2017-2018学年浙江省温州市共美联盟高二下学期期末模拟物理试题 解析版

2017-2018学年浙江省温州市共美联盟高二下学期期末模拟物理试题 解析版

‎ “共美联盟”2017学年第二学期期末模拟联考 高二物理试题 一.单项选择题 ‎1. 下列关于质点的说法中正确的是（ ）‎ A. 研究乒乓球的旋转时，乒乓球可以被看成质点 B. 研究一辆汽车从杭州到丽水的运动时可以将汽车视为质点 C. 研究天宫一号与神舟八号对接时可以将天宫一号视为质点 D. 研究一列火车通过钱塘江大桥的时间，火车可以被看成质点 ‎【答案】B ‎【解析】若物体的形状和大小对所研究的物理过程没有影响，或者影响可以忽略不计时，物体就就可以看成质点，所以B正确。研究乒乓球旋转，天宫一号的对接和火车过桥等，一般不能忽略其形状和大小，物体不能被看作质点，故ACD错误；‎ ‎2. 下列物理量中，既是标量又是国际单位制基本量的一组是（ ）‎ A. 力、质量、速度 B. 力、时间、加速度 C. 长度、质量、时间 D. 长度、速度、时间 ‎【答案】C ‎【解析】A项：力和速度都是矢量，且力和速度不是国际单位制中的基本物理量，故A错误；‎ B项：力和加速度是矢量，且力和加速度不是国际单位制中的基本物理量，故B错误；‎ C项：长度、质量、时间是标量，且都是国际单位制中的基本物理量，故C正确；‎ D项：速度是矢量，且速度不是国际单位制中的基本物理量，故D错误。‎ ‎3. 在物理学的发展史上，许多科学家都做出了卓越的贡献。下列关于若干科学家及其所做科学贡献的叙述中，正确的是（ ）‎ A. 伽利略用理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动状态的原因”的观点 B. 牛顿依据大量的观察数据归纳出了行星运动的三大定律 C. 库仑引入“电场”的概念来解释电荷间的相互作用 D. 奥斯特发现了磁场对电流的作用力 ‎【答案】A ‎【解析】A、伽利略用理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动原因”的观点，故A正确；‎ B、开普勒依据大量的观察数据归纳成简洁的三定律，揭示了行星运动的规律，故B错误；‎ C、法拉第引入“电场”的概念来解释电荷间的相互作用，故C错误；‎ D、安培发现了磁场对电流的作用力，故D错误；‎ 故选A。‎ ‎4. 物理学中选定七个物理量的单位作为基本单位，根据物理公式中其他物理量和这几个物理量的关系，推导处其他物理量的单位，这些推导出来的单位叫做导出单位，基本单位和导出单位一起组成了单位制，则下列单位不相同的是（ ）‎ A. N和 B. Pa和 C. J和 D. V和 ‎【答案】D ‎【解析】A、N是力的单位，根据可知， N和相同，故A相同；‎ B、Pa是压强的单位，F的单位为，根据可知，Pa和相同，故B相同；‎ C、J是能量的单位，F的单位为，根据可知，J和相同，故C相同；‎ D、V是电压的单位，F的单位为，根据可知，V和相同，故D不相同；‎ 故不相同的是选D。‎ ‎【点睛】考查对单位制的掌握情况．单位制是由基本单位的导出单位组成的．根据单位只能判断出等式是相同的，或不相同。‎ ‎5. 物理学中通常运用大量的科学方法建立概念，如“理想模型”、“等效替代法”、“控制变量法”、“比值定义法”等，下列选项均用到“比值定义法”的一组概念是（ ）‎ A. 合力与分力、质点、电场强度 B. 质点、电场强度、点电荷 C. 速度、总电阻、电场强度 D. 加速度、电场强度、电容 ‎【答案】D ‎【解析】A项：“合力与分力”采用等效替代的方法，“质点”采用理想化模型的方法，“电场强度”采用比值定义法，故A错误；‎ B项：“质点”、“点电荷”采用理想化模型的方法，故B错误；‎ C项：总电阻”采用等效替代的方法，“速度”，“电场强度”采用比值定义法，故C错误；‎ D项：加速度、电场强度、电容都采用比值定义法，故D正确。‎ ‎...........................‎ ‎6. 如图所示，质量为M的四分之一圆柱体放在粗糙水平地面上，质量为m的正方体放在圆柱体和光滑墙壁之间，且不计圆柱体与正方体之间的摩擦，正方体与圆柱体的接触点的切线与右侧墙壁成θ角，圆柱体处于静止状态。则（ ）‎ A. 地面对圆柱体的支持力为 B. 地面对圆柱体的摩擦力为 C. 墙壁对正方体的弹力为 D. 正方体对圆柱体的压力为 ‎【答案】C ‎【解析】以正方体为研究对象，受力分析，并运用合成法如图所示。‎ 由几何知识得，墙壁对正方体的弹力N1＝，圆柱体对正方体的弹力N2＝，根据牛顿第三定律，则正方体对圆柱体的压力为，以圆柱体和正方体为研究对象，竖直方向受力平衡，地面对圆柱体的支持力N＝(M＋m)g，水平方向受力平衡，地面对圆柱体的摩擦力：f＝N1＝，则选项C正确，ABD错误；故选C。‎ 点睛：本题考查了受力分析以及平衡条件的应用，应用整体法和隔离法灵活的选取研究对象是求解的关键；画出力的平行四边形，根据平衡条件列式解答．‎ ‎7. 下列关于运动和力的叙述，正确的是(　 )‎ A. 图甲中，蹲在体重计上的人突然站起的瞬间指针示数会大于人的重力 B. 图乙中，在玻璃漏斗中做匀速圆周运动的小球受到的合外力是恒力 C. 图丙中，在水平直跑道上减速的飞机，伞对飞机的拉力大于飞机对伞的拉力 D. 图丁中，滑冰运动员通过圆弧弯道处，若此时地面摩擦力突然消失，则运动员将在冰面上沿着轨迹半径方向“离心”而去 ‎【答案】A ‎【解析】A项：图甲中，蹲在体重计上的人突然站起的瞬间处于超重状态，所以体重计的示数大于人的重力，故A正确；‎ B项：图乙中，在玻璃漏斗中做匀速圆周运动的小球受到的合外力提供向心力，所以合外力的大小恒定，方向时刻变化，故B错误；‎ C项：图丙中，在水平直跑道上减速的飞机，伞对飞机的拉力与飞机对伞的拉力为作用力与反作用力，所以两力大小相等，方向相反，故C错误；‎ D项：图丁中，滑冰运动员通过圆弧弯道处，若此时地面摩擦力突然消失，则运动员将沿圆弧切线作直线运动，故D错误。‎ ‎8. 如图所示，在P1、P2处各放一个等量正点电荷，O点为P1、P2连线的中点，一带正电的试探电荷从M点由静止出发，沿直线MON运动到N点，M、N关于O点对称，以O为坐标原点，ON为x轴的正方向，下列各图关于试探电荷速度v、电势能Ep及x轴上各点电场强度E、电势φ的描述正确的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】（1）O点的场强为零，从M到N，场强先减小后反向增大，电荷所受的电场力先减小后增大，加速度先减小后增大，v﹣t图象切线斜率先减小后增大，故AC错误。‎ ‎（2）根据对称性知，电荷在关于O点对称的位置电势能相等，图象应关于纵轴对称，故B错误。‎ ‎9. 为践行新形势下的强军目标，在某次军事演习中，水平匀速飞行的无人机在斜坡底端A的正上方投弹，炸弹垂直击中倾角为θ=37º，长为L=300m的斜坡的中点P，若g取10m/s²，则无人机距A点的高度h和飞行的速度v分别为 A. h=170m v=30m/s B. h=135m v=40m/s C. h=80m v=30m/s D. h=45m v=40m/s ‎【答案】A ‎【解析】炸弹垂直击中山坡上的目标P，根据速度的分解有：，根据几何关系可知炸弹水平位移为，联立解得t=4s，v=30m/s；则炸弹竖直位移为，故无人机距A点的高度，故选A。‎ ‎【点睛】因为平抛运动速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，速度方向的夹角得知位移与水平方向夹角的正切值，再通过水平位移求出竖直位移，从而得知轰炸机的飞行高度，炸弹的飞行时间，以及炸弹的初速度．‎ ‎10. 三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，A、C为地球同步卫星，某时刻A、B相距最近，如图所示.已知地球自转周期为T1，B的周期为T2‎ ‎，则下列说法正确的是 A. A加速可追上同一轨道上的C B. 经过时间，A、B相距最远 C. A、C向心加速度大小相等，且大于B的向心加速度 D. A、B与地心连线在相同时间内扫过的面积相等 ‎【答案】B ‎【解析】（1）卫星A加速后做离心运动，轨道变高，不可能追上卫星C，故A错误；‎ ‎（2）AB卫星由相距最近至相距最远时，圆周运动转过的角度差为π，所以可得：‎ 其中：，，则经历的时间，故B正确；‎ ‎（3）根据万有引力提供向心加速度，得。由该式可知，卫星A、卫星C向心加速度大小相等，且小于卫星B的向心加速度。故C错误；‎ ‎（4）绕地球运动的卫星与地心连线在相同时间t内扫过的面积：，其中：‎ 则：，可知A、B与地心连线在相同时间内扫过的面积不等。故D错误；故本题选B。‎ ‎11. 如图为近日曝光的摩拜共享电动单车，与普通电动车不同的是，摩拜共享电动自行车采用“共享充电宝+自行车的方式”，其电池与普通充电宝类似，容量为20000mAH，输入、输出电压均为10V，输入电流为8A，输出电流为15A，可以支持驱动人和单车行驶10公里左右。已知成人在平路上骑自行车所受阻力约为20N，则(　 )‎ A. 该单车电池最多储存电能7.2×104J B. 该单车电池充电时，从零电量充至满电量大约需要5h C. 该单车电池电能的有效利用率约为27.8%‎ D. 成人在平路上骑自行车时，每秒钟平均消耗的电能约20J左右 ‎【答案】C ‎【解析】A项：该单车电池最多储存电能为，故A正确；‎ B项：由公式，故B错误；‎ C项：骑车时消耗的电能约为 ‎ D项：成人骑行时，车速大约为5m/s，匀速骑行时，人地车提供牵引力，F=f，因此人做的功的功率为P=FV=100w，故D错误。‎ ‎12. 如下图所示，在光滑的水平桌面上放一根条形磁铁.在其上方与条形磁铁平行地固定一根通电导线，电流方向如图所示，以下说法正确的是(　　)‎ A. 条形磁铁的N极向里、S极向外转动，且对桌面的压力增大 B. 条形磁铁的N极向里、S极向外转动，且对桌面的压力减小 C. 条形磁铁的N极向外、S极向里转动，且对桌面的压力增大 D. 条形磁铁的N极向外、S极向里转动，且对桌面的压力减小 ‎【答案】B ‎【解析】据安培定则，电流下方的磁场，方向是垂直纸面向里的。磁铁N极受力方向与磁场方向相同，磁铁N极受力方向与磁场方向相反；条形磁铁的N极向里、S极向外转动。当磁铁转过900，磁铁在导线处产生磁场方向向外，据左手定则，通电导线受到向下的安培力；所以在磁铁转动时，磁铁受到向上的吸引力，对桌面的压力减小。综上B项正确，ACD三项错误。‎ 点睛：在判断磁体受力时采用特殊值分析法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断所受安培力的方向，从而确定受力情况。‎ ‎13. 如图所示，在光滑绝缘水平面上， A、B两小球质量分别为2m、m，带电量分别为+q、+2q。某时刻 A有指向B的速度v0而B球速度为零，之后两球在运动中始终未相碰，当两小球从该时刻开始到第一次相距最近的过程中，下列判断不正确的是(　　)‎ A. 任意时刻A、B两小球的加速度大小之比均为1:2 B. 两小球构成的系统电势能增加 C. A球减少的机械能大于B球增加的机械能 D. 电场力对A球做功的大小为 ‎【答案】D ‎【解析】（1）A、B两球所受的合力为它们之间的作用力与反作用力，小球所受合力F大小相等，根据牛顿第二定律，，，故两球的加速度之比：，故A正确；‎ ‎（2）两球组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，从A开始运动到两球距离最近过程，两球间的距离减小，电场力（库仑力）做负功，系统电势能增加，故B正确；‎ ‎（3）由（2）可知，系统的电势能增加。根据能量守恒定律，，A的部分机械能转化为系统电势能，故A球减少的机械能大于B球增加的机械能，故C正确；‎ ‎（4）两球距离最近时，两球速度相等，由动量守恒定律得：，解得：，由动能定理可知，电场力对A做功大小，故D错误；‎ 二、选择题II ‎14. 下列说法正确的是(　　)‎ A. 光电效应既显示了光的粒子性，又显示了光的波动性 B. 原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变的实质 C. 静止的核在a衰变完成的瞬间，产生的两个新核和的速率之比为4：234‎ D. 按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量增大 ‎【答案】BD ‎【解析】（1）爱因斯坦提出光子说，光电效应实验只证明了光具有粒子特性，故A错误；‎ ‎（2）β衰变的实质在于原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，方程为：，故B正确；‎ ‎（3）原子核衰变的过程中，动量守恒。所以静止的 在进行α衰变时，类似与反冲运动，所以衰变后的核和反冲核的速率之比与质量成反比，故C错误；‎ ‎（4）氢原子核外的电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，静电力对其做负功，电势能增加，动能减小，跃迁过程中吸收能量，故原子总能量增大，D正确。故本题选BD。‎ ‎15. 如图所示，a、b、c、d是均匀媒介中x轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2m、4m和6m，一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播，在t=0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3s时a第一次到达最高点.下列说法正确的是(　　)‎ A. 在t=3s时刻波恰好传到质点d处 B. 在t=5s时刻质点c恰好经过平衡位置向上运动 C. 质点b开始振动后，其振动周期为4s D. 该机械波遇到尺寸6m的障碍物能发生明显衍射 ‎【答案】BCD ‎【解析】（1）ad间距离为=12m，波在同一介质中以匀速传播，则波从a传播到d的时间为=6s，故A错误；‎ ‎（2）该播传播的周期为T，则=3s，T=4s。波从a传到c所用的时间，则在t=5s时刻，质点c已经振动了2s，而c的起振方向和a的起振方向相同，即竖直向下，则在t=5s的时刻，质点c恰好经过平衡位置向上振动，故B正确；‎ ‎（3）组成波的所有质点，振动周期相同，均为4s，故C正确；‎ ‎（4）根据波长和周期的关系得波长=8m，大于障碍物的尺寸，故能发生明显的衍射现象，D正确；故本题选BCD。‎ ‎16. 如图所示，电阻不计的金属导轨PQ、MN水平平行放置，间距为L，导轨的P、M端接到匝数比为的理想变压器的原线圈两端，变压器的副线圈接有阻值为R的电阻，在两导轨间区域有垂直导轨平面的磁场，磁场的磁感应强度，一阻值不计的导体棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好，开始时导体棒处于处，从t=0时刻起，导体棒ab在沿x正方向的力F作用下做速度为v的匀速运动，则(　　)‎ A. 导体棒ab中产生的交变电流的周期为kv B. 交流电压表的示数为 C. 交流电流表的示数为 D. 在t时间内力F做的功为 ‎【答案】D ‎【解析】（1）由题意可知，导体棒运动过程中的位置坐标与时间的关系为：‎ 所以导体棒在任一时刻切割磁感线产生的感应电动势e的瞬时值表达式为：‎ 由表达式可知，该交变电流的角频率为：‎ 该交变电流的频率为，‎ 周期为，故A错误；‎ ‎（2）根据电动势瞬时值表达式和闭合电路欧姆定律， ‎ 该变压器原线圈两端电压的有效值，‎ 根据，得副线圈两端的电压为，‎ 故交流电压表的示数为，故B错误；‎ ‎（3）根据欧姆定律，副线圈中电流的有效值为 由原、副线圈电流和匝数的关系，‎ 得原线圈中电流的有效值为，‎ 所以交流电流表的示数为，故C错误；‎ ‎（4）在t时间内力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热，‎ 即：，故D正确；故本题选D。‎ ‎【点睛】根据切割产生的感应电动势公式，得到感应电动势的表达式，即可得到频率和周期。求出原线圈电压的有效值，由变压器的规律求解交流电压表的示数。结合闭合电路欧姆定律求出感应电流的有效值，即可得到交流电流表的示数。电路中产生的感应电流为交变电流，根据有效值求出R产生的热量，从而得到F做的功。‎ 三、实验题 ‎17. 在“探究功与速度变化的关系”实验中，某实验小组采用如图（甲）所示的装置进行实验：‎ ‎(1)实验小组按正确的操作，将木板一端倾斜来平衡摩擦力，打出如上三条纸带，其中符合实验要求的是（选填纸带的字母编号）_______。‎ ‎(2)下列关于橡皮筋及其做功的说法正确的是__________ 。‎ A.橡皮筋做功的值不需要测量 B.增加规格相同的橡皮筋条数，使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加 C.在小车运动的过程中，橡皮筋一直对其做功 D.将橡皮筋的长度拉伸为原来的两倍，橡皮筋做的功增加了两倍 ‎(3)在操作正确的前提下，其中打出的一条纸带如图（乙）所示，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的_____________部分进行测量；‎ ‎(4)在某次实验中，实验小组误将木板水平放置，小车在橡皮筋作用下由静止开始运动，当小车运动到某一位置，橡皮筋恰好处于原长状态。下列说法正确的是______ 。‎ A.此时小车速度最大 B.此时小车加速度最大 C.此后小车开始做匀速直线运动 D.当小车速度最大时，橡皮筋一定处于拉伸状态 ‎【答案】 (1). B (2). AB (3). HI (HK、或IK均可) (4). D ‎【解析】（1）纸带B的点迹均匀，说明小车运动运动，平衡可摩擦力，则符合实验要求的是B；‎ ‎（2）实验中橡皮筋做功的值不需要测量，选项A正确；增加规格相同的橡皮筋条数，使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加，选项B正确；在小车运动的过程中，橡皮筋只是刚开始时对小车做功，橡皮筋到原长后就不在做功，选项C错误；由EP=kx2，将橡皮筋的长度拉伸为原来的两倍，橡皮筋做的功不是增加两倍，选项D错误；故选AB.‎ ‎（3）测量小车的速度时应该用纸带上点迹均匀的部分测量，即HI 、HK、或IK均可；‎ ‎（4）由于木板水平放置，可知小车与木板间有摩擦力，则当小车速度最大时，弹力等于摩擦力，此时橡皮筋一定处于拉伸状态，故选D.‎ 点睛：本题关键是要分析清楚小车的运动，小车先加速后匀速，小车的加速是因为橡皮筋的拉力的作用，拉力的功是变力做功，无法计算，所以实验中是通过改变橡皮条的个数来改变对小车做功的大小.‎ ‎18. 实验室准备用来测量某电学元件Rx（阻值约十几欧）的伏安特性，准备的实验器材有：‎ 电压表V（量程0~3 V，内电阻约20 kΩ）‎ 电流表A1（量程0~30 mA，内电阻约2 Ω）‎ 电流表A2（量程0~300 mA，内电阻约0.2 Ω）‎ 滑动变阻器R1（最大阻值为20 Ω，额定电流为1 A）‎ 滑动变阻器R2（最大阻值为300 Ω，额定电流为0.1 A）‎ 新干电池两节E（电动势为3 V、内阻不计）‎ 开关及导线若干 进行了如下操作：‎ ‎（1）用20分度的游标卡尺测量其长度如图1所示，由图可知其长度为________mm；‎ ‎（2）实验要求电表读数从零开始变化，并能多测几组电流、电压值，以便画出电流–电压的关系图线，为了实验能正常进行，减少测量误差，还要求滑动变阻器便于调节，则电流表应选用________（填实验器材的代号）；滑动变阻器应选用________（填实验器材的代号）；‎ ‎（3）研究通过该电学元件的电流I随两端电压U变化的关系，设计了如图2所示实验电路.为使该电学元件两端电压能从零开始调起，请你用笔划线代替导线将电路实物图连接完整________；‎ ‎（4）利用（3）中实验电路测得相关数据如下表所示，请在图3的坐标纸上绘出I–U图象________；‎ U/V ‎0‎ ‎0.40‎ ‎0.60‎ ‎0.80‎ ‎1.00‎ ‎1.20‎ ‎1.32‎ ‎1.50‎ I/A ‎0‎ ‎0.020‎ ‎0.045‎ ‎0.080‎ ‎0.125‎ ‎0.180‎ ‎0.220‎ ‎0.281‎ ‎（5）若用一节电动势为1.5 V、内阻为7.5 Ω的干电池对该元件供电.则该元件消耗的电功率为________W（结果保留2位有效数字）.‎ ‎【答案】 (1). 50.45 (2). A2 (3). R1 (4). ‎ ‎(5). (6). 0.075‎ ‎【解析】（1）游标卡尺读数为d=50mm+9×0.05mm=50.45mm。‎ ‎（2）根据题目给定的电压表可知，加在待测电阻两端的电压最大值不超过3V，而待测电阻阻值约为十几欧姆，由欧姆定律知，流过电阻电流I的取值范围为：，所以电流表应选A2。因要求电流从零调，所以滑动变阻器应用分压式接法，应选阻值小的变阻器R1；‎ ‎（3）由于待测电阻电阻值远小于电压表内阻，所以电流表应用外接法，所以电路连接如图。‎ ‎（4）依据描点法，由此描点，然后连线如图3绿色线；‎ ‎（5）干电池的短路电流：，做出U﹣I图线如图3红色线，由图可知，当用一节电动势为1.5V、内阻为7.5Ω的干电池对该元件供电时，该元件两端的电压约为0.85V，流过的电流值约为0.09A，该元件消耗的电功率为：P=UI=0.85×0.09=0.77W。‎ ‎【点睛】（1）掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法及注意事项，游标卡尺不需要估读；‎ ‎（2）注意选择电表的原则是要求通过的电流不能小于量程的，不能超过量程，应根据欧姆定律或闭合电路欧姆定律进行估算才行。‎ ‎（3）先判断实验的原理图，然后依据原理图连接电路即可；‎ ‎（4）依据描点法，由此描点，然后连线即可；‎ ‎（5）求出干电池的短路电流，做出U﹣I图线，然后由P=UI即可求出。‎ 四、计算题 ‎19.‎ ‎ 如图所示，公路上有一辆公共汽车以10m/s的速度匀速行驶，为了平稳停靠在站台，在距离站台P左侧位置50m处开始刹车做匀减速直线运动.同时一个人为了搭车，从距站台P右侧位置28m处从静止正对着站台跑去，假设人先做匀加速直线运动，速度达到4m/s后接着匀速运动一段时间，再做匀减速直线运动，人和车的速度都减小到零时到达站台，且人加速和减速时的加速度大小相等.求：‎ ‎(1)计算说明人和车能否同时到达站台;‎ ‎(2)人的加速度的大小.‎ ‎【答案】(1)人和车可以同时到达 (2)a=1.33 m/s2‎ ‎【解析】（1）根据位移公式，汽车做匀减速到零的时间=10s 设人以=4m/s匀速运动的时间为 要想使人和车速度减为零时都恰好出现在站台，则在这10s内，人的位移和时间应满足关系 带入数据得： =4s 故人和车的速度都减小到零时能同时到达站台。‎ ‎（2）设人在匀加速阶段的时间为，则匀减速阶段时间为6-‎ 所以在匀加速阶段有：‎ 在匀减速阶段有：‎ 加速度 ‎【点睛】（1）根据匀变速直线运动的平均速度公式列出匀变速直线运动的位移表达式，求出时间t即可判断；（2）根据平均速度和位移间的关系求得，加速时间，利用加速定义式求得加速度。‎ ‎20. 如图所示,某科技兴趣小组设计了一个竖直放置在水平地面上的玩具轨道模型，在AB段的A端固定一轻质弹簧，弹簧自然伸长时刚好位于B端。其中半圆轨道BC和圆形轨道CDE的半径分别为r＝10cm和R=40cm，二者的圆心与B、C、D在同一竖直线上。倾角为θ=370直轨道EF与圆形轨道CDE在E点相切，水平轨道FG（长度可调节）与C点在同一高度且与倾斜轨道EF平滑连接。将一质量为m=0.1kg滑块（可以视为质点）用弹簧装置将其弹出，使其沿着图示轨道运动，已知小滑块与EF、FG间的动摩擦因数均为μ＝0.5，其余部分摩擦不计(滑块在直轨道上衔接处运动时不脱离轨道，忽略滑块在衔接处的能量损失及空气阻力，sin37°=0.6，g=10m/s2)。‎ ‎（1）若滑块在D点速度为5m/s，求滑块对轨道的压力；‎ ‎（2）要使滑块恰好不脱离圆弧轨道，则弹簧的弹性势能EP为多少；‎ ‎（3）某次实验时压缩弹簧至弹性势能EP=1.13J，调节FG长度为0.5米，将滑块弹出，滑块沿着图示轨道运动最终能从G位置水平飞离轨道，求落点位置H离G点的水平距离 ‎【答案】(1)FN =7.25N (2) E P =0.25J (3)x=0.8m ‎【解析】（1）在圆弧轨道最低点D，滑块受到的支持力N和重力mg的合力提供向心力 则：‎ 带入数据得：=7.25N ‎（2）要使滑块恰好不脱离圆弧轨道，则它在C点恰好只有重力提供向心力 即：，带入数据解得：=1m/s 则在滑块从B运动到C的过程中，根据能量守恒得：‎ 带入数据得：‎ ‎（3）用符合L表示 FG的长度，设滑块到达G点时的速度大小为，则在滑块从B运动到G的过程中，根据能量守恒定律得：‎ 滑块从G点飞出做平抛运动，所以：，‎ 联立并带入数据，解得：‎ ‎21. 在利用“插针法”测定玻璃的折射率实验中 ‎①下列操作可以减小实验误差的是 ______（填字母代号） ‎ A.P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些 B.选择平行玻璃砖进行实验 ‎ C.入射角适当大些 D.若有几块厚度不同的玻璃砖，应选用厚度较小的 ‎②正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示，此玻璃的折射率计算式为=________(用图中的α、β表示)‎ ‎③同学在画界面时，不小心将两界面的间距画得比玻璃砖宽度略大，则测得的折射率____(选填“偏大”、“偏小”或“不变”）‎ ‎【答案】 (1). AC (2). (3). 偏小 ‎【解析】试题分析：为了取得较好的实验效果，根据实验原理分析可知：玻璃砖上下表面不一定要平行，选择的入射角应尽量大些；大头针应垂直地插在纸面上；大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些，这样可以减小测量的相对误差。根据几何知识求出入射角和折射角的正弦值，再求解折射率。根据折射定律，分析入射角和折射角的误差，即可分析折射率的误差。‎ ‎（1）A、大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时，相同的距离误差，引起的角度误差会减小，角度的测量误差会小些。故A正确；作插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行。故B错误；为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，效果会更好。故C正确；若有几块厚度不同的玻璃砖，应选用厚度较大一些的，故D错误。‎ ‎（2）由图可知，入射角为 ，折射角为 ；则由折射定律可知：‎ ‎（3）用插针法“测定玻璃砖折射率”的实验原理是折射定律 ；某同学将两界面的间距画得比玻璃砖宽度略大，但在画光路图时，将入射点、出射点分别确定在ab、cd上，如图所示，入射角测量没有误差，而折射角偏大，则根据折射定律得知，测出的折射率n将偏小。‎ ‎22. 如图所示，AMB是AM和MB两段组成的绝缘轨道，其中AM段与水平面成370，轨道MB处在方向竖直向上、大小E＝5×103 N/C的匀强电场中。一质量m＝0.1 kg、电荷量q＝＋1.0×10－4 C的可视为质点的滑块以初速度v0＝6 m/s从离水平地面高h＝4.2 m处开始向下运动，经M点进入电场，从 B点离开电场, 最终停在距B点1.6m处的C点。不计经过M点的能量损失，已知滑块与轨道间的动摩擦因数μ＝0.5，求滑块：‎ ‎(1)到达M点时的速度大小；‎ ‎(2)M、B两点的距离l；‎ ‎【答案】(1)8m/s；(2)9.6m ‎【解析】试题分析：带电滑块的运动，可以分为三个过程：①进电场前斜面上的匀加速直线运动；②在电场中沿水平地面的匀减速直线运动；③离开电场后沿地面的匀减速直线运动。本题可以单纯利用牛顿运动定律和运动学的知识去计算，也可以结合能量部分来解题。‎ 解（1）方法一：在滑块从A运动到M点的过程中，由动能定理可得：‎ ‎，解得：=8m/s 方法二：在斜面上，对滑块受力分析，根据牛顿第二定律可得：‎ 根据运动学速度和位移的关系可得：，解得=8m/s ‎（2）物块离开B点后，并停在了离B点1.6m处的C点处：‎ 方法一：滑块从B到C，由动能定理得：，得=4m/s 所以，在滑块从M运动到B的过程中，根据动能定理得：‎ ‎，解得：=9.6m 方法二：滑块从B到C的过程中，由牛顿运动定律结合运动学知识，可得：‎ 同理，从滑块从M运动到B的过程中，‎ 联立上述方程，带入数据得：=9.6m ‎23. 如图所示，在x轴上方存在垂直xOy平面向外的匀强磁场，坐标原点O处有一粒子源，可向x轴和x轴上方的各个方向不断地发射速度大小均为v、质量为m、带电量为+q的同种带电粒子。在x轴上距离原点x0处垂直于x轴放置一个长度为x0、厚度不计、能接收带电粒子的薄金属板P（粒子一旦打在金属板P上，其速度立即变为零）。现在观察到沿x轴负方向射出的粒子恰好打在薄金属板的上端，且速度方向与y轴平行。不计带电粒子的重力和粒子间相互作用力。求：‎ ‎（1）磁感应强度B的大小；‎ ‎（2）被薄金属板接收的粒子在磁场运动的最短时间与最长时间；‎ ‎（3）若在y轴上另放置一个能接收带电粒子的挡板，使薄金属板P右侧不能接收到带电粒子，求挡板的最小长度 ‎【答案】(1) (2)、 (3) ‎ ‎【解析】（1）设粒子做圆周运动的半径为R。根据牛顿第二定律，得，‎ 由几何关系，得，联立解得；‎ ‎（2）带电粒子在磁场中的运动周期为T，则有；‎ 打在P左侧下端的粒子在磁场中运动的时间最短：‎ 由几何关系可知：打在P左侧下端的粒子在磁场中偏转的角度是；‎ 运动的最短时间，联立解得；‎ 打在P右侧下端的粒子在磁场中运动的时间最长：‎ 由几何关系可知：打在P左侧下端的粒子在磁场中偏转的角度是；‎ 运动的最短时间，联立解得；‎ ‎（3）作图得出使薄金属板右侧能接收到带电粒子的运动轨迹中，打在最上面的点的轨迹与打在最下面的粒子的轨迹如图，挡板的位置在图中的MN出即可满足题目的要求。‎ 打在最上面的点：；‎ 打在最下面的点：；‎ 挡板的最小长度：．‎ ‎ ‎ ‎ ‎