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3.某航天飞机是在赤道上空飞行,轨道半径为r,飞行方向与地球的自转方向相同。设地球的自转角速度为ω0,地球半径为R,地球表面重力加速度为g。在某时刻航天飞机通过赤道上某建筑物的上方,则到它下次通过该建筑上方所需时间为
正确答案
解析
人造卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M,有:
F=F向
因而GMmr2=mω2r
解得:①
卫星再次经过某建筑物的上空,卫星多转动一圈,有:
②
地球表面的重力加速度为:
③
联立①②③后,解得:t=故选:D.
考查方向
解题思路
根据人造卫星的万有引力等于向心力,列式求出角速度的表达式,卫星再次经过某建筑物的上空,比地球多转动一圈.
易错点
搞不清楚卫星与地球转动过程中的角度差易导致错误
4.如图所示,粗糙水平圆盘上,质量相等的A.B两物块叠放在一起,随圆盘一起做匀速圆周运动,则下列说法正确的是()
正确答案
解析
因为A.B两物体的角速度大小相等,根据,因为两物块的角速度大小相等,转动半径相等,质量相等,则向心力相等,故A错误。对AB整体分析,对A分析,有:,已知盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍,故B正确。A所受的静摩擦力方向指向圆心,可知A有沿半径向外滑动的趋势,B受到盘的静摩擦力方向指向圆心,有沿半径向外滑动的趋势,故C错误。对AB整体分析,,解得对A分析,μA⋅mg=mrω2A
解得,因为B先滑动,可知B先达到临界角速度,可知B的临界角速度较小,即,故D错误。故选:B
考查方向
解题思路
A、B两物体一起做圆周运动,靠摩擦力提供向心力,两物体的角速度大小相等,结合牛顿第二定律分析判断.
易错点
对摩擦力方向的判断不准确易导致错误
1.钍具有放射性,它能放出一个新的粒子而变为镤,同时伴随有γ射线产生其方程为
→+x,钍的半衰期为24天.则下列说法中正确的是
正确答案
解析
根据电荷数和质量数守恒知钍核衰变过程中放出了一个电子,即x为电子,故A错误;β衰变的实质:β衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子同时产生的,故B正确;γ射线是镤原子核放出的,故C错误;钍的半衰期为24天,1g钍经过120天后,发生5个半衰期,1g钍经过120天后还剩0.03125g.故D错误;故选:B.
考查方向
解题思路
衰变过程中满足质量数守恒,β粒子质量数为0;β衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子同时释放出来的;衰变过程中满足质量数、电荷数守恒.
易错点
不知道半衰期的影响因素易导致错误
2.质量均为1kg的木块M和N叠放在水平地面上,用一根细线分别拴接在M和N右侧,在绳子中点用水平向右的力F=5N拉动M和N一起沿水平面匀速滑动,细线与竖直方向夹角θ=60°,g=10m/s2,则下列说法正确的是
正确答案
解析
将M、N当作整体,水平方向拉力等于滑动摩擦力,竖直方向重力等于支持力,根据f=μN,则有:,故A错误;B.细线与竖直方向夹角θ=60∘,将绳子的拉力分解成水平方向与竖直方向,则绳子水平分力大小,故B正确;C.若没有绳子的拉力,木块M对木块N的压力大小为10N,再加之拉力的分力,因此木块M对木块N的压力大小大于10N,故C错误;D.当看成整体时,无论θ变小,还是变大,拉动M、N一起匀速运动所需拉力仍等于5N,故D错误;
故选:B.
考查方向
解题思路
从整体法角度,根据f=μN,结合匀速滑动,即可求解;根据力的平行四边形定则,结合三角知识,即可求解;C、由受力分析,及力的分解,即可确定;D、从整体角度,无论θ如何变化,拉力仍等于滑动摩擦力,从而即可求解.。
易错点
研究对象选择不恰当易导致错误。
5.如图所示,一个质点做匀加速直线运动,依次经过a、b、c、d四点,已知经过ab、bc和cd三段所用时间之比为3:2:1,通过ab和cd段的位移分别为x1和x2,则bc段的位移为
正确答案
解析
设质点经过ab、bc和cd三段所用时间分别为3t、2t和t,设各段时间t内的位移分别为:、、、、和,
由题可得:=++;=…①
设bc段的位移为x,则:x=+…②
根据公式:,则:(x+)−=(++)−(++)=…③
同时,由于:
所以得:…④
结合①④可得:…⑤
而:,即:…⑥
联立③⑥可得:故选:B
考查方向
解题思路
由△x=aT2可求得相邻相等的时间内的位移之间的关系,则可求bc段的位移。
易错点
对理解不准确导致错误、
6.如图,圆弧虚线表示正点电荷电场的等势面,相邻两等势面间的电势差相等。光滑绝缘直杆沿电场方向水平放置并固定不动,杆上套有一带正电的小滑块(可视为质点),滑块通过绝缘轻弹簧与固定点O相连,并以某一初速度从M点运动到N点,OM
正确答案
解析
随着滑块由M向N滑动,所受向右的电场力越来越小,如果在N点电场力大于弹簧弹力沿MN的分力,则滑块一直加速,所以A选项正确。1、2与3、4间的电势差相等,电场力做功相等,故B错误在N点如果电场力小于弹簧弹力沿MN的分力,则滑块先加速后减速,就可能有两个位置的速度相同,C正确。由题意“OM<ON”和“滑块在M、N时弹簧的弹力大小相等”知滑块在M点受弹簧的推力斜向左下,在N点受弹簧的拉力向左上方。即M点时弹簧是压缩的,N点时弹簧是拉伸的,在弹簧与水平杆垂直和弹簧恢复原长的两个位置滑块的加速度只由电场力决定,故在M、N之间可能存在只由电场力确定滑块加速度大小的有两个位置,故D错误。
考查方向
解题思路
因为OM
易错点
对物体受力分析中没注意电场力与弹力的大小关系易导致错误。
7.如图所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节,在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,P为滑动变阻器的滑动触头,在原线圈上加一电压为U的正弦交流电,则
正确答案
解析
在原、副线圈匝数比一定的情况下,变压器的输出电压由输入电压决定。因此,当Q位置不变时,输出电压不变,此时P向上滑动,负载电阻值增大,则输出电流减小,电流表的读数I变小,故A错误,B正确;P位置不变,将Q向上滑动,则输出电压变大,输出电流变大,则电流表的读数变大,故C正确,D错误;故选:BC.
考查方向
解题思路
保持Q位置不动,则输出电压不变,保持P位置不动,则负载不变,再根据变压器的特点分析.
易错点
1没弄清楚变压器的功率、电压、电流的决定关系易导致错误。
8.如图所示,在以直角坐标系xOy的坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直xOy所在平面指向纸面里的匀强磁场。一带电粒子由磁场边界与x轴的交点A处,以速度v0沿x轴负方向射入磁场,粒子恰好能从磁场边界与y轴的交点C处,沿y轴正方向飞出磁场之后经过D点,D点的坐标为(0,2r),不计带电粒子所受重力。若磁场区域以A点为轴在xoy平面内顺时针旋转后,带电粒子仍以速度v0沿x轴负方向射入磁场,飞出磁场后经过y=2r直线时,以下说法正确的是
正确答案
解析
粒子的运动轨迹如图所示,
由几何关系可知,R=r,
由几何关系可知,当磁场区域以A点为轴在xoy平面内顺时针旋转后,粒子出磁场时速度方向与V轴的夹角为,且做匀速直线运动,故B正确;粒子运动到直线D与直线D及V轴构成等腰直角三角形,由几何关系可知D正确,故选BD
考查方向
解题思路
由洛伦兹力提供向心力,使其做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律及几何关系,即可求解;当磁场变化时,粒子仍做匀速圆周运动,并由几何关系可求出结果.
易错点
轨迹图做不准确易导致错误。
如图所示,带正电的物体质量m=1.0kg,电量q=2.0×10-4C,物体当作质点处理。物体距离水平绝缘桌面边缘L=2.0m,在水平向右的电场作用下由静止开始运动。物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.10。水平向右的匀强电场充满整个空间,电场强度E=1.0×104v/m。桌面距离地面高度h=5.0m。
9. (1)物体运动到桌面边缘的速率?
10. 物体落地点距离桌面边缘的水平距离?(g=10.0m/s2)
正确答案
v0=2.0m/s
解析
由动能定理有:
qEL-μmgL=mv02/2--①----2分
解①有:v0=2.0m/s---②----2分
考查方向
解题思路
利用动能定理求解。
易错点
对电场力和摩擦力做功特点不清楚易导致错误。
正确答案
3.0m
解析
竖直方向由自由落体有:
h=gt2/2---③----2分
水平方向在电场下匀加速直线有:
qE=ma--④----2分
x=v0t+at2/2---⑤----2分
解②③④⑤有:x=3.0m---⑥----2分
考查方向
解题思路
根据合运动与分运动的等时性求解。
易错点
对分运动和合运动的特点不理解易导致错误。
L1、L2为相互平行的足够长光滑导轨,位于光滑水平面内.一个略长于导轨间距,质量为M的光滑绝缘细管与导轨垂直放置,细管可在两导轨上左右平动.细管内有一质量为m、带电量为+q的小球,小球与L1导轨的距离为d.开始时小球相对细管速度为零,细管在外力作用下从P1位置以速度v0向右匀速运动.垂直平面向里和向外的匀强磁场Ⅰ、Ⅱ分别分布在L1轨道两侧,如图所示,磁感应强度大小均为B.小球视为质点,忽略小球电量变化.
11. 当细管运动到L1轨道上P2处时,小球飞出细管,求此时小球的速度大小;
12. 小球经磁场Ⅱ第一次回到L1轨道上的位置为O,求O和P2间的距离;
13. 小球回到L1轨道上O处时,细管在外力控制下也刚好以速度v0经过O点处,小球恰好进入细管.此时撤去作用于细管的外力.以O点为坐标原点,沿L1轨道和垂直于L1轨道建立直角坐标系,如图所示,求小球和细管速度相同时,小球的位置(此时小球未从管中飞出).
正确答案
解析
小球在沿导管方向上做匀加速运动,则有
may=qv0B①(2分)
v=2ayd②(1分)
由①②解得(1分)
沿导轨方向作匀速直线运动,故合速度为
(1分)、
所以③(1分)
考查方向
易错点
对小球实际运动速度确定不准确易导致错误。
正确答案
解析
小球的运动轨迹如图所示
(2分)
(1分)
④(1分)
即⑤(1分)
考查方向
解题思路
画出带电粒子在磁场中运动的轨迹图,由几何关系求解。
易错点
不能正确地画出小球的运动轨迹易导致错误。
正确答案
解析
小球进入细管后,由于洛伦兹力不做功,小球和管组成的系统机械能守恒⑥(2分)
解得(1分)⑦
由动量定理的在y方向上(1分)
(1分)
由以上两式可得(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
考查方向
解题思路
小球进入细管后,由于洛伦兹力不做功,小球和管组成的系统机械能守恒,再结合动量定理求解
易错点
没弄清楚各力的做功特点易导致错误。
选修3-4
17. 在透明均匀介质内有一球状空气泡,一束包含a、b两种单色光的细光束从介质射入气泡,A为入射点,之后a、b色光分别从C点、D点射向介质,如图所示.已知A点的入射角为30°,a色光的偏向角为45°(C点出射光线与A点入射光线的夹角),CD弧所对的圆心角为3°,则下列结论正确的是()(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
正确答案
解析
光路图如图所示
光线在A点的入射角为i,折射角分别为ra、rb.由a色光的偏向角为45∘,而偏向角,得,由几何知识得:AC弧所对的圆心角为,CD弧所对的圆心角为,则AD弧所对的圆心角为,故∘,b色光的偏向角为,故A正确。介质对a色光的折射率故B错误。介质对b色光的折射率则a光的频率大于b光的频率,故C错误b色光从介质射向空气的临界角正∘.故D正确。由上得知,a光的偏向角大于b光的偏向角,a光的折射率大于b光的折射率,a、b两单色光在透明介质中的波长λa<λb.根据条纹间距公式,波长长的双缝干涉时条纹间距较大,故△xa<△xb,故E正确。
故选:ADE
考查方向
解题思路
设光线在A点的入射角为i,折射角为r,由几何知识知两光束经过球状空气泡偏向角为θ=2(r-i),由a色光的偏向角为45°,可由θ=2(r-i)求出折射角,由折射定律求出折射率.CD弧所对的圆心角为3°,由几何关系求出a色光的折射角,即可求出偏向角,由sinC=求解临界角.a光的偏向角大于b光的偏向角,a光的折射率大于b光的折射率,a、b两单色光在透明介质中的波长λa<λb,再分析干涉条纹间距的大小.
易错点
没有准确的作出光路图易导致错误。
一列沿x轴传播的简谐横波,t=0时刻的波形如图,介质中x=6m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为(m).
18. 该波的传播速度;
19. 介质中x=10m处的质点Q第一次到达波谷的时间.
正确答案
解析
由图可知波长λ=24m(1分)
ω=4π(1分)
周期=0.5s(1分)
波速(2分)
考查方向
解题思路
由图读出波长,根据质点P的振动方程y=0.2cos4πt(m),读出ω,求出周期,即可求得波速.
易错点
不知道波的图像表示的物理意义易导致错误。
正确答案
解析
当波向x轴正向传播时Q与左侧第一个波谷的水平距离
x1=16m(1分)
则时间(1分)
(1分)
当波向x轴负向传播时Q与右侧第一个波谷的水平距离x2=8m(1分)
则时间(1分)
考查方向
解题思路
由于波的传播方向未知,要分向右和向左两种情况研究.利用波形的平移法求时间。
易错点
没注意波的传播方向的不确定性易导致漏解。
选修3-3
14. 下列说法中正确的是()(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
正确答案
解析
同种物质在不同条件下所生成的晶体的微粒不一定按相同的规则排列。故A错误;热量在一定的条件下可以从低温物体向高温物体传递;如冰箱。故B正确;
根据对布朗运动的本质的解释可知,悬浮在液体中的微粒越小,在某一瞬间与它相撞的液体分子数越少,布朗运动越明显。故C正确;气体的内能仅仅与温度有关,根据理想气体的状态方程:可知,气体被等压压缩的过程中压强不变,体积减小,则气体的温度一定降低,气体的内能减小。故D错误;液面上部的蒸汽达到饱和时,液体分子从液面飞出,同时有蒸汽分子进入液体中;从宏观上看,液体不再蒸发。故E正确故选:BCE
考查方向
解题思路
1同种物质在不同条件下所生成的晶体的微粒的规则排列不一定相同;热量在一定的条件下可以从低温物体向高温物体传递;悬浮在液体中的微粒越小,布朗运动越明显;根据热力学第一定律分析内能的变化;温度是分子的平均动能的标志,物体的内能与物体的物质的量、温度、体积以及物态有关;液面上部的蒸汽达到饱和时,液体分子仍然从液面飞出,同时有蒸汽分子进入液体中
易错点
不知道液面上部的蒸汽达到饱和时,液体分子仍然从液面飞出,同时有蒸汽分子进入液体中易导致错误
如图所示,导热汽缸A与导热汽缸B均固定于地面,由刚性杆连接的导热活塞与两汽缸间均无摩擦,两活塞面积SA和SB的比值为5:1,两汽缸都不漏气。初态两汽缸中气体的长度皆为L,温度皆为t0=27℃,A中气体压强PA=7P0/8,P0是汽缸外的大气压强。
15. 求B中气体压强;
16. 若使环境温度缓慢升高,并且大气压强保持不变,求在活塞移动位移为L/4时环境温度为多少℃?
正确答案
PB=3P0/8
考查方向
解题思路
对两活塞及刚性杆组成的系统受力分析,利用力平衡可求得,。【解析】解:设初态汽缸B内的压强为PB,对两活塞及刚性杆组成的系统由平衡条件有:PASA+P0SB=PBSB+P0SA①(2分)
据已知条件有:SA:SB=5:1 ②
联立①②有PB=3P0/8(1分)
易错点
不知道压强的平衡实际是力的平衡易导致错误。
正确答案
t=127℃
解析
设末态汽缸A内的压强为PA',汽缸B内的压强为PB',环境温度由上升至的过程中活塞向右移动位移为x,则对汽缸A中的气体由理想气体状态方程得:
PALSA/(273+t0)=PA'(L+L/4)SA/(273+t) ③(2分)
对汽缸A中的气体,由理想气体状态方程得:
PBLSB/(273+t0)=PB'(L-L/4)SB/(273+t) ④(2分)
对末态两活塞及刚性杆组成的系统由平衡条件有:
PA'SA+P0SB=PB'SB+P0SA ⑤(2分)
联立③④⑤得t=127℃(1分)
考查方向
解题思路
对AB气体分别根据理想气体状态方程列式求解,末态两活塞及刚性杆组成的系统由列平衡方程,联立即可求解.
易错点
没理解理想气体状态方程而导致错误。