2020学年贵州省毕节地区高考物理达标测试试题
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2019-2020学年高考物理模拟试卷
一、单项选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1.关于静电场的描述正确的是
A.电势降低的方向就是电场线方向
B.沿着电场线方向电场强度一定减小
C.电场中电荷的受力方向就是电场强度的方向.
D.电场中电场强度为零的地方电势不一定为零
2.空间存在一静电场,x轴上各点电势φ随x变化的情况如图所示。
若在-x0处由静止释放一带负电的粒子,该粒子仅在电场力的作用下运动到x0的过程中,下列关于带电粒子的a-t图线,v-t图线,E k-t图线,E p-t图线正确的是()
A.B.C.
D.
3.如图所示,传送带AB长为16m,水平地面BC的长为8m,传送带与水平地面之间B处由光滑小圆弧连接,物块在B处由传送带滑到水平地面速度大小不变,物块与水平地面间、传送带间的动摩擦因数均为0.5,光滑半圆形轨道CD的半径为1.25m,与水平地面相切于C点,其直径CD右侧有大小为100V/m、方向水平向左的匀强电场。
传送带以l0m/s的速度顺时针运动,带正电的物块可看成质点,其质量为5kg,带电荷量为0.5C,从静止开始沿倾角为37°的传送带顶端A滑下。
已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2,
则下列说法正确的是()
A.物块在传送带上先加速后匀速
B.物块在传送带上运动的时间为3s
C.物块到达C点时对C点的压力为306N
D.物块可以运动到D点,在D点速度为14m/s
4.一小球系在不可伸长的细绳一端,细绳另一端固定在空中某点。
这个小球动能不同,将在不同水平面内做匀速圆周运动。
小球的动能越大,做匀速圆周运动的()
A.半径越小B.周期越小
C.线速度越小D.向心加速度越小
5.如图所示,竖直直线MN的右侧有范围足够大的匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里。
正方形线框abcd
t 时刻起线框受外力拉动,水平向右匀加速运的边长为L,静止于图示位置,其右边与MN重合。
从0
动。
线框粗细均匀,其电阻沿长度分布均匀。
在运动过程中,线框a、b两点间的电势差随时间变化的特点与下列图像一致的是()
A.B.C.
D.
6.一足够长的传送带与水平面的倾角为θ,以一定的速度匀速运动,某时刻在传送带适当的位置放上具
有一定初速度的小物块,如图甲所示,以此时为计时起点t=0,小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系如图乙所示,图中取沿斜面向上的运动方向为正方向,v 1>v 2,已知传送带的速度保持不变,则( )
A .小物块与传送带间的动摩擦因数μ<tanθ
B .小物块在0~t 1内运动的位移比在t 1~t 2内运动的位移小
C .0~t 2内,传送带对物块做功为22211122
W mv mv =- D .0~t 2内物块动能变化量大小一定小于物体与皮带间摩擦而产生的热量
7.如图所示,斜面体放在水平地面上,物块在一外力F 的作用下沿斜面向下运动,斜面体始终保持静止,则( )
A .若物块做加速运动,地面对斜面体的摩擦力方向一定水平向左
B .若物块做加速运动,地面对斜面体的摩擦力方向一定水平向右
C .若物块做减速运动,地面对斜面体的摩擦力方向水平向左
D .若物块做减速运动,地面对斜面体的摩擦力方向水平向右
8.有三个完全相同的重球,在每个球和水平面间各压了一块相同的木板,并都与一根硬棒相连,棒的另一端分别与一铰链相连,三个铰链的位置如图甲、乙、丙所示。
现分别用力F 甲、F 乙、F 丙将木板水平向右匀速抽出,(水平面光滑,重球和木板是粗糙的)。
则下列关于F 甲、F 乙、F 丙大小关系判断正确的是
A .F 甲=F 乙=F 丙
B .F 甲<F 乙=F 丙
C .F 甲=F 乙< F 丙
D .F 甲<F 乙<F 丙
9.如图所示,一倾角60θ=︒、质量为M 的斜面体置于粗糙的水平面上,斜面体上固定有垂直于光滑斜面的挡板,轻质弹簧一端固定在挡板上,另一端拴接质量为m 的小球。
现对斜面体施加一水平向右的推力,整个系统向右做匀加速直线运动,已知弹簧恰好处于原长,斜面体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g ,下列说法正确的是( )
A.若增大推力,则整个系统稳定后斜面体受到的摩擦力变大B.若撤去推力,则小球在此后的运动中对斜面的压力可能为零
C.斜面对小球的支持力大小为23
3
mg
D.水平推力大小为
3
()
M m g μ
⎛⎫
++
⎪
⎪
⎝⎭
10.如图所示,绝缘水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角θ=30°.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A,细线与斜面平行,且小球A正好静止在斜面中点.在小球A的正下方地面处固定放置一带电小球B,两球相距为d.已知两球的质量均为m、电荷量均为+q,静电力常量为k,重力加速度为g,两球均可视为点电荷.则下列说法不正确的是()
A.两球之间的库仑力F=k
B.当时,斜面对小球A的支持力为
C.当时,细线上拉力为0
D.将小球B移到斜面底面左端C点,当时,斜面对小球A的支持力为0
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分
11.关于热学知识的下列叙述中正确的是()
A.布朗运动可以反映液体分子在做无规则的热运动
B.将大颗粒的盐磨成细盐,就变成了非晶体
C.只要不违反能量守恒定律的机器都是可以制造出来的
D.在绝热条件下压缩气体,气体的内能一定增加
E.某气体的摩尔体积为V ,每个气体分子的体积为V 0,则阿伏加德罗常数
N A <0
V V 12.在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是( )
A .改用红色激光
B .改用蓝色激光
C .减小双缝间距
D .将屏幕向远离双缝的位置移动
E.将光源向远离双缝的位置移动
13.牛顿在发现万有引力定律时曾用月球的运动来检验,物理学史上称为著名的“月地检验”。
已经知道地球的半径为R ,地球表面的重力加速度为g ,月球中心与地球中心距离是地球半径k 倍,根据万有引力定律,可以求得月球受到万有引力产生的加速度为a 1。
又根据月球绕地球运动周期为T ,可求得月球的向心加速度为a 2,两者数据代入后结果相等,定律得到验证。
以下说法正确的是( )
A .1g a k =
B .12g a k
= C .2
224Rk a T π= D .2224kR a T
π= 14.如图2所示是电子电路中经常用到的由半导体材料做成的转换器,它能把如图1所示的正弦式交变电压转换成如图3所示的方波式电压,转換规则:输入的交变电压绝对值低于
2m U ,输出电压为0;输入的交变电压包对值大于、等于2m U ,输出电压恒为2
m U .则
A .输出电压的頻率为50Hz
B .输出电压的颜率为100Hz
C 6m U
D .输出电压的有效值为3
m U 15.下列说法符合物理史实的有( )
A .奥斯特发现了电流的磁效应
B .库仑应用扭秤实验精确测定了元电荷e 的值
C .安培首先提出了电场的观点
D .法拉第发现了电磁感应的规律
三、实验题:共2小题
16.某同学用图(a )所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中打点计时器的电源为交流电源,可以使用的频率有20Hz 、30 Hz 和40 Hz ,打出纸带的一部分如图(b )所示.
该同学在实验中没有记录交流电的频率f,需要用实验数据和其他条件进行推算.
(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用f和图(b)中给出的物理量可以写出:在打点计时器打出B点时,重物下落的速度大小为_________,打出C点时重物下落的速度大小为________,重物下落的加速度的大小为________.
(2)已测得1s=8.89cm,2s=9.5.cm,3s=10.10cm;当重力加速度大小为9.80m/2s,试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%.由此推算出f为________ Hz.
17.实验室购买了一捆标铜导线,小明同学想通过实验测定其长度。
按照如下步骤进行操作:
(1)该同学首先使用螺旋测微器测得导线的直径如图(1)所示,则导线的直径d=___________mm;
(2)通过查阅资料查得铜的电阻率为ρ;
(3)使用多用电表欧姆档初步估测其电阻约为6Ω:
(4)为进一步准确测量导线的电阻,实验室提供以下器材:
A.直流电流表A(量程0~0.6A,内阻R A=3Ω)
B.直流电压表V1(量程0~3V,内阻约100Ω)
C.直流电压表V2(量程0~15V,内阻约100Ω)
D.滑动变阻器R1(阻值范围0~5Ω)
F.滑动变阻器R2(阻值范围0~100Ω)
G.直流电源E(输出电压3V,内阻不计)
H.开关S一个、导线若干
①为了得到尽量多的测量数据并精确的测定标铜导线的电阻,实验中应选择的电压表是___________(用所选器材前的字母表示);选择的滑动变阻器是___________(用所选器材前的字母表示);
②按实验要求在图(2)中,还需要连接的接线柱有___________(填相应接线柱的符号,如“ab”、“cd”等);
③若测得电压表的读数为U,电流表的读数为I,则可得铜导线的长度可表示为L=___________(用题目提供的已知量的字母表示);
四、解答题:本题共3题
18.如图所示,在倾角为37︒的斜面上有质量均为1kg
m=的物块A B
、,两物块用平行于斜面的细线连接,细线伸直。
若由静止释放两物块,两物块沿斜面下滑的加速度大小为2
2m/s;若用水平向左的恒力F作用在物块A上,两物块可沿斜面向上匀速运动,已知两物块与斜面间的动摩擦因数相同,重力加速度2
10m/s
g=,sin370.6
︒=,cos370.8
︒=,求:
(1)物块与斜面间的动摩擦因数;
(2)作用在物块A上的水平恒力F的大小。
19.(6分)如图1 所示,在直角坐标系xOy 中,MN 垂直x 轴于N 点,第二象限中存在方向沿y 轴负方向的匀强电场,Oy 与MN 间(包括Oy、MN)存在均匀分布的磁场,取垂直纸面向里为磁场的正
方向,其感应强度随时间变化的规律如图2 所示。
一比荷
00
q
m B t
π
=的带正电粒子(不计重力)从O 点
沿纸面以大小v0=
L
t、方向与Oy 夹角θ=60°的速度射入第一象限中,已知场强大小
23
)0
2B L
t,ON=
23
(
π
L
(1)若粒子在t=t0时刻从O 点射入,求粒子在磁场中运动的时间t1;
(2)若粒子在0~t0之间的某时刻从O 点射入,恰好垂直y 轴进入电场,之后从P 点离开电场,求从O 点射入的时刻t2以及P 点的横坐标x P;
(3)若粒子在0~t0之间的某时刻从O 点射入,求粒子在Oy 与MN 间运动的最大路程s。
20.(6分)壁厚不计的圆筒形薄壁玻璃容器的侧视图如图所示。
圆形底面的直径为2R,圆筒的高度为R。
(1)若容器内盛满甲液体,在容器中心放置一个点光源,在侧壁以外所有位置均能看到该点光源,求甲液体的折射率;
(2)若容器内装满乙液体,在容器下底面以外有若干个光源,却不能通过侧壁在筒外看到所有的光源,求乙液体的折射率。
参考答案
一、单项选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1.D
【解析】
【详解】
A.沿电场线方向电势降低,电势降低最快的方向是电场线方向,故A项错误;
B.负点电荷形成的电场,沿着电场线方向电场强度增大,故B项错误;
C.电场中正电荷的受力方向与电场强度的方向相同,电场中负电荷的受力方向与电场强度的方向相反,故C项错误;
D.电势具有相对性,电场中电场强度为零的地方电势不一定为零,故D项正确。
2.B
【解析】
【详解】
AB 、由x ϕ-图可知,图像的斜率表示电场强度,从0x -到0x 的过程中电场强度先减小后增大,受到沿x 轴正方向的电场力先减小后增大,粒子的加速度也是先减小后增大,在0x =位置加速度为零;粒子在运动过程中,粒子做加速度运动,速度越来越大,先增加得越来越慢,后增加得越来越快,故B 正确,A 错误;
C 、粒子在运动过程中,受到沿x 轴正方向的电场力先减小后增大,根据动能定理可知k E x -图像的斜率先变小再变大,在0x =位置的斜率为零,故C 错误;
D 、由于粒子带负电,根据电势能P
E q ϕ=可知,P E x -变化规律与x ϕ-变化规律相反,故D 错误; 图线正确的是选B 。
3.C
【解析】
【分析】
【详解】
AB.刚开始运动时,对物块受力分析可知
1sin 37cos37mg mg ma μ︒+︒=
解得
a 1=10m/s 2
物块与传送带达到共同速度时
11v a t =
解得
t 1=ls
物块的位移
211152
x a t m == 此后对物块受力分析可知
2sin 37cos37mg mg ma μ︒-︒=
解得a 2=2m/s 2,物块在传送带上的第二段运动
222212
AB L x vt a t -=+ 解得t 2=1s ,物块在传送带上运动的时间
122s t t t =+=
物体在传送带上先以a 1=10 m/s 2加速,再以a 2=2m/s 2加速,AB 错误;
C.物块到达传送带底端的末速度
22212m/s v v a t =+=
在水平地面BC 上,物块做匀减速直线运动,其加速度大小
25m/s a g μ==
设物块到达C 点时的速度为v 3,则
22322BC v v aL -=-
解得
v 3=8m/s
设此时C 点对物块的支持力为F N ,根据牛顿第二定律,有
23N mv F mg r
-= 解得
F N =306N
根据牛顿第三定律可知,物块对C 点的压力大小为306N ,故C 正确;
D.由于物块在电场中有
50N Eq mg ==
重力和电场力合力为
F 合
方向与竖直方向成45°角,所以物块的等效最高点在上半部圆弧与竖直方向成45°角处,要过等效最高点需要的最小速度为
2min v F m R
=合, 代入数据得
min v =≈
而实际上,物块由C 点运动到等效最高点时的速度,由动能定理可得
22311()-22
mg R R EqR mv mv -+=实 代入数据可得
min v v ≈<实
所以物块过不了等效最高点,物块就不可能到达D 点,故D 错误。
故选C 。
4.B
【解析】
【详解】
A .设小球做匀速圆周运动时细绳与竖直方向的夹角为θ,如图所示:
速度为v ,细绳长度为L .由牛顿第二定律得:2
tan v mg m r
θ=,圆周运动的半径为:r=Lsinθ,小球的动能为:212
K E mv =,联立解得: sin tan v gL θθ=
E k =mgLsinθtanθ,
则知小球的动能越大,θ越大,则做匀速圆周运动的半径越大,故A 错误。
B .根据2cos 22sin tan r L T v g gL πθθθ=
==θ越大,cosθ越小,则周期T 越小,故B 正确。
C .根据sin tan v gL θθ=C 错误。
D .向心加速度2
tan v a g r
θ==,则向心加速度越大,故D 错误。
故选B 。
5.C
【解析】
【详解】
线框有两段匀加速直线运动过程:进入磁场的运动过程,在磁场中的运动过程。
两过程加速度相等,设为a 。
线框进入磁场的运动过程。
由右手定则知感应电流方向由b 向a 。
ba 段为电源,则a 点电势高于b 点电势。
电动势大小为
E BLv =
34
ab U E = 由运动规律得
v at =
解以上三式得
34
ab U BLat = 图像为过原点的直线,斜率为34
BLa 。
在0t 时刻有 034
ab U BLat =。
在磁场中的运动过程。
由右手定则知a 点电势高于b 点电势。
在0t 时刻有
0 ab U E BLat '==
运动过程有
0 =ab U E BL v at '=+()
由运动规律得
202v aL =
解以上两式得
ab U BLat =
图像斜率为BLa 。
故选C 。
6.D
【解析】
【分析】
v-t 图象与坐标轴所围成图形的面积等于物体位移大小,根据图示图象比较在两时间段物体位移大小关系;由图看出,物块先向下运动后向上运动,则知传送带的运动方向应向上。
0~t 1内,物块对传送带的摩擦力方向沿传送带向下,可知物块对传送带做功情况。
由于物块能向上运动,则有 μmgcosθ>mgsinθ.根据动能定理研究0~t 2内,传送带对物块做功。
根据能量守恒判断可知,物块的重力势能减小、动能也减小都转化为系统产生的内能,则系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小。
【详解】
在t 1~t 2内,物块向上运动,则有 μmgcosθ>mgsinθ,解得:μ>tanθ,故A 错误。
因v 1>v 2,由图示图象
可知,0~t 1内图象与坐标轴所形成的三角形面积大于图象在t 1~t 2内与坐标轴所围成的三角形面积,由此可知,物块在0~t 1内运动的位移比在t 1~t 2内运动的位移大,故B 错误;0~t 2内,由图“面积”等于位移可知,物块的总位移沿斜面向下,高度下降,重力对物块做正功,设为W G ,根据动能定理得:
W+W G =12mv 22-12mv 12,则传送带对物块做功W≠12mv 22-12
mv 12,故C 错误。
0~t 2内,物块的重力势能减小、动能也减小,减小的重力势能与动能都转化为系统产生的内能,则由能量守恒得知,系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小,即:0~t 2内物块动能变化量大小一定小于物体与皮带间摩擦而产
生的热,故D 正确。
故选D 。
7.D
【解析】
当物块与斜面间的动摩擦因数μ=tanθ时,则物块对斜面体的压力、摩擦力的水平分量大小相等,斜面体不受地面的摩擦力;μ>tanθ时,物块对斜面体的摩擦力的水平分量大于压力的水平分量,地面对斜面体有
向右的摩擦力;μ<tanθ时,地面对斜面体有向左的摩擦力.当物块沿斜面向下加速运动时,
μ的大小与tanθ的关系无法确定,故地面对斜面体的摩擦力方向无法确定,故A 、B 均错;但当物块沿斜面向下减速运动时,则μ>tanθ,地面对斜面体的摩擦力一定向右,即C 错误,D 正确.故选D.
点睛:此题首先要知道斜面体与水平面无摩擦力的条件,即μ=tanθ,然后根据物体的运动情况确定摩擦力μmgcosθ和mgsinθ的关系.
8.D
【解析】
【详解】
设球的重力为G ,杆对球的拉力方向与竖直方向的夹角为θ,球与木板的动摩擦因数为μ,球处于静止状态,受力平衡,
对球受力分析,受到重力G 、杆子的拉力T 、木板对球的支持力N 以及木板对球水平向右的滑动摩擦力f ,根据平衡条件得:
sin N G T θ=+,cos f T θ=,
而f N μ=,解得:
1tan G
f μθ=-
木板处于静止状态,再对木板受力分析,根据平衡条件可知,水平方向有:
1tan G
F f μθ==-,
根据图象可知,从甲到乙再到丙,θ增大,则f 增大,所以F 增大,故
F F F <<甲乙丙,
A .综上分析F F F <<甲乙丙,A 错误;
B .综上分析F F F <<甲乙丙,B 错误;
C .综上分析F F F <<甲乙丙,C 错误;
D .综上分析F F F <<甲乙丙,D 正确。
故选D 。
9.B
A .斜面体受到的摩擦力大小决定于动摩擦因数和正压力,若增大推力,动摩擦因数和正压力不变,则整个系统稳定后斜面体受到的摩擦力不变,故A 错误;
B .若撒去推力,系统做减速运动,如果小球在此后的运动中对斜面的压力为零,则加速度方向向左,其大小为
tan30a g '=︒
以整体为研究对象可得
a g μ'=
由此可得摩擦因数
33μ= 所以当33μ
时小球在此后的运动中对斜面的压力为零,故B 正确; C .弹簧处于原长则弹力为零,小球受到重力和斜面的支持力作用,如图所示
竖直方向根据平衡条件可得
cos60N mg ︒=
则支持力
0.5N mg =
故C 错误;
D .对小球根据牛顿第二定律可得
tan60mg ma ︒=
解得
3a g =
再以整体为研究对象,水平方向根据牛顿第二定律可得
()()F M m g M m a μ-+=+
解得水平推力
()()(3)()F M m g a M m g μμ=++=++
10.C
【解析】
A. 依据库仑定律,则两球之间的库仑力大小为F= k,故A正确;
BC、当时,则有k= mg,
对球受力分析,如图所示:
根据矢量的合成法则,依据三角知识,则斜面对小球A的支持力为N= mg;
T= mg,故B正确,C错误;
D. 当小球B移到斜面底面左端C点,对球受力分析,如图所示:
依据几何关系可知,T与F的夹角为120∘,当时,即有k=mg,根据矢量的合成法则,则有电
场力沿垂直斜面方向的分力与重力沿垂直斜面方向的分力等值反向,那么斜面对小球A的支持力为N=0,故D正确;
本题选择错误的答案,故选C.
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分
11.ADE
【解析】
【分析】
【详解】
A .布朗运动是固体小颗粒的运动,间接反映了液体分子在做无规则的热运动,A 正确;
B .将大颗粒的盐磨成细盐,不改变固体的微观结构,所以细盐仍为晶体,B 错误;
C .第二类永动机不违背能量守恒定律,但违背热力学第二定律,不可能造出,C 错误;
D .绝热条件下,根据热力学第一定律可知
U W ∆=
压缩气体,外界对气体做功,气体内能一定增加,D 正确;
E .对于气体分子而言,气体分子占据的体积V 占据大于气体分子实际的体积0V ,则
A 0
V V N V V =<占据 E 正确。
故选ADE 。
12.ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A. 根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距Δx =
l d λ可知,改用红色激光,波长变大,则条纹的间距变大,选项A 正确;
B. 根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距Δx =
l d λ可知,改用蓝色激光,则波长变短,则条纹的间距变小,选项B 错误;
C. 根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距Δx =
l d λ可知,减小双缝间距d ,则条纹的间距变大,选项C 正确;
D. 根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距Δx =
l d λ可知,将屏幕向远离双缝的位置移动,即l 变大,则条纹的间距变大,选项D 正确;
E. 根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距Δx =
l d
λ可知,将光源向远离双缝的位置移动对条纹间距无影响,选项E 错误.
13.BD
【解析】
【分析】
【详解】
根据万有引力等于重力得 2 GMm mg R
=
则有
2GM g R
= 地球表面附近重力加速度为g ,月球中心到地球中心的距离是地球半径的k 倍,所以月球的引力加速度为 122
()GM g a R k k == 月球绕地球运动周期T ,根据圆周运动向心加速度公式得
222224()k R a kR T T
ππ=⋅= 故选BD 。
14.BC
【解析】
【详解】
AB.由图可知输出电压的周期T= 0.01s ,故频率为f=100Hz , A 错误,B 正确;
CD.由:
2
21223m U U T T R R
⨯⨯=() 解得:
m C 正确,D 错误.
15.AD
【解析】
【分析】
【详解】
A .奥斯特发现了电流的磁效应,故A 正确,符合题意;
B .密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e 电荷量,故B 错误,不符合题意;
C .法拉第首先提出用电场线描述电场,故C 错误,不符合题意;
D .1831年,法拉第发现了电磁感应现象,并总结出电磁感应的规律:法拉第电磁感应定律,故D 正确,符合题意。
故选AD 。
三、实验题:共2小题
16.()1212s s f + ()2312s s f + ()23112
s s f - 40 【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]打B 点时,重物下落的速度等于AC 段的平均速度,所以
()1212122
B s s v s s f T +==+; [2]同理打出
C 点时,重物下落的速度 ()2323122B s s v s s f T +=
=+; [3]由加速度的定义式得
()23112
v a s s f t ∆==-∆ (2)[4]由牛顿第二定律得:
mg kmg ma -= ,
解得:
f = 代入数值解得:
f=40Hz .
【点睛】
本题主要考查验证机械能守恒定律实验、纸带数据分析.解决这类问题的关键是会根据纸带数据求出打某一点的瞬时速度、整个过程的加速度;解决本题要特别注意的是打点计时器的频率不是经常用的50 Hz .
17.0.680(0.678~0.682) B D kj (或ej )、bd (或bh )、dh (或dg ) ()2
4A U IR d I
πρ- 【解析】
【详解】
(1)[1]螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm ,可动刻度的读数为:0.01mm×18.0=0.180mm ,故导线的直径为d=0.680mm ,由于误差,则0.678mm~0.682mm 均正确;
(4)[2]由于电源的输出电压为3V ,则电压表选择B ;
[3]由于待测电阻阻值约为6Ω,为了得到尽量多的测量数据并精确的测定标铜导线的电阻,则滑动变阻器应选D ;
[4]为了得到尽量多的测量数据并精确的测定标铜导线的电阻,测滑动变阻器应用分压式,由于电流表内阻已知,则电流表内接,这样可以消除因电流表分压带来的误差,所以应连接的接线柱有kj (或ej )、bd (或bh )、dh (或dg );
[5]由实验原理可知
224ππ
()2
A x U IR L L L R d I S d ρρρ-=
=== 则 2A π()=4d U IR L I
ρ- 四、解答题:本题共3题
18.(1)0.5;(2)40N 。
【解析】
【分析】
【详解】
(1)两物块沿斜面加速下滑,由牛顿第二定律知
2sin 2cos 2mg mg ma θμθ-⨯=
解得
0.5μ=
(2)两物块沿斜面向上匀速运动,设水平恒力的大小为F ,根据力的平衡有 cos cos 2sin F mg N mg θμθμθ=++
cos sin N mg F θθ=+
解得
40N F =
19. (1)023t ;(2)0(1)3t π-,L π-;(3)(5+433π
)L 【解析】
【分析】
【详解】
(1)若粒子在t 0时刻从O 点射入,粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,如图所示:
由几何关系可知圆心角
2
3
απ=
洛伦兹力提供向心力,则 2000
v qv B m R
= 已知
00
q m B t π= 周期
00
22R T t v π== 粒子在磁场中运动的时间
1002223
t T t t απ==< 符合题意。
(2)由(1)可知
0123
R v t π⋅= 解得
L
R π=
设t 2时刻粒子从O 点射入时恰好垂直y 轴进入电场,如图所示:
则
002()tan R v t t θ
=- 解得
02(13t t π
=- 粒子在电场中做类平抛运动,分解位移 231sin 2
R R at θ+= 03P x v t -=
根据牛顿第二定律有
qE ma
=
解得
P
L
x
π
=-
(3)粒子在磁场中转动,已知周期
2
T t
=
运动轨迹如图所示:
则
00
3
tan
2
R
OC L v t L
θ
==<=
由于
000
32
t t t T
-==
粒子从C点开始恰好做匀速圆周运动一圈回到C点,04t时刻运动到D,则00
CD v t L
==
粒子从D点开始恰好做匀速圆周运动一圈回到D点,0
6t后沿DG做直线运动,则
3
tan
23
DG R L
θ
π
==
43
(1
3
OG OC CD DG L
π
=++=+
因为
23
sin(
OG L
θ
π
=+
恰好等于ON的长度,所以最大路程为
4
3
22(5)3s OG R L ππ
=+⨯=+
20. (1)5n ≥甲;(2)2n >乙
【解析】 【详解】
(1)盛满甲液体,如图甲所示,P 点刚好全反射时为最小折射率,有
1
sin n C
=
由几何关系知
2
22sin 2R C R R =
⎛⎫+ ⎪
⎝⎭
解得
5n =
则甲液体的折射率应为
5n ≥甲
(2)盛满乙液体,如图乙所示,与底边平行的光线刚好射入液体时对应液体的最小折射率,
A 点
1
sin n C =
'
乙 由几何关系得
90C α'=︒-
B 点恰好全反射有
C α'=
解各式得
n =乙则乙液体的折射率应为
n >乙。