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選擇題31分模擬小卷(一)
一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題,每小題3分,共計(jì)15分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。)
1.由N匝線圈組成的矩形導(dǎo)線框,橫截面積為S?,F(xiàn)將其放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)導(dǎo)線框平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí),穿過導(dǎo)線框所圍面積的磁通量為( )
A.BS B.NBS C. D.
解析 穿過導(dǎo)線框的磁通量Φ=BS,選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。
答案 A
2.如圖1所示,將三個(gè)形狀不規(guī)則的磁石塊疊放在水平桌面上,處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是( )
圖1
A.石塊b對(duì)a的支持力與a受到的重力是一對(duì)平衡力
B.石塊a一定受到三個(gè)力的作用
C.石塊c受到水平桌面向左的摩擦力
D.桌面對(duì)石塊c的作用力一定豎直向上
解析 對(duì)a受力分析,a可能受到重力、支持力、b的磁力,也可能只受到重力和磁力,所以A、B錯(cuò)誤;對(duì)abc整體分析,磁力為內(nèi)力忽略不計(jì),則整體只受到重力和地面的支持力,所以C錯(cuò)誤,D正確。
答案 D
3.(2016·上海單科,7)在今年上海的某活動(dòng)中引入了全國(guó)首個(gè)戶外風(fēng)洞飛行體驗(yàn)裝置,體驗(yàn)者在風(fēng)力作用下飄浮在半空。若減小風(fēng)力,體驗(yàn)者在加速下落過程中( )
A.失重且機(jī)械能增加 B.失重且機(jī)械能減少
C.超重且機(jī)械能增加 D.超重且機(jī)械能減少
解析 當(dāng)體驗(yàn)者飄浮在半空時(shí),受到的重力和風(fēng)力平衡;減小風(fēng)力,重力大于風(fēng)力,體驗(yàn)者加速下落,體驗(yàn)者有豎直向下的加速度,處于失重狀態(tài),下落過程中,風(fēng)力對(duì)體驗(yàn)者做負(fù)功,根據(jù)功能關(guān)系,體驗(yàn)者的機(jī)械能減少。B項(xiàng)正確。
答案 B
4.如圖2所示為物理實(shí)驗(yàn)室某風(fēng)扇的風(fēng)速擋位變換器電路圖,它是一個(gè)可調(diào)壓的理想變壓器,其中接入交變電流的電壓有效值U0=220 V,n0=2 200匝,擋位1、2、3、4對(duì)應(yīng)的線圈匝數(shù)分別為220匝、550匝、1 100匝、2 200匝。電動(dòng)機(jī)M的內(nèi)阻r=4 Ω,額定電壓為U=220 V,額定功率P=110 W。下列判斷正確的是( )
圖2
A.當(dāng)選擇擋位3時(shí),電動(dòng)機(jī)兩端電壓為110 V
B.當(dāng)擋位由3變換到2時(shí),電動(dòng)機(jī)的功率增大
C.當(dāng)選擇擋位2時(shí),電動(dòng)機(jī)的熱功率為1 W
D.當(dāng)選擇擋位4時(shí),電動(dòng)機(jī)的輸出功率為110 W
解析 由電壓與匝數(shù)的關(guān)系U0∶U3=n0∶n3,解得U3=110 V,A正確;當(dāng)擋位由3變換到2時(shí),輸出電壓減小,電動(dòng)機(jī)的功率減小,B錯(cuò)誤;當(dāng)沒有達(dá)到額定功率時(shí),熱功率小于1 W,C錯(cuò)誤;在額定功率的情況下,電動(dòng)機(jī)的額定電流為I==0.5 A,熱功率Pr=I2r=1 W,輸出功率為P-Pr=(110-1)W=109 W,D錯(cuò)誤。
答案 A
5.(2016·天津理綜,4)如圖3所示,平行板電容器帶有等量異種電荷,與靜電計(jì)相連,靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地,在兩極板間有一固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷,以E表示兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度,Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能,θ表示靜電計(jì)指針的偏角。若保持下極板不動(dòng),將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置,則( )
圖3
A.θ增大,E增大 B.θ增大,Ep不變
C.θ減小,Ep增大 D.θ減小,E不變
解析 若保持下極板不動(dòng),將上極板向下移動(dòng)一小段距離,根據(jù)C=可知,C變大;根據(jù)Q=CU可知,在Q一定的情況下,兩極板間的電勢(shì)差減小,則靜電計(jì)指針偏角θ減?。桓鶕?jù)E=,Q=CU,C=聯(lián)立可得,E=,可知E不變;P點(diǎn)離下極板的距離不變,則P點(diǎn)與下極板的電勢(shì)差不變,P點(diǎn)的電勢(shì)不變,故Ep不變;由以上分析可知,選項(xiàng)D正確。
答案 D
二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題4分,共計(jì)16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意,全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,錯(cuò)選或不答的得0分。)
6.甲、乙兩人同時(shí)同地出發(fā)騎自行車做直線運(yùn)動(dòng),前1 h內(nèi)的位移-時(shí)間圖象如圖4所示。下列表述正確的是( )
圖4
A.0.2~0.5 h內(nèi),甲的加速度比乙的大
B.0.2~0.5 h內(nèi),甲的速度比乙的大
C.0.6~0.8 h內(nèi),甲的位移比乙的大
D.0.8 h內(nèi),甲、乙騎車的路程相等
解析 由題圖可知,0.2~0.5 h內(nèi),甲、乙均做勻速直線運(yùn)動(dòng),加速度都為零,A錯(cuò)誤;在位移-時(shí)間圖象中,斜率表示速度,0.2~0.5 h內(nèi),甲的x-t圖線的斜率大于乙的x-t圖線的斜率,故甲的速度大于乙的速度,B正確;由圖象可看出,0.6~0.8 h內(nèi),甲的位移大于乙的位移,C正確;在0~0.8 h內(nèi)甲、乙的位移相等,路程不相等,D錯(cuò)誤。
答案 BC
7.2016年2月1日15點(diǎn)29分,我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了第五顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。該衛(wèi)星是以地心為圓心的圓軌道衛(wèi)星,質(zhì)量為m,軌道離地面的高度約為地球半徑R的3倍。已知地球表面的重力加速度為g,忽略地球自轉(zhuǎn)的影響。則( )
A.衛(wèi)星的繞行速率大于7.9 km/s
B.衛(wèi)星的繞行周期約為16π
C.衛(wèi)星所在處的重力加速度大小約為
D.衛(wèi)星的動(dòng)能大小約為
解析 近地衛(wèi)星的繞行速度等于第一宇宙速度7.9 km/s,且v=,所以此衛(wèi)星的速度小于7.9 km/s,可得A錯(cuò)誤;衛(wèi)星的繞行周期T=2π,此衛(wèi)星的軌道半徑是4R,且由黃金代換式GM=gR2,可得周期T=16π,B正確;衛(wèi)星所在處的重力加速度g′==,可得C錯(cuò)誤;衛(wèi)星的速度v==,所以動(dòng)能Ek=mv2=,可得D正確。
答案 BD
8.如圖5所示,兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌相距為L(zhǎng),其中NO1、QO2部分水平,傾斜部分MN、PQ與水平面的夾角均為α,整個(gè)空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面MNQP向上。長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌垂直放置且接觸良好,其中ab光滑,cd粗糙,棒的質(zhì)量均為m、電阻均為R。將ab由靜止釋放,在ab下滑至速度剛達(dá)到穩(wěn)定的過程中,cd始終靜止不動(dòng)。若導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度為g,則在上述過程中( )
圖5
A.a(chǎn)b棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)
B.a(chǎn)b棒下滑的最大速度為
C.cd棒所受摩擦力的最大值為mgsin αcos α
D.cd棒中產(chǎn)生的熱量等于ab棒機(jī)械能的減少量
解析 隨著ab棒下滑,速度逐漸增大,安培力逐漸增大,ab棒的合力逐漸減小,所以做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),可得A正確;ab棒勻速時(shí)速度達(dá)到最大,受力平衡,有mgsin α=BIL=,可得v=,B錯(cuò)誤;如圖所示對(duì)cd棒進(jìn)行受力分析可得,摩擦力等于安培力在水平方向的分力,即f=BILcos α=mgsin αcos α,可得C正確;由能量守恒可知,ab棒減小的機(jī)械能等于ab和cd產(chǎn)生的焦耳熱與ab棒的動(dòng)能之和,可得D錯(cuò)誤。
答案 AC
9.如圖6所示,三角形磁場(chǎng)區(qū)域的三個(gè)頂點(diǎn)a、b、c在直角坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)分別為(0,2)、(-2,0)、(2,0),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=4×10-4 T,某種正粒子的比荷=2.5×105 C/kg,不計(jì)重力。大量的這種粒子在t=0時(shí)從O點(diǎn)以相同的速率v=2 m/s沿不同的方向垂直于磁場(chǎng)射入該磁場(chǎng)區(qū)域,則( )
圖6
A.從ac邊離開磁場(chǎng)的粒子,離開磁場(chǎng)時(shí)距c點(diǎn)最近的位置坐標(biāo)為(,2-3)
B.從c點(diǎn)離開磁場(chǎng)的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)
C.不可能有粒子垂直于ab邊離開磁場(chǎng)
D.t= s時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子離開磁場(chǎng)
解析 正粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r==2 cm,入射方向不同的粒子的軌跡圓半徑相同,各粒子的軌跡圓為過O點(diǎn)半徑為R的動(dòng)圓,且入射速度沿x軸正方向的粒子離開磁場(chǎng)時(shí)距c點(diǎn)最近,最近點(diǎn)A的坐標(biāo)為(,2-3),選項(xiàng)A正確;當(dāng)軌跡圓弧對(duì)應(yīng)的弦最長(zhǎng)時(shí),圓心角最大,時(shí)間最長(zhǎng),即從a點(diǎn)射出的粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng),該軌跡圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為60°,運(yùn)動(dòng)時(shí)間t== s,選項(xiàng)B錯(cuò)誤、D正確;由幾何關(guān)系可知,從O點(diǎn)沿與Oc成120°角方向射入磁場(chǎng)的粒子將垂直于ab邊離開磁場(chǎng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤。
答案 AD
5
選擇題31分模擬小卷(七)
一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題,每小題3分,共計(jì)15分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。)
1.粗糙的水平地面上有一只木箱,現(xiàn)用一水平拉力拉木箱勻速前進(jìn),則( )
A.拉力與地面對(duì)木箱的摩擦力是一對(duì)作用力與反作用力
B.木箱對(duì)地面的壓力與地面對(duì)木箱的支持力是一對(duì)平衡力
C.木箱對(duì)地面的壓力與地面對(duì)木箱的支持力是一對(duì)作用力與反作用力
D.木箱對(duì)地面的壓力與木箱受到的重力是一對(duì)平衡力
解析 拉力與地面對(duì)木箱的摩擦力作用在一個(gè)物體上,是一對(duì)平衡力,A錯(cuò);木箱對(duì)地面的壓力與地面對(duì)木箱的支持力分別作用在地面和木箱上,作用在兩個(gè)物體上,不是一對(duì)平衡力,B錯(cuò),C正確;木箱對(duì)地面的壓力與木箱受到的重力方向相同,作用在兩個(gè)物體上,不是一對(duì)平衡力,D錯(cuò)。
答案 C
2.(2016·南通市模擬)2015年12月17日,我國(guó)首顆暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空,將去太空尋找暗物質(zhì)存在的證據(jù),這是人類在探索宇宙核心秘密的進(jìn)程中邁出的又一重要步伐。若“悟空”繞地球運(yùn)行n圈所用的時(shí)間為t,已知地球表面的重力加速度為g,地球半徑為R,則“悟空”在圓軌道上運(yùn)行的速率為( )
A. B.
C. D.
解析 “悟空”的運(yùn)行周期T=,由萬有引力提供向心力有G=mr,對(duì)地面上的物體有G=m′g,聯(lián)立解得r=,故v==,C正確。
答案 C
3.已知?jiǎng)榆囘M(jìn)站前關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)做勻變速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中先后經(jīng)過A、B、C、D四點(diǎn),如果測(cè)出AB=500 m,BC=400 m,測(cè)得動(dòng)車通過AB段與通過BC段所用的時(shí)間相等,動(dòng)車運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)恰好停住,則下列說法正確的是( )
A.動(dòng)車經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度為100 m/s
B.動(dòng)車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為10 m/s2
C.動(dòng)車在AD段做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度為40 m/s
D.CD段的距離為612.5 m
解析 設(shè)動(dòng)車運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)的速度為v0,通過AB段和BC段的時(shí)間均為T,加速度大小為a,則有v0T-aT2=500 m,v0·2T-a(2T)2=500 m+400 m,解得v0=,a=,動(dòng)車減速到零通過的位移為x==1 512.5 m,故CD段的距離為CD=x-AC=1 512.5 m-900 m=612.5 m,D正確;因?yàn)闆]有給出通過AB段的具體時(shí)間,有關(guān)速度、加速度和平均速度都不能計(jì)算出具體數(shù)值,A、B、C均錯(cuò)誤。
答案 D
4.質(zhì)譜儀是一種研究粒子運(yùn)動(dòng)的重要儀器。如圖1所示為質(zhì)譜儀的工作原理圖。A點(diǎn)產(chǎn)生的a、b兩種粒子(初速度為零)經(jīng)電壓為U的加速電場(chǎng)加速,然后進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后,分別打在照相底片上的M、N兩點(diǎn),圖中虛線是兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。不計(jì)粒子重力,不考慮粒子間的相互作用,則下列說法中正確的是( )
圖1
A.a(chǎn)的質(zhì)量一定大于b的質(zhì)量
B.a(chǎn)的電荷量一定大于b的電荷量
C.a(chǎn)的比荷一定大于b的比荷
D.a(chǎn)在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定大于b在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
解析 設(shè)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為v,則由題意可知,a粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑Ra小于b粒子的半徑Rb,又因?yàn)閝vB=m,所以有R=,即<,在加速電場(chǎng)中有qU=mv2,可解得v=,即va=,vb=,以上各式聯(lián)立可得:<,即>,由于只能確定a、b兩種粒子比荷之間的關(guān)系,所以A、B錯(cuò)誤,C正確;由題意可知,兩粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為半個(gè)周期,即ta==,tb==,因?yàn)椋?,所以ta<tb,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
答案 C
5.在地面附近,存在著一個(gè)有界電場(chǎng),邊界MN將空間分成左、右兩個(gè)區(qū)域,在右區(qū)域中有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),在右區(qū)域中離邊界MN某一位置的水平地面上由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m的帶電滑塊(滑塊的電荷量始終不變),如圖2甲所示,滑塊運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示,不計(jì)空氣阻力,則( )
圖2
A.滑塊在MN右邊運(yùn)動(dòng)的位移大小與在MN左邊運(yùn)動(dòng)的位移大小相等
B.在t=5 s時(shí),滑塊經(jīng)過邊界MN
C.滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力與電場(chǎng)力之比為2∶5
D.在滑塊運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中,滑動(dòng)摩擦力做的功小于電場(chǎng)力做的功
解析 根據(jù)題中速度圖象的面積表示位移可知,滑塊在MN右邊運(yùn)動(dòng)的位移大小與在MN左邊運(yùn)動(dòng)的位移大小不相等,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)題圖乙所示速度圖象可知,t=2 s 時(shí)滑塊越過分界線MN,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)題中速度圖象斜率表示加速度可知,在0~2 s時(shí)間內(nèi),滑塊加速度大小可表示為a1=,在2~5 s時(shí)間內(nèi),滑塊加速度大小可表示為a2=,設(shè)電場(chǎng)力為F,運(yùn)動(dòng)過程中所受摩擦力為f,對(duì)滑塊在MN分界線右側(cè)的運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得F-f=ma1,對(duì)滑塊在MN分界線左側(cè)的運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得f=ma2,聯(lián)立解得:f∶F=2∶5,選項(xiàng)C正確;在滑塊運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中,滑動(dòng)摩擦力做的功可表示為Wf=fx=f·2.5v0,電場(chǎng)力做的功可表示為WF=Fx1=F·v0=2.5f·v0,二者做功相等,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
答案 C
二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題4分,共計(jì)16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意,全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,錯(cuò)選或不答的得0分。)
6.帶有等量異種電荷的一對(duì)金屬板,兩板間的電場(chǎng)線分布如圖3所示,a、b為電場(chǎng)中的兩點(diǎn)。則( )
圖3
A.板間電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)
B.a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高
C.檢驗(yàn)電荷+q在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的大
D.將檢驗(yàn)電荷-q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過程中,電場(chǎng)力做負(fù)功
解析 在電場(chǎng)中電場(chǎng)線越密的地方電場(chǎng)越強(qiáng),a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng),故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電場(chǎng)線總是指向電勢(shì)降低的方向,故選項(xiàng)B正確;在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí),正電荷順著電場(chǎng)線移動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,故選項(xiàng)C正確;同理選項(xiàng)D正確。
答案 BCD
7.如圖4所示,在虛線左側(cè)的足夠大區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。有一個(gè)直角三角形金屬線框,線框左邊與磁場(chǎng)邊界平行,線框的電阻為R。線框以垂直虛線方向的速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng),從線框的左邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開始計(jì)時(shí)。E表示線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小,F(xiàn)表示線框中受到的安培力大小,P表示線框的電功率的大小,I表示線框中的感應(yīng)電流,則下列圖象中正確的是( )
圖4
解析 線框做勻速直線運(yùn)動(dòng),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv0,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨著線框切割磁感線有效長(zhǎng)度L的減小而線性減小,A正確;線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中受到的安培力F=,安培力與L2成線性關(guān)系,B錯(cuò)誤;線框的電功率P=,電功率與L2成線性關(guān)系,C錯(cuò)誤;線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小I=,感應(yīng)電流與L成線性關(guān)系,D正確。
答案 AD
8.如圖5甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4∶1,電壓表、電流表為理想電表。L1、L2、L3、L4為四只規(guī)格均為“220 V,60 W”的相同燈泡。如果副線圈電壓按圖乙所示規(guī)律變化,則下列說法正確的是( )
圖5
A.電壓表的示數(shù)為660 V
B.電流表的示數(shù)為0.82 A
C.a(chǎn)、b兩點(diǎn)間的電壓是1 045 V
D.a(chǎn)、b兩點(diǎn)間的電壓是1 100 V
解析 根據(jù)題圖乙所示的副線圈電壓圖象,可知副線圈電壓有效值為U2=220 V。由變壓器變壓公式可知,原線圈輸入電壓U1=4U2=4×220 V=880 V,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;副線圈所接的每個(gè)燈泡中電流均為I== A= A,電流表的示數(shù)為I2=3I=3× A=0.82 A,選項(xiàng)B正確;由U1I1=U2I2,解得原線圈中電流I1== A,燈泡電阻R== Ω= Ω,與原線圈串聯(lián)的燈泡兩端電壓為U燈=I1R=× V=165 V,故a、b兩點(diǎn)的電壓是Uab=U燈+U1=165 V+880 V=1 045 V,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。
答案 BC
9.如圖6所示,將一質(zhì)量m=1.0 kg的物體P用兩根長(zhǎng)度均為l=0.5 m且不可伸長(zhǎng)的細(xì)線1、2系于豎直桿上相距也為l=0.5 m的A、B兩點(diǎn),現(xiàn)使物體P隨桿一起由靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng),取重力加速度g=10 m/s2,則在角速度ω由0逐漸增大的過程中,有( )
圖6
A.細(xì)線1的拉力與角速度ω2成正比
B.當(dāng)角速度ω=2 rad/s,細(xì)線2剛好伸直無拉力
C.隨著角速度ω的增加,細(xì)線2對(duì)物體P的拉力將大于細(xì)線1對(duì)物體P的拉力
D.當(dāng)細(xì)線2剛好伸直時(shí),物體P的機(jī)械能增加了6.25 J
解析 當(dāng)細(xì)線2還未伸直時(shí),設(shè)細(xì)線1與豎直桿之間的夾角為θ,則由合力提供向心力可得FTsin θ=mω2lsin θ,細(xì)線1的拉力FT=mω2l∝ω2,細(xì)線1的拉力隨轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω的增大而增大;但當(dāng)細(xì)線2伸直后,再增大角速度ω,則不再滿足該關(guān)系,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)細(xì)線2剛好伸直無拉力時(shí),有mgtan 60°=mω2lsin 60°成立,解得ω=2 rad/s,選項(xiàng)B正確;當(dāng)細(xì)線2伸直后,設(shè)細(xì)線2受到的拉力大小為FT′,豎直方向有FTcos 60°-mg-FT′cos 60°=0,則FT>FT′,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;當(dāng)細(xì)線2剛好伸直時(shí),有FT′=0,角速度ω=2 rad/s,物體P做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=lsin 60°,由動(dòng)能定理可得:WT+WG=ΔEk,又因?yàn)閃G=-mglsin 30°,ΔEk=mω2r2,三式聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)求解可得WT=6.25 J,由功能關(guān)系知ΔE=WT,所以選項(xiàng)D正確。
答案 BD
5
選擇題31分模擬小卷(二)
一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題,每小題3分,共計(jì)15分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。)
1.水平方向的兩個(gè)相互垂直的力F1和F2作用在箱子同一位置,使箱子在水平粗糙的地面上移動(dòng)一段距離,若力F1對(duì)箱子做了300 J功,力F2對(duì)箱子做了400 J功,則力F1與F2的合力對(duì)箱子做的功( )
A.等于500 J B.等于700 J
C.大于500 J D.大于700 J
解析 合力對(duì)物體做功等于各分力單獨(dú)對(duì)物體做的功的代數(shù)和,所以選項(xiàng)B正確。
答案 B
2.(2016·上海單科,5)磁鐵在線圈中心上方開始運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈中產(chǎn)生如圖方向的感應(yīng)電流,則磁鐵( )
圖1
A.向上運(yùn)動(dòng) B.向下運(yùn)動(dòng)
C.向左運(yùn)動(dòng) D.向右運(yùn)動(dòng)
解析 由于條形磁鐵的N極在下面,因此磁鐵提供的磁場(chǎng)穿過線圈的磁通量的方向向下,由于磁鐵的運(yùn)動(dòng),線圈中磁通量變化,產(chǎn)生如題圖方向的電流,由安培定則可以確定線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)方向向上,與磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反,由楞次定律可知磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過線圈的磁通量的大小增加,因此磁鐵向下運(yùn)動(dòng),B項(xiàng)正確。
答案 B
3.如圖2所示,一物體靜止在水平地面上,從t=0時(shí)刻開始用水平向右的拉力F拉物體,經(jīng)t0時(shí)間運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn),再經(jīng)T和2T時(shí)間運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)和C點(diǎn),若A、B、C三點(diǎn)間距滿足BC=2AB,則( )
圖2
A.t0=T B.t0=T
C.t0=T D.t0=T
解析 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得vA=at0,xAB=vAT+aT2,xAC=vA·2T+a(2T)2,又xAC=xAB+xBC=3xAB,聯(lián)立各式解得t0=T,選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。
答案 A
4.水平邊界MN上方有一垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),a、b兩帶電粒子所帶的電荷量分別是q1、q2,以相同速度從邊界上O點(diǎn)垂直進(jìn)入磁場(chǎng),它們的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖3所示,軌道半徑分別為r1、r2,且r1∶r2=2∶3。下列說法正確的是( )
圖3
A.a(chǎn)帶負(fù)電、b帶正電,比荷之比為∶=2∶3
B.a(chǎn)帶正電、b帶負(fù)電,比荷之比為∶=2∶3
C.a(chǎn)帶負(fù)電、b帶正電,比荷之比為∶=3∶2
D.a(chǎn)帶正電、b帶負(fù)電,比荷之比為∶=3∶2
解析 在O點(diǎn)射入磁場(chǎng)時(shí),a受到向左的洛倫茲力,b受到向右的洛倫茲力,由左手定則判斷a帶負(fù)電荷、b帶正電荷;由r=得=,所以∶=3∶2,則選項(xiàng)C正確。
答案 C
5.如圖4所示,一輛小車靜置在水平地面上,用一條遵守胡克定律的橡皮筋將小球P懸掛于車頂O點(diǎn),在O點(diǎn)正下方有一光滑小釘A,它到O點(diǎn)的距離恰好等于橡皮筋原長(zhǎng)l0?,F(xiàn)使小車從靜止開始向右做加速度逐漸增大的直線運(yùn)動(dòng),在此運(yùn)動(dòng)過程中(橡皮筋始終在彈性限度內(nèi)),小球的高度( )
圖4
A.保持不變
B.逐漸降低
C.逐漸升高
D.升高或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)決定
解析 小車靜止時(shí),對(duì)小球有FT1=mg,彈簧的伸長(zhǎng)量x1=,即小球與懸掛點(diǎn)的距離為l1=l0+;當(dāng)小車的加速度穩(wěn)定在一定值時(shí)FT2cos α=mg,F(xiàn)T2sin α=ma,解得FT2=,彈簧的伸長(zhǎng)量x2=,則小球與懸掛點(diǎn)的豎直方向的距離為l2=l0+·cos α=l0+=l1,可見小球在豎直方向上到懸掛點(diǎn)的距離與加速度無關(guān),是不變的,選項(xiàng)A正確。
答案 A
二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題4分,共計(jì)16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意,全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,錯(cuò)選或不答的得0分。)
6.假設(shè)宇宙中有兩顆相距無限遠(yuǎn)的行星A和B,半徑分別為RA和RB。這兩顆行星周圍衛(wèi)星的軌道半徑的三次方(r3)與運(yùn)行周期的平方(T2)的關(guān)系如圖5所示;T0為衛(wèi)星環(huán)繞行星表面運(yùn)行的周期。則( )
圖5
A.行星A的質(zhì)量小于行星B的質(zhì)量
B.行星A的密度小于行星B的密度
C.行星A的第一宇宙速度大于行星B的第一宇宙速度
D.當(dāng)兩行星的衛(wèi)星軌道半徑相同時(shí),行星A的衛(wèi)星向心加速度小于行星B的衛(wèi)星向心加速度
解析 由設(shè)行星質(zhì)量為M,衛(wèi)星繞行星運(yùn)動(dòng)的半徑為r,周期為T,衛(wèi)星質(zhì)量為m,則有=,r3=T2,則圖象的斜率為,從圖象可看出A的質(zhì)量大,所以A錯(cuò)誤;兩“近地”衛(wèi)星的周期相同,則兩者的密度為ρ=相同,則B錯(cuò)誤;第一宇宙速度是“近地”衛(wèi)星的運(yùn)行速度v=,A的半徑大于B的半徑,則A的第一宇宙速度大于B的第一宇宙速度,則C正確;由an=,A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量,所以A的衛(wèi)星向心加速度大于B的衛(wèi)星向心加速度,D錯(cuò)誤。
答案 AC
7.如圖6所示,N、P是光滑絕緣水平面上的兩點(diǎn),O為P點(diǎn)正上方的一點(diǎn),虛線ON和OP之間的夾角θ=60°,M為ON的中點(diǎn),O點(diǎn)固定著一個(gè)點(diǎn)電荷Q。在N點(diǎn),由靜止釋放一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球,發(fā)現(xiàn)小球只能在水平面上運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是( )
圖6
A.在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中,M點(diǎn)和P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同
B.在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中,N、P兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于N、M兩點(diǎn)間的電勢(shì)差
C.小球可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)
D.若小球能經(jīng)過P點(diǎn),則它在N點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在P點(diǎn)的電勢(shì)能
解析 由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E=k,可得M、P兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同,方向不相同,選項(xiàng)A正確;由φ=k可知M、P兩點(diǎn)在同一個(gè)等勢(shì)面上,所以N、P兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于N、M兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式E=k,可知小球受到的電場(chǎng)力大小發(fā)生變化,不是勻變速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;小球由靜止釋放,從N向P運(yùn)動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力一定做正功,電勢(shì)能一定減小,所以N點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于P點(diǎn)的電勢(shì)能,選項(xiàng)D正確。
答案 AD
8.如圖7甲所示,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=10∶1,原線圈輸入的交流電壓如圖乙所示,副線圈電路接有滑動(dòng)變阻器R和額定電壓為12 V、內(nèi)阻為2 Ω的電動(dòng)機(jī)。閉合開關(guān),電動(dòng)機(jī)正常工作,電流表示數(shù)為1 A。則( )
圖7
A.副線圈兩端電壓為22 V
B.電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為10 W
C.通過電動(dòng)機(jī)的交流電頻率為50 Hz
D.突然卡住電動(dòng)機(jī),原線圈輸入功率變小
解析 輸入電壓最大值為220 V,則有效值U1= V=220 V,U2=U1=22 V,故A錯(cuò)誤;輸出的機(jī)械功率P=UI2-IRM=12×1 W-12×2 W=10 W,故B正確;由乙圖知周期為0.02 s,則f==50 Hz,故C正確;卡住電動(dòng)機(jī),副線圈電路中的電流增大,變壓器的輸出功率增加,則原線圈輸入功率增加,故D錯(cuò)誤。
答案 BC
9.如圖8所示,將質(zhì)量M=1 kg的重物B懸掛在輕繩的一端,并放置在傾角為30°、固定在水平地面的斜面上,輕繩平行于斜面,B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=。輕繩跨過質(zhì)量不計(jì)的光滑定滑輪,其另一端系一質(zhì)量m=0.5 kg的小圓環(huán)A。圓環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上,滑輪中心與直桿的距離為L(zhǎng)=4 m?,F(xiàn)將圓環(huán)A從與定滑輪等高處由靜止釋放,不計(jì)空氣阻力,直桿和斜面足夠長(zhǎng),取g=10 m/s2。下列判斷正確的是( )
圖8
A.圓環(huán)下降的過程中,輕繩的張力大小始終等于10 N
B.圓環(huán)能下降的最大距離為Hm= m
C.圓環(huán)速度最大時(shí),輕繩與直桿的夾角為30°
D.若增加圓環(huán)質(zhì)量使m=1 kg,再重復(fù)題述過程,則圓環(huán)在下降過程中,重力做功的功率一直在增大
解析 隨著A圓環(huán)下滑,B物體先向上加速,后向上減速,所以繩子的拉力會(huì)發(fā)生變化,不是始終等于10 N,可得A錯(cuò)誤;由能量守恒可知,當(dāng)A下降到最低點(diǎn)時(shí),A減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成B增加的重力勢(shì)能和摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能,設(shè)A下降的最大距離為Hm,由能量守恒可得mgHm=Mg(-L)sin 30°+μMgcos 30°(-L),解得Hm= m,可得B正確;圓環(huán)A速度最大時(shí),重物B的速度也是最大,都是受力平衡,設(shè)輕繩與直桿的夾角為α,對(duì)圓環(huán)A受力分析得mg=(Mgsin 30°+μMg·cos 30°)cos α,解得α=60°,可得C錯(cuò)誤;若使圓環(huán)的質(zhì)量為1 kg,則圓環(huán)在下降時(shí)一直做加速運(yùn)動(dòng),速度一直增大,由功率公式P=Fv=mgv知,重力做功的功率一直在增大,可得D正確。
答案 BD
5
選擇題31分模擬小卷(五)
一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題,每小題3分,共計(jì)15分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。)
1.下列有關(guān)物理學(xué)方法的說法中正確的是( )
A.在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí),把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程劃分成很多小段,每一小段近似看作勻速直線運(yùn)動(dòng),再把各小段位移相加,這里運(yùn)用了理想模型法
B.“如果電場(chǎng)線與等勢(shì)面不垂直,那么電場(chǎng)強(qiáng)度沿著等勢(shì)面方向就有一個(gè)分量,在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力就要做功”,用的是控制變量法
C.在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中使用了理想化模型的思想方法
D.加速度、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)都是采用比值法定義的物理量
解析 A中是運(yùn)用了微元法,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B中是運(yùn)用的反證法,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,使用的是控制變量法,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;加速度、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)都是采用比值法定義的物理量,選項(xiàng)D正確。
答案 D
2.2015年9月20日,我國(guó)利用一枚運(yùn)載火箭成功將20顆微小衛(wèi)星送入離地面高度約為520 km的軌道。已知地球半徑約為6 400 km。若將微小衛(wèi)星的運(yùn)行軌道視為圓軌道,則與地球同步衛(wèi)星相比,微小衛(wèi)星的( )
A.周期大 B.角速度小
C.線速度大 D.向心加速度小
答案 C
3.如圖1所示,在通電螺線管中央的正上方用輕質(zhì)細(xì)線懸掛長(zhǎng)為l的一小段通電直導(dǎo)線,導(dǎo)線中通入垂直于紙面向里的電流I,力傳感器用來測(cè)量細(xì)線的拉力大小,導(dǎo)線下方的螺線管與一未知極性的直流電源連接。開關(guān)斷開時(shí),力傳感器的示數(shù)恰好等于通電直導(dǎo)線的重力G,現(xiàn)閉合開關(guān),則下列說法中正確的是( )
圖1
A.通電螺線管在通電直導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向可能豎直向下
B.通電直導(dǎo)線可能受到垂直紙面向里的安培力作用
C.若力傳感器的示數(shù)變大,則電源的右端一定為正極
D.若力傳感器的示數(shù)變?yōu)橥娭睂?dǎo)線重力的一半,則通電直導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小一定為
解析 閉合開關(guān)后,通電螺線管在周圍產(chǎn)生磁場(chǎng),通電螺線管在通電直導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向水平,故A錯(cuò)誤;由于通電螺線管在通電直導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向水平,故安培力方向一定豎直向上或豎直向下,B錯(cuò)誤;若力傳感器的示數(shù)變大,說明通電直導(dǎo)線受到豎直向下的安培力作用,由左手定則可知,此處磁場(chǎng)方向水平向右,由安培定則可知,電源的左端為正極,C錯(cuò)誤;若力傳感器的示數(shù)變?yōu)閷?dǎo)線重力的一半,說明導(dǎo)線受到的安培力方向豎直向上,且大小等于導(dǎo)線重力的一半,則有BIl=G,可得B=,D正確。
答案 D
4.固定的斜面傾角為30°,一個(gè)質(zhì)量為m的物體以速度v0從斜面頂端滑下,其加速度大小為,則下滑過程中正確的是( )
A.物體動(dòng)能一定增加
B.物體受到的摩擦力一定沿斜面向上
C.物體機(jī)械能一定增加
D.物體受到的合外力一定沿斜面向下
解析 物體沿斜面下滑,即相對(duì)斜面運(yùn)動(dòng)方向向下,故斜面對(duì)其的摩擦力的方向沿斜面向上,選項(xiàng)B正確;由于摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反,即摩擦力做負(fù)功,則物體的機(jī)械能減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;假設(shè)加速度方向沿斜面向下,物體加速下滑,由牛頓第二定律可得mgsin 30°-f=ma,解得f=mg,假設(shè)成立;假設(shè)加速度方向沿斜面向上,物體減速下滑,由牛頓第二定律可得f′-mgsin 30°=ma′,解得f′=mg,假設(shè)也成立,故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤。
答案 B
5.如圖2所示,長(zhǎng)木板上放有質(zhì)量分別為m和M的兩個(gè)物塊,其中質(zhì)量為M的物塊表面粗糙,質(zhì)量為m的物塊表面光滑,兩物塊間用一小段輕彈簧相連,它們?cè)谀景迳暇幱陟o止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)將木板下面的墊塊緩慢向右移動(dòng)一小段距離,發(fā)現(xiàn)物塊M在木板上的位置未發(fā)生改變,則下列說法正確的是( )
圖2
A.物塊M所受的摩擦力不變
B.物塊M對(duì)木板的壓力變小
C.彈簧的彈力變小
D.兩物塊對(duì)木板的作用力的合力變大
答案 C
二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題4分,共計(jì)16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意,全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,錯(cuò)選或不答的得0分。)
6.如圖3所示,虛線為某電場(chǎng)中的三條電場(chǎng)線1、2、3,實(shí)線表示某帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,a、b是軌跡上的兩點(diǎn),則下列說法中正確的是( )
圖3
A.粒子在a點(diǎn)的加速度小于在b點(diǎn)的加速度
B.粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能
C.粒子在a點(diǎn)的速度大于在b點(diǎn)的速度
D.a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)
解析 由題圖知a處電場(chǎng)線比b處稀疏,即Ea
mg);過程④為向上勻加速直線運(yùn)動(dòng)(加速度向上,超重,F(xiàn)>mg);過程⑤為向上勻速直線運(yùn)動(dòng)(平衡,F(xiàn)=mg);過程⑥為向上勻減速直線運(yùn)動(dòng)(加速度向下,失重,F(xiàn)
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