1. 下列说法中正确的是( )
a.在光电效应实验中,入射光频率大于限频率才能产生光电子。
b.汤姆孙发现电子后猜想原子内的正集中在很小的核内。
c.平均结合能越大,原子核越不稳定。
d.大量光子的效果往往表现出粒子性,个别光子的行为往往表现出波动性。答案】a
考点】物理学史。
光的波粒二象性。
解析】发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率;汤姆逊在发现电子后提出了枣糕式原子模型。卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出了原子核式结构模型。平均结合能越大,原子核越稳定;大量光子的效果往往表现出波动性,个别光子的行为往往表现出粒子性,从而即可求解。
解答】发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率,入射光频率大于极限频率才能产生光电子。故正确。、汤姆孙发现了电子,后来卢瑟福根据粒子的散射实验猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内,故错误。
、平均结合能越大,原子核越稳定,故正确。、大量光子的效果往往表现出波动性,个别光子的行为往往表现出粒子性,故错误。
2. 在如图所示的电路中,理想变压器原线圈匝数匝,副线圈的匝数匝,当原线圈接入的正弦式交变电流时,下列判断正确的是( )
a.正弦式交变电流的频率为。
b.副线圈两端电压为。
c.当滑动变阻器滑片向端滑动时,灯泡消耗的电功率一定增大。
d.当滑动变阻器滑片向端滑动时,滑动变阻器消耗的总电功率一定增大。答案】c
考点】电功。
变压器的构造和原理。
解析】理想变压器的工作原理是原线圈输入变化的电流时,导致副线圈的磁通量发生变化,从而导致副线圈中产生感应电动势。而副线圈中的感应电流的变化,又导致在原线圈中产生感应电动势。变压器的电流比与电压比均是有效值,电表测量值也是有效值。
结合电阻的变化分析灯泡的功率的变化。
解答】原线圈接入一电压的交流电,则最大值为,,所以频率:.故错误;、原线圈的最大值为,则有效值为,副线圈两端的电压:.故错误;、当滑动变阻器滑片向端滑动时,灯泡上的电压增大,所以灯泡消耗的电功率一定增大。
故正确;、当滑动变阻器滑片向端滑动时,灯泡上的电压减小,所以流过灯泡的电流减小,则流过滑动变阻器的下边的一部分的电流减小,滑动变阻器消耗的总电功率可能减小,故错误;
3. 如图所示,水平地面上一物体以的初速度向右滑行,若物体与地面间的动摩擦因数为,取,则物体在内的位移大小为( )答案】d
考点】牛顿第二定律的概念。
匀变速直线运动的位移与时间的关系。
解析】根据牛顿第二定律求出物体匀减速运动的加速度大小,由求出匀减速运动的总时间,再分析时物体的运动状态,即可由位移公式求位移大小。
解答】解:根据牛顿第二定律得:,得:.
物体匀减速运动的总时间为:,即物体滑行后停止运动,物体在内的位移大小为:.
故选.4. 如图所示,一质量为的一块橡皮泥自距小车上表面高处由静止下落,恰好落入质量为、速度为沿光滑水平地面向右运动的小车上,并与小车一起沿水平地面运动,取,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
a.橡皮泥下落的时间为。
b.橡皮泥与小车一起在水平地面上运动的速度大小为。
c.橡皮泥落入小车的过程中,橡皮泥与小车组成的系统动量守恒。
d.整个过程中,橡皮泥与小车组成的系统损失的机械能为。答案】d
考点】二合一”模型。
自由落体运动的计算。
能量守恒定律的应用。
解析】根据自由落体运动的公式求出下落的时间;由水平方向的动量守恒求出共同速度;由功能关系求出损失的机械能。
解答】解:.橡皮泥下落的时间为:,故错误;.橡皮泥与小车在水平方向的动量守恒,选取向右为正方向,则有:
,所以共同速度为:,故错误;.橡皮泥落入小车的过程中,橡皮泥与小车组成的系统在水平方向的动量守恒,但竖直方向的动量不守恒,故错误;.在整个的过程中,系统损失的机械能等于橡皮泥的重力势能与二者损失的动能,得:,代入数据可得:
,故正确.
故选:.5. 如图所示,质量分别为和的两个小球和用一长为的轻杆连接,杆可绕中点在竖直平面内无摩擦运动.现将杆处于水平位置后无初速度释放,重力加速度为,则下列说法正确正的是( )
a.在转动过程中,球的机械能守恒。
b. 球转动到最低点时处于失重状态。
c. 球到达最高点时速度大小为。
d.运动过程中,球的高度可能大于球的高度。答案】c
考点】机械能守恒的判断。
解析】根据系统只有重力做功,机械能守恒;由机械能守恒得到球到达最高点时速度大小及两球高度关系;再根据受力分析得到球转动到最低点时合外力方向,即可得到其超重、失重状态,最后根据球的竖直高度和速度变化得到机械能不守恒。
解答】解:.在转动开始的一段过程中,球的动能和重力势能都增加,故球的机械能不守恒,故错误;.球转动到最低点时,速度不为零,故向心力不为零,所以,合外力方向向上,那么,球处于超重状态,故错误;.球到达最高点时,两球构成的系统根据机械能守恒可得:,所以,球到达最高点时速度大小,故正确..转动过程中,对于整个系统来说外力只有重力,故机械能守恒,又有动能不可能为负,球质量大于球质量,故球的高度不可能大于球的高度,故错误;
故选:.6. 如图所示,两根间距为、足够长的光滑平行金属导轨固定在同一水平面上,导轨上横放着两根电阻均为的相同导体棒、与导轨构成矩形回路。
导体棒中点与一端固定的轻质弹簧连接,弹簧劲度系数为,整个装置置于竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中。导体棒在水平向右的外力作用下以大小为的速度向右匀速运动,导轨及接触电阻不计,当导体棒稳定时,下列说法正确的是( )
a.回路中有逆时针方向的感应电流。
b.回路中的感应电流为。
c.外力的功率为。
d.弹簧被拉伸的长度为。
答案】a,d
考点】胡克定律。
闭合电路的欧姆定律。
单杆切割磁感线。
解析】根据楞次定律判断感应电流的方向。根据求出感应电动势,由欧姆定律求出感应电流的大小。当导体棒稳定时,外力的功率等于回路的电功率。根据胡克定律求弹簧被拉伸的长度。
解答】回路的磁通量增加,根据楞次定律知回路中有逆时针方向的感应电流。故正确。、回路中的感应电流为.故错误。
、当导体棒稳定时,外力的功率等于回路的电功率,为.故错误。、当导体棒稳定时,有,联立解得.故正确。
7. 天文观测中观测到有三颗星位于边长为的等边三角形三个顶点上,并沿等边三角形的外接圆做周期为的匀速圆周运动。已知引力常量为,不计其他星体对它们的影响,关于这个三星系统,下列说法正确的是( )
a.三颗星的质量可能不相等。
b.某颗星的质量为。
c.它们的线速度大小均为。
d.它们两两之间的万有引力大小为。
答案】b,d
考点】万有引力定律及其应用。
随地、绕地问题。
解析】根据万有引力定律列式求解任意两个星体间的引力大小;
先根据平行四边形定则求解合力,再根据牛顿第二定律列式求解向心力大小;
合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解线速度大小。
解答】轨道半径等于等边三角形外接圆的半径,。
根据题意可知其中任意两颗星对第三颗星的合力指向圆心,所以这两颗星对第三颗星的万有引力等大,由于这两颗星到第三颗星的距离相同,故这两颗星的质量相同,所以三颗星的质量一定相同,设为,则。
星球做匀速圆周运动,合力提高向心力,故:,解得:,它们两两之间的万有引力:,故错误,正确,正确;、根据得:线速度大小为:,故错误。
8. 如图所示,距小滑轮正下方处的点用绝缘底座固定一带电荷量为的小球,绝缘轻质弹性绳一端悬挂在定滑轮正上方处的点,另一端与质量为的带电小球连接,发现小球恰好在位置平衡,已知长为,与竖直方向的夹角为,由于弹性绳的绝缘效果不是很好,小球缓慢漏电,一段时间后,当滑轮下方的弹性绳与竖直方向夹角为时,小球恰好在连线上的位置.已知静电力常量为,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
a.小球带负电。
b.小球在位置时所带电荷量为。
c.小球在位置时所带电荷量为。
d.弹性绳原长为。
答案】c,d
考点】库仑定律。
机械能守恒的判断。
解析】根据电荷之间的相互作用的特点判断小球的电性;对小球进行受力分析,根据共点力平衡条件和库仑定律公式:,列方程求解即可。
解答】解:.两个小球之间相互排斥,可知带同种电荷,所以小球也带正电,故错误;.小球在点时,受力如图:
由几何关系可得:,根据库仑定律得:,联立可得:
,故错误;.小球在位置时,受到的重力、电场力和绳子的拉力,三个力之间的夹角相互为,所以三个力的大小相等,所以:,根据库仑定律得:,小球在位置时所带电荷量:
,故正确;.小球在位置时,弹性绳的长度:,小球在位置时,弹性绳的长度:,设弹性绳的劲度系数为,则:
,联立可得:,故正确.
故选.9. 某物理实验小组的同学用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。
1)为减少阻力对测量结果的影响。实验中应选用___填“电磁打点”或“电火花”)计时器进行打点。
2)本实验中需要直接测量的物理量是(),通过计算得到的物理量是()(均填标号)
a.重锤的质量。
b.重锤下落的高度。
c.与下落高度对应的重锤的瞬时速度。
3)在实验得到的纸带中,选用如图乙所示的起点与相邻点之间距离约为的纸带来验证。图中、、、为七个相邻的点,、、到起点的距离分别为、、.设打相邻点间的时间间隔为,如果机械能守恒得到验证,则可根据以上物理量求得当地重力加速度___
答案】电火花。
b,c考点】
用纸带测速法(落体法)验证机械能守恒定律。
解析】1)电火花打点计时器与纸带间的阻力较小。
2)根据实验的原理确定所需测量的物理量,确定哪些量是直接测量的,哪些量是通过计算得到的。
3)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点的速度,结合速度位移公式求出当地的重力加速度。
解答】纸带与电火花打点计时器间的阻力较小,为了减小阻力对测量结果的影响,实验中应选用电火花打点计时器进行打点。
实验验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等,质量可以约去,不需要测量,需要直接测量的物理量是重锤下落的高度,通过计算得到的物理量是与下落高度对应的重锤的瞬时速度。
点的瞬时速度,根据速度位移公式得,当地的重力加速度。
10. 某学校实验室购买了一卷表面有很薄绝缘层的镍铬合金丝,该校的一兴趣小组同学想通过自己设计的实验来测算合金丝的长度。已知该镍铬合金丝的常温电阻率,他们选用的器材有多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器、导线和学生电源等。
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