考生须知:
1.全卷分选择题和非选择题两部分,全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2.请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,在草稿纸、试题卷上答题无效。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、如图所示,可视为质点的带正电小球,质量为m,用长为L的绝缘轻杆分别悬挂在(甲)重力场、(乙)悬点O处有正点电荷的静电场、(丙)垂直纸面向里的匀强磁场中,且偏角均为θ(θ<10°).当小球均能由静止开始摆动到最低点A时,下列说法正确的是( )
A.三种情形下,达到A点时所用的时间相同
B.三种情形下,达到A点时轻杆的拉力相同
C.三种情形下,达到A点时的向心力不同
D.三种情形下,达到A点时的动能不同
2、环形线圈放在均匀磁场中,设在第1秒内磁感线垂直于线圈平面向内,若磁感应强度随时间变化关系如图,那么在第2秒内线圈中感应电流的大小和方向是( )
A.感应电流大小恒定,顺时针方向
B.感应电流大小恒定,逆时针方向
C.感应电流逐渐增大,逆时针方向
D.感应电流逐渐减小,顺时针方向
3、如图所示,甲是回旋加速器的原理图,乙是研究自感现象的实验电路图,丙是欧姆表的内部电路图,丁图是动圈式话筒的原理图,下列说法正确的是( )
A.甲图是加速带电粒子的装置,其加速电压越大,带电粒子最后获得的速度越大
B.乙图电路开关断开瞬间,灯泡A一定会突然闪亮一下
C.丙图在测量电阻前,需两表笔短接,调节R1使指针指向0Ω
D.丁图声波使膜片振动,从而带动音圈产生感应电流,利用了电流磁效应的原理
4、如图,电源的内阻不能忽略,当电路中点亮的电灯的数目增多时,下面说法正确的是( )
A.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压逐渐变小
B.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压不变
C.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压不变
D.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压逐渐变小
5、各行星绕太阳运转的轨道如图所示,假设图中各行星只受太阳引力,并绕太阳做匀速圆周运动.下列说法中正确的是
A.离太阳越近的行星运行周期越小
B.离太阳越近的行星运行周期越大
C.离太阳越近的行星角速度越小
D.各行星运行的角速度相同
6、如图,在水平地面上固定一倾角为光滑绝缘斜面,斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自然状态(若规定弹簧自然长度时弹性势能为零,弹簧的弹性势能Ep=k△x2,其中k为弹簧劲度系数,△x为弹簧的形变量)一质量为m、带电量为q(q>0)的滑块从距离弹簧上端为s0处静止释放,滑块在运动过程中电量保持不变,设滑块与弹簧接触后粘在一起不分离且无机械能损失,物体刚好能返回到s0段中点,弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度大小为g。则下列说法不正确的是( )
A.滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间为t=
B.弹簧的劲度系数为k=
C.滑块运动过程中的最大动能等于Ekm=(mgsinθ+qE)s0
D.运动过程中物体和弹簧组成的系统机械能和电势能总和始终不变
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、电荷量为Q1和Q2的两点电荷分别固定在x 轴上的O、C 两点,规定无穷远处电势为零,x 轴上各点电势随x 的变化关系如图所示.则
A.Q1的电荷量小于Q2 的电荷量
B.G 点处电场强度的方向沿x 轴负方向
C.将一带负电的试探电荷自G 点静止释放,仅在电场力作用下一定能到达D 点
D.将一带负电的试探电荷从D 点移到J 点,电场力先做正功后做负功
8、如图所示,平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为30°的方向进入磁场,运动到A点时速度方向与x轴的正方向相同,不计粒子的重力,则
A.该粒子带正电
B.A点与x轴的距离为
C.粒子由O到A经历时间t=
D.运动过程中粒子的速度不变
9、如图所示,一束离子从P点垂直射入匀强电场和匀强磁场相互垂直的区域里,结果发现有些离子保持原来的运动方向未发生偏转,这些离子从Q点进入另一匀强磁场中为a、b、c三束。关于这三束离子下列说法正确的是( )
A.a、b、c的速度大小一定相同
B.a、b、c的电量一定不同
C.a、b、c的比荷一定不同
D.a、b、c的动能可能相同
10、边长为L的正方形金属框在水平恒力F作用下运动,穿过方向如图所示的有界匀强磁场区域.磁场区域的宽度为d().已知ab边进入磁场时,线框的加速度恰好为零.则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较,正确的是( )
A.金属框中产生的感应电流方向相反
B.金属框所受的安培力方向相反
C.进入磁场过程的所用的时间等于穿出磁场过程的时间
D.进入磁场过程的发热量少于穿出磁场过程的发热量
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11.(6分)《验证机械能守恒定律》的实验采用重物自由下落的方法
(1)用公式mv2/2=mgh,对纸带上起点的要求是___________,为此目的,所选纸带第一、二两点间距应接近______________
(2)若实验中所用重锤的质量为m=1kg,打点纸带如图所示,打点时间间隔为0.02s,则记录B点时,重锤的速度vB=_______,重锤的动能EKB=_______,从开始下落起至B点时,重锤的重力势能减小量是_________
(3)根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落距离h,则以v2/2为纵轴,以h为横轴画出的图线是图中中的_________.
12.(12分)如图所示,某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率.先在平铺的白纸上放半圆形玻璃砖,用铅笔画出直径所在的位置MN、圆心O以及玻璃砖圆弧线(图中半圆实线);再垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线,并让入射光线过圆心O;最后在玻璃砖圆弧线一侧垂直纸面插大头针P3,使P3挡住P1、P2的像.移走玻璃砖,作出与圆弧线对称的半圆虚线,过O点作垂直于MN的直线作为法线;连接OP2P1,交半圆虚线于B点,过B点作法线的垂线交法线于A点;连接OP3,交半圆实线于C点,过C点作法线的垂线交法线于D点
(1)测得AB的长度为l1,AO的长度为l2,CD的长度为l3,DO的长度为l4.计算玻璃砖折射率n的公式是n=__________(选用l1、l2、l3或l4表示)
(2)该同学在插大头针P3前,不小心将玻璃砖以O为轴顺时针转过一个小角度,该同学测得的玻璃砖折射率将__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)
四、计算题:本题共3小题,共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13.(10分)如图所示,水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m,a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C,b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力),从贴近a板的左端以v0 =1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场,刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场,最后粒子回到b板的Q处(图中未画出).求P、Q之间的距离L
14.(16分)ABC表示竖直放在电场强度为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BC部分是半径为R的圆环,轨道的水平部分与半圆环相切.A为水平轨道上的一点,而且AB=R=0.2m,把一质量m=0.1kg,带电量为q=+C的小球,放在A点由静止释放后,求:(g=10m/s2)
(1)小球到达C点的速度大小
(2)小球在C点时,轨道受到的压力大小
15.(12分)如图,两根间距为L=0.5m的平行光滑金属导轨间接有电动势E=3V、内阻r=1Ω的电源,导轨平面与水平面间的夹角θ=37°.金属杆ab垂直导轨放置,质量m=0.2kg.导轨与金属杆接触良好且金属杆与导轨电阻均不计,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中.当R0=1Ω时,金属杆ab刚好处于静止状态,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上,求金属杆的加速度
参
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、A
【解题分析】分别对三种情况受力分析,根据受力情况确定各力做功情况,根据动能定理即可明确到达A点的速度关系,再根据向心力公式明确向心力及绳子上的拉力,根据运动情况即可确定时间关系
【题目详解】三种情况下均只有重力做功,因此由动能定理可知,它们到达最底点时的速度相同,因此达到A点时的动能相同;根据向心力公式可知,它们在A点需要的向心力相同;但由于乙受到库仑力,而丙受到洛伦兹力,因此三种情况下绳子上的拉力不相同;由于运动任意对应的时刻的速度均相同,因此达到A点的时间一定相同
故只有A正确,BCD错误
故选A
【题目点拨】本题考查带电粒子在电场、磁场中的运动及受力情况,要注意明确洛伦兹力永不做功,同时注意电场力做功的性质
2、B
【解题分析】试题分析:在第2s内,磁场的方向垂直于纸面向外,且均匀减小,所以产生恒定的电流,根据楞次定律,感应电流的方向为逆时针方向,所以B正确,ACD错误.故选B
考点:楞次定律
【名师点睛】解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向,并理解法拉第电磁感应定律的内容,变化的磁场产生电场,而均匀变化的磁场产生恒定的电场
3、C
【解题分析】回旋加速器加速粒子,最终速度与加速电压无关;断开开关的瞬间,电感对电流有阻碍作用,根据通过灯泡的电流与之前比较,判断是否会闪一下.欧姆表在使用时每次换档均要进行一次欧姆调零;动圈式话筒通过声波使膜片振动,从而带动音圈产生感应电流
【题目详解】A项:根据可知,粒子的最大速度,可知最大速度与加速电压无关.只和磁场区域的半径有关;故A错误;
B项:电键断开的瞬间,由于线圈对电流有阻碍作用,通过线圈的电流会通过灯泡A,所以灯泡A不会立即熄灭,若断开前,通过电感的电流大于灯泡的电流,断开开关后,灯泡会闪亮一下然后逐渐熄灭.若断开前,通过电感的电流小于等于灯泡的电流,断开开关后,灯泡不会闪亮一下,故B错误;
C项:丙图为多用电表的欧姆档;需要进行欧姆调零;故在换档后,需两表笔短接,调节R1使指针指向0Ω.故C正确;
D项:丁图利用了电磁感应的原理,声波使膜片振动,从而带动音圈产生感应电流,故D错误
故选C
【题目点拨】本题考查了回旋加速器、自感现象、多用电表的使用以及话筒的原理等基础知识点,难度不大,关键要理解各种现象的原理,即可轻松解决
4、D
【解题分析】由并联电路总电阻小于任意支路电阻可知,并联的路段越多电阻越小,总电阻越小,电流增大,内电阻分压增大,路端电压减小,D对;
5、A
【解题分析】行星绕太阳做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,有,得,,轨道半径越小,周期越小,角速度越大,故A正确,BCD错误。
故选A。
6、C
【解题分析】A.滑块从静止释放到与弹簧刚接触过程中做初速度为零的匀加速直线运动,设加速度大小为a,
由牛顿第二定律得:
由位移公式得:
联立可得:
故A正确;
B.滑块从释放到返回到s0段中点的过程,由功能关系得:
解得:
故B正确;
C.滑块速度最大时受力平衡,设此时弹簧压缩量为x0,则有
解得:
从静止释放到速度达到最大的过程中,由动能定理得:
弹簧弹力做功:
则最大动能:
故C错误;
D.物体运动过程中只有重力和电场力做功,故只有重力势能、电势能和和弹性势能动能参与转化,滑块机械能和电势能的总和始终不变,故D正确。
本题选择不正确的,故选C。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、BD
【解题分析】A项:图像斜率表示场强大小,由图可知在H点的场强为零,即Q1和Q2两电荷在H的合场强为零,由公式可知,Q1的电荷量大于Q2的电荷量,故A错误;
B项:由图知B点的电势为零,由于沿着电场线电势降低,所以在B点边场强方向沿x轴正方向,在B点右边场强方向沿x轴负方向,故B正确;
C项:由在G点场强方向沿x轴向左,负电荷所受电场力向右,所以负电荷沿x轴向右运,故C错误;
D项:由图像可知从D点到J点电势先升高再降低,负电荷的电势能先减小后增大,电场力先做正功后做负功,故D正确
8、BC
【解题分析】根据题意作出粒子运动的轨迹如图所示:
A.根据左手定则及曲线运动的条件判断出此电荷带负电,故A错误;
B.设点A与x轴的距离为d,由图可得:
r-rcos60°=d
所以
d=0.5r
而粒子的轨迹半径为,则得A点与x轴的距离为:
,
故B正确;
C.粒子由O运动到A时速度方向改变了60°角,所以粒子轨迹对应的圆心角为θ=60°,所以粒子运动的时间为
故C正确;
D.由于粒子的速度的方向在改变,而速度是矢量,所以速度改变了,故D错误
9、ACD
【解题分析】A.因为粒子进入电场和磁场正交区域时,不发生偏转,说明粒子所受电场力和洛伦兹力平衡,有
得出能不偏转的粒子速度应满足
所以a、b、c的速度大小一定相同,A正确;
BCD.粒子进入磁场后受洛伦兹力作用,粒子做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,即
所以圆周运动的半径
由于粒子又成几束,也就是粒子做匀速圆周运动的半径不同,进入第二个匀强磁场时,粒子具有相同大小的速度,由半径公式可知,所以粒子能成几束的粒子的比值不同,则比荷一定不相同,而质量可能相同,则动能也可能相同,B错误,CD正确。
故选ACD。
10、AD
【解题分析】A.根据右手定则,进入时电流方向顺时针方向、穿出时电流方向为逆时针方向,所以两种情况电流方向相反,故A正确;
B.由左手定则可得进入时安培力方向水平向左,穿出时,安培力方向水平向左,总阻碍导线的运动,所受的安培力方向相同,故B错误;
C.由于线圈匀速进入磁场,感应电流消失,安培力消失,故继续做加速运动,出磁场时速度大于原来的速度,所以平均速度不同,故所用时间不同,故C错误;
D.根据功能关系可知,进入磁场产生的热量
穿出磁场过程外力做正功,线框动能减小,则有
可知
故D正确。
故选AD。
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11、 ①.从初速度为零开始下落 ②.2mm ③.0.59m/s ④.0.17J ⑤.0.17J ⑥.C
【解题分析】(1)用公式来验证机械能守恒定律时,对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始,
打点计时器的打点频率为50 Hz,打点周期为0.02 s,重物开始下落后,在第一个打点周期内重物下落的高度 所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm
(2)利用匀变速直线运动的推论,B点的瞬时速度是AC段的平均速度,故B点的瞬时速度 ;重锤的动能;
从开始下落至B点,重锤的重力势能减少量△Ep=mgh=1×9.8×0.176J=0.17J
(3)利用 图线处理数据,如果,那么图线应该是过原点的直线,斜率就等于g.故选C
12、 ①.(1)l1/l3 ②.(2)偏大
【解题分析】用插针法测定半圆形玻璃砖折射率的原理是折射定律,利用几何知识得到入射角的正弦和折射角的正弦,推导出折射率的表达式,即可知道所要测量的量
【题目详解】(1)设圆的半径为R,由几何知识得入射角的正弦为:sini=sin∠AOB=;
折射角的正弦为:sinr=sin∠DOC=
根据折射定律
(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度,折射光线将顺时针转动,而作图时其边界和法线不变,则入射角(玻璃砖中的角)不变,折射角(空气中的角)减小,由折射率公式可知,测得玻璃砖的折射率将偏大
【题目点拨】本题采用单位圆法测量玻璃砖的折射率,是数学知识在物理实验中的运用,简单方便,分析误差关键分析入射角和折射角产生的误差,明确实验原理即可得出答案
四、计算题:本题共3小题,共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、8cm
【解题分析】粒子a板左端运动到P处,由动能定理得
代入有关数据,解得
,代入数据得θ=30°
粒子在磁场中做匀速圆周运动,圆心为O,半径为r,如图
由几何关系得
联立求得
代入数据解得
14、 (1) (2)3N
【解题分析】(1)设小球在C点的速度大小是vC,则对于小球由A→C的过程中,由动能定理得:
解得:
(2)小球在C点时受力分析如图
由牛顿第二定律得:
解得:
由牛顿第三定律可知,小球对轨道压力:
NC′=NC=3N
15、(1)2T;(2)1.5m/s2,方向沿斜面向上
【解题分析】(1)当R0=1Ω时,根据闭合电路的欧姆定律求解电流强度,由平衡条件求解磁感应强度;
(2)若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上,此时安培力的方向沿斜面向上,根据牛顿第二定律求解加速度大小
【题目详解】(1)当R0=1Ω时,根据闭合电路的欧姆定律可得
根据左手定则可知安培力方向水平向右;
由平衡条件有:BILcosθ=mgsinθ
解得B=2T;
(2)若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上,此时安培力的方向沿斜面向上,大小不变;
根据牛顿第二定律可得:BIL﹣mgsinθ=ma
解得:a=1.5m/s2,方向沿斜面向上
【题目点拨】本题主要是考查安培力作用下的导体棒的平衡问题,解答此类问题要明确导体棒的受力情况,结合平衡条件列方程解答下载本文