1、如图所示,是利用电流天平测量匀强磁场的磁感应强度的一种方法。它的右臂挂着等腰梯形线圈,且,匝数为
。线圈底边水平,一半的高度处于虚线框内的匀强磁场中,磁感应强度
的方向与线圈平面垂直。当线圈中通入顺时针电流
时,调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向,大小不变。在左盘中增加质量为
的砝码时,两臂再次达到新的平衡,重力加速度为
,则( )
A.虚线框内磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度
B.虚线框内磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度
C.虚线框内磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度
D.虚线框内磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度
2、每次看到五星红旗冉冉升起,我们都会感到无比的自豪和骄傲,在两次升旗仪式的训练中,第一次国旗运动的图像如图中实线所示,第二次国旗在开始阶段加速度较小,但跟第一次一样,仍能在歌声结束时到达旗杆顶端,其运动的
图像如图中虚线所示,下列图像可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
3、静电透镜被广泛应用于电子器件中,如图所示是阴极射线示波管的聚焦电场,其中虚线为等势线,任意两条相邻等势线间电势差相等,z轴为该电场的中心轴线。一电子从其左侧进入聚焦电场,实线为电子运动的轨迹,P、Q、R为其轨迹上的三点,电子仅在电场力作用下从P点运动到R点,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.P点的电势高于Q点的电势
B.电子在P点的加速度小于在R点的加速度
C.从P至R的运动过程中,电子的电势能减小
D.从P至R的运动过程中,电子的动能先减小后增大
4、真空中有一匀强磁场,磁场边界为两个半径分别为a和的同轴圆柱面,磁场的方向与圆柱轴线平行,其横截面如图所示。大量电子以速率v沿半径方向射入磁场。已知电子质量为m,电荷量为e,忽略重力。为使电子不能进入内部无磁场区域,磁场的磁感应强度B最小为( )
A.
B.
C.
D.
5、图甲所示为家庭电路中的漏电保护器,其原理简图如图乙所示,变压器原线圈由火线和零线并绕而成,副线圈接有控制器,当副线圈ab端有电压时,控制器会控制脱扣开关断开,从而起保护作用。关于漏电保护器,下列说法正确的是( )
A.当无漏电时,线圈ab内的磁通量不为零
B.当出现漏电时,线圈ab内的磁通量为某一恒定值
C.当站在地面的人误触火线时,脱扣开关会断开
D.当站在绝缘凳上的人双手同时误触火线和零线时,脱扣开关会断开
6、在光滑水平地面上放一个质量为2kg的内侧带有光滑弧形凹槽的滑块M,凹槽的底端切线水平,如图所示。质量为1kg的小物块m以v0=6m/s的水平速度从滑块M的底端沿槽上滑,恰好能到达滑块M的顶端。重力加速度取g=10m/s2,不计空气阻力。则小物块m沿滑块M上滑的最大高度为( )
A.0.3m
B.0.6m
C.1.2m
D.1.8m
7、如图所示,真空中正三角形三个顶点固定三个等量电荷,其中A、B带正电,C带负电,O、M、N为AB边的四等分点,下列说法正确的是( )
A.M、N两点电场强度相同
B.M、N两点电势相同
C.正电荷在M点电势能比在O点时要小
D.负电荷在N点电势能比在O点时要大
8、如图所示,真空中固定两个等量异种点电荷A、B,其连线中点为O,其中A带正电。在A、B所形成的电场中,以O点为圆心、半径为R的圆面垂直于AB,以O为几何中心、边长为2R的正方形abcd平面垂直于圆面且与AB共面,两平面边线交点分别为e、f,g为圆面边缘上一点。下列说法正确的是( )
A.e、f、g三点电势相等
B.a、b、c、d四点电场强度相同
C.将一负试探电荷沿ab边从a移动到b过程中,试探电荷的电势能先增大后减小
D.将一正试探电荷沿线段eOf从e移动到f过程中,试探电荷受到的电场力先减小后增大
9、如图所示为一个正六角星,每条边长都相同,每个顶角均为60°。现在B、E两点各放一个正点电荷,C、F两点各放一个负点电荷,且四个点电荷电荷量大小相等。下列说法正确的是( )
A.A、D两点场强相同
B.A点电势高于D点电势
C.将一个带正电的试探电荷从A点沿直线移动到D点,电场力始终不做功
D.将一个带正电的试探电荷从G点沿直线移动到H点,电场力先做正功后做负功
10、图甲示意我国建造的第一台回旋加速器,该加速器存放于中国原子能科学研究院,其工作原理如图乙所示。阿斯顿借助自己发明的质谱仪发现了氖等元素的同位素而获得诺贝尔奖,质谱仪可以由加速器和磁分析器组成,其装置简化的工作原理如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.乙装置中通过磁场可以使带电粒子的动能增大
B.乙装置中带电粒子获得的最大动能与D型盒的半径有关
C.在丙装置磁场中运动的粒子带负电
D.在丙装置磁场中运动半径越大的粒子,其质量一定越大
11、如图所示,一绝缘轻质细绳悬挂一质量为m、电量为q的带电小球静止于水平向左足够大的匀强电场中,已知电场强度大小
。现使匀强电场保持场强大小不变,方向在纸面内缓慢逆时针转动30°,则在该过程中(已知重力加速度为g,轻绳与竖直方向的夹角设为θ)( )
A.θ先增大后减小
B.θ最小值为30°
C.电场力不做功
D.轻绳拉力最小值为
12、我国计划在2030年前实现载人登陆月球开展科学探索,其后将探索建造月球科研站,开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证。假设在月球上的宇航员,如果他已知月球的半径R,且手头有一个钩码、一盒卷尺和一块停表,利用这些器材和已知数据,他能得出的是( )
A.引力常量
B.钩码的质量
C.月球的质量
D.月球的“第一宇宙速度”
13、如图所示,电路中电源内阻不可忽略。闭合开关S,滑动变阻器的滑动端向左滑动时,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数增大
B.电流表的示数增大
C.电源的电功率减小
D.电阻消耗的功率增大
14、如图所示,用绝缘轻绳悬挂一个带电小球,小球质量为m,电荷量为q。现施加水平向右的匀强电场,小球平衡时静止在A点,此时轻绳与竖直方向夹角为。将小球向右拉至轻绳水平后由静止释放,已知重力加速度g,下列说法正确的是( )
A.小球带负电
B.电场强度的大小为
C.小球运动到A点时速度最大
D.小球运动到最低点B时轻绳的拉力最大
15、如图所示,一列简谐横波沿轴方向传播,
时刻的波形如图所示,
是平衡位置为
处的质点,
是平衡位置为
处的质点,质点
比质点
超前
振动,则下列说法正确的是( )
A.波沿轴负方向传播
B.时刻,质点
沿
轴正方向振动
C.波传播的速度大小为
D.质点在
内通过的路程为
16、某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为
,磁场均沿半径方向。匝数为N的矩形线圈
的边长
、
。线圈以角速度
绕中心轴匀速转动,bc和ad边同时进入磁场。在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B,方向始终与两边的运动方向垂直,线圈的总电阻为r,外接电阻为R。则外接电阻R上电流的有效值为( )
A.
B.
C.
D.
17、生产芯片的工具是紫外光刻机,目前有DUV和EUV两种。DUV光刻机使用的是深紫外线,其波长为193nm。EUV光刻机使用的是极紫外线,其波长是13.5nm。现用两种紫外线分别照射同一块锌板,下列说法正确的是( )
A.深紫外线光子的能量小于极紫外线光子的能量
B.用紫外线照射锌板,紫外线辐射强度必须足够大才能发生光电效应
C.发生光电效应时,验电器和锌板总是带等量异种电荷
D.发生光电效应时,深紫外线照射锌板产生的光电子动能,一定小于极紫外线照射锌板产生的光电子动能
18、某同学把一体重秤放在电梯的地板上,他站在体重秤上随电梯运动,并在下表中记录了几个特定时刻体重秤的示数(表内时刻不存在先后顺序),若已知时刻电梯处于静止状态,则( )
时间 | ||||
体重秤示数(kg) | 45.0 | 50.0 | 40.0 | 45.0 |
A.时刻该同学所受重力发生变化
B.时刻电梯可能向上做减速运动
C.和
时刻电梯运动的方向一定相反
D.时刻电梯一定处于静止状态
19、如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为n1︰n2=2︰1,输入端接在(V)的交流电源上,R1为电阻箱,副线圈连在电路中的电阻R=10Ω,电表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A.当R1=0时,电压表的读数为
B.当R1=0时,若将电流表换成规格为“5V 5W”的灯泡,灯泡能正常发光
C.当R1=10Ω时,电流表的读数为1A
D.当R1=10Ω时,电压表的读数为6V
20、如图所示,一质量为m=0.1kg,长为L=0.2m的导体棒水平放置在倾角为θ=37°的光滑斜面上,整个装置处于垂直于斜面向上的匀强磁场中。当导体棒中通有垂直纸面向里的恒定电流I=0.5A时,磁场的方向由垂直于斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中,导体棒始终静止,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2),则磁感应强度B的取值范围是( )
A.6T≤B≤10T
B.6T≤B≤20T
C.3T≤B≤20T
D.3T≤B≤10T
21、设描述微观粒子运动的波函数为,则
表示________;
须满足的条件是______;其归一化条件是_________。
22、如图甲所示.水平桌面上固定有一位于竖直平面内的弧形轨道,其下端的切线是水平的,轨道的百度可忽略不计.将小铁块
从轨道的固定挡板处由静止释放,小铁块轨道下滑.最终落到水平地面上.若测得轨道末端距离水平地面的高度为
,小铁块从轨道冰出到落地的水平位移为
,已知当地的重力加速度为
.
()小铁块从轨道末端飞出时的速度
__________.
()若轨道
粗糙,现提供的实验测量工具只有天平和直尺,为求小铁块下滑过程中克服摩擦力所做的功,在已测得
和
后,还需要测量的物理量有__________(简要说明实验中所要测的物理量,并用字母表示)小铁块下滑过程克服摩擦力所做功的表达式为
__________.(用已知条件及所测物理量的符号表示)
()若在竖直木板上固定一张坐标纸(如图乙所示),并建立直角坐标系
,使坐标原点
与轨道槽口末端重合,
轴与重垂线重合,
轴水平.实验中使小铁块每次都从固定挡板处由静止释放并沿轨道水平抛出.依次下移水平挡板的位置.分别得到小铁块在水平挡板上的多个落点,在坐标纸上标出相应的点迹,再用平滑曲线将这些点迹连成小铁块的运动轨迹.在轨迹上取一些汤河口得到相应的坐标(
、
)、(
、
)(
、
)…….利用这些数据,在以
为纵轴、
为横轴的平面直角坐标系中做出
的图线,可得到一条过原点的直线,测得该直线的斜率为
,则小的块从轨道末端飞出的速度
__________.(用字母
、
表示)
23、核污水中常含有氚()等放射性核素。氚β衰变的半衰期长达12.5年,若将含有质量为m的氚的核污水排入大海,即使经过50年,排入海中氚的质量还剩_______。
24、如图甲所示,在xOy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(-2,0)和S2(4,0)。两波源的振动图线分别如图乙和图丙所示,两列波的波速均为0.50m/s。两列波从波源传播到点A(-2,8)的振幅为______m,两列波引起的点B(1,4)处质点的振动相互____(填“加强”或“减弱”)。
25、用充电器为一手机锂电池充电,等效电路如图所示,充电器电源的输出电压为U,输出电流为I,手机电池的内阻为r,则电能转化为化学能的功率为__________,充电器的充电效率为________。
26、如图,轻质圆球D置于物块A、B、C之间,斜块A可在水平面上滑动,斜块B可在固定的竖直槽E内上下滑动,矩形块C竖直固定在地面上。斜块A、B的倾角分别为α、β,不计一切摩擦。若用水平力F推斜块A,整个装置仍处于静止状态,则球D对物块C的作用力F′与F的比值大小为___________;若推动斜块A以大小为v的恒定速度向右运动,则推动过程中,斜块B的速度大小为________。
27、某同学设计了如图所示的装置验证“牛顿第二定律”,上端装有定滑轮的长木板倾斜支在水平桌面上,在长水板边缘分别固定有光电门甲、光电门乙,两光电门分别与光电计时器连接。重力加速度为g。
(1)将装有遮光条的滑块放在长木板上端,用绕过定滑轮的细线分别连接滑块和质量为m的重物,沿斜面向下轻推滑块,观察滑块通过两光电门时,遮光条遮光的时间,通过调节长木板的倾角,反复试验,直到滑块通过两光电门时遮光时间相等,固定好长木板。
(2)撤去细线和重物,将滑块在斜面顶端由静止释放,物块在沿斜面向下滑动过程中受到的合外力等于_______,滑块通过甲、乙两光电门时遮光条遮光时间分别为t1、t2,若遮光条的宽度为d,则滑块通过光电门甲时的速度v1=___________。
(3)已知滑块和遮光条的总质量为M,要验证牛顿第二定律,还需要测量的物理量为_________(写出要测量物理量的名称),若该测量的物理量用x表示,当表达式________成立,则牛顿第二定律得到验证。
28、如图,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管,上部有长l1=25 cm的水银柱,封有长l2=25cm的空气柱,此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为p0=75 cmHg,如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动60°,求此时管中空气柱的长度。(封入的气体可视为理想气体,在转动过程中气体温度保持不变,没有发生漏气,取,重力加速度为g)
【答案】30 cm
【解析】设玻璃管开口向上时,空气柱的压强为
玻璃管转动60°时,水银有部分会流出,设此时空气柱长度为x,空气柱的压强为
设玻璃管的横截面积为S,对空气柱由玻意尔定律有
解得:x=30 cm
【题型】解答题
【结束】
15
一个半圆柱形玻璃砖,其横截面是半径为R的半圆,AB为半圆的直径,O为圆心,如图所示。玻璃的折射率为。
(i)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束在AB上的最大宽度为多少?
(ii)一细束光线在O点左侧与O相距处垂直于AB从下方入射,求此光线从玻璃砖射出点的位置。
29、如图所示(俯视图),两根光滑且足够长的平行金属导轨固定在同一水平面上,两导轨间距 L=1m。导轨单位长度的电阻 r=1Ω/m,左端处于 x 轴原点,并连接有固定电阻 R1=1Ω(与电阻 R1 相连的导线电阻可不计)。导轨上放置一根质量 m=1kg、电阻 R2=1Ω的金属杆ab,整个装置处于磁感应强度B= B0+kx(B0=1T,k=1T/m)的磁场中,磁场方向竖直向下。用一外力F沿水平方向拉金属杆ab,使其从原点处开始以速度v=1m/s 沿 x 轴正方向做匀速运动,则:
(1)当 t=1s 时,电阻R1上的发热功率。
(2)求 0-2s 内外力F所做的功。
(3)如果t=2s调整F的大小及方向,使杆以1m/s2 的加速度做匀减速运动,定性讨论F 的大小及方向的变化情况。
30、在光滑水平面上,两球沿同一条直线同向运动,质量为2kg的A小球速度为2m/s,质量为1kg的B小球速度为1m/s,两球发生弹性碰撞,求碰后两球速度大小。
31、“通量”是物理学中的重要概念,在研究磁场时我们引入了“磁通量”。定义磁通量Ф=BS,其中B为磁感应强度、S为垂直磁场的面积。
(1)如图所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,放置一个面积为S的平面,平面的法线(与平面垂直)方向与磁场方向的夹角为θ。求穿过该平面的磁通量Ф。
(2)与之类似,在静电场中,我们定义“垂直穿过某一平面的电场线条数为通过这一平面的电通量”。
①写出电通量ФE的定义式及单位;
②求出通过真空中以点电荷+Q为球心,以R为半径的球面的电通量ФE'。(已知真空中静电力常量为k,球的表面积公式S=4πR2)
(3)自然界中的物体都会不断向外辐射电磁波,这种辐射因为和温度有关而被称为热辐射。为了研究辐射规律,人们建立一种被称为“黑体”的理想模型(对来自外界的电磁波只吸收不反射,但自身会发射电磁波)。理论研究表明,单位时间内从黑体单位表面积辐射的电磁波总能量与其绝对温度的4次方成正比,即,式中σ为已知常数。假设把太阳和火星都看成黑体,忽略其他天体及宇宙空间的其他辐射,已知太阳的表面温度T0=5770K,太阳和火星间距离约为太阳半径的400倍。试估算火星的平均温度。
32、如图所示,长为l的轻质细线固定在O1点,细线的下端系一质量为m的小球,固定点O1的正下方0.5l处的P点可以垂直于竖直平面插入一颗钉子,现将小球从细线处于水平状态由静止释放,此时钉子还未插入P点,在B点右下方水平地面上固定有一半径为R=l的光滑圆弧形槽,槽的圆心在O2,D点为最低点,且∠CO2D=37°,重力加速度为g,不计空气阻力(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)小球运动到B点时的速度大小
(2)如果钉子插入P点后,小球仍然从A点静止释放,到达B点时,绳子恰好被拉断,求绳子能承受的最大拉力;
(3)在第(2)问的情况下,小球恰好从槽的C点无碰撞地进入槽内,求整个过程中小球对槽的最大压力.