2008年全国高考试题分类汇编十七个专题(WORD版)

文档属性

名称 2008年全国高考试题分类汇编十七个专题(WORD版)
格式 rar
文件大小 7.5MB
资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2008-07-03 23:38:00

文档简介

2008年高考试题分类汇编之《交流电》
(北京卷)18.一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5。原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10 的电阻。则
A.流过电阻的电流是20 A
B.与电阻并联的电压表的示数是100V
C.经过1分钟电阻发出的热量是6×103 J
D.变压器的输入功率是1×103W
答案:D
【解析】原线圈中电压的有效值是220V,由变压比知副线圈中电压为100V,流过电阻的电流是10A;与电阻并联的电压表的示数是100V;经过1分钟电阻发出的热量是6×1034J。
(天津卷)17.一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压,其最大值保持不变,副线圈接有可调电阻R。设原线圈的电流为I1,输入功率为P1,副线圈的电流为I2,输出功率为P2。当R增大时
A.I1减小,P1增大
B.I1减小,P1减小
D.I2增大,P2减小
D.I2增大,P2增大
答案:B
【解析】理想变压器的特点是输入功率等于输出功率,当负载电阻增大时,由于副线圈的电压不变,所以输出电流I2减小,导致输出功率P2减小,所以输入功率P1减小;输入的电压不变,所以输入的电流I1减小,B正确
(四川卷)16.如图,一理想变压器原线圈接入一交流电源,副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻,开关S是闭合的。和为理想电压表,读数分别为U1和U2; 、 和为理想电流表,读数分别为I1、I2和I3。现断开S,U1数值不变,下列推断中正确的是
A.U2变小、I3变小 B.U2不变、I3变大
C.I1变小、I2变小 D.I1变大、I2变大
答案:BC
解析:因为变压器的匝数与U1不变,所以U2与两电压表的示数均不变.当S断开时,因为负载电阻增大,故次级线圈中的电流I2减小,由于输入功率等于输出功率,所以I1也将减小,C正确;因为R1的电压减小,故R2、R3两端的电压将增大,I3变大,B正确.
(宁夏卷)19.如图a所示,一矩形线圈abcd放置在匀 强磁场 中,并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角时(如图b)为计时起点,并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是
答案:D
【解析】本题考查正弦交流电的产生过程、楞次定律等知识和规律。从a图可看出线圈从垂直于中性面开始旋转,由楞次定律可判断,初始时刻电流方向为b到a,故瞬时电流的表达式为i=-imcos(+ωt),则图像为D图像所描述。平时注意线圈绕垂直于磁场的轴旋转时的瞬时电动势表达式的理解。
(上海卷)20B.(10分)某小型实验水电站输出功率是20kW,输电线路总电阻是6Ω。
(1)若采用380V输电,求输电线路损耗的功率。
(2)若改用5000高压输电,用户端利用n1:n2=22:1的变压器降压,求用户得到的电压。
解析:(1)输电线上的电流强度为I=A=52.63A
输电线路损耗的功率为
P损=I2R=52.632×6W≈16620W=16.62kW
(2)改用高压输电后,输电线上的电流强度变为I′=A=4A
用户端在变压器降压前获得的电压 U1=U-I′R=(5000-4×6)V=4976V
根据
用户得到的电压为U2==×4976V=226.18V
(海南卷)7、如图,理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1.原线圈接入一电压为u=U0sinωt的交流电源,副线圈接一个R=27.5 Ω的负载电阻.若U0=220V,ω=100π Hz,则下述结论正确的是
A.副线圈中电压表的读数为55 V
B.副线圈中输出交流电的周期为
C.原线圈中电流表的读数为0.5 A
D.原线圈中的输入功率为
【答案】:AC
【解析】:原线圈电压有效值U1=220V,由电压比等于匝数比可得副线圈电压U2=55V,A对;电阻R上的电流为2A,由原副线圈电流比等于匝数的反比,可得电流表示数为0.5A, C对;输入功率为P=220×0.5W=110W,D错;周期T= =0.02s,B错。
(广东卷)5.小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动。产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示,此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路,不计电路的其他电阻,下列说法正确的是
A.交变电流的周期为0.125
B.交变电流的频率为8Hz
C.交变电流的有效值为A
D.交变电流的最大值为4A
【答案】C
【解析】由e-t图像可知,交变电流电流的周期为0.25s,故频率为4Hz,选项A、B错误。根据欧姆定律可知交变电流的最大值为2A,故有效值为A,选项C正确。
2008年高考试题分类汇编之《光学》
(全国卷1)21.一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角θ射入,穿过玻璃砖自下表射出.已知该玻璃对红光的折射率为1.5.设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为t1和t2,则在θ从0°逐渐增大至90°的过程中
A.t1始终大于t2 B.t1始终小于t2
C.t1先大于后小于t2 D.t1先小于后大于t2
答案:B
解析:设折射角为α,玻璃砖的厚度为h,由折射定律n= ,且n= ,在玻璃砖中的时间为t= ,联立解得t2∝,红光频率较小,θ为零时,t1<t2,θ为90°时,趋近渐近线,初步判定该函数为单调函数,通过带入θ为其它特殊值,仍然有t1<t2,故B对。
(全国卷2)15.一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上,经两次折射后从玻璃板另一个表面射出,出射光线相对于入射光线侧移了一段距离。在下列情况下,出射光线侧移距离最大的是
A.红光以30°的入射角入射
B.红光以45°的入射角入射
C.紫光以30°的入射角入射
D.紫光以45°的入射角入射
答案:D
解析:因为同种介质对紫光的折射率较大,故入射角相同时,紫光侧移距离较大,A、B项错;设入射角为i,折射角为r,则侧移距离,可见对于同一种色光,入射角越大,侧移距离越大,D项正确。
(北京卷)13.下列说法正确的是
A.用分光镜观测光谱是利用光折射时的色散现象
B.用X光机透视人体是利用光电效应
C.光导纤维舆信号是利用光的干涉现象
D.门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象
答案:A
解析:用X光机透视人体是利用X光的穿透性;光导纤维传输信号是利用光的全反射现象;门镜可以扩大视野是利用光的折射现象
(天津卷)16.下列有关光现象的说法正确的是
A.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由紫光改为红光,则条纹间距一定变大
B.以相同入射角从水中射向空气,紫光能发生全反射,红光也一定能发生全反射
C.紫光照射某金属时有电子向外发射,红光照射该金属时也一定有电子向外发射
D.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
答案:A
解析:根据干涉条纹的间距的公式△x=λ可知,由于紫光的波长比红光的波长短,所以改为红光后条纹间距一定增大,A正确;紫光的临界角比红光的临界角小,所以紫光发生全反射后红光不一定发生全反射,B错误;由于紫光的频率大于红光的频率,所以紫光的能量比红光的能量大,紫光发生光电效应红光不一定发生光电效应,C错误,拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振镜是为了防止玻璃的反光,所以D错误。
(四川卷)21.如图,一束单色光射入一玻璃球体,入射角为60°。己知光线在玻璃球内经一次反射后,再次折射回到空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为
A. B.1.5 C. D.2
答案:C
解析:如图,为光线在玻璃球内的光路图.A、C为折射点,B为反射点,作OD平行于入射光线,故,所以,玻璃的折射率.
(重庆卷)19.题19图是一个圆柱体棱镜的截面图,图中E、F、G、H将半径OM分成5等份,虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON,ON边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率n=,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线
不能从圆孤射出
只能从圆孤射出
能从圆孤射出
能从圆孤射出
答案:B
解析:本题考查光的折射有关的知识,本题为中等难度题目。由该棱镜的折射率为可知其临界角C满足:,可求出GG1右边的入射光线没有发生全反射,其左边的光线全部发生全反射。所以光线只能从圆弧NG1射出。
(宁夏卷)(2)(9分)一半径为R的1/4球体放置在水平面上,球体由折射率为的透明材料制成。现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线,平行于桌面射到球体表面上,折射入球体后再从竖直表面射出,如图所示。已知入射光线与桌面的距离为。求出射角?。
解析:设入射光线与1/4球体的交点为C,连接OC,OC即为入射点的法线。因此,图中的角α为入射角。过C点作球体水平表面的垂线,垂足为B。依题意,∠COB=α。又由△OBC知
sinα= ①
设光线在C点的折射角为β,由折射定律得

由①②式得

由几何关系知,光线在球体的竖直表面上的入射角γ(见图)为30°。由折射定律得

因此
解得
本题考查几何光学知识,通过画光路图,根据折射定律,由几何关系列式求解。
(山东卷)37.(8分)【物理一物理3一4】
交克斯韦在1865年发表的(电磁场的动力学理论)一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性,即光是电磁波。
(l)一单色光波在折射率为1.5的介质中传播,某时刻电场横波图象如图1所示.求该光波的频率。
(2)图2表示两面平行玻璃砖的截面图,一束平行于CD边的单色光入射到AC界面上,a、b是其中的两条平行光线。光线a在玻璃砖中的光路已给出。画出光线b从玻璃砖中首次出射的光路图.并标出出射光线与界面法线夹角的度数。
解析:(l)设光在介质中的传播速度为v,波长为λ.频率为f,则
f= ①
v= ②
①②③
联立①②式得f= ③
从波形图上读出波长λ=4×10-7m,代人数据解得
f=5×1014Hz ④
(2)光路如图所示
(上海卷)12.在杨氏双缝干涉实验中,如果
(A)用白光作为光源,屏上将呈现黑白相间的条纹
(B)用红光作为光源,屏上将呈现红黑相间的条纹
(C)用红光照射一条狭缝,用紫光照射另一条狭缝,屏上将呈现彩色条纹
(D)用紫光作为光源,遮住其中一条狭缝,屏上将呈现间距不等的条纹
答案:BD
解析:白光作杨氏双缝干涉实验,屏上将呈现彩色条纹,A错;用红光作光源,屏上将呈现红色两条纹与暗条纹(即黑条纹)相间,B对;红光和紫光频率不同,不能产生干涉条纹,C错;紫光作光源,遮住一条狭缝,屏上出现单缝衍射条纹,即间距不等的条纹,D对。
(上海卷)16.(4分,单选题)用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图(a)是点燃酒精灯(在灯芯上洒些盐),图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈。将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转,观察到的现象是
(A)当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°
(B)当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°
(C)当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°
(D)干涉条纹保持原来状态不变
答案:D
解析:金属丝圈的转动,改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状,由干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关,仍然是水平的干涉条纹,D对。
(广东卷)14.(10分)
(1)大海中航行的轮船,受到大风大浪冲击时,为了防止倾覆,应当改变航行方向和  ,使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的    .
(2)光纤通信中,光导纤维递光信号的物理原理是利用光的    现象,要发生这种现象,必须满足的条件是:光从光密介质射向    ,且入射角等于或大于    .
答案(1)速度 频率 (2)全反射 光疏介质 临界角
(上海卷理科综合)9.红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况。地球大气中的水气(H2O)、二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射,即地面物体发出的某些波长的电磁波,只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收。右图为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况,由图可知,在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围为( )
A. B. C. D.
答案:D
解析:由图可知,的波段被水和二氧化碳吸收的较少,能够接收到,选项D正确。
(上海卷理科综合)44.生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆,这是声波在传播过程中对接收这而言频率发生变化的表现,无线电波也具有这种效应。图中的测速雷达正在向一辆接近的车辆发出无线电波,并接收被车辆反射的无线电波。由于车辆的运动,接收的无线电波频率与发出时不同。利用频率差就能计算出车辆的速度。已知发出和接收的频率间关系为,式中C为真空中的光速,若,,可知被测车辆的速度大小为_________m/s。
答案:30
解析:根据题意有,解得v=30m/s。
2008年高考试题分类汇编之《力学实验》
(全国卷1)Ⅰ.(6分)如图所示,两个质量各为m1和m2的小物块A和B,分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端,已知m1>m2,现要利用此装置验证机械能守恒定律。
(1)若选定物块A从静止开始下落的过程中进行测量,则需要测量的物理量有_________。
①物块的质量m1、m2;
②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间;
③物块B下落的距离及下落这段距离所用的时间;
④绳子的长度。
(2)为提高实验结果的准确程度,某小组同学对此实验提出以下建议:
①绳的质量要轻;
②在“轻质绳”的前提下,绳子越长越好;
③尽量保证物块只沿竖直方向运动,不要摇晃;
④两个物块的质量之差要尽可能小。
以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_________。
(3)写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议:______________________________________________________________________________。
答案:(1) ①②或①③;(2)①③;(3)例如:“对同一高度进行多次测量取平均值”, “选取受力后相对伸长尽量小的绳子”等等。
解析:(1)通过连结在一起的A、B两物体验证机械能守恒定律,即验证系统的势能变化与动能变化是否相等,A、B连结在一起,A下降的距离一定等于B上升的距离;A、B的速度大小总是相等的,故不需要测量绳子的长度和B上升的距离及时间。(2)如果绳子质量不能忽略,则A、B组成的系统势能将有一部分转化为绳子的动能,从而为验证机械能守恒定律带来误差;若物块摇摆,则两物体的速度有差别,为计算系统的动能带来误差;绳子长度和两个物块质量差应适当。(3)多次取平均值可减少测量误差,绳子伸长量尽量小,可减少测量的高度的准确度。
【考点】验证机械能守恒
【点评】此题为一验证性实验题。要求根据物理规律选择需要测定的物理量,运用实验方法判断如何减小实验误差。掌握各种试验方法是解题的关键。
(全国卷2)(1)(5分)某同学用螺旋测微器测量一铜丝的直径,测微器的示数如图所示,该铜丝的直径为__________mm.
【答案】4.953
【解析】螺旋测微器固定刻度部分读数为4.5mm,可动刻度部分读数为0.093mm,所以所测铜丝直径为4.593mm。
【考点】螺旋测微器的读数
【点评】螺旋测微器的读数是高考常考点,采用“固定刻度+可动刻度=读数”的方法进行。
(北京卷)(2)某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系,并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上,然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧,并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时,指针指示的刻度数值记作L0,弹簧下端挂一个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L1;弹簧下端挂两个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L2;……;挂七个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L2。
①下表记录的是该同学已测出的6个值,其中有两个数值在记录时有误,它们的代表符号分别是 和 .
测量记录表:
代表符号
L0
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
刻度数值/cm
1.70
3.40
5.10
8.60
10.3
12.1
②实验中,L3和L2两个值还没有测定,请你根据上图将这两个测量值填入记录表中。
③为充分利用测量数据,该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差,分别计算出了三个差值:

请你给出第四个差值:dA= = cm。
④根据以上差值,可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量。用d1、d2、d3、d4
表示的式子为:= ,
代入数据解得= cm。
⑤计算弹簧的劲度系数k= N/m。(g取9.8m/s2)
(2)①l5 ;l6;②6.85(6.84-6.86) ;14.05(14.04-14.06);
③l7-l3 ;7.20(7.18-7.22) ;④
【答案】(2)①L5 L6 ②6.85(6.84-6.86) 14.05(14.04-14.06) ③ 7.20(7.18-7.22) ④ 1.75 ⑤28
【解析】读数时应估读一位,所以其中L5 、L6两个数值在记录时有误。根据实验原理可得后面几问的结果。
【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系
【点评】此题考查了基本仪器(刻度尺)的使用,以及基本试验方法(逐差法)的应用。这是高中物理实验的基本能力的考查,值得注意。
(天津卷)22. (16分) (1)用螺旋测微器测量金属导线的直径,其示数如图所示,该金属导线的直径为 mm。
(1)1.880(1.878-1.882均正确)(每空2分)
【解析】题目考查螺旋测微器的读数
螺旋测微器的读数方法是1、先读固定尺上的读数为1.5mm,
2、读可动刻度为38.0与精确度0.01相乘得到0.380mm,
3、固定读数与可动读数相加即为最终结果,1.5mm+0.380mm=1.880mm
(天津卷)(3)某同学利用单摆测定当地重力加速度,发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方,他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L,通过改变摆线的长度,测得6组L和对应的周期T,画出L一T2图线,然后在图线上选取A、B两个点,坐标如图所示。他采用恰当的数据处理方法,则计算重力加速度的表达式应为g= 。请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比,将 。(填“偏大”、“偏小”或“相同”)
【答案】 相同
【解析】题目考查了用单摆测重力加速度
设A、B的摆线长为LA和LB,摆线到重心的距离为L1,所以A、B的两处的摆长分别为LA+L1和LB+L1,根据周期公式得则 (1) (2) (2)-(1)得
从式子中可以看出,最终的结果与重心的位置无关,所以不影响g值的测量。
(四川卷) I.(9分)一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动。盘边缘上固定一竖直的挡光片。盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过,如图1 所示。图2为光电数字计时器的示意图。光源A中射出的光可照到B中的接收器上。若A、B间的光路被遮断,显示器C上可显示出光线被遮住的时间。
挡光片的宽度用螺旋测微器测得,结果如图3所示。圆盘直径用游标卡尺测得,结果如图4所示。由图可知,
(l)挡光片的宽度为_____________mm。
(2)圆盘的直径为_______________cm。
(3)若光电数字计时器所显示的时间为50.0 ms,则圆盘转动的角速度为_______弧度/秒(保留3位有效数字)。
解析:I 由螺旋测微器与游标卡尺的读数规则可得两者的读数.mm,mm=24.220cm.
圆盘转动的角速度为,而,综合两式并代入数据可得:rad/s.
(江苏卷)lO.(8分)某同学想要了解导线在质量相同时,电阻与截面积的关系,选取了材料相同、质量相等的5卷导线,进行了如下实验:
(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如下图所示. 读得直径d=      mm.
解析:外径千分尺读数先可动刻度左边界露出的主刻度L,如本题为1mm,再看主尺水平线对应的可动刻度n,如本题为20.0,记数为L+n×0.01=1+20.0×0.01=1.200mm。注意的是读L时,要看半毫米刻度线是否露出,如露出,则记为1.5或2.5等。
(江苏卷)11.(10分)某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.弧形轨道末端水平,离地面的高度为H。将钢球从轨道的不同高度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s.
(1)若轨道完全光滑,s2与h的理论关系应满足s2=      (用H、h表示).
(2)该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示:
h(10-1m)
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
s2 (10-1m2)
2.62
3.89
5.20
6.53
7.78
请在坐标纸上作出s2--h关系图.
(3)对比实验结果与理论计算得到的s2--h关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率 (填“小于”或“大于”)理论值.
(4)从s2--h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因是 .
答案:(1)4Hh(2)见图
(3)小于 (4)摩擦,转动(回答任一即可)
解析:(1)根据机械能守恒,可得离开轨道时速度为,由平抛运动知识可求得时间为,可得.
(2)依次描点,连线,注意不要画成折线。
(3)从图中看,同一h下的s2值,理论值明显大于实际值,而在同一高度H下的平抛运动水平射程由水平速率决定,可见实际水平速率小于理论速率。
(4)由于客观上,轨道与小球间存在摩擦,机械能减小,因此会导致实际值比理论值小。小球的转动也需要能量维持,而机械能守恒中没有考虑重力势能转化成转动能的这一部分,也会导致实际速率明显小于“理论”速率(这一点,可能不少同学会考虑不到)。
(重庆卷)(1)某实验小组拟用如题22图1所示装置研究滑块的运动.实验器材有滑块、钩码、纸带、米尺、带滑轮的木板,以及由漏斗和细线组成的单摆等.实验中,滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动,同时单摆垂直于纸带运动方向摆动,漏斗漏出的有色液体在纸带带下留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置.
①在题22图2中,从 纸带可看出滑块的加速度和速度方向一致.
②用该方法测量滑块加速度的误差主要来源有: 、 (写出2个即可).
答案:(1)
① B
②摆长测量、漏斗重心变化、液体痕迹偏粗、阻力变化……
解析:本题考查匀加速运动和单摆的运动, 本题中等难度题目。要使速度和加速度方向相同,则只有B,因为B中相等时间内纸带运动的距离越来越大。用该方法测量加速度的误差主要来源有:摆长的测量。漏斗重心的变化,液体痕迹偏粗、阻力变化等。
(宁夏卷)Ⅱ.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点。
(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a= (保留三位有效数字)。
(2)回答下列两个问题:
①为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有 。(填入所选物理量前的字母)
A.木板的长度l B.木板的质量m1
C.滑块的质量m2 D.托盘和砝码的总质量m3
E.滑块运动的时间t
②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是 。
(3)滑块与木板间的动摩擦因数= (用被测物理量的字母表示,重力加速度为g).与真实值相比,测量的动摩擦因数 (填“偏大”或“偏小” )。写出支持你的看法的一个论据:

答案:(1)0.495~0.497m/s2
(2)① CD (1分)
(3)
解析:对纸带的研究直接利用逐差法取平均值计算加速度。
(上海卷)17.(6分)在“用单摆测重力加速度”的实验中,
(1)某同学的操作步骤为:
a.取一根细线,下端系住直径为d的金属小球,上端固定在铁架台上
b.用米尺量得细线长度l
c.在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球
d.用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t,得到周期T=t/n
e.用公式计算重力加速度
按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比___(选填“偏大”、“相同”或“偏小”)。
(2)已知单摆在任意摆角θ时的周期公式可近似为,式中T0为摆角趋近于0°时的周期,a为常数。为了用图像法验证该关系式,需要测量 的物理量有____________;若某同学在实验中得到了如图所示的图线,则图像中的横轴表示______。
【答案】:(1)偏小(2)T′(或t、n)、θ, T′
【解析】:单摆摆长为摆线长度与小球半径之和,因该同学将偏小的摆长代入公式计算,所得重力加速度的测量值偏小于实际值;为验证该关系式,需要测量单摆在任意摆角θ时的周期T′,根据公式与图像的函数关系式可推导得到摆角θ=0时横轴的截距为T0。
(海南卷)13、某同学用螺旋测微器测量一金属丝的直径,测微器的示数如图所示,该金属丝直径的测量值为 mm.
【答案】:2.793(2.791~2.795mm之间均可)
【解析】:测量值读数为2.5mm+0.01mm×29.3=2.793mm。
(广东卷)
16.(13分)某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”,图中小车中可放置砝码,实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面,打点针时器工作频率为50 Hz.
(1)实验的部分步骤如下:
①在小车中放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线连接小车和钩码;
②将小车停在打点计时器附近, , ,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点, ;
③改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复②的操作。
(2)图是钩码质量为0.03 kg,砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带,在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点,可获得各计数点到0的距离5及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置.
(3)在上车的运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统, 做正功,
做负功.
(4)实验小组根据实验数据绘出了图中的图线(其中Δv2=v2-v20),根据图线可获得的结论是 .要验证“动能定理”,还需要测量的物理量是摩擦力是 .
表1纸带的测量结果
测量点
S/cm
r/(m·s-1)
0
0.00
0.35
A
1.51
0.40
B
3.20
0.45
C


D
7.15
0.54
E
9.41
0.60
【答案】(1)②接通电源、释放小车 断开开关
(2)5.06 0.49 (3)钩砝的重力 小车受摩擦阻力
(4)小车初末速度的平方差与位移成正比 小车的质量
2008年高考试题分类汇编之《原子物理》
(全国卷1)18.三个原子核X、Y、Z,X核放出一个正电子后变为Y核,Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个个氦(42He),则下面说法正确的是
A.X核比Z核多一个原子
B.X核比Z核少一个中子
C.X核的质量数比Z核质量数大3
D.X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍
答案:CD
解析:设原子核X的质量数为x,电荷数为y,依题意写出核反应方程,根据质量数守恒和电荷数守恒,可得原子核Y的质量数为x,电荷数为y-1,原子核Z的质量数为x-3,电荷数为y-2。由此可得X核的质子(y)比Z核的质子(y-2)多2个,A错;由此可得X核的中子(x-y)比Z核的中子(x-y-1)多1个,B错;X核的质量数(x)比Z核的质量数(x-3)多3个,C对;X核与Z核的总电荷(2y-2)是Y核电荷(y-1)的2倍,D对。
(全国卷2)20.中子和质子结合成氘核时,质量亏损△m,相应的能量△E=△mc2=2.2MeV是氘核的结合能。下列说法正确的是
A.用能量小于2.2MeV的光子照射静止氘核时,氘核不能分解为一个质子和一个中子
B.用能量等于2.2MeV的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和为零
C.用能量大于2.2MeV的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和为零
D.用能量大于2.2MeV的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和不为零
答案:AD
解析:只有静止氘核吸收光子能量大于其结合能时,才能分解为一个质子和一个中子,故A项正确,B项错误;根据能量守恒定律,光子能量大于氘核结合题,则多余的能量以核子动能形式呈现,故C项错,D项正确。
(北京卷)14.一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核,同时辐射一个光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3,普朗克常量为h,真空中的光速为c。下列说法正确的是
A.核反应方程是H+nH+γ
B.聚变反应中的质量亏损1+m2-m1
C.辐射出的γ光子的能量E=(m3-m1-m2)c
D.γ光子的波长
答案:B
【解析】核反应方程是H+nH+;辐射出的光子的能量E=(1+m2-m3)c2;光子的波长。
(天津卷)15.一个氡核衰变成钋核并放出一个粒子,其半衰期为3.8天。1g氡经过7.6天衰变掉氡的质量,以及。衰变成的过程放出的粒子是
A.0.25g,a粒子
B.0.75g,a粒子
C.0.25g,β粒子
D.0.75g,β粒子
答案:B
【解析】经过了两个半衰期,1g的氡剩下了0.25g,衰变了0.75g,根据核反应方程的规律,在反应前后的质量数和荷电荷数不变可得出是a粒子,所以B正确。
(四川卷)15.下列说法正确的是
A.γ射线在电场和磁场中都不会发生偏转
B.β射线比α射线更容易使气体电离
C.太阳辐射的能量主要来源于重核裂变
D.核反应堆产生的能量来自轻核聚变
答案:A
解析:γ射线中的γ光子不带电,故在电场与磁场中都不会发生偏转,A正确;α粒子的特点是电离能力很强,B错;太阳辐射的能量主要来源于轻核的聚变,C错;核反应堆产生的能量是来自于重核的裂变,D错.
(江苏卷)C.(选修模块3—5)(12分)
(1)下列实验中,深入地揭示了光的粒子性一面的有        .
(2)场强为E、方向竖直向上的匀强电场中有两小球A、B,它们的质量分别为m1、m2,电量分别为q1、 q2.A、B两球由静止释放,重力加速度为g,则小球A和B组成的系统动量守恒应满足的关系式为                .
(3)约里奥·居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖,他们发现的放射性元素衰变成的同时放出另一种粒子,这种粒子是       .是的同位素,被广泛应用于生物示踪技术.1mg随时间衰变的关系如图所示,请估算4 mg的经多少天的衰变后还剩0.25 mg?
解析:(1)A为康普顿散射,B为光电效应,康普顿散射和光电效应都深入揭示了光的粒子性;
C为粒子散射,不是光子,揭示了原子的核式结构模型。D为光的折射,揭示了氢原子能级的不连续;
(2) 系统动量守恒的条件为所受合外力为零。即电场力与重力平衡;
(3)由核反应过程中电荷数和质量数守恒可写出核反应方程:,可知这种粒子是正电子。由图象可知的半衰期为14天,的衰变后还剩,经历了4个半衰期,所以为56天。
(重庆卷)14.放射性同位素针232经αβ衰变会生成氧,其衰变方程为ThRn+xα+yβ,其中
A.x=1,y=3 B.x=2,y=3
C.x=3,y=1 D.x=3,y=2
答案:D
解析:本题考查放射性元素衰变的有关知识,本题为较容易的题目。由衰变方程: ,由质量数守恒和电荷数守恒得:232=220+4x,90=86+2x-y可解得:x=3、 y=2。
(宁夏卷)(1)(6分)天然放射性元素Pu经过 次?衰变和 次?衰变,最后变成铅的同位素 。(填入铅的三种同位素Pb、Pb、Pb中的一种)
答案:(1)8 4
(山东卷)38.(8分)【物理一物理3一5】
(l)在氢原子光谱中.电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末线系。若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系,则这群氢原子自发跃迁时最多可发出 条不同频率的谱线。
答案:6
(上海卷)3A.1991年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了____(选填“大”或“小”)角度散射现象,提出了原子的核式结构模型。若用动能为1MeV的α粒子轰击金箔,则其速度约为_____m/s。(质子和中子的质量均为1.67×10-27kg,1MeV=1×106eV)
【解析】:卢瑟福在α粒子散射实验中发现了大多数α粒子没有大的偏转,少数发生了较大的偏转,卢瑟福抓住了这个现象进行分析,提出了原子的核式结构模型;1MeV=1×106×1.6×10-19= mv2,解得v=6.9×106m/s 。
(上海卷)2B.放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时,往往会同时伴随_____辐射。已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2,经过t=T1·T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等,那么它们原来的质量之比mA:mB=_____。
【答案】:γ,2T2 : 2T1
【解析】:放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时,往往以γ光子的形式释放能量,即伴随γ辐射;根据半衰期的定义,经过t=T1·T2时间后剩下的放射性元素的质量相同,则 =  ,故mA:mB=2T2 : 2T1
(上海卷)6.在下列4个核反应方程中,x表示质子的是
(A) (B)
(C) (D)
答案:C
【解析】:由核反应方程的质量数和电荷数守恒,可得各个选项中的x分别为正电子、α粒子、质子、中子。
(上海卷)15.(4分)如图所示,用导线将验电器与洁净锌板连接,触摸锌板使验电器指示归零。用紫外线照射锌板,验电器指针发生明显偏转,接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板,发现验电器指针张角减小,此现象说明锌板带___电(选填写“正”或“负”);若改用红外线重复上实验,结果发现验电器指针根本不会发生偏转,说明金属锌的极限频率____红外线(选填“大于”或“小于”)。
【答案】:正,大于
【解析】:毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,因锌板被紫外线照射后发生光电效应缺少电子而带正电,故验电器指针的负电荷与锌板正电荷中和一部分电荷后偏角变小,用红外线照射验电器指针偏角不变,说明锌板未发生光电效应,说明锌板的极限频率大于红外线的频率。
(海南卷)⑴(4分)某考古队发现一古生物骸骨.考古专家根据骸骨中的含量推断出了该生物死亡的年代.已知此骸骨中的含量为活着的生物体中的1/4,的半衰期为5730年.该生物死亡时距今约 年.
【解析】:该核剩下1/4,说明正好经过两个半衰期时间,故该生物死亡时距今约2×5730年=11460年。
(广东卷)2.铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应:Al+He→X+n.下列判断正确的是
A.n是质子            B.n是中子
C.X是Si的同位素        D.X是P的同位素
【答案】BD
【解析】根据核反应方程质量数和电荷数守恒可知选项B、D正确。
(广东卷)6.有关氢原子光谱的说法正确的是
A.氢原子的发射光谱是连续谱
B.氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光
C.氢原子光谱说明氢原子能级是分立的
D.氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差无关
【答案】BC
【解析】氢原子的发射光谱是不连续的,只能发出特定频率的光,说明氢原子的能级是分立的,选项B、C正确。根据玻尔理论可知,选项D错误。
(上海卷理科综合)4.二十世纪初,为了研究物质的内部结构,物理学家做了大量的实验,揭示了原子内部的结构,发现了电子、中子和质子,右图是( )
A.卢瑟福的粒子散射实验装置
B.卢瑟福发现质子的实验装置
C.汤姆逊发现电子的实验装置
D.查德威克发现中子的实验装置
【答案】A
【解析】题目中所给装置是卢瑟福研究粒子散射实验装置,故选项A正确。
2008年高考试题分类汇编之《天体运动》
(全国卷1)17.已知太阳到地球与地球到月球的距离的比值约为390,月球绕地球旋转的周期约为27天.利用上述数据以及日常的天文知识,可估算出太阳对月球与地球对月球的万有引力的比值约为
A.0.2 B.2 C.20 D.200
答案:B
解析:设太阳质量M,地球质量m,月球质量m0,日地间距离为R,月地间距离为r,日月之间距离近似等于R,地球绕太阳的周期为T约为360天,月球绕地球的周期为t=27天。对地球绕着太阳转动,由万有引力定律:G=m,同理对月球绕着地球转动:G=m0,则太阳质量与地球质量之比为M : m=;太阳对月球的万有引力F= G,地球对月球的万有引力f= G,故F : f= ,带入太阳与地球质量比,计算出比值约为2,B对。
(全国卷2)25.(20分)我国发射的“嫦娥一号”探月卫星沿近似于圆形轨道绕月飞行。为了获得月球表面全貌的信息,让卫星轨道平面缓慢变化。卫星将获得的信息持续用微波信号发回地球。设地球和月球的质量分别为M和m,地球和月球的半径分别为R和R1,月球绕地球的轨道半径和卫星绕月球的轨道半径分别为r和r1,月球绕地球转动的周期为T。假定在卫星绕月运行的一个周期内卫星轨道平面与地月连心线共面,求在该周期内卫星发射的微波信号因月球遮挡而不能到达地球的时间(用M、m、R、R1、r、r1和T表示,忽略月球绕地球转动对遮挡时间的影响)。
解析:如下图所示:
设O和分别表示地球和月球的中心.在卫星轨道平面上,A是地月连心线与地月球表面的公切线ACD的交点,D、C和B分别是该公切线与地球表面、月球表面和卫星轨道的交点.过A点在另一侧作地月球面的公切线,交卫星轨道于E点.卫星在圆弧上运动时发出的信号被遮挡.
设探月卫星的质量为m0,万有引力常量为G,根据万有引力定律有:
……………………① (4分)
……………………② (4分)
②式中,T1表示探月卫星绕月球转动的周期.
由以上两式可得:…………③
设卫星的微波信号被遮挡的时间为t,则由于卫星绕月球做匀速圆周运动,
应有:……………………④ (5分)
上式中,.
由几何关系得:………………⑤ (2分)
…………………………⑥ (2分)
由③④⑤⑥得:……………………⑦ (3分)
(北京卷)17.据媒体报道,嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道,轨道高度200 km,运用周期127分钟。若还知道引力常量和月球平均半径,仅利用以上条件不能求出的是
A.月球表面的重力加速度 B.月球对卫星的吸引力
C.卫星绕月球运行的速度 D.卫星绕月运行的加速度
答案:B
【解析】因为不知道卫星的质量,所以不能求出月球对卫星的吸引力。
(四川卷)20.1990年4月25日,科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600 km的高空,使得 人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展。假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行。已知地球半径为6.4×106m,利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6×107m这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运行的周期。以下数据中最接近其运行周期的是
A.0.6小时 B.1.6小时 C.4.0小时 D.24小时
答案:B
解析:由开普勒行星运动定律可知,恒量,所以,r为地球的半径,h1、t1、h2、t2分别表示望远镜到地表的距离,望远镜的周期、同步卫星距地表的距离、同步卫星的周期(24h),代入数据得:t1=1.6h.
(江苏卷)1.火星的质量和半径分别约为地球的和,地球表面的重力加速度为g,则火星表面的重力加速度约为
A.0.2g B.0.4g
C.2.5g D.5g
答案:B
解析:考查万有引力定律。星球表面重力等于万有引力,G = mg,故火星表面的重力加速度 =  = 0.4,故B正确。
(宁夏卷)23.(15分)
天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。双星系统在银河系中很普遍。利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量。已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动,周期均为T,两颗恒星之间的距离为r,试推算这个双星系统的总质量。(引力常量为G)
解析:设两颗恒星的质量分别为m1、m2,做圆周运动的半径分别为r1、r2,角速度分别为w1,w2。根据题意有
w1=w2 ①
r1+r2=r ②
根据万有引力定律和牛顿定律,有
G ③
G ④
联立以上各式解得

根据解速度与周期的关系知

联立③⑤⑥式解得

(山东卷)18、据报道.我国数据中继卫星“天链一号01 星”于2008 年4 月25 日在西昌卫星发射中心发射升空,经过4 次变轨控制后,于5 月l 日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号01 星”,下列说法正确的是
A. 运行速度大于7.9Kg/s
B.离地面高度一定,相对地面静止
C.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大
D. 向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等
答案:BC
解析:由题目可以后出“天链一号卫星”是地球同步卫星,运行速度要小于7.9,而他的位置在赤道上空,高度一定,A错B对。由可知,C对。由可知,D错。
【高考考点】万有引力定律在航天中的应用。
【易错提醒】D选项,不能应用,凭借直观感觉选上此选项。
【学科网备考提示】 这几年航天事业在我国的高速发展,这块知识对考生的考查尤为重要,不管是全国那个省份,这是必考内容,所以,关注航天动向,有利于我们的备考。
(上海卷)1A.某行星绕太阳运动可近似看作匀速圆周运动,已知行星运动的轨道半径为R,周期为T,万有引力恒量为G,则该行星的线速度大小为_____;太阳的质量可表示为_____。
【答案】:,
【解析】:该行星的线速度v=;由万有引力定律G= ,解得太阳的质量M=  。
(海南卷)12、一探月卫星在地月转移轨道上运行,某一时刻正好处于地心和月心的连线上,卫星在此处所受地球引力与月球引力之比为4∶1.已知地球与月球的质量之比约为81∶1,则该处到地心与到月心的距离之比约为 .
【答案】:9 : 2
【解析】:由万有引力定律,卫星受到地球和月球的万有引力分别为F地 = G ,F月 = G ,代入题目给定的数据可得R地 : R月=9 : 2 。
(广东文科基础)55.发现万有引力定律的物理学家是
A.库仑 B.伽利略 C.牛顿 D.爱因斯坦
【答案】C
【解析】由物理学史可知选项C正确。
(广东理科基础)5.人造卫星绕地球做匀速圆周运动,卫星所受万有引力F与轨道半径r的关系是
A.F与r成正比            B.F与r成反比
C.F与r2成正比           D.F与r2成反比
【答案】D
【解析】根据可知,选项D正确。
(广东理科基础)8.由于地球的自转,使得静止在地面的物体绕地轴做匀速圆周运动。对于这些做匀速圆周运动的物体,以下说法正确的是
A.向心力指向地心         B.速度等于第一宇宙速度
C.加速度等于重力加速度      D.周期与地球自转的周期相等
【答案】D
【解析】静止在地面上的物体饶地轴做匀速圆周运动,故向心力指向地轴,速度不等于第一宇宙速度,加速度也不等于重力加速度,但是周期与地球自转周期相等,选项D正确。
(广东卷)12.图是“嫦娥一导奔月”示意图,卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨,进入地月转移轨道,最终被月球引力捕获,成为绕月卫星,并开展对月球的探测,下列说法正确的是
A.发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度
B.在绕月圆轨道上,卫星周期与卫星质量有关
C.卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比
D.在绕月轨道上,卫星受地球的引力大于受月球的引力
【答案】C
【解析】由于发射过程中多次变轨,在开始发射时其发射速度必须比第一宇宙速度大,不需要达到第三宇宙速度,选项A错误。在绕月轨道上,根据可知卫星的周期与卫星的质量无关,选项B错误,选项C正确。由于绕月球运动,地球对卫星的引力较小,故选项D错误。
(上海卷理科综合)7.有同学这样探究太阳的密度:正午时分让太阳光垂直照射一个当中有小孔的黑纸板,接收屏上出现一个小圆斑;测量小圆斑的直径和黑纸板到接收屏的距离,可大致推出太阳直径。他掌握的数据是:太阳光传到地球所需的时间、地球的公转周期、万有引力恒量;在最终得出太阳密度的过程中,他用到的物理规律是小孔成像规律和( )
A.牛顿第二定律 B.万有引力定律
C.万有引力定律、牛顿第二定律 D. 万有引力定律、牛顿第三定律
【答案】C
【解析】根据万有引力定律和牛顿第二定律可得太阳的质量,根据小孔成像规律和相似三角形的知识可得太阳的直径D,故可求出太阳的密度。
2008年高考试题分类汇编之《恒定电流》
(江苏卷)2.207年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家,以表彰他们发现“巨磁电阻效应”.基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用.在下列有关其它电阻应用的说法中。错误的是
A.热敏电阻可应用于温度测控装置中
B.光敏电阻是一种光电传感器
C.电阻丝可应用于电热设备中
D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用。
答案:D
解析:考查基本物理常识。热敏电阻的原理是通过已知某电阻的电阻值与温度的函数关系,测得该热敏电阻的值即可获取温度,从而应用于温度测控装置中,A说法正确;光敏电阻是将光信号与电信号进行转换的传感器,B说法正确;电阻丝通过电流会产生热效应,可应用于电热设备中,C说法正确;电阻对直流和交流均起到阻碍的作用,D说法错误。
(重庆卷)15.某同学设计了一个转向灯电路(题15图),其中L为指示灯,L1、L2分别为左、右转向灯,S为单刀双掷开关,E为电源.当S置于位置1时,以下判断正确的是
L的功率小于额定功率
L1亮,其功率等于额定功率
L2亮,其功率等于额定功率
含L支路的总功率较另一支路的大
答案:A
解析:本题考查电路分析的有关知识,本题为中等难度题目。由电路结构可知,当S置于1位置时,L与L2串联后再与L1并联,由灯泡的额定电压和额定功率可知,L1和L2的电阻相等。L与L2串联后的总电阻大于L1的电阻,由于电源电动势为6伏,本身有电阻,所以L1两端电压和L与L2的总电压相等,且都小于6伏,所以三只灯都没有正常发光,三只灯的实际功率都小于额定功率。含L的支路的总电阻大于L1支路的电阻,由于两条支路的电压相等,所以。含L的支路的总功率小于另一支路的功率。
(宁夏卷)15.一个T型电路如图所示,电路中的电, .另有一测试电源,电动势 为100V,内阻忽略不计。则
A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40
B. 当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40
C. 当ab两端接通测试电源时, cd两端的电压为80 V
D. 当cd两端接通测试电源时, ab两端的电压为80 V
答案:AC
【解析】本题考查电路的串并联知识。当cd端短路时,R2与R3并联电阻为30Ω后与R1串联,ab间等效电阻为40Ω,A对;若ab端短路时,R1与R2并联电阻为8Ω后与R3串联,cd间等效电阻为128Ω,B错;但ab两端接通测试电源时,电阻R2未接入电路,cd两端的电压即为R3的电压,为Ucd = ×100V=80V,C对;但cd两端接通测试电源时,电阻R1未接入电路,ab两端电压即为R3的电压,为Uab = ×100V=25V,D错。
(海南卷)11、当光照射到光敏电阻上时,光敏电阻的阻值 (填“变大”、“不变”或“变小”).半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随 变化而改变的特性制成的.
【答案】:变小;温度
【解析】:光敏电阻和热敏电阻均为半导体材料的电阻,半导体材料的电阻率随温度升高而减小。
(广东理科基础)15.关于电阻率的说法正确的是
A.电阻率与导体的长度无关    B.电阻率与导体的材料有关
C.电阻率与导体的形状有关    D.电阻率与导体的横截面积有关
【答案】B
【解析】电阻率只与导体材料有关,与导体的形状、长度和导体的截面积都没有关系,故选项B正确。
(广东卷)7.电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路,当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时,下列说法正确的是
A.电压表和电流表读数都增大
B.电压表和电流表读数都减小
C.电压表读数增大,电流表读数减小
D.电压表读数减小,电流表读数增大
【答案】A
【解析】设滑动变阻器的触头上部分电阻为x,则电路的总电阻为,滑动变阻器的触头由中点滑向b端时,并联支路电阻x增大,故路端电压变大,同时并联部分的电压变大,故通过电流表的电流增大,故选项A正确。
2008年高考试题分类汇编之《振动和波》
(全国卷1)16.一列简谐横波沿x轴传播,周期为T,t=0时刻的波形如图所示.此时平衡位置位于x=3 m处的质点正在向上运动,若a、b两质点平衡位置的坐标分别为xa=2.5 m, xb=5.5 m,则
A.当a质点处在波峰时,b质点恰在波谷
B.t=T/4时,a质点正在向y轴负方向运动
C.t=3T/4时,b质点正在向y轴负方向运动
D.在某一时刻,a、b两质点的位移和速度可能相同
答案:C
解析:由图可看出波长为4m,t=0时刻x=3m处的质点向上振动,可得该波向左传播。将整个波形图向左平移1.5m时,a质点到达波峰,此时b质点正好在平衡位置,与t=0时刻平衡位置在7m处的质点振动状态一样,故a质点到达波峰时,b质点正在平衡位置并向上振动,A错;将图像整体向左平移1m,即波传播T/4时,a的振动状态与与t=0时刻平衡位置在3.5m处的质点振动状态一样,即处在平衡位置上方并向y轴正方向运动,B错;将图像整体向左平移3m,即波传播3T/4时,a的振动状态与与t=0时刻平衡位置在9.5m处和1.5m的质点振动状态一样,即处在平衡位置下方并向y轴负方向运动,C对;a、b质点相隔3m,即相差3T/4,速度相同的质点应该在半周期内才会出现,故D错。
(全国卷2)17. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,振幅为A。t=0时, 平衡位置在x=0处的质元位于y=0处, 且向y轴负方向运动;此时,平衡位置在x=0.15m处的质元位于y=A处.该波的波长可能等于
A.0.60m
B.0.20m
C.0.12m
D.0.086m
答案:AC
解析:因为波沿正方向传播,且x=0处质点经平衡位置向y轴负方向运动,故此时波形图为正弦函数图像,则x=0.15m=,当n=0时,,A项正确;当n=1时,,C项正确;当n3时,,D项错。
(北京卷)16.在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波。一顶点由平衡位置竖直向上运动,经0.1 s到达最大位移处.在这段时间内波传播了0.5 m。则这列波
A.周期是0.2 s B.波长是0.5 m
C.波速是2 m/s D.经1.6 s传播了8 m
答案:D
【解析】周期是0.4 s;波长是2m;波速是5m/s。
(天津卷)21.一列简谐横波沿直线由a向b传播,相距10.5m的a、b两处的质点振动图象如图中a、b所示,则
A.该波的振幅可能是20cm
B.该波的波长可能是8.4m
C.该波的波速可能是10.5 m/s
D.该波由口传播到6可能历时7s
答案:D
【解析】题目中给出了两个质点的振动图像,从图中直接可以看出振动的振幅为10cm,周期为4S,A错误,因为波是沿着a向b传播,所以从振动形式可以看出,b比a至少晚振动3/4个周期,满足t=nT+3,(n=0,1,2……),再利用v=  =  ,可得BC错,D正确。
(四川卷)19.一列简谐横波沿直线传播,该直线上的a、b两点相距4.42 m。图中实、虚两条曲线分别表示平衡位置在a、b两点处质点的振动曲线。从图示可知
A.此列波的频率一定是10Hz
B.此列波的波长一定是0.1m
C.此列波的传播速度可能是34 m/s
D.a点一定比b点距波源近
答案:AC
解析:由振动图象可知,振动周期为0.1s,故此列波的频率一定是10Hz,A正确;因为波速为,当n=2时,波速为34m/s,故C正确;由图不能断定波长一定是0.1m,也无法确定哪一点距波源近一些.
(江苏卷)B.(选修模块3-4)(12分)
(1)一列沿着x轴正方向传播的横波,在t=O时刻的波形如图甲所示.图甲中某质点的振动图 象如图乙所示.
质点N的振幅是 m,振动周期为 s,图乙表示质点 (从质点K、L、M、N中选填)的振动图象.该波的波速为 m/s.
(2)惯性系S中有一边长为l的正方形(如图A所示),从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是

(3)描述简谐运动特征的公式是x=       .自由下落的篮球缓地面反弹后上升又落下。若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失,此运动         (填“是”或“不是”)简谐运动.
B模块
(1)0.8;4;L;0.5;(2)C;(3)Asinωt;不是。
解析:(1)从甲、乙图可看出波长λ=2.0m,周期T= 4s,振幅A = 0.8m;乙图中显示t=0时刻该质点处于平衡位置向上振动,甲图波形图中,波向x轴正方向传播,则L质点正在平衡位置向上振动,波速v =λ/T=0.5m/s;
(2)由相对论知识易得运动方向上的边长变短,垂直运动方向的边长不变,C图像正确;
(3)简谐运动的特征公式为x = Asinωt,其中A是振幅;自由落体由反弹起来的过程中,回复力始终为重力,恒定不变,与偏离平衡位置的位移不是成正比的,不符合简谐运动的规律。
(重庆卷)20.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s.一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成(题20图).在一次地震中,震源地地震仪下方,观察到两振子相差5s开始振动,则
P先开始振动,震源距地震仪约36km
P先开始振动,震源距地震仪约25km
H先开始振动,震源距地震仪约36km
H先开始振动,震源距地震仪约25km
答案:A
解析:本题考查地震波有关的知识,本题为中等难度题目。由于纵波的传播速度快些,所以纵波先到达地震仪处,所以P先开始振动。设地震仪距震源为x,则有解得: x=36km.
(宁夏卷)(1)(6分)下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是 。(填入选项前的字母,有填错的不得分)
A.弹簧振子的周期与振幅有关
B.横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定
C.在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度
D.单位时间内经过媒质中一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率
答案: BD
(山东卷)20、图l 、图2 分别表示两种电压的波形.其中图l 所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是
A.图l 表示交流电,图2 表示直流电
B.两种电压的有效值相等
C.图1 所示电压的瞬时值表达式为:u=311 sin100πtV
D.图l 所示电压经匝数比为10 : 1 的变压器变压后.频
率变为原来的
答案:20C
解析:交流电的概念,大小和方向都随时间变化,在t轴的上方为正,下方为负,A错。有效值只对正弦交流电使用,最大值一样,所以B错。由图可知,C对。变压之后频率不变,D错。
【高考考点】交流电的概念和衡量交流电的常用物理量。
【易错提醒】不明白交流电的有效值的算法,易选B。
【学科网备考提示】 交流电现在在山东课标里属于了解的内容,但要牵扯到电磁感应,虽然要求不高,便在生活中很常见,每个人的生活常识中应该必备的内容,所以高考一般要涉及,希望老师和同学们一定要注意。
(上海卷)22.(12分)有两列简谐横波a、b在同一媒质中沿x轴正方向传播,波速均为v=2.5m/s。在t=0时,两列波的波峰正好在x=2.5m处重合,如图所示。
(1)求两列波的周期Ta和Tb。
(2)求t=0时,两列波的波峰重合处的所有位置。
(3)辨析题:分析并判断在t=0时是否存在两列波的波谷重合处。
某同学分析如下:既然两列波的波峰存在重合处,那么波谷与波谷重合处也一定存在。只要找到这两列波半波长的最小公倍数,……,即可得到波谷与波谷重合处的所有位置。
你认为该同学的分析正确吗?若正确,求出这些点的位置。若不正确,指出错误处并通过计算说明理由。
解析:(1)从图中可以看出两列波的波长分别为λa=2.5m,λb=4.0m,因此它们的周期分别为
s=1s s=1.6s
(2)两列波的最小公倍数为 S=20m
t=0时,两列波的波峰生命处的所有位置为
x=(2.520k)m,k=0,1,2,3,……
(3)该同学的分析不正确。
要找两列波的波谷与波谷重合处,必须从波峰重合处出发,找到这两列波半波长的厅数倍恰好相等的位置。设距离x=2.5m为L处两列波的波谷与波谷相遇,并设
L=(2m-1) L=(2n-1),式中m、n均为正整数
只要找到相应的m、n即可
将λa=2.5m,λb=4.0m代入并整理,得
由于上式中m、n在整数范围内无解,所以不存在波谷与波谷重合处。
(海南卷)(8分)某实验室中悬挂着一弹簧振子和一单摆,弹簧振子的弹簧和小球(球中间有孔)都套在固定的光滑竖直杆上.某次有感地震中观察到静止的振子开始振动4.0 s后,单摆才开始摆动.此次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波长分别为10 km和5.0 km,频率为1.0 Hz.假设该实验室恰好位于震源的正上方,求震源离实验室的距离.
【解析】:⑵地震纵波传播速度为:vP=fλP,
地震横波传播速度为:vS=fλS
震源离实验室距离为s,有:

解得:
(上海卷理科综合)8.噪声会对人的心理、生理、生活与工作带来严重影响,通常用声强级(单位为dB)来表示噪声的大小。式中I为声强,单位是W/m2;I0=10-12 W/m2是人刚好能听到的声音强度。我国规定工作环境的噪声一般应低于85dB,则以下最接近该标准的声强是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据题意有,故选项C正确。
2008年高考试题分类汇编之《曲线运动》
(全国卷1)14.如图所示,一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上。物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足
A.tanφ=sinθ
B. tanφ=cosθ
C. tanφ=tanθ
D. tanφ=2tanθ
答案:D
解析:竖直速度与水平速度之比为:tanφ =  ,竖直位移与水平位移之比为:tanθ =  ,故tanφ =2 tanθ ,D正确。
(江苏卷)5.如图所示,粗糙的斜面与光滑的水平面相连接,滑块沿水平面以速度运动.设滑块运动到A点的时刻为t=0,距A点的水平距离为x,水平速度为.由于不同,从A点到B点的几种可能的运动图象如下列选项所示,其中表示摩擦力做功最大的是

答案:D
解析:考查平抛运动的分解与牛顿运动定律。从A选项的水平位移与时间的正比关系可知,滑块做平抛运动,摩擦力必定为零;B选项先平抛后在水平地面运动,水平速度突然增大,摩擦力依然为零;对C选项,水平速度不变,为平抛运动,摩擦力为零;对D选项水平速度与时间成正比,说明滑块在斜面上做匀加速直线运动,有摩擦力,故摩擦力做功最大的是D图像所显示的情景,D对。本题考查非常灵活,但考查内容非常基础,抓住水平位移与水平速度与时间的关系,然后与平抛运动的思想结合起来,是为破解点。
(江苏卷)13.(15分)抛体运动在各类体育运动项目中很常见,如乒乓球运动.现讨论乒乓球发球问题,设球台长2L、网高h,乒乓球反弹前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反,且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力.(设重力加速度为g)
(1)若球在球台边缘O点正上方高度为h1处以速度,水平发出,落在球台的P1点(如图实线所示),求P1点距O点的距离x1。.
(2)若球在O点正上方以速度水平发出,恰好在最高点时越过球网落在球台的P2(如图虚线所示),求的大小.
(3)若球在O正上方水平发出后,球经反弹恰好越过球网且刚好落在对方球台边缘P3,求发球点距O点的高度h3.
【标准答案】(1) 点与O点的距离;(2) ;
(3)
【试题解析】(1) 设发球时飞行时间为t1,根据平抛运动


解得:③
(2) 设发球高度为h2,飞行时间为t2,同理根据平抛运动


且h2=h ……⑥
2x2=L   ……⑦
得:⑧
(3)如图所示,发球高度为h3,飞行时间为t3,同理根据平抛运动


且3x3=2L   ……⑾
设球从恰好越过球网到最高点的时间为t,水平距离为s,有:


由几何关系知x3+s=L ……⒁
联立⑨~⒁,解得:
【高考考点】平抛运动相关知识
【易错提醒】本题中要抓住关键词“恰好”,第(3)小问较复杂,要善于借助草图来分析。
【备考提示】平抛运动是最简单最基本的合运动,要学会利用平抛运动的思想处理一些稍微复杂的合运动。常见的有类平抛运动,复习中应高度重视处理物理问题的基本方法。
(宁夏卷)30. [物理——选修2-2](15分)
(1)(5分)图示为某一皮带传动装置。主动轮的半径为r1,从动轮的半径为r2。已知主动轮做顺时针转动,转速为n,转动过程中皮带不打滑。下列说法正确的是       。(填入选项前的字母,有填错的不得分)
从动轮做顺时针转动
从动轮做逆时针转动
从动轮的转速为n
从动轮的转速为n
答案:B C
(广东文科基础)59.关于做平抛运动的物体,正确的说法是
A.速度始终不变 B.加速度始终不变
C.受力始终与运动方向垂直 D.受力始终与运动方向平行
【答案】B
【解析】平抛运动是曲线运动,方向时刻在改变,选项A、C、D错误。受力特点是只有重力,加速度为重力加速度,选项B正确。
(广东理科基础)7.汽车甲和汽车乙质量相等,以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动,甲车在乙车的外侧。两车沿半径方向受到的摩擦力分别为f甲和f乙。以下说法正确的是
A.f甲小于f乙        B.f甲等于f乙
C.f甲大于f乙        D.f甲和f乙大小均与汽车速率无关
【答案】C
【解析】两车做圆周运动的向心力均有摩擦力提供,由于甲车在乙车外侧,故,而两者质量和速率均相等,据可得选项C正确。
2008年高考试题分类汇编之《热学》
(全国卷1)19.已知地球半径约为6.4×106 m,空气的摩尔质量约为29×10-3 kg/mol,一个标准大气压约为1.0×105 Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为
A.4×1016 m3 B.4×1018 m3
C. 4×1020 m3 D. 4×1022 m3
答案:B
解析:大气压是由大气重量产生的。大气压强p==,带入数据可得地球表面大气质量m=5.2×1018kg。标准状态下1mol气体的体积为v=22.4×10-3m3,故地球表面大气体积为V=v=×22.4×10-3m3=4×1018m3,B对。
(全国卷2)14.对一定量的气体, 下列说法正确的是
A.气体的体积是所有气体分子的体积之和
B.气体分子的热运动越剧烈, 气体温度就越高
C.气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的
D.当气体膨胀时,气体分子之间的势能减小,因而气体的内能减少
答案:BC
解析:气体分子距离远大于分子大小,所以气体的体积远大于所有气体分子体积之和,A项错;温度是物体分子平均动能的标志,是表示分子热运动剧烈程度的物理量,B项正确;气体压强的微观解释是大量气体分子频繁撞击产生的,C项正确;气体膨胀,说明气体对外做功,但不能确定吸、放热情况,故不能确定内能变化情况,D项错。
(北京卷)15.假如全世界60亿人同时数1 g水的分子个数,每人每小时可以数5000个,不间断地数,则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取6×1023 mol-1)
A.10年 B.1千年 C.10万年 D.1千万年
答案:C
解析:1 g水的分子个数个,则完成任务所需时间t = =6×1018小时,约为1000年。
(天津卷)14.下列说法正确的是
A.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映
B.没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能
C.知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数
D.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同
答案:D
解析:布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动,他反映的是液体无规则的运动,所以A错误;没有摩擦的理想热机不经过做功是不可能把吸收的能量全部转化为机械能的B错误,摩尔质量必须和分子的质量结合才能求出阿伏加德罗常数C错;温度是分子平均动能的标志,只要温度相同分子的平均动能就相同,物体的内能是势能和动能的总和所以D正确
(四川卷)14.下列说法正确的是
A.物体吸收热量,其温度一定升高
B.热量只能从高温物体向低温物体传递
C.遵守热力学第一定律的过程一定能实现
D.做功和热传递是改变物体内能的两种方式
答案:D
解析:由热力学第一定律可知,做功与热传递可以改变物体的内能,D正确;故物体吸收热量时,其内能不一定增大,A错;由热力学第二定律可知,宏观的热现象有方向性,但若通过外界做功,热量也可以从低温物体传到高温物体,B、C错
(江苏卷)12.选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答.并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑.如都作答则按A、B两小题评分.)
A.(选修模块3-3)(12分)
(1)空气压缩机在一次压缩过程中,活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J,同时气体的内能增加了1.5×l05J.试问:此压缩过程中,气体 (填“吸收”或“放出”)的热量等于 J.
(2)若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化,其中表示等压变化的是 (填“A”、“B”或“C”),该过程中气体的内能 (填“增加”、“减少”或“不变”).
(3)设想将1g水均匀分布在地球表面上,估算1cm2的表面上有多少个水分子?(已知1mol 水的质量为18g,地球的表面积约为5×1014m2,结果保留一位有效数字)
答案:放出;5×104;(2)C;增加;(3)7×103(6×103~7×103都算对)
解析:(1)由热力学第一定律△U = W+Q,代入数据得:1.5×105 = 2.0×105+Q,解得Q =-5×104;
(2)由PV/T=恒量,压强不变时,V随温度T的变化是一次函数关系,故选择C图;
(3)1g水的分子数 N = NA ,1cm2的分子数 n =N≈7×103 (6×103~7×103都算对)。
(重庆卷)16.地面附近有一正在上升的空气团,它与外界的热交热忽略不计.已知大气压强随高度增加而降低,则该气团在此上升过程中(不计气团内分子间的势能)
A.体积减小,温度降低 B.体积减小,温度不变
C.体积增大,温度降低 D.体积增大,温度不变
答案:C
解析:本题考查气体的有关知识,本题为中等难度题目。随着空气团的上升,大气压强也随着减小,那么空气团的体积会增大,空气团对外做功,其内能会减小,因为不计分子势能,所以内能由其温度决定,则其温度会降低。所以空气团的体积增大、温度降低、压强减小。
(宁夏卷)(1)(6分)如图所示,由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内,活塞与气缸壁之间无摩擦,活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体,由于虹吸现象,活塞上方液体逐渐流出。在此过程中,大气压强与外界的温度保持不变。关于这一过程,下列说法正确的是 。(填入选项前的字母,有填错的不得分)
A.气体分子的平均动能逐渐增大
B.单位时间气体分子对活塞撞击的次数增多
C.单位时间气体分子对活塞的冲量保持不变
D.气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量
答案:(1)D
(2)(9分)一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内,活塞相对于底部的高度为h,可沿气缸无摩擦地滑动。取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。沙子倒完时,活塞下降了h/4。再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。外界天气的压强和温度始终保持不变,求此次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度。
解析:设大气和活塞对气体的总压强为p0,加一小盒沙子对气体产生的压强为p,由玻马定律得

由①式得

再加一小盒沙子后,气体的压强变为p0+2p。设第二次加沙子后,活塞的高度为h′
′ ③
联立②③式解得
h′= ④
本题考查玻马定律,对气体作为研究对象,分第一次加小盒沙子和第二次加沙子两次列玻马定律方程求解。
(山东卷)36.(8分)【物理一物理3一3】
喷雾器内有10L水,上部封闭有latm的空气2L。关闭喷雾阀门,用打气筒向喷雾器内再充入1atm的空气3L(设外界环境温度一定,空气可看作理想气体)。
(l)当水面上方气体温度与外界沮度相等时,求气体压强,并从徽观上解释气体压强变化的原因。
(2)打开喷雾阀门,喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀,此过程气体是吸热还是放热?简要说明理由。
解析:(l)设气体初态压强为p1,体积为V1;末态压强为p2,体积为V2,由玻意耳定律
p1 V1=p2V2 ①
代人数据得
P2=2.5atm ②
微观解释:沮度不变,分子平均动能不变,单位体积内分子数增加,所以压强增加。
(2)吸热。气体对外做功而内能不变.根据热力学第一定律可知气体吸热。
(上海卷)1B.体积为V的油滴,落在平静的水面上,扩展成面积为S的单分子油膜,则该油滴的分子直径约为_____。已知阿伏伽德罗常数为NA,油的摩尔质量为M,则一个油分子的质量为______。
解析:单分子油膜可视为横截面积为S,高度为分子直径D的长方体,则体积V=SD,故分子直径约为D=;取1摩尔油,含有NA个油分子,则一个油分子的质量为m= 。
(上海卷)9.已知理想气体的内能与温度成正比。如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线,则在整个过程中汽缸内气体的内能
(A)先增大后减小 (B)先减小后增大
(C)单调变化 (D)保持不变
答案:B
【解析】:由PV/T为恒量,由图像与坐标轴围成的面积表达PV乘积,从实线与虚线等温线比较可得出,该面积先减小后增大,说明温度T先减小后增大,内能先将小后增大。
(上海卷)13.如图所示,两端开口的弯管,左管插入水银槽中,右管有一段高为h的水银柱,中间封有一段空气,则
(A)弯管左管内外水银面的高度差为h
(B)若把弯管向上移动少许,则管内气体体积增大
(C)若把弯管向下移动少许,则右管内的水银柱沿管壁上升
(D)若环境温度升高,则右管内的水银柱沿管壁上升
答案:ACD
【解析】:封闭气体的压强等于大气压与水银柱产生压强之差,故左管内外水银面高度差也为h,A对;弯管上下移动,封闭气体温度和压强不变,体积不变,B错C对;环境温度升高,封闭气体体积增大,则右管内的水银柱沿管壁上升,D对。
(上海卷)20A.(10分)汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故,太低又会造成耗油上升。已知某型号轮胎能在-40℃~90℃正常工作,为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5atm,最低胎压不低于1.6atm,那么在t=20℃时给该轮胎充气,充气后的胎压在什么范围内比较合适?(设轮胎容积不变)
解析:由于轮胎容积不变,轮胎内气体做等容变化。
设在T0=293K充气后的最小胎压为Pmin,最大胎压为Pmax。依题意,当T1=233K时胎压为P1=1.6atm。根据查理定律
,即
解得:Pmin=2.01atm
当T2=363K是胎压为P2=3.5atm。根据查理定律
,即
解得:Pmax=2.83atm
(海南卷)17、模块3-3试题
⑴(4分)下列关于分子运动和热现象的说法正确的是 (填入正确选项前的字母,每选错一个扣1分,最低得分为0分).
A.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在势能的缘故
B.一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽,其分子之间的势能增加
C.对于一定量的气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热
D.如果气体分子总数不变,而气体温度升高,气体分子的平均动能增大,因此压强必然增大
E.一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和
F.如果气体温度升高,那么所有分子的速率都增加
⑵(8分)如图,一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封,上端封闭但留有一抽气孔.管内下部被活塞封住一定量的气体(可视为理想气体),气体温度为T1.开始时,将活塞上方的气体缓慢抽出,当活塞上方的压强达到p0时,活塞下方气体的体积为V1,活塞上方玻璃管的容积为2.6V1。活塞因重力而产生的压强为0.5p0。继续将活塞上方抽成真空并密封.整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变.然后将密封的气体缓慢加热.求:
①活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度;
③当气体温度达到1.8T1时气体的压强.
【答案】:(1)BCE
【解析】:A错误之处在于气体分子是无规则的运动的,故失去容器后就会散开;D选项中没考虑气体的体积对压强的影响;F选项对气温升高,分子平均动能增大、平均速率增大,但不是每个分子速率增大,对单个分子的研究是毫无意义的。
⑵①由玻意耳定律得:,式中V是抽成真空后活塞下方气体体积
由盖·吕萨克定律得:
解得:T/=1.2T
②由查理定律得:
解得:p2=0.75p0
(广东卷)13.(10分)
(1)如图所示,把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋的下端,使玻璃板水平地接触水面,如果你想使玻璃板离开水面,必须用比玻璃板重力    的拉力向上拉橡皮筋,原因是水分子和玻璃的分子间存在    作用。
(2)往一杯清水中滴入一滴红墨水,一段时间后,整杯水都变成了红色,这一现象在物理学中称为    现象,是由于分子的    而产生的,这一过程是沿着分子热运动的无序性     的方向进行的。
【答案】(1)大 (2)引力 (2)扩散 无规则运动 熵增加
(上海卷理科综合)5.温度计是生活、生产中常用的测温装置。右图为一个简易温度计,一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内,封闭一定质量的气体。当外界温度发生变化时,水柱位置将上下变化。已知A、D间的测量范围为,A、D间刻度均匀分布。由图可知,A、D及有色水柱下端所示温度分别为( )
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
【答案】C
【解析】根据题意可知,温度越高,水柱上升的高度越高,A点温度最高,D点温度最低,故选项A、B错误。由于A、D间的刻度均匀分布,故水柱下端的温度为,选项C正确。
2008年高考试题分类汇编之《牛顿定律》
(全国卷1)15.如图,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连,设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态,若忽略小球与小车间的摩擦力,则在此段时间内小车可能是
A.向右做加速运动
B.向右做减速运动
C.向左做加速运动
D.向左做减速运动
答案:AD
解析:对小球水平方向受到向右的弹簧弹力N,由牛顿第二定律可知,小球必定具有向右的加速度,小球与小车相对静止,故小车可能向右加速运动或向左减速运动。
(全国卷2)16. 如图,一固定斜面上两个质量相同的小物块A和B紧挨着匀速下滑,A与B的接触面光滑。已知A与斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间动摩擦因数的2倍,斜面倾角为α。B与斜面之间的动摩擦因数是
A.tanα
B.cotα
C.tanα
D.cotα
答案:A
解析:A、B两物体受到斜面的支持力均为,所受滑动摩擦力分别为:fA = μAmgcosα,fB = μBmgcosα,对整体受力分析结合平衡条件可得:2mgsinα =μAmgcosα+μBmgcosα,且μA = 2μB,解之得:μB = tanα,A项正确。
(北京卷)20.有一些问题你可能不会求解,但是你仍有可能对这些问题的解是否合力进行分析和判断。例如从解的物理量的单位,解随某些已知量变化的趋势,解在一定特殊条件下的结果等方面进行分析,并与预期结果、实验结论等进行比较,从而判断解的合理性或正确性。
举例如下:如图所示,质量为M、倾角为θ的滑块A放于水平地面上。把质量为m的滑块B放在A的斜面上。忽略一切摩擦,有人求得B相对地面的加速度a =  gsinθ,式中g为重力加速度。
对于上述解,某同学首先分析了等号右侧量的单位,没发现问题。他进一步利用特殊条件对该解做了如下四项分析和判断,所得结论都是“解可能是对的”。但是,其中有一项是错误的。请你指出该项。
A.当时,该解给出a=0,这符合常识,说明该解可能是对的
B.当=90时,该解给出a=g,这符合实验结论,说明该解可能是对的
C.当M≥m时,该解给出a=gsinθ,这符合预期的结果,说明该解可能是对的
D.当m≥M时,该解给出a= ,这符合预期的结果,说明该解可能是对的
答案:D
解析:当mM时,该解给出a=,这与实际不符,说明该解可能是错误的。
(四川卷)18.一物体沿固定斜面从静止开始向下运动,经过时间t0滑至斜面底端。已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定。若用F、v、s和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能,则下列图象中可能正确的是

答案:AD
解析:物体在沿斜面向下滑动过程中,所受的合力为重力沿斜面向下的分力及摩擦力,故大小不变,A正确;而物体在此合力作用下作匀加速运动,,,所以B、C错;物体受摩擦力作用,总的机械能将减小,D正确.
(江苏卷)3.一质量为M的探空气球在匀速下降,若气球所受浮力F始终保持不变,气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关,重力加速度为g.现欲使该气球以同样速率匀速上升,则需从气球吊篮中减少的质量为
A. B.
C. D. 0
答案:A
解析:考查牛顿运动定律。设减少的质量为△m,匀速下降时:Mg=F+kv,匀速上升时:Mg-△mg+kv = F,解得△mg = 2(M-),A正确。本题要注意受力分析各个力的方向。
(重庆卷)23.(16分)滑板运动是一项非常刺激的水上运动,研究表明,在进行滑板运动时,水对滑板的作用力Fx垂直于板面,大小为kv2,其中v为滑板速率(水可视为静止).某次运动中,在水平牵引力作用下,当滑板和水面的夹角θ=37°时(题23图),滑板做匀速直线运动,相应的k=54 kg/m,入和滑板的总质量为108 kg,试求(重力加速度g取10 m/s2,sin 37°取,忽略空气阻力):
(1)水平牵引力的大小;
(2)滑板的速率;
(3)水平牵引力的功率.
解析:(1)以滑板和运动员为研究对象,其受力如图所示
由共点力平衡条件可得


由①、②联立,得
F =810N
(2)
得m/s
(3)水平牵引力的功率
P=Fv
=4050 W
(宁夏卷)20.一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶相连。小球某时刻正处于图示状态。设斜面对小球的支持力为N,细绳对小球的拉力为T,关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的是
A.若小车向左运动,N可能为零
B.若小车向左运动,T可能为零
C.若小车向右运动,N不可能为零
D.若小车向右运动,T不可能为零
答案:AB
解析:本题考查牛顿运动定律。对小球受力分析,当N为零时,小球的合外力水平向右,加速度向右,故小车可能向右加速运动或向左减速运动,A对C错;当T为零时,小球的合外力水平向左,加速度向左,故小车可能向右减速运动或向左加速运动,B对D错。解题时抓住N、T为零时受力分析的临界条件,小球与车相对静止,说明小球和小车只能有水平的加速度,作为突破口。
(山东卷)19、直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子,如图所示。设投放初速度为零,箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比,且运动过程中箱子始终保持图示姿态。在箱子下落过程中,下列说法正确的是
A.箱内物体对箱子底部始终没有压力
B.箱子刚从飞机上投下时,箱内物体受到的支持力最大
C.箱子接近地面时,箱内物体受到的支持力比刚投下时大
D.若下落距离足够长,箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”
答案:C
解析:因为受到阻力,不是完全失重状态,所以对支持面有压力,A错。由于箱子阻力和下落的速度成二次方关系,最终将匀速运动,受到的压力等于重力,最终匀速运动,BD错,C对。
【高考考点】超重和失重
【易错提醒】审题不清,有的学生看成完全失重状态。
【学科网备考提示】超重和失重,是力和运动的连接点,在日常生活中应用到处可见,也是每年的高考重点,这也是我们备考的重点内容。
(上海卷)4.如图所示,在竖直平面内的直角坐标系中,一个质量为m的质点在外力F的作用下,从坐标原点O由静止沿直线ON斜向下运动,直线ON与y轴负方向成θ角(θ<π/4)。则F大小至少为______;若F=mgtanθ,则质点机械能大小的变化情况是__________________。
【答案】:mgsinθ,增大、减小都有可能
【解析】:该质点受到重力和外力F从静止开始做直线运动,说明质点做匀加速直线运动,如图中显示当F力的方向为a方向(垂直于ON)时,F力最小为mgsinθ;若F=mgtanθ,即F力可能为b方向或c方向,故F力的方向可能与运动方向相同,也可能与运动方向相反,除重力外的F力对质点做正功,也可能做负功,故质点机械能增加、减少都有可能。
表:伽利略手稿中的数据
1
1
32
4
2
130
9
3
298
16
4
526
25
5
824
36
6
1192
49
7
1600
64
8
2104
(上海卷)5.在伽利略羊皮纸手稿中发现的斜面实验数据如右表所示,人们推测第二、三列数据可能分别表示时间和长度。伽利略时代的1个长度单位相当于现在的mm,假设1个时间单位相当于现在的0.5s。由此可以推测实验时光滑斜面的长度至少为______m,斜面的倾角约为_____度。(g取10m/s2)
【答案】:2.04,1.5
【解析】:依题意,第一列数据为时间的平方t2,从数据分析可知第一列数据与第三列数据之比约为1:32(取平均值后比值为1:32.75),即斜面长度与时间的平方成正比,根据当时数据与现在的数据换算关系和匀变速运动公式,可得角度约为1.5°。
(海南卷)2、如图,质量为M的楔形物块静置在水平地面上,其斜面的倾角为θ.斜面上有一质量为m的小物块,小物块与斜面之间存在摩擦.用恒力F沿斜面向上拉小物块,使之匀速上滑.在小物块运动的过程中,楔形物块始终保持静止.地面对楔形物块的支持力为
A.(M+m)g B.(M+m)g-F
C.(M+m)g+Fsinθ D.(M+m)g-Fsinθ
答案:D
解析:本题可用整体法的牛顿第二定律解题,竖直方向由平衡条件:Fsinθ+N=mg+Mg,则N= mg+Mg-Fsinθ 。
(海南卷)9、如图,水平地面上有一楔形物体b,b的斜面上有一小物块a;a与b之间、b与地面之间均存在摩擦.已知楔形物体b静止时,a静止在b的斜面上.现给a和b一个共同的向左的初速度,与a和b都静止时相比,此时可能
A.a与b之间的压力减少,且a相对b向下滑动
B.a与b之间的压力增大,且a相对b向上滑动
C.a与b之间的压力增大,且a相对b静止不动
D.b与地面之间的压力不变,且a相对b向上滑动
答案:BC
解析:依题意,若两物体依然相对静止,则a的加速度一定水平向右,如图将加速度分解为垂直斜面与平行于斜面,则垂直斜面方向,N-mgcosθ=may,即支持力N大于mgcosθ,与都静止时比较,a与b间的压力增大;沿着斜面方向,若加速度a过大,则摩擦力可能沿着斜面向下,即a物块可能相对b向上滑动趋势,甚至相对向上滑动,故A错,B、C正确;对系统整体,在竖直方向,若物块a相对b向上滑动,则a还具有向上的分加速度,即对整体的牛顿第二定律可知,系统处于超重状态,b与地面之间的压力将大于两物体重力之和,D错。
(海南卷)15、科研人员乘气球进行科学考察.气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为990 kg.气球在空中停留一段时间后,发现气球漏气而下降,及时堵住.堵住时气球下降速度为1 m/s,且做匀加速运动,4 s内下降了12 m.为使气球安全着陆,向舱外缓慢抛出一定的压舱物.此后发现气球做匀减速运动,下降速度在5分钟内减少3 m/s.若空气阻力和泄漏气体的质量均可忽略,重力加速度g=9.89 m/s2,求抛掉的压舱物的质量.
解析:由牛顿第二定律得:mg-f=ma

抛物后减速下降有:
Δv=a/Δt
解得:
(广东文科基础)56.用轻绳系一质量为m的砝码并向上提起,当绳中张力为T=mg时,砝码匀速上升。若绳中张力变为2T,则砝码匀加速上升,其加速度a的大小为
A.a【答案】B
【解析】根据牛顿第二定律建立方程2T-mg=ma,解得a=g,选项B正确。
(广东理科基础)2.人站在自动扶梯的水平踏板上,随扶梯斜向上匀速运动,如图1所示。以下说法正确的是
A.人受到重力和支持力的作用
B.人受到重力、支持力和摩擦力的作用
C.人受到的合外力不为零
D.人受到的合外力方向与速度方向相同
【答案】A
【解析】由于人随扶梯斜向上匀速运动,对其受力分析可知,人只受重力和支持力的作用,选项A正确。
(广东理科基础)12.质量为m的物体从高处释放后竖直下落,在某时刻受到的空气阻力为f,加速度为a=,则f的大小为
A.     B.
C.f=mg       D.
【答案】B
【解析】以物体为研究对象,根据牛顿第二定律有,解得,选项B正确。
(广东卷)1.伽利略在著名的斜面实验中,让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下,他通过实验观察和逻辑推理,得到的正确结论有
A.倾角一定时,小球在斜面上的位移与时间成正比
B.倾角一定时,小球在斜面上的速度与时间成正比
C.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关
D.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关
【答案】B
【解析】倾角一定时,小球在斜面上的位移与时间的平方成正比,在斜面上的速度与时间成正比,故选项A错误,选项B正确。斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端时的速度与倾角有关,从顶端滚到底端所需时间与倾角有关,故选项C、D错误。
(上海卷理科综合)43.某汽车的部分参数如下表,请根据表中数据完成表的其他部分。
整车行使质量1500Kg
最大功率92KW
加速性能
0-108Km/h(即30m/s)所需时间
平均加速度
11s
_________m/s2
制动性能
车辆以36Km/h(即10m/s)行使时的制动距离
制动过程中所受合外力
6.5m
_________N
【答案】2.73 1.15×104
【解析】由可得a=2.73m/s2;根据和F=ma可得F=1.15×104N
2008年高考试题分类汇编之《电场》
(全国卷2)19.一平行板电容器的两个极板水平放置,两极板间有一带电量不变的小油滴,油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比。若两极板间电压为零,经一段时间后,油滴以速率v匀速下降;若两极板间的电压为U,经一段时间后,油滴以速率v匀速上升。若两极板间电压为-U,油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是
A.2v、向下
B.2v、向上
C.3 v、向下
D.3 v、向上
答案:C
解析:当不加电场时,油滴匀速下降,即;当两极板间电压为U时,油滴向上匀速运动,即,解之得:,当两极间电压为-U时,电场力方向反向,大小不变,油滴向下运动,当匀速运动时,,解之得:v'=3v,C项正确。
(天津卷)18.带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用,能分别完成以下两种运动:①在电场线上运动,②在等势面上做匀速圆周运动。该电场可能由
A.一个带正电的点电荷形成
B.一个带负电的点电荷形成
C.两个分立的带等量负电的点电荷形成
D.一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成’
答案:A
【解析】在仅受电场力的作用在电场线上运动,只要电场线是直线的就可能实现,但是在等势面上做匀速圆周运动,就需要带负电的粒子在电场中所受的电场力提供向心力,根据题目中给出的4个电场,同时符合两个条件的是A答案
(江苏卷)6.如图所示,实线为电场线,虚线为等势线,且AB=BC,电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC,电势分别为、、,AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC,则下列关系中正确的有
A. >>    B. EC>EB>EA
C.  UAB<UBC         D.  UAB=UBC
答案:ABC
解析:考查静电场中的电场线、等势面的分布知识和规律。A、B、C三点处在一根电场线上,沿着电场线的方向电势降落,故φA>φB>φC,A正确;由电场线的密集程度可看出电场强度大小关系为EC>EB>EA,B对;电场线密集的地方电势降落较快,故UBC>UAB,C对D错。此类问题要在平时注重对电场线与场强、等势面与场强和电场线的关系的掌握,熟练理解常见电场线和等势面的分布规律。
(重庆卷)21.题21图1是某同学设计的电容式速度传感器原理图,其中上板为固定极板,下板为待测物体,在两极板间电压恒定的条件下,极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化,若Q随时间t的变化关系为Q=(a、b为大于零的常数),其图象如题21图2所示,那么题21图3、图4中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是
A.①和③ B.①和④ C.②和③ D.②和④
答案:C
解析:本题考查速度传感器的有关知识,本题为较难题目。由题意可知: 所以E的变化规律与Q的变化规律相似,所以E的图象为②,由k, 所以d=t+a=vt+a,所以是匀速移动,所以速度图象为③,综上所述C正确。
(宁夏卷)21.如图所示,C为中间插有电介质的电容器,a和b为其两极板;a板接地;P和Q为两竖直放置的平行金属板,在两板间用绝缘线悬挂一带电小球;P板与b板用导线相连,Q板接地。开始时悬线静止在竖直方向,在b板带电后,悬线偏转了角度a。在以下方法中,能使悬线的偏角a变大的是
A.缩小a、b间的距离
B.加大a、b间的距离
C.取出a、b两极板间的电介质
D.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质
答案:BC
【解析】本题考查电容器的两个公式。a板与Q板电势恒定为零,b板和P板电势总相同,故两个电容器的电压相等,且两板电荷量q视为不变。要使悬线的偏角增大,即电压U增大,即减小电容器的电容C。对电容器C,由公式C =  =  ,可以通过增大板间距d、减小介电常数ε、减小板的针对面积S。
(山东卷)21、如图所示,在y 轴上关于O点对称的A 、B 两点有等量同种点电荷+Q,在x轴上C 点有点电荷-Q ,且CO=OD ,∠ADO 二60°。下列判断正确的是
A.O点电场强度为零
B.D 点电场强度为零
C.若将点电荷+q 从O 移向C ,电势能增大
D.若将点电荷一q 从O 移向C .电势能增大
答案:BD
解析:电场是矢量,叠加遵循平行四边行定则,由和几何关系可以得出,A错B对。在之间,合场强的方向向左,把负电荷从O移动到C,电场力做负功,电势能增加,C错D对。
【高考考点】电场强度的叠加
【易错提醒】混淆正电荷和负电荷在电场中的受力情况和电场力做功情况。
【备考提示】电场是每年高考的必考内容,考纲要求也很高。本题涉及到了矢量运算,在教学中强化矢量的运算也很重要。
(上海卷)2A.如图所示,把电量为-5×10-9C的电荷,从电场中的A点移到B点,其电势能___(选填“增大”、“减小”或“不变”);若A点的电势UA=15V,B点的电势UB=10V,则此过程中电场力做的功为____J。
【答案】:增大,-2.5×10-8
【解析】:将电荷从从电场中的A点移到B点,电场力做负功,其电势能增加;由电势差公式UAB =  ,W= qUAB = -5×10―9×(15-10)J=-2.5×10-8J 。
(上海卷)14.如图所示,在光滑绝缘水平面上,两个带等量正电的点电荷M、N,分别固定在A、B两点,O为AB连线的中点,CD为AB的垂直平分线。在CO之间的F点由静止释放一个带负电的小球P(设不改变原来的电场分布),在以后的一段时间内,P在CD连线上做往复运动。若
(A)小球P的带电量缓慢减小,则它往复运动过程中振幅不断减小
(B)小球P的带电量缓慢减小,则它往复运动过程中每次经过O点时的速率不断减小
(C)点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大,则小球P往复运动过程中周期不断减小
(D)点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大,则小球P往复运动过程中振幅不断减小
答案:BCD
【解析】:设F与F′绕O点对称,在F与F′处之间,小球始终受到指向O点的回复力作用下做往复运动,若小球P带电量缓慢减小,则此后小球能运动到F′点下方,即振幅会加大,A错;每次经过O点因电场力做功减少而速度不断减小,B对;若点电荷M、N电荷量缓慢增大,则中垂线CD上的场强相对增大,振幅减小,加速度相对原来每个位置增大,故一个周期的时间必定减小,C、D正确。
(上海卷)23.(12分)如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在Oxy平面的ABCD区域内,存在两个场强大小均为E的匀强电场I和II,两电场的边界均是边长为L的正方形(不计电子所受重力)。
(1)在该区域AB边的中点处由静止释放电子,求电子离开ABCD区域的位置。
(2)在电场I区域内适当位置由静止释放电子,电子恰能从ABCD区域左下角D处离开,求所有释放点的位置。
(3)若将左侧电场II整体水平向右移动L/n(n≥1),仍使电子从ABCD区域左下角D处离开(D不随电场移动),求在电场I区域内由静止释放电子的所有位置。
23.(12分)
解:(1)设电子的质量为m,电量为e,电子在电场I中做匀加速直线运动,出区域I时的为v0,此后电场II做类平抛运动,假设电子从CD边射出,出射点纵坐标为y,有
解得 y=,所以原假设成立,即电子离开ABCD区域的位置坐标为(-2L,)
(2)设释放点在电场区域I中,其坐标为(x,y),在电场I中电子被加速到v1,然后进入电场II做类平抛运动,并从D点离开,有


解得 xy=,即在电场I区域内满足议程的点即为所求位置。
(3)设电子从(x,y)点释放,在电场I中加速到v2,进入电场II后做类平抛运动,在高度为y′处离开电场II时的情景与(2)中类似,然后电子做匀速直线运动,经过D点,则有


解得 ,即在电场I区域内满足议程的点即为所求位置
(海南卷)4、静电场中,带电粒子在电场力作用下从电势为φa的a点运动至电势为φb的b点.若带电粒子在a、b两点的速率分别为va、vb,不计重力,则带电粒子的比荷q/m,为
A. B. C. D.
【答案】:C
【解析】:由电势差公式以及动能定理:W=qUab=q(φa-φb)= m (vb2-va2),可得比荷为 =  。
(海南卷)5、质子和中于是由更基本的粒子即所谓“夸克”组成的.两个强作用电荷相反(类似于正负电荷)的夸克在距离很近时几乎没有相互作用(称为“渐近自由”);在距离较远时,它们之间就会出现很强的引力(导致所谓“夸克禁闭”).作为一个简单的模型,设这样的两夸克之间的相互作用力F与它们之间的距离r的关系为:
式中F0为大于零的常量,负号表示引力.用U表示夸克间的势能,令U0=F0(r2—r1),取无穷远为势能零点.下列U-r图示中正确的是
【答案】:B
【解析】:从无穷远处电势为零开始到r = r2位置,势能恒定为零,在r = r2到r = r1过程中,恒定引力做正功,势能逐渐均匀减小,即势能为负值且越来越小,此部分图像为A、B选项中所示;r < r1之后势能不变,恒定为-U0,由引力做功等于势能将少量,故U0=F0(r2-r1)。
(海南卷)6、匀强电场中有a、b、c三点.在以它们为顶点的三角形中, ∠a=30°、∠c=90°,.电场方向与三角形所在平面平行.已知a、b和c点的电势分别为V、V和2 V.该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为
A.V、V B.0 V、4 V
C.V、 D.0 V、V
【答案】:B
【解析】:如图,根据匀强电场的电场线与等势面是平行等间距排列,且电场线与等势面处处垂直,沿着电场线方向电势均匀降落,取ab的中点O,即为三角形的外接圆的圆心,且该点电势为2V,故Oc为等势面,MN为电场线,方向为MN方向,UOP= UOa=V,UON : UOP=2 :,故UON =2V,N点电势为零,为最小电势点,同理M点电势为4V,为最大电势点。
(广东文科基础)57.图6是点电荷Q周围的电场线,以下判断正确的是
A.Q是正电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度
B.Q是正电荷,A点的电场强度小于B点的电场强度
C.Q是负电荷,A点的电场强度大于B点的电场强度
D.Q是负电荷,A点的电场强度小于B点的电场经度
【答案】A
【解析】正点电荷的电场是向外辐射状的,电场线密的地方电场强度大。所以A正确。
(广东理科基础)1.最早提出用电场线描述电场的物理学家是
A.牛顿    B.伽利略    C.法拉第   D.阿基米德
【答案】C
【解析】由物理学识可知选项C正确。
(广东理科基础)3.关于电容器的电容C、电压U和所带电荷量Q之间的关系。以下说法正确的是
A.C由U确定            B.C由Q确定
C.C一定时,Q与U成正比      D.C一定时,Q与U成反比
【答案】C
【解析】电容器的电容C由电容器本身决定,与电压U和所带电荷量Q无关,根据可知,选项C正确。
(广东理科基础)16.空间存在竖直向上的匀强电场,质量为m的带正电的微粒水平射入电场中,微粒的运动轨迹如图6所示,在相等的时间间隔内
A.重力做的功相等
B.电场力做的功相等
C.电场力做的功大于重力做的功
D.电场力做的功小于重力做的功
【答案】C
【解析】根据微粒的运动轨迹可知电场力大于重力,故选项C正确。由于微粒做曲线运动,故在相等时间间隔内,微粒的位移不相等,故选项A、B错误。
(广东卷)8.图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹,粒子先经过M点,再经过N点,可以判定
A.M点的电势大于N点的电势
B.M点的电势小于N点的电势
C.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力
D.粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力
【答案】AD
【解析】沿着电场线的方向,电势降低,故选项A正确。电场线越密,场强越大,同一粒子受到的电场力越大,选项D正确。
(广东卷)19.(16分)如图(a)所示,在光滑绝缘水平面的AB区域内存在水平向右的电场,电场强度E随时间的变化如图(b)所示.不带电的绝缘小球P2静止在O点.t=0时,带正电的小球P1以速度t0从A点进入AB区域,随后与P2发生正碰后反弹,反弹速度大小是碰前的倍,P1的质量为m1,带电量为q,P2的质量m2=5m1,A、O间距为L0,O、B间距.已知.
(1)求碰撞后小球P1向左运动的最大距离及所需时间.
(2)讨论两球能否在OB区间内再次发生碰撞.
【解析】(1)P1经t1时间与P2碰撞,则
P1、P2碰撞,设碰后P2速度为v2,由动量守恒:
解得(水平向左) (水平向右)
碰撞后小球P1向左运动的最大距离: 又:
解得:
所需时间:
(2)设P1、P2碰撞后又经时间在OB区间内再次发生碰撞,且P1受电场力不变,由运动学公式,以水平向右为正: 则:
解得: (故P1受电场力不变)
对P2分析:
所以假设成立,两球能在OB区间内再次发生碰撞。
2008年高考试题分类汇编之《电学实验》
(全国卷1)Ⅱ.(12分)一直流电压表,连成为1V,内阻为1000Ω。现将一阻值在5000~7000Ω之间的固定电阻R1与此电压表串联,以扩大电压表的连成。为求得扩大后量程的准确值,再给定一直流电源(电动势E为6~7V,内阻可忽略不计),一阻值R2=2000Ω的固定电阻,两个单刀开关S1、S2及若干导线。
(1)为达到上述目的,将答题卡上对应的图连成一个完整的实验电路图.
(2)连线完成以后,当S1与S2均闭合时,电压表的示数为0.90 V;当S1闭合,S2断开时,电压表的示数为0.70 V,由此可以计算出改装后电压表的量程为 V,电源电动势为 V.
答案:7,6.3
解析:(1)将待测电压表与标准电阻串联后与电源连接即可。设电源电动势为E,则由闭合电路欧姆定律,当两开关都闭合时,R2被短路,有:当S1闭合,S2断开时,解两式得:R1=6000Ω ,E=6.3V;根据串联分压原理,可得电压表量程为7V。
(全国卷2)(2)(13分)右图为一电学实验的实物连线图. 该实验可用来测量待测电阻Rx的阻值(约500Ω). 图中两具电压表量程相同, 内阻都很大. 实验步骤如下:
①调节电阻箱, 使它的阻值R0与待测电阻的阻值接近; 将滑动变阻器的滑动头调到最右端.
②合上开关S.
③将滑动变阻器的滑动头向左端滑动, 使两个电压表指针都有明显偏转.
④记下两个电压表和的读数U1和U2
⑤多次改变滑动变阻器滑动头的位置, 记下和的多组读数U1和U2
⑥求Rx的平均值.
回答下面问题:
(Ⅰ)根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图,其中电阻箱的符号为, 滑动变阻器的符号为,其余器材用通用的符号表示。
(Ⅱ)不计电压表内阻的影响,用U1、U2和R0表示Rx的公式为Rx=___________
(Ⅲ)考虑电压表内阻的影响, 用U1、U2、R0、的内阻r1、的内阻r2表示Rx的公式为Rx=__________________
答案:(1)4.592~4.594;
(2)I电路如图:.
II
III.
解析:(1)螺旋测微器固定刻度部分读数为4.5mm,可动刻度部分读数为0.093mm,所以所测铜丝直径为4.593mm。
(2)不计电压表内阻,根据串联分压原理,有:
(3)可考电压表内阻影响,则R0与Rv1的并联电阻与Rx与Rv2的并联电阻串联分压,即:解得:。
(北京卷)(1)用示波器观察某交流信号时,在显示屏上显示出一个完整的波形,如图。经下列四组操作之一,使该信号显示出两个完整的波形,且波形幅度增大。此组操作是 。(填选项前的字母)
A.调整X增益旋钮和竖直位移旋钮
B.调整X增益旋钮和扫描微调旋钮
C.调整扫描微调旋钮和Y增益旋钮
D.调整水平位移旋钮和Y增益旋钮
答案:(1)C
解析:调整扫描微调旋钮,使该信号显示出两个完整的波形,调整Y增益旋钮,使波形幅度增大。
(天津卷)(2)用下列器材组装成描绘电阻R伏安特性曲线的电路,请将实物图连线成为实验电路。
微安表μA(量程200μA,内阻约200);
电压表V(量程3V,内阻约10K);
电阻R(阻值约20k);
滑动变阻器R(最大阻值50,额定电流1 A).
电池组E(电动势3V,内阻不计);
开关S及导线若干。
答案:实物连接如图
解析:从题目中给的电压表的内阻和电流表的内阻以及待测电阻R0的阻值可以判断测量电路要用伏安法的内接法,变阻器的电阻比较小,所以电源电路采用分压法。
(四川卷)Ⅱ.(8分)图为用伏安法测量电阻的原理图。图中, 为电压表,内阻为4000Ω;为电流表,内阻为50Ω。E为电源,R为电阻箱,Rx为待测电阻,S为开关。
(l)当开关闭合后电压表读数U=l.6V,电流表读数I=2.0mA。若将作为测量值,所得结果的百分误差是____________。
(2)若将电流表改为内接。开关闭合后,重新测得屯压表读数和电流表读数,仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值,这时结果的百分误差是______________。
(百分误差 )
解析:(1)测量值为,因电流表外接,所以,故真实值为,对应的百分误差.
(2)电流表内接时,百分误差.
(江苏卷)(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据:
电阻 R
(Ω)
121.O
50.O
23.9
IO.O
3.1
导线直径 d
(mm)
O.80l
0.999
1.20l
1.494
1.998
导线截面积 S
(mm2)
O.504
0.784
1.133
1.753
3.135
请你根据以上数据判断,该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系?若满足反 比关系,请说明理由;若不满足,请写出R与S应满足的关系.
(2)直接用两组R、S值相乘(50×0.784=39.2,10.0×1.753=17.53),可得RS明显不相等,可迅速判断结果“不满足”;并同时可简单计算50.0×0.9994≈50×1,10×1.4944≈10×1.54=50,两者接近相等,即R与d的四次方成反比,可迅速得出R与S2成反比。计算时选择合适的数据可使自己计算简单方便,如本题中的(50.0,0.999,0.784)和(10.0,1.494,1.753)。
(3)若导线的电阻率ρ=5.1×10-7Ω·m,则表中阻值为3.1Ω的导线长度l= m(结果保留两位有效数字)
答案:(1)1.200 (2)不满足,R与S2成反比(或RS2=常量)(3)19
解析:根据有:=≈19
(重庆卷)(2)某研究性学习小组设计了题22图3所示的电路,用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系.图中E为直流电源,K为开关,K1为单刀双掷开关,V为电压表,A为多量程电流表,R为滑动变阻器,Rx为待测稀盐水溶液液柱.
①实验时,闭合K之前将R的滑片P置于 (填“C”或“D”)端;当用电流表外接法测量Rx的阻值时,K1应置于位置 (填“1”或“2”).
②在一定条件下,用电流表内、外接法得到Rx的电阻率随浓度变化的两条曲线如题22图4所示(不计由于通电导致的化学变化).实验中Rx的通电面积为20 cm2,长度为20 cm,用内接法测量Rx的阻值是3500Ω,则其电阻率为 Ω·m,由图中对应曲线
(填“1”或“2”)可得此时溶液浓度约为 %(结果保留2位有效数字).
答案:(2)① D 1 ② 35 1
解析:本题考查电阻率测量这个实验。闭合K之前,应将R的滑片位置置于D端,这样可保证电表的安全。用电流表外接法测电阻时,K应置于1位置。根据电阻定律得: 得:,内接法使得测量值偏大,对应的电阻率也偏大,所以对应的曲线为1.由测量得电阻率和图象可得溶液浓度约为0.011----0.014之间。
(宁夏卷)I.右图为一正在测量中的多用电表表盘.
(1)如果是用×10档测量电阻,则读数为 。
(2)如果是用直流10 mA档测量电流,则读数为 mA。
(3)如果是用直流5 V档测量电压,则读数为 V。
答案:Ⅰ.(1)60 (2)7.18 (3)3.59
解析:欧姆档在最上面的一排数据读取,读数为6×10Ω=60Ω;电流档测量读取中间的三排数据的最底下一排数据,读数为7.18mA;同样直流电压档测量读取中间的三排数据的中间一排数据较好,读数为35.9×0.1V=3.59V。
(山东卷)23、 (12分)2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应,利用这种效应可以测量磁感应强度。
若图1为某磁敏电阻在室温下的电阻一磁感应强度
特性曲线,其中RB、RO分别表示有、无磁场时磁
敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度B,需先测量
磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。请按要求完成下列实验。
(l)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路,
在图2的虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻及
所处磁场已给出,待测磁场磁感应强度大小约为
0.6~1.0T,不考虑磁场对电路其它部分的影响)。要求误差较小。
提供的器材如下:
A.磁敏电阻,无磁场时阻值Ro=150Ω
B.滑动变阻器R,全电阻约20Ω
C.电流表④,量程2.5mA,内阻约30Ω
D.电压表⑦,量程3v,内阻约3kΩ
E.直流电源E,电动势3v,内阻不计
F.开关S,导线若千
(2)正确接线后,将磁敏电阻置人待测磁场中.测量数据如下表:
l
2
3
4
5
6
U(V)
0.00
0.45
0.91
1.50
1.79
2.71
I(mA)
0.00
0.30
0.60
1.00
1.20
1.80
根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=______Ω,
结合图l 可知待测磁场的磁感应强度B =______T 。
( 3 )试结合图l 简要回答,磁感应强度B 在0 ~0.2T 和0.4 ~1.0T 范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同?
( 4 )某同学查阅相关资料时看到了图3 所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻~磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称),由图线可以得到什么结论?
答案:( l )如右图所示 ( 2 ) 1500 0.90
( 3 )在0 ~0.2T 范围内,磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或不均匀变化);在0 . 4 ~1 .0T 范围内,磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化) ( 4 )磁场反向.磁敏电阻的阻值不变。
(上海卷)18.(6分)某同学利用图(a)所示的电路研究灯泡L1(6V,1.5W)、L2(6V,10W)的发光情况(假设灯泡电阻恒定),图(b)为实物图。
(1)他分别将L1、L2接入图(a)中的虚线框位置,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为6V时,发现灯泡均能正常发光。在图(b)中用笔线代替导线将电路连线补充完整。
(2)接着他将L1和L2串联后接入图(a)中的虚线框位置,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为6V时,发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮,出现这种现象的原因是_____________________________。
现有如下器材:电源E(6V,内阻不计),灯泡L1(6V,1.5W)、L2(6V,10W),L2(6V,10W),单刀双掷开关S。在图(c)中设计一个机动车转向灯的控制电路:当单刀双掷开关S与1相接时,信号灯L1亮,右转向灯L2亮而左转向灯L3不亮;当单刀双掷开关S与2相接时,信号灯L1亮,左转向灯L3亮而右转向灯L2不亮。
答案:(1)如图b
(2)由于RL2比RL1小得多,灯泡L2分得的电压很小,虽然有电流渡过,但功率很小,不能发光。
(3)如图c
解析:由于灯泡L2和L1额定电压相同,灯泡L2功率大得多,故RL2比RL1小得多,灯泡L2分得的电压很小,虽然有电流渡过,但功率很小,不能发光。
19.(10分)如图所示是测量通电螺线管A内部磁感应强度B及其与电流I关系的实验装置。将截面积为S、匝数为N的小试测线圈P置于螺线管A中间,试测线圈平面与螺线管的轴线垂直,可认为穿过该试测线圈的磁场均匀。将试测线圈引线的两端与冲击电流计D相连。拨动双刀双掷换向开关K,改变通入螺线管的电流方向,而不改变电流大小,在P中产生的感应电流引起D的指针偏转。
实验次数
I(A)
B(×10-3T)
1
0.5
0.62
2
1.0
1.25
3
1.5
1.88
4
2.0
2.51
5
2.5
3.12
(1)将开关合到位置1,待螺线管A中的电流稳定后,再将K从位置1拨到位置2,测得D的最大偏转距离为dm,已知冲击电流计的磁通灵敏度为Dφ, Dφ=,式中为单匝试测线圈磁通量的变化量。则试测线圈所在处磁感应强度B=______;若将K从位置1拨到位置2的过程所用的时间为Δt,则试测线圈P中产生的平均感应电动势ε=____。
(2)调节可变电阻R,多次改变电流并拨动K,得到A中电流I和磁感应强度B的数据,见右表。由此可得,螺线管A内部在感应强度B和电流I的关系为B=________。
(3)(多选题)为了减小实验误差,提高测量的准确性,可采取的措施有
(A)适当增加试测线圈的匝数N
(B)适当增大试测线圈的横截面积S
(C)适当增大可变电阻R的阻值
(D)适当拨长拨动开关的时间Δt
答案:(1), (2)0.00125I(或kI) (3)A,B
解析:(1)改变电流方向,磁通量变化量为原来磁通量的两倍,即2BS,代入公式计算得B=,由法拉第电磁感应定律可知电动势的平均值ε=。
(2)根据数据可得B与I成正比,比例常数约为0.00125,故B=kI(或0.00125I)
(3)为了得到平均电动势的准确值,时间要尽量小,由B的计算值可看出与N和S相关联,故选择A、B。
(海南卷)14、一毫安表头 满偏电流为9.90 mA,内阻约为300 Ω.要求将此毫安表头改装成量程为1 A的电流表,其电路原理如图所示.图中, 是量程为2 A的标准电流表,R0为电阻箱,R为滑动变阻器,S为开关,E为电源.
⑴完善下列实验步骤:
①将虚线框内的实物图按电路原理图连线;
②将滑动变阻器的滑动头调至 端(填“a”或“b”),电阻箱R0的阻值调至零;
③合上开关;
④调节滑动变阻器的滑动头,增大回路中的电流,使标准电流表读数为1 A;
⑤调节电阻箱R0的阻值,使毫安表指针接近满偏,此时标准电流表的读数会 (填“增大”、“减小”或“不变”);
⑥多次重复步骤④⑤,直至标准电流表的读数为 ,同时毫安表指针满偏.
⑵回答下列问题:
①在完成全部实验步骤后,电阻箱使用阻值的读数为3.1 Ω,由此可知毫安表头的内阻为 .
②用改装成的电流表测量某一电路中的电流,电流表指针半偏,此时流过电阻箱的电流为 A.
⑧对于按照以上步骤改装后的电流表,写出一个可能影响它的准确程度的因素:

答案:(1)①如图;②b;⑤减小;⑥1A;(2)①310;②0.495(0.494~0.496均可);③例如:电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化;标准表和毫安表头的读数误差;电表指针偏转和实际电流的大小不成正比等等。
解析:(1)将滑动变阻器的滑动头调至b点是为了保护毫安表;在调节电阻箱时,由于接入回路的电阻增加,故电流表电流会减小;为了能成功改装为1A的量程的电流表,需要通过调节滑动变阻器使标准电流表示数回到1A;(2)电阻箱的电阻读数为3.1Ω,此时毫安表满偏,电阻箱上的电流为1000mA-9.9mA=990.1mA,根据并联电阻值与电流值成反比,可计算毫安表的内阻为310Ω;若毫安表半偏,电阻箱的电流也减半为495mA=0.495A;本实验可能因电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化,导致标准电流表的示数无法精准显示1A,还有电表本身读数上的误差,以及电表指针偏转本身不是随电流均匀偏转等都可能影响改装后的电流表的准确程度。
(广东理科基础)13.在“测定电源电动势和内阻”的实验中,某同学根据实验数据,作出了正确的U-t图像,如图4所示,其中图线斜率绝对值的物理含义是
A.短路电流     B.电源内阻
C.电源电动势    D.全电路电阻
答案:B
解析:测定电源电动势和内阻”的实验中的U-t图像,图线斜率绝对值表示电源的内阻。
(广东理科基础)14.某同学用伏安法测电灯泡的电阻时,误将电流表和电压表接成如图5所示的电路,接通电源后,可能出现的情况是
A.电流表烧坏          B.电压表烧坏
C.小灯泡烧坏          D.小灯泡不亮
答案:D
解析:由于电压表的内阻非常大,串联在电路中,导致干路电流很小,同时电流表内阻很小,与灯泡并联,导致干路电流只有极少部分通过灯泡,故灯泡不亮,选项D正确。
(广东卷)15.(11分)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性.现在器材: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的随温度变化的特性,请你在图的实物图上连线.
(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,并据此绘得图10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)
答案:(1)图略
(2)记录电压表电压值、温度计数值
(3)R=100+0.395 t
2008年高考试题分类汇编之《电磁感应》
(全国卷1)20.矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直低面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向,下列各图中正确的是
答案:D
解析:0-1s内B垂直纸面向里均匀增大,则由楞次定律及法拉第电磁感应定律可得线圈中产生恒定的感应电流,方向为逆时针方向,排除A、C选项;2s-3s内,B垂直纸面向外均匀增大,同理可得线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向,排除B选项,D正确。
(全国卷2)21. 如图,一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场; 一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直; 虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直,ba的延长线平分导线框.在t=0时, 使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动,直到整个导线框离开磁场区域.以i表示导线框中感应电流的强度,取逆时针方向为正.下列表示i-t关系的图示中,可能正确的是


答案:C
解析:从正方形线框下边开始进入到下边完全进入过程中,线框切割磁感线的有效长度逐渐增大,所以感应电流也逐渐拉增大,A项错误;从正方形线框下边完全进入至下边刚穿出磁场边界时,切割磁感线有效长度不变,故感应电流不变,B项错;当正方形线框下边离开磁场,上边未进入磁场的过程比正方形线框上边进入磁场过程中,磁通量减少的稍慢,故这两个过程中感应电动势不相等,感应电流也不相等,D项错,故正确选项为C。
(全国卷2)24.(19分)如图,一直导体棒质量为m、长为l、电阻为r,其两端放在位于水平面内间距也为l的光滑平行导轨上,并与之密接;棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻(图中未画出);导轨置于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨所在平面。开始时,给导体棒一个平行于导轨的初速度v0。在棒的运动速度由v0减小至v1的过程中,通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强度I保持恒定。导体棒一直在磁场中运动。若不计导轨电阻,求此过程中导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率。
解析:导体棒所受的安培力为:F=BIl………………① (3分)
由题意可知,该力的大小不变,棒做匀减速运动,因此在棒的速度从v0减小到v1的过程中,平均速度为:……………………② (3分)
当棒的速度为v时,感应电动势的大小为:E=Blv………………③ (3分)
棒中的平均感应电动势为:………………④ (2分)
综合②④式可得:………………⑤ (2分)
导体棒中消耗的热功率为:………………⑥ (2分)
负载电阻上消耗的热功率为:…………⑦ (2分)
由以上三式可得:…………⑧ (2分)
(北京卷)22.(16分)均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m。将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处,如图所示。线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时,
(1)求线框中产生的感应电动势大小;
(2)求cd两点间的电势差大小;
(3)若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度h所应满足的条件。
解析:(1)cd边刚进入磁场时,线框速度v=
线框中产生的感应电动势E=BLv=BL
(2)此时线框中电流 I=
cd两点间的电势差U=I()=
(3)安培力 F=BIL=
根据牛顿第二定律mg-F=ma,由a=0
解得下落高度满足 h=
(天津卷)25.(22分)磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具。它的驱动系统简化为如下模型,固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框,电阻为R,金属框置于xOy平面内,长边MN长为l,平行于y轴,宽为d的NP边平行于x轴,如图1所示。列车轨道沿Ox方向,轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场,磁感应强度B沿Ox方向按正弦规律分布,其空间周期为λ,最大值为B0,如图2所示,金属框同一长边上各处的磁感应强度相同,整个磁场以速度v0沿Ox方向匀速平移。设在短暂时间内,MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略,并忽略一切阻力。列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶,某时刻速度为v(v(1)简要叙述列车运行中获得驱动力的原理;
(2)为使列车获得最大驱动力,写出MN、PQ边应处于磁场中的什么位置及λ与d之间应满足的关系式:
(3)计算在满足第(2)问的条件下列车速度为v时驱动力的大小。
解析: (1)由于列车速度与磁场平移速度不同,导致穿过金属框的磁通量发生变化,由于电磁感应,金属框中会产生感应电流,该电流受到的安培力即为驱动力。
(2)为使列车获得最大驱动力,MN、PQ应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的地方,这会使得金属框所围面积的磁通量变化率最大,导致框中电流最强,也会使得金属框长边中电流受到的安培力最大。因此,d应为的奇数倍,即
或 ()①
(3)由于满足第(2)问条件:则MN、PQ边所在处的磁感应强度大小均为B0且方向总相反,经短暂的时间,磁场沿Ox方向平移的距离为,同时,金属框沿Ox方向移动的距离为。
因为v0>V,所以在时间内MN边扫过磁场的面积

在此时间内,MN边左侧穿过S的磁通移进金属框而引起框内磁通量变化

同理,该时间内,PQ边左侧移出金属框的磁通引起框内磁通量变化

故在内金属框所围面积的磁通量变化

根据法拉第电磁感应定律,金属框中的感应电动势大小

根据闭合电路欧姆定律有

根据安培力公式,MN边所受的安培力

PQ边所受的安培力

根据左手定则,MN、PQ边所受的安培力方向相同,此时列车驱动力的大小
(7)
联立解得
(8)
(四川卷)17.在沿水平方向的匀强磁场中,有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动。开始时线圈静止,线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直,所成的锐角为α。在磁场开始增强后的一个极短时间内,线圈平面
A.维持不动
B.将向使α减小的方向转动
C.将向使α增大的方向转动
D.将转动,因不知磁场方向,不能确定α会增大还是会减小
答案:B
解析:由楞次定律可知,当磁场开始增强时,线圈平面转动的效果是为了减小线圈磁通量的增加,而线圈平面与磁场间的夹角越小时,通过的磁通量越小,所以将向使减小的方向转动.
(江苏卷)8.如图所示的电路中,三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接,电感的电阻忽略不计.电键K从闭合状态突然断开时,下列判断正确的有
A.a先变亮,然后逐渐变暗
B.b先变亮,然后逐渐变暗
C.c先变亮,然后逐渐变暗
D.b、c都逐渐变暗
答案:AD
解析:考查自感现象。电键K闭合时,电感L1和L2的电流均等于三个灯泡的电流,断开电键K的瞬间,电感上的电流i突然减小,三个灯泡均处于回路中,故b、c灯泡由电流i逐渐减小,B、C均错,D对;原来每个电感线圈产生感应电动势均加载于灯泡a上,故灯泡a先变亮,然后逐渐变暗,A对。本题涉及到自感现象中的“亮一下”现象,平时要注意透彻理解。
(江苏卷)15.(16分)如图所示,间距为L的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为θ,导轨光滑且电阻忽略不计.场强为B的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁场区域的宽度为d1,间距为d2.两根质量均为m、有效电阻均为R的导体棒a和b放在导轨上,并与导轨垂直. (设重力加速度为g)
(1)若a进入第2个磁场区域时,b以与a同样的速度进入第1个磁场区域,求b穿过第1个磁场区域过程中增加的动能△Ek.
(2)若a进入第2个磁场区域时,b恰好离开第1个磁场区域;此后a离开第2个磁场区域时,b 又恰好进入第2个磁场区域.且a.b在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相.求b穿过第2个磁场区域过程中,两导体棒产生的总焦耳热Q.
(3)对于第(2)问所述的运动情况,求a穿出第k个磁场区域时的速率
答案(1)穿过地1个磁场区域过程中增加的动能;
(2);
(3)
解析:(1) a和b不受安培力作用,由机械能守恒定律知,
                   ……①
(2) 设导体棒刚进入无磁场区域时的速度为v1刚离开无磁场区域时的速度为v2,
由能量守恒知:
在磁场区域中,   ……②
在无磁场区域中,  ……③
解得             ……④
 (3) 在无磁场区域:
根据匀变速直线运动规律      ……⑤
   且平均速度             ……⑥
   有磁场区域:
   棒a受到的合力        ……⑦
   感应电动势               ……⑧
   感应电流                ……⑨
   解得           ……⑩
   根据牛顿第二定律,在t到t+△t时间内
                  ……⑾
   则有      ……⑿
   解得        ……⒀
【高考考点】电磁感应和能量关系
【易错提醒】第(2)小问的题目比较长,不容易看懂,要耐心审题
【备考提示】电磁感应和能量关系运动是整个物理学的核心,在每年的压轴题经常会出现。通常有多个问,一般第(1)小问不难,后面的几问比较难,但不要放弃,要有分部得分意识,因此在复习中要培养学生分析物理问题的能力和分部得分意识。
(重庆卷)18.如题18图,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是
FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左
FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左
FN先大于mg后大于mg,运动趋势向右
FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右
答案:D
解析:本题考查电磁感应有关的知识,本题为中等难度题目。条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时,通过线圈的磁通量先增加后又减小。当通过线圈磁通量增加时,为阻碍其增加,在竖直方向上线圈有向下运动的趋势,所以线圈受到的支持力大于其重力,在水平方向上有向右运动的趋势,当通过线圈的磁通量减小时,为阻碍其减小,在竖直方向上线圈有向上运动的趋势,所以线圈受到的支持力小于其重力,在水平方向上有向右运动的趋势。综上所述,线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力,运动趋势总是向右。
(宁夏卷)16.如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个最阻R和r,导体棒PQ与三条导线接触良好;匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略。当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是
A.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由b到a
B.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由b到a
C.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由a到b
D.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由a到b
答案:B
解析:本题考查右手定则的应用。根据右手定则,可判断PQ作为电源,Q端电势高,在PQcd回路中,电流为逆时针方向,即流过R的电流为由c到d,在电阻r的回路中,电流为顺时针方向,即流过r的电流为由b到a。当然也可以用楞次定律,通过回路的磁通量的变化判断电流方向。
(山东卷)22、两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L ,底端接阻值为R 的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直,如图所示。除电阻R 外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放.则
A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g
B.金属棒向下运动时,流过电阻R 的电流方向为a→b
C.金属棒的速度为v时.所受的安培力大小为F =
D.电阻R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少
答案:AC
解析:在释放的瞬间,速度为零,不受安培力的作用,只受到重力,A对。由右手定则可得,电流的方向从b到a,B错。当速度为时,产生的电动势为,受到的安培力为,计算可得,C对。在运动的过程中,是弹簧的弹性势能、重力势能和内能的转化,D错。
【高考考点】电磁感应
【易错提醒】不能理解瞬间释放的含义,考虑受到安培力。
【学科网备考提示】 电磁感应是电场和磁场知识的有机结合,所以难度相对也会大一些,现在高考要求不是很高,一般不出大型计算题,但在选择题中,以最后一个题出现。
(上海卷)10.如图所示,平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动,经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,导体棒中的感应电动势ε与导体棒位置x关系的图像是
答案:A
解析:在x=R左侧,设导体棒与圆的交点和圆心的连线与x轴正方向成θ角,则导体棒切割有效长度L=2Rsinθ,电动势与有效长度成正比,故在x=R左侧,电动势与x的关系为正弦图像关系,由对称性可知在x=R右侧与左侧的图像对称。
(上海卷)24.(14分)如图所示,竖直平面内有一半径为r、内阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属球,在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接,EF之间接有电阻R2,已知R1=12R,R2=4R。在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和II,磁感应强度大小均为B。现有质量为m、电阻不计的导体棒ab,从半圆环的最高点A处由静止下落,在下落过程中导体棒始终保持水平,与半圆形金属环及轨道接触良好,高平行轨道中够长。已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v1,下落到MN处的速度大小为v2。
(1)求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小。
(2)若导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变,求磁场I和II之间的距离h和R2上的电功率P2。
(3)若将磁场II的CD边界略微下移,导体棒ab刚进入磁场II时速度大小为v3,要使其在外力F作用下做匀加速直线运动,加速度大小为a,求所加外力F随时间变化的关系式。
解析:(1)以导体棒为研究对象,棒在磁场I中切割磁感线,棒中产生产生感应电动势,导体棒ab从A下落r/2时,导体棒在策略与安培力作用下做加速运动,由牛顿第二定律,得
mg-BIL=ma,式中l=r
式中  =4R
由以上各式可得到
(2)当导体棒ab通过磁场II时,若安培力恰好等于重力,棒中电流大小始终不变,即
式中  
解得
导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动,有
得  
此时导体棒重力的功率为
根据能量守恒定律,此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率,即

所以,=
(3)设导体棒ab进入磁场II后经过时间t的速度大小为,此时安培力大小为
由于导体棒ab做匀加速直线运动,有
根据牛顿第二定律,有
F+mg-F′=ma
即  
由以上各式解得
(海南卷)1、法拉第通过静心设计的一系列试验,发现了电磁感应定律,将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”联系起来.在下面几个典型的实验设计思想中,所作的推论后来被实验否定的是
A.既然磁铁可使近旁的铁块带磁,静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷,那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流
B.既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势,那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流
C.既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流,那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势
D.既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势,那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流
答案:A
解析:对A选项,静止的导线上的稳恒电流附近产生稳定的磁场,通过旁边静止的线圈不会产生感应电流,A被否定;稳恒电流周围的稳定磁场是非匀强磁场,运动的线圈可能会产生感应电流,B符合事实;静止的磁铁周围存在稳定的磁场,旁边运动的导体棒会产生感应电动势,C符合;运动的导线上的稳恒电流周围产生运动的磁场,即周围磁场变化,在旁边的线圈中产生感应电流,D符合。
(海南卷)10、一航天飞机下有一细金属杆,杆指向地心.若仅考虑地磁场的影响,则当航天飞机位于赤道上空
A.由东向西水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下
B.由西向东水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下
C.沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由下向上
D.沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时,金属杆中一定没有感应电动势
答案:AD
解析:如图,设观察方向为面向北方,左西右东,则地磁场方向平行赤道表面向北,若飞机由东向西飞行时,由右手定则可判断出电动势方向为由上向下,若飞机由西向东飞行时,由右手定则可判断出电动势方向为由下向上,A对B错;沿着经过地磁极的那条经线运动时,速度方向平行于磁场,金属杆中一定没有感应电动势,C错D对。
(广东卷)18.(17分)如图(a)所示,水平放置的两根平行金属导轨,间距L=0.3m.导轨左端连接R=0.6 的电阻,区域abcd内存在垂直于导轨平面B=0.6T的匀强磁场,磁场区域宽D=0.2 m.细金属棒A1和A2用长为2D=0.4m的轻质绝缘杆连接,放置在导轨平面上,并与导轨垂直,每根金属棒在导轨间的电阻均为t=0.3 ,导轨电阻不计,使金属棒以恒定速度r=1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场,计算从金属棒A1进入磁场(t=0)到A2离开磁场的时间内,不同时间段通过电阻R的电流强度,并在图(b)中画出.
解析:0-t1(0-0.2s)
A1产生的感应电动势:
电阻R与A2并联阻值:
所以电阻R两端电压
通过电阻R的电流:
t1-t2(0.2-0.4s)
E=0, I2=0
t2-t3(0.4-0.6s) 同理:I3=0.12A
(上海卷理科综合)6.老师做了一个物理小实验让学生观察:一轻质横杆两侧各固定一金属环,横杆克绕中心点自由转动,老师拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,同学们看到的现象是( )
A.磁铁插向左环,横杆发生转动
B.磁铁插向右环,横杆发生转动
C.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都不发生转动
D. 无论磁铁插向左环还是右环,横杆都发生转动
答案:B
解析:左环没有闭合,在磁铁插入过程中,不产生感应电流,故横杆不发生转动。右环闭合,在磁铁插入过程中,产生感应电流,横杆将发生转动。
2008年高考试题分类汇编之《直线运动》
(全国卷1)23.(14分)
已知O、A、B、C为同一直线上的四点、AB间的距离为l1,BC间的距离为l2,一物体自O点由静止出发,沿此直线做匀加速运动,依次经过A、B、C三点,已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等。求O与A的距离.
解析:设物体的加速度为a,到达A点的速度为v0,通过AB段和BC点所用的时间为t,则有
l1=v0t+at2 ①
l1+l2=2v0t+2at2 ②
联立①②式得
l2-l1=at2 ③
3l1-l2=2v0t ④
设O与A的距离为l,则有
l= ⑤
联立③④⑤式得
l= 
(天津卷)20.一个静止的质点,在0~4s时间内受到力F的作用,力的方向始终在同一直线上,力F随时间t的变化如图所示,则质点在
A.第2s末速度改变方向
B.第2s末位移改变方向
C.第4s末回到原出发点
D.第4s末运动速度为零
答案:D
【解析】这是一个物体的受力和时间关系的图像,从图像可以看出在前两秒力的方向和运动的方向相同,物体经历了一个加速度逐渐增大的加速运动和加速度逐渐减小的加速运动,2少末速度达到最大,从2秒末开始到4秒末运动的方向没有发生改变而力的方向发生了改变与运动的方向相反,物体又经历了一个加速度逐渐增大的减速运动和加速度逐渐减小的减速的和前2秒运动相反的运动情况,4秒末速度为零,物体的位移达到最大,所以D正确。
(四川卷)23.(16分)
A、B两辆汽车在笔直的公路上同向行驶。当 B车在A车前84 m处时,B车速度为4 m/s,且正以2 m/s2的加速度做匀加速运动;经过一段时间后,B车加速度突然变为零。A车一直以20 m/s的速度做匀速运动。经过12 s后两车相遇。问B车加速行驶的时间是多少?
解析:设A车的速度为vA,B车加速行驶时间为t,两车在t0时相遇。则有


式中,t0 =12s,sA、sB分别为 A、B两车相遇前行驶的路程。依题意有

式中 s=84 m。由①②③式得

代入题给数据
vA=20m/s,vB=4m/s,a =2m/s2,


式中矿的单位为s。解得
t1=6 s,t2=18 s ⑥
t2=18s不合题意,舍去。因此,B车加速行驶的时间为 6 s。
(宁夏卷)17.甲乙两年在公路上沿同一方向做直线运动,它们的v-t图象如图所示。两图象在t=t1时相交于P点,P在横轴上的投影为Q,△OPQ的面积为S。在t=0时刻,乙车在甲车前面,相距为d。已知此后两车相遇两次,且第一次相遇的时刻为t′,则下面四组t′和d的组合可能是
A. t′=t1 ,d=S
B. t′=
C. t′
D. t′=
答案:D
【解析】本题考查追击相遇问题。在t1时刻如果甲车没有追上乙车,以后就不可能追上了,故t′ <t,A错;从图像中甲、乙与坐标轴围成的面积即对应的位移看,甲在t1时间内运动的位移比乙的多S,当t′ =0.5t时,甲的面积比乙的面积多出S,即相距d=S,选项D正确。此类问题要抓住图像的交点的物理意义,过了这个时刻,不能相遇以后不可能相遇,即“过了这个村就没这个店”。
(山东卷)17、质量为1500kg 的汽车在平直的公路上运动,v-t图象如图所示。由此可求
A.前25s 内汽车的平均速度
B.旦前10s 内汽车的加速度
C.C 前10s 内汽车所受的阻力
D.15~25s内合外力对汽车所做的功
答案: ABD
解析:通过图像的面积就是物体的位移,所以能求出面积,还知道时间,所以能求出平均速度,A对。图像的斜率就是物体的加速度,所以能得到10秒内的加速度,B对。不知道汽车的牵引力,所以得不出受到的阻力,C错。15到25汽车的初速度和末速度都知道,由动能定理,可以得出合外力做的功,D对
【高考考点】物体运动图像的理解
【易错提醒】有的学生有可能把看成,也有可能不能用到动能定理来解题。
【学科网备考提示】 在物理教学中,图像更能简单、明了的表达出物理的思想,所以学生能从图像中获取一定的物理信息,是教学的重中之中。
(上海卷)11.某物体以30m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10m/s2。5s内物体的
(A)路程为65m
(B)位移大小为25m,方向向上
(C)速度改变量的大小为10m/s
(D)平均速度大小为13m/s,方向向上
答案:AB
【解析】:初速度30m/s,只需要3s即可上升到最高点,位移为h1=302/20m=45m,再自由落体2s时间,下降高度为h2=0.5×10×22m=20m,故路程为65m,A对;此时离地面高25m,位移方向竖直向上,B对;此时速度为v=10×2m/s=20m/s,速度该变量为50m/s,C错;平均速度为25m/5s=5m/s,
(海南卷)8、t=0时,甲乙两汽车从相距70 km的两地开始相向行驶,它们的v-t图象如图所示.忽略汽车掉头所需时间.下列对汽车运动状况的描述正确的是
A.在第1小时末,乙车改变运动方向
B.在第2小时末,甲乙两车相距10 km
C.在前4小时内,乙车运动加速度的大小总比甲车的大
D.在第4小时末,甲乙两车相遇
【答案】:BC
【解析】:速度图像在t轴下的均为反方向运动,故2h末乙车改变运动方向,A错;2h末从图像围成的面积可知乙车运动位移为30km,甲车位移为30km,相向运动,此时两车相距70km-30km-30km=10km,B对;从图像的斜率看,斜率大加速度大,故乙车加速度在4h内一直比甲车加速度大,C对;4h末,甲车运动位移120km,乙车运动位移30m,两车原来相距70km,故此时两车还相距20km,D错。
(广东文科基础)58.图7是一质点做直线运动的v-t图像,据此图像可以得到的正确结论是
A.质点在第1秒末停止运动
B.质点在第1秒末改变运动方向
C.质点在第2秒内做匀减速运动
D.质点在前2秒内的位移为零
【答案】C
【解析】选项A错误,此时速度为2m/s.选项B错误,此时速度方向不变,因为数据仍然是正值。选项D错误,位移不是零,是2m.
(广东理科基础)4.从水平匀速飞行的直升机上向外自由释放一个物体,不计空气阻力,在物体下落过程中,下列说法正确的是
A.从飞机上看,物体静止       B.从飞机上看,物体始终在飞机的后方
C.从地面上看,物体做平抛运动    D.从地面上看,物体做自由落体运动
【答案】C
【解析】物体始终在飞机的正下方,从飞机上看,物体做自由落体运动,从地面上看,物体做平抛运动,选项C正确。
(广东理科基础)10.图3是物体做直线运动的v-t图像,由图像可得到的正确结果是
A.t=1s时物体的加速度大小为1.0m/s2
B.t=5s时物体的加速度大小为0.75m/s2
C.第3s内物体的位移为1.5m
D.物体在加速过程的位移比减速过程的位移大
【答案】B
【解析】由v-t图像可得0~2.0s内物体的加速度为1.5m/s2;2.0s~3.0s内物体的加速度为0;3.0s~7.0s内物体的加速度为0.75m/s2,故选项B正确。0~2.0s物体的位移为3.0m;2.0s~3.0s物体位移为3.0m;3.0s~7.0s物体位移为6.0m,故选项C、D错误。
(广东卷)10.某人骑自行车在平直道路上行进,图中的实线记录了自行车开始一段时间内的v-t图像,某同学为了简化计算,用虚线作近似处理,下列说法正确的是
A.在t1时刻,虚线反映的加速度比实际的大
B.在0-t1时间内,由虚线计算出的平均速度比实际的大
C.在t1-t-2时间内,由虚线计算出的平均速度比实际的大
D.在t3-t-4时间内,虚线反映的是匀速运动
【答案】BD
【解析】v-t图线的斜率表示物体的加速度,v-t图线与坐标轴围成的面积表示物体的位移,据此判断选项B、D正确。需要注意的是若为曲线,则曲线的切线的斜率表示物体的加速度。
2008年高考试题分类汇编之《磁场》
(四川卷)24.(19分)
如图,一半径为R的光滑绝缘半球面开口向下,固定在水平面上。整个空间存在匀强磁场,磁感应强度方向竖直向下。一电荷量为q(q>0)、质量为m的小球P在球面上做水平的匀速圆周运动,圆心为O’。球心O到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为θ(0<θ<。为了使小球能够在该圆周上运动,求磁感应强度大小的最小值及小球P相应的速率。重力加速度为g。
解析:据题意,小球P在球面上做水平的匀速圆周运动,该圆周的圆心为O’。P受到向下的重力mg、球面对它沿OP方向的支持力N和磁场的洛仑兹力
f=qvB ①
式中v为小球运动的速率。洛仑兹力f的方向指向O’。根据牛顿第二定律


由①②③式得

由于v是实数,必须满足
≥0 ⑤
由此得B≥ ⑥
可见,为了使小球能够在该圆周上运动,磁感应强度大小的最小值为

此时,带电小球做匀速圆周运动的速率为

由⑦⑧式得

(重庆卷)25.(20分)题25题为一种质谱仪工作原理示意图.在以O为圆心,OH为对称轴,夹角为2α的扇形区域内分布着方向垂直于纸面的匀强磁场.对称于OH轴的C和D分别是离子发射点和收集点.CM垂直磁场左边界于M,且OM=d.现有一正离子束以小发散角(纸面内)从C射出,这些离子在CM方向上的分速度均为v0.若该离子束中比荷为的离子都能汇聚到D,试求:
(1)磁感应强度的大小和方向(提示:可考虑沿CM方向运动的离子为研究对象);
(2)离子沿与CM成θ角的直线CN进入磁场,其轨道半径和在磁场中的运动时间;
(3)线段CM的长度.
解析:(1)设沿CM方向运动的离子在磁场中做圆周运动的轨道半径为R
由 
R=d
得B=
磁场方向垂直纸面向外
(2)
设沿CN运动的离子速度大小为v,在磁场中的轨道半径为R′,运动时间为t

vcosθ=v0
得v=
R′=
=
方法一:设弧长为s
t=
s=2(θ+α)×R′
t=
方法二:
离子在磁场中做匀速圆周运动的周期T=
t=T×
=
(3)
 方法一:
CM=MNcotθ
=
R′=
以上3式联立求解得
CM=dcotα
方法二:
设圆心为A,过A做AB垂直NO,
可以证明NM=BO
∵NM=CMtanθ
又∵BO=ABcotα
=R′sinθcotα
=
∴CM=dcotα
(宁夏卷)14.在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图。过c点的导线所受安培力的方向
A.与ab边平行,竖直向上
B.与ab边平行,竖直向下
C.与ab边垂直,指向左边
D.与ab边垂直,指向右边
答案:C
【解析】本题考查了左手定则的应用。导线a在c处产生的磁场方向由安培定则可判断,即垂直ac向左,同理导线b在c处产生的磁场方向垂直bc向下,则由平行四边形定则,过c点的合场方向平行于ab,根据左手定则可判断导线c受到的安培力垂直ab边,指向左边。
(广东文科基础)61.如图8所示,电流强度为I的一段通电直导线处于匀强磁场中,受到的安培力为F,图中正确标志I和F方向的是
【答案】A
【解析】安培力的方向与电流方向和磁场方向都垂直,且满足左手定则。
(广东理科基础)17.有关洛仑兹力和安培力的描述,正确的是
A.通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用
B.安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现
C.带电粒子在匀强磁场中运动受到洛仑兹力做正功
D.通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行
【答案】B
【解析】通电直导线与磁场平行,不受安培力,选项A错误,安培力方向与磁场垂直,选项D错误。洛仑兹力对带电粒子不做功,选项C错误,安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现,选项B正确。
(广东理科基础)18.电子在匀强磁场中做匀速圆周运动,下列说法正确的是
A.速率越大,周期越大        B.速率越小,周期越大
C.速度方向与磁场方向平行      D.速度方向与磁场方向垂直
【答案】D
【解析】由可知,选项A、B错误,做匀速圆周运动时,速度方向与磁场方向垂直,选项D正确。
(广东卷)4.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示,这台加速器由两个铜质D形合D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是
A.离子由加速器的中心附近进入加速器
B.离子由加速器的边缘进入加速器
C.离子从磁场中获得能量
D.离子从电场中获得能量
【答案】AD
【解析】离子由加速器的中心附近进入加速器,从电场中获取能量,最后从加速器边缘离开加速器,选项A、D正确。
(广东卷)9.带电粒子进入云室会使云室中的气体电离,从而显示其运动轨迹.图是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹,a和b是轨迹上的两点,匀强磁场B垂直纸面向里.该粒子在运动时,其质量和电量不变,而动能逐渐减少,下列说法正确的是
A.粒子先经过a点,再经过b点
B.粒子先经过b点,再经过a点
C.粒子带负电
D.粒子带正电
【答案】AC
【解析】由可知,粒子的动能越小,圆周运动的半径越小,结合粒子运动轨迹可知,粒子选经过a点,再经过b点,选项A正确。根据左手定则可以判断粒子带负电,选项C正确。
2008年高考试题分类汇编之《力、物体平衡》
(天津卷)19.在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A,A与竖直墙之间放一光滑圆球B,整个装置处于静止状态。现对B加一竖直向下的力F,F的作用线通过球心,设墙对B的作用力为F1,B对A的作用力为F2,地面对A的作用力为F3。若F缓慢增大而整个装置仍保持静止,截面如图所示,在此过程中
A.F1保持不变,F3缓慢增大
B.F1缓慢增大,F3保持不变
C.F2缓慢增大,F3缓慢增大
D.F2缓慢增大,F3保持不变
答案:C
【解析】力F产生了两个作用效果,一个是使B压紧竖直墙面的力F1,一个是压紧A的力F2,用整体法进行分析,可知F1和F3的大小相等,当力F缓慢增大时,合力的方向和两个分力的方向都没有发生变化,所以当合力增大时两个分力同时增大,C正确
(宁夏卷)(2)(10分)
(Ⅰ)当木条A端刚刚离开斜面时,受力情况如图a所示。设斜面倾角为?,根据力矩平衡条件,若满足条件

木条就不会脱离斜面。根据题意

联立①②并代入已知条件得

(Ⅱ)设G为木条重心,由题意可知

当木条A端刚刚离开斜面时,受力情况如图下所示。
由(Ⅰ)中的分析可知,若满足
> ⑤
木条就不会脱离斜面。联立②④⑤并代入已知条件得
>0.25 m ⑥
本题考查力矩平衡条件,确定支点利用力矩平衡条件列方程即可。
(山东卷)16、用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体,静止时弹簧伸长量为L 。现用该弹簧沿斜面方向拉住质里为2 m的物体,系统静止时弹簧伸长量也为L 。斜面倾角为30°,如图所示。则物体所受摩擦力
A.等干零
B.大小为mg,方向沿斜面向下
C.大小为mg,方向沿斜面向上
D. 大小为mg,方向沿斜面向上
答案:16A
解析:竖直挂时,当质量为2m放到斜面上时,,因两次时长度一样,所以也一样。解这两个方程可得,物体受到的摩擦力为零,A正确。
【高考考点】斜面上物体受力分析
【易错提醒】不注意前题条件,有可能得出B选项
【备考提示】 受力分析是高考的必考内容,也是学好物理的首要条件,所以对于受力分析基本技能的掌握,要求学生全面掌握。
(上海卷)7.如图所示,一根木棒AB在O点被悬挂起来,AO=OC,在A、C两点分别挂有两个和三个钩码,木棒处于平衡状态。如在木棒的A、C点各增加一个同样的钩码,则木棒
(A)绕O点顺时针方向转动
(B)绕O点逆时针方向转动
(C)平衡可能被破坏,转动方向不定
(D)仍能保持平衡状态
答案:D
【解析】:设木板AO段重力G1,重心离O点L1,木板BO段重力G2,重心离O点L2,AO长度l,由力矩平衡条件:G1L1+2Gl = G2L2+3Gl ,当两边各挂一个钩码后,等式依然成立:G1L1+3Gl = G2L2+4Gl ,即只要两边所增加挂钩码个数相同,依然能平衡。
(广东理科基础)6.如图2所示,质量为m的物体悬挂在轻质的支架上,斜梁OB与竖直方向的夹角为θ。设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和F2。以下结果正确的是
A.      B.
C.      D.
【答案】D
【解析】以O点为研究对象,受力如图所示:
由受力图可得

故选项D正确。
(广东理科基础)9.探究弹力和弹簧伸长的关系时,在弹性限度内,悬挂15N重物时,弹簧长度为0.16m;悬挂20N重物时,弹簧长度为0.18m,则弹簧的原长L原和劲度系统k分别为
A.L原=0.02m k=500N/m
B.L原=0.10m k=500N/m
C.L原=0.02m k=250N/m
D.L原=0.10m k=250N/m
【答案】B
【解析】根据胡克定律可得。设弹簧的原长为,则有,解得=0.10m,故选项B正确。
(上海卷理科综合)42.汽车、火车、飞机在行使中都会因某些因素而影响其速度,所以高速运行的交通工具的头部一般呈流线型,主要是为了减少_______________。
【答案】阻力
【解析】略
2008年高考试题分类汇编之《动量与能量》
(全国卷1)24.(18分)
图中滑块和小球的质量均为m,滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动,小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连,轻绳长为l。开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑块均静止。现将小球由静止释放,当小球到达最低点时,滑块刚好被一表面涂有粘性物质的固定挡板粘住,在极短的时间内速度减为零,小球继续向左摆动,当轻绳与竖直方向的夹角θ=60°时小球达到最高点。求
(1)从滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程中,挡板阻力对滑块的冲量;
(2)小球从释放到第一次到达最低点的过程中,绳的拉力对小球做功的大小。
解析:(1)对系统,设小球在最低点时速度大小为v1,此时滑块的速度大小为v2,滑块与挡板接触前
由系统的机械能守恒定律:mgl = mv12 +mv22 ①
由系统的水平方向动量守恒定律:mv1 = mv2 ②
对滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程中,挡板阻力对滑块的冲量为:
I = mv2 ③
联立①②③解得I = m 方向向左 ④
(2)小球释放到第一次到达最低点的过程中,设绳的拉力对小球做功的大小为W,对小球由动能定理:
mgl+W = mv12 ⑤
联立①②⑤解得:W =-mgl,即绳的拉力对小球做负功,大小为mgl 。
(全国卷2)18. 如图,一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳两端各系一小球a和b.a球质量为m,静置于地面;b球质量为3m, 用手托住,高度为h,此时轻绳刚好拉紧.从静止开始释放b后,a可能达到的最大高度为
A.h
B.1.5h
C.2h
D.2.5h
答案:B
解析:在b落地前,a、b组成的系统机械能守恒,且a、b两物体速度大小相等,根据机械能守恒定律可知:,b球落地时,a球高度为h,之后a球向上做竖直上抛运动,过程中机械能守恒,,所以a可能达到的最大高度为1.5h,B项正确。
(全国卷2)23.(15分)如图, 一质量为M的物块静止在桌面边缘, 桌面离水平面的高度为h.一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后, 以水平速度v0/2射出. 重力加速度为g. 求
(1)此过程中系统损失的机械能;
(2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离。
解析:(1)设子弹穿过物块后的速度为V,由动量守恒得
……………………① (3分)
解得:…………………………②
系统损失的机械能为:……………………③ (3分)
由②③两式可得:…………………………④ (3分)
(2)设物块下落到地面所需时间为t,落地点距桌面边缘的水平距离为s,
则:……………………⑤ (2分)
…………………………⑥ (2分)
由②⑤⑥三式可得:……………………⑦ (2分)
(北京卷)23.(18分)风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能(气流的功能)转化为电能的装置,其主要部件包括风轮机、齿轮箱,发电机等。如图所示。
(1)利用总电阻的线路向外输送风力发电机产生的电能。输送功率,输电电压,求异线上损失的功率与输送功率的比值;
(2)风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积。设空气密度为p,气流速度为v,风轮机叶片长度为r。求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm;
在风速和叶片数确定的情况下,要提高风轮机单位时间接受的风能,简述可采取的措施。
(3)已知风力发电机的输出电功率P与Pm成正比。某风力发电机的风速v19m/s时能够输出电功率P1=540kW。我国某地区风速不低于v2=6m/s的时间每年约为5000小时,试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时。
解析:(1)导线上损失的功率为P=I2R=(
损失的功率与输送功率的比值
(2)(2)风垂直流向风轮机时,提供的风能功率最大.
单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为pvS,S=r2
风能的最大功率可表示为
P风=
采取措施合理,如增加风轮机叶片长度,安装调向装置保持风轮机正面迎风等。
(3)按题意,风力发电机的输出功率为P2=kW=160 kW
最小年发电量约为W=P2t=160×5000 kW·h=8×105kW·h
(北京卷)24.(20分)有两个完全相同的小滑块A和B,A沿光滑水平面以速度v0与静止在平面边缘O点的B发生正碰,碰撞中无机械能损失。碰后B运动的轨迹为OD曲线,如图所示。
(1)已知滑块质量为m,碰撞时间为,求碰撞过程中A对B平均冲力的大小。
(2)为了研究物体从光滑抛物线轨道顶端无初速下滑的运动,特制做一个与B平抛轨道完全相同的光滑轨道,并将该轨道固定在与OD曲线重合的位置,让A沿该轨道无初速下滑(经分析,A下滑过程中不会脱离轨道)。
a.分析A沿轨道下滑到任意一点的动量pA与B平抛经过该点的动量pB的大小关系;
b.在OD曲线上有一M点,O和M两点连线与竖直方向的夹角为45°。求A通过M点时的水平分速度和竖直分速度。
解析:(1)滑动A与B正碰,满足
mvA-mVB=mv0 ①

由①②,解得vA=0, vB=v0,
根据动量定理,滑块B满足 F·t=mv0
解得
(2)a.设任意点到O点竖直高度差为d.
B由O点分别运动至该点过程中,只有重力做功,所以机械能守恒。
选该任意点为势能零点,有
EA=mgd,EB= mgd+
由于p=,有
即 PAA下滑到任意一点的动量总和是小于B平抛经过该点的动量。
b.以O为原点,建立直角坐标系xOy,x轴正方向水平向右,y轴正方向竖直向下,则对B有
x=v0t·y=gt2
B的轨迹方程 y=
在M点x=y,所以 y= ③
因为A、B的运动轨迹均为OD曲线,故在任意一点,两者速度方向相同。设B水平和竖直分速度大小分别为和,速率为vB;A水平和竖直分速度大小分别为和,速率为vA,则

B做平抛运动,故 ⑤
对A由机械能守恒得vA= ⑥
由④⑤⑥得
将③代入得
(天津卷)24.(18分)光滑水平面上放着质量mA=1kg的物块A与质量mB=2kg的物块B,A与B均可视为质点,A靠在竖直墙壁上,A、B间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A、B均不拴接),用手挡住B不动,此时弹簧弹性势能EP=49J。在A、B间系一轻质细绳,细绳长度大于弹簧的自然长度,如图所示。放手后B向右运动,绳在短暂时间内被拉断,之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道,其半径R=0.5m,B恰能到达最高点C。取g=10m/s2,求
(1)绳拉断后瞬间B的速度vB的大小;
(2)绳拉断过程绳对B的冲量I的大小;
(3)绳拉断过程绳对A所做的功W。
解析:(1)设B在绳被拉断后瞬间的速度为,到达C点时的速度为,有
(1)
(2)
代入数据得
(3)
(2)设弹簧恢复到自然长度时B的速度为,取水平向右为正方向,有
(4)
(5)
代入数据得 其大小为4NS (6)
(3)设绳断后A的速度为,取水平向右为正方向,有
(7)
代入数据得 (9)
(四川卷)25.(20分)
一倾角为θ=45°的斜血固定于地面,斜面顶端离地面的高度h0=1m,斜面底端有一垂直于斜而的固定挡板。在斜面顶端自由释放一质量m=0.09kg的小物块(视为质点)。小物块与斜面之间的动摩擦因数μ=0.2。当小物块与挡板碰撞后,将以原速返回。重力加速度g=10 m/s2。在小物块与挡板的前4次碰撞过程中,挡板给予小物块的总冲量是多少?
25、解析:
解法一:设小物块从高为h处由静止开始沿斜面向下运动,到达斜面底端时速度为v。
由功能关系得

以沿斜面向上为动量的正方向。按动量定理,碰撞过程中挡板给小物块的冲量

设碰撞后小物块所能达到的最大高度为h’,则

同理,有


式中,v’为小物块再次到达斜面底端时的速度,I’为再次碰撞过程中挡板给小物块的冲量。由①②③④⑤式得

式中 ⑦
由此可知,小物块前4次与挡板碰撞所获得的冲量成等比级数,首项为

总冲量为

由 ⑩
得 ⑾
代入数据得 N·s ⑿
解法二:设小物块从高为h处由静止开始沿斜面向下运动,小物块受到重力,斜面对它的摩擦力和支持力,小物块向下运动的加速度为a,依牛顿第二定律得

设小物块与挡板碰撞前的速度为v,则

以沿斜面向上为动量的正方向。按动量定理,碰撞过程中挡板给小物块的冲量为

由①②③式得

设小物块碰撞后沿斜面向上运动的加速度大小为a’, 依牛顿第二定律有

小物块沿斜面向上运动的最大高度为

由②⑤⑥式得 ⑦
式中 ⑧
同理,小物块再次与挡板碰撞所获得的冲量

由④⑦⑨式得 ⑩
由此可知,小物块前4次与挡板碰撞所获得的冲量成等比级数,首项为

总冲量为 ⑿
由 ⒀
得 ⒁
代入数据得 N·s ⒂
(江苏卷)7.如图所示,两光滑斜面的倾角分别为30°和45°,质量分别为2m和m的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接(不计滑轮的质量和摩擦),分别置于两个斜面上并由静止释放;若交换两滑块位置,再由静止释放.则在上述两种情形中正确的有
A.质量为2m的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用
B.质量为m的滑块均沿斜面向上运动
C.绳对质量为m滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力
D.系统在运动中机械能均守恒
答案:BD
解析:考查受力分析、连接体整体法处理复杂问题的能力。每个滑块受到三个力:重力、绳子拉力、斜面的支持力,受力分析中应该是按性质分类的力,沿着斜面下滑力是分解出来的按照效果命名的力,A错;对B选项,物体是上滑还是下滑要看两个物体的重力沿着斜面向下的分量的大小关系,由于2m质量的滑块的重力沿着斜面的下滑分力较大,故质量为m的滑块必定沿着斜面向上运动,B对;任何一个滑块受到的绳子拉力与绳子对滑块的拉力等大反向,C错;对系统除了重力之外,支持力对系统每个滑块不做功,绳子拉力对每个滑块的拉力等大反向,且对滑块的位移必定大小相等,故绳子拉力作为系统的内力对系统做功总和必定为零,故只有重力做功的系统,机械能守恒,D对。
(江苏卷)9.如图所示.一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b,跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上,质量为3m的a球置于地面上,质量为m的b球从水平位置静止释放.当a球对地面压力刚好为零时,b球摆过的角度为.下列结论正确的是
A. =90°
B. =45°
C.b球摆动到最低点的过程中,重力对小球做功的功率先增大后减小
D.b球摆动到最低点的过程中,重力对小球做功的功率一直增大
答案AC
解析:考查向心加速度公式、动能定理、功率等概念和规律。设b球的摆动半径为R,当摆过角度θ时的速度为v,对b球由动能定理:mgRsinθ= mv2,此时绳子拉力为T=3mg,在绳子方向由向心力公式:T-mgsinθ = m,解得θ=90°,A对B错;故b球摆动到最低点的过程中一直机械能守恒,竖直方向的分速度先从零开始逐渐增大,然后逐渐减小到零,故重力的瞬时功率Pb = mgv竖 先增大后减小,C对D错。
(重庆卷)17.下列与能量有关的说法正确的是
卫星绕地球做圆周运动的半径越大,动能越大
从同种金属逸出的光电子的最大初动能随照射光波长的减小而增大
做平抛运动的物体在任意相等时间内动能的增量相同
在静电场中,电场线越密的地方正电荷的电势能一定越高
答案:B
解析:本题考查能量有关的问题,本题为较难的题目。卫星绕地球做圆周运动中,半径越大,其速度越小,其动能也就越小;根据光电效应方程有:,对于同 一种金属而言,W是一定的,所以入射光的波长减小,其最大初动能增大;做平抛运动的物体,其动能的变化量为:,所以任意相等时间内动能的增量不相等;在静电场中,电场线越密的在地方,其电场强度越大,但其电势可为正,也可为负,所以正电荷在电场线越密的在地方,其电势能并不一定越大。
(重庆卷)24.(19分)题24图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒,筒中有一劲度为k的轻弹簧,其下端固定,上端连接一质量为m的薄滑块,圆筒内壁涂有一层新型智能材料——ER流体,它对滑块的阻力可调.起初,滑块静止,ER流体对其阻力为0,弹簧的长度为L,现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下,与滑块碰撞后粘在一起向下运动.为保证滑块做匀减速运动,且下移距离为时速度减为0,ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变.试求(忽略空气阻力):
(1)下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能;
(2)滑块向下运动过程中加速度的大小;
(3)滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小.
解析:(1)设物体下落末速度为v0,由机械能守恒定律

设碰后共同速度为v1,由动量守恒定律
2mv1=mv0

碰撞过程中系统损失的机械能力
(2)设加速度大小为a,有

得 
(3)设弹簧弹力为FN,ER流体对滑块的阻力为FER
受力分析如图所示
FS=kx
x=d+mg/k
(宁夏卷)
18.一滑块在水平地面上沿直线滑行,t=0时其速度为1 m/s。从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平面作用F,力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图a和图b所示。设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的功分别为则以下关系正确的是
A.
B.
C.
D.
答案:B
解析:本题考查v-t图像、功的概念。力F做功等于每段恒力F与该段滑块运动的位移(v-t图像中图像与坐标轴围成的面积),第1秒内,位移为一个小三角形面积S,第2秒内,位移也为一个小三角形面积S,第3秒内,位移为两个小三角形面积2S,故W1=1×S,W2=1×S,W3=2×S,W1<W2<W3 。
(宁夏卷)(2)(9分)某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律。图中两摆摆长相同,悬挂于同一高度,A、B两摆球均很小,质量之比为1∶2。当两摆均处于自由静止状态时,其侧面刚好接触。向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45°角,然后将其由静止释放。结果观察到两摆球粘在一起摆动,且最大摆角成30°。若本实验允许的最大误差为±4%,此实验是否成功地验证了动量守恒定律?
解析:设摆球A、B的质量分别为、,摆长为l,B球的初始高度为h1,碰撞前B球的速度为vB.在不考虑摆线质量的情况下,根据题意及机械能守恒定律得


设碰撞前、后两摆球的总动量的大小分别为P1、P2。有
P1=mBvB ③
联立①②③式得

同理可得

联立④⑤式得

代入已知条件得

由此可以推出
≤4% ⑧
所以,此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律。
本题要求验证碰撞中的动量守恒定律及碰撞前与碰撞后的机械能守恒定律。
(山东卷)24 . (15分)某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道,其中“2008”,四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,固定在竖直平面内(所有数宇均由圆或半圆组成,圆半径比细管的内径大得多),底端与水平地面相切。弹射装置将一个小物体(可视为质点)以v=5m/s的水平初速度由a点弹出,从b 点进人轨道,依次经过“8002 ”后从p 点水平抛出。小物体与地面ab段间的动摩擦因数μ=0.3 ,不计其它机械能损失。已知ab段长L=1 . 5m,数字“0”的半径R=0.2m,小物体质量m=0 .0lkg ,g=10m/s2 。求:
( l )小物体从p 点抛出后的水平射程。
( 2 )小物体经过数字“0”的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向。
解析:( l )设小物体运动到p 点时的速度大小为v,对小物体由a 运动到p 过程应用动能定理得-μmgL-2Rmg=mv2-mv02 ①
小物体自p 点做平抛运动,设运动时间为:t,水平射程为:s则
2R=gt2 ②
s=vt ③
联立①②③式,代人数据解得
s=0.8m ④
( 2 )设在数字“0”的最高点时管道对小物体的作用力大小为F .取竖直向下为正方向
F+mg=  ⑤
联立①⑤式,代人数据解得
F=0.3N ⑥
方向竖直向下
(山东卷)(2)一个物体静置于光滑水平面上,外面扣一质量为M的盒子,如图l所示。现给盒子一初速度v0,此后,盒子运动的v一t图象呈周期性变化,如图2所示。请据此求盒内物体的质量。
解析:设物体的质童为m,t0时刻受盒子碰撞获得速度v,根据动量守恒定律
Mv0=mv ①
3t0时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为v0,说明碰撞是弹性碰撞
Mv02 = mv2 ②
联立①②解得
m=M ③
(也可通过图象分析得出v0=v ,结合动量守恒,得出正确结果)
(上海卷)3B.某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380V,则该交流电电压的最大值为____V。当吊车以0.1m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×103kg的集装箱时,测得电动机的电流为20A,电动机的工作效率为______。(g取10m/s2)
答案:380,75%
解析:输入电压380V为有效值,则最大值为380V;电动机对集装箱做功的功率P = mgv = 5.7×103×10×0.1W= 5.7×103W,电动机消耗电功率P总=380×20W=7.6×103W,故电动机的工作效率为η =  =75%
(上海卷)8.物体做自由落体运动,Ek代表动能,Ep代表势能,h代表下落的距离,以水平地面为零势能面。下列所示图像中,能正确反映各物理量之间关系的是
答案:B
解析:由机械能守恒定律:EP=E-EK,故势能与动能的图像为倾斜的直线,C错;由动能定理:EK =mgh=mv2=mg2t2,则EP=E-mgh,故势能与h的图像也为倾斜的直线,D错;且EP=E-mv2,故势能与速度的图像为开口向下的抛物线,B对;同理EP=E-mg2t2,势能与时间的图像也为开口向下的抛物线,A错。
(上海卷)21.(12分)总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下,经过2s拉开绳索开启降落伞,如图所示是跳伞过程中的v-t图,试根据图像求:(g取10m/s2)
(1)t=1s时运动员的加速度和所受阻力的大小。
(2)估算14s内运动员下落的高度及克服阻力做的功。
(3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间。
解析:(1)从图中可以看邮,在t=2s内运动员做匀加速运动,其加速度大小为
m/s2=8m/s2
设此过程中运动员受到的阻力大小为f,根据牛顿第二定律,有mg-f=ma
得 f=m(g-a)=80×(10-8)N=160N
(2)从图中估算得出运动员在14s内下落了
39.5×2×2m=158
根据动能定理,有
所以有 =(80×10×158-×80×62)J≈1.25×105J
(3)14s后运动员做匀速运动的时间为
s=57s
运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间
t总=t+t′=(14+57)s=71s
(海南卷)3、如图,一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点,另一端系一小球.给小球一足够大的初速度,使小球在斜面上做圆周运动.在此过程中,
A.小球的机械能守恒
B.重力对小球不做功
C.绳的张力对小球不做功
D.在任何一段时间内,小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少
答案:C
解析:斜面粗糙,小球受到重力、支持力、摩擦力、绳子拉力,由于除重力做功外,摩擦力做负功,机械能减少,A、B错;绳子张力总是与运动方向垂直,故不做功,C对;小球动能的变化等于合外力做功,即重力与摩擦力做功,D错。
(海南卷)⑵(8分)一置于桌面上质量为M的玩具炮,水平发射质量为m的炮弹.炮可在水平方向自由移动.当炮身上未放置其它重物时,炮弹可击中水平地面上的目标A;当炮身上固定一质量为M0的重物时,在原发射位置沿同一方向发射的炮弹可击中水平地面上的目标B.炮口离水平地面的高度为h.如果两次发射时“火药”提供的机械能相等,求B、A两目标与炮弹发射点之间的水平距离之比。
解析:由动量守恒定律和能量守恒定律得:


解得:
炮弹射出后做平抛,有:

解得目标A距炮口的水平距离为:
同理,目标B距炮口的水平距离为:

解得:
(广东文科基础)60.汽车沿一段坡面向下行驶,通过刹车使速度逐渐减小,在刹车过程中
A.重力势能增加 B.动能增加 C.重力做负功 D.机械能不守恒
答案:D
解析:向下运动,高度在降低,重力势能在减小,选项A错误。向下运动,重力做正功,选项C错误。已知刹车时速度在减小,所以动能减小,选项B错误。刹车过程,摩擦力做负功,发热了,所以机械能减小,选项D正确。
(广东理科基础)11.一个25kg的小孩从高度为3.0m的滑梯顶端由静止开始滑下,滑到底端时的速度为2.0m/s。取g=10m/s2,关于力对小孩做的功,以下结果正确的是
A.合外力做功50J      B.阻力做功500J
C.重力做功500J      D.支持力做功50J
答案:A
解析:合外力做功等于小孩动能的变化量,即=50J,选项A正确。重力做功为750J,阻力做功-250J,支持力不做功,选项B、C、D错误。
(广东卷)3.运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程,将人和伞看成一个系统,在这两个过程中,下列说法正确的是
A.阻力对系统始终做负功
B.系统受到的合外力始终向下
C.重力做功使系统的重力势能增加
D.任意相等的时间内重力做的功相等
答案:A
解析:在两个过程中,阻力始终对系统做负功,选项A正确。加速下降时,系统受到的合力向下,加速运动时,系统受到的合力向上,选项B错误。两个过程中,重力始终做负功,系统的重力势能减少,选项C错误。在任意相等时间内,系统下降的高度不相等,故重力做功不相等,选项D错误。
(广东卷)11.某同学对着墙壁练习打网球,假定球在墙面上以25m/s的速度沿水平方向反弹,落地点到墙面的距离在10m至15m之间,忽略空气阻力,取g=10m/s2,球在墙面上反弹点的高度范围是
A.0.8m至1.8m B.0.8m至1.6m
C.1.0m至1.6m D.1.0m至1.8m
答案:A
解析;网球反弹后的速度大小几乎不变,故反弹后在空中运动的时间在0.4s~0.6s之间,在这个时间范围内,网球下落的高度为0.8m至1.8m,由于竖直方向与地面作用后其速度大小也几乎不变,故还要上升同样的高度,故选项A正确。
(广东卷)17.(18分)
(1)为了响应国家的“节能减排”号召,某同学采用了一个家用汽车的节能方法.在符合安全行驶要求的情况下,通过减少汽车后备箱中放置的不常用物品和控制加油量等措施,使汽车负载减少.假设汽车以72 km/h的速度匀速行驶时,负载改变前、后汽车受到的阻力分别为2 000 N和1950 N,请计算该方法使汽车发动机输出功率减少了多少?
(2)有一种叫“飞椅”的游乐项目,示意图如图所示,长为L的钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为r的水平转盘边缘,转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动.当转盘以角速度ω匀速转动时,钢绳与转轴在同一竖直平面内,与竖直方向的夹角为θ,不计钢绳的重力,求转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系.
解析:(1),由得
① ②

(2)设转盘转动角速度时,夹角θ夹角θ
座椅到中心轴的距离: ①
对座椅分析有: ②
联立两式 得
(广东卷)20.(17分)如图所示,固定的凹槽水平表面光滑,其内放置U形滑板N,滑板两端为半径R=0.45 m的1/4圆弧而,A和D分别是圆弧的端点,BC段表面粗糙,其余段表面光滑,小滑块P1和P2的质量均为m,滑板的质量M=4 m.P1和P2与BC面的动摩擦因数分别为和,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,开始时滑板紧靠槽的左端,P2静止在粗糙面的B点,P1以v0=4.0 m/s的初速度从A点沿弧面自由滑下,与P2发生弹性碰撞后,P1处在粗糙面B点上,当P2滑到C点时,滑板恰好与槽的右端碰撞并与槽牢固粘连,P2继续滑动,到达D点时速度为零,P1与P2视为质点,取g=10 m/s2.问:
(1)P2在BC段向右滑动时,滑板的加速度为多大?
(2)BC长度为多少?N、P1和P2最终静止后,P1与P2间的距离为多少?
解析:(1)P1滑到最低点速度为,由机械能守恒定律有:
解得:
P1、P2碰撞,满足动量守恒,机械能守恒定律,设碰后速度分别为、

解得: =5m/s
P2向右滑动时,假设P1保持不动,对P2有:(向左)
对P1、M有:
此时对P1有:,所以假设成立。
(2)P2滑到C点速度为,由 得
P1、P2碰撞到P2滑到C点时,设P1、M速度为v,对动量守恒定律:
解得:
对P1、P2、M为系统:
代入数值得:
滑板碰后,P1向右滑行距离:
P2向左滑行距离:
所以P1、P2静止后距离:
同课章节目录