一、选择题
1. 某同学自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,该同学应将
A. 左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉 B. 左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉
C. 左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉 D. 左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉 【答案】AD 【
解析】
【名师点睛】此题是电动机原理,主要考查学生对物理规律在实际生活中的运用能力;关键是通过分析电流方向的变化分析安培力的方向变化情况。
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2. 图中a、b、c是匀强电场中同一平面上的三个点,各点的电势分别是Ua=5V,Ub=2V,Uc=3V,则在下列各示意图中能表示该电场强度的方向是( )
【答案】D
3. 在阳台上,将一个小球以v=15m/s初速度竖直上抛,则小球到达距抛出点
h=10m的位置所经历的时间为(g=10m/s2) A. 1s B. 2s C. 【答案】ABC
4. 用一根绳子竖直向上拉一个物块,物块从静止开始运动,绳子拉力的功率按如图所示规律变化,0~to时间内物块做匀加速直线运动,to时刻后物体继续加速,t1时刻物块达到最大速度。已知物块的质量为m,重力加速度为g,则下列说法正确的是
317s D. (2+6)s 2
A. 物块始终做匀加速直线运动 B. 0~t0时间内物块的加速度大小为C. to时刻物块的速度大小为
D. 0~t1时间内绳子拉力做的总功为【答案】D
【解析】由图可知在0-t0时间内物块做匀加速直线运动,t0时刻后功率保持不变,根据P=Fv知,v增大,F减小,物块做加速度减小的加速运动,当加速度减小到零,物体做匀速直线运动,故A错误;根据P0=Fv=Fat,由牛顿第二定律得:F=mg+ma,联立可得:P=(mg+ma)at,由此可知图线的斜率为:知
,故B错误;在t1时刻速度达到最大,F=mg,则速度:
,可
,
,可知t0时刻物块的速度大小小于
故C错误;在P-t图象中,图线围成的面积表示牵引力做功的大小即:,故D正确。所以D正
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确,ABC错误。
5. 如图所示,电压表看作理想电表,电源电动势为E,内阻为r,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时(灯丝电阻不变),下列说法正确的是 A.灯泡L1变暗 B.小灯泡L2变亮 C.电容器带电量减小 D.电压表读数变大 【答案】CD
6. 如图所示,一通电直导线位于匀强磁场中,导线与磁场方向垂直,磁场感应强度B=0.1T,导线长度L=0.2m,当导线中的电流I=1A时,该导线所培力的大小
的磁受安
A. 0.02N B. 0.03N C. 0.04N D. 0.05N 【答案】A
【解析】解:导线与磁场垂直,导线受到的安培力为: F=BIL=0.1×1×0.2=0.02N,故BCD错误,A正确. 故选:A
【点评】本题比较简单,考查了安培力的大小计算,应用公式F=BIL时注意公式适用条件和公式中各个物理量的含义
7. 甲、乙两物体在同一直线上做直线运动的速度﹣时间图象如图所示,则( )
A. 前3秒内甲、乙运动方向相反 B. 前3秒内甲的位移大小是9m
C. 甲、乙两物体一定是同时同地开始运动 D. t=2s时,甲、乙两物体可能恰好相遇 【答案】BD
8. 如图所示,竖直平行线MN、PQ间距离为a,其间存在垂直纸面向里的匀强磁场(含边界PQ),磁感应
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MN上O处的粒子源能沿不同方向释放比荷为q/m的带负电粒子,强度为B,速度大小相等、方向均垂直磁场。粒子间的相互作用及重力不计。设粒子速度方向与射线OM夹角为θ,当粒子沿θ=60°射入时,恰好垂直PQ射出。则
A.从PQ边界射出的粒子在磁场中运动的最短时间为B.沿θ=120°射入的粒子,在磁场中运动的时间最长 C.粒子的速率为
x-kw
D.PQ边界上有粒子射出的长度为
【答案】BD
【解析】粒子在磁场中运动过程中,洛伦兹力充当向心力,运动半径因为所有粒子和速度都相同,
故所有粒子的运动半径都一样,当粒子沿θ=60°射入时,恰好垂直PQ射出,可得,故
,解得,当粒子轨迹与PQ边界相切时,轨迹最长,运动时间最长,此时根据几何知识可
,B正确,C
得θ=120°,此时是粒子打在PQ边界上的最低的点,故相对Q的竖直位移为
错误;由于v一定,则弧长最短时,时间最短,根据分析可知当粒子沿着边界MN方向向上射入时最短,此时
圆心在MN上,θ=30°,所以,此时是粒子打在边界PQ的最上端,根据几何知识可得
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该点相对O点竖直位移为误,D正确。
,故PQ边界上有粒子射出的长度为,A错
9. 人用绳子通过定滑轮拉物体A,A穿在光滑的竖直杆上,当以速度v0匀速地拉绳使物体A到达如图所示位置时,绳与竖直杆的夹角为θ,则物体A实际运动的速度是
A.v0sin θ C.v0cos θ
【答案】D
B.
D.
【解析】 由运动的合成与分解可知,物体A参与两个分运动:一个是沿着与它相连接的绳子的运动,另一个是垂直于绳子斜向上的运动。而物体A实际运动轨迹是沿着竖直杆向上的,这一轨迹所对应的运动就是物体A的合运动,它们之间的关系如图所示。由几何关系可得
,所以D项正确。
10.
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如图,一充电后的平行板电容器的两极板相距l。在正极板附近有一质量为M、电荷量为q(q>0)的粒子;在负极板附近有另一质量为m、电荷量为-q的粒子。在电场力的作用下,两粒子同时从静止开始运动。已知
2
两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距l的平面。若两粒子间相互作用力可忽略,不计重力,则M∶m为
5( )
A.3∶2 C.5∶2 【答案】 A
【解析】 设极板间电场强度为E,两粒子的运动时间相同,对M,由牛顿第二定律有:qE=MaM,由运动学
21
公式得:l=aMt2;
52对m,由牛顿第二定律有qE=mam
31
根据运动学公式得:l=amt2
52M3
由以上几式解之得:=,故A正确。
m2
11.已知O是等量同种点电荷连线的中点,取无穷远处为零电势点。则下列说法中正确的是
A. O点场强为零,电势不为零 B. O点场强、电势都为零
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B.2∶1 D.3∶1
C. O点场强不为零,电势为零 D. O点场强、电势都不为零 【答案】A 【解析】
点睛:本题关键要知道等量同种电荷的电场线和等势面分布情况,特别是两个电荷两线和中垂线上各点的场强和电势情况.
12.(2017武昌模拟)一质量为m的带电小球,在竖直方向的匀强电场中以水平速度抛出,小球的加速度竖直向下,大小为2g/3,空气阻力不计。小球在下落h个过程中,关于其能量的变化,下列说法中正确的是 A.动能增加了mgh/3 B.电势能增加了mgh/3 C.重力势能减少了2mgh/3 D.机械能减少了mgh/3 【答案】BD 【
解
析
】
13.如图所示,圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确
a b 的是( ) c A.a粒子动能最大
A B.c粒子速率最大
C.c粒子在磁场中运动时间最长 D.它们做圆周运动的周期TaTbTc 【答案】B
O 第 7 页,共 11 页
14.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.
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【解析】
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。
15.如图所示,一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上,右侧放置一个电荷量为+Q的点电荷,点电荷与金属球球心处在同一水平线上,且点电荷到金属球表面的最近距离为2r。达到静电平衡后,下列说法正确的是
,在1~2 s内,
,物体从
,
,2~3 s内重复0~1 s内运动情况,3~4 s
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A. 金属球左边会感应出正电荷,右边会感应出负电荷,所以左侧电势比右侧高 B. 左侧的正电荷与右侧负电荷电量相等
C. 点电荷Q在金属球球心处产生的电场场强大小为D. 感应电荷在金属球球心处产生的电场场强为零 【答案】BC
【解析】由于静电感应,则金属球左边会感应出正电荷,右边会感应出等量的负电荷;静电平衡的导体是一个等势体,导体表面是一个等势面,所以金属球左、右两侧表面的电势相等.故A错误,B正确;点电荷Q在金属球球心处产生的电场场强大小为
,选项C正确;金属球内部合电场为零,电荷+Q与感应
电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向,所以金属球上感应电荷在球心激发的电场强度不为0,故D错误;故选BC.
点睛:处于静电感应现象的导体,内部电场强度处处为零,电荷全部分布在表面.且导体是等势体.
二、填空题
16.如图所示,在以O点为圆心、r为半径的圆形区域内,在磁感强度直纸面向里的匀强磁场,a、b、c为圆形磁场区域边界上的3点,其中∠boc=600,一束质量为m,电量为e而速率不同的电子从a点沿ao方向域,其中从bc两点的弧形边界穿出磁场区的电子,其速率取值范围【答案】
(4分)
17.如图所示,质量是m=10g的铜导线ab放在光滑的宽度为0.5m的 金属滑轨上,滑轨平面与水平面倾角为mm mm 30°,ab静止时通过电流为10A,要使ab静止,磁感强度至少等于_____,方向为______。(取g=10m/s2) 【答案】 0.01T (2分) 垂直斜面向上(2分)
为B,方向垂aob=
∠
射人磁场区是 .
3eBr 3eBr三、解答题v3mm18.如图所示,两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱C,三者半径均为R。C的质量为m,A、B的质量都为,与地面间的动摩擦因数均为μ。现用水平向右的力拉A,使A缓慢移动,直至C恰好降到地面,整个过程中B保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。求:
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(1)未拉A时,C受到B作用力的大小F; (2)动摩擦因数的最小值
;
(3)A移动的整个过程中,拉力做的功W。
【答案】(1) (2) (3)
解得
【解析】(1)C受力平衡
(2)C恰好降落到地面时,B受C压力的水平分力最大B受地面的摩擦力(3)C下降的高度 摩擦力做功的大小根据动能定理 解得
根据题意
A的位移
,解得
....
........
19.如图所示,PQ为粗糙水平面,左端P处有一固定挡板,右端Q处与以速率v0逆时针转动的水平传送带平滑连接。两滑块A、B质量均为m,A滑块与处于压缩状态的弹簧不挂接,B滑块静止在Q点。现将A滑块由静止释放,它向右运动距离L1后与B滑块碰撞,碰撞后A与B粘在一起,共同在水平传送带上继续运动,经L2距离到达传送带最右端M时速度恰好为零。已知两滑块与水平面PQ之间以及与传送带之间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g,求;
(1)A与B碰撞结束时的速度v1; (2)弹簧的最大弹性势能EP;
(3)两滑块与传送带之间因摩擦产生的热量Q。
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【答案】(1) 【
2gL2;(2) mgL14mgL2;(3)2mg(L2v0解
析
2L2) g】
(3)两物体减速到零的时间t此过程皮带向左的位移xv0t
v22L2 gg摩擦为反向运动,生热的相对位移为两着之和Q2mgL2x
2L2联立解得: Q2mgL2v0 g【点睛】考查牛顿第二定律、运动学规律、动量守恒定律、动能定理及摩擦力做功产生的热量.注意求热量时滑块相对传送带的位移,同时动量守恒定律关注方向.
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