2016年天津河西区高考物理一模试卷

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智浪教育--普惠英才文库2016年天津市河西区高考物理一模试卷　一、单项选择题1．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．下列表述不合符物理学史实的是（　　）A．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现原子核是由质子和中子组成的B．爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型D．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论2．两个质点a、b放在同一水平面上，由静止开始从同一位置沿相同方向同时开始做直线运动，其运动的v﹣t图象如图所示，对a、b运动情况的分析，下列结论正确的是（　　）A．a、b加速时的加速度大小之比为2：1B．a、b减速时的位移大小之比为1：1C．在t=3t0时刻，a、b相距最远D．在t=6t0时刻，a、b相遇3．如图所示，在粗糙的水平地面上的长方形物块将一重为G的光滑圆球抵在光滑竖直的墙壁上，现用水平向右的拉力F缓慢拉动长方体物块，在圆球与地面接触之前，下面的相关判断正确的是（　　）A．地面对长方体物块的摩擦力逐渐增大B．地面对长方体物块的支持力逐渐增大C．水平拉力F逐渐减小D．球对墙壁的压力逐渐减小 智浪教育--普惠英才文库4．甲、乙两图分别表示一简谐横波在传播方向上相距3.0m的两质点的振动图象，如果波长大于1.5m，则该波的波速大小可能是（　　）A．5m/sB．10m/sC．15m/sD．20m/s5．在水平桌面上，一个面积为S的圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图（甲）所示，0﹣1s内磁场方向垂直线框平面向下．圆形金属框与两根水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒的长为L、电阻为R，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，如图（乙）所示．若导体棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力f随时间变化的图象是图中的（设向右的方向为静摩擦力的正方向）（　　）A．B．C．D．　二、多项选择题6．同步卫星的发射方法是变轨发射，即先把卫星发射到离地面高度为200km﹣300km的圆形轨道上，这条轨道叫停泊轨道；如图所示，当卫星穿过赤道平面上的P点时，末级火箭点火工作，使卫星进入一条大的椭圆轨道，其远地点恰好在地球赤道上空约36000km处，这条轨道叫转移轨道；当卫星到达远地点Q时，再开动卫星上的发动机，使之进入同步轨道，也叫静止轨道．关于同步卫星及发射过程，下列说法正确的是（　　） 智浪教育--普惠英才文库A．在P点火箭点火和Q点开动发动机的目的都是使卫星加速，因此，卫星在静止轨道上运行的线速度大于在停泊轨道运行的线速度B．在P点火箭点火和Q点开动发动机的目的都是使卫星加速，因此，卫星在静止轨道上运行的机械能大于在停泊轨道运行的机械能C．卫星在转移轨道上运动的速度大小范围为7.9km/s﹣11.2km/sD．所有地球同步卫星的静止轨道都相同7．一群处于n=3激发态的氢原子向基态跃迁，发出的光以相同的入射角θ照射到一块平行玻璃砖A上，经玻璃砖A后又照射到一块金属板B上，如图所示，则下列说法正确的是（　　）A．入射光经玻璃砖A后会分成相互平行的三束光线，从n=3直接跃迁到基态发出的光经玻璃砖A后的出射光线与入射光线间的距离最大B．在同一双缝干涉装置上，从n=3直接跃迁到基态发出的光形成的干涉条纹最窄C．经玻璃砖A后有些光子的能量将减小，有些光在玻璃砖的下表面会发生全反射D．若从n=3能级跃迁到n=2能级放出的光子刚好能使金属板B发生光电效应，则从n=2能级跃迁到基态放出的光子一定能使金属板B发生光电效应8．图乙中，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=5：1．原线圈接入如图甲所示的正弦交流电．电路中电表均为理想电表，定值电阻R1=R2=4Ω，D为理想二极管（该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大），则（　　） 智浪教育--普惠英才文库A．电阻R2两端的电压频率为50HzB．电流表的示数为5AC．原线圈的输入功率为150WD．将R1摘掉，电压表的示数不变　三、填空题9．如图所示，在光滑水平面上有一辆质量M=8kg的平板小车，车上有一个质量m=1.9kg的木块，木块距小车左端6m（木块可视为质点），车与木块一起以v=1m/s的速度水平向右匀速行驶．一颗质量m0=0.1kg的子弹以v0=179m/s的初速度水平向左飞来，瞬间击中木块并留在其中，则木块获得的速度大小是　　，如果木块刚好不从车上掉下，小车的速度大小是　　．10．某同学用如图所示装置来验证机械能守恒定律．将单摆用磁铁悬挂在铁质黑板上的O点，在O点下方将穿在圆环状磁铁的细铁钉同样吸在黑板上的P点，同时在黑板上用粉笔画一条水平线MN，将细线拉直，让非磁性摆球从MN上的A点由静止释放．当其摆至另一侧最高点时，观察其位置是否在水平线上，从而验证摆球在此过程中在误差范围内机械能是否守恒．（1）为进行多次实验验证，该同学通过调整　　，然后再次重复实验．（2）在实验中，该同学发现小球摆至右侧最高点时位置总比水平线MN略低，造成该结果的原因是　　（写出一条即可）． 智浪教育--普惠英才文库11．①图是某同学连接的实验电路实物图．若L1、L2灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查，应用多用电表的直流电压挡进行检查，那么选择开关应置于　　量程．A．直流电压2.5VB．直流电压10VC．直流电压50VD．直流250V②该同学测试结果如表1所示，在测试a、b间电压时，红表笔应接触　　（填“a”或“b”）．根据测试结果，可以判定出故障是　　．A．灯L1短路B．灯L2短路C．cd段断路D．df段断路表一：测试点电压示数a、b有示数c、d无示数d、f有示数③将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么进一步检查出现的故障是　　A．灯L1断路B．灯L2断路C．灯L1、L2都断路D．de间导线断路．表二：测试点表针偏转情况c、dd、ee、f　四、计算题 智浪教育--普惠英才文库12．激流勇进是游乐园常有的激动游乐项目，其工作原理是由主动轮将游船沿较长的倾斜轨道提升至一定高度，然后船只从高处滑下，冲入水中，溅起很高且美丽的水花，整个过程刺激又有趣，其工作过程可以简化为如下情景：如图所示，左侧倾角α=30°的轨道AB（其长L1=30m）上相互间隔安装着主动轮，主动轮与游船间的动摩擦因数μ1=；右侧倾角β=53°的轨道CD（其长L2=20m）上相互间隔安装着导向轮（不会提供动力），导向轮与游船间的动摩擦因数均为μ2=；左右两侧轨道通过一段平滑轨道BC（其长L3=3m）相连，两相邻主动轮（或导向轮）间的距离s0=1m．长为L0=2m的游船上坐着两个游客，总质量为180kg，从左侧轨道如图所示的位置由静止开始被主动轮带动向上运动（主动轮的半径r=0.2m，恒定的角速度ω=10rad/s），达恒定的速率后，一直以此速率运动到游船尾部刚好与右侧轨道的上端C点平齐的位置，之后在导向轮上向下滑动．已知g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：（1）游船从轨道左侧运动到右侧底端（船头刚好触及水面）所用总时间；（2）动力装置在游船达到恒定速率前后（没有到达BC轨道）需增加的功率之比．13．图甲为一研究电磁感应的实验装置示意图，其中电流感应器（相当于一只理想的电流表）能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机，经计算机处理后在屏幕上同步显示出I﹣t图象，足够长光滑金属轨道电阻不计，宽度为L=0.2m，倾角为θ=30°，轨道上端连接的定值电阻的阻值为R=0.9Ω，金属杆MN的电阻为r=0.1Ω，质量为m=1kg．在轨道区域加一垂直于轨道平面向下、磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场，让金属杆在轨道平面向下、大小随时间变化的拉力F作用下由静止开始下滑，计算机显示出如图乙所示的I﹣t图象（I0=0.2A，t0=1s）．设杆在整个运动过程中与轨道垂直．（1）试推导出金属杆的速度v随时间t变化的关系式；（2）试推导出拉力F随时间t变化的关系式；（3）金属杆从静止开始下滑2s时间，在定值电阻所产生的焦耳热为Q=90J，则拉力做的功W为多少？ 智浪教育--普惠英才文库14．如图所示，在无限长的水平边界AB和CD间有一匀强电场，同时在AEFC、BEFD区域分别存在水平向里和向外的匀强磁场，磁感应强度大小相同，EF为左右磁场的分界线．AB边界上的P点到边界EF的距离为（2+）L．一带正电微粒从P点的正上方的O点由静止释放，从P点垂直AB边界进入电、磁场区域，且恰好不从AB边界飞出电、磁场．已知微粒在电、磁场中的运动轨迹为圆弧，重力加速度大小为g，电场强度大小E（E未知）和磁感应强度大小B（B未知）满足=2，不考虑空气阻力，求：（1）匀强电场的场强E的大小和方向；（2）O点距离P点的高度h多大；（3）若微粒从O点以v0=水平向左平抛，且恰好垂直下边界CD射出电、磁场，则微粒在电、磁场中运动的时间t多长？　 智浪教育--普惠英才文库2016年天津市河西区高考物理一模试卷参考答案与试题解析　一、单项选择题1．（2016•河西区一模）在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．下列表述不合符物理学史实的是（　　）A．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现原子核是由质子和中子组成的B．爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型D．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论【考点】1U：物理学史．【分析】此题是物理学史问题，关键要记住著名物理学家的主要贡献即可．【解答】解：A、贝克勒尔通过对天然放射性的研究，揭示了原子核有复杂的结构，但并没有发现质子和中子，故A不符合；B、爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说，故B符合；C、卢瑟福通过对c粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，故C符合；D、普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论．故D符合．本题选不符合的，故选：A【点评】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．　2．（2016•河西区一模）两个质点a、b放在同一水平面上，由静止开始从同一位置沿相同方向同时开始做直线运动，其运动的v﹣t图象如图所示，对a、b运动情况的分析，下列结论正确的是（　　） 智浪教育--普惠英才文库A．a、b加速时的加速度大小之比为2：1B．a、b减速时的位移大小之比为1：1C．在t=3t0时刻，a、b相距最远D．在t=6t0时刻，a、b相遇【考点】1I：匀变速直线运动的图像；1D：匀变速直线运动的速度与时间的关系．【分析】速度时间图象的斜率表示加速度，速度时间图线与时间轴所围成的面积表示位移，当A、B速度相等时，相距最远，当AB图象与坐标轴围成的面积相等时相遇．由此分析即可．【解答】解：A、速度﹣时间图象的斜率表示加速度，则A加速时的加速度大小aA=，B加速时的加速度大小aB=，所以A、B加速时的加速度大小之比为aA：aB=10：1．故A错误；B、根据速度时间图线与时间轴所围成的面积表示位移，则知、b减速时的位移大小分别为：xA==2v0t0，xB=，则xA：xB=2：1，故B错误．C、速度时间图线与时间轴所围成的面积表示位移，当AB速度相等时，相距最远，由图象可知，在2t0和3t0之间相距最远，故C错误．D、当AB图象与坐标轴围成的面积相等时两质点相遇，根据图象面积可知，在t=6t0时刻，A、B位移相等，两者相遇，故D正确．故选：D【点评】解决本题的关键通过图象得出匀加速运动和匀减速运动的加速度，以及知道速度﹣时间图线与时间轴所围成的面积表示位移．　3．（2016•河西区一模）如图所示，在粗糙的水平地面上的长方形物块将一重为G的光滑圆球抵在光滑竖直的墙壁上，现用水平向右的拉力F缓慢拉动长方体物块，在圆球与地面接触之前，下面的相关判断正确的是（　　） 智浪教育--普惠英才文库A．地面对长方体物块的摩擦力逐渐增大B．地面对长方体物块的支持力逐渐增大C．水平拉力F逐渐减小D．球对墙壁的压力逐渐减小【考点】2H：共点力平衡的条件及其应用；29：物体的弹性和弹力．【分析】小球受力平衡，对小球进行受力分析，作出受力分析图，当水平向右的拉力F缓慢拉动长方体物块时，θ增大，根据几何关系判断墙对小球的压力和物块对球支持力的大小变化情况，再结合牛顿第三定律判断球对墙壁的压力和球对长木板的压力变化情况，对小球和长方形物块整体进行受力分析，整体处于平衡状态，受力平衡，根据平衡条件及滑动摩擦力公式判断地面对长方体物块的支持力和地面对长方体物块的摩擦力变化情况，再对长方形物块受力分析，根据水平方向受力平衡列式求解水平拉力F的变化情况．【解答】解：A、对小球和长方形物块整体进行受力分析，整体处于平衡状态，受力平衡，受到重力、地面的支持力、拉力F和墙壁对球水平向右的压力以及水平向左的滑动摩擦力，竖直方向受力平衡，则地面对物块的支持力等于整体的重力，不发生改变，动摩擦因数不变，则滑动摩擦力不变，故AB错误；C、对长方形物块受力分析，受到重力、地面的支持力、拉力F、球对物块的压力N2′以及滑动摩擦力作用，如图所示：受力平衡，则水平方向有：F+N2′sinθ=f，根据牛顿第三定律可知，N2′=N2，由于N2增大，θ增大，f不变，则F减小，故C正确．D、对小球进行受力分析，如图所示： 智浪教育--普惠英才文库小球受力平衡，则有：N1=Gtanθ，，当水平向右的拉力F缓慢拉动长方体物块时，θ增大，则tanθ增大，所以N1增大，cosθ减小，则N2增大，根据牛顿第三定律可知，球对墙壁的压力逐渐增大，故D错误．故选：C【点评】本题主要考查了共点力平衡条件的直接应用，要求同学们能灵活选择研究对象，并能正确对物体进行受力分析，根据平衡条件结合几何关系求解，特别要注意对整体受力分析后，根据共点力平衡条件得出支持力不变，从而判断摩擦力为恒力，难度适中．　4．（2016•河西区一模）甲、乙两图分别表示一简谐横波在传播方向上相距3.0m的两质点的振动图象，如果波长大于1.5m，则该波的波速大小可能是（　　）A．5m/sB．10m/sC．15m/sD．20m/s【考点】F4：横波的图象；73：简谐运动的振动图象；F5：波长、频率和波速的关系．【分析】由两个质点的振动图象分析它们状态关系，确定距离与波长的关系，列出波长的通项式，由通项式代入解特殊值．【解答】解：由图可知两质点的振动图象反相，T=0.2s，则有s=（n+）λ=3mv==（n=0、1、2、3…）当n=0时，v=30m/s；当n=1，v=10m/s；当n=2，v=6m/s．由于n是整数，v不可能是15m/s和20m/s．故B正确．故选B【点评】本题解题关键是根据两质点的振动状态，结合波的周期性列出通项，培养运用数学知识解决物理问题的能力．　 智浪教育--普惠英才文库5．（2016•河西区一模）在水平桌面上，一个面积为S的圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图（甲）所示，0﹣1s内磁场方向垂直线框平面向下．圆形金属框与两根水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒的长为L、电阻为R，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，如图（乙）所示．若导体棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力f随时间变化的图象是图中的（设向右的方向为静摩擦力的正方向）（　　）A．B．C．D．【考点】D8：法拉第电磁感应定律；BB：闭合电路的欧姆定律；DD：电磁感应中的能量转化．【分析】通过线圈的磁场1随着时间的变化，由法拉第电磁感应定律可算出产生感应电动势大小，线圈中出现感应电流，导致导体棒处于磁场2中受到安培力的作用，由于棒始终处于静止，则可确定静摩擦力的方向及大小．【解答】解：由（甲）图可知在0﹣1s内磁感应强度均匀增大，产生稳恒感应电流，根据楞次定律可判断感应电流的方向为逆时针，导体棒受到的安培力的方向是水平向左，棒静止不动，摩擦力方向水平向右，为正方向．同理，分析以后几秒内摩擦力的方向，从而得出f﹣t图象为B图．故B正确，ACD错误；故选：B【点评】本题让学生掌握法拉第电磁感应定律来算出感应电动势大小，而楞次定律来确定感应电流的方向，左手定则来判定安培力的方向．　二、多项选择题 智浪教育--普惠英才文库6．（2016•河西区一模）同步卫星的发射方法是变轨发射，即先把卫星发射到离地面高度为200km﹣300km的圆形轨道上，这条轨道叫停泊轨道；如图所示，当卫星穿过赤道平面上的P点时，末级火箭点火工作，使卫星进入一条大的椭圆轨道，其远地点恰好在地球赤道上空约36000km处，这条轨道叫转移轨道；当卫星到达远地点Q时，再开动卫星上的发动机，使之进入同步轨道，也叫静止轨道．关于同步卫星及发射过程，下列说法正确的是（　　）A．在P点火箭点火和Q点开动发动机的目的都是使卫星加速，因此，卫星在静止轨道上运行的线速度大于在停泊轨道运行的线速度B．在P点火箭点火和Q点开动发动机的目的都是使卫星加速，因此，卫星在静止轨道上运行的机械能大于在停泊轨道运行的机械能C．卫星在转移轨道上运动的速度大小范围为7.9km/s﹣11.2km/sD．所有地球同步卫星的静止轨道都相同【考点】4J：同步卫星．【分析】根据卫星变轨原理分析火箭点火时卫星速度的变化，根据万有引力提供向心力判断速度大小，根据地球同步卫星的规律可得出D项．【解答】解：A、根据变轨的原理知，在P点火箭点火和Q点开动发动机的目的都是使卫星加速．当卫星做圆周运动，由G=m，得v=，可知，卫星在静止轨道上运行的线速度小于在停泊轨道运行的线速度，故A错误；B、在P点火箭点火和Q点开动发动机的目的都是使卫星加速，由能量守恒知，卫星在静止轨道上运行的机械能大于在停泊轨道运行的机械能，故B正确；C、在转移轨道的远地点，卫星加速以后才能进入同步卫星轨道，所以远地点的速度一定小于同步卫星的速度（约为2.6km/s），则转移轨道速度的范围是2.6km/s～11.2km/s．故C错误；D、所有的地球同步卫星的静止轨道都相同，并且都在赤道平面上，高度一定，故D正确； 智浪教育--普惠英才文库故选：BD．【点评】本题考查卫星变轨问题，要注意明确变轨时根据牛顿第二定律进行分析，明确离心运动的原理，知道第一宇宙速度是卫星围绕地球运动的最大速度．　7．（2016•河西区一模）一群处于n=3激发态的氢原子向基态跃迁，发出的光以相同的入射角θ照射到一块平行玻璃砖A上，经玻璃砖A后又照射到一块金属板B上，如图所示，则下列说法正确的是（　　）A．入射光经玻璃砖A后会分成相互平行的三束光线，从n=3直接跃迁到基态发出的光经玻璃砖A后的出射光线与入射光线间的距离最大B．在同一双缝干涉装置上，从n=3直接跃迁到基态发出的光形成的干涉条纹最窄C．经玻璃砖A后有些光子的能量将减小，有些光在玻璃砖的下表面会发生全反射D．若从n=3能级跃迁到n=2能级放出的光子刚好能使金属板B发生光电效应，则从n=2能级跃迁到基态放出的光子一定能使金属板B发生光电效应【考点】J4：氢原子的能级公式和跃迁；H5：全反射；IC：光电效应．【分析】通过光子频率的大小得出折射率的大小、波长的大小、临界角的大小，从而判断出出射光线与入射光线间的距离、条纹间距大小，以及是否发生全反射和是否能产生光电效应．【解答】解：A、一群处于n=3激发态的氢原子向基态跃迁，发出三种不同频率的光子，光线经过平行玻璃砖折射后，出射光线与入射光线平行．从n=3直接跃迁到基态发出的光频率最大，则折射率最大，偏折最厉害，根据几何关系知，出射光线与入射光线间的距离最小．故A错误．B、根据，频率最大的光，波长最短，所以条纹间距最小．故B正确． 智浪教育--普惠英才文库C、经玻璃砖A后，光子的频率不变，所以能量不变，在玻璃砖的下表面，根据光的可逆性，知不可能发生全反射．故C错误．D、从n=3能级跃迁到n=2能级放出的光子频率最小，该光子若能发生光电效应，则其它光子也能发生光电效应．故D正确．故选：BD．【点评】本题将能级的跃迁与光电效应、光的干涉和折射、全反射等知识联系起来，关键通过频率的大小得出折射率、波长等大小．　8．（2016•河西区一模）图乙中，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=5：1．原线圈接入如图甲所示的正弦交流电．电路中电表均为理想电表，定值电阻R1=R2=4Ω，D为理想二极管（该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大），则（　　）A．电阻R2两端的电压频率为50HzB．电流表的示数为5AC．原线圈的输入功率为150WD．将R1摘掉，电压表的示数不变【考点】E8：变压器的构造和原理；BG：电功、电功率．【分析】由交流电的图象可明确输出频率，明确变压器不会改变交流电的频率；根据二极管的性质，利用有效值的定义求解R2中的电流；由功率公式求解输出功率．【解答】解：A、由图甲可知，交流电的周期为0.02s，故频率为50Hz；而变压器及二极管均不会改变交流电的频率，故电阻R2两端的电压频率为50Hz；故A正确；B、经变压器后，输出电压为=20V，因二极管的单向导电性，只有一半时间内有电压加在R2两端；则有有效值的定义可得：U=10V；则电流表的示数为：2.5A故B错误； 智浪教育--普惠英才文库C、原线圈输入功率等于副线圈输出的功率，输出功率P=+（2.5）2×4=150W；故C正确；D、因输出电压由输入电压决定，故将R1摘掉，电压表的示数不变；故D正确；故选：ACD．【点评】本题考查变压器的性质及有效值的计算，要注意正确分析电路及图象，明确输出电压由输入电压决定；而输出功率决定了输入功率．　三、填空题9．（2016•河西区一模）如图所示，在光滑水平面上有一辆质量M=8kg的平板小车，车上有一个质量m=1.9kg的木块，木块距小车左端6m（木块可视为质点），车与木块一起以v=1m/s的速度水平向右匀速行驶．一颗质量m0=0.1kg的子弹以v0=179m/s的初速度水平向左飞来，瞬间击中木块并留在其中，则木块获得的速度大小是　8m/s　，如果木块刚好不从车上掉下，小车的速度大小是　0.8m/s　．【考点】53：动量守恒定律；6B：功能关系．【分析】子弹与木块组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出木块的速度；子弹、木块、小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律求出它们的共同速度即可．【解答】解：子弹击中木块过程中，子弹与木块组成的系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m0v0﹣mv=（m0+m）v1，代入数据解得v1=8m/s，以子弹、木块、小车组成的系统为研究对象，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：（m0+m）v1﹣Mv=（m0+m+M）v2，解得：v2=0.8m/s 智浪教育--普惠英才文库故答案为：8m/s；0.8m/s【点评】分析清楚物体运动过程，应用动量守恒定律与能量守恒定律即可正确解题，解题时注意正方向的选择．　10．（2016•河西区一模）某同学用如图所示装置来验证机械能守恒定律．将单摆用磁铁悬挂在铁质黑板上的O点，在O点下方将穿在圆环状磁铁的细铁钉同样吸在黑板上的P点，同时在黑板上用粉笔画一条水平线MN，将细线拉直，让非磁性摆球从MN上的A点由静止释放．当其摆至另一侧最高点时，观察其位置是否在水平线上，从而验证摆球在此过程中在误差范围内机械能是否守恒．（1）为进行多次实验验证，该同学通过调整　P的高度　，然后再次重复实验．（2）在实验中，该同学发现小球摆至右侧最高点时位置总比水平线MN略低，造成该结果的原因是　运动过程中受到摩擦阻力　（写出一条即可）．【考点】MD：验证机械能守恒定律．【分析】小球释放后，只有重力做功，机械能守恒，当碰到钉子后，机械能仍守恒，为多次实验验证，则可改变P点的高度；小球在摆动过程中，因存在摩擦阻力，则摆至右侧最高点时位置总比水平线MN略低．【解答】解：（1）由题意可知，由于小球释放后，只有重力做功，机械能守恒，因此只要小球另一侧最高点在同一水平线即可，为了多次进行实验验证，可通过调整P点的高度，再次重复实验；（2）在实验中该同学发现小球摆至右侧最高点时位置总比水平线MN略低，造成该结果的原因可能是受到摩擦阻力，故答案为：（1）P点的高度；（2）运动过程中受到摩擦阻力．【点评】考查机械能守恒定律的条件，掌握小球押动过程中，受到哪些力，哪些力做功，做正功，还是负功，理解小球摆至右侧最高点时位置总比水平线MN略低的原因． 智浪教育--普惠英才文库　11．（2016•河西区一模）①图是某同学连接的实验电路实物图．若L1、L2灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查，应用多用电表的直流电压挡进行检查，那么选择开关应置于　B　量程．A．直流电压2.5VB．直流电压10VC．直流电压50VD．直流250V②该同学测试结果如表1所示，在测试a、b间电压时，红表笔应接触　a　（填“a”或“b”）．根据测试结果，可以判定出故障是　D　．A．灯L1短路B．灯L2短路C．cd段断路D．df段断路表一：测试点电压示数a、b有示数c、d无示数d、f有示数③将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么进一步检查出现的故障是　D　A．灯L1断路B．灯L2断路C．灯L1、L2都断路D．de间导线断路．表二：测试点表针偏转情况c、dd、ee、f【考点】BB：闭合电路的欧姆定律；N4：用多用电表测电阻．【分析】 智浪教育--普惠英才文库（1）四节干电池的总电动势为6V，即可知道应用多用表的直流电压档10V档；红表笔接电压表的正接线柱，电流必须从正接线柱流入电压表；电压表有示数说明有断路，没示数说明没断路；（2）欧姆表的刻度无穷大在左端，0刻度在右端，电路断路时，其电阻为无穷大．【解答】解：①四节干电池的总电动势为6V，应用多用表的直流电压档10V档测量，故选：B，②在测试a、b间直流电压时，红表笔应当接触a，因为电流必须从电压表正接线柱流入，所以红表笔应当接触a端．A、若灯L1短路，L1灯不亮，而L2灯应更亮，与题不符．故A错误．B、若灯L2短路，L2灯不亮，而L1灯应更亮，与题不符．故B错误．C、cd段断路，则df间没有电压，无示数，故C错误．D、df段断路时，电路中无电流，两灯泡都不亮，ab、df间有电压，与题相符．故D正确．故选：D（2）欧姆表的刻度无穷大在左端，0刻度在右端，电路断路时，其电阻为无穷大．根据欧姆表的读数可知，d、e间电阻无穷大，说明导线断路．故D正确．故选：D故答案为：①B；②a；D；③D【点评】本题是故障分析问题，要掌握用电压表与欧姆表判断故障的原理和方法，了解欧姆表的刻度分布情况，即可作出判断．　四、计算题12．（2016•河西区一模）激流勇进是游乐园常有的激动游乐项目，其工作原理是由主动轮将游船沿较长的倾斜轨道提升至一定高度，然后船只从高处滑下，冲入水中，溅起很高且美丽的水花，整个过程刺激又有趣，其工作过程可以简化为如下情景：如图所示，左侧倾角α=30°的轨道AB（其长L1=30m）上相互间隔安装着主动轮，主动轮与游船间的动摩擦因数μ1=；右侧倾角β=53°的轨道CD（其长L2=20m）上相互间隔安装着导向轮（不会提供动力），导向轮与游船间的动摩擦因数均为μ2=；左右两侧轨道通过一段平滑轨道BC（其长L3=3m）相连，两相邻主动轮（或导向轮）间的距离s0=1m．长为L0 智浪教育--普惠英才文库=2m的游船上坐着两个游客，总质量为180kg，从左侧轨道如图所示的位置由静止开始被主动轮带动向上运动（主动轮的半径r=0.2m，恒定的角速度ω=10rad/s），达恒定的速率后，一直以此速率运动到游船尾部刚好与右侧轨道的上端C点平齐的位置，之后在导向轮上向下滑动．已知g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：（1）游船从轨道左侧运动到右侧底端（船头刚好触及水面）所用总时间；（2）动力装置在游船达到恒定速率前后（没有到达BC轨道）需增加的功率之比．【考点】63：功率、平均功率和瞬时功率；37：牛顿第二定律．【分析】（1）游船向上的运动有两段：先向上做加速运动，然后做匀速运动，向由牛顿第二定律求出游船的加速度，然后由运动学的公式求出向上加速的时间和位移，再由位移关系求出匀速运动的位移和时间；最后由牛顿第二定律求出游船向下加速的时间，求出三段时间的和即可；（2）由瞬时功率的表达式分别写出动力装置在游船达到恒定速率前后（没有到达BC轨道）需增加的功率，再求出它们的比值即可【解答】解：（1）游船向上加速的过程中设加速度为a1，由牛顿第二定律得：μ1mgcos30°﹣mgsin30°=ma1代入数据得：a1=2.5m/s2从静止至游船的速度与主动轮的速度相等的时间t1，向上的位移为x1，由运动学的公式有：v=a1t1主动轮的线速度：v=rω=0.2×10=2m/s联立得：t1=0.8s又：游船向上匀速直线运动位移：x2=L1+L3﹣x1=30+3﹣0.8=32.2m匀速运动的时间：游船在右侧的轨道上做匀加速直线运动，设加速度为a2，由牛顿第二定律得： 智浪教育--普惠英才文库mgsinβ﹣μ2mgcosβ=ma2代入数据得：设加速的时间为t3，游船在右侧的轨道是发生的位移：代入数据，联立得：t3=2.4s所以总时间：t=t1+t2+t3=0.8s+16.1s+2.4s=19.3s（2）游船到达恒定的速率前，动力装置增加的功率为：P1=f1v=（μ1mgcosα）•v游船到达恒定的速率后动力装置提供的功率为：P2=f2v=mgsinα•v所以动力装置在游船达到恒定速率前后（没有到达BC轨道）需增加的功率之比为：答：（1）游船从轨道左侧运动到右侧底端（船头刚好触及水面）所用总时间是19.3s；（2）动力装置在游船达到恒定速率前后（没有到达BC轨道）需增加的功率之比是3：2．【点评】该题虽然看似提供的情景比较新颖，但属于传送带问题，抓住游船向上的运动的特点分成加速阶段和匀速阶段两段，然后分别使用各自的公式进行解答是关键．　13．（2016•河西区一模）图甲为一研究电磁感应的实验装置示意图，其中电流感应器（相当于一只理想的电流表）能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机，经计算机处理后在屏幕上同步显示出I﹣t图象，足够长光滑金属轨道电阻不计，宽度为L=0.2m，倾角为θ=30°，轨道上端连接的定值电阻的阻值为R=0.9Ω，金属杆MN的电阻为r=0.1Ω，质量为m=1kg．在轨道区域加一垂直于轨道平面向下、磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场，让金属杆在轨道平面向下、大小随时间变化的拉力F作用下由静止开始下滑，计算机显示出如图乙所示的I﹣t图象（I0=0.2A，t0=1s）．设杆在整个运动过程中与轨道垂直．（1）试推导出金属杆的速度v随时间t变化的关系式；（2）试推导出拉力F随时间t变化的关系式； 智浪教育--普惠英才文库（3）金属杆从静止开始下滑2s时间，在定值电阻所产生的焦耳热为Q=90J，则拉力做的功W为多少？【考点】D9：导体切割磁感线时的感应电动势；39：牛顿运动定律的综合应用；BB：闭合电路的欧姆定律；CC：安培力．【分析】（1）由图乙得电流强度随时间变化关系，根据E=BLv、闭合电路的欧姆定律联立求解；（2）根据v=at得到加速度大小，由牛顿第二定律求解拉力F随时间t变化的关系式；（3）求出金属杆从静止开始下滑的位移，根据速度时间关系求解速度，根据焦耳定律求解产生的焦耳热，根据动能定理求解所以整个过程中克服安培力做的功．【解答】解：（1）由图乙得：I=，由导体棒切割磁感应线产生的感应电动势计算公式可得：E=BLv，根据闭合电路的欧姆定律可得：I=，解得：v=2t（m/s）；（2）由上知棒做匀加速直线运动，加速度大小为a=2m/s2，安培力大小：F安=BIL=0.02t，取沿斜面向下为正，由牛顿第二定律得：F+mgsinθ﹣F安=ma可得拉力F=0.02t﹣3（N）；（3）金属杆从静止开始下滑t=2s时间内通过的位移为x=，2s时刻的速度v=a•t=4m/s， 智浪教育--普惠英才文库根据串联电路的规律知棒产生的热量，所以整个过程中克服安培力做的功为WA=90J+10J=100J；根据动能定理得：mgsinθ•x+W﹣WA=﹣0，解得W=．答：（1）金属杆的速度v随时间t变化的关系式为v=2t（m/s）；（2）拉力F随时间t变化的关系式为F=0.02t﹣3（N）；（3）金属杆从静止开始下滑2s时间，在定值电阻所产生的焦耳热为Q=90J，则拉力做的功W为140J．【点评】对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题，根据平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解．　14．（2016•河西区一模）如图所示，在无限长的水平边界AB和CD间有一匀强电场，同时在AEFC、BEFD区域分别存在水平向里和向外的匀强磁场，磁感应强度大小相同，EF为左右磁场的分界线．AB边界上的P点到边界EF的距离为（2+）L．一带正电微粒从P点的正上方的O点由静止释放，从P点垂直AB边界进入电、磁场区域，且恰好不从AB边界飞出电、磁场．已知微粒在电、磁场中的运动轨迹为圆弧，重力加速度大小为g，电场强度大小E（E未知）和磁感应强度大小B（B未知）满足=2，不考虑空气阻力，求：（1）匀强电场的场强E的大小和方向；（2）O点距离P点的高度h多大；（3）若微粒从O点以v0=水平向左平抛，且恰好垂直下边界CD射出电、磁场，则微粒在电、磁场中运动的时间t多长？ 智浪教育--普惠英才文库【考点】CI：带电粒子在匀强磁场中的运动；AK：带电粒子在匀强电场中的运动．【分析】（1）微粒在进入电磁场前做匀加速直线运动，在电磁场中做匀速圆周运动，电场力与重力应平衡，据此分析和求解场强的大小和方向．（2）微粒在磁场中运动速率v1时恰好与AB相切，画出运动轨迹，根据几何关系求出轨迹半径；由洛伦兹力公式和牛顿第二定律求出轨迹半径．微粒在进入电磁场前做匀加速直线运动，由动能定理可以求出O到P的距离h；（3）微粒在进入电磁场前做平抛运动，在电磁场中做匀速圆周运动，根据微粒做圆周运动的周期公式求出微粒的运动时间．【解答】解：微粒带电量为q、质量为m，轨迹为圆弧，必有qE=mg．则E=，E的方向：竖直向上（2）微粒在磁场中运动速率v1时恰好与AB相切，如图所示，O1、O2为微粒运动的圆心，O1O2与竖直方向夹角为θ，由几何知识知sinθ=微粒半径r1，由几何关系有r1+r1sinθ=（2+）L，得r1=2L．由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有qv1B=m由动能定理有mgh=mv12；已知=2，联立解得h=L（2）微粒平抛到AB边界上的M点的时间为t1，水平距离x1，由运动学公式有x1=v0t1，h=gt12代入v0=、h=L，得t1=、x1=L．微粒在M点时竖直分速度v1=，速度为v=2、与AB夹角为θ=30°．微粒在磁场中运动半径r2=4L．由几何关系知微粒从M点运动30°垂直到达EF边界．微粒在磁场中运动周期T==4π由题意有微粒运动时间t=T+k•，（k=0，1，2，…）微粒运动时间t=2π（）．（k=0，1，2，…）答： 智浪教育--普惠英才文库（1）匀强电场的场强E的大小为，E的方向：竖直向上；（2）O点距离P点的高度h为L；（3）微粒在电、磁场中运动的时间t为2π（）．（k=0，1，2，…）．【点评】本题考查了求距离、微粒的运动时间问题，分析清楚微粒运动过程，应用动能定理、牛顿第二定律、平抛运动规律即可正确解题，关键要抓住圆周运动的周期性．