1.下列物理量中屬于矢量的是( )
A加速度B動能C功率D電勢能
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2
2.為了研究超重與失重問題,某同學靜止站在電梯中的體重計上觀察示數變化。在電梯運動的某階段,他發(fā)現體重計的示數大于自己實際體重,此時電梯的運動狀態(tài)可能是( )
A勻速上升B加速上升C勻速下降D加速下降
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3
3.勻強電場的電場線如圖所示,a、b是電場中的兩點。下列說法中正確的是( )
Aa點電勢一定小于b點電勢
Ba點電勢一定等于b點電勢
Ca點電場強度一定小于b點電場強度
Da點電場強度一定等于b點電場強度
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4
4.如圖所示,一線圈在勻強磁場中勻速轉動,當線圈平面轉動至與磁場方向平行位置時( )
A穿過線圈的磁通量最小,磁通量的變化率
B穿過線圈的磁通量,磁通量的變化率
C穿過線圈的磁通量最小,磁通量的變化率最小
D穿過線圈的磁通量,磁通量的變化率最小
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5
5.如圖所示,將兩個完全相同的均勻長方體物塊A、B疊放在一起置于水平地面上。兩物塊重均為2mg。現用彈簧秤豎直向上拉物塊A,當彈簧秤示數為mg時,下列說法中正確的是( )
A物塊A對物塊B的壓力大小為mg
B物塊B對地面的壓力大小等于2mg
C地面與物塊B之間存在靜摩擦力
D物塊A與物塊B之間存在靜摩擦力
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6
6.利用水滴下落可以粗略測量重力加速度g的大小。調節(jié)家中水龍頭,讓水一滴一滴地流出,在水龍頭的正下方放一個盤子,調整盤子的高度,使一滴水剛碰到盤子時,恰好有另一滴水剛開始下落,而空中還有一滴水正在下落。測出此時出水口到盤子的高度為h,從第1滴水開始下落到第n滴水剛落至盤中所用時間為t。下列說法正確的是( )
A每滴水下落時間為
B相鄰兩滴水開始下落的時間間隔為
C第1滴水剛落至盤中時,第2滴水距盤子的距離為
D此地重力加速度的大小為
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7
7.如圖1所示,一個有固定轉動軸的豎直圓盤轉動時,固定在圓盤上的小圓柱帶動一個T形支架在豎直方向振動,T形支架的下面系著一個由彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)。圓盤靜止時,讓小球做簡諧運動,其振動圖像如圖2所示。圓盤勻速轉動時,小球做受迫振動。小球振動穩(wěn)定時,下列說法正確的是( )
A小球振動的固有頻率是4Hz
B小球做受迫振動時周期一定是4s
C圓盤轉動周期在4s附近時,小球振幅顯著增大
D圓盤轉動周期在4s附近時,小球振幅顯著減小
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8
8.在光滑水平地面上有靜止的物體A和B,兩物體間有壓緊的輕質彈簧。A的質量是B的2倍。把連接物體的細繩剪斷,彈簧恢復原長時( )
AA受到的合力大于B受到的合力
BA的速率是B的速率的一半
CA的加速度大于B的加速度
DA的動量是B的動量的兩倍
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9
9.如圖所示,粗糙程度處處相同的半圓形豎直軌道固定放置,其半徑為R,直徑POQ水平。一質量為m的小物塊(可視為質點)自P點由靜止開始沿軌道下滑,滑到軌道最低點N時,小物塊對軌道的壓力為2mg,g為重力加速度的大小。則下列說法正確的是( )
A小物塊到達最低點N時的速度大小為
B小物塊從P點運動到N點的過程中重力做功為
C小物塊從P點運動到N點的過程中克服摩擦力所做的功為
D小物塊從P點開始運動經過N點后恰好可以到達Q點
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10
10.興趣小組的同學們利用彈弓放飛模型飛機。彈弓的構造如圖1所示,其中橡皮筋兩端點A、B固定在把手上,橡皮筋處于ACB時恰好為原長狀態(tài)(如圖2所示),將模型飛機的尾部放在C處,將C點拉至D點時放手,模型飛機就會在橡皮筋的作用下發(fā)射出去。C、D兩點均在AB連線的中垂線上,橡皮筋的質量忽略不計?,F將模型飛機豎直向上發(fā)射,在它由D運動到C的過程中( )
A橡皮筋對模型飛機的彈力一直在增大
B橡皮筋對模型飛機的彈力始終做正功
C模型飛機的機械能守恒
D模型飛機的動能一直在增大
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11
11.靜電場方向平行于x軸,其電勢φ隨x的分布可簡化為如圖所示的折線。將一個帶負電的粒子在x=d處由靜止釋放,它只在電場力作用下沿x軸運動。規(guī)定x軸正方向為電場強度E、加速度a、速度v的正方向,下圖分別表示x軸上各點的電場強度E,粒子的加速度a、速度v和動能Ek隨x的變化圖像,其中正確的是( )
ABCD
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12
12.如圖所示,傳送帶的三個固定轉動軸分別位于等腰三角形的三個頂點,兩段傾斜部分長均為2m,且與水平方向的夾角為37°。傳送帶以1m/s的速度逆時針勻速轉動。兩個質量相同的小物塊A、B從傳送帶頂端均以1m/s的初速度沿傳送帶下滑,物塊與傳送帶間的動摩擦因數都是0.5,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列判斷正確的是( )
A物塊A始終與傳送帶相對靜止
B物塊A先到達傳送帶底端
C傳送帶對物塊A所做的功大于傳送帶對物塊B所做的功
D兩物塊與傳送帶之間因摩擦所產生的總熱量等于兩物塊機械能總的減少量
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填空題 本大題共1小題,每小題4分,共4分。把答案填寫在題中橫線上。
13
13.(實驗題)如圖所示為研究影響平行板電容器電容大小因素的實驗裝置。實驗時,給平行板電容器充電后,可觀察到靜電計指針偏轉一定角度。當增大兩極板間距離時,可觀察到靜電計指針的偏角變大,說明兩極板間的 變大(選填“電勢差”或“電荷量”),這時電容 (選填“增大”或“減小”)。
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簡答題(綜合題) 本大題共68分。簡答應寫出文字說明、證明過程或演算步驟。
14
某同學用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。
14.他進行了如下操作,其中沒有必要進行的步驟是____________,操作不當的步驟是____________________。
(A)按照圖示的裝置安裝器材
(B)將打點計時器接到學生電源的“直流輸出”上
(C)用天平測出重錘的質量
(D)先接通電源,后釋放紙帶
15.安裝好實驗裝置,正確進行實驗操作。從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶,如下圖所示。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C,測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC。設重錘質量為m,當地重力加速度為g,打點計時器打點周期為T。為了驗證此實驗過程中機械能是否守恒,需要計算出從打O點到打B點的過程中,重錘重力勢能的減少量△Ep=_______________,動能的增加量△Ek=__________________(用題中所給字母表示)。
16.實驗結果顯示,重錘重力勢能的減少量大于動能的增加量,關于這個誤差下列說法正確的是____________________。
A該誤差屬于偶然誤差,主要由于存在空氣阻力和摩擦阻力引起的
B該誤差屬于偶然誤差,主要由于沒有采用多次實驗取平均值的方法造成的
C該誤差屬于系統(tǒng)誤差,主要由于存在空氣阻力和摩擦阻力引起的
D該誤差屬于系統(tǒng)誤差,主要由于沒有采用多次實驗取平均值的方法造成的
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15
實驗室有一捆規(guī)格為“100m,0.5mm2”的銅導線,已經用去了一部分,一同學想用伏安法測量剩余導線的電阻。
17.他查得銅的電阻率為。他可以用公式_________________計算出整捆導線的電阻為____________________Ω;
18.他從實驗室借來如下器材,想分別用電流表內接法和外接法測量銅導線的電阻:
電流表:量程0.6A,內阻約為0.2Ω;
電壓表:量程3V,內阻約9kΩ;
滑動變阻器R1:阻值5Ω;
滑動變阻器R2:阻值200Ω;
電源:電動勢4.5V,內阻可不計;
開關、導線若干。
回答下列問題:
① 請你用筆畫線代替導線在圖1中完成電路連線。要求用電流表外接、滑動變阻器分壓接法。
②按①中所連電路實驗時滑動變阻器應選__________(填“R1”或“R2”),閉合開關前應將滑片移至____________端(填“a”或“b”)。
③他將分別用電流表內接法和外接法得到的電流、電壓數據描到U-I圖上,如圖2所示。在圖2中由電流表外接法得到測量圖線是______________填“甲”或“乙”),你的判斷依據是_____________________________________________________。
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16
如圖所示,一個質量為m、電荷量為+q的帶電粒子,在磁感應強度為B的勻強磁場中,以垂直于磁場方向的速度υ做勻速圓周運動。
19.畫出粒子此時所受洛倫茲力的方向及運動軌跡示意圖;
20.推導軌道半徑公式;
21.推導運動周期公式。
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17
2016年11月18日13時59分,“神舟”十一號飛船返回艙在內蒙古中部預定區(qū)域成功著陸,執(zhí)行飛行任務的航天員在“天宮”二號空間實驗室工作生活30天后,順利返回祖國,創(chuàng)造了中國航天員太空駐留時間的新紀錄,標志著我國載人航天工程空間實驗室任務取得重要成果。
有同學設想在不久的將來,宇航員可以在月球表面以初速度將一物體豎直上拋,測出物體上升的高度h。已知月球的半徑為R,引力常量為G。請你求出:
22.月球表面的重力加速度大小g;
23.月球的質量M;
24.月球的第一宇宙速度v。
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18
如圖所示,固定于水平桌面上的光滑平行金屬導軌AB、CD處于豎直向下的范圍足夠大的勻強磁場中,導軌間距為L,導軌電阻忽略不計。導軌的左端接有阻值為R的電阻。一根質量為m,電阻為r的金屬棒MN垂直導軌放置且與導軌接觸良好,并始終以速度v向右勻速運動。
25.若磁場的磁感應強度大小為B0且保持不變時,求:
(1)回路中的感應電流的大?。?BR> (2)金屬桿受到的安培力大小及方向;
26.當金屬棒MN到達圖中虛線位置時,恰好使ACNM構成一個邊長為L的正方形回路,從此時刻開始計時,并改變磁感應強度大小,可使回路中不產生感應電流,請你推導磁感應強度B隨時間t變化的關系式。
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19
北京贏得了2022年第二十四屆冬季奧林匹克運動會的舉辦權,引得越來越多的體育愛好者參加滑雪運動。如圖所示,某滑雪場的雪道由傾斜部分AB段和水平部分BC段組成,其中傾斜雪道AB的長L=25m,頂端高H=15m,滑雪板與雪道間的動摩擦因數μ=0.25。滑雪愛好者每次練習時均在傾斜雪道的頂端A處以水平速度飛出,落到雪道時他靠改變姿勢進行緩沖,恰好可以使自己在落到雪道前后沿雪道方向的速度相同。不計空氣阻力影響,取重力加速度g=10m/s2。
27.第一次滑雪愛好者水平飛出后經t1=1.5s落到雪道上的D處(圖中未標出),求水平初速
度v1及A、D之間的水平位移x1。
28.第二次該愛好者調整水平初速度,落到雪道上的E處(圖中未標出),已知A、E之間的水平位移為x2,且,求該愛好者落到雪道上的E處之后的滑行距離s。
29.該愛好者在隨后的幾次練習中都落在雪道的AB段,他根據經驗得出如下結論:在A處水
平速度越大,落到雪道前瞬時的速度越大,速度方向與雪道的夾角也越大。他的觀點是否正確,請你判斷并說明理由。
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20
一根足夠長的空心銅管豎直放置,使一枚直徑略小于銅管內徑、質量為m0的圓柱形強磁鐵從管內某處由靜止開始下落,如圖所示,它不會做自由落體運動,而是非常緩慢地穿過銅管,在銅管內下落時的速度為v0。強磁鐵在管內運動時,不與銅管內壁發(fā)生摩擦,空氣阻力也可以忽略。產生該現象的原因是變化的磁場在銅管內激發(fā)出了渦流,渦流反過來又對強磁鐵產生了很大的阻力。雖然該情景中渦流的定量計算非常復雜,我們不需要求解,卻仍然可以用我們學過的知識來對下述問題進行分析。
30.求圖1中的強磁鐵達到速度后銅管的熱功率P0;
31.強磁鐵下落過程中,可以認為銅管中的感應電動勢大小與強磁鐵下落的速度成正比,且強磁鐵周圍銅管的有效電阻是恒定的。由此分析,如果在圖甲中強磁鐵的上面粘一個質量為m1的絕緣橡膠塊,則強磁鐵下落的速度v1是多大?
32.若已知強磁鐵下落過程中的任一時刻,強磁鐵機械能耗散的功率等于其受到的阻力大小與下落速度大小的乘積。則在圖1中,質量為m0的強磁鐵從靜止下落,經過時間t后達到速度v0,求此過程強磁鐵的下落高度h;
33.若將空心銅管切開一條豎直狹縫,如圖2所示,強磁鐵還從管內某處由靜止開始下落,發(fā)現強磁鐵的下落還是會明顯慢于自由落體運動,請你分析這一現象的原因。
20 第(1)小題正確答案及相關解析
正確答案
P0=m0gv0
解析
磁鐵勻速下落過程中,可以認為減少的重力勢能全部轉化為熱能P0 t=m0gv0t,可得P0=m0gv0
考查方向
本題主要考查了能量守恒和動量定理的應用以及利用數學關系求解物理問題的能力
解題思路
根據勻速下落過程中,減少的重力勢能全部轉化為熱能求解熱功率。
易錯點
1、沒有用上能量守恒和動量定理。2、銅管中的感應電動勢大小與強磁鐵下落的速度成正比這一條件沒用上,沒有得出阻力f與速度v成正比。
20 第(2)小題正確答案及相關解析
正確答案
解析
由于強磁鐵下落過程中銅管中的感應電動勢大小E與磁鐵下落的速度v成正比,且其周圍銅管的有效電阻R是恒定的,
可知任一時刻的熱功率①
強磁鐵下落過程中②
可得③
所以有
考查方向
本題主要考查了能量守恒和動量定理的應用以及利用數學關系求解物理問題的能力
解題思路
強磁鐵的上面粘一個質量為m1的絕緣橡膠塊,仍然是勻速運動的速度是速度,根據第(1)問的結果進行計算。
易錯點
1、沒有用上能量守恒和動量定理。2、銅管中的感應電動勢大小與強磁鐵下落的速度成正比這一條件沒用上,沒有得出阻力f與速度v成正比。
20 第(3)小題正確答案及相關解析
正確答案
解析
設強磁鐵下落過程中的很短時間內所受電磁阻力大小為f,根據動量定理有④
又有⑤
所以有
設,其中k為常量⑥
強磁鐵勻速下落時⑦
由④⑥⑦式,有⑧
對于全過程有
得
考查方向
本題主要考查了能量守恒和動量定理的應用以及利用數學關系求解物理問題的能力
解題思路
熱功率等于機械耗散得功率,機械能耗散的功率等于其受到的阻力大小與下落速度大小的乘積,可以得出,又,勻速運動時f=mg,速度為v0,可求出k的值,對整個過程,再將已知的量代入動量定理即可解出此過程強磁鐵的下落高度h。
易錯點
1、沒有用上能量守恒和動量定理。2、銅管中的感應電動勢大小與強磁鐵下落的速度成正比這一條件沒用上,沒有得出阻力f與速度v成正比。
20 第(4)小題正確答案及相關解析
正確答案
因為此時銅管中仍然會產生渦流,渦流的磁場對強磁鐵有阻力作用。
考查方向
本題主要考查了能量守恒和動量定理的應用以及利用數學關系求解物理問題的能力
易錯點
1、沒有用上能量守恒和動量定理。2、銅管中的感應電動勢大小與強磁鐵下落的速度成正比這一條件沒用上,沒有得出阻力f與速度v成正比。
A加速度B動能C功率D電勢能
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2
2.為了研究超重與失重問題,某同學靜止站在電梯中的體重計上觀察示數變化。在電梯運動的某階段,他發(fā)現體重計的示數大于自己實際體重,此時電梯的運動狀態(tài)可能是( )
A勻速上升B加速上升C勻速下降D加速下降
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3
3.勻強電場的電場線如圖所示,a、b是電場中的兩點。下列說法中正確的是( )
Aa點電勢一定小于b點電勢
Ba點電勢一定等于b點電勢
Ca點電場強度一定小于b點電場強度
Da點電場強度一定等于b點電場強度
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4
4.如圖所示,一線圈在勻強磁場中勻速轉動,當線圈平面轉動至與磁場方向平行位置時( )
A穿過線圈的磁通量最小,磁通量的變化率
B穿過線圈的磁通量,磁通量的變化率
C穿過線圈的磁通量最小,磁通量的變化率最小
D穿過線圈的磁通量,磁通量的變化率最小
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5
5.如圖所示,將兩個完全相同的均勻長方體物塊A、B疊放在一起置于水平地面上。兩物塊重均為2mg。現用彈簧秤豎直向上拉物塊A,當彈簧秤示數為mg時,下列說法中正確的是( )
A物塊A對物塊B的壓力大小為mg
B物塊B對地面的壓力大小等于2mg
C地面與物塊B之間存在靜摩擦力
D物塊A與物塊B之間存在靜摩擦力
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6
6.利用水滴下落可以粗略測量重力加速度g的大小。調節(jié)家中水龍頭,讓水一滴一滴地流出,在水龍頭的正下方放一個盤子,調整盤子的高度,使一滴水剛碰到盤子時,恰好有另一滴水剛開始下落,而空中還有一滴水正在下落。測出此時出水口到盤子的高度為h,從第1滴水開始下落到第n滴水剛落至盤中所用時間為t。下列說法正確的是( )
A每滴水下落時間為
B相鄰兩滴水開始下落的時間間隔為
C第1滴水剛落至盤中時,第2滴水距盤子的距離為
D此地重力加速度的大小為
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7
7.如圖1所示,一個有固定轉動軸的豎直圓盤轉動時,固定在圓盤上的小圓柱帶動一個T形支架在豎直方向振動,T形支架的下面系著一個由彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)。圓盤靜止時,讓小球做簡諧運動,其振動圖像如圖2所示。圓盤勻速轉動時,小球做受迫振動。小球振動穩(wěn)定時,下列說法正確的是( )
A小球振動的固有頻率是4Hz
B小球做受迫振動時周期一定是4s
C圓盤轉動周期在4s附近時,小球振幅顯著增大
D圓盤轉動周期在4s附近時,小球振幅顯著減小
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8
8.在光滑水平地面上有靜止的物體A和B,兩物體間有壓緊的輕質彈簧。A的質量是B的2倍。把連接物體的細繩剪斷,彈簧恢復原長時( )
AA受到的合力大于B受到的合力
BA的速率是B的速率的一半
CA的加速度大于B的加速度
DA的動量是B的動量的兩倍
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9
9.如圖所示,粗糙程度處處相同的半圓形豎直軌道固定放置,其半徑為R,直徑POQ水平。一質量為m的小物塊(可視為質點)自P點由靜止開始沿軌道下滑,滑到軌道最低點N時,小物塊對軌道的壓力為2mg,g為重力加速度的大小。則下列說法正確的是( )
A小物塊到達最低點N時的速度大小為
B小物塊從P點運動到N點的過程中重力做功為
C小物塊從P點運動到N點的過程中克服摩擦力所做的功為
D小物塊從P點開始運動經過N點后恰好可以到達Q點
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10
10.興趣小組的同學們利用彈弓放飛模型飛機。彈弓的構造如圖1所示,其中橡皮筋兩端點A、B固定在把手上,橡皮筋處于ACB時恰好為原長狀態(tài)(如圖2所示),將模型飛機的尾部放在C處,將C點拉至D點時放手,模型飛機就會在橡皮筋的作用下發(fā)射出去。C、D兩點均在AB連線的中垂線上,橡皮筋的質量忽略不計?,F將模型飛機豎直向上發(fā)射,在它由D運動到C的過程中( )
A橡皮筋對模型飛機的彈力一直在增大
B橡皮筋對模型飛機的彈力始終做正功
C模型飛機的機械能守恒
D模型飛機的動能一直在增大
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11
11.靜電場方向平行于x軸,其電勢φ隨x的分布可簡化為如圖所示的折線。將一個帶負電的粒子在x=d處由靜止釋放,它只在電場力作用下沿x軸運動。規(guī)定x軸正方向為電場強度E、加速度a、速度v的正方向,下圖分別表示x軸上各點的電場強度E,粒子的加速度a、速度v和動能Ek隨x的變化圖像,其中正確的是( )
ABCD
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12
12.如圖所示,傳送帶的三個固定轉動軸分別位于等腰三角形的三個頂點,兩段傾斜部分長均為2m,且與水平方向的夾角為37°。傳送帶以1m/s的速度逆時針勻速轉動。兩個質量相同的小物塊A、B從傳送帶頂端均以1m/s的初速度沿傳送帶下滑,物塊與傳送帶間的動摩擦因數都是0.5,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列判斷正確的是( )
A物塊A始終與傳送帶相對靜止
B物塊A先到達傳送帶底端
C傳送帶對物塊A所做的功大于傳送帶對物塊B所做的功
D兩物塊與傳送帶之間因摩擦所產生的總熱量等于兩物塊機械能總的減少量
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填空題 本大題共1小題,每小題4分,共4分。把答案填寫在題中橫線上。
13
13.(實驗題)如圖所示為研究影響平行板電容器電容大小因素的實驗裝置。實驗時,給平行板電容器充電后,可觀察到靜電計指針偏轉一定角度。當增大兩極板間距離時,可觀察到靜電計指針的偏角變大,說明兩極板間的 變大(選填“電勢差”或“電荷量”),這時電容 (選填“增大”或“減小”)。
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簡答題(綜合題) 本大題共68分。簡答應寫出文字說明、證明過程或演算步驟。
14
某同學用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。
14.他進行了如下操作,其中沒有必要進行的步驟是____________,操作不當的步驟是____________________。
(A)按照圖示的裝置安裝器材
(B)將打點計時器接到學生電源的“直流輸出”上
(C)用天平測出重錘的質量
(D)先接通電源,后釋放紙帶
15.安裝好實驗裝置,正確進行實驗操作。從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶,如下圖所示。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C,測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC。設重錘質量為m,當地重力加速度為g,打點計時器打點周期為T。為了驗證此實驗過程中機械能是否守恒,需要計算出從打O點到打B點的過程中,重錘重力勢能的減少量△Ep=_______________,動能的增加量△Ek=__________________(用題中所給字母表示)。
16.實驗結果顯示,重錘重力勢能的減少量大于動能的增加量,關于這個誤差下列說法正確的是____________________。
A該誤差屬于偶然誤差,主要由于存在空氣阻力和摩擦阻力引起的
B該誤差屬于偶然誤差,主要由于沒有采用多次實驗取平均值的方法造成的
C該誤差屬于系統(tǒng)誤差,主要由于存在空氣阻力和摩擦阻力引起的
D該誤差屬于系統(tǒng)誤差,主要由于沒有采用多次實驗取平均值的方法造成的
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15
實驗室有一捆規(guī)格為“100m,0.5mm2”的銅導線,已經用去了一部分,一同學想用伏安法測量剩余導線的電阻。
17.他查得銅的電阻率為。他可以用公式_________________計算出整捆導線的電阻為____________________Ω;
18.他從實驗室借來如下器材,想分別用電流表內接法和外接法測量銅導線的電阻:
電流表:量程0.6A,內阻約為0.2Ω;
電壓表:量程3V,內阻約9kΩ;
滑動變阻器R1:阻值5Ω;
滑動變阻器R2:阻值200Ω;
電源:電動勢4.5V,內阻可不計;
開關、導線若干。
回答下列問題:
① 請你用筆畫線代替導線在圖1中完成電路連線。要求用電流表外接、滑動變阻器分壓接法。
②按①中所連電路實驗時滑動變阻器應選__________(填“R1”或“R2”),閉合開關前應將滑片移至____________端(填“a”或“b”)。
③他將分別用電流表內接法和外接法得到的電流、電壓數據描到U-I圖上,如圖2所示。在圖2中由電流表外接法得到測量圖線是______________填“甲”或“乙”),你的判斷依據是_____________________________________________________。
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16
如圖所示,一個質量為m、電荷量為+q的帶電粒子,在磁感應強度為B的勻強磁場中,以垂直于磁場方向的速度υ做勻速圓周運動。
19.畫出粒子此時所受洛倫茲力的方向及運動軌跡示意圖;
20.推導軌道半徑公式;
21.推導運動周期公式。
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17
2016年11月18日13時59分,“神舟”十一號飛船返回艙在內蒙古中部預定區(qū)域成功著陸,執(zhí)行飛行任務的航天員在“天宮”二號空間實驗室工作生活30天后,順利返回祖國,創(chuàng)造了中國航天員太空駐留時間的新紀錄,標志著我國載人航天工程空間實驗室任務取得重要成果。
有同學設想在不久的將來,宇航員可以在月球表面以初速度將一物體豎直上拋,測出物體上升的高度h。已知月球的半徑為R,引力常量為G。請你求出:
22.月球表面的重力加速度大小g;
23.月球的質量M;
24.月球的第一宇宙速度v。
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18
如圖所示,固定于水平桌面上的光滑平行金屬導軌AB、CD處于豎直向下的范圍足夠大的勻強磁場中,導軌間距為L,導軌電阻忽略不計。導軌的左端接有阻值為R的電阻。一根質量為m,電阻為r的金屬棒MN垂直導軌放置且與導軌接觸良好,并始終以速度v向右勻速運動。
25.若磁場的磁感應強度大小為B0且保持不變時,求:
(1)回路中的感應電流的大?。?BR> (2)金屬桿受到的安培力大小及方向;
26.當金屬棒MN到達圖中虛線位置時,恰好使ACNM構成一個邊長為L的正方形回路,從此時刻開始計時,并改變磁感應強度大小,可使回路中不產生感應電流,請你推導磁感應強度B隨時間t變化的關系式。
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19
北京贏得了2022年第二十四屆冬季奧林匹克運動會的舉辦權,引得越來越多的體育愛好者參加滑雪運動。如圖所示,某滑雪場的雪道由傾斜部分AB段和水平部分BC段組成,其中傾斜雪道AB的長L=25m,頂端高H=15m,滑雪板與雪道間的動摩擦因數μ=0.25。滑雪愛好者每次練習時均在傾斜雪道的頂端A處以水平速度飛出,落到雪道時他靠改變姿勢進行緩沖,恰好可以使自己在落到雪道前后沿雪道方向的速度相同。不計空氣阻力影響,取重力加速度g=10m/s2。
27.第一次滑雪愛好者水平飛出后經t1=1.5s落到雪道上的D處(圖中未標出),求水平初速
度v1及A、D之間的水平位移x1。
28.第二次該愛好者調整水平初速度,落到雪道上的E處(圖中未標出),已知A、E之間的水平位移為x2,且,求該愛好者落到雪道上的E處之后的滑行距離s。
29.該愛好者在隨后的幾次練習中都落在雪道的AB段,他根據經驗得出如下結論:在A處水
平速度越大,落到雪道前瞬時的速度越大,速度方向與雪道的夾角也越大。他的觀點是否正確,請你判斷并說明理由。
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20
一根足夠長的空心銅管豎直放置,使一枚直徑略小于銅管內徑、質量為m0的圓柱形強磁鐵從管內某處由靜止開始下落,如圖所示,它不會做自由落體運動,而是非常緩慢地穿過銅管,在銅管內下落時的速度為v0。強磁鐵在管內運動時,不與銅管內壁發(fā)生摩擦,空氣阻力也可以忽略。產生該現象的原因是變化的磁場在銅管內激發(fā)出了渦流,渦流反過來又對強磁鐵產生了很大的阻力。雖然該情景中渦流的定量計算非常復雜,我們不需要求解,卻仍然可以用我們學過的知識來對下述問題進行分析。
30.求圖1中的強磁鐵達到速度后銅管的熱功率P0;
31.強磁鐵下落過程中,可以認為銅管中的感應電動勢大小與強磁鐵下落的速度成正比,且強磁鐵周圍銅管的有效電阻是恒定的。由此分析,如果在圖甲中強磁鐵的上面粘一個質量為m1的絕緣橡膠塊,則強磁鐵下落的速度v1是多大?
32.若已知強磁鐵下落過程中的任一時刻,強磁鐵機械能耗散的功率等于其受到的阻力大小與下落速度大小的乘積。則在圖1中,質量為m0的強磁鐵從靜止下落,經過時間t后達到速度v0,求此過程強磁鐵的下落高度h;
33.若將空心銅管切開一條豎直狹縫,如圖2所示,強磁鐵還從管內某處由靜止開始下落,發(fā)現強磁鐵的下落還是會明顯慢于自由落體運動,請你分析這一現象的原因。
20 第(1)小題正確答案及相關解析
正確答案
P0=m0gv0
解析
磁鐵勻速下落過程中,可以認為減少的重力勢能全部轉化為熱能P0 t=m0gv0t,可得P0=m0gv0
考查方向
本題主要考查了能量守恒和動量定理的應用以及利用數學關系求解物理問題的能力
解題思路
根據勻速下落過程中,減少的重力勢能全部轉化為熱能求解熱功率。
易錯點
1、沒有用上能量守恒和動量定理。2、銅管中的感應電動勢大小與強磁鐵下落的速度成正比這一條件沒用上,沒有得出阻力f與速度v成正比。
20 第(2)小題正確答案及相關解析
正確答案
解析
由于強磁鐵下落過程中銅管中的感應電動勢大小E與磁鐵下落的速度v成正比,且其周圍銅管的有效電阻R是恒定的,
可知任一時刻的熱功率①
強磁鐵下落過程中②
可得③
所以有
考查方向
本題主要考查了能量守恒和動量定理的應用以及利用數學關系求解物理問題的能力
解題思路
強磁鐵的上面粘一個質量為m1的絕緣橡膠塊,仍然是勻速運動的速度是速度,根據第(1)問的結果進行計算。
易錯點
1、沒有用上能量守恒和動量定理。2、銅管中的感應電動勢大小與強磁鐵下落的速度成正比這一條件沒用上,沒有得出阻力f與速度v成正比。
20 第(3)小題正確答案及相關解析
正確答案
解析
設強磁鐵下落過程中的很短時間內所受電磁阻力大小為f,根據動量定理有④
又有⑤
所以有
設,其中k為常量⑥
強磁鐵勻速下落時⑦
由④⑥⑦式,有⑧
對于全過程有
得
考查方向
本題主要考查了能量守恒和動量定理的應用以及利用數學關系求解物理問題的能力
解題思路
熱功率等于機械耗散得功率,機械能耗散的功率等于其受到的阻力大小與下落速度大小的乘積,可以得出,又,勻速運動時f=mg,速度為v0,可求出k的值,對整個過程,再將已知的量代入動量定理即可解出此過程強磁鐵的下落高度h。
易錯點
1、沒有用上能量守恒和動量定理。2、銅管中的感應電動勢大小與強磁鐵下落的速度成正比這一條件沒用上,沒有得出阻力f與速度v成正比。
20 第(4)小題正確答案及相關解析
正確答案
因為此時銅管中仍然會產生渦流,渦流的磁場對強磁鐵有阻力作用。
考查方向
本題主要考查了能量守恒和動量定理的應用以及利用數學關系求解物理問題的能力
易錯點
1、沒有用上能量守恒和動量定理。2、銅管中的感應電動勢大小與強磁鐵下落的速度成正比這一條件沒用上,沒有得出阻力f與速度v成正比。