高三第一轮复习 机械能守恒定律的应用Word文件下载.docx
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将新电池装在手电筒中,经过
较长时间的使用,当手电筒的小灯泡只能发出微弱的光而不能正常使用时,把电池取出
来,用电压表测其两端电压,电压表示数略小于1.5V。
把这节旧电池装在台式电子钟子
却仍能使电子钟正常工作。
根据上述现象,可判断下列说法中正确的是()
A.旧电池的电动势比新电池的电动势小了许多
B.旧电池的内电阻比新电池的内电阻大很多
C.台式电子钟的额定电压一定比手电筒小灯泡的额定电压小
D.台式电子钟正常工作时的电流一定比手电筒正常工作时的电流小
5.某学校用发电机直接供电,已知发电机的输出电压为U0,发电机至学校之间输电导线的
总电阻为R,通过输电导线的电流为I,学校的输入电压为U1。
下列几个计算输电导线上
功率损失的关系式,其中正确的是()
A.
B.I2RC.
D.IU0-I2R
6.一个带电粒子以初速v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域,穿出电场后接着又进入
匀强磁场区域。
设电场和磁场区域有明确的分界线,且分界线与电场强度方向平行,如
图3中的虚线所示。
在图3所示的几种情况中,可能出现的是()
7.如图4(甲)所示,一闭合金属圆环处在垂直圆环平面
的匀强磁场中。
若磁感强度B随时间t按如图4(乙)所
示的规律变化,设图中垂直纸面向里为磁场的正方向,
环中感应电流沿顺时针方向为正方向。
则环中电流随时间
变化的图象可能是图5中的()
8.如图6所示,a、b是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数很大的线圈,其直流电阻值
与电阻R相同,且R大于小灯泡的电阻。
闭合关开S,待电路达到稳定后,a、b两灯泡
均可发光。
由于自感作用,接通和断开开关S,灯泡a和b的发光情况分别是()
A.S接通时灯a先达到最亮,S断开时灯a后熄灭
B.S接通时灯a先达到最亮,S断开时灯b后熄灭
C.S接通时灯b先达到最亮,S断开时灯a后熄灭
D.S接通时灯b先达到最亮,S断开时灯b后熄灭
9.如图7所示,甲是一个带正电的小物块,乙是一个不带电的绝缘物块,甲、乙叠放在一
起静置于粗糙的水平地板上,地板上方空间有水平方向的匀强磁场。
现用水平恒力拉乙
物块,使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动,在加速运动阶段()
A.乙物块与地之间的摩擦力不断增大
B.甲、乙两物块间的摩擦力不断增大
C.甲、乙两物块间的摩擦力大小不变
D.甲、乙两物块间的摩擦力不断减小
10.如图8所示,水平放置的U形金属平轨道框架,其电阻可忽略不计,匀强磁场的磁感线垂直穿过轨道框架平面向下,在外力作用下,金属棒紧贴轨道框架沿水平方向做简谐运动,金属棒与轨道框架始终接触良好.图中OO′为金属棒运动的平衡位置。
AA′、BB′分别为左、右最远位置。
轨道框架左方有一闭合回路如图所示,当金属棒运动到何处时,回路abcd中感应电流最大()
A.AA′处
B.BB′处
C.OO′处
D.在AA′与OO′之间的某处
二、本题共3小题,共12分。
把答案填在题中横线上或按要求画图。
11.(3分)如图9所示的电路中,电源电动势为6.0V,当把开
关S闭合后,调节变阻器R,灯泡始终不亮且电流表示数为
零。
已知各器件均完好,因此需要判断是哪段导线发生了断
路故障。
现用电压表测得各部分的电压为:
Uab=0,Ucd=0,
Uef=0,Ugh=6.0V,Uij=0。
由此可见,电路中发生断路故障
的导线是段。
(填写导线两端的字母)
12.(6分)一般情况下,金属导体的电阻会随着温度改变而改变。
某同学为研究一小灯泡灯丝电阻与温度的关系,设计并完成了有关的实验。
实验中用到了下列器材:
待测小灯泡、15V直流稳压电源、滑动变阻器(最大阻值为30Ω,最大允许电流为1.0A)、电压表(量程0~15V,内阻约15kΩ)、电流表(量程0~0.6A,内阻约0.13Ω)、开关一只及导线若干。
实验中调节滑动变阻器,小灯泡两端的电压可以从0V至额定电压范围内变化,从而测出小灯泡在不同电压下的电流压,得到了下表中的实验数据:
U/V
0.75
1.38
1.80
2.30
3.2
4.3
I/A
0.04
0.07
0.09
0.12
0.15
0.18
U/A
5.0
6.1
7.2
8.3
10.3
12.0
0.19
0.21
0.22
0.23
0.25
0.26
(1)请在右边框内画出为完成上述实验而设计的合理的
电路图。
(2)通过所测的数据可知,小灯泡的电阻随其两端所加
电压的升高而(选填“增大”、“保持不变”
或“减小”)。
从而得到了灯丝电阻随温度变化的规
律。
(3)该小灯泡正常工作时的电阻值约为Ω。
(保留2位有效数字)
13.(3分)如图10所示为用电流表和电压表测未知电阻R的两种不同的电路,甲乙两电路中各对应的同种仪器规格都相同,其中待测电阻R约为100Ω,滑动变阻器W的最大阻值为50Ω,电池的电动势E=6.0V,内阻可忽略。
闭合开关后,各电路均能正常工作。
关于这两个电路下列说法中正确的是。
(填写选项的序号)
A.甲图中电压表的a接线柱应为正接线柱
B.闭合开关前,乙图中滑动变阻器滑动头应调至最左端
C.将开关闭合后调节滑动变阻器的滑动头,甲图中的电压表V1的示数变化的最大范围为
0~0.6V
D.将开关闭合后调节滑动变阻器的滑动头,乙图中电压表V2的示数变化的最大范围为
0~0.6V
三、三大题共7小题,共58分。
解答应写出必要文字说明、方程式和重要的演算步骤。
只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题必须明确写出数值和单位。
14.(7分)如图11所示,长为l的绝缘细线一端悬于O点,另一端系一质量为m、带电荷+q的小球,小球静止时处于O′点。
现将此装置放在水平向右的匀强电场中,小球静止在A点时细线与竖直方向成θ角.求:
(1)该匀强电场的电场强度大小.
(2)若将小球求从O′点由静止释放,则小球运动到A点时的速度多大?
15.(7分)如图12表示,宽度L=0.20m的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻。
导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感强度大小为B=0.50T。
一根导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。
现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动,运动速度v=10m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。
求:
(1)在导轨、导体棒和电阻组成的闭合回路中产生的感应电流。
(2)作用在导体棒上的拉力大小。
(3)在导体棒移动30cm的过程中,电阻R上产生的热量。
16.(7分)有一个阻值为R的电阻,若将它接在电压为20V的直流电源上时,消耗的电功率为P;
若将它接在图13中的理想变压器的次级线圈两端时,消耗的电功率为P/2。
已知变压器输入的是正弦交流电,其电压的最大值为200V,不计电阻阻值随温度的变化,求:
(1)理想变压器次级线圈两端电压的有效值。
(2)此变压器的原、副线圈的匝数之比。
17.(8分)一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表
规格
后轮驱动直流永磁毂电机
车型
26″电动自行车
额定输出功率
120W
整车质量
30kg
额定电压
40V
最大载重
120kg
额定电流
3.5A
质量为M=70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶,所受阻力f恒为车和人总重的k=0.20倍。
取g=10m/s2,求:
(1)此车永磁毂电机在额定电压下正常工作的效率。
(2)仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下,人骑车行驶的最大速度。
(3)仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下,当车速为v1=1.0m/s时,人骑车的最大加速度。
18.(8分)如图14表示,在磁感强度为B的水平匀强磁场中,有一足够长的绝缘细棒OO′在竖直面内垂直磁场方向放置,细棒与水平面夹角为α。
一质量为m、带电荷为+q的圆环A套在OO′棒上,圆环与棒间的动摩擦因数为μ,且μ<
tanα。
现让圆环A由静止开始下滑,试问圆环在下滑过程中:
(1)圆环A的最大加速度为多大?
获得最大加速度时的速度为多大?
(2)圆环A能够达到的最大速度为多大?
19.(10分)如图15所示,在高度差h=0.50m、水平平行的虚线范围内,有磁感强度B=0.50T、方向垂直于竖直平面的匀强磁场,正方形线框abcd的质量m=0.10kg、边长L=0.50m、电阻R=0.50Ω,线框平面与竖直平面平行,静止在位置“I”时,cd边跟磁场下边缘有一段距离。
现用一竖直向上恒力F=4.0N向上提线框,该线框从位置“Ⅰ”由静止开始向上运动,穿过磁场区,最后到达位置“Ⅱ”(ab边恰好出磁场),线框平面在运动中保持在竖直平面内,且cd边保持水平。
设cd边刚进入磁场时,线框恰好开始做匀速运动。
(g取10m/s2)
(1)求线框在位置“Ⅰ”时cd边到磁场下边界的距离H。
(2)线框由位置“Ⅰ”到位置“Ⅱ”的过程中,恒力F做的功是多少?
线框内产生的热量是多少?
20.(11分)如图16所示,在x>
0、y>
0的空间存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E。
一粒子源不断地发射相同的带电粒子,粒子的初速度恒定,并从y轴上的a处沿x轴正方向射入匀强电场中,粒子经电场作用后恰好从x轴上的b处射出,已知oa=2ob=L。
若撤去电场,在此区域加一方向垂直于xoy平面的匀强磁场,磁感强度大小为B,其它条件不变,粒子仍恰好从b处射出,不计粒子的重力和粒子之间的相互作用。
(1)求带电粒子的比荷(
)。
(2)带电粒子在电场中的运动时间t1与带电粒子在磁场中的运动时间t2之比是多大?
(
)
高三物理参考答案及评分标准
在每小题给出的四个选项中,有的小题吸一个选项是正确的,有的小题有多个选项是正确的。
1.ACD2.ABC3.AC4.BD5.B6.AD7.C8.D9.AD10.AB
11.gh……(3分)
12.
(1)电路图略,滑动变阻器应接成分压电路,电流表内、外接均给分……(2分)
(2)增大……(2分),(3)46……(2分)
13.BC(填对1个给2分,填对2个给3分,填错或不填的得0分)
三、本题包括7小题,共58分。
14.(7分)
(1)设电场强度为E,小球受重力mg、电场力qE及线的拉力T。
小球在A点,根据共点力平衡条件有mgtanθ=qE……(2分)
解得:
E=mgtanθ/q…………(1分)
(2)小球从O′点运动到A点的过程中,电场力做正功,重力做负功。
设小球到达A点的速度为v,根据动能定理有:
……(2分)
15.(7分)
(1)感应电动势为
…………(1分)
感应电流为
(2)导体棒匀速运动,安培力与拉力平衡…………(1分)
即有F=BIL=0.10N…………(1分)
(3)导体棒移动30cm的时间为
根据焦耳定律,电阻R上产生的热量为Q=I2Rt=3.0×
10—2J…………(2分)
(或Q=Fs=3.0×
10—2J)
16.(7分)
(1)直流电源的电压U0=20V,设变压器次级线圈两端的电压的有效值为U2,
根据题意有:
…………(2分)
得:
(2)变压器输入的电压有效值为
根据变压器电压比公式,可得:
17.(8分)
(1)由表可知,电机的额定电压为U0=40V、额定电流为I0=3.5A,所以电机正常工作时输入功率为P入=U0I0=140W…………(1分)
又因电机的输出功率为P出=120W,所以电机的效率为
η=P出/P入=85.7%…………(2分)
(2)行驶时所受阻力为
式中m为车的质量…………(1分)
当达到最大速度
时,应有P出=fvm…………(1分)
所以最大速度
(3)当车速为
时,牵引力F=
设此时车的加速度为a,根据牛顿第二定律F-f=(M+m)a,解得a=1.0m/s2……(1分)
18.(8分)
(1)由于
,所以环将由静止开始沿棒下滑。
环A沿棒运动的速度为v1时,受到重力mg、洛仑兹力
、杆的弹力N1和摩擦力
根据牛顿第二定律,对沿棒的方向有
垂直棒的方向有
所以当
时,a有最大值am,且am=gsinα…………(1分)
此时
………………(1分)
解得
(2)设当环A的速度达到最大值vm时,环受杆的弹力为N2,摩擦力为
.此时应有a=0,即
解得
19.(10分)
(1)在恒力作用下,线圈开始向上做匀加速直线运动,设线圈的加速度为a,据牛顿第二定律有:
F-mg=ma…………(1分)解得a=30m/s2…………(1分)
设线圈进入磁场的速度为v1,则:
cd边产生的感应电动势为E=BLv1……(1分)
线框中产生的感应电流为I=E/R…………(1分)
线框所受的安培力为F安=BIL………………(1分)
因线框做匀速运动,则有F=F安+mg,…………(1分)
联立上述几式,可解得
由
解得H=9.6m。
(2)恒力F做的功W=F(H+L+h)=42.4J…………(1分)
从cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程中,拉力所做的功等于线框增加的重力势能和产生的热量Q,即F(L+h)=mg(L+h)+Q
Q=(F-mg)(L+h)=3.0J…………(1分)
或Q=I2Rt=(BLv/R2)R(h+L)/v=3.0J
20.(11分)
(1)设粒子的初速度为v0,空间存在电场时,粒子进入电场后做类平抛运动,设粒子在场区运动的时间为t1,沿x方向上有L/2=v0t1…………(1分)
沿y方向上有L=
联立可解得:
…………①
若改加磁场,粒子进入磁场后做匀速圆周运动,设圆周半径为R,由几何关系知:
(L-R)2+(L/2)2=R2,解得R=5L/8…………(2分)
又因洛仑兹力提供向心力,所以有
……(1分)
…………②
由①②两式,消去v0得:
(2)由几何关系,带电粒子在磁场中圆轨迹所对应的圆心角为
……6(1分)
因
…………(1分)所以粒子在磁场区运动的时间
而
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