【解答】解:A、磁铁在铝管中运动的过程中,虽不计空气阻力,但在过程中,出现安培力作负功现象,从而磁块不会做自由落体运动,故A错误,
B、磁铁在整个下落过程中,除重力做功外,还有产生感应电流对应的安培力做功,导致减小的重力势能,部分转化动能外,还有产生内能。故机械能不守恒;同时增加的动能小于重力势能的减小量,故BD错误;
C、磁铁在整个下落过程中,由楞次定律中来拒去留规律可知,铝管受向下的作用力,故铝管对桌面的压力一定大于铝管的重力,故C正确; 故选:C。
11.(4分)(2018?杨浦区二模)关于通电直导线在磁场中所受的安培力,下列说法正确的是( )
A.磁感应强度跟导线所受的安培力成正比 B.安培力的方向跟磁感应强度的方向垂直 C.磁感应强度的方向跟安培力的方向相同
D.通电直导线在磁场中某处受到的安培力为零,则该处的磁感应强度一定为零
【分析】本题考查了产生条件、大小与方向,当电流方向与磁场平行时不受安培力,根据左手定则可知安培力的方向与磁场垂直.引用公式F=BIL时,注意要求磁场与电流垂直,若不垂直应当将导线沿磁场与垂直于磁场分解,因此垂直时安培力最大,最大为F=BIL. 【解答】解:A、根据磁感应强度定义式B=及电流与导线长度均没有关系,故A错误;
B、根据左手定则可知,安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直,即与电流和磁场方向都垂直,故B正确,C错误;
D、当电流方向与磁场的方向平行,所受安培力为0,而此时的磁感应强度不一定为零,故D错误。 故选:B。
12.(4分)(2018?杨浦区二模)如图所示,左边的体积是右边的4倍,两边充以同种气体,温度分别为20℃和10℃,此时连接两容器的细玻璃管的水银柱保持静止,如果容器两边的气体温度各升高10℃,忽略水银柱及容器的膨胀,则水银柱将( )
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,可知:磁感应强度跟导线所受的安培力,
A.向左移动 B.向右移动
C.静止不动 D.条件不足,无法判断
【分析】这类题目只能按等容过程求解.因为水银柱的移动是由于受力不平衡而引起的, 而它的受力改变又是两段空气柱压强增量的不同造成的,所以必须从压强变化入手. 【解答】解:假定两个容器的体积不变,即V1,V2不变,所装气体温度分别为293k和283k, 当温度升高△T时,左边的压强由p1增至p'1,△p1=p'1﹣p1,右边的压强由p2增至p′2, △p2=p′2﹣p2。 由查理定律得: △P1=
△T,△P2=
△T,
因为p2=p1,所以△p1<△p2, 即水银柱应向左移动。 故选:A。 二、填空题
13.(4分)(2018?杨浦区二模)某同学从空中点O以v0=20m/s的速度竖直向上抛出一小球,不计空气阻力,g取10m/s2.求:抛出后3s末小球的速度大小为 10 m/s,3s内的路程为 25 m.
【分析】取竖直向上方向为正方向,竖直上抛运动可以看成一种加速度为﹣g的匀减速直线运动,由速度时间公式求3s末小球的速度大小.由位移公式求出3s内的位移以及最大高度,再求3s内的路程.
【解答】解:取竖直向上方向为正方向,竖直上抛运动可以看成一种加速度为﹣g的匀减速直线运动,则抛出后3s末小球的速度为 v=v0﹣gt=20﹣10×3=﹣10m/s,速度大小为10m/s. 3s内的位移为 x=
=
×3=15m,小球上升的最大高度为 H=
=
=20m
则3s内的路程为 S=2H﹣x=25m 故答案为:10,25.
14.(4分)(2018?杨浦区二模)一个带正电的质点,电量q=2.0×109 C,在静电场中由a
﹣
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点移到b点。在这过程中,除电场力外,其他力做的功为6.0×105J,质点的动能增加了8
﹣
×105J,则从a到b的过程中电场力做的功为 2.0×105 J,a、b两点间电势差U为 1
﹣
﹣
×104 V。
【分析】质点在静电场中由A点移到B点的过程中,电场力和其他外力对质点做功,引起质点动能的增加。电场力做功为Wab=qUab,根据动能定理求解a、b两点间的电势差Uab。 【解答】解:由a点移到b点,根据动能定理得:Wab+W其它=△EK 即电场力做功:Wab=△EK﹣Wab=8.0×105﹣6.0×105=2.0×105J,
﹣
﹣
﹣
根据Wab=qUab,得:
故答案为:2.0×105,1×104。
﹣
15.(4分)(2018?杨浦区二模)一定质量的理想气体(气体分子间作用力不计)压强p与摄氏温度t的关系如图所示,气体从状态A变到状态B,则气体在状态A的体积 小于 在状态B的体积;此过程中,气体内能 变小 (均选填“变大”、“不变”或“变小”)
【分析】在p﹣t图象上作出过A、B两点的等容线,斜率越大,体积越小,根据热力学第一定律气体与外界之间的热量交换。
【解答】解:在p﹣t图象中作出过A、B两点的等容线,延长交于同一点﹣273.15℃。
C为定值,T为热力学温度, 根据理想气体的状态方程:可得:p=
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=C
可知等容线斜率越大,体积越小,所以气体在状态A的体积小于在状态B的体积, 气体从状态A到状态B,温度降低,又因为是一定质量的理想气体,故内能变小。 故答案为:小于,变小。
16.(4分)(2018?杨浦区二模)如图所示,沿波的传播方向上有间距均为2m的五个质点a、b、c、d、e,均静止在各自的平衡位置.一列简谐波以2m/s的速度水平向右传播,t=0时刻波到达质点a,且质点a开始由平衡位置向下运动,t=3s时质点a第一次到达波峰,则该列波的波长为 8 m,质点e在t= 7 s时第一次到达波峰.
【分析】根据质点a开始向下振动,t=3s时刻第一次到达最低点,找出时间与周期的关系,分析波传播的距离与波长关系,从而求出波长和周期.再结合波的传播方向,分析质点e何时第一次到达波峰.
【解答】解:由题意:质点a开始向下振动,t=3s时刻第一次到达最低点,则有:T=3s,则:T=4s,所以该波的波长为:λ=vT=4×2=8(m)
t=4s波传播的距离 x=vt=2×4=8(m),则t=4s时波刚好传到e点.e点刚开始向下振动,再经过T=3s第一次到达波峰,所以t=4s+3s=7s时质点e第一次到达波峰 故答案为:8,7
17.(4分)(2018?杨浦区二模)额定功率为80kW的汽车,在平直公路上行驶的最大速度是20m/s,汽车质量是2000kg,如果汽车从静止开始先做加速度为2m/s2的匀加速直线运动,达到额定功率后以额定功率行驶,在运动过程中阻力不变,则汽车匀加速运动时的牵引力F= 8000 N,汽车从静止开始运动的10s的过程中牵引力力做的功W= 600000 J。 【分析】当牵引力等于阻力时,速度达到最大,求得阻力,根据牛顿第二定律求得匀加速运动时的牵引力,利用速度时间公式求得匀加速运动的时间和位移,即可求得10s内牵引力做功
【解答】解:当牵引力等于阻力时,速度达到最大,则f=
在加速阶段,根据牛顿第二定律可知F﹣f=ma,解得F=ma+f=8000N
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匀加速运动达到的最大速度v=加速运动的时间t=通过的位移为
故匀加速阶段牵引力做功W1=Fx1=200000J
此后在额定功率下运动,则做功W2=Pt′=400000J,故从静止开始运动的10s的过程中牵引力力做的功W=W1+W2=600000J
三、综合题(共40分)
18.(10分)(2018?杨浦区二模)某同学在做“用DIS测定电源的电动势和内阻”的实验时用如图(a)所示的电路,其中定值电阻阻值R1=0.5欧
(1)图(a)中B为 电流 传感器,滑动变阻器R在实验中起 调节电流大小 作用: (2)实验测得的路端电压U相应电流I的拟合曲线如图(b)所示,由此得到电源电动势E= 2.00 V,内阻r= 0.84 欧。
(3)、该实验中应该选用下列哪个规格的滑动变阻器(下列是滑动变阻器铭牌上的规格参数) D
A、50欧,2A B、20欧,0.5A C、20欧,1A D、20欧,2A
【分析】(1)A串联在电路中,测量电流的,B与滑动变阻器并联,测量电压,闭合电键前,滑动变阻器的滑动头P应位于阻值最大处;
(2)明确闭合电路的欧姆定律的应用,再根据图象数据进行分析,从而明确电动势和内电阻的大小;
(3)根据实验原理进行分析,从而明确应选择的滑动变阻器。
【解答】解:(1)A串联在电路中,测量电流的,所以A是电流传感器;
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