18.空间有一均匀强电场,在电场中建立如图所示的直角坐标系
O?xyz,M、N、P为电场中的三个点,M点的坐标(0,a,0),N
点的坐标为(a,0,0),P点的坐标为(a,z aa,)。已知电场方向平22P M 行于直线MN,M点电势为0,N点电势为1V,则P点的电势为 A.V2 y 3423V B.V 2234N 2 x E M C.V D.V 答案D。
【解析】将立体图画成平面图,如图所示,可见P点沿电场线方向为MN的四等分线,故P点的电势为V,D正确。 19.如图所示,一导体圆环位于纸面内,O为圆心。环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场,两磁场磁感应强度的大小相等,方向相反且均与纸面垂直。导体杆OM可绕O转动,M端通过滑动触点与圆环良好接触。在圆心和圆环间连有电阻R。杆OM以匀角速度?逆时针转动,t=0时恰好在图示位置。规定从a到b流经电阻R的电流方向为正,圆环和导体杆的电阻忽略不计,则杆从t=0开始转动一周的过程中,电流随?t变化的图象是
1434N
答案C
【解析】依据左手定则,可知在0-
?内,电流方向M到O,在在电阻R内则是由b到a,为21BL?2?3负值,且大小为I?2为一定值,~?内没有感应电流,?~?内电流的方向相
22R3?~2?内没有感应电流,因此C正确。 反,即沿正方向,220.如图所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静止在木板上,木板和物块间有摩擦。现用水平力向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时,撤掉拉力,此后木板和物块相对于水平面的运动情况为 A.物块先向左运动,再向右运动
B.物块向右运动,速度逐渐增大,直到做匀速运动 C.木板向右运动,速度逐渐变小,直到做匀速运动 D.木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零 答案BC.
【解析】对于物块由于运动过过程中与木板存在相对滑动,且始终相对木板向左运动,因此木板对物块的摩擦力向右,所以物块相对地面向右运动,且速度不断增大,直至相对静止而做匀速直线运动,B正确;对于木板由作用力与反作用力可知受到物块给它的向左的摩擦力作用,则木板的速度不断减小,知道二者相对静止,而做直线运动,C正确;由于水平面光滑,所以不会停止,D错误。
21.水平地面上有一木箱,木箱与地面之间的动摩擦因数为
?(0???1)。现对木箱施加一拉力F,使木箱做匀速直线运
动。设F的方向与水平面夹角为?,如图,在?从0逐渐增大到90°的过程中,木箱的速度保持不变,则
A.F先减小后增大 B.F一直增大 C.F的功率减小 D.F的功率不变 答案AC。
【解析】由于木箱的速度保持不变,因此木箱始终处于平衡状态,受力分析如图所示,则由
?平衡条件得:mg?NsiF?n,f??N?Fcos?两式联立解得
F??mg?mg,可见F有最小值,所以F先减小后增大,A正?2co?s???si1n??s?i?n?()?mgvcos??mgv?,可见在?从0逐渐增大
cos???sin?1??tan?确;B错误;F的功率P?Fvcos??到90°的过程中tan?逐渐增大,则功率P逐渐减小,C正确,D错误。
第Ⅱ卷
三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题,每个小题考生都必须做答。第33题~第41题为选考题,考生根据要求做答。 (一)必考题(11题,共129分) 22.(4分)
某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度l,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径d,示数如图。由图可读出l= cm, d= mm
答案2.25,6.860
【解析】游标卡尺的读数x?22mm?0.1mm?5?22.5mm?2.25cm; 螺旋测微器的读数y?6.5mm?0.01mm?36.0?6.860mm。 23.(11分)
青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电,为路灯提供电能。用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关,实现自动控制。光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化,作为简化模型,可以近似认为,照射光较强(如白天)时电阻几乎为0:照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大。利用光敏电阻作为传感器,借助电磁开关,可以实现路灯自动在白天关闭,黑天打开。电磁开关的内部结构如图所示。1、2两接线柱之间是励磁线圈,3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于50mA时,电磁铁吸合铁片,弹簧片和触点分离,3、4断开;电流小于50mA时,3、4接通。励磁线圈中允许通过的最大电流为100mA。
(1) 利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路,画出电路原理图。
光敏电阻R1,符号
R1 ,灯泡L,额定功率40W,额定电压36V,符号
保护电阻R2,符号,
R2
,电磁开关,符号 ,蓄电池E,电压36V,内
阻很小;开关S,导线若干。 (2) 回答下列问题:
①如果励磁线圈的电阻为200?,励磁线圈允许加的最大电压为 V,保护电阻R2的阻值范围为 ?。
②在有些应用电磁开关的场合,为了安全,往往需要在电磁铁吸合铁片时,接线柱3、4之间从断开变为接通。为此,电磁开关内部结构应如何改造?请结合本题中电磁开关内部结构图说明。
答: 。 ③任意举出一个其它的电磁铁应用的例子。
答: 。 答案:
(1)电路原理如图所示。(4分) (2)①20 (2分) 160~520(2分)
②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧,保证当电磁铁吸合铁片时,3、4之间接通:不吸合时,3、4之间断开。 ③电磁起重机
【解析】(1)要使光敏电阻能够对电路进行控制,且有光照时路灯熄灭,光敏电阻应与1,2串联,3,4与路灯串联;则电路图如图所示。
(2)①由U=IR得励磁线圈允许加的最大电压为U=ImR=0.13200V=20V;依据允许通过励磁线圈的电流最大值和最小值计算得R2min?保护电阻R2的阻值范围为160~320?;
②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧,保证当电磁铁吸合铁片时,3、4之间接通:不吸合时,3、4之间断开。 ③电磁起重机 24.(14分)
冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目,比赛场地示意如图。比赛时,运动员从起滑架处推着冰壶出发,在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出,使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O.为使冰壶滑行得更远,运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面,使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小。设冰壶与冰面间的动摩擦因数为?1=0.008,用毛刷擦冰面后动摩
1616??160?,R2max???320?,因此0.10.05擦因数减少至?2=0.004.在某次比赛中,运动员使冰壶C在投掷线中点处以2m/s的速度沿虚线滑出。为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点,运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少?(g取10m/s)
2
【解析】设冰壶在未被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为S1,所受摩擦力的大小为f1:在 被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为S2,所受摩擦力的大小为f2。则有S1+S2=S ①式中S为投掷线到圆心O的距离。
f1??1mg ② f2??2mg ③
设冰壶的初速度为v0,由功能关系,得f1?S1?f2?S2?22?1gS?v0联立以上各式,解得S2? ⑤
2g(?1??2)12mv0 ④ 2代入数据得S2?10m ⑥ 25.(18分)
如图所示,在第一象限有一均强电场,场强大小为E,方向与y轴平行;在x轴下方有一均强磁场,磁场方向与纸面垂直。一质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场,在x轴上的Q点处进入磁场,并从坐标原点O离开磁场。粒子在磁场中的运动轨迹与y轴交于M点。已知OP=l,OQ?23l。不计重力。求
(1)M点与坐标原点O间的距离; (2)粒子从P点运动到M点所用的时间。
【解析】(1)带电粒子在电场中做类平抛运动,在y轴负方向上做初速度为零的匀加速运动,设加速度的大小为a;在x轴正方向上做匀速直线运动,设速度为v0,粒子从P点运动到Q