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…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2024年华东师大版高三物理下册月考试卷781考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共8题,共16分)1、如图所示的装置中,木块B与水平桌面间的接触是光滑的,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短,现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统),则此系统在从子弹即将射入木块到弹簧压缩至最短的过程中()A.动量守恒,机械能守恒B.动量不守恒,机械能不守恒C.动量守恒,机械能不守恒D.动量不守恒,机械能守恒2、下列是某同学对电场中的概念、公式的理解,其中正确的是()A.根据电场强度的定义式E=,电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比B.根据电容的定义式C=,电容器的电容与所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比C.根据真空中点电荷电场强度公式E=,电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量成正比D.根据公式UAB=,带电量为1C正电荷,从A点移动到B点克服电场力做功为1J,则B点的电势差为1V3、如图所示电路,开关S原来是闭合的,当R1、R2的滑片刚好处于各自的中点位置时,悬在空气平行板电容器C两水平极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态.要使尘埃P向下加速运动,下列方法中可行的是()A.把R1的滑片向左移动B.把开关S断开C.把R2的滑片向右移动D.把R2的滑片向左移动4、如图甲所示,一条电场线与Ox轴重合,取O点电势为零,Ox方向上各点的电势φ随x变化的规律如图乙所示.若在O点由静止释放一电子,电子仅受电场力的作用,则()A.该电场线的方向将沿Ox的正方向B.该电场线可能是孤立正电荷产生的C.该电场线可能是孤立负电荷产生的D.该电场线可能是等量异种电荷产生的5、关于速度、速度改变量、加速度,正确的说法是()A.物体运动的速度改变量越大,它的加速度一定越大B.速度很大的物体,其加速度可以很小C.某时刻物体的速度为零,它的加速度也一定为零D.加速度越大时,运动物体的速度一定越快6、一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中实线;波沿x正方向传播,在t=1s时刻的波形如图虚线,由此可以判定此波的()
A.幅一定是2cmB.波长一定是3cmC.周期一是4sD.播速度一定是1cm7、如图所示电路,电阻R1与电阻R2阻值相同,都为R,和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看作零,反向电阻可看作无穷大),在A、B间加一正弦交流电u=20sin100πt(V),则加在R2上的电压有效值为()A.10VB.20VC.15VD.5V8、对于做平抛运动的物体,以下说法正确的是()A.若只将其抛出点的高度增加一倍,则它在空中运动的时间也增加一倍B.若只将其抛出点的高度增加一倍,则它的水平位移也增加一倍C.若只将其初速度增加一倍,则其水平位移也增加一倍D.若只将其初速度增加一倍,则其在空中运动时间也增加一倍评卷人得分二、多选题(共6题,共12分)9、下列说法正确的是()A.布朗运动就是液体分子的运动B.物体中所有分子热运动动能与势能的总和等于物体的内能C.0℃的水与0℃的冰分子的平均动能相同E.对于同一种气体,温度越高,分子平均动能越大E.对于同一种气体,温度越高,分子平均动能越大10、关于磁感线下列说法中正确的是()A.磁场是由无数条磁感线组成的B.磁感线是为了描述磁场方便而假想的线C.磁感线是磁场把铁屑磁化形成的D.磁感线可形象地描述磁场的强弱和方向11、如图所示,子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块,子弹未穿透木块,此过程木块动能增加了6J,那么此过程产生的内能可能为()A.16JB.12JC.6JD.4J12、物体用两根细绳AC;BC悬挂;如图所示,拉断两根绳所需的力一样大,则()
A.增加物体重力,BC绳先断B.增加物体重力,AC绳先断C.如保持C点不动,将AC绳的A点向左移,则AC绳先断D.如保持C点不动,将AC绳的A点向左移,则BC绳先断13、如图所示,一轨道的倾斜部分和水平部分均处于磁感应强度为B的匀强磁场中,且磁场方向都与轨道平面垂直,水平轨道足够长.一质量为m的水平金属棒ab,从静止开始沿轨道下滑,运动过程中金属棒ab始终保持与轨道垂直且接触良好.金属棒从斜轨道转入水平轨道时无机械能损失.关于ab棒运动的速度时间图象,可能正确的是()A.B.C.D.14、如图电路中;在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中,两表的示数情况为()
A.电压表示数减少B.电压表示数增大C.电流表示数减少D.电流表示数增大评卷人得分三、填空题(共6题,共12分)15、(2012春•平顶山月考)在t=0时刻,质点A开始沿y轴做简谐运动,其振动图象如图所示.质点A振动的周期是____s;t=8s时,质点A的运动沿y轴的____方向(填“正”或“负”);在t=9s时,质点A偏离平衡位置的位移是____cm.16、大小、____随时间发生____变化的电流叫做交变电流.我国电网的交变电流在1s内出现____次峰值.17、若以v0>10m/s的速度竖直上抛一物体,忽略空气阻力,设g为10m/s2;则此物体在上升过程中的最后1秒上升的高度为____m.18、如图所示把正方形线框abcd从磁感应强度为b的匀强磁场中匀速拉出速度方向与ad边垂直向左速度大小为v,线圈的边长为l,每边的电阻为R,问线圈在运动过程中,ad两点的电势差为____.19、(2012秋•肥东县校级期末)某发电机输出的交变电流i=20sin100πt,其图象如图所示.则可确定该交变电流的电流有效值为____A.20、(2013秋•德城区校级期中)如图所示,虚线表示等势面,相邻两等势面间的电势差相等.有一带正电的小球在电场中运动,实线表示该带正小球的运动轨迹,小球在a点的动能等于20ev,运动到b点时动能等于2ev.若取c点为电势零点,则当这个带电小球的电势能为6ev时,不计重力和空气阻力,它的动能等于____.评卷人得分四、判断题(共3题,共18分)21、某时刻一个分子的速度的大小和方向是偶然的.____.(判断对错)22、较大的颗粒不做布朗运动是因为跟颗粒碰撞的分子数较多,多方面的撞击导致受力平衡.因为分子冲击力小,不易改变大颗粒的运动状态.____.(判断对错)23、原子核由质子、中子和电子组成.____(判断对错)评卷人得分五、解答题(共4题,共8分)24、如图所示电路中,滑动变阻器R1的最大阻值为24Ω,滑片位于中点.定值电阻R2的阻值为4Ω;小灯泡L规格“12V6W”电流表A为理想电表,闭合电键S,小灯泡正常发光,求:
(1)电流表的读数I;
(2)电源电压U;
(3)若滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω,不考虑小灯泡L阻值的变化,求小灯泡的实际功率P.25、甲、乙两质点沿直线向同一方向运动,通过相同位移,其中甲质点在前半段时间中以v1=20m/s的速度运动,后半段时间中以v2=30m/s的速度运动;乙质点前半段位移内以v1′=20m/s的速度运动,后半段位移内以v2′=30m/s的速度运动,甲、乙两质点在整个位移中的平均速度大小分别是多少?26、如图所示,电源电动势E0=15V,内阻r0=1Ω,电阻R1=30Ω,R2=60Ω.间距d=0.2m的两平行金属板水平放置,板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B=1T的匀强磁场.闭合开关S,板间电场视为匀强电场,将一带正电的小球以初速度v=0.1m/s沿两板间中线水平射入板间.设滑动变阻器接入电路的阻值为Rx,忽略空气对小球的作用,取g=10m/s2.若小球进入板间做匀速度圆周运动并与板相碰,碰时速度与初速度的夹角为60°,则Rx是多少?27、如图所示,在某装置中有一匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于xOy所在的纸面向外.某时刻在x=L0、y=0处,一质子沿y轴的负方向进入磁场;同一时刻,在x=-L0;y=0处;一个α粒子也进入磁场,速度方向与磁场垂直.不考虑质子与α粒子的重力及其间的相互作用力.设质子的质量为m、电量为e.
(1)如果质子经过坐标原点O;它的速度为多大?
(2)如果α粒子与质子在坐标原点O相遇,α粒子的速度应为何值?评卷人得分六、计算题(共3题,共27分)28、如图所示;水平光滑地面上停放着一辆如图所示的小车,左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨道是光滑的,水平部分是粗糙的.BC
的长度是圆弧半径的10
倍,小物块从A
点正上方距水平轨道BC
的竖直高度为圆弧半径的4
倍处由静止开始下落,恰好滑入圆弧轨道,且刚好没有滑出末端C
点.
已知小车的质量是物块的3
倍,不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失.
求:
(1)
物块到达圆弧轨道最低点B
时对轨道的压力是物块重力的几倍?
(2)
物块与水平轨道BC
间的动摩擦因数娄脤
29、如图所示;间距为L
电阻不计的平行金属导轨OPQ
和LMN
分别固定在两个竖直面内,在水平面PQMN
区域内有方向竖直向上、大小为B1
的匀强磁场,倾角为胃
的斜面OPML
区域内有方向垂直于斜面向上、大小为B2
的匀强磁场。将质量为m
电阻为R
长为L
的三个导体棒放置在导轨上,其中棒2
的两端分别固定在PM
点,粗糙的棒3
放置在倾斜导轨上,刚好不下滑,光滑的棒1
在水平外力作用下由静止开始以恒定的加速度a
沿水平导轨向右运动,棒1
始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,滑动过程中始终处于竖直磁场中,重力加速度为g
求:
(1)
棒3
刚要向上滑动瞬间;棒3
中电流I
的大小和方向;
(2)
棒3
刚要向上滑动瞬间,水平外力的功率P
30、如图所示;水平固定一个光滑长杆,有一个质量为m
小滑块A
套在细杆上可自由滑动.
在水平杆上竖直固定一个挡板P
小滑块靠在挡板的右侧处于静止状态,在小滑块的下端用长为L
的细线悬挂一个质量为2m
的小球B
将小球拉至左端水平位置使细线处于自然长度,由静止释放,已知重力加速度为g.
求:
垄脵
小球运动过程中;相对最低点所能上升的最大高度;
垄脷
小滑块运动过程中,所能获得的最大速度.参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、B【分析】【分析】根据动量守恒与机械能守恒的条件分析答题;当系统所受合外力为零时,系统动量守恒;当只有重力或只有弹力做功时,系统机械能守恒.【解析】【解答】解:在木块与子弹一起向左运动压缩弹簧的过程中;木块;子弹、弹簧所组成的系统所受合外力不为零,则系统动量不守恒;
在子弹击中木块的过程中;要克服摩擦力做功,系统的部分机械能转化为内能,系统机械能不守恒;
因此子弹;木块和弹簧所组成的系统;在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中,动量不守恒、机械能不守恒;
故选:B2、C【分析】【分析】电场强度取决于电场本身,与有无试探电荷无关;用电容器和电势差的定义式即可求解.【解析】【解答】解:A;电场强度取决于电场本身的性质;与试探电荷无关,所以不能理解电场中某点的电场强度和试探电荷的电量成反比,故A错误.
B;电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量;取决于电容器本身的属性,与电容器所带的电量和板间电压无关,故B错误.
C、根据点电荷的场强公式真空中点电荷电场强度公式E=;电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量成正比,故C正确.
D、据电势差的定义式UAB=知;带电量为1C正电荷,从A点移动到B点克服电场力做功为1J,则A;B点的电势差为-1V,故D错误.
故选:C.3、D【分析】【分析】尘埃P受到重力和电场力而平衡,要使尘埃P向下加速,就要减小电场力,即要减小电场强度;变阻器R2处于分压状态,根据题意,只要减小电容器两端电压就可以减小电场力,从而使尘埃P向下加速运动.【解析】【解答】解:A、尘埃P受到重力和电场力而平衡,要使尘埃P向下加速,就要减小电场力,故要减小电容器两端的电压;电路稳定时,滑动变阻器R1无电流通过,两端电压为零,故改变R1的电阻值无效果;故A错误;
B;把闭合的开关S断开;电容器两端电压增大到等于电源电动势,故P向上加速,故B错误;
C、变阻器R2处于分压状态,电容器两端电压等于变阻器R2左半段的电压,故要减小变阻器R2左半段的电阻值,变阻器R2滑片应该向左移动;故C错误,故D正确;
故选:D.4、D【分析】【分析】根据电子所受电场力方向特点,分析电子的速度如何变化.电势φ-x图线的斜率等于电场强度大小,根据斜率的变化,分析场强的变化,由牛顿第二定律分析加速度的变化.由场强的变化情况,确定场源电荷.【解析】【解答】解:A;由图看出;电势逐渐升高,则电场线方向沿Ox负方向,故A错误;
B;电势φ-x图线的斜率等于电场强度大小;由图看出,图线的斜率先变小后变大,则电场强度先变小后变大,该电场线不可能是孤立点电荷产生的,因为电子在孤立点电荷产生的电场中电场力一直增大或一直减小.故B错误,C错误.
D;电势φ-x图线的斜率等于电场强度大小;由图看出,图线的斜率先变小后变大,则电场强度先变小后变大,可能是等量异种电荷产生的.故D正确.
故选:D5、B【分析】【分析】根据加速度的定义式a=可知加速度与物体的速度的变化率成正比,与速度的变化量不成正比例关系,与速度的大小也不成正比例关系.【解析】【解答】解:A、根据a=可知加速度a由速度的变化量△v和速度发生改变所需要的时间△t共同决定;虽然△v大,但△t更大时,a可以很小.故A错误.
B、根据a=可知物体的加速度就是速度的变化率;与物体的速度的大小无关.所以即使物体的速度很大,但速度的变化率很小,其加速度也很小.故B正确.
C;当物体的速度为0时;若物体所受的合外力不为0,其加速度不为0,若合力为0,则加速度为0,如火箭刚点火时,速度为零而加速度不为零,故C错误.
D;加速度大、速度不一定大;如刚点火的炮弹,加速度恒定,初速度为零.故D错误.
故选:B6、A【分析】【分析】质点离开平衡位置的最大距离叫做振幅.相邻两个波峰或波谷之间的距离等于波长,由波动图象可直接读出振幅和波长.根据波的周期性得到周期的通项,考虑到波的传播方向未知,还要注意波可能有两种不同的传播方向.根据v=可得到波速的通项,再求解波速的特殊值.【解析】【解答】解:A;B、由图知;此波的振幅一定为A=2cm.波长一定为λ=4cm,故A正确,B错误.
C、D、若波向右传播,根据波的周期性有:t=(n+)T,n=0,1,2,,则得周期T=s,波速v==(4n+1)cm/s;
若波向左传播,根据波的周期性有:t=(n+)T,n=0,1,2,,则得周期T=s,波速v==(4n+3)cm/s;
故知周期不一定是4s;波速不一定是1cm/s.故CD错误.
故选:A.7、D【分析】【分析】根据电流的热效应,注意二极管的单向导电性,使得半个周期内R1被短路,另半个周期内R1与R2串联,从而即可求解.【解析】【解答】解:因为是交流电所以应该分两种情况考虑:1、当电源在正半轴时A点电位高于B点电位二极管导通即R1被短路,R2电压为电源电压V=20V;
2、电源在负半轴时B点电位高于A点电位二极管截止R1,R2串联分压;
Q=Q1+Q2,即为:;
解得:U=5V;故D正确;ABC错误;
故选:D.8、C【分析】【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,运动的时间由高度决定,时间和初速度共同决定水平位移.【解析】【解答】解:A、根据h=得,t=,高度增加一倍,则运动时间变为原来的倍.故A错误.
B、根据h=得,t=,高度增加一倍,则运动时间变为原来的倍,根据x=v0t知,水平位移变为原来的倍.故B错误.
C、根据x=v0t知;初速度增加一倍,则水平位移增加一倍.故C正确.
D;平抛运动的时间由高度决定;与初速度无关.故D错误.
故选C.二、多选题(共6题,共12分)9、BCE【分析】【分析】布朗运动是固体颗粒的运动,物体的内能是物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和,温度是分子平均动能的标志,热机的效率不可能达到100%.【解析】【解答】解:A;布朗运动是固体颗粒的运动;不是分子的运动,故A错误;
B;物体的内能是物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和;故B正确;
C;温度是分子的平均动能的标志;0℃的水与0℃的冰分子温度相同,平均动能相同,故C正确;
D;根据热力学第二定律可知;热机的效率不可能达到100%,故D错误;
E;温度是分子的平均动能的标志;对于同一种气体,温度越高,分子平均动能越大,故E正确;
故选:BCE10、BD【分析】【分析】(1)磁体的周围存在着看不见;摸不着但又客观存在的磁场,为了描述磁场,在实验的基础上,利用建模的方法想象出来的磁感线,磁感线并不客观存在.
(2)磁感线在磁体的周围是从磁体的N极出发回到S极.在磁体的内部;磁感线是从磁体的S极出发,回到N极.
(3)磁场中的一点;磁场方向只有一个,由此入手可以确定磁感线不能相交.
(4)磁场的强弱可以利用磁感线的疏密程度来描述.磁场越强,磁感线越密集.【解析】【解答】解:A;磁场是客观存在的;磁感线是为零形象描述磁场而假想假想的,故A错误;
B;磁感线是为了描述磁场方便而假想的线;故B正确;
C;磁感线是为了描述磁场方便而假想的线;与小铁屑无关,故C错误;
D;磁感线是为了描述磁场方便而假想的线;可形象地描述磁场的强弱和方向,故D正确;
故选:BD.11、AB【分析】解:设子弹的初速度为v0;射入木块后子弹与木块共同的速度为v;
木块的质量为M;子弹的质量为m.
由动量守恒定律得:mv0=(M+m)v,解得:v=
木块获得的动能为△Ek=Mv2=
系统产生的内能为Q=mv02-(M+m)v2=>△Ek;则得到Q>6J;
故选AB.【解析】【答案】AB12、AD【分析】【分析】重物受重力和两个细线的拉力,根据平衡条件并结合图示法作图分析即可.【解析】【解答】解:AB;对物体受力分析;如图所示:
由于AC长度大于BC长度,结合几何关系可得,FA<FB;故增加物体重力,BC绳拉力大,先断,故A正确,B错误;
CD;如保持B、C点不动;将AC绳的A点向左移,作图如下:
显然FA<FB;故BC绳拉力大,先断,故C错误,D正确;
故选:AD13、CD【分析】【分析】根据金属棒的受力情况,分析其运动情况,分析时要抓住安培力与速度成正比.【解析】【解答】解:金属棒在斜轨道运动时;先做加速运动,随着速度的增大,产生的感应电动势和感应电流增大,金属棒所受的安培力增大,合力减小,加速度减小,当加速度减小减至零做匀速运动.
金属棒进入水平轨道后受到向左的安培力;做减速运动,速度减小,安培力减小,所以做加速度减小的变减速运动,则知CD两图是可能的,AB不可能.
故选:CD.14、BC【分析】【分析】动态变化分析问题一般按照“局部→整体→局部”的顺序,分析总电阻变化→总电流变化→总电压变化,再分析局部电压、电流、功率的变化进行.对于电流表读数来说,由于滑动变阻器的电流、电压和电阻都在变化,不好确定,可从总电流的变化和R2电流变化确定.【解析】【解答】解:当滑动变阻器的滑片P向上滑动时,接入电路的电阻增大,与R2并联的电阻增大,外电路总电阻R总增大,总电流I减小,路端电压U=E-Ir增大;电压表读数增大;
并联部分的电阻增大,分担的电压增大,U2增大,流过R2的电流I2增大,电流表的读数IA=I-I2;则减小.
故选:BC.三、填空题(共6题,共12分)15、4正10【分析】【分析】根据质点位移的变化判断其运动方向.由振动图象读出周期,结合周期性分析t=9s时质点的位移.【解析】【解答】解:题图为质点A的振动图象;由图象可知周期为T=4s.
t=8s以后质点A从平衡位置向正向最大位移处运动;所以其运动方向沿y轴正方向.
根据周期性知;质点在t=9s时偏离平衡位置的位移与t=1s时的位移相等,为10cm.
故答案为:4,正,10.16、方向周期性100【分析】【分析】直流电是指电流的方向不发生变化的电流,其大小可以变化,交流电是指电流的方向发生变化的电流,但是它的电流的大小可以不变.【解析】【解答】解:交流电是指电流的方向发生变化的电流;电流的大小是否变化对其没有影响,而对于周期性变化的电流,即为大小与方向都随着时间做周期性变化.
我国电网交流电的频率为50Hz;交变电流在1s内出现50个完整波形,则有100次峰值.
故答案为:方向、周期性、100.17、5【分析】【分析】不计空气阻力时,竖直上抛运动上升和下落具有对称性,物体在上升过程中的最后1秒上升的高度等于从最高点下落第1s的高度.【解析】【解答】解:不计空气阻力时;竖直上抛运动上升和下落具有对称性,物体在上升过程中的最后1秒上升的高度等于从最高点下落第1s的高度.下落时物体做自由落体运动.
从最高点下落第1s的高度h==m=5m
所以物体在上升过程中的最后1秒上升的高度为5m.
故答案为:5.18、-【分析】【分析】由E=BLv求出感应电动势,然后由欧姆定律求出电势差.【解析】【解答】解:bc边切割磁感线产生的感应电动势:E=Blv;
da两点的电势差:U=IR=×R=;
由右手定则可知,电流由d流向a,则ad两点间的电势差为:-;
故答案为:-.19、20【分析】【分析】本题考查了交流电的描述,根据交流电的表达式,可知知道其最大值,以及线圈转动的角速度等物理量,然后进一步求出其它物理量,如有效值、周期、频率等.【解析】【解答】解:交变电流i=20sin100πt,由正弦交流电的有效值与最大值的关系可知,有效值:I===20A.
故答案为:20.20、8eV【分析】【分析】解决本题需掌握:小球只受电场力时,小球的动能和电势能之和保持不变;正确判断小球在电场中所受电场力方向以及电场力做功情况.【解析】【解答】解:小球自a点运动到b时,电场力做负功:Wab=2eV-20eV=-18eV①
由于相邻两等势面的电势差相等,故电势差的大小关系有:Uab=3Uac②
从b到c电场力做正功,根据动能定理有:Wbc=Ekc-Ekb③
联立①②③可得Ekc=14eV.
由于只有电场力做功,电势能和动能和保持不变,故在c点:E=Ep+Ek=14eV
即电势能和动能之和为8eV;因此当电势能等于6eV时动能为8eV;
故答案为:8eV四、判断题(共3题,共18分)21、√【分析】【分析】分子在永不停息的做无规则热运动,物体内部个别分子的速度具有怎样的数值和方向完全是偶然的,但就大量分子的整体来看,在一定的条件下,物体分子的速度分布也遵从一定的统计规律.【解析】【解答】解:对于大量分子;其运动有一定的统计规律,但对于个别分子,其运动的速度完全是偶然的;
故答案为:√22、×【分析】【分析】悬浮在液体(或气体)中固体小颗粒的无规则运动是布朗运动,固体颗粒越小、液体(或气体)温度越高,布朗运动越明显;布朗运动是液体(或气体)分子无规则运动的反应.【解析】【解答】解:较大的颗粒不做布朗运动是因为跟颗粒碰撞的分子数较多;多方面的撞击导致受力平衡.因为各个方向的分子冲击力比较均衡,所以不易改变大颗粒的运动状态,不是因为分子的冲击力小.所以以上的说法是错误的.
故答案为:×.23、×【分析】【分析】原子核由质子和中子构成.【解析】【解答】解:原子核由质子;中子构成;故说法错误.
故答案为:×五、解答题(共4题,共8分)24、略
【分析】【分析】(1)由欧姆定律和并联电路电压相等的特点,求出通过R1的电流;再得到电流表的读数I.
(2)由欧姆定律求出R2的电压;再得到电源电压U.
(3)根据欧姆定律和串联、并联电路的特点,求出灯泡的电压,由公式P=求小灯泡的实际功率P.【解析】【解答】解:(1)小灯泡正常发光;通过灯泡的电流为:
IL==A=0.5A
通过R1的电流为:
I1==A=1A
故电流表的读数为:
I=IL+I1=1.5A
(2)电源电压为:
U=UL+IR2=12+1.5×4=18V
(3)灯泡的电阻为为:
RL===24Ω
若滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω;则并联部分的电阻为:
R并==Ω=6Ω
此时灯泡的电压为:
UL′=U=×18V=10.8V
小灯泡的实际功率为:
P===4.86W
答:(1)电流表的读数是1.5A.
(2)电源电压U是18V.
(3)小灯泡的实际功率P是4.86W.25、略
【分析】【分析】甲车分别求出前后两半位移内时间,然后由平均速度定义可得平均速度.乙车分别求出前后两半时间内的位移,然后由平均速度定义可得平均速度【解析】【解答】解:甲车:设总位移为2s;
通过前一半位移时间为:;
通过后一半位移时间为:;
全程平均速度为:.
乙车;设总时间为2t,则:
前一半时间内的位移:s1=v1t
后一半时间内的位移:s2=v2t
全过程的平均速度:
答:甲、乙两质点在整个位移中的平均速度大小分别为24m/s和25m/s26、略
【分析】【分析】粒子做匀速圆周运动,则重力与电场力平衡;由牛顿第二定律可知洛仑兹力充当向心力;由几何关系可求得粒子运动的半径,联立可解得电容器两端的电压;由闭合电路欧姆定律可求得滑动变阻器的阻值.【解析】【解答】解:小球进入电磁场做匀速圆周运动;说明重力和电场力等大反向,即:
洛仑兹力提供向心力;根据牛顿第二定律有:
连立化简得:
小球做匀速圆周运动的初末速的夹角等于圆心角为60°;根据几何关系得R=d
连立带入数据U2=4V
干路电流为:
答:Rx是54Ω.27、略
【分析】【分析】由几何知识得到质子的半径;根据牛顿第二定律列方程求出速度的大小;
如果α粒子与质子在坐标原点O相遇,做出二者的轨迹,找出二者周期的关系,从而确定二者速度的关系.【解析】【解答】解:(1)根据题设条件,质子进入磁场的速度方向垂直于x轴,可知质子运动的轨道半径必在x轴上,又因质运动时经过坐标原点,故其轨道半径rP=L0,设粒子的运动速度为vP;由牛顿第二定律得:
m=eBvp
所以解得质子的速度为:vp=
(2)首先对粒子运动的时间特征进行研究:质子做圆周运动的周期为TP=,而α粒子的荷质比为质子的2倍,因此α粒子的运动周期为质子运动周期的2倍,即Tα=.由于匀速圆周运动是周期性的运动;因而质子将多次穿过坐标原点O,其时间为:
tp=,,
而这些时刻又分别与α粒子运动的以下时间对应着tα=,
即如果α粒子在时刻t=Ta到达O点,它运行了周期;如果α粒子在时刻t=Ta到达O点,它运行了周期.
因此,α粒子进入磁场处与O点之间的连线必为圆周或圆周所对的弦,如图所示(可以看出ta=等情形不必再考虑).在图作出圆弧所对应的圆心角,建立几何关系,不难得到α粒子运动的轨道半径为:
rα=L0
设α粒子运动的速度为va,则由牛顿运动定律得:4m•=2e•B•vα
并综合以上各式,可得:vα=
对应着两种不同的轨迹;粒子运动的速度方向有两个,如图所示,为:
θ1=,θ2=
答:(1)如果质子经过坐标原点O,它的速度为vp=;
(2)如果α粒子与质子在坐标原点O相遇,α粒子的速度应为vα=.六、计算题(共3题,共27分)28、解:(1)设物块的质量为m;其开始下落处位置距BC的竖直高度为4R,到达B点时的速度为v,小车圆弧轨道半径为R.
由机械能守恒定律得:mg×4R=mv2
在B点根据牛顿第二定律得:FN-mg=m
联立两式解得:FN=9mg
(2);设物块与BC间的滑动摩擦力的大小为F;物块滑到C点时与小车的共同速度为v′,物块在小车上由B运动到C的过程中小车对地面的位移大小为s.依题意,小车的质量为3m,BC长度为10R.
由滑动摩擦公式得:F=μmg
由动量守恒定律得:mv=(m+3m)v′
对物块;小车分别应用动能定理;有。
物块:-F(10R+s)=mv′2-mv2
小车:Fs=(3m)v′2-0
联立求得动摩擦因数:μ=0.3
答:(1)物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力是物块重力的9倍;
(2)物块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ为0.3.【分析】
物块恰好落入小车圆弧轨道滑动;做圆周运动,到达圆弧轨道最低点B
时受到的圆弧的支持力与重力合力提供向心力,运用机械能守恒定律和牛顿第二定律即可求出物块对轨道的压力,从而求出与重力的比值.
物块在小车BC
上滑动,通过摩擦力相互作用,满足动量守恒,然后对物块和小车分别使用动能定理即可求出动摩擦因数娄脤
.
分析物块的运动过程,明确物块和小车间的相互作用,知道物块在小车BC
上滑动,通过摩擦力相互作用,物块做匀减速运动,小车做匀加速运动,恰好没有滑出小车,说明二者速度相等,这样就可以依次选择机械能守恒定律、牛顿第二定律、动量守恒定律、动能定理求解.
求动摩擦因数选动能定理简单,因为不考虑中间的运动过程.【解析】解:(1)
设物块的质量为m
其开始下落处位置距BC
的竖直高度为4R
到达B
点时的速度为v
小车圆弧轨道半径为R
.
由机械能守恒定律得:mg隆脕4R=12mv2
在B
点根据牛顿第二定律得:FN鈭�mg=mv2R
联立两式解得:FN=9mg
FNmg=9mgmg=9
(2)
设物块与BC
间的滑动摩擦力的大小为F
物块滑到C
点时与小车的共同速度为v隆盲
物块在小车上由B
运动到C
的过程中小车对地面的位移大小为s.
依题意,小车的质量为3mBC
长度为10R
.
由滑动摩擦公式得:F=娄脤mg
由动量守恒定律得:mv=(m+3m)v隆盲
对物块;小车分别应用动能定理;有。
物块:鈭�F(10R+s)=12mv隆盲2鈭�12mv2
小车:Fs=12(3m)v隆盲2鈭�0
联立求得动摩擦因数:娄脤=0.3
答:(1)
物块到达圆弧轨道最低点B
时对轨道的压力是物块重力的9
倍;
(2)
物块与水平轨道BC
间的动摩擦因数娄脤
为0.3
.29、解:
(1)由于开始棒3放置在倾斜
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