最新精编 北京大学附属中学河南分校2016届高三物理上学期周测试卷16
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(考查范围:运动和力综合B 分值:100分)一、选择题(每小题6分,1—7单选,8—10多选,共60分)1. [2014·北京卷] 伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展.利用如图所示的装置做如下实验:小球从左侧斜面上的O 点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升.斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是( )A .如果斜面光滑,小球将上升到与O 点等高的位置B .如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态C .如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变D .小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小2. [2013·新课标全国卷Ⅰ] 下图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片,照片左上角的三列数据如下表.表中第二列是时间,第三列是物体沿斜面运动的距离,第一列是伽利略在分析实验数据时添加的.根据表中的数据,伽利略可以得出的结论是( ) A .物体具有惯性 B .斜面倾角一定时,加速度与质量无关 C .物体运动的距离与时间的平方成正比 D .物体运动的加速度与重力加速度成正比 3.【2015重庆-5】. 若货物随升降机运动的v t 图像如题5图所示(竖直向上为正),则货物受到升降机的支持力F 与时间t 关系的图像可能是4.[2014·新课标全国卷Ⅰ] 如图所示,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态.现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内).与稳定在竖直位置时相比,小球的高度( )A.一定升高 B.一定降低C.保持不变D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定5.[2014·北京卷] 应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入.例如平伸手掌托起物体,由静止开始竖直向上运动,直至将物体抛出.对此现象分析正确的是( )A.手托物体向上运动的过程中,物体始终处于超重状态B.手托物体向上运动的过程中,物体始终处于失重状态C.在物体离开手的瞬间,物体的加速度大于重力加速度D.在物体离开手的瞬间,手的加速度大于重力加速度6.[2014·福建卷Ⅰ] 如下图所示,滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长的固定斜面,从顶端下滑,直至速度为零.对于该运动过程,若用h、s、v、a分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小,t表示时间,则下列图像中能正确描述这一运动规律的是( )A B C D7.[2014·重庆卷] 以不同的初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时,一个物体所受空气阻力可忽略,另一个物体所受空气阻力大小与物体的速率成正比,下列分别用虚线和实线描述两物体运动的vt图像可能正确的是( )A B C D8.[2014·四川卷] 如图所示,水平传送带以速度v1匀速运动,小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,t=0时刻P在传送带左端具有速度v2,P与定滑轮间的绳水平,t=t0时刻P离开传送带.不计定滑轮质量和滑轮与绳之间的摩擦,绳足够长.正确描述小物体P速度随时间变化的图像可能是( )A B C D9.(2015新课标I-20). 如图(a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v-t图线如图(b)所示,若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量,则可求出A. 斜面的倾角B. 物块的质量C. 物块与斜面间的动摩擦因数D. 物块沿斜面向上滑行的最大高度10.如图,升降机内有一固定斜面,斜面上放一物体,开始时升降机做匀速运动,物块相对斜面匀速下滑,当升降机加速上升时A.物块与斜面间的摩擦力减小B.物块与斜面间的正压力增大C.物块相对于斜面减速下滑D.物块相对于斜面匀速下滑二、填空题(每空5分,共20分)11.2014·安徽三校联考要测量两个质量不等的沙袋的质量,由于没有直接的测量工具,某实验小组选用下列器材:轻质定滑轮(质量和摩擦可忽略)、砝码一套(总质量m=0.5 kg)、细线、刻度尺、秒表.他们根据已学过的物理学知识,改变实验条件进行多次测量,选择合适的变量得到线性关系,作出图线并根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量.请完成下列步骤.图X107(1)实验装置如图X107所示,设左右两边沙袋A、B的质量分别为m1、m2;(2)取出质量为m′的砝码放在右边沙袋中,剩余砝码都放在左边沙袋中,发现A下降,B上升;(3)用刻度尺测出A从静止下降的距离h,用秒表测出A下降所用的时间t,则可知A 的加速度大小a=________;(4)改变m′,测量相应的加速度a,得到多组m′及a的数据,作出________(选填“am′” 或“a1m′”)图线;(5)若求得图线的斜率k=4 m/(kg·s2),截距b=2 m/s2,则沙袋的质量m1=________ kg,m2=________ kg.二、计算题(共20分)12.2014·武昌调研如图X411甲所示,在风洞实验室里,一根足够长的固定的均匀直细杆与水平方向成θ=37°角,质量m=1 kg的小球穿在细杆上且静止于细杆底端O处,开启送风装置,有水平向右的恒定风力F作用于小球上,在t1=2 s时刻风停止.小球沿细杆运动的部分vt图像如图乙所示,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,忽略浮力.求:(1)小球在0~2 s内的加速度a1和2~5 s内的加速度a2;(2)小球与细杆间的动摩擦因数μ和水平风力F的大小.图X411北大附中焦作校区2016届高三物理周测试卷(6)20150921答案1.A 本题考查伽利略理想实验.选项之间有一定的逻辑性,题目中给出斜面上铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料,小球的位置逐渐升高,不难想象,当斜面绝对光滑时,小球在斜面上运动没有能量损失,可以上升到与O 点等高的位置,这是可以得到的直接结论,A 正确,B 、C 、D 尽管也正确,但不是本实验得到的直接结论,故错误.2.C [解析] 通过第三列的数据可看出:130大概是32的4倍,而298大概是32的9倍…….依次类推,可看出物体运动的距离与时间的平方成正比,即C 正确.3.【答案】B4.A [解析] 本题考查了牛顿第二定律与受力分析.设橡皮筋原长为l 0,小球静止时设橡皮筋伸长x 1,由平衡条件有kx 1=mg ,小球距离悬点高度h =l 0+x 1=l 0+mg k ,加速时,设橡皮筋与水平方向夹角为θ,此时橡皮筋伸长x 2,小球在竖直方向上受力平衡,有kx 2sin θ=mg ,小球距离悬点高度h ′=(l 0+x 2)sin θ=l 0sin θ+mg k,因此小球高度升高了.5.D 本题考查牛顿第二定律的动力学分析、超重和失重.加速度向上为超重向下为失重,手托物体抛出的过程,必定有一段加速过程,即超重过程,从加速后到手和物体分离的过程中,可以匀速也可以减速,因此可能失重,也可能既不超重也不失重,A 、B 错误.手与物体分离时的力学条件为:手与物体之间的压力 N =0,分离后手和物体一定减速,物体减速的加速度为g ,手减速要比物体快才会分离,因此手的加速度大于g ,C 错误,D 正确.6.B [解析] 设滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,斜面倾角为θ,滑块在表面粗糙的固定斜面上下滑时做匀减速直线运动,加速度不变,其加速度的大小为a =μg cos θ-g sin θ,故D 项错误;由速度公式v =v 0-at 可知,v t 图像应为一条倾斜的直线,故C 项错误;由位移公式s =v 0t -12at 2可知,B 项正确;由位移公式及几何关系可得h =s sin θ=⎝⎛⎭⎪⎫v 0t -12at 2sin θ,故A 项错误. 7.D [解析] 本题考查v t 图像.当不计阻力上抛物体时,物体做匀减速直线运动,图像为一倾斜直线,因加速度a =-g ,故该倾斜直线的斜率的绝对值等于g .当上抛物体受空气阻力的大小与速率成正比时,对上升过程,由牛顿第二定律得-mg -kv =ma ,可知物体做加速度逐渐减小的减速运动,通过图像的斜率比较,A 错误.从公式推导出,上升过程中,|a |>g ,当v =0时,物体运动到最高点,此时 a =-g ,而B 、C 图像的斜率的绝对值均小于g ,故B 、C 错误,D 正确.8.BC [解析] 若P 在传送带左端时的速度v 2小于v 1,则P 受到向右的摩擦力,当P 受到的摩擦力大于绳的拉力时,P 做加速运动,则有两种可能:第一种是一直做加速运动,第二种是先做加速度运动,当速度达到v 1后做匀速运动,所以B 正确;当P 受到的摩擦力小于绳的拉力时,P 做减速运动,也有两种可能:第一种是一直做减速运动,从右端滑出;第二种是先做减速运动再做反向加速运动,从左端滑出.若P 在传送带左端具有的速度v 2大于v 1,则小物体P 受到向左的摩擦力,使P 做减速运动,则有三种可能:第一种是一直做减速运动,第二种是速度先减到v 1,之后若P 受到绳的拉力和静摩擦力作用而处于平衡状态,则其以速度v 1做匀速运动,第三种是速度先减到v 1,之后若P 所受的静摩擦力小于绳的拉力,则P 将继续减速直到速度减为0,再反向做加速运动并且摩擦力反向,加速度不变,从左端滑出,所以C 正确.9. ACD10. BD11. (3) 2h t 2 (4) a m ′ (5)3 1.5 [解析] (3)由运动学规律h =12at 2,可得a =2h t 2; (4)对两个沙袋组成的系统,由牛顿第二定律有(m 1+m ′)g -(m 2+m -m ′)g =(m 1+m 2+m )a ,解得a =2m ′g m 1+m 2+m +m 1-m 2-m m 1+m 2+mg ,可见“ a m ′”图线为直线; (5)a m ′图线的斜率为2g m 1+m 2+m =4 m/(kg·s 2),截距m 1-m 2-m m 1+m 2+mg =2 m/s 2,联立以上二式解得m 1=3 kg ,m 2=1.5 kg.12. (1)15 m/s 2,方向沿杆向上 10 m/s 2,方向沿杆向下 (2)0.5 50 N[解析] (1)取沿细杆向上的方向为正方向,由图像可知:在0~2 s 内,a 1=v 1-v 0t 1=15 m/s 2(方向沿杆向上) 在2~5 s 内,a 2=v 2-v 1t 2=-10 m/s 2(“-”表示方向沿杆向下). (2)有风力F 时的上升过程,由牛顿第二定律,有F cos θ-μ(mg cos θ+F sin θ)-mg sin θ=ma 1停风后的上升阶段,由牛顿第二定律,有-μmg cos θ-mg sin θ=ma 2联立以上各式解得 μ =0.5,F =50 N.。
磁场测试一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分.有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.如图所示,两根光滑金属导轨平行放置,导轨所在平面与水平面间的夹角为θ.整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中.金属杆ab垂直导轨放置,当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流I时,金属杆ab刚好静止.则( )A.磁场方向竖直向上B.磁场方向竖直向下C.金属杆ab受安培力的方向平行导轨向上D.金属杆ab受安培力的方向平行导轨向下2.如图所示,当电键S闭合的时候,导线ab受力的方向应为()A.向右B.向左C.向纸外D.向纸里3.垂直纸面的匀强磁场区域里,一离子从原点O沿纸面向x 轴正方向飞出,其运动轨迹可能是图中的()4.带电小球以一定的初速度v0竖直向上抛出,能够达到的最大高度为h1;若加上水平方向的匀强磁场,且保持初速度仍为v0,小球上升的最大高度为h2;若加上水平方向的匀强电场,且保持初速度仍为v0,小球上升的最大高度为h3,如下图所示,不计空气阻力,则( )A.h1=h2=h3B.h1>h2〉h3C.h1=h2〉h3D.h1=h3〉h25.如右图所示,一带电小球质量为m,用丝线悬挂于O点,并在竖直平面内摆动,最大摆角为60°,水平磁场垂直于小球摆动的平面,当小球自左方摆到最低点时,悬线上的张力恰为零,则小球自右方摆到最低点时悬线上的张力为()A.0 B.2mg C.4mg D.6mg6.如图所示,在平面直角坐标系中有一个垂直于纸面向里的圆形匀强磁场,其边界过原点O和y轴上的点a(0,L).一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场,并从x轴上的b 点射出磁场,此时速度方向与x轴正方向的夹角为60°。
下列说法中正确的是( )A.电子在磁场中运动的时间为错误!B.电子在磁场中运动的时间为错误!C.磁场区域的圆心坐标为(错误!,错误!)D.电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0,-2L)7.如图所示,有一重力不计的混合正离子束先后通过正交的电场、磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ,如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转,进入区域Ⅱ后偏转半径r相同,则它们一定具有相同的()A.速度B.质量C.电荷量D.比荷8.如图所示,△ABC为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形,磁场垂直于纸面向外,比荷为错误!的电子以速度v0从A点沿AB方向射入,欲使电子能经过BC边,则磁感应强度B的取值应为A.B〉错误!B.B〈错误!C.B〈错误!D.B〉错误!9.环形对撞机是研究高能粒子的重要装置,其核心部件是一个高度真空的圆环状的空腔.若带电粒子初速度可视为零,经电压为U的电场加速后,沿圆环切线方向注入对撞机的环状机腔内,空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为B。
光学练习一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分.有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.如图所示,一束细光线a 射到Ⅰ、Ⅱ两种介质的界面后,反射光束只有b ,折射光束只有c .下列说法正确的是( )A .若a 是复色光,则b 、c 都一定是复色光B .若a 是单色光,则b 、c 都一定是单色光C .若b 是复色光,则a 、c 都一定是复色光D .若b 是单色光,则a 、c 都一定是单色光2.如图所示,空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体,其内圆半径为r ,外圆半径为R ,R =2r .现有一束单色光垂直于水平端面A 射入透明柱体,只经过两次全反射就垂直于水平端面B 射出.设透明柱体的折射率为n ,光在透明柱体内传播的时间为t ,若真空中的光速为c ,则( )A .n 可能为 3B .n 可能为2C .t 可能为22r cD .t 可能为4.8rc3.一束红光和一束紫光以相同的角度沿半径方向射向截面为半圆形的玻璃砖,并分别沿OA 和OB 方向射出,如右图所示,下列说法正确的是( )A .OA 是红光,穿过玻璃砖的时间较短B .OB 是红光,穿过玻璃砖的时间较长C .OA 是紫光,穿过玻璃砖的时间较短D .OB 是紫光,穿过玻璃砖的时间较长4.如图所示,一束光从空气垂直射到直角棱镜的AB 面上,已知棱镜材料的折射率为1.4,则这束光进入棱镜后的光路图应为下图中的( )5.关于光在竖直的肥皂液薄膜上产生的干涉现象,下列说法正确的是( )A .干涉条纹的产生是由于光在薄膜前后两个表面反射,形成的两列光波叠加的结果B .若出现明暗相间条纹相互平行,说明肥皂膜的厚度是均匀的C .用绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射时的间距小D .薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的6.在双缝干涉实验中,光源发射波长为6.0×10-7 m 的橙光时,在光屏上获得明暗相间的橙色干涉条纹,光屏上A 点恰好是距中心条纹的第二条亮纹.其他条件不变,现改用其他颜色的可见光做实验,光屏上A 点是暗条纹位置,可见光的频率范围是 3.9×1014~7.5×1014Hz ,则入射光的波长可能是( )A .8.0×10-7mB .4.8×10-7mC .4.0×10-7mD .3.4×10-7m7.如图所示,A 、B 、C 为等腰棱镜,a 、b 两束不同频率的单色光垂直AB 边射入棱镜,两束光在AB 面上的入射点到OC 的距离相等,两束光折射后相交于图中的P 点,以下判断正确的是( )A .在真空中,a 光光速大于b 光光速B .在真空中,a 光波长大于b 光波长C .a 光通过棱镜的时间大于b 光通过棱镜的时间D .a 、b 两束光从同一介质射入真空过程中,a 光发生全反射的临界角大于b 光发生全反射的临界角8.用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验,比普通光源效果更好,图象更清晰.如果将感光元件置于光屏上,则不仅能在光屏上看到彩色条纹,还能通过感光元件中的信号转换,在电脑上看到光强的分布情况.下列说法正确的是A .当做单缝实验时,光强分布图如乙所示B .当做单缝实验时,光强分布图如丙所示C .当做双缝实验时,光强分布图如乙所示D .当做双缝实验时,光强分布图如丙所示9.DVD 光盘由塑料保护层和信息记录层组成.如下图所示,激光束以入射角θ从空气入射到厚度为d 、折射率为n 的塑料保护层后,聚焦到信息记录层的光斑宽度为a ,才能有效获取信息.在保证a 不变的前提下,减小激光束照到塑料保护层的宽度(l =a +2b ),则( )A .须满足sin θ=nbb 2+d 2B .须满足sin θ= dn b 2+d 2C .在θ和n 不变时,须减小dD .在θ和d 不变时,须减小n 10.如图所示,两束单色光a 、b 从水面下射向A 点,光线经折射后合成一束光c ,则下列说法正确的是( )A .用同一双缝干涉实验装置分别以a 、b 光做实验,a 光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距B .用a 、b 光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的C .在水中a 光的速度比b 光的速度小D .在水中a 光的临界角大于b 光的临界角二、填空题(本题共2小题,每题8分,共16分) 11.(2012·重庆理综)如下图甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖,它的________面不能用手直接接触.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a 、b 、c 的位置相同,且插在c 位置的针正好挡住插在a 、b 位置的针的像,但最后一个针孔的位置不同,分别为d 、e 两点,如下图乙所示.计算折射率时,用________(填“d ”或“e ”)点得到的值较小,用________(填“d ”或“e ”)点得到的值误差较小.12.某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如下图(a)所示,激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒,感光片的位置上出现一排等距的亮点,下图(b)中的黑点代表亮点的中心位置.(1)这个现象说明激光具有________________性. (2)通过测量相邻光点的距离可算出激光的波长,据资料介绍,如果双缝的缝间距离为a ,双缝到感光片的距离为L ,感光片上相邻两光点间的距离为b ,则激光的波长λ=abL .该同学测得L =1.0000 m 、缝间距a =0.220 mm ,用带十分度游标的卡尺测感光片上的点的距离时,尺与点的中心位置如上图(b)所示.上图(b)图中第1到第4个光点的距离是________ mm.实验中激光的波长λ=________ m .(保留两位有效数字)(3)如果实验时将红激光换成蓝激光,屏上相邻两光点间的距离将________.三、计算题(本题共4小题,13、14题各10分,15、16题各12分,共44分,计算时必须有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)13.(2011·山东卷)如图所示,扇形AOB 为透明柱状介质的横截面,圆心角∠AOB =60°.一束平行于角平分线OM 的单色光由OA 射入介质,经OA 折射的光线恰平行于OB .①求介质的折射率.②折射光线中恰好到M 点的光线________(填“能”或“不能”)发生全反射.14.如图所示,有一圆筒形容器,高H =20 cm ,筒底直径为d =15 cm ,人眼在筒旁某点向筒内壁观察,可看到内侧深h =11.25 cm.如果将筒内注满水,观察者恰能看到筒壁的底部.求水的折射率.15.半径为R 的玻璃半圆柱体,横截面如图所示,圆心为O .两条平行单色红光沿截面射向圆柱面,方向与底面垂直,光线1的入射点A 为圆柱的顶点,光线2的入射点为B ,∠AOB =60°.已知该玻璃对红光的折射率n = 3.(1)求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O 点的距离d .(2)若入射的是单色蓝光,则距离d 将比上面求得的结果大还是小?16.光的“逆向反射”又称再归反射,俗称后反射,它和我们熟知的镜面反射、漫反射不同,能使光线沿原来的路径反射回去,该现象在交通上有很广泛的应用,在山区盘山公路的路面上一般都等间距地镶嵌一些玻璃球,当夜间行驶的汽车车灯照上后显得非常醒目,以提醒司机注意.若小玻璃球的半径为R ,折射率为1.73,如右上图所示,今有一束平行光沿直径AB 方向照在小玻璃球上,试求离AB 多远的入射光经折射—反射—折射再射出后沿原方向返回,即实现“逆向反射”.参考答案:1、解析:光射到两种介质界面上,一定有反射,但不一定有折射;不同频率的光入射角相同时,折射角一定不同.若a 是复色光,b 一定是复色光,而折射光线只有c ,c 一定是单色光,而且只有这种频率的光发生了折射,其余频率的光都发生了全反射.若b 是复色光,说明a 是复色光,但c 只能是单色光.若b 是单色光,说明a 一定是单色光,因此c 也一定是单色光.答案:BD2、解析:只经过两次全反射射出,可知第一次入射角为45°,反射光路图如右图所示.根据全反射可知临界角C ≤45°,再根据n =1sin C可知n ≥2;光在透明柱体中传播距离为L =4r ,传播时间为t =L v =4nrc ,则t ≥42r c选项C 、D 均错.答案:AB3、解析:由图知,红光和紫光的入射角相同,根据折射定律n =sin isin r ,有sin ∠AOM sin ∠NOC=n A ,sin ∠BOM sin ∠NOC=n B因∠AOM <∠BOM ,则sin ∠AOM <sin ∠BOM ,即n A <n B .根据同种介质对频率大的色光的折射率较大可知,OA 为红光,OB 为紫光.根据折射率n =cv 可知,光在玻璃砖中的传播速度v =cn .可见,红光在玻璃砖中的传播速度较大.由于红光和紫光在玻璃砖中传播距离均为半径长,可见波速大的红光在玻璃砖中的传播时间较短,紫光穿过玻璃砖的时间较长.答案:AD4、解析:因为n =1.4,所以根据sin C =1n 知临界角等于45°.光线垂直AB 面射入,在AC 面入射角为60°>45°,发生全反射.A 错误.光线经AC 面全反射后射到BC 面时入射角为30°<45°,在该介面上既有反射现象又有折射现象,且折射角大于入射角,B 、C 错误.答案:D5、解析:要想产生干涉现象,必须有两列相干光源.在皂膜干涉中,薄膜前后两个表面反射的光正好是两个相干光源,它们相互叠加形成干涉条纹,所以A 选项正确.肥皂膜在重力作用下,上面薄、下面厚,厚度是变化的,并且厚度均匀的薄膜是不会出现干涉条纹的,所以B 选项错误.波长越短的光波,对同一个装置,干涉条纹越窄.绿光的波长小于黄光的波长,所以绿色光照射薄膜产生的干涉条纹的间距比黄光照射时的间距小,C 选项正确.出现明、暗条纹的位置与薄膜厚度有关,对于某位置,若光线叠加后加强,则与此等厚度的位置反射光线叠加都加强,从而形成亮条纹.对暗条纹也是一样道理.竖直的肥皂膜,其厚度相等的位置在同一水平面上,因此干涉条纹基本上是水平的,所以D 选项错误.答案:AC6、解析:可见光的频率范围是 3.9×1014~7.5×1014Hz依据公式c =λf ,可知其波长范围是4.0×10-7~7.69×10-7m.A 、D 选项在此范围之外,应首先排除掉.根据公式δ=nλ2(n 为整数)可知,n 为偶数的地方出现亮条纹,n 为奇数的地方出现暗条纹.因此n =4时,出现距中心条纹的第二条亮纹,所以A 点到两条缝的光程差δ=4×6×10-72m =12×10-7m要想出现暗条纹,n 需取奇数才行.当入射光波长为4.8×10-7m 时,12×10-7m =n 4.8×10-72m ,n =5为奇数,所以A 点出现暗条纹,B 选项正确.当入射光波长为4.0×10-7m 时,12×10-7m =n 4.0×10-72m ,n =6为偶数,所以A 点出现亮条纹,C 选项错误. 答案:B 7、解析:因为两束光折射后相交于图中的P 点,根据折射定律可知a 光的折射率n a >n b ,a 光的频率νa >νb ,光在真空中的传播速度相等,A 错误;由λ=c ν得B 错误;由v =c n 和t =sv得C 正确;根据sin C =1n 得D 错误.答案:C8、解析:当做单缝实验时,中间是亮条纹,往两侧条纹亮度逐渐降低,且亮条纹的宽度不等,所以其光强分布图如乙所示,A 项正确,B 项错误;当做双缝实验时,在屏上呈现的是宽度相等的亮条纹,所以其光强分布图如丙所示,C 项错误,D 项正确.答案:AD9、解析:设激光束入射角为θ时其折射角为r ,则由折射率公式有n =sin θsin r,由sin r =b b 2+d 2,联立可得sin θ=nbb 2+d 2,故A 正确,B 错误;由l =a +2b ,而b =d tan r ,所以l =a +2d tan r .在θ和n 不变时,r 不变,tan r 不变,欲减小l ,则必须减小d ,选项C 正确;在θ和d 不变时,欲减小l ,则必须减小tan r ,减小r ,sin r 减小,又sin r =sin θn ,必须增大n ,故D 错误.答案:AC10、解析:由图可知a 光的折射率较小,所以a 的波长大,在介质中传播速度快,C错误;干涉条纹间距Δx =ldλ,所以a 光间距大,A 正确;衍射条纹间距不等,B 错误;根据sin C =1n知a 光临界角大,D 正确.答案:AD11、解析:光学面若被手接触污染,会影响观察效果,增加实验误差;分别连接cd 和ce 并延长到界面,与界面分别交于f 、g 两点,由n =sin isin r不难得出用d 点得到的折射率值较小,过c 点的出射光线应平行于ab ,利用直尺比对并仔细观察,可知ec ∥ab ,故用e 点得到的折射率值误差较小.答案:光学 d e12、解析:(1)这个现象是光的干涉现象.干涉现象是波独有的特征,所以说明激光具有波动性.(2)由游标卡尺的读数原理知第1到第4个光点的距离是8.5 mm.由题意知b =8.53 mm ,a =0.220 mm ,L =1.0000 m ,所以波长λ=ab L =6.2×10-7 m.(3)蓝光波长小于红光波长,由λ=abL 知: 相邻两光点间距离变小.答案:(1)波动 (2)8.5 6.2×10-7 (3)变小 13、解析:依题意作出光路图,①由几何知识可知,入射角i =60°,折射角r =30°根据折射定律得n =sin isin r代入数据解得n = 3②不能. 答案:①3 ②不能14、解析:设入射角r ,折射角i ,则sin i =d d 2+h 2,sin r =d d 2+H 2,n =sin isin r =d 2+H 2d 2+h 2=152+202152+11.252=1.33.答案:1.3315、解析:(1)光路如右图所示,可知i =60°由折射率n =sin isin r,可得r =30°由几何关系及折射定律公式n =sin r ′sin i ′得i ′=30°,r ′=60°,由以上可知△OCB 为等腰三角形.所以OC =R 2cos30°=3R3在△OCD 中可得d =OD =OC tan30°=R3(2)由于单色蓝光比单色红光波长小、折射率n 大,所以向O 点偏折更明显,d 将减小.答案:(1)R3(2)小16、解析:只有入射光线折射后射到B 点的光线经反射再折射,射出后才能沿原方向返回,即实现“逆向反射”,光路如图所示,根据折射定律得:sin isin r=1.73 由几何关系可知:∠i =2∠r 由以上两式可解得:∠r =30°,∠i =60°设能沿原方向返回即实现“逆向反射”的入射光线距AB 的距离为h ,则由几何关系可知:h =R sin i =0.87R . 答案:0.87R。
第十二周周练(静电场)第Ⅰ卷(选择题,共40分)一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分、有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)1、如图所示,把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球,由于静电感应,在a 、b 两端分别出现负、正电荷,则以下说法正确的是( )A 、闭合S 1,有电子从枕形导体流向地B 、闭合S 2,有电子从枕形导体流向地C 、闭合S 1,有电子从地流向枕形导体D 、闭合S 2,没有电子通过S 22、如下图甲所示,A 、B 是某电场中一条电场线上的两点、一个带负电的点电荷仅受电场力作用,从A 点沿电场线运动到B 点、在此过程中,该点电荷的速度v 随时间t 变化的规律如图乙所示、下列说法中正确的是( )A 、A 点的电场强度比B 点的大B 、A 、B 两点的电场强度相等C 、A 点的电势比B 点的电势高D 、A 点的电势比B 点的电势低3、某电场的电场线分布如图所示,电场中有A 、B 两点,则以下判断正确的是( )A 、A 点的电场强度大于B 点的电场强度,B 点的电势高于A 点的电势B 、若将一个电荷由A 点移到B 点,电荷克服电场力做功,则该电荷一定为负电荷C 、一个负电荷处于A 点的电势能大于它处于B 点的电势能D 、若将一个正电荷由A 点释放,该电荷将在电场中做加速度减小的加速运动4、如图所示,有的计算机键盘的每一个键下面是一小块金属片,与该金属片隔有空气间隙的是另一块小的固定金属片、这两块金属片组成一个小电容器、该电容器的电容C 可用公式C =E S d计算,式中常量E =9×10-12 F·m -1,S 表示金属片的正对面积,d 表示两金属片间的距离、当键被按下时,此小电容器的电容发生变化,与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了,从而给出相应的信号、设每个金属片的正对面积为54 mm 2,键未按下时两金属片的距离为0.6 mm.如果电容变化0.25 pF ,电子线路恰能检测出必要的信号,则键至少需要被按下( )A 、0.15 mmB 、0.25 mmC 、0.35 mmD 、0.45 mm5、(2013·江西六校联考)真空中,两个相距L 的固定点电荷P 、Q 所带电荷量分别为Q P 和Q Q ,在它们共同形成的电场中,有一条电场线如图中实线所示,实线上的箭头表示电场线的方向,电场线上标出了M 、N 两点,其中N 点的切线与PQ 连线平行,且∠NPQ >∠NQP ,则( )A 、P 带正电,Q 带负电,且Q P >Q QB 、在M 点由静止释放一带正电的检验电荷,检验电荷将沿电场线运动到N 点C 、过N 点的等势面与过N 点的切线垂直D 、负检验电荷在M 点的电势能大于在N 点的电势能6、(2013·辽宁大连双基测试)如图所示,在等量异种点电荷+Q 和-Q 的电场中,有一个正方形OABC ,其中O 点为两电荷连线的中点、下列说法正确的是( )A 、A 点电场强度比C 点的电场强度大B 、A 点电势比B 点的电势高C 、将相同的电荷放在O 点与C 点电势能一定相等D 、移动同一正电荷,电场力做的功WCB =W OA7、(2013·福建龙岩质检)如图所示,竖直平面内的同心圆是一点电荷在真空中形成电场的一簇等势线,一带正电的小球从A 点静止释放,沿直线到达C 点时速度为零,以下说法正确的是( )A 、此点电荷为负电荷B 、电场强度E A >E B >E CC 、电势φA >φB >φ CD 、小球在A 点的电势能小于在C 点的电势能8、(2013·东北四校一模)如图所示,质量为m 、半径为R 的圆形光滑绝缘轨道放在水平地面上固定的M 、N 两竖直墙壁间,圆形轨道与墙壁间摩擦忽略不计,在轨道所在平面加一竖直向上的场强为E 的匀强电场、P 、Q 两点分别为轨道的最低点和最高点,在P 点有一质量为m ,电荷量为q 的带正电的小球,现给小球一初速度v 0,使小球在竖直平面内做圆周运动,不计空气阻力,重力加速度为g ,则下列说法正确的是( )A 、小球通过P 点时对轨道一定有压力B 、小球通过P 点时的速率一定大于通过Q 点时的速率C 、从P 到Q 点的过程中,小球的机械能一定增加D 、若mg >qE ,要使小球能通过Q 点且保证圆形轨道不脱离地面,速度v 0应满足的关系是:5gR -5qER m ≤v 0<6gR -5qER m9.如图所示,在平行于xOy 平面的区域内存在着电场,一个正电荷沿直线先后从C 点移动到A 点和B 点,在这两个过程中,均需要克服电场力做功,且做功的数值相等、下列说法正确的是A 、A 、B 两点在同一个等势面上B 、B 点的电势低于C 点的电势C 、该电荷在A 点的电势能大于在C 点的电势能D 、这一区域内的电场可能是在第Ⅳ象限内某位置的一个正点电荷所产生的10.质量为m 的物块,带电荷量为+Q ,开始时让它静止在倾角α=60°的固定光滑绝缘斜面顶端,整个装置放在水平方向、大小为E =3mg /Q 的匀强电场中,如图所示,斜面高为H ,释放物块后,物块落地时的速度大小为( )A、2gH B.52gH C、22gH D、223gH第Ⅱ卷(非选择题,共60分)二、填空题(本题共2小题,每题8分,共16分)11、(2011·上海单科)如图,在竖直向下,场强为E的匀强电场中,长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动,两个小球A、B固定于杆的两端,A、B的质量分别为m1和m2(m1<m2),A带负电,电量为q1,B带正电,电量为q2.杆从静止开始由水平位置转到竖直位置,在此过程中电场力做功为_______,在竖直位置处两球的总动能为___________、12.某研究性学习小组设计了以下方法来测量物体的带电量、如图所示的小球是一个外表面镀有金属膜的空心塑料球,用绝缘丝线悬挂于O点,O点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度α的量角器,M、N是两块相同的、正对着竖直平行放置的金属板(加上电压后其内部电场可看作匀强电场)、另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、直流电流表、开关、滑动变阻器及导线若干、该小组的实验步骤如下,请你帮助该小组完成:(1)用天平测出小球的质量m,按如上图所示进行器材的安装,并用刻度尺测出M、N板之间的距离d,使小球带上一定的电量、(2)连接电路(请在图中的虚线框中画出实验所用的电路图,电源、开关已经画出)、(3)闭合开关,调节滑动变阻器滑片的位置,读出多组相应的电压表的示数和丝线的偏转角度θ.(4)以电压U为纵坐标,以________为横坐标作出过原点的直线,求出直线的斜率k.(5)小球的带电量q=________.(用m、d、k等物理量表示)三、计算题(本题共4小题,13、14题各10分,15、16题各12分,共44分,计算时必须有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)13.在点电荷Q产生的电场中有a,b两点,相距为d,已知a点的场强大小为E,方向与ab连线成30°角,b点的场强方向与ab连线成120°角,如图所示,则b点的场强大小为多大?a,b两点电势哪点更高?14.如图所示,A、B两块带异号电荷的平行金属板间形成匀强电场,一电子以v0=4×106 m/s的速度垂直于场强方向沿中心线由O点射入电场,从电场右侧边缘C点飞出时的速度方向与v0方向成30°的夹角、已知电子电荷量e=1.6×10-19 C,电子质量m=0.91×10-30 kg,求(1)电子在C点时的动能是多少?(2)O、C两点间的电势差大小是多少?15、(2011·福建理综)反射式速调管是常用的微波器件之一,它利用电子团在电场中的振荡来产生微波,其振荡原理与下述过程类似、如图所示,在虚线MN 两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场,一带电微粒从A 点由静止开始,在电场力作用下沿直线在A 、B 两点间往返运动、已知电场强度的大小分别是E 1=2.0×103 N/C 和E 2=4.0×103 N/C ,方向如右图所示,带电微粒质量m =1.0×10-20kg ,带电量q =-1.0×10-9C ,A 点距虚线MN 的距离d 1=1.0 cm ,不计带电微粒的重力,忽略相对论效应、求:(1)B 点距虚线MN 的距离d 2;(2)带电微粒从A 点运动到B 点所经历的时间t .16、(2012·四川理综)如下图所示,ABCD 为固定在竖直平面内的轨道,AB 段光滑水平,BC 段为光滑圆弧,对应的圆心角θ=37°,半径r =2.5 m ,CD 段平直倾斜且粗糙,各段轨道均平滑连接,倾斜轨道所在区域有场强大小为E =2×105N/C 、方向垂直于斜轨向下的匀强电场、质量m = 5×10-2 kg 、电荷量q =+1×10-6C 的小物体(视为质点)被弹簧枪发射后,沿水平轨道向左滑行,在C 点以速度v 0=3 m/s 冲上斜轨、以小物体通过C 点时为计时起点,0.1 s 以后,场强大小不变,方向反向、已知斜轨与小物体间的动摩擦因数μ=0.25.设小物体的电荷量保持不变,取g =10 m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.(1)求弹簧枪对小物体所做的功;(2)在斜轨上小物体能到达的最高点为P ,求CP 的长度、参考答案:1解析:在S 1、S 2都闭合前,对于枕形导体它的电荷是守恒的,a 、b 出现的负、正电荷等量、当闭合S 1、S 2中的任何一个以后,便把导体与大地连通,使大地也参与了电荷转移、因此,导体本身的电荷不再守恒,而是导体与大地构成的系统中电荷守恒、由于静电感应,a 端仍为负电荷,大地远处感应出等量正电荷,因此无论闭合S 1还是S 2,都是有电子从大地流向导体、答案:C2解析:由点电荷的速度v 随时间t 变化的规律可知,带负电的点电荷是做加速度逐渐增大的减速运动,故A 点的电场强度比B 点的小,负电荷的动能减小,电势能增加,对应位置的电势减小,因此C 对、答案:C3解析:电场线密集处电场强度大,沿电场线的方向电势逐渐降低,所以A 对;逆着电场线方向移动电荷,电场力对正电荷做负功,对负电荷做正功,B 错;负电荷在电势高的地方的电势能小,正电荷在电势高的地方的电势能大,故C 对;正电荷由A 点释放,它将向图中电场线密集处运动,加速度增大,D 错、答案:AC4解析:由C =E S d得C 1=ES /d 1,① C 2=ES /d 2②又C 2-C 1=0.25×10-12 F ③解①②③得:d 1-d 2=Δd =0.15 mm.故A 项正确、答案:A5解析:由电场线方向可知,P 带正电,Q 带负电,如图所示,N 点电场强度由平行四边形可知,Q P <Q Q ,选项A 错,因电场线是曲线,故选项B 错;由电场线与等势面垂直可知,过N 点的等势面与过N 点的切线垂直,选项C 对;负检验电荷在电势高的地方电势能反而小,故选项D 错、答案:C6解析:由等量异种点电荷的电场线分布知A 点电场强度大于C 点电场强度,选项A 正确;由等量异种点电荷的等势面分布知A 点电势低于B 点电势,选项B 错误;O 、C 两点在同一等势面上,故相同的电荷在O 、C 两点处的电势能相等,选项C 正确;A 点电势低于B 点电势,O 点电势等于C 点电势,且O 、C 为高电势点,故移动同一正电荷,电场力做功W CB <W OA ,选项D 错误、答案:AC7解析:一带正电的小球从A 点静止释放,沿直线到达C 点时速度为零,说明电场方向由C 点指向A 点,此点电荷为正电荷,选项A 错误;从图可以看出C 点的电场线的密集程度大于A 点的密集程度,故C 点的电场强度大于A 点的电场强度,且E C >E B >E A ,选项B 错误;沿电场线的方向电势逐渐降低,C 点的电势高于A 点的电势,φC >φB >φA ,选项C 错误;电场方向由C 点指向A 点,带正电小球从A 点静止释放,沿直线到达C 点,电场力做负功,电势能增加,小球在A 点的电势能小于在C 点的电势能,选项D 正确、答案:D8解析:若电场力大于重力的情况下,小球通过P 点时轨道可能没有压力,小球通过P 点时的速率可能小于通过Q 点时的速率,选项A 、B 错误;从P 到Q 点的过程中,电场力做功,小球的机械能一定增加,选项C 正确;若mg >qE ,要使小球能通过Q 点且保证圆形轨道不脱离地面,小球运动到Q 点的最小速度满足mg -qE =mv 21R ,解得v 1=mg -qE R m,从P 到Q ,由动能定理,(qE -mg )2R =mv 212-mv 2012,解得v 01=5gR -5qERm .要使圆形轨道不脱离地面,小球运动到Q点对圆形轨道的压力小于mg .小球运动到Q 点的最大速度满足2mg -qE >mv 22R,解得v 2<mg -qE R m ,从P 到Q ,由动能定理,(qE -mg )2R =mv 222-mv 2022,解得v 02<6gR -5qER m,要使小球能通过Q 点且保证圆形轨道不脱离地面,速度v 0应满足的关系是:5gR -5qER m≤v 0<6gR -5qER m,选项D 正确、 答案:CD9解析:由W =U ·q ,W CA =W CB <0可知,U CA =U CB <0,故有A 、B 两点电势相等,B 点电势高于C 点电势,A 正确,B 错误;因W CA <0,故该电荷在A 点的电势能大于电荷在C 点的电势能,C 正确;此区域内的电场可能是由第Ⅳ象限内的正电荷产生的,此电荷应在AB 连线的中垂线上,D 正确、答案:ACD10解析:将重力和电场力合成如图所示,合力的方向与水平方向成30°.所以物体将沿合力方向做初速度为0的匀加速直线运动,对此过程应用动能定理:mgH +3QEH =12mv 2,解得 v =22gH .答案:C11解析:由于场强方向向下,A 球带负电受到向上的电场力、B 球带正电受到向下的电场力,且m 1<m 2,故系统必沿顺时针方向转动,则电场力对A 球做正功W 1=q 1El /2,对B 球做正功W 2=q 2El /2,总功为W =W 1+W 2=(q 1+q 2)El /2.此过程中两球重力所做总功W ′=m 2g l 2-m 1g l 2,由动能定理可知此时两球的总动能为E k =W +W ′=[(q 1+q 2)E +(m 2-m 1)g ]l 2. 答案:q 1+q 2El 2 q 1+q 2E +m 2-m 1g ]l 212解析:(2)如下图(a) (4)tan θ (5)mgd k带电小球的受力如下图(b),根据平衡条件有tan θ=F mg,又有F =qE =q U d ,联立解得,U =mgd q tan θ=k tan θ,所以应以tan θ为横坐标、13解析:如右图所示,将a 点场强方向和b 点场强方向延长,交于O 点,由几何知识得ab =d ,aO =2d sin60°=3d ,而E =kQ3d 2,E b =kQ d,所以E b =3E .以O 点为圆心,以d 为半径作弧交Oa 于c 点,则φb =φc ,而φa >φc ,所以φa >φb ,即a 点电势更高、答案:3E a14解析:(1)电子在C 点时的速度为v t =v 0cos30°有E k =12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫v 0cos30°2=9.7×10-18 J. (2)对电子从O 到C 由动能定理,有eU =12mv 2t -12mv 20 得U =m v 2t -v 202e =15.125 V.答案:(1)9.7×10-18 J (2)15.125 V15解析:(1)带电微粒由A 运动到B 的过程中,由动能定理有|q |E 1d 1-|q |E 2d 2=0①由①式解得d 2=E 1E 2d 1=0.50 cm.②(2)设微粒在虚线MN 两侧的加速度大小分别为a 1、a 2,由牛顿第二定律有 |q |E 1=ma 1③|q |E 2=ma 2④设微粒在虚线MN 两侧运动的时间分别为t 1、t 2,由运动学公式有d 1=12a 1t 21⑤ d 2=12a 2t 22⑥ 又t =t 1+t 2⑦由②③④⑤⑥⑦式解得 t =1.5×10-8 s.答案:(1)0.50 cm (2)1.5×10-8s16解析:(1)设弹簧枪对小物体做功为W f ,由动能定理得W f -mgr (1-cos θ)=12mv 20① 代入数据得W f =0.475 J ②(2)取沿平直斜轨向上为正方向、设小物体通过C 点进入电场后的加速度为a 1, 由牛顿第二定律得-mg sin θ-μ(mg cos θ+qE )=ma 1③小物体向上做匀减速运动,经t 1=0.1 s 后,速度达到v 1,有 v 1=v 0+a 1t 1④由③④可知v 1=2.1 m/s ,设运动的位移为s 1,有s 1=v 0t 1+12a 1t 21⑤ 电场力反向后,设小物体的加速度为a 2,由牛顿第二定律得-mg sin θ-μ(mg cos θ-qE )=ma 2⑥设小物体以此加速度运动到速度为0,运动的时间为t 2,位移为s 2,有0=v 1+a 2t 2⑦s 2=v 1t 2+12a 2t 22⑧ 设CP 的长度为s ,有s =s 1+s 2⑨联立相关方程,代入数据解得s =0.57 m ⑩答案:(1)0.475 J (2)0.57 m周练答题卷(电场)班级 姓名。
2015-2016学年北京大学附中河南分校高三(上)周测物理试卷(11)一、选择题(每空6分,共42分)1.真空中有两个静止的同种点电荷q1、q2,保持q1不动,释放q2.q2只在q1的库仑力作用下运动则q2在运动过程中的加速度()A.不断增大 B.不断减小 C.先增大后减小 D.始终保持不变2.如图所示,Q带负电荷,导体P在a处接地,下列说法中正确的是()A.导体P的a端不带电荷,b端带负电荷B.导体P的a端带正电荷,b端不带电C.导体P的a端带正电荷,b端带负电荷,且正、负电荷的电荷量相等D.导体P的a端带正电荷,b端带负电荷,正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量3.如图所示,+Q为固定的正电荷,在它的电场中,一电荷量为+q的粒子,从a点以沿ab方向的初速度v0开始运动.若粒子只受电场力作用,则它的运动轨迹不可能是图中的()A.ab直线B.ac曲线C.ad曲线D.ae曲线4.两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处,如图所示.A处电荷带正电Q1,B处电荷带负电Q2,且Q2=4Q l,另取一个可以自由移动的点电荷Q3放在AB直线上,欲使整个系统处于平衡状态,则()A.Q3为负电荷,且放于A左方B.Q3为负电荷,且放于B右方C.Q3为正电荷,且放于AB之间D.Q3为正电荷,且放于B右方5.如图所示,两个带同种电荷的小球(可看作点电荷),电荷量分别为q1和q2,质量分别为m1和m2,当两球处于同一水平面保持静止时,α>β,则造成α>β的可能原因是()A.q1>q2B.q1<q2C.m1>m2D.m1<m26.在电场中A、B两点间的电势差为U AB=75V,B、C两点间的电势差为U BC=﹣200V,则A、B、C三点的电势高低关系为()A.φA>φB>φC B.φA<φC<φB C.φB<φA<φC D.φC>φB>φA7.MN为M点左侧的正点电荷产生的电场中的一条电场线,一个带电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如题5图中虚线所示.下列结论正确的是()A.粒子在a点具有的电势能大于在b点具有的电势能B.粒子从a到b的过程中动能逐渐减小C.粒子带负电D.粒子在a点的加速度小于在b点的加速度二、多项选择(每空6分,共18分)8.如图,一带电粒子射入一固定在O的点电荷的电场中,粒子运动轨迹如图中虚线abc所示,图中实线是同心圆弧,表示电场的等势面,粒子重力不计,则以下判断中正确的是()A.此粒子一直受到静电斥力作用B.粒子在b点的速度一定大于在a点的速度C.粒子在b点的电势能一定大于在a点的电势能D.粒子在a点和c点的速度大小一定相等9.如图所示,为某一点电荷所形成的一簇电场线,a、b、c 三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹,其中b虚线为一圆弧,AB的长度等于BC的长度,且三个粒子的电荷量大小相等,不计粒子重力,则以下说法正确的是()A.a一定是正粒子的运动轨迹,b和c一定是负粒子的运动轨迹B.由于AB的长度等于BC的长度,故U AB=U BCC.a虚线对应的粒子的加速度越来越小,c虚线对应的粒子的加速度越来越大,b虚线对应的粒子的加速度大小不变D.b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量10.如图甲是某一点电荷形成的电场中的一条电场线,A、B是电场线上的两点,一负电荷q仅在电场力作用下以初速度v0从A运动到B过程中的速度图线如图乙所示,则以下说法中正确的是()A.此电场一定是正电荷形成的电场B.A、B两点的电场强度是E A<E BC.A、B两点的电势是φA>φBD.负电荷q在A、B两点的电势能大小是E pA>E pB三、计算题(每空20分,共40分)11.如图甲所示,M、N是真空中两个电荷量均为+Q的固定点电荷,M、N间的距离为a;沿MN连线的中垂线建立坐标轴,P是x轴上的点,∠OPM=30°.已知静电力常量为ka.求P点场强的大小和方向;b.在图乙中定性画出场强E随x变化的图象(取向右为场强E的正方向).12.把带电荷量2×10﹣8C的正点电荷从无限远处移到电场中A点,要克服电场力做功8×10﹣6J,若把该电荷从无限远处移到电场中B点,需克服电场力做功2×10﹣8J,取无限远处电势为零.求:(1)A点的电势;(2)A、B两点的电势差;(3)若把2×10﹣5C的负电荷由A点移到B点电场力做的功.2015-2016学年北京大学附中河南分校高三(上)周测物理试卷(11)参考答案与试题解析一、选择题(每空6分,共42分)1.真空中有两个静止的同种点电荷q1、q2,保持q1不动,释放q2.q2只在q1的库仑力作用下运动则q2在运动过程中的加速度()A.不断增大 B.不断减小 C.先增大后减小 D.始终保持不变【考点】库仑定律.【分析】本题比较简单,由题可知小球受斥力,距离越来越远,因此直接利用库仑定律与牛顿第二定律公式即可求解.【解答】解:带电相同的小球受斥力作用,因此距离越来越远,由于电量保持不变,根据F=k可知距离增大,电场力将逐渐减小,再由牛顿第二定律,可知,加速度不断减小,故ACD错误,B正确.故选:B.2.如图所示,Q带负电荷,导体P在a处接地,下列说法中正确的是()A.导体P的a端不带电荷,b端带负电荷B.导体P的a端带正电荷,b端不带电C.导体P的a端带正电荷,b端带负电荷,且正、负电荷的电荷量相等D.导体P的a端带正电荷,b端带负电荷,正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量【考点】静电场中的导体.【分析】带电小球Q靠近金属导体P时,由于静电感应,会使金属导体P带电,根据静电感应的现象来分析即可.【解答】解:金属导体P接地时与大地组成一个新的导体,a为新导体的靠近Q的一端,而大地是远离Q的一端,由于静电感应的作用,靠近Q的一端会带上与Q相反的电荷,即带上正电荷.接地的过程应是b端感应出来的负电荷被导到大地上,所以b端不带电.故B正确,ACD错误;故选:B3.如图所示,+Q为固定的正电荷,在它的电场中,一电荷量为+q的粒子,从a点以沿ab方向的初速度v0开始运动.若粒子只受电场力作用,则它的运动轨迹不可能是图中的()A.ab直线B.ac曲线C.ad曲线D.ae曲线【考点】带电粒子在匀强电场中的运动.【分析】电荷量为+q的粒子,受到正电荷+Q的排斥力,而排斥力与粒子的初速度v0方向不在同一直线上,根据轨迹的弯曲方向来判断选择.【解答】解:A、+q受到正电荷+Q的排斥力,与粒子的初速度v0方向不在同一直线上,粒子不可能作直线运动.故A错误.B、如图,电荷量为+q的粒子进入正电荷+Q的电场,受到正电荷+Q的排斥力,而排斥力与粒子的初速度v0方向不在同一直线上,则粒子轨迹将向右弯曲,沿着ac曲线运动.故B正确.C、D,+q由于受到正电荷+Q的排斥力,两者远离,不可能靠近,故轨迹不可能是ad和ae.故CD错误.本题选不可能的,故选ACD.4.两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处,如图所示.A处电荷带正电Q1,B处电荷带负电Q2,且Q2=4Q l,另取一个可以自由移动的点电荷Q3放在AB直线上,欲使整个系统处于平衡状态,则()A.Q3为负电荷,且放于A左方B.Q3为负电荷,且放于B右方C.Q3为正电荷,且放于AB之间D.Q3为正电荷,且放于B右方【考点】库仑定律.【分析】由于Q1带正电荷,Q2带负电荷,根据同种电荷排斥,异种电荷吸引,要使整个系统处于平衡状态,对其Q3受力分析,去判断所处的位置.【解答】解:假设Q3放在Q1Q2之间,那么Q1对Q3的电场力和Q2对Q3的电场力方向相同,Q3不能处于平衡状态,所以假设不成立.设Q3所在位置与Q1的距离为r13,Q3所在位置与Q2的距离为r23,要能处于平衡状态,所以Q1对Q3的电场力大小等于Q2对Q3的电场力大小.即:=由于Q2=4Q1,所以r23=2r13,所以Q3位于Q1的左方.根据同种电荷排斥,异种电荷吸引,可判断Q3带负电.故选A.5.如图所示,两个带同种电荷的小球(可看作点电荷),电荷量分别为q1和q2,质量分别为m1和m2,当两球处于同一水平面保持静止时,α>β,则造成α>β的可能原因是()A.q1>q2B.q1<q2C.m1>m2D.m1<m2【考点】库仑定律;共点力平衡的条件及其应用.【分析】对A、B球受力分析,根据共点力平衡和几何关系表示出电场力和重力的关系.根据电场力和重力的关系得出两球质量的关系.【解答】解:对A、B球受力分析,根据共点力平衡和几何关系得:m1g=F1cotα,m2g=F2cotβ由于F1=F2,α>β所以m1<m2.根据题意无法知道带电量q1、q2的关系.故选:D.6.在电场中A、B两点间的电势差为U AB=75V,B、C两点间的电势差为U BC=﹣200V,则A、B、C三点的电势高低关系为()A.φA>φB>φC B.φA<φC<φB C.φB<φA<φC D.φC>φB>φA【考点】电势.【分析】本题根据电势差与电势的关系:U AB=φA﹣φB,U BC=φB﹣φC,U AC=U AB+U BC,即可判断三点电势的高低关系.【解答】解:由题意,U AB=φA﹣φB=75V,则得:φA>φB;U BC=φB﹣φC=﹣200V,则得:φB<φC;又U AC=U AB+U BC=(75﹣200)V=﹣125V,则得:φA<φC;故有:φC>φA>φB;故ABD错误,C正确.故选:C.7.MN为M点左侧的正点电荷产生的电场中的一条电场线,一个带电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如题5图中虚线所示.下列结论正确的是()A.粒子在a点具有的电势能大于在b点具有的电势能B.粒子从a到b的过程中动能逐渐减小C.粒子带负电D.粒子在a点的加速度小于在b点的加速度【考点】带电粒子在匀强电场中的运动;电势能.【分析】解答本题的突破口是根据粒子的运动轨迹确定其所受电场力方向,根据正电荷的电场分布可明确电场线的方向以及电场的强弱,根据电场力做功可明确电势能和动能的变化,根据电场线的分布即可明确加速度的大小关系.【解答】解:A、由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动,电场力指向轨迹内侧,电场力方向大致向右,对带电粒子做正功,则可知电势能减小,动能增加,故粒子在a点具有的电势能大于在b点具有的电势能,故A正确,B错误;C、电场线向右,粒子受力向右,则说明粒子带正电.故C错误.D、a点离点电荷较近,a点的电场强度大于b点的电场强度,带电粒子在a点的大于在b点的电场力,根据牛顿第二定律得知,带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度.故D错误;故选:A.二、多项选择(每空6分,共18分)8.如图,一带电粒子射入一固定在O的点电荷的电场中,粒子运动轨迹如图中虚线abc所示,图中实线是同心圆弧,表示电场的等势面,粒子重力不计,则以下判断中正确的是()A.此粒子一直受到静电斥力作用B.粒子在b点的速度一定大于在a点的速度C.粒子在b点的电势能一定大于在a点的电势能D.粒子在a点和c点的速度大小一定相等【考点】等势面.【分析】电场线与等势面垂直.电场线密的地方电场的强度大,电场线疏的地方电场的强度小,沿电场线的方向,电势降低,电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加.【解答】解:A、曲线运动的合力指向曲线的内侧,根据轨迹弯曲方向判断出,粒子在a→b→c的过程中,一直受静电斥力作用,故A正确.B、粒子由a到b,电场力做负功,所以粒子的电势能增加,动能减少,故粒子在b点的速度一定小于在a点的速度,故B错误.C、根据动能定理,粒子由a到b,电场力做负功,电势能增大,所以b点的电势能一定大于在a点的电势能,故C正确.D、c点和a点在不同的等势面上,电场力做功不为零,动能不相等,故它们的速度的大小不相等,故D错误.故选:AC.9.如图所示,为某一点电荷所形成的一簇电场线,a、b、c 三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹,其中b虚线为一圆弧,AB的长度等于BC的长度,且三个粒子的电荷量大小相等,不计粒子重力,则以下说法正确的是()A.a一定是正粒子的运动轨迹,b和c一定是负粒子的运动轨迹B.由于AB的长度等于BC的长度,故U AB=U BCC.a虚线对应的粒子的加速度越来越小,c虚线对应的粒子的加速度越来越大,b虚线对应的粒子的加速度大小不变D.b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量【考点】电场线.【分析】电场线的疏密反映了电场强度的大小;根据曲线运动的条件判断电场力方向;结合离心运动的条件列式比较粒子质量大小.【解答】解:A、图为某一点电荷所形成的一簇电场线,由于没有说明是正电荷的电场,还是负电荷的电场,所以无法判断出电场线的方向;所以不能判断出abc三种粒子的电性;故A错误;B、根据公式U=,由于AB间的平均场强小于BC间的平均场强,故U AB<U BC,故B错误;C、由于电场线的疏密表示电场强度的大小,粒子只受电场力,故a虚线对应的粒子的加速度越来越小,c虚线对应的粒子的加速度越来越大,b虚线对应的粒子的加速度大小不变,故C正确;D、a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹;且三个粒子的电荷量大小相等;故静电力相等;由于b粒子做圆周运动,说明向心力等于静电力;C粒子做向心运动,故静电力大于需要的向心力,根据F=m,C粒子的质量较小;故D正确;故选:CD.10.如图甲是某一点电荷形成的电场中的一条电场线,A、B是电场线上的两点,一负电荷q仅在电场力作用下以初速度v0从A运动到B过程中的速度图线如图乙所示,则以下说法中正确的是()A.此电场一定是正电荷形成的电场B.A、B两点的电场强度是E A<E BC.A、B两点的电势是φA>φBD.负电荷q在A、B两点的电势能大小是E pA>E pB【考点】电场线;电势差与电场强度的关系.【分析】速度图象的斜率等于物体的加速度,故A点的场强小于B点场强;负电荷所受电场力的方向与场强的方向相反,沿电场线的方向电势降低是解决本题的突破口.【解答】解:A、点电荷做加速度增大的减速运动,电场力增大,场强增大,则点电荷应靠近场源电荷,所以此电场应是负电荷形成的电场,故A错误.B、速度图象的斜率等于物体的加速度,由图可知点电荷从A向B运动的过程中加速度越来越大,故A点的场强小于B点场强.即E A<E B,故B正确.C、由于点电荷沿电场线运动过程中做减速运动,电场力做负功,电势能增大,而负电荷在电势高处电势能小,在电势低处电势能大,所以得知电势应降低,即A点电势比B点的电势高,φA>φB,故C正确.D、由上知,点电荷的速度减小,动能减小,由于仅在电场力作用,所以根据能量守恒电势能电势能增大,即E PA <E PB.故D错误.故选BC.三、计算题(每空20分,共40分)11.如图甲所示,M、N是真空中两个电荷量均为+Q的固定点电荷,M、N间的距离为a;沿MN连线的中垂线建立坐标轴,P是x轴上的点,∠OPM=30°.已知静电力常量为ka.求P点场强的大小和方向;b.在图乙中定性画出场强E随x变化的图象(取向右为场强E的正方向).【考点】电势差与电场强度的关系;电场的叠加.【分析】a、P点场强由两个点电荷产生的场强的合成,根据场的叠加原理和对称性求解.b、x轴上场强可运用极限法分析.O处场强为零,无穷远处场强也为零,则从O到无穷远处场强先增大后减小.【解答】解:a.由几何关系可知,P、M间的距离r==aM在P点场强的大小为,方向与x轴正方向成30°.由场的叠加原理和对称性可知,P点合场强的大小,方向沿x轴正方向.b.O处场强为零,无穷远处场强也为零,则从O到无穷远处场强先增大后减小,场强E随x变化的示意图如图所示.答:a、P点合场强的大小为,方向沿x轴正方向.b、场强E随x变化的示意图如图所示.12.把带电荷量2×10﹣8C的正点电荷从无限远处移到电场中A点,要克服电场力做功8×10﹣6J,若把该电荷从无限远处移到电场中B点,需克服电场力做功2×10﹣8J,取无限远处电势为零.求:(1)A点的电势;(2)A、B两点的电势差;(3)若把2×10﹣5C的负电荷由A点移到B点电场力做的功.【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系;电势能.【分析】根据电势的定义式φA=U Ao=求A点的电势,但要注意应是把该正电荷由A移到无限远电场力做的功;最后根据电场力做功与电势差关系公式W AB=qU AB求解电场力做的功.【解答】解:(1)根据电势的定义式φA=U Ao===400V(2)根据电势的定义式φB=U Bo===100VA、B两点的电势差U AB=φA﹣φB=300V(3)把2×10﹣5C的负电荷由A点移到B点电场力做的功W AB=q1U AB电场=﹣2×10﹣5 C×300V=﹣6×10﹣3J 答:(1)A点的电势为400V;(2)A、B两点的电势差为300V;(3)若把2×10﹣5C的负电荷由A点移到B点电场力做的功为﹣6×10﹣3J.2016年9月21日。
学必求其心得,业必贵于专精第二周周练(运动的描述匀变速直线运动的研究)一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分.有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.(2013·苏北星级中学联考)近几年,国内房价飙升,在国家宏观政策调控下,房价上涨出现减缓趋势.王强同学将房价的“上涨"类比成运动学中的“加速",将房价的“下跌”类比成运动学中的“减速”,据此,你认为“房价上涨出现减缓趋势"可以类比成运动学中的()A.速度增加,加速度减小 B.速度增加,加速度增大C.速度减小,加速度增大 D.速度减小,加速度减小2.(2013·上海普陀期末)甲、乙两位同学进行百米赛跑,假如把他们的运动近似为匀速直线运动来处理,他们同时从起跑线起跑,经过一段时间后他们的位置如图所示,在下图中分别作出在这段时间内两人运动的位移x、速度v与时间t的关系图象,正确的是( )3.(2013·北京西城期末)用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度.已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4。
0 mm,遮光条经过光电门的遮光时间为0.040 s.则滑块经过光电门位置时的速度大小为A.0.10 m/s B.100 m/sC.4。
0 m/s D.0。
40 m/s4.(2013·辽宁重点中学联考)甲、乙两个物体从同一地点、沿同一直线同时做直线运动,其v-t图象如图所示,则()A.1 s时甲和乙相遇B。
2 s时甲的速度方向反向C。
2~6 s内甲相对乙做匀速直线运动D。
4 s时乙的加速度方向反向5.如右图所示,水龙头开口处A的直径d1=2 cm,A离地面B的高度h=80 cm,当水龙头打开时,从A处流出的水流速度v1=1 m/s,在空中形成一完学必求其心得,业必贵于专精整的水流束.则该水流束在地面B处的截面直径d2约为(g取10 m/s2)()A。
北大附中焦作校区2016届高三物理周测试卷(5)(考查范围:运动和力综合A 分值:100分)一、选择题(每小题6分,1—5单选,6—8多选,共48分)1.2014·南京盐城一模如图G11所示,壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行,关于它在此平面内的受力分析,图G12中正确的是( )图G11图G122.如图G13所示,小车受到水平向右的弹力作用,下列关于该弹力的说法中正确的是( )图G13A.弹簧发生拉伸形变B.弹簧发生压缩形变C.该弹力是小车形变引起的D.该弹力的施力物体是小车3.如图G14所示,截面为三角形的木块a上放置一铁块b,三角形木块竖直边靠在粗糙的竖直墙面上,现用竖直向上的作用力F推动木块与铁块一起向上匀速运动,运动过程中铁块与木块始终保持相对静止,则下列说法正确的是( )图G14A.木块a与铁块b间不一定存在摩擦力B.木块与竖直墙面间不存在水平弹力C.木块与竖直墙面间一定存在摩擦力D.竖直向上的作用力F一定大于铁块与木块的重力之和4.2014·福建六校联考我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭成功发射第九颗北斗导航卫星,这是北斗导航系统组网的第四颗倾斜地球同步轨道卫星.关于这次卫星与火箭上天的情形叙述正确的是( )A .火箭尾部向外喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得了向前的推力B .火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行的动力C .火箭飞出大气层后,由于没有了空气,火箭虽然向后喷气,但也无法获得前进的动力D .卫星进入预定轨道之后,与地球之间不存在相互作用5.2014·湖北重点中学联考如图G15所示,在建筑工地,民工用两手对称水平使力将两长方体水泥制品夹紧并以加速度a 竖直向上匀加速搬起,其中A 的质量为m ,B 的质量为3m ,水平作用力大小为F ,A 、B 之间的动摩擦因数为μ,在此过程中,A 、B 间的摩擦力大小为( )图G15A .μFB .2μF C.32m (g +a ) D .m (g +a ) 6.图G16是某同学站在压力传感器上做“蹲起”动作时记录的压力F 随时间t 变化的图线,由图线可知该同学( )图G16A .体重约为680 NB .做了两次下蹲—起立的动作C .做了一次下蹲—起立的动作,且下蹲后约2 s 起立D .下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态7.如图G17所示,小车在外力作用下沿倾角为θ的斜面运动,小车的支架上用细线拴一个摆球,悬点为O .现用过O 的水平虚线MN 和竖直虚线PQ 将竖直平面空间分成四个区间,下列说法正确的是( )图G17A .若小车沿斜面向上匀速运动,则稳定后细线可能在Ⅲ区与竖直方向成一定夹角B .若小车沿斜面向下匀加速运动,则稳定后细线可能在Ⅳ区与竖直方向成一定夹角C .无论小车沿斜面向下匀加速运动的加速度为多大,稳定后细线都不可能在Ⅰ区与水平方向成一定夹角D .无论小车沿斜面向上匀加速运动的加速度为多大,稳定后细线都不可能沿与ON 重合的水平方向8.如图G18所示,质量为M 、中空部分为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上,光滑槽内有一质量为m 的小铁球.现用一个水平向右的推力F 推动凹槽,当小铁球与光滑凹槽相对静止时,凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成α角,重力加速度为g .下列说法正确的是( )图G18A .小铁球受到的合外力方向水平向左B .凹槽对小铁球的支持力为mgsin αC .系统的加速度为g tan αD .推力F =(m +M )g tan α二、实验题(每小题3分,共计12分) 9.2014·江西赣州联考图G19为接在50 Hz 低压交流电源上的打点计时器在拖动纸带的物体做匀加速直线运动时打出的一条纸带,图中所示的是每打5个点所取的计数点,但第3个计数点没有画出.由图中数据可求得:图G 19(1)该物体的加速度为________m/s 2.(2)第3个计数点与第2个计数点的距离约为______cm. (3)打第2个计数点时该物体的速度为________m/s. (4)如果当时电网中交变电流的频率是f =51 Hz ,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”).三、计算题(40分)10.(20分)2014·南昌二模有一个冰上木箱的游戏节目,规则是:选手们从起点开始用力推箱一段时间后,放手让箱向前滑动,若箱最后停在桌上有效区域内,则视为成功;若箱最后未停在桌上有效区域内,则视为失败.其简化模型如图G110所示,AC 是长度为L 1=7 m 的水平冰面,选手们可将木箱放在A 点,从A 点开始用一个恒定不变的水平推力推箱,BC 为有效区域.已知BC 长度L 2=1 m ,木箱的质量m =50 kg ,木箱与冰面间的动摩擦因数μ=0.1.g 取10 m/s 2.某选手作用在木箱上的水平推力F =200 N ,木箱沿AC 做直线运动,若木箱可视为质点,那么该选手要想游戏获得成功,试求:(1)推力作用在木箱上时木箱的加速度大小; (2)推力作用在木箱上的时间t 应满足的条件.图G1101分)2015·广州海珠区摸底如图G111所示,在水平长直的轨道上,一长度L=2 m的平板车在外力控制下以v0=4 m/s的速度向右做匀速直线运动.某时刻将一质量m=1 kg的小滑块轻放到车面的中点,滑块与车面间的动摩擦因数μ=0.2,g取10 m/s2.(1)求小滑块的加速度大小和方向.(2)通过计算判断滑块是否会从车上掉下.(3)若在滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与v0同向的恒力F,要保证滑块不从车的左端掉下,恒力F的大小应满足什么条件?北大附中焦作校区2016届高三物理周测试卷(5)20150914答案1.A [解析] 壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行,受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,A正确.2.A [解析] 小车受到水平向右的弹力作用,弹簧发生拉伸形变,该弹力是弹簧形变引起的,该弹力的施力物体是弹簧,选项A正确,选项B、C、D错误.3.B [解析] 隔离铁块b,因其匀速运动,故铁块b受到重力、木块对它的垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的静摩擦力,选项A错误;将a、b看作一个整体,a、b整体在水平方向上不受力,故木块与竖直墙面间不存在水平弹力,没有弹力也就没有摩擦力,在竖直方向上,有F=G a+G b,选项B正确,选项C、D错误.4.A [解析] 火箭升空时,其尾部向下喷气,火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体,火箭向下喷气时,喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力,即为火箭上升的推动力,此力并不是由周围的空气提供的,因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关,选项B、C错误,选项A正确;火箭运载卫星进入轨道之后,卫星与地球之间依然存在相互吸引力,即卫星吸引地球,地球吸引卫星,这是一对作用力与反作用力,选项D 错误.5.D [解析] 由于A 、B 相对静止,故A 、B 之间的摩擦力为静摩擦力,A 、B 错误.设民工对A 、B 在竖直方向上的摩擦力为f ,以A 、B 整体为研究对象,在竖直方向上,有2f -(m +3m )g =(m +3m )a ,设B 对A 的摩擦力为f ′,对A 由牛顿第二定律有f -f ′-mg =ma ,解得f ′=m (g +a ),D 正确,C 错误.6.AC [解析] 当该同学站在压力传感器上静止不动时,其所受的合力为零,即压力恒等于该同学的体重值,由图线可知,该同学的体重为680 N ,选项A 正确.每次下蹲,该同学都将经历先向下加速(加速度方向向下)、后向下减速(加速度方向向上)的运动,即先处于失重状态,后处于超重状态,读数F 先小于体重、后大于体重;每次起立,该同学都将经历先向上加速(加速度方向向上)、后向上减速(加速度方向向下)的运动,即先处于超重状态,后处于失重状态,读数F 先大于体重、后小于体重.由图线可知,选项C 正确,选项B 、D 错误.7. BD [解析] 若小车匀速运动,则小球所受的合力应为零,所以细线应处于竖直状态,选项A 错误;若小车沿斜面向下加速运动,则小球的加速度方向沿斜面向下,所以小球所受的合外力方向就沿斜面向下,由此可知选项B 正确,选项C 错误;同理,选项D 正确.8.CD [解析] 小铁球和凹槽整体在水平方向上只受推力F 作用,故系统有向右的加速度,小铁球受到的合外力方向水平向右,凹槽对小铁球的支持力为mgcos α,选项A 、B 错误.小铁球所受的合外力为mg tan α,加速度为g tan α,推力F =(m +M )g tan α,选项C 、D 正确.9.(1)0.74 (2)4.36 (3)0.399 (4)偏小[解析] (1)因交变电流的频率为50 Hz ,则打点周期为0.02 s ,由于每打5个点取一个计数点,所以相邻的计数点之间的时间间隔T =0.1 s .根据Δx =aT 2,所以加速度a =x 45-x 123T2=0.74 m/s 2.(2)第2、3两计数点的间距x 23=x 12+aT 2=4.36 cm.(3)根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可得打第2个计数点时的速度v 2=x 12+x 232T=0.399 m/s.(4)如果在某次实验中交变电流的频率是51 Hz ,则实际打点周期变小(小于0.02 s),根据Δx =aT 2可得,真实的加速度值会偏大,所以测量的加速度值与真实的加速度值相比偏小.10.(1)3 m/s 2(2)1 s ≤t ≤426s [解析] (1)设推力作用在木箱上时木箱的加速度为a 1,根据牛顿第二定律得 F -μmg =ma 1解得a 1=3 m/s 2.(2)撤去推力后,设木箱的加速度大小为a 2,根据牛顿第二定律得 μmg =ma 2解得a 2=1 m/s 2推力作用在木箱上时间t 内的位移为 x 1=12a 1t 2撤去力F 后木箱继续滑行的距离为x 2=(a 1t )22a 2木箱停在有效区域内,要满足条件 L 1-L 2≤x 1+x 2≤L 1解得1 s ≤t ≤426 s. 11.(1)2 m/s 2,方向向右 (2)会 (3)F ≥6 N[解析] (1)滑块放上车面时相对车向左运动,滑动摩擦力向右,f =μmg 根据牛顿第二定律有F 合=ma F 合=f解得a =2 m/s 2,方向向右.(2)滑块放上车面后做匀加速直线运动,设当经历时间t 之后速度达到v 0,滑块通过的位移x 1=12at 2且v 0=at平板车通过的位移x 2=v 0t 位移之差Δx =x 2-x 1=4 m由于Δx >12L =1 m ,故滑块会掉下来.(3)恒力F 的方向与摩擦力方向相同,故滑块所受的合力 F ′合=f +F由牛顿第二定律有F ′合=ma 0滑块放上车后做匀加速直线运动,设当经历时间t 0之后速度达到v 0,滑块通过的位移为x 11=12a 0t 20且v 0=a 0t 0平板车通过的位移x 22=v 0t 0由题可知,需要满足位移之差Δx 0=x 22-x 11≤12L联立解得F ≥6 N.。
第八次周练(曲线运动万有引力)本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,试卷满分为100分.第Ⅰ卷(选择题,共40分)一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分.有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.下列关于运动和力的叙述中,正确的是()A.做曲线运动的物体,其加速度方向一定是变化的B.物体做圆周运动,所受的合力一定指向圆心C.物体所受合力方向与运动方向相反,该物体一定做直线运动D.物体运动的速率在增加,所受合力方向一定与运动方向相同2. 如图所示,小球P在A点从静止开始沿光滑的斜面AB运动到B点所用的时间为t1,在A点以一定的初速度水平向右抛出,恰好落在B点所用时间为t2,在A点以较大的初速度水平向右抛出,落在水平面BC上所用时间为t3,则t1、t2和t3的大小关系正确的是( )A.t1〉t2=t3B.t1〈t2=t3C.t1>t2〉t3D.t1〈t2<t33.(2013·东北四校一模)如图所示,射击枪水平放置,射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上,枪口与目标靶之间的距离x=100 m,子弹射出的水平速度v=100 m/s,子弹从枪口射出的瞬间目标靶由静止开始释放,不计空气阻力,重力加速度取g=10 m/s2,有关下列说法正确的是()A.子弹从枪口射出到击中目标靶经历的时间t=1 sB.目标靶由静止开始释放到被子弹击中,下落的距离h=0.5 m C.若子弹从枪口射出的水平速度v=200 m/s,一定击不中目标靶D.若子弹从枪口射出的瞬间目标靶以某速度竖直下抛,子弹可能击中目标靶中心4.(2013·上海华师大附中八校联考)在轨道上稳定运行的空间站中,有如图所示的装置,半径分别为r和R(R>r)的甲、乙两个光滑的圆形轨道在同一竖直平面上,轨道之间有一条水平轨道CD相连,宇航员让一小球以一定的速度先滑上甲轨道,通过粗糙的CD段,又滑上乙轨道,最后离开两圆轨道,那么下列说法正确的是()A.小球在CD间由于摩擦力而做减速运动B.小球经过甲轨道最高点时比经过乙轨道最高点时速度大C.如果减小小球的初速度,小球有可能不能到达乙轨道的最高点D.小球经过甲轨道最高点时对轨道的压力大于经过乙轨道最高点时对轨道的压力5.(2013·江苏扬州质检)如图所示,竖直平面内放置一直角杆AOB,杆的水平部分粗糙,竖直部分光滑,两部分各有质量相等的小球A和B套在杆上,A、B间用轻绳相连,以下说法中正确的是()A.若用水平拉力向右缓慢地拉A,则拉动过程中A受到的摩擦力不变B.若以一较明显的速度向右匀速地拉A,则拉动过程中A受到的摩擦力不变C.若以一较明显的速度向右匀速地拉A,则过程中A受到的摩擦力比静止时的摩擦力要大D.若以一较明显的速度向下匀速地拉B,则过程中A受到的摩擦力与静止时的摩擦力相等6.如图所示,物体甲从高H处以速度v1平抛,同时物体乙从距甲水平方向距离x处由地面以速度v2竖直上抛,不计空气阻力,两个物体在空中某处相遇,下列叙述中正确的是A.从抛出到相遇所用的时间是x/v1B.如果相遇发生在乙上升的过程中,则v2>错误!C.如果相遇发生在乙下降的过程中,则v2〈错误!D.若相遇点离地面高度为H/2,则v2=错误!7.假设太阳系中天体的密度不变,天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半,地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动,则下列物理量变化正确的是()A.地球的向心力变为缩小前的一半B.地球的向心力变为缩小前的错误!C.地球绕太阳公转周期与缩小前的相同D.地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半8.(2012·北京理综)关于环绕地球运行的卫星,下列说法正确的是()A.分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星,不可能具有相同的周期B.沿椭圆轨道运行的一颗卫星,在轨道不同位置可能具有相同的速率C.在赤道上空运行的两颗地球同步卫星,它们的轨道半径有可能不同D.沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星,它们的轨道平面一定会重合9.现在城市的滑板运动非常流行,在水平地面上一名滑板运动员双脚站在滑板上以一定速度向前滑行,在横杆前起跳并越过杆,从而使人与滑板分别从杆的上下通过,如图所示.假设人和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计,运动员能顺利完成该动作,最终仍落在滑板原来的位置上,要使这个表演成功,运动员除了跳起的高度足够外,在起跳时双脚对滑板作用力的合力方向应该( )A.竖直向上B.向下适当偏后C.竖直向下D.向上适当偏前10.如图所示,竖直薄壁圆筒内壁光滑、半径为R,上部侧面A处开有小口,在小口A的正下方h处亦开有与A大小相同的小口B,小球从小口A沿切线方向水平射入筒内,使小球紧贴筒内壁运动,要使小球从B口处飞出,小球进入A 口的最小速率v0为( )A.πR错误!B.πR错误!C.πR错误!D.2πR错误!第Ⅱ卷(非选择题,共60分)二、填空题(本题共2小题,每题8分,共16分)11.如下图所示的是“研究小球的平抛运动”时拍摄的闪光照片的一部分,其背景是边长为 5 cm的小方格,取g=10 m/s2.由此可知:闪光频率为________Hz;小球抛出时的初速度大小为________m/s;从抛出点到C点,小球速度的改变最大为________ m/s。
物理选择题(16182021为多选,选对的6分,对而不全得3分,多选错选得0分,其他为单选。
6x8=48分)14、某质点做直线运动,运动速率的倒数1/v 与位移x 的关系如题图所示,关于质点运动的下列说法正确的是()A .质点做匀加速直线运动B .1/v –x 图线斜率等于质点运动加速度C .四边形AA′B′B 面积可表示质点运动时间D .四边形BB′C′C 面积可表示质点运动时间15、如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,R 1=20Ω,R 2=30Ω,C 为电容器。
已知通过R 1的正弦交流电如图乙所示,则()A.交流电的频率为0.02HzB.原线圈输入电压的最大值为2002VC.电阻R 2的电功率约为6.67WD.通过R 3的电流始终为零16、如图(甲)所示,静止在水平地面上的物块A ,受到水平拉力F 的作用,F 与时间t 的关系如图(乙)所示。
设物块与地面间的最大静摩擦力F fm 的大小与滑动摩擦力大小相等,则t 1~t 3时间内()A t 1时刻物块的速度为零B t 2时刻物块的加速度最大C t 3时刻物块的动能最大D t1~t 3时间内F 对物块先做正功后做负功17.利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度。
其中2为力敏传感器,3为数字电压表,5为底部长为L 的线框。
当外界拉力作用于力敏传感器的弹性梁上时,数字电压表上的读数U 与所加外力F 成正比,即U=KF ,式中K 为比例系数。
用绝缘悬丝把线框固定在力敏传感器的挂钩上,并用软细铜丝连接线框与电源。
当线框中电流为零时,输出电压为U 0;当线框中电流为I 时,输出电压为U ,则磁感应强度的大小为()A.KIL U =BB.KIL U 0=BC.KIL U 2U 0+=BD.KIL U -U 0=B 18、如图所示,半径为R 的半圆形区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B ,半圆的左边垂直x 轴放置一粒子发射装置,在-R≤y≤R 的区间内各处均沿x 轴正方向同时发射出一个带正电粒子,粒子质量均为m 、电荷量均为q 、初速度均为v ,重力忽略不计,所有粒子均能穿过磁场到达y 轴,其中最后到达y 轴的粒子比最先到达y 轴的粒子晚△t 时间,则()A .粒子到达y 轴的位置一定各不相同B .磁场区域半径R 应满足mvR Bq≤C .从x 轴入射的粒子最先到达y 轴D .m R t qB vθ∆=-,其中角度θ的弧度值满足 θBqR mv 19.一均匀带正电的半球壳,球心为O 点,AB 为其对称轴,平面L 垂直AB 把半球壳一分为二,且左右两侧球壳的表面积相等,L 与AB 相交于M 点。
2015-2016学年北京大学附中河南分校高三(上)周测物理试卷(3)一、选择题(每小题6分,共48分1-6单选,7-10题多选)1.如图光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内,A端与水平面相切,穿在轨道上的小球在拉力F作用下,缓慢地由A向B运动,F始终沿轨道的切线方向,轨道对球的弹力为N.在运动过程中()A.F增大,N减小B.F减小,N减小C.F增大,N增大D.F减小,N增大2.如图所示,在拉力作用下,小球A沿光滑的斜面缓慢地向上移动,在此过程中,小球受到的拉力F和支持力F N的大小变化是()A.F增大,F N减小B.F和F N均减小C.F和F N均增大D.F减小,F N不变3.如图所示,小狗匀速向前跑动时,绳索上的拉力为F,绳索与地面夹角为θ=30°,此时小狗向前跑动的动力是()A.F B.C. F D.2F4.如图所示,超市中的购物小车放在光滑斜面上,被竖直放置的光滑挡板挡住而静止,若小车总重为G,斜面倾角为30°,则光滑挡板受到小车的压力等于()A.G B.C.G D.G5.如图所示,光滑斜面的倾角为30°轻绳通过两个滑轮与A相连,轻绳的另一端固定于天花板上,不计轻绳与滑轮的摩擦.物块A的质量为m不计滑轮的质量,挂上物块B后,当滑轮两边轻绳的夹角为90°时,A、B恰能保持静止,则物块B的质量为()A.B.m C.m D.2m6.如图所示,有一质量不计的杆AO,长为R,可绕A自由转动.用绳在O点悬挂一个重为G的物体,另一根绳一端系在O点,另一端系在以O点为圆心的圆弧形墙壁上的C点.当点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中(保持OA与地面夹角θ不变),OC绳所受拉力的大小变化情况是()A.逐渐减小 B.逐渐增大 C.先减小后增大 D.先增大后减小7.如图所示,用细绳将条形磁铁A竖直挂起,再将小铁块B吸在条形磁铁A的下端,静止后将细绳烧断,A、B同时下落,不计空气阻力,则下落过程中()A.小铁块B的加速度一定为gB.小铁块B只受一个力的作用C.小铁块B可能只受两个力的作用D.小铁块B共受三个力的作用8.如图所示,C是水平地面,A、B是两个长方形物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,物体A 和B以相同的速度作匀速直线运动.由此可知,A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的滑动摩擦系数μ2有可能是()A.μ1=0,μ2=0 B.μ1=0,μ2≠0 C.μ1≠0,μ2=0 D.μ1≠0,μ2≠09.如图所示,质量为m1,m2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面,m2在空中),力F与水平方向成θ角.则m1所受支持力N和摩擦力f正确的是()A.N=m1g+m2g﹣FsinθB.N=m1g+m2g﹣FcosθC.f=FcosθD.f=Fsinθ10.如图所示,在斜面上放两个光滑球A和B,两球的质量均为m,它们的半径分别是R和r,球A左侧有一垂直于斜面的挡板P,两球沿斜面排列并处于静止,以下说法中正确的是()A.斜面倾角θ一定,R>r时,R越大,r越小,B对斜面的压力越小B.斜面倾角θ一定,R=r时,两球之间的弹力最小C.斜面倾角θ一定时,无论半径如何,A对挡板的压力一定D.半径一定时,随着斜面倾角θ逐渐增大,A受挡板的作用力先增大后减小二、非选择题(每题20分,共计40分)11.如图所示,一个球A夹在竖直墙与三角劈B的斜面之间,三角劈的重力为G,劈的底部与水平地面间的摩擦因数为μ,劈的斜面与竖直墙面是光滑的.问欲使三角劈静止不动球的重力不能超过多大?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)12.有些人员,如电梯修理员、牵引专家等,常需要知道绳(或金属线)中的张力T,可又不便到绳(或线)的自由端去测量.现某家公司制造了一种夹在绳上的仪表(图中B、C为该夹子的横截面).测量时,只要如图示那样用一硬杆竖直向上作用在绳上的某点A,使绳产生一个微小偏移量a,借助仪表很容易测出这时绳对硬杆的压力F.现测得该微小偏移量为a=12mm,BC间的距离为2L=250mm,绳对硬杆的压力为F=300N,试求绳中的张力T.2015-2016学年北京大学附中河南分校高三(上)周测物理试卷(3)一、选择题(1-6单选,7-10题多选)1.如图光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内,A端与水平面相切,穿在轨道上的小球在拉力F作用下,缓慢地由A向B运动,F始终沿轨道的切线方向,轨道对球的弹力为N.在运动过程中()A.F增大,N减小B.F减小,N减小C.F增大,N增大D.F减小,N增大解:对球受力分析,受重力、支持力和拉力,如,根据共点力平衡条件,有N=mgcosθF=mgsinθ其中θ为支持力N与竖直方向的夹角;当物体向上移动时,θ变大,故N变小,F变大;故A正确2.如图所示,在拉力作用下,小球A沿光滑的斜面缓慢地向上移动,在此过程中,小球受到的拉力F和支持力F N的大小变化是()A.F增大,F N减小B.F和F N均减小C.F和F N均增大D.F减小,F N不变解:小球受重力G、支持力F N、拉力F处于动态平衡状态.根据平衡条件得知:F N与F的合力与G大小相等、方向相反,作出这两个力的合力,如图.由力的合成图可知,F增大,F N减小.A正确3.如图所示,小狗匀速向前跑动时,绳索上的拉力为F,绳索与地面夹角为θ=30°,此时小狗向前跑动的动力是()A.F B.C. F D.2F解:把绳索上的拉力F分解,F的水平分量Fcosθ与小狗的动力满足二力平衡条件,因此小狗向前跑动的动力等于Fcosθ=F,C正确4.如图所示,超市中的购物小车放在光滑斜面上,被竖直放置的光滑挡板挡住而静止,若小车总重为G,斜面倾角为30°,则光滑挡板受到小车的压力等于()A.G B.C.G D.G解:对小车进行受力分析如图,由图可知:所以:F=根据牛顿第三定律可知,光滑挡板受到小车的压力等于挡板对小车的支持力,即也是G.A正确5.如图所示,光滑斜面的倾角为30°轻绳通过两个滑轮与A相连,轻绳的另一端固定于天花板上,不计轻绳与滑轮的摩擦.物块A的质量为m不计滑轮的质量,挂上物块B后,当滑轮两边轻绳的夹角为90°时,A、B恰能保持静止,则物块B的质量为()A.B.m C.m D.2m解:先对A受力分析,再对B受力分析,如图根据共点力平衡条件,有mgsin30°=T解得M=选A6.如图所示,有一质量不计的杆AO,长为R,可绕A自由转动.用绳在O点悬挂一个重为G的物体,另一根绳一端系在O点,另一端系在以O点为圆心的圆弧形墙壁上的C点.当点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中(保持OA与地面夹角θ不变),OC绳所受拉力的大小变化情况是()A.逐渐减小B.逐渐增大C.先减小后增大D.先增大后减小解:对G分析,G受力平衡,则拉力等于重力;故竖直绳的拉力不变;再对O点分析,O受绳子的拉力OA的支持力及OC的拉力而处于平衡;受力分析如图所示;将F和OC绳上的拉力合力,其合力与G大小相等,方向相反,则在OC上移的过程中,平行四边形的对角线保持不变,平行四边形发生图中所示变化,则由图可知OC的拉力先减小后增大,图中D点时力最小;C正确7.如图所示,用细绳将条形磁铁A竖直挂起,再将小铁块B吸在条形磁铁A的下端,静止后将细绳烧断,A、B同时下落,不计空气阻力,则下落过程中()A.小铁块B的加速度一定为g B.小铁块B只受一个力的作用C.小铁块B可能只受两个力的作用D.小铁块B共受三个力的作用解:A、细绳烧断后,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得到:加速度a=g,方向竖直向下.A正确.B、C、D:对B研究:根据牛顿第二定律分析得知,B的合力等于重力,由于条形磁铁A对B有向上的吸引力,则A对B一定有向下有弹力,大小等于磁铁的引力.所以B共受三个力作用.故BC错误,D 正确.选AD8.如图所示,C是水平地面,A、B是两个长方形物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,物体A 和B以相同的速度作匀速直线运动.由此可知,A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的滑动摩擦系数μ2有可能是()A.μ1=0,μ2=0 B.μ1=0,μ2≠0C.μ1≠0,μ2=0 D.μ1≠0,μ2≠0解:先以A为研究对象,A做匀速运动,合力为零,由平衡条件分析可知,A不受摩擦力,否则水平方向上A的合力不为零,不可能做匀速直线运动,则知A、B间的动摩擦因数μ1可能为零,也可能不为零;再以整体为研究对象,由平衡条件分析可知,地面对B一定有摩擦力,则B与地面之间的动摩擦因数μ2一定不为零.选:BD9.如图所示,质量为m1,m2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面,m2在空中),力F与水平方向成θ角.则m1所受支持力N和摩擦力f正确的是()A.N=m1g+m2g﹣FsinθB.N=m1g+m2g﹣FcosθC.f=FcosθD.f=Fsinθ解:对AB整体受力分析,受到重力mg=(m1+m2)g、支持力N、拉力F、滑动摩擦力f,如图根据共点力平衡条件,有Fcosθ﹣f=0N+Fsinθ﹣mg=0解得N=mg﹣Fsinθ=(m1+m2)g﹣Fsinθf=Fcosθ选AC10.如图所示,在斜面上放两个光滑球A和B,两球的质量均为m,它们的半径分别是R和r,球A左侧有一垂直于斜面的挡板P,两球沿斜面排列并处于静止,以下说法中正确的是()A.斜面倾角θ一定,R>r时,R越大,r越小,B对斜面的压力越小B.斜面倾角θ一定,R=r时,两球之间的弹力最小C.斜面倾角θ一定时,无论半径如何,A对挡板的压力一定D.半径一定时,随着斜面倾角θ逐渐增大,A受挡板的作用力先增大后减小解:A、以B球为研究对象,分析受力情况:重力mg、斜面的支持力N和A对B的弹力F,由平衡条件得知N与F的合力与重力mg大小相等、方向相反,则此合力保持不变.斜面倾角θ一定,R>r,R越大,r越小,F与水平方向的夹角越大,如图,作出F在三个不同角度时力的合成图,由图看出,斜面对B的支持力N越大,由牛顿第三定律得知,B对斜面的压力越大.故A错误.B、斜面倾角θ一定,由图根据几何知识得知,当N与F垂直时F最小,即两球间的弹力最小,此时,R=r时.故B正确.C、以两球组成的整体研究得知,A对挡板的压力N A=2mgsinθ,则知斜面倾角θ一定时,无论半径如何,A对挡板的压力N A一定.故C正确.D、由上知,A对挡板的压力N A=2mgsinθ,半径一定时,随着斜面倾角θ逐渐增大,A对挡板的压力N A 增大.故D错误.选BC二、非选择题11.如图所示,一个球A夹在竖直墙与三角劈B的斜面之间,三角劈的重力为G,劈的底部与水平地面间的摩擦因数为μ,劈的斜面与竖直墙面是光滑的.问欲使三角劈静止不动球的重力不能超过多大?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)解:对球A进行受力分析,根据受力平衡有:N==mg对三角劈进行受力分析,根据受力平衡有:f=N•cos45°又:F N=(G+N•cos45°)f=μF N解得:mg=μ•答:欲使三角劈静止不动球的重力不能超过.12.有些人员,如电梯修理员、牵引专家等,常需要知道绳(或金属线)中的张力T,可又不便到绳(或线)的自由端去测量.现某家公司制造了一种夹在绳上的仪表(图中B、C为该夹子的横截面).测量时,只要如图示那样用一硬杆竖直向上作用在绳上的某点A,使绳产生一个微小偏移量a,借助仪表很容易测出这时绳对硬杆的压力F.现测得该微小偏移量为a=12mm,BC间的距离为2L=250mm,绳对硬杆的压力为F=300N,试求绳中的张力T.解:对A点受力分析,如图所示,由平衡条件得:F=2Tsinα当α很小时,sinα≈tanα由几何关系得:tanα=解得:T=,代入数据解得T=1.6×103 N.答:绳子中的张力为1.6×103 N.。
北大附中焦作校区2016届高三物理周测试卷(16)考查范围:电磁感应部分一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分.有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.如图所示,一个半径为L 的半圆形硬导体AB 以速度v 在水平U 型框架上向右匀速滑动,匀强磁场的磁感应强度为B ,回路电阻为R 0,半圆形硬导体AB 的电阻为r ,其余电阻不计,则半圆形导体AB 切割磁感线产生的感应电动势大小及A 、B 之间的电势差分别为( )A .BLv BLvR 0R 0+rB .B πLv B πLvR 0R 0+rC .2BLv 2BLvR 0R 0+rD .2BLv 2BLv2.某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下,大小为4.5×10-5T .一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸,河宽100 m ,该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过.设落潮时,海水自西向东流,流速为2 m/s.下列说法正确的是( )A .河北岸的电势较高B .河南岸的电势较高C .电压表记录的电压为9 mVD .电压表记录的电压为5 mV3.在匀强磁场中,有一个接有电容器的单匝导线回路,如图所示,已知C =30 μF ,L 1=5 cm ,L 2=8 cm ,磁场以5×10-2T/s 的速率增加,则( )A .电容器上极板带正电,带电荷量为6×10-5CB .电容器上极板带负电,带电荷量为6×10-5CC .电容器上极板带正电,带电荷量为6×10-9CD .电容器上极板带负电,带电荷量为6×10-9C4.如下图所示,正方形线圈abcd 位于纸面内,边长为L ,匝数为N ,线圈内接有阻值为R 的电阻,过ab 中点和cd 中点的连线OO ′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上,磁场的磁感应强度为B .当线圈绕OO ′转过90°时,通过电阻R 的电荷量为( )A.BL 22RB.NBL 22RC.BL 2RD.NBL 2R5.如图所示,E 为电池,L 是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈,D 1、D 2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡,S 是控制电路的开关.对于这个电路,下列说法正确的是( )A .刚闭合开关S 的瞬间,通过D 1、D 2的电流大小相等B .刚闭合开关S 的瞬间,通过D 1、D 2的电流大小不相等C .闭合开关S 待电路达到稳定,D 1熄灭,D 2比原来更亮D .闭合开关S 待电路达到稳定,再将S 断开瞬间,D 2立即熄灭,D 1闪亮一下再熄灭6.如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流.现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化.为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率ΔBΔt的大小应为( )A.4ωB 0π B.2ωB 0π C.ωB 0π D.ωB 02π7.半径为a 右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆,单位长度电阻均为R 0.圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B .杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O 开始,杆的位置由θ确定,如右图所示,则( )A .θ=0时,杆产生的电动势为 2BavB .θ=π3时,杆产生的电动势为3BavC .θ=0时,杆受的安培力大小为2B 2avπ+2 R 0D .θ=π3时,杆受的安培力大小为3B 2av5π+3 R 08.如图所示,相距为L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ,上端接有定值电阻R ,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B .将质量为m 的导体棒由静止释放,当速度达到v 时开始匀速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保持拉力的功率恒为P ,导体棒最终以2v 的速度匀速运动.导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g .下列选项正确的是( )A. P =2mgv sin θB. P =3mgv sin θC .当导体棒速度达到v 2时加速度大小为g2sin θD .在速度达到2v 以后匀速运动的过程中,R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功 9.如图所示,在两个沿竖直方向的匀强磁场中,分别放入两个完全一样的水平金属圆盘a 和b ,它们可以绕竖直轴自由转动,用导线把它们相连.当圆盘a 转动时( )A .圆盘b 总是与a 沿相同方向转动B .圆盘b 总是与a 沿相反方向转动C .若B 1、B 2同向,则a 、b 转向相同D .若B 1、B 2反向,则a 、b 转向相同10.如图所示,光滑绝缘水平面上,有一矩形线圈冲入一匀强磁场,线圈全部进入磁场区域时,其动能恰好等于它在磁场外面时的一半,设磁场宽度大于线圈宽度,那么( )A .线圈恰好在刚离开磁场的地方停下B .线圈在磁场中某位置停下C .线圈在未完全离开磁场时即已停下D .线圈完全离开磁场以后仍能继续运动,不会停下来 二、填空题(本题共2小题,每题8分,共16分) 11.如图所示,半径为r 的金属圆环绕通过直径的轴OO ′以角速度ω匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B ,以金属环的平面与磁场方向重合时开始计时,求在转动30°角的过程中,环中产生的感应电动势为________.12.一个边长为10 cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框匝数n =100,线框平面与磁场垂直,电阻为20 Ω.磁感应强度随时间变化的图象如图所示.则在一个周期内线框产生的热量为________ J.三、计算题(本题共4小题,13、14题各10分,15、16题各12分,共44分,计算时必须有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)13.轻质细线吊着一质量为m =0.32 kg 、边长为L =0.8 m 、匝数n =10的正方形线圈,总电阻为r =1 Ω.边长为L2的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧,如图甲所示,磁场方向垂直纸面向里,大小随时间变化如图乙所示,从t =0开始经t 0时间细线开始松弛,取g =10 m/s 2.求:(1)在前t 0时间内线圈中产生的电动势; (2)在前t 0时间内线圈的电功率; (3) t 0的值.14.(2011·浙江理综)如下图甲所示,在水平面上固定有长为L =2 m 、宽为d =1 m 的金属“U”型导轨,在“U”型导轨右侧l =0.5 m 范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间变化规律如下图乙所示.在t =0时刻,质量为m =0.1 kg 的导体棒以v 0=1 m/s 的初速度从导轨的左端开始向右运动,导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1,导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ=0.1Ω/m ,不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取g =10 m/s 2).(1)通过计算分析4 s 内导体棒的运动情况;(2)计算4 s 内回路中电流的大小,并判断电流方向; (3)计算4 s 内回路产生的焦耳热. 15. (2012·天津理综)如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l =0.5 m ,左端接有阻值R =0.3 Ω的电阻.一质量m =0.1 kg ,电阻r =0.1 Ω的金属棒MN 放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B =0.4 T .棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a =2 m/s 2的加速度做匀加速运动,当棒的位移x =9 m 时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q 1:Q 2=2:1.导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:(1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻R 的电荷量q ; (2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q 2; (3)外力做的功W F .16.如下图甲所示,不计电阻的平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L =1 m ,上端接有电阻R =3 Ω,虚线OO ′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m =0.1 kg 、电阻r =1 Ω的金属杆ab 从OO ′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落过程中始终与导轨保持良好接触,杆下落过程中的v -t 图象如下图乙所示.(取g =10 m/s 2)求:(1)磁感应强度B ;(2)杆在磁场中下落0.1 s 过程中电阻R 产生的热量.参考答案:1、解析:根据E =BLv ,感应电动势2BLv ,AB 间的电势差U =ER 0R 0+r,C 项正确. 答案:C2、解析:由E =BLv =(4.5×10-5×100×2)V=9×10-3V =9 mV ,可知电压表记录的电压为9 mV ,选项C 正确,D 错误;从上往下看,画出水流切割磁感线示意图如图所示,据右手定则可知北岸电势高,选项A 正确,B 错误.答案:AC3、解析:电容器两极板间的电势差U 等于感应电动势E ,由法拉第电磁感应定律,可得E =ΔB Δt·L 1L 2=2×10-4V ,电容器的带电荷量Q =CU =CE =6×10-9C ,再由楞次定律可知上极板的电势高,带正电,C 项正确.答案:C4、解析:初状态时,通过线圈的磁通量为Φ1=BL 22,当线圈转过90°时,通过线圈的磁通量为0,由q =ΔΦR 可得通过电阻R 的电量为BL22R.答案:A5、解析:由于线圈的电阻可忽略不计、自感系数足够大,在开关闭合的瞬间线圈的阻碍作用很大,线圈中的电流为零,所以通过D 1、D 2的电流大小相等,A 正确,B 错误.闭合开关S 待电路达到稳定时线圈短路,D 1中电流为零,回路电阻减小,D 2比原来更亮,C 正确.闭合开关S 待电路达到稳定,再将S 断开瞬间,D 2立即熄灭,线圈和D 1形成回路,D 1闪亮一下再熄灭,故A 、C 、D 正确.答案:ACD6、解析:线框转动过程中,等效于长度为半径R 的导体棒绕O 点转动切割磁感线,v =R 2·ω,其产生的感应电动势E =B 0·R ·v =B 0R 2ω2;线框静止不动时,根据法拉第电磁感应定律可知线框产生的感应电动势为E ′=ΔB Δt ·πR 22.根据题意有E =E ′,可得ΔBΔt=ωB 0π,选项C 正确. 答案:C7、解析:θ=0时,杆在CD 位置,产生的电动势为E =B ·2av =2Bav ,通过杆的电流为I =2Bav πaR 0+2aR 0=2Bv πR 0+2R 0,杆受到的安培力为F =BI ·2a =4B 2avπR 0+2R 0,选项A 正确,C错误;θ=π3时,杆切割的有效长度为a ,产生的电动势为E =Bav ,电路的总电阻为R =(2π-π3)aR 0+aR 0=53πaR 0+aR 0,通过杆的电流为I =Bav R =3Bv 5π+3 R 0,杆受到的安培力为F =BIa =3B 2av5π+3 R 0,选项B 错误、D 正确.答案:AD8、解析:当导体棒以速度v 匀速运动时,沿斜面方向有mg sin θ=B 2L 2vR;当导体棒以2v 匀速运动时,沿斜面方向F +mg sin θ=2B 2L 2vR,故F =mg sin θ,此时拉力F 的功率P =F ×2v=2mgv sin θ,选项A 正确,B 错误;当导体棒的速度达到v 2时,沿斜面方向mg sin θ-B 2L 2v2R=ma ,解得a =12g sin θ,选项C 正确;导体棒的速度达到2v 以后,拉力与重力的合力做的功等于R 上产生的焦耳热,选项D 错误.答案:AC9、解析:当圆盘a 转动时,由于切割磁感线而产生感应电流,该电流流入b 盘中,在磁场中由于安培力作用b 盘会转动,但若不知B 1、B 2的方向关系,则b 盘与a 盘的转向关系将无法确定,故A 、B 错.设B 1、B 2都向上,a 盘逆时针转动时,由右手定则可判电流方向为a →a ′→b →b ′→a ,b 盘受力由左手定则可判为顺时针方向,故C 错,同理可得D 正确.答案:D10、解析:线圈冲入匀强磁场时,产生感应电流,线圈受安培力作用做减速运动,动能也减少.同理,线圈冲出匀强磁场时,动能减少,进、出时减少的动能都等于克服安培力做的功.由于进入时的速度大,故感应电流大,安培力大,安培力做的功也多,减少的动能也多,线圈离开磁场过程中,损失动能少于它在磁场外面时动能的一半,因此线圈离开磁场仍继续运动.答案:D11、解析:ΔΦ=Φ2-Φ1=BS sin30°-0=12B πr 2.又Δt =θω=π/6ω=π/(6ω)所以E =ΔΦΔt =12B πr 2π/ 6ω =3B ωr 2.答案:3B ωr 212、解析:由题图可知,线框中穿过均匀变化的磁场,变化周期T =4 s .根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律,线框中产生的感应电动势E =nS ΔBΔt,感应电流I =E R =100×10-220A =5×10-2A ,在一个周期内产生的热量Q =I 2RT =(5×10-2)2×20×4 J=0.2 J. 答案:0.213、解析:(1)由法拉第电磁感应定律得E =n ΔΦΔt =n ×12×(L 2)2ΔB Δt =10×12×(0.82)2×0.5 V=0.4 V.(2)I =Er=0.4 A ,P =I 2r =0.16 W.(3)分析线圈受力可知,当细线松弛时有:F 安=nBt 0I L 2=mg ,I =ErBt 0=2mgr nEL=2 T由图象知:Bt 0=1+0.5t 0(T),解得t 0=2 s. 答案:(1)0.4 V (2)0.16 W (3)2 s14、解析:(1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动,有-μmg =ma v t =v 0+at x =v 0t +12at 2代入数据解得t =1 s ,x =0.5 m ,导体棒没有进入磁场区域.导体棒在1 s 末已停止运动,以后一直保持静止,离左端位置仍为x =0.5 m. (2)前2 s 磁通量不变,回路电动势和电流分别为 E =0,I =0后2 s 回路产生的电动势为E =ΔΦΔt =ld ΔBΔt=0.1 V 回路的总长度为5 m ,因此回路的总电阻为 R =5λ=0.5 Ω 电流为I =ER=0.2 A 根据楞次定律,在回路中的电流方向是顺时针方向. (3)前2 s 电流为零,后2 s 有恒定电流,焦耳热为 Q =I 2Rt =0.04 J.答案:(1)见解析 (2)0.2 A 沿顺时针方向 (3)0.04 J15、解析:(1)设棒匀加速运动的时间为Δt ,回路的磁通量变化量为ΔΦ,回路中的平均感应电动势为E ,由法拉第电磁感应定律得E =ΔΦΔt ① 其中ΔΦ=Blx ②设回路中的平均电流为I ,由闭合电路的欧姆定律得I =E R +r③则通过电阻R 的电荷量为q =I Δt ④联立①②③④式,代入数据得 q =4.5 C ⑤(2)设撤去外力时棒的速度为v ,对棒的匀加速运动过程,由运动学公式得 v 2=2ax ⑥设棒在撤去外力后的运动过程中安培力做功为W ,由动能定理得W =0-12mv 2⑦撤去外力后回路中产生的焦耳热 Q 2=-W ⑧联立⑥⑦⑧式,代入数据得 Q 2=1.8 J ⑨(3)由题意知,撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q 1:Q 2=2:1,可得 Q 1=3.6 J ⑩在棒运动的整个过程中,由功能关系可知 W F =Q 1+Q 2⑪ 由⑨⑩⑪式得 W F =5.4 J ⑫答案:(1)4.5 C (2)1.8 J (3)5.4 J 16、解析:(1)由图象知,杆自由下落0.1 s 进入磁场后以v =1.0 m/s 做匀速运动.产生的电动势E =BLv杆中的电流I =ER +r杆所受安培力F 安=BIL 由平衡条件得mg =F 安 解得B =2 T(2)电阻R 产生的热量Q =I 2Rt =0.075 J答案:(1) 2 T (2)0.075 J。
周练一(直线运动)1、【2013广东高考】.某航母跑道长200m.飞机在航母上滑行的最大加速度为6m/s 2,起飞需要的最低速度为50m/s.那么,飞机在滑行前,需要借助弹射系统获得的最小初速度为A.5m/sB.10m/sC.15m/sD.20m/s2、(2013全国卷大纲版)、将甲乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出,抛出时间间隔为2s ,他们运动的V-t 图像分别如直线甲、乙所示.则 A 、t=2s 时,两球的高度差一定为40mB 、t=4s 时,两球相对于各自抛出点的位移相等C 、两球从抛出至落地到地面所用的时间间隔相等D 、甲球从抛出至达到最高点的时间间隔与乙球的相等 3、【2013上海高考】、汽车以恒定功率沿公路做直线运动,途中通过一块沙地.汽车在公路及沙地上所受阻力均为恒力,且在沙地上受到的阻力大于在公路上受到的阻力.汽车在驶入沙地前己做匀速直线运动,它在驶入沙地到驶出沙地后的一段时间内,位移s 随时间t 的变化关系可能是4、 (2013海南卷)、一物体做直线运动,其加速度随时间变化的a-t 图象如图所示.下列v-t 图象中,可能正确描述此物体运动的是5、【2013广东高考】、如图7,游乐场中,从高处A 到水面B 处有两条长度相同的光滑轨道.甲、乙两小孩沿不同轨道同时从A 处自由滑向B 处,下列说法正确的有 A 、甲的切向加速度始终比乙的大 B 、甲、乙在同一高度的速度大小相等 C 、甲、乙在同一时刻总能到达同一高度 D 、甲比乙先到达B 处a -av -v6、(2013四川卷)、甲、乙两物体在t=0时刻经过同一位置沿x轴运动,其v-t图像如图所示,则A、甲、乙在t=0到t=ls之间沿同一方向运动B、乙在t=0到t=7s之间的位移为零C、甲在t=0到t=4s之间做往复运动D、甲、乙在t =6s时的加速度方向相同7、(2013全国新课标I)、如图、直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置一时间(x-t)图线.由图可知A在时刻t1 ,a车追上b车B在时刻t2,a、b两车运动方向相反C在t1到t2这段时间内,b车的速率先减少后增加D在t1到t2这段时间内,b车的速率一直比a车的大8、【2013江苏高考】. (10 分)某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度,实验装置如图所示. 倾斜的球槽中放有若干个小铁球,闭合开关K,电磁铁吸住第 1 个小球. 手动敲击弹性金属片M,M 与触头瞬间分开, 第1 个小球开始下落,M 迅速恢复,电磁铁又吸住第2 个小球. 当第1 个小球撞击M 时,M 与触头分开,第2 个小球开始下落……. 这样,就可测出多个小球下落的总时间.(1)在实验中,下列做法正确的有_________.(A)电路中的电源只能选用交流电源(B)实验前应将M 调整到电磁铁的正下方(C)用直尺测量电磁铁下端到M 的竖直距离作为小球下落的高度(D)手动敲击M 的同时按下秒表开始计时(2)实验测得小球下落的高度H =1. 980 m,10 个小球下落的总时间T =6. 5 s. 可求出重力加速度g =______ m/ s2. (结果保留两位有效数字)(3)在不增加实验器材的情况下,请提出减小实验误差的两个办法.(4)某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间Δt 磁性才消失,因此,每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差Δt,这导致实验误差. 为此,他分别取高度H1和H2,测量n个小球下落的总时间T1和T2. 他是否可以利用这两组数据消除Δt 对实验结果的影响? 请推导说明9、【2013广东高考】.(18分)(1)研究小车匀变速直线运动的实验装置如图16(a)所示其中斜面倾角θ可调,打点计时器的工作频率为50Hz,纸带上计数点的间距如图16(b)所示,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出.S1S2S3S4S5S6①部分实验步骤如下:A.测量完毕,关闭电源,取出纸带B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车C.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连D.把打点计时器固定在平板上,让纸穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是:(用字母填写)②图16(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔T=s③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5= .为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a=10、(2013山东理综).(13分)(1)图甲为一游标卡尺的结构示意图,当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的________mm.__________(填“A”“B”或“C”)进行测量;示数如图乙所示,该钢笔帽的内径为Array11、(2013浙江理综)、如图所示,装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮,固定在小车上;装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端,另一端系在小车上.一同学用装置甲和乙分别进行实验,经正确操作获得两条纸带①和②,纸带上的a、b、c……均为打点计时器打出的点.(1)任选一条纸带读出b、c两点间的距离为;(2)任选一条纸带求出c、e两点间的平均速度大小为,纸带①和②上c、e两点间的平均速度v①v②(填“大于”“等于”或“小于”);(3)图中(填选项)A、两条纸带均为用装置甲实验所得B、两条纸带均为用装置乙实验所得C、纸带○1为用装置甲实验所得、纸带②为用装置乙实验所得D、纸带○1为用装置乙实验所得、纸带②为用装置甲实验所得12、(2013全国新课标I)(13分) 水平桌面上有两个玩具车A和B,两者用一轻质细橡皮筋相连,存橡皮筋上有一红色标记R.在初始时橡皮筋处于拉直状态,A、B和R分别位于直角坐标系中的(0,2l) (0,-l,)和(0,0)点.已知A从静止开始沿y轴正向做加速度太小为a的匀加速运动:B平行于x轴朝x轴正向匀速运动.在两车此后运动的过程中,标记R在某时刻通过点(l,l).假定橡皮筋的伸长是均匀的,求B运动速度的大小.13、(2013全国卷大纲版)(15分)一客运列车匀速行驶,其车轮在铁轨间的接缝处会产生周期性撞击.坐在该客车中的某旅客测得从第1次到第16次撞击声之间的时间间隔为10.0s.在相邻的平行车道上有一列货车,当该旅客经过货车车尾时,货车恰好从静止开始以恒定加速度沿客车行进方向运动.该旅客在此后的20.0s内,看到恰好有30节货车车厢被他连续超过.已知每根铁轨的长度为25.0m,每节货车车厢的长度为16.0m,货车车厢间距忽略不计.求:(1)客车运行速度的大小;(2)货车运行加速度的大小.14. (2013四川卷) (15分)近来,我国多个城市开始重点治理“中国式过马路”行为.每年全国由于行人不遵守交通规则而引发的交通事故上万起,死亡上千人.只有科学设置交通管制,人人遵守交通规则,才能保证行人的生命安全.如下图2所示,停车线AB与前方斑马线边界CD间的距离为23m.质量8t、车长7m的卡车以54km/h的速度向北匀速行驶,当车前端刚驶过停车线AB,该车前方的机动车交通信号灯由绿灯变黄灯.(1)若此时前方C处人行横道路边等待的行人就抢先过马路,卡车司机发现行人,立即制动,卡车受到的阻力为3×104N.求卡车的制动距离;(2)若人人遵守交通规则,该车将不受影响地驶过前方斑马线边界CD.为确保行人安全,D处人行横道信号灯应该在南北向机动车信号灯变黄灯后至少多久变为绿灯?参考答案:1-7:B BD A D BD BD BC 8、(1)B D (2) 9.4(3)增加小球下落的高度;多次重复实验,结果取平均值.(其他答案只要合理也可)9、(1)DCBA ;(2) 0.1 ; (3)TS S 254+ ; 23216549)(T S S S S S S ++-++ 10、(1)A ;11.3011、答案:(1) ○1 2.10cm ,或② 2.40cm. (2)○11.13m/s ,或②1.25m/s. 小于 (3)C 解析:(1)选择纸带○1读出b 、c 两点间的距离为2.10cm ,选择纸带②读出b 、c 两点间的距离为2.40cm.(2)选择纸带○1读出c 、e 两点间的距离为 4.52cm ,求出c 、e 两点间的平均速度大小为v =4.5220.02⨯×10-2m/s=1.13m/s.选择纸带②读出c 、e 两点间的距离为 5.00cm.求出c 、e 两点间的平均速度大小为v =5.0020.02⨯×10-2m/s=1.25m/s.(3)分析纸带上的点距离可以看出,纸带○1做匀加速运动,纸带②做加速度逐渐减小的加速运动最后做匀速运动,所以带○1为用装置甲实验所得、纸带②为用装置乙实验所得,选项C 正确.12、解析:设B 车的速度大小为v ,如图,标记R 在时刻t 通过点K (l,l ),此时A 、B 的位置分别为H 、G.由运动学公式,H 的纵坐标y A 、G 的横坐标x B 分别为y A =2l+21at 2① x B =vt ②在开始运动时,R 到A 和B 的距离之比为2:1,即OE :OF=2:1由于橡皮筋的伸长是均匀的,在以后任一时刻R 到A 和B 的距离之比都为2:1.因此,在时刻t 有HK :KG=2:1 ③由于△FGH ∽△IGK,有HG :KG= x B :(x B -l ) ④ HG:KG= (y A +l):(2l) ⑤由③④⑤式得x B =23l ⑥ y A =5l ⑦ 联立①②⑥⑦式得 al v 641= ⑧13、(1)设连续两次撞击轨道的时间间隔为Δt ,每根轨道的长度为l ,则客车的速度为 l t =∆v (3分) 其中l =25.0 m ,10.0161s t -∆=解得 37.5 m/s =v (2分)(2)设从货车开始运动后t =20.0 s 内客车行驶的距离为s 1,货车行驶的距离为s 2,货车的加速度为a ,30节货车车厢的总长度为 L =30×16.0 m 由运动学公式有 1s t =v (3分) 2212s at = (3分) 由题意,有 12L s s =- (2分) 联立解得 a =1.35 m/s 2(2分)14、(1)据题意 由 v 2-v 02=2ax ,错误!未找到引用源。
北大附中焦作校区2016届高三物理周测试卷(1)时间:45分钟 考查范围:运动学部分1、【2015浙江-15】如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间t ∆,测得遮光条的宽度为x ∆,用xt∆∆近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度,为使xt∆∆更接近瞬时速度,正确的措施是 A 换用宽度更窄的遮光条 B 提高测量遮光条宽度的精确度 C 使滑块的释放点更靠近光电门D 增大气垫导轨与水平面的夹角 2、【2015山东-14】.距地面高5m 的水平直轨道A 、B 两点相距2m ,在B 点用细线悬挂一小球,离地高度为h ,如图。
小车带的小球由轨道高度自由卸下,小车运动至B 点时细线被轧断,最后两球同时落地。
不计空气阻力,取重力加速度A .1.25mB .2.25mC .3.75mD .4.75m3、【2015广东-13】13.甲乙两人同时同地出发骑自行车做直线运动,前1小时内的位移-时间图像如图3所示。
下列表述正确的是 A .0.2-0.5小时内,甲的加速度比乙的大 B .0.2-0.5小时内,甲的速度比乙的大 C .0.6-0.8小时内,甲的位移比乙的小 D .0.8小时内,甲、乙骑行的路程相等4、一汽车从静止开始做匀加速直线运动,然后刹车做匀减速直线运动,直到停止.下列速度v 和位移x 的关系图象中,能描述该过程的是( )5、【2015江苏-5】如图所示,某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8m 设有一个关卡,各关卡同步放行和关闭,放行和关闭的时间分别为5s 和2s 。
关卡刚放行时,一同学立即在关卡1处以加速度22/m s 由静止加速到2m/s ,然后匀速向前,则最先挡住他前进的关卡是 A .关卡2 B .关卡3 C .关卡4 D .关卡56、[2014·新课标Ⅱ卷] 甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶.在t =0到t =t 1的时间内,它们的v -t 图像如图所示.在这段时间内( )A .汽车甲的平均速度比乙的大B .汽车乙的平均速度等于v 1+v 22C .甲乙两汽车的位移相同D .汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大7、[2014·广东卷] 图6是物体做直线运动的v -t 图像,由图可知,该物体( )A .第1 s 内和第3 s 内的运动方向相反B .第3 s 内和第4 s 内的加速度相同C .第1 s 内和第4 s 内的位移大小不相等D .0~2 s 和0~4 s 内的平均速度大小相等 .8、跳伞运动员从高空悬停的直升机上跳下,运动员沿竖直方向运动的v t 图像如图X16所示,下列说法正确的是( )A .运动员在0~10 s 的平均速度大于10 m/sB .15 s 末开始运动员处于静止状态C .10 s 末运动员的速度方向改变D .10~15 s 运动员做加速度逐渐减小的减速运动 图X169、 如图所示,汽车以10 m/s 的速度匀速驶向路口,当行驶至距路口停车线20 m 处时,还有3 s 绿灯就要熄灭.而该汽车在绿灯熄灭时刚好停在停车线处,则汽车运动的速度—时间图像可能是图X18中的( )10、甲、乙两物体在t=0时刻经过同一位置沿x轴运动,其v-t图像如图所示,则( )A.甲、乙在t=0到t=1 s之间沿同一方向运动B.乙在t=0到t=7 s之间的位移为零C.甲在t=0到t=4 s之间做往复运动D.甲、乙在t=6 s时的加速度方向相同11、 (15分)[2014·山东卷] 研究表明,一般人的刹车反应时间 (即图甲中“反应过程”所用时间)t0=0.4 s,但饮酒会导致反应时间延长.在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v0=72 km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=39 m,减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动.取重力加速度的大小g取10 m/s2.求:(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间;(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少;(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值.12、(15分)某人在相距10 m的A、B两点间练习折返跑,他在A点由静止出发跑向B点,到达B点后立即返回A点.设加速过程和减速过程都是匀变速运动,加速过程和减速过程的加速度大小分别是4 m/s2和8 m/s2,运动过程中的最大速度为4 m/s,从B点返回的过程中达到最大速度后即保持该速度运动到A点,求:(1)从B点返回A点的过程中以最大速度运动的时间;(2)从A点运动到B点与从B点运动到A点的平均速度的大小之比.2015—2016年高三物理周测(一)答案11、【答案】(1)8 m/s 22.5 s (2)0.3 s (3)415[解析] (1)设减速过程中汽车加速度的大小为a ,所用时间为t ,由题可得初速度v 0=20 m/s ,末速度v t =0,位移s =25 m ,由运动学公式得 v 20=2as ① t =v 0a② 联立①②式,代入数据得a =8 m/s 2③ t =2.5 s ④(2)设志愿者反应时间为t ′,反应时间的增加量为Δt ,由运动学公式得 L =v 0t ′+s ⑤ Δt =t ′-t 0⑥ 联立⑤⑥式,代入数据得 Δt =0.3 s ⑦(3)设志愿者所受合外力的大小为F ,汽车对志愿者作用力的大小为F 0,志愿者质量为m ,由牛顿第二定律得 F =ma ⑧由平行四边形定则得 F 20=F 2+(mg )2⑨联立③⑧⑨式,代入数据得F 0mg =415⑩12、【答案】(1)2 s (2)1213[解析] (1)设此人从静止到加速至最大速度时所用的时间为t 1,加速运动的位移大小为x 1,从B 点返回A 点的过程中做匀速运动的时间为t 2,A 、B 两点间的距离为L ,由运动学公式可得v m =a 1t 1 x 1=v m2t 1 L -x 1= v m t 2联立以上各式并代入数据可得t 2=2 s.(2)设此人从A 点运动到B 点的过程中做匀速运动的时间为t 3,减速运动的位移大小为x 2,减速运动的时间为t 4,由运动学方程可得 v m =a 2t 4x 2=v m2t 4L -x 1-x 2= v m t 3v AB v BA =t 1+t 2t 1+t 3+t 4联立以上各式并代入数据可得v AB v BA =1213.。
第九周周练(功和能)1. (2013全国新课标理综II 第20题)目前,在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转,其中一些卫星的轨道可近似为圆,且轨道半径逐渐变小.若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中,只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用,则下列说法正确的是 A 、卫星的动能逐渐减小B 、由于地球引力做正功,引力势能一定减小C 、由于气体阻力做负功,地球引力做正功,机械能保持不变D 、卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小2. (2013高考山东理综第14题)如图所示,楔形木块abc 固定在水平面上,粗糙斜面ab 和光滑斜面bc 与水平面的夹角相同,顶角b 处安装一定滑轮.质量分别为M 、m (M>m )的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,轻绳与斜面平行.两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动.若不计滑轮的质量和摩擦,在两滑块沿斜面运动的过程中 A 、.两滑块组成系统的机械能守恒 B 、重力对M 做的功等于M 动能的增加 C 、轻绳对m 做的功等于m 机械能的增加D 、两滑块组成系统的机械能损失等于M 克服摩擦力做的功3. (2013高考安徽理综第17题)质量为m 的人造地球卫星与地心的距离为r 时,引力势能可表示为E P =-GMmr,其中G 为引力常量,M 为地球质量.该卫星原来的在半径为R 1的轨道上绕地球做匀速圆周运动,由于受到极稀薄空气的摩擦作用,飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R 2,此过程中因摩擦而产生的热量为 A. GMm (21R -11R ) B. GMm (11R -21R ) C. 12GMm (21R -11R ) D. 12GMm (11R -21R )4、(2013全国高考大纲版理综第20题)如图所示,一固定斜面倾角为30°,一质量为m 的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动,加速度大小等于 重力加速度的大小g .物块上升的最大高度为H ,则此过程中,物块的 A 、动能损失了2mgH B 、动能损失了mgH C 、机械能损失了mgH D 、机械能损失了12mgH5、(2013高考江苏物理第5题)水平面上,一白球与一静止的灰球碰撞,两球质量相等. 碰撞过程的频闪照片如图所示,据此可推断,碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的 (A )30% (B )50% (C )70% (D )90%6、(2013高考天津理综物理第2题)我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子3000m 接力三连冠、观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交捧”的运动员乙前面、并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出.在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则 A·甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量 B 、甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C ,甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D 、甲对乙做多少负功,乙对甲就一定做多少正功7、(2013高考江苏物理第9题)如图所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连. 弹簧处于自然长度时物块位于O 点(图中未标出). 物块的质量为m ,AB=a ,物块与桌面间的动摩擦因数为μ. 现用水平向右的力将物块从O 点拉至A 点,拉力做的功为W. 撤去拉力后物块由静止向左运动,经O 点到达B 点时速度为零. 重力加速度为g. 则上述过程中(A )物块在A 点时,弹簧的弹性势能等于W -21μmga (B )物块在B 点时,弹簧的弹性势能小于W -23μmga(C )经O 点时,物块的动能小于W -μmga(D )物块动能最大时,弹簧的弹性势能小于物块在B 点时弹簧的弹性势能 8、(2013全国新课标理综1第21题)2012年11曰,“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功.图(a )为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图.飞机着舰并成功钩住阻拦索后,飞机的动力系统立即关闭,阻拦系统通过阻拦索对飞机施加——作用力,使飞机在甲板上短距离滑行后停止,某次降落,以飞机着舰为计时零点,飞机在t=0.4s 时恰好钩住阻拦索中间位置,其着舰到停止的速度一时间图线如图(b)所示.假如无阻拦索,飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为I000m.已知航母始终静止,重力加速度的大小为g.则 A. 从着舰到停止,飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10 B. 在0.4s-2.5s 时间内,阻拦索的张力几乎不随时间变化 C. 在滑行过程中,飞行员所承受的加速度大小会超过2.5 g D. 在0.4s-2.5s 时间内,阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变 9、(2013高考浙江理综第17题)如图所示,水平板上有质量m =1.0kg 的物块,受到随时间t 变化的水平拉力F 作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力F f 的大小.取重力加速度g =10m/s 2.下列判断正确的是 A 、5s 内拉力对物块做功为零B 、4s 末物块所受合力大小为4.0NC 、物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D 、6s-9s 内物块的加速度的大小为2.0m/s 210、(2013全国新课标I )、一水平放置的平行板电容器的两极扳间距为d ,极扳分别与电池两极相连、上极扳中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计).小孔正上方d/2处的P 点有一带电粒子,该粒子从静止开始下落、经过小孔进入电容器,井在下极扳处(未与极扳接触、返回.若将下极板向上平移d/3,则从P 点开始下落的相同粒子将A 打到下极扳上B 在下极板处返回C 在距上极板d/2处返回D 在距上极扳2d/5处返回11、(2013重庆卷)、我国舰载飞机在“辽宁舰”上成功着舰后,某课外活动小组以舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感兴趣.他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水,制作了如图6(1)图所示的装置,准备定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系.要达到实验目的,需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的和在橡皮条阻拦下前进的距离,还必须增加的一种实验器材是.忽略钢球所受的摩擦力和空气阻力,重力加速度已知,根据定律(定理),可得到钢球被阻拦前的速率.12、(2013海南卷)、某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律.已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地重力加速度为g=9.80m/s2.实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图(b)所示.纸带上的第一个点记为O,另选连续的三个点A、B、C进行测量,图中给出了这三个点到O点的距离h A、h B和h C的值.回答下列问题(计算结果保留3位有效数字)(1)打点计时器打B点时,重物速度的大小v B= m/s;(2)通过分析该同学测量的实验数据,他的实验结果是否验证了机械能守恒定律?简要说明分析的依据.13(2013高考安徽理综第22题)一物体放在水平地面上,如图Ⅰ所示,已知物体所受水平拉力F随时间的变化情况如图2所示,物体相应的速度v随时间的变化关系如图3所示.求:(1)0~8s时间内拉力的冲量;(2)0~6s时间内物体的位移;(3)0~10s时间内,物体克服摩擦力所做的功.14、(2013海南卷)、一质量m=0.6kg的物体以v0=20m/s的初速度从倾角为300的斜坡底端沿斜坡向上运动.当物体向上滑到某一位置时,其动能减少了ΔE k=18J,机械能减少了ΔE=3J,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,求(1)物体向上运动时加速度的大小;(2)物体返回斜坡底端时的动能.15、(2013高考北京理综第23题) 蹦床比赛分成预备运动和比赛动作.最初,运动员静止站在蹦床上..在预备运动阶段,他经过若干次蹦跳,逐渐增加上升高度,最终达到完成比赛动作所需的高度;此后,进入比赛动作阶段.把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧,弹力大小F=kx (x为床面下沉的距离,k为常量).质量m=50kg的运动员静止站在蹦床上,床面下沉x0=0.10m;在预备运动中,假设运动员所做的总功W 全部用于其机械能;在比赛动作中,把该运动员视作质点,其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为△t=2.0s,设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为x l.取重力加速度g=I0m/s2,忽略空气阻力的影响.(1)求常量k,并在图中画出弹力F随x变化的示意图;(2)求在比赛动作中,运动员离开床面后上升的最大高度h m;(3)借助F-x 图像可以确定弹力做功的规律,在此基础上,求 x1和W的值参考答案:1、答案.BD.【命题意图】本题考查卫星的运动、机械能、功能关系、动能定理及其相关知识点,意在考查考生综合应用相关知识分析卫星运动的能力.【解题思路】由于空气阻力做负功,卫星轨道半径变小,地球引力做正功,引力势能一定减小,动能增大,机械能减小,选项AC 错误B 正确.根据动能定理,卫星动能增大,卫星克服阻力做的功小于地球引力做的正功,而地球引力做的正功等于引力势能的减小,所以卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小,选项D 正确.【命题分析】此题提出了引力势能,可类比重力势能.引力势能属于卫星和地球这个系统的.地球引力做功,引力势能减小;克服地球引力做功,引力势能增大.2、答案:CD 解析:由于斜面ab 粗糙,在两滑块沿斜面运动的过程中,.两滑块组成系统的机械能不守恒,选项A 错误.由动能定理,重力对M 做的功大于M 动能的增加,选项B 错误.由功能关系,轻绳对m 做的功等于m 机械能的增加,选项C 正确.由功能关系可知,两滑块组成系统的机械能损失等于M 克服摩擦力做的功,选项D 正确.3、答案 C 解析卫星降低轨道,减少的引力势能, △E P =-G1Mm R -(-G 2Mm R )=GMm (21R -11R ).由G 2Mm R=mv 2/R ,可得卫星在半径为R 1的轨道上绕地球做匀速圆周运动的动能E k1=12mv 2= 12GMmR ,卫星在半径为R 2的轨道上绕地球做匀速圆周运动的动能E k2=12mv 2= 22GMm R ,动能增加△E k =22GMm R -12GMmR ,由功能关系△E P =△E k +Q ,联立解得:此过程中因摩擦而产生的热量为Q=12GMm (21R -11R ),所以正确选项为C. 4、答案:AC 解析:分析小物块沿斜面上滑,根据题述可知,物块所受滑动摩擦力为f=0.5mg ,由动能定理,动能损失了fH /sin30°+mgH=2mgH ,选项A 正确B 错误.由功能关系,机械能损失fH /sin30°=mgH ,选项C 正确D 错误.5、答案:A 解析:由图可知,碰撞后白球速度大约减小到原来的0.6倍,灰球速度大约是白球碰撞前速度的0.6倍.碰撞过程中系统损失的动能 △E=21mv 2-21m (0.6v )221m (0.6v )2=0.28×21mv 2.据此可推断,碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的30%,选项A 正确.6、答案:B 解析:冲量是矢量,甲乙相互作用时,二者相互作用力相等,甲对乙的冲量大小一定等于乙对甲的冲量的大小,但是方向相反,选项A 错误.由动量定理,甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反,选项B 正确.甲乙相互作用过程,是非弹性碰撞,机械能不守恒,所以选项CD 错误.7、答案:BC 解析:设物块在A 点时,弹簧的弹性势能等于E pA ,用水平向右的力将物块从O 点拉至A 点,拉力做的功为W=E pA +μmg ·OA ,物块在A 点时,弹簧的弹性势能E pA 大于W -21μmga ,选项A 错误.由于物块与桌面间有摩擦,OA 大于OB ,物块从0到A 再由A 到B 的过程克服摩擦力做功μmg ·OA +μmga ,大于23μmga .由功能关系,物块在B 点时,弹簧的弹性势能小于W -23μmga ,选项B 正确.物块从0到A 再由A 到O 的过程,克服摩擦力做功2μmg ·OA ,大于μmga ,所以经O 点时,物块的动能小于W -μmga ,选项C 正确.当物块运动到从A 向B 运动,弹簧弹力等于摩擦力时物块的动能最大,此时弹簧处于拉伸状态;运动到B 点时弹簧处于压缩状态,根据题述不能判断这两个位置弹簧的弹性势能的大小,选项D 错误., 8、【命题意图】本题考查力的合成、速度图像、牛顿第二定律、功率等基础知识点,意在考查考生应用相关知识定量分析物理问题,解决问题的能力. 答案:AC解析:根据速度图象与横轴所夹面积表示位移可知,飞机着舰到停止的位移约为100m ,所以从着舰到停止,飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10,选项A 错误.由速度图象可知,在0.4s-2.5s 时间内,飞机加速度不变,大约为30m/s 2,阻拦索对飞机阻力的合力不变,由于阻拦索的夹角变小,阻拦索的张力变小,选项B 错误C 正确.在0.4s-2.5s 时间内,由P=Fv 可知,阻拦系统对飞机做功的功率减小,选项D 错误.9、答案:D 解析:前4s 物块所受静摩擦力逐渐增大,4s 内拉力对物块做功为零,选项A 错误.4s 末物块所受拉力为5N ,摩擦力为3N ,所受合力大小为2.0N ,选项B 错误.物块所受滑动摩擦力为3N ,与地面的压力为10N ,由摩擦定律可得物块与木板之间的动摩擦因数为0.3,选项C 错误.6s-9s 内物块所受拉力为5N ,摩擦力为3N ,所受合力大小为2.0N ,由牛顿第二定律F=ma可得物块的加速度的大小为2.0m/s 2,选项D 正确.10、答案:D 解析:带电粒子从P 点由静止开始下落,经过小孔进入电容器,在下极板处返回,根据动能定理知,Uq d mg =⋅23①.将下极板向上平移3d ,从P 点开始下落的相同粒子到达下极板处重力做功为d mg 67⋅,小于克服电场力做的功Uq ,所以A 、B 选项错误.设距上极板x 处返回,根据动能定理有x q d U x d mg ⋅=+⋅32)2(②,由①②联立解得d x 52=.所以C 项错误,D 选项正确.11、高度(距水平木板的高度)、 刻度尺 、机械能守恒(动能)12、答案:3.90 v B 2/2=7.61(m/s)2 因为mv B 2/2≈mgh B ,近似验证机械能守恒定律 13、【解析】(1)由图2可知:I=F 1△t 1+ F 2△t 2+ F 3△t 3=1×2N·s+3×4N·s+2×2N·s=18N·s .(2)由图3可知0~6s 时间内物体位移为:x=622-×3m=6m . (3)由图3可知,在6~8s 时间内,物体做匀速运动,于是有摩擦力f=2N.由图3可知0~10s 时间内物体的总位移为:x’=()()861022-+-×3m=15m .物体克服摩擦力所做的功:W=fx’=2×15J=30J .15、解析:(1)床面下沉x 0=0.10m 时,运动员受力平衡,mg=kx 0, 解得:k=mg/ x 0=5.0×103N/m. 弹力F 随x 变化的示意图如图所示.(2)运动员从x=0处离开床面,开始腾空,其上升、下落时间相等, h m =21g(2t ∆)2.=5.0m. (3)参考由速度——时间图象求位移的方法,F ——x 图象下的面积等于弹力做功,从x 处到x=0,弹力做功W T ,W T =21x ·kx=21kx 2. 运动员从x 1处上升到最大高度h m 的过程,根据动能定理,有:21kx 12-mg(h m +x 1)=0. 解得:x 1= x 0+m h x x 0202+=1.1m.对整个预备过程,由题述条件以及功能关系,有: W+21kx 02=mg(h m +x 0), 解得:W=2525J=2.5×103J.14、答案:6m/s2 80J第九周周练(功和能)答题卷(9.22-9.28)班级姓名。
第十次周练(功和能)本练分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,试卷满分为100分.时间90分钟第Ⅰ卷(选择题,共40分)一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分.有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.(2012·天津理综)如下图甲所示,静止在水平地面的物块A,受到水平向右的拉力F作用,F与时间t 的关系如下图乙所示,设物块与地面的静摩擦力最大值f m与滑动摩擦力大小相等,则() A.0~t1时间内F的功率逐渐增大B.t2时刻物块A的加速度最大C.t2时刻后物块A做反向运动D.t3时刻物块A的动能最大2.在平直公路上,汽车由静止开始做匀加速直线运动,当速度达到v max后,立即关闭发动机直至静止,v-t图象如图所示,设汽车的牵引力为F,摩擦力为f,全程中牵引力做功为W1,克服摩擦力做功为W2,则( )A.F:f=1:3 B.W1:W2=1:1C.F:f=4:1 D.W1:W2=1:33.(2011·海南单科)一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上,从t=0时起,第1秒内受到2 N的水平外力作用,第2秒内受到同方向的1 N的外力作用.下列判断正确的是A.0~2 s内外力的平均功率是错误!W B.第2秒内外力所做的功是错误!JC.第2秒末外力的瞬时功率最大D.第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是错误!4.(2012·安徽理综)如图所示,在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力.已知AP=2R,重力加速度为g,则小球从P到B的运动过程中A.重力做功2mgR B.机械能减少mgRC.合外力做功mgR D.克服摩擦力做功错误!mgR5.(2012·福建理综)如下图,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦).初始时刻,A、B处于同一高度并恰好处于静止状态.剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块着地,两物块( ) A.速率的变化量不同B.机械能的变化量不同C.重力势能的变化量相同D.重力做功的平均功率相同6.不久前欧洲天文学家在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的行星,命名为“格利斯581 c”.该行星的质量是地球的5倍,直径是地球的1。
(交变电流、传感器)测试一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分.有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.如下图甲所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO ′以恒定的角速度ω转动.当从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化,则在t =π2ω时刻( ) A .线圈中的电流最大B .穿过线圈的磁通量为零C .线圈所受的安培力为零D .线圈中的电流为零2.如下图所示,面积均为S 的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B 中以角速度ω匀速转动,能产生正弦交变电动势e =BSωsin ωt 的图是( )3.下图甲中的变压器为理想变压器,原线圈的匝数n 1与副线圈的匝数n 2之比为10:1.变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式电流,两个20 Ω的定值电阻串联接在副线圈两端.电压表为理想电表,则( )A .原线圈上电压的有效值为100 VB .原线圈上电压的有效值约为70.7 VC .电压表的读数为5.0 VD .电压表的读数约为3.5 V4.阻值为10 Ω的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上.以下说法中正确的是A .电压的有效值为10 VB .通过电阻的电流有效值为22A C .电阻消耗电功率为5 WD .电阻每秒钟产生的热量为10 J5.利用光敏电阻制作的光传感器,记录了传送带上工件的输送情况.如下图(a)所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器,光传感器B 能接收到发光元件A发出的光.每当工件挡住A 发出的光时,光传感器就输出一个电信号,并在屏幕上显示出电信号与时间的关系,如下图(b)所示.若传送带始终匀速运动,每两个工件间的距离为0.1 m ,则下述说法正确的是( )A .传送带运动的速度是0.1 m/sB .传送带运动的速度是0.2 m/sC .该传送带每小时输送3 600个工件D .该传送带每小时输送7 200个工件6.(2012·全国大纲)一台电风扇的额定电压为交流220V .在其正常工作过程中,用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I 随时间t 的变化如下图所示.这段时间内电风扇的用电量为( )A .3.9×10-2度B .5.5×10-2度C .7.8×10-2度D .11.0×10-2度7.(2012·福建理综)如图,理想变压器原线圈输入电压u =U m sin ωt ,副线圈电路中R 0为定值电阻,R 是滑动变阻器.和是理想交流电压表,示数分别用U 1和U 2表示;和是理想交流电流表,示数分别用I 1和I 2表示.下列说法正确的是( )A .I 1和I 2表示电流的瞬时值B .U 1和U 2表示电压的最大值C .滑片P 向下滑动过程中,U 2不变、I 1变大D .滑片P 向下滑动过程中,U 2变小、I 1变小8.(2012·重庆理综)如右图所示,理想变压器的原线圈接入u =11 0002sin100πt (V)的交变电压,副线圈通过电阻r=6Ω的导线对“220 V 880 W”的电器R L 供电,该电器正常工作.由此可知( )A .原、副线圈的匝数比为50:1B .交变电压的频率为100 HzC .副线圈中电流的有效值为4 AD .变压器的输入功率为880 W9.如下图所示,50匝矩形闭合导线框ABCD 处于磁感应强度大小B =210T 的水平匀强磁场中,线框面积S =0.5 m 2,线框电阻不计.线框绕垂直于磁场的轴OO ′以角速度ω=200 rad/s 匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,副线圈接入一只“220 V ,60 W”灯泡,且灯泡正常发光,熔断器允许通过的最大电流为10 A ,下列说法正确的是( )A .图示位置穿过线框的磁通量为零B .线框中产生交变电压的有效值为500 2 VC .变压器原、副线圈匝数之比为25:11D .允许变压器输出的最大功率为5 000 W10.下图为某小型水电站的电能输送示意图,发电机通过升压变压器T 1和降压变压器T 2向用户供电,已知输电线的总电阻R =10 Ω,降压变压器T 2的原、副线圈匝数之比为,副线圈与用电器R 0组成闭合电路.若T 1、T 2均为理想变压器,T 2的副线圈两端电压u =2202sin100πt (V),当用电器电阻R 0=11 Ω时( )A .通过用电器R 0的电流有效值是20 AB .升压变压器的输入功率为4 650 WC .发电机中的电流变化频率为100 HzD .当用电器的电阻R 0减小时,发电机的输出功率减小二、填空题(本题共2小题,每题8分,共16分)11.(2011·海南高考)如图,理想变压器原线圈与一10 V 的交流电源相连,副线圈并联两个小灯泡a 和b ,小灯泡a 的额定功率为0.3 W ,正常发光时电阻为30Ω,已知两灯泡均正常发光,流过原线圈的电流为0.09 A ,可计算出原、副线圈的匝数比为________,流过灯泡b 的电流为________A.12.某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性.现有器材:直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定....)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等.(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性,请你在下图(1)的实物图上连线. (2)实验的主要步骤:①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值;②在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关,__________,__________,断开开关;③重复第②步操作若干次,测得多组数据.(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得上图(2)的R -t 关系图线,请根据图线写出该热敏电阻的R -t 关系式:R =________+________t (Ω)(保留3位有效数字).三、计算题(本题共4小题,13、14题各10分,15、16题各12分,共44分,计算时必须有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)13.如下图(a)是一理想变压器的电路连接图,图(b)是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象,已知原、副线圈的匝数比为,电流表A 2的示数为2 A ,开关S 断开,求:(1)变压器的输入功率和电压表的示数;(2)将开关S 闭合,定性分析电路中三只电表的示数变化情况.14.交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动.一小型发电机的线圈共220匝,线圈面积S =0.05 m 2,线圈转动的频率为50 Hz ,线圈内阻不计,磁场的磁感应强度B =2πT .用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220 V 11 kW”的电动机正常工作,需在发电机的输出端a 、b 与电动机之间接一个理想变压器,电路如下图所示,求:(1)发电机的输出电压为多少?(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少?(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大?15.如下图甲所示是一种振动发电装置,它的结构由一个半径为r =0.1 m 的50匝的线圈套在辐形永久磁铁槽上组成,假设磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(如图乙).线圈运动区域内磁感应强度B 的大小均为15πT ,方向不变,线圈的总电阻为2 Ω,它的引出线接有8 Ω的电珠L ,外力推动线圈的P 端,使线圈做往复运动,便有电流通过电珠,当线圈向右的位移随时间变化的规律如图丙所示时(x 取向右为正).(1)画出线圈中感应电流随时间变化的图象(取电流从a →L →b 为正方向);(2)在0.1~0.15 s 内推动线圈运动过程中的作用力;(3)求该发电机的输出功率(其他损耗不计).16.有条河流,流量Q =2 m 3/s ,落差h =5 m ,现利用其发电,若发电机总效率为50%,输出电压为240 V ,输电线总电阻R =30 Ω,允许损失功率为输出功率的6%,为满足用电的需求,则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少?能使多少盏“220 V ,100 W”的电灯正常发光?(g 取10 N/kg)参考答案:1、解析:由T =2πω,故t =π2ω=T 4,此时线圈位于中性面位置,所以穿过线圈的磁通量最大,B 错误,由于此时感应电动势为零,所以线圈中电流为零,线圈所受的安培力为零,A 错,C 、D 正确.答案:CD2、解析:线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动,产生的正弦交变电动势为e =BSωsin ωt ,由这一原则判断,A 图中感应电动势为e =BSωsin ωt ;B 图中的转动轴不在线圈所在平面内;C 、D 图转动轴与磁场方向平行,而不是垂直.答案:A3、解析:原线圈上电压的最大值为100 V ,有效值为50 2 V ,即70.7 V ,A 错,B 对;根据原、副线圈电压比与线圈匝数比的关系可得,副线圈电压的有效值为7.07 V ,而电压表的读数为其中一个定值电阻两端电压的有效值,约为3.5 V ,C 错,D 对.答案:BD4、解析:根据图象可知电压最大值为U m =10 V ,有效值为U =102V .A 错误;电流有效值为I =U R =22 A ,B 正确;电阻消耗的电功率为P =I 2R =(22)2×10 W =5 W ,C 正确;由Q =Pt 知,电阻每秒钟产生的热量为5 J ,D 错误.答案:BC5、解析:因为相邻两次挡光时间间隔为0.5 s ,而每两个工件间的距离为0.1 m ,且传送带是匀速运动的,故传送带运动的速度v =0.10.5m/s =0.2 m/s ,B 正确;每小时传送带通过的距离为s =v t =720 m ,故该传送带每小时输送7 200个工件,D 正确.答案:BD6、解析:由于电风扇正常工作,根据W =UIt 可得W =220×(0.3×10+0.4×10+0.2×40)×60J =1.98×105 J =5.5×10-2 kW·h ,选项B 正确.答案:B7、解析:交流电表的示数表示交流电的有效值,选项A 、B 错误;滑片P 向下滑动过程中,原、副线圈的匝数n 1、n 2不变,U 1不变,则U 2=U 1n 2n 1不变;R 连入电路的电阻减小,则流过副线圈的电流I 2=U 2R +R 0变大,根据U 1I 1=U 2I 2,可知I 1变大,选项C 对D 错. 答案:C8、解析:由P =UI 可得I =P L U L=4 A ,选项C 正确;根据Ir =24 V 得副线圈电压U 2=U L +U r =244 V ,再由n 1n 2=U 1U 2可得n 1:n 2=2 750:61≈45:1,选项A 错误;由u =11 0002sin100πt (V)及f =ω2π可得f =50 Hz ,选项B 错误;因导线电阻消耗电能,故变压器输入功率为P =P L +I 2r =976 W ,选项D 错误.答案:C9、解析:图示位置穿过线圈的磁通量最大,A 错;产生的交变电流的最大电动势E m =NBSω=500 2 V ,有效值为500 V ,B 错;变压器原、副线圈匝数之比为500:220=25:11,C 对;允许变压器输出的最大功率为500×10 W =5 000 W ,D 对.答案:CD10、解析:由T 2的副线圈两端电压的表达式知,副线圈两端的电压有效值为220 V ,电流为I =22011 A =20 A ,A 对;由于输电线电流I ′=204A =5 A ,所以升压变压器的输入功率为P =P 线+PR 0=52×10 W +202×11 W =4 650 W ,B 对;发电机中的电流变化频率与T 2的副线圈两端电压的频率相同,也为50 Hz ,C 错;当用电器的电阻R 0减小时,其消耗的功率变大,发电机的输出功率变大,D 错.答案:AB11、解析:根据P =U 2R 和P =I 2R 得灯泡a 两端的电压U 2=PR =0.3×30 V =3 V ,通过灯泡a 的电流I a =P R =0.330 A =0.1 A ,根据U 1U 2=n 1n 2得原、副线圈匝数之比n 1n 2=U 1U 2=103,根据I 1I 2=n 2n 1,得副线圈上的电流I 2=n 1n 2I 1=103×0.09 A =0.3 A .根据I 2=I a +I b 得,流过灯泡b 的电流为I b =I 2-I a =0.2 A. 答案: 0.212、解析:改变温度后,热敏电阻阻值改变,电压表示数改变,从图线知R 与t 成线性关系,且纵轴上截距(当t =0℃时)R =100 Ω,斜率为ΔR /Δt =0.395,所以R =100+0.395t (Ω).答案:(1)实物连线图如下图 (2)记录温度计数值 记录电压表数值 (3)100 0.39513、解析:(1)由图(b)可知输入电压的有效值U 1=200 V由U 1U 2=n 1n 2得 U 2=n 2U 1n 1=20 V 变压器的输入功率P 1等于输出功率P 2故P 1=P 2=U 2I 2=20×2 W =40 W.(2)将S 闭合,U 2不变,即电压表示数保持20 V 不变;由于负载增多,负载总电阻减小,电流表A 2的示数增大;次级线圈的输出功率增加,初级线圈的输入功率随之增加,电流表A 1的示数增大.答案:(1)40 W 20 V(2)A 1示数增大 A 2示数增大 V 示数不变14、解析:(1)根据E m =NBSω=1 100 2 V得输出电压的有效值为U 1=E m 2=1 100 V . (2)根据U 1U 2=n 1n 2得n 1n 2=5:1. (3)根据P 入=P 出=2.2×104 W再根据P 入=U 1I 1,解得I 1=20 A.答案:(1)1 100 V (2)5:1 (3)20 A15、解析:(1)在0 s ~0.1 s 内感应电动势E 1=nBL v 1v 1=0.100.1 m/s =1 m/s L =2πr ,I 1=E 1R 总=0.2 A 在0.1~0.15 s 内:v2=2 m/s ,E 2=nBL v 2,I 2=E 2R 总=0.4 A.(2)因为外力匀速推动线圈,所以有:F =F 安=nBI 2L=nBI 2·2πr =50×0.2π×0.4×2π×0.1 N =0.8 N. (3)电流的有效值为I ,则有:I 2R ×0.15=0.22R ×0.1+0.42R ×0.05I 2=225所以P 出=I 2R =225×8 W =1625W =0.64 W. 答案:(1)见解析 (2)0.8 N (3)0.64 W16、解析:设水的密度为ρ电源端:P 输出=mgh /t ×50%=Qρgh ×0.5=2×1×103×10×5×0.5 W =5×104 W输出电压U 0=240 V ;输送电路如下图所示.为满足输电要求,据ΔP 损=I 2送R有I 送=ΔP 损/R =P 输出×6%R =5×104×0.0630A =10A ,则送电电压为U 送=P 输出I 送=5×10410V =5×103 V所以升压变压器的变压比为n 1:n 2=U 0:U 送=240/(5×103)=6:125 输电线电压损失ΔU 损=I 送R =10×30 V =300 V , 用户端:U 1=U 送-ΔU 损=5×103V -300V =4700V ,据题意可知U 2=220 V ,所以降压变压器的匝数比为n 1′:n 2′=U 1:U 2=4700/220=235:11.因为理想变压器没有能量损失,所以可正常发光的电灯盏数为N =P 输-ΔP 损P 灯=5×104-5×104×0.06100(盏) =470(盏).答案:6:125 235:11 470。
第三次周练(相互作用)1. (2013全国新课标理综II第15题)如图,在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用,F平行于斜面向上。
若要物块在斜面上保持静止,F的取值应有一定的范围,已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F2>0)。
由此可求出A.物块的质量 B.斜面的倾角C.物块与斜面间的最大静摩擦力 D.物块对斜面的压力2.(2013高考重庆理综第1题)如图所示,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ。
若此人所受重力为G,则椅子各个部分对他作用力的合力大小为A.G B.G sinθC.G cosθD.G tanθ3.(2013高考上海物理第8题)如图,质量m A>m B的两物体A、B叠放在一起,靠着竖直墙面。
让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体B的受力示意图是4.(2013高考上海物理第18题)两个共点力F l、F2大小不同,它们的合力大小为F,则(A)F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍 (B)F1、F2同时增加10N,F也增加10N(C)F1增加10N,F2减少10N,F一定不变 (D)若F1、F2中的一个增大,F不一定增大5. (2013高考山东理综第14题)如图所示,用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,弹簧A与竖直方向的夹角为30o,弹簧C水平,则弹簧A、C的伸长量之比为A.∶4B..4C.. 1∶2D.2∶16。
.(2013高考北京理综第16题)倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上,质量为m的木块静止在斜面体上。
下列结论正确的是A.木块受到的摩擦力大小是mgcosαB.木块对斜面体的压力大小是mg sinαC.桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sinαcosαD.桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g图27.(2013高考天津理综物理第5题)如图所示,小球用细绳系住,绳的另一端固定于O 点。
现用水平力F 缓慢推动斜面体,小球在斜面上无摩擦地滑动,细绳始终处于直线状态,当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平,此过程中斜面对小球的支持力F N 以及绳对小球的拉力F T 的变化情况是A .F N 保持不变,F T 不断增大B .F N 不断增大,F T 不断减小C .F N 保持不变,F T 先增大后减小D .F N 不断增大,F T 先减小后增大 8.(2013高考广东理综第20题)如图8,物体P 静止于固定的斜面上,P 的上表面水平,现把物体Q 轻轻地叠放在P 上,则A.P 向下滑动B.P 静止不动C.P 所受的合外力增大D.P 与斜面间的静摩擦力增大 9、(2013山东理综).伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法,利用这种方法伽利略发现的规律有 A.力不是维持物体运动的原因 B.物体之间普遍存在相互吸引力C.忽略空气阻力,重物与轻物下落得同样快D.物体间的相互作用力总是大小相等,方向相反 10.(2012·浙江理综)如右上图所示,与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m =1.0 kg 的物体.细绳的一端与物体相连,另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连.物体静止在斜面上,弹簧秤的示数为4.9 N .关于物体受力的判断(取g =9.8 m/s 2),下列说法正确的是( ) A .斜面对物体的摩擦力大小为零B .斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N ,方向沿斜面向上C .斜面对物体的支持力大小为4.9 3 N ,方向竖直向上D .斜面对物体的支持力大小为4.9 N ,方向垂直斜面向上11、(2013四川卷)(11分)如图1所示,某组同学借用“探究a 与F 、m 之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作,进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验:①为达到平衡阻力的目的,取下细绳及托盘,通过调整垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做__________运动。
考查范围:电磁感应部分一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分.有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.如图所示,一个半径为L 的半圆形硬导体AB 以速度v 在水平U 型框架上向右匀速滑动,匀强磁场的磁感应强度为B ,回路电阻为R 0,半圆形硬导体AB 的电阻为r ,其余电阻不计,则半圆形导体AB 切割磁感线产生的感应电动势大小及A 、B 之间的电势差分别为( )A .BLv BLvR 0R 0+rB .B πLv B πLvR 0R 0+rC .2BLv 2BLvR 0R 0+rD .2BLv 2BLv2.某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下,大小为4.5×10-5T .一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸,河宽100 m ,该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过.设落潮时,海水自西向东流,流速为2 m/s.下列说法正确的是( )A .河北岸的电势较高B .河南岸的电势较高C .电压表记录的电压为9 mVD .电压表记录的电压为5 mV3.在匀强磁场中,有一个接有电容器的单匝导线回路,如图所示,已知C =30 μF ,L 1=5 cm ,L 2=8 cm ,磁场以5×10-2T/s 的速率增加,则( )A .电容器上极板带正电,带电荷量为6×10-5CB .电容器上极板带负电,带电荷量为6×10-5CC .电容器上极板带正电,带电荷量为6×10-9CD .电容器上极板带负电,带电荷量为6×10-9C4.如下图所示,正方形线圈abcd 位于纸面内,边长为L ,匝数为N ,线圈内接有阻值为R 的电阻,过ab 中点和cd 中点的连线OO ′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上,磁场的磁感应强度为B .当线圈绕OO ′转过90°时,通过电阻R 的电荷量为( )A.BL 22RB.NBL 22RC.BL 2RD.NBL 2R5.如图所示,E 为电池,L 是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈,D 1、D 2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡,S 是控制电路的开关.对于这个电路,下列说法正确的是( )A .刚闭合开关S 的瞬间,通过D 1、D 2的电流大小相等B .刚闭合开关S 的瞬间,通过D 1、D 2的电流大小不相等C .闭合开关S 待电路达到稳定,D 1熄灭,D 2比原来更亮D .闭合开关S 待电路达到稳定,再将S 断开瞬间,D 2立即熄灭,D 1闪亮一下再熄灭6.如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流.现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化.为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率ΔBΔt的大小应为( ) A.4ωB 0π B.2ωB 0π C.ωB 0π D.ωB 02π7.半径为a 右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆,单位长度电阻均为R 0.圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B .杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O 开始,杆的位置由θ确定,如右图所示,则( )A .θ=0时,杆产生的电动势为 2BavB .θ=π3时,杆产生的电动势为3BavC .θ=0时,杆受的安培力大小为2B 2avπ+2 R 0D .θ=π3时,杆受的安培力大小为3B 2av5π+3 R 08.如图所示,相距为L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ,上端接有定值电阻R ,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B .将质量为m 的导体棒由静止释放,当速度达到v 时开始匀速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保持拉力的功率恒为P ,导体棒最终以2v 的速度匀速运动.导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g .下列选项正确的是( )A. P =2mgv sin θB. P =3mgv sin θ C .当导体棒速度达到v 2时加速度大小为g2sin θD .在速度达到2v 以后匀速运动的过程中,R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功 9.如图所示,在两个沿竖直方向的匀强磁场中,分别放入两个完全一样的水平金属圆盘a 和b ,它们可以绕竖直轴自由转动,用导线把它们相连.当圆盘a 转动时( )A .圆盘b 总是与a 沿相同方向转动B .圆盘b 总是与a 沿相反方向转动C .若B 1、B 2同向,则a 、b 转向相同D .若B 1、B 2反向,则a 、b 转向相同10.如图所示,光滑绝缘水平面上,有一矩形线圈冲入一匀强磁场,线圈全部进入磁场区域时,其动能恰好等于它在磁场外面时的一半,设磁场宽度大于线圈宽度,那么( )A .线圈恰好在刚离开磁场的地方停下B .线圈在磁场中某位置停下C .线圈在未完全离开磁场时即已停下D .线圈完全离开磁场以后仍能继续运动,不会停下来 二、填空题(本题共2小题,每题8分,共16分) 11.如图所示,半径为r 的金属圆环绕通过直径的轴OO ′以角速度ω匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B ,以金属环的平面与磁场方向重合时开始计时,求在转动30°角的过程中,环中产生的感应电动势为________.12.一个边长为10 cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框匝数n =100,线框平面与磁场垂直,电阻为20 Ω.磁感应强度随时间变化的图象如图所示.则在一个周期内线框产生的热量为________ J.三、计算题(本题共4小题,13、14题各10分,15、16题各12分,共44分,计算时必须有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)13.轻质细线吊着一质量为m =0.32 kg 、边长为L =0.8 m 、匝数n =10的正方形线圈,总电阻为r =1 Ω.边长为L2的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧,如图甲所示,磁场方向垂直纸面向里,大小随时间变化如图乙所示,从t =0开始经t 0时间细线开始松弛,取g =10 m/s 2.求:(1)在前t 0时间内线圈中产生的电动势; (2)在前t 0时间内线圈的电功率; (3) t 0的值.14.(2011·浙江理综)如下图甲所示,在水平面上固定有长为L =2 m 、宽为d =1 m 的金属“U”型导轨,在“U”型导轨右侧l =0.5 m 范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间变化规律如下图乙所示.在t =0时刻,质量为m =0.1 kg 的导体棒以v 0=1 m/s 的初速度从导轨的左端开始向右运动,导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1,导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ=0.1Ω/m ,不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取g =10 m/s 2).(1)通过计算分析4 s 内导体棒的运动情况;(2)计算4 s 内回路中电流的大小,并判断电流方向; (3)计算4 s 内回路产生的焦耳热. 15. (2012·天津理综)如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l =0.5 m ,左端接有阻值R =0.3 Ω的电阻.一质量m =0.1 kg ,电阻r =0.1 Ω的金属棒MN 放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B =0.4 T .棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a =2 m/s 2的加速度做匀加速运动,当棒的位移x =9 m 时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q 1:Q 2=2:1.导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:(1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻R 的电荷量q ; (2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q 2; (3)外力做的功W F .16.如下图甲所示,不计电阻的平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L =1 m ,上端接有电阻R =3 Ω,虚线OO ′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m =0.1 kg 、电阻r =1 Ω的金属杆ab 从OO ′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落过程中始终与导轨保持良好接触,杆下落过程中的v -t 图象如下图乙所示.(取g =10 m/s 2)求:(1)磁感应强度B ;(2)杆在磁场中下落0.1 s 过程中电阻R 产生的热量.参考答案:1、解析:根据E =BLv ,感应电动势2BLv ,AB 间的电势差U =ER 0R 0+r,C 项正确. 答案:C2、解析:由E =BLv =(4.5×10-5×100×2)V=9×10-3V =9 mV ,可知电压表记录的电压为9 mV ,选项C 正确,D 错误;从上往下看,画出水流切割磁感线示意图如图所示,据右手定则可知北岸电势高,选项A 正确,B 错误.答案:AC3、解析:电容器两极板间的电势差U 等于感应电动势E ,由法拉第电磁感应定律,可得E =ΔB Δt·L 1L 2=2×10-4V ,电容器的带电荷量Q =CU =CE =6×10-9C ,再由楞次定律可知上极板的电势高,带正电,C 项正确.答案:C4、解析:初状态时,通过线圈的磁通量为Φ1=BL 22,当线圈转过90°时,通过线圈的磁通量为0,由q =ΔΦR 可得通过电阻R 的电量为BL22R.答案:A5、解析:由于线圈的电阻可忽略不计、自感系数足够大,在开关闭合的瞬间线圈的阻碍作用很大,线圈中的电流为零,所以通过D 1、D 2的电流大小相等,A 正确,B 错误.闭合开关S 待电路达到稳定时线圈短路,D 1中电流为零,回路电阻减小,D 2比原来更亮,C 正确.闭合开关S 待电路达到稳定,再将S 断开瞬间,D 2立即熄灭,线圈和D 1形成回路,D 1闪亮一下再熄灭,故A 、C 、D 正确.答案:ACD6、解析:线框转动过程中,等效于长度为半径R 的导体棒绕O 点转动切割磁感线,v =R 2·ω,其产生的感应电动势E =B 0·R ·v =B 0R 2ω2;线框静止不动时,根据法拉第电磁感应定律可知线框产生的感应电动势为E ′=ΔB Δt ·πR 22.根据题意有E =E ′,可得ΔBΔt=ωB 0π,选项C 正确. 答案:C7、解析:θ=0时,杆在CD 位置,产生的电动势为E =B ·2av =2Bav ,通过杆的电流为I =2Bav πaR 0+2aR 0=2Bv πR 0+2R 0,杆受到的安培力为F =BI ·2a =4B 2avπR 0+2R 0,选项A 正确,C错误;θ=π3时,杆切割的有效长度为a ,产生的电动势为E =Bav ,电路的总电阻为R =(2π-π3)aR 0+aR 0=53πaR 0+aR 0,通过杆的电流为I =Bav R =3Bv 5π+3 R 0,杆受到的安培力为F =BIa =3B 2av5π+3 R 0,选项B 错误、D 正确.答案:AD8、解析:当导体棒以速度v 匀速运动时,沿斜面方向有mg sin θ=B 2L 2vR;当导体棒以2v 匀速运动时,沿斜面方向F +mg sin θ=2B 2L 2vR,故F =mg sin θ,此时拉力F 的功率P =F ×2v=2mgv sin θ,选项A 正确,B 错误;当导体棒的速度达到v 2时,沿斜面方向mg sin θ-B 2L 2v2R =ma ,解得a =12g sin θ,选项C 正确;导体棒的速度达到2v 以后,拉力与重力的合力做的功等于R 上产生的焦耳热,选项D 错误.答案:AC9、解析:当圆盘a 转动时,由于切割磁感线而产生感应电流,该电流流入b 盘中,在磁场中由于安培力作用b 盘会转动,但若不知B 1、B 2的方向关系,则b 盘与a 盘的转向关系将无法确定,故A 、B 错.设B 1、B 2都向上,a 盘逆时针转动时,由右手定则可判电流方向为a →a ′→b →b ′→a ,b 盘受力由左手定则可判为顺时针方向,故C 错,同理可得D 正确.答案:D10、解析:线圈冲入匀强磁场时,产生感应电流,线圈受安培力作用做减速运动,动能也减少.同理,线圈冲出匀强磁场时,动能减少,进、出时减少的动能都等于克服安培力做的功.由于进入时的速度大,故感应电流大,安培力大,安培力做的功也多,减少的动能也多,线圈离开磁场过程中,损失动能少于它在磁场外面时动能的一半,因此线圈离开磁场仍继续运动.答案:D11、解析:ΔΦ=Φ2-Φ1=BS sin30°-0=12B πr 2.又Δt =θω=π/6ω=π/(6ω)所以E =ΔΦΔt =12B πr 2π/ 6ω =3B ωr 2.答案:3B ωr 212、解析:由题图可知,线框中穿过均匀变化的磁场,变化周期T =4 s .根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律,线框中产生的感应电动势E =nS ΔBΔt,感应电流I =E R =100×10-220A =5×10-2A ,在一个周期内产生的热量Q =I 2RT =(5×10-2)2×20×4 J=0.2 J. 答案:0.213、解析:(1)由法拉第电磁感应定律得E =n ΔΦΔt =n ×12×(L 2)2ΔB Δt =10×12×(0.82)2×0.5 V=0.4 V.(2)I =Er=0.4 A ,P =I 2r =0.16 W.(3)分析线圈受力可知,当细线松弛时有:F 安=nBt 0I L 2=mg ,I =ErBt 0=2mgr nEL=2 T由图象知:Bt 0=1+0.5t 0(T),解得t 0=2 s. 答案:(1)0.4 V (2)0.16 W (3)2 s14、解析:(1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动,有-μmg =ma v t =v 0+at x =v 0t +12at 2代入数据解得t =1 s ,x =0.5 m ,导体棒没有进入磁场区域.导体棒在1 s 末已停止运动,以后一直保持静止,离左端位置仍为x =0.5 m. (2)前2 s 磁通量不变,回路电动势和电流分别为 E =0,I =0后2 s 回路产生的电动势为 E =ΔΦΔt =ld ΔB Δt=0.1 V回路的总长度为5 m ,因此回路的总电阻为 R =5λ=0.5 Ω 电流为I =ER=0.2 A 根据楞次定律,在回路中的电流方向是顺时针方向. (3)前2 s 电流为零,后2 s 有恒定电流,焦耳热为 Q =I 2Rt =0.04 J.答案:(1)见解析 (2)0.2 A 沿顺时针方向 (3)0.04 J15、解析:(1)设棒匀加速运动的时间为Δt ,回路的磁通量变化量为ΔΦ,回路中的平均感应电动势为E ,由法拉第电磁感应定律得E =ΔΦΔt ① 其中ΔΦ=Blx ②设回路中的平均电流为I ,由闭合电路的欧姆定律得I =E R +r③则通过电阻R 的电荷量为q =I Δt ④联立①②③④式,代入数据得 q =4.5 C ⑤(2)设撤去外力时棒的速度为v ,对棒的匀加速运动过程,由运动学公式得 v 2=2ax ⑥设棒在撤去外力后的运动过程中安培力做功为W ,由动能定理得W =0-12mv 2⑦撤去外力后回路中产生的焦耳热 Q 2=-W ⑧联立⑥⑦⑧式,代入数据得 Q 2=1.8 J ⑨(3)由题意知,撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q 1:Q 2=2:1,可得 Q 1=3.6 J ⑩在棒运动的整个过程中,由功能关系可知 W F =Q 1+Q 2⑪ 由⑨⑩⑪式得 W F =5.4 J ⑫答案:(1)4.5 C (2)1.8 J (3)5.4 J 16、解析:(1)由图象知,杆自由下落0.1 s 进入磁场后以v =1.0 m/s 做匀速运动.产生的电动势E =BLv杆中的电流I =ER +r杆所受安培力F 安=BIL 由平衡条件得mg =F 安 解得B =2 T(2)电阻R 产生的热量Q =I 2Rt =0.075 J答案:(1) 2 T (2)0.075 J。