乙同學:B是軌道的最低點.小球過B點時速度最大.小球在B點受到軌道的支持力為FN =2mg.由牛頓第二定律有FN-mg=m.解得球在滑動過程中的最大速度為v=.請分別指出甲.乙同學的分析是否正確.若有錯.將最主要的錯誤指出來.解出正確的答案.并說明電場的方向. 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

(1) ①如圖所示,一豎直的半圓形光滑軌道與一光滑曲面在最低點平滑連接,一小球從曲面上距水平面高處由靜止釋放,恰好通過半圓最高點,則半圓的半徑=                

②用游標卡尺測量小球的直徑,如圖所示的讀數(shù)是     mm。

(2)在用如圖甲所示的裝置“驗證機械能守恒定律”的實驗中,打點計時器接在頻率為的交流電源上,從實驗中打出的幾條紙帶中選出一條理想紙帶,如圖乙所示,選取紙帶上打出的連續(xù)4個點、、,各點距起始點O的距離分別為、、、,已知重錘的質(zhì)量為,當?shù)氐闹亓铀俣葹?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/2013070814243051352813/SYS201307081425470672777013_ST.files/image015.png">,則:

①從打下起始點到打下點的過程中,重錘重力勢能的減少量為        ,重錘動能的增加量為         。

②若,且測出,可求出當?shù)氐闹亓铀俣?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/2013070814243051352813/SYS201307081425470672777013_ST.files/image021.png">            。

(3)實際電壓表內(nèi)阻并不是無限大,可等效為理想電流表與較大的電阻的串聯(lián)。現(xiàn)要測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻,器材如下:

①待測電壓表(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ待測)一只;②電流表(量程3A,內(nèi)阻0.01Ω)一只;③電池組(電動勢約為3V,內(nèi)阻不計);④滑動變阻器一個;⑤變阻箱(可以讀出電阻值,0-9999Ω)一個;⑥開關(guān)和導線若干。

某同學利用上面所給器材,進行如下實驗操作:

(1)該同學設計了如圖甲、乙兩個實驗電路。為了更準確地測出該電壓表內(nèi)阻的大小,你認為其中相對比較合理的是      (填“甲”或“乙”)電路。

(2)用你選擇的電路進行實驗時,閉合電鍵S,改變阻值,記錄需要直接測量的物理量:電壓表的讀數(shù)U和                    (填上文字和符號);

(3)由所測物理量選擇下面適當坐標軸,能作出相應的直線圖線,最方便的計算出電壓表的內(nèi)阻:

A.           B.         C.         D.

(4)設直線圖像的斜率為、截距為,請寫出待測電壓表內(nèi)阻表達式             。

 

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(1) ①如圖所示,一豎直的半圓形光滑軌道與一光滑曲面在最低點平滑連接,一小球從曲面上距水平面高處由靜止釋放,恰好通過半圓最高點,則半圓的半徑=                

②用游標卡尺測量小球的直徑,如圖所示的讀數(shù)是     mm。

(2)在用如圖甲所示的裝置“驗證機械能守恒定律”的實驗中,打點計時器接在頻率為的交流電源上,從實驗中打出的幾條紙帶中選出一條理想紙帶,如圖乙所示,選取紙帶上打出的連續(xù)4個點、、,各點距起始點O的距離分別為、、、,已知重錘的質(zhì)量為,當?shù)氐闹亓铀俣葹?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824191916305273.png" style="vertical-align:middle;" />,則:
①從打下起始點到打下點的過程中,重錘重力勢能的減少量為        ,重錘動能的增加量為         。
②若,且測出,可求出當?shù)氐闹亓铀俣?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824191918614287.png" style="vertical-align:middle;" />            。


(3)實際電壓表內(nèi)阻并不是無限大,可等效為理想電流表與較大的電阻的串聯(lián),F(xiàn)要測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻,器材如下:
①待測電壓表(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ待測)一只;②電流表(量程3A,內(nèi)阻0.01Ω)一只;③電池組(電動勢約為3V,內(nèi)阻不計);④滑動變阻器一個;⑤變阻箱(可以讀出電阻值,0-9999Ω)一個;⑥開關(guān)和導線若干。
某同學利用上面所給器材,進行如下實驗操作:
(1)該同學設計了如圖甲、乙兩個實驗電路。為了更準確地測出該電壓表內(nèi)阻的大小,你認為其中相對比較合理的是      (填“甲”或“乙”)電路。

(2)用你選擇的電路進行實驗時,閉合電鍵S,改變阻值,記錄需要直接測量的物理量:電壓表的讀數(shù)U和                    (填上文字和符號);
(3)由所測物理量選擇下面適當坐標軸,能作出相應的直線圖線,最方便的計算出電壓表的內(nèi)阻:
A.B.C.D.
(4)設直線圖像的斜率為、截距為,請寫出待測電壓表內(nèi)阻表達式             。

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有一個豎直放置的圓形軌道,半徑為R,由左右兩部分組成.如圖所示,右半部分AEB是光滑的,左半部分BFA是粗糙的.現(xiàn)在最低點A給一個質(zhì)量為m的小球一個水平向右的初速度,使小球沿軌道恰好運動到最高點B,小球在B點又能沿BFA軌道回到點A,到達A點時對軌道的壓力為4mg.
在求小球在A點的速度V0時,甲同學的解法是:由于小球恰好到達B點,故在B點小球的速度為零,
1
2
m
v20
=2mgR
所以:V0=2
gR

在求小球由BFA回到A點的速度時,乙同學的解法是:由于回到A點時對軌道的壓力為4mg
故:4mg=m
v2A
R
所以:VA=2
gR

你同意甲、乙兩位同學的解法嗎?如果同意請說明理由;若不同意,請指出他們的錯誤之處,并求出結(jié)果.根據(jù)題中所描繪的物理過程,求小球由B經(jīng)F回到A的過程中克服摩擦力所做的功.
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有一個豎直放置的圓形軌道,半徑為R,由左右兩部分組成。如圖所示,右半部分AEB是光滑的,左半部分BFA是粗糙的.現(xiàn)在最低點A給一個質(zhì)量為m的小球一個水平向右的初速度V0,使小球沿軌道恰好運動到最高點B,小球在B點又能沿BFA軌道回到點A,到達A點時對軌道的壓力為4mg

a.在求小球在A點的初速度V0時,甲同學的解法是:由于小球恰好到達B點,故在B點小球的速度為零,    所以:

b.在求小球由BFA回到A點的速度時,乙同學的解法是:由于回到A點時對軌道的壓力為4mg

故:   所以: 

你同意甲、乙兩位同學的解法嗎?如果同意請說明理由;若不同意,請指出他們的錯誤之處,并求出結(jié)果.根據(jù)題中所描繪的物理過程,求小球由B經(jīng)F回到A的過程中克服摩擦力所做的功。

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有一個豎直放置的圓形軌道,半徑為R,由左右兩部分組成。如圖所示,右半部分AEB是光滑的,左半部分BFA是粗糙的.現(xiàn)在最低點A給一個質(zhì)量為m的小球一個水平向右的初速度,使小球沿軌道恰好運動到最高點B,小球在B點又能沿BFA軌道回到點A,到達A點時對軌道的壓力為4mg.

①在求小球在A點的速度V0時,甲同學的解法是:由于小球恰好到達B點,故在B點小球的速度為零,    所以:

②在求小球由BFA回到A點的速度時,乙同學的解法是:由于回到A點時對軌道的壓力為4mg,故:     所以: 

則:

(1)你同意甲、乙兩位同學的解法嗎?如果同意請說明理由;若不同意,請指出他們的錯誤之處,并求出結(jié)果.

(2)根據(jù)題中所描繪的物理過程,求小球由B經(jīng)F回到A的過程中克服摩擦力所做的功.

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說明:

一.答案及評分標準:本題共12小題,其中1~8題為必做題,9~12是選做題.選做題分為兩組,考生必須從兩組中任意選擇一組作答.每小題4分,共40分.在每小題給出的四個選項中,至少有一個正確選項.全部選對的得4分,選不全的得2分,有選錯或不答的得0分.

題類

必做題

選做一組

選做二組

題號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

答案

ACD

D

AC 

CD

B

BD

ABC

CD

AD

ABC

B

二、答案及評分標準:全題24分,答案正確的,按下列答案后面括號內(nèi)的分數(shù)給分;答錯的,不答的,都給0分.    13.(1)(4分)

 

所選器材

(只填器材序號)

簡述實驗方法

(不要求寫出具體步驟)

實驗設計

方案1:

A、C、F

用彈簧秤稱出帶夾子重錘的重力大小G,再用天平測出其質(zhì)量m,則g=G/m。

方案2:B、D、

G、H、J、L、M

安裝儀器,接通電源,讓紙帶隨小車一起沿斜面下滑。用刻度尺測出所需數(shù)據(jù)。改變斜面高度再測一次。利用兩次數(shù)據(jù),由牛頓第二定律算出結(jié)果。

方案3:B、E、F

將帶夾子的重錘懸掛在鐵架臺上并置于桌面的邊緣,用刻度尺測出重錘離桌面邊緣的高度,同時用光電計時器測出重錘在上述高度內(nèi)做自由落體的時間,則

(2)①加速度的計算值:每空1分,共3分

 

a/()

②作出a─F圖象:2分

 

 

 

 

 

 

③結(jié)論:在保持物體質(zhì)量M不變時,加速度a與合外力F成正比  。1分

14、(1)①3、4(有一個位置填錯就不給分)(1分);   5、6(1分)

       ②500Ω(1分);  1.985或1.990V(1分)(1分)

       ③丙(1分)

    

    (2)①右(1分)

(2分)

③B (1分) ;D(1分) 電路圖(2分)

 

三、本題共6小題,86分.解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.

15、(14分)參考解答及評分標準

甲同學的分析是錯誤的(1分),小球的機械能不守恒.(1分)

  乙同學分析也是錯誤的(1分),小球在滑動過程中的最大速度的位置不在最低點B: (1分)

正確解如下:

小球在B點時,F(xiàn)N-mg=m (1分)

            ∵FN= 2 mg  ∴v2=gR  (1分)

從A到B,設電場力做功WE,由動能定理WE+mgR=mv2, (1分)

          得WE=一mgR   (1分)

∵電場力做負功, ∴帶電小球受電場力方向向右FEmg  (1分)

電場強度方向向右(1分)從A到B之間一定有位置D是小球運動速度方向瞬時合力為零處,也是小球速度最大處 (1分)

    設OD連線與豎直方向夾角θ,F(xiàn)Ecosθ=Gsinθ(1分)

           m=mgRcosθ-FE (R-Rsinθ)(1分)

           vmax    (1分)

16. (14分) 參考解答及評分標準

導軌受到PQ棒水平向右的摩擦力f=μmg 。1分)

    根據(jù)牛頓第二定律并整理得F-μmg-F=Ma   (1分)

    剛拉動導軌時,I=0,安培力為零,導軌有最大加速度(1分)

        am 。1分)

                  =(2-0.2×0.6×10)/2=0.4m/ s2    (1分)

隨著導軌速度增大,感應電流增大,加速度減小,當a=0時,速度最大 (1分)

速度最大值為vm,電流最大為Im,此時導軌受到向右的安培力 FB= BImL (1分)

            F-μmg - BImL=0   分)

              I.m  。1分)

  代人數(shù)字算得ImA = 2A   (1分)

                    I=E/(R+r)  (1分)

                    I m =BLvm/(R+r) 。1分)

        v m =Im (R+ r)/BL二2 × (0.2+0.4)/(0.8×0.5)=3m/ s   (1分)

17. (14分) 參考解答及評分標準

設行星質(zhì)量m,太陽質(zhì)量為M,行星與太陽的距離為r,根據(jù)萬有引力定律,

行星受太陽的萬有引力(2分)

行星繞太陽做近似勻速圓周運動,根據(jù)牛頓第二定律有(2分)

 (1分)      以上式子聯(lián)立  故(1分)

地球的周期年,(1分)  火星的周期(2分)

年=1.8年  (1分)

設經(jīng)時間t兩星又一次距離最近,根據(jù)(2分)

則兩星轉(zhuǎn)過的角度之差(2分)

  (2分,答“2.2年”同樣給分)

18. (14分) 參考解答及評分標準

解(1)在時刻t,棒ab的速度          v=a t       -------------------(1分)

棒中感應電動勢為             E=B L v=B L a t    -------------(1分)

棒中的感應電流為            I=   -----------------(2分)   

對ab棒應用牛頓第二定律得   F-BIL=ma    ----------------(1分)

解得:                  F=  ---------------(2分) 

(2)細線拉斷前瞬間cd滿足

BIL=f  +T0         -------------------(1分)

                            +T0   -------------------(1分)

                           t=       -------------------(1分)

由于ab棒勻加速運動,所以 ①            -------------------(1分)

線拉斷前的過程中有: ②          -------------------聯(lián)立①、②得:Q= -------(1分)

第19題:(14分) 參考解答及評分標準

解:⑴時刻粒子將垂直邊界進入磁場,在洛侖茲力作用下作半徑為r的勻速圓周運動,得:

……①

得入射點和出射點的距離:……②

聯(lián)解①②得:

⑵設粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)角為,得右圖。依圖得:

………③      ………④

根據(jù)邊角關(guān)系得入射點和出射點的距離………⑤

聯(lián)解③④⑤式得:,為定值。

⑶粒子在極板間作類平拋運動。剛能從右上角飛出時,有速度vm。設飛出所用時間為t,此時對應的電壓為U。依圖得:

水平方向: ………⑥         豎直方向:………⑦

加速度:………⑧

根據(jù)動能定理:………⑨

聯(lián)解⑥⑦⑧⑨式得最大速度

20.(16分) 參考解答及評分標準

(1)小木塊B從開始運動直到A、B相對靜止的過程中,系統(tǒng)水平方向上動量守恒,有                                            ①(1分)

解得  2 m/s                               ②(1分)

(2)B在A的圓弧部分的運動過程中,它們之間因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為Q1,B在A的水平部分往返的運動過程中,它們之間因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為Q2,由能量關(guān)系得到

               ③(1分)

                  ④(1分)

    ⑤(1分)

(3)設小木塊B下滑到P點時速度為vB,同時A的速度為vA,由動量守恒和能量關(guān)系可以得到                      ⑥(1分)

      ⑦(1分)

由⑥⑦兩式可以得到

,令

,化簡后為     ⑧(2分)

若要求B最終不滑離A,由能量關(guān)系必有

            ⑨(1分)

化簡得                               ⑩(2分)

故B既能對地向右滑動,又不滑離A的條件為

                              ⑾ (2分)

或 ( )   (2分)

 

 


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