21.实验题(18分)利用电火花计时器做如下实验。

(1)(10分)甲同学使用如图1所示的装置来验证“机械能守恒定律”。

①下面是操作步骤：

a.按图1安装器材;

b.松开铁夹，使重锤带动纸带下落;

c.接通电火花计时器电源，使计时器开始工作

d.进行数据处理：

e.根据需要，在纸带上测量数据。

把上述必要的操作步骤按正确的顺序排列           .

②电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上，图2为实验中打出的一条纸带，从起始点O开始，将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D……，

电火花计时器打F点时，重锤下落的速度为            m/s。(保留到小数点后两位)

③如果已知重锤的质量为0.50kg，当地的重力加速度为9.80m/s2。从打O点到打F点的过程中，重锤重力势能的减少量为           J，重锤动能的增加量为     J。(保留到小数点后两位)

(2)(8分)乙同学采用如图3所示的装置进行了有关“动能定理”研究的实验。

a.按图3把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车能够做匀速直线运动;

b.把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重。接通电源，放开小车，电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点。从某点A开始，此后在纸带上每隔4个点取一个计数点，依次标为B、C、D……;

c.测量出B、C、D、……各点与A点的距离，分别记为 、 、 、……;

d.用配重受到的重力分别乘以 、 、 、……，得到配重重力所做的功W1、W2、W3、……;(重力加速度g=9.80m/s2)

e.求出B、C、D、……各点速度的大小，分别记为 、 、 、……，再求出它们的平方 、 、 、……;

f.用纵坐标表示速度的平方 ，横坐标表示配重重力所做的功W，作出 图象，并在图象中描出( ， )坐标点，再连成图线;

(以下计算保留到小数点后两位)

①在步骤d中，该同学测得 ，则配重重力所做的功       J;

②该同学得到的 图象如图4所示。通过图象可知，打A点时对应小车的速度

m/s;

③小车的质量M=        kg.

22.(16分)如图所示，两根足够长的光滑平行导轨与水平面成θ=60°角，导轨间距为L。将直流电源、电阻箱和开关串联接在两根导轨之间。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m的导体棒MN垂直导轨水平放置在导轨上，导体棒与两根导轨都接触良好。重力加速度为g。

(1)若磁场方向垂直导轨平面向上，当电阻箱接入电路的电阻为R1时，闭合开关后，导体棒MN恰能静止在导轨上。请确定MN中电流I1的大小和方向;

(2)若磁场方向竖直向上，当电阻箱接入电路的电阻为R2时，闭合开关后，导体棒MN也恰能静止在导轨上，请确定MN中的电流I2的大小;

(3)导轨的电阻可忽略，而电源内阻、导体棒MN的电阻均不能忽略，求电源的电动势。

23.(18分)2010年11月5日，在新疆召开的“引渤入疆”(指引渤海水进入新疆)研讨会，引起了全国舆论的广泛关注。其中一个方案是：从天津取水，由黄旗海一库布齐沙漠一毛乌素沙漠一腾格里沙漠一乌兰布和沙漠～巴丹吉林沙漠，走河西走廊，经疏勒河自流进入罗布泊。此路径中最高海拔约为1200m，从罗布泊到下游的艾丁湖，又有近1000m的落差。此方案是否可行，涉及到环境、能源、技术等多方面的因素。下面我们仅从能量角度来分析这个方案。

取重力加速度g=10m/s2，水的密度 。

(1)通过管道提升海水，电能的利用率 =60%，将1吨海水提升到海拔1200m，需要耗多少电能?利用水的落差发电，发电效率也为 =60%，在1000m的落差中1吨水可以发多少电能?

(2)如果每年调4×109m3海水入疆，尽管利用落差发的电可以全部用来提升海水，但还需要额外提供电能。

(i)额外需要的电能可从三峡水电站输送。已知三峡水电站水库面积约1.0×109m2，年平均流量Q=5.0×1011m3，水库水面与发电机所在位置的平均高度差h=100m，发电站的发电效率 =60%。求在一年中“引渤入疆”工程额外需要的电能占三峡电站发电量的比例。

(ii)我国西北地区风能充足，额外需要的电能也可通过风力发电来解决。通过风轮机一个叶片旋转一周扫过面积的最大风能为可利用风能。取空气密度 =1.25kg/m3。某风力发电机的发电效率 =40%，其风轮机一个叶片旋转一周扫过的面积S=400m2。某地区风速不低于 =l0m/s的时间每年约为5500小时(合2.0×107s)。

求在该地区最多建多少台这样的风力发电机就能满足“引渤入疆”工程额外需要的电能?

24.(20分)如图所示，在 坐标系中，以(r，0)为圆心、r为半径的圆形区域内存在匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。在y>r的足够大的区域内，存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E。从O点以相同速率向不同方向发射质子，质子的运动轨迹均在纸面内，且质子在磁场中运动的轨迹半径也为r。已知质子的电荷量为q，质量为m，不计质子所受重力及质子间相互作用力的影响。

(1)求质子从O点射入磁场时速度的大小;

(2)若质子沿x轴正方向射入磁场，求质子从O点射入磁场到第二次离开磁场经历的时间;

(3)若质子沿与x轴正方向成夹角θ的方向从O点射入第一象限的磁场中，求质子在磁场中运动的总时间。

高三二模物理试题就分享到这里了，希望对大家二模考试有所帮助!

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