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2.如图所示,R 是一个定值电阻,A、B 为水平正对放置的两块平行金属板,两板间带电微粒 P 处于静止状态,则下列说法正确的是
正确答案
解析
和电源相连,则两极板间的电压恒定:
A、若增大A、B两金属板的间距,根据公式可知,电容减小,根据公式以及电容减小,电压不变可得电容器两极板上所带电荷量减小,故电容器放电,R中有向左的电流,故A错误;
B、由于两极板间的电压不变,若增大A、B两金属板的间距,根据公式可得两极板间的电场强度减小,电场力小于重力,将向下运动,故B错误;
C、若紧贴A板内侧插入一块一定厚度的金属片,相当于两极板间的距离减小,电场强度增大,则电场力大于重力,P向上运动,故C正确;
D、若紧贴B 板内侧插入一块一定厚度的陶瓷片,相当于增大,两极板间的电场强度恒定不变,所以电场力不变,P仍静止,故D错误。
故选C。
考查方向
解题思路
在分析电容器动态变化时,需要根据判断电容器的电容变化情况,然后结合,等公式分析,需要注意的是,如果电容器和电源相连则电容器两极板间的电压恒定,如果电容器充电后与电源断开,则电容器两极板上的电荷量恒定不变。
易错点
电容器两端的电压不变。
4.套有三个带电小球的圆环放在水平面桌面上(不计一切摩擦),小球的电荷量保持不变,整个装置平衡后,三个小球的一种可能位置如图所示。三个小球构成一个锐角三角形,三角形的边长大小关系是 AB>AC>BC,可以判断图中
正确答案
解析
AB、对A分析,弹力过圆心,根据平衡条件,要么B与C对A引力,要么对A斥力,才能处于平衡状态,因此A不可能受到一个斥力一个引力,所以BC带同电,分析B根据平衡条件可得AC同电,可得三个同电,所以三个小球电荷量的代数和不可能为零,故A错误,B正确;
D、A受到两斥力,设圆心O,AB大于AC,同时角OAB小于角OAC,可得受B力更大,又离B远可得B电量大于C,同理A电量大于B电量,,故D错误;
C、根据相似三角形法可得,故可得,C错误。
故选B。
考查方向
解题思路
三个带电小球处于平衡状态,根据平衡状态找出研究对象所受的合力必须为零进行判断,三个力平衡,任意两个力的合力与第三个力等值反向。
易错点
根据平衡条件分析A、B、C所带的电荷的电性,由相似三角形判断三个小球所受环的弹力大小。
6. 一质量为 m 的铝球用细线悬挂静止在足够深的油槽中(图甲),某时刻剪断细线,铝球开始在油槽中下沉,通过传感器得到铝球的加速度随下沉速度变化的图像如图乙所示,已知重力加速度为g,下列说法正确的是
正确答案
解析
A、刚开始释放时,小球受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力作用,即,故A错误;
B、从乙图中可知铝球做加速度减小的加速运动,速度越来越大,当加速度为零时速度不变,做匀速运动,故B错误;
C、始释放时,铝球下沉过程中受重力、摩擦阻力、浮力,由牛顿第二定律可得,,由图象可知,由以上各式解得,与油的摩擦阻力,故C正确;
D、铝球下沉过程机械能的减少量等于克服油的摩擦阻力、浮力所做的功,故D错误。
故选C。
考查方向
解题思路
对小球受力分析,当剪断细线后,小球受重力、油的浮力、摩擦阻力,结合图象可知,小球做加速度减小的加速运动,速度逐渐增大,当加速度为零时速度不变,做匀速运动。
易错点
注意当加速度为零时速度不变,做匀速运动;铝球下沉过程油的摩擦阻力和浮力都做功。
1.右图为某控制电路的一部分,已知 AA′的输入电压为 24V,如果电阻R=6kΩ,R1=6kΩ,R2=3kΩ,则从 BB′不可能输出的电压是
正确答案
解析
若两开关都闭合,在电阻和并联,再和R串联,为并联电路两端电压,,若闭合断开,则和R串联,,若闭合断开,则和R串联,,若两者都断开,则电路断路,,故D不可能,故D正确,ABC错误。
故选D。
考查方向
解题思路
在分析电路问题时,首先必须明确电路结构,画出等效电路图,然后根据串并联电路规律,欧姆定律分析解题。
易错点
为并联电路两端电压,注意分情况讨论:①两开关都闭合;②闭合断开;③闭合断开。
3. 如图所示,质量为 m 的小滑块(可视为质点),从 h 高处的 A 点由静止开始沿斜面下滑,停在水平地面上的 B 点(斜面和水平面之间有小圆弧平滑连接)。要使物体能原路返回,在 B 点需给物体的瞬时冲量最小应是
正确答案
解析
设小滑块在斜面上克服摩擦力做功为,在水平面上克服摩擦力做功,则从斜面上滑下的过程中,根据动能定理可得,要使滑块能原路返回,在B点给的瞬时速度为v,则根据动能定理可得,瞬时冲量为,联立解得,故A正确,BCD错误。
故选A。
考查方向
解题思路
应用动能定理应注意的几个问题(1)明确研究对象和研究过程,找出始末状态的速度。(2)要对物体正确地进行受力分析,明确各力做功的大小及正负情况(待求的功除外)。(3)有些力在物体运动过程中不是始终存在的。若物体运动过程中包括几个阶段,物体在不同阶段内的受力情况不同,在考虑外力做功时需根据情况区分对待
易错点
注意从A到B和从B到A运动过程中摩擦力做功相等。
5. 将一物体系于一竖直悬挂的轻质弹簧的下端,并用手托着物体,然后让它慢慢下降到平衡位置,这时弹簧伸长的长度为 d。已知弹簧的弹性势能,其中 k 为弹簧的劲度系数,x 为弹簧的形变量,重力加速度为 g,如果让该物体从初始位置自由释放,则物体在下落的过程中
正确答案
解析
AD、小球下落过程中做简谐振动,平衡位置在重力和弹力相等位置,即平衡位置到释放点的距离为d,根据对称性可得小球从释放点到最低点的高度为2d,但由于过程中小球做的不是自由落体运动,故时间不是,故A错误,D正确;
C、最低点加速度最大,弹力为2mg,方向竖直向上,故此时的加速度为,方向竖直向上,故C错误;
B、当弹力等于重力时,速度最大,下降过程中重力势能转化为动能和弹性势能,故在速度最大时有,故B错误。
故选D。
考查方向
解题思路
本题的关键是知道小球下落过程做简谐振动,不是自由落体运动,简谐振动具有对称性,然后根据功能关系列式求解。
易错点
初始位置为重力和弹力相等位置,小球的运动过程是变加速过程。
9. 如图,在真空中倾斜平行放置着两块带有等量异号电荷的金属板 A、B,一个电荷量 q=1.41×10-4C,质量 m=1g 的带电小球自 A 板上的孔 P 点以水平速度 v0=0.1m/s 飞入两板之间的电场,经 0.02s 后未与 B 板相碰又回到 P 点, g 取 10m/s2,则
正确答案
解析
因为小球从A板射到B板,沿水平方向运动,则可知,小球受力如图所示:
设板间匀强电场的场强为E,板与水平方向夹角为,在竖直方向由平衡条件得,在水平方向由牛顿第二定律和运动学公式得,解得,,即,AD正确,BC错误。
故选AD。
A、变压器只能改变交变电流的电压,所以第二次实验只能研究远距离交流输电,故A错误;
B、根据可知减小输送电流可以减小输电线上的电能损耗,故B正确;
CD、第一次实验输电线上的电流,输电线上损失的功率,第二次实验,升压变压器副线圈上的电压,输电线上的电流,输电线上损失的功率,,故C正确D错误。
考查方向
解题思路
解决本题的关键能够正确地进行受力分析,根据合力的方向得出电场力的大小和方向,以及能够灵活运用牛顿运动定律及运动学公式解题。
对于远距离输电问题,一定要明确整个过程中的功率、电压关系,尤其注意导线上损失的电压和功率与哪些因素有关。根据变压器的特点:电压比等于匝数比,电流之比等于匝数反比,输入功率等于输出功率去分析。
易错点
带电小球自 A 板上的孔 P 点飞入两板之间的电场,未与 B 板相碰又回到 P 点说明合力水平向左。
某同学在实验室中研究远距离输电。由于输电线太长,他将每 100 米导线卷成一卷,共卷成 8 卷来代替输电线路(忽略输电线路的自感作用)。第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连,测得输电线上损失的功率为 P1。第二次采用如图所示的电路输电,其中理想变压器 T1 与电源相连,其原、副线圈的匝数比为 n1:n2,理想变压器 T2 与用电器相连,测得输电线上损失的功率为 P2。下列说法正确的是
A.前后二次实验都可用于研究远距离直流输电
B.实验可以证明,减小输电电流能减小远距离输电的能量损失
C.若输送功率一定,则 P2:P1=n12:n22
D.若输送功率一定,则 P2:P1=n1:n2
电压比等于匝数比,电流之比等于匝数反比,输入功率等于输出功率去分析。
7. 核电站中采用反应堆使重核裂变,将释放出的巨大能量转换成电能。反应堆中一种可能的核反应方程式是 23592 U01n14360 Nd9040 Zr x y ,设 U 核质量为 m1,中子质量为 m2,Nd 核质量为m3,Zr 核质量为 m4,x 质量为 m5,y 质量为 m6,那么,在所给的核反应中
正确答案
解析
AB、根据质量数和电荷数守恒,若x是311H,y是11,则质量数不守恒,x是301n,y是8,则都满足,故A错误,B正确;
CD、根据能量转化可知反应前的质量大于反应后的质量,因为反应时一部分质量转化为能量释放出去了,故C正确,D错误。
故选BC。
考查方向
解题思路
核反应过程质量数和电荷数守恒,根据题意求出质量亏损,然后根据质能方程求出核反应释放的能量。
易错点
核反应过程质量数和电荷数守恒。
8. 2016 年 10 月 19 日凌晨 “神舟十一号”飞船与“天宫二号”成功实施自动交会对接。如图所示,已知“神舟十一号”“天宫二号”对接后,组合体在时间 t 内沿圆周轨道绕地球转过的角度为θ,组合体轨道半径为 r,地球表面重力加速度为 g,引力常量为 G,不考虑地球自转。则
正确答案
解析
A、根据题意可得组合体绕地球运动的角速度为,根据公式可得,故A正确;
B、忽略地球自转,在地球表面万有引力等于重力,即,即可求得地球半径,根据可求得地球密度,故B正确;
C、根据可得组合体的做圆周运动的线速度,故C正确;
D、由于不知道组合体质量,所以无法求解受到地球的万有引力大小,故D错误。
故选ABC。
考查方向
解题思路
在万有引力这一块,涉及的公式和物理量非常多,掌握公式在做题的时候,首先明确过程中的向心力,然后弄清楚各个物理量表示的含义,最后选择合适的公式分析解题,另外这一块的计算量一是非常大的,所以需要细心计算。
易错点
不知道组合体质量,所以无法求解受到地球的万有引力大小。
11. 用导线绕一圆环,环内有一用同样导线折成的内接正方形线框,圆环与线框绝缘,如图所示。把它们放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,磁场方向垂直于圆环平面(纸面)向里。当磁场均匀减弱时
正确答案
解析
AB、根据楞次定律可得当磁场均匀减小时,线圈内产生的感应磁场方向与原磁场方向相同,即感应电流方向都为顺时针,故A正确,B错误;
CD、设圆半径为a,则圆面积为,圆周长为,正方向面积为,正方形周长为,因为磁场是均匀减小的,故,所以圆和正方形内的电动势之比为,两者的电阻之比为,故电流之比为,故C正确,D错误。
故选AC。
考查方向
解题思路
匀强磁场变化时磁感应强度的变化率保持不变,线圈中产生恒定电流,根据楞次定律判断感应电流的方向,再根据法拉第电磁感应定律研究两个线圈中产生的感应电动势之比,根据电阻定律求电阻之比,再根据欧姆定律求电流之比。
易错点
注意圆环和线框的面积不同,感应电动势不同;长度不同,电阻不同。
12. 光滑水平面上以速度 v0 匀速滑动的物块,某时刻受到一水平恒力 F 的作用,经一段时间后物块从 A 点运动到 B 点,速度大小仍为 v0,方向改变了 90 ,如图所示,则在此过程中
正确答案
解析
AC、物体在恒力F作用下,沿水平向右方向上的速度在减小,沿向下方向上的速度在增大,故动能先减小后增大,故AC错误;
B、物体的初、末动能相同,根据动能定理,合力对物块的功一定为零,故合力与位移垂直,即水平恒力F方向一定与AB连线垂直,故B正确;
D、由于运动过程中,受力恒定,所以加速度恒定,故D正确。
故选BD。
考查方向
解题思路
本题关键是结合动能定理分析合力的方向,然后结合牛顿第二定律分析加速度的情况,要注意恒力做功可根据公式分析力和位移的夹角。
易错点
物块从 A 点运动到 B 点,速度大小仍为 v0,方向改变了 90,说明F不做功。
某实验小组需测量一电源的电动势和内阻,实验室提供的实验器材有:
待测电源(E 大约 3V,r 大约 1.0Ω)
电阻箱 R(最大阻值为 99.9 Ω)
电阻 R1(阻值为 5.0 Ω)
电阻 R2(阻值为 990 Ω)
电流计(量程为 2.5mA,内阻为 Rg=10.0 Ω)
开关,导线若干。
16.请在虚线框中完成电路图,并将仪器的符号标在图中。
17.实验中得到了多组电阻箱的阻值 R 和对应的电流计的读数 I,并做出如图所示的关系图像,若已知图像斜率为 k,纵截距为 b,则电源电动势E= ,内阻 r= 。(要求用测得的物理量和已知物理量的符号表示,电阻 R2 的分流作用忽略不计)
正确答案
如图所示
解析
题中没有电压表,所以需要选择一个表头和一个定值电阻串联改装成电压表,当和定值电阻串联时,,和定值电阻串联改装后的电压表量程太小,选择改装,选择和电阻箱串联,保护电路,故电路图如图所示
考查方向
解题思路
明确实验原理,分析给出的仪器从而确定实验的具体方法和实验电路图。
易错点
改装电压表时注意电阻的选取。
正确答案
,
解析
分流不计,即电路中的电流为I,故根据闭合回路欧姆定律,整理可得,即, ,代入解得,
考查方向
解题思路
根据闭合电路欧姆定律列式,变形后再结合图像进行分析,从而明确电动势和内阻的大小。
易错点
改装电压表时注意电阻的选取。
如图所示,半径为 R 的光滑圆周轨道 AB 固定在竖直平面内,O 为圆心,OA 与水平方向的夹角为 30°,OB 在竖直方向。一个可视为质点的小球从 O 点正上方某处以某一水平初速度向右抛出,小球恰好能无碰撞地从 A 点进入圆轨道内侧,此后沿圆轨道运动到达 B 点。已知重力加速度为 g,求:
18.小球初速度的大小;
19.小球运动到 B 点时对圆轨道压力的大小。
正确答案
解析
设小球的初速度为,飞行时间为t,则在水平方向有
在竖直方向有,
小球运动到A点时与轨道无碰撞,故
联立解得,
考查方向
解题思路
小球在空中做平抛运动,根据运动的合成和分解规律分别分析水平和竖直方向上的规律,再根据小球无碰撞进入圆轨道可明确小球的速度方向,联立可得小球的初速度。
易错点
小球运动到A点时与轨道无碰撞说明速度与A点的圆相切。
正确答案
解析
抛出点距轨道最低点的高度
设小球运动到最低点B时速度为v,对圆轨道的压力为F,
根据机械能守恒有
根据牛顿运动定律有
联立解得
考查方向
解题思路
小球在运动过程中机械能守恒,根据机械能守恒定律可明确小球落到B点时的速度,再根据向心力公式即可分析支持力的大小,再由牛顿第三定律可得压力大小。
易错点
小球运动到A点时与轨道无碰撞说明速度与A点的圆相切。
在一个显像管里,电子枪释放出电子,从静止开始经电势差为 U0 的电场加速之后,电子沿水平方向从南到北运动。该处地磁场在竖直方向上的分量向下,磁感应强度大小为 B,已知电子的电荷量为 e,质量为 m,重力不计。试求:
20.加速之后电子的速度大小 v;
21.电子在显像管里通过 s 的路程时,侧移量有多大?
正确答案
解析
电子在加速电场中有①,解得②
考查方向
解题思路
根据动能定理求加速之后电子的速度大小 v;
易错点
电子在地磁场中洛伦兹力提供向心力,分析几何关系。
正确答案
解析
电子在地磁场中有③,
偏转角④
电子向东的侧移量为⑤
由②③④⑤解得⑥
考查方向
解题思路
电子在地磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,求出半径,由路程求出偏转角,根据几何关系求出侧移量。
易错点
电子在地磁场中洛伦兹力提供向心力,分析几何关系。
如图所示,在水平桌面上放置一质量为 M 且够长的木板,木板上再叠放一质量为 m的滑块,木板与桌面间的动摩擦因数为µ1,滑块与木板间的动摩擦因数为µ2,开始时滑块与木板均静止。今在木板上施加一水平拉力 F,它随时间 t 的变化关系为 F=kt,k 为已知的比例系数。假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力,求滑块刚好开始在木板上滑动时
22.拉力作用的时间;
23.木板的速度。
正确答案
解析
(1)滑块刚好开始在木板上滑动时,滑块与木板间的静摩擦力达到最大,根据牛顿第二定律,对滑块有①
对滑块和木板构成的系统有②
联立①②解得③
考查方向
解题思路
根据牛顿第二定律求得滑块刚开始滑动的加速度,利用整体法求F。
易错点
明确两物体的运动过程,正确分析受力。
正确答案
解析
木板刚开始滑动时④
此后滑块随木板一起运动,直至两者发生相对滑动,在这个过程中,拉力的冲量为图中阴影部分面积
⑤
对系统,根据动量定理⑥
联立④⑤⑥解得
考查方向
解题思路
根据共点力的平衡求得木板刚开始运动时的拉力,利用动量定理求木板的速度。
易错点
明确两物体的运动过程,正确分析受力。
如图甲所示是某同学用水平气垫导轨探究“加速度与力的关系”的实验装置,他将光电门固定在导轨上的 B 点,吊盘(含金属片)通过细线与滑块相连,滑块上固定一遮光条并放有若干金属片,实验中每次滑块都从导轨上的同一位置 A 由静止释放。
13.用游标卡尺测量遮光条的宽度 d(沿滑块运动方向的长度)如图乙所示,则 d = mm;用螺旋测微器测量遮光条的厚度 h 如图丙所示,则 h= mm。若光电计时器记录遮光条通过光电门的时间为 t ,则滑块经过光电门时的速度 v=
(用所测物理量的符号表示)。
14.若滑块(含遮光条和金属片)和吊盘(含金属片)组成的系统的总质量为 M,吊盘及其中的金属片的质量为 m,则滑块从 A 处释放后系统的加速度大小为 a= 。(已知重力加速度为 g)
15.现保持系统的总质量不变,通过 改变 m,测出多组 m、v数据,在坐标纸上以 m 为横轴,以 为纵轴描点作出图象,若图线是一条过坐标原点的直线,则系统的加速度大小与所受合力大小成正比。
正确答案
11.70;4.226;
解析
游标卡尺的读数为,螺旋测微器的读数为,由于遮光条的宽度非常小,所以通过光电门的平均速度近似等于瞬时速度,故;
考查方向
解题思路
游标卡尺读数结果等于固定刻度读数加上可动刻度读数,不需要估读;螺旋测微器等于固定刻度读数加上可动刻度读数,需要估读;滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度。
易错点
游标卡尺不需要估读;螺旋测微器需要估读。
正确答案
解析
根据牛顿第二定律可得,解得(M必须远远大于m)
考查方向
解题思路
根据牛顿第二定律求加速度。
易错点
游标卡尺不需要估读;螺旋测微器需要估读。
正确答案
减吊盘和滑块中的金属片,
解析
实验中通过增减吊盘和滑块中的金属片来改变质量m,该实验中保持小车质量M不变,因此有:,(s表示AB之间的距离)由题意可知,M、s不变,画出图象,若图象为过原点的直线,则说明加速度和外力成正比。
考查方向
解题思路
研究加速度和合力的关系,结合速度位移公式得出速度和加速度的关系,根据合力和m的关系,确定以什么为纵轴。
易错点
游标卡尺不需要估读;螺旋测微器需要估读。