22. (20分)如图甲,空间存在—范围足够大的垂直于xoy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。让质量为m,电量为q(q<0)的粒子从坐标原点O沿加xoy平面以不同的初速度大小和方向入射到该磁场中。不计重力和粒子间的影响。
(1)若粒子以初速度v1沿y轴正向入射,恰好能经过x 轴上的A(a,0)点,求v1的大小:
(2)已知一粒子的初建度大小为v(v>v1).为使该粒子能经过A(a,0)点,其入射角(粒子初速度与x轴正向的夹角)有几个?并求出对应的sin值:
(3)如图乙,若在此空间再加入沿y轴正向、大小为E的匀强电场,一粒子从O点以初速度v0沿x轴正向发射。研究表明:粒子在xoy平面内做周期性运动,且在任一时刻,粒子速度的x分量vx与其所在位置的y坐标成正比,比例系数与场强大小E无关。求该粒子运动过程中的最大速度值vm。
21.(19分)质量为M、长为L的杆水平放置,杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软轻绳,绳上套着一质量为m的小铁环。已知重力加速度为g,不计空气影响。
(1)现让杆和环均静止悬挂在空中,如图甲,求绳中拉力的大小:
(2)若杆与环保持相对静止,在空中沿AB方向水平向右做匀加速直线运动,此时环恰好悬于A端的正下方,如图乙所示。
①求此状态下杆的加速度大小a;
②为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力,方向如何?
20. (15分)如图,一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点,T端系一质量m=1.0kg的小球。现将小球拉到A点(保持绳绷直)由静止释放,当它经过B点时绳恰好被拉断,小球平抛后落在水平地面上的C点。地面上的D点与OB在同一竖直线上,已知绳长L=1.0 m,B点离地高度H=1.0 m,A、B两点的高度差h=0.5 m,重力加速度g取10m/s2,不计空气影响,
(1)地面上DC两点间的距离s;(2)轻绳所受的最大拉力大小。
19.(18分)
(1)(6分)在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲):
①下列说法哪一项是正确的 。(填选项前字母)
A.平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上
B.为减小系统误差,应使钩码质量远大于小车质量
C实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放
②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分,选取O、A、B、C计数点,已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz.则打B点时小车的瞬时速度大小为____m/s(保留三位有效数字)。
(2)(12分)硅光电池在无光照时不产生电能,可视为一电子元件。某实验小组设计如图甲电路,给硅光电池加反向电压(硅光电池负极接高电势点,正极接低电势点),探究其在无光照时的反向伏安特性。图中电压表的V1量程选用3V,内阻为6.0k;电压表V2量程选用15V,内阻约为30k;R0为保护电阻;直流电源电动势E约为12V,内阻不计。
①根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙连接成完整电路。
②用遮光罩罩住硅光电池,闭合开关S,调节变阻器R,读出电压表V1、V2的示教U1、U2。
(ⅰ)某次测量时,电压表V1示数如图丙,则U1= V.可算出通过硅光电他的反向电流大小为
mA(保留两位小数)。
(ⅱ)该小组测出大量数据,筛选出下表所示的9组U1、U2数据,算出相应的硅光电池两端反向电压UX 和通过反向电流IX(表中“-”表示反向),并在坐标纸上建立IX-UX坐标系,标出了与表中前5组UX、IX数据对应的5个坐标点。请你标出余下的4个坐标点,并绘出IX-UX图线。
(ⅲ)由IX-UX图线可知,硅光电池无光照下加反向电压时,
IX与UX成____(填“线性”或“非线性”)关系。
18. 如图,矩形闭合线框在匀强磁场上方,由不同高度静止释放,用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变,ab边始终保持与磁场水平边界OO’平行,线框平面与磁场方向垂直。设OO’下方磁场磁场区域足够大,不计空气影响,则下列哪一个图像不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律
第Ⅱ卷(非选择题 共192分)
必考部分
第Ⅱ卷必考部分共10题,共157分。
17.在国际单位制(简称SI)中,力学和电学的基本单位有:m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培)。导出单位V(伏特)用上述基本单位可表示为
A. B. C. D.
16.如图,t=0时刻,波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正方向开始振动,振动周期为0.4s,在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。下图中能够正确表示t=0.6时波形的图是
15.如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0,外接R=9.0的电阻。闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势,则
A.该交变电流的频率为10Hz
B.该电动势的有效值为
C.外接电阻R所消耗的电功率为10W
D.电路中理想交流电流表A的示数为1.0A
14.一束由红、紫两色组成的复色光,从空气斜射向玻璃三棱镜。下面四幅途中能正确表示该复色光经三棱镜分离成两束单色光的是
13.设太阳质量为M,某行星绕太阳公转周期为T,轨道可视为r的圆。已知万有引力常量为G,则描述该行星运动的上述物理量满足
A. B. C. D.
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