新课标地区专用高考物理提分定时练辑非选择题定时训练16含解析

非选择题定时训练16(限时：60分钟)三、实验题13．(2019·福建厦门市5月质检)一组同学研究“运动物体所受空气阻力与其运动速度关系”，他们利用一些“小纸杯”作为研究对象，用频闪照相机等仪器测量“小纸杯”在空中竖直下落距离、速度随时间变化的规律．过程如下：A．如图1所示，同学们首先测量单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时间的下落距离，将数据填入下表中．B．在相同的实验条件下，将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落，分别测出它们的v－t图线，如图2中图线1、2、3、4所示．C．同学们对实验数据进行分析、归纳后，得出阻力大小与速度平方成正比的关系，即Ff＝kv2.其中k为常数．回答下列问题：图1图2(1)图乙中各条图线具有共同特点：“小纸杯”先做加速度大小________(选填“不变”“增大”或“减小”)的加速运动，最后匀速运动．(2)根据表格和图中的信息可知表中X的理论值为________m.时间(s)下落距离(m)X(3)根据上述实验结论，可知4个“小纸杯”叠在一起下落时，其最终的下落速率为______m/s.解析(1)题图乙中各条图线的斜率先减小后不变，则具有共同特点：“小纸杯”先做加速度大小减小的加速运动，最后匀速运动．(2)因0.8s后纸杯已经匀速下落，由表格可知在0.4s内纸杯下降的距离约为0.4m，可知X＝1.750m；(3)一个纸杯时，最终速度为v1＝1.0m/s；由mg＝kveq\o\al(12,)，4mg＝kveq\o\al(22,)可得：v214．(2019·山东青岛二中上学期期末)实验室新进了一批低电阻的螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ＝1.7×10－8Ω·m.课外活动小组的同学设计了一个实验来测算螺线管使用的金属丝长度．他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器(千分尺)、导线和学生电源等．(1)他们使用多用电表粗略测金属丝的电阻，操作过程分三个步骤：(读填写第②步操作)①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”“－”插孔，选择电阻挡“×1”；②________________________________________________________________________；③用多用表测金属丝的电阻，其示数如图3(a)所示，则可知电阻为________Ω图3(2)根据多用电表示数，为了减少实验误差，并且要求测量数据从零调起，应从A、B、C、D四个电路中选择________电路来测量金属丝电阻；(3)他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图(b)所示，金属丝的直径为________mm；(4)如果电压表示数为U，电流表示数为I，金属丝直径为D，金属丝电阻率为ρ，用上述物理量写出金属丝长度L的表达式为________．答案(1)②将红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在最右端零刻度线处③4.0Ω(2)D(3)0.260(4)L＝eq\f(UπD2,4ρI)解析(1)②选择挡位后，要对欧姆表进行欧姆调零，即：将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指在最右端零刻度线．(2)为测多组实验数据，使电压与电流变化范围大些，滑动变阻器应采用分压法；金属丝电阻约为4欧姆，电流表内阻很小，约为零点几欧姆，电压表内阻很大，约为几千欧姆甚至几万欧姆，电压表内阻远大于电阻丝阻值，电流表应采用外接法，故选图D所示电路．(4)横截面积S＝eq\f(1,4)πD2，由电阻定律R＝ρeq\f(L,S)可得L＝eq\f(UπD2,4ρI).四、计算题15．(2019·山东青岛市5月二模)质量m＝260g的手榴弹从水平地面上以v0＝10eq\r(2)m/s的初速度斜向上抛出，上升到距地面h＝5m的最高点时炸裂成质量相等的两块弹片，其中一块弹片自由下落到达地面，落地前瞬间动能为5J．重力加速度g＝10m/s2，空气阻力不计，火药燃烧充分，求：(1)手榴弹爆炸前瞬间的速度大小；(2)手榴弹所装火药的质量；(3)两块弹片落地点间的距离．答案(1)10m/s(2)0.06kg(3)26m解析(1)设手榴弹上升到最高点时的速度为v1，有eq\f(1,2)mveq\o\al(02,)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(12,)＋mgh解得：v1＝10m/s(2)设每块弹片的质量为m′，爆炸后瞬间其中一块速度为零，另一块速度为v2，有m′gh＝5J设手榴弹所装火药质量为Δm，有Δm＝m－2m′解得：Δm(3)另一块做平抛运动的时间为t，两块弹片落地点间距离为Δx，有mv1＝m′v2Δx＝v2th＝eq\f(1,2)gt2解得：Δx＝26m.16．(2019·云南保山市市级统一检测)如图4甲所示，放置在水平桌面上的两条平行光滑导轨间的距离L＝1m，质量m＝1kg的光滑导体棒放在导轨上，导轨左端与阻值R＝4Ω的电阻相连，其他电阻不计，导轨所在位置有磁感应强度B＝2T的匀强磁场，磁场的方向垂直导轨平面向下，现给导体棒施加一个水平向右的恒定拉力F，并每隔0.2s测量一次导体棒的速度，乙图是根据所测数据描绘出的导体棒的v－t图象．设导轨足够长，求：图4(1)t＝1.2s时，导体棒的加速度大小；x＝8m，试计算1.6s内电阻上产生的热量．答案(1)3m/s2(2)48J解析(1)导体棒匀速运动时安培力和拉力F大小相等，由题图乙可知，导体棒匀速运动的速度v1＝10m/s感应电动势E＝BLv1感应电流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(BLv1,R)导体棒受到的安培力F1＝BIL＝eq\f(B2L2v1,R)＝eq\f(22×12×10,4)N＝10N则F＝F1＝10N由题图乙可知，tv2＝7m/s此时感应电动势E′＝BLv2感应电流I′＝eq\f(E′,R)＝eq\f(BLv2,R)导体棒受到的安培力F2＝BI′L＝eq\f(B2L2v2,R)＝eq\f(22×12×7,4)N＝7N由牛顿第二定律得a＝eq\f(F－F2,m)＝eq\f(10－7,1)m/s2＝3m/s2v3＝8m/s，由能量守恒可得Fx＝Q＋eq\f(1,2)mveq\o\al(32,)解得Q＝48J.17．(2019·山东青岛市5月二模)如图5甲(a)，为一除尘装置的截面图，塑料平板M、N的长度及它们间距离均为d.大量均匀分布的带电尘埃以相同的速度v0进入两板间，速度方向与板平行，每颗尘埃的质量均为m，带电荷量均为－q.当两板间同时存在垂直纸面向外的匀强磁场和垂直板向上的匀强电场时，尘埃恰好匀速穿过两板；若撤去板间电场，并保持板间磁场不变，尘埃恰好全部被平板吸附，即除尘效率为100%；若撤去两板间电场和磁场，建立如图(b)所示的平面直角坐标系xOy，y轴垂直于板并紧靠板右端，x轴与两板中轴线共线，要把尘埃全部收集到位于P(2dd)处的条状容器中，需在y轴右侧加一垂直于纸面向里的圆形匀强磁场区域．尘埃颗粒重力、颗粒间作用力及对板间电场磁场的影响均不计，求：图5(1)两板间磁场磁感应强度Bi的大小；(2)若撤去板间磁场，保持板间匀强电场不变，除尘效率为多少；(3)y轴右侧所加圆形匀强磁场区域磁感应强度B2大小的取值范围．答案(1)eq\f(mv0,qd)(2)50%(3)eq\f(mv0,2qd)≤B2≤eq\f(mv0,qd)解析(1)沿N极板射入的尘埃恰好不从极板射出时尘埃的运动轨迹如图甲所示，由几何知识可知，尘埃在磁场中的半径：r＝d，尘埃在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB＝eq\f(mv\o\al(02,),r)，解得：Bi＝eq\f(mv0,qd)；(2)电场、磁场同时存在时，尘埃做匀速直线运动，由平衡条件得：qE＝qv0Bi，撤去磁场以后粒子在电场力的作用下做平抛运动，假设距离N极板y的粒子恰好离开电场，则水平方向：d＝v0t竖直方向：y＝eq\f(1,2)at2加速度：a＝eq\f(qE,m)解得：yd当yd时，时间更长，水平位移x>d，即从yd到从y＝d这段距离射入的粒子会射出电场，则从平行金属板出射的尘埃占总数的百分比：eq\f(dd,d)×100%＝50%；(3)设圆形磁场区域的半径为R0，尘埃颗粒在圆形磁场中做圆周运动的半径为R2，要把尘埃全部收集到位于P处的条状容器中，就必须满足R2＝R0另qv0B2＝meq\f(v\o\al(02,),R2)如图乙，当圆形磁场区域过P点且与M板的延长线相切时，圆