合,断开开关 K2,记录此时电压表V1 示数 U2;测得多用电表内电源的电动势可表达为
1k 挡的中值电阻可表达为 , 此时多用电表相应的欧姆挡×;(用上述已测量的物理量表示)
(选填“有”或“无”)系统误差。
○
(4) 该实验测量的结果
四、计算题(34 分)
15.(8 分) 如图所示,一个初速为零、带电量为 e、质量为 m 的正离子,被电压为 U 的电场加速后,经过一段匀速直线运动,垂直于边界 MN 进入磁感应强度为 B 的匀强磁场,磁场的水平宽度为 d(忽略粒子所受重力)。求:
(1) 离子在磁场中做圆周运动的半径 R; (2) 离子在磁场中运动的时间。
16.(8 分)如图所示,质量为 m=0.1 kg 闭合矩形线框 ABCD,由粗细均匀的导线绕制而成, 其总电阻为 R=0.04Ω,其中长 LAD=40cm,宽 LAB=20cm,线框平放在绝缘水平面上。线框右侧有竖直向下的有界磁场,磁感应强度 B=1.0T,磁场宽度 d=10cm。线框在水平向右的恒力F=2N 的作用下,从图示位置由静止开始沿水平方向向右运动,线框 CD 边从磁场左侧刚进入磁场时,恰好做匀速直线运动,速度大小为 v1 ,AB 边从磁场右侧离开磁场前,线框已经做匀速直线运动,速度大小为 v2 ,整个过程中线框始终受到大小恒定的摩擦阻力 Ff =1N, 且线框不发生转动。求:
(1) 速度 v1 的大小;
(2) 求线框开始运动时,CD 边距磁场左边界距离 x; (3) 线圈穿越磁场的过程中产生的焦耳热。
17.(12 分)如图所示,一重力为 10 N 的小球,在 F=20 N 的竖直向上的拉力作用下,从 A 点 3 由静止出发沿 AB 向上运动,F 作用 1.2 s 后撤去.已知杆与球间的动摩擦因数为 ,杆足
6 够长,取 g=10 m/s2.求:
(1) 有 F 作用的过程中小球的加速度;
(2) 从撤去力 F 开始计时,小球经多长时间将经过距 A 点为 2.25 m 的 B 点。
18.(16 分)如图所示,水平面上有一条长直固定轨道,P 为轨道上的一个标记点,竖直线PQ 表示一个与长直轨道垂直的竖直平面,PQ 的右边区域内可根据需要增加一个方向与轨道平行的水平匀强电场。在轨道上,一辆平板小车以速度 v0 =4m/s 沿轨道从左向右匀速运动,当车长一半通过 PQ 平面时,一质量为 m=l kg 的绝缘金属小滑块(可视为质点)被轻放到小车的中点上,已知小滑块带电荷量为+2C 且始终不变,滑块与小车上表面间的动摩擦因数为μ=0.2,整个过程中小车速度保持不变,g=10m/s2。求:
(1) 若 PQ 右侧没有电场,小车足够长,在滑块与小车恰好共速时小滑块相对 P 点水平位
移和摩擦力对小车做的功;
(2) 若 PQ 右侧加一个向右的匀强电场,且小车长 L=2m,为确保小滑块不从小车左端掉下
来,电场强度大小应满足什么条件?
(3) 在(2)的情况下,PQ 右侧电场强度取最小值时,为保证小滑块不从车上掉下,则电场存
在的时间应满足什么条件?
物理答案
1.A 2.C 3.A 4.C 5.B 6.A 7.C
8. 解析:选 B。光的衍射现象说明光是一种波,但不能说明是横波,故 A 错误;根据麦克斯韦电磁场
理论,均匀变化的电场可以产生稳定的磁场,故 B 正确;雷达是使用无线电波(微波)来测定物体的位置的设备,故 C 错误;镜片的表面上镀有增透膜,利用了光的干涉原理,使反射光线进行叠加削弱,从而增加透射光的强度,故 D 错误.
9. 解析:选 ABC.1 摩尔该气体的体积为 Vm,则单位体积分子数为 n =
Vm,气体的摩尔质量为 M,分
NA
子质量为 m,则 1 mol 气体的分子数为 MM = 度, ,单位体积的质量等于单位体积乘以密NA n
=m,可得 mVm
ρNA
质量除以摩尔质量等于摩尔数,则,故 D 错误,A、B、C 正确. M 有 n=
10. BD [解析] 对 A、B 和半球体整体受力分析,整体只受重力和支持力这一对平衡力,相对地面并
无运动趋势,不受摩擦力,选项 A 错误;若半球体对 A 的摩擦力为零,对 A 受力分析如图,将重力沿半径方向和垂直半径方向正交分解,根据共点力的平衡条件有 T=m1gcos53°,N=m1gsin 53°,而 T=m2g,
m1 5 2 解得
=,选项 B 正确;A 受到的最大静摩擦力 fmax=μN=5m1g,要使 A 静止,则应满足|m2g-m1gcos m 2 3m1m1 5
≤5,分析可得,当 1 时,A 受到的静摩擦力的方向 53°|≤fmax,解得 1 ≤≤< m2 m 2 3
5 m1
≤5 时,分析可得 A 受到的静摩 垂直于题图中虚线斜向下,选项 C
错误;当3 2 擦力的方向垂直于题图中虚线斜向上,选项 D 正确. 11. BD 12. CD 解析:设粒子的速度大小为 v ,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的 向心力由磁场对粒子的洛伦兹力提供,则由 qvB = S mv2 r qBr ,解得 v = ,粒子在匀强磁场中的运动时 m 间为 t ? 。由于各个粒子的电量、质量和粒子的速度的大小都相同,所以各个粒子在磁场中的 轨道半径的大 v 小为定值,粒子在磁场中所对应的轨迹的弧长越长,粒子在磁场中的运动时间越长;粒子在磁场中所对应的轨迹的弧长越短,粒子在磁场中的运动时间越短。不妨假设匀强磁场满整个空间,画出粒子在磁场中的轨迹如图 1 所示,由图 2 可知:沿着 y 轴正方向的粒子最先从磁场上边界中飞出,设该粒子在磁场中的轨 迹所对的圆心角为 θ1,由题意得: ?1 T ? T ,解得:θ1=30°,如图所示,由几何关系可得:rsin 30°=a, 360??12 2qBa ,答案 AD 正确; 可解得:r=2a、 v= m 如图 3 所示,当粒子的运动轨迹和磁场的上边界相切时,粒子在磁场中运动轨迹所对应的弧长最长,在磁 ?2 T 。 场中的运动时间最长,设该种情况下粒子的轨迹所对应的圆心角360? T ? 4 ,解得:θ2=90° 为 θ2,则: 设∠MO2O=θ3、∠MO2D=θ4,则 θ3+θ4=90°。由几何关系可得:r cos?3 ? r ? a ,即:2a cos?3 ? 2a ? a ? a , 则:θ3=60°、θ4=30°。由几何关系进一步可得:b=rsin θ3+ rsin θ4,即:b=2asin 60°+2asin 30°= 以长方形区域的边长满足关3 +1,C 项正确。 系 = d 2 1 13. (6 分 ) (1) 1.220 (2) ( ) ?t 2h 3 a+a,所 b a (3) 不能 说明:g 未知 14. (10 分 ) (1) 黑 (2)较小;将红黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使多用电表的指针恰好停到欧 2UUU UR 2 ?U1 122 1(4) 无 姆刻线的 0 刻度处(或指针指向“0Ω”)? R 或 R (3) 1 1 U ?U 1 2 U ?U 1 2 U ?U 1 2 15. 16.
山东省日照市第一中学2020届高三“登峰之旅”(11)考试物理试卷
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