25.(14分)如今,世界各国的科学家都在寻找和开发新的能源。最近,美国麻省理工学院的两名学生发现,人类运动产生的能量是一种尚待开发的新能源。他们设计了一种地板系统, 可以在火车站、舞厅、商场等人流集中的地方收集人们走路、跳舞以及跳跃等运动产生的机械能,并将其转化为电能。他们称这种“发电”形式为“人群电场”。这种地板系统是由很多木块交错组成的,人们走路时会对这种地板产生压力,通过一定的装置,把机械能转化为电能。受此启发,某学校研究性学习小组设计了一种振动发电装置,如图所示是此装置的模型。它的结构是一个半径为r=0.1m的有50匝的线圈套在辐向形永久磁铁槽中,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(如图甲、乙所示)。线圈的电阻为2,它的引出线接有“4V,2W”的灯泡L,外力推动线圈的P端,作往复运动.当线圈向右的位移随时间变化的规律如图丙所示时(x取向右为正),灯泡正常发光:
(1)试求线圈所在位置B的大小并在图丁中画出感应电流随时间变化的图象(取逆时针电流为正).
(2)求每一次推动线圈运动过程中的作用力.
[选做部分]
24.(16分)如图所示,在同一竖直平面内两正对着的相同半圆光滑轨道,相隔一定的距离,虚线沿竖直方向,一小球能在其间运动,今在最高点与最低点各放一个压力传感器,测试小球对轨道的压力,并通过计算机显示出来,当轨道距离变化时,测得两点压力差与距离的图像如图,g取10m/s2,不计空气阻力,求:
(1)小球的质量为多少?
(2)若小球在最低点B的速度为20 m/s,为使小球能沿轨道运动,的最大值为多少?
23.(14分)(1)(5分)已知电动玩具小车在水平面上运动过程所受阻力与速度成正比。接通电源后小车的电动机以额定功率运转。为测定该电动机的额定功率,首先用弹簧称以2.0 N的水平恒力,拉动小车沿水平面运动,小车尾部夹有纸带,运动过程中打点计时器打出的部分纸带如图(a)所示;然后换掉纸带,接通小车的电动机,电动机以额定功率工作,让小车仍在该水平面上运动,打点计时器打出的部分纸带如图(b)所示。两图中每相邻两个计数点之间都还有打点计时器打下的4个点未画出,电源频率为50 Hz。相邻计数点间的距离已标在图上,单位mm。由以上两步操作可知:
①小车所受阻力大小与速度大小的比例系数为 ;
②小车上电动机的额定功率为
(2)(9分)某电流表的内阻在0.1-0.2之间,现要测量其内阻,可选用的器材如下:
A.待测电流表A1(量程0-0.6 A)
B.电压表V1(量程0-3V,内阻约2k
C.电压表V2(量程0-15V,内阻约10k)
D.滑动变阻器R1(最大电阻10)
E.定值电阻R2(阻值5)
F.电源E(电动势4V)
G.电键S及导线若干
①电压表应选用 。
②画出实验电路图。
③如测得电压表的读数为U,电流表A1的读数为I,则电流表A1内阻的表达式为:RA=____
22.如图所示,在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场,其边界过原点O和y轴上的点a(0,L)。一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场,并从x轴上的b点射出磁场,此时速度方向与x轴正方向的夹角为60°。下列说法中正确的是
A.电子在磁场中运动的时间为
B.电子在磁场中运动的时间为
C.磁场区域的圆心坐标为()
D.电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0,-2L)
第Ⅱ卷(非选择题,必做120分+选做32分,共152分)
第Ⅱ卷共16个小题。其中23-30题为必做题,31-38题为选做题。考生必须从选做题中选择2个物理、1个化学和1个生物题作答。
[必做部分]
21.在如图(甲)所示的电路中,电源电动势为3.0V,内阻不计,L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图(乙)所示。当开关闭合后,下列判断正确的是
A.灯泡L1的电阻为12
B.通过灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍
C.灯泡L1消耗的电功率为0.75 W
D.灯泡L2消耗的电功率为0.30 W
20.如图所示,在y>0的空间中,存在沿y轴正方向的匀强电场E:在y<0的空间中,存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小也为E,一电子(电量为-e,质量为m)在y轴上的P(0,d)点以沿x轴在方向的初速度v0开始运动,不计电子重力,则
A.电子在电场中做类平抛运动,其加速度大小a=eE/m+g
B.电子在匀强电场中做匀速圆周运动,其加速度大小为a=eE/m
C.电子第一次经过x轴的坐标值为
D.电子在y方向上运动的周期为
19.如图物体原来静止在水平面上,用一水平力F拉物体,在从零开始逐渐增大的过程中,物体先静止后变加速运动,其加速度随外力变化的图像如图所示,根据图中所标出的数据可计算出
A.物体质量
B.物体与水平面间的滑动摩擦系数
C.物体与水平面间的最大静摩擦力
D.在F为14N时,物体的速度大小
18.一水平方向足够长的传送带以恒定的速度沿顺时针方向运动,传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面,一物体以恒定的速率沿直线向左滑上传送带后,经过一段时间后又返回光滑水平面上,其速率为,如图所示。下列说法中正确的是
A.若,则 B.若,则
C.不管多大,总有 D.只有,才有
17.2005年10月12日,“神舟”六号顺利升空入轨,14日5时56分,“神舟”六号飞船进行轨道维持,飞船发动机点火工作了6.5 s。所谓“轨道维持”就是通过控制飞船上发动机的点火时间和推力的大小和方向,使飞船能保持在预定轨道上稳定运行。如果不进行轨道维持,由于飞船受轨道上稀薄空气的摩擦阻力,轨道高度会逐渐缓慢降低,在这种情况下,下列说法中正确的是
A.飞船受到的万有引力逐渐增大、线速度逐渐减小
B.飞船的向心加速度逐渐增大、周期逐渐减小、线速度和角速度都逐渐增大
C.飞船的动能、重力势能和机械能都逐渐减小
D.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能逐渐减小
16.如图所示,放在斜面上的物体处于静止状态。斜面倾角为30°物体质量为m,若想使物体沿斜面从静止开始下滑,至少需要施加平行斜面向下的推力F=0.2mg,则
A.若F变为大小0.1mg沿斜面向下的推力,则物体与斜面的摩擦力大小是0.1mg
B.若F变为大小0.1mg沿斜面向上的推力,则物体与斜面的摩擦力大小是0.2mg
C.若想使物体沿斜面从静止开始上滑,F至少应变为大小1.2mg沿斜面向上的推力
D.若F变为大小0.8mg沿斜面向上的推力,则物体与斜面的摩擦力大小是0.7mg
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