2019年海南省高考物理试卷
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2019 年海南省高考物理试卷
、单项选择题:
1.( 2019?海南)如图,静电场中的一条电场线上有M、N 两点,箭头代表电场的方向,则
()
A . M 点的电势比 N 点的低
B . M 点的场强大小一定比 N 点的大
C .电子在 M 点的电势能比在 N 点的低
D .电子在 M 点受到的电场力大小一定比在 N 点的大
2.( 2019?海南)如图,一段半圆形粗铜线固定在绝缘水平桌面(纸面)上,铜线所在空间
有一匀强磁场,磁场方向竖直向下。
当铜线通有顺时针方向电流时,铜线所受安培力的
方向()
A .向前
B
.
向后C.向左D.向右
3.( 2019?海南)汽车在平直公路上以 20m/s 的速度匀速行驶。
前方突遇险情,司机紧急刹
2 车,汽车做匀减速运动,加速度大小为
8m/s 2.从开始刹车到汽车停止,汽车运动的距离
为()
A .10m B.20m C. 25m D. 50m
4.( 2019?海南) 2019年 5月,我国第 45颗北斗卫星发射成功。
已知该卫星轨道距地面的高度约为 36000km,是“天宫二号”空间实验室轨道高度的90 倍左右,则()
A .该卫星的速率比“天宫二号”的大
B.该卫星的周期比“天宫二号”的大
C.该卫星的角速度比“天宫二号”的大
D .该卫星的向心加速度比“天宫二号”的大
5.( 2019?海南)如图,两物块 P、Q 置于水平地面上,其质量分别为m、 2m,两者之间用
水平轻绳连接。
两物块与地面之间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为 g,现对 Q
施加一水平向右的拉力 F ,使两物块做匀加速直线运动,轻绳的张力大小为(
6.( 2019?海南)如图,一硬币(可视为质点)置于水平圆盘上,硬币与竖直转轴
距离为 r ,已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为 μ(最大静摩擦力等于滑动摩擦力) ,
7.(2019?海南) 对于钠和钙两种金属,其遏止电压
h 、 e 分别表示普朗克常量和电子电荷量,则( ) A .钠的逸出功小于钙的逸出功 B .图中直线的斜率为
C .在得到这两条直线时,必须保证入射光的光强相同
D .若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能,则照射到钠的光频率较高 8.( 2019?海南)如图,一理想变压器输入端接交流恒压源,输出端电路由 R 1、
A . F ﹣ 2μmg
B . F+μmg
C . F ﹣ μmg
D . F
OO ′ 力加速度大小为 g 。
若硬币与圆盘一起 OO
′轴匀速转动,则圆盘转动的最大角速度为
C .
U c 与入射光频率 v 的关系如图所示。
)
R2、
个电阻构成。
将该变压器原、副线圈的匝数比由5:1改为10:1后()
B .R2两端的电压增加到原来的 2 倍
C.R3 端的电压减小到原来的
D .电阻上总的热功率减小到原来的
9.( 2019?海南)如图,虚线 MN 的右侧有方向垂直于纸面向里的匀强磁场,两电
荷量相同
的粒子 P、Q 从磁场边界的 M 点先后射入磁场,在纸面内运动。
射入磁场时, P
的速度 v P 垂直于磁场边界, Q 的速度 v Q 与磁场边界的夹角为 45°.已知两粒
子均从 N 点射出磁场,且在磁场中运动的时间相同,则()
A.P和 Q的质量之比为 1:2
B.P和 Q的质量之比为:1
C.P和 Q速度大小之比为:1
D.P和 Q速度大小之比为 2:1
10.( 2019?海南)三个小物块分别从 3 条不同光滑轨道的上端由静止开始滑下。
已知轨道 1、轨道 2、轨道 3 的上端距水平地面的高度均为 4h0;它们的下端水
平,距地面的高度分别为 h1=h0、h2=2h0、h3=3h0,如图所示。
若沿轨道 1、
2、3 下滑的小物块的落地点到轨道下端的水平距离分别记为 s1、 s2、 s3,则(
)
三、实验题:
11.(2019?海南) 用实验室提供的器材设计一个测量电流表内阻的电路。
实验室提供的器材
为:待测电流表 A (量程 10mA ,内阻约为 50Ω),滑动变阻器 R 1,电阻箱 R ,电源 E (电 动势约为 6V ,内阻可忽略) ,开关 S 1和 S 2,导线若干。
( 1)根据实验室提供的器材,在图( a )所示虚线框内将电路原理图补充完整,要求滑 动变阻器起限流作用;
( 2)将图( b )中的实物按设计的原理图连线; (3)若实验提供的滑动变阻器有两种规格 ① 10 Ω,额定电流 2A
② 1500 Ω,额定电流 0.5A
实验中应该取 。
(填“ ① ”或“ ② ”)
12.( 2019?海南)某同学利用图( a )的装置测量轻弹簧的劲度系数。
图中,光滑的细杆和 直尺水平固定在铁架台上,一轻弹簧穿在细杆上,其左端固定,右端与细绳连接;细绳 跨过光滑定滑轮,其下端可以悬挂砝码(实验中,每个砝码的质量均为 m = 50.0g )。
弹
簧右端连有一竖直指针,其位置可在直尺上读出。
实验步骤如下:
① 在绳下端挂上一个砝码,调整滑轮,使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接 触;
② 系统静止后,记录砝码的个数及指针的位置;
③ 逐次增加砝码个数,并重复步骤 ② (保持弹簧在弹性限度内) :
④ 用 n 表示砝码的个数, l 表示相应的指针位置,将获得的数据记录在表格内。
回答下列问题:
A .s 1> s 2
B .s 2>s 3
C .s 1=s 3
D .s 2=s
3
(1)根据下表的实验数据在图( b)中补齐数据点并做出 l﹣n 图象。
( 2)弹簧的劲度系数 k 可用砝码质量 m、重力加速度大小 g 及 l﹣n 图线的斜率α表示,
2
表达式为 k=。
若 g 取 9.8m/s2,则本实验中 k=N/m(结果保留 3 位有效
数字)。
四、计算题:
13.( 2019?海南)如图,用不可伸长轻绳将物块a 悬挂在 O 点:初始时,轻绳处于水平拉
直状态。
现将 a由静止释放,当物块 a 下摆至最低点时,恰好与静止在水平面上的物块 b 发生弹性碰撞(碰撞时间极短),碰撞后 b 滑行的最大距离为s。
已知 b 的质量是 a 的 3 倍。
b 与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为 g。
求
1)碰撞后瞬间物块 b 速度的大小;
14.( 2019?海南)如图,一水平面内固定有两根平行的长直金属导轨,导轨间距为
l;两根相同的导体棒 AB 、CD 置于导轨上并与导轨垂直,长度均为l;棒与导轨间的动摩擦因
数为μ(最大静摩擦力等于滑动摩擦力):整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度大小为 B ,方向竖直向下。
从 t= 0 时开始,对 AB 棒施加一外力,使 AB 棒从静止开始向右做匀加速运动,直到 t=t1 时刻撤去外力,此时棒中的感应电流为i1;已知 CD 棒在 t=t0(0
< t0<t1)时刻开始运动,运动过程中两棒均与导轨接触良好。
两棒的质量均为
m,电阻均为 R,导轨的电阻不计。
重力加速度大小为g。
( 1)求 AB 棒做匀加速运动的加速度大小;
( 2)求撤去外力时 CD 棒的速度大小;
(3)撤去外力后, CD 棒在 t= t2时刻静止,求此时 AB 棒的速度大小。
15.(2019?海南)一定量的理想气体从状态 M 出发,经状态 N、P、Q 回到状态M,完成一个循环。
从 M到N、从 P到Q是等温过程;从 N到P、从 Q到M是等容过程;其体积﹣温度图象( V ﹣ T 图)如图所示。
下列说法正确的是()
A .从 M 到 N 是吸热过程B.从 N 到 P 是吸热过程C.从 P到Q 气体对外界做功D.从 Q到 M是气体对外界做功
E.从 Q 到 M 气体的内能减少
16.( 2019?海南)如图,一封闭的圆柱形容器竖直放置在水平地面上,一重量不可忽略的光滑活塞将容器内的理想气体分为 A 、B 两部分, A 体积为 V A=
4.0×10﹣3m3.压强为 p A
﹣3 3
= 47cmHg ;B 体积为 V B=6.0×10﹣3m3,压强为 p B= 50cmHg .现将容器缓慢转至
水平,
气体温度保持不变,求此时 A 、B 两部分气体的体积。
周期为 0.2s,t=0 时的波形图如
图所示。
A .平衡位置在 x = 1m 处的质元的振幅为 0.03m
B .该波的波速为 10m/s
C. t=0.3s时,平衡位置在 x= 0.5m 处的质元向 y 轴正向运动
D .t=0.4s 时,平衡位置在 x= 0.5m 处的质元处于波谷位置
E.t=0.5s时,平衡位置在 x=1.0 处的质元加速度为零
18.( 2019?海南)一透明材料制成的圆柱体的上底面中央有一球形凹陷,凹面与圆柱体下底面可透光,表面其余部分均涂有遮光材料。
过圆柱体对称轴线的截面如图所示。
O 点是球形凹陷的球心,半径 OA 与 OG夹角θ=120°.平行光沿垂直于轴线方向向下入射时,从凹面边缘 A 点入射的光线经折射后,恰好由下底面上 C 点射出。
已知 AB = FG= 1cm, BC= cm, OA =
2cm。
( i)求此透明材料的折射率;
(ii )撤去平行光,将一点光源置于球心 O 点处,求下底面上有光出射的圆形区域的半
径(不考虑侧面的反射光及多次反射的影响)。
2019 年海南省高考物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题:
1.( 2019?海南)如图,静电场中的一条电场线上有M、N 两点,箭头代表电场的方向,则
()
A . M 点的电势比 N 点的低
B . M 点的场强大小一定比 N 点的大
C .电子在 M 点的电势能比在 N 点的低
D .电子在 M 点受到的电场力大小一定比在 N 点的大
【考点】 A7 :电场线; AE :电势能与电场力做功.
【专题】 31 :定性思想; 43 :推理法; 532:电场力与电势的性质专题;62:推理能力.
【分析】沿电场线方向电势逐渐降低,电场线的疏密表示电场强度的大小。
【解答】解: A 、沿电场线方向电势逐渐降低, M 点的电势比 N 点的高,故A 错误;
B 、由于不能确定电场线疏密,故不能确定电场强度大小,故 B 错误;
C 、电子从 M 到 N ,电场力做负功,电势能增加,故在 M 点的电势能比在 N 点的低,故
C 正确;
D 、由于不能确定电场强度大小,也不能确定电荷所受电场力大小,故 D 错误;
故选: C 。
【点评】解决本题的关键要掌握负电场线的性质,根据电场线的疏密能判断场强的大小。
2.( 2019?海南)如图,一段半圆形粗铜线固定在绝缘水平桌面(纸面)上,铜线所在空间
有一匀强磁场,磁场方向竖直向下。
当铜线通有顺时针方向电流时,铜线所受安培力的
方向()
A .向前
B .向后C.向左D.向右考点】 CD :左手定则.
【专题】 12:应用题; 31:定性思想; 43:推理法; 53D :磁场磁场对电流的作用; 62 :推理能力.
【分析】根据左手定则来判断即可,让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是导线受的安培力的方向。
【解答】解:根据左手定则可知,安培力的方向一定和磁场方向垂直,同时一定和电流方向垂直,当铜线通有顺时针方向电流时,铜线所受安培力的方向向前,故 A 正确,BCD 错误。
故选: A 。
【点评】本题考查左手定则的应用,题目简单,正确应用左手定则即可求解。
关键是注意电流方向、磁场方向和安培力的方向之间的关系
3.( 2019?海南)汽车在平直公路上以 20m/s 的速度匀速行驶。
前方突遇险情,司机紧急刹车,汽车做匀减速运动,加速度大小为 8m/s 2.从开始刹车到汽车停止,汽车运动的距离
为()
A .10m B.20m C. 25m D. 50m
【考点】 1D :匀变速直线运动的速度与时间的关系; 1E :匀变速直线运动的位移与时间的关系.
【专题】 12 :应用题; 32:定量思想; 43:推理法; 511:直线运动规律专题; 62:推理能力.
【分析】根据刹车的初速度和刹车的加速度,由推导公式 v2=2ax 可得汽车运动的距离。
2
【解答】解:由题意知,车速 v=20m/s,刹车的加速度大小为 8m/s2,最后末速度减为 0,由推导公式 v2=2ax可得: x = 25m,故 C 正确, ABD 错误。
故选: C 。
【点评】解答此题的关键是知道末速度为 0 隐含条件,找到题干告诉的已知量初速度和加速度,利用匀变速直线运动公式可解。
4.( 2019?海南) 2019年 5月,我国第 45颗北斗卫星发射成功。
已知该卫星轨道距地面的高度约为 36000km,是“天宫二号”空间实验室轨道高度的90 倍左右,则()
A .该卫星的速率比“天宫二号”的大
B.该卫星的周期比“天宫二号”的大 C.该卫星的角速度比“天宫二号”的大
D .该卫星的向心加速度比“天宫二号”的大
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【考点】 4F :万有引力定律及其应用; 4H :人造卫星.
【专题】 31:定性思想; 4C :方程法; 52A :人造卫星问题; 62:推理能力.
【分析】 根据万有引力提供向心力,写出线速度、角速度、周期表向心加速度达式,求
解答案。
【解答】 解:由万有引力提供向心力得: G = m =mr ω2=mr =ma ,
北斗卫星的轨道半径大于“天宫二号”的轨道半径,所以:线速度北斗卫星的小;周期 北斗卫星大;角速度北斗卫星小;向心加速度北斗卫星的小,故 ACD 错误 B 正确; 故选: B 。
【点评】 本题关键根据人造卫星的万有引力提供向心力,写出各个待求量的表达式,根 据表达式分析得出结论。
5.( 2019?海南)如图,两物块 P 、Q 置于水平地面上,其质量分别为 m 、 2m ,两者之间用 水平轻绳连接。
两物块与地面之间的动摩擦因数均为 μ,重力加速度大小为 g ,现对 Q 施加一水平向右的拉力 F ,使两物块做匀加速直线运动,轻绳的张力大小为( )
能力.
即可求得轻绳的张力。
解答】 解:对整体,根据牛顿第二定律得:
F ﹣ μ?3mg = 3ma 。
再对 P ,根据牛顿第二定律得:
A . F ﹣ 2μmg
B . F+μmg
C . F ﹣ μmg
D . F
考点】 2G :力的合成与分解的运用; 37
:牛顿第二定律. 专题】 34:比较思想; 4A :整体法和隔离法; 522:牛顿运动定律综合专题; 62:推理
分析】 先对整体,利用牛顿第二定律求得加速度,再对 P ,利用牛顿第二定律列式,
T﹣μmg=ma
联立解得轻绳的张力大小为: T = F ,故 ABC 错误, D 正确。
故选: D 。
【点评】 本题是连接体问题,采用整体法和隔离法相结合进行解答,比较简洁。
要注意
本题的结论与地面是否有摩擦无关。
6.( 2019?海南)如图,一硬币(可视为质点)置于水平圆盘上,硬币与竖直转轴 OO ′的 距离为 r ,已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为 μ(最大静摩擦力等于滑动摩擦力) ,重
考点】 37:牛顿第二定律; 4A :向心力.
专题】 12 :应用题; 32:定量思想; 43:推理法; 519:匀速圆周运动专题; 62:推理
能力.
【分析】 依据最大静摩擦力提供向心力,从而判定滑动时的最大角速度。
【解答】 解:摩擦力提供合外力,当达到最大静摩擦时,角速度最大,结合牛顿第二定
律可知, μg =ω2r ,解得圆盘转动的最大角速度为: ω= ,故 B 正确, ACD 错误。
故选: B 。
【点评】 本题考查牛顿第二定律的应用,掌握向心力表达式,注意最大静摩擦力提供向 心力时,角速度最大是解题的关键。
二、多项选择题:
力加速度大小为 g 。
若硬币与圆盘一起 OO
′轴匀速转动,则圆盘转动的最大角速度为
)
7.(2019 ?海南)对于钠和钙两种金属,其遏止电压 U c与入射光频率 v 的关系如图所示。
用 h、 e分别表示普朗克常量和电子电荷量,则()
A .钠的逸出功小于钙的逸出功
B.图中直线的斜率为
C.在得到这两条直线时,必须保证入射光的光强相同
D .若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能,则照射到钠的光频率较高
【考点】 IE :爱因斯坦光电效应方程.
【专题】 31:定性思想; 4C:方程法; 54P:爱因斯坦的质能方程应用专题;
63:分析综合能力.
【分析】根据光电效应方程得出遏止电压与入射光频率的关系,通过图线的斜率求出普朗克常量;遏止电压为零时,入射光的频率等于截止频率。
【解答】解: A 、根据光电效应方程得:
E km=hγ﹣W0=hγ﹣hγ0
又 E km= eU C
解得: U C=γ﹣=γ﹣;
当遏止电压为 0 时,对应的频率为金属的极限频率,结合图可知钠的极限频率小,则钠的逸出功小。
故 A 正确;
B、由 U C=γ﹣知 U0﹣γ图线的斜率 k=,故 B 正确;
C、由 U C=γ﹣知图线的特点与光的强度无关。
故 C 错误;
D 、钠的逸出功小,结合
E km= hγ﹣ W 0 可知,若这两种金属产生的光电子具有
相同的最大初动能,则照射到钠的光频率较小。
故 D 错误
故选: AB 。
【点评】解决本题的关键掌握光电效应方程E Km = hγ﹣W0,以及知道光电子的最大初动
能与入射光的强度无关,与入射光的频率有关;掌握光电效应方程以及最大初动能与遏止电压的关系。
8.( 2019?海南)如图,一理想变压器输入端接交流恒压源,输出端电路由R1、
R2、R3 三
B .R 2两端的电压增加到原来的 2 倍
C .R 3 端的电压减小到原来的
D .电阻上总的热功率减小到原来的
【考点】 E8 :变压器的构造和原理.
【专题】 12:应用题; 31:定性思想; 43:推理法; 53A :交流电专题; 62:推理能力.
【分析】 分清不变量和变量,弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制 约关系,利用闭合电路欧姆定律,串、并联电路特点进行分析判定。
【解答】 解: A 、变压器原、副线圈的匝数比由 5:1 改为 10:1,则副线圈的输出电压 减小为原来的 ,根据欧姆定律可知,流经 R 1 的电流减小到原来 ,故 A 错误。
1
B 、根据串并联电路规律可知, R 2两端的电压减小到原来的 ,故 B 错误。
C 、同理, R 3两端的电压减小到原来 ,故 C 正确。
D 、副线圈总电阻不变,根据功率公式可知, P = ,总功率减小到原来的 ,故 D 正
确。
故选: CD 。
【点评】 本题考查了变压器的构造和原理,明确变压器的制约关系,输入电压决定输出 电压,匝数变化引起输出电压变化。
9.( 2019?海南)如图,虚线 MN 的右侧有方向垂直于纸面向里的匀强磁场,两电荷量相同 的粒子 P 、Q 从磁场边界的 M 点先后射入磁场,在纸面内运动。
射入磁场时, P 的速度 v P 垂直于磁场边界, Q 的速度 v Q 与磁场边界的夹角为 45°.已知两粒子均从 N 个电阻构成。
将该变压器原、副线圈的匝数比由 5:1 改为 10:1 后(
点射出磁场,且在磁场中运动的时间相同,则()
A.P和 Q的质量之比为 1:2
B.P和 Q的质量之比为:1
C.P和 Q速度大小之比为:1
D.P和 Q速度大小之比为 2:1
【考点】 37:牛顿第二定律; 4A:向心力; CI :带电粒子在匀强磁场中的运动.
【专题】 11:计算题; 31:定性思想; 4C:方程法; 536:带电粒子在磁场中的运动专题; 63:分析综合能力.
【分析】根据几何关系先确定圆心和半径,再根据洛伦兹力提供向心力列式得到粒子的质量比和速度比。
【解答】解: AB 、由题意可知, P、Q 两粒子的运动轨迹分别为半圆、四分之一圆,再
根据解得: m P:m Q= 1:2,故 A 正确, B 错误;
PQ
CD 、结合几何关系可知,,由公式,解得:,
故 C 正确, D 错误。
故选: AC 。
【点评】本题考查了粒子在磁场中的运动,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力列式求解;带电粒子在匀速磁场中做匀速圆周运动问题通常要先确定圆心,得到半径,最后根据洛伦兹力提供向心力列式。
10.( 2019?海南)三个小物块分别从 3 条不同光滑轨道的上端由静止开始滑下。
已知轨道 1、轨道 2、轨道 3 的上端距水平地面的高度均为 4h0;它们的下端水平,距地面的高度分别为 h1=h0、h2= 2h0、h3= 3h0,如图所示。
若沿轨道 1、
2、3 下滑的小物块的落地点到轨道下端的水平距离分别记为 s1、 s2、 s3,则(
)
考点】 43:平抛运动; 6C :机械能守恒定律.
专题】 32 :定量思想; 43 :推理法; 518:平抛运动专题; 62:推理能力. 分析】 根据机械能守恒求平抛运动的初速度,根据平抛运动的规律求解水平位
移。
解答】 解:根据 mgh = mv 2 得小滑块离开轨道时的水平速度
v = ,轨道 1、 2、
3 下滑的小物块的初速度之比为
,由 h = ,可知 t = ,轨道 1、2、
3 下滑的小物块的时间之比为 1: ,
根据 x = vt 可知,小物块的落地点到轨道下端的水平距离之比 s 1:s 2:s 3=
, 故 BC 正确, AD 错误;
故选: BC 。
【点评】 ′解答此题的关键是知道平抛运动的水平位移与初速度和时间均有关。
、实验题:
11.(2019?海南) 用实验室提供的器材设计一个测量电流表内阻的电路。
实验室提供的器材
为:待测电流表 A (量程 10mA ,内阻约为 50Ω),滑动变阻器 R 1,电阻箱 R ,电源 E (电 动势约为 6V ,内阻可忽略) ,开关 S 1和 S 2,导线若干。
( 1)根据实验室提供的器材,在图( a
)所示虚线框内将电路原理图补充完整,A .s 1> s 2 B .s 2 >s 3 C . s 1= s 3 D . s 2= s
3
要求滑
动变阻器起限流作用;
(3)若实验提供的滑动变阻器有两种规格
①10 Ω,额定电流 2A ② 1500 Ω,额定电流 0.5A
实验中应该取② 。
(填“① ”或“② ”)
【考点】 N6 :伏安法测电阻.
【专题】 13 :实验题; 23:实验探究题; 32:定量思想; 43:推理法; 535:恒定电流专题; 65:实验能力.
【分析】(1)根据实验目的与实验器材确定实验原理,根据实验原理设计实验电路图。
(2)根据实验电路图连接实物电路图。
( 3)根据题意求出电流最小电阻,然后根据串联电路特点求出滑动变阻器接入电路的最小阻值,然后选择滑动变阻器。
【解答】解:( 1)测电流表内阻,由题意可知,实验没有提供电压表,提供了电阻箱与两个开关,本实验应用半偏法测电流表内阻,电流表与电阻箱并联,滑动变阻器采用限流接法,实验电路图如图所示;
2)根据实验电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示;
(3)电路最小电阻约为:
R== 600Ω,
滑动变阻器接入电路的最小阻值约为: 600﹣ 50=550Ω,滑动变阻器应选择
② ;
故答案为:(1)电路图如图所示;( 2)实物电路图如图所示;(3)② 。
【点评】本题考查了实验电路设计、连接实物电路图、实验器材选择问题,根据实验目
的与实验器材确定实验原理与实验方案是解题的前提与关键;要掌握实验器材的选择原
则。
12.( 2019?海南)某同学利用图( a)的装置测量轻弹簧的劲度系数。
图中,光滑
的细杆和直尺水平固定在铁架台上,一轻弹簧穿在细杆上,其左端固定,右端与细
绳连接;细绳跨过光滑定滑轮,其下端可以悬挂砝码(实验中,每个砝码的质量均
为m= 50.0g)。
弹
簧右端连有一竖直指针,其位置可在直尺上读出。
实验步骤如下:
① 在绳下端挂上一个砝码,调整滑轮,使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没
有接
触;
②系统静止后,记录砝码的个数及指针的位置;
③逐次增加砝码个数,并重复步骤② (保持弹簧在弹性限度内):
④用 n表示砝码的个数, l表示相应的指针位置,将获得的数据记录在表格内。
回答下列问题:
(1)根据下表的实验数据在图( b)中补齐数据点并做出 l﹣n 图象。
n 1 2 3 4 5
l/cm 10.48 10.96 11.45 11.95 12.40
( 2)弹簧的劲度系数 k 可用砝码质量 m、重力加速度大小 g 及 l﹣n 图线的斜率α表示,表达式为 k=。
若 g 取 9.8m/s2,则本实验中 k= 109 N/m(结果保留 3 位有效
数字)。
【考点】 M7 :探究弹力和弹簧伸长的关系.
【专题】 13:实验题; 23 :实验探究题; 32:定量思想; 46:实验分析法;65:实验能力.
【分析】(1)根据表格中的数据描点,再作出图线;
(2)根据图线写斜率的表达式,再根据胡克定律进行分析,即可得劲度系数的表达式;在图线上选两个较远的点求出斜率的数值,结合劲度系数的表达式即可求出结果。
【解答】解:( 1)描出点后,作出图线如图所示:
(2)L﹣n 图线的斜率为由胡克定律有:△ F= k△ l 即△ nmg=k△ l 联立以上各式可得:由图可得斜率约为α= 0.45× 10 2m所以可得劲度系数为:
故答案为:(1)图线如图所示:
2),( 3)109。
点评】在作图时,要注意先分析点的分布情况,再决定是用直线拟合还是用平滑的曲
线拟合;在求斜率时,所选的两个点的距离要适当的远一些以减小误差。
四、计算题:
13.( 2019?海南)如图,用不可伸长轻绳将物块a 悬挂在 O 点:初始时,轻绳处
于水平拉
直状态。
现将 a由静止释放,当物块 a 下摆至最低点时,恰好与静止在水平
面上的物块 b 发生弹性碰撞(碰撞时间极短),碰撞后 b 滑行的最大距离为
s。
已知 b 的质量是 a 的 3 倍。
b 与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度
大小为 g。
求
( 1)碰撞后瞬间物块 b 速度的大小;
( 2)轻绳的长度。
考点】 53 :动量守恒定律; 6C:机械能守恒定律.
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【专题】 11:计算题; 22 :学科综合题; 32:定量思想; 4T:寻找守恒量法; 52G:动量和能量的综合; 63:分析综合能力.
【分析】(1)研究碰撞后 b 滑行过程,根据动能定理求碰撞后瞬间物块 b速度的大小;
( 2)根据动量守恒定律和机械能守恒定律结合求出碰撞前瞬间物块a 的速度,再研究 a
下摆的过程,由机械能守恒定律求轻绳的长度。
【解答】解:( 1)设 a 的质量为 m,则 b的质量为 3m。
碰撞后 b 滑行过程,根据动能定理得
﹣μ?3mgs= 0﹣ ?3mv b2。
b
解得,碰撞后瞬间物块 b 速度的大小 v b=
(2)对于 a、b 碰撞过程,取水平向左为正方向,根据动量守恒定律得mv0=mv a+3mv b。
根据机械能守恒得mv02= mv a2+ ?3mv b2。
设轻绳的长度为 L .对于 a 下摆的过程,根据机械能守恒得
2
mgL= mv 0 。
联立解得 L = 4μs
答:
( 1)碰撞后瞬间物块 b 速度的大小为。
( 2)轻绳的长度是 4μs。
【点评】分析清楚物块的运动过程是解题的前提,把握每个过程的物理规律是关键。
要知道弹性碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒,运用动能定理时要注意选择研究的过程。
14.( 2019?海南)如图,一水平面内固定有两根平行的长直金属导轨,导轨间距为
l;两根相同的导体棒 AB 、CD 置于导轨上并与导轨垂直,长度均为l;棒与导轨间的动摩擦因
数为μ(最大静摩擦力等于滑动摩擦力):整个装置处于匀强磁场中,磁感应强
度大小为 B ,方向竖直向下。
从 t= 0 时开始,对 AB 棒施加一外力,使 AB 棒从静止开始向右做匀加速运动,直到 t=t1 时刻撤去外力,此时棒中的感应电流为i1;已知 CD 棒在 t=t0(0
< t0<t1)时刻开始运动,运动过程中两棒均与导轨接触良好。
两棒的质量均为
m,电阻均为 R,导轨的电阻不计。
重力加速度大小为g。