21. （20分）
Ⅰ（10分）
在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”实验中，甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧，为测量橡皮绳的劲度系数，他们在橡皮绳下端面依次逐个挂下钩码（每个钩友的质量均为m=0.1kg，取g=10m/s2），并记录绳下端的坐标X加i（下标i表示挂在绳下端钩码个数）。然后逐个拿下钩码，同样记录绳下端面的坐标X的数据如下表：
挂在橡皮绳下端的钩码个数
1 2 3 4 5
6
（1）同一橡皮绳的X
减i
，绳下端坐标的平均值Xi＝（X
加i
+X
减i
）/2
橡皮绳下端的坐标（Xi/mm） 甲 乙 216.5 246.7 284.0 335.0 394.5
216.5 232.0 246.5 264.2 281.3 301.0
462.0
； 加i X减i（大于或小于）
（2） 同学的数据更符合实验要求（甲或乙）；
（3）选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k（N/m）；
（4）为了更好的测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些？ 解析：
（1）小于（因为橡皮绳在伸长后不能完全恢复到原来的长度） （2）乙（因为甲同学的数据中只有前几个数据可认为在弹性范围内） （3）
挂在橡皮绳下端的 钩码个数 1 2 3 4 5 6 由上表作图得
5 4 3 2 1 (Xi-X1)/mm
0 15 30 45 60
75 60 F/N 6 改变量（Xi-X1）/mm 甲 30.2 67.5 118.5 178.0 345.5 乙 15.5 30.0 47.7 64.8 84.5
由图得 k乙?57～70N/m
（4）尽可能使伸长量在弹性范围内，同时有足够大的伸长量，以减小长度测量误差。
Ⅱ. (10分)
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，某同学测得电流-电压的数据如下表所示： 电流I/mA 电压U/V
2.7 0.04
5.4 0.08
12.4 0.21
19.5 0.54
27.8 1.30
36.4 2.20
47.1 3.52
56.1 4.77
69.6 6.90
81.7 93.2 9.12 11.46
（1）用上表数据描绘电压随电流的变化曲线；
（2）为了探究灯丝电阻与温度的关系，已作出电阻随电流的变化曲线如图所示：请指出图线的特征，并解释形成的原因。
解析： （1）
12 10 8 6 4 2 I/mA
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 U/V 20 40 100 80 60 0 20 40 60 80 100
（2）电阻随电流增大，存在三个区间，电阻随电流的变化快慢不同。
第一区间电流很小时，电阻变化不大；第二区间灯丝温度升高快，电阻增大快；第三区间部分电能转化为光能，灯丝温度升高变慢，电阻增大也变慢。
22.（16分）在一次国际城市运动会中，要求运动员从高为H的平台上A点由静止出发，沿着动摩擦因数为滑?的道向下运动到B点后水平滑出，最后落在水池中。设滑道的水平距离为L，B点的高度h可由运动员自由调节（取g=10m/s）。求： （1）运动员到达B点的速度与高度h的关系；
2
A B H L h （2）运动员要达到最大水平运动距离，B点
的高度h应调为多大？对应的最大水平
距离Smax为多少？ （3若图中H=4m，L=5m，动摩擦因数?=0.2，则水平运动距离要达到7m，h值应为多少？
解析：
（1）由A运动到B过程：mg(H?h)??mg?L?（2）平抛运动过程：x?vCt h?12gt
212mvC?0?vC?22g(H?h??L)
解得 x?2(H??L?h)h?2?h2?(H??L)h 当h??H??L2?(?1)2时，x有最大值，Smax?L?H??L
（3）x?2(H??L?h)h?h?3h?1?0
3?253?25 解得 h1??2.62mh2??0.38m
23.（20分）如图所示，一矩形轻质柔软反射膜可绕过O点垂直纸面的水平轴转动，其在纸面上的长度为L1，垂直纸面的宽度为L2。在膜的下端（图中A处）挂有一平行于转轴，质量为m，长为L2的导体棒使膜成平面。在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板，能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能，并将光能转化成电能。光电池板可等效为一个一电池，输出电压恒定为U；输出电流正比于光电池板接收到的光能（设垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定）。导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场B中，并与光电池构成回路，流经导体棒的电流垂直纸面向外（注：光电池与导体棒直接相连，连接导线未画出）。
（1）现有一束平行光水平入射，当反射膜与竖直方向成??60?时，导体棒处于受力平衡状态，求此时电流强度的大小和光电池的输出功率。
棒保持平衡，光电（2）当?变成45?时，通过调整电路使导体池除维持导体棒平衡外，还能输出多少额外电
功率？
BIL2
?mg
解析：
（1）导体棒受力如图
ta?n?BIL2mg?I?mgta?nBL2?3mg/BL2
光电池输出功率（即光电池板接收到的光能对应的功率）为 P?IU?（2）维持导体棒平衡需要的电流为 I??mgtan45?BL2?mg/BL2?I
3mgU/BL2
?I??I而当?变为45?时光电池板因被照射面积增大使电池输出的电流也增大
?需要在导体棒两端并联一个电阻，题目要求的就是这个电阻上的功率。
由并联电路特点得：光电池提供的总电流 I总?I??I额外 以下关键是求I总 光电池输出功率为 P??I总U
（P?为当?变成45?时，光电池板接收到的光能对应的功率。）
已知垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定 （设为P0）
由右图可知 P?P0?L1L2cos60?
P??P0?L1L2cos45?
60?45?已知电池输出电流正比于光电池板接收到的光能 ?II总?PP??cos60?cos45??12
?I总?2I?6mg/BL2?I额?I总?I??(6?1)mg/BL2
光电池能提供的额外功率为 P额?I额U?(6?1)mgU/BL2
24. （22分）在一个放射源水平放射出?、?、?和三种射线，垂直射入如图所示磁场。区域Ⅰ和Ⅱ的宽度均为d，各自存在着垂直纸面的匀强磁场，两区域的磁感强度大小B相等，方向相反（粒子运动不考虑相对论效应）。 （1）若要筛选出速率大于v1的?粒子进入区域Ⅱ，要磁场宽度d与B和v1的关系。
（2）若B=0.0034T，v1=0.1c（c是光速度），则可得d；?粒子的速率为0.001c，计算?和?射线离开区域Ⅰ时的距离；并给出去除?和?射线的方法。
（3）当d满足第（1）小题所给关系时，请给出速率在v1 （4）请设计一种方案，能使离开区域Ⅱ的?粒子束在右侧聚焦且水平出射。 已知：电子质量me?9.1?10?31kg，?粒子质量m??6.7?10?27kg，电子电荷量 q?1.6?10?19C，1?x?1?x2（x?1时）。 解析： （1）作出临界轨道， 由几何关系知 r=d 由qv1B?mev1r2Ⅰ Ⅱ B B Ⅰ Ⅱ B B 得 d?mev1qB?31 （2）对电子：d?mev1qB?9.1?10?0.1?3?10?1981.6?10?0.0034?0.05m 百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库[2010年][高考真题][浙江卷][理综][答案](2)在线全文阅读。
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