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高三元旦竞赛物理试题参考答案及评分标准


高 三 元 旦 竞 赛 物理试题参考答案及评分标准
一、选择题(12×4=48 分,选不全得 2 分) 1.BC 2.AC 3.D 二、实验题(14 分) 13.CD(每个选项各 2 分,4 分) 14.(1)0.933~0.936 (2 分) (2) D B F (3 个空,各 2 分) (3)实验电路见图(其接法只要电流表外接,滑动变阻器限流式均正确) (2 分)

三、计算题(共 38 分) 15.(8 分)解析:(1)设弹性球第一次下落过程中的加速度大小为 a1,由图知 Δv 4 a1= = m/s2=8 m/s2 (2 分) Δt 0.5 根据牛顿第二定律,得 mg-f=ma1 故 f=m(g-a1)=0.2 N (2 分) (2)由图知弹性球第一次到达地面时的速度大小为 v1=4 m/s,设球第一次离开地面时 3 的速度大小为 v2,则 v2= v1=3 m/s (1 分) 4 第一次离开地面后,设上升过程中球的加速度大小为 a2,则 mg+f=ma2 得 a2=12 m/s2 (1 分) 3 于是,有 0-v2=-2a2h 解得 h= m=0.375m. (2 分) 2 8 【考点定位】本题属于力学综合题,考查牛顿第二定律和运动学公式及图象的应用。 16.(8分)解析:(1)物块飞离桌面后做平抛运动,根据平抛运动规律可得: 水平方向:s = vt 解得:s = 0.90m (1分) (1分) 竖直方向:h = 4.A 5.BC 6.ACD 7.AC 8.AC 9.BC 10.CD 11.AD 12.ABCD

2012.12

1 2 gt 2

(1分)

(2)物块从飞离桌面到落地过程中机械能守恒,根据机械能守恒定律得: Ek =

1 2 mv + mgh = 0.90J 2

(2分)

(3)物块在水平桌面上运动时,由动能定理得:‐μmgl =

1 2 1 mv ‐ m v02 (2分) 2 2

解得:v0 = 4.0 m/s (1分) 【考点定位】本题属于力学综合题,考查平抛运动的规律,机械能守恒,动能定理。 17. (10 分)(1)由左手定则及微粒的偏转方向可知,该微粒带正电,即 C 板为正, D 板为负;(1 分) 电场力的大小为:F=qE=q

U =1.25× 10-11N。 d

(2 分)

(2)由题意知微粒做匀速圆周运动,微粒要从 XY 边界离开台面,两个轨迹边界如图
1

所示,由此边界结合勾股定理得:

l <R≤l-d 2

(2 分)

再由洛伦兹力提供向心力: qvB=m

v2 R

得 R=

mv qB

(2 分)

且在电场中:qU=

1 2 mv (2 分) 2

联立以上几式,得该微粒的质量范围:8.1× -14kg<m≤2.89× -13kg。(1 分) 10 10 18. (12 分)解析:解析: (1)小滑块运动到位置 P2 时速度为 v1,由动能定理有: —μmgl=

1 1 2 2 mv 1 — mv 0 2 2

得 v1= v 0 ? 2 ?gl
2

(2 分)

(2)由题意可知,电场方向如图,若小滑块能通过位置 P,则小滑块可沿挡板运动且 通过位置 P5,设小滑块在位置 P 的速度为 v,受到的挡板的弹力为 FN,匀强电场的电场强度为 E,由动能定理有: -μmgl-2qEr=

1 1 2 2 mv — mv 0 2 2

(2 分)

当滑块在位置 p 时,由牛顿第二定律有:FN+Eq=m

v2 r
(2 分)

由题意有:FN≥0 由以上三式可得:E≤
2 m(v0 ? 2?gl) 5qr

2 m(v0 ? 2?gl) 5qr

E 的取值范围:0< E≤

(1 分)

内磁感应强度的变化量为 ? B,则由法拉第电磁感应定律得: E1=n

(3)设线圈产生的电动势为 E1,其电阻为 R,平行板电容器两端的电压为 U,t 时间

?BS t
且 U=Ed

(1 分) (1 分) (2 分)
2 3m d(v0 ? 2?gl) (1 t 。 分) 10nqrS

由全电路的欧姆定律得 E1=I(R+2R) U=2RI

经过时间 t,磁感应强度变化量的取值范围:0< ? B ≤
2


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