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1、第 1 页 共 8 页 非选择题定时训练非选择题定时训练 3 (限时：60 分钟) 三、实验题 13(2019湖南怀化市第三次模拟)如图 1 甲所示，一条质量和厚度不计的纸带缠绕在固定于 架子上的定滑轮上，纸带的下端悬挂一质量为 m 的重物，将重物由静止释放，滑轮将在纸带 带动下转动假设纸带和滑轮不打滑，为了分析滑轮转动时角速度的变化情况，释放重物前 将纸带先穿过一电火花计时器，交变电流的频率为 50 Hz，如图乙所示，通过研究纸带的运 动情况得到滑轮角速度的变化情况图丙为打点计时器打出来的纸带，取中间的一段，在这 一段上取了 7 个计数点 A、B、C、D、E、F、G，每相邻的两个计数点间有
2、4 个点没有画出， 其中：x18.05 cm、x210.34 cm、x312.62 cm、x414.92 cm、x517.19 cm、x619.47cm. 图 1 (1)根据上面的数据，可以求出 D 点的速度 vD_ m/s；(结果保留三位有效数字) (2)测出滑轮半径等于 3.00 cm，则打下 D 点时滑轮的角速度为_ rad/s； (结果保留三位 有效数字) (3)根据题中所给数据求得重物下落的加速度为_ m/s2.(结果保留三位有效数字) 答案 (1)1.38 (2)46.0 (3)2.29 解析 (1)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知， D点的瞬时速度 ： vD
3、第 2 页 共 8 页 m/s1.38 m/s. CE 2T 12.6214.92 102 2 0.1 (2)由 vr，则打下 D 点时滑轮的角速度： rad/s46.0 rad/s. vD r 1.38 0.03 (3)根据 xaT2 可知 a(x 4x5x6)(x1x2x3) 9T2 102 m/s22.29 m/s2. (14.9217.1919.47)(8.0510.3412.62) 9 0.12 14(2019河南新乡市第三次模拟)某同学想将满偏电流 Ig100 A、内阻未知的微安表改装 成电压表 图 2 (1)该同学设计了如图 2 甲所示电路测量该微安表的内阻，所用电源的电动势为
4、4 V请帮助 该同学按图甲所示电路完成实物图乙的连接 第 3 页 共 8 页 (2)该同学先闭合开关 S1， 调节 R2的阻值， 使微安表的指针偏转到最大刻度 ； 保持开关 S1闭合， 再闭合开关S2， 保持R2的阻值不变， 调节R1的阻值， 当微安表的指针偏转到最大刻度的 时， R1 2 3 的阻值如图丙所示，则该微安表内阻的测量值 Rg_ ，该测量值_(填“大 于”“等于”或“小于”)真实值 (3)若要将该微安表改装成量程为 1 V 的电压表，需_(填 “串联” 或“并联” )阻值 R0 _ 的电阻 答案 (1)如图所示 (2)142 小于 (3)串联 9 858 解析 (1)实物连线如图
5、所示； (2)由电路图可知，当微安表的读数为 Ig时，通过电阻箱的电流为 ，则电阻箱 R1的阻值等 2 3 Ig 3 于微安表内阻的 2 倍，由题图可知电阻箱的读数为 284 ，则微安表的内阻为 142 ； 闭合 S2后，电路总电阻变小，电路总电流变大，通过电阻箱的电流大于 Ig，则该实验测出 1 3 的电表内阻偏小； 第 4 页 共 8 页 (2)若要将该微安表改装成量程为 1 V 的电压表，需串联阻值 R0 rg U Ig 1 100 106 142 9 858 的电阻 四、计算题 15.(2019山东青岛市三模)如图 3， 质量 m0.1 kg 的带电小球从 h20 m 高处以 v05
6、m/s 的 速度水平抛出，落到水平地面上的 A 点；若仍将小球以同样的速度水平抛出，当小球到达 P 点时，在小球运动空间加上一竖直向上的匀强电场(图中未画出)，小球落到地面上的 B 点， 小球的水平射程增加了 5 m，已知 P 点高度 h15 m，小球所带电荷量 q1103 C， 重力加速度 g 取 10 m/s2，空气阻力不计，求： 图 3 (1)小球到达 A 点时的动能； (2)所加匀强电场电场强度 E 的大小 答案 (1)21.25 J (2)1 250 V/m 解析 (1)设小球在 A 点的动能为 EkA， 根据动能定理有：EkA mv mgh 1 2 02 代入数据可得：EkA21.
7、25 J (2)设小球从抛出到落在 A 点的时间为 t1， 从抛出到运动到 P 点的时间为 t2， 从 P 点到运动到 A 点的时间为 t1，P、A 两点的水平距离为 x1，则有：h gt 1 2 12 hh gt 1 2 22 t1t1t2 第 5 页 共 8 页 x1v0t1 vPygt2 加上匀强电场后，小球从 P 点运动到 B 点的时间为 t2， 则有：x15 mv0t2 mgqEma hvPyt2 at 1 2 22 联立以上各式可解得：E1 250 V/m 16.(2019山东威海市 5 月模拟)如图 4 所示， 位于第一象限内半径为 R 的圆形磁场与两坐标轴 分别相切于 P、Q
8、两点，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为 B，第四象限内存在沿 y 轴正方向的匀强电场，电场强度大小为 E.Q 点有一粒子源，可在 xOy 平面内向各个方向发射 速率均为 v 的带正电粒子，其中沿 x 轴正方向射入磁场的粒子恰好从 P 点射出磁场不计重 力及粒子之间的相互作用 图 4 (1)求带电粒子的比荷 ； q m (2)若 AQ 弧长等于六分之一圆弧，求从磁场边界上 A 点射出的粒子，由 Q 点至第 2 次穿出磁 场所经历的时间 答案 (1) (2) v BR 2 3 R v 2BR E 解析 (1)由几何关系得：粒子做圆周运动的半径 rR 第 6 页 共 8 页 根据洛伦兹力提供向
9、心力可得：qvBmv 2 r 解得： q m v BR (2)由于粒子轨迹半径和圆半径相等，则无论粒子沿哪个方向射入磁场，从磁场中射出时速度 方向均沿 y 轴负方向；若 AQ 弧长等于六分之一圆弧，粒子的运动轨迹如图所示： 粒子在磁场中运动周期：T2R v 粒子在 QA 段运动时间：t1T 6 无场区 AB 段距离：xRRcos 30 粒子在 AB 段运动时间：t22x v 粒子在电场中运动时，由牛顿第二定律得：qEma 在电场中运动时间：t32v a 粒子在 AC 段运动时间：t4T 3 总时间：tt1t2t3t4 代入数据得：t. 2 3 R v 2BR E 17.(2019湖南怀化市第三
10、次模拟)如图 5 所示，倾角 37的光滑固定斜面上放有 A、B、C 三个质量均为 m 的物块(均可视为质点)，A 固定，C 与斜面底端处的挡板接触，B 与 C 通过 轻弹簧相连且均处于静止状态，A、B 间的距离为 d.现由静止释放 A，一段时间后 A 与 B 发 第 7 页 共 8 页 生碰撞，重力加速度大小为 g，取 sin 370.6，cos 370.8.(B 与 C 始终未接触，弹簧始终 在弹性限度内) 图 5 (1)求 A 与 B 碰撞前瞬间 A 的速度大小 v0； (2)若 A、B 的碰撞为弹性碰撞，碰撞后立即撤去 A，且 B 沿斜面向下运动到速度为零时，弹 簧的弹性势能增量为 Ep
11、，求 B 沿斜面向下运动的最大距离 x； (3)若 A 下滑后与 B 碰撞并粘在一起，且 C 刚好要离开挡板时，A、B 的总动能为 Ek，求弹簧 的劲度系数 k. 答案 (1) (2)d (3) 6 5gd 5Ep 3mg 72m2g2 15mgd50Ek 解析 (1)根据机械能守恒定律：mgdsin mv 1 2 02 解得 v0 6 5gd (2)设碰撞后瞬间 A、B 的速度大小分别为 v1、v2，根据动量守恒定律：mv0mv1mv2 由能量关系： mv mv mv 1 2 02 1 2 12 1 2 22 解得 v10，v2v0； 6 5gd A、B 碰撞后，对 B 沿斜面向下压缩弹簧至 B 速度为零的过程，根据能量关系：Ep mv 1 2 22 mgxsin 解得 xd 5Ep 3mg 第 8 页 共 8 页 (3)A、B 碰撞前，弹簧的压缩量：x1 mgsin k 设 A、B 碰撞后瞬间的共同速度大小为 v3，则：mv02mv3 解得 v3 3 10gd 当 C 恰好要离开挡板时，弹簧的伸长量为：x2mgsin k 可见， 在 B 开始沿斜面向下运动到 C 刚好要离开挡板的过程中， 弹簧的弹性势能改变量为零， 根据机械能守恒定律： 2mv Ek2mg(x1x2)sin 1 2 32 解得：k. 72m2g2 15mgd50Ek