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Δv2
速直线运动,a1==10 m/s,对物体受力分析,受向下的摩擦力、重力和支持力,mgsin
Δtθ+μmgcos θ=ma1,同理,后做加速度为a2的匀加速直线运动,对物体受力分析,受向
上的摩擦力、重力和支持力,加速度为a2=2 m/s.mgsin θ-μmgcos θ=ma2,联立解得cos θ=0.8,μ=0.5,故B正确;第一阶段:f=μmgcos θ=4 N,由图象知位移为:x11
=×2×0.2 m=0.2 m,摩擦力做正功为:Wf1=fx1=4×0.2 J=0.8 J,同理第二阶段:由21
图象知位移为x2=×(2+4)×1 m=3 m,摩擦力做负功为:Wf2=-fx2=-4×3 J=-12 J,
2所以整个过程,传送带对货物做功大小为:12 J-0.8 J=11.2 J,故C错误;根据功能关系,货物与传送带摩擦产生的热量等于摩擦力乘以相对位移,第一阶段Δx1=x皮-x1=0.2 m,第二阶段,Δx2=x2-x皮2=3 m-2 m=1 m.故两者之间的总相对位移为:Δx=Δx1+Δx2=1 m+0.2 m=1.2 m.货物与传送带摩擦产生的热量为:Q=W=fΔx=4×1.2 J=4.8 J,故D正确.
20. 【答案】 BD 【解析】用户总功率为P=110×200 W=22 000 W=22 kW,加上输电线上消耗的电功率,所以发电机的输出功率应大于22 kW,A错误;降压变压器的输出电压为220 V,即U4=220 V,所以根据=可得降压变压器的输入电压U4=50×220 V=11 000
2
n3U3
n4U4
P22 000n3I4
V=11 kV,B正确;用户端总电流为I4== A=100 A,根据=所以输电线中的
U4220n4I3
电流为I3=2 A,输电线上损失的功率约为ΔP=I3R=2×10 W=40 W,C错误、D正确. 12
21. 【答案】 BC 【解析】无电场时由A到B:mgh=mv0①,有电场时由A到B:mgh+WE2111222
=m(2v0)②,有电场时由A到C:mgh+W′E=m(3v0)③,联立①②③式得:WE=mv0,222
2
2
W′E=mv20,又因为WE=qUAB,W′E=qUAC,故UAB=UAC,则D点与B点电势相等,故B正确;AC与BD不垂直,所以电场方向不可能由A指向C,故A错误;因D为AC的中点,则滑块滑
1212
到D点电场力做的功为滑到C点的一半,为mv0,则机械能增加了mv0,故C正确;根据WE22122
=mv0,W′E=mv0知滑块沿AB面、AC面滑下过程中电势能变化量大小之比为1∶2,故D错2误.
22. 【答案】(1)x=
1
12
μ2
·h-
μ1
·s (2)0.2 0.25 μ2
s【解析】(1)对物块的运动,由动能定理,mgh-μ1mgcos θ·-μ2mgx=0,解得:xcos θ 9
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=
1
μ2
·h-
μ1
·s. μ2
1
(2)图象的横轴截距a=0.1,s=0.5 m,当x=0时,h=a,代入x=得μ1==0.2.纵轴截距b=0.4,当h=0时,代入x=
μ2
·h-μ1
·s,μ2
as1
μ2
·h-
μ1μ1
·s,得s=b,解得μ2μ2
μ2=0.25.
23. 【答案】(1)B F (2)96(或96.0) (3)小于
【解析】(1)由于将电流表G改装成量程为3 V的电压表,所以电源的电动势选3 V,故电源应选择F;待测电流表G量程是1 mA,其串联电路的R1上的电流:I=Ig,电路中的总电阻R总==3 000 Ω,所以滑动变阻器R1应选择B;
EIg
Ig2Ig
(2)使得G的示数为,则有电阻箱R2的电流为,它们并联,它们两端电压相等,根33
12
据电路结构则有IgRg=IgR2,解得Rg=2R2=2×48.0 Ω=96.0 Ω;
33
(3)测电流表内阻时闭合开关S2后整个电路电阻变小,电路电流变大,电流表G的示数
Ig2Ig
为,流过电阻箱的电流大于,电阻箱阻值小于电流表内阻的2倍,即电流表内阻测量值33
偏小.
24. 【答案】(1)500 N (2)200 J (3)s≤1.25 m或4.25 m≤s<6.25 m
12【解析】(1)设物块经过C点时速度为vC,物块受到轨道支持力为FNC,由功能关系得:×2mv21vC2
-2μmgs=×2mvC,又FNC-2mg=2m,代入解得:FNC=500 N,由牛顿第三定律知,物块
2R对轨道压力大小也为500 N.
(2)设A与B碰撞前A的速度为v0,以向右为正方向,由动量守恒得:mv0=2mv,解得
2
v0=10 m/s,则:Ep=Ek=mv20=200 J.
(3)物块不脱离轨道有两种情况:①能过轨道最高点,设物块经过半圆形轨道最高点最2mv1
小速度为v1,则2mg=,得:v1=gR=2 m/s。物块从碰撞后到经过最高点过程中,由
2
1
2
R1122
功能关系有:×2mv-2μmgs-4mgR≥×2mv1,代入解得s满足条件:s≤1.25 m.②物块
2211
上滑最大高度不超过圆弧,设物块刚好到达圆弧处速度为v2=0,物块从碰撞后到最高点,
4412
由功能关系有:×2mv-2μmgs≤2mgR,同时依题意,物块能滑出粗糙水平面,由功能关
2
10
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12
系:×2mv>2μmgs,代入解得s满足条件:4.25 m≤s<6.25 m.
215mv15mv5mv26r+7πr25. 【答案】(1) (2) (3)
16qr8qr7qr10v【解析】(1)设粒子经x轴上的N点由电场E1进入电场E2,由M点到N点及由N点到P点的121qE1212
时间分别为t1与t2,到达N点时竖直方向的速度为vy,则1.2r=a1t1=·t1,0.6r=a2t2
22m21qE22qE1qE215mv15mv=·t2,vy=t1=t2,v(t1+t2)=2.4r,联立解得E1=,E2=. 2mmm16qr8qr(2)如图所示,粒子从Q点垂直射入匀强磁场后做四分之一圆周运动,设做匀速圆周运动的半径为R,在△QHO′中有QH+HO′=r,解得HO′=0.8r,在△O′KF中有(R-0.6r)
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
mv2
+(R-0.8r)=r,粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,有qvB=,联
R5mv立解得B=.
7qr
2.4r12r0.2rr(3)粒子在电场中的运动时间为t′1==,匀速运动时间为t′2==,在
v5vv5vT7πr12rr7πr磁场中的运动时间为t3==,粒子从M点射入到离开磁场的总时间t=++410v5v5v10v26r+7πr=. 10v33.(1)【答案】CDE 【解析】从状态a到状态b,气体的压强不变,气体的温度升高,则气体的体积增大,选项A、B错误;一定质量的理想气体的内能只与温度有关,气体的温度升高,故气体的内能增大,选项D正确;气体的体积增大,对外做功,W<0,气体的内能变大,由热力学第一定律ΔU=W+Q,故气体一定从外界吸热,选项C正确;因为气体的温度升高,分子平均动能增大,而压强不变,所以单位时间内碰撞到单位面积容器壁的分子数减少,选项E正确. (2)【答案】(1)
Mh0+Δh0
(2)T0 Q-(p0S-Mg)Δh0 【解析】(1)设封闭气体的压强为Sρh0
Mp,对活塞分析有:p0S=pS+Mg,用水银柱表达气体的压强p=p0-ρgΔh,解得:Δh=.
Sρ(2)加热过程是等压变化
h0S(h0+Δh0)Sh0+Δh0
=,T=T0,气体对外做功为W=pSΔh0T0Th0
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=(p0S-Mg)Δh0,根据热力学第一定律:ΔU=Q-W,可得ΔU=Q-(p0S-Mg)Δh0. 34.(1【)答案】 ABD 【解析】由图1知,波长??0.4m,由图2知,质点振动周期为T?0.4s,那么波速v??T?1m/s,则选项A正确;由图2可知,波在传播过程中,质点的振动周期
为0.4 s,在以后的0.25 s内,质点振动的时间为周期的
5,由正弦函数的性质可知,质8点在半个周期内运动的距离为振幅的二倍,其余的八分之一周期内,质点运动的路程应为振幅的2倍,即路程为0.0707 m,那么总路程为0.2707 m,则选项B正确;由图2知,计2时开始时,图1中质点A振动方向沿y轴正方向,那么这列波传播方向沿x轴负方向,则选项C错误;由于该波的频率为2.5Hz,那么与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5Hz,则选项D正确;波上质点A与质点B相差半个波长,那么波上质点A与质点B振动方向总是相反,则选项E错误。 (2)【答案】71m 【解析】青蛙视野的光路图如图所示 3
xOBsinisini?已知hAB=4 m,R=3 m,根据光的折射定律有n?,由几何关系有:22,
hAB?xOBsinrsinr?xCD22hOD?xCD2。又因xOB?xCD?R,在青蛙眼中,天空的大小为S1?πxCD,视野的
大小为S2?πR,那么天空的大小能占到视野的比k?2S1171?,解得: m。 hOD?S293
12
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