一、單選題
1.下列關(guān)于物理學(xué)史的說(shuō)法中正確的是( )
A. 伽利略總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的三大定律
B. 牛頓通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出了萬(wàn)有引力常量
C. 庫(kù)侖最早精確地測(cè)定了電子的電量
D. 法拉第最早引入了電場(chǎng)概念
【答案】D
【解析】
A項(xiàng):開(kāi)普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)三大定律,故A錯(cuò)誤;
B項(xiàng):卡文迪許通過(guò)扭稱實(shí)驗(yàn)測(cè)出萬(wàn)有引力常量,故B錯(cuò)誤;
C項(xiàng):美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)比較準(zhǔn)確地測(cè)定了電子的電荷量,故C錯(cuò)誤;
D項(xiàng):1837年英國(guó)物理學(xué)家法拉第最早引入了電場(chǎng)的概念,并提出電場(chǎng)線來(lái)表示電場(chǎng),故D正確.
2.在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中,如將真空玻璃管中的羽毛和管外空氣中的鐵球同時(shí)從相同的高度由靜止釋放,若下落過(guò)程中羽毛和鐵球均未發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),則下列說(shuō)法正確的逛( )
A. 羽毛先落地 B. 鐵球先落地
C. 羽毛和鐵球同時(shí)落地 D. 無(wú)法判斷哪個(gè)先落地
【答案】A
【解析】
羽毛在真空中只受重力作用,根據(jù)牛頓第二定律F=ma可得:mg=ma1,即a1=g;
鐵球在管外空氣中受重力、空氣阻力的作用,根據(jù)牛頓第二定律F=ma可得:mg-f=ma2,即,根據(jù),可知羽毛先落地,故A正確.
3.甲、乙兩輛汽車沿同一平直路面行駛,其v-t圖象如圖所示,下列對(duì)汽車運(yùn)動(dòng)狀況的描述正確的是

A. 在第10 s末,乙車改變運(yùn)動(dòng)方向
B. 在第10 s末,甲、乙兩車相距150 m
C. 若開(kāi)始時(shí)乙車前,則兩車可能相遇兩次
D. 在第20 s末,甲、乙兩車相遇
【答案】C
【解析】
【分析】
在速度時(shí)間圖象中,速度的正負(fù)表示速度的方向,速度圖象不能反映物體的初始位置,圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示位移,通過(guò)分析兩車的運(yùn)動(dòng)情況可判斷它們相遇幾次.
【詳解】A、由圖知,乙車的速度一直為正,說(shuō)明乙一直沿正方向運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向沒(méi)有改變,故A錯(cuò)誤;
B、第10s末,甲、乙兩車的位移之差為:,由于出發(fā)點(diǎn)的位置關(guān)系未知,所以不能求出確定它們相距的距離,故B錯(cuò)誤.
C、若t=0時(shí)刻乙車在前,則兩車在第20s末前,兩車可能相遇一次,若甲車的速度比乙車的速度大,此后,由于乙做勻加速運(yùn)動(dòng),甲做勻速運(yùn)動(dòng),乙可能追上甲,再相遇一次;故C正確.
D、在第20s末,甲通過(guò)的位移比乙的位移大,但由于它們初始位置關(guān)系未知,所以不能判斷是否相遇,故D錯(cuò)誤;
故選C.
【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道速度時(shí)間圖線的物理意義,知道圖線斜率、圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示的含義.要注意速度圖象不能表示物體出發(fā)點(diǎn)的位置.
4.中國(guó)科學(xué)家近期利用“悟空”衛(wèi)星獲得了世界上最精確的高能電子宇宙射線能譜,有可能為暗物質(zhì)的存在提供新證據(jù).已知“悟空”在低于同步衛(wèi)星的圓軌道上運(yùn)行,經(jīng)過(guò)時(shí)間t(t小于其周期),運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為s,與地球中心連線掃過(guò)的弧度為β,引力常量為G.根據(jù)上述信息,下列說(shuō)法中正確的是(  )

A. “悟空”的線速度大于第一宇宙速度
B. “悟空”的加速度比地球同步衛(wèi)星的小
C. “悟空”的環(huán)繞周期為
D. “悟空”的質(zhì)量為
【答案】C
【解析】
【詳解】A.根據(jù)可知,
,
由于悟空”的軌道半徑大于地球半徑,所以“悟空”的線速度小于第一宇宙速度,故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)可知,
,
由于“悟空”在低于同步衛(wèi)星的圓軌道上,所以“悟空”的加速度比地球同步衛(wèi)星的大,故B錯(cuò)誤;
C.“悟空”的環(huán)繞的角速度,則“悟空”的環(huán)繞周期為
,
故C正確;
D.“悟空”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),萬(wàn)有引力提供向心力,即:,,聯(lián)立解得,地球的質(zhì)量為

不能求出“悟空”的質(zhì)量,故D錯(cuò)誤.
【點(diǎn)晴】已知“悟空”經(jīng)過(guò)時(shí)間t(t小于太空電站運(yùn)行的周期),它運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為s,它與地球中心連線掃過(guò)的角度為β(弧度),根據(jù)線速度和角速度定義可求得太空站的線速度和角速度,然后根據(jù)v=ωr可求得軌道半徑;根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力求求得地球的質(zhì)量.
5.如圖所示是一個(gè)由電池、電阻R與平行板電容器組成的串聯(lián)電路,平行板電容器中央有一個(gè)液滴處于平衡狀態(tài),保持B板不動(dòng),A板逐漸上移,則( ?。?

A. 電容器的電容變大
B. 電阻R中有從a流向b的電流
C. 液滴帶電性質(zhì)無(wú)法確定
D. 液滴將向上運(yùn)動(dòng)
【答案】B
【解析】
試題分析:電容器與電源相連,板間電壓不變.A板逐漸上移,即增大電容器兩板間距離的過(guò)程中,電容減小,電量減小,電容器放電.根據(jù)原來(lái)極板的帶電情況,分析電流的方向.根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的變化,分析液滴的運(yùn)動(dòng)方向.
兩極板間的距離增大,根據(jù)可知,電容器電容減小,A錯(cuò)誤;由于電容與電源相連,所以兩極板間的電勢(shì)差恒定不變,根據(jù)可知電荷量減小,電容器放電,故有從a流向b的地愛(ài)你劉,B正確;由于上極板與電源正極相連,所以上極板帶正電,電場(chǎng)方向豎直向下,而液滴的重力豎直向上,所以液體必須受到豎直 向上的電場(chǎng)力,故與電場(chǎng)方向相反,所以液滴帶負(fù)電,C錯(cuò)誤;根據(jù)公式可知兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小,所以電場(chǎng)力減小,粒子將向下運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤.
6.如圖所示,MN是某點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線,一帶負(fù)電的試探電荷僅在電場(chǎng)力作用下由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示.則下列判斷中正確的是(  )

A. 試探電荷有可能從a點(diǎn)靜止出發(fā)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)
B. a 點(diǎn)電勢(shì)一定高于b點(diǎn)電勢(shì)
C. 從a 到b 的過(guò)程中,試探電荷的電勢(shì)能一定越來(lái)越大
D. 若試探電荷運(yùn)動(dòng)的加速度越來(lái)越大,則Q必為正電荷且位于M端
【答案】D
【解析】
A、試探電荷從a點(diǎn)靜止出發(fā),只受靜電力作用力,而靜電力指向場(chǎng)源電荷或離開(kāi)場(chǎng)源,應(yīng)做直線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;
B、試探電荷受到的電場(chǎng)力大致向左,而試探電荷帶負(fù)電,所以電場(chǎng)線由M→N,a 點(diǎn)電勢(shì)一定低于b點(diǎn)電勢(shì),故B錯(cuò)誤;
C、從a 到b 的過(guò)程中,電場(chǎng)力做正功,試探電荷的電勢(shì)能減小,故C錯(cuò)誤;
D、若試探電荷運(yùn)動(dòng)的加速度越來(lái)越大,越來(lái)越靠近場(chǎng)源電荷,則Q應(yīng)位于M端,且Q帶正電,故D正確;
故選D.
【點(diǎn)睛】帶負(fù)電的試探電荷受到的電場(chǎng)力指向軌跡的內(nèi)側(cè),判斷試探電荷受到的電場(chǎng)力方向向左,從而確定出電場(chǎng)線的方向,分析場(chǎng)源電荷的位置.試探電荷在由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減?。?br /> 7.如圖所示,在一半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),O為圓形區(qū)域的圓心,AC是該圓的水平直徑.一重力不計(jì)的帶電粒子從A點(diǎn)沿與AC成θ=30°角的方向射入磁場(chǎng)區(qū)域,剛好能從C點(diǎn)射出磁場(chǎng),粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t.現(xiàn)讓該粒子從A點(diǎn)正對(duì)圓心射入磁場(chǎng),但速度減為原來(lái)的一半,則該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為(  )

A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示:

由幾何知識(shí)得:
粒子轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角:α=60°
粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期:
粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間:
粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑:
粒子從A點(diǎn)正對(duì)圓心射入磁場(chǎng),速度減為原來(lái)的一半時(shí),
粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑:
粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期:
粒子轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角:β=90°
粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間: ,故B正確,ACD錯(cuò)誤;
故選B.
【點(diǎn)睛】粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)題意作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡,求出粒子軌道半徑,根據(jù)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期公式與粒子轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角求出粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.
8.如圖所示,豎直平面內(nèi)有A、B、C三點(diǎn),三點(diǎn)連線構(gòu)成一直角三角形,AB邊豎直,BC邊水平,D點(diǎn)為BC邊中點(diǎn).一可視為質(zhì)點(diǎn)的物體從A點(diǎn)水平拋出,軌跡經(jīng)過(guò)D點(diǎn),與AC交于E點(diǎn).若物體從A運(yùn)動(dòng)到E的時(shí)間為tl,從A運(yùn)動(dòng)到D的時(shí)間為t2,則tl : t2為

A. 1 : 1 B. 1 : 2 C. 2 : 3 D. 1 : 3
【答案】B
【解析】
【詳解】設(shè)∠C=θ,∠ADB=α,由幾何關(guān)系知,tanα=2tanθ,物體初速度為v0,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,質(zhì)點(diǎn)由A到E,

解得:


同理:質(zhì)點(diǎn)由A到D,

解得:
;

t1:t2=1:2;
A. 1 : 1,與結(jié)論不相符,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B. 1 : 2,與結(jié)論相符,選項(xiàng)B正確;
C. 2 : 3,與結(jié)論不相符,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D. 1 : 3,與結(jié)論不相符,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
9.如圖,某帶電粒子由靜止開(kāi)始經(jīng)電壓為 U 的電場(chǎng)加速后,射入水平放置、電勢(shì)差為 U′的兩導(dǎo)體板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,帶電粒子沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入,穿過(guò)兩板后又垂直于磁感線方向射入邊界線豎直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,則粒子進(jìn)入磁場(chǎng)和射出磁場(chǎng)的 M, N 兩點(diǎn)間的距離 d 隨著 U 和 U′的變化情況為(不計(jì)重力,不考慮邊緣效應(yīng))

A. d 隨 U 變化, d 隨 U′變化
B. d 隨 U 變化, d 與 U′無(wú)關(guān)
C. d 與 U 無(wú)關(guān), d 與 U′無(wú)關(guān)
D. d 與 U 無(wú)關(guān), d 隨 U′變化
【答案】B
【解析】
【分析】
不加磁場(chǎng)時(shí)粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng);加入磁場(chǎng)后,帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),已知偏向角則由幾何關(guān)系可確定圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角,則可求得圓的半徑,由洛侖茲力充當(dāng)向心力可求得d表達(dá)式,再進(jìn)行分析d的決定因素.
【詳解】對(duì)于加速過(guò)程,有,解得,帶電粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),可將射出電場(chǎng)的粒子速度v分解成初速度方向與加速度方向,設(shè)出射速度與水平夾角為,則有,而在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的半徑為R,由幾何關(guān)系可得半徑與直線MN夾角正好等于,則有,所以,又因?yàn)榘霃焦?,則有,故d隨U變化,d與無(wú)關(guān), 故B正確, ACD均錯(cuò)誤.故選B.
【點(diǎn)睛】帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)類題目關(guān)鍵在于確定圓心和半徑,然后由向心力公式即可確定半徑公式,由幾何關(guān)系即可求解,而帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)優(yōu)先考慮動(dòng)能定理的應(yīng)用和運(yùn)動(dòng)的合成與分解規(guī)律求解.
10.如圖所示,R1、R2為可調(diào)電阻,R3為一般電阻,R4為半導(dǎo)體熱敏電阻,當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),下列說(shuō)法正確的是

A. 若R1和R2的阻值不變,電容器所帶電量減小
B. 若R1的阻值減小,電容器的帶電量可能保持不變
C. 若R2的阻值增大,電容器的帶電量可能保持不變
D. 若R2的阻值減小,電流表的示數(shù)可能保持不變
【答案】D
【解析】
A、當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),R4的電阻變小,外電路總電阻變小,根據(jù)閉合電路歐姆定律得知,總電流增大,電源的內(nèi)電壓增大,路端電壓減小;總電流增大,并聯(lián)電路R2、R3上的電壓增大,電容器上的電壓增大,電容器所帶的電量增大,故A錯(cuò)誤;
B、R1的大小與電容器的電量沒(méi)有影響,若R1的阻值減小,電容器的帶電量仍然增大.故B錯(cuò)誤;
C、若R2的阻值增大,并聯(lián)電路R2、R3上的電壓增大,電容器上的電壓增大,電容器所帶的電量增大.故C錯(cuò)誤;
D、當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),R4的電阻變小,外電路總電阻變小,根據(jù)閉合電路歐姆定律得知,總電流增大,所以電流表的電流增大;若R2的阻值減小,則并聯(lián)電路部分總電阻也減小,則并聯(lián)電路的電壓有可能減小到原來(lái)的數(shù)值,則電流表的示數(shù)可能保持不變,故D正確;
故選D.
【點(diǎn)睛】R4為半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻,溫度降低,電阻變大,當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),電阻變小,外電路總電阻變小,根據(jù)歐姆定律分析總電流和路端電壓的變化,確定電流表A和電容器帶電量的變化.

二、多選題
11.如圖所示,平行紙面向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)與垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)相互正交,一帶電小球剛好能在其中做豎直面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng).若已知小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,重力加速度大小為g,則下列判斷中正確的是( ?。?br />
A. 小球一定帶負(fù)電荷
B 小球一定沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)
C. 小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小為
D. 小球在做圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電場(chǎng)力始終不做功
【答案】AC
【解析】
A、帶電小球在重力場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),可知,帶電小球受到的重力和電場(chǎng)力是一對(duì)平衡力,重力豎直向下,所以電場(chǎng)力豎直向上,與電場(chǎng)方向相反,故小球一定帶負(fù)電荷,故A正確;
B、磁場(chǎng)方向向外,洛倫茲力的方向始終指向圓心,由左手定則可判斷小球的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針(四指所指的方向與帶負(fù)電的粒子的運(yùn)動(dòng)方向相反),故B錯(cuò)誤;
C、由電場(chǎng)力和重力大小相等,得:mg=qE,帶電小球在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為:,聯(lián)立得:,故C正確;
D、小球在做圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,電場(chǎng)力要做功,洛倫茲力始終不做功,故D錯(cuò)誤;
故選AC.
【點(diǎn)睛】帶電小球在復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),可判斷出電場(chǎng)力和重力為平衡力,從而判斷電場(chǎng)力的方向,結(jié)合電場(chǎng)的方向便可知粒子的電性.根據(jù)洛倫茲力的方向,利用左手定則可判斷小球的旋轉(zhuǎn)方向;結(jié)合重力與電場(chǎng)力平衡以及帶電小球在洛倫茲力的作用下的運(yùn)動(dòng)半徑公式,可求出線速度;洛倫茲力不做功,而電場(chǎng)力要做功.
12.如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量和速度均相同的子彈分別水平射入靜止在光滑水平地面上質(zhì)量相同、材料不同的兩矩形滑塊A、B中,射入A中的深度是射入B中深度的兩倍.上述兩種射入過(guò)程相比較

A. 射入滑塊A的子彈速度變化大
B. 整個(gè)射入過(guò)程中兩滑塊受的沖量一樣大
C. 兩個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量相同
D. 射入滑塊A中時(shí)阻力對(duì)子彈做功是射入滑塊B中時(shí)的兩倍
【答案】BC
【解析】
設(shè)子彈的初速度為v,共同速度為v′,則根據(jù)動(dòng)量守恒定律,有:mv=(M+m)v′,
解得:v′=;由于兩矩形滑塊A、B的質(zhì)量相同,故最后子彈與滑塊的速度都是相同的,子彈速度變化相同,故A錯(cuò)誤;滑塊A、B的質(zhì)量相同,初速度均為零,末速度均為,故動(dòng)量變化量相等,根據(jù)動(dòng)量定理,沖量相等,故B正確;根據(jù)能量守恒定律,兩個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量等于系統(tǒng)減小的機(jī)械能,故兩個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量相同,故C正確;根據(jù)動(dòng)能定理,射入滑塊中時(shí)阻力對(duì)子彈做功等于動(dòng)能的增加量,故射入滑塊A中時(shí)阻力對(duì)子彈做功等于射入滑塊B中時(shí)阻力對(duì)子彈做功,故D錯(cuò)誤;故選BC.
點(diǎn)睛:解題時(shí)要知道子彈射入滑塊過(guò)程中,子彈和滑塊系統(tǒng)動(dòng)量守恒,根據(jù)動(dòng)量守恒定律列式求解共同速度,系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能等于機(jī)械能的損失.
13.在光滑絕緣水平面的P點(diǎn)正上方O點(diǎn)固定了一電荷量為+Q的正點(diǎn)電荷,在水平面上的N點(diǎn),由靜止釋放質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電小球,小球經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)速度為v,圖中θ=60°,則在+Q形成的電場(chǎng)中

A. N點(diǎn)電勢(shì)高于P點(diǎn)電勢(shì)
B.
C. P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小是N點(diǎn)的2倍
D. 帶電小球從N點(diǎn)到P點(diǎn)的過(guò)程中電勢(shì)能減少了
【答案】BD
【解析】
根據(jù)順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低可知,N點(diǎn)距離正電荷較遠(yuǎn),則N點(diǎn)電勢(shì)低于P點(diǎn)電勢(shì).故A錯(cuò)誤.根據(jù)動(dòng)能定理得:檢驗(yàn)電荷由N到P的過(guò)程:-qUNP=mv2,解得,則.故B正確.P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小是,N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小是,則EP:EN=rN2: rP2=4:1.故C錯(cuò)誤.帶電小球從N點(diǎn)到P點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力做正功mv2,電勢(shì)能減少了mv2,故D正確.故選BD.
點(diǎn)睛:本題關(guān)鍵要掌握電場(chǎng)線方向與電勢(shì)高低的關(guān)系,即順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低以及點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式E=kQ/r2、電場(chǎng)力做功的公式W=qU.
14.如圖所示,兩個(gè)輕環(huán)a和b套在位于豎直面內(nèi)的一段半徑為R,圓心為O(圖中未畫(huà)出)的固定圓弧上,一細(xì)線穿過(guò)兩輕環(huán),其兩端各系一質(zhì)量為m的小球.在a和b之間的細(xì)線上懸掛一質(zhì)量為M的小物塊.平衡時(shí),a、b間的距離記為L(zhǎng),M的懸掛點(diǎn)叫做c,不計(jì)所有摩擦,下列說(shuō)法正確的是( )

A. 平衡時(shí),c的位置一定在圓心O的上方
B. 平衡時(shí),若L=1.2R,則M=0.56m
C. 平衡時(shí),若L=R,則
D. 平衡時(shí),若L越大,則M與m的比值越大
【答案】AB
【解析】
A、如圖所示,Oa、Ob繩的拉力相等,所以兩繩的拉力的合力即M的重力一定在ab的垂直平分線上,此線一定過(guò)圓心,故A正確

對(duì)m受力分析,受重力和拉力,故:
B.對(duì)圓環(huán)分析,受細(xì)線的兩個(gè)拉力和軌道的支持力,如圖所示:

平衡時(shí),若L=1.2R,則,
對(duì)M受力分析,知 ,得: 故B對(duì);
C、平衡時(shí),若L=R,則 ,
由 ,得 ,故C錯(cuò)
D、由 知
平衡時(shí),若L越大,則 就越小,所以比值就越小,故D錯(cuò)
綜上所述本題答案是:AB
點(diǎn)睛:解決本題關(guān)鍵是能根據(jù)題目給出的幾何關(guān)系確認(rèn)拉小物塊的兩繩夾角是多少,再根據(jù)力的合成來(lái)求解.
三、填空題
15.為了探究質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系,一同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量,m為砂和砂桶的質(zhì)量。(滑輪質(zhì)量不計(jì))

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),一定要進(jìn)行的操作是______。
A.用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量
B.將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高,以平衡摩擦力
C.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)
D.改變砂和砂桶的質(zhì)量,打出幾條紙帶
E.為減小誤差,實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M
(2)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶(兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有兩個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出),已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為_(kāi)_____m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

(3)以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo),加速度為縱坐標(biāo),畫(huà)出的a-F圖象是一條直線,圖線與橫坐標(biāo)的夾角為θ,求得圖線的斜率為k,則小車的質(zhì)量為_(kāi)_____。
A. B. C.k D.
【答案】 (1). BCD (2). 1.3 (3). D
【解析】
【詳解】(1)[1]AE.本題拉力可以由彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出,不需要用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量,也就不需要使小桶(包括砂)的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的總質(zhì)量,AE錯(cuò)誤;
B.該題是彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出拉力,從而表示小車受到的合外力,將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高,以平衡摩擦力,B正確;
C.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用時(shí),都是先接通電源,待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶,該實(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系,要記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),C正確;
D.改變砂和砂桶質(zhì)量,即改變拉力的大小,打出幾條紙帶,研究加速度隨F變化關(guān)系,D正確;
故選:BCD。
(2)[2]相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為
,
連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差:
,
根據(jù)得:
;
(3)[3]對(duì)a-F圖來(lái)說(shuō),圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù),此題,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù):
,

,
a-F圖線的斜率為k,則

故小車質(zhì)量為:
,
故D正確。
故選D。
16.某同學(xué)想測(cè)量一段導(dǎo)體的阻值.
(1)他先用多用電表進(jìn)行初步測(cè)量,主要的操作過(guò)程分以下幾個(gè)步驟,請(qǐng)將第④步操作填寫(xiě)完整:
①將紅、黑表筆分別插入多用電表的“+”、“-”插孔;選擇電阻檔“×10”;
②將紅、黑表筆短接,調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指向“0”;
③將紅、黑表筆分別與導(dǎo)體的兩端相接,發(fā)現(xiàn)指針示數(shù)接近“0”;
④選擇電阻檔_________(選填“×100”或“×1”),將紅、黑表筆短接,調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕調(diào)零后;重新將紅、黑表筆分別與導(dǎo)體的兩端相接,讀取導(dǎo)體的阻值.

(2)采用上述的操作步驟后,多用電表的指針位置如圖所示.則該段導(dǎo)體的電阻測(cè)量值為_(kāi)_____.
(3)為了比較精確地測(cè)量這個(gè)導(dǎo)體的電阻值,他采用伏安法繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量,現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下:
A.電源E(電動(dòng)勢(shì)4.0V,內(nèi)阻約0.5Ω);
B.電壓表(0~3V,內(nèi)阻3kΩ);
C.電壓表(0~15V,內(nèi)阻15kΩ);
D.電流表(0~0.6A,內(nèi)阻0.1Ω)
E.電流表(0~3A,內(nèi)阻0.02Ω);
F.滑動(dòng)變阻器R1(0~50Ω,1.5A);
G.滑動(dòng)變阻器R2(0~2000Ω,0.3A);
H.開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線若干.
為了調(diào)節(jié)方便,測(cè)量準(zhǔn)確,在實(shí)驗(yàn)中,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用______(選填序號(hào)字母).連接電路時(shí),電壓表應(yīng)選_____(選填序號(hào)字母)、電流表應(yīng)選______(選填序號(hào)字母).實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用圖中的_____(選填“甲”或“乙”).

(4)若在上問(wèn)中選用甲電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是______.(選填選項(xiàng)前的字母)
A.電流表測(cè)量值小于流經(jīng)Rx的電流值
B.電流表測(cè)量值大于流經(jīng)Rx的電流值
C.電壓表測(cè)量值小于Rx兩端的電壓值
D.電壓表測(cè)量值大于Rx兩端的電壓值
【答案】 (1). ×1 (2). 8 (3). F (4). B (5). D (6). 甲 (7). B
【解析】
【詳解】(1)[1]將紅、黑表筆分別與導(dǎo)體的兩端相接,發(fā)現(xiàn)指針示數(shù)接近“0”,說(shuō)明倍率檔選擇過(guò)大,應(yīng)該改用×1檔;
(2)[2]如圖可知,電阻的測(cè)量值為.
(3)[3] 滑動(dòng)變阻器選擇阻值較小的F;
[4]電源的電動(dòng)勢(shì)為4V,則電壓表選B;
[5]電路中可能出現(xiàn)的最大電流

則電流表選擇D;
[6]因
,
故應(yīng)選用電流表外接,即選擇甲電路;
(4)[7]甲電路中產(chǎn)生誤差的原因是由于電壓表的分流作用,使得電流表測(cè)量值大于流經(jīng)Rx的電流值,故選B.
四、計(jì)算題
17.如圖所示,兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌MN和PQ放置在水平面內(nèi),其間距L=0.2m, 磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直軌道平面向下,兩導(dǎo)軌之間連接的電阻R=4.8Ω,在導(dǎo)軌上有一金屬棒ab,其電阻r=0.2Ω, 金屬棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好, 如圖所示,在ab棒上施加水平拉力使其以速度v=0.5m/s向右勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)金屬導(dǎo)軌足夠長(zhǎng).求:

(1)金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);
(2)通過(guò)電阻R的電流大小和方向;
(3)金屬棒a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差.
【答案】(1) E=0.05V (2) I=0.01A, 方向從M通過(guò)R流向P (3) Uab=0.048V
【解析】
(1)設(shè)金屬棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E
E=BLv
帶入數(shù)值得E=0.05V
(2)設(shè)過(guò)電阻R的電流大小為I

帶入數(shù)值得I=0.01A
方向:從M通過(guò)R流向P
(3)設(shè)a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U
Uab=IR
帶入數(shù)值得Uab=0.048V


18.質(zhì)量為0.1 kg 的彈性球從空中某高度由靜止開(kāi)始下落,該下落過(guò)程對(duì)應(yīng)的圖象如圖所示.球與水平地面相碰后離開(kāi)地面時(shí)的速度大小為碰撞前的3/4.設(shè)球受到的空氣阻力大小恒為f,取="10" m/s2, 求:

(1)彈性球受到的空氣阻力f的大?。?br /> (2)彈性球第一次碰撞后反彈高度h.
【答案】(1)0.2N (2)
【解析】
(1)設(shè)彈性球第一次下落過(guò)程中的加速度大小為,由圖知

根據(jù)牛頓第二定律,得


(2)由圖知彈性球第一次到達(dá)地面時(shí)的速度大小為,設(shè)球第一次離開(kāi)地面時(shí)的速度大小為,則

第一次離開(kāi)地面后,設(shè)上升過(guò)程中加速度大小為,則


于是,有⑥
解得⑦


19.如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xoy的第一象限有沿y軸負(fù)方向、場(chǎng)強(qiáng)為E=200N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng),第二象限有垂直于xoy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng).現(xiàn)有一質(zhì)量m=2.0×10-11kg,電量q=1.0×10-5C帶正電的粒子,從負(fù)x軸上的A點(diǎn)以v=1.0×104m/s的速度垂直x軸進(jìn)入磁場(chǎng),恰好垂直通過(guò)y軸上的P點(diǎn)并進(jìn)入電場(chǎng),經(jīng)過(guò)電場(chǎng)后通過(guò)x軸上的Q點(diǎn).已知OP的長(zhǎng)度h=2m,不計(jì)粒子重力,求:

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?br /> (2)OQ的長(zhǎng)度L;
(3)粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的總時(shí)間t總.
【答案】(1) (2) (3) t總=5.14×10-4s
【解析】
【詳解】(1)微粒進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)軌道半徑為r,由牛頓第二定律有:

由幾何關(guān)系知:

由①②式代入數(shù)據(jù)解之得:
B=0.01T ③
(2)設(shè)微粒在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t, 加速度為a,做類平拋運(yùn)動(dòng)
水平方向:

豎直方向:


聯(lián)立④⑤⑥式代入數(shù)據(jù)解之得:

(3)由⑥式代入數(shù)據(jù)解之得:
t=2×10-4s
粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:

粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的總時(shí)間:
t總=t1+t=5.14×10-4s.
【點(diǎn)睛】本題考查了粒子在磁場(chǎng)與電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律與類平拋運(yùn)動(dòng)軌跡可以正確解題.




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