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14.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A.是密立根通过油滴实验比较精确地测定了电子电荷量e的数值,故A错误;
B.法拉第第一个采用了画电场线的方法描述电场.故B错误;
C.卡文迪许用扭秤实验测出了引力常量G 的值,故C错误;
D.法拉第发现了电磁感应现象,使电能的大规模利用成为可能,人类从此步入文明的电气化时代。故D正确。
考查方向
解题思路
是密立根通过油滴实验比较精确地测定了电子电荷量e的数值;法拉第第一个采用了画电场线的方法描述电场;卡文迪许用扭秤实验测出了引力常量G 的值;法拉第发现了电磁感应现象,使电能的大规模利用成为可能,人类从此步入文明的电气化时代。
易错点
没有易错点。
15.如图所示,质量均为m的甲、乙两同学,分别静止于水平地面的台秤P、Q上,他们用手分别竖直牵拉一只弹簧秤的两端,稳定后弹簧秤的示数为F,若弹簧秤的质量不计,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
对乙分析,根据共点力平衡得,F+N=mg,则N=mg-F,则台秤Q的读数为mg-F。对甲分析,根据共点力平衡有,N′=mg+F,则台秤P的示数为mg+F,所以两台秤的示数之和为2mg。故A正确,BC错误。弹簧称的示数为F,可知甲受到的拉力为F,乙受到的拉力为F。故D错误。
考查方向
解题思路
台秤的读数等于人对台秤的压力,分别对甲和乙分析,根据共点力平衡求出台秤对人的支持力大小。
易错点
求解台秤示数之和时,也可以对甲乙整体分析,运用共点力平衡求解。
17.某电容式话筒的原理示意图如图所示,E为电源,R为电阻,薄片P和Q为两金属极板,对着话筒说话时,P振动而Q可视为不动.在P、Q间距增大过程中( )
正确答案
解析
电容式话筒与电源串联,电压保持不变,由可知P、Q两极板间的电场强度变小,在P、Q间距增大过程中,根据电容决定式"得电容减小,又根据电容定义式得电容器所带电量减小,电容器的放电电流通过R的方向由M到N,故选项B正确,A. C. D错误。
考查方向
解题思路
在P、Q间距增大过程中,电容发生变化,而电容直接与电源相连,电容两端间的电压不变,从而可判断出电量的变化及电流的流向,再次可比较出电势的高低。
易错点
解决电容器的动态分析问题,抓住不变量,若电容始终与电源相连,两端间的电压不变;若电容器与电源断开,则电容器所带的电量不变。
16.在平直公路上行驶的汽车中,某人从车窗相对于车静止释放一个小球,不计空气阻力,用固定在路边的照相机对汽车进行闪光照相,照相机闪两次光,得到两张清晰的照片,对照片进行分析,知道了如下信息:①两次闪光的时间间隔为0.5 s;②第一次闪光时,小球刚释放,第二次闪光时,小球刚好落地;③两次闪光的时间间隔内,汽车前进了5 m;④两次闪光时间间隔内,小球水平位移的大小为5 m.根据以上信息尚不能确定( )(重力加速度g=10 m/s2)
正确答案
解析
A、两次闪光的时间间隔为0.5s,故小球平抛运动的时间为0.5s,由.故A正确;
B、两次闪光时间间隔内,小球位移的大小为5m,根据竖直位移,可求出水平位移,再根据,可知平抛运动的初速度,即第一次闪光时小车的速度.故B正确.C、由题意知在0.5s内小车的位移大小等于小球的位移大小,而小球的总位移又大于小球的水平方向的分位移,故可知小车做加速运动.故C错误.D、在0.5s内小车的位移大小等于5m,根据公式: 可以求得小车在两次闪光的时间间隔内汽车的平均速度.故D正确.故不能确定的选C。
考查方向
解题思路
从车窗相对于车静止释放一个小球,小球做平抛运动,根据小球落地的时间,可求出平抛运动的高度;通过两次闪光间隔内小球的位移,根据竖直位移,可求出水平位移,从而求出小球平抛运动的初速度,即第一次闪光时小车的速度;汽车行驶的位移大于小球的水平位移,但不能判断汽车做匀加速直线运动;根据汽车的位移和时间,求出平均速度。
易错点
解决本题的关键建立模型,知道行驶汽车里静止释放一个小球,小球做平抛运动。
18.下图为某款电吹风的电路图,a、b、c、d为四个固定触点,可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时,电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风等不同的工作状态,n1和n2分别是理想变压器的两个线圈的匝数,该电吹风的各项参数如下表所示。下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A、根据变压器的原线圈、副线圈的匝数与电压的关系:n1:n2=60:220=3:11,故A错误;
B、小风扇消耗的功率转化为机械功率和线圈上的热功率,因未说明小风扇的效率,所以不能计算小风扇的内阻.60Ω是风扇消耗的电能全部转化为内能时的电阻.故B错误;
C、吹冷风时触片P与触点b、c接触,故C正确;
D、根据公式可知,把电热丝截去一小段后的电热丝(材料、粗细均不变)电阻变小,电吹风吹热风时的功率将变大。故D错误。
考查方向
解题思路
当电吹风机送出来的是冷风时,说明电路中只有电动机自己工作;小风扇消耗的功率转化为机械功率和线圈上的热功率;根据变压器的原线圈、副线圈的匝数与电压的关系计算匝数比;根据功率公式可知,电源电压不变,电阻越大,电功率越小。
易错点
明白触点在不同位置时电路的连接情况。
21.人类向宇宙空间发展最具可能的是在太阳系内地球附近建立“太空城”.设想中的一个圆柱形太空城,其外壳为金属材料,长1600 m,直径200 m,内壁沿纵向分隔成6个部分,窗口和人造陆地交错分布,陆地上覆盖1.5 m厚的土壤,窗口外有巨大的铝制反射镜,可调节阳光的射入,城内部充满空气,太空城内的空气、水和土壤最初可从地球和月球运送,以后则在太空城内形成与地球相同的生态环境.为了使太空城内的居民能如地球上一样具有“重力”,以适应人类在地球上的行为习惯,太空城将在电力的驱动下,绕自己的中心轴以一定的角速度转动。如图为太空城垂直中心轴的截面,以下说法正确的有( )
正确答案
解析
A、太空城内物体做匀速圆周运动,向心力指向圆心,故其所受的“重力”一定通过垂直中心轴截面的圆心且向外,故A正确;
B、太空城内物体做匀速圆周运动,人随太空城自转所需的向心力由人造陆地对人的支持力提供,故B正确;
C、天平的测量原理是等臂杠杆,故太空城内的居民可以运用天平准确测出质量,故C错误;
D、等效重力等于向心力,故:G′=mrω2,故太空城绕自己的中心轴转动的角速度越大,太空城的居民受到的“重力”越大,故D正确;故选:ABD。
考查方向
解题思路
太空城内物体做匀速圆周运动,支持力提供向心力;以太空城为参考系,人感觉有等效的重力,等于支持力。
易错点
本题是非惯性系问题,明确太空城内的等效重力等于太空城内物体对地面的压力,结合牛顿第二定律和向心力公式列式求解。
19.将小球以某一初速度从地面竖直向上抛出,取地面为零势能面,小球在上升过程中的动能Ek、重力势能Ep与上升高度h间的关系分别如图中两直线所示.取g=10 m/s2,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A.在最高点, 得 ,A项错误;
B.由除重力以外其他力做功 可知: , 为机械能,解得 ,B项正确;
C.设小球动能和重力势能相等时的高度为 ,此时有 ,由动能定理: 得 ,故C项错;
D.当上升 时,由动能定理, 得 ,所以动能与重力势能之差为 ,故BD项正确。
考查方向
解题思路
根据动能定理和能量守恒分析。
易错点
由除重力以外其他力做功 。
20.如图所示为利用电磁作用输送非导电液体装置的示意图.一边长为L、截面为正方形的塑料管道水平放置,其右端面上有一截面积为A的小喷口,喷口离地的高度为h.管道中有一绝缘活塞.在活塞的中部和上部分别嵌有两根金属棒a、b,长度均为L,其中棒b的两端与一理想电压表相连,整个装置放在竖直向上的匀强磁场中.当棒a中通有垂直纸面向里的恒定电流I时,活塞向右匀速推动液体从喷口水平射出,液体落地点离喷口的水平距离为s.若液体的密度为ρ,重力加速度为g,不计所有阻力,则( )
正确答案
解析
A、设液体从喷口水平射出的速度为v0,活塞移动的速度为v,所以v0=s,因为流量相同,所以v0A=vL2。得活塞的移动速度 v=()v0=,故A正确;
B、设装置功率为P,Δt时间内有Δm质量的液体从喷口射出,PΔt=Δm(-v2),因为Δm=ρvΔtL2,所以P=ρvL2(-v2)=(1-)=,故B正确。
C、因为P=v,所以ρvL2()=BILv,所以B=,故C正确。故选ABC。
考查方向
解题思路
(1)根据平抛运动规律,即可求得平抛的初速度,再由流量相同,即可求解;
(2)根据动能定理,结合表达式△m=ρLv△t,即可求解;
(3)根据装置的功率即为安培力的功率,结合功率的表达式,即可求解。
易错点
注意物理模型的正确建立是解题的关键。
热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC).正温度系数电阻器(PTC)在温度升高时电阻值增大,负温度系数电阻器(NTC)在温度升高时电阻值减小,热敏电阻的这种特性,常常应用在控制电路中.某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻Rx(常温下阻值约为10.0 Ω)的电流随其两端电压变化的特点。
A.电流表A(量程0.6 A,内阻约0.3 Ω)
B.电压表V(量程15.0 V,内阻约10 kΩ)
C.滑动变阻器R(最大阻值为10 Ω)
D.滑动变阻器R′(最大阻值为500 Ω)
E.电源E(电动势15 V,内阻忽略)
F.电键、导线若干
25.实验中改变滑动变阻器滑片的位置,使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大,应选择的滑动变阻器是 .(只需填写器材前面的字母即可)
26.请在所提供的器材中选择必需的器材,在下面的虚线框内画出该小组设计的电路图。
27.该小组测出热敏电阻R1的U-I图线如图甲中曲线Ⅰ所示,说明该热敏电阻是 热敏电阻。(填PTC或NTC)
28.该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的U-I图线如图甲中曲线Ⅱ所示.然后又将热敏电阻R1、R2分别与某电池组连成如图乙所示电路.接通对应电路后,测得通过R1和R2的电流分别为0.30 A和0.60 A,则该电池组的电动势为 V,内阻为 Ω.(结果均保留三位有效数字)
正确答案
C
解析
为方便实验操作,滑动变阻器应选C;
考查方向
解题思路
为方便实验操作,应选最大阻值较小的滑动变阻器.
易错点
确定滑动变阻器与电流表接法是正确设计实验电路的关键。
正确答案
见图
解析
加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大,滑动变阻器应采用分压接法,由于热敏电阻的阻值远小于电压表内阻,所以电流表应用外接法。
考查方向
解题思路
根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法,然后作出实验电路.
易错点
确定滑动变阻器与电流表接法是正确设计实验电路的关键。
正确答案
PTC
解析
由图2曲线I所示图线可知,随电压增大,电流增大,电阻实际功率增大,温度升高,电压与电流比值增大,电阻阻值增大,即随温度升高,电阻阻值增大,该电阻是正温度系数(PTC)热敏电阻。
考查方向
解题思路
根据图象应用欧姆定律判断元件阻值随温度变化的关系,然后确定元件类型.
易错点
确定滑动变阻器与电流表接法是正确设计实验电路的关键。
正确答案
10.0(9.60~11.4) 6.67(6.00~8.00)
解析
在闭合电路中,电源电动势:E=U+Ir,由图2曲线II所示可知,电流为0.3A时,电阻R1两端电压为8V,电流为0.60A时,电阻R2两端电压为6.0V,
则:E=8+0.3r,E=6+0.6r,解得:E=10.0V,r=6.67Ω。
考查方向
解题思路
根据实验数据,应用欧姆定律求出电源电动势与内阻。
易错点
确定滑动变阻器与电流表接法是正确设计实验电路的关键。
如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置,半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上,在电动机的带动下匀速转动。在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器。(电火花计时器每隔相同的时间间隔打一个点)
22.请将下列实验步骤按先后排序:_________。
① 使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触
② 接通电火花计时器的电源,使它工作起来
③ 启动电动机,使圆形卡纸转动起来
④ 关闭电动机,拆除电火花计时器;研究卡纸上留下的一段点迹(如图乙所示),写出角速度ω的表达式,代入数据,得出ω的测量值。
23.要得到角速度ω的测量值,还缺少一种必要的测量工具,它是_______
24.为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠,在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时,可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动.则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆,而是类似一种螺旋线,如图丙所示.这对测量结果_______(填“有”或“无”)影响.
正确答案
①③②④
解析
该实验先将电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触,先使卡片转动,再打点,最后取出卡片进行数据处理,故次序为①③②④。
考查方向
解题思路
该实验应先安装器材,再启动电动机,然后接通电源打点,最后关闭电源,取出卡片,测量进行数据处理。
易错点
解决本题的关键知道该实验的实验原理,以及知道该实验的操作顺序。
正确答案
解析
要测出角速度,需要测量点跟点间的角度,需要的器材是量角器。故选D。
易错点
解决本题的关键知道该实验的实验原理,以及知道该实验的操作顺序。
正确答案
无
解析
由于点跟点之间的角度没变化,则对测量角速度不影响。
考查方向
解题思路
缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动.则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆,而是类似一种螺旋线,点跟点间的角度没变,对测量无影响。
易错点
解决本题的关键知道该实验的实验原理,以及知道该实验的操作顺序。
如图所示,电动机带动滚轮作逆时针匀速转动,在滚轮的摩擦力作用下,将一金属板从斜面底端A送往上部,已知斜面光滑且足够长,倾角θ=30°.滚轮与金属板的切点B到斜面底端A的距离为L=6.5m,当金属板的下端运动到切点B处时,立即提起滚轮使它与板脱离接触.已知板的质量为m=1×103kg,滚轮边缘线速度恒为v=4m/s,滚轮对板的正压力FN=2×104N,滚轮与板间的动摩擦因数μ=0.35,取重力加速度g=10m/s2.
29.求:板加速上升时所受到的滑动摩擦力大小;
30.板加速至与滚轮边缘线速度相同时前进的距离;
31.板匀速上升的时间。
正确答案
f =7×103N
解析
f=μFN=7×103N
考查方向
解题思路
此题是一道典型的动力学问题,要求能够对金属板进行正确的受力分析,知道轮对金属板的摩擦力f是动力,会根据牛顿第二定律求解加速度,再根据运动学公式求解运动学参量.此题属于中档题.
易错点
正确对杆进行受力分析,根据受力情况确定杆的运动情况。
正确答案
x=4m
解析
a=(f-mgsinθ)/m=2m/s2 x==4m
考查方向
解题思路
此题是一道典型的动力学问题,要求能够对金属板进行正确的受力分析,知道轮对金属板的摩擦力f是动力,会根据牛顿第二定律求解加速度,再根据运动学公式求解运动学参量.此题属于中档题.
易错点
正确对杆进行受力分析,根据受力情况确定杆的运动情况。
正确答案
t=0.625s
解析
t=(L-x)/v=0.625s
考查方向
解题思路
此题是一道典型的动力学问题,要求能够对金属板进行正确的受力分析,知道轮对金属板的摩擦力f是动力,会根据牛顿第二定律求解加速度,再根据运动学公式求解运动学参量.此题属于中档题.
易错点
正确对杆进行受力分析,根据受力情况确定杆的运动情况。
如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在-m ≤ x ≤ 0的区域内有磁感应强度大小B=4.0×10-4 T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场,其左边界与x轴交于P点;在x>0的区域内有电场强度大小E=4 N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场,其宽度d=2 m.一质量m=6.4×10-27 kg、电荷量q=-3.2×10-19 C的带电粒子从P点以速度v=4×104 m/s,沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场,经磁场、电场偏转后,最终通过x轴上的Q点(图中未标出),不计粒子重力。
32.求:带电粒子在磁场中运动的轨道半径;
33.带电粒子在磁场中的运动时间;
34.当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标;
35.若只改变上述电场强度的大小,要求带电粒子仍能通过Q点,讨论此电场左边界的横坐标x′与电 场强度的大小E′的函数关系。
正确答案
r=2m
解析
洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律有:qvB= , 代入数据得:r=2m
考查方向
本题主要考查了带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力;带电粒子在匀强电场中的运动.
解题思路
粒子在匀强磁场中由洛伦兹力提供向心力,做匀速圆周运动,由牛顿第二定律求出半径,作出轨迹,由几何知识找出圆心角,求出运动时间.
易错点
关键是运用几何知识画出粒子的运动轨迹.
正确答案
带电粒子在磁场中运动时间为t=5.23×10-5s。
解析
轨迹如图交y轴于C点,过P点作v的垂线交y 轴于O1点,由几何关系得O1为粒子运动轨迹的圆心,且圆心角为60°。在磁场中运动时间t==× 代入数据得:t=5.23×10-5 s (同样给分)
考查方向
本题主要考查了带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力;带电粒子在匀强电场中的运动.
解题思路
粒子进入匀强电场,只受电场力,做类平抛运动,根据运动的分解,求出粒子离开电场时的速度偏向角为θ,由数学知识求出Q点的横坐标。
易错点
关键是运用几何知识画出粒子的运动轨迹.
正确答案
当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标x=5m。
解析
带电粒子离开磁场垂直进入电场后做类平抛运动,粒子在电场中加速度a==2.0×108 m/s2[
运动时间t1==5.0×10-5 s
沿y方向分速度vy=at1=1.0×104 m/s
沿y方向位移y=at=0.25 m
粒子出电场后又经时间t2达x轴上Q点
t2==7.5×10-5 s
故Q点的横坐标为x=d+vt2=5.0 m
考查方向
易错点
关键是运用几何知识画出粒子的运动轨迹.
正确答案
电场左边界的横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系为E′=
解析
电场左边界的横坐标为x′ 当0<x′<3 m时
设粒子离开电场时的速度偏向角为θ′,
则: tanθ′=
又:tanθ′=
由上两式得:E′=
当3 m≤x′≤5 m时,如图有
y=at2=
将y=1 m及各数据代入上式得:
E′=
考查方向
解题思路
讨论当0<x′<3m时,Q点在电场外面右侧,画出轨迹,研究速度偏向角,求出横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系.当3m≤x'≤5m时,Q点在电场里,画出轨迹,研究偏转距离y,求出横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系.
易错点
关键是运用几何知识画出粒子的运动轨迹.
设沿x轴方向的一条细绳上有O、A、B、C、D、E、F、G八个点,OA=AB=BC=CD=DE=EF=FG=1 m,质点O在垂直于x轴方向上做简谐运动,沿x轴方向传播形成横波.t1=0 s时刻,O点开始向上运动,经0.2 s,O点第一次到达上方最大位移处,这时A点刚好开始运动.
36.那么在t2=2.5 s时刻,以下说法中正确的是( )
37.如图,置于空气中的一不透明容器中盛满某种透明液体.容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6.0 cm长的线光源.靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板,另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜,用来观察线光源,开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分.将线光源沿容器底向望远镜一侧水平移至某处时,通过望远镜刚好可以看到线光源底端,再将线光源沿同一方向移动8.0 cm,刚好可以看到其顶端.求此液体的折射率n.
正确答案
解析
A、E、由题,t=0时刻,O点开始向上运动,经t=0.2s,O点第一次到达上方最大位移处,A点才开始往上运动,则波的周期为 T=4t=0.8s,波长为 λ=4AB=4m,则波速为v==5m/s.t=2.5s=3T.波从O传到B的时间为 t=0.4s=0.5T,则在t=2.5s时刻质点B已振动的时间为3T-0.5T=2T,质点B的起振方向向上,则在t=2.5s时刻质点B点位于x轴下方.故A、E正确.
B、A和E间的距离是S=4m=λ,步调总是相同,所以A点与E点的位移相同,故B正确.
C、波传到D点的时间为 t=4×0.2s=0.8s,在t=2.5s时刻质点D已经振动的时间为t=2.5s-0.8s=1.7s=2T,D不在平衡位置,所以D点的速度不是最大,故C错误.
D、波传到C点的时间为 t=7×0.2s=1.4s,在t=2.5s时刻质点C已经振动的时间为t=2.5s-1.4s=1.1s=1T,质点C的起振方向向上,则在t=2.5s时刻质点C点正向下运动.故D错误.
故选:ABE.
考查方向
解题思路
根据O点的状态确定周期和波长,求出波速.根据时间t=2.5s与周期的关系,确定B点的位置和c点的运动方向.A和E间距离与波长的关系,确定它们状态的关系.根据D点的位置分析其速度的大小.
易错点
光线是从光密介质进入光疏介质时才有可能发生光的全反射.
正确答案
n=1.25.
解析
联
如图,当线光源上某一点发出的光线射到未被遮光板遮住的液面上时,射到遮光板边缘O的那条光线的入射角最小.若线光源底端在A点时,望远镜内刚好可以看到此光源底端,设过O点液面的法线为OO1,则∠AOO1=α ①
其中α为此液体到空气的全反射临界角,由折射定律有:sinα= ②
同理,若线光源顶端在B1点时,通过望远镜刚好可以看到此光源顶端,
则∠B1OO1=α.设此时线光源底端位于B点.由图中几何关系可得sinα=③
联立②③式得n=④
由题给条件可知:=8.0 cm,=6.0 cm
代入③式得n=1.25.
考查方向
本题主要考查了波长、频率和波速的关系;横波的图象.光的折射定律.
解题思路
当线光源上某一点发出的光线射到未被遮光板遮住的液面上时,射到遮光板边缘O的那条光线的入射角最小。
易错点
光线是从光密介质进入光疏介质时才有可能发生光的全反射.