10.现有两个边长不等的正方形ABCD和abcd,如图所示,且Aa、Bb、Cc、Dd间距相等。
在AB、AC、CD、DB的中点分别放等量的点电荷,其中AB、AC中点放的点电荷带正电,CD、BD的中点放的点电荷带负电,取无穷远处电势为零。
则下列说法中正确的是
A.O点的电场强度和电势均为零
B.把一正点电荷沿着b→d→c的路径移动时,电场力做功为零
C.同一点电荷在a、d两点所受电场力相同
D.将一负点电荷由a点移到b点电势能减小
11.如图所示,闭合电键S,电压表的示数为U,电流表的示数为I,现向左调节滑动变阻器R的触头P,电压表V的示数改变量的大小为ΔU,电流表的示数改变量大小为ΔI,则下列说法正确的是
A.
变大
B.
变大
C.电阻R1的功率变大
D.电源的总功率变大
12.如图所示,一物体m在沿斜面向上的恒力F作用下,由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动,经时间t力F做功为60J,此后撤出力F,物体又经过时间t回到出发点,若以地面为零势能面,则下列说法正确的是
A.物体回到出发点的动能为60J
B.恒力F=2mgsinθ
C.撤出力F时,物体的重力势能是45J
D.动能与势能相等的时刻一定出现在撤去力F之后
三、实验题(本大题共3题,每个小题2分,共计22分。
)
13.“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图(甲)所示。
(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带。
从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,用刻度尺测量计数点间的距离如图(乙)所示。
已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。
求:
从图中所给的刻度尺上读出A、B两点间的距离s1=▲cm;
②该小车的加速度a=▲m/s2。
(2)平衡摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上。
挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度。
小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表:
砝码盘中砝码总重力F(N)
0.196
0.392
0.588
0.784
0.980
加速度a(m·s-2)
0.69
1.18
1.66
2.18
2.70
请根据该组实验数据在答卷的坐标纸作出a—F的关系图象;
②根据提供的实验数据作出的a—F图线不通过原点的主要原因是▲。
14.如图所示的电路中,1、2、3、4、5、6为连接点的标号。
在开关闭合后,发现小灯泡不亮。
现用多用电表检查电路故障,需要检测的有:
电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点。
为了检测小灯泡、开关以及3根导线:
在连接点1、2已接好的情况下,应当选用多用电表
的▲挡,进行检查;
②在连接点1、2同时断开的情况下,应当选用多用电表的▲挡,进行检查;
在开关闭合情况下,若测得3、4两点间的电压接近电源的电动势,则表明▲。
15.某实验小组要测量一个用电器L的额定功率(额定电压为10V、额定功率在12W~15W之间),测量电路的部分导线已经接好(如图所示)。
实验室有下列器材可供选用:
直流电源:
E1(电动势为3V,内阻很小)
E2(电动势为15V,内阻很小)
直流电流表:
A1(量程0~0.6A,内阻约为0.5Ω)
A2(量程0~3A,内阻约为0.1Ω)
直流电压表:
V(量程为3V、内阻为3kΩ)
滑动变阻器:
R1(阻值范围0~20Ω)
R2(阻值范围0~200Ω)
定值电阻:
R3=3kΩ、R4=9kΩ、R5=25kΩ
开关一个,导线若干
为使测量尽可能准确、方便,请回答:
①电源应该选择▲(填“E1”或“E2”);
②电流表应该选择▲(填“A1”或“A2”);
滑动变阻器应该选择▲(填“R1”或“R2”);
由于电压表的量程不够,要利用一个定值电阻进行改装。
请选择合适的定值电阻,在答卷所示图中用笔画线当导线连接好测量电路的剩余部分。
四、计算题(本大题共4小题,共计38分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤直接写出最后答案的不得分)
16(8分).如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机。
在起重机将质量m=5×103kg的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上作匀加速直线运动,加速度a=0.2m/s2,当起重机输出功率达到其允许的最大值时,保持该功率直到重物做vm=1.02m/s的匀速运动。
取g=10m/s2,不计额外功。
求:
(1)起重机允许输出的最大功率;
(2)重物做匀加速运动所经历的时间;
(3)起重机在第2秒末的输出功率。
17(8分).如图所示,倾斜角度为θ的粗糙程度均匀的绝缘斜面,下方O点处有一带电量为+Q的点电荷,质量为m、带电量为-q的小物体(可看成质点)与斜面间的动摩擦因数为μ。
现使小物体以初速度v0从斜面上的A点沿斜面上滑,到达B点时速度为零,然后又下滑回到A点。
小物体所带电荷量保持不变,静电力常数为k,重力加速度为g,OA=OB=l。
求:
(1)小物体沿斜面上滑经过AB中点时的加速度;
(2)小物体返回到斜面上的A点时的速度。
18(10分).如图甲所示,竖直平面内的光滑轨道由倾斜直轨道AB和圆轨道BCD组成,AB和BCD相切于B点,CD连线是圆轨道竖直方向的直径(C、D为圆轨道的最低点和最高点),已知∠BOC=30˚。
可视为质点的小滑块从轨道AB上高H处的某点由静止滑下,用力传感器测出滑块经过圆轨道最高点D时对轨道的压力为F,并得到如图乙所示的压力F与高度H的关系图象,取g=10m/s2。
求:
(1)滑块的质量和圆轨道的半径;
(2)是否存在某个H值,使得滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的点。
若存在,请求出H值;若不存在,请说明理由。
19(12分).如图所示,方向垂直纸面向里的匀强磁场的边界,是一个半径为r的圆,圆心O1在x轴上,OO1距离等于圆的半径。
虚线MN平行于x轴且与圆相切于P点,在MN的上方是正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度的大小为E,方向沿x轴的负方向,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外。
有一群相同的正粒子,以相同的速率,在纸面内沿不同方向从原点O射入第Ⅰ象限,粒子的速度方向在与x轴成θ=30˚角的范围内,其中沿x轴正方向进入磁场的粒子经过P点射入MN后,恰好在正交的电磁场中做直线运动。
粒子的质量为m,电荷量为q(不计粒子的重力)。
求:
(1)粒子的初速率;
(2)圆形有界磁场的磁感应强度;
(3)若只撤去虚线MN上面的磁场B,这些粒子经过y轴的坐标范围。
物理答案
一.单选题:
1
2
3
4
5
6
7
8
D
A
C
C
B
C
A
C
二.多选题:
9
10
11
12
BD
BC
AC
ACD
三.
实验题:
13.
(1)
0.70
②0.2
(2)
如图
②未计入砝码盘的重力
14.
电压
②欧姆
小灯泡断路
15.
E2
②A2
R1
如图
四.计算题:
16.
(1)Pm=mgvm1分
Pm=5.1×104W1分
(2)F-mg=maF=5.1×104N1分
Pm=Fvv=1m/s1分
v=at11分
t1=5s1分
(3)v2=at2
P2=Fv21分
P2=2.04×104W1分
17.
(1)FN=mgcosθ+k
1分
mgsinθ+μFN=ma1分
得:
a=
2分
(2)0-
mv02=-mglsin2θ+Wf1分
mv2=mglsin2θ+Wf1分
得:
v=
2分
18.
(1)mg(H-2R)=
mvD21分
F+mg=
1分
得:
F=
-mg
取点(0.50m,0)和(1.00m,5.0N)代入上式得:
m=0.1kg,R=0.2m2分
(2)假设滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的E点(如图所示)
OE=
x=OE=vDPt1分
R=
gt2
得到:
vDP=2m/s1分
而滑块过D点的临界速度
vDL=
=
m/s1分
由于:
vDP>vDL所以存在一个H值,使得滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的点1分
mg(H-2R)=
mvDP21分
得到:
H=0.6m1分
19.
(1)Eq=qv0B1分
得:
v0=
1分
(2)设正粒子在圆形有界磁场中做匀速圆周运动的半径R,有:
R=r1分
qv0B′=
1分
得:
B′=
1分
(3)沿x轴正方向进入圆形有界磁场的粒子经电场E偏转后,过y轴上点的坐标最大
r=
t121分
Δy1=v0t11分
y1=Δy1+r
得:
y1=r+
1分
沿与x轴正方向成θ=30˚角进入圆形有界磁场的粒子经电场E偏转后,过y轴上点的坐标最小
r=
t221分
Δy2=v0t21分
y2=Δy2+r
得:
y2=r+
1分
即:
r+
≤y≤r+
1分