5、(2018·山西五校联考)如图所示,
空间中存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,纸面内A、B、C三点构成一等边三角形,在A点有甲、乙、丙三个质量相同的粒子以相同的速度垂直于BC边进入磁场,并分别从B点、BC的中点D、AC的中点E离开三角形区域,粒子重力不计,下列说法正确的是( )
A.甲粒子带正电,乙粒子不带电,丙粒子带负电
B.若磁场区域足够大,则三个粒子都能回到A点
C.甲粒子在三角形区域内运动的时间是丙粒子的2倍
D.甲粒子受到的洛伦兹力大小是丙粒子的2倍
6、某发电机说明书的部分内容如下表所示,现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电,如图所示.发电机到安置区的距离是400m,输电线路中的火线和零线均为某型号单股铜导线,该型号导线单位长度的电阻为2.5×10-4Ω.安置区家用电器的总功率为44kW,当这些额定电压为220V的家用电器都正常工作时( )
型号
××××
最大输出功率
60kW
输出电压范围
220V~300V
A.输电线路中的电流为20A
B.发电机实际输出电压是300V
C.在输电线路上损失的电功率为8kW
D.如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流,则输出电压最大值是300V
7.如图所示,边长为2a的正方形ABCD的中心在直角坐标系xOy的原点O,AD平行于x轴,电荷量为-q的点电荷固定在G点(-2a,0),电荷量为+q的点电荷固定在H点(2a,0)。
电荷量为+Q的点电荷在外力作用下从A点沿AD运动到D点,再沿DC运动到C点。
则
A.A、B两点的电场强度大小相等
B.A、B两点的电场强度方向相同
C.点电荷+Q从A到D的过程中,电势能增加
D.点电荷+Q从D到C的过程中,电势能保持不变
8.天宫一号全面完成历史使命后,于2018年4月2日8时15分左右,再入大气层,再入落区位于南太平洋中部区域,绝大部分器件在再入大气层过程中烧蚀销毁,有碎片落入地球表面。
天宫一号再入大气层时,飞行轨道降低到100km左右高度,速度大小高达22倍音速,约是7500m/s,方向水平;由于航天器与大气层的剧烈摩擦,碎片落到地球表面的速度远小于再入大气层时的水平速度。
有航天网站研究后预测:
天宫一号从再入大气层到碎片落到地球表面最长时间约20小时,碎片散落区域长约2000公里,宽约70公里。
若该网站预测基本准确,则碎片从再入大气层到落到地球表面的过程中
A.水平方向平均速度最小约是30m/s
B.竖直方向平均速度最小约是1.4m/s
C.水平方向平均加速度最小约是0.1m/s2
D.竖直方向平均加速度最小约是8×10-4m/s2
二、非选择题
1、如图所示,固定的光滑平台上固定有光滑的半圆轨道,轨道半径R=0.6m.平台上静止着两个滑块A、B,mA=0.1kg,mB=0.2kg,两滑块间夹有少量炸药,平台右侧有一带挡板的小车静止在光滑的水平地面上,小车质量为M=0.3kg,小车的上表面与平台的台面等高,小车的上表面的右侧固定一根轻弹簧.点燃炸药后,A、B分离瞬间滑块B以3m/s的速度冲向小车.两滑块都可以看作质点,炸药的质量忽略不计,爆炸的时间极短,爆炸后两个滑块的速度方向在同一水平直线上,且g=10m/s2.求:
(1)滑块A能否从半圆轨道的最高点离开;
(2)滑块B滑上小车后的运动过程中弹簧的最大弹性势能.
2、(2018·陕西省咸阳市高考模拟考试)请读出以下测量仪器的示数,其中游标卡尺读数为________cm,螺旋测微器读数为________mm,多用电表挡位为直流电压挡50V时读数为________V,若用欧姆表×100挡时的读数为________Ω.
三、计算题
1.如图所示,在光滑水平而上放置一个匀质木块A,厚度为l,质量为19m,并用销钉固定。
一颗质量为m的子弹以水平速度v0射入木块,恰好能从A中穿出,子弹在木块中受到的阻力可视为恒力,且子弹可视为质点。
(1)求子弹在木块中受到的阻力大小;
(2)取下销钉,同样的子弹仍以水平速度v0射人木块,求子弹能打入木块的深度。
2.如图所示,电阻不计且足够长的U型金属框架放置在倾角θ=37°的绝缘斜面上,该装置处于垂直斜面向下的匀强磁场中,磁感应强度大小B=0.4T。
质量m=0.2kg、电阻R=0.3Ω的导体棒ab垂直放在框架上,与框架接触良好,从静止开始沿框架无摩擦地下滑。
框架的质量M=0.4kg、宽度l=0.5m,框架与斜面间的动摩擦因数μ=0.7,与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)若框架固定,求导体棒的最大速度vm;
(2)若框架固定,导体棒从静止开始下滑6m时速度v1=4m/s,求此过程回路中产生的热量Q及流过导体棒的电量q;
(3)若框架不固定,求当框架刚开始运动时导体棒的速度大小v2。
1、解析:
原来球静止,受力如图所示,由几何关系和平衡条件可得AB板对铁球的支持力F2=G,则铁球对AB板的压力F′2=F2=G,突然撤去CD板,则撤去后铁球对AB板的压力为Gcos60°,因此撤去后铁球对AB板的压力减小.故A项正确,B项错误;如果保持AB板不动,使CD板与水平面的夹角缓慢减小的过程中,两挡板弹力的合力等于重力,大小和方向都不变,AB挡板对铁球弹力F2的方向不变,改变
CD挡板的弹力F1方向,根据三角形定则,(如图所示)知AB挡板的弹力F2逐渐减小,CD挡板的弹力先减小后增大.根据牛顿第三定律可知,球对AB板的压力逐渐减小,球对CD板的压力先减小后增大,故C项错误,D项正确.
答案:
AD
2、解析:
根据向心力公式可知,F合=mrω2,对小球进行受力分析可知,小球受重力、倾斜绳的拉力、水平绳的拉力和竖直绳的拉力,竖直方向处于平衡状态,则有mg+F1=Fcosθ,Fsinθ-F2=mrω2,当F1和F2均为零时,则有mgtanθ=mω2r;当F1恰好为零时,则有mgtanθ-F2=mω2r;当F2恰好为零时,则有(mg+F1)tanθ=mω2r,故A、B、C正确,D错误.
答案:
ABC
3、解析:
拉力F做功的同时,弹簧伸长,弹性势能增大,滑块向右加速,滑块动能增加,由功能关系可知,拉力做功等于滑块的动能与弹簧弹性势能的增加量之和,C正确,A、B、D均错误.
答案:
C
4、解析:
从图可以看出A点的电场线的密集程度大于B点的密集程度,故A点的电场强度大于B点的电场强度.因电场线的方向由A指向B,而沿电场线的方向电势逐渐降低,所以A点的电势高于B点的电势.负电荷从A到B,电场力做负功,电势能增加,所以-q在B点的电势能大于在A点的电势能,故A正确.
答案:
A
5、解析:
甲粒子从B点飞出磁场,由左手定则可知甲粒子带正电,乙不发生偏转,不带电,丙向左偏转,带负电,A正确;若磁场区域足够大,则甲和丙两粒子能回到A点,乙不能,B错误;设三角形的边长为a,则R甲=a,R丙=
,由qvB=
,解得R=
,
=
,所以甲粒子受到的洛伦兹力大小是丙粒子的
,D错误;甲、丙两粒子在三角形区域内的运动轨迹对应的圆心角均为60°,t=
T=
T=
,故甲粒子在三角形区域内运动的时间是丙粒子的2倍,C正确.
答案:
AC
6、解析:
额定电压为220V的家用电器都正常工作时,输电线路中的电流I=
=200A,A错误.发电机的实际输出电压为U发=U+Ir=260V,B错误.在输电线路上损失的电功率P损=I2r=8kW,C正确.如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流,则其输出电压最大值是260
V≈367.7V,D错误.
答案:
C
7.【答案】AC
【解析】由对称可知,A、B两点的电场强度大小相等,方向不同,选项A正确,B错误;D点电势高于A点,则点电荷+Q从A到D的过程中,电势能增加,选项C正确;从D到C电势先升高后降低,则点电荷+Q从D到C的过程中,电势能先增加后减小,选项D错误;故选AC.
点睛:
解答本题要掌握等量异种电荷周围电场线和等势面分布情况,抓住对称性,分析电势和场强的关系;正电荷在高电势点的电势能较大.
8.【答案】BC
【解析】碎片在水平方向初速度为7500m/s、末速度为零,做减速运动。
建立初速度为7500m/s、末速度为零、以平均加速度做匀减速运动的模型,运动最长时间约20小时。
所以,可求水平方向平均速度
,平均加速度最小约是
。
但是,由
,解得a1m≈8×10-4m/s2,不正确;
,这不是水平方向最小速度。
碎片在竖直方向初速度零,下落高度100km,运动最长时间20h。
建立初速度为零、以平均加速度做匀加速运动的模型。
匀加速运动由
,可得竖直方向平均加速度最小约是a2m≈4×10-5m/s2;竖直方向平均速度最小约是
。
故选BC.
二、非选择题
1、解析:
(1)爆炸前后A、B组成的系统动量守恒,设爆炸后滑块A、B的速度大小分别为vA、vB,则mAvA=mBvB,解得vA=6m/s
A在运动过程中机械能守恒,若A能到达半圆轨道最高点
由机械能守恒得
mAv
=
mAv′
+2mAgR
解得v′A=2
m/s
滑块恰好通过最高点的条件是mAg=mA
解得v=
m/s(2)滑块B冲上小车后将弹簧压缩到最短时,弹簧具有最大弹性势能,此时B和小车具有相同速度,由动量守恒定律得mBvB=(mB+M)v共
由能量守恒定律得Ep=
mBv
-
(mB+M)v
解得Ep=0.54J.
答案:
(1)能
(2)0.54J
2、解析:
根据游标卡尺读数规则,游标卡尺主尺读数为1.1cm,游标尺第8个刻度线与主尺刻度线对齐,20分度游标尺精度为0.05mm,游标尺读数为8×0.05mm=0.40mm,测量值为1.1cm+0.40mm=1.140cm.根据螺旋测微器读数规则,读数为4.5mm+0.215mm=4.715mm.多用电表挡位为直流电压挡时,按照中间的刻度盘刻度读数,为30V;若用欧姆表×100挡时读数为10×100Ω=1000Ω.
答案:
1.140 4.715 30 1000
三计算
1.【答案】
(1)
(2)
【解析】【分析】子弹恰好击穿A,根据动能定理可得子弹在木块中受到的阻力大小,子弹与木块最后达到共速,由系统动量守恒和功能关系得子弹射入木块的深度;
解:
(1)子弹恰好击穿A,根据动能定理可得
解得:
(2)由题意得子弹与木块最后达到共速,由系统动量守恒有
损失的动能
根据功能关系有
联立可得子弹射入木块的深度
2.【答案】
(1)
(2)
(3)
【解析】试题分析:
若框架固定,导体棒匀速下滑时速度最大,根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式和平衡条件结合求解最大速度vm;根据能量转化和守恒定律求解热量Q.由法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的定义式结合求解电量q。
当框架刚开始运动时所受的静摩擦力达到最大,由平衡条件求解回路中电流,再由法拉第电磁感应定律、欧姆定律结合求解.
(1)棒ab产生的电动势
①
回路中感应电流
②
棒ab所受的安培力
③
对棒ab:
④
当加速度
时,最大速度
⑤
(2)根据能量转化和守恒有
⑥
解得:
⑦
⑧
(3)回路中感应电流
⑨
框架上边所受安培力
⑩
对框架有
联立解得:
.