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14.在平直公路上行驶的a车和b车,其位移-时间图象分别为图中直线a和曲线b,由图可知
正确答案
解析
A、b图线切线切线先为负值,然后为正值,知b的运动方向发生变化.故A错误.
B、在t1时刻,两车的位移相等,速度不同.故B错误.
C、t1到t3时间内,两车的位移相同,时间相同,则平均速度相同.故C正确.
D、t1到t2时间内,b图线的切线斜率始终为负,与a的速度方向相反,则两车的速度不可能相同.故D错误.
考查方向
解题思路
位移时间图线反映位移随时间的变化规律,图线切线的斜率表示瞬时速度,结合斜率的变化得出速度如何变化.根据位移和时间比较平均速度的大小.
15.2016年2月11日,美国科学家宣布探测到引力波的存在,引力波的发现将为人类探索宇宙提供新视角,这是一个划时代的发现。在如图所示的双星系统中,A、B两个恒星靠着相互之间的引力正在做匀速圆周运动,构成双星系统,已知恒星A的质量为太阳质量的29倍,恒星B的质量为太阳质量的36倍,两星之间的距离L=2×105m,太阳质量M=2×1030Kg,万有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2。若两星在环绕过程中会辐射出引力波,该引力波的频率与两星做圆周运动的频率具有相同的数量级,则根据题目所给信息估算该引力波频率的数量级是
正确答案
解析
A、B的周期相同,角速度相等,靠相互的引力提供向心力,
有:,①
,②
有MArA=MBrB,rA+rB=L,
解得,
由①得,T=,
则f===≈1.6×102Hz.故选B
考查方向
解题思路
A、B的周期相等,角速度相等,结合向心力相等求出A、B的轨道半径关系,从而得出A的轨道半径,结合万有引力提供向心力得出周期的表达式,从而得出频率的表达式,代入数据求出频率的数量级
17.如图所示,不计重力的轻杆能以点为圆心在竖直平面内自由转动,端用轻绳挂一重物.在力的作用下,当杆和竖直方向的夹角缓慢增大时,力的大小应
正确答案
解析
以P点为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件得:N和F的合力与重力G大小相等、方向相反,作出力的合成图如图,由三角形相似法得: F/AP=G/AO
当杆OP和竖直方向的夹角α(0<α<π)缓慢增大时,AP增大,而G、AO不变,得到F逐渐增大.故选B
考查方向
解题思路
以P点为研究对象,分析受力情况,运用三角形相似法,得到力F与重力的关系,再分析F的变化情况.
18.静电喷涂时,喷枪喷出的涂料微料带电,在带正电被喷工件的静电作用下,向被喷工件运动,最后吸附在其表面。在涂料微粒向工件靠近的过程中
正确答案
解析
A、由题目图知,工件带正电,则在涂料微粒向工件靠近的过程中,涂料微粒带负电.故A错误.
B、离工件越近,根据库仑定律得知,涂料微粒所受库仑力越大.故B错误.
C、D涂料微粒所受的电场力方向向左,其位移方向大体向左,则电场力对涂料微粒做正功,其电势能减小.故C错误,D正确.
故选:D.
考查方向
解题思路
在涂料微粒向工件靠近的过程中,工件带正电,涂料微粒带负电;根据库仑定律分析库仑力的变化;电场力做正功,涂料微粒的电势能减小.
19. 利用传感器和计算机可以测量快速变化的力的瞬时值,如图所示是用这种方法获得的弹性细绳中拉力F随时间t变化的图线.实验时,把小球举到悬点O处,然后放手让小球自然落下,由图线所提供的信息可以判断
正确答案
解析
A、从图可知从悬点释放到绳子张紧历时t1,即绳子的自然长度l=1/2gt12,故A错误; B、t2时刻张力最大,小球运动到了最低点,速度为零时,故B错误; C、t1时刻绳子才开始张紧,不是最低点,故C错误; D、小球的速度最大出现在张力与重力相等的位置,此后开始减速运动,绳子张力继续增大,当速度减为零时,张力最大,所以t1时刻到t2时刻小球的速度先增大后减小,故D正确.故选D
考查方向
解题思路
小球刚释放时做自由落体运动,当下落的高度等于绳子原长时,绳子开始张紧,即绳子开始对小球有力的作用,刚开始重力大于绳子拉力,小球向下做加速运动,当绳子拉力等于重力时,速度达到最大值,小球将继续做匀减速直线运动,当绳子张力达到最大值时,小球速度为零,分别对4个选项进行分析即可求解.
16.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为,是原线圈的中心抽头,电压表和电流表均为理想电表,除以外其余电阻不计。从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压,其瞬时值表达式为(V)。
下列说法中正确的是
正确答案
解析
A、把t=s代入电压表达式知c、d间电压瞬时值为110V,故A错误;
B、电压表显示的是有效值,原线圈两端电压为220V,根据匝数比等于电压比知电压表的示数为22V,故B正确;
C、若将滑动变阻器触片P向上移动,负载电阻增大,电流都减小而电压不变,故C正确;
D、若将单刀双掷开关由a拨向b,则输出电压增大,输出功率增大,两电流表的示数均变大,故D错误;
故选C
考查方向
解题思路
根据变压器特点:匝数与电压成正比、与电流成反比,输入功率等于输出功率.
20、如图所示,空间有一垂直纸面的匀强磁场,一个足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板右端静止放置一个带正电的滑块,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.某时刻对滑块施加方向水平向左的恒力,木板和滑块由静止开始一起运动,则
正确答案
解析
A.滑块和木板刚开始一起向左做匀加速直线运动,当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力,当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零,此时摩擦力等于零,此后木板做匀速运动.故A错误,B正确.C.f=u(mg-Bqv),由于v不断增大,木板受到的摩擦力先不变,之后一直减小,最后到零,故C正确.D.最后木板做匀速运动,而物块继续加速最终离开木板。综上BCD正确
考查方向
解题思路
当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力,当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零,此时摩擦力等于零,此后木板做匀速运动.
21.如图所示,边长为的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为。一个边长为、粗细均匀的正方形导线框,其所在平面与磁场方向垂直,导线框的对角线与虚线框的对角线在一条直线上,导线框各边的电阻大小均为。在导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向进入磁场,到整个导线框离开磁场区域的过程中,下列说法正确的是
正确答案
解析
【解析】A、导线框进入磁场区域时磁通量增加,根据楞次定律判断得知产生逆时针方向的感应电流,故A错误.B、当线框进入和离开磁场时磁通量变化,才有感应电流产生,所以有感应电流的时间为 t==,故B正确.C、D、导线框的bd对角线有一半进入磁场时,线框有效的切割长度为:l=L,产生的感应电动势为:E=Blv=BLv,感应电流为:I==,整个导线框所受安培力大小为:F=BIl=B••L=;导线框a、c两点间的电压为:U=I•2R=,故C错误,D正确.故选:BD.
考查方向
解题思路
根据楞次定律判断感应电流的方向;当磁通量变化时,线框中将产生感应电流;确定出线框有效的切割长度,由公式E=BLv求出感应电动势,由欧姆定律求出感应电流,由F=BIL求出安培力,由串联电路的特点求解a、c间的电压.
28. [选修3-3]
下列说法正确的是 (填入正确选项前的字母,每选错一个扣2分,最低得分为0分。)
正确答案
解析
A、根据△U=W+Q可知,当一定量气体吸热时,其内能可能减小,也可能不变,也可能增大,故A正确;
B、晶体有整齐规则的几何外形,晶体有固定的熔点,在熔化过程中,温度始终保持不变,且晶体有各向异性的特点,玻璃是非晶体,故BC错误;
D、液体与大气相接触时,液体表面体现分子引力,体现表面张力,故D正确;
E、单位体积内气体的分子数多少和气体温度的高低,影响着气体的压强,即气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞
考查方向
解题思路
根据热力学第一定律,△U=W+Q可知,即可求解;玻璃是非晶体;晶体有固定的熔点,而非晶体没有;由分子间距大于平衡位置时,体现分子引力;单位体积内气体的分子数和气体温度,直接影响气体的压强,从而即可求解.
22.某实验小组利用如图甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时物体的加速度与质量之间的关系.
做实验时,将滑块从图所示的位置由静止释放,由数字计时器(图中未画出)可读出遮光条通过光电1、2的时间分别为、;用刻度尺测得两个光电门中心之间距离,用游标卡尺测得遮光条宽度.则滑块经过光电门1时的速度表达式 ;滑块加速度的表达式 (以上表达式均用已知字母表示).如图乙所示,若用20分钟的游标卡尺测量遮光条的宽度,其读数为 mm.
正确答案
;;8.15
解析
极短时间内的平均速度表示瞬时速度,则
滑块经过光电门1时的速度表达式v1=;
经过光电门2时的速度表达式v2=;
加速度为a==
游标卡尺的固定刻度读数为8mm,游标读数为0.05×3mm=0.15mm,
所以最终读数为:8mm+0.15mm=8.15mm
故答案为:;;8.15
考查方向
解题思路
知道光电门测量滑块瞬时速度的原理.
根据运动学公式求出加速度.
了解不同的测量工具的精确度和读数方法.
23.使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一个表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用表内电池的电动势,给定的器材有:待测多用电表,量程为60mA的电流表,电阻箱,导线若干。实验时,将多用电表调至挡,调好零点;电阻箱置于适当数值。完成下列填空:
(1)仪器连线如图甲所示(和是多用电表的两个表笔),若两表均正常工作,则表笔为 (填“红”或“黑”)色;
(2)若适当调节电阻箱后,图甲中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图乙(a)(b)(c)所示,则多用电表读数为 ,电流表的读数为 mA,电阻箱的读数为
(3)计算得到多用电表内电池的电动势为 V。(保留三位有效数字)
(4)将图甲中多用电表的两表笔短接,此时流过多用电表的电流为 mA;(保留三位有效数字)
正确答案
(1) 黑 ,(2) 14.0, 53.0 , 4.6 欧 , (3)1.54v,103mA
解析
(1)多用电表在使用时必须使电流从红表笔(正接线柱)流进,黑表笔(负接线柱)流出,串联的电流表也必须使电流从正接线柱流进,负接线柱流出,所以可以判断电流是从a表笔流出的为黑表笔.
(2)多用电表用×1倍率测量,读数为:14.0×1=14.0Ω
电流表的量程是60m A,所以不能在表盘上直接读数,需要改装为10,20,30,40,50,60的表盘,然后读数为:53.0 m A
电阻箱的读数为:0×100+0×10+4×1+6×0.1=4.6Ω
(3)多用电表测量电阻的原理是闭合电路的欧姆定律,多用电表内部的电路等效的直流电源(一般为电池)、电阻、表头与待测电阻串联,当表头短接时电路电流最大为表头的满偏电流Ig=,将Rg取为r+rg+R为多用电表的内阻,当待测电阻等于Rg时,这时表头半偏,表针指在欧姆表盘的中值上,所以Rg又称为中值电阻.当选择×1倍率测量时中值电阻直接在欧姆表盘上读数为15Ω.在(2)中多用电表外的电阻为多用电表的读数14.0Ω,干路电流是53.0 m A,则电源电动势是E=I(R内+R外)=0.053×(15+14)=1.537V.
则满偏电流Ig=m A.
考查方向
解题思路
当用多用电表测电阻时,电源在表内,要使电流从图中电流表正极流进,从负极流出,因此表笔a连接电源的正极,所以表笔a为黑色的.多用电表测电阻时读数是表盘示数与倍率的乘积;电流表的读数要注意量程.
如图所示,将某正粒子放射源置于原点O,其向各方向射出的粒子速度大小均为v0、质量均为m、电荷量均为q。在0≤y≤d的一、二象限范围内分布着一个匀强电场,方向与y轴正向相同,在d<y≤2d的一、二象限范围内分布着一个匀强磁场,方向垂直于xoy平面向里。粒子离开电场上边缘y=d时,能够到达的最右侧的位置为(1.5d,d)。最终恰没有粒子从y=2d的边界离开磁场。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计粒子重力以及粒子间的相互作用,求:
25.电场强度E;
26.磁感应强度B;
27.粒子在磁场中运动的最长时间。
正确答案
(1);
解析
(1)沿x轴正方向发射的粒子有x=1.5d,y=d
由类平抛运动基本规律得: 联立可得
考查方向
解题思路
(1)沿x轴正方向发射的粒子做类平抛运动,根据平抛运动基本公式列式求解E;
正确答案
(2);
解析
(2)沿x轴正方向发射的粒子射入磁场时有 联立可得
,方向与水平成53°,斜向右上方
据题意知该粒子轨迹恰与上边缘相切,则其余粒子均达不到y=2d边界
由几何关系可知
联立可得
考查方向
解题思路
(2)粒子沿x轴正方向射出的粒子进入磁场偏转的角度最大,若该粒子进入磁场不能打在ab板上,则所有粒子均不能打在ab板上.根据带电粒子在电场中类平抛运动,求出进入磁场中的偏转角度,结合几何关系得出轨道半径,从而得出磁感应强度的大小;
正确答案
(3)
解析
(3)粒子运动的最长时间对应最大的圆心角,经过(1.5d,d)恰与上边界相切的粒子轨迹对应的圆心角最大
由几何关系可知圆心角
粒子运动周期
考查方向
解题思路
(3)粒子运动的最长时间对应最大的圆心角,经过(1.5d,d)恰与上边界相切的粒子轨迹对应的圆心角最大,根据几何关系结合周期公式求解.
如右图,体积为V、内壁光滑的圆柱形导气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞;气缸内密封有温度为2.4T0、压强1.2p0的理想气体,p0与T0分别为大气的压强和温度。已知:气体内能U与温度T的关系为,为正的常量;容器内气体的所有变化过程都是缓慢的。求:
29.气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1;
30.在活塞下降过程中,气缸内气体放出的热量Q。
正确答案
(i)V1=0.5V;
解析
(1)在气体由压强P=1.2P0到P0时,V不变,温度由2.4T0变为T1,由查理定律得,得:T1=2T0,在气体温度由T1变为T0的过程中,体积由V减小到V1,气体压强不变,由着盖•吕萨克定律得,解得:V1=0.5V
考查方向
解题思路
找出初状态和末状态的物理量,由查理定律和盖•吕萨克定律求体积,根据功的公式和内能表达式求放出的热量
正确答案
(ii) Q=
解析
(2)活塞下降过程中,活塞对气体的功为W=P0(V﹣V1)
在这一过程中,气体内能的减少为△U=a(T1﹣T0)
由热力学第一定律得,气缸内气体放出的热量为Q=W+△U
得:Q=
考查方向
解题思路
找出初状态和末状态的物理量,由查理定律和盖•吕萨克定律求体积,根据功的公式和内能表达式求放出的热量
24.在娱乐节目《幸运向前冲》中,有一个关口是跑步跨栏机,它的设置是让观众通过一段平台,再冲上反向移动的跑步机皮带并通过跨栏,冲到终点。
现有一套跑步跨栏装置,平台长L1=4m,跑步机皮带长L2=32m,跑步机上方设置了一个跨栏(不随皮带移动),跨栏到平台末端的距离L3=10m,且皮带以v0=1m/s的恒定速率转动,一位挑战者在平台起点从静止开始以a1=2m/s2的加速度通过平台冲上跑步机,之后以a2=1m/s2的加速度在跑步机上往前冲,在跨栏时不慎跌倒,经过2秒爬起(假设从摔倒至爬起的过程中挑战者与皮带始终相对静止),然后又保持原来的加速度a2,在跑步机上顺利通过剩余的路程,求挑战者全程所需要的时间?
正确答案
14s
解析
匀加速通过平台: 通过平台的时间:
冲上跑步机的初速度:v1=a1t1=4m/s(1分)冲上跑步机至跨栏:
解得t2=2s
摔倒至爬起随跑步机移动距离:x=v0t=1×2m=2m(向左)
取地面为参考系,则挑战者爬起向左减速过程有:v0=a2t3 解得:t3=1s
对地位移为:(向左)
挑战者向右加速冲刺过程有: 解得:t4=7s
挑战者通过全程所需的总时间为:t总=t1+t2+t+t3+t4=14s。
考查方向
解题思路
根据匀变速直线运动的速度位移公式求出挑战者刚冲上跑步机时速度大小.根据位移时间公式求出公式求出挑战者从起动到到达跨栏所用的时间.
挑战者摔倒到爬起的过程中向左做匀速直线运动,爬起后,初速度水平向左,加速度向右,结合位移时间公式求出跑到终点的时间,结合在平台上的时间、运动到跨栏的时间、摔倒的时间,求出通过全程的时间