仿真訓(xùn)練周測(cè)卷(四)

仿真訓(xùn)練周測(cè)卷(四) (時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題Ⅰ(本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，不選、多選、錯(cuò)選均不得分)1．以下不是電場(chǎng)強(qiáng)度E的單位的是()A．J/s B．kg·m/A·s3C．V/m D．N/C解析：選A由E＝eq\f(F,q)可知，N/C是場(chǎng)強(qiáng)單位，D不符合題意；由E＝eq\f(U,d)可知，V/m是場(chǎng)強(qiáng)單位，C不符合題意；而1N/C＝1kg·m/A·s3，B不符合題意；根據(jù)P＝eq\f(W,t)可知，J/s是功率的單位，A符合題意。2．下列有關(guān)科學(xué)史實(shí)的說法不正確的是()A．通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)估算出原子核半徑數(shù)量級(jí)約為10－15mB．普朗克提出物體所帶的電荷量是量子化的，首先提出了能量子的概念C．荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅耳研究了折射角與入射角的定量關(guān)系，得到了折射定律D．奧斯特首先發(fā)現(xiàn)了通電導(dǎo)線周圍存在著磁場(chǎng)，后來安培總結(jié)了判斷電流與磁場(chǎng)的方向關(guān)系的規(guī)律解析：選B盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)估算出原子核半徑數(shù)量級(jí)約為10－15m，故A正確；密立根提出物體所帶的電荷量是量子化的，普朗克首次提出了能量子的概念，故B錯(cuò)誤；荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅耳研究了折射角與入射角的定量關(guān)系，得到了折射定律，故C正確；奧斯特首先發(fā)現(xiàn)了通電導(dǎo)線周圍存在著磁場(chǎng)，后來安培總結(jié)了判斷電流與磁場(chǎng)的方向關(guān)系的規(guī)律，故D正確。3.如圖所示，登山者在傾斜的細(xì)繩及山體的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)繩與豎直方向夾角為θ。則()A．細(xì)繩對(duì)登山者的作用力一定大于登山者受到的重力B．若θ角一定，細(xì)繩對(duì)登山者的作用力大小也一定C．山體對(duì)登山者的作用力存在最小值D．山體對(duì)登山者的作用力一定小于登山者受到的重力解析：選C以登山者為研究對(duì)象，受到重力G、細(xì)繩的作用力T和山體的作用力N。T、N可以大于、等于或小于G，故A、D錯(cuò)誤；細(xì)繩對(duì)登山者的作用力大小T除與θ角大小、重力有關(guān)外，還與N方向有關(guān)，故B錯(cuò)誤；如圖所示，當(dāng)T、N垂直時(shí)，山體對(duì)登山者的作用力存在著最小值，故C正確。4.如圖所示，將小球從傾角為θ＝30°的光滑斜面上A點(diǎn)以速度v0＝10m/s水平拋出(即v0∥CD)，最后從B處離開斜面，已知AB間的高度h＝5m，g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是()A．小球的加速度大小為eq\f(10\r(3),3)m/s2B．小球做平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線C．小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為10eq\r(2)m/sD．小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用的時(shí)間為1s解析：選C根據(jù)牛頓第二定律有mgsinθ＝ma，解得加速度大小為a＝gsinθ＝gsin30°＝10×eq\f(1,2)m/s2＝5m/s2，故A錯(cuò)誤；小球在斜面沿CE方向加速度恒定，做勻加速運(yùn)動(dòng)，沿CD方向做勻速運(yùn)動(dòng)，故小球做類平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線，故B錯(cuò)誤；沿斜面向下為勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)位移—時(shí)間公式可得eq\f(h,sin30°)＝eq\f(1,2)at2，代入數(shù)據(jù)解得t＝2s，小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為vB＝eq\r(v02＋at2)＝eq\r(102＋5×22)m/s＝10eq\r(2)m/s，故C正確，D錯(cuò)誤。5．請(qǐng)用學(xué)過的電學(xué)知識(shí)判斷下列說法不正確的是()A．高壓輸電導(dǎo)線表面要很光滑，以避免因尖端放電而損失電能B．避雷針避雷是將云層中積聚的電荷導(dǎo)入大地或?qū)⒋蟮氐呢?fù)電荷與其中和C．接觸帶有精密電子元件的電路板時(shí)，最好先用手接觸一下金屬水管或其他接地金屬D．雷雨天，武夷山金殿的屋頂出現(xiàn)“雷火煉殿”的奇觀，這是靜電屏蔽的原因解析：選D高壓輸電導(dǎo)線表面要很光滑，以避免因尖端放電而損失電能，A正確；避雷針避雷是將云層中積聚的電荷導(dǎo)入大地或?qū)⒋蟮氐呢?fù)電荷與其中和，B正確；接觸帶有精密電子元件的電路板時(shí)，最好先用手接觸一下金屬水管或其他接地金屬，防止產(chǎn)生靜電，C正確；“雷火煉殿”是奇特的閃電現(xiàn)象，非靜電屏蔽，D錯(cuò)誤。6．我國第四代核能技術(shù)的“釷基熔鹽堆”已具備商用條件。該實(shí)驗(yàn)堆是一種用釷-鈾燃料進(jìn)行核反應(yīng)的熔鹽堆，可以實(shí)現(xiàn)高效的核燃料利用和低污染的廢物產(chǎn)生；該實(shí)驗(yàn)堆無需加壓，不需要大量的水作為冷卻劑，在安全上具備重大優(yōu)勢(shì)。已知釷的原子序數(shù)為90，下列有關(guān)該反應(yīng)堆的說法正確的是()A．其核能來源于核聚變釋放的能量B．核反應(yīng)產(chǎn)物的比結(jié)合能比核燃料的比結(jié)合能低C．核反應(yīng)屬于重核裂變，是可以人工控制的核反應(yīng)D．要加熱到很高溫度，使它們具有足夠的動(dòng)能來克服核力解析：選C核電站的核能來源于重核裂變，A錯(cuò)誤；核反應(yīng)之后放出核能，說明核反應(yīng)產(chǎn)物的比結(jié)合能更大，B錯(cuò)誤；核反應(yīng)可以用鎘棒控制反應(yīng)速度，C正確；該核電站是重核裂變反應(yīng)，不是熱核反應(yīng)，無需高溫，D錯(cuò)誤。7.某著名科幻作家在其小說中介紹了“太空天梯”的設(shè)想?！疤仗焯荨钡闹黧w結(jié)構(gòu)為一根纜繩：一端連接地球赤道地面，另一端連接地球同步衛(wèi)星，且纜繩延長線通過地心。當(dāng)兩貨物分別停在天梯的a、b兩個(gè)位置時(shí)，以地心為參考系，下面說法正確的是()A．b處的線速度小于a處的線速度B．b處的向心加速度小于a處的向心加速度C．若有一個(gè)軌道高度與a相同的人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則其環(huán)繞地球的周期大于位于a處貨物的周期D．若有一個(gè)軌道高度與b相同的人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則其環(huán)繞地球的角速度大于位于b處貨物的角速度解析：選D天梯連接赤道和同步衛(wèi)星，天梯上各點(diǎn)的角速度都和地球自轉(zhuǎn)角速度相等，根據(jù)v＝ωr，a＝ω2r，可知b處的線速度大于a處的線速度，b處的向心加速度大于a處的向心加速度，故A、B錯(cuò)誤；軌道高度與a相同的人造衛(wèi)星周期小于同步衛(wèi)星的周期，則其環(huán)繞地球的周期小于位于a處貨物的周期，故C錯(cuò)誤；軌道高度與b相同的人造衛(wèi)星角速度大于同步衛(wèi)星的角速度，則其環(huán)繞地球的角速度大于位于b處貨物的角速度，故D正確。8.全面了解汽車的運(yùn)行狀態(tài)(速度、水箱溫度、油量)是確保汽車安全行駛和駕駛員安全的舉措之一，為模仿汽車油表原理，某同學(xué)自制一種測(cè)定油箱油量多少或變化多少的裝置。如圖所示，其中電源電壓保持不變，R是滑動(dòng)變阻器，它的金屬滑片是金屬桿的一端。該同學(xué)在裝置中使用了一只電壓表(圖中沒有畫出)，通過觀察電壓表示數(shù)，可以了解油量情況，已知R′?R。有關(guān)電壓表的接法及示數(shù)變化下列說法正確的是()A．接在bc之間，當(dāng)油量減少時(shí)電壓表示數(shù)增大B．接在bc之間，當(dāng)油量減少時(shí)電壓表示數(shù)減小C．接在bd之間，當(dāng)油量減少時(shí)電壓表示數(shù)增大D．接在bd之間，當(dāng)油量減少時(shí)電壓表示數(shù)減小解析：選A可將R′看成是電源的等效內(nèi)阻，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知接在bc之間比接在bd之間電壓表示數(shù)變化更明顯，所以接bc之間，當(dāng)油量減少時(shí)，指針上滑，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值變大，電壓表示數(shù)變大。故選A。9．如圖所示，一名質(zhì)量為60kg的運(yùn)動(dòng)員在水平地面上進(jìn)行跳遠(yuǎn)訓(xùn)練，騰空過程中離水平地面的最大高度為1.25m，起跳點(diǎn)與落地點(diǎn)的水平距離為6m，運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10m/s2，則運(yùn)動(dòng)員()A．起跳時(shí)獲得的動(dòng)能約為1830JB．在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為0.5sC．在最高點(diǎn)時(shí)速度大小為12m/sD．落地時(shí)速度方向與水平方向的夾角為30°解析：選A從最高點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動(dòng)，t1＝eq\r(\f(2h,g))＝0.5s，所以整個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t＝2t1＝1s，B錯(cuò)誤；在最高點(diǎn)時(shí)vx＝eq\f(3,0.5)m/s＝6m/s，C錯(cuò)誤；落地時(shí)的豎直方向分速度vy＝gt1＝5m/s，落地時(shí)速度方向與水平方向的夾角正切值tanα＝eq\f(vy,vx)＝eq\f(5,6)，D錯(cuò)誤；起跳時(shí)的速度v＝eq\r(vx2＋vy2)，起跳時(shí)的動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2，代入數(shù)據(jù)得Ek＝1830J，A正確。10．如圖所示的電路中，R1、R2、R3是定值電阻，R4是滑動(dòng)變阻器，電源內(nèi)阻不可忽略。閉合開關(guān)，在電路穩(wěn)定后，將滑動(dòng)變阻器的滑片由中點(diǎn)向上移動(dòng)的過程中，下列說法正確的是()A．電壓表示數(shù)變小 B．電流從上往下通過R3C．電源輸出功率變小 D．通過R2的電流變大解析：選B滑片由中點(diǎn)向上移動(dòng)的過程中，R4變大，總電阻變大，所以電壓表示數(shù)變大，通過的R2電流減小，A、D錯(cuò)誤；電容器兩端電壓增大，所以要充電，電流從上往下通過R3，B正確；因內(nèi)阻大小不確定，電源的輸出功率變化無法判斷，C錯(cuò)誤。11．以下四種情境中產(chǎn)生正弦交變電流的是()A．圖甲中矩形線圈繞與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直的中心軸OO′沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)B．圖乙中矩形線圈的一半放在具有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈按圖示方向繞軸線OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)C．圖丙中圓柱形鐵芯上沿軸線方向繞有矩形線圈abcd，鐵芯繞軸線以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)D．圖丁中矩形線圈繞與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向平行的中心軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)解析：選B圖甲中只有一個(gè)電刷，線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，得到的是直流電，A錯(cuò)誤；圖乙中雖然只有一半線圈處于磁場(chǎng)中，但線框轉(zhuǎn)動(dòng)得到的是正弦交流電，B正確；圖丙為輻向磁場(chǎng)，無論線圈轉(zhuǎn)到任一位置，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變，得到的不是正弦交流電，C錯(cuò)誤；圖丁中矩形線圈轉(zhuǎn)軸平行于磁場(chǎng)方向，線框不切割磁感線，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0，感應(yīng)電流為0，D錯(cuò)誤。12．一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，在t＝0時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線所示，P點(diǎn)此時(shí)正沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，t＝0.7s時(shí)刻的波形第一次如圖中虛線所示，虛線恰好過質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置。已知質(zhì)點(diǎn)P平衡位置的坐標(biāo)x＝0.5m。下列說法正確的是()A．波源振動(dòng)的周期為1.0sB．該波傳播的速度為2.0m/sC．t＝0.7s時(shí)O點(diǎn)的位移為－5eq\r(3)cmD．在0～1.3s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)路程為45cm解析：選Dt＝0時(shí)，P向下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)同側(cè)法可知波沿－x方向傳播，經(jīng)0.7s第一次形成虛線波形，則0.7s內(nèi)波傳播的距離為Δx＝1.2m－0.5m＝0.7m，則有v＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f(0.7,0.7)m/s＝1.0m/s，B錯(cuò)誤；根據(jù)上述分析可知周期為T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(1.2,1)s＝1.2s，A錯(cuò)誤；t＝0時(shí)刻O點(diǎn)從平衡位置向上振動(dòng)，O點(diǎn)的振動(dòng)方程為yO＝Asineq\f(2π,T)t＝10sineq\f(5π,3)t(cm)，則t＝0.7s時(shí)O點(diǎn)的位移為yO′＝10sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5π,3)×0.7))(cm)＝10sineq\f(7π,6)(cm)＝－5cm，C錯(cuò)誤；根據(jù)圖像可知質(zhì)點(diǎn)P首次到達(dá)平衡位置的時(shí)間為Δt＝eq\f(0.6－0.5,1.0)s＝eq\f(1,10)s＝eq\f(1,12)T，從平衡位置開始振動(dòng)t＝eq\f(1,12)T的位移大小為y＝Asineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)·\f(T,12)))＝10sineq\f(π,6)(cm)＝5cm，由于1.3s＝T＋eq\f(1,12)T，則在0～1.3s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)路程為4A＋5＝45cm，D正確。13.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)加速度計(jì)，如圖所示，較重的滑塊2可以在光滑的框架1中平移，滑塊兩側(cè)用彈簧3拉著；R為滑動(dòng)變阻器，4是滑動(dòng)片，它與變阻器任一端之間的電阻值都與它到這端的距離成正比，這個(gè)裝置就是一個(gè)加速度傳感器，兩個(gè)電源E完全相同。按圖連接電路后，電壓表指針的零點(diǎn)位于表盤中央，當(dāng)P端的電勢(shì)高于Q端時(shí)，指針向零點(diǎn)右側(cè)偏轉(zhuǎn)。將框架固定在運(yùn)動(dòng)的物體上，下列說法正確的是()A．這種傳感器輸入的物理量是位移，輸出的物理量是電壓B．若觀察到電壓表的指針向右偏轉(zhuǎn)，說明物體具有與圖示方向相同的加速度C．若觀察到電壓表指針在零點(diǎn)，說明物體處于靜止?fàn)顟B(tài)D．電壓表指針的偏轉(zhuǎn)角度與加速度大小成正比解析：選D由題圖可知，當(dāng)電壓表指針右偏，表明P點(diǎn)電勢(shì)高，滑塊處于平衡位置的右側(cè)，滑塊所受合力向左，加速度向左，這種傳感器輸入量是加速度，輸出量是電壓，A、B錯(cuò)誤；指針如果靜止，表明PQ電勢(shì)相等，此時(shí)滑塊可能靜止也可能勻速，C錯(cuò)誤；假如滑塊右偏x，滑動(dòng)變阻器總長為L，則有2kx＝ma，設(shè)電路中電流恒定為I，可得電壓表的示數(shù)為U＝Ieq\f(x,L)R，由以上兩式得U＝Ieq\f(ma,2kL)R，電壓大小與加速度大小成正比，D正確。二、選擇題Ⅱ(本題有2小題，每題3分，共6分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得3分，選對(duì)但不全的得2分，有錯(cuò)選的得0分)14．電磁波在科學(xué)研究和日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。如圖所示，關(guān)于電磁波的應(yīng)用，以下說法正確的是()A．圖甲中經(jīng)過調(diào)制后的電磁波的波長不變B．圖乙中天文學(xué)家利用射電望遠(yuǎn)鏡接收無線電波，進(jìn)行天體物理研究C．圖丙中紅外線夜視儀是利用了紅外線熱效應(yīng)強(qiáng)的特點(diǎn)D．圖丁中CT機(jī)應(yīng)用人體發(fā)射紅外線的原理拍攝人體組織解析：選AB圖甲中為調(diào)幅波，不影響頻率，故波長不變，A正確；圖乙中天文學(xué)家利用射電望遠(yuǎn)鏡接收無線電波，進(jìn)行天體物理研究，B正確；紅外線夜視儀利用任何物體都向外輻射紅外線的特點(diǎn)，C錯(cuò)誤；CT機(jī)應(yīng)用X射線拍攝人體組織，D錯(cuò)誤。15.如圖所示，干旱季節(jié)，農(nóng)民通過潛水泵抽取地下水灌溉農(nóng)田。已知潛水泵由電動(dòng)機(jī)、水泵、輸水鋼管組成，某地下水源距離地表5.55m深，安裝潛水泵時(shí)將一根輸水鋼管豎直打入地底下與地下水源連通，水泵出水口離地表高度為0.45m，水流由出水口水平噴出時(shí)的速度為3m/s，每秒出水量為4kg。已知電動(dòng)機(jī)額定電壓為220V，水泵的抽水效率為75%，水的密度為1.0×103kg/m3，g取10m/s2，則()A．出水口鋼管橫截面積為eq\f(4,3)×10－3m2B．每秒內(nèi)水流機(jī)械能增加258JC．電動(dòng)機(jī)的輸入功率為258WD．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻約為40Ω解析：選AB每秒水流增加的機(jī)械能ΔE＝mg(h1＋h2)＋eq\f(1,2)mv2＝258J，故B正確；電動(dòng)機(jī)的輸入功率P入＝eq\f(P機(jī),η)＝258×eq\f(4,3)W＝344W，故C錯(cuò)誤；出水口鋼管橫截面積S＝eq\f(m,ρv)＝eq\f(4,3)×10－3m2，故A正確；由于能量耗散，線圈的電阻R<eq\f(P線,I2)＝eq\f(P入－P機(jī),I2)，且I＝eq\f(P入,U)＝eq\f(344,220)A≈1.56A，由以上兩式得R<35.2Ω，故D錯(cuò)誤。三、非選擇題(本題共5小題，共55分)16．實(shí)驗(yàn)題(Ⅰ、Ⅱ兩題共14分)16-Ⅰ.(7分)(1)在下列學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，需要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)有________。A．探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律B．驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律C．用單擺測(cè)量重力加速度的大小D．探究氣體等溫變化的規(guī)律(2)“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，讓刻度尺零刻度與彈簧上端平齊，然后在彈簧下端分別掛上i＝1、2、3、4、5、6、7個(gè)相同的鉤碼(每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為50.0g，取前6個(gè)鉤碼的數(shù)據(jù)，重力加速度g取10.0m/s2)。記錄彈簧下端相應(yīng)位置的讀數(shù)xi加，然后逐個(gè)減去鉤碼，同樣記錄彈簧下端相應(yīng)位置的讀數(shù)xi減，并計(jì)算得到彈簧下端相應(yīng)位置值xi＝eq\f(xi加＋xi減,2)，其數(shù)據(jù)如下表。彈簧下端掛鉤碼的個(gè)數(shù)加鉤碼相應(yīng)位置值xi加/cm減鉤碼相應(yīng)位置值xi減/cmxi/cm14.194.214.2025.405.435.4236.416.436.4247.527.587.5558.838.878.85610.0010.0410.02①為計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)，應(yīng)選用________數(shù)據(jù)；A．加鉤碼相應(yīng)位置值xi加B．減鉤碼相應(yīng)位置值xi減C．xi＝eq\f(xi加＋xi減,2)②利用下面的坐標(biāo)紙，作圖并求出彈簧勁度系數(shù)k＝__________N/m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)；③為減小實(shí)驗(yàn)誤差，在選用鉤碼時(shí)需考慮的因素有________________________________。解析：(1)“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”需要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度，故A正確；“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”需要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度計(jì)算動(dòng)能變化量，故B正確；“用單擺測(cè)量重力加速度的大小”不需要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故C錯(cuò)誤；“探究氣體等溫變化的規(guī)律”不需要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故D錯(cuò)誤；故選A、B。(2)①為計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)，應(yīng)選用xi＝eq\f(xi加＋xi減,2)數(shù)據(jù)。②根據(jù)胡克定律得ΔF＝kΔx，以彈簧下端掛鉤碼的個(gè)數(shù)1為參考，求出彈簧的伸長變化量與對(duì)應(yīng)的拉力的變化量，如表所示。彈簧所受拉力變化量ΔF/N彈簧下端的坐標(biāo)值xi/cm伸長變化量Δx/cm4.200.505.421.221.006.422.221.507.553.352.008.854.652.5010.025.82建立坐標(biāo)系，橫軸為ΔF，縱軸為Δx描點(diǎn)、連線，如圖所示。求得k＝eq\f(ΔF,Δx)≈43.0N/m。③為減小實(shí)驗(yàn)誤差，在選用鉤碼時(shí)需考慮的因素有在彈性限度內(nèi)盡量采用質(zhì)量大的鉤碼。答案：(1)AB(2)①C②見解析圖43.0③在彈性限度內(nèi)盡量采用質(zhì)量大的鉤碼16-Ⅱ.(7分)(1)根據(jù)金屬絲的電阻值隨溫度變化的規(guī)律可設(shè)計(jì)熱敏電阻溫度計(jì)。已知某金屬絲的電阻R隨攝氏溫度t變化的情況如圖1所示，即Rt＝R1＋α(t－t1)，其中α為金屬絲的溫度系數(shù)。把這段金屬絲與電池、電流表按圖2所示連接起來，用這段金屬絲做測(cè)溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個(gè)簡(jiǎn)單的電阻溫度計(jì)。①電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻不變，則標(biāo)在電流表比較大的刻度上代表t1、t2兩點(diǎn)中的________(選填“t1”或“t2”)。這一溫度計(jì)的主要不足是______________。②為改進(jìn)這一缺點(diǎn)，小明設(shè)計(jì)了如圖3所示的測(cè)量電路，R1為金屬絲在溫度為t1時(shí)的阻值，Rt為金屬絲在溫度為t時(shí)的阻值。在B、D點(diǎn)接理想電壓表，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)。當(dāng)t＝t1時(shí)，即Rt＝R1，則電壓表示數(shù)U1＝__________?，F(xiàn)將阻值為Rt的金屬絲溫度從t1升高至某一溫度t，其阻值增加值ΔR＝Rt－R1，若ΔR?R1，則電壓表示數(shù)U≈________________。A．0 B.eq\f(E,2)C.eq\f(EΔR,4R1) D.eq\f(EΔR,2R1)③小明將該金屬絲置于待測(cè)溫度的容器中，電壓表示數(shù)為U2，則該容器的溫度t2＝__________。A.eq\f(R1,α)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(4U2,E))) B．t1＋eq\f(4R1U2,αE)C.eq\f(4R1U2,αE) D．t1＋eq\f(R1,α)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(2U2,E)))(2)在“探究電容器兩極板間電勢(shì)差跟所帶電荷量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖4所示。取一個(gè)電容器A和數(shù)字電壓表相連，把開關(guān)S1接1，用幾節(jié)干電池串聯(lián)后給A充好電。①給電容器A充電時(shí)，下列圖像正確的是______。②把開關(guān)S1接2，使另一個(gè)相同的但不帶電的電容器B跟A并聯(lián)，但電壓表示數(shù)不是變?yōu)樵瓉淼囊话?，產(chǎn)生這種現(xiàn)象可能的原因是________。A．回路有電阻 B．電容器漏電C．靜電感應(yīng) D．電荷之間的庫侖力解析：①t1點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電阻阻值較小，由閉合電路歐姆定律知對(duì)應(yīng)電路中的電流較大，即標(biāo)在電流表比較大的刻度上代表t1；Rt＝R1＋α(t－t1)，根據(jù)閉合電路的歐姆定律I＝eq\f(E,Rt＋Rg＋r)，其中Rg為電流表內(nèi)阻，E為電池的電動(dòng)勢(shì)，r為電池的內(nèi)阻，聯(lián)立解得t＝eq\f(E,αI)－eq\f(R1＋Rg＋r,α)＋t1，可知t與I不是一次線性關(guān)系，電流表的刻度是均勻的，所以電阻溫度計(jì)的刻度是不均勻的。②如題圖3所示，當(dāng)t＝t1時(shí)，即Rt＝R1，則B、D兩點(diǎn)電勢(shì)相等，電壓表示數(shù)U1＝0。C點(diǎn)的電勢(shì)為0，則A點(diǎn)的電勢(shì)為E，即UAC＝E，通過支路ADC的電流為I2＝eq\f(E,2R1)，UAD＝R1I2＝eq\f(1,2)E，則D點(diǎn)的電勢(shì)為φD＝eq\f(1,2)E，通過支路ABC的電流為I1＝eq\f(E,Rt＋R1)，UBC＝RtI1＝eq\f(Rt,R1＋Rt)E，則B點(diǎn)的電勢(shì)φB＝eq\f(Rt,R1＋Rt)E，由于ΔR?R1，則U＝φB－φD≈eq\f(EΔR,4R1)，故選C。③由上述分析可知電壓表示數(shù)為U2，則U2＝φB－φD＝eq\f(Rt,R1＋Rt)E－eq\f(1,2)E，由于Rt＝R1＋α(t－t1)，該容器的溫度t2＝t1＋eq\f(4R1U2,αE)，故選B。(2)①電容器的電容是由電容器本身決定的，與電容器所帶電荷量Q的大小和兩極板間的電勢(shì)差U的大小無關(guān)，不能認(rèn)為C與Q成正比，與U成反比，故A錯(cuò)誤，B、D正確；由C＝eq\f(Q,U)可知，電容器所帶電荷量與極板間的電勢(shì)差成正比，即Q-U圖像為一條過原點(diǎn)的傾斜直線，故C正確。②當(dāng)把一個(gè)相同的但不帶電的電容器B跟A并聯(lián)，如果回路有電阻，由于分壓原因，電壓表示數(shù)小于原來的一半，A正確；如果電容器漏電，總電荷量減少，則電壓表示數(shù)也小于原來的一半，B正確；靜電感應(yīng)、電荷之間的庫侖力不會(huì)影響電容器的電壓，C、D錯(cuò)誤。答案：(1)①t1刻度不均勻(非線性)②0C③B(2)①BCD②AB17．(8分)如圖所示，一導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的汽缸水平放置，橫截面積S＝1.0×10－3m2、質(zhì)量m＝2kg、厚度不計(jì)的活塞與汽缸底部之間封閉了一部分理想氣體，此時(shí)活塞與汽缸底部之間的距離l＝36cm，在活塞的右側(cè)距離其d＝14cm處有一對(duì)與汽缸固定連接的卡環(huán)，兩卡環(huán)的橫截面積和為S′＝2.0×10－4m2。氣體的溫度t＝27℃，外界大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa?，F(xiàn)將汽缸開口向下豎直放置(g取10m/s2)。(1)求此時(shí)活塞與汽缸底部之間的距離h；(2)如果將缸內(nèi)氣體加熱到500K，求兩卡環(huán)受到的總壓力大小(假定活塞與卡環(huán)能緊密接觸)。解析：(1)汽缸水平放置時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)p1＝p0，汽缸豎直放置時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)p2＝p0－eq\f(mg,S)＝0.8×105Pa由玻意耳定律得p1lS＝p2hS得h＝eq\f(p1lS,p2S)解得h＝0.45m。(2)溫度升高，活塞到達(dá)卡環(huán)前，氣體做等壓變化，此時(shí)eq\f(hS,T2)＝eq\f(l＋dS,T3)解得T3＝eq\f(1000,3)K汽缸內(nèi)氣體溫度繼續(xù)升高，氣體做等容變化eq\f(p3,T3)＝eq\f(p,T4)代入數(shù)據(jù)得p＝1.2×105Pa活塞受力平衡，有pS＋mg＝FN＋p0(S－S′)代入數(shù)據(jù)得FN＝60N由牛頓第三定律可知，兩卡環(huán)受到活塞的總壓力大小為60N。答案：(1)0.45m(2)60N18．(11分)如圖所示，豎直平面內(nèi)固定有光滑軌道AB，水平直軌道CD、EF和以速度v0逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶MN，在EF軌道右側(cè)固定一反彈裝置，各軌道平滑連接，傳送帶與水平軌道等高、間隙不計(jì)?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的滑塊從軌道AB上高為h處由靜止下滑，與反彈裝置的碰撞為完全彈性碰撞。已知軌道AB末端B處的曲率半徑R＝2m，LCD＝0.45m，LMN＝0.7m，LEF＝0.9m，m＝2kg，v0＝3m/s，滑塊與CD和MN間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，與EF間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ′＝0.5－eq\f(5,9)x，其中x為滑塊距E點(diǎn)的距離，g取10m/s2。(1)若h＝0.2m，求滑塊運(yùn)動(dòng)至B處時(shí)滑塊對(duì)軌道的作用力FN；(2)若滑塊過不了傳送帶，求高度h的最大值；(3)若滑塊只通過傳送帶一個(gè)來回，試求傳送帶額外做功的最大值。解析：(1)滑塊下滑過程有mgh＝eq\f(1,2)mvB2在B點(diǎn)有FN′－mg＝eq\f(mvB2,R)根據(jù)牛頓第三定律有FN＝FN′解得FN＝24N，方向豎直向下。(2)若滑塊過不了傳送帶，滑塊第一次到達(dá)E點(diǎn)的速度為vE＝0由動(dòng)能定理有mghmax－μmg(LCD＋LMN)＝0解得hmax＝0.575m。(3)傳送帶額外做功最大的臨界條件為滑塊第二次到達(dá)E點(diǎn)速度為零，在CD段和MN段，克服摩擦力做功WCD＝μmgLCD＝4.5J，WMN＝μmgLMN＝7J在EF段，克服摩擦力做功WEF＝eq\o(F,\s\up6(－))fLEF＝eq\f(1,2)×0.5mgLEF＝4.5J滑塊第一次到達(dá)E點(diǎn)，－2WEF＝0－eq\f(1,2)mvE12解得vE1＝3m/s滑塊第一次到達(dá)D點(diǎn)，－2WEF－WMN＝0－eq\f(1,2)mvD12解得vD1＝4m/s滑塊第二次到達(dá)D點(diǎn)，WMN＝eq\f(1,2)mvD22解得vD2＝eq\r(7)m/s滑塊第一次由D到E過程，傳送帶克服摩擦力做功Wf1＝μmgv0·eq\f(vD1－vE1,μg)滑塊第二次到達(dá)D過程，傳送帶克服摩擦力做功Wf2＝μmgv0·eq\f(vD2－0,μg)解得傳送帶額外做功的最大值為Wf＝Wf1＋Wf2＝mv0(vD2＋vD1－vE1)＝(6＋6eq\r(7))J。答案：(1)24N，方向豎直向下(2)0.575m(3)(6＋6eq\r(7))J19．(11分)根據(jù)霍爾效應(yīng)原理制成的霍爾元件有廣泛的應(yīng)用，某研究小組用霍爾元件來研究金屬棒在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。如圖(a)所示，在水平面上固定放置兩間距為l的平行、光滑金屬導(dǎo)軌，其右側(cè)通過開關(guān)S接有恒流源，向回路提供恒定電流I0；在－x0≤x≤x0區(qū)間存在方向垂直導(dǎo)軌平面向下、大小沿Oy軸方向不變、沿Ox軸方向按某一規(guī)律變化的穩(wěn)恒磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置，其上固定一霍爾元件(相比m，其質(zhì)量可忽略不計(jì))，它是一個(gè)長、寬和高分別為a、b、c的長方體微小半導(dǎo)體薄片，磁場(chǎng)方向垂直a×b平面，其單位體積中載流子數(shù)為n，每個(gè)載流子帶電荷量為e。在半導(dǎo)體薄片上制作四個(gè)電極E、F、M、N，放大圖如圖(b)所示，在E、F間通入恒定的電流I，則在M、N間出現(xiàn)霍爾電壓UH＝UM－UN(圖中沒有畫出提供電流I和測(cè)量電壓UH的電路圖)。開關(guān)S斷開時(shí)，導(dǎo)體棒靜止在x＝x0處。計(jì)算時(shí)將eq\f(I,nec)用常量k表示。(已知力—位移圖像與位移坐標(biāo)軸所圍的面積是力所做的功)(1)求半導(dǎo)體薄片中載流子平均移動(dòng)速率eq\o(v,\s\up6(－))；(2)半導(dǎo)體材料有P型(載流子以空穴導(dǎo)電為主，即正電荷導(dǎo)電)和N型(載流子以電子導(dǎo)電為主)兩種，當(dāng)棒位于x＝x0處時(shí)，測(cè)得霍爾電壓大小為UH0，求該處磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小；如果UH0>0，則該半導(dǎo)體是P型還是N型？(3)閉合開關(guān)S，導(dǎo)體棒從x＝x0處開始運(yùn)動(dòng)，測(cè)得霍爾電壓UH隨x變化的圖線如圖(c)所示，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿Ox軸的分布規(guī)律和棒運(yùn)動(dòng)速度與x的關(guān)系。解析：(1)根據(jù)電流的微觀表達(dá)式有I＝necbeq\x\to(v)解得eq\x\to(v)＝eq\f(I,necb)＝eq\f(k,b)。(2)當(dāng)棒位于x＝x0處時(shí)，測(cè)得霍爾電壓大小為UH0，由平衡條件得eeq\