乙同學(xué):B是軌道的最低點(diǎn).小球過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度最大.小球在B點(diǎn)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(dòng)過(guò)程中的最大速度為v=.請(qǐng)分別指出甲.乙同學(xué)的分析是否正確.若有錯(cuò).將最主要的錯(cuò)誤指出來(lái).解出正確的答案.并說(shuō)明電場(chǎng)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(diǎn)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(guò)半圓最高點(diǎn),則半圓的半徑=                

②用游標(biāo)卡尺測(cè)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(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為的交流電源上,從實(shí)驗(yàn)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(gè)點(diǎn)、、、,各點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離分別為、、、,已知重錘的質(zhì)量為,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?img src="http://thumb.1010pic.com/pic6/res/gzwl/web/STSource/2013070814243051352813/SYS201307081425470672777013_ST.files/image015.png">,則:

①?gòu)拇蛳缕鹗键c(diǎn)到打下點(diǎn)的過(guò)程中,重錘重力勢(shì)能的減少量為        ,重錘動(dòng)能的增加量為         。

②若,且測(cè)出,可求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?img src="http://thumb.1010pic.com/pic6/res/gzwl/web/STSource/2013070814243051352813/SYS201307081425470672777013_ST.files/image021.png">            

(3)實(shí)際電壓表內(nèi)阻并不是無(wú)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(cè)量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻,器材如下:

①待測(cè)電壓表(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ待測(cè))一只;②電流表(量程3A,內(nèi)阻0.01Ω)一只;③電池組(電動(dòng)勢(shì)約為3V,內(nèi)阻不計(jì));④滑動(dòng)變阻器一個(gè);⑤變阻箱(可以讀出電阻值,0-9999Ω)一個(gè);⑥開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干。

某同學(xué)利用上面所給器材,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作:

(1)該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)電路。為了更準(zhǔn)確地測(cè)出該電壓表內(nèi)阻的大小,你認(rèn)為其中相對(duì)比較合理的是      (填“甲”或“乙”)電路。

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

(3)由所測(cè)物理量選擇下面適當(dāng)坐標(biāo)軸,能作出相應(yīng)的直線圖線,最方便的計(jì)算出電壓表的內(nèi)阻:

A.           B.         C.         D.

(4)設(shè)直線圖像的斜率為、截距為,請(qǐng)寫(xiě)出待測(cè)電壓表內(nèi)阻表達(dá)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(diǎn)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(guò)半圓最高點(diǎn),則半圓的半徑=                

②用游標(biāo)卡尺測(cè)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(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為的交流電源上,從實(shí)驗(yàn)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(gè)點(diǎn)、、、,各點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離分別為、、、,已知重錘的質(zhì)量為,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?img src="http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers//20140824/20140824191916305273.png" style="vertical-align:middle;" />,則:
①?gòu)拇蛳缕鹗键c(diǎn)到打下點(diǎn)的過(guò)程中,重錘重力勢(shì)能的減少量為        ,重錘動(dòng)能的增加量為         。
②若,且測(cè)出,可求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?img src="http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers//20140824/20140824191918614287.png" style="vertical-align:middle;" />            


(3)實(shí)際電壓表內(nèi)阻并不是無(wú)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(cè)量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻,器材如下:
①待測(cè)電壓表(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ待測(cè))一只;②電流表(量程3A,內(nèi)阻0.01Ω)一只;③電池組(電動(dòng)勢(shì)約為3V,內(nèi)阻不計(jì));④滑動(dòng)變阻器一個(gè);⑤變阻箱(可以讀出電阻值,0-9999Ω)一個(gè);⑥開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干。
某同學(xué)利用上面所給器材,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作:
(1)該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)電路。為了更準(zhǔn)確地測(cè)出該電壓表內(nèi)阻的大小,你認(rèn)為其中相對(duì)比較合理的是      (填“甲”或“乙”)電路。

(2)用你選擇的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),閉合電鍵S,改變阻值,記錄需要直接測(cè)量的物理量:電壓表的讀數(shù)U和                    (填上文字和符號(hào));
(3)由所測(cè)物理量選擇下面適當(dāng)坐標(biāo)軸,能作出相應(yīng)的直線圖線,最方便的計(jì)算出電壓表的內(nèi)阻:
A.B.C.D.
(4)設(shè)直線圖像的斜率為、截距為,請(qǐng)寫(xiě)出待測(cè)電壓表內(nèi)阻表達(dá)式             。

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有一個(gè)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(diǎn)A給一個(gè)質(zhì)量為m的小球一個(gè)水平向右的初速度,使小球沿軌道恰好運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)B,小球在B點(diǎn)又能沿BFA軌道回到點(diǎn)A,到達(dá)A點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為4mg.
在求小球在A點(diǎn)的速度V0時(shí),甲同學(xué)的解法是:由于小球恰好到達(dá)B點(diǎn),故在B點(diǎn)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(diǎn)的速度時(shí),乙同學(xué)的解法是:由于回到A點(diǎn)時(shí)對(duì)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(xué)的解法嗎?如果同意請(qǐng)說(shuō)明理由;若不同意,請(qǐng)指出他們的錯(cuò)誤之處,并求出結(jié)果.根據(jù)題中所描繪的物理過(guò)程,求小球由B經(jīng)F回到A的過(guò)程中克服摩擦力所做的功.
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有一個(gè)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(diǎn)A給一個(gè)質(zhì)量為m的小球一個(gè)水平向右的初速度V0,使小球沿軌道恰好運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)B,小球在B點(diǎn)又能沿BFA軌道回到點(diǎn)A,到達(dá)A點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為4mg

a.在求小球在A點(diǎn)的初速度V0時(shí),甲同學(xué)的解法是:由于小球恰好到達(dá)B點(diǎn),故在B點(diǎn)小球的速度為零,    所以:

b.在求小球由BFA回到A點(diǎn)的速度時(shí),乙同學(xué)的解法是:由于回到A點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為4mg

故:   所以: 

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

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有一個(gè)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(diǎn)A給一個(gè)質(zhì)量為m的小球一個(gè)水平向右的初速度,使小球沿軌道恰好運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)B,小球在B點(diǎn)又能沿BFA軌道回到點(diǎn)A,到達(dá)A點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為4mg.

①在求小球在A點(diǎn)的速度V0時(shí),甲同學(xué)的解法是:由于小球恰好到達(dá)B點(diǎn),故在B點(diǎn)小球的速度為零,    所以:

②在求小球由BFA回到A點(diǎn)的速度時(shí),乙同學(xué)的解法是:由于回到A點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為4mg,故:     所以: 

則:

(1)你同意甲、乙兩位同學(xué)的解法嗎?如果同意請(qǐng)說(shuō)明理由;若不同意,請(qǐng)指出他們的錯(cuò)誤之處,并求出結(jié)果.

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

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說(shuō)明:

一.答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):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(gè)選項(xiàng)中,至少有一個(gè)正確選項(xiàng).全部選對(duì)的得4分,選不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分.

題類

必做題

選做一組

選做二組

題號(hào)

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(píng)分標(biāo)準(zhǔn):全題24分,答案正確的,按下列答案后面括號(hào)內(nèi)的分?jǐn)?shù)給分;答錯(cuò)的,不答的,都給0分.    13.(1)(4分)

 

所選器材

(只填器材序號(hào))

簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方法

(不要求寫(xiě)出具體步驟)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

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(cè)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(cè)出所需數(shù)據(jù)。改變斜面高度再測(cè)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(tái)上并置于桌面的邊緣,用刻度尺測(cè)出重錘離桌面邊緣的高度,同時(shí)用光電計(jì)時(shí)器測(cè)出重錘在上述高度內(nèi)做自由落體的時(shí)間,則

(2)①加速度的計(jì)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(shí),加速度a與合外力F成正比  。1分

14、(1)①3、4(有一個(gè)位置填錯(cuò)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(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟,只寫(xiě)出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位.

15、(14分)參考解答及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

甲同學(xué)的分析是錯(cuò)誤的(1分),小球的機(jī)械能不守恒.(1分)

  乙同學(xué)分析也是錯(cuò)誤的(1分),小球在滑動(dòng)過(guò)程中的最大速度的位置不在最低點(diǎn)B: (1分)

正確解如下:

小球在B點(diǎn)時(shí),F(xiàn)N-mg=m (1分)

            ∵FN= 2 mg  ∴v2=gR  (1分)

從A到B,設(shè)電場(chǎng)力做功WE,由動(dòng)能定理WE+mgR=mv2, (1分)

          得WE=一mgR   (1分)

∵電場(chǎng)力做負(fù)功, ∴帶電小球受電場(chǎng)力方向向右FEmg  (1分)

電場(chǎng)強(qiáng)度方向向右(1分)從A到B之間一定有位置D是小球運(yùn)動(dòng)速度方向瞬時(shí)合力為零處,也是小球速度最大處 (1分)

    設(shè)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(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

導(dǎo)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(dòng)導(dǎo)軌時(shí),I=0,安培力為零,導(dǎo)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(dǎo)軌速度增大,感應(yīng)電流增大,加速度減小,當(dāng)a=0時(shí),速度最大 (1分)

速度最大值為vm,電流最大為Im,此時(shí)導(dǎo)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(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)行星質(zhì)量m,太陽(yáng)質(zhì)量為M,行星與太陽(yáng)的距離為r,根據(jù)萬(wàn)有引力定律,

行星受太陽(yáng)的萬(wàn)有引力(2分)

行星繞太陽(yáng)做近似勻速圓周運(yùn)動(dòng),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(shè)經(jīng)時(shí)間t兩星又一次距離最近,根據(jù)(2分)

則兩星轉(zhuǎn)過(guò)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(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

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

棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為             E=B L v=B L a t    -------------(1分)

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

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

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

(2)細(xì)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(yùn)動(dòng),所以 ①            -------------------(1分)

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

第19題:(14分) 參考解答及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

解:⑴時(shí)刻粒子將垂直邊界進(jìn)入磁場(chǎng),在洛侖茲力作用下作半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng),得:

……①

得入射點(diǎn)和出射點(diǎn)的距離:……②

聯(lián)解①②得:

⑵設(shè)粒子在電場(chǎng)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(diǎn)和出射點(diǎn)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(yùn)動(dòng)。剛能從右上角飛出時(shí),有速度vm。設(shè)飛出所用時(shí)間為t,此時(shí)對(duì)應(yīng)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(dòng)能定理:………⑨

聯(lián)解⑥⑦⑧⑨式得最大速度

20.(16分) 參考解答及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

(1)小木塊B從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直到A、B相對(duì)靜止的過(guò)程中,系統(tǒng)水平方向上動(dòng)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(yùn)動(dòng)過(guò)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(yùn)動(dòng)過(guò)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(shè)小木塊B下滑到P點(diǎn)時(shí)速度為vB,同時(shí)A的速度為vA,由動(dòng)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(jiǎn)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(jiǎn)得                               ⑩(2分)

故B既能對(duì)地向右滑動(dòng),又不滑離A的條件為

                              ⑾ (2分)

或 ( )   (2分)

 

 


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