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14.一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波,波速为4m/s.某时刻波形如图所示,下列说法正确的是
正确答案
解析
A选项,这列波的振幅应是2cm。B选项,波动方程的横坐标是传播距离不是时间,不能看出周期。C选项,x=4m处质点的运动方向根据方向判定准则应该是y轴正方向。D选项,x=4m处质点处于平衡位置合力为0,则加速度为0。故选D。
考查方向
解题思路
认清波动曲线上的点指的是振动质点
根据波动曲线的基本性质找出振幅
根据质点方向判定准则判定方向
质点的受力分析
易错点
简谐波动和简谐振动的概念混淆
18.如图,在水平光滑桌面上,两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上,且每个小线圈都各有一半面积在金属框内,在金属框接通逆时针方向电流的瞬间
正确答案
解析
两线圈受到的力方向相反,则有相互远离的趋势,故A不对,应选B。两线圈中的感应电流都是顺时针方向,则C、D都不对
考查方向
解题思路
由右手定则判定金属框通电瞬间产生的磁感线垂直纸面向外
由楞次定律为了阻碍磁通量的变化,则左右两个线圈都会产生垂直纸面向里的磁感线
由右手定则可知左边线圈和右边线圈的电流方向都为顺时针
再由左手定则判定左边线圈在磁场里的安培力水平向左,右边线圈水平向右
易错点
混淆左右手定则,对楞次定律的理解不透彻
19.在实验操作前应该对实验进行适当的分析.研究平抛运动的实验装置示意如图.小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放,并从斜槽末端水平飞出.改变水平板的高度,就改变了小球在板上落点的位置,从而可描绘出小球的运动轨迹.某同学设想小球先后三次做平抛,将水平板依次放在如图1、2、3的位置,且1与2的间距等于2与3的间距.若三次实验中,小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3,机械能的变化量依次为ΔE1、ΔE2、ΔE3,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是
正确答案
解析
设1处到斜槽末端竖直距离是,小球从斜槽末端平抛的初速度为,1、2、3的竖直间距为。由可得从斜槽末端抛出到1、2、3的时间为、、则有、、,有,则,排除A、D答案。
小球从斜槽末端平抛的初速度一样,1、2、3的三种情况下知识重力势能和动能的相互转化,机械能是势能和动能的和,由于没有空气阻力,则有ΔE1=ΔE2=ΔE3=0,故选B。
考查方向
解题思路
分析水平位移时把平抛运动分解成水平方向上的匀速运动和竖直方向上的自由落体运动
根据竖直等间距表示出时间然后分析出水平位移
由于初动能都相等,机械能的变化转化成重力势能的改变
易错点
把竖直等间距看成是等时的
15. 在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的轴匀速转动,如图1所示.产生的感应电动势如图2所示,则
正确答案
解析
选项A,t=0.015s时感应电动势最大,由普适公式知道磁通量的变化率最大。选项B,t=0.01s时感应电动势为0,则由知道此时处于中性面。选项C,交变电流有效值有V。D选项,频率,由图二曲线知T=0.02,则f=50Hz。
考查方向
解题思路
理解磁通量变化率和感应电动势之间的关系(感应电动势最大则磁通量变化率最大)
熟悉掌握这种状态下磁通量变化率最大、最小对应的线圈状况
易错点
交变电动势的有效值公式为
16.GPS导航系统可以为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,它是由周期约为12小时的卫星群组成。则GPS导航卫星与地球同步卫星相比
正确答案
解析
选项A,由地球同步卫星周期大角速度小。选项B,由同步卫星周期大轨道距离更大。选项C,由导航卫星周期小线速度更大,故选C。D选项,由导航卫星周期小向心加速度更大。
考查方向
解题思路
明确地球同步卫星、GPS导航卫星与地球之间的位置关系。
根据万有引力提供向心力和解得角速度、半径、线速度、加速度与周期的关系公式,从而判断其随周期的变化。
易错点
不用最终得到的周期与判定物理量之间的关系,间接地判定
17.如图,质量mA>mB的两物体A、B叠放在一起,靠着竖直墙面.让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体B的受力示意图是
正确答案
解析
B 物体仅受到地球对其施加的重力作用即选A
考查方向
解题思路
注意题目中的“静止释放”和“竖直墙面”的字眼
明确A、B的加速度和初始速度相同,保持相对静止
B在对于垂直于墙面的方向上无正应力,则没有摩擦力
易错点
多分析A物体对B物体产生了力的作用
20.如图所示,xOy平面是无穷大导体的表面,该导体充满z<0的空间,z>0的空间为真空.将电荷为q的点电荷置于z轴上z=h处,则在xOy平面上会产生感应电荷.空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的.已知静电平衡时导体内部场强处处为零,则在z轴上z=h/2处的场强大小为(k为静电力常量)
正确答案
解析
在z轴上的处,合场强为0,该点场强为q和导体近端感应电荷产生的电场的场强的矢量和,电荷q在处产生的场强为:,由于导体的远端离处很远,可以忽略不计,故导体在处产生的场强近似等于近端在处产生的场强;出的场强为:,故有。根据对称性,导体近端在处产生的场强为。电荷q在处产生的场强为,则处的合场强为:。故选D
考查方向
解题思路
根据对称性,感应电荷在导体内外两侧空间产生的电场强度的大小相等,方向相反。
内部一点的电场强度为q和感应电荷产生的电场强度的合矢量。
本题考查了导体的静电平衡和场强的叠加原理,要结合对称性进行近似运算。
易错点
误用电场强度公式,这里必须要按照定义式来进行分析
24.如图所示,质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动,经距离l后以速度v飞离桌面,最终落在水平地面上.已知l=1.4m,v=3.0 m/s,m=0.10kg,物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,桌面高h=0.45m,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)小物块落地点距飞出点的水平距离s;
(2)小物块落地时的动能Ek;
(3)小物块的初速度大小v0.
正确答案
(1)s=0.90 m; (2)Ek=0.90 J; (3)v0=4.0 m/s
解析
(1)由平抛运动规律,有:竖直方向
水平方向s=vt
得水平距离=0.5m
(2)由机械能守恒定律,动能 Ek=mv2+mgh
=0.90 J
(3)由动能定理,有-μmgl=mv2-mv02
得初速度大小v0==4.0 m/s
考查方向
解题思路
根据平抛运动的水平方向和竖直方向的分解求得水平距离。
然后根据平抛过程的机械能守恒定律求得落地时的动能。
根据水平滑动过程的能量守恒或动能定理求得初速度
易错点
运动的受力分析和平抛运动的理解不够
25. 低空跳伞是一种极限运动,一般在高楼、悬崖、高塔等固定物上起跳.人在空中降落过程中所受空气阻力随下落速度的增大而增大,而且速度越大空气阻力增大得越快.因低空跳伞下落的高度有限,导致在空中调整姿态、打开伞包的时间较短,所以其危险性比高空跳伞还要高.
一名质量为70kg的跳伞运动员背有质量为10kg的伞包从某高层建筑顶层跳下,且一直沿竖直方向下落,其整个运动过程的v-t图象如图所示.已知2.0s末的速度为18m/s,10s末拉开绳索开启降落伞,16.2s时安全落地,并稳稳地站立在地面上.g取10m/s2,请根据此图象估算:
(1)起跳后2s内运动员(包括其随身携带的全部装备)所受平均阻力的大小;
(2)运动员从脚触地到最后速度减为零的过程中,若不计伞的质量及此过程中的空气阻力,则运动员所需承受地面的平均冲击力多大;
(3)开伞前空气阻力对跳伞运动员(包括其随身携带的全部装备)所做的功(结果保留三位有效数字).
正确答案
(1)80N (2)2450N (3) -1.60×105J~-1.92×105J
解析
【解析】(1)由v-t图可知,起跳后前2s内运动员的运动近似是匀加速直线运动,其加速度为
= 9.0 m/s2
设运动员所受平均阻力为f,根据牛顿第二定律有
m总g – f = m总a
解得 f=m总(g–a)=80N
(2)由v-t图可知,运动员脚触地时的速度v2 = 5.0m/s,经时间t2 = 0.2s速度减为零,
设此过程中运动员所受平均冲击力大小为F,根据动量定理有
解得 F = 2450N
(3)由v-t图可知,10s末开伞时的速度v=40m/s,开伞前10s内运动员下落的高度约为 m
(说明:得出280m~320m均可得分.)
设前10s内空气阻力对运动员所做功为W,根据动能定理有
解得 W = -1.73×105J
解题思路
起跳后的2s运动员处于近匀加速的状态,可以根据牛顿第二定律求得阻力。
冲击力根据动量定理可以求得。
空气阻力做的功可以通过能量转化的思想求得。
易错点
动量定理的冲击力的方向混乱
在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准.待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm.
21、(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数应为___________mm(值接近多次测量的平均值).
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为:电池组(电动势为3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干.某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
由以上数据可知,他们测量Rx是采用图2中的_________图(选填“甲”或“乙”) .
(3)图3是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端.请根据图(2)所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示,图中已标出了测量数据对应的4个坐标点.请在图4中标出第2、4、6次测量数据坐标点,并描绘出U─I图线.由图线得到金属丝的阻值Rx=___________Ω(保留两位有效数字) .
22.最后,要牢记偶然误差只可减少不可消除,而系统误差可以通过设计(5)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为___________(填选项前的符号) .
23.任何实验测量都存在误差.本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是___________(有多个正确选项) .
正确答案
(1)(0.395~0.399) (2)甲 (3)如答图3
(4)如答图3 (4.3~4.7)
解析
误差主要来源就是电压表的分流和电流表的分压作用。
根据螺旋测微仪的读数原则和注意事项读出图示的数值并注意单位的换算。根据所测得的表中的电压电流值知如果是按照图二中的乙来连接的电路的话滑动电阻的电流应等于电流表电流,当U=0.10V时,滑动电阻器上电压应该为2.9V左右,就算滑到最大电阻20Ω,也不能低到0.02A的电流,所以应该是甲。连接实物图应该先连接滑动变阻器,再连接其他器件,到图二中甲能够保护被测电阻,也能说明应该选的是甲来做实验。按测量的数据做出图形,由得到电阻,再由电阻和电阻率的公式得到电阻率的数量级。
考查方向
解题思路
首先分析电路图连接方式,是分压式,还是限流式,采用图二中的甲比乙要更安全。
做出U-I图后可以通过欧姆定律知U-I图的斜率就是电阻。
易错点
根据电路图链接实物图容易连到滑动变阻器的上端。螺旋测微仪的读数原则和注意事项遗忘。
正确答案
解析
误差主要来源就是电压表的分流和电流表的分压作用。
根据螺旋测微仪的读数原则和注意事项读出图示的数值并注意单位的换算。根据所测得的表中的电压电流值知如果是按照图二中的乙来连接的电路的话滑动电阻的电流应等于电流表电流,当U=0.10V时,滑动电阻器上电压应该为2.9V左右,就算滑到最大电阻20Ω,也不能低到0.02A的电流,所以应该是甲。连接实物图应该先连接滑动变阻器,再连接其他器件,到图二中甲能够保护被测电阻,也能说明应该选的是甲来做实验。按测量的数据做出图形,由得到电阻,再由电阻和电阻率的公式得到电阻率的数量级。
考查方向
解题思路
首先分析电路图连接方式,是分压式,还是限流式,采用图二中的甲比乙要更安全。
做出U-I图后可以通过欧姆定律知U-I图的斜率就是电阻。
易错点
根据电路图链接实物图容易连到滑动变阻器的上端。螺旋测微仪的读数原则和注意事项遗忘。
正确答案
解析
误差主要来源就是电压表的分流和电流表的分压作用。
根据螺旋测微仪的读数原则和注意事项读出图示的数值并注意单位的换算。根据所测得的表中的电压电流值知如果是按照图二中的乙来连接的电路的话滑动电阻的电流应等于电流表电流,当U=0.10V时,滑动电阻器上电压应该为2.9V左右,就算滑到最大电阻20Ω,也不能低到0.02A的电流,所以应该是甲。连接实物图应该先连接滑动变阻器,再连接其他器件,到图二中甲能够保护被测电阻,也能说明应该选的是甲来做实验。按测量的数据做出图形,由得到电阻,再由电阻和电阻率的公式得到电阻率的数量级。
考查方向
解题思路
首先分析电路图连接方式,是分压式,还是限流式,采用图二中的甲比乙要更安全。
做出U-I图后可以通过欧姆定律知U-I图的斜率就是电阻。
易错点
根据电路图链接实物图容易连到滑动变阻器的上端。螺旋测微仪的读数原则和注意事项遗忘。
26.如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,MN为其左边界.磁场中放置一半径为R的圆柱形金属圆筒,圆心O到MN的距离OO1=2R,金属圆筒轴线与磁场平行.金属圆筒用导线通过一个电阻r0接地,最初金属圆筒不带电.现有一电子枪对准金属圆桶中心O射出电子束,电子束从静止开始经过加速电场后垂直于左边界MN向右射入磁场区,已知电子质量为m,电量为e.电子重力忽略不计.求:
(1)最初金属圆筒不带电时,则
a.当加速电压为U时,电子进入磁场时的速度大小;
b.加速电压满足什么条件时,电子能够打到圆筒上;
(2)若电子束以初速度v0进入磁场,电子都能打到金属圆筒上(不会引起金属圆筒内原子能级跃迁),则当金属圆筒上电量达到相对稳定时,测量得到通过电阻r0的电流恒为I,忽略运动电子间的相互作用和金属筒的电阻,求此时金属圆筒的电势φ和金属圆筒的发热功率P.(取大地电势为零)
为 .
正确答案
(1)a、 ,b、当时,电子能够打到圆筒上。 (2) 、
解析
a.设电子经过电场加速后的速度为v1
由动能定理 得
b.令电子恰好打在圆筒上时,加速电压为U0,
设电子进入磁场时速度为v2,轨道半径为r,做出电子的轨迹如图所示,O2为轨道的圆心。
由几何关系得:
根据
得 所以当时,电子能够打到圆筒上。 ……………1分
(2) 当圆筒上的电量达到相对稳定时,圆筒上的电荷不再增加,此时通过r0的电流方向向上。
圆筒跟地面间的电压大小
由
可得
单位时间内到达圆筒的电子数: 单位时间内到达圆筒上的电子的总能量 ……1分
单位时间内电阻消耗的能量 所以圆筒的发热功率
考查方向
解题思路
由动能定理可以得到电子进入磁场的速度。
要使电子能够打到圆筒上就得对电子进行受力分析和运动轨迹分析找到临界条件。
圆筒的电势可根据电阻的电流电阻求得。
金属圆通的发热功率则需要更具能量守恒,
易错点
不清楚一个带电粒子与一群带电粒子在匀强磁场中运动的区别。
对带电粒子匀速圆周运动的几何轨不清楚。