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21.(19分)

如圖甲，在水平地面上固定一傾角為θ的光滑絕緣斜面，斜面處于電場強(qiáng)度大小為E、方向沿斜面向下的勻強(qiáng)電場中。一勁度系數(shù)為k的絕緣輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面底端，整根彈簧處于自然狀態(tài)。一質(zhì)量為m、帶電量為q(q>0)的滑塊從距離彈簧上端為s₀處靜止釋放，滑塊在運動過程中電量保持不變，設(shè)滑塊與彈簧接觸過程沒有機(jī)械能損失，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小為g。

(1)求滑塊從靜止釋放到與彈簧上端接觸瞬間所經(jīng)歷的時間t₁

(2)若滑塊在沿斜面向下運動的整個過程中最大速度大小為v_m，求滑塊從靜止釋放到速度大小為v_m過程中彈簧的彈力所做的功W；

(3)從滑塊靜止釋放瞬間開始計時，請在乙圖中畫出滑塊在沿斜面向下運動的整個過程中速度與時間關(guān)系v-t圖象。圖中橫坐標(biāo)軸上的t_1、t₂及t₃分別表示滑塊第一次與彈簧上端接觸、第一次速度達(dá)到最大值及第一次速度減為零的時刻，縱坐標(biāo)軸上的v₁為滑塊在t₁時刻的速度大小，v_m是題中所指的物理量。(本小題不要求寫出計算過程)

答案(1); (2);

(3)

[解析]本題考查的是電場中斜面上的彈簧類問題。涉及到勻變速直線運動、運用動能定理處理變力功問題、最大速度問題和運動過程分析。

(1)滑塊從靜止釋放到與彈簧剛接觸的過程中作初速度為零的勻加速直線運動，設(shè)加速度大小為a，則有

　　 qE+mgsin=ma　　　　　　　　　　 ①

　　 　　　　　　　　　　　�、�

聯(lián)立①②可得

　　 　　　　　　　�、�

(2)滑塊速度最大時受力平衡，設(shè)此時彈簧壓縮量為，則有

　　 　　　　　　　　�、�

　　 從靜止釋放到速度達(dá)到最大的過程中，由動能定理得

　　 　　　　⑤

聯(lián)立④⑤可得

　　 s

(3)如圖

20.(15分)

如圖所示，射擊槍水平放置，射擊槍與目標(biāo)靶中心位于離地面足夠高的同一水平線上，槍口與目標(biāo)靶之間的距離s=100 m，子彈射出的水平速度v=200m/s，子彈從槍口射出的瞬間目標(biāo)靶由靜止開始釋放，不計空氣阻力，取重力加速度g為10 m/s²，求：

(1)從子彈由槍口射出開始計時，經(jīng)多長時間子彈擊中目標(biāo)靶？

(2)目標(biāo)靶由靜止開始釋放到被子彈擊中，下落的距離h為多少？

答案(1)0.5s(2)1.25m

[解析]本題考查的平拋運動的知識。

(1)子彈做平拋運動，它在水平方向的分運動是勻速直線運動，設(shè)子彈經(jīng)t時間集中目標(biāo)靶，則

　　 t=

　　 代入數(shù)據(jù)得

　　 t=0.5s

　　 (2)目標(biāo)靶做自由落體運動，則h=

代入數(shù)據(jù)得 h=1.25m

19.(18分)

(1)(6分)在通用技術(shù)課上，某小組在組裝潛艇模型時，需要一枚截面為外方內(nèi)圓的小螺母，如圖所示�，F(xiàn)需要精確測量小螺母的內(nèi)徑，可選用的儀器有：

A.50等分的游標(biāo)卡尺　　　　　 B. 螺旋測微器

①在所提供的儀器中應(yīng)選用　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②在測量過程中，某同學(xué)在小螺母中空部分360°范圍內(nèi)選取不同的位置進(jìn)行多次測量取平均值的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(2)(12分)某研究性學(xué)習(xí)小組為了制作一種傳感器，需要選用一電器元件。圖為該電器元件的伏安特性曲線，有同學(xué)對其提出質(zhì)疑，先需進(jìn)一步驗證該伏安特性曲線，實驗室備有下列器材：

器材(代號)	規(guī)格
電流表(A1) 電流表(A2) 電壓表(V1) 電壓表(V2) 滑動變阻器(R1) 滑動變阻器(R2) 直流電源(E) 開關(guān)(S) 導(dǎo)線若干	量程0~50mA，內(nèi)阻約為50 量程0~200mA，內(nèi)阻約為10 量程0~3V，內(nèi)阻約為10k 量程0~15V，內(nèi)阻約為25k 阻值范圍0~15，允許最大電流1A 阻值范圍0~1k，允許最大電流100mA 輸出電壓6V，內(nèi)阻不計

①為提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確程度，電流表應(yīng)選用　　　　 ；電壓表應(yīng)選用　　　　　 ；滑動變阻器應(yīng)選用　　　　　　　 。(以上均填器材代號)

②為達(dá)到上述目的，請在虛線框內(nèi)畫出正確的實驗電路原理圖，并標(biāo)明所用器材的代號。

③若發(fā)現(xiàn)實驗測得的伏安特性曲線與圖中曲線基本吻合，請說明該伏安特性曲線與小電珠的伏安特性曲線有何異同點？

相同點：　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　，

不同點：　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　。

答案．(1)①A　　 ②較小實驗的偶然誤差　

(2)①A₂ V₁　　 R₁

　　 ②如圖

　　 ③相同點：通過該元件的電流與電壓的變化關(guān)系和通過小電珠的電流與電壓的變化關(guān)系都是非線性關(guān)系，該元件的電阻隨電壓的增大而減小，而笑電珠的電阻值隨電壓的升高而增大。

[解析](1)①游標(biāo)卡尺方便地測量內(nèi)徑、外徑和深度，而螺旋測微器只能測外徑。故選A

②多次測量取平均值的目的就是減小偶然誤差。

(2)①圖像中電流0-0.14A，電流表選A₂；電源電壓6V，但圖像只要求電壓在0-3V之間調(diào)整，為了測量準(zhǔn)確電壓表選V₁；由于繪制圖像的需要，要求電壓從0-3V之間調(diào)整，所以滑動變阻器只能采用分壓式接法，為了能很好調(diào)節(jié)電壓，滑動變阻器應(yīng)選用阻值較小的R₁。

②該元件約幾十Ω，，電壓表的分流作用可以忽略，所以采用電流表外接法；實驗數(shù)據(jù)的采集要求從零開始，所以滑動變阻器采用分壓式接法。

③從圖像的形狀和斜率變化趨勢上去找相同點和不同點，突出都是“非線性”，圖像上某點與原點連線的斜率是電阻的倒數(shù)。

18.如圖所示，固定位置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中。一質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻)的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為u�，F(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運動距離L時，速度恰好達(dá)到最大(運動過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直)。設(shè)桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度大小為g。則此過程

A.桿的速度最大值為

B.流過電阻R的電量為

C.恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動能的變化量

D.恒力F做的功與安倍力做的功之和大于桿動能的變化量

答案BD

[解析]當(dāng)桿達(dá)到最大速度v_m時，得，A錯；由公式，B對；在棒從開始到達(dá)到最大速度的過程中由動能定理有：，其中，，恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動能的變化量與回路產(chǎn)生的焦耳熱之和，C錯；恒力F做的功與安倍力做的功之和等于于桿動能的變化量與克服摩擦力做的功之和，D對。

17.圖甲為一列簡諧橫波在t=0.10s時刻的波形圖，P是平衡位置為x=1 m處的質(zhì)點，Q是平衡位置為x=4 m處的質(zhì)點，圖乙為質(zhì)點Q的振動圖象，則

A.t=0.15s時，質(zhì)點Q的加速度達(dá)到正向最大

B.t=0.15s時，質(zhì)點P的運動方向沿y軸負(fù)方向

C.從t=0.10s到t=0.25s，該波沿x軸正方向傳播了6 m

D.從t=0.10s到t=0.25s，質(zhì)點P通過的路程為30 cm

答案AB

[解析]由y-t圖像知，周期T=0.2s，且在t=0.1sQ點在平衡位置沿y負(fù)方向運動，可以推斷波沒x負(fù)方向傳播，所以C錯；

從t=0.10s到t=0.15s時，Δt=0.05s=T/4，質(zhì)點Q從圖甲所示的位置振動T/4到達(dá)負(fù)最大位移處，又加速度方向與位移方向相反，大小與位移的大小成正比，所以此時Q的加速度達(dá)到正向最大，而P點從圖甲所示位置運動T/4時正在由正最大位移處向平衡位置運動的途中，速度沿y軸負(fù)方向，所以A、B都對；

振動的質(zhì)點在t=1T內(nèi)，質(zhì)點運動的路程為4A；t=T/2，質(zhì)點運動的路程為2A；但t=T/4，質(zhì)點運動的路程不一定是1A；t=3T/4，質(zhì)點運動的路程也不一定是3A。本題中從t=0.10s到t=0.25s內(nèi)，Δt=0.15s=3T/4，P點的起始位置既不是平衡位置，又不是最大位移處，所以在3T/4時間內(nèi)的路程不是30cm。

16.一臺小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示。已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5.0，則外接一只電阻為95.0的燈泡，如圖乙所示，則

A.電壓表v的示數(shù)為220v　　　　

B.電路中的電流方向每秒鐘改變50次

C.燈泡實際消耗的功率為484w　　

D.發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2J

答案D

[解析]電壓表示數(shù)為燈泡兩端電壓的有效值,由圖像知電動勢的最大值E_m=V，有效值E=220V，燈泡兩端電壓，A錯；由圖像知T=0.02S，一個周期內(nèi)電流方向變化兩次，可知1s內(nèi)電流方向變化100次，B錯；燈泡的實際功率,C錯；電流的有效值，發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為，D對。

15.如圖所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源(內(nèi)阻不計)連接，下極板接地。一帶電油滴位于容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài)�，F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離

A.帶點油滴將沿豎直方向向上運動　

B.P點的電勢將降低

C.帶點油滴的電勢將減少　　　　　

D.若電容器的電容減小，則極板帶電量將增大

答案B

[解析]電容器兩端電壓U不變，由公式，場強(qiáng)變小，電場力變小，帶點油滴將沿豎直方向向下運動，A錯； P到下極板距離d不變，而強(qiáng)場E減小，由公式U=Ed知P與正極板的電勢差變小，又因為下極板電勢不變，所以P點的電勢變小，B對；由于電場力向上，而電場方向向下，可以推斷油滴帶負(fù)電，又P點的電勢降低，所以油滴的電勢能增大，C錯；圖中電容器兩端電壓U不變,電容C減小時由公式Q=CU，帶電量減小，D錯。

14.“嫦娥一號”月球探測器在環(huán)繞月球運行過程中，設(shè)探測器運行的軌道半徑為r，運行速率為v，當(dāng)探測器在飛越月球上一些環(huán)形山中的質(zhì)量密集區(qū)上空時

A.r、v都將略為減小　　　　 　　　　B.r、v都將保持不變

C.r將略為減小，v將略為增大　　　　 D. r將略為增大，v將略為減小

答案C

[解析]當(dāng)探測器在飛越月球上一些環(huán)形山中的質(zhì)量密集區(qū)上空時，引力變大，探測器做近心運動，曲率半徑略為減小，同時由于引力做正功，動能略為增加，所以速率略為增大

13. 光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說法正確的是

　　 A. 用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象

　　 B. 用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的衍射現(xiàn)象

　　 C. 在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的色散現(xiàn)象

　　 D. 光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象

答案D

[解析]用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的薄膜干涉現(xiàn)象，A錯；用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的折射形成的色散現(xiàn)象，B錯；在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的全反射現(xiàn)象，C錯；光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，D對。

18．(20分)如圖所示，金屬線圈abcd，匝數(shù)為N，單位長度電阻值為R₀，ab邊長為d，ac邊長為l。金屬線圈繞軸OO′，以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。從金屬線圈的平面與中性面垂直時開始計時，求

　 (1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值和瞬時值的表達(dá)式；

　 (2)在轉(zhuǎn)過60°角的過程中，線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢；

　 (3)在轉(zhuǎn)過60°角的過程中，流過金屬導(dǎo)線某截面的電量；

　 (4)在勻速轉(zhuǎn)過60°角瞬間，線圈ab邊所受安培力的大��；

　 　 (5)不計轉(zhuǎn)軸摩擦，外力驅(qū)動金屬線圈勻速轉(zhuǎn)動的平均功率。