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4.如图所示的电路中,当滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时( )
正确答案
解析
滑片向下,滑动变阻器接入电阻变大,电路中总电阻变大,由闭合电路的欧姆定律可知,电路中电流减小,内电压减小,由U=E﹣Ir可得电源的输出电压变大,故电压表示数变大,故A错误;
因路端电压变大,电流减小,故R1两端的电压减小,功率变小B错,R2两端的电压变大,故电容器两端电压变大,由Q=CU可知电容器极板上的带电量变多,故D正确;
由P总=EI可得,电源的总功率减小,故C错误;
考查方向
解题思路
含容支路以及电压表首先简化
易错点
闭合电路欧姆定律支路电压和支路电流的分配
1.下列史实能说明原子核有微观结构的是( )
正确答案
解析
A、汤姆逊研究阴极射线,是发现电子的实验,不能说明原子核有微观结构,故A错误;
B、α粒子散射实验中极少数α粒子的大角度偏转说明原子内存在原子核,故B错误;
C、光电效应实验说明光具有粒子性.故C错误;
D、元素放射性的发现揭示原子具有复杂的结构.故D正确.
考查方向
解题思路
本题比较简单,考查了近代物理中的几个重要试验及发现,要了解这些试验及发现的内容及其重要物理意义
易错点
考查对物理学史、常识的识记能力,对于类似知识要注意平时的积累与记忆.
2.如图所示,真空中有一个质量均匀分布的玻璃球体,由a、b两种单色光组成的复合光束射入该玻璃球体,当入射角θ等于60°时,其折射光束和出射光束如图所示。已知a光束第一次射出此玻璃球体后的出射光束相对复合光束的偏转角也为60°,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A、根据折射定律:n==,故A错误;
B、b光的折射率大于a光的折射率,折射率越大的光频率越大,波长越短,进行双缝干涉实验时,根据干涉条纹间距公式△x=λ,则有a光的条纹间距比b光大些,故B正确;
C、因b光的折射率大于a光的折射率,则b的频率高于a,当b光能使某种金属发生光电效应,则a光不一定能使该金属发生光电效应,故C错误;
D、光从空气射向玻璃,是光疏介质射向光密介质,不可能发生全反射,故D错误;
考查方向
解题思路
所有色光在真空中传播速度都相同.先根据光路图读出b光偏折程度大于a光的偏折程度,从而根据折射定律得出b光的折射率大于a光的折射率,折射率越大的光频率越大,波长越短,并结合光的全反射条件,即可一一求解
易错点
掌握“折射率越大的光偏折越大”,以及光发生全反射的条件,注意干涉条纹公式的内容,理解光的折射定律内容中入射角与折射角的确定
3.一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0时波形如图甲所示,已知波速为10m/s。则当t=0.1 s时正确的波形图应是图乙中的( )
正确答案
解析
0.1s内波形应该向右平移1m,对照选项,答案为C
考查方向
解题思路
首先判断机械波的周期,波长,利用周期性五点法描图
易错点
机械波的质点的振动在平衡位置,机械波的传播具有一定周期性
5.如图所示,在点电荷Q产生的电场中,将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点,虚线为等势线。取无穷远处为零电势点,若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A、由题,将两个带正电的试探电荷q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做功,则知Q与两个试探电荷之间存在引力,说明Q带负电,电场线方向从无穷远处指向Q,则A点电势小于B点电势.故A错误.
B、由点电荷场强公式E=k分析可知,A点的场强大于B点的场强.故B错误.
C、由图分析可知:A与无穷远间的电势差大于B与无穷远间的电势差,将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等,根据电场力做功公式W=qU,得知,q1的电荷量小于q2的电荷量.故C正确.
D、将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等,两个试探电荷电势能的变化量相等,无穷远处电势能为零,则q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能.故D错误.
考查方向
解题思路
将两个带正电的试探电荷q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做功,说明Q带负电,即可判断A、B电势高低;
由点电荷场强公式E=k分析场强的大小;
由图分析可知:A与无穷远间的电势差大于B与无穷远间的电势差,根据电场力做功公式W=qU,分析电荷量的大小;
根据电场力做功与电势能的关系,即可判断q1在A点的电势能与q2在B点的电势能的大小
易错点
根据电场力做功与电势能变化的关系分析电势能的大小,根据公式E=k分析场强的大小
7.一理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,原线圈输入电压的变化规律如图甲所示,副线圈所接电路如图乙所示,P为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A、由图象可知,交流电的周期为0.02s,所以交流电的频率为50Hz,所以A正确.
B、根据电压与匝数成正比可知,原线圈的电压的最大值为220V,所以副线圈的电压的最大值为22V,所以电压的有效值为V=22V,所以B错误.
C、原、副线圈的电流与匝数成反比,线圈的匝数不变,所以电流比也不变,所以C错误.
D、P向右移动时,滑动变阻器的电阻减小,副线圈的电压不变,所以电路消耗的功率将变大,变压器的输出功率增加,所以D正确.
考查方向
解题思路
根据瞬时值表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等,再根据电压与匝数成正比即可求得结论
易错点
注意使用交流电的有效值进行计算,另外需要根据输出功率计算输入功率
6.如图所示,M和N是绕地球做匀速圆周运动的两颗人造地球卫星,虚线为各自轨道。由此可以判定( )
正确答案
解析
A、根据得,v=,T=,M的轨道半径大,则M的周期大于N的周期,M的线速度小于N的线速度,故AB错误.
C、根据v=知,7.9km/s是做圆周运动最大的环绕速度,可知M、N的运行速率均小于7.9km/s,故C正确.
D、N需加速,使得万有引力小于向心力,做离心运动,可以实现与M对接,故D正确.
考查方向
解题思路
根据万有引力提供向心力得出周期、线速度与轨道半径的关系,从而比较大小.结合变轨的原理,抓住万有引力和向心力的大小关系确定加速还是减速
易错点
掌握万有引力提供向心力这一重要理论,知道线速度、周期等与轨道半径的关系,以及掌握变轨的原理
8.蹦床是青少年喜欢的一种体育活动,蹦床边框用弹簧固定有弹性网,运动员从最高点落下直至最低点的过程中,空气阻力大小恒定,则运动员( )
正确答案
解析
A、运动员和弹性网接触的过程中先加速然后减速,故开始动能并非最大,故A错误;
B、运动员从最高点落下直至最低点的过程中,弹簧弹力以及空气阻力一直做负功,因此其机械能一直减小,故B正确;
C、根据功能关系可知,重力做功等于克服空气阻力和弹簧弹力做功的代数和,则重力势能的减少量大于弹性势能的增加量,故C正确,故D错误.
考查方向
解题思路
运动员与弹簧接触过程中开始时重力大于弹力,先做加速度逐渐减小的加速运动,当合外力为零时,速度最大,然后做加速度逐渐增大的减速运动;运动员从最高点落下直至最低点的过程中根据功能关系可知:运动员减小的重力势能除了克服阻力做功之外全部转化为弹簧的弹性势能
易错点
正确分析弹簧弹力的变化,明确各种功能关系的转化.
9.如图所示是一个质点做匀变速直线运动的x—t图象中的一段,从图中所给的数据可以确定,质点在运动过程中t=3.5 s时的速度等于_________m/s;x=4m时的速度______t=3.5 s时的速度。(填“大于”、“小于”或“等于”)
正确答案
2 ; 大于
解析
物体做的是匀变速直线运动,P点为AB段位移的中间位置,而这段时间的平均速度的大小为 ===2m/s,根据匀变速直线运动的规律可知,此段位移中间时刻的瞬时速度即为2m/s.
根据位移图象的斜率等于速度,可知质点做匀加速直线运动,则x=4m时的速度大于t=3.5s时的速度.
考查方向
解题思路
物体做的是匀变速直线运动,P的速度为3﹣5这段位移的中间位置的瞬时速度的大小,这段位移的平均速度的大小为2m/s,由中间时刻的瞬时速度和中间位置的瞬时速度的关系可以做出比较
易错点
根据匀变速直线运动的推论
在用“落体法”做“验证机械能守恒定律”的实验时,所用电源的频率为f;小明选择一条较为满意的纸带,如右图所示。他舍弃前面密集的点,以O为起点,从A点开始选取纸带上连续点A、B、C…,测出O到A、B、C…的距离分别为h1、h2、h3…。
10.为减少阻力对实验的影响,下列操作可行的是( )
11.打B点时,重锤的速度vB为________________。
12.在操作、测量与计算均无误的情况下,小明用实验测得数据画出的v2—h图象应是下图中的( )
正确答案
解析
A、为了减小阻力的影响,实验时重锤选择质量大一些的,体积小一些的,故A正确.
B、安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上,从而减小阻力的影响,故B正确.
C、释放纸带前,手应提纸带上端并使纸带竖直,可以减小阻力,故C正确.
D、重锤下落过程中,手不能拉着纸带,故D错误.
故选:ABC.
考查方向
解题思路
根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤;
易错点
知道实验的原理,以及操作中的注意事项,能根据动能定理求出表达式从而选择图象
正确答案
解析
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知,B点的瞬时速度为:
=.
考查方向
解题思路
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度;
易错点
知道实验的原理,以及操作中的注意事项,能根据动能定理求出表达式从而选择图象
正确答案
B
解析
根据动能定理得:
解得:,
则v2﹣h是一条倾斜的直线,且在纵轴上由截距,故B正确.
故选:B
考查方向
解题思路
根据动能定理求出表达式分析即可.
易错点
知道实验的原理,以及操作中的注意事项,能根据动能定理求出表达式从而选择图象
实验室常用电场和磁场来控制带电粒子的运动。如图所示,在真空中A、C两板之间加上电压U,粒子被加速后从D点进入圆形有界磁场;匀强磁场区域以O为圆心,半径R= m ,磁感应强度B方向垂直纸面向外;其右侧有一个足够大的匀强电场,方向竖直向下,左边界与圆形磁场边界相切;现在电场区域放置一块足够长档板GH,它与水平线FD夹角为60°(F点在档板上,圆心O位于FD上),且OF=3R 。现有一比荷为
= ×106C/kg的带正电粒子,从A板附近由静止释放,经U=150V电压加速后,从D点与水平线成60°角射入磁场,离开圆形磁场时其速度方向与DF平行,最后恰好打在档板上的F点。不计粒子重力。求:
60°
22.粒子进入磁场时的速度大小vD;
23.磁感应强度B的大小;
24.粒子到达F点时的速度大小vF;
25.不改变其他条件,逐渐增大匀强电场的电场强度,要使粒子仍能打到档板上,求所加电场强度的最大值Em。
正确答案
粒子进入磁场时的速度大小为1×104m/s;
解析
粒子在电压为U的加速电场中,由动能定理,有:
qU=mvD2 ............................................①
代入数据解得:vD=1×104m/s ............②
考查方向
解题思路
对在加速电场中的加速过程根据动能定理列式求解vD;
甲
易错点
明确粒子的受力情况和运动情况,分直线加速、匀速圆周运动和类似平抛运动过程进行研究,要结合动能定理、牛顿第二定律、分运动公式列式求解,同时要画出运动轨迹并结合几何关系确定圆轨道半径和类似平抛运动的分位移关系
正确答案
磁感应强度B的大小为0.1T;
解析
粒子进入有界磁场后,由牛顿第二定律得:
qvDB= ........................................ ③
粒子在有界磁场中的运动轨迹如图甲:由此得圆周运动半径为:
r=2Rcos30°............ ............................... ...............④
由②③④式并代入数据得:B=0.1T ..................⑤
考查方向
解题思路
粒子在磁场中做匀速圆周运动,作出运动的轨迹,结合几何关系得到轨道半径,然后运用洛伦兹力等于向心力列式求解;
易错点
明确粒子的受力情况和运动情况,分直线加速、匀速圆周运动和类似平抛运动过程进行研究,要结合动能定理、牛顿第二定律、分运动公式列式求解,同时要画出运动轨迹并结合几何关系确定圆轨道半径和类似平抛运动的分位移关系
正确答案
粒子到达F点时的速度大小为1.3×104m/s;
解析
粒子在偏转电场中做类平抛运动,其运动轨迹如图乙:
乙
设粒子的竖直位移M ′N ′=h,水平位移N ′F=x,在F点的竖直分速度为vy
h=rsin30°= vyt................... ⑥
x=2R=vDt ..............................⑦
vF= .......................⑧
由②⑥⑦⑧式并代入数据得:
vF=1.3×104m/s ....................⑨
考查方向
解题思路
粒子在偏转电场中做类似平抛运动,根据分运动公式列式求解末速度;
易错点
明确粒子的受力情况和运动情况,分直线加速、匀速圆周运动和类似平抛运动过程进行研究,要结合动能定理、牛顿第二定律、分运动公式列式求解,同时要画出运动轨迹并结合几何关系确定圆轨道半径和类似平抛运动的分位移关系
正确答案
不改变其他条件,逐渐增大匀强电场的电场强度,要使粒子仍能打到挡板上,所加电场场度的最大值为1000V/m.
解析
当电场强度达最大值Em时,临界条件是:粒子打到板面时轨迹恰好与板面相切,即粒子此时的速度方向恰好沿板面GH,如图丙:设此时水平位移为xm,由类平抛运动规律:粒子速度的反向延长线交水平位移的中点P,则:
丙
xm=2M ′P=vDt ..............................⑩
M ′P=2R-Rcos60° .....................
vy′=vDtan60°=at .......................
a = ..................................
由②⑩式并代入数据得:Em=1000V/m
考查方向
解题思路
临界条件是粒子打在极板上时速度方向与GH平行,结合分运动公式和几何关系列式分析即可.
易错点
明确粒子的受力情况和运动情况,分直线加速、匀速圆周运动和类似平抛运动过程进行研究,要结合动能定理、牛顿第二定律、分运动公式列式求解,同时要画出运动轨迹并结合几何关系确定圆轨道半径和类似平抛运动的分位移关系
有一阻值在500Ω左右的定值电阻,额定功率为0.20W。现用电流表和电压表测量它的阻值,备有如下器材:
A.电流表:量程0~30 mA,内阻约20Ω
B.电流表:量程0~300 mA,内阻约1Ω
C.电压表:量程0~3 V,内阻约2.5 kΩ
D.电压表:量程0~15 V,内阻约20 kΩ
E.变阻器:阻值范围0~20 Ω,额定电流2 A
F.电源:输出电压12 V,内阻不计
另有开关和导线若干。
13.测量时,为使被测电阻不被烧坏,实验中被测电阻两端的电压应控制在__________V以下,据此电流表应选用__________。(用器材序号填写)
14.为了减小测量误差,并能方便地进行多次测量取平均值,在如图所给的四种测量电路中,应选用( )
15.在操作、测量与计算均无误的情况下,若实验中选择了C所示的电路,测得的结果是488Ω,若选择了D所示的电路,测得的结果是519Ω,则 ( )
16.对于该待测电阻的I-U图线,理想情况下I-U图线用实线表示,若选择用题②中四种测量电路中的图D进行实验,所绘制的I-U图线用虚线表示,则在如下图所示的几个图线中可能正确的是( )
正确答案
10; A
解析
由可得 I= 则被测被测电阻两端的电压应控制在 10V以下,据此电流表应选用 A
考查方向
解题思路
①由功率与电阻的约值要可确定工作电压值从而确定其电压与电流表的量程.
易错点
电流表内外接法的选择及实验数据的处理
正确答案
C
解析
因电压表内阻较大,则用电流表外接法,多测量数据,则用分压式接法,可知应选择电路为C
考查方向
解题思路
因所选电压表内阻大,则要用电流表外接法,要多测量数据,则用分压式接法.
易错点
电流表内外接法的选择及实验数据的处理
正确答案
解析
由14各C电路误差小,为外接法测电阻测量值小于真实值,则其真实值要略大于488Ω,则C正确
考查方向
解题思路
外接法测电阻偏小,则其真实值要大于测量值
易错点
电流表内外接法的选择及实验数据的处理
正确答案
D
解析
同一电压下实际电流要小,则可确定其图象为D
考查方向
解题思路
同一电压下实际电流要小,则可确定其图象.
易错点
电流表内外接法的选择及实验数据的处理
如图所示,光滑的水平面AB与半径为R=0.32m的光滑竖直半圆轨道BCD在B点相切,D为轨道最高点。用轻质细线连接甲、乙两小球,中间夹一轻质弹簧,弹簧与甲、乙两球不拴接。甲球的质量为m1=0.1kg,乙球的质量为m2=0.3kg,甲、乙两球静止。现固定甲球,烧断细线,乙球离开弹簧后进入半圆轨道恰好能通过D点。重力加速度g取10m/s2,甲、乙两球可看作质点。
17.试求细线烧断前弹簧的弹性势能EP;
18.若甲球不固定,烧断细线,求从烧断细线开始到乙球脱离弹簧过程中,弹簧对乙球的冲量I。
正确答案
2.4J
解析
设乙球在D点处的速度为v
对乙球,在D处:m2g= ................................ ①
EP= m2g(2R)+ m2v2 .................................... ②
由①②式并代入数据得:EP=2.4J .......................... ③
考查方向
解题思路
乙球恰好能通过D点,由重力提供向心力,列式求出乙球通过D点时的速度大小.根据机械能守恒可求出烧断细线后瞬间乙球的速度.根据系统的机械能守恒求解细线烧断前弹簧的弹性势能.
易错点
分析清楚运动过程,弄明白动量守恒定律条件
正确答案
0.6NS
解析
设甲、乙两球脱离弹簧时速度大小分别为v1、v2 则:
m1v1= m2v2 ...................... ....................................... ④
EP = m1v12+ m2v22 ............................................ ⑤
I= m2v2 ................................................................ ⑥
由④⑤⑥式并代入数据得冲量大小:I=0.6N·s …… ⑦
方向:水平向右
考查方向
解题思路
若甲球不固定,烧断细线的过程,两球组成的系统动量守恒,机械能也守恒,运用两大守恒定律列式,可求得细线烧断瞬间两球的速度大小,再对乙球,根据动量定理求解即可.
易错点
分析清楚运动过程,弄明白动量守恒定律条件
如图所示装置由水平轨道与倾角为θ=30°的倾斜轨道连接而成。水平轨道所在空间存在磁感应强度大小为B=0.5T、方向竖直向上的匀强磁场;倾斜轨道所在空间存在磁感应强度大小为B=0.5T、方向垂直于轨道平面向上的匀强磁场。质量m=0.1kg、长度L=0.5m、电阻R1=0.1Ω的导体棒ab置于倾斜轨道上,刚好不下滑;然后将电阻R2=0.4Ω、质量、长度与棒ab相同的光滑导体棒cd置于水平轨道上,用恒力F=8.4N拉棒cd,使之在水平轨道上向右运动。棒ab、cd与导轨垂直,且两端与导轨保持良好接触,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g=10m/s2,不计轨道电阻。
B
19.求ab与导轨间的动摩擦因数μ;
20.求当ab刚要向上滑动时cd速度v的大小;
21.若从cd刚开始运动到ab刚要上滑过程中,cd在水平轨道上移动的距离为x=0.5m,求此过程中ab上产生的热量Qab。
正确答案
√3/3
解析
设ab棒受到的最大静摩擦力大小为fm
ab刚好不下滑,mgsinθ=fm ...................... ...................... ①
fm=μmgcosθ ...................... ②
由①②式并代入数据得:μ= √3/3.......................................③
考查方向
解题思路
导体棒ab刚好不下滑时,静摩擦力沿导轨向上达到最大,由平衡条件和摩擦力公式结合求解.
正确答案
8m/s
解析
ab棒刚要向上滑动时,受力分析如图:
对ab棒:mgsinθ+ fm=F安 .......④
F安=BIL ...............................⑤
I= ............................⑥
E=BLv ................................. ⑦
由①~⑦式并代入数据得:
v= 8m/s .................. .............. ⑧
考查方向
解题思路
当棒ab刚要向上滑动时静摩擦力沿导轨向上达到最大,由平衡条件和安培力公式可求得此时的感应电流,由法拉第电磁感应定律和欧姆定律结合,即可得到cd棒的速度v的大小.
正确答案
0.2J
解析
从cd刚开始运动到ab刚要上滑过程中,假设系统产生的总焦耳热为Q总
对ab、cd系统,由能量守恒定律得:
Fx= mv2+Q总 ............................................................... ⑨
Qab= Q总 ........................................ ..................⑩
由⑧⑨⑩式并代入数据得:Qab=0.2J.................... ...........
考查方向
解题思路
由能量守恒定律求得ab上产生热量Q.