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5.下列关于电场和磁场的说法中,正确的是( )
正确答案
解析
正电荷在电势高的地方电荷具有的电势能一定大,而负电荷在电势高的地方电荷具有的电势能一定小.故A错误;
两个点电荷之间的电场力才等于kq2 /r2,距离比较近的两个静止的完全相同的带电金属球之间的电场力不一定等于kq2 /r2.故B错误;
电流在磁场中受到的安培力:F=BILsinθ,所以:B= F/ ILsinθ,可知若一小段长为L、通有电流为I的导体,在匀强磁场中某处受到的磁场力为F,则该处磁感应强度的大小一定不小于F/TL.故C正确;
根据左手定则可知,磁场对通直电导线的安培力方向总与B和I垂直,但B、I之间可以不垂直.故D正确.
考查方向
本题主要考查磁感应强度;电势能.
解题思路
同一个电荷在电势越高的地方所具有的电势能不一定越大;电流在磁场中受到的安培力:F=BILsinθ,根据左手定则可知,磁场对通直电导线的安培力方向总与B和I垂直,但B、I之间可以不垂直
易错点
电荷在电场中一定受电场力,但通电导线在磁场中不一定受安培力,导线与磁场平行时不安培力
知识点
7.如图所示,M、N为同一水平面内的两条平行长导轨,左端串接电阻R,金属杆ab垂直导轨放置,杆和导轨的电阻不计,且杆与导轨间无摩擦,整个装置处于竖直方向的匀强磁场中。现对金属杆ab施加一个与杆垂直的水平方向的恒力F,使杆从静止开始运动。在运动过程中,杆的速度大小为v,R上消耗的总能量为E,则下列关于v、E随时间变化的图象可能正确的是( )
正确答案
解析
导体棒在运动的过程中,F-F安=ma,F安=BIL,E=BLV,I=E/R随时间改变,V增大,I增大,F安增大,a减小,所以A正确,B错误。R上消耗的总能量为E=I2Rt,所以D正确,C错误。
考查方向
本题主要考查闭合线圈切割磁感线问题
解题思路
结合牛顿第二定律,以及闭合线圈切割磁感线相应规律求解
易错点
忽约了安培力的作用
知识点
1.两个质量不同的天体构成双星系统,它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
双星系统的结构是稳定的,故它们的角速度相等;故B错误;两个星球间的万有引力提供向心力,根据牛顿第三定律可知,两个天体的向心力大小相等,故C正确;根据牛顿第二定律,有:
其中r1+r2=L,所以r1=m2L/(m1+m2), r2=m1L/(m1+m2),
所以v1/v2=r1/r2=m1/m2,质量大的星球速度小,A错。
若在圆心处放一个质点,合力
考查方向
本题主要考查万有引力定律及其应用;向心力.
解题思路
双星系统是一个稳定的结构,它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,角速度相等,万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律列式分析即可
易错点
本题是双星问题,与卫星绕地球运动模型不同,两颗星都绕同一圆心做匀速圆周运动,关键抓住条件:角速度相同.
知识点
4.如图所示,竖直平面内放一直角杆MON,OM水平,ON竖直且光滑,用不可伸长的轻绳相连的两小球A和B分别套在OM和ON杆上,B球的质量为2 kg,在作用于A球的水平力F的作用下,A、B均处于静止状态,此时OA=0.3 m,OB=0.4 m,改变水平力F的大小,使A球向右加速运动,已知A球向右运动0.1m时速度大小为3m/s,则在此过程中绳对B球的拉力所做的功为(取g=10 m/s2)
正确答案
解析
对AB整体受力分析,受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向左的弹力N1,如图
根据共点力平衡条件,有
竖直方向:N=G1+G2
水平方向:F=f+N1
其中:f=μN
解得:N=(m1+m2)g=(1+1)×10=20N,
f=μN=0.2×20N=4N,
对整体在整个运动过程中运用动能定理列式,得:
WF-fs-m2g•h= mvA2/2+ mvB2/2,
A移动s=1m过程中,由几何关系得,B上升距离:h=1m,
细绳与水平方向夹角的余切值:tgθ=4/3,
由运动的合成与分解知识可知:vB=vAtgθ=3×4/3=4m/s,
代入数据解得:WF=26.5J;
考查方向
本题主要考查动能定理的应用
解题思路
对AB整体受力分析,受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向左的弹力N1,根据共点力平衡条件列式,求出支持力N,从而得到滑动摩擦力为恒力;最后对整体运用动能定理列式,得到拉力的功
易错点
本题中拉力为变力,先对整体受力分析后根据共点力平衡条件得出摩擦力为恒力,然后根据动能定理求变力做功
知识点
8.如图所示,质量为M足够长的斜面体始终静止在水平地面上,有一个质量为m的小物块在受到沿斜面向下的力F的作用下,沿斜面匀加速下滑,此过程中斜面体与地面的摩擦力为0。已知重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
m受到的是沿斜面方向的力作用,m加速下滑,M不受地面摩擦力作用,说明M与m之间是光滑的,所以斜面体给小物块的作用力大小等于mg,将力F撤掉,小物块将匀速下滑,A、D正确。
视两物体为整体,具有向下的加速度,有一个向下的合外力,所以斜面体对地面的压力大于(m+M)g,B错。
若F向上时,F沿斜面的分力等于小物体沿斜面的分力时,小物块做匀速运动,D错
考查方向
本题主要考查物体之间的相互作用力
解题思路
根据题目信息知道斜面与地面之间不存在摩擦力,结合题目进行相应的判断。
易错点
不能根据题目信息获取斜面与地面之间是否存在摩擦力
知识点
6.一个质点,在x轴上做直线运动。在t=0时刻质点处于静止状态,它的坐标x和时间平方t2的关系图象如图所示,则该质点
正确答案
解析
A、由图结合数学知识可得,x=6-3t2,根据数学知识得,速度与时间的关系为 v=-6t,可知质点运动方向与x轴正方向相反,故A正确.
对照匀变速直线运动的位移时间公式 x=v0t+at2/2,知质点的加速度为 a=-6m/s2,保持不变,质点做匀变速直线运动,加速度大小为6m/s2,故BC错误,D正确.
考查方向
本题主要考查匀变速直线运动的图像
解题思路
根据图象写出x和t2的关系式,对照匀变速直线运动的位移时间公式求出加速度,再分析质点的运动性质
易错点
由数学知识求解速度和加速度是解决本题的关键
3.将一平行板电容器接到稳压电源上充电,待电容器稳定后第一次保持电容器与电源相连,用外力缓慢将一极板沿电场方向外移动一段距离,这一过程中外力做功W1;第二次将电容器与电源断开,仍用外力缓慢将一极板沿电场方向外移动相同距离,这一过程中外力做功W2,则两次相比( )
正确答案
解析
电容器充电后,断开电源电容器的带电量量不变,
根据:C= Q/ U= ɛS/4πkd可得:极板间电场强度E=U/d=4πkQ/ ɛS,当极板距离变化时板间电场强度保持不变;若接通电源则电容器极板间电势差保持不变,根据E=U/d得随极板距离的增加,板间电场强度减小.由上分析知,当平行板拉开相同距离,两种情况下拉开的距离相同,而电场强度大的电场力大,
由于前者的电场强度减小,后者的电场强度不变,故可知后者克服电场力做功多故B正确,ACD错误.
考查方向
本题主要考查电容器的动态分析
解题思路
.电容器充电后,断开电源,电容器带电量不变,根据电容器的决定式和电场强度与电势差的关系知断开电源后极板间电场强度不变,接通电源时两板间电势差不变,电场强度随距离的增加而减小.由此开展分析即可
易错点
知道根据电容的决定式和电容器的定义式得出电容器间的电场强度表达式,由此判定当电容器带电荷量不变时,板间场强不变的结论,这是解决本题的关键
知识点
2.如图所示,将小球从空中的A点以速度v水平向右抛出,不计空气阻力,小球刚好擦过竖直档板落在地面上的B点。若使小球的落地点位于挡板和B点之间,下列方法可行的是( )
正确答案
解析
根据h=gt2 /2得 t=水平位移为 x=v0t=v0则知在A点将小球抛出时,落地时平抛运动的时间相等,初速度小于v时,水平位移减小,可能撞在挡板上,或落在挡板左侧.初速度大于v时,水平位移增大,小球将落在B点右侧,故AB错误.由x=v0知在A点正下方某位置将小球抛出时,落地时平抛运动时间缩短,若初速度小于v,则水平位移减小,可能撞在挡板上,或落在挡板左侧.故C错误.在A点正上方某位置将小球以小于v的速度水平抛出时,小球能越过挡板,水平位移可以减小,能落在挡板和B点之间,故D正确.
考查方向
本题主要考查平抛运动.
解题思路
小球做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,由分位移公式得出运动时间和水平位移表达式
易错点
解决本题的关键要掌握其研究方法:运动的分解法,将平抛运动分解为水平和竖直两个方向进行研究,再由运动学公式列式分析
知识点
10.实验室中有一块量程较小的电流表G,其内阻约为1000Ω,满偏电流为100μA,将它改装成量程为1mA、10mA双量程电流表。现有器材如下:A.滑动变阻器R1,最大阻值50Ω;B.滑动变阻器R2,最大阻值50kΩ;C.电阻箱R',最大阻值9999Ω;D.电池E1,电动势3.0 V;E.电池E2,电动势4.5 V;(所有电池内阻均不计);F.单刀单掷开关S1和S2,单刀双掷开关S3,及导线若干。
(1)采用如图甲所示电路测量电流表G的内阻,为提高测量精确度,选用的滑动变阻器为 ,选用的电池为 (填器材前的字母序号);采用此种方法电流表G内阻的测量值 真实值(填“>”、“=”或“<”)。
(2)如果在步骤(1)中测得电流表G的内阻为900Ω,将流表G改装成双量程电流表,设计电路如图乙所示,则在此电路中,R1= Ω,R2= Ω。
正确答案
(1)B,E,“<” (2)R1=10Ω,R2=90Ω
解析
(1)“半偏电流法”测定电流表G的内电阻Rg,本实验在要求R>>R′的条件下,使得电流表两端的电压很小,则要用大的滑动变阻器故选B;本实验要求滑动变阻器的分压尽量大于电流计的电压,则要选电动势大一点的电源,故选:E;当S2接通时,R′有电流流过,R′和Rg并联,并联后的电阻减小,总电流增加,当电流表示数从满偏电流I1调到半偏电流I1/2时,R′中电流稍大于I1/2,则R′<Rg,则测量值小于真实值.
(2)1mA档时:IgRg=(I1-Ig)(R1+R2) ①
10mA档时:Ig(Rg+R2)=(I2-Ig)R1 ②
联立①②代入数据,得:R1=10Ω,R2=90Ω
考查方向
本题主要考查把电流表改装成电压表
解题思路
(1)半偏法测电阻:用“半偏电流法”测定电流表G的内电阻Rg的实验中,先闭合S1,调节R,使电流表指针偏转到满刻度;再闭合S2,调节电阻箱R′使电流表指针指在刻度盘的中央;本实验在R>>R′的条件下,近似有Rg=R′.
易错点
掌握半偏法测电阻的原理是解本题的关键,一定明确本实验在R>>R′的条件下进行的.明确电表的改装原理
知识点
12.如图所示,在水平面内固定一个半径为R的半圆形光滑细玻璃管,处于垂直纸面方向的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。以管的一端O为坐标原点,以其直径为x轴建立平面直角坐标系。一个质量为m,带电量为+q的小球(小球可视为质点)从O端以一定的初速度入射,在玻璃管内运动时恰好不受玻璃管侧壁的作用力。
(1)判断所加磁场的方向,并求出小球入射的初速度大小;
(2)若撤掉磁场,在水平方向施加一个沿y轴负向的匀强电场,已知小球在玻璃管内运动过程中,动能最小值为入射动能的一半,请写出小球在管内运动的动能EK随x变化的函数;
(3)在(2)问题的基础上,求小球受到玻璃管侧壁作用力的最小值。
正确答案
见解析
解析
(1)磁场方向垂直纸面向外,得
(2)设质点所受电场力为,所到位置的坐标(x,y),根据动能定理,有 ①
质点运动到、位置时,其动能最小,
根据动能定理,有 ②
半圆形细管道的方程为 ③
得④
(3)如图所示,任意选取运动过程中的某个位置,假设质点在该位置所受管道的弹力是径向指向圆心,根据牛顿第二定律,
有 ⑤
利用几何关系 ⑥
联立②⑤⑥⑦式,得⑦
由基本不等式可得的最大值为R,且此位置N>0,
所以⑧
考查方向
本题主要考查带点物体在磁场中的运动规律,圆周运动规律。
解题思路
根据带电小球在磁场中的运动情况,结合圆周运动的规律求解
易错点
物理中渗入数学坐标
知识点
9.如图为测量重力加速度实验装置,H为数字毫秒计、A、B两个相同的光电门,H可以测铁球两次挡光之间的时间间隔,闭合开关S吸住铁球,拉开S,球下落到A门时毫秒计开始计时,落到B门时停止计时,显示时间为以一定初速度通过A、B两个光电门的时间间隔t。测量A、B间的距离s,现将光电门B缓慢下降到不同位置,测得多组s、t数值,现画出随变化的图线为直线,如图乙所示,直线与纵轴的交点坐标为b、斜率为k,根据以上信息可知:铁球经过A门处的瞬时速度为vA= ,当地重力加速度大小为g= 。
正确答案
b,2k
解析
小球做自由落体运动,出发点在A点的上方,设小球在A点的速度为v0,则小球从A到B的过程:S0= v0t=gt2/2,变形得S0/t= v0+ gt/2,所以,当S0/t为纵坐标,t为横坐标建立直角坐标系,
做出的S0/t-t图像时,图像是时间t的线性函数,与纵轴的交点就是小球下落到A门时的速度的大小,斜率k=g/2,所以g=2k
考查方向
本题主要考查测定匀变速直线运动的加速度
解题思路
小球做自由落体运动,出发点在A点的上方,设小球在A点的速度为v0
易错点
解决该题关键要知道实验的原理,结合自由落体运动的规律与位移时间关系,写出相应的表达式
知识点
11.考驾驶证的某环节,学员需要将车前轮停在指定的感应线上。如图所示,车在感应线前以v0的速度匀速行驶,前轮到感应线的距离为s时,学员立即刹车,假设刹车后,车受到的阻力为其总重力(包括车内的人)的μ倍。已知车(包括车内的人)的质量为M,讨论车的初速度v0不同的情况停下时,车前轮相对感应线的位置。
正确答案
见解析
解析
刹车后车的加速度大小由牛顿第二定律知:
设车的速度为v时车前轮刚好停在感应线上,
则: 即:
刹车过程中车的位移为:
当时,车前轮停在感应线上
当时,车前轮还没达到感应线,车前轮距感应线的距离为
当时,车前轮已经驶过感应线,车前轮距感应线的距离为
考查方向
本题主要考查匀变速运动
解题思路
求出车子刚好在感应线上时对应的初速度,以此为前提进行讨论。
易错点
车子速度的讨论
知识点
13.(1)根据分子的动理论、温度和内能的基本观点,下列说法中正确的是__________A.布朗运动是液体分子的运动,它说明分子永不停息地做无规则运动B.温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大C.如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡,用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做温度D.当分子间距等于r0时,分子间的引力和斥力都为零E.两个分子间的距离为r0时,分子势能最小(2)如图所示,竖直放置的U形管左端封闭,右端开口,左管横截面积为右管横截面积的2倍,在左管内用水银封闭一段长为l、温度为T1的空气柱,左右两管水银面高度差为hcm,外界大气压为h0 cm Hg。①若向右管中缓慢注入水银,直至两管水银面相平(原右管中水银没全部进入水平部分),求在右管中注入水银柱的长度h1(以cm为单位);②在两管水银面相平后,缓慢升高气体的温度至空气柱的长度为开始时的长度l,求此时空气柱的温度T'
正确答案
(1)BCE (2)见解析
解析
2)①封闭气体等温变化:,,
解得: ②空气柱的长度为开始时的长度l时,
左管水银面下降,右管水银面会上升,此时空气柱的压强:
由 解得:
考查方向
本题主要考查热学基础慨念,理想气体状态方程。
解题思路
利用连通器原理,结合变化前后的状态变化,建立方程求解
易错点
连通器原理