广东省2009-2013年高考物理 选择题汇总 实验部分

1 A B C D 广东省广东省 2009 20132009 2013 年高考物理各题型汇总分析比较年高考物理各题型汇总分析比较 实验部分实验部分 一 基本仪器的读数 一 基本仪器的读数 1 1 用螺旋测微器测量一个工件的直径 如图 a 所示 该工件的直径为 2 游标卡尺的主尺最小分度为 1 mm 游标上有 10 个小的等分刻度 用它测量一工件内径 如图 b 所示 该工件内径为 2 用游标卡尺测得某样品的长度如左图所示 其示数 L 用螺旋测微器测得该样品的外径如右图所示 其示数D 10 有一游标卡尺 主尺的最小分度是 1mm 游标上有 20 个小的等分刻度 用它测量一小球的直径 如 图甲所示的读数是 mm 用螺旋测微器测量一根金属丝的直径 如图乙所示的读数是 mm 4 图中A B C是多用表在进行不同测量时转换开关分别指示的位置 D是多用表指针在测量时的偏转 位置 由此可知 A是 档 若用此档测量 指针位置如D 则读数是 B是 档 若用此档测量 指针位置如D 则读数是 C是 档 若用此档测量 指针位置如D 则读数是 综合大题预测综合大题预测 一 一 实验部分实验部分 1 1 1 某同学让重锤做自由落体运动 利用打点计时器打出的纸带来测量当地的重力加速度 如图所示 为实验时得到一条纸带 它在纸带上取了 A B C D E 五个计数点 两个相邻计数点间的时间间隔为 2 T 0 02 s 测量时发现B点已模糊不清 于是他测得AC长为 3 99cm CD长为 2 58 cm DE长为 2 97 cm 则打C点时重锤的瞬时速度大小为 m s 根据数据求出重力加速度 g m s2 保留三位有效数字 2 某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中 串联了一只 2 5 的电阻R0 实验电路如图 1 所示 连好电路后 当该同学闭合电键 发现电流表示数为 0 电压表示数不为 0 检查各接线柱均未接 错 接触良好且未发生短路 他用多用电表的电压档检查电路 把两表笔分别接a b b c d e 时 示数均为 0 把两表笔接c d时 示数与电压表示数相同 由此可推断故障是 回答什么元件发生故障即可 根据电路图 1 把多用表两表笔分别接c d时 在图 2 中用画线代替导线把实物连接起来 排除故障后 该同学顺利完成实验 测定数据如下面表格所示 请根据数据在下面坐标图中画出 U I 图象 由图象求得 电池的电动势为 V 内阻为 2 2 为了探究对物体做功与物体速度变化的关系 现提供如图所示的器材 让小车在橡皮筋的作用下弹出 后 沿木板滑行 请思考探究思路并回答下列问题 打点计时器交流电频率为 50Hz 1 为了消除摩擦力的影响应采取什么措施 I A 0 1 0 0 1 7 0 2 3 0 3 0 0 3 7 U V 1 2 0 1 0 0 0 8 0 0 6 0 0 4 0 AEDCB 图 1 R R0 a b cd e E r V A 图 2 R0 A V 0 100 300 50 0 20 0 60 1 00 1 40 1 80 I A U V 0 400 200 3 2 当我们分别用同样的橡皮筋 1 条 2 条 3 条 并起来进行第 1 次 第 2 次 第 3 次 实验时 每次实验中橡皮筋拉伸的长度应都保持一致 我们把第 1 次实验时橡皮筋对小车做的功记为 W 由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出 如图所示是其中四次实验 打出的部分纸带 试根据第 项中的信息 填写下表 次数 1 2 3 4 橡皮筋对小车做功 W 小车速度v m s v m s 222 从表中数据可得出结论 3 3 测量一块量程已知的电压表的内阻 器材如下 A 待测电压表 量程 3V 内阻未知 B 电流表 量程 3A 内阻 0 01 C 定值电阻 阻值 5k 额定电流 0 5A D 电池组 电动势小于 3V 内阻不计 E 多用电表一块 F 开关两只 G 导线若干 有一同学 利用上面 所给器材 进行如下 实验操作 1 用多 用电表进 行粗测 多用电表 电阻档有 3 种倍率 分别是 100 10 和 1 该同学选择 10 倍率 用正确的操作方法测量时 发 现指针偏转角度太小 为了较准确地进行测量 应重新选择 倍率 重新选择倍率后 刻度盘上的指针位置如左图所示 那么测量结果大约是 2 为了更准确的测出该电压表内阻的大小 该同学设计了如右图甲 乙两个实验电路 你认为其中较 合理的是 填 甲 或 乙 电路 其理由是 3 用你选择的电路进行实验时 需要直接测量的物理量 用上述所测各量表示电压表 内阻 其表达式应为Rv 4 4 1 某探究学习小组在 探究加速度与物体质量 物体受力的关 cm 4 004 004 003 953 803 50 4 3 2 103 203 463 463 463 46 cm cm 2 832 832 832 832 702 10 2 cm 2 002 002 002 002 001 60 1 50 1 4 系 的实验装置如图所示 除桌面上的实验器材外 还准备了打点计时器所用的学生电源 导线 复写纸片和纸带 若你是小 组中的一位成员 要完成该实验 你认为还需要的实验器材有 和 实验时保持盘及盘中的砝码质量m一定 探究加速度与小车 包括车中砝码 质量M的关系 以下做 法正确的是 A 平衡摩擦力时 应将长木板带有滑轮的一端适当垫高 B 平衡摩擦力时 应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上 C 每次改变小车的质量时 不需要重新平衡摩擦力 D 实验时 先放开小车 再接通打点计时器电源 2 某课外兴趣小组对筼筜湖水质进行调查 需要测量湖水的电阻率 他们先在一根内径为d的长玻璃 管两端各装了一个电极 接触电阻不计 两电极相距L 其间充满待测的湖水 并备有如下器材 A 电压表 V 量程 3 V 内阻约为 10 k B 电流表 A1 量程 0 6 A 内阻约为 0 1 C 电流表 A2 量程 3 mA 内阻约为 1 0 D 滑动变阻器R1 阻值 0 1 k 额定电流 0 1 A E 滑动变阻器R2 阻值 0 20 额定电流 1 0 A F 电池组E 电动势约为 6 V 内阻不计 G 开关S和导线若干 H 多用电表 利用所给器材 进行实验操作如下 用多用电表粗测待测湖水的阻值 选用倍率为 100 的电阻档测电阻时 刻度盘上的指针位置如 图所示 则所测湖水的阻值R为 为了精确测定待测湖水的阻值R 请在虚线框内画出实验电路图 设计的电路图中 电流表选择 滑动变阻器选择 用器材前面的字母代号表示 在上右图中用笔画线代替导线 将实验电路实物图连接完整 所测湖水的电阻率表达式是 用R d L表示 5 5 1 某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统由静止释放后机械能是否 守恒 实验前已经调整气垫导轨底座使之水平 且选定滑块从静止开始运动的过程进行测量 如图乙所示 用游标卡尺测得窄遮光条的宽度d cm 实验时将滑块从图示位置由静止释放 由 数字计时器读出遮光条通过光电门的时间s 则在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为 2 102 1 t m s 计算结果保留两位有效数字 若测出钩码质量为m 滑块质量为M 滑块上的遮光条初始位 置到光电门的距离为s 则通过比较 和 5 是否相等 用直接测出的物理量符号写出表达式 重力加速度为 g 即可验证系统的机 2 2 1 t d Mm 械能是否守恒 2 某同学利用图 a 所示的电路研究灯泡L1 6V 1 5W L2 6V 10W 的发光情况 假设灯泡电 阻恒定 图 b 为实物图 他分别将L1 L2接入图 a 中的虚线框位置 移动滑动变阻器的滑片P 当电压表示数为 6V 时 发现 灯泡均能正常发光 在图 b 中用笔线代替导线将电路连线补充完整 接着他将L1和L2串联后接入图 a 中的虚线框位置 移动滑动变阻器的滑片P 当电压表示数为 6V 时 发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮 出现这种现象的原因是 6 现有一种特殊的电池 电动势 E 约为 9V 内阻 r 约为 50 允许输出的最大电流为 50 mA 用如图 a 的电路测量它的电动势和内阻 图中电压表的内阻非常大 R 为电阻箱 阻值范围 0 9999 R0是定值电阻 规格为 150 1 0W 起 的作用 该同学接入符合要求的 R0后 闭合开关 调整电阻箱的阻值 改变电阻箱阻 值 得多组数据 作出如图 b 的图线 则电池的电动势 E 内阻 r 结果 保留两位有效数字 多物体多过程问题多物体多过程问题 7 如图所示 静止放在水平光滑的桌面上的纸带 其上有一质量为m 1 0 kg的铁块 它与纸带右端的 距离为L 0 5 m 铁块与纸带间的动摩擦因数为 0 1 现用力F水平向左将纸带从铁块下抽出 当 纸带全部抽出时铁块恰好到达桌面边缘 铁块抛出后落地点离抛出点的水平距离为s 0 8 m 已知 g 10 m s2 桌面高度为H 0 8 m 不计纸带质量 不计铁块大小 铁块不翻滚 求 1 铁块抛出时速度大小 2 纸带从铁块下抽出所用时间t 3 纸带抽出过程产生的内能Q 8 如图所示 光滑半圆轨道竖直放置 光滑水平轨道与之相切于半圆最低点 A 水平轨道上静止放置着 一质量为 M 0 99kg 的木块 一质量为 m 0 01kg 的子弹 以 v0 400m s 的速度水平射入木块 射入后与 木块一起以相同速度进入圆轨道 然后运动到轨道最高点水平抛出 求圆轨道半径多大时木块落地点离 A 的距离最大 g 取 10m s2 6 9 如图所示 长为 L 的不可伸长的绳子一端固定在 O 点 另一端系质量为 m 的小球 小球静止在光滑水 平面上 现用大小为 F 水平恒力作用在另一质量为 2m 的物块上 使其从静止开始向右运动 一段时间后 撤去该力 物块与小球发生正碰后速度变为原来的一半 小球恰好能在竖直平面内做圆周运动 已知重 力加速度为 g 小球和物体均可视为质点 试求 1 小物块碰撞前速度 V0的大小 2 碰撞过程中系统损失的机械能 3 恒力 F 作用时间 10 如图所示 一个可视为质点的物块 质量为m 2 kg 从光滑四分之一圆弧轨道顶端由静止滑下 到达 底端时恰好进入与圆弧轨道底端相切的水平传送带 传送带由一电动机驱动着匀速向左转动 速度大小 为u 3 m s 已知圆弧轨道半径R 0 8 m 皮带轮的半径r 0 2m 物块与传送带间的动摩擦因数为 0 1 两皮带轮之间的距离为L 6m 重力加速度g 10m s2 求 1 皮带轮转动的角速度多大 2 物块滑到圆弧轨道底端时对轨道的作用力 3 物块将从传送带的哪一端离开传送带 物块在传送带上克服摩擦力所做的功为多大 11 如图所示 粗糙斜面与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接 斜面倾角 37 A C D 滑块的质量为 m m mD m 1 kg B 滑块的质量 mB 4 m 4 kg 各滑块均视为质点 A B 间夹着质量可忽略的火药 K 为处于原长的轻质弹簧 两端分别连接住 B 和 C 现点燃火药 此时间 极短且不会影响各物体的质量和各表面的光滑程度 此后 发现 A 与 D 相碰后粘在一起 接着沿斜面前 进了L 0 8 m 时速度减为零 此后设法让它们不再滑下 已知滑块 A D 与斜面间的动摩擦因数均为 0 5 取 g 10 m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 火药炸完瞬间 A 的速度vA 2 滑块 B C 和弹簧 K 构成的系统在相互作用过程中 弹簧的最大弹性势能Ep 弹簧始终未超出弹性 A CB K D A D 火药 L 7 L M m 左 右 F 限度 12 为了研究过山车的原理 物理小组提出了下列的设想 取一个与水平方向夹角为37 长为L 2 0m的 粗糙的倾斜轨道AB 通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连 出口为水平轨道DE 整个轨道除AB段以外都是 光滑的 其中AB与BC轨道以微小圆弧相接 如图所示 一个小物块以初速度v0 4 0m s 从某一高处水平 抛出 到A点时速度方向恰沿AB方向 并沿倾斜轨道滑下 已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数 g 5 0 取10m s2 0 求 6 037sin 0 80 037cos 0 1 小物块的抛出点和A点的高度差 2 为了让小物块不离开轨道 并且能够滑回倾斜轨道AB 则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件 3 要使小物块不离开轨道 并从水平轨道DE滑出 求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件 13 如图所示 质量为M 4kg 的木板静止在光滑的水平面上 在木板的右端放置一个质量m 1kg 大小可以 忽略的铁块 铁块与木板之间的摩擦因数 0 4 在铁块上加一个水平向左的恒力F 8N 铁块在长L 6m 的木板上滑动 取g 10m s2 求 1 经过多长时间铁块运动到木板的左端 2 在铁块到达木板左端的过程中 恒力F对铁块所做的功 3 在铁块到达木板左端时 铁块和木板的总动能 14 在光滑的水平面上 静止放置着直径相同的小球A和B 它们的质量分别为m和 3m 两球之间的 距离为L 现用一大小为F的水平恒力始终作用到A球上 A球从静止开始向着B球方向运动 如图 所示 设A球与B球相碰的时间极短 碰撞过程没有机械能损失 碰撞后两球仍在同一直线上运 动 求 1 A球第一次碰撞B球之前瞬间的速度 2 A球到第二次碰撞B球之前 A球通过的总路程S L F A m B m3 8 B h a R b 电磁感应综合应用电磁感应综合应用 15 如图所示 由 7 根长度都是 L 的金属杆连接成的一个 日 字型的矩形金属框 abcdef 放在纸面所在 的平面内 有一个宽度也为 L 的匀强磁场 磁场边界跟 cd 杆平行 磁感应强度的大小是 B 方向垂直于 纸面向里 金属杆 af be cd 的电阻都为 r 其他各杆的电阻不计 各杆端点间接触良好 现以速度v 匀速地把金属框从磁场的左边界水平向右拉 从 cd 杆刚进入磁场瞬间开始计时 求 1 cd 杆在磁场中运动的过程中 通过 af 杆的电流 2 从开始计时到金属框全部通过磁场的过程中 金属框中电流所产生的总热量 Q 16 题中数据不符合实际情况 可以把时间翻倍题中数据不符合实际情况 可以把时间翻倍 如图所示 足够长的光滑平行金属导轨 MN PQ 竖直放 置 一匀强磁场垂直穿过导轨平面 导轨的上端 M 与 P 间连接阻值为 R 0 40 的电阻 质量为 m 0 01kg 电阻为 r 0 30 的金属棒 ab 紧贴在导轨上 现使金属棒 ab 由静止开始下滑 其下滑距离 与时间的关系如下表所示 导轨电阻不计 重力加速度 g 取 l0m s2 试求 时间 t s 00 10 20 30 40 50 60 7 下滑距离 s m 00 10 30 71 42 12 83 5 1 当 t 0 7s 时 重力对金属棒 ab 做功的功率 2 金属棒 ab 在开始运动的 0 7s 内 电阻 R 上产生的热量 3 从开始运动到 t 0 4s 的时间内 通过金属棒 ab 的电量 17 两根金属导轨平行放置在倾角为 300的斜面上 导轨左端接有电阻R 10 导轨自身电阻忽略不 计 匀强磁场垂直于斜面向上 磁感强度B 0 5T 质量为m 0 1kg 电阻不计的金属棒ab由静止释放 沿导轨下滑 如图所示 设导轨足够长 导轨宽度L 2m 金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好 当 金属棒下滑高度h 3m 时 速度恰好达到最大速度 2m s 求这一过程中 1 金属棒受到的最大安培力 abc de f LLL B v 9 2 电路中产生的电热 18 如图 甲 所示 U 型金属导轨水平放置 右端固定 导体棒ab与导轨的两臂垂直放置 ab与导 轨构成边长l 1 0 m 的正方形 整个回路的电阻R 2 质量m 1kg 的物体A置于水平地面上 通过 轻绳绕过定滑轮与导体棒ab相连 当垂直于导轨平面向上的磁场按B kt k为恒量 均匀增大时 物 体A对地面的压力F随时间t变化的图象如图 乙 所示 不考虑一切阻力 取g 10 m s2 求 1 k值 2 导体棒ab中感应电流的大小和方向 3 在 0 5s 时间内回路中产生的焦耳热 19 一个质量为m 0 1kg 的正方形金属框总电阻R 0 5 金属框放在表面绝缘且光滑的斜面顶端 金属 框上边与AA 重合 自静止开始沿斜面下滑 下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB 平行 宽度为d的 匀强磁场后滑至斜面底端 金属框下边与BB 重合 高金属框在下滑过程中的速度为v 与此对应的位移 为s 那么v2 s 图象如图所示 已知匀强磁场方向垂直斜面向上 g 10m s2 1 根据v2 s 图象所提供的信息 计算出斜面倾角 和匀强磁场宽度d 2 金属框从进入磁场到穿出磁场所用的时间是多少 3 匀强磁场的磁感应强度多大 4 金属框中产生的热量多少 20 如图为某同学设计的速度选择装置 两根足够长的光滑导轨MM 和NN 间距为L与水平方向成 角 上端接滑动变阻器R 匀强磁场B0垂直导轨向上 金属棒ab质量为m垂直横跨在导轨上 滑动变阻器R 两端连接水平放置的平行金属板 极板间距为d 板长为 2d 匀强磁场B垂直纸面向内 粒子源能发射 沿水平方向不同速率的带电粒子 粒子的质量为m0 电荷量为q ab棒的电阻为r 滑动变阻器的最大 阻值为 2r 其余部分电阻不计 不计粒子重力 1 ab棒静止未释放时 某种粒子恰好打在上极板中点P上 该粒子带何种电荷 该粒子的速度多大 2 调节变阻器使R 0 5r 然后释放ab棒 求ab棒的最大速度 3 当ab棒释放后达到最大速度时 若变阻器在r R 2r范围调节 总有粒子能匀速穿过平行金属板 求这些粒子的速度范围 A A B B d d B O s m123 10 20 v2 m2s 2 30 P d 2d 10 21 两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平内 两导轨间的距离为l 导轨上面横放着两根导体 棒ab和cd构成矩形回路 如图 4 7 所示 两根导体棒的质量皆为m 电阻皆为R 磁感应强度为B 设 两导体棒均为沿导轨无摩擦地滑行 开始时 棒cd静止 棒ab有指向棒cd的初速度 v0 如图所示 若两导体棒在运动中始终不接触 求 1 在运动中产生的焦耳热最多是多少 2 当ab棒的速度变为初速度的时 cd棒的加速度是多少 3 4 22 如图所示 空间存在垂直纸面向里的两个匀强磁场区域 磁感应强度大小均为B 磁场 宽为L 两 磁场间的无场区域为 宽也为L 磁场 宽度足够大 区域中两条平行直光滑金属导轨间距为l 不计 导轨电阻 两导体棒ab cd的质量均为m 电阻均为r ab棒静止在磁场 中的左边界处 cd棒静止在 磁场 中的左边界处 对ab棒施加一个瞬时冲量 ab棒以速度v1开始向右运动 求ab棒开始运动时的加速度大小 ab棒在区域 运动过程中 cd棒获得的最大速度为v2 求ab棒通过区域 的时间 若ab棒在尚未离开区域 之前 cd棒已停止运动 求 ab棒在区域 运动过程中产生的焦耳热 带电粒子在复合场中的运动带电粒子在复合场中的运动 23 18 分 如图所示 空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场 电场强度为 E 场区宽度为L 在紧靠电场右侧的圆形区域内 分布着垂直于纸面向外的匀强磁场 磁感应强度 B未知 圆形磁场区域半径为r 一质量为m 电荷量为q的带正电的粒子从A点由静止释放后 在 M点离开电场 并沿半径方向射入磁场区域 然后从N点射出 O为圆心 MON 120 粒子重力 可忽略不计 求 1 粒子经电场加速后 进入磁场时速度的大小 2 匀强磁场的磁感应强度B的大小 3 粒子从A点出发到N点离开磁场经历的时间 c d a b LL l 11 24 18 分 如图所示 MN PQ是平行金属板 板长为L 两板间距离为 PQ板带正电 MN板带负电 2 L 在PQ板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场 一个电荷量为q 质量为m的带负电粒子以速度v 从MN板 边缘沿平行于板的方向射入两板间 结果粒子恰好从PQ板左边缘飞进磁场 然后又恰好从PQ板的右边 缘飞进电场 不计粒子重力 求 1 两金属板间所加电场的场强大小 2 匀强磁场的磁感应强度B的大小 25 18 分 如图所示 在矩形 ABCD 内对角线 BD 以上的区域存在有平行于 AD 向下的匀强电场 对角线 BD 以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场 图中未标出 矩形 AD 边长L AB 边长为L 一个质量2 为 m 电荷 q的带电粒子 不计重力 以初速度v0从 A 点沿 AB 方向进入电场 在对角线 BD 的中点 P 处 进入磁场 并从 DC 边上的 Q 点垂直于 DC 离开磁场 试求 1 电 场强度的大小 2 带电粒子经过 P 点时速度的大小和方向 3 磁场的磁感应强度的大小和方向 26 18 分 如图所示 在 xoy 平面内 第 象限内的直线 OM 是电场与磁场的边界 OM 与负 x 轴成 45 角 在 x 0 且 OM 的左侧空间存在着负 x 方向的匀强电场E 场强大小为 0 32N C 在 y 0 且 OM 的右 侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场B 磁感应强度大小为 0 1T 一不计重力的带负电的微粒 从坐 标原点 O 沿 y 轴负方向以v0 2 103m s 的初速度进入磁场 最终离开电磁场区域 已知微粒的电荷量 q 5 10 18C 质量m 1 10 24kg 求 1 带电微粒第一次经过磁场边界的位置坐标 2 带电微粒在磁场区域运动的总时间 3 带电微粒最终离开电 磁场区域的位置坐标 12 27 18 分 质谱仪的原理图如图甲所示 带负电粒子从静止开始经过电势差为的电场加速后 从 G 点U 垂直于 MN 进入偏转磁场 该偏转磁场是一个以直线 MN 为上边界方向垂直于纸面向里的匀强磁场 磁场 的磁感应强度为 带电粒子经偏转磁场后 最终到达照片底片上的 H 点 测得 G H 间的距离为 粒Bd 子的重力可忽略不计 1 设粒子的电荷量为 质量为 试证明该粒子的比荷为 qm 22 8 dB U m q 2 若偏转磁场的区域为圆形 且与 MN 相切于 G 点 如图乙所示 其它条件不变 要保证上述粒子从 G 点垂直于 MN 进入偏转磁场后不能打到 MN 边界上 MN 足够长 求磁场区域的半径应满足的条件 28 18 分 如图所示 真空中有以 O 为圆心 r 为半径的圆柱形匀强磁场区域 磁感应强度为 B 方向 垂直纸面向外 在虚线 与圆相切 右侧足够大的范围内有方向竖直向下 场强大小为 E 的匀强电场 从坐标原点 O 向纸面内不同方向发射速率相同的质子 设质子在磁场中的偏转半径也为 r 已知质子的 电荷量为 e 质量为 m 求 1 质子进入磁场时的速度大小 2 速度方向沿 y 轴正方向射入磁场的质子到达 x 轴所需的时间 3 如以图中速度方向与 y 轴成 30 角 与 x 轴正方向成 120 角射入磁场的质子到达 x 轴位置的坐 标 29 18 分 空间某区域内存在 B1 0 5T 方向水平的匀强磁场 在磁场区域内有两根相距L1 0 6m 的足够 长的平行金属导轨 PQ MN 固定在竖直平面内 导轨所在平面与磁场垂直 如图所示 PM 间连接有阻值 为 R 2 的电阻 QN 间连接着两块水平放置的平行金属板 a b a b 间的距离 d 0 1m 板长L2 0 4m 一根电阻为 r 1 的细导体棒 cd 与导轨接触良好 不计导轨和导线的电阻 现使导体棒 cd 以速率 v1 0 25m s 向右匀速运动时 一带正电的小球以v 2m s 的速度 从 a 板右边缘水平飞入 恰能从 b 板边 缘飞出 g取 10m s2 求 1 a b 间的电压 2 该带电小球的比荷 m q 3 若导体棒 cd 以v2 0 5m s 速度向右匀速运 动时 需在 a b 板间加一垂直于 a b 板的水 平匀强磁场 才能使上述带电小球从 b 板边缘 飞出 求该磁场磁感应强度的大小 P a R NM Q b c d mv B 13 30 18 分 如图在xOy坐标系第 象限 磁场方向垂直xOy平面向里 磁感应强度大小均为B 1 0T 电场方向水平向右 电场强度大小均为E 3N C 一个质量m 2 0 10 7kg 电荷量q 2 0 10 6C 的带 正电粒子从x轴上P点以速度v0射入第 象限 恰好在xOy平面中做匀速直线运动 0 10s 后改变电场 强度大小和方向 带电粒子在xOy平面内做匀速圆周运动 取g 10m s2 求 1 带电粒子在xOy平面内做匀速直线运动的速度v0大小和方向 2 带电粒子在xOy平面内做匀速圆周运动时电场强度的大小和方向 3 若匀速圆周运动时恰好未离开第 象限 x轴上入射P点应满足何条件 参考答案 1 1 1 19m s 9 75m s2 2 R断路 2 分 正确连 接电流表 电压表 多用表以及滑动变阻器 各 1 分 共 4 分 3 E 1 50 0 02V 2 分 r 0 5 0 02 2 分 描点画线 2 分 2 2 1 将木板固定有打点计时器的一端垫起适当的高度 使小车缓慢匀速下滑 2 表格中数据如下 次数 1 2 3 4 橡皮筋对小车做 功 2 W3 W4 W 小车速度v m s 1 01 4151 732 0 v m s 222 1 02 03 04 0 结论 小车速度的平方与橡皮筋对小车做功成正比 解题指导 解题指导 探究动能定理应注意 W 为合力功 为动能的增量 k E 22 21 11 22 k WEmvmv 合 3 共 12 分 每小题 4 分 1 100 3 0 K 2 乙 因为甲图中流过电流表的电流太小 读数误差比较大 U V I A 14 3 K2闭合前后电压表的读数U1 U2 12 1 UU RU 4 1 天平 刻度尺 3 分 C 3 分 2 1100 1 1K 2 分 实验电路图如右下图示 3 分 C E 各 1 分 共 2 分 实验电路实物图连接如左下图示 3 分 2 分 2 4 Rd L 5 1 0 48 0 40 mgs 解析 用游标卡尺测得窄遮光条的宽度代表物体的位移 数字计时器记 录通过光电门的时间 由位移公式计算出物体通过光电门的平均速度 用该 平均速度代替物体的瞬时速度v 测出钩码下降的高度h 即滑块上的遮光条 初始位置到光电门的距离s 即可由mgs和是否相等来验证 2 2 1 t d Mm 机械能守恒定律 2 如图b 由于RL1比RL2大得多 灯泡L2分得的电压很小 其实际功率很小 不能发光 解析 实物连线要依据电路原理图 弄清电路结构 将滑动变阻器连接成分压式接法 由于两个灯泡的电阻相差较多 串联后接入电路 则电阻较小的灯泡分得的电压远小于额定电压 故 不亮 而另一个灯泡的电压接近额定电压 故该灯泡亮 6 防止短路 电流过大 烧坏电源 读取电压表的示数 10V 46 2 漏写单位 没分 7 解 1 水平方向 s vt 1 分 竖直方向 H gt 2 1 分 1 2 由 联立解得 v 2 m s 1 分 2 设铁块的加速度为a 由牛顿第二定律 得 mg ma 2 分 纸带抽出时 铁块的速度 v at 2 分 由 联立解得 t 2 s 1 分 3 由题意知 纸带和铁块的相对路程为 s L 1 分 由功能关系可得 mgL 2 分 由 联立解得 0 5 J 1 分 15 9 1 小球恰好通过最高点作圆周运动 此时重力刚好提供向心力 设速度为V 有 2 分 L V mmg 2 得V gL 1 分 设小球碰撞后速度为V1 其后在摆至最高点过程中 机械能守恒 2 1 mV21 2 1 mV2 mg 2L 2 分 代入V值可得V1 gL5 1 分 碰撞过程中 物块和小球系统动量守恒 有 2mV0 mV1 2m 2 分 2 0 V 代入V1值可得V0 gL5 1 分 2 碰撞过程中系统损失的机械能 E 2 1 2m V02 2 1 2m 2 1 m 3 分 2 0 2 V 2 1 V 代入所求出的速度值可得 E mgL 2 分 4 5 小球在水平面运动的加速度 2 分 m F a 2 由速度公式得力 F 作用时间atV 0 2 分 F gLm a V t 52 0 10 解析 弄清楚物体的运动过程和受力情况是解题关键 物块沿光滑圆弧下滑的过程 机械能守恒 物块在传送带上做匀减速直线运动 16 1 皮带轮转动的角速度 由u 得rad s 2 分 r 15 r u 2 物块滑到圆弧轨道底端的过程中 由动能定理得 1 分 2 0 2 1 mvmgR 解得 m s 1 分 42 0 gRv 在圆弧轨道底端 由牛顿第二定律得 2 分 R v mmgF 2 0 解得物块所受支持力 F 60N 1 分 由牛顿第三定律 物块对轨道的作用力大小为 60N 方向竖直向下 1 分 3 物块滑上传送带后做匀减速直线运动 设加速度大小为a 由牛顿第二定律得 1 分 maumg 解得 a 1m s2 1 分 物块匀减速到速度为零时运动的最大距离为 m L 6m 1 分 8 2 2 0 0 a v s 可见 物块将从传送带的右端离开传送带 1 分 物块在传送带上克服摩擦力所做的功为J 2 分 12 mgLW 11 18 分 1 AD 系统沿斜面滑上 A 和 D 碰完时的速度v1由动能定理 有 2 1 2 1 0cos sin vmmLgmmLgmm DADADA 3 分 得 Lgv cos sin2 1 代入数据得4 1 vm s 2 分 炸药爆炸完毕时 A 的速度vA 由动量守恒定律有 1DA vmmvm AA 2 分 得 vA 8 m s 2 分 2 炸药爆炸过程 对 A 和 B 系统 由动量守恒定律 设 B 获得的速度为vB 有 0 BBA vmvmA 2 分 得 vB 2 m s 1 分 B 与 C 相互作用 当两者共速为 v 时 弹簧弹性势能最大 由 B C 系统动量守恒 有 vmmvm CBBB 2 分 解得 61 CB BB mm vm vm s 1 分 弹簧的最大弹性势能为 2 2 2 1 2 1 vmmvmE CB B BP 2 分 代入数据得 EP 1 6 J 1 分 12 12 解解 1 设从抛出点到A点的高度差为h 到A点时有则有 2分 ghvy2 且 2分 0 0 y 37tan v v 代入数据解得h 0 45m 1分 2 要使小物块不离开轨道并且能够滑回倾斜轨道AB 则小物体沿圆轨道上升的最大高度不能超 过圆心 即 17 3分 mgRmv 2 1 2 B m65 1 R 3 小物体到达A点时的速度 1分 m s5v 22 0A y vv 从A到B 由动能定理 2分 2 A 2 B 00 mv 2 1 mv 2 1 L37mgcos37mgLsin 小物体从B到环最高点机械能守恒 2分 R2mgmv 2 1 mv 2 1 2 p 2 B 在最高点有 2分 mg R v m 2 p 由 解得 1分 m66 0 R 13 18 分 解 1 铁块与木板间的滑动摩擦力 N4N1014 0 mgf 铁块的加速度 22 1 m s4m s 1 48 m fF a 木板的加速度 22 2 m s1m s 4 4 M f a 铁块滑到木板左端的时间为t 则 Ltata 2 2 2 1 2 1 2 1 代入数据解得 s2 t 2 铁块位移 m8m24 2 1 2 1 22 11 tas 木板位移 m2m21 2 1 2 1 22 22 tas 恒力 F 做的功 J64J88 1 FsW 3 方法一 铁块的动能 J32J8 48 1 sfFEkA 木板的动能 J8J24 2 fsEkB 铁块和木板的总动能 J40J8J32 kBkAk EEE 总 方法二 铁块的速度m s8m s24 11 tav 铁块的动能J32J81 2 1 2 1 22 1 mvEkA 木板的速度m s2m s21 22 tav 木板的动能J8J24 2 1 2 1 22 2 MvEkB 铁块和木板的总动能J40J8J32 kBkAk EEE 总 评分说明 每项 2 分 每项 1 分 1 设A球的加速度为 第一次碰到B球瞬间速度为 则a 1 v 1 分 maF 1 分 aLv2 2 1 解得 1 分 m FL v 2 1 2 两球碰撞过程动量守恒 取向右方向为正方向 得 1 分 3 111BA mvmvmv 18 碰撞过程没有机械能损失 得 1 分 2 1 2 1 2 1 3 2 1 2 1 2 1 BA mvmvmv 解得两球第一次的速度 方向向左 方向向右 2 分 2 1 1 v v A 2 1 1 v v B 碰后A球先向左匀减速运动 再向右匀加速运动 直到第二次碰撞B球 设碰后A球向左运动的最大距离为 则 2A S 1 分 2 2 1 2 AA aSv 解得 1 分 4 2 L SA 设两球第一次碰后到第二次碰前经过的时间为 两球的位移都为 有 2 t 2 S 2 分 2 221212 2 1 attvtvS AB 解得 2 分 a v t 1 2 2 LS2 2 因此到第二次碰撞B球之前 A球通过的总路程 2 分 22 2SSLS A 解得 1 分 LS5 3 15 解 1 cd 杆切割磁感线产生的电动势 2 分BLvE 此时的等效电路如图所示 则 be af 并联 由闭合电路欧姆定律得 通过干路 bc 的电流为 rR E I 2 分 r BLv rr BLv I 3 2 2 故通过 af 杆的电流 2 分 r BLvI Iaf 32 2 无论是那一根杆在磁场中运动 其他两杆都是并联 故等效电路与上图相同 整个金属框产生的热 量也相同 2 分 因金属框匀速运动 切割磁感线产生的电能全部转化为热能 故 cd 杆在磁场中运动时 金属框产生的总 热量为 2 分 2 分 r vLB v L BLv r BLv IUtQ 3 2 3 2 32 0 因此 从开始计时到金属框全部通过磁场的过程中 金属框中电流所产生的总热量 2 r vLB QQ 32 0 2 3 分 16 由表格中数据可知 金属棒先做加速度减小的加速运动 最后以 7m s 匀速下落 PG mgv 0 01 10 7 0 7W 3 分 2 根据动能定理 WG W安 mvt2 mv02 2 分 1 2 1 2 W安 mvt2 mv02 mgh 0 01 72 0 01 10 3 5 0 105J 1 分 1 2 1 2 1 2 QR E电 0 105 0 06 J 1 分 R R r 4 7 3 当金属棒匀速下落时 G F安 mg BIL 1 分 B2L2v R r 解得 BL 0 1 m 电量q It 0 2C 2 分 R r BLs R r I 19 17 解 1 据法拉第电磁感应定律 E BLv 2 分 据闭合电路欧姆定律 I 1 分 E R F安 ILB 2 分 B2L2v R 由 知 当金属棒达到最大速度时 受到的安培力最大 代入数据解得F 0 2N 1 分 2 当金属棒速度恰好达到最大速度时 由受力分析和物体匀速运动 知 mgsin F安 f 2 分 f mgsin F安 0 3N 1 分 下滑过程据动能定理得 mgh f W mv2 3 分 h sin 1 2 解得W 1J 2 分 此过程中电阻中产生的热量Q W 1J 1 分 18 1 设回路中产生的感应电动势为E 根据法拉第电磁感应定律有 E t 其中 BS Bl2 根据题意有 k B t 设回路中的感应电流为I 根据闭合电路欧姆定律有 I R E 设导体棒ab所受的安培力为F 根据安培力公式有 F IlB 联立解得 F 2 3 k l t R 由图象可知 t 5s 时 安培力大小等于A的重力 10 N 即 10 2 3 k l t R 代入数值解得 k 2T s 2 回路中的感应电流大小为I 1A 2 Ekl RR 根据楞次定律知 感应电流方向由b指向a 3 根据焦耳定律 在 0 5s 时间内回路中产生的焦耳热为 Q I2Rt 10J 19 解 1 由图象可知 从s 0 到s1 1 6m 过程中 金属框作匀加速度运动 由公式v2 2ass 可得 金 属框的加速度为 2 1 2 1 m s5 2 s v a 根据牛顿第二定律 1 sinmamg 解得 30 金属框一边进入磁场到上边出磁场 线框做匀速运动 故m0 16 16 22 ds 2 金属框刚进入磁场到时 16 2 1 1 vm s4 1 v 金属框穿过磁场所用的时间 s25 0 2 1 v d t 3 因匀速通过磁场 则 sin 1 mgd R Bdv B 解得T5 0 B 4 金属框中产生的热量 Q JdmgQ Jt R vdB 5 02sin 5 0 2 1 22 或 2020 1818 分 解 分 解 1 由左手定则可知 该粒子带正电荷 1 分 20 粒子在磁场中做圆周运动 设半径为r 速度为v0 几何关系有 2 分 222 2 d rdr 得 1 分 dr 4 5 粒子做匀速圆周运动 由牛顿第二定律 2 分 r vm Bqv 2 00 0 得 1 分 0 0 4 5 m Bqd v 2 ab棒达到最大速度时做匀速运动 2 分 ILBmg 0 sin 对回路 由闭合电路欧姆定律 2 分 rr LvB I 5 0 0 由 得 1 分 22 0 2 sin3 LB mgr v 3 当ab棒达到最大速度时 设变阻器接入电路电阻为R 电压为U 由 式得 LB mg I 0 sin 对变阻器 由欧姆定律 1 分 IRU 极板电压也为U 粒子匀速运动 2 分 q d U Bqv 1 由 得 1 分 LdBB mgR v 0 1 sin 因R为 故粒子的速度范围为 2 分 rRr2 LdBB mgr v LdBB mgr 0 1 0 sin2sin 21 ab棒向cd棒运动时 两棒和导轨构成的回路面积变小 磁通量发生变化 于是产生感应电流 ab 棒受到与运动方向相反的安培力作用做减速运动 cd棒则在安培力作用下做加速运动 在ab棒的速度大 于cd棒的速度时 回路中总有感应电流 ab棒继续减速 cd棒继续加速 两棒速度达到相同后 回路 面积保持不变 磁通量不变化 不产生感应电流 再棒以相同的速度v做匀速运动 1 从初始至两棒达到速度相同的过程中 两棒的动量守恒 有 0 2mvmv 根据能量守恒 整个过程中产生的总热量 222 00 111 2 224 Qmvm vmv 2 设ab棒的速度为初速度的时 cd棒的速度为v 则由动量守恒可知 3 4 00 3 4 mvmv mv A 此时回路中感应电动势和感应电流分别为 0 3 42 E Evv Bl I R 此时cd棒所受的安培力F IBl cd棒的加速度 由以上各式可得 F a m 2 2 0 4 B l v a mR 22 1 6 分 设ab棒进入磁场 区域时产生的感应电动势大小为E 电路中的电流为I 2 分 此时ab棒受到的安培力 1 分 1 1 22 BlvE EBlvI rr FBIl 安 根据牛顿第二定律 1 分 ab棒进入磁场 区域时的加速度 2 分 Fma 安 2 2 1 2 B l v a mr 2 6 分 ab棒在磁场 区域运动过程中 cd棒经历加速过程 两棒动量守恒 设ab棒穿出磁场 时 的速度为v3 此刻cd棒具有最大速度v2 有 3 分 123 mvmvmv r d v0 O NF安 mg 21 ab棒在区域 中做匀速直线运动 通过区域 的时间 2 分 解得 1 分 3 L t v 12 L t vv 3 4 分 ab棒在区域 运动过程中 cd棒克服安培力做功 最后减速为零 ab cd棒中产生的总焦 耳热为Q 由能量转化守恒定律可知 2 分 2 2 1 2 Qmv 所以 ab棒中产生的焦耳热为 2 分 2 2 1 24 Q mv 23 解 1 设粒子经电场加速后的速度为v 根据动能定理有 qEL mv2 2 分 解得 2 分 2 1 m qEL v 2 2 粒子在磁场中完成了如图所示的部分圆运动 设其半径为R 因洛 仑兹力提供向心力 所以有qvB 2 分 mv2 r 由几何关系得 3 分 30tan R r 所以 2 分 2 3 2 qr mEL B 3 设粒子在电场中加速的时间为 在磁场中偏转的时间为 1 t 2 t 粒子在电场中运动的时间t1 2 分 a L2 qE mL2 粒子在磁场中做匀速圆周运动 其周期为 2 分 qB m v R T 22 由于 MON 120 所以 MO N 60 故粒子在磁场中运动时间 t2 2 分 qB m TT 36 1 360 60 所以粒子从A点出发到 N 点离开磁场经历的时间t t1 t2 qE mL2 qB m 3 1 分 mqEL mr qE mL 6 2 24 解析 1 设带电粒子在平行金属板匀强电场中运动的时间为t 由类平抛运动可知 L v0t 1 分 at2 1 分 a 1 分 2 L 2 1 m Eq 联立求解可得 E 2 分 qL mv2 0 2 带电粒子以速度v飞出电场后射入匀强磁场做匀速圆周运动 由qvB m 2 分 R v2 sin 2 分 sin 2 分 R L 2v vy vy at 1 分 联立求解可得 B 2 分 qL mv02 2525 1 带电粒子受电场力作用做类平抛运动 则 L at2 2 1 2 1 22 L v0t 2 2 Eq ma 得 a 场强为 L v 2 0 2 qL mv E 2 0 2 2 在竖直方向上做匀变速运动 Y 方向分速度为 vy 则有 2 a vy2 得 vy v0 2 L aL2 到 P 点时速度为 V v0 22 0y vv 3 速度与水平方向的夹角 满足 0 tan v vy 2 得此时速度与水平方向的夹角为 arctan 2 3 BD 与水平方向的夹角满足 2 2 tan 则 有 v BD o 90 粒子在磁场中运动轨迹的圆心就在 D 点 则 R BD L 2 1 2 3 11