一、选择题
1. 如图所示,直角三角形ABC的边长AB长为L,
为30°,三角形所围区域内存在着磁感应强度大小为
B,方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、带电荷量为q的带电粒子(不计重力)从A点沿AB方向射入磁场,在磁场中运动一段时间后,从AC边穿出磁场,则粒子射入磁场时的最大速度vm是
A. B.
C. D.
【答案】 C
【解析】 经分析随着粒子速度的增大,粒子做圆周运动的半径也变大,当速度增大到某一值vm时,粒子运动的圆弧将恰好与BC边相切,此时vm为粒子从AC边穿出磁场的最大速度,如果粒子速度大于vm粒子将从BC边穿出磁场,故粒子运动的最大半径为L,由
,得到
,故选项C正确。
2. 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。
3. 如图所示,绝缘粗糙斜面固定在水平地面上,斜面所在空间存在平行于斜面向上的匀强电场E,轻弹簧一
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端固定在斜面项端,另一端拴接一质量不计的绝缘薄板,一带正电的小滑块,从斜面上的P点由静止释放沿斜面向上运动,并能压缩弹簧至R点(图中未标出) 然后返回,则
A. 滑块从P点运动到R点过程中,其机械能增量等于电场力与弹簧弹力做功之和
B. 滑块从P点运动到R 点过程中,电势能的减少量大于重力势能和弹簧弹性势能的增加量之和C. 滑块返回过程能到达的最低位置位于P点的上方
D. 滑块最终停下来,克服摩擦力所做的功等于电势能减少量与重力势能增加量之差【答案】BC
【解析】试题分析:由题可知,小滑块从斜面上的P点处由静止释放后,沿斜面向上运动,说明小滑块开始时受到的合力的方向向上,开始时小滑块受到重力、电场力、斜面的支持力和摩擦力的作用;小滑块开始压缩弹簧后,还受到弹簧的弹力的作用.小滑块向上运动的过程中,斜面的支持力不做功,电场力做正功,重力做负功,摩擦力做负功,弹簧的弹力做负功.在小滑块开始运动到到达R点的过程中,电场力做的功转化为小滑块的重力势能、弹簧的弹性势能以及内能.由以上的分析可知,滑块从P点运动到R点的过程中,其机械能增量等于电场力与弹簧弹力做功、摩擦力做功之和,故A错误;由以上的分析可知,电场力做的功转化为小滑块的重力势能、弹簧的弹性势能以及内能,所以电势能的减小量大于重力势能和弹簧弹性势能的增加量之和,故B正确;小滑块运动的过程中,由于摩擦力做功,小滑块的机械能与电势能的和增加减小,所以滑块返回能到达的最低位置在P点的上方,不能在返回P点,故C正确;滑块运动的过程中,由于摩擦力做功,小滑块的机械能与电势能的和逐渐减小,所以滑块最终停下时,克服摩擦力所做的功等于电势能的减小量与重力势能增加量、弹性势能增加量之差,故D错误。考点:考查了功能关系的应用
【名师点睛】该题中,小滑块的运动的过程相对是比较简单的,只是小滑块运动的过程中,对小滑块做功的力比较多,要逐个分析清楚,不能有漏掉的功,特别是摩擦力的功
4. 某同学自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,该同学应将
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A. 左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B. 左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉
C. 左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉D. 左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉【答案】AD【
解
析
】
【名师点睛】此题是电动机原理,主要考查学生对物理规律在实际生活中的运用能力;关键是通过分析电流方向的变化分析安培力的方向变化情况。
5. 如图所示,一平行板电容器的两个极板竖直放置,在两极板间有一带电小球,小球用一绝缘轻线悬挂于O点。现给电容器缓慢充电,使两极板所带电荷量分别为+Q和-Q ,此时悬线与竖直方向的夹角为π/6。再给电容器缓慢充电,直到悬线与竖直方向的夹角增加到π/3,且小球与两极板不接触。则第二次充电使电容器正极板增加的电量是( A.Q/2 【答案】D
B.Q
)
C.3Q
D.2Q
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6. 一个物体以初速度v0沿光滑斜面向上运动,其速度v随时间t变化的规律如图所示,在连续两段时间m和n内对应面积均为S,则b时刻瞬时速度vb的大小为
A. C.
B.
D.
【答案】C
【解析】设b点的速度为vb,加速度为a,根据位移时间公式:,速度位移间的关系为:vb=va+am,联立解得:
可得:
和
,故C正确,ABD错误。
7. 在匀强电场中,把一个电量为q的试探电荷从A移动到B点。已知场强为E,位移大小为d,初末位置电势差为U,电场力做功为W,A点电势为。下面关系一定正确的是A. B. C. D. 【答案】A
【解析】因初末位置电势差为U,则电场力的功为W=Uq,选项A正确;因位移d不一定是沿电场线的方向,则U=Ed不一定正确,故选项BCD错误;故选A.8. 一种锌汞电池的电动势为1.2V,这表示
A. 该电源与电动势为2V铅蓄电池相比非静电力做功一定慢B. 该电源比电动势为1.5V的干电池非静电力做功一定少C. 电源在每秒内把1.2J其他形式的能转化为电能
D. 电路通过1C的电荷量,电源把1.2J其他形式的能转化为电能【答案】D
【解析】电动势在数值上等于将1C电量的正电荷从电源的负极移到正极过程中非静电力做的功,即一节电池的电动势为1.2V,表示该电池能将1C电量的正电荷由负极移送到正极的过程中,非静电力做了1.2J的功,电源把1.2J其他形式能转化为电能.电动势表示电源做功的能力的大小,不表示做功的多少,也不是表示做功的快慢,故D正确;ABC错误;故选D.
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点睛:电动势:,也是属于比值定义式,与含义截然不同,电动势E大小表征电源把其它形式能
转化为电能本领大小,而电压U大小表征电能转化为其它形式的能的大小,要注意区分.
9. 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( )
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。
10.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:
,故A正确,B错误;电动机做的总功
B. 焦耳热为1500JD. 机械能为1470J
,所以选项D错误。
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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错误。
11.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.
12.图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈。实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是
A. 图1中,A1与L1的电阻值相同
B. 图1中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流C. 图2中,变阻器R与L2的电阻值相同
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D. 图2中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等【答案】C【
解
析
】
说明两支路的电流相同,因此变阻器R与L2的电阻值相同,C正确;闭合开关S2,A2逐渐变亮,而A3立即变亮,说明L2中电流与变阻器R中电流不相等,D错误。
【名师点睛】线圈在电路中发生自感现象,根据楞次定律可知,感应电流要“阻碍”使原磁场变化的电流变化情况。电流突然增大时,会感应出逐渐减小的反向电流,使电流逐渐增大;电流突然减小时,会感应出逐渐减小的正向电流,使电流逐渐减小。
13.在图所示的实验中,能在线圈中产生感应电流的情况是
A. 磁铁静止在线圈上方B. 磁铁静止在线圈右侧C. 磁铁静止在线圈里面D. 磁铁插入或抽出线圈的过程【答案】D
【解析】试题分析:当穿过闭合线圈的磁通量发生变化时,线圈中有感应电流产生,故磁铁插入或抽出线圈的过程,穿过线圈的磁通量发生变化,故有感应电流产生,故D正确。考点:考查了感应电流产生条件
14.一斜劈静止于粗糙的水平地面上,在其斜面上放一滑块,若给一向下的初速度,则正好保持匀速下滑,斜劈依然不动。如图所示,正确的是
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A.在滑块上加一竖直向下的力F1,则滑块将保持匀速运动,斜劈对地无摩擦力的作用B.在滑块上加一个沿斜面向下的力F2,则将做加速运动,斜劈对地有水平向左的静摩擦力作用C.在滑块上加一个水平向右的力F3,则滑块将做减速运动,停止前对地有向右的静摩擦力作用D.无论在滑块上加什么方向的力,在滑块停止前斜劈对地都无静摩擦力的作用
【答案】AD
【解析】滑块原来保持匀速下滑,斜劈静止,以滑块和斜劈组成的整体为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件得知地面对斜劈没有摩擦力,对滑块有
,即
,其中是斜面的倾角,与
质量无关。当施加竖直向下的力F1时,相当于增大了滑块的质量,滑块仍将保持匀速运动,斜劈对地无摩擦力的作用,A正确;在滑块上加一沿斜面向下的力F2,则滑块所受的合力将沿斜面向下,做加速运动,但滑块与斜劈间的弹力大小不变,滑动摩擦力大小不变,斜劈对地无摩擦力作用,B错误;无论在滑块上加什么方向的力,该力均可以分解到沿竖直方向和沿斜面方向上,沿竖直方向的分力相当于改变滑块的重力,滑块向下运动时,沿斜面方向的分力都不改变滑块与斜劈间的作用力,所以在滑块停止前斜劈对地都无静摩擦力的作用,D正确;在滑块上加一个水平向右的力F3,沿斜面方向有故滑块做减速运动,停止前对地无摩擦力作用,C错误。
15..(2018江苏淮安宿迁质检)2017年4月,我国第一艘货运飞船天舟一号顺利升空,随后与天宫二号交会对接.假设天舟一号从B点发射经过椭圆轨道运动到天宫二号的圆轨道上完成交会,如图所示.已知天宫二号的轨道半径为r,天舟一号沿椭圆轨道运动的周期为T,A、B两点分别为椭圆轨道的远地点和近地点,地球半径为R,引力常量为G.则
,
A.天宫二号的运行速度小于7.9km/s
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B.天舟一号的发射速度大于11.2km/sC.根据题中信息可以求出地球的质量
D.天舟一号在A点的速度大于天宫二号的运行速度【答案】 AC【
解
析
】
16.(2018·洛阳联考)如图所示,一个电荷量为-Q的点电荷甲,固定在绝缘水平面上的O点。另一个电荷量为+q、质量为m的点电荷乙,从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动,运动到B点时速度为v,且为运动过程中速度的最小值。已知点电荷乙受到的阻力大小恒为f,A、B两点间距离为L0,静电力常量为k,则下列说法正确的是(
)
A.点电荷乙从A点向甲运动的过程中,加速度先增大后减小B.点电荷乙从A点向甲运动的过程中,其电势能先增大再减小
kQqC.O、B两点间的距离为
f1fL0+mv2
2
D.在点电荷甲形成的电场中,A、B两点间的电势差为UAB=
q
【答案】.C【
解
析
】
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17.两个物体具有相同的动量,则它们一定具有( A.相同的速度C.相同的运动方向【答案】C
18.已知元电荷数值为A. C. 【答案】D
B. D.
)
B.相同的质量D.相同的加速度,某个物体带电量不可能是
【解析】任何物体的带电量都是元电荷电量的整数倍,故D物体带的电量不可能,故选D.
二、填空题
19.如图所示,一个变压器原副线圈的匝数比为3∶1,原线圈两端与平行导轨相接,今把原线圈的导轨置于垂直纸面向里、磁感应强度为B=2T的匀强磁场中,并在导轨上垂直放一根长为L=30cm的导线ab,当导线以速度v=5m/s做切割磁感线的匀速运动时(平动),副线圈cd两端的电压为________V。
【答案】0
【解析】由于是匀速运动,产生恒定的电流,则变压器副线圈电压为零
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/s2,电梯在上升过程中他对电梯的最大压力为____________N。
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【答案】15~24 s 660(每空3分)【
解
析
】
21.输送1.0×l05瓦的电功率,用发1.0×l04伏的高压送电,输电导线的电阻共计1.0欧,输电导线中的电流是 A,输电导线上因发热损失的电功率是 【答案】10;100
【解析】由PUI,得输电导线中的电流I2W。
P=10AU输电导线上因发热损失的电功率: PIr=100×1=100W
三、解答题
22.如图所示为一升降机由静止开始下降过程中的速度图象,升降机及其载重总质量为2.0 t。
(1)由图象判断出升降机在哪段时间内出现超重、失重现象;
(2)分别求出第2 s内、第5 s内、第7 s内悬挂升降机的钢索的拉力大小。(g取10 m/s2)【答案】(1)6~8 s超重;0~2 s失重 (2)1.2104N 2104N 2.8×104 N
【解析】(1)由速度时间图象可知,0~2 s内,升降机向下做匀加速运动,加速度向下,处于失重状态,6~8 s内升降机减速下降,加速度方向向上,处于超重状态。(3分)
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vtv8am/s24m/s2(2分)0~2 s根据图象得内1t24根据牛顿第二定律得:F1mgma11.210N(2分)
(2)由加速度定义:a2~6 s内,加速度a2=0,即匀速运动
悬挂升降机的钢索的拉力F2=mg=2×104 N(2分)
v08m/s24m/s2(2分)t24根据牛顿第二定律得:F3mgma32.810N(2分)
6~8 s内,加速度为:a3
23.现有内阻为(1)求、的阻值;
(2)如果将上述表头改装成我们实验室中常见的3A量程的安培表,实际中用这种安培表测量时常常忽略其内阻。请你阐述其中的道理。
,量程为
的毫安表。要把它改装为量程为3mA和10mA的双量程毫安表,
改装电路图如下。要求使用a、c接线柱时量程为3mA,使用a、b接线柱时量程为10mA。
【答案】(1)接ac时:
,(2)因为同一表头改装成电流表的量程越大,表头内阻就越小。
;
【解析】(1)由欧姆定律可得,接ab时:带入数据解得:R1=15Ω;R2=35Ω
(2)因为同一表头改装成电流表的量程越大,表头内阻就越小,所以实际中用这种安培表测量时常常忽略其内阻。
点睛:此题是关于电表改装的计算;要知道电流计改装电流表要并联分流电阻,改装成电压表要串联分压电阻.
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