河南省郑州一中2022届高三物理上学期第一次联考试卷含解析

2022-2022学年河南省郑州一中高三（上）第一次联考物理试卷一.选择题：本题共12小题，每小题4分．在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．1．在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献．下列说法正确的是()A．安培发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象B．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在C．库仑提出了电场线；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D．感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果2．如图所示，质量为M的三角形木块a放在水平面上，把另一质量为m的木块b放在a的斜面上，斜面倾角为α，对a施一水平力F，使b不沿斜面滑动，不计一切摩擦，则b对a的压力大小为()A．B．C．D．3．一质点在xOy平面内运动的轨迹如图所示，下面有四种说法：①若质点在x方向始终匀速运动，则在y方向先加速后减速；②若质点在x方向始终匀速运动，则在y方向先减速后加速；③若质点在y方向始终匀速运动，则在x方向先加速后减速；④若质点在y方向始终匀速运动，则在x方向先减速后加速．其中正确的是()A．只有①③B．只有①④C．只有②③D．只有②④-26-4．质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时．汽车的瞬时加速度的大小为()A．B．C．D．5．将一小球以初速度v从地面竖直上抛后，小球先后经过离地面高度为6m的位置历时4s．若要使时间缩短为2s，则初速度应（不计阻力）()A．小于vB．等于vC．大于vD．无法确定6．如图所示，固定于水平面上的金属架abcd处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动．t=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MbcN构成一个边长为l的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B随时间t变化的示意图为()A．B．C．D．7．钱学森被誉为中国导弹之父，“导弹”这个词也是他的创作．导弹制导方式很多，惯性制导系统是其中的一种，该系统的重要元件之一是加速度计，如图所示．沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的绝缘滑块，分别与劲度系数均为k的轻弹簧相连，两弹簧另一端与固定壁相连．当弹簧为原长时，固定在滑块上的滑片停在滑动变阻器（电阻总长为L）正中央，M、N两端输入电压为U0，输出电压UPQ=0．系统加速时滑块移动，滑片随之在变阻器上自由滑动，UPQ相应改变，然后通过控制系统进行制导．设某段时间导弹沿水平方向运动，滑片向右移动，UPQ=U0，则这段时间导弹的加速度()-26-A．方向向右，大小为B．方向向左，大小为C．方向向右，大小为D．方向向左，大小为8．如图所示，带异种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从O点射入宽度为d的有界匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，且同时到达P点．a、b两粒子的质量之比为()A．1：2B．2：1C．3：4D．4：39．在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，为理想电流表和电压表．在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是()A．电压表示数变小B．电流表示数变大C．电容器C所带电荷量增多D．a点的电势降低-26-10．“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中，发现A、B两颗均匀球形天体，两天体各有一颗靠近其表面飞行的卫星，测得两颗卫星的周期相等，以下判断正确的是()A．天体A、B的质量一定不相等B．两颗卫星的线速度一定相等C．天体A、B表面的重力加速度之比等于它们的半径之比D．天体A、B的密度一定相等11．如图所示，小球a从倾角为θ=60°的固定粗糙斜面顶端以速度v1沿斜面恰好匀速下滑，同时将另一小球b在斜面底端正上方与a球等高处以速度v2水平抛出，两球恰在斜面中点P相遇，则下列说法正确的是()A．v1：v2=2：1B．v1：v2=1：1C．若小球b以2v2水平抛出，则两小球仍能相遇D．若小球b以2v2水平抛出，则b球落在斜面上时，a球在b球的下方12．如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，在其内壁上有两个质量相同的小球（可视为质点）A和B，在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为α=53°和β=37°，以最低点C所在的水平面为重力势能的参考平面，则（sin37°=，cos37°=）()A．A、B两球所受支持力的大小之比为4：3B．A、B两球运动的周期之比为4：3-26-C．A、B两球的动能之比为16：9D．A、B两球的机械能之比为112：51二、实验题（本题共2小题，共14分）13．利用图示装置可以做力学中的许多实验．①以下说法正确的是__________．A．利用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响B．利用此装置探究“加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时，如果画出的am关系图象不是直线，就可确定加速度与质量成反比C．利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面的分力补偿小车运动中所受阻力的影响②小华在利用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，因为不断增加所挂钩码的个数，导致钩码的质量远远大于小车的质量，则小车加速度a的值随钩码个数的增加将趋近于__________的值．14．在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：待测金属丝：Rx（阻值约4Ω，额定电流约0.5A）；电压表：V（量程3V，内阻约3kΩ）；电流表：A1（量程0.6A，内阻约0.2Ω）；电流表：A2（量程3A，内阻约0.05Ω）；电源：E1（电动势3V，内阻不计）；E2（电动势12V，内阻不计）；滑动变阻器：R（最大阻值约20Ω）；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．①用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为__________mm．-26-②若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选__________、电源应选__________（均填器材代号），③在图2虚线框内完成电路原理图．三.计算题．（本题共3小题，共38分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位）15．在如图所示的电路中，R1=2Ω，R2=R3=4Ω，当电键K接a时，R2上消耗的电功率为4W，当电键K接b时，电压表示数为4.5V，试求：（1）电键K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；（2）电源的电动势和内电阻；（3）当电键K接c时，通过R2的电流．16．（14分）如图所示，在y=0和y=2m之间有沿着x轴方向的匀强电场，MN为电场区域的上边界，在x轴方向范围足够大．电场强度的变化如图所示，取x轴正方向为电场正方向．现有一个带负电的粒子，粒子的=1.0×10﹣2C/kg，在t=0时刻以速度v0=5×102m/s从O点沿y轴正方向进入电场区域，不计粒子重力作用．求：（1）粒子通过电场区域的时间；（2）粒子离开电场的位置坐标；-26-（3）粒子通过电场区域后沿x方向的速度大小．17．（14分）如图所示，一带电粒子以某一速度在竖直平面内做直线运动，经过一段时间后进入一垂直于纸面向里、磁感应强度为B的圆形匀强磁场（图中未画出磁场区域），粒子飞出磁场后垂直电场方向进入宽为L的匀强电场，电场强度大小为E，方向竖直向上．当粒子穿出电场时速度大小变为原来的倍，已知带电粒子的质量为m，电量为q，重力不计．粒子进入磁场时的速度如图所示与水平方向60°角．试解答：（1）粒子带什么性质的电？（2）带电粒子在磁场中运动时速度多大？（3）圆形磁场区域的最小面积为多大？-26-2022-2022学年河南省郑州一中高三（上）第一次联考物理试卷一.选择题：本题共12小题，每小题4分．在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．1．在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献．下列说法正确的是()A．安培发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象B．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在C．库仑提出了电场线；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D．感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果【考点】物理学史．【专题】定性思想；归纳法；直线运动规律专题．【分析】本题考查电磁学中的相关物理学史，根据在电磁学发展中作出突出贡献的科学家的名字及主要贡献进行答题．【解答】解：A、奥斯特发现了电流磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，故A错误；B、麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在；楞次是发现了电磁感应中的感应电流的方向，故B错误；C、库仑发现了点电荷的相互作用规律，法拉第提出了电场线，密立根测定了元电荷的数值，故C错误；D、感应电流遵从楞次定律所描述的方向，由于感应电流的磁场要阻碍原磁通量的变化，从而实现了其他能向电能的转化，因此楞次定律是能量守恒定律的必然结果．故D正确；故选：D【点评】本题考查了物理学史，比较简单，对于这部分知识，平时学习不可忽略，要不断积累和加强记忆．2．如图所示，质量为M的三角形木块a放在水平面上，把另一质量为m的木块b放在a的斜面上，斜面倾角为α，对a施一水平力F，使b不沿斜面滑动，不计一切摩擦，则b对a的压力大小为()-26-A．B．C．D．【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力．【专题】共点力作用下物体平衡专题．【分析】b与a恰好不发生相对滑动时，b与a的加速度相同，以b为研究对象，根据牛顿第二定律可求出A对B的支持力．以ab整体为研究对象，根据牛顿第二定律求出加速度，再对b研究求出a对b的支持力，由牛顿第三定律得到b对a的压力大小．【解答】解：A、以b木块为研究对象，b与a不发生相对滑动时，b的加速度水平向左，分析受力如图，根据牛顿第二定律得：a对b的支持力为：N=，由牛顿第三定律得：b对a的压力大小为：N′=N=．故A正确，B错误．C、以ab整体为研究对象，由牛顿第二定律得加速度为：a=，对b研究得有：N′=，故C错误，D正确．故选：AD．【点评】本题是连接类型的问题，两物体的加速度相同，既可以采用隔离法，也可以采用整体法和隔离法相结合的方法研究，要灵活选择研究对象，关键是不要漏选．3．一质点在xOy平面内运动的轨迹如图所示，下面有四种说法：①若质点在x方向始终匀速运动，则在y方向先加速后减速；②若质点在x方向始终匀速运动，则在y方向先减速后加速；③若质点在y方向始终匀速运动，则在x方向先加速后减速；④若质点在y方向始终匀速运动，则在x方向先减速后加速．其中正确的是()-26-A．只有①③B．只有①④C．只有②③D．只有②④【考点】匀变速直线运动的图像．【专题】定性思想；推理法；运动学中的图像专题．【分析】图象为平面直角坐标系，在xOy平面内任意一点的坐标值表示物体离开坐标轴的距离，如果纵坐标增加快，说明y方向运动快，如果横坐标增加快，说明x方向运动快【解答】解：①若x方向始终匀速，经过相同的时间水平间距相同，则y方向的高度先增加的越来越慢，说明竖直速度在减小，后来y方向的高度后增加的越来越快，说明竖直速度增大，所以物体速度先减小后增大，故②①错误；③若y方向始终匀速，经过相同的时间竖直间距相同，则x方向的水平距离先增加的越来越快，说明水平速度在增大，后来x方向的水平间距后增加的越来越慢，说明水平速度减小，所以物体速度先增大后减小，故③正确，④错误．故选：C【点评】注意此题是平面直角坐标系，与速度时间图象和位移时间图象不同，所以图象问题一定要看清坐标轴的物理意义4．质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时．汽车的瞬时加速度的大小为()A．B．C．D．【考点】功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律．【专题】功率的计算专题．【分析】汽车速度达到最大后，将匀速前进，根据功率与速度关系公式P=Fv和共点力平衡条件，可以先求出摩擦阻力；当汽车的车速为时，先求出牵引力，再结合牛顿第二定律求解即可．-26-【解答】解：汽车速度达到最大后，将匀速前进，根据功率与速度关系公式P=Fv和共点力平衡条件有：F1=f…①P=F1v…②当汽车的车速为时有：…③根据牛顿第二定律有：F2﹣f=ma…④由①～④式，可求得：所以ABD错误，C正确；故选：C．【点评】本题关键结合功率与速度关系公式P=Fv、共点力平衡条件以及牛顿第二定律联合求解．5．将一小球以初速度v从地面竖直上抛后，小球先后经过离地面高度为6m的位置历时4s．若要使时间缩短为2s，则初速度应（不计阻力）()A．小于vB．等于vC．大于vD．无法确定【考点】竖直上抛运动．【专题】直线运动规律专题．【分析】竖直上抛可以看作初速度向上的加速度为a=﹣g的匀减速直线运动，可划分为上升和下降两个过程，且两个过程具有严格的时间和速度的对称性【解答】解：A、小球先后经过离地面高度为6m的位置历时4s，可知从第一次到达6m位置记时，则到达最高点还需2s；若要使先后经过离地面高度为6m的位置的时间缩短为2s，则从第一次到达6m位置记时，则到达最高点还需1s，由此推断，先后经过离地面高度为6m的位置历时2s时，小球上升总高度较小，故初速度应较小，故A正确；B、由A分析得，B错误；C、由A分析得，C错误；D、由A分析得，D错误；-26-故选：A【点评】本题考查处理竖直上抛运动的能力，采用的整体法，也可以应用分段法，还可以采用图象法研究6．如图所示，固定于水平面上的金属架abcd处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动．t=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MbcN构成一个边长为l的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B随时间t变化的示意图为()A．B．C．D．【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．【专题】电磁感应与图像结合．【分析】只要通过闭合回路的磁通量不变，则MN棒中不产生感应电流，抓住磁通量不变，求出B随时间t变化的关系，即可选择图象．【解答】解：当通过闭合回路的磁通量不变，则MN棒中不产生感应电流，有：B0L2=BL（L+vt）所以：B=由表达式可知，随着t的增加B减小，且B减小的越来越慢，故C正确，ABD错误．故选：C．【点评】解决本题的关键抓住通过闭合回路的磁通量不变，MN棒中就不产生感应电流．-26-7．钱学森被誉为中国导弹之父，“导弹”这个词也是他的创作．导弹制导方式很多，惯性制导系统是其中的一种，该系统的重要元件之一是加速度计，如图所示．沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的绝缘滑块，分别与劲度系数均为k的轻弹簧相连，两弹簧另一端与固定壁相连．当弹簧为原长时，固定在滑块上的滑片停在滑动变阻器（电阻总长为L）正中央，M、N两端输入电压为U0，输出电压UPQ=0．系统加速时滑块移动，滑片随之在变阻器上自由滑动，UPQ相应改变，然后通过控制系统进行制导．设某段时间导弹沿水平方向运动，滑片向右移动，UPQ=U0，则这段时间导弹的加速度()A．方向向右，大小为B．方向向左，大小为C．方向向右，大小为D．方向向左，大小为【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．【专题】牛顿运动定律综合专题．【分析】导弹的速度与惯性制导系统的速度总是相等，故加速度也相同，对滑块受力分析后可以求出合力，再根据牛顿第二定律求加速度．【解答】解：滑片向右移动，且，则滑块向右移动的位移为，小物体受到左侧弹簧的向左的弹力，大小为，同时小物体还受到右侧弹簧的向左的弹力，大小也为，故合力为F=，方向水平向左根据牛顿第二定律a=，方向水平向左故选D【点评】本题关键求出合力，再根据牛顿第二定律求解加速度的大小和方向．8．如图所示，带异种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从O点射入宽度为d的有界匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，且同时到达P点．a、b两粒子的质量之比为()-26-A．1：2B．2：1C．3：4D．4：3【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】求解本题的关键是画出来粒子的轨迹图，并确定圆心、求出半径和圆心角，然后根据动能相等的条件以及相等的运动时间并结合圆周运动公式联立即可求解．【解答】解：根据题意画出a、b粒子的轨迹如图所示，则a、b粒子的圆心分别是和，设磁场宽度为d，由图可知，粒子b的半径==，粒子a的半径为==d由=可得：=，即=由qvB=可得：，=又b粒子轨迹长度为==，粒子a的轨迹长度为==，所以，=联立以上各式解得=，所以C正确，ABD错误．故选：C．-26-【点评】求解有关带电粒子在有界磁场中的运动问题的关键是画出轨迹图，并根据几何知识确定圆心求出半径和圆心角，再结合圆周运动的有关规律联立即可求解．9．在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，为理想电流表和电压表．在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是()A．电压表示数变小B．电流表示数变大C．电容器C所带电荷量增多D．a点的电势降低【考点】电容器；闭合电路的欧姆定律．【专题】电容器专题．【分析】在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，变阻器在路电阻减小，外电阻减小，根据欧姆定律分析干路电流如何变化和电阻R1两端电压的变化，即可知道电压表读数的变化．电容器C的电压等于电阻R2两端的电压，分析并联部分电压的变化，即知道电容器的电压如何变化，根据干路电流与通过R2的电流变化情况，分析电流表的变化．a点的电势等于R2两端的电压．-26-【解答】解：A、在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，变阻器在路电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流I增大，电阻R1两端电压增大，则电压表示数变大，A错误．C、电阻R2两端的电压U2=E﹣I（R1+r），I增大，则U2变小，电容器板间电压变小，其带电量减小，C错误．B、根据外电路中顺着电流方向，电势降低，可知，a的电势大于零，a点的电势等于R2两端的电压，U2变小，则a点的电势降低，通过R2的电流I2减小，通过电流表的电流IA=I﹣I2，I增大，I2减小，则IA增大．即电流表示数变大．故BD正确．故选BD【点评】本题是电路动态变化分析问题，要抓住不变量：电源的电动势、内阻及定值电阻的阻值不变，进行分析．根据电流方向判断电势高低，由电压的变化判断电势的变化．10．“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中，发现A、B两颗均匀球形天体，两天体各有一颗靠近其表面飞行的卫星，测得两颗卫星的周期相等，以下判断正确的是()A．天体A、B的质量一定不相等B．两颗卫星的线速度一定相等C．天体A、B表面的重力加速度之比等于它们的半径之比D．天体A、B的密度一定相等【考点】万有引力定律及其应用．【专题】万有引力定律的应用专题．【分析】卫星绕球形天体运动时，由万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律和万有引力定律得出天体的质量与卫星周期的关系式，再得出天体密度与周期的关系式，然后进行比较．【解答】解：A、设A、B中任决意球形天体的半径为R，质量为M，卫星的质量为m，周期为T．则由题意，卫星靠近天体表面飞行，卫星的轨道半径约等于天体的半径，则有，得M=，T相等，R不一定相等，所以天体A、B的质量不一定相等．故A错误．B、卫星的线速度为v=，T相等，而R不一定相等，线速度不一定相等．故B错误．-26-C、天体A、B表面的重力加速度等于卫星的向心加速度，即g=a=，T相同，可见天体A、B表面的重力加速度之比等于它们的半径正比．故C正确．D、天体的密度为ρ=，因为周期相同，则天体A、B的密度相等，故D正确．故选：CD．【点评】本题是卫星绕行星运动的问题，要建立好物理模型，采用比例法求解．要熟练应用万有引力定律、圆周运动的规律结合处理这类问题．11．如图所示，小球a从倾角为θ=60°的固定粗糙斜面顶端以速度v1沿斜面恰好匀速下滑，同时将另一小球b在斜面底端正上方与a球等高处以速度v2水平抛出，两球恰在斜面中点P相遇，则下列说法正确的是()A．v1：v2=2：1B．v1：v2=1：1C．若小球b以2v2水平抛出，则两小球仍能相遇D．若小球b以2v2水平抛出，则b球落在斜面上时，a球在b球的下方【考点】平抛运动．【专题】平抛运动专题．【分析】a球做匀速直线运动，在水平方向上做匀速直线运动，b球做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，根据水平位移相等求出初速度之比．结合落在斜面上位置，比较两球的运动时间，从而确定位置的关系．【解答】解：A、小球在P点相遇，知两球的水平位移相等，有：v1tsin30°=v2t，解得v1：v2=2：1．故A正确，B错误．-26-C、若小球b以2v2水平抛出，如图所示，若没有斜面，将落在B点，与P点等高，可知将落在斜面上的A点，由于a球、b球在水平方向上做匀速直线运动，可知a球落在A点的时间小于b球落在A点的时间，所以b球落在斜面上时，a球在b球的下方．故C错误，D正确．故选：AD．【点评】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上和竖直方向上的运动规律，抓住a、b两球水平方向均做匀速直线运动，结合水平位移关系分析判断．12．如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，在其内壁上有两个质量相同的小球（可视为质点）A和B，在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为α=53°和β=37°，以最低点C所在的水平面为重力势能的参考平面，则（sin37°=，cos37°=）()A．A、B两球所受支持力的大小之比为4：3B．A、B两球运动的周期之比为4：3C．A、B两球的动能之比为16：9D．A、B两球的机械能之比为112：51【考点】机械能守恒定律；牛顿第二定律；向心力．【专题】机械能守恒定律应用专题．-26-【分析】小球受重力和支持力，靠两个力的合力提供向心力，根据平行四边形定则求出支持力之比，根据牛顿第二定律求出周期、线速度之比．从而得出动能之比．根据高度求出重力势能，从而得出重力势能之比．【解答】解：A、根据平行四边形定则得，N=，则．故A正确．B、根据mgtanθ==mr，r=Rsinθ，解得，则A、B两球的动能之比．解得T=，则．故BC错误．D、小球的重力势能为：Ep=mgR（1﹣cosθ），机械能为：E=EK+EP=mgR（1﹣cosθ）+mgRtanθsinθ=mgR（1+tanθsinθ﹣cosθ）；得：==．故D正确．故选：AD．【点评】解决本题的关键搞清向心力的来源，运用牛顿第二定律得出线速度、周期的关系．同时注意能量关系．二、实验题（本题共2小题，共14分）13．利用图示装置可以做力学中的许多实验．①以下说法正确的是C．A．利用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响B．利用此装置探究“加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时，如果画出的am关系图象不是直线，就可确定加速度与质量成反比C．利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面的分力补偿小车运动中所受阻力的影响-26-②小华在利用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，因为不断增加所挂钩码的个数，导致钩码的质量远远大于小车的质量，则小车加速度a的值随钩码个数的增加将趋近于g的值．【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系；测定匀变速直线运动的加速度．【专题】实验题．【分析】利用图示小车纸带装置可以完成很多实验，在研究匀变速直线运动时不需要平衡摩擦力，在探究“小车的加速度与质量的关系”和探究“功与速度变化的关系”实验时，需要平衡摩擦力；在探究“小车的加速度a与力F的关系”时，根据牛顿第二定律求出加速度a的表达式，不难得出当钧码的质量远远大于小车的质量时，加速度a近似等于g的结论．【解答】解：（1）A、此装置可以用来研究匀变速直线运动，但不需要平衡摩擦力，故A错误．B、曲线的种类有双曲线、抛物线、三角函数曲线等多种，所以若a﹣M图象是曲线，不能断定曲线是双曲线，即不能断定加速度与质量成反比，应画出a﹣图象，故B错误．C、探究“功与速度变化的关系”实验时，需要平衡摩擦力，方法是将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响，从而小车受到的合力即为绳子的拉力，故C正确．故选：C（2）设小车质量为m，钩码质量为M，则对钩码有Mg﹣F=Ma①对小车有F﹣μmg=ma②联立①②解得a=g将上式变形为a=g，可见当M＞＞m时，加速度a趋近于g．故答案为：（1）C；（2）g【点评】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，然后熟练应用物理规律来解决实验问题．-26-14．在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：待测金属丝：Rx（阻值约4Ω，额定电流约0.5A）；电压表：V（量程3V，内阻约3kΩ）；电流表：A1（量程0.6A，内阻约0.2Ω）；电流表：A2（量程3A，内阻约0.05Ω）；电源：E1（电动势3V，内阻不计）；E2（电动势12V，内阻不计）；滑动变阻器：R（最大阻值约20Ω）；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．①用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为1.770mm．②若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选A1、电源应选E1（均填器材代号），③在图2虚线框内完成电路原理图．【考点】测定金属的电阻率．【专题】实验题．【分析】（1）螺旋测微器精确度为0.01mm，需要估读，读数时注意半毫米刻度线是否露出．（2）合理选择实验器材，先选必要器材，再根据要求满足安全性，准确性，方便操作的原则选择待选器材．电流表的接法要求大电阻内接法，小电阻外接法．滑动变阻器是小电阻控制大电阻，用分压式接法．（3）滑动变阻器采用限流式，安培表用外接法．【解答】解：（1）从图中读出金属丝的直径为d=1.5mm+27.0×0.01mm=1.770mm；（2）电压表量程3V，故电源选E1，最大电流读数I≈=0.75A，为使电流表指针偏转角度超过，故电流表选A1；-26-（3）滑动变阻器采用限流式；安培表电阻较小，大内小外，故安培表用外接法；电路如图所示：故答案为：1.770（1.768﹣1.772）；②A1、E1；③在虚线框内完成电路原理图，如上图所示．【点评】实验电路所用器材的要求要熟练掌握，读数的要求，误差来源的分析，变阻器的分压与限流式区别要弄清楚．三.计算题．（本题共3小题，共38分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位）15．在如图所示的电路中，R1=2Ω，R2=R3=4Ω，当电键K接a时，R2上消耗的电功率为4W，当电键K接b时，电压表示数为4.5V，试求：（1）电键K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；（2）电源的电动势和内电阻；（3）当电键K接c时，通过R2的电流．【考点】闭合电路的欧姆定律．【专题】恒定电流专题．【分析】（1）当电键K接a时，R1被短路，根据功率公式求出通过电源的电流和电压．（2）K接b时，R1和R2串联，分别由闭合电路欧姆定律对两种情况列方程求解电源的电动势和内电阻．-26-（3）当K接c时，R2与R3并联后与R1串联．由闭合电路欧姆定律求出干路电流，再求解通过R2的电流．【解答】解：（1）K接a时，R1被短路，外电阻为R2，根据电功率公式可得通过电源电流I1==A=1A电源两端电压V（2）K接a时，有E=U1+I1r=4+r①K接b时，R1和R2串联，R外=R1+R2=6Ω通过电源电流I2=A这时有：E=U2+I2r=4.5+0.75r②解①②式得：E=6Vr=2Ω（3）当K接c时，R总=R1+r+R23=6Ω总电流I3==1A通过R2电流I'=I3=0.5A．答：（1）电键K接a时，通过电源的电流为1A，电源两端的电压为4V；（2）电源的电动势和内电阻分别为E=6V，r=2Ω；（3）当电键K接c时，通过R2的电流为0.5A．【点评】对于电路问题，首先认识电路的结构．对于电源的电动势和内阻常常根据两种情况分别列方程，再联立求解．16．（14分）如图所示，在y=0和y=2m之间有沿着x轴方向的匀强电场，MN为电场区域的上边界，在x轴方向范围足够大．电场强度的变化如图所示，取x轴正方向为电场正方向．现有一个带负电的粒子，粒子的=1.0×10﹣2C/kg，在t=0时刻以速度v0=5×102m/s从O点沿y轴正方向进入电场区域，不计粒子重力作用．求：（1）粒子通过电场区域的时间；（2）粒子离开电场的位置坐标；-26-（3）粒子通过电场区域后沿x方向的速度大小．【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；牛顿第二定律．【专题】带电粒子在电场中的运动专题．【分析】（1）粒子初速度方向垂直匀强电场，在电场中做类平抛运动，根据垂直电场方向做匀速运动即可求得运动时间；（2）粒子在x方向先加速后减速，求出加速和减速时的加速度，根据位移公式即可求得坐标；（3）根据匀变速直线运动速度时间公式分两个过程即可求解．【解答】解：（1）因粒子初速度方向垂直匀强电场，在电场中做类平抛运动，所以粒子通过电场区域的时间（2）粒子在x方向先加速后减速，加速时的加速度减速时的加速度x方向上的因此坐标（﹣2×10﹣5m，2m）（3）粒子在x方向的速度答：（1）粒子通过电场区域的时间为4×10﹣3s；（2）粒子离开电场的位置坐标为（﹣2×10﹣5m，2m）；-26-（3）粒子通过电场区域后沿x方向的速度大小为4×10﹣3m/s．【点评】本题主要考查了牛顿第二定律在电场中的运用，注意电场力是周期性变化的，x方向先做匀加速后做匀减速运动，周期性交替，y方向匀速运动，难度适中．17．（14分）如图所示，一带电粒子以某一速度在竖直平面内做直线运动，经过一段时间后进入一垂直于纸面向里、磁感应强度为B的圆形匀强磁场（图中未画出磁场区域），粒子飞出磁场后垂直电场方向进入宽为L的匀强电场，电场强度大小为E，方向竖直向上．当粒子穿出电场时速度大小变为原来的倍，已知带电粒子的质量为m，电量为q，重力不计．粒子进入磁场时的速度如图所示与水平方向60°角．试解答：（1）粒子带什么性质的电？（2）带电粒子在磁场中运动时速度多大？（3）圆形磁场区域的最小面积为多大？【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；匀速圆周运动；向心力；带电粒子在匀强电场中的运动．【专题】压轴题；带电粒子在磁场中的运动专题．【分析】由粒子在磁场中的运动轨迹及左手定则可确定粒子的电性．因洛伦兹力对粒子不做功，则粒子进入电场做类平抛运动，将运动分解，从而求出初速度大小．由粒子在磁场中运动轨道从而求出轨道半径，并以入射点与出射点连线作为直径，得出最小圆形磁场区域．【解答】解：（1）粒子在磁场中偏转的情况和左手定则可知，粒子带负电．（2）由于洛伦兹力对粒子不做功，故粒子以原来的速率进入电场中，设带电粒子进入电场的初速度为v0，在电场中偏转时做类平抛运动，由题意知粒子离开电场时的末速度大小为，将vt分解为平行电场方向和垂直电场方向的两个分速度：由几何关系知vy=v0vy=atF=Eq-26-联立以上五式求解得：（3）如图所示，带电粒子在磁场中所受到洛伦兹力作为向心力，设在磁场中做圆周运动的半径为R，圆形磁场区域的半径为r，则有：解得：由几何关系可得：r=Rsin30°磁场区域的最小面积为S=πr2联立以上三式可得：S=．【点评】本题考查带电粒子在电场、磁场中两运动模型：匀速圆周运动与类平抛运动，及相关的综合分析能力，以及空间想像的能力，应用数学知识解决物理问题的能力．-26-