2019年安徽省合肥市高考物理一模试卷.doc

2019年安徽省合肥市高考物理一模试卷一、选择题1（4分）原子核X俘获一个中子，生成一个核Y并释放一个质子。由此可知（）AA13 Z6BA13 Z7CA14 Z6DA14 Z72（4分）甲、乙两物体由同一点沿同一条直线运动，它们的vt图象如图所示，则在04s内（）A两物体始终同向运动B2s末两物体相距最远C两物体平均速度相等D4s末两物体相遇3（4分）2019年1月3日10时26分，“嫦娥四号”探测器成功在月球背面着陆，标志着我国探月航空工程进入了一个新高度，图示是“嫦娥四号”到达月球背面的巡视器。已知地球和月球的半径之比为4：1，其表面重力加速度之比为6：1则地球和月球的密度之比为（）A2：3B3：2C4：1D6：14（4分）如图所示，真空中位于x轴上的两个等量负点电荷，关于坐标原点O对称。下列关于E随x变化的图象正确的是（）ABCD5（4分）图示为一带电粒子在水平向右的匀强电场中运动的一段轨迹，A、B为轨迹上的两点。已知该粒子质量为m、电荷量为q，其在A点的速度大小为vo，方向竖直向上，到B点时速度方向与水平方向的夹角为30，粒子重力不计。则A、B两点间的电势差为（）ABCD6（4分）如图所示，一有界区域磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场宽度为L；正方形导线框abcd的边长也为L，当bc边位于磁场左边缘时，线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域。若规定逆时针方向为电流的正方向，则反映线框中感应电流变化规律的图象是（）ABCD7（4分）如图所示，倾斜直杆的左端固定在地面上，与水平面成角，杆上穿有质量为m的小球a和轻质环b，两者通过一条细绳跨过定滑轮相连接。当a、b静止时，Oa段绳与杆的夹角也为，不计一切摩擦，重力加速度为g。则下列说法正确的是（）Aa可能受到2个力的作用Bb可能受到3个力的作用C绳对a的拉力大小为mgtanD杆对a的支持力大小为mgcos8（4分）一轻弹簧两端连接着质量均为m的A、B两物块，A通过轻绳固定于光滑斜面的挡板上。用沿斜面的力F使B向上缓慢移动一段距离后静止，此时弹簧处于压缩状态，轻绳仍处于伸直状态，如图所示。现撤去F，在B下滑过程中，以下说法正确的是（弹簧始终处在弹性限度内）（）A物块A始终保持静止B绳的拉力不可能为零C弹簧恢复原长时B的速度最大D弹簧弹性势能先减小后增大9（4分）如图所示，倾角为的传送带由电动机带动，始终保持速率v匀速运动，质量为m的物块由传送带底端静止释放。已知物块与传送带之间的动摩擦因数为（tan），物块到达传送带顶端前与之保持静止。则在物块由静止释放到相对传送带静止的过程中，下列说法正确的是（）A电动机多提供的能量为mv2B传送带克服摩擦力做的功为mv2C传送带和物块增加的内能为D摩擦力对物体的平均功率为mgvcos10（4分）如图所示，一根固定的绝缘竖直长杆位于范围足够大且相互正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B一质量为m、电荷量为q的带正电小圆环套在杆上，环与杆间的动摩擦因数为o现使圆环以初速度vo向下运动，经时间to，圆环回到出发点。若圆环回到出发点之前已经开始做匀速直线运动，不计空气阻力，重力加速度为g。则下列说法中正确的是（）A环经过时间刚好到达最低点B环的最大加速度为amg+C环在t0时间内损失的机械能为m（v02）D环下降过程和上升过程系统因摩擦产生的内能相等二、实验题11（8分）以下是某实验小组探究“二力合成规律”的过程。（l）首先进行如下操作：如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE；如图乙，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环在拉力F1、F2的共同作用下，位于O点，橡皮条伸长的长度为EO；撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使其位于0点，如图丙。同学们发现，力F单独作用，与F1、F2共同作用的效果是一样的，都使小圆环保持静止，由于两次橡皮条伸长的长度相同，即 ，所以F等于F1、F2的合力。（2）然后实验小组探究了合力F与分力F1、F2的关系：由纸上O点出发，用力的图示法画出拉力F1、F2和F（三个力的方向沿各自拉线的方向，三个力大小由弹簧测力计读出）；用虚线将拉力F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，如图丁，得到的启示是 ；多次改变拉力F1、F2的大小和方向，重做上述实验，通过画各力的图示，进一步检验所围成的图形。实验小组发现：在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫做 ，上述实验中，如果把图乙和图丙的操作顺序对调，即先用拉力F将圆环拉到O点，再用拉力F1和F2共同拉圆环产生相同效果，则F1和F2就是F的 ，此实验可以探究 规律。12（8分）某实验小组为了测量一个阻值未知的电阻，进行了如下操作：（1）首先用欧姆表粗测其电阻，如图所示，则其读数为 ；（2）为了比较准确地测量此电阻，采用“伏安法”进行实验。所用器材如下：电源E：电动势为9V，内阻r约为1.0；电流表A：量程0.6A，内阻RA为0.50；电压表V：量程10V，内阻Rv约为10k；滑动变阻器R：最大阻值为5.0；开关一个，导线若干。为了减小实验误差，要求尽可能多测几组数据，请完成以下问题：在线框内画出实验电路图 ；实验小组按照正确的实验步骤，采集了部分数据，并在IU图象中描出相应的点，由此可知该电阻的阻值为 （保留一位小数）；若所用器材结构完好，该实验的主要误差是 （选填“系统”或“偶然”）误差。三、计算题13（10分）强行超车是道路交通安全的极大隐患之一。下图是汽车超车过程的示意图，汽车甲和货车均以36km/h的速度在路面上匀速行驶，其中甲车车身长L1Sm、货车长L28m，货车在甲车前s3m。若甲车司机开始加速从货车左侧超车，加速度大小为2m/s2假定货车速度保持不变，不计车辆变道的时间及车辆的宽度。求：（1）甲车完成超车至少需要多长时间；（2）若甲车开始超车时，看到道路正前方的乙车迎面驶来，此时二者相距llOm，乙车速度为54km/h。甲车超车的整个过程中，乙车速度始终保持不变，请通过计算分析，甲车能否安全超车。14（10分）如图所示，质量M50kg的运动员在进行体能训练时，腰部系着一不可伸长的轻绳，绳另一端连接质量m11kg的轮胎。当运动员由静止开始沿水平跑道匀加速奔跑时，绳的拉力大小为70N，绳与跑道的夹角为370，5s末绳突然断裂。轮胎与跑道间的动摩擦因数0.5，空气阻力不计，已知sin370.6，g10m/s2求：（l）运动员的加速度大小；（2）3s末运动员克服绳拉力做功的功率；（3）整个过程中轮胎克服摩擦力做的功。15（12分）如图所示，在边长为l的正方形区域内有水平向右的匀强电场，场强大小E；在矩形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，其边界a、b和c为三块垂直纸面放置的绝缘板。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以速度v从图示位置垂直电场方向射入区域，离开区域后进入区域并垂直击中板a的中点，接着与板b、c发生碰撞并返回区域已知粒子与板碰撞前后沿板方向的分速度不变，垂直板方向的分速度大小不变、方向相反，不计粒子与板的碰撞时间及粒子的重力。求：（1）区域的面积；（2）区域内磁场的磁感应强度大小；（3）粒子在电场和磁场中运动的总时间。16（12分）过山车是游乐场中常见的设施之一。下图是过山车模型的一部分，它由足够长的水平轨道和半径为R的竖直光滑圆形轨道组成，B点是圆形轨道的最低点。一质量为2m的小球a，由距B点2R的A点以初速度vo（vo未知）水平向右运动，在B点与质量为m的小球b发生弹性正碰，碰后a未脱离轨道。已知a、b与水平轨道的动摩擦因数均为，重力加速度为g。（1）若碰后b恰能到达轨道上与圆心等高处，求a的初速度vo；（2）若碰后b恰能越过轨道的最高点，求最终a、b两球的水平距离x。2019年安徽省合肥市高考物理一模试卷参考答案与试题解析一、选择题1（4分）原子核X俘获一个中子，生成一个核Y并释放一个质子。由此可知（）AA13 Z6BA13 Z7CA14 Z6DA14 Z7【考点】JF：原子核的人工转变菁优网版权所有【专题】32：定量思想；43：推理法；54Q：重核的裂变和轻核的聚变专题【分析】根据质量数守恒和电荷数守恒可求出各值。【解答】解：由质量数守恒：A+114+1，得：A14由电荷数守恒：Z6+17，则D正确，ABC错误故选：D。【点评】明确核反应中质量数，电荷数守恒即可轻松解题，基本内容的应用。2（4分）甲、乙两物体由同一点沿同一条直线运动，它们的vt图象如图所示，则在04s内（）A两物体始终同向运动B2s末两物体相距最远C两物体平均速度相等D4s末两物体相遇【考点】1I：匀变速直线运动的图像菁优网版权所有【专题】32：定量思想；4B：图析法；512：运动学中的图像专题【分析】速度时间图象中，速度正负表示运动方向，斜率表示加速度，围成面积表示位移。【解答】解：A、图象中，甲乙的速度始均为正，故两物体始终同向运动，故A正确；BD、甲、乙两物体由同一点沿同一条直线运动，速度相等时两物体相距最远，即4s末两物体相距最远，故BD错误；C、速度时间图象中面积表示位移可知，04s内甲的位移大于乙的位移，根据可知，甲的平均速度大于乙的平均速度，故C错误；故选：A。【点评】本题考查速度时间图象，关键是要知道斜率表示加速度，面积表示位移，属于基础题目。3（4分）2019年1月3日10时26分，“嫦娥四号”探测器成功在月球背面着陆，标志着我国探月航空工程进入了一个新高度，图示是“嫦娥四号”到达月球背面的巡视器。已知地球和月球的半径之比为4：1，其表面重力加速度之比为6：1则地球和月球的密度之比为（）A2：3B3：2C4：1D6：1【考点】4A：向心力；4F：万有引力定律及其应用菁优网版权所有【专题】32：定量思想；4C：方程法；528：万有引力定律的应用专题【分析】根据天体表面物体的重力等于万有引力即可得出天体质量的表达式，再根据密度公式得出密度表达式，结合已知条件即可求解。【解答】解：根据天体表面物体的重力等于万有引力，有：得密度所以，故B正确，ACD错误；故选：B。【点评】本题关键是明确在星球的表面重力等于万有引力，根据万有引力定律的表达式列式分析即可，基础题目。4（4分）如图所示，真空中位于x轴上的两个等量负点电荷，关于坐标原点O对称。下列关于E随x变化的图象正确的是（）ABCD【考点】A8：点电荷的电场；AA：电场的叠加菁优网版权所有【专题】14：作图题；31：定性思想；43：推理法；532：电场力与电势的性质专题【分析】两个等量同种电荷，根据场强的叠加知，在两电荷的中点场强为零，它们周围电场线是排斥状的，根据等量电荷周围的电场线确定电场强度E随x的变化规律；根据电场线从正电荷（或无穷远）出发，终止于负电荷（或无穷远）。【解答】解：A、根据场强的叠加，知两个等量负点电荷的中点场强为零，两侧场强方向是相反的，不可能相同；根据电场线的疏密表示场强的大小，可知，从左侧无穷远到负电荷，电场强度逐渐增大，方向向右；从负电荷到负电荷，电场强度先减小后增大，且O点的电场强度为零；从负电荷到右侧无穷远，电场强度逐渐减小到零，方向向左；故A正确，BCD错误；故选：A。【点评】解决本题的关键知道等量负电荷周围电场线分布，知道电场线密的地方场强比较强；同时还可考查明确沿电场线的方向电势降低。5（4分）图示为一带电粒子在水平向右的匀强电场中运动的一段轨迹，A、B为轨迹上的两点。已知该粒子质量为m、电荷量为q，其在A点的速度大小为vo，方向竖直向上，到B点时速度方向与水平方向的夹角为30，粒子重力不计。则A、B两点间的电势差为（）ABCD【考点】AB：电势差；AK：带电粒子在匀强电场中的运动菁优网版权所有【专题】32：定量思想；49：合成分解法；531：带电粒子在电场中的运动专题【分析】粒子水平方向受电场力，做匀加速直线运动；竖直方向不受力，做匀速直线运动。结合速度的分解知识得到A点速度与B点速度的关系，然后对A到B过程根据动能定理列式可求出电势差。【解答】解：设带电粒子在B点的速度大小为vB，粒子在垂直于电场方向做匀速直线运动，分速度不变，故有：vBsin30v0设A、B间的电势差为UAB，由动能定理有：qUAB联立可以求出A、B两点间的电势差为 UAB3，故ABD错误，C正确。故选：C。【点评】本题关键是通过运动的合成与分解得到A点速度和B点速度的关系，然后结合动能定理列式求解电势差。6（4分）如图所示，一有界区域磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场宽度为L；正方形导线框abcd的边长也为L，当bc边位于磁场左边缘时，线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域。若规定逆时针方向为电流的正方向，则反映线框中感应电流变化规律的图象是（）ABCD【考点】BB：闭合电路的欧姆定律；D9：导体切割磁感线时的感应电动势菁优网版权所有【专题】32：定量思想；43：推理法；53B：电磁感应与图像结合【分析】先根据楞次定律判断感应电流的方向，由左手定则判断；由欧姆定律和EBLvBLat结合求解感应电流的大小与时间关系；【解答】解：设加速度为a，时刻t时速度为：vat，bc切割磁感线产生的电动势EBLVBLat，对应的电流，电流与时间t成正比例关系，符合此规律的为BD；在t1时刻bc边框出磁场的同时ad边框进磁场，电流瞬时值的大小不变，但由右手定则可判断出电流方向从逆时针突变成顺时针，符合此规律的AB，故ACD错误，B正确；故选：B。【点评】对于图象要能根据物理规律得到解析式或求解出相关的数值，再进行分析。本题关键掌握楞次定律、法拉第电磁感应定律和欧姆定律，分过程进行研究即可。7（4分）如图所示，倾斜直杆的左端固定在地面上，与水平面成角，杆上穿有质量为m的小球a和轻质环b，两者通过一条细绳跨过定滑轮相连接。当a、b静止时，Oa段绳与杆的夹角也为，不计一切摩擦，重力加速度为g。则下列说法正确的是（）Aa可能受到2个力的作用Bb可能受到3个力的作用C绳对a的拉力大小为mgtanD杆对a的支持力大小为mgcos【考点】2G：力的合成与分解的运用；3C：共点力的平衡菁优网版权所有【专题】32：定量思想；4A：整体法和隔离法；527：共点力作用下物体平衡专题【分析】分别对ab两球分析，运用合成法，用T表示出绳的拉力，同一根绳子上的拉力相等，即绳子ab两球的拉力是相等的，根据正弦定理列式求解。【解答】解：A、对a球受力分析可知，若45，则Oa绳竖直，a受到重力，绳子的拉力而平衡，a可能受到2个力的作用，故A正确；B、轻质环b不收重力，则绳的拉力和杆的弹力二力平衡，该段绳与杆垂直，故B错误；CD、以a球为研究对象，则绳的拉力为：Tmgtan根据正弦定理列式得：，解得：N，故C正确D错误，故选：AC。【点评】本题考查了隔离法对两个物体的受力分析，关键是抓住同一根绳子上的拉力处处相等结合几何关系将两个小球的重力联系起来。8（4分）一轻弹簧两端连接着质量均为m的A、B两物块，A通过轻绳固定于光滑斜面的挡板上。用沿斜面的力F使B向上缓慢移动一段距离后静止，此时弹簧处于压缩状态，轻绳仍处于伸直状态，如图所示。现撤去F，在B下滑过程中，以下说法正确的是（弹簧始终处在弹性限度内）（）A物块A始终保持静止B绳的拉力不可能为零C弹簧恢复原长时B的速度最大D弹簧弹性势能先减小后增大【考点】3C：共点力的平衡；6B：功能关系菁优网版权所有【专题】32：定量思想；43：推理法；52I：与弹簧相关的动量、能量综合专题【分析】对于A受力分析确定出其受力的变化，但其合力为0，处于平衡态，对于B向下先加速后减速，弹性势能由其长度确定。【解答】解：A、对于A当撤去F后其受到的弹簧的弹力要先减小，后变为向下，A受到上边绳的制约不会向下运动，则A静止，则A正确B、对于A弹力向上时：mgsinkxT，当mgsinkx时T0，则B错误C、对于B，当弹簧达到原长时还有向下的加速度agsin，则还要向下加速，速度增加，则C错误D、弹簧由压缩态变为伸长态弹性势能先减小后增大，则D正确。故选：AD。【点评】考查弹簧的弹性势能，明确弹性势能与形变量的大小有关。基本题。9（4分）如图所示，倾角为的传送带由电动机带动，始终保持速率v匀速运动，质量为m的物块由传送带底端静止释放。已知物块与传送带之间的动摩擦因数为（tan），物块到达传送带顶端前与之保持静止。则在物块由静止释放到相对传送带静止的过程中，下列说法正确的是（）A电动机多提供的能量为mv2B传送带克服摩擦力做的功为mv2C传送带和物块增加的内能为D摩擦力对物体的平均功率为mgvcos【考点】63：功率、平均功率和瞬时功率；6B：功能关系菁优网版权所有【专题】32：定量思想；43：推理法；52C：功率的计算专题【分析】在物块从静止释放到相对传送带静止的过程中，电动机多做的功等于系统摩擦产生的内能和物块机械能的增加量；电动机多做的功也等于克服摩擦力做的功；根据功能关系列式分析【解答】解：AB、电动机多做的功等于系统摩擦产生的内能和物块机械能的增加量；对滑块，增加的机械能为：EfLmgcost系统增加的内能：QfSf（S带S物）f（vtt）mgcost故EQ故电动机多做的功等于物体机械能增加量的2倍，大于mv2电动机多做的功也等于克服摩擦力做的功；故AB错误；C、系统增加的内能为：QfSf（S带S物）f（vtt）mgcost物体的加速度：ag（cossin）故加速时间为：t故系统增加的内能为：Q；故C正确；D、摩擦力做功的平均功率大小为：Pfmgcosv；故D正确；故选：CD。【点评】本题关键是明确滑块的受力情况、运动情况和能量转化情况，结合功能关系、运动学公式列式分析，不难。10（4分）如图所示，一根固定的绝缘竖直长杆位于范围足够大且相互正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B一质量为m、电荷量为q的带正电小圆环套在杆上，环与杆间的动摩擦因数为o现使圆环以初速度vo向下运动，经时间to，圆环回到出发点。若圆环回到出发点之前已经开始做匀速直线运动，不计空气阻力，重力加速度为g。则下列说法中正确的是（）A环经过时间刚好到达最低点B环的最大加速度为amg+C环在t0时间内损失的机械能为m（v02）D环下降过程和上升过程系统因摩擦产生的内能相等【考点】37：牛顿第二定律；6B：功能关系；AE：电势能与电场力做功；CM：带电粒子在混合场中的运动菁优网版权所有【专题】32：定量思想；49：合成分解法；537：带电粒子在复合场中的运动专题【分析】A、环来回运动性质不相对称，从而判定即可；B、依据牛顿第二定律，结合洛伦兹力大小公式fBqv，及左手定则，即可求解；C、根据动能定理，即可回到原点的机械能变化量；D、依据动能定理，结合初末速度，即可求解。【解答】解：A、环向下运动时竖直方向受到重力、向上的电场力、向上的摩擦力，设加速度大小为a1，则a1，因此速度的减小，导致洛沦兹力减小，则摩擦力会减小，因此环做加速度减小的减速运动，当环回头时，环的加速度大小a2，随着速度增大，开始做加速度减小的加速运动，之后做匀速直线运动，因此在t时，不可能刚好到达最低点，故A错误；B、圆环在运动过程中，只有向下运动时，加速度大于向上运动的加速度，而向下运动摩擦力越大，则加速度越大，因此环刚开始运动时，加速度最大，最大加速度amg+，故B正确；C、圆环从出发到回到出发点过程中，重力势能变化为零，那么机械能的损失，即为动能的减小，根据动能定理，则有，EK，而v，因此损失的机械能为m（v02），故C正确；D、根据功能关系，除重力以外的力做功，则导致机械能变化，而环在下落与上升过程中，因摩擦力做功值不同，因此环在下落过程中损失的机械能不会等于上升回到出发点过程中损失的机械能，故D错误；故选：BC。【点评】考查牛顿第二定律、动能定理的内容，掌握机械能损失与除重力以外的力做功有关，理解环在运动中受到洛伦兹力与速率的关系，及洛伦兹力的方向判定，注意环来回运动性质的不同是解题的关键。二、实验题11（8分）以下是某实验小组探究“二力合成规律”的过程。（l）首先进行如下操作：如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE；如图乙，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环在拉力F1、F2的共同作用下，位于O点，橡皮条伸长的长度为EO；撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使其位于0点，如图丙。同学们发现，力F单独作用，与F1、F2共同作用的效果是一样的，都使小圆环保持静止，由于两次橡皮条伸长的长度相同，即橡皮条对小圆环的拉力相同，所以F等于F1、F2的合力。（2）然后实验小组探究了合力F与分力F1、F2的关系：由纸上O点出发，用力的图示法画出拉力F1、F2和F（三个力的方向沿各自拉线的方向，三个力大小由弹簧测力计读出）；用虚线将拉力F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，如图丁，得到的启示是可能构成平行四边形；多次改变拉力F1、F2的大小和方向，重做上述实验，通过画各力的图示，进一步检验所围成的图形。实验小组发现：在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫做平行四边形定则，上述实验中，如果把图乙和图丙的操作顺序对调，即先用拉力F将圆环拉到O点，再用拉力F1和F2共同拉圆环产生相同效果，则F1和F2就是F的分力，此实验可以探究力的分解规律。【考点】M3：验证力的平行四边形定则菁优网版权所有【专题】32：定量思想；43：推理法；526：平行四边形法则图解法专题【分析】（1）两次橡皮条伸长的长度相同，则其对小圆环的拉力相同。（2）由图可观察到其图形为平行四边形（3）表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，为平行四边形定则；F1和F2就是F的分力。【解答】解：（1）橡皮条对小圆环的拉力相同，即相同的作用效果。（2）图丁，得到的启示是可能构成平行四边形；（3）表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫做平行四边形定则。先用拉力F将圆环拉到O点，再用拉力F1和F2共同拉圆环产生相同效果，则F1和F2就是F的分力，此实验可以探究力的分解规律。故答案为：（1）橡皮条对小圆环的拉力相同（2）可能构成平行四边形（3）平行四边形定则 分力 力的分解【点评】本题关键明确“探究共点力合成规律”的实验的实验原理，是用一个弹簧秤拉力和两个弹簧秤拉力产生相同的形变效果等效来验证力的平行四边形定则的；然后按照该原理设计实验步骤。12（8分）某实验小组为了测量一个阻值未知的电阻，进行了如下操作：（1）首先用欧姆表粗测其电阻，如图所示，则其读数为18；（2）为了比较准确地测量此电阻，采用“伏安法”进行实验。所用器材如下：电源E：电动势为9V，内阻r约为1.0；电流表A：量程0.6A，内阻RA为0.50；电压表V：量程10V，内阻Rv约为10k；滑动变阻器R：最大阻值为5.0；开关一个，导线若干。为了减小实验误差，要求尽可能多测几组数据，请完成以下问题：在线框内画出实验电路图；实验小组按照正确的实验步骤，采集了部分数据，并在IU图象中描出相应的点，由此可知该电阻的阻值为18.9（保留一位小数）；若所用器材结构完好，该实验的主要误差是偶然（选填“系统”或“偶然”）误差。【考点】N6：伏安法测电阻菁优网版权所有【专题】13：实验题；31：定性思想；46：实验分析法；535：恒定电流专题【分析】（1）欧姆表的读数等于表盘刻度档位倍率；（2）为了比较准确地测量此电阻，要求尽可能多测几组数据确定滑动变阻器的接法；由于电流表内阻已知确定电流表接法，从而设计电路图；根据欧姆定律求解电阻；该实验由于电流表内阻已知，因此测量结果较为准确，器材结构完好，该实验的主要误差源于偶然误差。【解答】解：（1）欧姆表的读数等于表盘刻度档位倍率，此次倍率选择为1，故读数为18118；（2）为了减小实验误差，要求尽可能多测几组数据，且滑动变阻器阻值小于待测阻值，故滑动变阻器采用分压接法；由于电流表内阻已知，且比待测电阻小很多，故电流表采用内接法；故设计实验电路图如图所示：该IU图利用直线拟合，让尽量多的点在直线上，不在直线上点均匀分布在直线两侧，绘图如下：该图线的斜率为电阻倒数，即图的斜率为：，故电阻为：；该实验由于电流表内阻已知，因此测量结果较为准确，器材结构完好，该实验的主要误差源于偶然误差；故答案为：（1）18；（2）；18.9；偶然。【点评】本题考查了测电阻的两种方法，先通过欧姆表粗测，再用伏安法精测，要明确实验原理，知道系统误差来源。三、计算题13（10分）强行超车是道路交通安全的极大隐患之一。下图是汽车超车过程的示意图，汽车甲和货车均以36km/h的速度在路面上匀速行驶，其中甲车车身长L1Sm、货车长L28m，货车在甲车前s3m。若甲车司机开始加速从货车左侧超车，加速度大小为2m/s2假定货车速度保持不变，不计车辆变道的时间及车辆的宽度。求：（1）甲车完成超车至少需要多长时间；（2）若甲车开始超车时，看到道路正前方的乙车迎面驶来，此时二者相距llOm，乙车速度为54km/h。甲车超车的整个过程中，乙车速度始终保持不变，请通过计算分析，甲车能否安全超车。【考点】1D：匀变速直线运动的速度与时间的关系；1E：匀变速直线运动的位移与时间的关系菁优网版权所有【专题】32：定量思想；43：推理法；511：直线运动规律专题【分析】（1）甲车要完成超车，甲车的车尾和货车的车头对齐即可；（2）根据两车的位移关系来判断能否安全超车。【解答】解：（1）甲车要完成超车，甲车的车尾和货车的车头对齐即可，设甲车经过时间t刚好完成超车，在t内甲车位移：货车位移：x2v2t根据几何关系x1x2+L1+L2+s解得：t4s；（2）假设甲车能安全超车，在最短时间4s内，甲车位移x156m，货车位移x3v3t60m，由于x1+x3116m110m，故不能完成超车。答：（1）甲车完成超车至少需要4s；（2）此种情况下，甲车不能安全超车。【点评】本题是追及问题，在分别研究两车运动的基础上，关键要寻找两车之间的关系，比如位移关系和速度关系，注意挖掘隐含的临界条件。14（10分）如图所示，质量M50kg的运动员在进行体能训练时，腰部系着一不可伸长的轻绳，绳另一端连接质量m11kg的轮胎。当运动员由静止开始沿水平跑道匀加速奔跑时，绳的拉力大小为70N，绳与跑道的夹角为370，5s末绳突然断裂。轮胎与跑道间的动摩擦因数0.5，空气阻力不计，已知sin370.6，g10m/s2求：（l）运动员的加速度大小；（2）3s末运动员克服绳拉力做功的功率；（3）整个过程中轮胎克服摩擦力做的功。【考点】37：牛顿第二定律；63：功率、平均功率和瞬时功率；65：动能定理菁优网版权所有【专题】11：计算题；32：定量思想；43：推理法；52D：动能定理的应用专题【分析】（1）对轮胎受力分析由牛顿第二定律可求解；（2）由速度公式求得3s末运动员的速度，由功率的公式可求解；（3）由位移公式求得加速过程轮胎的位移，再由全程对轮胎由动能定理可求解。【解答】解：（1）对轮胎由牛顿第二定律得：Tcos37fmaN+Tsin37mgfN解得：a2m/s2（2）3s末运动员的速度为：vat16m/s3s末运动员克服绳拉力做功的功率为：PTvcos37336W（3）加速过程轮胎的位移为：x25m全程对轮胎由动能定理得：WTWf0则有：WfWTTxcos371400W答：（l）运动员的加速度大小是2m/s2；（2）3s末运动员克服绳拉力做功的功率是336W；（3）整个过程中轮胎克服摩擦力做的功是1400W【点评】本题考查了牛顿第二定律、运动学公式、动能定理的综合运用，理清运动过程是求解的关键，难度中等。15（12分）如图所示，在边长为l的正方形区域内有水平向右的匀强电场，场强大小E；在矩形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，其边界a、b和c为三块垂直纸面放置的绝缘板。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以速度v从图示位置垂直电场方向射入区域，离开区域后进入区域并垂直击中板a的中点，接着与板b、c发生碰撞并返回区域已知粒子与板碰撞前后沿板方向的分速度不变，垂直板方向的分速度大小不变、方向相反，不计粒子与板的碰撞时间及粒子的重力。求：（1）区域的面积；（2）区域内磁场的磁感应强度大小；（3）粒子在电场和磁场中运动的总时间。【考点】37：牛顿第二定律；4A：向心力；AK：带电粒子在匀强电场中的运动；CI：带电粒子在匀强磁场中的运动菁优网版权所有【专题】11：计算题；32：定量思想；43：推理法；536：带电粒子在磁场中的运动专题【分析】（1）根据粒子在电场中做类平抛运动求得进入磁场的位置、速度，然后根据粒子在磁场中做匀速圆周运动，由打在a板的位置和速度方向得到轨道半径和a板长度，从而得到面积；（2）根据轨道半径和速度，由洛伦兹力做向心力求得磁感应强度；（3）根据几何关系得到在磁场中转过的中心角和再次进入电场的速度方向，即可由周期求得在磁场中的运动时间，根据匀变速运动规律求得第二次在电场中的运动时间，即可求得运动总时间。【解答】解：（1）粒子在电场中只受电场力作用，故粒子做类平抛运动，所以，粒子在电场中的运动时间，进入磁场时的水平分速度，又有；所以，粒子从电场下边界中点进入磁场，速度方向和水平方向的夹角为；粒子在磁场中只受洛伦兹力作用，故粒子做匀速圆周运动；根据粒子垂直击中板a的中点可得轨道半径；所以，a板长度为，故区域的面积；（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的速率，故由洛伦兹力做向心力可得：，所以，区域内磁场的磁感应强度大小；（3）根据粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径，由几何关系可得：进入磁场到与a板碰撞过程转过的中心角为45，与a板碰撞到与b板碰撞的过程转过的中心角为45，与b板碰撞到与c板碰撞的过程转过的中心角为45，与c板碰撞到进入电场的过程转过的中心角为45，且进入电场的位置为电场下边界的中点，速度方向与水平方向成为45，斜向右上方；故粒子在磁场中运动的时间；粒子再次进入电场水平、竖直分速度均为v，根据，故粒子在电场中经过时间t4从电场右边界离开；所以，粒子在电场和磁场中运动的总时间；答：（1）区域的面积为；（2）区域内磁场的磁感应强度大小为；（3）粒子在电场和磁场中运动的总时间为。【点评】粒子在磁场中只受洛伦兹力，粒子做匀速圆周运动，常根据速度方向和径向垂直，由两点的速度方向根据几何关系求得轨道半径。16（12分）过山车是游乐场中常见的设施之一。下图是过山车模型的一部分，它由足够长的水平轨道和半径为R的竖直光滑圆形轨道组成，B点是圆形轨道的最低点。一质量为2m的小球a，由距B点2R的A点以初速度vo（vo未知）水平向右运动，在B点与质量为m的小球b发生弹性正碰，碰后a未脱离轨道。已知a、b与水平轨道的动摩擦因数均为，重力加速度为g。（1）若碰后b恰能到达轨道上与圆心等高处，求a的初速度vo；（2）若碰后b恰能越过轨道的最高点，求最终a、b两球的水平距离x。【考点】37：牛顿第二定律；4A：向心力；65：动能定理；6C：机械能守恒定律菁优网版权所有【专题】11：计算题；22：学科综合题；32：定量思想；43：推理法；52J：力学综合性应用专题【分析】（1）ab碰撞过程满足动量守恒定律，由碰撞过程的能量守恒和碰后b恰能运动到圆心登高处，由机械能守恒可求得初速度；（2）碰后b恰能越过最高点，由牛顿第二定律和机械能守恒可求得碰后b的速度，b再回到水平轨道由动能定理可求得b的位移，对a由动能定理求得位移，则最终ab两球的水平距离可求解。【解答】解：（1）设小球a在B点碰前的速度为v，由动能定理得：2mg2R设碰后ab的速度分别为va、vb，由动量守恒定律得：2mv2mva+mvb由能量守恒得：+碰后b恰能运动到圆心登高处，由机械能守恒得：mgR联立解得：v0（2）碰后b恰能越过最高点的速度为vb，由牛顿第二定律得：mgmb碰后到最高点的过程，由机械能守恒得：+2mgRb球经轨道回到B右侧受阻力，设经xb而停止，由动能定理得：mgxb0联立解得：xb碰后a球的速度vaa球滑上轨道后将返回水平轨道向左运动，设经xa而停止，由动能定理得：2mgxa0解得：xa则最终ab两球的水平距离为：xxa+xb答：（1）若碰后b恰能到达轨道上与圆心等高处，a的初速度是；（2）若碰后b恰能越过轨道的最高点，最终a、b两球的水平距离是。【点评】本题考查了动能定理、动量守恒定律、机械能守恒、牛顿第二定律等规律的应用，综合性强，关键是理清运动过程能灵活