北京市房山区2017届高三（上）入学物理试卷（解析版）

2016-2017学年北京市房山区高三（上）入学物理试卷
　
一、单项选择题（每小题4分，共60分）
1．下列说法正确的是（　　）
A．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增加
B．液体中的悬浮微粒越小，布朗运动越明显
C．封闭在气缸中的气体，体积减小，压强一定减小
D．两块纯净的铅板压紧后能合在一起，说明此时分子间不存在斥力
2．一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖，发生折射分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．玻璃砖对a、b光的折射率na＜nb
B．a、b光在玻璃种的传播速度va＞vb
C．a、b光在真空中的波长λa＜λb
D．a、b光的频率fa＜fb
3．如图所示，有一个电热器R，接在电压为u=311sin100πt（V）的交流电源上．电热器工作时的电阻为100Ω，电路中的交流电表均为理想电表．由此可知（　　）
A．电压表的示数为311V B．电流表的示数为2.2A
C．电热器的发热功率为967W D．交流电的频率为100Hz
4．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为4m/s．某时刻的波形如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．这列波中质点的振幅为4cm
B．这列波的周期为1s
C．此时x=4m处质点沿x轴正方向运动
D．此时x=4m处质点沿y轴正方向运动
5．2015年12月29日0时04分，我国在西昌卫星发射中心成功发射高分四号卫星，至此我国航天发射“十二五”任务圆满收官．高分四号卫星是我国首颗地球同步轨道高分辨率光学成像卫星，也是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道卫星，它的发射和应用将显著提升我国对地遥感观测能力．该卫星在轨道正常运行时，下列说法正确的是（　　）
A．卫星的线速度一定大于第一宇宙速度
B．卫星的轨道半径可以近似等于地球半径
C．卫星的运行周期一定大于月球绕地球运动的周期
D．卫星的向心加速度一定小于地球表面的重力加速度
6．如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止P点．设滑块所受支持力为FN．OP与水平方向的夹角为θ．下列关系正确的是（　　）
A．FN=mgtanθ B．F=mgtanθ C．FN= D．F=
7．带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示，不计粒子所受的重力，则（　　）
A．粒子带正电 B．粒子的加速度增大
C．A点的场强大于B点的场强 D．粒子的速度增大
8．如图所示的电路中，S是闭合的，流过线圈L的电流为i1，流过灯泡的电流为i2，且i1＞i2，．若t1时刻断开S，则下图中的4个图中哪一个能正确表示流过灯泡A的电流i2随时间t变化的关系（　　）
A． B． C． D．
9．类比法是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于理解和掌握新概念、新知识．下列类比说法正确的是（　　）
A．点电荷可以与质点类比，都是理想化模型
B．电场力做功不可以与重力做功类比，电场力做功与路径有关而重力做功与路径无关
C．电场线可以与磁感线类比，都是用假想的曲线形象化地描绘“场”
D．机械能守恒定律可以与动量守恒定律类比，都是描述系统在合外力为零时遵循的运动规律
10．如图所示为研究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置．则关于实验下列说法正确的是（　　）
A．静电计两板间电压小于平行板电容器两极间的电压
B．可以用电压表代替静电计测电压
C．静电计指针偏角减小意味着平行板电容器两极间的电压变大
D．实验过程中近似认为平行板电容器带电量不变是因为静电计的电容小，电量变化小
11．关于电场强度和磁感应强度，下列说法中正确的是（　　）
A．电场强度的定义式E=适用于任何静电场
B．电场中某点电场强度的方向与在该点的检验电荷所受电场力的方向相同
C．磁感应强度定义式B=说明磁感应强度与放入磁场中的通电导线所受安培力F成正比，与通电导线中的电流，和导线长度的乘积成反比
D．磁感应强度定义式B=说明磁感应强度的方向与放入磁场中的通电直导线所受安培力的方向相同
12．把一个物体以一定的初速度竖直向上抛出，物体达到最高点后落回抛出点．如果取竖直向上为正方向，不计空气阻力．下列描述该运动过程的v﹣t图象或a﹣t图象正确的是（　　）
A． B． C． D．
13．一个物块以初动能E滑上斜面最高处时克服重力做功0.6E，则它又滑回斜面底端时的动能为（　　）
A．0.8E B．0.6E C．0.4E D．0.2E
14．质量为2kg的小球自塔顶由静止开始下落，不考虑空气阻力的影响，g取10m/s2，下列说法中正确的是（　　）
A．2s末小球的动量大小为40kg?m/s
B．2s末小球的动能为40J
C．2s内重力的冲量大小为20N?s
D．2s内重力的平均功率为20W
15．微波炉是用微波来加热食品的工具．微波是一种电磁波，它一碰到金属就会发生反射，金属不吸收也不传导微波；微波穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料时几乎不会消耗能量；而含有水分的食物，微波不但不能透过，其能量反而会被食物吸收．微波炉正是利用微波的这些特性来工作的．微波炉的外壳用不锈钢金属材料制成，可以阻挡微波丛炉内逸出，以免影响人们的身体健康．装食物的容器则用绝缘材料制成．微波炉的磁控管是个微波发生器，它能产生每秒钟振动频率为2450MHz的微波，这种微波能穿透食物达5cm深，并使食物中的水分子也随之运动，剧烈的运动产生了大量的热能，于是食物“煮”熟了．根据上述信息，下列说法正确的是（　　）
A．微波炉利用的是电流的热效应加热食品
B．微波炉利用的是电磁感应现象
C．微波炉加热时，不能使用金属容器
D．微波可能是纵波
　
二、实验题
16．某同学在实验室用如图1所示的装置来探究加速度与力的关系．
（1）实验中，为了探究加速度与合力的关系，应该保持　　不变．
（2）实验中，将砝码和小桶的总重力mg当成小车所受的合外力，能这样处理应满足　　．
A．实验时将木板垫起，使小车匀速下滑，以平衡摩擦力，此时应挂上小桶，但不用连接纸带
B．实验时将木板垫起，使小车匀速下滑，以平衡摩擦力，此时不应挂小桶，但得连接纸带，并接通电源
C．使砝码和小桶的总质量m远远大于小车的质量M
D．使砝码和小桶的总质量m远远小于小车的质量M
（3）某同学采用V﹣t图象来求加速度．如图2为实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的3个计数点，依次为B、C、D，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出．打点计时器接在频率为50hz的交流电源上，打点计时器打C点时，小车的速度为　　m/s；（结果保留两位有效数字）
（4）其余各点的速度都标在了v﹣t坐标系中，如图3所示．t=0.1s时，打点计时器恰好打B点．请你将上问中所得结果标在下图所示的坐标系中，并做出小车运动的v﹣t图线．
（5）利用图线求出小车运动的加速度a=　　m/s2（结果保留两位有效数字）．
（6）本实验中，某学生根据实验数据做出了如图4所示的a﹣F图象，试分析该图象不过原点及后面出现弯曲的原因　　．
　
三、计算题（共72分）
17．如图所示，一固定在地面上的轨道ABC，其中AB长．S1=2m，AB与水平面间的夹角为θ=37，一小物块自A处由静止释放，小物块与轨道间的动摩擦因数均为μ=0.25，小物块经过B点时无机械能损失（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）．求：
（1）小物块在AB段下滑时加速度大小；
（2）小物块到达B处的速度大小；
（3）小物块在水平轨道上滑动的最大距离S2．
18．如图所示，质量为m=0.5kg的木块，以v0=4m/s的水平速度滑上原来静止在光滑水平面上的质量为M=1.5kg的小车，最后与小车以相同的速度运动．木块与小车间的动摩擦因数为μ=0.25，g取10m/s2 求：
（1）木块与小车共同运动的速度；
（2）木块与小车达到共同速度所需要的时间；
（3）整个过程中系统损失的机械能．
19．随着航天技术的不断发展，人类宇航员可以乘航天器登陆一些未知星球．一名字航员在登陆某星球后为了测量此星球的质量进行了如下实验：他把一小钢球从距星球表面高度为h处以水平速度v0抛出，测得落地点与抛出点间的水平距离为S．此前通过天文观测测得此星球的半径为R，已知万有引力常量为G，不计小钢球下落过程中的气体阻力，可认为此星球表面的物体受到的重力等于物体与星球之间的万有引力．求：
（1）此星球表面的重力加速度g；
（2）此星球的质量M；
（3）距离此星球表面高H的圆形轨道上的卫星．绕此星球做匀速园周运动的周期T．
20．质谱仪是一种精密仪器，是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．图中所示的质谱仪是由加速电场和偏转磁场组成．带电粒子从容器A下方的小孔Sl飘入电势差为u的加速电场，其初速度几乎为0，然后经过S2沿着与磁场垂直的方向进人磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上．不计粒子重力．
（1）若由容器A进入电场的是质量为m、电荷量为q的粒子．求：
a．粒子进入磁场时速度v的大小；
b．粒子在磁场中运动的轨道半径R．
（2）若由容器A进入电场的是互为同位素的两种原子核P1、P2，由底片上获知Ph、P2在磁场中运动轨迹的直径之比是：1，求P1、P2的质量之比．
21．如图所示，在倾角为30°的斜面上，固定一宽度为L=0.25m的足够长平行光滑金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器．电源电动势为E=1.5V，内阻为r=0.6Ω．一质量m=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于垂直于斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.80T．导轨与金属棒的电阻不计，取g=10m/s2．
（1）如要保持金属棒在导轨上静止，求滑动变阻器接入电路中的阻值大小；
（2）如果拿走电源，直接用导线接在两导轨上端，滑动变阻器接入电路的阻值不变，仍为（1）问所求阻值，
a．求金属棒所能达到的最大速度值；
b．在金属棒达到最大速度前，金属棒由静止开始沿导轨下滑4m的过程中，求电路中产生的热量．
22．有个演示实验，在上、下两面都是金属板的玻璃盒内，放了许多锡箔纸揉成的小球，当上下板间加上电压后，小球就上下不停地跳动．现取以下简化模型进行定量研究．如图所示，电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置，相距为d，与电动势为e、内阻可不计的电源相连．设两板之间只有一个质量为m的导电小球，小球可视为质点．已知：若小球与极板发生碰撞，则碰撞后小球的速度立即变为零，带电状态也立即改变，改变后，小球所带电荷符号与该极板相同，电量为极板电量的α倍（α＜＜1）．不计带电小球对极板间匀强电场的影响．重力加速度为g．
（1）欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动，电动势e至少应大于多少．
（2）设上述条件已满足，在较长的时间间隔丁内小球做了很多次往返运动．求：
a．小球做一次往返运动所需要的时间；
b．在T时间内通过电源的总电量．
　

2016-2017学年北京市房山区高三（上）入学物理试卷
参考答案与试题解析
　
一、单项选择题（每小题4分，共60分）
1．下列说法正确的是（　　）
A．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增加
B．液体中的悬浮微粒越小，布朗运动越明显
C．封闭在气缸中的气体，体积减小，压强一定减小
D．两块纯净的铅板压紧后能合在一起，说明此时分子间不存在斥力
【考点】热力学第一定律；分子间的相互作用力．
【分析】A、根据热力学第一定律公式△U=W+Q判断；
B、布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，由液体分子碰撞的不平衡性造成；
C、根据理想气体状态方程判断；
D、分子间同时存在引力和斥力．
【解答】解：A、根据热力学第一定律，气体内能的变化由做功和热传递共同决定，只知道吸收热量无法判断内能的变化，故A错误；
B、布朗运动是由液体分子碰撞的能合在不平衡性造成的，故悬浮微粒越小，碰撞的不平衡越明显，则布朗运动越明显，故B正确；
C、根据理想气体状态方程=C，封闭在气缸中的气体，体积减小，压强不一定减小，故C错误；
D、分子间一定同时存在引力和斥力的作用，铅板能够合在一起是由于引力大于斥力，故D错误；
故选：B
　
2．一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖，发生折射分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．玻璃砖对a、b光的折射率na＜nb
B．a、b光在玻璃种的传播速度va＞vb
C．a、b光在真空中的波长λa＜λb
D．a、b光的频率fa＜fb
【考点】光的折射定律．
【分析】根据图中光线的偏折程度判断出折射率的大小，从而知道了频率和波长的大小关系，再根据波速公式v=去分析光在在玻璃中的传播速度大小．
【解答】解：A、由图象知a光偏折程度大，则玻璃砖对a光的折射率大，则na＞nb，故A错误．
B、由波速公式v=知，n越大，v越小，所以a、b光在玻璃种的传播速度va＜vb，故B错误．
CD、由于na＞nb，所以a、b光在真空中的波长λa＜λb，频率fa＞fb，故C正确，D错误．
故选：C
　
3．如图所示，有一个电热器R，接在电压为u=311sin100πt（V）的交流电源上．电热器工作时的电阻为100Ω，电路中的交流电表均为理想电表．由此可知（　　）
A．电压表的示数为311V B．电流表的示数为2.2A
C．电热器的发热功率为967W D．交流电的频率为100Hz
【考点】闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．
【分析】交流电表测量的是有效值，由u=311sin100πt（V）读出电压的最大值，求出电压的有效值，由欧姆定律求出电流的有效值，即可得到两个电表的读数．由ω=2πf求频率．根据有效值，求电热器的发热功率．
【解答】解：AB、由u=311sin100πt（V）知，电压的最大值 Um=311V，则电压的有效值为 U==220V，因此电压表的示数为220V．
电流表的示数为 I===2.2A，故A错误，B正确．
C、电热器的发热功率为 P===484W，故C错误．
D、由u=311sin100πt（V）知，ω=100π rad/s，由ω=2πf得：f==50Hz，故D错误．
故选：B
　
4．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为4m/s．某时刻的波形如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．这列波中质点的振幅为4cm
B．这列波的周期为1s
C．此时x=4m处质点沿x轴正方向运动
D．此时x=4m处质点沿y轴正方向运动
【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．
【分析】由图象直接读出振幅和波长，由波速公式求解周期．波沿x轴正方向传播，运用波形平移法判断出x=4m处质点的振动方向．
【解答】解：A、振幅等于y的最大值，由图知振幅为A=2cm，故A错误．
B、由图读出该波的波长为：λ=8m，则周期为：T==s=2s，故B错误．
CD、根据波形的平移法判断得知，此时x=4m处质点沿y轴正方向运动，故C错误，故D正确．
故选：D
　
5．2015年12月29日0时04分，我国在西昌卫星发射中心成功发射高分四号卫星，至此我国航天发射“十二五”任务圆满收官．高分四号卫星是我国首颗地球同步轨道高分辨率光学成像卫星，也是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道卫星，它的发射和应用将显著提升我国对地遥感观测能力．该卫星在轨道正常运行时，下列说法正确的是（　　）
A．卫星的线速度一定大于第一宇宙速度
B．卫星的轨道半径可以近似等于地球半径
C．卫星的运行周期一定大于月球绕地球运动的周期
D．卫星的向心加速度一定小于地球表面的重力加速度
【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．
【分析】同步卫星的轨道半径大于地球的半径，根据万有引力提供向心力，得出加速度、线速度、周期与轨道半径的关系，从而分析比较．
【解答】解：A、根据知，由于卫星的轨道半径大于地球的半径，则卫星的线速度一定小于第一宇宙速度，故A错误．
B、同步卫星轨道半径大于地球的半径，故B错误．
C、同步卫星的轨道半径小于月球的轨道半径，根据知，同步卫星的周期小于月球的周期．故C错误．
D、根据，卫星的加速度，地球表面的重力加速度，则卫星的向心加速度一定小于地球表面的重力加速度，故D正确．
故选：D
　
6．如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止P点．设滑块所受支持力为FN．OP与水平方向的夹角为θ．下列关系正确的是（　　）
A．FN=mgtanθ B．F=mgtanθ C．FN= D．F=
【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．
【分析】物体处于平衡状态，对物体受力分析，根据共点力平衡条件，可求出支持力和水平推力．
【解答】解：对小滑块受力分析，受水平推力F、重力G、支持力FN、根据三力平衡条件，将受水平推力F和重力G合成，如图所示，由几何关系可得
，，所以D正确，A、B、C错误．
故选：D．
　
7．带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示，不计粒子所受的重力，则（　　）
A．粒子带正电 B．粒子的加速度增大
C．A点的场强大于B点的场强 D．粒子的速度增大
【考点】电场线．
【分析】不计重力的粒子在电场力作用下从A到B，由运动与力关系可知：电场力方向与速度方向分居在运动轨迹两边，且电场力偏向轨迹的内侧，分析出电场力方向，判断粒子的电性．再根据电场线的疏密表示电场强度的强弱，电场线某点的切线方向表示电场强度的方向．沿着电场线的方向电势降低的进行分析即可．
【解答】解：A、由运动与力关系可知，电场力方向与速度方向分居在运动轨迹两边，且电场力偏向轨迹的内侧，故在A点电场力沿电场线向左，电场的方向向右，电场力的方向与电场方向相反，则粒子带负电，故A错误；
BC、根据电场线的疏密可知，A的电场强度大于B点的电场强度，所以粒子在A点的电场力大B点的电场力，根据牛顿第二定律可知，粒子在A点的加速度大B点的加速度，即加速度减小，故B错误，C正确；
D、粒子从A到B电场力做负功，动能减小，速度减小，故D错误；
故选：C．
　
8．如图所示的电路中，S是闭合的，流过线圈L的电流为i1，流过灯泡的电流为i2，且i1＞i2，．若t1时刻断开S，则下图中的4个图中哪一个能正确表示流过灯泡A的电流i2随时间t变化的关系（　　）
A． B． C． D．
【考点】自感现象和自感系数．
【分析】当电流增大时，线圈会阻碍电流的增大，当电流减小时，线圈会阻碍电流的减小．
【解答】解：当闭合电键，因为线圈阻碍作用，所以电流i1会慢慢增大，灯泡A这一支路立即就有电流．当电键断开，A这一支路电流立即消失，因为线圈阻碍电流的减小，所以通过A的电流不会立即消失，会从原来的大小慢慢减小，而且A和L构成回路，通过A的电流也流过L，所以i2变成反向，且逐渐减小．因i1＞i2，故D正确，A、B、C错误．
故选：D．
　
9．类比法是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于理解和掌握新概念、新知识．下列类比说法正确的是（　　）
A．点电荷可以与质点类比，都是理想化模型
B．电场力做功不可以与重力做功类比，电场力做功与路径有关而重力做功与路径无关
C．电场线可以与磁感线类比，都是用假想的曲线形象化地描绘“场”
D．机械能守恒定律可以与动量守恒定律类比，都是描述系统在合外力为零时遵循的运动规律
【考点】电场线；动量守恒定律；机械能守恒定律；元电荷、点电荷；电势能．
【分析】本题考查了对类比法的理解，对于相似概念或者相似规律可以通过类比方法比较学习，加深对概念规律的理解．
【解答】解：A、点电荷和质点都是理想化模型，故A正确；
B、电场力做功和路径无关，只和初末位置有关，和重力做功类似，故B错误；
C、电场线和磁场线都不是真实存在的，都是假象的线，都是为了形象的描述各自的概念，故C正确；
D、动量守恒是在外力为零时遵循的运动规律，而机械能守恒是指在只有动能和重力势能（或弹性势能）相互转化时遵守的规律，并非是在外力为零时遵循规律，故D错误．
故选AC．
　
10．如图所示为研究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置．则关于实验下列说法正确的是（　　）

A．静电计两板间电压小于平行板电容器两极间的电压
B．可以用电压表代替静电计测电压
C．静电计指针偏角减小意味着平行板电容器两极间的电压变大
D．实验过程中近似认为平行板电容器带电量不变是因为静电计的电容小，电量变化小
【考点】电容器的动态分析．
【分析】静电计测定平行板电容器两极间的电压，电压越大，指针的偏角θ越大．静电计的电容小，可认为实验过程中近似认为平行板电容器带电量不变．
【解答】解：A、静电计测定平行板电容器两极间的电压，两者并联，静电计两板间电压等于平行板电容器两极间的电压，故A错误．
B、由于电路中无电流，所以不能用电压表代替静电计测电压，故B错误．
C、静电计指针偏角减小意味着平行板电容器两极间的电压变小，故C错误．
D、静电计的电容小，由Q=CU知，当U变化时，Q变化很小，所以实验过程中近似认为平行板电容器带电量不变，故D正确．
故选：D
　
11．关于电场强度和磁感应强度，下列说法中正确的是（　　）
A．电场强度的定义式E=适用于任何静电场
B．电场中某点电场强度的方向与在该点的检验电荷所受电场力的方向相同
C．磁感应强度定义式B=说明磁感应强度与放入磁场中的通电导线所受安培力F成正比，与通电导线中的电流，和导线长度的乘积成反比
D．磁感应强度定义式B=说明磁感应强度的方向与放入磁场中的通电直导线所受安培力的方向相同
【考点】磁感应强度；电场强度．
【分析】电场强度和磁感应强度均采用了比值定义法，其大小均是由本身决定的；同时注意明确E和B的方向规定．
【解答】解：A、电场强度的定义式E=适用于任何静电场；故A正确；
B、电场强度方向与该点正电荷受电场力方向相同，与负电荷受电场力方向相反；故B错误；
C、磁感应强度是磁场本身决定的；与安培力F以及IL无关；故C错误；
D、根据左手定则可知，磁感应强度的方向与安培力的方向相互垂直；故D错误；
故选：A．
　
12．把一个物体以一定的初速度竖直向上抛出，物体达到最高点后落回抛出点．如果取竖直向上为正方向，不计空气阻力．下列描述该运动过程的v﹣t图象或a﹣t图象正确的是（　　）
A． B． C． D．
【考点】匀变速直线运动的图像．
【分析】物体做竖直上抛运动，其加速度大小始终为g，方向竖直向下，上升阶段：匀减速直线运动，达到最高点时速度为零，加速度还是g．
【解答】解：物体做竖直上抛运动，其加速度大小始终为g，方向竖直向下，取竖直向上为正方向，加速度为a=﹣g，将竖直上抛运动看成一种匀减速直线运动，则v=v0﹣gt，
则v﹣t图象是向下倾斜的直线，故BD正确，AC错误．
故选：BD．
　
13．一个物块以初动能E滑上斜面最高处时克服重力做功0.6E，则它又滑回斜面底端时的动能为（　　）
A．0.8E B．0.6E C．0.4E D．0.2E
【考点】动能定理的应用．
【分析】对物块应用动能定理可以求出物块回到斜面底端时的动能．
【解答】解：物块向上滑动过程，由动能定理得：﹣mgh﹣Wf=0﹣E，
由题意可知：mgh=0.6E，解得：Wf=0.4E，
物块下滑过程，由动能定理得：mgh﹣Wf=EK，
解得：EK=0.2E；
故选：D．
　
14．质量为2kg的小球自塔顶由静止开始下落，不考虑空气阻力的影响，g取10m/s2，下列说法中正确的是（　　）
A．2s末小球的动量大小为40kg?m/s
B．2s末小球的动能为40J
C．2s内重力的冲量大小为20N?s
D．2s内重力的平均功率为20W
【考点】动量定理．
【分析】A、根据动量表达式P=mv，结合运动学公式v=gt，即可求解；
B、根据动能表达式，结合运动学公式v=gt，即可求解；
C、根据冲量表达式I=Ft，即可求解；
D、根据平均功率表达式=，即可求解．
【解答】解：A、小球自塔顶由静止开始下落，根据运动学公式，2s末小球的速度v=gt=10×2m/s=20m/s；
那么2s末小球的动量大小，P=mv=2×20kg?m/s=40kg?m/s，故A正确；
B、2s末小球的动能==400J，故B错误；
C、根据冲量表达式I=Ft=2×10×2N?s=40N?s，故C错误；
D、根据平均功率表达式=，2s内重力的平均功率==W=200W，故D错误；
故选：A．
　
15．微波炉是用微波来加热食品的工具．微波是一种电磁波，它一碰到金属就会发生反射，金属不吸收也不传导微波；微波穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料时几乎不会消耗能量；而含有水分的食物，微波不但不能透过，其能量反而会被食物吸收．微波炉正是利用微波的这些特性来工作的．微波炉的外壳用不锈钢金属材料制成，可以阻挡微波丛炉内逸出，以免影响人们的身体健康．装食物的容器则用绝缘材料制成．微波炉的磁控管是个微波发生器，它能产生每秒钟振动频率为2450MHz的微波，这种微波能穿透食物达5cm深，并使食物中的水分子也随之运动，剧烈的运动产生了大量的热能，于是食物“煮”熟了．根据上述信息，下列说法正确的是（　　）
A．微波炉利用的是电流的热效应加热食品
B．微波炉利用的是电磁感应现象
C．微波炉加热时，不能使用金属容器
D．微波可能是纵波
【考点】电磁波的应用．
【分析】明确微波炉的工作原理，知道它是利用电磁波的性质工作的，同时明确使用微波炉的注意事项．
【解答】解：微波加热利用的是食物中的水份与微波的频率相接近，从而在微波中发生振动而产生大量的热量使食物发热；故它不是利用电流的热效应以及电磁感应现象工作的；所有的电磁波均为横波；由于金属不传导微波，碰到金属后会发射，因此不能使用金属容器加热食物，故ABD错误，C正确．
故选：C．
　
二、实验题
16．某同学在实验室用如图1所示的装置来探究加速度与力的关系．
（1）实验中，为了探究加速度与合力的关系，应该保持　小车质量　不变．
（2）实验中，将砝码和小桶的总重力mg当成小车所受的合外力，能这样处理应满足　B　．
A．实验时将木板垫起，使小车匀速下滑，以平衡摩擦力，此时应挂上小桶，但不用连接纸带
B．实验时将木板垫起，使小车匀速下滑，以平衡摩擦力，此时不应挂小桶，但得连接纸带，并接通电源
C．使砝码和小桶的总质量m远远大于小车的质量M
D．使砝码和小桶的总质量m远远小于小车的质量M
（3）某同学采用V﹣t图象来求加速度．如图2为实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的3个计数点，依次为B、C、D，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出．打点计时器接在频率为50hz的交流电源上，打点计时器打C点时，小车的速度为　0.44　m/s；（结果保留两位有效数字）

（4）其余各点的速度都标在了v﹣t坐标系中，如图3所示．t=0.1s时，打点计时器恰好打B点．请你将上问中所得结果标在下图所示的坐标系中，并做出小车运动的v﹣t图线．
（5）利用图线求出小车运动的加速度a=　1.0　m/s2（结果保留两位有效数字）．
（6）本实验中，某学生根据实验数据做出了如图4所示的a﹣F图象，试分析该图象不过原点及后面出现弯曲的原因　平衡摩擦力过度；砂和砂桶的质量太大　．
【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．
【分析】（1）“探究加速度与力、质量的关系”实验中，研究三者关系必须运用控制变量法，正确理解控制变量法的应用即可解答；
（2）本实验的关键是需要先平衡摩擦力，保证绳对小车的拉力等于小桶的重力；
（3、4、5）在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，据此可求出C点的瞬时速度大小，根据描点法作出图象，根据图象的斜率求出加速度；
（6）图丙表明在小车的拉力为0时，小车有加速度，即合外力大于0，说明平衡摩擦力过度；当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小，否则图象将会发生弯曲．
【解答】解：（1）实验中，为了探究加速度与合力的关系，应保持小车的质量不变；
（2）本实验需要平衡摩擦力，为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的右端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动，故B正确；
（3）中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度：
vC===0.44m/s
（4）根据描点法作出图象，如图所示：

（5）根据图象可知，
（6）由图丙所示图象可知小车的拉力为0时，小车的加速度大于0，说明合外力大于0，说明平衡摩擦力过度，即木板与水平面的夹角太大；
该实验中当小车的质量远大于砂和砂桶的质量太大时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砂和砂桶的总重力大小，随着F的增大，即砂和砂桶的质量增大，逐渐地砂和砂桶的质量不再满足小车质量远大于砂和砂桶的质量，因此会出现较大误差，图象会产生偏折现象．
故答案为：（1）小车质量 （2）B （3）0.44 （4）如图（5）1.0 （6）平衡摩擦力过度；砂和砂桶的质量太大
　
三、计算题（共72分）
17．如图所示，一固定在地面上的轨道ABC，其中AB长．S1=2m，AB与水平面间的夹角为θ=37，一小物块自A处由静止释放，小物块与轨道间的动摩擦因数均为μ=0.25，小物块经过B点时无机械能损失（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）．求：
（1）小物块在AB段下滑时加速度大小；
（2）小物块到达B处的速度大小；
（3）小物块在水平轨道上滑动的最大距离S2．

【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系．
【分析】（1）根据牛顿第二定律求出小物块在AB段下滑的加速度．
（2）物块经过B处时无机械能损失，物块最后停在B点右侧1.8米处，根据动能定理求出B点的速度．
（3）通过匀变速直线运动的速度位移公式求出AB的长度．
【解答】解：（1）小物块从A到B过程中，由牛顿第二定律得，
mgsinθ﹣μmgcosθ=ma
代入数据得：
（2）根据，有

代入数据得：
（3）小物块在水平面上运动的过程中，根据牛顿第二定律，有
μmg=ma
得：
根据有

解得：
答：（1）小物块在AB段下滑时加速度大小；
（2）小物块到达B处的速度大小4m/s；
（3）小物块在水平轨道上滑动的最大距离为3.2m
　
18．如图所示，质量为m=0.5kg的木块，以v0=4m/s的水平速度滑上原来静止在光滑水平面上的质量为M=1.5kg的小车，最后与小车以相同的速度运动．木块与小车间的动摩擦因数为μ=0.25，g取10m/s2 求：
（1）木块与小车共同运动的速度；
（2）木块与小车达到共同速度所需要的时间；
（3）整个过程中系统损失的机械能．

【考点】功能关系；牛顿第二定律．
【分析】（1）水平面光滑，木块在小车上滑动时系统的动量守恒，根据动量守恒定律求相对静止时的共同速度；
（2）对小车，运用动量定理求块与小车达到共同速度所需要的时间；
（3）根据能量守恒定律求整个过程中系统损失的机械能．
【解答】解：（1）木块滑上小车后，受到向后的滑动摩擦力而做匀减速运动，小车受到向前的滑动摩擦力而做匀加速运动，最终木块与小车相对静止，由于水平面光滑，则木块和小车系统所受合外力为零，故满足动量守恒定律．取水平向右为正方向，由动量守恒定律得：
mv0=（ M+m ）v共
解得，共同速度 v共===1m/s
（2）对小车，由动量定理：μmgt=Mv共
解得：t===1.2s
（3）系统损失的机械为：
△E=﹣=﹣=3J
答：
（1）木块与小车共同运动的速度是1m/s；
（2）木块与小车达到共同速度所需要的时间是1.2s；
（3）整个过程中系统损失的机械能是3J．
　
19．随着航天技术的不断发展，人类宇航员可以乘航天器登陆一些未知星球．一名字航员在登陆某星球后为了测量此星球的质量进行了如下实验：他把一小钢球从距星球表面高度为h处以水平速度v0抛出，测得落地点与抛出点间的水平距离为S．此前通过天文观测测得此星球的半径为R，已知万有引力常量为G，不计小钢球下落过程中的气体阻力，可认为此星球表面的物体受到的重力等于物体与星球之间的万有引力．求：
（1）此星球表面的重力加速度g；
（2）此星球的质量M；
（3）距离此星球表面高H的圆形轨道上的卫星．绕此星球做匀速园周运动的周期T．
【考点】万有引力定律及其应用．
【分析】（1）根据得出星球表面的重力加速度．
（2）根据万有引力等于重力求出星球的质量．
（3）根据万有引力提供向心力，结合万有引力等于重力求出卫星在圆形轨道上运行的周期．
【解答】解：（1）做平抛运动的物体在竖直方向做自由落体运动，由h=
得：g=．
（2）根据星球表面的物体受到的万有引力近似等于其重力，则：
解得：M=．
（3）根据万有引力提供向心力得，
又GM=gR2
解得．
因为g=．
所以T=．
答：（1）此星球表面的重力加速度g=．
（2）此星球的质量为．
（3）卫星的运行周期为．
　
20．质谱仪是一种精密仪器，是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．图中所示的质谱仪是由加速电场和偏转磁场组成．带电粒子从容器A下方的小孔Sl飘入电势差为u的加速电场，其初速度几乎为0，然后经过S2沿着与磁场垂直的方向进人磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上．不计粒子重力．
（1）若由容器A进入电场的是质量为m、电荷量为q的粒子．求：
a．粒子进入磁场时速度v的大小；
b．粒子在磁场中运动的轨道半径R．
（2）若由容器A进入电场的是互为同位素的两种原子核P1、P2，由底片上获知Ph、P2在磁场中运动轨迹的直径之比是：1，求P1、P2的质量之比．

【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．
【分析】（1）带电粒子在电场中被加速，应用动能定理可以求出粒子的速度．粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出粒子的轨道半径．
（2）P1、P2互为同位素，所以电荷量相等，由b的结论得出半径与质量之间的关系，然后由题目的条件即可求出．
【解答】解：（1）a、在加速电场中，由动能定理得：
qU=mv2﹣0，
解得：v=；
b、粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：
qvB=m，
解得：r=；
（2）两种原子核P1、P2互为同位素，所以电荷量相等，由b的结论可知：

P1、P2在磁场中运动轨迹的直径之比是：1，所以有：；
答：（1）a．粒子进入磁场时的速度大小是；
b．粒子在磁场中运动的轨道半径R是；
（2）若由容器A进入电场的是互为同位素的两种原子核P1、P2，由底片上获知P1、P2在磁场中运动轨迹的直径之比是：1；
P1、P2的质量之比是2：1．
　
21．如图所示，在倾角为30°的斜面上，固定一宽度为L=0.25m的足够长平行光滑金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器．电源电动势为E=1.5V，内阻为r=0.6Ω．一质量m=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于垂直于斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.80T．导轨与金属棒的电阻不计，取g=10m/s2．
（1）如要保持金属棒在导轨上静止，求滑动变阻器接入电路中的阻值大小；
（2）如果拿走电源，直接用导线接在两导轨上端，滑动变阻器接入电路的阻值不变，仍为（1）问所求阻值，
a．求金属棒所能达到的最大速度值；
b．在金属棒达到最大速度前，金属棒由静止开始沿导轨下滑4m的过程中，求电路中产生的热量．

【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；功能关系；焦耳定律；安培力．
【分析】（1）要保持金属棒在导轨上静止时，金属棒受力要平衡，分析其受力情况，由平衡条件求解金属棒所受到的安培力F，由F=BIL求解通过金属棒的电流；根据闭合电路欧姆定律求解滑动变阻器R接入到电路中的阻值．
（2）a．金属棒达到最大速度时，将匀速下滑，受力平衡，根据法拉第电磁感应定律计算电动势的大小，根据安培力的公式计算电流，得出速度的大小；
b．根据总的能量守恒计算产生的热量．
【解答】解：（1）由于金属棒静止在金属轨道上，受力平衡，安培力：
F安=BIL
根据平衡条件知：
F安=mgsin30°
联立得：I==0.5A
设变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆定律有：
E=I（R+r）
联立解得：R=﹣r=2.4Ω
（2）a．金属棒达到最大速度时，将匀速下滑，此时安培力大小、回路中电流大小应与上面情况相同，即金属棒产生的电动势为：
E=IR=0.5×2.4V=1.2V
由E=BLv 得：v==6m/s
b．根据能量守恒可知：mgh=Q+mv2，
电路中产生的热量为：Q=mgh﹣mv2=0.02×10×4×sin30°﹣×0.02×62=0.04J
答：（1）滑动变阻器接入电路中的阻值大小为2.4Ω；
（2）a．金属棒所能达到的最大速度值为6m/s；
b．电路中产生的热量为0.04J．
　
22．有个演示实验，在上、下两面都是金属板的玻璃盒内，放了许多锡箔纸揉成的小球，当上下板间加上电压后，小球就上下不停地跳动．现取以下简化模型进行定量研究．如图所示，电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置，相距为d，与电动势为e、内阻可不计的电源相连．设两板之间只有一个质量为m的导电小球，小球可视为质点．已知：若小球与极板发生碰撞，则碰撞后小球的速度立即变为零，带电状态也立即改变，改变后，小球所带电荷符号与该极板相同，电量为极板电量的α倍（α＜＜1）．不计带电小球对极板间匀强电场的影响．重力加速度为g．
（1）欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动，电动势e至少应大于多少．
（2）设上述条件已满足，在较长的时间间隔丁内小球做了很多次往返运动．求：
a．小球做一次往返运动所需要的时间；
b．在T时间内通过电源的总电量．

【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．
【分析】这是一道高考原题，玻璃球与与电源相连的金属板相碰后带上同种电，由于互相排斥而离开分别做匀变速运动．由于与上、下板碰撞后带电的电性不一样，则小球受到的电场力不相同，加速度也不同．
（1）要使小球能往返运动，则向上的电场力应大于重力，写出相应的关系式，代入就可求得电动势的最小值．
（2）先据牛顿第二定律求出向上和向下的加速度，再由运动学公式求出向上和向下的时间．则上下往返的次数也就求出来了，由于每次往返获得的电量为2q，则时间T
内通过电源的总量也能求出．
【解答】解：（1）用Q表示极板电荷量的大小，q表示碰后小球电荷量的大小．要使小球能不停地往返运动，小球所受的向上的电场力至少应大于重力，则：
…①
其中q=αQ…②
Q=Ce…③
联立得：
（2）当小球带正电时，小球所受电场力与重力方向相同，向下做加速运动．以a1表示其加速度，t1表示从A板到B板所用的时间，则有：
…④
…⑤
当小球带负电时，小球所受电场力与重力方向相反，向上做加速运动，以a2表示其加速度，t2表示从B板到A板所用的时间，则有：
…⑥
…⑦
小球往返一次共用时间为：（t1+t2）=
故小球在T时间内往返的次数：…⑧
由以上关系式得到：．
小球往返一次通过的电量为2q，在T时间内通过电源的总电量Q'=2qn．由以上两式可得：Q′=．
答：（1）欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动，电动势e至少应大于．
（2）a．小球做一次往返运动所需要的时间=．b．在T时间内通过电源的总电量为．
　

2016年11月30日