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2019-2020年高考物理模拟试卷
(三)(含解析)
一、选择题(共7题,每题6分每题给出的四个选项中,有的只有一个选项、有的有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错和不选的得0分)1.下列说法中不正确的是( ) A.伽利略斜面实验是将可靠的事实和抽象思维结合起来,能更深刻地反映自然规律 B.不管光源与观察者是否存在相对运动,观察者观察到的光速是不变的 C.用导线把微安表的“+”、“﹣”两个接线柱连在一起后晃动电表,表针晃动幅度很小,且会很快停下,这是物理中的电磁阻尼现象 D.在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象 2.一半径为R的球体放置在水平面上,球体由折射率为的透明材料制成.现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线,平行于桌面射到球体表面上,折射入球体后再从竖直表面射出,如图所示.已知入射光线与桌面的距离为.下列说法中正确的是( ) A.增大入射角α,光线将不再从竖直表面射出 B.不同的单色光有相同的光路产生 C.入射角α无论如何变化,光线都能从竖直表面射出 D.从竖直表面射出光线与竖直方向夹角是30° 3.为了测量某行星的质量和半径,宇航员记录了登陆舱在该行星表面附近做圆周运动的周期为T,登陆舱在行星表面着陆后,用弹簧称量一个质量为m的砝码读数为N.已知引力常量为G.则下列计算中错误的是( ) A.该行星的质量为 B.该行星的半径为 C.该行星的密度为 D.该行星的第一宇宙速度为 4.一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播.已知t=0时的波形如图所示,则下列说法不正确的( ) A.波的周期为1s B.x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动 C.x=0处的质点在t=s时速度为0 D.x=0处的质点在t=s时向下振动 5.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2=41,原线圈接图乙所示的正弦交流电,副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻RT(阻值随温度的升高而减小)及报警器P(有内阻)组成闭合电路,回路中电流增加到一定值时报警器P将发出警报声,则以下判断正确的是( ) A.变压器原线圈中交流电压的瞬时表达式u=36sin(100πt)V B.电压表示数为9V C.RT处温度升高到一定值时,报警器P将会发出警报声 D.RT处温度升高时,变压器的输入功率变小 6.如图所示,光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型,最低点B处的入、出口靠近但相互错开,C是半径为R的圆形轨道的最高点,BD部分水平,末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接,传送带以恒定速度v逆时针转动,现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放,滑块能通过C点后再经D点滑上传送带,则( ) A.固定位置A到B点的竖直高度可能为2R B.滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关 C.滑块可能重新回到出发点A处 D.传送带速度v越大,滑块与传送带摩擦产生的热量越多 7.如图所示,MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨,其间距为L,导轨弯曲部分光滑,平直部分粗糙,二者平滑连接.右端接一个阻值为R的定值电阻.平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场.质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放,到达磁场右边界处恰好停止.已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ,金属棒与导轨间接触良好.则金属棒穿过磁场区域的过程中( ) A.流过定值电阻的电流方向是N→Q B.通过金属棒的电荷量为 C.金属棒滑过时的速度大于 D.金属棒产生的焦耳热为(mgh﹣μmgd)
二、实验题(17分)8.“验证力的平行四边形定则”实验中,部分实验步骤如下,请完成有关内容A.将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上,另一端栓上两根细线B.其中一根细线挂上5个质量相等的钩码,使橡皮筋拉伸,如图甲所示,记录 、 、 ;C.将步骤B中的钩码取下,分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码,用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度,如图乙所示,小心调整B、C的位置,使 ,记录 ;如图“力的平行四边形定则”得到验证,那么图乙中cosαcosβ= ;
(3)用平木板、细绳套、橡皮筋、测力计等做“验证力的平行四边形定则”的实验,为了使实验能够顺利进行,且尽量减小误差,你认为下列说法或做法能够达到上述目的是 .A.用测力计拉细绳套时,拉力应沿弹簧的轴线,且与水平木板平行B.两细绳套必须等长C.同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置D.用测力计拉两个细绳套时,两拉力夹角越大越好. 9.测量某一电流表的内阻r1.给定器材有A待测电流表(量程300μA,内阻r1约为100Ω)B电压表(量程3V,内阻r2=1kΩ)C电源E(电动势4V,内阻忽略不计)D定值电阻R1=10ΩE滑动变阻器R2(阻值范围0﹣20Ω,允许通过的最大电流
0.5A)F开关S一个,导线若干,要求测量时两块电表指针的偏转均超过其量程的一半
(1)在方框中画出测量电路原理图
(2)电路接通后,测得电压表读数为U,电流表读数为I,用已知和测得的物理量表示电流表内阻r1= .
三、本题共3小题,51分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题,在答案中必须明确写出数值和单位)10.高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图象,现利用这种照相机对某款家用汽车的加速性能进行研究.如图为汽车做匀速直线运动时的三次曝光照片,照相机每两次曝光的时间间隔为
1.0s,已知该汽车的质量为2000kg,额定功率为90kW,假设汽车运动过程中所受的阻力恒为1500N.
(1)试利用如图,求该汽车的加速度;
(2)求汽车所能达到的最大速度是多大?
(3)若汽车由静止以此加速度开始做匀加速直线运动,匀加速运动状态最多能保持多长时间? 11.如图所示,A、B两物块用一根轻绳跨过定滑轮相连,不带电的B、C通过一根轻弹簧栓接在一起,且处于静止状态,其中A带负电,电荷量大小为q.质量为2m的A静止于斜面的光滑部分(斜面倾角为37°,其上部分光滑,下部分粗糙且足够长,粗糙部分的摩擦系数为μ=tan30°,上方有一个平行于斜面向下的匀强电场),通过细绳与B相连接,此时与B相连接的轻弹簧恰好无形变.弹簧劲度系数为k.B、C质量相等,均为m,不计滑轮的质量和摩擦,重力加速度为g.
(1)电场强度E的大小为多少?
(2)现突然将电场的方向改变180°,A开始运动起来,当C刚好要离开地面时(此时B还没有运动到滑轮处,A刚好要滑上斜面的粗糙部分),B的速度大小为v,求此时弹簧的弹性势能Ep.
(3)若
(2)问中A刚好要滑上斜面的粗糙部分时,绳子断了,电场恰好再次反向,请问A再经多长时间停下来? 12.在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy,x轴沿水平方向,如图甲所示,第一象限内有竖直向上的匀强电场,第二象限内有一水平向右的匀强电场.某种发射装置(未画出)竖直向上发射出一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子(可视为质点),该粒子以v0的初速度从x轴上的A点进入第二象限,并从y轴上的C点沿水平方向进入第一象限后能够沿水平方向进入第一象限后能够沿水平方向运动到D点,已知OA、OC距离相等,CD的距离为OC,E点在D点正下方,位于x轴上,重力加速度为g.则
(1)求粒子在C点的速度大小以及OC之间的距离;
(2)若第一象限同时存在按如图乙所示规律变化的磁场,磁场方向垂直纸面,(以垂直纸面向外的磁场方向为正方向,图中B0,T0均为未知量),并且在t=时刻粒子由C点进入第一象限,且恰好也能通过同一水平线上的D点,速度方向仍然水平.若粒子在第一象限中运动的周期与磁场变化周期相同,求交变磁场变化的周期;
(3)若第一象限仍同时存在按如图乙所示规律变化的磁场(以垂直纸面向外的磁场方向为正方形,图中B0,T0均为未知量),调整图乙中磁场变化的周期,让粒子在t=0时刻由C点进入第一象限,且恰好能通过E点,求交变磁场的磁感应强度图中B0应满足的条件. xx年四川省名校内部高考物理模拟试卷
(三)参考答案与试题解析
一、选择题(共7题,每题6分每题给出的四个选项中,有的只有一个选项、有的有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错和不选的得0分)1.下列说法中不正确的是( ) A.伽利略斜面实验是将可靠的事实和抽象思维结合起来,能更深刻地反映自然规律 B.不管光源与观察者是否存在相对运动,观察者观察到的光速是不变的 C.用导线把微安表的“+”、“﹣”两个接线柱连在一起后晃动电表,表针晃动幅度很小,且会很快停下,这是物理中的电磁阻尼现象 D.在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象考点全反射;伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法.分析在伽利略之前的学者们总是通过思辩性的论战决定谁是谁非,是他首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法;不管光源与观察者是否存在相对运动,观察者观察到的光速是不变的;在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象;微安表的表头在运输时常把两个接线柱用导线连接是利用电磁阻尼.解答解A、伽利略理想斜面实验是将可靠的事实和抽象思维结合起来,能更深刻反映自然规律.故A正确.B、根据相对认原理可知,不管光源与观察者是否存在相对运动,观察者观察到的光速是不变的,故B正确.C、闭合线圈在磁场中运动会产生感应电流,从而出现安培阻力,因此在运输时,表头接线柱有导线相连;用导线把微安表的“+”、“﹣”两个接线柱连在一起后晃动电表,表针晃动幅度很小,且会很快停下,这是物理中的电磁阻尼现象.故C正确.D、在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射原理,故D错误.本题选错误的,故选D.点评该题都是生活的实例分析,一般涉及到这个内容的题目可能不一定都见过,重点是考察对所学知识的迁移应用能力. 2.一半径为R的球体放置在水平面上,球体由折射率为的透明材料制成.现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线,平行于桌面射到球体表面上,折射入球体后再从竖直表面射出,如图所示.已知入射光线与桌面的距离为.下列说法中正确的是( ) A.增大入射角α,光线将不再从竖直表面射出 B.不同的单色光有相同的光路产生 C.入射角α无论如何变化,光线都能从竖直表面射出 D.从竖直表面射出光线与竖直方向夹角是30°考点光的折射定律.专题光的折射专题.分析增大入射角α,折射角也增大,结合全反射分析光线能否从竖直表面射出.不同单色光折射率不同,不可能有相同的光路.当光从图示位置射入,经过二次折射后射出球体,由折射定律可求出射出光线的折射角.解答解A、增大入射角α,由折射定律知折射角随之增大,由几何知识可知光线射到竖直表面的入射角将减小,不会发生全反射,将从竖直表面射出.故A错误.B、不同的单色光折射率不同,相同的入射角,折射角不同,不可能有相同的光路,故B错误.C、入射角α变化时,光线在竖直面上的入射角可能大于临界角,发生全反射将不能从竖直面射出,故C错误.D、由几何关系有∠COB=α.又由△OBC知sinα=设光线在C点的折射角为β,由折射定律得=n,解得β=30°由几何关系知,光线在球体的竖直表面上的入射角γ(见图)为30°.由折射定律得=,因此sinθ=,解得θ=60°,所以从竖直表面射出光线与竖直方向夹角是30°.故D正确.故选D.点评光线从球体入射时,法线则是入射点与球心的连线;当光线射出时,法线则与界面垂直,因此两次使用折射定律可求出结果. 3.为了测量某行星的质量和半径,宇航员记录了登陆舱在该行星表面附近做圆周运动的周期为T,登陆舱在行星表面着陆后,用弹簧称量一个质量为m的砝码读数为N.已知引力常量为G.则下列计算中错误的是( ) A.该行星的质量为 B.该行星的半径为 C.该行星的密度为 D.该行星的第一宇宙速度为考点万有引力定律及其应用.专题万有引力定律的应用专题.分析登陆舱在该行星表面做圆周运动,根据牛顿第二定律列式;在星球表面,用弹簧称称量一个质量为m的砝码读数为N,根据重力等于万有引力列式;联立求解出质量和半径;第一宇宙速度是星球表面轨道卫星的环绕速度.解答解A、登陆舱在该行星表面做圆周运动,万有引力提供向心力,故,
①在星球表面,用弹簧称称量一个质量为m的砝码读数为N,故N=
②联立解得M=,R=,故A正确,B错误.C、行星的密度ρ=,故C正确.D、第一宇宙速度是星球表面轨道卫星的环绕速度,故v=,故D正确.本题选错误的,故选B.点评对于卫星问题,关键值记住两点卫星的万有引力提供向心力;在星球表面,重力等于万有引力. 4.一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播.已知t=0时的波形如图所示,则下列说法不正确的( ) A.波的周期为1s B.x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动 C.x=0处的质点在t=s时速度为0 D.x=0处的质点在t=s时向下振动考点波长、频率和波速的关系;横波的图象.分析由波动图象读出波长,由波速公式求出周期.由波的传播方向判断出x=0处的质点的方向,并分析速度大小,并根据上下坡法,结合波的传播方向来确定质点的振动方向.解答解A、由波的图象可知半个波长是2m,波长λ=4m,周期是T==s=1s,故A正确.B、根据上下坡法,由波向x轴正方向传播,可知,x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动,故B正确.CD、x=0的质点的位移是振幅的一半,则要运动到平衡位置的时间是=s,速度最大,则当t=s时,x=0的质点越过了平衡位置,速度不是最大,故C错误、D正确.本题选错误的;故选C.点评本题属于波的图象的识图和对质点振动的判断问题.要通过分析质点的位移,分析其速度,注意波的传播方向与质点的振动方向的关系. 5.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2=41,原线圈接图乙所示的正弦交流电,副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻RT(阻值随温度的升高而减小)及报警器P(有内阻)组成闭合电路,回路中电流增加到一定值时报警器P将发出警报声,则以下判断正确的是( ) A.变压器原线圈中交流电压的瞬时表达式u=36sin(100πt)V B.电压表示数为9V C.RT处温度升高到一定值时,报警器P将会发出警报声 D.RT处温度升高时,变压器的输入功率变小考点变压器的构造和原理;电功、电功率;正弦式电流的图象和三角函数表达式.专题交流电专题.分析由图乙可知交流电压最大值Um=36V,周期T=
0.02s,可由周期求出角速度的值,则可得交流电压u的表达式u=Umsinωt(V),由变压器原理可得变压器原、副线圈中的电流之比,输入、输出功率之比,Rt处温度升高时,阻值减小,根据负载电阻的变化,可知电流、电压变化.解答解A、原线圈接的图乙所示的正弦交流电,由图知最大电压36V,周期
0.02S,故角速度是ω=100π,u=36sin100πt(V),故A错误;B、理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2=41,所以副线圈的电压是U2=9V,所以电压表示数小于9V,故B错误;C、Rt处温度升高时副线圈中电流增大,升高到一定值时,报警器P将会发出警报声,故C正确;D、Rt处温度升高时副线圈中电流增大,而副线圈的电压不变,变压器的输出功率变大,理想变压器的输入、输出功率之比为11,变压器的输入功率变大,故D错误;故选C.点评根据图象准确找出已知量,是对学生认图的基本要求,准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系,是解决本题的关键. 6.如图所示,光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型,最低点B处的入、出口靠近但相互错开,C是半径为R的圆形轨道的最高点,BD部分水平,末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接,传送带以恒定速度v逆时针转动,现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放,滑块能通过C点后再经D点滑上传送带,则( ) A.固定位置A到B点的竖直高度可能为2R B.滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关 C.滑块可能重新回到出发点A处 D.传送带速度v越大,滑块与传送带摩擦产生的热量越多考点功能关系;牛顿第二定律.分析滑块恰能通过C点时根据牛顿第二定律列方程求c点时的速度,由动能定理知AC高度差,从而知AB高度;对滑块在传送带上运动的过程根据动能定理列方程求滑行的最大距离的大小因素;根据传送带速度知物块的速度,从而知是否回到A点;滑块与传送带摩擦产生的热量Q=μmg△x,看热量多少,分析相对路程.解答解A、若滑块恰能通过C点时有mg=m…
①,由A到C根据动能定理知mghAC=…
②联立
①②解得hAC=R则AB最低高度为2R=
2.5R,故A错误;B、设滑块在传送带上滑行的最远距离为x,则有动能定理有0﹣m=2mgR﹣μmgx,知x与传送带速度无关,故B错误;C、若回到D点速度大小不变,则滑块可重新回到出发点A点,故C正确;D、滑块与传送带摩擦产生的热量Q=μmg△x,传送带速度越大,相对路程越大,产生热量越多,故D正确;故选CD点评本题综合考查了动能定理、机械能守恒定律和牛顿第二定律,理清物块在传送带上的运动情况,以及在圆轨道最高点的临界情况是解决本题的关键. 7.如图所示,MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨,其间距为L,导轨弯曲部分光滑,平直部分粗糙,二者平滑连接.右端接一个阻值为R的定值电阻.平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场.质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放,到达磁场右边界处恰好停止.已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ,金属棒与导轨间接触良好.则金属棒穿过磁场区域的过程中( ) A.流过定值电阻的电流方向是N→Q B.通过金属棒的电荷量为 C.金属棒滑过时的速度大于 D.金属棒产生的焦耳热为(mgh﹣μmgd)考点导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律;焦耳定律.专题电磁感应与电路结合.分析由右手定则可以判断出感应电流的方向;应用法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电流定义式可以求出通过电阻的电荷量;克服安培力做功转化为焦耳热,由动能定理(或能量守恒定律)可以求出克服安培力做功,导体棒产生的焦耳热.解答解A、金属棒下滑到底端时速度向右,而且磁场竖直向上,根据右手定则可以知道流过定值电阻的电流方向是Q→N,故A错误;B、通过金属棒的电荷量为q=t=t==,故B正确;C、金属棒刚进入磁场时的速度v=,由于金属棒进入磁场后做加速度减小的变减速运动,前内速度较大,克服安培力做功较多,棒的动能损失较大,所以金属棒滑过时的速度小于.故C错误;D、根据动能定理则mgh﹣μmgd﹣W安=0,则克服安培力所做的功为W=mgh﹣μmgd;电路中产生的焦耳热等于克服安培力做功,所以金属棒产生的焦耳热为(mgh﹣μmgd),故D正确.故选BD.点评本题要熟练运用右手定则判断感应电流方向,由法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律推导感应电量与滑行距离的关系,对学生能力要求较高,需加强这方面的训练.
二、实验题(17分)8.“验证力的平行四边形定则”实验中,部分实验步骤如下,请完成有关内容A.将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上,另一端栓上两根细线B.其中一根细线挂上5个质量相等的钩码,使橡皮筋拉伸,如图甲所示,记录 钩码个数(或细线拉力) 、 橡皮筋与细线结点的位置O 、 细线的方向 ;C.将步骤B中的钩码取下,分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码,用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度,如图乙所示,小心调整B、C的位置,使 橡皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点位置重合 ,记录 钩码个数和对应的细线方向 ;如图“力的平行四边形定则”得到验证,那么图乙中cosαcosβ= 34 ;
(3)用平木板、细绳套、橡皮筋、测力计等做“验证力的平行四边形定则”的实验,为了使实验能够顺利进行,且尽量减小误差,你认为下列说法或做法能够达到上述目的是 AC .A.用测力计拉细绳套时,拉力应沿弹簧的轴线,且与水平木板平行B.两细绳套必须等长C.同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置D.用测力计拉两个细绳套时,两拉力夹角越大越好.考点验证力的平行四边形定则.专题实验题.分析“验证力的平行四边形定则”的实验原理是记录两个分力以及合力的大小和方向后,选用相同的标度将这三个力画出来,画出来的合力是实际值,然后根据平行四边形画出合力的理论值,通过比较实际值和理论值的关系来进行验证,明确了实验原理即可知知道实验中需要记录的物理量和具体的操作.解答解
(1)B、根据实验原理可知,图甲中需要记录合力的大小和方向后,画出来的合力是实际值,该实验中根据钩码个数来表示拉力大小,因此需要记录的是钩码个数(或细线拉力),橡皮筋与细线结点的位置O,细线的方向;C、该实验采用“等效代替”法,因此在用两个绳套拉橡皮筋时,要将橡皮筋与细线结点拉到与步骤B中结点位置重合,同时记录钩码个数和对应的细线方向.
(2)根据O点处于平衡状态,正交分解有竖直方向4mgsinα+3mgsinβ=5mg
①水平方向4mgcosα=3mgcosβ
②联立
①②解得cosαcosβ=34.
(3)A、用测力计拉细绳套时,拉力应沿弹簧的轴线,且与水平木板平行,故A正确;B、为减小实验过程中的偶然误差,就要设法减小读数误差,两个分力的大小不一定要相等,绳子的长短对分力大小和方向亦无影响,故B错误;C、在实验中必须确保橡皮筋拉到同一位置,即一力的作用效果与两个力作用效果相同,故C正确;D、在实验中两个分力的夹角大小适当,在作图时有利于减小误差即可,并非越大越好,故D错误;故选AC.故答案为
(1)钩码个数(或细线拉力),橡皮筋与细线结点的位置O,细线的方向;橡皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点位置重合,钩码个数和对应的细线方向;
(2)34
(3)AC点评要围绕“验证力的平行四边形定则”的实验原理对实验步骤和实验中需要注意的问题进行理解,正确理解“等效代替”的含义. 9.测量某一电流表的内阻r1.给定器材有A待测电流表(量程300μA,内阻r1约为100Ω)B电压表(量程3V,内阻r2=1kΩ)C电源E(电动势4V,内阻忽略不计)D定值电阻R1=10ΩE滑动变阻器R2(阻值范围0﹣20Ω,允许通过的最大电流
0.5A)F开关S一个,导线若干,要求测量时两块电表指针的偏转均超过其量程的一半
(1)在方框中画出测量电路原理图
(2)电路接通后,测得电压表读数为U,电流表读数为I,用已知和测得的物理量表示电流表内阻r1= ﹣R1 .考点伏安法测电阻.专题实验题.分析
(1)要测电流表内阻,需要测出电流表两端电压与通过电流表的电流;根据所给实验数据,应用欧姆定律进行计算,然后按照题目要求设计实验电路,作出电路图.
(2)根据串并联电路特点,应用欧姆定律求出电流表阻值.解答解
(1)如果把滑动变阻器、定值电阻、电流表串连接入电路,电路最小电流I==≈
0.03A=30000μA,远远大于待测电流表的量程,因此不能采用串联的方法,可以把电流表与定值电阻并联,让定值电阻分流,然后与电压表串联,为了进行多次测量,滑动变阻器可以采用分压接法,实验电路图如图所示;
(2)通过电压表的电流为IV=,通过定值电阻R1的电流为I1=IV﹣I=﹣I,电阻R1两端电压为U1=(﹣I)R1,电流表与电阻R1并联,它们两端电压相等,电流表内阻为r1===﹣R1.故答案为
(1)如图所示;
(2)﹣R1.点评本题考查了实验电路设计、求电阻等问题,实验设计难度较大,对学生的实验能力要求较高,是本题的难点.
三、本题共3小题,51分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题,在答案中必须明确写出数值和单位)10.高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图象,现利用这种照相机对某款家用汽车的加速性能进行研究.如图为汽车做匀速直线运动时的三次曝光照片,照相机每两次曝光的时间间隔为
1.0s,已知该汽车的质量为2000kg,额定功率为90kW,假设汽车运动过程中所受的阻力恒为1500N.
(1)试利用如图,求该汽车的加速度;
(2)求汽车所能达到的最大速度是多大?
(3)若汽车由静止以此加速度开始做匀加速直线运动,匀加速运动状态最多能保持多长时间?考点牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系;功率、平均功率和瞬时功率.专题牛顿运动定律综合专题.分析
(1)根据连续相等时间内的位移之差是一恒量,求出汽车的加速度大小.
(2)当牵引力等于阻力时,速度最大,根据阻力的大小得出牵引力的大小,从而根据P=Fv求出最大速度的大小.
(3)先求出匀加速运动的最大速度,再根据v=at求解时间.解答解
(1)由运动学公式得
(2)当达到最大速度时,汽车做匀速运动,F=f=1500N,由P=F•vm得
(3)由牛顿第二定律得F=ma+f=4500N由功率关系为由v1=at得答
(1)该汽车的加速度为
1.6m/s2;
(2)汽车所能达到的最大速度是60m/s;
(3)匀加速运动状态最多能保持
12.5s时间点评该题是汽车启动的问题与标尺问题相结合的题目,是一道理论联系实际的重要的题型,解决本题的关键知道功率与牵引力的关系,理清汽车的运动规律,知道牵引力与阻力相等时,速度最大. 11.如图所示,A、B两物块用一根轻绳跨过定滑轮相连,不带电的B、C通过一根轻弹簧栓接在一起,且处于静止状态,其中A带负电,电荷量大小为q.质量为2m的A静止于斜面的光滑部分(斜面倾角为37°,其上部分光滑,下部分粗糙且足够长,粗糙部分的摩擦系数为μ=tan30°,上方有一个平行于斜面向下的匀强电场),通过细绳与B相连接,此时与B相连接的轻弹簧恰好无形变.弹簧劲度系数为k.B、C质量相等,均为m,不计滑轮的质量和摩擦,重力加速度为g.
(1)电场强度E的大小为多少?
(2)现突然将电场的方向改变180°,A开始运动起来,当C刚好要离开地面时(此时B还没有运动到滑轮处,A刚好要滑上斜面的粗糙部分),B的速度大小为v,求此时弹簧的弹性势能Ep.
(3)若
(2)问中A刚好要滑上斜面的粗糙部分时,绳子断了,电场恰好再次反向,请问A再经多长时间停下来?考点电势差与电场强度的关系;匀强电场中电势差和电场强度的关系.专题电场力与电势的性质专题.分析
(1)A静止时,受力平衡,根据平衡方程可求得电场强度大小;
(2)初始时刻B静止,由平衡条件可得弹簧压缩量,当C刚要离开地面时,C对地面的压力N=0,由平衡条件可得此时弹簧伸长量,分析可知,当C刚要离开地面时,B向上运动2x,A沿斜面下滑2x,A、B系统机械能守恒,根据2mg×2xsin37°+qE•2x=mg•2x+•3mv2可求解;
(3)A滑上斜面的粗糙部分,做匀减速直线运动,求出其加速度,从而根据速度公式可得停下来的时间.解答解
(1)A静止,由平衡条件有qE+mg=2mgsin37°解得E=
(2)C刚离地时,弹簧伸长为x=由能量守恒有2mgxsin37°+qEx=mgx+•3mv2+EP;解得EP=﹣mv2;
(3)绳断后,由牛顿第二定律可得a==﹣
0.2gt==答
(1)电场强度E的大小为;
(2)此时弹簧的弹性势能EP为﹣mv2;
(3)若
(2)问中A刚要滑上斜面的粗糙部分时,绳子断了,电场恰好再次反向,请问A再经时间停下来.点评本题关键根据物体的受力情况和运动情况,结合机械能守恒定律和平衡方程,综合性较强,中等难度. 12.在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy,x轴沿水平方向,如图甲所示,第一象限内有竖直向上的匀强电场,第二象限内有一水平向右的匀强电场.某种发射装置(未画出)竖直向上发射出一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子(可视为质点),该粒子以v0的初速度从x轴上的A点进入第二象限,并从y轴上的C点沿水平方向进入第一象限后能够沿水平方向进入第一象限后能够沿水平方向运动到D点,已知OA、OC距离相等,CD的距离为OC,E点在D点正下方,位于x轴上,重力加速度为g.则
(1)求粒子在C点的速度大小以及OC之间的距离;
(2)若第一象限同时存在按如图乙所示规律变化的磁场,磁场方向垂直纸面,(以垂直纸面向外的磁场方向为正方向,图中B0,T0均为未知量),并且在t=时刻粒子由C点进入第一象限,且恰好也能通过同一水平线上的D点,速度方向仍然水平.若粒子在第一象限中运动的周期与磁场变化周期相同,求交变磁场变化的周期;
(3)若第一象限仍同时存在按如图乙所示规律变化的磁场(以垂直纸面向外的磁场方向为正方形,图中B0,T0均为未知量),调整图乙中磁场变化的周期,让粒子在t=0时刻由C点进入第一象限,且恰好能通过E点,求交变磁场的磁感应强度图中B0应满足的条件.考点带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动.专题带电粒子在复合场中的运动专题.分析
(1)将粒子在第二象限内的运动分解为水平方向和竖直方向,在水平方向上受电场力做匀加速直线运动,在竖直方向上受重力做竖直上抛运动,在C点竖直分速度为零,结合水平位移和竖直位移,抓住等时性,求出C点的速度大小.
(2)作出粒子在复合场中运动的示意图,结合粒子运动的周期性,抓住到达D点的速度方向水平,求出磁场变化的周期.
(3)作出粒子恰好通过E点的运动示意图,结合带电粒子在磁场中运动的半径公式,结合周期性求出B0应满足的条件.解答解
(1)竖直方向y=t,水平方向x=y=t则vc=v0竖直方向上Loc=;
(2)因为没有磁场时粒子能够沿水平方向到达D点所以应该满足qE2=mg,带电粒子在第一象限将做速度也为v0的匀速圆周运动,使粒子从C点运动到同一水平线上的D点,如右图所示,则有qv0B0=m,由位移关系4nR=Loc(n=1,2,3…)粒子在磁场中运动周期T0′=则磁场变化周期T0=T0′=(n=1,2,3…)
(3)使粒子从C点运动到E点,如右图所示,设粒子运动轨道半径为R′,则每经过磁场的半个周期粒子转过圆心角60°,nR′=n=2Loc(n=1,2,3…)交变磁场磁感应强度应满足的关系B0′=(n=1,2,3…)答
(1)粒子在C点的速度大小为v0,OC之间的距离为.
(2)磁场变化周期为(n=1,2,3…);
(3)交变磁场磁感应强度B0应满足的条件为B0′=(n=1,2,3…).点评本题中质点在复合场运动,分析受力情况,确定质点的运动情况是解题的基础.结合粒子运动的周期性,运用数学几何知识综合求解. 。