【答案】2011寒假高二下物理(理)预习.pdf

第一章第一章 电磁感应电磁感应 1 电磁感应现象电磁感应现象 例题精讲例题精讲 例 1 答案 1 闭合电路的一部分导体切割磁感线 2 磁场不变 闭合电路的面积变化 3 线圈面积不变 线圈在不均匀磁场中运动 4 线圈面积不变 磁场不断变化 习题精练习题精练 1 分析与解 设矩形线圈 ABCD 在图中实线位置时的磁通量为 1 运动到虚线所示位置时 的磁通量为 2 则若第一次是平移时磁通量的变化为 1 1 2 第二次是翻转 1800时 磁通量的变化为 2 1 2 显然有 1Ib 并且通过b的电流方向与原来的电流方向相反 这时L的作用相当 于一个电源 若将a灯的额定功率小于b灯 则断开电键后b灯不会出现 闪亮 现象 例例 4 4 思路分析思路分析 当 K 合上时 电路的电阻减小 电路中电流要增大 故 L 要产生自感电动势 阻碍电路中 的电流增大 但阻碍不是阻止 当 K 闭合电流稳定后 L 的自感作用消失 电路的电流为 I E R 2I0 I0 E 2R 解答解答 D 解题回顾解题回顾 自感现象中的阻碍作用不是阻止 稳定后自感线圈的作用在回路中相当于导体 例例 5 AC 思路分析思路分析 S 闭合接通电路时 A2支路中的电流立即达到最大 由于线圈的自感作用 A1支 路电流增加的慢 A1后亮 A1中的电流稳定后 线圈的阻碍作用消失 A1与 A2并联 亮度一样 S 断开时 L 和 A1 A2组成串联的闭合回路 A1和 A2亮度一样 由于 L 中产生自感电动势阻碍 L 中原电流的消失 使 A1和 A2过一会才熄灭 解解题回顾题回顾 要判断灯炮的发光情况 必须分析在两种情形下流经两灯泡的电流特点 而分 析电流特点 首先必须抓住本题的关键所在 线圈 L 在 K 接通和断开时所起的作用 即接 通 K 时 线圈 L 要 阻碍 它所在支路电流的增大 当断开 K 时 自感电动势充当电源 补偿 支路中电源的减小 再就是要明确开关 K 通断时整个电路的结构 这样即可分析出正确结 果 习题精练答案习题精练答案 1 A 2 AD 3 AD 4 BD 5 CD 6 B 7 D 8 a b 9 解 只有左边有匀强磁场 金属环在穿越磁场边界时 无论是进入还是穿出 由于磁通 量发生变化 环内一定有感应电流产生 根据楞次定律 感应电流将会阻碍相对运动 所以 摆动会很快停下来 这就是电磁阻尼现象 还可以用能量守恒来解释 有电流产生 就一定 有机械能向电能转化 摆的机械能将不断减小 若空间都有匀强磁场 穿过金属环的磁通量 不变化 无感应电流 不会阻碍相对运动 摆动就不会很快停下来 第二章第二章 交变电流交变电流 1 正弦交变电流正弦交变电流 习题精练答案习题精练答案 1 大小 方向 周期性 AC 方向 DC 恒定电流 2 a 是交流电 b 是直流电 3 BCD 4 1 8 伏 2 e 8 sin4 t 3 i 2 25sin4 t E 43 伏 4 E1 16V E2 16V 5 A 6 A 7 ABD 8 D 9 ABD 10 1 e 10sin100 t 53V 2 E 53V 11 D 12 1 e Emsin t 2 e 4Emsin2 t 3 e 2Emsin t i 2Em R r sin t 13 略 14 AD 15 0 25T 16 ABC 17 BC 18 CD 19 100sin100 t 0 20 1 100 t 2 100 sin100 t 3 200V 4 0 01C 21 t4 22 AD 2 描述交变电流的物理量描述交变电流的物理量 例题精讲例题精讲 例 1 解 电压表的示数为交流电压的有效值 由此可知最大值为Um 2U 20V 而转过 30 时刻的瞬时值为u Umcos30 17 3V 例 2 解 该交流周期为T 0 3s 前t1 0 2s 为恒定电流I1 3A 后t2 0 1s 为恒定电流I2 6A 因此这一个周期内电流做的功可以求出来 根据有效值的定义 设有效值为I 根据定义有 I 2RT I 1 2Rt 1 I2 2Rt 2 带入数据计算得 I 32A 例 3 解 按 照 电 流 的 定 义I q t 计 算 电 荷 量q应 该 用 电 流 的 平 均 值 即 rR nBS q rRt nBS rRt n rR E It Iq 而 这里电流和电动势都必须要用平均值 不能用有效值 最大值或瞬时值 求电热应该用有效值 先求总电热Q 再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR 2 222222 2 2 2 4 4222 rR RSBn Q rR R Q rR SBn rR nBS rR E trRIQ R 这里的电流必须要用有效值 不能用平均值 最大值或瞬时值 根据能量守恒 外力做功的过程是机械能向电能转化的过程 电流通过电阻 又将电能转 化为内能 即放出电热 因此W Q rR SBn 4 222 一定要学会用能量转化和守恒定律来分析 功和能 习题精练答案习题精练答案 1 BD 2 CD 3 AC 4 AD 5 B 6 B 7 B 8 B 9 B 10 C 11 20A 0 02s 314rad s i 20sin314t A 12 2t106 V 13 解 根据 u Umsin100 t 代人 t 0 005s 时的电压值 10 Umsin0 5 得 Um 10V 而交流电压表的示数反映的是有效值 故 U m U 2 1 7 07V 由功率关系 P R U 2 和 R U P 2 1 2 0 得 所求直流电压的值 U0 2 1 U m U 2 1 5V 14 解 由题中可知感应电动势的最大值 Em n m 设线圈在磁场中转动的周期为 T 则有 T 2 根据欧姆定律 电路中电流的最大值为 Im rR Em 设交流电流表的读数为 I 它是有效值 则 I m I 2 1 由题中的 t 图线可读出 m 1 0 10 2WbT 3 14 10 2s 解以上各式 并代人数据得 I 1 4A 15 解 1 电动势的最大值 Em nB L 2 200 628 V 根据闭合电路欧姆定律得 Im rR Rm 6 28A 故交变电流瞬时值表达式 i 6 28sin100 t 2 电流的有效值 I m I 2 1 由 P I 2R 得外电阻上的消耗功率 P m I 2 1 2R 1 95 103W 3 从计时开始到线圈转过 3 过程中 平均感应电动势由 E n t 得 E t2 BL n t cos60 n 2 mm 平均电流 rR E I nB 2L2 2 R r t 通过外电阻的电荷量 q I t rR2 LnB 22 5 10 3C 3 电感和电容对交变电流的影响电感和电容对交变电流的影响 习题精练答案习题精练答案 1 C 2 D 3 C 4 C 5 AD 6 BC 7 BD 8 ABC 9 B 10 D 11 变亮 变暗 12 大于 13 电感线圈 电容器 14 当含有多种成分的电流输入到 C1两端时 由于 C1通交流 隔直流的功能 电流中的交 流成分被衰减 而 L 有通直流 阻交流的功能 就只有直流成分的电流通过 L 到 C2两端时 C2进一步滤除电流中的残余交流成分 这样输出端得到的就是稳定的直流电 15 解 图示电路中其中一个二极管断路相当于半波整流 在导电的半周期的功率为 P1 I 2R R R U 2 1 2 I 2 m 2 m 10W 而在截止的半周期内的功率 P2 0 故一个周期内 电阻 R 上消耗的功率为 21 PP 2 1 P 5W 4 理想变压器理想变压器 习题精练答案习题精练答案 1ABC 2B 3D 4B 5BD 6B 7C 8C 9BCD 10C 11 4400 1 1 12 1 161 4 13 变亮 变亮 14 解 由 C B C B n n U U 2 可得 UC 2 1 UB Ic 2 1 I0 对于理想变压器有 P1 P2 P3 即 IAUA I0UB ICUc 所以 IA 0 A C 0 A B C A C 0 C B I 2 1 n n I n n I U U I U U 解得结果为IA 5I0 8 15 解 由 2 1 2 1 n n E E 得 E2 11V 由 E2 U2 I2r2 I2 R r2 得 I2 2 2 rR E 0 55A 则 U2 I2R 10 45V I1 2 1 2 I n n 0 028A 原线圈的输入功率为 P1 I1U1 6 05W 输出功率为 P2 I2U2 5 75W 变压器的效率为 1 2 P P 100 95 第三章第三章 动量动量 1 动量和冲量动量和冲量 例 1 分析 物体在整个运动中所受重力方向都向下 重力对物体的冲量在上升 下落阶段方 向都向下 选项 A 错 物体向上运动时 空气阻力方向向下 阻力的冲量方向也向下 物体下落时阻力方向向 上 阻力的冲量方向向上 选项 B 正确 在有阻力的情况下 物体下落的时间 t2 比上升时所用时间 t1 大 物体下落阶段重力的 冲量 mgt2 大于上升阶段重力的冲量 mgt1 选项 C 正确 在物体上抛的整个运动中 重力方向都向下 物体在上升阶段阻力的方向向下 在下落阶段 虽然阻力的方向向上 但它比重力小 在物体从抛出到返回抛出点整个过程中 物体受到合 力的冲量方向向下 选项 D 正确 综上所述 正确选项是 B C D 要注意的是 冲量和力的作用过程有关 冲量是由力的作用过程确定的过程量 例 2 解 取反弹后速度的方向为正方向 碰后小球的动量 p mv 碰前速度 v 的方向与规 定的正方向反向 为负值 碰前动量 p mv 小球动量的改变大小为 p p mv mv 2mv 小球动量改变的方向与反弹后小球运动方向同向 习题精练答案习题精练答案 1 D 2 AB 3 C 4 C 5 C 6 C 7 D 8 B 9 0 10 解析 本题考查动量的变化量 解题的关键是弄清初末状态的动量及方向 答案 取向下的方向为正 则由 H 处下落 与地面接触前瞬间的速度 v1 4m s 这时 的动量 pl mv1 0 8kg m s 与地面接触后离开地面前瞬间的速度 v2 3 m s 这时的动 量 p2 mv2 0 6 kg m s 则 p 1 4kg m s 动量的变化方向为负 说明动量的 变化方向向上 2 动量定理动量定理 例 1 解析 解析 小球从 A 端进入到从 B 端飞出 按图中方向是由向左的 v1变为向右的 v2 且 v2 v1 说明挡板对小球的作用力中有弹力和摩擦力的作用 且每个力是变力 合力也是变 力 直接求冲量 I 是不可能的 但小球动量有变化 可从动量变化求冲量 设向左为正方向 小球初动量 末动量 动量变化pmvpmvp 1122 ppmvmvm vvIpm vv 21212121 冲量 说明挡板对 小球冲量大小为 方向向右m vv 21 例 2 解析 解析 见下图 从 O 点抛出经过时间 t 到达 A 点 速度由 v0变为 vt 求动量的变化 应 是 由于 与不在一条直线上 求的是矢量差 这部分知识不作要mvmvvv tt00 求 但是小球在运动过程中受的重力 mg 是恒力 方向向下 则冲量 I mgt 根据动量变化 跟冲量的关系 动量变化 p I mgt 方向也向下 动量定理的表达式 I mv2 mv1是个矢量式 目前只要求解决一维 在一条直线 上的 问题 这样在解题时先规定一个正方向 再根据动量和冲量的方向确定是正还是负 将矢量 运算转化为在一条直线上的代数运算 应用动量定理解题的一般步骤是 1 确定研究对象 动量定理研究单个物体的运动 若是连接体 也要分开研究单个 物体 2 分析受力情况和确定作用时间 3 分析物体的初 末速度及动量 4 列方程求解 由于只要求解决一维上的问题 在应用动量定理时有两类问题 一类是在水平方向上 另一类在竖直方向上 例 3 解析 解析 由于牵引力大小未知 结果不是 Ft 只能用动量的变化求解 物体受三个力 重力 mg 平面支持力 N 和拉力 F 三个力的合力应是 Fcos 公式 I Ft 中的 F 应是合力 在此题中应是 Fcos 根据动量定理 Ftmvmvcos 21 拉力 的冲量 方向沿 的方向FIFt mvmv F F 21 cos 例 4 解析 解析 设球开始的速度方向为正方向 运动员对球的平均作用力为 F mkgvm svm sts 051020015 12 由 Ftmvmv 21 F mvmv t NN 21 05200510 015 100 力的大小为 100N 负号表示力的方向与 v1方向相反 例 5 解析 解析 人落下时做自由落体运动 经过 时的速度由得smvgs 22 v m s 2 10 在 t 0 5s 的时间内 速度 v 变为零 分析人的受力情况 人受二力 即重力 G mg 和绳子的拉力 T 设向上方向为正方向 示意图如图所示 根据 F t p Tmgtmv 0 T mv t mg TNN 602 10 05 60101359 注意 注意 公式中的 F 是合力 由于重力 mg 600N 在整个作用力中占的比例很大 一定 不要忽略 千万不能只算出F mv t N 759 习题精练答案习题精练答案 1 ACD 2 BC 3 C 4 D 5 C 6 AC 7 D 8 C 9 6 103 10 m gH 2 6 2 11 10kg m s 8kg m s 18kg m s 上 12 1 3 6kg m s 2 7 2N 13 1100N 14 30kg m s 15 0 04kg m s 右 16 mgt mgcos t mgsin t 0 0 3 动量守恒定律动量守恒定律 习题精练答案习题精练答案 一选