题目列表(包括答案和解析)
18.(12分)如图所示,挡板P固定在足够高的水平桌面上,小物块A和B大小可忽略,它们分别带有+QA和+QB的电荷量,质量分别为mA和mB.两物块由绝缘的轻弹簧相连,一不可伸长的轻绳跨过滑轮,一端与B连接,另一端连接一轻质小钩,整个装置处于方向水平向左的匀强电场中,电场强度为E.开始时A、B静止,已知弹簧的劲度系数为k,不计一切摩擦及A、B间的库仑力,A、B所带电荷量保持不变,B一直在水平面上运动且不会碰到滑轮.试求
(1) 开始A、B静止时,挡板P对物块A的作用力大小;
(2) 若在小钩上挂一质量为M的物块C并由静止释放,当物块C下落到最大距离时物块A对挡板P的压力刚好为零,试求物块C下落的最大距离;
(3) 若C的质量改为2M,则当A刚离开挡板P时,B的速度多大?
17.(12分)如图所示,将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出,穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里。线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半,线框离开磁场后继续上升一段高度,然后落下并匀速进人磁场。整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力F阻且线框不发生转动。求:(1)线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度V2;
(2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度V1;
(3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q。
16.(10分)宇航员在月球表面完成下面实验:在一固定的竖直光滑圆弧轨道内部最低点静止一质量为m的小球(可视为质点)如图所示,当施加给小球一瞬间水平速度v时,刚好能使小球在竖直面内做完整的圆周运动.已知圆弧轨道半径为,月球的半径为R,万有引力常量为G.
(1)若在月球表面上发射一颗环月卫星,所需最小发射速度为多大?
(2)轨道半径为2R的环月卫星周期为多大?
14.(10分)如图所示,MN、PQ是平行金属板,板长为L,两板间距离为d,在PQ板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场。一个电荷量为q、质量为m的带负电粒子以速度v0从MN板边缘沿平行于板的方向射入两板间,结果粒子恰好从PQ板左边缘飞进磁场,然后又恰好从PQ板的右边缘飞进电场。不计粒子重力。试求:
(1)两金属板间所加电压U的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)在图中画出粒子再次进入电场的运动轨迹,并标出粒子再次从电场中飞出的位置与速度方向。
13.(7分)如图所示,某同学在地面上拉着一个质量为m=30kg的箱子匀速前进,已知箱与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,拉力F1与水平面夹角为θ=45°,g=10m/s2。求:
(1)绳子的拉力F1为多少?
(2)该同学若改变拉力的方向,能否用比F1小的力拉
着箱子匀速前进?如果能,请求出拉力的最小值。若不能,请说明理由
12.模块3-4试题(16分)
(1)右图是杨氏双缝干涉实验示意图,其中S1、S2为双缝,D为光屏。实验中观察到屏上O点为中央亮纹的中心,P1为第一级亮纹的中心。在其它条件不变的情况下,若将D屏向右平移一段距离,则
A、屏上O点仍然为中央亮条纹
B、屏上P1位置仍然可能为亮条纹的中心
C、屏上P1位置可能为暗条纹中心
D、屏上干涉条纹间距将变小
(2)一列简谐横波沿x轴正方向传播,某时刻(t=0)其波形如图所示,a、b、c、d是四个质元,振幅为A。下列说法中正确的是
A.该时刻以后的周期内,质元a通过的路程为1m
B.该时刻以后,质元a比质元b先到达平衡位置
C.该时刻以后的周期内,质元b通过的路程比质元c通过的路程大
D.该时刻以后的周期内,质元d通过的路程等于A
(3) 如图所示,一个横截面为直角三角形的三棱镜,∠A=300,∠C=900,BC边长为L,一个大光屏MN与BC平行,到BC边的距离也是L。三棱镜材料的折射率。一束平行光平行于AC方向射到三棱镜的AB面上。求:
①据作图法画出光屏上被照亮的部分,并求出被照亮部分的总宽度;
②光屏移到某一位置时,可消除两个部分之间的阴影区,求该位置到BC距离?
11.(10分)在电学实验中由于电压表、电流表内阻的影响,使得测量结果总存在系统误差。某校课外研究性学习小组进行了消除电表内阻对测量影响的探究,下面是一个实例:
某组设计了如图所示的电路,该电路能够测量电源E的电动势和内电阻。E′是辅助电源,A、B两点间有一灵敏电流计G。
(1)闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器R、R′,使得灵敏电流计的示数为零,这时,A、B两点的电势UA、UB 的关系是:
UA UB,读出电流表和电压表的示数I1和U1,此时流过电源E的电流的精确值是 ,电源E的路端电压的精确值是 。
(2)改变滑动变阻器R、R′的阻值,重新使得_______________________________,读出__________________。
(3)写出电源E的电动势和内电阻的表达式:E=_________________________
r =______________________。
10.(12分)某研究性学习小组发现河水在缓慢流动时有一个规律,河中央流速最大,岸边速度几乎为零。为了研究河水流速与从岸边到中央距离的关系,小明同学设计了这样的测量仪器:如图甲所示,两端开口的“L”型玻璃管的水平部分置于待测的水流中,竖直部分露出水面,且露出水面部分的玻璃管足够长。当水流以速度 v 正对“L”型玻璃管的水平部分开口端匀速流动时,管内外液面的高度差为 h,且h 随水流速度的增大而增大。为了进一步研究水流速度v 与管内外水面高度差h的关系,该组同学进行了定量研究,得到了如下的实验数据,并根据实验数据得到了v - h 图像,如图丙所示。
v(m/s) |
0 |
1.00 |
1.41 |
1.73 |
2.00 |
2.45 |
3.00 |
3.16 |
h(m) |
0 |
0.05 |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
0.30 |
0.45 |
0.50 |
(1)根据根据上表的数据和图丙中图像的形状,可猜想v和h之间的关系为_______________;为验证猜想,请在图丁中确定纵轴所表示的物理量,并另作图像,若该图像的形状为 ,说明猜想正确。
(2)现利用上述测速器,由河流南岸开始,每隔1米测一次流速,得到数据如下表所示:
测试点距岸距离 x/m |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
管内外高度差 h/cm |
0 |
0.8 |
3.2 |
7.2 |
12.8 |
20.0 |
28.8 |
相应的水流速度 v/ms-1 |
|
|
|
|
|
|
|
根据v和h之间的关系完成上表的最后一行,对比上表中的数据,可以看出河中水流速度 v 与从南岸到河流中央距离x的关系为: 。
9.如图所示,平行金属导轨ab、cd与水平面成θ角,间距为L,导轨与固定电阻R1和R2相连,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒MN,质量为m,导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均为R,与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒以速度v沿导轨匀速下滑,忽略感应电流之间的作用。则( )
A.导体棒两端电压为
B.电阻R1消耗的热功率为
C.t时间内通过导体棒的电荷量为
D.导体棒所受重力与安培力的合力方向与竖直方向夹角小于θ
第Ⅱ卷(非选择题 共89分)
8.一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物,当重物的速度为v1时,起重机的有用功率达到最大值P,以后,起重机保持该功率不变,继续提升物.直到以最大速度v2匀速上升为止,则整个过程中,下例说法正确的是( )
A.钢绳的最大拉力为 B.钢绳的最大拉力为
C.重物的最大速度为 D.重物做匀加速运动的时间为
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