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1.下列物理量中属于矢量的是( )
正确答案
解析
加速度既有大小又有方向,是矢量;动能、功率、电势能只有大小没有方向是标量,要特别注意电势能有正有负,但这个正负表示大小,不表示方向,故选A。
考查方向
解题思路
矢量既有大小又有方向,标量只有大小没有方向,属于记忆内容,需牢记。
易错点
电势能有正有负,但是是标量。
2.为了研究超重与失重问题,某同学静止站在电梯中的体重计上观察示数变化。在电梯运动的某阶段,他发现体重计的示数大于自己实际体重,此时电梯的运动状态可能是( )
正确答案
解析
体重计的示数大于自己实际体重,该同学是超重状态,该同学加速度应向上,即做向上加速或向下减速运动,故B正确。
考查方向
解题思路
1、根据超重失重的概念回答,超重是物体所受的弹力(拉力或支持力)大于物体所受重力的现象。当物体做向上加速或向下减速运动时,物体均处于超重状态,即不管物体如何运动,只要具有向上的加速度,物体就处于超重状态,失重则相反。超重现象在发射航天器时更是常见,所有航天器及其中的宇航员在刚开始加速上升的阶段都处于超重状态,但宇宙飞船或人造卫星绕中心天体作圆周运动时处于失重状态。2、根据体重计的示数与重力的大小关系判断该同学是超重还是失重状态,再根据超重或失重判断运动的加速度,可知运动性质和方向。
易错点
1、容易认为体重计的示数就是物体的重力,导致无法理解题意。2、答案有时会有多解,例如加速上升与减速下降物体都处于超重状态。
3.匀强电场的电场线如图所示,a、b是电场中的两点。下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
等势面与电场线垂直,所以两条虚线是电势不同的两个等势面,又沿电场线方向电势降低,所以a点电势一定大于于b点电势,所以AB错误;匀强电场中场强处处相等,方向处处相同,所以a点电场强度一定等于b点电场强度,所以C错误,D正确。
考查方向
解题思路
1、匀强电场中场强处处相等,方向处处相同。2、在电场中,等势面与电场线垂直,并且沿电场线方向电势降低。
易错点
认为电场强度可以比较,电势无法比较。
7.如图1所示,一个有固定转动轴的竖直圆盘转动时,固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动,T形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统。圆盘静止时,让小球做简谐运动,其振动图像如图2所示。圆盘匀速转动时,小球做受迫振动。小球振动稳定时,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
由振动图象知小球振动的固有周期是4s,因为,所以小球振动的固有频率是0.25Hz ,故A错误;小球做受迫振动的周期等于驱动力的周期,不一定等于固有周期,故B错误;驱动力的周期越接近固有周期,受迫振动的振幅越大,小球振动的固有周期4s,所以圆盘转动周期在4s附近时,小球振幅显著增大,故C正确,D错误。
考查方向
解题思路
1、物体做受迫振动的周期和频率等于驱动力的周期和频率。2、物体做受迫振动时,驱动力的周期和频率越接近固有周期和频率,受迫振动的振幅越大。
易错点
1、误认为小球做受迫振动的振幅肯定增加。
9.如图所示,粗糙程度处处相同的半圆形竖直轨道固定放置,其半径为R,直径POQ水平。一质量为m的小物块(可视为质点)自P点由静止开始沿轨道下滑,滑到轨道最低点N时,小物块对轨道的压力为2mg,g为重力加速度的大小。则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
小物块滑到轨道最低点N时,由牛顿第二定律得: ,把FN=2mg,r=R代入上式解得:,故A错误;此时的动能,重力做的功W=mgh=mgR,故B错误;此过程只有重力和摩擦力做功,根据动能定理得: ,解得摩擦力做的功:,小物块从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功为,故C正确;能量有损失,物体不能上升到原来的高度,故D错误。
考查方向
解题思路
1、根据牛顿第二定律和向心加速度公式求出在最低点的速度和动能。2、重力做功W=mgh。3、根据动能定理求出摩擦力做的功,根据能量有损失,判断物体能否上升到原来的高度。
易错点
1、对小物块在N点受力分析丢到了重力,误选成A答案。
4.如图所示,一线圈在匀强磁场中匀速转动,当线圈平面转动至与磁场方向平行位置时( )
正确答案
解析
当线圈平面转动至与磁场方向平行位置时,根据φ=BSsinθ,可知磁通量为0,而此时磁通量的变化率最大,如果利用难以理解,也可以平面的两条边切割磁感线的情况,此时两条边的速度沿转动方向的切线方向,正好与磁场方向垂直,根据E=BLv可知两条边此时产生的感应电动势最大,且为串联关系,故此时产生的感应电动势最大,由此可推断磁通量的变化率最大,故只有A正确。
考查方向
解题思路
1、在匀强磁场中,磁感应强度B与垂直磁场方向平面的面积S的乘积,叫做穿过这个面的磁通量,即φ=BS,如果磁场方向与平面有夹角,应用φ=BSsinθ,θ指磁场B与平面的夹角。2、磁通量的变化率指,指单位时间内磁通量的变化,表示磁通量变化快慢的物理量。
易错点
1、容易误认为磁通量和磁通量的变化率大小一致。2、误认为磁通量的计算公式就是φ=BS,不注意此公式的使用条件是磁场必须与面垂直,且为匀强磁场。
5.如图所示,将两个完全相同的均匀长方体物块A、B叠放在一起置于水平地面上。两物块重均为2mg。现用弹簧秤竖直向上拉物块A,当弹簧秤示数为mg时,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
先把AB看做一个整体,对整体受力分析,整体受竖直向下重力G=4mg、地面的竖直向上的支持力FN、弹簧竖直向上的拉力F=mg,根据物体处于平衡状态可知:G=FN+F,解得FN=3mg,并且没有摩擦力,所以BC错误;在隔离A,对A受力分析,A受竖直向下重力GA=2mg、B的竖直向上的支持力F´、弹簧竖直向上的拉力F=mg,根据物体处于平衡状态可知:GA=F´+F,解得F´=mg,根据牛顿第三定律知物块A对物块B的压力大小为mg,并且没有摩擦力,所以A正确,D错误。
考查方向
解题思路
1、利用整体法和二力平衡的原理求出整体对地面的压力和摩擦力,即为B对地面的压力和摩擦力2、利用隔离法和二力平衡的原理求出A对B的压力和摩擦力。
易错点
1、容易误认为弹簧只对A有拉力,对B没有作用力所以B对桌面的压力为自身的重力,或者认为整体多地面的压力不是B对地面的压力。2、利用两次隔离法去求解使问题复杂化。
6.利用水滴下落可以粗略测量重力加速度g的大小。调节家中水龙头,让水一滴一滴地流出,在水龙头的正下方放一个盘子,调整盘子的高度,使一滴水刚碰到盘子时,恰好有另一滴水刚开始下落,而空中还有一滴水正在下落。测出此时出水口到盘子的高度为h,从第1滴水开始下落到第n滴水刚落至盘中所用时间为t。下列说法正确的是( )
正确答案
解析
根据自由落体运动的规律,得一滴水下落的时间为,故A错误;相邻两滴水开始下落的时间间隔为,故B错误;根据初速度为0的匀加速直线运动在连续相等的时间内位移比为:1:3:5:7……,故第1滴水刚落至盘中时,第2滴水距盘子的距离为,故C错误;设一滴水下落的时间为t´,有题意知一滴水刚碰到盘子时,恰好有另一滴水刚开始下落,而空中还有一滴水正在下落,所以第1滴水下落开始计时,经过时间为t´第1滴水落地,经过2t´后,第3滴水落地,经过3t´后,第5滴水落地,经过4t´后,第7滴水落地,根据此规律可得n滴水下落的总时间t的关系为:,又,两式联立得此地重力加速度的大小为,故D正确。
考查方向
解题思路
1、根据题意找到一滴水下落的时间。2、根据自由落体运动的规律进行计算。
易错点
1、无法找到一滴水下落的时间与n滴水下落的总时间的关系,认为一滴水下落的时间为。
8.在光滑水平地面上有静止的物体A和B,两物体间有压紧的轻质弹簧。A的质量是B的2倍。把连接物体的细绳剪断,弹簧恢复原长时( )
正确答案
解析
A在水平方向上只受弹簧向左的弹力F,B在水平方向上只受弹簧向右的弹力F´,其大小关系F=F´,由牛顿第二定律得:F=ma,A的质量是B的2倍,所以A的加速度小于B的加速度,故AC错误;根据动量定理FΔt=mv´-mv,v=0,得FΔt=mv´,A和B受到的合力大小相等,作用时间相等,由上式知末动量大小相等,又A的质量是B的2倍,所以A的速率是B的速率的一半,故B正确,D错误。
考查方向
解题思路
1、对A和B进行受力分析,求出合力,再根据牛顿第二定律求出加速度,进行比较。2、根据动量定理求出各自的动量,再根据动量p=mv求出加速度。
易错点
1、认为力在变化,无法求解。2、求速率用运动学公式而没有用动量定理,使问题复杂化。
10.兴趣小组的同学们利用弹弓放飞模型飞机。弹弓的构造如图1所示,其中橡皮筋两端点A、B固定在把手上,橡皮筋处于ACB时恰好为原长状态(如图2所示),将模型飞机的尾部放在C处,将C点拉至D点时放手,模型飞机就会在橡皮筋的作用下发射出去。C、D两点均在AB连线的中垂线上,橡皮筋的质量忽略不计。现将模型飞机竖直向上发射,在它由D运动到C的过程中( )
正确答案
解析
橡皮筋的两个拉力相等在减小,夹角在增大由平行四边形定则知合力在减小,故A错误;合力跟位移的方向相同,力做正功,故B正确;除了重力,弹力也对模型飞机做功,不是只有重力对系统做功,故模型飞机的机械能不守恒,故C错误;弹力的合力在减小,当减小到小于重力时,合力向下与运动方向相反,做负功,根据动能定理模型飞机的动能开始变小,故D错误。
考查方向
解题思路
1、由平行四边形定则知两个共点力大小相等,夹角不变时,分力越大合力越大,分力大小不变时,夹角越大,合力越小。2、力跟位移的夹角为锐角,力做正功,夹角为钝角时,力做负功,垂直时,不做功。3、根据功能关系判断模型飞机的机械能是否守恒,模型飞机的动能变化情况。
易错点
认为只有弹力和重力总功,模型飞机的机械能守恒对机械能守恒的条件掌握不准确。
11.静电场方向平行于x轴,其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线。将一个带负电的粒子在x=d处由静止释放,它只在电场力作用下沿x轴运动。规定x轴正方向为电场强度E、加速度a、速度v的正方向,下图分别表示x轴上各点的电场强度E,粒子的加速度a、速度v和动能Ek随x的变化图像,其中正确的是( )
正确答案
解析
根据电势φ随x的分布图知电势差U与Δd的比值为斜率,故二者比值即E的大小不变,方向相反,沿电场线的方向电势降低,所以场强方向由到O到d,由O到-d,所以带负电的粒子在x=d处由静止释放,它只在电场力作用下沿x轴运动先做初速度为0的匀加速,再做匀减速,有对称性可知加速度大小相等,最后匀减速为0,所以E、a不变,故AB错误;由v2=2as可知v2与d呈线性关系,而C答案是v与d呈线性关系,故C错误;由动能定理得:△EK=Fd,F为定值,所以△EK与d呈线性关系,由运动性质知在O点动能最大,故D正确。
考查方向
解题思路
1、根据电势φ随x的分布图,分析场强的大小和方向。2、根据受力分析和牛顿第二定律可知加速度情况,从而判断物体的运动性质。3、根据物体的运动性质由物理公式推导E、a、v、Ek随x的变化图像。
易错点
认为速度图像是一条倾斜的直线表示物体做匀变速直线运动而误选C,应该是速度与时间的关系图象是一条倾斜的直线表示物体做匀变速直线运动,而此题C选项是速度与位移的关系图象。
12.如图所示,传送带的三个固定转动轴分别位于等腰三角形的三个顶点,两段倾斜部分长均为2m,且与水平方向的夹角为37°。传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动。两个质量相同的小物块A、B从传送带顶端均以1m/s的初速度沿传送带下滑,物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列判断正确的是( )
正确答案
解析
A初状态相对传送带静止,对A受力分析如图所示
mgsinθ﹥μmgcosθ,故A相对于传送带向下加速运动,mgsinθ-μmgcosθ=ma,B初状态相对传送带向下运动,故受力分析与A类似,有mgsinθ-μmgcosθ=ma,所以二者的以大小相等的加速度沿斜面向下做匀加速运动,所以同时到达低端,传送带对两物块做的功为摩擦力做的功,由W=FS知传送带对物块A所做的功等于传送带对物块B所做的功,故ABC错误;对于物块A,根据功能原理摩擦力对物块做的功等于物块机械能减少量,也等于因摩擦所产生的热量,同理B也一样,所以两物块与传送带之间因摩擦所产生的总热量等于两物块机械能总的减少量,故D正确。
考查方向
解题思路
1、对物块A受力分析,对重力进行分解,比较重力的分力与最大静摩擦力的关系,判断其运动性质。2、对物块B受力分析,受重力、支持力、向后的滑动摩擦力,根据重力的分力与滑动摩擦力的大小关系判断其运动性质。3、根据功的公式和功能关系判断做功和能量变化情况。
易错点
误认为A物块向下运动,传送带也向下运动,B物块向下运动,传送带向上运动,所以运动时间不一样,忽略了以地面为参照物。
某同学用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。
14.他进行了如下操作,其中没有必要进行的步骤是____________,操作不当的步骤是____________________。
(A)按照图示的装置安装器材
(B)将打点计时器接到学生电源的“直流输出”上
(C)用天平测出重锤的质量
(D)先接通电源,后释放纸带
15.安装好实验装置,正确进行实验操作。从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如下图所示。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。设重锤质量为m,当地重力加速度为g,打点计时器打点周期为T。为了验证此实验过程中机械能是否守恒,需要计算出从打O点到打B点的过程中,重锤重力势能的减少量△Ep=_______________,动能的增加量△Ek=__________________(用题中所给字母表示)。
16.实验结果显示,重锤重力势能的减少量大于动能的增加量,关于这个误差下列说法正确的是____________________。
正确答案
C,B 。
解题思路
先理清实验的原理。
正确答案
mghB ,
解析
本题的实验原理是利用打点计时器打下一系列的点,选取纸带上比较清晰合适的B点,测出该点下落的高度hB,计算出该点对应的速度,看重力势能的减少量是否等于动能的增加量,即验证,也就是验证ghB是否等于即可,所以不需要天平测质量,打点计时器必须接交流电源,因为摩擦阻力和空气阻力的影响,重力势能的减少量会大于动能的增加量,系统误差是由于仪器的某些不完善、测量技术上受到限制或实验方法不够完善没有保证正确的实验条件等原因产生,而偶然误差的特点是它的随机性,所以此实验的误差为系统的误差。
考查方向
解题思路
利用打点计时器打下的一系列的点,求出打下某点时物体下落的高度,计算出该点的重力势能的表达式,打下改点的速度,计算出该点的动能的表达式。
易错点
1、分不清系统误差和偶然误差。
正确答案
解析
本题的实验原理是利用打点计时器打下一系列的点,选取纸带上比较清晰合适的B点,测出该点下落的高度hB,计算出该点对应的速度,看重力势能的减少量是否等于动能的增加量,即验证,也就是验证ghB是否等于即可,所以不需要天平测质量,打点计时器必须接交流电源,因为摩擦阻力和空气阻力的影响,重力势能的减少量会大于动能的增加量,系统误差是由于仪器的某些不完善、测量技术上受到限制或实验方法不够完善没有保证正确的实验条件等原因产生,而偶然误差的特点是它的随机性,所以此实验的误差为系统的误差。
考查方向
解题思路
比较重力势能的减少量与动能的增加量,在误差允许范围内,看机械能是否守恒。
易错点
1、分不清系统误差和偶然误差。2、认为重力势能的减少量大于动能的增加量,误认为机械能不守恒。
2016年11月18日13时59分,“神舟”十一号飞船返回舱在内蒙古中部预定区域成功着陆,执行飞行任务的航天员在“天宫”二号空间实验室工作生活30天后,顺利返回祖国,创造了中国航天员太空驻留时间的新纪录,标志着我国载人航天工程空间实验室任务取得重要成果。
有同学设想在不久的将来,宇航员可以在月球表面以初速度将一物体竖直上抛,测出物体上升的最大高度h。已知月球的半径为R,引力常量为G。请你求出:
22.月球表面的重力加速度大小g;
23.月球的质量M;
24.月球的第一宇宙速度v。
正确答案
解析
物体做竖直上抛运动有,解得
考查方向
解题思路
根据运动学公式求出月球表面的重力加速度。
易错点
没有用上重力代替万有引力,再利用万有引力提供向心力求出第一宇宙速度。
正确答案
解析
在月球表面有,解得月球的质量
考查方向
解题思路
根据万有引力等于重力求出月球的质量。
易错点
没有用上重力代替万有引力,再利用万有引力提供向心力求出第一宇宙速度。
正确答案
。
解析
某卫星在月球表面绕其做圆周运动时,解得
考查方向
解题思路
根据万有引力提供向心力,万有引力等于重力,可知重力等于向心力,求出第一宇宙速度。
易错点
没有用上重力代替万有引力,再利用万有引力提供向心力求出第一宇宙速度。
北京赢得了2022年第二十四届冬季奥林匹克运动会的举办权,引得越来越多的体育爱好者参加滑雪运动。如图所示,某滑雪场的雪道由倾斜部分AB段和水平部分BC段组成,其中倾斜雪道AB的长L=25m,顶端高H=15m,滑雪板与雪道间的动摩擦因数μ=0.25。滑雪爱好者每次练习时均在倾斜雪道的顶端A处以水平速度飞出,落到雪道时他靠改变姿势进行缓冲,恰好可以使自己在落到雪道前后沿雪道方向的速度相同。不计空气阻力影响,取重力加速度g=10m/s2。
27.第一次滑雪爱好者水平飞出后经t1=1.5s落到雪道上的D处(图中未标出),求水平初速
度v1及A、D之间的水平位移x1。
28.第二次该爱好者调整水平初速度,落到雪道上的E处(图中未标出),已知A、E之间的水平位移为x2,且,求该爱好者落到雪道上的E处之后的滑行距离s。
29.该爱好者在随后的几次练习中都落在雪道的AB段,他根据经验得出如下结论:在A处水
平速度越大,落到雪道前瞬时的速度越大,速度方向与雪道的夹角也越大。他的观点是否正确,请你判断并说明理由。
正确答案
解析
解:滑雪爱好者自 A处以水平速度飞出后,可能落在雪道的倾斜部分 AB 段,也可能落在雪道的水平部分 BC 段。
(1)设滑雪爱好者落在雪道的水平部分 BC 段所用时间为 t0,
根据平抛规律
解得
由此可知,滑雪爱好者水平飞出后经 t1=1.5s 落在雪道的倾斜部分 AB 段。
根据平抛规律
解得
A、D 之间的水平位移
解得
考查方向
解题思路
根据平抛运动竖直方向上是自由落体运动,求出落到斜面的时间,比较给出的时间判段出滑雪者落到了AB部分,根据运动的合成和分解以及平抛运动规律求解水平位移。
易错点
1、没有比较水平位移与AB的水平部分的大小关系,直接认为滑雪者落在斜面上或水平部分,导致解题方向错误。2、对平抛运动的位移与水平方向的夹角与速度与水平方向的夹角关系掌握不熟练,导致解题困难。
正确答案
s=45 m
解析
解:滑雪爱好者自 A处以水平速度飞出后,可能落在雪道的倾斜部分 AB 段,也可能落在雪道的水平部分 BC 段。
(1)设滑雪爱好者落在雪道的水平部分 BC 段所用时间为 t0,
根据平抛规律
解得
由此可知,滑雪爱好者水平飞出后经 t1=1.5s 落在雪道的倾斜部分 AB 段。
根据平抛规律
解得
A、D 之间的水平位移
解得
(2)设此次爱好者水平初速度 v2,由 ,可知,斜道的水平部分长度,由此可判断此次滑雪爱好者水平飞出后落在雪道的水平部分 BC 段。
由平抛规律
解得
之后爱好者在水平雪道上匀减速滑行,
由动能定理有
解得该爱好者落到雪道上的 E 处之后的滑行距离 s=45m
考查方向
解题思路
根据水平位移与斜面的底边的大小关系可知滑雪者落到了水平部分的滑道上,根据运动的合成和分解以及平抛运动规律求解滑雪者落到E处的速度,再由动能定理求出滑雪者落在E处后的滑行距离S。
易错点
1、没有比较水平位移与AB的水平部分的大小关系,直接认为滑雪者落在斜面上或水平部分,导致解题方向错误。2、对平抛运动的位移与水平方向的夹角与速度与水平方向的夹角关系掌握不熟练,导致解题困难。
正确答案
他的观点不正确。正确观点是:在 A 处水平速度越大,落到雪道前瞬时速度越大,而速度方向与雪道夹角相同。
解析
解:滑雪爱好者自 A处以水平速度飞出后,可能落在雪道的倾斜部分 AB 段,也可能落在雪道的水平部分 BC 段。
(1)设滑雪爱好者落在雪道的水平部分 BC 段所用时间为 t0,
根据平抛规律
解得
由此可知,滑雪爱好者水平飞出后经 t1=1.5s 落在雪道的倾斜部分 AB 段。
根据平抛规律
解得
A、D 之间的水平位移
解得
(2)设此次爱好者水平初速度 v2,由 ,可知,斜道的水平部分长度,由此可判断此次滑雪爱好者水平飞出后落在雪道的水平部分 BC 段。
由平抛规律
解得
之后爱好者在水平雪道上匀减速滑行,
由动能定理有
解得该爱好者落到雪道上的 E 处之后的滑行距离 s=45m
(3)他的观点不正确。正确观点是:在A处水平速度越大,落到雪道前瞬时速度越大,而速度方向与雪道夹角相同。
设爱好者水平初速度
由平抛规律,落到AB段均满足
解得,由此可知:越大,运动时间t越长
落到雪道前瞬时速度大小,越大,落点速度越大;
速度方向与水平方向夹角为,,速度方向与无关。
考查方向
解题思路
根据位移的合成和分解可知初速度越大,运动的时间越长,根据速度的合成可知初速度增大后,落到雪地前的瞬时速度越大,根据位移与水平方向的夹角与速度与水平方向的夹角关系,可知位移与水平方向的夹角不变,速度与水平方向的夹角也不变。
易错点
1、没有比较水平位移与AB的水平部分的大小关系,直接认为滑雪者落在斜面上或水平部分,导致解题方向错误。2、对平抛运动的位移与水平方向的夹角与速度与水平方向的夹角关系掌握不熟练,导致解题困难。
实验室有一捆规格为“100m,0.5mm2”的铜导线,已经用去了一部分,一同学想用伏安法测量剩余导线的电阻。
17.他查得铜的电阻率为。他可以用公式_________________计算出整捆导线的电阻为____________________Ω;
18.他从实验室借来如下器材,想分别用电流表内接法和外接法测量铜导线的电阻:
电流表:量程0.6A,内阻约为0.2Ω;
电压表:量程3V,内阻约9kΩ;
滑动变阻器R1:最大阻值5Ω;
滑动变阻器R2:最大阻值200Ω;
电源:电动势4.5V,内阻可不计;
开关、导线若干。
回答下列问题:
① 请你用笔画线代替导线在图1中完成电路连线。要求用电流表外接、滑动变阻器分压接法。
②按①中所连电路实验时滑动变阻器应选__________(填“R1”或“R2”),闭合开关前应将滑片移至____________端(填“a”或“b”)。
③他将分别用电流表内接法和外接法得到的电流、电压数据描到U-I图上,如图2所示。在图2中由电流表外接法得到测量图线是______________填“甲”或“乙”),你的判断依据是_____________________________________________________。
正确答案
3.4
解析
根据,,L=100m,S=0.5×10-6m2可得R=3.4Ω;
正确答案
①见图。
②R1 , b 。
③ 乙 ,电流表外接时,测得的电阻值偏小。
解析
如图,分压法应使滑动变阻器的一部分与被测电阻两端并联,如果被测电阻与滑动变阻器的右端并联,滑片P在闭合开关前放在右端,反之放在左端,此题应放在右端b处;滑动变阻器够用的情况下,应选择总阻值小的,调节方便,所以应选R1,根据图线可知甲表示的电阻比乙大,电流表内接,测得的阻值偏小,电流表外接,测得的阻值偏大,故电流表外接对应的是乙图。
考查方向
易错点
弄不清电阻与滑动变阻器的那一部分并联。
如图所示,一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子,在磁感应强度为B的匀强磁场中,以垂直于磁场方向的速度υ做匀速圆周运动。
19.画出粒子此时所受洛伦兹力的方向及运动轨迹示意图;
20.推导轨道半径公式;
21.推导运动周期公式。
正确答案
解析
见图
考查方向
解题思路
根据左手定则可知洛伦兹力与速度时刻垂直,故带电粒子只在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动。
易错点
判断洛伦兹力的方向应用左手定则。
正确答案
解析
带电粒子运动过程中所受洛伦兹力,洛伦兹力充当向心力,解得轨道半径
考查方向
解题思路
根据洛伦兹力提供向心力,解得半径。
易错点
判断洛伦兹力的方向应用左手定则。
正确答案
解析
带电粒子运动周期
考查方向
解题思路
利用周期的公式,将上问的r代入求出T的表达式。
易错点
判断洛伦兹力的方向应用左手定则。
如图所示,固定于水平桌面上的光滑平行金属导轨AB、CD处于竖直向下的范围足够大的匀强磁场中,导轨间距为L,导轨电阻忽略不计。导轨的左端接有阻值为R的电阻。一根质量为m,电阻为r的金属棒MN垂直导轨放置且与导轨接触良好,并始终以速度v向右匀速运动。
25.若磁场的磁感应强度大小为B0且保持不变时,求:
(1)回路中的感应电流的大小;
(2)金属杆受到的安培力大小及方向;
26.当金属棒MN到达图中虚线位置时,恰好使ACNM构成一个边长为L的正方形回路,从此时刻开始计时,并改变磁感应强度大小,可使回路中不产生感应电流,请你推导磁感应强度B随时间t变化的关系式。
正确答案
(1);(2),方向向左;
解析
若磁场的磁感应强度大小为B0,且保持不变时:
(1)导体棒中产生的感应电动势E=B0Lv,,回路中的感应电流的大小,解得
(2)金属杆受到的安培力大小,安培力方向:水平向左
考查方向
解题思路
1、根据法拉第电磁感应定律E=BLv计算出感应电动势,根据欧姆定律计算出电流。2、根据F=BIL计算安培力的大小,楞次定律判断安培力的分向。
易错点
1、计算电流时,电阻丢掉了r。2、判断安培力方向没有用楞次定律,利用右手定则判断电流方向,左手定则判断安培力方向,使得问题复杂化。
正确答案
。
考查方向
易错点
1、计算电流时,电阻丢掉了r。2、判断安培力方向没有用楞次定律,利用右手定则判断电流方向,左手定则判断安培力方向,使得问题复杂化。
一根足够长的空心铜管竖直放置,使一枚直径略小于铜管内径、质量为m0的圆柱形强磁铁从管内某处由静止开始下落,如图所示,它不会做自由落体运动,而是非常缓慢地穿过铜管,在铜管内下落时的最大速度为v0。强磁铁在管内运动时,不与铜管内壁发生摩擦,空气阻力也可以忽略。产生该现象的原因是变化的磁场在铜管内激发出了涡流,涡流反过来又对强磁铁产生了很大的阻力。虽然该情景中涡流的定量计算非常复杂,我们不需要求解,却仍然可以用我们学过的知识来对下述问题进行分析。
30.求图1中的强磁铁达到最大速度后铜管的热功率P0;
31.强磁铁下落过程中,可以认为铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比,且强磁铁周围铜管的有效电阻是恒定的。由此分析,如果在图甲中强磁铁的上面粘一个质量为m1的绝缘橡胶块,则强磁铁下落的最大速度v1是多大?
32.若已知强磁铁下落过程中的任一时刻,强磁铁机械能耗散的功率等于其受到的阻力大小与下落速度大小的乘积。则在图1中,质量为m0的强磁铁从静止下落,经过时间t后达到最大速度v0,求此过程强磁铁的下落高度h;
33.若将空心铜管切开一条竖直狭缝,如图2所示,强磁铁还从管内某处由静止开始下落,发现强磁铁的下落还是会明显慢于自由落体运动,请你分析这一现象的原因。
正确答案
P0=m0gv0
解析
磁铁匀速下落过程中,可以认为减少的重力势能全部转化为热能P0 t=m0gv0t,可得P0=m0gv0
考查方向
解题思路
根据匀速下落过程中,减少的重力势能全部转化为热能求解热功率。
易错点
1、没有用上能量守恒和动量定理。2、铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比这一条件没用上,没有得出阻力f与速度v成正比。
正确答案
解析
由于强磁铁下落过程中铜管中的感应电动势大小E与磁铁下落的速度v成正比,且其周围铜管的有效电阻R是恒定的,
可知任一时刻的热功率①
强磁铁下落过程中②
可得③
所以有
考查方向
解题思路
强磁铁的上面粘一个质量为m1的绝缘橡胶块,仍然是匀速运动的速度是最大速度,根据第(1)问的结果进行计算。
易错点
1、没有用上能量守恒和动量定理。2、铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比这一条件没用上,没有得出阻力f与速度v成正比。
正确答案
解析
设强磁铁下落过程中的很短时间内所受电磁阻力大小为f,根据动量定理有④
又有⑤
所以有
设,其中k为常量⑥
强磁铁匀速下落时⑦
由④⑥⑦式,有⑧
对于全过程有
得
考查方向
解题思路
热功率等于机械耗散得功率,机械能耗散的功率等于其受到的阻力大小与下落速度大小的乘积,可以得出,又,匀速运动时f=mg,速度为v0,可求出k的值,对整个过程,再将已知的量代入动量定理即可解出此过程强磁铁的下落高度h。
易错点
1、没有用上能量守恒和动量定理。2、铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比这一条件没用上,没有得出阻力f与速度v成正比。
正确答案
因为此时铜管中仍然会产生涡流,涡流的磁场对强磁铁有阻力作用。
考查方向
易错点
1、没有用上能量守恒和动量定理。2、铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比这一条件没用上,没有得出阻力f与速度v成正比。
13.(实验题)如图所示为研究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置。实验时,给平行板电容器充电后,可观察到静电计指针偏转一定角度。当增大两极板间距离时,可观察到静电计指针的偏角变大,说明两极板间的 变大(选填“电势差”或“电荷量”),这时电容 (选填“增大”或“减小”)。
正确答案
电势差 减小
解析
观察到静电计指针的偏角变大,说明两极板间的电势差变大;Q不变,U变大,由电容的定义式可知C减小。
考查方向
解题思路
1、根据从指针偏转角度的大小可以推知两极板的电势差。2、根据Q不变,U变大,由电容的定义式推出C的变化。
易错点
1、静电器实质上也是一种验电器。2、静电器金属球与一个极板相连,外壳与另一个极板相连,从指针偏转角度的大小可以推知两极板的电势差。