到t1时间内,直导线中的电流增大,由楞次定律可知,线框内产生逆时针方向感应电流,线框所受安培力向右,线框向右加速运动。t1到t2时间内,直导线中的电流减小,由楞次定律可知,线框内产生顺时针方向感应电流,线框所受安培力向左,线框向右做减速直线运动,线框克服磁场力做功,选项BCD正确。
第Ⅱ卷(共94分)
注意:第23题为分叉试题。考生应在A类和B类中选做一题,若同时选做A类、B类两类试题,阅卷时只以A类试题计分,其它未标字母A或B的试题为全体考生必做的试题。
四.填空题(每小题4分,共20分。)
21.光滑的水平面上固定着一个螺旋形光滑水平轨道,俯视如图所示。一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道,则轨道对
小球做_______(填“正功”、“负功”或“不做功”),小球的线速度_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。 21、答案:不做功;不变
解析:轨道支持力与运动方向垂直,轨道对小球不做功,小球的线速度不变。 22.(2012年上海华师大附中等八校联考)已知O、A、B、C为同一直线上的四点,A、B间的距离为1m,B、C间的距离为2m,一物体自O点由静止出发,沿此直线做匀加速运动,依次经过A、B、C三点,已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等,则物体通过A点和B点时的速度大小之比为__________,O、A间的距离为___________m。 22、答案:1∶3, 1/8
解析:设物体通过AB段与BC段所用的相等时间为T,O、A之间的距离为x,A、B间的距离x1=1m,B、C间的距离为x2=2m,则有x2- x1=aT2;由匀变速直线运动规律,vB2- vA2=2a x1,vB= vA+aT,vA2=2a x,联立解得vA∶vB=1∶3,x=1/8m.
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23A.如图,质量为M=3kg的木板放在光滑水平面上,质量为m=1kg的物块在木板上,它们之间有摩擦,
木板足够长,两者都以v=4m/s的初速度向相反方向运动,当木板的速度为v1=2.4m/s时,物块的速度是 m/s,木板和物块最终的共同速度为 m/s.
23A、 答案:0.8,2解析:由动量守恒定律,Mv-mv=Mv1-mv2,解得v2=0.8m/s;由动量守恒定律,Mv-mv=(M+m)V,解得木板和物块最终的共同速度为V=2m/s。
23B.设地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,地球自转角速度为?,则沿地球表面运行的人造地球卫星的周期为________;某地球同步通讯卫星离地面的高度H为_________. 23B、答案: 2π
Rg, 32gR22??R
Rg解析:由
?2??mg=mR???T?,解得沿地球表面运行的人造地球卫星的周期为T=2π
Mmr2。
地球同步通讯卫星,绕地球转动的角速度为ω,由G联立解得H=3gR22=mrω,r=R+H,GM/R2=g
??R。
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24.如图所示,在光滑水平面上,一绝缘细杆长为d,两端各固定着一个带电小球,处于水平方向、场强为E的匀强电场中,两小球带电量分别为+q和-q,轻杆可绕中点O自由转动。在轻杆与电场线夹角为α时,忽略两电荷间的相互作用,两电荷受到的电场力对O点的力矩大小为___________,两电荷具有的电势能为___________。
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24、答案:qEdsinα;-qEdcosα
解析:由力矩定义可得两电荷受到的电场力对O点的力矩大小为qEdsinα;两电荷具有的电势能为-qEdcosα。
25.如图所示,水平设置的三条光滑平行金属导轨a、b、c位于同一水平面上,a与b、b与c相距均为d=1m,导轨ac间横跨一质量为m=1kg的金属棒MN,棒与三条导轨垂直,且始终接触良好。棒的电阻r=2Ω,导轨的电阻忽略不计。在导轨bc间接一电阻为R=2Ω的灯泡,导轨ac间接一理想电压表。整个装置放在磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下。现对棒MN施加一水平向右的拉力F,使棒从静止开始运动。若施加的水平外力功率恒定,且棒达到稳定时
的速度为1.5m/s,则水平外力的功率为 W,此时电压表读数为 V。
答案:3 5
解析:棒达到稳定速度1.5m/s时,金属棒MN下半段产生的感应电动势Bdv=3V,灯泡中电流I=1A,金属棒MN下半段所受安培力BId=2N,水平外力的功率为P=Fv=2×1.5W=3W。金属棒MN下半段两端点电压为2V,电压表读数为3V+2V=5V。
五.实验题(共24分。)
26.(6分)(2012年上海华师大附中等八校联考)小明同学设计了一个实验来探究自行车的初速度与其克服阻力作功的关系。实验的主要步骤是:①找一段平直的路面,并在路面上画一道起点线;②骑上自行车用较快速度驶过起点线,并从车把
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手处自由释放一团很容易辨别的橡皮泥;③车驶过起点线后就不再蹬自行车脚蹬,让车依靠惯性沿直线继续前进;④待车停下,记录自行车停下时的位置;⑥用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离s、起点线到终点的距离L及车把手处离地高度h。若自行车在行驶中所受的阻力为f并保持恒定。
(1)自行车经过起点线时的速度v= ;(用己知的物理量和所测量得到的物理量表示)
(2)自行车经过起点线后克服阻力做功W= ;(用己知的物理量和所测量得到的物理量表示)
(3)多次改变自行车经过起点时的初速度,重复上述实验步骤②~④,则每次只需测量上述物理量中的 和 ,就能通过数据分析达到实验目的。 26、答案:(1)sg2h,(2)fL,(3)s L
g2h解析:橡皮泥做平抛运动,由s=vt,h=gt2/2联立解得,v=s;自行车经过起点
线后克服阻力做功W=fL。多次改变自行车经过起点时的初速度,重复上述实验步骤②~④,则每次只需测量上述物理量中的s和L,就能通过数据分析达到实验目的。 27.(4分)(2012年上海华师大附中等八校联考)如图所示是测磁感应强度的一种装置。把一个很小的测量线圈放在待测处,测量线圈平面与该处磁场方向垂直,将线圈跟冲击电流计G串联(冲击电流计是一种测量电量的仪器)。当用反向开关K使螺线管里的电流反向时,测量线圈中就产生感应电动势,从而有电流流过G。该测量线圈的匝数为N,线圈面积为S,测量线圈电阻为R,其余电阻不计。
(1)若已知开关K反向后,冲击电流计G测得的电量大小为q,则此时穿过每匝测量线圈的磁通量的变化量为△φ=__________(用已知量的符号表示)。 (2)待测处的磁感应强度的大小为B=__________。 27、答案:(1)qR/N, (2)qR/2NS
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解析:(1)由I=q/△t,E=IR,E=N△φ/△t,联立解得△φ= qR/N。 (2)由φ=BS,△φ=2BS,△φ= qR/N,联立解得B=qR/2NS。 28.(6分)某学习小组用如图所示装置探究“加速度和力的关系”。
该小组已经测量了两个光电门间的距离为L,遮光条的宽度为d,遮光条通过两个光电门的时间分别为t1、t2,则:
(1)小车的实际加速度可以表示为____________(用题中所给物理量表示) (2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可在坐标纸上画出a-F关系的点迹(如图所示)。经过分析,发现这些点迹存在一些问题,产生的主要原因可能是( ) A.轨道与水平方向夹角太大
B.轨道保持了水平状态,没有平衡摩擦力
C.所挂钩码的总质量太大,造成上部点迹有向下弯曲趋势 D.所用小车的质量太大,造成上部点迹有向下弯曲趋势 28、答案:(1)a=
d2?t21?t222122?2Ltt (2)BC
解析:(1)遮光条通过两个光电门时的速度分别为v1=d/ t1,v2=d/ t2。根据匀变速直线运动规律,v22-v12=2aL,解得小车的实际加速度可以表示为a=
d2?t21?t222122?2Ltt。
(2)图线直线部分没有过原点,产生的主要原因可能是轨道保持了水平状态,没有平衡摩擦力,选项A错误B正确;图线上部弯曲产生的主要原因可能是所挂钩码的总质量太大,造成上部点迹有向下弯曲趋势。
29.(8分)(2012年上海华师大附中等八校联考)如图所示的电路中,直径为D的圆环是用粗细均匀的电阻丝制成的,其阻值为R,图中A,B,…,H为圆环的等分点,A点固定,P为滑片,且滑片P能沿圆环滑动,并保持良好的接触,电
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