1、2016年浙江省杭州市萧山区高考命题比赛物理试卷（24）一、单项选择题（本大题一共4道小题，一共24分每道小题都有且仅有1个符合题意的答案，选择正确得6分，选错或者不选得0分）1如图所示，在设计某些电车车站时，站台往往建得高一些，这是为了有效地提高能量利用率设站台高h=1.6m，进站的电车到达坡的下端A点时速度为25.2km/h，此后即关闭电动机的电源由于车站的这种小坡度设计，电车进站时所具有的机械能中可供出站时利用的百分比是（）A100%B80%C64%D36%22012年10月14日，一名跳伞员从离地39km高度的外太空纵身跃下，创造了高空跳伞高度的新世界纪录和无动力突破超音速的记录，跳伞
2、员携带的传感器记录下的速度时间图象如图所示跳伞员在跳下以后的第32秒启动小伞，第41秒达到最大速度1173km/h，第261秒启动大伞，第542秒脚触地面，已知39km高空的重力加速度g值是9.86m/s2，忽略起跳速度、转动和水平偏移，则对于跳伞员（包含随身携带的所有装备）的分析正确的是（）At=0到t=32s之间，处于完全失重状态Bt=41s之后直到停止运动，一直未出现失重状态Ct=41s时刻速度和加速度都最大Dt=41s时刻机械能和动能都达到最大3某重型气垫船，自重达5.0105kg，最高时速为108km/h，装有额定输出功率为9000kW的燃气轮机假设该重型气垫船在海面航行过程所受的阻
3、力Ff与速度v满足Ff=kv，下列说法正确的是（）A该重型气垫船的最大牵引力为3.0105NB从题中给出的数据，可算出k=1.0104Ns/mC以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船所受的阻力为3.0105ND以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船发动机的输出功率为4500kW4 如图是“时空之旅”飞车表演时，惊险刺激的场景，演员驾着摩托车（演员连同摩托车的重力为mg），在半径为R的球形金属网内壁的竖直平面内做圆周运动，经过最低点时关闭发动机，由安装在最低点和最高点的压力传感器测出该圈内车对金属网压力的大小分别是总重力的7倍和0.5倍，请同学们帮演员分析计算从最低到最高点的过程中克服阻力做功是
4、 （）A RB mgRC mgRDmgR二、不定项选择题（本大题一共3道小题，一共18分每道小题都有1至3个符合题意的答案，完全正确得6分，正确但不完整得3分，选错或者不选得0分）5如图1、2所示为科技馆里一个趣味体验项目的照片和简化图，核心装置为一个金属球，在干燥的空气里，体验者双脚站在绝缘凳上，手（图中为右手）按在金属球上，并与周围其他物体保持远离一条特殊传送带（图中未画出）给金属球不断地输送电荷，过一段时间后，体验者的头发便会四处散开，甚至倒立，十分有趣，如图所示，在此状态下，下列分析正确的是（）A若用左手去摸金属球，会被电击B若用左手与旁边的观众握手，会被电击C若将右手离开金属球，则头
5、发会立刻恢复常态D若将右手离开金属球而且走下绝缘凳，头发会立刻恢复常态62016年3月10日，我国科学家宣布利用超强超短激光成功产生了反物质，这一进步的关键在于在单发实验条件下成功观测到正电子其局部原理图如下，含有正电子、负电子和某种不带电的射线的混合粒子束1自左向右射入强磁场（B=0.8T）区，磁场方向垂直于直面向外，粒子束分离成为2、3、4三束则下列说法正确的是（）A射线2是正电子B射线3是不带电的C射线4是正电子D图中所有的正电子的运动速率不尽相同7随着摩天大楼高度的增加，因为各种原因而造成的电梯坠落事故也屡见报端，为社会和家庭造成了不可估量的损失为此有同学设想了一个电梯应急安全装置：在
6、电梯的轿厢上安装上永久磁铁，电梯的井壁上铺设点线圈，以使能在电梯突然坠落时减小对人员的伤亡，其原理可如图所示则关于该装置的下列说法正确的是（）A若电梯突然坠落，将线圈闭合可起到应急避险作用B若电梯突然坠落，将线圈闭合可以是电梯悬浮在空中C当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A、B中电流方向相同D当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落二、非选择题部分非选择题部分共12题，共180分8在“探究滑块速度随时间变化的规律”实验中，某研究性学习小组在一端装有定滑轮的长木板的中段粘上均匀的薄砂纸，砂面朝上，还选用了质量为100g的长方体木块、一段较长的棉绳、一盒钩码（单个质量为50g）、电磁打
7、点计时器、纸带、复写纸、学生电源和导线若干，实验装置如图甲所示，实验时在小车上加载四个钩码，在棉绳的右端悬挂三个钩码，接通电源，释放小车，成功打出了一条纸带，纸带的局部如图乙，大部分点的时刻和速度的对应关系已经描绘在图丙里（1）根据图乙，请计算0.20s时刻点的瞬时速度，填入表中时刻（s）0.200.240.280.320.36速度（m/s）0.750.870.931.01（2）根据上述表格中的五组数据，请在图丙中描绘出对应的五个点，再根据图中所有的点，描绘出最能反映出木块运动性质的vt图象（3）根据上述图象，请说明滑块的运动性质：（4）在实验结束后，同学们对实验进行了反思：A同学认为本实验有
8、必要在左端垫上小垫块以平衡摩擦力，B同学认为没有必要，你认为的观点正确； C同学认为本实验中三个钩码质量太大，有必要换质量更小的配重，以满足“重物质量m远小于滑块质量M”这一条件，D同学认为没有必要，你认为的观点正确；同学们都认为可以由实验数据粗略计算出木块与砂纸之间的动摩擦因数，其值为（保留两位有效数字）9某实验小组为了研究小灯泡的伏安特性曲线，先按照图甲所示的电路图，规范操作，准确测量，得到一系列数据，如图乙中的散点K1同学们对实验进行了下述改进如图丙所示，将小灯泡L的玻璃罩敲碎，灯丝保存完好，仍然安放在灯座上，取一个大小合适的玻璃杯，将灯座倒扣在杯沿上，在玻璃杯里慢慢加水，使得突出的灯丝
9、刚好完全没入水中，电路的其余部分均不接触水，再将该灯座依然接入图甲中L处，这样接通电路以后，灯丝不至于热到发光，温度可以基本控制在100C规范操作，准确测量，得到一组数据，如图丁中的一组散点K2已知水的电阻远大于小灯泡灯丝的电阻（1）请在答卷的对应图上描绘小灯泡的伏安特性曲线K1；曲线K1表明，随着电压升高，小灯泡的电阻（越来越小、基本不变或越来越大）（2）请在答卷的对应图上描绘小灯泡的伏安特性曲线K2；曲线K2表明，随着电压升高，小灯泡的电阻（越来越小、基本不变或越来越大）（3）对比两次实验表明，在同样的电压值下，曲线K1的电流值基本都远远小于曲线K2的电流值，其原因是（4）由实验结果可知，
10、小灯泡是（选填“线性元件”或“非线性元件”）10如图甲所示，ABCD为固定在水平面内的闭合轨道，其中 AB、CD段均为半径1.6m的半圆轨道，BC、AD段为直轨道，AD=BC=5mAD段粗糙，动摩擦因数为0.2，其余各段均光滑有一质量为0.2kg可视为质点的小物体卡在轨道上，沿着轨道运动，其截面图如图乙所示小物体经过DA段时会受到一个方向竖直向上，大小随速度如图丙规律变化的力作用；小物体经过BC段时会受到一个方向沿轨道向右，大小恒为0.4N的F2作用现使小物体在D点以4m/s的初速度向左运动，发现小物体恰好能匀速运动到A点g取10m/s2求：（1）小物体第一次经过圆弧AB段的向心加速度大小；（
11、2）小物体第一次运动到C点时速度大小；（3）若要小物体每次经过D点的速度都相同，则在D至少要获得多大的初速度11电磁弹射器是航空母舰上的一种舰载机起飞装置，已有美国福特号航母首先装备，我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器电磁弹射系统包括电源、强迫储能装置、导轨和脉冲发生器等等其工作原理可简化如图所示：上下共4根导轨，飞机前轮下有一牵引杆，与飞机前轮连为一体，可收缩并放置在飞机的腹腔内起飞前牵引杆伸出至上下导轨之间，强迫储能装置提供瞬发能量，强大的电流从导轨流经牵引杆，牵引杆在强大的安培力作用下推动飞机运行到高速现有一弹射器弹射某飞机，设飞机质量m=2104kg，起飞速度为v=60m/s，起
12、飞过程所受到平均阻力恒为机重的0.2倍，在没有电磁弹射器的情况下，飞机从静止开始匀加速起飞，起飞距离为l=200m，在电磁弹射器与飞机发的发动机（设飞机牵引力不变）同时工作的情况下，匀加速起飞距离减为50m，假设弹射过程强迫储能装置的能量全部转化为飞机的动能，取g=10m/s2，求：（1）请判断图中弹射器工作时磁场的方向（2）请计算该弹射器强迫储能装置贮存的能量（3）若假设强迫储能装置释放电能时的平均放电电压为U=1000V，飞机牵引杆的宽度d=2.5m，请计算强迫储能装置放电时的平均电流以及加速飞机所需的磁感应强度B的大小（4）实际中强迫储能装置的放电电压和功率均为可控，请你谈谈航母上安装电
13、磁弹射的优点12正负电子对撞机是使正负电子以相同速度对撞并进行高能物理研究的实验装置（如图甲），该装置一般由高能加速器（同步加速器或直线加速器）、环形储存室（把高能加速器在不同时间加速出来的电子束进行积累的环形真空室）和对撞测量区（对撞时发生的新粒子、新现象进行测量）三个部分组成为了使正负电子在测量区内不同位置进行对撞，在对撞测量区内设置两个方向相反的匀强磁场区域对撞区域设计的简化原理如图乙所示：MN和PQ为足够长的竖直边界，水平边界EF将整个区域分成上下两部分，区域的磁场方向垂直纸面向内，磁感应强度大小为B，区域的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小可以调节经加速和积累后的电子束以相同速率分
14、别从注入口C和注入口D水平射入，在对撞测量区发生对撞已知从两注入口到EF的距离均为d，边界MN和PQ的间距为13（2d），正电子的质量为m，电量分别为+e，负电子的质量为m，电量分别为e（1）试判断从注入口C入射的是正电子还是负电子；（2）若区域的磁感应强度大小也为B，要使从注入口C射入的电子束从PQ边界飞出，求电子束的最小速率；并求以此速度入射到从PQ边界飞出所需的时间；（3）若电子束以的速率入射，欲实现正负电子对撞，求区域磁场磁感应强度的所有可能值2016年浙江省杭州市萧山区高考命题比赛物理试卷（24）参考答案与试题解析一、单项选择题（本大题一共4道小题，一共24分每道小题都有且仅有1个符
15、合题意的答案，选择正确得6分，选错或者不选得0分）1如图所示，在设计某些电车车站时，站台往往建得高一些，这是为了有效地提高能量利用率设站台高h=1.6m，进站的电车到达坡的下端A点时速度为25.2km/h，此后即关闭电动机的电源由于车站的这种小坡度设计，电车进站时所具有的机械能中可供出站时利用的百分比是（）A100%B80%C64%D36%【考点】机械能守恒定律【分析】进站时车的动能转化为重力势能，出站时重力势能转化为动能，重力势能与动能之比是可以利用的机械能的百分比【解答】解：电车进站时所具有的机械能中可供出站时利用的百分比：=代入数据解得：64%；故选：C22012年10月14日，一名跳伞
16、员从离地39km高度的外太空纵身跃下，创造了高空跳伞高度的新世界纪录和无动力突破超音速的记录，跳伞员携带的传感器记录下的速度时间图象如图所示跳伞员在跳下以后的第32秒启动小伞，第41秒达到最大速度1173km/h，第261秒启动大伞，第542秒脚触地面，已知39km高空的重力加速度g值是9.86m/s2，忽略起跳速度、转动和水平偏移，则对于跳伞员（包含随身携带的所有装备）的分析正确的是（）At=0到t=32s之间，处于完全失重状态Bt=41s之后直到停止运动，一直未出现失重状态Ct=41s时刻速度和加速度都最大Dt=41s时刻机械能和动能都达到最大【考点】机械能守恒定律；超重和失重；动能【分析
17、】根据vt图象的斜率等于加速度，分析加速度的方向，即可判断跳伞员的状态，当加速度向下时，处于失重状态，相反，加速度向上时处于超重状态速度最大时，动能最大，但机械能不是最大【解答】解：A、t=32s时速度为v=1095km/h=304m/st=0到t=32s之间，a=m/s2=9.5m/s2g=9.86m/s2，所以不是完全失重，故A错误B、t=41s之后直到停止运动，加速度为负，说明加速度向上，处于超重状态，故B正确C、t=41s时刻速度最大，加速度为零故C错误D、由上ag，跳伞员一直受到浮力和空气阻力作用，这些力做负功，机械能不断减少，所以开始跳伞时机械能最大，故D错误故选：B3某重型气垫船
18、，自重达5.0105kg，最高时速为108km/h，装有额定输出功率为9000kW的燃气轮机假设该重型气垫船在海面航行过程所受的阻力Ff与速度v满足Ff=kv，下列说法正确的是（）A该重型气垫船的最大牵引力为3.0105NB从题中给出的数据，可算出k=1.0104Ns/mC以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船所受的阻力为3.0105ND以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船发动机的输出功率为4500kW【考点】功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律【分析】气垫船以额定功率启动，当阻力等于牵引力时，速度最大，根据P=Fv求解牵引力，再根据f=kv求解k值，当速度为最高速的一半时，根据F=f=k
19、求解此时的牵引力，再根据P=F求解此时的输出功率【解答】解：A、气垫船的最高速度为 v=108km/h=30m/s在额定输出功率下以最高时速航行时，根据P=Fv得：气垫船的牵引力 F=3.0105N，此时匀速运动，由P=Fv知，在速度达到最大前，F3.0105N，即气垫船的最大牵引力大于3.0105N故A错误B、气垫船以最高时速匀速运动时，气垫船所受的阻力为 f=F=3.0105N，根据f=kv得：k=1.0104Ns/m，故B正确CD、以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船所受的阻力为 f=k=f=1.5105N，此时气垫船发动机的输出功率为 P=F=f=1.510515=2250kW，故C
20、、D错误故选：B4 如图是“时空之旅”飞车表演时，惊险刺激的场景，演员驾着摩托车（演员连同摩托车的重力为mg），在半径为R的球形金属网内壁的竖直平面内做圆周运动，经过最低点时关闭发动机，由安装在最低点和最高点的压力传感器测出该圈内车对金属网压力的大小分别是总重力的7倍和0.5倍，请同学们帮演员分析计算从最低到最高点的过程中克服阻力做功是 （）A RB mgRC mgRDmgR【考点】向心力【分析】根据牛顿第二定律分别求出最高点和最低点的速度，通过动能定理求出最低点到最高点过程中克服阻力做功的大小【解答】解：在最低点，根据牛顿第二定律有：，N1=7mg，解得：；在最高点，根据牛顿第二定律有：，N
21、2=0.5mg，解得：，对最低点到最高点的过程运用动能定理得：解得：故A正确，B、C、D错误故选：A二、不定项选择题（本大题一共3道小题，一共18分每道小题都有1至3个符合题意的答案，完全正确得6分，正确但不完整得3分，选错或者不选得0分）5如图1、2所示为科技馆里一个趣味体验项目的照片和简化图，核心装置为一个金属球，在干燥的空气里，体验者双脚站在绝缘凳上，手（图中为右手）按在金属球上，并与周围其他物体保持远离一条特殊传送带（图中未画出）给金属球不断地输送电荷，过一段时间后，体验者的头发便会四处散开，甚至倒立，十分有趣，如图所示，在此状态下，下列分析正确的是（）A若用左手去摸金属球，会被电击B
22、若用左手与旁边的观众握手，会被电击C若将右手离开金属球，则头发会立刻恢复常态D若将右手离开金属球而且走下绝缘凳，头发会立刻恢复常态【考点】静电场中的导体【分析】在干燥的空气里，体验者双脚站在绝缘凳上，所以电荷不能通过实验者导走，此时的体验者与金属球形成一个大的导体，处于静电平衡状态，过一段时间后，体验者的头发便会四处散开；若体验者将右手离开金属球而且走下绝缘凳，与地面接触的过程中，地面会将体验者表面的电荷导走【解答】解：A、体验者双脚站在绝缘凳上，所以电荷不能通过实验者导走，体验者与金属球形成一个导体，处于静电平衡状态，再加上体验者与金属球上的电荷是逐渐增加的，所以不会被电击故A错误；B、由于
23、体验者的身体的表面带有电荷，若体验者用左手与旁边的观众握手，电荷将通过观众向大地传送，所以二人都会被电击故B正确；C、若体验者将右手离开金属球，由于体验者身体表面仍然带有电荷，所以则头发不会立刻恢复常态故C错误；D、若体验者将右手离开金属球而且走下绝缘凳，由于体验者与地面接触的过程中，地面会将体验者表面的电荷导走，所以头发会立刻恢复常态故D正确故选：BD62016年3月10日，我国科学家宣布利用超强超短激光成功产生了反物质，这一进步的关键在于在单发实验条件下成功观测到正电子其局部原理图如下，含有正电子、负电子和某种不带电的射线的混合粒子束1自左向右射入强磁场（B=0.8T）区，磁场方向垂直于直
24、面向外，粒子束分离成为2、3、4三束则下列说法正确的是（）A射线2是正电子B射线3是不带电的C射线4是正电子D图中所有的正电子的运动速率不尽相同【考点】洛仑兹力【分析】该题考察了带电粒子在磁场中的偏转，先由偏转方向判断出粒子的受力方向，再由左手定则判断出粒子的带电情况，由图首先可判断出3束粒子是不带电的2束粒子和4束粒子是带电的，由左手定则可判断出所带的电性，根据洛伦兹力提供向心力求解【解答】解：粒子垂直于磁场的方向射入匀强磁场后分为2、3、4三束：3束没有发生偏转，可知3束没有受到洛伦兹力作用，所以3束粒子是不带电的2束向左偏转，是受到了向左的洛伦兹力作用，由左手定则可判断此束粒子带负电4束
25、向右偏转，是受到了向右的洛伦兹力作用，由左手定则可判断此束粒子带正电由洛伦兹力提供向心力，得r=，故半径不同，速率不同故选：BCD7随着摩天大楼高度的增加，因为各种原因而造成的电梯坠落事故也屡见报端，为社会和家庭造成了不可估量的损失为此有同学设想了一个电梯应急安全装置：在电梯的轿厢上安装上永久磁铁，电梯的井壁上铺设点线圈，以使能在电梯突然坠落时减小对人员的伤亡，其原理可如图所示则关于该装置的下列说法正确的是（）A若电梯突然坠落，将线圈闭合可起到应急避险作用B若电梯突然坠落，将线圈闭合可以是电梯悬浮在空中C当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A、B中电流方向相同D当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A、
26、B都在阻碍电梯下落【考点】楞次定律【分析】带有磁铁的电梯在穿过闭合线圈的过程中，线圈内的磁感应强度发生变化，将在线圈中产生感应电流，感应电流会阻碍磁铁的相对运动由此分析即可【解答】解：A、若电梯突然坠落，将线圈闭合时，线圈内的磁感应强度发生变化，将在线圈中产生感应电流，感应电流会阻碍磁铁的相对运动，可起到应急避险作用故A正确；B、感应电流会阻碍磁铁的相对运动，但不能阻止磁铁的运动，故B错误；C、当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上向下看是逆时针方向，B中中向上的磁场增强，感应电流的方向从上向下看是顺时针方向，可知A与B中感应电流方向相反故C错误；D、结合A的分
27、析可知，当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落故D正确故选：AD二、非选择题部分非选择题部分共12题，共180分8在“探究滑块速度随时间变化的规律”实验中，某研究性学习小组在一端装有定滑轮的长木板的中段粘上均匀的薄砂纸，砂面朝上，还选用了质量为100g的长方体木块、一段较长的棉绳、一盒钩码（单个质量为50g）、电磁打点计时器、纸带、复写纸、学生电源和导线若干，实验装置如图甲所示，实验时在小车上加载四个钩码，在棉绳的右端悬挂三个钩码，接通电源，释放小车，成功打出了一条纸带，纸带的局部如图乙，大部分点的时刻和速度的对应关系已经描绘在图丙里（1）根据图乙，请计算0.20s时刻点的瞬时
28、速度，填入表中时刻（s）0.200.240.280.320.36速度（m/s）0.660.750.870.931.01（2）根据上述表格中的五组数据，请在图丙中描绘出对应的五个点，再根据图中所有的点，描绘出最能反映出木块运动性质的vt图象（3）根据上述图象，请说明滑块的运动性质：滑块先做匀加速运动，接着做匀速运动，最后再做匀加速运动（4）在实验结束后，同学们对实验进行了反思：A同学认为本实验有必要在左端垫上小垫块以平衡摩擦力，B同学认为没有必要，你认为B的观点正确； C同学认为本实验中三个钩码质量太大，有必要换质量更小的配重，以满足“重物质量m远小于滑块质量M”这一条件，D同学认为没有必要，你
29、认为D的观点正确；同学们都认为可以由实验数据粗略计算出木块与砂纸之间的动摩擦因数，其值为0.50（保留两位有效数字）【考点】探究小车速度随时间变化的规律【分析】（1）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出0.02s时刻的瞬时速度（2、3）作出滑块的vt图线根据图线得出滑块的运动规律（4）该实验不需要平衡摩擦力，不需要满足重物质量m远小于滑块质量M抓住滑块做匀速直线运动，结合共点力平衡求出动摩擦因数的大小【解答】解：（1、2）0.02s时刻的瞬时速度为：v=0.68m/s作出的速度时间图线如图所示：（3）由图线可知，滑块先做匀加速运动，接着做匀速运动，最后再做匀加速运动（4）本实验探
30、究滑块速度随时间的变化规律，不需要平衡摩擦力，所以B的观点正确，实验中不需要满足m远小于滑块点的质量，所以D的观点正确根据中段滑块做匀速直线运动，根据共点力平衡得，mg=Mg，m=150g=0.150kg，M=300g=0.300kg，解得：=0.50故答案为：（1）0.68（0.650.70均给分）；（2）如上图所示；（3）滑块先做匀加速运动，接着做匀速运动，最后再做匀加速运动；（4）B，D，0.509某实验小组为了研究小灯泡的伏安特性曲线，先按照图甲所示的电路图，规范操作，准确测量，得到一系列数据，如图乙中的散点K1同学们对实验进行了下述改进如图丙所示，将小灯泡L的玻璃罩敲碎，灯丝保存完好
31、，仍然安放在灯座上，取一个大小合适的玻璃杯，将灯座倒扣在杯沿上，在玻璃杯里慢慢加水，使得突出的灯丝刚好完全没入水中，电路的其余部分均不接触水，再将该灯座依然接入图甲中L处，这样接通电路以后，灯丝不至于热到发光，温度可以基本控制在100C规范操作，准确测量，得到一组数据，如图丁中的一组散点K2已知水的电阻远大于小灯泡灯丝的电阻（1）请在答卷的对应图上描绘小灯泡的伏安特性曲线K1；曲线K1表明，随着电压升高，小灯泡的电阻越来越大（越来越小、基本不变或越来越大）（2）请在答卷的对应图上描绘小灯泡的伏安特性曲线K2；曲线K2表明，随着电压升高，小灯泡的电阻基本不变（越来越小、基本不变或越来越大）（3）
32、对比两次实验表明，在同样的电压值下，曲线K1的电流值基本都远远小于曲线K2的电流值，其原因是K1中的温度高于了K2中的温度（4）由实验结果可知，小灯泡是线性元件（选填“线性元件”或“非线性元件”）【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线【分析】由平滑曲线将各点描出，根据图象斜率的变化可分析电阻的变化；再比较相同电压下的电阻值，明确电阻不同的原因【解答】解：（1）用平滑曲线将各点相连，如图所示；因IU图象中图象的斜率表示电阻的倒数，故由图可知，电阻越来越大；（2）同理由描点法作出图象如下图；由图可知，电阻基本保持不变；（3）由两IU图象可知，曲线K1的电流值基本都远远小于曲线K2的电流值，即曲线K1的电
33、阻值明显大于K2对应的电阻值；原因是，K2中保持恒温，而K1中的温度高于了K2中的温度；而金属导体的电阻随温度的升高而增大；（4）由实验结果可知，小灯泡的电阻不变，是线性元件故答案为：（1）如图所示；越来越大；（2）如图所示；基本不变；（3）大于；K1中的温度高于了K2中的温度；（4）线性元件10如图甲所示，ABCD为固定在水平面内的闭合轨道，其中 AB、CD段均为半径1.6m的半圆轨道，BC、AD段为直轨道，AD=BC=5mAD段粗糙，动摩擦因数为0.2，其余各段均光滑有一质量为0.2kg可视为质点的小物体卡在轨道上，沿着轨道运动，其截面图如图乙所示小物体经过DA段时会受到一个方向竖直向上，
34、大小随速度如图丙规律变化的力作用；小物体经过BC段时会受到一个方向沿轨道向右，大小恒为0.4N的F2作用现使小物体在D点以4m/s的初速度向左运动，发现小物体恰好能匀速运动到A点g取10m/s2求：（1）小物体第一次经过圆弧AB段的向心加速度大小；（2）小物体第一次运动到C点时速度大小；（3）若要小物体每次经过D点的速度都相同，则在D至少要获得多大的初速度【考点】向心力；匀变速直线运动规律的综合运用；牛顿第二定律【分析】（1）小物体在AB段做圆周运动，已知线速度和半径，由公式a=求向心加速度大小（2）由动能定理可求得第一次到达D点的速度或由牛顿第二定律和速度位移公式结合求解（3）对物体的运动过
35、程进行分析，根据牛顿第二定律和运动学公式可求得D点的最小初速度【解答】解：（1）小物体第一次经过圆弧AB段的向心加速度大小 a1=解得 a1=10m/s2（2）物体在BC段运动的加速度 a2=2m/s2由vC2vB2=2a2xBC得 vC=6m/s （3）当物体速度大小为4m/s时，物体做匀速运动，则 F1=mg=2N 由题意可知：D到A减速，B到C加速，若要小物体每次经过D点的速度都相同，则两段加速度大小相等即 a3=a1=2m/s2由牛顿第二定律得 （F1mg）=ma3得 F1=4N由图可得：F1=4N时，v=8m/s当物体速度大于等于8m/s后，F1保持不变则要实现小物体每次经过D点的速
36、度都相同，在A点速度至少要达到8m/s vD2vA2=2a3xDA解得 vD=2m/s即物体在D点获得速度至少要达到2m/s 答：（1）小物体第一次经过圆弧AB段的向心加速度大小是10m/s2；（2）小物体第一次运动到C点时速度大小是6m/s；（3）若要小物体每次经过D点的速度都相同，则在D至少要获得2m/s的初速度11电磁弹射器是航空母舰上的一种舰载机起飞装置，已有美国福特号航母首先装备，我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器电磁弹射系统包括电源、强迫储能装置、导轨和脉冲发生器等等其工作原理可简化如图所示：上下共4根导轨，飞机前轮下有一牵引杆，与飞机前轮连为一体，可收缩并放置在飞机的腹腔内
37、起飞前牵引杆伸出至上下导轨之间，强迫储能装置提供瞬发能量，强大的电流从导轨流经牵引杆，牵引杆在强大的安培力作用下推动飞机运行到高速现有一弹射器弹射某飞机，设飞机质量m=2104kg，起飞速度为v=60m/s，起飞过程所受到平均阻力恒为机重的0.2倍，在没有电磁弹射器的情况下，飞机从静止开始匀加速起飞，起飞距离为l=200m，在电磁弹射器与飞机发的发动机（设飞机牵引力不变）同时工作的情况下，匀加速起飞距离减为50m，假设弹射过程强迫储能装置的能量全部转化为飞机的动能，取g=10m/s2，求：（1）请判断图中弹射器工作时磁场的方向（2）请计算该弹射器强迫储能装置贮存的能量（3）若假设强迫储能装置释
38、放电能时的平均放电电压为U=1000V，飞机牵引杆的宽度d=2.5m，请计算强迫储能装置放电时的平均电流以及加速飞机所需的磁感应强度B的大小（4）实际中强迫储能装置的放电电压和功率均为可控，请你谈谈航母上安装电磁弹射的优点【考点】安培力；动能定理【分析】（1）根据左手定则判断出磁场的方向；（2）在无弹射装置条件小，根据动能定理求得发动机的牵引力，在弹射装置下，根据动能定理即可求得储存的能量；（3）根据速度位移公式和速度时间公式求得加速度和时间，由UIt1=E求得电流，根据牛顿第二定律求得磁场强度（4）可缩短起飞距离，可调节飞机装备质量，增加飞机的装备量【解答】解：（1）根据左手定则可知磁场方向
39、竖直向上（2）由动能定理：（F00.2mg）x1=mv20代入数据得：F0=2.2105N由 E+（F00.2mg）x2=mv20得E=2.7107J（3）飞机的加速为a1=36m/s2，起飞时间t1=s由UIt1=E得 I=1.63104A由F0+BIdkmg=ma1得B=T（4）可缩短起飞距离，可调节飞机装备质量，增加飞机的装备量 答：（1）请判断图中弹射器工作时磁场的方向竖直向上（2）请计算该弹射器强迫储能装置贮存的能量为2.7107J（3）若强迫储能装置放电时的平均电流为1.63104A，加速飞机所需的磁感应强度B的大小（4）航母上安装电磁弹射的优点为可缩短起飞距离，可调节飞机装备质量
40、，增加飞机的装备量12正负电子对撞机是使正负电子以相同速度对撞并进行高能物理研究的实验装置（如图甲），该装置一般由高能加速器（同步加速器或直线加速器）、环形储存室（把高能加速器在不同时间加速出来的电子束进行积累的环形真空室）和对撞测量区（对撞时发生的新粒子、新现象进行测量）三个部分组成为了使正负电子在测量区内不同位置进行对撞，在对撞测量区内设置两个方向相反的匀强磁场区域对撞区域设计的简化原理如图乙所示：MN和PQ为足够长的竖直边界，水平边界EF将整个区域分成上下两部分，区域的磁场方向垂直纸面向内，磁感应强度大小为B，区域的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小可以调节经加速和积累后的电子束以相同
41、速率分别从注入口C和注入口D水平射入，在对撞测量区发生对撞已知从两注入口到EF的距离均为d，边界MN和PQ的间距为13（2d），正电子的质量为m，电量分别为+e，负电子的质量为m，电量分别为e（1）试判断从注入口C入射的是正电子还是负电子；（2）若区域的磁感应强度大小也为B，要使从注入口C射入的电子束从PQ边界飞出，求电子束的最小速率；并求以此速度入射到从PQ边界飞出所需的时间；（3）若电子束以的速率入射，欲实现正负电子对撞，求区域磁场磁感应强度的所有可能值【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动【分析】（1）根据左手定则判断出粒子的电性；（2）要使电子从PQ边界飞出，设电子束的最小速率为v，运动的
42、半径为r，画出运动的轨迹，然后结合几何关系与洛伦兹力提供向心力即可求出；（3）先求出电子束在上边磁场中的运动飞轨迹，然后结合几何关系讨论可能的情况即可【解答】解：（1）从注入口C入射的粒子在向里的磁场中向右运动，向下偏转，轨迹左手定则可知，粒子一定是负电子；（2）要使电子从PQ边界飞出，设电子束的最小速率为v，运动的半径为r，画出运动的轨迹如图1，由几何关系得：r+rcos30=d即：由圆周运动：代入得：根据题意，设电子在区磁场的区域中运动对应的圆心角 为，经过3次重复，最后运动的轨迹对应的圆心角为，设电子在磁场中运动的周期为T，在磁场中运动的时间为t，则：得：（3）电子在区磁场的区域中运动对
43、应的半径为r0，图2中对应的角度为，则：由：得：=45x=（1）d设电子在区域回旋的次数为n，则区域运动的半径为rn，磁感应强度为Bn，则：当n=1时，运动的轨迹如图a，设电子在区域运动的半径为r1，磁感应强度为B1，则：此时：，不能实现正负电子对的对碰当n=2时，运动的轨迹如图b，设电子在区域运动的半径为r2，磁感应强度为B2，则：0.65d当n=3时，运动的轨迹如图c，设电子在区域运动的半径为r3，磁感应强度为B4，则：0.24d当n=4时，运动的轨迹如图d，设电子在区域运动的半径为r4，磁感应强度为B4，则：0.03d答：（1）从注入口C入射的是负电子；（2）若区域的磁感应强度大小也为B，要使从注入口C射入的电子束从PQ边界飞出，电子束的最小速率是；以此速度入射到从PQ边界飞出所需的时间是；（3）若电子束以的速率入射，欲实现正负电子对撞，区域磁场磁感应强度的所有可能值为：0.91B或2.46B或19.67B2016年12月27日