21.在光滑水平面上有一矩形导线框abcd放在匀强磁场中,在外力控制下静止不动,磁感线方向与线圈平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如下图所示。t=0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里。在0-4s时间内,线框ab边受安培力随时间变化的图象可能是下图中的 ( )
第Ⅱ卷(非选择题,共174分)
(1)(9分)一个同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,进行了如下实验:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的一个小钢球接触。当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图所示,让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小钢球在空中飞行后落在水平地面上,水平距离为s。
①请你推导出弹簧的弹性势能EP与小钢球的质量m、桌面离地面高度h、水平距离s等物理量的关系:
②弹簧长度的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表示:
弹簧长度压缩量x/cm |
1.00 |
1.50 |
2.00 |
2.50 |
3.00 |
3.50 |
钢球飞行水平距离s/m |
1.01 |
1.50 |
2.01 |
2.48 |
3.01 |
3.50 |
根据上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能EP与弹簧的压缩量x之间的关系为
并说明理由: 。
(2)(8分)在《描绘小灯泡的伏安特性曲线》的实验中
①下面有四个电路图,你在实验中采用的电路图是: 。
②某同学为研究这一现象,用实验得到如下数据(I、U分别表示小灯泡上的电流和电压):
I(A) |
0.12 |
0.21 |
0.29 |
0.34 |
0.38 |
0.42 |
0.45 |
0.47 |
0.49 |
0.50 |
U(V) |
0.20 |
0.40 |
0.60 |
0.80 |
1.00 |
1.20 |
1.40 |
1.60 |
1.80 |
2.00 |
在图中描点画出小灯泡的U-I曲线。
③在实验中得到小灯泡的U-I特性曲线,表明小灯泡的电阻随温度升高而
(填“增大”、“减小”、“不变”)
④在电压为1.2V时,小灯泡的电阻值是 Ω。
20.如图所示,一个质量为m、带电量为q的物体处于场强按E=E0-kt(E0、k均为大于零的常数,取水平向左为正方向)变化的电场中,物体与竖直墙壁间的动摩擦因数为μ,当t=0时刻物体处于静止状态。若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且电场空间和墙面均足够大,下列说法正确的是( )
A.物体开始运动后加速度先增加、后保持不变
B.物体开始运动后加速度不断增加
C.经过时间,物体在竖直墙壁上的位移达最大值
D.经过时间,物体运动速度达最大值
19.如图所示,单摆摆球的质量为m,做简谐运动的周期为T,摆球从最大位移A处由静止开始释放,摆球运动到最低点B时的速度为v,则 ( )
A.摆球从A运动到B的过程中重力做的功为
B.摆球从A运动到B的过程中重力的平均功率为
C.摆球运动到B时重力的瞬时功率是mgv
D.摆球运动到B时重力的瞬时功率是零
18.1930年美国天文学家汤博发现冥王星,当时错估了冥王星的质量,以为冥王星比地球还大,所以命名为大行星。然而,经过近30年的进一步观测,发现它的直径只有2300公里,比月球还要小。2006年8月24日晚在布拉格召开的国际天文学联合会(IAU)第26届大会上,来自各国天文界权威代表投票通过联合会决议,今后原来九大行星中的冥王星将不再位于“行星”之列,而属于矮行星,并提出了行星的新定义,行星新定义的两个关键:一是行星必须是围绕恒星运转的天体;二是行星的质量必须足够大。一般来说,行星直径必须在800公里以上,质量必须在50亿亿吨以上。假如冥王星的轨道是一个圆形,则由以下几个条件能估测出其质量的是(已知万有引力常量为G)( )
A.冥王星围绕太阳运转的周期和轨道半径
B.冥王星围绕太阳运输的线速度和轨道半径
C.冥王星一个的卫星查龙(charon)围绕冥王星在圆形轨道上转动的线速度和轨道半径
D.冥王星一个的卫星查龙(charon)围绕冥王星在圆形轨道上转动的周期和轨道半径
17.如图所示,在一条直线上两个振源A、B相距6m,振动频率相等,从t=0时刻A、B开始振动,且都只振动一个周期,振幅相等,振动图象A为甲,B为乙。若A向右传播的波与B向左传播在t1 = 0.3s时相遇,则 ( )
A.两列波在A、B间的传播速度均为10m/s
B.两列波的波长都是4m
C.在两列波相遇过程中,中点C为振动加强点
D.t2 = 0.7s时刻B点经过平衡位置且振动方向向下
16.氢原子能级如图所示,若氢原子发出a、b两种频率的光,用同一装置做双缝干涉实验,分别得到如图甲、乙所示的干涉图样。若a光是由能级n=5向n=2跃迁时发出的,则b光可能是 ( )
A.从能级n=4向n=3跃迁时发出的 B.从能级n=4向n=2跃迁时发出的
C.从能级n=6向n=3跃迁时发出的 D.从能级n=6向n=2跃迁时发出的
15.如图所示,水下光源S向水面A点发射一束光线,折射光线分成a、b两束,则( )
A.a、b两束光相比较,a光的波动性较强
B.用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验,a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距
C.在水中a光的速度比b光的速度小
D.若保持入射点A位置不变,将入射光线顺时针旋转,则从水面上方观察,b光先消失
14.一定质量的理想气体,温度升高且压强增大的过程中,有
A.单位体积的分子数可能减小
B.若气体对外做功,则肯定同时从外界吸热,且吸热量小于对外做的功。
C.若外界对气体做功,则气体肯定向外界放热,且放出的热量小于外界对气体做的功
D.若气体的体积不变,则气体肯定向外界放热,且吸收的热量等于气体内能的增加
25.(20分)如图所示,在直角坐标系xoy的第二象限中,有方向沿x轴正向的匀强电场E;在第一象限中,边界OM和y轴之间有磁感应强度为B的匀强磁场,方向与纸面垂直,边界OM和x轴之间的夹角=37 0坐标系中有a、b、c、d四点,a、b点坐标分别为(-L,0)、(0,2L).现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子(不计重力),由a点以v0初速度(方向沿y轴正向)射入电场,依次经过b点和c点,最后垂直x轴通过d点.(已知:sin370=0.6,cos370=0. 8)求:
(1)电场强度E的大小;
(2)磁感应强度B的大小和方向.
24.(18分)如图所示,有一个竖直固定在地面的透气圆筒,筒中有一轻弹簧,其下端固定,上端连接一质量为m的薄滑块,当滑块运动时,圆筒内壁对滑块有阻力的作用,阻力的大小恒为(g为重力加速度).在初始位置滑块静止,圆筒内壁对滑块的阻力为零,弹簧的长度为l.现有一质量也为m的物体从距地面2l处自由落下,与滑块发生碰撞,碰撞时间极短.碰撞后物体与滑块粘在一起向下运动,运动到最低点后又被弹回向上运动,滑动到初始位置时速度恰好为零,不计空气阻力.求:
(1)物体与滑块碰撞过程中,合力对物体的冲量的大小;
(2)碰撞后,在滑块向下运动到最低点的过程中弹簧弹力所做的功
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