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2014江苏启东高考物理考前模拟（附答案） 一、疑难知识、热点知识分析 1物体的平衡：平衡状态的定义、共点力平衡条件的应用(三力、多力)、动态平衡的分析 例1 如图所示，物体A靠在竖直墙壁上，物体A、B在竖直向上的外力F作用下，一起匀速向上运动，则( ) A物体A一定受到墙壁的弹力作用 B物体B对物体A的作用力垂直A的斜面向上 C物体A受重力、物体B的弹力和摩擦力作用 D外力F一定大于A、B两物体的重力之和例2 如图所示，斜面体置于粗糙水平面上，斜面光滑小球被轻质细线系住放在斜面上。细线另一端跨过定滑轮，用力拉细线使小球沿斜面缓慢移动一段距离，斜面体始终静止移动过程中( ) A细线对小球的拉力变大 B斜面对小球的支持力变大 C斜面对地面的压力变大 D地面对斜面的摩擦力变大2匀变速直线运动：匀变速直线运动的规律；两个重要推论；x-t、v-t图象 例3 如图所示，四个小球在离地面不同高度处，同时由静止释放，不计空气阻力，从某一时刻起，每隔相等的时间间隔小球依次碰到地面。则刚开始运动时各小球相对地面的位置可能是( )例4 甲、乙两物体在t=0时刻经过同一位置沿x轴运动，其v-t图像如图所示，则( ) A甲、乙在t=0到t=ls之间沿同一方向运动 B乙在t=0到t=7s之间的位移为零 C甲在t=0到t=4s之间做往复运动 D甲、乙在t =6s时的加速度方向相同3牛顿运动定律：牛顿第二定律的内容（瞬时性、矢量性、独立性）、超失重问题、两个加速度不同的物体的连接体问题(滑块-木板模型、传送带问题) 例5 如图所示，在光滑的水平面上有一段长为L、质量分布均匀的绳子，绳子在水平向左的恒力F作用下做匀加速直线运动。绳子上某一点到绳子右端的距离为x，设该处的张力为T，则能正确描述T与x之间的关系的图象是( )例6 如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为FT.现用水平拉力F拉质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是( ) A质量为2m的木块受到四个力的作用 B当F逐渐增大到FT时，轻绳刚好被拉断 C当F逐渐增大到1.5FT时，轻绳还不会被拉断 D当轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为FT 4运动的合成与分解 当a合与v0在一直线上，轨迹为直线 两个直线运动的合成 当a合与v0不在一直线上，轨迹为曲线运动 正交分解法 对曲线运动的处理分而治之 按产生运动的原因分解(如类抛体运动) 渡河问题中的极值(最短时间，最短路程) 典型问题 平抛运动、斜上抛运动(类抛体运动)例7 “神舟”九号飞船于2012年6月16日发射升空，如图所示，在“神舟”九号靠近轨道沿曲线从M点到N点的飞行过程中，速度逐渐减小在此过程中“神舟”九号所受合力的方向可能是 ( )例8 如图所示，甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河，M、N分别是甲、乙两船的出发点，两船头与河岸均成角，甲船船头恰好对准N点的正对岸P点，经过一段时间乙船恰好到达P点，如果划船速度大小相同，且两船相遇，不影响各自的航行，下列判断正确的是（ ） A甲船也能到达正对岸 B两船渡河时间一定相等 C渡河过程中两船不会相遇 D两船相遇在NP直线上5圆周运动和人造卫星 圆周运动：匀速圆周运动、离心运动、向心运动的条件；“绳模型”、“杆模型”的临界速度问题 向心加速度与重力加速度的关系 运行轨道(以地心为圆心的圆) 匀速圆周 运动的卫星 运行线速度、角速度、向心加速度、周期、能量与半径的关系五个一定(轨道、T 、h 、v) 同步卫星 发射地点的选择 卫星的发射过程 发射方向的选择 二次点火加速 天体运动问题的解法 高中物理中定量分析天体运动时，实际上就是应用牛顿第二定律F合=ma解题，这里的合力F合就是万有引力G ，这里的加速度a就是环绕天体的向心加速度。应用万有引力定律解决天体运动有关问题，主要常用以下三个等量关系和重要代换关系GM=gR2 (1)凡涉及天体质量、密度及运动有关量，都采用“万有引力等于向心力”列式解答。 (2)当涉及到天体表面的物体的重力或重力加速度问题时，应根据“重力等于万有引力”列式解答。 (3)利用“重力等于向心力”的关系，可以求出天体的有关运动量。如： 由mg0= 可以求得第一宇宙速度v1= ，（已知天体半径R及表面重力加速度g0）。由 ，可以求得环绕天体的最小运行周期T= 对人造地球卫星运动的理解：(1)人造卫星的轨道及轨道半径；(2)人造卫星的发射速度和运行速度；(3)卫星的稳定运行和变轨运动；(4)赤道上的物体与近地卫星的区别 例9 “嫦娥三号”探月工程在2013年下半年完成假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0。飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道运动，到达轨道的A点，点火变轨进入椭圆轨道，到达轨道的近月点B再次点火进入近月轨道绕月球做圆周运动下列判断正确的是( ) A飞船在轨道上的运行速率 B飞船在轨道绕月球运动一周所需的时间为 C飞船在A点点火变轨后，动能增大 D飞船在轨道上由A点运动到B点的过程中，动能增大 例10 如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径等于地球半径），c为地球的同步卫星，以下关于a、b、c的说法中正确的是 () Aa、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为abacaa Ba、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为aaabac Ca、b、c做匀速圆周运动的线速度大小关系为va=vbvc Da、b、c做匀速圆周运动的周期关系为Ta=TcTb 6功和功能关系 变力功的求法功能关系求F-x图象法 (功率恒定) 静摩擦力和滑动摩擦力均可作正功、负功或不做功 摩擦力做功 滑动摩擦力做功跟移动路径有关 一对静摩擦力对系统肯定不做功 一对滑动摩擦力对系统肯定做负功，将机械能转化为内能合力做功与动能变化的关系：W合=EK(动能定理) 重力做功与重力势能变化的关系：WG=-EP 功能关系： 弹簧的弹力做功与弹性势能变化的关系：WF=-EP 功=能的变化 电场力做功与电势能变化的关系：WE=-EP 除重力、弹力以外的其他力做功与机械能变化的关系：W其=E 分子力做功与分子势能变化之间的关系: W分=-EP 克服安培力做功等于其他形式的能转化为电能: W克安= E电 例11 如图所示，光滑固定的竖直杆上套有小物块 a，不可伸长的轻质细绳通过大小可忽略的定滑轮连接物块 a 和小物块 b，虚线 cd 水平现由静止释放两物块，物块 a 从图示位置上升，并恰好能到达c处在此过程中，若不计摩擦和空气阻力，下列说法正确的是( ) A物块 a 到达 c 点时加速度为零 B绳拉力对物块 a 做的功等于物块 a 重力势能的增加量 C绳拉力对物块 b先做负功后做正功 D绳拉力对物块 b 做的功在数值上等于物块 b机械能的减少量例12 如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮。质量分别为M、m（Mm）的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（ ） A两滑块组成系统的机械能守恒 B重力对M做的功等于M动能的增加 C轻绳对m做的功等于m机械能的增加 D两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功 7静电场：库仑定律、电场强度、电势、电场线、等势面、电势能、电容器的定义，电场力做功的特点 例13 如图所示，xoy平面是无穷大导体的表面，该导体充满z0的空间，z0的空间为真空。将电荷为q的点电荷置于z轴上z=h处，则在xoy平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z轴上 处的场强大小为（k为静电力常量）( ) A B C D 例14 半径为R，均匀带正电荷的球体在空间产生球对称的电场；场强大小沿半径分布如图所示，图中E0已知，Er曲线下OR部分的面积等于R2R部分的面积。 (1)写出Er曲线下面积的单位； (2)己知带电球在rR处的场强EkQr2，式中k为静电力常量，该均匀带电球所带的电荷量Q为多大? (3)求球心与球表面间的电势差U； (4)质量为m，电荷量为q的负电荷在球面处需具有多大的速度可以刚好运动到2R处?8恒定电流：闭合电路欧姆定律、串并联电路、电路的能量(纯电阻电路和非纯电阻电路)、传感器、电路的动态分析、含容电路中电容器的电量的变化、电路故障分析 例15 当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3C，消耗的电能为0.9J。为在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是（ ） A3V，1.8J B3V，3.6J C6V，1.8J D6V，3.6J 例16 如图是电熨斗的结构图，下列说法正确的是 ( ) A双金属片上层金属的膨胀系数小于下层金属 B常温下，上下触点接触；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离 C需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移 D双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断例17 如图所示的电路中，R1、R2、R3是定值电阻，R4是光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减小当开关S闭合且没有光照射时，电容器C不带电当用强光照射R4且电路稳定时，则与无光照射时比较( ) A电容器C的上极板带正电 B电容器C的下极板带正电 C通过R4的电流变小，电源的路端电压增大 D通过R4的电流变大，电源提供的总功率变小9磁场：磁感应强度、磁感线、磁通量、安培力、洛仑兹力、带电粒子在匀强磁场中的运动、常见装置速度选择器、质谱仪、回旋加速器、电磁流量计、磁流体发电机、霍尔效应 例18 如图为回旋加速器的示意图其核心部分是两个D型金属盒，置于磁感应强度大小恒定的匀强磁场中，并与高频交流电源相连带电粒子在D型盒中心附近由静止释放，忽略带电粒子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应欲使粒子在D型盒内运动的时间增大为原来的2倍，下列措施可行的是( ) A. 仅将磁感应强度变为原来的2倍 B. 仅将交流电源的电压变为原来的1/2 C. 仅将D型盒的半径变为原来的2倍 D. 仅将交流电源的周期变为原来的2倍例19 如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在与它垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体的上侧面A和下侧面A之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和磁感强度B之间的关系为 ，式中的比例系数K称为霍尔系数霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上、下两侧之间就会形成稳定的电势差 设电流I是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电荷量为e回答下列问题： （1）达到稳定状态时，导体上侧面A的电势_下侧面A的电势（填“高于”、“低于”或“等于”） （2）电子所受的洛伦兹力的大小为_ （3）当导体上、下两侧之间的电势差为U时，电子所受的静电力的大小为_ （4）由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数为K ，其中n代表导体板单位体积中电子的个数。10电磁感应：感应电流产生的条件、法拉第电磁感应定律、楞次定律、自感现象、涡流 例20 如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应电动势随时间的变化率 的大小应为（ ） A B C D例21 如图所示，P、Q是两个完全相同的灯泡，L是直流电阻为零的纯电感，且自感系数L很大C是电容较大且不漏电的电容器，下列判断正确的是 ( ) AS闭合时，P灯亮后逐渐熄灭，Q灯逐渐变亮 BS闭合时，P灯、Q灯同时亮，然后P灯变暗，Q灯变得更亮 CS闭合，电路稳定后，S断开时，P灯突然亮一下，然后熄灭，Q灯立即熄灭 DS闭合，电路稳定后，S断开时，P灯突然亮一下，然后熄灭，Q灯逐渐熄灭例22 如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。已知在t=0到t=t1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向，线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。设电流i正方向与图中箭头方向相同，则i随时间t变化的图线可能是（ ）例23 下列说法中正确的是（ ） A电磁炉是采用电磁感应原理，在金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物的 B磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，是为了防止电磁感应 C精密线绕电阻常采用双线绕法，可以增强线绕电阻通电时产生的磁场 D交流发电机的工作原理是电磁感应 11正弦交流电的产生、交流电有效值、瞬时值、平均值、最大值的区别和联系、理想变压器、电容和电感对交变电流的影响、远距离输电 涉及电量或明确涉及平均值时考虑平均值 涉及电功、电功率、电热、电表读数等问题时考虑有效值 求有效值的方法 正弦或余弦交流电：据最大值是有效值“ ”倍的关系求 一般交流电：据有效值的定义求 注：不是正弦交流电求电功、电热只能用能量守恒求解，不能用平均电流代替有效值。 涉及通过电路的电量时，用电流平均值q=It,而I= = ，所以q= 例24如图所示，线圈abcd的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1 ，外接电阻R9 ，匀强磁场的磁感应强度B1 T，当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时问： (1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式； (2)线圈转过130 s时电动势的瞬时值多大？ (3)电路中，电压表和电流表的示数各是多少？ (4)从中性面开始计时，经130 s通过电阻R的电荷量是多少？例25 某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有( ) A家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零 B家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变 C家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起 D地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起 例26 某电源输出的电流既有交流成分又有直流成分，而我们只需要稳定的直流，下列设计的电路图中，能最大限度使电阻R2获得稳定直流的是( )12选修3-3： 例27 (1) 下图描绘一定质量的氧气分子分别在0 和100 两种情况下速率分布情况，符合统计规律的是( )(2) 如图甲所示，P-T图上的abc表示一定质量理想气体的状态变化过程，这一过程在P-V图上的图线应是图乙中的(P、V和T分别表示气体的压强、体积和热力学温度)( )(3) 如图所示是岩盐的平面结构，实心点为氯离子，空心点为钠离子，如果将它们用直线连起来将构成一系列大小相同的正方形岩盐是_(填“晶体”或“非晶体”)固体岩盐中氯离子是_(填“运动”或“静止”)的 (4)下列说法正确的是（ ）A已知某物质的摩尔质量为M，密度为，阿伏加德罗常数为NA。则该种物质的分子体积为 B用气筒给自行车打气，越打越费劲，说明气体分子之间有斥力 CPM2.5(指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物)在空气中的运动属于分子热运动D当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力的缘故 E可看作理想气体的质量相等的氢气和氧气，温度相同时氧气的内能小 F对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成能源危机 (5) 如图所示，一定质量的理想气体先从状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C.在状态C时气体的体积V3.0103 m3，温度与状态A相同求气体： 在状态B时的体积； 在整个过程中放出的热量(6)教育部办公厅和卫生部办公厅日前联合发布了关于进一步加强学校控烟工作的意见。意见中要求，教师在学校的禁烟活动中应以身作则、带头戒烟，通过自身的戒烟，教育、带动学生自觉抵制烟草的诱惑。试估算一个高约2.8 m,面积约10 m2的两人办公室，若只有一人吸了一根烟.求: 估算被污染的空气分子间的平均距离； 另一不吸烟者呼吸一次大约吸入多少个被污染过的空气分子。(人正常呼吸一次吸入气体300 cm3，一根烟大约吸10次) （结果保留两位有效数字）13选修3-5 例28 (1)下列各种叙述中，符合物理学史事实的是（ ） A通过对光的干涉的研究证实了光具有波动性 B普朗克为了解释光电效应的规律，提出了光子说 C玻尔对原子模型提出了三点假设，成功地解释了一切原子光谱 D卢瑟福首先发现了质子，同时预言了中子的存在(2)已知处于某一能级n上的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出10种不同频率的光，下列能表示辐射光波长最长的那种跃迁的示意图是( )(3)如图所示是使用光电管的原理图。当频率为的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过。如果将变阻器的滑动端P由A向B滑动，通过电流表的电流强度将会_ _(填“增加”、“减小”或“不变”)。当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则光电子的最大初动能为_(已知电子电量为e)。如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将_ _(填“增加”、“减小”或“不变”)。(4) 已知氢原子的基态能量为E，激发态能量 ,其中n=2,3。用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速。能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为 _(5)有两个质量为m的均处于基态的氢原子A、B，A静止，B以速度v0与之发生碰撞己知：碰撞前后二者的速度均在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收。从而该原子由基态跃迁到激发态，然后，此原子向低能级态跃迁，并发出光子如欲碰后发出一个光子，则速度v0至少需要多大？己知氢原子的基态能量为E1 (E10)。(6) 太阳内部四个质子聚变成一个粒子，同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子（中微子不带电）若太阳辐射能量的总功率为P，质子、氦核、正电子的质量分别为mp、mHe、me，真空中光速为c求：写出核反应方程；时间t内参与核反应的质子数(中微子 能量可忽略)14实验、探究：(1)速度随时间的变化规律；(2)力的平行四边形定则；(3)加速度与物体质量、物体受力的关系；(4)验证机械能守恒定律；(5)决定导线电阻的因素；(6)描绘小灯泡的伏安物性曲线；(7)测量电源的电动势和内阻；(8)用油膜法估测分子的大小（选修3-3）；(9)验证动量守恒定律（选修3-5） 实验仪器：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧测力计、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱、温度计（选修3-3） 例29同学们在观看了王亚平在神舟十号上测质量的视频后，设计了如下图所示 的装置来模拟神舟十号的空间环境测量滑块质量。气垫导轨上面固定有光电门B，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放，并测量A、B之间的距离L.(1)利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图，则遮光条的宽度d= cm。 (2)利用气垫导轨使得滑块对导轨没有压力是为了模拟宇宙飞船中的 (3)由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t = 2.010-2s，则小车经过光电门时的速度为v=_m/s (4)根据力传感器的示数F，可求得滑块质量的表达式为m= 。例30如图1所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验： 为达到平衡阻力的目的，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，改变长木板倾斜程度， 根据打出的纸带判断小车是否做_运动。 连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图2所示的纸带。纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。实验时小车所受拉力为0.2N，小力车的质量为0.2kg. 请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化Ek，补填表中空格（结果保留至少小数点后第四位）。 过程 OB OC OD OE OF W/J 0.0432 0.0572 0.0734 0.0915 Ek /J 0.0430 0.0570 0.0734 0.0907 分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内W=Ek，与理论推导结果一致。 实验前已测得托盘的质量7.7103kg,实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为_kg(g取9.8m/s2,结果保留至小数点后第三位)例31如图是多用表的刻度盘，当选用量程为50mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_mA；当选用量程为2.5V的直流电压挡测量电压时表针指于图示同一位置，则所测电压为_V；若选用倍率为“100”的电阻挡测电阻时，表针也指示在图示同一位置，则所测电阻的阻值为_。如果要用此多用表测量一个约2.0102的电阻，为了使测量比较精确，应选的欧姆挡是_（选填“10”、“100”或“1k”）。换挡结束后，实验操作上首先要进行的步骤是_ _。例32 某学习小组设计了一个测定金属丝电阻率的实验电路如图所示。 是一段粗细均匀的金属电阻丝，R0是阻值为5的保护电阻，学生电源的输出电压为10V，电流表可视为理想电表。 用螺旋测微器测量金属丝的直径如图所示，其直径为 。 先接通电源，后闭合电键，发现电流表的示数为零，利用多用电表检查故障（电路中故障只有一处）。先将选择开关旋至直流电压档，将红表笔固定在 接线柱，再将黑表笔依次接 、 、 、 、 接线柱，对应的多用电表的示数分别为0、0、 、 、 。由此可以判断电路发生的故障是 。 排除故障后进行实验，闭合电键 ，调节线夹 的位置，记录金属电阻丝 的长度 和对应的电流表的示数 ，根据得到的实验数据，做出了 图像，由图象和测得的数据可估算出该金属丝的电阻率为 。（保留2位有效数字） 若电流表不能视为理想电表，考虑电流表的电阻，则电阻率的测量值 真实值。(选填“大于”、“等于”或“小于”)例33 2013年12月14日 晚上9点14分左右嫦娥三号月球探测器平稳降落在月球虹湾，并在4分钟后展开太阳能电池帆板。这是中国航天器第一次在地外天体成功软着陆，中国成为继美国、前苏联之后第三个实现月面软着陆的国家。太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组用测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的I-U特性。所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干。 (1)为了达到上述目的，应选用图1中的哪个电路图 （填“甲”或“乙”）；(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图2的I-U图像。由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池的电阻_ (填“很大”或“很小”)；当电压为2.80V时，太阳能电池的电阻约为_ 。(保留一位有效数字) (3)该实验小组在另一实验中先用一强光照射太阳能电池，并用如图3电路调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U-I曲线a。再减小实验中光的强度，用一弱光重复实验，测得U-I曲线b，见图4。当滑动变阻器的电阻为某值时，若曲线a的路端电压为1.5V，则此时滑动变阻器的测量电阻为 ，曲线b外电路消耗的电功率为 W（计算结果保留两位有效数字）。15综合计算题 例34 如图所示，光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距L，在M点和P点间连接一个阻值为R的电阻，在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电阻为r、长度也刚好为L的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0。现用一个水平向右的力F拉棒ab，使它由静止开始运动，棒ab离开磁场前已做匀速直线运动，棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，F随ab与初始位置的距离x变化的情况如图，F0已知。求： （1）棒ab离开磁场右边界时的速度。 （2）棒ab通过磁场区域的过程中整个回路产生的焦耳热。 （3）试证明：棒ab通过磁场区域的过程中，通过电阻R的电量与拉力F的大小无关。例35 如图所示，一个边缘带有凹槽的金属圆环，沿其直径装有一根长2L的金属杆AC，可绕通过圆环中心的水平轴O转动。将一根质量不计的长绳一端固定于槽内并将绳绕于圆环槽内，绳子的另一端吊了一个质量为m的物体。圆环的一半处在磁感应强度为B，方向垂直环面向里的匀强磁场中。现将物体由静止释放，若金属圆环和金属杆单位长度的电阻均为R。忽略所有摩擦和空气阻力. (1)设某一时刻圆环转动的角速度为0，且OA边在磁场中，请求出此时电路中的电动势和通过金属杆OA中的感应电流的大小和方向； (2)请求出物体在下落中达到的最大速度； (3)当物体下落达到最大速度后，金属杆OC段进入磁场时，杆C、O两端电压多大？例36如图，质量M=3m可视为质点的木块置于水平平台上A点，用细绳跨过光滑的定滑轮与质量m的物块连接，平台上B点左侧光滑，AB两点距离是L， B点右侧粗糙且足够长，动摩擦力因数0.4。木板从A点由静止开始释放，求 (1)木块到达B点时速度 (2)木块过B点后绳子的拉力 (3)木板与平台间摩擦产生的总热量Q例37如图所示，光滑水平面上静止放置质量M = 2kg，长L = 0.84m的长木板C，离板左端S = 0.12m处静止放置质量mA =1kg的小物块A，A与C间的动摩擦因数 = 0.4；在板右端静止放置质量mB = 1kg的小物块B，B与C间的摩擦忽略不计设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B均可视为质点，g = 10m/s2现在木板上加一水平向右的力F，问： （1）当F = 9N时，小物块A的加速度为多大？ （2）若F足够大，则A与B碰撞之前运动的最短时间是多少？ （3）若在A与B发生弹性碰撞时撤去力F，A最终能滑出C，则F的最大值为多少？例38 坐标原点O处有一点状的放射源，它向xOy平面内的x轴上方各个方向发射粒子，粒子的速度大小都是v0，在0yd的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场，场强大小为E3mv202qd，其中q与m分别为粒子的电荷量和质量；在dy2d的区域内分布有垂直于xOy平面的匀强磁场ab为一块很大的平面感光板，放置于y2d处，如图所示观察发现此时恰无粒子打到ab板上(不考虑粒子的重力) (1)求粒子刚进入磁场时的动能； (2)求磁感应强度B的大小； (3)将ab板平移到什么位置时所有粒子均能打到板上？并求出此时ab板上被粒子打中的区域的长度例39 如图甲所示，两平行金属板间距为2l，极板长度为4l，两极板间加上如图乙所示的交变电压（t=0时上极板带正电）以极板间的中心线OO1为x轴建立坐标系，现在平行板左侧入口正中部有宽度为l的电子束以平行于x轴的初速度v0从t=0时不停地射入两板间已知电子都能从右侧两板间射出，射出方向都与x轴平行，且有电子射出的区域宽度为2l电子质量为m，电荷量为e，忽略电子之间的相互作用力 (1)求交变电压的周期T 和电压U0的大小； (2)在电场区域外加垂直纸面的有界匀强磁场，可使所有电子经过有界匀强磁场均能会聚于（6l，0）点，求所加磁场磁感应强度B的最大值和最小值； (3)求从O点射入的电子刚出极板时的侧向位移y与射入电场时刻t的关系式例1：C 例2：A 例3：C 例4：BD 例5：A 例6：C 例7：C 例8：BD 例9：AD 例10：AD 例11：BD 例12：CD 例13：D 例14：（1）V（伏特） （2） （3） （4）由动能定理 例15：D 例16：BCD 例17：B 例18：BC 例19： （1）导体中定向移动的是自由电子，结合左手定则，应填低于。 （2） （3） （或 ） （4）电子受到横向静电力与洛仑兹力的作用，两力平衡，有 又通过导体的电流强度 以上两式联列，并将 代入得 例20：C 例21：D 例22：AD 例23：AD 例24：解析(1)eEmsin tnBS2fsin (2ft) 10010.05230060sin (230060t) V 50sin 10t V (2)当t130 s时，e50sin (10130) V43.3 V . (3)电动势的有效值为EEm2502 V35.4 V， 电流表示数IERr35.491 A3.54 A， 电压表示数UIR3.549 V31.86 V. (4)130 s内线圈转过的角度t3006021303. 该过程中，BSBScos 12BS， 由Iqt，IERr，Ent 得qnRrnBS2(Rr)10010.052(91) C14 C. 答案(1)e50sin 10t V(2)43.3 V (3)31.86 V3.54 A(4)14 C 例25：ABD 例26：A 例27：（1）A（2）A（3）晶体运动（4）E（5） 根据VBVCTBTC(1分)得VBTBTCVC5103 m3(1分) A、C状态温度一样，U0(1分) AB体积不变，W10；BC体积减小，W2pV600 J(1分) 又UWQ，所以QUW600 J，即放出热量600 J(1分) （6）吸烟者吸一根烟吸入气体的总体积为10300 cm3含有空气分子数： 办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为 每个污染分子所占体积为 所以分子间的平均距离为： （2）被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为： 例28：（1）AD（2）A（3）减小， ，不变（4）原子从n=2跃迁到+所以 故： （5） ， ， （6）核反应放出的能量 设t时间内参与核反应的质子数例29：1.000 完全失重 0.5 2FL/v2 例:30：匀速运动 0.1115 0.1105 0.015 例31：（1）30.630.9 m；（2）1.531.54；1.5103 ，10 ，欧姆调零 例32：0.900， bc间的导线断路， ， 等于 例33：（1）甲；（2）很大；1103（3） , （3）曲线a的路端电压为U11.5V时电路中电流为I1210 A，即为强光照射时的工作点，连接该点和坐标原点，此直线为此时对应的外电路电阻的U-I图线，测量电阻为 .此图线和图线b的交点为弱光照射时的工作点，(见答案图)。电流和电压分别为I97 A、U0.7V,则外电路消耗功率为PUI W。 例34：（1）设离开右边界时棒ab速度为 ，则有 对棒有： 解得： （2）在ab棒运动的整个过程中，根据动能定理： 由功能关系： 解得： （3） ， ， 通过电阻R的电量与拉力F的大小无关 例35：解: 等效电路如图所示, 当达到最大速度时,重物的重力的功率等于 电路中消耗的电功率: 其中: OA上的电流大小为: 当OC段在磁场中时, 例36： (1)木块移动至B，由机械能守恒 mgL=(m+M)v12/2 （2）木块左端过B点时，由牛顿第二定律 对m有： mg-T=ma 对M有： T-Mg=Ma 解得 a=-g/20 T=21mg/20 (3)设M过B点后又向右滑动s后停止运动， 则由能量关系，重力所做功等于克服摩擦力所做功 mg(L+s)=Mgs 得 s=5L 产生热量等于克服摩擦力做功 Q=Mgs =6mgL 例37：解：（1）设M和mA一起向右加速，它们之间静摩擦力为f 由牛顿第二定律得：F=(M+mA)a 得： ，表明加速度的结果是正确的 （2）mA在与mB碰之前运动时间最短，必须加速度最大，则： 解得： （3）在A与B发生碰撞时，A刚好滑至板的左端，则此种情况推力最大，设为F1， 对板，有： 解得：例38：解：(1)根据动能定理：Eqd12mv212mv20则末动能为Ek12mv2Eqd12mv202mv20. (2)根据(1)中结果可知v2v0，对于沿x轴正方向射出的粒子进入磁场时与x轴正方向夹角3，其在电场中沿x轴方向的位移x1v0tv02dEqm233d.该粒子运动轨迹如图所示，根据几何知识可知：若该粒子不能打到ab板上，则所有粒子均不能打到ab板上，因此该粒子轨迹必与ab板相切，其圆周运动的半径满足关系式drrcos 60，则r23d，又根据洛伦兹力提供向心力Bqvmv2r，可得B3mv2qd3mv0qd. (3)根据几何知识可知，沿x轴负方向射出的粒子若能打到ab板上，则所有粒子均能打到ab板上其临界情况就是此粒子轨迹恰好与ab板相切 由图可知此时磁场宽度应为原来的13，即当ab板位于y43d的位置时，恰好所有粒子均能打到板上，且ab板上被打中区域的长度为L2x1r433d23d.例39： （1）电子在电场中水平方向做匀速直线运动 4l=v0nT T=4lnv0（n=1,2,3） （其中n=1,2,3） 电子在电场中运动最大侧向位移 （n=1,2,3） （其中n=1,2,31分）（2）如上图，最大区域圆半径满足 1分 对于带电粒子当轨迹半径等于磁场区域半径时，带电粒子将汇聚于一点1分 得：最小区域圆半径为（3）设一时间， 若 且 进入电场 其中（n=1,2,3，k=0,1,2,3） 若 且 进入电场 其中（n=1,2,3，k=0,1,2,3） 或：若电子在 且 进入电场时，出电场的总侧移为： ，其中（n1,2,3，k0，1,2,3） （其他解法） 若 ，则 电子沿+y方向第一次加速的时间为 电子沿-y方向第一次加速的时间为 解得： 其中 ， （n=1,2,3，k=0,1,2,3） 若 ，则 电子沿-y方向第一次加速的