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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 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，
2、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 第 2 页 共 8 页 (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P1O1A1，则 sin 1 AP1 P1O1 2 2 在O1O2B 中，设O2O1B2，则 sin 2 BO2 O1O2 5 5 由折射定律得，n.
3、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 sO1O2 O1O2d d cos 2 5 2 光通过玻璃砖所用时间 t . s v 5 2d 4c 第 3 页 共 8 页 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 1 k)； C电压表(量程 15 V，内阻约 100 k)； D电压表(量程 6 V，内阻约 6 k)； E直流电源(15 V，允许最大电流 1 A)； F滑动变阻器(最大阻值 100 ，额定功率 1 kW
4、) 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 30 k 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) 第 4 页 共 8 页 (3)b (4) 解析 (1)待测电阻 Rx的阻值约为 30 k， 直流电源电动
5、势为 15 V， 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 100 k，由串、并联电路规律得， 电流表的分压作用小于电压表的分流作用，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
6、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 48 m 的圆弧形 弯道和直道组成现有一总质量为 2.0103 kg、额定功率为 90 kW 的测试汽车通过该路段， 汽车可视为质点，取重力加速度 g10 m/s2. 第 5 页 共 8 页 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 t0 时刻由静止开始沿直道做加速度大小为 3 m/s2的匀加速运动， 在该路段行驶 时受到的阻力为车重的
7、0.15 倍，求该汽车匀加速运动的时间及 3 s 末的瞬时功率 答案 (1)24 m/s (2) s 81 kW 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mv m2 r 据题意 Ff 径向1.2mg 代入数据解得：vm24 m/s (2)汽车在匀加速运动过程中：FFfma 当功率达到额定功率时，P额Fv1，v1at1 代入数据解得：t1 s， 10 3 t3 st1，故 03 s 内汽车一直在做匀加速运动，有：vat，PFv 则 3 s 末发动机功率为：P81 kW 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，
8、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 B0.2 T现有一比荷为 25 C/kg 的带电微粒，从第三象限内某点以速度 v0向坐 q m 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 g10 m/s2.求： 图 4 第 6 页 共 8 页 (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所到达的最高点的坐标 答案 (1)正电 2 m/s (2)(0.6 m,0.2 m)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
9、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：Bqv0mg2 解得：v02 m/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：0v0sin 45gt yt v0sin 45 2 x 轴方向上：qEmgtan 45max xv0cos 45t axt2 1 2 解得 x0.6 m，y0.2 m. 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
10、.6 m,0.2 m) 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 Ff2mgsin .现将直杆用销钉固定一质量 第 7 页 共 8 页 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3gLsin 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比滑动摩擦力可认为 mgsin L 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
11、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)设滑块达到最大速度 vm时弹簧形变量为 x，则有：mgsin kx 解得 xL 此过程系统机械能守恒，有
12、mg(Lx)sin mvEp 1 2 m2 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 x2L 依题意有 Ep4Ep 设此时滑块速度为 v1，则根据机械能守恒定律有：mg(Lx)sin mv Ep 1 2 12 第 8 页 共 8 页 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 Ffs0 mv 1 2 12 联立以上各式可得 sL 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：Ep2mgLsin mv2 1 2 联立可得 v0 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