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广东省揭阳市普宁二中2015届高三下学期第一次月考物理试卷


广东省揭阳市普宁二中 2015 届高三下学期第一次月考物理试卷
一、单项选择题:本题包括 4 小题,每小题分,共 16 分.在每小题给出的四个选项中,只 有一个选项符合题目要求,选对的得 4 分,选错或不答的得 0 分. 1. (4 分)意大利科学家伽利略在研究物体变速运动规律时,做了著名的“斜面实验”,他测 量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况, 发现铜球做的是匀变速直

线运动, 且铜球加速度随 斜面倾角的增大而增大,于是他对大倾角情况进行了合理的外推,由此得出的结论是() A.力不是维持物体运动的原因 B. 力是使物体产生加速度的原因 C. 自由落体运动是一种匀变速直线运动 D.物体都具有保持原来运动状态的属性,即惯性 2. (4 分)如图所示,物体 A 置于倾斜的传送带上,它能随传送带一起向上或向下做匀速运 动,下列关于物体 A 在上述两种情况下的受力描述,正确的是()

A.物体 A 随传送带一起向上运动时,A 所受的摩擦力沿斜面向下 B. 物体 A 随传送带一起向下运动时,A 所受的摩擦力沿斜面向下 C. 物体 A 随传送带一起向下运动时,A 不受摩擦力作用 D.无论物体 A 随传送带一起向上还是向下运动,传送带对物体 A 的作用力均相同 3. (4 分)阻值不计的矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直于磁感线的轴匀速转动,线圈两端的 电压随时间的变化规律如图所示.则下列说法中正确的是()

A.线圈两端电压的平均值为 10V B. 电压表连接在线圈两端时,其示数为 20V C. 在 0.01s 时,线圈平面与磁场垂直 D.当接外电路时,线圈内的电流方向 1s 内改变 50 次 4. (4 分)如图,在点电荷 Q 产生的电场中,将两个带正电的试探电荷 q1、q2 分别置于 A、 B 两点,虚线为等势线.取无穷远处为零电势点,若将 q1、q2 移动到无穷远的过程中外力 克服电场力做的功相等,则下列说法正确的是()

A.A 点电势高于 B 点电势 B. A、B 两点的电场强度相等 C. q1 的电荷量小于 q2 的电荷量 D.q1 在 A 点的电势能小于 q2 在 B 点的电势能

二、双项选择题:本大题共 5 小题,每小题 6 分,共 30 分.在每小题给出的四个选项中, 有两个选项符合题目要求,全部选对的得 6 分,只选 1 个且正确的得 3 分,有选错或不答 的得 0 分. 5. (6 分)如图所示两个内壁光滑、半径不同的半球形碗,放在不同高度的水平面上,使两 碗口处于同一水平面.现将质量相同的两个小球(小球半径远小于碗的半径) ,分别从两个 碗的边缘由静止释放(忽略空气阻力) ,则()

A.小球在碗中做匀速圆周运动 B. 过最低点时,两小球都处于超重状态 C. 过最低点时,两小球的角速度大小相等 D.过最低点时,两小球的机械能相等 6. (6 分)竖直悬挂的轻弹簧下连接一个小球,用手托起小球,使弹簧处于压缩状态,如图

所示.则迅速放手后() A.小球开始向下做匀加速运动 B. 弹簧恢复原长时小球速度达到最大 C. 弹簧恢复原长时小球加速度等于 g D.小球运动过程中最大加速度大于 g 7. (6 分)由于某种原因,人造地球卫星的轨道半径减小了,那么() A.卫星受到的万有引力增大,线速度减小 B. 卫星的向心加速度增大,周期减小 C. 卫星的动能、重力势能和机械能都减小 D.卫星的动能增大,重力势能减小,机械能减小 8. (6 分)闭合回路由电阻 R 与导线组成,其内部磁场大小按 B﹣t 图变化,方向如图,则 回路中()

A.电流方向为顺时针方向 C. 磁通量的变化率恒定不变

B. 电流强度越来越大 D.产生的感应电动势越来越大

9. (6 分)如图,金属杆 ab 的质量为 m、通过的电流为 I,处在磁感应强度为 B 的匀强磁场 中,平行导轨间的距离为 L,结果 ab 静止且紧压于水平导轨上.若磁场方向与导轨平面成 θ 角,金属杆 ab 与水平导轨间的摩擦系数为 μ,则以下说法正确的是()

A.金属杆 ab 所受的安培力大小为 BILsinθ B. 金属杆 ab 所受的安培力大小为 BIL C. 金属杆 ab 所受的摩擦力大小为 BILsinθ D.金属杆 ab 所受的摩擦力大小为 μmg

三、非选择题:本大题共 4 小题,共 182 分.按题目要求作答.解答题应写出必要的文字 说明、方程式和重要演步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须 明确写出数值和单位. 10. (8 分)小谢所在的实验小组测量小车从斜面上下滑所受到的阻力大小,他利用一打点 计时器固定在斜面上某处, 一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下, 如图甲所示. 图 乙是打出的纸带的一段,已量出各相邻计数点的长度分别为:S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、 S8 .

①已知打点计时器使用的交流电频率为 f,则打下 B 点时小车的速度 VB=,小车下滑的加 速度算式为 a=(用题中所给的符号表示) . ②已知当地的重力加速度为 g,本实验中只有毫米刻度尺,没有量角器,为了求出小车在 下滑过程中所受的阻力,还需测量的物理量有 (要用文字及符号表示) . ③用加速度 a 及其他需要测得的量表示阻力的计算式为 F 阻=. 11. (10 分)某实验小组要精确测定额定电压为 3V 的 LED 灯正常工作时的电阻,已知该灯 正常工作时电阻大约 100Ω,电学符号与小灯泡电学符号相同.现有的器材规格如下: A.待测 LED 灯 Rx B.直流毫安表 A1(量程 0﹣10mA,内阻约为 100Ω) C.直流毫安表 A2(量程 0﹣40mA,内阻约为 40Ω)

D.直流电压表 V1(量程 0﹣3V,内阻约为 5kΩ) E.直流电压表 V2(量程 0﹣15V,内阻约为 15kΩ) F.直流电源(输出电压 4.5V,内阻很小) G.滑动变阻器 R1(阻值范围 0﹣50Ω,允许最大电流 1A) H.滑动变阻器 R2(阻值范围 0﹣10kΩ,允许最大电流 1A) I.开关一个、导线若干.

①为了尽可能精确测定 LED 灯正常工作时的电阻,所选电流表为(填“A1”或“A2”) ,所选 电压表为(填“V1”或“V2”) ;滑动变阻器应选(填“R1”或“R2”) ②请根据实验原理图甲,完成图乙未完成的实物连接; ③闭合开关 S 后,某次测量时电压表的示数如丙所示,该示数为 V. 12. (18 分) 如图所示, 在矩形区域 abcd 内充满垂直纸面向里的匀强磁场, 磁感应强度为 B. 在 ad 边中点 O 的粒子源,在 t=0 时刻垂直于磁场发射出大量的同种带电粒子,所有粒子的初 速度大小相同,方向与 Od 的夹角分布在 0~180°范围内.已知沿 Od 方向发射的粒子在 t=t0 时刻刚好从磁场边界 cd 上的 p 点离开磁场,ab=1.5L,bc= L,粒子在磁场中做圆周运动 的半径 R=L,不计粒子的重力和粒子间的相互作用,求: (1)粒子带电的电性和粒子在磁场中的运动周期 T; (2)粒子的比荷; (3)粒子在磁场中运动的最长时间.

13. (18 分)如图,“蜗牛状”轨道 OAB 竖直固定,其最低点与平板车左端平滑对接,平板 车静止在光滑水平面上.其中,“蜗牛状”轨道由内壁光滑的两个半圆轨道 OA、AB 平滑连 接而成,轨道 OA 的半径 R=0.6m,其下端 O 刚好是轨道 AB 的圆心.将一质量为 m=0.5kg 的小球从 O 点沿切线方向以某一初速度进入轨道 OA 后, 可沿 OAB 轨道运动滑上平板车. 取 2 g=10m/s . (1)若因受机械强度的限制,“蜗牛状”轨道 AB 段各处能承受最大挤压力为 Fm=65N,则在 保证轨道不受损情况下,该轨道最低点 B 处速度传感器显示速度范围如何?

(2)设平板车质量为 M=2kg,平板车长度为 L=2m,小球与平板车上表面动摩擦因数 μ=0.5.现换用不同质量 m 的小球,以初速度 v0= m/s 从 O 点射入轨道,试讨论小球质 量在不同取值范围内,系统因摩擦而相应产生的热量 Q.

广东省揭阳市普宁二中 2015 届高三下学期第一次月考物 理试卷
参考答案与试题解析

一、单项选择题:本题包括 4 小题,每小题分,共 16 分.在每小题给出的四个选项中,只 有一个选项符合题目要求,选对的得 4 分,选错或不答的得 0 分. 1. (4 分)意大利科学家伽利略在研究物体变速运动规律时,做了著名的“斜面实验”,他测 量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况, 发现铜球做的是匀变速直线运动, 且铜球加速度随 斜面倾角的增大而增大,于是他对大倾角情况进行了合理的外推,由此得出的结论是() A.力不是维持物体运动的原因 B. 力是使物体产生加速度的原因 C. 自由落体运动是一种匀变速直线运动 D.物体都具有保持原来运动状态的属性,即惯性 考点: 牛顿第一定律;惯性. 分析: 结论是由实验推导出来的, 所以结论必须与实验相联系, 题目中的结论要与随着斜 面倾角的增大,铜球做怎样的运动有关. 解答: 解:铜球在较小倾角斜面上的运动情况,发现铜球做的是匀变速直线运动,且铜球 加速度随斜面倾角的增大而增大,倾角最大的情况就是 90°时,这时物体做自由落体运动, 由此得出的结论是自由落体运动是一种匀变速直线运动. 故选 C. 点评: 该题属于实验推论题, 要求同学们正确理解科学家的基本观点和佐证实验, 该题难 度不大,属于基础题. 2. (4 分)如图所示,物体 A 置于倾斜的传送带上,它能随传送带一起向上或向下做匀速运 动,下列关于物体 A 在上述两种情况下的受力描述,正确的是()

A.物体 A 随传送带一起向上运动时,A 所受的摩擦力沿斜面向下 B. 物体 A 随传送带一起向下运动时,A 所受的摩擦力沿斜面向下 C. 物体 A 随传送带一起向下运动时,A 不受摩擦力作用 D.无论物体 A 随传送带一起向上还是向下运动,传送带对物体 A 的作用力均相同 考点: 摩擦力的判断与计算. 专题: 摩擦力专题. 分析: 物体相对皮带静止,随传送带一起向上或向下做匀速运动,所以物体受力平衡,根 据平衡条件来确定物体的受到摩擦力情况. 解答: 解:A、物体相对皮带静止,随传送带一起向上或向下做匀速运动,所以物体受力 平衡, 在沿斜面方向有: mgsinθ=f, 所以无论传送带向上或向下运动, A 所受的摩擦力沿斜面向上, 故 ABC 错误; D、对物体受力分析,受到重力和传送带对物体的作用力,所以传送带对物体 A 的作用力大 小等于重力,方向竖直向上,所以无论传送带向上或向下运动,传送带对物体 A 的作用力 均相同,故 D 正确. 故选:D 点评: 考查根据物体的运动状态来确定物体的受力情况, 同时也可以由受力情况来确定物 体的运动状态. 3. (4 分)阻值不计的矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直于磁感线的轴匀速转动,线圈两端的 电压随时间的变化规律如图所示.则下列说法中正确的是()

A.线圈两端电压的平均值为 10V B. 电压表连接在线圈两端时,其示数为 20V C. 在 0.01s 时,线圈平面与磁场垂直 D.当接外电路时,线圈内的电流方向 1s 内改变 50 次 考点: 交流发电机及其产生正弦式电流的原理. 专题: 交流电专题. 分析: 从图象得出电动势最大值、周期,从而算出频率、角速度、有效值;磁通量最大时 电动势为零,磁通量为零时电动势最大. 解答: 解:A、线圈两端电压的平均值为为一段时间内的数值,在时间不知道的情况下不 可以求解,故 A 错误; B、电表示数为有效值,电压有效值为 =10 V,故 B 错误;

C、t=0.01s 时,电动势为零,线圈平面与磁场方向垂直,C 正确; D、A、由图象知周期 T=0.02s,一个周期电流方向变化两次呢,故 1 内变化 100 次,故 D 错误; 故选:C.

点评: 本题考查了对交流电图象的认识, 要具备从图象中获得有用信息的能力, 注意电表 读数为有效值. 4. (4 分)如图,在点电荷 Q 产生的电场中,将两个带正电的试探电荷 q1、q2 分别置于 A、 B 两点,虚线为等势线.取无穷远处为零电势点,若将 q1、q2 移动到无穷远的过程中外力 克服电场力做的功相等,则下列说法正确的是()

A.A 点电势高于 B 点电势 B. A、B 两点的电场强度相等 C. q1 的电荷量小于 q2 的电荷量 D.q1 在 A 点的电势能小于 q2 在 B 点的电势能 考点: 电势;电场强度;电势能. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 将两个带正电的试探电荷 q1、q2 移动到无穷远的过程中外力克服电场力做功,说 明 Q 带负电,即可判断 A、B 电势高低; 由点电荷场强公式 E=k 分析场强的大小;

由图分析可知:A 与无穷远间的电势差大于 B 与无穷远间的电势差,根据电场力做功公式 W=qU,分析电荷量的大小; 根据电场力做功与电势能的关系, 即可判断 q1 在 A 点的电势能与 q2 在 B 点的电势能的大小. 解答: 解:A、由题,将两个带正电的试探电荷 q1、q2 移动到无穷远的过程中外力克服电 场力做功,则知 Q 与两个试探电荷之间存在引力,说明 Q 带负电,电场线方向从无穷远处 指向 Q,则 A 点电势小于 B 点电势.故 A 错误. B、由点电荷场强公式 E=k 分析可知,A 点的场强大于 B 点的场强.故 B 错误.

C、由图分析可知:A 与无穷远间的电势差大于 B 与无穷远间的电势差,将 q1、q2 移动到无 穷远的过程中外力克服电场力做的功相等,根据电场力做功公式 W=qU,得知,q1 的电荷量 小于 q2 的电荷量.故 C 正确. D、将 q1、q2 移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等,两个试探电荷电势能的变 化量相等,无穷远处电势能为零,则 q1 在 A 点的电势能等于 q2 在 B 点的电势能.故 D 错 误. 故选:C 点评: 本题根据电场力做功与电势能变化的关系分析电势能的大小,根据公式 E=k 析场强的大小等等,都是常用的思路. 二、双项选择题:本大题共 5 小题,每小题 6 分,共 30 分.在每小题给出的四个选项中, 有两个选项符合题目要求,全部选对的得 6 分,只选 1 个且正确的得 3 分,有选错或不答 的得 0 分. 分

5. (6 分)如图所示两个内壁光滑、半径不同的半球形碗,放在不同高度的水平面上,使两 碗口处于同一水平面.现将质量相同的两个小球(小球半径远小于碗的半径) ,分别从两个 碗的边缘由静止释放(忽略空气阻力) ,则()

A.小球在碗中做匀速圆周运动 B. 过最低点时,两小球都处于超重状态 C. 过最低点时,两小球的角速度大小相等 D.过最低点时,两小球的机械能相等 考点: 功能关系. 专题: 牛顿运动定律综合专题. 分析: 小球在运动中机械能守恒,选取相同的零势能面可得出两小球具有相同的机械能; 由机械能守恒定律可得出小球在碗底的速度,由向心力公式可得出压力的关系. 解答: 解:A、根据机械能守恒定律可知,小球下降的过程中速度增大,故 A 错误; B、由向心力公式可得:F﹣mg=m 于超重状态.故 B 正确; C、小球在下落中机械能守恒,则有:mgr= , , ,因两小球下降 =2mg,解得:F=3mg,故压力大于重力,两小球都处

的高度不同,故两小球到达底部的角速度不同,故 C 错误; D、小球开始时高度相同且初速度为零,故两小球的机械能相同,故 D 正确; 故选:BD. 点评: 对于比较两种情况类的题目, 要注意找出两者间的相同点及不同点, 选择合适的规 律求解. 6. (6 分)竖直悬挂的轻弹簧下连接一个小球,用手托起小球,使弹簧处于压缩状态,如图

所示.则迅速放手后() A.小球开始向下做匀加速运动 B. 弹簧恢复原长时小球速度达到最大 C. 弹簧恢复原长时小球加速度等于 g D.小球运动过程中最大加速度大于 g 考点: 牛顿第二定律. 专题: 牛顿运动定律综合专题. 分析: 弹簧原来处于压缩状态,小球受到重力、弹簧向下的弹力和手的支持力,迅速放手 后,分析小球的受力情况分析其运动情况,其中弹簧的弹力与弹簧的形变量大小成正比,根 据牛顿第二定律研究小球的加速度.

解答: 解:A、迅速放手后,小球受到重力、弹簧向下的弹力作用,向下做加速运动,弹 力将减小,小球的加速度也减小,小球做变加速运动.故 A 错误. B、当小球的重力与弹力大小相等,方向相反时,速度最大,故 B 错误 C、弹簧恢复原长时,小球只受重力,加速度为 g.故 C 正确. D、刚放手时,小球所受的合力大于重力,加速度大于 g.故 D 正确. 故选:CD 点评: 本题关键是分析小球的受力情况, 来判断其运动情况, 利用简谐运动的对称性研究 小球到达最低点时的加速度. 7. (6 分)由于某种原因,人造地球卫星的轨道半径减小了,那么() A.卫星受到的万有引力增大,线速度减小 B. 卫星的向心加速度增大,周期减小 C. 卫星的动能、重力势能和机械能都减小 D.卫星的动能增大,重力势能减小,机械能减小 考点: 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用. 专题: 人造卫星问题. 分析: 从万有引力提供圆周运动向心力处理轨道半径变化引起的描述圆周运动物理量的 变化,从能量角度分析卫星能量的变化. 解答: 解:卫星绕地球做圆周运动万有引力提供圆周运动向心力: =ma 知:

A、万有引力与距离的二次方成反比,半径减小则万有引力增大,线速度 v= 小,线速度增大,故 A 错误; B、 ,知 r 减小 a 增大,T= ,r 减小 T 减小,故 B 正确;

知,半径减

C、卫星运行的线速度 v= D、卫星运行的线速度 v=

知半径减小,线速度 v 增大,故动能增大,故 C 错误; 知半径减小,线速度 v 增大,故动能增大,卫星轨道高度降低

则其重力势能减小,在轨道减小的过程中由于阻力的存在,卫星要克服阻力做功功,机械能 减小,故 D 正确. 故选:BD 点评: 万有引力提供圆周运动向心力并由此分析描述圆周运动物理量与半径间的关系, 知 道卫星轨道半径减小是由于克服稀薄空气阻力做功引起的. 8. (6 分)闭合回路由电阻 R 与导线组成,其内部磁场大小按 B﹣t 图变化,方向如图,则 回路中()

A.电流方向为顺时针方向 C. 磁通量的变化率恒定不变

B. 电流强度越来越大 D.产生的感应电动势越来越大

考点: 法拉第电磁感应定律;影响感应电动势大小的因素;楞次定律. 专题: 计算题. 分析: 由 B﹣t 图象可知磁感应强度的变化情况, 则由磁通量的定义可知磁通量的变化率; 再由楞次定律可判断电流方向;由法拉第电磁感应定律可求得感应电动势. 解答: 解:由图象可知,磁感应随时间均匀增大,则由?=BS 可知,磁通量随时间均匀增 加,故其变化率恒定不变,故 C 正确; 由楞次定律可知,电流方向为顺时针,故 A 正确; 由法拉第电磁感应定律可知,E= = S,故感应电动势保持不变,电流强度不变,故

BD 均错; 故选 AC. 点评: 本题考查楞次定律及法拉第电磁感应定律的应用, 二者分别判断感应电流的方向和 大小,应熟练掌握. 9. (6 分)如图,金属杆 ab 的质量为 m、通过的电流为 I,处在磁感应强度为 B 的匀强磁场 中,平行导轨间的距离为 L,结果 ab 静止且紧压于水平导轨上.若磁场方向与导轨平面成 θ 角,金属杆 ab 与水平导轨间的摩擦系数为 μ,则以下说法正确的是()

A.金属杆 ab 所受的安培力大小为 BILsinθ B. 金属杆 ab 所受的安培力大小为 BIL C. 金属杆 ab 所受的摩擦力大小为 BILsinθ D.金属杆 ab 所受的摩擦力大小为 μmg 考点: 安培力;力的合成与分解的运用;共点力平衡的条件及其应用. 分析: 金属杆 ab 受到重力、安培力、导轨的支持力和摩擦力平衡,金属杆与磁场方向垂 直,安培力大小 FA=BIL,根据平衡条件列方程求解. 解答: 解:作出金属杆受力的主视图,如图.根据平衡条件得 Ff=BILsinθ FN=mg﹣BILcosθ 电流和磁场垂直,故 FA=BIL 故选:BC

点评: 本题考查应用平衡条件解决磁场中通电导体的平衡问题, 关键在于安培力分析和计 算.本题要注意导体与磁场垂直 三、非选择题:本大题共 4 小题,共 182 分.按题目要求作答.解答题应写出必要的文字 说明、方程式和重要演步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须 明确写出数值和单位. 10. (8 分)小谢所在的实验小组测量小车从斜面上下滑所受到的阻力大小,他利用一打点 计时器固定在斜面上某处, 一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下, 如图甲所示. 图 乙是打出的纸带的一段,已量出各相邻计数点的长度分别为:S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、 S8 .

①已知打点计时器使用的交流电频率为 f,则打下 B 点时小车的速度 VB=



小车下滑的加速度算式为 a=

(用题中

所给的符号表示) . ②已知当地的重力加速度为 g,本实验中只有毫米刻度尺,没有量角器,为了求出小车在 下滑过程中所受的阻力,还需测量的物理量有小车质量 m、斜面上任意两点间距离 l 及这两 点的高度差 h (要用文字及符号表示) . ③用加速度 a 及其他需要测得的量表示阻力的计算式为 F 阻= .

考点: 探究加速度与物体质量、物体受力的关系. 专题: 实验题;牛顿运动定律综合专题. 2 分析: ①匀变速直线运动中, 平均速度等于中间时刻的瞬时速度, 根据△ x=aT 列式求解 加速度; ②③根据牛顿第二定律列式求解阻力,确定待测量. 解答: 解:①匀变速直线运动中,平均速度等于中间时刻的瞬时速度,故: VB= =

根据公式△ x=aT ,有:

2

其中:T= 解得: a= ②③根据牛顿第二定律,有: mgsinθ﹣F 阻=ma 解得: F 阻=mgsinθ﹣ma= 故还需要测量小车质量 m、斜面上任意两点间距离 l 及这两点的高度差 h; 故答案为: ① , ;

②小车质量 m、斜面上任意两点间距离 l 及这两点的高度差 h; ③ .

点评: 本题关键是明确小车的受力情况和运动性质, 然后结合运动学公式和牛顿第二定律 定律列式求解. 11. (10 分)某实验小组要精确测定额定电压为 3V 的 LED 灯正常工作时的电阻,已知该灯 正常工作时电阻大约 100Ω,电学符号与小灯泡电学符号相同.现有的器材规格如下: A.待测 LED 灯 Rx B.直流毫安表 A1(量程 0﹣10mA,内阻约为 100Ω) C.直流毫安表 A2(量程 0﹣40mA,内阻约为 40Ω) D.直流电压表 V1(量程 0﹣3V,内阻约为 5kΩ) E.直流电压表 V2(量程 0﹣15V,内阻约为 15kΩ) F.直流电源(输出电压 4.5V,内阻很小) G.滑动变阻器 R1(阻值范围 0﹣50Ω,允许最大电流 1A) H.滑动变阻器 R2(阻值范围 0﹣10kΩ,允许最大电流 1A) I.开关一个、导线若干.

①为了尽可能精确测定 LED 灯正常工作时的电阻,所选电流表为 选电压表为 (填“V1”或“V2”) ;滑动变阻器应选

(填“A1”或“A2”) ,所

(填“R1”或“R2”)

②请根据实验原理图甲,完成图乙未完成的实物连接; ③闭合开关 S 后,某次测量时电压表的示数如丙所示,该示数为 2.70V. 考点: 描绘小电珠的伏安特性曲线. 专题: 实验题;恒定电流专题. 分析: 本题①根据通过 LED 灯的最大电流来选择电流表量程, 根据额定电压大小来选择 电压表的量程,根据变阻器采用的分压式接法来选择变阻器大小;题②连线时先连好分压 电路在依次连接即可;题③根据电表每小格的读数来确定估读方法,若出现“1”则应进行 “ ”估读,出现“2”则应进行“ ”估读,出现“5”则应进行“ ”估读. ,所

解答: 解:①由欧姆定律可求出通过 LED 灯的最大电流为

以电流表应选择

; ; ;

根据 LED 灯的额定电压可知电压表应选择

由于变阻器采用分压式接法时,变阻器阻值越小调节越方便,所以变阻器应选择 ②是连线图如图所示:

③由于电压表每小格读数为 0.1V,应估读到 0.01V,所以电压表的读数为 U=2.70V(2.69、 2.71 均可以) ; 故答案为:① , , ;②如图;③2.70

点评: 应明确:①应根据待测电阻的额定电压和额定电流大小来选择电压表与电流表的 量程;②当变阻器采用分压式接法时,应选择阻值小的变阻器以方便调节;③根据电表每 小格的读数大小来选择估读方法:若出现“1”则进行“ 现“5”则进行“ ”估读. ”估读,出现“2”则进行“ ”估读,出

12. (18 分) 如图所示, 在矩形区域 abcd 内充满垂直纸面向里的匀强磁场, 磁感应强度为 B. 在 ad 边中点 O 的粒子源,在 t=0 时刻垂直于磁场发射出大量的同种带电粒子,所有粒子的初 速度大小相同,方向与 Od 的夹角分布在 0~180°范围内.已知沿 Od 方向发射的粒子在 t=t0 时刻刚好从磁场边界 cd 上的 p 点离开磁场,ab=1.5L,bc= L,粒子在磁场中做圆周运动 的半径 R=L,不计粒子的重力和粒子间的相互作用,求: (1)粒子带电的电性和粒子在磁场中的运动周期 T; (2)粒子的比荷; (3)粒子在磁场中运动的最长时间.

考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动. 专题: 带电粒子在磁场中的运动专题. 分析: (1)由粒子沿 Od 方向发射从磁场边界 cd 上的 p 点离开磁场,说明粒子受向右的 洛伦兹力向右偏,由左手定则知粒子带正电荷,画出运动轨迹,根据几何知识求解偏转角, 根据角度和时间关系求解周期; (2)粒子做圆周运动的向心力由洛仑兹力提供,根据牛顿第二定律得: T= 知比荷; 和

(3)画出运动轨迹,弦最长为 2L,找到对应的最大圆心角,从而知最长时间. 解答: 解: (1)由粒子沿 Od 方向发射从磁场边界 cd 上的 p 点离开磁场,说明粒子受向 右的洛伦兹力向右偏,由左手定则知粒子带正电荷 初速度沿 Od 方向发射的粒子在磁场中运动的轨迹如图 1,其圆心为 θ, 由几何关系有:sinθ= 所以:θ=60° = 解得:T=6t0 (2)粒子做圆周运动的向心力由洛仑兹力提供,根据牛顿第二定律得:

T= 带电微粒在磁场中做圆周运动的周期为 联立以上式子解得 = (3) 如图 2 所示, 在磁场中运动时间最长的粒子的轨迹的弦 Ob= L, 圆轨迹的直径为 2L,

所以:Ob 弦对应的圆心角为 120°,粒子在磁场中运动的最长时间 tmax= =2t0 答: (1)粒子在磁场中的运动周期 T 为 6t0; (2)粒子的比荷为 ;

(3)粒子在磁场中运动的最长时间为 2t0.

点评: 本题考查分析和处理粒子在磁场中运动的轨迹问题,难点在于分析时间的最大值, 也可以运用极限分析法分析. 13. (18 分)如图,“蜗牛状”轨道 OAB 竖直固定,其最低点与平板车左端平滑对接,平板 车静止在光滑水平面上.其中,“蜗牛状”轨道由内壁光滑的两个半圆轨道 OA、AB 平滑连 接而成,轨道 OA 的半径 R=0.6m,其下端 O 刚好是轨道 AB 的圆心.将一质量为 m=0.5kg 的小球从 O 点沿切线方向以某一初速度进入轨道 OA 后, 可沿 OAB 轨道运动滑上平板车. 取 2 g=10m/s . (1)若因受机械强度的限制,“蜗牛状”轨道 AB 段各处能承受最大挤压力为 Fm=65N,则在 保证轨道不受损情况下,该轨道最低点 B 处速度传感器显示速度范围如何?

(2)设平板车质量为 M=2kg,平板车长度为 L=2m,小球与平板车上表面动摩擦因数 μ=0.5.现换用不同质量 m 的小球,以初速度 v0= m/s 从 O 点射入轨道,试讨论小球质 量在不同取值范围内,系统因摩擦而相应产生的热量 Q.

考点: 动量守恒定律;牛顿第二定律;向心力;机械能守恒定律. 分析: 根据牛顿第二定律和动能定理求解小球到达最低点的最小速度和最大速度; 若小球质量 m≥4M,则小球将最终从小车右端滑离平板车,若小球质量 m<4M,则小球将 最终与小车达到共速,根据能量守恒求解. 解答: 解: (1)要使小球刚好能通过圆弧最高点,则 从 A 点到 B 过程中,有: 代入数据得: m/s , ,得: m/s

当轨道最低点对小球支持力最大时,小球到达最低点速度最大,根据牛顿第二定律有: , 代入数据得:vB2=12m/s 故 B 处速度传感器显示数值范围为 m/s≤vB≤12m/s (2)假若小球刚好滑行到小车右端与小车相对静止,则有:m0vB=(m0+M)u , 代入数据得:m0=4M ①若小球质量 m<4M,则小球将最终从小车右端滑离平板车.则有:Q=μmgL, 即:Q=10m ②若小球质量 m≥4M,则小球将最终与小车达到共速.则根据动量守恒定律: mvB=(m+M) u, 得: 能量守恒: 得: 答: (1)该轨道最低点 B 处速度传感器显示速度范围为 m/s≤vB≤12m/s; ,

(2)系统因摩擦而相应产生的热量 Q 为 10m 或



点评: 本题运用程序法进行分析.综合运用了动量守恒定律,牛顿第二定律、功能关系, 综合性较大,难度较大.


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