江西省上饶市上饶中学2017届高三下学期综合物理试卷（二）

江西省上饶市上饶中学2017届高三下学期综合物理试卷（二）

‎2016-2017学年江西省上饶市上饶中学高三（下）综合物理试卷（二）‎ ‎　‎ 二、选择题：（本大题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，14～18小题，只有一个选项符合题目要求，19～21小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．伽利略在研究自由落体运动时，做了如下的实验：他让一个铜球从阻力很小（可忽略不计）的斜面上由静止开始滚下，并且做了上百次．假设某次实验伽利略是这样做的：在斜面上任取三个位置A、B、C，让小球分别由A、B、C滚下，如图所示．设A、B、C与斜面底端的距离分别为s1、s2、s3，小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为t1、t2、t3，小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为υ1、υ2、υ3，则下列关系式中正确、并且是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动的是（　　）‎ A．‎ B．‎ C．s1﹣s2=s2﹣s3‎ D．‎ ‎2．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0～x2段是关于直线x=x1对称的曲线，x2～x3段是直线，则下列说法正确的是（　　）‎ A．x1处电场强度最小，但不为零 B．粒子在0～x2段做匀变速运动，x2～x3段做匀速直线运动 C．在0、x1、x2、x3处电势φ0、φ1，φ2，φ3，的关系为φ3＞φ2=φ0＞φ1‎ D．x2～x3段的电场强度大小方向均不变，为一定值 ‎3．如图，固定斜面，CD段光滑，DE段粗糙，A、B两物体叠放在一起从C点由静止下滑，下滑过程中A、B保持相对静止，则（　　）‎ A．在CD段时，A受三个力作用 B．在DE段时，A可能受三个力作用 C．在DE段时，A受摩擦力方向一定沿斜面向上 D．整个下滑过程中，A、B均处于失重状态 ‎4．2016年8月16日1时40分，我国在酒泉卫星发射中心成功将世界首颗量子卫星“墨子号”发射升空，在距离地面高度为h的轨道上运行．设火箭点火后在时间t内竖直向上匀加速飞行，匀加速过程的末速度为v，这一过程对应的质量为m，认为“墨子号”最终在轨道上做匀速圆周运动，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略时间t内火箭的质量变化，不考虑空气阻力的影响，下列说法不正确的是（　　）‎ A．“墨子号”在最终轨道上绕地球运行的周期为 B．火箭竖直向上匀加速飞行的过程中克服重力做功的平均功率为mgv C．地球的平均密度为 D．火箭竖直向上匀加速过程中的推力为 ‎5．如图所示，在倾角为θ的固定斜面顶端A以初速度v0水平抛出一个可视为质点的小球，小球最后落在斜面上的B点．从小球运动轨迹上离斜面最远处的C点作斜面的垂线，与斜面的交点为D，且CD=H，AD=x1，BD=x2，不计空阻力，下列说法正确的是（　　）‎ A．一定有x1＞x2 B．x1、x2的大小关系与H有关 C．x1、x2的大小关系与v0有关 D．一定有x1＜x2‎ ‎6．如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头．在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则（　　）‎ A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大 B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小 C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大 D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小 ‎7．如图所示，两块平行金属板，两板间电压可从零开始逐渐升高到最大值，开始静止的带电粒子带电荷量为+q，质量为m （不计重力），从点P经电场加速后，从小孔Q进入右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界，它与极板的夹角为θ=30°，小孔Q到板的下端C的距离为L，当两板间电压取最大值时，粒子恰好垂直CD边射出，则（　　）‎ A．两板间电压的最大值Um=‎ B．两板间电压的最大值Um=‎ C．能够从CD边射出的粒子在磁场中运动的最长时间tm=‎ D．能够从CD边射出的粒子在磁场中运动的最长时间tm=‎ ‎8．在绝缘的水平桌面上有MN、PQ两根平行的光滑金属导轨，导轨间的距离为l．金属棒ab和cd垂直放在导轨上，两棒正中间用一根长l的绝缘细线相连．棒ab右侧有一直角三角形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，三角形的两条直角边长均为l，整个装置的俯视图如图所示．从图示位置在棒ab上加水平拉力F，使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区，则金属棒ab中感应电流i和绝缘细线上的张力大小F随时间t变化的图象可能正确的是（金属棒ab中电流方向由a到b为正） （　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎　‎ 三、非选择题：包括必考题和选考题两部分．第22题～第32题为必考题，每个小题考生都必须作答．第33题～第40题为选考题，考生根据要求作答．（一）必考题（11题共130分）‎ ‎9．传感器是一种将非电学量转换成电信号的检测装置．它是实现自动检测和自动控制的首要环节．某物理课外活动小组利用力传感器和位移传感器进一步探究变力作用下的动能定理．如图甲所示，他们用力传感器通过定滑轮直接拉固定在小车上的细绳，测出拉力F；用位移传感器测出小车的位移s和瞬时速度．已知小车质量为200g．‎ ‎（1）某次实验得出拉力F随位移s变化规律如图乙所示，速度v随位移s变化规律如图丙所示．利用所得的F﹣s图象，求出s=0.30m到0.52m过程中力F做功W=　　J，此过程动能的变化△Ek=　　J（保留2位有效数字）．‎ ‎（2）下列情况中可减小实验误差的操作是　　．（填选项前的字母，可能不止一个选项）‎ A．使拉力F要远小于小车的重力 B．实验时要先平衡摩擦力 C．要使细绳与滑板表面平行．‎ ‎10．小王和小李两同学分别用电阻箱、电压表测量不同电源的电动势和内阻．‎ ‎（1）小王所测电源的内电阻r1较小，因此他在电路中接入了一个阻值为2.0Ω的定值电阻R0，所用电路如图甲所示．‎ ‎①请用笔画线代替导线将图乙所示器材连接成完整的实验电路 ‎②闭合开关S，调整电阻箱的阻值R，读出电压表相应的示数U，得到了一组U、R数据．为了比较准确地得出实验结论，小王同学准备用直线图象来处理实验数据，图象的纵坐标表示电压表读数U，则图象的横坐标表示的物理量应该是　　．‎ ‎（2）小李同学所测电源的电动势E2约为9V，内阻r2为35～55Ω，允许通过的最大电流为50mA．小李同学所用电路如图丙所示，图中电阻箱R的阻值范围为0～9999Ω．‎ ‎①电路中R0为保护电阻．实验室中备有以下几种规格的定值电阻，本实验中应选用　　．‎ A．20Ω，125mA B．50Ω，20mA C．150Ω，60mA D．1500Ω，5mA ‎②实验中通过调节电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值R及相应的电压表的示数U，根据测得的多组数据，作出﹣图线，图线的纵轴截距为a，图线的斜率为b，则电源的电动势E2=　　，内阻r2=　　．‎ ‎　‎ 三、解答题（共2小题，满分32分）‎ ‎11．如图所示，MN、PQ两平行光滑水平导轨分别与半径r=0.5m的相同竖直半圆导轨在N、Q端平滑连接，M、P端连接定值电阻R，质量M=2kg的cd绝缘杆垂直静止在水平导轨上，在其右侧至N、Q端的区域内充满竖直向上的匀强磁场．现有质量m=1kg的ab金属杆以初速度v0=12m/s水平向右与cd绝缘杆发生正碰后，进入磁场并最终未滑出，cd绝缘杆则恰好能通过半圆导轨最高点，不计其它电阻和摩擦，ab金属杆始终与导轨垂直且接触良好，取g=10m/s2，求：‎ ‎（1）cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时的速度大小v；‎ ‎（2）电阻R产生的焦耳热Q．‎ ‎12．如图所示，竖直放置的平行金属板A、B间电压为U0，在B板右侧CDMN矩形区域存在竖直向下的匀强电场，DM边长为L，CD边长为L，紧靠电场右边界存在垂直纸面水平向里的有界匀强磁场，磁场左右边界为同心圆，圆心O在CDMN矩形区域的几何中心，磁场左边界刚好过M、N两点．质量为m、电荷量为+q的带电粒子，从A板由静止开始经A、B极板间电场加速后，从边界CD中点水平向右进入矩形区域的匀强电场，飞出电场后进入匀强磁场．当矩形区域中的场强取某一值时，粒子从M点进入磁场，经磁场偏转后从N点返回电场区域，且粒子在磁场中运动轨迹恰与磁场右边界相切，粒子的重力忽略不计，sin37°=0.6，cos37°=0.8．‎ ‎（1）求粒子离开B板时的速度v1；‎ ‎（2）求磁场右边界圆周的半径R；‎ ‎（3）将磁感应强度大小和矩形区域的场强大小改变为适当值时，粒子从MN间飞入磁场，经磁场偏转返回电场前，在磁场中运动的时间有最大值，求此最长时间tm．‎ ‎　‎ 四、[物理-选修3-4]‎ ‎13．一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x=12m处的质元的振动图线如图1所示，在x=18m处的质元的振动图线如图2所示．下列说法正确的是（　　）‎ A．该波的周期为12s B．x=12m处的质元在平衡位置向上振动时，x=18m处的质元在波峰 C．在0～4s内x=12m处和x=18m处的质元通过的路程均为6cm D．该波的波长可能为8m E．该波的传播速度可能为2m/s ‎14．如图，有一玻璃圆柱体，横截面半径为R=10cm，长为L=100cm．一点光源在玻璃圆柱体中心轴线上的A点，与玻璃圆柱体左端面距离d=4cm，点光源向各个方向发射单色光，其中射向玻璃圆柱体从左端面中央半径为r=8cm圆面内射入的光线恰好不会从柱体侧面射出．光速为c=3×108m/s；求：‎ ‎（i）玻璃对该单色光的折射率；‎ ‎（ii）该单色光通过玻璃圆柱体的最长时间．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年江西省上饶市上饶中学高三（下）综合物理试卷（二）‎ 参考答案与试题解析 ‎　‎ 二、选择题：（本大题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，14～18小题，只有一个选项符合题目要求，19～21小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．伽利略在研究自由落体运动时，做了如下的实验：他让一个铜球从阻力很小（可忽略不计）的斜面上由静止开始滚下，并且做了上百次．假设某次实验伽利略是这样做的：在斜面上任取三个位置A、B、C，让小球分别由A、B、C滚下，如图所示．设A、B、C与斜面底端的距离分别为s1、s2、s3，小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为t1、t2、t3，小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为υ1、υ2、υ3，则下列关系式中正确、并且是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动的是（　　）‎ A．‎ B．‎ C．s1﹣s2=s2﹣s3‎ D．‎ ‎【考点】伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法．‎ ‎【分析】小球在斜面上做匀变速直线运动，由运动学公式可判断各项是否正确；同时判断该结论是否由伽利略用来证明匀变速运动的结论．‎ ‎【解答】解：A、小球在斜面上三次运动的位移不同，末速度一定不同，故A错误；‎ B、由v=at可得，a=，三次下落中的加速度相同，故公式正确，但是不是当是伽利略用来证用匀变速直线运动的结论；故B错误；‎ C、由图可知及运动学规律可知，s1﹣s2＞s2﹣s3，故C错误；‎ D、由运动学公式可知，，a= 故三次下落中位移与时间平方向的比值一定为定值，伽利略正是用这一规律说明小球沿光滑斜面下滑为匀变速直线运动，故D正确；‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎2．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0～x2段是关于直线x=x1对称的曲线，x2～x3段是直线，则下列说法正确的是（　　）‎ A．x1处电场强度最小，但不为零 B．粒子在0～x2段做匀变速运动，x2～x3段做匀速直线运动 C．在0、x1、x2、x3处电势φ0、φ1，φ2，φ3，的关系为φ3＞φ2=φ0＞φ1‎ D．x2～x3段的电场强度大小方向均不变，为一定值 ‎【考点】电势能．‎ ‎【分析】根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，场强与电势的关系：E=，结合分析图象斜率与场强的关系，即可求得原点O处的电场强度；速度根据能量守恒判断；‎ 根据斜率读出场强的变化，由F=qE，分析电场力的变化，由牛顿第二定律判断加速度的变化，即可分析粒子的运动性质．‎ ‎【解答】解：‎ A、根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，场强与电势的关系：E=，得：E=•．Ep﹣x图象切线的斜率等于，根据数学知识可知，x1处切线斜率为零，则x1处电场强度为零，故A错误．‎ B、D：由图看出在0～x1段图象切线的斜率不断减小，由上式知场强减小，粒子所受的电场力减小，加速度减小，做非匀变速运动．x1～x2段图象切线的斜率不断增大，场强增大，粒子所受的电场力增大，做非匀变速运动．x2～x3段斜率不变，场强不变，即电场强度大小和方向均不变，粒子所受的电场力不变，做匀变速直线运动，故B错误，D正确．‎ C、根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，粒子带负电，q＜0，则知：电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有：φ3＜φ2=φ0＜φ1．故C错误．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎3．如图，固定斜面，CD段光滑，DE段粗糙，A、B两物体叠放在一起从C点由静止下滑，下滑过程中A、B保持相对静止，则（　　）‎ A．在CD段时，A受三个力作用 B．在DE段时，A可能受三个力作用 C．在DE段时，A受摩擦力方向一定沿斜面向上 D．整个下滑过程中，A、B均处于失重状态 ‎【考点】物体的弹性和弹力；超重和失重．‎ ‎【分析】根据牛顿第二定律求出整体的加速度，隔离对A分析，判断B对A是否有摩擦力．‎ ‎【解答】解：A、在CD段，整体的加速度为：a=‎ ‎=gsinθ，隔离对A分析，有：mAgsinθ+fA=mAa，解得：fA=0，可知A受重力和支持力两个力作用．故A错误．‎ B、设DE段物块与斜面间的动摩擦因数为μ，在DE段，整体的加速度为：a==gsinθ﹣μgcosθ，隔离对A分析，有：mAgsinθ+fA=mAa，解得：fA=﹣μmAgcosθ，方向沿斜面向上．若匀速运动，A受到静摩擦力也是沿斜面向上，所以A一定受三个力．故B错误，C正确．‎ D、整体下滑的过程中，CD段加速度沿斜面向下，A、B均处于失重状态．在DE段，可能做匀速直线运动，不处于失重状态．故D错误．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎4．2016年8月16日1时40分，我国在酒泉卫星发射中心成功将世界首颗量子卫星“墨子号”发射升空，在距离地面高度为h的轨道上运行．设火箭点火后在时间t内竖直向上匀加速飞行，匀加速过程的末速度为v，这一过程对应的质量为m，认为“墨子号”最终在轨道上做匀速圆周运动，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略时间t内火箭的质量变化，不考虑空气阻力的影响，下列说法不正确的是（　　）‎ A．“墨子号”在最终轨道上绕地球运行的周期为 B．火箭竖直向上匀加速飞行的过程中克服重力做功的平均功率为mgv C．地球的平均密度为 D．火箭竖直向上匀加速过程中的推力为 ‎【考点】万有引力定律及其应用．‎ ‎【分析】根据运动学公式求出加速度，由牛顿第二定律求出推力；根据P=mg求克服重力做功的平均功率；由重力等于万有引力求地球的质量，再根据求地球的密度；“墨子号”绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力求出周期 ‎【解答】解：A、“墨子号”最终稳定时轨道半径R+‎ h，根据万有引力提供向心力有G =m（R+h）‎ 解得：T===，故A正确；‎ B、根据P=F，所以火箭竖直向上匀加速飞行过程中克服重力做功的平均功率P=mg•=mg•=mgv，故B正确；‎ C、根据mg=G，得地球质量M=，地球的平均密度ρ===，故C正确；‎ D、火箭竖直向上匀加速过程的加速度a=，根据牛顿第二定律F﹣mg=ma，得推力F=mg+ma=mg+，故D错误；‎ 本题选错误的，故选：D ‎　‎ ‎5．如图所示，在倾角为θ的固定斜面顶端A以初速度v0水平抛出一个可视为质点的小球，小球最后落在斜面上的B点．从小球运动轨迹上离斜面最远处的C点作斜面的垂线，与斜面的交点为D，且CD=H，AD=x1，BD=x2，不计空阻力，下列说法正确的是（　　）‎ A．一定有x1＞x2 B．x1、x2的大小关系与H有关 C．x1、x2的大小关系与v0有关 D．一定有x1＜x2‎ ‎【考点】平抛运动．‎ ‎【分析】根据平抛运动的规律得出从A到C与C到B的时间关系，再采用正交分解法研究平行于斜面的运动，即可分析x1与x2的关系．‎ ‎【解答】解：在C点，小球的速度方向与斜面平行，则 tanθ==‎ 可得，小球从A到C的时间为 t=‎ 小球从A到B的时间为t′，则tanθ===‎ 解得：t′==2t 所以从A到C的时间与从C到B的时间相等．‎ 将小球的运动沿斜面和垂直斜面方向进行正交分解，沿斜面方向做匀加速直线运动，一定有x1＜x2．故D正确，ABC错误；‎ 故选：D ‎　‎ ‎6．如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头．在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则（　　）‎ A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大 B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小 C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大 D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小 ‎【考点】变压器的构造和原理．‎ ‎【分析】保持Q位置不动，则输出电压不变，保持P位置不动，则负载不变，再根据变压器的特点分析．‎ ‎【解答】解：AB、在原、副线圈匝数比一定的情况下，变压器的输出电压由输入电压决定．因此，当Q位置不变时，输出电压不变，此时P向上滑动，负载电阻值增大，则输出电流减小，电流表的读数I变小，故A错误，B正确；‎ CD、P位置不变，将Q向上滑动，则输出电压变大，输出电流变大，则电流表的读数变大，故C正确，D错误；‎ 故选：BC．‎ ‎　‎ ‎7．如图所示，两块平行金属板，两板间电压可从零开始逐渐升高到最大值，开始静止的带电粒子带电荷量为+q，质量为m （不计重力），从点P经电场加速后，从小孔Q进入右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界，它与极板的夹角为θ=30°，小孔Q到板的下端C的距离为L，当两板间电压取最大值时，粒子恰好垂直CD边射出，则（　　）‎ A．两板间电压的最大值Um=‎ B．两板间电压的最大值Um=‎ C．能够从CD边射出的粒子在磁场中运动的最长时间tm=‎ D．能够从CD边射出的粒子在磁场中运动的最长时间tm=‎ ‎【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）粒子恰好垂直打在CD板上，根据粒子的运动的轨迹，可以求得粒子运动的半径，由半径公式可以求得电压的大小；‎ ‎（2）打在QE间的粒子在磁场中运动的时间最长，均为半周期，根据周期公式即可求解．‎ ‎【解答】解：M、N两板间电压取最大值时，粒子恰好垂直打在CD板上，所以圆心在C点，CH=CQ=L，故半径R1=L 洛伦兹力提供向心力可得：qvB=m①‎ 根据动能定理可得：qUm=②‎ 联立①②可得：Um=‎ 故A错误，B正确，‎ 分析可知，T=③‎ 联立①③可得T=④‎ 能够从CD边射出的粒子在磁场中运动的最长时间最长的粒子，其轨迹与CD边相切与K点 最长时间tm=T ⑤‎ 联立④⑤式得tm=‎ 故D错误，C正确 故选：BC ‎　‎ ‎8．在绝缘的水平桌面上有MN、PQ两根平行的光滑金属导轨，导轨间的距离为l．金属棒ab和cd垂直放在导轨上，两棒正中间用一根长l的绝缘细线相连．棒ab右侧有一直角三角形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，三角形的两条直角边长均为l，整个装置的俯视图如图所示．从图示位置在棒ab上加水平拉力F，使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区，则金属棒ab中感应电流i和绝缘细线上的张力大小F随时间t变化的图象可能正确的是（金属棒ab中电流方向由a到b为正） （　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】导体切割磁感线时的感应电动势．‎ ‎【分析】在金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区的过程中，ab棒或cd棒切割磁感线，由E=BLv分析感应电动势的变化，判断感应电流大小的变化，由楞次定律分析感应电流的方向．由F=BIL得到安培力的表达式，再由平衡条件分析F的变化．‎ ‎【解答】解：在ab棒通过磁场的时间内，ab棒切割磁感线的有效长度均匀增大，由E=BLv分析可知，ab产生的感应电动势均匀增大，则感应电流均匀增大，由楞次定律知感应电流的方向由b到a，为负值．根据cd棒受力平衡知，细线上的张力F为0；‎ 在cd棒通过磁场的时间内，cd棒切割磁感线的有效长度均匀增大，由E=BLv分析可知，cd产生的感应电动势均匀增大，则感应电流均匀增大，由楞次定律知感应电流的方向由a到b，为正负值．根据cd棒受力平衡知，细线上的张力F=BIL=，L均匀增大，则F非线性增大．故ACD错误，B正确．‎ 故选：B．‎ ‎　‎ 三、非选择题：包括必考题和选考题两部分．第22题～‎ 第32题为必考题，每个小题考生都必须作答．第33题～第40题为选考题，考生根据要求作答．（一）必考题（11题共130分）‎ ‎9．传感器是一种将非电学量转换成电信号的检测装置．它是实现自动检测和自动控制的首要环节．某物理课外活动小组利用力传感器和位移传感器进一步探究变力作用下的动能定理．如图甲所示，他们用力传感器通过定滑轮直接拉固定在小车上的细绳，测出拉力F；用位移传感器测出小车的位移s和瞬时速度．已知小车质量为200g．‎ ‎（1）某次实验得出拉力F随位移s变化规律如图乙所示，速度v随位移s变化规律如图丙所示．利用所得的F﹣s图象，求出s=0.30m到0.52m过程中力F做功W=　0.17　J，此过程动能的变化△Ek=　0.15　J（保留2位有效数字）．‎ ‎（2）下列情况中可减小实验误差的操作是　BC　．（填选项前的字母，可能不止一个选项）‎ A．使拉力F要远小于小车的重力 B．实验时要先平衡摩擦力 C．要使细绳与滑板表面平行．‎ ‎【考点】探究影响摩擦力的大小的因素．‎ ‎【分析】①根据F﹣s图象s=0.30m和0.52m所对应的力的大小，由于力是均匀变化的，根据求出F的平均值，然后即可求出功的大小；在速度v随位移s变化图象上求出s=0.30m时的速度大小和s=0.52m时的速度大小，即可求出动能的变化；‎ ‎②当平衡了摩擦力和细绳与滑板表面平行时，绳子上的拉力才等于小车所受合外力．‎ ‎【解答】解：①根据F﹣s图象图象可知，当s1=0.30m时，F1=1.00N，s2=0.52m时，F2=0.56N，‎ 因此：W==0.172J，‎ 速度v随位移s变化图象可知：‎ s1=0.30m，v1=0，s2=0.52m时，v2=1.24m/s ‎=0.15J ‎②该实验中不是利用悬挂的重物的重力表示绳子的拉力，而是直接测量出绳子的拉力，因此不需要使拉力F要远小于小车的重力，故A错误；‎ 当平衡了摩擦力和细绳与滑板表面平行时，绳子上的拉力才等于小车所受合外力，故BC正确；‎ 故答案为：（1）0.17，0.15． （2）BC．‎ ‎　‎ ‎10．小王和小李两同学分别用电阻箱、电压表测量不同电源的电动势和内阻．‎ ‎（1）小王所测电源的内电阻r1较小，因此他在电路中接入了一个阻值为2.0Ω的定值电阻R0，所用电路如图甲所示．‎ ‎①请用笔画线代替导线将图乙所示器材连接成完整的实验电路 ‎②闭合开关S，调整电阻箱的阻值R，读出电压表相应的示数U，得到了一组U、R数据．为了比较准确地得出实验结论，小王同学准备用直线图象来处理实验数据，图象的纵坐标表示电压表读数U，则图象的横坐标表示的物理量应该是　　．‎ ‎（2）小李同学所测电源的电动势E2约为9V，内阻r2为35～55Ω，允许通过的最大电流为50mA．小李同学所用电路如图丙所示，图中电阻箱R的阻值范围为0～9999Ω．‎ ‎①电路中R0为保护电阻．实验室中备有以下几种规格的定值电阻，本实验中应选用　C　．‎ A．20Ω，125mA B．50Ω，20mA C．150Ω，60mA D．1500Ω，5mA ‎②实验中通过调节电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值R及相应的电压表的示数U，根据测得的多组数据，作出﹣图线，图线的纵轴截距为a，图线的斜率为b，则电源的电动势E2=　　，内阻r2=　　．‎ ‎【考点】测定电源的电动势和内阻．‎ ‎【分析】（1）根据电路图连接实物图，根据闭合电路欧姆定律求出求解；‎ ‎（2）先求出电路最小总电阻，从而选择定值电阻的规格，根据闭合电路欧姆定律求出关于的表达式，再结合图象的斜率和截距求解即可．‎ ‎【解答】解：（1）①根据电路图，实物图连接如图所示：‎ ‎②根据欧姆定律可知：E1=U+（R0+r1），可得U=E1﹣（R0+r1），故横坐标为．‎ ‎（2）①电路最小总电阻约为Rmin=Ω=180Ω，为保护电路安全，保护电阻应选C；‎ ‎②在闭合电路中，电源电动势为E2=U+Ir2=U+r2，则=•+，‎ 则﹣图象是直线，截距a=，得E2=，斜率b=，得r2=．‎ 故答案为：（1）①如图所示；②；（2）①C；②；．‎ ‎　‎ 三、解答题（共2小题，满分32分）‎ ‎11．如图所示，MN、PQ两平行光滑水平导轨分别与半径r=0.5m的相同竖直半圆导轨在N、Q端平滑连接，M、P端连接定值电阻R，质量M=2kg的cd绝缘杆垂直静止在水平导轨上，在其右侧至N、Q端的区域内充满竖直向上的匀强磁场．现有质量m=1kg的ab金属杆以初速度v0=12m/s水平向右与cd绝缘杆发生正碰后，进入磁场并最终未滑出，cd绝缘杆则恰好能通过半圆导轨最高点，不计其它电阻和摩擦，ab金属杆始终与导轨垂直且接触良好，取g=10m/s2，求：‎ ‎（1）cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时的速度大小v；‎ ‎（2）电阻R产生的焦耳热Q．‎ ‎【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；焦耳定律．‎ ‎【分析】（1）cd杆恰好通过半圆轨道的最高点，在最高点，重力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出速度．‎ ‎（2）两杆碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律求出碰撞后ab杆的速度，然后由能量守恒定律可以求出电阻产生的焦耳热．‎ ‎【解答】解：（1）cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时，由牛顿第二定律有：Mg=M 解得：v==m/s ‎（2）碰撞后cd绝缘杆滑至最高点的过程中，由动能定理有：‎ ‎﹣Mg•2r=‎ 解得碰撞后cd绝缘杆的速度：v2=5m/s 两杆碰撞过程，动量守恒，取向右为正方向，则有：mv0=mv1+Mv2‎ 解得碰撞后ab金属杆的速度：v1=2m/s ab金属杆进入磁场后，由能量守恒定律有： =Q 解得：Q=2J 答：‎ ‎（1）cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时的速度大小v是m/s；‎ ‎（2）电阻R产生的焦耳热Q是2J．‎ ‎　‎ ‎12．如图所示，竖直放置的平行金属板A、B间电压为U0，在B板右侧CDMN矩形区域存在竖直向下的匀强电场，DM边长为L，CD边长为L，紧靠电场右边界存在垂直纸面水平向里的有界匀强磁场，磁场左右边界为同心圆，圆心O在CDMN矩形区域的几何中心，磁场左边界刚好过M、N两点．质量为m、电荷量为+q的带电粒子，从A板由静止开始经A、B极板间电场加速后，从边界CD中点水平向右进入矩形区域的匀强电场，飞出电场后进入匀强磁场．当矩形区域中的场强取某一值时，粒子从M点进入磁场，经磁场偏转后从N点返回电场区域，且粒子在磁场中运动轨迹恰与磁场右边界相切，粒子的重力忽略不计，sin37°=0.6，cos37°=0.8．‎ ‎（1）求粒子离开B板时的速度v1；‎ ‎（2）求磁场右边界圆周的半径R；‎ ‎（3）将磁感应强度大小和矩形区域的场强大小改变为适当值时，粒子从MN间飞入磁场，经磁场偏转返回电场前，在磁场中运动的时间有最大值，求此最长时间tm．‎ ‎【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）带电粒子离开B板的速度可以由动能定理求得．‎ ‎（2）由题意画出粒子在磁场中的运动轨迹，由类平抛运动运动的规律知道粒子速度的方向恰恰从板的中点射出，从而已知粒子进入磁场的速度方向，由几何关系关系就能求出粒子做圆周运动的半径，从而求出磁场右边界的半径．‎ ‎（3）粒子从不同点离开电场，在磁场中运动轨迹与右边界相切时弧长最长，且当矩形区域场强为零时，粒子进入磁场时速度最小，粒子在磁场中运动的时间最长，画出运动轨迹，确定偏转角，从而求出最短时间．‎ ‎【解答】解：（1）粒子从A到B的加速过程中，由动能定理有：‎ ‎ 解得 ‎ ‎（2）如图所示，粒子刚好沿着磁场右边界到达N点 ‎ 图中，θ=37° ‎ ‎ 带点粒子在磁场中做圆周运动的半 ‎ 则磁场区域的半径：‎ ‎（3）粒子从同一点离开电场时，在磁场中运动轨迹与右边界相切时弧长最长，运动时间也最长 ‎ 粒子从不同点离开电场，在磁场中运动轨迹与右边界相切时弧长最长，且当矩形区域场强为零时，‎ ‎ 粒子进入磁场时速度最小，粒子在磁场中运动的时间最长，则 ‎ 画出粒子运动轨迹如图，由几何关系知道粒子偏转360°﹣2×（90°﹣37°）=254°，则最长时间：‎ ‎ 解得 ‎ 答：（1）求粒子离开B板时的速度v1为．‎ ‎（2）求磁场右边界圆周的半径R为．‎ ‎（3）将磁感应强度大小和矩形区域的场强大小改变为适当值时，粒子从MN间飞入磁场，经磁场偏 ‎ 转返回电场前，在磁场中运动的时间有最大值，求此最长时间tm为．‎ ‎　‎ 四、[物理-选修3-4]‎ ‎13．一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x=12m处的质元的振动图线如图1所示，在x=18m处的质元的振动图线如图2所示．下列说法正确的是（　　）‎ A．该波的周期为12s B．x=12m处的质元在平衡位置向上振动时，x=18m处的质元在波峰 C．在0～4s内x=12m处和x=18m处的质元通过的路程均为6cm D．该波的波长可能为8m E．该波的传播速度可能为2m/s ‎【考点】横波的图象；波长、频率和波速的关系．‎ ‎【分析】‎ 首先明确两种图象的意义，获取相关信息，如波长、周期和振幅；利用波速、波长和周期的关系求波速；利用质点的振动情况，判断波的传播方向．‎ ‎【解答】解：A、由图可知，该波的周期为12s．故A正确；‎ B、由图可知，t=3s时刻，x=12m处的质元在平衡位置向上振动时，x=18m处的质元在波峰，故B正确；‎ C、据图2知t=2s时，在x=18m处的质元的位移为零，正通过平衡位置向上运动，在t=4s时刻，在x=18m处的质元的位移大于2cm，所以在0～4s内x=18m处的质元通过的路程小于6cm．故C错误；‎ D、由两图比较可知，x=12m处比x=18m处的质元早振动9s，即，所以两点之间的距离为：（n=0、1、2、3…）‎ 所以：（n=0、1、2、3…）‎ n=0时，波长最大，为： m．故D正确；‎ E、波的速度： m/s（n=0、1、2、3…）‎ n=0时，最大速度：v=m/s；故E错误；‎ 故选：ABD．‎ ‎　‎ ‎14．如图，有一玻璃圆柱体，横截面半径为R=10cm，长为L=100cm．一点光源在玻璃圆柱体中心轴线上的A点，与玻璃圆柱体左端面距离d=4cm，点光源向各个方向发射单色光，其中射向玻璃圆柱体从左端面中央半径为r=8cm圆面内射入的光线恰好不会从柱体侧面射出．光速为c=3×108m/s；求：‎ ‎（i）玻璃对该单色光的折射率；‎ ‎（ii）该单色光通过玻璃圆柱体的最长时间．‎ ‎【考点】光的折射定律．‎ ‎【分析】（i）光线AB从圆柱体左端面射入，其折射光BD射到柱面D点恰好发生全反射，入射角等于临界角C，由几何关系求出临界角C，再由公式sinC=求玻璃对该单色光的折射率；‎ ‎（ii）折射光BD在玻璃柱体内传播路程最长，因而传播时间最长．由几何知识求出该单色光通过玻璃圆柱体的最长路程，由求光在玻璃中传播的速度，再求最长时间．‎ ‎【解答】解：（i）由题意可知，光线AB从圆柱体左端面射入，其折射光BD射到柱面D点恰好发生全反射．‎ 设光线在B点的入射角为i．‎ 则sini==‎ 由折射定律得：‎ ‎ n=‎ ‎ sinC=‎ 根据几何知识得：sinθ=cosC=‎ 得：n=‎ ‎（ii） 折射光BD在玻璃柱体内传播路程最长，因而传播时间最长．最长的路程为：‎ S==nL ‎ 光在玻璃中传播的速度为：v=‎ 则该单色光通过玻璃圆柱体的最长时间为：t===6×10﹣9s 答：（i）玻璃对该单色光的折射率是；‎ ‎（ii）该单色光通过玻璃圆柱体的最长时间是6×10﹣9s．‎ ‎　‎ ‎2017年4月15日