一、选择题
1. 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。 2. 如图所示,可以将电压升高供给电灯的变压器的图是( )
,
【答案】C 【解析】
试题分析:甲图中原线圈接入恒定电流,变压器不能工作,故A错误;乙图中,原线圈匝数比副线圈匝数多,所以是降压变压器,故B错误;丙图中,原线圈匝数比副线圈匝数少,所以是升压变压器,故C正确;丁图中,原线圈接入恒定电流,变压器不能工作,故D错误。 考点:考查了理想变压器
3. 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
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列说法正确的是
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. 4. 如图甲所示,在倾角为30°足够长的光滑斜面上,质量为m的物块受到平行于斜面的力F作用,其变化规律如图乙,纵坐标为F与mg的比值,规定力沿斜面向上为正方向,则丙中正确表达物块速度v随时间t变化规律的是(物块初速度为零,g取10m/s)
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【答案】C
5. 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
6. (2015·宝鸡三检,17)如图所示是嫦娥三号奔月过程中某阶段的运动示意图,嫦娥三号沿椭圆轨道Ⅰ运动到近月点P处变轨进入圆轨道Ⅱ,嫦娥三号在圆轨道Ⅱ做圆周运动的轨道半径为r,周期为T,已知引力常量为G,下列说法中正确的是( )
A.由题中(含图中)信息可求得月球的质量 B.由题中(含图中)信息可求得月球第一宇宙速度 C.嫦娥三号在P处变轨时必须点火加速
D.嫦娥三号沿椭圈轨道Ⅰ运动到P处时的加速度大于沿圆轨道Ⅱ运动到P处时的加速度 【答案】 A 【
解
析
】
7. 质量为m的木块位于粗糙水平桌面上,若用大小为F的水平恒力拉木块,其加速度为a1。当拉力方向不
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变,大小变为2F时,木块的加速度为a2,则
A.a1=a2 B.a2<2a1 C.a2>2a1 D.a2=2a1
【答案】C
【解析】由牛顿第二定律得:即
不变,所以
,
,由于物体所受的摩擦力,
,故选项C正确。
的理解能力,F是物体受到的合力,不能简单认为加速度与水
,
【名师点睛】本题考查对牛顿第二定律平恒力F成正比。
8. 如图,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子( ) A.所受重力与电场力平衡 B.电势能逐渐增加 C.动能逐渐增加 D.做匀变速直线运动 【答案】BD
9. (2018中原名校联盟)如图所示,三个带电小球A、B、C可视为点电荷,所带电荷量分别为+Q、-Q、+q.A、B固定在绝缘水平桌面上,C带有小孔,穿在动摩擦因数处处相同的粗糙绝缘杆上,绝缘杆竖直放置在A、B连线的中点处,将C从杆上某一位置由静止释放,下落至桌面时速度恰好为零.C沿杆下滑时带电荷量保持不变.那么C在下落过程中,以下判断正确的是
A.所受摩擦力变大 B.电场力做正功
C.电势能不变 D.下落一半高度时速度一定最大 【答案】AC 【
解
析
】
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10.如图所示,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置—时间(x-t)图线。由图可知:( )
A.在时刻t,a车追上b车
1
B.在时刻t,a、b两车运动方向相反
2
C.在t到t这段时间内,b车的位移比a车的大
1
2
D.在t到t这段时间内,b车的速率一直比a车的大
1
2
【答案】 B 【解析】
为理想电减小),C从25℃升示数变化
11.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,电压表V1、V2、V3压表,R1、R3为定值电阻,R2为热敏电阻(其阻值随温度增高而为电容器,闭合开关S,电容器C中的微粒A恰好静止.当室温高到35℃的过程中,流过电源的电流变化量是△I,三只电压表的量是△U1、△U2和△U3.则在此过程中( ) A.V2示数减小
B.微粒A向上加速运动
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C.Q点电势降低 D. 【答案】AD
U2U3 II12.一质点在一直线上运动,第1s内通过1m,第2s内通过2m,第3s内通过3m,第4s内通过4m.该质点的运动可能是( ) A. 变加速运动
B. 初速度为零的匀加速运动 C. 匀速运动
D. 初速度不为零的匀加速运动 【答案】AD
13.矩形线圈绕垂直磁场线的轴匀速转动,对于线圈中产生的交变电流( ) A.交变电流的周期等于线圈转动周期 B.交变电流的频率等于线圈的转速
C.线圈每次通过中性面,交变电流改变一次方向 D.线圈每次通过中性面,交变电流达到最大值 【答案】ABC 【解析】
试题分析:线圈绕垂直磁感线的轴匀速转动,产生正弦交流电,其周期等于线圈的转动周期,故A正确;频率为周期的倒数,故频率应相等线圈的转速;故B正确;在中性面上时,磁通量最大,但磁通量的变化率为零,即产生感应电动势为零,电流将改变方向,故C正确,D错误. 考点:考查了交流电的产生
14.某马戏团演员做滑杆表演,已知竖直滑杆上端固定,下端悬空,滑杆的重力为200 N,在杆的顶部装有一拉力传感器,可以显示杆顶端所受拉力的大小。从演员在滑杆上端做完动作时开始计时,演员先在杆上静止了0.5 s,然后沿杆下滑,3.5 s末刚好滑到杆底端,并且速度恰好为零,整个过程演员的v –t图象和传感器显示
2
的拉力随时间的变化情况分别如图甲、乙所示,g=10 m/s,则下列说法正确的是
A.演员的体重为800 N
B.演员在最后2 s内一直处于超重状态
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C.传感器显示的最小拉力为600 N D.滑杆长4.5 m 【答案】BD
【解析】A.由两图结合可知,静止时,传感器示数为800 N,除去杆的重力200 N,演员的重力就是600 N,故A错误;B.由图可知最后2 s内演员向下减速,故加速度向上,处于超重状态,故B正确;C.在演员加速下滑阶段,处于失重状态,杆受到的拉力最小,此阶段的加速度为:a13m/s23.0m/s2,由牛
1.50.5mg−F1=ma,F1=420 N,D.v−t顿第二定律得:解得:加上杆的重力200 N,可知杆受的拉力为620 N,故C错误;图象的面积表示位移,则可知,总长度x=15.下列说法中正确的是
A. 在家庭电路中洗衣机和电冰箱是串联的 B. 节能灯比白炽灯的发光效率高 C. 变压器是用于改变直流电压的装置 D. 交流电的周期越长,频率也越高 【答案】B
【解析】试题分析:在家庭电路中各用电器之间是并联关系,A错误;节能灯是通过发热而发光的,比白炽灯的发光效率高,B正确;变压器是用于改变交流电压的装置,C错误;根据公式D错误。
考点:考查了家庭电路,变压器,交流电
16.如图所示,磁场方向竖直向下,通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2的过程中,通电导线所受安培力是
可得周期越长,频率越小,
1×3×3 m =4.5 m;故D正确;故选BD。 2
A.数值变大,方向不变 B.数值变小,方向不变 C.数值不变,方向改变 D.数值,方向均改变
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【答案】B
【解析】安培力F=BIL,电流不变,垂直直导线的有效长度减小,安培力减小,安培力的方向总是垂直BI所构成的平面,所以安培力的方向不变,B正确。
17.在光滑的水平面上,有两个静止的小车,车上各站着一个运动员.两车(包含负载)的总质量均为M.设甲车上的人接到一个质量为m,沿水平方向飞来的速率为V的蓝球;乙车上的人把原来在车上的同样的蓝球沿水平方向以速率V掷出去,则这两种情况下,甲、乙两车所获得的速度大小的关系是(以上速率都是相对地面而言)( )
A.V甲>V乙 B.V甲<V乙
C.V甲=V乙 D.视M、m和V的大小而定 【答案】B
二、填空题
18.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,小灯泡的规格为“2.0V,0.5A”。备有下列器材: A. 电源E(电动势为3.0V,内阻不计) B. 电压表C. 电压表D. 电流表E. 电流表
(量程0-3V,内阻约(量程0-15V,内阻约(量程0-3A,内阻约(量程0-0.6A,内阻约
,3.0A) ,1.25 A)
) ) ) )
F. 滑动变阻器(0-G. 滑动变阻器(0-H. 开关和若干导线
为了尽可能准确地描绘出小灯泡的伏安特性曲线,请完成以下内容。
(1)实验中电压表应选用______,电流表应选用______,滑动变阻器应选用_____(请填写选项前对应的字母)。测量时采用图中的_________图电路(选填“甲”或“乙”)。
(2)图丙是实物电路,请你不要改动已连接的导线,把还需要连接的导线补上。____
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(3)某同学完成该实验后,又找了另外两个元件,其中一个是由金属材料制成的,它的电阻随温度的升高而增大,而另一个是由半导体材料制成的,它的电阻随温度的升高而减小。他又选用了合适的电源、电表等相关器材后,对其中的一个元件进行了测试,测得通过其中的电流与加在它两端的电压数据如下表所示: U/V I/A 0.40 0.20 0.60 0.45 0.80 0.80 1.00 1.25 1.20 1.80 1.50 2.81 1.60 3.20 请根据表中数据在图丁中作出该元件的I-U图线_____;
该元件可能是由________(选填“金属”或“半导体”)材料制成的。
(1). B (2). E (3). F (4). 甲 (5). 【答案】
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(6). (7). 半导体
【解析】(1)灯泡的额定电压为2.0V,则电压表选择B.由于灯泡的额定电流为0.5A,则电流表选择E.灯泡的电阻
,为了便于测量,滑动变阻器选择F.灯泡的电流和电压从零开始测起,滑动变阻
器采用分压式接法,灯泡的电阻与电流表内阻相当,属于小电阻,电流表采用外接法,即采用甲电路. (2)实物连线如图;
(3)根据描点法得出该元件的I-U图线如图所示,由图线可知,电阻随着电流增大而减小,属于半导体材料成.
点睛:本题考查了连接实物电路图、描点作图,确定滑动变阻器与电流表的接法是正确连接实物电路图的前提与关键,电压与电流从零开始变化时,滑动变阻器应采用分压接法. 19.把带电量
的电荷从A点移到B点,电场力对它做功
。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
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10-6 【答案】 (1). 200 (2). -200 (3). -8×
10-6J.则A、B两点间的电势差【解析】由题意,电荷从A点移到B点时电场力做的功8×
;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:
车的质量,m为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计) (1)实验时,下列要进行的操作正确的是________。
20.为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.将带滑轮的长木板左端垫高,以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数 D.改变砂和砂桶的质量,打出几条纸带
E.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有两个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为________m/s2(结果保留两位有效数字)。
(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度为纵坐标,画出的a-F图象是一条直线,图线与横坐标的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为____________。
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12
A.2 tan θ B.tan θ C.k D.k 【答案】(1)CD (2)1.3 (3)D
三、解答题
21.图甲左侧的调压装置可视为理想变压器,负载电路中R=55Ω,两电表为理想电流表和电压表,变压器原副线圈匝数比为n1:n2=2:1,若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压。求: (1)交流电压的函数表达式; (2)电流表的示数I。
【答案】(1)u2202sin100tV(2)I=2A 【解析】
试题分析:(1)由交流电规律可知uumsint,①
2② T联立①②代入图中数据可得u2202sin100tV,③ (2)根据理想变压器特点和欧姆定律有:
U1n1 U2n2 ………………④
U2 ………………⑤ R联解④⑤代入图乙中数据得: II=2A ………………⑥
考点:考查了理想变压器,交流电图像
22.为了使航天员能适应失重环境下的工作和生活,国家航天局组织对航天员进行失重训练时创造出了一种失重环境。航天员乘坐在总质量m=5×104kg的训练飞机上,飞机以200 m/s的速度与水平面成30°倾角匀速飞升到7 000 m高空时向上拉起,沿竖直方向以v0=200 m/s的初速度向上做匀减速直线运动,匀减速的加速度大小为g,当飞机到最高点后立即掉头向下,沿竖直方向以加速度g做匀加速运动,这段时间内便创造出了完全失重的环境。当飞机离地2 000 m高时,为了安全必须拉起,之后又可一次次重复为航天员提供失重训练。若飞机飞行时所受的空气阻力F=kv(k=900 N·s/m),每次飞机速度达到350 m/s后必须终止失重训练(否则飞机可能失控)。求:(整个运动过程中,重力加速度g的大小均取10 m/s2)
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(1)飞机一次上下运动为航天员创造的完全失重的时间。 (2)飞机从最高点下降到离地4 500 m时飞机发动机的推力。
【答案】(1) 55s (2) 2.7×105N
【解析】试题分析:飞机先以加速度g减速上升,再以加速度g加速下降,判断速度达到350m/s与离地2000m哪一个先到则结束训练周期,根据运动学公式列式计算即可。 (1)上升时间: t上=v0200s20s, g102v02002上升高度为: h上=m2000m,
2g2022v3501竖直下落速度达到v1350m时,下落高度: h下=m6125m,
s2g20v350s35s, 此时飞机离地高度为hhh上h下=2875m2000m,所以t下=1g10飞机一次上下为航天员创造的完全失重的时间为: tt上+t下=55s;
(2)飞机离地4500m>2875m,仍处于完全失重状态,飞机自由下落的高度为
h22000m7000m4500m4500m,此时飞机的速度为v22gh2300ms,
由于飞机加速度为g,所以推力F应与空气阻力大小相等,即FFf900300N2.710N。 点晴:解决本题的关键是分析清楚飞机的运动情况,然后对其运用运动学公式列式计算,注意判定速度与高度限制谁先达到是关键。
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