2014年高考四川理综物理试题(含答案)下载

2014 年四川省高考物理试卷 参考答案与试题解析 　一、选择题 1．（6 分）（2014•四川）如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压 随时间变化的图象，则（　　） 　A．用户用电器上交流电的频率是 100Hz 　B．发电机输出交流电的电压有效值是 500V 　C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定 　D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小 　2．（6 分）（2014•四川）电磁波已广泛运用于很多领域．下列关于电磁波的说法符合实际 的是（　　） 　A．电磁波不能产生衍射现象 　B．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机 　C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度 　D．光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同 　3．（6 分）（2014•四川）如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光 小球，则（　　） 　A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 　B．小球所发的光能从水面任何区域射出 　C．小球所发的光从水中进入空气后频率变大 　D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 　4．（6 分）（2014•四川）有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为 v 的大河．小明驾着 小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直．去程与回程所用 时间的比值为 k，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为（　　） 第 1 页 共 18 页 1　A． B． C． D． 　5．（6 分）（2014•四川）如图所示，甲为 t=1s 时某横波的波形图象，乙为该波传播方向上 某一质点的振动图象，距该质点△x=0.5m 处质点的振动图象可能是（　　） 　A． B． C． D． 　6．（6 分）（2014•四川）如图所示，不计电阻的光滑 U 形金属框水平放置，光滑、竖直玻 璃挡板 H、P 固定在框上，H、P 的间距很小．质量为 0.2kg 的细金属杆 CD 恰好无挤压地放 在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为 1m 的正方形，其有效电阻为 0.1Ω．此时在 整个空间加方向与水平面成 30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律 是 B=（0.4﹣0.2t）T，图示磁场方向为正方向，框、挡板和杆不计形变．则（　　） 　A．t=1s 时，金属杆中感应电流方向从 C 到 D 　B．t=3s 时，金属杆中感应电流方向从 D 到 C 　C．t=1s 时，金属杆对挡板 P 的压力大小为 0.1N 　D．t=3s 时，金属杆对挡板 P 的压力大小为 0.2N 　7．（6 分）（2014•四川）如图所示，水平传送带以速度 v1 匀速运动，小物体 P、Q 由通过 定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t=0 时刻 P 在传送带左端具有速度 v2，P 与定滑轮间的绳水 平，t=t0 时刻 P 离开传送带．不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长．正确描述小物体 P 速度随 时间变化的图象可能是（　　） 第 2 页 共 18 页 2　A． B． C． D． 　二、解答题 8．（6 分）（2014•四川）小文同学在探究物体做曲线运动的条件时，将一条形磁铁放在桌 面的不同位置，让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度 v0 运动，得到不同轨迹， 图中 a、b、c、d 为其中四条运动轨迹，磁铁放在位置 A 时，小钢珠的运动轨迹是　　（填 轨迹字母代号），磁铁放在位置 B 时，小钢珠的运动轨迹是　　（填轨迹字母代号）．实 验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向　　（选填“在”或“不在”）同一直线上时 ，物体做曲线运动． 9．（11 分）（2014•四川）如图甲是测量阻值约几十欧的未知电阻 Rx 的原理图，图中 R0 是保护电阻（10Ω），R1 是电阻箱（0﹣99.9Ω），R 是滑动变阻器，A1 和 A2 是电流表，E 是电源（电动势 10V，内阻很小）． 在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大．实验具体步骤如下： （Ⅰ）连接好电路、将滑动变阻器 R 调到最大； （Ⅱ）闭合 S，从最大值开始调节电阻箱 R1，先调 R1 为适当值，再调节滑动变阻器 R，使 A1 示数 I1=0.15A，记下此时电阻箱的阻值 R1 和 A2 的示数 I2； （Ⅲ）重复步骤（Ⅱ），再测量 6 组 R1 和 I2 的值； （Ⅳ）将实验测得的 7 组数据在坐标纸上描点． 根据实验回答以下问题： ①现有四只供选用的电流表： A．电流表（0﹣3mA，内阻为 2.0Ω） B．电流表（0﹣3mA，内阻未知） 第 3 页 共 18 页 3C．电流表（0﹣0.3A，内阻为 5.0Ω） D．电流表（0﹣0.3A，内阻未知） A1 应选用　　，A2 应选用　　． ②测得一组 R1 和 I2 值后，调整电阻箱 R1，使其阻值变小，要使 A1 示数 I1=0.15A，应让滑 动变阻器 R 接入电路的阻值　　（“不变”、“变大”或“变小”）． ③在坐标纸上画出 R1 与 I2 的关系图． ④根据以上实验得出 Rx=　　Ω． 　10．（15 分）（2014•四川）石墨烯是近些年发现的一种新材料，其超高强度及超强导电、 导热等非凡的物理化学性质有望使 21 世纪的世界发生革命性变化，其发现者由此获得 2010 年诺贝尔物理学奖．用石墨烯制作超级缆绳，人类搭建“太空电梯”的梦乡有望在本世纪实现 ．科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯沿着这条缆绳 运行，实现外太空和地球之间便捷的物资交换． （1）若“太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为 h1 的同步轨道站，求轨道站内质量 为 m1 的货物相对地心运动的动能．设地球自转角速度为 ω，地球半径为 R． （2）当电梯仓停在距地面高度 h2=4R 的站点时，求仓内质量 m2=50kg 的人对水平地板的压 力大小．取地面附近重力加速度 g=10m/s2，地球自转角速度 ω=7.3×10﹣5rad/s，地球半径 R=6.4×103km． 第 4 页 共 18 页 411．（17 分）（2014•四川）在如图所示的竖直平面内，水平轨道 CD 和倾斜轨道 GH 与半 径 r= m的光滑圆弧轨道分别相切于 D 点和 G 点，GH 与水平面的夹角 θ=37°．过 G 点， 垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度 B=1.25T； 过 D 点，垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场电场方向水平向右，电场强度 E=1×104N/C ．小物体 P1 质量 m=2×10﹣3kg、电荷量 q=+8×10﹣6C，受到水平向右的推力 F=9.98×10﹣3 N的作用，沿 CD 向右做匀速直线运动，到达 D 点后撤去推力．当 P1 到达倾斜轨道底端 G 点 时，不带电的小物体 P2 在 GH 顶端静止释放，经过时间 t=0.1s 与 P1 相遇．P1 和 P2 与轨道 CD 、GH 间的动摩擦因数均为 μ=0.5，取 g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，物体电荷量保持 不变，不计空气阻力．求： （1）小物体 P1 在水平轨道 CD 上运动速度 v 的大小； （2）倾斜轨道 GH 的长度 s． 　第 5 页 共 18 页 512．（19 分）（2014•四川）如图所示，水平放置的不带电的平行金属板 p 和 b 相距 h，与 图示电路相连，金属板厚度不计，忽略边缘效应．p 板上表面光滑，涂有绝缘层，其上 O 点 右侧相距 h 处有小孔 K；b 板上有小孔 T，且 O、T 在同一条竖直直线上，图示平面为竖直 平面．质量为 m，电荷量为﹣q（q＞0）的静止粒子被发射装置（图中未画出）从 O 点发射 ，沿 p 板上表面运动时间 t 后到达 K 孔，不与其碰撞地进入两板之间．粒子视为质点，在图 示平面内运动，电荷量保持不变，不计空气阻力，重力加速度大小为 g． （1）求发射装置对粒子做的功； （2）电路中的直流电源内阻为 r，开关 S 接“1”位置时，进入板间的粒子落在 b 板上的 A 点 ，A 点与过 K 孔竖直线的距离为 L．此后将开关 S 接“2”位置，求阻值为 R 的电阻中的电流 强度； （3）若选用恰当直流电源，电路中开关 S 接“1”位置，使进入板间的粒子受力平衡，此时在 板间某区域加上方向垂直于图面的、磁感应强度大小合适的匀强磁场（磁感应强度 B 只能 在 0～Bm= 范围内选取），使粒子恰好从 b 板的 T 孔飞出，求粒子飞出时 速度方向与 b 板板面的夹角的所有可能值（可用反三角函数表示）． 第 6 页 共 18 页 6一、选择题 1．（6 分）（2014•四川）如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压 随时间变化的图象，则（　　） 　A．用户用电器上交流电的频率是 100Hz 　B．发电机输出交流电的电压有效值是 500V 　C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定 　D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小 考点：远距离输电；变压器的构造和原理．菁优网版权所有 专题：交流电专题． 分析：根据图象可知交流电的最大值以及周期等物理量，然后进一步可求出其瞬时值的表达 式以及有效值等．同时由变压器电压与匝数成正比，电流与匝数成反比． 解答： 解：A、发电机的输出电压随时间变化的关系，由图可知，T=0.02s，故 f= ，故 A 错误； B、由图象可知交流的最大值为 Um=500V，因此其有效值为 U= V，故 B 错误； C、输电线的电流由输送的功率与电压决定的，与降压变压器原副线圈的匝数比无关， 故 C 错误； D、当用户用电器的总电阻增大时，用户的功率减小，降压变压器的输出功率减小， 则输入的功率减小，输入的电流减小，输电线上损失的功率减小，故 D 正确； 故选：D． 点评：本题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值 、周期、频率、角速度等物理量，同时正确书写交流电的表达式． 　2．（6 分）（2014•四川）电磁波已广泛运用于很多领域．下列关于电磁波的说法符合实际 的是（　　） 　A．电磁波不能产生衍射现象 　B．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机 　C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度 　D．光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同 考点：电磁场．菁优网版权所有 分析：电磁波是横波，波都能发生干涉和衍射，常用红外线做为脉冲信号来遥控电视；利用 多普勒效应和光速不变原理判断 CD 选项． 解答：解：AB、电磁波是横波，波都能发生干涉和衍射，常用红外线做为脉冲信号来遥控 电视，故 AB 错误； C、由于波源与接受者的相对位移的改变，而导致接受频率的变化，称为多普勒效应， 第 7 页 共 18 页 7所以可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，故 C 正确； D、根据光速不变原理，知在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向的传播速度大小 相等，故 D 错误． 故选：C． 点评：明确干涉和衍射是波特有的现象；知道电磁波谱及作用功能，多普勒效应和光速不变 原理，属于基础题． 　3．（6 分）（2014•四川）如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光 小球，则（　　） 　A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 　B．小球所发的光能从水面任何区域射出 　C．小球所发的光从水中进入空气后频率变大 　D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 考点：光的折射定律．菁优网版权所有 专题：光的折射专题． 分析：小球反射的光线垂直射向界面时，传播方向不发生改变；小球所发的光射向水面的入 射角较大时会发生全反射；光从一种介质进入另一介质时频率不变． 解答：解：A、无论小球处于什么位置，小球所发的光会有一部分沿水平方向射向侧面，则 传播方向不发生改变，可以垂直玻璃缸壁射出，人可以从侧面看见小球，故 A 错误； B、小球所发的光射向水面的入射角较大时会发生全反射，故不能从水面的任何区域 射出，故 B 错误； C、小球所发的光从水中进入空气后频率不变，C 错误； D、小球所发的光在介质中的传播速度 v= ，小于空气中的传播速度 c，故 D 正确； 故选：D． 点评：本题考查了折射和全反射现象，由于从水射向空气时会发生全反射，故小球所发出的 光在水面上能折射出的区域为一圆形区域，并不是都能射出． 　4．（6 分）（2014•四川）有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为 v 的大河．小明驾着 小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直．去程与回程所用 时间的比值为 k，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为（　　） 　A． B． C． D． 考点：运动的合成和分解．菁优网版权所有 专题：运动的合成和分解专题． 分析：根据船头指向始终与河岸垂直，结合运动学公式，可列出河宽与船速的关系式，当路 线与河岸垂直时，可求出船过河的合速度，从而列出河宽与船速度的关系，进而即可 求解． 第 8 页 共 18 页 8解答： 解：设船渡河时的速度为 vc； 当船头指向始终与河岸垂直，则有：t 去 当回程时行驶路线与河岸垂直，则有：t 回 而回头时的船的合速度为：v 合 =；=；=；由于去程与回程所用时间的比值为 k，所以小船在静水中的速度大小为：vc= ，故 B 正确； 故选：B． 点评：解决本题的关键知道分运动与合运动具有等时性，以及知道各分运动具有独立性，互 不干扰． 　5．（6 分）（2014•四川）如图所示，甲为 t=1s 时某横波的波形图象，乙为该波传播方向上 某一质点的振动图象，距该质点△x=0.5m 处质点的振动图象可能是（　　） 　A． B． C． D． 考点：横波的图象；波长、频率和波速的关系．菁优网版权所有 专题：振动图像与波动图像专题． 分析：由甲读出波长，由乙图读出周期，从而求出波速．由图乙读出质点的状态，判断出波 的传播方向，再根据该质点与△x=0.5m 处质点状态关系，分析即可． 解答： 解：从甲图可以得到波长为 2m，乙图可以得到周期为 2s，即波速为 v= ==1m/s； 由乙图象可以得到 t=1s 时，该质点位移为负，并且向下运动，该波是可能向左传播， 也可能向右传播，而距该质点 x=0.5m 处质点，就是相差 λ 或时间相差 T，但有两 种可能是提前或延后． 若是延后，在 t=1s 时再经过到达乙图的振动图象 t=1s 时的位移，所以 A 正确； 若是提前，在 t=1s 时要向返回到达乙图的振动图象 t=1s 时的位移，该质点在 t=1s 时， 该质点位移为负，并且向上运动，所以 BCD 都错误．故 A 正确，BCD 错误． 故选：A 第 9 页 共 18 页 9点评：本题关键要分析出两个质点状态的关系，根据质点的振动方向熟练判断波的传播方向 ．　6．（6 分）（2014•四川）如图所示，不计电阻的光滑 U 形金属框水平放置，光滑、竖直玻 璃挡板 H、P 固定在框上，H、P 的间距很小．质量为 0.2kg 的细金属杆 CD 恰好无挤压地放 在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为 1m 的正方形，其有效电阻为 0.1Ω．此时在 整个空间加方向与水平面成 30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律 是 B=（0.4﹣0.2t）T，图示磁场方向为正方向，框、挡板和杆不计形变．则（　　） 　A．t=1s 时，金属杆中感应电流方向从 C 到 D 　B．t=3s 时，金属杆中感应电流方向从 D 到 C 　C．t=1s 时，金属杆对挡板 P 的压力大小为 0.1N 　D．t=3s 时，金属杆对挡板 P 的压力大小为 0.2N 考点：法拉第电磁感应定律．菁优网版权所有 专题：电磁感应与电路结合． 分析：根据楞次定律，并由时刻来确定磁场的变化，从而判定感应电流的方向；根据法拉第 电磁感应定律，结合闭合电路欧姆定律，及安培力表达式，与力的合成与分解，并由 三角知识，即可求解． 解：A、当 t=1s 时，则由磁感应强度随时间变化规律是 B=（0.4﹣0.2t）T，可知，磁 解答： 场在减小，根据楞次定律可得，金属杆中感应电流方向从 C 到 D，故 A 正确； B、同理，当 t=3s 时，磁场在反向增加，由楞次定律可知，金属杆中感应电流方向从 C 到 D，故 B 错误； C、当在 t=1s 时，由法拉第电磁感应定律，则有：E= =0.2×12× =0.1V； 再由欧姆定律，则有感应电流大小 I= 0.4﹣0.2×1）×1×1=0.2N； =1A；则 t=1s 时，那么安培力大小 F=BtIL=（ 由左手定则可知，安培力垂直磁场方向斜向上，则将安培力分解，那么金属杆对挡板 P 的压力大小 N=Fcos60°=0.2×0.5=0.1N，故 C 正确； D、同理，当 t=3s 时，感应电动势仍为 E=0.1V，电流大小仍为 I=1A，由于磁场的方 向相反，由左手定则可知，安培力的方向垂直磁感线斜向下， 根据力的合成，则得金属杆对 H 的压力大小为 N′=F′cos60°=0.2×0.5=0.1N，故 D 错误； 故选：AC． 点评：考查楞次定律与法拉第电磁感应定律的应用，掌握左手定则的内容，注意磁场随着时 间变化的规律，及理解力的平行四边形定则的应用． 　7．（6 分）（2014•四川）如图所示，水平传送带以速度 v1 匀速运动，小物体 P、Q 由通过 定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t=0 时刻 P 在传送带左端具有速度 v2，P 与定滑轮间的绳水 第 10 页 共 18 页 10 平，t=t0 时刻 P 离开传送带．不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长．正确描述小物体 P 速度随 时间变化的图象可能是（　　） 　A． B． C． D． 考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像．菁优网版权所有 专题：牛顿运动定律综合专题． 分析： 要分不同的情况进行讨论：若 V2＜V1：分析在 f＞Q 的重力时的运动情况或 f＜Q 的 重力的运动情况 　　　　　　　　　　　　若 V2＜V1：分析在 f＞Q 的重力时的运动情况或 f＜Q 的 重力的运动情况 解答： 解：若 V2＜V1：f 向右，若 f＞GQ，则向右匀加速到速度为 V1 后做匀速运动到离开， 则为 B 图 　　　　　　　　　　　　　若 f＜GQ，则向右做匀减速到速度为 0 后再向左匀加速 到离开，无此选项 　　若 V2＞V1：f 向左，若 f＞GQ，则减速到 V1 后匀速向右运动离开，无此选项 　　　　　　　　　　　若 f＜GQ，则减速到小于 V1 后 f 变为向右，加速度变小，此 后加速度不变，继续减速到 0 后向左加速到离开，则为 C 图 则 AD 错误，BC 正确 故选：BC． 点评：考查摩擦力的方向与速度的关系，明确其与相对运动方向相反，结合牛顿第二定律分 析运动情况，较难． 　二、解答题 8．（6 分）（2014•四川）小文同学在探究物体做曲线运动的条件时，将一条形磁铁放在桌 面的不同位置，让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度 v0 运动，得到不同轨迹， 图中 a、b、c、d 为其中四条运动轨迹，磁铁放在位置 A 时，小钢珠的运动轨迹是　b　（ 填轨迹字母代号），磁铁放在位置 B 时，小钢珠的运动轨迹是　c　（填轨迹字母代号）． 实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向　不在　（选填“在”或“不在”）同一直 线上时，物体做曲线运动． 第 11 页 共 18 页 11 考点：物体做曲线运动的条件．菁优网版权所有 专题：物体做曲线运动条件专题． 分析：首先知道磁体对钢珠有相互吸引力，然后利用曲线运动的条件判断其运动情况即可． 解答：解：磁体对钢珠有相互吸引力，当磁铁放在位置 A 时，即在钢珠的正前方，所以钢珠 所受的合力与运动的方向在一条直线上，所以其运动轨迹为直线，故应是 b； 当磁铁放在位置 B 时，先钢珠运动过程中有受到磁体的吸引，小钢珠逐渐接近磁体， 所以其的运动轨迹是 c； 当物体所受的合外力的方向与小球的速度在一条直线上时，其轨迹是直线；当不在一 条直线上时，是曲线． 故答案为：b，c，不在． 点评：明确曲线运动的条件，即主要看所受合外力的方向与初速度的方向的关系，这是判断 是否做曲线运动的依据． 　9．（11 分）（2014•四川）如图甲是测量阻值约几十欧的未知电阻 Rx 的原理图，图中 R0 是保护电阻（10Ω），R1 是电阻箱（0﹣99.9Ω），R 是滑动变阻器，A1 和 A2 是电流表，E 是电源（电动势 10V，内阻很小）． 在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大．实验具体步骤如下： （Ⅰ）连接好电路、将滑动变阻器 R 调到最大； （Ⅱ）闭合 S，从最大值开始调节电阻箱 R1，先调 R1 为适当值，再调节滑动变阻器 R，使 A1 示数 I1=0.15A，记下此时电阻箱的阻值 R1 和 A2 的示数 I2； （Ⅲ）重复步骤（Ⅱ），再测量 6 组 R1 和 I2 的值； （Ⅳ）将实验测得的 7 组数据在坐标纸上描点． 根据实验回答以下问题： ①现有四只供选用的电流表： A．电流表（0﹣3mA，内阻为 2.0Ω） B．电流表（0﹣3mA，内阻未知） C．电流表（0﹣0.3A，内阻为 5.0Ω） D．电流表（0﹣0.3A，内阻未知） A1 应选用　D　，A2 应选用　C　． ②测得一组 R1 和 I2 值后，调整电阻箱 R1，使其阻值变小，要使 A1 示数 I1=0.15A，应让滑 动变阻器 R 接入电路的阻值　变大　（“不变”、“变大”或“变小”）． ③在坐标纸上画出 R1 与 I2 的关系图． ④根据以上实验得出 Rx=　31.3　Ω． 第 12 页 共 18 页 12 考点：伏安法测电阻．菁优网版权所有 专题：实验题． 分析： （1）由题意可知，A1 示数 I1=0.15A，即可确定量程，根据题目中图象示数可知，A2 的量程为 0.3A；， （2）由欧姆定律，结合电路分析方法，可知滑动变阻器的阻值如何变化； （3）根据描点，作出图象，让图线分布在点两边，删除错误点； （4）根据串并联特征，结合 R1 与 I2 的图象的斜率含义，依据欧姆定律，即可求解． 解答： 解：（1）A1 示数 I1=0.15A，则 A1 应选用量程为 0.3A 的电流表，由于只要知道电流 大小即可，即选用 D； 根据 R1 与 I2 的关系图，可知，A2 的量程为 0.3A，且必须要知道其电阻，因此选用 C ；（2）调整电阻箱 R1，使其阻值变小，要使 A1 示数 I1=0.15A，则与其串联的两个电 阻一个电流表的两端电压必须要在减小，因此只有应让滑动变阻器 R 接入电路的阻值 在变大，才能达到这样的条件； （3）根据题目中已知描的点，平滑连接，注意让图线分布在点的两边，删除错误的， 如图所示； （4）根据欧姆定律，则有：（R1+R0+RA1）IA1=I2（RX+RA2）； 第 13 页 共 18 页 13 整理可得：R1=I2 ；而 R1 与 I2 的图象的斜率 k= =241.7Ω； 则有：RX=kIA1﹣RA2=241.7×0.15﹣5=31.3Ω； 故答案为：（1）D，C；（2）变大；（3）如上图所示；（4）31.3． 点评：考查如何确定电表的方法，紧扣题意是解题的关键，理解欧姆定律的应用，掌握串并 联特点，注意误差与错误的区别，理解图象的斜率含义． 　10．（15 分）（2014•四川）石墨烯是近些年发现的一种新材料，其超高强度及超强导电、 导热等非凡的物理化学性质有望使 21 世纪的世界发生革命性变化，其发现者由此获得 2010 年诺贝尔物理学奖．用石墨烯制作超级缆绳，人类搭建“太空电梯”的梦乡有望在本世纪实现 ．科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯沿着这条缆绳 运行，实现外太空和地球之间便捷的物资交换． （1）若“太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为 h1 的同步轨道站，求轨道站内质量 为 m1 的货物相对地心运动的动能．设地球自转角速度为 ω，地球半径为 R． （2）当电梯仓停在距地面高度 h2=4R 的站点时，求仓内质量 m2=50kg 的人对水平地板的压 力大小．取地面附近重力加速度 g=10m/s2，地球自转角速度 ω=7.3×10﹣5rad/s，地球半径 R=6.4×103km． 考点：万有引力定律及其应用．菁优网版权所有 专题：万有引力定律的应用专题． 分析：（1）因为同步轨道站与地球自转的角速度相等，根据轨道半径求出轨道站的线速度， 从而得出轨道站内货物相对地心运动的动能． （2）根据向心加速度的大小，结合牛顿第二定律求出支持力的大小，从而得出人对 水平地板的压力大小． 解答：解：（1）因为同步轨道站与地球自转的角速度相等， 第 14 页 共 18 页 14 则轨道站的线速度 v=（R+h1）ω， 货物相对地心的动能 ．（2）根据 ，因为 a= ，，联立解得 N= =≈11.5N． 根据牛顿第三定律知，人对水平地板的压力为 11.5N． 答：（1）轨道站内质量为 m1 的货物相对地心运动的动能为 ．（2）质量 m2=50kg 的人对水平地板的压力大小为 11.5N． 点评：本题考查了万有引力定律与牛顿第二定律的综合，知道同步轨道站的角速度与地球自 转的角速度相等，以及知道人所受的万有引力和支持力的合力提供圆周运动的向心力 ，掌握万有引力等于重力这一理论，并能灵活运用． 　11．（17 分）（2014•四川）在如图所示的竖直平面内，水平轨道 CD 和倾斜轨道 GH 与半 径 r= m的光滑圆弧轨道分别相切于 D 点和 G 点，GH 与水平面的夹角 θ=37°．过 G 点， 垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度 B=1.25T； 过 D 点，垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场电场方向水平向右，电场强度 E=1×104N/C ．小物体 P1 质量 m=2×10﹣3kg、电荷量 q=+8×10﹣6C，受到水平向右的推力 F=9.98×10﹣3 N的作用，沿 CD 向右做匀速直线运动，到达 D 点后撤去推力．当 P1 到达倾斜轨道底端 G 点 时，不带电的小物体 P2 在 GH 顶端静止释放，经过时间 t=0.1s 与 P1 相遇．P1 和 P2 与轨道 CD 、GH 间的动摩擦因数均为 μ=0.5，取 g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，物体电荷量保持 不变，不计空气阻力．求： （1）小物体 P1 在水平轨道 CD 上运动速度 v 的大小； （2）倾斜轨道 GH 的长度 s． 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．菁优网版权所有 专题：带电粒子在复合场中的运动专题． 第 15 页 共 18 页 15 分析： （1）P1 运动到 D 点的过程中，对小物体进行正确的受力分析，在水平方向上利用二 力平衡可求得小物体 P1 在水平轨道 CD 上运动速度 v 的大小． （2）P1 从 D 点到倾斜轨道底端 G 点的过程中，电场力和重力做功；P1 在 GH 上运动 过程中，受重力、电场力和摩擦力作用；P2 在 GH 上运动过程中，受重力和摩擦力作 用；对于各物体在各段的运动利用牛顿第二定律和能量的转化与守恒，列式即可解得 轨道 GH 的长度． 解答： 解：（1）设小物体 P1 在匀强磁场中运动的速度为 v，受到向上的洛伦兹力为 F1，受 到的摩擦力为 f，则： F1=qvB…① f=μ（mg﹣F1）…② 由题意可得水平方向合力为零，有： F﹣f=0…③ 联立①②③式，并代入数据得： v=4m/s； （2）设 P1 在 G 点的速度大小为 vG，由于洛伦兹力不做功，根据动能定理有： qErsinθ﹣mgr（1﹣cosθ）= m﹣ mv2…⑤ P1 在 GH 上运动，受到重力，电场力和摩擦力的作用，设加速度为 a1，根据牛顿第二 定律有： qEcosθ﹣mgsinθ﹣μ（mgcosθ+qEsinθ）=ma1…⑥ P1 与 P2 在 GH 上相遇时，设 P1 在 GH 上运动的距离为 s1，运动的时间为 t，则有： s1=vGt+ a1t2…⑦ 设 P2 质量为 m2，在 GH 上运动的加速度为 a2，则有： m2gsinθ﹣μm2gcosθ=m2a2…⑧ P1 与 P2 在 GH 上相遇时，设 P2 在 GH 上运动的距离为 s2，则有： s2= a2t2…⑨ 联立⑤⑥⑦⑧⑨式，并代入数据得： s=s1+s2 s=0.56m 答：（1）小物体 P1 在水平轨道 CD 上运动速度 v 的大小为 4m/s； （2）倾斜轨道 GH 的长度 s 为 0.56m． 点评：解答该题的关键是对这两个物体运动进行分段分析，分析清晰受力情况和各自的运功 规律，利用运动定律和能量的转化与守恒定律进行解答；这是一个复合场的问题，要 注意对场力的分析，了解洛伦兹力的特点，洛伦兹力不做功；知道电场力做功的特点 ，解答该题要细心，尤其是在数值计算上，是一道非常好的题． 　12．（19 分）（2014•四川）如图所示，水平放置的不带电的平行金属板 p 和 b 相距 h，与 图示电路相连，金属板厚度不计，忽略边缘效应．p 板上表面光滑，涂有绝缘层，其上 O 点 右侧相距 h 处有小孔 K；b 板上有小孔 T，且 O、T 在同一条竖直直线上，图示平面为竖直 平面．质量为 m，电荷量为﹣q（q＞0）的静止粒子被发射装置（图中未画出）从 O 点发射 第 16 页 共 18 页 16 ，沿 p 板上表面运动时间 t 后到达 K 孔，不与其碰撞地进入两板之间．粒子视为质点，在图 示平面内运动，电荷量保持不变，不计空气阻力，重力加速度大小为 g． （1）求发射装置对粒子做的功； （2）电路中的直流电源内阻为 r，开关 S 接“1”位置时，进入板间的粒子落在 b 板上的 A 点 ，A 点与过 K 孔竖直线的距离为 L．此后将开关 S 接“2”位置，求阻值为 R 的电阻中的电流 强度； （3）若选用恰当直流电源，电路中开关 S 接“1”位置，使进入板间的粒子受力平衡，此时在 板间某区域加上方向垂直于图面的、磁感应强度大小合适的匀强磁场（磁感应强度 B 只能 在 0～Bm= 范围内选取），使粒子恰好从 b 板的 T 孔飞出，求粒子飞出时 速度方向与 b 板板面的夹角的所有可能值（可用反三角函数表示）． 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；动能定理；带电粒子在匀强电场中的运动．菁优网版权所有 专题：电场力与电势的性质专题． 分析：（1）由运动学的公式求出粒子的速度，然后由动能定理即可求得发射装置做的功； （2）粒子在匀强电场中做类平抛运动，将运动分解即可求得电场强度，由 U=Ed 求 出极板之间的电势差，再由欧姆定律即可求得电流； （3）没有磁场时，进入板间的粒子受力平衡，粒子只能做匀速直线运动；加磁场后 粒子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，结合运动的特点与运动轨迹中的几何关系 即可求解． 解答： 解：（1）粒子的速度： …① 由动能定理得： ；（2）粒子在匀强电场中做类平抛运动，水平方向：L=v0t1…② 竖直方向： …③ a= …④ U=Eh…⑤ …⑥ 第 17 页 共 18 页 17 联立①②③④⑤⑥得： ；（3）没有磁场时，进入板间的粒子受力平衡，粒子只能做匀速直线运动；加磁场后 粒子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，其运动的轨迹可能如图： 由于洛伦兹力提供向心力，得： …⑦ 磁感应强度最大时，粒子的偏转半径最小．最小为： ⑧设此时粒子的速度方向与下极板之间的夹角是 θ，则： ⑨解得：sinθ≈ ， 由⑦可得，若磁感应强度减小，则 r 增大，粒子在磁场中运动的轨迹就越接近下极板 ，粒子到达 T 的速度方向就越接近平行于下极板． 所以粒子飞出时速度方向与 b 板板面的夹角的所有可能值是：0＜θ≤arcsin ． 答：（1）发射装置对粒子做的功是 （2）阻值为 R 的电阻中的电流强度是 ；；（3）使粒子恰好从 b 板的 T 孔飞出，粒子飞出时速度方向与 b 板板面的夹角的所有 可能值是 0＜θ≤arcsin ． 点评：该题考查带电粒子在电场中的运动与带电粒子在磁场中的运动，分别按照平抛运动的 规律与圆周运动的规律处理即可． 第 18 页 共 18 页 18