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3.5周末练习
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、本题包括7小题,每小题6分,共42分,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 许多科学家在物理学发展过程中做出重要贡献,下列叙述中符合物理学史的是( )
A.卡文迪许通过扭秤实验,总结并提出了真空中两个静止点电荷间的相互作用规律
B.麦克斯韦建立了电磁理论,提供了光是电磁场中的横波的理论依据
C.牛顿提出了万有引力定律,并通过实验测出了引力常量
D.法拉第经过多年的实验探索终于发现了电流的磁效应
2.如图所示,半圆形玻璃砖的半径为R,直径AB边竖直,一单色光束从玻璃砖的某一点水平射入玻璃砖,入射角θ1=60°,玻璃砖对该单色光的折射率为n=。已知光在真空中的速度为c,则以下说法错误的是( )
A.光束经玻璃砖折射后第一次到AB边在玻璃中的传播距离为
B.光束经玻璃砖折射后第一次到AB边折射光线与反射光线相互垂直
C.光束经玻璃砖折射后第一次到AB边所需要的时间为
D.光束经玻璃砖折射后波长变为真空中的倍
甲
t1
t2
t/s
y/cm
o
乙
o
P
3.如图甲所示,O点为振源,OP=s,t=0时刻O点由平衡位置开始振动,产生沿直线向右传播的简谐横波,如图乙为P点从t1时刻开始沿y轴正方向开始振动的振动图像,则以下说法错误的是:( )
A.t=0时刻振源O的振动方向沿y轴正方向
B.t2时刻P点振动速度最大,方向沿y轴负方向
C.该波与另一频率为Hz的同类波叠加能产生稳定的干涉现象
D.某障碍物的尺寸为,该波遇到此障碍物时能发生明显的衍射现象
4.有一颗与地球同步卫星在同一轨道平面的人造地球卫星,自西向东绕地球运行。已知它的运行半径为同步轨道半径的四分之一,地球自转周期为,则该卫星需要相隔多长时间才在赤道上同一城市的正上方再次出现( )
A. B. C. D.
5.图甲中的理想变压器的原副线圈匝数比为11:1,原线圈接如图乙所示的正弦交流电时电动机正常工作,此时电流表的读数为2A,已知R=10Ω,电机线圈的内阻r=0.5Ω,电流表和电压表都是理想电表,则:( )
A.电压表的读数为 B.流过电阻中的电流为1A
C.流过电动机的电流为40A D.电动机输出的机械功率为200W
6.竖直平面内有一宽为2L、磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场和两个边长均为L,电阻均为R,质量分别为2m、m的正方形导体框ABCD和abcd,两线框分别系在一跨过两个定滑轮的轻质细线两端,开始时两线框位置如图所示,现将系统由静止释放,当ABCD刚好全部进入磁场时,系统开始做匀速运动直到abcd完全出磁砀,不计摩擦和空气阻力,则( )
A.系统匀速运动时速度大小为
B.从开始运动到abcd完全出磁场的过程中,细线拉力恒定不变
C.线框abcd从开始运动到全部通过磁场所需时间为
D.从开始运动到abcd完全出磁场的过程中,两线框中产生的总焦耳热为4mgL-
7.如图所示,带正电的小球穿在绝缘粗糙倾角为θ的直杆上,整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直于杆斜向上的匀强磁场,小球沿杆向下滑动,在a点时动能为100J,到C点时动能为零,b点恰为a、c的中点,则在此运动过程中( )
A.小球经b点时动能可能为60J
B.小球电势能增加量可能等于其重力势能减少量
C.小球在ab段所用时间大于bc段所用时间
D.小球到C点后可能沿杆向上运动
第Ⅱ卷 (非选择题,共68分)
二、实验题(本题共17分)
8.I.(6分)伽利略的自由落体实验和加速度实验均被选为最美的实验。在加速度实验中,伽利略将光滑直木板槽倾斜固定,让铜球从木槽顶端沿斜面由静止滑下,并用水钟测量铜球每次下滑的时间,研究铜球的运动路程与时间的关系。亚里士多德曾预言铜球的运动速度是均匀不变的,伽利略却证明铜球运动的路程与时间的平方成正比。请将亚里士多德的预言和伽利略的结论分别用公式表示(其中路程用s、速度用v、加速度用a、时间用t表示)。亚里士多德的预言: ;伽利略的结论: 。
伽利略的两个实验之所以成功,主要原因是在自由落体实验中,忽略了空气阻力,抓住了重力这一主要因素。在加速度实验中,伽利略选用光滑直木板和铜球进行实验研究铜球运动,是为了减小铜球运动过程中的 ,同时抓住 这一主要因素。
II.(11分)在一次实验技能比赛中,一同学设计了如图甲所示电路来测电源的电动势和内阻。该同学选好器材后,用导线将各器材连接成如图乙所示实物连线电路(图甲是其电路原理图),其中R0是保护电阻。
(1)该同学在闭合电键后,发现电压表无示数,电流表有示数,在选用器材时,除了导线外,其他器材经检测都是完好的,则出现故障的原因是________________(请用接线柱处的字母去表达)。
(2)该同学测量时记录了6组数据,并根据这些数据画出了UI图线如图所示。
根据图线求出电池的电动势E=________V,内阻r=________ Ω。
(3)若保护电阻R0的阻值未知,该电源的电动势E、内电阻r已经测出,在图乙的电路中只需改动一条线就可测量出R0的阻值。该条线是________________,需改接为________________。改接好后,调节滑动变阻器,读出电压表的示数为U、电流表示数为I,电源的电动势用E表示,内电阻用r表示,则R0=________。
三、本题共3个小题,共51分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
9.(15分)一小孩自己不会荡秋千.爸爸让他坐在秋千板上,将小孩和秋千板一起拉到某一高度,此时绳子与竖直方向的偏角为37°,然后由静止释放.已知小孩的质量为25kg,小孩在最低点时离系绳子的横梁2.5m.重力加速度g=10m/s2.sin37°=0.6,cos37°=0.8.忽略秋千的质量,可把小孩看做质点.
(1)假设小孩和秋千受到的阻力可以忽略,当摆到最低点时,求:
a.小孩的速度大小;b.秋千对小孩作用力的大小.
(2)假设小孩和秋千受到的平均阻力是小孩重力的0.1倍,求从小孩被释放到停止经过的总路程.
10.(17分)如图所示,BCDG是光滑绝缘的3/4圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中.现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g。
(1)若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放,滑块到达B点时速度为多大?
(2)在(1)的情况下,求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小;
(3)改变s的大小,使滑块恰好始终沿轨道滑行,且从G点飞出轨道,求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小.
11.(19分)如图所示,等边三角形AQC的边长为2L,P、D分别为AQ、AC的中点.水平线QC以下是水平向左的匀强电场,区域Ⅰ(梯形PQCD)内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B0;区域Ⅱ(三角形APD)内的磁场方向垂直纸面向里,区域Ⅲ(虚线PD之上、三角形APD以外)的磁场与区域Ⅱ大小相等、方向相反.带正电的粒子从Q点正下方,距离Q为L的O点以某一速度射入电场,在电场力作用下以速度v0垂直QC到达该边中点N,经区域Ⅰ再从P点垂直AQ射入区域Ⅲ(粒子重力忽略不计).求:
(1)求该粒子的比荷;
(2)求该粒子从O点运动到N点的时间t1和匀强电场E;
(3)若区域Ⅱ和区域Ⅲ内磁场的磁感应强度为3B0,则粒子经过一系列运动后会返回至O点,求粒子从O点出发再回到O点的运动过程所需的时间t.
薄雾浓云愁永昼, 瑞脑消金兽。 佳节又重阳, 玉枕纱厨, 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后, 有暗香盈袖。 莫道不消魂, 帘卷西风, 人比黄花瘦。
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