14.(16分)如图所示,两根相距为d足够长的光滑平行金属导轨位于水平的xOy平面内,导轨与x轴平行,左端接有阻值为R的电阻.在x>0的一侧存在竖直向下的磁场,金属棒质量为m,电阻为r,与金属导轨垂直放置,且接触良好.开始时,金属棒位于x=0处,现给金属棒一大小为v0、方向沿x轴正方向的初速度,金属棒沿导轨滑动,金属导轨电阻可忽略不计.问:
⑴ 金属棒滑行过程中安培力对金属棒做的功和电阻R上产生的焦耳热;
⑵ 若导轨间的磁场是匀强磁场,磁感应强度为B,导体棒最终在导轨上静止时的坐标 x1;
⑶ 若导轨间的磁场是非匀强磁场,磁感应强度B沿x轴正方向增加,且大小满足,
导体棒最终在导轨上静止时的坐标 x2.
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.
13.(15分)如图所示,在y轴的右方有一磁感应强度为B的方向垂直纸面向外的匀强磁场,在x轴的下方有一场强为E的方向平行x轴向左的匀强电场.有一铅板放置在y轴处,且与纸面垂直.现有一质量为m、电荷量为q的粒子由静止经过加速电压为U的电场加速, 然后以垂直于铅板的方向从A处沿直线穿过铅板,而后从x轴上的D处以与x轴正向夹角为60°的方向进入电场和磁场叠加的区域,最后到达y轴上的C点.已知OD长为l,不考虑粒子受到的重力,求:
(1)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的时间;
(2)粒子经过铅板时损失的动能;
(3)粒子到达C点时的速度大小.
12.Ⅱ选修3-5模块(本题共12分)
(1)下列说法正确的是
A.核力是强相互作用,在其作用的范围内比库仑力大得多
B.原子核内存在弱相互作用,它是引起原子核β衰变的原因
C.原子核中质子与中子的组成比例可以是任意的
D.癌症病人接受钴60的放射治疗利用了射线电离能力强这一特点
(2)大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时,一共可以辐射出六种不同频率的光子,
下列有关跃迁过程的说法正确的是
A.六种光子中有两种属巴耳末系
B.六种光子中频率最高的是直接跃迁到基态产生的
C.若原子从n=2跃迁到基态能使锌板发生光电效应,则原子从n=4跃迁到n=2一定能
使锌板发生光电效应
D.使n=4的氢原子电离至少要0.85ev的能量
(3)一辆小车在光滑水平面上以v1=1m/s的速度向右运动,小车的质量为M=100kg,一质量
为m=50kg的人从小车的右端迎面跳上小车,接触小车前的瞬间人的水平速度大小为v2=5.6m/s.求人跳上小车后,人和小车的共同速度和过且过J
()人跳上小车的过程中人对小车做的功.
12.Ⅰ选修3-4模块(本题共12分)
(1)下列说法正确的是
A.广播电台、电视台发射无线电波时需要进行调制
B.用激光“焊接”剥落的视网膜利用了激光的相干性好
C.麦克耳孙-莫雷实验结果表明:不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的
D.经典物理学的时空观认为时间和空间是脱离物质而存在的
(2)如图所示,一条红色光线和另一条紫色光线,以不同的角度同时沿不同的半径方向
射入同一块半圆形玻璃砖,其透射光线都是由圆心O点沿OC方向射出.
则可知
A.AO是红光,它穿过玻璃砖所需时间较长
B.AO是紫光,它穿过玻璃砖所需时间较长
C.在单缝衍射实验中,若仅将入射光由紫光变为红光,则中央明纹变宽
D.在双缝干涉实验中,若仅将入射光由紫光变为红光,则中央明纹变宽
(3)如图所示,A、B之间的距离为3L0,水平面光滑,质量为m的物体(可视为质点)左端与劲度系数为K的轻质弹簧连接,右端与劲度系数为2K的轻质弹簧连接,左右两弹簧原长均为L0,弹簧的另一端均固定在墙壁上.将物体拉离平衡位置,放手后,物体在光滑水平面上往复运动,证明物体的运动是简谐运动并求简谐运动的平衡位置.
11.(10分)如图甲所示,一个直径为d的纸筒, 固定在可以匀速转动的转台上,侧面开有位于
竖直方向的狭缝,在转台的中心放有不随转台转动的油漆喷射器,它能以恒定速率水平向右
喷射油漆,质量为2.00kg的金属长圆柱棒用白纸包着,当接通电源待电机稳定转动后,烧断
悬挂圆柱棒的细线,圆柱棒自由下落,油漆可在圆柱棒的纸上留下记号。图乙是按正确操作
获得的一条纸带,图中O是画出的第一个痕迹,A、B、C、D、E、F、G是依次画出的痕迹,
测得痕迹之间沿棒方向的距离依次为OA =26.0mm、AB =50.0mm、BC =74.0mm、CD =98.0mm、
DE =122.0mm、EF =146.0mm,已知电动机铭牌上标有“1200 r / min”字样,由此验证机械能守
恒定律.根据以上内容,可得:
① 根据乙图所给的数据,可知毛笔画下痕迹B、E两时刻间棒的动能变化量为 J,重
力势能的变化量为 J,由此可得出的结论是 .(g取9.80m/s2,结果保留三位有效数字)
② 如要验证毛笔画下痕迹O、F两点的过程中圆柱棒机械能守恒时,实验者不知道工作电压
减小,电动机转速小于1200 r / min,由于这一原因将导致______(填“大于、小于、等于”) .
③ 实验中某同学利用获得的实验数据同时测定了当地的重力加速度g的值.假设OF间的距
离为h,EG间的距离s.电动机转动频率用f表示.有下面三种方法求重力加速度的值,分别是:
A.根据,其中,求得:
B.根据,其中,而(其中),求得:
C.根据,而,(其中),求得:
你认为用哪种方法比较妥当?其它方法可能存在的问题是什么?答: .
10.(8分)测量一螺线管两接线柱之间金属丝的长度。给出器材如下:
A、待测螺线管L(符号):绕制螺线管金属丝的电阻率m,电阻 约为20Ω B、螺旋测微器 C、电流表A:量程0.6A,内阻约为1Ω D、电压表
V:量程4V,内阻=4kΩ E、定值电阻R0:R0=4kΩ F、滑动变阻器:全电阻约
10 G、电源E:电动势8V,内阻忽略不计 H、电键S一个,导线若干
(1)实验中用螺旋测微器测得金属丝的直径如图甲所示,其示数为d=__________;
(2)画出测量金属丝电阻的电路图,并在图乙的实物图上连线;
(3)若测得的金属丝直径用d表示,电流表A的读数用I表示,电压表V的读数用U表示,
金属丝的电阻率用ρ表示,则用这些物理量的符号表示金属丝的长度L= _ ___ __.
9.面积很大的水池,水深为H,水面上浮着一正方体木块,木块边长为a,密度为
水的1/2,质量为m.开始时,木块静止,有一半没入水中,如图所示.现用力
将木块缓慢地压到池底.在这一过程中
A.木块的机械能减少了
B.水池中水的机械能不变
C.水池中水的机械能增加了
D.水池中水的机械能增加了
8.如图所示,在一次救灾工作中,一架沿水平直线飞行的直升机A,用悬索(重力可忽略不计)
救护困在湖水中的伤员B.在直升机A和伤员B以相同的水平速度匀速运动的同时,悬索将伤
员吊起,在某一段时间内,A、B之间的距离以(式中H为直升机A离地面的高度,
各物理量的单位均为国际单位制单位)规律变化,则在这段时间内
A.悬索的拉力等于伤员的重力
B.悬索伸直的方向是偏向后的
C.从地面看,伤员做加速度大小、方向均不变的曲线运动
D.从地面看,伤员做速度大小增加的曲线运动
7.如图(a)所示,用一水平外力F拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体,逐渐增大F,物体做变加速运动,其加速度a随外力F变化的图像如图(b)所示,若重力加速度g取10m/s2.
根据图(b)中所提供的信息可以计算出
A.物质的质量
B.斜面的倾角
C.物体能静止在斜面上所施加的最小外力
D.加速度为6m/s2时物体的速度
6.某同学在物理学习中记录了一些与地球、月球有关的数据资料如下:
地球半径R=6400km,月球半径r=1740km,地球表面重力加速度g0=9.80m/s2,月球表
面重力加速度=1.56m/s2,月球绕地球转动的线速度v=l km/s,月球绕地球转动一周
时间为T=27.3天,光速c=2.998×105km/s.1969年8月1日第一次用激光器向位于天
顶的月球表面发射出激光光束,经过约t=2.565s接收到从月球表面反射回来的激光信号,利
用上述数据可估算出地球表面与月球表面之间的距离s,则下列方法正确的是
A.利用激光束的反射s=c·来算
B.利用v=来算
C.利用g0= 来算
D.利用=(s+R+r)来算
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