摘要:11.如图10所示.两个金属条制成的电极A.B平行放置并用螺栓紧紧地压在导电纸上.与导电纸接触良好.接通电源后用描迹法画出两金属极板间电场在平面上的等势线.在此实验中:(1)灵敏电流计指针偏转方向与流入电流的关系是:当电流从正(负)接线柱流入电流计时.指针偏向正(负)接线柱一侧.如图10所示.一位同学用这个电流计探测基准点“1 两侧的等势点时.把接电流计负接线柱的探针P1压紧基准点“1 .把接电流计正接线柱的探针P2接触导电纸上某一点.发现电流计的指针偏向负接线柱一侧.探针P2与导电纸的接触点应向 移.

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一、本题共10小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项是正确的,有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分。

题 号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

答 案

CD

AC

D

AB

C

BD

AD

BC

ABC

BC

 

二、本题共3小题,共14分。

11.(1)左;  (2分)   (2)大  (2分)

12.(1)小于;  (2分)  (2)9.4  (2分)

13.(1)R1;  (2分)  (2)见答图1;(2分)
(3)BD  (2分)

三、本题共7小题,共56分。解答应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。

14.(7分)

解:(1)金属杆刚进入磁场切割磁感线产生的电动势E=Blv,…………………(1分)

根据闭合电路欧姆定律,通过电阻R的电流大小I= =0.5A…………………(2分)

(2)M、N两端电压为路端电压,则UMN=IR=0.4V…………………………………(2分)

(3)每秒钟重力势能转化为电能E=(R+r)t =0.25J…………………………(2分)

15.(7分)

解:(1)带电粒子匀速通过场区时受到的电场力与洛仑兹力平衡,qE=qv0B,解得磁感应强度……………………………………………………………………(2分)

(2)电子通过电场区偏转的距离……………………………………(2分)

(3)设粒子运动到下极板时的动能大小为Ek,根据动能定理

    q?2E?d = Ek-………………………………………………………………(1分)

解得Ek =………………………………………………………………………(2分)

16.(8分)

解:(1)油滴速度为时所受阻力=k,

油滴向下匀速运动时,重力与阻力平衡,有=mg……………………………………(1分)

…………………………………………………………………………(1分)

…………………………………………………………………………(2分)

(2)设油滴所带电荷量为q,油滴受到的电场力F

油滴向上匀速运动时,阻力向下,油滴受力平衡,………………(2分)

则油滴所带电荷量 ………………………………………………(2分)

17.(8分)

解:(1)在0~0.3s时间内感应电动势……………(1分)

在0.3~0.5s时间内感应电动势………………………(1分)

(2)在0~0.3s时间内………(1分)

在0.3~0.5s时间内…………(1分)

i-t图象如答图2所示。………………(1分)

(3)在0~0.3s时间内,圆环中产生的热量……(1分)

在0.3~0.5s时间内,圆环中产生的热量  ……(1分)在0~10s内圆环中产生的热量Q=20(Q1+Q2)=9.42×10-2J…………………………(1分)

说明:其他解法正确也得分,数值计算问题不重复扣分。

 

 

18.(8分)

解:(1)电子打到荧光屏上时速度的大小等于它飞出加速电场的速度大小,设为v,由动能定理………(1分)

解得……………………………………(2分)

(2)当磁感应强度为峰值B0时,电子束有最大偏转,在荧光屏上打在Q点,。电子运动轨迹如答图3所示,设此时的偏转角度为θ,由几何关系可知,

……………………………(1分)

根据几何关系,电子束在磁场中运动路径所对圆心角α=θ,而…………………(1分)

由牛顿第二定律和洛仑兹力公式得evB0=mv2/R………………………………………(1分)

解得…………………………………………………………………………(2分)

19.(9分)

解:(1)电场力F与洛仑兹力f大小之比……………………(2分)

(2)电场力与场强方向相同,洛仑兹力与磁感应强度方向(即场强方向)垂直,带电质点受电场力和洛仑兹力的合力与重力平衡,故磁场和电场方向与yOz平面平行,与-y方向成53°斜向下,方向如答图4所示。

(qE)2+(qv0B)2=(mg)2……………………………(1分)

解得q=2.0×10-5C……………………………………(2分)

(3)撤去磁场后,带电质点在沿x轴方向上做匀速直线运动,经过时间t=0.20s,沿x轴方向上的位移x=v0t=20m………………………………………………………………(1分)

带电质点受恒定合力,其大小等于洛仑兹力,方向与洛仑兹力方向相反。由几何关系可知质点受合力方向与+y方向成37°斜向下。

质点的加速度

位移s在y轴方向的分量y=scos37°=9.6cm,………………………………………(1分)

在z轴方向的分量z=-ssin37°=-7.2cm。………………………………………………(1分)

所以,经过时间t=0.2s带电质点的位置为(20m,9.6cm,-7.2cm)……………(1分)

20.(9分)

解:(1)磁流体发电机电动势E=Bdv ……………………………………………………(1分)

用左手定则判断出正离子向N板偏转,因此N板的电势高…………………………(1分)

(2)两板间海水的电阻,回路中的电流……………………………(1分)

磁场对管道内海水的作用力F=BId

解得F=……………………………………………………………………… (1分)

方向与v方向相反(水平向东) ……………………………………………………………(1分)

(3)在t时间内管道中海水移动的距离为s=vt …………………………………………(1分)

在t时间内克服摩擦阻力的功W1=kvs,克服磁场力做功W2=Fs ………………(1分)

在t时间内磁流体发电机消耗的总机械能E=W1+W2=……… (2分)

 

(1)利用单摆验证小球平抛运动规律,设计方案如图a所示,在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热线P,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断;MN为水平木板,已知悬线长为L,悬点到木板的距离OO′=h(h>L).
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①将小球向左拉起后自由释放,最后小球落到木板上的C点,O′C=s,则小球做平抛运动的初速度为v0=
 

②在其他条件不变的情况下,若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角θ,小球落点与O'点的水平距离s将随之改变,经多次实验,以s2为纵坐标、cosθ为横坐标,得到如图b所示图象.则当θ=30°时,s为
 
m;若悬线长L=1.0m,悬点到木板间的距离OO′为
 
m.
(2)某学校实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管.已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ=1.7×10-8Ω?m.课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度.他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器(千分尺)、导线和学生电源等.
①他们使用多用电表粗测金属丝的电阻,操作过程分以下三个步骤:(请填写第II步操作)
Ⅱ.
 

Ⅲ.把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接,多用表的示数如图c所示.
②根据多用电表示数,为了减少实验误差,并在实验中获得较大的电压调节范围,应从图d的A、B、C、D四个电路中选择
 
电路来测量金属丝电阻;
③他们使用千分尺测量金属丝的直径,示数如图e所示,金属丝的直径为
 
mm;
④根据多用电表测得的金属丝电阻值,可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为
 
m.(结果保留两位有效数字)
⑤用电流表和电压表测量金属丝的电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,不论使用电流表内接法还是电流表外接法,都会产生系统误差.按如图f所示的电路进行测量,可以消除由于电表内阻造成的系统误差.利用该电路进行实验的主要操作步骤是:
第一步:先将R2的滑动头调到最左端,单刀双掷开关S2向1闭合,闭合开关S1,调节滑动变阻器R1和R2,使电压表和电流表的示数尽量大些(在不超过量程的情况下),读出此时电压表和电流表的示数U1、I1
第二步:保持两滑动变阻器滑动头位置不变,将单刀双掷开头S2向2闭合,读出此时电压表和电流表的示数U2、I2
请写出由以上记录数据计算被测电阻Rx的表达式Rx=
 
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选考题

1.[物理——选修2-2] (1)常见的传动方式有__________、__________、__________和齿轮传动等。齿轮传动的传动比是主动轮与__________的转速之比,传动比等于__________与__________的齿数之比。

(2)液压千斤顶是利用密闭容器内的液体能够把液体所受到的压强向各个方向传递的原理制成的。图为一小型千斤顶的结构示意图。大活塞A的直径D1=20 cm,小活塞B的直径D2=5 cm,手柄的长度OC=50 cm,小活塞与手柄的连接点到转轴O的距离DO=10 cm。现用此千斤顶使质量m=4×103 kg的重物升高了h=10 cm。g取10 m/s2,求

(i)若此千斤顶的效率为80%,在这一过程中人做的功为多少?

(ii)若此千斤顶的效率为100%,当重物上升时,人对手柄的作用力F至少要多大?

2.[物理——选修3-3]

(1)带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a,然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c,b、c状态温度相同,如V-T图所示。设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc,在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac,则___________(填入选项前的字母,有填错的不得分)

A.pb>pc,Qab>Qac                        B.pb>pc,Qab<Qac

C.pb<pc,Qab>Qac                        D.pb<pc,Qab<Qac

(2)图中系统由左右两个侧壁绝热、底部导热、截面均为S的容器组成。左容器足够高,上端敞开,右容器上端由导热材料封闭。两容器的下端由可忽略容积的细管连通。

容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气,B上方封有氢气。大气的压强为p0,温度为T0=273 K,两活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1p0。系统平衡时,各气柱的高度如图所示。现将系统底部浸入恒温热水槽中,再次平衡时A上升了一定高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定,第三次达到平衡后,氢气柱高度为0.8h。氮气和氢气均可视为理想气体。求

(i)第二次平衡时氮气的体积;

(ii)水的温度。

3.[物理——选修3-4]

(1)某振动系统的固有频率为f0,在周期性驱动力的作用下做受迫振动,驱动力的频率为f。若驱动力的振幅保持不变,下列说法正确的是______(填入选项前的字母,有填错的不得分)

A.当f<f0时,该振动系统的振幅随f增大而减小

B.当f>f0时,该振动系统的振幅随f减小而增大

C.该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于f0

D.该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于f

(2)一棱镜的截面为直角三角形ABC,∠A=30°,斜边AB=a。棱镜材料的折射率为。在此截面所在的平面内,一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜。画出光路图,并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)。

4.[物理——选修3-5]

(1)关于光电效应,下列说法正确的是________(填入选项前的字母,有填错的不得分)

A.极限频率越大的金属材料逸出功越大

B.只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应

C.从金属表面出来的光电子的最大初动能越大,这种金属的逸出功越小

D.入射光的光强一定时,频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多

(2)两个质量分别为M1和M2的劈A和B,高度相同,放在光滑水平面上。A和B的倾斜面都是光滑曲面,曲面下端与水平面相切,如图所示。一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上,距水平面的高度为h。物块从静止开始滑下,然后又滑上劈B。求物块在B上能够达到的最大高度。

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