题目列表(包括答案和解析)
26.(21分)如图的环状轨道处于竖直面内,它由半径分别为R和2R的两个半圆轨道、半径为R的两个四分之一圆轨道和两根长度分别为2R和4R的直轨道平滑连接而成.以水平线MN和PQ为界,空间分为三个区域,区域Ⅰ和区域Ⅲ有磁感应强度为B的水平向里的匀强磁场,区域Ⅰ和Ⅱ有竖直向上的匀强电场.一质量为m、电荷量为+q的带电小环穿在轨道内,它与两根直轨道间的动摩擦因数为μ(0<μ<1),而轨道的圆弧形部分均光滑.将小环在较长的直轨道CD下端的C点无初速释放(已知区域Ⅰ和Ⅱ的匀强电场场强大小为,重力加速度为g),求:
(1)小环在第一次通过轨道最高点A时的速度vA的大小;
(2)小环在第一次通过轨道最高点A时受到轨道的压力FN的大小;
(3)若从C点释放小环的同时,在区域Ⅱ再另加一垂直于轨道平面向里的水平匀强电场,其场强大小为,则小环在两根直轨道上通过的总路程多大?
25.(18分)如图所示,一轻弹簧竖直放置在地面上,轻弹簧下端与地面固定,上端连接一质量为 M 的水平钢板,处于静止状态。现有一质量为 m 的小球从距钢板 h=5m 的高处自由下落并与钢板发生碰撞,碰撞时间极短且无机械能损失。己知 M =3m,不计空气阻力, g =10m / s2 。
( l )求小球与钢板第一次碰撞后瞬间,小球的速度 v1和钢板的速度 v2 。
( 2 )如果钢板作简谐运动的周期为 2.0s ,以小球自由下落的瞬间为计时起点,以向下方向为正方向,在下图中画出小球的速度 v 随时间 t 变化的 v 一 t 图线。要求至少画出小球与钢板发生四次碰撞之前的图线。(不要求写出计算过程,只按画出的图线给分)
24.(15分)一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定前去追赶,经过5.5s后警车发动起来,并以2.5m/s2的加速度做匀加速运动,但警车的行驶速度必须控制在90km/h 以内.问:
(1)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少?
(2)警车发动后要多长时间才能追上货车?
23.(10分)某课题研究小组,收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池,及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈。现从这些材料中选取两个待测元件,一是电阻R0(约为2kΩ),二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA)。在操作台上还准备了如下实验器材:
A.电压表V(量程4V,电阻RV 约为4.0kΩ)
B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1 约为5Ω)
C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2 约为50Ω)
D.滑动变阻器R1(0-20Ω,额定电流1A)
E.电阻箱R2(0-999.9Ω,最小分度值0.1Ω)
F.开关S一只、导线若干
⑴为了测定电阻R0的阻值,小组的一位成员,设计了如图所示的电路原理图并选取了相应的器材(电源用待测的锂电池),其设计或器材选取中有不妥之处,你认为应该怎样调整? 。
⑵在实际操作过程中,发现滑动变阻器R1、电流表A1已损坏,请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r。
①请你在方框中画出实验电路图(标注所用器材符号)
②为了便于分析,一般采用线性图象处理数据,请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式 。
22.(8分)用双缝干涉测光的波长。实验装置如下图所示,已知单缝与双缝间的距离L1=60mm,双缝与屏的距离L2=700mm,单缝宽d1=0.10mm,双缝间距d2=0.25mm。用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻线对准屏上亮纹的中心,记下此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻板对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数。
分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时,手轮上的读数如下图所示,则对准第1条时读数x1= mm、对准第4条时读数x2= mm,相邻两条亮纹间的距离△x= mm,光的波长为 mm。
21. 如图所示,两匀强磁场分别分布在宽度均为a的相邻区域内,它们的磁感应强度大小相等,方向相反。现有一直角边边长为的等腰直角三角形导线框,从图示位置以水平向右的恒定速度穿越该场区,若以线框中逆时针方向为电流正方向,则下列图线中能正确描述该过程内线框中感应电流i与时间t的关系的是:
第Ⅱ卷
用0.5mm的黑色签字笔或黑色墨水钢笔直接答在答题卡上。答在试题卷上无效。
20.封有理想气体的导热气缸开口向下被细绳竖直悬挂,活塞下系有钩码P,整个系统处于静止状态,如图所示。若大气压恒定,系统状态变化足够缓慢。下列说法中正确的是:
A. 外界温度升高,气体的压强一定增大 B. 外界温度升高,外界可能对气体做正功
C. 保持外界温度不变,增加钩码质量,则气体内能不变,气体一定吸热。
D. 保持外界温度不变,减小钩码质量,则细绳所受拉力一定减小,气体分子单位时间作用在活塞上的分子数一定减小。
19.一列沿x正方向转播的简谐波t=0时刻的波形如图所示,t=0.2s时C点开始振动,则:
A.t=0.3s,波向前传播了3m,质点B将到达质点C的位置
B.t=0.05s,质点A的速度方向向上
C.t=0到t=0.6s时间内,B质点的平均速度大小为10m/s
D.若同时存在另一列振幅0.5m,频率2.5Hz,沿x轴负方向传播的简谐波,则两列波相遇叠加的区域会出现干涉现象
18.如图所示为一理想变压器,原、副线圈的匝数比为n.原线圈接电压为u=U0sinωt的正弦交流电,输出端接有一个交流电流表和一个电动机,电动机的线圈电阻为R.当输入端接通电源后,电动机带动一质量为m的重物匀速上升,此时电流表的示数为I,重力加速度为g,下列说法正确的是
A.电动机两端电压为IR B.原线圈中的电流为nI
C.电动机消耗的电功率为
D.重物匀速上升的速度为
17.在四川汶川的抗震救灾中,我国自主研制的“北斗一号”卫星导航系统,在抗震救灾中发挥了巨大作用。北斗导航系统又被称为“双星定位系统”,具有导航、定位等功能。“北斗”系统中两颗工作星均绕地心O做匀速圆周运动,轨道半径为,某时刻2颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置(如图所示).若卫星均顺时针运行,地球表面处的重力加速度为g,地球半径为R,不计卫星间的相互作用力.则以下判断中正确的是:
A.这2颗卫星的加速度大小相等,均为
B.卫星1向后喷气就一定能追上卫星2
C.卫星1由位置A运动到位置B所需的时间为
D.卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做功为零
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