一、选择题
1. 已知O是等量同种点电荷连线的中点,取无穷远处为零电势点。则下列说法中正确的是
A. O点场强为零,电势不为零B. O点场强、电势都为零C. O点场强不为零,电势为零D. O点场强、电势都不为零【答案】A【解析】
点睛:本题关键要知道等量同种电荷的电场线和等势面分布情况,特别是两个电荷两线和中垂线上各点的场强和电势情况.
2. (2016·辽宁大连高三月考)一滑块在水平地面上沿直线滑行,t=0时速率为1 m/s。从此刻开始在与速度平行的方向上施加一水平作用力F。力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲、乙所示,则(两图取同一正方向,取g=10 m/s2)(
)
A.滑块的质量为0.5 kg
B.滑块与水平地面间的动摩擦因数为0.05C.第1 s内摩擦力对滑块做功为-1 JD.第2 s内力F的平均功率为1.5 W
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【答案】BD
【解析】【参考答案】BD
3. (2016·河北仙桃高三开学检测)某蹦床运动员在一次蹦床运动中仅在竖直方向运动,如图为蹦床对该运动员的作用力F随时间t的变化图象。不考虑空气阻力的影响,下列说法正确的是(
)
A.t1至t2过程内运动员和蹦床构成的系统机械能守恒B.t1到t2过程内运动员和蹦床构成的系统机械能增加C.t3至t4过程内运动员和蹦床的势能之和增加
D.t3至t4过程内运动员和蹦床的势能之和先减小后增加
【答案】BD【
解
析
】
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4. 如图甲所示,在升降机顶部安装了一个能够显示拉力的传感器,传感器下方挂一轻质弹簧,弹簧下端挂一质量为m的小球,若升降机在匀速运行过程中突然停止,以此时为零时刻,在后面一段时间内传感器所显示的弹力F的大小随时间t变化的图象如图乙所示,g为重力加速度,则下列选项正确的是A.升降机停止前在向上运动
B.0~t1时间小球处于失重状态,t1~t2时间小球处于超重状态C.t1~t3时间小球向下运动,速度先增大后减少D.t3~t4时间小球向上运动,速度在减小
【答案】AC
5. 如图甲,水平地面上有一静止平板车,车上放一物块,物块与平板车的动摩擦因数为0.2,t=0时,车开始沿水平面做直线运动,其v﹣t图象如图乙所示,g取10 m/s2,若平板车足够长,关于物块的运动,以下描述正确的是
A.0~6 s加速,加速度大小为2 m/s2,6~12 s减速,加速度大小为2 m/s2
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B.0~8 s加速,加速度大小为2 m/s2,8~12 s减速,加速度大小为4 m/s2C.0~8 s加速,加速度大小为2 m/s2,8~16 s减速,加速度大小为2 m/s2【答案】C【
解
析
】
6. 如图所示,让平行板电容器带上一定的电量并保持不变,利用静电计可以探究平行板电容器电容的决定因素及决定关系,下列说法正确的是
A. 静电计指针张角越大,说明电容器带电量越大B. 静电计指针张角越大,说明电容器的电容越大C. 将平行板间距离减小,会看到静电计指针张角减小D. 将平行板间正对面积减小,会看到静电计张角减小【答案】C
【解析】因平行板电容器上带的电量保持不变,故选项A错误;电容器的电容与两板带电量及电势差无关,故选项B错误;根据
可知,将平行板间距离减小,则C变大,因Q一定,根据Q=CU可知,U变小,
则会看到静电计指针张角减小,选项C正确;将平行板间正对面积减小,则C变小,因Q一定,根据Q=CU可知,U变大,则会看到静电计指针张角变大,选项D错误;故选C.点睛:对于电容器动态变化分析问题,关键根据电容的决定式住不变量.
7. 如图所示,正方形容器处在匀强磁场中,一束电子从孔A垂直于磁场射入容器中,其中一部分从C孔射出,一部分从D孔射出。下列叙述错误的是(
)
和定义式
结合进行分析,同时要抓
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A. 从C、D两孔射出的电子在容器中运动时的速度大小之比为2∶1B. 从C、D两孔射出的电子在容器中运动时间之比为1∶2
C. 从C、D两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比为1∶1D. 从C、D两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比为2∶1【答案】C
【解析】A.从C、D两孔射出的电子轨道半径之比为2∶1,根据半径公式r=确;
,速率之比为2∶1,故A正
C.加速度a=,所以从C、D两孔射出的电子加速度大小之比为2∶1,C错误D正确。
本题选择错误答案,故选:C。
8. 质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=5t+t2(各物理量均采用国际单位),则该质点( A. 第1s内的位移是5m B. 前2s内的平均速度是6m/sC. 任意相邻的1s 内位移差都是1m 【答案】D
9. 如图所示,磁场方向竖直向下,通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2的过程中,通电导线所受安培力是
D. 任意1s内的速度增量都是2m/s
)
A.数值变大,方向不变B.数值变小,方向不变C.数值不变,方向改变
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D.数值,方向均改变
【答案】B
【解析】安培力F=BIL,电流不变,垂直直导线的有效长度减小,安培力减小,安培力的方向总是垂直BI所构成的平面,所以安培力的方向不变,B正确。
10.如图所示,质点、b在直线PQ上,质点由P点出发沿PQ方向向Q做初速度为零的匀加速直线运动.当质点运动的位移大小为x1时,质点b从Q沿QP方向向P点做初速度为零的匀加速直线运动,当b的位移为x2时和质点相遇,两质点的加速度大小相同,则PQ距离为(
)
A. 2x1+x2+2x1x2B. x1+2x2+2x1x2C. x1+2x2+2x1x2D. 2x1+x2+2x1x2【答案】B
11.有一台小型直流电动机,经测量:在实际工作过程中两端电压U=5V,通过的电流I=1A,电机线圈电阻
,这台电机工作5分钟时间将电能转化为焦耳热和机械能的值为
A. 焦耳热为30J C. 机械能为1500J 【答案】AD
【解析】根据焦耳定律可得焦耳热为:错误。
12.如图所示,用细绳悬于O点的可自由转动的通电导线AB放在蹄形磁铁的上方,当导线中通以图示方向电流时,从上向下看,AB的转动方向及细绳中张力变化的情况为(
)
,故A正确,B错误;电动机做的总功
为:W=UIt=5×1×5×60J=1500J,机械能为:E=W-Q=1500-30J=1470J,故D正确,C错误。所以AD正确,BC
B. 焦耳热为1500JD. 机械能为1470J
A. AB顺时针转动,张力变大
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B. AB逆时针转动,张力变小C. AB顺时针转动,张力变小D. AB逆时针转动,张力变大【答案】D
【解析】在导线上靠近A、B两端各取一个电流元,A处的电流元所在磁场向上穿过导线,根据左手定则,该处导线受力向外,同理B处电流元受安培力向里,所以从上向下看,导线逆时针转动,同时,由于导线转动,所以电流在垂直纸面方向有了投影,对于此有效长度来说,磁感线是向右穿过导线,再根据左手定则可判定导线有向下运动的趋势,故选D.
13.如图所示,实线表示在竖直平面内的电场线,电场线与 水平方向成α角,水平方向的匀强磁场与电场正交,有一带电液滴沿斜向上的虚线L做直线运动,L与水平方向成β角,且α>β,则下列说法中正确的是( A.液滴可能带负电 B.液滴一定做匀速直线运动C.液滴有可能做匀变速直线运动D.电场线方向一定斜向上【答案】BD
14.如图所示,在原来不带电的金属细杆ab附近的P点处,放置一个正点电荷,达到静电平衡后( A.a端的电势比b端的低 B.b端的电势比d点的高 C.金属细杆内c处场强为零
D.金属细杆内c处感应电荷场强的方向由a指向b【答案】CD
15.如图,带电荷量之比为qA∶qB=1∶3的带电粒子A、B以相等的速度v0从同一点出发,沿着跟电场强度垂直的方向射入平行板电容器中,分别打在C、D点,若OC=CD,忽略粒子重力的影响,则(
)
)
)
× × × × × × L× × × × × ×× × × × × ×× × × × × ×β× × × × × ×αA. A和B在电场中运动的时间之比为2∶1B. A和B运动的加速度大小之比为4∶1C. A和B的质量之比为1∶2D. A和B的位移大小之比为1∶1【答案】B【
解
析
】
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16.如图所示,虚线是小球由空中某点水平抛出的运动轨迹,A、B 为其运动轨迹上的两点。小球经过A点时,速度大小为10 m/s、与竖直方向夹角为60°;它运动到B点时速度方向与竖直方向夹角为30°。不计空气阻力,重力加速度取10m/s²,下列叙述正确的是
A. 小球通过B点的速度为12m/s
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B. 小球的抛出速度为5m/s
C. 小球从A点运动到B点的时间为1sD. A、B之间的距离为6【答案】C
【解析】根据速度的分解与合成可得小球平抛运动的初速度为:点的速度为:
,小球通过B
m
,故AB错误;根据速度的分解与合成可得小球在A点时竖直分速度为:
,在B点的竖直分速度为:
,则小球从A点到B点的时间为:
,故C正确;根据速度位移公式可得A、B之间的竖直距离为:
,A、B间的水平距离为:
,故D错误。所以C正确,ABD错误。
17.在军事演习中,某空降兵从悬停在空中的直升飞机上跳下,从跳离飞机到落地的过程中沿竖直方向运动的v–t图象如图所示,则下列说法正确的是
,则A、B之间的距离为:
A.0~10 s内空降兵和降落伞整体机械能守恒
B.0~10 s内空降兵和降落伞整体所受空气阻力越来越大C.10~15 s时间内运动员的平均速度
D.10~15 s内空降兵和降落伞整体处于失重状态
【答案】BC
【解析】 0~10 s内速度时间图线的切线斜率逐渐减小,可知空降兵和降落伞向下做加速度逐渐减小的变加速直线运动,阻力对空降兵和降落伞做负功,故选项A错误;根据牛顿第二定律得,mg–f=ma,因为加速度减10~15 s内做空降兵和降落伞向下做加速度减小的变减速直线运动,5 s内小,可知阻力增大,故选项B正确;
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的位移小于做匀变速直线运动的位移,故10~15 s时间内空降兵和降落伞的平均速度,故C正确;
10~15 s内做减速运动,加速度方向向上,可知空降兵和降落伞处于超重状态,故选项D错误。
18.在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中,需要精确的重力加速度g值,g值可由实验精确测定,近年来测g值的一种方法叫“对称自由下落法”.具体做法是:将真空长直管沿竖直方向放置,自其中O点向上抛小球又落至原处所用的时间为T2.在小球运动过程中经过比O点高H处的P点,小球离开P点至又回到P点所用的时间为T1,测得T1、T2和H,由可求得g为
8H8H B. gT12T22T22T124H4HC. g2 D. gT1T22T1T2A. g【答案】B
二、填空题
19.现有一块直流电流计G,满偏电流为
,内阻约
。某同学想把它改装成量程为0-2V的电压表,
他首先根据图示电路,用半偏法测定电流计G的内阻。
(1)该同学在开关断开的情况下,检查电路连接无误后,将R的阻值调至最大。后续的实验操作步骤依次是_________,最后记录的阻值并整理好器材(请按合理的实验顺序,选填下列步骤前的字母)。A. 闭合B. 闭合
C. 调节R的阻值,使电流计指针偏转到满刻度D. 调节R的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半E. 调节的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半F. 调节的阻值,使电流计指针偏转到满刻度(2)如果测得的阻值为
,即为电流计G内阻的测量值。则给电流计G__________联(选填“串”或“
并”)一个阻值为_______的电阻,就可以将该电流计G改装成量程为2V的电压表。
(3)在本实验中电流计G内阻的测量值比其内阻的实际值________(选填“偏大”或“偏小”)【答案】
(1). ACBE (2). 串
(3). 9600 (4). 偏小
【解析】(1)半偏法测电阻实验步骤:第一步,按原理图连好电路;第二步,闭合电键S1,调节滑动变阻器
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R,使表头指针满偏;第三步,闭合电键S2,改变电阻箱R1的阻值,当表头指针半偏时记下电阻箱读数,此时电阻箱的阻值等于表头内阻rg.故应选ACBE;(2)如果测得的阻值为
,则电流计的内阻为r=400Ω即为电流计G内阻的测量值,要想
的电阻,就
改装成量程为2V的电压表则给电流计G串联一个阻值为可以将该电流计G改装成。
(3)实际上电阻箱并入后的,电路的总电阻减小了,干路电流增大了,电流计半偏时,流过电阻箱的电流大于流过电流计的电流,电阻箱接入的电阻小于电流计的电阻.所以该测量值偏小于实际值.20.如图所示,将一个电流表G和另一个电阻连接可以改装成伏特表或安培表,则甲图对应的是 要使它的量程加大,应使R1 使R2
(填“增大”或“减
(填“增大”或“减小”);乙图是 小”)。
表,表,要使它的量程加大,应【答案】安培;减小;伏特;增大
21.(1)在做“探究平抛运动的规律”实验是(
)
时,下列操作正确的
A.通过调节使斜槽的末端保持水平B.每次释放小球的位置可以不同
C.使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些D.将记录小球位置的纸取下后,用直尺依次将各点连成折线
(2)图6所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分,图中背景方格的边长均为4. 9cm,每秒钟闪光10次,小球平抛运动的初速度是
【答案】(1)AC(2)1.47m/s
m/s,当地的重力加速度大小是 m/s
三、解答题
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22. 如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为L,长为3d,导轨平面与水平面的夹角为θ,在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放,在滑上涂层之前已经做匀速运动,并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直,且仅与涂层间有摩擦,接在两导轨间的电阻为R,其他部分的电阻均不计,重力加速度为g。求:
(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ;(2)导体棒匀速运动的速度大小v;
(3)整个运动过程中,电阻产生的焦耳热Q。
mgRsin θm3g2R2sin2 θ
【答案】 (1)tan θ (2) (3)2mgdsin θ-
B2L22B4L4
【解析】
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23.如图甲所示,有一磁感应强度大小为B、垂直纸面向外的匀强磁场,磁场边界OP与水平方向夹角为45°,紧靠磁场右上边界放置长为L,间距为d的平行金属板M、N,磁场边界上的O点与N板在同一水平面上,O1、O2是电场左右边界中点.在两板间存在如图乙所示的交变电场(取竖直向下为正方向).某时刻从O点竖直向上同时发射两个相同的粒子a和b,质量为m,电量为+q,初速度不同.粒子a在图乙中的t=
T时刻,4从O1点水平进入板间电场运动,由电场中的O2点射出.粒子b恰好从M板左端进入电场.(不计粒子重力和粒子间相互作用,电场周期T未知)
求:(1)粒子a、b从磁场边界射出时的速度va、vb;(2)粒子a从O点进入磁场到射出O2点运动的总时间;(3)如果交变电场的周期T4m,要使粒子b能够穿出板间电场,求这电场强度大小E0满足的条件.qB第 13 页,共 16 页
qBdqBd【答案】(1) va vb (2)
2mmtm2qBmd2LqBd (3)
qd2B2E0mL【解析】(1)如图所示,粒子a、b在磁场中均速转过90°,平行于金属板进入电场.
由几何关系可得: r1a2d,rb=d 2由牛顿第二定律可得qvvaaBmr a2qvmvbbBr ③
b解得: vqBdqBda2m , vbm①②
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(3)粒子在磁场中运动的时间相同,a、b同时离开Ⅰ磁场,a比b进入电场落后时间t⑦
故粒子b在t=0时刻进入电场.
由于粒子a在电场中从O2射出,在电场中竖直方向位移为0,故a在板间运动的时间ta是周期的整数倍,由于vb=2va,b在电场中运动的时间是tb⑧
dmT 2vaqB4LT1可见b在电场中运动的时间是半个周期的整数倍即tbn ta,2vb2n2L ⑨Tv21TT粒子b在内竖直方向的位移为ya ⑩
222qE0粒子在电场中的加速度am第 15 页,共 16 页
由题知T4mqB粒子b能穿出板间电场应满足ny≤d
qB2d2解得E0mL【点睛】本题考查了带电粒子在电场与磁场中的运动,分析清楚粒子运动过程、作出粒子运动轨迹是正确解题的关键,应用牛顿第二定律、粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期公式、牛顿第二定律、运动学公式即可正确解题.
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