一、选择题
1. 如图甲所示,一轻质弹簧的下端,固定在水平面上,上端叠放着两个质量均为m的物体A、B(物体B与弹簧栓接),弹簧的劲度系数为k,初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体A上,使物体A开始向上做加速度为a的匀加速运动,测得两个物体的v﹣t图象如图乙所示(重力加速度为g),则( )
A. 施加外力的瞬间,F的大小为2m(g﹣a)
B. A、B在t1时刻分离,此时弹簧的弹力大小m(g+a) C. 弹簧弹力等于0时,物体B的速度达到最大值 D. B与弹簧组成的系统的机械能先增大,后保持不变 【答案】B
【解析】解:A、施加F前,物体AB整体平衡,根据平衡条件,有: 2Mg=kx;解得: x=2
mg k施加外力F的瞬间,对B物体,根据牛顿第二定律,有: F弹﹣Mg﹣FAB=Ma 其中:F弹=2Mg
解得:FAB=M(g﹣a),故A错误.
B、物体A、B在t1时刻分离,此时A、B具有共同的v与a;且FAB=0; 对B:F弹′﹣Mg=Ma
解得:F弹′=M(g+a),故B正确.
C、B受重力、弹力及压力的作用;当合力为零时,速度最大,而弹簧恢复到原长时,B受到的合力为重力,已经减速一段时间;速度不是最大值;故C错误;
D、B与弹簧开始时受到了A的压力做负功,故开始时机械能减小;故D错误; 故选:B
2. (2018南宁摸底)如图所示,在光滑水平面内有一固定光滑绝缘挡板AB,P是AB上的一点。以A为坐
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标原点在水平面建立直角坐标系,y轴一挡板AB重合,x轴上固定一个带正电的点电荷Q。将一个带电小球(可视为质点)轻放到挡板的左侧的P处,在静电力作用下小球沿挡板向A运动,则下列说法中正确的是
A.小球带负电
B.由P点到A点小球做匀加速直线运动 C.P点的场强比A点的场强大
D.小球在P点的电势能比在A点的电势能大 【答案】AD
【解析】【名师解析】根据题述,静止带电小球从P处在静电力作用下沿挡板向A运动,说明带电小球受到的是库伦吸引力,小球带负电,选项A正确;由于点电荷Q的电场不是匀强电场,带电小球在运动过程中所受的合外力不可能保持不变,所以小球由P到A不可能做匀加速直线运动,选项B错误;根据点电荷电场特征,P点的电场强度比A点的电场强度小,选项C错误;小球由P到A运动,静电力做功,电势能减小,小区装P点的电势能比在A点的电势能大,选项D正确。
3. 在图示的四幅图中,正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力f方向的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由左手定则可知,在A图中,粒子所受洛伦兹力竖直向下,故A错误;由左手定则可知,在B图中,粒子所受洛伦兹力竖直向上,故B正确;由左手定则可知,在C图中,粒子运动的方向与磁场的方向平行,不受洛伦兹力作用,故C错误;由左手定则可知,在D图中,粒子运动的方向与磁场的方向平行,不受洛伦兹力作用,故D错误。所以B正确,ACD错误。
4. 右图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器。速度选择器内存在相互正交的匀强磁场和匀强电场。匀强磁场的磁感应强度为B,匀强电场的电场强度为E。平板S上有可让粒子通过 的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是( )
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A. 质谱仪是分析同位素的重要工具 B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小 【答案】ABC
【解析】A.因同位素原子的化学性质完全相同,无法用化学方法进行分析,故质谱仪就成为同位素分析的重要工具,选项A正确;
B.在速度选择器中,带电粒子所受静电力和洛伦兹力在粒子沿直线运动时应等大反向,结合左手定则可知,选项B正确;
C.再由qE=qvB有v=,选项C正确; D.在磁感应强度为B0的匀强磁场中R=故选:ABC。
点睛:带电粒子经加速后进入速度选择器,速度v=E/B的粒子可通过选择器,然后进入匀强磁场,由于比荷不同,做圆周运动的半径不同,打在S板的不同位置。
5. 如图所示,可以将电压升高供给电灯的变压器的图是( )
,所以选项D错误。
【答案】C 【解析】
试题分析:甲图中原线圈接入恒定电流,变压器不能工作,故A错误;乙图中,原线圈匝数比副线圈匝数多,所以是降压变压器,故B错误;丙图中,原线圈匝数比副线圈匝数少,所以是升压变压器,故C正确;丁图中,原线圈接入恒定电流,变压器不能工作,故D错误。 考点:考查了理想变压器
6. 如图所示,光滑的水平地面上有三块木块a、b、c,质量均为m,a、c之间用轻质细绳连接。现用一水平
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恒力F作用在b上,三者开始一起做匀加速运动,运动过程中把一块橡皮泥粘在某一木块上面,系统仍加速运动,且始终没有相对滑动。则在粘上橡皮泥并达到稳定后,下列说法正确的是( )
A. 无论粘在哪块木块上面,系统的加速度都不变
B. 若粘在b木块上面,绳的张力和a、b间摩擦力一定都减小 C. 若粘在a木块上面,绳的张力减小,a、b间摩擦力不变 D. 若粘在c木块上面,绳的张力和a、b间摩擦力都增大 【答案】BD 【
解析】
故选BD。
7. 在如图所示的点电荷Q的电场中,一试探电荷从A点分别移动到B、C、D、E各点,B、C、D、E在以Q为圆心的圆周上,则电场力
A. 从A到B做功最大 B. 从A到C做功最大 C. 从A到E做功最大 D. 做功都一样大 【答案】D
【解析】试题分析:由点电荷的电场分布特点可知,B、C、D、E四点位于对场源电荷为圆心的同一个圆上,即位于同一等势面上,将试探电荷从A点移到同一等势面上电场力做功相等,所以只有选项D正确;
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考点:等势面、静电力做功
8. 某同学站在电梯地板上,利用速度传感器和计算机研究一观光电梯升降过程中的情况,如图所示的v–t图象是计算机显示的观光电梯在某一段时间内的速度变化情况(向上为正方向)。根据图象提供的信息,可以判断下列说法中正确的是
A.0~5 s内,观光电梯在加速上升,该同学处于失重状态 B.5~10 s内,该同学对电梯地板的压力等于他所受的重力 C.10~20 s内,观光电梯在加速下降,该同学处于失重状态 D.20~25 s内,观光电梯在加速下降,该同学处于失重状态
【答案】BD
【解析】 在0~5 s内,从速度—时间图象可知,此时的加速度为正,说明电梯的加速度向上,此时人处于超重状态,故A错误;5~10 s内,该同学做匀速运动,故其对电梯地板的压力等于他所受的重力,故B正确;在10~20 s内,电梯向上做匀减速运动,加速度向下,处于失重状态,故C错误;在20~25 s内,电梯向下做匀加速运动,加速度向下,故处于失重状态度,故D正确。
9. 质量为m的带电小球在匀强电场中以初速v0水平抛出,小球的加速度方向竖直向下,其大小为2g/3。则在小球竖直分位移为H的过程中,以下结论中正确的是( )
A. 小球的电势能增加了2mgH/3 B. 小球的动能增加了2mgH/3 C. 小球的重力势能减少了mgH/3 D. 小球的机械能减少了mgH/3 【答案】BD
10.一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知该交变电流 A.周期为0.125s B.电压的有效值为102V C.电压的最大值为202V
D.电压瞬时值的表达式为u102sin8t(V)
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【答案】B 【解析】
试题分析:由电压随时间的变化规律可知,周期为0.250s,故A不对;电压的最大值为20V,故电压的有效值为20V=102V ,B是正确的;C是不对的;电压瞬时值表达式中,最大值是102V是不对的,应该是220V,故D也不正确。
考点:交流电的电压与时间的关系。
11.在点电荷Q的电场中,一个质子通过时的轨迹如图带箭头的线所示,a、b为两个等势面,则下列判断中正确的是( )
A.Q可能为正电荷,也可能为负电荷 B.运动中.粒子总是克服电场力做功 C.质子经过两等势面的动能Eka>Ekb D.质子在两等势面上的电势能Epa>Epb 【答案】C
12.如图,闭合铜制线框用细线悬挂,静止时其下半部分位于与线框平面垂直的磁场中。若将细线剪断后线框仍能静止在原处,则磁场的的磁感应强度B随时间t变化规律可能的是
A.
【答案】B 【
B. C. D.
解析】
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13.如图所示,A、B、C三球质量均为m,轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连,A、B间固定一个轻杆,B、C间由一轻质细线连接。倾角为θ的光滑斜面固定在地面上,弹簧、轻杆与细线均平行于斜面,初始系统处于静止状态,细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是
A.A球的受力情况未变,加速度为零 B.C球的加速度沿斜面向下,大小为g
C.A、B两个小球的加速度均沿斜面向上,大小均为0.5gsin θ D.A、B之间杆的拉力大小为2mgsin θ
【答案】C
【解析】细线被烧断的瞬间,AB作为整体,不再受细线的拉力作用,故受力情况发生变化,合力不为零,加速度不为零,A错误;对球C,由牛顿第二定律得:
,解得:
,方向向下,B错
误;以A、B组成的系统为研究对象,烧断细线前,A、B静止,处于平衡状态,合力为零,弹簧的弹力
,以C为研究对象知,细线的拉力为
,烧断细线的瞬间,A、B受到的合力等于
,由于弹簧弹力不能突变,弹簧弹力不变,由牛顿第二定律得:
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,则加速度,B的加速度为:,以B为研究对象,由牛顿第二定
律得:,解得:,C正确,D错误。
14.电磁炉热效率高达90%,炉面无明火,无烟无废气,电磁“火力”强劲,安全可靠.如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图,下列说法正确的是( ) A.当恒定电流通过线圈时,会产生恒定磁场,恒定磁场越强,果越好
B.电磁炉通电线圈加交流电后,在锅底产生涡流,进而发热C.电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅,主要原因这些材较差
D.在锅和电磁炉中间放一纸板,则电磁炉不能起到加热作用 【答案】B 【解析】
试题分析:电磁炉就是采用涡流感应加热原理;其内部通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时,锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生涡流,使锅具铁分子高速无规则运动,分子互相碰撞、摩擦而产生热能,用来加热和烹饪食物,从而达到煮食的目的。故A错误B正确;电磁炉工作时需要在锅底产生感应电流,陶瓷锅或耐热玻璃锅不属于金属导体,不能产生感应电流,C错误;由于线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底,在锅底产生感应电流,利用电流的热效应起到加热作用.D错误; 考点:考查了电磁炉工作原理
15.如图,理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=4∶1,电压表V和电流表A均为理想电表,灯泡电阻RL=12Ω,AB端电压u1242sin100t(V)。下列说法正确的是 A.电流频率为100Hz B.电压表V的读数为96V C.电流表A的读数为0.5A D.变压器输入功率为6W 【答案】C 【解析】
试题分析:由u1242sin100t(V)可知交流电的频率为50Hz,A错误;原线圈输入的电压有效值为24V,由于n1∶n2=U1∶U2可知,U2=6V,即电压表的示数为6V,B错误;这样电流表的示数I工作 料的导热性能电磁炉加热效
U260.5A,R12C正确;灯泡消耗的功率P=U2I=3W,而变压器为理想变压器,本身不消耗能量,因此变压器输入功率也为3W,D错误 考点:变压器
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16.如图所示电路中,电源电动势为E,线圈L的电阻不计.以下判断不正确的是( ) ...
A.闭合S稳定后,电容器两端电压为E B.闭合S稳定后,电容器的a极板不带电
C.断开S后的很短时间里,电容器的a极板将带正电 D.断开S后的很短时间里,电容器的a极板将带负电
【答案】AD 【解析】
试题分析:闭合S稳定后,线圈L相当于导线,则电容器被短路,则其电压为零,故A错误;当闭合S稳定后,电容器被短路,则其电压为零,电容器的a极板不带电,故B正确;断开S的瞬间,线圈L中电流减小,产生自感电动势,相当于电源,结电容器充电,根据线圈的电流方向不变,则电容器的a极板将带正电.故C正确,D错误。
考点:考查了电感电容对交流电的阻碍作用
二、填空题
17.在“伏安法测电阻”实验中,所用测量仪器均已校准。其中某一次测量结果如图所示,其电压表的读数为________V,电流表的读数为______A。
【答案】 (1). 0.80 (2). 0.42
【解析】电压表的读数为0.80V,电流表的读数为0.42A。
18.(1)在做“探究平抛运动的规律”实验时,下列操作正确的是( ) A.通过调节使斜槽的末端保持水平
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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 m/s,当地的重力加速度大小是 m/s
【答案】(1)AC(2)1.47m/s
三、解答题
19.如图 所示,在坐标系xOy的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面向里;第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E。一带电量为+q、质量为m的粒子,自y轴上的P点沿x轴正方向射入第四象限,经x轴上的Q点进入第一象限,随即撤去电场,以后仅保留磁场。已知OP=d,OQ=2d。不计粒子重力。
(1)求粒子过Q点时速度的大小和方向。
(2)若磁感应强度的大小为一确定值B0,粒子将以垂直y轴的方向进入第二象限,求B0。
(3)若磁感应强度的大小为另一确定值,经过一段时间后粒子将再次经过Q点,且速度与第一次过Q点时相同,求该粒子相邻两次经过Q点所用的时间。
qEd【答案】 (1)2 方向与水平方向成45°角斜向上 (2)
m【解析】
mE (3)(2+π) 2qd2md qE
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(2)设粒子做圆周运动的半径为R1,粒子在第一象限的运动轨迹如图甲所示,O1为圆心,由几何关系可知△O1OQ为等腰直角三角形,得 R1=22d⑨ 由牛顿第二定律得
v2
qvB0=m⑩
R1联立⑦⑨⑩式得B0=
mE⑪ 2qd
甲
(3)设粒子做圆周运动的半径为R2,由几何分析,粒子运动的轨迹如图乙所示,O2、O2′是粒子做圆周运动的圆心,Q、F、G、H是轨迹与两坐标轴的交点,连接O2、O2′,由几何关系知,O2FGO2′和O2QHO2′均为矩形,进而知FQ、GH均为直径,QFGH也是矩形,又FH⊥GQ,可知QFGH是正方形,△QOF为等腰直角三角形。可知,粒子在第一、第三象限的轨迹均为半圆,得2R2=22d⑫ 粒子在第二、第四象限的轨迹为长度相等的线段,得
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20.如图,一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子在匀强电场中运动,A、B为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在A点的速度大小为v0,方向与电场方向的夹角为60°;它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°。不计重力。求A、B两点间的电势差。
【答案】 【解析】
mv0 q
2
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