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1.设物体运动的加速度为a、速度为v、位移为x.现有四个不同物体的运动图象如图所示,t=0时刻物体的速度均为零,则其中物体做单向直线运动的图象是( )
正确答案
解析
A、由位移图象可知,位移随时间先负向增大后减小,2s未回到初始位置,故A错误;
B、由速度图象可知,2s未速度由正值变为负值,运动方向改变,故B错误;
C、由加速度图象可知,物体在第1s内由静止做匀加速运动,第2s内做匀减速运动,2s未速度减小为0,然后重复前面的过程,是单向直线运动,故C正确;
D、由加速度图象可知,物体在第1s内由静止做匀加速运动,第2s内做匀减速运动,2s未速度减小为0,第3s内做负向的匀加速运动,不是单向直线运动,故D错误。
故本题选:C
考查方向
解题思路
物体做单身直线运动时,位移随时间不断增大(或不断减小),速度方向不变,理解这一物体做单向直线运动的特点,再根据图象逐项分析即可得出答案。
易错点
易将速度图象中速度增减的变化与速度方向的变化混淆。
2.图中K、L、M为静电场中的3个相距很近的等势面(K、M之间无电荷)。一带电粒子射入此静电场中后,沿abcde轨迹运动。已知电势K<L<M,且粒子在ab段做减速运动。下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
A、曲线运动的质点合力指向轨迹弯曲的内侧,可判断电场力方向大致向左,但由于不知道电场线方向,无法判断粒子电性,故A错误;
B、粒子从b运动到c的过程中,电场力与速度的夹角为钝角,电场力做负功,粒子做减速运动,故B正确;
C、a点和e点在同一等势线上,粒子从a点运动到c点电场力做功为零,在a、c两点粒子的速率相等,故C错误;
D、粒子从c运动到d的过程中,电场力与速度的夹角为锐角,电场力做正功,故D错误;
故本题选: B
考查方向
解题思路
由曲线运动的特点和轨迹弯曲方向,可判断电场力的方向,由运动方向和电场力的方向的关系可确定电场力做功情况。
易错点
结合曲线运动的知识是关键。
3.太阳系的第二大行星土星的卫星很多,其中土卫五和土卫六绕土星的运动可近似看作圆周运动,下表是关于土卫五和土卫六两颗卫星的资料。两卫星相比( )
正确答案
解析
A、由开普勒第三定律,半径越大周期越大,所以土卫五的公转周期较小,故A正确;
B、由卫星速度公式,公转半径越大卫星的线速度越小,故土卫六的公转线速度较小,故B错误;
C、由卫星角速度公式,公转半径越小角速度越大,则土卫五的公转角速度较大,故C错误;
D、由卫星的向心加速度公式,公转半径越小向心加速度越大,则土卫五的向心加速度较大,故D错误。
故本题选:A
考查方向
解题思路
由开普勒第三定律分析公转周期的大小,由万有引力提供向心力,比较线速度、角速度和向心加速度的大小。
易错点
本题的易错点比较分散,大多不能由万有引力提供卫星运行的向心力出发来分析,造成公式应用错误而出错。
5. 如图所示电路中,电源的电动势为E,内阻为r,各电阻阻值如图所示,当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑到b端的过程中,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
当滑动触头P从a端滑到b端的过程中,总电阻先增大后减小,电源的电动势和内阻不变,根据闭合电路的欧姆定律,总电流先减小后增大,路端电压先增大后减小,故A、B选项均错误;
电压表读数U与电流表读数I的比值表示外电阻,外电阻先增大后减小,故C错误;
因为电动势为内外电压之和不变,所以外电压的变化量的绝对值和内电压变化量的绝对值相等,故为电源内阻,故D正确。
故本题选:D
考查方向
解题思路
当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑到b端的过程中,总电阻发生变化,电源的电动势和内阻不变,根据闭合电路的欧姆定律,知总电流发生变化,内、外电压也发生变化。
易错点
不能正确分析电路中总电阻随滑动触头P从a端滑到b端先增大后减小。
4.一个匀强磁场的边界是MN,MN左侧无磁场,右侧是范围足够大的匀强磁场区域,如图甲所示.现有一个金属线框沿ab方向以恒定速度从MN左侧垂直进入匀强磁场区域.线框中的电流随时间变化的I-t图象如图乙所示.则可能的线框是如图丙所示中的哪一个( )
正确答案
解析
由和得,由于B、L、v都是定值,由乙图象可判断线框进入磁场的过程中切割磁感线的有效长度先均匀变长,后均匀变短。
A闭合圆环匀速进入磁场时,切割磁感线有效长度L先变长后变短,但L随时间不是均匀变化,故A错误;
B正方形线框匀速进入磁场时,切割磁感线有效长度L不变,感应电流不变,故B错误;
C梯形线框匀速进入磁场时,切割磁感线有效长度L先变长、后不变、最后变短,故C错误;
D三角形线框匀速进入磁场时,切割磁感线有效长度L先变长后变短,且随时间均匀变化,符合题意,故D正确。
故本题选:D
考查方向
解题思路
由电磁感应定律求电动势,欧姆定律求出电流的表达式,找出各线框进入磁场时电流的变化规律,然后选出与图乙所示图象符合的线框。
易错点
本题是一道电磁感应的图象题,要求学生熟练应用导体切割磁感线产生的感应电动势公式、欧姆定律、分析清楚图象特点是正确解题的关键。
12.(单选题)该实验中某同学画出的图线中AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是( )
正确答案
解析
图线中AB段明显偏离直线是因为钩码质量太大,钩码的重力不再等于绳子的拉力。
考查方向
解题思路
控制实验所控制的变量,分析图象,根据图象特点得出实验结论;根据实验注意事项分析图象偏离直线的原因。
易错点
不会由图象结合实验过程来分析误差产生的原因。
16.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后,其光路如图所示。下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A、由光路图可知单色光1在玻璃中折射角r小,折射率大,故单色光1的频率大,波长小,故A错误;
B、由于单色光1的折射率大,由知,单色光1在玻璃中传播速度小,故B错误;
C、单色光1的频率大,根据知单色光1的光子能量大,故C错误;
D、根据知,单色光1的折射率大,则临界角小,故D正确。
故答案为:D
考查方向
解题思路
解决本题的关键在于根据光路图得出光射入玻璃时折射角的关系,进而比较折射率的大小,知道折射率、临界角、频率、波长、在介质中的速度等大小关系。
易错点
不熟悉折射率、频率、波长、光在介质中的速度等大小关系。
17.在“利用单摆测重力加速度”的实验中,由单摆做简谐运动的周期公式得到。只要测量出多组单摆的摆长l和运动周期T,作出T2 -l图象,就可求出当地的重力加速度,理论上T2 -l图象是一条过坐标原点的直线。某同学在实验中,用一个直径为d的带孔实心钢球作为摆球,多次改变悬点到摆球顶部的距离l0,分别测出摆球做简谐运动的周期T后,作出T2-l图象,如图所示.
造成图象不过坐标原点的原因可能是( )
正确答案
解析
①图象不通过坐标原点,将图象向右平移1cm就会通过坐标原点,故相同的周期下摆长偏小1cm,故可能是测摆长时漏掉了摆球的半径,将L0记为摆长L,故A正确;
②由可得,,则图象的斜率等于,由数学知识得,解得。
故答案为:①A ;②9.87
考查方向
解题思路
根据实验注意事项与实验原理分析实验误差,由单摆周期公式得到T2与L的关系式,分析图象斜率的意义,求解g。
易错点
不会对实验误差进行分析。
19.如图所示是氢原子的能级图,现有大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁,所辐射的光子中,只有一种能使某金属产生光电效应。以下判断正确的是( )
正确答案
解析
A、大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁,所辐射的光子中,只有一种能使某金属产生光电效应,可知从n=3跃迁到n=1辐射的光子能使金属发生光电效应,故A、B均错误;
C、从n=4跃迁到n=1辐射的光子的能量大于从n=3跃迁到n=1辐射的光子折能量,所以一定能使金属发生光电效应,故C正确;
D、从n=4跃迁到n=3辐射的光子的能量小于从n=3跃迁到n=2辐射的光子折能量,所以一定不能使金属发生光电效应,故D错误。
故答案为:C
考查方向
解题思路
掌握光电效应的条件,知道能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能量差是解决本题的基础。
易错点
没有掌握光电效应的条件。
8. 如图所示,绝缘轻杆两端固定带电小球A和B,轻杆处于水平向右的匀强电场中,不考虑两球之间的相互作用。初始时杆与电场线垂直,将杆右移的同时顺时针转过90°,发现A、B两球电势能之和不变。根据如图给出的位置关系,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A、由于两球电势能之和不变,电场力对两球组成的系统做功为零,因此A、B电性一定相反,A可能带正电,也可能带负电,故A错误;
B、由于电场力对两球组成的系统做功为零,电场力对A、B做功大小相等,一正一负,所以有,因此,故B正确;
C、B的电性不能确定,无法判断其电势能的变化,故C错误;
D、电场力对A、B做功大小相等,一正一负,故D正确。
故本题选:BD
考查方向
解题思路
抓住电势能之和不变,即电场力对系统做功代数和为零,或电场力对A、B做功大小相等,故A、B电性一定相反,根据这一结果进行判断。
易错点
不能正确理解两球电势能之和不变。
6.如图a所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复.通过安装在弹簧下端的压力传感器,得到弹簧弹力F随时间t变化的图像如图b所示,若图像中的坐标值都为已知量,重力加速度为g,则( )
正确答案
解析
A、.t1时刻小球刚与弹簧接触,当弹簧弹力与重力平衡时速度最大,故A错误;
B、t2时刻小球小球受到的弹力最大,处于最低点,速度为零,故B正确;
C、从t3时刻到t4时刻小球离开弹簧做竖直上抛运动,根据竖直上抛运动的对称性可以球出小球自由下落的高度,故C正确;
D、小球运动的整个过程中与弹簧系统机械能守恒,小球的机械能不守恒,故D错误。
故本题选:BC
考查方向
解题思路
小球先自由下落,与弹簧接触后,做加速度减小的加速运动;当加速度减小为零时速度最大,之后做加速度不断增大的减速运动;运动到最低处,速度减小为零;同理,上升过程先做加速度减小的加速运动,当加速度减小为零时速度最大,之后做加速度不断增大的减速运动,直到小球离开弹簧为止。对于小球和弹簧组成的系统机械能守恒。
易错点
本题关键是要结合过程和图象,将小球的运动分为自由下落过程、向下加速过程、向下减速过程、向上加速过程、向上减速过程几个阶段,进行分析处理。
7.一个水平固定的金属大圆环A,通有恒定的电流,方向如图所示,现有一小金属环B自A环上方落下并穿过A环,B环在下落过程中保持水平,并与A环共轴,那么在B环下落过程中( )
正确答案
解析
环B在上方下落靠近A时,根据安培定则,环A产生的磁场方向向上,通过环B的磁通量增加,根据楞次定律,环B中感应电流的方向为顺时针(从上向下看),与环A中电流方向相反;同理,当环B运动到下方时,环B中感应电流的方向为逆时针(从上向下看);故A错误,B正确;
当环B经过A环所在平面的瞬时,穿过环B的磁通量最大,变化率为零,环B中的感应电流为零,故C错误,D正确。
故本题选:BD
考查方向
解题思路
分阶段分析穿过环B的磁通量变化,确定环A中电流的磁场方向,再结合楞次定律判断环B中感应电流的方向,同时结合法拉第电磁感应定律确定感应电流的大小。
易错点
不能正确应用楞次定律确定感应电流的方向。
9. 将三个木板1、2、3固定在墙角,木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形,如图所示,其中1与2底边相同,2和3高度相同。现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放,并沿斜面下滑到底端,物块与木板之间的动摩擦因数均相同。在这三个过程中,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
设木板和水平面的夹角为θ,木板长为L,动摩擦因数为μ,滑到斜面底端时速度为v,根据动能定理有:,h为斜面的高,为底边长度,由图中斜面高度和底边长度的关系可知,滑到底边时速度的大小关系为,故A错误,B正确;
物体下滑过程中克服摩擦力做功为,即为底边长度,由于1与2底边相同且小于3的底边长度,故摩擦生热的关系为:,故C错误,D正确。
故本题选:BD
考查方向
解题思路
对物体进行受力分析和做功分析,得出物体沿斜面下滑时,摩擦力做功跟那些因素有关,并根据题目中给出的条件加以判断。
易错点
不能由斜面模型分析得出摩擦产生的热量与斜面长和倾角的关系。
在“测定金属的电阻率”的实验中,某同学进行了如下操作:
13.用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度L。再用螺旋测微器测量金属丝的直径D,某次测量结果如图所示,则这次测量的读数D= mm。
14.先用欧姆表(×1档)粗侧,如右图,再使用电流表和电压表准确测量金属丝的阻值。为了安全、准确、方便地完成实验,除电源(电动势为4V,内阻很小)、待测电阻丝、导线、开关外,电压表应选用 ,电流表应选用 ,滑动变阻器应选用 (选填器材前的字母)。
15.若采用图所示的电路测量金属丝的电阻,电压表的左端应与电路中的_______点相连(选填“a”或“b”)。若某次测量中,电压表和电流表读数分别为U和I,请用上述直接测量的物理量(D、L、U、I)写出电阻率ρ的计算式:ρ= 。
正确答案
0.516 (0.515~0.519)
解析
螺旋测微器示数为0.516mm;
考查方向
解题思路
根据电源电动势选择电压表,根据电路最大电流选择电流表,为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器;根据待测电阻阻值与电表内阻的关系确定电流表的接法,然后确定接线位置;应用欧姆定律与电阻定律求出电阻率。
易错点
不能掌握测量仪器的原理和读数规则。
正确答案
A ,C ,E;
解析
由题中所给元件参数,电源电动势为4V,选用V2测量电压不到满偏的三分之一,读数误差太大,故电压表选V1;由多用电表读数可知被测金属丝的电阻约为3Ω,电路最大电流约为,约为电流表A2量程的三分这一,如果用电流表A2读数误差较大,因此电流表应选A1;滑动变阻器选取R1总阻值为10Ω,能满足伏安法测电阻限流接法的要求。
考查方向
解题思路
根据电源电动势选择电压表,根据电路最大电流选择电流表,为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器;根据待测电阻阻值与电表内阻的关系确定电流表的接法,然后确定接线位置;应用欧姆定律与电阻定律求出电阻率。
易错点
不能掌握测量仪器的原理和读数规则。
正确答案
b
解析
由于待测金属丝电阻约为3Ω,和电流表A1的内阻比较接近,所以电流表选择外接法,因此电压表的左端应与电路中的b点相连;金属丝电阻为,电阻率为。
考查方向
解题思路
根据电源电动势选择电压表,根据电路最大电流选择电流表,为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器;根据待测电阻阻值与电表内阻的关系确定电流表的接法,然后确定接线位置;应用欧姆定律与电阻定律求出电阻率。
易错点
不能掌握测量仪器的原理和读数规则。
如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度与质量关系”的实验装置。
10.在图示装置中,①是固定在小车上位移传感器的发射器部分,②是接收部分。在该实验中采用控制变量法,保持小车所受拉力不变,用钩码所受的重力作为小车所受拉力,为了减小实验误差,应使钩码质量尽量__________些。(填“大”或“小”)
11.改变小车的质量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-1/M关系图线,如果摩擦力不能忽略,则画出的a-1/M图线为图示中的____________。(填“甲”或“乙”或“丙”)
正确答案
小;
解析
只有当钩码质量远小于小车质量时,绳子的拉力才近似等于钩码的重力,故为了减小实验误差,应使钩码质量尽量小些;
考查方向
解题思路
控制实验所控制的变量,分析图象,根据图象特点得出实验结论;根据实验注意事项分析图象偏离直线的原因。
易错点
不会由图象结合实验过程来分析误差产生的原因。
正确答案
丙;
解析
摩擦力不能忽略时,由牛顿第二定律有,,当时,,故丙图正确;
考查方向
易错点
不会由图象结合实验过程来分析误差产生的原因。
如图所示,一弹丸从离地高度H=1.95m的A点以v0=8.0m/s的初速度水平射出,恰以平行于斜面的速度射入静止在固定斜面顶端C处的一木块中,并立即与木块具有相同的速度(此速度大小为弹丸进入木块前一瞬间速度的)共同运动,在斜面下端有一垂直于斜面的挡板,木块与它相碰没有机械能损失,碰后恰能返回C点。已知斜面顶端C处离地高h=0.15m,(g=10m/s2)求:
22.A点和C点间的水平距离?
23.木块与斜面间的动摩擦因数μ?
24.木块从被弹丸击中到再次回到C点的时间t ?(保留两位有效数字,)
正确答案
4.8m;
解析
弹丸从A到C做平抛运动,,得,A点到C点的水平距离;
考查方向
解题思路
弹丸从A到C做平抛运动,根据平抛运动的基本公式可求解速度;弹丸与塑料块从C点沿斜面下滑到返回C点的整个过程中由动能定理求解。
易错点
不能将牛顿运动定律和动能定理结合起来求解。
正确答案
解析
弹丸到C的速度方向与斜面平行,和水平的夹角等于斜面的倾角,为
弹丸到达C处的速度为
弹丸与塑料块在C点具有的相同速度
弹丸与塑料块从C点返回到C点的整个过程,根据动能定理有:
解得动摩擦因数
考查方向
解题思路
弹丸从A到C做平抛运动,根据平抛运动的基本公式可求解速度;弹丸与塑料块从C点沿斜面下滑到返回C点的整个过程中由动能定理求解。
易错点
不能将牛顿运动定律和动能定理结合起来求解。
正确答案
解析
根据牛顿第二定律,下滑时
由解得,
上滑时
由,解得
所以塑料块从被弹丸击中到再次回到C点的时间
考查方向
解题思路
弹丸从A到C做平抛运动,根据平抛运动的基本公式可求解速度;弹丸与塑料块从C点沿斜面下滑到返回C点的整个过程中由动能定理求解。
易错点
不能将牛顿运动定律和动能定理结合起来求解。
如图甲所示,两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的电压UAB,两板间电场可看做是均匀的,且两板外无电场,极板长L=0.2m,板间距离d=0.2m,在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场,MN与两板间中线OO′垂直,磁感应强度B=5×l0-3T,方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中,已知每个粒子的速度v0=105m/s,比荷C/kg,重力忽略不计,每个粒子通过电场区域的时间极短,此极短时间内电场可视作是恒定不变的。求:
25.在t=0.ls时刻射入电场的带电粒子,进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为多少;
26.带电粒子射出电场时的最大速度;
27.在t=0.25s时刻从电场射出的带电粒子在磁场中运动的时间。
正确答案
4.8m
解析
在时刻射入电场的带电粒子,在极板间做匀速直线运动,以v0垂直磁场MN边界射入磁场,运动半周又从MN边界射出,由可得:
在MN上入射点和出射点间的距离为:
考查方向
解题思路
解决本题要理清粒子在电场中和磁场中运动的轨迹,当两板间所加电压越大时,粒子射出电场的速度越大,偏转量也越大,根据运动的分解、平抛运动和动能定理可求出最大速度;
易错点
不能结合运动学公式、牛顿第二定律和动能定理来求解。
正确答案
解析
由题意,带电粒子从极板的边缘射出电场时的速度最大,对应的瞬时电压为,
有 ,解得:
由动能定理: ,解得射出的最大速度为:
考查方向
解题思路
解决本题要理清粒子在电场中和磁场中运动的轨迹,当两板间所加电压越大时,粒子射出电场的速度越大,偏转量也越大,根据运动的分解、平抛运动和动能定理可求出最大速度;
易错点
不能结合运动学公式、牛顿第二定律和动能定理来求解。
正确答案
解析
在时刻从电场射出的带电粒子,对应的瞬时电压为,粒子从极板的上边缘射出电场,射出电场时偏转角为,,则粒子进入磁场做逆时针的圆周运动,进入时与磁场边界的夹角为,射出磁场时与磁场边界的夹角也为,故对应的圆周的圆心角为,故在磁场中运动的时间为圆周运动周期的四分之一。
由, 得到:,所以 。
考查方向
解题思路
解决本题要理清粒子在电场中和磁场中运动的轨迹,当两板间所加电压越大时,粒子射出电场的速度越大,偏转量也越大,根据运动的分解、平抛运动和动能定理可求出最大速度;
易错点
不能结合运动学公式、牛顿第二定律和动能定理来求解。
如图(甲)所示,两光滑导轨都由水平、倾斜两部分圆滑对接而成,相互平行放置,两导轨相距L=lm ,倾斜导轨与水平面成θ=30°角,倾斜导轨的下面部分处在一垂直斜面的匀强磁场区I中,I区中磁场的磁感应强度B1随时间变化的规律如图(乙)所示,图中t1、t2未知。水平导轨足够长,其左端接有理想的灵敏电流计G和定值电阻R=3Ω,水平导轨处在一竖直向上的匀强磁场区Ⅱ中,Ⅱ区中的磁场恒定不变,磁感应强度大小为B2=1T ,在t=0时刻,从斜轨上磁场I 区外某处垂直于导轨水平释放一金属棒ab,棒的质量m=0.1kg ,电阻r=2Ω,棒下滑时与导轨保持良好接触,棒由斜轨滑向水平轨时无机械能损失,导轨的电阻不计。若棒在斜面上向下滑动的整个过程中,灵敏电流计G的示数大小保持不变,t2时刻进入水平轨道,立刻对棒施一平行于框架平面沿水平方向且与杆垂直的外力。(g取10m/s2)求:
28.磁场区I在沿斜轨方向上的宽度d;
29.棒从开始运动到刚好进入水平轨道这段时间内ab棒上产生的热量;
30.若棒在t2时刻进入水平导轨后,电流计G的电流大小I随时间t变化的关系如图(丙)所示(I0未知),已知t2到t3的时间为0.5s,t3到t4的时间为1s,请在图(丁)中作出t2到t4时间内外力大小F随时间t变化的函数图像。
正确答案
解析
电流表的示数不变,说明在整个下滑过程中回路的的电动势是不变的,说明在磁感应强度B变化时和不变时感应电动势大小一样,所以可以判断在t1时刻棒刚好进入磁场区域且做匀速直线运动。
在磁场中匀速直线运动,有,,,代入数值得;
未进入磁场以前棒做匀加速直线运动,加速度为,,得,下滑的距离为,
再没进入磁场以前,由于B均匀变化,所以,由图象可知,又, , 代入数据可得;
考查方向
解题思路
本题要正确分析导体棒的运动情况,判断其受力情况,运用法拉第电磁感应定律、欧姆定律、焦耳定律及力学中的牛顿第二定律等多个知识解答,综合性很强;同时还考查了运用数学知识处理物理问题的能力。
易错点
不能同时应用力学知识、电学知识来综合思考,缺乏运用数学知识处理物理问题的能力。
正确答案
0.375J
解析
ab棒进入磁场以前,棒上产生的热量为,
棒在斜轨上B1磁场中运动过程中,由能量守恒有,解得 ,
此时,棒上产生的热量是,
则棒上产生的总热量是;
考查方向
解题思路
本题要正确分析导体棒的运动情况,判断其受力情况,运用法拉第电磁感应定律、欧姆定律、焦耳定律及力学中的牛顿第二定律等多个知识解答,综合性很强;同时还考查了运用数学知识处理物理问题的能力。
易错点
不能同时应用力学知识、电学知识来综合思考,缺乏运用数学知识处理物理问题的能力。
正确答案
图象见解析。
解析
因为,所以刚进水平轨道时时的电动势是, ,
则在时间内,取t2时刻为零时刻,根据图线可以写出I-t的方程式:,
则,所以,
由牛顿第二定律可得:,;
同理得出在时间内,棒运动的加速度大小是,依据牛顿定律得,
取t3时刻为零时刻,可以写出t3时刻后的电流与时间的关系式为,代入上面的式子可以得到;
根据以上分析做出图象如下图。
考查方向
解题思路
本题要正确分析导体棒的运动情况,判断其受力情况,运用法拉第电磁感应定律、欧姆定律、焦耳定律及力学中的牛顿第二定律等多个知识解答,综合性很强;同时还考查了运用数学知识处理物理问题的能力。
易错点
不能同时应用力学知识、电学知识来综合思考,缺乏运用数学知识处理物理问题的能力。
18. x=0的质点在t=0时刻开始振动,产生的波沿x轴正方向传播,t1=0.14s时刻波的图象如图所示,质点A刚好开始振动. 求波在介质中的传播速度和x=4m的质点在0.14s内运动的路程.
正确答案
①v=50m/s;②s=15cm。
解析
①由题知振动在t=0.14s时间内传播的距离为x=7m,则该波的传播速度为;
②由图象可知,经t=0.14s时间波传播到A点,A点与x=4m的质点相距,故x=4m的质点振动了四分之三周期,故该质点运动的路程为。
故答案为:①v=50m/s;②s=15cm。
考查方向
解题思路
本题抓住简谐波在同一均匀介质中是匀速传播的这一原理,根据公式求出波速,再根据波的特性,来确定介质中质点振动运动的路程。
易错点
不能抓住简谐波在同一均匀介质中是匀速传播的来求波速。
20.一个质量为50kg的人站立在静止于平静的水面上的质量为400kg船上,突然船上人对地以2m/s的水平速度跳向岸,不计水的阻力,则船以_____ ___m/s的速度后退,若该人向上跳起,以人船为系统,人船系统的动量_____ __ __。(填守恒或不守恒)
正确答案
0.25m/s 不守恒
解析
由于不计水的阻力,人和船组成的系统水平动量守恒,以人的前进方向为正方向,有,带入数据得V=0.25m/s;若该人向上跳起,人船系统在竖直方向上合外力不为零,故动量不守恒。
故答案为:0.25m/s 不守恒
考查方向
解题思路
由动量守恒的条件和动量守恒定律就能解决本题,题目比较简单,直接利用动量守恒定律即可求解。
易错点
没有理解动量守恒的条件。
21.太阳现在正处于主序星演化阶段。它主要是由电子和、等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应,核反应方程是:+释放核能,这些核能最后转化为辐射能。
①已知质子质量mp,氦核的质量mα,电子质量me,光速c。试求每发生一次上述核反应所释放的核能;
②用上述辐射中产生的波长为400nm某一单色光去照射逸出功为3.0×10-19J金属材料铯时,能否产生光电效应?若能,试求出产生的光电子的最大初动能。(保留三位有效数字,普朗克常量h=6.63×10-34J·s)
正确答案
①;②能
解析
①根据爱因斯坦质能方程,有;
②该单色光子的能量为,能使金属铯产生光电效应,最大初动能为。
故答案为:①;②能 。
考查方向
解题思路
根据爱因斯坦质能方程,结合质量亏损求出释放的核能;根据光电效应的条件判断能否发生光电效应,通过光电效应方程求出光电子的最大初动能。
易错点
没有掌握光电效应方程和爱因斯坦质能方程。