一、選擇題(本題共10小題,每小題4分,共40分)
1.下面關(guān)于物理學(xué)史的說法正確的是( )
A.卡文迪許利用扭秤實驗得出萬有引力與距離平方成反比的規(guī)律
B.奧斯特通過實驗發(fā)現(xiàn)變化的磁場能在其周圍產(chǎn)生電場
C.牛頓猜想自由落體運(yùn)動的速度與下落時間成正比,并直接用實驗進(jìn)行了驗證
D.法拉第首先引入“場”的概念用來研究電和磁現(xiàn)象
2.如圖所示,兩木塊的質(zhì)量分別為 ,兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為 和 ,整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),則 兩輕質(zhì)彈簧的形變量大小分別為( )
A. B.
C. D.
3.如圖所示,兩小球A,B通過O點(diǎn)處光滑的小滑輪用細(xì)線相連,小球A置于光滑半圓柱上,小球B用水平線拉著系于豎直板上,兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài),已知O點(diǎn)在半圓柱截面圓心01的正上方,OA與豎直方向成30°角,其長度與圓柱底面圓的半徑相等,OA⊥OB,則A,B兩球的質(zhì)量比為( )
A. B. C. D.
4.人用手托著質(zhì)量為m的“小蘋果”,從靜止開始沿水平方向運(yùn)動,前進(jìn)距離l后,速度為v(物體與手始終相對靜止),物體與手掌之間的動摩擦因數(shù)為μ,則下列說法正確的是( )
A.手對蘋果的作用力方向豎直向上
B.蘋果所受摩擦力大小為μmg
C.手對蘋果做的功為 mv2
D.蘋果對手不做功
5.一質(zhì)點(diǎn)在a、b兩點(diǎn)之間做勻變速直線運(yùn)動,加速度方向與初速度方向相同,當(dāng)在a點(diǎn)初速度為v時,從a點(diǎn)到b點(diǎn)所用的時間為t,當(dāng)在a點(diǎn)初速度為2v時,保持其他量不變,從a點(diǎn)到b點(diǎn)所用的時間為t′,則( )
A.t′> B.t′= C.t′< D.t′=t
6.若地球和火星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動的周期分別為T1和T2,如地球和火星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑大小分別為R1和R2,則( 。
A. B. C. D.
7.如圖所示,半徑為r的圓在豎直平面上,A、B、C、D是圓周上的點(diǎn),AB水平,CD豎直,在點(diǎn)C固定一點(diǎn)電荷,電荷量為﹣Q,現(xiàn)從A點(diǎn)將一質(zhì)量為m、電荷量為﹣q的帶電小球(帶電小球?qū)c(diǎn)電荷電場的影響忽略不計)由靜止釋放,該小球沿光滑絕緣軌道ADB運(yùn)動到D點(diǎn)時的速率為3 ,g為重力加速度,取電場中B點(diǎn)為零電勢點(diǎn),靜電力常數(shù)為k,則( )
A.O點(diǎn)電場強(qiáng)度大小是A點(diǎn)的 倍
B.A點(diǎn)電勢比D點(diǎn)的高
C.帶電小球在D點(diǎn)具有的電勢能為﹣
D.帶電小球在D點(diǎn)受軌道的作用力為10mg
8.如圖所示,在x軸上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,在原點(diǎn)O處有一粒子源,t=0時刻沿紙面內(nèi)的各個方向同時發(fā)射一群速率相同、質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子,其中一個與x軸正方向成60°角射入磁場的粒子在t1時刻到達(dá)A點(diǎn)(圖中未畫出),A點(diǎn)為該粒子運(yùn)動過程中距離x軸的最遠(yuǎn)點(diǎn),且OA=L.不計粒子間的相互作用和粒子的重力,下列結(jié)論正確的是( )
A.粒子的速率為
B.粒子的速率為
C.t1時刻仍在磁場中的所有粒子均處在以O(shè)點(diǎn)為圓心、L為半徑的1/4圓周上
D.t1時刻仍在磁場中的所有粒子均處在以O(shè)點(diǎn)為圓心、L為半徑的1/6圓周上
9.如圖甲所示,平行紙面放一環(huán)形閉合導(dǎo)體線圈,線圈所在空間充滿垂直紙面的勻強(qiáng)磁場,該磁場方向垂直紙面向里為B的正方向,線圈中感應(yīng)電流方向沿順時針方向為正方向,如要產(chǎn)生如圖乙所示的隨時間變化的感應(yīng)電流,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化圖象可能是圖中的( )
A. B. C. D.
10.如圖所示的電路中,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1:n2=22:5,電阻R1=R2=25Ω,D為理想二極管,原線圈接u=220 sin100πt(v)的交流電,則( )
A.交流電的頻率為100Hz B.通過R2的電流為1A
C.通過R2的電流為 A D.變壓器的輸入功率為200W
二、實驗題(共2小題,共18分)
11.(8 分)在用DIS研究小車加速度與外力的關(guān)系時,某實驗小組先用如圖(a)所示的實驗裝置。重物通過滑輪用細(xì)線拉小車,位移傳感器(發(fā)射器)隨小車一起沿傾斜軌道運(yùn)動,位移傳感器(接收器)固定在軌道一端。實驗時將重物的重力作為拉力F,改變重物重力重復(fù)實驗四次,列表記錄四組數(shù)據(jù):
a/m•s-2 2.01 2.98 4.02 5.01
F/N 1.00 2.00 3.00 4.00
(1)在圖(c)所示的坐標(biāo)紙上作出小車加速度a隨拉力F變化的圖線;
(2)從所得圖線分析該實驗小組在操作過程中的不當(dāng)之處; ¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬
(3)如果實驗時,在小車和重物之間接一不計質(zhì)量的微型力傳感器來測量拉力F,實驗裝置如圖(b)所示,從理論上分析,該實驗圖線的斜率將 。(填“變大”、“變小”或“不變”)
12.(10分)有一阻值在500Ω左右的定值電阻,額定功率為0.20W,現(xiàn)用電流表和電壓表測量它的阻值,備有如下器材:
A.電流表:量程0﹣30mA,內(nèi)阻約20Ω
B.電流表:量程0﹣300mA,內(nèi)阻約1Ω
C.電壓表:量程0﹣3V,內(nèi)阻約2.5kΩ
D.電壓表:量程0﹣15V,內(nèi)阻約20kΩ
E.變阻器:阻值范圍0﹣20Ω,額定電流2A
F.電源:輸出電壓12V,內(nèi)阻不計
另有開關(guān)和導(dǎo)線若干.
①測量時,為使被測電阻不被燒壞,實驗中被測電阻兩端的電壓應(yīng)控制在 V以下,據(jù)此電流表應(yīng)選用 (用器材序號填寫)
②為了減小測量誤差,并能方便的進(jìn)行多次測量取平均值,在如圖所給的四種測量電路中,應(yīng)選用
③在操作、測量與計算均無誤的情況下,若實驗中選擇了C所示的電路,測得的結(jié)果是488Ω,若選擇了D所示的電路,測得的結(jié)果是519Ω,則
A.該電阻的真實阻值更接近519Ω,且應(yīng)略小于519Ω
B.該電阻的真實阻值更接近519Ω,且應(yīng)略大于519Ω
C.該電阻的真實阻值更接近488Ω,且應(yīng)略大于488Ω
D.該電阻的真實阻值更接近488Ω,且應(yīng)略小于488Ω
④對于該待測電阻的I﹣U圖線,理想情況下I﹣U圖線用實線所示,若選擇用圖B進(jìn)行實驗,所繪制的I﹣U圖線用虛線表示,則在如圖所示的幾個圖線總可能正確的是
三、計算題(共3小題,共42分.解答時請寫出必要的文字說明和重要的演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值的單位.) 13.(14分)如圖所示,長s=5m、傾角θ=37°的斜面各通過一小段光滑圓弧與水平傳送帶和水平地面平滑連接,傳送帶長L=1.6m,以恒定速率v0=4m/s逆時針運(yùn)行,將一可看作質(zhì)點(diǎn)的物塊輕輕地放上傳送帶右端A,物塊滑到傳送帶左端B時恰好與傳送帶共速并沿斜面下滑,已知物塊和傳送帶、斜面、水平地面間的動摩擦因數(shù)都為μ,物塊最終靜止在水平面上的D點(diǎn),取g=10m/s2,求:
(1)動摩擦因數(shù)μ的值.
(2)水平面上CD的長.
(3)物塊從A到D所經(jīng)歷的時間.
14. (13分)如圖所示,兩平行光滑導(dǎo)軌間距為d傾斜放置,其傾角為θ,下端接一阻值為R的電阻,導(dǎo)軌電阻不計,一質(zhì)量為m,電阻為r的金屬棒并用細(xì)線通過輕質(zhì)定滑輪與質(zhì)量為M的重物相連。垂直于導(dǎo)軌平面有一勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,整個裝置從靜止開始釋放,當(dāng)金屬棒軌向上運(yùn)動距離L時速度達(dá)到。不計空氣阻力,斜面和磁場區(qū)域足夠大,重力加速度為g。求:
⑴金屬棒從開始運(yùn)動到達(dá)到速度的過程中,通過金屬棒橫截面的電量。
⑵金屬棒的速度;
⑶金屬棒從開始運(yùn)動到達(dá)到速度的過程中,回路中產(chǎn)生的焦耳熱;
15. (15分)如圖,在 的空間中,存在沿 軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度 ;在 的空間中,存在垂直 平面方向向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度 。一帶負(fù)電的粒子(比荷 ,在距O點(diǎn)左邊 處的 點(diǎn)以 的初速度沿 軸正方向開始運(yùn)動,不計帶電粒子的重力。求
⑴帶電粒子開始運(yùn)動后第 軸時的速度大小和方向;
⑵帶電粒子進(jìn)入磁場后經(jīng)多長時間返回電場;
⑶帶電粒子運(yùn)動的周期。
物理參考答案
一、單項選擇題:共10小題,每小題4分,共計40分.每小題只有一個選項符合題意.
題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C B C A B C B C C
二、實驗題:(11和12題)兩部分,共計18分.
11.(8分)
(1)如圖所示 (2分)
(2)軌道傾角過大(或平衡摩擦力過度) (3分)
(3)變大 (3分)
12. ① 10 (2分) A (2分)
② C (2分)
③ C (2分)
④ D (2分)
三、計算題(共3小題,共42分.解答時請寫出必要的文字說明和重要的演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值的單位.)
13.(14分)解:(1)傳送帶上由速度位移公式可得 (2分)
有牛頓第二定律得μmg=ma (1分)
(1分)
(2)從B到D由動能定理得mgssin (2分)
解得x=3.6m (1分)
(3)在傳送帶上加速度為a=5m/s2
到達(dá)傳送帶左端所需時間為 (1分)
在斜面上產(chǎn)生的加速度為 (1分)
下滑到斜面底端s= (1分)
解得t2=1s (1分)
下滑到斜面的速度為v′=v0+a2t2=6m/s (1分)
在水平地面上運(yùn)動的時間為 (1分)
故所需時間為t總=t1+t2+t3=3s (1分)
14、(13分)
⑴ (1分) (1分) (1分) 解得: (1分)
⑵達(dá)到速度時,金屬框及物體的加速度為零,有:
Mg=T(1分) T=mgsin37°+F (1分) F=BId (1分) (1分)
解以上方程,可解得: (2分)
⑶設(shè)產(chǎn)生的焦耳熱為Q,根據(jù)能量守恒定律,有 (2分)
得: (1分)
15、(15分)
⑴粒子在第二象限做類平拋運(yùn)動(如圖),加速度 ,(1分)
運(yùn)動時間 (1分),沿 方向的位移 (1分)
粒子通過 軸進(jìn)入磁場時在 方向上的速度 ,(1分)
(1分) 因此 , (1分)
⑵粒子在第一象限以 為圓心做勻速圓周運(yùn)動,圓弧所對的圓心角為 (2分)
運(yùn)動時間 (2分)
⑶粒子從磁場返回電場后的運(yùn)動是此前由電場進(jìn)入磁場運(yùn)動的逆運(yùn)動,經(jīng)時間 ,粒子的速度變?yōu)?,此后重復(fù)前面的運(yùn)動?梢,粒子在電、磁場中的運(yùn)動具有周期性,其周期 (5分)