对,C正确;根据可知,折射率越大,介质中传播速度越小,所以P的传播速度要大,所以C错;根据可知,波长越长条纹间距越宽,所以P的条纹宽度大于Q,D错。

考查方向

光电效应;双缝干涉的条纹间距与波长的关系

解题思路

在同一深度两光源发光的水面区域不同,则说明它们的临界角不同,从而确定它们的折射率.由c=nv可得两根光线在水中的速度与折射率成反比;再由v=λf得波长与速度成正比的关系.

易错点

同一深度两光源发光的水面区域不同,从而确定它们的折射率.则可以假设P是红光,Q是紫光,所以利用红光 与紫光的特性做出判断。

1
题型: 单选题
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分值: 6分

1.2006年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器,通过(钙48)轰击(锎249)发生核反应,成功合成了质量数为297的第118号元素,这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素,实验表明,该元素的原子核先放出3个相同的粒子x,再连续经过3次衰变后,变成质量数为282的第112号元素的原子核,则上述过程中粒子x是(    )

A质子

B中子

C电子

D粒子

正确答案

B

解析

因为在衰变的过程中质量数守恒,电荷数守恒。

根据电荷守恒定律可得,118﹣3×2﹣112=0,所以X粒子的电荷量为零。

再根据质量守恒,48+249﹣4×3﹣282=3,所以X粒子的质量数为1,所以该粒子为中子,故C正确。

考查方向

原子核衰变及半衰期、衰变速度

解题思路

根据核反应过程中的质量数和电荷数守恒求出x的质量数和电荷数即可判断x属于那种粒子。

易错点

利用核反应过程中的质量数和电荷数守恒即可

1
题型: 单选题
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分值: 6分

3.电源和一个水平放置的平行板电容器、二个变阻器R1R2和定值电阻R3组成如图所示的电路。当把变阻器R1R2调到某个值时,闭合开关S,电容器中的一个带电液滴恰好处于静止状态。当再进行其他相关操作时(只改变其中的一个),以下判断正确的是(    )

AA.将R1的阻值增大时,液滴将向下运动

BR2的阻值增大时,液滴仍保持静止状态

C断开开关S,电容器上的带电荷量将减为零

D把电容器的上极板向上平移少许,电容器的电荷量将减小

正确答案

D

解析

A、闭合开关S,电容器上极板带正电,带电液滴受重力和电场力处于平衡,电场力竖直向上,可知带电液滴带负电。当R1的阻值增大时,电容器两端间的电势差不变,带电液滴受到的电场力不变,液滴保持不动,故A错误;将R2的阻值增大时,则R2两端间的电压增大,所以电容器两端间的电压增大,液滴所受的电场力变大,液滴将向上运动,故B错误;断开开关,稳定时电容器两端间的电势差等于电源的电动势,电容器的电压增大,带电量增加,不会为零,故C错误;把电容器的上极板向上平移少许,d增大,电容减小,电容器两端的电势差不变,则由C=得知,电容器的电量将减小,故D正确。

考查方向

闭合电路的欧姆定律;电容

解题思路

闭合开关后,R2与电容器并联,R1相当于导线.电容器上极板带正电,带电液滴受重力和电场力处于平衡.断开开关,R1和R3以及电容器和电源构成一回路,R1和R3都相当于导线,电容器两端间的电势差等于电源的电动势。

易错点

解决电容器的动态分析问题关键抓住不变量.若电容器与电源断开,电量保持不变;若电容器始终与电源相连,电容器两端间的电势差保持不变。

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题型: 单选题
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分值: 6分

4.如图甲所示,矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动,输出交流电的电动势图象如图乙所示,经原副线圈匝数比为1∶10的理想变压器给一灯泡供电如图丙所示,灯泡的额定功率为22 W。现闭合开关,灯泡正常发光。则(    )

At=0.01 s时刻穿过线框回路的磁通量为零

B交流发电机的转速为100 r/s

C变压器原线圈中电流表示数为1A

D灯泡的额定电压为220V

正确答案

C

解析

A.由图乙可知,当0.01s时,感应电动势为零,则此时穿过线框回路的磁通量最大,故A错误;B.由图可知,交流电的周期为0.02s,则转速为:n==50r/s,故B错误;C.原线圈输入电压为有效值为22V,则副线圈的电压为22×10=220V;由P=UI可知,副线圈电流I2===0.1A,则由=,求得I1=1A;故C正确;D.灯泡正常发光,故额定电压为220V,故D错误。

考查方向

变压器的构造和原理;正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率

解题思路

由图可知特殊时刻的电动势,根据电动势的特点,可判处于中性面上,由图象还可知电动势的峰值和周期,根据有效值和峰值的关系便可求电动势的有效值。

易错点

明确线圈在匀强磁场中匀速转动产生的是正弦式交变电流,会根据变压比公式、变流比公式列式求解即可。

1
题型: 单选题
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分值: 6分

5. “探月热”方兴未艾,2010年10月1日下午18时59分57秒,中国探月二期工程先导星“嫦娥二号”在西昌点火升空,准确入轨,赴月球拍摄月球表面影象、获取极区表面数据,为“嫦娥三号”在月球软着陆做准备。已知月球质量为M,半径为R,引力常量为G。则下列说法正确的是(    )

A月球表面的重力加速度为

B在月球上发射一颗绕月球运行的卫星的最小发射速度为

C在月球上发射一颗绕月球圆形轨道运行的卫星的最大运行速度为

D在月球上发射一颗绕月球圆形轨道运行的卫星的最大周期为

正确答案

C

解析

在月球的表面,物体的重力等于万有引力,所以A错;在月球表面做匀速圆周运动的卫星,月球对卫星的万有引力提供向心力,即, 因此当轨道半径为月球半径时,最大环绕速度也为最小发射速度为,所以B错,C对;这是其最小周期,所以D错。

考查方向

万有引力定律的应用

解题思路

根据万有引力提供向心力,就可以得到卫星在轨的周期,线速度等公式。

易错点

万有引力的应用要注意区分在轨问题和不在轨问题

多选题 本大题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的4个选项中,有多项符合题目要求,全对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分。
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题型: 多选题
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分值: 6分

7.在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=200 m/s,已知t=0时波刚好传播到x=40 m处,如图所示。在x=400 m处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是(    )

A波源开始振动时方向沿y轴正方向

Bt=0开始经0.15 s,x=40 m的质点运动的路程为0.6 m

C接收器在t = 1.8 s时才能接受到此波

D若波源向x轴正方向运动,接收器收到波的频率可能为12 Hz

正确答案

B,C,D

解析

A.由图中x=40m处质点的起振方向为沿y轴负方向,则波源开始振动时方向沿y轴负方向,故A错误。

B.由图读出波长为λ=20m,周期为T==s=0.1s,由于t=0.15s=1.5T,从t=0开始经0.15s时,x=40m的质点运动的路程S=1.5×4A=6×10cm=0.6m.故B正确。

C.接收器与x=40m的距离为△x=400m﹣40m=360m,波传到接收器的时间为t==,故C对。

D.该波的频率为f==10Hz,若波源向x轴正方向运动,波源与接收器间的距离减小,根据多普勒效应可知,接收器收到波的频率增大,将大于10Hz,故D正确。

考查方向

波长、频率和波速的关系;横波的图象

解题思路

简谐波传播过程中,介质中各质点的起振方向与波源的起振方向相同,由图中x=40m处质点的振动方向读出起振方向,即可判断出波源开始振动时的方向。波在介质中匀速传播,由t=求出波传到接收器的时间。质点在一个周期内通过的路程是四个振幅,根据时间与周期的关系,求出质点运动的路程。若波源向x轴正方向运动,接收器收到波的频率减小。

易错点

简谐波传播过程中,介质中各质点的起振与波源的起振方向相同。当波源与观察者的距离变化时,观察者接收到的频率将发生改变,产生多普勒效应

1
题型: 多选题
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分值: 6分

8.如图所示,匀强电场场强大小为E,方向与水平方向夹角为θ=30°,场中有一质量为m,电荷量为q的带电小球,用长为L的细线悬挂于O点。当小球静止时,细线恰好水平。现用一外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最低点,小球电荷量不变,则在此过程中(    )

A外力所做的功为mgL

B外力所做的功为

C带电小球的重力势能减小mgL

D带电小球的电势能增加

正确答案

A,C,D

解析

从高处到低处,重力势能减少了mgL,C对。A、B设小球所受的电场力大小为F.当小球静止时,细线恰好水平,由平衡条件得:Fsinθ=mg,得F=.①

用外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最低点的过程中,小球沿电场线方向移动的距离为L(cosθ+sinθ),小球动能变化量为零,根据动能定理得 W+mgL﹣FL(cosθ+sinθ)=0,②

由①②联立得,外力做功为  W=mgLcotθ.,所以A正确,利用1式可知,,所以B错。电场力做功为W=﹣FL(cosθ+sinθ)=﹣•L(cosθ+sinθ)=﹣qEL( sinθ+cosθ),则小球的电势能增加 qEL( sinθ+cosθ),即D正确。

考查方向

电势能;动能定理的应用;功能关系

解题思路

先求出电场力大小:当小球静止时,细线恰好水平,由平衡条件求出电场力大小和方向。用外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最低点的过程中,动能的变化量为零,根据动能定理求解外力做功。求得电场力做功,分析电势能的变化。

1
题型: 多选题
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分值: 6分

6.如图甲所示,一质量为m的物体置于水平地面上,所受水平拉力F2 s时间内的变化图象如图乙所示,其运动的v-t图象如图丙所示,g=10 m/s2,则下列说法正确的是(    )

A2s末物体回到出发点

B2s内物体的加速度不变

C物体与地面之间的动摩擦因数为0.1

D水平拉力F的最大功率为10 W

正确答案

C,D

解析

A、0~1s内和1~2s内的的图形面积不为零,所以A错误;根据v-t图像可知,加速度大小相等,方向不同,所以B错;1~2s内,μmg=ma2,据图丙可得:a2=1m/s2,可得μ=0.1,故C正确;1s末拉力F的功率最大,此时P=Fv=10×1W=10W,故D正确。

考查方向

牛顿第二定律;滑动摩擦力

解题思路

根据速度时间图线判断物体的加速度变化,结合速度的正负值判断2s内运动的方向是否改变,根据牛顿第二定律求出物体与地面之间的动摩擦因数。

易错点

考查了牛顿第二定律与速度时间图线的综合,知道图线的斜率表示加速度,速度的正负表示运动的方向。

简答题(综合题) 本大题共68分。简答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
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题型:简答题
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分值: 4分

在“探究功与物体速度变化的关系”实验中,某实验探究小组的实验装置如图甲所示。木块从A点静止释放后,在1根弹簧作用下弹出,沿水平长木板运动到B1点停下,O点为弹簧原长时所处的位置,测得OB1的距离为L1,并将此过程中弹簧对木块做的功记为W。用完全相同的弹簧2根、3根……并在一起进行第2次、第3次……实验,每次实验木块均从A点释放,木块分别运动到B2B3……停下,测得OB2OB3……的距离分别为L2L3……,弹簧对木块做的功分别记为2W、3W……,做出弹簧对木块做功W与木块停下的位置距O点的距离LW-L图象,如图乙所示。

10.根据图线分析,弹簧对木块做功W与木块在O点的速度v0之间的关系为     

AWv0成正比

BWv0成线性关系

CWv0的二次方成正比

DWv0的二次方成线性关系

11.图线与纵轴交点的物理意义是                           

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

D

解析

木块在平衡位置处获得最大速度,之后与弹簧分离,在摩擦力作用下运动到B位置停下,由O到B根据动能定理:﹣fL=0﹣mv02,故L∝;对全过程应用动能定理有:,结合数学解析式判断图象中斜率为摩擦力大小、截距等于OA段摩擦力做的功。由动能定理知L∝v02,由图线知W与L成线性变化,因此W与v02也应成线性关系。

考查方向

探究功与速度变化的关系

解题思路

根据动能定理找出L与v02的关系,然后结合图象W﹣L的关系找出W与v02的关系

易错点

通过弹力做功转化为动能,动能又转化为热能来理解,同时要注意该实验是不需要平衡摩擦力的。

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

AO段木块克服摩擦力所做的功

解析

木块在平衡位置处获得最大速度,之后与弹簧分离,在摩擦力作用下运动到B位置停下,由O到B根据动能定理: fL=0﹣mv02,故L∝;对全过程应用动能定理有:,结合数学解析式判断图象中斜率为摩擦力大小、截距等于OA段摩擦力做的功。

根据动能定理全过程的表达式,所以W﹣L图线不通过原点,是因为未计木块通过AO段时,摩擦力对木块所做的功,(或AO段木块克服摩擦力所做的功)。

考查方向

探究功与速度变化的关系

解题思路

根据动能定理找出L与v02的关系,然后结合图象W﹣L的关系找出W与v02的关系

易错点

通过弹力做功转化为动能,动能又转化为热能来理解,同时要注意该实验是不需要平衡摩擦力的。

1
题型:简答题
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分值: 10分

实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表G1内阻r1的电路如图所示。供选择的仪器如下:

A.待测电流表G1(0~5 mA,内阻约300 Ω)

B.电流表G2(0~10 mA,内阻约100 Ω)

C.定值电阻R1(300 Ω)

D.定值电阻R2(10 Ω)

E.滑动变阻器R3(0~1000 Ω)

F.滑动变阻器R4(0~20 Ω)

G.干电池(1.5 V)

H.电键S及导线若干

12.定值电阻应选       ,滑动变阻器应选         。(在空格内填写序号)

13.用连线连接实物图。

14.实验步骤如下:按电路图连接电路,将滑动变阻器的滑动触头移至最        端(填“左”或“右”)(与实物图相符);闭合电键S,移动滑动触头至某一位置,记录G1G2的读数I1I2;多次移动滑动触头,记录相应的G1G2的读数I1I2;以I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图所示。

15.根据I2-I1图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式r1=          

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

C,F

解析

由于定值电阻的电阻与待测电流表内阻接近相等,可将二者并联,再与电流表串联。

考查方向

测量安培表的内阻

解题思路

根据定值电阻阻值与待测电流表内阻相等可知将二者并联后总电流与电流表的满偏电流相等,所以测量电路应是将待测电流表与定值电阻并联后再与电流表串联。

易错点

设计电路时,可先画出可能的电路图,然后选择能求出待测量的电路即可

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

见图

解析

为保护电流表,变化开关前,应将滑片置于输出电压最小最左端

考查方向

测量安培表的内阻

解题思路

再根据变阻器采用分压式接法时阻值越小时调节越方便即可选出变阻器

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

考查方向

测量安培表的内阻

解题思路

再根据变阻器采用分压式接法时阻值越小时调节越方便即可选出变阻器

易错点

变阻器采用分压式接法时,应选择阻值小的变阻器以方便调节

第(4)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

由电路图根据串并联规律应有:,解得:=,根据函数斜率的概念应有:k=(1),解得:

考查方向

测量安培表的内阻

解题思路

根据物理规律写出的函数表达式,然后根据斜率的概念即可求解.

易错点

遇到根据图象求解的问题,首先根据物理规律写出公式,然后整理出关于阻值与横轴物理量的函数表达式,再根据斜率和截距的概念即可求解.

1
题型:简答题
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分值: 16分

如图所示,在竖直面内有一个光滑弧形轨道,其末端水平,且与处于同一竖直面内光滑圆形轨道的最低端相切,并平滑连接。AB两滑块(可视为质点)用轻细绳拴接在一起,在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧。两滑块从弧形轨道上的某一高度P点处由静止滑下,当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开,弹簧迅速将两滑块弹开,其中前面的滑块A沿圆形轨道运动恰能通过圆形轨道的最高点,后面的滑块B恰能返回P点。已知圆形轨道的半径R= 0.72 m,滑块A的质量mA= 0.4 kg,滑块B的质量mB= 0.1 kg,重力加速度g取10 m/s2,空气阻力可忽略不计。

16. 求滑块A运动到圆形轨道最高点时速度的大小。

17.两滑块开始下滑时距圆形轨道底端的高度h。

18.弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

设滑块A恰能通过圆形轨道最高点时的速度大小为v2,根据牛顿第二定律有

mAg=mAv2== m/s

考查方向

牛顿第二定律;向心力;动能定理的应用.菁优

解题思路

下滑到圆形轨道最低点的过程运用动能定理列式即可求解

易错点

重点在于分析物体的运动过程,分过程灵活应用相应的物理规律;优先考虑动能定理、机械能守恒等注重整体过程的物理规律.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

0.8m

解析

设滑块A在圆形轨道最低点被弹出时的速度大小为v1,对于滑块A从圆形轨道最低点运动到最高点的过程,根据机械能守恒定律,有 mAv12=mAg•2R+mAv22v1=6 m/s。设滑块AB运动到圆形轨道最低点速度大小为v0,对滑块AB下滑到圆形轨道最低点的过程,根据动能定理,有(mA+mBgh=mA+mBv02。同理滑块B在圆形轨道最低点被弹出时的速度大小也为v0,弹簧将两滑块弹开的过程,对于AB两滑块所组成的系统水平方向动量守恒,(mA+mBv0=mA v1-mB v0,解得:h=0.8 m

考查方向

牛顿第二定律;向心力;动能定理的应用。菁优

解题思路

下滑到圆形轨道最低点的过程运用动能定理列式即可求解;根据牛顿第二定律列式,对于滑块A从圆形轨道最低点运动到最高点的过程,根据机械能守恒定律列式,联立方程即可求解;根据能量守恒定律求弹性势能。

易错点

重点在于分析物体的运动过程,分过程灵活应用相应的物理规律;优先考虑动能定理、机械能守恒等注重整体过程的物理规律。

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

4J

解析

设弹簧将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能为Ep,对于弹开两滑块的过程,根据机械能守恒定律,有  mA+mBv02 + Ep=mAv12 +mBv02 ,解得:Ep=4 J。

考查方向

牛顿第二定律;向心力;动能定理的应用。菁优

解题思路

下滑到圆形轨道最低点的过程运用动能定理列式即可求解;根据牛顿第二定律列式,对于滑块A从圆形轨道最低点运动到最高点的过程,根据机械能守恒定律列式,联立方程即可求解;根据能量守恒定律求弹性势能。

易错点

重点在于分析物体的运动过程,分过程灵活应用相应的物理规律;优先考虑动能定理、机械能守恒等注重整体过程的物理规律。

1
题型:简答题
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分值: 18分

如图所示,MN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最大值Um之间的各种数值。静止的带电粒子电荷量为+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,磁场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= 45°,孔Q到板的下端C的距离为L,当MN两板间电压取最大值Um时,粒子恰垂直打在CD板上。

19.求当MN两板间电压取最大值Um时,粒子射入磁场的速度v1的大小。

20.匀强磁场的磁感应强度B的大小。

21.粒子在磁场中运动的最长时间tm

22.CD板上可能被粒子打中区域的长度S

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

MN两板间电压取最大值Um时,粒子恰垂直打在CD板上,所以圆心在C点,如图所示,设此时粒子运动轨迹半径为r1CH=QC=L,即半径r1L;由qUmmv,又因为qv1Bm ,得。联立上式可知

考查方向

带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动

解题思路

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,磁场大小。

易错点

考查带电粒子在匀强磁场中的运动,画出粒子的运动轨迹后,由几何关系求轨迹半径和圆心角是关键,要掌握住半径公式、周期公式

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

MN两板间电压取最大值Um时,粒子恰垂直打在CD板上,所以圆心在C点,如图所示,设此时粒子运动轨迹半径为r1CH=QC=L,即半径r1L,由qUmmv, 又因为qv1Bm, 得,联立上式可知 。

考查方向

带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动

解题思路

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,磁场大小;

易错点

考查带电粒子在匀强磁场中的运动,画出粒子的运动轨迹后,由几何关系求轨迹半径和圆心角是关键,要掌握住半径公式、周期公式

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

打在QE间的粒子在磁场中运动的时间最长,均为半个周期,由,得

考查方向

带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动

解题思路

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

考查带电粒子在匀强磁场中的运动,画出粒子的运动轨迹后,由几何关系求轨迹半径和圆心角是关键,要掌握住半径公式、周期公式

第(4)小题正确答案及相关解析

正确答案

s

解析

设粒子在磁场中运动的轨迹与CD板相切于K点,此轨迹的半径为r2,设圆心为A,在△AKC中:sin 45°= ,解得r2=(-1)L,即=r2=(-1)L,所以CD板上可能被粒子打中的区域的长度s=,即sr1r2=(2-)L (或 s)

考查方向

带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动

解题思路

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

考查带电粒子在匀强磁场中的运动,画出粒子的运动轨迹后,由几何关系求轨迹半径和圆心角是关键,要掌握住半径公式、周期公式。

1
题型:简答题
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分值: 20分

如图甲所示,斜面的倾角α=30°,在斜面上放置一矩形线框abcdab边的边长L1=1 m,bc边的边长L2=0.6 m,线框的质量m=1 kg,线框的电阻R= 0.1 Ω,线框受到沿斜面向上的恒力F的作用,已知F=15 N,线框与斜面间的动摩擦因数μ=。线框的边ab∥efgh,斜面的ef hg区域有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙的Bt图象所示,时间t是从线框由静止开始运动起计时的。如果线框从静止开始运动,进入磁场最初一段时间是匀速的,ef线和gh线的距离x=5.1 m,取g=10 m/s2

23. 求线框进入磁场前的加速度a。

24.线框进入磁场时匀速运动的速度v。

25.在丙图中画出线框从静止开始运动直至ab边运动到gh线过程的v-t图象。

26.线框从静止开始运动直至ab边运动到gh线的过程中产生的焦耳热Q

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

线框进入磁场前,线框受到线框的重力、拉力F、斜面的支持力和线框的摩擦力作用,由牛顿第二定律:F-mgsinα-μmgcosα=ma 得线框进入磁场前的加速度a=5 m/s2。

考查方向

导体切割磁感线时的感应电动势;匀变速直线运动的位移与时间的关系;牛顿第二定律;闭合电路的欧姆定律

解题思路

线框进入磁场前,受到重力、细线的拉力F和斜面的支持力作用做匀加速运动,根据牛顿第二定律求解加速度。

易错点

分析线框的受力情况,确定其运动情况是关键,利用受力分析判断物体的运动,通过电磁感应定律求解感应电动势。

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

2m/s

解析

因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动,ab边进入磁场切割磁感线,产生的电动势E1=BL1v,形成的感应电流I1=,受到沿斜面向下的恒定的安培力FBI1L1,线框受力平衡,有Fmgsin αμmgcosαF,此时磁感应强度必恒定不变B=0.5 T,代入数据解得v=2 m/s 。

考查方向

导体切割磁感线时的感应电动势;匀变速直线运动的位移与时间的关系;牛顿第二定律;闭合电路的欧姆定律

解题思路

线框进人磁场最初一段时间是匀速的,合力为零,由E=Blv、I=、F=BIl推导出安培力表达式,由平衡条件求解速度。

易错点

分析线框的受力情况,确定其运动情况是关键,利用受力分析判断物体的运动,通过电磁感应定律求解感应电动势。

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

线框abcd进入磁场前做匀加速直线运动,进入磁场前的运动时间t1==0.4 s;进入磁场过程中线框做匀速运动的时间t2==0.3 s;线框完全进入磁场后至运动到gh线,线框受力情况与进入磁场前相同,仍做匀加速直线运动,所以该阶段的加速度大小仍为a=5 m/s2,该过程有x-l2vt3at,解得t3=1 s; 线框从静止开始运动直至ab边运动到gh线过程的v-t图象如图。

考查方向

导体切割磁感线时的感应电动势;匀变速直线运动的位移与时间的关系;牛顿第二定律;闭合电路的欧姆定律

解题思路

线框进入磁场前做匀加速直线运动,进磁场的过程中做匀速直线运动,分别由公式求出线框进入磁场前运动的时间和进磁场匀速运动的时间。线框完全进入磁场后受力情况与进入磁场前相同,加速度相同,根据位移公式求解从gh运动到ef的时间,结合图象分析线框整体进入磁场后,ab边运动到gh线的过程中有感应电流的时间,根据法拉第定律求得感应电动势,由焦耳定律求解热量。

易错点

分析线框的受力情况,确定其运动情况是关键,利用受力分析判断物体的运动,通过电磁感应定律求解感应电动势。

第(4)小题正确答案及相关解析

正确答案

3.5J

解析

线框整体进入磁场后,ab边运动到gh线的过程中,线框中有感应电流的时间t4=t1t2t3-0.9 s=0.8 s;E2== V=0.25 V;此过程产生的焦耳热Q2=== 0.5 J;线框匀速进入磁场过程中产生的焦耳热Q1= I12Rt2 =3 J;线框从静止开始运动直至ab边运动到gh线的过程中产生的焦耳热:Q= Q1+ Q2=3.5 J。

考查方向

导体切割磁感线时的感应电动势;匀变速直线运动的位移与时间的关系;牛顿第二定律;闭合电路的欧姆定律

解题思路

线框进入磁场前做匀加速直线运动,进磁场的过程中做匀速直线运动,分别由公式求出线框进入磁场前运动的时间和进磁场匀速运动的时间.线框完全进入磁场后受力情况与进入磁场前相同,加速度相同,根据位移公式求解从gh运动到ef的时间,结合图象分析线框整体进入磁场后,ab边运动到gh线的过程中有感应电流的时间,根据法拉第定律求得感应电动势,由焦耳定律求解热量。

易错点

分析线框的受力情况,确定其运动情况是关键,利用受力分析判断物体的运动,通过电磁感应定律求解感应电动势。

填空题 本大题共1小题,每小题4分,共4分。把答案填写在题中横线上。
1
题型:填空题
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分值: 4分

9.某光电管的阴极是用金属钾制成的,它的逸出功为2.21 eV,用波长为2.5×10- 7 m的紫外线照射阴极,已知真空中的光速为3.0×108 m/s,元电荷为1.6×10-19 C,普朗克常量为6.63×10-34 J·s。则钾的极限频率是                Hz,该光电管发射的光电子的最大初动能是               J。(保留二位有效数字)

正确答案

5.3×1014,4.4×10-19

解析

根据据逸出功W0=hγ0,得:γ0===5.3×1014 Hz;

根据光电效应方程:EK=hγ﹣W0…①  光速、波长、频率之间关系为:γ= …②

由①②解得:EK=4.4×10﹣19 J;

考查方向

爱因斯坦光电效应方程

解题思路

根据逸出功W0=hγ0,和光电效应方程:EK=hγ﹣W0直接进行求解

易错点

学习中要牢记公式以及物理量之间的关系,同时注意逸出功计算时的单位

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