25.(15分)如图甲所示,在光滑绝缘的水平面上固定着两对几何形状完全相同的平行金属板PQ和MN, P、Q与M、N四块金属板相互平行地竖直地放置,其俯视图如图乙所示.已知P、Q之间以及M、N之间的距离都是d=0.2m,极板本身的厚度不计,极板长均为L=0.2m,板间电压都是.金属板右侧为竖直向下的匀强磁场,磁感应强度,磁场区域足够大.今有一质量为,电量为的带负电小球在水平面上如图从PQ平行板间左侧中点O沿极板中轴线以初速度=4m/s进入平行金属板PQ.
(1)试求小球刚穿出平行金属板PQ进入磁场瞬间的速度;
(2)若要小球穿出平行金属板PQ后,经磁场偏转射入平行金属板MN中,且在不与极板相碰的前提下,最终在极板MN的左侧中点O′沿中轴线射出.则金属板Q、M间距离可能是多少?
24.(13分)如图所示,在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,A放在水平地面上;B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上.用手拿住C,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行.已知A、B的质量均为m,C的质量为4m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态.释放C后它沿斜面下滑,A刚离开地面时,B获得最大速度,求:
(1)斜面倾角α.
(2)B的最大速度vBm.
23.(14分)
(1)小汽车正在走进我们的家庭,你对汽车了解多少?
一辆汽车性能的优劣,其油耗标准非常重要。而
影响汽车油耗标准最主要的因素是其在行进中所
受到的空气阻力。人们发现汽车在高速行驶中所
受到的空气阻力f(也称风阻)主要与两个因素有
关:(1)汽车正面投影面积S;(2)汽车行驶
速度V。某研究人员在汽车风洞实验室中通过模拟实验得到下表所列数据:
V / (m/s) f / N S / m2 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
2.0 |
206 |
464 |
824 |
1291 |
1860 |
2.5 |
258 |
580 |
1032 |
1614 |
2324 |
3.0 |
309 |
696 |
1239 |
1936 |
2788 |
3.5 |
361 |
812 |
1445 |
2258 |
3252 |
4.0 |
412 |
928 |
1652 |
2581 |
3717 |
①由上述数据可得汽车风阻f 与汽车正面投影面积S 及汽车行驶速度V 的关系式为f=_________(要求用K表示比例系数)。
②由上述数据得出K的大小和单位是________________。
(2)某同学用为了尽量减小测量电阻的系统误差,采用了如图所示电路测量一段金属丝的电阻(阻值约为17Ω),采用以下器材:
电流表A1,量程10mA,内阻约200Ω;
电流表A2,量程0.6A,内阻约5Ω;
电阻箱R,阻值999.99Ω;
滑动变阻器R1,最大阻值10Ω;
电源E,电动势6V,内阻不计;
开关、导线若干;
该同学进行如下操作,
①将S1接2,S2接4,断开S3,调节滑动变阻器R1和电阻箱R ,测得电流表A1、A2的示数分别为5mA和0.4A,电阻箱阻值为2.5Ω,则电流表A1的阻值为 Ω;
②该同学将电阻箱调至802.5Ω,开关S1接1,S2接3,闭合S3,只移动滑动变阻器R1,测得电流表A1、A2- A1的示数如下表格,该同学还记录了手接触金属丝的冷热感觉.
A1/mA |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
A2- A1 /A |
0 |
0.06 |
0.12 |
0.18 |
0.24 |
0.30 |
0.36 |
0.41 |
0.45 |
0.50 |
0.54 |
冷热感觉 |
常温 |
微热 |
较热 |
(a)请在坐标纸上描点作出与()/A的关系图线,并根据图线求出电阻丝常温时的阻值Rx= Ω(结果保留两位有效数字);
(b)请你根据所掌握的物理知识分析该图线反映了金属电阻 的物理规律.
22.在拆装某种大型电磁设备的过程中,需将设备内部的处于强磁场中的线圈先闭合,然后再提升直至离开磁场.操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈.假设该线圈可简化为水平长为L,上下宽度为d的矩形线圈,其匝数为n,总质量为M,总电阻为R.磁场的磁感应强度为B,如图所示.开始时线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐.若转动手摇轮轴A.现把线圈从图示位置向上拉出磁场.则在此过程中,下列说法正确的是
( )
A.将线圈拉出磁场的速度大小不同,通过导线
横截面的电量不同
B.通过导线横截面的电量与拉出磁场的速度大
小无关,都是nBLd/R
C.在时间t内把线圈匀速向上拉出磁场的过程
中绳的拉力大小为
D.在时间t内把线圈匀速向上拉出磁场的过程中人至少需要做功为Mgd+
第Ⅱ卷(必做120分+选做32分,共152分)
[必做部分]
21.如图所示,光滑半球的半径为R,球心为O,固定在水平面上,其上方有一个光滑曲面轨道AB,高度为R/2.轨道底端水平并与半球顶端相切.质量为m的小球由A点静止滑下.小球在水平面上的落点为C,则 ( )
A.小球将沿半球表面做一段圆周运动后抛至C点
B.小球将从B点开始做平抛运动到达C点
C.OC之间的距离为
D.OC之间的距离为2R
20.如图所示,P、Q是两个电量相等的异种点电荷,其中P带正电,Q带负电,它们连线的中点为O,MN是中垂线,两电荷连线与中垂线所在平面与纸面平行,在垂直纸面的方向有磁场,中垂线上一正电荷以沿中垂线运动,忽略重力作用,则可能的是 ( )
A.正电荷做匀速直线运动,所受洛伦兹力的大小不变
B.正电荷做匀速直线运动,所受洛伦兹力的大小改变
C.正电荷做变速直线运动,所受洛伦兹力的大小不变
D.正电荷做变速直线运动,所受洛伦兹力的大小改变
19.如图所示,是一氧化碳报警器的一部分
电路示意图。其中R2为氧化锡传感器,
其技术资料中给出的是电导(即电阻的
倒数)--浓度曲线如图所示,电流表
A为值班室的显示器,a、b之间接报警
器。当传感器R2所在处的一氧化碳浓度
增大时,显示器A的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是 ( )
A.I变大,U变大 B.I变小,U变小
C.I变小,U变大 D.I变大,U变小
18.在智利工作的天文学家最近表示,他们很可能第一次直接拍摄到了围绕恒星旋转的行星。这颗恒星名叫2M1207,它比太阳要小的多,距离我们有230光年之远。洛杉矶加利福尼亚大学的本杰明教授说:“假如围绕2M1207的真的是一颗行星,这将是人类第一次直接拍摄到太阳系外行星的照片,很久以来,科学家一直想象着能够拍摄到类似太阳系这样的行星围绕一颗恒星运转的太阳系外星体。”如果知道了这个行星的质量m,行星的半径r, 行星的运行周期T,以及行星运行半径R,则下列说法不正确的是 ( )
A.2M1207恒星的质量
B.要成为该行星的卫星的最小发射速度为
C.根据上述量可以求出2M1207的密度
D.该行星的卫星的最小周期为
16.两物体M、m 用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,如图
放置,OA、OB与水平面的夹角分别为30°、60°,
M重20N,M、m均处于静止状态。求 ( )
A.OA绳的拉力为10N
B.OB绳的拉力为10N
C.地面对m的摩擦力大小为0N
D.地面对m的摩擦力大小为10(-1)N
17.我国蹦床队组建时间不长,但已经在国际大赛中取得
了骄人的成绩,在2008奥运会上取得北京奥运会的
金牌.假如运动员从某一高处下落到蹦床后又被弹回
到原来的高度,其整个过程中的速度随时间的变化规
律如图所示,其中oa 段和cd段为直线且两段对应的
时间相等,则根据此图象可知运动员( )
A.在t1~t2时间内所受合力逐渐增大
B.在t2时刻蹦床弹力最大
C.在t3时刻处于平衡状态
D.运动员弹起的最大高度为
15.按如图所示装置进行下列不同的操作,说法不正确
的是 ( )
A.铁腐蚀的速度由大到小的顺序是:只接通K1>只
闭合K3>都断开>只闭合K2
B.只接通K1,一段时间后,U形管中出现白色沉淀
C.只接通K2,U形管左、右两端液面均下降
D.先只接通K1,一段时间后,漏斗液面上升,然后再
只接通K2,漏斗液面下降
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