主观题热练五（原卷版及解析）

试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page11页，共=sectionpages33页主观题热练五一、实验题1．如图1所示为研究平抛运动的实验装置，实验者手持一个带孔洞纸卡，让小球穿过纸卡的孔洞，从而记录下小球所在的位置。实验中不计空气阻力，重力加速度为g。(1)以下非必须的是_________。A．斜槽末端要调整为水平状态B．斜槽中小球滚落的轨道要光滑C．固定有白纸的木板要竖直放置D．小球每次要从斜槽上的同一个位置由静止释放(2)图2中的各个点是实验过程中记录的小球位置，其中坐标原点为平抛运动的初始位置。某同学在图2中所描绘抛物线上找到了某一点，测得点的横坐标为，纵坐标为，则平抛运动的初速度（用表示）。(3)某同学在图2中所描绘抛物线上截取了其中一段，如图3所示，在抛物线上取三个点，并使得之间的水平距离与之间的水平距离均为，A、B之间的竖直距离为，B、C之间的竖直距离为，则平抛运动的初速度（用表示）。2．某些磁性材料的电阻率在外磁场作用下发生改变的现象称为磁致电阻效应，利用该效应可以制作磁敏器件。为探究某磁敏器件材料的电阻率随外磁场的变化规律，设计如图甲所示电路。该器件在无外磁场时的阻值为，加磁感应强度为B的外磁场后，阻值变为R，阻值的变化量，相对变化率能反映器件材料电阻率的变化。图中和均为理想电压表，定值电阻，为滑动变阻器，S为开关，E为电源。（1）按照甲所示的电路图，将图乙中的器材实物连线补充完整；（2）不加外磁场，调节使示数为，示数，由此可计算出；（3）加外磁场，调节使示数仍为，记录B和示数，计算；（4）改变B，重复（2）的操作，实验数据如下表，时，电压表示数如图丙所示，读出数据，完成下表，答：①，②（②的结果保留2位有效数字）；……①…②（5）由图丁坐标纸上将所缺数据点补充完整后作图可推知，B在范围内，该器件材料的电阻率随B的增大而填“线性增大”或“非线性增大。（6）若图甲中为理想电压表，而为非理想电压表，仍利用（4）问表格中的实验数据在图丁坐标纸上作图，则B在范围内，图线的斜率比真实情况填“偏大”“偏小”或“不变。二、解答题3．如图所示，一定质量的理想气体可经过程从A状态变化到C状态。已知、及气体处于A状态时温度为。求：(1)气体处于B状态时的温度；(2)过程外界对气体做的功；(3)过程气体放出的热量。4．如图所示，水平直轨道的长度为。为的中点，物块、与轨道动摩擦因数均为，点右侧为光滑的半圆弧，物块从点以某一初速度向右运动，在点与发生弹性碰撞（碰撞时间极短），撞后继续运动到点时动量是撞后瞬间的，而到点恰好停下来，已知重力加速度为。(1)求在点的初速度及、的质量之比。(2)若运动到半圆弧轨道最高点时，对轨道无压力，求轨道半径。(3)若能从半圆弧轨道最高点射出，则射出后的水平位移取得最大值时，求半圆弧轨道半径及最大位移。5．如图，在xoy坐标系所在的平面内，第一象限内有垂直纸面向外的匀强磁场，第二象限内有沿x轴负向的匀强电场，场强大小为E。一质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子从x轴上的点以速度v沿与x轴正方向成60°角的方向射入磁场，恰好垂直于y轴射出磁场进入电场，不计粒子重力，求：(1)第一象限匀强磁场的磁感应强度B的大小；(2)粒子从P点射入到第三次到达y轴的时间t；(3)若当某次粒子在第二象限中速度减为零时，在第二象限区域再加上一垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度。则粒子之后在第二象限运动时离y轴的最近距离为多少。

主观题热练五一、实验题1．如图1所示为研究平抛运动的实验装置，实验者手持一个带孔洞纸卡，让小球穿过纸卡的孔洞，从而记录下小球所在的位置。实验中不计空气阻力，重力加速度为g。(1)以下非必须的是_________。A．斜槽末端要调整为水平状态B．斜槽中小球滚落的轨道要光滑C．固定有白纸的木板要竖直放置D．小球每次要从斜槽上的同一个位置由静止释放(2)图2中的各个点是实验过程中记录的小球位置，其中坐标原点为平抛运动的初始位置。某同学在图2中所描绘抛物线上找到了某一点，测得点的横坐标为，纵坐标为，则平抛运动的初速度（用表示）。(3)某同学在图2中所描绘抛物线上截取了其中一段，如图3所示，在抛物线上取三个点，并使得之间的水平距离与之间的水平距离均为，A、B之间的竖直距离为，B、C之间的竖直距离为，则平抛运动的初速度（用表示）。【答案】(1)B(2)(3)【解析】（1）A．斜槽末端调整为水平才能保证小球做平抛运动，故A正确；BD．为了保证每次小球做平抛运动的初速度一致，每次小球在同一位置释放，轨道不必光滑，故B错误，D正确；C．木板需要竖直放置才能准确记录小球在抛物线上的位置，故C正确。故选B。（2）水平方向竖直方向解得（3）竖直方向上，位移差公式得水平方向上解得2．某些磁性材料的电阻率在外磁场作用下发生改变的现象称为磁致电阻效应，利用该效应可以制作磁敏器件。为探究某磁敏器件材料的电阻率随外磁场的变化规律，设计如图甲所示电路。该器件在无外磁场时的阻值为，加磁感应强度为B的外磁场后，阻值变为R，阻值的变化量，相对变化率能反映器件材料电阻率的变化。图中和均为理想电压表，定值电阻，为滑动变阻器，S为开关，E为电源。（1）按照甲所示的电路图，将图乙中的器材实物连线补充完整；（2）不加外磁场，调节使示数为，示数，由此可计算出；（3）加外磁场，调节使示数仍为，记录B和示数，计算；（4）改变B，重复（2）的操作，实验数据如下表，时，电压表示数如图丙所示，读出数据，完成下表，答：①，②（②的结果保留2位有效数字）；……①…②（5）由图丁坐标纸上将所缺数据点补充完整后作图可推知，B在范围内，该器件材料的电阻率随B的增大而填“线性增大”或“非线性增大。（6）若图甲中为理想电压表，而为非理想电压表，仍利用（4）问表格中的实验数据在图丁坐标纸上作图，则B在范围内，图线的斜率比真实情况填“偏大”“偏小”或“不变。【答案】5000.660.32非线性增大偏小【解析】（1）[1]按照甲所示的电路图，将图乙中的器材实物连线如图∶（2）[2]不加外磁场时，示数为，示数为，根据电路关系有，磁敏器件的电压为则（4）[3]根据图丙，当时，示数为。[4]加外磁场后，调节使示数仍为，此时电流I仍为，磁敏器件的电压为，因此其阻值为阻值变化量为相对变化率为则有（5）[5]在坐标纸上补充数据点并作图，观察B在范围内图线的形状。若图线为直线则是线性增大，若为曲线则是非线性增大。从图中可看出在范围内是非线性增大；（6）[6]若为非理想电压表，其内阻不是无穷大，会分流，使得测量的偏小，计算出的R偏小，偏小，偏小。在图像中，相同B值下，测量值偏小，图像整体下移，斜率比真实情况偏小。二、解答题3．如图所示，一定质量的理想气体可经过程从A状态变化到C状态。已知、及气体处于A状态时温度为。求：(1)气体处于B状态时的温度；(2)过程外界对气体做的功；(3)过程气体放出的热量。【答案】(1)(2)(3)【解析】（1）从A状态到B状态，由等容变化解得气体处于B状态时的温度（2）过程外界对气体做的功（3）从A状态变化到C状态由气体方程得即从A状态变化到C状态气体内能不变，由热力学第一定律解得即过程气体放出的热量4．如图所示，水平直轨道的长度为。为的中点，物块、与轨道动摩擦因数均为，点右侧为光滑的半圆弧，物块从点以某一初速度向右运动，在点与发生弹性碰撞（碰撞时间极短），撞后继续运动到点时动量是撞后瞬间的，而到点恰好停下来，已知重力加速度为。(1)求在点的初速度及、的质量之比。(2)若运动到半圆弧轨道最高点时，对轨道无压力，求轨道半径。(3)若能从半圆弧轨道最高点射出，则射出后的水平位移取得最大值时，求半圆弧轨道半径及最大位移。【答案】(1)，(2)(3)，【解析】（1）设P在A点的速度为，碰前P的速度为，碰后P、Q的速度分别为、，Q到C点的速度为，P、Q的质量分别为、，P、Q碰撞为弹性碰撞，根据动量守恒可得根据能量守恒可得结合题意可知对于P从B到C，由动能定理可得对于Q从B到C，由动能定理可得对P从A到碰撞前，根据动能定理可得联立解得，（2）由上述分析可得从C到最高点，由机械能守恒定律可得在最高点时，由于Q对轨道无压力，根据牛顿第二定律则有联立解得（3）设Q从圆弧射出时的速度为，圆弧的半径为，从C点到最高点，由机械能守恒定律可得Q平抛后在空中运动的时间则Q平抛的水平位移整理可得由数学知识解得，当时，水平位移最大为5．如图，在xoy坐标系所在的平面内，第一象限内有垂直纸面向外的匀强磁场，第二象限内有沿x轴负向的匀强电场，场强大小为E。一质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子从x轴上的点以速度v沿与x轴正方向成60°角的方向射入磁场，恰好垂直于y轴射出磁场进入电场，不计粒子重力，求：(1)第一象限匀强磁场的磁感应强度B的大小；(2)粒子从P点射入到第三次到达y轴的时间t；(3)若当某次粒子在第二象限中速度减为零时，在第二象限区域再加上一垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度。则粒子之后在第二象限运动时离y轴的最近距离为多少。【答案】(1)(2)(3)【解析】（1）粒子在磁场中的运动情况如图所示由几何关系得解得根据洛伦兹力提供向心力，解得（2）粒子在磁场做匀速圆周运动的周期为粒子第一次在磁场