资源简介

(共26张PPT)
能力题提分练(一)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
一、单项选择题
1.(2023山东临沂二模)如图所示,A、B、C是等边三角形的三个顶点,O为该三角形的中心,在A点和B点分别固定电荷量均为q的正点电荷,在O点固定某未知点电荷q'后,C点的电场强度恰好为零。则O点处的点电荷q'为(　　)
A.负电荷,电荷量为-q
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2.(2023山东青岛二模)如图所示,高速公路上一辆速度为90 km/h的汽车紧贴超车道的路基行驶。驾驶员在A点发现刹车失灵,短暂反应后,控制汽车通过图中两段弧长相等的圆弧从B点紧贴避险车道左侧驶入。已知汽车速率不变,A、B两点沿道路方向距离为105 m,超车道和行车道宽度均为3.75 m,应急车道宽度为2.5 m,路面提供的最大静摩擦力是车重的 ,汽车转弯时恰好不与路面发生相对滑动,重力加速度g取10 m/s2,驾驶员的反应时间为(　　)
A.1.6 s B.1.4 s
C.1.2 s D.1.0 s
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3.(2023山东潍坊二模)某小组制作了一个空间站核心舱模型,舱的气密性良好,将舱门关闭,此时舱内气体的温度为27 ℃,压强为p0(p0为大气压强)。经过一段时间后,环境温度升高,舱内气体的温度变为37 ℃,压强为p1,此时打开舱门,缓慢放出气体,舱内气体与外界平衡,则(　　)
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
4.(2023湖南长沙二模)如图甲所示,曲面为四分之一圆弧、质量为m0的滑块静止在光滑水平地面上,一光滑小球以某一速度水平冲上滑块的圆弧面的最下端,且没有从滑块上端冲出去,若测得在水平方向上小球与滑块的速度大小分别为v1、v2,作出图像如图乙所示,重力加速度为g,不考虑任何阻力,则下列说法错误的是(　　)
D.若a>b,小球在与滑块分离后向左做平抛运动
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
a>b,v1<0,小球的速度方向向左,所以小球与滑块分离时向左做平抛运动,D正确;小球运动到最高点时,竖直方向上速度为零,在水平方向上与滑块具有相同的速度v共,在水平方向上由动量守恒定律得mv0=(m+m0)v共,解得
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
二、多项选择题
5.(2023山东临沂二模)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的质量均为 ,与地面的动摩擦因数均为μ。用水平向右的力拉A,使A向右缓慢移动直至C降到地面,B一直保持静止,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。则从A开始移动直至C将要降到地面的过程中(　　)
A.A受到地面的摩擦力大小不变
B.A受到地面的摩擦力一直增大
AD
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
6.(2023湖南长沙二模)如图所示,两根相同“Y”形等高光滑金属导轨竖直放置,顶端水平,间距为d,中间跨接一电容为C不带电的电容器,开关S断开,导体棒A水平静止于顶端,导体棒B被水平锁定在电容器的下方,两导体棒与导轨垂直且接触良好,都处在磁感应强度大小为B1、方向相反的有界匀强磁场中,虚线为两磁场的分界线(磁场未画出,其方向均垂直纸面),导体棒B初始位置离导轨末端高度为h1,现解除锁定让导体棒B由静止下落,刚脱离轨道末端瞬间立即闭合开关S,再经时间Δt后导体棒A跳离导轨顶端,上升最大高度为h2,已知两导体棒质量均为m,重力加速度为g,不计一切摩擦阻力及电阻,则(　　)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A.若h1足够大,解除锁定后导体棒B最终在导轨上做匀速运动
答案 BCD
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
三、非选择题
7.弹簧是大家在生活中比较常见的机械零件,弹簧在外力作用下发生形变,撤去外力后,弹簧就能恢复原状。很多工具和设备都是利用弹簧这一性质来工作的。实验室中有五根一模一样的弹簧,小明想测量这批弹簧的劲度系数,将弹簧等间距悬挂在水平铁架台上,如图甲所示,1号弹簧不挂钩码,2号弹簧挂1个钩码,3号弹簧挂2个钩码,依此类推,钩码均相同。
(1)为了更直观地呈现出弹力大小F与伸长量Δx的关系,小明
以1号弹簧末端指针所指的位置为原点,作出竖直的y轴及水
平的x轴,其中y轴代表　　　　,x轴代表　　　　。(均选填
“F”或“Δx”)
甲
F
Δx
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(2)为测量弹簧的伸长量,小明取来一把米尺,竖直放置在地上,米尺的100 cm刻度刚好与1号弹簧末端指针在同一水平线上,测量2号弹簧末端指针位置时,示数如图乙所示,则此时弹簧伸长量为　　　　 cm。
(3)小明依次测量3号、4号、5号弹簧的实验数据,根据测量的数据作出图像,如图丙所示,已知图中的数据均取国际单位制单位,则这些弹簧的劲度系数为　　　　 N/m。
乙
丙
4.00
50
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 (1)由题图甲知,y轴代表弹簧的伸长量Δx,x轴代表弹力大小F。
(2)由题图乙知,2号弹簧末端指针位置对应的刻度为96.00 cm,故弹簧伸长量Δx=100 cm-96.00 cm=4.00 cm。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
8.(2023江西模拟)小朋友玩的一种弹珠游戏的简化模型(俯视图)如图所示。内壁光滑、半径为R的圆形挡板固定在光滑水平面上,质量分别为m、2m、m的a、b、c弹珠(均可视为质点)静止在圆形挡板同一直径两侧,a、c两弹珠紧靠在一起。现将a、c两弹珠分别以v0和3v0的速度沿相反方向弹出,弹珠间所有的碰撞均为弹性碰撞,弹珠始终沿圆轨道运动。求:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 (1)因c弹珠速度较大,故b、c两弹珠先相碰,设碰后c弹珠的速度为v1,b弹珠的速度为v2,由动量守恒定律有
3mv0=mv1+2mv2
由能量守恒定律有
联立解得v1=-v0,v2=2v0。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(2)由分析可知,a、b两弹珠将在轨道A点发生碰撞,如图所示
设碰后a弹珠的速度为v3,b弹珠的速度为v4,由动量守恒定律有
2mv2-mv0=mv3+2mv4
由能量守恒定律有
联立解得v3=3v0,v4=0
即碰后b弹珠静止,而后速度大小为3v0的a弹珠与速度大小为v0的c弹珠迎面相撞,相撞点为圆轨道上B点,由于a、c两弹珠质量相等,碰后速度交换,即恢复到初始状态,只是弹珠a、b、c的位置沿圆轨道顺时针转过80°,这个过程中a弹珠运动的时间为
1
2
3
4
5
6
7
8
9
9.(2023山东烟台二模改编)如图所示,在xOy平面内的第一象限内存在一有界匀强磁场(未画出),磁感应强度大小为B,方向垂直于xOy平面向外;在第四象限内充满范围足够大、方向沿y轴负方向的匀强电场。一束质量为m、电荷量为+q的粒子以不同的速率从O点沿xOy竖直平面内的OP方向发射,沿直线飞行到P点时进入有界匀强磁场区域,O、P两点间的距离为L,OP连线与x轴正方向的夹角α=30°。所有粒子在离开磁场后最终都能从x轴上射出,且射出方向与x轴负方向的夹角均为β=60°,若速度最大的粒子从x轴上Q点以速度v(未知)射出,且射出之前都在磁场内运动,忽略粒子间的相互作用及粒子的重力。求:
(1)粒子在匀强磁场中运动的时间;
(2)v的大小;
(3)有界匀强磁场区域的最小面积。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
由题意可知,所有粒子经过磁场后的偏转角均为150°,则粒子在磁场中运动的时间为
(2)速度为v的粒子的运动轨迹如图所示
由几何关系可知
POsin 30°=PMsin 60°+MQcos 60°
1
2
3
4
5
6
7
8
9(共23张PPT)
基础题保分练(二)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
一、单项选择题
1.(2023山东潍坊二模)某同学做双缝干涉实验时,用波长为λ0的激光照射双缝,墙上的P点出现第3级亮条纹(中央亮条纹为第0级亮条纹)。当他改用另一种激光照射双缝时,P点变为第4级亮条纹,则该激光的波长为(　　)
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2.(2023山东临沂二模)一定质量的理想气体从状态A经过状态B和C又回到状态A,其压强p随体积V变化的关系图像如图所示,其中A→B为等温过程,C→A为绝热过程。下列说法正确的是(　　)
A.A→B过程,气体从外界吸收热量
B.B→C过程,压缩气体,气体温度升高
C.B→C过程,气体分子平均动能不变
D.C→A过程,气体分子平均动能不变
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 A→B过程为等温变化,气体内能不变,由图知气体体积增大,气体对外界做正功,即W<0,由热力学第一定律有ΔU=W+Q=0,可得Q>0,即气体从外界吸收热量,A正确;B→C过程为等压变化,气体体积减小,根据盖-吕萨克定律 =C可知气体温度降低, 分子平均动能减小,B、C错误;C→A过程为绝热过程,即Q=0,由图可知,气体体积减小,外界对气体做正功,即W>0,由热力学第一定律有ΔU=W+Q=W>0,可知气体内能增大,温度升高,气体分子平均动能增大,D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3.(2023山东烟台二模)如图甲所示,在水平向右的匀强磁场中,匝数为100的矩形线圈绕与线圈平面共面的竖直轴匀速转动,从线圈转到某一位置开始计时,线圈中的瞬时感应电动势e随时间t变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是(　　)
A.e=0时,穿过线圈的磁通量为零
B.t=0时,线圈平面与磁场方向夹角为30°
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
4.(2023山东青岛二模)如图所示,曲线是运动的电子经过点电荷Q附近形成的运动轨迹,它先后经过A、B两点,受到的静电力如图中箭头所示。已知电子只受静电力。下列说法正确的是(　　)
A.点电荷Q带负电
B.A、B两点处于电场中同一等势面上
C.电子从A点到B点,速度先减小后增大
D.电子在A点的电势能小于在B点的电势能
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 根据电子的运动轨迹以及在A、B两点的受力方向可知,点电荷Q带正电,A错误;延长FA和FB,交点处即为点电荷Q的位置,可知B点距离点电荷较近,A、B两点到点电荷的距离不相等,则A、B两点不是处于电场中同一等势面上,B错误;电子从A点到B点,静电力先做负功后做正功,则电子的速度先减小后增大,C正确;B点距离点电荷较近,即B点电势高,则电子在A点的电势能大于在B点的电势能,D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
二、多项选择题
5.(2023湖南岳阳高三模拟)如图所示,水族馆训练员在训练海豚时,将一发光小球高举在水面上方的A位置,海豚的眼睛在B位置,A位置和B位置的水平距离为3 m,A位置离水面的高度为2 m。训练员将小球向左水平抛出,不计空气阻力,入水点在B位置的正上方,入水前瞬间速度方向与水面夹角为θ。小球在A位置发出的一束光线经水面折射后到达B位置,折射光线与水平方向的夹角也为θ。已知水的折射率n= ,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。下列说法正确的是(　　)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案 AD
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
6.(2023湖南长沙二模)理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1,三只完全相同的灯泡L1、L2、L3连接如图所示。当开关 S闭合时,L2、L3均能正常发光。保持电源电压不变,断开开关S,则 (　　)
A.三只灯泡的亮度相同
B.L2、L3仍能正常发光
C.电源的输出功率变小
D.电源的输出功率变大
AC
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1,设电源电压为U,则灯泡额定
灯泡的电流相同,则亮度相同;原线圈两端电压减小,则副线圈电压减小,小于额定电压,则L2、L3不能正常发光;设灯泡额定电流为I0 ,S闭合时,原线圈电流I1'=I0,S断开后,副线圈电流减小,则原线圈电流减小,即I1'>I1,电源的输出功率P=I1U变小,A、C正确,B、D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
三、非选择题
7.(2023广东梅州二模)用一张锌片和一张铜片,中间夹一张浸过盐水的纸,并从锌片和铜片各引出一个电极,这样就制作成了一个电池。为研究该电池的特性,某同学进行了以下实验。(计算结果均保留3位有效数字)
(1)将电池按图甲所示接入电路,图中电流表的量程为0~10 mA,内阻为100 Ω;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(2)闭合开关,调节电阻箱的值,发现当R=100 Ω时,电流表的示数I如图乙所示,则I=　　　 mA;
(4)由绘出的 -R图线可知,该电池的电动势为　　　　 V,内电阻为
　　　　 Ω。
6.0
答案 见解析
1.47
47.0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 (2)电流表的示数为I=30×0.2 mA=6.0 mA。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
8.(2023广东深圳高三模拟)工人浇筑混凝土墙壁时,内部形成了一个气密性良好充满空气的空腔,墙壁导热性能良好。
(1)空腔内气体的温度变化范围为-33~47 ℃,求空腔内
气体的最小压强与最大压强之比。
(2)填充空腔前,需要测出空腔的体积。在墙上钻一个
小孔,用细管将空腔和一个带有气压传感器的汽缸连通,形成密闭空间。当汽缸内气体体积为1 L时,传感器的示数为1.0×105 Pa。将活塞缓慢下压,汽缸内气体体积为0.7 L时,传感器的示数为1.2×105 Pa。求该空腔的体积。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 (1)以空腔内的气体为研究对象,最低温度时,压强为p1,温度为T1=240 K;最高温度时,压强为p2,温度为T2=320 K;根据查理定律得
(2)设空腔的体积为V0,汽缸的体积为V,以整个系统内的气体为研究对象,则未下压时气体的压强为p3=1.0×105 Pa,体积为V1=V0+V,又V=1 L
下压后气体的压强为p4=1.2×105 Pa,体积为V2=V0+V',又V'=0.7 L
根据玻意耳定律得p3V1=p4V2
解得V0=0.8 L。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
9.(2023福建厦门二模)如图甲所示,某直线加速器由金属圆板和4个金属圆筒依次排列组成,圆筒左右底面中心开有小孔,其中心轴线在同一水平线上,金属圆板及相邻金属圆筒分别接在交变电源的两极。粒子自金属圆板中心无初速度释放,在间隙中被电场加速(穿过间隙的时间忽略不计),在圆筒内做匀速直线运动。粒子在每个金属圆筒内运动的时间恰好等于交变电压周期的一半,这样粒子就能在间隙处一直被加速。电荷量为q、质量为m的质子 (不计重力)通过此加速器加速,交变电压随时间变化的规律如图乙所示(U0、T未知),质子飞出4号圆筒即关闭交变电源。加速后的质子从P点沿半径PO射入圆形匀强磁场区域,经过磁场偏转后从Q点射出。已知匀强磁场区域半径为R,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,∠POQ=120°,不计一切阻力,忽略磁场的边缘效应。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(1)求质子在圆形磁场中运动的时间。
(2)求直线加速器所加交变电压U0。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 (1)质子在圆形磁场中运动时,做匀速圆周运动,则有
1
2
3
4
5
6
7
8
9
质子在直线加速器中运动时,共经过4次缝隙,由动能定理得(共32张PPT)
能力题提分练(二)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
一、单项选择题
1.(2023山东潍坊二模)如图所示,劲度系数为k的轻弹簧下端固定,质量为m的物块P紧压在弹簧上端但不连接,开始时用轻绳系住物块,轻绳的拉力大
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2.(2023山东日照二模)电动打夯机可以帮助工人压实路面,大大提高了工作效率。某电动打夯机的结构示意图如图所示,由偏心轮(飞轮和配重物组成)、电动机和底座三部分组成。电动机、飞轮和底座总质量为m0,配重物质量为m,配重物的重心到轮轴的距离为r,重力加速度为g。在电动机带动下,偏心轮在竖直平面内匀速转动,皮带不打滑。当偏心轮上的配重物转到顶端时,刚好使整体离开地面。下列判断正确的是(　　)
A.电动机轮轴与偏心轮转动角速度相同
B.配重物转到最高点时,处于超重状态
D.电动打夯机对地面压力的最大值为(m0+m)g
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 电动机轮轴与偏心轮转动属于皮带传动,线速度相等,根据v=rω,可知角速度不相等,A错误;配重物转到最高点时,加速度向下,处于失重状态,B错误;当偏心轮上的配重物转到顶端时,刚好使整体离开地面,则有FT=m0g,
对配重物有mg+FT=mrω2,解得ω= ,C正确;在最低点,对配重物有FT'-mg=mrω2,对电动打夯机有FN=FT'+m0g,解得FN=2(m+m0)g,根据牛顿第三定律可知电动打夯机对地面压力的最大值为2(m0+m)g,D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3.天问一号探测器需要通过霍曼转移轨道从地球运动到火星,地球轨道和火星轨道看成圆形轨道,此时霍曼转移轨道是一个近日点M、远日点P分别与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道(如图所示),在近日点短暂点火后天问一号进入霍曼转移轨道,接着天问一号沿着这个轨道运动直至抵达远日点,然后再次点火进入火星轨道。已知引力常量为G,太阳质量为m,地球轨道和火星轨道半径分别为r和R,地球、火星、天问一号运行方向都为逆时针方向。若只考虑太阳对天问一号的作用力,下列说法正确的是(　　)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案 C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
4.(2023湖南岳阳高三模拟)如图所示,一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O1、O2,一端和质量为m的小球连接,另一端与套在光滑固定直杆上质量也为m的小物块连接,直杆与两定滑轮在同一竖直面内,与水平面的夹角θ=60°,直杆上O点与两定滑轮均在同一高度,O点到定滑轮O1的距离为L,直杆上D点到O点的距离也为L,重力加速度为g,直杆足够长,小球运动过程中不会与其他物体相碰。现将小物块从O点由静止释放,下列说法错误的是(　　)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A.小物块刚释放时,轻绳的拉力大小为mg
答案 A
解析 小物块刚释放时,小物块将加速下滑,加速度向下,小球处于失重状态,则轻绳对小球的拉力小于小球的重力mg,A错误;当拉小物块的轻绳与直杆垂直时,小球下降的距离最大,对小物块受力分析,由牛顿第二定律mgsin θ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
二、多项选择题
5.(2023山东烟台二模)电磁轨道炮原理的俯视图如图所示,它是利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,应用此原理可研制新武器和航天运载器。图中直流电源电动势为E,电容器的电容为C,两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为L,导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出),导轨电阻不计。炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触。首先开关S接1使电容器完全充电,然后将S接至2,MN开始向右运动,若导轨足够长,则在此后的运动过程中,下列说法正确的是(　　)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A.磁场方向垂直于导轨平面向上
答案 BCD
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
6.(2023山东泰安二模)如图所示,一足够长且倾角为θ的光滑斜面固定在地面上,斜面底端有一挡板,一根劲度系数为k的轻质弹簧两端分别连接在固定挡板和小物体B上,小物体A与小物体B紧靠在一起处于静止状态,且两者质量相同。对小物体A施加一沿斜面向上的拉力,使小物体A沿斜面向上做匀加速直线运动。从施加力直到两物体分离的过程中,拉力的最小值为F1,最大值为F2,已知重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内。则下列说法正确的是(　　)
BC
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
三、非选择题
7.(2023山东滨州模拟)利用如图所示的电路测量灵敏电流表的内阻。其中E为电源,K为开关,R为滑动变阻器,R1、R2为电阻箱,V为电压表,G为待测内阻的灵敏电流表。
A.电压表(量程0~2 V,内阻约10 kΩ)
B.电压表(量程0~10 V,内阻约100 kΩ)
C.灵敏电流表(量程0~300 μA,内阻未知)
D.电源(电动势1.5 V,内阻不计)
E.滑动变阻器(阻值范围0~10 Ω,额定电流2 A)
F.滑动变阻器(阻值范围0~1 000 Ω,额定电流0.6 A)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(1)为减少实验误差,关于仪器选择,下列说法正确的是　　　　。
A.电压表选A,滑动变阻器选E
B.电压表选A,滑动变阻器选F
C.电压表选B,滑动变阻器选E
D.电压表选B,滑动变阻器选F
(2)闭合开关K,调节滑动变阻器滑片的位置和电阻箱R1、R2的阻值,读出灵敏电流表的示数为I,电压表的示数为U,电阻箱R2的阻值为a,灵敏电流表的
内阻为　　　　。
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(3)闭合开关K,调节滑动变阻器滑片的位置和电阻箱R1、R2的阻值,使灵敏电流表达到半偏,此时电阻箱R2的阻值为b;再次调节,使灵敏电流表达到满偏,此时电阻箱R2的阻值为c。两次调节过程中,使电压表示数保持不变,则灵敏电流表的内阻为　　　　。若考虑电压表的内阻,灵敏电流表内阻测量值　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
等于
b-2c
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 (1)电源的电动势1.5 V,电压表应选择A,为方便调节,滑动变阻器应选择E,故选项A正确。
(2)根据欧姆定律有U=I(RG+a),得RG= -a。
(3)灵敏电流表半偏时有 ,灵敏电流表满偏时有U=IG(RG+c),解得RG=b-2c;实验中保持电压表电压不变,灵敏电流表和电阻箱串联,通过灵敏电流表的电流和两端的电压均为准确值,灵敏电流表内阻测量值等于真实值。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
8.(2023山东临沂二模)如图所示,在x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场。在x轴下方有沿y轴正方向的匀强电场。一个质量为m、电荷量为+q、初速度为v的带电粒子从a(0,d)点处沿y轴正方向开始运动,一段时间后,粒子速度方向与x轴正方向成45°角进入电场,经过y轴上b点时速度方向恰好与y轴垂直,带电粒子重力不计。求:
(1)匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)匀强电场的电场强度大小;
(3)粒子从a点开始到x轴所用的时间。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 (1)粒子运动的部分轨迹如图所示
粒子在磁场中做圆周运动有
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
9.(2023广东佛山二模)图甲是U形雪槽。某次滑雪表演,在开始阶段,表演者在同一竖直平面内运动,可以把该场地简化为图乙所示的凹形场地;两端是 的光滑圆弧面,半径均为L,中间是长为4L的粗糙水平面。表演者M的质量(含滑板)为m,从光滑圆弧面的A处滑下,进入水平面后,与质量(含滑板)为2m且静止在水平面中点O处的表演者N碰撞,碰后M以碰前速度的 反弹,M、N在O处发生碰撞后,恰好不再发生第二次碰撞,且停在O、C间的某处。假设M、N在粗糙水平面上运动时,所受阻力与压力的比分别为μ1、μ2(μ1和μ2都是未知量),且已知 =k(01
2
3
4
5
6
7
8
9
(1)求M与N碰撞后瞬间M、N的速度大小之比。
(2)以O为起点,求M、N碰撞后在粗糙水平面上滑过的路程之比。
(3)试讨论k在不同取值范围时,M、N所停位置距C点的距离。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 (1)设M与N碰撞前的速度为v0,碰撞后,M反弹的速度大小为vM,N获得的速度大小为vN。取水平向右为正方向,由动量守恒定律有
mv0=m(-vM)+2mvN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(2)若M、N从碰撞后到停下,它们在粗糙水平面上滑过的路程分别为sM和sN,则有
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(3)由于M、N刚好不再发生第二次碰撞且停在O、C间的某处,所以M、N在同一地点停下。有以下两种情况。
第一种情况是N还没有到达C处就已停下,有
sM=4L+sN
sN≤2L
6L>sM
M、N所停位置距C点的距离
ΔL1=2L-sN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
第二种情况是N通过C点又从圆弧滑下返回,有
sM+sN=8L
4L>sN>2L
6L>sM>4L
M、N所停位置距C点的距离
ΔL2=sN-2L(共22张PPT)
基础题保分练(一)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
一、单项选择题
1.(2023山东烟台二模)放射性同位素钍232经α、β衰变会生成氡,其衰变方程为 。下列说法正确的是(　　)
A.衰变方程中X=2
B.氡核的比结合能大于钍核的比结合能
C.钍核α衰变的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间
D.衰变后α粒子、β粒子与氡核的质量之和等于衰变前钍核的质量
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
X=3,A错误;衰变过程释放能量,生成的氡核更稳定,氡核的比结合能大于钍核的比结合能,B正确;根据半衰期的定义,可知钍核α衰变的半衰期不等于其放出一个α粒子所经历的时间,C错误;衰变释放核能,有质量亏损,D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2.(2023山东潍坊二模)某往复式柴油内燃机利用迪塞尔循环进行工作,该循环由两个绝热过程、一个等压过程和一个等容过程组成。一定质量的理想气体经历的迪塞尔循环如图所示,则(　　)
A.在状态a和c时,气体温度Ta>Tc
B.a→b过程,气体对外界做功,内能减少
C.b→c过程,气体增加的内能小于该过程吸收的热量
D.完成一次循环过程,气体对外界做的功大于吸收的热量
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 据题意,结合题图可知,气体从c到d为绝热膨胀,则Qcd=0、Wcd<0,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,可知ΔUcd<0,则温度降低,气体从d到a,体积不变,压强减小,则温度降低,则该气体在状态c的温度高于在状态a时的温度,A错误;a→b过程为绝热压缩,外界对气体做功,可知Wab>0、Qab=0,则ΔUab=Wab,即外界对气体做的功全部用于增加内能,B错误;b→c过程中体积增大,气体对外做功,即Wbc<0,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,可知ΔU0,而一次循环过程气体内能变化为零,则整个过程Q吸-Q放=W>0,即在一次循环过程中气体吸收的热量大于气体对外界做的功,D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3.(2023福建厦门二模改编)光刻机是制造芯片的核心装备,它采用类似照片冲印的技术,通过曝光去除晶圆表面保护膜的方式,将掩膜版上的精细图形印制到晶圆上,后将晶圆浸泡在腐化剂中,失去保护膜的部分被腐蚀掉后便形成电路。某光刻机使用的是真空中波长为13.5 nm的极紫外线光源(EUV),其示意图如图所示,在光刻胶和投影物镜之间填充了折射率为1.5的液体,则该紫外线由真空进入液体后(　　)
A.光子能量增加 B.传播速度减小
C.波长变长 D.更容易发生衍射
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
4.(2023山东日照二模)质量为1 kg的小物块在水平面上运动,其速度—时间图像如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.0~4 s内小物块的位移大小等于6 m
B.0~4 s内小物块的平均速度大小等于2 m/s
C.0~1 s内小物块的加速度大小等于2 m/s2
D.0~1 s内小物块受到的合外力大小等于4 N
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
二、多项选择题
5.(2023湖南岳阳高三模拟)波源O在t=0时刻开始振动,产生一列简谐横波。以波源O为坐标原点,波的传播方向沿x轴正方向,某时刻的部分波形如图甲所示,P是平衡位置为x=2 m处的质点,图乙为x轴上某质点Q的振动图像,下列说法正确的是(　　)
A.波源的起振方向沿y轴负方向
B.质点Q的平衡位置与O点相距1 m
C.在0~4 s内,质点P经过的路程为8 cm
D.t=6 s时,x=5 m处的质点第一次到达波峰
BD
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 波的传播方向沿x轴正方向,由图乙可知质点Q起振方向沿y轴正方向,则波源的起振方向沿y轴正方向,A错误;由图甲可知波长λ=4 m,由图乙可知周期T=4 s,则波速为v= =1 m/s,由图乙可知质点Q比波源滞后1 s开始振动,1 s波传播的距离为Δx=vt1=1 m,则质点Q的平衡位置与O点相距1 m,B正确;质点P的平衡位置与O点相距2 m,波传播到质点P的时间为2 s,在0~4 s内,质点P振动的时间为2 s,质点P经过的路程为s=2A=4 cm,C错误;波从波源位置传播到x=5 m处的质点的时间为5 s,则x=5 m处的质点振动时间为1 s,所以t=6 s时,x=5 m处的质点第一次到达波峰,D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
6.(2023山东滨州二模)如图甲所示,一物体在一水平拉力F作用下,沿水平地面做直线运动,运动过程中拉力大小随时间的变化图像如图乙所示。物体加速度a随时间变化的图像如图丙所示。重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　)
A.物体与水平地面间的动摩擦因数为0.15
B.物体与水平地面间的最大静摩擦力为3.75 N
C.在0~4 s时间内,合外力做的功为45 J
D.在0~4 s时间内,拉力F的冲量为15 N·s
AC
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 由图乙可得拉力F与时间的关系式为 ,由图丙可知,在2 s末物体的加速度a1大小为1.5 m/s2,此时拉力F1大小为7.5 N,在4 s末加速度a2大小为4.5 m/s2,此时拉力F2大小为15 N,由牛顿第二定律有F1-μmg=ma1,F2-μmg=ma2,代入数据解得m=2.5 kg,μ=0.15,A正确;物体运动过程中所受的滑动摩擦力大小为Ff=μmg=0.15×2.5×10 N=3.75 N,而最大静摩擦力大于滑动摩擦力,B错误;在a-t图像中,图像与时间轴围成的面积表示速度的变化量,
1
2
3
4
5
6
7
8
9
图乙可知,在0~4 s时间内,拉力F的冲量大小为图像与时间轴围成的面积,可
1
2
3
4
5
6
7
8
9
三、非选择题
7.(2023湖南长沙二模)某物理实验小组利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律,在动滑轮的下方悬挂重物A、定滑轮的下方悬挂重物B,重物B上固定一遮光条,遮光条的宽度为d,已知重物B与遮光条的质量是重物A的2倍,悬挂滑轮的轻质细线始终保持竖直,不计阻力和滑轮的重力。
甲
(1)开始时,细绳绷直,重物A、B处于静止状态。释放后,A、B开始运动,测出遮光条通过光电门的时间t,则
重物B经过光电门时的速度大小为v=　　　　(用题中所给的物理量表示)。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(2)用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示,则遮光条的宽度
d=　　　　 cm。
乙
(3)测得开始释放时遮光条中心到光电门中心之间的高度为h,测得遮光时
间为t。如果系统的机械能守恒,应满足的关系式为　　　　　　　(已知当地重力加速度大小为g,用题中所给的物理量表示)。
1.020
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(2)游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和,即d=10 mm+4×0.05 mm=10.20 mm=1.020 cm。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
8.(2023重庆模拟)水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭。在学校创造节上,某同学用容积为V0的可乐瓶制作了一支水火箭。向瓶中装入0.5V0的水后用带气嘴的橡胶塞塞紧瓶口,将火箭竖直放置,火箭内气体的压强为p0,如图所示。用打气筒向瓶内缓慢打气,已知打气筒每打一次气能把体积为0.5V0、压强为p0的空气压入瓶内,当瓶内空气压强达到5p0时橡胶塞脱落,水流高速喷出,火箭向上飞起。在打气的过程中,气体始终处于密封状态,瓶中气体温度变化忽略不计。(火箭内的气体视为理想气体)
(1)求打气筒第一次打气后火箭内气体的压强。
(2)至少需要打气多少次才能使火箭起飞。
答案 (1)2p0　(2)4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 (1)打气筒第一次打气后,根据玻意耳定律有
p0(0.5V0+0.5V0)=p1·0.5V0
解得p1=2p0。
(2)打气筒打气n次后,根据玻意耳定律有
p0(0.5V0+0.5nV0)=5p0·0.5V0
解得n=4
故至少需要打气4次才能使火箭起飞。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
9.(2023山东济南二模)如图所示,固定的光滑半圆柱面ABCD与粗糙矩形水平桌面OABP相切于AB边,半圆柱面的圆弧半径R=0.4 m,OA的长L=2 m。小物块从O点开始以某一大小不变的初速度v0沿水平面运动,初速度方向与OA方向之间的夹角为θ。若θ=0°,小物块恰好经过半圆弧的最高点。已知小物块与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.1,半圆柱面和桌面足够长,重力加速度g取10 m/s2。
(1)求初速度v0的大小。
(2)若小物块沿半圆弧运动的最大高度为h=0.4 m,
求夹角θ的余弦值。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(2)小物块沿半圆弧运动的最大高度为h=0.4 m=R
此时小物块仅有沿AB方向的水平速度vx,竖直方向速度为零,设小物块在圆弧轨道最低端时的速度为v2,则vx=v2sin θ
从半圆弧最低端到最大高度过程由动能定理可得(共36张PPT)
能力题提分练(三)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
一、单项选择题
1.(2023山东日照二模)如图所示,电荷量绝对值均为q的四个异种点电荷固定于同一圆周上互相垂直的直径两端,在此互相垂直的直径上有M、N、P、Q四个点到圆心O的距离相等。下列说法正确的是(　　)
A.M和Q两点处的电场强度不相同
B.M点的电场方向由M点指向N点
C.将一带正电的点电荷从M点移动到Q点,静电力做正功
D.将一带正电的点电荷从M点移动到N点,静电力做功为零
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 根据对称性和电场叠加原则可知,M和Q两点处的电场强度大小相等,方向不同,A正确。图中竖直直径两端的等量异种点电荷+q、-q在M点的合电场强度EMy方向竖直向下,水平直径两端的等量异种点电荷+q、-q在M点的合电场强度EMx方向水平向右,根据等量异种点电荷电场分布特点可知EMy>EMx,M点的电场方向并不是由M点指向N点,B错误。根据等量异种点电荷电势分布特点和对称性可知,M点和Q点电势相等,N点和P点电势相等,且M点和Q点电势大于N点和P点电势,则将一带正电的点电荷从M点移动到Q点,静电力做功为零;将一带正电的点电荷从M点移动到N点,静电力做正功,C、D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2.(2023山东济南二模)如图所示,倾角为α=37°的光滑斜面固定在水平地面上,物块A和长木板B叠放在斜面上,不可伸长的轻绳绕过光滑定滑轮连接长木板B与物块C。物块A、长木板B的质量均为m,物块C的质量为2m,A、B间的动摩擦因数μ=0.8,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。将A、B、C由静止释放,下列说法正确的是
(　　)
A.轻绳的拉力大小为2mg
B.物块A的加速度大小为0.2g
C.物块C的加速度大小为0.76g
D.物块A与长木板B间的摩擦力大小为0.64mg
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
4.(2023山东威海二模)如图所示,理想变压器接在电压为U0的交流电源上,三个定值电阻R1、R2、R3的阻值相等,调节滑动变阻器R4的滑片,使其阻值与定值电阻相等,此时两个理想电压表的示数相同,下列说法正确的是
(　　)
A.变压器原、副线圈匝数比为1∶2
B.电压表的示数为
C.变压器的输入功率为R1消耗功率的7倍
D.向下移动滑动变阻器的滑片,两电压表的示数都变大
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
阻增大,根据变压器原、副线圈的规律可知,副线圈电路的总电阻变大,则副线圈电流减小,原线圈电流变小,电压表V1的示数变小,因为原线圈电压变大,则副线圈电压也变大,又R2两端的电压变小,则电压表V2的示数变大,D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
二、多项选择题
5.(2023山东潍坊二模)如图所示,一木板静止在光滑水平地面上,左端连接一轻弹簧,弹簧的左端固定。t=0时刻一个小物块从左端滑上木板,t=t0时刻木板的速度第1次变为0,此时小物块从木板右端滑离。已知小物块与木板间的动摩擦因数为μ,弹簧始终在弹性限度内,则(　　)
BD
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 对木板分析,木板先向右做加速度减小的变加速运动,后向右做加速度增大的变减速运动,设木板相对加速度为0的位置为平衡位置,木板相对平衡位置的位移大小为x,木板初始位置到平衡位置的距离为L0,小物块的质量为m,则有kL0=μmg,当木板在平衡位置左侧时所受外力的合力大小为F=μmg-k(L0-x)=kx,当木板在平衡位置右侧时所受外力的合力大小为F=k(L0+x)-μmg=kx,可知该过程木板所受外力的合力大小与相对平衡位置的位移大小成正比,方向相反,即回复力大小与相对平衡位置的位移大小成正比,方向相反,则木板向右做简谐运动,根据对称性可知,t=0时刻与t=t0时刻加速度大小相等,均达到最大值,A错误,B正确;木板向右做简谐运动,根据对称性可知,平衡位置速度最大,即t= 时刻木板的速度最大,C错误,D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
6.如图所示,间距L=0.5 m的光滑U形金属导轨固定在绝缘斜面上,斜面倾角θ=37°。区域Ⅰ、Ⅱ分别以PQ、MN为边界,均存在垂直于斜面向上的磁场,区域Ⅰ中磁感应强度从0开始随时间均匀增大,区域Ⅱ中为匀强磁场,磁感应强度B2=0.5 T,PQ与MN之间为无磁场区域。质量m=0.1 kg、电阻R=2 Ω的导体棒垂直于导轨放置,从两磁场之间的无磁场区域由静止释放,经过t=2 s进入区域Ⅱ恰好匀速下滑。导体棒与导轨始终垂直且保持良好接触,导轨足够长且电阻不计。重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6。则下列说法正确的是(　　)
A.进入区域Ⅱ后,导体棒中的电流I=2.4 A
B.无磁场区域的面积至少为12 m2
C.前2 s导体棒产生的焦耳热Q=3.24 J
D.若区域Ⅰ磁场面积为2 m2,则区域Ⅰ的磁感应强度随时间变化的表达式为B=1.8t(SI)
AC
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 导体棒进入区域Ⅱ恰好匀速下滑,则mgsin θ=B2IL,导体棒中的电流为I=2.4 A,故A正确;导体棒进入区域Ⅱ磁场的速度为v=at,根据牛顿第二定律有mgsin 37°=ma,导体棒在无磁场区域做匀加速直线运动,有v2=2ax,无磁场区域的面积最小值为Smin=Lx,代入数据得Smin=6 m2,故B错误;导体棒进入区域Ⅱ后,区域Ⅰ中磁感应强度变化产生的感生电动势为E1,区域Ⅱ中导体棒切割磁场产生的动生电动势为E2,则E1+E2=E1+B2Lv=IR,解得感生电
磁感应强度从0开始随时间均匀增加,则区域Ⅰ的磁感应强度随时间变化的表达式为B=0.9t(SI),故D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
三、非选择题
7.(2023山东临沂二模)太阳能电池是一种利用太阳光发电的光电半导体薄片,又称为“太阳能芯片”或“光电池”,只要光照达到一定的强度,瞬间就可输出电压。某物理兴趣小组想利用下面所给器材测量某光电池的电动势和内阻,已知相同光照强度下该光电池的电动势不变。
待测光电池(电动势约为3 V,内阻约为10 Ω);
电流表A1(量程为0~3 mA,内阻RA1=100 Ω);
电流表A2(量程为0~600 mA,内阻约为1 Ω);
定值电阻R1=900 Ω;
定值电阻R2=200 Ω;
滑动变阻器R(0~200 Ω);
开关S,导线若干。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(1)根据所给器材设计最合理的实验电路,其中定值电阻应选　　　　(选填“R1”或“R2”),并在图甲中完成实物连接。

(2)该同学用一定强度的光照射该光电池,闭合开关S,调节滑动变阻器R的阻值,读出电流表A1的读数I1和电流表A2的读数I2,得到该光电池的I1-I2曲线如图乙所示。由图乙可知,该光电池的电动势为　　　 V,当A1的示数为2.30 mA时,电池内阻为　　　　 Ω。(均保留2位有效数字)
乙
(3)当滑动变阻器接入电路的电阻为8 Ω时,滑动变阻器上消耗的电功率为　　　　 W。(保留2位有效数字)
2.9
R1
答案 实物图连接见解析
7.5
0.27
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 (1)待测光电池的电动势约为3 V,则将电流表A1改装成3 V的电压表,
1
2
3
4
5
6
7
8
9
表A2的读数为80 mA,根据闭合电路欧姆定律E=I1(RA1+R1)+I2r,代入数据得电池内阻为r=7.5 Ω。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(3)当滑动变阻器接入电路的电阻为8 Ω时,将8 Ω的定值电阻的U-I2图像画到电源的I1-I2图像中,由于电压表是用电流表A1改装成3 V的电压表,可知此时A1的示数为1.50 mA时,电流表A2的读数为185 mA,则滑动变阻器接入电路的电阻为8 Ω时,滑动变阻器上消耗的电功率为P=(185×10-3)2×8 W=0.27 W。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
8.(2023山东青岛二模)某科研小组在如图所示的坐标系中研究质量为m、电荷量为q的带正电小球在复合场中的运动情况,重力加速度为g,请回答以下问题:
(1)如图甲所示,若沿x轴正向加匀强电场,沿y轴正向加匀强磁场。小球以某速度在xOz平面内做匀速直线运动,某时刻撤去电场和磁场,小球在此后运动过程中的最小动能为其初始动能的 ,求所加匀强电场的电场强度大小E1。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(2)如图乙所示,若在坐标原点O固定一正点电荷,沿z轴加匀强磁场,小球恰好能以z轴上O1(0,0,a)点为圆心做匀速圆周运动,其轨迹平面与xOy平面平行,角速度为ω,运动方向如图中箭头所示,求磁感应强度大小B1并说明其方向。
的匀强电场。让小球在yOz平面内从z轴O2(0,0,R)点以初速度2v0与z轴正向成60°角射入,设C点(图丙中未画出)为小球运动过程中z坐标最大的点,求O2C可能的距离。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 (1)由平衡条件得,x轴方向有qv0zB=qE1
z轴方向有qv0xB=mg
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(2)设圆轨道半径为R1,圆周上一点和坐标原点连线与y轴的夹角为α
z轴方向有mg=F电sin α
由牛顿第二定律有qωR1B1-F电cos α=mω2R1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(3)小球的运动为复杂的旋进运动。将该运动分解为xOz平面内的匀速圆
1
2
3
4
5
6
7
8
9
O2C在z轴方向上的距离Lz=r,O2C在x轴方向上的距离Lx=r,小球在y轴的正方向做匀加速直线运动,根据匀变速直线运动规律可知,O2C在y轴方向上的距离
1
2
3
4
5
6
7
8
9
9.(2023福建厦门二模)如图甲所示,倾角θ=30°的斜面固定在水平地面上,斜面上放置长度L=1 m、质量m0=3 kg的长木板A,长木板的下端恰好与斜面底部齐平;一可视为质点、质量m=1 kg、电荷量q=+1×10-5 C的物块B放在长木板上,与长木板上端距离d1=0.15 m;与长木板上端距离d2=1 m的虚线ef右侧存在足够宽的匀强电场,电场方向垂直斜面向上。t=0时刻起,一沿斜面向上的恒力F作用在长木板上,1 s后撤去F,物块B在0~1 s内运动的v-t图像如图乙所示,且物块B在t=1.3 s时速度恰好减为零。已知物块与
静摩擦力等于滑动摩擦力,物块B所带的电荷量始终不变,重力加速度g取10 m/s2。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(1)求恒力F的大小。
(2)求匀强电场的电场强度大小。
(3)从t=0时刻起到长木板下端再次与斜面底部齐平的过程中,求物块B与长木板A间因摩擦产生的热量。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 (1)由图乙可知,0~1 s内物块B的加速度大小为
若物块B与长木板A发生相对滑动,由牛顿第二定律得
μ1mgcos θ-mgsin θ=ma0
得a0=2.5 m/s2
因a1F-μ2(m0+m)gcos θ-(m0+m)gsin θ=(m0+m)a1
得F=48 N。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(2)0~1 s内A、B一起运动的位移为
得x1=1 m=d2
即撤去外力时长木板A恰好运动到电场边缘,假设撤去外力后A、B相对静止一起减速,对A、B整体有
μ2(m0+m)gcos θ+(m0+m)gsin θ=(m0+m)a2
得a2=10 m/s2
对物块B有
Ff1+mgsin θ=ma
得Ff1=5 N
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Ffm=μ1mgcos θ=7.5 N
所以Ff1得xB1=0.2 m>d1
即物块B到达电场边缘时尚未减速为零
得t2=0.1 s或t2=0.3 s(舍去)
v2=v1-a2t2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
物块B在t=1.3 s时减速为零,则物块B和长木板A共同进入电场后的加速度大小为
对物块B,由牛顿第二定律得
mgsin θ+μ1(mgcos θ-qE)=ma3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(3)物块B进入电场后减速为零,有
得xB2=0.1 m,xA=0.05 m
因为xB2所以物块B尚未冲出长木板A的上端,长木板A减速为零后,因
μ2m0gcos θ=m0gsin θ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
故长木板A静止不动,物块B离开电场时,速度与进入时等大反向,即离开电场时速度大小
v2'=v2
对物块B,由牛顿第二定律得
μ1mgcos θ-mgsin θ=maB
对长木板A,由牛顿第二定律得
μ1mgcos θ+m0gsin θ-μ2(m0+m)gcos θ=m0aA
得aB=2.5 m/s2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
两者共速时
v2'-aBt4=aAt4
得t4=0.3 s
v共=0.25 m/s
此过程中长木板A、物块B的位移大小分别为
1
2
3
4
5
6
7
8
9
得xA'=0.037 5 m
xB'=0.187 5 m
xA'>d2
此时长木板A尚未到达底部,物块B进入电场后
qE=mgcos θ
物块B与长木板A间无摩擦生热,物块B仅在离开电场后与长木板A有摩擦生热,有
Q=μ1mgcos θ(xB'-xA')
得Q=1.125 J。(共23张PPT)
基础题保分练(三)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
一、单项选择题
1.(2023山东青岛二模)2023年4月12日,中国的“人造太阳”成功实现稳态高约束模式等离子体运行时间403 s,创造了世界纪录。“人造太阳”在工作时
A.目前主流核电站都在利用热核聚变进行发电
B.反应中释放出的X粒子会受到线圈磁场的磁约束力
C.反应中释放出的Y粒子为中子
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2.(2023湖南邵阳模拟)一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后又回到状态A。其中C→D→A为等温过程。该循环过程如图所示,下列说法错误的是(　　)
A.A→B过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数
增加
B.B→C过程中,气体分子内能减少
C.状态A和状态C,气体分子平均动能相同
D.气体状态变化的全过程中,气体对外做的功等于该图像围成的面积
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 A→B过程中,气体压强不变,体积变大,温度升高,则气体分子的平均速率变大,碰撞力变大,而气体的分子数密度减小,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减小, A错误;B→C过程中,气体体积不变,压强减小,温度降低,则分子内能减少,B正确;状态A和状态C,气体的温度相同,则气体分子平均动能相同,C正确;根据W=pΔV可知,A→B过程,气体对外做的功W1=4p0(4V0-V0)=12p0V0,B→C过程,气体体积不变,则W2=0,C→A过程,气体体积减小,压强增大,外界对气体做的功W3等于曲线与横轴围成的面积,则气体状态变化的全过程中气体对外做的功等于该图像围成的面积,D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3.(2023山东济南二模)如图所示,由同种材料制成的玻璃吊坠下部分是半径为R的半球体,上部分是高为R的圆锥体,O点为半球体的球心,M为圆锥体的顶点。平行于MO的光线从半球体表面N点射入玻璃吊坠,经折射后恰好经过M点,N点到直线MO的距离为 ,则该玻璃吊坠的折射率为(　　)
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 光路图如图所示,其中ON为法线,入射角为θ,折射角为α,因为MO=NO,所以∠NMO=∠MNO=α,由几何知识可得θ=∠NOC=∠NMO+∠MNO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
4.(2023福建厦门二模)两点电荷M、N分别固定在x=-20 cm和坐标原点处,所形成电场的电势在x轴上的分布如图所示,图线与x轴交于x0处,x=20 cm处电势最低,取无穷远处电势为0,一正电荷q自x0处由静止释放,则(　　)
A.x0处的电场强度为0
B.点电荷M、N所带的电荷量大小之比为4∶1
C.正电荷q运动的过程中,加速度先增大后减小
D.正电荷q运动的过程中,电势能先增加后减少
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 在φ-x图像中,斜率表示电场强度,在x0处的图像斜率不为零,则电场强
静止释放,根据电势变化情况可知,自x0处右侧电场强度方向先沿x轴正方向后沿x轴负方向,电场强度先减小为零后反向增大再减小,根据牛顿第二定律,有Eq=ma,可知正电荷q运动的过程中,加速度先减小为零后反向增大再减小,C错误;一正电荷q自x0处由静止释放,根据电势变化情况可知,自x0处右侧电场强度方向先沿x轴正方向后沿x轴负方向,静电力先做正功后做负功,电势能先减少后增加,D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
二、多项选择题
5.(2023山东临沂二模)如图所示,S1、S2是振动情况完全相同的两个波源,它们的振动频率均为5 Hz。P是两列波传播方向上的一个质点,其中PS1=6 m,PS2=10 m。t=0时,P刚好振动到波峰位置。已知S1、S2连线上相邻两振动加强点间的距离为0.5 m,下列说法正确的是(　　)
A.波的传播速度为10 m/s
B.波的传播速度为5 m/s
C.t=0.1 s时,P质点刚好振动到波谷位置
D.t=0.1 s时,P质点刚好振动到波峰位置
BC　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 如图所示,设Q1是S1、S2连线中点左侧第1个振动加强点,Q2是其左侧第2个振动加强点,Q2与Q1相距Δl,由振动加强的条件有Q1S2-Q1S1=λ,同理
1
2
3
4
5
6
7
8
9
6.(2023湖南岳阳模拟)为发展新能源,某科研小组制作了一个小型波浪发电机,磁体固定在水中,S极上套有一个浮筒,浮筒上绕有线圈,其截面示意图如图甲所示。浮筒可随波浪上下往复运动切割磁感线而产生电动势,线圈中产生的感应电动势随时间按正弦规律变化,如图乙所示。线圈电阻r=2 Ω,匝数为100,线圈处磁感应强度B=0.1 T,线圈的直径d= m,把线圈与阻值R=8 Ω的小灯泡串联,小灯泡恰好正常发光。下列说法正确的是(　 　)
A.小灯泡的额定电压为3 V
B.发电机的输出功率为1.28 W
C.浮筒在竖直方向上下振动的频率为2.5 Hz
D.浮筒在竖直方向上下运动的最大速度的大小为 m/s
BCD
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
三、非选择题
7.用如图所示实验装置做用单摆测重力加速度的实验。
(1)在摆球自然悬垂的状态下,用米尺测出摆线长为l,用游标卡尺测得摆球的直径为d,则单摆摆长为　　　　(用字母l、d表示)。
(2)为了减小测量误差,下列说法正确的是　　　　(选填字母代号)。
A.将钢球换成塑料球
B.当摆球经过平衡位置时开始计时
C.把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放
D.记录一次全振动的时间作为周期,根据公式计算重力
加速度g
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(3)若测得的重力加速度g值偏小,可能的原因是　　　　(选填字母代号)。
A.把悬点到摆球下端的长度记为摆长
B.把摆线的长度记为摆长
C.摆线上端未牢固地系于悬点,在振动过程中出现松动
D.实验中误将摆球经过平衡位置49次记为50次
(4)某同学利用质量分布不均匀的球体作摆球测定当地重力加速度,摆球的重心不在球心,但是在球心与悬点的连线上。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T2-L图线,然后在图线上选取A、B两个点,坐标分别为 ,如图所示。
由图可计算出重力加速度g=　　　 　。
BC
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 (1)在摆球自然悬垂的状态下,摆线长为l,摆球的直径为d,则单摆摆长
(2)将钢球换成塑料球,会增加阻力的影响从而增加误差,A错误;摆球经过平衡位置时速度最大,此时开始计时,可减小测定周期时产生的误差,B正确;单摆的摆角要小于5°,否则就不是简谐运动了,所以把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放,会增加实验误差,C错误;应该记录至少30次全振动的时间,来测量周期,用记录一次全振动的时间作为周期误差会较大,D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
偏大,测得的g偏大,A错误;把摆线的长度记为摆长,则L测量值偏小,测得的g偏小,B正确;摆线上端未牢固地系于悬点,在振动过程中出现松动,则实际摆长变大,计算所用的摆长偏小,所以测得的g偏小,C正确;实验中误将摆球经过平衡位置49次记为50次,则周期测量值偏小,测得的g偏大,D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
8.(2023山东济南二模)某打气装置的示意图如图所示。其中A是容积为V的需要充气的容器,B是内壁光滑的气筒,容积也为V,左端用可移动的活塞(体积不计)密封,活塞横截面积为S,右端通过单向进气阀n与A连通(当B内气体压强大于A内气体压强时,n打开,反之关闭),B底部通过单向进气阀m与外界连通(当B内气体压强小于外界大气压时,m打开,反之关闭)。活塞缓慢左移从外界抽取气体,抽气结束时活塞位于气筒B的最左侧;给活塞施加水平向右的推力,让活塞缓慢向右移动,当外力无法推动活塞时结束打气过程。已知外界大气压强为p0,初始时A内充满压强为p0的气体,容器A、B导热良好,给活塞水平推力的最大值为6.5p0S,忽略容器间连接处的气体体积,环境温度保持不变。求:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(1)第一次打气结束时,A内气体的压强;
(2)第七次打气结束时,B内活塞右侧气体的体积。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 (1)根据题意,由玻意耳定律有p0V+p0V=p1V
解得p1=2p0。
(2)设打气n次后,无法推动活塞,则满足
p0V+np0V=(p0+6.5p0)V
解得n=6.5
即打气六次后便无法完全将气体压进容器A,打气第6次后,由玻意耳定律有
p0V+6p0V=p2V,解得p2=7p0
设第七次打气结束时B内活塞右侧气体的体积为ΔV,则满足p0V+p2V=(p0+6.5p0)(V+ΔV)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
9.(2023山东烟台二模)如图所示,倾角θ=37°的光滑斜面足够长,斜面上放有质量为m1=2 kg、长度为L=1 m的木板,A、B为木板的两个端点,在A端放有质量为m2=2 kg的物块(可视为质点),物块和木板接触面粗糙,将物块与质量为m3=1 kg的重物通过绕在固定在斜面顶端的定滑轮上的轻质细绳相连,不计滑轮处的摩擦。系统从静止状态开始运动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6。
(1)欲使物块和木板之间不发生相对滑动而作为一个整体运动,求它们之间动摩擦因数μ的取值范围。
(2)若动摩擦因数μ0等于(1)问中最小值的 ,求从开始
运动到物块从木板上掉下来所经过的时间。
答案 (1)μ≥0.4　(2)1 s
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析 (1)根据牛顿第二定律,对重物FT-m3g=m3a1
对物块m2gsin θ+Ff-FT=m2a2
对木板m1gsin θ-Ff=m1a2
物块和木板之间不发生相对滑动,有
a1=a2
解得Ff=6.4 N
物块和木板之间不发生相对滑动的条件是
Ff≤Ffmax=μm2gcos θ
解得μ≥0.4。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
根据牛顿第二定律对重物和物块
m2gsin θ+μ0m2gcos θ-m3g=(m3+m2)a1'
对木板m1gsin θ-μ0m2gcos θ=m1a2'
木板与物块间的相对加速度
a=a2'-a1'

展开更多......

收起↑