1.(3分)下列物理量中,屬于矢量的是( )
A.電場(chǎng)強(qiáng)度B.電勢(shì)C.磁通量D.電動(dòng)勢(shì)
2.(3分)真空中靜止的帶正電的點(diǎn)電荷,其電場(chǎng)線分布如圖所示,A、B為同一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)。已知A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為EA、EB,電勢(shì)為φA、φB,下列判斷正確的是( )
A.EA=EBB.EA<EBC.φA<φBD.φA>φB
3.(3分)如圖中標(biāo)出了勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、通電直導(dǎo)線中的電流I和它受到的安培力F的方向,其中正確的是( )
A.B.
C.D.
4.(3分)取一對(duì)用絕緣柱支撐的不帶電的導(dǎo)體A和B,使它們彼此接觸。A、B下方均連有兩片金屬箔片。手握絕緣棒,把帶正電荷的帶電體C移近導(dǎo)體A,下列判斷正確的是( )
A.僅有A下方的金屬箔片張開
B.僅有B下方的金屬箔片張開
C.導(dǎo)體A和B帶等量異種電荷
D.導(dǎo)體A帶正電、導(dǎo)體B帶負(fù)電
5.(3分)如圖甲所示,把小球安裝在彈簧的一端,彈簧的另一端固定,小球和彈簧穿在光滑的水平桿上。小球振動(dòng)時(shí),沿垂直于振動(dòng)方向以速度v勻速拉動(dòng)紙帶,紙帶上可以留下痕跡,a、b是紙帶上的兩點(diǎn),不計(jì)阻力,如圖乙所示,根據(jù)此實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是( )
A.t時(shí)間內(nèi)小球運(yùn)動(dòng)的路程為vt
B.小球通過a點(diǎn)的速度小于通過b點(diǎn)的速度
C.小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
D.減小小球振動(dòng)的振幅,其周期也會(huì)減小
6.(3分)如圖所示,一物體在與水平方向夾角為θ的恒定拉力F作用下以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知物體質(zhì)量為m,物體和桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g。在物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t的過程中,下列說法正確的是( )
A.拉力F的沖量為Ftcsθ
B.摩擦力做功為﹣μmgvt
C.拉力和摩擦力的合力方向豎直向上
D.合力做功為Fvt
7.(3分)如圖所示的電路,靈敏電流計(jì)G和一個(gè)電阻箱R并聯(lián),改裝成一個(gè)大量程的電表,下列判斷正確的是( )
A.改裝成的是電流表,R越小量程越大
B.改裝成的是電流表,R越大量程越大
C.改裝成的是電壓表,R越小量程越大
D.改裝成的是電壓表,R越大量程越大
8.(3分)如圖所示,由粗細(xì)均勻的電阻絲制成的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框abcd,其總電阻為R.現(xiàn)使線框以水平向右的速度v勻速穿過一寬度為2L、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,整個(gè)過程中ab、cd兩邊始終保持與磁場(chǎng)邊界平行.令線框的cd邊剛好與磁場(chǎng)左邊界重合時(shí)開始計(jì)時(shí)(t=0),電流沿abcda流動(dòng)的方向?yàn)檎?,U=BLv.在下圖中線框中a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差Uab隨線框cd邊的位移x變化的圖象正確的是圖中的( )
A.B.
C.D.
9.(3分)如圖所示,a、b是兩個(gè)用同樣的導(dǎo)線制成的單匝圓形閉合線圈,線圈半徑ra=2rb。勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于線圈平面,且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小。下列判斷正確的是( )
A.線圈a、b中感應(yīng)電流均為逆時(shí)針方向
B.線圈a、b的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比是2:1
C.線圈a、b的電阻之比是4:1
D.線圈a、b的感應(yīng)電流之比是2:1
10.(3分)某手機(jī)的部分說明書如表所示,其中電池的容量是指電池全部放電時(shí)輸出的總電荷量。說明書還標(biāo)明該手機(jī)電池的電動(dòng)勢(shì)為3.7V,充滿電后播放視頻的最長(zhǎng)時(shí)間約10小時(shí)。下列判斷正確的是( )
A.該手機(jī)電池放電時(shí)輸出的總電荷量約為4000C
B.該手機(jī)播放視頻時(shí)電池的平均輸出功率約為0.4W
C.該手機(jī)播放視頻的電流大約為待機(jī)時(shí)電流的24倍
D.該手機(jī)電池充滿電儲(chǔ)存的電能大約為4000J
11.(3分)如圖所示,小木塊A疊放在木板B上,靜置于光滑水平面上。木板B足夠長(zhǎng),且A、B接觸面粗糙?,F(xiàn)用一水平拉力F作用在B上,使其從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間。用f代表B對(duì)A的摩擦力,下列說法正確的是( )
A.小木塊A由于具有慣性一定保持靜止?fàn)顟B(tài)
B.小木塊A相對(duì)于木板B一定向左滑動(dòng)
C.f做的功等于小木塊A動(dòng)能的增加量
D.F做的功等于木板B動(dòng)能的增加量
12.(3分)某同學(xué)想研究物體間的摩擦力大小的特性。如圖甲所示,物塊和木板疊放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,物塊用一不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩與固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的力傳感器相連,細(xì)繩水平,實(shí)驗(yàn)時(shí),力傳感器測(cè)定細(xì)繩的拉力大小,另有速度傳感器實(shí)時(shí)記錄木板的速度大小。t=0時(shí),木板受到一個(gè)隨時(shí)間均勻增大的水平外力F=kt(k是常數(shù))的作用在t=4s時(shí)撤去外力F。細(xì)繩對(duì)物塊的拉力T隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示,木板的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖丙所示。木板與實(shí)驗(yàn)臺(tái)之間的摩擦可以忽略物塊的質(zhì)量m=50g,重力加速度取g=10m/s2。由題中數(shù)據(jù)可以得出( )
A.物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.04
B.0~2s內(nèi),細(xì)繩對(duì)物塊拉力T的沖量大小為0.24N?s
C.2s~4s內(nèi),力F的沖量大小為0.32N?s
D.4s~5s內(nèi)摩擦力對(duì)木板做功為﹣0.064J
13.(3分)某學(xué)習(xí)小組用如圖所示的裝置來驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒,實(shí)驗(yàn)中先從某一高度處單獨(dú)釋放質(zhì)量為m。的小球a,標(biāo)記下小球a撞擊在擋板上的位置M,再在水平軌道上放上質(zhì)量為mb的小球b,從同一高度釋放小球a,標(biāo)記兩球撞擊擋板的位置P、N,關(guān)于本實(shí)驗(yàn)下列說法正確的是( )
A.為減小實(shí)驗(yàn)誤差,兩小球的質(zhì)量需滿足ma<mb
B.位置N為小球b撞擊擋板的位置
C.小球離開軌道后下落的高度越大則小球的離開軌道時(shí)的速度越大
D.該實(shí)驗(yàn)中可用來反映小球a的初動(dòng)量
14.(3分)如圖所示,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)加速度計(jì):較重的滑塊可以在光滑的框架中平移,滑塊兩側(cè)用兩勁度系數(shù)相同的輕彈簧與框架連接;R為變阻器,輕質(zhì)滑動(dòng)片與變阻器接觸良好;兩個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)均恒為E,內(nèi)阻不計(jì)。按圖連接電路后,將電壓表指針的零點(diǎn)調(diào)到表盤中央,此時(shí)兩彈簧均為原長(zhǎng),滑動(dòng)片恰好在電阻中間位置。已知滑動(dòng)片與電阻器任一端之間的電阻值都與其到這端的距離成正比,當(dāng)a端的電勢(shì)高于b端時(shí)電壓表的指針向零點(diǎn)右側(cè)偏轉(zhuǎn)。將框架固定在運(yùn)動(dòng)的物體上,物體沿彈簧方向運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是( )
A.電壓表的示數(shù)指向零點(diǎn),說明物體一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.電壓表向右偏且示數(shù)不變,說明物體一定向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C.電壓表向左偏且示數(shù)增大,說明物體加速度一定向右且增大
D.電壓表示數(shù)增大了一倍,說明物體的加速度變?yōu)樵瓉淼囊话?br>三、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題,共18分)
15.(8分)現(xiàn)有兩組同學(xué)要測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r(已知E約為1.5V,r約為1Ω).
(1)第一組采用圖1所示電路.
①為了完成該實(shí)驗(yàn),選擇實(shí)驗(yàn)器材時(shí),在電路的a、b兩點(diǎn)間可接入的器件是 .
A.一個(gè)定值電阻
B.電阻箱
C.滑動(dòng)變阻器
②為了調(diào)節(jié)方便且測(cè)量精度更高,電流表和電壓表應(yīng)選 (選填選項(xiàng)前的字母).
A.電流表(0~0.6A),電壓表(0~3V)
B.電流表(0~0.6A),電壓表(0~15V)
C.電流表(0~3A),電壓表(0~3V)
D.電流表(0~3A),電壓表(0~15V)
③經(jīng)過多次測(cè)量,他們記錄了多組電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U,并在圖2中畫出了U﹣I圖象.由圖象可以得出,此干電池的電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值E= V(保留三位有效數(shù)字),內(nèi)阻的測(cè)量值r= Ω(保留兩位有效數(shù)字).
(2)第二組在沒有電壓表的情況下,設(shè)計(jì)了如圖3所示的電路,完成了對(duì)同一電池的測(cè)量.
①改變電阻箱接入電路中的電阻值,記錄了多組電流表示數(shù)I和電阻箱示數(shù)R,通過研究圖象的信息,他們發(fā)現(xiàn)電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值與第一組的結(jié)果非常接近,但是內(nèi)阻的測(cè)量值與第一組的結(jié)果有明顯偏差.將上述實(shí)驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行了若干次,結(jié)果依然如此.關(guān)于第二組測(cè)量?jī)?nèi)阻產(chǎn)生的偏差及其原因,下列分析中正確的是 (選填選項(xiàng)前的字母).
A.第二組內(nèi)阻的測(cè)量結(jié)果小于第一組的測(cè)量結(jié)果
B.第二組內(nèi)阻的測(cè)量結(jié)果大于第一組的測(cè)量結(jié)果
C.造成這個(gè)偏差的原因是實(shí)際電流表內(nèi)阻不能近似為零
D.造成這個(gè)偏差的原因是實(shí)驗(yàn)小組讀取電流表讀數(shù)時(shí)眼睛沒有正對(duì)表盤,使讀數(shù)有時(shí)候偏大,有時(shí)候偏小
②第二組對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入的理論研究,在是否可忽略電流表內(nèi)阻這兩種情況下,繪制兩類圖象.第一類圖象以電流表讀數(shù)I為橫坐標(biāo),將電流表和電阻箱讀數(shù)的乘積IR記為U作為縱坐標(biāo).第二類圖象以電阻箱讀數(shù)R為橫坐標(biāo),電流表讀數(shù)的倒數(shù)為縱坐標(biāo).圖4中實(shí)線代表電流表內(nèi)阻可忽略的情況,虛線代表電流表內(nèi)阻不可忽略的情況,這四幅圖中,能正確反映相關(guān)物理量之間關(guān)系的是 (選填選項(xiàng)前的字母).
16.(10分)某同學(xué)用圖1所示裝置測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣取?br>(1)關(guān)于器材選擇及測(cè)量時(shí)的一些實(shí)驗(yàn)操作,下列說法正確的是 。
A.擺線盡量選擇細(xì)些、伸縮性小些且適當(dāng)長(zhǎng)一些的
B.擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的
C.為了使擺的周期大一些以方便測(cè)量,應(yīng)使擺角大一些
(2)在某次實(shí)驗(yàn)中,測(cè)得單擺擺長(zhǎng)為L(zhǎng)、單擺完成n次全振動(dòng)的時(shí)間為t,則利用上述測(cè)量量可得重力加速度的表達(dá)式g= 。
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)改變擺長(zhǎng),測(cè)出幾組擺長(zhǎng)L和對(duì)應(yīng)的周期T的數(shù)據(jù),作出L﹣T2圖像,如圖2所示。
①利用A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)可得重力加速度的表達(dá)式g= 。
②因擺球質(zhì)量分布不均勻,小球的重心位于其幾何中心的正下方。若只考慮擺長(zhǎng)測(cè)量偏小造成的影響,則由①計(jì)算得到的重力加速度的測(cè)量值 真實(shí)值。(選填“大于”、“等于”或“小于”)
(4)關(guān)于摩擦力可以忽略的斜面上的單擺,某同學(xué)猜想單擺做小角度擺動(dòng)時(shí)周期滿足,如圖3所示。為了檢驗(yàn)猜想正確與否,他設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):如圖4所示,鐵架臺(tái)上裝一根重垂線,在鐵架臺(tái)的立柱跟重垂線平行的情況下,將小球、擺線、擺桿組成的“桿線擺”裝在立柱上,調(diào)節(jié)擺線的長(zhǎng)度,使擺桿與立柱垂直,擺桿可繞著立柱自由轉(zhuǎn)動(dòng),且不計(jì)其間的摩擦。如圖5所示,把鐵架臺(tái)底座的一側(cè)墊高,立柱傾斜,靜止時(shí)擺桿與重垂線的夾角為β,小球?qū)嶋H上相當(dāng)于是在一傾斜平面上運(yùn)動(dòng)。下列圖像能直觀地檢驗(yàn)猜想是否正確的是 。
A.圖像
B.圖像
C.圖像
四、論述、計(jì)算題(本題共4小題,共40分)解答要求:寫出必要的文字說明、方程式、演算步驟和答案。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和
17.(10分)如圖所示,不可伸長(zhǎng)的輕繩一端固定在距離水平地面高為h的O點(diǎn),另一端系有質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的小球,將小球從與O等高的A點(diǎn)由靜止釋放,小球在豎直平面內(nèi)以O(shè)點(diǎn)為圓心做半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B時(shí),繩恰好被拉斷,小球水平飛出。不計(jì)空氣阻力及繩斷時(shí)的能量損失,重力加速度為g。求:
(1)小球飛出時(shí)的速率v0;
(2)繩能承受拉力的最大值Fm;
(3)小球落地點(diǎn)到B點(diǎn)的水平距離x。
18.(10分)如圖所示,兩根相距為L(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌MN、CD固定在水平面內(nèi),并處在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì),在導(dǎo)軌的左端接入一阻值內(nèi)R的定值電阻,將質(zhì)量為m、電阻可忽略不計(jì)的金屬棒ab垂直放置在導(dǎo)軌上,金屬棒ab以恒定速度v向右運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計(jì)空氣阻力,回答以下問題:
(1)若所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B且保持不變,試從磁通量變化、電動(dòng)勢(shì)的定義、自由電子的受力和運(yùn)動(dòng)、或功能關(guān)系等角度入手,選用兩種方法推導(dǎo)ab棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大??;
(2)某同學(xué)對(duì)此安培力的作用進(jìn)行了分析,他認(rèn)為:安培力的實(shí)質(zhì)是形成電流的定向移動(dòng)的電荷所受洛倫茲力的合力,而洛倫茲力是不做功的,因此安培力也不做功。你認(rèn)為他的觀點(diǎn)是否正確,并說明理由。(假設(shè)電子在金屬棒中定向移動(dòng)可視為勻速運(yùn)動(dòng),電子電荷量為e)
19.(10分)動(dòng)能定理和動(dòng)量定理不僅適用于質(zhì)點(diǎn)在恒力作用下的運(yùn)動(dòng),也適用于質(zhì)點(diǎn)在變力作用下的運(yùn)動(dòng),這時(shí)兩個(gè)定理表達(dá)式中的力均指平均力,但兩個(gè)定理中的平均力的含義不同,在動(dòng)量定理中的平均力F1是指合力對(duì)時(shí)間的平均值,動(dòng)能定理中的平均力F2是合力指對(duì)位移的平均值。
(1)質(zhì)量為1.0kg的物塊,受變力作用下由靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng),在2.0s的時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)了2.5m的位移,速度達(dá)到了2.0m/s。分別應(yīng)用動(dòng)量定理和動(dòng)能定理求出平均力F1和F2的值。
(2)如圖1所示,質(zhì)量為m的物塊,在外力作用下沿直線運(yùn)動(dòng),速度由v0變化到v時(shí),經(jīng)歷的時(shí)間為t,發(fā)生的位移為x。分析說明物體的平均速度與v0、v滿足什么條件時(shí),F(xiàn)1和F2是相等的。
(3)質(zhì)量為m的物塊,在如圖2所示的合力作用下,以某一初速度沿x軸運(yùn)動(dòng),當(dāng)由位置x=0運(yùn)動(dòng)至x=A處時(shí),速度恰好為0,此過程中經(jīng)歷的時(shí)間為t,求此過程中物塊所受合力對(duì)時(shí)間t的平均值。
20.(10分)電磁制動(dòng)是磁懸浮列車輔助制動(dòng)的一種方式。某研究團(tuán)隊(duì)為列車進(jìn)站設(shè)計(jì)電磁制動(dòng)裝置,為了探究其剎車效果,制作了小車和軌道模型。在小車底面安裝了一個(gè)匝數(shù)為N、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線圈,線圈總電阻為R,小車和線圈的總質(zhì)量為m。線圈平面與水平軌道平行,俯視圖如圖所示。小車到站前,關(guān)閉小車引擎,讓其通過一個(gè)寬度為H方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,實(shí)施電磁制動(dòng)。小車進(jìn)入磁場(chǎng)前的速度為v0,行駛過程中小車受到軌道阻力可忽略不計(jì),不考慮車身其他金屬部分的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
(1)a.若小車通過磁場(chǎng)區(qū)域后,速度降為v1,求在此過程中線圈產(chǎn)生的焦耳熱;
b.若使小車持續(xù)減速通過勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,分析說明磁場(chǎng)區(qū)域的寬度H需要滿足什么條件;
(2)a.為保證乘客安全,小車剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度大小不能超過a0,則勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)滿足什么條件;
b.為減緩剎車給乘客帶來的不適感,剎車的加速度要遠(yuǎn)小于a0,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度也遠(yuǎn)小于上述B的條件,因此小車通過圖示磁場(chǎng)區(qū)域后仍有較大速度。若此后繼續(xù)以電磁制動(dòng)的方式使小車減速,為了在盡可能短的距離內(nèi)讓小車減速為零,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)剎車區(qū)域的磁場(chǎng)分布,說明設(shè)計(jì)方案并畫出示意圖。
2023-2024學(xué)年北京市順義區(qū)牛欄山一中高二(下)期末物理試卷
參考答案與試題解析
一、單項(xiàng)選擇題(共10個(gè)小題,每小題3分。在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。)
1.(3分)下列物理量中,屬于矢量的是( )
A.電場(chǎng)強(qiáng)度B.電勢(shì)C.磁通量D.電動(dòng)勢(shì)
【答案】A
2.(3分)真空中靜止的帶正電的點(diǎn)電荷,其電場(chǎng)線分布如圖所示,A、B為同一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)。已知A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為EA、EB,電勢(shì)為φA、φB,下列判斷正確的是( )
A.EA=EBB.EA<EBC.φA<φBD.φA>φB
【答案】D
3.(3分)如圖中標(biāo)出了勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、通電直導(dǎo)線中的電流I和它受到的安培力F的方向,其中正確的是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
4.(3分)取一對(duì)用絕緣柱支撐的不帶電的導(dǎo)體A和B,使它們彼此接觸。A、B下方均連有兩片金屬箔片。手握絕緣棒,把帶正電荷的帶電體C移近導(dǎo)體A,下列判斷正確的是( )
A.僅有A下方的金屬箔片張開
B.僅有B下方的金屬箔片張開
C.導(dǎo)體A和B帶等量異種電荷
D.導(dǎo)體A帶正電、導(dǎo)體B帶負(fù)電
【答案】C
5.(3分)如圖甲所示,把小球安裝在彈簧的一端,彈簧的另一端固定,小球和彈簧穿在光滑的水平桿上。小球振動(dòng)時(shí),沿垂直于振動(dòng)方向以速度v勻速拉動(dòng)紙帶,紙帶上可以留下痕跡,a、b是紙帶上的兩點(diǎn),不計(jì)阻力,如圖乙所示,根據(jù)此實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是( )
A.t時(shí)間內(nèi)小球運(yùn)動(dòng)的路程為vt
B.小球通過a點(diǎn)的速度小于通過b點(diǎn)的速度
C.小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
D.減小小球振動(dòng)的振幅,其周期也會(huì)減小
【答案】C
6.(3分)如圖所示,一物體在與水平方向夾角為θ的恒定拉力F作用下以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知物體質(zhì)量為m,物體和桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g。在物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t的過程中,下列說法正確的是( )
A.拉力F的沖量為Ftcsθ
B.摩擦力做功為﹣μmgvt
C.拉力和摩擦力的合力方向豎直向上
D.合力做功為Fvt
【答案】C
7.(3分)如圖所示的電路,靈敏電流計(jì)G和一個(gè)電阻箱R并聯(lián),改裝成一個(gè)大量程的電表,下列判斷正確的是( )
A.改裝成的是電流表,R越小量程越大
B.改裝成的是電流表,R越大量程越大
C.改裝成的是電壓表,R越小量程越大
D.改裝成的是電壓表,R越大量程越大
【答案】A
8.(3分)如圖所示,由粗細(xì)均勻的電阻絲制成的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框abcd,其總電阻為R.現(xiàn)使線框以水平向右的速度v勻速穿過一寬度為2L、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,整個(gè)過程中ab、cd兩邊始終保持與磁場(chǎng)邊界平行.令線框的cd邊剛好與磁場(chǎng)左邊界重合時(shí)開始計(jì)時(shí)(t=0),電流沿abcda流動(dòng)的方向?yàn)檎?,U=BLv.在下圖中線框中a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差Uab隨線框cd邊的位移x變化的圖象正確的是圖中的( )
A.B.
C.D.
【答案】B
9.(3分)如圖所示,a、b是兩個(gè)用同樣的導(dǎo)線制成的單匝圓形閉合線圈,線圈半徑ra=2rb。勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于線圈平面,且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小。下列判斷正確的是( )
A.線圈a、b中感應(yīng)電流均為逆時(shí)針方向
B.線圈a、b的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比是2:1
C.線圈a、b的電阻之比是4:1
D.線圈a、b的感應(yīng)電流之比是2:1
【答案】D
10.(3分)某手機(jī)的部分說明書如表所示,其中電池的容量是指電池全部放電時(shí)輸出的總電荷量。說明書還標(biāo)明該手機(jī)電池的電動(dòng)勢(shì)為3.7V,充滿電后播放視頻的最長(zhǎng)時(shí)間約10小時(shí)。下列判斷正確的是( )
A.該手機(jī)電池放電時(shí)輸出的總電荷量約為4000C
B.該手機(jī)播放視頻時(shí)電池的平均輸出功率約為0.4W
C.該手機(jī)播放視頻的電流大約為待機(jī)時(shí)電流的24倍
D.該手機(jī)電池充滿電儲(chǔ)存的電能大約為4000J
【答案】見試題解答內(nèi)容
11.(3分)如圖所示,小木塊A疊放在木板B上,靜置于光滑水平面上。木板B足夠長(zhǎng),且A、B接觸面粗糙?,F(xiàn)用一水平拉力F作用在B上,使其從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間。用f代表B對(duì)A的摩擦力,下列說法正確的是( )
A.小木塊A由于具有慣性一定保持靜止?fàn)顟B(tài)
B.小木塊A相對(duì)于木板B一定向左滑動(dòng)
C.f做的功等于小木塊A動(dòng)能的增加量
D.F做的功等于木板B動(dòng)能的增加量
【答案】C
12.(3分)某同學(xué)想研究物體間的摩擦力大小的特性。如圖甲所示,物塊和木板疊放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,物塊用一不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩與固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的力傳感器相連,細(xì)繩水平,實(shí)驗(yàn)時(shí),力傳感器測(cè)定細(xì)繩的拉力大小,另有速度傳感器實(shí)時(shí)記錄木板的速度大小。t=0時(shí),木板受到一個(gè)隨時(shí)間均勻增大的水平外力F=kt(k是常數(shù))的作用在t=4s時(shí)撤去外力F。細(xì)繩對(duì)物塊的拉力T隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示,木板的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖丙所示。木板與實(shí)驗(yàn)臺(tái)之間的摩擦可以忽略物塊的質(zhì)量m=50g,重力加速度取g=10m/s2。由題中數(shù)據(jù)可以得出( )
A.物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.04
B.0~2s內(nèi),細(xì)繩對(duì)物塊拉力T的沖量大小為0.24N?s
C.2s~4s內(nèi),力F的沖量大小為0.32N?s
D.4s~5s內(nèi)摩擦力對(duì)木板做功為﹣0.064J
【答案】B
13.(3分)某學(xué)習(xí)小組用如圖所示的裝置來驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒,實(shí)驗(yàn)中先從某一高度處單獨(dú)釋放質(zhì)量為m。的小球a,標(biāo)記下小球a撞擊在擋板上的位置M,再在水平軌道上放上質(zhì)量為mb的小球b,從同一高度釋放小球a,標(biāo)記兩球撞擊擋板的位置P、N,關(guān)于本實(shí)驗(yàn)下列說法正確的是( )
A.為減小實(shí)驗(yàn)誤差,兩小球的質(zhì)量需滿足ma<mb
B.位置N為小球b撞擊擋板的位置
C.小球離開軌道后下落的高度越大則小球的離開軌道時(shí)的速度越大
D.該實(shí)驗(yàn)中可用來反映小球a的初動(dòng)量
【答案】D
14.(3分)如圖所示,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)加速度計(jì):較重的滑塊可以在光滑的框架中平移,滑塊兩側(cè)用兩勁度系數(shù)相同的輕彈簧與框架連接;R為變阻器,輕質(zhì)滑動(dòng)片與變阻器接觸良好;兩個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)均恒為E,內(nèi)阻不計(jì)。按圖連接電路后,將電壓表指針的零點(diǎn)調(diào)到表盤中央,此時(shí)兩彈簧均為原長(zhǎng),滑動(dòng)片恰好在電阻中間位置。已知滑動(dòng)片與電阻器任一端之間的電阻值都與其到這端的距離成正比,當(dāng)a端的電勢(shì)高于b端時(shí)電壓表的指針向零點(diǎn)右側(cè)偏轉(zhuǎn)。將框架固定在運(yùn)動(dòng)的物體上,物體沿彈簧方向運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是( )
A.電壓表的示數(shù)指向零點(diǎn),說明物體一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.電壓表向右偏且示數(shù)不變,說明物體一定向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C.電壓表向左偏且示數(shù)增大,說明物體加速度一定向右且增大
D.電壓表示數(shù)增大了一倍,說明物體的加速度變?yōu)樵瓉淼囊话?br>【答案】C
三、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題,共18分)
15.(8分)現(xiàn)有兩組同學(xué)要測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r(已知E約為1.5V,r約為1Ω).
(1)第一組采用圖1所示電路.
①為了完成該實(shí)驗(yàn),選擇實(shí)驗(yàn)器材時(shí),在電路的a、b兩點(diǎn)間可接入的器件是 BC .
A.一個(gè)定值電阻
B.電阻箱
C.滑動(dòng)變阻器
②為了調(diào)節(jié)方便且測(cè)量精度更高,電流表和電壓表應(yīng)選 A (選填選項(xiàng)前的字母).
A.電流表(0~0.6A),電壓表(0~3V)
B.電流表(0~0.6A),電壓表(0~15V)
C.電流表(0~3A),電壓表(0~3V)
D.電流表(0~3A),電壓表(0~15V)
③經(jīng)過多次測(cè)量,他們記錄了多組電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U,并在圖2中畫出了U﹣I圖象.由圖象可以得出,此干電池的電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值E= 1.48 V(保留三位有效數(shù)字),內(nèi)阻的測(cè)量值r= 0.78 Ω(保留兩位有效數(shù)字).
(2)第二組在沒有電壓表的情況下,設(shè)計(jì)了如圖3所示的電路,完成了對(duì)同一電池的測(cè)量.
①改變電阻箱接入電路中的電阻值,記錄了多組電流表示數(shù)I和電阻箱示數(shù)R,通過研究圖象的信息,他們發(fā)現(xiàn)電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值與第一組的結(jié)果非常接近,但是內(nèi)阻的測(cè)量值與第一組的結(jié)果有明顯偏差.將上述實(shí)驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行了若干次,結(jié)果依然如此.關(guān)于第二組測(cè)量?jī)?nèi)阻產(chǎn)生的偏差及其原因,下列分析中正確的是 BC (選填選項(xiàng)前的字母).
A.第二組內(nèi)阻的測(cè)量結(jié)果小于第一組的測(cè)量結(jié)果
B.第二組內(nèi)阻的測(cè)量結(jié)果大于第一組的測(cè)量結(jié)果
C.造成這個(gè)偏差的原因是實(shí)際電流表內(nèi)阻不能近似為零
D.造成這個(gè)偏差的原因是實(shí)驗(yàn)小組讀取電流表讀數(shù)時(shí)眼睛沒有正對(duì)表盤,使讀數(shù)有時(shí)候偏大,有時(shí)候偏小
②第二組對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入的理論研究,在是否可忽略電流表內(nèi)阻這兩種情況下,繪制兩類圖象.第一類圖象以電流表讀數(shù)I為橫坐標(biāo),將電流表和電阻箱讀數(shù)的乘積IR記為U作為縱坐標(biāo).第二類圖象以電阻箱讀數(shù)R為橫坐標(biāo),電流表讀數(shù)的倒數(shù)為縱坐標(biāo).圖4中實(shí)線代表電流表內(nèi)阻可忽略的情況,虛線代表電流表內(nèi)阻不可忽略的情況,這四幅圖中,能正確反映相關(guān)物理量之間關(guān)系的是 AC (選填選項(xiàng)前的字母).
【答案】見試題解答內(nèi)容
16.(10分)某同學(xué)用圖1所示裝置測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣取?br>(1)關(guān)于器材選擇及測(cè)量時(shí)的一些實(shí)驗(yàn)操作,下列說法正確的是 AB 。
A.擺線盡量選擇細(xì)些、伸縮性小些且適當(dāng)長(zhǎng)一些的
B.擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的
C.為了使擺的周期大一些以方便測(cè)量,應(yīng)使擺角大一些
(2)在某次實(shí)驗(yàn)中,測(cè)得單擺擺長(zhǎng)為L(zhǎng)、單擺完成n次全振動(dòng)的時(shí)間為t,則利用上述測(cè)量量可得重力加速度的表達(dá)式g= 。
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)改變擺長(zhǎng),測(cè)出幾組擺長(zhǎng)L和對(duì)應(yīng)的周期T的數(shù)據(jù),作出L﹣T2圖像,如圖2所示。
①利用A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)可得重力加速度的表達(dá)式g= 。
②因擺球質(zhì)量分布不均勻,小球的重心位于其幾何中心的正下方。若只考慮擺長(zhǎng)測(cè)量偏小造成的影響,則由①計(jì)算得到的重力加速度的測(cè)量值 等于 真實(shí)值。(選填“大于”、“等于”或“小于”)
(4)關(guān)于摩擦力可以忽略的斜面上的單擺,某同學(xué)猜想單擺做小角度擺動(dòng)時(shí)周期滿足,如圖3所示。為了檢驗(yàn)猜想正確與否,他設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):如圖4所示,鐵架臺(tái)上裝一根重垂線,在鐵架臺(tái)的立柱跟重垂線平行的情況下,將小球、擺線、擺桿組成的“桿線擺”裝在立柱上,調(diào)節(jié)擺線的長(zhǎng)度,使擺桿與立柱垂直,擺桿可繞著立柱自由轉(zhuǎn)動(dòng),且不計(jì)其間的摩擦。如圖5所示,把鐵架臺(tái)底座的一側(cè)墊高,立柱傾斜,靜止時(shí)擺桿與重垂線的夾角為β,小球?qū)嶋H上相當(dāng)于是在一傾斜平面上運(yùn)動(dòng)。下列圖像能直觀地檢驗(yàn)猜想是否正確的是 B 。
A.圖像
B.圖像
C.圖像
【答案】(1)AB;(2);(3)①;②等于;(4)B
四、論述、計(jì)算題(本題共4小題,共40分)解答要求:寫出必要的文字說明、方程式、演算步驟和答案。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和
17.(10分)如圖所示,不可伸長(zhǎng)的輕繩一端固定在距離水平地面高為h的O點(diǎn),另一端系有質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的小球,將小球從與O等高的A點(diǎn)由靜止釋放,小球在豎直平面內(nèi)以O(shè)點(diǎn)為圓心做半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B時(shí),繩恰好被拉斷,小球水平飛出。不計(jì)空氣阻力及繩斷時(shí)的能量損失,重力加速度為g。求:
(1)小球飛出時(shí)的速率v0;
(2)繩能承受拉力的最大值Fm;
(3)小球落地點(diǎn)到B點(diǎn)的水平距離x。
【答案】(1)小球飛出時(shí)的速率v0為;
(2)繩能承受拉力的最大值Fm為3mg;
(3)小球落地點(diǎn)到B點(diǎn)的水平距離x為2。
18.(10分)如圖所示,兩根相距為L(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌MN、CD固定在水平面內(nèi),并處在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì),在導(dǎo)軌的左端接入一阻值內(nèi)R的定值電阻,將質(zhì)量為m、電阻可忽略不計(jì)的金屬棒ab垂直放置在導(dǎo)軌上,金屬棒ab以恒定速度v向右運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計(jì)空氣阻力,回答以下問題:
(1)若所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B且保持不變,試從磁通量變化、電動(dòng)勢(shì)的定義、自由電子的受力和運(yùn)動(dòng)、或功能關(guān)系等角度入手,選用兩種方法推導(dǎo)ab棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大??;
(2)某同學(xué)對(duì)此安培力的作用進(jìn)行了分析,他認(rèn)為:安培力的實(shí)質(zhì)是形成電流的定向移動(dòng)的電荷所受洛倫茲力的合力,而洛倫茲力是不做功的,因此安培力也不做功。你認(rèn)為他的觀點(diǎn)是否正確,并說明理由。(假設(shè)電子在金屬棒中定向移動(dòng)可視為勻速運(yùn)動(dòng),電子電荷量為e)
【答案】(1)ab棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大小為BLv;
(2)他的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的,理由見解析。
19.(10分)動(dòng)能定理和動(dòng)量定理不僅適用于質(zhì)點(diǎn)在恒力作用下的運(yùn)動(dòng),也適用于質(zhì)點(diǎn)在變力作用下的運(yùn)動(dòng),這時(shí)兩個(gè)定理表達(dá)式中的力均指平均力,但兩個(gè)定理中的平均力的含義不同,在動(dòng)量定理中的平均力F1是指合力對(duì)時(shí)間的平均值,動(dòng)能定理中的平均力F2是合力指對(duì)位移的平均值。
(1)質(zhì)量為1.0kg的物塊,受變力作用下由靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng),在2.0s的時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)了2.5m的位移,速度達(dá)到了2.0m/s。分別應(yīng)用動(dòng)量定理和動(dòng)能定理求出平均力F1和F2的值。
(2)如圖1所示,質(zhì)量為m的物塊,在外力作用下沿直線運(yùn)動(dòng),速度由v0變化到v時(shí),經(jīng)歷的時(shí)間為t,發(fā)生的位移為x。分析說明物體的平均速度與v0、v滿足什么條件時(shí),F(xiàn)1和F2是相等的。
(3)質(zhì)量為m的物塊,在如圖2所示的合力作用下,以某一初速度沿x軸運(yùn)動(dòng),當(dāng)由位置x=0運(yùn)動(dòng)至x=A處時(shí),速度恰好為0,此過程中經(jīng)歷的時(shí)間為t,求此過程中物塊所受合力對(duì)時(shí)間t的平均值。
【答案】見試題解答內(nèi)容
20.(10分)電磁制動(dòng)是磁懸浮列車輔助制動(dòng)的一種方式。某研究團(tuán)隊(duì)為列車進(jìn)站設(shè)計(jì)電磁制動(dòng)裝置,為了探究其剎車效果,制作了小車和軌道模型。在小車底面安裝了一個(gè)匝數(shù)為N、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線圈,線圈總電阻為R,小車和線圈的總質(zhì)量為m。線圈平面與水平軌道平行,俯視圖如圖所示。小車到站前,關(guān)閉小車引擎,讓其通過一個(gè)寬度為H方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,實(shí)施電磁制動(dòng)。小車進(jìn)入磁場(chǎng)前的速度為v0,行駛過程中小車受到軌道阻力可忽略不計(jì),不考慮車身其他金屬部分的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
(1)a.若小車通過磁場(chǎng)區(qū)域后,速度降為v1,求在此過程中線圈產(chǎn)生的焦耳熱;
b.若使小車持續(xù)減速通過勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,分析說明磁場(chǎng)區(qū)域的寬度H需要滿足什么條件;
(2)a.為保證乘客安全,小車剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度大小不能超過a0,則勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)滿足什么條件;
b.為減緩剎車給乘客帶來的不適感,剎車的加速度要遠(yuǎn)小于a0,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度也遠(yuǎn)小于上述B的條件,因此小車通過圖示磁場(chǎng)區(qū)域后仍有較大速度。若此后繼續(xù)以電磁制動(dòng)的方式使小車減速,為了在盡可能短的距離內(nèi)讓小車減速為零,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)剎車區(qū)域的磁場(chǎng)分布,說明設(shè)計(jì)方案并畫出示意圖。
【答案】(1)a.在此過程中線圈產(chǎn)生的焦耳熱為;
b.磁場(chǎng)區(qū)域的寬度H需要滿足H=L;
(2)a.為保證乘客安全,小車剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度大小不能超過a0,則勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)滿足;
b.示意圖見解析。
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