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1.某实验小组利用如图1所示的装置探究产生感应电流方向的规律,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A、B. 根据楞次定律, 当磁铁远离线圈运动时,穿过线圈的磁通量变小,线圈中的感应电流产生的磁场与磁铁产生的磁场方向相同,当磁铁靠近线圈运动时,穿过线圈的磁通量变大,线圈中的感应电流产生的磁场与磁铁产生的磁场方向相反,故AB错误;C、D.线圈中产生如图所示的感应电流时,由安培定则可以判断出此时感应电流产生的磁场竖直向上,由楞次定律可知,可能是磁铁穿过线圈的磁场方向竖直向下且穿过线圈的磁通量增大,或者磁铁穿过线圈的磁场方向竖直向上且穿过线圈的磁通量减小,故C错误,D正确。
考查方向
解题思路
根据楞次定律内容,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁通量的变化,可以解答AB,当产生如图所示的感应电流时,可由安培定则先判断出感应电流产生的磁场方向竖直向上,进而分析出磁铁运动的可能情况;
易错点
楞次定律的使用方法,会判断原磁场穿过线圈磁通量的变化情况;
3.运动员从悬停的直升机上跳伞,下落一段时间后打开降落伞,打开伞之前,运动员所受空气阻力可忽略,打开伞后受到的空气阻力与速度成正比,运动员打开伞后的运动情况不可能是( )
正确答案
解析
运动员先做自由落体运动,加速度是重力加速度g,当打开伞后受到的空气阻力与速度成正比,即A.当打开伞后,运动员受到的空气阻力,由于空气阻力与速度成正比那么运动员向下做加速度越来越小的加速运动,当时加速度为0运动员匀速下落,故A可能;B、D. 当打开伞后,运动员受到的空气阻力,由于空气阻力与速度成正比,那么运动员向下做加速度越来越小的加速运动,当时加速度为0运动员匀速下落,故B不可能,D可能;C. 当打开伞后,如果,加速度为0运动员匀速下落,故C可能;故本题选B
考查方向
解题思路
当打开伞后,由于运动员先做自由落体运动了一段时间,已经有了一定的速度,依题意运动员受到的空气阻力为,根据牛顿第二定律分析合力的方向及大小的变化情况,即可解答;
易错点
关键是根据牛顿第二定律分析出物体受到的合力大小方向变化情况。
4.“新视野号”探测器在北京时间2015年7月14日19:45飞掠冥王星,若“新视野号”由椭圆轨道变轨进入更低的近冥王星圆轨道,已知制动点为椭圆轨道和圆轨道的切点,万有引力常量,则以下分析正确的是( )
正确答案
解析
A、卫星在地球的发射速度要大于第一宇宙速度,即大于7.9km/s,故A错误;B、制动时,“新视野号”应向前喷气减速从而变轨进入圆轨道,故B错误;C、若给出在近冥王星圆轨道上的环绕周期,利用万有引力等于向心力,有:
,
联立解得:,若给出在近冥王星圆轨道上的环绕周期,结合题中所给数据可以算出冥王星密度,故C正确; D、对卫星,万有引力提供向心力,有:
解得: ,若圆轨道上的“新视野号”加速变轨至更高圆轨道,则向心加速度减小,周期变大;故D错误;故本题选C
考查方向
解题思路
第一宇宙速度是在地球表面发射卫星的最小速度;制动要减速,利用反冲原理,需要向前喷气;对于近地卫星,利用万有引力提供向心力,推出密度的表达式进行分析;对于圆轨道上的卫星,万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解向心加速度和周期的表达式进行分析即可。
易错点
理解第一宇宙速度,是地球卫星的最大环绕速度,是最小的发射速度。
2.如图2乙所示,理想变压器原线圈a、b间接入如图甲所示的交变电流,变压器原副线圈匝数比为22:10,副线圈中接有滑动变阻器以及光敏电阻R,其阻值随光照的增强而减小,其余电阻不计,则( )
正确答案
解析
A、由图知最大值为311V,周期为0.02s,则角速度为100πrad/s,则瞬时值表达式为e=-311cos100πt.则A错误;B、变阻器滑片向右滑动时,电阻变小,副线圈电流增加,则B错误;C、光敏电阻处增强光照,阻值减小,副线圈电流增大,输出功率增加,而输出功率和输入功率相等,则C正确;D、因为原线圈中的输入电压不变,匝数比没有改变,所以副线圈两端电压不会改变,由电压与匝数比的关系可解得,故D错误;故本题选D
考查方向
解题思路
由图可知最大值,周期可确定角速度,进而得表达式,半导体热敏电阻是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的电阻,R处温度升高时,阻值减小,根据负载电阻的变化,可知电流、电压变化。
易错点
理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系以及副线圈电压的决定因素。
6.如图4所示,倾角为45°的光滑斜面顶端有甲、乙两个小球,甲以初速度水平抛出,乙以初速度沿斜面运动,甲乙落地时,末速度方向相互垂直,重力加速度为g,则
A.斜面的高度
B.甲球落地时间为
C.乙球落地时间为
D.乙球落地速度大小为
正确答案
BD
解析
A、B.甲乙落地时,末速度方向相互垂直,则甲的速度方向与水平方向的夹角为45°,根据平行四边形定则知,vy=v0,可知斜面的高度,甲球落地时间,故B正确,A错误.
C、D.根据牛顿第二定律得,乙球下滑的加速度
根据速度位移公式得,,解得
落地时间故C错误,D正确;
考查方向
解题思路
抓住甲乙落地时速度相互垂直,根据平行四边形定则求出甲的速度方向,从而得出甲的竖直分速度,结合速度位移公式求出斜面的高度,根据速度时间公式求出甲球落地的时间.根据牛顿第二定律求出乙球下滑的加速度,结合速度位移公式求出乙球落地的速度,根据速度时间公式求出乙球落地的时间。
易错点
理解甲乙落地时,末速度方向相互垂直,找出甲的速度方向与水平方向的夹角是解题的关键;
8.如图6所示,直流电源电动势为E,内阻为r,、为定值电阻,且,R为滑动变阻器,G为灵敏电流计,闭合开关S后电容器中一个带电微粒恰处于平衡状态,则
A.当R的滑动触头向下滑动时,回路总电流减小
B.当R的滑动触头向下滑动时,电流计中电流方向a→b
C.当R的滑动触头向上滑动时,微粒将向下移动
D.当R的滑动触头向上滑动时,电源输出功率将减小
正确答案
BD
解析
A、当R的滑动触头向下滑动时,总电阻会减小,根据闭合电路欧姆定律,则有回路总电流变大,故A错误;B、当R的滑动触头向下滑动时,回路总电流变大,那么内电压增大,外电压减小,因电阻R1的两端电压增大,那么电容器两端的电压减小,因此电容器处于放电状态,通过检流计的电流方向a→b,故B正确; C、当R的滑动触头向上滑动时,回路总电流变小,那么内电压减小,外电压增大,因电阻R1的两端电压减小,那么电容器两端的电压增大,因此微粒受到向上的电场力增大,因此微粒将向上移动,故C错误; D、当R的滑动触头向上滑动时,导致外电阻增大,因R1>r,根据外电阻等于内电阻时,电源的输出功率最大,那么电源输出功率将减小,故D正确;故本题选BD
考查方向
解题思路
根据滑动的移动,确定电阻的变化,再根据闭合电路欧姆定律,从而判定电流的变化,及电容器的充放电,再依据,来判定极板间的电场强度的变化,即可求解微粒受到的电场力增大还是减小,最后根据外电阻等于内电阻时,电源的输出功率最大,从而即可求解.
易错点
理解电容器的充电与放电,注意外电阻等于内阻时,电源输出功率才最大;
5.如图3甲所示,竖直平面内正方形线框abcd从图示位置由静止释放,线框释放处下方MN与PQ之间存在一个垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,图乙为线框下落的v-t图像,时刻线框下端bc边进入磁场,时刻线框下端bc边到达磁场下边界PQ。若线框匝数为N,线框总电阻为R,忽略空气阻力,重力加速度为g,则以下分析正确的是
A.线框进入磁场与穿出磁场时电流方向相同
B.正方形线框的边长为
C.时刻后线框将做匀减速运动
D.线框质量为
正确答案
BD
解析
A.金属线框刚进入磁场时磁通量增加,根据楞次定律判断可知,感应电流方向沿abcda方向,金属线框离开磁场时磁通量减小,根据楞次定律判断可知,感应电流方向沿adcba故A错误.
B. 由图乙知,金属框进入磁场以速度为v1做匀速直线运动,则正方形金属框的边长为
L=v1(t2-t1),故B正确;C. 由图乙知,线框在(t2-t1)内线框做匀速运动,此时线圈的重力等于安培力的大小,当线框全部进入磁场中时,线框做匀加速直线运动,对应的时间为,当线框穿出磁场时,由于线框全部进入磁场时不受安培力,加速了一段时间,当穿出时磁场时,安培力比重力大,线框做减速运动,由牛顿第二定律得,所以线框做加速度越来越小的减速运动,故C错误;D. 由图乙知,线框进入磁场以速度为v1做匀速直线运动此时的安培力等于重力的大小
,解得,故D正确;故本题选BD
考查方向
解题思路
根据楞次定律判断感应电流的方向;由图象可知,金属框进入磁场过程中做匀速直线运动解得线框的长度,结合图象分析出线框全部进入磁场与线框穿出磁场阶段线框运动的运动情况,当线框刚进入磁场时由平衡条件解出线框的质量。
易错点
关键结合图象分析清楚线框的运动情况;
7.如图5所示,一竖直平面内有OA、OB、OC三个倾角不同的斜面,它们的底端都相交于O点,竖直的虚线圆与水平面相切于O点,虚线PQ水平,虚线MN竖直。现将一系列完全相同的滑块(可视为质点)分别从这些斜面上的某点同时由静止释放,下列判断正确的是
A.若各斜面均光滑,滑块释放时分别处在同一水平虚线PQ与各斜面的交点上,则这些滑块到达O点的速率相等
B.若各斜面均光滑,滑块释放时分别处在虚线圆与各斜面的交点上,则这些滑块达到O点的速率相等
C.若各斜面均光滑,滑块释放时分别处在虚线圆与各斜面的交点上,则这些滑块到达O点的时间相等
D.若各斜面与这些滑块间的动摩擦因数相等,滑块释放时分别处于同一竖直虚线MN与各斜面的交点上,则滑到O点的过程中,各滑块损失的机械能相等
正确答案
ACD
解析
A、B.根据,小球质量相同,达O点的速率相同,则h相同,即各释放点处在同一水平线上,故A正确,B错误;
C.以O点为最低点作等时圆,设个斜面与竖直方向之间的夹角为θ如图,
可知从各点运动到O点时间:,时间与斜面的倾角无关,故C正确;
D.若各斜面与这些滑块间的动摩擦因数相等,滑块释放时分别处于同一竖直虚线MN与各斜面的交点上,则滑到O点的过程中,设滑块滑动的水平距离是x,滑块损失的机械能为克服摩擦力做功为:,即各滑块损失的机械能相等,故D正确;故本题选ACD
考查方向
解题思路
重力做功相同,小球的重力势能改变量就相同,动能增加量相同,则速度、速率的增加量相等;根据“等时圆”的适用条件构造出“等时圆”,作出图象,根据位移之间的关系即可判断运动时间;滑块损失的机械能为克服摩擦力做功.
易错点
作出图象,根据位移之间的关系,判断运动时间.
在“探究功与物体速度变化关系”的实验中,某实验研究小组的实验装置如图7甲所示。木块从A点由静止释放后,在一根弹簧作用下弹出,沿足够长的木板运动到B1点停下,记录此过程中弹簧对木块做的功为W1。O点为弹簧原长时所处的位置,测得OB1的距离为L1,用完全相同的2根、3根……弹簧并在一起进行第2次、第3次……实验并记录2W1,3W1...及相应的L2、L3.....数据,用W---L图像处理数据,回答下列问题:
9.如图乙是根据实验数据描绘的W--L图像,图线不过原点的原因是 。
10.由图线得木块从A到O过程中摩擦力做的功是 W1
11.W—L图像斜率的物理意义是 。
正确答案
未计算AO间的摩擦力做功
解析
根据动能定理全过程的表达式,所以W-L图线不通过原点,是因为未计木块通过AO段时,摩擦力对木块所做的功.
解题思路
根据动能定理表达式,找出图线不过原点的原因
正确答案
1/3
解析
在图线上取两点(6,1),(42,5)由,可得、,即, ,两式联立解得
解题思路
由图线分析木块从A到过程中摩擦力做的功求得
正确答案
摩擦力
解析
能量守恒定律得,由表达式分析可知W—L图像斜率的物理意义是物体受到的摩擦力
解题思路
由能量守恒定律得,分析出斜率的物理含义;
在一次“测定金属丝电阻率”的实验教学中,教师出示了如图8所示的被测金属丝电阻的U-I图线,该图线是由伏安法测金属丝电阻实验测得的7组电压、电流值在坐标纸上描绘而得。其实验所用器材有:电池组(电动势为3V,内阻约为1Ω)、电流表(内阻约为0.1Ω)、电压表(内阻约为3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干。
12.图9是教师实验所用的电路图,请根据U-I图线及所用实验器材判断出教师测量采用的电路图是_______________.
13.图10是教师测量的实验器材实物图,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。请根据第(1)问所选的正确电路图,补充完成实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,尽可能保护电路元件安全,电压表或电流表不至于被烧坏。
14.已知待测金属丝接入电路部分的长度约为1m,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11所示,其读数应为_________mm(该值接近多次测量的平均值)。
15.根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为__________(填选项前字母)。
正确答案
丙
解析
因为是采用图象描点法处理数据,所以电表示数要从零开始,所以选择滑动变阻器分压接法;由U-I图象知待测电阻约为,可知,所以电流表采用外接法,故选择电路图丙;
正确答案
见图
解析
学会由电路图去连接实物图,注意电表的量程与极性
正确答案
0.627(0.626~0.629均可)
解析
从图中读出金属丝的直径为
d=0.5mm+12.7×0.01mm=0.627mm;
正确答案
解析
(4)根据电阻定律
而得:
ρ=1.36×10-6Ω•m,故C正确,ABD错误.
16.如图12所示,足够长的倾角为37°的光滑绝缘斜面,处于方向沿斜面向上的匀强电场中,场强大小为E=,不带电滑块A和带电滑块B分别系于一根绝缘细绳的两端并置于斜面上,开始时细绳处于拉直状态,然后由静止释放两滑块,经时剪断细绳。若A、B的质量均为m=,B的带电荷量为,sin37°=0.6,。求从滑块由静止释放开始,当滑块A的重力势能增量为零时,滑块A、B间的距离比原来增大了多少?
正确答案
32m
解析
剪断细绳前,对A、B整体分析有:,解得
剪断细绳时,A、B的速度均为
A、B发生的位移均为
细绳断裂后,A的加速度变为
当A的重力势能增量为零时,即A回到了出发点,设绳子断裂后A经过时间t回到了出发点
,解得t=2s
细绳断裂后,滑块B的加速度,解得
B继续发生的位移为
当A回到出发位置时,滑块A、B间的距离比原来增大了
答:滑块由静止释放开始,当滑块A的重力势能增量为零时,滑块A、B间的距离比原来增大了32m
考查方向
解题思路
先由整体法求出两滑块整体加速度,及在2s内的位移,当细绳断裂后受力条件发生改变,分析出A与B此时的加速度,当A的重力势能增量为零时,即A回到了出发点求出A回到原来位置所用的时间,及在这段时间内B的位移,最后求出滑块A、B间的距离比原来增大数值。
易错点
理解A的重力势能增量为零即A回到了初发点;当剪断细绳后,两个滑块受力情况发生了变化能够正确求解它们各自的加速度值。
如图13所示,第一、四象限()范围内存在竖直向上的匀强电场,()范围内无电磁场,()范围内存在一个半径为L的圆形匀强磁场区域(磁场方向与纸面垂直),某粒子由A处以水平初速度射入电场区域,离开电场时速度偏转了30°,然后粒子经过无场区从M点进入磁场区域从N点射出,粒子重力不计。
17.求电场强度E与磁感应强度B大小之比;
18.求粒子从A点运动到N点的时间。
19.下列说法中正确的是______________。(填正确答案标号,选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每错选1个扣3分,最低得分为0分)A.非晶体呈各项同性,晶体呈各向异性B.温度越高布朗运动越剧烈,颗粒越小布朗运动剧烈。C.当两个分子由无穷远逐渐靠近的时候,分子势能先增加后减小D.热量能由高温物体传给低温物体,但是不能自发地由低温物体传给高温物体E.容器内一定质量的理想气体体积不变,温度升高,则单位时间内撞击容器壁的分子数增加
正确答案
解析
根据题意可得,
粒子做类平抛运动,,解得
粒子在磁场中的运动,根据几何关系可得知,解得
故
正确答案
。
解析
范围内粒子在电场中运动的时间
范围内粒子在空间中运动的时间
范围内粒子在磁场中运动的时间
粒子从A点运动到N点的时间
考查方向
解题思路
带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,利用运动的合成与分解的思想求出电场强度E,推断粒子在匀强磁场中运动的轨迹,利用数学知识求出半径,确定出匀强磁场的磁感应强度B,进面求出它们的比值;分别求出各阶段所用时间,最出求出粒子的总时间;
易错点
平抛运动规律的运用,各阶段时间的求解;
正确答案
BDE
解析
A. 非晶体呈各项同性,单晶体具有各向异性,多晶体具有各向同性,故A错误;B. 布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,不是分子的无规则运动,形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的,所以悬浮在液体中的微粒越小,液体温度越高,布朗运动越显著,故B正确;C. 开始时分子之间距离大于r0,分子力为引力,分子相互靠近时分子力做正功,分子势能减小,当分子之间距离小于r0时,分子力为斥力,再相互靠近分子力做负功,分子势能增大,故C错误;D. 根据热力学第二定律可知热量能自发的从高温物体传到低温物体,但不可能自发的从低温物体传到高温物体,并不是热量不能从低温物体传到高温物体,在消耗其它能量的情况下是可以的,只是不能自发的发生,故D正确;E. 一定质量的理想气体,温度升高,则分子热运动的平均动能增加;体积不变,分子数密度不变;但温度升高,分子的运动速度变快,则在单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数增多,故E正确;
考查方向
解题思路
晶体分为单晶体与多晶体,单晶体具有各向异性,多晶体具有各向同性;
布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,不是分子的无规则运动;通过分子力做功来判断分子势能的变化;理解热力学第二定律及气体气体压强的微观解释进行解答;
易错点
分子力做功来量度分子势能的变化,理解分子力变化的特点,进而会判断分子力做功的正负情况,最后确定分子势能的变化规律。
如图14甲所示,导热气缸内有一质量为2kg,面积S=的活塞,封闭着一定质量的理想气体,活塞可无摩擦滑动且不漏气,现通过电热丝改变气体温度使气体的压强或体积发生缓慢变化并绘出了活塞距缸底高度h随热力学温度T变化的图像如图乙所示。若气体从A状态经B状态到C状态,已知大气压强为,重力加速度为,求:
20.气体在C状态的压强是多大?
21.气体从状态A到状态B,再到状态C的过程中对外所做的功是多少?
正确答案
解析
对活塞研究,根据平衡条件可得:
根据气体状态方程可得,解得:
解题思路
先以活塞研究对象,确定出气体在A状态的压强,由理想气体状态方程求出到状态C的压强
正确答案
24J
解析
②从状态A到状态B气体做等压变化,对外做功,故,解得
从状态B到状态C气体做等容变化,对外做功为零,
所以全过程气体对外做功为24J
考查方向
解题思路
根据做功公式求出气体从状态A到状态B与从状态B到状态C对外做的功,最后确定出全过程气体对外做功。
易错点
关键根据平衡条件确定出各状态的参量;