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1.一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动,其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示,其中0~x2段是关于直线x=x1对称的曲线,x2~x3段是直线,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:根据电势能与电势的关系:Ep=qφ,场强与电势的关系:E=,得:
E=•,由数学知识可知Ep﹣x图象切线的斜率等于,x1处切线斜率为零,则知x1处电场强度为零,故A错误.由图看出在0~x1段图象切线的斜率不断减小,由上式知场强减小,粒子所受的电场力减小,加速度减小,做非匀变速运动.x1~x2段图象切线的斜率不断增大,场强增大,粒子所受的电场力增大,做非匀变速运动.x2~x3段斜率不变,场强不变,即电场强度大小和方向均不变,是匀强电场,粒子所受的电场力不变,做匀变速直线运动,故B错误,D正确.根据电势能与电势的关系:Ep=qφ,粒子带负电,q<0,则知:电势能越大,粒子所在处的电势越低,所以有:φ1>φ2=φ0>φ3.故C错误.
故选:D
考查方向
解题思路
根据电势能与电势的关系:Ep=qφ,场强与电势的关系:E=,结合分析图象斜率与场强的关系,即可求得x1处的电场强度;根据能量守恒判断速度的变化;由Ep=qφ,分析电势的高低.由牛顿第二定律判断加速度的变化,即可分析粒子的运动性质.
易错点
不知道电势能与电势的关系
2.如图,固定斜面,CD段光滑,DE段粗糙,A、B两物体叠放在一起从C点由静止下滑,下滑过程中A、B保持相对静止,则( )
正确答案
解析
解:在CD段,整体的加速度a=,隔离对A分析,有:mAgsinθ+fA=mAa,解得fA=0,可知A受重力和支持力两个力作用.故A错误.设DE段物块与斜面间的动摩擦因数为μ,在DE段,整体的加速度a==gsinθ﹣μgcosθ,隔离对A分析,有:mAgsinθ+fA=mAa,解得fA=﹣μmAgcosθ,方向沿斜面向上.若匀速运动,A受到静摩擦力也是沿斜面向上,所以A一定受三个力.故B错误,C正确.整体下滑的过程中,CD段加速度沿斜面向下,A、B均处于失重状态.在DE段,可能做匀速直线运动,不处于失重状态.故D错误.故选:C.
考查方向
解题思路
根据牛顿第二定律求出整体的加速度,隔离对A分析,判断B对A是否有摩擦力.
易错点
研究对象的选择的灵活性和技巧性
3.研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时.假设这种趋势会持续下去,地球的其它条件都不变,则未来与现在相比( )
正确答案
解析
解:赤道上的物体受到的重力等于万有引力减去向心力,,因为T变大,向心力变小,故重力变大,即地球赤道处的重力加速度变大,故B错误.地球的第一宇宙速度,就是近地卫星的运行速度,根据重力提供向心力,得,因为地球表面的重力加速度变大,故地球的第一宇宙速度变大.故A错误.地球同步卫星由万有引力提供圆周运动向心力,据,得,由此可知,地球自转在逐渐变慢,即同步卫星的周期T增大,轨道半径r增大,距地面的高度变大,故C错误.万有引力提供圆周运动向心力,得,由此可知,轨道半径r变大,卫星的线速度变小,故D正确.故选:D.
考查方向
解题思路
卫星绕地球圆周运动万有引力提供圆周运动向心力,据此分析地球自转周期的变化对速度和向心加速度的影响.
易错点
卫星运动规律记忆不准确
4.如图,一小球从一半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点),飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点.O为半圆轨道圆心,半圆轨道半径为R,OB与水平方向夹角为60°,重力加速度为g,则小球抛出时的初速度为( )
正确答案
解析
解:小球做平抛运动,在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点,则知速度与水平方向的夹角为30°,则有:vy=v0tan30°
又 vy=gt,则得:
v0tan30°=gt,t=①
水平方向上小球做匀速直线运动,则有:
R+Rcos60°=v0t ②
联立①②解得:v0=. 故选:C.
考查方向
解题思路
根据题意小球飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点,可知速度的方向与水平方向成30°角,根据速度方向得到平抛运动的初速度与时间的关系.再根据水平方向匀速运动,得出水平位移与、初速度和时间的关系,联立即可求解初速度.
易错点
对平抛运动规律掌握不准确
5.下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:光子像其他粒子一样,不但具有能量,也具有动量,故A正确;原子核比结合能越大,原子核越稳定,故B错误;根据电荷数守恒、质量数守恒知,x的电荷数为﹣1,质量数为0,可知x为电子.故C正确;一个氢原子处在n=4的能级,由较高能级跃迁到较低能级时,最多可以发出4→3,3→2,和2→1三种种频率的光.故D正确;故选:ACD
考查方向
解题思路
光子不但具有能量,也具有动量;根据电荷数守恒、质量数守恒判断X的电荷数和质量数,从而确定X为何种粒子,根据能级图分析一个氢原子处在n=4的能级,当它跃迁到较低能级时,最多可发出几种频率的光子.
易错点
波尔理论掌握不准确
6.如图所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节,在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,P为滑动变阻器的滑动触头.在原线圈上加一电压为U的正弦交流电,则( )
正确答案
解析
解:在原、副线圈匝数比一定的情况下,变压器的输出电压由输入电压决定.因此,当Q位置不变时,输出电压不变,此时P向上滑动,负载电阻值增大,则输出电流减小,电流表的读数I变小,故A错误,B正确;P位置不变,将Q向上滑动,则输出电压变大,输出电流变大,则电流表的读数变大,故C正确,D错误;故选:BC.
考查方向
解题思路
保持Q位置不动,则输出电压不变,保持P位置不动,则负载不变,再根据变压器的特点分析.
易错点
对关于电压器的动态分析方法美掌握
8.如图所示,两块平行金属板,两板间电压可从零开始逐渐升高到最大值,开始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,它与极板的夹角为θ=30°,小孔Q到板的下端C的距离为L,当两板间电压取最大值时,粒子恰好垂直CD边射出,则( )
正确答案
解析
解:M、N两板间电压取最大值时,粒子恰好垂直打在CD板上,所以圆心在C点,CH=CQ=L,故半径R1=L
洛伦兹力提供向心力可得:qvB=m①
根据动能定理可得:qUm=②
联立①②可得:Um=
故A错误,B正确,
可知,T=③
联立①③可得T=④
能够从CD边射出的粒子在磁场中运动的最长时间最长的粒子,其轨迹与CD边相切与K点
最长时间tm=T ⑤
联立④⑤式得tm=
故D错误,C正确
故选:BC
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)打在QE间的粒子在磁场中运动的时间最长,均为半周期,根据周期公式即可求解.
易错点
对带电粒子在复合场中的规律每掌握
7.放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用,在0~6s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象分别如图所示.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、0~6s内物体的位移大小x=×6m=30m.故A正确.在0~2s内,物体的加速度a==3m/s2,由图,当P=30W时,v=6m/s,得到牵引力F==5N.在0~2s内物体的位移为x1=6m,则拉力做功为W1=Fx1=5×6J=30J.2~6s内拉力做的功W2=Pt=10×4J=40J.所以0~6s内拉力做的功为W=W1+W2=70J.故B正确.在2~6s内,物体做匀速运动,合力做零,则合外力在0~6s内做的功与0~2s内做的功相等.故C正确.在2~6s内,v=6m/s,P=10W,物体做匀速运动,摩擦力f=F,得到f=F==N=N.故D错误.
故选:ABC
考查方向
解题思路
速度图象的“面积”表示位移.0~2s内物体做匀加速运动,由速度图象的斜率求出加速度,2~6s内物体做匀速运动,拉力等于摩擦力,由P=Fv求出摩擦力,再由图读出P=30W时,v=6m/s,由F=求出0~2s内的拉力,由W=Fx求出0~2s内的拉力做的功,由W=Pt求出2~6s内拉力做的功.
易错点
对两图像反映的物理过程没理解
如图(甲)所示,一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验.有一直径为d、质量为m的金属小球由A处从静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门,测得A、B间的距离为H(H>>d),光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t,当地的重力加速度为g.则:
9.如图(乙)所示,用游标卡尺测得小球的直径d= mm.
10.小球经过光电门B时的速度表达式为 .
11.多次改变高度H,重复上述实验,作出随H的变化图象如图(丙)所示,当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式: 时,可判断小球下落过程中机械能守恒.
正确答案
7.25mm
解析
游标卡尺的主尺读数为7mm,游标读数为0.05×5mm=0.25mm,则小球的直径d=7.25mm.
考查方向
解题思路
游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数,不需估读.
易错点
对游标卡尺的主尺读数没掌握
正确答案
解析
根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知,小球在B处的瞬时速度;
考查方向
解题思路
根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球经过光电门B的速度.
易错点
不知道瞬时速度的求法
正确答案
解析
小球下落过程中重力势能的减小量为mgH0,动能的增加量,若机械能守恒,有:,即
考查方向
解题思路
抓住动能的增加量和重力势能的减小量相等得出机械能守恒的表达式.。
易错点
对能量的变化量分析不准确。
在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材:
A.待测的干电池(电动势约为1.5V,内电阻小于1.0Ω)
B.电流表A1(量程0﹣3mA,内阻Rg1=10Ω)
C.电流表A2(量程0﹣0.6A,内阻Rg2=0.1Ω)
D.滑动变阻器R1(0﹣20Ω,10A)
E.滑动变阻器R2(0﹣200Ω,1A)
F.定值电阻R0
G.开关和导线若干
12.某同学设计了如图甲所示的(a)、(b)两个实验电路,其中合理的是 图;在该电路中,为了操作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选 (填写器材名称前的字母序号),这是因为若选另一个变阻器, 小题的后面。
13.(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理的实验电路,利用测出的数据绘出的I1﹣I2图线(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数),为了简化计算,该同学认为I1远远小于I2,则由图线可得电动势E= V,内阻r= Ω.(结果保留2位有效数字)
正确答案
b D 在变阻器滑片调节的大部分范围内,电流表A2读数太小,电流表A1读数变化不明显
解析
解(1)上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,将电流表G串联一个电阻,可以改装成较大量程的电压表.(a)、(b)两个参考实验电路,其中合理的是b,因为电源的内阻较小,所以应该采用较小最大值的滑动变阻器,有利于数据的测量和误差的减小.滑动变阻器应选D;若选择大电阻,则在变阻器滑片调节的大部分范围内,电流表A2读数太小,电流表A1读数变化不明显
考查方向
解题思路
将电流表G串联一个电阻,可以改装成较大量程的电压表.因为电源的内阻较小,所以应该采用较小最大值的滑动变阻器,有利于数据的测量和误差的减小.
易错点
滑动变阻器的选择不恰当。
正确答案
1.47 0.82
解析
根据欧姆定律和串联的知识得电源两端电压U=I1=1000I1,
根据图象与纵轴的交点得电动势E=1.47mA×1000Ω=1.47V
由图可知当电流为0.45A时,电压为1.1V,则由闭合电路欧姆定律可知:
r==0.82Ω;
考查方向
解题思路
根据欧姆定律和串联的知识求出I1和电源两端电压U的关系,根据图象与纵轴的交点求出电动势,由与横轴的交点可得出路端电压为某一值时电流,则可求得内阻.
易错点
对图象交点的意义不理解。
如图所示,MN、PQ两平行光滑水平导轨分别与半径r=0.5m的相同竖直半圆导轨在N、Q端平滑连接,M、P端连接定值电阻R,质量M=2kg的cd绝缘杆垂直静止在水平导轨上,在其右侧至N、Q端的区域内充满竖直向上的匀强磁场.现有质量m=1kg的ab金属杆以初速度v0=12m/s水平向右与cd绝缘杆发生正碰后,进入磁场并最终未滑出,cd绝缘杆则恰好能通过半圆导轨最高点,不计其它电阻和摩擦,ab金属杆始终与导轨垂直且接触良好,取g=10m/s2,求:
14.cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时的速度大小v;
15.电阻R产生的焦耳热Q.
正确答案
cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时的速度大小v是m/s;
解析
cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时,由牛顿第二定律有:Mg=M
解得:v==m/s
考查方向
解题思路
cd杆恰好通过半圆轨道的最高点,在最高点,重力提供向心力,由牛顿第二定律可以求出速度。
易错点
不知道竖直方向的圆周运动临界条件。
正确答案
电阻R产生的焦耳热Q是2J.
解析
碰撞后cd绝缘杆滑至最高点的过程中,由动能定理有:
﹣Mg•2r=
解得碰撞后cd绝缘杆的速度:v2=5m/s
两杆碰撞过程,动量守恒,取向右为正方向,则有:mv0=mv1+Mv2
解得碰撞后ab金属杆的速度:v1=2m/s
ab金属杆进入磁场后,由能量守恒定律有: =Q
解得:Q=2J
考查方向
解题思路
两杆碰撞过程动量守恒,由动量守恒定律求出碰撞后ab杆的速度,然后由能量守恒定律可以求出电阻产生的焦耳热.
易错点
读不懂题目,不能分析导体棒的运动,没有解题思路。。
轻质弹簧原长为2l,将弹簧竖直放置在地面上,在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放,当弹簧被压缩到最短时,弹簧长度为l.现将该弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与物块P接触但不连接.AB是长度为5l的水平轨道,B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切,半圆的直径BD竖直,如图所示.物块P与AB间的动摩擦因数μ=0.5.用外力推动物块P,将弹簧压缩至长度l,然后释放,P开始沿轨道运动,重力加速度大小为g.
16.若P的质量为m,求P到达B点时速度的大小,以及它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点间的距离;
17.若P能滑上圆轨道,且仍能沿圆轨道滑下,求P的质量的取值范围.
正确答案
P到达B点时速度的大小是,它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点间的距离是2l.
解析
将弹簧竖直放置在地面上,物体下落压缩弹簧时,由系统的机械能守恒得
Ep=5mgl
如图,根据能量守恒定律得
Ep=μmg•4l+
联立解得 vB=
物体P从B到D的过程,由机械能守恒定律得
mg•2l+=
解得 vD=>
所以物体P能到达D点,且物体P离开D点后做平抛运动,则有
2l=
x=vDt
解得 x=2l
即落地点与B点间的距离为2l.
考查方向
解题思路
先研究弹簧竖直的情况,根据系统的机械能守恒求出弹簧最大的弹性势能.弹簧如图放置时,由于弹簧的压缩量等于竖直放置时的压缩量,两种情况弹簧的弹性势能相等.由能量守恒定律求出物体P滑到B点时的速度,由机械能守恒定律求出物体P到达D点的速度.物体P离开D点后做平抛运动,由平抛运动的规律求水平距离.
易错点
不能正确地分析小球能量的变化。
正确答案
P的质量的取值范围为: m≤mP<m.
解析
P刚好过B点,有:Ep=μm1g•4l,解得 m1=m
P最多到C而不脱轨,则有 Ep=μm2g•4l+m2gl,解得 m2=m
所以满足条件的P的质量的取值范围为: m≤mP<m.
考查方向
解题思路
P能滑上圆轨道,且仍能沿圆轨道滑下,能上升的最高点为C,根据能量守恒定律列式和临界条件求解.
易错点
不知道竖直方向的圆周运动临界条件。。
如图,有一玻璃圆柱体,横截面半径为R=10cm,长为L=100cm.一点光源在玻璃圆柱体中心轴线上的A点,与玻璃圆柱体左端面距离d=4cm,点光源向各个方向发射单色光,其中射向玻璃圆柱体从左端面中央半径为r=8cm圆面内射入的光线恰好不会从柱体侧面射出.光速为c=3×108m/s;求:
22.玻璃对该单色光的折射率;
23.该单色光通过玻璃圆柱体的最长时间.
正确答案
玻璃对该单色光的折射率是;
解析
由题意可知,光线AB从圆柱体左端面射入,其折射光BD射到柱面D点恰好发生全反射.
设光线在B点的入射角为i.
则sini==
由折射定律得:
n=
sinC=
根据几何知识得:sinθ=cosC=
得:n=
考查方向
解题思路
光线AB从圆柱体左端面射入,其折射光BD射到柱面D点恰好发生全反射,入射角等于临界角C,由几何关系求出临界角C,再由公式sinC=求玻璃对该单色光的折射率;
易错点
不能正确作出光路图。
正确答案
该单色光通过玻璃圆柱体的最长时间是6×10﹣9s.
解析
解: 折射光BD在玻璃柱体内传播路程最长,因而传播时间最长.最长的路程为:
S==nL
光在玻璃中传播的速度为:v=
则该单色光通过玻璃圆柱体的最长时间为:
t===6×10﹣9s
解题思路
折射光BD在玻璃柱体内传播路程最长,因而传播时间最长.由几何知识求出该单色光通过玻璃圆柱体的最长路程,由求光在玻璃中传播的速度,再求最长时间.
易错点
不能正确作出光路图。
【物理--选修3-3】
18.一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其p﹣T图象如图所示,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:由图示图象可知,bc过程气体发生等温变化,气体内能不变,压强减小,由玻意耳定律可知,体积增大,气体对外做功,由热力学第一定律△U=Q+W可知,气体吸热,故A错误;由图示可知,ab过程,气体压强与热力学温度成正比,则气体发生等容变化,气体体积不变,外界对气体不做功,气体温度升高,内能增大,由热力学第一定律可知,气体吸收热量,故B正确;由图象可知,ca过程气体压强不变,温度降低,由盖吕萨克定律可知,其体积减小,外界对气体做功,W>0,气体温度降低,内能减少,△U<0,由热力学第一定律可知,气体要放出热量,过程ca中外界对气体所做的功小于气体所放热量,故C错误;由图象可知,a、b和c三个状态中a状态温度最低,分子平均动能最小,故D正确;由图象可知,bc过程气体发生等温变化,气体内能不变,压强减小,由玻意耳定律可知,体积增大,b、c状态气体的分子数密度不同,b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同,故E正确;故选:BDE.
考查方向
解题思路
由图示图象判断气体的状态变化过程,应用气态方程判断气体体积如何变化,然后应用热力学第一定律答题.
易错点
对这部分内容掌握的不够熟练。
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),距气缸底部h0处连接一U形管(管内气体的体积忽略不计).初始时,封闭气体温度为T0,活塞距离气缸底部为1.5h0,两边水银柱存在高度差.已知水银的密度为ρ,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:
19.初始时,水银柱两液面高度差多大?
20.缓慢降低气缸内封闭气体的温度,当U形管两水银面相平时封闭气体的温度是多少?
正确答案
初始时,水银柱两液面高度差是;
解析
被封闭气体压强:p=p0+=p0+ρgh,
初始时,液面高度差为:h=;
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
对两端气体的压强间以及其与大气压强的关系不能正确找到.。
正确答案
缓慢降低气缸内封闭气体的温度,当U形管两水银面相平时封闭气体的温度是.
解析
降低温度直至液面相平的过程中,气体先等压变化,后等容变化.
初状态:p1=p0+,V1=1.5h0 s,T1=T02分
末状态:p2=p0,V2=1.2h0 s,T2=?
根据理想气体状态方程得: =,
解得:T2=;
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
对两端气体的压强间以及其与大气压强的关系不能正确找到。
[物理--选修3-4]
21.下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:军队士兵过桥时使用便步,防止行走的频率与桥的频率相同,桥发生共振现象,故A正确.机械波在介质中的传播速度由介质决定,与波的频率无关,电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关,故B错误.加偏振片的作用是减弱反射光的强度,从而增大透射光的强度;故C正确;根据尺缩效应,沿物体运动的方向上的长度将变短,火车以接近光束通过站台时,车上乘客观察到站在站台上旅客变瘦,而不是变矮;故D错误;麦克斯韦预言了电磁波的存在,而赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在,故E正确;故选:ACE.
考查方向
解题思路
当策动频率与固有频率相同时,出现共振现象;电磁波在真空中也能传播.机械波在介质中的传播速度由介质决定;根据尺缩效应解释乘客是否变矮;偏振原理利用光的干涉现象,来减弱反射光的强度;麦克斯韦预言了电磁波的存在,而赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在,从而即可求解.
易错点
对这部分内容掌握的不够熟练。