天津市部分区2018届高三上学期物理期末考试试卷
一、单选题
1．（2018高三上·天津期末）如图所示，我国自主研制的“蛟龙号”潜水器在某次完成任务后竖直上浮，在某段时间内可视为匀减速上浮，若在这段时间内4s末的速度比2s末的速度小4m/s，则“蛟龙号”在该段时间内的加速度大小为（ ）
A．1m/s2 B．2m/s2 C．3m/s2 D．4m/s2
【答案】B
【知识点】加速度
【解析】【解答】由运动学公式 ，即“蛟龙号”在该段时间内的加速度大小为2m/s2，B符合题意，ACD不符合题意；
故答案为：B。
【分析】利用加速度的定义式可以求出加速度的大小。
2．（2018高三上·天津期末）如图所示，用拉伸的轻质弹簧连接的木块静置于倾角为θ的粗糙斜面体上。斜面体始终保持静止，则下列说法正确的是（ ）
A．木块一定受到摩擦力的作用
B．木块可能受到摩擦力的作用
C．水平面对斜面体的摩擦力方向一定水平向左
D．水平面对斜面体的摩擦力方向一定水平向右
【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】AB、若弹簧对木块向上的弹力大小恰好等于mgsin θ，木块不受到摩擦力的作用 ，若弹簧对木块向上的弹力大小大于mgsin θ，木块受的摩擦力沿斜面向下，若弹簧对木块向上的弹力大小小于mgsin θ，木块受的摩擦力沿斜面向上，B符合题意，A不符合题意；
CD、取木块和斜面为一整体分析受力，由水平方向合力为零可得，水平面对斜面体的摩擦力一定为零，CD不符合题意；
故答案为：B。
【分析】利用平衡条件可以判别物块可能不受摩擦力作用；利用整体平衡可以判别地面摩擦力等于0.
3．（2018高三上·天津期末）2017年6月随着时速高达350公里的“复兴号”高铁列车投入运营，中国已成为世界上高铁商业运营速度最高的国家，假设“复兴号”受到阻力的大小正比于它速率的平方，如果“复兴号”动车组发动机的输出功率变为原来的8倍，则它的最大速率变为原来的（ ）
A． 2倍 B． 倍 C．3倍 D． 倍
【答案】A
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】设复兴号速率为v，受到阻力的大小 ，复兴号匀速运动时输出功率 ，如果“复兴号”动车组发动机的输出功率变为原来的8倍，则它的最大速率变为原来的2倍，A符合题意，BCD不符合题意；
故答案为：A。
【分析】利用阻力大小结合功率表达式可以求出最大的速度大小。
4．（2018高三上·天津期末）如图所示，在水平地面上M点的正上方h高度处，将S1球以初速度v1水平向右抛出，同时在地面上N点处将S2球以初速度v2竖直向上抛出，在S2球上升到最高点时恰与S1球相遇，不计空气阻力，则两球在这段过程中（ ）
A．做的都是变加速运动 B．速度变化量的大小不相等
C．速度变化量的方向不相同 D．相遇点在N点上方 处
【答案】D
【知识点】竖直上抛运动；平抛运动
【解析】【解答】A、由于两个球都只受到重力的作用，加速度都是重力加速度，加速度恒定，做的都是匀变速运动，A不符合题意；
BC、由于两个球都只受到重力的作用，加速度都是重力加速度，由△v=at=gt，知它们速度的变化量相同，速度变化量的方向都竖直向下，BC不符合题意；
D、S1球做平抛运动，竖直方向则有 ；S2球竖直上抛，则有 ， ，由题意得 ，解得 ，所以相遇点在N点上方 处，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】利用只受重力可以判别都是匀变速运动；利用加速度相同结合时间相同可以判别速度变化量相同；利用位移公式可以判别相遇的位置。
5．（2018高三上·天津期末）如图所示，某同学平伸右手托着质量为m的“魔方”玩具，从静止开始沿水平方向做匀加速运动。一端时间后，速度变为v(魔方与手始终相对静止)，魔方与手掌之间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是（ ）
A．手对魔方不做功
B．手对魔方做的功为
C．魔方所受摩擦力大小为μmg
D．手对魔方的作用力方向竖直向上
【答案】B
【知识点】动能定理的综合应用；功的计算
【解析】【解答】AB、在“魔方”玩具运动的过程中，重力不做功，则根据动能定理得：人对物体做的功 ，B符合题意，A不符合题意；
C、魔方与手始终相对静止，魔方与手之间是静摩擦力，所受摩擦力大小小于或等于μmg，C不符合题意；
D、手对魔方有竖直向上支持力和水平方向静摩擦力，它们的合力斜向上，所以手对魔方的作用力方向力斜向上，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】利用动能定理可以求出手对魔方做的功；利用静摩擦力可以判别摩擦力的大小；利用支持力和摩擦力可以判别手的作用力方向。
6．（2018高三上·天津期末）2017年12月11日零时40分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将阿尔及利亚一号通信卫星送入如图所示的地球同步转移轨道。该轨道的近地点为M，远地点为N，忽略空气阻力，则下列说话正确的是（ ）
A． 卫星经过M点时的速度最小
B．卫星经过N点时的速度最小
C．卫星在M点的加速度最小
D．卫星在从M到N的过程中机械能减小
【答案】B
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】ABD、卫星在运行过程中，只受到地球的引力，只有引力做功，从近地点M向远地点N运动过程中，引力做负功，动能减小，势能增大，经M点时速度最大，经过N点时的速度最小，过程中机械能守恒，B符合题意，AD不符合题意；
C、根据万有引力定律和牛顿第二定律 ，得 ，M点是近地点，故其加速度最大，C不符合题意；
故答案为：B。
【分析】利用距离可以判别速度的大小和加速度的大小；利用引力做功可以判别机械能保持不变。
7．（2018高三上·天津期末）如图所示，质量为m、半径为r的竖直光滑圆形轨道固定在质量为2m的木板上，木板的左右两侧各有一竖直挡板固定在地面上，使木板不能左右运动。在轨道的最低点放有一质量为m的小球，现给小球一水平向右的速度，小球会在轨道内侧做圆周运动，为保证小球能通过轨道的最高点且不会使轨道及木板在竖直方向上跳起，则小球经过最高点时的速度可能为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】共点力平衡条件的应用；对单物体(质点)的应用
【解析】【解答】在最高点，速度最小时有： ，解得 ，要使不会使环在竖直方向上跳起，环对球的压力最大为： ，设此时最高点的速度为v2，在最高点，速度最大时有： ，解得 ，不会使环在竖直方向上跳起，在最高点的速度范围为： ，C符合题意，ABD不符合题意；
故答案为：C。
【分析】利用平衡结合牛顿第二定律可以求出速度的范围。
8．（2018高三上·天津期末）如图所示，E、F、G、H为矩形ABCD各边的中点，O为EG、HF的交点，AB边的长度为d。E、G两点各固定一等量正点电荷，另一电荷量为Q的负电荷置于H点时，F点处的电场强度恰好为零。若将H点的负电荷移到O点，则F点处场强的大小和方向为(静电力常量为k) （ ）
A． 方向向右 B． 方向向左
C． 方向向右 D． 方向向左
【答案】D
【知识点】电场强度的叠加
【解析】【解答】当负正点电荷在H点时，电场强度恰好为零，故两个正电荷在F点的电场与正电荷的电场之和为零，根据公式 可得负电电荷在F点产生的电场强度大小为 ，方向水平向左，故两个正电荷在F点产生的电场强度大小为 ，方向水平向右；负点电荷移到O点，在F点产生的电场强度大小为 ，方向向左，所以F点的合场强为 ，方向水平向左，D符合题意，ABC不符合题意；
故答案为：D。
【分析】利用点电荷的场强公式结合叠加可以求出合场强的大小和方向。
二、多项选择题
9．（2018高三上·天津期末）将小球以某一初速度从地面竖直向上抛出，取地面为零势能面，小球在上升过程中的动能Ek、重力势能EP与其上升高度h间的关系分别为如图中两直线所示，取g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．小球的质量为0.15kg
B．小球的质量为0.20kg
C．小球受到的阻力(不包括重力)大小为0.50N
D．小球受到的阻力(不包括重力)大小为0.25N
【答案】A,C
【知识点】机械能
【解析】【解答】AB、在最高点,Ep=mgh,得 ，A符合题意，B不符合题意；
CD、由除重力以外其他力做功 ，可知:, ，E为机械能,解得: ，D不符合题意，C符合题意；
故答案为：AC。
【分析】利用重力势能的表达式可以求出质量的大小；利用动感定律可以求出阻力的大小。
10．（2018高三上·天津期末）如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，电表均为理想电表。闭合开关S后，若减小R的阻值，则下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数一定增大 B．电压表的示数一定增大
C．电源的输出功率一定增大 D．R1上的电压一定减小
【答案】A,D
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】AB、减小R的阻值，电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，电路中总电流I增大，由 得路端电压减小，所以电流表的示数一定增大，电压表的示数一定减小，根据欧姆定律可知电阻R2两端电压增大，B不符合题意，A符合题意；
C、根据数学知识分析得知，当电源的外电阻与内电阻相等时，电源的输出功率最大，由于不知外电阻与内电阻的大小关系，所以当电源的负载电阻减小，输出功率不一定减小，也可能增大，C不符合题意；
D、电路中总电流I增大，R2的两端电压增大，又因为路端电压减小，由串联分压得R1电压减小，D符合题意；
故答案为：AD。
【分析】利用动态电路的串反并同结合电阻的变化可以判别电流、电压和功率的变化。
11．（2018高三上·天津期末）在光滑水平面上有一带正电的物块，在其右侧固定一个足够长的轻质弹簧，整个装置处在水平向右的匀强电场中。如图所示，在物块与弹簧接触后直至向右运动到弹簧压缩量最大的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物块一直做减速运动
B．物块先做加速运动后做减速运动
C．当弹簧处于压缩量最大时，物块的加速度向左
D．物块运动到弹簧压缩量最大时可以保持静止
【答案】B,C
【知识点】对单物体(质点)的应用
【解析】【解答】AB、物块接触弹簧后弹簧的弹力逐渐增大，开始阶段，弹力小于水平电场力F，合力方向向右，与速度方向相同，物体做加速运动，后来弹力大于F，合力向左，与速度方向相反，物体开始做减速运动．所以物块接触弹簧后先加速后减速．A不符合题意，B符合题意；
CD、当弹力与电场力F大小相等、方向相反时，加速度为零；当速度减小到零时，弹簧压缩量最大，此时弹力大于电场力，加速度向左，D不符合题意，C符合题意；
故答案为：BC。
【分析】利用合力方向可以判别物块的运动情况；利用合力的方向可以判别加速度的方向；压缩最短时物块会反向运动起来。
12．（2018高三上·天津期末）如图所示，两个电荷量、质量均相同的带电粒子甲、乙以不同速率从a点沿对角线方向射入正方形匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。甲粒子垂直bc离开磁场，乙粒子从ad边的中点离开磁场，不计粒子重力，则（ ）
A．甲粒子带负电，乙粒子带正电
B．甲粒子的动能是乙粒子动能的16倍
C．甲粒子所受洛伦兹力是乙粒子所受洛伦兹力的2倍
D．乙粒子在磁场中的运动时间是甲粒子在磁场中运动时间的2倍
【答案】B,D
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】A、由左手定则可判定甲粒子带正电，乙粒子带负电，A不符合题意；
B、令正方形磁场的边长为L，则由题知甲粒子运行的半径为 ，乙粒子运行的半径为 ，由洛伦兹力提供向心力有 ，动能 ，甲粒子的运行动能是乙粒子运行动能的16倍，B符合题意；
C、由牛顿第二定律得： ，解得： ，所以甲粒子在磁场中所受洛伦兹力是乙粒子所受洛伦兹力的4倍，C不符合题意；
D、粒子的运动时间： ，甲粒子运行轨迹所对圆心角为45°，乙粒子运行轨迹所对圆心角为90°，即甲粒子在磁场中的运行时间是乙粒子的一半，D符合题意；
故答案为：BD。
【分析】利用左手定则可以判别粒子的电性；利用轨道半径结合牛顿第二定律可以求出速度和动能的比值；利用洛伦兹力的表达式可以求出洛伦兹力的比值；利用圆心角的大小可以判别运动的时间。
三、实验题
13．（2018高三上·天津期末）某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能耐守恒定律，通过实验数据分析，发现本实验存在较大的误差。为此改用如图乙所示的实验装置：通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出AB之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d（d【答案】；；消除了纸带与打点计时器之间的阻力的影响
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】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，由此可以小铁球经过光电门时的瞬时速度 ，由运动学公式 得 ；比较两个方案，改进后的方案相比原方案最主要的优点是消除了纸带与打点计时器之间的阻力的影响。
【分析】利用光电门的时间结合小球直径可以求出过光电门的速度；利用速度位移公式可以求出时间的表达式；改进后的方案少了纸带和打点计时器摩擦力的影响。
14．（2018高二上·巴彦期中）图甲为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I-U图线的实验电路图。
（1）根据电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接完整。
（2）若给定的实验仪器中没有合适的电压表，现用一只满偏电流为10mA，内阻为r=100Ω的电流表进行改装。若将该表改装成3V量程的电压表，应 （填“串”或“并”）联一只 Ω的电阻。
（3）实验得到的小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示。则该小灯泡的阻值随所加电压（0~2.5V）的增大而 （填“增大”或“减小”）。
【答案】（1）
（2）串；200
（3）增大
【知识点】伏安特性曲线；描绘小灯泡的伏安特性曲线
【解析】【解答】(1)根据电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接完整如图
；(2)现用一只满偏电流为10mA，内阻为r=100Ω的电流表进行改装。若将该表改装成3V量程的电压表，应串联一只电阻，阻值大小 (3)实验得到的小灯泡的伏安特性曲线如图，根据I-U图线上各点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，知电阻随电压的增大而增大。
【分析】（1）利用电路图进行实物图连接；
（2）利用串联电路的电流特点结合欧姆定律可以求出串联上的电阻大小；
（3）利用图像斜率可以判别电阻随电压变大而变大。
四、解答题
15．（2018高三上·天津期末）如图甲所示，固定的两光滑导体圆环相距1m。在两圆环上放一导体棒，圆环通过导线与电源相连，电源的电动势为3V，内阻为0.2Ω。导体棒质量为60g，接入电路的电阻为1.3Ω，圆环电阻不计，匀强磁场竖直向上。开关S闭合后，棒可以静止在圆环上某位置，该位置对应的半径与水平方向的夹角为θ=37°，如图乙所示，（g取10m/s2）求：
（1）棒静止时受到的安培力的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度的大小。
【答案】（1）解: 对导体棒进行受力分析，如图所示
有
解得F=0.8N
（2）解: 由闭合电路欧姆定律，得
解得
由安培力的公式，得
解得B=0.4T
【知识点】共点力平衡条件的应用；欧姆定律
【解析】【分析】（1）利用平衡方程可以求出安培力的大小；
（2）利用欧姆定律结合安培力的大小可以求出磁感应强度的大小。
16．（2018高三上·天津期末）如图所示，质量M=8kg的小车静止在光滑水平面上，在小车右端施加一水平拉力F=8N，当小车速度达到v=1.5m/s时，在小车的右端由静止轻放一质量m=2kg的木块（可视为质点），木块与小车间的动摩擦因数μ=0.2，小车足够长，（g取10m/s2）求：
（1）木块相对小车运动的时间；
（2）在1.5秒内木块与小车间产生的热量。
【答案】（1）解： 木块受到的滑动摩擦力的大小为
木块相对小车滑动时的加速度为
小车的加速度为
经过时间t木块与小车相对静止。
有
解得t=1s
（2）解： 1s内木块的位移为
解得x1=1m
1s内小车的位移为
解得x2=1.75m
木块与小车间产生的热量为
解得Q=3J
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【分析】（1）利用牛顿第二定律可以求出小车的加速度和木块的加速度的大小；结合速度相同可以求出共速的时间；
（2）利用位移公式可以求出相对位移的大小；结合摩擦力做功可以求出产生的热量。
17．（2018高三上·天津期末）如图所示，在足够大的空间由场强E=1.0×102V/m竖直向下的匀强电场，半径为R=0.7m的光滑1/4圆弧轨道的圆心处于O点，一质量m=0.5kg、电荷量q=+5×10-2C的小球从A端以v=8m/s的初速度进入轨道，在B端水平射出后继续运动并垂直打在与水平面成θ=37°角的挡板MN上的C点，（g取10m/s2）则：
（1）小球运动到B端时速度的大小为多少？
（2）B、C两点间的电势差为多少？
（3）当小球运动至C点时，突然施加一恒力F作用在小球上，同时把挡板迅速水平向右移至某处，若小球仍能垂直打在挡板上（挡板足够大），F的最小值为多少？
【答案】（1）解: 从A到B，以小球为研究对象。
由动能定理得
解得
（2）解: 从B到C过程中，由牛顿第二定律得
解得
在C点的竖直速度为
设从B到C的竖直距离为y，则
解得y=1.6m
B、C两点的电势差为
（3）解: 小球受到的合力为
解得 N，方向竖直向下
该力沿沿挡板向下的分力为 N
所以所加恒力的最小值为6N
【知识点】对单物体(质点)的应用；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）利用动能定理可以求出速度的大小；
（2）利用牛顿第二定律结合速度位移公式及电势差和距离的关系可以求出电势差的大小；
（3） 利用合力的大小结合力的分解可以求出F的最小值。
1 / 1天津市部分区2018届高三上学期物理期末考试试卷
一、单选题
1．（2018高三上·天津期末）如图所示，我国自主研制的“蛟龙号”潜水器在某次完成任务后竖直上浮，在某段时间内可视为匀减速上浮，若在这段时间内4s末的速度比2s末的速度小4m/s，则“蛟龙号”在该段时间内的加速度大小为（ ）
A．1m/s2 B．2m/s2 C．3m/s2 D．4m/s2
2．（2018高三上·天津期末）如图所示，用拉伸的轻质弹簧连接的木块静置于倾角为θ的粗糙斜面体上。斜面体始终保持静止，则下列说法正确的是（ ）
A．木块一定受到摩擦力的作用
B．木块可能受到摩擦力的作用
C．水平面对斜面体的摩擦力方向一定水平向左
D．水平面对斜面体的摩擦力方向一定水平向右
3．（2018高三上·天津期末）2017年6月随着时速高达350公里的“复兴号”高铁列车投入运营，中国已成为世界上高铁商业运营速度最高的国家，假设“复兴号”受到阻力的大小正比于它速率的平方，如果“复兴号”动车组发动机的输出功率变为原来的8倍，则它的最大速率变为原来的（ ）
A． 2倍 B． 倍 C．3倍 D． 倍
4．（2018高三上·天津期末）如图所示，在水平地面上M点的正上方h高度处，将S1球以初速度v1水平向右抛出，同时在地面上N点处将S2球以初速度v2竖直向上抛出，在S2球上升到最高点时恰与S1球相遇，不计空气阻力，则两球在这段过程中（ ）
A．做的都是变加速运动 B．速度变化量的大小不相等
C．速度变化量的方向不相同 D．相遇点在N点上方 处
5．（2018高三上·天津期末）如图所示，某同学平伸右手托着质量为m的“魔方”玩具，从静止开始沿水平方向做匀加速运动。一端时间后，速度变为v(魔方与手始终相对静止)，魔方与手掌之间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是（ ）
A．手对魔方不做功
B．手对魔方做的功为
C．魔方所受摩擦力大小为μmg
D．手对魔方的作用力方向竖直向上
6．（2018高三上·天津期末）2017年12月11日零时40分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将阿尔及利亚一号通信卫星送入如图所示的地球同步转移轨道。该轨道的近地点为M，远地点为N，忽略空气阻力，则下列说话正确的是（ ）
A． 卫星经过M点时的速度最小
B．卫星经过N点时的速度最小
C．卫星在M点的加速度最小
D．卫星在从M到N的过程中机械能减小
7．（2018高三上·天津期末）如图所示，质量为m、半径为r的竖直光滑圆形轨道固定在质量为2m的木板上，木板的左右两侧各有一竖直挡板固定在地面上，使木板不能左右运动。在轨道的最低点放有一质量为m的小球，现给小球一水平向右的速度，小球会在轨道内侧做圆周运动，为保证小球能通过轨道的最高点且不会使轨道及木板在竖直方向上跳起，则小球经过最高点时的速度可能为（ ）
A． B． C． D．
8．（2018高三上·天津期末）如图所示，E、F、G、H为矩形ABCD各边的中点，O为EG、HF的交点，AB边的长度为d。E、G两点各固定一等量正点电荷，另一电荷量为Q的负电荷置于H点时，F点处的电场强度恰好为零。若将H点的负电荷移到O点，则F点处场强的大小和方向为(静电力常量为k) （ ）
A． 方向向右 B． 方向向左
C． 方向向右 D． 方向向左
二、多项选择题
9．（2018高三上·天津期末）将小球以某一初速度从地面竖直向上抛出，取地面为零势能面，小球在上升过程中的动能Ek、重力势能EP与其上升高度h间的关系分别为如图中两直线所示，取g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．小球的质量为0.15kg
B．小球的质量为0.20kg
C．小球受到的阻力(不包括重力)大小为0.50N
D．小球受到的阻力(不包括重力)大小为0.25N
10．（2018高三上·天津期末）如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，电表均为理想电表。闭合开关S后，若减小R的阻值，则下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数一定增大 B．电压表的示数一定增大
C．电源的输出功率一定增大 D．R1上的电压一定减小
11．（2018高三上·天津期末）在光滑水平面上有一带正电的物块，在其右侧固定一个足够长的轻质弹簧，整个装置处在水平向右的匀强电场中。如图所示，在物块与弹簧接触后直至向右运动到弹簧压缩量最大的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物块一直做减速运动
B．物块先做加速运动后做减速运动
C．当弹簧处于压缩量最大时，物块的加速度向左
D．物块运动到弹簧压缩量最大时可以保持静止
12．（2018高三上·天津期末）如图所示，两个电荷量、质量均相同的带电粒子甲、乙以不同速率从a点沿对角线方向射入正方形匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。甲粒子垂直bc离开磁场，乙粒子从ad边的中点离开磁场，不计粒子重力，则（ ）
A．甲粒子带负电，乙粒子带正电
B．甲粒子的动能是乙粒子动能的16倍
C．甲粒子所受洛伦兹力是乙粒子所受洛伦兹力的2倍
D．乙粒子在磁场中的运动时间是甲粒子在磁场中运动时间的2倍
三、实验题
13．（2018高三上·天津期末）某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能耐守恒定律，通过实验数据分析，发现本实验存在较大的误差。为此改用如图乙所示的实验装置：通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出AB之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d（d14．（2018高二上·巴彦期中）图甲为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I-U图线的实验电路图。
（1）根据电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接完整。
（2）若给定的实验仪器中没有合适的电压表，现用一只满偏电流为10mA，内阻为r=100Ω的电流表进行改装。若将该表改装成3V量程的电压表，应 （填“串”或“并”）联一只 Ω的电阻。
（3）实验得到的小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示。则该小灯泡的阻值随所加电压（0~2.5V）的增大而 （填“增大”或“减小”）。
四、解答题
15．（2018高三上·天津期末）如图甲所示，固定的两光滑导体圆环相距1m。在两圆环上放一导体棒，圆环通过导线与电源相连，电源的电动势为3V，内阻为0.2Ω。导体棒质量为60g，接入电路的电阻为1.3Ω，圆环电阻不计，匀强磁场竖直向上。开关S闭合后，棒可以静止在圆环上某位置，该位置对应的半径与水平方向的夹角为θ=37°，如图乙所示，（g取10m/s2）求：
（1）棒静止时受到的安培力的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度的大小。
16．（2018高三上·天津期末）如图所示，质量M=8kg的小车静止在光滑水平面上，在小车右端施加一水平拉力F=8N，当小车速度达到v=1.5m/s时，在小车的右端由静止轻放一质量m=2kg的木块（可视为质点），木块与小车间的动摩擦因数μ=0.2，小车足够长，（g取10m/s2）求：
（1）木块相对小车运动的时间；
（2）在1.5秒内木块与小车间产生的热量。
17．（2018高三上·天津期末）如图所示，在足够大的空间由场强E=1.0×102V/m竖直向下的匀强电场，半径为R=0.7m的光滑1/4圆弧轨道的圆心处于O点，一质量m=0.5kg、电荷量q=+5×10-2C的小球从A端以v=8m/s的初速度进入轨道，在B端水平射出后继续运动并垂直打在与水平面成θ=37°角的挡板MN上的C点，（g取10m/s2）则：
（1）小球运动到B端时速度的大小为多少？
（2）B、C两点间的电势差为多少？
（3）当小球运动至C点时，突然施加一恒力F作用在小球上，同时把挡板迅速水平向右移至某处，若小球仍能垂直打在挡板上（挡板足够大），F的最小值为多少？
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】加速度
【解析】【解答】由运动学公式 ，即“蛟龙号”在该段时间内的加速度大小为2m/s2，B符合题意，ACD不符合题意；
故答案为：B。
【分析】利用加速度的定义式可以求出加速度的大小。
2．【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】AB、若弹簧对木块向上的弹力大小恰好等于mgsin θ，木块不受到摩擦力的作用 ，若弹簧对木块向上的弹力大小大于mgsin θ，木块受的摩擦力沿斜面向下，若弹簧对木块向上的弹力大小小于mgsin θ，木块受的摩擦力沿斜面向上，B符合题意，A不符合题意；
CD、取木块和斜面为一整体分析受力，由水平方向合力为零可得，水平面对斜面体的摩擦力一定为零，CD不符合题意；
故答案为：B。
【分析】利用平衡条件可以判别物块可能不受摩擦力作用；利用整体平衡可以判别地面摩擦力等于0.
3．【答案】A
【知识点】功率及其计算
【解析】【解答】设复兴号速率为v，受到阻力的大小 ，复兴号匀速运动时输出功率 ，如果“复兴号”动车组发动机的输出功率变为原来的8倍，则它的最大速率变为原来的2倍，A符合题意，BCD不符合题意；
故答案为：A。
【分析】利用阻力大小结合功率表达式可以求出最大的速度大小。
4．【答案】D
【知识点】竖直上抛运动；平抛运动
【解析】【解答】A、由于两个球都只受到重力的作用，加速度都是重力加速度，加速度恒定，做的都是匀变速运动，A不符合题意；
BC、由于两个球都只受到重力的作用，加速度都是重力加速度，由△v=at=gt，知它们速度的变化量相同，速度变化量的方向都竖直向下，BC不符合题意；
D、S1球做平抛运动，竖直方向则有 ；S2球竖直上抛，则有 ， ，由题意得 ，解得 ，所以相遇点在N点上方 处，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】利用只受重力可以判别都是匀变速运动；利用加速度相同结合时间相同可以判别速度变化量相同；利用位移公式可以判别相遇的位置。
5．【答案】B
【知识点】动能定理的综合应用；功的计算
【解析】【解答】AB、在“魔方”玩具运动的过程中，重力不做功，则根据动能定理得：人对物体做的功 ，B符合题意，A不符合题意；
C、魔方与手始终相对静止，魔方与手之间是静摩擦力，所受摩擦力大小小于或等于μmg，C不符合题意；
D、手对魔方有竖直向上支持力和水平方向静摩擦力，它们的合力斜向上，所以手对魔方的作用力方向力斜向上，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】利用动能定理可以求出手对魔方做的功；利用静摩擦力可以判别摩擦力的大小；利用支持力和摩擦力可以判别手的作用力方向。
6．【答案】B
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】ABD、卫星在运行过程中，只受到地球的引力，只有引力做功，从近地点M向远地点N运动过程中，引力做负功，动能减小，势能增大，经M点时速度最大，经过N点时的速度最小，过程中机械能守恒，B符合题意，AD不符合题意；
C、根据万有引力定律和牛顿第二定律 ，得 ，M点是近地点，故其加速度最大，C不符合题意；
故答案为：B。
【分析】利用距离可以判别速度的大小和加速度的大小；利用引力做功可以判别机械能保持不变。
7．【答案】C
【知识点】共点力平衡条件的应用；对单物体(质点)的应用
【解析】【解答】在最高点，速度最小时有： ，解得 ，要使不会使环在竖直方向上跳起，环对球的压力最大为： ，设此时最高点的速度为v2，在最高点，速度最大时有： ，解得 ，不会使环在竖直方向上跳起，在最高点的速度范围为： ，C符合题意，ABD不符合题意；
故答案为：C。
【分析】利用平衡结合牛顿第二定律可以求出速度的范围。
8．【答案】D
【知识点】电场强度的叠加
【解析】【解答】当负正点电荷在H点时，电场强度恰好为零，故两个正电荷在F点的电场与正电荷的电场之和为零，根据公式 可得负电电荷在F点产生的电场强度大小为 ，方向水平向左，故两个正电荷在F点产生的电场强度大小为 ，方向水平向右；负点电荷移到O点，在F点产生的电场强度大小为 ，方向向左，所以F点的合场强为 ，方向水平向左，D符合题意，ABC不符合题意；
故答案为：D。
【分析】利用点电荷的场强公式结合叠加可以求出合场强的大小和方向。
9．【答案】A,C
【知识点】机械能
【解析】【解答】AB、在最高点,Ep=mgh,得 ，A符合题意，B不符合题意；
CD、由除重力以外其他力做功 ，可知:, ，E为机械能,解得: ，D不符合题意，C符合题意；
故答案为：AC。
【分析】利用重力势能的表达式可以求出质量的大小；利用动感定律可以求出阻力的大小。
10．【答案】A,D
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】AB、减小R的阻值，电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，电路中总电流I增大，由 得路端电压减小，所以电流表的示数一定增大，电压表的示数一定减小，根据欧姆定律可知电阻R2两端电压增大，B不符合题意，A符合题意；
C、根据数学知识分析得知，当电源的外电阻与内电阻相等时，电源的输出功率最大，由于不知外电阻与内电阻的大小关系，所以当电源的负载电阻减小，输出功率不一定减小，也可能增大，C不符合题意；
D、电路中总电流I增大，R2的两端电压增大，又因为路端电压减小，由串联分压得R1电压减小，D符合题意；
故答案为：AD。
【分析】利用动态电路的串反并同结合电阻的变化可以判别电流、电压和功率的变化。
11．【答案】B,C
【知识点】对单物体(质点)的应用
【解析】【解答】AB、物块接触弹簧后弹簧的弹力逐渐增大，开始阶段，弹力小于水平电场力F，合力方向向右，与速度方向相同，物体做加速运动，后来弹力大于F，合力向左，与速度方向相反，物体开始做减速运动．所以物块接触弹簧后先加速后减速．A不符合题意，B符合题意；
CD、当弹力与电场力F大小相等、方向相反时，加速度为零；当速度减小到零时，弹簧压缩量最大，此时弹力大于电场力，加速度向左，D不符合题意，C符合题意；
故答案为：BC。
【分析】利用合力方向可以判别物块的运动情况；利用合力的方向可以判别加速度的方向；压缩最短时物块会反向运动起来。
12．【答案】B,D
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】A、由左手定则可判定甲粒子带正电，乙粒子带负电，A不符合题意；
B、令正方形磁场的边长为L，则由题知甲粒子运行的半径为 ，乙粒子运行的半径为 ，由洛伦兹力提供向心力有 ，动能 ，甲粒子的运行动能是乙粒子运行动能的16倍，B符合题意；
C、由牛顿第二定律得： ，解得： ，所以甲粒子在磁场中所受洛伦兹力是乙粒子所受洛伦兹力的4倍，C不符合题意；
D、粒子的运动时间： ，甲粒子运行轨迹所对圆心角为45°，乙粒子运行轨迹所对圆心角为90°，即甲粒子在磁场中的运行时间是乙粒子的一半，D符合题意；
故答案为：BD。
【分析】利用左手定则可以判别粒子的电性；利用轨道半径结合牛顿第二定律可以求出速度和动能的比值；利用洛伦兹力的表达式可以求出洛伦兹力的比值；利用圆心角的大小可以判别运动的时间。
13．【答案】；；消除了纸带与打点计时器之间的阻力的影响
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】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，由此可以小铁球经过光电门时的瞬时速度 ，由运动学公式 得 ；比较两个方案，改进后的方案相比原方案最主要的优点是消除了纸带与打点计时器之间的阻力的影响。
【分析】利用光电门的时间结合小球直径可以求出过光电门的速度；利用速度位移公式可以求出时间的表达式；改进后的方案少了纸带和打点计时器摩擦力的影响。
14．【答案】（1）
（2）串；200
（3）增大
【知识点】伏安特性曲线；描绘小灯泡的伏安特性曲线
【解析】【解答】(1)根据电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接完整如图
；(2)现用一只满偏电流为10mA，内阻为r=100Ω的电流表进行改装。若将该表改装成3V量程的电压表，应串联一只电阻，阻值大小 (3)实验得到的小灯泡的伏安特性曲线如图，根据I-U图线上各点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，知电阻随电压的增大而增大。
【分析】（1）利用电路图进行实物图连接；
（2）利用串联电路的电流特点结合欧姆定律可以求出串联上的电阻大小；
（3）利用图像斜率可以判别电阻随电压变大而变大。
15．【答案】（1）解: 对导体棒进行受力分析，如图所示
有
解得F=0.8N
（2）解: 由闭合电路欧姆定律，得
解得
由安培力的公式，得
解得B=0.4T
【知识点】共点力平衡条件的应用；欧姆定律
【解析】【分析】（1）利用平衡方程可以求出安培力的大小；
（2）利用欧姆定律结合安培力的大小可以求出磁感应强度的大小。
16．【答案】（1）解： 木块受到的滑动摩擦力的大小为
木块相对小车滑动时的加速度为
小车的加速度为
经过时间t木块与小车相对静止。
有
解得t=1s
（2）解： 1s内木块的位移为
解得x1=1m
1s内小车的位移为
解得x2=1.75m
木块与小车间产生的热量为
解得Q=3J
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【分析】（1）利用牛顿第二定律可以求出小车的加速度和木块的加速度的大小；结合速度相同可以求出共速的时间；
（2）利用位移公式可以求出相对位移的大小；结合摩擦力做功可以求出产生的热量。
17．【答案】（1）解: 从A到B，以小球为研究对象。
由动能定理得
解得
（2）解: 从B到C过程中，由牛顿第二定律得
解得
在C点的竖直速度为
设从B到C的竖直距离为y，则
解得y=1.6m
B、C两点的电势差为
（3）解: 小球受到的合力为
解得 N，方向竖直向下
该力沿沿挡板向下的分力为 N
所以所加恒力的最小值为6N
【知识点】对单物体(质点)的应用；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）利用动能定理可以求出速度的大小；
（2）利用牛顿第二定律结合速度位移公式及电势差和距离的关系可以求出电势差的大小；
（3） 利用合力的大小结合力的分解可以求出F的最小值。
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