2019届高考物理二轮复习第二部分题型研究一选择题如何不失分学案
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题型研究一选择题如何不失分
第一讲用好“12招”,选择题做到快解
小题不可大作,要巧做,高考物理选择题平均每道题解答时间应控制在2分钟以内。
选择题要做到既快又准,除了掌握直接判断和定量计算等常规方法外,还要学会一些非常规“巧解”方法。
解题陷困受阻时更要切记不可一味蛮做,要针对题目的特性“不择手段”快捷、准确解题,为顺利解答后面的计算题留足时间。
第1招对比筛选——排除异己
当选择题提供的几个选项之间是相互矛盾的,可根据题设条件、备选选项的形式灵活运用物理知识,分析、推理逐步排除不合理选项,最终留下符合题干要求的选项。
[应用体验] 如图甲,圆形导线圈固定在匀强磁场中,磁场方向与导线圈所在平面垂直,规定垂直平面向里为磁场的正方向,磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示,若规定逆时针方向为感应电流的正方向,则图中正确的是( )
[解析] 选B 0~1 s内磁感应强度B垂直纸面向里且均匀增大,则由楞次定律及法拉第电磁感应定律可得线圈中产生恒定的感应电流,方向为逆时针方向,排除A、C项;2~4 s 内,磁感应强度B垂直纸面向外且均匀减小,由楞次定律可得线圈中产生的感应电流方向为逆时针方向,由法拉第电磁感应定律可知感应电流大小是0~1 s内的一半,排除D项,所以B项正确。
第2招特例赋值——投机取巧
有些选择题,根据它所描述的物理现象的一般情况,较难直接判断选项的正误时,可以让某些物理量取特殊值,代入到各选项中逐个进行检验。
凡是用特殊值检验证明是不正确的选项,一定是错误的,可以排除。
[应用体验]
如图所示,在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用,F平行
于斜面向上。
若要使物块在斜面上保持静止,F的取值应有一定的范
围,已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F1和F2的方向均沿斜面向
上)。
由此可求出物块与斜面间的最大静摩擦力为( )
A.F1
2
B.2F2
C.F1-F2
2
D.
F1+F2
2
[解析] 选C 取F1=F2≠0,则斜面光滑,最大静摩擦力等于零,代入后只有C满足。
第3招图像图解——立竿见影
根据题目的内容画出图像或示意图,如物体的运动图像、光路图、气体的状态变化图像等,再利用图像分析寻找答案。
图像图解法具有形象、直观的特点,便于了解各物理量之间的关系,能够避免繁琐的计算,迅速简便地找出正确答案。
[应用体验] 如图所示,有一内壁光滑的闭合椭圆形管道,置于竖
直平面内,MN是通过椭圆中心O点的水平线。
已知一小球从M点出发,
初速率为v0,沿管道MPN运动,到N点的速率为v1,所需时间为t1;若
该小球仍由M点以初速率v0出发,而沿管道MQN运动,到N点的速率为v2,所需时间为t2,则( )
A.v1=v2,t1>t2B.v1<v2,t1>t2
C.v1=v2,t1<t2 D.v1<v2,t1<t2
[解析] 选A 由于椭圆形管道内壁光滑,小球不受摩擦力作用,因
此小球从M到N过程机械能守恒,由于M、N在同一高度,根据机械能守
恒定律可知,小球在M、N点的速率相等,B、D项错误;小球沿MPN运动
的过程中,速率先减小后增大,而沿MQN运动的过程中,速率先增大后减
小,两个过程运动的路程相等,到N点速率都为v0,根据速率随时间变化关系图像可知,由于两图像与时间轴所围面积相等,因此t1>t2,A项正确,C项错误。
第4招对称分析——左右开弓
对称情况存在于各种物理现象和物理规律中,应用这种对称性可以帮助我们直接抓住问题的实质,避免复杂的数学演算和推导,快速解题。
[应用体验]
如图所示,带电荷量为-q的均匀带电半球壳的半径为R,CD为通过半球顶
点C与球心O的轴线,P、Q为CD轴上在O点两侧离O点距离相等的两点,如果
是均匀带电球壳,其内部电场强度处处为零,电势都相等,则下列判断正确的
是( )
A.P 、Q 两点的电势、电场强度均相同
B .P 、Q 两点的电势不同,电场强度相同
C .P 、Q 两点的电势相同,电场强度等大反向
D .在Q 点由静止释放一带负电的微粒(重力不计),微粒将做匀加速直线运动
[解析] 选B 半球壳带负电,因此在CD 上电场线沿DC 方向向上,所以P 点电势一定低于Q 点电势,A 、C 错误;若在O 点的下方再放置一同样的半球壳组成一完整的球壳,则P 、Q 两点的电场强度均为零,即上、下半球壳在P 点的电场强度大小相等方向相反,由对称性可知上半球壳在P 点与在Q 点的电场强度大小相等方向相同,B 正确;在Q 点由静止释放一带负电微粒,微粒一定做变加速运动,D 错误。
第5招 极限思维——无所不“极”
物理中体现极限思维的常见方法有极限法、微元法。
极限法是把某个物理量推向极端,从而做出科学的推理分析,给出判断或导出一般结论。
该方法一般适用于题干中所涉及的物理量随条件单调变化的情况。
微元法将研究过程或研究对象分解为众多细小的“微元”,只需分析这些“微元”,进行必要的数学方法或物理思想处理,便可将问题解决。
极限思维法在进行某些物理过程分析时,具有独特作用,使问题化难为易,化繁为简,收到事半功倍的效果。
[应用体验]
在科学研究中,可以用风力仪直接测量风力的大小。
仪器中用一根轻绳
悬挂着一个金属球,无风时金属球自由下垂,当受到沿水平方向吹来的风时,
轻绳偏离竖直方向一个角度并保持恒定,如图所示。
重力加速度为g ,关于风
力大小F 与金属球质量m 、偏角θ之间的关系,下列表达式中正确的是( )
A .F =mg tan θ
B .F =mg sin θ
C .F =mg
cos θ D .F =mg
tan θ [解析] 选A 本题常规解法是对金属球进行受力分析(受风力F 、重力mg 和绳的拉力),金属球在此三力作用下处于平衡状态,根据力的矢量三角形可得F =mg tan θ。
本题还有更简捷的解法:利用极限的思想,当θ=0°时,风力F =0,代入排除C 、D ;当θ=90°时,风力无穷大,排除B ,所以A 正确。
第6招 逆向思维——另辟蹊径
很多物理过程具有可逆性(如运动的可逆性、光路的可逆性),在沿着正向过程或思维(由前到后或由因到果)分析受阻时,有时“反其道而行之”沿着逆向过程或思维(由后到前或由果到因)来思考,常常可以化难为易、出奇制胜。
[应用体验] 如图所示,半圆轨道固定在水平面上,一小球(小球可
视为质点)从恰好与半圆轨道相切于B 点斜向左上方抛出,到达半圆轨道
左端A 点正上方某处小球的速度刚好水平,O 为半圆轨道圆心,半圆轨道半径为R ,OB 与水平方向的夹角为60°,重力加速度为g ,不计空气阻力,则小球在A 点正上方的水平速度为
( ) A. 33gR 2
B. 3gR 2
C.
3gR 2 D. 3gR 3 [解析] 选A 小球虽说是做斜抛运动,由于到达半圆轨道左端A 点正上方某处小球的速度刚好水平,所以逆向看是小球从一半圆轨道左端A 点正上方某处开始做平抛运动,运动过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,这样就可以用平抛运动规律求解。
因小球运动过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,则速度与水平方向的夹角为30°,设位移与水平方向的夹角为θ,则tan θ=tan 30°2=36,因为tan θ=y x =y 32
R ,则竖直位移y =3R 4,而v y 2=2gy =32gR ,又tan 30°=v y v 0,所以v 0=3gR
2
3
3= 33gR 2
,故选项A 正确。
第7招 二级结论——事半功倍
“二级结论”是由基本规律和基本公式导出的推论。
熟记并巧用一些“二级结论”可以使思维过程简化,节约解题时间。
非常实用的二级结论有:(1)等时圆规律;(2)平抛运动速度的反向延长线过水平位移的中点;(3)不同质量和电荷量的同性带电粒子由静止相继经过同一加速电场和偏转电场,轨迹重合;(4)直流电路中动态分析的“串反并同”结论;(5)平行通电导线,同向相吸,异向相斥;(6)带电平行板电容器与电源断开,改变极板间距离不影响极板间匀强电场的电场强度等。
[应用体验]
[多选]如图,一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内,
通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直
且接触良好。
在向右匀速通过M 、N 两区的过程中,导体棒所受安培力
分别用F M 、F N 表示。
不计轨道电阻。
以下叙述正确的是( )
A .F M 向右
B .F N 向左
C .F M 逐渐增大
D .F N 逐渐减小
[解析] 选BCD 导体棒靠近长直导线和远离长直导线时导体棒中产生的感应电流一定阻碍这种相对运动,故F M 向左,F N
也向左,A 错误,B 正确;导体棒匀速运动时,磁感应强度越强,感应电流的阻碍作用也越强,考虑到长直导线周围磁场的分布可知,F M 逐渐增大,
F N逐渐减小,C、D均正确。
第8招模型思维——避繁就简
物理模型是一种理想化的物理形态,是物理知识的一种直观表现。
模型思维法是利用抽象化、理想化、简化、类比等手段,突出主要因素,忽略次要因素,把研究对象的物理本质特征抽象出来,从而研究、处理物理问题的一种思维方法。
[应用体验]
为了利用海洋资源,海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感
应电动势来测量海水的流速。
假设海洋某处地磁场的竖直分量为B=
0.5×10-4 T,水流方向为南北流向。
如图所示,将两个电极竖直插入此
处海水中,且保持两电极的连线垂直水流方向。
若两极相距L=10 m,与两电极相连的灵敏电压表的读数U=2 mV,则海水的流速大小为( )
A.40 m/s B.4 m/s
C.0.4 m/s D.4×10-2 m/s
[解析] 选 B “水流切割地磁场”可类比于我们所熟悉的“单根直导线切割磁感
线”的物理模型,由U=BLv得v=U
BL
=4 m/s。
第9招反证例举——避实就虚
有些选择题的选项中,带有“可能”“可以”等不确定词语,只要能举出一个特殊例子证明它正确,就可以肯定这个选项是正确的;有些选择题的选项中,带有“一定”“不可能”等肯定的词语,只要能举出一个反例驳倒这个选项,就可以排除这个选项。
[应用体验] [多选]
空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图中的正方形为其边界。
一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。
这两种
粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含
不同速率的粒子,不计重力。
下列说法正确的是( )
A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同
B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同
C.在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同
D.在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大
[解析] 选BD 如果带电粒子从左边界射出,运动时间都为半个周期,时间相同,运动轨迹不一定相同,因此A、C错误,应选B、D。
第10招转换对象——反客为主
一些复杂和陌生的问题,可以通过转换研究对象、物理过程、物理模型和思维角度等,变成简单、熟悉的问题,以便达到巧解、速解的目的。
[应用体验] 自然界中有许多问题极其相似,例如有质量的物体周围存在着引力场、电荷周围存在着电场、运动电荷周围存在着磁场,其中万有引力和库仑力有类似的规律,因此我们可以用定义电场强度的方法来定义引力场的场强。
已知引力常量为G ,则与质量为M 的质点相距r 处的引力场的场强为( )
A .G M r
B .G M 2r
C .G M
r 2 D .G M
2r 2 [解析] 选C 万有引力公式与库仑力公式是相似的,分别为F 1=G Mm r 2和F 2=k Qq r 2,真空中带电荷量为Q 的点电荷在距它r 处所产生的电场强度被定义为试探电荷q 在该处所受的库仑力与其电荷量的比值,即E =F 2q =k Q r 2,与此类比,质量为M 的质点在距它r 处所产生的引力场的场强可定义为试探质点在该处所受的万有引力与其质量的比值,即E G =F 1m =G M r 2。
第11招 转换思维——绝处逢生
有些问题用常规的思维方法求解很繁琐,而且容易陷入困境。
如果我们能灵活地采用等效转换等思维方法,则往往可以“绝处逢生”。
[应用体验]
一金属球原来不带电,沿球的一条直径的延长线上放置一根均匀带电的
细杆MN ,如图所示,金属球上的感应电荷产生的电场在球内直径上a 、b 、c
三点的场强分别为E a 、E b 、E c ,则( )
A .E a 最大
B .E b 最大
C .E c 最大
D .
E a =E b =E c [解析] 选C 由于感应电荷分布状态不清楚,在a 、b 、c 三点的场强无法比较,如果我们转换一下思维角度,根据“金属球达到静电平衡时内部的合场强为零”这一特征,那么比较感应电荷在球内直径上三点场强的大小可转换为比较带电细杆产生的场强在三点处的大小。
由于细杆可等效为位于棒中心的点电荷模型,由E =k Q r 2可知带电细杆在c 点处产生的场强最大,故金属球上的感应电荷在c 点的场强E c 最大,C 正确。
第12招 类比分析——以逸待劳
所谓类比分析法,就是将两个(或两类)研究对象进行对比,分析它们的相同或相似之处、相互的联系或所遵循的规律,然后根据它们在某些方面有相同或相似的属性,进一步推断它
们在其他方面也可能有相同或相似的属性的一种思维方法。
比如我们对两个等质量的均匀星体中垂线上的引力场分布情况不熟悉,但等量同种电荷中垂线上电场强度大小分布规律我们却很熟悉,通过类比思维,使新颖的题目突然变得似曾相识了。
[应用体验]
两质量均为M 的球形均匀星体,其连线的垂直平分线为MN ,O 为两星体
连线的中点,如图所示,一质量为m 的小物体从O 点沿着OM 方向运动,则它
受到的万有引力大小的变化情况是( )
A .一直增大
B .一直减小
C .先增大后减小
D .先减小后增大
[解析] 选C 由于万有引力定律和库仑定律的内容和表达式的相似性,故可以将该题与电荷之间的相互作用类比,即将两个星体类比于等量同种电荷,而小物体类比于异种电荷。
由此易得C 选项正确。
[选择题提速练]
1.如图所示,在一粗糙的水平面上有两个质量分别为m 1和m 2的木块1
和2,用原长为l 、劲度系数为k 的轻弹簧连结起来,木块与地面间的动摩擦因数均为μ。
现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时,两木块间的距离为( )
A .l +μm 1g k
B .l +μm 1+m 2g k
C .l +μm 2g k
D .l +μm 1m 2g k m
1+m 2
解析:选A 弹簧对木块1的拉力与木块1所受的摩擦力平衡,当m 1的质量越小时摩擦力越小,弹簧的拉力也越小。
当m 1的值等于零时(极限),则不论m 2多大,弹簧的伸长量都为零,说明弹簧的伸长量与m 2无关,故选A 项。
2.[多选]一物体在粗糙水平面上以一定初速度做匀减速直线运动直到停止,已知此物体在最初5 s 内的平均速度为3.3 m/s ,且在最初5 s 内和最后5 s 内经过的路程之比为11∶5,则下列说法中正确的是( )
A .物体一共运动了8 s
B .物体做匀减速直线运动的加速度大小为0.6 m/s 2
C .物体运动的初速度大小为6 m/s
D .物体匀减速过程中的平均速度为256
m/s 解析:选AB 设物体做匀减速直线运动的加速度大小为a ,运行总时间为t 。
把物体的
运动视为反向的初速度为零的匀加速直线运动,则物体最后 5 s 内的位移为x 2=12a ×52=
12.5a ,最初5 s 内的位移为x 1=12at 2-12
a (t -5)2=5at -12.5a ,由题意知x 1∶x 2=11∶5,联立解得t =8 s ,A 正确;物体最初5 s 内的位移为x 1=3.3×5 m=16.5 m,5at -12.5a =16.5,联立解得a =0.6 m/s 2,B 正确;由v =at 知物体运动的初速度大小为v =0.6×8 m/s =4.8 m/s ,C 错误;由平均速度定义知全程的平均速度为v =
v +02=12
×0.6×8 m/s=2.4 m/s ,D 错误。
3.竖直上抛物体的初速度大小与返回抛出点时速度大小的比值为k ,物体返回抛出点时速度大小为v ,若在运动过程中空气阻力大小不变,重力加速度为g ,则物体从抛出到返回抛出点所经历的时间为( ) A.k 2-v k 2+g B.k 2+v k 2-g C.k +k 2+
v 2kg D.k 2-2v 2kg
解析:选C 取k =1,说明物体运动过程中所受空气阻力为零,则物体从抛出到返回抛
出点所经历的时间为2v g
,代入后只有C 满足。
4.如图所示电路中,R 1=4 Ω,R 2=6 Ω,电源内阻不可忽略,闭合开
关S 1,当开关S 2闭合时,电流表A 的示数为3 A ,则当S 2断开时,电流表示
数可能为( )
A .3.2 A
B .2.1 A
C .1.2 A
D .0.8 A
解析:选B 断开S 2后,总电阻变大,电流变小,“排除”A 项;S 2断开前路端电压是U =IR 1=3×4 V=12 V ,S 2断开后路端电压增大,故大于12 V ,电流则大于I ′=
U
R 1+R 2=124+6 A =1.2 A ,“排除”C、D 两项。
故可得正确选项为B 。
5.12根长直导线并排成长为l 的直导线带ab ,P
1、P 2是位于ab
所在直线上的两点,位置如图所示,P 1到导线带左端的距离等于P 2到导线带右端的距离,所有长直导线中均通有大小相等、方向垂直纸面向外的恒定电流,ab 上所有直导线产生的磁场在P 1处的合磁感应强度大小为B 1,在P 2处的合磁感应强度大小为B 2,若仅将右边6根直导线移走,则P 2处的磁感应强度大小为( )
A.B 22
B .B 2-B 1
C .B 1-B 22
D .B 1+B 22 解析:选B 由于所有直导线中的电流一样,将直导线一分为二,由右手螺旋定则及对
称性知左边6根直导线电流在P 1点产生的磁场互相抵消,所有直导线电流在P 1点产生的磁场,仅相当于右边6根直导线电流在P 1处产生的磁场,磁感应强度大小为B 1,方向垂直ab 向下;由对称性知右边6根直导线电流在P 2处产生的磁场的磁感应强度大小为B 1,方向垂直ab 向上,而所有直导线的电流在P 2处产生的磁场的磁感应强度大小为B 2,方向垂直ab 向上,所以将右边6根直导线移走后,由磁场的叠加原理知左边6根直导线电流在P 2处产生的磁场的磁感应强度大小为B 2-B 1,B 选项正确。
6.由相关电磁学知识可以知道,若圆环形通电导线的中心为O ,环的半径为R ,环中通
有大小为I 的电流,如图甲所示,则环心O 处的磁感应强度大小B =μ02·I R
,其中μ0为真空磁导率。
若P 点是过圆环形通电导线中心O 点的轴线上的一点,且距O 点的距离是x ,如图乙所示。
请根据所学的物理知识判断下列有关P 点处的磁感应强度B P 的表达式正确的是
(
)
A .
B P =μ02
·R 2I R 2+x 232B .B P =μ02·R 2I R 2+x 2 C .B P =μ02·RI R 2+x 232 D .B P =μ02·R 3I R 2+x 232
解析:选A 本题看似高中知识无法解决,但题目中已知O 点的磁感应强度大小的表达
式。
应用极限法,当x =0时,P 点与O 点重合,磁感应强度大小B P =μ02·I R
,A 正确。
7.[多选]如图所示,电源的内阻可以忽略不计,电压表(内阻不能忽略)
和可变电阻R 串联在电路中,如果可变电阻R 的阻值减为原来的13
,电压表的读数由U 0增加到2U 0,则下列说法正确的是( )
A .流过可变电阻R 的电流增大为原来的2倍
B .可变电阻R 消耗的电功率增大为原来的4倍
C .可变电阻两端的电压减小为原来的23
D .若可变电阻R 的阻值减小到零,那么电压表的示数变为4U 0
解析:选ACD 电压表阻值一定,当它的读数由U 0增加到2U 0时,通过它的电流一定变为原来的2倍,而R 与电压表串联,故选项A 正确。
再利用P =UI 和U =IR ,可知R
消耗的
功率P ′=I
2R 3=43P ,R 后来两端的电压U =23
IR ,不难得出选项C 正确、B 错误。
又因电源内阻不计,R 与电压表的电压之和为E ,当R 减小到零时,电压表示数为E ,其值为E
=IR +U 0=23
IR +2U 0,解得E =4U 0,故选项D 正确。
8.如图所示,水平放置的金属板间有匀强电场,一带正电的粒子以水
平速度v 0从M 点射入匀强电场,穿过电场后,从N 点以速度v 射出,不计
粒子的重力,则以下判断正确的是( )
A .如果让粒子从M 点以速率v 沿水平方向射入,则粒子从N 点射出时的速率为v 0
B .如果让粒子从N 点以速度-v 射入,则粒子从M 点射出时的速度为-v 0
C .如果让粒子从M 点以速率v 沿水平方向射入,则粒子能到达N 点
D .如果让粒子从N 点以速率v 0沿-v 方向射入,则粒子从M 点射出时的速率为v 沿-v 0方向
解析:选B 粒子在电场力作用下,做类平抛运动,初速度v 0与末速度v 的水平分量相等,显然可得出A 、C 、D 错误;当粒子从N 点以速度-v 射入电场中时,粒子在水平方向上做匀速运动,而在竖直方向上做匀减速运动,从M 到N 和从N 到M 两运动可逆,可知正确选项为B 。
9.如图所示,AB 为均匀带有电荷量为+Q 的细棒,C 为AB 棒附近的
一点,CB 垂直于AB 。
AB 棒上电荷形成的电场中C 点的电势为φ0,φ0
可以等效成AB 棒上某点P 处、带电荷量为+Q 的点电荷所形成的电场在
C 点的电势。
若PC 的距离为r ,由点电荷电势的知识可知φ0=k Q r。
若某点处在多个点电荷形成的电场中,则电势为每一个点电荷在该点所产生的电势的代数和。
根据题中提供的知识与方法,我们可将AB 棒均分成两段,并看成两个点电荷,就可以求得AC 连线中点C ′处的电势为( )
A .φ0B.2φ0
C .2φ0
D .4φ0
解析:选C AB 棒带电均匀,故其等效点电荷P 点即是AB 棒的中
点,如图所示,已知PC =r ,将AB 棒分成均匀两段,设左半段的中点为
E ,其电荷量为12Q ,如图可知C ′E 的长度为12r ,故其在C ′的电势为φ
=k 12Q 12r =k Q r =φ0,同理,右半段在C ′产生的电势也为φ0,根据题意可知其代数和为2φ0,故选项C 正确。
10.[多选]水平地面上有两个固定的、高度相同的粗糙斜面甲和乙,底边长分别为L1、L2,且L1<L2,如图所示。
两个完全相同的小滑块A、B(可视为质点)与两个斜面间的动摩擦因数相同,将小滑块A、B分别从甲、乙两个斜面的顶端同时由静止开始释放,取地面所在的水平面为参考平面,则( )
A.两个滑块从顶端到底端的运动过程中,由于克服摩擦而产生的热量一定相同
B.滑块A到达底端时的动能一定比滑块B到达底端时的动能大
C.两个滑块从顶端运动到底端的过程中,重力对滑块A做功的平均功率比滑块B大D.两个滑块加速下滑的过程中,到达同一高度时,机械能可能相同
解析:选BC 本题常规解法是用功能关系等进行计算比较,比较繁琐且选项C、D还不好判定,若考生在做本题时,能记住一个二级结论[动摩擦因数处处相同的斜面和水平面(如图1、2),物体克服摩擦力做功(生热)均为W=μmgs]再结合动能定理、功率的定义及功能关系,就能快速判定A、D错误,B、C正确。
11.[多选]如图所示,两个可视为质点的相同木块A和B放在水平
转盘上,且木块A、B与转盘中心在同一条水平直线上,木块A、B用长
为L的细绳连接,木块与转盘之间的最大静摩擦力均为各自重力的k倍。
整个装置能绕通过转盘中心的竖直转轴O1O2转动,A在距离转轴L处。
开始时,绳恰好伸直但无弹力。
现让转盘从静止开始转动,使角速度缓慢增大,以下说法正确的是( )
A.当ω> 2kg
3L
时,A、B相对于转盘会滑动
B.当ω> kg
2L
时,绳子一定有弹力
C.当ω在kg
2L
<ω<
2kg
3L
范围内增大时,B所受摩擦力变大
D.当ω在0<ω< 2kg
3L
范围内增大时,A所受摩擦力一直变大
解析:选ABD 以A、B整体为研究对象,当A、B所受静摩擦力均达到最大值时,A、B
恰好不相对转盘滑动,设A、B质量均为m,则2kmg=mω2L+mω2·2L,解得ω=2kg 3L
,
A项正确。
当B所受静摩擦力达到最大值后,绳子开始有弹力,此时有kmg=mω2·2L,解
得ω= kg 2L ,B 项正确。
当 kg 2L <ω< 2kg 3L
时,随着角速度的增大,绳子弹力不断增大,B 所受静摩擦力一直保持最大静摩擦力不变,C 项错误。
当0<ω≤
kg 2L 时,A 所受静摩擦力F f 提供向心力,即F f =m ω2L ,静摩擦力随角速度的增大而增大;当
kg 2L <ω< 2kg 3L 时,以A 、B 整体为研究对象,F f +kmg =m ω2L +m ω2·2L ,可知A 所受静摩擦力随角速度的
增大而增大,D 项正确。
12.如图所示,一长为L 的轻杆一端固定在光滑铰链上,另一端固定一
质量为m 的小球。
一水平向右的拉力作用于杆的中点,使杆以角速度ω匀
速转动,当杆与水平方向成60°角时,拉力的功率为( )
A .mgL ωB.32
mgL ω C.12mgL ωD.36
mgL ω 解析:选C 轻杆匀速转动,拉力F 做的功与小球克服重力做功相同,则拉力F 的功率
与小球克服重力做功的功率也相同,故P =mg ·ωL ·cos 60°=12
mgL ω,C 正确。
13.[多选]如图所示为物理实验室某风扇的风速挡位变换器电路图,它是一
个可调压的理想变压器,其中接入交变电流的电压有效值U 0=220 V ,n 0=2 200匝,挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为220匝、550匝、1 100匝、2 200匝。
电动机M 的内阻r =4 Ω,额定电压为U =220 V ,额定功率P =110 W 。
下列判断正确的是( )
A .当选择挡位3时,电动机两端电压为110 V
B .当挡位由3变换到2时,电动机的功率增大
C .当选择挡位2时,电动机的热功率为1 W
D .当选择挡位4时,电动机的输出功率为109 W
解析:选AD 由电压与匝数的关系U 0∶U 3=n 0∶n 3,解得U 3=110 V ,A 正确;当挡位由3变换到2时,输出电压减小,电动机的功率减小,B 错误;当没有达到额定功率时,热功率小于1 W ,C 错误;在额定功率的情况下,电动机的额定电流为I =P U
=0.5 A ,热功率P r =I 2r =1 W ,输出功率为P -P r =(110-1)W =109 W ,D 正确。
14.[多选]甲、乙两人同时同地出发骑自行车做直线运动,前。