1、2011届北京市海淀区高三第二学期查漏补缺物理试题 B 选择题 某同学为了研究超重和失重现象，将重为 50N 的物体带上电梯，并将它放在电梯中的力传感器上。若电梯由静止开始运动，并测得重物对传感器的压力F随时间 t变化的图象，如图 1所示。设电梯在第 1s末、第 4s末和第 8s末的速度大小分别为 v1、 v4 和 v8，以下判断中正确的是 A电梯在上升，且 v1 v4 v8 B电梯在下降，且 v1 v4d），光电门 1、 2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为 t1=4.010-2s， t2=2.010-2s； （ 2）用米尺测量两光电门的间距为 L=0.40m，则小车的加速度大小 a= m
2、/s2； （ 3）该实验中，为了 把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力，就必须平衡小车受到的摩擦力，正确的做法是 _； （ 4）某位同学通过测量，把砂和砂桶的重量当作小车的合外力 F，作出 a-F图线。如图 13中的实线所示。试分析：图线不通过坐标原点 O 的原因是 ；曲线上部弯曲的原因是 ;为了既能改变拉力 F，又保证 a-F图象是直线，可以进行这样的操作 。 答案：（ 1） 8.0010-3m；（ 2） 0.15；（ 3）推动小车，经过两个光电门的时间相等，说明小车做匀速运动；（ 4）平衡摩擦力时斜面夹角偏大；砂和砂桶总质量不是远小于车受到的力， 或砂和砂桶总重力不等于车受到的拉力；将车上
3、钩码取下来挂到小桶上。 图 14是用来测量未知电阻 Rx的实验电路的实物连线示意图，图中 Rx是待测电阻，阻值约为 300； E是电池组，电动势 6V，内阻不计； V是电压表，量程 3V，内阻 r 约 3000； R是电阻箱，阻值范围 0999.9； Rl是滑动变阻器，Sl和 S2是单刀单掷开关。 主要的实验步骤如下： 连好电路后，合上开关 Sl和 S2，调节滑动变阻器的滑片，使得电压表的示数为 3.00V。 合上开关 S1，断开开关 S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的阻值， 使得电压表的示数为 2.00V。 读出图 15电阻箱的阻值，并计算求得未知电阻 Rx的大小。 实验后整理
4、仪器。 (1)可供选择的滑动变阻器有： 滑动变阻器 A：最大阻值 100，额定电流 0.5A 滑动变阻器 B：最大阻值 10，额定电流 2.0A 为了使实验测量值尽可能地准确，实验应选用的滑动变阻器是 。 (2)电阻箱的旋钮位置如图所示，它的阻值是 。 (3)未知电阻 Rx= 。 (4)测量值与真实值相比较，测量值比真实值 。（填偏大、相等或偏小） 答案： (1)B； (2)140.0； (3)280.0； (4)偏大 计算题 如图 20所示，参加某电视台娱乐节目的选手从较高的平台上以水平速度跃出后，落在水平传送带上。已知平台与传送带的高度差 H 1.8m，水池宽度 s0 1.2m，传送带 A
5、B间的距离 L0 20m。由于传送带足够粗糙，假设选手落到传送带上后瞬间相对传送带静止，经过 t 1.0s反应时间后，立刻以 a 2m/s2恒定向右的加速度跑至传送带最右端。 （ 1）若传送带静止，选手以 v0 3m/s的水平速度从平台跃出，求 这位选手落在传送带上距离 A点的距离。 （ 2）求 刚才那位选手从开始跃出到跑至传送带右端所经历 的时间。 （ 3）若传送带以 v 1m/s的恒定速度向左运动，选手要能到达传送带右端，则他从高台上跃出的水平速度 v1 至少为多大？（计算结果均保留 2位有效数字） 答案： (1) s=0.6m；（ 2） t 6.0 s； (3) 4.1 m/s。 如图
6、19所示，导体棒 ab、 cd放在光滑水平导轨上， cd棒通过滑轮悬挂一质量为 m的物块，整个装置处于磁感应强度大小为 B、方向竖直向下的匀强磁场中 ab在外力作用下以速度 v1 匀速向右运动时， cd棒由静止释放，设 ab、cd的长度均为 L， ab棒的电阻为 r1， cd棒的电阻为 r2，导轨足够 长且电阻不计，求： （ 1） cd棒开始运动的方向与 ab棒匀速运动速度 v1 取值的关系； （ 2）稳定状态时， cd棒匀速运动的速度； （ 3）稳定状态时，回路的电功率 P电和外力的功率 P外 答案：） ， ， cd棒开始向右运动； ， cd棒静止； ， cd棒开始向左运动。 （ 2） cd
7、棒匀速运动可能有两种情况：匀速向右运动和匀速向左运动 cd棒匀速向右运动时 ; cd棒匀速向左运动时 （ 3） P电 = ； 。 相距 L 1.5m的足够长金属导轨竖直放置，质量为 m1 1.0kg的金属棒 ab和质量为 m2 0.27kg 的金属 棒 cd 均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图（ a）所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同。 ab棒光滑， cd棒与导轨间动摩擦因数为 0.75，两棒总电阻为 R=1.8，导轨电阻不计。 ab棒在方向竖直向上，大小按图（ b）所示规律变化的外力 F作用下，从静止开始，沿导轨匀加速运动，同时
8、cd棒也由静止释放。取重力加速度 g=10m/s2。 （ 1）求出磁感应强度 B的大小和 ab棒加速度大小； （ 2）已知在 2 s内外力 F做功 40 J，求这一过程中两金属棒产生的总焦 耳热； （ 3）判断 cd棒将做怎样的运动，求出 cd棒达到最大速度所需的时间 t0，并在图（ c）中定性画出 cd棒所受摩擦力 fcd随时间变化的图象。 答案： (1) ， B 1.2T； (2)18J； (3)2s，如答图。 考点：导体切割磁感线时的感应电动势；牛顿第二定律；动能定理的应用；能量守恒定律 分析：（ 1）由 E=BLv、 I= 、 F=BIL、 v=at，及牛顿第二定律得到 F与时间 t的
9、关系式，再根据数学知识研究图象（ b）斜率和截距的意义，即可求磁感应强度 B的大小和 ab棒加速度大小 （ 2）由运动学公式求出 2s末金属棒 ab的速率和位移，根据动能定理求出两金属棒产生的总焦耳热 （ 3）分析 cd棒的运动情况： cd棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当 cd棒所受重力与滑动摩擦力相等时，速度达到最大；然后做加速度逐渐增大的减速运动，最后停止运动 cd棒达到最大速度时重力与摩擦力平衡，而 cd棒对导轨的压力等于安培力，可求出电路中的电流，再由 E=BLv、欧姆定律求出最大速度 解（ 1）经过时间 t，金属棒 ab的速率 v=at 此时，回路中的感应电流为 I= = 对金属棒
10、 ab，由牛顿第二定律得 F-BIL-m1g=m1a 由以上各式整理得： F=m1a+m1g+ at 在图线上取两点： t1=0， F1=11N； t2=2s， F2=14.6N 代入上式得 a=1m/s2， B=1.2T （ 2）在 2s末金属棒 ab的速率 vt=at=2m/s 所发生的位移 S= at2=2m 由动能定律得 WF-m1gS-W 安 = m1v 又 Q=W 安 联立以上方程，解得 Q=WF-mgs- m v =40-1102- 122=18（ J） （ 3） cd棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当 cd棒所受重力与滑动摩擦力相等时，速度达到最大；然后做加速度逐渐增大的减速运
11、动，最后停止运动 当 cd棒速度达到最大时，对 cd棒有： m2g=FN 又 FN=F 安 F 安 =BIL 整理解得 m2g=BIL 对 abcd回路： I= = 解得 vm= =2m/s vm=at0得 t0=2s fcd随时间变化的图象如图所示 答： （ 1）求出磁感应强度 B的大小为 1.2T， ab棒加速度大小 1m/s2； （ 2）这一过程中两金属棒产生的总焦耳热是 18J； （ 3） cd棒达到最大速度所需的时间 t0为 2s， cd棒所受摩擦力 fcd随时间变化的情况如图 如图 17所示，竖直平面 xOy内存在水平向右的匀强电场，场强大小 E=10N C，在 y0的区域内还存在
12、垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小 B=0.5T，一带电量 q=+0.2C、质量 m=0.4kg的小球由长 L=0.4m的细线悬挂于 P点。小球可视为质点，现将小球拉至水平位置 A无初速释放，小球运动到悬点 P 正下方的坐标原点 O 时，悬线突然断裂。取重力加速度 g=10m/s 。求： （ 1）小球运动到 O 点时的速度大小； （ 2）悬线断裂前瞬间拉力的大小； （ 3）悬线断裂后 0.2s小球的位置坐标。 答案：（ 1） 2.0m/s； (2） 8.2N；（ 3）（ -0.3m， 0.2m）。 如图 16所示，在分别为 和 的两个相邻的条形区域中分别有匀强磁场和匀强电场，磁场方向
13、垂直于纸面向里，电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电的粒子以速率 v从磁场区域的上边界的 P点向下成 =60o射入磁场，然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场，最后从电场边界上的 Q 点射出。已知 PQ垂直于电场方向，不计重力。求电场强度和磁感应强度大小之比，以及粒子在磁场与电场中运动的时间之比。 答案： ， 。 粒子在磁场中 做匀速圆周运动（如图） , 设 P为虚线与分界线的交点， POP= 。由于粒子在分界线处的速度与分界线垂直，圆心 O 应在分界线上，OP长度即为粒子运动的圆弧的半径 R。由几何关系得 设粒子的质量和所带正电荷分别为 m和 q，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得 粒子
14、在磁场中的运动时间为 : 粒子进入电场后做类平抛运动，其初速度为 v，方向垂直于电场。设粒子加速度大小为 a，由牛顿第二定律得： qE=ma 由运动学公式有 式中 是粒子在电场中运动的时间 以上各式联立解得： 如 图 21所示，第四象限内有互相正交的匀强电场 E与匀强磁场 B1， E的大小为 1.5103V m， Bl大小为 0.5T；第一象限的某个矩形区域内，有方向垂直纸面的匀强磁场 B2，磁场的下边界与 x轴重合。一质量 m=110-14kg、电荷量q=2l0-10C的带正电微粒以某一速度 v沿与 y轴正方 向 60角 从 M点沿直线运动，经 P点即进入处于第一象限内的磁场 B2 区域。一段时间后，小球经过 y轴上的 N 点并与 y轴正方向成 60角的方向飞出。 M点的坐标为（ 0， -10）， N点的坐标为（ 0， 30），不计粒子重力， g取 10m/s2。 则求： （ 1）微粒运动速度 v的大小； （ 2）匀强磁场 B2 的大小； （ 3） B2 磁场区域的最小面积。 答案：（ 1） 。 （ 2）画出微粒的运动轨迹如图，粒子做圆周运动 的半径为 由 ，解得 。 （ 3）由图可知，磁场 B2 的最小区域应该分布在图示的矩形 PACD内，由几何关系易得 所以，所求磁场的最小面积为
