2019届浙江省杭州市重点中学高三选考模拟物理试题（解析版）

2019届浙江省杭州市重点中学高三选考模拟物理试题（解析版）

一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分．每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分．）

1.物理学中通常运用大量的科学方法建立概念，如“理想模型”、“等效替代法”、“控制变量法”、“比值定义法”等，下列选项均用到“比值定义法”的一组概念是（　　）

A. 合力与分力、质点、电场强度

B. 质点、电场强度、点电荷

C. 速度、总电阻、电场强度

D. 加速度、电场强度、电容

【答案】D

2.下列有关物理学史正确的是（　　）

A. 牛顿发现了万有引力定律，并预言了引力波的存在

B. 库仑提出了库仑定律，并用油滴实验测得了元电荷的值

C. 伽俐略利用理想斜面实验证明了力不是维持物体运动的原因，并提出了惯性定律

D. 法拉第得出了场的概念，并用电场线和磁感线形象地描述了电场和磁场

【答案】D

【解析】

【分析】

根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可.

【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，但并没有预言引力波的存在，预言了引力波存在的人是爱因斯坦，故A错误；

B．库仑提出了库仑定律，密立根用油滴实验测得了元电荷的值，故B错误；

C．伽俐略利用理想斜面实验证明了力不是维持物体运动的原因，牛顿提出了惯性定律，故C错误；

D．法拉第得出了场的概念，并用电场线和磁感线形象地描述了电场和磁场，故D正确。

故选：D。

【点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。

3.浙江某中学组织了一次迷你马拉松比赛，男生组的路线设置是“起点（校田径场主席台前发令处）出发→绕田径场1圈→绕校园1圈→绕田径场1圈→终点（校田径场主席台前发令处）大约2000m”。有位男生的成绩是10min，在跨越终点线时速度是9m/s。关于上述情景，下列相关描述正确的（　　）

A. 2000m是指位移的大小

B. 该同学的平均速度约为3.3m/s

C. 9m/s是指瞬时速度

D. 在整个过程中该男生一定不能被看作质点

【答案】C

【解析】

【分析】

路程等于物体运动轨迹的长度，位移的大小等于由初位置指向末位置的有向线段长度。

平均速度是位移与时间的比值；

当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时，我们就可以把它看成质点，根据把物体看成质点的条件来判断即可。

【详解】A．2000 m是指路程，不是位移的大小，故A错误；

B．由于该同学全程的位移是零，所以平均速度为零，故B错误；

C．9m/s是该同学某一时刻的瞬时速度，故C正确；

D．由于迷你马拉松路程较长，当研究在整个过程中该男生的比赛成绩时，可以将男生看成质点，故D错误。

故选：C。

【点睛】本题就是考查学生对质点、位移和平均速度等概念的理解，是很基本的内容，必须要掌握住的，题目比较简单。

4.2017年中国的航天事业有三大突破：4月天舟一号、7月北斗三号、12月嫦娥五号。如图所示是天舟一号在轨运行想象图，可看作圆周运动。下列说法正确的是（　　）

A. 天舟一号在轨道1上的运行速度比在轨道2上的运行速度小

B. 天舟一号绕地球运行一周所用的时间可能是一小时

C. 天舟一号在轨道1上的加速度比在轨道2上的加速度大

D. 天舟一号在轨道1上受到的地球的引力是恒定不变的

【答案】C

【解析】

【分析】

根据万有引力提供向心力 ，得出线速度、加速度和周期与轨道半径间的关系，再对选项逐一分析，万有引力指向地心提供向心力，方向不断变化。

【详解】AC．根据万有引力提供天舟一号做圆周运动的向心力，即为：

解得：， 由图可知r1＜r2，因此天舟一号运行速度v1＞v2，运行加速度a1＞a2，故A错误，C正确；

B．近地卫星的轨道半径最小，周期最小，根据 （其中GM＝g）计算卫星绕地球运行周期最小为86 min，故B错误；

D．天舟一号所受地球引力指向地心，方向一直发生变化，故D错误。

故选：C。

【点睛】解决卫星问题的关键是知道万有引力提供向心力，能根据万有引力提供向心力得出各物理量与轨道半径的关系。

5.找来一段长为1.5m、直径为0.1mm左右的铜丝，一只圆杆铅笔，三节干电池，一个小灯泡（额定电压3.8V），若干导线，一小碗盐水，支架等。把铜丝线在圆杆铅笔上绕60圈左右，取下铅笔，制成了一个轻质弹簧，如图所示，将上端挂在支架上，下端刚好和小碗里的盐水接触，用导线把弹簧、盐水、小灯泡和三节干电池连成串联电路，当有电流通过弹簧时，你认为发生的现象有（　　）

A. 弹簧收缩    B. 弹簧变长

C. 弹簧不断上下振动    D. 弹簧始终保持静止

【答案】C

【解析】

【分析】

通电后弹簧收缩，电路断开，弹簧在重力作用下又伸长，再次与盐水接触而收缩，不断重复。

【详解】开关闭合后电路接通，电路中有电流；由金属丝构成的螺线管两磁极会互相吸引，弹簧会收缩而变短；

变短后电路断路，弹簧在重力作用下又开始下降与盐水接触；

依此规律反复，弹簧上下振动，选项C正确，ABD错误。

故选：C。

【点睛】本题主要是考查通电线圈的受力情况，知道电流方向相同时导线之间相互吸引，相反时相互排斥。

6.“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头”。现有一只蜻蜓停在一个叶片上，如图所示。下列说法正确的是

A. 叶片对蜻蜓的作用力竖直向上

B. 叶片对蜻蜓的作用力沿叶片向上

C. 蜻蜓对叶片的作用力垂直叶片向下

D. 蜻蜓对叶片的作用力沿叶片向上

【答案】A

【解析】

【分析】

作用力和反作用力大小相等，方向相反，且同时产生、同时变化、同时消失，是同种性质的力。它们作用在不同的物体上，不能进行合成。

【详解】蜻蜓受到重力与叶片对蜻蜓的作用力，由二力平衡可知，叶片对蜻蜓的作用力竖直向上，同时根据牛顿第三定律可知，蜻蜓对叶片的作用力竖直向下，故BCD错误，A正确。

故选：A。

【点睛】解决本题的关键知道作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，且同时产生、同时变化、同时消失，作用在不同的物体上。

7.雨后，屋檐还在不断滴着水滴。如图所示，小红同学认真观察后发现，这些水滴都是在质量积累到足够大时才由静止开始下落，每隔相等时间滴下一水滴，水滴在空中的运动情况都相同，某时刻起，第一颗水滴刚运动到窗台下边沿时，第5颗水滴恰欲滴下。她测得，屋檐到窗台下边沿的距离为H＝3.2m，窗户的高度为h＝1.4m。不计空气阻力的影响。则下列结论正确的是（　　）

A. 水滴下落到达窗台下边沿时的速度大小6m/s

B. 每隔0.15s滴下一水滴

C. 水滴经过窗户的时间0.8s

D. 水滴经过窗户的平均速度为7m/s

【答案】D

【解析】

【分析】

水滴做自由落体运动，根据v2=2gH，求出水滴到达窗台时的速度大小。

根据分别求出水滴从自由下落到窗户上边缘和下边缘的时间，两时间之差为水滴经过窗户的时间。

【详解】A．水滴下落至窗台通过的距离为 H=3.2 m，由 v2=2gH得：，故A错误；

B．水滴下落至窗台的时间为第一颗水滴刚运动到窗台下边沿时，第5颗水滴恰欲滴下，此时共4个时间间隔，可知相邻的水滴滴下的时间间隔： ，故B错误；

C．水滴下落至窗户上边缘的时间为：水滴经过窗户的时间为：△t′=t2-t1=0.8s-0.6s=0.2s。故C错误；

D．经过窗台的平均速度，故D正确。

故选：D。

【点睛】解决本题的关键掌握自由落体运动的速度位移公式 v2=2gH和位移时间公式根据水滴从自由下落到窗户下边缘和上边缘的时间之差求通过窗户的时间比较简便。

8.根据《浙江省足球改革发展实施意见》，实施“足球改革振兴计划”，全省积极推进校园足球，计划在2020年前，实现全省校园足球特色学校达到1000所以上。如图所示，某足球特色学校的学生在训练踢球时（　　）

A. 脚对球的作用力大于球对脚的作用力

B. 脚对球的作用力与球对脚的作用力大小相等

C. 脚对球的作用力与球的重力是作用力与反作用力

D. 脚对球的作用力与球对脚的作用力是一对平衡力

【答案】B

【解析】

【分析】

一对相互作用力必须大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上；据此分析判断。

【详解】脚对球与球对脚的作用力为相互作用力，是等大反向，作用在两个物体上的，所以B正确，ACD错误。

故选：B。

【点睛】本题考查力的相互性，要熟知相互作用力的条件，能根据相互作用力的条件逐一进行判断，是解答的关键。

9.关于下列对配图的说法中正确的是（　　）

A. 图甲中“蛟龙号”被吊车吊下水的过程中它的机械能守恒

B. 图乙中火车在匀速转弯时所受合外力为零，动能不变

C. 图丙中握力器在手的压力下弹性势能增加了

D. 图丁中撑杆跳高运动员在上升过程中机械能守恒

【答案】C

10.小钟同学家里新购买一个快速电热水壶，小钟同学仔细检查了这个新热水壶，发现铭牌上标有如下数据，下列说法正确的是（　　）

A. 该电热水壶的电阻是32.3Ω

B. 该电热水壶在正常工作时的电流是0.15A

C. 若实际电压为110V，水壶的实际功率还是1500 W

D. 该电热水壶加热水5min产生的热量是7500 J

【答案】A

【解析】

【分析】

该烧水壶的电阻是,正常工作时的电流是 ，若实际电压为110V，根据知，功率减为原来的；该水壶加热水5min产生的热量是Q=W=Pt。

【详解】A．由，可得R=32.3Ω，故A正确；

B．由P=UI，可得I=6.8 A，故B错误；

C．电热水壶的电阻丝电阻随温度变化不大，由，可得P′=375 W，故C错误；

D．由W=Pt，可得W=4.5×105 J，故D错误。

故选：A。

【点睛】此题考查电路中基本公式的应用，记住公式和即可。

11.野外骑行在近几年越来越流行，越来越受到人们的青睐，对于自行车的要求也在不断的提高，很多都是可变速的。不管如何变化，自行车装置和运动原理都离不开圆周运动。下面结合自行车实际情况与物理学相关的说法正确的是（　　）

A. 图乙中前轮边缘处ABCD四个点的线速度相同

B. 大齿轮与小齿轮的齿数如图丙所示，则大齿轮转1圈，小齿轮转3圈

C. 图乙中大齿轮边缘处E点和小齿轮边缘处F点及后轮边缘处的G点运动快慢相同

D. 前轮在骑行的过程中粘上了一块雪块，条件都相同的情况下，它在C处最容易脱离轮胎

【答案】A

【解析】

【分析】

明确轮子采用链条传送，边缘处线速度相等，根据线速度与角速度之间的关系可确定角速度关系，根据向心力公式确定雪块与轮胎间的相互作用力，从而明确何时容易脱离。

【详解】图乙中前轮边缘处A、B、C、D四个点的线速度大小相同，方向不同；小齿轮与大齿轮的齿数之比1：3，即小齿轮与大齿轮的半径之比为1：3，由v=ωr，大齿轮与小齿轮的角速度之比1：3，则大齿轮转1圈，小齿轮转3圈；图乙中大齿轮边缘处E点和小齿轮边缘处F点运动快慢相同，和后轮边缘处的G点运动快慢不同；前轮在骑行的过程中粘上了一块雪块，条件都相同的情况下，由受力分析，，则，，雪块在A处与轮胎之间的作用力较小，它在A处最容易脱离轮胎。故A正确，B、C、D错误。

故选：A。

【点睛】本题考查向心力、线速度和角速度的关系等圆周运动知识，要明确同轴转动的各点角速度相同，而用链条带动的边缘处线速度相同。

12.如图为一有界匀强电场，场强方向为水平方向（虚线为电场线），﹣带负电微粒以某一角度θ从电场的a点斜向上方射入，沿直线运动到b点，则可知（　　）

A. 电场中a点的电势低于b点的电势

B. 微粒在a点时的动能与电势能之和与在b点时的动能与电势能之和相等

C. 微粒在a点时的动能小于在b点时的动能，在a点时的电势能大于在b点时的电势能

D. 微粒在a点时的动能大于在b点时的动能，在a点时的电势能小于在b点时的电势能

【答案】D

【解析】

【分析】

粒子沿直线运动到b点，粒子的合力与速度在同一直线上，重力竖直向下，则受到的电场力水平向左，电场方向水平向右．顺着电场线，电势降低．则可判断ab电势的高低．粒子的重力势能、动能、电势能总量不变，根据重力势能增加，判断动能与电势能之和的大小．根据电场力做功正负，判断电势能与动能的大小。

【详解】A．粒子沿直线运动到b点，粒子的合力与速度在同一直线上，重力竖直向下，则受到的电场力水平向左，电场方向水平向右。则a点的电势高于b点的电势。故A错误；

B．根据能量守恒，粒子的重力势能、动能、电势能总量不变，重力势能增大，则动能与电势能之和减小。故B错误；

CD．粒子从a到b，电场力做负功，动能减小，电势能增大。C错误，D正确。

故选：D。

【点睛】本题运用到物体做直线运动的条件，分析物体的受力情况，属于轨迹类型。

13.如图所示，导电物质为电子的霍尔元件样品置于磁场中，表面与磁场方向垂直，图中的1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端。当开关S1、S2闭合后，三个电表都有明显示数，下列说法不正确的是

A. 通过霍尔元件的磁场方向向下

B. 接线端2的电势低于接线端4的电势

C. 仅将电源E1、E2反向接入电路，电压表的示数不变

D. 若适当减小R1、增大R2，则电压表示数一定增大

【答案】D

二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2分，共6分．每小题列出的四个备选项中至少有一个选项是符合题目要求的．全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）

14.下列说法中正确的是（　　）

A. 在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长

B. α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一

C. 由波尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能减少，电势能增大

D. 原子核发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4

【答案】AB

15.如图所示，由单色光a、b组成的复色光束PO从某种均匀介质中射入空气中，被分成OA、OB两光束沿图示方向射出，其中OB光束只含单色光b，由此可知（　　）

A. 在空气中，a的频率较大

B. 在该介质中，a的波长较短，速度较大

C. 若b能使某种金属发生光电效应，则a也能使这种金属发生光电效应

D. 通过同一双缝干涉实验装置，a的条纹间距较大

【答案】AC

【解析】

【分析】

由全反射内容可确定出a的频率大于b的频率，结合发生光电效应的条件确定出若b发生光电效应则a就能发生光电效应。

【详解】A．A、由光路图可知，单色光a发生了全反射而b还没有发生全反射，单色光a的临界角Ca小于单色光b的临界角Cb，由sin C=，可知na＞nb，则fa＞fb，故A正确；

B．设a、b在介质中的速度分别为va、vb，波长分别为λa介、λb介；由及na＞nb，则va＜vb，故B错误；

C．由fa＞fb，可知a光的频率大于该金属的极限频率，也能使这种金属发生光电效应，故C正确；

D．由fa＞fb及c=λf，则λa＜λb，又由，a的条纹间距较小，故D错误；

故选：AC。

16.如图所示，是一列沿x轴正方向连续传播的简谐横波t0时刻的波形图象，此时波恰好到达x＝0.2m处，已知波源为O，振幅为2cm，波速为2m/s，d点为x轴上一点，xd＝0.45m，则（　　）

A. t0时刻，a、b两点都沿y轴正方向运动

B. t＝t0+0.15 s时，xd＝0.45 m的点第一次达到波峰

C. t＝t0+0.23 s时，xd＝0.45 m的点的加速度沿y轴正方向

D. 某时刻d点处于平衡位置且向y轴负方向运动时，波源O一定处于负的最大位移处

【答案】ACD

【解析】

【分析】

由波向右传播结合波形图可判出O质点t=0时刻的振动方向为-y方向，通过图象得出波长、振幅，根据波速和波长求出周期；求出程x=1.5m质点的振动形式传到d所需要的时间。

【详解】A．由波沿x轴正方向传播，可知t0时刻，a、b两点都沿y轴正方向运动（同侧法），故A正确；

B．由图可知，λ=0.2 m，则，波从x=0.2 m处传到xd=0.45 m处，所需时间△t1=，d点起振后到达波峰的时间△t2=，故xd=0.45 m的点第一次达到波峰的时刻是t=t0+△t1+△t2=t0+0.20 s，故B错误；

C．由0.23 s-△t1=0.105 s，，可知t=t0+0.23 s时，xd=0.45 m的点正沿y轴负方向运动，正处于平衡位置与波谷之间，yd＜0，由加速度与位移方向相反，可知加速度沿y轴正方向，故C正确；

D．d点与波源O的间距xOd=0.45 m=，相当于xOd=，又根据d点处于平衡位置且向y轴负方向运动，可知波源O一定处于负的最大位移处，故D正确。

故选：ACD。

【点睛】解决本题的关键知道波速、波长、周期以及圆频率的关系，知道波的周期性，难度不大，属于基础题。

三、非选择题（本题共7小题，共55分）

17.某同学在做“探究求合力的方法”的实验时，手中只有一个弹簧秤．橡皮筋．木板．白纸和图钉，为了完成此实验：

（1）在图中所示的器材中还需要选取_____和_____．

（2）该同学选取了合适的器材后，确定了如下主要的操作（各选择一个合适的选项填到每个空格处）．

①在木板上将白纸和橡皮筋的一端固定后，在橡皮筋的另一端栓上细绳套

②用弹簧秤钩住左边细绳套，右手抓住右边细绳套，互成一定的角度拉橡皮筋，记录橡皮筋与细绳套结点O的位置_____．

③将弹簧秤钩住右边细绳套，两边均沿原方向将结点O拉到同一位置，记录_____．

④只用一根弹簧秤将结点O拉到同一位置，记录_____．

A．弹簧秤的读数

B．弹簧秤的读数和弹簧秤拉力的方向

C．手拉细绳套拉力的方向

D．弹簧秤的读数和两边拉力的方向

E．橡皮筋的原长和伸长量．

【答案】    (1). 三角板    (2). 细绳套    (3). D    (4). A    (5). B

【解析】

【分析】

(1)做探究共点力合成的规律实验：我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向，用力的图示画出这三个力，用平行四边形做出两个力的合力的理论值，结合原理判断需要的器材；
(2)根据该实验的实验原理以及实验目的可以明确该实验需要记录的数据以及进行的实验步骤．

【详解】(1)做探究共点力合成的规律实验：我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向，用力的图示画出这三个力，用平行四边形做出两个力的合力的理论值，和那一个力进行比较．所以我们需要的实验器材有：方木板（固定白纸），白纸（记录方向画图）、刻度尺（选标度）、绳套（弹簧秤拉橡皮条）、弹簧称（测力的大小）、图钉（固定白纸）、三角板（画平行四边形）、橡皮筋（让力产生相同的作用效果的）．要完成该实验，在图甲所示的器材中还需要选取细绳套、三角板；

(2)②该实验的实验目的是验证力的平行四边形定则，要根据两个弹簧称拉橡皮筋时两个拉力的大小和方向做出平行四边形求出其合力大小，然后与一个弹簧称拉橡皮筋时的拉力大小进行比较，最后得出结论，故需要记录橡皮筋与细绳套结点O点位置、弹簧秤的读数和两边拉力的方向，故选D；

③由于只有一个弹簧秤，实验需要记录两个分力的大小，第二次需保证将橡皮筋拉到同一位置O点，把弹簧秤换到未记录的一边测出该力的大小，方向在②中已经记录，故选A；

④只用一根绳套将橡皮筋拉到O点，记录该力的大小和方向，这是合力的实际测量值，把它与前面两分力作平行四边形得到的合力（理论值）进行比较，得到结论，故选B。

【点睛】“探究求合力的方法”实验中，我们要知道分力和合力的效果是等同的，实验中需记录两分力和合力的实际值，这要求同学们对于基础知识要熟练掌握并能正确应用，加强对基础实验理解。

18.小明在实验室做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验。

（1）如图所示，小明已经完成了一部分的线路连接，请你用笔画线代替导线，在图中完成剩下的电路连线____。

（2）在开关闭合前，滑片应置于_____（填“左端”或“右端”）。

【答案】    (1). ;    (2). 左端

【解析】

【分析】

(1)根据实验原理确定滑动变阻器的接法，然后连接实物电路图；

(2)滑动变阻器采用分压接法，为保护电路，闭合开关前滑片要置于分压电路分压为零的位置。

【详解】(1)在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，为了描绘完整的伏安特性曲线，小灯泡的U、I都要从0开始调，滑动变阻器应选择分压接法，实物电路图如图所示。

；

(2) 滑动变阻器采用分压接法，为保护电路，在开关闭合前，滑片应置于左端。

【点睛】滑动变阻器在电路中有两种基本接法：限流接法与分压接法，滑动变阻器采用分压接法时，电压与电流可以从零开始变化，电压与电流变化范围较大；描绘灯泡伏安特性曲线电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法。

19.如图所示，在水平桌面上有一硬币处于静止状态，某时刻被某学生用手指弹击后（弹击的时间很短），以v0＝3m/s的初速在水平桌面上开始滑行x1＝0.5m后离开桌面，硬币落地点距桌面边沿的水平距离为x2＝0.4m，已知桌面高度h＝0.8m，不计空气阻力，求：

（1）硬币从桌面落到地面的时间；

（2）硬币在桌面上滑行的时间；

（3）硬币与桌面的滑动摩擦因数。

【答案】（1）0.4s；（2）0.25s；（3）0.8。

【解析】

【分析】

(1)从桌面落到地面，硬币做平抛运动，根据平抛运动的规律求解；

(2)由平抛运动的规律求解平抛运动的初速度，再根据运动学公式求解硬币在桌面上滑行的时间；

(3)硬币在桌面上滑行时，由牛顿第二定律结合运动学公式求解。

【详解】(1) 从桌面落到地面，硬币做平抛运动

由

代入数据得t2=0.4 s；

(2) 设硬币离开桌面时的速度为v，由平抛运动

水平方向：x2=vt2，

代入数据得v=1 m/s

硬币被弹击后，做匀减速直线运动

由 得：

代入数据得t1=0.25 s；

(3) 硬币在桌面上滑行时，F合=-μmg，

由牛顿第二定律F合=ma，得a=-μg

又

联立解得：。

【点睛】对于牛顿第二定律和平抛运动的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度，再根据题目要求进行解答；知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁。

20.某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛，比赛路径如图所示．可视为质点的赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直半圆轨道，并通过半圆轨道的最高点C，才算完成比赛．B是半圆轨道的最低点，水平直线轨道和半圆轨道相切于B点．已知赛车质量m＝0.5kg，通电后以额定功率P＝2w工作，进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为Ff＝0.4N，随后在运动中受到的阻力均可不计，L＝10.00m，R＝0.32m，（g取10m/s2）．求：

（1）要使赛车完成比赛，赛车在半圆轨道的B点对轨道的压力至少多大？

（2）要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间t？

（3）若电动机工作时间为t0＝5s，当R为多少时赛车既能完成比赛且飞出的水平距离又最大，水平距离最大是多少？

【答案】（1）30N（2）4s（3）1.2m．

21.（1）在“探究电磁感应的产生条件”的实验中，提供了如图甲所示的实验器材，在这些器材中多余的器材是_____，还缺少的器材是_____。

（2）如图乙所示，是利用插针法测定玻璃砖的折射率的实验得到的光路图，玻璃砖的入射面AB和出射面CD并不平行。则：

①出射光线与入射光线_____（填“仍平行”或“不再平行”）。

②以入射点O为圆心，以R＝5cm长度为半径画圆，与入射光线PO交于M点，与折射光线OO′的延长线交于F点，过M、F点分别向法线作垂线，量得MN＝1.68cm，FE＝1.12cm，则该玻璃砖的折射率n＝_____。

【答案】    (1). 电压表    (2). 滑动变阻器    (3). 不再平行    (4). 1.5

【解析】

【分析】

依据感应电流产生的条件：穿过闭合线圈的磁通量变化，结合检流计，即可求解；
根据光的折射定律和几何关系判断出射光线和入射光线之间关系。根据折射定律求出玻璃砖的折射率。

【详解】(1)在“探究电磁感应的产生条件”的实验中只需灵敏电流计测量微弱的电流，不需要电压表；

本实验中还需要通过滑动变阻器改变小线圈的电流，还缺少滑动变阻器；

(2)①因为上下表面不平行，光线在上表面的折射角与在下表面的入射角不等，

则出射光线的折射角与入射光线的入射角不等，

可知出射光线和入射光线不再平行。

②根据折射定律，解得：。

【点睛】掌握电磁感应现象，理解感应电流产生的条件；同时解决本题的关键掌握光的折射定律，并能灵活运用。

22.如图所示，质量为M的U型金属框M′MNN′，静放在粗糙绝缘水平面上（动摩擦因数为μ），且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。MM′、NN′边相互平行，相距为L，电阻不计且足够长，底边MN垂直于MM′，电阻为r．质量为m的光滑导体棒ab电阻为R，垂直MM′放在框架上，整个装置处于垂直轨道平面向上。磁感应强度大小为B的匀强磁场中。在与ab垂直的水平拉力作用下，ab沿轨道由静止开始做匀加速直线运动，经x距离后撤去拉力，直至最后停下，整个过程中框架恰好没动。若导体棒ab与MM′、NN′始终保持良好接触，求：

（1）加速过程中通过导体棒ab的电量q；

（2）导体棒ab的最大速度vm以及匀加速阶段的加速度；

（3）导体棒ab走过的总位移。

【答案】（1）；（2）， ；（3）。

【解析】

【分析】

(1)根据法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律结合电荷量的计算公式求解电荷量；

(2)对框架根据共点力的平衡条件求解导体棒的最大速度；根据匀变速直线运动位移速度关系求解加速度；

(3)撤去力后导体棒在安培力作用下做减速运动，由动量定理列方程求解减速位移，从而求解总路程。

【详解】(1) 根据法拉第电磁感应定律可得：

感应电流为：

根据电荷量的计算公式可得：

;

(2) 由题意可知当框架恰好不动时，导体棒速度最大，对框架根据共点力的平衡条件可得：

FA=f=μ（M+m）g，

根据安培力的计算公式可得：

联立解得：

根据匀变速直线运动位移速度关系可得：

解得：

(3) 撤去力后导体棒在安培力作用下做减速运动，由动量定理可知：

即

而以后运动的位移为：

解得：

所以总路程为：s=x+。

【点睛】对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题，根据平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解；如果涉及安培力作用下求位移问题，首先要考虑到动量定理。

23.如图所示，在平面直角坐标系xoy中的有一个等腰直角三角形硬质细杆框架FGH，框架竖直放在粗糙的水平面上，其中FG与地面接触。空间存在着垂直于框架平面的匀强磁场，磁感应强度为B，FG的长度为8L，在框架中垂线OH上S（0，L）处有一体积可忽略的粒子发射装置，在该平面内向各个方向发射速度大小相等带正电大量的同种粒子，射到框架上的粒子立即被框架吸收。粒子的质量为m，电荷量为q，不计粒子间的相互作用以及粒子的重力。

（1）试问速率在什么范围内所有粒子均不可能打到框架上？

（2）如果粒子的发射速率为，求出框架上能被粒子打中的长度。

（3）如果粒子的发射速率仍为，某时刻同时从S点发出粒子，求从第一个粒子到达底边FG至最后一个到达底边的时间间隔△t。

【答案】（1）；（2）（3）