1、非选择题标准练(二)三、非选择题(本题共7小题，共55分)17(5分)某同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验如图为实验装置简图，实验中认为细绳对小车拉力F等于细沙和沙桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得(1)如图甲、乙为实验中所用的两种打点计时器，该同学选用的是46 V的学生电源，应选用图中的_(选填“甲”或“乙”)打点计时器(2)在探究加速度a与质量m的关系时，保持细沙和沙桶质量不变，改变小车质量m，分别记录小车加速度a与其质量m的数据在分析处理时，该组同学存在两种方案；甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量m的图象；乙同学认为应该
2、根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量倒数的图象两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象(如图所示)你认为同学_(选填“甲”或“乙”)的方案更合理解析：(1)该同学选用的是46 V的学生电源，应选用图中的电磁打点计时器(2)尽可能把图象画成线性的，应绘制a图象答案：(1)乙(2)乙18(5分)某同学用多用电表的欧姆挡来测量电压表的内阻，如图甲所示先将选择开关旋至倍率“1 k”挡，红、黑表笔短接调零后进行测量，红表笔应接电压表的_(选填“”或“”)接线柱，指针偏转角度过大，接下来该同学应重新选择倍率“_”挡，再进行_，测量结果如图乙所示，电压表的电阻为_.解析
3、：电流从红表笔流进多用电表，短接调零后红表笔应接电压表的“”接线柱，指针偏转角度过大，接下来该同学应重新选择倍率“100”挡，再进行欧姆调零，测量读数为4 000 .答案：100欧姆调零4 00019.(9分)山区高速公路上，一般会在较长的下坡路段的坡底设置紧急避险车道将紧急避险车道视为一个倾角为的固定斜面，如图所示一辆质量为m的汽车在刹车失灵的情况下，以速度v冲上紧急避险车道匀减速至速度为零汽车在紧急避险车道上受到除重力之外的阻力大小是自身重力的k倍(重力加速度为g)(1)画出汽车的受力示意图；(2)求出汽车行驶时的加速度大小；(3)求出汽车行驶的距离解析：(1)以汽车为研究对象，受力如图所
4、示(2)汽车在紧急避险车道上做匀减速直线运动，设其加速度大小为a，由题意得fkmg由牛顿第二定律得mgsin kmgma解得加速度a(ksin )g，方向沿斜面(避险车道)向下(3)汽车做匀减速直线运动，设在紧急避险车道上行驶的距离为x由运动学公式得v22ax解得x.答案：见解析20(12分)如图所示，在竖直平面内有半径为R0.2 m的光滑圆弧AB，圆弧B处的切线水平，O点在B点的正下方，B点高度为h0.8 m在B端接一长为L1.0 m的木板MN.有一质量为m1.0 kg的滑块，与木板间的动摩擦因数为0.2，滑块以某一速度从N点滑到板上，恰好运动到A点(g取10 m/s2)(1)求滑块从N点滑
5、到板上时的初速度大小；(2)求滑块从A点滑回到圆弧的B点时对圆弧的压力解析：(1)由动能定理得mgLmgR0mv解得v02 m/s.(2)根据动能定理得mgLmvmv由向心力公式可知Fmgm，解得F30 N由牛顿第三定律知，滑块滑至B点时对圆弧的压力大小为30 N，方向竖直向下答案：(1)2 m/s(2)30 N，方向竖直向下21(4分)某物理兴趣小组利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，步骤如下：A用天平测出滑块A、B的质量分别为300 g和200 g；B安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；C向气垫导轨通入压缩空气；D把A、B两滑块放到导轨上，并给它们一个初速
6、度，同时开始闪光照相，闪光的时间间隔设定为t0.2 s照片如图该组同学结合实验过程和图象分析知：该图象是闪光4次摄得的照片，在这4次闪光的瞬间，A、B两滑块均在080 cm刻度范围内：第一次闪光时，滑块B恰好通过x55 cm处，滑块A恰好通过x70 cm处；碰撞后有一个物体处于静止状态(1)以上情况说明两滑块的碰撞发生在第一次闪光后_s；(2)设向右为正方向，试分析碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和是_kgm/s，碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和是_kgm/s，以上实验结果说明在碰撞过程中保持不变的物理量是_解析：(1)碰撞后B向左做匀速运动，设其速度为vB，所以有：vBt20 cm，碰撞到第二
7、次闪光时B向左运动10 cm，时间为t，有：vBt10 cm，第一次闪光到发生碰撞时间为t，有：ttt联立解得：t s0.1 s.(2)设向右为正方向，碰撞前，B的速度大小vB m/s0.5 m/sA的速度vA m/s1 m/s则碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和为：p1mBvBmAvA(0.20.50.31) kgm/s0.2 kgm/s.碰撞后，A静止，B速度为：vB m/s1 m/s则碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和为p2mBvB0.2(1) kgm/s0.2 kgm/s.答案：(1)0.1 s(2)0.20.2两滑块的质量和速度乘积之和22(10分)如图所示，坐标原点O处有一点状的放射源
8、，它向xOy平面内的x轴上方各个方向(包括x轴正方向和负方向)发射带正电的同种粒子，速度大小都是v0，在0yd的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场，场强大小为E，其中q与m分别为该种粒子的电荷量和质量；在dy2d的区域内分布有垂直xOy平面的匀强磁场ab为一块很大的平面感光板，放置于y2d处，观察发现此时恰好没有粒子打到ab板上(不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用)(1)求粒子刚进入磁场时的速率；(2)求磁感应强度B的大小；(3)将ab板平移到距x轴最远什么位置时所有粒子均能打到板上？解析：(1)根据动能定理得Eqdmvmv可得刚进入磁场时的速率vt2v0.(2)根据(1)可知vt2v0，对
9、于沿x轴正方向射出的粒子，其进入磁场时与x轴正方向的夹角其在电场中沿x轴正方向的位移x1v0td若沿x轴正方向输出的粒子不能打到ab板上，则所有粒子均不能打到ab板上，因此沿x轴正方向射出的粒子在磁场中运动的轨迹与ab板相切，如图甲所示由几何关系可知rrcosd可得粒子做圆周运动的半径rd洛伦兹力提供向心力Bqvt可得B.(3)若沿x轴负方向射出的粒子能打到ab板上，则所有粒子均能打到板上，临界情况就是沿x轴负方向射出的粒子在磁场中运动的轨迹恰好与ab板相切如图乙所示由几何关系可知，此时磁场宽度drrcosd即当ab板位于yd的位置时，恰好所有粒子均能打到板上答案：(1)2v0(2)(3)yd
10、23(10分)如图所示，在空间有两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域，上面区域边界AA与DD的间距为H，磁场方向垂直纸面向里，CC与DD的间距为h，CC下方是另一个磁场区域，磁场方向垂直纸面向外现有一质量为m、边长为L(hLH)、电阻为R的正方形线框abcd由AA上方某处竖直自由落下，恰能匀速进入上面磁场区域，当线框的cd边刚要进入边界CC前瞬间，线框的加速度大小a10.2g，空气阻力不计，重力加速度为g，求：(1)线框的cd边从AA运动到CC过程产生的热量Q.(2)当线框的cd边刚刚进入边界CC时，线框的加速度大小a2.(3)线框的cd边从边界AA运动到边界CC的时间解析：(1)设线框匀速
11、进入上面磁场区域的速度为v1，电流为I1，则有BI1LmgI1解得v1设cd边到达CC前瞬间的速度为v2，电流为I2，因Lv1，所以此状态线框的加速度方向应为向上，有BI2Lmgma1I2，解得v2产生的热量Qmg(Hh)mg(Hh).(2)cd边刚进入CC时速度仍为v2，这时上、下两条边同时切割磁感线，回路电动势加倍，电流加倍，安培力变为原来的4倍，则有4BI2Lmgma2解得a23.8g.(3)设线框进入上面磁场区域到线框ab运动到AA的时间为t1，线框cd边从DD运动到CC的时间为t2，从AA运动到CC的总时间为t，对线框从AA运动到CC的全过程，由动量定理得mgtB1Lt1B2Lt2mv2mv1其中1、2为t1、t2时间内的电流平均值1，2，1t1L，2t2h解得t(Lh).答案：(1)mg(Hh)(2)3.8g(3)(Lh)