2019-2020年高三物理下学期第一次月考试卷（含解析）.doc

2019-2020年高三物理下学期第一次月考试卷（含解析）一、选择题（本题共7小题，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1（6分）下列说法正确的是（）A牛顿、千克、秒为力学单位制中的基本单位B牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量C洗衣机脱水桶脱水时利用了离心运动D理想实验是把实验的情况外推到一种理想状态，所以是不可靠的2（6分）类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是（）A机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用B机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波3（6分）如图甲所示，在倾角为30的足够长的光滑斜面上，有一质量为m的物体，受到沿斜面方向的力F作用，力F按图乙所示规律变化（图中纵坐标是F与mg的比值，力沿斜面向上为正）则物体运动的速度v随时间t变化的规律是下图中的（物体的初速度为零，重力加速度取10m/s2）（）ABCD4（6分）2014年11月1日早上6时42分，被誉为“嫦娥5号”的“探路尖兵”再入返回飞行试验返回器在内蒙古四子王旗预定区域顺利着陆，标志着我国已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速再入返回关键技术，为确保“嫦娥5号”任务顺利实施和探月工程持续推进奠定了坚实基础已知人造航天器在月球表面上空绕月球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于航天器的绕行周期），航天器运动的弧长为s，航天器与月球的中心连线扫过角度为，引力常量为G，则（）A航天器的环绕周期为B航天器的轨道半径为C月球的质量为D月球的密度为5（6分）a、b两种单色光组成的光束从介质进入空气时，其折射光线如图所示用 a、b两光束（）A先后照射双缝千涉实验装置，在缝后屏上都能出现干涉条纹，由此确定光是横波B先后照射双缝千涉实验装置，a光在缝后屏上都能出现干涉条纹间距更大C从同一介质以相同方向射向空气其界面为平面，若b光不能进入空气，则a光也不能进入空气D从同一介质以相同方向射向空气其界面为平面，a光的反射角比b光的反射角大6（6分）如图所示，光滑绝缘细管与水平面成30角，在管的上方P点固定一个点电荷+Q，P点与细管在同一竖直平面内，管的顶端A与P点连接水平带电荷量为q的小球（小球直径略小于细管内径）从管中A处由静止开始沿管向下运动，在A处时小球的加速度为a图中PBAC，B是AC的中点，不考虑小球电荷量对+Q形成的电场的影响，则在电场中（）AA点的电势高于B点的电势BB点的电场强度大小是A点的4倍C小球运动到C处的加速度为gaD小球从A到C的过程中电势能先减小后增大7（6分）如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P连接，另一端与物体A相连，弹簧处于水平状态；物体A置于光滑水平桌面上，A右端水平连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连开始时托住B，让系统处于静止状态且细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度（假设此过程中B未着地）已知弹簧的劲度系数为k，A、B两物体的质量均为m，物体A始终处在水平桌面上，不计绳的伸长，重力加速度为g下列说法正确的是（）A物体A与物体B组成的系统机械能守恒B当物体B获得最大速度时，弹簧伸长量为C当物体B获得最大速度时，若弹簧的弹性势能增加量为，则物体A的速度大小为D此过程中B物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量二、（非选择题共68分）8（6分）对自中落体话动的研究：l6世纪末，伽利略对落体运动规律讲行了探究，他探究的主要过程是A猜想一问题一数学推理一实验验证一合理外推一得出结论B问题一猜想一数学推理一实验验证一合理外推一得出结论C问题一猜想一验验证一数学推理一合理外推一得出结论D猜想一问题一实验验证一数学推理一合理外推一得出结论由于条件所限，伽利略无法对自由落体运动进行准确实验研究现在某同学在研究性学习中利用打点计时器针对自由落体运动进行深入研究，设计了如下实验方案：如图甲所示将打点计时器固定在铁架台上，先打开电源，后释放重物，重物带动纸带从静止开始下落，打出儿条纸带并在其中选出一条比较理想的纸带如图乙所示，在纸带上取出若干计数点，其中每相邻计数点之间有四个点未画出，该同学已测得图中标出的数据s1、s2、s3、s4、s5，并已知打点计时器打点频率为f需要计算重力加速度和打各点时的速度，计算重力加速度的公式是g=（用f、s2、s5表示），计算打计数点5时重物速度的公式是v5=（用f、s3、s4、s5表示）9（11分）有一个额定电压为10V、额定功率在1015W之间的用电器L（该用电器在电路中可用电阻符号表示），为了测定它的额定功率，现有下面器材可供选用：A电动势为3V、15V、50V的直流电源各一个（内阻均不计）B三种规格的滑动变阻器各一个：R1（规格为05，3A）、R2（规格为015，2A）、R3（规格为050，1A）C量程分别为00.6A、03A内阻可忽略的双量程直流电流表一只D量程为03V、内阻为2k的直流电压表一只E阻值为r1=2k、r2=6k、r3=20k的定值电阻各一个（实验中只能选用一个）F开关一个，导线若干利用上述仪器，为使测量尽可能准确、方便，并使耗电功率最小，请回答：应该选择的滑动变阻器是，应该选择的电流表量程是在图甲虚线框中画出测量电路图若电表的指针如图乙所示，由此可求得该用电器额定功率P=W（结果保留三位有效数字）10（15分）xx年8月南京成功举办了第二届夏季青年奥运会，中国代表队共获得了30块金牌中国小将吴圣平在跳水女子三米板中以绝对的优势夺冠为了理解运动员在三米板跳水中的轨迹过程，特做了简化处理：把运动员看作质量为m=50.0kg的质点，竖直起跳位置离水面高h1=3.0m，起跳后运动到最高点的时间t=0.3s，运动员下落垂直入水后水对运动员竖直向上的作用力的大小恒为F=1075.0N，不考虑空气阻力，g=10m/s2，求：（1）运动员起跳时初速度v0的大小；（2）运动员在空中运动的时间t总和在水中运动的最大深度h2（结果可用根式表示）11（17分）如图甲所示：MN、PQ是相距d=l m的足够长平行光滑金属导轨，导轨平面与水平面成某一夹角，导轨电阻不计；长也为1m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，ab的质量m=0.1kg、电阻R=l； MN、PQ的上端连接右侧电路，电路中R2为一电阻箱；已知灯泡电阻RL=3，定值电阻R1=7，调节电阻箱使R2=6，量力加速度g=10m/s2现断开开关S，在t=0时刻由静止释放ab，在t=0.5s时刻闭合S，同时加上分布于整个导轨所在区域的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面斜向上；图乙所示为ab的速度随时间变化图象（1）求斜面倾角a及磁感应强度B的大小；（2）ab由静止下滑x=50m（此前已达到最大速度）的过程中，求整个电路产生的电热；（3）若只改变电阻箱R2的值当R2为何值时，ab匀速下滑中R2消耗的功率最大？消耗的最大功率为多少？12（19分）如图所示的平行板之间，存在着相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B1=0.20T，方向垂直纸面向里，电场强度E1=1.0105 V/m，PQ为板间中线紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有一边界线AO，与y轴的夹角AOy=45，边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2=0.25T，边界线的下方有水平向右的匀强电场，电场强度E2=5.0105 V/m，在x轴上固定一水平的荧光屏一束带电荷量q=8.01019C、质量m=8.01026 kg的正离子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为（0，0.4m）的Q点垂直y轴射入磁场区，最后打到水平的荧光屏上的位置C求：（1）离子在平行板间运动的速度大小（2）离子打到荧光屏上的位置C的坐标（3）现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度 大小，使离子都不能打到x轴上，磁感应强度大小B2应满足什么条件？四川省宜宾三中xx届高三下学期第一次月考物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（本题共7小题，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1（6分）下列说法正确的是（）A牛顿、千克、秒为力学单位制中的基本单位B牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量C洗衣机脱水桶脱水时利用了离心运动D理想实验是把实验的情况外推到一种理想状态，所以是不可靠的考点：离心现象；力学单位制分析：根据需要的向心力大于提供的向心力，发生离心现象；牛顿不是基本单位；牛顿提出了万有引力定律，伽勒观察到海王星，卡文迪许通过实验测出了万有引力常量；理想实验是可靠的，来判断正误解答：解：A、米、千克、秒为力学单位制中的基本单位，而牛顿不是的基本单位，故A错误；B、牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了万有引力常量故B错误；C、洗衣机脱水时利用离心运动将附着在衣服上的水分甩掉，水做离心运动故C正确D、理想实验是把实验的情况外推到一种理想状态，是可靠的，故D错误；故选：C点评：考查离心现象的原理，及发生条件，掌握基本单位与导出单位的区别，注意万有引力定律的发现与引力常量测定者的不同2（6分）类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是（）A机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用B机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波考点：波长、频率和波速的关系；机械波；波的干涉和衍射现象；电磁波的产生分析：本题实际考察了机械波和电磁波的区别和联系，它们虽然都是波，但是产生机理是不同的解答：解：A、波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的，对电磁波当然成立，故A正确；B、干涉和衍射是波的特性，机械波、电磁波都是波，这些特性都具有，故B正确；C、机械波是机械振动在介质中传播形成的，所以机械波的传播需要介质而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远的传播形成的，所以电磁波传播不需要介质，故C正确；D、机械波既有横波又有纵波，但是电磁波只能是横波，其证据就是电磁波能够发生偏振现象，而偏振现象是横波才有的，D项错误本题选错误的，故选D点评：本题通过新颖的题意考察了机械波和电磁波的区别，有创新性同时类比法是一种重要的思想方法，要在平时学习中不断应用3（6分）如图甲所示，在倾角为30的足够长的光滑斜面上，有一质量为m的物体，受到沿斜面方向的力F作用，力F按图乙所示规律变化（图中纵坐标是F与mg的比值，力沿斜面向上为正）则物体运动的速度v随时间t变化的规律是下图中的（物体的初速度为零，重力加速度取10m/s2）（）ABCD考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像专题：压轴题；牛顿运动定律综合专题分析：根据牛顿第二定律得出物体运动的加速度，根据加速度与速度的方向关系判断物体的运动，若加速度与速度方向同向，做加速直线运动，若加速度方向与速度方向相反，则做减速运动解答：解：在01s内，根据牛顿第二定律得，方向沿斜面向上，物体向上做匀加速直线运动；在12s内，拉力为零，根据牛顿第二定律得，方向沿斜面向下，物体沿斜面向上做匀减速直线运动，2s末速度为零在23s内，根据牛顿第二定律得，方向沿斜面向下，物体沿斜面向下做匀加速直线运动，3s末的速度大小v=a3t=15m/s故C正确，A、B、D错误故选C点评：解决本题的关键是通过牛顿第二定律得出加速度，根据加速度方向与速度方向的关系判断物体的运动规律4（6分）2014年11月1日早上6时42分，被誉为“嫦娥5号”的“探路尖兵”再入返回飞行试验返回器在内蒙古四子王旗预定区域顺利着陆，标志着我国已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速再入返回关键技术，为确保“嫦娥5号”任务顺利实施和探月工程持续推进奠定了坚实基础已知人造航天器在月球表面上空绕月球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于航天器的绕行周期），航天器运动的弧长为s，航天器与月球的中心连线扫过角度为，引力常量为G，则（）A航天器的环绕周期为B航天器的轨道半径为C月球的质量为D月球的密度为考点：万有引力定律及其应用专题：万有引力定律的应用专题分析：由万有引力充当向心力而做圆周运动的，则由万有引力公式及已知量可得出能计算的物理量解答：解：A、经过时间t，航天器与月球的中心连线扫过角度为则：，得：T=故A正确B、根据几何关系得：故B错误；C、由万有引力充当向心力而做圆周运动，所以：所以：M=故C错误；D、人造航天器在月球表面上空绕月球做匀速圆周运动，月球的半径等于r，则月球的体积：，月球的密度为：=故D正确故选：AD点评：万有引力在天体中的运动，主要是万有引力充当向心力，注意向心力的表达有多种形式，应灵活选择5（6分）a、b两种单色光组成的光束从介质进入空气时，其折射光线如图所示用 a、b两光束（）A先后照射双缝千涉实验装置，在缝后屏上都能出现干涉条纹，由此确定光是横波B先后照射双缝千涉实验装置，a光在缝后屏上都能出现干涉条纹间距更大C从同一介质以相同方向射向空气其界面为平面，若b光不能进入空气，则a光也不能进入空气D从同一介质以相同方向射向空气其界面为平面，a光的反射角比b光的反射角大考点：光的折射定律专题：光的折射专题分析：由折射定律n=，可分析光路中a的折射率大，光的折射率越大，其频率越大；根据临界角公式sinC=比较两束光全反射临界角的大小，再分析从介质射入空气时能否发生全反射现象根据反射定律分析反射角的关系解答：解：A、由图知，a光的折射角大于b光的折射角，a光的偏折程度较大，由折射定律可知a光的折射率大，光的折射率越大，其频率越大，所以a光的频率较大，两光的频率不同，不能产生干涉确定光是横波应该用光的偏振实验，该实验不能确定光是横波，故A错误B、a光的折射率大，频率高，波长短，而干涉条纹的间距与波长成正比，所以a光在缝后屏上都能出现干涉条纹间距更小，故B错误C、根据临界角公式sinC=可知，a光的全反射临界角较小，故b发生全反射时，a一定发生全反射，故C正确D、根据光的反射定律知：反射角等于入射角，可知，入射角始终等于折射角，从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，两光束的反射相等，故D错误故选：C点评：本题考查了光的折射率公式、光的双缝干涉实验、光电效应原理、光的反射定律、光的全反射现象以及光的折射率与频率、波长的关系，是一个综合性很强的题目6（6分）如图所示，光滑绝缘细管与水平面成30角，在管的上方P点固定一个点电荷+Q，P点与细管在同一竖直平面内，管的顶端A与P点连接水平带电荷量为q的小球（小球直径略小于细管内径）从管中A处由静止开始沿管向下运动，在A处时小球的加速度为a图中PBAC，B是AC的中点，不考虑小球电荷量对+Q形成的电场的影响，则在电场中（）AA点的电势高于B点的电势BB点的电场强度大小是A点的4倍C小球运动到C处的加速度为gaD小球从A到C的过程中电势能先减小后增大考点：电势能；功能关系分析：由正点电荷电场线的分布，结合沿着电场线方向电势降低，分析电势的高低；根据点电荷电场强度的公式，分析场强关系；根据电场力做功的正负来确定电势能高低；由牛顿第二定律，结合库仑定律，即可求解C处加速度解答：解：A、正点电荷的电场线发散型，由于沿着电场线方向，电势降低，因此A点的电势低于B点的电势，故A错误；B、结合几何关系知：PA=2PB，由点电荷电场强度公式E=，可知，电场强度的大小与间距的平方成反比，则B点的电场强度大小是A点的4倍，故B正确；C、在A处时小球的加速度为a，对A点受力分析，电场力、重力与支持力，由力的合成法则可知，合外力由重力与电场力沿着细管方向的分力之和提供的；当在C处时，小球仍受到重力、电场力与支持力，合外力是由重力与电场力沿着细管方向的分力之差提供的，即为ga故C错误D、根据电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加，可知：小球带负电，从A到C的过程中，电场力先做正功，后做负功，则电势能先减小后增大，故D正确；故选：BD点评：考查点电荷的电场强度公式，掌握矢量的合成法则，注意电场力做功与电势能的变化关系，理解牛顿第二定律与力的平行四边形定则的综合应用7（6分）如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P连接，另一端与物体A相连，弹簧处于水平状态；物体A置于光滑水平桌面上，A右端水平连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连开始时托住B，让系统处于静止状态且细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度（假设此过程中B未着地）已知弹簧的劲度系数为k，A、B两物体的质量均为m，物体A始终处在水平桌面上，不计绳的伸长，重力加速度为g下列说法正确的是（）A物体A与物体B组成的系统机械能守恒B当物体B获得最大速度时，弹簧伸长量为C当物体B获得最大速度时，若弹簧的弹性势能增加量为，则物体A的速度大小为D此过程中B物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量考点：机械能守恒定律；弹性势能专题：机械能守恒定律应用专题分析：正确解答该题要分析清楚过程中物体受力的变化情况，各个力做功情况；根据功能关系明确系统动能、B重力势能、弹簧弹性势能等能量的变化情况，注意各种功能关系的应用解答：解：A、对于A物体、B物体以及弹簧组成的系统，只有弹簧的弹力和重力做功，系统的机械能守恒，由于弹簧的弹性势能不断增大，所以A物体与B物体组成的系统机械能不断减少，故A错误；BC、以A、B组成的系统为研究对象，有mBgkx=（mA+mB）a，由于弹簧的伸长量x逐渐变大，故加速度逐渐减小，当加速度减为零时，速度达到最大，x=，Ep=，根据系统机械能守恒知mgx=+Ep解得v=，故C正确，B错误；D、整个系统中，根据功能关系可知，B减小的机械能转化为A的机械能以及弹簧的弹性势能，故B物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量，故D正确；故选：CD点评：正确受力分析，明确各种功能关系，是解答这类问题的关键，这类问题对于提高学生的分析综合能力起着很重要的作用二、（非选择题共68分）8（6分）对自中落体话动的研究：l6世纪末，伽利略对落体运动规律讲行了探究，他探究的主要过程是BA猜想一问题一数学推理一实验验证一合理外推一得出结论B问题一猜想一数学推理一实验验证一合理外推一得出结论C问题一猜想一验验证一数学推理一合理外推一得出结论D猜想一问题一实验验证一数学推理一合理外推一得出结论由于条件所限，伽利略无法对自由落体运动进行准确实验研究现在某同学在研究性学习中利用打点计时器针对自由落体运动进行深入研究，设计了如下实验方案：如图甲所示将打点计时器固定在铁架台上，先打开电源，后释放重物，重物带动纸带从静止开始下落，打出儿条纸带并在其中选出一条比较理想的纸带如图乙所示，在纸带上取出若干计数点，其中每相邻计数点之间有四个点未画出，该同学已测得图中标出的数据s1、s2、s3、s4、s5，并已知打点计时器打点频率为f需要计算重力加速度和打各点时的速度，计算重力加速度的公式是g=（用f、s2、s5表示），计算打计数点5时重物速度的公式是v5=（用f、s3、s4、s5表示）考点：测定匀变速直线运动的加速度专题：实验题分析：（1）根据伽利略对落体运动规律的研究，了解伽利略所开创的研究问题的方法和思维过程，即可正确解答本题（2）根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出重力加速度，结合某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出计数点4的瞬时速度，结合速度时间公式求出求出计数点5的速度解答：解：（1）伽利略在研究物体下落规律时，首先是提出问题即对亚里士多德的观点提出疑问，然后进行了猜想即落体是一种最简单的变速运动，而最简单的变速运动就是速度变化是均匀的，接着进行了实验，伽利略对实验结果进行数学推理，然后进行合理的外推得出结论故B正确（2）打点T=，根据得：g=计数点4的速度为：，匀加速运动的加速度为：，则计数点5的速度为：故答案为：（1）B；（2），点评：解决本题的关键掌握纸带的处理，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动两个重要推论的运用9（11分）有一个额定电压为10V、额定功率在1015W之间的用电器L（该用电器在电路中可用电阻符号表示），为了测定它的额定功率，现有下面器材可供选用：A电动势为3V、15V、50V的直流电源各一个（内阻均不计）B三种规格的滑动变阻器各一个：R1（规格为05，3A）、R2（规格为015，2A）、R3（规格为050，1A）C量程分别为00.6A、03A内阻可忽略的双量程直流电流表一只D量程为03V、内阻为2k的直流电压表一只E阻值为r1=2k、r2=6k、r3=20k的定值电阻各一个（实验中只能选用一个）F开关一个，导线若干利用上述仪器，为使测量尽可能准确、方便，并使耗电功率最小，请回答：应该选择的滑动变阻器是R2，应该选择的电流表量程是03A在图甲虚线框中画出测量电路图若电表的指针如图乙所示，由此可求得该用电器额定功率P=12.0W（结果保留三位有效数字）考点：伏安法测电阻专题：实验题分析：（1）先求出用电器的电阻，滑动变阻器的电阻应与用电器电阻差不多，方便调节；（2）算出用电器的额定电流，再选择电流表量程；（3）我们发现电压表的量程不符合要求，要扩大量程，电压表串联一个定值电阻，扩大量程；因直流电流表的内阻不计，电流表内接，使耗电功率最小，采用分流式接法，画出电路图（4）根据用电器的额定电压和额定功率的大约值确定电流表的为03A，根据分度值读出示数，根据P=UI求出它的额定功率解答：解：用电器的电阻R=，根据已知条件可知，R在6.710，为方便条件，滑动变阻器选R2（规格为015 2A）；根据得，用电器的额定电流约为=1.5A，所以电流表选择03A的；我们发现电压表的量程不符合要求，要扩大量程，电压表串联一个定值电阻，扩大量程；电压表量程应扩大到15V，所以要串联一个r2=6k的定值电阻，因直流电流表的内阻不计，电流表内接，使耗电功率最小，采用分流式接法，电路图如图所示：由于用电器电压为10V，则根据图乙中的电流表示数读出电流为1.20A，所以该用电器额定功率P=UI=101.20W=12.0W故答案为：R2；03A；如图所示；12.0点评：本题考查了电压表的改造和电路图的设计以及电流表的读数、电功率的计算，关键是知道电压表的构造和工作原理以及电流表内接限流10（15分）xx年8月南京成功举办了第二届夏季青年奥运会，中国代表队共获得了30块金牌中国小将吴圣平在跳水女子三米板中以绝对的优势夺冠为了理解运动员在三米板跳水中的轨迹过程，特做了简化处理：把运动员看作质量为m=50.0kg的质点，竖直起跳位置离水面高h1=3.0m，起跳后运动到最高点的时间t=0.3s，运动员下落垂直入水后水对运动员竖直向上的作用力的大小恒为F=1075.0N，不考虑空气阻力，g=10m/s2，求：（1）运动员起跳时初速度v0的大小；（2）运动员在空中运动的时间t总和在水中运动的最大深度h2（结果可用根式表示）考点：动能定理的应用；匀变速直线运动的速度与时间的关系专题：牛顿运动定律综合专题分析：根据上升到最高点的时间，结合速度时间公式求出运动员起跳时的初速度对全过程运用动能定理，求出运动员在水中运动的最大深度解答：解：（1）运动员起跳时的初速度v0=gt=100.3m/s=3m/s（2）由于运动员在空中的运动可以看作竖直上抛运动；故空中总时间t总=2t=20.3=0.6s；运动员在空中运动的时间t总和对全过程运用动能定理得，代入数据解得h2=3m答：（1）运动员起跳时初速度v0的大小为3m/s；（2）运动员空中运动的时间为0.6s；在水中运动的最大深度为3m点评：本题考查了动能定理的基本运用，运用动能定理解题关键要选择研究的过程，分析过程中有哪些力做功，然后根据动能定理列式求解11（17分）如图甲所示：MN、PQ是相距d=l m的足够长平行光滑金属导轨，导轨平面与水平面成某一夹角，导轨电阻不计；长也为1m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，ab的质量m=0.1kg、电阻R=l； MN、PQ的上端连接右侧电路，电路中R2为一电阻箱；已知灯泡电阻RL=3，定值电阻R1=7，调节电阻箱使R2=6，量力加速度g=10m/s2现断开开关S，在t=0时刻由静止释放ab，在t=0.5s时刻闭合S，同时加上分布于整个导轨所在区域的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面斜向上；图乙所示为ab的速度随时间变化图象（1）求斜面倾角a及磁感应强度B的大小；（2）ab由静止下滑x=50m（此前已达到最大速度）的过程中，求整个电路产生的电热；（3）若只改变电阻箱R2的值当R2为何值时，ab匀速下滑中R2消耗的功率最大？消耗的最大功率为多少？考点：导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；电磁感应中的能量转化专题：电磁感应功能问题分析：（1）先研究乙图可知，在00.5s内ab做匀加速直线运动，由图象的斜率可求得加速度，由牛顿第二定律求出斜面的倾角t=0.5s时，S闭合且加上了磁场，ab将先做加速度减小的加速运动，当速度达到最大（vm=6m/s）后接着做匀速运动，根据平衡条件和安培力与速度的关系式结合，求解磁感应强度B的大小；（2）ab下滑过程中，机械能减小转化为系统的内能，根据能量守恒定律求解整个电路产生的电热；（3）ab匀速下滑时受力平衡，由平衡条件求出ab产生的感应电流I，由并联电路的规律求出通过R2的电流，由功率公式和数学知识结合求解R2消耗的最大功率解答：解：（1）S断开时，ab做匀加速直线运动，从图乙得：a=m/s=6m/s2，由牛顿第二定律有：mgsin=ma所以：sin=0.6所以=37t=0.5s时，S闭合且加上了磁场，分析可知，此后ab将先做加速度减小的加速运动，当速度达到最大（vm=6m/s）后接着做匀速运动，匀速运动时，由平衡条件有：mgsin=F安，又F安=BId I=电路的总电阻：R总=Rab+R1+=（1+7+）=10联立以上四式有：mgsin=代入数据解得：B=1T（2）由能量转化关系有：mgxsin=+Q代入数据解得：Q=mgxsin=28.2J（3）改变电阻箱R2的值后，ab匀速下滑时有：mgsin=BdI所以I=A=0.6A通过R2的电流为：I2=IR2的功率为：P=I22R2，联立以上三式有：P=I2R2=I2当=时，即R2=RL=3，功率最大，所以Pm=W=0.27W答：（1）斜面倾角a为37，磁感应强度B的大小为1T；（2）整个电路产生的电热为28.2J；（3）若只改变电阻箱R2的值当R2为3时，ab匀速下滑中R2消耗的功率最大，消耗的最大功率为0.27W点评：本题是力电综合题，首先要从力学的角度分析ab棒的运动情况，掌握电路知识、电磁感应知识，运用数学求极值的方法研究电路中极值问题，对数学知识的能力要求较高，要加强训练，培养解决综合题的能力12（19分）如图所示的平行板之间，存在着相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B1=0.20T，方向垂直纸面向里，电场强度E1=1.0105 V/m，PQ为板间中线紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有一边界线AO，与y轴的夹角AOy=45，边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2=0.25T，边界线的下方有水平向右的匀强电场，电场强度E2=5.0105 V/m，在x轴上固定一水平的荧光屏一束带电荷量q=8.01019C、质量m=8.01026 kg的正离子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为（0，0.4m）的Q点垂直y轴射入磁场区，最后打到水平的荧光屏上的位置C求：（1）离子在平行板间运动的速度大小（2）离子打到荧光屏上的位置C的坐标（3）现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度 大小，使离子都不能打到x轴上，磁感应强度大小B2应满足什么条件？考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力；带电粒子在匀强电场中的运动专题：带电粒子在磁场中的运动专题分析：（1）带电粒子电场力与洛伦兹力平衡时，即可求解；（2）离子在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可求出半径；离子在电场中做类平抛运动，根据运动学公式可求出发生位移，从而确定离子打到荧光屏的水平坐标；（3）根据几何知识来画出运动轨迹，求出最大半径，并结合牛顿第二定律，求出磁场满足的条件解答：解：（1）设离子的速度大小为v，由于沿中线PQ做直线运动，则有qE1=qvB1，代入数据解得：v=5.0105 m/s，（2）离子进入磁场，做匀速圆周运动，由牛顿第二定律有：qvB2=m得，r=0.2 m，作出离子的运动轨迹，交OA边界于N，如图甲所示，OQ=2r，若磁场无边界，一定通过O点，则圆弧QN的圆周角为45，则轨迹圆弧的圆心角为=90，过N点做圆弧切线，方向竖直向下，离子垂直电场线进入电场，做类平抛运动，y=OO=vt，x=at2，而a=，则x=0.4 m离子打到荧光屏上的位置C的水平坐标为xC=（0.2+0.4）m=0.6 m（3）只要粒子能跨过AO边界进入水平电场中，粒子就具有竖直向下的速度而一定打在x轴上如图乙所示，由几何关系可知使离子不能打到x轴上的最大半径r= m，设使离子都不能打到x轴上，最小的磁感应强度大小为B0，则qvB0=m，代入数据解得B0= T=0.3 T，则B20.3 T答案：（1）离子在平行板间运动的速度大小5.0105 m/s（2）离子打到荧光屏上的位置C的坐标0.6 m（3）现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到x轴上，磁感应强度大小B2应满足B20.3 T条件点评：考查带电粒子做匀速圆周运动与类平抛运动中，用牛顿第二定律与运动学公式，并结合几何关系来处理这两种运动，强调运动的分解，并突出准确的运动轨迹图