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1、 2018 年高校自主招生物理探究仿真训练题八1如图,半圆柱体Q放在水平地面上,表面光滑的圆柱体P放在Q和墙壁之间,Q的轴线与墙壁之间的距离为L,已知Q与地面间的动摩擦因数=0.5,P、Q横截面半径均为R,P的质量是Q的2倍,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。P、Q均处于静止状态,则AL越大,P、Q间的作用力越大BL越大,P对墙壁的压力越小CL越大,Q受到地面的摩擦力越小DL的取值不能超过【参考答案】.AD2.质量分别为m1与m2的甲、乙两球在水平光滑轨道上同向运动,已知它们的动量分别是p1=5 kgm/s,p2=7 kgm/s,甲从后面追上乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为8kgm/s,则甲、乙两
2、球质量m1与m2间的关系可能是 A. m1=m2 B.2m1=m2 C.3m1=2m2 D.4ml=m2【参考答案】.B 【名师解析】甲乙碰撞,由动量守恒定律,p1+p2=p1+ p2,解得p2=4kgm/s。根据碰撞发生的条件可知,甲从后面追上乙并发生碰撞,则v1v2,由p=mv可得出,解得。碰撞后,甲的速度小于或等于乙的速度,即,解得2。由此可知,m2大于1.4m1,小于等于2m1,可排除选项AD。由碰撞过程的动能不增加,可得+.。将选项C的关系3m1=2m2代入,可知不满足动能不增加关系;把选项B的关系2m1=m2代入,可知满足动能不增加关系,所以选项B正确C错误。3(15分)如图所示,
3、长为31cm 、内径均匀的细玻璃管开口向上竖直放置,管内水银柱的上端正好与管口齐平,封闭气体的长为10cm ,温度为27,外界大气压强不变。若把玻璃管在竖直平面内缓慢转至开口竖直向下,这时留在管内的水银柱长为15cm ,然后再缓慢转回到开口竖直向上,求:(1)大气压强p0 的值;(2)玻璃管重新回到开口竖直向上时空气柱的长度;(3)当管内气体温度缓慢升高到多少时,水银柱的上端恰好重新与管口齐平?【名师解析】(1)初状态P1=P0+21cmHg,V1=10S,T1=300K,末状态P2=P015cmHg,V2=10S,T2=300K由玻意耳定律,P1V1=P2V2解得:P0=75cmHg(2)P
4、3=75+15=90cmHg,V3=LS由玻意耳定律,P1V1=P3V3解得L=10.67cm(3)P4=P3=90cmHg,V4=(3115)S=16S,T3=300K由盖吕萨克定律解得T4=450Kt=1774(12分)(2016中科大)一金属导线单位长度的电阻为,折成等腰三角形,直角边长a ,在t =0时刻从图示位置开始以匀速v 进入以B=B0 kt 规律变化的均匀磁场中,其中k 为大于零的常数当三角形的水平直角边进入一半时,求:(1)导线内的动生电动势; (2)导线内的感生电动势; (3)导线内的电流强度(3)感应电动势为 E=E动- E感=-=-回路电阻R=(2a+a)=(2+)a则
5、电流强度为I=E/R=5.(15分)(2015中科大)一平行板电容器两极板的面积都是S,相距为d,分别维持电势UA=U和UB=0不变。现将一块带有电荷量q的导体薄片(其厚度可略去不计)放在两极板的正中间,薄片的面积也是S,如图所示,略去边缘效应,求:(1)薄片的电势;(2)导体薄片受到的库仑力。(2)A、C极板间的电场强度与C、B极板间的电场强度分别为 EAC=-ECB=+则A、B板在C板处产生的电场强度为E=EAC=+ECB=U/d,所以导体薄片受到的库仑力为F=qE=qU/d.6某课题研究小组准备测量一个锂电池的电动势和内阻,在操作台上准备了如下实验器材:A待测锂电池(电动势E约为3.7V
6、,内阻r未知)B电压表V(量程3V,内阻约为几千欧)C电流表A(量程0.6A,内阻RA=2.2)D电阻箱R1( 099.9,)E滑动变阻器R2(最大阻值为l0)F定值电阻R0(阻值约为5)G开关S一个、导线若干(1)在实验操作过程中,该小组成员设计了如图甲所示电路。多次改变电阻箱Ri的阻值R,读出电压U,根据测得的数据作出图,如图乙所示,则电源电动势E= V。(2)为了测定锂电池的内阻需测出电阻R0的阻值,小组成员设计了如图丙所示的电路,请在图丁中连接对应的实物图。实验过程中,某次测量电流表示数为0.40A时,电压表示数如图戊所示,由此可求得R0=_;结合图乙可求得电池内阻r= 。(以上两空结
7、果均保留两位有效数字)【参考答案】(1)3.6V(3.60V也给分)(2分) (2)如图所示(3分) 4.8(2分) 3.0(2分) 【名师解析】(1)根据图甲所示电路,利用闭合电路欧姆定律,E=U+I(r+R0),I=U/R,联立两方程化简后得到:=+。对照图乙的图象可知,=,解得E=3.6V。(2)根据原理电路图,连接实物图。根据电压表读数规则,图戊中电压表示数为U=2.80V,由欧姆定律可得R0=U/I-RA=7.0-2.2=4.8。由=可得r+R0=7.8,电池内阻r=7.8-R0=3.0。7(12分)图甲为洛伦兹力演示仪的实物照片,图乙为其工作原理图。励磁线圈为两个圆形线圈,线圈通上
8、励磁电流I(可由电流表示数读出)后,在两线圈间可得到垂直线圈平面的匀强磁场,其磁感应强度的大小和I成正比,比例系数用k表示,I的大小可通过“励磁电流调节旋钮”调节;电子从被加热的灯丝逸出(初速不计),经加速电压U(可由电压表示数读出)加速形成高速电子束,U的大小可通过“加速电压调节旋钮”调节。玻璃泡内充有稀薄气体,在电子束通过时能够显示电子的径迹。请讨论以下问题:(1)调整灯丝位置使电子束垂直进入磁场,电子的径迹为圆周。若垂直线圈平面向里看电子的绕行方向为顺时针,那么匀强磁场的方向是怎样的?(2)用游标瞄准圆形电子束的圆心,读取并记录电子束轨道的直径D、励磁电流I、加速电压U。请用题目中的各量
9、写出计算电子比荷的计算式。(3)某次实验看到了图丙所示的电子径迹,经过调节“励磁电流调节旋钮”又看到了图丙所示的电子径迹,游标测量显示二者直径之比为2:1;只调节“加速电压调节旋钮”也能达到同样的效果。a通过计算分别说明两种调节方法是如何操作的;b求通过调节“励磁电流调节旋钮”改变径迹的情况中,电子沿、轨道运动一周所用时间之比。【名师解析】(1)磁场方向垂直线圈平面向里(3)由可得出: D正比于a为使直径D变为原来的,两种调节方法分别是:保持“加速电压调节旋钮”的位置不变,调节“励磁电流调节旋钮”使励磁电流I变为原来的2倍;或保持“励磁电流调节旋钮”的位置不变,调节“加速电压旋钮” 使加速电压
10、U变为原来的。b电子在磁场中做匀速圆周运动,周期,与式联立得 通过调节“励磁电流调节旋钮” 改变径迹的情况中,轨迹从变为,是因为励磁电流改变从而改变了磁场大小,因此电子沿、轨道运动一周所用时间之比(或由周期,通过调节“励磁电流调节旋钮”改变径迹的情况中,“加速电压调节旋钮”保持不变说明电压U不变,即电子速率v不变,因此可得:)8.如图甲所示,ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道,BC段水平,AB段与BC段平滑连接。质量为m1的小球从高为处由静止开始沿轨道下滑,与静止在轨道BC段上质量为m2的小球发生碰撞,碰撞后两球的运动方向处于同一水平线上,且在碰撞过程中无机械能损失。求碰撞后小球m2的速度大
11、小v2;(2)碰撞过程中的能量传递规律在物理学中有着广泛的应用。为了探究这一规律,我们采用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直线上、且无机械能损失的简化力学模型。如图乙所示,在固定光滑水平轨道上,质量分别为m1、m2、m3、mn-1、mn的若干个球沿直线静止相间排列,给第1个球初动能,从而引起各球的依次碰撞。定义其中第n个球经过依次碰撞后获得的动能与之比为第1个球对第个球的动能传递系数a 求b 若m1=4m0,m3=m0,m0为确定的已知量。求m2为何值时,k13值最大。(2)a. 由式,考虑到得=根据动能传递系数的定义,对于1、2两球 同理可得,球m2和球m3碰撞后,动能传递系数k13应为 依次类推,动能传递系数k1n应为 解得 b. 将m1=4m0,m3=mo代入式可得为使k13最大,只需使= 最大,即m2+取最小值,由可知当m2=即m2=可得:m2=2 m0时,k13最大。11