新課標地區(qū)專用高考物理提分定時練輯非選擇題定時訓練4含解析

非選擇題定時訓練4(限時：60分鐘)三、實驗題13．(2019·云南昆明市5月模擬)某同學利用“插針法”測量一長方體玻璃磚的折射率，部分實驗步驟如下：①將一張方格紙固定在木板上，玻璃磚放在方格紙上，如圖1所示，在紙上畫出玻璃磚的兩條邊a和a′；②在玻璃磚的一側(cè)插上兩個大頭針P1、P2，然后眼睛在另一側(cè)透過玻璃磚看兩個大頭針，插上第三個大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，再插上第四個大頭針P4，使P4擋住P3和P1、P2的像．請根據(jù)該同學的做法按下列要求作答：(1)在圖中作出完整光路圖和所需的輔助線，并求出該玻璃磚的折射率為________；(2)已知玻璃磚的厚度為d，光在真空中的傳播速度為c，則本次實驗中光通過玻璃磚所用的時間為________(不考慮反射)．圖1答案(1)光路如圖所示eq\f(\r(10),2)(2)eq\f(5\r(2)d,4c)解析(1)光路如圖所示，設(shè)P1P2與a的交點為O1，P3P4與a′的交點為O2，過O1作a的垂線，交a′于B點，過P1作a的平行線，與過O1的垂線交于A點；在△P1O1A中，設(shè)∠P1O1A＝θ1，則sinθ1＝eq\f(AP1,P1O1)＝eq\f(\r(2),2)在△O1O2B中，設(shè)∠O2O1B＝θ2，則sinθ2＝eq\f(BO2,O1O2)＝eq\f(\r(5),5)由折射定律得，n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(\r(10),2).(2)光在玻璃磚中的速度v＝eq\f(c,n)＝eq\f(\r(10),5)c光在玻璃磚中通過的路程s＝O1O2O1O2＝eq\f(d,cosθ2)＝eq\f(\r(5),2)d光通過玻璃磚所用時間t＝eq\f(s,v)＝eq\f(5\r(2)d,4c).14．(2019·河北省中原名校聯(lián)盟下學期聯(lián)考)實驗臺上備有下列器材：A．電流表(量程500μA，內(nèi)阻約為300Ω)；B．電流表(量程100μA.內(nèi)阻約為1kΩ)；C．電壓表(量程15V，內(nèi)阻約100kΩ)；D．電壓表(量程6V，內(nèi)阻約6kΩ)；E．直流電源(15V，允許最大電流1A)；F．滑動變阻器(最大阻值100Ω，額定功率1kW)G．電鍵和導線若干．某同學用供選器材設(shè)計了測一個阻值約30kΩ電阻的實驗，電路如圖2所示(電路還沒有完全接好)．(1)實驗中所用的電流表應選________，電壓表應選________．(填器材前的字母)(2)請用筆畫線代替導線將尚未連接好的電壓表連入下圖的電路中．圖2(3)開關(guān)閉合前，滑動變阻器觸頭P應置于________(填“a”或“b”)處．(4)正確連接電路后，無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，電壓表和電流表示數(shù)均不能取到較小值，其原因可能是導線________(填圖中導線代號)沒有連接好．答案(1)AC(2)(3)b(4)④解析(1)待測電阻Rx的阻值約為30kΩ，直流電源電動勢為15V，經(jīng)粗略計算電路中的最大電流約為Imax＝eq\f(E,R)＝500μA，所以電流表選擇A；由于電壓表D的量程不足，所以電壓表選擇C.(2)在題圖所示電路中，電流表內(nèi)阻為300Ω，電壓表內(nèi)阻為100kΩ，由串、并聯(lián)電路規(guī)律得，電流表的分壓作用小于電壓表的分流作用，故電流表應采用內(nèi)接的方法，實物連線如圖所示：(3)實驗前，分壓電路的電壓應該是0，故滑動變阻器的滑動觸頭P應置于b端．(4)實驗中無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，電壓表和電流表示數(shù)均不能取到較小值，是由于滑動變阻器接成限流式，因此是導線④沒有連接好．四、計算題15.(2019·云南昆明市5月模擬)2018年10月23日，港珠澳大橋開通，這是建筑史上里程最長、投資最多、施工難度最大的跨海大橋．如圖3所示的水平路段由一段半徑為48m的圓弧形彎道和直道組成．現(xiàn)有一總質(zhì)量為2.0×103kg、額定功率為90kW的測試汽車通過該路段，汽車可視為質(zhì)點，取重力加速度g＝10m/s2.圖3(1)若汽車通過彎道時做勻速圓周運動，路面對輪胎的徑向最大靜摩擦力是車重的1.2倍，求該汽車安全通過此彎道的最大速度；(2)若汽車在t＝0時刻由靜止開始沿直道做加速度大小為3m/s2的勻加速運動，在該路段行駛時受到的阻力為車重的0.15倍，求該汽車勻加速運動的時間及3s末的瞬時功率．答案(1)24m/s(2)eq\f(10,3)s81kW解析(1)徑向最大靜摩擦力提供向心力，汽車以vm運動Ff徑向＝meq\f(v\o\al(m2,),r)據(jù)題意Ff徑向mg代入數(shù)據(jù)解得：vm＝24m/s(2)汽車在勻加速運動過程中：F－Ff＝ma當功率達到額定功率時，P額＝Fv1，v1＝at1代入數(shù)據(jù)解得：t1＝eq\f(10,3)s，t＝3s<t1，故0～3s內(nèi)汽車一直在做勻加速運動，有：v＝at，P＝Fv則3s末發(fā)動機功率為：P＝81kW16．(2019·河南省頂級名校第四次聯(lián)測)如圖4所示，豎直平面xOy，其x軸水平，在整個平面內(nèi)存在沿x軸正方向的勻強電場E，在第三象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B＝0.2T．現(xiàn)有一比荷為eq\f(q,m)＝25C/kg的帶電微粒，從第三象限內(nèi)某點以速度v0向坐標原點O做直線運動，v0與x軸之間的夾角為θ＝45°，取重力加速度g＝10m/s2.求：圖4(1)微粒的電性及速度v0的大??；(2)帶電微粒在第一象限內(nèi)運動時所到達的最高點的坐標．答案(1)正電2eq\r(2)m/s(2)(0.6m,0.2m)解析(1)帶電微粒在第三象限內(nèi)做直線運動，受到重力、電場力和洛倫茲力三個力的作用，并且合力為零，即微粒做勻速直線運動，所以微粒受到的洛倫茲力垂直于速度方向斜向左上方，由左手定則可判斷微粒帶正電；對帶電微粒受力分析，如圖所示，根據(jù)平衡條件可得：Bqv0＝eq\r(2)mg解得：v0＝2eq\r(2)m/s；(2)帶電微粒進入第一象限后做曲線運動，設(shè)最高點為M，從O到M所用的時間為t，則將微粒從O到M的運動分解為沿x軸方向上的勻加速直線運動和沿y軸方向上的勻減速直線運動y軸方向上：0＝v0sin45°－gty＝eq\f(v0sin45°,2)tx軸方向上：qE＝mgtan45°＝maxx＝v0cos45°t＋eq\f(1,2)axt2解得x＝0.6m，y＝0.2m.即帶電微粒在第一象限內(nèi)運動時所達到的最高點的坐標為(0.6m,0.2m)17.(2019·廣西欽州市4月綜測)如圖5，為某碰撞模擬實驗簡圖．在水平地面上固定傾角為θ的足夠長的光滑斜面，中間帶孔的槽固定在斜面上．一輕直桿平行于斜面，一端與輕彈簧相連，另一端穿在槽中，直桿與槽間的最大靜摩擦力為Ff＝2mgsinθ.現(xiàn)將直桿用銷釘固定．一質(zhì)量為m的滑塊從距離彈簧上端L處由靜止釋放，其下滑過程中的最大速度vm＝eq\r(3gLsinθ).已知彈簧的勁度系數(shù)k＝eq\f(mgsinθ,L)，彈簧的彈性勢能與其形變量的平方成正比．滑動摩擦力可認為等于最大靜摩擦力，彈簧始終在彈性限度內(nèi)且不會碰到槽．當?shù)刂亓铀俣葹間.圖5(1)求滑塊下滑速度為vm時彈簧的彈性勢能Ep；(2)若取下銷釘，使滑塊仍從原位置由靜止釋放，求直桿下滑的最大距離s；并分析說明滑塊此后是否能與彈簧分離，若能，請求出滑塊與彈簧分離時的速度大小v；若不能，請說明理由．(3)若取下銷釘，使滑塊從距離彈簧上端2L處由靜止釋放，請分析說明滑塊此后是否能與彈簧分離，若能，請求出滑塊與彈簧分離時的速度大小v′；若不能，請說明理由．答案(1)eq\f(1,2)mgLsinθ(2)滑塊不能與彈簧分離(3)仍然不能分離，理由見解析解析(1)設(shè)滑塊達到最大速度vm時彈簧形變量為x，則有：mgsinθ＝kx解得x＝L此過程系統(tǒng)機械能守恒，有mg(L＋x)sinθ＝eq\f(1,2)mveq\o\al(m2,)＋Ep代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得Ep＝eq\f(1,2)mgLsinθ；(2)當彈力大小等于Ff時直桿開始滑動，設(shè)此時彈簧形變量為x′，則有2mgsinθ＝kx′可得x′＝2L依題意有Ep′＝4Ep設(shè)此時滑塊速度為v1，則根據(jù)機械能守恒定律有：mg(L＋x′)sinθ＝eq\f(1,2)mveq\o\al(12,)＋Ep′之后滑塊與直桿將一起做勻減速運動，直至速度減為零．根據(jù)動能定理有：mgssinθ－Ffs＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(12,)聯(lián)立以上各式可得