田家炳实验中学高三物理周练卷(、1)

5、如图1所示，硬杆BC 一端固定在墙上的B 点，另一端装有滑轮C ，重物D 用绳拴住通过滑轮固定于墙上的A 点。

若杆、滑轮及绳的质量和摩擦均不计，将绳的固定端从A 点稍向下移，则在移动过程中 ( )C
A 、绳的拉力、滑轮对绳的作用力都增大
B 、绳的拉力减小，滑轮对绳的作用力增大
C 、绳的拉力不变，滑轮对绳的作用力增大
D 、绳的拉力、滑轮对绳的作用力都不变
6、一质量为M 、倾角θ为的斜面体在水平地面上，质量为m 的小木块（可视
为质点）放在斜面上，现用一平行于斜面的、大小恒定的拉力F 作用于小木块，拉力在斜面所在的平面内绕小木块旋转一周的过程中，斜面体和木块始终保持静止状态，下列说法中正确的是（ ）C
A
B 、小木块受到斜面的最大摩擦力为F-mgsinθ
C 、斜面体受到斜面的最大摩擦力为F
D 、斜面体受到斜面的最大摩擦力为Fcosθ
21． 如图所示水平光滑的平行金属导轨,左端接有电阻R ，匀强磁场B 竖直向下分布在导轨所在空间内，质量一定的金属棒PQ 垂直于导轨放置．今使棒以一定的初速度v 0 向右运动，当其通过位置a 、b 时，速率分别为v a 、v b ，到位置c 时棒刚好静止．设导轨与棒的电阻均不计，a 、b 与b 、c 的间距相等，则金属棒在由a → b 与b → c 的两个过程中C
A ．棒运动的加速度相等
B ．通过棒横截面的电量不相等
C ．回路中产生的电能E ab =3E bc
D ．棒通过a 、b 两位置时速率关系为v a ＞2 v b
16、现有一量程为3V 的电压表，内阻约为3KΩ。

为了
较准确地测量其内电阻，在没有电流表的情况下，某同学设
计了如图10所示的实验电路，按此电路可以测出电压表的内电阻。

其中只R 1是最大阻值为9999Ω的电阻箱，R 2是最大阻值为20Ω的滑动变阻器。

(1)试根据图10所示的电路图，完成如图11所示的实物电路的连线。

(2)接通电路前应将滑动变阻器的滑动头P 置于 端。

(3)根据电路图，按顺序写出本实验的主要操作步骤。

16、（1）如图2所示……③ （2）A （左）……②
（3）解法一：①按电路图连好电路后，将滑动变阻器的滑动
头P 移至A 端。

②闭合开关1S 和2S ，调节滑动变阻器2R 的滑动头P ，使电压
表的指针偏转一个较大的角度（或满刻度），并记录此时电压
表的示数1U 。

③保持P 的位置不变，断开2S ，调节电阻箱1R 的阻值，使电压表的示数为2/12U U =，则电压表的内电阻等于此时电阻箱的阻值R 。

④断开1S ，拆除电路，实验器材复原。

解法二：①按电路图连好电路后，将滑动变阻器的滑动头P 移至A 端。

②将电阻箱的阻值调至某一定阻值（最好为3kΩ左右），并记下此时的电阻值R 。

闭合开关1S 和2S ，调节滑动变阻器2R 的滑动头P ，使电压表的指针偏转一个较大的角度（或满刻度），并记录此时电压表的示数1U 。

）
③保持P 的位置不变，断开2S ，记录此时电压表的示数2U 。

则此时通过电阻箱的电流为 R U U I /)(21-=。

根据串联电路的电流特点和欧姆定律可求出电压表的内电阻为：)/(/2122U U R U I U R V --=。

④断开1S ，拆除电路，实验器材复原。

（2）某同学在研究长直导线周围的磁场时，为增大电流，用多根导线捆在一起代替长直导线，
B=_ _____T 系数表示）2*10-7 I/r
18、(12分)如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为a ，宽度为b ，共有n 匝，总电阻为r 。

与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R 的定值电阻。

线圈以角速度ω在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO'匀速转动，沿转轴OO'方向看去，线圈转动方向沿顺时针。

(1)在图中画出线圈经过图示位置时通过电阻R 上的感应电流的方向。

(2)从图示位置(线圈平面平行于磁场方向)开始计时，经多长时间，通过电阻只上的电流的瞬时值第一次为零。

(3)与电阻并联的交流电压表的示数是多少?
18、（12分）（1）自上而下。

……②
（2）线圈转动产生感应电流的周期为ωπ/2=T ……①
从图示位置开始，过ωπ2/4/==T t 第一次出现0=i 的情
况。

……②
（3）线圈转动时产生感应电动势的最大值为
ωωnBab nBS E m ==……②
感应电流的最大值)/()/(r R nBab r R E I m m ++=ω……①
电阻两端电压的最大值)/(r R R nBab R I U m m +==ω……②
交流电压表的示数为)](2/[2/r R R nBab U U m +==ω……②
14、（14分）以与水平方向成某一夹角θ斜向上方抛出的物体，只在重力作用下所做的运动叫斜抛运动。

（1）试利用牛顿运动定律和运动学规律导出物体在斜抛运动过程中，水平和竖直方向的速度、位移随时间变化的关系式。

（2）试证明从水平地面上以一定速率斜向上抛出去的物体，当θ=45°时，落地点和抛出点间的水平距离最大。

16．（本题满分14分）．古代学者认为，物体下落的快慢是由它们的重量大小决定的，物体越重，下落得越快，古希腊哲学家亚里士多德最早阐述了这种看法；但是这种从表面上的观察得出的结论实际是错误的．伟大的物理学家伽利略用简单明了的科学推理，巧妙地揭示了亚里士多德的理论内容包含的矛盾．他在1638年写的《两种新科学的对话》一书中指出：根据亚里士多德的论断，一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大，假定大石头下落速度为8，小石头下落的速度为4，当我们把石头拴在一起时，下落快的会被下落慢的拖着而减慢，下落慢的会被下落快的拖着而加快，结果整体系统的下落速度应该小于8．但是两块石头拴在一起，加起来比大石头还要重，根据亚里士多德的理论，整个系统的下落速度应该大于8．这样就使得亚里士多德的理论陷入了自相矛盾的境地．伽利略由此推断重的物体不会比轻的物体下落得快．
（1）根据伽利略的推理方法，假设用两块同样重的石头为研究对象，你又如何推翻亚里士多德的结论呢？（回答应简明）
（2）用重力公式及牛顿第二定律又如何推翻亚里士多德的结论呢？
答：（1）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ＿；
（2）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ＿。

16．参考解答（1）设两块同样重的石头的速度都是8（不一定设该数），当我们把石头拴在一起时，由于原来快慢相同，所以两块石头不会互相牵拉，这样各自应保持原来的速度，即它们的速度还应该是8．
但两块石头拴在一起重量增大了（为原来的2倍），根据亚里士多德的理论，整个系统的下落速度应该大于8．这样就使得亚里士多德的理论陷入了自相矛盾的境地，从而推翻了这个理论．
（2）设下落物体的质量为m ，则重力G ＝mg ，由牛顿第二定律F ＝ma ，若下落物体只受重力，则mg ＝ma ，得a ＝g ，即不论物体的质量（重力）大小是否相同，在重力作用下的加速度都相同，相同位移所用的时间相同，即轻重物体下落的一样快，从而推翻了亚里士多德的理论．
18． ( 16 分)如图，在空间中有一坐标系 Oxy ，其第一象限内充满着两个匀强磁场区域Ⅰ 和Ⅱ，直线 OP 是它们的边界．区域Ⅰ中的磁感应强度为 B ，方向垂直纸面向外；区域Ⅱ中的磁感应强度为 2B ，方向垂直纸面向内．边界上的P 点坐标为（ 4L , 3L ) ．一质量为m 、电荷量为 q 的带正电粒子从P 点平行于y 轴负方向射入区域Ⅰ，经过一段
时间后，粒子恰好经过原点 O ．忽略粒子重力，已知 sin37°
＝ 0 . 6 ,cos37°＝0.8。

求：
（1）粒子从P 点运动到O 点的时间至少为多少？
（2）粒子的速度大小可能是多少？
解：（1）设粒子的入射速度为v ，用R 1、R 2、T 1、T 2分别表示粒子在磁场Ⅰ区和Ⅱ区中运动的轨道半径和周期，则
qvB=m v 2R 1 qv·2B=m v 2R 2 T 1=2πR 1v =2πm qB T 2=2πR 2v =πm qB
(4 分） 粒子先在磁场Ⅰ区中做顺时针的圆周运动，后在磁场Ⅱ区中做逆时针的圆周运动，然后从O 点射出，这样粒子从P 点运动到Q 点所用的时间最短。

粒子运动轨迹如图所示。

(1 分）
tanα＝3L 4L
=0.75 得α＝37° α＋β＝90°(2 分） 粒子在磁场Ⅰ区和Ⅱ区中的运动时间分别为t 1＝2β360° T 1 t 2＝2β360° T 2
(2 分） 粒子从P 点运动到O 点的时间至少为t=t 1+t 2
由以上各式解得t=53πm 60qB
(2 分） （2）粒子的速度大小满足一定条件时，粒子先在磁场Ⅰ区中运动，后在磁场Ⅱ区中运动，然后又重复前面的运动，直到经过原点O 。

这样粒子经过n 个周期性的运动到达O 点。

每个周期的运动情况相同。

粒子在一个周期内的位移为S=OP n =(4L)2+(3L)2 /n=5L n
(n=1,2,3,……) (1 分） 粒子在每次在磁场Ⅰ区中运动的位移为S 1=
R 1R 1+R 2 S=23
S(1 分） 由图中几何关系可知：S 1/2R 1
=cosα(1 分） 由以上各式解得粒子的速度大小为v=25qBL 12nm
( n=1,2,3,……) (2 分）
11（19 分）如图a 所示是某人设计的一种振动发电装置，它的结构是一个半径为r =0.1m 的20 匝线圈套在辐向形永久磁铁槽中，磁场的磁感线沿半径方向均为分布，其右视图如（b ），线圈所在位置磁感应强度B =0.2T ，线圈电阻为2 Ω ，它的引出线接有8Ω 的电珠L ，外力推动线圈的P 端做往复运动，便有电流通过电珠。

当线圈向右的位移随时间变化规律如图（c ）。

（x 取向右为正）。

试求：⑴这台发动机的输出功率（摩擦等损耗不计）；⑵每次推动线圈运动过程中的作用力大小。

C ）
10.(16 分)手提式袖珍弹簧秤是一种适合小商店和家庭用的便携式弹簧秤,它的外形如图甲,内部结
构如图乙.它的正面是刻度盘1,中央有指针2,顶上有提环3,刻度盘上方有指针零点调节手轮4,在其下方有一横梁7,两根平行弹簧安装在横梁上,弹簧的下端与Y 形金属片9 相连.Y 形金属片的中央有
一齿条10 与秤壳正中央的圆柱形齿轮11 齿合.若圆柱形齿轮的半径为R=5/π cm，弹簧的劲度系数k 均为500N/m,g取10m/s2.当弹簧秤调零后,此弹簧秤最多能测量多少千克的物体?
25（20 分）如图所示，足够长的两根光滑导轨相距0.5m 竖直平行放置，导轨电阻不
计，下端连接阻值为1Ω的电阻R，导轨处在匀强磁场B 中，磁场的方向垂直于导轨平
面向里，磁感应强度为0.8T。

两根质量均为0.04kg、电阻均为0.5Ω的水平金属棒ab、
cd 都与导轨接触良好，金属棒ab 用一根细绳悬挂，细绳允许承受的最大拉力为0.64N，
现让cd 棒从静止开始落下，直至细绳刚好被拉断，在此过程中电阻R 上产生的热量为
0.2J，g=10/s2。

求：
（1）此过程中ab 棒和cd 棒分别产生的热量Q ab 和Q cd。

（2）细绳被拉断时，cd 棒的速度。

（3）细绳刚被拉断时，cd 棒下落的速度。

12.(20 分)如图所示,在xoy 坐标平面的第一象限内有一沿y 轴正方向的匀强电场,在第四象限内有一垂直于平面向内的匀强磁场,现有一质量为m 带电量为q 的负粒子(重力不计)从电场中坐标为
(3L,L)的P 点与x 轴负方向相同的速度0 v 射入，从O 点与y 轴正方向成450 夹角射出,求:
(1) 粒子在O 点的速度大小.
(2) 匀强电场的场强E.
(3) 粒子从P 点运动到O 点所用的时间.。