湖北省黄冈市2017-2018学年高三上学期理科物理期末考试试卷
一、单选题
1．（2018高三上·黄冈期末）远在春秋战国时代（公元前772—前221年），我国杰出学者墨子认为：“力，刑之所以奋也。”“刑”同“形”，即物体；“奋，动也”，即开始运动或运动加快，对墨子这句关于力和运动观点的理解，下列说法不正确的是（ ）
A．墨子认为力是改变物体运动状态的原因
B．墨子认为力是使物体产生加速度的原因
C．此观点与亚里士多德关于力和运动的观点基本相同
D．此观点与牛顿关于力和运动的观点基本相同
【答案】C
【知识点】力与运动的关系
【解析】【解答】“力，刑(形)之所以奋也。”也就是说，力是使物体运动的原因，即力是改变物体运动状态的原因，使物体产生加速度的原因，此观点与牛顿关于力和运动的观点基本相同，而亚里士多德认为有力作用在物体上,物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止。C错误，符合题意，ABD不符合题意；
故答案为：C。
【分析】墨子认为力是产生加速度，改变物体速度的原因，观点和亚里士多德不同。
2．（2019·宜宾模拟）如图所示，物体A的质量大于B的质量，绳子的质量，绳与滑轮间的摩擦可不计，A、B恰好处于平衡状态，如果将悬点P靠近Q少许使系统重新平衡，则（ ）
A．物体A的重力势能增大 B．物体B的重力势能增大
C．绳的张力减小 D．P处绳与竖直方向的夹角减小
【答案】A
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】B物体对绳子的拉力不变，等于物体B的重力；动滑轮和物体A整体受重力和两个拉力，拉力大小恒定，重力恒定，故两个拉力的夹角不变，如图所示；
所以物体A上升，物体B下降，所以物体A的重力势能增大，物体B的重力势能减小，A符合题意；BCD不符合题意；
故答案为：A。
【分析】利用高度变化可以判别A的重力势能增加；B重力势能减小；利用动态平衡可以判别绳子的拉力和角度变化。
3．（2019·宜宾模拟）如图所示理想变压器原线圈输入电压 ，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器。V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示。下列说法正确的是（ ）
A． 时， B．滑片P向下滑动过程中，U1变小
C．滑片P向下滑动过程中，U2增大 D．滑片P向下滑动过程中，I1变大
【答案】D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A、V1和V2是理想交流电压表，示数U1和U2表示电压的有效值，A不符合题意；
BCD、滑片P向下滑动过程中，总电阻减小，副线圈的电压只与输入电压和匝数有关，所以U1、U2不变，流过R0的电流I2变大，根据变压器原理得I1变大，D符合题意，BC不符合题意；
故答案为：D。
【分析】电压表的读数只能是交流电的有效值；由于输入电压决定输出电压，所以不会受到滑动变阻器影响，滑动变阻器的大小变化会导致电流发生改变。
4．（2018高三上·黄冈期末）如图所示，物块A放在木板B上，A、B的质量相同，A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数也相同（最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小）。若将水平力作用在A上，使A刚好要相对B滑动，此时水平力大小为F1；若将水平力作用在B上，使B刚好要相对A滑动，此时水平力大小为F2，则F1与F2的比为（ ）
A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：4
【答案】D
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【解答】由于A与B之间的最大静摩擦力 小于B与地面之间的最大静摩擦力 ，当水平力作用在A上，使A刚好要相对B滑动，此时B静止，A与B间的摩擦力刚好达到最大，此时水平力大小为 当水平力作用在B上，使B刚好要相对A滑动，此时A、B间的摩擦力刚好达到最大，A、B的加速度相等，有： ，此时水平力大小为 ，解得 ，故F1与F2的比为1：4，D符合题意，ABC不符合题意；
故答案为：D。
【分析】若力F作用在B上；利用A相对于B恰好运动时求出加速度的大小，结合整体的牛顿第二定律可以求出拉力的大小；若力作用在A上，比较B受到的摩擦力大小可以求出对应F的大小。
5．（2018高三上·黄冈期末）在2017年6月的全球航天探索大会上，我国公布了“可重复始终运载火箭”的概念方案。方案之一为“降伞方案”：当火箭和有效载荷分离后，火箭变轨进入返回地球大气层的返回轨道，并加速下落至低空轨道，然后采用降落伞减速，接近地面时打开气囊，让火箭安全着陆。对该方案设计的物理过程，下列说法正确的是（ ）
A．火箭和有效载荷分离过程中该系统的总机械能守恒
B．从返回轨道下落至低空轨道，火箭的重力加速度增大
C．从返回轨道至低空轨道，火箭处于超重状态
D．打开气囊是为了减小地面对火箭的冲量
【答案】B
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A、分离用的引爆装置的功用是在接受到分离指令后，通过程序配电器接通电爆管（或点火器），引爆连接解锁装置或分离冲量装置，使之分离，所以火箭和有效载荷分离过程中该系统的总机械能不守恒，A不符合题意；
B. 从返回轨道下落至低空轨道，由 得 ，火箭的重力加速度增大，B符合题意；
C、火箭变轨进入返回地球大气层的返回轨道，并加速下落至低空轨道，火箭处于失重状态，C不符合题意；
D、采用降落伞减速，接近地面时打开气囊，让火箭安全着陆，由动量定理可知可以减小受到地面的冲击力，而不是减小地面对火箭的冲量，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】分离过程由于外力做功机械能不守恒；利用引力形成重力可以判别重力加速度的变化；利用加速度方向可以判别火箭处于失重；打开气囊是为了减小速度减小地面的平均作用力。
二、多项选择题
6．（2018高三上·黄冈期末）如图所示，置于竖直面内的光滑金属圆环半径为r，质量为m的带孔小球穿于环上，同时有一长为r的细绳一端系于圆环最高点，当圆环以角速度 绕竖直直径转动时，（ ）
A．细绳对小球的拉力可能为零
B．细绳和金属圆环对小球的作用力大小可能相等
C．细绳对小球拉力与小球的重力大小不可能相等
D．当 时，金属圆环对小球的作用力为零
【答案】C,D
【知识点】对单物体(质点)的应用
【解析】【解答】因为圆环光滑，所以这三个力肯定是重力、环对球的弹力、绳子的拉力，根据几何关系可知，此时细绳与竖直方向的夹角为60°，当圆环旋转时，小球绕竖直轴做圆周运动，则有 ， ，解得 ， ， 当 时，金属圆环对小球的作用力 ；CD符合题意，AB不符合题意；
故答案为：CD。
【分析】利用圆周运动的合力可以判别绳子一定有拉力；利用平衡可以判别细绳的拉力和圆环的作用力不相等；利用牛顿第二定律可以求出圆环对小球作用力的大小。
7．（2018高三上·黄冈期末）如图所示，在光滑水平面内，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，一正方形金属线框质量为n，电阻为R，边长为L，从虚线处进入磁场时开始计时，在外力作用下，线框由静止开始，以垂直于磁场变化的恒定加速度a进入磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场，规定顺时针方向为感应电流I的正方向，外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，通过导体横截面的电荷量为q，其中P-t和q-t图像均为抛物线，则这些量随时间变化的图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C,D
【知识点】电磁感应中的图像类问题
【解析】【解答】A、线框切割磁感线，则有运动速度v=at，产生感应电动势E=BLv，所以产生感应电流 ，A不符合题意；
B、对线框受力分析，由牛顿第二定律，则有 ，解得： ，B不符合题意；
C、由功率表达式 ，P与t是二次函数，图象为抛物线，C符合题意；
D、由电量表达式，则有 ，q与t是二次函数，图象为抛物线，D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】利用动生电动势结合欧姆定律可以判别感应电流的变化；利用牛顿第二定律可以判别外力的表达式；利用功率表达式可以判别功率和时间的关系；利用电荷量的表达式可以判别电荷量和时间的关系。
8．（2018高三上·黄冈期末）如图所示直角坐标系xOy，P（a，-b）为第四象限内的一点，一质量为m、电量为q的负电荷（电荷重力不计）从原点O以初速度v0沿y轴正方向射入。第一次在整个坐标系内加垂直纸面向内的匀强磁场，该电荷恰好能通过P点；第二次保持y>0区域磁场不变，而将y<0区域磁场改为沿x方向匀强电场，该电荷仍通过P点，（ ）
A．匀强磁场的磁感应强度
B．匀强磁场的磁感应强度
C．电荷从O运动到P，第二次所用时间一定短些
D．电荷通过P点时的速度，第二次与x轴负方向的夹角一定小些
【答案】A,C
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】AB、第一次在整个坐标系内加垂直纸面向内的匀强磁场，该电荷恰好能通过P点；粒子做匀速圆周运动，
由几何作图得 ，解得 ，由 解得匀强磁场的磁感应强度 ，A符合题意，B不符合题意；
C、第二次保持y>0区域磁场不变，而将y<0区域磁场改为沿x方向匀强电场，该电荷仍通过P点，粒子先做匀速圆周运动，后做类平抛运动，运动时间 ；第一次粒子做匀速圆周运动，运动时间 ，弧长 大于b，所以 ，即第二次所用时间一定短些，C符合题意；
D、电荷通过P点时的速度，第-次与x轴负方向的夹角为 ，则有 ；第二次与x轴负方向的夹角 ，则有 ，所以有 ，电荷通过P点时的速度，第二次与x轴负方向的夹角一定大些，D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】利用牛顿第二定律结合几何知识可以求出磁感应强度的大小；利用圆心角结合类平抛的运动位移可以判别运动的时间；利用几何知识可以判别夹角的大小。
三、实验题
9．（2018高三上·黄冈期末）在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带如图所示，A、B、C、D、E、F是该同学在纸带上选取的六个计数点，相邻两个计数点间的时间间隔为T。该同学用刻度尺测出AC间的距离为s1，BD间的距离为s2，则打B点时小车运动的速度vB= ，小车运动的加速度a= 。
【答案】；
【知识点】用打点计时器测速度
【解析】【解答】匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于平均速度 ，根据匀变速直线运动连续相等时间间隔内位移之差 ，可得 ， ，整理得 ，即 得到 。
【分析】利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小；利用邻差公式可以求出加速度的大小。
10．（2018高三上·黄冈期末）图甲所示是大型机械厂里用来称重的电子吊秤，其中实线称重的关键元件是拉力传感器。其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成将所称物体重量变换为电信号的过程。
（1）简述拉力敏感电阻丝的阻值随拉力变化的原因 。
（2）小明找到一根拉力敏感电阻丝RL，其阻值随拉力变化的图像如图乙所示，再按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势E约15V，内阻约2Ω；灵敏毫安表量程为10mA，内阻约5Ω；R是电阻箱，最大阻值是9999Ω；RL接在A、B两接线柱上，通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，接通电路完成下列操作。
a．滑环下不吊重物时，调节电阻箱，当电流表为某一合适示数I时，读出电阻箱的读数R1；
b．滑环下吊上待测重物，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ；
c．调节电阻箱，使 ，低处此时电阻箱的读数R2；
d．算得图乙直线的斜率k和截距b；
则待测重物的重力G的表达式为G= （用以上测得的物理量表示），测得θ=53°（sin53°=0.8，cos53°=0.6）， 分别为1052Ω和1030Ω，结合乙图信息，可得待测重物的重力G= N（结果保留三位有效数字）。
（3）针对小明的设计方案，为了提高测量重量的精度，你认为下列措施可行的是____________。
A．将毫安表换成量程不同，内阻更小的毫安表
B．将毫安表换成量程为10μA的微安表
C．将电阻箱换成精度更高的电阻箱
D．适当增大A、B接线柱之间的距离
【答案】（1）电阻丝受拉力时，长度增加而横截面积减小，根据电阻定律知其阻值增大。（长度、横截面积的变化只要提到其中一点即可）
（2）电流表的示数仍为I；；132
（3）C；D
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1) 电阻丝受拉力时，长度增加而横截面积减小，根据电阻定律知其阻值增大；(2)根据等效替代法测电阻，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I；
由其阻值随拉力变化的图像可得 ，由平衡条件得 ，由等效替代法测电阻得 ，联立解得 ，可得待测重物的重力 ；(3) 为了提高测量重量的精度，将电阻箱换成精度更高的电阻箱，适当增大A、B接线柱之间的距离，根据闭合电路欧姆定理得电流 只有几毫安，所以不能将毫安表换成量程为10μA的微安表，或不能将毫安表换成其他量程，
故答案为：CD。
【分析】（1）利用电阻定律结合场强和面积的变化可以判别电阻的大小变化；
（2）利用等效替换法必须保持电流大小不变；利用平衡方程结合图像斜率可以求出重力的大小；
（3）利用欧姆定律可以判别电流表的量程不能更换。
四、解答题
11．（2018高三上·黄冈期末）一列火车由静止开始出发，沿直线轨道先以恒定加速度a1做匀加速运动，至速度v后，再匀速前进一段时间，最后以恒定加速度a2匀减速前进，直到停止，全程长为L。
（1）求全程所用时间；
（2）速度v为何值时，全程所用时间最短？
【答案】（1）解：火车加速过程：
加速位移满足
减速过程：
减速位移满足
匀速过程：
全程所用时间
联立解得
（2）解：火车先加速到v再减速到零跑完全程，所用时间最短
即
得
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【分析】（1）利用速度公式和速度位移公式可以求出全程所用的时间；
（2）利用位移公式可以求出速度的大小。
12．（2018·浙江模拟）如图所示，在xOy平面内，有一线状电子源沿x正方向发射速度均为v的电子，形成宽为2R、在y轴方向均为分布且关于x轴对称的电子流。电子流沿x方向射入一个半径为R、中心位于原点O的圆形匀强磁场区域（区域边界存在磁场），磁场方向垂直xOy平面向里，电子经过磁场偏转后均从P点射出．在磁场区域的正下方，正对的金属平行板K和A与x轴平行，其中K板与P点的距离为d，中间开有宽度为2d且关于y轴对称的小孔．A与K两板间加有恒定电压UAK，且K板电势高于A板电势，已知电子质量为m，电荷量为e， ，不计电子重力及它们间的相互作用．
（1）能打到A板上的电子在进入平行金属板时与金属板K的夹角应满足什么条件？
（2）能进入AK极板间的电子数占发射电子总数的比例为多大？
【答案】（1）解：设恰能打到A板的电子在进入极板与金属板K的夹角为θ0电子在极板运动过程运用动能定理 得 或
故能打到A板上的电子与金属板K的夹角θ满足
（2）解：能进入极板间的电子与金属板K的夹角θ满足
θ=45°的电子在磁场中的轨道如图甲所示，入射点为M
平行四边形O1POM为菱形，电子在磁场中运动的半径也为R
M到P点的竖直距离
θ=135°的电子在磁场中的轨道如图乙所示，入射点为N
N到P点的竖直距离
故NM竖直长度占射入总长度2R的比例
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）利用动能定理可以求出进入电场时的速度，结合速度的分解可以求出特定的角度；
（2）利用粒子刚好进入电场的边界点，求出其范围占竖直长度的百分比就可以知道有多少粒子进入电场。
13．（2018高三上·黄冈期末）弹跳杆运动是一项广受青少年欢迎的运动。弹跳杆的结果如图甲所示，一跟弹簧的下端固定在跳杆的底部，上端固定在一个套在跳杆上的脚踏板底部。质量为M的小孩站在脚踏板上，当他和跳杆处于竖直静止状态时，弹簧的压缩量为x0，小孩先保持稳定姿态竖直弹跳。某次弹跳中，从弹簧处于最大压缩量为3x0，开始计时，如图乙（a）所示；上升到弹簧恢复原长时，小孩抓住跳杆，使得他和弹跳杆瞬间达到共同速度，如图乙（b）所示；紧接着他保持稳定姿态竖直上升到最大高度，如图乙（c）所示。已知全程弹簧始终处于弹性限度内（弹簧弹性势能满足 ，k为弹簧劲度系数，x为弹簧形变量），跳杆的质量为m，重力加速度为g。空气阻力、弹簧和脚踏板的质量、以及弹簧和脚踏板与跳杆间的摩擦均可忽略不计。
求：
（1）弹跳杆中弹簧的劲度系数k以及从开始计时至竖直上升到最大高度过程中小孩的最大速度vm；
（2）跳杆离地后上升的最大高度。
【答案】（1）解：竖直静止时，对小孩受力分析：
得
当小孩的合力为零时，速度最大
即小孩上升高度为2x0时，速度最大
对系统运用能的转化和守恒定律
得vm=2
（2）解：设弹簧恢复原长时小孩速度为v1，对系统运用能的转化和守恒定律
小孩抓住跳杆瞬间，小孩和跳杆动量守恒
之后小孩和跳杆一起竖直上抛至最高点
得
【知识点】能量守恒定律
【解析】【分析】利用平衡结合能量守恒定律可以求出劲度系数和最大速度的大小；
（2）利用能量守恒定律结合动量守恒定律可以求出最大的高度。
1 / 1湖北省黄冈市2017-2018学年高三上学期理科物理期末考试试卷
一、单选题
1．（2018高三上·黄冈期末）远在春秋战国时代（公元前772—前221年），我国杰出学者墨子认为：“力，刑之所以奋也。”“刑”同“形”，即物体；“奋，动也”，即开始运动或运动加快，对墨子这句关于力和运动观点的理解，下列说法不正确的是（ ）
A．墨子认为力是改变物体运动状态的原因
B．墨子认为力是使物体产生加速度的原因
C．此观点与亚里士多德关于力和运动的观点基本相同
D．此观点与牛顿关于力和运动的观点基本相同
2．（2019·宜宾模拟）如图所示，物体A的质量大于B的质量，绳子的质量，绳与滑轮间的摩擦可不计，A、B恰好处于平衡状态，如果将悬点P靠近Q少许使系统重新平衡，则（ ）
A．物体A的重力势能增大 B．物体B的重力势能增大
C．绳的张力减小 D．P处绳与竖直方向的夹角减小
3．（2019·宜宾模拟）如图所示理想变压器原线圈输入电压 ，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器。V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示。下列说法正确的是（ ）
A． 时， B．滑片P向下滑动过程中，U1变小
C．滑片P向下滑动过程中，U2增大 D．滑片P向下滑动过程中，I1变大
4．（2018高三上·黄冈期末）如图所示，物块A放在木板B上，A、B的质量相同，A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数也相同（最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小）。若将水平力作用在A上，使A刚好要相对B滑动，此时水平力大小为F1；若将水平力作用在B上，使B刚好要相对A滑动，此时水平力大小为F2，则F1与F2的比为（ ）
A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：4
5．（2018高三上·黄冈期末）在2017年6月的全球航天探索大会上，我国公布了“可重复始终运载火箭”的概念方案。方案之一为“降伞方案”：当火箭和有效载荷分离后，火箭变轨进入返回地球大气层的返回轨道，并加速下落至低空轨道，然后采用降落伞减速，接近地面时打开气囊，让火箭安全着陆。对该方案设计的物理过程，下列说法正确的是（ ）
A．火箭和有效载荷分离过程中该系统的总机械能守恒
B．从返回轨道下落至低空轨道，火箭的重力加速度增大
C．从返回轨道至低空轨道，火箭处于超重状态
D．打开气囊是为了减小地面对火箭的冲量
二、多项选择题
6．（2018高三上·黄冈期末）如图所示，置于竖直面内的光滑金属圆环半径为r，质量为m的带孔小球穿于环上，同时有一长为r的细绳一端系于圆环最高点，当圆环以角速度 绕竖直直径转动时，（ ）
A．细绳对小球的拉力可能为零
B．细绳和金属圆环对小球的作用力大小可能相等
C．细绳对小球拉力与小球的重力大小不可能相等
D．当 时，金属圆环对小球的作用力为零
7．（2018高三上·黄冈期末）如图所示，在光滑水平面内，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，一正方形金属线框质量为n，电阻为R，边长为L，从虚线处进入磁场时开始计时，在外力作用下，线框由静止开始，以垂直于磁场变化的恒定加速度a进入磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场，规定顺时针方向为感应电流I的正方向，外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，通过导体横截面的电荷量为q，其中P-t和q-t图像均为抛物线，则这些量随时间变化的图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．（2018高三上·黄冈期末）如图所示直角坐标系xOy，P（a，-b）为第四象限内的一点，一质量为m、电量为q的负电荷（电荷重力不计）从原点O以初速度v0沿y轴正方向射入。第一次在整个坐标系内加垂直纸面向内的匀强磁场，该电荷恰好能通过P点；第二次保持y>0区域磁场不变，而将y<0区域磁场改为沿x方向匀强电场，该电荷仍通过P点，（ ）
A．匀强磁场的磁感应强度
B．匀强磁场的磁感应强度
C．电荷从O运动到P，第二次所用时间一定短些
D．电荷通过P点时的速度，第二次与x轴负方向的夹角一定小些
三、实验题
9．（2018高三上·黄冈期末）在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带如图所示，A、B、C、D、E、F是该同学在纸带上选取的六个计数点，相邻两个计数点间的时间间隔为T。该同学用刻度尺测出AC间的距离为s1，BD间的距离为s2，则打B点时小车运动的速度vB= ，小车运动的加速度a= 。
10．（2018高三上·黄冈期末）图甲所示是大型机械厂里用来称重的电子吊秤，其中实线称重的关键元件是拉力传感器。其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成将所称物体重量变换为电信号的过程。
（1）简述拉力敏感电阻丝的阻值随拉力变化的原因 。
（2）小明找到一根拉力敏感电阻丝RL，其阻值随拉力变化的图像如图乙所示，再按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势E约15V，内阻约2Ω；灵敏毫安表量程为10mA，内阻约5Ω；R是电阻箱，最大阻值是9999Ω；RL接在A、B两接线柱上，通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，接通电路完成下列操作。
a．滑环下不吊重物时，调节电阻箱，当电流表为某一合适示数I时，读出电阻箱的读数R1；
b．滑环下吊上待测重物，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ；
c．调节电阻箱，使 ，低处此时电阻箱的读数R2；
d．算得图乙直线的斜率k和截距b；
则待测重物的重力G的表达式为G= （用以上测得的物理量表示），测得θ=53°（sin53°=0.8，cos53°=0.6）， 分别为1052Ω和1030Ω，结合乙图信息，可得待测重物的重力G= N（结果保留三位有效数字）。
（3）针对小明的设计方案，为了提高测量重量的精度，你认为下列措施可行的是____________。
A．将毫安表换成量程不同，内阻更小的毫安表
B．将毫安表换成量程为10μA的微安表
C．将电阻箱换成精度更高的电阻箱
D．适当增大A、B接线柱之间的距离
四、解答题
11．（2018高三上·黄冈期末）一列火车由静止开始出发，沿直线轨道先以恒定加速度a1做匀加速运动，至速度v后，再匀速前进一段时间，最后以恒定加速度a2匀减速前进，直到停止，全程长为L。
（1）求全程所用时间；
（2）速度v为何值时，全程所用时间最短？
12．（2018·浙江模拟）如图所示，在xOy平面内，有一线状电子源沿x正方向发射速度均为v的电子，形成宽为2R、在y轴方向均为分布且关于x轴对称的电子流。电子流沿x方向射入一个半径为R、中心位于原点O的圆形匀强磁场区域（区域边界存在磁场），磁场方向垂直xOy平面向里，电子经过磁场偏转后均从P点射出．在磁场区域的正下方，正对的金属平行板K和A与x轴平行，其中K板与P点的距离为d，中间开有宽度为2d且关于y轴对称的小孔．A与K两板间加有恒定电压UAK，且K板电势高于A板电势，已知电子质量为m，电荷量为e， ，不计电子重力及它们间的相互作用．
（1）能打到A板上的电子在进入平行金属板时与金属板K的夹角应满足什么条件？
（2）能进入AK极板间的电子数占发射电子总数的比例为多大？
13．（2018高三上·黄冈期末）弹跳杆运动是一项广受青少年欢迎的运动。弹跳杆的结果如图甲所示，一跟弹簧的下端固定在跳杆的底部，上端固定在一个套在跳杆上的脚踏板底部。质量为M的小孩站在脚踏板上，当他和跳杆处于竖直静止状态时，弹簧的压缩量为x0，小孩先保持稳定姿态竖直弹跳。某次弹跳中，从弹簧处于最大压缩量为3x0，开始计时，如图乙（a）所示；上升到弹簧恢复原长时，小孩抓住跳杆，使得他和弹跳杆瞬间达到共同速度，如图乙（b）所示；紧接着他保持稳定姿态竖直上升到最大高度，如图乙（c）所示。已知全程弹簧始终处于弹性限度内（弹簧弹性势能满足 ，k为弹簧劲度系数，x为弹簧形变量），跳杆的质量为m，重力加速度为g。空气阻力、弹簧和脚踏板的质量、以及弹簧和脚踏板与跳杆间的摩擦均可忽略不计。
求：
（1）弹跳杆中弹簧的劲度系数k以及从开始计时至竖直上升到最大高度过程中小孩的最大速度vm；
（2）跳杆离地后上升的最大高度。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】力与运动的关系
【解析】【解答】“力，刑(形)之所以奋也。”也就是说，力是使物体运动的原因，即力是改变物体运动状态的原因，使物体产生加速度的原因，此观点与牛顿关于力和运动的观点基本相同，而亚里士多德认为有力作用在物体上,物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止。C错误，符合题意，ABD不符合题意；
故答案为：C。
【分析】墨子认为力是产生加速度，改变物体速度的原因，观点和亚里士多德不同。
2．【答案】A
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】B物体对绳子的拉力不变，等于物体B的重力；动滑轮和物体A整体受重力和两个拉力，拉力大小恒定，重力恒定，故两个拉力的夹角不变，如图所示；
所以物体A上升，物体B下降，所以物体A的重力势能增大，物体B的重力势能减小，A符合题意；BCD不符合题意；
故答案为：A。
【分析】利用高度变化可以判别A的重力势能增加；B重力势能减小；利用动态平衡可以判别绳子的拉力和角度变化。
3．【答案】D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A、V1和V2是理想交流电压表，示数U1和U2表示电压的有效值，A不符合题意；
BCD、滑片P向下滑动过程中，总电阻减小，副线圈的电压只与输入电压和匝数有关，所以U1、U2不变，流过R0的电流I2变大，根据变压器原理得I1变大，D符合题意，BC不符合题意；
故答案为：D。
【分析】电压表的读数只能是交流电的有效值；由于输入电压决定输出电压，所以不会受到滑动变阻器影响，滑动变阻器的大小变化会导致电流发生改变。
4．【答案】D
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【解答】由于A与B之间的最大静摩擦力 小于B与地面之间的最大静摩擦力 ，当水平力作用在A上，使A刚好要相对B滑动，此时B静止，A与B间的摩擦力刚好达到最大，此时水平力大小为 当水平力作用在B上，使B刚好要相对A滑动，此时A、B间的摩擦力刚好达到最大，A、B的加速度相等，有： ，此时水平力大小为 ，解得 ，故F1与F2的比为1：4，D符合题意，ABC不符合题意；
故答案为：D。
【分析】若力F作用在B上；利用A相对于B恰好运动时求出加速度的大小，结合整体的牛顿第二定律可以求出拉力的大小；若力作用在A上，比较B受到的摩擦力大小可以求出对应F的大小。
5．【答案】B
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A、分离用的引爆装置的功用是在接受到分离指令后，通过程序配电器接通电爆管（或点火器），引爆连接解锁装置或分离冲量装置，使之分离，所以火箭和有效载荷分离过程中该系统的总机械能不守恒，A不符合题意；
B. 从返回轨道下落至低空轨道，由 得 ，火箭的重力加速度增大，B符合题意；
C、火箭变轨进入返回地球大气层的返回轨道，并加速下落至低空轨道，火箭处于失重状态，C不符合题意；
D、采用降落伞减速，接近地面时打开气囊，让火箭安全着陆，由动量定理可知可以减小受到地面的冲击力，而不是减小地面对火箭的冲量，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】分离过程由于外力做功机械能不守恒；利用引力形成重力可以判别重力加速度的变化；利用加速度方向可以判别火箭处于失重；打开气囊是为了减小速度减小地面的平均作用力。
6．【答案】C,D
【知识点】对单物体(质点)的应用
【解析】【解答】因为圆环光滑，所以这三个力肯定是重力、环对球的弹力、绳子的拉力，根据几何关系可知，此时细绳与竖直方向的夹角为60°，当圆环旋转时，小球绕竖直轴做圆周运动，则有 ， ，解得 ， ， 当 时，金属圆环对小球的作用力 ；CD符合题意，AB不符合题意；
故答案为：CD。
【分析】利用圆周运动的合力可以判别绳子一定有拉力；利用平衡可以判别细绳的拉力和圆环的作用力不相等；利用牛顿第二定律可以求出圆环对小球作用力的大小。
7．【答案】C,D
【知识点】电磁感应中的图像类问题
【解析】【解答】A、线框切割磁感线，则有运动速度v=at，产生感应电动势E=BLv，所以产生感应电流 ，A不符合题意；
B、对线框受力分析，由牛顿第二定律，则有 ，解得： ，B不符合题意；
C、由功率表达式 ，P与t是二次函数，图象为抛物线，C符合题意；
D、由电量表达式，则有 ，q与t是二次函数，图象为抛物线，D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】利用动生电动势结合欧姆定律可以判别感应电流的变化；利用牛顿第二定律可以判别外力的表达式；利用功率表达式可以判别功率和时间的关系；利用电荷量的表达式可以判别电荷量和时间的关系。
8．【答案】A,C
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】AB、第一次在整个坐标系内加垂直纸面向内的匀强磁场，该电荷恰好能通过P点；粒子做匀速圆周运动，
由几何作图得 ，解得 ，由 解得匀强磁场的磁感应强度 ，A符合题意，B不符合题意；
C、第二次保持y>0区域磁场不变，而将y<0区域磁场改为沿x方向匀强电场，该电荷仍通过P点，粒子先做匀速圆周运动，后做类平抛运动，运动时间 ；第一次粒子做匀速圆周运动，运动时间 ，弧长 大于b，所以 ，即第二次所用时间一定短些，C符合题意；
D、电荷通过P点时的速度，第-次与x轴负方向的夹角为 ，则有 ；第二次与x轴负方向的夹角 ，则有 ，所以有 ，电荷通过P点时的速度，第二次与x轴负方向的夹角一定大些，D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】利用牛顿第二定律结合几何知识可以求出磁感应强度的大小；利用圆心角结合类平抛的运动位移可以判别运动的时间；利用几何知识可以判别夹角的大小。
9．【答案】；
【知识点】用打点计时器测速度
【解析】【解答】匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于平均速度 ，根据匀变速直线运动连续相等时间间隔内位移之差 ，可得 ， ，整理得 ，即 得到 。
【分析】利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小；利用邻差公式可以求出加速度的大小。
10．【答案】（1）电阻丝受拉力时，长度增加而横截面积减小，根据电阻定律知其阻值增大。（长度、横截面积的变化只要提到其中一点即可）
（2）电流表的示数仍为I；；132
（3）C；D
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1) 电阻丝受拉力时，长度增加而横截面积减小，根据电阻定律知其阻值增大；(2)根据等效替代法测电阻，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I；
由其阻值随拉力变化的图像可得 ，由平衡条件得 ，由等效替代法测电阻得 ，联立解得 ，可得待测重物的重力 ；(3) 为了提高测量重量的精度，将电阻箱换成精度更高的电阻箱，适当增大A、B接线柱之间的距离，根据闭合电路欧姆定理得电流 只有几毫安，所以不能将毫安表换成量程为10μA的微安表，或不能将毫安表换成其他量程，
故答案为：CD。
【分析】（1）利用电阻定律结合场强和面积的变化可以判别电阻的大小变化；
（2）利用等效替换法必须保持电流大小不变；利用平衡方程结合图像斜率可以求出重力的大小；
（3）利用欧姆定律可以判别电流表的量程不能更换。
11．【答案】（1）解：火车加速过程：
加速位移满足
减速过程：
减速位移满足
匀速过程：
全程所用时间
联立解得
（2）解：火车先加速到v再减速到零跑完全程，所用时间最短
即
得
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【分析】（1）利用速度公式和速度位移公式可以求出全程所用的时间；
（2）利用位移公式可以求出速度的大小。
12．【答案】（1）解：设恰能打到A板的电子在进入极板与金属板K的夹角为θ0电子在极板运动过程运用动能定理 得 或
故能打到A板上的电子与金属板K的夹角θ满足
（2）解：能进入极板间的电子与金属板K的夹角θ满足
θ=45°的电子在磁场中的轨道如图甲所示，入射点为M
平行四边形O1POM为菱形，电子在磁场中运动的半径也为R
M到P点的竖直距离
θ=135°的电子在磁场中的轨道如图乙所示，入射点为N
N到P点的竖直距离
故NM竖直长度占射入总长度2R的比例
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）利用动能定理可以求出进入电场时的速度，结合速度的分解可以求出特定的角度；
（2）利用粒子刚好进入电场的边界点，求出其范围占竖直长度的百分比就可以知道有多少粒子进入电场。
13．【答案】（1）解：竖直静止时，对小孩受力分析：
得
当小孩的合力为零时，速度最大
即小孩上升高度为2x0时，速度最大
对系统运用能的转化和守恒定律
得vm=2
（2）解：设弹簧恢复原长时小孩速度为v1，对系统运用能的转化和守恒定律
小孩抓住跳杆瞬间，小孩和跳杆动量守恒
之后小孩和跳杆一起竖直上抛至最高点
得
【知识点】能量守恒定律
【解析】【分析】利用平衡结合能量守恒定律可以求出劲度系数和最大速度的大小；
（2）利用能量守恒定律结合动量守恒定律可以求出最大的高度。
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