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1.下列对光的认识正确的是()
正确答案
解析
A、阳光下肥皂泡呈现出的斑斓色彩属于光的薄膜干涉现象,故A错误;
B、变化的磁场一定能够在周围空间产生电场,如果是均匀变化的磁场一定能够在周围空间产生恒定的磁场,故B错误;
C、衍射和干涉是波的特性,故光的干涉和衍射现象充分表明光是一种波,故C正确;
D、根据相对论的光速不变原理可知,光的速度是与参考系无关,故D错误;
考查方向
电磁波的发射、传播和接收;光的衍射;光的偏振;* 爱因斯坦相对性原理和光速不变原理.
解题思路
白光的薄膜干涉现象会产生彩色条纹;变化的磁场一定能够在周围空间产生电场;衍射和干涉是波的特性;相对论的光速不变原理说明光速与参考系无关.
易错点
知识点易混淆
3.一理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1,原线圈接在一个电压的变化规律如图所示交流电源上,副线圈所接的负载电阻是11 Ω。则下列说法中正确的是()
正确答案
解析
A、由图象可知,交流电的周期为0.02s,所以f=50Hz,所以A错误.
B、理想变压器的输入功率和输出功率相等,故B错误;
C、由图象可知,交流电的电压的最大值为311V,所以输入的电压的有效值为U1=311/ V=220V,根据电压与匝数成正比可知,副线圈电压为55V,故C错误.
D、根据I= U/ R可得电流I=55/11=5A,所以D正确.
考查方向
解题思路
明确电压的最大值,有效值
易错点
理想变压器的输入功率等于输出功率
4.如图所示,在两个等量异种点电荷形成的电场中,D、E、F是两电荷连线上间距相等的三个点,三点的电势关系是φD>φE>φF,K、M、L是过这三个点的等势线,其中等势线L与两电荷连线垂直。带电粒子从a点射入电场后运动轨迹与三条等势线的交点是a、b、c,粒子在a、b、c三点的电势能分别是Epa、Epb、Epc,以下判断正确的是()
正确答案
解析
A、由于D的电势最大,F的电势最小,故电场线方向由D到F,由带电粒子从a点射人电场后运动轨迹可知,粒子受到方向向左的电场力,故粒子带负电,A错误.
B、粒子由a点射人电场后,电场力做负功,粒子的电势能增加,B正确.
C、根据等量异种点电荷周围电场线分布可知a到b电场强度大于b到c的场强,由U=qE可知Uab>Ubc
D、由于DE=EF,但D处的电场强度大于E,大于F,故DE之间的电势差大于EF之间的电势差,即粒子在a、b之间的电势能的差值大于在b、c之间的电势能的差值,D错误.
考查方向
解题思路
明确粒子运动轨迹,掌握电场力,场强为矢量,电势能为标量
易错点
带电粒子在电场中的偏转
5.2015年7月23日美国航天局宣布,天文学家发现“另一个地球”——太阳系外行星开普勒452b。假设行星开普勒452b绕恒星公转周期为385天,它的体积是地球的5倍,其表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的2倍,它与恒星的距离和地球与太阳的距离很接近,则行星开普勒452b与地球的平均密度的比值及其中心恒星与太阳的质量的比值分别为()
正确答案
解析
行星绕恒星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,设中心天体质量为M
因为GMm/r2=m4π2r/T2,则有M=4π2r3/G T2
所以中心恒星与太阳的质量比为(365/385)2
平均密度ρ=M/V V=4πr3/3
由行星表面的重力加速度是地球表面的重力加速的2倍和体积比可得
行星与地球的平均密度比值为
考查方向
解题思路
写出平均密度计算公式和中心天体质量计算公式
易错点
地球的公转周期为1年
2.某横波在介质中沿x轴传播,图甲为t=0.75s时的波形图,图乙为P点(x=1.5m处的质点)的振动图像,那么下列说法正确的是()
正确答案
解析
A、由波动图象可知,质点L与质点P平衡间距为半个波长,因此运动方向总是相反,A错误.
B、从振动图象可知,在t=0.75s时,P点振动方向向下,所以波向左传播,且据v=λ/T,则有v=2m/s,B错误
C、在0.5s时间内,质点P在平衡位置来回振动,并不随着波迁移.C错误.
D、甲为t=0.75s时的波形图,再经过t′=0.25s,即当t=1.0s时,质点P处于在平衡位置,振动方向向下,D正确.
考查方向
解题思路
观察图象即可
易错点
掌握波的图像相关知识点
6.如图所示,在光滑的水平面上方,有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场。PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框,以速度v垂直磁场方向从如图实线位置开始向右运动,当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时,线框的速度为,则下列说法正确的是()
正确答案
解析
A、此过程通过线框截面的电量为q=△Φ/R=Ba2/R,因此选项A错误.
B、回路中产生感应电动势为E=2Bav/2=Bav,感应电流为I=E/R=Bav/R, 此时线框中的电功率P=I2R=B2a2v2/R,因此B错误.
C、根据能量守恒定律得到,此过程回路产生的电能为Q=mv2/2-m(v/2)2/2=, C正确.
D、左右两边所受安培力大小为F=BIa= B2a2v/R,则加速度为a=2F/m= 2B2a2v/m, D正确.
考查方向
解题思路
明确运动状态,列方程
易错点
明确线框的哪一条边在切割磁感线
7.如图所示,在距水平地面高为0.4m处,水平固定一根足够长的光滑直杆,杆上P处固定一定滑轮,滑轮可绕水平轴无摩擦转动,在P点的右边,杆上套一质量m=2kg的物体A。半径R=0.3m的光滑半圆形轨道竖直地固定在地面上,其圆心O在P点的正下方,在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B。用一条不可伸长的轻质柔软细绳通过定滑轮将A、B连接起来。杆和半圆形轨道在同一竖直面内,A、B均可看作质点,且不计滑轮大小的影响。现给物体A施加一个水平向右、大小为50N的恒力F,则下列说法正确的是()
正确答案
解析
A、小球B运动到P点正下方过程中的位移为xA=(0.32+0.42)1/2 -0.1=0.4(m)
拉力的功WF=FxA=20J,因此A选项正确.
B、对小球B由动能定理得WF-mgR= 1/2 mv2,代入数据得v=m/s,因此B选项错误.
C、当两速度同向时,两球速度相等,故当绳与圆环相切时两球的速度相等.由几何关系可得
D、设最低点势能为0,小球B从地面拉到P的正下方时小球B的机械能增加△E=△EK+△EP=mv2/2+mgR=20J,因此D选项错误.
考查方向
解题思路
选取研究对象,明确并分析运动过程。分析受力及各力做功的情况,求出总功
易错点
明确过程始、末状态的动能
某实验小组为了测定阻值Rx约为20 Ω导体丝的电阻率,先测定待测导体丝接入电路部分的长度,接着进行了以下操作:
11.用螺旋测微器测量导体丝的直径,其中某一次测量结果如图甲所示,其读数应为________mm;
12.利用实验室提供的如下器材测量导体丝的电阻Rx的值,要求测量时电表读数不得小于其量程的三分之一,且指针偏转范围较大。
实验小组经过反复的讨论,设计了如图乙所示的电路来进行测量。
A.电流表A1(150 mA、内阻r1约10 Ω)
B.电流表A2(20 mA,内阻r2=30 Ω)
C.电压表V(15 V,内阻约为3kΩ)
D.定值电阻R0=100 ΩE.滑动变阻器R1(5 Ω,额定电流2.0 A)
F.滑动变阻器R2(5 Ω,额定电流0.5 A)
G.电源
E,电动势E=4 V(内阻不计)
H.电键S及导线若干
①在提供的两个滑动变阻器中,他们应该选择_________(用器材前对应的序号字母填写);
②当电流表A2指针指在最大刻度时,电阻Rx两端的电压值是______V;
③测得电流表A1和A2的多组示数I1和I2后,作出相应的I1—I2图象如图丙所示。若求得图线的斜率为k,则导体丝电阻的表达式为Rx=____________。
正确答案
0.398
解析
d=0+39.8×0.01mm=0.398
0.396~0.399均可
考查方向
解题思路
先看主尺刻度,再看旋转刻度
易错点
1、固定半刻度位置不确定,有的在水平线上方,有的在水平线下方,没看清位置会带来固定刻度读数错误。
2、旋转刻度整刻度线与固定水平线对齐,对旋转刻度没有估读,即最后一位0丢失。
正确答案
(2)①E;②2.6;③
解析
由于电源电动势为4,电压表V量程为15V,达不到其量程的三分之一,故电压表不能使用,可用电流表A2与定值电阻串联扩大其电压量程,当做电压表与电流表A1配合使用伏安法测量待测电阻阻值,由于改装的电压表内阻已知,故电流表A1采用外接法,改装的电压表电压量程为20mA×130Ω=2.6V,滑动变阻器最大阻值为5Ω,无法起到限流作用,故滑动变阻器采用分压式接法,此时考虑到干路最小电流约为E/R滑=0.8A,故滑动变阻器只能选择R1,经过估算当电流表A1满偏时,电流表A2也正好满偏,非常匹配,因此满足电表读数不得小于量程的三分之一,故选择E滑动变阻器.Rx两端的电压值是2.6V.
待测电阻两端电压U=I2(R0+r2),通过待测电阻的电流Ix=I1-I2,待测电阻Rx=U/ Ix= I2(R0+r2)/ I1-I2,由于图线的斜率为k,结合图线可得Rx=.
考查方向
解题思路
只要用电压表测出电阻两端的电压,用安培表测出通过电流,用R=U/I即可得到阻值。
易错点
注意伏安法测电阻的两种接法
滑雪运动中当滑雪板压在雪地上时会把雪内的空气逼出来,在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气垫”,从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦。然而当滑雪板相对雪地速度较小时,与雪地接触时间超过某一值就会陷下去,使得它们间的摩擦力增大。假设滑雪者的速度超过v0=4m/s时,滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由μ1=0.25变为μ2=0.125。如图所示,坡长L=26m,一滑雪者从倾角θ=37°的坡顶A处由静止开始自由下滑,滑至坡底B处后又滑上一段水平雪地,最后停下。不计空气阻力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
13.滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间t;
14.滑雪者刚到达B处的速度v。
正确答案
t=1s
解析
(1)设滑雪者质量为m,滑雪者在斜坡上由静止开始加速至速度V1=4m/s期间,由牛顿第二定律及运动学规律有:mgsin37°-μ1mgcos37°=ma1
解得a1=4m/s2
故由静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间t= V1/ a1=1s
因此t=1s
考查方向
解题思路
对一段运动列牛顿定律方程
易错点
明确何时动摩擦因数发生变化
正确答案
v=16m/s,方向沿斜面向下
解析
设物体在斜面上改变动摩擦因数前发生的位移为x1,由牛顿第二定律及运动学规律有:
联立上式并代入数据得:
v=16m/s,方向沿斜面向下。
考查方向
解题思路
牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同
易错点
明确运动状态,选取合适的时间段
为了测定重力为G的铁块P与长金属板间的动摩擦因数μ,实验时有如图甲、乙所示的两种测量滑动摩擦力的方法。
甲图是使金属板静止在水平桌面上,用手通过弹簧秤向右用力F拉P,使P向右匀速运动;
乙图是把弹簧秤的一端固定在墙上,用力F水平向左拉金属板,使金属板向左运动。
两种方法中弹簧秤的示数情况已放大画出。
8.甲图中弹簧秤的示数为______N;
9.这两种测量滑动摩擦力的方法中,______(选填“甲”或“乙”)方法更好;
10.若实验测得滑动摩擦力为f,则动摩擦因数μ=______。
正确答案
2.90 乙 f/G
解析
无
考查方向
解题思路
受力分析
易错点
明确金属板两种状态所受拉力的差异
正确答案
乙
解析
对P进行受力分析可知,甲图必须保持P匀速运动,这时弹簧称的示数才等于P受到的拉力,而乙图中木板无论是匀速度还是加速度,弹簧称的示数总等于摩擦力,因此乙方法好.
根据f = μG得,μ= f/G
考查方向
解题思路
受力分析
易错点
明确金属板两种状态所受拉力的差异
正确答案
f/G
解析
对P进行受力分析可知,甲图必须保持P匀速运动,这时弹簧称的示数才等于P受到的拉力,而乙图中木板无论是匀速度还是加速度,弹簧称的示数总等于摩擦力,因此乙方法好.
根据f = μG得,μ= f/G
考查方向
解题思路
受力分析
易错点
明确金属板两种状态所受拉力的差异
如图所示,足够长的光滑绝缘水平台左端固定一被压缩的绝缘轻质弹簧,一个质量m=0.04kg,电量q=+2×10-4C的可视为质点的带电滑块与弹簧接触但不栓接。某一瞬间释放弹簧弹出滑块,滑块从水平台右端A点水平飞出,恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的最高B点,并沿轨道滑下,在经过C点时没有动能损失。已知AB的竖直高度h=0.45m,倾斜轨道与水平方向夹角为α=37°,倾斜轨道长为L=2.0m,带电滑块与倾斜轨道的动摩擦因数μ=0.5。倾斜轨道通过光滑水平轨道CD(足够长)与半径R=0.2m的光滑竖直圆轨道相连,所有轨道都绝缘,运动过程滑块的电量保持不变。只有在竖直圆轨道处存在方向竖直向下,场强大小为E=2×103V/m的匀强电场。cos37°=0.8,sin37°=0.6,取g=10m/s2。求:
15.滑块运动到B点时重力的瞬时功率和被释放前弹簧的弹性势能EP;
16.滑块能否通过圆轨道最高点,若不能通过请说明理由;若能通过请求出滑块在最高点时对轨道压力N的大小。
正确答案
解析
释放弹簧过程中,弹簧推动物体做功,弹簧弹性势能转变为物体动能:
物体从A到B做平抛运动:
在B点,由题意有:
联解上式代入数据得:
考查方向
解题思路
分析运动状态
易错点
对动能定理的掌握
正确答案
解得:N=2.6N
解析
受力及各力做功的情况,求出总功:
在B点,由题意有:
设滑块恰能过竖直圆轨道最高点,则:
从B到圆轨道最高点,由动能定理有:
联立上式得:
,故滑块能够通过最高点。
在最高点时,设滑块对轨道的压力为N,轨道对滑块支持力为N′,有
解得:N=2.6N
考查方向
解题思路
选取研究对象,明确并分析运动过程。
易错点
分析受力
如图所示的平面直角坐标系xOy中,ABCD矩形区域内有磁感应强度为B0的匀强磁场(OD边上无磁场,OA边上有磁场),其中A、D两点的坐标分别为(0,a)和(0,-a),B、C两点的坐标分别为(,a)和(,-a);在半径为a、圆心坐标为(-a,0)的圆形区域内有磁感应强度为2B0的匀强磁场,两个区域内磁场方向均垂直纸面向里。在-a≤x≤0的区域均匀分布有大量质量为m、带电荷量为-q的粒子,粒子均以相同的速度沿y轴正方向射向圆形磁场,最后粒子都进入矩形磁场,已知朝着圆心(-a,0)射入的粒子刚好从O点沿x轴正方向进入矩形磁场。不计粒子的重力及粒子间的相互作用。求:
17.粒子进入磁场时速度v的大小;
18.从B点射出的粒子在射入矩形磁场时的速度方向与y轴正方向夹角θ;
19.从AB边射出的粒子数与粒子总数的比值k。
正确答案
解析
根据题意,朝着圆形磁场圆心(-a,0)射入的粒子刚好从坐标原点O沿x轴进入矩形磁区域,则其在圆形磁场内的轨迹恰为四分之一圆周,有:
联立上式得:
考查方向
解题思路
洛伦兹力提供向心力 粒子做匀速圆周运动
易错点
注意磁感应强度为2B0
正确答案
θ=30°
解析
设某粒子从圆形磁场边界上的P点射入,并从Q点射出,轨迹如图 甲所示,圆心为O1,圆形磁场的圆心为O2,则O2Q=O2P=O1Q=O1P=a,即四边形O1QO2P为菱形,O2Q∥PO1∥x轴,故Q点与坐标原点O重合,即射入圆形磁场的粒子均从O点进入矩形磁场的第一象限区域内(包括x轴正方向)。
粒子在矩形磁场中受洛伦兹力作用做圆周运动,设其轨道半径为
R′,有:
解得:
由几何关系知:
即粒子从B点离开矩形磁场时对应的轨迹圆心为C点,作
出轨迹如图乙所示。
由图乙几何关系知:
联解上式得:
θ=30°
考查方向
解题思路
画出粒子运动的图像,利用几何关系求解
易错点
注意粒子在两个磁场中运动的变化
正确答案
解析
根据图乙知,粒子能从AB边射出,则其射入矩形磁场的速度方向与y轴正方向的夹角应小于或等于θ。根据圆周运动的对称性,则从B点射出的粒子射入圆形磁场位置的横坐标为:
联立上式得:
考查方向
解题思路
分析运动状态,列出等式
易错点
对运动状态的分析