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14.在匀强磁场中,一个带电粒子做匀速圆周运动。如果匀强磁场的磁感应强度变为原来的2倍,则
正确答案
解析
洛伦兹力只改变带电粒子的速度方向,不改变速度大小;由公式可知,当磁感应强度变为原来的2倍,周期将减半;由公式可知,当磁感应强度变为原来的2倍,轨道半径将减半.故B正确.故选:B
考查方向
解题思路
带电粒子在匀强磁场中圆周运动及其规律,首先明确洛伦兹力始终不做功,再利用半径公式和周期公式来分析各选项.
易错点
关键注意的是洛伦兹力是始终不做功的,即只改变速度的方向,不改变速度的大小。
知识点
16.如图所示,理想变压器初级线圈的匝数为1100,次级线圈的匝数为55,初级线圈两端a、b接正弦交流电源,在原线圈前串接一个电阻R0=121的保险丝,电压表V的示数为220V,如果负载电阻R=5.5,各电表均为理想电表,则
正确答案
解析
AB、由电压与匝数成正比,,则:,则,故AB错误;
C、由,可得,有:,故C正确;
D、负载功率为,故 D错误,故选:C
考查方向
解题思路
由匝数之比可求得副线圈的电压,由欧姆定律求得电流表的示数.由焦耳定律求得功率。
易错点
电流表的示数是有效值,保险丝实际消耗的功率也要用电流的有效值运算。
知识点
18.如图,小球A位于斜面上,小球B与小球A位于同一高度,现将小球A、B分别以v1和v2的速度水平抛出,都落在了倾角为45°的斜面上的同一点,且小球B恰好垂直打到斜面上,则v1:v2为
正确答案
解析
对于A球,有,得
对于B球,有,得由得,h相等,
则联立解得:故选:D
考查方向
解题思路
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动.A球落到斜面上竖直位移与水平位移之比等于tan45°,B球垂直在斜面上,速度与水平方向的夹角为45°,根据位移和速度关系分别列式得到速度之比。
易错点
关键是找出两个小球运动的联系点,由于两球下落高度相同,所以运动时间相等。
知识点
15.如图所示,在平行于xoy平面的区域内存在着电场,一个正电荷沿直线先后从C点移动到A点和B点,在这两个过程中,均需要克服电场力做功,且做功的数值相等.下列说法错误的是
正确答案
解析
A、由题,电荷沿直线先后从C点移动到A点和B点,克服电场力做功的数值相等,由电场力做功的公式W=qU可判断出C、A间电势差与C、B间电势差相等,则A、B两点的电势相等,两点在同一个等势面上.故A正确;
B、由于电场力做负功,电荷的电势能增大,而电荷带正电,正电荷在电势高处电势能大,则B点的电势高于C点的电势.故B错误;
C、从C到A过程,电荷克服电场力做功,电荷的电势能增大,则电荷在A点的电势能大于在C点的电势能.故C正确;
D、根据AB两点电势相等分析,此电场可能是由处于AB连线中垂线上第Ⅳ象限内某位置的一个正点电荷所产生的.故D正确,本题选择说法错误的,故选B
考查方向
解题思路
由题,电荷沿直线先后从C点移动到A点和B点,克服电场力做功的数值相等,由电场力做功的公式W=qU可判断出A、B电势关系.克服电场力做功,电荷的电势能增大.此电场可能是由处于AB连线中垂线上第Ⅳ象限内某位置的一个正点电荷所产生的
易错点
理解电场力做功与电势能的变化规律,当电场力做正功时,电势能减小,当电场力做负功时,电势能增大。
知识点
17.如图所示,在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落,小球恰好能沿轨道到达最高点B。已知AP=2R,重力加速度为g,则小球从P到B的运动过程中
正确答案
解析
:A、重力做功WG=mg(2R-R)=mgR,故A错误;
B、小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力,则有,解得:
则机械能减少量为,故B正确;
C、根据动能定理得:合外力做功 故C错误;
D、根据功能原理可知,克服摩擦力做功等于机械能的减少,为0.5mgR,故D错误;
故选:B
考查方向
解题思路
重力做功只跟高度差有关,只有重力或弹簧弹力做功时,机械能守恒,根据动能定理求解合外力做的功及摩擦力做的功。
易错点
理解功是能量转化的量度,克服摩擦力做功等于机械能的减少。
知识点
19.图为法拉第圆盘发电机的示意图,半径为r的导体圆盘绕竖直轴以角速度ω逆时针(从上向下看)旋转,匀强磁场B竖直向上,两电刷分别与圆盘中心轴和边缘接触,电刷间接有阻值为R的定值电阻,忽略圆盘电阻与接触电阻,则
正确答案
解析
:A、由右手定则可知,流过电阻R的电流从b向a,故A错误;
B、圆盘转动时产生的感应电动势:,因为忽略圆盘电阻与接触电阻,没有内电压,则b、a间电势差为,故B正确;
CD、流过定值电阻的电流,则若ω增大到原来的2倍,则流过定值电阻的电流增大到原来的2倍,故C正确,D错误;故选:BC
考查方向
解题思路
将导体圆盘看成无数根辐向的导体组成的,由右手定则可以判断出感应电流的方向;由,求出感应电动势,然后根据电路结构、应用欧姆定律公式分析答题.
易错点
计算圆盘转动时产生的感应电动势时,由,式中速度应为平均速度。
知识点
20.如图,绷紧的水平传送带始终以恒定速度v1运行,初速度大小为v2(v2> v1)的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上滑上传送带,从小物块滑上传送带开始计时,物块在传送带上运动的v-t图象可能的是
正确答案
解析
A、物块滑上传送带,由于速度大于传送带速度,物块做匀减速直线运动,可能会滑动另一端一直做匀减速直线运动,到达另一端时恰好与传送带速度相等,故A正确;
BCD、物块滑上传送带后,物块可能先做匀减速直线运动,当速度达到传送带速度后一起做匀速直线运动,速度的方向保持不变,故BD错误,C正确;故选:AC
考查方向
解题思路
物块滑上传送带后,结合摩擦力的方向,得出物块先做匀减速直线运动,有两种可能:1、滑到另一端一直做匀减速直线运动,2、先做匀减速直线运动,再做匀速直线运动。
易错点
根据物体相对传送带的运动方向,判断摩擦力的方向,从而确定物体的运动状态是关键。
知识点
21.假设地球可视为质量均匀分布的球体.已知地球表面两极处的重力加速度大小为g0、地球的半径为R,地球自转的周期为T,引力常量为G.则可知
正确答案
解析
A、根据万有引力等于重力,则有:,解得:,故A正确;
B、根据向心加速度表达式,则知赤道上物体加速度:,所以地球表面赤道处的重力加速度为,故B错误;
C、近地卫星在轨道运行的加速度,故C错误;
D、同步卫星所受万有引力等于向心力:
又,解得,故D正确;故选:AD
考查方向
解题思路
在地球表面上引力等于重力:;根据向心加速度表达式,即可求解向心加速度;同步卫星所受万有引力等于向心力解向心加速度。
易错点
近地卫星在轨道运行的加速度与地表的向心加速度是不一样的,不能用求解。
知识点
30.下列说法正确的是 。
正确答案
解析
A.β衰变产生的电子,来自原子核,是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子,电子释放出来,但是电子不是原子核的组成部分.故A错误;
B.在中子轰击下生成和的过程中,是裂变反应,原子核中的平均核子质量变小,所以该反应过程会产生质量亏损,从而放出核能,B正确;
C. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变反应,故C正确;
D.卢瑟福进行了α粒子散射实验后,根据实验的现象提出,原子只能由位于原子中心的原子核和核外的电子组成,原子核应集中全部正电荷及大部分的质量,即原子核式结构模型,故D正确;
E. 按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,要吸收能量,电子的动能减小,电势能增大且原子总能量增大,D错误;故选BCD
考查方向
解题思路
β衰变是中子转变成质子而放出的电子;太阳辐射能量来自于轻核的聚变;α粒子散射实验提出原子核式结构模型;裂变后,有质量亏损,释放能量,则平均核子质量变化;玻尔理论,电子半径变大时,动能减小,电势能增大,而原子总能量增大。
易错点
对β衰变的理解不要认为是来自原子核外的电子,其本质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子;对氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,按照玻尔理论,此过程要吸收光子或实物粒子能量,故原子总能量增大。
知识点
下面几个实验都用到了电磁打点计时器或电火花计时器
①运用装置甲完成“探究功与速度变化的关系”实验
②运用装置乙完成“验证机械能守恒定律”实验
③运用装置丙可以完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验
④运用装置丙可以完成“探究加速度与力、质量的关系”实验
22.运用装置丙完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验是否需要平衡摩擦阻力?
______________(填“是”或“否”)
如图丁为某同学在一次实验中打出的一条纸带的部分,若所用电源的频率为50Hz,图中刻度尺的最小分度为1mm,请问该条纸带是以上四个实验哪一个实验时得到的?
______________(填实验的代码)
由如图丁的测量,打C点时纸带对应的速度为__________m/s(保留三位有效数字)。
正确答案
(1)否 (2)② (3)1.50(1.50~1.56)
解析
:(1)在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,小车存在阻力,对其规律的研究没有影响,因此不需要平衡摩擦力;
(2)相邻的计数点间的时间间隔T=0.02s,根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,为了更加准确的求解加速度为:
由加速度大小可知,属于验证机械能守恒定律的实验,即实验代码为②;
(3)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,
得:
故答案为:(1)否;(2)②;(3)1.50(1.50~1.56)
考查方向
解题思路
(1)在探究中,是否存在阻力,对速度随时间变化的规律研究没有影响;
(2)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,从而影响属于什么实验;(3)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小
易错点
对“探究功与速度变化的关系”, “验证机械能守恒定律”, “探究小车速度随时间变化的规律”, “探究加速度与力、质量的关系”实验原理的理解。
如图甲为某同学测量金属丝电阻率ρ的实验电路图,为保护电阻,实验的主要步骤如下,请完成相关内容
23.用螺旋测微器测金属丝的直径d,如图乙所示,可读出d = ▲ mm
将P移到金属丝某一位置,闭合单刀双掷开关接位置a ,电流表示数如图丙,记下电流表读数为 ▲ A ,保持P位置不变,将单刀双掷开关接位置b,调节电阻箱阻值,使电流表读数为 ▲ A,读出电阻箱读数,金属丝的电阻,等于此时电阻箱阻值,并测出此时金属丝接入电路MP部分长度值.
将P移到金属丝另一位置 ,用同样方法测出金属丝接入电路电阻值和接入电路的金属丝的长度值,重复步骤②多次,得出多组R和x的值,并画出 R—x 的关系图线如图丁所示,
根据 R—x的关系图线,求得斜率 k为 ▲ (保留3位有效数字)
写出金属丝电阻率表达式 ▲ (用 d、 k 表示).
正确答案
0.400;0.18;0.18; 32.0(31.0—32.4);
解析
螺旋测微器的固定刻度读数为0mm,可动刻度读数为0.01×40.0mm=0.400mm;故螺旋测微器的读数为:0+40×0.01=0.400mm;
因电阻受到温度的影响,因此通过电阻的电流不能太大,则电流表刻度对应的量程是0.6A,那么由图可知,此时电流表读数为0.18A;
本实验采用是替代法,即用电阻箱代替金属丝,使电流表示数相同,则电阻箱的阻值即为金属丝的电阻,那么示数仍为0.18A;
由图象可知,图象的斜率
由电阻定律可知:
L取单位长度1;
解得:
考查方向
解题思路
①螺旋测微器读数时先读固定部分,再读出转动部分,用固定部分加上转动部分与0.01的乘积;
根据电阻受到温度的影响,从而确定电流不能太大,并由读数,即可求解;
选取图象上的点,利用纵坐标与横坐标的比值即求出斜率即可.
易错点
螺旋测微器读数方法及替代法实验原理思想的理解。
水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源,内阻不计。现垂直于导轨搁一根质量为m,电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方,如图所示。
问:
24.导体棒静止时ab中电流及导体棒ab所受安培力大小?
25.当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?
26.若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?
正确答案
, ;
解析
由欧姆定得:电流的方向与磁场的方向垂直,所以:
考查方向
解题思路
根据欧姆定律求出电流的大小,根据F=BIL即可计算出安培力的大小;
易错点
要抓住物体处于平衡状态,进行正确的受力分析是解题的关键。
正确答案
, ;
解析
根据左手定则可知,棒ab所受的安培力方向垂直于棒斜向左上方,其受力截面图为:
F摩=Fsinθ ①
FN+Fcosθ=mg ②
③
解①②③式得:;
.
考查方向
解题思路
根据左手定则正确判断出导体棒ab所受安培力的方向,然后对棒ab正确进行受力分析,根据所处平衡状态列方程即可正确求解;
易错点
要抓住物体处于平衡状态,进行正确的受力分析是解题的关键。
正确答案
,水平向右。
解析
要使ab棒受的支持力为零,其静摩擦力必然为零,根据(1)问中受力图可知:满足上述条件的最小安培力应与ab棒的重力大小相等、方向相反,所以有:
F=BIL=mg,即:.
解得最小磁感应强度:
由左手定则判断出这种情况B的方向应水平向右.
考查方向
解题思路
根据受力图可知当重力等于安培力时,B最小,根据左手定则可以正确判断磁场B的方向。
易错点
要抓住物体处于平衡状态,进行正确的受力分析是解题的关键。
如图所示,光滑水平面上依次放置两个质量均为m的小物块A和C以及光滑曲面劈B,B的质量为M=3m,劈B的曲面下端与水平面相切,且劈B足够高。现让小物块C以水平速度v0向右运动,与A发生弹性碰撞,碰撞后小物块A又滑上劈B。求物块A在B上能够达到的最大高度。
正确答案
解析
小物块C与A发生弹性碰撞,由动量守恒和机械能守恒得:
①
②
联立①②式解得:, ③
设小物块A在劈B上达到的最大高度为h,此时小物块A和B的共同速度大小为v,对小物块A与B组成的系统,由机械能守恒和水平方向动量守恒得:
④ ⑤ (2分)
联立③④⑤式解得: ⑥
考查方向
本题考查了应用动量守恒定律与机械能守恒定律的应用。
解题思路
A、C系统碰撞过程动量守恒,机械能守恒,应用动量守恒定律与机械能守恒定律求出A的速度; A、B系统在水平方向动量守恒,由动量守恒定律与机械能守恒定律可以解题。
易错点
A与B相互时,系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒,注意动量守恒定律的应用条件。
知识点
如图所示,某货场需将质量为m的货物(可视为质点)从高处运送至地面,现利用固定于地面的倾斜轨道传送货物,使货物由轨道顶端无初速滑下,轨道与水平面成θ=37°角。地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同木板A、B,长度均为l=2m,厚度不计,质量均为m,木板上表面与轨道末端平滑连接。货物与倾斜轨道间动摩擦因数为μ0=0.125,货物与木板间动摩擦因数为μ1,木板与地面间动摩擦因数μ2=0.2。回答下列问题:(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
27.若货物从离地面高h0=1.5m处由静止滑下,求货物到达轨道末端时的速度v0;
28.若货物滑上木板A时,木板不动,而滑上木板B时,木板B开始滑动,求μ1应满足的条件;
29.若μ1=0.5,为使货物恰能到达B的最右端,货物由静止下滑的高度h应为多少?
正确答案
5m/s ;
解析
货物在倾斜轨道上的受力如图,由牛顿第二定律:
mgsinθ- μmgcosθ=ma0 代入数据解得a0=5m/s2
由运动学公式: 代入数据解得:v0=5m/s
考查方向
解题思路
货物下滑时根据牛顿第二定律求出下滑时的加速度,再根据速度位移关系求出到达末端时的速度;
易错点
由于是两块木板,货物运动到不同的地方时木板的受力不一样,所以当货物滑上木板后正确的受力分析是关键。
正确答案
解析
若滑上木板A时,木板不动,由受力分析得
若滑上木板B时,木板B开始滑动,由受力分析得联立④⑤式代入数据得:
考查方向
解题思路
根据木板动与不动的条件求解货物与木板间的动摩擦因数所满足的条件;
易错点
由于是两块木板,货物运动到不同的地方时木板的受力不一样,所以当货物滑上木板后正确的受力分析是关键。
正确答案
2.64m;
解析
由(2)知货物滑上A时,木板不动,而滑上木板B时,木板B开始滑动.
货物下滑高度记为h2,到达斜道末端时速度记为v2,
货物滑上A时做匀减速运动,加速度大小a1=gμ1=5m/s2
货物离开A时速度记为v3,
货物滑上B时,自身加速度大小a2=gμ1=5m/s2,
B的加速度大小a3=gμ1-2gμ2=1m/s2
由题意,货物到达B最右端时两者恰好具有共同速度,记为v4
货物做匀减速运动:,
B做匀加速运动:
位移关系满足:
代入数据解得:h2=2.64m
考查方向
解题思路
根据28中条件求解μ1=0.5时货物在A、B上运动情况由运动学公式求得货物静止时下滑的高度h
易错点
由于是两块木板,货物运动到不同的地方时木板的受力不一样,所以当货物滑上木板后正确的受力分析是关键。