一、單選題：本大題共10小題，共40分。
1.如圖所示，小車停在光滑的桌面上，車上固定一個用膠塞塞住封口的試管。試管內(nèi)充滿空氣，用車上的酒精燈加熱試管尾端。當(dāng)試管內(nèi)的空氣達(dá)到一定溫度時，膠塞從試管口噴出，以整個裝置為系統(tǒng)，下列說法正確的是( )
A. 水平方向動量守恒，機(jī)械能守恒
B. 水平方向動量守恒，機(jī)械能不守恒
C. 水平方向動量不守恒，機(jī)械能守恒
D. 水平方向動量不守恒，機(jī)械能不守恒
2.在靜電場中有a、b兩點(diǎn)，試探電荷在兩點(diǎn)的靜電力F與電荷量q滿足如圖所示的關(guān)系，請問a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系是( )
A. Ea=Eb
B. Ea=2Eb
C. EaEb
3.“電測井”技術(shù)，用鉆頭在地上鉆孔，在鉆孔中進(jìn)行電特性測量，可以反映地下的有關(guān)情況。一鉆孔如圖所示，其形狀為圓柱狀，半徑為r=10cm，設(shè)里面充滿某濃度均勻的鹽水，其電阻率ρ=0.314Ω?m，現(xiàn)在鉆孔的上表面和底部加上電壓，測得U=75V，I=50mA，則該鉆孔的深度?約為( )
A. 50m
B. 100m
C. 120m
D. 150m
4.如圖電路，R3為熱敏電阻(阻值隨溫度升高而降低)其余為定值電阻。當(dāng)R3所在處出現(xiàn)火情時，以下說法正確的是( )
A. 電壓表示數(shù)不變
B. 電壓表示數(shù)變大
C. 電流表示數(shù)變小
D. 電流表示數(shù)變大
5.如圖1所示，用充電寶為一手機(jī)電池充電，其等效電路如圖2所示。在充電開始后的一段時間t內(nèi)，充電寶的輸出電壓U、輸出電流I可認(rèn)為是恒定不變的，設(shè)手機(jī)電池的內(nèi)阻為r，則時間t內(nèi)( )
A. 手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱為U2rtB. 手機(jī)的輸入功率為UI
C. 充電寶產(chǎn)生的熱功率為I2rD. 手機(jī)電池儲存的化學(xué)能為UIt
6.在短道速滑接力賽中，“接棒”運(yùn)動員甲在“交棒”運(yùn)動員乙前面向前滑行，追上時乙猛推甲一把，使甲獲得更大的速度向前沖出。不計(jì)阻力，則( )
A. 乙對甲的沖量與甲對乙的沖量大小相等
B. 甲的動量變化一定比乙的動量變化快
C. 甲的動量變化量與乙的動量變化量大小不等
D. 甲的速度變化量與乙的速度變化量大小相等
7.如圖所示，直線A為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖象；直線B為電源b的路端電壓與電流的關(guān)系圖象；直線C為一個電阻R的兩端電壓與電流的關(guān)系圖象。如果將這個電阻R分別接到a、b兩電源上，那么有( )
A. R接電源a和電源b，R上分得的電壓相等
B. R接電源a和電源b，R上流經(jīng)的電流相等
C. R接到電源a上，電源的輸出功率較小
D. R接到電源b上，電源的輸出功率較小
8.某同學(xué)要將一量程為250μA的微安表改裝為量程為20mA的電流表。改裝后利用一標(biāo)準(zhǔn)毫安表進(jìn)行校準(zhǔn)(如圖1，虛線框內(nèi)是改裝后的電表)。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表的示數(shù)為16.0mA時，微安表的指針位置如圖2，產(chǎn)生上述問題的原因可能是( )
A. 微安表串聯(lián)電阻偏大
B. 微安表串聯(lián)電阻偏小
C. 微安表并聯(lián)電阻偏大
D. 微安表并聯(lián)電阻偏小
9.某同學(xué)用內(nèi)阻Rg=200Ω、滿偏電流Ig=5mA的毫安表及相關(guān)元件制作了一個簡易歐姆表，電阻刻度值尚未標(biāo)定，電路如圖。該同學(xué)將兩表筆短接，調(diào)節(jié)滑動變阻器R使毫安表指針滿偏，再將阻值為600Ω的電阻接在兩表筆之間，此時毫安表指針位置如圖乙所示。下列說法正確的是( )
A. 該電源電動勢為3VB. 該電源電動勢為4.5V
C. 刻度1mA處標(biāo)注3000ΩD. 刻度1.5mA處標(biāo)注1500Ω
10.莊老師、王老師喜歡比賽打水漂(圖1)。我們可以將打水漂簡化成如下理想模型(圖2)。質(zhì)量為m的彈性薄片沿傾斜方向落到足夠大水平彈性面上，碰前瞬間速度為v0，與水平方向的夾角α=30°。薄片與彈性面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2。不計(jì)空氣阻力，碰撞過程中忽略薄片重力。薄片每次碰撞前后豎直方向的速度大小保持不變，并且在運(yùn)動過程中始終沒有旋轉(zhuǎn)。下列說法正確的是( )
A. 由于忽略薄片重力，所以薄片與水平面間的摩擦力也可忽略
B. 薄片每次與水平面碰撞過程中，水平面對彈片豎直方向支持力的沖量都相同
C. 薄片每次碰撞后離開水平面瞬間，速度方向與水平面間夾角仍為30°
D. 薄片在與水平面多次碰撞后，最終將靜止在水平面上
二、實(shí)驗(yàn)題：本大題共1小題，共16分。
11.在“測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中，電路圖如圖1，可選用的實(shí)驗(yàn)器材有：
電壓表V1(量程3V)；電壓表V2(量程15V)；電流表A1(量程0.6A)；電流表A2(量程3A)；滑動變阻器R1(最大阻值20Ω)；滑動變阻器R2(最大阻值300Ω)；干電池；開關(guān)S；導(dǎo)線若干；

(1)選擇合適的器材：電壓表應(yīng)選______，電流表應(yīng)選______，滑動變阻器應(yīng)選______(填寫所選器材前的符號)。
(2)測得的7組數(shù)據(jù)已標(biāo)在如圖2所示U?I坐標(biāo)系上，用作圖法求干電池的電動勢E= ______V和內(nèi)阻r= ______Ω。(注意縱坐標(biāo)未從0開始)
(3)兩個實(shí)驗(yàn)小組用不同的電池完成了上述的實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)各電池電動勢相同，只是內(nèi)阻有差異。同學(xué)們選擇了內(nèi)阻差異較大的甲、乙兩個電池進(jìn)一步探究電池的內(nèi)阻熱功率P隨路端電壓U變化的關(guān)系，畫出了圖3所示的P?U圖像。已知甲電池組的內(nèi)阻較大，則下列各圖中可能正確的是______。
(4)按照圖1的測量方法，某同學(xué)利用圖像分析由電表內(nèi)電阻引起的實(shí)驗(yàn)誤差。在圖4中，實(shí)線是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖得到的U?I圖像；虛線是該電源的路端電壓U隨電流I變化的U?I圖像(沒有電表內(nèi)電阻影響的理想情況)。下列圖像中哪一個是該實(shí)驗(yàn)的分析______。
(5)圖4中虛線U(I)的函數(shù)解析式是U=?r?I+E，如果考慮電表內(nèi)阻影響，圖4實(shí)線U(I)的函數(shù)解析式是U= ______?I+ ______。(解析式中可能用到的物理量：電源電動勢E，內(nèi)阻r，電壓表內(nèi)阻RV，電流表內(nèi)阻RA)
三、計(jì)算題：本大題共4小題，共44分。
12.測量元電荷電量大小的裝置如圖，在真空容器中有正對的兩平行金屬板A和B，兩板與外部電路連接，兩板相距d。外部電路電源電動勢為ε，內(nèi)阻為r，保護(hù)電阻R0，電阻箱阻值調(diào)為R，現(xiàn)閉合開關(guān)S1、S2，穩(wěn)定后求：

(1)AB兩板間的電壓；
(2)從顯微鏡發(fā)現(xiàn)，一個質(zhì)量為m的油滴在兩板中間處于靜止?fàn)顟B(tài)，該油滴所帶電量。(重力加速度為g)
13.在平靜的水面上漂浮著一塊質(zhì)量M=150g的帶有支架的木板，木板左邊的支架上靜靜地蹲著一只質(zhì)量為m=50g的青蛙，支架高為?=20cm，支架右方的水平木板長s=120cm，突然青蛙向右水平跳出。水的阻力不計(jì)，g=10m/s2。
(1)如果青蛙相對地面跳出的初速度是0.3m/s，則木板后退的速度是多大？
(2)如果青蛙水平跳出恰好入水，則對地跳出的初速度至少為多少？
14.如圖1，豎直平面內(nèi)A、B兩點(diǎn)分別固定有一對等量同種點(diǎn)電荷，電荷量均為Q(Q>0)。A、B、M、N四點(diǎn)距O點(diǎn)的距離均為 2L，以O(shè)為原點(diǎn)，豎直向上為正方向建立x軸。若取無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn)，則OM上的電勢ψ隨位置x的變化關(guān)系如圖2所示(k為靜電力常量)。一電荷量為Q(Q>0)質(zhì)量為m的小球S以一定初動能從M點(diǎn)豎直下落，一段時間后經(jīng)過N點(diǎn)。求：

(1)小球S從M點(diǎn)運(yùn)動到O點(diǎn)的過程中，MO間的電勢差和電場力做的功；
(2)小球S從M點(diǎn)運(yùn)動到x=L2處，動能的變化量；
(3)小球在OM段運(yùn)動的加速度大小a隨位置x的變化關(guān)系如圖3所示(g為重力加速度大小)。為保證小球S能運(yùn)動到N點(diǎn)，小球S從M點(diǎn)下落時的初動能須滿足什么條件。
15.智能手機(jī)內(nèi)置加速度傳感器，管老師將平放的手機(jī)從一定高度處自由下落到床墊上，“p?yp?x”APP(圖1)顯示手機(jī)下落過程中的加速度隨時間變化的圖像如圖2，已知手機(jī)的質(zhì)量為0.2kg，忽略空氣阻力，自由落體加速度g=10m/s2，求：
(1)手機(jī)剛接觸床墊時的速度大??；
(2)床墊對手機(jī)的最大彈力；
(3)手機(jī)第一次與床墊碰撞過程中，床墊對手機(jī)的沖量大小以及該過程損失的能量；
(4)如圖3，有一彈性小球，手機(jī)質(zhì)量是它的100倍，將其置于手機(jī)上方(間距很小)，一起從原來的高度自由下落，手機(jī)第一次從床墊反彈恰好離開床墊時，彈性小球剛好與手機(jī)發(fā)生彈性碰撞，求彈性小球彈起的高度比釋放時高了多少米？
注意：本題進(jìn)行了適當(dāng)簡化與理想化，可能用到的計(jì)算：
1962=38416
3922=153664
380101=3.76
1592101=15.76
參考答案
1.B
2.D
3.D
4.C
5.B
6.A
7.C
8.D
9.B
10.B
11.(1)V1；A1；R1；(2)1.50；1.04；(3)B；(4)A；(5)?RVrRV+r；RVERV+r
12.解：(1)設(shè)AB兩板間電壓為U，電路中的電流為I，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有
I=?R+r+R0
U=IR
解得U=?RR+r+R0
(2)設(shè)油滴所帶電荷量為q，根據(jù)平衡條件有
mg=qUd
解得：q=mgd(R+r+R0)?R。
答：(1)AB兩板間的電壓為?RR+r+R0；
(2)從顯微鏡發(fā)現(xiàn)，一個質(zhì)量為m的油滴在兩板中間處于靜止?fàn)顟B(tài)，該油滴所帶電量為mgd(R+r+R0)?R。
13.解：(1)對青蛙和木板組成的系統(tǒng)，在水平方向上動量守恒，規(guī)定青蛙水平向右的初速度v1=0.3m/s的方向?yàn)檎较?，設(shè)木板速度為v2，根據(jù)動量守恒定律有
mv1+Mv2=0，代入數(shù)據(jù)解得v2=?0.1m/s，負(fù)號表示向左后退；
(2)如果青蛙水平跳出恰好入水，設(shè)青蛙的對地跳出初速度為v3，木板對地速度為v4，根據(jù)動量守恒有mv3+Mv4=0，兩邊同時乘以時間t，變形為mL3=ML4，且L3+L4=s，根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律又有L3=v3t，?=12gt2，聯(lián)立解得v3=4.5m/s
答：(1)木板后退的速度是0.1m/s；
(2)如果青蛙水平跳出恰好入水，則對地跳出的初速度至少為4.5m/s。
14.解：(1)小球S從M點(diǎn)運(yùn)動到O點(diǎn)的過程中，MO間的電勢差：UMO=φM?φO=kQL? 2kQL=(1? 2)kQL，電場力做的功W=UMQQ=(1? 2)kQ2L；
(2)小球S從M點(diǎn)運(yùn)動到x=L2處，根據(jù)動能定理有：mg( 2L?L2)+UQ=ΔEk，其中U=kQL?4kQ3L=?kQ3L，聯(lián)立解得：ΔEk=2 2?12mgL?kO23L；
(3)根據(jù)對稱，M點(diǎn)與N點(diǎn)的電勢相等，為保證小球S能運(yùn)動到N點(diǎn)，球S從M點(diǎn)下落時能通過x=L2處即可，根據(jù)動能定理有：mg( 2L?I2)+UQ≥0?Ek，其中，解得：Ek≥kO23L?2 2?12mgL。
答：(1)小球S從M點(diǎn)運(yùn)動到O點(diǎn)的過程中，MO間的電勢差和電場力做的功為(1? 2)kQL；
(2)小球S從M點(diǎn)運(yùn)動到x=L2處，動能的變化量為 2 2?12mgL?kO23L；
(3)為保證小球S能運(yùn)動到N點(diǎn)，小球S從M點(diǎn)下落時的初動能須滿足 Ek≥kQ23L?2 2?12mgL。
15.解：(1)手機(jī)剛接觸床墊時的速度大小為：v1=gt1=10×0.4m/s=4m/s；
(2)由圖可知，手機(jī)的最大加速度為am=270m/s2，方向向上，則由牛頓第二定律可得：Fm?mg=mam
解得：Fm=56N；
(3)由圖像可知，手機(jī)第一次與床墊碰撞的時間為：Δt=0.46s?0.40s=0.06s
手機(jī)被床墊反彈后在空中運(yùn)動的時間為：t2=0.86s?0.46s=0.4s
則反彈的速度為：v2=g?t22=10×0.42m/s=2m/s
根據(jù)動量定理，手機(jī)第一次與床墊碰撞過程中，以豎直向上的方向?yàn)檎较颍瑒t有：I?mg?Δt=mv2?(?mv1)
解得床墊對手機(jī)的沖量大小為：I=1.32N?s
該過程損失的能量：ΔE=12mv12?12mv22=12×0.2×42J?12×0.2×22J=1.2J；
(4)設(shè)小球質(zhì)量為m，手機(jī)質(zhì)量為100 m，下落的高度為：?1=v122g=422×10m=0.8m；
手機(jī)手機(jī)從原來的高度釋放，則落地時速度為：v1=4m/s，第一次被床墊反彈時的速度v2=2m/s，此時小球的速度為向下的v1=4m/s，設(shè)向上為正，手機(jī)與小球碰撞過程由動量守恒和能量關(guān)系可得：100mv2?mv1=mv3+100mv4
12×100mv22+12mv12=12mv32+12×100mv42
聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得：v3=7.88m/s
則上升的高度為：?2=v322g=(7.88)22×10m=3.10m
彈性小球彈起的高度比釋放時高了Δ?=?2??1=3.10m?0.8m=2.3m。
答：(1)手機(jī)剛接觸床墊時的速度大小為4m/s；
(2)床墊對手機(jī)的最大彈力為56N；
(3)手機(jī)第一次與床墊碰撞過程中，床墊對手機(jī)的沖量大小為1.32N?s，該過程損失的能量為1.2J；
(4)彈性小球彈起的高度比釋放時高了2.3m。

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