一、 选择题:本题共5小题,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意 1. 有一只电风扇,标有“220 V 50 W”,电动机线圈的电阻为0.4 Ω,把它接入220 V的电路中,以下几种计算时间t内产生热量的方法,正确的是( ) A.Q=U2·t/R B.Q=Pt
C.Q=(P/U) 2·Rt D.以上三种方法均正确 参考答案:
2. 如图,长为a的轻质细线,一端悬挂在O点,另一端接一个质量为m的小球(可视为质点),组成一个能绕
O点在竖直面内自由转动的振子.现有3个这样的振子,以相等的间隔b(b>2a)在同一竖直面里成一直线悬于光滑的平台MN上,悬点距台面高均为a.今有一质量为3m的小球以水平速度v沿台面射向振子并与振子依次发生弹性正碰,为使每个振子碰撞后都能在竖直面内至少做一个完整的圆周运动,则入射小球的速度v不能小于( )
A. B. C.
D.
参考答案:
C
3. 如图所示,M、N是平行板电容器的两个极板,R0为定值电阻,R1、R2为可调电阻,用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部.闭合电键S,小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R1、R2,关于F的大小判断正确的是( )
保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变小 保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变大 C.保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变大
D.保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变小 参考答案: B
4. (单选)如图4中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中,绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,电阻两端分别接盘心O和盘边缘,则通过电阻R的电流强度的大小和方向是( ).
参考答案:
C
5. (单选)长方体金属块放在匀强磁场中,有电流通过金属块,磁感应强度B和电流I方向如图所
示,则下面关于金属块上下表面电势高低的说法中,正确的是 A.金属块上、下表面电势相等 B.金属块上表面电势高于下表面电势 C.金属块上表面电势低于下表面电势 D.无法比较上、下表面的电势高低
参考答案:
C
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及时发现,设计了一种报警装置,电路如图3所示.M是贴在针口处的传感器,接触到药液时由于其电阻RM变_____(填“大”或“小”),导致报警器S两端电压U增大,装置发出警报声.由此推断,调节可变电阻R的阻值,R越_____(填“大”或
“小”),报警装置就越灵敏.
参考答案:
小 ; 大
7. 如图8所示,在匀强电场中有a、b、c、d四点,它们处于同一圆周上,且ac、bd分别是圆的直径.已知a、b、c三点的电势分别为φa=9 V,φb=15 V,φc=18 V,则d点的电势为 V
参考答案:
8. 如图所示为某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖折射率实验的记录情况,虚线为半径与玻璃砖相同的圆,在没有其它测量工具的情况下,只需由坐标纸即可测出玻璃砖的折射率.则玻璃砖所在位置为图中的 (填“上半圆”或“下半圆”),由此计算出玻璃砖的折射率为 .
参考答案:
上半圆(3分) 1.5(3分)
9. (4分)把一个带电量为-5×10-8 C的点电荷放到电场中的某点,受到的电场力为2×10
-3
N,则该点电场强度的大小为___________N/C,此力的方向与场强方向____________(填“相同”或“相反”)。 参考答案:
4×104
,相反
10. 如图所示是一块手机电池的标签。从这个标签中可以看出:
(1)电池的电动势是 V;
(2)电池的额定容量(存储电荷量的大小)为 C。 参考答案:
3.7,2232
11. 在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的方向在它们的______。 参考答案:
连线上
12. (16分)如图为日常生活用电的电压随时间变化的规律图,由图可知:该交流电电压的峰值为 V,有效值为 V,周期为 s,频率
为 Hz。
参考答案:
220, 220, 0.02, 50
13. 如图所示,水平铜盘半径为r=20cm,置于磁感强度为B=1T,方向竖直向下的匀强磁场中,铜盘绕过中心轴以角速度ω=50rad/s做匀速圆周运动,铜盘的中心及边缘处分别用滑片与一理想变压器的原线圈相连,理想变压器原副线圈匝数比为1:100,变压器的副线圈与一电阻为R=20Ω的负载相连,则变压器原线圈两端的电压为__________V,通过负载R的电流为__________A。
参考答案:
1V
0A
三、 简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全,轿车在发生一定强度的碰撞时,利叠氮化纳(NaN3)爆炸产生气体(假设都是N2)充入气囊.若氮气充入后安全气囊的容积V=56L,囊中氮气密度ρ=2.5kg/m3,已知氮气的摩尔质最M=0.028kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,试估算:
(1)囊中氮气分子的总个数N; (2)囊中氮气分子间的平均距离.
参考答案:
解:(1)设N2的物质的量为n, 则n=
氮气的分子总数N=NA
代入数据得N=3×1024.
(2)气体分子间距较大,因此建立每个分子占据一个立方体, 则分子间的平均距离,即为立方体的边长,
所以一个气体的分子体积为:
而设边长为a,则有a3=V0 解得:分子平均间距为a=3×10﹣9m
答:(1)囊中氮气分子的总个数3×1024; (2)囊中氮气分子间的平均距离3×10﹣9m. 【考点】阿伏加德罗常数.
【分析】先求出N2的物质量,再根据阿伏加德罗常数求出分子的总个数.
根据总体积与分子个数,从而求出一个分子的体积,建立每个分子占据一个立方体,则分子间的平均距离,即为立方体的边长,
15. (6分)图所示是电场中某区域的电场线分布图,P、Q是电场中的两点。
(1)请比较P、Q两点中电场强度的强弱并说明理由。
(2)把电荷量为=3.0×C的正点电荷放在电场中的P点,正电荷受到的电场力
大小为F=6.0N;如果把移去,把电荷量为=6.0×10C的负点电荷放在P点,求负荷
电荷
受到的电场力F的大小方向。
参考答案:
(1)Q点电场强度较强(1分)。
因为Q点处电场线分布较P点密(1分)。
(2)P点电场强度E=F/q=6/(3×10)×10(N/C)(2分) 方向向左(或与电场强度方向相反) (1分) 四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 已经知道,反粒子与正粒子有相同的质量,却带有等量的异号电荷.物理学家推测,既然有反粒子存在,就可能有由反粒子组成的反物质存在。1998年6月,我国科学家研制的阿尔法磁谱仪由“发现号”航天飞机搭载升空,寻找宇宙中反物质存在的证据.磁谱仪的核心部分如图所示,PQ、MN是两个平行板,它们之间存在匀强磁场区,磁场方向与两板平行.宇宙射线中的各种粒子从板PQ中央的小孔O垂直PQ进入匀强磁场区,在磁场中发生偏转,并打在附有感光底片的板MN上,留下痕迹.假设宇宙射线中存在氢核、反氢核、氦核、反氦核四种粒子,它们以相同速度v从小孔O垂直PQ板进入磁谱仪的磁场区,并打在感光底片上的a、b、c、d四点,已知氢核质量为m,电荷量为e,PQ与MN间的距离为L,磁场的磁感应强度为B.
(1)指出a、b、c、d四点分别是由哪种粒子留下的痕迹?(不要求写出判断过程) (2)求出氢核在磁场中运动的轨道半径;
(3)反氢核在MN上留下的痕迹与氢核在MN上留下的痕迹之间的距离是多少?
参考答案:
所以反氢核与氢核留下的痕迹之间的距离
------------2分
17. 光滑绝缘的斜面倾角为37o,带电量为+q的小物体质量为m,放在斜面上,当沿水平向右方向加一个匀强电场时,小物体恰好处于静止状态,重力加速度g为已知,Sin370=0.6, Cos370=0.8,(1)电场强度的大小(2)从某时刻开始,电场强度突然减为原来的一半,当电场强度减小后,求物体沿斜面下滑距离为L时的动能。
参考答案:
E=3mg/4q, Ek=0.3mgL
18. 如图所示,一个质量为m、电荷量为q,不计重力的带电粒子,从x轴上的P(,0)点,以速度v沿与x轴正方向成60°角射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限。
(1)判断粒子的电性;
(2)求:匀强磁场的磁感应强度B的大小和粒子通过第一象限的时间。
参考答案:
(1)根据题意可知,带电粒子的运动轨迹如图所示,经判断粒子带负电。(2分) (2)粒子射出磁场时速度方向垂直于y轴,粒子做匀速圆周运动的圆心一定在y轴上,根据粒子运动的速度与半径垂直,可确定圆心O,如图所示。 由几何关系知粒子运动的半径R=2a (2分)
由 得 (2分)解得 (2分)
由 得 由题意可知
2分)
(
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