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15.用一竖直向上的力将原来在地面上静止的重物向上提起,重物由地面运动至最高点的过程中,v-t图像如图所示。以下判断正确的是( )
正确答案
解析
A、 v-t图像中斜率大小表示加速度大小,所以前3 s内的加速度比最后2 s内的加速度小。故A错误;
B、 最后2 s内货物减速向上运动,加速度方向向下,所以物体处于失重状态。故B错误;
C、 根据P=Fv知.前3 s内拉力功率增加。故C错误;
D、最后2 s内货物减速向上运动,竖直向上的力做正功,所以机械能增加。故D对。
考查方向
解题思路
A对于匀变速直线运动,可以由图像的斜率比较加速度.
B超重是物体所受拉力或支持力大于物体所受重力的现象;当物体做向上加速运动或向下减速运动时,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;
C 根据P=Fv判断机械功率;
D根据图象判断物体的运动情况,然后判断物体所受除重力之外的力是做正功还是负功,做正功机械能增加,做负功机械能减少。
易错点
本题关键是根据v-t图象得到物体的运动情况,然后进一步判断超失重情况,注意只要加速度向上,物体就处于超重状态.
17.一长轻质薄硬纸片置于光滑水平地面上,薄硬纸上放质量均为1kg的A、B两物块,A、B与薄硬纸片之间的动摩擦因数分别为μ1=0.3,μ2=0.2,水平恒力F作用在A物块上,如图所示,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10m/s2。则:( )
正确答案
解析
轻质木板则质量为0,A与薄硬纸的摩擦力最大为fA=0.3110=3NB与薄硬纸的摩擦力最大为fB=0.2110=2N。
A、F=1N<fA,所以AB与薄硬纸保持相对静止,整体在F作用下向左匀加速运动,故A错误;
B 、若F=1.5N<fA,所以AB与薄硬纸保持相对静止,整体在F作用下向左匀加速运动,根据牛顿第二定律得: F-f=mAa,所以A物块所受摩擦力f<F=1.5N,故B错误;
C、F=8N>fA,所以A相对于薄硬纸滑动,B和薄硬纸整体受到摩擦力3N,轻质木板,质量不计,所以B的加速度 ,故C错误;
D、无论力F多大,B与薄硬纸片都不会发生相对滑动。故D正确。
考查方向
解题思路
A、F=1N<fA,所以AB与薄硬纸保持相对静止,整体在F作用下向左匀加速运动;
B 、若F=1.5N<fA,所以AB与薄硬纸保持相对静止,整体在F作用下向左匀加速运动,根据牛顿第二定律得: F-f=mAa,所以A物块所受摩擦力f<F=1.5N;
C、F=8N>fA,所以A相对于薄硬纸滑动,B和薄硬纸整体受到摩擦力3N,轻质木板,质量不计,所以B的加速度;
D、无论力F多大,B与薄硬纸片都不会发生相对滑动。故D正确。
易错点
先判断是滑动摩擦力还是静摩擦力,因为计算方法不一样。
14.关于下列物理现象的分析,说法正确的是( )
正确答案
解析
A、鸟儿能欢快地停在高压电线上是因为鸟儿双脚落在同一条导线上,几乎没有电流流过鸟的身体。故A错误;
B、电动机电路开关断开时会出现电火花是因为电路中的线圈产生很大的自感电动势。故B正确;
C、话筒能把声音变成相应的电流是因为电容器原理。故C错误;
D、因为异性相吸,所以静电喷涂时,被喷工件表面所带的电荷应与涂料微粒带异种电荷。D错误。
考查方向
解题思路
A、 鸟儿能欢快地停在高压电线上是因为鸟儿双脚落在同一条导线上,几乎没有电流流过鸟的身体。
B、 电动机电路开关断开时会出现电火花是因为电路中的线圈产生很大的自感电动势。
C、 话筒能把声音变成相应的电流是因为电容器原理。
D、 静电喷涂时,被喷工件表面所带的电荷应与涂料微粒带异种电荷。
易错点
鸟儿能欢快地停在高压电线上是因为鸟儿双脚落在同一条导线上,几乎没有电流流过鸟的身体。
16.如图(a)所示,两段等长细线将质量分别为2m、m的小球A、B悬挂在O点,小球A受到水平向右的恒力F1的作用、小球B受到水平向左的恒力F2的作用,当系统处于静止状态时,出现了如图(b)所示的的状态,小球B刚好位于O点正下方。则F1与F2的大小关系正确的是( )
正确答案
解析
以整体为研究对象,分析受力如图.
设OA绳与竖直方向的夹角为α,则由平衡条件得
以B球为研究对象,受力如图.设AB绳与竖直方向的夹角为β,则由平衡条件得
如图由几何关系知α=β
所以
解之得: F1=4F2
故A正确。
考查方向
解题思路
运用整体法研究OA绳与竖直方向的夹角,再隔离B研究,分析AB绳与竖直方向的夹角,再根据两夹角的关系分析。
易错点
连接体问题要用整体法和隔离法。
18.在物理学中某物理量A的变化量ΔA与发生这个变化所用时间Δt的比值,叫做这个物理量A的变化率,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
A、在匀速直线运动中位移与时间的比值 ,v是恒定不变的,则是恒定不变的,故A正确;
B、匀加速直线运动中 ,加速度a是恒定不变的,则是恒定不变的。故B错误;
C、匀速圆周运动速度的变化率等于加速度,加速度指向圆心,方向在变,故C错误;
D、根据法拉第电磁感应定律,则越大,则线圈中的感应电动势就越大。故D正确。
考查方向
解题思路
根据各物理量变化率的物理意义及特点判断。
易错点
匀速圆周运动速度的变化率等于加速度,加速度指向圆心,虽然大小不变,但是方向在变。
20.磁流体发电机,又叫等离子体发电机,下图中的燃烧室在3000K的高温下将气体全部电离为电子与正离子,即高温等离子体。高温等离子体经喷管提速后以1000m/s进入矩形发电通道,发电通道有垂直于喷射速度方向的匀强磁场,磁感应强度为6T。等离子体发生偏转,在两极间形成电势差。已知发电通道长a=50cm,宽b=20cm,高d=20cm。等离子体的电阻率ρ=2Ω•m。则以下判断中正确的是( )
正确答案
解析
A.B.由E=BLv= Bdv=6,故A正确B错误;
C.外电阻越大发电机效率越高,故C错误;
D.由欧姆定律可知当外接电阻R等于内阻r时,发电机输出功率最大,故D正确。
考查方向
解题思路
根据法拉第电磁感应定理和欧姆定律分析。
易错点
当外接电阻R等于内阻r时,发电机输出功率最大
19.如图,Q1、Q2为两个固定的点电荷,Q1带负电、Q2带正电,且。a、b为它们连线延长线上的两点,a、b两点的场强和电势分别表示为Ea、Eb和。设无限远处电势为零,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
从无限远处看该系统,该系统的电荷应该仅剩下多的那种电荷,所以少的电荷发出的电场线应该全部终止于带电量多的电荷上。所以系统电场线方向向左,则,故A错误,B正确;
考查方向
解题思路
与等量异种电荷相似,从正电荷出发,终止与负电荷,不过电量大的电荷周围的电场线密
另外补充,可以用整体的观点看这个问题,从无限远处看该系统,该系统的电荷应该仅剩下多的那种电荷,所以少的电荷发出的电场线应该全部终止于带电量多的电荷上.
易错点
不等量电荷叠加电场线分布,是难点也是易错点。
某同学利用如图装置探究加速度与合外力的关系。利用力传感器测量细线上的拉力。按照如下步骤操作:
①安装好打点计时器和纸带,调整导轨的倾斜程度,平衡小车摩擦力;
②细线通过导轨一端光滑的定滑轮和动滑轮,与力传感器相连,动滑轮上挂上一定质量的钩码,将小车拉到靠近打点计时器的一端;
③打开力传感器并接通打点计时器的电源(频率为50 Hz的交流电源);
④释放小车,使小车在轨道上做匀加速直线运动;
⑤关闭传感器,记录下力传感器的示数F;通过分析纸带得到小车加速度a;
⑥改变钩码的质量,重复步骤①②③④⑤;
⑦作出a-F图象,得到实验结论。
21.某学校使用的是电磁式打点计时器,在释放小车前,老师拍下了几个同学实验装置的部分细节图,下列图中操作不正确的是 。
22.本实验在操作中是否要满足钩码的质量远远小于小车的质量? (填写“需要”或“不需要”);某次释放小车后,力传感器示数为F,通过天平测得小车的质量为M,动滑轮和钩码的总质量为m,不计滑轮的摩擦,则小车的加速度理论上应等于 。
23.下图是某次实验测得的纸带的一段,可以判断纸带的 (填“左”或“右”)端与小车连接,在打点计时器打下计数点6时,钩码的瞬时速度大小为 m/s(保留两位有效数字)。
正确答案
ABC
解析
A纸带应该放在复写纸下面。故A操作不当;
B中纸带与打点计时器之间的摩擦力大,误差大,应该把纸带拉直。故B操作不当;
C中拉小车的细线要水平,力传感器测得的力才等于小车的拉力。故C操作不当;
D中没有不当操作。
考查方向
解题思路
纸带应该放在复写纸下面;中纸带与打点计时器之间的摩擦力大,误差大,应该把纸带拉直;拉小车的细线要水平,力传感器测得的力才等于小车的拉力。
正确答案
解析
因为是用力传感器测拉力,拉力不是用砝码重力,所以不需要满足钩码的质量远远小于小车的质量;由牛顿第二定理得,故选B。
考查方向
解题思路
因为是用力传感器测拉力,拉力不是用砝码重力,所以不需要满足钩码的质量远远小于小车的质量。
易错点
因为是用力传感器测拉力,拉力不是用砝码重力,所以不需要满足钩码的质量远远小于小车的质量
正确答案
左 0.73—0.75
解析
因为小车做匀加速直线运动,所以纸带上的点间距越来越大,故左端靠近小车;由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度得。
考查方向
解题思路
因为小车做匀加速直线运动,所以纸带上的点间距越来越大;由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度。
如图,ab和cd为质量m=0.1kg、长度L=0.5m、电阻R=0.3Ω的两相同金属棒,ab放在半径分别为r1=0.5m和r2=1m的水平同心圆环导轨上,导轨处在磁感应强度为B=0.2T竖直向上的匀强磁场中;cd跨放在间距也为L=0.5m、倾角为的光滑平行导轨上,导轨处于磁感应强度也为B=0.2T方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。四条导轨由导线连接并与两导体棒组成闭合电路,除导体棒电阻外其余电阻均不计。ab在外力作用下沿圆环导轨匀速转动,使cd在倾斜导轨上保持静止。ab与两圆环导轨间的动摩擦因数均为0.5,重力加速度为g=10m/s2。
27. 求:从上向下看ab应沿顺时针还是逆时针方向转动?
28.ab转动的角速度大小;
29.作用在ab上的外力的功率。
正确答案
从上往下看,ab应沿顺时针方向转动
解析
从上往下看,ab应沿顺时针方向转动
考查方向
解题思路
因为cd棒静止,实验电流方向应从d到c,再根据安培定则就可判断ab棒运动方向;
易错点
作用在ab棒上的外力对ab棒做功的功率,在数值上应等于ab棒克服摩擦力做功的功率与回路产生的电功率之和
正确答案
ω= 40 rad/s
解析
对cd进行受力分析可知:mgsinθ=BIL
代入数据可得:
流过ab和cd的电流I==A=5A
根据闭合电路欧姆定律,ab产生的感应电动势E=I*(2R)=5×2×0.3V=3V
Ab切割磁感线产生感应电动势E=BLV
所以E=BL*代入数据可得:
E=
所以:ω= 40 rad/s
考查方向
解题思路
由平衡条件求出电流I,由欧姆定律求出E,然后根据E=BL
易错点
作用在ab棒上的外力对ab棒做功的功率,在数值上应等于ab棒克服摩擦力做功的功率与回路产生的电功率之和
正确答案
P=30w
解析
从能量转化和守恒的角度看,作用在ab棒上的外力对ab棒做功的功率,在数值上应等于ab棒克服摩擦力做功的功率与回路产生的电功率之和:
所以:P=fava+fbvb+IE
其中:fa=fb=
va=ωr1=40×0.5m/s=20m/s
vb=ωr2=40×1.0m/s=40m/s
所以P=0.25×20w+0.25×40w+5×3w=30w
考查方向
解题思路
由能量转化和守恒求解。
易错点
作用在ab棒上的外力对ab棒做功的功率,在数值上应等于ab棒克服摩擦力做功的功率与回路产生的电功率之和
下列为某组同学的“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验。
24.请挑选合适的电表量程,在右图1中,完成余下的电路连线。要求小灯泡两端的电压能从零开始连续变化。
25.根据上述电路,测量得到了一组实验数据,并在I-U图中描点连线后得到如下图线a。该组同学为了进一步研究温度对电阻的影响,将小灯泡玻璃敲碎后,使灯丝倒置浸在油杯中(如图2所示),使灯丝的温度在开始阶段基本不变,更换电表的量程后,再次完成上述实验,得到实验数据如下表所示。请用表中数据在坐标纸上描点,并作出I-U图线b。
26.根据上述的I-U图像,比较a、b两条图线的异同,并说明原因。
正确答案
见解析
解析
连线如图所示
考查方向
解题思路
实物图连接方法:单项连接,先串联后并联。
易错点
灯丝温度不变时,电阻不变;随着电压升高,灯丝散热不及,温度升高,电阻变大。
正确答案
见解析
解析
如右图所示,描点、连线正确。
考查方向
解题思路
作出I-U图线b:根据表中数据描点,然后用平滑线连接。
易错点
灯丝温度不变时,电阻不变;随着电压升高,灯丝散热不及,温度升高,电阻变大。
正确答案
见解析
解析
比较异同: a图线中表明小灯泡灯丝电阻变化明显,b图线表明小灯泡灯丝在电压较小时电阻变化不明显,电压超过一定值,电阻明显增大。
原因:灯丝温度不变时,电阻不变;随着电压升高,灯丝散热不及,温度升高,电阻变大。
考查方向
易错点
灯丝温度不变时,电阻不变;随着电压升高,灯丝散热不及,温度升高,电阻变大。
如图所示,是一儿童游戏机的简化示意图。光滑游戏面板与水平面成一夹角θ,半径为R的四分之一圆弧轨道BC与长度为8R的AB直管道相切于B点,C点为圆弧轨道最高点(切线水平),管道底端A位于斜面底端,轻弹簧下端固定在AB管道的底端,上端系一轻绳,绳通过弹簧内部连一手柄P。经过观察发现:轻弹簧无弹珠时,其上端离B点距离为5R,将一质量为m的弹珠Q投入AB管内,设法使其自由静止,测得此时弹簧弹性势能,已知弹簧劲度系数。某次缓慢下拉手柄P使弹簧压缩,后释放手柄,弹珠Q经C点被射出,弹珠最后击中斜面底边上的某位置(图中未标出),根据击中位置的情况可以获得不同的奖励。假设所有轨道均光滑,忽略空气阻力,弹珠可视为质点。直管AB粗细不计。
30. 求:调整手柄P的下拉距离,可以使弹珠Q经BC轨道上的C点射出,落在斜面底边上的不同位置,其中与A的最近距离是多少?
31.若弹珠Q落在斜面底边上离A的距离为10R,求它在这次运动中经过C点时对轨道的压力为多大?
32.在31题的运动过程中,弹珠Q离开弹簧前的最大速度是多少?
正确答案
解析
当P离A点最近(设最近距离为d)时,弹珠经C点速度最小,设这一速度为Vo,弹珠经过C点时恰好对轨道无压力,mgsinθ提供所需要的向心力.
所以:
得:
8R+R=
得到的
,
考查方向
解题思路
由合力提供向心力求出c点速度,然后由类平抛和几何知识求距离d;
易错点
加速度a=0时速度最大,所以珠离开弹簧前,在平衡位置时,速度最大。
正确答案
N=
解析
设击中P1点的弹珠在经过C点时的速度为Vc,离开C点后弹珠做类平抛运动:
a=gsinθ
10R—R=
又在(1)中得到:
经C点时:
所以,
根据牛顿第三定律:弹珠Q对C点的压力N与FN大小相等方向相反
所以,弹珠Q对C点的压力N=
考查方向
解题思路
由类平抛求出c点速度,再由向心力公式求压力;
易错点
加速度a=0时速度最大,所以珠离开弹簧前,在平衡位置时,速度最大。
正确答案
解析
弹珠离开弹簧前,在平衡位置时,速度最大
设此时弹簧压缩量为,根据平衡条件:mgsin 则:
取弹珠从平衡位置到C点的运动过程为研究过程,根据系统机械能守恒:取平衡位置重力势能为零
考查方向
解题思路
因为是变力问题,所以由机械能守恒求解。
易错点
加速度a=0时速度最大,所以珠离开弹簧前,在平衡位置时,速度最大。
如图(a)所示,水平放置的平行金属板A、B间加直流电压U, A板正上方有 “V”字型足够长的绝缘弹性挡板。在挡板间加垂直纸面的交变磁场,磁感应强度随时间变化如图(b),垂直纸面向里为磁场正方向,其中,未知.现有一比荷为、不计重力的带正电粒子从靠近B板的C点静止释放,t=0时刻,粒子刚好从小孔O进入上方磁场中,在 t1时刻粒子第一次撞到左挡板,紧接着在t1+t2时刻(t1、t2 均为末知)粒子撞到右挡板,然后粒子又从O点竖直向下返回C点.此后粒子立即重复上述过程,做周期性运动。粒子与挡板碰撞前后电量不变,沿板的分速度不变,垂直板的分速度大小不变、方向相反,不计碰撞的时间及磁场变化产生的感应影响。
33. 求:粒子第一次到达O点时的速率;
34.图中B2的大小;
35.金属板A和B间的距离d.
正确答案
解析
粒子从B板到A板过程中,电场力做正功,根据动能定理有
解得粒子第一次到达O点时的速率
考查方向
解题思路
粒子在电场中加速,所以由动能定理即可求出o点速度;
正确答案
解析
粒子进入上方后做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由qvB= ,
得粒子做匀速圆周运动的半径,
使其在整个装置中做周期性的往返运动,运动轨迹如下图所示,由图易知: 图中
考查方向
解题思路
粒子在磁场中做匀速圆周运动,所以由洛伦兹力提供向心力就可求出磁场强度。
正确答案
,
解析
在0~t1时间内,粒子做匀速圆周运动周期
在t1~(t1+t2)时间内,粒子做匀速圆周运动的周期
由轨迹图可知
粒子在金属板A和B间往返时间为t,有
且满足,
联立可得金属板A和B间的距离,
考查方向
解题思路
根据匀速圆周运动知识和几何知识求解。
易错点
粒子的运动轨迹。