23.(18分) 如图所示,在与水平方向成θ=30°角的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道,其电阻可忽略不计。空间存在着匀强磁场,磁感应强度B=0.20T,方向垂直轨道平面向上。导体棒ab、cd垂直于轨道放置,且与金属轨道接触良好构成闭合回路,每根导体棒的质量m=2.0×10-2kg、电阻r=5. 0×10-2Ω,金属轨道宽度l=0.50m。现对导体棒ab施加平行于轨道向上的拉力,使之沿轨道匀速向上运动。在导体棒ab运动过程中,导体棒cd始终能静止在轨道上。g取10m/s2, 求:
(1)导体棒cd受到的安培力大小;
(2)导体棒ab运动的速度大小;
(3)拉力对导体棒ab做功的功率。
22.(16分)如图所示,一个质量为m、带电量为+q的小球,以初速度v0自h高度水平抛出。不计空气阻力。重力加速度为g。
(1)求小球从抛出点至第一落地点P的水平位移S的大小;
(2)若在空间竖直方向加一个匀强电场,发现小球水平抛出后做匀速直线运动,求该匀强电场的场强E的大小;
(3)若在空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场,发现小球抛出后沿圆弧轨迹运动,第一落地点仍然是P点,求该磁场磁感应强度B的大小。
21.(20分)
(1)(4分) 有一游标卡尺,主尺的最小分度是1mm,游标上有20个等分刻度。用它测量一小球的直径,如图甲所示的其读数是 mm。用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如图乙所示的读数是 mm.
(2)(16分)实验桌上有下列实验仪器:
A、待测电源一个(电动势约3V,内阻小于1Ω)
B、直流电流表(量程0-0.6-3A,0.6A档的内阻约0.22Ω,3A档的内阻约0.1Ω)
C、直流电压表(量程0-3-15V,3V档内阻约15kΩ,15V档内阻约25kΩ)
D、滑动变阻器(阻值范围为0-15Ω,允许最大电流为5A)
E、滑动变阻器(阻值范围为0-1000Ω,允许最大电流为0.2A)
F、开关
G、导线若干
H、小灯泡(电阻小于1Ω)。
请你解答下列问题:
1)利用给出的器材测电源的电动势和内阻有如图甲、乙两种电路,为了减小测量误差,应选择图 所示电路;
2)根据你选择的电路将图丙中实物连接好;
3)你选择的滑动变阻器是 (填代号),理由是 ;
4)某同学根据测出的数据,作出U-I图线如图丁a线所示,实验所测电源的电动势E= V,内电阻r= Ω;
5)若要利用给出的器材通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线,要求实验测出的数据尽可能多,请你在虚线框内画出实验电路图;
6) 将步骤5)中得到的数据与步骤4)得到的数据在同一U-I坐标系内描点作图,得到如图丁所示的图线b,如果将此电源与小灯泡组成闭合回路,此时小灯泡的实际功率为
W。
20.(丰)如图所示,竖直放置的劲度系数为k的轻质弹簧,上端与质量为m、带电量为+q的小球连接,小球与弹簧绝缘,下端与放在水平桌面上的质量为M的绝缘物块相连。物块、弹簧和小球组成的系统处于静止状态。现突然加一个方向竖直向上,大小为E的匀强电场,某时刻物块对水平面的压力为零,则从加上匀强电场到物块对水平面的压力为零的过程中,小球电势能改变量的大小为( A )
A. B.
C. D.
第Ⅱ卷(非选择题 共180分)
19.(丰)如图所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一匝数为N的矩形线圈,其面积为S,电阻为r,线圈两端外接一电阻为R的用电器和一个交流电压表。若线圈绕对称轴OOˊ以角速度ω做匀速转动,则线圈从图示位置转过900的过程中,下列说法正确的是( C )
A.通过电阻的电量为 B.交流电压表的示数为NBSω
C.交流电压表的示数为 D.电阻产生的热量为
18.(丰)如图甲所示,横波1沿BP方向传播,B点的振动图象如图乙所示;横波2沿CP方向传播,C点的振动图象如图丙所示。两列波的波速都为20cm/s。P与B相距40cm,P与C相距50cm,两列波在P点相遇,则P点振幅为( A )
A.70cm B.50cm C.35cm D.10cm
17.某绕地运行的航天探测器因受高空稀薄空气的阻力作用,绕地球运行的轨道会慢慢改变。每次测量中探测器的运动可近似看作是圆周运动。某次测量探测器的轨道半径为r1,后来变为r2,r2 < r1。以EK1、EK2表示探测器在这两个轨道上的动能,T1、T2表示探测器在这两个轨道上绕地球运动的周期,则( C )
A.EK2 < EK1,T2 < T1 B.EK2 < EK1,T2 > T1
C.EK2 > EK1,T2 < T1 D.EK2 > EK1,T2 > T1
16.一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程。设气体分子间的势能可忽略,则在此过程中( D )
A.外界对气体做功,气体分子的平均动能增加
B.外界对气体做功,气体分子的平均动能减少
C.气体对外界做功,气体分子的平均动能增加
D.气体对外界做功,气体分子的平均动能减少
15.一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下。若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为( C )
A.动能减小 B.电势能增加
C.动能和电势能之和减小 D.重力势能和电势能之和增加
14.如图所示为氢原子的四个能级,其中E1为基态,若氢原子A处于激发态E2,氢原子B处于激发态E3,则下列说法正确的是( B )
A.原子A可能辐射出3种频率的光子
B.原子B可能辐射出3种频率的光子
C.原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4
D.原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E4
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