线圈在磁场上方某一高度处由静止释放,保持线圈平面与磁场方向垂直,其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等。
不计空气阻力,取g=10m/s2,则()
A.线圈下边缘刚进磁场时加速度最小
B.线圈进入磁场过程中产生的电热为0.6J
C.线圈在进入磁场和穿出磁场过程中,电流均为逆时针方向
D.线圈在进入磁场和穿出磁场过程中,通过导线截面的电量相等
21.如图,xOy平面的一、二、三象限内存在垂直纸面向外,磁感应强度B=1T的匀强磁场,ON为处于y轴负方向的弹性绝缘薄挡板,长度为9m,M点为x轴正方向上一点,OM=3m.现有一个比荷大小为
可视为质点带正电的小球(重力不计)从挡板下端N处小孔以不同的速度向x轴负方向射入磁场,若与挡板相碰就以原速率弹回,且碰撞时间不计,碰撞时电量不变,小球最后都能经过M点,则小球射入的速度大小可能是()
A.3m/sB.3.75m/sC.4.5m/sD.5m/s
第Ⅱ卷(非选择题,共174分)
三、非选择题:
包括必考题和选考题两部分,共174分。
第22题—第32题为必考题,每个试题考生都必须作答。
第33题—第40题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题(11题,共129分)
22.(6分)某同学设计了以下的实验来验证机械能守恒定律:
在竖直放置的光滑的塑料米尺上套一个磁性滑块m,滑块可沿米尺自由下落。
在米尺上还安装了一个连接了内阻很大数字电压表的多匝线框A,线框平面在水平面内,滑块可穿过线框,如下图所示。
把滑块从米尺
的0刻度线处释放,记下线框所在的刻度h和滑块穿过线框时的电压U。
改变h,调整线框的位置,多做几次实验,记录各次的h,U。
(1)如果采用图象法对得出的数据进行分析论证,用图线 (选填“U-h”或“U2-h”)更容易得出结论。
(2)影响本实验精确程度的因素主要是(列举一点即可)。
23.(9分)物理学习小组在测定某电源的电动势E和内阻r时,找来一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝ab替代滑动变阻器,设计了如图甲所示的实验,其中R0是阻值为2Ω的保护电阻,滑动片P与电阻丝始终接触良好。
实验时闭合开关,调节P的位置,测得aP的长度x和对应的电压U、电流I数据,并分别绘制了如图乙所示的U-I图象和如图丙所示的
-x图象。
图乙图丙
(1)由图乙可得电源的电动势E=________V;内阻r=________Ω。
(2)根据测得的直径可以算得电阻丝的横截面积S=0.12×10-6m2,利用图丙可求得电阻丝的电阻率ρ为________Ω·m,图丙中图象截距的物理意义是。
(以上结果均保留两位有效数字)
(3)此实验用了图象法处理数据优点是直观,但是不能减少或者消除
(填“偶然误差”或“系统误差”)。
24.(14分)如图所示,风洞实验室中能模拟产生恒定向右的风力。
质量
的小球穿在长
的直杆上并置于实验室中,球与杆间的动摩擦因数为0.5,当杆竖直固定放置时,小球恰好能匀速下滑。
保持风力不变,改变固定杆与竖直线的夹角,将小球从O点静止释放。
g取10m/s2,
,
,求:
(1)当
时,小球离开杆时的速度大小;
(2)改变杆与竖直线的夹角
,使球下滑过程中与杆之间的摩擦力为0,求此时
的正切值。
25.(18分)如图所示,xOy平面为一光滑水平面,在此区域内有平行于xOy平面的匀强电场,场强大小E=100V/m;同时有垂直于xOy平面的匀强磁场。
一质量m=2×10-6kg、电荷量q=2×10-7C的带负电粒子从坐标原点O以一定的初动能入射,在电场和磁场的作用下发生偏转,到达p(4,3)点时,动能变为初动能的0.5倍,速度方向垂直OP向上。
此时撤去磁场,经过一段时间该粒子经过y轴上的M(0,6.25)点,动能变为初动能的0.625倍,求:
(1)粒子从O到P与从P到M的过程中电场力做功的大小之比;
(2)OP连线上与M点等电势的点的坐标;
(3)粒子由P点运动到M点所需的时间。
(二)选考题:
共45分。
请考生从给出的3道物理题,3道化学题、2道生物题中每科任选一题作答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。
注意所做题目的题号必须与所涂黑的题号一致,在答题卡上选答区域指定位置答题。
如果多做,则每学科按所做的第一题计分。
33.【物理选修3-3】(15分)
(1)(6分)下列说法正确的是(填正确答案标号。
选对1个给3分,选对2个给4分,选对3个给6分,每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动,这反映了液体分子运动的无规则性
B.分子间的相互作用力随着分子间距离的增大,一定先减小后增大
C.分子势能随着分子间距离的增大,可能先减小后增大
D.在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素
E.当温度升高时,物体内每一个分子热运动的速率一定都增大
(2)(9分)如图所示,两个截面积均为S的圆柱形容器,左右两边容器高均为
,右边容器上端封闭,左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的轻活塞(重力不计),两容器由装有阀门的极细管道(体积忽略不计)相连通。
开始时阀门关闭,左边容器中装有热力学温度为
的理想气体,平衡时活塞到容器底的距离为
,右边容器内为真空。
现将阀门缓慢打开,活塞便缓慢下降,直至系统达到平衡,此时被封闭气体的热力学温度为T,且
>
。
求此过程中外界对气体所做的功。
(已知大气压强为P0)
34.【物理—选修3-4】(15分)
(1)(6分)一列简谐横波,在t=0.6s时刻的图像如下图甲所示,此时,P、Q两质点的位移均为-1cm,波上A质点的振动图像如图乙所示,则以下说法正确的是(选对一个得3分,选对两个得4分,选对三个得6分,每选错一个扣3分,最低得0分)
A.这列波沿x轴正方向传播
B.这列波的波速是
m/s
C.从t=0.6s开始,紧接着的Δt=0.6s时间内,A质点通过的路程是10m
D.从t=0.6s开始,质点P比质点Q早0.4s回到平衡位置
E.若该波在传播过程中遇到一个尺寸为30m的障碍物不能发生明显衍射现象
(2)(9分)如图所示是一个透明圆柱的横截面,其半径为R,折射率是
,AB是一条直径.今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体.若一条入射光线经折射后恰经过B点,则这条入射光线到AB的距离是多少?
35.【物理—选修3-4】(15分)
(1)(6分)北京时间2011年3月11日13时46分,在日本本州岛附近海域发生里氏9.0级强烈地震,地震和海啸引发福岛第一核电站放射性物质泄漏,其中放射性物质碘131的衰变方程为
→
+Y。
根据有关放射性知识,下列说法正确的是(选对一个得3分,选对两个得4分,选对三个得6分,每选错一个扣3分,最低得0分)
A.Y粒子为β粒子
B.若
的半衰期大约是8天,取4个碘原子核,经16天就只剩下1个碘原子核了
C.生成的
处于激发态,放射γ射线。
γ射线的穿透能力最强,电离能力也最强
D.
中有53个质子和131个核子
E.如果放射性物质碘131处于化合态,也不会对放射性产生影响
(2)(9分)如图所示,一质量为m/3的人站在质量为m的小船甲上,以速度v0在水面上向右运动。
另一完全相同小船乙以速率v0从右方向左方驶来,两船在一条直线上运动。
为避免两船相撞,人从甲船以一定的速率水平向右跃到乙船上,求:
为能避免两船相撞,人水平跳出时相对于地面的速率至少多大?
物理部分答案
题号
14
15
16
17
18
19
20
21
答案
B
C
A
B
B
BC
BD
ABD
22.(6分,每空3分)
(1)
(3分)
(2)空气阻力(或电磁感应损失机械能)(3分)
23.(9分)
(1)3.0(2.99~3.02均可) 1.0(0.80~1.0均可)
(2)1.2×10-6电流表内阻为2.0Ω(每空2分)
(3)系统误差(1分)
24.(14分)
解:
(1)当杆竖直固定放置时,
解得:
(3分)
当
时,小球受力情况如图示,
垂直杆方向上有:
(2分)
得:
小球受摩擦力
小球沿杆运动的加速度为
(2分)
由
得,小球到达杆下端时速度为
(2分)
(2)当摩擦力为0时,球与杆的弹力为0,由平衡条件得:
(3分)
得:
(2分)
25.(18分)
解:
设粒子在P点时的动能为Ek,则初动能为2Ek,在M点的动能为1.25Ek。
由于洛伦兹力不做功,粒子从O点到P点和从P点到M点的过程中,电场力做的功大小分别为W1、W2由动能定理得:
-W1=Ek-2Ek(1分)
W2=1.25Ek-Ek(1分)
则
(2分)
(2)O点和P点及M点的电势差分别为:
(2分)
设OP连线上与M点电势相等的点为D,由几何关系得OP的长度为5m,
沿OP方向电势下降。
则:
(2分)
得OD=3.75m,OP与X轴的夹角
则:
D点的坐标为xD=ODcosα=3m,YD=ODsinα=2.25m
即:
D(3m,2.25m) (3分)
(3)由于OD=3.75m而OMcos
=3.75m所以MD垂直于OP,
由于MD为等势线,因此OP为电场线 ,方向从O到P (3分)
带电粒子从P到M过程中做类平抛运动,设运动时间为t
则DP=
(2分) 又,DP=OP-OD=1.25m
解得:
(2分)
33题:
(1)ACD(6分。
此过程中外界对气体所做的功:
(2)(9分)
解:
打开阀门后,气体通过细管进入右边容器,活塞缓慢向下移动,气体作用于活塞的压强仍为
。
活塞对气体的压强也是
。
设达到平衡时活塞的高度为
,气体的温度为
,根据理想气体状态方程得:
(3分)
解得:
(3分)
(3分)
34题:
(15分)
(1)ABD(6分)
(2)根据折射定律
(3分)
在△OBC中,
(3分)
可得β=30°,α=60°,(2分)
所以
(1分)
35题:
(15分)
(1)ADE(6分)
设向右为正,两船恰好不相撞,最后具有共同速度v1,由动量守恒定律:
-----------------------(3分)
解得:
----------------------(1分)
设人跳出甲船的速度为v2,人从甲船跃出的过程满足动量守恒定律:
-----------------------(3分)
解得:
(2分)