2018-2019学年福建省泉港一中高三（上）期末物理试卷 word版含解析

2018-2019学年福建省泉港一中高三（上）期末物理试卷
一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
1．（6分）如图所示，M、N两点分别放置两个等量异种电荷，P为MN连线的中点，T为连线上靠近N的一点，S为连线的中垂线上处于P点上方的一点。把一个电子分别放在P、S、T三点进行比较，则（　　）

A．电子在S点受力最小，在T点电势能最大
B．电子在P点受力最小，在T点电势能最大
C．电子从T点移到S点，电场力做负功，动能减小
D．电子从P点移到S点，电场力做正功，动能增大
2．（6分）如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置，闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动，如果仅改变下列某一个条件，能使油滴向上运动的是（　　）

A．增大R1的阻值 B．增大R2的阻值
C．增大两板间的距离 D．增大电容器的极板面积
3．（6分）如图，在倾角为θ的光滑斜面上垂直纸面放置﹣根长为L，质量为m的直导体棒，﹣匀强磁场垂直于斜面，当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时，导体棒恰好静止在斜面上（重力加速度为g）则（　　）

A．磁感应强度的大小为，方向垂直斜面斜向上
B．磁感应强度的大小为，方向垂直斜面斜向下
C．磁感应强度的大小为，方向垂直斜面斜向上
D．磁感应强度的大小为，方向垂直斜面斜向下
4．（6分）如图所示，两个完全相同且相互绝缘、正交的金属环，可沿轴线OO′自由转动，现通以图示方向电流，沿OO′看去会发现（　　）

A．A环、B环均不转动
B．A环将逆时针转动，B环也逆时针转动，两环相对不动
C．A环将顺时针转动，B环也顺时针转动，两环相对不动
D．A环将顺时针转动，B环将逆时针转动，两者吸引靠拢至重合为止
5．（6分）如图所示，半球形物体A和小球B紧靠着放在一固定斜面上，并处于静止状态，忽略小球B表面的摩擦，用水平力F沿物体A表面将小球B缓慢拉至物体A的最高点C，物体A始终保持静止状态，则下列说法中正确的是（　　）

A．物体A受到5个力的作用
B．物体A受到斜面的摩擦力逐渐减小
C．小球B对物体A的压力先增大后减小
D．小球B对物体A的压力逐渐增加
6．（6分）如图所示，在半径为R的圆形区域内，有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为B，AC为圆的直径。一质量为m、电荷量为q的粒子从A点射入磁场区域，速度方向与AC夹角为θ，粒子最后从C点离开磁场。下列说法正确的是（　　）

A．该粒子带正电荷
B．粒子速度大小为
C．粒子速度大小为
D．粒子在磁场中运动时间为
7．（6分）如图所示，在x0y平面的第一象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。两个相同的带电粒子，先后从y轴上的P点（0，a）和Q点（纵坐标b未知），以相同的速度v0沿x轴正方向射入磁场，在x轴上的M点（c，0）相遇。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，由题中信息可以确定（　　）

A．Q 点的纵坐标b
B．带电粒子的电荷量
C．两个带电粒子在磁场中运动的半径
D．两个带电粒子在磁场中运动的时间
8．（6分）如图是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（　　）

A．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C．质谱仪是一种可测定带电粒子比荷的仪器
D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大
二、非选择题：第9～12题为必考题，每个试题考生都必须作答．第13～14题为选考题，考生根据要求作答
9．（8分）利用图1的装置可以验证机械能守恒定律．

（1）要验证重物下落过程中符合机械能守恒，除了图示器材，以下实验器材必须要选取的有　 　．（填写字母代号）
A．秒表 B．刻度尺 C．天平 D．交流电源
（2）下列有关操作的叙述正确的是　 　
A．安装打点计时器时要注意让上下限位孔在同一竖直线上
B．将打点计时器与直流低压电源连接
C．释放纸带时应尽量让重锤靠近打点计时器
D．应先释放纸带，然后接通电源
（3）若实验中所用重物的质量为m，某次实验打出的一条纸带如图2所示．在纸带上选取五个连续的点A、B、C、D和￡，量得相邻点间的距离分别为s1、s2、S3、s5，当地的重力加速度为g．本实验所用电源的频率为　 　．从打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能减小量△Ep＝　 　，重锤动能增加量△Ek＝　 　．
（4）设重锤在下落过程中受到恒定不变的阻力F，则可根据本实验数据求得阻力F的表达式为　 　（用题中所给字母m，g，s1，s4，f表示）．
10．（7分）某实验小组要哦精确测定额定电压为2.5V的LED灯正常工作时的电阻。已知该灯正常工作时的电阻为500Ω，电路符号与小灯泡相同。实验室提供的器材有：
A．电流表A1（量程为0～10mA，内阻RA1约为3Ω，示数用I1表示）
B．电流表A2（量程为0～3mA，内阻RA2＝15Ω，示数用I2表示）
C．定值电阻R1＝697Ω
D．定值电阻R2＝985Ω
E．滑动变阻器R（0～20Ω）
F．电压表V（量程为0～12V，内阻RV＝1kΩ，示数用U表示）
G．蓄电池（电动势为12V，内阻很小）
H．开关一个，导线若干

（1）如图1所示，请选择合适的器材，电表1为　 　，电表2为　 　，定值电阻为　 　。（填写器材前的字母编号）
（2）将采用的电路图如图2补充完整。
（3）写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx＝　 　（用相应字母表示）。
11．（12分）如图，ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB段是水平的，BD段为半径R＝0.2m的半圆，两段轨道相切于B点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，场强大小E＝5.0×103V/m．一不带电的绝缘小球甲，以初速度v0沿水平轨道向右运动，与静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞，甲乙两球碰撞后，乙球恰能通过轨道的最高点D，已知甲、乙两球的质量均为m＝1.0×10﹣2kg，乙所带电荷量q＝2.0×10﹣5C，g取10m/s2．（甲、乙两球可视为质点，整个运动过程无电荷转移）

（1）求乙球恰好通过轨道最高点D时所受的合外力的大小和速度大小；
（2）求乙球在轨道上的首次落点到B点的距离；
（3）求甲球的初速度v0．
12．（20分）如图所示，在x轴下方有一匀强电场，方向沿y轴正方向，在y轴上P点由静止释放一带电粒子，离开电场后从O点进入一磁感应强度大小为B的方形匀强磁场区域（图中未标出）；粒子飞出磁场后从A点进入平行板电容器间的匀强电场，OA连线与x轴成30°角，粒子在A点速度与x轴夹角也是30°，粒子从M点飞出平行板电容器时速度恰好沿x轴正方向。P点距O点以及平行板电容器左边缘A到y轴的距离都是l，平行板电容器板长为2l，粒子的质量为m，带电量为q，不计粒子的重力，求：
（1）x轴以下电场的电场强度大小以及方形磁场的方向；
（2）粒子运动到M点的速度大小；
（3）粒子从P到M的运动时间。

[物理--（代）选修3-4]（15分）
13．（5分）2013年，嫦娥三号成功实现月面软着陆，中国成为世界上第三个在月球上实现软着陆的国家。如图所示，嫦娥三号经历漫长的地月旅行后，首次在距月表100km的环月轨道上绕月球做匀速圆周运动。运动到A点时变推力发动机开机工作，嫦娥三号开始快速变轨，变轨后在近月点B距月球表面15km的椭圆轨道上绕月运行；当运动到B点时，变推力发动机再次开机，嫦娥三号从距月面15km处实施动力下降。关于嫦娥三号探月之旅，下列说法正确的是（　　）

A．在A点变轨时，嫦娥三号的机械能减少
B．在A点变轨时，嫦娥三号发动机的推力和其运动方向相反
C．在A点变轨后，嫦娥三号在椭圆轨道上运行的周期比圆轨道周期短
D．在A点变轨后，在沿椭圆轨道向B点运动的过程中，嫦娥三号的加速度逐渐减小
E．无论在A点变轨时还是变轨后，嫦娥三号的速度均保持不变
14．（10分）如图所示，弧形轨道的下端与半径为R＝1.6m的圆轨道平滑连接．现在使一质量为m＝1kg的小球从弧形轨道上端距地面h＝2.8m的A点由静止滑下，进入圆轨道后沿圆轨道运动，轨道摩擦不计，g取10m/s2．试求：
（1）小球在最低点B时对轨道的压力大小；
（2）若小球在C点（未画出）脱离圆轨道，求半径OC与竖直方向的夹角θ大小．




2018-2019学年福建省泉港一中高三（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
1．（6分）如图所示，M、N两点分别放置两个等量异种电荷，P为MN连线的中点，T为连线上靠近N的一点，S为连线的中垂线上处于P点上方的一点。把一个电子分别放在P、S、T三点进行比较，则（　　）

A．电子在S点受力最小，在T点电势能最大
B．电子在P点受力最小，在T点电势能最大
C．电子从T点移到S点，电场力做负功，动能减小
D．电子从P点移到S点，电场力做正功，动能增大
【分析】明确等量异号电荷的电场线和等势面的分布图象，知道电场线的疏密程度表示电场强度的大小，电场线与等势面垂直，沿着电场线方向电势逐渐降低，负电荷在高电势处电势能小，根据电势能的变化情况判断电场力做功和动能的变化情况。
【解答】解：由等量异号点电荷电场线及等势面空间分布图，P、S、T三点进行比较，S、P两点电势相等，大于T点电势；T点电场强度最大，S点电场强度最小。电子放在S点受力最小，放在T点电势能最大。电子从T点移到S点，电场力做正功，但电子所受合力做功不知道；电子从P点移到S点，电场力不做功，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题关键是要能够画出等量异号电荷的电场线和等势面分布图，要注意明确电场线的疏密表示电场的强弱，而沿着电场线，电势逐渐降低。
2．（6分）如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置，闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动，如果仅改变下列某一个条件，能使油滴向上运动的是（　　）

A．增大R1的阻值 B．增大R2的阻值
C．增大两板间的距离 D．增大电容器的极板面积
【分析】分析电路结构，明确电容器与R1并联；再根据电容器的性质以及电场中电场强度的变化分析电场力的变化，从而明确如何才能使油滴向上运动。
【解答】解：开始时油滴静止，则重力与电场力相互平衡，电场力向上；
A、增大R1的阻值，则路端电压增大，电容器两端电压增大，板间场强增大，故电场力增大，油滴将向上运动，故A正确；
B、R2与电容器串联，视为导线，故对电容器的电压没有影响，油滴不动；故B错误；
C、增大两板间距离时，电压不变，d减小，故电场强度减小，因此油滴将向下运动，故C错误；
D、增大电容器的极板面积时，由于电压不变，板间距离不变，则电场强度不变，故油滴不动，故D错误。
故选：A。
【点评】本题关键分析电容器的电压是否变化。要注意当开关闭合时，如果电路结构不变，则电压不变，只有改变板间距离时，板间场强才发生变化。
3．（6分）如图，在倾角为θ的光滑斜面上垂直纸面放置﹣根长为L，质量为m的直导体棒，﹣匀强磁场垂直于斜面，当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时，导体棒恰好静止在斜面上（重力加速度为g）则（　　）

A．磁感应强度的大小为，方向垂直斜面斜向上
B．磁感应强度的大小为，方向垂直斜面斜向下
C．磁感应强度的大小为，方向垂直斜面斜向上
D．磁感应强度的大小为，方向垂直斜面斜向下
【分析】对导线受力分析，根据共点力平衡求出安培力的大小，以及根据左手定则判断磁场的方向，通过安培力大小公式求出磁感应强度的大小．
【解答】解：根据共点力平衡知，安培力的方向沿斜面向上，根据左手定则知，磁场的方向垂直斜面向下。
根据平衡知，安培力FA＝BIL＝mgsinθ
解得：B＝。
故选：B。

【点评】本题考查应用平衡条件处理通电导体在磁场中平衡问题的能力．会运用左手定则判断安培力的方向．
4．（6分）如图所示，两个完全相同且相互绝缘、正交的金属环，可沿轴线OO′自由转动，现通以图示方向电流，沿OO′看去会发现（　　）

A．A环、B环均不转动
B．A环将逆时针转动，B环也逆时针转动，两环相对不动
C．A环将顺时针转动，B环也顺时针转动，两环相对不动
D．A环将顺时针转动，B环将逆时针转动，两者吸引靠拢至重合为止
【分析】根据安培定则判断出通电圆环a的周围有磁场，通电圆环b放在了通电圆环a的磁场内，受到磁场的作用，根据左手定则就可以判断出相互作用力．
【解答】解：由安培定则可得，A环产生的磁场的方向向下，B环产生的磁场的方向向左，两个磁场相互作用后有磁场的方向趋向一致的趋势，所以A环顺时针转动，B环逆时针转动。二者相互靠拢。直至重合；故D正确，ABC错误。
故选：D。
【点评】本题考查了电流的磁场、磁场对电流的作用，只是要求灵活运用所学知识．要注意利用“两个磁场相互作用后有磁场的方向趋向一致的趋势”是解题的最佳方法．
5．（6分）如图所示，半球形物体A和小球B紧靠着放在一固定斜面上，并处于静止状态，忽略小球B表面的摩擦，用水平力F沿物体A表面将小球B缓慢拉至物体A的最高点C，物体A始终保持静止状态，则下列说法中正确的是（　　）

A．物体A受到5个力的作用
B．物体A受到斜面的摩擦力逐渐减小
C．小球B对物体A的压力先增大后减小
D．小球B对物体A的压力逐渐增加
【分析】先对球B分析，受水平拉力、重力和支持力，三力平衡，三个力构成首尾相连的矢量三角形，据此分析拉力和支持力的变化情况；再对A、B整体分析，受拉力、重力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件并结合正交分解法分析．
【解答】解：A、对球A分析可知，A受重力、支持力、B的压力和斜面的摩擦力作用，共四个力，故A错误；
B、对球B分析，受水平拉力、重力和支持力，三力平衡，三个力构成首尾相连的矢量三角形，如图所示：
将小球B缓慢拉至物体A的最高点过程中，θ变小，故支持力N变小，拉力F也变小；
根据牛顿第三定律，压力也减小；
再对A、B整体分析，受拉力、重力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件，有：
f＝（M+m）sinα+Fcosα
α为斜面的坡角，由于F减小，故拉力F减小，故静摩擦力减小；故CD错误，B正确。
故选：B。

【点评】本题考查共点力平衡条件的应用，解题的关键是采用整体法和隔离法灵活选择研究对象进行受力分析，要结合平衡条件作图进行动态分析即可明确各力的变化规律．
6．（6分）如图所示，在半径为R的圆形区域内，有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为B，AC为圆的直径。一质量为m、电荷量为q的粒子从A点射入磁场区域，速度方向与AC夹角为θ，粒子最后从C点离开磁场。下列说法正确的是（　　）

A．该粒子带正电荷
B．粒子速度大小为
C．粒子速度大小为
D．粒子在磁场中运动时间为
【分析】子在磁场中做圆周运动，作出粒子运动轨迹，应用左手定则判断粒子电性，求出粒子轨道半径，应用牛顿第二定律求出粒子的速度大小，求出粒子在磁场中转过的圆心角，根据粒子做圆周运动的周期求出粒子在磁场中的运动时间。
【解答】解：A、由左手定则可知，粒子带正电，故A正确；
BC、粒子运动轨迹如图所示：

由几何知识得：r＝，
粒子在圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB＝m，
解得：v＝，故B正确，C错误；
D、由几何知识可知，粒子在磁场中转过的圆心角为α＝2θ，粒子在磁场中的运动时间为：t＝T＝×＝，故D正确；
故选：ABD。
【点评】本题考查了带电粒子在磁场中的运动，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据题意分析清楚粒子运动过程、作出粒子运动轨迹是解题的前提，应用左手定则、牛顿第二定律与周期公式即可解题。
7．（6分）如图所示，在x0y平面的第一象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。两个相同的带电粒子，先后从y轴上的P点（0，a）和Q点（纵坐标b未知），以相同的速度v0沿x轴正方向射入磁场，在x轴上的M点（c，0）相遇。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，由题中信息可以确定（　　）

A．Q 点的纵坐标b
B．带电粒子的电荷量
C．两个带电粒子在磁场中运动的半径
D．两个带电粒子在磁场中运动的时间
【分析】根据粒子只受洛伦兹力得到粒子做圆周运动，由几何关系求得半径和中心角，即可根据周期求得运动时间；根据洛伦兹力做向心力求解荷质比。
【解答】解：粒子在磁场中运动只受洛伦兹力作用，故粒子做匀速圆周运动，轨迹如图所示：
洛伦兹力做向心力，故有：…①；
AC、根据几何关系可得P点粒子的轨道半径，从而可以求出Q点射出粒子半径及坐标，故AC正确；
B、由于是同种粒子，比荷相同，无法具体求解电荷量和质量，但可以求出比荷，故B错误；
D、根据根据粒子运动轨道半径和粒子转过的中心角；故根据周期，可求得运动时间，故D正确；
故选：ACD。

【点评】带电粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，故常根据速度及磁感应强度求得半径，然后根据几何关系求得运动半径；或反过来由轨迹根据几何关系求解半径，进而求得速度、磁感应强度。
8．（6分）如图是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（　　）

A．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C．质谱仪是一种可测定带电粒子比荷的仪器
D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大
【分析】带电粒子在速度选择器中受电场力和洛伦兹力平衡，做匀速直线运动，进入偏转电场后做匀速圆周运动，根据半径公式得出半径与粒子比荷的关系．
【解答】解：A、在速度选择器中，电场力和洛伦兹力平衡，有：qE＝qvB，解得v＝．故A错误。
B、根据带电粒子在磁场中的偏转方向，根据左手定则知，该粒子带正电，则在速度选择器中电场力水平向右，则洛伦兹力水平向左，根据左手定则知，磁场方向垂直纸面向外。故B正确。
C、进入偏转电场后，有：qvB0＝m，解得：，可知质谱仪是可以测定带电粒子比荷的仪器。故C正确；
D，由上式可知，知越靠近狭缝P，r越小，比荷越大。故D正确。
故选：BCD。
【点评】解决本题的关键知道粒子在速度选择器和偏转电场中的运动规律，掌握带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式．
二、非选择题：第9～12题为必考题，每个试题考生都必须作答．第13～14题为选考题，考生根据要求作答
9．（8分）利用图1的装置可以验证机械能守恒定律．

（1）要验证重物下落过程中符合机械能守恒，除了图示器材，以下实验器材必须要选取的有　BD　．（填写字母代号）
A．秒表 B．刻度尺 C．天平 D．交流电源
（2）下列有关操作的叙述正确的是　AC　
A．安装打点计时器时要注意让上下限位孔在同一竖直线上
B．将打点计时器与直流低压电源连接
C．释放纸带时应尽量让重锤靠近打点计时器
D．应先释放纸带，然后接通电源
（3）若实验中所用重物的质量为m，某次实验打出的一条纸带如图2所示．在纸带上选取五个连续的点A、B、C、D和￡，量得相邻点间的距离分别为s1、s2、S3、s5，当地的重力加速度为g．本实验所用电源的频率为　f＝50Hz　．从打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能减小量△Ep＝　mg（s2+s3）　，重锤动能增加量△Ek＝　　．
（4）设重锤在下落过程中受到恒定不变的阻力F，则可根据本实验数据求得阻力F的表达式为　mg﹣m（s4﹣s1）f2　（用题中所给字母m，g，s1，s4，f表示）．
【分析】（1）纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，同时使用打点计时器，则需要交流电源，对于利表与天平则不需要；
（2）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
（3）纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．
（4）根据△x＝aT2求出加速度，再根据牛顿第二定律列方程求阻力F的表达式．
【解答】解：（1）图示中的器材已知知道了，但实验时我们还需要选取的刻度尺，用它来测量距离，还需要交流电源，用它来让打点计时器工作，而秒表与天平就不需要了，故BD正确，AC错误；
（2）A、安装打点计时器时要注意让上下限位孔在同一竖直线上，以减小实验误差，故A正确；
B、打点计时器都是使用的交流电源，故B错误；
C、释放纸带应尽量让重锤尽量靠近打点计时器，这样可能得到更多的数据，故C正确；
D、应先接通电源，稳定后，再释放纸带，这样可以在纸带上尽量多打点，提供纸带利用率，故D错误；
故选：AC；
（3）本实验所用电源的频率为50Hz；
根据重力势能表达式，则有从打下点B到打下点D的过程中，减小的重力势能为：△EP＝mg（s2+s3）
从打下点B到打下点D的过程中，重锤动能增加量为：△Ek＝＝
（4）根据△x＝aT2得：
s4﹣s1＝aT2
可得：a＝
根据牛顿第二定律得：mg﹣F＝ma
则得 F＝mg﹣m＝mg﹣m（s4﹣s1）f2；
故答案为：（1）BD；（2）AC；（3）f＝50Hz，mg（s2+s3），；（4）mg﹣m（s4﹣s1）f2．
【点评】纸带问题的处理时力学实验中常见的问题，对于这类问题要熟练应用运动学规律和推论进行求解．运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题，同时要注意符号运算的正确性．
10．（7分）某实验小组要哦精确测定额定电压为2.5V的LED灯正常工作时的电阻。已知该灯正常工作时的电阻为500Ω，电路符号与小灯泡相同。实验室提供的器材有：
A．电流表A1（量程为0～10mA，内阻RA1约为3Ω，示数用I1表示）
B．电流表A2（量程为0～3mA，内阻RA2＝15Ω，示数用I2表示）
C．定值电阻R1＝697Ω
D．定值电阻R2＝985Ω
E．滑动变阻器R（0～20Ω）
F．电压表V（量程为0～12V，内阻RV＝1kΩ，示数用U表示）
G．蓄电池（电动势为12V，内阻很小）
H．开关一个，导线若干

（1）如图1所示，请选择合适的器材，电表1为　A　，电表2为　B　，定值电阻为　D　。（填写器材前的字母编号）
（2）将采用的电路图如图2补充完整。
（3）写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx＝　　（用相应字母表示）。
【分析】（1）为了精确选择电表是要保证电表指针能达到满偏的左右；
（2）根据电路图，连接实物图即可；
（3）利用串并联电路的特点，结合欧姆定律，即可求出LED灯正常工作时的电阻表达式Rx。
【解答】解：（1）测量电阻的基本方法是伏安法，由于题中提供的电压表量程太大，故选择定值电阻R2与阻值已知的电流表A2串联可将其改装成量程合适的电压表。由于电流表A1的量程较大，应将其接在干路。
（2）根据电路图，连接实物图，如图所示。


（3）对测量电路，由并联电路电压，电流关系可知：，
解得：
故答案为：（1）A，B，D；（2）如图所示；（3）。
【点评】本题的难点在于电流表的量程偏小，无法测电流，电压表的量程偏大，测量电压偏大，最后需通过改装，用电流表测电压，电压表测电流。
11．（12分）如图，ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB段是水平的，BD段为半径R＝0.2m的半圆，两段轨道相切于B点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，场强大小E＝5.0×103V/m．一不带电的绝缘小球甲，以初速度v0沿水平轨道向右运动，与静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞，甲乙两球碰撞后，乙球恰能通过轨道的最高点D，已知甲、乙两球的质量均为m＝1.0×10﹣2kg，乙所带电荷量q＝2.0×10﹣5C，g取10m/s2．（甲、乙两球可视为质点，整个运动过程无电荷转移）

（1）求乙球恰好通过轨道最高点D时所受的合外力的大小和速度大小；
（2）求乙球在轨道上的首次落点到B点的距离；
（3）求甲球的初速度v0．
【分析】（1）根据物体的受力情况求出合力，应用牛顿第二定律可以求出小球速度．
（2）小球做平抛运动，应用平抛运动规律可以求出小球的位移．
（3）碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律、动能定理可以求出初速度．
【解答】解：（1）乙球在最高所受的合外力的大小：F合＝mg+qE，
代入数据解得：F合＝0.2N…①，
设乙球恰好通过轨道最高点时速度大小为vD，
由牛顿第二定律得：mg+qE＝m …②，
联立①②解得：vD＝2m/s…③；
（2）设乙球离开D点达到水平轨道的时间为t，乙的落点到B点的距离为x，
在竖直方向：加速度为：…④
…⑤
在水平方向：x＝vDt…⑥，
联立③④⑤⑥得：x＝0.4m…⑦；
（3）设碰撞后甲、乙的速度分别为v甲、v乙，以甲的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
mv0＝mv甲+mv乙…⑧，
由机械能守恒定律得：mv02＝mv甲2+mv乙2 …⑨
联立⑧⑨解得：v乙＝v0 …⑩
由动能定理得：﹣mg?2R﹣qE?2R＝mvD2﹣mv乙2，…（11）
联立③⑩代入数据解得：v0＝2m/s；
答：（1）乙球恰好通过轨道最高点D时所受的合外力的大小为0.2N，速度大小为2m/s；
（2）乙球在轨道上的首次落点到B点的距离为0.4m；
（3）求甲球的初速度v0为2m/s．
【点评】本题考查了求速度、位移问题，分析清楚物体的运动过程、应用牛顿第二定律、动量守恒定律、机械能守恒定律、动能定理即可正确解题．
12．（20分）如图所示，在x轴下方有一匀强电场，方向沿y轴正方向，在y轴上P点由静止释放一带电粒子，离开电场后从O点进入一磁感应强度大小为B的方形匀强磁场区域（图中未标出）；粒子飞出磁场后从A点进入平行板电容器间的匀强电场，OA连线与x轴成30°角，粒子在A点速度与x轴夹角也是30°，粒子从M点飞出平行板电容器时速度恰好沿x轴正方向。P点距O点以及平行板电容器左边缘A到y轴的距离都是l，平行板电容器板长为2l，粒子的质量为m，带电量为q，不计粒子的重力，求：
（1）x轴以下电场的电场强度大小以及方形磁场的方向；
（2）粒子运动到M点的速度大小；
（3）粒子从P到M的运动时间。

【分析】（1）根据粒子偏转的方向结合左手定则即可判断磁场的方向；由运动的轨迹结合几何关系求出粒子做匀速圆周运动的半径，由洛伦兹力提供向心力求出粒子的速度，由动能定理即可求出电场强度的大小；
（2）将运动分解即可求出粒子到达M的速度；
（3）由运动学的公式分别求出各段的时间，然后求和即可。
【解答】解：（1）粒子的运动轨迹如图所示，由在电场中粒子的运动轨迹可知，粒子带正电，在磁场中向右偏转，故磁场方向垂直纸面向外
设粒子在磁场中运动的半径为r，由几何知识可知：
r+rsin30°＝l，
解得：
在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可得：

粒子从P点运动到O点由动能定理可得：
，
解得：
（2）粒子在平行板电容器间，沿电场线方向做匀减速运动，沿x轴方向做匀速运动，M点速度是A点速度的水平分量为：

（3）设粒子从P点运动到O点的时间为t1，则有：

在磁场中由几何知识可得粒子转过的圆心角为：
，
粒子的周期为：

粒子在磁场中运动的时间为：

粒子在平行板电容器间运动的时间是t3，则有：
vMt3＝2l
可得：
粒子从P点运动到M点的运动时间为：
t＝t1+t2+t3，
联立解的：
答：（1）x轴以下电场的电场强度大小为，方形磁场的方向向外；
（2）粒子运动到M点的速度大小为；
（3）粒子从P到M的运动时间为。

【点评】带电粒子或带电体在复合场中的运动是整个高中的重点，粒子的运动过程中受力分析以及运动情况分析是解题的关键。对于圆周运动，要作出轨迹，由几何知识研究轨道半径。
[物理--（代）选修3-4]（15分）
13．（5分）2013年，嫦娥三号成功实现月面软着陆，中国成为世界上第三个在月球上实现软着陆的国家。如图所示，嫦娥三号经历漫长的地月旅行后，首次在距月表100km的环月轨道上绕月球做匀速圆周运动。运动到A点时变推力发动机开机工作，嫦娥三号开始快速变轨，变轨后在近月点B距月球表面15km的椭圆轨道上绕月运行；当运动到B点时，变推力发动机再次开机，嫦娥三号从距月面15km处实施动力下降。关于嫦娥三号探月之旅，下列说法正确的是（　　）

A．在A点变轨时，嫦娥三号的机械能减少
B．在A点变轨时，嫦娥三号发动机的推力和其运动方向相反
C．在A点变轨后，嫦娥三号在椭圆轨道上运行的周期比圆轨道周期短
D．在A点变轨后，在沿椭圆轨道向B点运动的过程中，嫦娥三号的加速度逐渐减小
E．无论在A点变轨时还是变轨后，嫦娥三号的速度均保持不变
【分析】嫦娥三号在A处由椭圆轨道进入圆轨道必须点火减速，做近心运动才能进入圆轨道。根据开普勒第三定律比较周期的大小。在A点变轨时，距离月球的距离没有变，故嫦娥三号所受万有引力不变。
【解答】解：ABE、嫦娥三号在A点变轨后从做匀速圆周运动变为做向心运动，可知受到减小，所以发动机的推力和嫦娥三号运动方向相反，卫星做减速运动，万有引力大于向心力做近心运动，使其进入椭圆轨道，故在A点变轨时，机械能要减小，故A正确，B正确，E错误，
C、根据开普勒第三定律＝C，由于卫星在轨道100km环月轨道上运动的半径大于在椭圆轨道上运动的半长轴，故在A点变轨后，嫦娥三号的周期短。故C正确
D、在A点变轨后沿椭圆轨道向B点运动过程中，根据万有引力定律可知嫦娥三号所受的万有引力逐渐增大，则其加速度逐渐增大。故D错误。
故选：ABC。
【点评】解决本题的关键知道卫星变轨的原理，以及掌握开普勒第三定律，知周期与轨道半径的关系。
14．（10分）如图所示，弧形轨道的下端与半径为R＝1.6m的圆轨道平滑连接．现在使一质量为m＝1kg的小球从弧形轨道上端距地面h＝2.8m的A点由静止滑下，进入圆轨道后沿圆轨道运动，轨道摩擦不计，g取10m/s2．试求：
（1）小球在最低点B时对轨道的压力大小；
（2）若小球在C点（未画出）脱离圆轨道，求半径OC与竖直方向的夹角θ大小．

【分析】（1）小球从A到B的过程中，根据动能定理，可求解球经过最低点B时的速度；在B点，由重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿运动定律，结合向心力表达式，即可求解小球在最低点B时对轨道的压力大小；
（2）根据机械能守恒，小球不可能到达圆周最高点，但在圆心以下的圆弧部分速度不等0，弹力不等于0，小球不会离开轨道，应在圆心以上的圆弧部分脱离轨道，此时轨道对小球的弹力为零，根据牛顿第二定律求出此时小球的速度，由机械能守恒定律列式求解．
【解答】解：（1）小球从A到B的过程中，由动能定理得：
mg?h＝mv2
在B点，由牛顿第二定律得
FN﹣mg＝
FN＝45N
根据牛顿第三定律可知小球在最低点B时对轨道的压力大小为45N
（2）根据机械能守恒，小球不可能到达圆周最高点，但在圆心以下的圆弧部分速度不等0，弹力不等于0，小球不会离开轨道．设小球在C点（OC与竖直方向的夹角为θ）脱离圆轨道，则在C点轨道弹力为0有：
mgcosθ＝
小球从A到C的过程中，由机械能守恒定律得：
mg?h＝mgR+mgRcosθ+
由③④得：v0＝2m/s，θ＝60°
答：（1）小球在最低点B时对轨道的压力大小是45N，方向竖直向下；
（2）若小球在C点（未画出）脱离圆轨道，半径OC与竖直方向的夹角θ大小是60°；
【点评】本题考查动能定理、牛顿第二定律与机械能守恒定律的应用，要注意分析小球的运动过程和状态，明确小球刚脱离轨道时轨道对球的弹力为零，由径向合力充当向心力．