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2. 电磁波在日常生活和生产中己经被大量应用了,下面正确的是( )
正确答案
解析
机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领;故A正确;
遥控器采用的是红外线不是紫外线;故B错误;
微观炉是利用了微波的频率与水的频率相接近,从而使水振动而发热的;故C错误;
手机通话使用的无线电波,其波长要大于可见光;故D错误;
故选A.。
考查方向
解题思路
明确电磁波谱中不同谱线的性质;同时注意各种电磁波在生产生活中的应用即可正确求解
易错点
误认为微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应。
1. 关于原子核,下列说法正确的有( )
正确答案
解析
发生光电效应时,光电子的最大初动能与入射光的强度无关,与入射光的频率有关,故A错误;
β衰变中产生的β射线实际上是原子核中的中子转变为一个质子和一个电子,电子释放出来,故B错误;
两个质子与两个中子结合成一个原子核的过程中会释放能量,结合爱因斯坦质能方程可知,两个质子与两个中子的质量之和大于原子核的质量,故C错误;
根据玻尔理论可知,氢原子从激发态中跃迁只能辐射特定频率的光子,故D正确;
故选D。
考查方向
解题思路
发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率;光电子的最大初动能与入射光的强度无关;β衰变的实质是原子核中的中子转变为一个质子和一个电子,电子释放出来;根据玻尔理论的定态假设与跃迁假设可知,氢原子从激发态中跃迁只能辐射特定频率的光子.
易错点
记忆不牢固,尤其是β衰变中产生的β射线是原子核中的中子转变为一个质子和一个电子,不是绕核旋转的电子。
3. 2016年10月17日7时30分,搭载两名航天员的“神舟十一号”载人飞船由“长征二号”运载火箭成功发射升空,10月19日凌晨,“神舟十一号”飞船与“天宫二号”自动交会对接成功,对接时的轨道高度是393公里,这与未来空间站的轨道高度基本相同,而“神舟十号”与“天宫一号”对接时,轨道高度是343公里,根据以上信息,判断下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A. 第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度,可知“神舟十一号”飞船对接后的环绕速度小于第一宇宙速度,故A错误。
由题意可知,“天宫一号”的轨道半径小于“天宫二号”的轨道半径,根据和牛顿第二定律得:“,故天宫一号”的加速度比“天宫二号”的加速度大,故B错误。
根据得:,“天宫一号”的轨道半径小于“天宫二号”的轨道半径,则“天宫一号”的周期比“天宫二号”的周期小,故C正确。
“神舟十一号”不能在“天宫二号”的轨道上加速实现对接,因为在同轨道上加速,万有引力小于向心力,做离心运动,会离开原轨道,故D错误。
故选C.。
考查方向
解题思路
根据万有引力提供向心力得出周期、加速度与轨道半径的关系,通过轨道半径比较加速度和周期的大小,第一宇宙速度是绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度.在同轨道上加速,万有引力小于向心力,做离心运动,不能实现对接
易错点
误认为飞船或卫星对接在同一轨道上加速就行。
4. 如图所示,一列简谐横波沿x轴正向传播.波源从平衡位置开始振动,当波传到x=1m的P点时开始计时,己知在t=0.4s时PM间第一次形成图示波形,此时x=4m的M点正好在波谷,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
由题意,简谐横波沿x轴正向传播,在t=0.4s时PM间第一次形成图示波形,波应传到x=5处,则t=0.4s时间内振动传播了一个波长,经过了一个周期,故P点的周期为0.4s,故A正确;
B. P点开始振动的方向与图示时刻x=5m处质点的振动方向相同,由波形平移法得知,P点开始振动的方向沿y轴负方向,故B错误;
C. 当M点开始振动时,由波形可知,P点在波峰,故C错误;
D. 由图知,波长λ=4m,则波速,故D错误。
故选A。
考查方向
解题思路
简谐横波沿x轴正向传播,在t=0.4s时PM间第一次形成图示波形,由图读出,t=0.4s时间内振动传播了一个波长,经过了一个周期,则可知P点的周期.读出波长,由求出波速v,P点开始振动的方向与图示时刻x=5m处质点的振动方向相同,根据PM间的距离判断M点开始振动时,P点的位置求出波速v,根据PM间的距离判断M点开始振动时,P点的位置。
易错点
误认为波此时仅仅传播到了M点。
5. 在电场强度大小为E的匀强电场中,将一个质量为m、电荷量为q的带电小球由静止开始释放,带电小球沿与竖直方向成θ角做直线运动,关于带电小球的机械能W和电势能Ep的判断,正确的是( )
正确答案
解析
若,则电场力与速度方向垂直,电场力不做功,只有重力做功,W一定不变,EP不变化,故A错误,C正确。
若, 则电场力沿水平方向,且和重力的合力与速度方向同向,电场力做正功,EP减少,W增加,D错误;
故选C。
考查方向
解题思路
带电小球从静止开始做直线运动,受到两个恒力作用,其合力与速度方向必定在同一直线上,根据电场力与速度方向的夹角,判断电场力做功正负,确定电势能和机械能的变化
易错点
力的合成,找到电场力的方向。
7. 如图所示,物块A放在直角三角形斜面体B上面,B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁,初始时A、B静止,现用力F沿斜面向上推A,但A、B并未运动。F作用后与F作用前相比( )
正确答案
解析
对A,开始受重力、B对A的支持力和静摩擦力平衡,当施加F后,仍然处于静止,开始A所受的静摩擦力大小为mAgsinθ,若F=2mAgsinθ,则A. B之间的摩擦力大小为f=F−mAgsinθ=mAgsinθ,f不变;若F>2mAgsinθ,f=F−mAgsinθ>mAgsinθ,f增大,故A正确;
对整体分析可知,没有施加推力时,由于水平方向没有外力,故B和墙面之间没有弹力,施加弹力后,整体由于受推力作用而处于平衡状态,由于F具有水平方向上的分量,根据平衡条件可知,B与墙面之间的弹力一定存在弹力,故B错误;
对整体分析,开始时没有水平推力,故由于AB不动,弹簧的形变量不变,则弹簧的弹力不变,开始弹簧的弹力等于A. B的总重力,施加F后,弹簧的弹力不变,总重力不变,但F有竖直向上的分量,则根据平衡知,则B与墙之间一定产生摩擦力;故C错误,D正确。
故选:AD
考查方向
解题思路
隔离对A分析,通过A受力平衡判断A、B之间摩擦力的变化.通过对整体分析,抓住AB不动,弹簧的弹力不变,判断B与墙之间有无摩擦力。
易错点
误认为是动态平衡。
8. 如图所示,甲乙两物体静止在光滑水平面上。甲、乙间接触面粗糙,现将水平向右的恒定拉力F作用在甲物体上,可能出现的现象是( )
正确答案
解析
对乙物体受力分析,根据牛顿第二定律可知,乙的最大加速度为,此时整体根据牛顿第二定律可知F=(m甲+m乙)a,此时甲乙刚好发生滑动,当F<(m甲+m乙)a,甲乙一起加速运动,保持相对静止;当F>(m甲+m乙)a,甲乙发生相对滑动,甲的加速度大于乙的加速度,故AB错误
C. 当F<(m甲+m乙)a,甲乙一起加速运动,根据整体法和牛顿第二定律可知,乙物体的甲速度也就是整体的加速度与F的大小成正比,故C正确;
D. 当F>(m甲+m乙)a,甲乙发生相对滑动,甲的加速度大于乙的加速度,一段时间后甲物体从乙物体右侧滑出,故D正确。
故选CD。
考查方向
解题思路
甲乙两物体在拉力作用下向右加速运动,当拉力较小时,无相对滑动一起加速运动,当F较大时,甲乙两物体发生相对滑动,最终甲从乙的右侧脱离,即可判断。
易错点
误认为只要拉力大于甲和乙的摩擦力,而这就相对运动。
6. 如图所示为一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动。线圈中的感应电动势e随时间变化图像,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
由图可知,t1时刻线圈的感应电动势最小(零),则磁通量的变化率也为零,所以通过线圈的磁通量为最大,故A错误;
由图可知,t2时刻线圈的感应电动势最大,与中性面平行,则磁通量为0,最小,故B正确;
由图可知,t3时刻线圈的感应电动势最小(零),则磁通量的变化率也为零,故C错误;
每当电流转换方向时,线圈与磁场垂直,线圈通过中性面时,磁通量最大,故D正确;
故选BD。
考查方向
解题思路
矩形线圈在匀强磁场内绕固定轴转动,线圈中的感应电动势e随于时间t的变化规律可得,线圈从垂直中性面开始计时;磁通量为零时,磁通量变化率最大;每当线圈经过中性面时,电流方向改变。
易错点
磁通量的变化率和磁通量以及磁通量的变化要区别开。
10.某同学设计了如图甲所示的装置来研究小车的加速度与所受合力的关系,将装有力传感器的小车放置于水平长木板上,缓慢向小桶中加入细砂,直到小车刚开始运动为止。记下传感器的最大示数F0,再将小车放回原处并按住,继续向小桶中加入细砂,记下传感器的示数F1,释放小车。记录小车运动时传感器的示数F2。
①接通频率为50Hz的交流电源,释放小车,打出如图乙所示的纸带.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离,则小车的加速度a= m/s2
②同一次实验中,F1 F2(选填“<”、“=”或“>”)
③改变小桶中砂的重力,多次重复实验,获得多组数据,描绘小车加速度a与F的关系如图丙,不计纸带与计时器间的摩擦,图象中F表示的是实验中测得的( )(A)F1(B)F2(C)F1-F0(D)F2-F0
④关于该实验,下列说法中正确的是( )(A)小车和传感器的总质量应远大于小桶和砂的总质量(B)实验中需要将长木板倾斜以平衡摩擦力(C)实验中需要测出小车和传感器的总质量(D)用加细砂的方法改变拉力的大小与挂构码的方法相比,可更方便地获取多组实验数据
正确答案
① 0.16;② >;③ D;④D
解析
①从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得: ,
②对小桶受力分析,设小桶重力为mg,
木板释放前传感器的示数F1,所以F1=mg,
设小车的重力为Mg,小车在加速运动时传感器的示数F2,
根据牛顿第二定律得:mg−F2=ma
所以F1>F2,
③图象是过原点的一条倾斜的直线,已经平衡摩擦力,所以F应该表示小车受到的合力,即F=F2−F0,故D正确;
故选D。
④在该实验中力传感器可以直接得出力的大小,不需要使小车和传感器的总质量应远大于小桶和砂的总质量,故A错误;
实验中不需要将长木板右端垫高,因为已经测量了小车所受摩擦力的大小,故B错误;
实验中不需要测出小车和传感器的总质量,只需要保证小车和传感器的总质量不变,故C错误;
用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,可更方便地获取多组实验数据,故D正确;
故选D。
考查方向
解题思路
(1)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小;
(2)对小桶受力分析,根据牛顿第二定律求解;
(3)由于已经平衡摩擦力,图象过原点的倾斜直线,则F表示合力;
(4)在该实验中力传感器可以直接得出力的大小,实验中不需要将长木板右端垫高,因为已经测量了小车所受摩擦力的大小,用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,可更方便地获取多组实验数据。
易错点
(1)在该实验中力传感器可以直接得出力的大小,不需要使小车和传感器的总质量应远大于小桶和砂的总质量;实验中不需要将长木板右端垫高。
9.如图,在倾角θ=37°的斜面底端的正上方某一高处以v0=6m/s的初速度水平抛出一质量为0.1kg的物体,空气阻力不计,该物体落在斜面上时的速度方向恰好与斜面垂直,取g=10m/s2,则小球在空中飞行时间为 s。小球与斜面相碰瞬间重力的功率为 W。
正确答案
0.8 8
解析
小球恰好垂直撞到斜面上,根据几何关系有:,
则竖直分速度为:vy= 8m/s,
小球在空中飞行的时间为:
小球与斜面相碰时重力的功率为:P=mgvy=1×8W=8W.
故答案为:0.8;8。
考查方向
解题思路
抓住物体的速度与斜面垂直,结合平行四边形定则求出竖直分速度,根据速度时间公式求出小球在空中飞行的时间.根据瞬时功率的公式求出小球与斜面相碰时重力的功率。
易错点
注意小球与斜面相碰时重力的功率应该是重力与竖直方向的分速度的乘积。
11.图甲是测量阻值约十几欧的未知电阳Rx的原理图,R1是电阻箱(0~99.9Ω),R是滑动变阻器,A1和A2是电流表,E是电源(电动势12V,内阻很小)。
在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下:
(i)连接好电路,闭合开关S
(ii)调节滑动变阻器R和电阻箱R1,使A2示数I2=0.2A,记下此时电阻箱的阻值R和A1示数I1
(iii)重复步骤(ii),且每次实验中保持A2示数I2=0.2A,再测量多组R和I1的数值
(iv)将实验测得的组数据处理后,在坐标纸上作出了如图乙所示的图象
根据实验回答以下问题:
①现有四只供选用的电流表:(A)电流表(0〜3mA,内阻为2.0Ω)(B)电流表(0〜3mA,内阻未知)(C)电流表(0〜0.3A,内阻为10.0Ω)(D)电流表(0〜0.3A,内阻未知》
A1应选用 。A2应选用 。(填仪器代号)
②根据以上实验得出Rx= Ω,图线在纵轴的截矩绝对值表示的物理意义是 。
正确答案
① D C ② 11.2 电流表A1的内阻
解析
①根据R1与I1的关系图,可知A1测量值倒数最小值为4,故电流最大值为0.25A;故A1的量程选择0.3A;由于不需要内阻值故可以选择D;故题意可知A2的电流控制在0.2A,并且需要明确电阻值,故应选择C
②根据欧姆定律,则有:(R1+RA1)IA1=I2(RX+RA2);
整理可得:,
图线在纵轴的截矩绝对值表示的物理意义是电流表A1的内阻,
RA1=10Ω
而R1与I2的图象的斜率
则有:
考查方向
解题思路
①由题T中伏安特性曲线可知,A1示数最大值约为I1=0.25A,即可确定量程,根据题意可知A2的电流控制为0.2A;故可明确A2的量程应为0.3A;
②根据串并联特征,结合R1与I2的图象的斜率含义,依据欧姆定律,即可求解。
易错点
得出R1与I2的关系式。
12.(16分)如图甲所示,一足够长的质量M=0.4kg的长木板静止在水平面上,长木板与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,—质量m=0.4kg的小滑块以v0=1.8m/s的速度从长木板的右端滑上长木板,小滑块刚滑上长木板0.2s内的速度图象如图乙所示,小滑块可看成质点,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)小滑块刚滑上长木板时长木板的加速度大小A1;
(2)从小滑块滑上长木板到最后静止下来的过程中,小滑块运动的总位移X。
正确答案
(1)2m/s2 (2)0.54m
解析
(1)对木块有:μ2mg=ma2
由图象知木块的加速度:,
对木板有:μ2mg-μ1(M+m)g=Ma1
可得:a1=2m/s2
(2)设经过时间t二者相对静止:a1t=v0-a2t
这段时间木块的位移:
共同速度:v共=a1t
共同滑行过程有:μ1(M+m)g=(M+m)a共
共同滑行的距离:x2=
可得X=x1+x2=0.54m
考查方向
解题思路
(1)小滑块刚滑上长木板时做匀减速运动,结合图象的斜率求出其加速度a2.根据牛顿第二定律求得小滑块受到的滑动摩擦力.再对长木板,由牛顿第二定律求加速度a1.
(2)根据速度时间公式,求出两者速度到达相等时经历的时间以及共同速度,二者速度相等后一起做匀减速直线运动,由牛顿第二定律求得加速度,再由位移公式求出位移,然后求和即可得到小滑块运动的总距离X
易错点
分析出物块和长木板会共速。
13.(18分)两根平行相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面,导轨的水平部分光滑。质量为m、电阻为R的金属细杆αb静止在水平导轨上。完全相间的金属杆cd被弹簧片托住紧贴竖直导轨静止,两金属杆与导轨垂直接触形成闭合回路,cd杆与竖直导轨之间的动摩擦因数为μ,导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中。现用平行于水平导轨的恒力F(大小未知)作用在αb杆上使αb杆由静止开始向右运动,同时忪开弹簧片释放cd杆,过一段时间后,两金属杆同时达到最大速度,重力加速度为g,求:
(1)杆αb的最大速度v;
(2)拉力F的大小;
(3)若αb杆从开始运动到获得最大速度移动过的距离为x,求此过程中cd杆上产生的焦耳热。
正确答案
(1);(2);(3)
解析
(1)对cd棒:
μBIL=mg
E=BLv
可得:
(2)对αb棒:
有F=BIL
可得:
(3)由能量守恒:
又
考查方向
解题思路
(1)当ab杆速度达到最大后,ab和cd杆均处于平衡状态,分别取cd杆、ab杆为研究对象根据平衡条件结合安培力、滑动摩擦力的计算公式可求解出ab杆的最大速度v和拉力F的大小。
(2)根据能量守恒定律可求解出电路中产生的焦耳热进而可以求解出cd杆上产生的焦耳热
易错点
根据功能关系求出产生的总的焦耳热。
14.(20分)欧洲大型强子对撞机是现在世界上最大,能量最高的粒子加速器,是一种将质子加速对撞的高能物理设备,其原理可简化如下:两束横截面积极小长度为l0质子束以初速度v0同时从左、右两侧入口射入加速电场,离开电场后经过相同的一段距离射入垂直纸面的圆形匀强磁场区域并被偏转,最后两质子束发生相碰,已知质子质量为m,电量为e,加速板AB、A'B'板间距相同、板间电压均为U0,且满足,两磁场磁感应强度相同,半径均为R,圆心O、O'在质子束的入射方向上,其连线与质子入射方向垂直且距离为H=。整个装置处于真空中,忽略粒子间的相互作用及相对论效应。
(1)试求质子束经过加速电场加速后(未进入磁场)的速度v和长度l;
(2)试求出磁场磁感应强度B;粒子束发生碰撞过程经历的时间Δt;
(3)若某次实验时将上方磁场的圆心O往上移了,其余条件均不变,是质子束能否相碰?若不能,请说明理由:若能,请说明相碰的条件及碰撞过程经历的最长时间Δt'。
正确答案
(1)v=2v0; (2);(3)若t>t'即R时,两束粒子不会相遇,若t
解析
(1)粒子在电场中加速,有:
可得:v=2v0
粒子进入电场的时间差:
在电场中加速的时间相等,所以离开电场时:
(2)粒子在磁场中运动,有:
又r=R
可得:
粒子在磁场中不改变速度大小,所以碰撞经历的时间:
(3)下方的粒子最先到达相遇点所需的时间为:
上方的粒子最后到达相遇点所需的时间为:
若t>t'即R时,两束粒子不会相遇
若t
考查方向
解题思路
(1)由动能定理即可求出粒子的速度,由位移公式即可求出长度l;
(2)由半径公式即可求出磁感应强度,由位移公式即可求出时间;
(3)通过运动的轨迹与速度的方向分析能否发生碰撞
易错点
第三问的讨论以及数学计算。