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1、非选择题定时训练4(限时：60分钟)三、实验题13(2022云南昆明市5月模拟)某同学利用“插针法测量一长方体玻璃砖的折射率，局部实验步骤如下：将一张方格纸固定在木板上，玻璃砖放在方格纸上，如图1所示，在纸上画出玻璃砖的两条边a和a；在玻璃砖的一侧插上两个大头针P1、P2，然后眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，插上第三个大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，再插上第四个大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像请根据该同学的做法按以下要求作答：(1)在图中作出完整光路图和所需的辅助线，并求出该玻璃砖的折射率为_；(2)玻璃砖的厚度为d，光在真空中的传播速度为c，那么本次实验中光通过玻璃砖所用
2、的时间为_(不考虑反射)图1答案(1)光路如下列图(2)解析(1)光路如下列图，设P1P2与a的交点为O1，P3P4与a的交点为O2，过O1作a的垂线，交a于B点，过P1作a的平行线，与过O1的垂线交于A点；在P1O1A中，设P1O1A1，那么sin1在O1O2B中，设O2O1B2，那么sin2由折射定律得，n.(2)光在玻璃砖中的速度vc光在玻璃砖中通过的路程sO1O2O1O2d光通过玻璃砖所用时间t.14(2022河北省中原名校联盟下学期联考)实验台上备有以下器材：A电流表(量程500A，内阻约为300)；B电流表(量程100A.内阻约为1k)；C电压表(量程15V，内阻约100k)；D电
3、压表(量程6V，内阻约6k)；E直流电源(15V，允许最大电流1A)；F滑动变阻器(最大阻值100，额定功率1kW)G电键和导线假设干某同学用供选器材设计了测一个阻值约30k电阻的实验，电路如图2所示(电路还没有完全接好)(1)实验中所用的电流表应选_，电压表应选_(填器材前的字母)(2)请用笔画线代替导线将尚未连接好的电压表连入以下列图的电路中图2(3)开关闭合前，滑动变阻器触头P应置于_(填“a或“b)处(4)正确连接电路后，无论如何调节滑动变阻器的滑片，电压表和电流表示数均不能取到较小值，其原因可能是导线_(填图中导线代号)没有连接好答案(1)AC(2)(3)b(4)解析(1)待测电阻R
4、x的阻值约为30k，直流电源电动势为15V，经粗略计算电路中的最大电流约为Imax500A，所以电流表选择A；由于电压表D的量程缺乏，所以电压表选择C.(2)在题图所示电路中，电流表内阻为300，电压表内阻为100k，由串、并联电路规律得，电流表的分压作用小于电压表的分流作用，故电流表应采用内接的方法，实物连线如下列图：(3)实验前，分压电路的电压应该是0，故滑动变阻器的滑动触头P应置于b端(4)实验中无论如何调节滑动变阻器的滑片，电压表和电流表示数均不能取到较小值，是由于滑动变阻器接成限流式，因此是导线没有连接好四、计算题15.(2022云南昆明市5月模拟)2022年10月23日，港珠澳大桥
5、开通，这是建筑史上里程最长、投资最多、施工难度最大的跨海大桥如图3所示的水平路段由一段半径为48m的圆弧形弯道和直道组成现有一总质量为2.0103kg、额定功率为90kW的测试汽车通过该路段，汽车可视为质点，取重力加速度g10m/s2.图3(1)假设汽车通过弯道时做匀速圆周运动，路面对轮胎的径向最大静摩擦力是车重的1.2倍，求该汽车平安通过此弯道的最大速度；(2)假设汽车在t0时刻由静止开始沿直道做加速度大小为3m/s2的匀加速运动，在该路段行驶时受到的阻力为车重的0.15倍，求该汽车匀加速运动的时间及3s末的瞬时功率答案(1)24m/s(2)s81kW解析(1)径向最大静摩擦力提供向心力，汽
6、车以vm运动Ff径向m据题意Ff径向1.2mg代入数据解得：vm24m/s(2)汽车在匀加速运动过程中：FFfma当功率到达额定功率时，P额Fv1，v1at1代入数据解得：t1s，t3st1，故03s内汽车一直在做匀加速运动，有：vat，PFv那么3s末发动机功率为：P81kW16(2022河南省顶级名校第四次联测)如图4所示，竖直平面xOy，其x轴水平，在整个平面内存在沿x轴正方向的匀强电场E，在第三象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B0.2T现有一比荷为25C/kg的带电微粒，从第三象限内某点以速度v0向坐标原点O做直线运动，v0与x轴之间的夹角为45，取重力加速度g10 m
7、/s2.求：图4(1)微粒的电性及速度v0的大小；(2)带电微粒在第一象限内运动时所到达的最高点的坐标答案(1)正电2m/s(2)(0.6m,0.2m)解析(1)带电微粒在第三象限内做直线运动，受到重力、电场力和洛伦兹力三个力的作用，并且合力为零，即微粒做匀速直线运动，所以微粒受到的洛伦兹力垂直于速度方向斜向左上方，由左手定那么可判断微粒带正电；对带电微粒受力分析，如下列图，根据平衡条件可得：Bqv0mg解得：v02m/s；(2)带电微粒进入第一象限后做曲线运动，设最高点为M，从O到M所用的时间为t，那么将微粒从O到M的运动分解为沿x轴方向上的匀加速直线运动和沿y轴方向上的匀减速直线运动y轴方
8、向上：0v0sin45gtytx轴方向上：qEmgtan45maxxv0cos45taxt2解得x0.6m，y0.2m.即带电微粒在第一象限内运动时所到达的最高点的坐标为(0.6m,0.2m)17.(2022广西钦州市4月综测)如图5，为某碰撞模拟实验简图在水平地面上固定倾角为的足够长的光滑斜面，中间带孔的槽固定在斜面上一轻直杆平行于斜面，一端与轻弹簧相连，另一端穿在槽中，直杆与槽间的最大静摩擦力为Ff2mgsin.现将直杆用销钉固定一质量为m的滑块从距离弹簧上端L处由静止释放，其下滑过程中的最大速度vm.弹簧的劲度系数k，弹簧的弹性势能与其形变量的平方成正比滑动摩擦力可认为等于最大静摩擦力，
9、弹簧始终在弹性限度内且不会碰到槽当地重力加速度为g.图5(1)求滑块下滑速度为vm时弹簧的弹性势能Ep；(2)假设取下销钉，使滑块仍从原位置由静止释放，求直杆下滑的最大距离s；并分析说明滑块此后是否能与弹簧别离，假设能，请求出滑块与弹簧别离时的速度大小v；假设不能，请说明理由(3)假设取下销钉，使滑块从距离弹簧上端2L处由静止释放，请分析说明滑块此后是否能与弹簧别离，假设能，请求出滑块与弹簧别离时的速度大小v；假设不能，请说明理由答案(1)mgLsin(2)滑块不能与弹簧别离(3)仍然不能别离，理由见解析解析(1)设滑块到达最大速度vm时弹簧形变量为x，那么有：mgsinkx解得xL此过程系统
10、机械能守恒，有mg(Lx)sinmvEp代入相关数据可得EpmgLsin；(2)当弹力大小等于Ff时直杆开始滑动，设此时弹簧形变量为x，那么有2mgsinkx可得x2L依题意有Ep4Ep设此时滑块速度为v1，那么根据机械能守恒定律有：mg(Lx)sinmvEp之后滑块与直杆将一起做匀减速运动，直至速度减为零根据动能定理有：mgssinFfs0mv联立以上各式可得sL此后直杆保持静止假设滑块能与弹簧别离，即滑块还需向上运动2L的距离根据机械能守恒定律有：Ep2mgLsinmv2联立可得v0可见，此后滑块将继续下滑，来回做往复运动综上，滑块此后不能与弹簧别离(3)假设滑块从距离弹簧2L处由静止释放，根据(2)中的分析可知，直杆下滑的距离将增加，但Ep保持不变，因而滑块仍然不能与弹簧别离