題目列表(包括答案和解析)
如圖所示,光滑絕緣水平面的上方空間被豎直的分界面MN分隔成兩部分,左側空間有一水平向右的勻強電場,場強大小,右側空間有長為R=0.114m的絕緣輕繩,繩的一端固定于O點,另一端拴一個質量為m小球B在豎直面內沿順時針方向做圓周運動,運動到最低點時速度大小vB=10m/s(小球B在最低點時與地面接觸但無彈力)。在MN左側水平面上有一質量也為m,帶電量為
的小球A,某時刻在距MN平面L位置由靜止釋放,恰能與運動到最低點的B球發生正碰,并瞬間粘合成一個整體C。(取g=10m/s2)
(1)如果L=0.2m,求整體C運動到最高點時的速率。(結果保留1位小數)
(2)在(1)條件下,整體C在最高點時受到細繩的拉力是小球B重力的多少倍?(結果取整數)
(3)若碰后瞬間在MN的右側空間立即加上一水平向左的勻強電場,場強大小,當L滿足什么條件時,整體C可在豎直面內做完整的圓周運動。(結果保留1位小數)
(20分)如圖所示,光滑絕緣水平面的上方空間被豎直的分界面MN分隔成兩部分,左側空間有一水平向右的勻強電場,場強大小,右側空間有長為R=0.114m的絕緣輕繩,繩的一端固定于O點,另一端拴一個質量為m小球B在豎直面內沿順時針方向做圓周運動,運動到最低點時速度大小vB=10m/s(小球B在最低點時與地面接觸但無彈力)。在MN左側水平面上有一質量也為m,帶電量為
的小球A,某時刻在距MN平面L位置由靜止釋放,恰能與運動到最低點的B球發生正碰,并瞬間粘合成一個整體C。(取g=10m/s2)
(1)如果L=0.2m,求整體C運動到最高點時的速率。(結果保留1位小數)
(2)在(1)條件下,整體C在最高點時受到細繩的拉力是小球B重力的多少倍?(結果取整數)
(3)若碰后瞬間在MN的右側空間立即加上一水平向左的勻強電場,場強大小,當L滿足什么條件時,整體C可在豎直面內做完整的圓周運動。(結果保留1位小數)
(12分)如圖所示,兩根平行光滑金屬導軌M、N水平放置,電阻不計,相距l=0.2m。在導軌上方垂直導軌方向放一個質量為m=5×10—2kg的導體棒ab,ab的電阻為R0=0.5Ω.兩金屬導軌一端通過電阻R和電源相連,電阻R=2Ω,電源電動勢E=6V,內源內阻r=0.5Ω。如果在裝置所在的區域加一個勻強磁場,使ab對導軌的壓力恰好是零,并使ab處于靜止。求所加磁場磁感強度的大小和方向.(g=10m/s2)
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(14分)如圖所示,高為0.3m的水平通道內,有一個與之等高的質量為M=1.2kg表面光滑的立方體,長為L=0.2m的輕桿下端用鉸鏈連接于O點,O點固定在水平地面上豎直擋板的底部(擋板的寬度可忽略),輕桿的上端連著質量為m=0.3kg的小球,小球靠在立方體左側。取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)為了使輕桿與水平地面夾角=37°時立方體平衡且不動,作用在立方體上的水平推力F1應為多大?
(2)若立方體在F2=4.5N的水平推力作用下從上述位置由靜止開始向左運動,則剛要與擋板相碰時其速度多大?
(3)立方體碰到擋板后即停止運動,而輕桿帶著小球向左倒下碰地后反彈恰好能回到豎直位置,若小球與地面接觸的時間為t=0.05s,則小球對地面的平均沖擊力為多大?
(4)當桿回到豎直位置時撤去F2,桿將靠在立方體左側漸漸向右倒下,最終立方體在通道內的運動速度多大?
(10分)如圖甲所示, 兩根足夠長的平行光滑金屬導軌固定放置在水平面上,間距L=0.2m,一端通過導線與阻值為R=1Ω的電阻連接;導軌上放一質量為m=0.5kg的金屬桿,金屬桿與導軌的電阻均忽略不計.整個裝置處于豎直向上的大小為B=0.5T的勻強磁場中.現用與導軌平行的拉力F作用在金屬桿上,金屬桿運動的v-t圖象如圖乙所示.(取重力加速度g=10m/s2)求:
(1)t=10s時拉力的大。
(2)t=10s時電路的發熱功率.
第一部分 選擇題(每題4分,共40分,漏選給2分,錯選、不選給0分)
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
B
CD
C
BC
ABC
BD
AC
BD
AC
CD
AC
CD
第二部分 非選擇題(共110分)
13.(1)(4分)直徑讀數為
(每空2分,第一空最后一位估計允許偏差±
(2)(10分)
(a)實驗電路圖(2分,有錯給0分)
(b) 110 W, 1.10 V。
(c)電動勢E= 1.30 V,內電阻r=__20__W.
(每空2分,有效數字不做要求)
14.(1)(2分)還需要的實驗器材是:
刻度尺、天平(配砝碼) .(每項1分)
(2)(每空2分)
還缺哪些實驗步驟: 平衡摩擦力(適當墊起長木板的左端,直至輕推滑塊,滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止)
應控制的實驗條件: 實驗中保持.
要驗證的數學表達式:
(3)(每空2分)
W=; ΔEK=
.
本題第(1)、(2)問可能會出現許多不同的解答,可參考以下方案給分:
解一:(1)天平(1分) 刻度尺(1分)
(2)所缺的步驟:在沙桶中裝適量的細沙,直到輕推滑塊,滑塊能在水平長木板上勻速運動為止(2分),用天平測出此時沙和小桶的總質量m′(2分).
本實驗最終要驗證的數學表達式(2分)
解二:(1)天平(1分) 刻度尺(1分)
(2)所缺的步驟:在沙桶中裝適量的細沙直到輕推滑塊,滑塊能在水平長木板上勻速運動為止(2分),用天平測出此時沙和小桶的總質量m′(1分).實驗中保持.(1分)
本實驗最終要驗證的數學表達式(2分)
解三:(1)天平(1分) 刻度尺(1分) 小木塊(1分)
(2)所缺的步驟:先將空的小沙桶從滑輪上取下,用天平測定小沙桶的質量(2分),再將空的小沙桶掛回,用小木塊將長木板的左端稍稍墊起,直至輕推滑塊,滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止(1分).
本實驗最終要驗證的數學表達式(2分)
解四:(1)天平(1分) 刻度尺(1分) 小木塊(1分)
(2)所缺的步驟:先將小沙桶和滑塊的連線斷開,用小木塊將長木板的左端稍稍墊起(1分),直至輕推滑塊,滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止(1分).實驗中保持.(1分)
本實驗最終要驗證的數學表達式(2分)
解五:(1)天平(1分) 刻度尺(1分) 小木塊(1分)
(2)所缺的步驟:先將空的小沙桶從滑輪上取下,用天平測定小沙桶的質量(1分),再將空的小沙桶掛回,用小木塊將長木板的左端稍稍墊起,直至輕推滑塊,滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止(1分).實驗中保持
.(1分)
本實驗最終要驗證的數學表達式(2分)
15.(10分)解:著陸器從高度為h處平拋到第二次著陸,由機械能守恒有:
2分
得出月球表面的重力加速度為:………①
3分
當衛星的軌道半徑為月球半徑R時,發射速度最小,設最小速度為,由萬有引力(約等于重力)提供向心力有:
………② 2分
由①②式可得出:………③ 3分
16.(12分)
解:(1)由左手定則和題意知,小球帶負電 ………2分
設小球第一次到達最低點時的速度為v,則由動能定理(或由機械能守恒定律)可得: ………2分
在最低點由向心力公式得:
………2分
解得:q=2.5×10
(2)根據機械能守恒定律,小球第二次到達最低點時,速度大小仍為v………2分
由向心力公式得:………2分
解得:F=5.5×10-2N………1分
17.(14分)
解:(1)金屬桿做加速度不斷減小的加速運動………2分
(2)由圖象知:
時,
;
此時由于平衡………2分
得:………2分
(3)由圖象知:,
此時由牛頓第二定律:………2分
即:;………3分
解得:………3分
18.(15分)
解:(1)因油滴在第Ⅱ、Ⅲ象限中做勻速直線運動,所以油滴受的合力為零,若油滴帶負電,則其合力一定不為零;若油滴帶正電,則其合力可以為零,所以油滴帶正電.………3分
(2) 由平衡條件知: ………3分
………2分
(3)油滴從進入區域到
點的過程由動能定理:
………3分
;………2分
………2分
19.(16分)
解:(1)對球,從靜止到碰
的過程由動
能定理:;………1分
即:
得:…1分
、
碰撞由動量守恒,令水平向左為正:有:
………1分
得:(向左)………1分
加上豎直向上的電場后,整體
仍做圓周運動到最高點的過程由動能定理:
………1分
得: ………1分
在最高點,由牛頓第二定律:………1分
得:………1分
(2)整體能完成圓周運動的條件是:在點:
………1分
即: ………1分
得:………1分
、
碰撞由動量守恒,令水平向左為正:有:
得: ………1分 由
得:
………1分
、
碰撞由動量守恒,令水平向右為正:有:
得: ………1分 由
得:
………1分
所以,滿足的條件是:
或
………1分
20.(17分)
解:解:(1)質子在磁場中受洛侖茲力做勻速圓周運動,根據
牛頓第二定律有:………2分
得半徑為:………2分
(2)由于質子的初速度方向與x軸正方向的夾角為300,
且半徑恰好等于OA,因此質子將在磁場中做半個圓周
運動到達y軸上的C點,如圖所示.
根據圓周運動的規律,質子做圓周運動的周期為: ………2分
質子從出發運動到第一次到達y軸的時間為: ………1分
質子進入電場時的速度方向與電場的方向相同,在電場中先做勻減速運動,速度減為零后反向做勻加速直線運動,設質子在電場中運動的時間為t2,根據牛頓第二定律有:
………2分,得
………1分
因此質子從開始運動到第二次到達y軸的時間為: ………2分.
(3)質子再次進入磁場時,速度的方向與電場的方向相同,在洛侖茲力作用下做勻速圓周運動,到達y軸的D點.由幾何關系得CD=2Rcos300 ………2分
則質子第二次到達y軸的位置為
………2分
即質子第三次到達y軸的坐標為(0,34.6). ………1分
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