2017年新课标高三物理二轮专题复习 难点突破1-4-1 Word版含解析
高三物理(新课标)二轮专题复习突破:1-2-2传送带模型中的能量问题
难点突破6传送带模型中的能量问题传送带的问题是和实际联系较紧密的一个物理模型,是高中阶段必须掌握的重要内容.解决此类问题的关键是对传送带和物体进行动态分析和终态推断,灵活巧妙地从能量的观点和力的观点来揭示其本质、特征、过程.因此在力学复习中,通过研究传送带类习题,将力学各部分内容串联起来,再利用功能观点处理传送带问题,往往能达到融会贯通的效果.对传送带问题要进行两种分析:1.受力和运动分析对传送带上的物体首先要进行受力分析,判断物体受到的滑动摩擦力方向及物体的运动状态,是加速,是减速,还是匀速;其次判断摩擦力突变(大小、方向)的临界状态;最后运用运动学知识求加速度、速度、位移等物理量,进而利用功和能的有关知识,求因摩擦而产生的热.注意:①判断摩擦力的有无、方向时以传送带为参考系;②临界状态一般发生在v物与v传相同的时刻;③应用运动学公式计算物体的相关物理量时应以地面为参考系.2.传送带中功和能量关系的分析传送带损失电能传送带受到物体的作用力,一般表现为摩擦力传送带对地移动距离ΔE电=F f x传送带产生内能与传送带间的滑动摩擦力物体相对于传送带移动的距离Q=F fΔl电动机带动下以v0=4 m/s的恒定速率顺时针方向运行.在传送带底端P 处有一离传送带很近的固定挡板,可将传送带上的物体挡住.在距P距离为L=9 m的Q处无初速度地放一质量m=1 kg的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,物体与挡板的碰撞能量损失及碰撞时间不计,取g=10 m/s2,sin37°=0.6,求物体从静止释放到第一次返回上升至最高点的过程中:(1)相对传送带发生的位移;(2)系统因摩擦产生的热量;(3)传送带多消耗的电能;(4)物体的最终状态及该状态后电动机的输出功率.【解析】图1(1)解法1:力和运动法.物体由静止释放,沿传送带向下加速运动,相对传送带亦向下滑,受力如图1所示,有mg sinθ-μmg cosθ=ma1,得a1=2 m/s2与P碰前速度v1=2a1L=6 m/s设物体从Q到P的时间为t1,则t1=v1a1=3 s设物体对地位移为x1,可知x1=L=9 m,相对传送带向下的位移Δx1=x1+v0t1=21 m图2物体与挡板碰撞后,以速度v 1反弹,向上做减速运动,因v 1>v 0,物体相对传送带向上滑,设速度减小到与传送带速度相等的时间为t 2,此过程受力如图2所示,有mg sin θ+μmg cos θ=ma 2得a 2=10 m/s 2,t 2=v 1-v 0a 2=0.2 s 在t 2时间内物体对地向上的位移x 2=v 1+v 02t 2=1 m 相对传送带向上的位移Δx 2=x 2-v 0t 2=0.2 m物体速度与传送带速度相等后,由于mg sin θ>μmg cos θ物体不能匀速,将相对传送带向下滑,对地向上做加速度大小为a 3=a 1=2 m/s 2的减速运动,设速度减小到零的时间为t 3,t 3=v 0a 3=2 s 此过程中物体对地向上的位移x 3=v 02t 3=4 m 相对传送带向下的位移Δx 3=v 0t 3-x 3=4 m整个过程中两者相对滑动位移为Δx =Δx 1-Δx 2+Δx 3=24.8 m.解法2:相对运动法.以传送带为参考系,在求出相对初速度和相对加速度后,三个阶段物体相对传送带的位移分别为Δx 1=v 0t 1+12a 1t 21=21 m Δx 2=(v 1-v 0)t 2-12a 2t 22=0.2 mΔx3=12a3t23=4 m第二阶段物体相对传送带向上运动,两者相对滑动总位移为Δx=Δx1-Δx2+Δx3=24.8 m.解法3:图象法.设沿传送带向上为正方向,画出如图3所示物体和传送带运动的v-t图象,直接用物体和传送带v-t图线所夹的面积表示相对发生的位移:图3Δx1=(v0+v0+v1)t12=21 m,Δx2=(v1-v0)t22=0.2 mΔx3=12v0t3=4 m两者相对滑动的总位移为Δx=Δx1-Δx2+Δx3=24.8 m.图4(2)系统因摩擦产生的热量,是由于一对滑动摩擦力作用点移动的不同导致做功不等而造成的,产生的热量不是与传送带和物体间的相对移动的位移而是与相对移动的距离有关(如图4所示阴影部分面积):Q=Q1+Q2+Q3=F f·Δl=μmg cosθ(Δx1+Δx2+Δx3)=100.8 J(3)传送带消耗的电能是因为传送带要克服摩擦力做功,这与传送带对地运动位移有关(如图5所示阴影部分面积),在物体向下加速和相对传送带向下运动的减速阶段,摩擦力对传送带做负功消耗电能,在物体相对传送带向上运动的减速阶段,摩擦力对传送带做正功,减少电能损耗.图5ΔE电=-F f(x传送带1-x传送带2+x传送带3)=-μmg cosθ(v0t1-v0t2+v0t3)=-76.8 J即传送带多消耗的电能为76.8 J.(4)物体返回上升到最高点时速度为零,以后将重复上述过程,且每次碰后反弹速度、上升高度依次减小,最终达到一个稳态:稳态的反弹速度大小应等于传送带速度4 m/s,此后受到的摩擦力总是斜向上,加速度为g sinθ-μg cosθ=2 m/s2,方向斜向下,物体相对地面做往返“类竖直上抛”运动,对地上升的最大位移为x m=v202a1=4 m,往返时间为T=2v0a1=4 s传送带受到的摩擦力大小始终为F f=μmg cosθ,稳态后方始终斜向下,故电动机的输出功率稳定为P=F f v0=μmg cosθ×v0=16 W.如图所示,甲、乙两种粗糙面不同的传送带,倾斜于水平地面放置,以同样恒定速率v 向上运动.现将一质量为m 的小物体(视为质点)轻轻放在A 处,小物体在甲传送带上到达B 处时恰好达到传送带的速率v ;在乙传送带上到达离B 竖直高度为h 的C 处时达到传送带的速率v .已知B 处离地面的高度皆为H .则在小物体从A 到B 的过程中( )A .两种传送带与小物体之间的动摩擦因数相同B .将小物体传送到B 处,两种传送带消耗的电能相等C .两种传送带对小物体做功相等D .将小物体传送到B 处,两种系统产生的热量相等解析:小物体在两种传送带均做初速度为零的匀加速直线运动,加速度大小a =μg cos θ-g sin θ,在速度达到v 的过程中,小物体在甲传送带上的位移s 较大,根据公式a =v 22s,可知小物体在甲传送带上时的加速度较小,根据a =μg cos θ-g sin θ,可得μ=a g cos θ+tan θ,即小物体与甲传送带间的动摩擦因数较小,选项A 错误;在小物体从A 到B 的过程中,根据功能关系可知,传送带对小物体做的功等于小物体机械能的增加量,选项C 正确;在小物体从A 到B 的过程中,只有小物体相对传送带发生滑动时,即只有在加速过程中,系统才发生“摩擦生热”,根据公式Q =fs 相对计算系统产生的热量,可选取做匀速运动的传送带为惯性参考系,小物体在惯性参考系里做初速度大小为v ,加速度大小为a =μg cos θ-g sin θ,末速度为零的匀减速直线运动,可求出s 相对=v 22a ,可见,s 相对等于小物体相对于地面速度从0加速到v 过程中的位移,即系统产生的热量等于小物体加速过程中摩擦力对小物体做的功,对于甲传送带,在加速过程中摩擦力做正功设为W 1,克服重力做功为mgH ,动能改变量为12m v 2,根据动能定理可求得W 1=12m v 2+mgH ,同理可求出小物体在乙传送带上加速过程中摩擦力做的功为W 2=12m v 2+mg (H -h ),显然W 1>W 2,所以Q 1>Q 2,即甲系统产生的热量多,选项D 错误;在将小物体传送到B 处的过程中,传送带消耗的电能等于系统增加的机械能和产生的内能,两种系统增加的机械能相等,产生的内能不等,所以消耗的电能不等,选项B 错误.答案:C如图所示,在大型超市的仓库中,要利用皮带运输机将货物由平台D 运送到高为h =2.5 m 的平台C 上.为了便于运输,仓储员在平台D 与皮带间放了一个14圆周的光滑轨道ab ,轨道半径为R =0.8 m ,轨道最低点与皮带接触良好.已知皮带和水平面间的夹角为θ=37°,皮带和货物间的动摩擦因数为μ=0.75,运输机的皮带以v 0=1 m/s 的速度沿顺时针方向匀速运动(皮带和轮子之间不打滑).现仓储员将质量为m =200 kg 的货物放于轨道的a 端(g =10 m/s 2).求:(1)货物到达圆轨道最低点b 时对轨道的压力;(2)货物沿皮带向上滑行多远才能相对皮带静止;(3)皮带将货物由A 运送到B 需对货物做多少功.解析:(1)货物由a 到b ,由机械能守恒定律得mgR =12m v 2 解得v =2gR =2×10×0.8 m/s =4 m/s在最低点b ,由F 合=ma 得F -mg =m v 2RF =m ⎝ ⎛⎭⎪⎫v 2R +g =200×⎝ ⎛⎭⎪⎫420.8+10 N =6×103 N 由牛顿第三定律可知货物到达圆轨道最低点时对轨道的压力F ′=F =6×103 N.(2)货物在皮带上运动时,由动能定理得:-mgx sin37°-fx =12m v 20-12m v 2 且f =μmg cos37°解得:x =v 2-v 202g (sin37°+μcos37°)=0.625 m. (3)由于tan37°=μ,则货物减速到v 0后便和皮带一起匀速向上运动 货物由平台D 运送到平台C 的过程中,由功能关系知,皮带对货物做的功为W=mg(h-R)+12m v20=3 500 J.11。
(完整word版)2017高考题物理真题汇编精华版(含详细解答)
专题1质点的直线运动(2017·高考全国卷甲)为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1(s1<s0)处分别放置一个挡板和一面小旗,如图所示.训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以初速度v0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗.训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处.假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v1,重力加速度大小为g.求(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数;(2)满足训练要求的运动员的最小加速度.专题2相互作用1.(2017·高考全国卷甲)如图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持F的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动.物块与桌面间的动摩擦因数为()A.2-3B.3 6C.33D.322. (多选)(2017·高考全国卷乙)如图,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N .初始时,OM 竖直且MN 被拉直,OM 与MN 之间的夹角为α⎝⎛⎭⎫α>π2 .现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变.在OM 由竖直被拉到水平的过程中( )A .MN 上的张力逐渐增大B .MN 上的张力先增大后减小C .OM 上的张力逐渐增大D .OM 上的张力先增大后减小3.(2017·高考全国卷丙)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm 的两点上,弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm ;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( )A .86 cmB .92 cmC .98 cmD .104 cm4.(多选)(2017·高考天津卷)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M 、N 上的a 、b 两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态.如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是( )A .绳的右端上移到b ′,绳子拉力不变B .将杆N 向右移一些,绳子拉力变大C .绳的两端高度差越小,绳子拉力越小D .若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移专题3 牛顿运动定律1.(2017·高考全国卷丙)如图,两个滑块A 和B 的质量分别为m A =1 kg 和m B =5 kg ,放在静止于水平地面上的木板的两端,两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5;木板的质量为m =4 kg ,与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1.某时刻A 、B 两滑块开始相向滑动,初速度大小均为v 0=3 m/s.A 、B 相遇时,A 与木板恰好相对静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g =10 m/s 2.求(1)B与木板相对静止时,木板的速度;(2)A、B开始运动时,两者之间的距离.2.(2017·高考江苏卷)如图所示,两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为R的电阻.质量为m的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ 的磁感应强度大小为B、方向竖直向下.当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为v.导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:(1)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小I;(2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a;(3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率P.专题4曲线运动1.(2017·高考全国卷甲)如图,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环.小环由大圆环的最高点从静止开始下滑,在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力()A.一直不做功B.一直做正功C.始终指向大圆环圆心D.始终背离大圆环圆心2.(2017·高考全国卷乙)发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响).速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网;其原因是() A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大3. (2017·高考江苏卷)如图所示,A、B两小球从相同高度同时水平抛出,经过时间t在空中相遇.若两球的抛出速度都变为原来的2倍,则两球从抛出到相遇经过的时间为()A.t B.2 2tC.t2D.t4专题5万有引力与航天1.(多选)(2017·高考全国卷甲)如图,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,M、N为轨道短轴的两个端点,运行的周期为T0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中()A.从P到M所用的时间等于T0/4B.从Q到N阶段,机械能逐渐变大C.从P到Q阶段,速率逐渐变小D.从M到N阶段,万有引力对它先做负功后做正功2.(2017·高考全国卷丙)2017年4月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行.与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的( )A .周期变大B .速率变大C .动能变大D .向心加速度变大3.(2017·高考北京卷)利用引力常量G 和下列某一组数据,不能计算出地球质量的是( )A .地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)B .人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C .月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D .地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离4.(多选)(2017·高考江苏卷)“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空.与“天宫二号”空间实验室对接前,“天舟一号”在距地面约380 km 的圆轨道上飞行,则其( )A .角速度小于地球自转角速度B .线速度小于第一宇宙速度C .周期小于地球自转周期D .向心加速度小于地面的重力加速度5.(2017·高考天津卷)我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后,与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合体.假设组合体在距地面高为h 的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动,已知地球的半径为R ,地球表面处重力加速度为g ,且不考虑地球自转的影响.则组合体运动的线速度大小为________,向心加速度大小为________.专题6 机械能及其守恒定律1.(2017·高考全国卷丙)如图,一质量为m ,长度为l 的均匀柔软细绳PQ 竖直悬挂.用外力将绳的下端Q 缓慢地竖直向上拉起至M 点,M 点与绳的上端P 相距13l .重力加速度大小为g .在此过程中,外力做的功为( )A.19mgl B .16mglC.13mgl D .12mgl2.(2017·高考天津卷)“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一.摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动.下列叙述正确的是( )A .摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变B .在最高点时,乘客重力大于座椅对他的支持力C .摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零D .摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变3. (2017·高考江苏卷)如图所示,一小物块被夹子夹紧,夹子通过轻绳悬挂在小环上,小环套在水平光滑细杆上.物块质量为M ,到小环的距离为L ,其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F .小环和物块以速度v 向右匀速运动,小环碰到杆上的钉子P 后立刻停止,物块向上摆动.整个过程中,物块在夹子中没有滑动.小环和夹子的质量均不计,重力加速度为g .下列说法正确的是( )A .物块向右匀速运动时,绳中的张力等于2FB .小环碰到钉子P 时,绳中的张力大于2FC .物块上升的最大高度为2v 2gD .速度v 不能超过(2F -Mg )LM4.(多选)(2017·高考江苏卷)如图所示,三个小球A 、B 、C 的质量均为m ,A 与B 、C 间通过铰链用轻杆连接,杆长为L .B 、C 置于水平地面上,用一轻质弹簧连接,弹簧处于原长.现A 由静止释放下降到最低点,两轻杆间夹角α由60°变为120°.A 、B 、C 在同一竖直平面内运动,弹簧在弹性限度内,忽略一切摩擦,重力加速度为g .则此下降过程中( )A .A 的动能达到最大前,B 受到地面的支持力小于32mgB .A 的动能最大时,B 受到地面的支持力等于32mgC .弹簧的弹性势能最大时,A 的加速度方向竖直向下D .弹簧的弹性势能最大值为32mgL 5.(2017·高考江苏卷)如图所示,两个半圆柱A 、B 紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱C ,三者半径均为R .C 的质量为m ,A 、B 的质量都为m2,与地面间的动摩擦因数均为μ.现用水平向右的力拉A ,使A 缓慢移动,直至C 恰好降到地面.整个过程中B 保持静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g .求:(1)未拉A 时,C 受到B 作用力的大小F ; (2)动摩擦因数的最小值μmin ;(3)A 移动的整个过程中,拉力做的功W .专题7 碰撞与动量守恒1.(2017·高考全国卷乙)将质量为1.00 kg 的模型火箭点火升空,50 g 燃烧的燃气以大小为600 m/s 的速度从火箭喷口在很短时间内喷出.在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( )A.30 kg·m/s B.5.7×102 kg·m/sC.6.0×102 kg·m/s D.6.3×102 kg·m/s2.(多选)(2017·高考全国卷丙)一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动.F随时间t变化的图线如图所示,则()A.t=1 s时物块的速率为1 m/sB.t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/sC.t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/sD.t=4 s时物块的速度为零3.(2017·高考北京卷)在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变.放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R.以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量.(1)放射性原子核用A Z X表示,新核的元素符号用Y表示,写出该α衰变的核反应方程.(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,求圆周运动的周期和环形电流大小.(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能,新核的质量为M,求衰变过程的质量亏损Δm.4.(2017·高考天津卷)如图所示,物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳相连,跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧,质量分别为m A=2 kg、m B=1 kg.初始时A静止于水平地面上,B悬于空中.现将B竖直向上再举高h=1.8 m(未触及滑轮),然后由静止释放.一段时间后细绳绷直,A、B以大小相等的速度一起运动,之后B恰好可以和地面接触.取g=10 m/s2,空气阻力不计.求:(1)B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t;(2)A的最大速度v的大小;(3)初始时B离地面的高度H.专题8静电场1.(多选)(2017·高考全国卷乙)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示.电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为E a、E b、E c 和E d.点a到点电荷的距离r a与点a的电势φa已在图中用坐标(r a,φa)标出,其余类推.现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为W ab、W bc和W cd.下列选项正确的是()A.E a∶E b=4∶1 B.E c∶E d=2∶1C.W ab∶W bc=3∶1 D.W bc∶W cd=1∶32. (多选)(2017·高考全国卷丙)一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V.下列说法正确的是()A.电场强度的大小为2.5 V/cmB.坐标原点处的电势为1 VC.电子在a点的电势能比在b点的低7 eVD.电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV3. (多选)(2017·高考天津卷)如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A、B两点的加速度大小分别为a A、a B,电势能分别为E p A、E p B.下列说法正确的是()A.电子一定从A向B运动B.若a A>a B,则Q靠近M端且为正电荷C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有E p A<E p BD.B点电势可能高于A点电势4.(2017·高考江苏卷)如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点.由O点静止释放的电子恰好能运动到P点.现将C板向右平移到P′点,则由O点静止释放的电子()A.运动到P点返回B.运动到P和P′点之间返回C.运动到P′点返回D.穿过P′点5.(多选)(2017·高考江苏卷)在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示.下列说法正确有()A.q1和q2带有异种电荷B.x1处的电场强度为零C.负电荷从x1移到x2,电势能减小D.负电荷从x1移到x2,受到的电场力增大6.(2017·高考全国卷甲)如图,两水平面(虚线)之间的距离为H,其间的区域存在方向水平向右的匀强电场.自该区域上方的A点将质量均为m、电荷量分别为q和-q(q>0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出.小球在重力作用下进入电场区域,并从该区域的下边界离开.已知N离开电场时的速度方向竖直向下;M在电场中做直线运动,刚离开电场时的动能为N刚离开电场时动能的1.5倍.不计空气阻力,重力加速度大小为g.求(1)M与N在电场中沿水平方向的位移之比;(2)A点距电场上边界的高度;(3)该电场的电场强度大小.7.(2017·高考全国卷乙)真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0.在油滴处于位置A时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变.持续一段时间t1后,又突然将电场反向,但保持其大小不变;再持续同样一段时间后,油滴运动到B点.重力加速度大小为g.(1)求油滴运动到B点时的速度;(2)求增大后的电场强度的大小;为保证后来的电场强度比原来的大,试给出相应的t1和v0应满足的条件.已知不存在电场时,油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍.8.(2017·高考北京卷)如图所示,长l=1 m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°.已知小球所带电荷量q=1.0×10-6 C,匀强电场的场强E=3.0×103 N/C,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:(1)小球所受电场力F的大小.(2)小球的质量m.(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小.专题9磁场1. (2017·高考全国卷甲)如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P 为磁场边界上的一点,大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同方向射入磁场.若粒子射入速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上.不计重力及带电粒子之间的相互作用.则v2∶v1为()A .3∶2B .2∶1 C.3∶1D .3∶ 22.(2017·高考全国卷乙)如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里.三个带正电的微粒a 、b 、c 电荷量相等,质量分别为m a 、m b 、m c .已知在该区域内,a 在纸面内做匀速圆周运动,b 在纸面内向右做匀速直线运动,c 在纸面内向左做匀速直线运动.下列选项正确的是( )A .m a >m b >m cB .m b >m a >m cC .m c >m a >m bD .m c >m b >m a3. (多选)(2017·高考全国卷乙)如图,三根相互平行的固定长直导线L 1、L 2和L 3两两等距,均通有电流I ,L 1中电流方向与L 2中的相同,与L 3中的相反.下列说法正确的是( )A .L 1所受磁场作用力的方向与L 2、L 3所在平面垂直B .L 3所受磁场作用力的方向与L 1、L 2所在平面垂直C .L 1、L 2和L 3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶ 3D .L 1、L 2和L 3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3∶3∶14. (2017·高考全国卷丙)如图,在磁感应强度大小为B 0的匀强磁场中,两长直导线P 和Q 垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l .在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时,纸面内与两导线距离均为l 的a 点处的磁感应强度为零.如果让P 中的电流反向、其他条件不变,则a 点处磁感应强度的大小为( )A .0B .33B 0C.233B 0D .2B 05.(2017·高考全国卷丙)如图,空间存在方向垂直于纸面(xOy 平面)向里的磁场.在x ≥0区域,磁感应强度的大小为B 0;x <0区域,磁感应强度的大小为λB 0(常数λ>1).一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场,此时开始计时,当粒子的速度方向再次沿x轴正向时,求(不计重力)(1)粒子运动的时间;(2)粒子与O点间的距离.6.(2017·高考天津卷)平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场,第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,如图所示.一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动,Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍.粒子从坐标原点O 离开电场进入磁场,最终从x轴上的P点射出磁场,P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等.不计粒子重力,问:(1)粒子到达O点时速度的大小和方向;(2)电场强度和磁感应强度的大小之比.7.(2017·高考江苏卷)一台质谱仪的工作原理如图所示.大量的甲、乙两种离子飘入电压为U0的加速电场,其初速度几乎为0,经加速后,通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片上.已知甲、乙两种离子的电荷量均为+q,质量分别为2m和m,图中虚线为经过狭缝左、右边界M、N的甲种离子的运动轨迹.不考虑离子间的相互作用.(1)求甲种离子打在底片上的位置到N点的最小距离x;(2)在图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域,并求该区域最窄处的宽度d;(3)若考虑加速电压有波动,在(U0-ΔU )到(U0+ΔU )之间变化,要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠,求狭缝宽度L满足的条件.专题10电磁感应1.(多选)(2017·高考全国卷甲)两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直.边长为0.1 m、总电阻为0.005 Ω的正方形导线框abcd位于纸面内,cd边与磁场边界平行,如图(a)所示.已知导线框一直向右做匀速直线运动,cd边于t=0时刻进入磁场.线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时,感应电动势取正).下列说法正确的是()A.磁感应强度的大小为0.5 TB.导线框运动速度的大小为0.5 m/sC.磁感应强度的方向垂直于纸面向外D.在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内,导线框所受的安培力大小为0.1 N2.(多选)(2017·高考全国卷甲)某同学自制的简易电动机示意图如图所示.矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴.将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈下方.为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,该同学应将()A.左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉D.左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉3.(2017·高考全国卷乙)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示.无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是()4.(2017·高考全国卷丙)如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直.金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面.现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是()A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向5.(2017·高考北京卷)图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈.实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同.下列说法正确的是()A.图1中,A1与L1的电阻值相同B.图1中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流C.图2中,变阻器R与L2的电阻值相同D.图2中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等6.(2017·高考天津卷)如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是()A.ab中的感应电流方向由b到aB.ab中的感应电流逐渐减小C.ab所受的安培力保持不变D.ab所受的静摩擦力逐渐减小7.(2017·高考江苏卷)如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()A.1∶1B.1∶2C.1∶4 D.4∶18.(2017·高考北京卷)发电机和电动机具有装置上的类似性,源于它们机理上的类似性.直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景.在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L,电阻不计.电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好,以速度v(v平行于MN)向右做匀速运动.图1轨道端点MP间接有阻值为r的电阻,导体棒ab受到水平向右的外力作用.图2轨道端点MP间接有直流电源,导体棒ab通过滑轮匀速提升重物,电路中的电流为I.(1)求在Δt时间内,图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能.(2)从微观角度看,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用.为了方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷.a.请在图3(图1的导体棒ab)、图4(图2的导体棒ab)中,分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图.b.我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做功.那么,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢?请以图2“电动机”为例,通过计算分析说明.9.(2017·高考天津卷)电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新武器和航天运载器.电磁轨道炮示意如图,图中直流电源电动势为E,电容器的电容为C.两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l,电阻不计.炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触.首先开关S接1,使电容器完全充电.然后将S接至2,导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出),MN开始向右加速运动.当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时,回路中电流为零,MN达到最大速度,之后离开导轨.问:(1)磁场的方向;(2)MN刚开始运动时加速度a的大小;(3)MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少.。
2017年新课标高三物理二轮专题复习 难点突破1-1-1 Word版含解析
难点突破1杆、绳或多物体的平衡问题分析选取研究对象是解决物理问题的首要环节.若一个系统中涉及两个或者两个以上物体的平衡问题,在选取研究对象时,要灵活运用整体法和隔离法.对于多物体平衡问题,如果不求物体间的相互作用力,我们优先采用整体法,这样涉及的研究对象少,未知量少,方程少,求解简便.隔离法的目的是将内力转换为外力以便于计算,因此涉及内力计算时一般使用隔离法.很多情况下,采用整体法和隔离法相结合的方法.1.“动杆”与“定杆”轻杆模型是物体间连接的一种典型方式.中学物理一般讨论杆与墙、铰链(动杆)和插入或固定(定杆)两种连接方式.“动杆”多是“二力杆”,轻杆两端所受弹力方向一定沿着杆的方向.“定杆”固定不能转动,轻杆两端所受弹力方向不一定沿着杆的方向.2.“活结”与“死结”轻绳两段分界处受力点不能移动(“死结”),相当于两根独立绳子,“死结”两侧的绳子弹力不一定等大.当轻绳跨过滑轮或光滑钩子时,绳上的着力点可以移动形成“活结”,“活结”两侧绳子的弹力一定等大,其合力一定沿着两段绳的夹角平分线.3.“轻绳”与“重绳”沿水平方向向两端反向拉“轻绳”,“轻绳”呈直线,“重绳”(质点串、链条等)两端悬挂呈曲线.均匀绳中各处张力均沿绳切线方向.【典例1】(多选)如图所示,甲、乙两个小球的质量均为m,两球间用细线连接,甲球用细线悬挂在天花板上.现分别用大小相等的为F水平向左、向右拉两球,平衡时细线都被拉紧.则平衡时两球的可能位置是下面的()【解析】用整体法分析,把两个小球看作一个整体,此整体受到的外力为竖直向下的重力2mg、水平向左的力F(甲受到的)、水平向右的力F(乙受到的)和细线1的拉力,两水平力相互平衡,故细线1的拉力一定与重力2mg等大反向,即细线1一定竖直;再用隔离法,分析乙球受力的情况,乙球受到向下的重力mg,水平向右的拉力F,细线2的拉力F2.要使得乙球受力平衡,细线2必须向右倾斜.【答案】 A【典例2】如图所示,一根匀质绳的质量为M ,其两端固定在天花板上的A 、B 两点,在绳的中点悬挂一质量为m 的重物,悬挂绳的质量不计,设α、β为绳的端点和中点处的切线方向与竖直方向的夹角,试求tan αtan β的大小.【解析】 设悬点A 处对绳的拉力大小为F 1,由对称性可知点B 处对绳的拉力大小也为F 1.取M 和m 为一整体,由平衡条件得2F 1cos α=(M +m )g设绳在P 点的张力大小为F 2,对P 点由平衡条件得2F 2cos β=mg再以AP 段绳为研究对象,由水平方向合力为零可得F 1sin α=F 2sin β以上三式联立可得tan αtan β=m M +m. 【答案】 m M +m(多选)如图所示,粗糙水平面上放置质量分别为m 和2m 的四个木块,其中两个质量为m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连,木块间的动摩擦因数均为μ,两木块与水平面间的动摩擦因数相同,认为最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力.现用水平拉力F 拉其中一个质量为2m 的木块,使四个木块一起匀速运动,则需要满足的条件是( )A .木块与水平面间的动摩擦因数最大为μ3B .木块与水平面间的动摩擦因数最大为2μ3C .水平拉力F 最大为2μmgD .水平拉力F 最大为3μmg解析:左边两个木块间达到最大静摩擦力μmg 时,质量为2m 的木块受到地面的滑动摩擦力为μ′×3mg =μmg ,所以木块与水平面间的动摩擦因数最大为μ3,以整体为研究对象,当μ′=μ3时,F 有最大值为2μmg .答案:AC如图所示,质量为m 的匀质细绳,一端系在天花板上的A 点,另一端系在竖直墙壁上的B 点,平衡后最低点为C 点.现测得AC 段绳长是BC 段绳长的n 倍,且绳子B 端的切线与墙壁的夹角为α.试求绳子在C 处和在A 处的弹力分别为多大?(重力加速度为g )解析:以BC 段绳子为研究对象,设绳子B 端所受弹力为T B ,C 处所受弹力为T C ,如图甲所示T B cos α=1n +1mg ,T B sin α=T C 联立解得T C =1n +1mg tan α 以AC 段绳子为研究对象,设绳子A 端所受弹力为T A ,T A 与水平方向的夹角为β,C 处所受弹力为T C ′,如图乙所示T A sin β=n n +1mg ,T A cos β=T C ′,T C =T C ′ 联立解得T A =1n +1mg n 2+tan 2α.。
2017高考物理新题型快速突破【专家解析】 .doc
2017高考物理新题型快速突破【专家解析】2017年全国高考大纲(理综物理)出现了新变化,为此邀请多年来对高考命题预测富有经验的名师,对考纲进行深度解析,并针对性的命制了考纲变化后最有可能考的新题型,帮助学生对新变化题型进行快速突破。
考纲新变化考试内容第一段中将“考试内容包括知识和能力两个方面。
”删去,这说明高考物理在考查知识的同时注重考查能力,并把对能力的考查放在首要位置。
通过考查知识及其运用来鉴别考生能力的高低,但不把某些知识与某种能力简单地对应起来。
更加体现了知识与能力并不是孤立的。
在考试范围与要求中,有两处进行了调整。
(1)电场主题中的考点内容“匀强电场中电势差与电场强度的关系”要求由Ⅰ变成Ⅱ。
(2)模块3-3中固体、液体与气体主题中的考点内容“气体实验定律”要求由Ⅰ变成Ⅱ。
即从“了解”、“认识”的层次提高到“理解”和“应用”。
考生一定要高度重视这两个变化,在复习中应给予足够的关注。
同时,需要提醒的是,在《考试说明》中题型示例新增8个,分别为2017考试说明例10、例12、例21、例22、例27、例28、例29、例31。
新题型快速突破(高考命题专家押题)1.如图所示,A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10 cm的正六边形的六个顶点,A、B、C三点电势分别为1 V、2 V、3 V,正六边形所在平面与电场线平行。
下列说法正确的是() A.通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线B.匀强电场的电场强度大小为10 V/mC.匀强电场的电场强度方向为由C指向AD.将一个电子由E点移到D点,电子的电势能将减少1.6×10-19J2.如图所示,A、B、C是匀强电场中平行于电场线的某一平面上的三个点,各点的电势分别为φA=5 V,φB=2 V,φC=3 V,H、F三等分AB,G为AC的中点,在下列各示意图中,能正确表示该电场强度方向的是()3.如图所示,在平面直角坐标系中有一底角是60°的等腰梯形,坐标系中有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中O(0,0)点电势为6 V,A(1,√3)点电势为3 V,B(3,√3)点电势为0 V,则由此可判定()A.C点电势为3 VB.C点电势为0 VC.该匀强电场的电场强度大小为100V/mD.该匀强电场的电场强度大小为100√3V/m4.如图所示,水平放置的平行板电容器与一直流电源相连,在两板中央有一带电液滴处于静止状态.现通过瞬间平移和缓慢平移两种方法将A板移到图中虚线位置.下列关于带电液滴运动的说法中正确的是( )A.上述两种方法中,液滴都向B板做匀加速直线运动B.采用瞬间平移的方法,液滴运动到B板经历的时间短C.采用缓慢平移的方法,液滴运动到B板时速度大D.采用缓慢平移的方法,液滴运动到B板过程中电场力做功多5.如图所示,O、A、B为同一竖直平面内的三个点,OB沿竖直方向,∠BOA=60°,OB =2(3)OA,将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出,小球在运动过程中恰好通过A点。
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专题1质点的直线运动(2017·高考全国卷甲)为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1(s1<s0)处分别放置一个挡板和一面小旗,如图所示.训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以初速度v0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗.训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处.假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v1,重力加速度大小为g.求(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数;(2)满足训练要求的运动员的最小加速度.专题2 相互作用1.(2017·高考全国卷甲)如图,一物块在水平拉力F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持F 的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动.物块与桌面间的动摩擦因数为( )A .2-3B .36 C.33D .322. (多选)(2017·高考全国卷乙)如图,柔软轻绳ON 的一端O 固定,其中间某点M 拴一重物,用手拉住绳的另一端N .初始时,OM 竖直且MN 被拉直,OM 与MN 之间的夹角为α⎝⎛⎭⎫α>π2 .现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变.在OM 由竖直被拉到水平的过程中( )A.MN上的张力逐渐增大B.MN上的张力先增大后减小C.OM上的张力逐渐增大D.OM上的张力先增大后减小3.(2017·高考全国卷丙)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm 的两点上,弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)()A.86 cm B.92 cmC.98 cm D.104 cm4.(多选)(2017·高考天津卷)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态.如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是()A.绳的右端上移到b′,绳子拉力不变B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移专题3牛顿运动定律1.(2017·高考全国卷丙)如图,两个滑块A和B的质量分别为m A=1 kg和m B=5 kg,放在静止于水平地面上的木板的两端,两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5;木板的质量为m=4 kg,与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1.某时刻A、B两滑块开始相向滑动,初速度大小均为v0=3 m/s.A、B相遇时,A与木板恰好相对静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g=10 m/s2.求(1)B与木板相对静止时,木板的速度;(2)A、B开始运动时,两者之间的距离.2.(2017·高考江苏卷)如图所示,两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为R的电阻.质量为m的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ 的磁感应强度大小为B、方向竖直向下.当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为v.导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:(1)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小I;(2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a;(3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率P.专题4曲线运动1.(2017·高考全国卷甲)如图,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环.小环由大圆环的最高点从静止开始下滑,在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力()A.一直不做功B.一直做正功C.始终指向大圆环圆心D.始终背离大圆环圆心2.(2017·高考全国卷乙)发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响).速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网;其原因是() A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大3. (2017·高考江苏卷)如图所示,A、B两小球从相同高度同时水平抛出,经过时间t在空中相遇.若两球的抛出速度都变为原来的2倍,则两球从抛出到相遇经过的时间为()A.t B.2 2tC.t2D.t4专题5万有引力与航天1.(多选)(2017·高考全国卷甲)如图,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,M、N为轨道短轴的两个端点,运行的周期为T0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中()A.从P到M所用的时间等于T0/4B.从Q到N阶段,机械能逐渐变大C.从P到Q阶段,速率逐渐变小D.从M到N阶段,万有引力对它先做负功后做正功2.(2017·高考全国卷丙)2017年4月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行.与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的()A.周期变大B.速率变大C.动能变大D.向心加速度变大3.(2017·高考北京卷)利用引力常量G和下列某一组数据,不能计算出地球质量的是()A.地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)B.人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C.月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D.地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离4.(多选)(2017·高考江苏卷)“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空.与“天宫二号”空间实验室对接前,“天舟一号”在距地面约380 km的圆轨道上飞行,则其()A.角速度小于地球自转角速度B.线速度小于第一宇宙速度C.周期小于地球自转周期D.向心加速度小于地面的重力加速度5.(2017·高考天津卷)我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后,与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合体.假设组合体在距地面高为h 的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动,已知地球的半径为R ,地球表面处重力加速度为g ,且不考虑地球自转的影响.则组合体运动的线速度大小为________,向心加速度大小为________.专题6 机械能及其守恒定律1.(2017·高考全国卷丙)如图,一质量为m ,长度为l 的均匀柔软细绳PQ 竖直悬挂.用外力将绳的下端Q 缓慢地竖直向上拉起至M 点,M 点与绳的上端P 相距13l .重力加速度大小为g .在此过程中,外力做的功为( )A.19mgl B .16mglC.13mgl D .12mgl2.(2017·高考天津卷)“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一.摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动.下列叙述正确的是( )A .摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变B .在最高点时,乘客重力大于座椅对他的支持力C .摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零D .摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变3. (2017·高考江苏卷)如图所示,一小物块被夹子夹紧,夹子通过轻绳悬挂在小环上,小环套在水平光滑细杆上.物块质量为M ,到小环的距离为L ,其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F .小环和物块以速度v 向右匀速运动,小环碰到杆上的钉子P 后立刻停止,物块向上摆动.整个过程中,物块在夹子中没有滑动.小环和夹子的质量均不计,重力加速度为g .下列说法正确的是( )A .物块向右匀速运动时,绳中的张力等于2FB .小环碰到钉子P 时,绳中的张力大于2FC .物块上升的最大高度为2v 2gD .速度v 不能超过(2F -Mg )LM4.(多选)(2017·高考江苏卷)如图所示,三个小球A 、B 、C 的质量均为m ,A 与B 、C 间通过铰链用轻杆连接,杆长为L .B 、C 置于水平地面上,用一轻质弹簧连接,弹簧处于原长.现A 由静止释放下降到最低点,两轻杆间夹角α由60°变为120°.A 、B 、C 在同一竖直平面内运动,弹簧在弹性限度内,忽略一切摩擦,重力加速度为g .则此下降过程中( )A .A 的动能达到最大前,B 受到地面的支持力小于32mgB .A 的动能最大时,B 受到地面的支持力等于32mgC .弹簧的弹性势能最大时,A 的加速度方向竖直向下D .弹簧的弹性势能最大值为32mgL 5.(2017·高考江苏卷)如图所示,两个半圆柱A 、B 紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱C ,三者半径均为R .C 的质量为m ,A 、B 的质量都为m2,与地面间的动摩擦因数均为μ.现用水平向右的力拉A ,使A 缓慢移动,直至C 恰好降到地面.整个过程中B 保持静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g .求:(1)未拉A 时,C 受到B 作用力的大小F ; (2)动摩擦因数的最小值μmin ;(3)A 移动的整个过程中,拉力做的功W .专题7 碰撞与动量守恒1.(2017·高考全国卷乙)将质量为1.00 kg 的模型火箭点火升空,50 g 燃烧的燃气以大小为600 m/s 的速度从火箭喷口在很短时间内喷出.在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( )A.30 kg·m/s B.5.7×102 kg·m/sC.6.0×102 kg·m/s D.6.3×102 kg·m/s2.(多选)(2017·高考全国卷丙)一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动.F随时间t变化的图线如图所示,则()A.t=1 s时物块的速率为1 m/sB.t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/sC.t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/sD.t=4 s时物块的速度为零3.(2017·高考北京卷)在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变.放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R.以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量.(1)放射性原子核用A Z X表示,新核的元素符号用Y表示,写出该α衰变的核反应方程.(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,求圆周运动的周期和环形电流大小.(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能,新核的质量为M,求衰变过程的质量亏损Δm.4.(2017·高考天津卷)如图所示,物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳相连,跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧,质量分别为m A=2 kg、m B=1 kg.初始时A静止于水平地面上,B悬于空中.现将B竖直向上再举高h=1.8 m(未触及滑轮),然后由静止释放.一段时间后细绳绷直,A、B以大小相等的速度一起运动,之后B恰好可以和地面接触.取g=10 m/s2,空气阻力不计.求:(1)B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t;(2)A的最大速度v的大小;(3)初始时B离地面的高度H.专题8静电场1.(多选)(2017·高考全国卷乙)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示.电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为E a、E b、E c 和E d.点a到点电荷的距离r a与点a的电势φa已在图中用坐标(r a,φa)标出,其余类推.现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为W ab、W bc和W cd.下列选项正确的是()A.E a∶E b=4∶1 B.E c∶E d=2∶1C.W ab∶W bc=3∶1 D.W bc∶W cd=1∶32. (多选)(2017·高考全国卷丙)一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V.下列说法正确的是()A.电场强度的大小为2.5 V/cmB.坐标原点处的电势为1 VC.电子在a点的电势能比在b点的低7 eVD.电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV3. (多选)(2017·高考天津卷)如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A、B两点的加速度大小分别为a A、a B,电势能分别为E p A、E p B.下列说法正确的是()A.电子一定从A向B运动B.若a A>a B,则Q靠近M端且为正电荷C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有E p A<E p BD.B点电势可能高于A点电势4.(2017·高考江苏卷)如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点.由O点静止释放的电子恰好能运动到P点.现将C板向右平移到P′点,则由O点静止释放的电子()A.运动到P点返回B.运动到P和P′点之间返回C.运动到P′点返回D.穿过P′点5.(多选)(2017·高考江苏卷)在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示.下列说法正确有()A.q1和q2带有异种电荷B.x1处的电场强度为零C.负电荷从x1移到x2,电势能减小D.负电荷从x1移到x2,受到的电场力增大6.(2017·高考全国卷甲)如图,两水平面(虚线)之间的距离为H,其间的区域存在方向水平向右的匀强电场.自该区域上方的A点将质量均为m、电荷量分别为q和-q(q>0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出.小球在重力作用下进入电场区域,并从该区域的下边界离开.已知N离开电场时的速度方向竖直向下;M在电场中做直线运动,刚离开电场时的动能为N刚离开电场时动能的1.5倍.不计空气阻力,重力加速度大小为g.求(1)M与N在电场中沿水平方向的位移之比;(2)A点距电场上边界的高度;(3)该电场的电场强度大小.7.(2017·高考全国卷乙)真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0.在油滴处于位置A时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变.持续一段时间t1后,又突然将电场反向,但保持其大小不变;再持续同样一段时间后,油滴运动到B点.重力加速度大小为g.(1)求油滴运动到B点时的速度;(2)求增大后的电场强度的大小;为保证后来的电场强度比原来的大,试给出相应的t1和v0应满足的条件.已知不存在电场时,油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍.8.(2017·高考北京卷)如图所示,长l=1 m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°.已知小球所带电荷量q=1.0×10-6 C,匀强电场的场强E=3.0×103 N/C,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:(1)小球所受电场力F的大小.(2)小球的质量m.(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小.专题9磁场1. (2017·高考全国卷甲)如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P 为磁场边界上的一点,大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同方向射入磁场.若粒子射入速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上.不计重力及带电粒子之间的相互作用.则v2∶v1为()A.3∶2 B.2∶1C.3∶1 D.3∶ 22.(2017·高考全国卷乙)如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里.三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等,质量分别为m a、m b、m c.已知在该区域内,a在纸面内做匀速圆周运动,b在纸面内向右做匀速直线运动,c在纸面内向左做匀速直线运动.下列选项正确的是()A.m a>m b>m c B.m b>m a>m cC.m c>m a>m b D.m c>m b>m a3. (多选)(2017·高考全国卷乙)如图,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距,均通有电流I,L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反.下列说法正确的是()A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶ 3D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3∶3∶14. (2017·高考全国卷丙)如图,在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,两长直导线P和Q 垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时,纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零.如果让P中的电流反向、其他条件不变,则a点处磁感应强度的大小为()A .0B .33B 0C.233B 0D .2B 05.(2017·高考全国卷丙)如图,空间存在方向垂直于纸面(xOy 平面)向里的磁场.在x ≥0区域,磁感应强度的大小为B 0;x <0区域,磁感应强度的大小为λB 0(常数λ>1).一质量为m 、电荷量为q (q >0)的带电粒子以速度v 0从坐标原点O 沿x 轴正向射入磁场,此时开始计时,当粒子的速度方向再次沿x 轴正向时,求(不计重力)(1)粒子运动的时间; (2)粒子与O 点间的距离.6.(2017·高考天津卷)平面直角坐标系xOy 中,第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场,第Ⅲ象限存在沿y 轴负方向的匀强电场,如图所示.一带负电的粒子从电场中的Q 点以速度v 0沿x 轴正方向开始运动,Q 点到y 轴的距离为到x 轴距离的2倍.粒子从坐标原点O 离开电场进入磁场,最终从x 轴上的P 点射出磁场,P 点到y 轴距离与Q 点到y 轴距离相等.不计粒子重力,问:(1)粒子到达O点时速度的大小和方向;(2)电场强度和磁感应强度的大小之比.7.(2017·高考江苏卷)一台质谱仪的工作原理如图所示.大量的甲、乙两种离子飘入电压为U0的加速电场,其初速度几乎为0,经加速后,通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片上.已知甲、乙两种离子的电荷量均为+q,质量分别为2m和m,图中虚线为经过狭缝左、右边界M、N的甲种离子的运动轨迹.不考虑离子间的相互作用.(1)求甲种离子打在底片上的位置到N点的最小距离x;(2)在图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域,并求该区域最窄处的宽度d;(3)若考虑加速电压有波动,在(U0-ΔU )到(U0+ΔU )之间变化,要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠,求狭缝宽度L满足的条件.专题10电磁感应1.(多选)(2017·高考全国卷甲)两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直.边长为0.1 m、总电阻为0.005 Ω的正方形导线框abcd位于纸面内,cd边与磁场边界平行,如图(a)所示.已知导线框一直向右做匀速直线运动,cd边于t=0时刻进入磁场.线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时,感应电动势取正).下列说法正确的是()A.磁感应强度的大小为0.5 TB.导线框运动速度的大小为0.5 m/sC.磁感应强度的方向垂直于纸面向外D.在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内,导线框所受的安培力大小为0.1 N2.(多选)(2017·高考全国卷甲)某同学自制的简易电动机示意图如图所示.矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴.将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈下方.为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,该同学应将()A.左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉D.左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉3.(2017·高考全国卷乙)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示.无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是()4.(2017·高考全国卷丙)如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直.金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面.现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是()A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向5.(2017·高考北京卷)图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈.实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同.下列说法正确的是()A.图1中,A1与L1的电阻值相同B.图1中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流C.图2中,变阻器R与L2的电阻值相同D.图2中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等6.(2017·高考天津卷)如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是()A.ab中的感应电流方向由b到aB.ab中的感应电流逐渐减小C.ab所受的安培力保持不变D.ab所受的静摩擦力逐渐减小7.(2017·高考江苏卷)如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()A.1∶1B.1∶2C.1∶4 D.4∶18.(2017·高考北京卷)发电机和电动机具有装置上的类似性,源于它们机理上的类似性.直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景.在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L,电阻不计.电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好,以速度v(v平行于MN)向右做匀速运动.图1轨道端点MP间接有阻值为r的电阻,导体棒ab受到水平向右的外力作用.图2轨道端点MP间接有直流电源,导体棒ab通过滑轮匀速提升重物,电路中的电流为I.(1)求在Δt时间内,图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能.(2)从微观角度看,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用.为了方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷.a.请在图3(图1的导体棒ab)、图4(图2的导体棒ab)中,分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图.b.我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做功.那么,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢?请以图2“电动机”为例,通过计算分析说明.9.(2017·高考天津卷)电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新武器和航天运载器.电磁轨道炮示意如图,图中直流电源电动势为E,电容器的电容为C.两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l,电阻不计.炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触.首先开关S接1,使电容器完全充电.然后将S接至2,导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出),MN开始向右加速运动.当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时,回路中电流为零,MN达到最大速度,之后离开导轨.问:(1)磁场的方向;(2)MN刚开始运动时加速度a的大小;(3)MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少.专题11交变电流1.(2017·高考北京卷)如图所示,理想变压器的原线圈接在u=2202sin 100πt(V)的交流。
2017年新课标高三物理二轮专题复习 难点突破1-3-1 Word版含解析
难点突破7带电粒子在匀强电场中偏转问题的分析带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场中,受到恒定的与初速度方向成90°角的电场力作用而做匀变速曲线运动,其轨迹为抛物线,称为类平抛运动.处理此类问题的方法是利用运动的合成与分解知识,把类平抛运动分解为:①沿初速度方向做速度为v0的匀速直线运动;②沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动.在实际的应用中要抓住两个“问题”.1.粒子的偏转角问题(1)已知带电粒子运动情况如图所示,设带电粒子质量为m,带电荷量为q,以初速度v0垂直于电场线方向射入匀强偏转电场,偏转电压为U1,若粒子飞出电场时偏转角为θ,则tanθ=v yv x,式中v y=at=qU1dm·lv0,v x=v0代入得tanθ=qU1lm v20d①结论:初动能一定时tanθ与q成正比,电荷量相同时tanθ与动能成反比.(2)已知加速电压U0不同的带电粒子从静止经过同一加速电压U 0加速后,有qU 0=12m v 20②由①②式得:tan θ=U 1l2U 0d③结论:粒子的偏转角与粒子的q 、m 无关,仅取决于加速电场和偏转电场,即不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场,它们在电场中的偏转角度总是相同的.2.粒子的偏转量问题 (1)y =12at 2=12·qU 1dm ·⎝ ⎛⎭⎪⎫1v 02④ 作粒子速度的反向延长线,设交于O 点,O 点与电场边缘的距离为x ,则x =y tan θ=qU 1l 22dm v 20qU 1l m v 20d=l 2⑤结论:粒子从偏转电场中射出时,就像是从极板间的l2处沿直线射出.(2)若不同的带电粒子是从静止经同一加速电压U 0加速后进入偏转电场的,则由②和④得:y =U 1l 24U 0d⑥结论:粒子的偏转角和偏转距离与粒子的q 、m 无关,仅取决于加速电场和偏转电场,即不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场,它们在电场中的偏转角度和偏转距离总是相同的.【典例】如图所示,一个带正电的粒子以平行于x轴正方向的初速度v0从y轴上a点射入第一象限内,为了使这个粒子能经过x轴上定点b,可在第一象限的某区域内加一方向沿y轴负方向的匀强电场.已知所加电场的场强大小为E,电场区域沿x方向的宽度为s,Oa=L,Ob =2s,粒子的质量为m,带电量为q,重力不计,试讨论电场的左边界与b的可能距离.【解析】设电场左边界到b点的距离为Δx,已知电场宽度为s,Ob=2s,分以下两种情况讨论(1)若粒子在离开电场前已到达b点,如图甲所示,即Δx≤s,则Δx=v0t y=L=qE 2m t2联立解得Δx=2m v20L qE.(2)若粒子离开电场后做匀速直线运动到达b 点,如图乙所示,即s <Δx ≤2s ,则s =v 0t y =qE 2mt 2由几何关系知tan θ=qEm t v 0=L -yΔx -s联立解得Δx =m v 20L qEs +s2.(多选)如图所示,两平行金属板间有一匀强电场,板长为L ,板间距离为d ,在板右端L 处有一竖直放置的光屏M ,一带电荷量为q ,质量为m 的质点从两板中央射入板间,最后垂直打在M 屏上,已知重力加速度为g ,忽略电场的边缘效应和带电粒子对极板电荷分布的影响,则下列结论正确的是( )A.板间电场强度大小为mg qB.板间电场强度大小为2mg qC.质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等D.质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间解析:当质点所受电场力方向向上且大于重力时,质点才可能垂直打到屏上.由运动的合成与分解,可知质点在水平方向上一直做匀速直线运动,所以质点在电场中做类平抛运动的时间和在重力场中做斜上抛运动的时间相等.水平方向上v x=v0;在竖直方向上:在电场中v y=at,如图所示,离开电场后质点做斜上抛运动,v y=gt,由此运动过程的对称性可知a=g,由牛顿第二定律得qE-mg=ma=mg,解得E=2mg/q.选项B、C正确.答案:BC在水平向右的匀强电场中,质量为m 的带正电质点所受重力mg 是电场力的3倍.现将其以初速度v 0竖直向上抛出,则从抛出到速度最小时所经历的时间为( )A .t =v 0g B .t =2v 03gC .t =3v 02gD .t =3v 04g解析:用等效法求解:将所受重力和电场力等效为“新的重力”.质点在场中做类斜抛运动,到达“物理最高点”时,速度最小,沿“物理水平方向”(与“物理竖直方向”垂直).该过程中速度矢量变化如图所示.tan α=Fmg =13,α=30°等效重力加速度 g ′=gcos30°=2g 3Δv =v 0cos30°=g ′t 联立解得t =3v 04g .答案:D。
高考物理二轮复习专题突破(考情预览+易错辨析+核心突破)电磁感应课件
电磁感应中的动力学问题
1.基本方法 (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的 大小和方向. (2)由闭合电路欧姆定律求回路中的电流. (3)分析导体受力情况 (包含安培力在内的全面受力分 析). (4)根据平衡条件或牛顿第二定律列方程求解.
2.两种状态处理 (1)导体处于平衡态——静止或匀速直线运动状态. 处理方法:根据平衡条件(合外力等于零)列式分析. (2)导体处于非平衡态——加速度不为零. 处理方法:根据牛顿第二定律进行动态分析,或结合功 能关系分析.
(3)当 F 突然减小为 F′时,F 安>F′,导体棒 ab 所受 合外力方向向左,导体棒做减速运动;由 F 合=F 安-F′= B2LR2v′-F′=ma 知,棒 ab 做加速度减小的减速运动,当 a=0 时,导体棒做匀速直线运动,速度为 v′=FB′2LR2 .
【答案】 (1)0.80 V (2)0.80 N (3)见解析
图 5-2-7
(1)ab 棒中产生的感应电动势大小; (2)维持导体棒 ab 做匀速运动的外力 F 的大小; (3)若将外力 F 突然减小到 F′,简要论述导体棒 ab 以 后的运动情况.
【解析】 (1)ab 棒切割磁感线,故 E=BLv=0.40×0.50×4.0 V=0.80 V. (2)回路电流 I=ER=00..8200 A=4 A 故 F 安=BIL=0.40×4×0.50 N=0.80 N 因导体棒匀速运动,则 F=F 安=0.80 N.
【答案】 D
3.(多选)(2013·合肥模拟)一个闭合线圈固定在垂直纸面 的匀强磁场中,设磁场方向向里为磁感应强度 B 的正方向, 线圈中的箭头所指方向为电流 I 的正方向.线圈及线圈中感 应电流 I 随时间变化的图线如图 5-2-4 所示,则磁感应强 度 B 随时间变化的图线可能是图中的( )
高中物理重难点知识突破(含详细的例题及解析)
最新高中物理重难点知识突破(主要包括:高中物理的力、功与能、电学实验、带电粒子在磁场中的运动部分,有详细的例题解析和总结)一.力一、难点形成原因:1、力是物体间的相互作用。
受力分析时,这种相互作用只能凭着各力的产生条件和方向要求,再加上抽象的思维想象去画,不想实物那么明显,这对于刚升入高中的学生来说,多习惯于直观形象,缺乏抽象的逻辑思惟,所以形成了难点。
2、有些力的方向比较好判断,如:重力、电场力、磁场力等,但有些力的方向难以确定。
如:弹力、摩擦力等,虽然发生在接触处,但在接触的地方是否存在、方向如何却难以把握。
3、受力分析时除了将各力的产生要求、方向的判断方法熟练掌握外,同时还要与物体的运动状态相联系,这就需要一定的综合能力。
由于学生对物理知识掌握不全,导致综合分析能力下降,影响了受力分析准确性和全面性。
4、教师的教学要求和教学方法不当造成难点。
教学要求不符合学生的实际,要求过高,想一步到位,例如:一开始就给学生讲一些受力个数多、且又难以分析的物体的受力情况等。
这样势必在学生心理上会形成障碍。
二、难点突破策略:物体的受力情况决定了物体的运动状态,正确分析物体的受力,是研究力学问题的关键。
受力分析就是分析物体受到周围其它物体的作用。
为了保证分析结果正确,应从以下几个方面突破难点。
1.受力分析的方法:整体法和隔离法2.受力分析的依据:各种性质力的产生条件及各力方向的特点3.受力分析的步骤:为了在受力分析时不多分析力,也不漏力,一般情况下按下面的步骤进行:(1)确定研究对象—可以是某个物体也可以是整体。
(2)按顺序画力a.先画重力:作用点画在物体的重心,方向竖直向下。
b.次画已知力c.再画接触力—(弹力和摩擦力):看研究对象跟周围其他物体有几个接触点(面),先对某个接触点(面)分析,若有挤压,则画出弹力,若还有相对运动或相对运动的趋势,则再画出摩擦力。
分析完一个接触点(面)后,再依次分析其他的接触点(面)。
2017年高考物理重难点、热点知识分析(含答案)
2017届高考物理考前复习一、疑难知识、热点知识分析1.物体的平衡:平衡状态的定义、共点力平衡条件的应用(三力、多力)、动态平衡的分析例1如图所示,物体A靠在竖直墙壁上,物体A、B在竖直向上的外力F作用下,一起匀速向上运动,则( )A.物体A一定受到墙壁的弹力作用B.物体B对物体A的作用力垂直A的斜面向上C.物体A受重力、物体B的弹力和摩擦力作用D.外力F一定大于A、B两物体的重力之和例2如图所示,斜面体置于粗糙水平面上,斜面光滑.小球被轻质细线系住放在斜面上。
细线另一端跨过定滑轮,用力拉细线使小球沿斜面缓慢移动一段距离,斜面体始终静止.移动过程中( )A.细线对小球的拉力变大B.斜面对小球的支持力变大C.斜面对地面的压力变大D.地面对斜面的摩擦力变大2.匀变速直线运动:匀变速直线运动的规律;两个重要推论;x-t、v-t图象例3如图所示,四个小球在离地面不同高度处,同时由静止释放,不计空气阻力,从某一时刻起,每隔相等的时间间隔小球依次碰到地面。
则刚开始运动时各小球相对地面的位置可能是( )例4 甲、乙两物体在t=0时刻经过同一位置沿x轴运动,其v-t图像如图所示,则( )A.甲、乙在t=0到t=ls之间沿同一方向运动B.乙在t=0到t=7s之间的位移为零C.甲在t=0到t=4s之间做往复运动D.甲、乙在t =6s时的加速度方向相同3.牛顿运动定律:牛顿第二定律的内容(瞬时性、矢量性、独立性)、超失重问题、两个加速度不同的物体的连接体问题(滑块-木板模型、传送带问题)例5 如图所示,在光滑的水平面上有一段长为L、质量分布均匀的绳子,绳子在水平向左的恒力F作用下做匀加速直线运动。
绳子上某一点到绳子右端的距离为x,设该处的张力为T,则能正确描述T与x之间的关系的图象是( )例6 如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块,其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为F T.现用水平拉力F拉质量为3m的木块,使三个木块以同一加速度运动,则以下说法正确的是( )A.质量为2m的木块受到四个力的作用B.当F逐渐增大到F T时,轻绳刚好被拉断C.当F逐渐增大到1.5F T时,轻绳还不会被拉断D.当轻绳刚要被拉断时,质量为m和2m的木块间的摩擦力为F T4.运动的合成与分解当a合与v0在一直线上,轨迹为直线两个直线运动的合成当a合与v0不在一直线上,轨迹为曲线运动正交分解法对曲线运动的处理——分而治之按产生运动的原因分解(如类抛体运动)渡河问题中的极值(最短时间,最短路程)典型问题平抛运动、斜上抛运动(类抛体运动)例7“神舟”九号飞船于2012年6月16日发射升空,如图所示,在“神舟”九号靠近轨道沿曲线从M点到N点的飞行过程中,速度逐渐减小.在此过程中“神舟”九号所受合力的方向可能是 ( )例8如图所示,甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河,M、N分别是甲、乙两船的出发点,两船头与河岸均成α角,甲船船头恰好对准N点的正对岸P点,经过一段时间乙船恰好到达P点,如果划船速度大小相同,且两船相遇,不影响各自的航行,下列判断正确的是()A.甲船也能到达正对岸B.两船渡河时间一定相等C.渡河过程中两船不会相遇D.两船相遇在NP直线上5.圆周运动和人造卫星⑴圆周运动:匀速圆周运动、离心运动、向心运动的条件;“绳模型”、“杆模型”的临界速度问题向心加速度与重力加速度的关系运行轨道(以地心为圆心的圆)⑵匀速圆周运动的卫星运行线速度、角速度、向心加速度、周期、能量与半径的关系五个一定(轨道、T 、ω、h 、v)同步卫星发射地点的选择卫星的发射过程发射方向的选择二次点火加速●天体运动问题的解法高中物理中定量分析天体运动时,实际上就是应用牛顿第二定律F合=ma解题,这里的合力F合就是万有引力G2'r mm ,这里的加速度a 就是环绕天体的向心加速度。
2017年全国统一高考物理试卷(新课标Ⅱ)及解析
2017年全国统一高考物理试卷(新课标Ⅱ)一、选择题:本大题共8小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项是符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分.有选错的得0分.1.(6分)如图,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环,小环由大圆环的最高点从静止开始下滑,在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力()A.一直不做功B.一直做正功C.始终指向大圆环圆心D.始终背离大圆环圆心2.(6分)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核,衰变方程→+,下列说法正确的是()A.衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B.衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C.铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D.衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量3.(6分)如图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持F的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动.物块与桌面间的动摩擦因数为()A.2﹣B.C.D.4.(6分)如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直,一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时,对应的轨道半径为(重力加速度为g)()A.B.C.D.5.(6分)如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点,大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同方向射入磁场,若粒子射入的速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上,不计重力及带电粒子之间的相互作用,则v2:v1为()A.:2 B.:1 C.:1 D.3:6.(6分)如图,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,M,N为轨道短轴的两个端点,运行的周期为T0,若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经M,Q到N的运动过程中()A.从P到M所用的时间等于B.从Q到N阶段,机械能逐渐变大C.从P到Q阶段,速率逐渐变小D.从M到N阶段,万有引力对它先做负功后做正功7.(6分)两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直.边长为0.1m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内,cd边与磁场边界平行,如图(a)所示.已知导线框一直向右做匀速直线运动,cd边于t=0时刻进入磁场.线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时,感应电动势取正).下列说法正确的是()A.磁感应强度的大小为0.5 TB.导线框运动速度的大小为0.5m/sC.磁感应强度的方向垂直于纸面向外D.在t=0.4s至t=0.6s这段时间内,导线框所受的安培力大小为0.1N8.(6分)某同学自制的简易电动机示意图如图所示.矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴.将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈下方.为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,该同学应将()A.左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉D.左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉三、非选择题:共174分.第22~32题为必考题,每个试题考生都必须作答.第33~38题为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题(共129分)9.(6分)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度的之间的关系.使用的器材有:斜面、滑块、长度不同的挡光片、光电计时器.实验步骤如下:①如图(a),将光电门固定在斜面下端附近:将一挡光片安装在滑块上,记下挡光片前端相对于斜面的位置,令滑块从斜面上方由静止开始下滑;②当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间△t;③用△s表示挡光片沿运动方向的长度(如图(b)所示),表示滑块在挡光片遮住光线的△t时间内的平均速度大小,求出;④将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同,令滑块由静止开始下滑,重复②、③;⑤多次重复步骤④⑥利用实验中得到的数据作出﹣△t图,如图(c)所示完成下列填空:(1)用a表示滑块下滑的加速度大小,用v A表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小,则与v A、a 和△t的关系式为=.(2)由图(c)可求得,v A=cm/s,a=cm/s2.(结果保留3位有效数字)10.(9分)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100μA,内阻大约为 500Ω)的内阻.可使用的器材有:两个滑动变阻器R1,R2(其中一个阻值为 0Ω,另一个阻值为 000Ω);电阻箱R z(最大阻值为99999.9Ω);电源E(电动势约为1.5V);单刀双掷开关S1和S2.C、D分别为两个滑动变阻器的滑片.(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线.(2)完成下列填空:①R1的阻值为Ω(填“ 0”或“ 000”)②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中的滑动变阻器的端(填“左”或“右”)对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近.③将电阻箱R z的阻值置于 500.0Ω,接通S1.将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置、最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势(填“相等”或“不相等”)④将电阻箱R z和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将R z的阻值置于 601.0Ω时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变.待微安表的内阻为Ω(结果保留到个位).(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议:.11.(12分)为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1(s1<s0)处分别设置一个挡板和一面小旗,如图所示.训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以速度v0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板:冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗.训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处.假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v1.重力加速度为g.求(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数;(2)满足训练要求的运动员的最小加速度.12.(20分)如图,两水平面(虚线)之间的距离为H,其间的区域存在方向水平向右的匀强电场.自该区域上方的A点将质量为m、电荷量分别为q和﹣q(q>0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出.小球在重力作用下进入电场区域,并从该区域的下边界离开.已知N离开电场时的速度方向竖直向下;M在电场中做直线运动,刚离开电场时的动能为N刚离开电场时的动能的1.5倍.不计空气阻力,重力加速度大小为g.求(1)M与N在电场中沿水平方向的位移之比;(2)A点距电场上边界的高度;(3)该电场的电场强度大小.三、选考题:请考生从给出的物理题中任选一题作答.如果多做,则按所做的第一题计分。
2017高考物理二轮复习 高考冲刺卷1 含答案 精品
高考冲刺卷(一)班级:__________ 姓名:__________ 学号:__________一、选择题:本题共8小题,每小题5分,在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求.全部选对的得5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分14.一质点做匀加速直线运动,速度变化Δv 时发生位移x 1,紧接着速度变化同样的Δv 时发生位移x 2,则该质点的加速度为( D )A .(Δv )2(1x 1+1x 2)B .2(Δv )2x 2-x 1C .(Δv )2(1x 1-1x 2)D .(Δv )2x 2-x 1解析:由Δv =aT 和x 2-x 1=aT 2得a =(Δv )2x 2-x 1. 15.如图所示,有弯成半圆形的金属导线ADC ,O 是其圆心,导线的长度为L .匀强磁场的磁感应强度为B ,方向与平面AOCD 垂直.当在该导线中通以由A 到C 、大小为I 的恒定电流时,该导线受到的安培力的大小和方向是( C )A .BIL ,与直线AC 垂直0B .BIL ,与直线OD 垂直 C .2BIL π,与直线AC 垂直 D.2BIL π,与直线OD 垂直 解析:L 为12圆弧,R =L π,有效长度为l =2R =2L π,安培力为F =BIl =2BIL π,方向由左手定则判断,与直线AC 垂直.16.如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,以速度v 0逆时针匀速转动.在传送带的上端轻轻放置一个质量为m 的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tan θ,则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是( D )解析:小木块被释放后的开始阶段做匀加速直线运动,所受摩擦力沿斜面向下,加速度为a 1,当小木块与传送带速度相同后,小木块开始以a 2的加速度做匀加速直线运动,此时小木块所受摩擦力沿斜面向上,所以a 1>a 2,在v -t 图象中,图线的斜率表示加速度,故选项D 正确.17.在如图所示的虚线MN 上方存在磁感应强度为B 的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,纸面上直角三角形OPQ 的∠OQP 为直角,∠QOP 为30°.两带电粒子a 、b 分别从O 、P 两点垂直于MN 同时射入磁场,恰好在Q 点相遇,则由此可知( A )A .带电粒子a 的速度一定比b 大B .带电粒子a 的质量一定比b 大C .带电粒子a 的运动周期一定比b 大D .带电粒子a 的轨道半径一定比b 大解析:如图所示,由几何关系可得,两粒子轨道圆心在同一点O ′,轨道半径相等,选项D 错误,两带电粒子射入磁场,同时到达Q 点,故运动时间相等.由图可知,粒子a 到达Q 点运动的圆弧对应的圆心角为120°,粒子b 到达Q 点运动的圆弧对应的圆心角为60°,因此由T =2πm qB有13T a =16T b ,即: 13·2πm a q a B =16·2πm b q b B, 解得q a q b ·m b m a =21,选项B 、C 错误. 由r =m v qB 有v a v b =q a q b ·m b m a =21,选项A 正确. 18.如图所示,质量为m 的滑块以一定初速度滑上倾角为θ的固定斜面,同时施加一沿斜面向上的恒力F =mg sin θ.已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ=tan θ,取出发点为参考点,能正确描述滑块运动到最高点过程中产生的热量Q ,滑块动能E k 、势能E p 、机械能E 随时间t 、位移x 变化关系的是( C )解析:根据滑块与斜面间的动摩擦因数μ=tan θ可知,滑动摩擦力等于重力沿斜面向下的分力.施加一沿斜面向上的恒力F =mg sin θ,物体机械能保持不变,重力势能随位移x 均匀增大,选项C 正确;D 错误.产生的热量Q =F f x =μmg (v 0t +12at 2)cos θ,Q 与t 不成正比,滑块动能E k =12m v 2=12m (v 0+at )2,与t 不是一次函数关系,选项A 、B 错误. 19.据某网站报道,前不久一个国际研究小组观测到了一组双星系统,发现它们绕两者连线上的某点O 做匀速圆周运动,而且双星系统中体积较小的成员能“吸食”另一颗体积较大星体表面物质,达到质量转移的目的,如图所示.假设在“吸食”过程中两者球心之间的距离保持不变,则在该过程中( AC )A .它们的角速度始终保持相等B .它们做圆周运动的角速度不断变大C .体积较大星体圆周运动轨迹半径变大,线速度也变大D .它们做圆周运动的万有引力保持不变解析:双星在万有引力作用下绕双星连线上一点运动,其特点是运动周期相等,选项A 正确.设体积较小的星体质量为m 1,轨道半径为r 1,体积大的星体质量为m 2,轨道半径为r 2,双星间的距离为L ,转移的质量为Δm ,则它们之间的万有引力F =G (m 1+Δm )(m 2-Δm )L 2, 由数学知识可得,随着Δm 的增大,F 先增大后减小,选项D 错误.对m 1:G (m 1+Δm )(m 2-Δm )L 2=(m 1+Δm )ω2r 1;对m 2:G (m 1+Δm )(m 2-Δm )L 2=(m 2-Δm )ω2r 2;由上式联立解得ω=G (m 1+m 2)L 3,因总质量m 1+m 2不变,两者距离L 不变,则角速度ω不变,故B 错误.由前面的分析得:ω2r 2=G (m 1+Δm )L 2,ω、L 、m 1均不变,Δm 增大,则r 2增大,即体积较大星体圆周运动轨迹半径变大,由v =ωr 2得线速度v 也增大,故C 正确.20.如图甲所示,在水平面上固定一个匝数为10匝的等边三角形金属线框,总电阻为3 Ω,边它为0.4 m .金属框处于两个半径为0.1 m 的圆形匀强磁场中,顶点A 恰好位于左边圆的圆心,BC 边的中点恰好与右边圆的圆心重合.左边磁场方向垂直水平面向外,右边磁场方向垂直水平面向里,磁感应强度的变化规律如图乙所示,则下列说法中正确的是(π取3.14)( CD )A .线框中感应电流的方向是顺时针方向B .t =0.4 s 时,穿过线框的磁通量为0.005 WbC .经过t =0.4 s ,线框中产生的热量为0.3 JD .前0.4 s 内流过线框的电荷量为0.2 C解析:由图知B 1垂直水平面向里,大小随时间增大,B 2垂直水平面向外,大小不变.故通过线框的磁通量变化由B 1决定,由楞次定律可知,线框中感应电流方向为逆时针方向,选项A 错.t =0.4 s 时刻,穿过线框的磁通量φ=B 1×π2r 2-B 2×π6r 2=0.058 Wb.选项B 错, 由Q =⎝ ⎛⎭⎪⎫n ΔφΔt R 2RΔt =0.3 J ,选项C 正确; 在t =0.4 s 内通过线框的电荷量q =It =n ΔφΔt R Δt =n ΔφR=0.2 C ,选项D 正确. 21.如图所示,在匀强电场中有一正方体,电场线的方向与直线a ′d 平行,已知a ′点的电势φ1=2 V ,d 点的电势φ2=-2 V .O 点是顶点a 、c 连线的中点.则以下说法正确的是( AC )A .若把一个电子从O 点移到a 点,电场力做功1.6×10-19 J B .若把一个电子从O 点移到a 点,电场力做功3.2×10-19 JC .若把一个电子从O 点移到c 点,电场力做功-1.6×10-19 JD .若把一个电子从O 点移到c 点,电场力做功-3.2×10-19J 解析:设直线a ′d 的中点为p ,如图所示,根据几何关系,直线ap 与直线a ′d 垂直.因此直线ap 是等势线,a 、p 两点等势,因为a ′点的电势φ1=2 V ,d 点的电势φ2=-2 V ,则p 点电势为0,即a 点电势为0;又因为直线cd 与直线a ′d 垂直,则c 、d 两点等势,c 点电势为-2 V ,又因为O 点是a 、c 连线的中点,则O 点电势为-1 V ,因此U Oa =-1 V ,U Oc =1 V ,若把一个电子从O 点移到a 点,电场力做功1.6×10-19 J ,A 正确;B 错误;把一个电子从O 点移到c 点,电场力做功-1.6×10-19 J ,C 正确,D 错误.二、非选择题:包括必考题和选考题两部分.第22题~第26题为必考题,每个试题考生都必须做答.22.(5分)某同学设计了以下的实验来验证机械能守恒定律:在竖直放置的光滑的塑料米尺上套一个磁性滑块m ,滑块可沿米尺自由下落.在米尺上安装一个连接了内阻很大的数字电压表的多匝线框A ,线框平面在水平面内,滑块可穿过线框,如图所示.把滑块从米尺的0刻度线处释放,记下线框所在的刻度h 和滑块穿过线框时的电压U .改变h ,调整线框的位置,多做几次实验,记录各次的h 、U .(1)如果采用图象法对得出的数据进行分析认证,用图线__U 2-h __(选填“U -h ”或“U 2-h ”)更容易得出结论.(2)影响本实验精确程度的因素主要是__空气阻力(或由于电磁感应损失机械能)__(列举一点即可)解析:(1)由mgh =12m v 2,得:v =2gh ,根据法拉第电磁感应定律:U =BL v =BL 2gh ,U 2=2B 2L 2gh .每次滑落时B 、L 相同,故U 2与h 成正比,如果采用图象法对得出的数据进行分析论证,线性图线会更直观,故用U 2-h 图象.(2)由于空气阻力等的影响,使滑块下落时减少的重力势能不能完全转化为动能,从而带来实验误差.23.(7分)在电学实验中由于电压表、电流表内阻的影响,使得测量结果总存在系统误差.某校课外研究性学习小组进行了消除电表内阻对测量影响的探究,利用如图甲所示的电路测定电阻R x 的值.器材有:电源,适当量程的电流表、电压表各一只,滑动变阻器R ,电阻箱R p ,开关S 1、S 2,导线若干.他设计的电路图如图甲所示.(1)请你帮他按电路原理图在实物图乙上连线.(2)其主要操作过程:第一步:将开关S 2断开,开关S 1闭合,调节滑动变阻器R 和电阻箱R p ,使电压表、电流表读数合理,读出这时的电压表的示数U 1和电流表的示数I 1.第二步:将开关S 2闭合,保持__R P __阻值不变,调节__R __阻值,使电压表和电流表有较大的读数,读出此时电压表的示数U 2和电流表的示数I 2;由以上记录的数据计算出被测电阻的表达式为R x = U 1U 2U 1I 2-U 2I 1(用电表的读数表示). (3)此探究实验中,被测电阻的测量值__等于__真实值(选填“大于”“小于”或“等于”).解析:(1)(2)第一步实验,U 1I 1=R 并;第二步实验,U 2I 2=R 并R x R 并+R x解得R x =U 1U 2U 1I 2-U 2I 1. (3)此探究实验中,没有系统误差,被测电阻的测量值等于真实值.24.(10分)如图所示,轻绳绕过定滑轮,一端连接物块A ,另一端连接在滑环C 上,物块A 的下端用弹簧与放在地面上的物块B 连接,A 、B 两物块的质量均为m ,滑环C 的质量为M ,开始时绳连接滑环C 部分水平,绳刚好拉直,滑轮到杆的距离为L ,控制滑块C ,使其沿杆缓慢下滑,当C 下滑43L 时,释放滑环C ,结果滑环C 刚好处于静止,此时B 刚好要离开地面,不计一切摩擦,重力加速度为g .(1)求弹簧的劲度系数.(2)若由静止释放滑环C ,求当物块B 刚好要离开地面时,滑环C 的速度大小.解析:(1)设开始时弹簧的压缩量为x ,则kx =mg设B 物块刚好要离开地面,弹簧的伸长量为x ′,则kx ′=mg因此x ′=x =mg k由几何关系得2x =L 2+⎝⎛⎭⎫43L 2-L =23L 求得x =13L ,k =3mg L(2)由(1)知A 上升的距离为h =x +x ′=23L C 下滑的距离H =43L 根据机械能守恒MgH -mgh =12m (v H H 2+L2)2+12M v 2 求得v =10(2M -m )gL 48m +75M. 答案:(1)3mg L(2)10(2M -m )gL 48m +75M 25.(18分)如图所示的竖直平面内,相距为d 、不带电且足够大的平行金属板M 、N 水平固定放置,与灯泡L 、开关S 组成回路并接地,M 板上方有一带电微粒发射源盒D ,灯泡L 的额定功率与电压分别为P L 、U L .电荷量为q 、质量为m 1的带电微粒以水平向右的速度v 0从D 盒右端口距M 板h 高处连续发射,落在M 板上其电荷立即被吸收且在板面均匀分布,板间形成匀强电场,当M 板吸收一定电量后闭合开关S ,灯泡能维持正常发光,质量为m 2的带电粒子Q 以水平速度从左侧某点进入板间,并保持该速度穿过M 、N 板.设带电微粒可视为质点,重力加速度为g ,忽略带电微粒间的相互作用及空气阻力,试分析下列问题:(1)初始时带电微粒落在M 板上的水平射程为多少?(2)D 盒发射功率多大?(3)若在M 、N 板间某区域加上磁感应强度为B 、方向垂直于纸面的匀强磁场,使Q 粒子在纸面内无论从左侧任何位置以某最小的水平速度进入,都能到达N 板上某定点O ,求该Q 粒子的最小速度和所加磁场区域为最小时的几何形状及位置.解析:(1)由题知,在初始时M 板不带电,带电微粒在空间做平抛运动,设带电微粒到达M 板的时间为t 1,水平射程为l 1,有h =12gt 21,l 1=v 0t 1 联立解得l 1=v 0g2gh . (2)灯泡正常发光,金属板M 、N 间的电压为U L ,由电容器知识可知,金属板M 、N 所带电量为定值.这时落到板M 的电量全部流过灯泡.设流过灯泡的电流为I L ,在时间t 内流过灯泡的电量为Q L ,有P L =I L U LQ L =I L t设单位时间发射带电微粒的个数为n ,有Q L =nqt联立解得n =P L qU L根据功率知识,有P D =W t =nE k =n 12m 1v 20=m 1P L v 202qU L(3)闭合开关S 后,M 、N 板间为匀强电场,Q 进入后速度不变,则说明Q 所受电场力与重力平衡,设Q 粒子带电荷量为q 2,有q 2U L d =m 2g ,q 2=m 2gd U L再进入磁场区域Q 必做匀速圆周运动.以O 点为坐标原点,如图,建立直角坐标系xOy ,Q 进入板间做匀速直线运动,到达G 点时进入磁场做匀速圆周运动到达O 点.设Q 做匀速圆周运动的圆心为C ,半径为r ,OC 与水平方向的夹角为θ,G 点的坐标为(x ,y ),有x =-r cos θ,y =r +r sin θ联立得:x 2+(y -r )2=r 2由上式可知磁场在y 轴左边的边界为半圆,要让Q 粒子以最小速度在板间任何位置水平入射进入且又要该圆为最小,必有r =12dQ 靠近M 板进入磁场时做匀速圆周运动的轨迹为y 轴右边的半圆,其方程为x 2+⎝⎛⎭⎫y -d 22=⎝⎛⎭⎫d 22 Q 从其他位置进入磁场做匀速圆周运动的轨迹不会超出y 轴与此半圆所围区域,故磁场在y 轴右边区域最小的边界也为该半圆,则磁场的最小区域为圆,半径为12d ,圆心为距O 点12d 的板间中心处,由圆周运动知识,对Q 粒子有q 2B v min =m 2v 2min r得v min =q 2Br m 2=gBd 22U L. 答案:(1)v 0g2gh (2)m 1P L v 202qU L (3)gBd 22U L见解析. 26.(15分)(1)(6分)关于科学家和他们的贡献,下列说法正确的是__A_B_D__.A .普朗克曾经大胆假设:振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍,这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子B .德布罗意提出:实物粒子也具有波动性,而且粒子的能量ε和动量p 跟它对所应的波的频率ν和波长λ之间,遵从关系ν=εh 和λ=h pC .卢瑟福认为,原子是一个球体,正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内,电子镶嵌其中D .按照爱因斯坦的理论,在光电效应中,金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν,这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W 0,剩下的表现为逸出后电子的初动能E KE .玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域,提出了定态的跃迁的概念,成功地解释了所有原子光谱的实验规律(2)(9分)如图所示,光滑水平面上静止着倾角为θ、高度为H 、质量为M 的光滑斜面,质量为m 的小球以一定的初速度从斜面底端沿着斜面向上运动.若斜面固定,小球恰好冲上斜面顶端;若斜面不固定,求小球冲上斜面后能达到的最大高度h .解析:(2)斜面固定,小球冲上斜面顶端的过程机械能守恒,设其初速度为v 0,有12m v 20=mgH 斜面不固定,设小球冲上斜面后达到最大高度时与斜面的共同速度为v ,由系统机械能守恒,有12m v 20=12(m +M )v 2+mgh 系统水平方向动量守恒 m v 0=(m +M )v联立解得 h =MH m +M答案:(2)h =MH M +m三、选考题:共15分.请考生从给出的2道物理题中任选一题做答,并用2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑.注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题.如果多做,则每学科按所做的第一题计分.Ⅰ.(物理——选修3-3)(15分)(1)(6分)下列说法正确的是__BCD__.(选对一个给3分,选对两个给4分,选对3个给6分.每选错一个扣3分,最低得分为0分)A .悬浮在液体中的微粒越小,在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少,布朗运动越不明显B .分子间存在的引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小,但是斥力比引力减小的更快C .在各种晶体中,原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的,具有空间上的周期性D .不需要任何动力或燃料,却能不断对外做功的永动机是不可能制成的E .如果没有漏气、没有摩擦,也没有机体热量的损失,热机的效率可以达到100%(2)(9分)如图所示的水银气压计中混入了一个空气泡,上升到水银柱的上方,使水银柱上方不再是真空,因而气压计的读数比实际的大气压小些.当实际大气压为768mmHg 时,气压计的读数只有750mmHg ,此时管中水银面到管顶的距离为80mm.设环境温度保持不变:①当气压计读数为740mmHg 时,实际大气压为多少?②在外界气压缓慢减小的过程中,水银柱上方的气体是吸热还是放热?解析:(2)①当实际大气压为768 mmHg 时,封闭气体压强为P 1=(768-750) mmHg =18 mmHg设管内部横截面积为S ,则封闭气体体积为V 1=80 mm·S当水银气压计读数为740 mmHg 时,设实际大气压为P ,封闭气体压强为P 2=P -740 mmHg此时水银柱高度下降10 mm ,封闭气体体积为V 2=90 mm·S由于环境温度保持不变,由玻意耳定律P 1V 1=P 2V 2代入数据求得P =756 mmHg②在外界气压缓慢减小的过程中,环境温度保持不变,即ΔU =0气体体积膨胀,对外界做功,即W <0由热力学第一定律ΔU =W +Q所以,Q >0,即水银柱上方的气体吸热答案:(2)水银柱上方的气体吸热Ⅱ.(物理——选修3-4)(15分)(1)(6分)一列简谐横波沿x 轴正方向传播.t =0时刻的波形图如图中实线所示,质点P 的坐标为(4 m,0),t =0.4 s 时的波形图如图中虚线所示.波的传播速度为__5(4n +1)n =0、1、2……__m/s ;若T >0.4 s ,当t =1.0 s 时,P 点的坐标为 (4 m ,-10m) .(2)(9分)如图所示,在桌面上方有一倒立的玻璃圆锥,顶角∠AOB =120°,顶点O 与桌面的距离为4a ,圆锥的底面半径R =3a ,圆锥轴线与桌面垂直.有一半径为R 的圆柱形平行光垂直入射到圆锥的底面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合.已知玻璃的折射率n =3,求光束在桌面上形成的光斑的面积解析:(2)如图所示,射到OA 界面的入射角α=30°,则sin α=12<1n,故射入光能从圆锥侧面射出. 设折射角为β.无限接近A 点的折射光线为AC ,根据折射定律sin β=n sin α,解得β=60°过O点作OD//AC,则∠O2OD=β-α=30°在Rt△O1AO中O1O=R tan 30°=33·3a=a在Rt△ACE中,EC=AE tan 30°=5a 3故O2C=EC-R=2a 3在Rt△OO2D中O2D=4αtan 30°=4a 3光束在桌面上形成光环面积S=π·O2D2-π·O2C2=4πa2。
2017届高考物理第二轮提升突破复习题13
1.(2015·新课标全国Ⅰ·14)两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行.一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力),从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的()A.轨道半径减小,角速度增大B.轨道半径减小,角速度减小C.轨道半径增大,角速度增大D.轨道半径增大,角速度减小2.(2015·江苏单科·4)如图1所示,用天平测量匀强磁场的磁感应强度.下列各选项所示的载流线圈匝数相同,边长MN相等,将它们分别挂在天平的右臂下方.线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状态.若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是()图13.(2015·海南单科·1)如图2所示,a是竖直平面P上的一点,P前有一条形磁铁垂直于P,且S极朝向a点,P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下,在水平面内向右弯曲经过a点.在电子经过a点的瞬间,条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向()图2A.向上B.向下C.向左D.向右1.题型特点(1)考查磁场的性质、分布特点和规律以及匀强磁场中的安培力时,一般以选择题的形式出现.(2)考查洛伦兹力及带电粒子在匀强磁场中的运动时,题型一般为计算题. 2.命题趋势(1)考查导体棒在匀强磁场中的平衡问题. (2)考查带电粒子在匀强磁场中的运动问题.考题一 磁场的性质1.(2015·长沙4月模拟)已知长直导线电流产生的磁场中某点的磁感应强度满足B =k Ir (其中k 为比例系数,I 为电流强度,r 为该点到直导线的距离)如图3所示,同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙,通有大小均为I 且方向相反的电流,a 、O 三点与两导线共面,且a 点到甲的距离、甲到O 点的距离及O 点到乙的距离、乙到b 点的距离均相等.现测得O 点磁感应强度的大小为B 0=3T ,则a 点的磁感应强度大小为( )图3A .1T B.43TC.32T D .2T2.(2015·宁波模拟)如图4所示,弹簧测力计下挂有一单匝正方形线框,线框边长为L ,质量为M ,线框上边水平且处于垂直纸面向里的匀强磁场中,线框通有如图所示方向电流,且线框处于静止状态,若此时弹簧测力计示数大小为F ,已知该线框单位长度自由电子个数为n ,重力加速度为g ,则电子定向移动对应的洛伦兹力大小为( )图4A .F -MgB .Mg -FC.F -Mg 4nLD.Mg -F nL3.(2015·江南十校联考)由相关电磁学理论可以知道,若圆环形通电导线的中心为O ,环的半径为R ,环中通以电流为I ,如图5甲所示,环心O 处的磁感应强度大小B =μ02·IR ,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.有可能您不能直接求得P 点处的磁感应强度B ,但您能根据所学的物理知识判断出以下有关P 点磁感应强度B 的表达式是( )图5A .B P =μ02·R 2I(R 2+x 2)32B .B P =μ02·R 2I(R 2+x 2)C .B P =μ02·RI(R 2+x 2)32D .B P =μ02·R 3I(R 2+x 2)321.分析通电导体棒受力时的基本思路2.辨析以下说法的正误.(1)带电粒子受电场力则空间一定存在电场(√)(2)带电粒子不受电场力则空间一定不存在电场(√)(3)运动电荷受洛伦兹力则空间一定存在磁场(√)(4)运动电荷不受洛伦兹力则空间一定不存在磁场(×)考题二带电粒子在匀强磁场中的运动4.(多选)(2015·广州二模)如图6所示,MN、PQ是圆O的两条相互垂直的直径,圆内有垂直纸面向里的匀强磁场,荷质比相等的正、负离子分别从M、N以等大速率射向O.若正离子从P出射,则()图6A.负离子会从Q出射B.负离子也从P出射C.两离子在磁场中运动时间相等D.两离子在磁场中运动路程不相等5.(多选)(2015·淮安三调)如图7所示,在xOy平面的第Ⅰ象限内存在垂直xOy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场,两个相同的带电粒子以相同的速度v0先后从y轴上坐标(0,3L)的A点和B点(坐标未知)垂直于y轴射入磁场,在x轴上坐标(3L,0)的C点相遇,不计粒子重力及其相互作用.根据题设条件可以确定( )图7A .带电粒子在磁场中运动的半径B .带电粒子的电荷量C .带电粒子在磁场中运动的时间D .带电粒子的质量6.(2015·成都三诊)如图8所示,空间存在一范围足够大、方向垂直于竖直xOy 平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B .让质量为m ,电荷量为q (q >0)的粒子从坐标原点O 沿xOy 平面入射.不计粒子重力,重力加速度为g .图8(1)若该粒子沿y 轴负方向入射后,恰好能经过x 轴上的A (a,0)点,求粒子速度的大小. (2)若该粒子以速度v 沿y 轴负方向入射的同时,一不带电的小球从x 轴上方某一点平行于x 轴向右抛出,二者经过时间t =5πm 6qB 恰好相遇,求小球抛出点的纵坐标.带电粒子在匀强磁场中的“四点、六线、三角”(1)如图9所示.图9(2)四点:入射点B、出射点C、轨迹圆心A、入射速度直线与出射速度直线的交点O.(3)六线:圆弧两端点所在的轨迹半径r,入射速度直线和出射速度直线OB、OC,入射点与出射点的连线BC,圆心与两条速度直线交点的连线AO.(4)三角:速度偏转角∠COD、圆心角∠BAC、弦切角∠OBC,其中偏转角等于圆心角,也等于弦切角的两倍.考题三带电粒子在磁场中的临界问题7.(多选)如图10所示,在xOy平面内的y轴和虚线之间除了圆形区域外的空间存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B.虚线经过Q点(3L,0)且与y轴平行.圆形区域的圆心P的坐标为(2L,0),半径为L.一个质量为m,电荷量为q的带正电的粒子从y轴上某点垂直y轴进入磁场,不计粒子的重力,则()图10A .如果粒子没有经过圆形区域到达了Q 点,则粒子的入射速度为v =3qBLmB .如果粒子没有经过圆形区域到达了Q 点,则粒子的入射速度为v =3qBL2mC .粒子第一次从P 点经过了x 轴,则粒子的最小入射速度为v min =3qBLm D .粒子第一次从P 点经过了x 轴,则粒子的最小入射速度为v min =2qBLm8.(多选)(2015·西安八校第三次联考)如图11所示,半径为R 的一圆柱形匀强磁场区域的横截面,磁感应强度大小为B ,方向垂直于纸面向外,磁场外有一粒子源,能沿一直线发射速度大小不等的在一范围内的同种带电粒子,带电粒子的质量为m ,电荷量为q (q >0),不计重力.现粒子以沿正对cO 中点且垂直于cO 方向射入磁场区域,发现带电粒子恰能从bd 之间飞出磁场.则( )图11A .从b 点飞出的带电粒子的速度最大B .从d 点飞出的带电粒子的速度最小C .从d 点飞出的带电粒子的运动时间最长D .从b 点飞出的带电粒子的运动时间最短9.(2015·湖北八校联考二模)真空中存在一中空的柱形圆筒,如图12是它的一个截面,a 、b 、c 为此截面上的三个小孔,三个小孔在圆形截面上均匀分布,圆筒半径为R .在圆筒的外部空间存在着匀强磁场,磁感应强度大小为B ,其方向与圆筒的轴线平行,在图中垂直于纸面向内.现在a 处向圆筒内发射一个带正电的粒子,其质量为m ,带电荷量为q ,使粒子在图所在平面内运动,设粒子只受磁场力的作用,若粒子碰到圆筒即会被吸收,则:图12(1)若要粒子发射后在以后的运动中始终不会碰到圆筒,则粒子的初速度的大小和方向有何要求?(2)如果在圆筒内的区域中还存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小也为B,则为使粒子以后都不会碰到圆筒,粒子的初速度大小和方向有何要求?1.解决本类问题的一般思路(1)首先要明确带电粒子的电性和磁场的方向.(2)正确地找出带电粒子运动的临界状态,以题目中的关键词“恰好”、“最高”、“最长”、“至少”等为突破口.(3)画出粒子的运动轨迹,确定圆心、半径,由几何关系确定边角关系.2.巧解带电粒子在磁场运动的临界轨迹的方法(1)动态放缩法:定点粒子源发射速度大小不同、方向相同的同种粒子,速度越大半径越大,圆心在垂直初速度方向的直线上.(2)旋转平移法:定点粒子源发射速度大小相等、方向不同的同种粒子的运动轨迹的圆心在以入射点为圆心,半径为R =m vqB的圆上.考题四 带电粒子在相邻多个磁场中的运动10.(多选)如图13所示,在x 轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场,x 轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为B2的匀强磁场.一带负电的粒子从原点O 沿与x 轴成30°角斜向上方射入磁场,且在上方磁场中的运动半径为R .则( )图13A .粒子在运动过程中的动能保持不变B .粒子在x 轴上方和下方运动的半径之比为2∶1C .粒子完成一次周期性运动的时间为πm qBD .粒子第二次射入x 轴上方的磁场时,沿x 轴前进3R11.(2015·德阳二诊)如图14所示,坐标系xOy 在竖直平面内,x 轴沿水平方向.第二象限有垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B 1=18E 25π·gL;第四象限同时存在着垂直于坐标平面向外的匀强磁场和竖直向下的匀强电场,磁感应强度大小为B 2=5πE 26gL,电场强度为E (大小未知).在第二象限内固定一根与x 轴成θ=30°角的绝缘细杆,一个带电小球a 穿在细杆上匀速下滑通过O 点进入第四象限,在第四象限内做匀速圆周运动且经过x 轴上的Q 点,已知Q 点到坐标原点O 的距离为L ,重力加速度为g ,空气阻力忽略不计.求:图14(1)当带电小球a刚离开O点时,从y轴正半轴的P点以某一初速度水平向右平抛一个不带电的绝缘小球b,b球刚好运动到x轴上Q点与a球相碰,则OP之间的距离h是多少?(2)带电小球a与绝缘细杆间的动摩擦因数μ.专题综合练1.(多选)(2015·新课标全国Ⅱ·18)指南针是我国古代四大发明之一.关于指南针,下列说法正确的是()A.指南针可以仅具有一个磁极B.指南针能够指向南北,说明地球具有磁场C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线,导线通电时指南针不偏转2.(2015·江西师大附中、鹰潭一中4月联考)无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度B的大小与电流成正比,与导线到这一点的距离成反比.如图15所示,两根相距L的无限长直导线分别通有电流I和3I.在两导线的连线上有a、b、c三点,a点为两根直导线连线的中点,b、c两点距导线的距离均为L.下列说法正确的是()图15A.a点和b点的磁感应强度方向相反B.a点和b点的磁感应强度大小之比为8∶1C .c 点和b 点的磁感应强度方向相同D .c 点和b 点的磁感应强度大小之比为5∶13.(多选)(2015·长沙4月模拟)如图16所示,在半径为R 的圆心区域内(圆心为O )有匀强磁场,磁感应强度为B ,方向垂直于圆平面(未画出).一群具有相同比荷的负离子以相同的速率由P 点在纸平面内向不同方向射入磁场中,发生偏转后又飞出磁场,若离子在磁场中运动的轨道半径大于R ,则下列说法中正确的是(不计离子的重力)( )图16A .从Q 点飞出的离子在磁场中运动的时间最长B .沿PQ 方向射入的离子飞出时偏转角最大C .所有离子飞出磁场时的动能一定相等D .在磁场中运动时间最长的离子不可能经过圆心O 点4.(多选)(2015·大连二模)如图17所示,在一半径为r 的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B ,ab 为一直径,在磁场的边界上b 点处放置一个粒子源,可以向磁场内的各个方向发射质量均为m 和电荷量均为q (q >0)的粒子,粒子进入磁场的速度大小均相同,发现圆形磁场边界上有六分之一的区域有粒子射出.则下列说法正确的是( )图17A .进入到磁场中的粒子的速度大小为qBr mB .进入到磁场中的粒子的速度大小为qBr2mC .若将粒子源发射的粒子速度变为原来的二倍,则磁场边界上有一半区域有粒子射出D .若将粒子源发射的粒子速度变为原来的二倍,则磁场边界上所有区域均有粒子射出 5.(2015·甘肃二诊)如图18所示,空间存在垂直纸面向里的匀强磁场,从P 点平行直线MN射出的a 、b 两个带电粒子,它们从P 点射出开始计时到第一次到达直线MN 所用的时间相同,到达MN 时速度方向与MN 的夹角分别为60°和90°,不计粒子重力以及粒子间的相互作用力,则两粒子速度大小之比v a ∶v b 为( )图18A .2∶1B .3∶2C .4∶3 D.2∶ 36.(多选)(2015·揭阳二模)如图19所示,等腰直角三角形ABC 中存在匀强磁场,比荷相同的两个粒子沿AB 方向射入磁场,分别从AC 边上的D (AC 的中点)、C 两孔射出,则( )图19A .从C 、D 两孔射出的粒子的运动半径大小之比为R C ∶R D =2∶1B .从C 、D 两孔射出的粒子的出射速度大小之比为v C ∶v D =1∶1 C .从C 、D 两孔射出的粒子在磁场中的运动周期之比为T C ∶T D =2∶1 D .从C 、D 两孔射出的粒子在磁场中的运动时间之比为t C ∶t D =1∶17.(2015·合肥二质检)如图20所示,圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度的大小为B 1,P 为磁场边界上的一点.相同的带正电荷粒子,以相同的速率从P 点射入磁场区域,速度方向沿位于纸面内的各个方向.这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上,这段圆弧的弧长是圆周长的13.若将磁感应强度的大小变为B 2,结果相应的弧长变为圆周长的14,不计粒子的重力和粒子间的相互影响,则B 2B 1等于( )A.34B.32C.62D.238.(多选)(2015·温州二模)如图21所示,正方形abcd 区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场,O 点是cd 边的中点.一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下,从O 点沿纸面以垂直于cd 边的速度射入磁场,经过时间t 0刚好从c 点射出磁场.现让该粒子从O 点沿纸面以与Od 成30°角的方向,分别以大小不同的速率射入磁场,则关于该粒子在磁场中运动的时间t 和离开正方形区域位置,分析正确的是( )图21A .若t =53t 0,则它一定从dc 边射出磁场B .若t =54t 0,则它一定从cb 边射出磁场C .若t =t 0,则它一定从ba 边射出磁场D .若t =23t 0,则它一定从da 边射出磁场9.(2015·赣州模拟)如图22所示,为一磁约束装置的原理图,圆心为原点O 、半径为R 0的圆形区域Ⅰ内有方向垂直于xOy 平面向里的匀强磁场.一束质量m 、电荷量为q 、动能为E 0的带正电粒子从坐标为(0,R 0)的A 点沿y 轴负方向射入磁场区域Ⅰ,粒子全部经过x 轴上的P 点,方向沿x 轴正方向.当在环形区域Ⅱ加上方向垂直于xOy 平面的匀强磁场时,上述粒子仍从A 点沿y 轴负方向射入区域Ⅰ,粒子经过区域Ⅱ后从Q 点第2次射入区域Ⅰ,已知OQ 与x 轴正方向的夹角为60°.不计重力和粒子间的相互作用.求:(1)区域Ⅰ中磁感应强度B 1的大小;(2)若要使所有的粒子均约束在区域内,则环形区域Ⅱ中B 2的大小、方向及该环形半径R 至少为多大;(3)粒子从A 点沿y 轴负方向射入后至再次以相同的速度经过A 点时的运动周期.10.在真空室内取坐标系xOy ,在x 轴上方存在两个方向都垂直于纸面向外的磁场区域Ⅰ和Ⅱ(如图23),平行于x 轴的直线aa ′和bb ′是区域的边界线,两个区域在y 方向上的宽度都为d ,在x 方向上都足够长.Ⅰ区和Ⅱ区内分别充满磁感应强度为B 和23B 的匀强磁场,边界bb ′上装有足够长的平面感光板.一质量为m 、电荷量为+q 的带电粒子,从坐标原点O 以大小为v 的速度沿y 轴正方向射入Ⅰ区的磁场中.不计粒子的重力作用.图23(1)粒子射入的速度v 大小满足什么条件时可使粒子只在Ⅰ区内运动而不会进入Ⅱ区? (2)粒子射入的速度v 大小满足什么条件时可使粒子击中bb ′上的感光板?并求感光板可能被粒子击中的范围?答案精析专题7 磁 场真题示例1.D [由于速度方向与磁场方向垂直,粒子受洛伦兹力作用做匀速圆周运动,即q v B =m v 2r ,轨道半径r =m vqB ,从较强磁场进入较弱磁场后,速度大小不变,轨道半径r 增大,根据角速度ω=v r =qBm可知角速度减小,选项D 正确.]2.A [磁场发生微小变化时,因各选项中载流线圈在磁场中的面积不同,由法拉第电磁感应定律E =n ΔΦΔt =n ΔB ·SΔt 知载流线圈在磁场中的面积越大,产生的感应电动势越大,感应电流越大,载流线圈中的电流变化越大,所受的安培力变化越大,天平越容易失去平衡,由题图可知,选项A 符合题意.]3.A [条形磁铁的磁感线在a 点垂直P 向外,电子在条形磁铁的磁场中向右运动,由左手定则可得电子所受洛伦兹力的方向向上,A 正确.]考题一 磁场的性质1.A [设两导线间的距离是L ,则由题意知:aO =bO =L ;由安培定则可知,甲、乙两电流在O 点产生的磁场方向都垂直于纸面向里,两导线到O 点的距离均为12L ,由于B =k Ir ,O点磁感应强度的大小为B 0,所以:B 0=B 甲+B 乙=k I 12L +I 12L =4k IL ①由安培定则可知,甲在a 处产生的磁场垂直于纸面向外,乙在a 处产生的磁场垂直于纸面向里,则a 处的磁感应强度:B a =B 甲′+B 乙′=k (I 12L -I L +12L )=43k IL ②由①②可得:B a =13B 0=13×3T =1T .]2.D [由左手定则判断安培力向上,安培力的大小:F安=BIL ,线框中的安培力是由nL个电子受到的洛伦兹力的合力,所以F 安=nL ·F 洛然后对线框进行受力分析,得:Mg =F +F 安所以:F 洛=Mg -F nL,故D 正确.]3.A [由公式B =μ02·I R =μ0I 2·1R及选项,可得只有A 选项正确.]考题二 带电粒子在匀强磁场中的运动4.BC [根据左手定则判断知,负离子进入磁场后所受的洛伦兹力向上,会顺时针旋转.由半径公式r =m v qB 知,正、负离子的比荷qm 相等,速率v 相等,则轨迹半径相等,所以负离子也从P 出射,故A 错误,B 正确;由T =2πmqB 知,比荷相等,则它们的周期相等,两个离子轨迹对应的圆心角都为90°,在磁场中运动时间都是T4,C 正确;两个离子在磁场中运动轨迹的长度都是2πr4,则它们运动的路程相等,故D 错误.]5.AC [已知粒子的入射点及入射方向,同时已知圆上的两点,根据入射点速度相互垂直的方向及AC 连线的中垂线的交点即可明确粒子运动圆的圆心位置;由几何关系可知AC 长为23L ,∠BAC =30°,则R =3L32=2L ;因两粒子的速度相同,且是同种粒子,则可知,它们的半径相同,即两粒子的半径均可求出;同时根据几何关系可知A 对应的圆心角为120°,B 对应的圆心角为30°,则由t =l v 0可以求得运动的时间,故A 、C 正确.由于不知磁感应强度,故无法求得荷质比,更不能求出电荷量或质量,故B 、D 错误.] 6.(1)qBa 2m (2)12g (5πm 6qB )2-m v 2qB解析 (1)由题意知,粒子做匀速圆周运动的半径为r 1,有:r 1=a 2洛伦兹力提供向心力,有:q v 0B =m v 20r 1解得:v 0=qBa2m(2)洛伦兹力提供向心力,又有:q v B =m v 2r 2解得:r 2=m vqB粒子做匀速圆周运动的周期为T ,有:T =2πmqB则相遇时间为:t =5πm 6qB =512T在这段时间内粒子转动的圆心角为θ,有:θ=512×360°=150°如图所示,相遇点的纵坐标绝对值为:r 2sin 30°=m v2qB小球抛出点的纵坐标为:y =12g (5πm 6qB )2-m v2qB考题三 带电粒子在磁场中的临界问题7.AC [要使粒子不经过圆形区域到达Q 点,则粒子应恰好经过四分之一圆周到达Q 点,故半径为3L ;则由洛伦兹力充当向心力可知,q v B =m v 2R 解得:v =3qBLm ,故A 正确;要使粒子到达圆形磁场的圆心,轨迹圆的切线应过圆心,如图所示,设粒子从C 点进入圆形区域,O ′C 与OQ 夹角为θ,轨迹圆对应的半径为r ,如图: 由几何关系得:2a =r sin θ+a cos θ 故当θ=60°时,半径最小为r m =3a 又q v m B =m v 2mr m解得:v m =3qBam,故C 正确.]8.ACD [粒子在磁场中,受到洛伦兹力作用做匀速圆周运动,根据题意作出粒子运动轨迹如图所示:图中O b 为到达b 点的轨迹的圆心,O d 为到达d 点的轨迹的圆心,根据几何关系可知,r b >r d ,到达d 点转过的圆心角比到达b 点的圆心角大,根据r =m vBq 可知,b 的半径最大,d 的半径最小,所以从b 点飞出的带电粒子的速度最大,从d 点飞出的带电粒子的速度最小,故A 正确,B 错误;周期T =2πmBq ,所以粒子运动的周期相等,而到达d 点转过的圆心角最大,到达b 点转过的圆心角最小,所以从d 点飞出的带电粒子的运动时间最长,从b 点飞出的带电粒子的运动时间最短,故C 、D 正确.]9.(1)qBR m ,方向从a 指向b (2)3qBR m,方向由a 指向圆心甲解析 (1)依题意,粒子进入圆筒后从a 指向b ,从b 进入磁场偏转后只能由c 进入圆筒,且方向指向a .画出粒子运动的轨迹如图甲,粒子在外部磁场中的偏转角是240°,由图中的几何关系得:粒子运动的圆心一定在圆筒上,而且粒子的半径r =R .粒子在磁场中运动,洛伦兹力提供向心力,所以:q v 1B =m v 21r ,联立得:v 1=qBR m.乙(2)如果在圆筒内的区域中还存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小也为B ,由粒子运动的对称性可知,粒子运动的轨迹只能是从a 到b ,然后在外侧的磁场中到c ,在圆筒内再到a ,然后在外侧的磁场中到b ,在圆筒内再到c ,然后在外侧的磁场中到a ,如图乙.粒子运动的方向是从a 指向圆心.作出粒子运动的轨迹如图乙所示,由图可知,cd ⊥Oc ,bd ⊥Ob ,所以粒子的偏转角:β=300°,所以:∠bOd =60°,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,设圆弧的圆半径为r ′,粒子的偏转半径:r ′=R tan60°=3R 由牛顿第二定律得:q v ′B =m v ′2r ′.所以v ′=3qBRm.考题四 带电粒子在相邻多个磁场中的运动10.ACD [粒子在运动过程中洛伦兹力不做功,粒子的动能保持不变,A 正确;根据r =m vqB ,可知粒子做圆周运动的半径与B 成反比,则粒子在x 轴上方和下方的运动半径之比为1∶2,所以B 错误;负电荷在x 轴上方运动轨迹的圆心角为60°,粒子在磁场中的周期为T ′=2πmqB ,在x 轴下方的运动轨迹的圆心角也是60°,其周期为T =2πm q B 2=4πmqB ,故粒子完成一次周期性运动的时间t =16(T +T ′)=πmqB ,所以C 正确;根据几何关系得到,粒子第二次进入x 轴上方时沿横轴前进距离为x =R +2R =3R ,故D 正确.] 11.(1)4πL15(2)2+ 3解析 (1)小球a 在第四象限内做匀速圆周运动,则: mg =qE小球a 做匀速圆周运动的周期:T =2πmqB 2=24πL5g小球a 由O 到Q 的时间:t =13T =8πL15g小球b 从P 到Q 做平抛运动:h =12gt 2=4πL15(2)小球a 在第四象限内做匀速圆周运动,则: q v B 2=m v 2R由几何关系:R =33L解得:v =5πgL18小球a 在细杆上做匀速运动,由平衡条件得: mg sin θ=μ(q v B 1-mg cos θ) 解得:μ=2+ 3专题综合练1.BC [指南针是一个小磁体,具有N 、S 两个磁极,因为地磁场的作用,指南针的N 极指向地理的北极,选项A 错误,选项B 正确.因为指南针本身是一个小磁体,所以会对附近的铁块产生力的作用,同时指南针也会受到反作用力,所以会受铁块干扰,选项C 正确.在地磁场中,指南针南北指向,当直导线在指南针正上方平行于指南针南北放置时,通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向,所以会使指南针偏转.正确选项为B 、C.]2.D [根据右手螺旋法则,导线周围的磁场的磁感线,是围绕导线形成的同心圆,3I 导线与I 导线在a 处的磁感应强度方向都向下,则合磁感应强度方向向下;根据B =K IL ,3I 导线在b 处的磁感应强度方向向下,而I 导线在b 处的磁感应强度方向向上,因3I 导线产生的磁场较大,则合磁感应强度方向向下,因此a 点和b 点的磁感应强度方向相同,故A 错误;3I 导线与I 导线在a 处的磁感应强度大小B a =K 3I L 2+K I L 2=K 8IL ,而3I 导线与I 导线在b 处的磁感应强度大小B b =K 3I 2L -K I L =K I2L ,则a 点和b 点的磁感应强度大小之比为16∶1,故B错误;3I 导线在c 处的磁感应强度方向向上,而I 导线在c 处的磁感应强度方向向下,因3I 产生磁场较大,则合磁感应强度方向向上;电流I 和3I 在b 点的磁感应强度方向下,故C 错误;3I 导线与I 导线在c 处的磁场的方向相反,磁感应强度大小B c =K 3I L -K I 2L =K 5I2L ,c点和b 点的磁感应强度大小之比为5∶1,故D 正确.]3.AD [由圆的性质可知,轨迹圆与磁场圆相交,当轨迹圆的弦长最大时偏转角最大,故应该使弦长为PQ ,故此时离子一定不会沿PQ 射入,由Q 点飞出的圆心角最大,故所对应。
新高考物理二轮选择题逐题突破课标通用版讲义精练第4道选择题 Word版含解析
2 ,力 F 做的功为
()
4
A.mgL
3μ+ 3-1 2 22
B.mgL
3μ+ 3+1 2 22
1μ+ 3-1 C.mgL 2 2 2
1μ+ 3+1 D.mgL 2 2 2
解析:选 A 对物块甲:T+mgsin 30°=μmgcos 30°;对物块乙:F=T+mgsin 60°;F 3μ+ 3-1
5.一物块放在水平面上,在水平恒力 F 的作用下从静止开始运动,物块受到的阻力与 速度成正比,则关于拉力 F 的功率随时间变化的规律正确的是( )
5
解析:选 C 由题知,阻力与速度的关系式为:f=kv,根据牛顿第二定律得:F-f= F-kv=ma,解得:a=mF-mk v,在运动的过程中,速度增大,加速度减小,物块做加速度 减小的加速运动,可知速度时间图线的切线斜率逐渐减小,根据 P=Fv 知,F 不变,则 Pt 图线的形状与 vt 图线的形状相同,故 C 正确,A、B、D 错误。
等效转换法
恒力 F 把物块从 A 拉到 B,绳子对物块做的
1
h-h 功 W=F· sin α sin β
平均力法
弹簧由伸长 x1 被继续拉至伸长 x2 的过程中,克 服弹力做功 W=kx1+kx2·(x2-x1)
2
图像法
一水平拉力 F0 拉着一物体在水平面上运动的 位移为 x0,图线与横轴所围面积表示拉力所做 的功,W=F0x0
2.(2018·天津高考)滑雪运动深受人民群众喜爱。某滑雪运动员(可 视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道 AB,从滑道的 A 点滑行 到最低点 B 的过程中,由于摩擦力的存在,运动员的速率不变,则运动员沿 AB 下滑过程 中( )
A.所受合外力始终为零
2017年高考物理高频考点穿透卷专题04必修模块(含解析,必修1)
专题04必修1模块近5年必修1所占分值分值必修 12016 年 2015 年 2014 年 2013 年 2012 年 新课标卷I 18分 26分 16分 22分 28分新课标卷n 12分26分24分30分新课标卷川19分第I 卷、选择题(本题共 8小题,在每小题给出的四个选项中,至少有一项符合题目要求)如图所示,用两根细线 AC 和BD 悬挂一薄板,使之静止。
下列说法正确的是(若保持AC 位置不变,缓慢移动 BD 至竖直方向,则 AC 的拉力一直减小 【答案】D【解析】薄板受到重力、乂细线的拉力和序D 细线蹄力三个力作用』三个力不平行,平衡时力所在的直 线交干一馬 所以蒲梔的重心一定在通过AC 和BD 延长线的交点的竖直线上,但不一定在乂和BD 的延 长线交点处,故去错误.根据水平方向受力平衡可得:可得加<孑皿故弓错误.剪 断畴间,薄板的速度为露,向心力为雪,合力等于重力垂直于厘匸向下的分力,所臥此瞬间,板的加速 度方向一定垂直于*C 方向向下,而不是沿斜向下,故C 错误.若保持AC 位置不变,缓慢移动 BD 至竖直方向,作出三个不同位置板的受力合成图,如图, AC 的拉力T 和BD 拉力F 的合力与重力 G 总等大反向,由图知, T 一直减小,故 D 正确•故选D.A. B. C.薄板的重心一定在 AC 和BD 的延长线的交点处 BD 的拉力大于AC 的拉力 剪断BD 瞬间,薄板的加速度方向一定沿 BD 斜向下D.【题型】选择题 【难度】较易2 .以下说法中正确的是( )A.若图象为位移一时间图象,则两物体在 M 时刻相遇C.若图象为加速度一时间图象,则两物体在 M 时刻速度相同D.若图象为作用在两物体上的合力一位移图象,则两物体在 M 位移内动能增量相同【答案】A【解析】若團象为位移T 寸间團象,则图象表示位移随时间变化的敖律;故两物体在X 时刻相遇;故為正 确』若图象为速度—寸间图象,则表示两韧体速度变化的规律,由于不明确两者间的距离,故无法判断是 否为w 点为最远距离*故B 错误;若图象为加速度一a 寸间图象,则图象表示加速度随时间变化规律,故物 体在M 时刻加速度相同;故C 错误」若團象表示合力一位移图象,则團象与横坐标包围的面积表示合力所 做的功,故由动能定理可知,动能増量不同』故D 错误*故选【题型】选择题 【难度】较易3 .将质量为n =0. 1kg 的小球从地面竖直向上抛出,初速度v o =2Om/s ,小球在运动中所受空气阻力与速率的2关系为f =kv ,已知k =0.1kg/s 。
2017版新课标物理一轮复习热点专题突破二含答案
热门专题打破 ( 二) 动力学、能量问题专练(限时: 45 分钟 )1.如下图,一条轨道固定在竖直平面内,水平段ab 粗拙,其距离为s= 3 m。
在 b 点光滑过分, bcd 段圆滑, cd 段是以 O 为圆心、半径为 R= 0.4 m 的一小段圆弧。
质量为m= 2 kg 的小物块静止于 a 处,在一与水平方向成θ角的恒力 F 作用下开始沿轨道匀加快运动,小物块抵达 b 处时撤去该恒力,小物块持续运动到 d 处时速度水平,此时轨道对小物块的支持力大小为F N=15 N。
小物块与 ab 段的动摩擦因数为μ= 0.5, g 取 10 m/s2。
求:(1)小物块抵达 b 点时的速度大小 v b;(2) 恒力 F 的最小值 F min。
( 计算结果能够用分式或根号表示)2.(2016 ·林模拟吉)如下图,半径 R= 0.2 m 的圆滑四分之一圆轨道MN 竖直固定搁置,末端 N 与一长 L = 0.8 m 的水平传递带相切,水平连接部分摩擦不计,传动轮(轮半径很小 )作顺时针转动,带动传递带以恒定的速度v0运动。
传递带离地面的高度h= 1.25 m,其右边地面上有一直径 D =0.5 m 的圆形洞,洞口最左端的 A 点离传递带右端的水平距离s= 1 m, B 点在洞口的最右端。
现使质量为 m= 0.5 kg 的小物块从M 点由静止开始开释,经过传递带后做平抛运动,最后落入洞中,传递带与小物块之间的动摩擦因数μ= 0.5, g 取 10 m/s2。
求:(1)小物块抵达圆轨道尾端 N 时对轨道的压力;(2)若 v0=3 m/s,求物块在传递带上运动的时间;(3)若要使小物块能落入洞中,求v0应知足的条件。
3.(2016 ·门模拟厦 )如下图,在竖直方向上A,B 两物体经过劲度系数为k 的轻质弹簧相连,A 放在水平川面上;B、 C 两物体经过细绳绕过轻质定滑轮相连, C 放在固定的圆滑斜面上。
高考物理二轮总复习课后习题 专题分层突破练 专题分层突破练10 恒定电流和交变电流 (2)
专题分层突破练10 恒定电流和交变电流A组基础巩固练1.(浙江6月选考)我国1 100 kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流,用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。
下列说法正确的是( )A.送电端先升压再整流B.用户端先降压再变交流C.1 100 kV是指交变电流的最大值D.输电功率由送电端电压决定2.(多选)(湖南岳阳二模)某实验小组发现一个滑动变阻器发生了断路故障,为了检测断路的位置,实验小组设计了如图所示的电路,a、b、c、d、e 是滑动变阻器上间距相同的五个位置(a、e为滑动变阻器的两个端点)。
实验小组将滑动变阻器的滑片分别置于a、b、c、d、x(x是d、e间某一位置)、e进行测量,把相应的电流表示数记录在下表中。
已知定值电阻阻值为R,电源内阻和电流表内阻可忽略。
下列说法正确的是( )A.滑动变阻器cd间发生了断路B.滑片在x位置的电流表示数的可能值为0.85 AC.滑片在x位置的电流表示数的可能值为0.40 AD.若滑动变阻器未断路时,其电阻丝的总电阻为4R3.(山东烟台模拟)如图所示,将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环,接入电路中,电路与圆环的接触点O点固定,P为电路与圆环良好接触的滑片,电源的电动势为E,内阻为r,闭合开关S,在滑片P缓慢地从m点开始经n点移到q点的过程中,下列说法正确的是( )A.电压表和电流表的示数都一直变大B.灯L1先变暗后变亮,电流表的示数一直变小C.灯L2先变暗后变亮,电压表的示数先变大后变小D.电容器C所带的电荷量先减少后增多4.(多选)(山东临沂模拟)如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1,电路中R1=100 Ω、R2=15 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为15 Ω,图中电表均为理想交流电表,a、b间的电压如图乙所示,下列说法正确的是( )A.该交变电流的频率为50 HzB.滑动变阻器的滑片向下滑动时,电压表的示数变大C.滑动变阻器的滑片向下滑动时,电流表的示数变大D.滑动变阻器接入电阻最大时,电流表的示数为1 A5.(山东聊城二模)国家为节约电能,执行峰谷分时电价政策,引导用户错峰用电。
适用于新高考新教材高考物理二轮总复习专题分层突破练11电磁感应规律及综合应用(含答案)
适用于新高考新教材高考物理二轮总复习:专题分层突破练11 电磁感应规律及综合应用A组1.线圈绕制在圆柱形铁芯上,通过导线与电流计连接组成闭合回路。
条形磁体的轴线和铁芯的轴线及连接线圈和电流计的导线在同一平面内,铁芯、线圈及条形磁体的几何中心均在与铁芯垂直的PQ 连线上。
条形磁体分别与线圈相互平行或相互垂直放置,使其沿QP方向靠近线圈。
若电流从电流计“+”接线柱流入时电流计指针向右偏转,在如下情形中能观察到明显的电磁感应现象,且图中标出的电流计指针偏转方向正确的是()2.如图所示,正方形线框abcd由四根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,线框顶点a、d与直流电源(内阻不计)的负极和正极相接。
若ab棒受到的安培力大小为F,则ad棒受到的安培力()A.大小为3F,方向由b到aB.大小为3F,方向由a到bC.大小为F,方向由a到bD.大小为F,方向由b到a3.(2023福建泉州期中)随着高层建筑的日益增多,电梯安全问题愈发引起人们的关注。
下图是某学习小组设计的防止电梯坠落的应急安全装置示意图。
在电梯轿厢上安装永久磁体,电梯的井壁上铺设线圈A、B,该小组成员认为,这样能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。
当电梯坠落至图示位置时()A.线圈A中的感应电流沿顺时针方向(俯视)B.线圈A和线圈B中感应电流方向相反C.磁体对线圈B有向上的安培力D.电梯已经穿过了线圈A,所以线圈A不会阻碍电梯下落,只有线圈B阻碍电梯下落4.(2023山东省实验中学模拟)如图所示,空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B,金属棒MN 以角速度ω绕过O点的竖直轴PQ沿顺时针(从上往下看)旋转。
已知NQ=2MP=2r。
则()A.M点电势高于N点电势B.N点电势低于O点电势Br2ωC.N、M两点的电势差为32Br2ωD.M、N两点的电势差为525.如图甲所示,在光滑水平面上,使电路abcd的ad端加上如图乙所示的交流电压,a点电势高于d 点电势时电压u为正值。
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难点突破
远距离输电问题的分析
解决远距离输电问题应清楚以下内容
1.对高压输电问题,应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”这样的顺序,或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析.
2.远距离高压输电的几个基本关系(以图为例),可分割为:三个回路,两个变压器.
(1)整体功率关系:P 1=P 2,P 3=P 4,P 2=P 损+P 3. (2)两个变压器电压、电流关系: U 1U 2=n 1n 2=I 2I 1,U 3U 4=n 3n 4=I 4
I 3. (3)高压输电回路: U 2=ΔU +U 3,I 2=I 3=I 线, I 线=P 2U 2=P 3U 3=U 2-U 3R 线=ΔU R 线.
P 损=I 线ΔU =I 2
线R 线=(P 2U 2
)2R 线
=(ΔU )2R 线=(U 2-U 3)2
R 线
.
3.减少电能损失的基本途径:
根据公式ΔP =I 2
R 线=(P U )2
R 线可知有两个基本途径:(1)减小输电
线的电阻,如采用电阻率小的材料制作输电线,加大导线的横截面积等;(2)高压输电,在输送功率一定的条件下,提高输电电压,减小输电电流.
【典例】 某发电厂发电机的输出功率为P =100 kW ,发电机端电压为U =250 V ,向远处送电的输电线的总电阻R = 8 Ω,要使输电线上的功率损失不超过输送功率的5%,用户得到的电压又正好是220 V ,则:
(1)应该怎样安装变压器?画出输电线路的示意图. (2)所用的变压器的原、副线圈的匝数比是多少?
【解析】 (1)只要安装一台升压变压器和一台降压变压器,输电线路示意图如图所示:
(2)由题意知:P 损=5%P =0.05×100×103 W =5×103 W.
设输电线路中的电流为I , 则P 损=I 2R ,代入数值得I =25 A 输送电压为U 2=P I =100×10
3
25
V =4 000 V
所以对升压变压器有
n1 n2=U1
U2=
250
4 000=
1
16
输电线上损失的电压为
U线=IR=200 V
所以降压变压器原线圈两端的电压为U3=U2-U线=3 800 V
即对降压变压器有
n3 n4=U3
U4=
3 800
220=
190
11.
所以升压变压器的原、副线圈的匝数比为1:16.
降压变压器的原、副线圈的匝数比为190:11.
随着社会经济的发展,人们对能源的需求也日益增大,节能变得越来越重要.某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电,用户通过降压变压器用电,若发电厂输出电压为U1,输出功率为P,输电导线总电阻为R,在某一时段用户需求的电功率为P0,用户的用电器正常工作的电压为U2,在满足用户正常用电的情况下,下列说法正确的是()
A.输电线上损耗的功率为P20R U21
B.输电线上损耗的功率为P2R U21
C.若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D.采用更高的电压输电会降低输电的效率
解析:远距离输电示意图如图所示,则输电线上损耗的功率为ΔP
=I2R=P2R
U23(U3为输送电压),A、B错;采用更高的电压输电(U3变大),
可以减小输电线上的电流,进而减小输电线损耗的功率,C对;由ΔP =P-P0可知当输电线上损耗的功率减小,而用户得到的功率不变时,发电厂输出的总功率减小,即可提高输电效率,D错.
答案:C
一个小型水力发电站,发电机输出电压U0=250 V,内电阻可以忽略不计,最大输出功率为P m=30 kW,它通过总电阻为R线=2 Ω的输电线直接向远处的居民区供电.设居民区所有用电器都是额定电压为U=220 V的白炽灯,总功率为P用=22 kW,不计灯丝电阻随温度的变化.
(1)当居民区的电灯全部使用时,电灯两端的电压是多少伏?发电机实际输出的电功率为多大?
(2)若采用高压输电,在发电机端用升压变压器,在用户端用降压变压器,且不计变压器和用户线路的损耗.已知用户端变压器的降压比为40:1,当全部用户电灯正常发光时,输电线上损耗的功率为多大?
解析:(1)由P=U2
R知居民区的总电阻为R用=
U2
P用
=2.2 Ω.
所以当居民区的电灯全部使用时,电灯两端的电压是U 灯
=
U 0
R 用+R 线
R 用≈131 V .
发电机实际输出的电功率为P 实=U 20
R 用+R 线
≈14 881 W.
(2)当全部用户的电灯正常发光时,用户变压器副线圈中的电流为I 2=P 用
U =100 A.
由电流规律n 1I 1=n 2I 2知输电线上的电流为I 1=1
40×100 A =2.5
A.
所以输电线上损耗的功率为ΔP =I 21R 线=12.5 W.。