高考物理一轮复习(人教版)课时作业31
高考物理总复习 课时作业23 新人教版选修31
(分钟：45分钟满分：100分)一、选择题(每小题8分，共72分)1．(2011·广东六校联考)一段长0.2 m，通过2.5 A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是( )A．如果B＝2 T，F一定是1 NB．如果F＝0，B也一定为零C．如果B＝4 T，F有可能是1 ND．如果F有最大值时，通电导线一定与B平行[解析] 当导线与磁场方向垂直放置时，F＝BIL，力最大，当导线与磁场方向平行放置时，F＝0，当导线与磁场方向成任意其他角度放置时，0<F<BIL，A、D两项不正确，C项正确；磁感应强度是磁场本身的性质，与受力F无关，B不正确．[答案] C2．(2011·深圳模拟)如图所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O点为坐标原点，沿z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为( )[解析] 由磁感线的疏密程度表示B的大小，因沿z轴方向B先减小后增大，故最有可能的为C图．[答案] C3．(2011·黄冈模拟)如右图所示，两根无限长的平行导线a和b水平放置，两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流，且I a>I b. 当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时；导线a恰好不再受安培力的作用．则与加磁场B以前相比较( ) A．b也恰好不再受安培力的作用B．b受的安培力小于原来安培力的2倍，方向竖直向上C．b受的安培力等于原来安培力的2倍，方向竖直向下D．b受的安培力小于原来安培力的大小，方向竖直向下[解析] 当a不受安培力时，I b产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零，此时判断所加磁场垂直纸面向外，因I a>I b，所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里，b受安培力向下，且比原来小．故选项D正确．[答案] D4．如右图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中a 、c 导线中的电流方向垂直纸面向外，b 导线电流方向垂直纸面向内．每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的是( )A ．导线a 所受合力方向水平向右B ．导线c 所受合力方向水平向右C ．导线c 所受合力方向水平向左D ．导线b 所受合力方向水平向左[解析] 首先用安培定则判定导线所在处的磁场方向，要注意是合磁场的方向，然后用左手定则判定导线的受力方向．可以确定B 是正确的．[答案] B5．(2012·黄冈中学期中)如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为N 1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为N 2 ，则以下说法正确的是( )A ．弹簧长度将变长B ．弹簧长度将变短C ．N 1＞N 2D ．N 1＜N 2[解析] 画出导体棒所在处的磁感线方向，用左手定则可判断出条形磁铁对导体棒的安培力斜向右下，由牛顿第三定律可知，导体棒对条形磁铁的安培力斜向左上，所以弹簧长度将变短，N 1＞N 2，选项BC 正确．[答案] BC6．如右图所示，有两根长为L 、质量为m 的细导体棒a 、b ，a 被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上，b 被水平固定在与a 在同一水平面的另一位置，且a 、b 平行，它们之间的距离为x .当两细棒中均通以电流强度为I 的同向电流时，a 恰能在斜面上保持静止，则b 的电流在a 处产生的磁场的磁感应强度的说法错误的是( )A ．方向向上B ．大小为2mg 2LIC ．要使a 仍能保持静止，而减小b 在a 处的磁感应强度，可使b 上移D ．若使b 下移，a 将不能保持静止[解析] 由安培定则可知A 正确；由mg sin α＝BLI cos α知B ＝mg sin αLI cos α，B 错误；若要使B 最小，应在垂直斜面向上的方向上，所以C 、D 正确．[答案] B7．(2011·泉州模拟)如右图所示，abcd 四边形闭合线框，a 、b 、c 三点坐标分别为(0，L,0)，(L ，L,0)，(L,0,0)，整个空间处于沿y 轴正方向的匀强磁场中，通入电流I ，方向如图所示，关于四边形的四条边所受到的安培力的大小，下列叙述中正确的是( )A ．ab 边与bc 边受到的安培力大小相等B ．cd 边受到的安培力最大C ．cd 边与ad 边受到的安培力大小相等D ．ad 边不受安培力作用[解析] 根据左手定则，ab 边受到的安培力大小为F ab ＝BIab ，bc 边平行于磁场方向受力为零，故A 错；ad 边受到安培力大小为F ad ＝BIOd ，故B 、D 错；cd 边受到的安培力大小为F ad ＝BIcd ，故B 正确．[答案] B8．(2011·新课标全国)电磁轨道炮工作原理如图所示．待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I 从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I 成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是( )A ．只将轨道长度L 变为原来的2倍B ．只将电流I 增加至原来的2倍C ．只将弹体质量减至原来的一半D ．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L 变为原来的2倍，其他量不变[解析] 由题意可知磁感应强度B ＝kI ，安培力F ＝BId ＝kI 2d ，由动能定理可得：FL ＝mv 22，解得v ＝I2kdL m，由此式可判断BD 选项正确． [答案] BD 9．如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN ，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上，电流方向由M 指向N ，在两轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t ＝0时导线恰好静止，若B 按如图乙所示的余弦规律变化，下列说法正确的是( )A ．在最初的一个周期内，导线在导轨上做往复运动B ．在最初的一个周期内，导线一直向左运动C ．在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小D ．在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小[解析] 由安培力的表达式F ＝BIL 结合图乙可知，安培力F 在一个周期内随磁感应强度B 的变化而变化，在前14周期内，安培力F 方向不变，大小变小，加速度方向不变，大小变小，由于初速度为零，所以在水平方向上做变加速直线运动；在14周期到12周期内，磁场方向改变，安培力方向改变，加速度方向改变，速度减小，至12周期时速度减小到零，所以D 项正确；而后在12周期到34周期内，MN 反向加速，在一个周期结束时又回到原来的位置，即做往复运动，所以A 项正确．[答案] AD二、非选择题(共28分)10．(14分)如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m ，质量为6×10－2kg 的通电直导线，电流强度I ＝1 A ，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T ，方向竖直向上的磁场中．设t ＝0时，B ＝0，则需要多长时间，斜面对导线的支持力为零？(g 取10 m/s 2)[解析] 斜面对导线的支持力为零时导线的受力如右图所示．由平衡条件F T cos37°＝F ①F T sin37°＝mg ②由①②解得：F ＝mg tan37°，代入数值得：F ＝0.8 N 由F ＝BIL 得：B ＝F IL ＝0.81×0.4T ＝2 T.B 与t 的变化关系为B ＝0.4 t ．所以t ＝5 s.[答案] 5 s11．(14分)水平面上有电阻不计的U 形导轨NMPQ ，它们之间的宽度为L ，M 和P 之间接入电动势为E 的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m ，电阻为R 的金属棒ab ，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如右图所示，问：(1)当ab 棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？(2)若B 的大小和方向均能改变，则要使ab 棒所受支持力为零，B 的大小至少为多少？此时B 的方向如何？[解析] 从b 向a 看侧视图如图所示．(1)水平方向：F ＝F A sin θ①竖直方向：F N ＋F A cos θ＝mg ②又F A ＝BIL ＝B E R L ③联立①②③得：F N ＝mg －BLE cos θR ，F ＝BLE sin θR. (2)使ab 棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上．则有F A ＝mgB min ＝mgR EL，根据左手定则判定磁场方向水平向右． [答案] (1)mg －BLE cos θR BLE sin θR (2)mgR EL方向水平向右 拓展题：(2011·重庆九校联考)有一长为l ＝0.50 m 、质量为m ＝10 g 的通电导线cd ，由两根绝缘细线水平悬挂在匀强磁场中的z 轴上，如右图所示．z 轴垂直纸面向外，g ＝10 m/s 2.求：(1)当磁感应强度B 1＝1.0 T ，方向与x 轴负方向相同时，要使悬线中张力为零，cd 中通入的电流I 1的大小和方向？(2)当cd 中通入方向由c 到d 大小为I 2＝0.40 A 的电流，这时磁感应强度B 2＝1.0 T ，方向与x 轴正方向相同，当cd 静止时悬线中的张力是多大？(3)当cd 中通入方向由c 到d 、大小为I 3＝0.10 A 的电流，若磁场方向垂直z 轴，且与y 轴负方向夹角为30°，与x 轴正方向夹角为60°，磁感应强度B 3＝2.0 T ，则导线cd 静止时悬线中的张力又是多大？[解析] (1)要使悬线的张力为零，导线cd 受到的安培力必须与重力平衡，有mg ＝B 1I 1l所以I 1＝mg /lB 1＝0.01×100.50×1.0A ＝0.20 A 由左手定则可判定cd 中的电流方向由c 到d .(2)根据题意，由左手定则可判定此时cd 受到竖直向下的安培力．当cd 静止时，有mg ＋B 2lI 2＝2T .所以T ＝mg ＋B 2I 2l 2＝0.01×10＋1.0×0.40×0.502 N ＝0.15 N.(3)根据题意，作出导线cd 所受重力、安培力如右图所示．这时cd 受到的安培力大小F 3＝B 3I 3l所以F 3＝2.0×0.10×0.50 N＝0.10 N ＝mg又因F 3的方向与B 3的方向垂直，因此F 合的方向与mg 的方向夹角为30°.所以 2T ′＝F 合＝2mg cos30°T ′＝mg cos30°＝0.09 N即此时每根悬线中的张力大小为0.09 N ，悬线与y 轴负方向的夹角为30°，即导线cd 受安培力作用后使悬线向x 轴负方向偏转30°角．[答案] (1)0.20 A 由c 到d (2)0.15 N(3)0.09 N。
2018高考物理一轮总复习(人教版)课时作业31含解析
课时作业(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)一、选择题(1～5题为单项选择题，6～7题为多项选择题) 1.水平放置的金属框架cdef 处于如图所示的匀强磁场中，金属棒ab 置于粗糙的框架上且接触良好。
从某时刻开始，磁感应强度均匀增大，金属棒ab 始终保持静止，则( )A ．ab 中电流增大，ab 棒所受摩擦力增大B ．ab 中电流不变，ab 棒所受摩擦力不变C ．ab 中电流不变，ab 棒所受摩擦力增大D ．ab 中电流增大，ab 棒所受摩擦力不变解析： 磁感应强度均匀增大，则ΔB Δt ＝定值，由E ＝ΔB Δt ·S ，I ＝ER ，知I 一定，F f ＝F 安＝BIL ，因B 增大，所以F f 变大。
故选C 。
答案： C 2.如图所示，线圈L 与小灯泡A 并联后接到电源上。
先闭合开关S ，稳定后，通过线圈的电流为I 1，通过小灯泡的电流为I 2。
断开开关S ，发现小灯泡闪亮一下再熄灭。
则下列说法正确的是( )A ．I 1 <I 2B ．I 1＝I 2C ．断开开关前后，通过小灯泡的电流方向不变D ．断开开关前后，通过线圈的电流方向不变解析： 开关S 闭合稳定后，因为线圈的电阻较小，由并联电路的特征易知I 1>I 2，A 、B 错；开关S 断开瞬间电源与线圈和小灯泡断开，线圈中的电流要发生突变，所以线圈中会感应出新的电动势阻碍原电流的减小，所以线圈中的电流方向不变，D 对；断开瞬间因为线圈相当于电源与灯泡构成一个回路，流过灯泡的电流方向与开始时方向相反，C 错。
答案： D3．(2017·浙江宁波二模)在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个矩形的金属导体框，规定磁场方向向上为正，导体框中电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B 随时间t 如图乙变化时，下图中正确表示导体框中感应电流变化的是( )解析： 由B -t 图象知，磁感应强度随时间在0～2 s 、2～4 s 、4～5 s 内均匀变化，根据法拉第电磁感应定律E ＝ΔBSΔt 知，产生的感应电动势不变，故感应电流大小不变，所以A 、B 错误；在0～1 s 内磁感应强度为负值，即方向向下，且在减小，根据楞次定律知感应电流的磁场方向向下，再由安培定则知，感应电流的方向从上往下看为顺时针方向，为正值，所以C 正确，D 错误。
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课时作业(一)基本概念1．(11年辽宁模拟)在下面研究的各个问题中可以被看做质点的是()A．奥运会乒乓球男单冠军王励勤打出的弧旋球B．奥运会冠军王军霞在万米长跑中C．跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中D．研究一列火车通过某一路标的时间2．参照如图所示时间坐标轴，下列关于时刻和时间的说法中正确的是()第2题图A．t2表示时刻，称为第2秒末或第3秒初，也可以称为2秒内B．t2～t3表示时间，称为第3秒内C．0～t2表示时间，称为最初2秒内或第2秒内D．t n－1～t n表示时间，称为第n－1秒内3．(10年山东模拟)关于位移和路程，下列说法中正确的是()A．在某段时间内，质点运动的位移为零，该质点不一定是静止的B．在某段时间内，质点运动的路程为零，该质点不一定是静止的C．在直线运动中，质点位移的大小一定等于其路程D．在直线运动中，质点位移的大小一定小于其路程4．(10年浙江模拟)在直线运动中，关于速度和加速度的说法，正确的是()A．物体的速度大，加速度就大B．物体速度的改变量大，加速度就大C．物体的速度改变快，加速度就大D．物体的速度为零时，加速度一定为零5．甲、乙两小分队进行代号为“猎狐”的军事演习，指挥部通过现代通讯设备，第5题图在屏幕上观察到两小分队的行军路线如图所示．两小分队同时从同一处O出发，最后同时捕“狐”于A点，则()A．两队行军路程x甲＞x乙B．两队行军位移x甲＞x乙C．两队平均速度v甲＝v乙D．两队平均速度v甲＞v乙6．甲、乙、丙3人各乘一个热气球，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降，那么，从地面上看甲、乙、丙的运动情况可能是() A．甲、乙匀速下降，v乙＞v甲，丙停在空中B．甲、乙匀速下降，v乙＞v甲，丙匀速上升C．甲、乙匀速下降，v乙＞v甲，丙匀速下降，且v丙＞v甲D．以上说法均不对第7题图7．三个质点A、B、C的运动轨迹如图所示，三质点同时从N点出发，同时到达M点，下列说法中正确的是()A．三个质点从N到M的平均速度相同B．B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻瞬时速度方向相同C．到达M点时的瞬时速度一定是A的最大D．三个质点从N到M的平均速率相同8．为了传递信息，周朝形成邮驿制度，宋朝增设“急递铺”．设金牌、银牌、铜牌三种，“金牌”一昼夜行500里(一里＝500m)，每到一驿站换人换马接力传递．“金牌”的平均速度()A．与成年人步行的速度相当B．与人骑自行车的速度相当C．与高速公路上汽车的速度相当D．与磁悬浮列车的速度相当9．n辆汽车从同一地点先后开出，在平直的公路上排成一直线行驶．各车均由静止出发先做加速度为a的匀加速直线运动，达到同一速度v后做匀速直线运动．欲使汽车都匀速行驶时彼此间距均为s，则各辆车依次启动的时间间隔为(不计汽车长度)() A． eq \f(v,2a) B． eq \f(v,a)C． eq \f(2v,a) D． eq \f(s,v)第10题图10．(11年江西模拟)在街头的理发店门口，常可以看到有这样的标志：一个转动的圆筒，外表有彩色螺旋斜条纹，我们感觉条纹在沿竖直方向运动，但实际上条纹在竖直方向并没有升降，这是由于圆筒的转动而使我们的眼睛产生的错觉．如图所示，假设圆筒上的条纹是围绕圆筒的一条宽带，相邻两圈条纹在沿圆筒轴线方向的距离(即螺距)为L＝10 cm，圆筒沿逆时针方向(从俯视方向看)，以2 r/s的转速匀速转动，我们感觉到的升降方向和速度大小分别为()A．向上10 cm/s B．向上20 cm/sC．向下10 cm/s D．向下20 cm/s11．中国经济的腾飞加快了铁路运输的发展．有一段用固定镜头拍摄的一列动车组视频．小张通过播放该视频来测算机车运行速度．已知机车长度是s，测算的步骤包括第11题图①记下机车头到达观测点的时刻②计算整列车通过观测点所用时间t③在画面上选择一个观测点④用公式v＝ eq \f(s,t) 计算出机车运行的速度⑤记下机车尾到达观测点的时刻完成测算步骤的合理顺序是________(填序号)．12．某同学在百米赛跑中，以6m/s的速度从起点冲出，在50m处的速度为8.2m/s，在他跑到全程的中间时刻t＝6.25s时速度为8.3m/s，最后8.4m/s冲过终点，他的平均速度为多大？13．F1是英文Formula One的缩写，即一级方程式赛车，是仅次于奥运会和世界杯的世界第三大赛事．F1赛车的变速系统非常强劲，从时速0加速到100km/h仅需2.3秒，此时加速度仍达10m/s2，时速为200km/h时的加速度仍有3m/s2，从0加速到200km/h再急停到0只需12秒．假定F1赛车加速时的加速度随时间的增大而均匀减小，急停时的加速度大小恒为9.2m/s2.上海F1赛道全长5.451km，比赛要求选手跑完56圈决出胜负．求：(1)若某车手平均时速为210km/h，则跑完全程用多长时间？(2)该车手的F1赛车的最大加速度．第13题图14．(10年全国高考)短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的新世界纪录，他的成绩分别是9.69s和19.30s.假定他在100m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15s，起跑后做匀加速运动，达到最大速率后做匀速运动.200m比赛时，反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与100m比赛时相同，但由于弯道和体力等因素的影响，以后的平均速率只有跑100m时最大速率的96%.求：(1)加速所用时间和达到的最大速率．(2)起跑后做匀加速运动的加速度．(结果保留两位小数)课时作业(二)匀变速直线运动的规律1．关于自由落体运动，下列说法正确的是()A．物体竖直向下的运动就是自由落体运动B．加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动C．在自由落体运动过程中，不同质量的物体运动规律相同D．物体做自由落体运动位移与时间成反比2．一个做匀减速直线运动的物体，经3.0s速度减为零，若测出它在最后1.0s内的位移是1.0m.那么该物体在这3.0s内的平均速度是()A．1.0m/s B．3.0m/sC．5.0m/s D．9.0m/s3．美国“肯尼迪号”航空母舰上有帮助飞机起飞的弹射系统，已知“F18”型战斗机在跑道上加速时产生的加速度为4.5m/s2，起飞速度为50m/s，若该飞机滑行100m时起飞，则弹射系统必须使飞机具有的初速度为()A．30m/s B．40m/sC．20m/s D．10m/s4．一辆汽车由车站开出，沿平直公路做初速度为零的匀变速直线运动，至第10s末开始刹车，再经5s便完全停下．设刹车过程汽车也做匀变速直线运动，那么加速和减速过程车的加速度大小之比是()A．1∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．4∶15．(11年广东模拟)一辆汽车从静止开始匀加速开出，然后保持匀速运动，最后匀减速运动直到停止．从汽车开始运动起计时，表中给出了某些时刻汽车的瞬时速度．根据表中的数据通过分析、计算可以得出()时刻(s),1.0,2.0,3.0,5.0,7.0,9.5,10.5速度(m/s),3.0,6.0,9.0,12,12,9.0,3.0 A．汽车加速运动经历的时间为4sB．汽车加速运动经历的时间为5sC．汽车匀速运动的时间为2sD．汽车减速运动的时间为2s6．空降兵从飞机上跳伞时，为了保证安全着陆，着陆前最后阶段降落伞匀速下落的速度约为6m/s.空降兵平时模拟训练时，经常从高台上跳下，则训练高台的合适高度约为(g取10m/s2)()A．0.5m B．1.0mC．1.8m D．5.0m7．杂技演员用一只手把四只球依次向上抛出，为了使节目能持续表演下去，该演员必须让回到手中的小球隔一个相等的时间再向上抛出，假如抛出每一个球上升的最大高度都是1.25m，那么球在手中停留的最长时间是(不考虑空气阻力，g取10m/s2，演员抛球同时即刻接球)()A．1/3s B．1/4sC．1/5s D．1/6s8．(11年上海模拟)一枚火箭由地面竖直向上发射，其vt图象如图所示，则()第8题图A．火箭在t2t3时间内向下运动B．火箭能上升的最大高度为4v1t1C．火箭上升阶段的平均速度大小为 eq \f(1,2) v2D．火箭运动过程中的最大加速度大小为 eq \f(v2,t3)9．有一种“傻瓜”相机的曝光时间(快门从打开到关闭的时间)是固定不变的．为了估测相机的曝光时间，有位同学提出了下述实验方案：第9题图他从墙面上A点的正上方与A相距H＝1.5m处，使一个小石子自由落下，在小石子下落通过A点后，按动快门，对小石子照相，得到如图所示的照片．由于石子在运动，它在照片上留下一条模糊的径迹CD.已知每块砖的平均厚度约为6cm.利用这些信息估算该相机的曝光时间最接近()A．0.5s B．0.06sC．0.02s D．0.008s10．为了安全，汽车在行驶途中，车与车之间必须保持一定的距离，这是因为从驾驶员看见某一情况到采取制动动作的反应时间里，汽车仍然要通过一段距离(称为反应距离)，而从采取制动动作到汽车安全静止的时间里，汽车又要通过一段距离(称为制动距离)．下列给出了某驾驶员汽车在不同速度下的反应距离和制动距离的部分数据，根据分析计算，表中未给数据X、Y应是()速度m/s,反应距离m,制动距离m10,12,2015,18,X20,Y,8025,30,125 A．X＝40，Y＝24 B．X＝45，Y＝24C．X＝50，Y＝22 D．X＝60，Y＝2211．在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中，需要精确的重力加速度g 值，g值可由实验精确测定，以铷原子钟或其他手段测时间，能将g值测得很准．具体做法是：将真空长直管沿竖直方向放置，自其中O点竖直向上抛出小球，小球又落至原处O点的时间为T2，在小球运动过程中经过比O点高H的P点，小球离开P点后又回到P点所用的时间为T1，测得T1、T2和H，可求得g等于()A． eq \f(8H,T\o\al(2,2)－T\o\al(2,1)) B． eq \f(4H,T\o\al(2,2)－T\o\al(2,1))C． eq \f(8H,(T2－T1)2) D． eq \f(H,4(T2－T1)2)12．(10年广东模拟)让钢球从某一高度竖直落下进入液体中，图中表示的是闪光照相机拍摄的钢球在液体中的不同位置．则下列说法正确的是()第12题图A．钢球进入液体中先做加速运动，后做减速运动B．钢球进入液体中先做加速运动，后做减速运动C．钢球在液体中所受到的阻力先大于重力，后等于重力D．钢球在液体中所受到的阻力先小于重力，后等于重力13．一些同学乘坐动力组列车外出旅游，当火车在一段平直轨道上匀加速行驶时，一同学提议说：“我们能否用身边的器材测出火车的加速度？”许多同学参与了测量工作，测量过程如下：他们一边看着窗外每隔100m的路标，一边用手表记录着时间，他们观测到从第一根路标运动到第二根路标的时间间隔为5s，从第一根路标运动到第三根路标的时间间隔为9s，请你根据他们的测量情况，求：(1)火车的加速度大小；(2)他们到第三根路标时的速度大小．14．“刹车防抱死”装置是目前一种先进的汽车制动装置，该装置可以保证车轮在制动时不被抱死，使车轮仍有一定的滚动，安装了此装置的汽车在紧急刹车时可获得比车轮抱死更大的制动力，从而使刹车距离大大减小．假设某汽车安装此装置后刹车制动力恒为车重的0.50倍，汽车行驶的速度为72km/h，驾驶员的反应时间为0.40s，试求驾驶员从发现前方情况到车停止过程中，汽车前进的距离．(g取10m/s2)15．辨析题：要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道，然后驶入一段半圆形的弯道，但在弯道上行驶时车速不能太快，以免因离心作用而偏出车道．求摩托车在直道上行驶所用的最短时间．有关数据见表格．启动加速度a1,4m/s2制动加速度a2,8m/s2直道最大速度v1,40m/s弯道最大速度v2,20m/s直道长度x,218m某同学是这样解的：要使摩托车所用时间最短，应先由静止加速到最大速度v1＝40m/s，然后再减速到v2＝20m/s.t1＝ eq \f(v1,a1) …；t2＝ eq \f(v1－v2,a2) …；t＝t1＋t2你认为这位同学的解法是否合理？若合理，请完成计算；若不合理，请说明理由，并用你自己的方法正确得出结果．课时作业(三)图象、追击和相遇问题第1题图1．(10年上海模拟)如图是某运动物体的st图象，则它的运动情况是()A．开始静止，然后沿斜面下滚B．以恒定的速度运动，然后逐渐变慢C．开始静止，然后向s的负方向运动D．先沿一个平面滚动，然后沿斜面下滚2．如图所示的位移(s)－时间(t)图象和速度(v)－时间(t)图象中，给出四条曲线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况，关于它们的物理意义，下列描述正确的是()第2题图A．图线1表示物体做曲线运动B．st图象中t1时刻v1＞v2C．vt图象中0至t3时间内3和4的平均速度大小相等D．两图象中，t2、t4时刻分别表示2、4开始反向运动3．甲乙两车在一平直道路上同向运动．其vt图象如图所示，第3题图图中△OPQ和△OQT的面积分别为s1和s2(s2＞s1)．初始时，甲车在乙车前方s0处() A．若s0＝s1＋s2，两车不会相遇B．若s0＜s1，两车相遇2次C．若s0＝s1，两车相遇2次D．若s0＝s2，两车相遇1次4．t＝0时，甲乙两汽车从相距70km的两地开始相向行驶，它们的vt图象如图所示．忽略汽车掉头所需时间．下列对汽车运动状况的描述正确的是()A．在第1小时末，乙车改变运动方向B．在第2小时末，甲乙两车相距10kmC．在前4小时内，乙车运动加速度的大小总比甲车的大D．在第4小时末，甲乙两车相遇第4题图第5题图5．(10年山东模拟)如图所示为某质点作直线运动的vt图象，关于这个质点在4s内的运动情况，下列说法中正确的是()A．质点始终向同一方向运动B．4s末物体离出发点最远C．加速度大小不变，方向与初速度方向相同D．4s内通过的路程为4m，而位移为零6．某人在静止的湖面上竖直上抛一小铁球，小铁球上升到最高点后自由下落，穿过湖水并陷入湖底的淤泥中．不计空气阻力，取向上为正方向，在如图所示的vt图象中，最能反映小铁球运动过程的是()第7题图7．如图所示的是描述一个小球从水平桌面正上方的一点无初速度自由下落，与桌面经多次碰撞后，最终静止在桌面上的运动过程，则图线是反映下列哪个物理量随时间的变化过程()A．位移B．路程C．速度D．速度的变化率8．一个小孩在蹦床上作游戏，他从高处落到蹦床上后又弹起到原高度．小孩从高处开始下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化的图象如图所示，图中Oa段和cd 段为直线．根据此图象可知，小孩和蹦床相接触的时间为()A．t2～t4B．t1～t4C．t1～t5D．t2～t5第8题图第9题图9．在军事演习中，某空降兵从飞机上跳下，先做自由落体运动，在t1时刻，速度达较大值v1时打开降落伞，做减速运动，在t2时刻以较小速度v2着地．他的速度图象如图所示．下列关于该空降兵在0～t2和t1～t2时间内的平均速度v eq \a\vs4\al(－) 的结论正确的是()A．0～t2，v eq \a\vs4\al(－) ＝ eq \f(v1,2) B．t1～t2，v eq \a\vs4\al(－) ＝ eq \f(v1＋v2,2)C．t1～t2，v eq \a\vs4\al(－) ＞ eq \f(v1＋v2,2) D．t1～t2, v eq \a\vs4\al(－) ＜ eq \f(v1＋v2,2)10．(11年广东模拟)第10题图某高速列车沿直线运动的v－t图象如图，则该列车()A．0～30s时间内的位移小于9×102mB．30s时间速度等于30m/sC．0～60s时间内做匀加速运动D．90s～120s时间内做匀速运动11．(10年湖南模拟)在平直道路上，甲汽车以速度v匀速行驶．当甲车司机发现前方距离为d处的乙汽车时，立即以大小为a1的加速度匀减速行驶，与此同时，乙车司机也发现了甲，立即从静止开始以大小为a2的加速度沿甲运动的方向匀加速运动．则() A．甲、乙两车之间的距离一定不断减小B．甲、乙两车之间的距离一定不断增大C．若v> eq \r(2(a1＋a2)d) ，则两车一定不会相撞D．v< eq \r(2(a1＋a2)d) ，则两车一定不会相撞12．空间探测器从某一星球表面竖直升空．已知探测器质量为1500kg，发动机推动力为恒力．探测器升空后发动机因故障突然关闭，如图所示是探测器从升空到落回星球表面的速度随时间变化的图线，则由图象可判断该探测器在星球表面达到的最大高度Hm为多少？第12题图13．一辆汽车在十字路口等待绿灯，当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开始行驶，恰在这时一辆自行车以6m/s的速度匀速驶来，从后边超过汽车．试问：汽车从路口开动后，在赶上自行车之前经过多长时间两车相距最远？此时距离是多少？14．(11年湖南模拟)猎狗能以最大速度v1＝10m/s持续地奔跑，野兔只能以最大速度v2＝8m/s的速度持续奔跑．一只野兔在离洞窟x1＝200m处的草地上玩耍，被猎狗发现后径直朝野兔追来．野兔发现猎狗时，与猎狗相距x2＝60m，野兔立即掉头跑向洞窟．设猎狗、野兔、洞窟总在同一直线上，求：野兔的加速度至少要多大才能保证安全回到洞窟．课时作业(四)实验：研究匀变速直线运动的规律1．在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中，为了减小测量小车运动加速度的相对误差，下列措施中哪些是有益的()A．使小车运动的加速度尽量小一些B．适当减小挂在细绳下的钩码的个数C．在同样条件下，打出多条纸带，然后选取一条最理想的进行测量和计算D．舍去纸带上较密集的点，然后选取计数点，进行计算2．(09年广东高考)“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50Hz)，得到如图所示的纸带．图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是()第2题图A．实验时应先放开纸带再接通电源B．(s6－s1)等于(s2－s1)的6倍C．从纸带可求出计数点B对应的速率D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s3．关于“测定匀变速直线运动的加速度”实验的操作，下列说法中错误的是()A．长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低B．在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上C．应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车D．要在小车到达定滑轮前使小车停止运动4．(10年山东模拟)某同学在做“研究匀变速直线运动”实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条(每两点间还有4个点没有画出来)，图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离．打点计时器的电源频率为50Hz.第4题图如果用s1、s2、s3、s4、s5、s6来表示各相邻两个计数点间的距离，则该匀变速直线运动的加速度的表达式为a＝________________________________________________________________________ (用符号写出表达式，不要求计算)．与纸带上D点相对应的瞬时速度v＝________ m/s.(答案要求保留三位有效数字)5．在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，某同学测量数据后，通过计算得到了小车运动过程中各计时时刻的速度如表所示．位置编号,0,1,2,3,4,5时间t/s,0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5速度v/m·s－1,0.38,0.63,0.88,1.12,1.38,1.63(1)分析表中数据可知，在误差允许的范围内，小车做________运动．(2)由于此次实验的原始纸带没有保存，另一同学想估算小车从位置0到位置5的位移，其估算方法如下：x＝(0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋1.12×0.1＋1.38×0.1)m＝…那么，该同学得到的位移________(填“大于”、“等于”或“小于”)实际位移，为了使计算位移的误差尽可能小，你认为采取什么方法更合适？(不必算出具体数据)______________．6．如图为小球做自由落体运动的闪光照片，它是每隔 eq \f(1,30) s的时间拍摄的，从某个稍大些的位置间隔开始测量，照片上边数字表示的是这些相邻间隔的序号，下边的数值是用刻度尺量出的其中两个间隔的长度，根据所给两个数值求出小球下落加速度的测量值g＝________m/s2(结果保留3位有效数字)．第6题图第7题图7．一个小球沿斜面向下运动，用每间隔1/10s曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片，如图所示，即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为1/10s，测得小球在几个连续相等时间内位移(数据见表)，则s1(cm),s2(cm),s3(cm),s4(cm)8.20,9.30,10.40,11.50(1)小球在相邻的相等时间内的位移差__________(填“相等”或“不相等”)，小球的运动性质属__________直线运动．(2)有甲、乙两同学计算小球加速度方法如下：甲同学：a1＝ eq \f(s2－s1,T2) ，a2＝ eq \f(s3－s2,T2) ，a3＝ eq \f(s4－s3,T2) ，a＝ eq \f(a1＋a2＋a3,3)乙同学：a1＝ eq \f(s3－s1,2T2) ，a2＝ eq \f(s4－s2,2T2) ，a＝ eq \f(a1＋a2,2)你认为甲、乙中哪位同学的计算方法正确？________________________________________________________________________，加速度值为__________．8．如图所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从打点计时器打出的若干纸带中选出的一条纸带的一部分(电源频率为50Hz)．他每隔4个点取一个计数点，且在图中注明了他对各个计数点间距离的测量结果．(单位：cm)第8题图(1)为了验证小车的运动是匀变速直线运动，请进行下列计算，将数据填入表内．(单位：cm)x2－x1,x3－x2,x4－x3,x5－x4,x6－x5,Δx各段位移之差与其平均值最多相差__________cm，即各段位移之差与其平均值最多相差__________%.由此可得出结论：小车在__________________的位移之差，在________________________________________________________________________ ______允许的范围内相等，所以小车的运动是________________________________________________________________________．(2)根据a＝ eq \f(x n－x n－3,3T2) ，可以求出：a1＝ eq \f(x4－x1,3T2) ＝__________m/s2，a2＝ eq \f(x5－x2,3T2) ＝__________m/s2，a3＝ eq \f(x6－x3,3T2) ＝__________m/s2，所以a＝ eq \f(a1＋a2＋a3,3) ＝__________m/s2.9．(10年重庆高考)某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f＝50Hz在线带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如图所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：s A＝16.6mm s B＝126.5mm s D＝624.5mm第9题图若无法再做实验，可由以上信息推知：(1)相邻两计数点的时间间隔为________ s.(2)打C点时物体的速度大小为________ m/s(取两位有效数字)．(3)物体的加速度大小为________(用s A、s B、s C、s D和f表示)．10．(11年浙江模拟)做匀变速直线运动的小车，牵引一条通过打点计时器的纸带，交流电源的频率是50Hz，由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带．如图所示，每一小段纸带的一端与x轴相重合，两边与y轴平行，将纸带贴在坐标系中．第10题图(1)仔细研究坐标图，找出小车在相邻时间内位移存在的关系．(2)设Δt＝0.1s，请画出该小车的v－t图象．(3)根据图象求其加速度．课时作业(五)重力、弹力和摩擦力1．关于重力，下列说法中正确的是()A．重力的施力物体是地球B．重力的方向总是垂直向下的C．重力的大小可以用弹簧秤和杆秤直接测量D．把物体放在水平支持物上，静止时物体对水平支持物的压力就是物体受到的重力2．关于弹力下面说法不正确的是()A．通常所说的压力、支持力和拉力都是弹力B．轻绳、轻杆上产生的弹力方向总是在绳、杆的直线上C．两物体相互接触，一定有弹力产生D．压力和支持力的方向总是垂直于接触面3．下列关于摩擦力的说法，正确的是()A．相互接触的两物体间一定存在摩擦力B．摩擦力总是阻碍物体的运动C．相对静止的物体间，也可能存在摩擦力作用D．只有静止的物体才受静摩擦力作用，运动的物体不会受静摩擦力作用4．(11年广东调研)下列几个关于力学问题的说法中正确的是()A．手压桌面时，由于手发生了形变，所以受到向上的支持力B．放在斜面上的物体，其重力沿垂直斜面的分力就是物体对斜面的压力C．伽利略的理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因D．摩擦力的方向一定与物体的运动方向在同一直线上5．物块静止在固定的斜面上，分别按图所示的方向对物块施加大小相等的力F, A中F 垂直于斜面向上，B中F垂直于斜面向下，C中F竖直向上，D中F竖直向下，施力后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是()第6题图6．物体b在水平推力F作用下，将物体a挤压在竖直墙壁上，如图所示，a、b处于静止状态，关于a、b两物体的受力情况，下列说法正确的是()A．a受到两个摩擦力的作用B．a共受到四个力的作用C．b共受到三个力的作用D．a受到墙壁摩擦力的大小不随F的增大而增大7．三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相等的光滑圆球a、b、c，支点P、Q 在同一水平面上，a球的重心O a位于球心，b球和c球的重心O b、O c分别位于球心的正上方和正下方，如图所示，三球均处于平衡状态，支点P对a、b、c球的弹力分别为F Na、F Nb、F Nc，则()第7题图A．F Na＝F Nb＝F Nc B．F Na＞F Nb＞F NcC．F Na＜F Nb＜F Nc D．F Na＞F Nb＝F Nc8．人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，如图所示．以下说法正确的是()A．人受到重力和支持力的作用B．人受到重力、支持力和摩擦力的作用C．人受到的合外力不为零D．人受到的合外力方向与速度方向相同第8题图第9题图9．把一重为G的物体，用一个水平推力F＝kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上如图所示，从t＝0开始，物体受的摩擦力F摩随t的变化关系是图中的()。
高考物理总复习 课时作业24 新人教版选修31
(分钟：45分钟满分：100分)一、选择题(每小题8分，共72分)1．如右图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是( )A．当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动B．当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动C．不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动D．不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动[解析] 通电螺线管内部磁感线方向与螺线管轴线平行，电子束不受洛伦兹力，故做匀速直线运动．C项正确．[答案] C2．(2011·潍坊抽测)如图所示，实线圆环A、B是光滑绝缘水平面内两个固定的同心超导环，两环分别通上大小相等的电流后，在环间环形区域内产生了相同方向的磁场，在这两个磁场的共同“束缚”下，带电离子沿图中虚线做顺时针方向的圆周运动．已知A环中电流沿顺时针方向．则( )A．B环中电流沿顺时针方向B．B环中电流沿逆时针方向C．带电离子带正电D．带电离子带负电[解析] 因为在A、B环间环形区域内产生了相同方向的磁场，而A环中电流沿顺时针方向，可以判断B环中电流应为逆时针方向，A错误，B正确；同时可判断A、B环间环形区域内磁场为垂直纸面向里，一带电离子做顺时针方向的圆周运动，洛伦兹力指向圆心方向，可判断该带电离子带负电，C错误，D正确．[答案] BD3．(2011·海淀区期末)在我们生活的地球周围，每时每刻都会有大量的由带电粒子组成的宇宙射线向地球射来，地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义．若有一束宇宙射线在赤道上方沿垂直于地磁场方向射向地球，如图所示．在地磁场的作用下，射线方向发生改变的情况是( )A ．若这束射线由带正电荷的粒子组成，它将向南偏移B ．若这束射线由带正电荷的粒子组成，它将向北偏移C ．若这束射线由带负电荷的粒子组成，它将向东偏移D ．若这束射线由带负电荷的粒子组成，它将向西偏移[解析] 本题考查地磁场的分布以及带电粒子在磁场中的运动．由地磁场的分布可知，在赤道地区的磁场分布特点为：与地面平行由南指向北．若这束射线由带正电荷的粒子组成，由左手定则可得所受的安培力向东，所以将向东偏移，A 、B 错误；若这束射线由带负电荷的粒子组成，由左手定则可得所受的安培力向西，所以将向西偏移，C 错误，D 正确．[答案] D4．如右图所示，矩形MNPQ 区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧．这些粒子的质量、电荷量以及速度大小如下表所示.粒子编号质量电荷量(q >0)速度大小1 m2q v2 2m 2q 2v3 3m －3q 3v4 2m 2q 3v52m－q v( ) A ．3、5、4 B ．4、2、5 C ．5、3、2D ．2、4、5[解析] 本题考查带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动分析．根据qvB ＝m v 2R 得：R ＝mv qB ，将5个电荷的电量和质量、速度大小分别带入得：R 1＝mv2qB ，R 2＝2mv qB ，R 3＝3mv qB ，R 4＝3mv qB ，R 5＝2mv qB .令图中一个小格的长度l ＝mvqB，则R a ＝2l ，R b ＝3l ，R c ＝2l .如果磁场方向垂直纸面向里，则从a 、b 进入磁场的粒子为正电荷，从c 进入磁场的粒子为负电荷，则a 对应2，c 对应5，b 对应4，D 选项正确．磁场必须垂直纸面向里，若磁场方向垂直纸面向外，则编号1粒子的运动不满足图中所示．所以C 是错误的．[答案] D5．如右图所示，一带负电的质点在固定的正点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动，周期为T 0，轨道平面位于纸面内，质点的速度方向如右图中箭头所示．现加一垂直于轨道平面的匀强磁场，已知轨道半径并不因此而改变，则( )A ．若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于T 0B ．若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将小于T 0C ．若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将大于T 0D ．若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将小于T 0[解析] 当磁场方向指向纸里时，由左手定则可知电子受到背离圆心向外的洛伦兹力，向心力变小，由F ＝mr4π2T 2可知周期变大，A 对，B 错．同理可知，当磁场方向指向纸外时电子受到指向圆心的洛伦兹力，向心力变大，周期变小，C 错，D 对．[答案] AD6．(2011·浙江理综)利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子．图中板MN 上方是磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d 的缝，两缝近端相距为L .一群质量为m 、电荷量为q ，具有不同速度的粒子从宽度为2d 的缝垂直于板MN 进入磁场，对于能够从宽度为d 的缝射出的粒子，下列说法正确的是( )A ．粒子带正电B ．射出粒子的最大速度为qB 3d ＋L2mC ．保持d 和L 不变，增大B ，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D ．保持d 和B 不变，增大L ，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大[解析] 本题考查带电粒子在磁场中的运动，意在考查考生应用数学知识处理问题的能力和分析问题的能力．由左手定则和粒子的偏转情况可以判断粒子带负电，A 错误；根据洛伦兹力提供向心力qvB ＝mv 2r 可得v ＝qBr m ，r 越大v 越大，由图可知r 最大值为r max ＝3d ＋L 2，B 正确；又r 最小值为r min ＝L2，将r 的最大值和最小值代入v 的表达式后得出速度之差为Δv ＝3qBd 2m，可见C 正确、D 错误． [答案] BC7．(2010·长沙模拟)随着生活水平的提高，电视机已进入千家万户，显像管是电视机的重要组成部分．如右图所示为电视机显像管及其偏转线圈L 的示意图．如果发现电视画面的幅度比正常时偏小，不可能是下列哪些原因引起的( )A ．电子枪发射能力减弱，电子数减少B ．加速电场的电压过高，电子速率偏大C ．偏转线圈匝间短路，线圈匝数减少D ．偏转线圈的电流过小，偏转磁场减弱[解析] 画面变小是由于电子束的偏转角减小，即轨道半径变大造成的，由公式r ＝mv qB知，因为加速电压增大，将引起v 增大，而偏转线圈匝数或电流减小，都会引起B 减小，从而使轨道半径增大，偏转角减小，画面变小．综上所述，只有A 项符合题意．[答案] A8．质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场．如右图所示为质谱仪的原理图．设想有一个静止的质量为m 、带电荷量为q 的带电粒子(不计重力)，经电压为U 的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B 的偏转磁场中，带电粒子打到底片上的P 点，设OP ＝x ，则在下图中能正确反映x 与U 之间的函数关系的是( )[解析] 带电粒子先经加速电场加速，故qU ＝12mv 2，进入磁场后偏转，OP ＝x ＝2r ＝2mvqB ，两式联立得，OP ＝x ＝8mUB 2q∝U ，所以B 为正确答案．[答案] B9．(2011·深圳调研)如图所示为圆柱形区域的横截面．在没有磁场的情况下，带电粒子(不计重力)以某一初速度沿截面直径方向入射时，穿过此区域的时间为t ；若该区域加垂直该区域的匀强磁场，磁感应强度为B ，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，带电粒子飞出此区域时，速度方向偏转了π3，根据上述条件可求得的物理量为( )A ．带电粒子的初速度B ．带电粒子在磁场中运动的半径C ．带电粒子在磁场中运动的周期D ．带电粒子的比荷[解析] 设圆柱截面半径为R ，则没有磁场时2R ＝v 0t ；加上磁场时，由几何关系可知，带电粒子运动半径为r＝3R ，已知速度偏转角为π3，可知带电粒子在磁场中的运动时间为t ′＝16T ＝π3rv 0，可求得周期T ；由周期T ＝2πmqB，可求得带电粒子的比荷，C 、D 正确；因半径R 不知，因此无法求出带电粒子的初速度及带电粒子在磁场中运动的半径．[答案] CD二、非选择题(共28分)10．(14分)(2011·枣庄市第三次联考)质谱仪可测定同位素的组成．现有一束一价的钾39和钾41离子经电场加速后，沿着与磁场边界均垂直的方向进入匀强磁场中，如图所示．测试时规定加速电压大小为U 0，但在实验过程中加速电压有较小的波动，可能偏大或偏小ΔU .为使钾39和钾41打在照相底片上的区域不重叠，ΔU 不得超过多少？(不计离子的重力)[解析] 设加速电压为U ，磁场的磁感应强度为B ，离子的电荷量为q ，质量为m ，运动半为R ，则由qU ＝12mv 2，qvB ＝m v 2R ，解得R ＝1B2mUq由此式可知，在B 、q 、U 相同时，m 小的半径小，所以钾39半径小，钾41半径大；在m 、B 、q 相同时，U 大半径大．设钾39质量为m 1，电压为U 0＋ΔU 时，最大半径为R 1；钾41质量为m 2，电压为U 0－ΔU 时，钾41最小半径为R 2，则R 1＝1B2m 1U 0＋ΔU q R 2＝1B2m 2U 0－ΔUq令R 1＝R 2，则m 1(U 0＋ΔU )＝m 2(U 0－ΔU ) 解得：ΔU ＝m 2－m 1m 2＋m 1U 0＝41－3941＋39＝140U 0. [答案]140U 0 11．(14分)(2011·海淀区期末)在水平放置的两块金属板A 、B 上加不同电压，可以使从炽热的灯丝释放的电子以不同速度沿直线穿过B 板中心的小孔O 进入宽度为L 的匀强磁场区域，匀强磁场区域的磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里．若在A 、B 两板间电压为U 0时，电子不能穿过磁场区域而打在B 板延长线上的P 点，如图所示．已知电子的质量为m ，电荷量为e ，并设电子离开A 板时的初速度为零．(1)求A 、B 两板间的电压为U 0时，电子穿过小孔O 的速度大小v 0； (2)求P 点距小孔O 的距离x ；(3)若改变A 、B 两板间的电压，使电子穿过磁场区域并从边界MN 上的Q 点射出，且从Q 点穿出时速度方向偏离v 0方向的角度为θ，则A 、B 两板间电压U 为多大？[解析] (1)电子在A 、B 两板间的电场中加速时，由动能定理得eU 0＝12mv 20，解得v 0＝2eU 0m(2)电子进入磁场区域做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得ev 0B ＝m v 20r 0，解得r 0＝1B2mU 0e所以x ＝2r 0＝2B 2mU 0e(3)若在A 、B 两板间加上电压U 时，电子在A 、B 两板间加速后穿过B 板进入磁场区域做圆周运动，并从边界MN 上的Q 点穿出，由动能定理可得eU ＝12mv 2由牛顿第二定律可得evB ＝m v 2r且由几何关系可知r sin θ＝L所以U ＝eB 2L 22m sin 2θ[答案] (1)2eU 0m(2)2B2mU 0e (3)eB 2L 22m sin 2θ拓展题：(2011·西城区期末)如图所示，相距为R 的两块平行金属板M 、N 正对着放置，S 1、S 2分别为M 、N 板上的小孔，S 1、S 2、O 三点共线，它们的连线垂直M 、N ，且S 2O ＝R .以O 为圆心、R 为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向外的匀强磁场．D 为收集板，板上各点到O 点的距离以及板两端点的距离都为2R ，板两端点的连线垂直M 、N 两板．质量为m 、带电荷量为＋q 的粒子，经S 1进入M 、N 两板间的电场后，通过S 2进入磁场．粒子在S 1处的速度和粒子所受的重力均不计．(1)当M 、N 两板间的电压为U 时，求粒子进入磁场时速度的大小v ； (2)若粒子恰好打在收集板D 的中点上，求M 、N 两板间的电压值U 0；(3)当M 、N 两板间的电压不同时，粒子从S 1到打在D 上经历的时间t 会不同，求t 的最小值．[解析] (1)粒子从S 1到达S 2的过程中，根据动能定理得qU ＝12mv 2①解得粒子进入磁场时速度的大小v ＝2qUm(2)粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有qvB ＝m v 2r②由①②得加速电压U 与轨迹半径r 的关系为U ＝qB 2r 22m当粒子打在收集板D 的中点时，粒子在磁场中运动的半径r 0＝R 对应电压U 0＝qB 2R 22m(3)M 、N 两板间的电压越大，粒子进入磁场时的速度越大，粒子在极板间经历的时间越短，同时在磁场中运动轨迹的半径越大，在磁场中运动的时间也会越短，出磁场后匀速运动的时间也越短，所以当粒子打在收集板D 的右端时，对应时间t 最短．根据几何关系可以求得粒子在磁场中运动的半径r ′＝3R 由(2)得粒子进入磁场时速度的大小v ′＝qBr ′m粒子在电场中经历的时间t 1＝R v ′2＝2 3m 3qB粒子在磁场中经历的时间t 2＝3R ·π3v ′＝πm3qB粒子射出磁场后做匀速直线运动经历的时间t 3＝R v ′＝3m 3qB粒子从S 1到打在收集板D 上经历的最短时间为t ＝t 1＋t 2＋t 3＝ 3 3＋πm3qB[答案] (1)2qUm (2)qB 2R 22m (3) 3 3＋πm 3qB。
2020届高考物理一轮复习人教版力学计算题课时作业含答案
2020届一轮复习人教版力学计算题课时作业1.(受力分析)(2018·福建厦门第一次质检)如图所示,一个质量为m的滑块置于倾角为30°的固定粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端系在滑块上的Q点,直线PQ与斜面垂直,滑块保持静止。
则()A.弹簧可能处于原长状态B.斜面对滑块的摩擦力大小可能为零C.斜面对滑块的支持力大小可能为零PQ与斜面垂直,滑块保持静止,滑块一定受摩擦力和支持力,弹簧的弹力可能为零,故A正确,BCD错2.(2015·山东卷)如图,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑。
已知A与B间的动摩擦因数为μ1,A与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
A与B的质量之比为()B. C. D.A,F=μ2(m A+m B)g;对滑块B:m B g=μ1F,以上两式联立得:,故B项正确。
3.(物体的平衡)(2018·山东济宁一模)如图所示,质量均为m的两个小球A、B(可视为质点)固定在轻杆的两端,将其放入光滑的半球形碗中,杆的长度等于碗的半径,当杆与两球组成的系统处于平衡状态时,杆对小球A的作用力大小为()B.mgC.mgD.2mgA球为研究对象,受到重力、支持力、杆的弹力,根据平衡条件得杆对小球A的作用力大小为mg,A正确。
4.(受力分析)如图所示,A、B、C三物块叠放并处于静止状态,水平地面光滑,其他接触面粗糙,以下受力分析正确的是()A.A与墙面间存在压力B.A与墙面间存在静摩擦力C.A物块共受3个力作用5个力作用,水平方向上地面光滑,地面对C没有摩擦力,根据平衡条件得,墙对A 没有压力,因而也没有摩擦力。
故A、B错误;A受到重力、B的支持力和摩擦力三个力作用。
所以C正确;先对AB整体研究:水平方向上墙对A没有压力,则由平衡条件分析可以知道,C对B没有摩擦力。
2025版新教材高考物理全程一轮总复习课时分层作业31机械波
课时分层作业(三十一) 机械波基础强化练1.小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在安静水面上的一片树叶，俯视图如图所示．现在S处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶A明显振动起来，可以采纳的方法是( )A．以较低的频率拍打水面B．以较高的频率拍打水面C．只要拍打，A就会明显振动D．无论怎样拍打，A都不会明显振动2．[2024·山东押题卷]一列简谐波沿绳向右传播，P、Q是绳上两点，振动图像分别如图中实线和虚线所示．t＝5s时，下列P、Q两点间的波形图可能正确的是( )3．[2024·重庆卷]简谐横波沿x轴正方向传播，如图所示为某时刻波形图．波源位于x＝0处，其位移随时间改变的关系为y＝sin (2πt)cm，则( )A．此波的波长为9cmB．此波的频率为2HzC．此波的波速为0.1m/sD．此时波源沿y轴正方向运动4.(多选)如图所示，波源O 垂直于纸面做简谐运动，所激发的横波在匀称介质中向四周传播，图中虚线表示两个波面．t ＝0时，离O 点5m 的A 点起先振动；t ＝1s 时，离O 点10m 的B 点也起先振动，此时A 点第五次回到平衡位置，则( )A ．波的周期为0.4sB ．波的波长为2mC ．波速为53m/sD ．t ＝1s 时AB 连线上有4个点处于最大位移5．甲、乙两列波振幅分别为A 、A2，在同一介质中相向传播，某时刻的波形图如图所示，x ＝4m 处的质点再过1s 将第一次到达波谷，以下说法正确的是( )A ．这两列波不能产生干涉现象B ．经过4s 两波会相遇C ．x ＝7m 处的质点振幅为AD ．x ＝6m 处的质点振动加强6．[2024·广东广州联考](多选)如图甲所示，在同一种匀称介质中的一条直线上，a 、b 两个振源相距8m ．在t ＝0时刻，a 、b 起先振动，它们的振幅相等，且都只振动了一个周期，a 、b 的振动图像分别如图乙、图丙所示．若a 振动形成的横波向右传播，b 振动形成的横波向左传播，波速均为10m/s ，则下列说法正确的是( )A ．t ＝0.4s 时两列波相遇B ．若两列波在传播过程中遇到小于1m 的障碍物，不能发生明显的衍射现象C ．t ＝0.95s 时刻，b 处质点的加速度沿y 轴正方向达到最大D ．在两列波相遇过程中，a 、b 连线中点c 处振动始终加强7．(多选)一列简谐横波沿x 轴正方向传播．如图所示是t ＝0时刻的波形图，且x ＝4.0m 处质点刚好起振．若该波的周期为4s ，下列说法中正确的是( )A ．从图示时刻起经过2s 的时间，x ＝6.0m 处的质点刚好起振B．平衡位置在x＝6.0m处的质点，第一次到达波谷的时刻为2.5sC．E、F两质点同时达到平衡位置和波峰位置D.平衡位置在x＝1.0m处的质点从图示时刻起经过3.0s，通过的路程为6cm8．[2024·广东湛江模拟](多选)如图所示，某人双手分别握住两根材料不同的绳子一端，t＝0时刻同时起先以不同频率上下振动，左手振动形成波Ⅰ，右手振动形成波Ⅱ，t＝2s时波Ⅰ、Ⅱ分别传到距手6m的P点和距手8m的Q点，则( )A．左手起振方向竖直向上B．波Ⅰ、Ⅱ的波速之比v1∶v2＝1∶1C．波Ⅰ、Ⅱ的波长之比λ1∶λ2＝3∶8D．从图示时刻起先P点第4次出现在最大位移处时，波Ⅱ传到距Q点3.5m处实力提升练9．(多选)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t＝0时刻波源从坐标原点起先振动，如图甲所示是简谐横波在t＝0.6s时的部分波动图像，如图乙所示是这列波上x＝0.7m处的质点从t＝0.7s时刻起先振动的图像，下列说法正确的是( )A．波源的起振方向向上B．t＝0.6s时，x＝0.1m处的质点在波谷处C．波的振动频率为f＝0.5HzD．波源的振动方程为y＝－15sin5πt(cm)10.甲、乙两列横波传播速率相同，分别沿x轴负方向和正方向传播，t0时刻两列波的前端刚好分别传播到质点A和质点B，如图所示，以t0时刻为计时起点，已知甲波的频率为5Hz，求：(1)t0时刻之前，x轴上的质点C振动了多长时间？(2)在t0时刻之后的0.9s内，x＝0处的质点位移为＋6cm的时刻．课时分层作业（三十一）1．解析：拍打水面时，水波中的质点上下振动，形成的波向前传播，以较高的频率拍打水面，则质点振动的频率增加，波的频率与振动的频率相等，波速不变，频率增大，依据λ＝v f可知波长减小，衍射现象不明显；反之以较低的频率拍打水面，波长增大，衍射现象更明显．故以较低的频率拍打水面，可以使衍射现象明显，以带动树叶A 明显振动起来，选项A 正确，B 、C 、D 错误．答案：A2．解析：由振动图像可知，t ＝5s 时，P 处于正向最大位移处，Q 处于平衡位置且向y 轴正方向运动，波向右传播，结合同侧法可知A 正确，B 、C 、D 错误．答案：A3．解析：由波形图可知，此波的波长λ＝10cm ，A 错误；由位移随时间改变的关系得ω＝2πrad/s，由ω＝2πf ，可得此波的频率f ＝1Hz ，B 错误；由ω＝2πT，可得T ＝1s ．由λ＝vT ，可得此波的传播速度v ＝0.1m/s ，C 正确；依据“上下坡”法可知，波源处于上坡过程，则此时波源沿y 轴负方向运动，D 错误．答案：C4．解析：依据题述，t ＝0时，离O 点5m 的A 点起先振动，t ＝1s 时，离O 点10m 的B点起先振动，则波的传播速度v ＝10－51m/s ＝5m/s ，选项C 错误；依据题述在这1s 时间内A 点第五次回到平衡位置，则有52T ＝1s ，可知波的周期为0.4s ，选项A 正确；由10m －5m ＝2.5λ，解得波长λ＝2m ，选项B 正确；t ＝1s 时，AB 连线上有5个点处于最大位移处，选项D 错误．答案：AB5．解析：由题图可知，两列波周期和波长相同，因此可以发生干涉，故A 错误；依据平移法可知，两列波的波速v ＝Δx Δt ＝1m 1s ＝1m/s ，两波相遇所需时间t ＝x 2v，解得t ＝2s ，故B 错误；因为两列波周期和波长相同，两列波会发生干涉，x ＝3m 和x ＝11m 的质点到x ＝7m 的距离相等，振动状况相反，所以在x ＝7m 处两列波相互减弱，因此在x ＝7m 处的振幅为A 2，故C 错误；x ＝1m 和x ＝11m 的质点到x ＝6m 的距离相等，振动状况相同，因此在x ＝6m 处是波峰和波峰相遇，是振动加强，故D 正确．答案：D6．解析：两列波相向匀速传播，t ＝x2v＝0.4s 时两列波相遇，A 项正确；由振动图像可知波的周期为0.2s ，所以波的波长λ＝vT ＝2m ，所以当其遇到小于1m 的障碍物时可以发生明显的衍射现象，B 项错误；ab 连线中点到两振源的距离相等，但两振源振动状况恰好相反，所以中点处振动始终减弱，D 项错误；由于a 、b 两振源都只振动了一个周期，a 振源的振动形式经0.8s 到b 处，则在t ＝0.95s 时刻，由a 振源引起的振动在b 处位于波谷位置，而b 振源引起的振动在b 处已经停止，故t ＝0.95s 时刻，b 处质点的加速度为正向最大，C 项正确．答案：AC7．解析：波速v ＝λT ＝1m/s ，当横波从x ＝4.0m 处传到6.0m 处时，所用时间为t ＝Δx v＝2s ，故A 正确；当x ＝1m 处的波谷传到6.0m 处时，6.0m 处的质点第一次到达波谷，所用时间为t ＝Δx ′v ＝51s ＝5s ，故B 错误；图示时刻，E 质点经过T 12到达平衡位置，F 质点经过T 6到达波峰位置，故C 错误；3.0s 时间为34周期，则该波x ＝1.0m 处的质点从图示时刻起历时3.0s 通过的路程是3A ＝6cm ，故D 正确．答案：AD8．解析：由P 点可以推断，左手的起振方向为竖直向下，A 错误；波Ⅰ在2s 内形成4个完整波形，λ1＝1.5m ，波Ⅱ在2s 内形成2个完整波形，λ2＝4m ，则λ1∶λ2＝3∶8，C正确；由v ＝Δx Δt知v 1＝3m/s ，v 2＝4m/s ，则v 1∶v 2＝3∶4，B 错误；P 点出现在第4次最大位移处时经过了78s ，波Ⅱ传了3.5m ，D 正确． 答案：CD9．解析：波上质点的起振方向都与波源的起振方向相同，由图乙可知，x ＝0.7m 处的质点的起振方向向下，则波源的起振方向向下，A 错误；把图甲的波动图像补充完整，可看出t ＝0.6s 时，x ＝0.1m 处的质点在波谷处，B 正确；依据题意可知0到0.7s 的时间内，波传播的距离为x ＝0.7m ，由v ＝x t ，解得波速v ＝1m/s ，由图甲可以看出波长λ＝0.4m ，结合波速v ＝λf ，解得波的振动频率为f ＝2.5Hz ，C 错误；由图像可知波的振幅A ＝15cm ，波源的起振方向向下，t ＝0时刻波源从坐标原点起先振动，所以可设波源振动的方程为y ＝－A sin2πft ，代入数据可得y ＝－15sin5πt （cm ），D 正确．答案：BD10．解析：（1）由题中条件可知，甲波的周期为：T 甲＝1f 甲＝0.2s 波速为：v ＝λ甲f 甲＝20m/s乙波的周期为：T 乙＝λ乙v＝0.4s 由图可知，C 点振动t C ＝14T 乙后，乙波传到B 点 得质点C 已振动时间：t C ＝0.1s.（2）x ＝0处的质点位移为＋6cm ，表明两列波的波峰同时到达x ＝0处．甲波的波峰到达x ＝0处的时刻为：t 甲＝mT 甲（m ＝0，1，2，3，…）乙波的波峰到达x ＝0处的时刻为：t 乙＝⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋12T 乙（n ＝0，1，2，3，…） 令t 甲＝t 乙解得：m ＝2n ＋1n ＝0时，m ＝1，t ＝0.2sn ＝1时，m ＝3，t ＝0.6sn ＝2时，m ＝5，t ＝1s可知，在之后的0.9s内，x＝0处的质点位移为＋6cm的时刻为0.2s和0.6s. 答案：（1）0.1s （2）0.2s和0.6s。
高考物理总复习 课时作业31 新人教版选修33
(分钟：45分钟 满分：100分)一、选择题(每小题7分，共49分)1．(2011·南昌调研)根据分子动理论，下列说法正确的是( )A ．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比B ．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，就是分子的运动C ．分子间相互作用的引力和斥力一定随分子间距离的增大而减小D ．分子势能随着分子间的距离的增大，可能先减小后增大[解析] 气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比为一个气体分子所占据的空间，而非一个气体分子的体积，A 错误．墨水中小炭粒的无规则运动为固体小颗粒的无规则运动，而非分子运动，B 错误．分子间的引力和斥力随分子间距离的增大而减小，C 正确．当两分子间距离小于r 0时，分子力表现为斥力，此时分子势能随分子间距离的增大而减小；当两分子间距离大于r 0时，分子力表现为引力，此时分子势能随分子间距离的增大而增大，D 正确．[答案] CD2．设两分子a 、b 间距离为r 0时分子间的引力F 引和斥力F 斥大小相等，现固定a ，将b 从与a 相距r 02处由静止释放，在b 远离a 的过程中，下列表述正确的是( ) A ．F 引和F 斥均减小，但F 斥减小得较快B ．a 对b 一直做正功C ．当b 运动最快时，a 对b 的作用力为零D ．当a 、b 间距离为r 0时，a 、b 间的分子势能最小[解析] 由分子动理论可知距离变化对斥力的影响比对引力的影响大，距离增大时斥力、引力都减小，但斥力减小得快，故A 正确．由r 02到r 0的过程中，分子力表现为斥力，分子力做正功，分子势能减小，当分子间距离大于r 0时，表现为引力，分子力做负功，分子势能增大，因此当分子间距离等于r 0时分子势能最小，所以B 错D 对．b 分子在运动过程中，先加速后减速，当距离为r 0时，作用力为零，加速度为零，速度最大，故C 正确．[答案] ACD3．分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质，据此可判断下列说法中错误的是( )A ．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性B ．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C ．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大D ．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素[解析] 小炭粒做布朗运动反映了液体分子的无规则热运动，故A 对；由于不确定r 与r 0的关系，故无法确定分子力的变化，B 错；分子间距离增大时，分子力可能做正功，也可能做负功，分子势能可能增大，也可能减小，C 对；高温下，分子热运动剧烈，扩散更容易，故D 对．[答案] B4．已知铜的摩尔质量为M (kg/mol)，铜的密度为ρ(kg/m 3)，阿伏加德罗常数为N A (mol－1)．下列判断错误的是( )A ．1 kg 铜所含的原子数为N A MB ．1 m 3铜所含的原子数为MN A ρC ．1个铜原子的质量为M N A (kg)D ．1个铜原子的体积为M ρN A(m 3) [解析] 原子个数N ＝1MN A ＝N A M ，A 正确；同理N ＝ρM N A ＝ρN A M ，B 错误；1个铜原子质量m 0＝M N A (kg)，C 正确；1个铜原子体积V 0＝M ρN A(m 3)，D 正确． [答案] B5．一个铁球和冰球的温度相同，且其质量相等，则( )A ．它们的分子平均动能一定相等B ．它们的分子运动的平均速率一定相等C ．冰球的体积大，水分子的势能大D ．它们的内能一定相同[解析] 因为温度相同，平均动能相同，据E k ＝12m v 2知，水分子的平均速率较大，分子势能与分子间距有关，分子间距等于r 0时，分子势能最小，偏离r 0越多，分子势能越大，所以体积大，分子势能不一定大，物体的内能E 内＝n (E k ＋E p )，分子数n ＝m M不同，E p 哪个大无法弄清楚．[答案] A6．在观察布朗运动时，从微粒在a 点开始计时，间隔30 s 记下微粒的一个位置得到b 、c 、d 、e 、f 、g 等点，然后用直线依次连接，如右图所示，则下列说法正确的是( )A ．微粒在75 s 末时的位置一定在cd 的中点上B ．微粒在75 s 末时的位置可能在cd 的连线上，但不可能在cd 中点上C ．微粒在前30 s 内的路程一定等于ab 的长度D ．微粒在前30 s 内的位移大小一定等于ab 的长度[解析] b 、c 、d 、e 、f 、g 等分别是粒子在t ＝30 s 、60 s 、90 s 、120 s 、150 s 、180 s 时的位置，但并不一定沿着折线abcdefg 运动，故选D.[答案] D7．如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是( )A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10－10 mB．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10－10 mC．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力D．若两个分子距离越来越大，则分子势能亦越来越大[解析] 分子引力和分子斥力都随分子间距的增大而减小，随分子间距的减小而增大，但分子斥力变化的更快些；当分子间距为平衡距离即10－10 m时，分子引力和分子斥力大小相等，分子力为零，当分子间距大于平衡距离即10－10 m时，分子引力大于分子斥力，分子力表现为分子引力；当分子间距小于平衡位置距离即10－10 m时，分子引力小于分子斥力，分子力表现为分子斥力；所以两图的交点为平衡距离即10－10 m，分子势能随分子间距的变化而发生改变，当分子间距大于10－10 m，分子势能随分子间距的增大而增大；当分子间距小于10－10 m时，分子势能随分子间距的增大而减小；分子间距离为平衡距离时，分子势能是最小的．若取无穷远处的分子势能为0，则分子间距为平衡距离时，分子势能为负的，且最小．[答案] B二、非选择题(共51分)8．(10分)(2011·浙江五校)(1)如右图所示，把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面．如果你想使玻璃板离开水面，必须用比玻璃板重力__________的拉力向上拉橡皮筋．原因是水分子和玻璃的分子间存在__________作用．(2)往一杯清水中滴入一滴红墨水，一段时间后，整杯水都变成了红色．这一现象在物理学中称为_________现象，是由于分子的_________而产生的，这一过程是沿着分子热运动的无序性_________的方向进行的．[解析] (1)水分子对玻璃板下表面分子有吸引力作用，要拉起必须施加大于重力和分子吸引力合力的拉力．(2)红墨水分子进入水中为扩散现象，是分子热运动的结果，并且分子热运动朝着熵增大，即无序性增大的方向进行．[答案] (1)大分子引力(2)扩散 无规则运动(热运动) 增大9．(10分)回答下列问题：(1)已知某气体的摩尔体积为V m ，摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，由以上数据能否估算出每个分子的质量、每个分子的体积、分子之间的平均距离？(2)当物体体积增大时，分子势能一定增大吗？(3)在同一个坐标系中画出分子力F 和分子势能E p 随分子间距离的变化图象，要求表示出E p 最小值的位置及E p 变化的大致趋势．[解析] (1)可估算出每个气体分子的质量m 0＝M N A ；由于气体分子间距较大，由V 0＝V m N A 求得的是一个气体分子占据的空间，而不是一个气体分子的体积，故不能估算每个分子的体积；由d ＝3V 0＝3V m N A可求出分子之间的平均距离．(2)在r >r 0范围内，当r 增大时，分子力做负功，分子势能增大；在r <r 0范围内，当r 增大时，分子力做正功，分子势能减小，故不能说物体体积增大，分子势能一定增大，只能说当物体体积变化时，其对应的分子势能也变化．(3)如图[答案] 见解析10．(10分)(2010·江苏高考)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为 1.3 kg/m 3和2.1 kg/m 3，空气的摩尔质量为0.029 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －1.若潜水员呼吸一次吸入2 L 空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数．(结果保留一位有效数字) [解析] 设空气的摩尔质量为M ，在海底和岸上的密度分别为ρ海和ρ岸，一次吸入空气的体积为V ，则有Δn ＝ρ海－ρ岸V MN A ，代入数据得Δn ＝3×1022个． [答案] 3×1022个 11．(10分)对于固体和液体来说，其内部分子可看做是一个挨一个紧密排列的小球，若某固体的摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A .(1)该固体分子质量的表达式为m 0＝__________.(2)若已知汞的摩尔质量为M ＝200.5×10－3 kg/mol ，密度为ρ＝13.6×103 kg/m 3，阿伏加德罗常数为N A ＝6.0×1023 mol －1，试估算汞原子的直径大小(结果保留两位有效数字)．[解析] (1)该固体分子质量的表达式m 0＝MN A.(2)将汞原子视为球形，其体积V 0＝16πd 3＝M ρN A 汞原子直径的大小d ＝36M ρN A π≈3.6×10－10 m. [答案] (1)MN A (2)3.6×10－10m 12．(11分)(2011·安徽示范性高中联考)某学校物理兴趣小组组织开展一次探究活动，想估算地球周围大气层的分子个数．一学生通过网上搜索，查阅得到以下几个物理量数据：地球的半径R ＝6.4×106 m ，地球表面的重力加速度g ＝9.8 m/s 2，大气压强p 0＝1.0×105Pa ，空气的平均摩尔质量M ＝2.9×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1.(1)这位同学根据上述几个物理量能估算出地球周围大气层的分子数吗？若能，请说明理由；若不能，也请说明理由．(2)假如地球周围的大气全部液化成液态且均匀分布在地球表面上，估算一下地球半径将会增加多少？(已知液化空气的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3)[解析] (1)能．因为大气压强是由大气重力产生的，由p 0＝mg S ＝mg 4πR 2，得m ＝4πR 2p 0g 把查阅得到的数据代入上式得m ≈5.2×1018 kg所以大气层的分子数为N ＝m M N A ≈1.1×1044个(2)可求出液化后的体积为： V ＝m ρ＝5.2×10181.0×103 m 3＝5.2×1015 m 3 设大气液化后的液体分布在地球表面上时，地球半径增加h ，则有43π(R ＋h )3－43πR 3＝V ，得3R 2h ＋3Rh 2＋h 3＝34πV 考虑到h ≪R ，忽略h 的二次项和三次项，得h ＝V 4πR 2＝ 5.2×10154×3.14× 6.4×1062 m≈10 m.[答案] (1)见解析 (2)10 m。
高考物理一轮复习 第十章 交变电流 传感器 课时作业 变压器 电能的输送
权掇市安稳阳光实验学校课时作业（三十三）变压器电能的输送[基础小题练]1．如图为一种变压器的实物图，根据其铭牌上所提供的信息，以下判断正确的是( )A．这是一个升压变压器B．原线圈的匝数比副线圈的匝数多C．当原线圈输入交流电压220 V时，副线圈输出直流电压12 VD．当原线圈输入交流电压220 V、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流小【解析】根据铭牌上所提供的信息可知：变压器的输入电压为220 V，输出电压为12 V，该变压器为降压变压器，故选项A错误、选项B正确；变压器的工作原理是电磁感应，故变压器的原、副线圈上的电压都为交流电压，选项C错误；由理想变压器的输出功率等于输入功率，且原线圈的电压大于副线圈的电压，故副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流大，选项D错误．【答案】B2．如图所示，半径为L＝1 m的金属圆环，其半径Oa是铜棒，两者电阻均不计且接触良好．今让Oa以圆心O为轴，以角速度ω＝10 rad/s匀速转动，圆环处于垂直于环面，磁感应强度为B＝2 T的匀强磁场中．从圆心O引出导线，从圆环上接出导线，并接到匝数比为n1∶n2＝1∶4的理想变压器原线圈两端．则接在副线圈两端的理想电压表的示数为( )A．40 V B．20 VC.80 V D．0 V【解析】由于Oa以圆心O为轴，以角速度ω＝10 rad/s匀速转动，产生恒定的感应电动势，变压器原线圈两端的电压恒定不变，因此变压器铁芯中磁通量不变，接在副线圈两端的理想电压表的示数为零，选项D正确．【答案】D3．如图，理想变压器原线圈输入电压u＝U m sin ωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器．V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示．下列说法正确的是( )A．I1和I2表示电流的瞬时值B．U1和U2表示电压的最大值C．滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D．滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小【解析】交流电表的示数表示交流电的有效值，A、B两项错误；滑片P 向下滑动过程中，原、副线圈的匝数n1、n2不变，U1不变，则U2＝U1n2n1不变；R连入电路的电阻变小，则流过副线圈的电流I 2＝U 2R ＋R 0变大，根据U 1I 1＝U 2I 2，可知I 1变大，C 项正确，D 项错误．【答案】 C4．如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比n 1∶n 2＝3∶1，在原副线圈中电路分别接有阻值相同的电阻R 1，R 2.交变电压的大小为U ，则下列说法正确的是( )A ．电阻R 1，R 2两端的电压之比为3∶1B ．电阻R 1，R 2上消耗的电功率之比为1∶1C ．电阻R 1，R 2两端的电压均为U3D ．电阻R 1，R 2上消耗的电功率之比为1∶9【解析】 由变压器电压、电流、功率的比例关系可知：通过R 1、R 2的电流之比I 1∶I 2＝n 2∶n 1＝1∶3，故两电阻上电压之比U 1∶U 2＝I 1R ∶I 2R ＝1∶3；两电阻消耗的电功率之比P 1∶P 2＝I 21R ∶I 22R ＝1∶9.选项D 正确．【答案】 D5.如图，一理想变压器的原线圈接在电压为220 V 的正弦交流电源上，两副线圈匝数分别为n 2＝16、n 3＝144，通过理想二极管(具有单向导电性)、单刀双掷开关与一只“36 V,18 W”的灯泡相连(灯泡电阻不变)，当开关接1时，灯泡正常发光，则下列说法中正确的是( )A ．原线圈的匝数为880B ．当开关接2时，灯泡两端电压的有效值为20 2 VC ．当开关接2时，原线圈的输入功率约为18 WD ．当开关接2时，原线圈的输入功率约为11 W【解析】 由n 1n 3＝U 1U L 得n 1＝880，选项A 正确；当开关接2时，有n 1n 2＋n 3＝U 1U ，解得U ＝40 V ，设交流电周期为T ，U 2R ·T 2＝U ′2RT ，U ′＝20 2 V ，选项B 正确；灯泡电阻为R ＝U 2LP L ＝72 Ω，灯泡消耗的实际功率为P ＝U ′2R ＝1009W≈11 W，选项C 错误，D 正确．【答案】 ABD6．如图甲所示的远距离输电示意图中，变压器均为理想变压器．升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100 Ω.降压变压器右侧部分为一火警系统原理图，其中R 1为一定值电阻，R 2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小．电压表V 显示加在器上的电压(器未画出)．未出现火情时，升压变压器的输入功率为750 kW.下列说法正确的是( )A ．降压变压器副线圈输出的交变电流频率为50 HzB ．输电线中的电流为60 AC ．输电线路损耗功率为90 kWD ．当传感器R 2所在处出现火情时，电压表V 的示数变大【解析】 由图乙知交变电流的周期T ＝0.02 s ，所以降压变压器副线圈输出的交变电流频率为f ＝50 Hz ，选项A 正确；由图乙知升压变压器输入端电压有效值为250 V ，根据电压与匝数成正比知，副线圈电压为25 000 V ，所以输电线中的电流为I ＝PU＝30 A ，选项B 错误；输电线损失的电压为ΔU ＝IR ＝30×100 V＝3 000 V ，输电线路损耗功率为ΔP ＝ΔUI ＝90 kW ，选项C 正确；当出现火情时，传感器R 2阻值减小，降压变压器副线圈两端电压看作不变，副线圈中电流增大，定值电阻的分压增大，所以电压表V 的示数变小，选项D 错误．【答案】 AC [创新导向练]7．科技应用——变压器原理在医疗器械中及应用心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其部分电路可简化为大电阻R 1与交流电源串联，该电源输出的电压恒为U 0，如图所示．心电图仪与一个理想变压器的初级线圈相连，一个扬声器(可等效为一个定值电阻R 2)与该变压器的次级线圈相连．若R 2从变压器得到的功率此时最大，下列说法错误的是( )A ．大电阻R 1两端电压为U 02B ．理想变压器初级线圈与次级线圈的匝数比值为R 1R 2C ．交流电源的输出功率为U 202R 1D ．通过扬声器的电流为U 021R 1R 2【解析】 设理想变压器初级线圈和次级线圈的匝数分别为n 1、n 2，初级线圈和次级线圈中的电流分别为I 1、I 2，根据理想变压器的初级和次级线圈的电流和电压关系可得I 1n 1＝I 2n 2，U 0－I 1R 1n 1＝I 2R 2n 2，设R 2的功率为P ，联立则有P＝I 22R 2＝－I 21R 1＋I 1U 0，由于扬声器有最大功率，则I 1＝U 02R 1、I 2＝U 021R 1R 2，选项D 正确；大电阻R 1两端电压I 1R 1＝U 02，选项A 正确；理想变压器的初级和次级线圈的匝数比值为n 1n 2＝I 2I 1＝R 1R 2，选项B 错误；交流电源的输出功率为I 1U 0＝U 202R 1，选项C 正确．故本题选B.【答案】 B8．负载电阻含热敏(光敏)电阻元件的理想变压器的动态分析问题 如图甲所示的电路中，S 为单刀双掷开关，电表为理想电表，R t 为热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，理想变压器原线圈接图乙所示的正弦交流电．则( )A ．变压器原线圈中交流电压u 的表达式u ＝1102sin 100πt (V)B ．S 接在a 端，R t 温度升高时，变压器的输入功率变小C ．S 接在a 端，R t 温度升高时，电压表和电流表的示数均变大D ．S 由a 切换到b ，R t 消耗的功率变大【解析】 由题图乙可知，电压的最大值为110 2 V ，周期为0.02 s ，所以ω＝100π rad/s ，A 项正确；副线圈的输出电压由变压器的变压比和输入电压决定，故电压表的示数不变，C 项错误；温度升高时，R t 的阻值减小，由P＝U 2R 可知，变压器的输出功率增大，故其输入功率也随之增大，B 项错误；S 由a 切换到b ，副线圈匝数减少，故输出电压减小，R t 电阻不变，由P ＝U 2R知，R t消耗的功率减小，D 项错误．【答案】 A9．变压器的实际应用——电子灭虫器的工作原理电子灭虫器由两种主要部件组成：诱虫的黑光灯和杀虫的电网．黑光灯发出的紫外线能够引诱害虫飞近黑光灯，然后再利用黑光灯周围的交流高压电网将其“击毙”．如图所示是电网的工作电路示意图，理想变压器将有效值为220 V 的交变电压变压，输送到电网，电网相邻两平行板电极间距为0.5 cm ，空气在常温下被击穿的临界电场强度为6 220 V/cm.为防止两极间空气击穿而造成短路，理想变压器的原、副线圈的匝数应满足一定条件，则下列说法正确的是( )A ．变压器的原、副线圈的匝数比：n 1n 2＞10B ．变压器的副、原线圈的匝数比：n 2n 1<10C ．此变压器为降压变压器D ．此变压器为升压变压器【解析】 电网相邻两电极间的最高电压为：U 2＝Ed ＝6 220×0.5 V＝3 110V ．理想变压器输入电压的最大值为：U 1＝220× 2 V ＝311 V ，故n 2n 1应满足的条件是：n 2n 1<U 2U 1＝3 110311＝101，此变压器为升压器，选项B 、D 正确．【答案】 BD10．综合应用——考查交变电路中含电容器的问题如图所示，矩形线圈abcd 与理想变压器原线圈组成闭合电路．线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc 边匀速转动，磁场只分布在bc 边的左侧，磁感应强度大小为B ，线圈面积为S ，转动角速度为ω，匝数为N ，线圈电阻不计．下列说法正确的是( )A ．将原线圈抽头P 向上滑动时，灯泡变暗B ．电容器的电容C 变大时，灯泡变暗C ．图示位置时，矩形线圈中瞬时感应电动势最大D ．若线圈abcd 转动的角速度变为2ω，则变压器原线圈电压的有效值为NBSω【解析】 矩形线圈abcd 中产生交变电流，将原线圈抽头P 向上滑动时，原线圈匝数变大，根据变压比公式U 1U 2＝n 1n 2，输出电压减小，故灯泡变暗，A 正确；电容器电容变大时，容抗减小电流变大，灯泡变亮，B 错误；图示位置时，线圈中的瞬时感应电动势为零，C 错误；若线圈转动角速度加倍 ，则变压器原线圈电压有效值也加倍，E m ＝NBS ·2ω＝1R 2·⎝⎛⎭⎪⎪⎫E m 22×T 2＝E 2R2×T ，得E ＝NBSω，故D 正确．【答案】 AD [综合提升练]11．如图所示的理想变压器原线圈Ⅰ接到220 V 的交流电源上，副线圈有两个，副线圈Ⅱ的匝数n 2＝30匝，与一个标有“12 V,12 W”的灯泡L 组成闭合电路，且灯L 正常发光，副线圈Ⅲ的输出电压U 3＝110 V ，与电阻R 组成闭合回路，通过电阻R 的电流强度为0.4 A ，则副线圈Ⅲ的匝数n 3是多少？原线圈Ⅰ中的电流强度I 1是多大？【解析】 由于n 2的匝数是30匝，电压为12 V ，n 3的电压是110 V ，根据电压与匝数成正比可得U 2U 3＝n 2n 3，所以匝数n 3＝n 2U 3U 2＝275匝；根据变压器的输入的功率和输出的功率相等可得，U 1I 1＝P 2＋P 3，即220I 1＝12＋100×0.4，所以I 1＝0.26 A.【答案】 275 0.2612．1897年，举世闻名的“尼亚加拉”水电站在美丽的尼亚加拉瀑布(如右图)建成，现已使用100多年．当时世界各地都在使用着费用高昂的直流电(因为使用直流电时必须每隔一公里建设一套发电机组)．而尼亚加拉水电站采用了特斯拉发明的交流电供、输电技术，用高压电实现了远距离供电．若其中某一发电机组设计为：发电机最大输出功率为P ＝100 kW ，输出电压为U 1＝250 V ，用户需要的电压为U 2＝220 V ，输电线电阻为R ＝10 Ω，若输电线中因生热而损失的功率为输送功率的4%.(1)画出此输电线路的示意图；(2)求在输电线路中设置的升压变压器的原、副线圈的匝数比； (3)求降压变压器的最大输出电流I 2.(保留整数) 【解析】 (1)电路示意图如图所示． (2)输电过程中损失的功率：P 损＝ηP 通过R 的电流：I 2＝P 损R发电机的输出电流：I 1＝PU 1升压变压器的原、副线圈匝数比：n 1n 2＝I 2I 1＝ηP R ·U 1P ＝250100×103× 100×103×0.0410＝120.(3)用户得到的最大功率：P 用＝P (1－η)，降压变压器的输出最大电流I 2′＝P 用U 2＝P 1－ηU 2＝100×103×1－0.04220A≈436 A.【答案】 (1)见解析 (2)1∶20 (3)436 A。
(浙江专用)2014版高考物理一轮作业手册 第31讲 机械振动 探究单摆周期与摆长的关系(含解析) 新人教版
课时作业(三十一) [第31讲 机械振动 探究单摆周期与摆长的关系]基础热身1.2012·上海六校联考若单摆的摆长不变，摆球的质量由20 g 增加为40 g ，摆球离开平衡位置的最大角度由4°减为2°，则单摆振动的( )A ．频率不变，振幅不变B ．频率不变，振幅改变C ．频率改变，振幅不变D ．频率改变，振幅改变2．单摆做简谐振动，在摆动的过程中( )A ．只有在平衡位置时，回复力才等于重力和细绳拉力的合力B ．只有在最高点时，回复力才等于重力和细绳拉力的合力C ．小球在任意位置处，回复力都等于重力和细绳拉力的合力D ．小球在任意位置处，回复力都不等于重力和细绳拉力的合力3．2012·兰州模拟一个做简谐运动的弹簧振子，周期为T ，振幅为A ，设振子第一次从平衡位置运动到x ＝A 2处所经最短时间为t 1，第一次从最大正位移处运动到x ＝A 2处所经最短时间为t 2.关于t 1与t 2，以下说法正确的是( )A ．t 1＝t 2B ．t 1<t 2C ．t 1>t 2D ．无法判断4．2012·镇江模拟 如图K31－1所示是单摆做阻尼振动的位移－时间图线，下列说法中正确的是( )图K31－1A ．摆球在P 与N 时刻的势能相等B ．摆球在P 与N 时刻的动能相等C ．摆球在P 与N 时刻的机械能相等D ．摆球在P 时刻的机械能大于在N 时刻的机械能技能强化5．2012·上海虹口期末在上海走时准确的摆钟，随考察队带到珠穆朗玛峰的顶端，则这个摆钟( )A ．变慢了，重新校准应减小摆长B ．变慢了，重新校准应增大摆长C ．变快了，重新校准应减小摆长D ．变快了，重新校准应增大摆长6．2012·西城期末如图K31－2所示，长度为l 的轻绳上端固定在O 点，下端系一小球(小球可以看成质点)，在O 点正下方距O 点34l 处的P 点固定一颗小钉子．现将小球拉到A 点处，轻绳被拉直，然后由静止释放小球．B 点是小球运动的最低位置，C 点(图中未标出)是小球能够到达的左方最高位置．已知A 点与B 点之间的高度差为h ，h l ，A 、B 、P 、O 在同一竖直平面内，当地的重力加速度为g ，不计空气阻力．下列说法正确的是( )图K31－2A ．C 点与B 点的高度差小于hB ．C 点与B 点的高度差等于hC ．小球摆动的周期等于3π2 l gD ．小球摆动的周期等于3π4 l g7．如图K31－3所示，弹簧振子的小球在B 、C 之间做简谐运动，O 为BC 间的中点，B 、C 间的距离为10 cm ，则下列说法正确的是( )A ．小球的最大位移是10 cmB ．只有在B 、C 两点时，小球的振幅才是5 cm ，在O 点时，小球的振幅是0C ．无论小球在任何位置，它的振幅都是5 cmD ．从任意时刻起，一个周期内小球经过的路程都是20 cm图K31－3 图K31－48．如图K31－4所示，将小球甲、乙、丙(都可视为质点)分别从A 、B 、C 三点由静止同时释放，最后都到达竖直面内圆弧的最低点D ，其中甲是从圆心A 出发做自由落体运动，乙沿弦轨道从一端B 到达另一端D ，丙沿圆弧轨道从C 点运动到D 点，且C 点很靠近D 点．如果忽略一切摩擦阻力，那么下列判断正确的是( )A ．甲球最先到达D 点，乙球最后到达D 点B ．甲球最先到达D 点，丙球最后到达D 点C ．丙球最先到达D 点，乙球最后到达D 点D ．甲球最先到达D 点，无法判断哪个球最后到达D 点9．如图K31－5所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅A 与驱动力的频率f 的关系，下列说法正确的是( )图K31－5A．摆长约为10 cmB．摆长约为1 mC．若增大摆长，则共振曲线的“峰”将向右移动D．若增大摆长，则共振曲线的“峰”将向左移动10．2012·福建师大附中期末如图K31－6所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量．当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动．在运动过程中( )图K31－6A．甲的振幅大于乙的振幅B．甲的振幅小于乙的振幅C．甲的最大速度小于乙的最大速度D．甲的最大速度大于乙的最大速度11．如图K31－7所示，在曲轴上悬挂一个弹簧振子，曲轴不动时让其上下振动，振动周期为T1.现使把手以周期T2匀速转动，T2>T1，当其运动达到稳定后，则( )图K31－7A．弹簧振子的振动周期为T1B．弹簧振子的振动周期为T2C．要使弹簧振子的振幅增大，可以减小把手的转速D．要使弹簧振子的振幅增大，可以增大把手的转速挑战自我12．简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图K31－8甲所示，在弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔P，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔P在纸带上画出的就是小球的振动图像．取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向，纸带运动的距离代表时间，得到的振动图线如图乙所示．图K31－8(1)为什么必须匀速拖动纸带？(2)刚开始计时时，振子处在什么位置？t＝17 s时振子相对平衡位置的位移是多少？(3)若纸带运动的速度为2 cm/s ，振动图线上t ＝1 s 和t ＝3 s 对应的两点间的距离是多少？(4)振子在________ s 末负方向速度最大；在________ s 末正方向加速度最大；t ＝2.5 s 时振子正在向________方向运动．(5)写出振子的振动方程．课时作业(三十一)1．B [解析] 单摆的摆长不变时，单摆振动的周期T ＝2πl g 不变，频率f ＝1T不变；摆长不变时，摆角越大，振幅越大，选项B 正确．2．B [解析] 单摆在一个圆弧上来回运动，摆球做圆周运动的向心力由重力沿悬线方向的分力和悬线拉力的合力提拱，而回复力是指重力沿圆弧切线方向的分力．摆球在平衡位置时，速度不为零，向心力不为零，而回复力为零，所以合力不是回复力，摆球在最高点时，速度为零，向心力为零，合力等于回复力，故选项B 正确．3．B4．AD [解析] P 、N 两时刻摆球的位移大小相等，所以重力势能相等，A 对；摆球在P 时刻的速度大，所以动能大，故B 、C 错，D 对．5．A [解析] 摆钟随考察队带到珠穆朗玛峰的顶端，重力加速度减小，摆动周期增大，摆钟变慢了，重新校准应减小摆长，选项A 正确．6．BC [解析] 由机械能守恒定律可知，C 点与B 点的高度差等于h ，选项A 错误，选项B 正确；小球摆动的周期T′＝πl g ＋πl 4g ＝3π2 l g ，选项C 正确，选项D 错误． 7．CD [解析] 简谐运动中的平衡位置就是对称点，所以O 点是平衡位置．小球的最大位移是＋5 cm 或－5 cm ，故选项A 错误．振幅是物体离开平衡位置的最大距离，反映的是振动物体振动的能力，并不说明物体一定在最大距离处，在O 点的小球也能够到达最大距离处，所以小球在O 点的振幅也是5 cm ，故选项B 错误，选项C 正确．根据一次全振动的概念可知选项D 正确．8．A [解析] 甲球运动的时间t 1＝2R g；设BD 轨道的倾角为θ，乙球运动的时间为t 2，则a ＝gsin θ，BD 长为2Rsin θ，由2Rsin θ＝12(gsin θ)t 22，可得t 2＝2R g ；丙球做简谐运动，t 3＝14×2πR g ＝π2 R g，选项A 正确． 9．BD [解析] 由单摆做受迫振动时的共振曲线可知，当单摆发生共振时，驱动力的频率等于固有频率，即固有频率为0.5 Hz ，因而固有周期为2 s ，由单摆的周期公式可知，此单摆的摆长约为1 m ，选项B 正确；若增大摆长，则周期变长，频率变小，共振曲线的“峰”将向左移动，选项D 正确．10．C [解析] 细绳断开前，两根弹簧上的弹力大小相同，伸长量相同，细线断开后，两物块都开始做简谐运动，简谐运动的平衡位置都在弹簧原长位置，最远点都在细线断开前的位置，所以它们的振幅相等，选项A 、B 错误；两物体做简谐运动时，动能和势能相互转化，总机械能保持不变，细绳断开前，弹簧的弹性势能就是物体做简谐运动时的机械能，所以振动过程中，它们的机械能相等，到达平衡位置时，它们的势能为零，动能和速度都达到最大，因为甲的质量大于乙的质量，所以甲的最大速度小于乙的最大速度，选项C 正确，D 错误．11．BD [解析] 弹簧振子做受迫振动，其振动周期与驱动力的周期相同，为T 2，B 正确．弹簧振子的固有周期为T 1，把手的转速越大，转动的周期T 2越小，当T 2＝T 1时，弹簧振子发生共振，振幅达到最大，D 正确．12．(1)在匀速条件下，可以用纸带通过的位移表示时间(2)左侧最大位移 零 (3)4 cm (4)3 0或4 －x(5)x ＝10sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2t －π2cm [解析] (1)当纸带匀速运动时，由x ＝vt 知，位移与时间成正比，因此在匀速条件下，可以用纸带通过的位移表示时间．(2)由图可知t ＝0时，振子在平衡位置左侧最大位移处；周期T ＝4 s ，故t ＝17 s 时位移为零．(3)由x ＝vt ，所以t ＝1 s 和t ＝3 s 对应的两点间的距离x ＝2 cm/s ×2 s ＝4 cm.(4)3 s 末负方向速度最大；加速度方向总是指向平衡位置，所以t ＝0或t ＝4 s 时正方向加速度最大；t ＝2.5 s 时，振子正向－x 方向运动．(5)振子的振动方程是x ＝10sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2t －π2cm.。
2014年高考人教版物理一轮复习精品训练课时作业全套34套
课时作业1 描述运动的基本概念一、不定项选择题1．(2012·浙江五校联考)以下说法正确的是( )A ．只有很小的物体才能看做质点，很大的物体不能看做质点B ．若以河岸为参考系，在顺水漂流的船上行走的人可能是静止的C ．做直线运动的物体，其位移大小跟这段时间内它通过的路程一定相等D ．一节课40分钟，40分钟指的是下课的时刻2．在公路的每个路段都有交通管理部门设置的限速标志，如图所示，这是告诫驾驶员在这一路段驾驶车辆时( )A ．必须以这一规定速度行驶B ．平均速度大小不得超过这一规定数值C ．瞬时速度大小不得超过这一规定数值D ．汽车上的速度计指示值，有时还是可以超过这一规定值的3．(2012·江苏镇江一模)近几年，国内房价飙升，在国家宏观政策调控下，房价上涨出现减缓趋势。
王强同学将房价的“上涨”类比成运动学中的“加速”，将房价的“下跌”类比成运动学中的“减速”，据此，你认为“房价上涨出现减缓趋势”可以类比成运动学中的( )A ．速度增加，加速度减小B ．速度增加，加速度增大C ．速度减小，加速度增大D ．速度减小，加速度减小4．2012年9月11日20时58分46秒，中国在境内进行了一次陆基中段反导拦截技术试验，试验达到了预期目的。
这一试验的成就和意义可与“两弹一星”相提并论。
假设敌方导弹发射t 0时间后，我方反导拦截导弹发射，经时间t 将其摧毁，则以下说法正确的是( )A ．敌方导弹与我方反导拦截导弹运行轨迹相同B ．敌方导弹与我方反导拦截导弹运行时间差为t －t 0C ．敌方导弹与我方反导拦截导弹运行时间差为t 0D ．敌方导弹与我方反导拦截导弹相撞时与地心距离相同5．(2012·北京西城区期末)用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度。
已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4.0 mm ，遮光条经过光电门的遮光时间为0.040 s 。
则滑块经过光电门位置时的速度大小为( )A ．0.10 m/sB ．100 m/sC ．4.0 m/sD ．0.40 m/s6．用同一张底片对着小球运动的路径每隔110s 拍一次照，得到的照片如图所示，则小球在图中过程运动的平均速度大小是( )A ．0.25 m/sB ．0.2 m/sC ．0.17 m/sD ．无法确定7．在山东威海举行了第十一届全国运动会铁人三项的女子决赛。
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课时作业31变压器电能的输送
时间：45分钟满分：100分
一、选择题(8×8′＝64′)
1．某变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按图1所示规律变化，副线圈接有负载．下列判断正确的是()
图1
A．输出电压的最大值为36 V
B．原、副线圈中电流之比为55∶9
C．变压器输入、输出功率之比为55∶9
D．交流电源有效值为220 V，频率为50 Hz
解析：由题图知U m＝220 2 V，由U m
U m′＝
n1
n2，则U′m＝36 2 V，故A错误；由
I1
I2＝
n2
n1
＝9
55，可知B错误；由P入＝P出，可知C错误；由图知交流电的周期T＝2×10－
2 s，所以
频率f＝1
T＝50 Hz，又因U＝U m
2
＝220 V，故D正确．
答案：D
图2
2．(2011·山东济南一模)为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过升压变电站升压后通过远距离输送，再经过降压变电站将高压变为低压．某降压变电站将电压U0＝110002sin100πt(V)的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电站变压器() A．原、副线圈匝数比为50∶1
B．副线圈中电流的频率是50 Hz
C．原线圈的导线比副线圈的要粗
D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和
解析：原电压的有效值为U 1＝11000 V ，由U 1U 2＝n 1n 2得，n 1n 2＝50
1，选项A 正确；变压器不
改变交流电的频率，故选项B 正确；由n 1n 2＝I 2
I 1得，副线圈的电流大，要想导线发热少，导线
要粗一些(电阻小)，故选项C 错误；居民小区各用电器电流总和应该等于副线圈的电流，选项D 错误．
答案：AB
3．钳形电流表的外形和结构如图3(a)所示．图3(a)中电流表的读数为1.2 A ，图3(b)中用同一电缆线绕了3匝，则( )
图3
A ．这种电流表能测直流电流，图3(b)的读数为2.4 A
B ．这种电流表能测交流电流，图3(b)的读数为0.4 A
C ．这种电流表能测交流电流，图3(b)的读数为3.6 A
D ．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图3(b)的读数为3.6 A
解析：该钳形电流表的工作原理为电磁感应现象，所以只能测交流电流，且磁感应强度与匝数成正比，故C 项正确．
答案：C
4．一台理想降压变压器从10 kV 的线路中降压并提供200 A 的负载电流．已知两个线圈的匝数比为40∶1，则变压器的原线圈电流、输出电压及输出功率是( )
A ．5 A,250 V,50 kW
B ．5 A,10 kV,50 kW
C ．200 A,250 V,50 kW
D ．200 A,10 kV,2×103 kW
解析：由变压器的原理可知
U 1U 2＝n 1n 2，I 1I 2＝n 2
n 1
，P 1＝P 2＝U 1I 1＝U 2I 2.由题知：U 1＝10 kV ，I 2＝200 A ，n 1n 2＝40
1
，解得U 2＝250 V ，I 1＝5 A ，P 2＝50 kW ，所以选项A 正确．
答案：A
5．如图4所示为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的白炽灯泡相同，且都是“220 V 40 W ”．当灯泡所消耗的功率都调至20 W 时，哪种台灯消耗的功率最小( )
图4
解析：从该题题干的问法上可以看出，该题是正确选项为唯一选项的单选题．
台灯的消耗功率是指包含灯泡和其他辅助器件的总功率．由A、B、C、D四选项分析可知：C选项中理想变压器功率损耗为零，电源输出的总功率(台灯消耗功率)只有灯泡的功率20 W．而其他选项中，不论滑动变阻器是分压接法还是限流接法，滑动变阻器上总有功率损耗，台灯的消耗功率都大于20 W．故C选项正确．
答案：C
图5
6．(2009·江苏高考)如图5所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u＝202sin 100πt V．氖泡在两端电压达到100 V时开始发光．下列说法中正确的有()
A．开关接通后，氖泡的发光频率为100 Hz
B．开关接通后，电压表的示数为100 V
C．开关断开后，电压表的示数变大
D．开关断开后，变压器的输出功率不变
解析：本题主要考查变压器相关知识，在能力的考查上要求考生能够运用已学的物理知识进行分析判断．在解题时要注意变压器的三个决定关系，副线圈电压由原线圈决定，则不论负载如何变化，电压表的读数不变，始终为有效值100 V，B正确．每个交流电周期内氖
管发光两次，每秒发光100次，则氖管发光频率为100 Hz ，开关断开后，负载电阻增大、电流减小，则变压器的输出功率减小．
答案：AB
图6
7．(2009·广东高考)图6为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述正确的是( )
A ．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
B ．高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗的
C ．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小
D ．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好
解析：本题考查远距离输电问题，意在考查考生对远距离输电过程中的电能和电压损失的影响因素分析．根据P ＝I 2R 可知，在电流I 一定的情况下，减小电阻R 可以减少电路上的电能损失，而R ＝ρL
S ，所以增大输电线横截面积S 有利于减少输电过程中的电能损失，A
对；由公式
P ＝I 2R
可得，若设输送的电功率为P ′，则P ＝P ′2
U
2R ，可见，在输送电压U 一
定时，输送的电功率P ′越大，输电过程中的电能损失越大，C 错误．
答案：ABD
8．(2010·四川高考)图7甲所示电路中，A 1、A 2、A 3为相同的电流表，C 为电容器，电阻R 1、R 2、R 3的阻值相同，线圈L 的电阻不计．在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图7乙所示，则在t 1～t 2时间内( )
图7
A．电流表A1的示数比A2的小
B．电流表A2的示数比A3的小
C．电流表A1和A2的示数相同
D．电流表的示数都不为零
解析：由题图乙可知，变压器副线圈中产生恒定的感应电动势和感应电流，所以电感L 对直流电没有阻碍作用，电容C中没有电流通过，所以只有选项C正确．答案：C
二、计算题(3×12′＝36′)
图8
9．如图8所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V的市电上，向额定电压为1.80×104 V的霓虹灯供电，使它正常发光．为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12 mA时，熔丝就熔断．
(1)熔丝的熔断电流是多大？
(2)当副线圈电路中电流为10 mA时，变压器的输入功率是多大？
解析：(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U1、U2、I1、I2，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有I1U1＝I2U2.
当I2＝12 mA时，即为熔断电流．代入数据，得I1＝0.98 A.
(2)设副线圈中电流为I′2＝10 mA时，变压器的输入功率为P1，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有P1＝I′2U2
代入数据，得P1＝180 W.
答案：(1)0.98 A(2)180 W
10．某发电站的输出功率为104 kW，输出电压为4 kV，通过理想变压器升压后向80 km。