一、选择题(本题包括12 小题,共计60分。每小题中有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对得5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.如图所示,在一水平转台上放有质量相等,可视为质点的A、B两个物体,用一轻杆相连,AB连线沿半径方向。A与平台间有摩擦,B与平台间的摩擦可忽略,A、B到平台转轴的距离分别为1.2L。某时刻起一同随平台以ω的角速度绕OO′轴做匀速圆周运动。现把转动角速度提高至2ω,A、B仍各自在原位置随平台一起绕OO′轴匀速圆周运动,A与平台间摩擦力大小为fA,杆的弹力大小为F,则( ) A.fA、F均增加为原来的4倍 B.fA、F均增加为原来的2倍
C.fA大于原来的4倍,F增加为原来的2倍 D.fA、F增加后,均小于原来的4倍 2.下列说法中正确的是 ( )
A.内能少的物体可能自发地向内能多的物体传递热量
B.空气中密闭在气球内的气体,其温度不变,体积变大的过程,一定是吸热过程 C.竖直放置的肥皂薄膜在阳光的照射下产生竖直的,相互平行的彩色干涉条纹 D.光的干涉,衍射现象说明不具有波动性;光电效应说明光具的粒子性
3.如图所示,从倾角为的足够长的斜面上的A点,先后将同一小球以不同的初速度水平向右抛出,第一次初速度为v1,球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面夹角为1,第二次初速度为v2,球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面的夹角为2,若v1v2,则( ) A.12
B.12
C.12 D.无法确定
4.如图所示表示两列相干水波某时刻的波峰和波谷位置,实线表示波峰,虚线表示波谷,相邻实线与虚线间的距离为0.2m,波速为1m/s,在图示范围内,可以认为这两列波的振幅为1cm,C是相邻实线与虚线间的中点,则( ) A.图示时刻A、B两点间的竖直高度差为2cm B.图示时刻C点正处于平衡位置且向上运动 C.F点到两波源的路程差为零 D.经0.1s,A点的位移为零
5.出行,是人们工作生活必不可少的环节,出行的工具五花八门,使用的能源也各不相同。某品牌电动自行车的铭牌如下:
车型:20吋(车轮直径:508 mm) 整车质量:40 kg 外形尺寸:L 1800 mm×W 650 mm×H 1100 mm 电机:后轮驱动、直流永磁式电机 电池规格:36 V 12 Ah(蓄电池) 额定转速:210 r/min(转/分) 充电时间:2~8 h 额定工作电压/电流:36 V/5 A D. 25 km/h
根据此铭牌中的有关数据,可知该车的额定时速约为:( )
A. 15 km/h B. 18 km/h C. 20 km/h 6.某同学想用220V交流电作为小型收录机的电源,他先制作了一个将交流电变为直流电的整流器,但该整流器需用6V交流电源,于是再添置了一台220V/6V变压器(如图),看到它上面只有a、b、c、d四个引出线头,又没有表明接法的说明书,你能判断下列几种接法中正确的是:( ) A.a、d接220V,b、c接6V B.a、d接6V,b、c接220V C.a、c接220V,b、d接6V
D.a、c接6V,b、d接220V
7.图甲所示为氢原子的能级,图乙为氢原子的光谱。已知谱红a是氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光,则谱线b是氢原子( )
A.从n=3的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光 B.从n=5的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光 C.从n=4的能级跃迁到n=3的能级时的辐射光 D.从n=1的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光
8.如图所示,质量为M的无下底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量均为m(M≥m)的D、B两物体,箱子放在水平地面上,平衡后剪断D、B间的连线,此后D在竖直方向作振幅为A的简谐运动。则物体D在振动过程中( ) A.当D运动到最高点时,木箱对地面的压力为Mg B.系统的弹性势能和物体动能总和不变 C.物体在最低点时的弹力大小为2mg D.系统的最大弹性势能等于2mgA
9.如图所示,在光滑水平面上的直线MN左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场,右侧是无磁场空间。将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度v向右完全拉出匀强磁场。已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是1∶2。则拉出过程中下列说法中正确的是 ( )
A. 所用拉力大小之比为2∶1 B.通过导线某一横截面的电荷量之比是1∶1 C.拉力做功之比是1∶4 D.线框中产生的电热之比为1∶2
10.有甲、乙两种放射性元素,质量分别为m甲和m乙,已知甲元素的半衰期为20天,乙元素的半衰期为30天,经过60天后,它们的质量相等,则它们原有的质量m甲: m乙是( ) A.1:1 B.2:1 C.1:2 D.4:1
11.我国发射神舟号飞船时,先将飞船发送到一个椭圆轨道上,其近地点M距地面200km,远地点N距地面340km。进入该轨道正常运行时,通过M、N点时的速率分别是v1、v2。当某次飞船通过N点时,地面指挥部发出指令,点燃飞船上的发动机,使飞船在短时间内加速后进入离地面340km的圆形轨道,开始绕地球做匀速圆周运动。这时飞船的速率为v3。比较飞船在M、N、P三点正常运行时(不包括点火加速阶段)的速率大小,下列结论正确的是( ) A. v1 12.如图所示,质量均为m的小球A、B用长为L的细线相连,放在高为h的光滑水平面上(L>2h),A v3 P M v1 v2 N N B M v 球刚好在桌边。若A、B两球落地后均不弹起,则下面说法中正确的是( ) A、A球落地前的加速度为 g B、B球到达桌的速度为2gh 2mgh 2B L h A C、A、B两球落地的水平距离为2h D、绳L对B球做的功为 二.实验题(2小题,共计15分) 13.(6分)有一种新出厂游标卡尺,它游标尺的刻线看起来就很“稀疏”,使得读数时清晰明了,方便了使用者正确读取数据。 A.如果此游标尺的刻度线是将“39mm等分成20等份”那么它的准确度是 mm B.用游标卡尺测量某一物体的厚度,如图所示,正确的读数是 mm 14.(9分)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件.现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整.已知常温下待测热敏电阻的阻值约40~50Ω.热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中,杯内有一定量的冷水,其它备用的仪表和器具有:盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1Ω)、直流电压表(内阻约5kΩ)、滑动变阻器(0~10Ω)、开关、导线若干. ①图(1)中a、b、c三条图线能反映出热敏电阻伏安特性曲线的是 . ②在图(2)的方框中画出实验电路图,要求测量误差尽可能小. ③根据电路图,在图(3)的实物图上连线. 图(2) 图(1) 三.计算题(共5小题,共计75分) 15.(12分)如图所示是一透明的圆柱体的横截面,其半径为R,折射率为3,AB是一条直径,今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体,试求距离AB直线多远的入射光线,折射后恰经过B点. A B 16.(12分)下面是一个物理演示实验,它显示:图中自由下落的物体A和B经反弹后,B能上升到比初始位置高得多的地方。A是某种材料做成的实心球,质量m1=0.28kg,在其顶部的凹坑中插着质量m2=0.10kg的木棍B。B只是松松地插在凹坑中,其下端与坑底之间有小空隙,将此装置从A下端离地板的高度H=1.25m处由静止释放。实验中,A触地后在极短的时间内反弹,且其速度大小不变;接着木棍B脱离A开始上升, 而球A恰好停留在地板上。求木棍B上升的高度,重力加速度g=10m/s。 A m1 17.(16分)如图所示,质量为0.3kg小车静止在足够长的光滑轨道上,小车下面 A挂一个质量为0.1kg的小球B,在旁边有一支架固定在轨道上,在支架的O点悬挂 30°一个质量为0.1kg的小球A,两球的球心距悬挂点距离均为0.2m,两球静止时刚 好相切,两球的球心位于同一水平面上且悬线竖直平行,将球A拉到图中虚线所示位置由静止释放与B相碰,如果在碰撞过程中无机械能损失,试求: (1)碰撞后B球上升的最大高度;(2)小车获得的最大速度 B 18.(17分)如图甲所示,图的右侧MN为一竖直放置的荧光屏,O为它的中点,OO’与荧光屏垂直,且长度为l。在MN的左侧空间内存在着方向水平向里的匀强电场,场强大小为E。乙图是从甲图的左边去看荧光屏得到的平面图,在荧光屏上以O为原点建立如图的直角坐标系。一细束质量为m、电荷为q的带电粒子以相同的初速度v0从O’点沿O’O方向射入电场区域。粒子的重力和粒子间的相互作用都可忽略不计。 M (1)若再在MN左侧空间加一个匀强磁场,使得荧光屏上的亮点恰好位 y 于原点O处,求这个磁场的磁感强度的大小和方向。 A (2)如果磁感强度的大小保持不变,但把方向变为与电场方向相同, x O O 则荧光屏上的亮点位于图中A点处,已知A点的纵坐标 y3l,求 O′ 3它的横坐标的数值。 E N l 乙 甲 2 B m2 o 19.(18分)如图14所示,两根正对的平行金属直轨道MN、M′N′位于同一水平面上,两轨道之间的距离 l=0.50m。轨道的MN′端之间接一阻值R=0.40Ω的定值电阻,NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金 属轨道NP、N′P′平滑连接,两半圆轨道的半径均为R0=0.5m。直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.64T的匀强磁场中,磁场区域的宽度d=0.80m,且其右边界与NN′重合。现有一质量m=0.20kg、电阻r=0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0m处。在与杆垂直的水平恒力F=2.0N的作用下ab杆开始运动,当运动至磁场的左边界时撤去F,结果导体杆ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP′。已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好,垂直,导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数的电阻可忽略不计,取g=10m/s2,求: (1)导体杆刚进入磁场时,通过导体杆上的电向; (2)导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上(3)导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的 的电荷量; 焦耳热。 流大小和方且始终与轨道 =0.10,轨道 答案: 1 A 2 ABD 3 B 4 BD 5 C 6 B 7 B 8 ACD 9 D 10 B 11 D 12 ACD 13. 0.05 ,31.25 14. ① c (3分) ②如答图2 (3分) 答图2 (3)如答图3所示.(3分) 15.解:设光线P经折射后经过B点,光路图如图所示,(3分,图不规范只得1分) sinn3由折射定律有:sin „„①(3分) 又由几何关系有:2„„② (3分) 联解①②得600 (3分) Rsin3R2的光线经折射后能到达B点(3分) 离AB直线的距离CD= 16. 根据题意,A碰地板后,反弹速度的大小等于它下落到地面时速度的大小,即v1 =2gH A刚反弹后,速度向上,立刻与下落的B碰撞,碰前B的速度 v2 =2gH 由题意,碰后A速度为0,以v2表示B上升的速度,根据动量守恒 '2v2 令h表示B上升的高度,有 h = 2g'B m2 m1v1 – m2v2 = m2v'2A m1 由以上各式并代入数据得 h = 4.05m 17.解:(1)A球从静止开始自由下落到细线绷直: 由机械能守恒 mAg2Lsin3001mAv12 得v12m/s (2分) 2细线绷直时,沿半径方向的分速度减为零,球A沿切向速度v2=v1cos300 (2分) 设A球从此位置到最低点与球B发生碰撞前的速度v3 mAgL(1cos600)1122mAv3mAv2 (2分) 22碰撞过程满足动量守恒和机械能守恒,因质量相等,二者速度发生交换,即: vB=v3 (2分) B球摆到最高点时,B球和小车具有相同的速度,设为V. B球和小车系统:mBvB(Mm)V(2分) 112mBvB(Mm)V2mBgh (2分) 22联立解上述式子并代入数据得h=0.1875m (2分) (2)在B球回到最低点的过程中,小车一直处于加速,当小球摆到最低点时,小车具有最大速度vm。 B球和小车在水平方向的动量守恒 mBvBMvmmBv/(2分) 由机械能守恒: 11122mBvBmBv/2Mvm (2分) 222联式并代入数据,解得:vm1.12m/s (2分) 18. (17分)(1)亮点恰好位于原点O处,表明带电粒子所受的电场力与洛仑兹力大小相等,设所加磁 场的磁感应强度为B,则 qE=qv0B „„„„„„(2分) 解得 B=E / v0 „„„„(1分) 由电场力以及左手定则判定磁场方向竖直向上。„„„„(2分) (2)以OO’方向为z轴正方向,与x、y组成空间直角坐标系。磁场改变方向后,粒子在yOz平面内的运动是匀速圆周运动,轨迹如图2所示。设圆半径为R,根据几何关系有 222 R-l=(R-y)„„„„„„„„(4分) 由于y60° R 3,可解出23,可知θ=60°„„„„(4分) lRl33粒子沿x方向的分运动是初速为零的匀加速直线运动,时间 y O‘ l 图2 O tT m„„„„„„(3分) 63qB22mv0121Eq m2 xat„„„„(4分) ()22m3qB18qE19. (1)设导体杆在F的作用下运动至磁场的左边界时的速度为v1,根据动能定理则有 (Fmg)s 12mv1…………………………………………………………(2分) 2导体杆刚进入磁场时产生的感应电动势EBlv1……………………(1分) 此时通过导体杆的电流大小IE/(Rr)3.8A(或3.84A)……(2分) 根据右手定则可知,电流方向为由b向a………………………………(1分) (2)设导体杆在磁场中运动的时间为t,产生的感应电动势的平均值为E平均,则由法拉第电磁感应定律有E平均/tBld/t……………………………………(2分) 通过电阻R的感应电流的平均值为I平均E平均/(Rr)……………(2分) 通过电阻R的电荷量qI平均t0.51C(或0.512C) (3)设导体杆离开磁场时的速度大小为v2,运动到圆轨道最高点的速度为v3,因导体杆恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点,根据牛顿第二定律对导体杆的轨道最高点时有 2mgmv3/R0………………………………………………………………(2分) 对于导体杆从NN运动至PP的过程,根据机械能守恒定律有 1122mv2mv3mg2R0…………………………………………………(2分) 22解得v2=5.0m/s………………………………………………………………(1分) 导体杆穿过磁场的过程中损失的机械能E1212mv1mv21.1J……(3分) 22此过程中电路中产生的焦耳热为QEmgd0.94J………………(2分) 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容