备战2020高考

请你帮该同学完成下列任务：(只保留2位有效数字)

(1)设喷射到纸带上的油漆雾滴痕迹到标志线的距离为s，则从图2可知，其中速度最大的雾滴到标志线的距离s1＝__2.1(1分)__ cm；速度最小的雾滴到标志线的距离s2＝__2.9(1分)__ cm。

πdπd(2)如果转台转动的周期为T，则这些雾滴喷射速度范围的计算表达式为v0＝__≤v0≤(2s2Ts1T分)__(用字母表示)

11

(3)如果以纵坐标表示雾滴速度v0、横坐标表示雾滴距标志线距离的倒数，画出v0－图线，如图3

ss所示，则可知转台转动的周期为T＝__1.6(2分)__ s。

【解析】(1)最大的大约为2.9 cm，最小的大约为2.1 cm； dsπdπdπd

(2)＝T，所以v0＝，所以≤v0≤ v0πdsTs2Ts1Tπd(3)斜率k＝＝0.1π，T＝1.6 s。

T

23．(10分)某品牌电饭锅采用纯电阻电热丝加热，有“煮饭”和“保温”两种工作模式，在220 V电压下额定功率分别为600 W和80 W。物理兴趣小组的同学们想通过实验测定该电饭锅电热丝的电阻。

现有实验器材：干电池两节，滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω)，电阻箱R(精度0.1 Ω)，电压表V(量程3 V，内阻很大)，电流表A(量程6 mA，内阻r＝35.0 Ω)，开关及导线若干。

2

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2

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(1)同学们利用多用表进行初步测量和估算发现，电饭锅处于不同工作模式时，实验电流差异较大。为了能顺利完成实验，他们打算将电流表的测量范围扩大到48 mA，则应该将电阻箱调节至R＝__5.0(2分)__ Ω并与电流表并联。

(2)同学们设计并连接了如图1所示的电路，接通电源前应将滑动变阻器的滑片置于__a(2分)__(填“a”或“b”)端。

(3)将电饭锅调至“煮饭”模式，__闭合(1分)__(填“闭合”或“断开”)开关S2，再闭合开关S1，调节滑动变阻器阻值，发现两表均有示数，但都不能调到零。如果该故障是由图中标号“1”到“6”中的一根导线断路引起，则断路的导线是__3(1分)__(填标号数字)。排除故障后，调节滑动变阻器阻值，记下各电表六组读数后断开开关S1。然后将电饭锅调至“保温”模式，改变S2状态，再闭合开关S1，调节滑动变阻器阻值，记下各电表六组读数后断开开关S1。

(4)直接将两组实验读到的数据绘制成如图2所示的图象由图可知，该实验中电饭锅处于“煮饭”模式时测得的阻值为__50(2分)__Ω。(保留两位有效数字)

(5)同学们计算发现，实验操作、数据记录与处理均正确无误，但实验得到的结果比电饭锅正常工作时的阻值小很多，请指出造成该差异的主要原因：__正常工作比实验时温度高，金属电阻阻值随温度升高而增大。(2分)__。

【解析】(1)将电流表A(量程6 mA，内阻r＝35.0 Ω)，扩大到量程为48 mA，

6×35.0

因此通过R的电流为48 mA－6 mA＝42 mA，那么电阻箱调节至R＝ Ω＝5.0 Ω；

42

(2)因滑动变阻器以分压式接入电路，因此接通电源前应将滑动变阻器的滑片置于a，即电饭锅两端电压为零；

(3)将电饭锅调至“煮饭”模式，闭合开关S2，即扩大电流表的量程，从而起到保护电流表的作用，再闭合开关S1，

调节滑动变阻器阻值，发现两表均有示数，但都不能调到零．说明滑动变阻器处于限流式，而电路中滑动变阻器是以分压式接入电路，因此导线3处于断路状态；

(4)由图2可知，当U＝2 V时，I＝5 mA，因电流表的量程扩大8倍，因此此时通过电饭锅的电流为I′

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＝40 mA；

2

那么电饭锅处于“煮饭”模式时测得的阻值R＝ Ω＝50 Ω；

0.04

(5)实验得到的结果比电饭锅正常工作时的阻值小很多，原因是：正常工作比实验时温度高，金属电阻阻值随温度升高而增大。

24．(13分)平板车上的跨栏运动如图所示，光滑水平地面上人与滑板A一起以v0＝0.5 m/s的速度前进，正前方不远处有一距离轨道高h＝0.7875 m高的(不考虑滑板的高度)横杆，横杆另一侧有一静止滑板B，当人与A行至横杆前，人相对滑板竖直向上起跳越过横杆，A从横杆下方通过并与B发生弹性碰撞，之后人刚好落到B上，不计空气阻力，已知m人＝40 kg，mA＝5 kg，mB＝10 kg，g取10 m/s，求：

(1)人跳离滑板A的最小速度(相对地面)； (2)最终人与B的共同速度。

【解析】(1)人起跳的竖直速度至少为vy＝2gh＝15.75 m/s2分 因为相对板A的水平速度相同，所以v＝v0＋vy＝16 m/s＝4 m/s3分 (2)人跳起后A与B碰撞前后动量守恒，机械能守恒， 设碰后A的速度v1，B的速度为v2， mAv0＝mAv1＋mBv21分 121212

mAv0＝mAv1＋mBv21分 222

11

解得：v1＝－ m/s，v2＝ m/s2分

63

人下落与B作用前后，水平方向动量守恒，设共同速度v3，m人v0＋mBv2＝(m人＋mB)v32分 7

代入数据得：v3＝ m/s2分

15答：最终人与B共同速度是

7

m/s。 15

222

2

2

2

25．(18分)如图所示，足够长的宽为L＝0.1 m的导轨置于水平面上，左端接有一个电动势为E＝1.5 V，内阻为r＝1.5 Ω的电源，右端接有一个降压限流器件(当电路电流大于等于0.5 A时相当于一个可变电阻而保持电流恒为0.5 A，电流不能达0.5 A时不起作用)和一个定值电阻R＝0.4 Ω，其它电阻不计，

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PQ是分界线且与左右两端足够远，导轨间有垂直导轨平面的匀强磁场。导轨在P点有一个小缺口，不计电阻的金属杆ab质量为m＝0.01 kg，从距PQ足够远处由静止释放，在PQ的左端它与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.2，在PQ的右端，它与导轨间无摩擦。金属杆到达PQ之前已经匀速运动且电源有最大输出功率。求：

(1)磁感应强度B的大小；

(2)金属杆越过PQ前的最大加速度和最大速度；

(3)若金属杆越过PQ时，由于缺口的影响导致杆的速度立即减为原来速度的48%，金属杆还能运动的距离和通过R的电荷量。

E

【解析】(1)电源达最大输出功率时，内外电压相等，电流的大小为I＝1分

2r由F＝BLI＝μmg可得：1分 μmg2μmgrB＝＝＝0.4 T2分

LILE(2)释放瞬间的加速度最大： BLI0－μmga＝＝μg

mE2

＝2 m/s(其中I0＝)2分

r

金属杆匀速运动时的速度最大，设为v0 1BLv0＝E 2

Ev0＝＝18.75 m/s2分

4μmgr

(3)越过PQ后速度变为v1＝0.48v0＝9 m/s1分

BLv1

如果器件不起作用，电路电流为＝0.9 A>0.5 A，可见器件将起作用，直到速度减为

R0.5×0.4v2＝＝5 m/s为止，此过程中，棒中电流I1＝0.5 A1分

BL从v1到v2金属杆做匀减速运动 BLI12a＝＝2 m/s1分

mv1－v2

t1＝＝2 s1分

a

12

位移x1＝v1t1－at1＝14 m1分

2通过的电荷量q1＝It1＝1 C 1分 接下来将做变减速运动，依动量定理有：

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2