27.(6分)卡文迪什利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G。
(1)(多选题)为了测量石英丝极微的扭转角,该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施
(A)减小石英丝的直径
(B)增大T型架横梁的长度
(C)利用平面镜对光线的反射
(D)增大刻度尺与平面镜的距离
(2)已知T型架水平横梁长度为1,质量分别为m、
的球,位于同一水平面,当横梁处于力矩平衡状态,测得m、
连线长度r,且与水平横梁垂直;同时测得石英丝的扭转角度为
,由此得到扭转力矩k
(k为扭转系数且已知),则引力常量的表达式G=_____。
[解析](1)CD
(2)根据,得
。
26.在用DIS描绘电场等势线的实验中
(1)电源通过正负电极a、b在导电物质上产生的稳恒电流分布模拟了二个_____产生____;用____探测等势点。
(2)(单选题)在安装实验装置时,正确的做法是 ( )
(A)在一块平整木板上依次放复写纸、白纸、导电纸
(B)导电纸有导电物质的一面应该向上
(C)连接电源正负极的电极a、b必须与导电物质保持绝缘
(D)连接电极a、b的电源电压为交流4~6V
[解析](1)点电荷,电场,DIS
(2)B.
A应依次放白纸、复写纸、导电纸
C应电极a、b必须与导电物质保持导电
D应连接电极a、b的电源电压为直流4~6V
25.如图,固定于竖直面内的粗糙斜杆,在水平方向夹角为
,质量为m的小球套在杆上,在大小不变的拉力作用下,小球沿杆由底端匀速运动到顶端,为使拉力做功最小,拉力F与杆的夹角a=____,拉力大小F=_____。
[解析],
,
,
。因为没有摩擦力,拉力做功最小。
本题考查力的分解,功等。难度:中等。
24.如图,三个质点a、b、c质量分别为、
、
(
).在C的万有引力作用下,a、b在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动,轨道半径之比
,则它们的周期之比
=______;从图示位置开始,在b运动一周的过程中,a、b、c共线了____次。
[解析]根据,得
,所以
,
在b运动一周的过程中,a运动8周,所以a、b、c共线了8次。
本题考查万有引力和圆周运动。难度:中等。
23.电动机的自动控制电路如图所示,其中
为热敏电阻,
为光敏电阻,当温度升高时,
的阻值远小于
;当光照射
时,其阻值远小于
,为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动,电路中的虚线框内应选____门逻辑电路;若要提高光照时电动机启动的灵敏度,可以___
的阻值(填“增大”或“减小”)。
[解析]为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动,即热敏电阻或光敏电阻的电阻值小时,输入为1,输出为1,所以是“或门”。
因为若要提高光照时电动机启动的灵敏度,需要在光照较小即光敏电阻较大时输入为1,输出为1,所以要增大。
22.如图,上端开口的圆柱形气缸竖直放置,截面积为
,一定质量的气体被质量为2.0kg的光滑活塞封闭在气缸内,其压强为____pa(大气压强取1.01*
,g取
)。若从初温
开始加热气体,使活塞离气缸底部的高度由0.5m缓慢变为0.51m,则此时气体的温度为____℃。
[解析],
,
,
本题考查气体实验定律。难度:易。
21.如图,金属环A用轻绳悬挂,与长直螺线管共轴,并位于其左侧,若变阻器滑片P向左移动,则金属环A将向_____(填“左”或“右”)运动,并有_____(填“收缩”或“扩张”)趋势。
[解析]变阻器滑片P向左移动,电阻变小,电流变大,据楞次定律,感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相反,相互吸引,则金属环A将向右运动,因磁通量增大,金属环A有收缩趋势。
本题考查楞次定律。难度:易。
20. 如图,一列沿轴正方向传播的简谐横波,振幅为
,波速为
,在波的传播方向上两质点
的平衡位置相距
(小于一个波长),当质点
在波峰位置时,质点
在
轴下方与
轴相距
的位置,则
(A)此波的周期可能为
(B)此波的周期可能为
(C)从此时刻起经过,
点可能在波谷位置
(D)从此时刻起经过,
点可能在波峰位置
[解析](答案有误)
如上图,,
,根据
,
,A正确;
从此时刻起经过,即
,波沿
轴正方向传播
,波峰到
处,
不在波峰,C错误。
如下图,,
, ,根据
,
,B错误;
从此时刻起经过,即
,波沿
轴正方向传播
,波峰到
处,
的
在波峰,D正确。
本题考查波的传播,出现非和非
得整数倍的情况,有新意。
难度:难。
解法1 图象法
第1种情况:
波的图象如下图,从图象得,
,
,根据
,
,所以波长
,周期
,A正确。
第2种情况:
波的图象如下图,从图象得,
,
, ,根据
,
,所以,波长
,周期
,B错误。
第1种情况:
波的图象,从图象知,b在在波谷,C正确。
波的图象,从图象知,
的
在波峰,D正确。
所以本题选ACD。
解法2。波函数法
波函数,
第1种情况,,是波谷;
第2种情况,,是波峰;
所以本题选ACD。
第Ⅱ卷(共94分)
19. 如右图,一有界区域内,存在着磁感应强度大小均为
,方向
分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场,磁场宽度均为
,边长为
的正方形框
的
边紧靠磁场边缘置于桌面上,
使线框从静止开始沿轴正方向匀加速通过磁场区域,若以逆时针
方向为电流的正方向,能反映线框中感应电流变化规律的是图
[解析]在,电流均匀增大,.
在,两边感应电流方向相同,大小相加,故电流大,
在,因右边离开磁场,只有一边产生感应电流,故电流小,所以A正确,B错误。同理,因为C是
图象,不是
图象,所以C中是曲线,C正确D错误。
本题选AC。
本题考查感应电流及图象。
难度:难。
18.如图为质量相等的两个质点
在同一直线上运动的
图像,由图可知
(A)在时刻两个质点在同一位置
(B)在时刻两个质点速度相等
(C)在时间内质点
比质点
位移大
(D)在时间内合外力对两个质点做功相等
[解析]首先,B正确;根据位移由图像中面积表示,在
时间内质点
比质点
位移大,C正确而A错误;根据动能定理,合外力对质点做功等于动能的变化,D正确;本题选BCD。
本题考查图象的理解和动能定理。对D,如果根据
则难判断。
难度:中等。
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