1、选择题+实验题+计算题(3)1.(2018江苏泰兴中学高三一检)有一个质量为2 kg的质点在x-y平面上运动,在x方向的速度图像和y方向的位移图像分别如图甲、乙所示,下列说法正确的是()A.质点所受的合外力为3 NB.质点的初速度为3 m/sC.质点做匀变速直线运动D.质点初速度的方向与合外力的方向垂直2.(2018江苏无锡锡山中学月考)已知地球和火星绕太阳公转的轨道半径分别为R1和R2(公转轨迹近似为圆),如果把行星与太阳连线扫过的面积与其所用时间的比值定义为扫过的面积速率。则地球和火星绕太阳公转过程中扫过的面积速率之比是() A.R1R2B.R1R2C.R2R1D.R2R13.(多选)(2
2、018江苏南通高三一调)如图所示,竖直平面内固定以半径为R的光滑绝缘圆环,环上套有两个相同的带电小球P和Q,静止时P、Q两球分别位于a、b两点,两球间的距离为R,现用力缓慢推动P球至圆环最低点c,Q球由b点缓慢运动至d点(图中未画出),则此过程中()A.Q球在d点受到圆环的支持力比在b点处小B.Q球在d点受到的静电力比在b点处大C.P、Q两球电势能减小D.推力做的功等于P、Q两球增加的机械能4.(2018江苏扬州第一学期期末)某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。将气垫导轨固定在水平桌面上,调节旋钮使其水平。在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮,在B处固定一光电门,测出滑块及遮光条的
3、总质量为M,将质量为m的钩码通过细线与滑块连接。打开气源,滑块从A处由静止释放,宽度为b的遮光条经过光电门的挡光时间为t,取挡光时间t内的平均速度作为滑块经过B处的速度,A、B之间的距离为d,重力加速度为g。(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度,示数如图乙所示,其读数为 mm。(2)调整光电门的位置,使得滑块通过B点时钩码没有落地。滑块由A点运动到B点的过程中,系统动能增加量Ek为,系统重力势能减少量Ep为。(以上结果均用题中所给字母表示)(3)若实验结果发现Ek总是略大于Ep,可能的原因是。A.存在空气阻力B.滑块没有到达B点时钩码已经落地C.测出滑块左端与光电门B之间的距离作为dD.测出滑块右
4、端与光电门B之间的距离作为d5.甲、乙两位同学要测量一未知电阻Rx的阻值(阻值约1 k),实验室提供的器材如下:A.待测电阻RxB.电源E:电动势约为3 VC.电流表A1:量程为05 mA,内阻r1不超过10 D.电流表A2:量程为01 mA,内阻r2为50 E.滑动变阻器R:最大阻值为50 F.电阻箱R:阻值为09 999.9 G.开关、导线若干(1)由于没有电压表,甲同学利用电流表A2和电阻箱改装成一个量程为3 V的电压表,则电流表A2应与电阻箱(选填“串联”或“并联”),电阻箱的阻值应为 。用表示A2改装后的电压表,在测量Rx的以下实验电路中误差较小的是。(2)为测量电阻Rx,乙同学设计
5、了如图所示的电路,实验中只要保持滑动变阻器的滑片P位置固定,无论怎样调节电阻箱,分压电路的输出电压变化都很小。他的操作步骤如下:A.将滑动变阻器的滑片P放在最左端,闭合开关S;B.将电阻箱的阻值调节到零,调节滑动变阻器,使电流表A2的指针达到满偏;C.保持滑动变阻器的滑片不动,调节电阻箱,使电流表的指针达到半偏;D.读出电阻箱的示数,记为R0;E.断开开关,整理器材。请你根据已知量与测量量,写出待测电阻Rx的表达式:Rx=。该测量值与真实值相比(选填“偏大”或“偏小”)。6.(2018江苏扬州第一学期期末)在如图所示的坐标系内,PQ是垂直于x轴的分界线,PQ左侧的等腰直角三角形区域内分布着匀强
6、磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,AC边有一挡板可吸收电子,AC长为d。PQ右侧为偏转电场,两极板长度为12d,间距为d。电场右侧的x轴上有足够长的荧光屏。现有速率不同的电子在纸面内从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场,电子能打在荧光屏上的最远处为M点,M到下极板右端的距离为12d,电子电荷量为e,质量为m,不考虑电子间的相互作用以及偏转电场边缘效应,求:(1)电子通过磁场区域的时间t1;(2)偏转电场的电压U;(3)电子至少以多大速率从O点射出时才能打到荧光屏上。答案精解精析1.A由图甲知质点的加速度a=vt=6-32 m/s2=1.5 m/s2,根据牛顿第二定律有F=ma=21.5 N=
7、3 N,A项正确;由图知,质点在x方向上初速度为3 m/s,在y方向上初速度为4 m/s,根据运动的合成,则质点的初速度的大小为v=32+42 m/s=5 m/s,故B项错误;质点做匀变速曲线运动,C项错误;质点合外力的方向沿x方向,初速度方向与x方向的夹角正切值为tan =43,=53,不垂直,D项错误。2.B公转的轨迹近似为圆,地球和火星的运动可以看做匀速圆周运动,根据开普勒第三定律知,R3T2=C,运动的周期之比T1T2=R13R23,在一个周期内扫过的面积之比为S1S2=R12R22=R12R22,面积速率为ST,可知面积速率之比为R1R2,故B正确,A、C、D错误。3.AB因为P、Q
8、带相同的电荷,当左球P到达c点的过程中,Q向上运动至d点,其所受的重力与库仑力夹角变大,其合力变小,则圆环对Q球的支持力变小,A项正确;左球P到达c点的过程中,两球的距离变小,故两球间的库仑力增大,故B项正确;左球P到达c点的过程中,两球的距离变小,外力做正功,电场力做负功,电势能增加,故C项错误;推力做的功等于P、Q两球增加的机械能和P、Q两球增加的电势能之和,故D项错误。4.答案(1)9.4(2)(M+m)b22t2mgd(3)C解析(1)游标卡尺的主尺读数为9 mm,游标尺上第4个刻度与主尺上某一刻度对齐,故其读数为0.14 mm=0.4 mm,所以最终读数为9 mm+0.4 mm=9.
9、4 mm。(2)滑块通过B点时速度v=bt,系统动能增加量Ek=12(M+m)v2= (M+m)b22t2;质量为m的钩码下落的距离为d,系统重力势能减少量Ep=mgd。(3)存在空气阻力,Ek应小于Ep,故A项错误;滑块没有到达B点时钩码已经落地,拉力对滑块做的功会减小,Ek应小于Ep,故B项错误;将滑块左端与光电门B之间的距离作为d,钩码下落的高度算少了,Ek将大于Ep,故C项正确;将滑块右端与光电门B之间的距离作为d,钩码下落的高度算多了,Ek将小于Ep,故D项错误。5.答案(1)串联2 950B(2)R0-r2偏大解析(1)根据串联电阻具有分压作用可知,应将电流表A2与电阻箱串联;由U
10、=I2(r2+R),解得R=UI2-r2=2 950 。由于改装成的电压表内阻已知,所以电流表A1应采用内接法;由于滑动变阻器的全电阻远小于待测电阻,所以变阻器应采用分压式接法,应选B电路。(2)根据串并联规律,当电流表满偏时应有IA2=URx+r2电流表半偏时应有12IA2=URx+r2+R0联立以上两式解得Rx=R0-r2由于以上实验是在认为滑动变阻器的输出电压不变的情况下得出的,实际上当电阻箱阻值从零变大后,由电路动态分析可知滑动变阻器的输出电压应变大,所以当电流表半偏时,式应为12IA2=URx+r2+R0因为UU,所以Rx+r2R0即RxR0-r2,测量值偏大6.答案(1)m2eB(2)8eB2d23m(3)eBd33m解析(1) 电子在磁场区域运动周期为T=2meB通过磁场区域的时间为t1=90360T=m2eB(2) 由几何知识得r=d,又r=mveB解得v=eBdm通过电场的时间t2=d2v,解得t2=m2eB电子离开电场后做匀速直线运动到达M点y1y2=14d12d=12,又y1+y2=d解得y1=13d故12eUmdt22=13d解得U=8eB2d23m(3) 电子恰好打在下极板右边缘磁场中r=mveB电场中水平方向12d=vt竖直方向r=12eUmdt2由上述三式解得v=eBd33m。7