一、选择题
1. 将地面上静止的货物竖直向上吊起,货物由地面运动至最高点的过程中,v﹣t图象如图所示。以下判断正确的是
A.前2 s内货物处于超重状态
B.第3 s末至第5 s末的过程中,货物完全失重 C.最后2 s内货物只受重力作用
D.前2 s内与最后2 s内货物的平均速度和加速度相同 【答案】A
【解析】A.在前2 s内,图象的斜率为正,加速度为正方向,说明加速度向上,货物处于超重状态,故A正确;B.第3 s末至第5 s末的过程中,货物匀速运动,重力等于拉力,B错误;C、最后2 s内,加速度为
v06m/s23m/s2≠g,故货物并不是只受重力,故C错误。D.前2 s内货物做匀加速直线运动,t20406m/s=2m/s,最后2 s内货物的平均速度为vm/s=3m/s,故D错误。故选A。 平均速度为v22a2. 如图所示,空间有一正三棱锥OABC,点A′、B′、C′分别是三条棱的中点。现在顶点O处固定一正的点电荷,则下列说法中正确的是
A. A′、B′、C′三点的电场强度大小相等 B. OABC所在平面为等势面
C. 将一正的试探电荷从A′点沿直线A′B′移到B′点,静电力对该试探电荷先做正功后做负功 D. 若A′点的电势为
,A 点的电势为
,则A′A连线中点D处的电势一定小于
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【答案】AD
【解析】A、因为A′、B′、C′三点离顶点O处的正电荷的距离相等,故三点处的场强大小均相等,但其方向不同,A错误;
B、由于△ABC所在平面上各点到O点的距离不一定都相等,由等势面的概念可知,△ABC所在平面不是等势面,B错误;
C、由电势的概念可知,沿直线A′B′的电势变化为先增大后减小,所以当在此直线上从A′到B′移动正电荷时,电场力对该正电荷先做负功后做正功,C错误; D、因为
,即
故选D。
3. 如图所示,在距水平地面高为0.4m处,水平固定一根长直光滑杆,在杆上P点固定一定滑轮,滑轮可绕水平轴无摩擦转动,在P点的右边,杆上套有一质量m=2kg的滑块A。半径R=0.3m的光滑半圆形细轨道竖直地固定在地面上,其圆心O在P点的正下方,在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B。用一条不可伸长的柔软细绳,通过定滑轮将A、B连接起来。杆和半圆形轨道在同一竖直面内,A、B均可看作质点,且不计滑轮大小的影响。现给滑块A一个水平向右的恒力F=50N(取g=10m/s2)。则( )
,由点电荷的场强关系可知
,整理可得:
,D正确;
,又因为
,所以有
A. 把小球B从地面拉到P的正下方时力F做功为20J B. 小球B运动到C处时的速度大小为0
C. 小球B被拉到与滑块A速度大小相等时,离地面高度为0.225m D. 把小球B从地面拉到P的正下方C时,小球B的机械能增加了20J 【答案】ACD 【
解析】
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选项C正确;B机械能增加量为F做的功20J,D正确 本题选ACD
4. 让平行板电容器充电后与电源断开,静电计的指针偏转一定角度,若减小两极板间的距离,那么静电计指针的偏转角度及板间电场强度( )
A.夹角减小,场强不变 B.夹角增大,场强变大 C.夹角不变,场强变小 D.无法确定 【答案】A
5. 如图所示,将平行板电容器与电池组相连,两板间的带电尘埃恰好处于静止状态.若将两板缓慢地错开一些,其他条件不变,则( ) A.电容器带电量不变 C.检流计中有a→b的电流
【答案】BC
B.尘埃仍静止
D.检流计中有b→a的电流
6. 一交流电压为u=1002sin100πt V,由此表达式可知( ) A.用电压表测该电压其示数为100 V B.该交流电压的周期为0.02 s
C.将该电压加在100 Ω的电阻两端,电阻消耗的电功率为200 W
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D.t=1/400 s时,该交流电压的瞬时值为100 V 【答案】ABD 【解析】
UM220.02s,故B,故A正确;100,周期T1002U210021s时,代入表达式u1002sin100(100W,故C错误;把t正确;由PtV)100V,400R100试题分析:电压表显示的是有效值,U故D正确;
考点:正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率.
7. 如图,A、B两球用劲度系数为k1的轻弹簧相连,B球用长为L的细绳悬于O点,A球固定在O点正下方,且O、A间的距离恰为L,此时绳子所受的拉力为T1,弹簧的弹力为F1,现把A、B间的弹簧换成劲度系数为k2(k1>k2)的轻弹簧,仍使系统平衡,此时绳子所受的拉力为T2, 弹簧的弹力为F2,则下列说法正确的是( )
A. T1<T2 B. F1<F2 C. T1=T2 D. F1=F2 【答案】C
【解析】
解:对小球B受力分析,由平衡条件得,弹簧的弹力N和绳子的拉力F的合力与重力mg大小相等、方向相反,即F合=mg,作出力的合成图,并由三角形相似得:
F合TF,又由题, OAOBL,得OAOBAB第 4 页,共 13 页
TF合mg,绳子的拉力T只与小球B的重力有关,与弹簧的劲度系数k无关,所以得到T1=T2,故C项
FTF正确。换成K2以后AB减小由合可知F1>F2,B错误
OAOBAB综上所述,本题正确答案为C。 8. 下面说法正确是( )
A.感抗仅与电源频率有关,与线圈自感系数无关 B.容抗仅与电源频率有关,与电容无关
C.感抗.容抗和电阻等效,对不同交变电流都是一个定值
D.感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势而对电流的变化产生的阻碍作用 【答案】D
【解析】由公式XL2fL得感抗与线圈自感系数有关,A错误。根据公式XC1,得容抗与电容也2Cf有关系,B错误。感抗.容抗和电阻等效,对不同交变电流由不同的值,所以C错。感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势而对电流的变化产生的阻碍作用,D正确。 9. a、b两个电容器如图所示,关于电容器下列说法正确的是
A. b电容器的电容是C. a与b的电容之比是8:1
B. a电容器的电容小于b的电容
D. a电容器只有在80V电压下才能正常工作 【答案】B
【解析】由图可知a电容器的电容是错误。所以B正确,ACD错误。
10.桌面上放着一个10匝矩形线圈,如图所示,线圈中心上方一定高度上有一竖立的条形磁体,此时穿过线圈内的磁通量为0.01Wb. 把条形磁体竖放在线圈内的桌面上时,穿过线圈内磁通量为0.12Wb. 如果把条形磁体从图中位置在0.5s内放到线圈内的桌面上,计算可得该过程线圈中的感应电动势的平均值为
,b电容器的电容是
,故A错误,B正确;a与b的电
容之比是1:10,故C错误;80V是指电容器正常工作时的电压,不是只有在80V电压下才能正常工作,故D
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A. 2.2V B. 0.55V C. 0.22V D. 2.0V 【答案】A
【解析】由法拉第电磁感应定律:
,故A正确,BCD错误。
11.如图所示,a、b、c是一条电场线上的三个点,电场线的方向由a到c,a、b间距离等于b、c间距离。用
a、b、c和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c
度,可以判定:( )
A. a>b>c B. a—b=b—c C. Ea>Eb>Ec D. Ea=Eb=Ec 【答案】A
三点的电势和电场强
12.如图所示,a、b、c是由真空中正点电荷形成的电场中一条电场线上的三个点,已知ab=bc,a、b两点间电压为10V,则b、c两点间电压:( ) a b A. 等于10V B. 大于10V C. 小于10V D. 条件不足,无法判断 【答案】C
c
13.一圆环形铝质金属圈(阻值不随温度变化)放在匀强磁场中,设第1s内磁感线垂直于金属圈平面(即垂直于纸面)向里,如图甲所示。若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示,那么第3s内金属圈中( )
A. 感应电流逐渐增大,沿逆时针方向 B. 感应电流恒定,沿顺时针方向
C. 圆环各微小段受力大小不变,方向沿半径指向圆心 D. 圆环各微小段受力逐渐增大,方向沿半径指向圆心 【答案】D
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【解析】试题分析:从图乙中可得第3s内垂直向里的磁场均匀增大,穿过线圈垂直向里的磁通量增
大,由楞次定律可得,感应电流为逆时针方向;根据法拉第电磁感应定律可得线圈产生的感应电动势为
ESBESBB,根据欧姆定律产生的感应电流为I, I正比于,第3s内磁通量的变化率ttRRtt恒定,所以产生的感应电流恒定,AB错误;圆环各微小段受安培力,由于磁场逐渐增大,电流不变,根据公式FBIL,可得圆环各微小段受力逐渐增大,由左手定则可得,安培力的方向沿半径指向圆心.故C错误;D正确.
考点:考查了电磁感应与图像
14.如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一个固定在P点的点电荷,以E表示两板间的电场强度,Ep表示点电荷在P点的电势能,θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则 A.θ增大,E增大 B.θ增大,Ep不变 C.θ减小,Ep增大 D.θ减小,E不变 【答案】D
15.如图所示电路,水平放置的平行板电容器的一个极板与滑动连接。电子以速度垂直于电场线方向射入并穿过平行板间的电场。行板所需的时间t,下列说法正确的是
变阻器的滑片P相在保证电子还能穿
出平行板间电场的情况下,若使滑动变阻器的滑片P上移,则有关电容器极板上所带电荷量q和电子穿越平
A. 电荷量q增大,时间t不变 B. 电荷量q不变,时间t增大 C. 电荷量q增大,时间t减小 D. 电荷量q不变,时间t不变 【答案】A
【解析】当滑动变阻器的滑动端P上移时,跟电容器并联的阻值增大,所以电容器的电压U增大,根据q=UC可得电量q增大;电子在平行板电容器中做类平抛运动,沿极板方向做匀速直线运动,所以运动时间:与电压的变化无关,所以时间t不变,故A正确,BCD错误。
16.如图所示,质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连接,放在倾角为θ的斜面上,用始终平行于斜面向上的拉力F拉A,使它们沿斜面匀加速上升,A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ。为了增加轻线上的张力,可行的办法是
,
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A.减小A物块的质量 B.增大B物块的质量 C.增大倾角θ D.增大动摩擦因数μ
【答案】AB
17.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. g2222T1T2T2T14H4HC. g2 D. gT1T22T1T2A. g【答案】B
二、填空题
18.一多用电表的电阻挡有三个倍率,分别是“×1”“×10”“×100”。用“×10”挡测量某电阻时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度很小,为了较准确地进行测量,应换到__挡。如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数,那么缺少的步骤是__,若补上该步骤后测量,表盘的示数如图所示,则该电阻的阻值是___ Ω。
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3
【答案】 (1). “×100”; (2). 欧姆调零(或重新欧姆调零); (3). 2.2×10(或2.2 k);
【解析】选电阻挡测电阻时指针偏转角度很小,说明所选倍率太小,应选用更高倍率挡,使指针尽可能偏转到表盘的中间位置附近,该位置附近有较高的精度。欧姆挡每换一次倍率,需重新进行欧姆调零。由表盘的示数
3
可知,该电阻的阻值为2.2×10Ω。
19.为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计) (1)实验时,下列要进行的操作正确的是________。
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.将带滑轮的长木板左端垫高,以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数 D.改变砂和砂桶的质量,打出几条纸带
E.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有两个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为________m/s2(结果保留两位有效数字)。
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(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度为纵坐标,画出的a-F图象是一条直线,图线与横坐标的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为____________。
12
A.2 tan θ B.tan θ C.k D.k
【答案】(1)CD (2)1.3 (3)D
20.一部电梯在t=0时由静止开始上升,电梯的加速度a随时间t的变化如图所示,电梯中的乘客处于失重状态的时间段为____________(选填“0~9 s”或“15~24 s”)。若某一乘客质量m=60 kg,重力加速度g取10 m/s,
2
电梯在上升过程中他对电梯的最大压力为____________N。
【答案】15~24 s 660(每空3分) 【
解
析
】
三、解答题
21.一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块;在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为4.5 m,如图(a)所示。t=0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t=1 s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1 s时间内小物块的v t图线如图(b)所示。木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g取10 m/s2。求:
(1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2; (2)木板的最小长度;
(3)木板右端离墙壁的最终距离。
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【答案】 (1)0.1 0.4 (2)6.0 m (3)6.5 m 【解析】
联
立①②③式和题给条件得 μ1=0.1
小物块的加速度为a2,由牛顿第二定律有 -μ2mg=ma2 由题图(b)可得 v2-v1a2= t2-t1μ2=0.4。 动学公式得
μ2mg+μ1(M+m)g=Ma3
⑧ ⑥ ⑤ ④
在木板与墙壁碰撞后,木板以-v1的初速度向左做匀变速运动,小物块以v1的初速度向右做匀变速运动。设
式中,t2=2 s,v2=0,联立⑤⑥式和题给条件得
⑦
(2)设碰撞后木板的加速度为a3,经过时间Δt,木板和小物块刚好具有共同速度v3。由牛顿第二定律及运
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v3=-v1+a3Δt v3=v1+a2Δt
⑨ ⑩
碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中,木板运动的位移为
(3)在小物块和木板具有共同速度后,两者向左做匀变速运动直至停止,设加速度为a4,此过程中小物块和木板运动的位移为x3。由牛顿第二定律及运动学公式得 μ1(m+M)g=(m+M)a4 0-v32=2a4x3
碰后木板运动的位移为 x=x1+x3
联立⑥⑧⑨⑩⑪⑮⑯⑰式,并代入数值得 x=-6.5 m
⑱
木板右端离墙壁的最终距离为6.5 m。
22.如图所示,在竖直面内有一个光滑弧形轨道,其末端水平,且与处于同一竖直面内的光滑圆形轨道的最低端相切,并平滑连接。A、B两滑块(可视为质点)用轻细绳拴接在一起,在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧。两滑块从弧形轨道上的某一高处P点由静止滑下,当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开,弹簧迅速将两滑块弹开,其中前面的滑块A沿圆形轨道运动恰能通过圆形轨道的最高点,后面的滑块B恰能返回P点。已知圆形轨道的半径R=0.72m,滑块A的质量mA=0.4kg,滑块B的质量mB=0.1kg,重力加速度g取10m/s²,空气阻力可忽略不计。求: (1)滑块A运动到圆形轨道最高点时速度的大小; (2)两滑块开始下滑时距圆形轨道底端的高度h; (3)弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能。
⑰
⑮ ⑯
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【答案】(1)(2)0.8m(3)4J
【解析】试题分析:(1)设滑块A恰能通过圆形轨道最高点时的速度大小为v2,根据牛顿第二定律有mAg=mA v2=
=
m/s
(2)设滑块A在圆形轨道最低点被弹出时的速度大小为v1,对于滑块A从圆形轨道最低点运动到最高点的过程,根据机械能守恒定律,有 mAv12=mAg•2R+mAv22
v1=6m/s
设滑块A和B运动到圆形轨道最低点速度大小为v0,对滑块A和B下滑到圆形轨道最低点的过程,根据动能
2
定理,有(mA+mB)gh=(mA+mB)v0
同理滑块B在圆形轨道最低点被弹出时的速度大小也为v0,弹簧将两滑块弹开的过程,对于A、B两滑块所组成的系统水平方向动量守恒,(mA+mB)v0=mA v1-mBv0 解得:h=0.8 m
(3)设弹簧将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能为Ep,对于弹开两滑块的过程,根据机械能守恒定律,有
2 22
(mA+mB)v0+ Ep=mAv1+mBv0
解得:Ep=\"4\" J
考点:动量守恒定律及机械能守恒定律的应用
【名师点睛】本题综合性较强,解决综合问题的重点在于分析物体的运动过程,分过程灵活应用相应的物理规律;优先考虑动能定理、机械能守恒等注重整体过程的物理规律;尤其是对于弹簧将两滑块弹开的过程,AB 两滑块所组成的系统水平方向动量守恒,机械能守恒,根据动量守恒定律和机械能守恒定律列式,即可求解。
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