广东省东莞市实验中学高三物理上学期期末自查试卷（含解析）.doc

2015-2016学年广东省东莞市实验中学高三（上）期末物理自查试卷二、选择题：本题共8小题，每小题6分在每小题给出的四个选项中，第1418题只有一项符合题目要求，第1921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质点做直线运动的速度时间图象如图所示，该质点( )a在第1秒末速度方向发生了改变b在第2秒末加速度方向发生了改变c在前2秒内发生的位移为零d第3秒末和第5秒末的位置相同2如图所示，固定斜面c上有a和b两个物体一起相对静止地沿斜面匀速下滑，请分析a、b两个物体受力的个数分别为( )a3个，4个b3个，5个c3个，6个d4个，5个3如图甲所示，ab是电场中的一条电场线，质子以某一初速度从a点出发，仅在电场力作用下沿直线从a点运动到b点，其vt图象如图乙所示，则下列说法正确的是( )a质子运动的加速度随时间逐渐增大b电场线的方向由b指向ac质子的电势能减小da、b两点电场强度的大小关系满足eaeb4一物体静止在粗糙水平地面上，现用一大小为f1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度为v，若将水平拉力的大小改为f2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v，对于上述两个过程，用wf1、wf2分别表示拉力f1、f2所做的功，wf1、wf2分别表示前两次克服摩擦力所做的功，则( )awf24wf1，wf22wf1bwf24wf1，wf2=2wf1cwf24wf1，wf2=2wf1dwf24wf1，wf22wf15质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为ep=，其中g为引力常量，m为地球质量该卫星原来在半径为r1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为r2，此过程中因摩擦而产生的热量为( )agmm（）bgmm（）c（）d（）6如图所示，电源输入电压不变，要使电路中电流表示数变大，可采用的方法有( )a将r上的滑片向上移动b将r上的滑片向下移动c将电键s掷向1d将电键s掷向27如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，用于对旅客的行李进行安全检查其传送装置可简化为如图乙的模型，紧绷的传送带始终保持v=1m/s的恒定速率运行旅客把行李无初速度地放在a处，设行李与传送带之间的动摩擦因数=0.1，a、b间的距离为2m，g取10m/s2若乘客把行李放到传送带的同时也以v=1m/s的恒定速率平行于传送带运动到b处取行李，则( ) a乘客与行李同时到达b处b行李一直做加速直线运动c乘客提前0.5s到达b处d若传送带速度足够大，行李最快也要2s才能到达b处8如图所示，s处有一电子源，可向纸面内任意方向发射电子，平板mn垂直于纸面，在纸面内的长度l=9.1cm，中点o与s间的距离d=4.55cm，mn与so直线的夹角为，板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度b=2.0104t电子质量m=9.11031kg，电量e=1.61019c，不计电子重力电子源发射速度v=1.6106m/s的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为l，则( )a=90时，l=9.1cmb=60时，l=9.1cmc=45时，l=4.55cmd=30时，l=4.55cm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，每个试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（共128分）9图1为一电学实验的实物 连线图该实验可用来测量待测电阻rx的阻值（约500）图中两个电压表量程相同，内阻都很大实验步骤如下：调节电阻箱，使它的阻值r0与待测电阻的阻值接近；将滑动变阻器的滑动头调到最右端合上开关s将滑动变阻器的滑动头向左端滑动，使两个电压表指针都有明显偏转记下两个电压表v1和v2的读数u1和u2多次改变滑动变阻器滑动头的位置，记下v1和v2的多组读数u1和u2求rx的平均值回答下列问题：（）根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路图，其中电阻箱符号为，滑动变阻器的符号为，其余器材用通用的符号表示（）不计电压表内阻的影响，用u1、u2、和r0表示rx的公式为rx=_（）考虑电压表内阻的影响，用u1、u2、r0、v1的内阻r1、v2的内阻r2表示rx的公式为rx=_10某同学探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作l0；弹簧下端挂一个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作l1；弹簧下端挂两个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作l2；挂七个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作l7（1）下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是_和_测量记录表：代表符号l0l1l2l3l4l5l6l7刻度数值/cm1.703.405.108.6010.312.1（2）实验中，l3和l7两个值还没有测定，请你根据如图将这两个测量值填入记录表中（3）为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：d1=l4l0=6.90cm；d2=l5l1=6.90cm； d3=l6l2=7.00cm；请你给第四个差值：d4=_=_cm（4）根据以上差值，可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量ll用d1、d2、d3、d4表示的式子为l=_，代入数据解得l=_cm（5）计算弹簧的劲度系数k=_n/m（g取9.8m/s2）11某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛比赛路径如图所示，赛车从起点a出发，沿水平直线轨道运动l后，由b点进入半径为r的光滑竖直圆轨道，离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到c点，并能越过壕沟已知赛车质量m=0.1kg，通电后以额定功率p=1.5w工作，进入竖直轨道前受到阻力恒为0.3n，随后在运动中受到的阻力均可不计图中l=10.00m，r=0.32m，h=1.25m，s=1.50m问：要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间？（取g=10m/s2）12如图所示，金属导轨mnc和pqd，mn与pq平行且间距为l，所在平面与水平面夹角为，n、q连线与mn垂直，m、p间接有阻值为r的电阻；光滑直导轨nc和qd在同一水平面内，与nq的夹角都为锐角均匀金属棒ab和ef质量均为m，长均为l，ab棒初始位置在水平导轨上与nq重合；ef棒垂直放在倾斜导轨上，与导轨间的动摩擦因数为（较小）由导轨上的小立柱1和2阻挡而静止空间有方向竖直的匀强磁场（图中未画出）两金属棒与导轨保持良好接触，不计所有导轨和ab棒的电阻，ef棒的阻值为r，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略感应电流产生的磁场，重力加速度为g（1）若磁感应强度大小为b，给ab棒一个垂直于nq、水平向右的速度v1，在水平导轨上沿运动方向滑行一段距离后停止，ef棒始终静止，求此过程ef棒上产生的热量；（2）在（1）问过程中，ab棒滑行距离为d，求通过ab棒某横截面的电量；（3）若ab棒以垂直于nq的速度v2在水平导轨上向右匀速运动，并在nq位置时取走小立柱1和2，且运动过程中ef棒始终静止求此状态下最强磁场的磁感应强度及此磁场下ab棒运动的最大距离（提示：）【物理-选修3-3】13有关分子的热运动和内能，下列说法正确的是( )a一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变b物体的温度越高，分子热运动越剧烈c物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和d布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的e外界对物体做功，物体的内能必定增加14如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体活塞的质量为m，横截面积为s，与容器底部相距h现通过电热丝缓慢加热气体，当气体的温度为t1时活塞上升了h已知大气压强为p0重力加速度为g，不计活塞与气缸间摩擦求温度为t1时气体的压强；现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当添加砂粒的质量为m0时，活塞恰好回到原来位置，求此时气体的温度【物理-选修3-4】15如图所示是观察水面波衍射的实验装置，ac和bd是两块挡板，ab是一个孔，o是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是 ( )a此时能明显观察到波的衍射现象b挡板前后波纹间距离相等c如果将孔ab扩大，有可能观察不到明显的衍射现象d如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象e挡板前后波纹间距离不等16如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的横截面图圆弧cd是半径为r的四分之一圆周，圆心为o光线从ab面上的m点入射，入射角i=60，光进入棱镜后恰好在bc面上的o点发生全反射，然后由cd面射出已知ob段的长度为l=6cm，真空中的光速c=3.0108m/s求：（）透明材料的折射率n；（）光从m点传播到o点所用的时间t【物理-选修3-5】17关于近代物理学，下列说法正确的是( )a射线、射线和射线是三种波长不同的电磁波b一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出6种不同频率的光c重核裂变过程生成中等质量的核，反应前后质量数守恒，但质量一定减少d10个放射性元素的原子核在经一个半衰期后，一定有5个原子核发生衰变e在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能ek越大，则这种金属的逸出功w0越小18如图所示，质量为m=245g的物块（可视为质点）放在质量为m=0.5kg的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为=0.4，质量为m0=5g的子弹以速度v0=300m/s沿水平方向射入物块并留在其中（时间极短），子弹射入后，g取10m/s2，求：（）物块相对木板滑行的时间；（）物块相对木板滑行的位移2015-2016学年广东省东莞市实验中学高三（上）期末物理自查试卷二、选择题：本题共8小题，每小题6分在每小题给出的四个选项中，第1418题只有一项符合题目要求，第1921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质点做直线运动的速度时间图象如图所示，该质点( )a在第1秒末速度方向发生了改变b在第2秒末加速度方向发生了改变c在前2秒内发生的位移为零d第3秒末和第5秒末的位置相同【考点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系 【专题】运动学中的图像专题【分析】速度图象与时间轴围成的面积等于物体在该段时间内通过的位移，速度的正负表示速度的方向，只要图象在时间轴同一侧物体运动的方向就没有改变；只要总面积仍大于0，位移方向就仍沿正方向；【解答】解：a、02s内速度图象在时间轴的上方，都为正，速度方向没有改变故a错误；b、速度时间图象的斜率表示加速度，由图可知13s图象斜率不变，加速度不变，方向没有发生改变，故b错误；c、根据“面积”表示位移可知，02s内的位移为：x1=22m=2m故c错误；d、根据“面积”表示位移可知，03s内的位移为：x1=22m=1m，05s内的位移为：x2=21m=1m，所以第3秒末和第5秒末的位置相同故d正确故选：d【点评】深刻理解某一段时间内的位移就等于在该段时间内速度图象与时间轴围成的面积是解决此类题目的突破口2如图所示，固定斜面c上有a和b两个物体一起相对静止地沿斜面匀速下滑，请分析a、b两个物体受力的个数分别为( )a3个，4个b3个，5个c3个，6个d4个，5个【考点】物体的弹性和弹力 【专题】受力分析方法专题【分析】先以a为研究对象，分析受力情况，再对b研究，按顺序进行分析受力情况【解答】解：先以a为研究对象，分析受力情况：重力、b的竖直向上的支持力，b对a有静摩擦力，因a匀速运动，共有受3个力再对b研究，b受到重力、a对b竖直向下的压力，斜面的支持力和滑动摩擦力，及a对b静摩擦力，共5个力故选：b【点评】本题考查分析物体受力的能力，采用隔离法的思维，要结合平衡进行分析，同时一般按重力、弹力、摩擦力顺序进行分析3如图甲所示，ab是电场中的一条电场线，质子以某一初速度从a点出发，仅在电场力作用下沿直线从a点运动到b点，其vt图象如图乙所示，则下列说法正确的是( )a质子运动的加速度随时间逐渐增大b电场线的方向由b指向ac质子的电势能减小da、b两点电场强度的大小关系满足eaeb【考点】电势差与电场强度的关系；电场线 【专题】电场力与电势的性质专题【分析】由图可知带电粒子速度变化情况，则可明确粒子在两点的加速度大小关系，即可确定电场强度的大小；由功能关系可以确定电势能的高低【解答】解：a、速度图象的斜率等于加速度，则由图可知，质子的加速度不变，所受电场力不变，由f=eq可知，a点的场强等于b点场强，ea=eb；故ad错误；b、质子从a到b的过程中，速度增大，动能增大，则可知电场力做正功，故电势能减小，电势降低，电场线的方向由a指向b，故b错误，c正确；故选：c【点评】本题根据图象考查对电场的认识，要求学生能从图象中找出加速度的大小及速度的变化，再应用动能定理及牛顿第二定律进行分析判断；4一物体静止在粗糙水平地面上，现用一大小为f1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度为v，若将水平拉力的大小改为f2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v，对于上述两个过程，用wf1、wf2分别表示拉力f1、f2所做的功，wf1、wf2分别表示前两次克服摩擦力所做的功，则( )awf24wf1，wf22wf1bwf24wf1，wf2=2wf1cwf24wf1，wf2=2wf1dwf24wf1，wf22wf1【考点】功的计算 【专题】功的计算专题【分析】根据动能定理，结合运动学公式，求出滑动摩擦力做功，从而求得结果【解答】解：由题意可知，两次物体均做匀加速运动，则在同样的时间内，它们的位移之比为s1：s2=1：2；两次物体所受的摩擦力不变，根据力做功表达式，则有滑动摩擦力做功之比wf1：wf2=fs1：fs2=1：2；再由动能定理，则有：wfwf=；可知，wf1wf1=；wf2wf2=4；由上两式可解得：wf2=4wf12wf1，故c正确，abd错误；故选：c【点评】考查做功表达式的应用，掌握动能定理的内容，注意做功的正负5质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为ep=，其中g为引力常量，m为地球质量该卫星原来在半径为r1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为r2，此过程中因摩擦而产生的热量为( )agmm（）bgmm（）c（）d（）【考点】万有引力定律及其应用；重力势能的变化与重力做功的关系 【专题】万有引力定律的应用专题【分析】求出卫星在半径为r1圆形轨道和半径为r2的圆形轨道上的动能，从而得知动能的减小量，通过引力势能公式求出势能的增加量，根据能量守恒求出热量【解答】解：卫星做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，则轨道半径为r1时 g= ，卫星的引力势能为ep1= 轨道半径为r2时 g=m ，卫星的引力势能为ep2= 设摩擦而产生的热量为q，根据能量守恒定律得：+ep1=+ep2+q 联立得q=（）故选：c【点评】本题是信息题，要读懂引力势能的含义，建立卫星运动的模型，根据万有引力定律和圆周运动的知识、能量守恒定律结合求解6如图所示，电源输入电压不变，要使电路中电流表示数变大，可采用的方法有( )a将r上的滑片向上移动b将r上的滑片向下移动c将电键s掷向1d将电键s掷向2【考点】变压器的构造和原理 【专题】交流电专题【分析】输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可【解答】解：a、输入的电压和匝数比不变，输出的电压也不变，当向上移动滑片时，电路的电阻变小，所以电流要增加，故a正确；b、输入的电压和匝数比不变，输出的电压也不变，当向下移动滑片时，电路的电阻变大，所以电流要变小，所以b错误；c、将电键s掷向1，原线圈的匝数变大，由电压与匝数成正比可得，副线圈的输出电压要减小，电路的电阻不变，所以电流要减小，所以c错误；d、将电键s掷向2时，原线圈的匝数减小，由电压与匝数成正比可得，副线圈的输出电压要变大，电路的电阻不变，所以电流要增大，所以d正确；故选：ad【点评】掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，本题即可得到解决7如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，用于对旅客的行李进行安全检查其传送装置可简化为如图乙的模型，紧绷的传送带始终保持v=1m/s的恒定速率运行旅客把行李无初速度地放在a处，设行李与传送带之间的动摩擦因数=0.1，a、b间的距离为2m，g取10m/s2若乘客把行李放到传送带的同时也以v=1m/s的恒定速率平行于传送带运动到b处取行李，则( ) a乘客与行李同时到达b处b行李一直做加速直线运动c乘客提前0.5s到达b处d若传送带速度足够大，行李最快也要2s才能到达b处【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系 【分析】行李在传送带上先加速运动，然后再和传送带一起匀速运动，由牛顿第二定律和运动学公式求出时间若行李一直做匀加速运动时，运动时间最短【解答】解：a、b、c、由牛顿第二定律，得 mg=ma得 a=1m/s2设行李做匀加速运动的时间为t，行李加速运动的末速度为v=1m/s由v=at1 代入数值，得t1=1s，匀加速运动的位移大小为：x=a=0.5m，匀速运动的时间为：t2=1.5s，行李从a到b的时间为：t=t1+t2=2.5s而乘客一直做匀速运动，从a到b的时间为t人=2s故乘客提前0.5 s到达b故a、b均错误，c正确；d、若行李一直做匀加速运动时，运动时间最短由l=，解得，最短时间tmin=2s故d正确故选：cd【点评】该题考查是的传送带问题，行李在传送带上先加速运动，然后再和传送带一起匀速运动，若要时间最短，则行李一直做匀加速运动8如图所示，s处有一电子源，可向纸面内任意方向发射电子，平板mn垂直于纸面，在纸面内的长度l=9.1cm，中点o与s间的距离d=4.55cm，mn与so直线的夹角为，板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度b=2.0104t电子质量m=9.11031kg，电量e=1.61019c，不计电子重力电子源发射速度v=1.6106m/s的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为l，则( )a=90时，l=9.1cmb=60时，l=9.1cmc=45时，l=4.55cmd=30时，l=4.55cm【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动 【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】由洛仑兹力充当向心力可求得粒子运动半径，再由几何关系可知，电子运动的范围，由几何关系即可求出电子打在板上可能位置的区域的长度【解答】解：由洛仑兹力充当向心力可得；bqv=m解得：r=0.0455m=4.55cm；所有粒子的圆心组成以s为圆心，r为半径的圆；电子出现的区域为以s为圆心，以9.1cm半径的圆形区域内，如图中大圆所示；故当=90时，纸板mn均在该区域内，故l=9.1cm；当=30时，l=4.55cm；故ad正确，bc错误；故选：ad【点评】本题考查带电粒子充当向心力的运动规律，解题的关键问题在于明确粒子运动的圆心和半径，进而明确所有粒子可能出现的空间三、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，每个试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（共128分）9图1为一电学实验的实物 连线图该实验可用来测量待测电阻rx的阻值（约500）图中两个电压表量程相同，内阻都很大实验步骤如下：调节电阻箱，使它的阻值r0与待测电阻的阻值接近；将滑动变阻器的滑动头调到最右端合上开关s将滑动变阻器的滑动头向左端滑动，使两个电压表指针都有明显偏转记下两个电压表v1和v2的读数u1和u2多次改变滑动变阻器滑动头的位置，记下v1和v2的多组读数u1和u2求rx的平均值回答下列问题：（）根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路图，其中电阻箱符号为，滑动变阻器的符号为，其余器材用通用的符号表示（）不计电压表内阻的影响，用u1、u2、和r0表示rx的公式为rx=（）考虑电压表内阻的影响，用u1、u2、r0、v1的内阻r1、v2的内阻r2表示rx的公式为rx=【考点】伏安法测电阻 【专题】实验题【分析】分析清楚实物电路图结构，然后根据实物电路图作出实验电路图分析清楚电路结构、应用欧姆定律即可正确解题【解答】解：（i）根据实物电路图作出电路图，如图所示；（ii）通过待测电阻的电流i=，待测电阻阻值rx=；（）考虑电表内阻影响，通过待测电阻的实际电流ix=ir0+iv1iv2=+，待测电阻阻值rx=；故答案为：（）电路图如图所示；（）；（）【点评】本题考查了作电路图、求待测电阻阻值，分析清楚电路结构，熟练应用欧姆定律是求出待测电阻的关键10某同学探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作l0；弹簧下端挂一个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作l1；弹簧下端挂两个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作l2；挂七个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作l7（1）下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是l5和l6测量记录表：代表符号l0l1l2l3l4l5l6l7刻度数值/cm1.703.405.108.6010.312.1（2）实验中，l3和l7两个值还没有测定，请你根据如图将这两个测量值填入记录表中（3）为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：d1=l4l0=6.90cm；d2=l5l1=6.90cm； d3=l6l2=7.00cm；请你给第四个差值：d4=l7l3=7.20cm（4）根据以上差值，可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量ll用d1、d2、d3、d4表示的式子为l=，代入数据解得l=1.75cm（5）计算弹簧的劲度系数k=28.0n/m（g取9.8m/s2）【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系；胡克定律 【专题】定量思想；推理法；弹力的存在及方向的判定专题【分析】用毫米刻度尺测量长度是要估读到分度值的下一位，即要有估读的按照d1、d2、d3的表达式的规律表示出d4充分利用测量数据，根据公式f=kx可以计算出弹簧的劲度系数k其中x为弹簧的形变量【解答】解：（1）尺的最小分度值为1mm，所以长度l5应为10.30cm，l6为12.10cm（2）根据图所示读出指针指示的刻度数值：l3=6.85cm，l7=14.05cm（3）为了充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，根据题意：d4=l7l3=14.05cm6.85cm=7.20cm（4）d1、d2、d3、d4分别表示挂相差四个50g的砝码时弹簧伸长量，所以每增加50g砝码的弹簧平均伸长量l=1.75cm（5）充分利用测量数据，k=28.0故答案为：（1）l5，l6（2）6.85，14.05（3）l7l3，7.20（4） 1.75 （5）28.0【点评】弹簧测力计的原理是在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比对于实验问题，我们要充分利用测量数据求解可以减少误差11某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛比赛路径如图所示，赛车从起点a出发，沿水平直线轨道运动l后，由b点进入半径为r的光滑竖直圆轨道，离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到c点，并能越过壕沟已知赛车质量m=0.1kg，通电后以额定功率p=1.5w工作，进入竖直轨道前受到阻力恒为0.3n，随后在运动中受到的阻力均可不计图中l=10.00m，r=0.32m，h=1.25m，s=1.50m问：要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间？（取g=10m/s2）【考点】功能关系；牛顿第二定律；平抛运动；机械能守恒定律 【专题】应用题；压轴题【分析】本题赛车的运动可以分为三个过程，由a至b的过程可以运用动能定理列式，在圆轨道上的过程机械能守恒，也可以用动能定理列式，以及平抛运动的过程；本题有两个约束条件，即要能越过壕沟，同时要能到达轨道的最高点【解答】解：设赛车越过壕沟需要的最小速度为v1，由平抛运动的规律s=v1t h=gt2解得 m/s设赛车恰好越过圆轨道，对应圆轨道最高点的速度为v2，最低点的速度为v3，由牛顿第二定律及机械能守恒定律mg=mm=m+mg（2r） 解得：v3=4m/s 通过分析比较，赛车要完成比赛，在进入圆轨道前的速度最小应该是：vmin=4m/s 设电动机工作时间至少为t，根据功能原理ptfl=m由此可得：t=2.53s即要使赛车完成比赛，电动机至少工作2.53s的时间【点评】本题是力电综合问题，关键要将物体的运动分为三个过程，分析清楚各个过程的运动特点和受力特点，然后根据动能定理、平抛运动公式、向心力公式列式求解！12如图所示，金属导轨mnc和pqd，mn与pq平行且间距为l，所在平面与水平面夹角为，n、q连线与mn垂直，m、p间接有阻值为r的电阻；光滑直导轨nc和qd在同一水平面内，与nq的夹角都为锐角均匀金属棒ab和ef质量均为m，长均为l，ab棒初始位置在水平导轨上与nq重合；ef棒垂直放在倾斜导轨上，与导轨间的动摩擦因数为（较小）由导轨上的小立柱1和2阻挡而静止空间有方向竖直的匀强磁场（图中未画出）两金属棒与导轨保持良好接触，不计所有导轨和ab棒的电阻，ef棒的阻值为r，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略感应电流产生的磁场，重力加速度为g（1）若磁感应强度大小为b，给ab棒一个垂直于nq、水平向右的速度v1，在水平导轨上沿运动方向滑行一段距离后停止，ef棒始终静止，求此过程ef棒上产生的热量；（2）在（1）问过程中，ab棒滑行距离为d，求通过ab棒某横截面的电量；（3）若ab棒以垂直于nq的速度v2在水平导轨上向右匀速运动，并在nq位置时取走小立柱1和2，且运动过程中ef棒始终静止求此状态下最强磁场的磁感应强度及此磁场下ab棒运动的最大距离（提示：）【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；焦耳定律 【专题】计算题；定量思想；极值法；电磁感应与电路结合【分析】（1）根据能量的守恒，计算ef棒上产生的热量；（2）根据楞次定律和欧姆定律计算通过ab棒某横截面的电量；（3）根据法拉第电磁感应定律计算电动势的大小，根据棒的受力计算最强磁场的磁感应强度及此磁场下ab棒运动的最大距离【解答】解：（1）设ab棒的初动能为ek，ef棒和电阻r在此过程产生热量分别为q和q1，有 q+q1=ek 且q=q1 由题意 ek= 得 q= （2）设在题设的过程中，ab棒滑行的时间为t，扫过的导轨间的面积为s，通过s的磁通量为，ab棒产生的电动势为e，ab棒中的电流为i，通过ab棒某截面的电荷量为q，则 e= 且=bs 电流 i= 又有 i= 由图所示，s=d（ldcot） 联立，解得：q= （10）（3）ab棒滑行距离为x时，ab棒在导轨间的棒长lx为： lx=l2xcot （11）此时，ab棒产生的电动势ex为：e=bv2lx （12）流过ef棒的电流ix为 ix= （13）ef棒所受安培力fx为 fx=bixl （14）联立（11）（14），解得：fx= （15）有（15）式可得，fx在x=0和b为最大值bm时有最大值f1由题意知，ab棒所受安培力方向必水平向左，ef棒所受安培力方向必水平向右，使f1为最大值的受力分析如图所示，图中fm为最大静摩擦力，有： f1cos=mgsin+（mgcos+f1sin） （16）联立（15）（16），得：bm= （17）bm就是题目所求最强磁场的磁感应强度大小，该磁场方向可竖直向上，也可竖直向下有（15）式可知，b为bm时，fx随x增大而减小，x为最大xm时，fx为最小值，如图可知 f2cos+（mgcos+f2sin）=mgsin （18）联立（15）（17）（18），得 xm=答：（1）ef棒上产生的热量为；（2）通过ab棒某横截面的电量为（3）此状态下最强磁场的磁感应强度是，磁场下ab棒运动的最大距离是【点评】本题是对法拉第电磁感应定律的考查，解决本题的关键是分析清楚棒的受力的情况，找出磁感应强度的关系式是本题的重点【物理-选修3-3】13有关分子的热运动和内能，下列说法正确的是( )a一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变b物体的温度越高，分子热运动越剧烈c物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和d布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的e外界对物体做功，物体的内能必定增加【考点】热力学第一定律；布朗运动 【专题】热力学定理专题【分析】温度是分子平均动能的标志，内能是所有分子的动能和所有分子势能的总和，布朗运动反应了液体分子的无规则运动，改变内能的方式有做功和热传递【解答】解：a、温度是分子平均动能的标志，所以温度不变，分子的平均动能不变，a正确；b、物体的温度越高，分子热运动越剧烈，b正确；c、物体的内能就是物体内部所有分子的动能和分子势能的总和，c正确；d、布朗运动是由液体分子之间的不规则运动引起的，d错误；e、改变内能的方式有做功和热传递，外界对物体做功，物体的内能不一定增加，e错误；故选：abc【点评】本题考查了分子平均动能的唯一标志是温度，还有物体的内能、改变内能的方式有做功和热传递、布朗运动等知识点，难度不大14如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体活塞的质量为m，横截面积为s，与容器底部相距h现通过电热丝缓慢加热气体，当气体的温度为t1时活塞上升了h已知大气压强为p0重力加速度为g，不计活塞与气缸间摩擦求温度为t1时气体的压强；现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当添加砂粒的质量为m0时，活塞恰好回到原来位置，求此时气体的温度【考点】理想气体的状态方程 【专题】理想气体状态方程专题【分析】（1）由题，活塞处于平衡状态，根据平衡条件列式求气体的压强；（2）当添加砂粒的质量为m0时，活塞恰好回到原来的位置，再以活塞为研究对象，由平衡条件求得封闭气体的压强，由查理定律列式求此时气体的温度【解答】解：设气体压强为p1，由活塞平衡知：p1s=mg+p0s解得p1=设温度为t1时气体为初态，回到原位置时为末态，则有：初态：压强，温度t1，体积v1=2hs末态：压强，温度t2，体积v2=hs由理想气体的状态方程代入初、末态状态参量解得：t2=答：温度为t1时气体的压强；此时气体的温度【点评】（1）确做功与热量的正负的确定是解题的关键；（2）对气体正确地进行受力分析，求得两个状态的压强是解题的关键属于中档题【物理-选修3-4】15如图所示是观察水面波衍射的实验装置，ac和bd是两块挡板，ab是一个孔，o是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是 ( )a此时能明显观察到波的衍射现象b挡板前后波纹间距离相等c如果将孔ab扩大，有可能观察不到明显的衍射现象d如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象e挡板前后波纹间距离不等【考点】光的衍射 【分析】当孔、缝的宽度与波长差不多或者比波长还小时，就能够发生明显的衍射现象，这是发生明显衍射的条件【解答】解：a、因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象故a正确b、e、波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等故b正确，e错误c、如果将孔ab扩大，孔的尺寸远大于波的波长，可能观察不到明显的衍射现象故c正确d、如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据=知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象故d错误故选：abc【点评】该题结合图象考查发生明显衍射的条件，解决本题的关键掌握产生明显衍射的条件，知道波速、频率、波长的关系16如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的横截面图圆弧cd是半径为r的四分之一圆周，圆心为o光线从ab面上的m点入射，入射角i=60，光进入棱镜后恰好在bc面上的o点发生全反射，然后由cd面射出已知ob段的长度为l=6cm，真空中的光速c=3.0108m/s求：（）透明材料的折射率n；（）光从m点传播到o点所用的时间t【考点】光的折