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湖北省荆州市沙市中学2013-2014学年高二(下)第一次周练物理试卷


2013-2014 学年湖北省荆州市沙市中学高二(下)第一次周练物理 试卷
一、选择题(本题共 9 小题.前五个小题为单选,后四个小题为多选,每小题 5 分,共 45 分) 1. (5 分) (2013?顺义区一模)如图是一水平弹簧振子做简谐振动的振动的振动图象 (x﹣t 图) ,由图可推断,振动系统( )

A. B. C. D.

/>在 t1 和 t2 时刻具有相等的动能和相同的动量 在 t3 和 t4 时刻具有相等的势能和相同的动量 在 t4 和 t6 时刻具有相同的位移和速度 在 t1 和 t6 时刻具有相同的速度和加速度

2. (5 分) (2010?杨浦区一模)图甲是利用砂摆演示简谐运动图象的装置,当盛砂的漏斗下面 的薄木板被水平匀速拉出时,做简谐运动的漏斗漏出的砂,在板上显示出砂摆的振动位移随 时间变化的关系曲线已知木板被水平拉动的速度为 0.2m/s,图乙所示的一段木板的长度为 0.60m,则这次实验砂摆的摆长大约为(取 g=π ) (
2



A.

0.56m

B.0.65m

C. 1.00m D. 2.25m

3. (5 分) (2011 秋?凉州区校级期末)如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场 中,匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化.下列说法 ①当磁感应强度增加时,线框中的感应电流可能减小 ②当磁感应强度增加时,线框中的感应电流一定增大 ③当磁感应强度减小时,线框中的感应电流一定增大 ④当磁感应强度减小时,线框中的感应电流可能不变 其中正确的是( )

A. ①④正确

只有②④正确

B.

只有①③正确 C. 只有②③正确

D. 只有

4. (5 分) (2005?武汉二模)如图所示,在质量为 m0 的无下底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质 量为 m(m0>m)的 A、B 两物体,箱子放在水平地面上,平衡后剪断 A、B 间的连线,A 将 做简谐运动,当 A 运动到最高点时,木箱对地面的压力为( )

A.

m0gB.

(m0﹣m)g C. (m0+m)g D. (m0+2m)g

5. (5 分) (2010 春?青羊区校级期末)一个单摆,分别在Ⅰ、Ⅱ两个行星表面上做简谐振动 的周期为 T1 和 T2,若这两个行星的质量之比为 M1:M2=4:1,半径之比为 R1:R2=2:1,则 ( ) A. T1:T2=1:1 B.T1:T2=2:1 C. T1:T2=4:1 D. T1:T2=2 :1 6. (5 分) (2015 春?荥阳市校级期中)如图所示为一个竖直放置的弹簧振子,物体沿竖直方 向在 A、B 之间做简谐运动,O 点为平衡位置,A 点位置恰好为弹簧的原长.物体由 C 点运 动到 D 点(C、D 两点未在图上标出)的过程中,弹簧的弹性势能增加了 3.0J,重力势能减少 了 2.0J.对于这段过程有如下说法,这些说法中正确的是( )

A. B. C. D.

物体的动能增加 1.0J C 点的位置可能在平衡位置以上 D 点的位置可能在平衡位置以上 物体经过 D 点时的运动方向可能指向平衡位置

7. (5 分) (2011 秋?黄州区校级期末)如图所示是粒子速度选择器的原理图,如果粒子所具有 的速率 v= 那么( )

A. 带正电粒子必须沿 ab 方向从左侧进入场区,才能沿直线通过 B. 带负电粒子必须沿 ba 方向从右侧进入场区,才能沿直线通过

C. 不论粒子电性如何,沿 ab 方向从左侧进入场区,都能沿直线通过 D. 不论粒子电性如何,沿 ba 方向从右侧进入场区,都能沿直线通过 8. (5 分) (2007?江苏模拟)如图所示电路为演示自感现象的实验电路.若闭合开关 s,电流 达到稳定后通过线圈 L 的电流为 I1,通过小灯泡 L2 的电流 为 I2, 小灯泡 L2 处于正 常发光状态,则以下说法正确的是( )

A. B. C. D.

s 闭合的瞬间,L2 灯缓慢变亮,L1 灯立即亮 s 闭合的瞬间,通过线圈 L 的电流由零逐渐增大到 I1 s 断开的瞬间,小灯泡 L2 中电流由 I1 逐渐减为零,方向与 I2 相反 s 断开的瞬间,小灯泡 L2 中电流由 I2 逐渐减为零,方向不变

9. (5 分) (2015 春?保定校级期中)如图所示,相距为 d 的两水平虚线 L1 和 L2 之间是方向 水平向里的匀强磁场,磁感应强度为 B,正方形线框 abcd 边长为 L,L<d,质量为 m,电阻 为 R,将线圈在磁场上方高为 h 处,由静止释放,ab 边刚进入磁场时速度为 v0,ab 边刚出磁 场时速度也为 v0,在线圈全部穿过磁场过程中( )

A. 感应电流所做功为 mgd B. 感应电流所做功为 2mgd C. 线圈最小速度一定为

D. 线圈最小速度一定为

二、实验题(本题共 2 小题,第 10 题 6 分,第 11 题 10 分,共 16 分) 10. (6 分)某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验.

①测摆长时测量结果如图 1 所示(单摆的另一端与刻度尺的零刻线对齐) ,摆长为 cm; (保 留三位有效数字)然后用秒表记录了单摆振动 50 次所用的时间如图 2 所示,秒表读数为 s. ②他测得的 g 值偏小,可能的原因是 A.测摆线长时摆线拉得过紧 B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现了松动,使摆线长度增加了 C.开始计时时,秒表提前按下 D.实验中误将 49 次全振动数为 50 次. 11. (10 分) (2014 春?沿河县校级期末)在“测定金属丝的电阻率”的实验中: (1)如图所示,用螺旋测微器测量的金属丝直径为 mm. (2)在用伏安法测量金属丝的电阻(约为 10Ω)时,备有下列器材: A.量程为 0~0.6A,内阻为 0.5Ω 的电流表; B.量程为 0~3A,内阻为 0.1Ω 的电流表; C.量程为 0~3V,内阻为 6kΩ 的电压表; D.量程为 0~15V,内阻为 30kΩ 的电压表; E.阻值为 0~1kΩ,额定电流为 0.5A 的滑动变阻器; F.阻值为 0~10Ω,额定电流为 2A 的滑动变阻器; G.蓄电池 6V; H.开关一个,导线若干. 为了尽可能提高测量精度,且要求电压从 0 开始测量多组实验数据,电流表应选用 ;电压表 应选用 ;滑动变阻器应选用 . (只填字母 代号) (3)在答题卡的方框内画出符合要求的实验电路图.

三、计算题: (本题共 3 小题,共 49 分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步 骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.) 12. (14 分)矩形线圈在一匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速转动,产生的交变电动 势表达式为 e=311sin314t(V) ,试求: (1)若矩形线圈是 100 匝,线圈平面面积为 0.02m ,匀强磁场的磁感应强度 B 是多少? (2)当线圈平面从中性面开始转过 1.25π 时,电动势的瞬时值是多大? 13. (16 分)如图,有一水平弹簧振子,弹簧的劲度系数 k=24N/m,重物的质量 m=6kg,重物 静止在平衡位置上.设以一水平恒力 F=10N 向左作用于物体(不计摩擦) ,使之 由平衡位置向左运动了 0.05m 时撤去力 F.当重物向左运动到平衡位置时开始计时,求物体的 运动方程. (提示:弹簧振子周期 )
2

14. (19 分)如图所示,光滑的平行金属导轨水平放置,电阻不计,导轨间距为 l,左侧接一 阻值为 R 的电阻.区域 cdef 内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁场宽度为 s.一质 量为 m、电阻为 r 的金属棒 MN 置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,受到 F=0.5v+0.4(N) (v 为金属棒速度)的水平外力作用,从磁场的左边界由静止开始向右运动,测得电阻两端电 压随时间均匀增大. (已知:l=1m,m=1kg,R=0.3Ω,r=0.2Ω,s=1m) (1)求磁感应强度 B 的大小; (2) 若撤去外力后棒的速度 v 随位移 x 的变化规律满足 v=v0﹣ x (v0 是撤去外力时,

金属棒速度) ,且棒在运动到 ef 处时恰好静止,则外力 F 作用的时间为多少? (3)若在棒未出磁场区域时撤出外力,画出棒在整个运动过程中速度随位移变化所对应的各 种可能的图线.

2013-2014 学年湖北省荆州市沙市中学高二(下)第一次 周练物理试卷
参考答案与试题解析

一、选择题(本题共 9 小题.前五个小题为单选,后四个小题为多选,每小题 5 分,共 45 分) 1. (5 分) (2013?顺义区一模)如图是一水平弹簧振子做简谐振动的振动的振动图象 (x﹣t 图) ,由图可推断,振动系统( )

A. B. C. D.

在 t1 和 t2 时刻具有相等的动能和相同的动量 在 t3 和 t4 时刻具有相等的势能和相同的动量 在 t4 和 t6 时刻具有相同的位移和速度 在 t1 和 t6 时刻具有相同的速度和加速度

考点: 简谐运动的振动图象;简谐运动的回复力和能量. 专题: 简谐运动专题. 分析: 水平弹簧振子做简谐振动,只有当振子通过同一点或关于平衡位置对称位置时,速 度大小相等,动能相等.由图能读出位移,判断振子的位置关系来分析动能、动量、速度和 加速度的关系. 解答: 解:A、在 t1 时刻振子正向速度,动能和动量不为零.t2 时刻振子速度为零,则动能 和动量均为零.故 A 错误. B、在 t3 和 t4 时刻振子同向通过关于平衡位置对称的位置,系统具有相等的势能和相同的 动量.故 B 正确.
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C、在 t4 和 t6 时刻表示振子相反方向通过同一位置,位移相同,速度不同.故 C 错误. D、 在 t1 和 t6 时刻振子同向通过关于平衡位置对称的位置, 具有相同的速度, 而位移相反, 则加速度方向相反.故 D 错误. 故选 B 点评: 本题考查根据振动图象分析物体物理量关系的能力.抓要住:当两个时刻位移相同 时,表示物体经过同一位置;当位移大小相等,方向相反时,表示通过关于平衡位置对称的 位置. 2. (5 分) (2010?杨浦区一模)图甲是利用砂摆演示简谐运动图象的装置,当盛砂的漏斗下面 的薄木板被水平匀速拉出时,做简谐运动的漏斗漏出的砂,在板上显示出砂摆的振动位移随 时间变化的关系曲线已知木板被水平拉动的速度为 0.2m/s,图乙所示的一段木板的长度为 2 0.60m,则这次实验砂摆的摆长大约为(取 g=π ) ( )

A.

0.56m

B.0.65m

C. 1.00m D. 2.25m

考点: 单摆周期公式. 专题: 实验题;单摆问题. 分析: 根据砂摆的振动位移随时间变化的关系曲线求出砂摆的周期,再根据周期公式
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T=

求出砂摆的摆长.

解答: 解: 砂摆的周期 T=

. 根据 T=

得, L=

. 故

A 正确,B、C、D 错误. 故选 A. 点评: 解决本题的关键知道砂摆完成一次全振动的时间为一个周期,掌握单摆的周期公式 T= .

3. (5 分) (2011 秋?凉州区校级期末)如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场 中,匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化.下列说法 ①当磁感应强度增加时,线框中的感应电流可能减小 ②当磁感应强度增加时,线框中的感应电流一定增大 ③当磁感应强度减小时,线框中的感应电流一定增大 ④当磁感应强度减小时,线框中的感应电流可能不变 其中正确的是( )

A. ①④正确

只有②④正确

B.

只有①③正确 C. 只有②③正确

D. 只有

考点: 法拉第电磁感应定律. 专题: 电磁感应与电路结合. 分析: 根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势的表达式,然后由欧姆定律求出感应电流 表达式,最后判断感应电流如何变化. 解答: 解:设闭合回路的面积是 S,设电路总电阻为 R,
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由法拉第电磁感应定律可得:感应电动势 E=



由欧姆定律可得:感应电流 I=

;S 与 R 是定值, 增大时,感应电流变大;当磁感应强度 不变时,感应电流不变,即

(1)当磁感应强度 B 增加,磁感应强度的变化率 的变化率

减小时,感应电流减小,当磁感应强度的变化率

当磁感应强度 B 增加时,感应电流 I 可能增大,可能不变,可能减小,故①正确,②错误; (2)当磁感应强度 B 减小,磁感应强度的变化率 的变化率 增大时,感应电流变大;当磁感应强度 不变时,感应电流不变,即

减小时,感应电流减小,当磁感应强度的变化率

当磁感应强度 B 减小时,感应电流 I 可能增大,可能不变,可能减小,故③错误,④正确; 故选:D. 点评: 本题考查了判断感应电流如何变化问题,熟练应用法拉第电磁感应定律、欧姆定律, 分析各种可能出现的情况是正确解题的关键. 4. (5 分) (2005?武汉二模)如图所示,在质量为 m0 的无下底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质 量为 m(m0>m)的 A、B 两物体,箱子放在水平地面上,平衡后剪断 A、B 间的连线,A 将 做简谐运动,当 A 运动到最高点时,木箱对地面的压力为( )

A.

m0gB.

(m0﹣m)g C. (m0+m)g D. (m0+2m)g

考点: 牛顿运动定律的应用-超重和失重. 专题: 牛顿运动定律综合专题. 分析: 由二力平衡知弹簧形变量与重力之间关系,再根据简谐运动的对称性可以知道当 A 运动到最高点时弹簧的形变量,再对木箱受力分析和牛顿第三定律即可知道木箱对地面的压 力. 解答: 解:轻弹簧悬挂质量为 m(m0>m)的 A、B 两物体,箱子放在水平地面上,平衡后 剪断 A、B 间的连线,A 将做简谐运动, 设弹簧形变量为 2x,弹簧劲度系数为 k,由平衡条件知 2kx=2mg,A 将在弹簧形变量 2x 到 0 之间做振幅为 x 的简谐运动, 即当 A 运动到最高点时弹簧被压缩 x=0,木箱只受到重力和地面的支持力,由二力平衡知 N=m0g,再有牛顿第三定律知木箱对地面的压力为 m0g. 故选:A. 点评: 此题考查受力分析和简谐运动的知识,属于简单题目.
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5. (5 分) (2010 春?青羊区校级期末)一个单摆,分别在Ⅰ、Ⅱ两个行星表面上做简谐振动 的周期为 T1 和 T2,若这两个行星的质量之比为 M1:M2=4:1,半径之比为 R1:R2=2:1,则 ( ) A. T1:T2=1:1 B.T1:T2=2:1 C. T1:T2=4:1 D. T1:T2=2 :1 考点: 单摆周期公式. 专题: 单摆问题. 分析: 根据题意及单摆周期公式求出地球与该星球表面的重力加速度关系; 根据星球表面的物体受到的重力等于万有引力求出重力加速度的表达式, 最后求出地球半径与星球半径之比.
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解答: 解:设星球表面有一质量为 m 的物体,有 得:g=

=mg



=

?

代入数据得:

=

由单摆周期公式 T=2π

可知:

=

=

选 A. 点评: 本题考查了单摆与万有引力定律应用的综合题,关键是求出两星球的重力加速度之 比,难度适中. 6. (5 分) (2015 春?荥阳市校级期中)如图所示为一个竖直放置的弹簧振子,物体沿竖直方 向在 A、B 之间做简谐运动,O 点为平衡位置,A 点位置恰好为弹簧的原长.物体由 C 点运 动到 D 点(C、D 两点未在图上标出)的过程中,弹簧的弹性势能增加了 3.0J,重力势能减少 了 2.0J.对于这段过程有如下说法,这些说法中正确的是( )

A. B. C. D.

物体的动能增加 1.0J C 点的位置可能在平衡位置以上 D 点的位置可能在平衡位置以上 物体经过 D 点时的运动方向可能指向平衡位置

考点: 机械能守恒定律. 专题: 机械能守恒定律应用专题. 分析: 物体放在弹簧上做简谐振动,在最高点一定是弹簧的原长或者原长位置以下,重力 势能增加,则物体向上运动,根据整个过程中系统能量守恒分析即可 解答: 解:A、由于系统机械能守恒,由弹簧的弹性势能增加了 3.0J,重力势能减少了 2.0J, 则可知动能减少 1.0J,故 A 错误 B、由于到 D 点的时候动能已经减少了,故 D 之前到达了平衡位置,C 也在 D 之前,故 C 有 可能在平衡位置以上,故 B 正确 C、由 B 的分析知,D 不可能在平衡位置以上,故 C 错误 D、由于只知道 D 位置是在平衡位置以下,但是可能是速度减小到零,返回来又经过 D 位置, 故物体经过 D 点时的运动方向可能指向平衡位置,故 D 正确 故选 BD 点评: 该题考查简谐振动的有关规律,涉及到能量守恒等,有一定区分度,属难度稍大的 题目.
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7. (5 分) (2011 秋?黄州区校级期末)如图所示是粒子速度选择器的原理图,如果粒子所具有 的速率 v= 那么( )

A. B. C. D.

带正电粒子必须沿 ab 方向从左侧进入场区,才能沿直线通过 带负电粒子必须沿 ba 方向从右侧进入场区,才能沿直线通过 不论粒子电性如何,沿 ab 方向从左侧进入场区,都能沿直线通过 不论粒子电性如何,沿 ba 方向从右侧进入场区,都能沿直线通过

考点: 质谱仪和回旋加速器的工作原理. 专题: 带电粒子在磁场中的运动专题. 分析: 带电粒子受到的电场力和洛伦兹力平衡时,才能沿直线通过,根据左手定则判断洛 伦兹力方向,确定两个力能否平衡,即可判断粒子能否沿直线运动. 解答: 解:A、带正电粒子沿 ab 方向从左侧进入场区,所受的电场力竖直向下,由左手定 则判断可知,洛伦兹力方向竖直向上,两个力能平衡,粒子能沿直线通过,若粒子 ba 方向进 入场区,洛伦兹力方向竖直向下,与电场力方向相同,两力不能平衡,则粒子向下偏转,故 A 正确. B、带负电粒子沿 ba 方向从右侧进入场区,所受的电场力竖直向上,由左手定则判断可知, 洛伦兹力方向竖直向上,粒子向上偏转,不能沿直线通过场区.带负电粒子必须沿 ab 方向从 左侧进入场区,才能沿直线通过.故 B 错误. C、D 由上分析得知,不论粒子电性如何,沿 ab 方向从左侧进入场区,都能沿直线通过.故 C 正确,D 错误. 故选 AC
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点评: 本题考查对速度选择器工作原理的理解,由 qE=qvB 得,v= ,此结论与带电粒子的 电性、电量无关.

8. (5 分) (2007?江苏模拟)如图所示电路为演示自感现象的实验电路.若闭合开关 s,电流 达到稳定后通过线圈 L 的电流为 I1,通过小灯泡 L2 的电流 常发光状态,则以下说法正确的是( ) 为 I2, 小灯泡 L2 处于正

A. B. C. D.

s 闭合的瞬间,L2 灯缓慢变亮,L1 灯立即亮 s 闭合的瞬间,通过线圈 L 的电流由零逐渐增大到 I1 s 断开的瞬 间,小灯泡 L2 中电流由 I1 逐渐减为零,方向与 I2 相反 s 断开的瞬间,小灯泡 L2 中电流由 I2 逐渐减为零,方向不变

考点: 自感现象和自感系数. 分析: 当灯泡处于正常发光状态,迅速断开开关 S 时,灯泡中原来的电流突然减小到零, 线圈中电流开始减小,磁通量减小产生感应电动势,产生自感现象,根据楞次定律分析线圈 中电流的变化 解答: 解:A、S 闭合后,两灯泡将立刻变亮,故 A 错误; B、由于线圈的自感,通过线圈的电流将从 0 慢慢增大到稳定值,故 B 正确; C、S 断开后,线圈与 L2 构成回路,由于自感的存在,电流将从 I1 开始减小为 0,方向与 I2 方向相反,故 C 正确,D 错误. 故选:BC 点评: 自感现象是特殊的电磁感应现象,法拉第电磁感应定律和楞次定律同样适用.
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9. (5 分) (2015 春?保定校级期中)如图所示,相距为 d 的两水平虚线 L1 和 L2 之间是方向 水平向里的匀强磁场,磁感应强度为 B,正方形线框 abcd 边长为 L,L<d,质量为 m,电阻 为 R,将线圈在磁场上方高为 h 处,由静止释放,ab 边刚进入磁场时速度为 v0,ab 边刚出磁 场时速度也为 v0,在线圈全部穿过磁场过程中( )

A. 感应电流所做功为 mgd B. 感应电流所做功为 2mgd C. 线圈最小速度一定为

D. 线圈最小速度一定为

考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;楞次定律. 专题: 电磁感应——功能问题. 分析: 线圈由静止释放,其 ab 边刚进入磁场时和刚穿出磁场时刻的速度是相同的,动能的 变化量为零,又因为线圈全部进入磁场不受安培力,要做匀加速运动.可知线圈进入磁场先 要做减速运动.根据功能关系进行分析. 解答: 解: A、B、据题意:ab 边刚进入磁场时和刚穿出磁场时刻的速度都是 v0,根据能量守恒定律可知: 动能变化为 0,重力势能转化为线框产生的热量,则线圈产生的热量为 Q=mgd,由功能关系
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可知,线框进入磁场过程感应电流做功为 W=mgd.由于 ab 边刚出磁场时速度也为 v0,与进 入磁场过程相同,所以感应电流也做功 W=mgd,所以在线圈全部穿过磁场过程中,感应电流 做的功为 W 总=2mgd.故 A 错误,B 正确. C、 线框可能先做减速运动, 在完全进入磁场前做匀速运动, 因为完全进入磁场时的速度最小, 则 mg= ,则最小速度可能为 v= .但线框进入磁场过程不一定达到匀速,所以最

小速度不一定为

,故 C 错误.

D、因为进磁场时要减速,即此时的安培力大于重力,速度减小,安培力也减小,当安培力减 到等于重力时,线圈做匀速运动,全部进入磁场将做加速运动, 设线圈的最小速度为 vm,知全部进入磁场的瞬间速度最小. 由动能定理,从 cd 边刚进入磁场到线框完全进入时,则有 有 =mgh,综上所述,线圈的最小速度为 ﹣ =mgL﹣mgd,

.故 D 正确.

故选:BD. 点评: 解决本题的关键根据根据线圈下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时刻的速度都是 v0, 且全部进入磁场将做加速运动,判断出线圈进磁场后先做变减速运动,也得出全部进磁场时 的速度是穿越磁场过程中的最小速度. 二、实验题(本题共 2 小题,第 10 题 6 分,第 11 题 10 分,共 16 分) 10. (6 分)某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验.

①测摆长时测量结果如图 1 所示(单摆的另一端与刻度尺的零刻线对齐) ,摆长为 9.70 cm; (保留三位有效数字) 然后用秒 表记录了单摆振动 50 次所用的时间如图 2 所示,秒表读数为 100.5 s. ②他测得的 g 值偏小,可能的原因是 BC A.测摆线长时摆线拉得过紧 B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现了松动,使摆线长度增加了 C.开始计时时,秒表提前按下 D.实验中误将 49 次全振动数为 50 次. 考点: 用单摆测定重力加速度. 专题: 实验题;单摆问题. 分析: 摆长等于摆线的长度与摆球的半径之和;秒表的读数等于小盘读数加上大盘读数;
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单摆的周期 T= ,根据单摆的周期公式推导出重力加速度的表达式 g=

,再分析 g 值偏

小可能的原因. 解答: 解:①摆长等于悬点到球心的距离,则摆长为 9.70cm;秒表的小盘读数为 90s,大 盘读数为 10.5s,则秒表读数为 100.5s; ②单摆的周期 T= ,根据单摆的周期公式推导出重力加速度的表达式 g= =

A.测摆线长时摆线拉得过紧,l 偏大,则 g 偏大,故 A 错误; B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现了松动,使摆线长度增加了,测量值 l 偏小,g 偏小,故 B 正确; C.开始计时时,秒表提前按下,周期偏大,g 偏小,故 C 正确; D.n 增大,g 增大,故 D 错误; 故选:BC. 故答案为:9.70~9.80,100.5,BC. 点评: 熟悉各测量仪器读书方法,注意秒表不需要估读

②本题关键选项是 B 的分析,L 为松动后的摆长,而 g= 前测得的摆长.

=

中 L 为实验开始

11. (10 分) (2014 春?沿河县校级期末)在“测定金属丝的电阻率”的实验中: (1)如图所示,用螺旋测微器测量的金属丝直径为 0.700 mm. (2)在用伏安法测量金属丝的电阻(约为 10Ω)时,备有下列器材: A.量程为 0~0.6A,内阻为 0.5Ω 的电流表; B.量程为 0~3A,内阻为 0.1Ω 的电流表; C.量程为 0~3V,内阻为 6kΩ 的电压表; D.量程为 0~15V,内阻为 30kΩ 的电压表; E.阻值为 0~1kΩ,额定电流为 0.5A 的滑动变阻器; F.阻值为 0~10Ω,额定电流为 2A 的滑动变阻器; G.蓄电池 6V; H.开关一个,导线若干. 为了尽可能提高测量精度,且要求电压从 0 开始测量多组实验数据,电流表应选用 A ;电 压表应选用 C ;滑动变阻器应选用 F . (只填字母代号) (3)在答题卡的方框内画出符合要求的实验电路图.

考点: 测定金属的电阻率. 专题: 实验题;恒定电流专题. 分析: (1)螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微的示数. (2)根据电路最大电流选择电流表,根据电源电压选择电压表,为方便实验操作,应选择最 大阻值较小的滑动变阻器. (3)根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法,然后作出实验电路图. 解答: 解: (1)由图示螺旋测微器可知,固定刻度的示数为 0.5mm, 可动刻度示数为 20.0×0.01mm=0.200mm,螺旋测微器的示数为 0.5mm+0.200mm=0.700mm; (2)电源电动势为 6V,选 0~15V 量程的电压表读数误差较大, 电压表应选 C、量程为 0~3V,内阻为 6kΩ;
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通过电阻丝的最大电流约为 I=

=0.3A,电流表应选 A、量程为 0~0.6A,内阻为 0.5Ω;

为方便实验操作,滑动变阻器应选 F、阻值为 0~10Ω,额定电流为 2A; (3)电压从 0 开始测量,滑动变阻器应采用分压接法; = =20,

=

=600,



,电流表应采用外接法,实验电路图如图所示.

故答案为: (1)0.700; (2)A;C;F; (3)电路图如图所示.

点评: 要掌握实验器材的选取原则、根据题意及待测电阻与电表内阻间的关系确定滑动变 阻器与电流表的接法是正确设计实验电路的关键. 三、计算题: (本题共 3 小题,共 49 分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步 骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.) 12. (14 分)矩形线圈在一匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速转动,产生的交变电动 势表达式为 e=311sin314t(V) ,试求: (1)若矩形线圈是 100 匝,线圈平面面积为 0.02m ,匀强磁场的磁感应强度 B 是多少? (2)当线圈平面从中性面开始转过 1.25π 时,电动势的瞬时值是多大? 考点: 正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率. 专题: 交流电专题. 分析: (1)由根据 Em=NBSω 求解磁场强度; (2)将角度代入表达式,计算即可 解答: 解: (1)由根据 Em=NBSω 得:B= (2)线圈从中性面转过 ,即 = V=﹣311×0.707V=﹣220V,故电动
2

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,e=311sin

势大小为 220V 答: (1)匀强磁场的磁感应强度 B 是 0.5T (2)当线圈平面从中性面开始转过 1.25π 时,电动势的瞬时值是 20V 点评: 本题考查学生对瞬时值表达式的理解,根据瞬时值表达式可以计算在不同时刻的电 动势的大小,同时要掌握住交变电流的产生的过程. 13. (16 分)如图,有一水平弹簧振子,弹簧的劲度系数 k=24N/m,重物的质量 m=6kg,重物 静止在平衡位置上.设以一水平恒力 F=10N 向左作用于物体(不计摩擦) ,使之 由平衡位置向左运动了 0.05m 时撤去力 F.当重物向左运动到平衡位置时开始计时,求物体的 运动方程. (提示:弹簧振子周期 )

考点: 简谐运动的回复力和能量. 专题: 单摆问题.

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分析: 先根据功能关系求解弹簧振子系统获得的机械能,然后运用公式 Epm=

求解最

大势能,根据周期公式求解周期,最后结合公式 x=Asin(ω t+φ0)求解物体的运动方程. 解答: 解:设物体的运动方程为: x=Asin(ω t+φ0) 恒外力所做的功即为弹簧振子的能量: W=Fx=10×0.05=0.5 J 当物体运动到左方最远位置时,弹簧的最大弹性势能为 0.5 J,即:

代入数据得:A=0.204 m 弹簧振子周期 ω= = = ,故: =2 rad/s

按题目所述时刻计时,初相为: φ0=π 故物体运动方程为: x=0.204sin(2t+π) 答:物体的运动方程为 x=0.204sin(2t+π) . 点评: 本题关键是明确弹簧振子的势能公式、周期公式和振动方程,同时要结合功能关系 列式分析. 14. (19 分)如图所示,光滑的平行金属导轨水平放置,电阻不计,导轨间距为 l,左侧接一 阻值为 R 的电阻.区域 cdef 内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁场宽度为 s.一质 量为 m、电阻为 r 的金属棒 MN 置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,受到 F=0.5v+0.4(N) (v 为金属棒速度)的水平外力作用,从磁场的左边界由静止开始向右运动,测得电阻两端电 压随时间均匀增大. (已知:l=1m,m=1kg,R=0.3Ω,r=0.2Ω,s=1m) (1)求磁感应强度 B 的大小; (2) 若撤去外力后棒的速度 v 随位移 x 的变化规律满足 v=v0﹣ x (v0 是撤去外力时,

金属棒速度) ,且棒在运动到 ef 处时恰好静止,则外力 F 作用的时间为多少? (3)若在棒未出磁场区域时撤出外力,画出棒在整个运动过程中速度随位移变化所对应的各 种可能的图线.

考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量转化. 专题: 电磁感应中的力学问题. 分析: (1)根据感应电动势、欧姆定律得到电阻 R 两端的电压与金属棒速度 v 的关系式, 根据速度均匀增大,求出棒的加速度,并解得 B. (2)根据 R 两端的电压 U 均匀增大,分析金属棒的运动性质.U 均匀增大, v 均匀增大, 金属棒做匀加速运动, 由运动学公式得出金属棒匀加速运动的位移和速度与时间的关系式. 撤
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去外力后,由题 v=v0﹣

,得到匀加速运动的末速度与减速运动位移的关系式,联立

求解 t. (3)作出棒在整个运动过程中速度 v 随位移 x 变化的各种可能的图线. 解答: 解: (1)R 两端电压 U∝I∝E∝v,U 随时间均匀增大,即 v 随时间均匀增大,即棒 做匀加速直线运动.所以加速度为恒量.根据牛顿第二定律得: F﹣ v=ma

将 F=0.5v+0.4 代入得: (0.5﹣ )v+0.4=a
2

因为加速度为恒量与 v 无关,所以 a=0.4m/s 0.5﹣ =0

代入数据得:B=0.5T. (2)设外力 F 作用时间为 t. x1= at
2

v0= x1+x2=s, 得: at +
2

x2=at

at=s
2

代入数据得:0.2t +0.8t﹣1=0, 解方程得:t=1s 或 t=﹣5s(舍去) . (3)可能图线如下:

答: (1)磁感应强度 B 的大小为 0.5T; (2)外力 F 作用的时间为 1s. (3)棒在整个运动过程中速度随位移变化所对应的各种可能的图线见上. 点评: 根据物理规律找出物理量的关系,通过已知量得出未知量.要善于对物体过程分析 和进行受力分析,运用牛顿第二定律结合运动学公式解决问题.


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