17.(12分)如图所示,竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r.的导体棒ab垂直搁在导轨上,与磁场的上边界相距为d0.现将ab棒由静止释放,棒ab在离开磁场前已经开始做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的电接触且下落过程中始终保持水平,不计导轨电阻),求:
(1)棒ab在离开磁场下边界时的速度;
(2)通过磁场区域的过程中棒ab中产生的焦耳热.
16.(12分)均匀分布在地球赤道平面上空的三颗同步通信卫星,能够实现除地球南北极等少数地区外的“全球通信”.已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,地球自转周期为T,求:
(1)同步卫星距地面的高度;
(2)三颗卫星中任意两颗卫星间的距离.
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
15.(12分)一人驾车拐过弯道驶上一个斜坡,突然发现小孩因追逐皮球而从车前横穿马路,立即急刹车,车轮被抱死后在地上划出了20m长的痕迹,幸好没撞着孩子.这时站在路边的一位警察走过来,递给驾车者一张超速行驶的罚单,并指出此处最高限速为60km/h.驾车者估测了坡面的倾角为20°,从资料上查出车胎与地面间的动摩擦因数为0.6,试判断该车是否超速.(取sin20°=0.34,cos20°=0.94,g=10m/s2)
14.(12分)用以下器材测量待测电阻Rx(阻值约200Ω)的阻值
A.电流表Al:量程为0-lmA,内电阻r1=200Ω;
B.电流表A2:量程为0-10mA,内电阻约为r2≈20Ω;
C.定值电阻R0:阻值R0=1.5kΩ;
D.滑动变阻器R1:最大阻值为20Ω;
E.滑动变阻器R2:最大阻值为lkΩ;
F.电源E:电动势约为3.0V,内阻可忽略不计;
G.单刀单掷开关S,导线若干;
(1)为了较准确地测量电阻Rx,甲、乙、丙三位同学设计了如下的实验电路,其中最合理的是 ;(选填“甲”、“乙”或“丙”)
(2)实验中滑动变阻器应选用 (选填“R1”或“R2”);在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 端;(选填“a”或“b”)
(3)若某次测量中电流表Al的示数为I1,电流表A2的示数为I2.则Rx的表达式为: .
13.(12分)小明同学设计了一个实验来探究“自行车的初速度与其克服阻力做功”的关系.实验的主要步骤如下:
①找一段平直的路面,并在路面上画一道起点线;
②骑上自行车用较快速度驶过起点线时,从车把手处释放一团很容易辨别的橡皮泥;
③车驶过起点线后就不再蹬自行车脚蹬,让车依靠惯性沿直线继续前进;
④待车停下,记录自行车停下时的位置;
⑤用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离s,起点线到终点的距离L及车把手处离地高度,已知自行车在行驶中所受的阻力为并保持恒定.
(1)自行车经过起点线时的速度v= ;(用已知量和测得量表示)
(2)自行车经过起点线后克服阻力做功W= ;(用已知量和测得量表示)
(3)多次改变自行车经过起点线时的速度,重复上述实验步骤②-④,则每次只需测量上述物理量中的 和 ,就能通过作出一w的关系图线达到实验目的.
12.如图所示,在真空中有一水平放置的不带电平行板电容器,板间距离为d,电容为C。上板B接地.现有大量质量均为m、带电量均为的小油滴,以相同的初速度持续不断地从两板正中央平行极板射入,第一滴油滴正好落到下板A上正中央的P点.如果能落到A板的油滴仅有N滴,且第N+l滴油滴刚好能飞离电场,假定落到A板的油滴的电量能被极板全部吸收,不考虑油滴间的相互作用,将两极板间电场视为匀强电场,重力加速度为g,则 ( )
A.落到A板的油滴数
B.落到A板油滴数
C.第N+1滴油滴通过电场的过程中增加的动能为
D.第N+1滴油滴通过电场的过程中减少的机械能为
笫Ⅱ卷(非选择题 共102分)
11.在图示的装置中,表面粗糙的斜面固定在地面上,斜面的倾角=30°.两个光滑的定滑轮的半径很小,用一根跨过定滑轮的细线连接甲、乙两物体,把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行,把乙物体拉开使悬线拉直且偏离竖直方向=60°.现同时由静止释放甲、乙两物体,乙物体将在竖商平面内摆动,当乙物体运动经过最高点和最低点时,甲物体在斜面上所受摩擦力均为最大但未滑动.已知乙物体的质量m=1kg,取g=10m/s2,下列判断正确的是 ( )
A.乙物体经过最高点时悬线的拉力为5N
B.乙物体经过最低点时悬线的拉力为10N
C.斜面对甲物体的最大静摩擦力为15N
D.甲物体的质量为2.5kg
10.如图所示,一个半径为R的玻璃半球,平放在水平桌面上,已知玻璃的折射率为,一束竖直平行光照射到半球的平面上与水平桌面上,结果在水平桌面上出现一个暗环,该暗环的面积为(不考虑多次反射) ( )
A.
B.
C.
D.
9.图(甲)中沈耐为导体作成的框架,其平面与水平面成0角,质量为仇的导体棒PQ与ab、cd接触良好,回路的总电阻为R,整个装置放于垂直于框架平面的变化的磁场中,磁感应强度的变化如图(乙),PQ始终静止,则在0-tos内,PQ受到的摩擦力的变化情况可能是 ( )
A.一直增大
B.一直减小
C.行减小后增大
D.先增大后减小
8.金属中存在大量的价电子(可理解为原子的最外层电子),价电子在原子核和核外的其他电子产生的电场中运动,电子在金属外部时的电势能比它在金属内部作为价电子时的电势能大,前后两者电势能的差值称为势垒,用符号V表示,价电子就像被关在深度为V的方箱里的粒子,这个方箱叫做势阱,价电子在势阱内运动具有动能,但动能的取值是连续的,价电子处于最高能级时的动能称为费米能,用Ef表示.用红宝石激光器向金属发射频率为v的光子,具有费米能的电子如果吸收了一个频率为v的光子而跳出势阱。则 ( )
A.具有费米能的电子跳出势阱时的动能为
B.具有费米能的电子跳出势阱时的动能为
C.若增大激光的强度,具有费米能的电子跳出势阱时的动能增大
D.若增大激光的强度,具有费米能的电子跳出势阱时的动能不变
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