題目列表(包括答案和解析)
（13分）（1）在物理實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)了很多的物理研究方法，如理想實(shí)驗(yàn)法、控制變量法、極限思維法、圖像法、類比法、科學(xué)假說法、微小量放大法與等效替代法等。請(qǐng)把合適的方法或正確的答案填在相應(yīng)的空格內(nèi)。
①在“利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)用 法，可以利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測(cè)算出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度：在“探究互成角度的兩個(gè)力的合成”的實(shí)驗(yàn)中，分別用一個(gè)力F或兩個(gè)互成角度的F1、F2，把一個(gè)一端固定的橡皮筋拉伸到同一位置，則F就是F1和F2的合力，實(shí)驗(yàn)原理采用的是 法。在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向拋出，同時(shí)B球松開，自由下落，A、B兩球同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，觀察到兩球同時(shí)落地。運(yùn)用 法，可以判定平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)。
②圖象法是物理實(shí)驗(yàn)中一種重要的研究方法。在研究加速度與外力（質(zhì)量m一定）的關(guān)系、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律、探究彈力大小與彈簧伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)正確作出了三個(gè)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)圖象，如圖中A、B、C所示。根據(jù)坐標(biāo)軸代表的物理量判斷，A實(shí)驗(yàn)的圖象“斜率”表示 ；B實(shí)驗(yàn)圖象的“斜率”表示 ；C實(shí)驗(yàn)圖象的“斜率”表示 。
（2）某一小型電風(fēng)扇額定電壓為4.0V，額定功率為2.4W。某實(shí)驗(yàn)小組想通過實(shí)驗(yàn)描繪出小電風(fēng)扇的伏安特性曲線。實(shí)驗(yàn)中除導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下器材可供選擇：
A．電源E（電動(dòng)勢(shì)為4.5V）
B．電壓表V（量程為0～5V，內(nèi)阻約為4k
）
C．電流表A1（量程為0～0.6A，內(nèi)阻約為0.2）
D．電流表A2(量程3A，內(nèi)阻約0.05);
E．滑動(dòng)變阻器R1（最大阻值10,額定電流1A）
F．滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值2k,額定電流100mA）
①為了便于調(diào)節(jié)，減小讀數(shù)誤差和系統(tǒng)誤差，實(shí)驗(yàn)中所用電流表應(yīng)選用 ，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 。（填所選儀器前的字母序號(hào)）。
②請(qǐng)你為該小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，并把電路圖畫在虛線內(nèi)（小電風(fēng)扇的電路符號(hào)如圖所示）。
③操作過程中發(fā)現(xiàn)，小電風(fēng)扇通電后受阻力作用，電壓表讀數(shù)小于0.5V時(shí)電風(fēng)扇沒啟動(dòng)。該小組測(cè)繪出的小電風(fēng)扇的伏安特性曲線如圖所示，由此可以判定，小電風(fēng)扇的電阻為 ，正常工作時(shí)的發(fā)熱功率為 ，機(jī)械功率為 。
（13分）（1）在物理實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)了很多的物理研究方法，如理想實(shí)驗(yàn)法、控制變量法、極限思維法、圖像法、類比法、科學(xué)假說法、微小量放大法與等效替代法等。請(qǐng)把合適的方法或正確的答案填在相應(yīng)的空格內(nèi)。
①在“利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)用 法，可以利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測(cè)算出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度：在“探究互成角度的兩個(gè)力的合成”的實(shí)驗(yàn)中，分別用一個(gè)力F或兩個(gè)互成角度的F1、F2，把一個(gè)一端固定的橡皮筋拉伸到同一位置，則F就是F1和F2的合力，實(shí)驗(yàn)原理采用的是 法。在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向拋出，同時(shí)B球松開，自由下落，A、B兩球同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，觀察到兩球同時(shí)落地。運(yùn)用 法，可以判定平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)。
②圖象法是物理實(shí)驗(yàn)中一種重要的研究方法。在研究加速度與外力（質(zhì)量m一定）的關(guān)系、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律、探究彈力大小與彈簧伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)正確作出了三個(gè)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)圖象，如圖中A、B、C所示。根據(jù)坐標(biāo)軸代表的物理量判斷，A實(shí)驗(yàn)的圖象“斜率”表示 ；B實(shí)驗(yàn)圖象的“斜率”表示 ；C實(shí)驗(yàn)圖象的“斜率”表示 。
（2）某一小型電風(fēng)扇額定電壓為4.0V，額定功率為2.4W。某實(shí)驗(yàn)小組想通過實(shí)驗(yàn)描繪出小電風(fēng)扇的伏安特性曲線。實(shí)驗(yàn)中除導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下器材可供選擇：
A．電源E（電動(dòng)勢(shì)為4.5V）
B．電壓表V（量程為0～5V，內(nèi)阻約為4k
）
C．電流表A1（量程為0～0.6A，內(nèi)阻約為0.2）
D．電流表A2(量程3A，內(nèi)阻約0.05);
E．滑動(dòng)變阻器R1（最大阻值10,額定電流1A）
F．滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值2k,額定電流100mA）
①為了便于調(diào)節(jié)，減小讀數(shù)誤差和系統(tǒng)誤差，實(shí)驗(yàn)中所用電流表應(yīng)選用 ，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 。（填所選儀器前的字母序號(hào)）。
②請(qǐng)你為該小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，并把電路圖畫在虛線內(nèi)（小電風(fēng)扇的電路符號(hào)如圖所示）。
③操作過程中發(fā)現(xiàn)，小電風(fēng)扇通電后受阻力作用，電壓表讀數(shù)小于0.5V時(shí)電風(fēng)扇沒啟動(dòng)。該小組測(cè)繪出的小電風(fēng)扇的伏安特性曲線如圖所示，由此可以判定，小電風(fēng)扇的電阻為 ，正常工作時(shí)的發(fā)熱功率為 ，機(jī)械功率為 。
））);,額定電流1A）,額定電流100mA）
用下面的方法可以測(cè)量物體的帶電量。圖中小球是一個(gè)外表面鍍有金屬膜的空心塑料球，用絕緣絲線懸掛于O點(diǎn)，O點(diǎn)固定一個(gè)可測(cè)量絲線偏離豎直方向角度的量角器，M、N是兩塊豎直放置的金屬板，加上電壓后其兩板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)。另外還要用到的器材有天平、刻度尺、電壓表、直流電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器及導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①用天平測(cè)出小球的質(zhì)量m，并用刻度尺測(cè)出M、N板之間的距離d，使小球帶上一定的電量；
②連接電路（請(qǐng)?jiān)谟覉D中的虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)所用的電路圖，電源、開關(guān)已畫出）；
③閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀出多組相應(yīng)的電壓表的示數(shù)和絲線的偏轉(zhuǎn)角度θ；
④以電壓U為縱坐標(biāo)，以________為橫坐標(biāo)作出過原點(diǎn)的直線，求出直線的斜率k；
⑤小球的帶電量q =______________（用m、d、k等物理量表示）
某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了圖示實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量物體帶電荷量的方法。圖中小球是一個(gè)外表面鍍有金屬膜的空心塑料球，用絕緣絲線懸掛于O點(diǎn)，O點(diǎn)固定一個(gè)可測(cè)量絲線偏離豎直方向角度的量角器，M、N是兩塊相同的、正對(duì)著平行放置的金屬板(加上電壓后其內(nèi)部電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)) ，另外還要用到的器材有天平、刻度尺、電壓表、直流電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器及導(dǎo)線若干。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?i>g。
（1）用天平測(cè)出小球的質(zhì)量m，按圖所示進(jìn)行器材的安裝，并用刻度尺測(cè)出M、N板之間的距離d，使小球帶上一定的電荷量
（2）請(qǐng)?jiān)趫D中的虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)所用的電路圖 (電源、開關(guān)已畫出)
（3）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片的位置，讀出多組對(duì)應(yīng)的電壓表的示數(shù)U和絲線的偏轉(zhuǎn)角度α
（4）以電壓U為縱坐標(biāo)，以_______為橫坐標(biāo)作出過原點(diǎn)的直線，求出直線的斜率k
（5）小球的帶電荷量q=_________，（用m、d、k等物理量表示）
1．答案：B 根據(jù)電場(chǎng)線疏密判斷E的大小，密的地方場(chǎng)強(qiáng)大，有EA>EB；根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，有
>
.
2．答案：A 由點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布特點(diǎn)可知，距離點(diǎn)電荷越近，場(chǎng)強(qiáng)越大，因此該點(diǎn)電荷必然處于A點(diǎn)右側(cè).但點(diǎn)電荷帶電性質(zhì)不確定，因此場(chǎng)強(qiáng)的方向不確定.
3．答案：BD 由電場(chǎng)的疊加，AB中垂線中由C向上場(chǎng)強(qiáng)為先增后減，故電荷C所受電場(chǎng)力向上且先增后減，所以C的加速度先增后減，但速度始終增大，可知BD正確.
4．答案：C 靜電屏蔽作用，人體相當(dāng)于一個(gè)等勢(shì)體.
5．答案：BC 注意兩種情況的區(qū)別，電鍵K始終閉合，則電容器兩板間的電壓保持不變，閉合后再斷開則電量保持不變，然后再根據(jù)平行板電容器電容、電勢(shì)差和電量的關(guān)系及勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)和距離的關(guān)系即可.
6．答案：B 由于庫(kù)侖力變化，因此質(zhì)子向b不是做加速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；由于a、b之間的電勢(shì)差恒定，根據(jù)動(dòng)能定理得，
可得
，則知
粒子從a點(diǎn)由靜止釋放后運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的速率為
，B正確；當(dāng)電子以Oa為半徑繞O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)
，可得
，則知電子以Ob為半徑繞O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的線速度為
，C、D錯(cuò)誤.
7．答案：AD 減小的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電子的電勢(shì)能，由A到C減小的動(dòng)能與由C到B增加的動(dòng)能相等，所以場(chǎng)強(qiáng)方向由O指向C，A和B的電勢(shì)相等，形成電場(chǎng)的正電荷應(yīng)位于D點(diǎn).
8．答案：A 根據(jù)帶電粒子在電場(chǎng)中水平方向上勻速和豎直方向上勻加速即可推出A正確.
9．答案：D 剪斷細(xì)線Oc后，a、b作為一個(gè)系統(tǒng)在水平方向只受內(nèi)力（庫(kù)侖力、繩子拉伸后的拉力）作用，外力無沖量故其水平方向上動(dòng)量恒為零.在豎直方向上，二者同時(shí)在重力作用下做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)落地機(jī)械能守恒，故落地時(shí)，ab兩球的動(dòng)能和為
.在運(yùn)動(dòng)過程中，電場(chǎng)力做正功，因此其系統(tǒng)電勢(shì)能減小.
10．答案：BD 粒子在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因初速度相同，故水平位移
大的時(shí)間長(zhǎng)，因
，故
，A錯(cuò).粒子在豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有
，因?yàn)槲灰?sub>
相同，所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)的粒子加速度小，即
，故B正確.粒子到達(dá)正極板的動(dòng)能為
，而
，所以有
，C錯(cuò)誤.由可以判斷A帶負(fù)電，B不帶電，C帶正電，D正確.
11．答案：（1）BE（4分） 要用直流電源形成穩(wěn)恒電流場(chǎng)，以模擬靜電場(chǎng)，應(yīng)選6V的直流電源，所以選B；要用探針尋找等勢(shì)點(diǎn)，電流表靈敏度高，指針能左右偏轉(zhuǎn)，所以選E.
（2）D （4分） 探針由O點(diǎn)左側(cè)沿x軸正方向移到O點(diǎn)右側(cè)的過程中，兩探針間的電勢(shì)差先減小后變大，所以靈敏電流表的指針與零刻度的夾角先變小后變大.
12．答案：（1）如圖（a）.（4分）（2）
（4分）（3）
（4分）
提示：帶電小球的受力如圖b，
根據(jù)平衡條件有
，
又有
，聯(lián)立解得，
，所以應(yīng)以為橫坐標(biāo).
13．解析：（1）由圖可得B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小
N/C．（2分）
因B點(diǎn)的試探電荷帶負(fù)電，而受力指向x軸的正方向，故B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向沿x軸的負(fù)方向. （2分）
（2）因A點(diǎn)的正電荷受力和B點(diǎn)的負(fù)電荷受力均指向x軸的正方向，
故點(diǎn)電荷Q位于A、B兩點(diǎn)之間，帶負(fù)電. （2分）
設(shè)點(diǎn)電荷Q的坐標(biāo)為x，則
，
（4分）
由圖可得
N/C，解得x=
14．解析：他的解答是錯(cuò)誤的. （5分）
小環(huán)是穿在絲線上，作用于小環(huán)上的兩個(gè)拉力大小相等，方向不同.小環(huán)受四個(gè)力，如圖所示.
豎直方向 Tsin60°=mg
① （3分）
水平方向 Tcos60°+T=
② （3分）
由①②聯(lián)立得 
（3分）
15．解析：（1）由小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)可知，小球帶正電（2分）
（2）設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度為v，對(duì)該過程由動(dòng)能定理有，
①（2分）
在最高點(diǎn)對(duì)小球由牛頓第二定律得，
②（2分）
由①②式解得，T=15N（1分）
（3）小球在細(xì)線斷裂后，在豎直方向的加速度設(shè)為a，則
③（2分）
設(shè)小球在水平方向運(yùn)動(dòng)L的過程中，歷時(shí)t，則
④（1分）
設(shè)豎直方向上的位移為s，則
⑤（1分）
由①③④⑤解得，s=
∴小球距O點(diǎn)高度為s+L=
16．解析：（1）因油滴到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度大小為
，方向水平，對(duì)O→N過程用動(dòng)能定理有
，（2分）
所以電場(chǎng)力一定做正功，油滴帶負(fù)電，則最高位置一定在O點(diǎn)的左上方. （3分）
（2）由（1）的分析可知
，在豎直方向上油滴做初速為
的豎直上拋運(yùn)動(dòng)，則有
，（3分）
即
.（2分）
（3）油滴由O→N的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
，（2分）
則在水平方向上由動(dòng)量定理得，
（2分）
即
.（2分）
17．解析：（1）小球由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程，由動(dòng)能定理有，
，（2分）
在C點(diǎn)，設(shè)繩中張力為FC，則有
（2分）
因FC=mg，故vC=0（2分）
又由小球能平衡于A點(diǎn)得，
（2分）
（2分）
（2）小球由D點(diǎn)靜止釋放后將沿與豎直方向夾θ=53°的方向作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，直至運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方的P點(diǎn)，OP距離h=Lcot53°=
（2分）
在此過程中，繩中張力始終為零，故此過程的加速度a和位移s分別為：
，
.（2分）
∴小球到達(dá)懸點(diǎn)正下方時(shí)的速率為
.（2分）
18．解析：（1）設(shè)電子經(jīng)電壓U1加速后的速度為v0，根據(jù)動(dòng)能定理得：
e U1=
………（2分） 解得：
………（2分）
（2）電子以速度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后，垂直于電場(chǎng)方向作勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)方向作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，電子的加速度為a，離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)相對(duì)于原運(yùn)動(dòng)方向的側(cè)移量為y1，根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：
F=eE， E=
， F=ma， a =
……（3分）
t1=
， y1=
，解得： y1=
……（3分）
（3）設(shè)電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)沿電場(chǎng)方向的速度為vy，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：vy=at1=
（2分）
電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后作勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后打在熒光屏上所用的時(shí)間為t2，電子打到熒光屏上的側(cè)移量為y2，如圖所示
t2=
， y2= vyt2 解得：y2=
……………………（2分）
P到O點(diǎn)的距離為 y=y1+y2=
……………………（2分）
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