二、选择题:(本题共8小题,每小题6分,其中14、15、16、21题有多项符合题目要求,其余各题的四个选项中只有一项符合题目要求;全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
)14.在物理学发展的过程中,有许多伟大的科学家做出了突出贡献。
关于科学家和他们的贡献,下列说法正确的是( )A.法拉第提出可以用电场线描绘电场的分布,极大地促进了人们对电磁现象的研究B.安培坚信电和磁之间一定存在着联系,发现了电流的磁效应,突破了对电与磁认识的局限性C.英国物理学家卡文迪许利用扭秤首先较准确地测定了静电力常量D.亚里士多德认为力是维持物体运动的原因,伽利略通过理想实验证实了这一说法15.如图3所示是用粉刷墙壁的涂料滚的示意图。
使用时,用撑竿推着涂料滚沿墙壁上下滚动,把涂料均匀地粉刷到墙壁上。
撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计,而且撑竿足够长。
粉刷工人站在离墙壁某一距离处缓缓上推涂料滚,使撑竿与墙壁间的夹角越越小。
该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1,墙壁对涂料滚的支持力为F2,下列说法正确的是( ) ﻩﻩA.F1、F2均减小B.F1、F2均增大C.F1减小,F2增大D.F1增大,F2减小16.如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关示意图,O是转动轴,A是绝缘手柄,C是闸刀卡口,M、N接电线,闸刀处于垂直纸面向里、B=1 T的匀强磁场中,CO间距离10 cm。
当磁场力为0.2N时,闸刀开关会自动跳开。
则要使闸刀开关能跳开,CO中通过的电流的大小和方向为( ) A.电流方向C→O B.电流方向O→CC.电流大小为1A D.电流大小为0.5A17.如图所示的电路中,电的电动势为E,内阻为r,电感L的电阻不计,电阻R的阻值大于灯泡D的阻值。
在t=0时刻闭合开关S,经过一段时间后,在t=t1时刻断开S。
下列表示A、B两点间电压U AB随时间t变化的图象中,正确的是( )18.如图所示,一种β射线管由平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成。
放射O在A极板左端,可以向各个方向发射不同速度、质量为m 的β粒子。
若极板长为L ,间距为d 。
当A、B 板加上电压U 时,只有某一速度的β粒子能从细管C 水平射出,细管C离两板等距。
已知元电荷为e ,则从放射O 发射出的β粒子的这一速度为( )A .错误!B.错误! 错误!C.1d错误! ﻩ D.错误! 错误!19.小钢球从空中某处从静止开始自由下落,与水平地面碰撞后上升到空中某一高度处,此过程中小球速度随时间变化的关系如图所示,则( )A .在下落和上升两个过程中,小球的加速度不同B.小球开始下落处离地面的高度为0.8 mC .整个过程中小球的位移为1.0 mD.整个过程中小球的平均速度大小为1 m /s20.超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起,同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力的新型交通工具.其推进原理可以简化为如图所示的模型:在水平面上相距L 的两根平行直导轨间,有竖直方向等距离分布的匀强磁场B 1和B 2,且B 1=B 2=B .每个磁场的宽度都是L,相同排列,所有这些磁场都以相同速度向右匀速运动,这时跨在两导轨间的长为L、宽为L的金属框abc d(悬浮在导轨上方)在磁场力作用下也将会向右运动.设金属框的总电阻为R,运动中所受到的阻力恒为F 。
当金属框的最大速度为v m 时,磁场向右匀速运动的速度为v ,则下列说法正确的是( )A .金属框达到最大速度v m 时,回路中产生的电动势为E=2B LvB.金属框达到最大速度v m 时,回路中电流为:I =2B L(v-v m )/R ,C.金属框达到最大速度v m 时,金属框受到合安培力为B 2L 2v m /RD.金属框达到最大速度v m 时,磁场向右匀速运动的速度为(4B 2L 2vm +FR)/4B 2L221.物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能。
若取两物体相距无穷远时的引力势能为零,一个质量为m0的质点距质量为M 0的引力中心为r 0时,其万有引力势能oo o p r m GM E -=(式中G 为引力常数)。
一颗质量为m的人造地球卫星以半径为r 1圆形轨道环绕地球飞行,已知地球的质量为M,要使此卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径增大为r 2,则在此过程中( )A .卫星势能增加了⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-2111r r GMm B.卫星动能减少了⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-21113r r GMmC . 卫星机械能增加了⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-21112r r GMm D.卫星上的发动机所消耗的最小能量为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-121132r r GMm 22.(6分)某同学用如图所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”。
弹簧测力计 A 挂于固定点 P,下端用细线挂一重物 M。
弹簧测力计 B 的一端用细线系于 O 点,手持另一端向左拉,使结点 O 静止在某位置。
分别读出弹簧测力计 A 和 B 的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录 O 点的位置和拉线的方向。
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为________N 。
(2)下列不必要的实验要求是 。
(请填写选项前对应的字母)A.应测量重物 M 所受的重力B .弹簧测力计应在使用前校零C .拉线方向应与木板平面平行D .改变拉力,进行多次实验,每次都要使 O 点静止在同一位置(3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计 A 的指针稍稍超出量程,请您提出两个解决办法。
23.(9分)某同学设计了一个加速度计,如图所示.较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移,滑块两侧用弹簧3拉着;R 为滑动变阻器,4是滑动片,它与电阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离成正比.这个装置实际上是一个加速度传感器.工作时将框架固定在被测物体上,使弹簧及电阻R 均与物体的运动方向平行。
当被测物体加速运动时,滑块将在弹簧的作用下,以同样的加速度运动。
通过电路中仪表的读数,可以得知加速度的大小。
已知两个电池E 的电动势相同,均为9V ,内阻可以忽略不计;滑块的质量为0.6kg ,两弹簧的劲度系数均为m /N 2102⨯,电阻器的全长9.0cm ,被测物体可能达到的最大加速度为220s /m (此时弹簧仍为弹性形变),电压表为指针式直流电压表(可视为理想电压表),零刻度在表盘中央(即可显示正负电压),当P 端的电势高于Q 端时,指针向零点右侧偏转。
当被测物体的加速度为零时,电压表的示数为零;当被测物体的加速度达到最大时,电压表的示数为满偏量程。
ﻫ(1)当加速度为零时,应将滑动片调到距电阻器左端 cm 处;(2)当物体具有图示方向的加速度a 时,电压表的指针将向零点 (填“左”、“右”)侧偏转。
(3)所给电压表量程为 V(4)若将电压表的表盘换成直接表示加速度大小及方向的刻度盘,则表盘的刻度 (填“均匀”、“非均匀”)分布。
24.(14分)如图所示,小木箱ABC D的质量M =180g,高L=0.2m ,其顶部挡板E 的竖直距离h=0.8m,在木箱内放有一个质量为m =20g 的小物块P(可视为质点).通过细轻绳对静止木箱施加一个竖直向上的恒力T,为使木箱能向上运动,并且当AD 与挡板E相碰木箱停止运动后,P 物体不会和木箱顶AD 相碰,求拉力T 的取值范围. (g=10m/s2)25.(18分)如图所示,MN 为绝缘板,CD 为板上两个小孔, A O为CD 的中垂线,在MN 的下方有匀强磁场,方向垂直纸面向外(图中未画出),质量为m 电荷量为q 的粒子(不计重力)以某一速度从A 点平行于MN 的方向进入静电分析器,静电分析器内有均匀辐向分布的电场(电场方向指向O 点),已知图中虚线圆弧的半径为R,其所在处场强大小为E ,若离子恰好沿图中虚线做圆周运动后从小孔C 垂直于MN 进入下方磁场。
(1)求粒子运动的速度大小;(2)粒子在磁场中运动,与MN 板碰撞,碰后以原速率反弹,且碰撞时无电荷的转移,之后恰好从小孔D 进入MN 上方的一个三角形匀强磁场,从A 点平行MN 射出磁场,则三角形磁场区域最小面积为多少?MN 上下两区域磁场的磁感应强度大小之比为多少?(二)选考题:33.[物理——选修3-4] (15分)(1)(6分)下列说法正确的是(选对一个得3分,选对两个得4分,选对3个得6分。
每选错一个扣3分,最低得分为0分)( )A.伽利略发现了单摆的等时性,并通过实验确定了单摆做简谐运动的周期公式B.单摆的回复力是重力沿摆球运动轨迹切线方向的分力C .麦克斯韦预言了电磁波的存在并通过实验进行了验证D.根据狭义相对论,地面上的人看到高速运行的列车比静止时短E.为了司机在夜间安全行驶,汽车前窗玻璃通常采用偏振玻璃(2)(9分)如图所示,用折射率2=n R 、外径为2'=R R 的半球形空心球壳,一束平行光射向此半球的外表面,与中心对称轴'OO 平行,试求:①入射角i满足什么条件的光线可以射出内球面(不考虑多次反射);②如果要使球壳内表面没有光线射出,在球壳左边至少用多大的遮光板,如何放置才行?34.(1)(6分)根据玻尔原子结构理论,氦离子(He+)的能级图如图83所示。
电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道上离氦核的距离________(填“近”或“远”)。
当大量He+处在n=4的激发态时,由于跃迁所发射的谱线有________条。
(2)(9分)如图所示,小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上(冰面足够大),现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱。
推出木箱后人和车速度大小为2m/s箱与竖直固定挡墙碰撞反弹后恰好不能追上小车。
已知人和车的总质量为100kg。
木箱的质量为50kg求:①人推木箱过程中人所做的功。
②木箱与挡墙碰撞过程中墙对木箱的冲量。
解析:设所求的速度为v0,与上板A成θ角。
在垂直于极板的方向上,β粒子做匀减速直线运动,当竖直分速度恰好减为零时,有\f(d,2)=错误!at2,即d=at2,水平位移L=v x t,两式相除得错误!=错误!=错误!,又v y=at=错误!,所以v x=错误!v y=错误!错误!。
所以v0=错误!=错误!错误!。
选项正确19.BD20.BD【解析】导体棒ad和bc各以相对磁场的速度(v-vm)切割磁感线运动,由右手定则可知回路中产生的电流的方向为abcda,回路中产生的电动势为E=2BL(v-vm),回路中电流为:I=2BL(v-vm)/R,由于左右两边ad和bc均受到安培力,则合安培力为F合=2×BLI=4B2L2(v-vm)/R,依题意金属框达到最大速度时受到的阻力与安培力平衡,则F=F合,解得磁场向右匀速运动的速度v=(4B2L2vm+FR)/4B2L2,B对.21.AC22.解析:(1)弹簧秤读数为3.00N。