南通高考考前训练物理试题

2008南通高三物理考前训练题分类目录一、力和运动2二、功和能7三、场10四、源16五、路20六、实验24七、选修3-330八、选修3-432九、选修3-535（仅供老师们在复习中选用）一、力和运动1水平抛出一小球,t秒末速度方向与水平方向的夹角为1,(t+t)秒末速度方向与水平方向的夹角为2,忽略空气阻力作用.则小球的初速度是 ( )A.gt(cos1cos2) B. gt(tan2tan1) C. D. 1D2如图所示，质量kg和kg的两物体，叠放在动摩擦因数为0.40的粗糙水平地面上，一处于水平位置的轻弹簧，劲度系数为200N/m，一端固定于墙壁，另一端与质量为m1的物体相连，弹簧处于自然状态，现用一水平推力F作用于质量为m2的物体上，使它缓慢地向墙壁一侧移动，取g=10m/s2，当移动0.50m时，两物体间开始相对滑动，这时水平推力F的大小为（ ）A80N B280N C380N D100N2C3质量不计的弹簧下端固定一小球。现手持弹簧上端使小球随手在竖直方向上以同样大小的加速度a(a<g)分别向上、向下做匀加速直线运动。若忽略空气阻力，弹簧的伸长量分别为x1、x2;若空气阻力不能忽略且大小恒定，弹簧的伸长量分别为x1、x2。则（ ）A.+x1=x2+ B. +x1<x2+C.+=x1+x2 D. +<x1+x23CABPQ4如图所示，A、B两物体通过两滑轮悬挂起来，处于静止状态。现将绳子一端从P点缓慢移到Q点，系统仍然平衡，以下说法正确的是（ ）A夹角将变小 B夹角保持不变C绳子张力将增大 D物体B位置将变高4BD 5如图所示，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线所悬挂，B放在粗糙的水平桌面上；滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点；是三根线的结点，b水平拉着B物体，c沿竖直方向拉着弹簧；弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略，整个装置处于平衡静止状态。若悬挂小滑轮的斜线OP的张力是，则下列说法中错误的A弹簧的弹力为 10 N B重物A的质量为2kgC桌面对B物体的摩擦力为NDOP与竖直方向的夹角为5D第6题图6一质点沿螺旋线自外向内运动，如图所示。已知其走过的弧长s与时间t的一次方成正比。则关于该质点的运动下列说法正确的是 （ ）A小球运动的线速度越来越大B小球运动的加速度越来越大C小球运动的角速度越来越大D小球所受的合外力越来越大6BCD7宇航员在探测某星球时，发现该星球半径为R，且表面均匀带负电，电量为Q，星球表面无大气。在一次实验中，宇航员将一带负电，电量为q（qQ）质量为m的小球置于距星球表面h高处，该小球恰好处于悬浮状态。则下列说法中正确的是（AB）A宇航员又将此小球带到距该星球表面2h高处，无初速释放，则此带电小球仍将处于悬浮状态B若宇航员将此小球从该星球表面竖直上抛，则小球将作匀速直线运动C若宇航员将此小球从该星球表面水平抛出，则小球将绕星球表面作匀速圆周运动D若宇航员将此小球从该星球表面水平抛出，则小球将作平抛运动最后落到星球表面7AB8如图所示，三角体由两种材料拼接而成，BC界面平行底面DE，且B点为AD的中点，两侧面与水平面夹角分别为37。和53。已知一物块从A静止下滑，加速至B减速至D，且到D点时恰好静止。若该物块从A点静止释放沿另一侧面下滑，则有 ( )A通过C点的速率大于通过B点的速率BAC段加速，CE段减速 第9题图C到达E点时速度大于零D一直加速运动到E，但AC段的加速度比CE段小8AC916世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元。在以下关于力和运动的说法中，正确的是A四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快。这说明，物体受到的力越大，速度就越大B运动的物体，如果不再受力，它总会停下来。这说明没有力的作用，物体就无法运动C物体能够保持静止或匀速直线运动，并不需要力来维持D静止于火车内桌子上的物体跟随火车一起启动，说明物体不受外力时运动状态也能改变9C v10如图所示，一个小球在竖直环内一次又一次地做圆周运动，当它第n次经过环的最低点时，速度为7m/s，第n+1次经过环的最低点时，速度为5m/s，则小球第n+2次经过环的最低点时的速度v一定满足A等于3m/sB小于1m/sC等于1m/sD大于1m/s10D11地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为1；同步通信卫星的向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为2；“神州”六号飞船（距地面高度343km）的向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为3则（ BCD ）A B C D12物块A的质量为2.0kg，放在水平面上，在水平力F作用下由静止开始做直线运动，水平力F随物块的位移s变化的规律如图所示，最后物块停在距出发点28m处则（ ABD ）A 物块A在运动过程中受到的阻力为5NB 物块在12m23m之间做匀减速运动，加速度大小为0.5m/s2C 物块在23m28m之间处于静止状态D 物块开始运动后5s末的速度大小为5.5m/sABO13如图所示，在发射某地球卫星的过程中，首先将卫星从A点发射进入椭圆轨道运行，然后在B点通过改变卫星速度，让卫星进入预定圆轨道上运行，则（ C ）A该卫星的发射速度必定大于11.2km/sB卫星在椭圆轨道运行的过程中，经过A点的速度小于经过B点的速度C卫星在椭圆轨道经过A点的速度大于在圆轨道经过B点的速度D卫星在椭圆轨道经过B点时的机械能大于在圆轨道经过B点时的机械能14如图所示是便携式放音机的基本运动结构示意图，能够保证在放音乐时，磁带盘边缘线速度大小保持不变，从而能使放出的声音的音调不变。已知卷磁带的轴本身的半径为6mm，磁带本身的厚度为12mm，从开始放音到磁带本身的厚度减少一半用时20min，则以后磁带本身厚度再减少一半需要的时间为A5min B7min C10min D20min14B152007年11月5日，“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道到达月球，在距月球表面200km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道绕月飞行，如图所示。之后，卫星在P点经过几次“刹车制动”，最终在距月球表面200km的圆形轨道上绕月球做匀速圆周运动。用、分别表示卫星在椭圆轨道、和圆形轨道的周期，用、分别表示卫星沿三个轨道运动到P点的加速度，则下面说法正确的是 （ ）A>> B<<C>> D<<15A16下列哪个说法是正确的? ( ) A体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态 B蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态 C举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态 D游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态16B17. 如图所示，套在绳索上的小圆环 P 下面挂一个重为G的物体 Q 并使它们处于静止状态现释放圆环P，让其沿与水平面成 角的绳索无摩擦的下滑，在圆环 P 下滑过程中绳索处于绷紧状态（可认为是一直线），若圆环和物体下滑时不振动，则下列说法正确的是 （ ）A . Q的加速度一定小于 gsin B. 悬线所受拉力为 GsinC. 悬线所受拉力为GcosD. 悬线一定与绳索垂直17CDhABCDTEPL18（10分）如图所示，小木箱ABCD的质量M=180g，高L=0.2m，其顶部挡板E的竖直距离h=0.8m，在木箱内放有一个质量为m=20g的小物块P(可视为质点).通过细轻绳对静止木箱施加一个竖直向上的恒力T，为使木箱能向上运动，并且当AD与挡板E相碰木箱停止运动后，P物体不会和木箱顶AD相碰，求拉力T的取值范围. (g=10m/s2) 18（10分）解：由牛顿第二定律得：T(M+m)g=(M+m)a （2分）P与顶部恰好不相碰时，木箱与顶部相碰时的速度应满足：vP2<2gL （1分）而vP2=2ah （1分）联立式得： （2分）代入已知数据得：T<2.5N （1分）要使木箱向上运动：T>(M+m)g=2N （1分）所以T的取值范围为：2N<T<2.5N （2分）19（11分）如图为中国月球探测工程的形象标志，它以中国书法的笔触，勾勒出一轮明月和一双踏在其上的脚印，象征着月球探测的终极梦想。一位勤于思考的同学，为探月宇航员设计了如下实验：在距月球表面高h处以初速度v0水平抛出一个物体，然后测量该平抛物体的水平位移为x，通过查阅资料知道月球的半径为R，引力常量为G，若物体只受月球引力的作用，请你求出： （1）月球表面的重力加速度； （2）月球的质量； （3）环绕月球表面飞行的嫦娥一号的速率是多少？19（11分）解：（1）解：（1）物体在月球上作平抛运动 每式1分（2）设月球的质量为M，对月球表面质量为m的物体 （2分） 解得：（2分） （3）设环绕月球表面飞行的嫦娥一号的速率为V （2分） 解得：（2分）第13题图20（14分）我军某部特种兵在一次行动时，前进路上遇到了一很深很宽的山谷，为了赢得时间，队员们采取了下面的紧急措施：将所带安全绳一端系上铁钩，然后扔过山谷，钩住对面的一棵大树，随身一端也系在了身旁的大树上，一切妥当后，队员们在绳上挂上一滑轮，一个个沿着绳子滑到了对面。现将当时的情形用如图所示的简化图描述，设当时的绳长为L，两接点等高且间距为d，士兵装备及滑轮质量为m，不计摩擦力及绳子和滑轮质量，也不计绳子的伸长。试求在士兵从一端滑到另一端过程中：士兵速度最大值vmax 士兵运动的轨迹方程。 20（14分）解：因为不计摩擦力及绳子和滑轮质量，所以士兵在整个运动过程中机械能守恒，而且士兵处于绳子的正中间时速度最大，如图。由机械能守恒得：由几何关系及已知可得：速度的最大值求士兵运动的轨迹方程因为绳子两端固定，且绳长一定，所以可知士兵作一部分椭圆轨道运动，建立如图坐标可得士兵运动的轨迹方程为： 即；21(14分) 如图所示，电动机带动滚轮作逆时针匀速转动,在滚轮的摩擦力作用下,将一金属板从斜面底端A送往上部，已知斜面光滑且足够长，倾角=30°滚轮与金属板的切点B到斜面底端A的距离为L=6.5m，当金属板的下端运动到切点B处时，立即提起滚轮使它与板脱离接触已知板之后返回斜面底部与挡板相撞后立即静止，此时放下滚轮再次压紧板，再次将板从最底端送往斜面上部，如此往复已知板的质量为m=1×103Kg，滚轮边缘线速度恒为v=4m/s，滚轮对板的正压力FN=2×104N，滚轮与板间的动摩擦因数为=0.35，取g=10m/s2 求：(1)在滚轮作用下板上升的加速度；第15 题(2)板加速至与滚轮速度相同时前进的距离；(3)每个周期中滚轮对金属板所做的功；(4)板往复运动的周期21（12分）解：解:（1）f=N=7×103N a=f-mgsin/m=2m/s2 （3分） ( 2 )s=4m （2分）（3）s<L金属杆先匀加速4米,后匀速2.5米 （1分） W1-mgsins=mv2 W2- mgsins=0W1=2.8×104J （1分） W2=1.25×104J （2分）W= W1+W2=4.05×104J （1分）（4）t1=v/a=2s t2=L-s/v=0.625s （1分） 后做匀变速运动a=gsin （1分）L=v0t+at2 6.5=-4t3+×5t32 得t32.6s （1分）T= t1+ t2+ t3=5.225s （1分）二、功和能1. 半径为R的圆桶固定在小车上，有一光滑小球静止在圆桶的最低点，如图所示.小车以速度v向右匀速运动，当小车遇到障碍物突然停止时，小球在圆桶中上升的高度可能为 （ ）A等于v2/2g ycyB大于v2/2g C小于v2/2gD等于2R1ACDF2如图所示，一辆卡车后的拉绳通过定滑轮用力F 拉位于粗糙斜面上重为G的木箱，使之沿斜面加速向上移动在移动过程中，木箱受到斜面的摩擦力为Ff下列说法正确的是AF对木箱做的功等于木箱增加的动能B木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能CF、G和Ff对木箱做的功代数和等于木箱增加的动能DF和Ff对木箱做的功代数和等于木箱增加的机械能2.BCD3节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中，然后点燃礼花弹的发射部分，通过火药剧烈燃烧产生的高压燃气 ，将礼花弹由炮筒底部射向空中，若礼花弹在由炮筒底部击发至炮筒口的过程中，克服重力做功W1，克服炮筒阻力及空气阻力做功W2 ，高压燃气对礼花弹做功为W3 ，则礼花弹在炮筒内运动的过程中（设礼花弹发射过程中质量不变） （ ）A礼花弹的动能变化量为W1+ W2+ W3B礼花弹的动能变化量为W3W2W1C礼花弹的机械能变化量为W3W1D礼花弹的机械能变化量为W3W2W13B4（16分）如图所示，A、B的质量mA=mB=3.75kg，C的质量mC=1.6kg，A、B放在处于同一高度的光滑水平台面上，A、B之间用一足够长的轻绳（无弹性）连接，D、E分别是两个大小不计的光滑定滑轮，DE间的距离l=1.2m，现将重物C用一光滑的轻钩挂在绳子DE的中点，开始时用手托住C使绳子水平拉直，然后从静止开始释放C要求：ABCCDE（1）若C下落h时，速度为vC，写出此时A、B速度vA、vB的表达式（用h、l、vC表示）；（2）当C求下落0.8m时，求出A、B、C三物体的速度大小4（16分）（1）vA=vB，A的速度vA和vC在绳方向上的投影相等，（2）mCgh=mC vC2+mA vA 2+mB vB2 联立解得vC =2m/s vA=vB=1.6m/s O1O2OAB5图中的是游乐场中的滑道模型，它位于竖直平面内,由两个半径都是的1/4圆周连接而成，它们的圆心、与两圆弧的连接点在同一竖直线上沿水池的水面一小滑块可由弧上任意点从静止开始下滑 （1）求小球从O点脱离滑道后，其落水点到O2的最大距离L。（2）若小球过O点前、后的瞬间滑道所受作用力之比为3:1，求小球静止释放点与O点的高度差h。（3）若小球从开始下滑到脱离滑道过程中，在两个圆弧上滑过的弧长相等，则小球开始下滑时应在圆弧上的何处？（用该处到的连线与竖直线的夹角表示）5（1）L=2R （2）h=R/4 (3)=37º6如图所示，一风景区的峭壁上安装了一套小型索道车系统，可将乘客送上和送下80m长的山坡，峭壁顶离地面车站的垂直高度为40m，整个系统由一上一下两个车厢组成，每个车厢质量为9000kg，它们通过山顶上一个巨大的滑轮由钢索相连，滑轮由电动机驱动，每个车厢受到的摩擦阻力恒为6000N。   （1）某次行程中有20位乘客在车厢x中下坡，另有8位乘客在车厢y中上坡，每位乘客的平均质量为70kg，电动机必须在整个行程中运行。    空载情况下为什么车厢x失去的势能不足以将车厢y提升到山顶？整个车厢系统在这次行程中的势能变化多少？克服摩擦阻力做的功是多少？如果整个行程用了30s时间，试计算电动机的平均输出功率。   （2）与上升车厢相连的钢索中的拉力，在车厢由坡底至坡顶过程中是如何变化的？为什么？6（1）因为有摩擦力做功，机械能有损失   减少  3.36×105J 势能  EP = 70×10×(208)×40 = 336000J   Wf = 9.6×105J   Wf = 2fs =2×6000×80 = 960000J   2.08×104W  Pt +mghWf = Ek = 0   P= 20800瓦  （2）不变；匀速运动7如果电熨斗的温度调节器置于“锦纶”位置，则熨斗的通电时间为t1=10s，断电时间t2=40s。在这种情况下，熨斗表面温度达到T1=1000C。如果温度调节器放在“棉布”位置，则熨斗的通电时间t'1=20s，断电时间t'2=30s。求：温度调节器在“棉布”位置时，熨斗表面的稳定温度T2？如果温度调节器损坏，通电的熨斗将加热至多高的温度？假设热损耗正比于熨斗和周围空气的温差。室温T0=200C。7当电熨斗表面温度稳定时，说明消耗的电功与向周围散发的热量相等。设P为电功率，t1时间内消耗的电能为：W1=Pt1而在t1+t2时间内熨斗向周围散发的能量为W2，由题意假设热损耗正比于熨斗和周围空气的温差。设比例系数为，则 W2=(T1-T0)(t1+t2)稳定时，有 W1=W2 即 Pt1=(T1-T0)(t1+t2)同理，在“棉布”位置时： Pt1=(T-T0)(t1+t2) T1800C若温度调节器损坏，设通电的熨斗将升为T3，则有以下关系式： P（t1+t2）=(T3-T0)(t1+t2) T3=4200C8如图所示，半径为r, 质量不计的圆盘，盘面在竖直平面内，圆心处有一个垂直盘面的光滑水平固定轴O，圆盘可绕固定轴O在竖直平面内自由转动，在盘的A、B两点分别固定一个质量为m1=m, m2=2m的小球，OA=r/2，OB=r。（1）如将盘从图示位置逆时针转过900，然后无初速度释放盘，则球B运动到最低点时盘的角速度多大？（2）为使A、B能在竖直平面内做完整的圆周运动，该给图示位置的盘一个多大的初始角速度？（3）为使在B运动到最高点时，盘对轴O的作用力为零，该给图示位置的盘一个多大的初始角速度？8（1）设球B运动到最低点时的角速度为，则对m1m2系统由机械能守恒得将 （2）设给盘的初角速度为0则对m1m2系统由机械能守恒得. （3）设B在最高点的角速度为时，盘对轴0的作用力为零则对m1有对m2有 F1=F2对m1m2系统，由B从最低点到最高点过程中，由机械能守恒得将三、场1关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是（ ）A电场强度的定义式E =适用于任何电场B由真空中点电荷的电场强度公式E =可知，当r0时，E无穷大C由公式B =可知,一小段通电导线在某处若不受磁场力,则说明此处一定无磁场D磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向1A2如图所示，在粗糙水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中( )A小物块所受电场力逐渐减小 B小物块具有的电势能逐渐减小CM点的电势一定高于N点的电势D小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功2ABDARESabdc3如图所示，长方体容器的长度为L，横截面是边长为L0的正方形，前、后表面的面板是绝缘的，其余四个面的面板均为导体板，但彼此在交界的棱处绝缘，容器中充满了某种导电物质，前表面的面板上的四个角处分别有a、b、c、d四个接线柱透过面板与导电物质接触，导电物质中能够定向移动形成电流的是二价负离子，假设离子在导电物质中均匀分布，单位体积内的离子数为n，元电荷量为e，容器的左、右面板接入电路，电源电动势为E，电源内阻可以忽略，若取接线柱d的电势为零，且测得a、b两接线柱间的电势差为0，现将整个装置处在垂直于前、后表面的匀强磁场中，仍取接线柱d的电势为零，且测得b、c两接线柱间的电势差为零，则磁场方向和接线柱a、b、c的电势为： （ ）AB垂直纸面向里 Ba=0,b=0，c=0CB垂直纸面向外 Da=20,b=0，c=0 3CD4微波炉的心脏是磁控管， 即微波发生器，磁控管的输出功率一般为500700W，磁控管通过天线向波导管发射出带有高频能量的电磁波即微波，微波在波导管内经过多次反射后，再照射到炉腔内的食品上，图 4 为 磁 控 管 某 截 面示意图，一群电子在垂直 于 管 的 某 截 面 内 做匀速圆周运动，在管内有 平 行 于 管 轴 线 方 向的匀强磁场，磁感应强度为 B。在运动中，这群电子时而接近电极1，时而接近电极2，从而使电极附近的电场强度发生周期性变化，产生电磁波。由于这一群电子分布的范围很小，可以看作集中于一点，共有 N个电子，每个电子的电量为 e，质量为 m。设这群电子的圆形轨道的直径为D电子群离电极 1 端点 P 的最短距离为 r，则 （1）这群电子做圆周运动的速率、频率各是多少？ （2）在电极 1的端点 P 处，电场强度变化的频率是多少？ （3）在电极1的端点 P处，运动的电子群产生的电场强度最大值、最小值各是多少？4(1) （2） （3） 5（12分）在与x轴平行的匀强电场中，一带电量为2×106C、质量为4×102kg的带电物体在绝缘光滑水平面上沿着x轴做直线运动，其位移随时间的变化规律是x0.3t0.05t2，式中x、t均用国际单位制的基本单位求：（1）该匀强电场的场强；（2）从开始运动到第5s末带电物体所运动的路程；（3）若第6s末突然将匀强电场的方向变为y轴方向，场强大小保持不变，在08s内带电物体电势能的增量 5解：（1）加速度a0.1m/s2 （1分） 场强EF/qma/q4×102×0.1/2×106 N/C2×103N/C （3分） （2）v0 0.3m/s （1分） 减速时间为t1v0/a0.3/0.1s3s （1分） 带电物体所经过的路程为sx1x20.3×30.05×320.1×22/20.65m （2分） （3）第6s末带电物体的位移为0， （1分）第8s末yat22/20.1×22/2m0.2m （2分） 带电物体电势能的增量为EEqy2×103×2×106×0.2J8×104J （2分）6（14分）如图所示，在xoy直角坐标系中，y轴右侧存在足够大的匀强磁场（磁感应强度大小为B并方向垂直纸面向里），y轴左侧存在足够大的匀强电场，电场强度大小为E且方向与y轴成600现有质量为m、电量为e的正负两个电子先后从坐标原点0以速度V0（V0与轴成300）射入第象限，假如这两个电子恰好能够同时第三次经过坐标轴，试计算它们从0点射入的时间差t并画出它们的运动轨迹图。 0 x yV06. (14分)解：t=2m/（3Be）+3mv0/（eE）-mv02+4（31/2）v0E/B1/2/（eE）图略7如图所示，水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接，圆弧的半径R = 0.40m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E =1.0×104N/C。现有一质量m = 0.10kg的带电体（可视为质点）放在水平轨道上与B端距离s = 1.0m的位置，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的C端时，速度恰好为零。已知带电体所带电荷q = 8.0×105C，取g=10m/s2，求：（1）结合带电体从A到B的运动，试证明：只有电场力做功，带电体的动能和电势能之和不变；（2）带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小；（3）带电体沿圆弧形轨道运动过程中，电场力和摩擦力带电体所做的功各是多少。7解：（1）证明：带电体由AB根据动能定理有 又有 联立两式得：由上式变形得： 结论得证。（2）带电体由AB根据动能定理有解得m/s 设带电体运动到圆轨道B端时受轨道的支持力为N，根据牛顿第二定律有 解得N根据牛顿第三定律可知，带电体对圆弧轨道B端的压力大小N （3）因电场力做功与路径无关，所以带电体沿圆弧形轨道运动过程中，电场力所做的功J 设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为W摩，对此过程根据动能定理有 解得 W摩 =0.72J 8如图所示为某种新型分离设备内部电、磁场分布情况图。自上而下分为、三个区域。区域宽度为d1，分布有沿纸面向下的匀强电场E1；区域宽度为d2，分布有垂直纸面向里的匀强磁场B1；宽度可调的区域中分布有沿纸面向下的匀强电场E2和垂直纸面向里的匀强磁场B2。现有一群质量和带电量均不同的带电粒子从区域上边缘的注入孔A点被注入，这些粒子都只在电场力作用下由静止开始运动，然后相继进入、两个区域，满足一定条件的粒子将回到区域，其他粒子则从区域飞出，三区域都足够长。已知能飞回区域的带电粒子的质量为m=6.4×1027kg、带电量为q=3.2×1019C，且有d1=10cm，d2=5cm，E1= E2=40V/m，B1=4×103T，B2=2×103T。试求：（1）该带电粒子离开区域时的速度；（2）该带电粒子离开区域时的速度；（3）为使该带电粒子还能回到区域的上边缘，区域的宽度d3应满足的条件；（4）该带电粒子第一次回到区域的上边缘时离开A点的距离。第15题图8解：为研究方便，建立如图所示坐标系（1）由E1qd1=得，带电粒子离开区域时的速度，方向沿y轴正向。（2）带电粒子在区域内运动时，只受洛仑兹力，且不做功，所以带电粒子离开区域时的速度大小仍为方向：由图中几何关系可知：，又由得：联立代入数据得：，即 所以带电粒子离开区域时的速度方向与x轴正向夹45°。（3）如果将带电粒子离开区域也即进入区域时的速度分解成和，则有=，所以，方向沿y轴反向，方向沿x轴正向，又因为，方向沿y轴正向，即与抵消。所以带电粒子在区域中运动可视为沿x轴正向的速度为的匀速直线运动和以速率为以及对应洛沦兹力作为向心力的匀速圆周运动的叠加。轨迹如图所示。圆周运动半径为=10cm，周期T=所以只要带电粒子运动到轨迹最低点C时不出区域，就可回到区域的上边缘。所以区域的宽度应满足d3>h由上面的运动分析可知，带电粒子到最低点，圆周运动刚好转过，所以h=0.1m=10cm所以d3>10cm（4）根据运动的对称性可知，带电粒子回到区域的上边缘的B点，距A点的距离为：d=2（1cos）+·代入数据得：d=40+1010=57.26cm9（14分）一带负电的小球从如图所示的光滑轨道上由静止滚下，已知斜面的倾角为370，圆形轨道的半径R=0.5m，且斜面与圆弧相切，小球的荷质比，磁感强度B=1T，小球所受电场力为重力的四分之三，图示虚线的左侧有水平向左的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场。(已知,，取g=10m/s2)（1）要使小球能通过C点，小球应从斜面上的何处由静止释放？（2）若小球刚好过C点，则打在斜面上何处？BECBA9（14分）解：（1） D： （2分） vD=2(m/s) （1分）AD： （2分） （1分）（2） DC （2分） （1分）由几何关系： （1分） （1分） （1分） （1分） （1分） 即小球打在距B点0.6m处。四、源1如图，圆环形线圈处在匀强磁场中，磁场方向与环面垂直，磁感应强度随时间变化规律如Bt图象所示。图中所标的磁场方向和感应电流方向为正方向，则下面的it图中正确的是（ ）1B传感器kB第3题图2如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中。两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电量为+q的小球。K断开时传感器上有示数，K闭合时传感器上恰好无示数。则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是 （ ）A正在增加， B正在减弱，C正在减弱， D正在增加，2DbavRR1B第9题图3如图所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为，导轨电阻不计，与阻值为R的定值电阻相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感强度为B有一质量为m长为l的导体棒从ab位置获平行斜面的大小为v的初速向上运动，最远到达a /b /的位置，滑行的距离为s，导体棒的电阻也为R，与导轨之间的动摩擦因数为则A上滑过程中导体棒受到的最大安培力为B2l2v/RB上滑过程中电流做功发出的热量为mv2/2mgs (sincos)C上滑过程中安培力、滑动摩擦力和重力对导体棒做的总功为mv2/2D上滑过程中导体棒损失的机械能为mv2/2mgs sin3BD xyOv0B4如图所示，一个正方形金属框，在水平方向具有某一初速度v0，框在重力场中运动，并且总是位于垂直框面的按照某一规律变化的水平磁场B中(如图所示)。坐标系的x轴为水平方向，y轴指向竖直向下。经过一段时间，方框开始沿直线运动，则磁感应强度B的变化规律可能为（式中k为恒定常数，t为运动时间，x为水平坐标值，y为竖直坐标值）ABB0+kxBBB0+kyCBB0+ktDBB0-kt4AB5如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.10m、匝数n=20的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为，线圈的电阻为R1=0.50，它的引出线接有R2=9.5的小电珠L。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠。当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示时（摩擦等损耗不计）。求：灯泡中电流的最大值；电压表中的示数；t=0.1s时外力F的大小；在不改变发电装置结构的条件下，要使灯泡的功率提高双倍，可采取什么办法（至少说两种方法）？SNNNN乙右视图剖面图NNSPLCD甲线圈v/ms-10t/×10-1s242-2丙V5 1.28N 提高vm 用变压器6（15分）如图（A）所示，固定于水平桌面上的金属架cdef，处在一竖直向下的匀强磁场中，磁感强度的大小为B0，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦地滑动，此时adeb构成一个边长为l的正方形，金属棒的电阻为r，其余部分的电阻不计。从t = 0的时刻起，磁场开始均匀增加，磁感强度变化率的大小为k（k = ）。求：（1）用垂直于金属棒的水平拉力F使金属棒保持静止，写出F的大小随时间 t变化的关系式。（2）如果竖直向下的磁场是非均匀增大的（即k不是常数），金属棒以速度v0向什么方向匀速运动时，可使金属棒中始终不产生感应电流，写出该磁感强度Bt随时间t变化的关系式。（3）如果非均匀变化磁场在0t1时间内的方向竖直向下，在t1t2时间内的方向竖直向上，若t = 0时刻和t1时刻磁感强度的大小均为B0，且adeb的面积均为l2。当金属棒按图（B）中的规律运动时，为使金属棒中始终不产生感应电流，请在图（C）中示意地画出变化的磁场的磁感强度Bt随时间变化的图像（t1-t0 = t2-t1< ）。abcdef图（A）以向左为运动的正方向图（B）t1tv0v0t2-v0以竖直向下为正方向图（C）t1tBt0B0t2-B06（15分）解：（1）= = S = kl2 I = = (2分)因为金属棒始终静止，在t时刻磁场的磁感强度为Bt = B0+kt，所以F外 = FA = BIl = ( B0+kt ) l = B0 + t (2分) 方向向右 (1分)（2）根据感应电流产生的条件，为使回路中不产生感应电流，回路中磁通量的变化应为零， 因为磁感强度是逐渐增大的，所以金属棒应向左运动（使磁通量减小） (1分)以竖直向下为正方向t1t0B0t2-B0Bt即： = 0，即 = BtSt - B0S0， 也就是 Bt l（l - vt ）= B0 l2 (2分)得 Bt = (2分)（3）如果金属棒的右匀速运动，因为这时磁感强度是逐渐减小的，同理可推得， Bt = (2分)所以磁感强度随时间变化的图像如右图（t2时刻Bt不为零） (3分)图157（12分）如图15所示，矩形裸导线框长边的长度为2l，短边的长度为l，在两个短边上均接有电阻R，其余部分电阻不计。导线框一长边与x轴重合，左边的坐标x=0，线框内有一垂直于线框平面的磁场，磁场的磁感应强度满足关系B=B0sin（）。一光滑导体棒AB与短边平行且与长边接触良好，电阻也是R。开始时导体棒处于x=0处，从t=0时刻起，导体棒AB在沿x方向的力F作用下做速度为v的匀速运动，求：（1）导体棒AB从x=0到x=2l的过程中力F随时间t变化的规律；（2）导体棒AB从x=0到x=2l的过程中回路产生的热量。（3）导体棒AB从x=0到x=2l的过程中通过左端电阻R的电量。7(12分)解：解：（1）在t时刻AB棒的坐标为 感应电动势 （1分）回路总电阻 回路感应电流 （1分）棒匀速运动 F=F安=Bil （1分） 解得： （1分）（2）导体棒AB在切割磁感线过程中产生半个周期的正弦交流电感应电动势的有效值为 （1分）回路产生的电热 （1分）通电时间 解得： （1分）(3) （1分） （1分） （1分） （1分） （1分）五、路1如图甲所示，在变压器的输入端串接上一只整流二极管D，在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压u=Umsint，开始半个周期内a“”、b“”，则副线圈输出的电压的波形(设c端电势高于d端电势时的电压为正)可能是下图中的( )1B2某居民家中的电路如图所示，开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但电灯仍正常发光拔出电饭煲的插头，把测电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，则：（ ）A仅电热壶所在的C、D两点间发生了断路故障B仅电热壶所在的C、D两点间发生了短路故障C仅AB间导线断路D因为插座用导线接地，所以发生了上述故障2C3下列由基本门电路组成的电路中，不能使小灯泡发光的是图 （ ） A B C D3ACD4图是温度报警器电路示意图，其中RT是热敏电阻，下列关于对此电路的分析正确的是（ ）A当RT的温度升高时，RT减小,A端电势降低，端电势升高，蜂鸣器会发出报警声B当RT的温度升高时，RT减小，A端电势升高，端电势降低，蜂鸣器会发出报警声C当增大R1时，A端电势升高，端电势降低，蜂鸣器会发出报警声D当增大R1时，A端电势降低，端电势升高，蜂鸣器会发出报警声4BC5当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器说法中，正确的是A电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器B电子体温计中主要是采用了温度传感器C电脑所用的光电鼠标主要是采用声波传感器D电子秤中主要是采用了力电传感器5ABD6如图，一理想变压器，其原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，为了使变压器输入功率减小，可使（ ）A.其他条件不变，原线圈的匝数n1增加B.其他条件不变，副线圈的匝数n2减小C.其他条件不变，负载电阻R的阻值增大D.其他条件不变，负载电阻R的阻值减小6ABC7如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比为10 ：1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，除R以外其余电阻不计从某时刻开始单刀双掷开关掷向a，在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为（V），则下列说法中错误的是( )As时，ac两点间电压瞬时值为311VBs时，电压表的读数为311VC滑动变阻器触片向上移，电压表示数不变，电流表的示数变小D单刀双掷开关由a扳到b，电压表和电流表的示数都变大7B8如图所示，电阻R1=20，电动机的绕组R210当开关打开时，电流表的示数是0.5A，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是( ) AI1.5A BI1.5ACP15W DP15W8BD9如图甲所示，电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器的最大阻值为R，负载电阻为，当滑动变阻器的滑动端P在某位置时，两端电压为，消耗的功率为P，若将与电源位置互换，接成图乙所示电路时，滑动触头P的位置不变，则（ ）A两端的电压将小于 B两端的电压将等于C消耗的功率一定小于P D消耗的功率一定大于P图 甲ER0PRER0PR图 乙9D 10将两个相同的金属线绕电阻R1和R2串联后接在一输出电压恒定的电源上，保持R1温度不变，对R2加热或冷却，则R2的功率（）（A）加热后变大，（B）加热后变小，（C）冷却后变大，（D）冷却后变小。10BD11（14分）某同学设计了一种测定风力的装置，其原理如图所示。E是内阻不计、电动势为6V的电源。R0是一个阻值为400的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。迎风板的重力忽略不计。试分析：压力F/N050100150200250300电阻R/300280260240220200180利用表中的数据归纳出电阻R随风力F变化的函数式；RCR0ES迎风板G若电容器的耐压值为5V，该装置能测得的最大风力为多少牛顿？若风（运动的空气）与迎风板作用后速度变为零，已知迎风板面积S=0.5m2，装置所在处的空气密度=1.3kg/m3。试通过寻求风速与电流表中电流的关系，且说明该装置作为风速显示器时刻度是否均匀？11（14分）通过表中数据可得：， 故R与F成线性变化关系 （2分）设它们的关系式为：R = kF+b （2分） 代入数据得：R = 3000.4F （2分）由题意，R0上的电压UR0=5V，通过R0的电流为I= R =（2分）R = R = 3000.4F （2分）当电容器两端电压UR为5V时，电子秤测力最大，即量程为：Fm = 550N （1分）（3）（2分） 刻度不均匀（1分）RL R n2 n1 U a b 12（14分）如图所示，理想变压器原线圈与变阻器串联后接在电压有效值不变的正弦交流电源上，变压器原副线圈匝数比n1: n2=1:4，副线圈接“200V、100W”的用电器RL（设其电阻保持不变），当变阻器电阻R=5时，灯泡正常发光。则：（1）正弦交流电源的电压为多大？（2）变压器ab两端的等效电阻R´为多少?（3）当变阻器R调到何值时，其消耗的功率最大？最大功率为多少？12（14分）解：（1）设理想变压器原线圈两端的电压为U1，原副线圈中的电流为I1，则有正弦交流电源电压的有效值 由式代入数据解得 V （2） 由式代入数据解得 （3）变阻器通过的电流 变阻器消耗的功率 即 代入数据解得，当时，变阻器消耗的功率最大，且为36W。六、实验1实验室给同学们提供了如下实验器材：滑轮小车、小木块、长木板、秒表、砝码、弹簧秤、直尺，要求同学们用它们来粗略验证牛顿第二定律。（1）实验中因涉及的物理量较多，须采用控制变量的方法来完成该实验，即：先保持 不变，验证物体 越小加速度越大；再保持 不变，验证物体 越大，加速度越大。（2）某同学的做法是：将长木板的一端放在小木块上构成一斜面，用小木块改变斜面的倾角，保持滑轮小车的质量不变，让小车沿不同倾角的斜面由顶端无初速释放，用秒表记录小车滑到底端的时间。试回答下列问题：改变斜面倾角的目的是 ；用秒表记录小车下滑相同距离（从斜面顶端到底端）所花的时间，而不是记录下滑相同时间所对应的下滑距离，这样做的好处是 。（3）如果要较准确地验证牛顿第二定律，则需利用打点计