25.(18分)如图,直线MN 上方有平行于纸面且与MN成45°的有界匀强电场,电场强度大小未知;MN下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B.今从MN 上的O点向磁场中射入一个速度大小为v、方向与MN成45°角的带正电粒子,该粒子在磁场中运动时的轨道半径为R .该粒子从O点出发记为第一次经过直线MN ,第五次经过直线MN时恰好又通过O点.不计粒子的重力.
(1) 画出粒子在磁场和电场中运动轨迹的草图;
(2) 求出电场强度E的大小;
(3)求该粒子再次从O点进入磁场后,运动轨道的半径r;
(4) 求该粒子从O点出发到再次回到O点所需的时间t.
24.(15分)如图所示,半径R=0.5m的光滑半圆轨道竖直固定在高h=O.8m的光滑水平台上并与平台平滑连接,平台CD长L=1.2m.平台上有一用水平轻质细线栓接的完全相同的物块m1和m2组成的装置Q,Q处于静止状态。装置Q中两物块之间有一处于压缩状态的轻质小弹簧(物块与弹簧不栓接).某时刻装置Q中细线断开,待弹簧恢复原长后,m1、m2两物块同时获得大小相等、方向相反的水平速度,m1经半圆轨道的最高点A后,落在水平地面上的M点,m2落在水平地面上的P点. 已知ml= m2 = 0.2kg,不计空气阻力,g取10m/s2.若两物块之间弹簧被压缩时所具有的弹性势能为7.2J,求
(1)物块m1通过平台到达半圆轨道的最高点A时对轨道的压力;
(2)物块m1和m2相继落到水平地面时PM两点之间的水平间距.
23.(12分)请完成以下两小题.
(1)(4分)某同学在应用打点计时器做验证机械能守恒定律实验中,获取一根纸带如图(a),但测量发现0、1两点距离远大于2mm,且0、1和1、2间有点漏打或没有显示出来,而其他点都是清晰完整的.现在该同学用刻度尺分别量出2、3、4、5、6、7六个点到0点的长度h2、h3、h4、h5、h6、h7,再分别计算得到3、4、5、6四个点的速度v3、v4、v5、v6和速度的平方v32、v42、v52、v62 ,已知打点计时器打点周期为T.
①该同学求6号点速度的计算式是:v6=
②然后该同学将计算得到的四组(hi ,vi2)数据描绘在v2一h坐标系中,并以这四个点作出如图(b)所示的直线,请你回答:他是如何根据图象判断重锤下落过程中机械能守恒的?
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(2)(8分)硅光电池是一种可将光能转化为电能的元件.某同学利用如图a所示电路探究某硅光电池的路端电压U与电流I的关系.图中R0=2Ω,电压表、电流表均可视为理想电表.
①用“笔画线”代替导线,将图b中的器材按图a所示电路连接起来.
②实验一:
用一定强度的光照射硅光电池,闭合电键S,调节可调电阻的阻值,通过测量得到该电池的U-I曲线a(见图c).则由图象可知,当电流小于200 mA时,该硅光电池的电动势为 V,内阻为 Ω.
③实验二:
减小光照强度,重复实验,通过测量得到该电池的U-I曲线b(见图c).
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在做实验一时,调整R的阻值使电压表的读数为1.5V;保持R的阻值不变,在实验二的光照强度下,可调电阻R的电功率为 mW(保留两位有效数字).
22.如图所示,物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧,物体A、B的质量分别为m、2m,开始时细绳伸直,用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h,物体B静止在地面上.放手后物体A下落,与地面即将接触时速度为v,此时物体B对地面恰好无压力.若在物体A下落的过程中弹簧始终处在弹性限度内,则此时,
A.物体A的加速度大小为g,方向竖直向下
B.弹簧的弹性势能等于![]()
C.物体B处于平衡状态
D.弹簧对A物体拉力的瞬时功率大小为2mgv
第Ⅱ卷(必做120分+选做32分,共152分)
[必做部分]
21.
如图所示,两平行虚线之间存在的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,虚线间的距离为L,金属圆环的直径也是L.圆环以垂直于磁场边界的恒定速度v穿过磁场区域.规定逆时针方向为圆环中感应电流i的正方向,圆环从左边界刚进入磁场处为位移x的起点.则下列图象中能表示圆环中感应电流i随其位移x变化关系的是
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20.
实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型,正方形线圈在水平匀强磁场中,绕垂直于磁感线的OO' 轴 匀速转动.今在发电机的输出端接一个电阻R 和理想电压表,并让线圈每秒转25圈,读出电压表的示数为10V.已知R = 10 Ω,线圈电阻忽略不计,下列说法正确的是
A.线圈平面与磁场平行时,线圈中的瞬时电流为零
B.从线圈平面与磁场平行开始计时,线圈中感应电流瞬时值表达式为
(A)
C.流过电阻R 的电流每秒钟方向改变25次
D.电阻 R上的热功率等于10W
19.
如图所示,真空中M、N 处放置两等量异号电荷,a、b、c 表示电场中的3条等势线,d 点和 e 点位于等势线a 上,f 点位于等势线 c
上,d
f 平行于 M N.已知:一带正电的试探电荷从 d 点移动到
f 点时,试探电荷的电势能增加,则以下判断正确的是
A.M点处放置的是正电荷
B.d 点的电势高于f 点的电势
C.d 点的场强与f 点的场强完全相同
D.将带正电的试探电荷沿直线由d 点移动到 e 点,
电场力先做正功、后做负功
18.在汶川地震的抗震救灾中,我国自主研制的“北斗一号”卫星导航系统发挥了巨大作用,该系统具有导航、定位等功能.“北斗”系统中两颗质量不相等的工作卫星沿同一轨道绕地心O做匀速圆周运动,轨道半径为r.某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置,如图所示.若卫星均沿顺时针方向运行,地球表面的重力加速度为g,地球半径为R,
,则以下判断正确的是
A.这两颗卫星的加速度大小相等
B.卫星1向后喷气就一定能追上卫星2
C.卫星1由位置A运动到位置B所需的时间为![]()
D.卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做功为零
17.
利用速度传感器与计算机组合,可以自动画出物体运动的v-t图象.某同学在一次实验中得到的运动小车的v-t图象如图所示,由此可知,在0-15s这段时间里
A.小车先做加速运动,后做减速运动
B.小车做曲线运动
C.小车先沿正方向运动,后沿反方向运动
D.小车的最大位移为6m
16.
如图所示,一重为8N的球固定在AB杆的上端,今用测力计水平拉球,使杆发生弯曲,此时测力计的示数为6N,则AB杆对球作用力的大小为
A.6N
B.8N
C.10N D.12N
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