1、非选择题标准练(三)三、非选择题(本题共7小题，共55分)17(5分)(2019宁波模拟)某同学用打点计时器研究小车的匀变速直线运动，他将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带如图所示，他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这点下标明A，第六个点下标明B，第十一个点下标明C，第十六个点下标明D，第二十一个点下标明E.测量时发现B点已模糊不清，他只测得AC长为14.56 cm，CD长为11.15 cm，DE长为13.73 cm.(1)为了探究匀变速直线运动的规律，该同学所取的计数点个数_(填字母序号)A偏少B偏多C合适(2)若小车是做匀变速直线运动，由该同学所测的实
2、验数据，请你帮他求出：打C点时小车的瞬时速度vC_m/s，小车的加速度a_m/s2，AB的距离应为_cm，打A点时小车的瞬时速度vA_m/s.(计算结果保留三位有效数字)解析：(1)本实验根据匀变速直线运动的推论公式xaT2可以求出加速度的大小，应多取一些数据，根据逐差法求出加速度，再求平均值，而该同学只取两组数据，计数点偏少，故A正确(2)由题意可知相邻的计数点间的时间间隔T0.1 s，根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，得：vC m/s0.986 m/s，由于AC间的时间间隔为2T0.2 s，CE间的时间间隔也为2T0.2 s，根据匀变速直线运动的推论公式xaT2可以求
3、出加速度的大小，a，代入数据得a2.58 m/s2；根据匀变速直线运动的推论公式xmxn(mn)aT2，xDExCDx2.58 cm，xCDxAB2x，所以：xABxCD2x5.99 cm.根据匀变速直线运动速度时间公式得：vCvA2aT，解得：vA0.986 m/s0.22.58 m/s0.470 m/s.答案：(1)A(2)0.9862.585.990.47018(5分)(2019台州月考)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5 V2.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有：A直流电源(电动势约为5 V，内阻可不计)B直流电流表(量程03 A，内阻约为0.1 )C直流电
4、流表(量程0600 mA，内阻约为5 )D直流电压表(量程015 V，内阻约为15 k)E直流电压表(量程05 V，内阻约为10 k)F滑动变阻器(最大阻值10 ，允许通过的最大电流为2 A)G滑动变阻器(最大阻值1 k，允许通过的最大电流为0.5 A)实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据(1)实验中电流表应选用_，电压表应选用_，滑动变阻器应选用_(均用序号字母表示)(2)请按要求将图甲中所示的器材连成实验电路(3)某同学通过实验正确作出了小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示现把实验中使用的小灯泡接到如图丙所示的电路中，其中电源电动势E6 V，内阻r1 ，定值电阻R9 ，此时灯泡的实
5、际功率为_ W(结果保留两位有效数字)解析：(1)灯泡的额定电压为5 V，因此电压表选择量程大于等于5 V的即可，故选E；灯泡的额定电流I0.5 A，故电流表应选择C；因本实验采用分压接法，滑动变阻器应选最大阻值较小的，故滑动变阻器选择F.(2)本实验要求多测几组数据，小灯泡电压从零开始连续可调，故滑动变阻器采用分压接法，同时因电流表内阻与灯泡内阻接近，故电流表选用外接法，实物图如图甲所示(3)将定值电阻等效为电源内阻，作出等效电源的伏安特性曲线如图乙所示，与灯泡的伏安特性曲线的交点为灯泡的工作点，由图可知，此时灯泡的电压为2.2 V，电流为0.38 A，则灯泡的功率PUI2.20.38 W0
6、.84 W答案：(1)CEF(2)见解析图(3)0.8419(9分)(2019金华联考)如图所示，有两个高低不同的水平面，高水平面光滑，低水平面粗糙一质量为5 kg、长度为2 m的长木板靠在高水平面边缘A点，其表面恰好与高水平面平齐，长木板与低水平间的动摩擦因数为0.05，一质量为1 kg可视为质点的滑块静止放置，距A点距离为3 m，现用大小为6 N、水平向右的外力拉滑块，当滑块运动到A点时撤去外力，滑块以此时的速度滑上长木板滑块与长木板间的动摩擦因数为0.5，取g10 m/s2.(1)求滑块滑动到A点时的速度大小；(2)滑块滑动到长木板上时，滑块和长木板的加速度大小分别为多少？(3)通过计算
7、说明滑块能否从长木板的右端滑出解析：(1)设滑块在高水平面上的加速度为a，根据牛顿第二定律有：Fma根据运动学公式有：v22aL0，代入数据解得：v6 m/s.(2)设滑块滑动到长木板后，滑块的加速度为a1，长木板的加速度为a2，根据牛顿第二定律，对滑块有：1mgma1代入数据解得：a15 m/s2对长木板有：1mg2(mM)gMa2代入数据解得：a20.4 m/s2.(3)设滑块没有滑出长木板，从滑块滑上长木板到两者相对静止所用时间为t，则：va1ta2t，代入数据解得：t s.此过程中滑块的位移为：x1vta1t2长木板的位移为：x2a2t2，x1x2 mL2 m所以滑块能从长木板的右端滑
8、出答案：(1)6 m/s(2)5 m/s20.4 m/s2(3)见解析20(12分)(2018浙江选考4月)如图所示，一轨道由半径为2 m的四分之一竖直圆弧轨道AB和长度可调的水平直轨道BC在B点平滑连接而成现有一质量为0.2 kg的小球从A点无初速释放，经过圆弧上B点时，传感器测得轨道所受压力大小为3.6 N，小球经过BC段所受的阻力为其重力的0.2倍，然后从C点水平飞离轨道，落到水平地面上的P点，P、C两点间的高度差为3.2 m小球运动过程中可视为质点，且不计空气阻力(1)求小球运动至B点时的速度大小；(2)求小球在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功；(3)为使小球落点P与B点的水平距离最大，求
9、BC段的长度；(4)小球落到P点后弹起，与地面多次碰撞后静止假设小球每次碰撞机械能损失75%、碰撞前后速度方向与地面的夹角相等求小球从C点飞出到最后静止所需时间解析：(1)由向心力公式Nmgm，解得vB4 m/s.(2)小球从A到B的过程，有重力和阻力做功，设克服摩擦力所做的功为W克由动能定理mgRW克mv0，解得W克2.4 J.(3)分析运动发现，BC段长度会影响匀减速运动的时间，继而影响平抛运动水平初速度以及水平位移不妨设在BC段运动时间为t，加速度大小a2 m/s2由运动学公式得vCvBat42txBCvBtat24tt2其中，0t2 s.平抛运动中hgtxCPvCt0由可得xCP3.2
10、1.6t则由可得xBPxBCxCPt22.4t3.2根据二次函数单调性以及t的范围，可得当t1.2 s时，xBP取到最大值代入式，解得xBC3.36 m.(4)由于碰撞前后速度方向与地面夹角相等，所以碰撞前后水平与竖直分速度比例不变，每次碰撞机械能损失75%，故每次碰撞合速度、分速度均变为原来的.设第n次碰撞后的竖直分速度为vyn，第n次碰撞到第n1次碰撞的时间为tn.由平抛运动方程得vy08 m/st00.8 s则vynvy0tn2将式代入可得tn0.8(n1，2，3)由等比数列求和公式可得t总t0t1tn0.8当n取无穷大，物体处于静止状态解得t总2.4 s.答案：(1)4 m/s(2)2
11、.4 J(3)3.36 m(4)2.4 s21(4分)在“测定玻璃的折射率”实验中(1)某同学在画玻璃砖边界时操作如图甲所示，请指出其不当之处：_(写出一点即可)(2)实验中，已画好玻璃砖边界ab、cd后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如图乙所示，其他操作正确，则测得玻璃的折射率将_(选填“变大”“不变”或“变小”)解析：“测定玻璃折射率”的实验原理是折射定律n.通过作光路图，将玻璃砖向上平移的光路图与未向上平移的光路图进行比较，分析入射角和折射角是否变化，由折射定律分析折射率的变化(1)不能用手触摸玻璃砖的表面，否则很容易使得表面变脏；玻璃砖太厚，当做尺子用时容易使得画出的线与实际有所偏
12、移；(2)如图所示，实线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而虚线是未将玻璃砖向上平移时作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律n得知，测得的折射率将不变答案：(1)用手触摸光学面，拿玻璃砖当尺子用(2)不变22(10分)间距为l0.5 m的两平行金属导轨由倾斜部分和水平部分平滑连接而成，如图所示，倾斜部分导轨的倾角30，上端连有阻值R0.5 的定值电阻且倾斜导轨处于大小为B10.5 T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中水平部分导轨足够长，图示矩形虚线框区域存在大小为B21 T、方向竖直向上的匀强磁场，磁场区域的宽度d3 m现将质量m0.1 kg、内阻r0.5
13、、长l0.5 m的导体棒ab从倾斜导轨上端释放，达到稳定速度v0后进入水平导轨，当恰好穿过B2磁场时速度v2 m/s，已知导体棒穿过B2磁场的过程中速度变化量与在磁场中通过的距离满足vkx(比例系数k未知)，运动过程中导体棒始终与导轨垂直并接触良好，不计摩擦阻力和导轨电阻求：(1)导体棒ab的速度v0；(2)导体棒ab穿过B2磁场过程中通过R的电荷量及导体棒ab产生的焦耳热；(3)若磁场B1大小可以调节，其他条件不变，为了使导体棒ab停留在B2磁场区域，B1需满足什么条件解析：(1)当导体棒ab运动稳定后，做匀速运动，由平衡条件知mgsin B1Il感应电流I联立得v08 m/s.(2)穿过B
14、2磁场过程中的平均电流I联立得qIt1.5 C设穿过B2磁场过程中产生的总焦耳热为Q，则由能量守恒定律知mvmv2Q导体棒ab产生的焦耳热QrQ联立得Qr1.5 J.(3)根据题意有，k2 s1，则若导体棒ab以速度v进入B2磁场时与在磁场中停下时通过的距离x满足v2x导体棒ab在B1磁场中达到稳定速度时，由平衡条件知mgsin B1Il又I联立得B1根据题意，xd联立以上二式并代入数据得B1 T.答案：(1)8 m/s(2)1.5 C1.5 J(3)B1 T23(10分)如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为30，导轨电阻不计，导轨处在垂直导轨平面斜向上的有界匀强磁
15、场中，两根阻值都为R2 、质量都为m0.2 kg的完全相同的细金属棒ab和cd垂直导轨并排靠紧放置在导轨上，与磁场上边界距离为x1.6 m，有界匀强磁场宽度为3x4.8 m先将金属棒ab由静止释放，金属棒ab刚入磁场就恰好做匀速运动，此时立即由静止释放金属棒cd，金属棒cd在出磁场前已做匀速运动，两金属棒在下滑过程中与导轨始终接触良好，取重力加速度g10 m/s2，求：(1)金属棒ab刚进入磁场时棒中的电流I；(2)金属棒cd在磁场运动的过程中通过回路某一截面的电荷量q；(3)两根金属棒全部通过磁场的过程中回路产生的焦耳热Q.解析：(1)由动能定理得mgxsin mv解得v14 m/s此后金属
16、棒ab匀速下滑，有EBLv1根据闭合电路欧姆定律，有I根据安培力公式，有F安BIL根据平衡条件，有mgsin BIL可得I1 A.(2)设经过时间t，金属棒cd也进入磁场，其速度也为v1，金属棒cd在磁场外时，有scdxt此时金属棒ab在磁场中运动的距离为sabv1t2x两棒都在磁场中时速度相同，无电流，这一过程金属棒cd运动的位移为x，金属棒cd在磁场中而金属棒ab在磁场外时，cd棒中才有电流，这一过程金属棒cd运动的位移为2x，电荷量q0.8 C.(3)ab在磁场中运动的过程(金属棒cd在磁场外)回路产生的焦耳热Q12mgxsin ab离开磁场的速度vv2gxsin cd在磁场中运动的过程有2mgxsin Q2mvmv故QQ1Q28 J.答案：(1)1 A(2)0.8 C(3)8 J