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河南省鹤壁一中2017届上学期高三(上)第一次段考物理试卷(解析版).doc


2016-2017 学年河南省鹤壁一中高三(上)第一次段考物理 试卷
一、选择题:本题共 8 小题,每小题 6 分.在每小题给出的四个选项中,有的题只有一项 符合题目要求,有的题有多项符合题目要求.全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分, 有选错的得 0 分. 1.做匀加速直线运动的质点,先后经过 A、B、C 三点,已知 AB=BC,质点在 AB 段和 BC 段的

平均速度分别是 20m/s 和 30m/s,根据上述条件可求( A.质点在 AC 段的运动时间 C.质点在 B 点的瞬时速度 )

B.质点在 AC 段的平均速度 D.质点运动的加速度

2.如图所示,用轻绳吊一个重为 G 的小球,欲施一力 F 使小球在图示位置平衡(θ<30° ) , 下列说法正确的是( )

A.力 F 最小值为 Gsinθ B.若力 F 与绳拉力大小相等,力 F 方向与竖直方向必成 θ 角 C.若力 F 与 G 大小相等,力 F 方向与竖直方向可能成 θ 角 D.若力 F 与 G 大小相等,力 F 方向与竖直方向可能成 2θ 角 3.如图所示的交流电路中,理想变压器原线圈输入电压为 U1,输入功率为 P1,输出功率为 P2,各交流电表均为理想电表.当滑动变阻器 R 的滑动头向下移动时( )

A.灯 L 变亮

B.各个电表读数均变大 D.P1 变大,且始终有 P1=P2

C.因为 U1 不变,所以 P1 不变

4.如图所示,水平传送带 AB 距离地面的高度为 h,以恒定速率 v0 顺时针运行.甲、乙两 滑块(视为质点)之间夹着一个压缩的轻弹簧(长度不计) ,在 AB 的正中间位置由静止释 放它们时, 弹簧立即弹开, 两滑块以相同的速率分别向左、 右运动. 下列判断正确的是 ( )

A.甲、乙两滑块可能落在传送带的同一侧 B.甲、乙两滑块不可能落在传送带的同一侧 C.甲、乙两滑块可能落在传送带的左右两侧,但距释放点的水平距离一定不相等 D.如果传送带足够长,甲、乙两滑块最终速度一定相等 5.如图所示,半圆槽光滑、绝缘、固定,圆心是 O,最低点是 P,直径 MN 水平,a、b 是 两个完全相同的带正电小球(视为点电荷) ,b 固定在 M 点,a 从 N 点静止释放,沿半圆槽 运动经过 P 点到达某点 Q(图中未画出)时速度为零.则小球 a( )

A.从 N 到 Q 的过程中,重力与库仑力的合力先增大后减小 B.从 N 到 P 的过程中,速率先增大后减小 C.从 P 到 Q 的过程中,动能减少量小于电势能增加量 D.从 N 到 Q 的过程中,电势能一直增加 6. 2015 年 12 月 10 日, 我国成功将中星 1C 卫星发射升空, 卫星顺利进入预定转移轨道. 如 图所示是某卫星沿椭圆轨道也能地球运动的示意图,已知地球半径为 R,地球表面重力加速 度 g,卫星远地点 P 距地心 O 的距离为 3R,则( )

A.卫星在远地点的速度小于 B.卫星经过远地点时的速度最小 C.卫星经过远地点时的加速度小于 D.卫星经过远地点时加速,卫星有可能再次经过远地点 7.美国的 NBA 篮球赛非常精彩,吸引了众多观众.经常有这样的场面:在临终场 0.1s 的 时候,运动员把球投出且准确命中,获得比赛的胜利.如果运动员投篮过程中对篮球做功为

W,出手高度为 h1,篮筐距地面高度为 h2,球的质量为 m,空气阻力不计,则篮球进筐时 的动能为( ) B.W+mgh2﹣mgh1 C.mgh1+mgh2﹣W D.W+mgh1﹣mgh2

A.mgh2﹣mgh1﹣W

8.如图甲所示,交流发电机的矩形金属线圈 abcd 的匝数 n=100,线圈的总电阻 r=5.0Ω,线 圈位于匀强磁场中, 且线圈平面与磁场方向平行. 线圈的两端分别与两个彼此绝缘的铜环 E、 F(集流环)焊接在一起,并通过电刷与阻值 R=95Ω 的定值电阻连接.现使线圈绕过 bc 和 ad 边中点、且垂直于磁场的转轴 OOˊ以一定的角速度匀速转动.穿过线圈的磁通量 Φ 随时 间 t 变化的图象如图乙所示.若电路其他部分的电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计.则 下列说法中正确的是( )

A.线圈匀速转动的角速度为 100rad/s B.线圈中产生感应电动势的最大值为 200V C.线圈中产生感应电动势的有效值为 100V D.线圈中产生感应电流的有效值为 A

二、非选择题: 9.利用图示装置可以做力学中的许多实验. (1)以下三个说法中正确的是 .

A.利用此装置“研究匀变速直线运动”时,必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响 B.利用此装置探究“小车的加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时,如果画出的 a﹣ M 关系图象不是直线,就可确定加速度与质量成反比 C. 利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时, 应将木板带打点计时器的一端适当垫高, 这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响

(2)小华在利用此装置“探究加速度 a 与力 F 的关系”时,因为不断增加所挂钩码的个数, 导致钩码的质量远远大于小车的质量,则小车加速度 a 的值随钧码个数的增加将趋近于 的值.

10.有一待测的电阻器 Rx,其阻值约在 40~50Ω 之间,实验室准备用伏安法来测量该电阻 值的实验器材有: 电压表 V(量程 0~10V,内电阻约 20kΩ) ; 电流表 A1, (量程 0~500mA,内电阻约 20Ω) ; 电流表 A2, (量程 0~300mA,内电阻约 4Ω) ; 滑动变阻器 R1(最大阻值为 10Ω,额定电流为 2A) ; 滑动变阻器 R2(最大阻值为 250Ω,额定电流为 0.1A) ; 直流电源 E(电动势为 9V,内电阻约为 0.5Ω) ; 开关及若干导线. 实验要求电表读数从零开始变化,并能多测出几组电流、电压值,以便画出 I﹣U 图线. (1)电流表应选用 (2)滑动变阻器选用 . (选填器材代号) .

(3)请在如图所示的方框内画出实验电路图.

11.一辆巡逻车最快能在 10s 内由静止加速到最大速度 50m/s,并能保持这个速度匀速行 驶.在平直的高速公路上,该巡逻车由静止开始启动加速,追赶前方 2000m 处正以 35m/s 的速度匀速行驶的一辆违章卡车.则 (1)巡逻车至少需要多少时间才能追上卡车? (2)在追赶的过程中,巡逻车和卡车的最大距离是多少. 12.如图所示,水平地面上静止放置一辆小车 A,质量 mA=4kg,上表面光滑,小车与地面 B 的质量 mB=2kg, 间的摩擦力极小, 可以忽略不计, 可视为质点的物块 B 置于 A 的最右端,

现对 A 施加一个水平向右的恒力 F=10N,A 运动一段时间后,小车左端固定的挡板与 B 发 生碰撞,碰撞时间极短,碰后 A、B 粘合在一起,共同在 F 的作用下继续运动,碰撞后经时 间 t=0.6s,二者的速度达到 vt=2m/s,求 (1)A 开始运动时加速度 a 的大小; (2)A、B 碰撞后瞬间的共同速度 v 的大小; (3)A 的上表面长度 l.

13. 常见的激光器有固体激光器和气体激光器, 世界上一些发达国家已经研究出了自由电子 激光器,其原理的简单示意如图 1 所示.自由电子(设初速度为零,不计重力)经电场加速 后,射入上下排列着许多磁铁的管中,相邻的两块磁铁的极性是相反的,在磁场的作用下电 子扭动着前进,犹如小虫在水中游动.电子每扭动一次就会发出一个光子(不计电子发出光 子后能量的损失) ,管两端的反射镜使光子来回反射,结果从透光的一端发射出激光.若加
4 30 19 速电场电压 U=1.8×10 V,电子质量为 m=0.91×10﹣ kg,电子的电荷量 q=1.6×10﹣ c,每
﹣4 对磁极间的磁场可看做是均匀的, 磁感应强度 B=9×10 T, 每个磁极的左右宽度为 a=30cm,

垂直于纸面方向的长度为 b=60cm,忽略左右磁极间的缝隙,从上向下看两极间的磁场如图 2,当电子在磁极的正中间向右垂直于磁场方向射入时,求: (1)电子进入磁场时的速度 v; (2)电子在磁场中运动的轨道半径 R; (3)电子可通过磁极的个数 n.

2016-2017 学年河南省鹤壁一中高三(上)第一次段考物理试卷 参考答案与试题解析

一、选择题:本题共 8 小题,每小题 6 分.在每小题给出的四个选项中,有的题只有一项 符合题目要求,有的题有多项符合题目要求.全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分, 有选错的得 0 分. 1.做匀加速直线运动的质点,先后经过 A、B、C 三点,已知 AB=BC,质点在 AB 段和 BC 段的平均速度分别是 20m/s 和 30m/s,根据上述条件可求( A.质点在 AC 段的运动时间 C.质点在 B 点的瞬时速度 【考点】平均速度;瞬时速度. 【分析】本题的关键是先设出质点在 AB 段和 BC 段运动的时间,然后根据 即可求出 )

B.质点在 AC 段的平均速度 D.质点运动的加速度

AC 段的平均速度;再由

结合速度公式即可列式求解.

【解答】解:设质点在 AB 段运动时间为 t1,在 BC 段运动时间为 t2,则 AB=BC=20t1, BC=AB=30t2,所以 AC 间的平均速度为:v= =24m/s,所以 B 正确;



可得,AB 段中间时刻速度 v1=20m/s,BC 段中间时刻速度 v2=30m/s,设加速度外

a,则 B 点速度为:

,又 ,t1=

, ,t2= ,由于 AB 值未知.所以无法求

联立以上各式可解得:vB=26m/s,a= 出 a 和时间. 故选:BC.

【点评】要熟练掌握“在匀变速直线运动中,某段时间内的平均速度等于其中间时刻的瞬时 速度”在解题中的灵活应用.

2.如图所示,用轻绳吊一个重为 G 的小球,欲施一力 F 使小球在图示位置平衡(θ<30° ) , 下列说法正确的是( )

A.力 F 最小值为 Gsinθ B.若力 F 与绳拉力大小相等,力 F 方向与竖直方向必成 θ 角 C.若力 F 与 G 大小相等,力 F 方向与竖直方向可能成 θ 角 D.若力 F 与 G 大小相等,力 F 方向与竖直方向可能成 2θ 角 【考点】力的合成与分解的运用;共点力平衡的条件及其应用. 【分析】本题关键根据三力平衡条件判断,三个力中重力大小方向都一定,绳子拉力方向一 定,大小未知,拉力 F 大小方向都未知,然后根据平衡条件,结合平行四边形定则分析. 【解答】解:A、小球受到三个力,由于三个力中重力大小方向都一定,绳子拉力方向一定, 大小未知,拉力 F 大小方向都未知,将重力按照另外两个力 的反方向分解,如图

由图象可知,当拉力 F 与绳子垂直时,拉力最小,有最小值 mgsinθ,故 A 正确; B、若力 F 与绳拉力大小相等,拉力与力 F 的合力必然在两个力的角平分线上,同时还要与 重力方向相反并在一条直线上,故 B 正确; CD、若力 F 与 G 大小相等,如果是三力平衡,则两力的合力必须与绳子在一条直线上,并 且在两个力的角平分线上,故力 F 方向与竖直方向成 2θ 角;如果是二力平衡,拉力竖直向 上;故 C 错误,D 正确; 故选:ABD. 【点评】本题关键抓住三力平衡的条件,三个力中任意两个力必然与第三个力等值、反向、 共线.

3.如图所示的交流电路中,理想变压器原线圈输入电压为 U1,输入功率为 P1,输出功率为 P2,各交流电表均为理想电表.当滑动变阻器 R 的滑动头向下移动时( )

A.灯 L 变亮

B.各个电表读数均变大 D.P1 变大,且始终有 P1=P2

C.因为 U1 不变,所以 P1 不变 【考点】变压器的构造和原理.

【分析】和闭合电路中的动态分析类似,可以根据滑动变阻器 R 的变化,确定出总电路的 电阻的变化,进而可以确定总电路的电流的变化的情况,再根据电压不变,来分析其他的原 件的电流和电压的变化的情况. 【解答】解:理想变压器的输出的电压有输入电压和电压比决定,输入电压不变,所以输出 电压也不会变,输入功率和输出功率始终相等,当滑动变阻器 R 的滑动头向下移动时,滑 动变阻器的电阻减小,总电路的电阻减小,所以总电路的电流会变大,消耗的功率将变大, R0 上的电压变大,所以灯 L 的电压变小,电压表的示数变小,所以灯 L 变暗,由于总的电 流变大,灯 L 的电流变小,所以电流表的示数将变大,所以 ABC 错误,D 正确. 故选 D. 【点评】 电路的动态变化的分析, 总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况, 再确定其他的电路的变化的情况,即先部分后整体再部分的方法.

4.如图所示,水平传送带 AB 距离地面的高度为 h,以恒定速率 v0 顺时针运行.甲、乙两 滑块(视为质点)之间夹着一个压缩的轻弹簧(长度不计) ,在 AB 的正中间位置由静止释 放它们时, 弹簧立即弹开, 两滑块以相同的速率分别向左、 右运动. 下列判断正确的是 ( )

A.甲、乙两滑块可能落在传送带的同一侧 B.甲、乙两滑块不可能落在传送带的同一侧 C.甲、乙两滑块可能落在传送带的左右两侧,但距释放点的水平距离一定不相等 D.如果传送带足够长,甲、乙两滑块最终速度一定相等 【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.

【分析】弹簧弹开后,两滑块以相同的速率分别向左、右运动.根据滑块的受力判断其运动 情况, 需要讨论滑块离开弹簧后的速度与传送带的速度的大小, 分析滑块离开传送带时的速 度关系,结合平抛运动的规律分析. 【解答】解:AB、滑块被弹簧弹开瞬间时的速率为 v.若 v 小于 v0.弹簧立即弹开后,甲 物体向左做初速度为 v,加速度为 a 的匀减速运动.速度为零后可能再向右运动.整个过程 是做初速度为 v,加速度和皮带运动方向相同的减速运动.乙物体做初速度为 v,加速度为 a 的匀加速运动,运动方向和加速度的方向都和皮带轮的运动方向相同.甲乙到达 B 点时的 速度相同.落地的位置在同一点.故 A 正确,B 错误. C、若 v 大于 v0.弹簧立即弹开后,甲物体向左做初速度为 v,加速度为 a 的匀减速运动.乙 物体向右做初速度为 v, (若 v 大于 v0) ,则乙也做加速度为、a 的匀减速运动,两个滑块离 开传送带瞬间速率可能相等,则甲、乙滑块可能落在传送带的左右两侧,且距释放点的水平 距离可能相等.故 C 错误. D、如果传送带足够长,甲、乙两滑块最终速度一定相等,等于传送带的速度,故 D 正确; 故选:AD 【点评】解决本题的关键会根据物体的受力判断物体的运动,在条件不明时要注意讨论,这 是处理物体的运动的基础,需要加强训练,提高解题能力.

5.如图所示,半圆槽光滑、绝缘、固定,圆心是 O,最低点是 P,直径 MN 水平,a、b 是 两个完全相同的带正电小球(视为点电荷) ,b 固定在 M 点,a 从 N 点静止释放,沿半圆槽 运动经过 P 点到达某点 Q(图中未画出)时速度为零.则小球 a( )

A.从 N 到 Q 的过程中,重力与库仑力的合力先增大后减小 B.从 N 到 P 的过程中,速率先增大后减小 C.从 P 到 Q 的过程中,动能减少量小于电势能增加量 D.从 N 到 Q 的过程中,电势能一直增加 【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系;电势能. 【分析】对 a 受力分析,明确库仑力及重力的合力,根据功的公式明确合力做功情况;再根 据重力做功和电场力做功的特点与势能的关系分析电势能的变化.

【解答】解:A、a 由 N 到 Q 的过程中,重力竖直向下,而库仑力一直沿二者的连线方向, 则可知,重力与库仑力的夹角一直减小,同时库仑力在增大;故合力一直在增大;故 A 错 误; B、在整个过程中合力先与运动方向的夹角均为锐角,合力做正功;而后一过程中合力与运 动方向夹角为钝角,合力做负功;故从 N 到 P 的过程中,速率先增大后减小;故 B 正确; C、从 P 到 Q 的过程中,由动能定理可知,﹣mgh﹣WE=0﹣ mv2;故动能的减小量等于重 力势能增加量和电势能的增加量,故动能减少量大于电势能增加量,故 C 错误; D、由于在下降过程中,速度沿切线方向,库仑力沿两电荷的连线,则可知库仑力一直与运 动方向夹角大于 90° ,故库仑力一直做负功;电势能一直增加;故 D 正确; 故选:BD 【点评】本题考查功能关系,要注意明确电场力和重力具有相同的性质,即重力做功量度重 力势能的改变量;而电场力做功量度电势能的改变量,合力的功等于物体动能的变化.

6. 2015 年 12 月 10 日, 我国成功将中星 1C 卫星发射升空, 卫星顺利进入预定转移轨道. 如 图所示是某卫星沿椭圆轨道也能地球运动的示意图,已知地球半径为 R,地球表面重力加速 度 g,卫星远地点 P 距地心 O 的距离为 3R,则( )

A.卫星在远地点的速度小于 B.卫星经过远地点时的速度最小 C.卫星经过远地点时的加速度小于 D.卫星经过远地点时加速,卫星有可能再次经过远地点 【考点】万有引力定律及其应用. 【分析】根据万有引力提供向心力和根据万有引力等于重力列出等式进行比较求解.

【解答】解:A、若卫星以半径为 3R 做匀速圆周运动,则

2 ,在根据 GM=R g,

整理可以得到

,由于卫星到达远地点 P 后做近心椭圆运动,故在 P 点速度小于

,故选项 A 正确; B、根据半径与速度的关系可以知道,半径越大则速度越小,故远地点速度最小,故选项 B 正确; C、根据 , ,则在远地点, ,故选项 C 错误;

D、卫星经过远地点时加速,则可以以半径为 3R 做匀速圆周运动,则可以再次经过远地点, 故选项 D 正确. 故选:ABD 【点评】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论,并能灵活运用,以及知道 变轨的原理,当万有引力小于向心力,做离心运动,当万有引力大于向心力,做近心运动.

7.美国的 NBA 篮球赛非常精彩,吸引了众多观众.经常有这样的场面:在临终场 0.1s 的 时候,运动员把球投出且准确命中,获得比赛的胜利.如果运动员投篮过程中对篮球做功为 W,出手高度为 h1,篮筐距地面高度为 h2,球的质量为 m,空气阻力不计,则篮球进筐时 的动能为( ) B.W+mgh2﹣mgh1 C.mgh1+mgh2﹣W D.W+mgh1﹣mgh2

A.mgh2﹣mgh1﹣W

【考点】动能定理的应用. 【分析】篮球在空中飞行时受到的空气阻力忽略不计,只受重力,故机械能守恒,根据机械 能守恒定律直接列式分析. 【解答】解:篮球机械能守恒,选取地面为 0 势能面,设篮球进筐时的动能为 W2,则有 mgh1+W=mgh2+W2 得:W2=W+mgh1﹣mgh2 故选:D 【点评】本题关键根据机械能守恒定律列式求解,守恒条件为只有重力做功.

8.如图甲所示,交流发电机的矩形金属线圈 abcd 的匝数 n=100,线圈的总电阻 r=5.0Ω,线 圈位于匀强磁场中, 且线圈平面与磁场方向平行. 线圈的两端分别与两个彼此绝缘的铜环 E、

F(集流环)焊接在一起,并通过电刷与阻值 R=95Ω 的定值电阻连接.现使线圈绕过 bc 和 ad 边中点、且垂直于磁场的转轴 OOˊ以一定的角速度匀速转动.穿过线圈的磁通量 Φ 随时 间 t 变化的图象如图乙所示.若电路其他部分的电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计.则 下列说法中正确的是( )

A.线圈匀速转动的角速度为 100rad/s B.线圈中产生感应电动势的最大值为 200V C.线圈中产生感应电动势的有效值为 100V D.线圈中产生感应电流的有效值为 A

【考点】 正弦式电流的图象和三角函数表达式; 正弦式电流的最大值和有效值、 周期和频率. 【分析】 交流发电机产生电动势的最大值 Em=nBSω,根据 Φ﹣t 图线得出周期 T 以及磁通量 的最大值 Φ=BS.从而求出感应电动势的最大值. 交流电压表的示数为有效值, 求出电动势的有效值, 根据闭合电路欧姆定律求出电流表的示 数
2 【解答】解:A、由图知 T=π×10﹣ S,则

,A 错误;

B、交流发电机产生电动势的最大值 Em=nBSω,而 Φm=BS,

,所以



2 2 由 Φ﹣t 图线可知:Φm=2.0×10﹣ Wb,T=6.28×10﹣ s 所以 Em=200 V.交流发电机产生的

电动势最大值为 200V.则 B 正确; C、电动势的有效值 则 C 错误;

D、由闭合电路的欧姆定律,电路中电流的有效值为 故选:BD.

,则 D 正确;

【点评】解决本题的关键知道正弦式交流电峰值的表达式 Em=nBSω,以及知道峰值与有效 值的关系 ,交流电表的读数是交流电的有效值.

二、非选择题: 9.利用图示装置可以做力学中的许多实验. (1)以下三个说法中正确的是 C . A.利用此装置“研究匀变速直线运动”时,必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响 B.利用此装置探究“小车的加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时,如果画出的 a﹣ M 关系图象不是直线,就可确定加速度与质量成反比 C. 利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时, 应将木板带打点计时器的一端适当垫高, 这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响 (2)小华在利用此装置“探究加速度 a 与力 F 的关系”时,因为不断增加所挂钩码的个数, 导致钩码的质量远远大于小车的质量,则小车加速度 a 的值随钧码个数的增加将趋近于 g 的值.

【考点】探究小车速度随时间变化的规律. 【分析】 利用图示小车纸带装置可以完成很多实验, 在研究匀变速直线运动时不需要平衡摩 擦力,在探究“小车的加速度与质量的关系”和探究“功与速度变化的关系”实验时,需要平衡 摩擦力;在探究“小车的加速度 a 与力 F 的关系”时,根据牛顿第二定律求出加速度 a 的表达 式,不难得出当钧码的质量远远大于小车的质量时,加速度 a 近似等于 g 的结论. 【解答】解: (1)A、此装置可以用来研究匀变速直线运动,但不需要平衡摩擦力,所以 A 不准确. B、曲线的种类有双曲线、抛物线、三角函数曲线等多种,所以若 a﹣M 图象是曲线,不能 断定曲线是双曲线,即不能断定加速度与质量成反比,应画出 a﹣ 图象,故 B 错误.

C、探究“功与速度变化的关系”实验时,需要平衡摩擦力,方法是将木板带打点计时器的一 端适当垫高, 这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响, 从 而小车受到的合力即为绳子的拉力,故 C 正确. 故选:C. (2)设小车质量为 m,钩码质量为 M,则对小车有 Mg﹣F=Ma 对钩码有 F﹣μmg=ma ② ①

联立①②解得:a=

可见当 M>>m 时,加速度 a 趋近于 g. 故答案为(1)C (2)g 【点评】 解决实验问题首先要掌握该实验原理, 了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事 项,然后熟练应用物理规律来解决实验问题.

10.有一待测的电阻器 Rx,其阻值约在 40~50Ω 之间,实验室准备用伏安法来测量该电阻 值的实验器材有: 电压表 V(量程 0~10V,内电阻约 20kΩ) ; 电流表 A1, (量程 0~500mA,内电阻约 20Ω) ; 电流表 A2, (量程 0~300mA,内电阻约 4Ω) ; 滑动变阻器 R1(最大阻值为 10Ω,额定电流为 2A) ; 滑动变阻器 R2(最大阻值为 250Ω,额定电流为 0.1A) ; 直流电源 E(电动势为 9V,内电阻约为 0.5Ω) ; 开关及若干导线. 实验要求电表读数从零开始变化,并能多测出几组电流、电压值,以便画出 I﹣U 图线. (1)电流表应选用 A2 . (2)滑动变阻器选用 R1 (选填器材代号) . (3)请在如图所示的方框内画出实验电路图.

【考点】伏安法测电阻. 【分析】由欧姆定律求出电路最大电流,根据该电流选择电流表;根据电路电流及方便实验 操作的原则选择滑动变阻器; 根据题目要求确定滑动变阻器的接法, 根据待测电阻阻值与电表内阻的关系确定电流表采用 内接法还是外接法, 然后作出实验电路图. 【解答】解: (1)电路最大电流约为 I= 选择 A2; (2)滑动变阻器 R2 的额定电流是 0.1A<0.225A,且滑动变阻器 R2 的最大阻值较大, 实验操作不方便,为保证电路安全,方便实验操作,滑动变阻器应选 R1; (3)实验要求电表读数从零开始变化,因此滑动变阻器应采用分压接法, Rx 阻值约在 40~50Ω 之间,电流表 A2 内电阻约 4Ω,电压表 V 内阻约 20kΩ, 电压表内阻远大于待测电阻阻值,因此电流表应采用外接法,实验电路图如图所示. 故答案为: (1)A2; (2)R1; (3)电路图如图所示. = =0.225A=225mA<300mA,因此电流表应

【点评】本题考查了实验器材的选择、设计电路的设计,是实验的常考问题,一定要掌握; 实验电路设计是本题的难点,确定滑动变阻器的接法、电流表的接法是正确解题的关键.

11.一辆巡逻车最快能在 10s 内由静止加速到最大速度 50m/s,并能保持这个速度匀速行 驶.在平直的高速公路上,该巡逻车由静止开始启动加速,追赶前方 2000m 处正以 35m/s 的速度匀速行驶的一辆违章卡车.则 (1)巡逻车至少需要多少时间才能追上卡车? (2)在追赶的过程中,巡逻车和卡车的最大距离是多少. 【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的速度与时间的关系.

【分析】 巡逻车追赶汽车的过程是先做匀加速直线运动后做匀速直线运动, 追赶上时巡逻车 x1=x2+2000m, x1 表示巡逻车的位移, x2 表示汽车的位移. 和汽车的位移存在这样的关系, 根 据运动学公式,结合位移关系求出追及的时间. 【解答】解: (1)设至少经过时间 t 追上 此时卡车的位移 x2=v2t, 巡逻车匀加速运动的位移 则巡逻车的位移 x1=x′+x″=250+50×(t﹣10)=50t﹣250 巡逻车追上卡车时满足:x1=x2+2000m 代入数据得,t=150s. 故巡逻车追上汽车,至少需要 150s. (2)巡逻车的速度小于卡车速度时两者的距离越来越大,当两得速度相等时,两车的距离 保持不变, 当巡逻车速度大于卡车速度时两者距离越来越小, 故两车距离最大时两车的速度 相等. ,匀速运动的位移 x″=vm(t﹣10)

此时巡逻车运动的时间

,故此时巡逻车的位移

卡车的位移 x2=v 卡 t=35×7m=245m 此时两车相距的最大距离△x=2000+x2﹣x1=2000+245﹣122.5m=2122.5m. 答: (1)巡逻车至少需要 150s 才能追上卡车? (2)在追赶的过程中,巡逻车和卡车的最大距离是 2122.5m. 【点评】 解决本题的关键知道巡逻车追赶汽车的过程是先做匀加速直线运动后做匀速直线运 动,追赶上时巡逻车和汽车的位移存在这样的关系,x1=x2+2000m.追赶过程中两车距离最 大时两车速度相等.

12.如图所示,水平地面上静止放置一辆小车 A,质量 mA=4kg,上表面光滑,小车与地面 B 的质量 mB=2kg, 间的摩擦力极小, 可以忽略不计, 可视为质点的物块 B 置于 A 的最右端, 现对 A 施加一个水平向右的恒力 F=10N,A 运动一段时间后,小车左端固定的挡板与 B 发

生碰撞,碰撞时间极短,碰后 A、B 粘合在一起,共同在 F 的作用下继续运动,碰撞后经时 间 t=0.6s,二者的速度达到 vt=2m/s,求 (1)A 开始运动时加速度 a 的大小; (2)A、B 碰撞后瞬间的共同速度 v 的大小; (3)A 的上表面长度 l.

【考点】动量守恒定律;动量定理. 【分析】 (1)由牛顿第二定律可以求出加速度; (2)由动量定理求出碰撞后的速度; (3)由动量守恒定律与动能定理可以求出 A 上表面的长度. 【解答】解: (1)以 A 为研究对象,由牛顿第二定律得: F=mAa,
2 代入数据得:a=2.5m/s ;

(2)A、B 碰撞后共同运动过程中,选向右的方向为正,由动量定理得: Ft=(mA+mB)vt﹣(mA+mB)v, 代入数据解得:v=1m/s; (3)A、B 碰撞过程动量守恒,以 A 的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得: mAvA=(mA+mB)v, A 从开始运动到与 B 发生碰撞前,由动能定理得: Fl= mAvA2﹣0, 联立并代入数据得:l=0.45m; 答: (1)A 开始运动时加速度 a 的大小为 2.5m/s ; (2)A、B 碰撞后瞬间的共同速度 v 的大小为 1m/s; (3)A 的上表面长度为 0.45m. 【点评】本题考查了求加速度、速度、A 的长度问题,分析清楚物体运动过程,应用牛顿第 二定律、动量定理、动量守恒定律、动能定理即可正确解题.
2

13. 常见的激光器有固体激光器和气体激光器, 世界上一些发达国家已经研究出了自由电子 激光器,其原理的简单示意如图 1 所示.自由电子(设初速度为零,不计重力)经电场加速 后,射入上下排列着许多磁铁的管中,相邻的两块磁铁的极性是相反的,在磁场的作用下电 子扭动着前进,犹如小虫在水中游动.电子每扭动一次就会发出一个光子(不计电子发出光 子后能量的损失) ,管两端的反射镜使光子来回反射,结果从透光的一端发射出激光.若加
4 ﹣30 ﹣19 速电场电压 U=1.8×10 V,电子质量为 m=0.91×10 kg,电子的电荷量 q=1.6×10 c,每 4 对磁极间的磁场可看做是均匀的, 磁感应强度 B=9×10﹣ T, 每个磁极的左右宽度为 a=30cm,

垂直于纸面方向的长度为 b=60cm,忽略左右磁极间的缝隙,从上向下看两极间的磁场如图 2,当电子在磁极的正中间向右垂直于磁场方向射入时,求: (1)电子进入磁场时的速度 v; (2)电子在磁场中运动的轨道半径 R; (3)电子可通过磁极的个数 n.

【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. 【分析】 (1)电子被加速,根据动能定理,即可求解; (2)电子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律,即可求解; (3)由左手定则确定洛伦兹力方向,再根据受力与运动关系,来画出运动轨迹;由几何关 系,求出侧移量,从而确定通过磁极的个数. 【解答】解: (1)设电子经电场加速获得的速度为 v,由动能定理得: qU= mv2,
7 代入数据解得:v=8×10 m/s;

(2)由电子在磁场中做圆周运动,设轨道半径为 R,由牛顿第二定律得:qvB=m 代入数据解得:R=0.5m; (3)电子穿过每对磁极的侧位移距离均相同,设为△L,则有:



△L=R﹣

=0.5﹣ = =3;

=0.1m,

通过的磁极个数为:n=

7 答: (1)电子进入磁场时的速度 v 为 8×10 m/s;

(2)电子在磁场中运动的轨道半径 R 为 0.1m; (3)电子可通过磁极的个数 n 为 3.

【点评】本题考查电子在电场中加速,在磁场中偏转,并由动能定理、牛顿第二定律及几何 关系来综合解题,从而培养学生形成一定的套路.


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