一、选择题
1. 一个矿泉水瓶底部有一小孔。静止时用手指堵住小孔不让它漏水,假设水瓶在下述几种运动过程中没有转动且忽略空气阻力,则
A.水瓶自由下落时,小孔向下漏水
B.将水瓶竖直向上抛出,水瓶向上运动时,小孔向下漏水;水瓶向下运动时,小孔不向下漏水C.将水瓶水平抛出,水瓶在运动中小孔不向下漏水D.将水瓶斜向上抛出,水瓶在运动中小孔向下漏水
【答案】C
【解析】无论向哪个方向抛出,抛出之后的物体都只受到重力的作用,加速度为g,处于完全失重状态,此时水和容器的运动状态相同,它们之间没有相互作用,水不会流出,所以C正确。
2. .(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
A.天宫二号的运行速度小于7.9km/sB.天舟一号的发射速度大于11.2km/sC.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
】
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3. 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(
)
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
,根据欧姆定律C、
,知
,
时刻磁感应强度的变化率小于时刻的磁感应强度变化率,
,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;
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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
,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
4. 如图所示,图中实线是一簇未标明方向的点电荷的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图可作出正确判断的是( )
A.带电粒子所带电荷的电性;B.带电粒子在a、b两点的受力方向;C.带电粒子在a、b两点的加速度何处较大;D.
带电粒子在a、b两点的电势能何处较大。
【答案】BCD
5. 物体从静止开始做匀加速直线运动,第3秒内通过的位移是3m,则( )
A. 第3秒内的平均速度是3m/sB. 物体的加速度是1.2m/s2C. 前3秒内的位移是6mD. 3S末的速度是3.6m/s【答案】ABD
6. 下列各图中,运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是(A. A
B. B
C. C D. D
【答案】B
【解析】A、在磁场中,由右手定则知,正电荷受力方向应该是向上的,故A错误B、在磁场中,由右手定则知,正电荷受力方向应该是向下的,故B正确;C、正电荷在电场中受力方向与电场方向一致,故C错误;
D、正电荷在电场中受力方向和电场方向一致,应该向上,故D错误;
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)
综上所述本题答案是:B
7. 下列选项不符合历史事实的是( A、富兰克林命名了正、负电荷
B、库仑在前人工作的基础上通过库仑扭秤实验确定库仑定律C、麦克斯韦提出电荷周围存在一种特殊的物质--电场D、法拉第为了简洁形象描述电场,提出电场线这一辅助手段【答案】C
8. 如图所示电路,水平放置的平行板电容器的一个极板与滑动变阻器的滑片P相连接。电子以速度垂直于电场线方向射入并穿过平行板间的电场。在保证电子还能穿出平行板间电场的情况下,若使滑动变阻器的滑片P上移,则有关电容器极板上所带电荷量q和电子穿越平行板所需的时间t,下列说法正确的是
)
A. 电荷量q增大,时间t不变B. 电荷量q不变,时间t增大C. 电荷量q增大,时间t减小D. 电荷量q不变,时间t不变【答案】A
【解析】当滑动变阻器的滑动端P上移时,跟电容器并联的阻值增大,所以电容器的电压U增大,根据q=UC可得电量q增大;电子在平行板电容器中做类平抛运动,沿极板方向做匀速直线运动,所以运动时间:与电压的变化无关,所以时间t不变,故A正确,BCD错误。
9. 将一小球以一定的初速度竖直向上抛出并开始计时,小球所受空气阻力的大小与小球的速率成正比,已知t2时刻小球落回抛出点,其运动的v–t图象如图所示,则在此过程中
,
A.t=0时,小球的加速度最大
B.当小球运动到最高点时,小球的加速度为重力加速度gC.t2=2t1
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D.小球的速度大小先减小后增大,加速度大小先增大后减小【答案】AB【
解
析
】
【名师点睛】考虑空气阻力的竖直上抛运动,是具有向上的初速度,加速度变化的变加速直线运动,上升和下降过程并不对称,所以时间也不相等。变加速运动问题,其解题关键仍是先进行受力分析,根据牛顿第二定律进行运动状态分析。在分析变加速运动的某段过程时,虽然加速度变化、速度非线性变化,但可以使用平均值进行分析。
10.(2015·江苏南通高三期末)2012年10月15日著名极限运动员鲍姆加特纳从3.9万米的高空跳下,并成功着陆。假设他沿竖直方向下落,其v-t图象如图所示,则下列说法中正确的是(
)
A.0~t1时间内运动员及其装备机械能守恒B.t1~t2时间内运动员处于超重状态v1+v2
C.t1~t2时间内运动员的平均速度v <2
-
D.t2~t4时间内重力对运动员所做的功等于他克服阻力所做的功
【答案】BC
【解析】0~t1内速度图线的斜率在减小,说明运动员做加速度逐渐减小的加速运动,加速度方向向下,所以运动员及其装备一定受到阻力作用,机械能不守恒,故A错误;t1~t2时间内由于图象的斜率在减小,斜率为
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负值,说明加速度方向向上,根据牛顿运动定律得知运动员处于超重状态,B正确;t1~t2时间内,若运动员
v1+v2
做匀减速运动,平均速度等于,而根据“面积”表示位移得知,此过程的位移小于匀减速运动的位移,
2
-v1+v2
所以此过程的平均速度v,C正确;t2~t4时间内重力做正功,阻力做负功,由于动能减小,根据动能 <2
定理得知,外力对运动员做的总功为负值,说明重力对运动员所做的功小于他克服阻力所做的功,D错误。11.如图,一小球放置在木板与竖直墙壁之间,设墙面对球的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2,以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在此过程中
A、N1始终减小,N2始终增大B、N1始终减小,N2始终减小C、N1先增大后减小,N2始终减小D、N1先增大后减小,N2先减小后增大【答案】B【解析】
12.(多选)2013年12月2日1时30分,嫦娥三号探测器由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射,首次实现月球软着陆和月面巡视勘察。嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所示。假设嫦娥三号在环月段圆轨道和
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椭圆轨道上运动时,只受到月球的万有引力,则( )
A.若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量,则可算出月球的密度B.嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道时,应让发动机点火使其减速C.嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度D.嫦娥三号在动力下降阶段,其引力势能减小【答案】BD【解析】
13.(多选)如图所示,A、D分别是斜面的顶端、底端,B、C是斜面上的两个点,AB=BC=CD,E点在D点的正上方,与A等高。从E点以一定的水平速度抛出质量相等的两个小球,球1落在B点,球2落在C点,关于球1和球2从抛出到落在斜面上的运动过程(
)
A.球1和球2运动的时间之比为2∶1
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B.球1和球2动能增加量之比为1∶2C.球1和球2抛出时初速度之比为22∶1D.球1和球2运动时的加速度之比为1∶2【答案】BC【解析】
14.如图所示,长方形abcd长ad=0.6 m,宽ab=0.3 m,e、f分别是ad、bc 的中点,以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.25 T。一群不计重力、质量 m=3×10-7 kg、电荷量q=+2×10-3 C的带电粒子以速度υ0=5×l02 m/s从左右两侧沿垂直ad 和bc 方向射入(不考虑边界粒子),则(
)
A.从ae 边射入的粒子,出射点分布在ab边和bf边B.从ed 边射入的粒子,出射点全部分布在bf边C.从bf边射入的粒子,出射点全部分布在ae 边D.从fc边射入的粒子,全部从d点射出
【答案】ABD
15.一个物体以初速度v0从A点开始在光滑水平面上运动。一个水平力作用在物体上,物体的运动轨迹如图中实线所示,图中B为轨迹上一点,虚线是过A、B两点并与运动轨迹相切的直线,虚线和实线将水平面划分为图示的5个区域。则关于该施力物体位置的判断,下列说法中正确的是
磁场区域
A.如果这个力是引力,则施力物体一定在④区域
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B.如果这个力是引力,则施力物体一定在②区域C.如果这个力是斥力,则施力物体一定在②区域D.如果这个力是斥力,则施力物体可能在①或③区域
【答案】AC【
解
析
】
16.小型登月器连接在航天站上,一起绕月球做圆周运动,其轨道半径为月球半径的3倍,某时刻,航天站使登月器减速分离,登月器沿如图所示的椭圆轨道登月,在月球表面逗留一段时间完成科考工作后,经快速启动仍沿原椭圆轨道返回,当第一次回到分离点时恰与航天站对接,登月器快速启动时间可以忽略不计,整个过程中航天站保持原轨道绕月运行。已知月球表面的重力加速度为g,月球半径为R,不考虑月球自转的影响,则登月器可以在月球上停留的最短时间约为(
)
R gRC.1.7π
gA.4.7π【答案】 A【
解
RgR D.1.4π
gB.3.6π
析
】
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设登月器在小椭圆轨道运行的周期为T1,航天站在大圆轨道运行的周期为T2。
对登月器和航天站依据开普勒第三定律分别有T2T12T22
== ②3R32R33R3
为使登月器仍沿原椭圆轨道回到分离点与航天站实现对接,登月器可以在月球表面逗留的时间t应满足t=nT2-T1 ③(其中,n=1、2、3、…)
3R2R
联立①②③得t=6πn -4π (其中,n=1、2、3、…)
gg
R当n=1时,登月器可以在月球上停留的时间最短,即t=4.7π,故A正确。
g
17.如图所示,某人用绳通过定滑轮拉小船,设人匀速拉绳的速度为,绳某时刻与水平方向夹角为列说法正确的是
,下
A.小船将做加速直线运动B.小船将做减速直线运动C.此时小船的速度D.此时小船的速度【答案】AC
【解析】 船的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度,根据平行四边形定则,有:
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,则
错误。
因角的增大,导致增大,即船做加速运动,是变加速运动,故AC正确,BD
18.物体由静止开始沿直线运动,其加速度随时间的变化规律如图所示,取开始时的运动方向为正方向,则物体运动的v–t图象是
A. B.
C.【答案】C
D.
【解析】 在0~1 s内,物体从静止开始沿加速度方向匀加速运动,在1~2 s内,加速度反向,速度方向与加速度方向相反,所以做匀减速运动,到2 s末时速度为零。2~3 s内加速度变为正向,物体又从静止开始沿加速度方向匀加速运动,重复0~1 s内运动情况,3~4 s内重复1~2 s内运动情况。在0~1 s内静止开始正向匀加速运动,速度图象是一条直线,1 s末速度
,在1~2 s内,
,物体从
,
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物体将仍沿正方向运动,但做减速运动,2 s末时速度内重复1~2 s内运动情况,综上正确的图象为C。
2~3 s内重复0~1 s内运动情况,3~4 s,
二、填空题
19.把带电量【答案】
的电荷从A点移到B点,电场力对它做功
(1). 200
(2). -200
(3). -8×10-6
。则A、B两点间的电势差
为_______J。
为
_______V,若A点的电势为0,B点的电势为_______V,该电荷在B点具有的电势能【解析】由题意,电荷从A点移到B点时电场力做的功8×10-6J.则A、B两点间的电势差
;因UAB=φA-φB,若A点的电势为0,B点的电势为-200V;该电荷在B点具
有的电势能:
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:
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21.“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验,供选用的器材有:A.电流表(量程:0-0.6 A,RA=1 Ω)B.电流表(量程:0-3 A,RA=0.6 Ω)C.电压表(量程:0-3 V,RV=5 kΩ)D.电压表(量程:0-15 V,RV=10 kΩ)E.滑动变阻器(0-10 Ω,额定电流1.5 A)F.滑动变阻器(0-2 kΩ,额定电流0.2 A)
G.待测电源(一节一号干电池)、开关、导线若干(1)请在下边虚线框中画出本实验的实验电路图____。
(2)电路中电流表应选用____,电压表应选用____,滑动变阻器应选用____。(用字母代号填写)
(3)如图所示为实验所需器材,请按原理图连接成正确
的实验电路____。
【答案】 (1). (1)如解析图甲所示:; (2). (2)A; (3). C; (4)
. E; (5). (3)如解析图乙所示:
【解析】(1)电路如图甲所示:
由于在电路中只要电压表的内阻RV≫r,这种条件很容易实现,所以应选用该电路。
(2)考虑到待测电源只有一节干电池,所以电压表应选C;放电电流又不能太大,一般不超过0.5A,所以电
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流表应选A;滑动变阻器不能选择阻值太大的,从允许最大电流和减小实验误差的角度来看,应选择电阻较小额定电流较大的滑动变阻器E,故器材应选A、C、E。(3)如图乙所示:
三、解答题
22.如图所示,在匀强磁场中竖直放置两条足够长的平行导轨,磁场方向与导轨所在平面垂直,磁感应强度大小为B0,导轨上端连接一阻值为R的电阻和开关S,导轨电阻不计,两金属棒a和b的电阻都为R,质量分别为ma=0.02 kg和mb=0.01 kg,它们与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦地运动,若将b棒固定,开关S断开,用一竖直向上的恒力F拉a棒,稳定后a棒以v1=10 m/s的速度向上匀速运动,此时再释放b棒,b棒恰能保持静止。(g=10 m/s2)(1)求拉力F的大小;
(2)若将a棒固定,开关S闭合,让b棒自由下滑,求b棒滑行的最大速度v2;
(3)若将a棒和b棒都固定,开关S断开,使磁感应强度从B0随时间均匀增加,经0.1 s后磁感应强度增大到2B0时,a棒受到的安培力大小正好等于a棒的重力,求两棒间的距离。
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【答案】 (1)0.3 N (2)7.5 m/s (3)1 m
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【解析】
23.如图所示,竖直平面xOy内有三个宽度均为L首尾相接的电场区域ABFE、BCGF和CDHG。三个区域中分别存在方向为+y、+y、+x的匀强电场,且电场区域竖直方向无限大,其场强大小比例为2∶1∶2。现有一带正电的物体以某一初速度从坐标为(0, L)的P点射入ABFE场区,初速度方向水平向右。物体恰
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从坐标为(2L, L/2)的Q点射入CDHG场区,已知物体在ABFE区域所受电场力和所受重力大小相等,重力加速度为g,物体可以视为质点,求:
(1)物体进入ABFE区域时的初速度大小;(2)物体在ADHE区域运动的总时间;(3)物体从DH边界射出位置的坐标.【答案】(1)【
2L (2)22gLL(3)3L,2g析
】
解
在竖直方向有: 解得: v0L12a2t2 22gL2L,t22g(2)在ABEF区域.对物体进行受力分析,在竖直方向有:2qE=mg物体做匀速直线运动,有: v0gL ,2gL2L,t22g在BCGF区域,物体做类平抛运动,有: v0第 17 页,共 18 页
在Q点竖直方向速度为: vya2t2则Q点速度为: vQgLv0222v0vygL,与水平方向夹角为45°
在CDHG区域 由于2qE=mg
对物体进行受力分析,mg,与水平方向夹角为45°,与速度方向相同,物体做匀加速直线运动.运动到x轴过程,根据运动学公式,有: 解得: t322212 LvQt3a3t322Lg所以有: tt1t2t322Lg第 18 页,共 18 页
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