《2018年高考物理二輪復(fù)習(xí) 100考點(diǎn)千題精練 第十七章 物理思維方法 專題17.9 圖象信息問題》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018年高考物理二輪復(fù)習(xí) 100考點(diǎn)千題精練 第十七章 物理思維方法 專題17.9 圖象信息問題(11頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
專題17.9 圖象信息問題2
一.選擇題
1.(2018衡水六調(diào))兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上的O、M兩點(diǎn),兩電荷連線上各點(diǎn)電勢φ隨x變化的關(guān)系如圖所示,其中A、N兩點(diǎn)的電勢均為零,ND段中的C點(diǎn)電勢最高,則 ( )
A.N點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為零
B.A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為零
C.NC間場強(qiáng)方向向x軸正方向
D.將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn),電場力先做正功后做負(fù)功
【參考答案】D
【命題意圖】本題考查電勢圖象的理解及其相關(guān)的知識點(diǎn)。
2.(2018洛陽一模)如圖所示,直線a、拋物線b和c為某一穩(wěn)恒直流電源在純電阻電路中的總功率PE、輸出功率
2、PR、電源內(nèi)部發(fā)熱功率Pr隨路端電壓U變化的圖象,但具體對應(yīng)關(guān)系未知,根據(jù)圖象可判斷 ( )
A.PE U圖象對應(yīng)圖線a,由圖知電動勢為9 V,內(nèi)阻為3 Ω
B.PrU圖象對應(yīng)圖線b,由圖知電動勢為3 V,內(nèi)阻為1 Ω
C.PRU圖象對應(yīng)圖線c,圖象中任意電壓值對應(yīng)的功率關(guān)系為PE=Pr+PR
D.外電路電阻為1.5 Ω時,輸出功率最大為2.25 W
【參考答案】BC
【命題意圖】本題考查電功率圖象、閉合電路歐姆定律、電路電功率關(guān)系及其相關(guān)的知識點(diǎn)。
3(2018屆江西贛中南五校第一次聯(lián)考)如圖甲所示,abcd 是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框,在金屬線框
3、的下方有一磁 感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,MN 和 M'N'是勻強(qiáng)磁場區(qū)域的水平邊界,并與線框的 bc 邊 平行,磁場方向與線框平面垂直.現(xiàn)金屬線框由距 MN 的某一高度從靜止開始下落,圖乙是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)域的 v-t 圖像.已知金屬線框的質(zhì)量為 m,電阻 為 R,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?g,圖像中坐標(biāo)軸上所標(biāo)出的 v1、v2、v3、t1、t2、t3、t4 均為已知量(下落過程中線框 abcd 始終在豎直平面內(nèi),且 bc 邊始終水平).根據(jù)題中所給條件,以下說法正確的是
A.可以求出金屬線框的邊長
B.線框穿出磁場時間(t4-t3)等于進(jìn)入磁場時間(t2-t
4、1)
C.線框穿出磁場與進(jìn)入磁場過程所受安培力方向相同
D.線框穿出磁場與進(jìn)入磁場過程產(chǎn)生的焦耳熱相等
【參考答案】.AC
【命題意圖】本題考查電磁感應(yīng)、速度圖象、能量守恒定律及其相關(guān)的知識點(diǎn),意在考查考生綜合運(yùn)用相關(guān)知識解決實際問題的能力。
二、計算題
1..如圖所示,在xOy平面內(nèi)存在均勻、大小隨時間周期性變化的磁場和電場,變化規(guī)律分別如圖乙、丙所示(規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向、沿y軸正方向電場強(qiáng)度為正)。在t=0時刻由原點(diǎn)O發(fā)射初速度大小為v0,方向沿y軸正方向的帶負(fù)電粒子。
已知v0、t0、B0,粒子的比荷,不計粒子的重力。
(1)時,求粒子的位
5、置坐標(biāo);
(2)若t=5t0時粒子回到原點(diǎn),求0~5t0時間內(nèi)粒子距x軸的最大距離;
(3)若粒子能夠回到原點(diǎn),求滿足條件的所有E0值。
(2)粒子t=時回到原點(diǎn),軌跡如圖所示。
,
得
又,所以。
粒子在t0-2t0時間內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動,2t0-3t0時間內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,則在時間內(nèi)粒子距x軸的最大距離:。
(3)如圖所示,設(shè)帶電粒子在x軸上方做圓周運(yùn)動的軌道半徑為r1,在x軸下方做圓周運(yùn)動的軌道半徑為r2,由幾何關(guān)系可知,要使粒子經(jīng)過原點(diǎn),則必須滿足(n=1,2,3,…)
,
聯(lián)立以上解得
又由于
得(n=1,2,3,…)
2
6、. (2016·湖北聯(lián)考)如圖(a)所示,水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場,現(xiàn)將一重力不計、比荷=1×106C/kg的正電荷置于電場中的O點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)過×10-5s時間后,電荷以v0=1.5×104m/s的速度通過MN進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場,磁場與紙面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖(b)所示規(guī)律周期性變化(圖(b)中磁場以垂直紙面向外為正,以電荷第一次通過MN時為t=0時刻)。
(1)求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E和O點(diǎn)與直線MN之間的電勢差。
(2)求t=×10-5s時刻電荷與O點(diǎn)的水平距離;
(3)如果在O點(diǎn)右方d=67.5cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板,求電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動到擋
7、板的時間。
【名師解析】(1)電荷在電場中做勻加速直線運(yùn)動,設(shè)其在電場中運(yùn)動的時間為tE,有
v0=atE ,
又因為qE=ma,
解得:E=。
將tE=×10-5s,=1×106C/kg,v0=1.5×104m/s代入解得:E=×104N/C=7.2×103N/C.。
由動能定理,qU=m v02,
解得:U=。
代入數(shù)據(jù)得:U=112.5V。
當(dāng)磁場垂直紙面向里時,設(shè)電荷運(yùn)動半徑為r2,由qv0B2=m
解得:r2==0.03m=3cm。
運(yùn)動周期:T2===×10-5s。
故電荷從t=0時刻開始做周期性運(yùn)動,其運(yùn)動軌跡如圖J(a)所示。
t=×10-5s時
8、刻電荷與O點(diǎn)的水平距離:△d=2(r1-r2)=4 cm。
(3)電荷從第一次通過MN開始,其運(yùn)動的周期為:
T=·×10-5s+4·×10-5s+×10-5s=×10-5s。
根據(jù)電荷的運(yùn)動情況可知,電荷到達(dá)擋板前運(yùn)動的完整周期數(shù)為15個,有:電荷沿ON運(yùn)動的距離:s=15△d=60 cm
最后7.5cm運(yùn)動軌跡如圖J(b)所示。
由r1+ r1cosα=7.5cm解得:cosα=0.5,α=60°。
電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動到擋板的時間:
t=tE+15T+T1=×10-5s+15·×10-5s+·×10-5s=×10-5s=3.86×10-4s。
3.(2015上海五校聯(lián)
9、考)如圖甲所示,兩根足夠長、電阻不計的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L1=1m,導(dǎo)軌平面與水平面成θ=30°角,上端連接阻值R=1.5Ω的電阻;質(zhì)量為m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的勻質(zhì)金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上,距離導(dǎo)軌最上端為L2=4m,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。整個裝置處于一勻強(qiáng)磁場中,該勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間變化的情況如圖乙所示。(g=10m/s2)
(1)保持ab棒靜止,在0~4s內(nèi),通過金屬棒ab的電流多大?方向如何?
(2)為了保持ab棒靜止,需要在棒的中點(diǎn)施加了一平行于導(dǎo)軌平面的外力F,求當(dāng)t=2s時,外力F的大小和方向;
(3)5s后,撤去外力F
10、,金屬棒將由靜止開始下滑,這時用電壓傳感器將R兩端的電壓即時采集并輸入計算機(jī),在顯示器顯示的電壓達(dá)到某一恒定值后,記下該時刻棒的位置,測出棒從靜止開始運(yùn)動到該位置過程中通過電阻R的電量為1.2C,求金屬棒此時的速度及下滑到該位置的過程中在電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。
【名師解析】(1)在0~4s內(nèi),由法拉第電磁感應(yīng)定律:
由閉合電路歐姆定律:
方向由a→b。
(3)ab棒沿導(dǎo)軌下滑切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,有:
產(chǎn)生的感應(yīng)電流
棒下滑至速度穩(wěn)定時,棒兩段電壓也恒定,此時ab棒受力平衡,有:
11、
解得:
通過電阻R的電量為,代入數(shù)據(jù)得S=2.4m
由動能定理,得
∴
4.(2016·四川綿陽)如圖(a),電阻不計的足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌PX、QY相距L=0.5m,底端連接電阻R=2Ω,導(dǎo)軌平面傾斜角θ=30°,勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T。質(zhì)量m=40g、電阻R=0.5Ω的金屬棒MN放在導(dǎo)軌上,金屬棒通過絕緣細(xì)線在電動機(jī)牽引下從靜止開始運(yùn)動,經(jīng)過時間t1=2s通過距離x=1. 5m,速度達(dá)到最大,這個過程中電壓表示數(shù)U0=8.0V,電流表示數(shù)I0=0.6A,示數(shù)穩(wěn)定,運(yùn)動過程中金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直
12、,細(xì)線始終與導(dǎo)軌平行且在同一平面內(nèi),電動機(jī)線圈內(nèi)阻r0=0.5Ω,g=10m/s2.。求:
(1)細(xì)線對金屬棒拉力的功率P多大?
(2)從靜止開始運(yùn)動的t1=2s時間內(nèi),電阻R上產(chǎn)生的熱量QR是多大?
(3)用外力F代替電動機(jī)沿細(xì)線方向拉金屬棒MN,使金屬棒保持靜止?fàn)顟B(tài),金屬棒到導(dǎo)軌下端距離為d=1m。若磁場按照圖(b)規(guī)律變化,外力F隨著時間t的變化關(guān)系式?
金屬棒從靜止開始運(yùn)動到達(dá)到最大速度過程中,設(shè)整個電路中產(chǎn)生的熱量為Q,由能量轉(zhuǎn)化和守恒得:
Pt=mgxsinθ+m vm2+Q ,
解得 QR=0.224J
(3)由圖可知 :=0.4T/s。
設(shè)在t時刻,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B',金屬棒中電動勢為E',電流為I',受到的安培力為F安',則B'=(0.2+0.4t)(T)
E’=Ld,
F安' =B' I'L , F=mgsinθ+F安'
聯(lián)立解得:F=mgsinθ+(0.2+0.4t) L2d
代入相關(guān)數(shù)據(jù)解得 F = (0.016t + 0.208)(N)。
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