2018学年高中二轮复习物理：专题跟踪检测(十一) 引用力学知识,激活电学思维(一)——电场力的性质
2018届高三物理二轮复习跟踪专练：热点2 滑块木板模型
板块二高频考点强化热点2滑块—木板模型[热点分析]牛顿运动定律是力学知识的“基石”，滑块—木板模型更是高考热点，在滑块—木板模型中，滑块在木板上滑动的临界加速度大小是判断两物体运动状态的关键．解此类题的一般步骤为：1．运用整体法和隔离法进行受力分析．2．确定仅由摩擦力产生加速度的物体．3．求临界加速度：最大静摩擦力使之产生的加速度为临界加速度．4．判断系统的运动状态：当系统加速度小于临界加速度时，系统加速度相等；当系统加速度大于临界加速度时，系统中各物体加速度不同．5．由运动状态对应求解．(多选)(2017·石家庄质检二)如图甲所示，一质量为M的长木板静置于光滑水平面上，其上放置一质量为m的小滑块．木板受到水平拉力F作用时，用传感器测出长木板的加速度a与水平拉力F 的关系如图乙所示，重力加速度g＝10 m/s2，下列说法正确的是()A．小滑块的质量m＝2 kgB．小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.1C．当水平拉力F＝7 N时，长木板的加速度大小为3 m/s2D．当水平拉力F增大时，小滑块的加速度一定增大[解析]由长木板的加速度a与水平拉力F的关系图象知，水平拉力F较大时，长木板的加速度a较大，水平拉力F较小时，长木板的加速度a较小，说明水平拉力F较小时，长木板和小滑块一起运动，水平拉力F较大时(F>6 N)，长木板和小滑块发生相对运动；由牛顿第二定律有F合＝ma，知图象的斜率k1＝Δa1ΔF1＝1M＋m＝26＝13，k2＝Δa2ΔF2＝1M＝26－4＝1，解得小滑块的质量m＝2 kg，长木板的质量M＝1 kg；长木板和滑块发生相对运动时，对长木板，由牛顿第二定律，有F合＝F－f＝Ma，当水平拉力F＝6 N时，长木板的加速度大小为2 m/s2，得小滑块与长木板之间的摩擦力f＝4 N，由f＝μmg，得动摩擦因数为0.2，当水平拉力F＝7 N时，知长木板的加速度大小为3 m/s2，选项A正确，B错误，C正确；当水平拉力F增大到较大时，长木板和小滑块发生相对运动，小滑块的加速度a′＝μg，小滑块的加速度不变，选项D错误．[答案]AC叠加的两个或多个物体中，必定有仅由摩擦力产生加速度的物体，此物体受到的最大静摩擦力产生的加速度即临界加速度a0.物体间有无相对滑动，判断的方法是由整体法求系统的加速度a，当a≤a0时物体间相对静止，当a>a0时物体间相对滑动.。
2018版高考物理二轮复习 实验专攻练1
实验专攻练(一)(时间：15分钟 分值：15分)22．(6分)(1)某兴趣小组探究不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提供的实验方案中有如下四种器材组合，为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是( )A ．一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B ．一个伏特表和多个定值电阻C ．一个安培表和一个电阻箱D ．两个安培表和一个滑动变阻器(2)某同学利用DIS ，定值电阻R 0，电阻箱R 1实验装置如图1甲所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，R ，用电压传感器测得端电压U U ，重复上述实验方法测量电池b 的电动势和内阻，得到图乙中的图线b图1①由图线a 可知电池a 的电动势E a ＝________V ，内阻r a ＝________Ω(结果均保留两位有效数字)．②若用同一个电阻R 先后与电池a 及电池b 连接，则两电池的输出功率P a ________P b .【解析】 (1)选D.一个伏特表，一个安培表和一个滑动变阻器是常用的测电池的电动势和内电阻的组合；伏特表测出路端电压，与定值电阻结合可以计算出流过电池的电流；安培表测出流过电池的电流，与电阻箱结合可以计算出电池的路端电压，故A 、B 、C 三种组合模式是相通的，都可以测定干电池的电动势和内阻，但两个安培表和一个滑动变阻器，不管怎么组合，也不能测出电池的路端电压，故选项D 不可取．(2)①根据E ＝U ＋U R r 得1U ＝1E ＋r E ·1R ，对应图线a 可得：1E a ＝0.5，r a E a ＝0.52.0.可求得E a ＝2.0 V ，r a ＝0.50 Ω. ②由图乙可知，图线b 对应的电动势大，由1E b ＝0.2可得E b ＝5 V ，由r b E b ＝0.21.2得r b ＝56Ω，由P R ＝(ER ＋r )2R ，利用特殊值代入法，可比较得出P Ra <P Rb ，即电源的输出功率P a <P b . 【答案】 (1)D (2)①2.0 0.50 ②<23．(9分)[2017·高三第一次全国大联考(新课标卷Ⅰ)]图2甲为某同学用力传感器去探究弹簧的弹力和伸长量的关系的实验情景．图2用力传感器竖直向下拉上端固定于铁架台的轻质弹簧，读出不同拉力下的标尺刻度x(1)(2)由图象求出该弹簧的劲度系数为________N/m，弹簧的原长为________cm.(均保留三位有效数字)(3)为了用弹簧测定两木块A和B间的动摩擦因数μ，两位同学分别设计了如图3所示的甲、乙两种方案．图3①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小，你认为________方案更合理．②若A和B的重力分别为10.0 N和20.0 N．当A被拉动时，弹簧测力计a的示数为6.0 N，b的示数为11.0 N，c的示数为4.0 N，则A和B间的动摩擦因数为________.【导学号：19624269】【解析】(1)根据表中数据利用描点法得出对应的图象如图所示．(2)由胡克定律可知，图象的斜率表示劲度系数，则可知k＝1.800.628－0.552N/m＝23.7 N/m，在横轴上的截距表示原长x＝55.2 cm.(3)①甲、乙两种方案，在拉着物体A运动的过程中，拉A的弹簧测力计由于在不断地运动，示数可能会变化，读数不是很准，弹簧测力计a是不动的，指针稳定，便于读数，故甲方案更合理．②弹簧测力计a 的示数为6.0 N ，所以A 、B 间的动摩擦因数μ＝F a G B ＝6.020.0＝0.3. 【答案】 (1)见解析 (2)23.7(23.0～25.0) 55.2(55.0～55.5) (3)①甲 ②0.3。
【配套K12】新课标2018届高考物理二轮复习专题一力与运动能力训练1力与物体的平衡
专题能力训练1 力与物体的平衡(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共7小题,每小题8分,共56分。
在每小题给出的四个选项中,1~5题只有一个选项符合题目要求,6~7题有多个选项符合题目要求。
全部选对的得8分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.(2017·全国Ⅱ卷)如图所示,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。
若保持F 的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动。
物块与桌面间的动摩擦因数为()A.2-B.C.D.2.如图所示,一物体M放在粗糙的斜面体上保持静止,斜面体静止在粗糙的水平面上。
现用水平力F 推物体时,M和斜面仍然保持静止状态,则下列说法正确的是()A.斜面体受到地面的支持力增大B.斜面体受到地面的摩擦力一定增大C.物体M受到斜面的静摩擦力一定增大D.物体M受到斜面的支持力可能减小3.如图所示,质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定,轻杆A端用铰链固定,滑轮在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可不计),轻杆B端吊一重物G,现将绳的一端拴在杆的B端,用拉力F将B 端缓慢上拉(均未断),在AB杆达到竖直前,以下分析正确的是()A.绳子越来越容易断B.绳子越来越不容易断C.AB杆越来越容易断D.AB杆越来越不容易断4.一带电金属小球A用绝缘细线拴着悬挂于O点,另一带电金属小球B用绝缘支架固定于O点的正下方,OA=OB,金属小球A、B静止时位置如图所示。
由于空气潮湿,金属小球A、B缓慢放电。
此过程中,小球A所受的细线的拉力F1和小球B对A的库仑力F2的变化情况是()A.F1减小,F2减小B.F1减小,F2不变C.F1增大,F2增大D.F1不变,F2减小5.如图所示,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑。
已知A与B间的动摩擦因数为μ1,A与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
2018届高考物理二轮讲练专题1-力与物体的平衡(课件与作业)
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高考调研 · 二轮重点讲练 · 物理
高考热点二：复合场内物体的平衡 由于洛伦兹力的方向始终与B和 v垂直，因此带电粒子在复 合场内做直线运动时一定是匀速直线运动，即重力、电场力、 洛伦兹力的合力为零，常作为综合性问题的隐含条件．
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高考调研 · 二轮重点讲练 · 物理
1.(2017· 课标全国Ⅰ 模拟)如图所示，一 组平行金属板水平放置，板间距为 d，上 d 极板始终接地．长度为 L(L＝ )的不可伸 2 长绝缘细线，上端系于上极板的中点 O，下端系一带正电的小 球，所带电荷量为 q.当两板间电压为 U1时，小球静止在细线与 竖直方向OO′夹角θ＝ 30° 的位置，且细线伸直．若两金属板在竖 直平面内同时绕过 O、 O′垂直纸面的水平轴顺时针旋转 α＝15° 至
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)
高考调研 · 二轮重点讲练 · 物理
答案 解析
A 动态平衡问题， F与T的变化情况如图：
可得： F逐渐变大， T逐渐变大．
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高考调研 · 二轮重点讲练 · 物理
2.(2017· 天津 )(多选)如图所示，轻质不 可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆 M、 N上的 a、 b两点，悬挂衣服的衣架钩是 光滑的，挂于绳上处于静止状态．如果只 人为改变一个条件，挂衣架静止时，下列说法正确的是 ( A．绳的右端上移到 b′，绳子拉力不变 B．将杆 N向右移一些，绳子拉力变大 C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小 D．若换挂质量更大的衣服，则衣服架悬挂点右移
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高考调研 · 二轮重点讲练 · 物理
第三步：定“模式” 该试题属于：“动态平衡问题的模式”．
动态平衡问题 动态平衡问题 的特点 解动态平衡问 题的方法 (1)题目中一般出现“缓慢”字眼 (2)选项中一般需要研究力的大小如何变化 图像法：适合解决三个力的动态平衡问题， 形象、直观、迅速 解析法：适合解决四力或多力动态平衡问题
2018届高考物理二轮复习实验专题专题卷(全国通用)
高三物理实验专题训练（含详细解析）1．（1）某同学在“探究平抛运动的规律”的实验中，先采用图（甲）所示装置，用小锤打击弹性金属片，金属片把球A沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小捶打击的力度，即改变球A被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明___________．（2）后来，他又用图（乙）所示装置做实验，两个相同的弧形轨道M，N，分别用于发射小铁球P，Q，其中M的末端是水平的，N的末端与光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D，调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等．现将小球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到的现象应该是两小球_______（选填“一定”、“可能”、“一定不”）会碰撞，仅将弧形轨道M整体上移（AC距离保持不变），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_______________________________．2．用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：A 按照图示的装置安装器件；B 将打点计时器接到电源的直流输出端上；C 用天平测量出重锤的质量；D 释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；E 测量打出的纸带上某些点之间的距离；F 根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能．指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在右边的横线上___________实验中得到一条纸带，如图所示．根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，使用交流电的周期为T，设重锤质量为m，则________A 打点计时器打C点时重锤的动能为B 打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤的重力势能的减少量为C 重锤下落的加速度a的表达式为D 重锤下落的加速度a的表达式为（3）在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是______（填“大于”或“小于”）重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，可以通过该实验装置测定该阻力的大小，试用（2）中已知物理量和纸带上的测量数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小为________________ 3．（11分）在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，已知待测金属丝的电阻约为5Ω。
专题18 电学实验(练)-2018年高考物理二轮复习讲练测(原卷版)
2018年高考物理二轮复习讲练测（练案）专题18 电学实验1．【2017·天津卷】某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。
其中电流表A1的内阻r1=1.0 kΩ，电阻R1=9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0=3.0 Ω的电阻。
①按图示电路进行连接后，发现、和三条导线中，混进了一条内部断开的导线。
为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、间电压，读数不为零，再测量、间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开；若读数为零，则一定是___________导线断开。
②排除故障后，该小组顺利完成实验。
通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如右图。
由I1–I2图象得到电池的电动势E=_________V，内阻r=__________Ω。
2．【2017·新课标Ⅱ卷】（9分）某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100 μA，内阻大约为2 500 Ω）的内阻。
可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2（其中一个阻值为20 Ω，另一个阻值为2 000 Ω）；电阻箱R z（最大阻值为99 999.9 Ω）；电源E（电动势约为1.5 V）；单刀开关S1和S2。
C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。
（1）按原理图（a）将图（b）中的实物连线。
（2）完成下列填空：①R1的阻值为Ω（填“20”或“2 000”）。
②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图（a）中的滑动变阻器的端（填“左”或“右”）对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。
③将电阻箱R z的阻值置于2 500.0 Ω，接通S1。
将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置。
最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势（填“相等”或“不相等”）。
④将电阻箱R z和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将R z的阻值置于2 601.0 Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。
2018届高考物理二轮复习 跟踪专练 热点1 图象专题
热点1 图象专题[热点分析]图象法就是将物理现象或过程用图象表征出来后，由物理规律建立物理量之间的函数关系式，再据图象表征的特点或图象的斜率、截距等所表述的物理意义来求解问题的方法．应用图象法可把较复杂的物理问题转变为简单的数学问题解决，尤其是用图象定性分析，可避免复杂的计算，快速找出答案．要正确理解图象的意义，做到“六看”．1．看轴：认清图象中横、纵轴所代表的物理量及它们的函数关系．特别是那些图形相似、容易混淆的图象，更要注意区分．2．看点：图线上的每一个点对应研究对象的一个状态，特别注意“起点”“终点”“拐点”，它们往往对应着相应的特殊状态．3．看线：从图线看反映的运动性质．如v－t图象中图线若为倾斜直线，则表示物体做匀变速直线运动．4．看斜率：常有一个重要的物理量与图线在某点处的切线对应，用于定量计算对应物理量的大小和定性分析变化的快慢问题．如x－t图象的斜率表示速度，v－t图象的斜率表示加速度．5．看截距：截距表示横、纵坐标两物理量在“临界”条件下的大小．由此往往能得到一个很有意义的物理量．6．看面积：图线与横轴围成的面积常与某一表示过程的物理量相对应．如v－t图线与横轴包围的“面积”表示位移．(多选)在x轴上电场强度E与x的关系如图所示，O为坐标原点，a、b、c为x轴上的点，a、c之间的距离为d，a、c两点的电场强度大小均为E0，则下列说法中正确的是( )A．φb>φa＝φc>φ0B．φ0>φa>φb>φcC．将质子从a点移到c点，电场力做的功大于eE0d2 D ．将质子从a 点移到c 点，质子的电势能增加[解析] 在E －x 图象中，图线与x 轴所围面积表示电势差，由图可以看出x 轴上Oc 段与图线所围面积大于ac 段与图线所围面积，ac 段与图线所围面积大于bc 段与图线所围面积，即U Oc >U ac >U bc >0，所以φ0>φa >φb >φc ，故B 正确，A 错误；ac 段与图线所围面积大于E 0d ，即U ac >E 0d ，所以将质子从a 点移到c 点，电场力做的功大于eE 0d ，故C 正确；将质子从a 点移到c 点，电场力做正功，质子的电势能减少，D 错误．[答案]BC将E －x 图象中的x 当作公式U ＝Ed 中的d ，可知E －x 图线与x 轴所围面积表示电势差，题中ac 段与图线所围面积大于E 0d ，可判定将质子从a 点移到c 点，电场力做的功大于eE 0d .。
2018届高考物理二轮专题复习文档：“力学创新实验”学前诊断
“力学创新实验”学前诊断1.[某同学用如图所示装置测物块与长木板间的动摩擦因数。
图中长木板固定在水平桌面上，光滑的四分之一圆弧轨道与长木板的上表面在O点相切，一竖直标尺紧贴圆弧轨道左侧放置，圆弧曲面与标尺竖直面相切。
(1)在A点由静止释放物块，物块经圆弧轨道滑上长木板，最后停在a点，改变滑块释放的位置于B点，物块最后停在长木板上的b点，量出A、B间的高度h，a、b间的距离L，重力加速度为g，则物块与长木板间的动摩擦因数μ＝________。
(2)为了减小实验误差，多次改变物块释放的位置，测出每次物块释放的位置离A点的高度h，最后停在长木板上的位置离O点的距离为x，作出x-h图像，则作出的图像应该是________(填“过原点”或“不过原点”)的一条倾斜的直线，求出图像的斜率为k，则物块与长木板面间的动摩擦因数为μ＝__________。
解析：(1)由能量守恒可知，mgh＝μmgL，得μ＝hL。
(2)设OA间的高度为H，则mg(h＋H)＝μmgx，得x＝1μh＋1μH，因此图线是一条不过原点的倾斜直线，图线的斜率k＝1μ，得μ＝1k。
答案：(1)hL(2)不过原点1 k2．[利用钢球摆动验证机械能守恒定律]某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律。
一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点。
光电门固定在A的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条。
将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t 可由计时器测出，取v ＝d t作为钢球经过A 点时的速度。
记录钢球每次下落的高度h 和计时器示数t ，计算并比较钢球在释放点和A 点之间的势能变化大小ΔE p 与动能变化大小ΔE k ，就能验证机械能是否守恒。
(1)用ΔE p ＝mgh 计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h 应测量释放时的钢球球心到________之间的竖直距离。
A ．钢球在A 点时的顶端B ．钢球在A 点时的球心C ．钢球在A 点时的底端(2)用ΔE k ＝12m v 2计算钢球动能变化的大小。
2018版高中物理二轮复习高效演练 1-7-16电学实验 含解
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高效演练1.在用伏安法测电阻的实验中,所用电压表的内阻约为20kΩ,电流表的内阻约为10Ω,选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验,读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上,如图所示。
(1)根据各点表示的数据描出I-U图线,由此求得该电阻的阻值R x=________Ω(保留两位有效数字)。
(2)在虚线框内画出“伏安法”测量该电阻的部分电路图。
【解析】(1)图线如图所示R x=≈2.4×118Ω(2.3×118～2.5×118Ω)(2)因满足>,故采用电流表内接法。
答案:(1)见解析图 2.4×118(2.3×118～2.5×118均可)(2)见解析图2.(2018·天津高考)某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。
其中电流表A1的内阻r1=1.0kΩ,电阻R1=9.0kΩ,为了方便读数和作图,给电池串联一个R0=3.0Ω的电阻。
(1)按图示电路进行连接后,发现aa′、bb′和cc′三条导线中,混进了一条内部断开的导线。
为了确定哪一条导线内部是断开的,将开关S闭合,用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压,读数不为零,再测量a、a′间电压,若读数不为零,则一定是________导线断开;若读数为零,则一定是________导线断开。
(2)排除故障后,该小组顺利完成实验。
通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据,作出图象如图所示。
由I1-I2图象得到电池的电动势E=______V,内阻r=________Ω。
【解析】(1)用电压挡检测电路故障,电压表的表头是电流计,原电路有断路,回路中无电流,将电压表接在a、b′间后有示数,说明电路被接通,即a、b′间有断路故障,再测量a、a′间电压,电压表读数不为零,说明断路故障的范围被缩小到a、a′间,则一定是aa′导线断开;若读数为零,则说明电路仍未被接通,断路故障的范围被确定在b、b′间,即bb′导线断开。
2018版高考物理二轮教师用书：第2部分 专项4 6、力学和电学实验
六、力学和电学实验(一)力学实验1．熟知常规力学量的测量＝ΔxT2；②频闪照相：＝ΔxT2；③光电门：＝v22212x或＝v2－v1t；④v t图象：a＝k(斜率)(1)研究匀变速直线运动(2)探究弹力与弹簧伸长的关系③考计算：根据F x或F l或m x图象求-1图象，并得出结论④判成因：给定异常a F图象，判断其可能成因③考图象：作W v或W v2图象，得出结论③考图象：根据v2h或Δv2Δh图象的斜率判断机械1．熟知常规电学量的测量(1)测定金属的电阻率③考运算：U I图象求R x，求ρ②图象：U I图象为曲线(温度升高，灯丝电阻增大)②考作图：描点、连线画U I图象③考运算：由U I图象求电阻、电功率②考作图：描点连线画U I图象③考运算：由U I或I－1R或U－1R－1图象，求E、r1．游标卡尺和螺旋测微器是物理实验中常用的测量仪器，现分别用两种仪器测量一金属丝的长度和直径，下面两图的读数分别是a 、________cm ，b 、________mm.图50【解析】(1)游标卡尺的主尺读数为50 mm，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为3×0.05 mm＝0.15 mm，所以最终读数为：50 mm＋0.15 mm＝50.15 mm＝5.015 cm.(2)螺旋测微器的固定刻度为2 mm，可动刻度为15.0×0.01 mm＝0.150 mm，所以最终读数为2 mm＋0.150 mm＝2.150 mm.【答案】 5.015 2.1502．(2017·东北三省四市教研联合体一模)如图51甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置．该同学在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．图51(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d＝________cm.(2)实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是__________________；(3)下列不必要的一项实验要求是________．(请填写选项前对应的字母)A．应将气垫导轨调节水平B．应使A位置与光电门间的距离适当大些C．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量D．应使细线与气垫导轨平行(4)改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出_________________________图象．(选填“t2﹣F”“1t﹣F”或“1t2﹣F”)【导学号：19624211】【解析】(1)由图知第5条刻度线与主尺对齐，d＝2 mm＋5×0.05 mm＝2.25 mm＝0.225 cm；(2)实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．根据运动学公式得若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是遮光条到光电门的距离L；(3)A项，应将气垫导轨调节水平，拉力才等于合力，故A不合题意；B项，应使A位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故B不合题意；C项，拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量和钩码质量大小无关，故C符合题意；D项，要保持拉线方向与木板平面平行，拉力才等于合力，故D不合题意；故选C.(4)由题意可知，该实验中保持小车质量M不变，因此有：v2＝2aL，v＝d t，a＝F M，d2t2＝2F M L所以研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出1t2F图象．【答案】(1)0.225(2)遮光条到光电门的距离L(3)C(4)1t2-F3．(2017·达州市一模)图52(a)为测量滑块与水平木板之间的动摩擦因数的实验装置示意图．木板固定在水平桌面上，打点计时器电源的频率为50 Hz，开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列的点．(1)图(b)给出的是实验中获取的一条纸带的一部分，每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示．根据图中数据计算加速度a＝________(保留两位有效数字)．图52(2)为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有________．(填入正确答案的字母)A．滑块运动的时间tB．木板的质量m1C．滑块的质量m2D．托盘和砝码的总质量m3(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ＝____________(用被测物理量的字母表示，重力加速度为g)．【解析】(1)每相邻两计数点间还有4个打点，说明相邻的计数点时间间隔：T＝0.1 s，由图b可知，x1＝1.89 cm＝0.018 9 m，x2＝2.40 cm＝0.024 0 m，x3＝2.88 cm ＝0.028 8 m，x4＝3.39 cm＝0.033 9 m，x5＝3.88 cm＝0.038 8 m，x6＝4.37 cm ＝0.043 7 m；根据逐差法有：a＝(x6＋x5＋x4)－(x1＋x2＋x3)9T2＝(0.043 7＋0.038 8＋0.033 9)－(0.018 9＋0.024 0＋0.028 8)9×0.01m/s2≈0.50m/s2(2)要测量动摩擦因数，由f＝μF N可知要求μ，需要知道摩擦力和压力的大小，压力就是滑块的重力，所以需要知道滑块的质量，摩擦力要根据滑块的运动来求得，滑块做的是匀加速运动，拉滑块运动的是托盘和砝码，所以也要知道托盘和砝码的质量，故A、B错误，C、D正确．(3)以整个系统为研究对象，根据牛顿第二定律有：m3g－f＝(m3＋m2)a ①f ＝μm 2g ②联立①②解得：μ＝m 3g －(m 2＋m 3)a m 2g. 【答案】 (1)0.50 (2)CD (3)m 3g －(m 2＋m 3)a m 2g 4．(2017·乌鲁木齐二模)某兴趣小组设计了如下的实验，验证弹簧弹性势能的公式E p ＝12kx 2，式中k 是劲度系数，x 是形变量(压缩量或伸长量)．图53提供的器材：刻度尺、木板、木块、长度不同的弹簧(材料和规格相同)若干．第一步：验证弹性势能与形变量的关系．水平放置的木板左端固定一个弹簧，弹簧处于原长状态，木块与弹簧恰好接触并静止于O 点．用外力将木块向左推至A 点后释放，木块在运动过程中与弹簧脱离，最终停在B 点．测得O 、B 间的距离为x 1，A 、B 间的距离为x 2.重复上述过程多次．(1)若以________为横轴，以x 2为纵轴作出的图象为过原点的直线，就验证了弹簧的弹性势能与其形变量的平方成正比的结论．第二步：验证弹性势能与劲度系数的关系(2)通过推导可得材料和规格相同但长度不同的弹簧，其劲度系数与弹簧的长度成________比．换用不同长度L 的弹簧实验，保证弹簧每次有相同的形变量，测得多组x2.若以1L为横轴，以________为纵轴做出的图象为过原点的直线，这就验证了弹簧形变量相同时，弹簧的弹性势能与其劲度系数成正比的结论．(3)用本实验提供的器材和方法________(选填“能”或“不能”)验证弹性势能公式中的系数1 2.【解析】(1)根据能量守恒得，E p＝μmgx2，可知弹性势能与x2成正比，形变量为x2－x1，若弹性势能与形变量的平方成正比，则x2与(x2－x1)2图线是一条过原点的倾斜直线，所以以(x2－x1)2为横轴，若以x2为纵轴作出的图象为过原点的直线，就验证了弹簧的弹性势能与其形变量的平方成正比的结论．(2)推导弹性势能与劲度系数成正比，由于弹性势能正比于x2，可知以x2为纵轴，以1L为横轴，图象为过原点的直线，这就验证了弹簧形变量相同时，弹簧的弹性势能与其劲度系数成正比的结论，可知1L正比于劲度系数，则劲度系数与弹簧的长度成反比．(3)该实验只能验证弹性势能的大小与弹簧的劲度系数成正比，与形变量的平方成正比，不能验证弹性势能公式中的系数1 2.【答案】(1)(x2－x1)2(2)反x2(3)不能5．有一个待测电阻R的阻值约为7.5 Ω，现要精确测量该待测电阻的阻值．有下列器材供选用：A．电压表(0～3 V，内阻未知)B．电流表(0～3 A，内阻约为0.5 Ω)C．电流表(0～100 mA，内阻为4.0 Ω)D．定值电阻R0＝1.0 ΩE．滑动变阻器(10 Ω，2 A)F．滑动变阻器(1 kΩ，0.5 A)G．学生电源(直流4 V)，还有开关一个，导线若干(1)实验中所用电流表应选用________(选填“B”或“C”)．(2)实验中所用滑动变阻器选用________(选填“E”或“F”)．(3)实验时要求精确测量待测电阻R的值，测量电压从零开始多取几组数据，请在虚线方框中画出满足实验要求的测量电路图．40.0 mA，由此数据可得待测电阻R x＝________Ω.(结果保留两位有效数字)【导学号：19624212】【解析】(1)电路中可能出现的最大电流I m＝ER x＝47.5A＝0.53 A，可见电流表B的量程过大，直接用电流表C量程过小；故可用该电流表C与定值电阻并联，此时改装成的电流表量程为I＝I g＋I g r gR0＝⎝⎛⎭⎪⎫0.1＋0.1×41A＝0.5 A；(2)滑动变阻器要用分压电路，选用阻值较小的E；(3)电路图如图所示：(4)当电流表示数为40.0 mA时，此时通过R x的电流I x＝0.040 A＋0.040×41A＝0.20 A；R x两端电压为：U x＝1.60 V－0.04×4 V＝1.44 V；则待测电阻R x＝U xI x＝1.440.20Ω＝7.2 Ω.【答案】(1)C(2)E(3)见解析图(4)7.26．(2017·海淀区模拟)某同学欲将量程为200 μA的电流表改装成电压表，他采用如图54所示的实验电路测量该电流表的内阻，根据实验电路，请回答下列问题．图54①有如下的主要实验器材供选择：A．电阻箱(阻值范围0～999.9 Ω)B．电阻箱(阻值范围0～99 999.9 Ω)C．电源(电动势6.0 V，内阻0.30 Ω)D．电源(电动势12 V，内阻0.60 Ω)E．电源(电动势50 V，内阻2.0 Ω)为减小实验误差，可变电阻R1应选择________，电源应选择________．(填字母代号)②该同学主要实验步骤依次是：A．按电路图连接好电路，并使两个开关处于断开状态；B．将R1的阻值调到最大；C．闭合S1；D．调节R1的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度；E．闭合S2；F．调节R1和R2的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半；G．记下R2的阻值．上述实验步骤中，错误的步骤是________．(填字母代号)③如果按正确步骤测得电流表的内阻为190 Ω，要将此表改装成量程为2.0 V的电压表V，应选一个阻值为________Ω的电阻与电流表串联．④用标准的电压表对改装的电压表进行校准，发现测量同一电压值时，改装电压表的示数比标准表的示数小，则应该适当地将与电流表串联的电阻调______(选填“大”或“小”)一些．【解析】①由于该实验要求开关S2闭合前后通过干路的电流保持不变，根据闭合电路欧姆定律可知电阻箱R1的阻值应足够大，所以电阻R1应选择B，则电源电动势越大，测量误差越小，但如果选用50 V的电压，则应选用的电阻为50200×10－6Ω ＝2.5×105Ω，超过了给出的电阻箱总阻值，所以电源应选择D.②步骤F 中，应保持R 1的阻值不变，只调节 R 2，所以错误的步骤是F.③根据欧姆定律应有：R ＝U I g－R g ，解得：R ＝9 810 Ω. ④根据欧姆定律可知，减小分压电阻的阻值，可以增大通过改装电压表的电流，从而增大电压表的示数，所以应该适当地将与电流表串联的电阻调小一些．【答案】 ①B ，D ②F ③9 810 ④小7．( 2017·厦门一中月考)老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻，所给的实验器材有：待测电源E ，定值电阻R 1(阻值未知)，电阻箱R (0～99.99 Ω)电压表V(量程为3.0 V ，内阻很大)，单刀单掷开关S 1，单刀双掷开关S 2，导线若干．某同学连接了一个如图55甲所示的电路，他接下来的操作是：将S 2拨到a ，拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图乙所示的位置后，闭合S 1，记录此时电压表示数为2.20 V ，然后断开S 1；保持电阻箱示数不变，将S 2切换到b ，闭合S 1，记录此时电压表的读数(电压表的示数如图丙所示)，然后断开S 1.图55(1)请你解答下列问题：图乙所示电阻箱的读数为________Ω，图3所示的电压表读数为________V ，由此可算出定值电阻R 1的阻值为________Ω(计算结果保留三位有效数字)；(2)在完成上述操作后，该同学继续以下的操作：将S 2切换到a ，多次调节电阻箱，闭合S 1，读出多组电阻箱的示数R 和对应的电压表示数U ，由测得的数据描绘出了如图丁所示的1U 1R 图象．由此可求得该电池组的电动势E 及内阻r ，其中E ＝________V ，电源内阻r ＝________Ω.(计算结果保留三位有效数字)【导学号：19624213】【解析】 (1)由图乙所示可知，电阻箱示数为2×10 Ω＋0×1 Ω＋0×0.1 Ω＋0×0.01 Ω＝20.00 Ω；由图丙所示电压表可知，其量程为3 V ，分度值为0.1 V ，示数为2.80 V ；电路电流I ＝U R R ＝2.220 A ＝0.11 A ，电阻R 1＝U 1I ＝2.8－2.20.11 Ω＝5.45 Ω.(2)在闭合电路中，电源电动势E ＝U ＋I (r ＋R 1)＝U ＋U R (r ＋R 1)，1U ＝1E ＋r ＋R 1E ·1R， 由图丁所示图象可知，b ＝1E ＝0.35 V －1，E ≈2.86 V ，图象斜率k ＝r ＋R 1E ＝Δ1U Δ1R＝0.55－0.350.10＝2.0电源内阻r＝kE－R1＝(2.0×2.86－5.45) Ω＝0.27 Ω.【答案】(1)20.00 2.80 5.45(2)2.860.27。
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专题跟踪检测（十一） 引用力学知识，激活电学思维(一)——电场力的性质 一、选择题(第1～5题为单项选择题，第6～9题为多项选择题) 1．(2015·安徽高考)由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电荷 量分别为q1
和q2，其间距离为r时，它们之间相互作用力的大小为F＝kq1q2r2，式中k为静电力常量。
若用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为( ) A．kg·A2·m3 B．kg·A－2·m3·s－4 C．kg·m2·C－2 D．N·m2·A－2
解析：选B 由公式F＝kq1q2r2得，k＝Fr2q1q2，故k的单位为N·m2C2，又由公式q＝It得1 C
＝1 A·s，由F＝ma可知1 N＝1 kg·m·s－2，故1 N·m2C2＝1 kg·A－2·m3·s－4，选项B正确。 2.如图所示是一对等量异种点电荷的电场线分布图，图中两点电荷P、Q连线长度为r，M点、N点到两点电荷P、Q的距离都为r，S点到点电荷Q的距离也为r，由此可知( )
A．M点的电场强度为2kqr2 B．M、N、S三点的电势可能相等 C．把同一试探电荷放在M点，其所受电场力等于放在S点所受的电场力 D．沿图中虚线，将一试探电荷从N点移到M点，电场力一定不做功
解析：选D 点电荷P、Q在M点产生的电场强度大小均为E＝kqr2，这两个点电荷在
M点形成的合场强的大小为E′＝2kqr2·cos 60°＝kqr2，方向水平向左，A错误；S点的电势大于零，而M点、N点的电势为零，B错误；由于两点电荷在S点产生的场强方向水平向右，因此同一试探电荷在S点、M点时所受的电场力方向不同，C错误；由于M、N所在直线为零势能线，试探电荷从N点移到M点，电场力不做功，D正确。 3.如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k。若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为( )
A.3kq3l2 B.3kql2 C.3kql2 D.23kql2 解析：选B 设小球c带电荷量为Q，由库仑定律可知小球a对小球c的库仑引力为F ＝kqQl2，小球b对小球c的库仑引力为F＝kqQl2，二力合力为2Fcos 30°。设水平匀强电场场强的大小为E，对c球，由平衡条件可得：QE＝2Fcos 30°，解得：E＝3kql2，选项B正确。 4.(2017·宜兴市一模)有三个完全相同的金属小球A、B、C，其中球C不带电，球A和球B带有等量的同种电荷，如图所示，球A固定在竖直支架上，球B用不可伸长的绝缘细线悬于球A正上方的O点处，OB＜OA，静止时细线与OA的夹角为θ。球C可用绝缘手柄移动，重力加速度为g，现在进行下列操作，其中描述与事实相符的是( ) A．仅将球C与球A接触离开后，球B再次静止时细线中的张力不变 B．若将球C与球A接触离开后，球B再次静止时细线与OA的夹角为θ1，接着再将球C与球B接触离开后，球B再次静止时细线与OA的夹角为θ2，则θ1＜θ2 C．剪断细线OB瞬间，球B的加速度等于g D．剪断细线OB后，球B将沿OB方向做匀变速直线运动直至着地 解析：选A 仅将球C与球A接触后离开，球A的电量减半，致使二者间的库仑力减小，对球B进行受力分析可知它在三个力的作用下平
衡，如图所示，可知两阴影三角形相似，由三角形相似可知：mgH＝TL，故
细线中的张力不变，故A正确；球C与球A接触，电量平分为q2，接着接触球B，球B电量变为3q4，两球电荷量的乘积变小，库仑力变小，第一次接触后夹角变小，同理知第二次接触后再次变小，所以θ1＞θ2，故B错误；剪断细线OB瞬间，球B在重力和库仑力作用下运动，其合力斜向右下方，与原来细线的张力等大反向，故其加速度不等于g，故C错误；剪断细线OB后，球B在空中运动时受到的库仑力随间距的变化而变化，即球B落地前做变加速曲线运动，故D错误。 5．(2017·南京三模)如图所示，在点电荷－q的电场中，放着一块带有一定电量、电荷均匀分布的绝缘矩形薄板，MN为其对称轴，O点为几何中心。点电荷－q与a、O、b之间的距离分别为d、2d、3d。已知图中a点的电场强度为零，则带电薄板在图中b点处产生的电场强度的大小和方向分别为( )
A.kqd2，水平向右 B.kqd2，水平向左 C.kqd2＋kq9d2，水平向右 D.kq9d2，水平向右 解析：选A －q在a处产生的电场强度大小为E＝kqd2，方向水平向右。据题，a点处的电场强度为零，则知－q与带电薄板在a点产生的电场强度大小相等，方向相反，则带电薄板在a点产生的电场强度大小为E＝kqd2，方向水平向左，则薄板带负电。根据对称性可
知，带电薄板在b点产生的电场强度大小为E＝kqd2，方向水平向右，故A正确，B、C、D错误。 6.如图所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，半径为R。电荷量均为＋Q的点电荷分别放在圆周上M、N两点，M、N关于AC对称，M与O点的连线和OC间的夹角为60°，AC与MN的交点为F。下列说法正确的是( )
A．O点的场强大小为kQR2，方向由O指向A
B．F点的场强大小为2kQRsin 60°2，方向由F指向O C．A点的场强大小为3kQ3R2，方向沿OA方向 D．C点的场强大小为3kQR2，方向沿FC方向 解析：选AC 根据点电荷的电场强度公式和电场叠加原理，O点的场强大小为E0＝2kQR2cos 60°＝kQR2，方向由O指向A，选项A正确；F点的场强大小为零，选项B错误；M、
A之间的距离为3R，A点的场强大小为EA＝2kQ3R2cos 30°＝3kQ3R2，方向沿OA方向，选项C正确；M、C之间的距离为R，C点的场强大小为EC＝2kQR2cos 60°＝kQR2，方向沿FC方向，选项D错误。 7．(2017·东阳期中)如图所示，真空中有两个点电荷Q1＝＋4.0×10－8 C和Q2＝－1.0×10－8 C，分别固定在x坐标轴的x＝0和x＝6 cm的位置上。关于x坐标轴上的点的场强，下
列说法正确的是( )
A．x＝12 cm的位置场强为零 B．在x坐标轴上场强为零的点有两处 C．x坐标轴上所有点的场强都沿x轴正方向 D．x坐标轴上x＞12 cm所有点的场强都沿x轴正方向 解析：选AD 某点的电场强度是正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的电场的合场强。根据点电荷的场强公式E＝kQr2，要使电场强度为零，那么正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的场强大小相等、方向相反。不会在Q1的左边，因为Q1的电荷大于Q2，也不会在Q1Q2
之间，因为它们电荷电性相反，在Q1Q2之间的电场方向都是一样的。所以，只能在Q2右
边。设该位置距Q2的距离是L，所以kQ10.06＋L2＝kQ2L2，解得L＝6 cm；所以x坐标轴上x＝12 cm的位置场强为零，故A正确，B错误；正电荷Q1和负电荷Q2在Q1Q2之间产生的场强方向沿x轴正方向，所以合场强也是沿x轴正方向；根据点电荷的场强公式得，x坐标轴大于12 cm区域的电场强度方向沿x轴正方向，所以x坐标轴上电场强度方向沿x轴正方向的区域是(0,6 cm)和(12 cm，∞)，故C错误，D正确。 8．(2017·彭泽县一模)空间有a、b两个带有相等电荷量的点电荷产生的电场，其中a不动，b以恒定速度运动，现在与a的距离为d的位置p观测如图1，在p点测得场强大小随时间的变化如图2，水平线E＝E0为图线的渐近线，k为静电力常量。下列说法正确的是( )
A．两个点电荷一定是带同种电荷 B．点电荷所带电荷量为4E0d2k2 C．0～2t0时间内，除电场力之外的力对b先做正功再做负功 D．a一定带正电 解析：选AC 由题图知，p点的合场强先减小后增大，说明两个点电荷一定带同种电荷，否则当两个电荷最近时，p点的合场强应最大，故A正确；根据图像可知，当时间趋向于无穷大的时候，说明b离得很远，此时产生电场的电荷只有a，由题图可知，此时p点
的场强为E0，设电荷的电荷量为Q，根据点电荷的场强公式可得E0＝kQd2，解得Q＝E0d2k，故B错误；0～2t0时间内，两个电荷先靠近后远离，电场力对b先做负功后做正功，由于b做匀速运动，动能不变，外力对b做的总功为零，则知除电场力之外的力对b先做正功再做负功，故C正确；由题只能判断出两个点电荷带同种电荷，不能判断出其电性，故D错误。 9．(2017·肇庆二模)如图(a)所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个点电荷。t＝0时，甲静止，乙以6 m/s的初速度向甲运动。此后，它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动(整个运动过程中没有接触)，它们运动的v -t图像分别如图(b)中甲、乙两曲线所示。则由图线可知( ) A．两点电荷的电性一定相同 B．t3时刻两点电荷的电势能最大 C．0～t2时间内，两点电荷间的静电力先增大后减小 D．0～t3时间内，甲的动能一直增大，乙的动能一直减小 解析：选AC 由题图(b)可知，刚开始乙做减速运动，甲做初速度为0的加速运动，两点电荷间存在库仑斥力，则两点电荷的电性一定相同，选项A正确；在t1时刻，甲、乙共速，两点电荷间的距离最小，故在间距减小的过程中，点电荷始终克服静电力做功，以后点电荷间的距离逐渐增大，静电力做正功，故间距最小时的电势能最大，选项B错误；t2时刻，乙静止，在0～t2时间内，两点电荷的间距先减小后增大，故两点电荷间的静电力先增大后减小，选项C正确；0～t3时间内，甲的速度一直增大，故它的动能一直增大，而乙的速度先减小后增大，故它的动能先减小后增大，选项D错误。 二、非选择题 10．(2017·太原模拟)质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑绝缘的水平面上，相邻球间的距离均为L，A球带电荷量qA＝＋10q；B球带电荷量qB＝＋q。若在C球上加一个水平向右的恒力F，如图所示，要使三球能始终保持L的间距向右运动，则： (1)C球带电性质是什么？ (2)外力F为多大？ 解析：(1)由于A、B两球均带正电，它们互相排斥，所以C球对A、B两球都吸引，才能保证系统向右加速运动，故C球带负电。 (2)以三球为整体，由牛顿第二定律得：F＝3ma，
对A球有：kqAqC4L2－kqAqBL2＝ma，
对B球有：kqAqBL2＋kqBqCL2＝ma， 解得F＝70kq2L2。 答案：(1)负电 (2)70kq2L2