題目列表(包括答案和解析)
（16分）水平地面上停放著質量
的平板小車。通過水平輕繩由遠處的卷揚機牽引，車上放一質量
的物塊，設物塊與平板車之間及平板車與地面之間的動摩擦因數均為0.4，已知卷揚機的工作電壓為
，最大輸入電流
，機械效率
。開動卷揚機，使小車從靜止開始運動。(最大靜摩摩擦力等于滑動摩擦力，
取
) 則：
（1）為保證運動中物塊與小車始終保持相對靜止，則卷揚機對小車牽引力最大不能超過多少?
（2）在小車和木塊不發生相對滑動的前提下，卷揚機能使小車獲得的最大速度為多大?
水平地面上停放著質量
的平板小車。通過水平輕繩由遠處的卷揚機牽引，車上放一質量
的物塊，設物塊與平板車之間及平板車與地面之間的動摩擦因數均為0.4，已知卷揚機的工作電壓為
，最大輸入電流
，機械效率
。開動卷揚機，使小車從靜止開始運動。(最大靜摩摩擦力等于滑動摩擦力，
取
) 則：
(1) 為保證運動中物塊與小車始終保持相對靜止，則卷揚機對小車牽引力最大不能超過多少?
(2)在小車和木塊不發生相對滑動的前提下，卷揚機能使小車獲得的最大速度為多大?
22.(17分) 
(1)在彈性限度內，彈簧彈力的大小與彈簧伸長(或縮短)的長度的比值，叫做彈簧的勁度系數。為了測量一輕彈簧的勁度系數，某同學進行了如下實驗設計：如圖所示，將兩平行金屬導軌水平固定在豎直向下的勻強磁場中，金屬桿ab與導軌接觸良好，水平放置的輕彈簧一端固定于O點，另一端與金屬桿連接并保持絕緣。在金屬桿滑動的過程中，彈簧與金屬桿、金屬桿與導軌均保持垂直，彈簧的形變始終在彈性限度內，通過減小金屬桿與導軌之間的摩擦和在彈的形變較大時讀數等方法，使摩擦對實驗結果的影響可忽略不計。
請你按要求幫助該同學解決實驗所涉及的兩個問題。
①幫助該同學完成實驗設計。請你用低壓直流電源（
）、滑動變阻器(
)、電流表（
）、開關（
）設計一電路圖，畫在圖中虛線框內，并正確連在導軌的C、D兩端。
②若已知導軌間的距離為d,勻強磁場的磁感應強度為B,正確連接電路后，閉合開關，使金屬桿隨擋板緩慢移動，當移開擋板且金屬桿靜止時，測出通過金屬桿的電流為I1,記下金屬桿的位置，斷開開關，測出彈簧對應的長度為x1;改變滑動變阻器的阻值，再次讓金屬桿靜止時，測出通過金屬桿的電流為I2,彈簧對應的長度為x2,則彈簧的勁度系數k=__________.
（2）氣墊導軌(如圖甲)工作時，空氣從導軌表面的小孔噴出，在導軌表面和滑塊內表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運動時的阻力。為了驗證動量守恒定律，在水平氣墊導軌上放置兩個質量均為a的滑塊，每個滑塊的一端分別與穿過打點計時器的紙帶相連，兩個打點計時器所用電源的頻率均為b.氣墊導軌正常工作后，接通兩個打點計時器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運動，兩滑塊相碰后粘在一起繼續運動。圖乙為某次實驗打出的、點跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以同間的6個連續點為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長度s1、s2和s3.若題中各物理量的單位均為國際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動量大小分別為_________、_________，兩滑塊的總動量大小為_________；碰撞后兩滑塊的總動量大小為_________。重復上述實驗，多做幾次。若碰撞前、后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內相等，則動量守恒定律得到驗證。
22.(17分) 
(1)在彈性限度內，彈簧彈力的大小與彈簧伸長(或縮短)的長度的比值，叫做彈簧的勁度系數。為了測量一輕彈簧的勁度系數，某同學進行了如下實驗設計：如圖所示，將兩平行金屬導軌水平固定在豎直向下的勻強磁場中，金屬桿ab與導軌接觸良好，水平放置的輕彈簧一端固定于O點，另一端與金屬桿連接并保持絕緣。在金屬桿滑動的過程中，彈簧與金屬桿、金屬桿與導軌均保持垂直，彈簧的形變始終在彈性限度內，通過減小金屬桿與導軌之間的摩擦和在彈的形變較大時讀數等方法，使摩擦對實驗結果的影響可忽略不計。
請你按要求幫助該同學解決實驗所涉及的兩個問題。
①幫助該同學完成實驗設計。請你用低壓直流電源（
）、滑動變阻器(
)、電流表（
）、開關（
）設計一電路圖，畫在圖中虛線框內，并正確連在導軌的C、D兩端。
②若已知導軌間的距離為d,勻強磁場的磁感應強度為B,正確連接電路后，閉合開關，使金屬桿隨擋板緩慢移動，當移開擋板且金屬桿靜止時，測出通過金屬桿的電流為I1,記下金屬桿的位置，斷開開關，測出彈簧對應的長度為x1;改變滑動變阻器的阻值，再次讓金屬桿靜止時，測出通過金屬桿的電流為I2,彈簧對應的長度為x2,則彈簧的勁度系數k=__________.
（2）氣墊導軌(如圖甲)工作時，空氣從導軌表面的小孔噴出，在導軌表面和滑塊內表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運動時的阻力。為了驗證動量守恒定律，在水平氣墊導軌上放置兩個質量均為a的滑塊，每個滑塊的一端分別與穿過打點計時器的紙帶相連，兩個打點計時器所用電源的頻率均為b.氣墊導軌正常工作后，接通兩個打點計時器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運動，兩滑塊相碰后粘在一起繼續運動。圖乙為某次實驗打出的、點跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以同間的6個連續點為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長度s1、s2和s3.若題中各物理量的單位均為國際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動量大小分別為_________、_________，兩滑塊的總動量大小為_________；碰撞后兩滑塊的總動量大小為_________。重復上述實驗，多做幾次。若碰撞前、后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內相等，則動量守恒定律得到驗證。
一、1、B 2、BC 3、AD 4、B 5、AD 6、AC 7、BD 8、AC
二、實驗題：（18分）將答案填在題目的空白處，或者要畫圖連線。
9、（6分）（1） 49.6cm/s2 (3分) （2） AB （3分，半對得2分，錯選不得
10、（12分）①
的圖線 （1分）
②
（2分） 大于（1分）
③ 電路圖：（見右圖） （3分）
實驗步驟（2分，任寫對3項都得滿分）：
（a）按電路圖連接好電路；
（b）閉合開關S，移動滑片P使滑動變阻器短路，測得兩電表讀數為U1、I1；
（c）移動滑片P使滑動變阻器不短路，測得兩電表讀數為U2、I2；
（d）整理器材，數據處理．
計算公式：
（a）
（1分） （b）
（1分）（c）
（1分）
三、本大題共三小題共計54分．解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數值計算的題．答案中必須明確寫出數值和單位
11、（16分）:(1)設運動中物塊的最大加速度為am,根據牛頓定律,有μmg=mam……（3分）
為保證兩者不發生相對滑動，系統的加速度不應超過am。設兩者剛好不發生相對滑動時卷揚機牽引力為F，則F-μ(m+M)g=(m+M) am……………………………………………………………………………………（3分）
可解得：F=2000N…………………………………………………………………………………………………………………………………………（2分）
（2）當卷揚機最大功率牽引平板且平板做勻速運動時速度最大。設此時卷揚機輸出功率為P，則P=ηIU………………………………………………………………………………（2分）
設小車在水平路面上能達到的最大速度為vm,則
μ（m+M）gvm=P…………………………………………………………………………（3分）
可解得：vm=4m/s…………………………………………………………………………(3分)
12、（18分）（1）因a、b在磁場中勻速運動，由能量關系知
J
（2分）
J
（2分）
（2）b在磁場中勻速運動時：速度為vb，總電阻R1=7.5 Ω
b中的電流Ib=
①（2分）
②（2分）
同理，a棒在磁場中勻速運動時：速度為va，總電阻R2=5 Ω：
③（2分）
由以上各式得:
④（4分）
（3）
⑤
⑥ 
⑦ 
⑧
由④⑤⑥⑦⑧得
m=
m=
13、（20分）（1）設兩板問電壓為
時，帶電粒子剛好從極板邊緣射出電場，
則有
（2分）
代人數據，解得：
（2分）
在電壓低于100 V時，帶電粒子才能從兩板間射出，電壓高于100 V時，帶電粒子打在極板上，不能從兩板間射出．粒子剛好從極板邊緣射出電場時，速度最大，設最大速度為
則有：
（2分）
解得：
（2分）
（2）設粒子進入磁場時速度方向與
夾角為
，則速度大小
（2分）
粒子在磁場中做圓周運動的軌道半徑
（2分）
粒子從磁場中飛出的位置與進入磁場的位置之間的距離
（2分）
代入數據，解得
與無關，即射出電場的任何一個帶電粒子進入磁場的入射點與出射點間距離恒為定值 （2分）
（3）粒子飛出電場進入磁場，在磁場中按逆時針方向做勻速圓周運動．粒子飛出電場時的速度方向與的最大夾角為
（2分）
當粒子從下板邊緣飛出電場再進入磁場時，在磁場中運動時間最長，
（2分）
當粒子從上板邊緣飛出電場再進人磁場時，在磁場中運動時間最短
（2分）
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