三、简答题:
本题共3小题,共计30分.
10.
(1)图1是某只多用电表的表盘示意图,当用“×10”欧姆挡测量某定值电阻的阻值时,其指针位置如图中①所示,其示数为________Ω;当用“0~10V”量程测量电压时,其指针位置如图中②所示,其示数为________V.
图1
(2)图2中螺旋测微器的示数为________mm;图3中游标卡尺的示数为________mm.
图2图3
11.图1是小明探究橡皮筋弹力做的功W与小车动能变化ΔEk间的关系的装置图,长木板放在水平桌面上,橡皮筋的两端分别与小车和挡板相连.实验中,通过增加橡皮筋的根数来改变弹力所做的功.
图1
(1)下列实验操作正确的是________.
A.实验时,应先释放小车,然后接通电源
B.增加橡皮筋根数时,应选取相同的橡皮筋
C.每次应将小车拉到相同的位置由静止释放
D.实验前应平衡小车在木板上所受的摩擦力
(2)图2是实验中某条纸带的一部分,相邻计数点间时间间隔T=0.1s.为探究橡皮筋弹力做的功W与小车动能变化ΔEk间的关系,小明用ΔEk=
=
cm/s来计算小车的速度.你认为他的算法是否正确?
________(选填“正确”或“不正确”),你的理由是________________________________________________.
图2图3
(3)图3是根据实验数据所画出的WΔEk图象,你认为根据此图象能否验证动能定理?
________(选填“能”或“不能”),你的理由是_________________________________.
12.小华利用图1电路测量某种导电液体的电阻率,玻璃管的横截面积S=2×10-3m2,通过K可以控制管内导电液体的长度,管两端接有导电活塞(电阻不计),右活塞固定,左活塞可在管内自由移动.实验器材如下:
电源(电动势为12V,内阻不计),两只相同的电压表V1、V2(量程为3V,内阻足够大),电阻R1=400Ω,电阻R2=1500Ω,电阻箱R(0~9999.9Ω),单刀双掷开关S,刻度尺.
图1
(1)小华的主要实验步骤如下:
①向玻璃管内注导电液体,用刻度尺测量液柱长度如图2所示,其长度L=________cm;
②连接好电路,把S拨到位置“1”,电压表V1的示数如图3所示,示数为U1=________V;
③将S拨到位置“2”,调节电阻箱使电压表V2的示数仍为U1,此时电阻箱的阻值R=300Ω;
④求得管内液柱的电阻Rx=________Ω,导电液体的电阻率ρ=________Ω·m.(保留两位有效数字)
图2图3
(2)请指出小华实验的不足之处__________________________.
(3)在实验步骤③中,若在小华调节电阻箱的过程中,无意中由于K未关紧而漏掉了少量的液体,则小华测得的电阻率ρ的值将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”).
(4)小清同学仍利用该装置进行实验,他通过K调节管内液柱长度,记录多组数据如表所示,绘制出R
关系图象后也可求出液体的电阻率ρ.请你在图4中绘制出此图象.
物理量
次数
R/102Ω
/m-1
1
0.6
1.0
2
1.2
2.0
3
1.8
3.0
4
2.4
4.0
5
3.0
5.0
图4
四、计算题:
本题共3小题,共计50分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
13.如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上,其电阻不计,间距为0.4m.导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ,两区域的边界为MN,区域Ⅰ和Ⅱ中的匀强磁场B的方向分别垂直斜面向下和垂直斜面向上,磁感应强度大小均为0.5T.将质量为0.1kg、电阻为0.1Ω的导体棒ab放在导轨上的区域Ⅰ中,ab刚好不下滑.再在区域Ⅱ中将质量为0.4kg、电阻为0.1Ω的光滑导体棒cd从导轨上由静止开始下滑.cd棒始终处于区域Ⅱ中,两棒与导轨垂直且与导轨接触良好,g取10m/s2.
(1)求ab棒所受最大静摩擦力,并判断cd棒下滑时ab棒中电流的方向;
(2)ab棒刚要向上滑动时,cd棒的速度大小v;
(3)若从cd棒开始下滑到ab棒刚要向上滑动的过程中,装置中产生的总热量为2.6J,求此过程中cd棒下滑的距离x.
14.如图1所示,轻质弹簧原长为2L,将弹簧竖直放置在水平地面上,在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放,当弹簧被压缩到最短时,弹簧长度为L.现将该弹簧水平放置(如图2所示,弹簧图略缩小),一端固定在A点,另一端与物块P接触但不连接.AB是长度为5L的水平轨道,B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切,半圆的直径BD在竖直方向上,如图所示.物块P与AB间的动摩擦因数μ=0.5.用外力推动物块P,将弹簧压缩至长度为L处,然后释放P,P开始沿轨道运动,重力加速度为g.
(1)求当弹簧压缩至长度为L时的弹性势能Ep;
(2)若P的质量为m,求物体离开圆轨道后落至AB上的位置与B点之间的距离s;
(3)为使物块P滑上圆轨道后又能沿圆轨道滑回,求物块P的质量取值范围.
图1 图2
15.如图所示,x轴上方存在垂直纸面向外的匀强磁场,坐标原点处有一正离子源,单位时间在xOy平面内发射n0个速率为v的离子,分布在y轴两侧各为θ的范围内.在x轴上放置长度为L的离子收集板,其右端点距坐标原点的距离为2L,当磁感应强度为B0时,沿y轴正方向入射的离子,恰好打在收集板的右端点.不计重力,不考虑离子间的碰撞和相互作用,不计离子在磁场中运动的时间.
(1)求离子的比荷
;
(2)当磁感应强度为B0时,若发射的离子能被收集板全部收集,求θ须满足的条件;
(3)若θ=45°,且假设离子到达x轴上时沿x轴均匀分布.
①为使离子不能被收集板所收集,求磁感应强度B应满足的条件(用B0表示);
②若磁感应强度B的取值范围为B0≤B≤2B0,求单位时间内收集板收集到的离子数n与B之间的关系(用B0、n0表示).
2018届镇江高三年级第一次模拟考试
物理参考答案
1.B 2.D 3.C 4.C 5.A 6.AD 7.BCD 8.ACD 9.BC
10.
(1)30(2分) 4.6(2分)
(2)9.194(在9.192~9.196之间均可)(2分) 7.6(2分)
11.
(1)BCD(4分)(漏选得2分)
(2)不正确(1分) 此时小车仍处于加速阶段(1分)
(3)不能(1分) 由图象只能得出W与ΔEk成线性关系,并不能得到两者相等关系(1分)
12.
(1)19.95(在19.93~19.96之间均可)(2分)
2(2.0、2.00均可)(2分)
2000(2分) 20(2分)
(2)未多次测量取平均值(2分)
(3)不变(2分)
(4)如图所示(2分)
13.(16分)
(1)ab刚好不下滑时,ab所受摩擦力为最大静摩擦力
有fmax=m1gsinθ(2分)
则fmax=0.5N(1分)
由右手定则可知此时ab中电流方向由a流向b.(2分)
(2)设ab刚好要上滑时,cd棒的感应电动势为E,由法拉第电磁感应定律有
E=Blv(1分)
设电路中的感应电流为I,由闭合电路欧姆定律有
I=
(1分)
设ab所受安培力为F安,有F安=BIl(1分)
此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下,
由平衡条件有F安=m1gsinθ+fmax(2分)
代入数据解得v=5m/s.(2分)
(3)设cd棒的运动过程中电路中产生的总热量为Q总,由能量守恒有
m2gxsinθ=Q总+
m2v2(2分)
解得x=3.8m.(2分)
14.(16分)
(1)由机械能守恒定律知,弹簧长度为L时的弹性势能Ep
Ep=5mgL.(2分)
(2)设P到达B点时的速度大小为vB,由能量守恒定律得
Ep=
mv
+μmg(5L-L)(2分)
设P滑到D点时的速度为vD,由机械能守恒定律得
mv
=
mv
+2mgL(2分)
解得vD=
(1分)
物体从D点以速度vD水平射出,设P落回到轨道AB所需的时间为t
2L=
gt2(1分)
s=vDt(1分)
得s=2
L.(1分)
(3)设P的质量为M,为使P能滑上圆轨道,它到达B点时的速度不能小于零,得
5mgL>4μMgL(2分)
要使P仍能沿圆轨道滑回,P在圆轨道的上升高度不能超过半圆轨道的中点C,得
Mv′
≤MgL(2分)
Ep=
Mv′
+4μMgL(1分)
解得
m≤M<
m.(1分)
15.(18分)
(1)洛伦兹力提供向心力qvB0=m
(1分)
圆周运动的半径R=L(1分)
解得
=
.(1分)
(2)如图1所示,当以最大角θm入射时,有
2Rcosθm=L(2分)
解得θm=
(1分)
发射的离子能被收集板全部收集,θ<
.(1分)
图1图2
图3图4
(3)当θ=45°时
①设收集板恰好收集不到离子时的半径R1,对应的磁感应强度为B1,如图2中①②③所示有2R1=L(1分)
对应的磁感应强度B1=2B0(1分)
另一种情况:
粒子的半径为R′1,对应的磁感应强度为B′1,如若图2中④所示Rcos45°=L(1分)
对应的磁感应强度B′1=
B0(1分)
磁感应强度应满足B>2B0或B′1<
B0(1分)
②设收集板能全部收集到离子时的最小半径为R2,对应的磁感应强度为B2,如图3所示有2R2cos45°=L(1分)
对应的磁感应强度B2=
=
B0(1分)
当B0≤B≤
B0时,单位时间内收集板收集到的离子数n=n0(2分)
当
B0
n=
n0=(2+
)
n0.(2分)