8. 如图所示,接有灯泡L的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中,一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动,其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同。图中O位置对应于弹簧振子的平衡位置,P、Q两位置对应于弹簧振子的最大位移处。若两导轨的电阻不计,则
A.杆由O到P的过程中,电路中电流变大
B.杆由P到Q的过程中,电路中电流一直变大
C.杆通过O处时,电路中电流方向将发生改变
D.杆通过O处时,电路中电流最大
7. 如图所示,一轻弹簧固定在一竖直放置的圆桶底部,桶壁光滑,现在从桶口自由释放一小球,小球直径略小于桶的直径,小球下落一段距离后落在弹簧上,当小球将弹簧压缩到最低点时球的加速度为,则
A.=0 B.= C.> D.0<<
6.如图所示,纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小,横坐标表示两个分子间的距离,图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系,e为两曲线的交点,则下列说法正确的是( )
A.ab为斥力曲线,cd为引力曲线,e点横坐标的数量级为10-10m
B. ab为引力曲线,cd为斥力曲线,e点横坐标的数量级为10-10m
C.若两个分子间距离大于e点的横坐标,则分子间作用力表现为斥力
D.若两个分子间距离越来越大,则分子势能越来越大
5.某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一根弹簧秤,使其测量挂钩向下,并在钩上悬挂一个重为10N 的钩码.弹簧秤弹力随时间变化的规律可通过一传感器直接得出,如图4所示.则下列分析正确的是( )
A.从时刻t1到t2,钩码处于失重状态
B.从时刻t3到t4,钩码处于超重状态
C.电梯可能开始在15 楼,先加速向下,接着匀速向下,再减速向下,最后停在1 楼
D.电梯可能开始在1 楼,先加速向上,接着匀速向上,再减速向上,最后停在15 楼
4. (2009届开封市一摸)在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一个面积不变的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图7所示,取线圈中磁场B的方向向上为正,当磁场中的磁感应强度随时间t如图8所示变化时,图9中的四图中正确表示线圈中感应电流变化的是( )
3. 如图2所示,晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点,绳子的质量及绳与衣架挂钩间摩擦均忽略不计,衣服处于静止状态。如果保持绳子A端、B端在杆上位置不变,将右侧杆平移到虚线位置(A、B两绳仍为绷直状态),稳定后衣服仍处于静止状态。则( )
A.A绳的拉力变大
B.B绳的拉力变大
C.绳对挂钩拉力的合力变小
D.绳对挂钩拉力的合力不变
2.一物体做加速直线运动,依次通过A、B、C三点,AB=BC。物体在AB段加速度为a1,在BC段加速度为a2,且物体在B点的速度为,则( )
A.a1> a2 B.a1= a2 C.a1< a2 D.不能确定
1.某科技馆中有一个展品,该展品放在较暗处,有一个不断均匀滴水的龙头(刚滴出的水滴速度为零).在平行光源的照射下,只要耐心地缓慢调节水滴下落的时间间隔,在适当的情况下,参观者可以观察到一种奇特的现象:水滴好像都静止在各自固定的位置不动(如图1中A 、B 、C 、D 所示,刻度尺上数值的单位是cm , g=10m / s2 ),要想出现这一现象,所用光源应满足的条件是( )
A.持续发光的光源
B.间歇发光,间隔时间为0.14s
C.间歇发光,间隔时间为0.20s
D.间歇发光,间隔时间为1.40s
(时间:90分钟 满分:120分)
㈠ 开放型试题
题型1、如图所示,有一束带正电的粒子,质量为m,电量为q,以平行于Ox轴的速度从y轴上的a点射入第1象限区域,为了使这束正电荷粒子能经过x轴上的b点,可以在第1象限某处加一个方向沿y轴负方向的匀强电场为E,沿y方向无限长,沿x方向宽为s,已知,Oa=L,Ob=2s,求所加电场的右边界线与b点的距离?(粒子重力不计)
解析:正电荷粒子穿过电场时,粒子做类平抛运动,沿y方向的侧位移距离为y0,
(1)若y0=L,则b点恰在电场的右边界线上,即电场的右边界线与b的距离为x1=0,如图2甲所示。
(2)若y0>L,则b点应在电场内,设此时电场的右边界与b点距离为x2,则,解得,如图2乙所示;
(3)若y0<L,则b点必在电场外右侧,设电场的右边界与b点距离为x3,带电粒子在b点速度方向与x轴正方向的夹角为θ,则,,故,如图2丙所示。
㈡STS试题
题型2、高频焊接是一种常用的焊接方法,图1是焊接的原理示意图。将半径r=0.10 m的待焊接环形金属工件放在线圈中,然后在线圈中通以高频变化的电流,线圈产生垂直于工件平面的匀强磁场,磁场方向垂直线圈平面向里,磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示。工件非焊接部分单位长度上的电阻R0=1.0×10-3 W×m-1,焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的9倍。焊接的缝宽非常小,不计温度变化对电阻的影响。求:
(1)0~2.0´10-2s和2.0´10-2s~3.0´10-2s时间内环形金属工件中感应电动势各是多大;
(2)0~2.0´10-2s和2.0´10-2s~3.0´10-2s时间内环形金属工件中感应电流的大小,并在图3中定量画出感应电流随时间变化的i-t图象(以逆时针方向电流为正);
(3)在t=0.10s内电流通过焊接处所产生的焦耳热。
解析:(1)根据法拉第电磁感应定律,在0~2.0´10-2s内的感应电动势为
E1=,解得:E1=3.14V
在2´10-2s ~3´10-2s时间内的感应电动势为E2=,解得:E2= 6.28V
(2)环形金属工件电阻为R=2prR0+9´2prR0=20prR0 =6.28´10-3Ω
由闭合电路欧姆定律,在0~2.0´10-2s内的电流为
I1==500A(电流方向逆时针)
在2.0´10-2s ~3.0´10-2s时间内的电流为
I2==1000A(电流方向顺时针)
i-t图象如图4所示.
(3)设环形金属工件中电流的有效值为I,焊缝接触电阻为R1,在一个周期内焊接处产生的焦耳热为:I2RT=
解得:I=
在t=0.10s内电流通过焊接处所产生的焦耳热为Q=I2R1t
而R1=9´2prR0=5.65´10-3Ω,解得:Q=2.8´102J
点评:解题STS试题一般可以按以下三步来做:1、提炼信息:大刀阔斧地削去一些屏蔽思维的枝节内容,从而在认知结构中清晰地呈现出问题的主干,使看似复杂的问题简明化。
㈢开放性试题
题型3频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。如图所示,将照相机正对砖块垒起的墙壁,控制好实验条件,如小球运动的平面跟墙壁平行,非常接近又不会发生触碰等,得到如图所示的小球以墙壁为背景做平抛运动时的频闪照片。照片中的白点表示小球在三个不同时刻的位置。已知墙壁的砖缝都是水平或是竖直的,砖缝的宽度不计 ,砖块的长和高分别为和,频闪仪每隔时间T闪光一次。那么根据照片和三个点的位置你可知道哪些量?
解析:平抛运动是从水平抛出,只受重力的运动,水平方向可看作匀速直线运动,竖直方向可看作自由落体运动。从照片上看,水平方向在T时间内小球运动的水平距离都等于砖块的长度,所以可计算出小球平抛的初速度
从照片上看,小球在竖直方向,在相邻T时间内的竖直位移分别是砖块高的3倍 和5倍,即: 根据初速度为零的匀变速直线运动规律 和可得:小球平抛的初始位置和小球做平抛运动的重力加速度,,即 ,所以小球运动的重力加速度为
也就可以知道当地的重力加速度g.
根据 ,而可以算出图中从上到下3个点的速度的大小分加是:
根据可以算出小球在图上3个点速度的方向
点评:研究平抛运动的方法是将其分解为水平分运动和竖直分运动,所以解决平抛运动问题时,要分别研究它的两个分运动的情况,特别是要注意抓住竖直分运动匀(初速度为零,加速度为g,匀变速直线运动规律)这一解决问题的关键,根据平抛运动特点和实际情况,灵活解决实际问题。
㈣科学探究型试题
题型4、取一轻质弹簧,上端固定在铁架台上,下端系一金属小球,如图甲所示。把小球
沿竖直方向拉离平衡位置后释放,小球将在竖直方向做简谐运动(此装置也称为竖直弹簧振子)。一位同学用此装置研究竖直弹簧振子的周期T与小球质量m的关系,并猜想T2与m成正比。他多次换用质量不同的小球进行实验并测得相应的周期,具体数据如下表。
m/kg |
0.10 |
0.20 |
0.30 |
0.40 |
0.50 |
0.60 |
0.70 |
T/s |
0.35 |
0.50 |
0.61 |
0.71 |
0.79 |
0.87 |
0.94 |
T2/s2 |
0.13 |
0.25 |
0.37 |
0.50 |
0.62 |
0.76 |
0.88 |
(1)请你根据表中的数据在图乙中作出T2与m的关系图线。
(2)假设图乙中图线的斜率为k,则T与m的关系式为 。
(3)求得的斜率k的值为 。
解析:(1)由表中数据描点并用直线连接得到作出T2-m图线如图;
(2)若图线的斜率为k,则T与m的关系式为,即;
(3)在图线上取相距较远的两点可计算出图线的斜率,如取(0,0)和(0.70,0.88)可计算出斜率k=1.26。
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