四川省广元市2016届高考物理二模试卷

四川省广元市2016届高考物理二模试卷

‎2016年四川省广元市高考物理二模试卷 ‎　‎ 一、选择题：共7题，每题6分．其中1～5题为单项选择题；6～7题为多项选择题．每题全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．‎ ‎1．在平直公路上行驶的a车和b车，其位移﹣时间图象分别为图中直线a和曲线b，由图可知（　　）‎ A．b车运动方向始终不变 B．在t1时刻a车的位移大于b车 C．t1到t2时间内某时刻两车的速度相同 D．t1到t2时间内a车的平均速度小于b车 ‎2．如图所示，A、B、C为等腰三棱镜，a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜，两束光在AB面上的入射点到OC的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，则以下判断正确的是（　　）‎ A．在真空中，a光折射率小于b光折射率 B．在真空中，a光波长大于b光波长 C．a光通过棱镜的时间大于b光通过棱镜的时间 D．a、b两束光从同一介质射入真空的过程中，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角 ‎3．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.1s时刻的波形如图中虚线所示．波源不在坐标原点O，P是传播介质中离坐标原点2.5m处的一个质点．则以下说法正确的是（　　）‎ A．波的传播速度可能为50m/s B．波的频率可能为7.5Hz C．质点P的振幅小于0.1m D．在t=0.1s时刻与P相距5m处的质点一定向下振动 ‎4．在如图甲所示的电路中，理想变压器原副线圈匝数比为5：1，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），图中电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小．下列说法中正确的是（　　）‎ A．电压表的示数为44V B．图乙中电压的有效值为220V C．R处出现火灾时电流表示数减小 D．R处出现火灾时电阻R0消耗的电功率增大 ‎5．某行星外围有一圈厚度为d的发光的物质，简化为如图甲所示模型，R为该行星除发光带以外的半径；现不知发光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，某科学家做了精确地观测后发现：发光带绕行星中心的运行速度与到行星中心的距离r的关系如图乙所示（图中所标v0为已知），则下列说法正确的是（　　）‎ A．发光带是该行星的组成部分 B．行星表面的重力加速度g=‎ C．该行星的质量 D．该行星的平均密度为 ‎6．如图所示，A、B为水平放置的平行正对金属板，在板中央分别有一小孔M、N，D为理想二极管，R为滑动变阻器．闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电荷的带电小球从M、N的正上方P点由静止释放，小球恰好能运动至小孔N处．则下列说法中正确的有（　　）‎ A．若仅将A板上移，带电小球将无法运动至N处 B．若仅将B板上移，带电小球将从小孔N穿出 C．若仅将变阻器的滑片上移，带电小球仍将恰好运动至小孔N处 D．断开开关S，从P处将小球由静止释放，带电小球仍将恰好运动至小孔N处 ‎7．如图所示，是一儿童游戏机的工作示意图．游戏机的光滑面板与水平面成一夹角θ，半径为R的四分之一圆弧轨道BC与AB管道相切于B点，C点为圆弧轨道最高点，轻弹簧下端固定在AB管道的底端，上端系一轻绳，绳通过弹簧内部连一手柄P．将球投入AB管内，缓慢下拉手柄使弹簧被压缩，释放手柄，弹珠被弹出，与游戏面板内的障碍物发生一系列碰撞后落入弹槽里，根据入槽情况可以获得不同的奖励．假设所有轨道均光滑，忽略空气阻力，弹珠可视为质点．某次缓慢下拉手柄，使弹珠距B点为L，释放手柄，弹珠被弹出，到达C点时速度为v，下列说法正确的是（　　）‎ A．弹珠从释放手柄开始到触碰障碍物之前的过程中机械能守恒 B．此过程中，弹簧的最大弹性势能为mg（L+R） sinθ+mv2‎ C．弹珠脱离弹簧的瞬间，其动能和重力势能之和达到最大 D．调整手柄的位置使L变化，可以使弹珠从C点离开后做匀变速直线运动，直到碰到障碍物 ‎　‎ 二、非选择题共68分）‎ ‎8．某实验小组要探究力对物体做功与物体获得速度的关系，选取的实验装置如图甲所示．实验主要步骤如下：‎ ‎①实验时，在未连接橡皮筋时将木板的左端用小木块垫起，不断调整使木板倾斜合适的角度，轻推小车，使小车匀速下滑，这样做的目的是　　；‎ ‎②使小车在一条橡皮筋的作用下由某位置静止弹出沿木板滑行，橡皮筋对小车做功为W；再用完全相同的2条、3条…橡皮筋同时作用于小车，每次均由静止在　　（填“相同”或“不同”）位置释放小车，使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W、…‎ ‎③分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度v1、v2、v3、…，作出W﹣v图象，则图乙中符合实际的图象是　　（填字母序号）‎ ‎9．（11分）某实验探究小组为了测量电流表G1内阻r1，设计的电路如图甲所示．实验中供选择的仪器如下：‎ 待测电流表G1（0～5mA，内阻约300Ω）‎ 电流表G2（0～10mA，内阻约100Ω）‎ 定值电阻R1（300Ω）‎ 定值电阻R2（10Ω）‎ 滑动变阻器R3（0～1 000Ω）‎ 滑动变阻器R4（0～20Ω）‎ 电键S及导线若干 干电池（1.5V）‎ ‎（1）定值电阻应选　　，滑动变阻器应选　　．‎ ‎（2）对照电路图用笔画线代替导线连接如图乙所示实物图．‎ ‎（3）主要的实验步骤如下：‎ A．按图甲所示电路图连接电路，将滑动变阻器的触头移至最　　（填“左”、“右”）端；‎ B．闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录G1和G2的读数I1和I2；‎ C．重复步骤B，多次移动滑动触头，测量多组数据；‎ D．以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如图丙所示．‎ ‎（4）根据I2﹣I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式r1=　　（用k和R1表示）．‎ ‎10．（15分）有一个冰上推木箱的游戏节目，规则是：选手们从起点开始用力推箱一段时间后，放手让箱向前滑动，若箱最后停在桌上有效区域内，视为成功；若箱最后未停在桌上有效区域内就视为失败．其简化模型如图所示，AC是长度为L1=7m的水平冰面，选手们可将木箱放在A点，从A点开始用一恒定不变的水平推力推箱，BC为有效区域．已知BC长度L2=lm，木箱的质量m=50kg，木箱与冰面间的动摩擦系数μ=0.1．某选手作用在木箱上的水平推力F=200N，木箱沿AC做直线运动，若木箱可视为质点，g取l0m/s2．那么该选手要想游戏获得成功，试求：‎ ‎（1）推力作用在木箱上时的加速度大小；‎ ‎（2）推力作用在木箱上的时间满足什么条件？‎ ‎11．（17分）如图甲所示，足够长的“U”型金属导轨固定在水平面上，金属导轨宽度L=1.0m，导轨上放有垂直导轨的金属杆P，金属杆质量为m=0.1kg，空间存在磁感应强度B=0.5T，竖直向下的匀强磁场．连接在导轨两端的电阻R=3.0Ω，金属杆的电阻r=1.0Ω，其余部分电阻不计．某时刻给金属杆一个水平向右的恒力F，金属杆P由静止开始运动，图乙是金属杆P运动过程的v﹣t图象，导轨与金属杆间的动摩擦因数μ=0.5．在金属杆P运动的过程中，第一个2s内通过金属杆P的电荷量与第二个2s内通过P的电荷量之比为3：5．g取10m/s2．求：‎ ‎（1）水平恒力F的大小；‎ ‎（2）求前2s内金属杆P运动的位移大小x1；‎ ‎（3）前4s内电阻R上产生的热量．‎ ‎12．（19分）如图所示，竖直平面内的直角坐标系xOy把空间分成四个区域，一绝缘带孔弹性挡板放置在x轴，某一端与坐标系O点重合，挡板上的小孔M距0点距离l1=9m，在y轴上的N点有一开口的小盒子，小盒子的中心距O点的距离l2=3m，空间中I、Ⅲ、Ⅳ象限存在竖直向上的匀强电场．小孔M正上方高为h处有一直径略小于小孔宽度的带正电小球（视为质点），其质量m=1.0×10﹣3kg，电荷量q=1.0×10﹣3C，若h=0.8m，某时刻释放带电小球．经t=0.55s小球到达小孔正下方l3=0.6m的S点（S未画出），不计空气阻力，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．‎ ‎（1）求小球运动到小孔M时速度的大小；‎ ‎（2）求电场强度E的大小；‎ ‎（3）若在空间中Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ象限再加一垂直纸面的匀强磁场，B=1T，适当改变h为合适的一些数值，其他条件不变，小球仍由静止释放，小球通过小孔后继续运动，小球与挡板相碰以原速度反弹，碰撞时间不计，碰撞电量不变，如果小球最后都能落入盒子的中心处，求h的可能值．‎ ‎　‎ ‎2016年四川省广元市高考物理二模试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题：共7题，每题6分．其中1～5题为单项选择题；6～7题为多项选择题．每题全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．‎ ‎1．在平直公路上行驶的a车和b车，其位移﹣时间图象分别为图中直线a和曲线b，由图可知（　　）‎ A．b车运动方向始终不变 B．在t1时刻a车的位移大于b车 C．t1到t2时间内某时刻两车的速度相同 D．t1到t2时间内a车的平均速度小于b车 ‎【考点】匀变速直线运动的图像．‎ ‎【分析】位移时间图线反映位移随时间的变化规律，图线切线的斜率表示瞬时速度，结合斜率的变化得出速度如何变化．根据位移和时间比较平均速度的大小．‎ ‎【解答】解：A、b图线切线切线先为正值，然后为负值，知b的运动方向发生变化．故A错误．‎ B、在t1时刻，两车的位移相等．故B错误．‎ C、t1到t2时间内，b图线的切线斜率在某时刻与a相同，则两车的速度可能相同．故C正确．‎ D、t1到t2时间内，两车的位移相同，时间相同，则平均速度相同．故D错误．‎ 故选：C．‎ ‎【点评】‎ 解决本题的关键知道位移时间图线的物理意义，知道图线的切线斜率表示瞬时速度，根据斜率的正负可以确定运动的方向．‎ ‎　‎ ‎2．如图所示，A、B、C为等腰三棱镜，a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜，两束光在AB面上的入射点到OC的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，则以下判断正确的是（　　）‎ A．在真空中，a光折射率小于b光折射率 B．在真空中，a光波长大于b光波长 C．a光通过棱镜的时间大于b光通过棱镜的时间 D．a、b两束光从同一介质射入真空的过程中，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角 ‎【考点】光的折射定律．‎ ‎【分析】通过光线的偏折程度，比较a、b两束光的折射率大小，判断光的频率大小，从而分析在真空中波长关系．根据v=比较两束光在棱镜中传播的速度大小，从而比较传播的时间．根据sinC=比较临界角的大小．‎ ‎【解答】解：AB、两束光折射后相交于图中的P点，则知a光偏折厉害，说明a光的折射率大于b光的折射率，则a光的频率大于b光的频率，根据c=λf，知在真空中，a光的波长小于b光波长．故A、B错误．‎ C、a光的折射率大于b光的折射率，根据v=知，a光在棱镜中传播的速度小于b光的传播速度，a光在棱镜中传播的距离比b光的大，则a光通过棱镜的时间大于b光通过棱镜的时间．故C正确．‎ D、a光的折射率大于b光的折射率，根据sinC=，知a光发生全反射的临界角小于b光发生全反射的临界角．故D错误．‎ 故选：C ‎【点评】解决本题的突破口通过光线的偏折程度比较出折射率的大小，从而可以比较出频率、波长、在介质中的速度、临界角等大小关系．‎ ‎　‎ ‎3．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.1s时刻的波形如图中虚线所示．波源不在坐标原点O，P是传播介质中离坐标原点2.5m处的一个质点．则以下说法正确的是（　　）‎ A．波的传播速度可能为50m/s B．波的频率可能为7.5Hz C．质点P的振幅小于0.1m D．在t=0.1s时刻与P相距5m处的质点一定向下振动 ‎【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．‎ ‎【分析】波沿x轴正方向传播，根据波形的平移法得到波的周期可能值，求出频率的可能值和速度的可能值．根据时间与周期的关系，确定t=0时刻质点P的位置，判断加速度方向．‎ ‎【解答】解：AB、波沿x轴正方向传播，则△t=nT+，周期为T=s，频率为f==Hz，（n=0.1.2.3…），所以波的频率可能为2.5Hz，12.5Hz，‎ 波速为v=λf=4×m/s，所以波速可能为10m/s，50m/s，90m/s，故A正确，B错误；‎ C、由图读出P点的振幅A=0.1m．故C错误．‎ D、波沿x轴正方向传播，在t=0.1s时刻与P相隔5m处的质点与P点相距1m的质点振动情况完全相同，即距原点为3.5m的质点在0.1s时刻的速度方向，沿y轴正方向．若波没有传播到此位置，则该质点不振动，故D错误．‎ 故选：A ‎【点评】本题运用波形的平移法分析时间与周期的关系，确定波的周期，是经常采用的方法．‎ ‎　‎ ‎4．在如图甲所示的电路中，理想变压器原副线圈匝数比为5：1，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），图中电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小．下列说法中正确的是（　　）‎ A．电压表的示数为44V B．图乙中电压的有效值为220V C．R处出现火灾时电流表示数减小 D．R处出现火灾时电阻R0消耗的电功率增大 ‎【考点】变压器的构造和原理；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．‎ ‎【分析】求有效值方法是将交流电在一个周期内产生热量与将恒定电流在相同时间内产生的热量相等，则恒定电流的值就是交流电的有效值．半导体热敏电阻是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的电阻，R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：根据电流的热效应×0.01=×0.02，解得U=110 V，‎ A、电压与匝数成正比，即，解得： =22 V≈31.1V，所以电压表的示数为31.1V，故A错误；‎ B、图乙中电压的有效值为110 V，故B错误；‎ C、R处温度升高时，阻值减小，由于电压不变，所以出现火警时副线圈电流增大，输出功率增大，根据输入功率等于输出功率，输入功率增大，根据，所以电表的示数增大，故C错误；‎ D、R处出现火灾时，阻值减小，由于电压不变，电流增大，‎ 消耗的功率增大，故D正确；‎ 故选：D ‎【点评】根据电流的热效应，求解交变电流的有效值是常见题型，要熟练掌握．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．‎ ‎　‎ ‎5．某行星外围有一圈厚度为d的发光的物质，简化为如图甲所示模型，R为该行星除发光带以外的半径；现不知发光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，某科学家做了精确地观测后发现：发光带绕行星中心的运行速度与到行星中心的距离r的关系如图乙所示（图中所标v0为已知），则下列说法正确的是（　　）‎ A．发光带是该行星的组成部分 B．行星表面的重力加速度g=‎ C．该行星的质量 D．该行星的平均密度为 ‎【考点】万有引力定律及其应用．‎ ‎【分析】若光带是该行星的组成部分，则其角速度与行星自转角速度相同．若光带是环绕该行星的卫星群，由万有引力提供向心力，由此列式分析．‎ ‎【解答】解：A、若光带是该行星的组成部分，则其角速度与行星自转角速度相同，应有v=ωr，v与r应成正比，与图不符，因此该光带不是该行星的组成部分，故A错误．‎ B、当r=R时有，，得行星表面的重力加速度．故B正确．‎ C、光带是环绕该行星的卫星群，由万有引力提供向心力，则有：‎ 得该行星的质量为：M=‎ 由图2知，r=R时，v=v0，则有：M=．故C错误．‎ D、该行星的平均密度为，故D错误．‎ 故选：B ‎【点评】本题运用试探法分析，关键要知道光带是该行星的组成部分时，其角速度与行星自转角速度相同．光带是环绕该行星的卫星群时，由万有引力提供向心力．‎ ‎　‎ ‎6．如图所示，A、B为水平放置的平行正对金属板，在板中央分别有一小孔M、N，D为理想二极管，R为滑动变阻器．闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电荷的带电小球从M、N的正上方P点由静止释放，小球恰好能运动至小孔N处．则下列说法中正确的有（　　）‎ A．若仅将A板上移，带电小球将无法运动至N处 B．若仅将B板上移，带电小球将从小孔N穿出 C．若仅将变阻器的滑片上移，带电小球仍将恰好运动至小孔N处 D．断开开关S，从P处将小球由静止释放，带电小球仍将恰好运动至小孔N处 ‎【考点】闭合电路的欧姆定律；匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】小球恰好能穿过小孔N，小球到达小孔N时速度恰好为零，此过程小球的重力做功等于克服电场力做功．二极管的作用可以阻止电容器上的电量流出．开关S闭合时，可以充电不能放电．开关S断开，板间场强不变，小球下落与原来同样的高度时，速度为零．‎ ‎【解答】解：A、若仅将A板上移，根据电容的决定式C=，知电容器的电容减小，由Q=CU知，电压不变，电容器的带电量要减少，由于二极管的单向导电性，阻止电容器上的电荷流出，故电容器的电量不变，根据C=，U=Ed，得到：E=，故场强不变；故到达小孔N时，重力做功小于电场力做功，可知未达到小孔N时速度已经减为零返回了；故A正确；‎ B、若仅将B板上移，根据C=，电容增加，电容器要充电；由于电压U一定，根据U=Ed，电场强度增加；故到达小孔N时，重力做功小于电场力做功，可知未达到小孔N时速度已经减为零返回了；故B错误；‎ C、将滑动变阻器的滑片上移，分压增加，故电容器的电压增加，故如果能到达小孔N，重力做功小于电场力做功，可知未达到小孔N时速度已经减为零返回了；故C错误；‎ D、断开开关S，场强不变，故小球恰好能运动至小孔N处，故D正确；‎ 故选：AD ‎【点评】本题应用动能定理分析小球的运动情况．根据动能定理：当总功为正值时，动能增加；当总功为负值时，动能减小．在分析物体的运动情况时经常用到．‎ ‎　‎ ‎7．如图所示，是一儿童游戏机的工作示意图．游戏机的光滑面板与水平面成一夹角θ，半径为R的四分之一圆弧轨道BC与AB管道相切于B点，C点为圆弧轨道最高点，轻弹簧下端固定在AB管道的底端，上端系一轻绳，绳通过弹簧内部连一手柄P．将球投入AB管内，缓慢下拉手柄使弹簧被压缩，释放手柄，弹珠被弹出，与游戏面板内的障碍物发生一系列碰撞后落入弹槽里，根据入槽情况可以获得不同的奖励．假设所有轨道均光滑，忽略空气阻力，弹珠可视为质点．某次缓慢下拉手柄，使弹珠距B点为L，释放手柄，弹珠被弹出，到达C点时速度为v，下列说法正确的是（　　）‎ A．弹珠从释放手柄开始到触碰障碍物之前的过程中机械能守恒 B．此过程中，弹簧的最大弹性势能为mg（L+R） sinθ+mv2‎ C．弹珠脱离弹簧的瞬间，其动能和重力势能之和达到最大 D．调整手柄的位置使L变化，可以使弹珠从C点离开后做匀变速直线运动，直到碰到障碍物 ‎【考点】功能关系；弹性势能；机械能守恒定律．‎ ‎【分析】机械能守恒的条件是只有重力做功．根据弹珠的受力情况来分析其运动情况．根据弹珠和弹簧组成的系统机械能守恒，分析动能和重力势能之和何时最大．并根据机械能守恒求弹簧的最大弹性势能．‎ ‎【解答】解：A、弹珠从释放手柄的过程，弹簧对弹珠做正功，其机械能增加，故A错误．‎ B、根据系统的机械能守恒得，弹簧的最大弹性势能等于弹珠在C点的机械能，为mg（L+R）sinθ+mv2．故B正确．‎ C、弹珠从释放手柄的过程，弹簧的弹力对弹珠做正功，弹珠的动能和重力势能之和不断增大，根据弹珠和弹簧组成的系统机械能守恒，知弹珠脱离弹簧的瞬间，弹簧的弹性势能全部转化为弹珠的动能和重力势能，所以此瞬间动能和重力势能之和达到最大，故C正确．‎ D、弹珠从C点离开后初速度水平向左，合力等于重力沿斜面向下的分力，两者垂直，所以弹珠做匀变速曲线运动，直到碰到障碍物．故D错误．‎ 故选：BC ‎【点评】解决本题的关键要知道弹珠的机械能不守恒，弹珠和弹簧组成的系统机械能才守恒，对系统运用机械能守恒分析这类问题．‎ ‎　‎ 二、非选择题共68分）‎ ‎8．某实验小组要探究力对物体做功与物体获得速度的关系，选取的实验装置如图甲所示．实验主要步骤如下：‎ ‎①实验时，在未连接橡皮筋时将木板的左端用小木块垫起，不断调整使木板倾斜合适的角度，轻推小车，使小车匀速下滑，这样做的目的是　平衡摩擦力　；‎ ‎②使小车在一条橡皮筋的作用下由某位置静止弹出沿木板滑行，橡皮筋对小车做功为W；再用完全相同的2条、3条…橡皮筋同时作用于小车，每次均由静止在　相同　（填“相同”或“不同”）位置释放小车，使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W、…‎ ‎③分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度v1、v2、v3、…，作出W﹣v图象，则图乙中符合实际的图象是　D　（填字母序号）‎ ‎【考点】探究功与速度变化的关系．‎ ‎【分析】①小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，需要采取平衡摩擦力的措施，即让木板倾斜，让物块重力沿斜面的分力与摩擦力平衡．‎ ‎②橡皮条拉力是变力，采用倍增法增加功，故橡皮条的伸长量应该相同；‎ ‎③根据动能定理，合力功与速度的平方是正比关系，故W﹣v图象是开口小时的抛物线 ‎【解答】解：①小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高平衡小车所受的摩擦力，让物块重力沿斜面的分力与摩擦力平衡，即mgsinθ=μmgcosθ；‎ ‎②橡皮条拉力是变力，采用倍增法增加功；即使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，这时橡皮筋对小车做的功为W，再用完全相同的2条、3条…橡皮筋作用于小车，每次由静止释放小车时橡皮筋的伸长量都相同，使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W…，即每次由静止在相同位置释放小车，‎ ‎③功与速度的平方相对应，所以图象为抛物线，D正确．‎ 故选：D 故答案为：①平衡摩擦力；②相同；③D ‎【点评】本题以探究做功和速度关系为实验命题背景考查学生对实验数据的处理和对结论的分析和评价能力，本题采用倍增法增加橡皮条的功，巧妙解决了变力做功的测量困难，注意要平衡摩擦力 ‎　‎ ‎9．（11分）（2016•广元模拟）某实验探究小组为了测量电流表G1内阻r1，设计的电路如图甲所示．实验中供选择的仪器如下：‎ 待测电流表G1（0～5mA，内阻约300Ω）‎ 电流表G2（0～10mA，内阻约100Ω）‎ 定值电阻R1（300Ω）‎ 定值电阻R2（10Ω）‎ 滑动变阻器R3（0～1 000Ω）‎ 滑动变阻器R4（0～20Ω）‎ 电键S及导线若干 干电池（1.5V）‎ ‎（1）定值电阻应选　R1　，滑动变阻器应选　R4　．‎ ‎（2）对照电路图用笔画线代替导线连接如图乙所示实物图．‎ ‎（3）主要的实验步骤如下：‎ A．按图甲所示电路图连接电路，将滑动变阻器的触头移至最　左　‎ ‎（填“左”、“右”）端；‎ B．闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录G1和G2的读数I1和I2；‎ C．重复步骤B，多次移动滑动触头，测量多组数据；‎ D．以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如图丙所示．‎ ‎（4）根据I2﹣I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式r1=　（k﹣1）R1　（用k和R1表示）．‎ ‎【考点】伏安法测电阻．‎ ‎【分析】（1）根据定值电阻阻值与待测电流表内阻相等可知将二者并联后总电流与电流表G2的满偏电流相等，所以测量电路应是将待测电流表与定值电阻R1并联后再与电流表G2串联；再根据变阻器采用分压式接法时阻值越小时调节越方便即可选出变阻器R4；‎ ‎（2）根据实物图的连接要求连接实物图；‎ ‎（3）明确闭合电键前应将滑片置于输出电压最小的一端；‎ ‎（4）根据物理规律写出I2与I1的函数表达式，然后根据斜率的概念即可求解．‎ ‎【解答】解：（1）由于定值电阻R1的电阻与待测电流表G1内阻接近相等，可将二者并联，再与电流表G2串联；‎ 由于变阻器采用分压式接法时，阻值越小调节越方便，所以变阻器应选阻值小的R4；‎ ‎（2）根据图甲所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：‎ ‎（3）A、为保护电流表，闭合开关前，应将滑片置于输出电压最小处，故应滑到最左端；‎ ‎（4）由电路图根据串并联规律应有：I1+=I2，‎ 解得：I2=（1+）I1，‎ 根据函数斜率的概念应有：k=（1+），‎ 解得：r1=（k﹣1）R1；‎ 故答案为：（1）R1，R4；（2）电路图如图所示；（3）左；（4）（k﹣1）R1．‎ ‎【点评】解答本题应明确：①设计电路时，可先画出可能的电路图，然后选择能求出待测量的电路即可；②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遇到根据图象求解的问题，首先根据物理规律写出公式，然后整理出关于阻值与横轴物理量的函数表达式，再根据斜率和截距的概念即可求解．‎ ‎　‎ ‎10．（15分）（2016•广元模拟）有一个冰上推木箱的游戏节目，规则是：选手们从起点开始用力推箱一段时间后，放手让箱向前滑动，若箱最后停在桌上有效区域内，视为成功；若箱最后未停在桌上有效区域内就视为失败．其简化模型如图所示，AC是长度为L1=7m的水平冰面，选手们可将木箱放在A点，从A点开始用一恒定不变的水平推力推箱，BC为有效区域．已知BC长度L2=lm，木箱的质量m=50kg，木箱与冰面间的动摩擦系数μ=0.1．某选手作用在木箱上的水平推力F=200N，木箱沿AC做直线运动，若木箱可视为质点，g取l0m/s2．那么该选手要想游戏获得成功，试求：‎ ‎（1）推力作用在木箱上时的加速度大小；‎ ‎（2）推力作用在木箱上的时间满足什么条件？‎ ‎【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】受力分析后，先根据牛顿第二定律求解出瓶子加速和减速时的加速度，然后根据运动学公式结合几何关系列式求解出瓶子恰好滑动到B点和C点时推力的作用时间，进而求出时间范围．‎ ‎【解答】解：（1）力F作用时瓶的加速度为a1，根据牛顿第二定律得：‎ ‎（2）要想获得游戏成功，瓶滑到B点速度正好为0，力作用时间最短，瓶滑到C点速度正好为0，力作用时间最长，设力作用时间为t，时刻的速度为v，力停止后加速度为a2，由牛顿第二定律得：‎ μmg=ma2 ‎ 解得：‎ 且v=a1t 加速运动过程中的位移 减速运动过程中的位移 要使木箱停止有效区域内，则需满足 L1﹣L2≤x1+x2≤L1‎ 解得：1s≤t 答：（1）推力作用在木箱上时的加速度大小为3m/s2；‎ ‎（2）推力作用在木箱上的时间满足的条件为1s≤t．‎ ‎【点评】本题关键找出临界情况，求出加速度后，运用运动学公式结合几何关系列式求解．‎ ‎　‎ ‎11．（17分）（2016•广元模拟）如图甲所示，足够长的“U”型金属导轨固定在水平面上，金属导轨宽度L=1.0m，导轨上放有垂直导轨的金属杆P，金属杆质量为m=0.1kg，空间存在磁感应强度B=0.5T，竖直向下的匀强磁场．连接在导轨两端的电阻R=3.0Ω，金属杆的电阻r=1.0Ω，其余部分电阻不计．某时刻给金属杆一个水平向右的恒力F，金属杆P由静止开始运动，图乙是金属杆P运动过程的v﹣t图象，导轨与金属杆间的动摩擦因数μ=0.5．在金属杆P运动的过程中，第一个2s内通过金属杆P的电荷量与第二个2s内通过P的电荷量之比为3：5．g取10m/s2．求：‎ ‎（1）水平恒力F的大小；‎ ‎（2）求前2s内金属杆P运动的位移大小x1；‎ ‎（3）前4s内电阻R上产生的热量．‎ ‎【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化．‎ ‎【分析】（1）由图乙可明确运动过程，由图乙可明确最大速度，根据导体切割磁感线的电动势E=BLv以及欧姆定律可求得感应电流和安培力，再根据平衡条件可求得水平恒力大小；‎ ‎（2）根据平均电动势规律进行分析求出电量表达式，由图求出后2s的位移；再根据电量关系可求得前2sP滑动的位移大小； ‎ ‎（3）根据功能关系进行分析，即可求出前4s内电阻R上产生的热量 ‎【解答】解：（1）由图乙可知金属杆P先作加速度减小的加速运动，2s后做匀速直线运动．‎ 当t=2s时，v=4m/s，此时感应电动势 ‎ E=Blv 感应电流I= 安培力F'=BIL= 根据牛顿运动定律有F﹣F'﹣μmg=0 解得F=0.75 N ‎（2）通过金属杆P的电荷量 ‎ q=It= 其中== 所以q=∝x（x为P的位移） 设第一个2s内金属杆P的位移为x1，第二个2s内P的位移为x2‎ 则△Φ1=BLx1‎ ‎△Φ2=BLx=BLvt 由于q1：q2=3：5‎ 联立解得x2=8m，x1=4.8m． ‎（3）前4s内由能量守恒得 F（x1+x2）=mv2+μmg（x1+x2）+Qr+QR 其中Qr：QR=r：R=1：3‎ 解得：QR=1.8J．‎ 答：（1）水平恒力F的大小为0.75N；‎ ‎（2）前2s内金属杆P运动的位移大小x1为4.8m；‎ ‎（3）前4s内电阻R上产生的热量为1.8J． ‎【点评】本题考查导体切割磁感线规律的应用，要注意明确在计算电量时要用到功能关系，而在求得电量时要注意利用平均电动势进行计算，同时还要注意共点力平衡条件的应用才能准确求解．‎ ‎　‎ ‎12．（19分）（2016•广元模拟）如图所示，竖直平面内的直角坐标系xOy把空间分成四个区域，一绝缘带孔弹性挡板放置在x轴，某一端与坐标系O点重合，挡板上的小孔M距0点距离l1=9m，在y轴上的N点有一开口的小盒子，小盒子的中心距O点的距离l2=3m，空间中I、Ⅲ、Ⅳ象限存在竖直向上的匀强电场．小孔M正上方高为h处有一直径略小于小孔宽度的带正电小球（视为质点），其质量m=1.0×10﹣3kg，电荷量q=1.0×10﹣3C，若h=0.8m，某时刻释放带电小球．经t=0.55s小球到达小孔正下方l3=0.6m的S点（S未画出），不计空气阻力，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．‎ ‎（1）求小球运动到小孔M时速度的大小；‎ ‎（2）求电场强度E的大小；‎ ‎（3）若在空间中Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ象限再加一垂直纸面的匀强磁场，B=1T，适当改变h为合适的一些数值，其他条件不变，小球仍由静止释放，小球通过小孔后继续运动，小球与挡板相碰以原速度反弹，碰撞时间不计，碰撞电量不变，如果小球最后都能落入盒子的中心处，求h的可能值．‎ ‎【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）根据自由落体运动的公式求到达小孔时的速度 ‎（2）小球受力分析，根据匀变速直线运动的规律，求出a=0，即小球匀速运动，受力平衡求E ‎（3）小球在复合场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，求出各种可能的轨迹，求出半径、速度，进而求出高度．‎ ‎【解答】解：（1）小球释放做自由落体运动有：‎ 解得：，v=4m/s ‎（2）小球进入电场后在重力和电场力作用下做直线运动，设加速度为a，根据题意有：‎ 其中=0.15s 解得：a=0‎ 表明小球进入电场后做匀速直线运动，故有：‎ qE=mg 解得：E=10V/m ‎（3）加上 匀强磁场后，小球进入复合场中做匀速圆周运动，小球进入复合场的速度垂直挡板，做圆周运动的圆心x轴上，如果与挡板相碰，其轨迹前面部分是半圆，且圆的半径R≥3m（因），R越小，小球碰撞次数越多，设经n次碰撞后小球达到N点．‎ 所以，n•2R≤9‎ 解得n≤1.5，即取n=0、1所以小球从小孔到盒子中心的运动轨迹可能有下列三种情况，由几何知识得：‎ ‎ 甲图 ‎ 代入数据解得：‎ 乙图 ‎ 代入数据解得：‎ 丙图 代入数据解得：‎ 根据，‎ 分别代入上述数据解得：‎ 答：（1）求小球运动到小孔M时速度的大小4m/s；‎ ‎（2）求电场强度E的大小10V/m；‎ ‎（3）若在空间中Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ象限再加一垂直纸面的匀强磁场，B=1T，适当改变h为合适的一些数值，其他条件不变，小球仍由静止释放，小球通过小孔后继续运动，小球与挡板相碰以原速度反弹，碰撞时间不计，碰撞电量不变，如果小球最后都能落入盒子的中心处，求h的可能值1.25m，0.45m，0.70m．‎ ‎【点评】本题是带电粒子在复合场中运动的问题，前两问较基础，第三问分析粒子在磁场中的运动的可能情况要分析到位，对学生的能力要求较高．‎ ‎　‎