一、选择题
1. 在如图所示的点电荷Q的电场中,一试探电荷从A点分别移动到B、C、D、E各点,B、C、D、E在以Q为圆心的圆周上,则电场力
A. 从A到B做功最大B. 从A到C做功最大C. 从A到E做功最大D. 做功都一样大【答案】D
【解析】试题分析:由点电荷的电场分布特点可知,B、C、D、E四点位于对场源电荷为圆心的同一个圆上,即位于同一等势面上,将试探电荷从A点移到同一等势面上电场力做功相等,所以只有选项D正确;考点:等势面、静电力做功
2. 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 C.电容器带电量减小 【答案】CD
3.
2016年2月11日,美国科学家宣布探测到引力波,证实了爱因斯坦100年
前的
预测,弥补了爱因斯坦广义相对论中最后一块缺失的“拼图”。双星的运动是产生引力波的来源之一,假设宇宙中有一双星系统由a、b两颗星体组成,这两颗星绕它们连线的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动。测得a星的周期为T,a、b两颗星的距离为l,a、b两颗星的轨道半径之差为Δr(a星的轨道半径大于b星的),则
A. b星的周期为B. a星的线速度大小为
C. a、b两颗星的轨道半径之比为
B.小灯泡L2变亮 D.电压表读数变大
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D. a、b两颗星的质量之比为【答案】B
【解析】试题分析:a、b两颗星体是围绕同一点绕行的双星系统,故周期T相同,选项A错误。由
得
,得
考点:双星
【名师点睛】解决本题的关键知道双星系统的特点,角速度大小相等,向心力大小相等,难度适中。4. 如图所示,光滑斜面AE被分成四个长度相等的部分即AB=BC=CD=DE,一物体由A点静止释放,下列结论正确的是(
),
。所以
,选项C错误;a星体的线速度
,
,选项B正确;由
,选项D错误;故选B.
A. 物体到达各点的速率vB:vC:vD:vE=1: C. 物体从A运动到E的全过程平均速度v=vC
2: 3: 2B. 物体到达各点所经历的时间tB:tC:tD:tE=1:2:3:4D. 物体通过每一部分时,其速度增量vB-vA=vC-vB=vD-vC=vE-vD【答案】A
5. 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
6. 在图所示的实验中,能在线圈中产生感应电流的情况是
可得周期越长,频率越小
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A. 磁铁静止在线圈上方B. 磁铁静止在线圈右侧C. 磁铁静止在线圈里面D. 磁铁插入或抽出线圈的过程【答案】D
【解析】试题分析:当穿过闭合线圈的磁通量发生变化时,线圈中有感应电流产生,故磁铁插入或抽出线圈的过程,穿过线圈的磁通量发生变化,故有感应电流产生,故D正确。考点:考查了感应电流产生条件
7. 如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心。一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止于P点。设滑块所受支持力为FN,OP与水平方向的夹角为θ。下列关系正确的是(
)
mg
tan θmg
C.FN= tan θ
【答案】AA.F=【解析】
B.F=mgtan θ D.FN=mgtan θ解法三:正交分解法。将滑块受的力水平、竖直分解,如图丙所示,mg=FNsin θ,F=FNcos θ,
联立解得:F=mg,FN=mg。tan θsin θ
解法四:封闭三角形法。如图丁所示,滑块受的三个力组成封闭三角形,解直角三角形得:F=mg,FN=
tan θ
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mg,故A正确。sin θ
8. (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/3B.电势能增加了mgh/3C.重力势能减少了2mgh/3D.机械能减少了mgh/3【答案】BD【
解
析
】
9. 如图,A、B两球用劲度系数为k1的轻弹簧相连,B球用长为L的细绳悬于O点,A球固定在O点正下方,且O、A间的距离恰为L,此时绳子所受的拉力为T1,弹簧的弹力为F1,现把A、B间的弹簧换成劲度系数为k2(k1>k2)的轻弹簧,仍使系统平衡,此时绳子所受的拉力为T2, 弹簧的弹力为F2,则下列说法正确的是(
)
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A. T1<T2 【答案】C
B. F1<F2 C. T1=T2 D. F1=F2
【解析】
解:对小球B受力分析,由平衡条件得,弹簧的弹力N和绳子的拉力F的合力与重力mg大小相等、方向相
F合TF反,即F合=mg,作出力的合成图,并由三角形相似得: ,又由题, OAOBL,得OAOBABTF合mg,绳子的拉力T只与小球B的重力有关,与弹簧的劲度系数k无关,所以得到T1=T2,故C项
FTF正确。换成K2以后AB减小由合可知F1>F2,B错误
OAOBAB综上所述,本题正确答案为C。
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
B.在时刻t,a、b两车运动方向相反
21
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C.在t到t这段时间内,b车的位移比a车的大D.在t到t这段时间内,b车的速率一直比a车的大【答案】 B【解析】
1
2
1
2
11.如图所示,两个小球从水平地面上方同一点O分别以初速度A.抛出的初速度大小之比为1:4B.落地速度大小之比为1:3
C.落地速度与水平地面夹角的正切值之比为4:1D.通过的位移大小之比为1:
【答案】AC
12.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)
、
水平抛出,落在地面上的位置分别是
A、B,O′是O在地面上的竖直投影,且O′A:AB =1:3。若不计空气阻力,则两小球
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【答案】C
13.下列关于电场的叙述错误的是A. 静止电荷的周围存在的电场称为静电场B. 只有电荷发生相互作用时电荷才产生电场C. 只要有电荷存在,其周围就存在电场
D. A电荷受到B电荷的作用,是B电荷的电场对A电荷的作用【答案】B
【解析】静止电荷的周围存在的电场称为静电场,选项A正确;电荷的周围存在电场,无论电荷之间是否发生相互作用,选项B错误;只要有电荷存在,其周围就存在电场,选项C正确;A电荷受到B电荷的作用,是B电荷的电场对A电荷的作用,选项D正确;故选B.
14.库仑定律是电磁学的基本定律。1766年英国的普里斯特利通过实验证实了带电金属空腔不仅对位于空腔内部的电荷没有静电力的作用,而且空腔内部也不带电。他受到万有引力定律的启发,猜想两个点电荷(电荷量保持不变)之间的静电力与它们的距离的平方成反比.1785年法国的库仑实验证实了两个点电荷之间的静电力与它们的电荷量的乘积成正比,与它们离的平方成反比。下列说法正确的是(
)
A.普里斯特利的实验表明,处于静电平衡状态的带电金属空腔内部的电势为零B.普里斯特利的猜想运用了“对比”的思维方法
C.为了验证两个点电荷之间的静电力与它们的距离的平方成反比,库仑制作了库仑扭秤装置
D.为了验证两个点电荷之间的静电力与它们的电荷量的乘积成正比,库仑精确测定了两个点电荷的电荷量【答案】C
15.如图所示,MN是某一正点电荷电场中的电场线,一带负电的粒子(重力不计)从a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示.则( A.正点电荷位于N点右侧
B.带电粒子从a运动到b的过程中动能逐渐增大C.带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能D.带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度【答案】D
16.如图所示,实线表示在竖直平面内的电场线,电场线与 水平方向成α角,水平方向的匀强磁场与电场正交,有一带电液滴沿斜向上的虚线L做直线运动,L与水平方向成β角,且α>β,则下列说法中正确的是( A.液滴可能带负电 B.液滴一定做匀速直线运动C.液滴有可能做匀变速直线运动
)
× × × × × × L× × × × × ×× × × × × ×× × × × × ×β× × × × × ×通过的距
)
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D.电场线方向一定斜向上【答案】BD
二、填空题
17.如图所示,水平导轨间距为L=0.5m,导轨电阻忽略不计;导体棒ab的质量m=l kg,电阻R0=0.9Ω,与导轨接触良好;电源电动势E=10V,内阻r=0.1Ω,电阻R=4Ω;外加匀强磁场的磁感应强度B=5T,方向垂直于ab,与导轨平面成α=53°角;ab与导轨间动摩擦因数为μ=0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),定滑轮摩擦不计,线对ab的拉力为水平方向,重力加速度g=10m/s2,ab处于静止状态.(已知sin53°=0.8,cos53°=0.6).求:(1)ab受到的安培力大小和方向.(2)重物重力G的取值范围.
【答案】 (1)由闭合电路的欧姆定律可得,通过ab的电流IE2A 方向:由a到b;RR0rab受到的安培力:F=BIL=5×2×0.5=5N;方向:与水平成37°角斜向左上方(2)ab受力如图所示,最大静摩擦力:fmax由平衡条件得:当最大静摩擦力方向向右时:TFsin53fmax0.5N0(mgFcos530)3.5N当最大静摩擦力方向向左时:TFsin53fmax7.5N0由于重物平衡,故:T=G则重物重力的取值范围为:0.5NG7.5N;18. 测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材:A.待测的干电池(电动势约为1.5V,内电阻小于1.0Ω)B.电流表G(满偏电流3mA,内阻Rg=10Ω)C.电流表A(0~0.6A,内阻0.1Ω)D.滑动变阻器R1(0~20Ω,10A)E..滑动变阻器R2(0~200Ω,lA)F.定值电阻R0(990Ω)G.开关和导线若干
⑴某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图中甲的(a)、(b)两个参考实验电路,其中合理的是____________图的电路;在该电路中,为了操作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选____________(填写器材前的字母代号)
图甲
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图乙(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理的实验电路利用测出的数据绘出的I1~I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),则由图线可以得被测电池的电动势E=_______V,内阻r=_____Ω。【答案】 ⑴b,D
⑵1.48(1.48士0.02),0.77(0.75~0.80)
三、解答题
19.发射宇宙飞船的过程要克服引力做功,已知将质量为m的飞船在距地球中心无限远处移到距地球中心为r处的过程中,引力做功为W=G
MmMm,飞船在距地球中心为r处的引力势能公式为Ep=- G,式中G为万rr有引力恒量,M为地球质量。若在地球的表面发射一颗人造地球卫星,如果发身的速度很大,此卫星可以上升到离地心无穷远处(即地球引力作用范围之外)这个速度称为第二宇宙速度(也称逃逸速度)。(1)试推导第二宇宙速度的表达式?
(2)已知逃逸速度大于真空中光速的天体叫黑洞,设某黑洞的质量等于太阳的质量M=1.98×1030kg,求它的可能最大半径?【答案】【解析】
(1)设无穷远处的引力势能为零,地球半径为R,第二宇宙速度为v,则由机械能守恒定律得:
12Mmmv- G=0,2R2GM 解得:v=.R20.如图所示,虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场,电子束经过磁场区后,其运动方向与原入射方向成θ角。设电子质量为m,电荷量为e,不计电子之间相互作用力及所受的重力。求:
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(1)电子在磁场中运动轨迹的半径R;(2)电子在磁场中运动的时间t;(3)圆形磁场区域的半径r。
【答案】 (1)mv (2)mθ (3)mv tan θeBeBeB2
【解析】
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