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16.一物块放在水平地面上,受到水平推力F的作用,力F与时间t的关系如图甲所示;物块的运动速度v与时间t的关系如图乙所示,10s后的速度图象没有画出,重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A、由速度-时间图象可以知道,在5~10s内,物体处于匀速直线状态,即物体所受到的摩擦力大小应该与推力F大小相等,F滑=F推=4N,故A错误;
B、在0~5s内,物体做匀加速直线运动,a=1m/s2,F合=ma=F推-F滑=2N,得出m=2kg,故B错误;
C、W= F滑S=432.5=130J(位移S由v-t图象的面积求出),故C错误;
D、由甲图可知,10~15s内物体的推力F=0,所以物体做匀减速直线运动,加速度为 m/s2,位移为,时间t=2.5s时已经停下。故D正确.
考查方向
解题思路
(1)结合已知的速度-时间图象可以得出物体在不同时刻的运动情况;
(2)由F的大小与时间t的关系图象可以得出物体在不同时刻所受到的推力大小;
(3)运用牛顿第二定律解决问题
易错点
能从图象中得出相关的信息,v-t图象、F-t图象相结合,判断出物体各段运动状态,根据平衡状态中二力平衡找出力的大小.
14. 2015年9月2日,“抗战专列”在武汉地铁4号线亮相,引得乘车市民纷纷点赞。若该地铁列车先从甲站开始做初速度为零、加速度大小为a的匀加速直线运动,通过位移L后,立即做加速度大小也为a的匀减速直线运动,恰好到乙站停下。则列车从甲站到乙站所用时间为 ( )
正确答案
解析
由加速段时间为 ,根据对称性知减速段的时间也为 ,所以甲站到乙站的时间为 ,故B正确。
考查方向
解题思路
由位移公式求解。
易错点
没有易错点。
15.a、b是放置在x轴上的两个点电荷,电荷量分别为Q1和Q2,沿x轴a、b之间各点对应的电势高低如图中曲线所示,其中p点电势最低,ap间的距离大于pb间的距离。从图中可看出在x轴线上。以下说法中正确是( )
正确答案
解析
φ-x图线的切线斜率表示电场强度的大小,就知道Xp处场强为零,则C正确,
从坐标x1到x2电势先减小后增大,根据点电荷场强公式,得到Q1的电荷量一定大于Q2的电荷量;则A错误,根据场强方向得出两电荷一定是正电荷.则B错误,由电势的变化可知ap为指向p点,pb也指向P点,则D错误。
考查方向
解题思路
φ-x图线的切线斜率表示电场强度的大小,就知道Xp处场强为零,从坐标x1到x2电势先减小后增大,根据电场力方向与运动方向的关系判断电场力是做正功还是负功.根据点电荷场强公式,得到Q1的电荷量一定大于Q2的电荷量;根据场强方向得出两电荷一定是正电荷.
易错点
电场强度的大小等于φ-x图线的斜率大小,电场强度为零处,φ-x图线存在极值,其切线的斜率为零.
17. 我国发射的一颗地球同步通讯卫星,其定点位置与东经98°的经线在同一平面内。甘肃省嘉峪关有一个微波通讯站(即图中P点位置),它的经度和纬度分别为东经98°和北纬40o。已知地球半径为R,地球自转周期为T,地球表面重力加速度为g,光速为c,万有引力恒量为G。下列说法中不正确的是( )
正确答案
解析
由万有引力提供向心力可知,只能求出中心天体的质量,不不能求出环绕天体的质量。故D错误。
考查方向
解题思路
排除法。
易错点
没有想到排除法,一个一个去计算很麻烦。
18. 将电阻R1和R2按如图甲所示接在理想变压器上,变压器原线圈接在电压为U的交流电源上,R1和R2上的电功率之比为2:1;若其它条件不变,只将R1和R2改成如图乙所示的接法,R1和R2上的功率之比为1:8。则图乙中两组副线圈的匝数之比n1:n2为( )
正确答案
解析
R1和R2上的电功率之比为2:1,由于电流相等,得到R1=2R2;图乙接法,R1和R2上的功率之比为1:8. 由于R1=2R2 (P=U^2/R ) 得到U1:U2=1:2,而匝数比等于电压比,所以两组副线圈的匝数之比(上下匝数比): 1:2,故A正确。
考查方向
解题思路
输出电压是由输入电压和匝数比决定的,输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的,电压与匝数呈正比,电流与匝数成反比,根据理想变压器的原理分析即可。
易错点
匝数比等于电压比。
20.如图所示,倾角为的光滑斜面的下端固定一绝缘轻弹簧,M点固定一个带电量为-q的小球Q。整个装置处在场强大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。现把一个带电量为+q、质量为m的小球P从N点由静止释放,释放后P沿着斜面向下运动。N点与弹簧的上端和N点与M点的距离均为S0。P、Q球心的连线与弹簧的轴线ab共线且与斜面平行。两小球可视为点电荷,弹簧的劲度系数为K0,静电力常量为K,则( )
正确答案
解析
A、 根据动能定理知,当小球返回到N点,由于重力做功为零,匀强电场的电场力做功为零,电荷Q的电场对P做功为零,则合力做功为零,知道到达N点的速度为零.所以小球不可能撞到小球Q,所以A错误;
B、 在N点,根据牛顿第二定律可得:=ma,所以B正确;
C、 小球P沿着斜面向下运动过程中,匀强电场的电场力做正功,电荷Q产生的电场对P做负功,两个电场力的合力不一定沿斜面向下,则最终电场力不一定做正功,可能做负功,则电势能可能增大.故C正确;
D、 当合外力为零时,速度最大,即弹力,所以D错误。
考查方向
解题思路
根据动能定理判断小球P返回速度为零的位置,确定小球能否与小球Q相撞;根据牛顿第二定律求出小球P在N点的加速度;根据电场力做功判断电势能的变化,当小球所受的合力为零时,小球的速度最大.
易错点
知道小球合力为零时,小球的速度最大,知道电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加.
19.在图示电路中,灯L1、L2的电阻分别为R1、R2,变阻器的最大电阻为R0,且R0>R2,电容器的电容量为C。若有电流通过,灯就能发光,假设灯的电阻不变,当变阻器的滑动片P由a端向b端移动过程中,以下说法中正确的是( )
正确答案
解析
A、 当R2<R0时,灯L2与滑动变阻器的一部分串联的总电阻先大于后小于另一部分的电阻,当变阻器的滑片P由a端向b端移动时,总电阻先增大,后减小,所以总电流先减小后增大,所以通过灯L1的电流先减小后增大,故L1先变暗后变亮,而通过L2的电流一直变大,L2变亮。故A正确,B错误;
C、由C=Q/U知,Q=CU,又因为总电流先减小后增大,所以电容器极板所带的电量先增大后减小。故C正确。
D、当R外=r内时,电源的效率最大。由题目条件不能判断。故D错误。
故选AC
考查方向
解题思路
由电路图可知:灯L2与滑动变阻器的一部分串联后与另一部分并联,再跟灯L1串联连接到电源上,根据电阻的变化情况,判断电流的变化情况,进而判断灯泡变亮还是变暗.
易错点
混联电路的辨别。
21.如图所示,一正方形盒子处于方向竖直向上,磁感应强度为B的匀强磁场中,盒子的边长为L,盒子的前后两面为金属板,其余四面均为绝缘材料,在盒的左面正中间和底面上各有一小孔,底面小孔的位置可沿底面中线MN移动。现有带负电、电量为Q的液滴持续从左侧小孔以某一水平速度进入盒内,液滴到达金属板和底板(落在底板的液滴,仍将向前后金属板运动且最终到达前后金属板,所有液滴将电荷量全部传给金属板后即被引出盒子)。形成稳定的电势差后,立即移动底部小孔的位置,恰能使射入的所有液滴都能从底部的小孔穿出,测出此时小孔到M点的距离d。下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A、由左手定则,带-Q电量的液滴所受洛伦兹力方向指向后金属板,带-Q电量的液滴向后金属板偏转,后金属板带负电,稳定后前金属板电势较高,故A正确.
B、稳定后液滴所受电场力和洛伦兹力大小相等,方向相反,液滴在重力作用下运动,故将做匀变速曲线运动,故B错误.
C、D、稳定后洛伦兹力等于电场力,所以U=BLv.又因为在重力作用下,所以,故C错误,D正确.
故选:AD.
考查方向
解题思路
1、由左手定则,带-Q电量的液滴所受洛伦兹力方向指向后金属板,带-Q电量的液滴向后金属板偏转,后金属板带负电,稳定后后金属板电势较低,前金属板电势较高.2、稳定后液滴所受电场力和洛伦兹力大小相等,方向相反,液滴在重力作用下将做匀变速曲线运动.3、稳定后洛伦兹力等于电场力qvB=qUL,又因为在重力作用下v2=2g•L2,所以U=BLLg.
易错点
定后液滴所受电场力和洛伦兹力大小相等,方向相反,液滴在重力作用下将做匀变速曲线运动,这一点是解题的关键.
22.某研究小组同学用图甲所示的装置测定滑块与木板间的动摩擦因数:实验装置中,穿过打点计时器的纸带一端固定在木块上。实验时,先测得木板的倾角为θ。让物块沿倾斜的木板下滑,从实验获得的多条纸带中,选出一条点迹清晰的纸带,用刻度尺测出各计数点B、C、D、E与A点间的距离如图乙所示(相邻的计数点之间还有4个点未画出),已知交流电源的频率为 f,重力加速度为 g。依据图乙所示的纸带,打D 点时滑块对应的瞬时速度为 ;滑块运动的加速度为 ;滑块与木板间的动摩擦因数为 。
正确答案
解析
(1) 利用中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可求出D点速度;由求加速度。
(2)根据牛顿第二定律,结合滑动摩擦力公式,即可求解滑块与木板间的动摩擦因数.
考查方向
解题思路
纸带实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度.根据牛顿第二定律,结合滑动摩擦力公式,即可求解.
易错点
要注意单位的换算.对于纸带的问题,我们要熟悉匀变速直线运动的特点和一些规律,同时掌握牛顿第二定律的应用,注意数学公式与物理规律相综合应用.
某研究小组同学要测量一个未知电源的电动势E及内电阻r.手边的实验器材有:待测电源 (电动势E约为4V,内阻r 约为0.8Ω), 电压表V(量程为1V,内阻RV约为1KΩ),滑动变阻器R1(0~10.0Ω),滑动变阻器R2(0~100.0Ω),电阻箱R3(0~99.99Ω),电阻箱R4(0~2.999KΩ),定值电阻R0(阻值为10Ω),开关S,导线若干。
23.由于电压表V的量程太小,需将电压表量程扩大为3V,则应测量此电压表的内阻RV,该小组同学依据图甲电路进行测量,步骤如下:
① S 断开,使滑动变阻器的滑动片P处于最左端a,并将电阻箱的阻值调为零;
② 闭合S,将滑动变阻器的滑动片P由左端缓慢向右滑动,当电压表的读数为满偏值时,滑动片P停止滑动;
③ 保持滑动变阻器的滑动片P位置不变,调节电阻箱的阻值使电压表的读数为满偏值的一半时,记下电阻箱的阻值Ra=995Ω。
该实验中电阻箱应选用 ,滑动变阻器应选用 。(填入器材所
对应的符号)
从以上步骤测得的数据可得,要改装成量程为3V的电压表,该电压表应串联的分压电阻Rb= Ω。
24. 研究小组的同学利用题给的电压表(表盘未改动)串联分压电阻Rb构成量程为3V的电压表后,设计了图乙的电路测量电源电动势E及内电阻r。为了使电压表的读数随电阻箱的阻值改变而有较大的变化,在干路上连接了一个阻值为R0的定值电阻,实验过程中通过改变电阻箱的阻值R得到多组对应电压表的读数值U。导出的与的函数关系式为 ;由此作出的图像如图丙所示,得到图线的截距为b,斜率为k 。则电源电动势的表达式为 ; 内阻的表达式为 。
丙
正确答案
R4 R1 1990
解析
因为电压表的内阻很大,所以电阻箱要选择R4;题中给出的是滑动变阻器分压式接法,要求应该是由零可调(即由b向a滑动),滑动变阻器的分压式接法中,要求用总电阻小一些的,这样误差小、调节灵敏高,所以滑动变阻器要选择 R1。
考查方向
解题思路
根据闭合电路的欧姆定律分析。
易错点
半偏法测内阻。
正确答案
解析
由闭合电路的欧姆定律可得:,因为图线的截距为b,斜率为k,所以对比函数方程y=kx+b得:电源电动势和内阻的表达式为
考查方向
解题思路
根据闭合电路的欧姆定律分析。
易错点
半偏法测内阻。
竖直平面内半径为R的光滑圆弧轨道CDM与左侧光滑斜面体ABC相切于C点,倾角分别如图所示。O为圆弧圆心,D为圆弧最低点,C、M在同一水平高度。斜面体ABC固定在地面上,顶端B安装一个光滑的定滑轮,一轻质细绳跨过定滑轮分别连接小物块P、Q(两边细绳分别与对应斜面平行),此时P、Q两物块在斜面上保持静止。若PC间距L1=0.25m,物块P质量m1=3kg。 (取g=10m/s2。sin37°=0.6,cos37°=0.8)
25.求:小物块Q的质量m2;
26.若烧断细绳后,物块P第一次过D点时对轨道的压力大小为78N,则圆弧面的半径R是多少?
正确答案
m2=4kg
解析
P、Q两物块在斜面上保持静止,根据平衡条件得:
对P:m1gsin53°=T ①
对Q:T=m2gsin37° ②
由①②式得
m2=4kg
考查方向
解题思路
根据共点力平衡条件列式求解;
易错点
本题关键对物体受力分析后,根据平衡条件、牛顿第二定律、运动学公式和动能定理综合求解,对各个运动过程要能灵活地选择规律列式.
正确答案
R=0.5m
解析
P到D过程由动能定理得:
m1gh=m1v ③
由几何关系得:
h=L1sin53°+R(1-cos53°) ④
运动到D点时,根据牛顿第二定律:
FD-m1g=m1 ⑤
由③④⑤
R=0.5m
考查方向
解题思路
先根据动能定理列式求出到D点的速度,再根据牛顿第二定律求压力;
易错点
本题关键对物体受力分析后,根据平衡条件、牛顿第二定律、运动学公式和动能定理综合求解,对各个运动过程要能灵活地选择规律列式.
如图所示,平行金属导轨MN 、PQ放置在水平面上,导轨宽度L=0.5m, 其左端接有R=2Ω的定值电阻, 导轨MN上X>0部分是单位长度电阻ρ=6Ω/m的均匀电阻丝, 其余部分电阻不计,垂直于导轨平面的磁场,其磁感应强度BX随位移X发生变化。质量m=1kg,电阻不计的导体棒垂直于导轨放置,导体棒与两导轨间的动摩擦因数均为μ=0.2,现在施加沿X轴正方向的外力F使导体棒以v=4m/s的速度从坐标原点O开始向右做匀速直线运动,导体棒运动过程中电阻R上消耗的电功率P=8W且恒定。
27.求导体棒运动过程中电阻通过的电流强度I;
28.磁感应强度BX随位移X变化的函数关系式;
29.从O点开始计时,导体棒运动2秒的时间内拉力所做的功。
正确答案
I=2A
解析
根据P=I2R ①
由①得=2A ②
考查方向
解题思路
根据P=I2R 可求电流;
易错点
由于安培力的大小随位移X做线性变化,所以2s内安培力做功W安=
正确答案
BX=6X+2(T)
解析
在位移为X处:
电动势EX=BXLv ③
导轨电阻RX=ρX ④
电路中的电流IX= ⑤
依题意IX=I ⑥
由②③④⑤⑥解得:
⑦
即BX=6X+2(T) ⑧
考查方向
解题思路
由欧姆定律和法拉第电磁感应定理结合求解;
易错点
由于安培力的大小随位移X做线性变化,所以2s内安培力做功W安=
正确答案
WF =224J
解析
在位移为X处导体棒所受安培力为:
FX=BXIL ⑨
由⑧⑨得:
FX=6X+2(N) ⑩
t=2s时间内导体棒位移X=vt=8m ⑪
由于安培力的大小随位移X做线性变化:
t=0时 F1=2N
t=2s时 F2=50N
由⑨⑩⑪得:2s内安培力做功
W安==208J ⑫
运动2S的时间内摩擦力做的功:
Wf = f X =16J ⑬
由动能定理WF-W安 -W f =△EK ⑭
由⑫⑬⑭得:
拉力做功WF=W安+Wf =224J
考查方向
解题思路
由动能定理求解。
易错点
由于安培力的大小随位移X做线性变化,所以2s内安培力做功W安=
内径均匀的直角细玻璃管ABC两端开口,AB段竖直,BC段水平,AB=100 cm,BC=40 cm,在水平段BC内有一长10 cm的水银柱,其左端距B点10 cm,环境温度为330 K,大压为75 cmHg且保持不变。现保持BC段水平,将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中,使A端在水银面下10 cm。若环境温度缓慢升高,求温度升高到多少K时,水银柱刚好全部溢出。
30.下列说法正确的是( )
31.如图所示,内径均匀的直角细玻璃管ABC两端开口,AB段竖直,BC段水平,AB=100 cm,BC=40 cm,在水平段BC内有一长10 cm的水银柱,其左端距B点10 cm,环境温度为330 K,大压为75 cmHg且保持不变。现保持BC段水平,将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中,使A端在水银面下10 cm。若环境温度缓慢升高,求温度升高到多少K时,水银柱刚好全部溢出。
正确答案
解析
ACE 气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数,以及温度有关,决定气体的压强,因此与单位体积内分子数和气体的温度有关,故A正确.布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,反映的是液体分子的无规则运动,故B错误.当分子间的引力和斥力平衡时,靠近分子力表现为斥力,做负功分子势能增加;远离分子力表现为引力,也做负功,分子势能也增加;故当分子间的引力和斥力平衡时,分子势能最小,故C正确.温度是分子平均动能的唯一标志,但不能决定压强,如温度升高,而膨胀,则其压强可能减小,故D错误。
考查方向
解题思路
温度缓慢升高时,管内封闭气体压强不变,由盖-吕萨克定律可以分析答题.
易错点
封闭气体发生了等压变化,正确分析空气柱的长度.
正确答案
T2=390 K
解析
解:A端插入水银槽后,液柱向右移动10 cm
初状态:T1=330 K,V1=110S
末状态:V2=130S
等压变化,由盖—吕萨克定律=
得:T2=T1
T2=×330 K=390 K
考查方向
解题思路
温度缓慢升高时,管内封闭气体压强不变,由盖-吕萨克定律可以分析答题。
易错点
封闭气体发生了等压变化,正确分析空气柱的长度.