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1、非选择题定时训练非选择题定时训练 4 4 限时 60 分钟 三 实验题 13 2019 云南昆明市 5 月模拟 某同学利用 插针法 测量一长方体玻璃砖的折射率 部 分实验步骤如下 将一张方格纸固定在木板上 玻璃砖放在方格纸上 如图 1 所示 在纸上画出玻璃砖的两 条边a和a 在玻璃砖的一侧插上两个大头针P1 P2 然后眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针 插 上第三个大头针P3 使P3挡住P1 P2的像 再插上第四个大头针P4 使P4挡住P3和 P1 P2的像 请根据该同学的做法按下列要求作答 1 在图中作出完整光路图和所需的辅助线 并求出该玻璃砖的折射率为 2 已知玻璃砖的厚度为d 光在真空中
2、的传播速度为c 则本次实验中光通过玻璃砖所用的 时间为 不考虑反射 图 1 答案 1 光路如图所示 10 2 2 5 2d 4c 解析 1 光路如图所示 设P1P2与a的交点为O1 P3P4与a 的交点为O2 过O1作a的垂 线 交a 于B点 过P1作a的平行线 与过O1的垂线交于A点 在 P1O1A中 设 P1O1A 1 则 sin 1 AP1 P1O1 2 2 在 O1O2B中 设 O2O1B 2 则 sin 2 BO2 O1O2 5 5 由折射定律得 n sin 1 sin 2 10 2 2 光在玻璃砖中的速度v c c n 10 5 光在玻璃砖中通过的路程s O1O2 O1O2 d d
3、 cos 2 5 2 光通过玻璃砖所用时间t s v 5 2d 4c 14 2019 河北省中原名校联盟下学期联考 实验台上备有下列器材 A 电流表 量程 500 A 内阻约为 300 B 电流表 量程 100 A 内阻约为 1k C 电压表 量程 15V 内阻约 100k D 电压表 量程 6V 内阻约 6k E 直流电源 15V 允许最大电流 1A F 滑动变阻器 最大阻值 100 额定功率 1kW G 电键和导线若干 某同学用供选器材设计了测一个阻值约 30k 电阻的实验 电路如图 2 所示 电路还没有完 全接好 1 实验中所用的电流表应选 电压表应选 填器材前的字母 2 请用笔画线代替
4、导线将尚未连接好的电压表连入下图的电路中 图 2 3 开关闭合前 滑动变阻器触头P应置于 填 a 或 b 处 4 正确连接电路后 无论如何调节滑动变阻器的滑片 电压表和电流表示数均不能取到较 小值 其原因可能是导线 填图中导线代号 没有连接好 答案 1 A C 2 3 b 4 解析 1 待测电阻Rx的阻值约为 30k 直流电源电动势为 15V 经粗略计算电路中的最 大电流约为Imax 500 A 所以电流表选择 A 由于电压表 D 的量程不足 所以电压表选 E R 择 C 2 在题图所示电路中 电流表内阻为 300 电压表内阻为 100k 由串 并联电路规律 得 电流表的分压作用小于电压表的分
5、流作用 故电流表应采用内接的方法 实物连线如图 所示 3 实验前 分压电路的电压应该是 0 故滑动变阻器的滑动触头P应置于b端 4 实验中无论如何调节滑动变阻器的滑片 电压表和电流表示数均不能取到较小值 是由 于滑动变阻器接成限流式 因此是导线 没有连接好 四 计算题 15 2019 云南昆明市 5 月模拟 2018 年 10 月 23 日 港珠澳大桥开通 这是建筑史上里程 最长 投资最多 施工难度最大的跨海大桥 如图 3 所示的水平路段由一段半径为 48m 的圆 弧形弯道和直道组成 现有一总质量为 2 0 103kg 额定功率为 90kW 的测试汽车通过该路 段 汽车可视为质点 取重力加速度
6、g 10m s2 图 3 1 若汽车通过弯道时做匀速圆周运动 路面对轮胎的径向最大静摩擦力是车重的 1 2 倍 求该汽车安全通过此弯道的最大速度 2 若汽车在t 0 时刻由静止开始沿直道做加速度大小为 3m s2的匀加速运动 在该路段行 驶时受到的阻力为车重的 0 15 倍 求该汽车匀加速运动的时间及 3s 末的瞬时功率 答案 1 24m s 2 s 81kW 10 3 解析 1 径向最大静摩擦力提供向心力 汽车以vm运动Ff 径向 m vm2 r 据题意Ff 径向 1 2mg 代入数据解得 vm 24m s 2 汽车在匀加速运动过程中 F Ff ma 当功率达到额定功率时 P额 Fv1 v1
7、 at1 代入数据解得 t1 s 10 3 t 3s t1 故 0 3s 内汽车一直在做匀加速运动 有 v at P Fv 则 3s 末发动机功率为 P 81kW 16 2019 河南省顶级名校第四次联测 如图 4 所示 竖直平面xOy 其x轴水平 在整个 平面内存在沿x轴正方向的匀强电场E 在第三象限内有垂直纸面向里的匀强磁场 磁感应 强度大小为B 0 2T 现有一比荷为 25C kg 的带电微粒 从第三象限内某点以速度v0向 q m 坐标原点O做直线运动 v0与x轴之间的夹角为 45 取重力加速度g 10 m s2 求 图 4 1 微粒的电性及速度v0的大小 2 带电微粒在第一象限内运动时
8、所到达的最高点的坐标 答案 1 正电 2m s 2 0 6m 0 2m 2 解析 1 带电微粒在第三象限内做直线运动 受到重力 电场力和洛伦兹力三个力的作用 并且合力为零 即微粒做匀速直线运动 所以微粒受到的洛伦兹力垂直于速度方向斜向左上 方 由左手定则可判断微粒带正电 对带电微粒受力分析 如图所示 根据平衡条件可得 Bqv0 mg 2 解得 v0 2m s 2 2 带电微粒进入第一象限后做曲线运动 设最高点为M 从O到M所用的时间为t 则将微 粒从O到M的运动分解为沿x轴方向上的匀加速直线运动和沿y轴方向上的匀减速直线运动 y轴方向上 0 v0sin45 gt y t v0sin45 2 x
9、轴方向上 qE mgtan45 max x v0cos45 t axt2 1 2 解得x 0 6m y 0 2m 即带电微粒在第一象限内运动时所达到的最高点的坐标为 0 6m 0 2m 17 2019 广西钦州市 4 月综测 如图 5 为某碰撞模拟实验简图 在水平地面上固定倾角 为 的足够长的光滑斜面 中间带孔的槽固定在斜面上 一轻直杆平行于斜面 一端与轻 弹簧相连 另一端穿在槽中 直杆与槽间的最大静摩擦力为Ff 2mgsin 现将直杆用销钉 固定 一质量为m的滑块从距离弹簧上端L处由静止释放 其下滑过程中的最大速度vm 已知弹簧的劲度系数k 弹簧的弹性势能与其形变量的平方成正 3gLsin
10、mgsin L 比 滑动摩擦力可认为等于最大静摩擦力 弹簧始终在弹性限度内且不会碰到槽 当地重力 加速度为g 图 5 1 求滑块下滑速度为vm时弹簧的弹性势能Ep 2 若取下销钉 使滑块仍从原位置由静止释放 求直杆下滑的最大距离s 并分析说明滑 块此后是否能与弹簧分离 若能 请求出滑块与弹簧分离时的速度大小v 若不能 请说明 理由 3 若取下销钉 使滑块从距离弹簧上端 2L处由静止释放 请分析说明滑块此后是否能与弹 簧分离 若能 请求出滑块与弹簧分离时的速度大小v 若不能 请说明理由 答案 1 mgLsin 2 滑块不能与弹簧分离 1 2 3 仍然不能分离 理由见解析 解析 1 设滑块达到最大
11、速度vm时弹簧形变量为x 则有 mgsin kx 解得x L 此过程系统机械能守恒 有mg L x sin mv Ep 1 2m2 代入相关数据可得Ep mgLsin 1 2 2 当弹力大小等于Ff时直杆开始滑动 设此时弹簧形变量为x 则有 2mgsin kx 可得x 2L 依题意有Ep 4Ep 设此时滑块速度为v1 则根据机械能守恒定律有 mg L x sin mv Ep 1 212 之后滑块与直杆将一起做匀减速运动 直至速度减为零 根据动能定理有 mgssin Ffs 0 mv 1 212 联立以上各式可得s L 此后直杆保持静止 假设滑块能与弹簧分离 即滑块还需向上运动 2L的距离 根据机械能 守恒定律有 Ep 2mgLsin mv2 1 2 联立可得v 0 可见 此后滑块将继续下滑 来回做往复运动 综上 滑块此后不能与弹簧分离 3 若滑块从距离弹簧 2L处由静止释放 根据 2 中的分析可知 直杆下滑的距离将增加 但Ep 保持不变 因而滑块仍然不能与弹簧分离
