5.如图所示,金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,金属棒中通以由M向N的电流,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件,θ角的相应变化情况是( )
A.金属棒中的电流变大,θ角变大
B.两悬线等长变短,θ角变小
C.金属棒质量变大,θ角变大
D.磁感应强度变大,θ角变小
二、多选题(共3小题,每小题6.0分,共18分)
6.(多选)如图所示,飞行器P绕某星球做匀速圆周运动。
星球相对飞行器的张角为。
下列说法正确的是()
A.轨道半径越大,周期越长
B.轨道半径越大,速度越大
C.若测得周期和张角,可得到星球的平均密度
D.若测得周期和轨道半径,可得到星球的平均密度
7.(多选)如图甲所示,甲,乙两个小球可视为质点,甲球沿倾角为300的光滑足够长斜面由静止开始下滑,乙球做自由落体运动,甲,乙两球的动能与路程的关系图象如图乙所示。
下列说法正确的是()
A.甲球机械能不守恒,乙球机械能守恒
B.甲,乙两球的质量之比为:
=4:
1
C.甲,乙两球的动能均为时,两球重力的瞬时功率之比为
D.甲,乙两球的动能均为时,两球高度相同
8.如图所示的电路中,P为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的输入电压U1不变,闭合电键S,下列说法正确的是( )
A.P向下滑动时,灯L变亮
B.P向下滑动时,变压器的输出电压不变
C.P向上滑动时,变压器的输入电流变小
D.P向上滑动时,变压器的输出功率变大
分卷II
三、实验题(共2小题,共15分)
9.为了测量一个“12V,5W”的小灯泡在不同电压下的功率,给定了以下器材:
电源:
14V,电阻不计;
电流表:
0~0.6A(内阻约1Ω),0~3A(内阻约0.2Ω):
电压表:
0~3V(内阻约3kΩ),0~15V(内阻约15kΩ):
滑动变阻器:
阻值范围0~20Ω
开关一个,导线若干
实验时要求加在灯泡两端的电压可从0V调到12V.
①电流表量程应该选_________,电压表量程应该选_________。
②如图是某位同学连接好的实验电路,图中已经用数字标注了各接线位置,请你按照实验要求指出不妥当之处:
__________________________________。
③某位同学测得小灯泡的伏安特征曲线如图所示,某次测量时,小灯泡电流强度大小为0.30A,则此时小灯泡的实际功率为_________W(结果保留两位有效数字)。
10.利用自由落体运动可测量重力加速度。
有两组同学分别利用下面甲,乙两种实验装置进行了实验,其中乙图中的M为可恢复簧片,M与触头接触,开始实验时需要手动敲击M断开电路,使电磁铁失去磁性释放第一个小球,当前一个小球撞击M时后一个小球被释放。
①下列说法正确的有__________
A.两种实验都必须使用交流电源
B.甲实验利用的是公式△x=gT2;乙实验利用的是公式h=gt2,所以都需要用秒表测量时间,用直尺测量距离
C.甲实验要先接通电源,后释放纸带;乙实验应在手动敲击M的同时按下秒表开始计时
D.这两个实验装置均可以用来验证机械能守恒定律
②图是用甲实验装置进行实验后选取的一条符合实验要求的纸带,O为第一个点,A,B,C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出).已知打点计时器每隔0.02s打一次点,可以计算出重力加速度g=__________m/s2(结果保留两位有效数字)。
③用乙实验装置做实验,测得小球下落的高度H=1.200m,10个小球下落的总时间t=5.0s。
可求出重力加速度g=_______m/s2(结果保留两位有效数字)。
四、计算题(
11.某飞机场利用如图所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上,传送带与地面的夹角θ=30°,传送带两端A,B的长度L=10m。
传送带以v=5m/s的恒定速度匀速向上运动。
在传送带底端A轻轻放一质量m=5kg的货物,货物与传送带间的动摩擦因数。
求货物从A端运送到B端所需的时间。
(g取10m/s2)
12.如图甲所示,偏转电场的两个平行极板水平放置,板长L=0.08m,板间距足够大,两板的右侧有水平宽度l=0.06m,竖直宽度足够大的有界匀强磁场。
一个比荷为的带负电粒子以速度v0=8×105m/s从两板中间沿与板平行的方向射入偏转电场,若从该粒子进入偏转电场时开始计时,板间场强恰好按图乙所示的规律变化。
粒子离开偏转电场后进入匀强磁场并最终垂直磁场右边界射出。
不计粒子重力,求:
(1)粒子在磁场中运动的速率v;
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径R和磁场的磁感应强度B。
【物理选修3-3】
13.
(1)下列说法中正确的有。
A.悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动叫做布朗运动
B.金属铁有固定的熔点
C.液晶的光学性质具有各向异性
D.由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离,故液体表面存在表面张力
E.随着高度的增加,大气压和温度都在减小,一个正在上升的氢气球内的氢气内能减小
(2)如图所示,一个绝热的气缸竖直放置,内有一个绝热且光滑的活塞,中间有一个固定的导热性良好的隔板,隔板将气缸分成两部分,分别密封着两部分理想气体A和B。
活塞的质量为m,横截面积为S,与隔板相距h。
现通过电热丝缓慢加热气体,当A气体吸收热量Q时,活塞上升了h,此时气体的温度为T1。
已知大气压强为P0,重力加速度为g。
①加热过程中,若A气体内能增加了1,求B气体内能增加量2
②现停止对气体加热,同时在活塞上缓慢添加砂粒,当活塞恰好回到原来的位置时A气体的温度为T2。
求此时添加砂粒的总质量。
答案解析
1.【答案】D
【解析】奥斯特最早发现了电流的磁效应现象;选项A错误;伽利略应用“理想斜面实验”推翻了“力是维持物体运动的原因”的观点,选项C错误;卡文迪许通过扭秤实验测定出了万有引力常量G,选项D正确.
2.【答案】D
【解析】以A为研究对象,受重力mg,推理F,支持力FN,当这三个力的合力为零时,A,B间没有摩擦力,所以A错误;B对A的支持力无法求出,所以C错误;把A,B视为一整体,进行受力分析,水平方向整体受两个推理F,竖直方向重力(M+m)g,地面对AB的支持力,水平方向两推理恰好平衡,故B与地面间没有摩擦力,所以B错误;地面对B的支持力等于(M+m)g,故D正确;
3.【答案】B
【解析】图象的斜率大小表示质点运动速度的大小,正负表示速度的方向,由图象可知,A质点沿正方向做匀速直线运动,其速度,A错误;B质点最初4s沿正方向做减速运动,后4s沿负方向做加速运动,B正确;4s末,A,B两质点达到同一位置,两质点相遇,C错误;A,B间的距离先增大后减小,当两者速度相等时距离最大,但相遇后B质点反向运动,两质点间的距离继续增大,D错误。
4.【答案】A
【解析】因a,b两点在同一等势线上,故Uac=Ubc,Wa=eUac,Wb=eUbc,故Wa=Wb.由题图可知a点处电场线比b点处电场线密,故Ea>Eb.选项A正确.
5.【答案】A
【解析】 选金属棒MN为研究对象,其受力情况如图所示.根据平衡条件及三角形知识可得tanθ=,所以当金属棒中的电流I,磁感应强度B变大时,θ角变大,选项A正确,选项D错误;当金属棒质量m变大时,θ角变小,选项C错误;θ角的大小与悬线长短无关,选项B错误.
6.【答案】AC
【解析】根据,解得,可知半径越大周期越大,故A正确,根据,解得:
可知半径越大环绕速度越小,所以B错误。
如果测量出周期,则有,如果知道张角θ,则星球半径r与轨道半径R间关系为r=Rsin,所以,解得:
,故C正确。
而D选项无法计算星球半径,则无法求出星球的密度,所以D错误
7.【答案】BC
【解析】由知,甲乙两球在运动的过程中都是只有重力做功,所以甲乙两球机械能都守恒,故A错误;根据动能定理,可知动能与位移的图像斜率表示合外力,甲的合外力为,乙球的合外力,由图知,所以:
=4:
1,故B正确;根据知,动能相等时,,两球重力的瞬时功率之比,所以C正确;由乙图知,甲,乙两球的动能均为时,两球高度不相同,所以D错误。
8.【答案】BD
【解析】由于理想变压器输入电压U1不变,原,副线圈匝数不变,所以输出电压U2也不变,灯L亮度不随P的滑动而改变,故选项A错误,选项B正确.P向上滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,负载总电阻R总减小,由I2=知,通过副线圈的电流I2增大,输出功率P2=U2I2增大,再由=知输入电流I1也增大,故选项C错误,D正确.
9.【答案】①0~0.6A;0~15V②8,9应接8,12(13);4,10应接4,3③1.1
【解析】①根据小灯泡规格“12V,5W”可知额定电流,所以电流表应选0~0.6A量程;由于额定电压为12V,电压表应选0~15V量程.
②因要求测量一个“12V,5W”的小灯泡的不同电压下的功率,要求电流或电压从零调节,故变阻器应用分压式,则4,10应接4,3;又小灯泡电阻较小,电流表应用外接法,8,9应接8,12(13).
③由图象知当时,电压,由.
10.【答案】①CD;②9.5;③9.6.
【解析】①乙方案的电源目的使线圈产生磁性,因此使用的是直流电源,故A错误.甲实验中打出的纸带上的点之间的时间不需要秒表测量,故B错误.甲实验要先接通电源,后释放纸带;乙实验应在手动敲击M的同时按下秒表开始计时,故C正确;这两个实验装置都是自由落体运动,只有重力做功,故均可以用来验证机械能守恒定律,故D正确.应选CD.
②自由落体运动是匀变速运动,故根据△x=gT2得g=9.5m/s2.③一个小球下落的时间为:
t=0.5s根据自由落体运动规律h=gt2可得:
g=9.6m/s2
11.【答案】3s
【解析】mgμcos30°-mgsin30°=ma
解得a=2.5m/s2
货物匀加速运动的时间
货物匀加速运动的位移
随后货物做匀速运动。
运动位移S2=L-S1=5m
匀速运动时间t2==1s
t=t1+t2=3s
12.【答案