推荐2017年高考物理高考题和高考模拟题分项版汇编专题12力学实验含解析
- 格式:doc
- 大小:1.44 MB
- 文档页数:13
专题1质点的直线运动(2017·高考全国卷甲)为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1(s1<s0)处分别放置一个挡板和一面小旗,如图所示.训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以初速度v0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗.训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处.假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v1,重力加速度大小为g.求(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数;(2)满足训练要求的运动员的最小加速度.专题2相互作用1.(2017·高考全国卷甲)如图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持F的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动.物块与桌面间的动摩擦因数为()A.2-3B.3 6C.33D.322. (多选)(2017·高考全国卷乙)如图,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N .初始时,OM 竖直且MN 被拉直,OM 与MN 之间的夹角为α⎝⎛⎭⎫α>π2 .现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变.在OM 由竖直被拉到水平的过程中( )A .MN 上的张力逐渐增大B .MN 上的张力先增大后减小C .OM 上的张力逐渐增大D .OM 上的张力先增大后减小3.(2017·高考全国卷丙)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm 的两点上,弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm ;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( )A .86 cmB .92 cmC .98 cmD .104 cm4.(多选)(2017·高考天津卷)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M 、N 上的a 、b 两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态.如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是( )A .绳的右端上移到b ′,绳子拉力不变B .将杆N 向右移一些,绳子拉力变大C .绳的两端高度差越小,绳子拉力越小D .若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移专题3 牛顿运动定律1.(2017·高考全国卷丙)如图,两个滑块A 和B 的质量分别为m A =1 kg 和m B =5 kg ,放在静止于水平地面上的木板的两端,两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5;木板的质量为m =4 kg ,与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1.某时刻A 、B 两滑块开始相向滑动,初速度大小均为v 0=3 m/s.A 、B 相遇时,A 与木板恰好相对静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g =10 m/s 2.求(1)B与木板相对静止时,木板的速度;(2)A、B开始运动时,两者之间的距离.2.(2017·高考江苏卷)如图所示,两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为R的电阻.质量为m的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ 的磁感应强度大小为B、方向竖直向下.当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为v.导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆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)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小I;(2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a;(3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率P.专题4曲线运动1.(2017·高考全国卷甲)如图,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环.小环由大圆环的最高点从静止开始下滑,在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力()A.一直不做功B.一直做正功C.始终指向大圆环圆心D.始终背离大圆环圆心2.(2017·高考全国卷乙)发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响).速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网;其原因是() A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大3. (2017·高考江苏卷)如图所示,A、B两小球从相同高度同时水平抛出,经过时间t在空中相遇.若两球的抛出速度都变为原来的2倍,则两球从抛出到相遇经过的时间为()A.t B.2 2tC.t2D.t4专题5万有引力与航天1.(多选)(2017·高考全国卷甲)如图,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,M、N为轨道短轴的两个端点,运行的周期为T0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中()A.从P到M所用的时间等于T0/4B.从Q到N阶段,机械能逐渐变大C.从P到Q阶段,速率逐渐变小D.从M到N阶段,万有引力对它先做负功后做正功2.(2017·高考全国卷丙)2017年4月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行.与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的( )A .周期变大B .速率变大C .动能变大D .向心加速度变大3.(2017·高考北京卷)利用引力常量G 和下列某一组数据,不能计算出地球质量的是( )A .地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)B .人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C .月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D .地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离4.(多选)(2017·高考江苏卷)“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空.与“天宫二号”空间实验室对接前,“天舟一号”在距地面约380 km 的圆轨道上飞行,则其( )A .角速度小于地球自转角速度B .线速度小于第一宇宙速度C .周期小于地球自转周期D .向心加速度小于地面的重力加速度5.(2017·高考天津卷)我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后,与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合体.假设组合体在距地面高为h 的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动,已知地球的半径为R ,地球表面处重力加速度为g ,且不考虑地球自转的影响.则组合体运动的线速度大小为________,向心加速度大小为________.专题6 机械能及其守恒定律1.(2017·高考全国卷丙)如图,一质量为m ,长度为l 的均匀柔软细绳PQ 竖直悬挂.用外力将绳的下端Q 缓慢地竖直向上拉起至M 点,M 点与绳的上端P 相距13l .重力加速度大小为g .在此过程中,外力做的功为( )A.19mgl B .16mglC.13mgl D .12mgl2.(2017·高考天津卷)“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一.摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动.下列叙述正确的是( )A .摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变B .在最高点时,乘客重力大于座椅对他的支持力C .摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零D .摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变3. (2017·高考江苏卷)如图所示,一小物块被夹子夹紧,夹子通过轻绳悬挂在小环上,小环套在水平光滑细杆上.物块质量为M ,到小环的距离为L ,其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F .小环和物块以速度v 向右匀速运动,小环碰到杆上的钉子P 后立刻停止,物块向上摆动.整个过程中,物块在夹子中没有滑动.小环和夹子的质量均不计,重力加速度为g .下列说法正确的是( )A .物块向右匀速运动时,绳中的张力等于2FB .小环碰到钉子P 时,绳中的张力大于2FC .物块上升的最大高度为2v 2gD .速度v 不能超过(2F -Mg )LM4.(多选)(2017·高考江苏卷)如图所示,三个小球A 、B 、C 的质量均为m ,A 与B 、C 间通过铰链用轻杆连接,杆长为L .B 、C 置于水平地面上,用一轻质弹簧连接,弹簧处于原长.现A 由静止释放下降到最低点,两轻杆间夹角α由60°变为120°.A 、B 、C 在同一竖直平面内运动,弹簧在弹性限度内,忽略一切摩擦,重力加速度为g .则此下降过程中( )A .A 的动能达到最大前,B 受到地面的支持力小于32mgB .A 的动能最大时,B 受到地面的支持力等于32mgC .弹簧的弹性势能最大时,A 的加速度方向竖直向下D .弹簧的弹性势能最大值为32mgL 5.(2017·高考江苏卷)如图所示,两个半圆柱A 、B 紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱C ,三者半径均为R .C 的质量为m ,A 、B 的质量都为m2,与地面间的动摩擦因数均为μ.现用水平向右的力拉A ,使A 缓慢移动,直至C 恰好降到地面.整个过程中B 保持静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g .求:(1)未拉A 时,C 受到B 作用力的大小F ; (2)动摩擦因数的最小值μmin ;(3)A 移动的整个过程中,拉力做的功W .专题7 碰撞与动量守恒1.(2017·高考全国卷乙)将质量为1.00 kg 的模型火箭点火升空,50 g 燃烧的燃气以大小为600 m/s 的速度从火箭喷口在很短时间内喷出.在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( )A.30 kg·m/s B.5.7×102 kg·m/sC.6.0×102 kg·m/s D.6.3×102 kg·m/s2.(多选)(2017·高考全国卷丙)一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动.F随时间t变化的图线如图所示,则()A.t=1 s时物块的速率为1 m/sB.t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/sC.t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/sD.t=4 s时物块的速度为零3.(2017·高考北京卷)在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变.放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R.以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量.(1)放射性原子核用A Z X表示,新核的元素符号用Y表示,写出该α衰变的核反应方程.(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,求圆周运动的周期和环形电流大小.(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能,新核的质量为M,求衰变过程的质量亏损Δm.4.(2017·高考天津卷)如图所示,物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳相连,跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧,质量分别为m A=2 kg、m B=1 kg.初始时A静止于水平地面上,B悬于空中.现将B竖直向上再举高h=1.8 m(未触及滑轮),然后由静止释放.一段时间后细绳绷直,A、B以大小相等的速度一起运动,之后B恰好可以和地面接触.取g=10 m/s2,空气阻力不计.求:(1)B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t;(2)A的最大速度v的大小;(3)初始时B离地面的高度H.专题8静电场1.(多选)(2017·高考全国卷乙)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示.电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为E a、E b、E c 和E d.点a到点电荷的距离r a与点a的电势φa已在图中用坐标(r a,φa)标出,其余类推.现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为W ab、W bc和W cd.下列选项正确的是()A.E a∶E b=4∶1 B.E c∶E d=2∶1C.W ab∶W bc=3∶1 D.W bc∶W cd=1∶32. (多选)(2017·高考全国卷丙)一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V.下列说法正确的是()A.电场强度的大小为2.5 V/cmB.坐标原点处的电势为1 VC.电子在a点的电势能比在b点的低7 eVD.电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV3. (多选)(2017·高考天津卷)如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A、B两点的加速度大小分别为a A、a B,电势能分别为E p A、E p B.下列说法正确的是()A.电子一定从A向B运动B.若a A>a B,则Q靠近M端且为正电荷C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有E p A<E p BD.B点电势可能高于A点电势4.(2017·高考江苏卷)如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点.由O点静止释放的电子恰好能运动到P点.现将C板向右平移到P′点,则由O点静止释放的电子()A.运动到P点返回B.运动到P和P′点之间返回C.运动到P′点返回D.穿过P′点5.(多选)(2017·高考江苏卷)在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示.下列说法正确有()A.q1和q2带有异种电荷B.x1处的电场强度为零C.负电荷从x1移到x2,电势能减小D.负电荷从x1移到x2,受到的电场力增大6.(2017·高考全国卷甲)如图,两水平面(虚线)之间的距离为H,其间的区域存在方向水平向右的匀强电场.自该区域上方的A点将质量均为m、电荷量分别为q和-q(q>0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出.小球在重力作用下进入电场区域,并从该区域的下边界离开.已知N离开电场时的速度方向竖直向下;M在电场中做直线运动,刚离开电场时的动能为N刚离开电场时动能的1.5倍.不计空气阻力,重力加速度大小为g.求(1)M与N在电场中沿水平方向的位移之比;(2)A点距电场上边界的高度;(3)该电场的电场强度大小.7.(2017·高考全国卷乙)真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0.在油滴处于位置A时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变.持续一段时间t1后,又突然将电场反向,但保持其大小不变;再持续同样一段时间后,油滴运动到B点.重力加速度大小为g.(1)求油滴运动到B点时的速度;(2)求增大后的电场强度的大小;为保证后来的电场强度比原来的大,试给出相应的t1和v0应满足的条件.已知不存在电场时,油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍.8.(2017·高考北京卷)如图所示,长l=1 m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°.已知小球所带电荷量q=1.0×10-6 C,匀强电场的场强E=3.0×103 N/C,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:(1)小球所受电场力F的大小.(2)小球的质量m.(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小.专题9磁场1. (2017·高考全国卷甲)如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P 为磁场边界上的一点,大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同方向射入磁场.若粒子射入速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上.不计重力及带电粒子之间的相互作用.则v2∶v1为()A .3∶2B .2∶1 C.3∶1D .3∶ 22.(2017·高考全国卷乙)如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里.三个带正电的微粒a 、b 、c 电荷量相等,质量分别为m a 、m b 、m c .已知在该区域内,a 在纸面内做匀速圆周运动,b 在纸面内向右做匀速直线运动,c 在纸面内向左做匀速直线运动.下列选项正确的是( )A .m a >m b >m cB .m b >m a >m cC .m c >m a >m bD .m c >m b >m a3. (多选)(2017·高考全国卷乙)如图,三根相互平行的固定长直导线L 1、L 2和L 3两两等距,均通有电流I ,L 1中电流方向与L 2中的相同,与L 3中的相反.下列说法正确的是( )A .L 1所受磁场作用力的方向与L 2、L 3所在平面垂直B .L 3所受磁场作用力的方向与L 1、L 2所在平面垂直C .L 1、L 2和L 3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶ 3D .L 1、L 2和L 3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3∶3∶14. (2017·高考全国卷丙)如图,在磁感应强度大小为B 0的匀强磁场中,两长直导线P 和Q 垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l .在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时,纸面内与两导线距离均为l 的a 点处的磁感应强度为零.如果让P 中的电流反向、其他条件不变,则a 点处磁感应强度的大小为( )A .0B .33B 0C.233B 0D .2B 05.(2017·高考全国卷丙)如图,空间存在方向垂直于纸面(xOy 平面)向里的磁场.在x ≥0区域,磁感应强度的大小为B 0;x <0区域,磁感应强度的大小为λB 0(常数λ>1).一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场,此时开始计时,当粒子的速度方向再次沿x轴正向时,求(不计重力)(1)粒子运动的时间;(2)粒子与O点间的距离.6.(2017·高考天津卷)平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场,第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,如图所示.一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动,Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍.粒子从坐标原点O 离开电场进入磁场,最终从x轴上的P点射出磁场,P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等.不计粒子重力,问:(1)粒子到达O点时速度的大小和方向;(2)电场强度和磁感应强度的大小之比.7.(2017·高考江苏卷)一台质谱仪的工作原理如图所示.大量的甲、乙两种离子飘入电压为U0的加速电场,其初速度几乎为0,经加速后,通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片上.已知甲、乙两种离子的电荷量均为+q,质量分别为2m和m,图中虚线为经过狭缝左、右边界M、N的甲种离子的运动轨迹.不考虑离子间的相互作用.(1)求甲种离子打在底片上的位置到N点的最小距离x;(2)在图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域,并求该区域最窄处的宽度d;(3)若考虑加速电压有波动,在(U0-ΔU )到(U0+ΔU )之间变化,要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠,求狭缝宽度L满足的条件.专题10电磁感应1.(多选)(2017·高考全国卷甲)两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直.边长为0.1 m、总电阻为0.005 Ω的正方形导线框abcd位于纸面内,cd边与磁场边界平行,如图(a)所示.已知导线框一直向右做匀速直线运动,cd边于t=0时刻进入磁场.线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时,感应电动势取正).下列说法正确的是()A.磁感应强度的大小为0.5 TB.导线框运动速度的大小为0.5 m/sC.磁感应强度的方向垂直于纸面向外D.在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内,导线框所受的安培力大小为0.1 N2.(多选)(2017·高考全国卷甲)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()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3.(2017·高考全国卷乙)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示.无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是()4.(2017·高考全国卷丙)如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直.金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面.现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是()A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向5.(2017·高考北京卷)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D.图2中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等6.(2017·高考天津卷)如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是()A.ab中的感应电流方向由b到aB.ab中的感应电流逐渐减小C.ab所受的安培力保持不变D.ab所受的静摩擦力逐渐减小7.(2017·高考江苏卷)如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()A.1∶1B.1∶2C.1∶4 D.4∶18.(2017·高考北京卷)发电机和电动机具有装置上的类似性,源于它们机理上的类似性.直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景.在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L,电阻不计.电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好,以速度v(v平行于MN)向右做匀速运动.图1轨道端点MP间接有阻值为r的电阻,导体棒ab受到水平向右的外力作用.图2轨道端点MP间接有直流电源,导体棒ab通过滑轮匀速提升重物,电路中的电流为I.(1)求在Δt时间内,图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能.(2)从微观角度看,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用.为了方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷.a.请在图3(图1的导体棒ab)、图4(图2的导体棒ab)中,分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图.b.我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做功.那么,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢?请以图2“电动机”为例,通过计算分析说明.9.(2017·高考天津卷)电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新武器和航天运载器.电磁轨道炮示意如图,图中直流电源电动势为E,电容器的电容为C.两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l,电阻不计.炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触.首先开关S接1,使电容器完全充电.然后将S接至2,导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出),MN开始向右加速运动.当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时,回路中电流为零,MN达到最大速度,之后离开导轨.问:(1)磁场的方向;(2)MN刚开始运动时加速度a的大小;(3)MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少.。
2017年高考物理试题分类汇编及解析专题01. 直线运动力和运动专题02. 曲线运动万有引力与航天专题03. 机械能和动量专题04. 电场专题05. 磁场专题06. 电磁感应专题07. 电流和电路专题08. 选修3-3专题09. 选修3-4专题10. 波粒二象性、原子结构和原子核专题11. 力学实验专题12. 电学实验专题13. 力与运动计算题专题14. 电与磁计算题专题01. 直线运动力和运动1.【2017·新课标Ⅲ卷】一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上,弹性绳的原长也为80 cm。
将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)A.86 cm B. 92 cm C. 98 cm D. 104 cm【答案】B【考点定位】胡克定律、物体的平衡【名师点睛】在处理共点力平衡问题时,关键是对物体进行受力分析,再根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力,然后列式求解;如果物体受到三力处于平衡状态,可根据矢量三角形法,将三个力移动到一个三角形中,然后根据正弦定理列式求解。
前后两次始终处于静止状态,即合外力为零,在改变绳长的同时,绳与竖直方向的夹角跟着改变。
2.【2017·天津卷】如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。
如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是A.绳的右端上移到b ,绳子拉力不变B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移【答案】AB【解析】设两杆间距离为d ,绳长为l ,Oa 、Ob 段长度分别为l a 和l b ,则b a l l l +=,两部分绳子与竖直方向夹角分别为α和β,受力分析如图所示。
2017年全国统一高考物理试卷(新课标Ⅰ)一、选择题:本大题共8小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项是符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分.有选错的得0分.1.(6分)将质量为1.00kg的模型火箭点火升空,50g燃烧的燃气以大小为600m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。
在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)()A.30kg•m/s B.5.7×102kg•m/sC.6.0×102kg•m/s D.6.3×102kg•m/s2.(6分)发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响)。
速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网;其原因是()A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大3.(6分)如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里。
三个带正电的微粒a,b,c电荷量相等,质量分别为m a,m b,m c.已知在该区域内,a在纸面内做匀速圆周运动,b在纸面内向右做匀速直线运动,c在纸面内向左做匀速直线运动。
下列选项正确的是()A.m a>m b>m c B.m b>m a>m c C.m c>m a>m b D.m c>m b>m a 4.(6分)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电,氘核聚变反应方程是:H+H→He+n,已知H的质量为2.0136u,He的质量为3.0150u,n的质量为1.0087u,1u=931MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为()A.3.7MeV B.3.3MeV C.2.7MeV D.0.93MeV 5.(6分)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌,为了有效隔离外界震动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小震动,如图所示,无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及其左右震动的衰减最有效的方案是()A.B.C.D.6.(6分)如图,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距,均通有电流I,L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反。
专题1质点的直线运动(2017·高考全国卷甲)为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1(s1<s0)处分别放置一个挡板和一面小旗,如图所示.训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以初速度v0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗.训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处.假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v1,重力加速度大小为g.求(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数;(2)满足训练要求的运动员的最小加速度.专题2 相互作用1.(2017·高考全国卷甲)如图,一物块在水平拉力F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持F 的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动.物块与桌面间的动摩擦因数为( )A .2-3B .36 C.33D .322. (多选)(2017·高考全国卷乙)如图,柔软轻绳ON 的一端O 固定,其中间某点M 拴一重物,用手拉住绳的另一端N .初始时,OM 竖直且MN 被拉直,OM 与MN 之间的夹角为α⎝⎛⎭⎫α>π2 .现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变.在OM 由竖直被拉到水平的过程中( )A.MN上的张力逐渐增大B.MN上的张力先增大后减小C.OM上的张力逐渐增大D.OM上的张力先增大后减小3.(2017·高考全国卷丙)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm 的两点上,弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)()A.86 cm B.92 cmC.98 cm D.104 cm4.(多选)(2017·高考天津卷)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态.如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是()A.绳的右端上移到b′,绳子拉力不变B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移专题3牛顿运动定律1.(2017·高考全国卷丙)如图,两个滑块A和B的质量分别为m A=1 kg和m B=5 kg,放在静止于水平地面上的木板的两端,两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5;木板的质量为m=4 kg,与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1.某时刻A、B两滑块开始相向滑动,初速度大小均为v0=3 m/s.A、B相遇时,A与木板恰好相对静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g=10 m/s2.求(1)B与木板相对静止时,木板的速度;(2)A、B开始运动时,两者之间的距离.2.(2017·高考江苏卷)如图所示,两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为R的电阻.质量为m的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ 的磁感应强度大小为B、方向竖直向下.当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为v.导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆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)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小I;(2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a;(3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率P.专题4曲线运动1.(2017·高考全国卷甲)如图,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环.小环由大圆环的最高点从静止开始下滑,在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力()A.一直不做功B.一直做正功C.始终指向大圆环圆心D.始终背离大圆环圆心2.(2017·高考全国卷乙)发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响).速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网;其原因是() A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大3. (2017·高考江苏卷)如图所示,A、B两小球从相同高度同时水平抛出,经过时间t在空中相遇.若两球的抛出速度都变为原来的2倍,则两球从抛出到相遇经过的时间为()A.t B.2 2tC.t2D.t4专题5万有引力与航天1.(多选)(2017·高考全国卷甲)如图,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,M、N为轨道短轴的两个端点,运行的周期为T0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中()A.从P到M所用的时间等于T0/4B.从Q到N阶段,机械能逐渐变大C.从P到Q阶段,速率逐渐变小D.从M到N阶段,万有引力对它先做负功后做正功2.(2017·高考全国卷丙)2017年4月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行.与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的()A.周期变大B.速率变大C.动能变大D.向心加速度变大3.(2017·高考北京卷)利用引力常量G和下列某一组数据,不能计算出地球质量的是()A.地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)B.人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C.月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D.地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离4.(多选)(2017·高考江苏卷)“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空.与“天宫二号”空间实验室对接前,“天舟一号”在距地面约380 km的圆轨道上飞行,则其()A.角速度小于地球自转角速度B.线速度小于第一宇宙速度C.周期小于地球自转周期D.向心加速度小于地面的重力加速度5.(2017·高考天津卷)我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后,与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合体.假设组合体在距地面高为h 的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动,已知地球的半径为R ,地球表面处重力加速度为g ,且不考虑地球自转的影响.则组合体运动的线速度大小为________,向心加速度大小为________.专题6 机械能及其守恒定律1.(2017·高考全国卷丙)如图,一质量为m ,长度为l 的均匀柔软细绳PQ 竖直悬挂.用外力将绳的下端Q 缓慢地竖直向上拉起至M 点,M 点与绳的上端P 相距13l .重力加速度大小为g .在此过程中,外力做的功为( )A.19mgl B .16mglC.13mgl D .12mgl2.(2017·高考天津卷)“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一.摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动.下列叙述正确的是( )A .摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变B .在最高点时,乘客重力大于座椅对他的支持力C .摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零D .摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变3. (2017·高考江苏卷)如图所示,一小物块被夹子夹紧,夹子通过轻绳悬挂在小环上,小环套在水平光滑细杆上.物块质量为M ,到小环的距离为L ,其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F .小环和物块以速度v 向右匀速运动,小环碰到杆上的钉子P 后立刻停止,物块向上摆动.整个过程中,物块在夹子中没有滑动.小环和夹子的质量均不计,重力加速度为g .下列说法正确的是( )A .物块向右匀速运动时,绳中的张力等于2FB .小环碰到钉子P 时,绳中的张力大于2FC .物块上升的最大高度为2v 2gD .速度v 不能超过(2F -Mg )LM4.(多选)(2017·高考江苏卷)如图所示,三个小球A 、B 、C 的质量均为m ,A 与B 、C 间通过铰链用轻杆连接,杆长为L .B 、C 置于水平地面上,用一轻质弹簧连接,弹簧处于原长.现A 由静止释放下降到最低点,两轻杆间夹角α由60°变为120°.A 、B 、C 在同一竖直平面内运动,弹簧在弹性限度内,忽略一切摩擦,重力加速度为g .则此下降过程中( )A .A 的动能达到最大前,B 受到地面的支持力小于32mgB .A 的动能最大时,B 受到地面的支持力等于32mgC .弹簧的弹性势能最大时,A 的加速度方向竖直向下D .弹簧的弹性势能最大值为32mgL 5.(2017·高考江苏卷)如图所示,两个半圆柱A 、B 紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱C ,三者半径均为R .C 的质量为m ,A 、B 的质量都为m2,与地面间的动摩擦因数均为μ.现用水平向右的力拉A ,使A 缓慢移动,直至C 恰好降到地面.整个过程中B 保持静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g .求:(1)未拉A 时,C 受到B 作用力的大小F ; (2)动摩擦因数的最小值μmin ;(3)A 移动的整个过程中,拉力做的功W .专题7 碰撞与动量守恒1.(2017·高考全国卷乙)将质量为1.00 kg 的模型火箭点火升空,50 g 燃烧的燃气以大小为600 m/s 的速度从火箭喷口在很短时间内喷出.在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( )A.30 kg·m/s B.5.7×102 kg·m/sC.6.0×102 kg·m/s D.6.3×102 kg·m/s2.(多选)(2017·高考全国卷丙)一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动.F随时间t变化的图线如图所示,则()A.t=1 s时物块的速率为1 m/sB.t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/sC.t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/sD.t=4 s时物块的速度为零3.(2017·高考北京卷)在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变.放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R.以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量.(1)放射性原子核用A Z X表示,新核的元素符号用Y表示,写出该α衰变的核反应方程.(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,求圆周运动的周期和环形电流大小.(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能,新核的质量为M,求衰变过程的质量亏损Δm.4.(2017·高考天津卷)如图所示,物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳相连,跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧,质量分别为m A=2 kg、m B=1 kg.初始时A静止于水平地面上,B悬于空中.现将B竖直向上再举高h=1.8 m(未触及滑轮),然后由静止释放.一段时间后细绳绷直,A、B以大小相等的速度一起运动,之后B恰好可以和地面接触.取g=10 m/s2,空气阻力不计.求:(1)B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t;(2)A的最大速度v的大小;(3)初始时B离地面的高度H.专题8静电场1.(多选)(2017·高考全国卷乙)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示.电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为E a、E b、E c 和E d.点a到点电荷的距离r a与点a的电势φa已在图中用坐标(r a,φa)标出,其余类推.现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为W ab、W bc和W cd.下列选项正确的是()A.E a∶E b=4∶1 B.E c∶E d=2∶1C.W ab∶W bc=3∶1 D.W bc∶W cd=1∶32. (多选)(2017·高考全国卷丙)一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V.下列说法正确的是()A.电场强度的大小为2.5 V/cmB.坐标原点处的电势为1 VC.电子在a点的电势能比在b点的低7 eVD.电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV3. (多选)(2017·高考天津卷)如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A、B两点的加速度大小分别为a A、a B,电势能分别为E p A、E p B.下列说法正确的是()A.电子一定从A向B运动B.若a A>a B,则Q靠近M端且为正电荷C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有E p A<E p BD.B点电势可能高于A点电势4.(2017·高考江苏卷)如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点.由O点静止释放的电子恰好能运动到P点.现将C板向右平移到P′点,则由O点静止释放的电子()A.运动到P点返回B.运动到P和P′点之间返回C.运动到P′点返回D.穿过P′点5.(多选)(2017·高考江苏卷)在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示.下列说法正确有()A.q1和q2带有异种电荷B.x1处的电场强度为零C.负电荷从x1移到x2,电势能减小D.负电荷从x1移到x2,受到的电场力增大6.(2017·高考全国卷甲)如图,两水平面(虚线)之间的距离为H,其间的区域存在方向水平向右的匀强电场.自该区域上方的A点将质量均为m、电荷量分别为q和-q(q>0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出.小球在重力作用下进入电场区域,并从该区域的下边界离开.已知N离开电场时的速度方向竖直向下;M在电场中做直线运动,刚离开电场时的动能为N刚离开电场时动能的1.5倍.不计空气阻力,重力加速度大小为g.求(1)M与N在电场中沿水平方向的位移之比;(2)A点距电场上边界的高度;(3)该电场的电场强度大小.7.(2017·高考全国卷乙)真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0.在油滴处于位置A时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变.持续一段时间t1后,又突然将电场反向,但保持其大小不变;再持续同样一段时间后,油滴运动到B点.重力加速度大小为g.(1)求油滴运动到B点时的速度;(2)求增大后的电场强度的大小;为保证后来的电场强度比原来的大,试给出相应的t1和v0应满足的条件.已知不存在电场时,油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍.8.(2017·高考北京卷)如图所示,长l=1 m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°.已知小球所带电荷量q=1.0×10-6 C,匀强电场的场强E=3.0×103 N/C,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:(1)小球所受电场力F的大小.(2)小球的质量m.(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小.专题9磁场1. (2017·高考全国卷甲)如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P 为磁场边界上的一点,大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同方向射入磁场.若粒子射入速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上.不计重力及带电粒子之间的相互作用.则v2∶v1为()A.3∶2 B.2∶1C.3∶1 D.3∶ 22.(2017·高考全国卷乙)如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里.三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等,质量分别为m a、m b、m c.已知在该区域内,a在纸面内做匀速圆周运动,b在纸面内向右做匀速直线运动,c在纸面内向左做匀速直线运动.下列选项正确的是()A.m a>m b>m c B.m b>m a>m cC.m c>m a>m b D.m c>m b>m a3. (多选)(2017·高考全国卷乙)如图,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距,均通有电流I,L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反.下列说法正确的是()A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶ 3D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3∶3∶14. (2017·高考全国卷丙)如图,在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,两长直导线P和Q 垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时,纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零.如果让P中的电流反向、其他条件不变,则a点处磁感应强度的大小为()A .0B .33B 0C.233B 0D .2B 05.(2017·高考全国卷丙)如图,空间存在方向垂直于纸面(xOy 平面)向里的磁场.在x ≥0区域,磁感应强度的大小为B 0;x <0区域,磁感应强度的大小为λB 0(常数λ>1).一质量为m 、电荷量为q (q >0)的带电粒子以速度v 0从坐标原点O 沿x 轴正向射入磁场,此时开始计时,当粒子的速度方向再次沿x 轴正向时,求(不计重力)(1)粒子运动的时间; (2)粒子与O 点间的距离.6.(2017·高考天津卷)平面直角坐标系xOy 中,第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场,第Ⅲ象限存在沿y 轴负方向的匀强电场,如图所示.一带负电的粒子从电场中的Q 点以速度v 0沿x 轴正方向开始运动,Q 点到y 轴的距离为到x 轴距离的2倍.粒子从坐标原点O 离开电场进入磁场,最终从x 轴上的P 点射出磁场,P 点到y 轴距离与Q 点到y 轴距离相等.不计粒子重力,问:(1)粒子到达O点时速度的大小和方向;(2)电场强度和磁感应强度的大小之比.7.(2017·高考江苏卷)一台质谱仪的工作原理如图所示.大量的甲、乙两种离子飘入电压为U0的加速电场,其初速度几乎为0,经加速后,通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片上.已知甲、乙两种离子的电荷量均为+q,质量分别为2m和m,图中虚线为经过狭缝左、右边界M、N的甲种离子的运动轨迹.不考虑离子间的相互作用.(1)求甲种离子打在底片上的位置到N点的最小距离x;(2)在图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域,并求该区域最窄处的宽度d;(3)若考虑加速电压有波动,在(U0-ΔU )到(U0+ΔU )之间变化,要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠,求狭缝宽度L满足的条件.专题10电磁感应1.(多选)(2017·高考全国卷甲)两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直.边长为0.1 m、总电阻为0.005 Ω的正方形导线框abcd位于纸面内,cd边与磁场边界平行,如图(a)所示.已知导线框一直向右做匀速直线运动,cd边于t=0时刻进入磁场.线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时,感应电动势取正).下列说法正确的是()A.磁感应强度的大小为0.5 TB.导线框运动速度的大小为0.5 m/sC.磁感应强度的方向垂直于纸面向外D.在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内,导线框所受的安培力大小为0.1 N2.(多选)(2017·高考全国卷甲)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()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3.(2017·高考全国卷乙)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示.无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是()4.(2017·高考全国卷丙)如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直.金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面.现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是()A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向5.(2017·高考北京卷)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D.图2中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等6.(2017·高考天津卷)如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是()A.ab中的感应电流方向由b到aB.ab中的感应电流逐渐减小C.ab所受的安培力保持不变D.ab所受的静摩擦力逐渐减小7.(2017·高考江苏卷)如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()A.1∶1B.1∶2C.1∶4 D.4∶18.(2017·高考北京卷)发电机和电动机具有装置上的类似性,源于它们机理上的类似性.直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景.在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L,电阻不计.电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好,以速度v(v平行于MN)向右做匀速运动.图1轨道端点MP间接有阻值为r的电阻,导体棒ab受到水平向右的外力作用.图2轨道端点MP间接有直流电源,导体棒ab通过滑轮匀速提升重物,电路中的电流为I.(1)求在Δt时间内,图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能.(2)从微观角度看,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用.为了方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷.a.请在图3(图1的导体棒ab)、图4(图2的导体棒ab)中,分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图.b.我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做功.那么,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢?请以图2“电动机”为例,通过计算分析说明.9.(2017·高考天津卷)电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新武器和航天运载器.电磁轨道炮示意如图,图中直流电源电动势为E,电容器的电容为C.两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l,电阻不计.炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触.首先开关S接1,使电容器完全充电.然后将S接至2,导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出),MN开始向右加速运动.当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时,回路中电流为零,MN达到最大速度,之后离开导轨.问:(1)磁场的方向;(2)MN刚开始运动时加速度a的大小;(3)MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少.专题11交变电流1.(2017·高考北京卷)如图所示,理想变压器的原线圈接在u=2202sin 100πt(V)的交流。
2017 年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试物理部分二、选择题:本题共8 小题,每小题6 分,共48 分。
在每小题给出的四个选项中,第14~17 题只有一项符合题目要求,第18~21 题有多项符合题目要求。
全部选对的得6 分,选对但不全的得3 分,有选错的得0 分。
14.将质量为1.00kg 的模型火箭点火升空,50g 燃烧的燃气以大小为600 m/s 的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。
在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)A.30 kg ⋅m/s B.5.7×102k g⋅m/sC.6.0×102kg⋅m/s D.6.3×102k g⋅m/s15.发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响)。
速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网,其原因是A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大16.如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向量,三个带正电的微粒a,b,c 电荷量相等,质量分别为m a,m b,m c,已知在该区域内,a 在纸面内做匀速圆周运动,b 在纸面内向右做匀速直线运动,c 在纸面内向左做匀速直线运动。
下列选项正确的是I mc> m a > m bm a > m b > m cA. B .C .D .17. 大科学工程“人造太阳”主要是将氚核聚变反应释放的能量用来发电,氚核聚变反应方程是 2 H +2 H →3He +1 n ,已知 2 H 的质量为 2.0136u , 3 He 的质量为 3.0150u ,112121 n 的质量为 1.0087u ,1u =931MeV/c 2。
2017山东高考真题物理2017年山东高考物理试题的考查重点主要包括:质点动力学、重力与弹力、力的合成与分解、力和动量、牛顿第二定律、动量定律等方面的知识。
以下是2017年山东高考物理试题内容及解析:第一题(选择题):如图所示,一物体沿使力方向运动。
已知过点B向下的合力大小为P,在燃料点A加速度为0。
在燃动人A加速为0。
在火箭运动过程中,点A点向上的加速度为0,这不是因为受力平衡,而是因为推动这个火箭向上的大量的能量释放的空气对火箭的外壳产生不小的压力力;计算在A点能为零时,火箭所受外流空气对外壳的压力F。
第一题解析:这个问题主要考查牛顿第二定律的应用。
求解这个问题可以采用牛顿第二定律的公式F=ma,根据已知条件进行计算。
将流体压力、流体动力学、弹性力与形变作用、摩檫力与运动阻力等内容相结合,从而解决问题。
第二题(选择题):如图所示,质量为m=3kg,与地面间的摩擦系数为μ=0.2。
当向力为F=15N时,质点初时给物体F=0.绝物体F=0,物体相对于地面处于静止状态。
求F=0,物体力是多少?第二题解析:这个问题主要考查静摩擦力和动摩擦力的问题。
首先需要求解最大静摩擦力的大小,然后再根据已知的条件进行计算。
主要用到了静摩擦力的计算公式和动摩擦力的计算公式。
第三题:如图所示,在光滑水平面上放置一个质量为mA=4kg的木块,木块左侧的质量为0.2m/s、方向相反的速度v0=2m/s的弹性小球动向正向TL身30度离开P科毕德尔a一定高度的标度屈底。
求在发生碰撞前的板在b坐标发生一段长度为0.5P处的是多多。
第三题解析:这个问题主要考查动量定律和角动量定律的应用。
将动量的守恒定律和动能守恒定律相结合,根据碰撞前后的动量和动能值相等的原则,进行求解。
同时要考虑到角动量方向上的变化,综合运用多个物理知识点进行计算。
通过对2017年山东高考物理试题内容及解析的学习,可以帮助考生更好地掌握物理知识,提高解题能力。
2017届河北省(新课标卷Ⅰ)高考仿真模拟(二)理综物理试题(解析版)第Ⅰ卷二、选择题:本题共8小题,每小题6分。
在每小题给出的四个选项中,第14~17题只有一项符合题目要求,第18~21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
14.裂变反应是目前核能利用中常用的反应。
以原子核23592U为燃料的反应堆中,当23592U俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种形式,其中一种可表示为23592U+1n→13954Xe+9438Sr+31n,则下列叙述中正确的是( )A.Xe原子核中含有85个中子B.Xe原子核中含有139个质子C.裂变时释放能量,根据ΔE=Δmc2,所以裂变后核子总质量增加D.裂变时释放能量,出现质量亏损,所以裂变后核子总质量数减少【答案】A【题型】选择题【难度】一般15.一轻绳系住一质量为m的小球悬挂在O点,在最低点给小球一水平初速度,小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动,若在水平半径OP的中点A处钉一枚光滑的钉子,仍在最低点给小球同样的初速度,则小球向上通过P点后将绕A点做圆周运动,则到达最高点N时,绳子的拉力大小为( )A.0 B.2mgC.3mg D.4mg【答案】C【题型】选择题 【难度】一般16.一个物体静止在质量均匀的星球表面的“赤道”上。
已知引力常量G ,星球密度ρ,若由于星球自转使物体对星球表面的压力恰好为零,则该星球自转的角速度为( ) A.43ρG π B. 3πρGC.43ρG π D.3πρG【答案】A【解析】星球赤道上的物体,万有引力等于重力与随星球自转向心力的和,即:GMm R2=mg +mω2R ,且物体对星球压力N =mg ,若要使N =0,则ω应加大到满足GMm R2=mω2R ,得:ω=GM R 3,又因为M =ρ·43πR 3代入ω=GMR 3得:ω=Gρ4πR 33R 3=4πGρ3,故A 正确,B 、C 、D 错误。
物理·参考答案与解析 专题1 质点的直线运动解析:(1)设冰球的质量为m ,冰球与冰面之间的动摩擦因数为μ,由动能定理得 -μmgs 0=12mv 21-12mv 20① 解得μ=v 20-v 212gs 0.②(2)冰球到达挡板时,满足训练要求的运动员中,刚好到达小旗处的运动员的加速度最小.设这种情况下,冰球和运动员的加速度大小分别为a 1和a 2,所用的时间为t .由运动学公式得v 20-v 21=2a 1s 0③v 0-v 1=a 1t ④ s 1=12a 2t 2⑤联立③④⑤式得 a 2=s 1(v 1+v 0)22s 20.答案:见解析专题2 相互作用1.解析:选C.当拉力水平时,物块做匀速运动,则F =μmg ,当拉力方向与水平方向的夹角为60°时,物块也刚好做匀速运动,则F cos 60°=μ(mg -F sin 60°),联立解得μ=33,A 、B 、D 项错误,C 项正确.2.解析:选AD.将重物向右上方缓慢拉起,重物处于动态平衡状态,可利用平衡条件或力的分解画出动态图分析.将重物的重力沿两绳方向分解,画出分解的动态图如图所示.在三角形中,根据正弦定理有G sin γ1=F OM 1sin β1=F MN 1sin θ1,由题意可知F MN 的反方向与F OM 的夹角γ=180°-α,不变,因sin β(β为F MN 与G 的夹角)先增大后减小,故OM 上的张力先增大后减小,当β=90°时,OM 上的张力最大,因sin θ(θ为F OM 与G 的夹角)逐渐增大,故MN 上的张力逐渐增大,选项A 、D 正确,B 、C 错误.3.解析:选B.将钩码挂在弹性绳的中点时,由数学知识可知钩码两侧的弹性绳(劲度系数设为k )与竖直方向夹角θ均满足sin θ=45,对钩码(设其重力为G )静止时受力分析,得G =2k ⎝⎛⎭⎫1 m 2-0.8 m 2cos θ;弹性绳的两端移至天花板上的同一点时,对钩码受力分析,得G =2k ⎝⎛⎭⎫L 2-0.8 m 2,联立解得L =92 cm ,可知A 、C 、D 项错误,B 项正确.4.解析:选AB.设两段绳子间的夹角为2α,由平衡条件可知,2F cos α=mg ,所以F =mg 2cos α,设绳子总长为L ,两杆间距离为s ,由几何关系L 1sin α+L 2sin α=s ,得sin α=sL 1+L 2=sL ,绳子右端上移,L 、s 都不变,α不变,绳子张力F 也不变,A 正确;杆N 向右移动一些,s 变大,α变大,cos α变小,F 变大,B 正确;绳子两端高度差变化,不影响s 和L ,所以F 不变,C 错误;衣服质量增加,绳子上的拉力增加,由于α不会变化,悬挂点不会右移,D 错误.专题3 牛顿运动定律1.解析:(1)滑块A 和B 在木板上滑动时,木板也在地面上滑动.设A 、B 和木板所受的摩擦力大小分别为f 1、f 2和f 3,A 和B 相对于地面的加速度大小分别为a A 和a B ,木板相对于地面的加速度大小为a 1.在物块B 与木板达到共同速度前有f 1=μ1m A g ①f 2=μ1m Bg ②f 3=μ2(m +m A +m B )g ③ 由牛顿第二定律得 f 1=m A a A ④ f 2=m B a B ⑤ f 2-f 1-f 3=ma 1⑥设在t 1时刻,B 与木板达到共同速度,其大小为v 1.由运动学公式有 v 1=v 0-a B t 1⑦ v 1=a 1t 1⑧联立①②③④⑤⑥⑦⑧式,代入已知数据得 v 1=1 m/s.⑨(2)在t 1时间间隔内,B 相对于地面移动的距离为 s B =v 0t 1-12a B t 21⑩设在B 与木板达到共同速度v 1后,木板的加速度大小为a 2.对于B 与木板组成的体系,由牛顿第二定律有f 1+f 3=(m B +m )a 2⑪由①②④⑤式知,a A =a B ;再由⑦⑧式知,B 与木板达到共同速度时,A 的速度大小也为v 1,但运动方向与木板相反.由题意知,A 和B 相遇时,A 与木板的速度相同,设其大小为v 2.设A 的速度大小从v 1变到v 2所用的时间为t 2,则由运动学公式,对木板有v 2=v 1-a 2t 2⑫对A 有v 2=-v 1+a A t 2⑬在t 2时间间隔内,B (以及木板)相对地面移动的距离为 s 1=v 1t 2-12a 2t 22⑭在(t 1+t 2)时间间隔内,A 相对地面移动的距离为 s A =v 0(t 1+t 2)-12a A (t 1+t 2)2⑮A 和B 相遇时,A 与木板的速度也恰好相同.因此A 和B 开始运动时,两者之间的距离为s 0=s A +s 1+s B ⑯联立以上各式,并代入数据得s 0=1.9 m. (也可用如图的速度-时间图线求解)答案:见解析2.解析:(1)感应电动势E =Bdv 0 感应电流I =E R ,解得I =Bdv 0R .(2)安培力F =BId 牛顿第二定律F =ma 解得a =B 2d 2v 0mR.(3)金属杆切割磁感线的速度v ′=v 0-v ,则感应电动势E =Bd (v 0-v ) 电功率P =E 2R解得P =B 2d 2(v 0-v )2R .答案:见解析专题4 曲线运动1.解析:选A.由于大圆环是光滑的,因此小环下滑的过程中,大圆环对小环的作用力方向始终与速度方向垂直,因此作用力不做功,A 项正确,B 项错误;小环刚下滑时,大圆环对小环的作用力背离大圆环的圆心,滑到大圆环圆心以下的位置时,大圆环对小环的作用力指向大圆环的圆心,C 、D 项错误.2.解析:选C.发球机从同一高度水平射出两个速度不同的乒乓球,根据平抛运动规律,竖直方向上,h =12gt 2,可知两球下落相同距离h 所用的时间是相同的,选项A 错误;由v 2y =2gh 可知,两球下落相同距离h 时在竖直方向上的速度v y 相同,选项B 错误;由平抛运动规律,水平方向上,x =vt ,可知速度较大的球通过同一水平距离所用的时间t 较少,选项C 正确;由于做平抛运动的球在竖直方向的运动为自由落体运动,两球在相同时间间隔内下降的距离相同,选项D 错误.3.解析:选C .设两球间的水平距离为L ,第一次抛出的速度分别为v 1、v 2,由于小球抛出后在水平方向上做匀速直线运动,则从抛出到相遇经过的时间t =L v 1+v 2,若两球的抛出速度都变为原来的2倍,则从抛出到相遇经过的时间为t′=L 2(v 1+v 2)=t2,C 项正确.专题5 万有引力与航天1.解析:选CD.在海王星从P 到Q 的运动过程中,由于引力与速度的夹角大于90°,因此引力做负功,根据动能定理可知,速率越来越小,C 项正确;海王星从P 到M 的时间小于从M 到Q 的时间,因此从P 到M 的时间小于T 04,A 项错误;由于海王星运动过程中只受到太阳引力作用,引力做功不改变海王星的机械能,即从Q 到N 的运动过程中海王星的机械能守恒,B 项错误;从M 到Q 的运动过程中引力与速度的夹角大于90°,因此引力做负功,从Q 到N 的过程中,引力与速度的夹角小于90°,因此引力做正功,即海王星从M 到N 的过程中万有引力先做负功后做正功,D 项正确.2.解析:选C.组合体比“天宫二号”质量大,轨道半径R 不变,根据GMm R 2=m v 2R ,可得v =GMR,可知与“天宫二号”单独运行时相比,组合体运行的速率不变,B 项错误;又T =2πR v ,则周期T 不变,A 项错误;质量变大、速率不变,动能变大,C 项正确;向心加速度a =GMR2,不变,D 项错误.3.解析:选D.由于不考虑地球自转,则在地球表面附近,有G Mm 0R 2=m 0g ,故可得M =gR 2G ,A 项错误;由万有引力提供人造卫星的向心力,有G Mm 1R 2=m 1v 2R ,v =2πR T ,联立得M =v 3T 2πG ,B 项错误;由万有引力提供月球绕地球运动的向心力,有G Mm 2r 2=m 2⎝⎛⎭⎫2πT ′2r ,故可得M =4π2r 3GT ′2,C 项错误;同理,根据地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离,不可求出地球的质量,D 项正确.4.解析:选BCD.“天舟一号”在距地面约380 km 的圆轨道上飞行时,由G Mmr 2=mω2r可知,半径越小,角速度越大,则其角速度大于同步卫星的角速度,即大于地球自转的角速度,A 项错误;由于第一宇宙速度是最大环绕速度,因此“天舟一号”在圆轨道的线速度小于第一宇宙速度,B 项正确;由T =2πω可知,“天舟一号”的周期小于地球自转周期,C 项正确;由G Mm R 2=mg ,G Mm(R +h )2=ma 可知,向心加速度a 小于地球表面的重力加速度g ,D项正确.5.解析:设组合体环绕地球的线速度为v ,由G Mm (R +h )2=m v 2R +h 得v =GMR +h,又因为G MmR2=mg ,所以v =Rg R +h ,向心加速度a =v 2R +h =R 2(R +h )2g . 答案:Rg R +h R 2(R +h )2g 专题6 机械能及其守恒定律1.解析:选A.QM 段绳的质量为m ′=23m ,未拉起时,QM 段绳的重心在QM 中点处,与M 点距离为13l ,绳的下端Q 拉到M 点时,QM 段绳的重心与M 点距离为16l ,此过程重力做功W G =-m ′g ·⎝⎛⎭⎫13l -16l =-19mgl ,对绳的下端Q 拉到M 点的过程,应用动能定理,可知外力做功W =-W G =19mgl ,可知A 项正确,B 、C 、D 项错误.2.解析:选B.摩天轮转动过程中乘客的动能不变,重力势能一直变化,故机械能一直变化,A 错误;在最高点乘客具有竖直向下的向心加速度,重力大于座椅对他的支持力,B 正确;摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量等于重力与周期的乘积,C 错误;重力瞬时功率等于重力与速度在重力方向上的分量的乘积,而转动过程中速度在重力方向上的分量是变化的,所以重力的瞬时功率也是变化的,D 错误.3.解析:选D.物块向右匀速运动时,绳中的张力等于物块的重力Mg ,因为2F 为物块与夹子间的最大静摩擦力,当物块向上摆动做圆周运动时,静摩擦力大于Mg ,说明物块做匀速运动时所受的静摩擦力小于2F ,A 项错误;当小环碰到钉子P 时,由于不计夹子的质量,因此绳中的张力等于夹子与物块间的静摩擦力,即小于或等于2F ,B 项错误;如果物块上升的最大高度不超过细杆,则根据机械能守恒可知,Mgh =12Mv 2,即上升的最大高度h =v 22g ,C项错误;当物块向上摆动的瞬时,如果物块与夹子间的静摩擦力刚好为2F ,此时的速度v 是最大速度,则2F -Mg =M v 2L,解得v =(2F -Mg )LM,D 项正确.4.解析:选AB.在A 的动能达到最大前,A 向下加速运动,此时A 处于失重状态,则整个系统对地面的压力小于3mg ,即地面对B 的支持力小于32mg ,A 项正确;当A 的动能最大时,A 的加速度为零,这时系统既不失重,也不超重,系统对地面的压力等于3mg ,即B 受到地面的支持力等于32mg ,B 项正确;当弹簧的弹性势能最大时,A 减速运动到最低点,此时A 的加速度方向竖直向上,C 项错误;由机械能守恒定律可知,弹簧的弹性势能最大值等于A 的重力势能的减少量,即为mg (L cos 30°-L cos 60°)=3-12mgL ,D 项错误. 5.解析:(1)C 受力平衡2F cos 30° =mg 解得F =33mg . (2)C 恰好降到地面时,B 受C 压力的水平分力最大F x max =32mg B 受地面的摩擦力f =μmg 根据题意f min =F x max ,解得μmin =32. (3)C 下降的高度h =(3-1)R A 的位移x =2(3-1)R 摩擦力做功的大小 W f =fx =2(3-1)μmgR根据动能定理W -W f +mgh =0-0 解得W =(2μ-1)(3-1)mgR . 答案:见解析专题7 碰撞与动量守恒 1.解析:选A.燃气从火箭喷口喷出的瞬间,火箭和燃气组成的系统动量守恒,设燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为p ,根据动量守恒定律,可得p -mv 0=0,解得p =mv 0=0.050 kg ×600 m/s =30 kg ·m/s ,选项A 正确.2.解析:选AB.根据F -t 图线与时间轴围成的面积的物理意义为合外力F 的冲量,可知在0~1 s 、0~2 s 、0~3 s 、0~4 s 内合外力冲量分别为2 N ·s 、4 N ·s 、3 N ·s 、2 N ·s ,应用动量定理I =m Δv 可知物块在1 s 、2 s 、3 s 、4 s 末的速率分别为1 m/s 、2 m/s 、1.5 m/s 、1 m/s ,物块在这些时刻的动量大小分别为2 kg ·m/s 、4 kg ·m/s 、3 kg ·m/s 、2 kg ·m/s ,则A 、B 项均正确,C 、D 项均错误.3.解析:(1)A Z X ―→A -4Z -2Y +42He.(2)设α粒子的速度大小为v ,由qvB =m v 2R ,T =2πRv ,得α粒子在磁场中运动周期T =2πmqB环形电流大小I =q T =q 2B2πm .(3)由qvB =m v 2R ,得v =qBRm设衰变后新核Y 的速度大小为v ′,系统动量守恒 Mv ′-mv =0 v ′=mv M =qBR M由Δmc 2=12Mv ′2+12mv 2得Δm =(M +m )(qBR )22mMc 2.答案:见解析4.解析:(1)B 从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动,有 h =12gt 2① 代入数据解得t =0.6 s .②(2)设细绳绷直前瞬间B 速度大小为v B ,有v B =gt ③细绳绷直瞬间,细绳张力远大于A 、B 的重力,A 、B 相互作用,由动量守恒得m B v B =(m A+m B )v ④之后A 做匀减速运动,所以细绳绷直后瞬间的速度v 即为A 的最大速度,联立②③④式,代入数据解得v =2 m/s.⑤(3)细绳绷直后,A 、B 一起运动,B 恰好可以和地面接触,说明此时A 、B 的速度为零,这一过程中A 、B 组成的系统机械能守恒,有12(m A+m B )v 2+m B gH =m A gH ⑥ 代入数据解得H =0.6 m. 答案:见解析专题8 静电场1.解析:选AC.设点电荷的电荷量为Q ,根据点电荷电场强度公式E =k Qr 2,r a ∶r b=1∶2,r c ∶r d =3∶6,可知,E a ∶E b =4∶1,E c ∶E d =4∶1,选项A 正确,B 错误;将一带正电的试探电荷由a 点移动到b 点做的功W ab =q (φa -φb )=3q (J),试探电荷由b 点移动到c 点做的功W bc =q (φb -φc )=q (J),试探电荷由c 点移动到d 点做功W cd =q (φc -φd )=q (J),由此可知,W ab ∶W bc =3∶1,W bc ∶W cd =1∶1,选项C 正确,D 错误.2.解析:选ABD.ac 垂直于bc ,沿ca 和cb 两方向的场强分量大小分别为E 1=U caac =2 V/cm 、E 2=U cbbc =1.5 V/cm ,根据矢量合成可知E =2.5 V/cm ,A 项正确;根据在匀强电场中平行线上等距同向的两点间的电势差相等,有φO -φa =φb -φc ,得φO =1 V ,B 项正确;电子在a 、b 、c 三点的电势能分别为-10 eV 、-17 eV 和-26 eV ,故电子在a 点的电势能比在b 点的高7 eV ,C 项错误;电子从b 点运动到c 点,电场力做功W =(-17 eV)-(-26 eV)=9 eV ,D 项正确.3.解析:选BC.电子仅在电场力作用下可能从A 运动到B ,也可能从B 运动到A ,所以A 错误;若a A >a B ,说明电子在A 点受到的电场力大于在B 点受到的电场力,所以A 距离点电荷较近,B 距离点电荷较远,又因为电子受到的电场力指向轨迹凹侧,因此Q 靠近M 端且为正电荷,B 正确;无论Q 是正电荷还是负电荷,若电子从A 运动到B ,一定是克服电场力做功,若电子从B 运动到A ,一定是电场力做正功,即一定有E p A <E p B ,C 正确;对于同一个负电荷,电势低处电势能大,B 点电势一定低于A 点电势,D 错误.4.解析:选A.电子在A 、B 板间的电场中加速运动,在B 、C 板间的电场中减速运动,设A 、B 板间的电压为U ,B 、C 板间的电场强度为E ,M 、P 两点间的距离为d ,则有eU -eEd =0,若将C 板向右平移到P ′点,B 、C 两板所带电荷量不变,由E =U d =Q C 0d =4πkQεS 可知,C 板向右平移到P ′时,B 、C 两板间的电场强度不变,由此可以判断,电子在A 、B 板间加速运动后,在B 、C 板间减速运动,到达P 点时速度为零,然后返回,A 项正确,B 、C 、D 项错误.5.解析:选AC.由题图可知,空间的电势有正有负,且只有一个极值,则两个点电荷必定为异种电荷,A 项正确;由E =ΔφΔx 可知,φ-x 图象的切线斜率表示电场强度,因此x 1处的电场强度不为零,B 项错误;负电荷从x 1移到x 2的过程中,电势升高,电场强度减小,由E p =qφ,F =qE 可知,电势能减小,受到的电场力减小,C 项正确,D 项错误.6.解析:(1)设小球M 、N 在A 点水平射出时的初速度大小为v 0,则它们进入电场时的水平速度仍然为v 0.M 、N 在电场中运动的时间t 相等,电场力作用下产生的加速度沿水平方向,大小均为a ,在电场中沿水平方向的位移分别为s 1和s 2.由题给条件和运动学公式得v 0-at =0① s 1=v 0t +12at 2②s 2=v 0t -12at 2③联立①②③式得s 1s 2=3.④(2)设A 点距电场上边界的高度为h ,小球下落h 时在竖直方向的分速度为v y ,由运动学公式v 2y =2gh ⑤ H =v y t +12gt 2⑥M 进入电场后做直线运动,由几何关系知 v 0v y =s 1H⑦ 联立①②⑤⑥⑦式可得 h =13H .⑧ (3)设电场强度的大小为E ,小球M 进入电场后做直线运动,则 v 0v y =qE mg⑨ 设M 、N 离开电场时的动能分别为E k1、E k2,由动能定理得 E k1=12m (v 20+v 2y )+mgH +qEs 1⑩E k2=12m (v 20+v 2y )+mgH -qEs 2⑪由已知条件 E k1=1.5E k2⑫联立④⑤⑦⑧⑨⑩⑪⑫式得 E =mg 2q. 答案:见解析7.解析:(1)设油滴质量和电荷量分别为m 和q ,油滴速度方向向上为正.油滴在电场强度大小为E 1的匀强电场中做匀速直线运动,故匀强电场方向向上.在t =0时,电场强度突然从E 1增加至E 2时,油滴做竖直向上的匀加速运动,加速度方向向上,大小a 1满足qE 2-mg =ma 1① 油滴在时刻t 1的速度为 v 1=v 0+a 1t 1②电场强度在时刻t 1突然反向,油滴做匀变速运动,加速度方向向下,大小a 2满足qE 2+mg =ma 2③油滴在时刻t 2=2t 1的速度为 v 2=v 1-a 2t 1④由①②③④式得 v 2=v 0-2gt 1.⑤(2)由题意,在t =0时刻前有 qE 1=mg ⑥油滴从t =0到时刻t 1的位移为 s 1=v 0t 1+12a 1t 21⑦油滴在从时刻t 1到时刻t 2=2t 1的时间间隔内的位移为 s 2=v 1t 1-12a 2t 21⑧由题给条件有 v 20=2g (2h )⑨式中h 是B 、A 两点之间的距离. 若B 点在A 点之上,依题意有 s 1+s 2=h ⑩由①②③⑥⑦⑧⑨⑩式得 E 2=⎣⎡⎦⎤2-2v 0gt 1+14⎝⎛⎭⎫v 0gt 12E 1⑪为使E 2>E 1,应有 2-2v 0gt 1+14⎝⎛⎭⎫v 0gt 12>1⑫即当0<t 1<⎝⎛⎭⎫1-32v 0g⑬ 或t 1>⎝⎛⎭⎫1+32v 0g⑭ 才是可能的;条件⑬式和⑭式分别对应于v 2>0和v 2<0两种情形. 若B 点在A 点之下,依题意有 s 1+s 2=-h ⑮由①②③⑥⑦⑧⑨⑮式得 E 2=⎣⎡⎦⎤2-2v 0gt 1-14⎝⎛⎭⎫v 0gt 12E 1⑯为使E 2>E 1,应有 2-2v 0gt 1-14⎝⎛⎭⎫v 0gt 12>1⑰即t 1>⎝⎛⎭⎫52+1v 0g⑱另一解为负,不合题意,已舍去.答案:见解析8.解析:(1)F =qE =3.0×10-3 N. (2)由qE mg=tan 37°,得m =4.0×10-4 kg. (3)由mgl (1-cos 37°)=12mv 2,得v =2gl (1-cos 37°)=2.0 m/s.答案:见解析专题9 磁 场1.解析:选C.由于是相同的粒子,粒子进入磁场时的速度大小相同,由qvB =m v 2R 可知,R =mvqB ,即粒子在磁场中做圆周运动的半径相同.若粒子运动的速率为v 1,如图所示,通过旋转圆可知,当粒子的磁场出射点A 离P 点最远时,则AP =2R 1;同样,若粒子运动的速率为v 2,粒子的磁场出射点B 离P 点最远时,则BP =2R 2,由几何关系可知,R 1=R2,R 2=R ·cos30°=32R ,则v 2v 1=R 2R 1=3,C 项正确.2.解析:选B.该空间区域为匀强电场、匀强磁场和重力场的叠加场,a 在纸面内做匀速圆周运动,可知其重力与所受到的电场力平衡,洛伦兹力提供其做匀速圆周运动的向心力,有m a g =qE ,解得m a =qEg .b 在纸面内向右做匀速直线运动,由左手定则可判断出其所受洛伦兹力方向竖直向上,可知m b g =qE +qv b B ,解得m b =qE g +qv b B g.c 在纸面内向左做匀速直线运动,由左手定则可判断出其所受洛伦兹力方向竖直向下,可知m c g +qv c B =qE ,解得m c =qEg -qv c Bg.综上所述,可知m b >m a >m c ,选项B 正确. 3.解析:选BC.由安培定则可判断出L 2在L 1处产生的磁场(B 21)方向垂直L 1和L 2的连线竖直向上,L 3在L 1处产生的磁场(B 31)方向垂直L 1和L 3的连线指向右下方,根据磁场叠加原理,L 3和L 2在L 1处产生的合磁场(B 合1)方向如图1所示,根据左手定则可判断出L 1所受磁场作用力的方向与L 2和L 3的连线平行,选项A 错误;同理,如图2所示,可判断出L 3所受磁场(B合3)作用力的方向(竖直向上)与L 1、L 2所在的平面垂直,选项B 正确;同理,如图3所示,设一根长直导线在另一根导线处产生的磁场的磁感应强度大小为B ,根据几何知识可知,B合1=B ,B合2=B ,B合3=3B ,由安培力公式可知,L 1、L 2和L 3单位长度所受的磁场作用力大小与该处的磁感应强度大小成正比,所以L 1、L 2和L 3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶3,选项C 正确,D 错误.4.解析:选C.导线P 和Q 中电流I 均向里时,设其在a 点产生的磁感应强度大小B P =B Q =B 1,如图所示,则其夹角为60°,它们在a 点的合磁场的磁感应强度平行于PQ 向右、大小为3B 1.又根据题意B a =0,则B 0=3B 1,且B 0平行于PQ 向左.若P 中电流反向,则B P 反向、大小不变,B Q 和B P 大小不变,夹角为120°,合磁场的磁感应强度大小为 B ′1=B 1(方向垂直PQ 向上、与B 0垂直),a 点合磁场的磁感应强度B =B 20+B ′21=233B 0,则A 、B 、D 项均错误,C 项正确. 5.解析:(1)在匀强磁场中,带电粒子做圆周运动.设在x ≥0区域,圆周半径为R 1;在x <0区域,圆周半径为R 2.由洛伦兹力公式及牛顿定律得qB 0v 0=m v 20R 1①qλB 0v 0=m v 20R 2②粒子速度方向转过180°时,所需时间t 1为 t 1=πR 1v 0③ 粒子再转过180°时,所需时间t 2为 t 2=πR 2v 0④ 联立①②③④式得,所求时间为 t 0=t 1+t 2=πm B 0q ⎝⎛⎭⎫1+1λ.⑤(2)由几何关系及①②式得,所求距离为 d 0=2(R 1-R 2)=2mv 0B 0q ⎝⎛⎭⎫1-1λ. 答案:见解析6.解析:(1)在电场中,粒子做类平抛运动,设Q 点到x 轴距离为L ,到y 轴距离为2L ,粒子的加速度为a ,运动时间为t ,有2L =v 0t ① L =12at 2②设粒子到达O 点时沿y 轴方向的分速度为v y v y =at ③设粒子到达O 点时速度方向与x 轴正方向夹角为α,有tan α=v yv 0④联立①②③④式得α=45°⑤即粒子到达O 点时速度方向与x 轴正方向成45°角斜向上. 设粒子到达O 点时速度大小为v ,由运动的合成有v =v 20+v 2y ⑥联立①②③⑥式得v =2v 0.⑦(2)设电场强度为E ,粒子电荷量为q ,质量为m ,粒子在电场中受到的电场力为F ,由牛顿第二定律可得F =ma ⑧又F =qE ⑨设磁场的磁感应强度大小为B ,粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R ,所受的洛伦兹力提供向心力,有qvB =m v 2R⑩由几何关系可知R =2L ⑪ 联立①②⑦⑧⑨⑩⑪式得E B =v 02.答案:见解析7.解析:(1)设甲种离子在磁场中的运动半径为r 1.电场加速qU 0=12×2mv 2且qvB =2m v 2r 1解得r 1=2BmU 0q根据几何关系x =2r 1-L解得x =4BmU 0q-L . (2)如图所示最窄处位于过两虚线交点的垂线上 d =r 1-r 21-⎝⎛⎭⎫L 22解得d =2BmU 0q-4mU 0qB 2-L 24. (3)设乙种离子在磁场中的运动半径为r 2 r 1的最小半径r 1min =2Bm (U 0-ΔU )qr 2的最大半径 r 2max =1B2m (U 0+ΔU )q由题意知2r 1min -2r 2max >L 即4Bm (U 0-ΔU )q -2B2m (U 0+ΔU )q>L解得L <2Bmq[2(U 0-ΔU )-2(U 0+ΔU )]. 答案:见解析专题10 电磁感应1.解析:选BC.由题图(b)可知,导线框运动的速度大小v =L t =0.10.2 m/s =0.5 m/s ,B 项正确;导线框进入磁场的过程中,cd 边切割磁感线,由E =BLv ,得B =E Lv =0.010.1×0.5 T =0.2T ,A 项错误;由题图可知,导线框进入磁场的过程中,感应电流的方向为顺时针方向,根据楞次定律可知,磁感应强度方向垂直纸面向外,C 项正确;在0.4~0.6 s 这段时间内,导线框正在出磁场,回路中的电流大小I =E R =0.010.005 A =2 A ,则导线框受到的安培力F =BIL=0.2×2×0.1 N =0.04 N ,D 项错误.2.解析:选AD.如果将左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉,则线圈在安培力作用下转动起来,每转一周安培力驱动一次,可保证线圈不断地转动,A 项正确;如果左、右转轴上下侧的绝缘漆均刮掉,不能保证线圈持续转动下去,B 项错误;如果仅左转轴的上侧绝缘漆刮掉,右转轴的下侧绝缘漆刮掉,则线圈中不可能有电流,因此线圈不可能转动,C 项错误;如果左转轴上下侧的绝缘漆均刮掉,右转轴仅下侧的绝缘漆刮掉效果与A 项相同,因此D 项正确.3.解析:选A.施加磁场来快速衰减STM 的微小振动,其原理是电磁阻尼,在振动时通过紫铜薄板的磁通量变化,紫铜薄板中产生感应电动势和感应电流,则其受到安培力作用,该作用阻碍紫铜薄板振动,即促使其振动衰减.方案A 中,无论紫铜薄板上下振动还是左右振动,通过它的磁通量都发生变化;方案B 中,当紫铜薄板上下振动时,通过它的磁通量可能不变,当紫铜薄板向右振动时,通过它的磁通量不变;方案C 中,紫铜薄板上下振动、左右振动时,通过它的磁通量可能不变;方案D 中,当紫铜薄板上下振动时,紫铜薄板中磁通量可能不变.综上可知,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是A.4.解析:选D.金属杆PQ 向右切割磁感线,根据右手定则可知PQRS 中感应电流沿逆时针方向;原来T 中的磁场方向垂直于纸面向里,金属杆PQ 中的感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向外,使得穿过T 的磁通量减小,根据楞次定律可知T 中产生顺时针方向的感应电流,综上所述,可知A 、B 、C 项错误,D 项正确.5.解析:选C.题图1中,稳定时通过A 1的电流记为I 1,通过L 1的电流记为I L .S 1断开瞬间,A 1突然变亮,可知I L >I 1,因此A 1和L 1电阻不相等,所以A 、B 错误;题图2中,闭合S 2时,由于自感作用,通过L 2与A 2的电流I 2会逐渐增大,而通过R 与A 3的电流I 3立即变大,因此电流不相等,所以D 错误;由于最终A 2与A 3亮度相同,所以两支路电流I 相同,根据部分电路欧姆定律,两支路电压U 与电流I 均相同,所以两支路电阻相同.由于A 2、A 3完全相同,故变阻器R 与L 2的电阻值相同,所以C 正确.6.解析:选D.根据楞次定律,感应电流产生的磁场向下,再根据安培定则,可判断ab 中感应电流方向从a 到b ,A 错误;磁场变化是均匀的,根据法拉第电磁感应定律,感应电动势恒定不变,感应电流I 恒定不变,B 错误;安培力F =BIL ,由于I 、L 不变,B 减小,所以ab 所受的安培力逐渐减小,根据力的平衡条件,静摩擦力逐渐减小,C 错误,D 正确.7.解析:选A.由题图可知,穿过a 、b 两个线圈的磁通量均为Φ=B ·πr 2,因此磁通量之比为1∶1,A 项正确.8.解析:(1)题图1中,电路中的电流I 1=BLvR +r棒ab 受到的安培力F 1=BI 1L在Δt 时间内,“发电机”产生的电能等于棒ab 克服安培力做的功 E 电=F 1·v Δt =B 2L 2v 2Δt R +r题图2中,棒ab 受到的安培力F 2=BIL在Δt 时间内,“电动机”输出的机械能等于安培力对棒ab 做的功 E 机=F 2·v Δt =BILv Δt . (2)a.如图3、图4所示.b .设自由电荷的电荷量为q ,沿导体棒定向移动的速率为u . 如图4所示,沿棒方向的洛伦兹力f ′1=qvB ,做负功 W 1=-f ′1·u Δt =-qvBu Δt垂直棒方向的洛伦兹力f ′2=quB ,做正功 W 2=f ′2·v Δt =quBv Δt所以W 1=-W 2,即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做功为零.f ′1做负功,阻碍自由电荷的定向移动,宏观上表现为“反电动势”,消耗电源的电能;f ′2做正功,宏观上表现为安培力做正功,使机械能增加.大量自由电荷所受洛伦兹力做功的宏观表现是将电能转化为等量的机械能;在此过程中洛伦兹力通过两个分力做功起到“传递”能量的作用.答案:见解析9.解析:(1)垂直于导轨平面向下.(2)电容器完全充电后,两极板间电压为E ,当开关S 接2时,电容器放电,设刚放电时流经MN 的电流为I ,有I =ER①设MN 受到的安培力为F ,有F =IlB ② 由牛顿第二定律,有F =ma ③ 联立①②③式得a =BlEmR.④(3)当电容器充电完毕时,设电容器上电荷量为Q 0.有Q 0=CE ⑤开关S 接2后,MN 开始向右加速运动,速度达到最大值v max 时,设MN 上的感应电动势为E ′,有E ′=Blv max ⑥ 依题意有E ′=QC⑦设在此过程中MN 的平均电流为I ,MN 上受到的平均安培力为F ,有 F =IlB ⑧由动量定理,有F Δt =mv max -0⑨ 又I Δt =Q 0-Q ⑩联立⑤⑥⑦⑧⑨⑩式得Q =B 2l 2C 2Em +B 2l 2C .答案:见解析专题11 交变电流1.解析:选B.由交流电压的表达式可知,原线圈两端所加的电压最大值为220 2 V ,故有效值为U 1=220 V ,由U 1U 2=n 1n 2,故副线圈电压的有效值为U 2=110 V ,故输出功率P 2=U 22R =220 W ,再由输入功率等于输出功率知,P 1=P 2=220 W ,A 项错误;根据欧姆定律知,I 2=U 2R =2 A ,I 1I 2=n 2n 1,得I 1=1 A ,故电流表读数为1 A ,所以B 项正确;电压表的读数为有效值,即U 2=110 V ,C 项错误;由交流电压的表达式可知,ω=100π(rad /s),又T =2πω,解得T =0.02 s ,所以D 项错误.2.解析:选AD.t =0时,磁通量为零,磁感线与线圈平面平行,A 正确;当磁感线与线圈平面平行时,磁通量变化率最大,感应电动势最大,画出感应电动势随时间变化的图象如图,由图可知,t =1 s 时,感应电流没有改变方向,B 错误;t =1.5 s 时,感应电动势为0,C 错误;感应电动势最大值E m =NBSω=NΦm2πT =100×0.04×2π2(V)=4π(V),有效值E =22×4π(V)=22π(V),Q =E 2RT =8π2(J),D 正确.3.解析:选BD.电感线圈有通低频、阻高频的作用,因此A 项错误;电容器有通高频、阻低频的作用,因此B 项正确;由此可以判断,扬声器甲主要用于输出低频成分,扬声器乙用于输出高频成分,C 项错误,D 项正确.专题12 近代物理初步1.解析:选B.静止的铀核在衰变过程中遵循动量守恒,由于系统的总动量为零,因此衰变后产生的钍核和α粒子的动量等大反向,即p Th =p α,B 项正确;因此有2m Th E kTh =2m αE kα,由于钍核和α粒子的质量不等,因此衰变后钍核和α粒子的动能不等,A 项错误;半衰期是有半数铀核衰变所用的时间,并不是一个铀核衰变所用的时间,C 项错误;由于衰变过程释放能量,根据爱因斯坦质能方程可知,衰变过程有质量亏损,因此D 项错误.2.解析:选B.氘核聚变反应的质量亏损为Δm =2×2.013 6 u -(3.015 0 u +1.008 7 u)=0.003 5 u ,释放的核能为ΔE =Δmc 2=0.003 5×931 MeV/c 2×c 2≈3.3 MeV ,选项B 正确.3.解析:选BC.设该金属的逸出功为W ,根据爱因斯坦光电效应方程有E k =hν-W ,同种金属的W 不变,则逸出光电子的最大初动能随ν的增大而增大,B 项正确;又E k =eU ,则最大初动能与遏止电压成正比,C 项正确;根据上述有eU =hν-W ,遏止电压U 随ν增大而增大,A 项错误;又有hν-E k =W ,W 相同,则D 项错误.。
2017 年高考物理试题分类汇编及解析专题01.直线运动力和运动曲线运动万有引力与航天专题02.机械能和动量专题03.电场专题04.磁场专题05.电磁感应专题06.电流和电路专题07.专题08.选修3-3专题09.选修3-4波粒二象性、原子结构和原子核专题10.力学实验专题11.电学实验专题12.力与运动计算题专题13.专题14.电与磁计算题专题01.直线运动力和运动1.【2017 •新课标川卷】一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm 的两点上,弹性绳的原长也为 80 emo 将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为 ioo cm 再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性 绳的伸长始终处于弹性限度内)B. 92 cmC. 98 cmD. 104 cm【答案】B【解析】设弹性绳的劲度系數为h 左、右两半段绳的俾长量山=竺竺兰竺= 10m ,由共点力的 平衡条件可知,詢昭的重力G = MAL 如吐竺 =1一如「将弹性绳的两端缓慢移至天花桢上同一点100时,钩码的重力G=0k 血,ffigAA , = 0.6AL=6ciD ,则證性绢的总长度娈为⑷cm 十边心=92 cm, 故选Bo【考点定位】胡克定律、物体的平衡【名师点睛】在处理共点力平衡问题时,关键是对物体进行受力分析,再根据正交分解法将 各个力分解成两个方向上的力,然后列式求解;如果物体受到三力处于平衡状态,可根据矢量三角形法,将三个力移动到一个三角形中, 然后根据正弦定理列式求解。
前后两次始终处于静止状态,即合外力为零,在改变绳长的同时,绳与竖直方向的夹角跟着改变。
2.【2017 •天津卷】如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M N 上的a 、b 两点,悬挂衣服的衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。
如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是A 绳的右端上移到 b ,绳子拉力不变 B. 将杆N 向右移一些,绳子拉力变大 C. 绳的两端高度差越小,绳子拉力越小 D. 若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移 【答案】ABA. 86 cm【解析】设两杆间距离为 d ,绳长为I , Oa Ob 段长度分别为l a 和l b ,则丨l a l b ,两部 分绳子与竖直方向夹角分别为a 和3,受力分析如图所示。
2017年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试物理部分二、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第14~17题只有一项符合题目要求,第18~21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
14.将质量为1.00kg 的模型火箭点火升空,50g 燃烧的燃气以大小为600 m/s 的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。
在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略) A .30kg m/s ⋅B .5.7×102kg m/s ⋅C .6.0×102kg m/s ⋅D .6.3×102kg m/s ⋅15.发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响)。
速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网,其原因是 A .速度较小的球下降相同距离所用的时间较多B .速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大C .速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少D .速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大16.如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向量,三个带正电的微粒a ,b ,c 电荷量相等,质量分别为m a ,m b ,m c ,已知在该区域内,a 在纸面内做匀速圆周运动,b 在纸面内向右做匀速直线运动,c 在纸面内向左做匀速直线运动。
下列选项正确的是A .a b c m m m >>B .b a cm m m >>C .a c bm m m >>D .c b a m m m >>17.大科学工程“人造太阳”主要是将氚核聚变反应释放的能量用来发电,氚核聚变反应方程是22311120H H He n ++→,已知21H 的质量为2.0136u ,32He 的质量为3.0150u ,10n 的质量为1.0087u ,1u =931MeV/c 2。
专题12 力学实验
1.【2017·新课标Ⅰ卷】(5分)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间。
实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a )所示。
实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车。
在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b )记录了桌面上连续的6个水滴的位置。
(已知滴水计时器每30 s 内共滴下46个小水滴)
(1)由图(b )可知,小车在桌面上是____________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的。
(2)该小组同学根据图(b )的数据判断出小车做匀变速运动。
小车运动到图(b )中A 点位置时的速度大小为___________m/s ,加速度大小为____________m/s 2。
(结果均保留2位有效数字)
【答案】(1)从右向左 (2)0.19 0.037
【解析】(1)小车在阻力的作用下,做减速运动,由图(b )知,从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小,所以小车在桌面上是从右向左运动;(2)已知滴水计时器每30 s 内共滴下46个小水滴,所以相邻两水滴间的时间间隔为:302s s 453t ∆==,所以A 点位置的速度为:0.1170.133m/s 0.19m/s 2A v t
+==∆,根据逐差法可求加速度:24512()()6()x x x x a t +-+=∆,解得a =0.037 m/s 2。
【考点定位】匀变速直线运动的研究
【名师点睛】注意相邻水滴间的时间间隔的计算,46滴水有45个间隔;速度加速度的计算,注意单位、有效数字的要求。
2.【2017·新课标Ⅲ卷】(6分)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x 轴,纵轴为y 轴,最小刻度表示1 mm )的纸贴在水平桌面上,如图(a )所示。
将橡皮筋的一端Q 固定在y 轴上的B 点(位于图示部分之外),另一端P 位于y 轴上的A 点时,橡皮筋处于原长。
(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出。
测力计的示数如图(b)所示,F的大小为_______N。
(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点。
此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N。
(i)用5 mm长度的线段表示1 N的力,以O为作用点,在图(a)中画出力F1、F2的图示,然后按平形四边形定则画出它们的合力F合;
(ii)F合的大小为_______N,F合与拉力F的夹角的正切值为________。
若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则。
【答案】(1)4.0 (2)(i)如图(ii)4.0 0.05
【考点定位】验证力的平行四边形定则
【名师点睛】验证力的平行四边形定则中的作图法要注意标明:力的标度、刻度、方向箭头、大小和物理量名称。
3.【2017·新课标Ⅱ卷】(6分)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的
关系。
使用的器材有:斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。
实验步骤如下:
①如图(a),将光电门固定在斜面下端附近;将一挡光片安装在滑块上,记下挡光片前端相对于斜面的位置,令滑块从斜面上方由静止开始下滑;
②当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间∆t;
③用∆s表示挡光片沿运动方向的长度,如图(b)所示,v表示滑块在挡光片遮住光线的∆t时间内的平均速度大小,求出v;
④将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同,令滑块由静止开始下滑,重复步骤②、③;
⑤多次重复步骤④;
⑥利用实验中得到的数据作出v–∆t图,如图(c)所示。
完成下列填空:
(1)用a表示滑块下滑的加速度大小,用v A表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小,则v与v A、a和∆t的关系式为v= 。
(2)由图(c)可求得,v A= cm/s,a= cm/s2。
(结果保留3位有效数字)
【答案】(1)
1
2
A
v v a t
=+∆(2)52.1 16.3(15.8~16.8)
【考点定位】匀变速直线运动的规律
【名师点睛】此题主要考查学生对匀变速直线运动的基本规律的运用能力;解题时要搞清实验的原理,能通过运动公式找到图象的函数关系,结合图象的截距和斜率求解未知量。
4.【2017·天津卷】如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律。
①对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是______________。
A.重物选用质量和密度较大的金属锤
B.两限位孔在同一竖直面内上下对正
C.精确测量出重物的质量
D.用手托稳重物,接通电源后,撒手释放重物
②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示。
纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点。
重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有____________。
A.OA、AD和EG的长度 B.OC、BC和CD的长度
C.BD、CF和EG的长度 D.AC、BD和EG的长度
【答案】①AB ②BC
【考点定位】实验——验证机械能守恒定律
【名师点睛】本题的难点是对实验原理的理解。
5.【2017·北京卷】(18分)如图1所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。
利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。
(1)打点计时器使用的电源是_______(选填选项前的字母)。
A.直流电源 B.交流电源
(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正确操作方法是_______(选填选项前的字母)。
A.把长木板右端垫高 B.改变小车的质量
在不挂重物且_______(选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。
A.计时器不打点 B.计时器打点
(3)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O。
在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T。
测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……,如图2所示。