1、2018年 湖 南 省 郴 州 市 高 考 一 模 试 卷 物 理一 、 选 择 题 （ 共 12 小 题 ， 每 小 题 3 分 ， 共 36 分 ）1.（ 3分 ） 以 下 表 述 正 确 的 是 ( )A.奥 斯 特 首 先 发 现 了 电 磁 感 应 定 律 ， 开 辟 了 能 源 利 用 的 新 时 代B.牛 顿 利 用 扭 秤 实 验 ， 首 先 测 出 引 力 常 量 ， 为 人 类 实 现 飞 天 梦 想 奠 定 了 基 础C.安 培 首 先 提 出 了 “ 场 ” 的 概 念 ， 使 人 们 认 识 了 物 质 存 在 的 另 一 种 形 式D.伽 利 略 利 用 实 验 和
2、 推 理 相 结 合 的 方 法 ， 得 出 了 力 不 是 维 持 物 体 运 动 的 原 因解 析 ： A、 法 拉 第 首 先 发 现 了 电 磁 感 应 定 律 ， 开 辟 了 能 源 利 用 的 新 时 代 。 故 A 错 误 。B、 卡 文 迪 许 利 用 扭 秤 实 验 ， 首 先 测 出 引 力 常 量 ， 为 人 类 实 现 飞 天 梦 想 奠 定 了 基 础 。 故 B 错误 。C、 法 拉 第 首 先 提 出 了 “ 场 ” 的 概 念 ， 使 人 们 认 识 了 物 质 存 在 的 另 一 种 形 式 。 故 C 错 误 。D、 伽 利 略 利 用 实 验 和 推 理
3、相 结 合 的 方 法 ， 得 出 了 力 不 是 维 持 物 体 运 动 的 原 因 。 故 D 正 确 。 答 案 ： D2.（ 3分 ） 某 区 域 的 电 场 线 分 布 情 况 如 图 所 示 ， M、 N、 P 是 电 场 中 的 三 个 点 ， 下 列 说 法 正 确的 是 ( )A.M点 和 N点 的 电 场 强 度 的 方 向 相 同B.同 一 电 荷 在 N点 受 到 的 电 场 力 大 于 其 在 M点 所 受 的 电 场 力C.正 电 荷 在 M 点 的 电 势 能 小 于 其 在 N 点 的 电 势 能 D.负 电 荷 由 M 点 移 动 到 P点 ， 静 电 力 做
4、 正 功解 析 ： A、 根 据 电 场 强 度 的 方 向 沿 着 电 场 线 的 切 线 方 向 ， 则 知 M 点 和 N 点 的 电 场 强 度 的 方 向不 同 ， 故 A错 误 。B、 电 场 线 的 疏 密 反 电 场 强 度 的 相 对 大 小 ， 电 场 线 越 密 场 强 越 大 ， N 处 电 场 线 比 M 处 密 ， 则 N处 场 强 大 ， 由 F=qE， 知 同 一 电 荷 在 N 点 受 到 的 电 场 力 大 于 其 在 M 点 所 受 的 电 场 力 ， 故 B 正确 。C、 正 电 荷 从 M 移 动 到 N 点 时 电 场 力 做 正 功 ， 电 势 能
5、 会 减 小 ， 所 以 正 电 荷 在 M 点 的 电 势 能 大于 其 在 N 点 的 电 势 能 ， 故 C 错 误 。D、 负 电 荷 所 受 的 电 场 力 方 向 与 电 场 强 度 相 反 ， 则 负 电 荷 由 M 点 移 动 到 P 点 ， 静 电 力 负 功 ，故 D 错 误 。答 案 ： B3.（ 3 分 ） 如 图 所 示 ， 质 量 为 m 的 物 块 与 转 台 之 间 的 最 大 静 摩 擦 力 为 物 块 重 力 的 k 倍 ， 物 块与 转 轴 OO 相 距 R， 物 块 随 转 台 由 静 止 开 始 转 动 ， 当 转 速 缓 慢 增 加 到 一 定 值
6、时 ， 物 块 即 将 在 转 台 上 滑 动 ， 在 物 块 由 静 止 到 相 对 滑 动 前 瞬 间 的 过 程 中 ， 转 台 的 摩 擦 力 对 物 块 做 的 功 为( ) A.0B.2 kmgRC.2kmgRD.0.5kmgR解 析 ： 根 据 牛 顿 第 二 定 律 得 ： Rvm 2kmg ，根 据 动 能 定 理 得 ： W= 2v21 m = mgRk21 。答 案 ： D4.（ 3分 ） 如 图 所 示 ， 一 物 块 以 初 速 度 v 0从 图 中 所 示 位 置 A 开 始 沿 粗 糙 水 平 面 向 右 运 动 ，同 时 物 块 受 到 一 水 平 向 左 的
7、恒 力 F作 用 ， 在 运 动 过 程 总 物 块 受 到 的 滑 动 摩 擦 力 大 小 等 于 0.6F，且 最 大 静 摩 擦 力 等 于 滑 动 摩 擦 力 ， 则 物 体 从 A 点 向 右 运 动 到 最 大 位 移 处 所 用 的 时 间 与 从 右 侧最 大 位 移 处 在 回 到 A点 所 用 时 间 之 比 为 ( )A.1： 4B.1： 3C.1： 2D.2： 3解 析 ： 物 体 从 A点 向 右 运 动 的 过 程 ， 由 牛 顿 第 二 定 律 得 F+0.6F=ma 1.物 体 从 右 侧 最 大 位 移 处 向 左 运 动 的 过 程 ， 由 牛 顿 第 二
8、定 律 得 F 0.6F=ma2.则 得 a1： a2=4： 1物 体 向 右 的 运 动 逆 过 程 是 初 速 度 为 零 的 匀 加 速 运 动 ， 由 x= 2at21 ， x 相 等 ， 得 t1： t2= 2a ：1a =1： 2。答 案 ： C5.（ 3 分 ） 如 图 所 示 ， 平 行 金 属 板 中 带 电 质 点 P原 处 于 静 止 状 态 ， 不 考 虑 电 流 表 和 电 压 表 对电 路 的 影 响 ， R 1的 阻 值 和 电 内 阻 r相 等 。 当 滑 动 变 阻 器 R4的 滑 片 向 b 端 移 动 时 ， ( )A.电 压 表 读 数 增 大B.电 流
9、 表 读 数 减 小C.电 的 输 出 功 率 逐 渐 增 大 D.质 点 P 将 向 上 运 动解 析 ： 当 滑 动 变 阻 器 R4的 滑 片 向 b 端 移 动 时 ， 其 接 入 电 路 的 电 阻 减 小 ， 外 电 路 总 电 阻 减 小 ，根 据 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 分 析 得 知 干 路 电 流 I增 大 。 电 容 器 板 间 电 压 等 于 R3的 电 压 。 R4减 小 ，AB间 并 联 部 分 的 总 电 阻 减 小 ， 则 R3的 电 压 减 小 ， R3上 消 耗 的 功 率 逐 渐 减 小 ， 电 容 器 板 间 场强 减 小 ， 质 点 P所 受
10、的 电 场 力 减 小 ， 所 以 质 点 P将 向 下 运 动 。流 过 电 流 表 的 电 流 IA=I I3， I 增 大 ， I3减 小 ， 则 IA增 大 ， 所 以 电 流 表 读 数 增 大 。R4的 电 压 U4=U3 U2， U3减 小 ， U2增 大 ， 则 U4减 小 ， 所 以 电 压 表 读 数 减 小 。由 于 R 1的 阻 值 和 电 源 内 阻 r 相 等 ， 则 外 电 路 总 电 阻 大 于 电 源 的 内 阻 r， 当 外 电 阻 减 小 时 ， 电源 的 输 出 功 率 逐 渐 增 大 。 故 ABD错 误 ， C 正 确 。答 案 ： C6.（ 3分
11、） 如 图 所 示 ， 甲 是 不 带 电 的 绝 缘 物 块 ， 乙 是 带 正 电 ， 甲 乙 叠 放 在 一 起 ， 置 于 粗 糙 的绝 缘 水 平 地 板 上 ， 地 板 上 方 空 间 有 垂 直 纸 面 向 里 的 匀 强 磁 场 ， 现 加 一 水 平 向 左 的 匀 强 电 场 ，发 现 甲 、 乙 无 相 对 滑 动 一 起 向 左 加 速 运 动 。 在 加 速 运 动 阶 段 ( ) A.甲 、 乙 两 物 块 间 的 摩 擦 力 不 变 的B.甲 、 乙 两 物 块 可 能 做 加 速 度 减 小 的 加 速 运 动C.乙 物 块 与 地 面 之 间 的 摩 擦 力
12、不 断 减 小D.甲 、 乙 两 物 体 可 能 做 匀 加 速 直 线 运 动解 析 ： A、 由 于 f 增 大 ， F一 定 ， 根 据 牛 顿 第 二 定 律 得 ， 加 速 度 a 减 小 ， 对 甲 研 究 得 到 ， 乙对 甲 的 摩 擦 力 f 甲 =m 甲 a， 则 得 到 f 甲 减 小 ， 甲 、 乙 两 物 块 间 的 静 摩 擦 力 不 断 减 小 。 故 A 错 误 。C、 以 甲 乙 整 体 为 研 究 对 象 ， 分 析 受 力 如 图 ， 则 有 N=F 洛 +（ m 甲 +m 乙 ） g， 当 甲 乙 一 起 加 速 运 动时 ， 洛 伦 兹 力 F 洛 增
13、 大 ， N增 大 ， 则 地 面 对 乙 的 滑 动 摩 擦 力 f 增 大 ， 故 C错 误 。B、 D、 甲 乙 整 体 受 到 的 摩 擦 力 逐 渐 增 加 ， 故 做 加 速 度 不 断 减 小 的 加 速 运 动 ， 最 后 是 一 起 匀 速运 动 ； 故 B正 确 ， D错 误 。答 案 ： B7.（ 3分 ） 如 图 所 示 ， ABC为 竖 直 平 面 内 的 金 属 半 圆 环 ， AC连 线 水 平 ， AB 为 固 定 在 A、 B 两 点 间 的 直 的 金 属 棒 ， 在 直 棒 上 和 圆 环 的 BC 部 分 分 别 套 着 两 个 相 同 的 小 环 M、
14、 N， 现 让 半 圆 环绕 对 称 轴 以 角 速 度 做 匀 速 转 动 ， 半 圆 环 的 半 径 为 R， 小 圆 环 的 质 量 均 为 m， 棒 和 半 圆 环 均光 滑 ， 已 知 重 力 加 速 度 为 g， 小 环 可 视 为 质 点 ， 则 M、 N 两 环 做 圆 周 运 动 的 线 速 度 之 比 为 ( ) A. 242 g gR B. g- 422 RgC. 422 -g RgD. g 242 gR 解 析 ： M点 的 小 球 受 到 重 力 和 杆 的 支 持 力 ， 在 水 平 面 内 做 匀 速 圆 周 运 动 ， 合 力 的 方 向 沿 水 平方 向 ，
15、所 以 ： F n=mgtan45 =m vM所 以 ： gv M 同 理 ， N点 的 小 球 受 到 重 力 和 杆 的 支 持 力 ， 在 水 平 面 内 做 匀 速 圆 周 运 动 ， 合 力 的 方 向 沿 水 平方 向 ， 设 ON与 竖 直 方 向 之 间 的 夹 角 为 ， Fn =mgtan =m vN所 以 ： gtanv N 又 ： rmF 2n r=Rsin 联 立 得 ： 242 g1v RN 所 以 ： NMvv = 242 gg R 。 答 案 ： A8.（ 3分 ） 两 个 可 视 为 质 点 的 小 球 a 和 b， 用 质 量 可 忽 略 的 刚 性 细 杆
16、 相 连 ， 放 置 在 一 个 光 滑的 半 球 面 内 ， 如 图 所 示 。 已 知 小 球 a 和 b 的 质 量 之 比 为 3 ， 细 杆 长 度 是 球 面 半 径 的 2 倍 。两 球 处 于 平 衡 状 态 时 ， 细 杆 与 水 平 面 的 夹 角 是 ( )A.45B.30 C.22.5D.15解 析 ： 因 杆 可 以 绕 任 一 点 转 动 ， 故 若 杆 对 a、 b的 作 用 力 不 沿 杆 ， 则 杆 不 可 能 处 于 平 衡 状 态 ，故 杆 对 ab 球 的 弹 力 一 定 沿 杆 ， 且 对 两 球 的 作 用 力 大 小 一 定 相 等 。 设 细 杆
17、 对 两 球 的 弹 力 大 小 为 T， 小 球 a、 b 的 受 力 情 况 如 图 所 示 其 中 球 面 对 两 球 的 弹 力 方 向指 向 圆 心 ， 即 有 ：cos = RR22 = 22 解 得 ： =45故 FNa的 方 向 为 向 上 偏 右 ， 即 1=90 45 =45 FNb的 方 向 为 向 上 偏 左 ， 即 2=90 （ 45 ） =45 +两 球 都 受 到 重 力 、 细 杆 的 弹 力 和 球 面 的 弹 力 的 作 用 ， 过 O作 竖 直 线 交 ab于 c 点 ， 设 球 面 的半 径 为 R， 则 oac与 左 侧 力 三 角 形 相 似 ； o
18、bc与 右 侧 力 三 角 相 似 ； 则 由 几 何 关 系 可 得 ：OCgma = RNaF = acTOCgmb = RNbF = bcT解 得 ： F Na= 3 FNb取 a、 b 及 细 杆 组 成 的 整 体 为 研 究 对 象 ， 由 平 衡 条 件 得 ：FNasin 1=FNbsin 2即 3 FNbsin（ 45 ） =FNbsin（ 45 + ）解 得 ： =15 。答 案 ： D9.（ 3分 ） 2017 年 6 月 19日 ， 我 国 在 西 昌 卫 星 发 射 中 心 发 射 “ 中 星 9A” 广 播 电 视 直 播 卫 星 ，按 预 定 计 划 ， “ 中
19、星 9A” 应 该 首 先 被 送 入 近 地 点 约 为 200公 里 ， 远 地 点 约 为 3.6万 公 里 的转 移 轨 道 （ 椭 圆 ） ， 然 后 通 过 远 地 点 变 轨 ， 最 终 进 入 地 球 同 步 轨 道 （ 圆 形 ） 。 但 是 由 于 火箭 故 障 ， 卫 星 实 际 入 轨 后 初 始 轨 道 远 地 点 只 有 1.6万 公 里 。 科 技 人 员 没 有 放 弃 ， 通 过 精 心操 作 ， 利 用 卫 星 自 带 燃 料 在 近 地 点 点 火 ， 尽 量 抬 高 远 地 点 的 高 度 ， 经 过 10 次 轨 道 调 整 ， 终于 在 7月 5日
20、成 功 于 预 定 轨 道 ， 下 列 说 法 正 确 的 是 ( ) A.卫 星 从 轨 道 的 P点 进 入 轨 道 后 机 械 能 增 加B.卫 星 在 轨 道 经 过 Q 点 时 和 轨 道 经 过 Q点 时 的 速 度 相 同C.“ 中 星 9A” 发 射 失 利 原 因 可 能 是 发 射 速 度 没 有 达 到 7.9km/s D.卫 星 在 轨 道 由 P点 向 Q 点 运 动 时 处 于 失 重 状 态解 析 ： A、 卫 星 从 轨 道 变 轨 到 轨 道 轨 道 半 径 变 大 ， 要 做 离 心 运 动 ， 卫 星 应 从 轨 道 的 P加 速 后 才 能 做 离 心
21、运 动 从 而 进 入 轨 道 后 ， 卫 星 加 速 过 程 机 械 能 增 加 ， 卫 星 从 轨 道 的 P点 进 入 轨 道 后 机 械 能 增 加 ， 故 A正 确 ；B、 卫 星 由 的 Q 点 加 速 后 才 能 进 入 ， 由 此 可 知 ， 卫 星 在 轨 道 经 过 Q 点 时 的 速 度 大 于 在轨 道 经 过 Q 点 时 的 速 度 ， 故 B 错 误 ；C、 卫 星 的 最 小 发 射 速 度 为 7.9km/s， 卫 星 已 经 发 射 ， 失 利 原 因 不 可 能 是 发 射 速 度 没 有 达 到7.9km/s， 故 C 错 误 ；D、 卫 星 在 轨 道
22、由 P 点 向 Q 点 运 动 时 只 受 到 万 有 引 力 的 作 用 ， 相 对 于 地 面 向 上 做 减 速 运 动 ，所 以 是 处 于 失 重 状 态 ， 故 D 正 确 。答 案 ： AD10.（ 3 分 ） t=0时 ， 甲 乙 两 汽 车 从 相 距 70km的 两 地 开 始 相 向 行 驶 ， 它 们 的 v t 图 象 如 图 所示 。 忽 略 汽 车 掉 头 所 需 时 间 。 下 列 对 汽 车 运 动 状 况 的 描 述 正 确 的 是 ( ) A.在 第 1 小 时 末 ， 乙 车 改 变 运 动 方 向B.在 第 2 小 时 末 ， 甲 乙 两 车 相 距
23、10kmC.在 前 4 小 时 内 ， 乙 车 运 动 加 速 度 的 大 小 总 比 甲 车 的 大D.在 第 4 小 时 末 ， 甲 乙 两 车 相 遇解 析 ： A、 在 第 1 小 时 末 ， 乙 车 的 速 度 仍 然 为 负 值 ， 说 明 运 动 方 向 并 未 改 变 。 故 A 错 误 。B、 在 第 2小 时 末 ， 甲 的 位 移 大 小 x甲 = 21 30 2km=30km， 乙 的 位 移 大 小 x乙 = 21 30 2km=30km，此 时 两 车 相 距 x=70 30 30=10（ km） 。 故 B 正 确 。C、 在 前 4 小 时 内 ， 乙 图 线
24、的 斜 率 绝 对 值 始 终 大 于 甲 图 线 的 斜 率 绝 对 值 ， 则 乙 车 的 加 速 度 大小 总 比 甲 车 大 。 故 C正 确 。D、 在 第 4 小 时 末 ， 甲 车 的 位 移 x 甲 = 21 60 4km=120km， 乙 车 的 位 移 x 乙 = 21 30 2km+ 21 60 2km=30km， 因 x 甲 x 乙 +70km， 可 知 甲 乙 两 车 未 相 遇 。 故 D 错 误 。答 案 ： BC11.（ 3分 ） 如 图 所 示 ， 形 状 和 质 量 完 全 相 同 的 两 个 圆 柱 体 a、 b靠 在 一 起 ， 表 面 光 滑 ， 重
25、力为 G， 其 中 b 的 下 半 部 刚 好 固 定 在 水 平 面 MN 的 下 方 ， 上 边 露 出 另 一 半 ， a静 止 在 平 面 上 。 现过 a 的 轴 心 施 加 一 水 平 作 用 力 F， 可 缓 慢 的 将 a 拉 离 平 面 一 直 滑 到 b的 顶 端 ， 对 该 过 程 分 析 ，则 应 有 ( ) A.a、 b的 压 力 开 始 最 大 为 2G， 而 后 逐 渐 减 小 到 G B.开 始 时 拉 力 F最 大 为 G3 ， 以 后 逐 渐 减 小 为 0C.拉 力 F 先 增 大 后 减 小 ， 最 大 值 是 GD.a、 b间 的 压 力 由 0逐 渐
26、 增 大 ， 最 大 为 G解 析 ： 对 于 a 球 ： a球 受 到 重 力 G、 拉 力 F 和 b 球 的 支 持 力 N， 由 平 衡 条 件 得 ：F=Ncos ，Nsin =G 则 得 ： F=Gcot ， N= sinG ，根 据 数 学 知 识 可 知 ， 从 30 增 大 到 90 ， F 和 N 均 逐 渐 减 小 ；当 =30 ， F 有 最 大 值 ， 为 3 G， N 有 最 大 值 ， 为 2G；当 =90 ， F 有 最 小 值 ， 为 G， N有 最 小 值 ， 为 0；故 AB 正 确 ， CD错 误 。答 案 ： AB。12.（ 3分 ） 如 图 所 示
27、， 在 、 两 个 区 域 内 存 在 磁 感 应 强 度 大 小 均 为 B的 匀 强 磁 场 ， 磁 场方 向 分 别 垂 直 于 纸 面 向 外 和 向 里 ， AD、 AC边 界 的 夹 角 DAC=30 ， 边 界 AC与 边 界 MN 平 行 ， 区 域 宽 度 为 d， 长 度 无 限 大 。 质 量 为 m。 电 荷 量 为 +q 的 粒 子 可 在 边 界 AD 上 的 不 同 点 射 入 。入 射 速 度 垂 直 于 AD 且 垂 直 于 磁 场 ， 若 入 射 速 度 大 小 为 mdqB ， 不 计 粒 子 重 力 ， 区 磁 场 右 边界 距 A点 无 限 远 ， 则
28、 ( ) A.粒 子 距 A点 0.5d 处 射 入 ， 不 会 进 入 区B.粒 子 距 A点 1.5d 处 射 入 ， 在 磁 场 区 域 内 运 动 的 时 间 为 BqmC.粒 子 在 磁 场 区 域 内 运 动 的 最 短 时 间 为 B3qmD.从 MN边 界 出 射 粒 子 的 区 域 长 为 d13 ）（ 解 析 ： A、 粒 子 做 匀 速 圆 周 运 动 ， 洛 伦 兹 力 提 供 向 心 力 ， 根 据 牛 顿 第 二 定 律 ， 有 ：qvB=m rv2其 中 ： v= mdqB 解 得 ： r=d，画 出 恰 好 不 进 入 区 的 临 界 轨 迹 ， 如 图 所 示
29、 ：结 合 几 何 关 系 ， 有 ：AO= sin30r =2r=2d故 从 距 A 点 0.5d处 射 入 ， 会 进 入 区 ， 故 A 错 误 ；B、 粒 子 距 A 点 1.5d处 射 入 ， 在 区 内 运 动 的 轨 迹 为 半 个 圆 周 ， 故 时 间 为 ： t= 2T = Bqm ， 故 B 正 确 ；C、 从 A 点 进 入 的 粒 子 在 磁 场 中 运 动 的 轨 迹 最 短 （ 弦 长 也 最 短 ） ， 时 间 最 短 ， 轨 迹 如 图 所 示 ：轨 迹 对 应 的 圆 心 角 为 60 ， 故 时 间 为 ：t= 6T = B3qm ， 故 C 正 确 。D
30、、 临 界 轨 迹 如 图 ， 根 据 几 何 关 系 得 ， 从 MN 边 界 出 射 粒 子 的 区 域 长 为 d)13(rr3rtan30r1 ， 故D正 确 。答 案 ： BCD二 、 实 验 题 （ 共 2 小 题 ， 共 40分 ）13.（ 15分 ） 某 同 学 利 用 图 1示 装 置 研 究 小 车 的 匀 变 速 直 线 运 动 。 (1)实 验 中 必 要 的 措 施 是 。A.细 线 必 须 与 长 木 板 平 行B.先 接 通 电 源 再 释 放 小 车C.小 车 的 质 量 远 大 于 钩 码 的 质 量D.平 衡 小 车 与 长 木 板 间 的 摩 擦 力解 析
31、 ： A、 为 了 让 小 车 做 匀 加 速 直 线 运 动 ， 应 使 小 车 受 力 恒 定 ， 故 应 将 细 线 与 木 板 保 持 水 平 ；同 时 为 了 打 点 稳 定 ， 应 先 开 电 源 再 放 纸 带 ； 故 AB正 确 ；C、 本 实 验 中 只 是 研 究 匀 变 速 直 线 运 动 ， 故 不 需 要 让 小 车 的 质 量 远 大 于 钩 码 的 质 量 ； 只 要 能让 小 车 做 匀 加 速 运 动 即 可 ； 故 C 错 误 ；D、 由 C 的 分 析 可 知 ， 只 要 摩 擦 力 恒 定 即 可 ， 不 需 要 平 衡 摩 擦 力 ； 故 D 错 误
32、。答 案 ： AB(2)他 实 验 时 将 打 点 机 器 接 到 频 率 为 50Hz的 交 流 电 源 上 ， 得 到 一 条 纸 带 ， 打 出 的 部 分 计 数 点如 图 2所 示 （ 每 相 邻 两 个 计 数 点 间 还 有 4个 点 ， 图 中 未 画 出 ） 。 s 1=3.59cm， s2=4.41cm， s3=5.19cm，s4=5.97cm， s5=6.78cm， s6=7.64cm。 则 小 车 的 加 速 度 a= m/s2（ 要 求 充 分 利 用 测 量 的数 据 ） ， 打 点 计 时 器 在 打 B 点 时 小 车 的 速 度 vB= m/s。 （ 结 果
33、均 保 留 两 位 有 效 数 字 ）解 析 ： 每 两 个 计 数 点 间 有 四 个 点 没 有 画 出 ， 故 两 计 数 点 间 的 时 间 间 隔 为 T=5 0.02=0.1s；根 据 逐 差 法 可 知 ， 物 体 的 加 速 度a= 2 321654 9T )ss(s-)ss(s = 2100.019 )19.541.4(3.59-)64.778.6.975( =0.80m/s2；B点 的 速 度 等 于 AC 段 的 平 均 速 度 ， 则 有 ： v= 2Tss 21 = 21.0 0441.00359.0 =0.40m/s。答 案 ： 0.80； 0.40。14.（ 25
34、分 ） 回 答 下 列 问 题 ： (1)用 DIS 测 电 源 电 动 势 和 内 电 阻 电 路 如 图 （ a） 所 示 ， R0为 定 值 电 阻 。 调 节 电 阻 箱 R， 记 录电 阻 箱 的 阻 值 R和 相 应 的 电 流 值 I， 通 过 变 换 坐 标 ， 经 计 算 机 拟 合 得 到 如 图 (b)所 示 图 线 ，则 该 图 线 选 取 了 为 纵 坐 标 ， 由 图 线 可 得 该 电 源 电 动 势 为 V。解 析 ： 由 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 可 知 ： I= rRR 0 E ； 要 形 成 与 电 阻 成 一 次 函 数 关 系 ， 则 纵 坐 标
35、 只 能 取 I1 ；则 有 ： I1 = ER + E rR0 ；则 图 象 的 斜 率 为 ： k= E1 = 5.41 ；则 有 ： E=4.5V；E rR0 =1，则 有 ： R 0+r=4.5。答 案 ： I1 ， 4.5。(2)现 有 三 个 标 有 “ 2.5V， 0.6A” 相 同 规 格 的 小 灯 泡 ， 其 I U特 性 曲 线 如 图 (a)所 示 ， 将 它们 与 图 （ a） 中 电 源 按 图 (d)所 示 电 路 相 连 ， A 灯 恰 好 正 常 发 光 ， 则 电 源 内 阻 r= ，图 （ a） 中 定 值 电 阻 R0= 。解 析 ： A 灯 正 常 发
36、 光 的 电 流 为 ： I=0.6A；则 BC 两 灯 的 电 流 为 0.3A， 由 图 象 可 知 ， BC两 灯 的 电 压 为 0.5V；路 端 电 压 为 ： U=2.5V+0.5V=3V；则 内 压 为 ： U 内 =4.5 3=1.5V；则 内 阻 为 ： r= 6.0 5.1 =2.5 ；则 定 值 电 阻 为 ： R0=4.5 2.5=2 。答 案 ： 2.5； 2。(3)若 将 图 （ a） 中 定 值 电 阻 R0换 成 图 (d)中 小 灯 泡 A， 调 节 电 阻 箱 R的 阻 值 ， 使 电 阻 箱 R消耗 的 电 功 率 是 小 灯 泡 A 的 两 倍 ， 则
37、此 时 电 阻 箱 阻 值 应 调 到 。解 析 ： 灯 泡 与 滑 动 变 阻 器 串 联 ， 故 灯 泡 与 电 阻 中 流 过 的 电 流 相 等 ， 而 滑 动 变 阻 器 阻 值 约 为 灯泡 电 阻 的 两 倍 ； 则 滑 动 变 阻 器 两 端 的 电 压 为 灯 泡 两 端 电 压 的 两 倍 ，设 灯 泡 两 端 电 压 为 U， 则 滑 动 变 阻 器 两 端 电 压 为 2U， 则 由 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 可 知 ：3U+2.5I=4.5变 形 得 I=1.8 1.2U； 在 上 图 中 作 出 对 应 的 I U图 象 ， 则 与 原 图 象 的 交 点 为
38、 符 合 条 件 点 ；由 图 可 知 ， I=0.48A， U=1.15V； 则 滑 动 变 阻 器 阻 值 为 ： R= IU2 = 48.0 15.12 =4.80 （ 4.6 4.9均 可 ） ；答 案 ： 4.80。 三 、 计 算 题 （ 共 3 小 题 ， 共 45分 ）15.（ 15分 ） “ 折 返 跑 ” 是 耐 力 跑 的 替 代 项 目 。 这 个 项 目 既 能 发 展 学 生 的 速 度 和 灵 敏 素 质 ，又 能 提 高 变 换 方 向 的 能 力 ， 是 一 项 很 有 价 值 的 锻 炼 项 目 。 在 某 次 “ 20 米 折 返 跑 ” 测 试 中 ，受
39、 试 者 在 平 直 跑 道 上 听 到 “ 跑 ” 的 口 令 后 ， 在 起 点 终 点 线 前 全 力 跑 向 正 前 方 20 米 处 的 折 返线 ， 测 试 员 同 时 开 始 计 时 。 受 试 者 到 达 折 返 线 时 ， 用 手 触 摸 折 返 线 处 的 物 体 （ 如 木 箱 ） ， 再转 身 跑 向 起 点 终 点 线 ， 当 胸 部 到 达 起 点 终 点 线 的 垂 直 面 时 ， 测 试 员 停 表 ， 所 计 时 间 即 为 “ 折返 跑 ” 的 成 绩 ， 如 图 所 示 。 设 受 试 者 起 跑 的 加 速 度 为 4.0m/s2， 运 动 过 程 中
40、的 最 大 速 度 为6.4m/s， 到 达 折 返 线 处 时 需 减 速 到 零 ， 加 速 度 的 大 小 为 8.0m/s 2， 返 回 时 达 到 最 大 速 度 后 不需 减 速 ， 保 持 最 大 速 度 冲 线 。 受 试 者 在 加 速 和 减 速 阶 段 的 运 动 均 可 视 为 匀 变 速 直 线 运 动 。 求该 受 试 者 “ 折 返 跑 ” 的 成 绩 为 多 少 秒 ？解 析 ： 对 受 试 者 ， 由 起 点 终 点 线 向 折 返 线 运 动 的 过 程 中 ；加 速 阶 段 ： savm 6.144.6t 11 12.56.14.62121x 11 tvm
41、 m 减 速 阶 段 ： svm 8.084.6at 23 mtvx m 56.28.04.62121 33 匀 速 阶 段 ： sv xxm 925.14.6 )56.212.5(20)(1t 312 由 折 返 线 向 起 点 终 点 线 运 动 的 过 程 中加 速 阶 段 ：t 4=t1=1.6s， x4=x1=5.12m 匀 速 阶 段 ： s325.21t 45 mv x 受 试 者 “ 折 返 跑 ” 的 成 绩 为 ：t=t1+t2+t3+t4+t5=8.25s。答 案 ： 该 受 试 者 “ 折 返 跑 ” 的 成 绩 为 8.25s。16.（ 15分 ） 如 图 甲 所 示
42、 ， 足 够 长 的 光 滑 平 行 金 属 导 轨 MN， PQ竖 直 放 置 ， 其 宽 度 L=1m， 一匀 强 磁 场 垂 直 穿 过 导 轨 平 面 ， 导 轨 的 上 端 M与 P之 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 ，下 滑 过 程 中 ab 始 终 保 持 水 平 ， 且 与 导 轨 接 触 良 好 ， 其 下 滑 距 离 x 与 时 间 t 的 关 系 如 图 乙 所示 ， 图 象 中 的 OA段 为
43、曲 线 ， AB段 为 直 线 ， 导 轨 电 阻 不 计 ， g=10m/s 2（ 忽 略 ab 棒 运 动 过 程 中对 原 磁 场 的 影 响 ） ， 求 ： (1)判 断 金 属 棒 两 端 a、 b的 电 势 高 低 ；解 析 ： 由 右 手 定 则 可 知 ， ab 中 的 感 应 电 流 由 a 流 向 b， ab相 当 于 电 源 ， 则 b点 电 势 高 ， a点 电 势 低 。答 案 ： 金 属 棒 a端 电 势 低 ， b端 电 势 高 。(2)磁 感 应 强 度 B 的 大 小 ；解 析 ： 由 x t 图 象 求 得 t=1.5s 时 金 属 棒 的 速 度 为 ：
44、v= tx = 5.1-1.2 7-2.11 =7m/s，金 属 棒 匀 速 运 动 时 所 受 的 安 培 力 大 小 为 ： F=BIL， 而 I= rR E ， E=BLv得 到 ： F= rR v22 LB ，根 据 平 衡 条 件 得 ： F=mg 则 有 ： mg= rR v22 LB ，代 入 数 据 解 得 ： B=0.1T。答 案 ： 磁 感 应 强 度 是 0.1T。(3)在 金 属 棒 ab从 开 始 运 动 的 1.5s内 ， 电 阻 R 上 产 生 的 热 量 。解 析 ： 金 属 棒 ab 在 开 始 运 动 的 1.5s内 ， 金 属 棒 的 重 力 势 能 减
45、小 转 化 为 金 属 棒 的 动 能 和 电 路的 内 能 。设 电 路 中 产 生 的 总 焦 耳 热 为 Q， 根 据 能 量 守 恒 定 律 得 ：mgx= 21 mv 2+Q， 代 入 数 据 解 得 Q=0.455J， QR= rR R Q=0.26J。答 案 ： 金 属 棒 ab在 开 始 运 动 的 1.5s内 ， 电 阻 R上 产 生 的 热 量 为 0.26J。17.（ 15分 ） 如 图 所 示 ， 固 定 的 光 滑 平 台 上 固 定 有 光 滑 的 半 圆 轨 道 ， 轨 道 半 径 R=0.6m。 平 台上 静 止 着 两 个 滑 块 A、 B， mA=0.1kg
46、， mB=0.2kg， 两 滑 块 间 夹 有 少 量 炸 药 ， 平 台 右 侧 有 一 带 挡板 的 小 车 ， 静 止 在 光 滑 的 水 平 地 面 上 。 小 车 质 量 为 M=0.3kg， 车 面 与 平 台 的 台 面 等 高 ， 小 车的 上 表 面 的 右 侧 固 定 一 根 轻 弹 簧 ， 弹 簧 的 自 由 端 在 Q 点 ， 小 车 的 上 表 面 左 端 点 P 与 Q 点 之 间是 粗 糙 的 ， 滑 块 B 与 PQ 之 间 表 面 的 动 摩 擦 因 数 为 =0.2， Q 点 右 侧 表 面 是 光 滑 的 。 点 燃 炸药 后 ， A、 B分 离 瞬 间
47、A 滑 块 获 得 向 左 的 速 度 v A=6m/s， 而 滑 块 B 则 冲 向 小 车 。 两 滑 块 都 可 以看 作 质 点 ， 炸 药 的 质 量 忽 略 不 计 ， 爆 炸 的 时 间 极 短 ， 爆 炸 后 两 个 物 块 的 速 度 方 向 在 同 一 水 平直 线 上 ， 且 g=10m/s2。 求 ： (1)滑 块 A 在 半 圆 轨 道 最 高 点 对 轨 道 的 压 力 ；解 析 ： A 从 轨 道 最 低 点 到 轨 道 最 高 点 ， 由 机 械 能 守 恒 定 律 得 ：Rmmm AAA 2gu21u21 22A A在 最 高 点 时 ， 由 牛 顿 第 二
48、定 律 得 ：mAg+FN=mA RV 2滑 块 在 半 圆 轨 道 最 高 点 受 到 的 压 力 为 ： F N=1N由 牛 顿 第 三 定 律 得 ： 滑 块 在 半 圆 轨 道 最 高 点 对 轨 道 的 压 力 大 小 为 1N， 方 向 竖 直 向 上 。答 案 ： 滑 块 在 半 圆 轨 道 最 高 点 对 轨 道 的 压 力 大 小 为 1N， 方 向 竖 直 向 上 。(2)若 L=0.8m， 滑 块 B 滑 上 小 车 后 的 运 动 过 程 中 弹 簧 的 最 大 弹 性 势 能 ；解 析 ： 爆 炸 过 程 ， 取 向 左 为 正 方 向 ， 由 动 量 守 恒 定 律
49、 得 ：mAvA mBvB=0解 得 ： vB=3m/s；滑 块 B冲 上 小 车 后 将 弹 簧 压 缩 到 最 短 时 ， 弹 簧 具 有 最 大 弹 性 势 能 ， 取 向 右 为 正 方 向 ， 由 动 量守 恒 定 律 得 ：m BvB=（ mB+M） v 共由 能 量 守 恒 定 律 得 ：EP= 21 mBvB2 21 （ mB+M） v 共 2 mBgL解 得 ： EP=0.22J。答 案 ： 滑 块 B 滑 上 小 车 后 的 运 动 过 程 中 弹 簧 的 最 大 弹 性 势 能 为 0.22J。(3)要 使 滑 块 B 既 能 挤 压 弹 簧 ， 又 最 终 没 有 滑 离 小 车 ， 则 小 车 上 PQ之 间 的 距 离 L 应 在 什 么 范围 内 ？解 析 ： 滑 块 最 终 没 有 离 开 小 车 ， 滑 块 和 小 车 具 有 共 同 的 末 速 度 ， 设 为 u， 滑 块 与 小 车 组 成 的系 统 动 量 守 恒 ， 有 m B vB=（ M+mB） u若 小 车 PQ 之 间 的 距 离 L 足 够 大 ， 则 滑 块 还 没 与 弹 簧 接 触 就 已
