2015年高考真题 物理 (江苏卷)
精品
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单选题 本大题共5小题,每小题3分,共15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。
1
题型: 单选题
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分值: 3分

1.一电器中的变压器可视为理想变压器,它将220V交变电流为110V.已知变压器原线圈匝数为800,则副线圈匝数为

A200

B400

C1600

D3200

正确答案

B

解析

理想变压器没有能量损失,电压与匝数成正比,得副线圈匝数是原线圈匝数的一半

考查方向

理想变压器需要掌握“两个比例关系”, “三个制约关系”,难度不大

解题思路

理想变压器没有能量损失,即输入功率等于输出功率,需要掌握“两个比例关系”,即电压与匝数成正比,电流与匝数成反比

易错点

比例中的意义对应关系

知识点

变压器的构造和原理
1
题型: 单选题
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分值: 3分

2.静电现象在自然界中普遍存在,我国早在西汉末年已有对静电现象记载.《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸”之说,但下列不属于静电现象的是

A梳过头发的塑料梳子吸起纸屑

B带电小球移至不带电金属球附近,两者相互吸引

C小线圈接近通电电线过程中,小线圈中产生电流

D从干燥的地毯上走过,手碰到金属把手时有被电击的感觉

正确答案

C

解析

小线圈接近通电电线过程中,小线圈中产生电流,属于电磁感应现象

考查方向

静电现象与电磁感应

解题思路

把握电磁感应与静电的特征

易错点

分清两种物理现象

知识点

电荷及其守恒定律
1
题型: 单选题
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分值: 3分

4.如图所示,天平测量匀强磁场的磁感应.下列各选项所示的载流线圈匝数相同,边长MN相等,将它们分别挂在天平的右臂下方.线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状态.若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是

A

B

C

D

正确答案

A

解析

,对导线框受力分析得其重力与安培力(F=BIL)平衡,由欧姆定律得电动势E=I*R,由于电流相同,A选项的线圈长度最长,故它的电阻最大,要求产生的电动势最大。由法拉第电磁感应定律得感应电动势En,则EnS,S最大的导线框受影响最大

考查方向

法拉第电磁感应定律,受力分析,难度较大

解题思路

受力分析得出安培力的制约关系

易错点

E与什么有关

知识点

通电直导线在磁场中受到的力
1
题型: 单选题
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分值: 3分

3.过去几千年来,人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内,行星“52 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕.“52 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动,周期约为4天,轨道半径约为地球绕太阳运动半径的.该中心恒星与太阳系的质量之比约为

A

B1

C5

D10

正确答案

B

解析

由万有引力等于向心力,即Gmr,得出中心天体质量M=;将比例带入上式得:该中心恒星与太阳系的质量之比约为1

考查方向

万有引力定律及天体质量的求解

解题思路

由万有引力与向心力的关系解出中心天体的质量表达式

易错点

表达式中各个物理量的意义

知识点

万有引力定律及其应用
1
题型: 单选题
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分值: 3分

5.如图所示,某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8 m设计有一个关卡,各关卡同步放行和关闭.放行和关闭的时间分别为5s和2s.关卡刚放行时,一同学立即在关卡1处以加速度2m/s2由静止加速到2m/s,然后匀速向前,则最先挡住他前进的关卡是

A关卡2

B关卡3

C关卡4

D关卡5

正确答案

C

解析

0-2m/s内,需要历时t=v/a=1s,走过位移x1=v/2*t=1m,放行的5s内,匀速部分的时间是4秒,位移为2*4=8m,即放行的5s内,共走位移为x=9m顺利冲过关卡2,关卡2关闭的2s内该同学走4m,9+4=13未到关卡3,接下来开放5s内走10m,目前共走10+13=23m,继续行驶1m历时0.5秒 正好是关卡4关闭的时间内,故最先挡住他前进的关卡是关卡4

考查方向

运动学与空间位置的考查,难度适中

解题思路

由关卡开放和关闭时间计算空间关系

易错点

到各个关卡的时间

知识点

匀变速直线运动规律的综合运用
多选题 本大题共4小题,每小题4分,共16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4分,选对但不全得2分,有选错的得0分。
1
题型: 多选题
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分值: 4分

6.一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示,以竖直向上为a的正方向,则人对地板的压力

At = 2s时最大

Bt = 2s时最小

Ct = 8.5s时最大

Dt = 8.5s时最小

正确答案

A,D

解析

加速度向上时,是超重,由牛顿第二定律得F-mg=ma得F=mg+ma,同理加速度向下是失重,有mg-F=ma,F=mg-ma得AD正确

考查方向

超重、失重、牛顿第二定律,难度不大

解题思路

超重、失重原理列方程求解

易错点

方程的列法

知识点

牛顿运动定律的综合应用
1
题型: 多选题
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分值: 4分

7.一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场,电场方向水平向左.不计空气阻力,则小球

A做直线运动

B做曲线运动

C速率先减小后增大

D速度选增大后减小

正确答案

B,C

解析

带点小球需要考虑重力,正电荷与场强方向得电场力水平向左,两种力的合力方向大概向左下方,由曲线运动的条件得小球做曲线运动,而且刚开始合力与速度方向的夹角大于90,故减速,后期夹角小于90,故加速

考查方向

复合场、功,难度适中        

解题思路

复合场分析小球受力、运动情况,做功情况分析加减速

易错点

速度的变化

知识点

带电粒子在匀强电场中的运动
1
题型: 多选题
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分值: 4分

9.如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长.圆环从A处由静止开始下滑,经过B处的速度最大,到达C处的速度为零,AC = h.圆环在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A.弹簧始终在弹性范围内,重力加速度为g.则圆环

A下滑过程中,加速度一直减小

B下滑过程中,克服摩擦力做的功为mv2

CC处,弹簧的弹性势能为mv2mgh

D上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度

正确答案

B,D

解析

由动力学原理得小球在B处的速度最大,加速度为零,故A错误;下滑与上升过程分别利用动能定理得:mgh-Wf-W=0,W- Wf- mgh=0-mv2

联立上式解得B正确,C错误;C-B过程加速度的平均值相同,位移相同。利用逆向思维得二者均为变加速直线运动,由于上升过程的初速度大,故上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度。

考查方向

动力学、匀变速直线运动的规律考查,难度较大

解题思路

动力学分析物体的运动形式,C-B过程加速度的平均值相同,位移相同。利用逆向思维得二者均为变加速直线运动,即可解决

易错点

上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度。

知识点

牛顿第二定律功能关系
1
题型: 多选题
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分值: 4分

8.两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示.c是两负电荷连线的中点,d在正电荷的正上方,cd到正电荷的距离相等,则

Aa点的电场强度比b点的大

Ba点的电势比b点的高

Cc点的电场强度比d点的大

Dc点的电势比d点的低

正确答案

A,C,D

解析

电场线:假想线,直观形象地描述电场中各点场强的强弱及方向,曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向,曲线的疏密程度表示电场的强弱.

沿着电场线方向,电势越来越低;电场线与等势线互相垂直判断电势与场强

考查方向

电荷的电势、场强判断,难度适中

解题思路

由上面的结论结合电场线的规律分析判断

易错点

不在一条电场线上的电势判断

知识点

电场强度及其叠加电场线电势能和电势
简答题(综合题) 本大题共89分。简答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
1
题型:简答题
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分值: 8分

小明用如图10 – 1图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻.

10.题 10 – 1图中电流表的示数为 ______ A.

11.调节滑动变阻器,电压表和电流的示数记录如下:

请根据表中数据,在答题卡的方格纸上作出UI图线.

由图线求得:电动势E = __________V;内阻r = __________Ω.

12.实验时,小明进行了多闪测量,花费了较长时间,测量期间一直保持电路闭合.其实,从实验误差考虑,这样的操作不妥,因为 __________________________.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

0.44

解析

电流表的读数关键是分析需要估读到下一位吗?首先分析精确度为0.1s,故需要估读到下一位

考查方向

仪表读数,难度较易

解题思路

观察电流表的量程与精确度

易错点

读数是否需要估读到下一位

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

UI图线见右图)  1.60(1.58 – 1.62都算对)  1.2(1.18 – 1.26都算对)

解析

由电源的“u-I”图像得纵轴截距为电动势,直线斜率为内阻

考查方向

电学图像计算电动势与内阻的考查,难度适中

解题思路

将闭合电路欧姆定律变形为U-I函数关系,数形结合分析

易错点

直线斜率计算的时候,纵轴长度注意不是从零开始计算

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差变大.

解析

从小明进行了多闪测量,花费了较长时间已经导致电池发生较大变化了,故电源的电动势与内阻已经变化了

考查方向

误差分析,难度不大

解题思路

误差分析电源电动势与内阻

易错点

误差分析

1
题型:简答题
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分值: 10分

某同学探究小磁铁在铜管中下落地爱以电磁阻尼作用的运动规律.实验装置如题11 – 1图所示,打点计时器的电源为50Hz的交流电.

13.下列实验操作中,不正确的有 ______________

A将铜管竖直固定在限位子孔的正下方

B纸带穿过限位孔,压在复写纸下面

C用手捏紧磁铁保持静止,然后轻轻地松开磁铁下落

D在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源

14.该同学按正确的步骤进行实验(记录“实验①”),将磁铁从管口处释放,打出一条纸带,取开始下落的一段,确定一合适的点为O点,每隔一个计时点的相邻两计时点到O点的距离,标为1,2,…,8.用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离,记录在纸上,如题 11 – 2图所示.

计算相邻计时点间的平均速度,粗略地表示各计数点的速度,抄入下表.请将表中的数据补充完整.

15.分析上表的实验数据可知:在这段时纸带记录的时间内,磁铁运动速度的变化情况是 ____________________;磁铁受到阻尼作用的变化情况是 _____________.

16.该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管,重复上述实验操作(记为“实验②”),结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同.请问实验②是为了说明什么?对比实验①和②的结果可得出什么结论?

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

C,D

解析

用其他物体固定磁铁保持静止,然后让磁铁从静止下落,先接通打点计时器的电源再让磁铁下落

考查方向

力学实验的实验步骤考查,难度不大

解题思路

从磁铁静止开始运动到打点计时器的使用流程考虑

易错点

打点计时器的使用流程

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

39.0

解析

中间时刻的瞬时速度:v=带入数据计算即可

考查方向

运动学的基本规律和推论

解题思路

纸带数据处理往往是匀变速直线运动规律应用的考查

易错点

中间时刻速度的计算

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

逐渐增大到39.8cm/s   逐渐增大到等于重力

解析

磁铁匀速运动的时候,相邻两个计数点的距离相同,说明此时受力平衡

考查方向

动力学问题的考查,难度不大

解题思路

从纸带距离变化特征分析受力情况

易错点

纸带距离变化分析出磁铁的受力情况

第(4)小题正确答案及相关解析

正确答案

为了说明磁铁在塑料管中几乎不受电磁阻尼作用.磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用

解析

塑料管是绝缘体,内部几乎没有自由电子,故几乎无感应电流,所以磁铁在塑料管中几乎不受电磁阻尼作用;而磁铁在铜管中下落时,铜管中会产生感应电流,进而产生电磁阻尼

考查方向

电磁阻尼的考查,难度适中

解题思路

从绝缘体和导体的角度分析电磁阻尼

易错点

磁铁所受的电磁阻尼

1
题型:简答题
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分值: 24分

【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答.若多做,则按A、B两小题评分.

[选修3 – 3](请回答17-19题)

[选修3 – 4](请回答20-22题)

[选修3 – 5](请回答23-25题)

17.对下列几种固体物质的认识,正确的有 ________

A食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体

B烧热的针尖接触涂有蜂蜡的薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡是晶体

C天然石英表现为各向异性,是由于该物质的微粒在空间的排列不规则

D石墨和金刚石的物理性质不同,是由于该物质组成它们的物质微粒排列结构不同

18.在装有食品的包装袋中充入氮气,可以起到保持作用.某厂家为检测包装袋的密封性,在包装中充满一定量的氮气,然后密封进行加压测试.测试时,对包装袋缓慢施加压力.将袋内的氮气视为理想气体,则加压测试过程中,包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力_______(选填“增大”、“减小”或“不变”),包装袋内氮气的内能_________(选填“增大”、“减小”或“不变”).

19.给某包装袋充入氮后密封,在室温下,袋中气体压强为1个标准大气压、体积为 1L.将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时,气体的体积变为0.45L.请通过计算判断该包装袋是否漏气.

20.一渔船向鱼群发出超声波,若鱼群正向渔船靠近,则该鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比 ________

A波速变大

B波速不变

C频率变高

D频率不变

21.用2×106Hz的超声波检查胆结石,该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s,则该超声波在结石中的波长是胆汁中的 _______倍.用超声波检查胆结石是因为超声波的波长较短,遇到结石时 ________(选填“容易”或“不容易”)发生衍射.

22.人造树脂是常用的眼镜镜片材料.如图所示,光线射一人造树脂立方体上,经折射后,射在桌面上的P点.已知光线的入射角为30°,OA = 5cm,AB = 20c——BP = 12cm,求该人造树脂的折射率n

23.波粒二象性是微观世界的基本特征,以下说法正确的有 __________

A光电效应现象揭示了光的粒子性

B热中了束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性

C黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释

D动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等

24.核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电.U是核电站常用的核燃料.U受一个中子轰击后裂变成Ba和Kr两部分,并产生 __________个中子.要使链式反应发生,裂变物质的体积要___________(选填“大于”或“小于”)临界体积.

25.取质子的质量mp = 1.6726×10 – 27kg,中子的质量mn = 1.6749×10 – 27kg,α粒子的质量mα = 6.6467×10 – 27kg,光速c = 3.0×108m/s.请计算α粒子的结合能.(计算结果保留两位有效数字)

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

C,D

解析

晶体是有明确衍射图案的固体,其原子分子在空间按一定规律周期重复地排列,食盐是晶体。只是与前面的条件没有构成必然关系

蜂蜡是非晶体

考查方向

晶体与非晶体的考查,难度不大

解题思路

晶体与非晶体的认识

易错点

晶体与非晶体的区别

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

(2)增大   不变

解析

加压测试过程中,气体的压强变大,故包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力变大,由热力学第一定律得包装袋内氮气的内能不变

考查方向

热力学第一定律的考查

解题思路

加压测试时,由热力学第一定律分析

易错点

氮气的内能不变

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

若不漏气,设加压后的体积为V1,由等温过程得p0V0 = p1V1

代入数据解得V1 = 0.5L

因为0.45L < 0.5L,故包装袋漏气.

解析

由等温过程得p0V0 = p1V1

代入数据解得V1 = 0.5L,对比0.45分析

考查方向

等温变化时的气体处理,难度不大

解题思路

在室温下,说明气体是等温过程,即PV一定。求解应该得到的气体体积对比实际气体体积分析

易错点

不变量

第(4)小题正确答案及相关解析

正确答案

B,C

解析

波在水中的传播速度不变,但是反射后相对距离靠近,故频率变高

考查方向

波速与频率的考查,难度不大

解题思路

波速与频率的决定因素

易错点

频率变高

第(5)小题正确答案及相关解析

正确答案

(2)1.5  不容易

解析

波长=波速/频率计算倍率,由于超声波的波长较短,不容易跨过结石,故不容易发生衍射

考查方向

波长、波速、频率关系、衍射,难度不大

解题思路

波长、波速、频率关系、衍射定义分析

易错点

超声波不容易发生衍射

第(6)小题正确答案及相关解析

正确答案

(3)设折射角为γ,则折射定律sin30° = nsinγ

由几何关系可知sinγ =  ,且OP =

代入数据解得n = (或n ≈ 1.5)

解析

由折射定律sin30° = nsinγ和几何关系分析计算

考查方向

折射定律、几何关系,难度不大

解题思路

折射定律、几何关系

易错点

折射角

第(7)小题正确答案及相关解析

正确答案

A,B

解析

黑体辐射的实验规律是证明光的粒子性的基本实验!因为它不能用光的波动性解释,在解释这个实验的过程中发现了光的粒子性

德布罗意波长λ=h/P,质子和电子的质量不同,故动量不同,德布罗意波长λ不同

考查方向

光电效应、黑体辐射、德布罗意波长,本题属于多而杂的类型,注意平时多加总结,难度不大

解题思路

光电效应、黑体辐射、德布罗意波长

易错点

原理物理的实验现象分析

第(8)小题正确答案及相关解析

正确答案

(2)3  大于

解析

写出衰变方程:U+3n=Ba+Kr,裂变物质的体积要大于临界体积.

考查方向

衰变方程的书写,难度不大

解题思路

由方程两边两个守恒分析即可

易错点

中子个数

第(9)小题正确答案及相关解析

正确答案

(3)组成α粒子的核子与α粒子的质量差Δm = (2mp + 2mn) - mα

结合能ΔE =Δmc2

代入数据得ΔE = 4.3×10 – 12J

解析

同理写出核反应方程,有质能亏损计算释放能量

考查方向

核反应方程与质能亏损,难度适中

解题思路

核反应方程与质能亏损计算

易错点

结合能的计算

1
题型:简答题
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分值: 16分

一台质谱仪的工作原理如图所示,电荷量均为+q、质量不同的离子飘入电压为U0的加速电场,其初速度几乎为零.这些离子经加速后通过狭缝O沿与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B匀强磁场最后打在底片上.已知放置底的区域MN = L,且OM = L.某次测量发出MN中左侧区域MQ损坏,检测不到离子,但右侧区域QN仍能正常检测到离子.在适当调节加速电压后,原本打在MQ的离子即可打在QN检测到.

32.求原本打在MN中点P的离子质量m

33.为使原本打在P的离子能打在QN区域,求加速电压U的调节范围;

34.为了在QN区域将原本打在MQ区域的所有离子检测完整,求需要调节U的最少次数(取lg2 = 0.301,lg3 = 0.477,lg5 = 0.699)

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

离子在电场中加速qU0=1/2mV2,在磁场中做匀速圆周运动由qVB=mV2/r解得r=1/B√2mU0/q代入r=3/4L,解得m=9qB2L2/32U0

解析

离子在电场中加速,有动能定理和洛伦兹力提供向心力列方程求解

考查方向

动能定理和洛伦兹力提供向心力,难度适中

解题思路

电场力做功与磁偏转特点求解

易错点

几何关系求解r

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

由(1)知U=16U0r2/9L2,离子打在Q 点r=5/6L,U=100U0/81,离子打在N点r =L, U=16U0/9,则电压的范围为100U0/81 ≤U≤16U0/9

解析

分析离子打在不同的位置对应的电压不同

考查方向

数学推理、代入法,难度较大

解题思路

将r带入U=16U0r2/9L2析求解

易错点

计算

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

由(1)可知,rα√U,由题意知,第1 次调节电压到U1,使原本Q 点的离子打在N 点L/5/6L=√U1/U0  此时,原本半径为r1的打在Q1

的离子打在Q 上5/6L/r1=√U1/U0 解得r=(5/6)2L,第2 次调节电压到U2,原本打在Q1的离子打在N 点,

原本半径为r2的打在Q2的离子打在Q 上,则L/r1=√U2/U0  , 5/6L/r1=√U2/U0解得r2=(5/6)3L,同理,第n 次调节电压,有rn=(5/6)n+1L

检测完整,有rn L/2,  解得n≥lg2/lg(6/5)2-1≈2.8,最少次数为3次

解析

由rα√U,得出打在不同点时r与L的函数关系,进而推出第n次时的表达式

考查方向

数学能力的考查,综合分析问题的能力,难度较大

解题思路

有L与U的关系推导出r与L的关系,分析求解

易错点

第n次的表达式

1
题型:简答题
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分值: 15分

做磁共振(MRI)检查时,对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流.某同学为了估算该感应电流对骨肉组织的影响,将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈,线圈的半径r = 5.0cm,线圈导线的截面积A = 0.80cm2,电阻率ρ = 1.5Ω•m.如图所示,匀强磁场方向与线圈平面垂直,若磁感应B在0.3s内从1.5T均匀地减为零.求:(计算保留一位有效数字)

26.该圈肌肉组织的电阻R

27.该圈肌肉组织中的感应电动势E

28.0.3s内该圈肌肉组织中产生的热量Q

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

(1)由电阻定律得R = ρ 代入数据得R = 6×103Ω

解析

电阻定律公式为R=ρL/S ,代入数据得R = 6×103Ω

考查方向

电阻定律,难度较易

解题思路

将各个物理量带入电阻定律公式

易错点

各个物理量与符号的对应关系

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

(2)感应电动势E =  代入数据得E = 4×10–2V

解析

(1)法拉第电磁感应定律:En,常用于计算平均电动势.若S变,而B不变,则EnB.代入数据得E = 4×10–2V

考查方向

法拉第电磁感应定律,难度不大

解题思路

S变,而B不变的感应电动势

易错点

公式选取

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

由焦耳定律得Q = 代入数据得Q = 8×10– 8J

解析

焦耳定律得Q=I2Rt= 8×10– 8J

考查方向

焦耳定律的考查,难度容易

解题思路

焦耳定律

易错点

计算

1
题型:简答题
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分值: 16分

一转动装置如图所示,四根轻杆OAOCABCB与两小球及一小环通过铰链连接,轻杆长均为l,不堪和环的质量均为mO端固定在竖直轻质转轴上.套在轴上的轻质弹簧连接在O与小环之间,原长为L.装置静止时,弹簧长为L.转动该装置并缓慢增大转速,小球缓慢上升.弹簧始终在弹性范围内,忽略一切摩擦和空气阻力,重力加速度为g.求:

29.弹簧的劲度系数k

30.AB杆中弹力为零时,装置转动的角速度ω0

31.弹簧长度从L缓慢缩短为L的过程中,外界对转动装置所做的功W

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

装置静止时,设OA、AB 杆中的弹力分别为F1、T1,OA 杆与转轴的夹角为θ1.  小环受弹簧的弹力F弹1=k·L/2,

小环受力平衡F弹1=mg+2T1cosθ1,

小球受力平衡F1cosθ1+T1cosθ1=mg;

F1sinθ1=T1sinθ1解得k = 4mg /L

解析

分别对两个平衡物体小环和小球进行受力分析,列方程求解

考查方向

受力分析、力的分解、力的平衡,难度适中

解题思路

受力分析、力的分解、力的平衡

易错点

力的分解

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

设OA、AB 杆中的弹力分别为F2、T2,OA 杆与转轴的夹角为θ2,弹簧长度为x. 小环受到弹簧的弹力F弹2=k(x-L)

小环受力平衡F弹2=mg得x = 5/4L

对小球F2cosθ2=mg;

F2sinθ2=mω02 lsinθ2且cosθ2= x/2l

解得ω0=√8g/5L

解析

弹力为零时,分析弹簧的弹力F弹2=k(x-L) ,对小球、小环受力平衡列方程求解

考查方向

受力分析、力的平衡,难度适中

解题思路

弹力为零时,意味着新的平衡出现了

易错点

此时的弹簧弹力

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

弹簧长度为 L/2 时,设OA、AB 杆中的弹力分别为F3、T3,OA 杆与弹簧的夹角为θ3. 小环受到弹簧的弹力F弹3= 1/2kL

小环受力平衡2T3cosθ3=mg+F弹3且cosθ3=  L/4i,

对小球F3cosθ3=T3cosθ3+mg;F3sinθ3+T3sinθ3=mω32lsinθ3

解得ω3= √16g/L

整个过程弹簧弹性势能变化零,则弹力做的功为零,由动能定理W-mg(3L/2-L/2)-2mg(3L/4-L/4)=2*1/2m(ω3lsinθ3)2解得W=mgL=16mgl2/L

解析

弹簧长度从L缓慢缩短为L的过程中,同理对小球与小环受力平衡接触角速度,对转动装置由动能定理得外界对转动装置所做的功外界对转动装置所做的功W=mgL=16mgl2/L

考查方向

力的平衡、动能定理,难度较大

解题思路

先计算角速度,再由动能定理计算功

易错点

功的计算

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