一、选择题
1. 下图所示是两个不同电阻的I-U图象,则从图象中可知
A. B. C. D.
表示小电阻值的图象,且阻值恒定 表示小电阻值的图象,且阻值恒定 表示大电阻值的图象,且阻值恒定 表示大电阻值的图象,且阻值恒定
【答案】AD
【解析】I-U图线的斜率等于电阻的倒数,图线是直线表示电阻恒定;由图线看出图线R1的斜率大于图线R2的斜率,根据欧姆定律分析得知,图线R2的电阻较大,图线R1的电阻较小,且两个电阻都是阻值恒定的电阻,故BC错误,AD正确.故选AD.
点睛:本题关键理解两点:一是I-U图线的斜率等于电阻的倒数.二是图线是直线表示电阻恒定.
2. 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(图中未画出)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点缓慢拉至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点时速度减小为零,重力加速度为g.则上述过程中( )
1mga 23B.物块在B点时,弹簧的弹性势能小于W-mga
2C.经O点时,物体的动能等于W-mga
A.物块在A点时,弹簧的弹性势能等于W-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 【答案】B 【解析】
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3. 如图所示,一通电直导线位于匀强磁场中,导线与磁场方向垂直,磁场的磁感应强度B=0.1T,导线长度L=0.2m,当导线中的电流I=1A时,该导线所受安培力的大小
A. 0.02N B. 0.03N C. 0.04N D. 0.05N 【答案】A
【解析】解:导线与磁场垂直,导线受到的安培力为: F=BIL=0.1×1×0.2=0.02N,故BCD错误,A正确. 故选:A
【点评】本题比较简单,考查了安培力的大小计算,应用公式F=BIL时注意公式适用条件和公式中各个物理量的含义
4. .(2018江苏淮安宿迁质检)2017年4月,我国第一艘货运飞船天舟一号顺利升空,随后与天宫二号交会对接.假设天舟一号从B点发射经过椭圆轨道运动到天宫二号的圆轨道上完成交会,如图所示.已知天宫二号的轨道半径为r,天舟一号沿椭圆轨道运动的周期为T,A、B两点分别为椭圆轨道的远地点和近地点,地球半径为R,引力常量为G.则
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A.天宫二号的运行速度小于7.9km/s B.天舟一号的发射速度大于11.2km/s C.根据题中信息可以求出地球的质量
D.天舟一号在A点的速度大于天宫二号的运行速度 【答案】 AC 【
解
析
】
5. 横截面积为S的铜导线,流过的电流为I,设单位体积的导体中有n个自由电子,电子的电荷量为e,此时电子的定向移动的平均速率设为v,在时间内,通过导线横截面的自由电子数为 A. B. C.
D.
【答案】A
【解析】根据电流的微观表达式I=nevS,在△t时间内通过导体横截面的自由电子的电量Q=I△t, 则在△t时间内,通过导体横截面的自由电子的数目为选项A正确,BCD错误;故选A.
,将I=nevS代入得
,
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点睛:本题考查电流的微观表达式和定义式综合应用的能力,电流的微观表达式I=nqvs,是联系宏观与微观的桥梁,常常用到.
6. 三个点电荷电场的电场线分布如图,图中a、b两处的场强大小分别为电势分别为a、b,则 A.Ea>Eb,a>b C.Ea>Eb,a<b 【答案】C
7. 下列关于电场的叙述错误的是 A. 静止电荷的周围存在的电场称为静电场 B. 只有电荷发生相互作用时电荷才产生电场 C. 只要有电荷存在,其周围就存在电场
D. A电荷受到B电荷的作用,是B电荷的电场对A电荷的作用 【答案】B
【解析】静止电荷的周围存在的电场称为静电场,选项A正确;电荷的周围存在电场,无论电荷之间是否发生相互作用,选项B错误;只要有电荷存在,其周围就存在电场,选项C正确;A电荷受到B电荷的作用,是B电荷的电场对A电荷的作用,选项D正确;故选B.
8. 下图是一个说明示波管工作原理的示意图,电子经电压U1加速后垂直进入偏转电场,离开电场时的偏转量是h,两平行板间的距离为d,电势差为U2,板长为L。为了提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量),可采用的方法是( )
B.Ea<Eb,a<b D.Ea<Eb,a>b
Ea、Eb,
A. 增大两板间的电势差U2 B. 尽可能使板长L短些 C. 尽可能使板间距离d小一些 D. 使加速电压U1升高一些 【答案】C
【解析】试题分析:带电粒子加速时应满足:qU1=h=
at2
;联立以上各式可得
mv02;带电粒子偏转时,由类平抛规律,应满足:L=v0t ,即
,可见,灵敏度与U2无关,增大L、
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减小d或减小U1均可增大灵敏度,所以C正确,ABD错误.故选C. 考点:带电粒子在电场中的运动
【名师点睛】本题是信息的给予题,根据所给的信息,根据动能定理和类平抛运动规律求出示波管灵敏度的表达式即可解决本题。
9. (2018开封质检)如图甲,两水平金属板间距为d,板间电场强度的变化规律如图乙所示。T=0时刻,质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间,0~T/3时间内微粒做匀速运动,T时刻微粒恰好经金属边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为g。关于微粒在0~T时间内运动的描述,正确的是
A.末速度大小为2v0 B.末速度沿水平方向 C.克服电场力做功为
1mgd 2D.微粒只能从下极板边缘飞出 【答案】BCD
【解析】本题考查带电微粒在复合场中的匀速直线运动、平抛运动和类平抛运动、电场力做功及其相关的知识点。
10.如图所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向如图甲所示,左线圈连着正方形线框abcd,线框所在区域存在变化的磁场,取垂直纸面向里为正,磁感应强度随时间变化如图乙所示,不计线框以外的感生电场,右侧线圈连接一定值电阻R,下列说法中正确的是( )
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A. t1时刻ab边中电流方向由a→b,e点电势高于f点
B. 设t1、t3时刻ab边中电流大小分别为i1、i3,则有i1<i3,e点与f点电势相等 C. t2~t4时间内通过ab边电量为0,定值电阻R中无电流 D. t5时刻ab边中电流方向由a→b,f点电势高于e点 【答案】B
【解析】:A、 时刻磁场方向向里且均匀增加,根据楞次定律,线框中感应电流沿逆时针方向,ab边中电流方向由
,根据法拉第电磁感应定律知,正方形线框中的感应电动势是恒定值,原线圈中电流值恒定,副线圈中不产生感应电动势,e点电势等于f点电势,故A错误; B、根据法拉第电磁感应定律率,C、
,根据欧姆定律
,知
,
时刻磁感应强度的变化率小于时刻的磁感应强度变化
,所以B选项是正确的;
时间内磁感应强度均匀变化,磁通量均匀变化,有恒定感应电流通过ab,通过ab边的电量不为0,副线圈
,
磁通量不变,定值电阻中无电流,故C错误;
D、时刻磁场方向垂直纸面向外,磁场变小,磁通量减小,根据楞次定律得感应电流逆时针,ab边中电流方向上正下负,因此e点电势高于f点,故D错误; 所以B选项是正确的 综上所述本题的答案是:B
11.如图所示,在租糙水平面上A处平滑连接一半径R=0.1m、竖直放置的光滑半圆轨道,半圆轨道的直径AB垂直于水平面,一质量为m的小滑块从与A点相距为x(x≥0)处以初速度v0向左运动,并冲上半圆轨道,小滑块从B点飞出后落在水平地面上,落点到A点的距离为y。保持初速度vO不变,多次改变x的大小,测出对应的y的大小,通过数据分析得出了y与x的函数关系式为取 g=10m/s²。则有
,其中x和y的单位均为m,
磁感应强度的变化率增大,感应电流大小变大,穿过原副线圈的磁通量增大,根据楞次定律,副线圈中感应电动势
A. 小滑块的初速度vO=4m/s
B. 小滑块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.5
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C. 小滑块在水平地面上的落点与A点的最小距离ymin=0.2m
D. 如果让小滑块进入半圆轨道后不脱离半圆轨道(A、B两端除外),x应满足0≤x≤2.75m 【答案】AC
【解析】滑块从出发点运动到B的过程,由动能定理得:运动,则有:
,
,联立得:
,代入数据解得:
,滑块从B离开后做平抛
与
比较系数可得:μ=0.2,v0=4m/s,故A正确,B错误;当滑块通过B点时,在水平地面上的
落点与A点的最小距离,则在B点有:
,滑块从B离开后做平抛运动,则有:
,
,联
立并代入数据解得最小距离为:ymin=0.2m,故C正确;滑块通过B点的临界条件是重力等于向心力,则在B点有:
,滑块从出发点运动到B的过程,由动能定理得:
,联立解得 x=2.5m,
所以x的取值范围是 0<x≤2.5m,故D错误。所以AC正确,BD错误。
12.如图所示,A、B、C、D为匀强电场中相邻的等势面,一个电子垂直经过等势面D时的动能为20 eV,经过等势面C时的电势能为-10 eV,到达等势面B时的速度恰好为零。已知相邻等势面间的距离为5 cm,不计电子的重力,下列说法中正确的是( )
A. C等势面的电势为10 V B. 匀强电场的电场强度为200 V/m C. 电子再次经过D等势面时,动能为10 eV D. 电子的运动是匀变速曲线运动 【答案】AB
【解析】试题分析:只有电场力做功,电势能和动能之和保持不变.根据题目所给条件,C等势面的电势为
A错;,故A等势面电势不为10V,电子在相邻等势面间运动时,电场力做功W=qU
相等,因为电子在D等势面的动能为20eV,到达等势面B时的速度恰好为零,电子在D到C等势面间运动时,电场力做功大小为
,
,匀强电场的场强为
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,B项正确。电子再次经过D等势面时,动能不变仍为20eV,C项错误。 电
子在匀强电场中受恒力作用,运动方向和电场力方向共线电子的运动是匀变速直线运动,D项错误,故选B 考点:电势能、能的转化和守恒
点评:难度中等,学习电场中的功能关系时可以类比在重力场的功能关系,如只有重力做功,动能和电势能之和保持不变;那么只有电场力做功,电势能和动能之和保持不变
13.如图所示,实线表示在竖直平面内的电场线,电场线与 水平方向成α角,水平方向的匀强磁场与电场正交,有一带电液滴沿斜向上的虚线L做直线运动,L与水平方向成β角,且α>β,则下列说法中正确的是( ) A.液滴可能带负电 B.液滴一定做匀速直线运动 C.液滴有可能做匀变速直线运动 D.电场线方向一定斜向上 【答案】BD
14.某同学站在电梯地板上,利用速度传感器和计算机研究一观光电梯升降过程中的情况,如图所示的v–t图象是计算机显示的观光电梯在某一段时间内的速度变化情况(向上为正方向)。根据图象提供的信息,可以判断下列说法中正确的是
× × × × × × L× × × × × × × × × × × × × × × × × × × × β× × × × α
A.0~5 s内,观光电梯在加速上升,该同学处于失重状态 B.5~10 s内,该同学对电梯地板的压力等于他所受的重力 C.10~20 s内,观光电梯在加速下降,该同学处于失重状态 D.20~25 s内,观光电梯在加速下降,该同学处于失重状态
【答案】BD
【解析】 在0~5 s内,从速度—时间图象可知,此时的加速度为正,说明电梯的加速度向上,此时人处于超重状态,故A错误;5~10 s内,该同学做匀速运动,故其对电梯地板的压力等于他所受的重力,故B正确;
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在10~20 s内,电梯向上做匀减速运动,加速度向下,处于失重状态,故C错误;在20~25 s内,电梯向下做匀加速运动,加速度向下,故处于失重状态度,故D正确。 15.两个物体具有相同的动量,则它们一定具有( )A.相同的速度 【答案】C
16.电磁波在空中的传播速度为v,北京交通广播电台的频率为f,该电台所发射电磁波的波长为 A. B. 【答案】A
【解析】根据光速、频率、波长之间关系有:v=λf,所以波长为:
,故A正确,BCD错误。
C. D.
B.相同的质量 D.相同的加速度
C.相同的运动方向
17.(2018南宁高三摸底考试)中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导轨系统,是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。预计2020年左右,北斗卫星导航系统将形成全球覆盖能力。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图,已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动,a是地球同步卫星,则( )
A.卫星a的角速度小于c的角速度 B.卫星a的加速度大于b的加速度 C.卫星a的运行速度大于第一宇宙速度 D.卫星b的周期等于24 h 【答案】 AD
【解析】【命题意图】本题考查万有引力定律和卫星的运动、第一宇宙速度及其相关的知识点。
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v2Mm所以卫星a的向心加速度等于b的向心加速度,选项B错误;由G2=m可得线速度与半径的关系:
rrGMv=,轨道半径r越大,速率v越小。而第一宇宙速度为轨道半径等于地球半径是环绕地球运动的卫星
rMm22
速度,所以卫星a的运行速度一定小于第一宇宙速度,选项C错误;由G2=mr(),可得周期
rTT=2π
r3,而卫星a的轨道半径与卫星b的轨道半径相等,所以卫星b的周期等于同步卫星的运行周期,GM、
水平抛出,落在地面上的位置分别是
即等于地球自转周期24h,选项D正确。
18.如图所示,两个小球从水平地面上方同一点O分别以初速度A.抛出的初速度大小之比为1:4 B.落地速度大小之比为1:3
C.落地速度与水平地面夹角的正切值之比为4:1 D.通过的位移大小之比为1:
【答案】AC
A、B,O′是O在地面上的竖直投影,且O′A:AB =1:3。若不计空气阻力,则两小球
二、填空题
19.在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实3 W”, 还备有下列器材
电流表Al(量程3A,内阻0.2Ω) 电流表A2(量程0.6 A,内阻1Ω) 电压表V1(量程3V,内阻20kΩ) 电压表V2(量程15V,内阻60KΩ) 变阻器R1(0—1000Ω,0.5 A) 变阻器R2(0~20Ω,2A)
学生电源(6~8V), 开关S及导线若干.
验中,使用的小灯泡为“6 V,
× V A 第 10 页,共 14 页
在上述器材中,电流表应选用_______,电压表应选用 变阻器应选用 ,在上面的方框中画出实验的电路图。 【答案】A2 ,V2,R2
20. 在测量金属丝电阻率的实验中,可供选用的器材如下
待测金属丝:Rx(阻值约4 Ω,额定电流约0.5 A); 电压表:V(量程3 V,内阻约3 kΩ);
电流表:A1(量程0.6 A,内阻约0.2 Ω);A2(量程3 A,内阻约0.05 Ω); 电源:E1(电动势3 V,内阻不计);E2(电动势12 V,内阻不计); 滑动变阻器:R(最大阻值约20 Ω); 螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线.
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为________mm.
(2)若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选________、电源应选________(均填器材代号),在虚线框内完成电路原理图.
【答案】 (1)1.773[1.771~1.775间均正确] (2)A1;E1; 实验电路图如图所示:
21.如图所示,质量是m=10g的铜导线ab放在光滑的宽度为0.5m的 金属滑轨上,滑轨平面与水平面倾角为30°,ab静止时通过电流为10A,要使ab静止,磁感强度至少等于_____,方向为______。(取g=10m/s2) 【答案】 0.01T (2分) 垂直斜面向上(2分)
3eBr 三、解答题v3m22.一列火车总质量m=500 t,机车发动机的额定功率P=6×105W,在水平轨道上行驶时,轨道对列车的阻力Ff是车重的0.01倍,g取10 m/s2,求:
3eBrm第 11 页,共 14 页
(1)火车在水平轨道上行驶的最大速度vm;
(2)在水平轨道上,发动机以额定功率P工作,当行驶速度为v1=1 m/s时,列车的瞬时加速度a1; (3)在水平轨道上以36 km/h速度匀速行驶时,发动机的实际功率P′;
(4)若火车从静止开始,保持a=0.5 m/s2的加速度做匀加速运动,这一过程维持的最长时间t。
【答案】 (1)12 m/s (2)1.1 m/s2
5
【解析】(3)5×10 W (4)4 s
23.如图甲所示,带正电粒子以水平速度v0从平行金属板MN间中线OO′连续射入电场中。MN板间接有如图乙所示的随时间t变化的电压UMN,两板间电场可看作是均匀的,且两板外无电场。紧邻金属板右侧有垂直纸面向里的匀强磁场B,分界线为CD,EF为屏幕。金属板间距为d,长度为l,磁场的宽度为d。已知:B=
q
5×10-3 T,l=d=0.2 m,每个带正电粒子的速度v0=105 m/s,比荷为=108 C/kg,重力忽略不计,在每个粒
m子通过电场区域的极短时间内,电场可视作是恒定不变的。试求:
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(1)带电粒子进入磁场做圆周运动的最小半径; (2)带电粒子射出电场时的最大速度;
(3)带电粒子打在屏幕上的范围。
【答案】 (1)0.2 m (2)1.414×105 m/s (3)O′上方0.2 m到O′下方0.18 m的范围内
【解析】
d11U1ql2
(2)设两板间电压为U1,带电粒子刚好从极板边缘射出电场,则有=at2=·
222dmv0代入数据,解得U1=100 V
在电压低于100 V时,带电粒子才能从两板间射出电场,电压高于100 V时,带电粒子打在极板上,不能从两
11U1板间射出。带电粒子刚好从极板边缘射出电场时,速度最大,设最大速度为vmax,则有mvmax2=mv02+q·
222解得vmax=2×105 m/s=1.414×105 m/s。
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