2013高考物理一轮总复习：第二章实验三知能优化演练

1．下列各组物理量哪些能决定气体的压强()A．分子的平均动能和分子种类B．分子密集程度和分子的平均动能C．分子总数和分子的平均动能D．分子密集程度和分子种类解析：选B.气体的压强是由大量分子碰撞器壁而引起的，气体分子的密集程度越大(即单位体积内分子数越多)，在单位时间内撞击器壁单位面积的分子就越多，则气体的压强越大．另外气体分子的平均动能越大，分子撞击器壁时对器壁产生的作用力越大，气体的压强就越大．故决定气体压强的因素是分子密集程度和分子的平均动能，故B项正确．2．(2011年大庆高二检测)对一定质量的气体，通过一定的方法得到了某一速率的分子数目N与速率v的两条关系图线，如图2－2－6所示，下列说法正确的是()图2－2－6A．曲线Ⅰ对应的温度T1高于曲线Ⅱ对应的温度T2B．曲线Ⅰ对应的温度T1可能等于曲线Ⅱ对应的温度T2C．曲线Ⅰ对应的温度T1低于曲线Ⅱ对应的温度T2D．无法判断两曲线对应的温度关系解析：选C.温度越高，分子的平均速率越大，从图中可以看出Ⅱ的平均速率大，故Ⅱ的温度高，C项正确．3．(2011年广州高二检测)关于分子热运动的动能，下列说法正确的是()A．物体的温度升高，物体内每个分子的动能一定增大B．同一物体的温度升高，该物体内所有分子的平均速率一定增大C．物体的温度降低，物体内所有分子的平均动能一定减小D．1克100 ℃的水吸热变成1克100 ℃的水蒸气，分子热运动的平均动能增大解析：选BC.物体的温度升高，物体内分子无规则运动加剧，分子热运动的平均速率增大，但并不一定每个分子的速率都是增大的，不同时刻同一分子热运动的速率也在变化．由于温度标志着分子热运动的平均动能，所以温度降低，分子热运动的平均动能一定减小.100 ℃的水吸热变成100 ℃的水蒸气，尽管水吸热了，但由于温度未变，所以其分子热运动的平均速率、平均动能也不变．水吸热由液态变为气态，应是分子势能增大了，内能也增大了．4．(2011年南京高二检测)甲、乙两分子相距较远(此时它们之间的分子力可以忽略)，设甲固定不动，在乙逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中，关于分子势能的变化情况，下列说法正确的是()A．分子势能不断增大B．分子势能不断减小C．分子势能先增大后减小D．分子势能先减小后增大解析：选D.从分子间的作用力与分子间的距离的关系知道：当分子间距离大于r0时，分子间的作用力表现为引力；当分子间距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力；当分子间距离大于10r0时，分子间的作用力十分小，可以忽略．所以，当乙从较远处向甲靠近的过程中，分子力先是对乙做正功，由做功与分子势能变化的关系知道，若分子力做正功，则分子势能减小；后是分子力对乙做负功或者乙克服分子力做功，由做功与分子势能变化的关系知道，若分子力做负功，分子势能增加．因此当乙向甲靠近直到不能靠近的过程中，分子势能是先减小后增大．5．(2011年大同高二检测)(1)1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气相比较，下述说法是否正确？①分子的平均动能和分子的总动能都相同．②它们的内能相同．(2)液体汽化时吸收的热量转化为哪种能量？解析：(1)①正确.1 g水与1 g水蒸气的分子数一样多，两者的温度都是100 ℃，因温度是分子平均动能的标志，故两者的分子的平均动能和分子的总动能都相同．②不正确．水变为水蒸气时要吸收热量，吸收的热量转化为水蒸气的内能，因此1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气内能相同是不正确的．(2)液体汽化时都要吸收一定的热量，吸收的热量并没有增大物体的平均动能，而是使分子势能增大，从而使物体的内能增大．答案：见解析一、选择题1．关于温度，下列说法正确的是()A．温度越高，分子动能越大B．物体运动速度越大，分子总动能越大，因而物体温度也越高C．一个分子运动的速率越大，该分子的温度越高D．温度是大量分子无规则热运动的平均动能的标志解析：选D.温度升高，分子的平均动能变大，而不是每个分子的动能都变大，故A错．物体宏观运动的速度对应的是机械能(动能)，与分子无规则热运动的平均动能无关，与物体的温度无关，B错；温度是对大量分子集体(物体)而言的，是统计、平均的概念，对单个分子无意义，C错．2．(2011年合肥高二检测)有两瓶质量和温度都相等的氢气和氧气，则()A．两瓶中每个分子运动的动能都相等B．两瓶中分子运动的总动能相等C氢气分子的总动能大于氧气分子的总动能D．氢气分子的总动能小于氧气分子的总动能解析：选C.温度相同分子平均动能相等，但分子的总动能还与分子数目有关，氢气分子数多，故氢气的分子总动能大；当温度相同时，每个分子动能未必相等．3．(2011年济南高二检测)教室内的气温会受到室外气温的影响，如果教室内上午10时的温度为15 ℃，下午2时的温度为25 ℃，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的()A．空气分子密集程度增大B．空气分子的平均动能增大C．空气分子的速率都增大D．空气质量增大解析：选B.温度升高，气体分子的平均动能增大，平均每个分子对器壁的冲力将变大，但气压并未改变，可见单位体积内的分子数一定减小，故A、D项错误，B项正确；温度升高，并不是所有空气分子的速度都增大，C项错误．4．对于气体分子的运动，下列说法正确的是()A．一定温度下某理想气体的分子的碰撞虽然十分频繁但同一时刻，每个分子的速率都相等B．一定温度下某理想气体的分子速率一般不等，但速率很大和速率很小的分子数目相对较少C．一定温度下某理想气体的分子做杂乱无章的运动可能会出现某一时刻所有分子都朝同一方向运动的情况D．一定温度下某理想气体，当温度升高时，其中某10个分子的平均动能可能减少解析：选BD.一定温度下某理想气体分子碰撞十分频繁，单个分子运动杂乱无章，速率不等，但大量分子的运动遵守统计规律，速率大和速率小的分子数目相对较少，向各个方向运动的分子数目相等，A、C错，B对；温度升高时，大量分子平均动能增大，但对个别或少量(如10个)分子的动能有可能减少，D对．5．下列说法中正确的是()A．一定质量的气体被压缩时，气体压强不一定增大B．一定质量的气体温度不变压强增大时，其体积也增大C．气体压强是由气体分子间的斥力产生的D．在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强解析：选A.根据改变压强的途径知：一定质量的气体被压缩时，其单位体积内的分子数增加，而气体分子的平均动能可能增加、可能减小、也可能不变，故气体压强不一定增大，即A选项正确；同理一定质量的气体温度不变压强增大时，必使单位体积内的分子数增多，即其体积必减小，故B选项错误；又气体的压强是气体分子与器壁碰撞产生的，与分子间的斥力和分子是否处于失重状态无关，即C、D选项错误．6．A、B两容器中装有相同质量的氦气，已知A中氦气的温度高于B中氦气的温度，但压强低于B中氦气的压强，下列说法中错误的是()A．A中氦气分子的平均动能一定比B中氦气分子的平均动能大B．A中每个氦气分子的动能一定比B中每个氦气分子的动能大C．A中动能大的氦气分子数一定大于B中动能大的氦气分子数D．A中氦气分子的热运动一定比B中氦气分子的热运动剧烈解析：选B.由于A中氦气的温度高于B中氦气的温度，则A中氦气分子的平均动能一定比B中氦气分子的平均动能大，但并不是每个分子的动能都大，A说法正确，B说法错误；从统计规律看，温度越高，动能大的分子数越多，C说法正确；温度越高表明分子的热运动越剧烈，D说法正确．7．如图2－2－7所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能E p与两分子间距离的关系如图中曲线所示．图中分子势能的最小值为－E0.若两分子所具有的总能量为零，则下列说法中正确的是()图2－2－7A．乙分子在P点(x＝x2)时，加速度最大B．乙分子在P点(x＝x2)时，其动能为E0C．乙分子在Q点(x＝x1)时，处于平衡状态D．乙分子的运动范围为x≥x1解析：选BD.分子处于r0位置时所受分子合力为零，加速度为零，此时分子势能最小，分子的动能最大，总能量保持不变．由图可知x2位置即是r0位置，此时加速度为零，A错；x＝x2位置，势能为－E0，因总能量为零则动能为E0，B项正确；在Q点，E p＝0，但分子力不为零，分子并非处于平衡状态，C项错；在乙分子沿x轴向甲分子靠近的过程中，分子势能先减小后增大，分子动能先增大后减小，即分子的速度先增大后减小，到Q点分子的速度刚好减为零，此时由于分子斥力作用，乙分子再远离甲分子返回，即乙分子运动的范围为x≥x1，D项正确．8．下列说法中正确的是()A．温度相同时，不同物质的分子平均动能相同B．温度相同时，不同物质的分子平均速率相同C．温度相同时，只有同种物质的分子平均动能才相同D．温度升高时，物体每一个分子的动能都一定增大答案：A9．关于物体的内能和机械能，下列说法正确的是()A．分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能B．物体的分子势能由物体的温度和体积决定C．物体的速度增大时，物体的内能增大D．物体的动能减小时，物体的温度可能升高解析：选D.分子具有热运动的动能，同时由于分子间存在着相互作用力而具有分子势能，所有分子的这两种能量的总和，组成物体的内能．内能是物体具有的宏观物理量，而对单个分子来说，不存在分子内能的概念．分子势能与温度无关，由分子力做功决定，与分子间距有关，所以宏观上表现为与体积有关．物体的速度增大时，物体的动能增大，这里的动能是宏观物体的机械能中的动能，而不是分子的动能．10．(2011年湛江调研)对于物体的“热胀冷缩”现象，下列说法中正确的是()A．物体受热后温度升高，分子的平均动能增大；降低温度后，分子的平均动能减小，分子势能没有变化B．受热后物体膨胀，体积增大，分子势能增大，收缩后，体积减小，分子势能减小，分子的平均动能不会改变C．受热膨胀，温度升高，分子平均动能增大；体积增大，分子势能也增大，遇冷收缩，温度降低，分子平均动能减小；体积减小，分子势能也减小D．受热膨胀，分子平均动能增大，分子势能也增大；遇冷收缩，分子平均动能减小，但分子势能增大解析：选C.物体受热后，温度升高，体积增大，分子的平均动能和分子势能都增大；遇冷后温度降低，体积减小，分子平均动能和分子势能都减小．二、非选择题11．从宏观上看，一定质量的气体体积不变温度升高或温度不变体积减小都会使压强增大，从微观上看，这两种情况有没有什么区别？解析：因为一定质量的气体的压强是由单位体积内的分子数和气体的温度决定的．体积不变时，虽然分子的密集程度不变，但气体温度升高，气体分子运动加剧，分子的平均速率增大．分子撞击器壁的作用力增大，故压强增大．气体体积减小时，虽然分子的平均速率不变，分子对容器的撞击力不变，但单位体积内的分子数增多，单位时间内撞击器壁的分子数增多，故压强增大，所以这两种情况在微观上是有区别的．答案：见解析12．重1000 kg的气锤从2.5 m高处落下，打在质量为200 kg的铁块上，要使铁块的温度升高40 ℃，气锤至少应落下多少次？设气锤撞击铁块时60%的机械能损失用来升高铁块的温度[取g＝10 m/s2，铁的比热容c＝0.462×103 J/(kg·℃)]．解析：气锤从2.5 m高处下落到铁块上损失的机械能：ΔE＝mgh＝1000×10×2.5 J＝2.5×104 J.气锤撞击铁块后用来升高铁块温度的能量为：Wη＝ΔE×60%＝1.5×104 J.使铁块温度升高40 ℃所需的热量Q＝cmΔt＝0.462×103×200×40 J＝3.696×106 J.设气锤应下落n次，才能使铁块温度升高40 ℃，则由能的转化和守恒定律得n·Wη＝Q.所以n＝QWη＝3.696×1061.5×104＝247.答案：247。

1．一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图2－4－9所示．下列表述正确的是() A．a的原长比b的长图2－4－9B．a的劲度系数比b的大C．a的劲度系数比b的小D．测得的弹力与弹簧的长度成正比解析：选B.图象中的斜率表示劲度系数，可知a的劲度系数比b的大，B正确．与l 的截距表示原长，则a的原长比b的短，A错．2．某同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0作为弹簧的伸长长度x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是图2－4－10中所示图象的()图2－4－10解析：选C.由于考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x≠0，所以选项C正确．3．下列关于弹力与弹簧伸长关系的实验的说法正确的是()A．实验中弹力F的具体数值必须计算出来B．如果没有测出弹簧原长，用弹簧长度L代替伸长量x，F L图线也是过原点的一条直线C．利用F x图线可求出k值D．实验时要把所有点连到直线上，才能探索得到真实规律解析：选 C.弹簧的弹力等于钩码的重力，用质量代替钩码重力也可得出弹簧的弹力与伸长之间的关系，所以A选项错．F x图线过原点，F L图线一定不过原点，B选项错．画图线时，让大多数点在直线上，少数点均匀分布在图线两侧，D选项错．由胡克定律F＝kx 知，F x图线的斜率表示k，选项C正确．图2－4－114．(2010·高考福建卷)某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系．实验时，将原长约200 mm的橡皮筋上端固定，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码(质量均为20 g)，每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量；当挂上10只钩码后，再逐一把钩码取下，每取下一只钩码，也记下对应的橡皮筋伸长量．根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量Δl与拉力F关系的图象如图2－4－11所示．从图象中可以得出________．(填选项前的字母)A．增挂钩码时Δl与F成正比，而减挂钩码时Δl与F不成正比B．当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大C．当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等D．增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度解析：若橡皮筋一直在弹性限度内，虚线和实线应重合．由于图中虚线和实线并不重合，说明增挂钩码时所挂钩码过多，导致橡皮筋超出了弹性限度，只有选项D正确．答案：D5．(2011·高考安徽卷)为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码．实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图2－4－12上标出．(g＝9.8 m/s2)图2－4－12(1)作出m-l的关系图线；(2)弹簧的劲度系数为________ N/m.答案：(1)如图所示(2)0.248～0.2626．在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，根据实验数据在图2－4－13上画出了a、b、c、d四个坐标点．图2－4－13(1)根据a、b、c、d四个坐标点，画出ΔL F图线；(2)由图线，若弹簧原长50 cm，要使弹簧伸长到75 cm(弹簧仍在弹性限度内)，需要多大的拉力？________.解析：(1)ΔL F图线如图所示．首先要判断四个坐标点是否基本在同一直线上，若不在同一直线上，应检查实验过程中是否有错误，若基本在同一直线上，画ΔL F图线时，使它们均匀分布在直线两侧，这样可以减小偶然误差．(2)本题中k ＝F ΔL ＝60020N/cm ＝30 N/cm ，根据F ＝k ΔL ，得拉力F ＝30×(75－50) N ＝750 N.答案：(1)见解析 (2)750 N7．为了探究弹簧弹力F 和弹簧伸长量x 的关系，某同学选了A 、B 两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图2－4－14所示的图象，从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线的原因是________．B 弹簧的劲度系数为________．若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧________(填A 或B )．图2－4－14解析：在弹簧的弹性限度以内，弹力与形变量是成正比的，图象上端出现弯曲是因为拉力过大，超过了弹簧的弹性限度．由胡克定律得x ＝F k，则图线斜率的倒数等于弹簧的劲度系数k＝8 N 8 cm＝100 N/m.精确度高意味着相同拉力下形变量大，相同刻度下最小分度值小，故应选用劲度系数小的弹簧A .答案：拉力过大，超过了弹簧的弹性限度 100 N/m A8．(2012·陕西汉中模拟)用纳米技术处理过的材料叫纳米材料，其性质与处理前相比会发生很多变化．如机械性能会成倍地增加，对光的反射能力会变得很低，熔点会大大地降低，甚至有特殊的磁性质．现有一纳米合金丝，欲测出其伸长量x 与所受到的拉力F 、长度L 、截面直径D 的关系．(1)测量上述物理量需要的主要器材是：________________、______________、______________等．(2)若实验中测量的数据如下表，根据这些数据请写出x 与F 、L 、D 间的关系式：________.((3)只需写出一种)．(4)若有一根合金丝的长度为20 cm ，截面直径为0.200 mm ，使用中要求其伸长量不能超过原长的百分之一，那么这根合金丝能承受的最大拉力为________N.解析：(2)由题目所给的数据分析可知：当力、直径一定时，伸长量与长度成正比，当力、长度一定时，伸长量与直径成反比，当长度、直径一定时，伸长量与力成正比，有：x ＝kFL /D (取一组数据验证，式中的系数不为零)答案：(1)弹簧测力计 刻度尺 螺旋测微器(2)x＝kFL D(3)控制变量法(4)62.5。

1．关于验证牛顿运动定律的实验，下列说法中符合实际的是()A．通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系B．通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系C．通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系D．先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系解析：选 D.牛顿运动定律的验证是控制变量思想的应用，因此首先要分清变量、不变量，故选项D符合实际．2.图3－4－8如图3－4－8所示为“验证牛顿运动定律”时甲、乙两同学根据实验数据画出的a F 图象，直线Ⅰ为甲同学画出的，直线Ⅱ为乙同学画出的．直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大，明显超出了误差范围，下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的是()A．实验前甲同学没有平衡摩擦力B．甲同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过低了C．实验前乙同学没有平衡摩擦力D．乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了解析：选C.直线Ⅰ在纵轴上有较大的截距，说明在绳对小车的拉力F＝0(还没有挂重物)时，小车就有了沿长木板向下的加速度，说明平衡摩擦力时长木板倾角过大．直线Ⅱ在横轴上有较大的截距，说明乙同学在实验前没有平衡摩擦力，因此在绳对小车有了较大的拉力F 以后，小车的加速度仍然为零．故选项C正确．3．(2011·高考浙江卷)在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供了小车、一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线．为了完成实验，还须从下图中选取实验器材，其名称是__①__(漏选或全选得零分)；并分别写出所选器材的作用__②__.图3－4－9解析：电磁打点计时器用来打点计时，以便测定加速度，要配备4 V～6 V学生电源(交流电源)为其供电，通过改变砝码个数来改变拉力大小．钩码放在小车上来调节小车质量．也可用电火花打点计时器来代替学生电源和电磁打点计时器，因为电火花打点计时器使用220 V交流电，不使用学生电源．答案：①学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码(或电火花打点计时器、钩码、砝码)②学生电源为电磁打点计时器提供交流电源；电磁打点计时器(电火花打点计时器)记录小车的位置和时间；钩码用以改变小车的质量；砝码用以改变小车受到拉力的大小，还可以用于测量小车的质量．4．(2012·漳州一中检测)(1)在探究影响加速度的因素的实验中，作出了如图3－4－10所示的甲、乙两图象，图甲中三线表示实验中____________不同．图乙中图线不过原点的原因是____________________________．图3－4－10(2)某同学测定匀变速直线运动的加速度时，得到了在不同拉力下的A、B、C、D、…等几条较为理想的纸带，并在纸带上每5个点取一个计数点，即相邻两计数点间的时间间隔为0.1 s，将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5…，如图3－4－11所示甲、乙、丙三段纸带，分别是从三条不同纸带上撕下的．图3－4－11①在甲、乙、丙三段纸带中，属于纸带A的是___________；②打A纸带时，物体的加速度大小是________________．答案：(1)质量；平衡摩擦力过度(2)①乙②3.1 m/s25．(2012·泉州联考)有位同学设计了一个实验，用来验证在外力作用下物体做加速运动时，动能的改变量等于合外力所做的功．如图3－4－12，他使用的实验仪器有电磁打点计时器、学生电源、长方形木块、纸带、天平(图中未画出)、带定滑轮的木板(长约1米)、细线、砝码盘、砝码等．图3－4－12该同学操作如下．①用天平测出木块的质量m.把器材按上图安装好．纸带固定在木块中间的方孔内.②把木块放在打点计时器附近，用手按住，往砝码盘中加砝码，再放开木块，让它做加速运动．然后接通打点计时器电源，让它工作．当木块到达定滑轮处时，断开电源．③取下纸带，并在纸带上做了如图3－4－13的标记，然后进行数据处理．图3－4－13请回答下列问题．(1)该同学操作过程中有一处明显的不当之处，请更正：___________________________.(2)利用测得的木块质量m 、交流电源的周期T 、纸带上标示的位移s A ，s B ，s AB .①请你写出木块在加速阶段所受合外力的表达式：_______________________________________；②请写出验证动能定理的方法：__________________________________________________________________________________________________.(3)在上述试验中，如果对该同学选择的仪器和做法做一些更改，则可以直接将砝码及砝码盘的重力，作为研究对象所受到的合外力．为达到这个目的，你认为应该怎样做？_______________________________.答案：(1)应先接通电源，待打点计时器稳定工作后，再放开木块(2)由F 合＝ma ＝m s B －s A 32T 2；由F 合×s AB ＝12m v 2B －12v 2A 可知，只要验证在误差允许范围内s AB ＝(s B ＋s A )是否成立即可(3)将木块换成带轮小车以减少摩擦；垫起木板一端利用小车的下滑力平衡摩擦力；保证砝码及砝码盘的总质量远小于小车的质量6．(2012·福州模拟)某实验小组设计了如图3－4－14甲所示的实验装置，通过改变重物的质量来探究滑块运动的加速度a 和所受拉力F 的关系．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a F 图线，如图乙所示．图3－4－14(1)图线①是轨道处于________(填“水平”或“倾斜”)情况下得到的实验结果；(2)图线①②的倾斜程度(斜率)一样，说明了什么问题？________(填选项前的字母)A ．滑块和位移传感器发射部分的总质量在两种情况下是一样的B ．滑块和位移传感器发射部分的总质量在两种情况下是不一样的C ．滑块和位移传感器发射部分的总质量在两种情况下是否一样不能确定解析：(1)由图乙可知，对于图线①，当拉力F ＝0时，加速度并不为零，故轨道应处于倾斜状态；(2)设滑块和位移传感器的总质量为M ，在倾斜轨道上，由牛顿第二定律F ＋Mg sin θ－f＝Ma 得，a ＝1M F ＋(g sin θ－f M )；在水平轨道上，由牛顿第二定律F －f ′＝Ma 得，a ＝1MF －f ′M ；图线①②的斜率均为1M，故选项A 正确． 答案：(1)倾斜 (2)A7．(2010·高考江苏卷)为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图3－4－15所示)．实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力．图3－4－15(1)往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车________(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点．(2)图3－4－16(3)通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大．你是否同意他的观点？请根据v t 图象简要阐述理由．解析：(1)实验时，应先接通打点计时器，待打点计时器正常工作后再释放小车．(2)见答案．(3)见答案．答案：(1)之前(2)见下图(3)同意．在v t 图象中，速度越大时，加速度越小，小木块受到的合力越小，则小车受空气阻力越大．8．(2012·福州一中检测)用水平力拉动物体在水平面上做加速直线运动．当改变拉力的大小时，物体运动的加速度也随之变化，a 和F 的关系如图3－4－17所示．g 取10 m/s 2.(1)根据图线所给的信息，求物体的质量及物体与水平面间的动摩擦因数；(2)若改用质量是原来2倍的同种材料的物体，请在图3－4－17的坐标系上画出这种情况下的a -F 图线．(要求写出作图的根据)图3－4－17解析：(1)根据牛顿第二定律：F －μmg ＝ma ，所以a ＝1m－μg可见a －F 图象为一条直线，直线的斜率k ＝1m＝2.0 kg －1，纵轴截距为－μg ＝－2.0 m/s 2， 解得：物体的质量m ＝0.50 kg ，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.20.(也可以用横轴截距求动摩擦因数：当F ＝1.0 N 时，物体的加速度为零，物体所受阻力f ＝F ＝1.0 N ，由f ＝μmg解得物体与水平面间的动摩擦因数μ＝f mg ＝0.20.用其他方法结果正确也可) (2)当物体质量加倍时，物体的加速度a ＝12m F －μg 直线斜率k ′＝12m＝1.0 kg －1，纵轴的截距不变，作出如图所示的图线．答案：(1)0.50 kg 0.20 (2)图见解析。

知能演练强化闯关1．下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中，正确的是( ) A ．重物质量的称量不准会造成较大误差 B ．重物质量选用得大些，有利于减小误差 C ．重物质量选用得较小些，有利于减小误差 D ．纸带下落和打点不同步会造成较大误差解析：选BD.从需要验证的关系式gh n ＝v 2n2看，与质量无关，A 错误．当重物质量大一些时，空气阻力可以忽略，B 正确，C 错误．纸带先下落而后打点．此时，纸带上最初两点的点迹间隔较正常时略大，用此纸带进行数据处理，其结果是重物在打第一个点时就有了初动能，因此重物动能的增加量比重物重力势能的减少量大，D 正确．2．关于“验证机械能守恒定律”的实验中，以下说法正确的是( )A ．实验中摩擦是不可避免的，因此纸带越短越好，因为纸带越短，克服摩擦力做的功就越小，误差就越小B ．称出重锤的质量，是不可缺少的步骤C ．纸带上第1、2两点间距若不接近2 mm ，无论怎样处理实验数据，实验误差一定较大D ．处理打完点的纸带时，可以直接利用打点计时器打出的实际点迹，而不必采用“计数点”的方法解析：选D.A 选项中，没有考虑纸带过短，长度测量的相对误差增大，故A 错误；由12mv2＝mgh 知，只需验证12v 2＝gh 即可，不必测重锤质量，故B 错；对C 项中的纸带，可选点迹清晰的距离合适的任两点(M 、N )，通过计算ΔE k ＝12mv 2N －12mv 2M 与mgh MN 比较，实验误差不一定大，故C 错；由于自由落体加速度较大，因此除去第1、2两点距离可能很小，其他相邻两点间的距离均大于或远大于 2 mm ，用毫米刻度尺测量完全可以，不必采用“计数点”法，故D 正确． 3．(2010·高考四川卷)有4条用打点计时器(所用交流电频率为50 Hz)打出的纸带A 、B 、C 、D ，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的．为找出该纸带，某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为s 1、s 2、s 3.请你根据下列s 1、s 2、s 3的测量结果确定该纸带为(已知当地的重力加速度为 9.791 m/s 2)( )A ．61.0 mm 65.8 mm 70.7 mmB ．41.2 mm 45.1 mm 53.0 mmC ．49.6 mm 53.5 mm 57.3 mmD ．60.5 mm 61.0 mm 60.6 mm解析：选C.验证机械能守恒采用重锤的自由落体运动实现，所以相邻的0.02 s 内的位移增加量为Δs ＝gT 2＝9.791×0.02 2≈3.9 (mm)，只有C 符合要求，故选C.4．(2010·高考安徽卷)利用图5－6－6所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v 和下落高度h .某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案：图5－6－6a．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t通过v＝gt计算出瞬时速度v. b．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v＝2gh计算出瞬时速度v.c．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过h＝v22g计算出高度h.d．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v.以上方案中只有一种正确，正确的是________．(填入相应的字母)解析：在验证机械能守恒定律的实验中不能将物体下落的加速度看做g，只能把它当做未知的定值，所以正确方案只有d项．答案：d5. (2010·高考课标全国卷)图5－6－7为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平．回答下列问题：图5－6－7(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有________．(填入正确选项前的字母) A．米尺B．秒表C ．0～12 V 的直流电源D ．0～12 V 的交流电源 (2)实验中误差产生的原因有________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(写出两个原因)解析：(1)打点计时器需要交流电源，测量高度h 和纸带上计数点之间的距离需要米尺．所以选A 、D.(2)此实验主要误差来源有两方面：①摩擦阻力；②测量误差． 答案：(1)AD(2)纸带和打点计时器之间有摩擦；用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差．6．(2012·佛山质检)(1)在“验证机械能守恒定律”实验中，打出的纸带如图5－6－8所示．设重锤质量为m 、交流电周期为T ，则打点4时重锤的动能可以表示为__________．图5－6－8(2)为了求起点0到点4重锤的重力势能变化量，需要知道重力加速度g 的值，这个g 值应该是__________(填选项的序号即可)． A ．取当地的实际g 值B ．根据打出的纸带，用Δs ＝gT 2求出C ．近似取10 m/s 2即可 D ．以上说法均错误解析：(1)打点4的速度v 4＝h 5－h 32T ，因此动能E k ＝12mv 24＝12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫h 5－h 32T 2.(2)在“验证机械能守恒定律”实验中要求起点0到点4重锤的重力势能变化量，不能用机械能守恒来计算g 值，应取当地的实际g 值．答案：(1)18m ⎝ ⎛⎭⎪⎫h 5－h 3T 2或12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫h 5－h 32T 2(2)A7．(2012·珠海模拟)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m ＝1.00 kg 的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图5－6－9所示．O 为第一个点，A 、B 、C 为从合适位置开始选取连续点中的三个点．已知打点计时器每隔0.02 s 打一个点，当地的重力加速度为g ＝9.80 m/s 2，那么：图5－6－9(1)根据图上所得的数据，应取图中O 点到__________点来验证机械能守恒定律；(2)从O 点到(1)问中所取的点，重物重力势能的减少量ΔE p ＝__________ J ，动能增加量ΔE k ＝__________J(结果取三位有效数字)；(3)若测出纸带上所有各点到O 点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v 及物体下落的高度h ，则以v 22为纵轴，以h 为横轴画出的图象是下图中的__________．图5－6－10解析：(1)由图中所给数据，只能计算出B 点的瞬时速度，故选OB 做研究．(2)v B ＝Δx AC Δt AC ＝23.23－15.552×0.02×10－2m/s ＝1.92 m/sΔE k ＝12mv 2B ＝12×1.00×1.922J ＝1.84 JΔE p ＝mg OB ＝1.00×9.80×19.20×10－2J ＝1.88 J.(3)由mgh ＝12mv 2得：v22∝h ，故A 对．答案：(1)B (2)1.88 1.84 (3)A8．(2012·徐州调研)用如图5－6－11实验装置验证m 1、m 2组成的系统机械能守恒．m 2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．如图5－6－12给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示．已知m1＝50 g、m2＝150 g，则(g取10 m/s2，结果保留两位有效数字)图5－6－11图5－6－12(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图5－6－11所示的装置安装器件；B．将打点计时器接到直流电源上；C．先释放m2，再接通电源打出一条纸带；D．测量纸带上某些点间的距离；E．根据测量的结果，分别计算系统减少的重力势能和增加的动能其中操作不当的步骤是__________(填选项对应的字母)．(2)在纸带上打下计数点5时的速度v＝__________m/s；(3)在打点0～5过程中系统动能的增量ΔE k＝__________J，系统势能的减少量ΔE p＝____________J，由此得出的结论是__________；(4)若某同学作出12v2－h图象如图5－6－13所示，写出计算当地重力加速度g的表达式____________，并计算出当地的实际重力加速度g＝ __________m/s2.图5－6－13解析：(1)应将打点计时器接到交流电源上，B 错误；应先接通电源，再释放m 2，C 错误．(2)在纸带上打下计数点5时的速度v ＝21.60＋26.402×0.1×10－2m/s ＝2.4 m/s.(3)ΔE k ＝12(m 1＋m 2)v 2＝0.58 J ，系统势能的减少量ΔE p ＝(m 2－m 1)gh ＝0.60 J ，因此可得出在误差允许的范围内，m 1、m 2组成的系统机械能守恒．(4)因12(m 1＋m 2)v 2＝(m 2－m 1)gh 整理得：g ＝m 1＋m 22h m 2－m 1v 2，整理也可得到12v 2＝m 2－m 1g m 1＋m 2h ，所以12v 2－h 图象的斜率表示m 2－m 1g m 1＋m 2＝12g ，即g 2＝5.821.20m/s 2，g ＝9.7 m/s 2.答案：(1)BC (2)2.4 (3)0.58 0.60 在误差允许的范围内，m 1、m 2组成的系统机械能守恒 (4)g ＝m 1＋m 22h m 2－m 1v 2 9.7。

一、选择题1．(多选)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中关于操作步骤先后顺序，下列说法正确的是( )A ．先测量原长，后竖直悬挂B ．先竖直悬挂，后测量原长C ．先后顺序对实验结果无影响D ．先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重解析：选BD.由于弹簧自身有重力，悬挂时的长度大于水平放置时的长度，所以测量其竖直悬挂时的长度为弹簧原长．故选BD.2．(单选)下列关于“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验的说法中正确的是( )A ．实验中F 的具体数值必须计算出来B ．如果没有测出弹簧原长，用弹簧长度L 代替x ，F -L 也是过原点的一条直线C ．利用F -x 图线可求出k 值D ．实验时要把所有点连到线上，才能探索得到真实规律解析：选C.该实验研究弹簧弹力与其伸长量之间的关系，可以用一个钩码的重力作为弹力的单位，因此弹力F 的具体数值没必要计算出来，A 错误．通过实验可知F ∝x (伸长量)是过坐标原点的一直线，而用L 代替x 后则F -L 图线不过原点，B 错误．F -x 图线关系显示，F x就是劲度系数k ，C 正确．实验中的某些数据可能存在较大误差，所以作图时可以舍去，不必连到线上，D 错误．故选C.3．(单选)如图甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连，当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时，在电脑上得到了弹簧长度的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象(如图乙)．则下列判断不．正确的是( )A ．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B ．弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比C ．该弹簧的劲度系数是200 N/mD ．该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变 解析：选A.弹簧长度的增加量即形变量的增量，由F ＝kx 得ΔF ＝k Δx ，B 正确；k ＝ΔF Δx＝200 N/m ，C 正确．弹簧的劲度系数k 是由弹簧本身的因素决定的，与弹力F 的大小和弹簧形变量x 的大小无关，D 正确．故选A.二、非选择题 4.为了探究弹簧弹力F 和弹簧伸长量x 的关系，李强同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图象，从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线是因为________．这两根弹簧的劲度系数分别为：甲弹簧为______ N/m ，乙弹簧为________ N/m.若要制作一个精确度相对较高的弹簧测力计，应选弹簧________(填“甲”或“乙”)．答案：超过了弹簧的弹性限度 66.7 200 甲5．做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验步骤如下：A ．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据(x ，F )对应的点，并用平滑的曲线连接起来；B ．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度L 0；C ．将铁架台固定于桌子上(也可在横梁的另一侧挂上一定的配重)，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺；D ．依次在弹簧下端挂上2个、3个、4个……钩码，分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码；E ．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式(首先尝试写成一次函数，如果不行则考虑二次函数)；F ．解释函数表达式中常数的物理意义；G ．整理仪器．请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：________________________________________________________________________.解析：做该实验时大体按如下思路： 安装仪器→记录不同弹力下的弹簧长度→作F x 图象→分析F 与x 间的关系→整理仪器答案：CBDAEFG6.(2013·成都高一检测)某同学在做“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验时，将一轻弹簧竖直悬挂并让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力F ，测出弹簧的总长度L ，改变外力F 的大小，测出几组数据，作出外力F 与弹簧总长度L 的关系图线如图所示(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)．由图可知该弹簧的自然长度为________ cm ；该弹簧的劲度系数为________ N/m.解析：当外力F ＝0时，弹簧的长度即原长为L 0＝10 cm ，图线的斜率就是弹簧的劲度系数，即k ＝10.0－030－10×102 N/m ＝50 N/m. 答案：10 50☆7.某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，所用实验装置如图所示，所用的钩码每只质量都是30 g ．他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，并将数据填在下表中．实验中弹簧始终未超过弹性限度，取g ＝10 m/s 2.试根据这些实验数据在如图所示的坐标系中作出弹簧所受弹力大小与弹簧总长度之间的函数关系的图线．则：(2)图线与横轴的交点的物理意义是________________________________________________________________________；(3)该弹簧的劲度系数k＝________N/m；(4)图线延长后与纵轴的交点的物理意义是________________________________________________________________________．解析：描点作图，图象如图所示．(1)由图象可以得出图线的数学表达式为F＝(30L－1.8) N；(2)图线与横轴的交点表示弹簧所受弹力F＝0时弹簧的长度，即弹簧的原长；(3)图线的斜率即为弹簧的劲度系数k＝30 N/m；(4)图线延长后与纵轴的交点表示弹簧长度为5 cm时的弹力，此时弹簧被压缩了1 cm，即表示弹簧被压缩1 cm时的弹力．答案：见解析。

1．欧姆定律不．适用于下列哪种情况( ) A ．金属导电B ．半导体导电C ．电解液导电D ．气体导电解析：选BD.欧姆定律不适用于半导体、气体导电情况．2.如图是某导体的伏安特性曲线，由图可知正确的是( )A ．导体的电阻是25 ΩB ．导体的电阻是0.04 ΩC ．当导体两端的电压是10 V 时，通过导体的电流是0.4 AD ．当通过导体的电流是0.1 A 时，导体两端的电压是 2.5 V解析：选ACD.由题图可知导体的电阻R ＝U I ＝50.2Ω＝25 Ω，选项A 正确，选项B 错误；当导体两端的电压是10 V 时，电流I 1＝1025A ＝0.4 A ，选项C 正确；当通过导体的电流是0.1 A 时，导体两端的电压U 1＝0.1×25 V ＝2.5 V ，选项D 正确．故选ACD.3．(2019·无锡高二检测)某同学在研究三种导电元件的伏安特性时，他根据实验中所测得的数据，分别绘制了I -U 图线，如图甲、乙、丙所示，下列说法正确的是( )A ．图甲的元件可以作为标准电阻使用B ．图乙的电阻随电压升高而增大C ．图丙的电阻随电压升高而增大D ．只有图乙才是可能的解析：选AB.由题图可知甲元件的电阻不变，乙元件的电阻随电压U 的增大而增大，丙元件的电阻随电压U 的增大而减小，故选AB.4．已知用电器A 的电阻是用电器B 的电阻的两倍，加在A 上的电压是加在B 上电压的一半，那么通过A 和B 的电流I A 和I B 的关系是( )A ．I A ＝2IB B ．I A ＝I B 2C ．I A ＝I BD ．I A ＝I B 4解析：选D.设A 的电阻为R ，加在A 上的电压为U ，则B 的电阻为R 2，加在B 上的电压为2U ，则I A ＝U R ，I B ＝2U R /2＝4U R ，可得I A ＝14I B ，故选D. 5．某电压表的量程是0～15 V ，一导体两端电压为1.6 V 时，通过的电流为2 mA.现在给此导体通过20 mA 电流时，能否用这个电压表去测量导体两端的电压？解析：U 1＝1.6 V ，I 1＝2 mA ，所以R ＝U 1I 1＝ 1.62×10－3Ω＝800 Ω. 当导体通以电流I 2＝20 mA 时，加在导体两端的电压U 2＝I 2·R ＝20×10－3×800 V ＝16 V. 由计算可知，此时导体两端的电压超出电压表量程，所以不能用这个电压表去测量导体两端的电压．答案：不能一、选择题1．根据欧姆定律，下列判断正确的是( )A ．导体两端的电压越大，导体的电阻越大B ．加在气体两端的电压与通过的电流的比值是一个常数C ．电流经过电阻时，沿电流方向电势要降低D ．电解液短时间内导电的U -I 线是一条直线解析：选CD.导体的电阻与电压无关，A 错误；对气体，欧姆定律不成立，即U I≠常数，B 错误；由U ＝IR 知电流每经过一个电阻要产生一定的电势降落，欧姆定律适用于电解液导体，CD 正确．故选CD.2．(2019·杭州高二检测)今有甲、乙两个电阻，在相同时间内流过甲的电荷量是乙的2倍，甲、乙两端的电压之比为1∶2，则甲、乙两个电阻阻值的比值为( )A ．1∶2B ．1∶3C ．1∶4D ．1∶5解析：选C.由题意I 甲I 乙＝q 甲q 乙＝2，U 甲U 乙＝12，由欧姆定律R ＝U I ，得R 甲R 乙＝14，故选C. 3．(2019·合肥六中高二测试)若加在某导体两端的电压变为原来的35时，导体中的电流减少了0.4 A ．如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流为( )A ．0.6 AB ．0.8 AC ．1.0 AD ．2.0 A解析：选D.由欧姆定律得：R ＝U 0I 0，又知R ＝35U 0I 0－0.4，解得I 0＝1.0 A ．又因为R ＝U 0I 0＝2U 0I 2，所以I 2＝2I 0＝2.0 A ，故选D. 4．以下给出几种电学元件的电流与电压的关系图象，如图所示，下列说法中正确的是( )A ．这四个图象都是伏安特性曲线B ．这四种电学元件都是线性元件C ．①②是线性元件，③④是非线性元件D ．这四个图象中，直线的斜率都表示了元件的电阻解析：选C.伏安特性曲线是以I 为纵轴、U 为横轴的，A 错误；只有过原点的直线表示的才是线性元体，B 错误，C 正确；在U -I 图象中，过原点的直线的斜率才是导体的电阻，D 错误．故选C.5.两个电阻R 1、R 2的电流I 和电压U 的关系图线如图所示，则两个电阻的大小之比R 1∶R 2等于( )A ．1∶3B ．3∶1C ．1∶ 3D.3∶1解析：选B.题图中纵坐标表示的是电压U ，横坐标表示的是电流I ，图线的斜率等于导体的电阻，所以R 1∶R 2＝tan 60°∶tan 30°＝3∶1，故选B.6．(2019·河北保定一中高二检测)如图所示，图线1表示的导体的电阻为R 1，图线2表示的导体的电阻为R 2，则下列说法正确的是( )A ．R 1∶R 2＝1∶3B ．R 1∶R 2＝3∶1C ．将R 1与R 2串联后接于电源上，则电流比I 1∶I 2＝1∶3D ．将R 1与R 2并联后接于电源上，则电流比I 1∶I 2＝3∶1解析：选AD.I -U 图象的斜率表示电阻的倒数，由图象可得R 1∶R 2＝1∶3，A 项正确，B 项错误．R 1与R 2串联后电流相等，C 项错误．R 1与R 2并联后电压相同，由公式U ＝IR 知，电流与电阻成反比，D 项正确．故选AD.7.一个阻值为R 的电阻两端加上电压U 后，通过电阻横截面的电荷量q 随时间变化的图象如图所示，此图象的斜率可表示为( )A ．UB ．RC.U RD.1R解析：选C.q -t 图象的斜率表示流过电阻R 的电流，由此可知，通过电阻R 的电流不变，由欧姆定律知，I ＝U R，故选C. 8.(2019·新疆师大附中高二检测)小灯泡的伏安特性曲线如图中的AB 段(曲线)所示．由图可知，AB 段灯丝的电阻因温度的影响改变了( )A ．5 ΩB ．10 ΩC ．1 ΩD ．6 Ω解析：选B.由电阻的定义知：A 点的电阻为：R A ＝30.1Ω＝30 Ω B 点的电阻为：R B ＝60.15Ω＝40 Ω 从A 至B 段电阻改变为10 Ω，故选B.☆9.演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M 在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑片P ，通过电压表的示数，来反映物体位移的大小x .假设电压表是理想电压表，则下列说法正确的是( )A ．物体M 运动时，电源内的电流会发生变化B ．物体M 运动时，电压表的示数会发生变化C ．物体M 不动时，电路中没有电流D ．物体M 不动时，电压表没有示数解析：选B.电压表可以看成是理想的，就可以将电压表处看成是断路，电路中只有滑动变阻器与电源相连，滑片移动，不会影响电路中的电流大小，A 、C 错误．电压表测量的是P 、A 之间的电压，当M 带动P 滑动时，P 、A 之间的电阻改变，因电流不变，所以由U ＝IR 知电压将发生变化，B 正确．当M 不动时，P 、A 之间也存在电压，数值不变，故D 错误．故选B.二、非选择题10.如图所示为一个小灯泡的电流与它两端电压的变化关系曲线．若把三个这样的灯泡串联后，接到电压恒定的12 V 电源上，求流过小灯泡的电流为________A ，小灯泡的电阻为________Ω.解析：三个小灯泡串联后接到12 V 的电源上，每个小灯泡两端的电压均为4 V ，由小灯泡伏安特性曲线知U ＝4 V 时，I ＝0.4 A由欧姆定律知R ＝U I ＝40.4Ω＝10 Ω. 答案：0.4 1011.如图所示的电路中，R 1＝10 Ω，R 2＝30 Ω，电源的电压恒定不变，当开关S 2断开时，电流表的示数为0.6 A ．若将开关S 2闭合，求电路中的总电阻和电流表的示数各是多少？解析：开关S 2断开时，电源电压U ＝IR 1＝0.6×10 V ＝6 V 开关S 2闭合后，R 总＝R 1R 2R 1＋R 2＝7.5 Ω，I ′＝U R 总＝67.5A ＝0.8 A. 答案：7.5 Ω 0.8 A☆12.如图所示，电流表量程为0～0.6 A ，电压表量程为0～15 V ，电阻R 0＝30 Ω，电路两端电压恒为U ＝24 V ．当滑动变阻器接入电路的电阻太小时，电路中的电流会超过电流表的量程；当滑动变阻器接入电路的电阻太大时，滑动变阻器两端的电压会超过电压表的量程．求在不超过电表量程的情况下，滑动变阻器接入电路的电阻的变化范围．解析：当电压表示数为15 V 时，U 0＝U －U P ＝24 V －15 V ＝9 VI ＝I P ＝I 0＝U 0R 0＝930A ＝0.3 A<0.6 A 此时可解得R P ＝U P I P ＝150.3Ω＝50 Ω 当电流表示数为0.6 A 时，I ′＝I P ′＝I 0′＝0.6 AU 0′＝I 0′R 0＝0.6×30 V ＝18 VU P ′＝U －U 0′＝24 V －18 V ＝6 V<15 V此时可解得R ′P ＝U P ′I P ′＝60.6Ω＝10 Ω 故在不超过电表量程的情况下，滑动变阻器接入电路的阻值范围为10～50 Ω.答案：10～50 Ω。

一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．磁电式仪表的线圈通常用铝框当骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是( )A ．防止涡流而设计的B ．利用涡流而设计的C ．起电磁阻尼的作用D ．起电磁驱动的作用解析：线圈通电后，在安培力作用下发生转动，铝框随之转动，并切割磁感线产生感应电流，就是涡流，涡流阻碍线圈的转动，使线圈偏转后较快停下来．所以，这样做的目的是利用涡流来起电磁阻尼的作用．答案：BC2．穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t 变化的图象分别如图①～④所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是( )A ．图①中，回路产生的感应电动势恒定不变B ．图②中，回路产生的感应电动势一直在变大C ．图③中，回路在0～t 1时间内产生的感应电动势小于在t 1～t 2时间内产生的感应电动势D ．图④中，回路产生的感应电动势先变小再变大解析：在图①中，ΔΦΔt ＝0，感应电动势为零，故选项A 错；在图②中，ΔΦΔt 为一定值，故感应电动势不变，选项B 错；在图③中，0～t 1内的|ΔΦΔt |比t 1～t 2内的|ΔΦΔt |大，选项C 错；在图④中，图线上各点切线的斜率绝对值先变小后变大，故选项D 对．答案：D3.在匀强磁场中，有一个接有电容器的单匝导线回路，如图所示，已知C ＝30 μF ，L 1＝5 cm ，L 2＝8 cm ，磁场以5×10－2T/s 的速率增加，则( )A ．电容器上极板带正电，带电荷量为6×10－5CB ．电容器上极板带负电，带电荷量为6×10－5CC ．电容器上极板带正电，带电荷量为6×10－9CD ．电容器上极板带负电，带电荷量为6×10－9C解析：电容器两极板间的电势差U 等于感应电动势E ，由法拉第电磁感应定律，可得E ＝ΔB Δt ·L 1L 2＝2×10－4 V ，电容器的带电荷量Q ＝CU ＝CE ＝6×10－9C ，再由楞次定律可知上极板的电势高，带正电，C 项正确．答案：C4．(2011年高考广东理综)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是( )A ．感应电动势的大小与线圈的匝数无关B ．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C ．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D ．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同解析：由法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt 知，感应电动势的大小与线圈匝数有关，A 错．感应电动势正比于ΔΦΔt ，与磁通量的大小无直接关系，B 错误，C 正确．根据楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即“增反减同”，D 错误．答案：C5.如图所示，铁芯右边绕有一个线圈，线圈两端与滑动变阻器、电池组连成回路．左边的铁芯上套有一个环面积为0.02 m 2、电阻为0.1 Ω的金属环．铁芯的横截面积为0.01 m 2，且假设磁场全部集中在铁芯中，金属环与铁芯截面垂直．调节滑动变阻器的滑动头，使铁芯中的磁感应强度每秒均匀增加0.2 T ，则从上向下看( )A ．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为4.0×10－3 VB ．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为4.0×10－3 VC ．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为2.0×10－3 V D ．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为2.0×10－3 V 解析：铁芯内的磁通量情况是相同的，金属环的有效面积即铁芯的横截面积．据电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt ＝1×0.2×0.01 V ＝2×10－3V .又据楞次定律，金属环中电流方向为逆时针，即C 正确．答案：C6.(2012年广州模拟)线圈通以如图所示的随时间变化的电流，则( )A ．0～t 1时间内线圈中的自感电动势最大B ．t 1～t 2时间内线圈中的自感电动势最大C ．t 2～t 3时间内线圈中的自感电动势最大D ．t 1～t 2时间内线圈中的自感电动势为零解析：线圈中的自感电动势与通入的电流的变化率成正比，即E ∝ΔI Δt .根据图象分析：0～t 1时间内的电流变化率小于t 2～t 3时间内的电流变化率，A 错误、C 正确；t 1～t 2时间内的电流变化率为零，自感电动势为零，B 错误、D 正确．答案：CD7.如图所示，L 是自感系数很大、电阻很小的线圈，若合上或断开开关S 1和S 2时，可能发生的情况是( )A ．只闭合S 1的瞬间，L 1灯逐渐亮起来B ．再合上S 2稳定后，L 2灯是暗的C ．只断开S 1的瞬间，L 1灯立即熄灭，L 2灯亮一下再熄灭D ．只断开S 1瞬间，L 2和L 1灯过一会儿才熄灭解析：只闭合S1时，由于线圈自感作用，流过L1灯的电流将逐渐增大，L1灯逐渐亮起来，而L2灯是立即变亮；再合上S2稳定后，由于R L很小，L2灯几乎被短路，故L2灯是暗的．断开S1时，由于S2闭合，电感线圈L与L2构成回路，由于自感的作用，电流将由稳定时L中的值逐渐减小，由I L≫I L2，所以L2灯将闪亮一下再熄灭；而灯L1与电阻R串联后被S2短路，故灯L1立即熄灭．答案：ABC8．如图甲所示，水平面上的平行导轨MN、PQ上放着两根导体棒ab、cd，两棒中间用绝缘丝线系住．开始，匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示．I和F T分别表示流过导体棒中的电流和丝线的拉力．则在t0时刻()A．I＝0，F T＝0B．I＝0，F T≠0C．I≠0，F T＝0 D．I≠0，F T≠0解析：t0时刻，磁场变化，磁通量变化，故I≠0；由于B＝0，故ab、cd所受安培力均为零，丝线的拉力为零．C项正确．答案：C9.如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v0、3v0速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两次过程中()A．导体框中产生的感应电流的方向相同B．导体框中产生的焦耳热相同C．导体框ad边两端电势差相同D．通过导体框截面的电量相同解析：由楞次定律可知导体框中产生的感应电流方向相同，A正确；由电磁感应定律可得Q＝(Bl v)24R v l＝B2l3v4R，因此导体框中产生的焦耳热不同，故B错误；两种情况下电源的电动势不相同，导体框ad 边两端电势差不同，C 错误；由q ＝ΔΦ4R 知与速度无关，D 正确．答案：AD10．某学习小组设计了一种发电装置如图甲所示，图乙为其俯视图．将8块外形相同的磁铁交错放置组合成一个高h ＝0.5 m 、半径r ＝0.2 m 的圆柱体，其可绕固定轴OO ′逆时针(俯视)转动，角速度ω＝100 rad/s.设圆柱外侧附近每个磁场区域的磁感应强度大小均为B ＝0.2 T 、方向都垂直于圆柱体侧表面．紧靠圆柱外侧固定一根与其等高、电阻R 1＝0.5 Ω的细金属杆ab ，杆与轴OO ′平行．图丙中阻值R ＝1.5 Ω的电阻与理想电流表A 串联后接在杆a 、b 两端．下列说法正确的是( )A ．电流表A 的示数约为1.41 AB ．杆ab 产生的感应电动势的有效值E ＝2 VC ．电阻R 消耗的电功率为2 WD ．在圆柱体转过一周的时间内，流过电流表A 的总电荷量为零解析：圆柱体转过一周为感应电动势的4个周期，T ＝T 04＝142πω＝π200 s.金属杆上感应电动势的大小E ′＝Bl v ＝Bhrω＝2.0 V ；感应电动势的方向周期性变化，周期为π200 s ，所以有效值E ＝2.0 V ，则I＝E R 1＋R＝1.0 A ，电阻R 的电功率为P ＝I 2R ＝1.5 W ．电流在电流表中周期性变化，每个周期流过电流表A 的总电荷量为零．答案：BD二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11.(15分)如图所示，不计电阻的U 形导轨水平放置，导轨宽l ＝0.5 m ，左端连接阻值为0.4 Ω的电阻R .在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1 Ω的导体棒MN ，并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量m ＝2.4 g 的重物，图中L ＝0.8m ．开始时重物与水平地面接触并处于静止．整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B 0＝0.5 T ，并且以ΔB Δt ＝0.1T/s 的速度在增大．不计摩擦阻力，求至少经过多长时间才能将重物吊起？(g 取10 m/s 2)解析：以MN 为研究对象，有BIl ＝F T ；以重物为研究对象，有F T ＋F N ＝mg .由于B 在增大，安培力BIl 增大，绳的拉力F T 增大，地面的支持力F N 减小，当F N ＝0时，重物将被吊起．此时BIl ＝mg ①又B ＝B 0＋ΔB Δt t ＝0.5＋0.1t ②E ＝LlΔB Δt ③ I ＝E R ＋r④ 将已知数据代入以上四式联立解得t ＝1 s.答案：1 s12.(15分)如图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP 放置在水平面内．MO 间接有阻值为R ＝3 Ω的电阻．导轨相距d ＝1 m ，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B ＝0.5 T ．质量为m ＝0.1 kg ，电阻为r ＝1 Ω的导体棒CD 垂直于导轨放置，并接触良好．用平行于MN 的恒力F ＝1 N 向右拉动CD ，CD 受的摩擦阻力F f 恒为0.5 N ．求：(1)CD 运动的最大速度是多少？(2)当CD 达到最大速度后，电阻R 消耗的电功率是多少？(3)当CD 的速度为最大速度的一半时，CD 的加速度是多少？解析：(1)设CD棒的运动速度大小为v，则导体棒产生的感应电动势为：E ＝Bd v据闭合电路欧姆定律有：I＝E R＋r则安培力为：F0＝BdI据题意分析，当v最大时，有：F－F0－F f＝0 联立以上几式得：v m＝(F－F f)(R＋r)B2d2＝8 m/s.(2)棒CD速度最大时，同理有：E m＝Bd v mI m＝E m R＋r而P R m＝I2m·R联立得：P R m＝B2d2v2m R(R＋r)＝3 W.(3)当CD速度为12v m时有：E′＝Bd v m/2I＝E′R＋rF′＝BId据牛顿第二定律有：F－F′－F f＝ma 联立得：a＝2.5 m/s2.答案：(1)8 m/s(2)3 W(3)2.5 m/s2。

图2－3－131．如图2－3－13所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P 连接，P 的斜面与固定挡板MN 接触且处于静止状态，则斜面体P 此刻所受的外力个数为( ) A ．2个 B ．3个 C ．4个或2个 D ．5个解析：选C.若斜面体P 受到的弹簧弹力F 等于其重力mg ，则MN 对P 没有力的作用，如图甲所示，P 受到2个力；若弹簧弹力大于P 的重力，则MN 对P 有压力N ，只有压力N 则P 不能平衡，一定存在向右或有向右分量的力，只能是MN 对P 的摩擦力f ，因此P 此时受到4个力，如图乙所示，C 对．2.图2－3－14(2018年天津质检)如图2－3－14所示，用两根细线把A 、B 两小球悬挂在天花板上的同一点O ，并用第三根细线连接A 、B 两小球，然后用某个力F 作用在小球A 上，使三根细线均处于直线状态，且OB 细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态．则该力可能为图中的( ) A ．F 1 B ．F 2 C ．F 3 D ．F 4解析：选BC.由于B 球平衡，绳AB 中没有拉力，A 球受重力G 和AO 的拉力T 、外力F 作用，由平衡条件知，F 可能是F 3、F 2，B 、C 正确．图2－3－153．(2018年高考江苏卷)如图2－3－15所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m 的照相机．三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成30°角，则每根支架中承受的压力大小为( ) A.13mg B.23mgC.36mg D.239mg 解析：选D.以一根支架为受力对象，它以地面为支点，受到除支点外的力是相机对它的压力，由于支架静止，压力作用线应通过支点，即压力的力矩为零，不产生转动效果．对相机受力分析，受到三个沿支架向上的弹力和重力，由平衡条件可知，mg ＝3 N cos30°，N ＝239mg ，D 正确． 4.图2－3－16如图2－3－16所示，水平细杆上套一环A ，环A 与球B 间用一轻绳相连，质量分别为m A 、m B ，由于B 球受到风力作用，环A 与球B 一起向右匀速运动．已知细绳与竖直方向的夹角为θ.则下列说法中正确的是( )A ．风力增大时，轻质绳对球B 的拉力保持不变 B ．球B 受到的风力F 为m B g tan θC ．杆对环A 的支持力随着风力的增加而增加D ．环A 与水平细杆间的动摩擦因数为m Bm A ＋m B解析：选B.以球B 为研究对象，受到重力、风力和拉力，三力平衡，则可得到拉力T ＝m B gcos θ，风力F ＝m B g tan θ，A 错误，B 正确；利用整体法水平方向上有F ＝μ(m A ＋m B )g ，解得μ＝m B tan θm A ＋m B，D 错误；竖直方向上杆对环A 的支持力N A ＝(m A ＋m B )g ，C 错误． 5.图2－3－17如图2－3－17所示，A 、B 为两个质量分布均匀、半径均为r 、重均为G 的光滑小球，O 1、O 2为球心．两球放在一个半径为R 的圆筒形容器中，已知r <R <2r .求： (1)A 球对容器壁的压力． (2)A 球对B 球的压力．解析：如图所示，由F 1F 2G 所组成的力三角形和三角形O 1CO 2相似，则O 1C ＝r 2－R －2r2＝2R r －R 由数学关系得G O 1C ＝F 1CO 2， 即F 1＝R －rR r －RG由数学关系得G O 1C ＝F 2O 1O 2，即F 2＝rR r －RG . 答案：见解析。

2013年高考物理复习知能演练提升：第二章章末小结与达标检验(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分，每小题至少有一个选项正确，选对但不全得3分，有选错或不答的得0分)1．如图1所示，向右匀速推动水平桌面上的长木板，在木板翻离桌面以前，则( )A．木板露出桌面后，推力将逐渐减小B．木板露出桌面后，木板对桌面的压力将减小图1C．木板露出桌面后，桌面对木板的摩擦力将减小D．推力、压力、摩擦力均不变解析：在木板翻离桌面以前，由其竖直方向受力分析可知，桌面对木板的支持力等于重力，所以木板所受到的摩擦力不变，又因为长木板向右匀速运动，所以推力等于摩擦力，不变。

答案：D2.如图2所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P的斜面与固定挡板MN接触且处于静止状态，则斜面体P此刻所受的外力个数有可能为( )A．2个或3个B．3个或5个C．2个或4个D．4个或5个图2解析：若斜面体P受到的弹簧弹力F等于其重力mg，则MN对P没有力的作用，如图甲所示，P受到2个力；若弹簧弹力大于P的重力，则MN对P有压力F N，只有压力F N则P不能平衡，一定存在向右的力，只能是MN对P的摩擦力F f，因此P此时受到4个力，如图乙所示。

答案：C3．质量均匀分布的A、B、C三个物体如图3所示放置，其中A、B两个相同的物体并排放在水平面上，梯形物体C叠放在物体A、B的上表面，已知所有接触面均光滑且各物体都处于静止状态，则下列说法中正确的是( ) A．物体B对地面的压力等于物体A对地面的压力图3B．物体B对地面的压力大于物体A对地面的压力C．物体B对物体A有向左的压力D．物体A、B之间没有相互作用力解析：由于A、B、C三个物体质量均匀分布，所以梯形物体C的重心应该在中位线的右侧。

则梯形物体C对物体B的压力为其重力，物体C对物体A的压力为零，A错误、B正确。

虽然A、B两物体相互接触，但是彼此不挤压，没有发生形变，C错误、D正确。