U-IgRg3-100×10×900
IgRg+IR2=U,解得R2==Ω=2910Ω -3
I1×10
10.(2018·新课标Ⅱ卷T23,9分)某同学用图a所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因
数,跨过光滑定滑轮的细线两端分別与木块和弹簧秤相连,滑轮和木块间的细线保持水平,在木块上方放置砝码,缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小.某次实验所得数据在下表中给出,其中f4的值可从图b中弹簧秤的示数读出. 砝码的质量0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 m/kg 滑动摩擦力 2.15 2.36 2.55 f4 2.93 -6
回答下列问题: (1)f4= N;
(2)在图c的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f﹣m图线;
(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f= ,f﹣m图线(直线)的斜率的表达式为k= ;
2
(4)取g=9.80m/s,由绘出的f﹣m图线求得μ= (保留2位有效数字) 答案:(1)2.75(2)如图所示(3)μ(M+m)g,μg(4)0.38(0.37﹣0.41均正确) 解析:(1)由图可以看出,弹簧秤的指针在2.70和2.80之间,读数为2.75N; (2)图中确实m=0.05kg和m=0.20kg时的点,通过描点后,画图如图所示
(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f=μ(M+m)g;k的表达式为k=μg.
2.93-2.0k3.75
(4)由图象可以得出斜率为k==3.75,所以μ===0.38.
0.25-0.01g9.8
【点评】本题考查了动摩擦因数的测量,在计算的过程中,描点法绘图,并从中得出斜率是关键,可以从中计算出摩擦因数;在数据处理时注意图象法的准确应用. 11. (2018·新课标Ⅱ卷T24,12分)汽车A在水平冰雪路面上行驶,驾驶员发现其正前方停
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有汽车B,立即采取制动措施,但仍然撞上了汽车B,两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示,碰撞后B车向前滑动了4.5m,A车向前滑动了2.0m,已知A和B的质量分别
33
为2.0×10kg和1.5×10kg,两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10,两车碰撞时间
2
极短,在碰撞后车轮均没有滚动,重力加速度大小g=10m/s,求: (1)碰撞后的瞬间B车速度的大小; (2)碰撞前的瞬间A车速度的大小.
答案:(1)3m/s(2)4.25m/s
12解析:(1)以B车为研究对象,由动能定理有﹣μmBgxB=0﹣mBvB
2代入数据解得vB=2μgxB=2×0.1×10×4.5m/s=3m/s; (2)设碰后A车速度大小为vA,碰前A车速度大小为v0, 12
碰后A车运动过程中,由动能定理有﹣μmAgxB=0﹣mAvA,
2
代入数据解得vA=2μgxA=2×0.1×10×2m/s=2m/s;
两车碰撞过程中,取向右为正、由动量守恒定律有mAv0=mAvA+mBvB 代入数据解得v0=4.25m/s. 12. (2018·新课标Ⅱ卷T25,20分)一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场,其在xOy平面内的截面如图所示;中间是磁场区域,其边界与y轴垂直,宽度为L,磁感应强度的大小为B,方向垂直于xOy平面;磁场的上、下两侧为电场区域,宽度均为L′,电场强度的大小均为E,方向均沿x轴正方向;M、N为条状区域边界上的两点,它们的连线与y轴平行.一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场,经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出,不计重力. (1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹; (2)求该粒子从M点入射时速度的大小;
π
(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为,求该粒子的比荷及其从
6M点运动到N点的时间.
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2EL′BL3πL
答案:(1)图见解析(2)(3)(1+)
BLE18L′
解析:(1)粒子在电场中的轨迹为抛物线,在磁场中的轨迹为圆弧,整个轨迹上下对称,故画出粒子运动的轨迹,如图所示,
(2)粒子从电场下边界入射后在电场中做类平抛运动,设粒子从M点射入时速度的大小为v0,在下侧电场中运动的时间为t,加速度大小为a,粒子的电荷量为q,质量为m,粒子进入磁场的速度大小为v,方向与电场方向的夹角为θ,如图所示, 由牛顿第二定律有qE=ma ①
速度沿电场方向的分量为v1=at ② 垂直电场方向有L′=v0t ③
根据几何关系可得v1=vcosθ ④
v
粒子在磁场中做匀速圆周运动,利用洛伦兹力提供向心力可得qvB=m⑤
R根据几何关系可得L=2Rcosθ ⑥
2EL′
联立①②③④⑤⑥式可得粒子从M点入射时速度的大小v0=⑦
BLv0
(3)由几何关系可得速度沿电场方向的分量v1=⑧
πtan
6q43L′E
联立①②③⑦⑧式可得该粒子的比荷=22⑨
mBL2πR2πm
粒子在磁场中运动的周期T==⑩
vqB
ππ
2(-)26
粒子由M点到N点所用的时间t′=2t+?T?
2π
BL3πL
联立③⑦⑨?式可得t′=(1+) E18L′
【点评】本题考查了带电粒子在磁场中运动的临界问题,粒子在磁场中的运动运用洛伦兹力提供向心力结合几何关系求解,类平抛运动运用运动的合成和分解牛顿第二定律结合运动学公式求解,解题关键是要作出临界的轨迹图,正确运用数学几何关系,分析好从电场射入磁场衔接点的速度大小和方向,运用粒子在磁场中转过的圆心角,结合周期公式,求解粒子在磁场中运动的时间.
三、选考题:共15分,请考生从2道物理题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分。
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2
13. (2018·新课标Ⅱ卷T35(1),5分)对于实际的气体,下列说法正确的是( ) A.气体的内能包括气体分子的重力势能
B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能 C.气体的内能包括气体整体运动的动能 D.气体的体积变化时,其内能可能不变 E.气体的内能包括气体分子热运动的动能 答案:BDE
解析:气体内能中不包括气体分子的重力势能,A错误;实际气体的分子间相互作用力不能忽略,故其内能包括分子间相互作用的势能,B正确;气体的内能不包括气体整体运动的动能,C错误;气体的体积变化时,存在做功情况,但如果同时有热量交换,则根据热力学第一定律可知,其内能可能不变,D正确;气体的内能包括气体分子热运动的动能, E正确. 14. (2018·新课标Ⅱ卷T35(2),10分)如图,一竖直放置的汽缸上端开口,汽缸壁内有卡口a和b,a、b间距为h,a距缸底的高度为H;活塞只能在a、b间移动,其下方密封有一定质量的理想气体,已知活塞质量为m,面积为S,厚度可忽略;活塞和气缸壁均绝热,不计它们之间的摩擦,开始时活塞处于静止状态,上、下方气体压强均为P0,温度均为T0,现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体,直至活塞到达b处.求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功,重力加速度大小为g.
H+h
答案:T0,(P0S+mg)h
H
解析:设活塞到达b处时汽缸内气体的温度为T.
mgmg
气缸下方的气体初状态P1=P0+,V1=HS,T1=T0,末状态P2=P0+,V2=(H+h)S,T2=T=?,
SSV1V2
活塞从a处移到b处的过程中,封闭气体作等压变化,由盖?吕萨克定律得=,
T1T2HS(H+h)S即= T0TH+h解得T=T0
H
在此过程中气体对外所做的功 W=Fh=P1Sh=(P0S+mg)h 【物理---选修3-4】(15分)
15.(2018·新课标Ⅱ卷T36(1),5分)声波在空气中的传播速度为340m/s,在钢铁中的传插速度为4900m/s.一平直桥由钢铁制成,某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音,分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s.桥的长度为 m.若该声波在空气中的波长为λ,则它在钢铁中的波长为λ的 倍. 答案:365.35,14.41.
LLL
解析:设铁桥长L,由v=,得声音在各自介质中传播时间之差为﹣=1s,
tv1v2
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