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一、直線運動

互動:本考點是高中物理的重要章節,是整個物理基礎內容之一,是動力學的基礎和重要組成部分.本考點涉及位移、速度、加速度等諸多物理量,基本公式也較多,同時還有描述運動規律的圖象、圖象、測定加速度時用到的“逐差法”等知識。近兩年來,高考主要考查是直線運動的有關概念、規律及其應用,重點是勻變速直線運動規律的應用及圖象。對本考點知識的考查既有單獨命題,也有與牛頓運動定律以及今后學習電場中帶電粒子的運動、磁場中的通電導體的運動、電磁感應現象等知識結合起來,作為綜合試題中的一個知識點加以體現,其中以中等以上的試題出現。作為綜合試題中的一個知識點,本考點還可以與航空、航海、鐵路等交通方向知識新情境綜合。

試題詳情

在2009高考中,有關加速度、瞬時速度、勻變速直線運動的規律、圖象等仍是命題熱點,但有關運動圖象與實際運動過程的關系、實際問題的建模、測定加速度時“逐差法”的應用引起重視,而試題內容與現實生產、生活和現代科技的結合將更緊密、涉及的內容也更廣泛,聯系高科技發展的新情境更會有所增加。復習的關鍵是,重點是對直線運動的概念、規律的形成過程的理解和掌握,弄清其物理實質,不斷關注當今科技動態,把所學的知識應用到生動的實例中去,通過對這些實例的分析、物理情境的構建、物理過程的認識,建立起物理模型,再運用相應的規律處理實際問題;同時,對同一問題應從不同角度(如一題多解)進行研究與描述,從而達到對規律的理解與應用。

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1.( 安徽省2009屆高三第一輪復習單元測試.物理 .1)北京奧運火炬成功登上珠峰,如圖5所示是火炬手攀登珠峰的線路圖,據此圖判斷下列說法正確的是(    )

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A.由起點到終點火炬手所走線路的總長度等于位移

B.線路總長度與火炬所走時間的比等于登山者的平均速度

C.在計算登山運動的速度時可以把火炬手當成質點

D.珠峰頂的重力加速度要比拉薩的重力加速度小

 

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2.(2009屆廣東省中大附中第3次檢測.物理.3)某物體的運動圖象如圖6所示,以下說法正確的是(    )

A.若x表示位移,則物體做往復運動

B.若x表示位移,則物體做勻速直線運動

C.若x表示速度,則物體做朝某一方向的直線運動

D.若x表示速度,則物體做勻變速直線運動

 

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3.(江蘇省揚州市2009屆第四次調研.物理。4)如圖7所示的位移(s)―時間(t)圖象和速度(v)―時間(t)圖象中,給出四條曲線1、2、3、4代表四個不同物體的運動情況,關于它們的物理意義,下列描述正確的是(     )

試題詳情

A.圖線1表示物體做曲線運動

       B.s―t圖象中t1時刻v1>v2

       C.v―t圖象中0至t3時間內3和4的平均速度大小相等

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       D.兩圖象中,t2、t4時刻分別表示2、4開始反向運動           圖7

 

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4.(江蘇省徐州市2009屆第3次質檢測.物理.1)第29屆奧運會將于今年8月在北京舉行,跳水比賽是我國的傳統優勢項目.某運動員正在進行10m跳臺訓練,下列說法正確的是(     )

A.為了研究運動員的技術動作,可將正在比賽的運動員視為質點

B.運動員在下落過程中,感覺水面在勻速上升

C.前一半時間內位移大,后一半時間內位移小

D.前一半位移用的時間長,后一半位移用的時間短

 

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5.(浙江省2009屆高三第一輪復習單元測試.物理 .7)為了安全,在行駛途中,車與車之間必須保持一定的距離.因為,從駕駛員看見某一情況到采取制動動作的時間里,汽車仍然要通過一段距離(稱為思考距離);而從采取制動動作到車完全停止的時間里,汽車又要通過一段距離(稱為制動距離).下表給出了汽車在不同速度下的思考距離和制動距離等部分數據.請分析這些數據,完成表格.

速度(km/h)

思考距離(m)

制動距離(m)

停車距離(m)

45

9

14

23

75

15

38

 

90

 

 

73

105

21

75

96

 

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6.(2009屆湖南省瀏陽一中高三10月月考試題.物理.12)我們在電影或電視中經?梢钥吹竭@樣的驚險場面:一輛高速行駛的汽車從山頂落入山谷,為了拍攝重為15000N的汽車從山崖墜落的情景,電影導演通常用一輛汽車模型代替實際汽車,設汽車模型與實際汽車的大小比例為,那么山崖也必須用的比例來代替真實的山崖,設電影每分鐘放映的膠片張數是一定的,為了能把汽車模型墜落的情景放映得恰似拍攝實景,以達到以假亂真的視覺效果,問:在實際拍攝的過程中,攝影機每秒鐘拍攝的膠片數應為實景拍攝的膠片數的幾倍?汽車模型在山崖上墜落的行駛速度應是真實汽車的實際行駛速度的幾倍?

 

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文本框: 圖87.(湖南望城五中2009屆高三第一次月考試題.物理.16)如圖8所示, “10米折返跑”的成績反應了人體的靈敏素質。測定時,在平直跑道上,受試者以站立式起跑姿勢站在起點終點線前,當聽到“跑”的口令后,全力跑向正前方10米處的折返線,測試員同時開始計時。受試者到達折返線處時,用手觸摸折返線處的物體(如木箱),再轉身跑向起點終點線,當胸部到達起點終點線的垂直面時,測試員停表,所用時間即為“10米折返跑”的成績。設受試者起跑的加速度為4m/s2,運動過程中的最大速度為4m/s,快到達折返線處時需減速到零,減速的加速度為8m/s2,返回時達到最大速度后不需減速,保持最大速度沖線。求該受試者“10米折返跑”的成績為多少秒?www.gongchengfu.com

 

 

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8.( 湖北省2009屆高三第一輪復習單元測試.物理 .15)物體甲從離地面高度h處自由下落,同時在它正下方的地面上有一物體乙以初速度v0豎直向上拋。重力加速度為g,不計空氣阻力,兩物體均看作質點。

(1)要使兩物體在空中相碰,乙的初速度v0應滿足什么條件?

(2)要使乙在下落過程中與甲相碰,v0應滿足什么條件?

 

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9.(2009年廣東省廣州市高三年級調研測試卷.物理.11)在“測定勻變速直線運動的加速度”的實驗中,用打點計時器記錄紙帶運動的時間.計時器所用電源的頻率為50Hz,圖9為一次實驗得到的一條紙帶,紙帶上每相鄰的兩計數點間都有四個點未畫出,按時間順序取0、1、2、3、4、5六個計數點,用米尺量出1、2、3、4、5點到0點的距離如圖所示(單位:cm).

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文本框:  
        圖9

由紙帶數據計算可得計數點4所代表時刻的即時速度大小v4=________m/s,小車的加速度大小a=________m/s2

 

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10.(湖南省岳陽市一中2009屆高三第月考試卷.物理.16)在一條平直的公路上,甲、乙兩車同向行駛,乙車以10m/s的速度勻速行駛,甲車在乙車的后面作加速度為a的勻減速行駛,甲車的初速度為15m/s,試討論,在甲車開始減速時,兩車間的距離L滿足什么條件可以使:

(1)兩車不相遇

(2)兩車只能相遇一次

(3)兩車能兩次相遇

 

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11.(廣東省華南師大附中2009屆高三綜合測試卷.物理.14)利用水滴下落可以測出重力加速度g,調節水龍頭,讓水一滴一滴地流出.在水龍頭的正下方放一個盤子.調整盤子的高度,使一個水滴碰到盤子時,恰好有另一個水滴從水龍頭開始下落,而空中還有一個正在下落的水滴.測出水龍頭到盤子間的距離為h.再用秒表測時間,從第一個水滴離開水龍頭開始計時,到第n個水滴落到盤中,共用時間為t.求第一個水滴落到盤子時,第二個水滴離開水龍頭的距離為多少?測得的重力加速度g是多少

 

 

答案:

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1.【解析】線路的總長度是路程,則A錯;路程與位移的比是速率,則B錯;計算登山運動的速度不必考慮登山運動員的大小和形狀,則C對;由萬有引力規律可知在峰頂的重力加速度比拉薩的小,則D對

【答案】CD

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2.【解析】分析圖象問題時,先要看縱坐標表示什么,再看圖線,注意圖線不代表物體運動的軌跡,物體做直線運動.若x表示位移,位移圖線的斜率表示速度,圖線的斜率在0~2s、4~6s為正,2~4s、6~8s為負,表示相應的速度一會為正,一會為負,故物體做往復直線運動,A正確.若x表示速度,速度圖線的斜率表示加速度,圖線的斜率在0~2s、4~6s為正,2~4s、6~8s為負,表示相應的加速度一會為正,一會為負,但大小相等.因而速度均為正,故物體先做勻加速直線運動,再做勻減速直線運動到速度為0,接著再做勻加速直線運動,然后再做勻減速直線運動到速度為0,所以物體一直向某一方向做直線運動.

【答案】AC

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3.【解析】圖線1是位移圖象表示物體是作變速直線運動,所以選項A正確;s―t圖象中某點斜率的大小表示速度的大小,選項B正確;v―t圖象中0至t3時間內3和4位移不同,所以平均速度不相等;t2、表示2開始反向運動,t4時刻4的方向不變,所以選項D錯。

【答案】AB

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4.【解析】因運動員的技術動作有轉動情況,不能將正在比賽的運動員視為質點,選項A錯;以運動員為參考系,水作變速運動,所以選項B錯;運動員前一半時間內平均速度小,故位移小,選項C錯;若是相同的位移,則前一半位移用的時間長,后一半位移用的時間短。所以選項D正確。

【答案】D

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5.【解析】分析表格中的數據,可知停車距離為思考距離和制動距離之和,由此可知當汽車速度為75 km/h時,停車距離為.由題意可知思考距離即人在作出反應之前汽車以原來的速度運動的距離.此題的關鍵需先求出人的反應時間以及剎車時的加速度.選取表格中第一組數據(45km/h12.5m/s),由,解得(本題剎車時的加速度可以不求出).對于表格中第三組數據(90km/h25m/s),思考距離為;制動距離

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注:求剎車時的加速度,選取第一組數據(45km/h12.5m/s),由,解得

【答案】18    55    53(以列為序)

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6.【解析】   又 h =

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所以t=  為了使效果逼真,拍攝模型的膠片張數與實景拍攝時膠片數應相同,故拍攝模型時每秒拍攝膠片數應是實景拍攝時每秒拍攝膠片數的5倍

水平方向:X=V0t 為了達到逼真效果,汽模在水平方向上飛行的距離也應是實際距離的即X=,所以V0=

【答案】(1)5倍   (2)V0=

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7.www.gongchengfu.com

【解析】對受試者,由起點終點線向折返線運動的過程中

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加速階段:;            

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減速階段:;          

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勻速階段:                   

由折返線向起點終點線運動的過程中

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加速階段:;         

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勻速階段:                         

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受試者“10米折返跑”的成績為:

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【答案】

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8.【解析】(1)設經過時間t甲乙在空中相碰,甲做自由落體運動的位移     ①

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乙做豎直上拋運動的位移                                  ②

由幾何關系  h=h1+h2                                                    ③

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聯立①②③解得                                                   ④

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設乙拋出后經過時間tmax落地,根據速度―時間關系有             ⑤

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甲乙在空中相遇應滿足  0<t<tmax     ⑥聯立④⑤⑥解得  v0                                

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(2)在乙下落過程中,甲乙相遇應滿足  <t<                      ⑦

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聯立④⑦解得  <v0<(或≤v0)  

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【答案】v0    <v0<

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9.【解析】

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        用逐差法算加速度:

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【答案】0.405m/s;  0.756 m/s2

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10.【解析】由題意知道,兩車距離有極值的臨界條件是當兩車速度相等的時候.

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對于甲車做勻減速運動:當時,由

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對于乙車做勻速直線運動:

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兩車間的位移差

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(1)兩車不相遇,則,即

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(2)兩車只能相遇一次,則,即

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(3)兩車能兩次相遇,則

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答案】(1)不相遇 (2)相遇一次(3)相遇兩次

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11.【【解析】由于水龍頭滴水的時間間隔是恒定的,因此,題中所提到的某一時刻恰好滴到盤子的和正在空中下落的這兩個水滴,可以看做是同一個水滴離開水龍頭作自由落體運動經兩個相等的時間間隔分別運動到了空中某點處和盤子處.據此,可以利用比例關系求解.設第一個水滴落到盤子時,第二個水滴距水龍頭h1,距盤子h2,則h1:h2=1:3,h1+h2=h,故h1=.由題意可知,每相鄰兩滴水滴落下的時間間隔為,所以有,即

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【答案】;

互動:本考點是力學乃至整個物理學的基礎,也是核心知識,對物體進行受力分析則是解決力學問題的關鍵.縱觀近幾年的高考試,可以看出本考點考查有如下幾類:一是對摩擦力、受力分析、力的合成和分解、共點力作用下物體的平衡等知識點的考查出現率幾乎高達100%;二是純屬靜力學的考題,物體受力不在一條直線上,通常為容易題或中等難度題,以選擇題的形式出現;三是連接體的平衡問題,通?疾檎w法和隔離法,難度稍大一些;四是與其他知識綜合進行考查,如與動力學、力量、動量、電磁學等知識綜合,難度較大;五是重點考查學生運用知識解決實際問題、構建物理模型的能力和綜合分析能力。

在2009年的高考中,摩擦力、受力分析、力的合成與分解、三力作用下的平衡問題仍然是熱點命題;尤其是整體法與隔離法、正交公解法要引起重視,特別彈簧問題、連接體問題、疊加體問題、各種力的探究問題以及在生產和生活中的應用問題倍受命題專家的關注,出題的可能性較大

 

 

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二、物體的平衡

1.(廣東省中山一中2008―2009學年第一學期高三第三次統測卷.物理.1)如圖8所示,獵人非法獵猴,用兩根輕繩將猴子懸于空中,猴子處于靜止狀態。以下相關說法正確的是:(    )

A.猴子受到三個力的作用

B.繩拉猴子的力和猴子拉繩的力相互平衡

C.地球對猴子的引力與猴子對地球的引力是一對作用力和反作用力      圖8

D.人將繩子拉得越緊,猴子受到的合力越大 

 

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2.(山東省濟寧市2009屆高三11月教學質量檢測卷。物理 .4)如圖9是用來粉刷墻壁的涂料滾的示意圖。使用時,用撐竿推著涂料滾沿墻壁上下滾動,把涂料均勻地粉刷到墻壁上。撐竿的重量和墻壁的摩擦均不計,而且撐竿足夠長。粉刷工人站在離墻壁某一距離處緩緩上推涂料滾,使撐軒與墻壁間的夾角越來越小。該過程中撐竿對涂料滾的推力為,涂料滾對墻壁的壓力為,下列說法正確的是(   )

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A.、均減小             B.均增大

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C.減小,增大   D.增大,減小                               圖9

 

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3.(山東青島市高三第一學期期中考試卷.物理.3)物體b在水平推力F作用下,將物體a擠壓在豎直墻壁上,如圖10所示,a、b 處于靜止狀態,關于a、b兩物體的受力情況,下列說法正確的是       

A.a受到兩個摩擦力的作用    

B.a共受到四個力的作用 

C.b共受到三個力的作用                                     圖10

D.a受到墻壁摩擦力的大小不隨F的增大而增大

 

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4.(2009屆湖南省瀏陽一中高三10月月考卷。物理.7).如圖11所示,為一輕質彈簧的長度和彈力大小的關系,根據圖象判斷,正確的結論是(  )

A.彈簧的勁度系數為1N/m www.gongchengfu.com

B.彈簧的勁度系數為100N/m

C.彈簧的原長為6cm

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D.彈簧伸長0.02m時,彈力的大小為4N                                  圖11

 

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5.(湖南望城五中09屆高三第一次月考卷.物理.5)如圖12所示,物體A、B用細繩連接后跨過滑輪.A靜止在傾角為450的斜面上,B懸掛著.已知質量mA = 2mB,不計滑輪摩擦,現將斜面傾角由450增大到500,但物體仍保持靜止,那么下列說法中正確的是(   )

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A.繩子的張力將增大                      

B.物體A對斜面的壓力將減少

C.繩子的張力及A受到的靜摩擦力都不變    

D.物體A受到的靜摩擦力將增大                      圖12

 

 

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6.(湖北宜昌市一中2009屆高三年級十月月考卷.物理.8)在固定于地面的斜面上垂直安放一個擋板,截面為 圓的柱狀物體甲放在斜面上,半徑與甲相等的光滑圓球乙被夾在甲與擋板之間,沒有與斜面接觸而處于靜止狀態,如圖13所示。現在從球心O1處對甲施加一平行于斜面向下的力F,使甲沿斜面方向極其緩慢地移動,直至甲與擋板接觸為止。設乙對擋板的壓力F1,甲對斜面的壓力為F2,在此過程中(   )

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A.F1緩慢增大,F2緩慢增大www.gongchengfu.com

B.F1緩慢增大,F2緩慢減小

C.F1緩慢減小,F2緩慢增大

D.F1緩慢減小,F2緩慢不變                  圖13                     

 

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7.(2008年上海市高三十一月質量抽查卷.物理。15)今年春節前后,我國南方大部分省區遭遇了罕見的雪災,此次災害過程造成17個省(區、市、兵團)不同程度受災。尤其是雪災天氣造成輸電線被厚厚的冰層包裹(如圖14甲),使相鄰兩個鐵塔間的拉力大大增加,導致鐵塔被拉倒、壓塌(如圖14乙),電力設施被嚴重損毀,給這些地方群眾的生產生活造成了極大不便和巨大損失。

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文本框: 圖14當若干相同鐵塔等高、等距時,可將之視為如圖14所示丙的結構模型。已知鐵塔(左右對稱)質量為m,塔基寬度為d。相鄰鐵塔間輸電線的長度為L,其單位長 度的質量為m0,輸電線頂端的切線與豎直方向成θ角。已知冰的密度為ρ,設冰層均勻包裹輸電線上,且冰層的橫截面為圓形,其半徑為R(輸電線的半徑可忽略)。

(1)每個鐵塔塔尖所受的壓力將比原來增大多少?                                  

(2)被冰層包裹后,輸電線在最高點、                   

 

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8.(2008年9月廣東佛山禪城實驗高中高級中學月考試卷.物理。12)某同學在做探究彈力和彈簧伸長的關系的實驗中,設計了如圖15所示的實驗裝置。所用的鉤碼每只的質量都是30g,他先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度,再將5個鉤碼逐個掛在彈簧的下端,每次都測出相應的彈簧總長度,將數據填在了下面的表中。(彈力始終未超過彈性限度,取g=9.8m/s2)

砝碼質量(g)

0

30

60

90

120

150

彈簧總長(cm)

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6.00

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7.15

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8.34

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9.48

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10.64

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11.79

彈力大小(N)

 

 

 

 

 

 

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試根據這些實驗數據在右圖給定的坐標紙上作出彈簧所受彈力大小         圖15

F跟彈簧總長L之間的函數關系圖線。該彈簧的勁度k=                (3分)

 

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9.(廣東省廉江中學2008-2009學年高三級第二次月考卷。物理.16)在傾角的斜面上,一條質量不計的皮帶一端固定在斜面上端,另一端繞過一質量m=3kg、中間有一圈凹槽的圓柱體,并用與斜面夾角的力F拉住,使整個裝置處于靜止狀態,如圖16所示。不計一切摩擦,求拉力F和斜面對圓柱體的彈力FN的大小。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

試題詳情

       某同學分析過程如下:

       將拉力F沿斜面和垂直于斜面方向進行分解。

       沿斜面方向:Fcosβ=mgsinα         (1)

       沿垂直于斜面方向:Fsinβ+FN=mgcosα(2)               

       問:你認為上述分析過程正確嗎?若正確,

按照這種分析方法求出F及FN的大;                        

若不正確,指明錯誤之處并求出你認為正確的結果

 

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10.(合肥一中2009屆高三教學質量檢測卷.物理.21)放在水平面上的物體,與水平面間的動摩擦因數為,物體在水平恒力F1的作用下,在水平面上作勻速直線運動,今若再對物體施加一大小與F1相等的恒力F2后,要使物體仍然能沿原速度方向在水平面上作勻速直線運動,那么力F2的方向應滿足什么條件?

 

 

 

 

 

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11.(合肥35中2009屆高三物理第一次質量抽測試卷.物理.23)一光滑圓環固定在豎直平面內,環上套著兩個小球A和B(中央有孔),A、B間由細繩連接著,它們處于如圖17所示位置時恰好都能保持靜止狀態。此情況下,B球與環中心O處于同一水平面上,B間的細繩呈伸直狀態,與水平線成300夾角。已知B球的質量為m,求細繩對B球的拉力和A球的質量

 

 

 

試題詳情

                                                               圖17

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答案:1.【解析】 猴子受重力和兩個拉力人作用,所以選項A正確;兩拉力的合力與重力平衡,B錯;地球對猴子的引力與猴子對地球的引力是一對作用力和反作用力,C正確;猴子靜止合力總為零,選項D錯

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2.【解析】由力的三角形定則,在重力不變的情況下,、和重力構成一個封閉的三角形,從而得到均減小

【答案】A

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3.【解析】由受力分析和摩擦力的產生條件可得選項C正確            

【答案】C

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4.【解析】由圖可知彈簧先壓縮后伸長,當彈簧的長度為6cm時,彈力為零,所以彈簧的原長為6cm;當彈簧伸長2cm時,彈力為2N,故彈簧的勁度系數為100N/m

【答案】BC

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5.【解析】 隔離物體B可知,繩的張力不變,所以選項A錯;隔離物體A得選項D正確

【答案】D

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6.【解析】 以整體為研究對象,設斜面的傾角為,則F3  ,是個定值不變;隔離球乙,求得F1緩慢減。

【答案】D

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7.【解析】(1)輸電線線冰層的體積V = πR2L  

由對稱關系可知,塔尖所受壓力的增加值等于一根導線上冰層的重力,即

ΔN = ρV g= πρR2Lg  

(2)輸電線與冰層的總質量M' = m0L + πρR2Lg,輸電線受力如圖甲所示。

由共點力的平衡條件,得2F1cosθ = m0Lg + πρR2Lg  

試題詳情

輸電線在最高點所受的拉力  

半根輸電線的受力如圖乙所示。

由共點力的平衡條件,得F= F1sinθ  

試題詳情

【答案】(1)πρR2Lg;(2)

試題詳情

8.【解析】⑴根據實驗數據在坐標紙上描出的點,基本上在同一條直線上?梢耘卸‵和L間是一次函數關系。畫一條直線,使盡可能多的點落在這條直線上,不在直線上的點均勻地分布在直線兩側。(5分)

試題詳情

可得k=25N/m。

【答案】k=25N/m。

9【解析】不正確。 平行于斜面的皮帶對圓柱體也有力的作用。

       (1)式應改為:Fcosβ+F=mgsinα  ② 

試題詳情

       由②得30N=10N  ③  

試題詳情

       將③代入②得FN=mgcosα-Fsinβ=30×0.8-10×0.6N=18N  ④  

【答案】18N

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10.【解析】原來勻速時F1=  (1)當F2為推力且與F1夾角為時,有因為F2=F1,解得(2)當F2為拉力且與水平方向成角時,有

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綜上所述,當力F2與F1在同一豎直平面內,力F2的方向與力F1的夾角為arccotu

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【答案】

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11.【解析】對B球,受力分析如圖所示。

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Tcos300=NAsin300 ………….①

            ∴ T=2mg

A球,受力分析如圖D-1所示。在水平方向

Tcos300=NAsin300 …………………..② 

在豎直方向

NAcos300=mAg+Tsin300 …………………③ 

【答案】由以上方程解得:mA=2m

 

三、牛頓運動定律

 

互動:“牛頓運動定律是高中物理的核心內容之一,是動力學的“基石”,也是整個經典力學的理論基礎,是歷年高考的必考內容.其考查的重點有:準確理解牛頓第一定律;熟練掌握牛頓第二定律及其應用,尤其是物體的受力分析方法;理解牛頓第三定律;理解和掌握運動和力的關系;理解超重和失重.本章內容的命題形式傾向于應用型、綜合型和能力型,易與生產生活、軍事科技、工農業生產等緊密聯系,還可以力、電綜合題形式出現.從方法上,重點考查運用隔離法和整體法來求解加速度相等的連接體問題;運用正交分解法處理受力較復雜的問題,運用圖象法處理力與運動的關系問題.從能力角度來看,重點考查思維(抽象、形象、直覺思維)能力、分析和解決問題的能力

2009牛頓定律是必考點,也是分值重的考點,預測2009年高考各卷還會以選項題和計算題的形式出現,尤其的理綜考題的第23題,主要以力學的基本知識和方法為考查內容,多數以牛頓運動定律與勻變速直線運動的綜合.除了考查整體法與隔離法、圖象法外,力與運動的關系問題仍然會出現在計算題中,特別是由力與運動的關系運用已知的力學規律,對物體的運動參量作出明確的預見的問題要引起重視.這是物理學和技術上進行正確分析和設計的基礎,如發射人造地球衛星進入預定軌道,帶電粒子在電場中加速后獲得速度等.

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1.(2008年9月廣東佛山禪城實驗高中高級中學高三第一次月考試卷.物理.17)如圖9所示,平板車長為L=6m,質量為M=10kg,上表面距離水平地面高為h=1.25m,在水平面上向右做直線運動,A、B是其左右兩個端點.某時刻小車速度為v0=7.2m/s,在此時刻對平板車施加一個方向水平向左的恒力F=50N,與此同時,將一個質量m=1kg為小球輕放在平板車上的P點(小球可視為質點,放在P點時相對于地面的速度為零),,經過一段時間,小球脫離平板車落到地面.車與地面的動摩擦因數為0.2,其他摩擦均不計.取g=10m/s2.求:

(1)小球從離開平板車開始至落到地面所用的時間;

(2)小球從輕放到平板車開始至離開平板車所用的時間;     圖9

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(3)從小球輕放上平板車到落地瞬間,平板車的位移大小.

 

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2.(廣東中山一中2008―2009學年第一學期高三第一次統測卷.物理.18)受到的空氣阻力與雨點的橫截面積S成正比,與雨點下落的速度v的平方成正比,即(其中k為比例系數).雨點接近地面時近似看做勻速直線運動,重力加速度為g.若把雨點看做球形,其半徑為r,球的體積為,設雨點的密度為,求:

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(1)每個雨點最終的運動速度(用、r、g、k表示);

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(2)雨點的速度達到時,雨點的加速度a為多大?

 

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文本框: 圖103.(2009屆湖南郴州高中畢業生調研題.物理。17)在農村人們蓋房打地基叫打夯,夯錘的結構如圖10所示,打夯共有5人,四個人分別握住夯錘的一個把手,一個人負責喊號,喊號人一聲號子,四個人同時向上用力將夯錘提起,號音一落四人同時松手,夯錘落至地面將地基砸實。某次打夯時,設夯錘的質量為80kg,將夯錘提起時,每個人都對夯錘施加豎直向上的力,大小均為250N,力的持續時間為0.6s,然后松手。夯錘落地時將地面砸出2cm深的一個凹痕。求:(1)夯錘能夠上升的最大高度?

(2)夯錘落地時對地面的平均作用力為多大?(g=10m/s2)              

 

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4.(安徽合肥一中2009屆高三教學質量檢測.物理.18)如圖11所示,

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傾角a = 37°的固定斜面上放一塊質量M = 1 kg,長度 L = 3 m的薄平板AB。平板的上表面光滑,其下端B與斜面底端C的距離為7m。在平板的上端A處放一質量m = 0.6kg的滑塊,開始時使平板和滑塊都靜止,  圖11

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之后將它們無初速釋放。假設平板與斜面間、滑塊與斜面間的動摩擦因數均為m = 0.5,求滑塊、平板下端B到達斜面底端C的時間差是多少?(sin37=0.6  cos37=0.8  g=10m/s

 

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5.(山東省濰坊市普通高中2009屆高三上學期階段性評估卷.物理.16)如圖12所示,一滑塊以的速度從A點開始進入軌道ABC.已知AB段斜面傾角為53°,BC段斜面傾角為37°,滑塊與AB斜面的動摩擦因數為,滑塊與BC段動摩擦因數為,A點離B點所在水平面的高度,滑塊運動中始終未脫離軌道,不計在B點的機械能損失,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力(取,°=0.6,°=0.8)求:                                           圖12

(1)求滑塊到達B點時速度大。2)從滑塊到達B點時起,1秒內發生的位移

 

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卷.物理.13)某物體靜止在水平面上,現用平行于水平面的

力F拉該物體,得到加速度a和拉力F的關系圖象如圖13所

示。試求:(取g=10m/s2

   (1)該物體的質量。

   (2)該物體與水平面之間的動摩擦因數。

                                                                 圖13

 

 

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7.(山東淄博市2008―2009學年度第一學期期中考試卷.物理。14)圖14為倉庫中常用的皮帶傳輸裝置示意圖,它由兩臺皮帶傳送機組成,一臺水平傳送,A,B兩端相距3m,另一臺傾斜,傳送帶與地面的傾角,C, D兩端相距4. 45m,B, C相距很近。水平傳送以5m/s的速度沿順時針方向轉動,

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現將質量為10kg的一袋大米無初速度地放在A段,它隨傳送帶到達B端后,速度大小不變地傳到傾斜送帶的C點,米袋

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與兩傳送帶間的動摩擦因數均為0. 5,g取10m/s2,sin37˚=0. 6,cos37˚=0. 8                                                       圖14

 (1)若CD部分傳送帶不運轉,求米袋沿傳送帶在CD上所能上升的最大距離;

 (2)若傾斜部分CD以4m/s的速率順時針方向轉動,求米袋從C運動到D所用的時

間。

 

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8.(廣東省廉江中學2008-2009學年高三級第二次月考卷.物理.16)如圖15所示,一塊質量為M、長為l的勻質板放在很長的水平桌面上,板的左端有一質量為m的物塊,物塊上連接一根很長的細繩,細繩跨過位于桌面邊緣的定滑輪并與桌面平行,某人以恒定的速度v向下拉繩,物塊最多只能到達板的中點,且此時板的右端距離桌邊定滑輪足夠遠.求:

(1)若板與桌面間光滑,物塊與板的動摩擦因數及物塊剛到達板的中點時板的位移.

(2)若板與桌面間有摩擦,為使物塊能到達板右端,板與桌面的動摩擦因數的范圍.                                        圖15

 

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9.(江蘇啟東市2009屆高三第一次調研測試卷.物理.13)為了測量某住宅大樓每層的平均高度(層高)及電梯運行情況,甲、乙兩位同學在一樓電梯內用電子體重計及秒表進行了以下實驗:一質量為m=50kg的甲同學站在體重計上,乙同學記錄電梯從地面一樓到頂層全過程中,體重計示數隨時間變化的情況,并作出了如圖16所示的圖像,已知t=0時,電梯靜止不動,從電梯內樓層按鈕上獲知該大樓共19層.求:

(1)電梯啟動和制動時的加速度大小

(2)該大樓的層高

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                                         圖16

 

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10.(江蘇省蘇州中學2008-2009學年度第一學期月考卷.物理.17)一同學家住在23層高樓的頂樓.他想研究一下電梯上升的運動過程.某天他乘電梯上樓時攜帶了一個質量為5kg的重物和一個量程足夠大的臺秤,他將重物放在臺秤上.電梯從第1層開始啟動,一直運動到第23層停止.在這個過程中,他記錄了臺秤在不同時段內的讀數如下表所示。根據表格中的數據,求:

(1)電梯在最初加速階段和最后減速階段的加速度大;

時間/s

臺秤示數/N

電梯啟動前

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50.0

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0~3.0

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58.0

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3.0~13.0

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50.0

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13.0~19.0

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46.0

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19.0以后

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50.0

(2)電梯在中間階段上升的速度大小;

(3)該樓房平均每層樓的高度.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

答案:

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1.【解析】(1)小球從離開平板車開始至落到地面所用的時間

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    (2)   小球放到平板車后相對地面靜止,小車的加速度為

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    小車向右運動的距離為            

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   小于4m,所以小球不會從車的左端掉下.小車向右運動的時間為    

    小車向左運動的加速度為

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     小車向左運動的距離為             

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    小車向左運動的時間為              

  (3) 小球剛離開平板車瞬間,小車的速度方向向左,大小為

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小球離開車子后,車的加速度為              

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     車子向左運動的距離為      

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     從小球輕放上平板車到落地瞬間,平板車的位移大小X= x1 + x2+ x3 =5.175m

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【答案】5.175m                                 

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2.【解析】(1)當f=mg時,雨點達到最終速度,則

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 (2)由牛頓第二定律得,               

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 則                              

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解得,即。                    

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【答案】

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3.【解析】①

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   、诼涞貢r速度     

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【答案】

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4.【解析】對薄板由于Mgsin37?m(M+m)gcos37故滑塊在薄板上滑動時,薄板靜止不動. 對滑塊:在薄板上滑行時加速度a=gsin37=6m/s,至B點時速度V==6m/s。

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滑塊由B至C時的加速度a= gsin37-mgcos37=2 m/s,滑塊由B至C用時t,由L=Vt+at即t+6t-7=0  解得t=1s

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對薄板:滑塊滑離后才開始運動,加速度a= gsin37-mgcos37=2 m/s,滑至C端用時t==s

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故滑塊、平板下端B到達斜面底端C的時間差是△t= t-t=-1=1.65s

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【答案】1.65s

 

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5.【解析】(1)由動能定理

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解得                                                                               

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(2)滑塊沿BC段向上運動的加速度大小                                       滑塊做減速運動,速度為0時所用的時間                                     對滑塊受力分析:

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                                    所以后滑塊靜止在斜面上

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              由             得   

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【答案】

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6.【解析】(1)由圖像可知:物體所受摩擦力f=3N

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由牛頓第二定律F-f=ma;可得

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   (2)N=mg=10N,μ                                 

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【答案】1kg  

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7.【解析】(1)米袋在AB上加速時的加速度

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米袋的速度達到=5m/s時,滑行的距離,因此米加速

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一段后與傳送帶一起勻速運動到達B點,到達C點時速度v0=5m/s,設米袋在CD上運動的加速度大小為a,由牛頓第二定律得

  代人數據得a=10m/s2

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  所以,它能上滑的最大距離

  (2順斜部分傳送帶沿順時針方向轉動時,米袋速度減為4m/s之前的加速度為

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  …………

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  速度減為4m / s時上滑位移為

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  米袋速度等于4m/s時,滑動摩擦力方向改變,由于,故米繼續向上減速運動…

    米袋速度小于4m/s減為零前的加速度為-

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    速度減到0時上滑位移為

    可見,米袋速度減速到0時,恰好運行到D點。

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    米袋從C運動到D所用的時間

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【答案】

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8.【解析】(1)板在摩擦力作用下向右做勻加速運動直至與物塊速度相同,此時物塊剛到達板的中點,設木板加速度為a1,運動時間為t1,

對木板有 μ1mg = Ma、v = a1t1                        ∴t1 =          

設在此過程中物塊前進位移為s1,板前進位移為s2,則

s1 = vt1、  s2 = t1    又因為s1 - s2 = ,-

由以上幾式可得

物塊與板間的動摩擦因數μ1= 、板的位移s2 = .

(2)設板與桌面間的動摩擦因數為μ2,物塊在板上滑行的時間為t2,木板的加速度為a2,對板有 μ1mg ― μ2(m + M) g  = Ma2,  

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且v = a2t2  解得t2 =

又設物塊從板的左端運動到右端的時間為t3,則

vt3 ―t3 = l,    t3 =      --

為了使物塊能到達板的右端,必須滿足 t2 ≥ t3 ?

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,則μ2 -

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所以為了使物塊能到達板的右端,板與桌面間的摩擦因數μ2-

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【答案】

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9.【解析】對于啟動狀態有:          得         

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對于制動狀態有:                 得                               

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(2)電梯勻速運動的速度          

從圖中讀得,電梯勻速上升的時間t2=26s,電梯運動的總時間t=28s

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所以總位移         層高                                 

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【答案】

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10.【解析】(1)電梯在最初加速階段0~3.0S內加速度為,重物受到的支持力為,根據牛頓第二定律,得:

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最后減速階段13.0~19.0s內,重物加速度大小為,重物受到的支持力為,根據牛頓第二定律,得:

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(2)在三秒末重物的速度:m/s                      

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     (3)設在全程內電梯的位移為,電梯加速、勻速、減速運動所用的時間為、,得:

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代入數據得:m                                              

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       則平均每層樓高為m=3。16m                           

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【答案】(1)  (2)m/s(3)3。16m

 

 

 

 

四、曲線運動與萬有引力

互動:近5年來,本考點知識已成為高考的熱點內容之一,有時為選擇題,有時以計算題形式出現,重點考查的內容有:平拋運動的規律及其研究方法,圓周運動的角度、線速度、向心加速度,做圓周運動的物體的受力與運動的關系,萬有引力定律,行星、衛星的運行等,同時,還可以與帶電粒子的電磁場的運動等知識進行綜合考查;重點考查的方法有運動的合成與分解,豎直平面內的圓周運動應掌握最高點和最低點的處理方法.尤其是當前星際探索成為世界新的科技競爭焦點,而我國的載人航天已取得了成功,探月計劃也進入實質性進程之中,因此在這些知識點的應用上應引起高度重視.

預測在2009的高考中,本考點考查的重點為:(1)平拋物體的運動(2)勻速圓周運動及其重要公式,如線速度、角速度、向心力等。(3)萬有引力定律及其運用。(4)運動的合成與分解。特別2008年9月25日至28日,我國成功實施了“神州”七號載人航天飛行將是2009年考查的熱點.衛星問題與現代科技結合密切,對理論聯系實際的能力要求較高,要引起足夠重視。同時注意兩類綜合,一是本考點常與電場、磁場(如⑥帶電體在電場、磁場中做勻速圓周運動)、機械能等知識綜合成難度較大的計算題或壓軸題;二是與實際綜合如①交通工具的運行(火車、汽車、自行車拐彎)②娛樂設施的運行(過山車、轉轉車)③節目表演(水流星、摩托車)④圓錐擺、單擺⑤衛星、雙星、黑洞等天體的運行

 

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1.(2009屆湛師附中高三級物理月考卷.物理.7)如圖5所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向運動的小車A,小車下裝有吊著物體B的吊鉤。在小車A與物體B以相同的水平速度沿吊臂方向勻速運動的同時,吊鉤將物體B向上吊起,A、B之間的距離以h=H - 2t2規律變化,則物體做(    )

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A.速度大小不變的曲線運動.          

B.速度大小增加的曲線運動.

C.加速度大小方向均不變的曲線運動.  

D.加速度大小方向均變化的曲線運動

 

圖5

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2.(2009屆江蘇南通通州市第二次統一測試卷.物理.6)中央電視臺《今日說法》欄目最近報道了一起發生在湖南長沙某區湘府路上的離奇交通事故.家住公路拐彎處的張先生和李先生家在三個月內連續遭遇了七次大卡車側翻在自家門口的場面,第八次有輛卡車沖撞進李先生家,造成三死一傷和房屋嚴重損毀的血腥慘案.經公安部門和交通部門協力調查,畫出的現場示意圖如圖6所示.交警根據圖示作出以下判斷,你認為正確的是(     )

A.由圖可知汽車在拐彎時發生側翻是因為車作離心運動

B.由圖可知汽車在拐彎時發生側翻是因為車作向心運動  

C.公路在設計上可能內(東)高外(西)低

D.公路在設計上可能外(西)高內(東)低

 

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3.(江蘇2008年連云港市高中學業水平調研卷.物理.3)美國的“大鳥”偵察衛星可以發現地面上邊長僅為0.36m的方形物體,它距離地面高度僅有16km,理論和實踐都表明:衛星離地面越近,它的分辨率就越高,那么分辨率越高的衛星(  )

A.向心加速度一定越大    B.角速度一定越小

C周期一定越大    D.速度一定越小

 

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4.(廣東僑中高三第二次月考卷.物理.5)1930年美國天文學家湯博發現冥王星,當時錯估了冥王星的質量,以為冥王星比地球還大,所以命名為大行星.然而,經過近30年的進一步觀測,發現它的直徑只有2300公里,比月球還要。2006年8月24日晚在布拉格召開的國際天文學聯合會(IAU)第26屆大會上,來自各國天文界權威代表投票通過聯合會決議,今后原來九大行星中的冥王星將不再位于“行星”之列,而屬于矮行星,并提出了行星的新定義.行星新定義的兩個關鍵:一是行星必須是圍繞恒星運轉的天體;二是行星的質量必須足夠大,它自身的重力必須和表面力平衡使其形狀呈圓球.一般來說,行星直徑必須在800公里以上,質量必須在50億億噸以上.假如冥王星的軌道是一個圓形,則由以下幾個條件能估測出其質量的是(其中萬有引力常量為G)(   )

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A.冥王星圍繞太陽運轉的周期和軌道半徑

B.冥王星圍繞太陽運轉的線速度和軌道半徑

C.冥王星一個的衛星查龍(charon)圍繞冥王星在圓形軌道上轉動的線速度和軌道半徑

D.冥王星一個的衛星查龍(charon)圍繞冥王星在圓形軌道上轉動的周期和軌道半徑

 

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5.(海南省民族中學2009屆高三上學期第三次階段考試卷.物理。7)民族運動會上有一個騎射項目,運動員騎在奔馳的馬背上,彎弓放箭射擊側向的固定目標.若運動員騎馬奔馳的速度為v1,運動員靜止時射出的弓箭的速度為v2,直線跑道離固定目標的最近距離為d,要想在最短的時間內射中目標,則運動員放箭處離目標的距離應該為(  )

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  A.      B.      C.       D.

 

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6.(河北省衡水中學2009屆高三上學期第四次調研考試卷.物理.6)據報道,美國航空航天局計劃在2008年10月發射“月球勘測軌道器”(LRO),LRO每天在50km的高度穿越月球兩極上空10次。若以T表示LRO在離月球表面高度h處的軌道上做勻速圓周運動的周期,以R表示月球的半徑,則(    )

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       A.LRO運行時的向心加速度為   www.gongchengfu.com

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B.LRO運行時的向心加速度

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       C.月球表面的重力加速度為       D.月球表面的重力加速度為

 

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7.(山東省東營市勝利一中2009屆高三上學期期中考試卷.物理.7)如圖7所示,“嫦娥奔月”的過程可以簡化為:“嫦娥一號”升空后,繞地球沿橢圓軌道運動,遠地點A距地面高為h1,然后經過變軌被月球捕獲,再經多次變軌,最終在距離月球表面高為h2的軌道上繞月球做勻速圓周運動。若已知地球的半徑為R1、表面重力加速度為g0,月球的質量為M、半徑為R2,引力常量為G,根據以上信息,可以確定(  )                          

     A.“嫦娥一號”在遠地點A時的速度

     B.“嫦娥一號”在遠地點A時的加速度

     C.“嫦娥一號” 繞月球運動的周期

     D.月球表面的重力加速度                                圖7

 

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8.(蘇州市2009屆五校聯考卷.物理.13)將一測力傳感器連接到計算機上就可以測量快速變化的力。圖8甲中O點為單擺的固定懸點,現將質量m=0.05┧的小擺球(可視為質點)拉至A點,此時細線處于張緊狀態,釋放擺球,則擺球將在豎直平面內的A、C之間來回擺動,其中B點為運動中的最低位置!螦OB=∠COB=θ(θ小于10°且是未知量);       圖8

由計算機得到的細線對擺球的拉力大小F隨時間t變化的曲線如圖8乙所示,且圖中t=0時刻為擺球從A點開始運動的時刻。g取10m/s2,試根據力學規律和題中所給的信息,求:

(1)單擺的振動周期和擺長。(2)細線對擦邊球拉力的最小值Fmin。    

 

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9.(江蘇海門市2009屆第一次診斷性考試著卷.物理.15)質量為m的小球由長為L的細線系住,細線的另一端固定在 A點,AB是過A的豎直線,且AB=L,E為AB的中點,過E作水平線 EF,在EF上某一位置釘一小釘D,如圖9所示.現將小球懸線拉至水平,然后由靜止釋放,不計線與釘碰撞時的機械能損失.

試題詳情

(1)若釘子在E點位置,則小球經過B點前后瞬間,繩子拉力分別為多少?

(2)若小球恰能繞釘子在豎直平面內做圓周運動,求釘子D的位置離E點的距離x.

(3)保持小釘D的位置不變,讓小球從圖示的P點靜止釋放,當小球運動到最低點時,若細線剛好達到最大張力而斷開,最后小球      圖9

運動的軌跡經過B點.試求細線能承受的最大張力T.

 

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10.(山東省煙臺市2009屆高三上學期學段檢測卷.物理.22)如圖10所示,斜面AB與豎直半圓軌道在B點圓滑相連,斜面傾角為=45°,半圓軌道的半徑為R,一小球從斜面的頂點A由靜止開始下滑,進入半圓軌道,最后落到斜面上,不計一切摩擦。試求:(結果可保留根號)。

  (1)欲使小球能通過半圓軌道最高點C,落到斜面上,斜面AB的長度L至少為多大?

試題詳情

 

 

 

 

 

  

                                                       圖10

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11.(海南省民族中學2009屆高三上學期第三次階段考試卷.物理.13)在用高級瀝青鋪設的高速公路上,汽車的設計時速是108km/h。汽車在這種路面上行駛時,它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車重的0.6倍。

  (1)如果汽車在這種高速路的水平彎道上拐彎,假設彎道的路面是水平的,其彎道的最小半徑是多少?

  (2)如果高速路上設計了圓弧拱橋做立交橋,要使汽車能夠以設計時速安全通過圓弧拱橋,這個圓弧拱橋的半徑至少是多少?(取g=10m/s2

 

 

 

 

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12.(廣東省廉江中學2008-2009學年高三級第二次月考卷.物理.15)一次撲滅森林火災的行動中,一架專用直升飛機載有足量的水懸停在火場上空320 m高處,機身可繞旋翼的軸原地旋轉,機身下出水管可以從水平方向到豎直向下方向旋轉90°,水流噴出速度為30 m/s,不計空氣阻力,取g=10 m/s2.請估算能撲滅地面上火災的面積.(計算結果保留兩位有效數字)

 

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13.(山東省寧津一中2009屆高三期中測試卷.物理.14)圖11為中國月球探測工程的想象標志,它以中國書法的筆觸,勾勒出一輪明月和一雙

踏在其上的腳印,象征著月球探測的終極夢想。一位勤于思考的同學,為探月宇航員設計了如下

實驗:在距月球表面高h處以初速度v0水平拋出一個物體,然后測量該平拋物體的水平位移為x。

通過查閱資料知道月球的半徑為R,引力常量為G,若物體只受月球引力的作用,請你求出:

   (1)月球表面的重力加速度;

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(3)環繞月球表面的宇宙飛船的速率是多少

 

 

 

圖11

①衛星在繞地球軌道運行時離地面600km時的加速度。

 ②衛星從離開地球軌道進入地月轉移軌道最終穩定在離月球表面200km的工作軌道上外力對它做了多少功?(忽略地球自轉及月球繞地球公轉的影響)

 

 

 

 

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14.(廣東中山龍山中學09屆高三第二次月考試卷。物理.16)2007年10月24日,我國成功地發射了“嫦娥一號”探月衛星,其軌道示意圖如圖12所示.衛星進入地球軌道后還需要對衛星進行10次點火控制。第一次點火,抬高近地點,將近地點抬高到約600km,第二、三、四次點火,讓衛星不斷變軌加速,經過三次累積,衛星加速到11.0km/s的速度進入地月轉移軌道向月球飛去.后6次點火的主要作用是修正飛行方向和被月球捕獲時的緊急剎車,最終把衛星送入離月面200km高的工作軌道(可視為勻速圓周運動).已知地球質量是月球質量的81倍,R=1800km ,R=6400km,衛星質量2350kg ,地球表面重力加速度g取10m/s2 . (涉及開方可估算,結果保留一位有效數字)求:

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15.(啟東市高三第一次調研卷.物理.14) 我國在2010年實現探月計劃――“嫦娥工程”。同學們也對月球有了更多的關注。

⑴若已知地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g,月球繞地球運動的周期為T,月球繞地球的運動近似看做勻速圓周運動,試求出月球繞地球運動的軌道半徑;

⑵若宇航員隨登月飛船登陸月球后,在月球表面某處以速度v0豎直向上拋出一個小球,經過時間t,小球落回拋出點。已知月球半徑為r,萬有引力常量為G,試求出月球的質量M

 

答案:

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1.【解析】由題意查得物體B豎直方向上作勻加速度直線運動,在水平方向上作勻速直線運動,所以其合運動是勻變速曲線運動,加速度不變,但速度增大,所以選項BC正確.

【答案】BC

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2.【解析】由圖6可知拐彎時發生側翻是因為車作離心運動,這是因為向心力不足造成的,抽以應是內(東)高外(西)低。故選項AC正確

【答案】AC

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3.【解析】當衛星離地面越近,由又根據牛頓萬有引力定律得:

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,可見衛星的向心加速度大,

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,可見衛星的線速度大,選項A正確

【答案】A

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4.【解析】由萬有引力定律得…得:可見D正確

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……由②③知C

【答案】CD

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5.【解析】如圖所示,設運動員放箭的位置處離目標的距離為x.箭的

運動可以看成兩個運動的合運動:隨人的運動,箭自身

的運動.箭在最短時間內擊中目標,必須滿足兩個條件:

一是合速度的方向指向目標,二是垂直于側向方向(馬前

進的方向)的分速度最大,此條件需箭自身速度方向垂直

【答案】B                                                  

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6.【解析】“LRO”做勻速圓周周運動,向心加速度,B正確;LRO 做勻速圓周運動的向心力有萬有引力提供,,又月球表面上,可得月球表面的重力加速度為,D正確。

【答案】BD

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7.【解析】“嫦娥一號”在遠地點A時的加速度可由確定,由于軌道是橢圓,在遠地點A時的速度無法確定;“嫦娥一號” 繞月球運動的周期可由確定,月球表面的重力加速度可由確定,故選項BCD正確。

【答案】BCD

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8.【解析】(1)由圖可知 由,得  

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(2)在B點時拉力最大,設為Fmax,有:

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由A到B過程機械能守恒,有:  

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  在A、C兩點拉力最小,有:  解得:   

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【答案】(1)      (2)

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9.【解析】:(1)mgl=mv2               T1-mg=m

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T2-mg=m       ∴T1=3mg    T2=5mg

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(2)小球恰好能在豎直平面內做圓周運動,在最高點時有速度v1,此時做圓周運動的半徑為r,則mg(-r)= mv12    ①

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  且mg=m   ②

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  由幾何關系:X2=(L-r)2-()2    ③

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  由以上三式可得:r= L/3    ④      x=L    ⑤

(3)小球做圓周運動到達最低點時,速度設為v2   

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T-mg=m    ⑥     以后小球做平拋運動過B點,在水平方向有x=v2t    ⑦

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在豎直方向有:L/2-r=gt2    ⑧    由④⑤⑥⑦⑧式可得T=mg

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【答案】(1)  T2=5mg(2)x=L   (3)T=mg

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10.【解析】(1)由題意:小球恰好通過最高點C時,

對軌道壓力N=0,此時L最小。

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從A到C機械能守恒,

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…                         

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   (2)落到斜面上時:x=vct   

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  解得:

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【答案】(1)   (2)

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11.【解析】(1)汽車在水平路面上拐彎,可視為汽車做勻速圓周運動,其向心力是車與路面間的靜摩擦力提供,當靜摩擦力達到最大值時,由向心力公式可知這時的半徑最小,有

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Fm=0.6mg≥           由速度v=30m/s,得彎道半徑 r≥150m;

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   (2)汽車過拱橋,看作在豎直平面內做勻速圓周運動,到達最高點時,根據向心力公式有:mg-FN= 

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為了保證安全,車對路面間的彈力FN必須大于等于零。有   mg≥

則R≥90m

【答案】(1)   r≥150m;(2)R≥90m。

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12.【解析】已知h=300 m,v0=30 m/s,當水流沿水平方向射出時,在水平地面上落點最遠,由平拋規律:                    

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     X=240m--------------

由于水管可在豎直方向和水平方向旋轉,所以滅火面積是半徑為x的圓面積

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S=πx2--------    S =3.14×2402m2=1.8×105m2.   ---

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【答案】1.8×105m2.

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13.【解析】(1)物體在月球表面做平拋運動,有

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水平方向上:x=v0t ???????豎直方向上:????

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解得月球表面的重力加速度:?????????                    

(2)設月球的質量為M,對月球表面質量為m的物體,有

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???解得:???

(3)設環繞月球表面飛行的宇宙飛船的速率為v,則有

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  ?       解得:?????

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【答案】(1)    (2)   (3)

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14.【解析】①衛星在離地600km處對衛星加速度為a,由牛頓第二定律

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            又由  可得a=8 m/s2

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   (2)衛星離月面200km速度為v,由牛頓第二定律得:

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…由   及M/M=1/81

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得:V2=2.53×106km2/s2

由動能定理,對衛星

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W=mv2mv02

試題詳情

【答案】(1)8 m/s2 (2)W=mv2mv02

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15.【解析】⑴根據萬有引力定律和向心力公式:

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G  (1)                     mg = G          (2)                                 

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解(1)(2)得:r =  (3)                          

⑵設月球表面處的重力加速度為g,根據題意:

V0=gt/2      (4)                        g = GM/r2                                         

解(4)(5)得:M =2v0r2/Gt  

試題詳情

【答案】(1)r =     (2)M =2v0r2/Gt

目錄

 

三、牛頓運動定律

四、曲線運動與萬有引力

五、機械能

六、動量

七、振動與波

八、熱學

九、電場

十、恒定電流

十一、磁場

十二、電磁感應

十三、交變電流 電磁波

十五、原子物理

 

五、機械能

互動:縱觀近幾年高考,機械能考題要求考生深刻理解、準確掌握功、平均功率、瞬時功率、動能、重力勢能等重要的概念及相關物理量的判斷和計算。準確理解動能定理,機械能守恒定律的全部內容,熟練、掌握它們的運用方法,牢固樹立功是能量轉化的量度,能量守恒和能的轉化觀點。尤其是多次出現可用動量守恒和功能關系、能量守恒相結合的綜合壓軸題,且有的物理情境設置新穎,有的貼近于生活實際,這類問題對考生的綜合分析能力?推理能力要求較高,應注意這部分內容在解決實際綜合問題時的應用,能通過解決實際綜合問題培養分析?綜合?推理和判斷的能力,并注意處理這些問題時常用的方法和技巧。

 

試題詳情

預測2009的高考,本考點內容仍是熱點之一.試題有可能是選項題,也可能是綜合題.若是選項題,其考查的重點是功、功率、機械能、功能關系的這些基本概念;若是綜合題往往和動量守恒定律、平拋運動、圓周運動等知識一起來考查動能定理、機械能守恒、功能關系的運用.還可能與生產、生活、科學技術相聯系以考查學生的建模能力.

1.(浙江省2009屆高三第一輪復習單元試題.物理.6)下面關于摩擦力做功的敘述,正確的是(    )

A.靜摩擦力對物體一定不做功

B.動摩擦力對物體一定做負功

C.一對靜摩擦力中,一個靜摩擦力做正功,另一靜摩擦力一定做負功

D.一對動摩擦力中,一個動摩擦力做負功,另一動摩擦力一定做正功

 

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2.(山東濟南市2009屆高三11月教學質量檢測.物理.10)如圖10所示,在奧運比賽項目中,高臺跳水是我國運動員的強項。質量為m的跳水運動員進入水中后受到水的阻力而做減速運動,設水對他的阻力大小恒為F,那么在他減速下降高度為h的過程中,下列說法正確的是(g為當地的重力加速度)(    )

試題詳情

A.他的動能減少了

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B.他的重力勢能增加了

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C.他的機械能減少了

試題詳情

D.他的機械能減少了                                  10

 

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3.(上海市2009屆高三復習試題.物理.12)滑塊以速率靠慣性沿固定斜面由底端向上運動,當它回到出發點時速率為,且<,若滑塊向上運動的位移中點為A,取斜面底端重力勢能為零,則(    )www.gongchengfu.com

  

A.上升時機械能減小,下降時機械增大。

   B.上升時機械能減小,下降時機械能也減小。

   C.上升過程中動能和勢能相等的位置在A點上方。

D.上升過程中動能和勢能相等的位置在A點下方。

 

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4.(江蘇南京市2008年高三總復習試卷.物理.9)利用傳感器和計算機可以測量快速變化的力。如圖11是用這種方法獲得的彈性繩中拉力隨  時間的變化圖線。實驗時,把小球舉高到繩子的懸點O處,然后讓小球自由下落。從此圖線所提供的信息,判斷以下說法中正確的是

      A.t1時刻小球速度最大

      B.t2時刻繩子最長

      C.t3時刻小球動能最小                                  圖11

      D.t3與t4時刻小球動能相同

 

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5.(2008年江蘇南京一中11月月考試題.物理.15)如圖12是打秋千的示意圖,最初人直立站在踏板上(A點所示),繩與豎直方向成角,人的重心到懸點O的距離為;從A點向最低點B運動過程中,人由直立狀態自然下蹲,在B點人的重心到懸點O的距離為;在最低點處,人突然由下蹲變成直立狀態(人的重心到懸點O的距離恢復為)且保持該狀態到最高點C.設人的質量為m,踏板和繩的質量不計,空氣阻力不計.求:

 (1)人剛到最低點B還處于下蹲狀態時,兩根繩中的總拉力F為多大?

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(2)人到達左端最高點C時,繩與豎直方向的夾角為多大?(用反三角函數表示)

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6.(浙江省2009屆高三第一輪復習單元試題.物理.17)

如圖13所示,將一顆小鋼珠由靜止釋放到盛有蓖麻油的

量筒中,下落不久鋼珠就開始作勻速直線運動.(量筒

中為什么不放清水而用蓖麻油?這是因為蓖麻油的密度

雖小于清水,但它對鋼珠產生的粘滯阻力卻大大超過清水)

1845年英國物理學家和數學家斯?托克斯(S.G.Stokes)

試題詳情

研究球體在液體中下落時,發現了液體對球體的粘滯阻力與球的半徑、速度及液體的種類有關,有,其中物理量η為液體的粘滯系數,它與液體的種類及溫度有關.鋼珠在蓖麻油中運動一段時間后就以穩定的速度下落,這一速度稱為收尾速度。

試題詳情

(1)實驗室的溫度為20.0℃ 時,蓖麻油的粘滯系數為0.986,請寫出它的單位.

試題詳情

(2)若鋼珠的半徑為2.00┨,鋼珠的質量為,在蓖麻油中所受的浮力為,求鋼珠在蓖麻油中的收尾速度。

試題詳情

(3)設量筒中蓖麻油的深度為H=40.0┩,鋼珠從液面無初速釋放,下沉至剛要到達筒底時,因克服粘滯阻力而產生的熱量為多少?

 

 

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7.(山東省濟南一中2009屆高三上學期期中考試.物理)16)如圖14所示,質量為m的滑塊,放在光滑的水平平臺上,平臺右端B與水平傳送帶相接,傳送帶的運行速度為v0,長為L,今將滑塊緩慢向左壓縮固定在平臺上的輕彈簧,到達某處時突然釋放,當滑塊滑到傳送帶右端C時,恰好與傳送帶速度相同;瑝K與傳送帶間的動摩擦因數為μ。

  (1)試分析滑塊在傳送帶上的運動情況。                  圖14

  (2)若滑塊離開彈簧時的速度大于傳送帶的速度,求釋放滑塊時,彈簧具有的彈性勢能。

   (3)若滑塊離開彈簧時的速度大于傳送帶的速度,求滑塊在傳送帶上滑行的整個過程中產生的熱量。

 

試題詳情

8.(廣東中山龍山中學09屆高三第二次月考試卷.物理.16)汽車發動機的功率為60KW,汽車的質量為。當汽車在足夠水平路面從靜止以0.6m/s2的加速度做勻加速直線運動。求: (1)汽車在水平路面能達到的最大速度vm1

(2)汽車在水平路面做勻加速運動能維持多長時間?

(3)在10s 末汽車的瞬時功率多大?20s末汽車的瞬時功率又是多少呢?

試題詳情

(4)若汽車以vm1速度駛上一傾角為的足夠長的斜面()。簡要描述汽車作何運動,并求出在此斜面上最終速度vm2(已知汽車在行駛中所受路面阻力恒定為重力的0.1倍,g取10m/s2

 

試題詳情

9.(江蘇淮安、連云港、宿遷、徐州四市2008第三次調研度卷.物理.18)如圖15所示,在距水平地面高為0.4m處,水平固定一根長直光滑桿,在桿上P點固定一定滑輪,滑輪可繞水平軸無摩擦轉動,在P點的右邊,桿上套有一質量m=2kg小球A。半徑R=0.3m的光滑半圓形細軌道,豎直地固定在地面上,其圓心O在P點的正下方,在軌道上套有一質量也為m=2kg的小球B。用一條不可伸長的柔軟細繩,通過定滑輪將兩小球連接起來。桿和半圓形軌道在同一豎直面內,兩小球均可看作質點,且不計滑輪大小的影響,g取10m/s2,F給小球A一個水平向右的恒力F=55N。求:

  (1)把小球B從地面拉到P點正下方C點過程,力F做的功;                                              

  (2)小球B運動到C處時的速度大;                        圖15

  (3)小球B被拉到離地多高時與小球A速度大小相等。

 

試題詳情

10.(廣東中山龍山中學09屆高三第二次月考試卷.物理.13)如圖16所示,質量20kg的物體從光滑曲面上高度m處釋放,到達底端時水平進入水平傳送帶,傳送帶由一電動機驅動著勻速向左轉動,速率為3m/s.已知物體與傳送帶間的動摩擦因數0.1.(g取10m/s2

試題詳情

   (1)若兩皮帶輪之間的距離是6m,物體沖上傳送帶后就移走光滑曲面,物體將從哪一邊離開傳送帶?通過計算說明你的結論.

   (2)若皮帶輪間的距離足夠大,從M滑上到離開傳送帶的整個過程中,由于M和傳送帶間的摩擦而產生了多少熱量?                             

圖16

 

試題詳情

11.(江蘇省南京市2008屆高三質量檢測.物理.14)如圖17所示,某要乘雪橇從雪坡經A點滑到B點,接著沿水平路面滑至C點停止。人與雪橇的總質量為70kg。右表中記錄了沿坡滑下過程中的有關數據,開始時人與雪橇距水平路面的高度h=20m,請根據右表中的數據解決下列問題:

   (1)人與雪橇從A到B的過程中,損失的機械能為多少?

   (2)設人與雪橇在BC段所受阻力恒定,求阻力的大小。

   (3)人與雪橇從B運動到C的過程中所對應的距離。(取g=10m/s2

位置

A

B

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速度(m/s)

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2.0

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12.0

0

時刻(s)

0

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4.0

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10.0

                                                             圖17

 

試題詳情

12.(江蘇如東、啟東2008屆期中聯合測試.物理.17)如圖18所示,一輕繩繞過無摩擦的兩個輕質小定滑輪O1、O2和質量mB=m的小球連接,另一端與套在光滑直桿上質量mA=m的小物塊連接,已知直桿兩端固定,與兩定滑輪在同一豎直平面內,與水平面的夾角θ=60°,直桿上C點與兩定滑輪均在同一高度,C點到定滑輪O1的距離為L,重力加速度為g,設直桿足夠長,小球運動過程中不會與其他物體相碰.現將小物塊從C點由靜止釋放,試求:                                                 圖18

(1)小球下降到最低點時,小物塊的機械能(取C點所在的水平面為參考平面);

(2)小物塊能下滑的最大距離;

(3)小物塊在下滑距離為L時的速度大。

 

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13.(廣東(僑中高三第二次月考試題卷.物理.12)(1)在“探究恒力做功與動能改變的關系”實驗中,某實驗小組采用如圖19甲所示的裝置.實驗步驟如下:

(1)把紙帶的一端固定在小車的后面,另一端穿過打點計時器

(2)改變木板的傾角,以重力的一個分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力

(3)用細線將木板上的小車通過一個定滑輪與懸吊的砂桶相連

(4)接通電源,放開小車,讓小車拖著紙帶運動,打點計時器就在紙帶上打下一系列的點

(5)測出s、s1、s2(如圖19乙所示),查得打點周期為T.

判斷重力的一個分力是否已與小車及紙帶受到的摩擦力平衡的直接證據是_______________________________________;

本實驗還需直接測量的物理量是:___________________________.(并用相應的符號表示)

試題詳情

探究結果的表達式是______________________________________.(用相應的符號表示)

 

 

圖19

 

 

試題詳情

14.(廣東中山龍山中學09屆高三第二次月考試卷.物理.12))用

如圖20所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗所用的電源

為學生電源,輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種。重錘從高

試題詳情

處由靜止開始下落,重錘上拖著的紙帶打出一系列的點,對紙

帶上的點痕進行測量,即可驗證機械能守恒定律。

(1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟:

A. 按照圖示的裝置安裝器件;

B. 將打點計時器接到電源的“直流輸出”上;

C. 用天平測出重錘的質量;

D. 釋放懸掛紙帶的夾子,同時接通電源開關打出一條紙帶;          圖20

E. 測量紙帶上某些點間的距離;

F. 根據測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能。

其中沒有必要進行的或者操作不當的步驟,將其選項對應的字母填在下面的空行內,并說明其原因。

答:                                                                         

                                                             (寫在答題卷上)

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(2)利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數值。如圖21所示,根據打出的紙

                                    圖21

帶,選取紙帶上的連續的五個點A、B、C、D、E,測出A距起始點O的距離為s0,點AC間的距離為s1,點CE間的距離為s2,使用交流電的頻率為f,根據這些條件計算重錘下落的加速度a=_________。

(3)在驗證機械能守恒定律的實驗中發現,重錘減小的重力勢能總是大于重錘動能的增加,其原因主要是因為在重錘下落的過程中存在阻力作用,可以通過該實驗裝置測阻力的大小。若已知當地重力加速度公認的較準確的值為g,還需要測量的物理量是___        ____。試用這些物理量和上圖紙帶上的數據符號表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小F=_  __      ____。

 

答案:

 

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1.【解析】一對靜摩擦力的作用點不發生相對移動,它們的合功為零,它們的功可以一正一負;可以都為零;一對動摩擦力的作用點發生相對移動,它們的合功為負值,它們的功可以一正一負;可以一零一負;可以兩負.

【答案】C

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2.【解析】動能減少應是合力功為所以選項A錯,重力勢能減少了重所以選項B錯;機械能的減少應是除重力外,其它力所做的功,故選項D正確.

【答案】D

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3.【解析】由<可知,斜面與滑塊間有摩擦,滑塊無論上升還是下降時,都有機械能損失,故B正確.為判斷C、D的情況,可先求出斜面中點A的動能和勢能情況,滑塊初始機械能①,滑塊在斜面中點A的速度,在A點的機械能②.聯立①②式得:

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,而因斜面與滑塊間有摩擦,知,所以,動能和勢能相等的位置應出現在A點之上,因此選(BC)

【答案】BC

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4.【解析】小球自由下落時繩中拉力為零;t1時刻繩子拉緊并開始伸長,因為重力大于繩中拉力且拉力逐漸增大,故小球做加速度減小的加速運動,加速度為零的時刻速度最大;然后繩子繼續拉伸,因為繩中拉力大于重力且拉力繼續增大,故小球做加速度增大的減速運動,t2時刻速度為零而繩子最長,所以答案B正確;再以后小球反方向先做加速度減小的加速運動,再做加速度增大的減速運動,t2時刻回到繩子原長的位置,t1時刻與t2時刻小球高度相等,繩子拉力為零,根據機械能守恒定律知小球的動能相等。由對稱性知t1時刻與t2時刻小球運動情況完全對應,故答案D正確。

【答案】BD

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5.【解析】(1)如圖所示,以懸點為參考平面,人從點的自然下蹲過程中機械能守恒,所以,即

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,解得:

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在最低點B處,,解得:

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(2) 人在最低點處,突然由下蹲變成直立狀態,人的內力做功,使人的機械能增加,之后,人從點的上擺過程中機械能守恒,所以,即

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,得:       

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【答案】(1)   (2)

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6.【解析】(1)因粘滯阻力,故有,其單位應是

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(2)鋼珠穩定下落時,其所受向上粘滯阻力F與、mg平衡,有

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       得:

(3)根據總能量守恒的方法:

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鋼珠下落過程中損失的勢能 轉化為鋼珠的動能,以及與鋼珠同樣大小的油滴上升至液面處的動能和勢能,還有鋼珠克服粘滯阻力而產生的熱量Q,其中油滴重力.

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【答案】(1)  (2)  (3)

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7.【解析】(1)若滑塊沖上傳送帶時的速度小于帶速,則滑塊在帶上由于受到向右的滑動摩擦力而做勻加速運動;若滑物沖上傳送帶時的速度大于帶速,則滑塊由于受到向左的滑動摩擦力而做勻減速運動。

   (2)設滑塊沖上傳送帶時的速度為v,在彈簧彈開過程中,

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    由機械能守恒

    設滑塊在傳送帶上做勻減速運動的加速度大小為a,

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    由牛頓第二定律:

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    由運動學公式

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    解得:

   (3)設滑塊在傳送帶上運動的時間為t,則t時間內傳送帶的位移s=v0t

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    滑塊相對傳送帶滑動的位移  

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    相對滑動生成的熱量

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    解得:

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【答案】(1)若滑塊沖上傳送帶時的速度小于帶速,則滑塊在帶上由于受到向右的滑動摩擦力而做勻加速運動;若滑物沖上傳送帶時的速度大于帶速,則滑塊由于受到向左的滑動摩擦力而做勻減速運動;(2)(3)

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8.【解析】(1)汽車達到最大速度時,有:

   (2)經t時間,汽車勻加速達到額定功率時,

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由牛頓第二定律有:    由運動學規律有:        

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        而                      解得 t = 15.625s                   

   (3)t=10s時,汽車還處于勻加速階段,

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牽引力   瞬時速度          

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        所以此時汽車的瞬時功率 

        t=20s時,汽車已經達到額定功率,故汽車的瞬時功率P=60KW 

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   (4)汽車保持額定功率駛上斜面,由于行駛阻力增大,汽車牽引力增大,汽車作加速度不斷減小的減速運動,直至達到最終速度勻速行駛。   

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        行駛阻力     

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        所以    

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   【答案】(1)(2)  t = 15.625s (3)  P=60KW   (4)

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9.【解析】(1)小球B運動到P點正下方過程中的位移為(m)

   得:WF=FxA=22J

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(2)由動能定理得     代入數據得:v=4m/s

⑶當繩與圓環相切時兩球的速度相等。

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=0.225m

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【答案】(1)22J  (2)v=4m/s  (3)0.225m

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10.【解析】(1)物體將從傳送帶的右邊離開。                         

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    物體從曲面上下滑時機械能守恒,有           

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    解得物體滑到底端時的速度               

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    以地面為參照系,物體滑上傳送帶后向右做勻減速運動直到速度為零,期間物體的加速度大小和方向都不變,加速度大小為

    物體從滑上傳送帶到相對地面速度減小到零,對地向右發生的位移為

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     表面物體將從右邊離開傳送帶。

 (2)以地面為參考系,若兩皮帶輪間的距離足夠大,則物體滑上傳送帶后向右做勻減速運動直到速度為零,后向左做勻加速運動,直到速度與傳送帶速度相等后與傳送帶相對靜止,從傳送帶左端掉下,期間物體的加速度大小和方向都不變,加速度大小為

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    取向右為正方向,物體發生的位移為 

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    物體運動的時間為                                    

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    這段時間內皮帶向左運動的位移大小為

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    物體相對于傳送帶滑行的距離為       

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物體與傳送帶相對滑動期間產生的熱量為

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【答案】(1)物體將從傳送帶的右邊離開(2)

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11.【解析】(1)從A到B的過程中,人與雪橇損失的機械能為

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   代入數據解得△E=9.1×103J  

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(2)人與雪橇在BC段做減速運動的加速度大小   

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根據牛頓第二定律有    解得  N     

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(3)由動能定得得     代入數據解得  x=36m 

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【答案】(1)9.1×103J(2)(3)x=36m

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12.【解析】(1)設此時小物塊的機械能為E1.由機械能守恒定律得

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(2)設小物塊能下滑的最大距離為sm,由機械能守恒定律有

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代入解得                                                        

(3)設小物塊下滑距離為L時的速度大小為v,此時小球的速度大小為vB,則

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 解得                                                                      

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【答案】(1)   (2)

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(3)

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13.【解析】本題考查《探究恒力做功與動能改變的關系》與《探究加速度與力、質量的關系》實驗的遷移能力、誤差分析能力、文字表述能力及從圖表歸納所需信息能力?疾檫壿嬐评砟芰、運用數學知識解決物理問題能力和實驗探究能力。

【答案】紙帶上點跡間距相等      小車的質量M、砂桶的質量m

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14.【解析】①步驟B是錯誤的。應該接到電源的交流輸出端。步驟D是錯誤的,應該先接通電源,待打點穩定后再釋放紙帶。步驟C不必要,因為根據測量原理,重錘的動能和勢能中都包含了質量m,可以約去。

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③重錘的質量m  由牛頓第二定律:  代入a 得F=   

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【答案】②

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③重錘的質量m     

 

 

 

 

六、動量

互動:本考點是高考的必考內容,題型全面,選擇題主要考查動量的矢量性,辨析“動量和動能”、“沖量與功”的基本概念;常設置一個瞬間碰撞的情景,用動量定理求變力的沖量;或求出平均力;或用動量守恒定律來判定在碰撞后的各個物體運動狀態的可能值;計算題主要考查綜合運用牛頓定律、能量守恒、動量守恒解題的能力;一般計算題具有過程錯綜復雜,圖景“撲朔迷離”、條件隱晦難辨,知識覆蓋廣的特點,經常是高考的壓軸題.

本考點仍是2009的高考的重和熱點,可能以選擇題的形式出現,考查動量的矢量性,辨析“動量和動能”、“沖量與功”的基本概念;也可能常設置一個瞬間碰撞的情景,用動量定理求變力的沖量;或求出平均力;或用動量守恒定律來判定在碰撞后的各個物體運動狀態的可能值;計算題的命題多與其他知識(如牛頓運動定律、功能關系、電場、磁場和原子物理等)交叉綜合,也常與生產、生活、科技內容(如碰撞、爆炸、反沖等)相結合,這類問題一般過程復雜、難度大、能力要求高,經常是高考的壓軸題.

 

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1.( (廣東省2009屆新洲中學高三摸底考試試卷.物理.15)如圖11所示,質量為M=400g的鐵板固定在一根輕彈簧上方,鐵板的上表面保持水平.彈簧的下端固定在水平面上,系統處于靜止狀態.在鐵板中心的正上方有一個質量為m=100g的木塊,從離鐵板上表面高h=80cm處自由下落.木塊撞到鐵板上以后不再離開,兩者一起開始做往復運動.木塊撞到鐵板上以后,共同下降l1=2.0cm的時刻,它們的共同速度第一次達到最大值.又

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繼續下降了l2=8.0cm后,它們的共同速度第一次減小為零.空氣阻力忽

略不計,彈簧的形變始終在彈性限度內,重力加速度取g=10m/s2.求:

(1)彈簧的勁度系數k.

(2)從木塊和鐵板共同開始向下運動到它們的共同速度第一

次減小到零的過程中,彈簧的彈性勢能增加了多少?            圖11

 

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2.(山東青島市高三第一次質檢卷.物理.31)如圖12所示,物體A、B的質量分別是,用輕彈簧相連結放在光滑的水平面上,物體B左側與豎直墻相接觸。另有一個物體C從t=0時刻起以一定的速度向左運動,在t=0.5s時刻與物體A相碰,碰后立即與A粘在一起不再分開。物體C的v ? t圖象如圖13所示。試求:

 ①物塊C的質量m3;

試題詳情

②在5.0s到15s的時間內物塊A的動量變化的大小和方向。

 

試題詳情

 

 

 

      

 

 

 圖12                             圖13

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3.(江蘇蘇州市高三五校聯考卷.物理.17)如圖14所示,質量M=0.40┧的靶盒A位于光滑水平導軌上,開始時靜止在O點,在O點右側有范圍很廣的“相互作用區域”,如圖中的虛線區域。當靶盒A進入相互作用區域時便有向左的水平恒力F=20N作用。在P處有一固定的發射器B,它可根據需要瞄準靶盒每次發射一顆水

試題詳情

平速度V050m/s、質量m=0.10┧的子彈,當子彈打入靶盒A后,便留在盒內,碰撞時間極短。若每當靶盒A停在或到達O點時,就有一顆子彈進入靶盒A內,求:

(1)當第一顆子彈進入靶盒A后,靶盒A離開O點的最大距離。                                                    圖14

(2)當第三顆子彈進入靶盒A后,靶盒A從離開O點到又回到O點所經歷的時間

(3)當第100顆子彈進入靶盒時,靶盒已經在相互作用區中運動的時間和。       

 

試題詳情

4.(遼寧省錦州市2009屆高三期末試卷.物理.13)如圖15所示,質量均為2m的完全相同的長木板A、B并排放置在光滑水平面上靜止.一個質量為m的鐵塊C

試題詳情

以水平速度v0=1.8m/s從左端滑到A木板的上表面,并最終停留在長木板B上.已知B、C最終的共同速度為v=0.4m/s.求:

⑴A木板的最終速度v1

⑵鐵塊C剛離開長木板A時刻的瞬時速度v2

 

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5.(廣東中山龍山中學2009屆高三第二次月考試卷.物理.18)如圖16所示,EF為水平地面,O點左側是粗糙的、右側是光滑的。一輕質彈簧右端與墻壁固定,左端與靜止在O點質量為m的小物塊A連結,彈簧處于原長狀態。質量為m的物塊B在大小為F的水平恒力的作用下由C處從靜止開始向左運動,已知物塊B與地面EO段間的滑動摩擦力大小為,物塊B運動到O點與物塊A相碰并一起向右運動(設碰撞時間極短),運動到D點時撤去外力F。已知CO = 4S,OD = S。求撤去外力后:           圖16

(1)彈簧的最大彈性勢能

(2)物塊B最終離O點的距離。

 

試題詳情

 6.(湖南長郡中學2009屆高三第二次月考試題.物理.18)如圖17所示,P是固定的豎直擋板,A是置于光滑水平面上的平板小車(小車表面略低于檔板下端),B是放在小車最左端表面上的小物塊.開始時,物塊隨小車一起以相同的水平速度向左運動,接著物塊與擋板發生了第一次碰撞,碰后物塊相對于車靜止時的位置離小車最左端的距離等于車長的.此后物塊又與擋板發生了多次碰撞,最后物塊恰未從小車上滑落.若物體與小車表面間的動摩擦因數是個定值,物塊與擋板發生碰撞時無機械能損失且碰撞時間極短,           圖17

試確定小車與物塊的質量關系.

       

試題詳情

7.(湖南省長沙市一中高三第二次月考卷.物理.14)如圖18所示,光滑水平面上,輕彈簧兩端分別拴住質量均為m的小物塊A和B,B物塊靠著豎直墻壁。今用水平外力緩慢推A,使A、B間彈簧壓縮,當壓縮到彈簧的彈性勢能為E時撤去此水平外力,讓A和B在水平面上運動.求:(1)當B離開墻壁時,A物塊的速度大;(2)當彈簧達到最大長度時A、B的速度大。唬3)當B離開墻壁以后的運動過程中,彈簧彈性勢能的最大值.

試題詳情

試題詳情

8.(山東省萊陽一中2009屆高三上學期學段檢測.物理.15)某興趣小組設計了一種測量子彈射出槍口時速度大小的方法.在離地面高度為h的光滑水平桌面上放置一木塊,將槍口靠近木塊水平射擊,子彈嵌入木塊后與木塊一起水平飛出,落地點與桌邊緣的水平距離是s1;然后將木塊重新放回原位置,再打一槍,子彈與木塊的落地點與桌邊的水平距離是s2,求子彈射出槍口時速度的大小.

 

 

試題詳情

9.(山東省濟南一中高三期中測試卷.物理.15)在賽車場上,為了安全起見,在車道外圍一定距離處一般都放有廢舊的輪胎組成的圍欄。在一次比較測試中,將廢舊輪胎改為由彈簧連接的緩沖器,緩沖器與墻之間用輕繩束縛。如圖19所示,賽車從C處由靜止開始運動,牽引力恒為F,到達O點與緩沖器相撞(設相撞時間極短),而后他們一起運動到D點速度變為零,此時發動機恰好熄滅(即牽引力變為零)。已知賽車與緩沖器的質量均為m,OD相距為S,CO相距4S,賽車運動時所受地面摩擦力大小始終為,緩沖器的底面光滑,可無摩擦滑動,在O點時彈簧無形變。問:

  (1)彈簧的最大彈性勢能為多少?                         圖19

  (2)賽車由C點開始運動到被緩沖器彈回后停止運動,賽車克服摩擦力共做了多少?

 

試題詳情

10.(江蘇省江安中學2009屆高三年級第三次月考試題.物理.16)如圖20所示,一塊足夠長的木板,放在光滑水平面上,在木板上自左向右并排放有序號是1,2,3,…,n的物體,所有物塊的質量均為m,與木板間的動摩擦因數都相同,開始時,木板靜止不動,第1,2,3,…n號物塊的初速度分別是v,2 v,3 v,…nv,方向都向右,木板的質量與所有物塊的總質量相等 ,最終所有物塊與木板以共同速度勻速運動。設物塊之間均無相互碰撞,木板足夠長。試求:

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(1)所有物塊與木板一起勻速運動的速度v;

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(2)第1號物塊與木板剛好相對靜止時的速度v

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(3)通過分析與計算說明第k號(k<n)物塊的最小速度v       20

 

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11.(湖南長長沙一中2009屆高三第二次月考試卷.物理.18)利用航天飛機,可將物資運送到空間站,也可以維修空間站出現的故障.

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 (1)若已知地球半徑為R,地球表面重力加速度為g.,某次維修作業中,與空間站對接的航天飛機的速度計顯示飛機的速度為,則該空間站軌道半徑為多大?

(2)為完成某種空間探測任務,在空間站上發射的探測器通過向后噴氣而獲得反沖力使

試題詳情

 其啟動.已知探測器的質量為M,每秒鐘噴出的氣體質量為m,為了簡化問題,設噴射探測器對氣體做功的功率恒為P,在不長的時間內探測器的質量變化較小,可以忽略不計.求噴氣秒后探測器獲得的動能是多少?

 

答案:

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1.【解析】(1)M靜止時,設彈簧壓縮量為l0,則Mg=kl0     

速度最大時,M、m組成的系統加速度為零,則

(M+m)g-k(l0+l1)=0     ②-

聯立①②解得:k=50N/m   ③                                     

[或:因M初位置和速度最大時都是平衡狀態,故mg=kl1,解得:k=50N/m]

試題詳情

(2)m下落h過程中,mgh=mv02     ④-

m沖擊M過程中, m v0=(M+m)v       ⑤-

試題詳情

所求過程的彈性勢能的增加量:ΔE=(M+m)g(l1+l2)+ (M+m)v2

試題詳情

聯立④⑤⑥解得:ΔE=0.66J   ⑦

試題詳情

(用彈性勢能公式計算的結果為ΔE=0.65J也算正確)

試題詳情

【答案】ΔE=0.66J

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2.【解析】①根據圖象可知,物體C與物體A相碰前的速度為:v1=6m/s

試題詳情

       相碰后的速度為:v2=2m/s   根據定量守恒定律得:

試題詳情

       解得:m3=2.0kg

試題詳情

       ②規定向左的方向為正方向,在第5.0s和第15s末物塊A的速度分別為:

試題詳情

       v2=2m/s,v3=-2m/s 所以物塊A的動量變化為:

試題詳情

       即在5.0s到15s的時間內物塊A動量變化的大小為:16kg?m/s 方向向右

試題詳情

【答案】(1)m3=2.0kg   (2)16kg?m/s 方向向右

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3.【解析】(1)設第一顆子彈進入靶盒A后,子彈與靶盒的共內速度為。

試題詳情

  根據碰撞過程系統動量守恒,有:  

試題詳情

  設A離開O點的最大距離為,由動能定理有: 

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  解得:  

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(2)根據題意,A在的恒力F的作用返回O點時第二顆子彈正好打入,由于A的動量與第二顆子彈動量大小相同,方向相反,故第二顆子彈打入后,A將靜止在O點。設第三顆子彈打入A后,它們的共同速度為,由系統動量守恒得:。2分)

試題詳情

  設A從離開O點到又回到O點所經歷的時間為t,取碰后A運動的方向為正方向,由動量定理得: 解得:   

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(3)從第(2)問的計算可以看出,第1、3、5、……(2n+1)顆子彈打入A后,A運動時間均為 故總時間  

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【答案】(1)  (2)   (3)

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4.【解析】對A、B、C整體,從C以v0滑上木塊到最終B、C達到共同速度V,

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其動量守恒既:m v0=2mV1+3mv     1.8=2V1+3×0.4        V1=0.3m/s          

對A、B、C整體,從C以v0滑上木塊到C以V2剛離開長木板,

此時A、B具有共同的速度V1。其動量守恒即:m v0=mV2+4mv1      

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1.8=V2+4×0.3         V2=0.6m/s  

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 【答案】 (1)V1=0.3m/s  (2)  V2=0.6m/s    

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5.【解析】(1)B與A碰撞前速度由動能定理   

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 得         

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      B與A碰撞,由動量守恒定律        

試題詳情

      得               

      碰后到物塊A、B運動至速度減為零,彈簧的最大彈性勢能

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(2)設撤去F后,A、B一起回到O點時的速度為,由機械能守恒得

試題詳情

                             

   返回至O點時,A、B開始分離,B在滑動摩擦力作用下向左作勻減速直線運動,設物塊B最終離O點最大距離為x

試題詳情

 由動能定理得:                       

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 【答案】(1)  (2)

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6.【解析】設小車初速度為V0,A與車相互作用摩擦力為f,      

第一次碰后A與小車相對靜止時速為  V1,由動量守恒,

得 mAV0-mBV0=(mA+mB)V1

試題詳情

   由能量守恒,得mAV02mBV02=f?L+(mA+mB)V12…        圖14

    多次碰撞后,A停在車右端,系統初動能全部轉化為內能,由能量守恒,得

試題詳情

    fL=(mA+mB)V02

試題詳情

    聯系以上三式,解得:(mA+mB)2=4(mA-mB)2  ∴mA=3mB

【答案】mA=3mB

 

 

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7.【解析】(1)當B離開墻壁時,A的速度為v0,由機械能守恒有

試題詳情

            mv02=E                         解得 v0=    

試題詳情

(2)以后運動中,當彈簧彈性勢能最大時,彈簧達到最大程度時,A、B速度相等,設為v,由動量守恒有  2mv=mv0        解得               v=  

(3)根據機械能守恒,最大彈性勢能為

試題詳情

             Ep=mv022mv2=E        

試題詳情

【答案】(1)v0=  (2)v=    (3)Ep=E

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8.【解析】設子彈的質量為m,木塊的質量為M,子彈射出槍口時的速度為v0。

試題詳情

第一顆子彈射入木塊時,動量守恒 

試題詳情

木塊帶著子彈做平拋運動   

試題詳情

第二顆子彈射入木塊時,動量守恒 

試題詳情

木塊帶著兩顆子彈做平拋運動   

試題詳情

聯立以上各式解得   

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【答案】

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9.【解析】

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車與緩沖器短時相撞過程根據動量守恒:           ②         2分

試題詳情

O到D過程               ③      

試題詳情

由①②③求得:                                   

試題詳情

(2)D到O過程                ④       

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賽車從O點到停止運動              ⑤        

試題詳情

車整個過程克服摩擦力做功        ⑥      

試題詳情

由④⑤⑥求得:    

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【答案】(1)      (2)  

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10.【解析】(1)設所有物塊都相對木板靜止時的速度為 v,因木板與所有物塊系統水平方向不受外力,動量守恒,應有:

試題詳情

m v+m?2 v+m?3 v+…+m?n v=(M + nm)v      1

              M = nm,                              2

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解得:          v=(n+1)v,                                        6分

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    (2)設第1號物塊相對木板靜止時的速度為v,取木板與物塊1為系統一部分,第2 號物塊到第n號物塊為系統另一部分,則

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      木板和物塊1    △p =(M + m)v- m v

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      2至n號物塊    △p=(n-1)m?(v- v

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由動量守恒定律: △p=△p,

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解得            v= v,                    3                 6分

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(3)設第k號物塊相對木板靜止時的速度由v ,則第k號物塊速度由k v減為v的過程中,序數在第k號物塊后面的所有物塊動量都減小m(k v- v),取木板與序號為1至K號以前的各物塊為一部分,則 

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△p=(M+km)v-(m v+m?2 v+…+mk v)=(n+k)m v-(k+1)m v

序號在第k以后的所有物塊動量減少的總量為

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     △p=(n-k)m(k v- v

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由動量守恒得   △p=△p, 即

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(n+k)m v-(k+1)m v= (n-k)m(k v- v),

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解得        v=     

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【答案】

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11.【解析】(1)設地球質量為M0,在地球表面,有一質量為m的物體,

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    設空間站質量為m′繞地球作勻速圓周運動時,

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    聯立解得,

  (2)因為探測器對噴射氣體做功的功率恒為P,而單位時間內噴氣質量為m,故在t時

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    間內,據動能定理可求得噴出氣體的速度為:

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    另一方面探測器噴氣過程中系統動量守恒,則:

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    又探測器的動能,

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    聯立解得:

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【答案】(1)         (2)

 

七、振動與波

 

從近幾年的高考試題看,試題多以選擇題、填空題形式出現,但試題信息量大,一道題中考查多個概念、規律.對機械振動的考查著重放在簡諧運動的運動學特征和動力學特征和振動圖象上;同時也通過簡諧運動的規律考查力學的主干知識.對機械波的考查著重放在波的形成過程、傳播規律、波長和波動圖象及波的多解上;對波的疊加、干涉和衍射、多普勒效應也有涉及.實際上許多考題是振動與波的綜合,考查振動圖象與波動圖象的聯系和區別;同時也加強了對振動和波的聯系實際的問題的考查,如利用單擺,結合萬有引力知識測量山的高度,共振篩、隊伍過橋等共振現象的利用與防止,醫用B型超聲波圖、心電圖、地震波圖線的分析等。

預測2009年的機械振動與波的考題仍將保持以選項題為主,考查的知識綜合較強的風格.一個考題往往多個知識點,重點在簡諧運動的規律和圖象;波的形成過程和波長、波速和頻率的關系,波的圖象和波的多解問題仍是考查的熱點.尤其是波的圖象中已知某一時刻的波形圖,判斷方向和求位移、路程及質點坐標;已知某兩時刻的波形圖涉用的多解;振動圖象與波動圖象的綜合運用預測是重點考查的重點.另外對共振現象和波的特性在實際中的應用問題也要引起注意.

 

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1.(江蘇南京市2008年高三總復習試卷.物理.7)在均勻介質中選取平衡位置在同一直線上的9個質點.相鄰兩質點的距離均為L,如圖10(a)所示。一列橫波沿該直線向右傳播,t=0時到達質點1,質點1開始向下運動,經過時  間△t第一次出現如圖10(b)所示的波形。則該波的(   )

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圖10

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    A.周期為△t,波長為8L                            B.周期為△t,波長為8L

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C.周期為△t,波速為                    D.周期為△t,波速為

 

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2.(湖南長沙二中2009屆高三第一次質量檢測試卷.物理.13)某人利用單擺來確定某高山的高度。已知單擺在海面處的周期是T0。而在該高山上,測得該單擺周期為T。求此高山離海平面高度h為多少?(把地球看作質量均勻分布的半徑為R的球體)www.gongchengfu.com

 

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3.(江蘇如東、啟東2009屆期中聯合測試卷.物理.30)如圖11所示是一列橫波上A、B兩質點的振動圖象,該波由A傳向B,兩質點沿波的傳播方向上的距離Δx=4.0m,波長大于3.0m,求這列波的波速.                            圖11

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4.(2008年蘇、錫、常、鎮四市調研試卷.物理.13)一簡諧橫

波沿x軸正方向傳播,在t=0時刻的波形如圖12所示.已知介質中

質點P的振動周期為2s,此時P質點所在位置的縱坐標為2cm,橫

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坐標為0.5 m.試求從圖示時刻開始在哪些時刻質點P會出現在波峰?

圖12

 

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5.(山東省煙臺市2009屆高三上學期學段檢測.物理.12)從甲地向乙地發出頻率為50Hz的聲波,當波速為330m/s時,剛好在甲、乙兩地形成一列有若干個完整波形的波,當波速為340m/s時,兩地還是存在若干個完整波形,但完整波形的波數減少了兩個,求甲、乙兩地距離。

 

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6.(山東省青島市2009屆高三上學期期中練習卷.物理.17)圖13是一列簡諧波在某一時刻的波形圖線。    圖13

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虛線是0.2s后它的波形圖線。這列波可能的傳播速度是多大?

                                                                      

 

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7.(河北省衡水中學2009屆高三調研考試卷。物理.12)將一測力傳感器連接到計算機上就可以測量快速變化的力,圖14甲表示小滑塊(可視為質點)沿固定的光滑半球形容器內壁在豎直平面的A、之間來回滑動,點與O點連線與豎直方向之間夾角相等且都為,很小。圖14乙表示滑塊對器壁的壓力F隨時間變化的曲線,且圖中為滑塊從A點開始運動的時刻,試根據力學規律和題中(包括圖中)所給的信息,求:

(1)容器的半徑;

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(2)小滑塊的質量;

(3)滑塊運動過程中的守恒量。  

 

 

 

 

 

                                                  圖14

 

 

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8.(2008年廣州惠州市模擬.物理.32)一列簡諧橫波沿直線傳播,在波的傳播方向上有P、Q兩個質點,它們相距0.8m.當t=0時,P、Q兩點位移恰好都是正的最大值,且P、Q間只有一個波谷.當t=0.6 s時,P、Q兩點正好都處于平衡位置,且P、Q兩點間有一個波峰和一個波谷,且波峰距Q點距離第一次0.2m,試求:

    (1)若波由P傳到Q,波的周期;   

    (2)若波由Q傳到P,波的速度;   

    (3)若波由Q傳到P,從t=0時開始觀察,哪些時刻P、Q間(P、Q除外)只有一個質點位移等于振幅.

 

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9.(廣東深圳市2009 屆高三九校聯考卷.物理,6)鋪設鐵軌時,每兩根鋼軌接縫處都必須留有一定的間隙,勻速運行列車經過軌端接縫處時,車輪就會受到一次沖擊.由于每一根鋼軌長度相等,所以這個沖擊力是周期性的,列車受到周期性的沖擊做受迫振動。普通鋼軌長為12.6 m,列車固有振動周期為0.315s.下列說法正確的是  (    )

  A.列車的危險速率為40m/s

  B.列車過橋需要減速,是為了防止列車發生共振現象

  C.列車運行的振動頻率和列車的固有頻率總是相等的

  D.增加鋼軌的長度有利于列車高速運行

 

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10.(2008年海南省民族中學模擬卷.物理.19)某研究性學習小組想利用停表、鐵架臺(帶鐵夾)和表中所列器材探究單擺的周期與哪些因素有關,經小組討論分析認為,影響單擺周期的因素可能有振幅、擺球質量和擺長等.他們在實驗探究過程中,始終保持單擺的最大擺角小于10°。

(1)甲同學探究單擺的周期與振幅的關系,他用器材1和4組裝單擺,通過改變擺角,多次實驗,測出周期,得到的結論是單擺的周期與其振幅無關.

(2)乙同學想探究單擺的周期跟擺球質量的關系.請你為他設計探究思路:_______________

  乙同學在實驗探究的基礎上,得到的正確結論應該是:______________________________.

1

長l1的細線

2

長l2的細線

3

長l3的細線

4

質量m1,的小球

5

質量m2,的小球

6

質量m3,的小球

 

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11.(上海梅山高級中學高三測試卷.物理.18)用測力探頭和計算機組成的實驗裝置來測定單擺擺動過程中擺線受到的拉力(單擺擺角小于5º),計算機屏幕上得到如圖15a所示的F?t圖象。然后將單擺掛在測力探頭上,使單擺保持靜止,得到如圖15b所示的F?t圖象。那么:

①、此單擺的周期為            秒。

②、設擺球在最低點時Ep=0,已測得當地重力加速度為g,單擺的周期用T表示,那么測得此單擺擺動時的機械能E的表達式是:              [           ]

試題詳情

圖15

試題詳情

 

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12.S1、S2是兩個振動頻率相同的波源,它們發出兩列波長均為l 的簡諧橫波,圖16中虛線和實線分別代表某時刻這兩列波的波谷和波峰,

(1)在空間有很多條加強點的連線,試用筆線畫出過P點的一條振動加強點的連線。

(2)填寫下表中各項(下表中已給出四點,請再從A、B兩點中找出一個與給出的四點有相同特征的點填在第五列中)。試由上表中數據歸納出振動加強點到兩個波源的距離間的關系,應符合什么條件?

質點

P

Q

M

N

 

到S1的距離

3l

 

2l

試題詳情

2.5l

 

到S2的距離

 

試題詳情

2.5l

2l

試題詳情

1.5l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

試題詳情

13.有一測量微小時間差的裝置,是由兩個擺長略有微

小差別的單擺同軸水平懸掛構成.兩個單擺擺動平面前后相

互平行。   

(1)現測得兩單擺完成 50次全振動的時間分別為

試題詳情

50.0 S和 49.0 S,則兩單擺的周期差ΔT=        s; 

(2)某同學利用此裝置測量小于單擺周期的微小時間

差,具體操作如下:把兩擺球向右拉至相同的擺角處,先釋

放長擺擺球,接著再釋放短擺擺球,測得短擺經過若干次全

振動后,兩擺恰好第一次同時同方向通過某位置,由此可得           圖16

試題詳情

出釋放兩擺的微小時間差.若測得釋放兩擺的時間差Δt=0.165s,則在短擺釋放      s(填時間)后,兩擺恰好第一次同時向     (填方向)通過            (填位置); 

(3)為了能更準確地測量微小的時間差,你認為此裝置還可做的改進是          

                                                       

 

答案:

 

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1.【解析】 由圖所示,知運動時間,波長為8L,故,波速

【答案】BC

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www.gongchengfu.com2.【解析】根據單擺周期公式有:

試題詳情

由萬有引力公式得:

試題詳情

聯立解得:

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【答案】

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3.【解析】由振動圖象可知,質點振動周期T=0.4s                                     

取t=0時刻分析,質點A經平衡位置向上振動,質點B處于波谷,設波長為λ

試題詳情

則  (n=0、1、2、3……)                              

試題詳情

所以該波波長為

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因為有λ>3.0m的條件,所以取n=0,1                                  

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當n=0時,,波速                       

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當n=1時,,波速         

試題詳情

       【答案】   

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4.【解析】P質點振動方程為          

試題詳情

 由題意知此時刻P向下振動,   t=0時,=-                   

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所以P向下振動到平衡位置(令上述振動方程中y =0)所用時為 

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第一次到達波峰需時為                   

試題詳情

考慮到周期性,圖示位置開始在t=kT+(式中) 時刻,質點P會出現在波峰位置            

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另解:波的傳播速度為v=      

試題詳情

由題意知此時刻P向下振動,所以P向下振動到平衡位置所需時間等于波沿x軸方向傳播0.5 m的時間  t1=   (1分)          

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第一次到達波峰的的時刻為t2=+ t1                         (1分)

試題詳情

所以質點P會出現在波峰位置的時刻是t=kT + t2   ( )     (1分)  

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即:t=  ( )        (2

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【答案】

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5.【解析】由可求得當波速為330m/s時波長為.

甲、乙兩地的間距為此波長的整數倍,即d=nλ (n=1,2,3,4……)

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當波速變為340m/s時d=(n-2) λ,  (n=1,2,3,4……)      

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由上述幾式可解得:d=448.8m

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【答案】d=448.8m

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6.【解析】由于波的傳播方向未給定,所以必須分別討論波向右傳播和向左傳播兩種情況,又由于周期(或頻率)未給定,要注意時間的周期性,用通式表示一段時間t。

由圖線可直接讀出波長λ=4m。                       

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此題還有另一種解法,因為波具有空間周期性,當波向右傳播時,在0.2s內,傳播的距離應為:

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則傳播速度為:

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當波向左傳播時,在0.2s內,傳播的距離為:

試題詳情

則傳播速度為:

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【答案】

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7.【解析】由圖乙得小滑塊做簡諧振動的周期:           

試題詳情

,             得                                          

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在最高點A,有                     

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在最低點B,有                   

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從A到B,滑塊機械能守恒,有           

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解得:                                            

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滑塊機械能守恒:    

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【答案】(1)   (2)     (3)

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8.【解析】本類型題往往先畫出波形圖,在波形圖上依據題意找出適合題目要求的質點,從而確定該波的波長、周期、波速等,本題可畫出如圖15示波形圖,標出P、Q點,不難求出

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圖15

試題詳情

解答:由題意

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(1)若波由P傳至Q,依題意可作出如圖16所示波形圖,則t=0.6s=  解得T=0.8s

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圖 16

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 (2)若波由Q傳至P,依題意可作出如圖17所示波形圖,則t=0.6s=解得T=2.4 s    

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圖17

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波速

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(3)若波由Q傳至P,則T=2.4 s,依題意可作出如圖18所示波形圖,從t=0時刻開始,每經過半個周期,P、Q間只有一個質點的位移等于振幅,即 式中n=O,1,2,……

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圖18

試題詳情

【答案】(1)T=0.8s    (2)      (3),P、Q間只有一個質點的位移等于振幅

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9.【解析】對于受迫振動,當驅動力的頻率與固有頻率相等時將發生共振現象,所以列車的危險速率40 m/s,A正確.為了防止共振現象發生,B正確,由知L增大時,T不變,v變大正確,所以 A、B、D正確.

【答案】ABD

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10.【解析】本實驗是一個“控制變量法”的探究性實驗,其中第(1)問提供了一個范例,第(2)問研究單擺周期與質量的關系同第(1)一樣也應是改變質量,測出其對應的周期,研究周期同質量的關系。

(2)保持擺長不變,改變擺球質量,測出周期; 周期與擺球質量無關。

【答案】(1)“控制變量法”   (2)保持擺長不變,改變擺球質量,測出周期; 周期與擺球質量無關

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11.【解析】由圖可知周期為0.8s; ,求得單擺擺動時的機械能E的表達式為BD

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【答案】0.8s   BD

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12.【解析】(1)圖略,(2)表如下

質點

P

Q

M

N

到S1的距離

3l

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3.5l

2l

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2.5l

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4.5l

到S2的距離

4l

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2.5l

2l

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1.5l

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4.5l

(3)加強點到兩個波源的距離之差為波長的整數倍

【答案】見上

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13.【解析】(1)兩單擺的周期差

試題詳情

  

(2)由題意知:設長擺振動N次以后,兩擺同時同方向通過某位置,則有:

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NT1-NT2=Δt,解得N=8.25.又因為T1=1s,短擺釋放8.25-0.165= 8.085 s(填時間)后,兩擺恰好第一次同時向左通過平衡位置  

(3) 能更準確地測量微小的時間差,必須使T1、T2測得更準確,故應增加擺長。

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【答案】(1)  (2)8.085 s    (3)應增加擺長

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

八、熱學

互動:本考點的命題多集中分子動理論、估算分子數目和大小、熱力學兩大定律的應用、氣體狀態參量的意義及與熱力學第一定律的綜合,還有氣體實驗定律和氣體狀態方程的應用及圖象表示氣體狀態的變化過程等知識點上,多以選擇題和填空題的形式出現;對熱學前面知識的考查往往在一題中容納更多的知識點,把熱學知識綜合在一起進行考查,多以選擇題和填空題的形式出現;對后者的考查多以計算題的形式出現,著重考查熱學狀態方和的應用.《物理課程新標準》在課程性質中指出:“高中物理課程有助于學生繼續學習基本的物理知識與技能,增強創新意識和實踐能力,發展探索自然、理解自然的興趣與熱情”. 近兩年來熱學考題中還涌現了許多對熱現象的自主學習和創新能力考查的新情景試題.同時,本考點還可以與生活、生產的實際相聯來考查熱學知識在實際中的應用.

預測2009年高考熱學命題方向為:(1)分子動理論要點,分子力、分子大小、質量、數目估算;(2)內能的變化及改變內能的物理過程以及氣體壓強的決定因素;(3)理想氣體狀態方程和用圖表示氣體狀態的變化;(4)熱現象實驗與探索過程的方法;(5)以科技前沿、社會熱點及與生活生產聯系的問題為背景來考查熱學知識在實際中的應用

 

 

試題詳情

1.(海南省民族中學2009屆高三月考試卷.物理.3)如圖10所示,導熱性能良好的氣缸內用活塞封閉一定質量的空氣,氣缸固定不動,外界溫度恒定。一條細線左端連接在活塞上,另一端跨過定滑輪后連接在一個小桶上,開始時活塞靜止,F在不斷向小桶中添加細沙,使活塞緩慢向右移動(活塞始終未被拉出氣缸)。忽略氣             

試題詳情

體分子間相互作用,則在活塞移動過程中,下列說法正確的是(  )

A.氣缸內氣體的分子平均動能變小  B.氣缸內氣體的壓強變小

C.氣缸內氣體向外放出熱量    D.氣缸內氣體從外界吸收熱   

                                                                    圖10

 

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2.(遼寧省錦州市2009屆普通高中高三測試卷.物理.6) 一定質量的氣體(不計氣體分子間的作用力)由狀態A變為狀態D(如圖線所示),這個過程中(     )

A.氣體從外界吸收熱量,內能增加

B.氣體體積增大,單位時間內與器壁單位面積碰撞的分子數減少

C.氣體溫度升高,每個氣體分子的動能都會增大

D.氣體對光的折射率將變小,光在其中的傳播速度會增大

 

試題詳情

3.(浙江東陽中學2009屆高三第三次月考卷.理綜.18)對一定量的氣體, 下列說法正確的是(  )

A.氣體的體積是所有氣體分子的體積之和

B.氣體分子的熱運動越劇烈, 氣體溫度就越高

C.氣體對器壁的壓強是由大量氣體分子對器壁不斷碰撞而產生的

D.當氣體膨脹時,氣體分子之間的勢能減小,因而氣體的內能減少

 

試題詳情

4.(鹽城市2008屆第一次調研卷.物理.30)如圖11所示的圓柱形容器內用活塞密封一定質量的氣體,已知容器橫截面積為S,活塞重為G,大氣壓強為P0 。若活塞固定,密封氣體溫度升高1℃,需吸收的熱量為Q 1 ; 若活塞不固定,且可無摩擦滑動,仍使密封氣體溫度升高1℃,需吸收的熱量為Q 2

(1)Q 1和Q 2哪個大些?氣體在定容下的比熱容與在定壓下的比熱容為什么會不同?

(2)求在活塞可自由滑動時,密封氣體溫度升高1℃,活塞上升的高度h。   圖11

 

 

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5.(2008屆廣東華師附中5月沖刺練習卷.物理.14)(1)關于熱現象和熱學規律,下列說法中正確的是                   

A.只要知道氣體的摩爾體積和阿伏伽德羅常數,就可以算出氣體分子的體積

B.懸浮在液體中的固體微粒越小,布朗運動就越明顯

C.一定質量的理想氣體,保持氣體的壓強不變,溫度越高,體積越大

D.一定溫度下,飽和汽的壓強是一定的

E.第二類永動機不可能制成是因為它違反了能量守恒定律

試題詳情

F.由于液體表面分子間距離大于液體內部分子間的距離,液面分子間只有引力,沒有斥力,所以液體表面具有收縮的趨勢

(2)如圖12所示p-V圖中,一定質量的理想氣體由狀態A經過ACB過程至狀態B,氣體對外做功280J,放出熱量410J;氣體又從狀態B經BDA過程回到狀態A,這一過程中氣體對外界做功200J.求:

①ACB過程中氣體的內能是增加還是減少?變化量是多少?

②BDA過程中氣體是吸熱還是放熱?吸收或放出的熱量是多少?              圖12

                   

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6.(江蘇揚州市2008屆第四次調研卷.物理.28)

(1)下列說法中正確的是(   。

A.只要知道水的摩爾質量和水分子的質量,就可以計算出阿伏伽德羅常數

B.懸浮微粒越大,在某一瞬間撞擊它的液體分子數就越多,布朗運動越明顯

C.在使兩個分子間的距離由很遠(r>10-9m)減小到很難再靠近的過程中,分子間作用力先減小后增大;分子勢能不斷增大

D.溫度升高,分子熱運動的平均動能一定增大,但并非所有分子的速率都增大

E.一定質量的理想氣體經等溫壓縮后,其壓強一定增大

F.內能向機械能轉化是有條件的,即環境中必須存在溫度差,通過科技創新,我們能夠研制出內能全部轉化為機械能的熱機

試題詳情

(2)一定質量的理想氣體從狀態A變化到狀態B,再變化到狀態C,其狀態變化過程的p-V圖象如圖13所示。已知該氣體在狀態A時的溫度為27℃。則:

①該氣體在狀態B、C時的溫度分別為多少℃?

②該氣體從狀態A到狀態C的過程中內能的變化量是多大?

③該氣體從狀態A到狀態C的過程中是吸熱,還是放熱?傳遞的熱量是多少? 圖13

 

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 7.(汕頭市2008年普通高校招生模擬考試卷.物理.31)(1)1821年,德國物理學家塞貝克發現了一種怪現象:如圖14所示,把兩根銅絲和一根鐵絲與靈敏電流計串聯成閉合電路,然后把銅鐵絲的一個聯接點放在盛有冰水混合物的容器里保持低溫,另一個聯接點放在火焰上加熱,升到很高的溫度時,發現靈敏電流計的指針發生了偏轉,表明閉合電路中產生了電流,這就是溫差發電現象。問:這一實驗是否違反熱力學第二定律?簡述這一過程中能的轉化情況。                              

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(2)如圖15所示,豎直放置的圓筒形注射器,活塞上端接有氣壓表,                                              圖14

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能夠方便測出所封閉理想氣體的壓強.開始時,活塞處于靜止狀態,此時氣體體積為30cm3,氣壓表讀數為1.0×105Pa.若用力向下推動活塞,使活塞緩慢向下移動一段距離,穩定后氣壓表讀數為1.2×105Pa.不計活塞與氣缸內壁間的摩擦,環境溫度保持不變。

①簡要說明活塞移動過程中,被封閉氣體的吸放熱情況.                

②求活塞移動后氣體的體積.                                   圖15

 

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8.(江蘇省南京市2008屆高三質量檢測卷.物理.30)某壓力鍋結構如圖16所示,蓋好密封鍋蓋,將壓力閥套在出氣孔,給壓力鍋加熱,當鍋內氣體壓強達到一定值時,氣體就把壓力閥頂起。假定在壓力閥頂起時,停止加熱。

(1)若此時鍋內氣體的體積為V,摩爾體積為V0,阿伏加德羅常數為NA,寫出鍋內氣體分子數的估算表達式。

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(2)假定在一次放氣過程中,鍋內氣體對壓力閥及外界做功1.5J,并向外界釋放了2.5J的熱量,鍋內原有氣體的內能如何變化?變化了多少?

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(3)若已知某高壓鍋的壓力閥質量為m=0.1kg,排氣孔直徑為d=0.3cm,則鍋內氣體的壓強最大可達多少?設壓強每增加3.6×103Pa,水的沸點相應增加1℃,則鍋內的最高溫度可達多高?(外界大氣壓強p0=1.0×105Pa,取g=10m/s2

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9.(山東省濟寧市2009屆高三復習第一階段質量檢測卷.

物理.31)某登山運動員在一次攀登珠穆朗瑪峰的過程中,

在接近山頂時他裸露在手腕上的防水手表的表盤玻璃突然爆                圖16

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裂了.而手表沒有受到任何撞擊,該手表出廠時給出的參數為:27℃時表內氣體壓強為1.0Pa(常溫下的大氣壓強值),當內外壓強差超過6.0×104Pa時表盤玻璃將爆裂。      當時登山運動員攜帶的溫度計的讀數是 一21℃,表內氣體體積的變化可忽略不計.

   (1)通過計算判斷手表的表盤是向外爆裂還是向內爆裂的?

   (2)當時外界的大氣壓強為多少?

 

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文本框:  10.(山東省濰坊市2008年高三教學質量檢測卷.物理.29)如圖17所示,一圓柱形絕熱氣缸豎直放置,通過絕熱活塞封閉著一定質量的理想氣體。活塞的質量為m,橫截面積為S,與容器底部相距h,F通過電熱絲緩慢加熱氣體,當氣體吸收熱量Q時,活塞上升上h,此時氣體的溫為T1。已知大氣壓強為p0,重力加速度為g,不計活塞與氣缸的摩擦,求:

(1)氣體的壓強。

   (2)加熱過程中氣體的內能增加量。                           圖17

(3)現停止對氣體加熱,同時在活塞上緩慢添加砂粒,當添加砂粒的質量為m0時,活塞恰好回到原來的位置,求此時氣體的溫度

 

答案:

 

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1.【解析】因溫度不變,所以內能不變,活塞緩慢向右移動,體積變大,壓強減小,對外界做功,由熱力學第一定律必吸收熱量,所以選項BD對

【答案】BD

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2.【解析】由于不計氣體分子間的作用力,則不考慮分子勢能,氣體分子的內能即為分子的總動能。由狀態A變為狀態B時,氣體的溫度升高,則內能增加,而體積增大,氣體對外做功,據熱力學第一定律可知,物體需要從外接吸收熱量。單位時間內與器壁單位面積碰撞的分子數與兩個因素有關:分子數密度和分子的平均速率。氣體的體積增大,分子數密度跟體積有關,體積變大,分子數密度減小;溫度升高,分子的平均速率增大,故而該選項不能確定。氣體溫度升高,分子的平均動能增大,但是并非每個分子的動能都增加,選項C錯誤。由于氣體的體積變大,密度減小,氣體對光的折射率將變小,光在其中的傳播速度會增大,選項D正確。

【答案】AD

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3.【解析】氣體分子距離遠大于分子大小,所以氣體的體積遠大于所有氣體分子體積之和,A項錯;溫度是物體分子平均動能的標志,是表示分子熱運動劇烈程度的物理量,B項正確;氣體壓強的微觀解釋是大量氣體分子頻繁撞擊產生的,C項正確;氣體膨脹,說明氣體對外做功,但不能確定吸、放熱情況,故不能確定內能變化情況,D項錯。

【答案】BC

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4.【解析】⑴設密閉氣體溫度升高1℃,內能的增量為△U,則有

△U=Q1                                               ①

△U=Q2+W                                            ②

對活塞用動能定理得:

W+W大氣-Gh=0                                       ③

W大氣=-P0Sh                                           ④

W=-W                                                                            

解②③④⑤得:Q2=△U+(P0S+G)h                      ⑥

∴Q1 <Q2                                                                                                                             

由此可見,質量相等的同種氣體,在定容和定壓兩種不同情況下,盡管溫度變化相同,但吸收的熱量不同,所以同種氣體在定容下的熱比容與在定壓下的熱比容不同

⑵解①⑥兩式得:

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h=            

【答案】(1)質量相等的同種氣體,在定容和定壓兩種不同情況下,盡管溫度變化相同,但吸收的熱量不同,所以同種氣體在定容下的熱比容與在定壓下的熱比容不同

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    (2)

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5.【解析】1.BCD 

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2.(1)ACB過程內能增加   ACB過程中  W1=-280J,Q1=410J

由熱力學第一定律 UB-UA=W1+Q1=130J                     

   氣體內能的變化量為130J

(2)BDA過程中氣體放熱   

 因為一定質量理想氣體的內能只是溫度的函數,BDA過程中氣體內能變化量

  UA-UB=-130J      又因氣體對外界做功200J

 由熱力學第一定律   UA-UB=W2+Q2

 Q2=-330J           放出熱量330J

【答案】(1)BCD   (2)330J

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6.【解析】(1)ADE

(2)①對于理想氣體:

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A→B      ∴     

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B→C       ∴ 

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②A→C  由溫度相等得:

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⑶A→C的過程中是吸熱.吸收的熱量

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【答案】(1)ADE   (2)  (3)吸收的熱量

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7.【解析】(1)不違反,內能不可能全部轉化為電能,而不產生其他影響(2分).產生電能是因為被火焰加熱的銅鐵絲內能的轉化(1分),其內能一部分轉化為電能(1分),一部分傳遞給冰水(1分)

(2)①理想氣體溫度不變,內能不變,體積減小,外界對氣體做功,根據熱力學第一定律知,氣體放熱.   (2分)

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②根據玻意耳定律:     (2分)

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活塞移動后氣體的體積為:=25 cm3  

【答案】(1)不違反  (2)25 cm3  

 

(2)根據熱力學第一定律   △U=W+Q=-4J  (2分)

鍋內氣體內能減少,減少了4J   (2分)

(3)當限壓閥受到的向上的壓力等于限壓閥的重力和大氣壓力的合力時,氣體將排出鍋外,鍋內氣體壓強不再升高,壓強達最大,此時溫度最高。

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鍋內最大壓強為                

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代入數據得  p=2.4×10Pa    (1分)

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此時水的沸點  ℃ 

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【答案】(1) NA    (2)   減少了4J   (3)

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9.【解析】(1)以表內氣體為研究對象,初狀態的壓強為,溫度為

    T1=273+27=300K,設末狀態的壓強為p2,溫度為T2=273―21=252K,根據氣體狀態方程,有

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    解得                                            

    如果手表的表盤玻璃是向內爆裂的,則外界的大氣壓強至少為

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,大于山腳下的大氣壓強(即常溫下大氣壓強),這顯然是不可能的,所以可判斷手表的表盤玻璃是向外爆裂的。

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   (2)當時外界的大氣壓強為:   

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【答案】(1)手表的表盤玻璃是向外爆裂的 (2)

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10.【解析】(1)取活塞為研究對象,由受力平衡得 …………①

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   (2)氣體對外做功 …………②

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    由熱力學第一定律得 …………③

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    解得 …………④

   (3)設活塞回到原位置時,氣體的溫度為T2

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    則 …………⑤

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    由氣態方程             …………⑥

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    解得      …………⑦

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 【答案】 (1) (2)  

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(3)

 

目錄

 

三、牛頓運動定律

四、曲線運動與萬有引力

五、機械能

六、動量

七、振動與波

八、熱學

九、電場

十、恒定電流

十一、磁場

十二、電磁感應

十三、交變電流 電磁波

十五、原子物理

 

九、電場

 

預測2009年對電場考查選擇題和計算均有:選擇題主要檢測考生對重要概念的理解和基本規律的運用.重點考查庫侖定律、電場、電場強度、電場線、勻強電場、電場強度的疊加、勻強電場中電勢差根電場強度的關系、電容器的電容等基本概念、基本規律的綜合運用;

計算題仍是以高分值高難度形式出現,重點是考查電場力、電勢能、電勢差、電勢等概念與力學綜合。

 

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互動:本考點內容是歷年高考試題中的重點之一.查的內容主要集中在兩個方面:一是有關對電場本身的認識,即電場、電場強度、電勢、電勢差、電勢能、電場線、等勢面;二是電場知識的應用,即帶電粒子在勻強電場中的運動、電容器等.電場強度、電勢差等基本知識的考查一般以選擇題、填空題的形式出現;對于電場中導體和電容器的考查,常以小綜合題型出現.帶電粒子在電場中運動一類問題,是高考中考查的重點內容之一.其次在力、電綜合試題中,多把電場與牛頓運動定律,動能定理,功能關系,運動學知識,電路知識等巧妙地綜合起來,考查學生對這些基本知識、基本規律的理解和掌握的情況,應用基本知識分析、解決實際問題的能力?v觀這類題目,所涉及的情景基本相同(無外乎是帶電粒子在電場中平衡、加速或偏轉),但命題者往往擬定不同的題設條件,多角度提出問題,多層次考查知識和能力.

1.(山東省濟寧市2009屆高三教學質量檢測卷.物理。5)如圖11所示,福娃歡歡帶正電,福娃貝貝帶負電,用導體棒連結的瞬間,就一系列問題兩人發生爭執,你認為下列說法不正確的是(    )

A.福娃歡歡說,電流計指針偏轉,有瞬時電流

B.福娃貝貝說,電流計指針不偏轉,無電流

C.福娃歡歡說,最終我們是等勢體

D.福娃貝貝說,最終導體棒內的電場強度等于零

 

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2.(江蘇揚州市2009屆調研試卷.物理。7)如圖12所示勻強電場E的區域內,在O點處放置一點電荷+Q,a、b、c、d、e、f為以O點為球心的球面上的點,aecf平面與電場平行,bedf平面與電場垂直,則下列說法中正確的是(D)

A.b、d兩點的電場強度相同

B.a點的電勢等于f點的電勢

C.點電荷+q在球面上任意兩點之間移動時,電場力一定做功

D.將點電荷+q在球面上任意兩點之間移動,從球面上a點移   圖12

動到c點的電勢能變化量一             

定最大                          

 

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3.(山東省煙臺市2008―2009學年度高三第一學期學段檢測卷.物理.7)圖13是某同學設計的電容式速度傳感器原理圖,其中上板為固定極板,下板為待測物體,在兩極板間電壓恒定的條件下,極板上所帶電量Q將隨待測物體的上下運動而變化,若Q隨時間t的變化關系為Q=(a、b為大于零的常數),其圖象如題圖14所示,那么                          圖13

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圖15、圖16中反映極板間場強大小E和物體速率v隨t變化的圖線可能是(   )                                                   

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         圖14                      圖15                   圖16

 

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A.①和③               B.①和④            C.②和③            D.②和④

 

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4.(2009年廣東省廣州市高三年級調研測試卷.物理.12)空氣中的負離子對人的健康極為有益。人工產生負氧離子的方法最常用的是電暈放電法。如圖17所示,一排針狀負極和環形正極之間加上直流高電壓,電壓達5000V左右,使空氣發生電離,從而產生負氧離子排出,使空氣清新化,針狀負極與環形正極間距為5mm,且視為勻強電場,電場強度為E,電場對負氧離子的作用力為F,則   (    )

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A.E=103V/m,F=1.6×10-16N

試題詳情

B.E=106 V/m,F=1.6×10-16N

試題詳情

C.E=103 V/m,F=1.6×10-13N                              圖17

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D.E=106 V/m,F=1.6×10-13N

 

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5.(山東省萊州一中2009屆高三上學期期中考試卷.物理.7) 如圖18所示,在一點電荷產生的電場中有一條直線MN,,直線上有a、b兩點,下列說法中正確的是(   )

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A.a、b兩點的場強方向一定相同

B.a、b兩點的場強大小一定相等

C.a、b兩點的電勢一定不同

D.a、b兩點的電勢有可能相同

 

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6.(湖南長沙二中2009屆高三第一次質量檢測試卷.物理.14)如圖19所示,兩塊平行金屬板A、B彼此平行放置,板間距離為d,兩板分別帶有等量異種電荷,且A板帶正電,兩板中間有一帶負電的油滴P,當兩板水平放置時,油滴恰好平衡,若把兩板傾斜60°,把油滴從P靜止釋放,油滴可以打在金屬板上,問:(1)油滴將打在哪塊金屬板上?

  (2)油滴打在金屬板上的速率是多少?                       圖19

 

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7.(江蘇鹽城市高三第二次調研卷.物理.16)帶等量異種電荷的兩平行金屬板相距L,板長H,豎直放置,x軸從極板中點O通過,如圖20所示。板間勻強電場的場強為E,且帶正電的極板接地。將一質量為m、電量為+q的粒子(重力不計)從坐標為x0處釋放。

      (1)試從牛頓第二定律出發,證明該帶電粒子在極板間運動的過程中,電勢能與動能總和保持不變。

(2)為使該粒子從負極板上方邊緣的P點射出,須在x0處使該粒子獲得豎直向上的初速度v0為多大?                                 圖20

 

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8.(廣東省中山一中2008―2009學年第一學期高三第一次統測卷.物理.18)電子所帶電荷量最早是由美國科學家密立根通過油滴實驗測出的.油滴實驗的原理如圖21所示,兩塊水平放置的平行金屬板與電源連接,上、下板分別帶正、負電荷.油滴從噴霧器噴出后,由于摩擦而帶電,油滴進入上板中央小孔后落到勻強電場中,通過顯微鏡可以         圖21

觀察到油滴的運動情況.兩金屬板間的距離為d,忽略空氣對油滴的浮力和阻力.

(1)調節兩金屬板間的電勢差U,當u=U0時,使得某個質量 為ml的油滴恰好做勻速運動.該油滴所帶電荷量q為多少?

(2)若油滴進入電場時的速度可以忽略,當兩金屬板間的電勢差u=U時,觀察到某個質量為m2的油滴進入電場后做勻加速運動,經過時間t運動到下極板,求此油滴所帶電荷量Q.

 

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9.(2009年廣東省廣州市高三年級調研測試.物理.17)絕緣細繩的一端固定在天花板上,另一端連接著一個帶負電的電量為q、質量為m的小球,當空間建立水平方向的勻強電場后,繩穩定處于與豎直方向成θ=600角的位置,如圖22所示。(1)求勻強電場的場強E;(2)若細繩長為L,讓小球從θ=300的A點釋放,王明同學求解小球運動至某點的速度的過程如

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下:據動能定理  -mgL(1―cos300)+qELsin300=  得:

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                                               22

你認為王明同學求的是最低點O還是θ=600的平衡位置處的速度,

正確嗎?請詳細說明理由或求解過程。

                  

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10.(山東省濟南一中2009屆高三上學期期中考試卷.物理.17)如圖23所示,A、B為兩塊平行金屬板,A板帶正電、B板帶負電。兩板之間存在著勻強電場,兩板間距為d、電勢差為U,在B板上開有兩個間距為L的小孔。C、D為兩塊同心半圓形金屬板,圓心都在貼近B板的O’處,C帶正電、D帶負電。兩板間的距離很近,兩板末端的中心線正對著B板上的小孔,兩板間的電場強度可認為大小處處相等,方向都指向O’。半圓形金屬板兩端與B板的間隙可忽略不計,F從正對B板小孔緊靠A板的O處由靜止釋放一個質量為m、電量為q的帶正電微粒(微粒的重力不計),問:              圖23

⑴微粒穿過B板小孔時的速度多大;

⑵為了使微粒能在CD板間運動而不碰板,CD板間的電場強度大小應滿足什么條件;

⑶從釋放微粒開始,經過多長時間微粒會通過半圓形金屬板間的最低點P點? 

 

 

 

 

 

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11.(江蘇2009屆海安如皋高三物理期中聯考卷.物理.18)如圖24所示,水平放置的平行板電容器,原來兩板不帶電,上極板接地,它的極板長L = 0.1m,兩板間距離 d = 0.4 cm,有一束相同的帶電微粒以相同的初速度先后從兩板中央平行極板射入,由于重力作用微粒能落到下板上,微粒所帶電荷立即轉移到下極板且均勻分布在下極板上.設前一微粒落到下極板上時后一微粒才能開始射入兩極板間。已知微粒質量為 m = 2×10-6kg,電量q = 1×10-8 C,電容器電容為C =10-6 F,取.求:

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(1)為使第一個微粒的落點范圍能在下板中點到緊靠邊緣的B點之內,求微粒入射的初速度v0的取值范圍;

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(2)若帶電微粒以第一問中初速度的最小值入射,則

最多能有多少個帶電微粒落到下極板上?

 

                                                                24

 

 

 

 

答案:

 

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1.【解析】帶正電荷的福娃歡歡的電勢高于帶負電荷的福娃貝貝,用導體棒連結的瞬間,電流表指針偏轉,有瞬時電流 ,最終達到靜電平衡,成為是等勢體,導體棒內的電場強度等于零。  

【答案】AC

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2.【解析】b、d兩點的合場強方向不同,所以選項A錯;a點的電勢高于f點的電勢,選項B錯;若在b、d、e、f上移動電場力不做功,選項C錯,將點電荷+q從球面上a點移動到c點的電場力做功最大,所以電勢能變化量一定最大,故選項D對.

【答案】D

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3.【解析】由題意可知: 所以E的變化規律與Q的變化規律相似,所以E的圖象為②,由k, 所以d=t+a=vt+a,所以是勻速移動,所以速度圖象為③,綜上所述C正確。

【答案】C

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4.【解析】由公式得,D選項正確。

【答案】D

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5.【解析】因不知道點電荷的位置,所以無法確定a、b兩點的場強方向,如點電荷在a、b兩點之間時,兩點的場強方向就不相同,A錯誤;若點電荷不在a、b兩點間的中間位置,a、b兩點的場強大小就一定不相等,B錯誤;若點電荷在a、b兩點間的中間位置,a、b兩點就在同一等勢面上,C錯誤,D正確。

【答案】D

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6.【解析】(1)將打在A板上。

   (2)水平放置有Eq=mg。                    

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    把重力分解為平行電場方向和垂直電場方向,則沿電場方向的加速度為:a=g/2,打到板上的時間為:   油滴受到的合力為mg,所以加速度為g,達到板上速度的大小為: www.gongchengfu.com

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【答案】(1)  將打在A板上    (2)

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7.【解析】(1)在帶電粒子運動方向上任取一點,設其坐標為,取接地極板為零勢能點。將粒子從O點移到處電場力做正功,,即粒子在x處的電勢能為,在處的電勢能為

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再由牛頓第二定律①,②,解得③,又④,⑤,,得⑥,即該帶電粒子在極板間運動的過程中,電勢能與動能總和保持不變,證畢。

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  (2)粒子在豎直向上射出后做類平拋運動。故豎直方向做勻速直線運動,到達P點時有⑦;水平方向做初速度為零的勻加速運動,有⑧,聯立解得

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【答案】

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 8.【解析】(1)油滴勻速下落過程中受到的電場力和重力平衡,可見所帶電荷為負電荷,即,得                   

(2)油滴加速下落,若油滴帶負電,電荷量為Q1,則油滴所受到的電場力方向向上,設此時的加速度大小為a1,由牛頓第二定律得 

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            得.                                

若油滴帶正電,電荷量為Q2,則油滴所受到的電場力方向向下,設此時的加速度大小為a2,由牛頓第二定律得

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                     即。                           

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【答案】(1)     (2)

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9.【解析】(1)小球在θ=600角處處于平衡,則Eq=mgtanθ  

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    方向水平向左                                 

(2)王明同學的求解不正確                                 

因為小球在θ=600處處于平衡,因此小球從θ=300的A點釋放,它不會往A點的左邊運動,而是以θ=600處為中心、以A點為端點來回擺動,即小球不會運動至最低點O        

王明同學的求解實際上也不是小球運動到θ=600的平衡位置處的速度。 

平衡位置處的速度的正確求解應該是:據動能定理有

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聯解得                   

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【答案】(1)    (2)

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10.【解析】(1)設微粒穿過B板小孔時的速度為v,根據動能定理,有

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         解得   

(2)微粒進入半圓形金屬板后,電場力提供向心力,有

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           聯立⑴、⑵,得        

(3)微粒從釋放開始經t1射出B板的小孔,則

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設微粒在半圓形金屬板間運動經過t2第一次到達最低點P點,則

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所以從釋放微粒開始,經過微粒第一次到達P點

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根據運動的對稱性,易知再經過微粒再一次經過P點

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所以經過時間微粒經過P點。

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【答案】(1)    (2)          (3)

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11.【解析】(1)若第1個粒子落到O點,由=v01t1  

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gt12 (1分)    得v012.5 m/s                          

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若落到B點,由L=v02t1gt22得v025 m/s

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2.5 m/s<v0<5 m/s

(2)由L=v01t   得t=4×10-2 s    

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at2     得a=2.5 m/s2      

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由mg-qE=ma,E=  得Q=6×10-6 C   所以=600個

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【答案】(1)2.5 m/s<v0<5 m/s (2)600個

                       

 

 

 

 

 

 

 

 

十、恒定電流

互動:本考點高考主要考查以"電路"為核心的三部分內容:一是以部分電路的歐姆定律為中心,考查直流電路的基本概念、伏安法測電阻、電功和電熱等問題;二是以閉合電路的歐姆定律為中心,考查電源的作用、閉合電路的功率分配和能量轉化的關系、電路的路端電壓與電源電動勢和內陰天的關系;三是以電路中的電工儀表的使用為中心,考查電學實驗中儀器的選取、電表的讀數、實物連接、數據處理和誤差分析等問題.尤其是電學知識聯系實際的問題和探究實驗問題是近幾年高考考查的熱點.

預測2009年高考對本考點知識的考查,多是通過對電路的分析計算、對電壓、電流、電阻等物理量的測量,以考查學生對基本概念、基本定律的理解和掌握。尤其動態直流電路的分析,非純電阻電路的分析與計算,穩態、動態阻容電路的分析與計算,故障電路的分析與判斷,非線性電路的分析與求解,是今高考命題的熱點。同時要關注恒定電流中聯系實際、聯系現代科技的問題;電學實驗除掌握伏安法測電阻、測電源有電動勢和內阻等基礎實驗外,要特別注意體現課改理念,考查基本實驗方法、過程和技能的探究實驗問題.

 

 

 

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1.(山東濟南市2009屆月考卷.物理.7)如圖12左所示是一火警報警器的部分電路示意圖,其中R2為半導體熱敏材料制成的傳感器,其電阻R2隨溫度t變化的圖線如圖12右所示。電流表為值班室的顯示器,a、b之間接報警器。當傳感器R2所在處出現火情時,顯示器的電流I和報警器兩端的電壓U的變化情況是(    )

A.I變大,U變大

B.I變大,U變小                                    

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C.I變小,U變大

D.I變小,U變小          

圖12

 

 

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2.(山東德州市2009屆質量檢測卷.物理.6)日常生活用的電吹風中有電動機和電熱絲,電動機帶動風葉轉動,電熱絲給空氣加熱,得到熱風可將頭發吹干。沒電動機線圈的電阻為R1,它與電熱絲的電阻R2相串聯,接到直流電源上,電吹風機兩端電壓為U,通過的電流為I,消耗的電功率為P,則以下選項正確的是(     )

A.IU?P     B.IU=P     C.P? I2(R1+R2)  D.P=I2(R1+R2

 

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3.(廣東省中山一中2008―2009學年第一學期高三第一次統測試卷.物理.9)如圖13所示電路中,將三個同樣規格的燈泡接入電路中,當將滑動變阻器上的滑動頭從開始的中點位置向右移動時,三個燈泡消耗功率的變化情況是(    )

A.L1減小             B.L2增大

C.L2減小             D.L3增大                                 圖13

 

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4.(海南省海南中學2009屆高三月考卷.物理.10)如圖14所示的電路,將兩個相同的電流表分別改裝成A1(0―3A)和A2(0―0.6A)的電流表,把兩個電流表并聯接入電路中測量電流強度,則下列說法正確的是(     )

A.A1的指針半偏時,A2的指針也半偏

B.A1的指針還沒半偏時,A2的指針已經半偏

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C.A1的讀數為1A時,A2的讀數為0.6A

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D.A1的讀數為1A時,干路的電流I為1.2A                        圖14

 

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5.(江蘇省啟東中學2008―2009學年度第一學期月考卷.物理.3)如圖15所示,某自動控制車間的技術人員設計了一個簡單的報警器電路圖,滿足下列哪個條件,該報警器將發出報警聲(    )

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學科網(Zxxk.Com)A.S1斷開,S2閉合       B.S1閉合,S2斷開

C.S1、S2都斷開         D.S1、S2都閉合

 

 

                                                              圖15

 

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6.(廣東僑中高三第二次月考卷.物理.12)如圖19所示,電路中的電阻R2是光敏電阻,其它電阻的阻值不變。 已知不受光照時,電阻R1∶R2∶R3∶R4=1∶2∶3∶4,電路兩端的電壓U恒定不變,且左端接電源的正極。若用光照射光敏電阻R2,且逐漸增強照射光的強度至某一值,在此過程中電容器C所帶的電荷量的變化情況可能是___________,也可能是______________________。                                          

 

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7.(2009屆江蘇鹽城市高三摸底試題著卷.物理.10)

(1)圖20為一正在測量中的多用電表表盤。

①如果是用×10Ω擋測量電阻,則讀數為______Ω。

②如果是用直流10mA擋測量電流,則讀數為

_____mA。                                                     圖17  

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(2)現有一阻值已知的定值電阻、兩個開關、若干根導線和一個電壓表,要求設計一個能測定某電源內阻的實驗電路。(已知電壓表內阻很大,電源內阻與定值電阻相差不大),畫出實驗電路圖。

 

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   8.(海南省民族中學2009屆高三上學期月考卷.物理.15)用伏安法測定一個待測電阻Rx的阻值(阻值約為200Ω),實驗室提供如下器材:

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電池組E   電動勢3V,內阻不計

電流表A1  量程0―10mA,內阻約為40Ω-60Ω

電流表A2  量程0―500μA,內阻為1kΩ

滑動變阻器R1,阻值范圍0―20Ω,額定電流2A

電阻箱R2,阻值范圍0―9999Ω,額定電流1A

電鍵S、導線若干

  要求實驗中應盡可能準確的測量Rx的阻值,請回答下面問題:       圖18

上述器材中缺少電壓表,需選一只電流表將它改裝成電壓表進行測量, 請在圖18方框中畫出測量Rx阻值的電路圖,并在圖中表明器材代號;

② 實驗中將電阻箱R2的阻值調到4000Ω,再調節滑動變阻器R1,兩表的示數如圖19所示,可讀出電流表A1的示數是________mA,電流表A2的示數是_______μA,測得待測電阻Rx的阻值是__________。

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9.(江蘇南通市2009屆基礎調研測試卷.物理.14)用電動勢為1.5V、內阻為1.0Ω的干電池5節串聯,給一個“6.0V  0.6W”的用電器供電.

(1)求該用電器的額定電流;

(2)若要使該用電器在額定電壓下工作,電路中還需要串聯一個阻值多大的電阻?

(提示:串聯電池組的電動勢等于各個電池的電動勢之和;串聯電池組的內阻等于各個電池內阻之和.)

 

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10.(江蘇如皋市2009屆高三一輪復習卷.物理.12)如圖20所示,電源電動勢E=6V,電源內阻不計.定值電阻R1=2.4kΩ、R2=4.8kΩ.

⑴ 若在ab之間接一個C=100μF的電容器,閉合開關S,

電路穩定后,求電容器上所帶的電量;

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⑵ 若在ab之間接一個內阻RV = 4.8kΩ的電壓表,求電壓表的示數.

 

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11.(海南省海南中學2009屆高三第四次月考卷.物理.18)圖21中電源電動勢E=12V,內電阻r=0.5Ω.將一盞額定電壓為8V,額定功率為16W的燈泡與一只線圈電阻為0.5Ω的直流電動機并聯后和電源相連,燈泡剛好正常發光,通電100min問:

(1)電源提供的能量是多少?

(2)電流對燈泡和電動機所做的功各是多少?                          圖21

(3)燈絲和電動機線圈產生的熱量各是多少?

(4)電動機的效率為多少?                                           

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12.(廣東華南師大附中2008―2009學年高三綜合測試.物理16.)如圖22所示,電阻,小燈泡上標有“3V,1.5W",電源內阻,滑動變阻器的最大阻值為(大小未知),當觸頭滑動到最上端時;’安培表的讀數為l A,小燈泡恰好正常發光,求:

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(1)滑動變阻器的最大阻值

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    (2)當觸頭滑動到最下端時,求電源的總功率及輸出功率。     圖22

 

 

答案:

 

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1.【解析】當傳感器R2所在處出現火情時,      

溫度升高,R2電阻減小,總電流變大,R1上電壓變大,R3電壓變小,故電流表示數I變小;路端電壓U變小。故D正確。

【答案】D

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2.【解析】由電功率的定義式得IU=P,所以選項B正確;因電吹風中有電動機,有一部公電能轉化為機械能,所以選項C也正確。

【答案】BC

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3.【解析】當滑動變阻器上的滑動頭從開始的中點位置向右移動時,總電阻減小,總電流增大,所以選項D正確;L1所在支路電阻增大,電流減小,所以選項A對;同理選項D也正確

【答案】ABD

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4.【解析】因為A1(0―3A)和A2(0―0.6A)是由兩個相同電流表改裝而來的,只不過是它們并聯的電阻不同,電壓相等,所以通過它們的電流也相同,所以選項A正確;A1的讀數為1A時,A2的讀數為0.2A,所以通過干路的電流I為1.2A,故選項D正確。

【答案】AD

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5.【解析】當 S1閉合,S2斷開,該報警器將發出警報聲,所以選項B正確

【答案】B

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6.【解析】在直流電路中電容相當于斷路,R1與R2串聯,R3與R4串聯,兩部分再并聯。電路中在R1、R2上的電壓降與在R3、R4上的電壓降相等,即U1+U2=U3+U4,且U1∶U2=R1∶R2,U3∶U4=R3∶R4,所以不用光照射時電容器上極板的電勢高于下極板的電勢。當用光照射時,光敏電阻R2的阻值減小,此時電容器上極板的電勢可能仍高于下極板的電勢,但電勢差減小,所以,電容C的電荷量可能會減小。隨照射光的強度的增加,當光敏電阻的阻值減小到一定值后,電勢差減小到零。照射光再增強時電容器下極板的電勢將高于上極板,此時電容器上極板先帶正電,后來帶負電。即電容器上的電荷先被中和,后再充電,電容C的電荷量的變化情況也可能是先減小后增大。

【答案】減小;先減小后增大

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7.【解析】(1)歐姆檔在最上面的一排數據讀取,讀數為22×10Ω=220Ω;電流檔測量讀取中間的三排數據的最底下一排數據,讀數為3.9mA;              

(2)設計電路如圖所示

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【答案】 (1)1220Ω    23.9 mA                                  

     (2)見圖

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8.【解析】(1)電路如圖所示  電流表改裝成電壓表,

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串聯電阻(電阻箱)可以完成。由于電流的表A1的內

阻相對待測電阻Rx很小,且大小不確定,采用電流表

外接法;瑒幼冏杵鱎1的最大阻值很小,電壓的調

節能力有限,采用分壓式接法。

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(2)6.4mA ;240μA;195Ω

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由圖可知,電流表A1的示數是6.4mA ,電流表

A2的示數是240μA。              

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測得待測電阻=195Ω。

【答案】(1)串聯電阻(電阻箱)可以完成;(2)見圖24   (3)195Ω

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9.【解析】(1)額定電流                              解得                       

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(2)設5節電池串聯,總電動勢為E,總內阻為r;串聯的電阻阻值為R,其兩端電壓為U,則                    又                                                     

代入數據解得  R=10Ω                                                      

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【答案】(1)  (2)R=10Ω

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10.【解析】⑴設電容器上的電壓為Uc.    

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電容器的帶電量 解得: Q=4×104C    

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⑵設電壓表與R2并聯后電阻為R                     

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則電壓表上的電壓為:  解得:=3V   

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【答案】(1)Q=4×104C   (2)=3V

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11.【解析】(1)燈泡兩端電壓等于電源端電壓,且U=ε-Ir,則總電流I=8A,

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   電源提供的能量:E=Iεt=8×12×100×60=5.76×105J.                     

(2)通過燈泡的電流I1=16/8=2A,電流對燈泡所做的功

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   W1=Pt=16×100×60=0.96×105J

通過電動機的電流I2=8-2=6A,

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電流對電動機所做的功W2= I2Ut=6×8×600=2.88×105J

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(3)燈絲產生的熱量Q1=W1=0.96×105J,

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電動機線圈產生的熱量Q2=I22r’t=62×0.5×600=0.108×105J

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(4)電動機的效率:η=%=96.3%

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【答案】(1)5.76×105J    (2)2.88×105J       (3)0.108×105J     (4)96.3%

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12.【解析】(1)當觸頭滑動到最上端時,流過小燈泡的電流為:

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  流過滑動變阻囂的電者吶:   故:

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(2)電源電動勢為:  

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當觸頭,滑動到最下端時,滑動交阻囂和小燈泡均被短路.電路中總電流為:

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      故電源的總功率為:

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輸出功率為: 

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【答案】(1)     (2),

 

十一、磁場

歷年高考對本考點知識的考查覆蓋面大,幾乎每個知識點都考查到。特別是左手定則的運用和帶電粒子在磁場中的運動更是兩個命題頻率最高的知識點.帶電粒子在磁場中的運動考題一般運動情景復雜、綜合性強,多以把場的性質、運動學規律、牛頓運動定律、功能關系及交變電流等有機結合的計算題出現,難度中等偏上,對考生的空間想象能力、物理過程和運動規律的綜合分析能力及用數學方法解決物理問題的能力要求較高。從近兩年高考看,涉及本考點的命題常以構思新穎、高難度的壓軸題形式出現,在復習中要高度重視。特別是帶電粒子在復合場中的運動問題在歷年高考中出現頻率高,難度大,經常通過變換過程情景、翻新陳題面貌、突出動態變化的手法,結合社會、生產、科技實際來著重考查綜合分析能力、知識遷移和創新應用能力。情景新穎、數理結合、聯系實際將是本考點今年高考命題的特點。

預測2009年高考本考點還會以選項題和計算題兩種形式出現,若是選項題一般考查對磁感應強度、磁感線、安培力和洛侖茲力這些概念的理解,以及安培定則和左手定則的運用;若是計算題主要考查安培力大小的計算,以及帶電粒子在磁場中受到洛倫茲力和帶電粒子在磁場中的圓周運動的分析判斷和計算,尤其是帶電粒子在電場、磁場中的運動問題對學生的空間想象能力、分析綜合能力、應用數學知識處理物理問題的能力有較高的要求,仍是本考點的重點內容,有可能成為試卷的壓軸題。由于本考點知識與現代科技密切相關,在近代物理實驗中有重大意義,因此考題還可能以科學技術的具體問題為背景,考查學生運用知識解決實際問題的能力和建模能力.

 

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1.(河北省衡水中學2009屆高三上學期第四次調研考卷.物理.11)如圖12所示,三根通電長直導線P、Q、R互相平行,通過正三角形的三個頂點,三條導線通入大小相等,方向垂直紙面向高考資源網版權所有里的電流;通電直導線產生磁場的磁感應強度B=KI/r,I為通電導線的電流強度,r為距通電導線的垂直距離,K為常數;則R受到的磁場力的方向是( )

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A 垂直R,指向y軸負方向

B垂直R,指向y軸正方向

C垂直R,指向x軸正方向

D垂直R,指向x軸負方向                                          圖12

 

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2.(南京市2009年高三總復習試卷.物理.9)電視顯像管上的圖像是電子束打在熒光屏的熒光點上產生的。為了獲得清晰的圖像電子束應該準確地打在相應的熒光點上。電子束飛行過程中受到地磁場的作用,會發生我們所不希望的偏轉。關于從電子槍射出后自西向東飛向熒光屏的過程中電子由于受到地磁場的作用的運動情況(重力不計)正確的是

A.電子受到一個與速度方向垂直的恒力

    B.電子在豎直平面內做勻變速曲線運動

C.電子向熒光屏運動的過程中速率不發生改變

D.電子在豎直平面內的運動軌跡是圓周

 

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3.(廣東惠州市2009屆高三第三次調研考試卷.物理.9)磁流體發電是一項新興技術.它可以把氣體的內能直接轉化為電能.如圖13是它的示意圖。平行金屬板A、B之間有一個很強的勻強磁場,磁感應強度為B.將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大世正、負帶電粒子)垂直于 B的方向噴入磁場,每個離子的速度為v,電荷量大小為q,A、B兩扳間距為d,穩定時下列說法中正確的是(  )

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    A圖中A板是電源的正極    B圖中B板是電源的正極                  

C電源的電動勢為Bvd       D.電源的電動勢為Bvq          圖13

 

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4.(2009年蘇、錫、常、鎮四市調考卷.物理.7)某制藥廠的污水處理站的管道中安裝了如圖14所示的流量計,該裝置由絕緣材料制成,長、寬、高分別為a、b、c,左右兩端開口,在垂直于上下底面方向加磁感應強度為B的勻強磁場,在前后兩個面的內側固定有金屬板作為電極,當含有大量正負離子(其重力不計)的污水充滿管口從左向右流經該裝置時,利用電壓表所顯示的兩個電極間的電壓U,就可測出污水流量Q(單位時間內流出的污水體積).則下列說法正確的是(  )

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A.后表面的電勢一定高于前表面的電勢,與正負哪種離子多少無關

B.若污水中正負離子數相同,則前后表面的電勢差為零

C.流量Q越大,兩個電極間的電壓U越大                 圖14

D.污水中離子數越多,兩個電極間的電壓U越大

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5.(江蘇溫州市十校聯合體2009屆期中聯考卷.物理.7)回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個D形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場,使粒子在通過狹縫時都能得到加速,兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中,如圖15所示,要增大帶電粒子射出時的動能,則下列說法中正確的是(    )           圖15

A.增大磁場的磁感應強度       B.增大勻強電場間的加速電壓

C.增大D形金屬盒的半徑       D.減小狹縫間的距離

 

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6.(海南省民族中學2009屆高三上學期月考卷.物理.10)如圖16

所示,光滑半圓形軌道與光滑斜面軌道在B處與圓孤相連,將整個裝

置置于水平向外的勻強磁場中,有一帶正電小球從A靜止釋放,且能

沿軌道前進,并恰能通過圓弧最高點,現若撤去磁場,使球仍能恰好

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通過圓環最高點C,釋放高度H′與原釋放高度H的關系是(   )               

    A.H′=H            B. H′<H

    C. H′>H           D.不能確定                                         

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文本框: 圖16

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7.(廣東省中山一中2008―2009學年第一學期高三第一次統測卷.物理.18)如圖17所示,空間分布著有理想邊界的勻強電場和勻強磁場,左側勻強電場的場強大小為E、方向水平向右,其寬度為L;中間區域勻強磁場的磁感強度大小為B、方向垂直紙面向外;右側勻強磁場的磁感強度大小也為B、方向垂直紙面向里.一個帶正電的粒子(質量m,電量q,不計重力)從電場左邊緣a點由靜止開始運動,穿過中間磁場區域進入右側磁場區域后,又回到了a點,然后重復上述運動過程.求:                                           圖17

(1)中間磁場區域的寬度d.                                          

(2)帶電粒子從a點開始運動到第一次回到a點時所用的時間t.

 

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8.(2009屆廣東省新洲中學高三摸底考試試卷.物理.20)在如圖18所示,x軸上方有一勻強磁場,磁感應強度的方向垂直于紙面向里,大小為B,x軸下方有一勻強電場,電場強度的大小為E,方向與y軸的夾角θ為450且斜向上方. 現有一質量為m電量為q的正離子,以速度v0由y軸上的A點沿y軸正方向射入磁場,該離子在磁場中運動一段時間后從x軸上的C點進入電場區域,該離子經C點時的速度方向與x軸夾角為450. 不計離子的重力,設磁場區域和電場區域足夠大. 求:

(1)C點的坐標;

(2)離子從A點出發到第三次穿越x軸時的運動時間;                        

(3)離子第四次穿越x軸時速度的大小及速度方向與電場方向的夾角。      

                                                                 圖18

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9.(淮安、連云港、宿遷、徐州四市2008第三次調研卷.物理.17)如圖19所示,空間某平面內有一條折線是磁場的分界線,在折線的兩側分布著方向相反、與平面垂直的勻強磁場,磁感應強度大小都為B。折線的頂角∠A=90°,P、Q是折線上的兩點, AP=AQ=L。現有一質量為m、電荷量為q的帶負電微粒從P點沿PQ方向射出,不計微粒的重力。

(1)若P、Q間外加一與磁場方向垂直的勻強電場,能使速度為v0射出的微粒沿PQ直線運動到Q點,則場強為多大?

(2)撤去電場,為使微粒從P點射出后,途經折線的頂點A而到達Q點,求初速度v應滿足什么條件?

(3)求第(2)中微粒從P點到達Q點所用的時間。            

 

 

圖19

 

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10.(江蘇徐州市2009屆第一次質檢測卷.物理.17)如圖20所示,粒子源S可以不斷地產生質量為m、電荷量為+q的粒子(重力不計)。粒子從O1孔漂進(初速不計)一個水平方向的加速電場,再經小孔O2進入相互正交的勻強電場和勻強磁場區域,電場強度大小為E,磁感應強度大小為B1,方向如圖。虛線PQ、MN之間存在著水平向右的勻強磁場,磁感應強度大小為B2(圖中未畫出)。有一塊折成直角的硬質塑料板abc(不帶電,寬度很窄,厚度不計)放置在PQ、MN之間(截面圖如圖),a、c兩點恰在分別位于PQ、MN上,ab=bc=L,α= 45°,現使粒子能沿圖中虛線O2O3進入PQ、MN之間的區域。

(1) 求加速電壓U1

(2)假設粒子與硬質塑料板相碰后,速度大小不變,方向變化遵守光的反射定律.粒子在PQ、MN之間的區域中運動的時間和路程分別是多少?

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圖20                                        圖21

         

試題詳情

11.(2009年廣州市高三調研測試卷.物理.19)如圖21所示,坐標平面的第Ⅰ象限內存在大小為E、方向水平向左的勻強電場,第Ⅱ象限內存在磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場。足夠長的擋板MN垂直x軸放置且距原點O的距離為d。一質量為m、帶電量為-q的粒子若自距原點O為L的A點以大小為v0,方向沿y軸正方向的速度進入磁場,則粒子恰好到達O點而不進入電場。現該粒子仍從A點進入磁場,但初速度大小為2v0,為使粒子進入電場后能垂直打在擋板上,求粒子(不計重力)在A點第二次進入磁場時:

(1) 其速度方向與x軸正方向之間的夾角。     

(2)粒子到達擋板上時的速度大小及打到擋板MN上的位置到x軸的距離.                                              

 

試題詳情

12.(廣東華南師大附中2008―2009學年高三綜合測試卷.物理.17)如圖22所示,在x<0且y<0的區域內存在垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度B大小為2×10-4T,在x>且y<0的區域內存在與x軸正方向成45 º角向上方向的勻強電場。已知質量m為1.60×10-27kg的質子從x軸上的M點沿與x軸負方向成45 º角向下垂直射入磁場,結果質子從y軸的N點射出磁場而進入勻強電場,經電場偏轉后打到坐標原點O,已知=l=28.2cm。求:

(1)質子從射入勻強磁場到O點所用的時間;

(2)勻強電場的場強大小。

 

 

試題詳情

13.(廣東中山一中2009屆高三第二次統測試卷.物理.19)如圖23所示,一個質量為m =2.0×10-11kg,電荷量q = +1.0×10-5C的帶電微粒(重力忽略不計),從靜止開始經U1=100V電壓加速后,水平進入兩平行金屬板間的偏轉電場,偏轉電場的電壓U2=100V。金屬板長L=20cm,兩板間距d =cm。求:

(1)微粒進入偏轉電場時的速度v0大。

(2)微粒射出偏轉電場時的偏轉角θ;

(3)若該勻強磁場的寬度為D=10cm,為使微粒不

會由磁場右邊射出,該勻強磁場的磁感應強度B至少多大?       圖23

   

答案:

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1.【解析】由安培定則判斷出P和QR的磁場方向,并求出其合磁場是水平向右,再由左手定則判斷出R受到的磁場力垂直R,指向y軸負方向

【答案】A

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2.【解析】 電子在飛行過程中受到地磁場洛侖茲力的作用,洛侖茲力是變力而且不做功,所以電子向熒光屏運動的速率不發生改變;又因為電子在自西向東飛向熒光屏的過程中所受的地磁場感應強度的水平分量可視為定值,故電子在豎直平面內所受洛倫茲力大小不變、方向始終與速度方向垂直,故電子在在豎直平面內的運動軌跡是圓周。

【答案】CD

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3.【解析】根據左手定則判斷出,正離子偏向B板,所以B板是電源的正極,因最后離子勻速運動,由平衡條件得,故電源的電動勢為Bvd

【答案】BC

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4.【解析】根據左手定則判斷出,正離子偏向后表面的電勢,所以選項A正確;所以選項C也正確.

【答案】AC

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5.【解析】設D形盒的半徑為R,則粒子可能獲得的最大動能由qvB=m得Ekm==,由此式得選項AC正確.

【答案】AC

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6.【解析】無磁場時,小球隊在C點由重力提供向心力,,臨界速度。

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從A至C由機械能守恒定律得:,有

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加磁場后,小球在C點受向上的洛侖茲力,向心力減小,

臨界速度v減小。洛侖茲力不做功,由A到C機械能守恒

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試題詳情

,所以,故選項C正確。

【答案】C

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7.【解析】(1)電場中加速,由                   

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磁場中偏轉,由牛頓第二定律得  

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可見在兩磁場區粒子運動半徑相同,如圖所示,三段圓弧的圓心組成的三角形△O1O2O3是等邊三角形,其邊長為2r www.gongchengfu.com                                

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(2)電場中,        中間磁場中,             

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右側磁場中,             則           

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【答案】(1)    (2)

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8.【解析】(1)磁場中帶電粒子在洛侖茲力作用下做圓周運動,故有

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     --------------①

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同時有   -----------②

 

 

 

 

 

 

粒子運動軌跡如圖所示,由幾何知識知, 

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xC=-(r+rcos450)=,        ------------ ③

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故,C點坐標為(,0)。         ----------- ④

(2)設粒子從A到C的時間為t1,設粒子從A到C的時間為t1,由題意知

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                        ------------ ⑤

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設粒子從進入電場到返回C的時間為t2,其在電場中做勻變速運動,由牛頓第二定律和運動學知識,有                      ------------⑥

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及  ,       ------------⑦

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聯立⑥⑦解得       ------------⑧

設粒子再次進入磁場后在磁場中運動的時間為t3,由題意知

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            ------------ ⑨

故而,設粒子從A點到第三次穿越x軸的時間為

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    ------------ ⑩

(3)粒子從第三次過x軸到第四次過x軸的過程是在電場中做類似平拋的運動,即沿著v0的方向(設為x′軸)做勻速運動,即

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     ……①              …………② 

沿著qE的方向(設為y′軸)做初速為0的勻變速運動,即

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    ……③             ……④  

設離子第四次穿越x軸時速度的大小為v,速度方向與電場方向的夾角為α.

由圖中幾何關系知

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      ……⑤             ……⑥

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       ……⑦

綜合上述①②③④⑤⑥⑦得

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        ……⑧            

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【答案】(1)C點坐標為(,0)     (2)       (3)        

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9.【解析】 ⑴由電場力與洛倫茲力平衡得:qE=qv0B得:E=v0B

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⑵根據運動的對稱性,微粒能從P點到達Q點,應滿足 

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其中x為每次偏轉圓弧對應的弦長,偏轉圓弧對應的圓心角為

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設圓弧的半徑為R,則有2R2=x2,可得:

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由①②③式得:,n =1、2、3、

⑶當n取奇數時,微粒從P到Q過程中圓心角的總和為

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,

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,其中n =1、3、5、……

當n取偶數時,微粒從P到Q過程中圓心角的總和為

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,其中n =2、4、6、……

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【答案】(1)E =v0B  (2)    (3)當n取奇數時,

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當n取偶數時,

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10.【解析】(1)粒子源發出的粒子,進入加速電場被加速,速度為v0,根據能的轉化和守恒定律得:                                          

要使粒子能沿圖中虛線O2O3進入PQ、MN之間的區域,

則粒子所受到向上的洛倫茲力與向下的電場力大小相等,

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   得到                                        

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將②式代入①式,得                       

(2)粒子從O3以速度v0進入PQ、MN之間的區域,先做勻速直線運動,打到ab板上,以大小為v0的速度垂直于磁場方向運動.粒子將以半徑R在垂直于磁場的平面內作勻速圓周運動,轉動一周后打到ab板的下部.由于不計板的厚度,所以質子從第一次打到ab板到第二次打到ab板后運動的時間為粒子在磁場運動一周的時間,即一個周期T.

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和運動學公式,得                    

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粒子在磁場中共碰到2塊板,做圓周運動所需的時間為           

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粒子進入磁場中,在v0方向的總位移s=2Lsin45°,時間為        

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則t=t1+t2=

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   【答案】 (1)     (2)     

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11.【解析】設速度為v0時進入磁場后做圓周運動的半徑為r

試題詳情

有                 得r==                           

設速度為2v0時進入磁場做圓周運動的半徑r′

得r′==L                                         

設其速度方向與x軸正方向之間的夾角為θ                     

由圖中的幾何關系有:cosθ==                              

得θ=45°或θ=135°                                         

(2)為使粒子進入電場后能垂直打在擋板上,則要求粒子進入電場時速度方向

與x軸正方向平行,如圖所示。粒子進入電場后由動能定理有

qEd=mv′2 -m(2v0) 得v′=          

                                                

當θ1=45°時,粒子打到擋板MN上的位置到x軸的距離為

y1=r-r′sin45°=(-1)L                                 

當θ2 =135°時,粒子打到擋板MN上的位置到x軸的距離為

y2= r′+ r′sin45°=(+1)L                                 

【答案】(1)θ=45°或θ=135°    (2)當θ1=45°時,(-1)L;

θ2=135°(+1)L,

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12.【解析】(1)設帶電粒子射入磁場時的速度大小為v,由于帶電粒子垂直射入勻強磁場帶電粒子在磁場中做圓周運動,圓心位于MN中點O′,

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由幾何關系可知,軌道半徑r=lcos45=0.2(m

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又Bqv =  

試題詳情

所以

設帶電粒子在磁場中運動時間為t1,在電場中運動的時間為t2,總時間為t。

試題詳情

t1 =      t2 =

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聯立解得 t = =2.07×10-4(s)

(2)帶電粒子在電場中做類平拋運動,設加速度為a,則:

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lsin45 = at22   a =    解得:E = sin45=1.6(V/m)

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【答案】(1)  2.07×10-4(s)   (2)1.6(V/m)

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13.【解析】(1)微粒在加速電場中由動能定理得:

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 ①        解得v0 = 1.0×104m/s  

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(2)微粒在偏轉電場中做類平拋運動,有:    

飛出電場時,速度偏轉角的正切為:

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    ②    解得  θ = 30o  

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(3)進入磁場時微粒的速度是:     ③

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軌跡如圖所示,由幾何關系有:  ④   

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洛倫茲力提供向心力:         ⑤

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由③~⑤聯立得:   代入數據解得:B =/5=0.346T    

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所以,為使微粒不會由磁場右邊射出,該勻強磁場的磁感應強度B至少為0.346T。

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(B =0.35T照樣給分)

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【答案】(1)v0=1.0×104m/s    (2)  θ=30o      (3)B =/5=0.346T

 

目錄

 

三、牛頓運動定律

四、曲線運動與萬有引力

五、機械能

六、動量

七、振動與波

八、熱學

九、電場

十、恒定電流

十一、磁場

十二、電磁感應

十三、交變電流 電磁波

十五、原子物理

 

十二、電磁感應

互動:近年來高考對本考點內容考查命題頻率極高的是感應電流的產生條件、方向判定和導體切割磁感線產生的感應電動勢的計算,且要求較高.幾乎是年年有考;其他像電磁感應現象與磁場、電路和力學、電學、能量及動量等知識相聯系的綜合題及圖像問題在近幾年高考中也時有出現;另外,該部分知識與其他學科的綜合應用也在高考試題中出現。試題題型全面,選擇題、填空題、計算題都可涉及,尤其是難度大、涉及知識點多、綜合能力強,多以中檔以上題目出現來增加試題的區分度,而選擇和填空題多以中檔左右的試題出現.

預測2009年的高考基礎試題仍是重點考查法拉第電磁感應定律及楞次定律和電路等效問題.綜合試題還是涉及到力和運動、動量守恒、能量守恒、電路分析、安培力等力學和電學知識.主要的類型有滑軌類問題、線圈穿越有界磁場的問題、電磁感應圖象的問題等.此除日光燈原理、磁懸浮原理、電磁阻尼、超導技術這些在實際中有廣泛的應用問題也要引起重視.

 

 

 

試題詳情

十四、光學

文本框: 電源1.(江蘇省啟東中學2008―2009學年度第一學期月考卷.物理.7)繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上,鐵芯上套著一個鋁環,線圈與電源、電鍵相連,如圖12所示.線圈上端與電源正極相連,閉合電鍵的瞬間,鋁環向上跳起.若保持電鍵閉合,則 (   )

試題詳情

A.鋁環不斷升高  B.鋁環停留在某一高度

C.鋁環跳起到某一高度后將回落

D.如果電源的正、負極對調,觀察到的現象不變             圖12

 

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2.(廣東惠州市2009屆高三第三次調研考試卷.物理.10)如圖13所示,矩形閉臺線圈放置在水平薄板上,有一塊蹄形磁鐵如圖所示置于平板的正下方(磁極間距略大于矩形線圈的寬度 )當磁鐵勻速向右通過線圈時,線圈仍靜止不動,那么線圈受到薄扳的摩擦力方向和線圈中產生感應電流的方向(從上向下看)是(  )

試題詳情

A摩擦力方向一直向左

B摩擦力方向先向左、后向或右

C.感應電流的方向順時針→逆時針→逆時針→順時針

D.感應電流的方向順時針→逆時針

                     圖13

 

試題詳情

3.(山東省濟南一中2009屆高三上學期期中考試卷.理綜.19)如圖14所示,A為水平放置的橡膠圓盤,在其側面帶有負電荷─Q,在A正上方用絲線懸掛一個金屬圓環B(絲線未畫出),使B的環面在水平面上與圓盤平行,其軸線與橡膠盤A的軸線O1O2重合,F使橡膠盤A由靜止開始繞其軸線O1O2按圖中箭頭方向加速轉動,則(   )

A.金屬圓環B有擴大半徑的趨勢,絲線受到拉力增大

B.金屬圓環B有縮小半徑的趨勢,絲線受到拉力減小

C.金屬圓環B有擴大半徑的趨勢,絲線受到拉力減小

D.金屬圓環B有縮小半徑的趨勢,絲線受到拉力增大

試題詳情

試題詳情

4.(山東省寧津一中2009屆高三測試卷.物理.7)如圖15所示,

一矩形線框豎直向上進入有水平邊界的勻強磁場,磁場方向垂直紙

面向里,線框在磁場中運動時只受重力和磁場力,線框平面始終與

試題詳情

磁場方向垂直。向上經過圖中1、2、3位置時的速率按時間依次為v1、v2、v3,向下經過圖中2、1位置時的速率按時間依次為v4、v5,下列說法中一定正確的是(    )

       A.v1>v2      B.v2=v3   C.v2=v4       D.v4<v5

 

試題詳情

5.(廣東省華南師大附中2009屆高三綜合測試卷.物理.10)如圖16所示,兩光滑平行導軌水平放置在勻強磁場中,磁場垂直導軌所在平面,金屬棒可沿導軌自由滑動.導軌一端連接一個定值電阻R,導軌電阻可忽略不計.現將金屬棒沿導軌由

試題詳情

靜止向右拉.若保持拉力恒定,當速度為時,加速度為,最終

試題詳情

以速度做勻速運動;若保持拉力的功率恒定,當速度為時,

試題詳情

加速度為,最終也以速度做勻速運動,則(   )

試題詳情

A.             B.            C.            D.        圖16

 

試題詳情

6.(海南省民族中學2009屆高三階段考試卷.物理.9)如圖

17所示,平行導軌水平放置,勻強磁場的方向垂直于導軌平面,

試題詳情

兩金屬棒、和軌道組成閉合電路,用水平恒力F向右拉,

試題詳情

使、分別以的速度向右勻速運動,若棒與軌道間

試題詳情

的滑動摩擦力為,則回路中感應電流的功率為(    )                圖17

試題詳情

A.                  B.     C.               D.

 

試題詳情

7.(江蘇淮安、連云港、宿遷、徐州四市2008年第三次調研卷.物理.15)如圖18所示,足夠長的光滑平行金屬導軌cd和ef,水平放置且相距L,在其左端各固定一個半徑為r的四分之三金屬光滑圓環,兩圓環面平行且豎直。在水平導軌和圓環上各有一根與導軌垂直的金屬桿,兩金屬桿與水平導軌、金屬圓環形成閉合回路,兩金屬桿質量均為m,電阻均為R,其余電阻不計。整個裝置放在磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中。當用水平向右的恒力F=mg拉細桿a,達到勻速運動時,桿b恰好靜止在圓環上某處,試求:

(1)桿a做勻速運動時,回路中的感應電流;

試題詳情

(2)桿a做勻速運動時的速度;

(3)桿b靜止的位置距圓環最低點的高度。     

 

 

 

 圖18

試題詳情

8.(南京市2008屆4月高三調研考卷.物理.14)如圖19所示,豎直放置的光滑平行金屬導軌MN、PQ相距L,在M點和P點間接一個阻值為R的電阻,在兩導軌間 OO1O1′O′ 矩形區域內有垂直導軌平面向里、寬為d的勻強磁場,磁感應強度為B.一質量為m,電阻為r的導體棒ab垂直擱在導軌上,與磁場上邊邊界相距d0.現使ab棒由靜止開始釋放,棒ab在離開磁場前已經做勻速直線運動(棒ab與導軌始終保持良好的電接觸且下落過程中始終保持水平,導軌電阻不計).求:

試題詳情

(1)棒ab在離開磁場下邊界時的速度;

(2)棒ab在通過磁場區的過程中產生的焦耳熱;        

(3)試分析討論ab棒在磁場中可能出現的運動情況。

 

 

圖19                                                               

 

試題詳情

9.(漸江東陽中學2009屆高三月考試題.理綜.23)如圖20甲所示的輪軸,它可以繞垂直于紙面的光滑固定水平軸O轉動.輪上繞有輕質柔軟細線,線的一端系一重物,另一端系一質量為的金屬桿.在豎直平面內有間距為L的足夠長的平行金屬導軌PO、EF,在QF之間連接有阻值為R的電阻,其余電阻不計.磁感應強度為B的勻強磁場與導軌平面垂直.開始時金屬桿置于導軌下端,將重物由靜止釋放,重物最終能勻速下降.運動過程中金屬桿始終與導軌垂直且接觸良好,忽略所有摩擦。

試題詳情

(1)若重物的質量為M,則重物勻速下降的速度為多大?       圖20

試題詳情

(2)對一定的磁感應強度B,重物的質量M取不同的值,測出相應的重物做勻速運動時的速度,可得出實驗圖線.圖20乙中畫出了磁感應強度分別為時的兩條實驗圖線,試根據實驗結果計算的比值。

 

試題詳情

10.(江蘇南通四縣市2008屆高三聯考卷.物理.19)如圖21所示,兩足夠長平行光滑的金屬導軌MN、PQ相距為L,導軌平面與水平面夾角α=30°,導軌電阻不計.磁感應強度為B的勻強磁場垂直導軌平面向上,長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上,且始終與導軌電接觸良好,金屬棒的質量為m、電阻為R.兩金屬導軌的上端連接右端電路,燈泡的電阻RL=4R,定值電阻R1=2R,電阻箱電阻調到使R2=12R,重力加速度為g,現將金屬棒由靜止釋放,試求:

(1)金屬棒下滑的最大速度為多大?

(2)R2為何值時,其消耗的功率最大?消耗的最大功率為多少?

試題詳情

 

 

 

 

 

                                                 圖21

 

試題詳情

11.(2009屆廣東省新洲中學高三摸底考試試卷.物理.18)如圖22甲所示,水平面上的兩光滑金屬導軌平行固定放置,間距d=0.5 m,電阻不計,左端通過導線與阻值R =2 W的電阻連接,右端通過導線與阻值RL =4 W的小燈泡L連接.在CDEF矩形區域內有豎直向上的勻強磁場,CE長l =2 m,有一阻值r =2 W的金屬棒PQ放置在靠近磁場邊界CD處.CDEF區域內磁場的磁感應強度B隨時間變化如圖22乙所示.在t=0至t=4s內,金屬棒PQ保持靜止,在t=4s時使金屬棒PQ以某一速度進入磁場區域并保持勻速運動.已知從t=0開始到金屬棒運動到磁場邊界EF處的整個過程中,小燈泡的亮度沒有發生變化,求:

(1)通過小燈泡的電流.

(2)金屬棒PQ在磁場區域中運動的速度大。

試題詳情

 

 

 

 

圖22

 

試題詳情

12.(廣東惠州市2009屆高三第三次調研考試卷.物理.17)兩根相距為L的足夠長的金屬直角導軌如圖23所示放置,它們各有一邊在同一水平面內,另一邊直于水平面。質量均為m的金屬細桿ab、cd與導軌垂直接觸形成閉合回路,

試題詳情

桿與水平和豎直導軌之間有相同的動摩擦因數,導

軌電阻不計,回路總電阻為2R。整個裝置處于磁感

應強度大小為B,方向豎直向上的勻強磁場中。當

ab桿在平行于水平導軌的拉力作用下沿導軌勻速

運動時,cd桿也正好以某一速度向下做勻速運動。

設運動過程中金屬細桿ab、cd與導軌接觸良好,                 圖23

重力加速度為g。求:

    (1)ab桿勻速運動的速度v1;

    (2)ab桿所受拉力F;

    (3)若測得cd桿勻速運動的速度為v2,則在cd桿向下運動路程為h過程中,整個回路

中產生的焦耳熱為多少?

 

試題詳情

13.(山東省師大附中2009屆高三月考卷.物理.19)如圖24所示,abcd為質量M=2 kg的導軌,放在光滑絕緣的水平面上,另有一根重量m=0.6 kg的金屬棒PQ平行于bc放在水平導軌上,PQ棒左邊靠著絕緣的豎直立柱ef(豎直立柱光滑,且固定不動),導軌處于勻強磁場中,磁場以cd為界,左側的磁場方向豎直向上,右側的磁場方向水平向右,磁感應強度B大小都為0.8 T.導軌的bc段長L=0.5 m,其電阻r=0.4Ω,金屬棒PQ的電阻 R=0.2Ω,其余電阻均可不計.金屬棒與導軌間的動摩擦因數=0.2.若在導軌上作用一個方向向左、大小為F=2 N的水平拉力,設導軌足夠長,重力加速度g10 m/s2,試求:

(1)導軌運動的最大加速度;

(2)導軌的最大速度;

(3)定性畫出回路中感應電流隨時間變化的圖線。                    圖24

 

試題詳情

14.(山東省青島市2009屆高三上學期期中練習.物理.24.)光滑的平行金屬導軌長L=2.0m,兩導軌間距離d=0.5m,導軌平面與水平面的夾角為,導軌上端接一阻值為R=0.5的電阻,其余電阻不計,軌道所在空間有垂直軌道平面的勻強磁場,磁感應強度B=1T,如圖25所示。有一不計電阻、質量為m=0.5kg的金屬棒ab,放在導軌最上端且與導軌垂直。當金屬棒ab由靜止開始自由下滑到底端脫離軌道的過程中,電阻R上產生的熱量為Q=1J,g=10m/s2,則: 

試題詳情

(1)指出金屬棒ab中感應電流的方向。

(2)棒在下滑的過程中達到的最大速度是多少?               

(3)當棒的速度為v=2 m/s時,它的加速度是多大

20080523

                                                             圖25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

答案:

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1.【解析】若保持電鍵閉合,磁通量不變,感應電流消失,所以鋁環跳起到某一高度后將回落;正、負極對調,同樣磁通量增加,由楞次定律,鋁環向上跳起.

【答案】CD

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2.【解析】 是楞次定律可以判斷選項AC正確                    

【答案】AC

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3.【解析】橡膠盤A在加速轉動時,產生的磁場在不斷增加,穿過B的磁通量不斷增加,根據楞次定律可知B正確。

【答案】B

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4.【解析】矩形線框向上進入勻強磁場時,受到向下的重力和磁場力,致使速度減小,所

以v1>v2,A正確;進入磁場后上升階段從位置2到位置3,無磁場力,重力做負功,所以v2>v3,B錯誤;從位置2上升至最高點后再返回至位置2,無磁場力,重力做功為零,所以v2=v4,C正確;下落離開磁場的過程中,受到向下的重力和向上的磁場力,兩個力大小無法確定,所以v4與v5無法比較,D錯誤。

【答案】AC

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5.【解析】當拉力恒定時,                       

 

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最終以的速度做勻速運動,則,代入的表達式中得

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當功率恒定時,

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最終以的速度做勻速運動,則

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代入的表達式中得

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【答案】C

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6.【解析】對、棒受力分析如圖所示,從能的轉化與守恒角度出發,可推知外力F克服棒所受的摩擦力做功直接將其他形式的能轉化為內能,而F克服安培阻力做的功將其他形式的能轉化為電能,其功率為P=(F-f)Va,故感應電流做功的 功率也為,C項正確.本題易錯選D,實際上它是回路的總電能的一部分。在棒上通過克服做功轉化為棒與軌道的內能,功率.這時棒與相當于電動機通過感應電流而運動,把電能通過克服做功轉化為內能.電能的另一部分,由電流的熱效應轉化為電路的內能,電能的另一部分,由電流的熱效應轉化為電路的內能,其功率為感應電流做功的總功率減去棒上輸出的功率,即,故D項所指正是這部分功率而非感應電流做功的總功率.

【答案】C

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7.【解析】⑴勻速時,拉力與安培力平衡,F=BIL

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    得:                        

⑵金屬棒a切割磁感線,產生的電動勢E=BLv

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    回路電流  聯立得:

⑶平衡時,棒和圓心的連線與豎直方向的夾角為θ,

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        得:θ=60°

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【答案】(1)   (2)    (3)

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8.【解析】(1)設ab棒離開磁場邊界前做勻速運動的速度為v,產生的電動勢為E = BLv…

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電路中電流 I = ……………對ab棒,由平衡條件得 mg-BIL = 0…

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解得 v =

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(2) 由能量守恒定律:mg(d0 + d) = E + mv2

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解得 ,

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(3)設棒剛進入磁場時的速度為v0,由mgd0 = mv02,得v0 =

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棒在磁場中勻速時速度為v = ,則

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1 當v0=v,即d0 = 時,棒進入磁場后做勻速直線運 

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2 當v0 < v,即d0 <時,棒進入磁場后做先加速后勻速直線運動

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3 當v0>v,即d0時,棒進入磁場后做先減速后勻速直線運動

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【答案】(1) (2)  (3)

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9.【解析】(1)勻速下降時,金屬桿勻速上升,回路中產生的感應電動勢為:

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整體有:

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由以上式子解得:

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(2)由(1)得:                       

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圖象可知:

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所以解得:

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【答案】(1)     (2)

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10.【解析】(1)當金屬棒勻速下滑時速度最大,設最大速度為vm,達到最大時則有

mgsinθ=F                 F=ILB

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                    其中   R=6R                                          所以      mgsinθ=        解得最大速度                                    

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(2)R2上消耗的功率       其中                                        

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     又                                           

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解以上方程組可得

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時,R2消耗的功率最大          最大功率 

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 【答案】(1)  (2)          

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11.【解析】(1)在t=0至t=4s內,金屬棒PQ保持靜止,磁場變化導致電路中產生感應電動勢.電路為r與R并聯,再與RL串聯,電路的總電阻

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=5Ω                     ①

此時感應電動勢

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=0.5×2×0.5V=0.5V          ②

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通過小燈泡的電流為:0.1A            ③

(2)當棒在磁場區域中運動時,由導體棒切割磁感線產生電動勢,電路為R與RL并聯,再與r串聯,此時電路的總電阻

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=2+Ω=Ω       ④

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由于燈泡中電流不變,所以燈泡的電流IL=0.1A,則流過棒的電流為

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0.3A             ⑤

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電動勢                        ⑥

解得棒PQ在磁場區域中v=1m/s                                 

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【答案】(1)    0.1A       (2)運動的速度大小v=1m/s

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12.【解析】(1)ab桿向右運動時,ab桿中產生的感應電動勢方向為a→b,大小為E=BLv1,…   耐桿中的感應電流方向為d→c.cd桿受到的安培力方向水平向右

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    安培力大小為①   

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解①、③兩式,ab桿勻速運動的速度為

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(2)ab桿所受拉力F=

(3)設cd桿以v2速度向下運動h過程中,ab桿勻速運動了s距離

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    整個回路中產生的焦耳熱等于克服安培力所做的功

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【答案】(1)   (2)  (3)

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 13.【解析】導軌在外力作用下向左加速運動,由于切割磁感線,在回路中要產生感應電流,導軌的bc邊及金屬棒PQ均要受到安培力作用PQ棒受到的支持力要隨電流的變化而變化,導軌受到PQ棒的摩擦力也要變化,因此導軌的加速度要發生改變.導軌向左切割磁感線時,感應電動勢   E=BLv    ①  

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感應電流       ②  

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    ③       導軌受到向右的安培力F 1= BIL,金屬棒PQ受到向上的安培力F2= BIL,導軌受到PQ棒對它的摩擦力, 

根據牛頓第二定律,有

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        ④   

(1)當剛拉動導軌時,v=0,由③④式可知I=0時有最大加速度am,即

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m/s2  

(2)隨著導軌速度v增大感應電流I增大而加速度a減小,當a=0時,導軌有最大速度vm,從④式可得

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A代入③式,得             

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m/s  

20080523

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t=t1時,v達到最大,I達到2.5 A,電流I隨時間t的變化圖線如圖所示所示.  

【答案】(1)  

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m/s2  

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(2)m/s    (3)如圖所示26所示

20080523

(2)棒做加速度逐漸減小的變加速運動,棒到達底端時速度最大,由能量守恒定律得

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   解得   m/s 

(3)當棒的速度為v時,感應電動勢  E=Bdv 

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感應電流   棒所受安培力F=BId   

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當棒的速度為v=2 m/s時,F=1 N     由牛頓第二定律得 

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解得棒的加速度  m/s2 

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【答案】(1)由b指向a;(2)m/s;  (3)m/s2

 

 

十三、交變電流 電磁波

互動:本考點是電磁感應的應用和延伸.高考對本章知識的考查主要體現在“三突出”:一是突出考查交變電流的產生過程;二是突出考查交變電流的圖象和交變電流的四值;三是突出考查變壓器.一般試題難度不大,且多以選擇題的形式出現.對于電磁場和電磁波只作一般的了解.本考點知識易與力學和電學知識綜合,如帶電粒子在加有交變電壓的平行金屬板間的運動,交變電路的分析與計算等.同時,本考點知識也易與現代科技和信息技術相聯系,如“電動自行車”、“磁懸浮列車”等.另外,遠距離輸電也要引起重視.尤其是不同情況下的有效值計算是高考考查的主要內容;對變壓器的原理理解的同時,還要掌握變壓器的靜態計算和動態分析.

 

預測2009年高考中交變電流考點主要考查:一考查正弦交變電流的產生過程,正弦交變電流的產生過程要做到“情、數、形”三者相統一!扒椤本褪俏锢砬榫,即線圈在磁場中轉動的情形;“數”就是用數學表達式表示交變電流的產生過程;“形”就是用圖象表示交變電流的產生過程。在這三者中已知其一,便知其二。所以在高考中往往提供其中一種求另兩種;二是考查交變電流的四值,交變電流的“四值”即最大值、瞬時值、有效值、平均值。一定要注意的各類值的不同用法,尤其是不同情況下的有效值計算是高考考查的主要內容;三是考查變壓器的原理和動態分析;另外帶電粒子在交變電場中運動和交變電流中與實際相聯系的問題也要引起重視。

 

 

 

試題詳情

1.(海南省民族中學2009屆高三上學期階段測試卷.物理.8)

如圖10甲所示的空間存在一勻強磁場,其方向為垂直于紙面向

里,磁 場的右邊界為MN,在MN右側有一矩形金屬線圈abcd,

ab邊與MN重合,F使線圈以ab邊為軸按圖示方向勻速轉動,

N

圖10甲

 

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2.((2008學年廣東越秀區高三摸底調研測試卷。物理.5)某交流發電機中,矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉動,產生的感應電動勢與時間的關系如圖11所示.如果此線圈和一個R=100Ω的電阻構成閉合電路,不計電路的其它電阻,下列說法中正確的是(   )

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A.交變電流的周期為0.04s

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B.電阻R兩端的最大電壓是100V                     圖11

C.交變電流的有效值為1A

D.交變電流的最大值為1A

 

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3.(江蘇南通市2008屆第三次調研卷.物理.7)某交流發電機給燈泡供電,產生正弦式交變電流的圖象如圖12所示,下列說法中正確的是(   )

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       A.交變電流的頻率為0.02Hz

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B.交變電流的瞬時表達式為

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C.在t=0.01s時,穿過交流發電機線圈的磁通量最大    

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D.若發電機線圈電阻為0.4Ω,則其產生的熱功率為5W   圖12

 

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4.(江蘇淮安、連云港、宿遷、徐州四市2008第三次調研卷.物理.10)今年春節前后,我國部分省市的供電系統由于氣候原因遭到嚴重破壞。為此,某小區啟動了臨時供電系統,它由備用發電機和副線圈匝數可調的變壓器組成,如圖13所示,圖中R0表示輸電線的電阻;瑒佑|頭P置于a處時,用戶的用電器恰好正常工作,在下列情況下,要保證用電器仍能正常工作,則 (  )

試題詳情

A.當發電機輸出的電壓發生波動使V1示數小于

正常值,用電器不變時,應使滑動觸頭P向上滑動

B.當發電機輸出的電壓發生波動使V1示數小于

正常值,用電器不變時,應使滑動觸頭P向下滑動            圖13

C.如果V1示數保持正常值不變,那么當用電器增加時,滑動觸頭P應向上滑

D.如果V1示數保持正常值不變,那么當用電器增加時,滑動觸頭P應向下滑

 

試題詳情

5.(江蘇省九名校2008年第二次聯考卷.物理.7)某電廠發電機的輸出電壓穩定,它發出的電先通過電廠附近的升壓變壓器升壓,然后用輸電線路把電能輸送到遠處居民小區附近的降壓變壓器,經降低電壓后輸送到用戶,設升、降變壓器都是理想變壓器,那么在用電高峰期,白熾燈不夠亮,但電廠輸送的總功率增加,這時(     )

A.升壓變壓器的副線圈的電壓變大  B.降壓變壓器的副線圈的電壓變大

C.高壓輸電線路的電壓損失變大    D.用戶的負載增多,高壓輸電線中的電流減小

 

試題詳情

6.(山東省濟南一中2009屆高三月考試卷.物理.9)如圖14所示,為一理想變壓器,K為單刀雙擲開關,P為滑動變阻器的滑動觸頭,U1為加在原線圈兩端的電壓,I1為原線圈中的電流強度,則(  )

A.保持U1及P的位置不變,K由a合到b時,I1將增大

B.保持U1及P的位置不變,K由b合到a時,R消耗的功率減小

C.保持U1不變,K合在a處,使P上滑,I1將增大

D.保持P的位置不變,K合在a處,若U1增大,I1將增大                 圖14

 

試題詳情

7.(山東省寧津一中2009屆高三階段測試卷.物理.10)一理想變壓器的初級線圈為n1=100匝,次級線圈n2=30匝,n3=20匝,一個電阻為48.4Ω的小燈泡接在次級線圈n2與n3上,如圖15所示.當初級線圈與e=220sinωt的交流電源連接后,變壓器的輸入功率是(  )

A.10W     B.20W     C.250W     D.500W                       圖15

 

試題詳情

8.(山東省青島市2009屆高三復習試題.物理.9)在變電站里,經常要用交流電表去監測電網上的強電流,所用的器材叫電流互感器。如圖16所示的四個圖中,能正確反應其工作原理的是   (    )

 

試題詳情

9.(湖南郴州市2009屆高三調研試題.物理.16)如圖17所示,一矩形線圈在勻強磁場中繞OO' 軸勻速轉動,磁場方向與轉軸垂直.已知線圈匝數n=400,

試題詳情

電阻r=0.1Ω,長L1=0.05m,寬L2=0.04m,角速度=l00 rad/s,

試題詳情

磁場的磁感應強度B=0.25T.線圈兩端外接電阻R=9.9Ω的用電器

和一個交流電流表(內阻不計),求:

(1)線圈中產生的最大感應電動勢.

(2)電流表A的讀數.                                      

 圖17

(3)用電器上消耗的電功率.

 

試題詳情

10.(2009屆廣東省新洲中學高三摸底考試試卷.物理.16)某發電站的輸出功率P = 104kW,輸出電壓U1 = 4kV,通過理想變壓器升壓后向遠處供電.已知輸電導線的總電阻為R = 10Ω,輸電線路損失的功率為輸出功率的4%,求變壓器的匝數比.

 

試題詳情

11. (江蘇徐州市2009屆復習試卷.物理.17)在遠距離輸電時,要考慮盡量減少輸電線上的功率損失。有一個坑口電站,輸送的電功率為P=500kW,當使用U=5kV的電壓輸電時,測得安裝在輸電線路起點和終點處的兩只電度表一晝夜示數相差4800度。求:

⑴這時的輸電效率η和輸電線的總電阻r。

⑵若想使輸電效率提高到98%,又不改變輸電線,那么電站應使用多高的電壓向外輸電?

 

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12.(  浙江省2008屆高三第一輪復習單元測試題卷.物理.19 )如圖19(甲)所示,邊長為l和L的矩形線框、互相垂直,彼此絕緣,可繞中心軸O1O2轉動,將兩線框的始端并在一起接到滑環C,末端并在一起接到滑環D,C、D彼此絕緣.通過電刷跟C、D連接.線框處于磁鐵和圓柱形鐵芯之間的磁場中,磁場邊緣中心的張角為45°,如圖19(乙)所示(圖中的圓表示圓柱形鐵芯,它使磁鐵和鐵芯之間的磁場沿半徑方向,如圖箭頭所示)。不論線框轉到磁場中的什么位置,磁場的方向總是沿著線框平面.磁場中長為l的線框邊所在處的磁感應強度大小恒為B,設線框的電阻都是r,兩個線框以角速度ω逆時針勻速轉動,電阻R=2r.

試題詳情

 

 

 

 

 

 

 

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(1)求線框轉到圖(乙)位置時感應電動勢的大;

(2)求轉動過程中電阻R上的電壓最大值;

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(3)從線框進入磁場開始時,作出0~T(T是線框轉動周期)時間內通過R的電流iR隨時間變化的圖象。

 

答案:

 

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1.【解析】線圈轉動900后,進入磁場,線圈處于平行磁感線平面,磁通量變化最快,在這個過程中,沒有感應電流;線圈再轉動900后,線圈處于中性面,磁通量變化最慢,在這個過程中,磁通量增加,感應電動勢和感應電流呈余弦規律變化,感應電流由b到a;再轉動900后,線圈處于平行磁感線平面,磁通量變化最快,在這個過程中,磁通量減小,感應電流由a到b;再轉動,離開磁場,沒有感應電流,依次類推。

【答案】D

試題詳情

2.【解析】由圖可知交交變電流的周期為0.04s,所以選項A正確;交變電壓的最大值為100V,而電阻R=100Ω,所以交變電流的最大值為1A

【答案】AD

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3.【解析】由圖可以求得.交變電流的頻率為40Hz,所以選項A錯;交變電流的瞬時表達式為,所以選項B錯;在t=0.01s時,穿過交流發電機線圈的磁通量為零,所以選項C錯;因電流的有效值為2.5A,所以發電機線圈電阻為0.4Ω,則其產生的熱功率為5W,故選項D對.

【答案】D

4【解析】V1示數小于正常值時,副線圈的輸出電壓也要變小,所以滑動觸頭P向上滑動,即選項A正確;當用電器增加時,副線圈的電流增大,輸電線上損失的電壓增大,要使電器正常工作,滑動觸頭P應向上滑,所以選項C正確

【答案】AC

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5.【解析】副線圈的電流增大,輸電線上損失的電壓增,所以選項C正確

【答案】C

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6.【解析】Ka合到b時,n1減小,由,可知U2增大,P2=隨之增大,而P1=P2,又P1=I1U1,從而I1增大,A正確;Kb合到a時,與上述情況相反,P2將減小,B正確;P上滑時,R增大,P2=減小,又P1=P2,P1=I1U1,從而I1減小,C錯誤;U1增大,由可知,U2增大,I2=隨之增大,由可知I1也增大,D正確。

【答案】A、B、D正確。

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7.【解析】由于次級兩組副線圈的組合連接使得小燈泡回路中兩線圈產生的感應電動勢方向相反,所以小燈泡的工作電壓有效值為:

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因為理想變壓器輸入功率等于輸出功率,故答案應選A.

【答案】A

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8.【解析】電流互感器要把大電流變為小電流,因此原線圈的匝數少,副線圈的匝數多。監測每相的電流必須將原線圈串聯在火線中。

【答案】A

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9.【解析】(1)Em=nBSω

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  代人數據得  Em=400×0.25×0.05×0.04×l00 V=20 V 

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(2)Im=                                         

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代人數據得Im=A=2A 

∵是正弦交變電流,所以電流表讀數即有效值

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I=A=1.41A   

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(3)p=I2R=×9.9W=19。8W.  

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【答案】(1)  20 V(2)   1.41A       (3)19。8W

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10.  【解析】 發電站的輸出電流

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               ①

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    輸電線路損失的功率              ②

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    則         ③

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變壓器的匝數比

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【答案】

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11. 【解析】⑴如圖36所示。由于輸送功率為P=500kW,一晝夜輸送電能E=Pt=12000度,終點得到的電能E′=7200度,因此效率η=60%。輸電線上的電流可由I=P/U計算,為I=100A,而輸電線損耗功率可由Pr=I 2r計算,其中Pr=4800/24=200kW,因此可求得r=20Ω。    

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⑵輸電線上損耗功率,原來Pr=200kW,現在要求Pr′=10kW ,計算可得輸電電壓應調節為U′=22.4kV。

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【答案】(1)η=60%      20Ω   (2)22.4kV

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12.【解析】(1)根據磁場分布特點,線框不論轉到磁場中哪一位置,切割磁感線的速度始終與磁場方向垂直,故線框轉到圖示位置時,感應電動勢的大小為

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E=2Blv=2Bl=BlLω

(2)線框轉動過程中,只能有一個線框進入磁場(作電源),另一個線框與外接電阻R并聯后一起作為外電路。

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電源內阻為r,外電路總電阻R=r

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R兩端的電壓最大值:UR=IR=

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(3)在磁場中,通過R的電流大小相等                                                               圖37

試題詳情

iR=BlLω?                           

試題詳情

從線框進入磁場開始計時,每隔T/8(線框轉動45°)電流發生一次變化,其iR隨時間t變化的圖象如圖20所示。

試題詳情

【答案】(1)BlLω  (2)   (3)如圖37所示

 

 

 

 

 

 

互動:本考點分為光的傳播和光的波動性以及光的粒子性三部分,高考對本考點的考查一般以選項題的形式出現,重點放在考查光學一些重要的規律和概念上,注重課本,加強理解;“考課本”、“不回避陳題”是高考對光學命題的特點。 “聯系實際、聯系生活、聯系高科技”已成為高考命題的新趨向;也是這幾年光學命題的熱點.目前高考中幾何光學已淡化了“像”的概念,側重于“光路”的考查(折射、全反射、棱鏡等),一般是考查光線的去向的定性分析和定量計算問題;同時幾何光學還常與力學中的直線運動、平拋運動、圓周運動、萬有引力定律等相結合命題,考查學生的分析綜合能力,估計以后高考試題不會有太大的變化,但會加強對光學的物理規律的理解和對物理現象、物理情景的分析能力的考查。光的波動內容近兩年命題頻率較高,對光的波動性進行考查,主要是以干涉和衍射以及電磁波譜知識為要點,考查波動光學的一些初步理論、以及建立這些理論的實驗基礎和一些重要的物理現象;尤其是波動光學近年新增知識點有“雙縫干涉的條紋間距與波長的關系”、 “光的偏振現象”、“物質波”、“激光的特性及應用”等也在高考中有所體現.光的粒子性主要考查光電效應規律理解和愛因斯坦光電效應方程的熟練應用.

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十四、光學

預測2009年高考本考點熱點內容有:光的反射、反射定律;光的折射、折射定律、折射率、全反射;色散成因及規律;雙縫干涉、薄膜干涉;公式△X=λ的含義;光的干涉、衍射、偏振;紅外線、紫外線、X射線、γ射線的性質及其應用;光電效應,=W+;對幾何光學的考查,以定性和半定量為主,注重對物理規律的理解和對物理現象、物理情景分析能力的考查;平面鏡問題和不同色光的折射率、全反射、光導纖維等問題要引起注意.光的本性考點主要是光的波動性、粒子性等知識的考查,與幾何光學的綜合也是考查重點內容之一,另外近代物理光學的初步理論,以及建立這些理論的實驗基礎和一些重要物理現象也要引起重視。

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1.(海南省民族中學2009屆高三階段考試卷.物理.9)如圖7所示,一細束紅藍復色光垂直與AB邊射入直角三棱鏡,在AC面上反射和折射分成兩束細光束,其中一束細光束為單色光束。若用V1和V2分別表示紅、藍光在三棱鏡內的速度,下列判斷正確的是(   )

A.V1<V2   單色光束為紅色    B.V1<V2   單色光束為藍色

C.V1>V2   單色光束為紅色    D.V1>V2   單色光束為藍色             圖7

 

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2.(2009年安徽高考信息交流試卷.理綜.17)如圖8所示,P、Q是兩種透明材料制成的兩塊相同的直角梯形棱鏡,疊合在一起組成一個長方體,一單色光從P的上表面射入,折射光線正好垂直通過兩棱鏡的界面,已知材料的折射率nP<nQ,射到P上表面的光線與P的上表面的夾角為θ,下列判斷正確的是(  )

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       A.光線一定從Q的下表面射出

       B.光線若從Q的下表面射出時,出射光線與下表面的夾角一定等于θ

       C.光線若從Q的下表面射出時,出射光線與下表面的夾角一定大于θ

       D.光線若從Q的下表面射出時,出射光線與下表面的夾角一定小于θ

 

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3.(河北省衡水中學2009屆高三調研卷.物理.8)金屬中存在著大量的價電子(可理解為原子的最外層電子),價電子在原子核和核外的其他電子產生的電場中運動,電子在金屬外部時的電勢能比它在金屬內部作為價電子時的電勢能大,前后兩者的電勢能差值稱為勢壘,用符號V表示,價電子就像被關在深度為V的方箱里的粒子,這個方箱叫做勢阱,價電子在勢阱內運動具有動能,但動能的取值是連續的,價電子處于最高能級時的動能稱為費米能,用Ef表示。用紅寶石激光器向金屬發射頻率為ν的光子,具有費米能的電子如果吸收了一個頻率為ν的光子而跳出勢阱,則     ( 。

       A.具有費米能的電子跳出勢阱時的動能為Ek=hν-V+Ef

       B.具有費米能的電子跳出勢阱時的動能為Ek=hν-V-Ef

       C.若增大激光器的強度,具有費米能的電子跳出勢阱時的動能增大

       D.若增大激光器的強度,具有費米能的電子跳出勢阱時的動能不變

 

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4.(上海市閘北區2008年4月模擬卷.物理.12)在白熾燈的照射下從兩塊捏緊的玻璃板表面看到彩色條紋,通過狹縫觀察發光的白熾燈也會看到彩色條紋,這兩種現象   (        )

(A)都是光的衍射現象;

(B)都是光的干涉現象;

(C)前者是光的干涉現象,后者是光的衍射現象 ;

(D)前者是光的衍射現象,后者是光的干涉現象。

 

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5.(上海市寶山區2008年4月模擬卷.物理.15)在光的單縫衍射實驗中可觀察到清晰的亮暗相間的圖樣,圖9中四幅圖片中屬于光的單縫衍射圖樣的是(      )

 

 

 

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                               圖9

A.a、c           B.b、c           C.a、d          D.b、d

 

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6.(蘇北四市2009屆高三調研卷.物理.37)

(1)下列說法中正確的是    (        )

 A.在地面附近有一高速飛過的火箭 ,地面上的人觀察到火箭變短了,火箭上的時間進程變慢了;火箭上的人觀察到火箭的長度和時間進程均無變化

 B.托馬斯•楊通過光的單縫衍射實驗,證明了光是一種波

C.在太陽光照射下,水面上油膜出現彩色花紋是光的色散現象

  D.在光的雙縫干涉實驗中,若僅將入射光由綠光改為紅光,則干涉條紋間距變寬

  E.光異纖維絲內芯材料的折射率比外套材料的折射率大

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F.麥克斯韋提出電磁場理論并預言電磁波存在,后來由他又用實驗證實電磁波的存在

G.次聲波是頻率低于20 Hz的聲波,它比超聲波更易發生衍射

(2)如圖10所示,有一截面是直角三角形的棱鏡ABC,∠A=

30º.它對紅光的折射率為n1.對紫光的折射率為n2.在距AC邊d處

有一與AC平行的光屏。現有由以上兩種色光組成的很細的光束垂

AB邊射入棱鏡。 若兩種光都能從AC面射出,求在光屏MN

上兩光點間的距離。

 

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7.(廣東省汕頭市2008年普通高校招生模擬考試卷.物理.32)如圖11所示,一玻璃柱體的橫截面為半圓形,細的單色光束從空氣射向柱體的O點(半圓的圓心),產生反射光束1和透射光束2,已知玻璃折射率為,當入射角時,求反射光束1和透射光束2之間的夾角多大?                                                              

 

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8.(常州市2008~2009學年度第二學期期中質量調研卷.物

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理.26)如圖12所示,一透明球體置于空氣中,球半徑R=

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10cm,折射率n=.MN是一條通過球心的直線,單色細

光束AB平行于MN射向球體,B為入射點, AB與MN間距

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為5cm,CD為出射光線。                                                  

圖11

①補全光路并求出光從B點傳到C點的時間;

②求CD與MN所成的角α.(需寫出求解過程)

 

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9.(海口市2008年高考調研測試卷.物理.36) 某

校開展研究性學習,某研究小組根據光學知識,設計

了一個測液體折射率的儀器。如圖13所示,在一個圓                                 圖12

盤上,過其圓心O作兩條相互垂直的直徑BC、EF。在

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半徑OA上,垂直盤面插上兩枚大頭針P1、P2并保持位

置不變。每次測量時讓圓盤的下半部分豎直進入液體中,

而且總使得液面與直徑BC相平,EF作為界面的法線,

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而后在圖中右上方區域觀察P1、P2。同學們通過計算,

預先在圓周EC部分刻好了折射率的值,這樣只要根據

P3所插的位置,就可以直接讀出液體折射率的值。

①若∠AOF=30°,OP3與OC之間的夾角為45°,

則在P3處刻的折射率應多大?                              圖13

②若在同一液體中沿AO方向射入一束白光,最靠近0C邊的是哪種顏色的光?增大入射角度,哪種顏色的光在刻度盤上先消失?

 

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10.(江蘇省南京市2008屆高三質量檢測卷.物理.32)如圖14所示,玻璃棱鏡ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三個直角三棱鏡組成。一束頻率5.3×1014Hz的單色細光束從AD面入射,在棱鏡中的折射光線如圖中ab所示,ab與AD面的夾角。已知光在真空中的速度c=3×108m/s,玻璃的折射率n=1.5,求:

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(2)光在棱鏡中的波長是多大?

(3)該束光線第一次從CD面出射時的折射角。           

(結果可用三角函數表示)                                           圖14

 

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11.(山東省濰坊市2008年高三教學質量檢測卷.理綜.37) 如圖15所示,一束截面為圓形半徑為R的平行單色光,垂直射向一玻璃半球的平面,經折射后在屏幕S上形成一個圓形亮區,已知玻璃半球的半徑為R,屏幕S到球心的距離為d(d>3R),不考慮光的干涉和衍射,玻璃對該光的折射率為n,求屏幕上被照亮區域的半徑。

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12.(廣東省華南師大附中2009屆高三綜合測試卷.物

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理.23)如圖16所示,陰極K用極限波長λ0=0.66μm的金屬

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銫制成,用波長λ=0.50μm的綠光照射陰極K,調整兩個極

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板電壓.當A板電壓比陰極高出2.5V時,光電流達到飽和,

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電流表示數為0.64μA,求:

(1)每秒鐘陰極發射的光電子數和光電子飛出陰極時的

最大初動能。

(2)如果把照射陰極綠光的光強增大為原來的2倍,每        圖15

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秒鐘陰極發射的光電子和光電子飛出陰極的最大初動能。

                                           

                      

 

 

                                               圖16

答案:

 

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1.【解析】 紅光折射率小于藍光折射率,由折射率公式n=c/v知紅光在同種介質中的速度較大,即V1>V2; 由全反射公式sinc=1/n知紅光折射率小臨界角大; 所以藍光發生全反射時紅光依然有折射現象。選C

【答案】C

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2.【解析】由于沒有確定幾何尺寸,所以光線可能射向Q的右側面,也可能射向Q的下表面,A錯誤;當光線射向Q的下表面時,它的入射角與在P中的折射角相等,由于nP<nQ,進入空氣中的折射角大于進入P上表面的入射角,那么出射光線與下表面的夾角一定小于θ,B、C錯誤,D正確。

【答案】D

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3.【解析】由能量守恒可知,A正確,B錯誤;由光子學說及光電效應的規律可知,C錯誤,D正確。

【答案】AD

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4.【解析】兩塊捏緊的玻璃板表面看到彩色條紋是薄膜干涉,狹縫觀察發光的白熾燈也會看到彩色條紋是單縫衍射

【答案】C

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5.【解析】單縫衍射的條紋是不等間距,中央亮紋又寬又亮

【答案】D

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6.【解析】(1)ADEG

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(2)如圖29所示,   

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x=d(tanr2-tanr1)=d

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  【答案】(1)ADEG    (2)d

 

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7.【解析】反射角60°                 ③                  

由折射定律                                                 

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                        ④

解得折射角r = 30°                   ⑤

因此反射光束1和透射光束2之間的夾角

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【答案】

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8.【解析】①連接BC,如圖30所示

在B點光線的入射角、折射角分別

標為i、r,

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Sini=5/10=/2, 所以,                             圖30

i=45°

由折射率定律:

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在B點有:                            

Sin r=1/2  故:r=30°   BC=2Rcos r     t= BCn/C=2Rncos r/C

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t=(/3) ×10-9s

②由幾何關系

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可知        α=30°

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【答案】(1)t=(/3) ×10-9s  (2)α=30°

 

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9.【解析】①P3 應刻的折射率  

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② 最靠近0C邊的是紫光;

增大入射角度,紫光在刻度盤上最先消失

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【答案】(1)    (2)紫光在刻度盤上最先消失

(3)該束光線第一次從CD面出射時的折射角。          

(結果可用三角函數表示)

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10.【解析】(1)設光在AD面的入射角、折射角分別為i、r  r=30°

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    根據  

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(2)根據   

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(3)光路如圖31所示 

ab光線在AB面的入射角為45°

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設玻璃的臨界解為C,則

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sin45°>0.67,因此光線ab在AB面會發生全反射

光線在CD面的入射角r′=r=30°                               圖31

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根據 ,光線CD面的出射光線與法線的夾角

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   由折射定律有:          ①

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又由幾何關系有:                   ②

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解①②得 

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光線PC離直線AB的距離CD=Rsinα=10cm(1分)

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則距離直線AB10cm的入射光線經折射后能到達B點.

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【答案】(1)    (2)    (3)

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11.【解析】光恰要發生全反射時的臨界線射到屏幕S上的

E點到亮區中心O′的距離r,就是所求最大半徑,

設臨界角為C,如圖所示

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     …………①                                      

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    又 …………②

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     …………③

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    解得 …………④

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【答案】

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12.【解析】由光電效應規律可知:當陰極發射的光電子全部達到陽極A時,光電流達到飽和,由電流可知每秒到達陽極的電子數,即每秒發射的電子數.由愛因斯坦光電效應方程可計算最大的初動能,光強加倍,每秒鐘發射的光電子數加倍,但入射光頻率不變,發射的光電子的最大初動能不變.                                 

(1)光電流達到飽和時,陰極發射的光電子全部到達陽極A,陰極每秒鐘發射的光電子的個數

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根據愛因斯坦光電方程,光電子的最大初動能:

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J

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J.

(2)如果照射光的頻率不變,光強加倍,根據光電效應實驗規律,陰極每秒發射的光電子數

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光電子的最大初動能仍然是J.

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預測2009年高考原子物理命題主要表現在:1.原子物理中物理學史、著名實驗和重要的物理理論;2.原子的核式結構、氫原子的躍遷和能級、核反應方程和核能等重點內容;3.以原子物理知識為基礎,以高科技背景為素材的聯系實際問題有可能出現;4.與帶電粒子在電場和磁場中運動綜合和與力學中的動量守恒、能量守恒綜合的問題要引起注意.

 

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1.(南京市2009年高三總復習試卷.物理.9)月球土壤里大量存在著一種叫做“氦3()”的化學元素,是熱核聚變重要原料?茖W家初步估計月球上至少有100萬噸氦3,如果相關技術開發成功,將可為地球帶來取之不盡的能源。關于“氦3()”與氘核聚變,下列說法中正確的是

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A.核反應方程為

    B.核反應生成物的質量將大于參加反應物質的質量

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    C.氨3()一個核子的結合能大于氦4()一個核子的結合能

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D.氦3()的原子核與一個氘核發生聚變將放出能量

 

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2.(2009年安徽高考信息交流試卷.物理.8)2008年10月12日,安徽蕪湖核電有限公司成立,以推進安徽首個核電站建設。關于核電站獲取核能的基本核反應方程可能是

(    )

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A.                 B.

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C.    D.

 

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3.(廣東省華南師大附中2009屆高三綜合測試卷.物理.7)一個鈹原子核(Be)從最靠近核的K層電子軌道上俘獲一個電子后發生衰變,生成一個鋰核(),并放出一個不帶電的中微子νe(質量不計),人們把這種衰變叫鈹核的EC衰變。核反應方程為:Be。已知一個鈹原子質量為m1,一個鋰原子質量為m2,一個電子質量為me,光速為c,則一個鈹原子核發生上述核反應釋放的能量為                                ( 。

       A.(m1―m2)c2                                         B.(m1+me+m2)c2

       C.(m1+me―m2)c2                                  D.(m2―m1―me)c2

 

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4.(江蘇鹽城市2008年第二次調研卷.物理.26鐳(Ra)是歷史上第一個被分離出來的放射性元素,已知能自發地放出α粒子而變成新核Rn,已知的質量為M1=3.7533×1025kg,新核Rn的質量為M2=3.6867×1025kg,α粒子的質量為m=6.6466×1027kg,現有一個靜止的核發生α衰變,衰變后α粒子的速度為3.68×105m/s。則:(計算結果保留兩位有效數字)

①寫出該核反應的方程式。

②此反應過程中放出的能量是多少?

③反應后新核Rn的速度是多大?

 

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5.(江蘇省南京市2008屆高三質量檢測卷.物理.31)一個靜止的鈾核(原子質量為232.0372u)放出一個α粒子(原子質量為4.0026u)后衰變成釷核(原子質量為228.0287u)。(已知:原子質量單位1u=1.67×10―27kg,1u相當于931MeV)

(1)寫出核衰變反應方程;

(2)算出該核衰變反應中釋放出的核能;

(3)假設反應中釋放出的核能全部轉化為釷核和α粒子的動能,則釷核獲得的動能有多大?

 

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6.(淮安、連云港、宿遷、徐州四市2008第三次調研卷.物理.27)⑴有以下說法:

A.原子核放出β粒子后,轉變成的新核所對應的元素是原來的同位素

B.盧瑟福的α粒子散射實驗揭示了原子核具有復雜的結構

C.光電效應實驗揭示了光的粒子性

D.玻爾在研究原子結構中引進了量子化的觀念

E.氫原子從低能級躍遷到高能級要放出光子

F.原子核的比結合能越大,表示原子核越穩定

其中正確的說法是__   _▲____

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⑵靜止在勻強磁場中的,放出α粒子,衰變成,衰變后的速度方向與磁場方向垂直。

①寫出衰變方程;

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②計算衰變后的軌道半徑與α粒子的軌道半徑之比。

 

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7.(青島市2008年質量檢測卷.物理―選修3―5某實驗室工作人員,用初速為v0=0.09c(c為真空中的光速)的α粒子,轟擊靜止在勻強磁場中的鈉原子核Na,產生了質子。若某次碰撞可看作對心正碰,碰后新核的運動方向與α粒子的初速方向相同,質子的運動方向與新核運動方向相反,它們在垂直于磁場的平面內分別做勻速圓周運動。通過分析軌跡半徑,可得出新核與質子的速度大小之比為1:10,已知質子質量為m。

   (1)寫出核反應方程;

   (2)求出質子的速度v(結果保留兩位有效數字)。

 

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8.(臨沂市2008年質量檢測卷.物理―物理3―5靜止在勻強磁場中的核俘獲一個運動方向垂直于磁場,速度大小為7.7×104m/s的中子,若發生核反應后只產生了兩個新粒子,其中一個粒子為氦核()。反應前后各粒子在磁場中的運動軌跡如圖5所示。核與另一種未知新粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑之比為40:3。則:    圖5

   (1)寫出此核反應的方程式                                          圖5

   (2)求產生的未知新粒子的速度。                    

 

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9.濟南市2008年5月質量檢測著卷.物理――選修3―5靜止的鋰核(Li)俘獲一個速度為7.7×106m/s的中子,發生核反應后若只產生了兩個新粒子,其中一個粒子為氦核(He),它的速度大小是8.0×106m/s,方向與反應前的中子速度方向相同。

   (1)寫出此核反應的方程式;

   (2)求反應后產生的另一個粒子的速度大小及方向;

   (3)此反應過程中是否發生了質量虧損,說明依據。

 

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10.(山東省煙臺市2008年診斷性測試卷物理―物理3―5兩個動能均為1MeV的氘核發生正面碰撞,引起如下反應H+H→H+H,已知:氘核的質量為2.0136u,氚核的質量為3.0156u,氫核的質量為1.0073u,1原子質量單位(u)相當于931.5MeV. 試求

   (1)此核反應中放出的能量△E為多少MeV?

   (2)若放出的能量全部變為新生核的動能,則新生的氫核所具有的動能為多少Mev

 

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文本框:  11.(山東省淄博市2008屆模擬卷.物理――選修3―5如圖6所示,垂直于紙面向里的勻強磁場的磁感應強度B=0.500T,MN是磁場的左邊界。在磁場中的A點有一靜止鐳核,     

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A距MN的距離OA=1.00m。D是放置在MN邊緣的粒子接收器,OD=1.00m。發生放射性衰變,放出某種x粒子后變為一氡,接收器D接收到了沿垂直于                    

MN方向射來的粒子x。已知衰變過程釋放的能量全部轉化為兩新核的動能。

   (1)寫出上述過程中的衰變方程(衰變方程必須寫出x的具體符號)。圖6

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   (2)求該鐳核在衰變為氡核和x粒子時釋放的能量。(保留三位有效數字,電子電荷量e=1.60×10-19C,1u可近似取1.6×10-27kg)

 

 

答案:

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1.【解析】 “氦”與氘核聚變的核反應時符合質量數與電荷數守恒,且聚變是放能反應。

【答案】AD

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2.【解析】A為α衰變方程,B為聚變方程,C為發現質子的人工核反應方程,D為裂變方

程,現在核電站獲取核能的方式為裂變,D正確。

【答案】D

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3.【解析】已知一個鈹原子質量為m1,則鈹核的質量為m1-4me。一個鋰原子質量為m2,則鋰核的質量為m1-3me。題述核反應的質量虧損Δm=[(m1-4me)+me]-(m1-3me)=m1―m2,故題述核反應釋放的能量為ΔE=Δmc2=(m1―m2)c2,A正確。

【答案】A

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4.【解析】①   (3分)

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 (2分)

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(2分)

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(1分)

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【答案】(1)   (2)     (3)

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5.【解析】(1)  

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(2)質量虧損  △m=0.0059u   

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△E=△mc2=0.0059×931MeV=5.49MeV 

(3)系統動量守恒,釷核和α粒子的動量大小相等,即

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所以釷核獲得的動能  

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【答案】(1)    (2)5.49MeV     (3)

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6.【解析】⑴CDF

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⑵①

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②洛倫茲力提供帶電粒子在勻強磁場運動的向心力得:由上式得:

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    因的動量等大,所在磁場相同,有:

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即:

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【答案】(1)CDF     (2)   (3)

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7.【解析】(1)He+Na→Mg+H  

   (2)α粒子、新核的質量分別為4m、26m,質子的速率為v,對心正碰,由動量守恒定律得:

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       解出:v=0.23c  

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【答案】(1)He+Na→Mg+H     (2)v=0.23c 

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8.【解析】(1)       2分

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   (2)設中子,氫核()、氘核()的質量分別為m1、m2、m3,速度大小分別為v1、v2、v3,粒子做勻速圓周運動的半徑為R,

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………………①

由動量守恒定律得:

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……………………②                                  

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由徑跡圖象可知反向

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即:

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解得

方向與中子速度方向相反

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【答案】(1)    (2)     

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9.【解析】(1)                                                       

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   (2)用m1、m2和m3分別表示中子()、氦核()和氚核的速度,由動量守恒定律得                                                                                                          

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    代入數值,得

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    即反應后生成的氚核的速度大小為                             

    方向與反應前中子的速度方向相反                                                   

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   (3)反應前的總動能

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    反應后的總動能

    經計算知E2>E1,故可知反應中發生了質量虧損。                           

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【答案】(1)  (2)   (3)E2>E1,故可知反應中發生了質量虧損

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10.【解析】(1)

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   (2)相互作用過程中動量守恒P1=P2

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     …  

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    由能量定恒得  

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11.【解析】(1)

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(2)根據題意可知,a粒子在磁場中做原半徑R=1.06m,設a粒子的速度為v1帶電量為g,

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質量為m則有

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kg?m/s

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a粒子的動能J

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鐳核衰變滿足動量守恒,設氡核的質量為M,速度為v2

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氡核能的動能

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鐳核衰變時釋放的能量J

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【答案】(1)    (2) J

 

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