14.(14分)如图所示,一电荷量q=3×10-4C带正电的小球,用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点.S合上后,小球静止时,细线与竖直方向的夹角α=37°.已知两板相距d=0.1m,电源电动势E=12V,内阻r=2Ω,电阻R1=4Ω,R2=R3= R4 =12Ω,(g=10m/s2,).求:
(1)流过电源的电流强度;
(2)两板间的电场强度的大小;
(3)小球的质量.
13.(8分)某研究性学习小组为探究导电溶液的电阻在体积相同时,电阻值与长度的关系,选取一根乳胶管,里面灌满了盐水,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的盐水柱.进行了如下实验:
(1)该小组将盐水柱作为纯电阻,粗测其电阻约为几千欧.现采用伏安法测定盐水柱的电阻,有如下实验器材可供选择:
A.直流电源:电动势12V,内阻很小,额定电流1A;
B.电流表A1:量程0-10mA,内阻约;
C.电流表A2:量程0-600mA,内阻约;
D.电压表V:量程0-15V,内阻约;E.滑动变阻器R1:最大阻值;
F.滑动变阻器R2:最大阻值; G.开关.导线等
在可供选择的器材中,应选用的电流表是_______(填“A1”或“A2”),滑动变阻器是________(填“R1”或“R2”);
(2)根据所选器材,在图示方框内画出实验原理图
(3)握住乳胶管两端把它均匀拉长,多次实验测得盐水柱长度L.电阻R的数据如下表:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
长度L(cm) |
20.0 |
25.0 |
30.0 |
35.0 |
40.0 |
45.0 |
电阻R() |
1.3 |
2.1 |
3.0 |
4.1 |
5.3 |
6.7 |
为了借助线性图像,形象直观地研究电阻R与长度L的关系,该小组用纵坐标表示电阻R,你认为横坐标应用 物理量表示.
12.(10分)
(1)为进行“验证机械能守恒定律”的实验,有下列器材可供选用:铁架台,打点计时器,复写纸,重锤,纸带,秒表,低压直流电源,导线,电键,天平.其中不必要的器材有: ;缺少的器材 .
(2)某次“验证机械能守恒定律”的实验中,用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带,如图所示,O点为重锤下落的起点,选取的计数点为A、B、C、D,各计数点到O点的长度已在图上标出,单位为毫米,重力加速度取9.8m/s2,若重锤质量为1kg.打点计时器打出B点时,重锤下落的速度vB= m/s,重锤的动能EkB= J.从开始下落算起,打点计时器打B点时,重锤的重力势能减小量为 J.(结果保留三位有效数字)
11.质量为m的两个相同小球A、B穿在水平光滑细杆上,用两根长度为L的轻绳与C球相连,已知C的质量为2m,一开始A、B相距2L,现将系统从静止释放,A与B相碰前瞬间,A、B球的速度大小分别为、,下列说法正确的是 ( )
A. B.,
C.轻绳对A球所做的功为 D.C球克服重力所做的功为
第Ⅱ卷(选择题,合计62分)
10.日本物理学家小林诚和益川敏英由于发现了对称性破缺的起源,并由此预言的六个夸克逐渐被实验证实,获得2008年诺贝尔物理学奖.夸克之间的强相互作用势能可写为,式中r是正、反顶夸克之间的距离,as=0.12是强相互作用耦合系数,k2是与单位制有关的常数,在国际单位制中k2=0.319×10-25J·m;而在电荷之间的相互作用中,相距为r,电荷量分别为q1q2的两个点电荷之间的电势能,式中k1是静电力常量.根据题中所给信息可以判定下列说法正确的是 ( )
A.正反顶夸克之间的相互作用力为
B.正反顶夸克之间的相互作用力为
C.若地球质量为M,则轨道半径为r,质量为m的地球卫星的万有引力势能为
D.若地球质量为M,则轨道半径为r、质量为m的地球卫星的万有引力势能为
9.我国自主研制的“北斗一号”卫星导航系统,在甘肃玉树的抗震救灾中发挥了巨大作用.北斗导航系统又被称为“双星定位系统”,具有导航、定位等功能.“北斗”系统中两颗工作星均绕地心O做匀速圆周运动,轨道半径为r,某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置(如图所示).若卫星均顺时针运行,地球表面处的重力加速度为g,地球半径为R,不计卫星间的相互作用力.则以下判断中正确的是 ( )
A.卫星1向后喷气加速,一定能追上卫星2
B.这两颗卫星的加速度大小相等,均为
C.卫星1由位置A运动到位置B所需的时间为
D.卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做正功
8.轻杆的一端固定一个质量为m的小球,以另一端O为圆心,使小球在竖直平面内做半径为r的圆周运动,则小球通过最高点时,杆对小球的作用力 ( )
A.可能等于零
B.可能等于mg
C.一定与小球的运动方向相反
D.一定随小球过最高点时速度的增加而增加
7.如图电路,当滑动变阻器的滑片放在正中时,三盏灯的亮度相同,则在滑动变阻器的滑片下移过程中 ( )
A.A灯变暗 B.B灯变暗 C.C灯变亮 D.C灯变暗
6.2010年1月30日,出现了稀有的天文现象:太阳、地球、月亮和
火星处在同一直线上,该天月亮距地球最近.已知火星到太阳的
距离约为地球到太阳距离的1.5倍,下列说法正确的是( )
A.在2011年1月30日太阳、地球、火星也在同一直线上
B.地球受到太阳的引力约是火星受到太阳引力的2.25倍
C.地球绕太阳公转的速率约是火星绕太阳公转速率的1.5倍
D.在2010年1月30日晚上看到的月亮最圆最大
5.如图所示,一物体从直立轻质弹簧的上方处下落,然后又被弹回,若不计空气阻力,则下列说法中错误的是 ( )
A.物体的机械能在任何时刻都跟初始时刻相等
B.物体跟弹簧组成的系统任意两时刻机械能相等
C.物体在把弹簧压缩到最短时,它的机械能最小
D.当重力和弹簧的弹力大小相等时,物体的速度最大
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