一、单项选择题:本题共5小题,每小题3分,共计15分。每小题只有一个选项符合题意。
1、真空中,A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r,则A、B两点的电场强度大小之比为( )
A、3:1 B、1:3 C:9:1 D、1:9
2、一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是( )
A、C和U均增大 B、C增大,U减小
C、C减小,U增大 D、C和U均减小
3、如图所示,细线的一端固定于O点,另一端系一小球。在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点。在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是( )
A、逐渐增大 B、逐渐减小
C、先增大,后减小 D、先减小,后增大
4、将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比。下列描绘皮球在上升过程中加速度a与时间t关系的图像,可能正确的是( )
5、如图所示,一夹子夹住木块,在力F作用下向上提升。夹子和木块的质量分别为m和M,夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f。若木块不滑动,力F的最大值是( )
A、 B、
C、-(m+M)g D、+(m+M)g
二、多项选择题:本大题共4小题,每小题4分,共计16分。每小题有多个选项符合题意。全部选对得4分,选对但不全的得2分,错选或不答的得0分。
6、如图所示,相距为l的两小球A、B位于同一高度h(l、h均为定值)。将A向B水平抛出的同时,B自由下落。A、B与地面碰撞前后,水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反。不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间,则( )
A、A、B在第一次落地前能否相碰,取决于A的初速度
B、A、B在第一次落地前若不碰,此后就不会相碰
C、A、B不可能运动到最高处相碰
D、A、B一定能相碰
7、某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成。当右侧线圈L2中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路。仅考虑L1在铁芯中产生的磁场,下列说法中正确的是( )
A、家庭电路正常工作时,L2中的磁通量为零
B、家庭电路中使用的电器增多时,L2中的磁通量不变
C、家庭电路发生短路时,开关K将被电磁铁吸起
D、地面上的人接触火线发生触电时,开关K将被电磁铁吸起
8、2011年8月,“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道,我国成为世界上第三个造访该点的国家。如图所示,该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上,一飞行器处于该点,在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动,则此飞行器的( )
A、线速度大于地球的线速度
B、向心加速度大于地球的向心加速度
C、向心力仅由太阳的引力提供
D、向心力仅由地球的引力提供
9、如图所示,MN是磁感应强度为B的匀强磁场的边界,一质量为m、电荷量为q的粒子在纸面内从O点射入磁场。若粒子速度为v0,最远能落在边界上的A点。下列说法中正确的有( )
A、若粒子落在A点的左侧,其速度一定小于v0
B、若粒子落在A点的右侧,其速度一定大于v0
C、若粒子落在A点左右两侧d的范围内,其速度不可能小于v0-
D、若粒子落在A点左右两侧d的范围内,其速度不可能大于v0+
三、简答题:本题分必做题(第10、11题)和选做题(第12题)两部分,共计42分。请将解答填写在答题卡相应的位置。
【必做题】
10、(8分)如题10-1图所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件,小明使用多用电表对其进行探测。
(1)在使用多用电表前,发现指针不在左边“0”刻度线处,应先调整题10-2图中多用电表的______(选填“A”、“B”或“C”)
(2)在用多用电表的直流电压档探测黑箱a、b接点是否存在电源时,一表笔接a,另一表笔应______(选题“短暂”或“持续”)接b,同时观察指针偏转情况。
(3)在判定黑箱中无电源后,将选择开关旋至“×1”档,调节好多用电表,测量各接点间的阻值,测量中发现,每对接点间正反向阻值均相等,测量记录如下表。两表笔分别接a、b时,多用电表的示数如题10-2图所示。
请将记录表补充完整,并在答题卡的黑箱图中画出一种可能的电路。
两表笔接的接点 | 多用电表的示数 |
a、b | ________Ω |
a、c | 10.0Ω |
b、c | 15.0Ω |
(1)实验开始后,发现A释放后会撞到滑轮。请提出两个解决方法。
(2)请根据下表的实验数据作出s-h图象。
h(cm) | 20.0 | 30.0 | 40.0 | 50.0 | 60.0 |
s(cm) | 19.5 | 28.5 | 39.0 | 48.0 | 56.5 |
(3)实验测得A、B的质量分别为m=0.40kg、M=0.50kg。根据s-h图象可计算出A木块与桌面间的动摩擦因数μ=_______。(结果保留一位有效数字)
(4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果________(选题“偏大”或“偏小”)
12、【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答,若多做,则按A、B两题评分。
A、[选修3-3](12分)
(1)下列现象中,能说明液体存在表面张力的有___________.
A、水黾可以停在水平上 B、叶面上的露珠呈球形
C、滴入水中的红墨水很快散开 D、悬浮在水中的花粉做无规则运动
(2)密闭在钢瓶中的理想气体,温度升高时压强增大。从分子动理论的角度分析,这是由于分子热运动的______________增大了.该气体在温度T1、T2时的分子速率分布图象如题12A-1图所示,则T1_______(选填“大于”或“小于”)T2
(3)如题12A-2图所示,一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B,此过程中,气体压强p=1.0×105Pa,吸收的热量Q=7.0×102J,求此过程中气体内能的增量。
B、[选修3-4](12分)
(1)如题12B-1图所示,白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q,A点位于P、Q之间,B点位于Q右侧。旋转偏振片P,A、B两点光的强度变化情况是______
A、 A、B均不变
B、 A、B均有变化
C、 A不变,B有变化
D、 A有变化,B不变
(2)“测定玻璃的折射率”实验中,在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B,在另一侧再竖直插两个大头针C、D。在插入第四个大头针D时,要使它_______.题12B-2图是在白纸上留下的实验痕迹,其中直线a、a’是描在纸上的玻璃砖的两个边。根据该图课算得玻璃砖的折射率n=_________(计算结果保留两位有效数字)
(3)地震时,震源会同时产生两种波,一种是传播速度约为3.5km/s的S波,另一种是传播速度约为7.0km/s的P波。一次地震发生时,某地震监测点记录到首次到此到达的P波比首次到达的S波早3min。假定地震波沿直线传播,震源的振动周期为1.2s,求震源与监测点之间的距离x和S波的波长λ。
C、[选修3-5](12分)
(1)如图所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光。在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左到右的波长依次增大,则正确的是_____
(2)一个中子与某原子核发生核反应,生产一个氘核,其反应方程为__________,该反应放出的能量为Q,则氘核的比结合能为__________。
(3)A、B两种光子的能量之比为2:1,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能分别为EA和EB。求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功。
四、计算题:本题共3小题,共计47分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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。
13、(15分)某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为,磁场均沿半径方向。匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab=cd=、bc=ad=2。线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动,bc和ad边同时进入磁场。在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为r,外接电阻为R。求:
(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小Em
(2)线圈切割磁感线时,bc边所受安培力的大小F
(3)外接电阻上电流的有效值I
14、(16分)某缓冲装置的理想模型如图所示,劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连,轻杆可在固定的槽内移动,与槽间的滑动摩擦力恒为f,轻杆向右移动不超过时,装置可安全工作。一质量为m的小车若以速度v0撞击弹簧,将导致轻杆向右移动,轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计小车和地面的摩擦。
(1)若弹簧的劲度系数为k,求轻杆开始移动时,弹簧的压缩量x
(2)求为使装置安全工作,允许该小车撞击的最大速度vm
(3)讨论在装置安全工作时,该小车弹回速度v’和撞击速度v的关系
15、(16分)如图所示,待测区域中存在匀强电场和匀强磁场,根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场。图中装置由加速器和平移器组成,平移器由两对水平放置、相距为的相同平行金属板构成,极板长度为、间距为d,两对极板间偏转电压相等、电场方向相反。质量为m,电荷量为+q的粒子经加速电压U0加速后,水平射入偏转电压为U1的平移器,最终从A点水平射入待测区域。不考虑粒子受到的重力。
(1)求粒子射出平移器时的速度大小v1
(2)当加速电压为4U0时,欲使仍从A点射入待测区域,求此时的偏转电压U
(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待测区域,刚进入时受力均为F,现取水平向右为x轴正方向,建立如图所示的直角坐标系oxyz,保持加速电压U0不变,移动装置使粒子沿不同的坐标轴方向射入待测区域,粒子刚射入时的受力大小如下表所示。
请推测该区域中电场强度和磁感应强度的大小及可能的方向。
物理试题参
一、单项选择题
1. C 2. B 3. A 4. C 5. A
二、多项选择题
6. AD 7. ABD
8. AB 9. BC
三、简答题
10. (1)A (2)短暂 (3)5.
11. (1)减小B的质量;增加细线的长度(或增大A 的质量;降低B 的起始高度)
(2)(见右图)
(3)0. 4
(4)偏大
12A. (1)AB
(2)平均动能;小于
(3)等压变化 对外做的功W =p(VB -VA )
根据热力学第一定律△U=Q-W 解得△U =5.0*102J
13. (1)bc、ad 边的运动速度 感应电动势解得
(2)电流安培力解得
(3)一个周期内,通电时间
R 上消耗的电能且
解得
14.(1)轻杆开始移动时,弹簧的弹力 F =kx ①
且 F =f 于 ②
解得 x = f/k ③
(2)设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为W,则小车从撞击到停止的过程中动能定理 ④
同理,小车以vm 撞击弹簧时 ⑤
解得 ⑥
(3)设轻杆恰好移动时,小车撞击速度为
⑦
由④⑦解得
15. (1)设粒子射出加速器的速度为v0
动能定理
由题意得
(2)在第一个偏转电场中,设粒子的运动时间为t
加速度的大小
在离开时,竖直分速度
竖直位移
水平位移
粒子在两偏转电场间做匀速直线运动,经历时间也为t
竖直位移 y2 =vy t
由题意知,粒子竖直总位移
解得
则当加速电压为4U0 时,U =4U1
(3)(a)由沿x 轴方向射入时的受力情况可知:B 平行于x 轴. 且 E =F/q
(b)由沿依y 轴方向射入时的受力情况可知:E 与Oxy 平面平行.
(c)设电场方向与x 轴方向夹角为.
若B 沿x 轴方向,由沿z 轴方向射入时的受力情况得
解得=30°,或=150°
即E 与Oxy 平面平行且与x 轴方向的夹角为30°或150°.
同理,若B 沿-x 轴方向
E 与Oxy 平面平行且与x 轴方向的夹角为-30°或-150°.