25.(22分)如图所示,小车静止在光滑的水平面上,小车上AB部分是半径为R的四分之一光滑圆弧,BC部分是粗糙的水平面,BC长L=1 m,C端固定一竖直挡板D,小车及挡板的总质量M=4 kg,质量为m=1 kg的小物块紧贴着挡板D放置在小车上,小物块与小车粗糙部分的动摩擦因数μ=0.2。今有一质量为m0=2 kg的另一小物块以初速度
v0=6 m/s向右运动并与小车发生碰撞(碰撞时间极短可忽略),碰后小物块m0以2 m/s的速度被弹回,此后小物块m与小车M发生相对运动,直至最终相对静止。已知小物块m与挡板D的碰撞没有机械能损失,小物块m不会从圆弧轨道的A端冲出,试求:
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(1)小物块m0与小车碰撞后,小车获得的速度大小;
(2)m与挡板共发生几次碰撞,最终小物块m停在离挡板多远处。
24.(18分)如图所示,两根相距L=0.5 m足够长的固定金属直角导轨,一部分竖直,另一部分在同一水平面上,质量均为m=0.5 kg的金属细杆ab、cd始终与导轨垂直接触形成闭合回路,水平部分的导轨与杆之间的动摩擦因数为μ,竖直部分的导轨光滑。ab与cd之间用一根足够长的绝缘细线通过定滑轮相连,每根杆的电阻均为R=1 Ω,不计其他电阻,整个装置处于磁感应强度方向竖直向上的匀强磁场中,当ab杆在平行于水平导轨的恒定拉力F作用下从静止开始向右运动,ab杆最终将做匀速直线运动,且在运动过程中,cd杆始终在竖直部分的导轨上滑动。当改变拉力F的大小,ab杆相对应的匀速运动的速度v大小也会变化,F和v的关系如图乙所示,(不计细线的质量和细线与滑轮之间的摩擦及空气阻力。g取10 m/s2)求:
(1)杆与水平导轨之间的动摩擦因数μ与磁感应强度B各为多大?
(2)若ab杆在F=9 N的恒力作用下从静止开始向右移动8 m达到匀速状态,则在这一过程中整个回路产生的焦耳热为多少?
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23.(15分)2008年年初的一场大雪给我国很多省份的道路交通带来了极大的不便,某路段对机动车运行安全技术具有一定的标准要求,其中,该路段对机动车运行速度最高限制为54 km/h,制动安全距离不超过10 m。由于该路面结冰,若某机动车仍以54 km/h的速度在该结冰路面行使,其制动安全距离为22.5 m,为了保证机动车的制动安全距离仍不超过10 m,则该机动车在该路面上行使的最大速度为多少?(车在制动过程中看做匀变速运动)
22. (1)(5分)一个学生利用单摆测定他所在处的重力加速度,他设计了一些主要的实验步骤如下,其中有错误的步骤是( )
A.取一根丝线,将其一端穿过球心,另一端缠绕在铁架台的横杆上制成一个单摆
B.用游标卡尺量得丝线长为10 cm作为摆长L
C.将摆线拉至水平,然后释放小球
D.使单摆在竖直平面内摆动,用秒表测量单摆完成30次全振动的时间t,则周期T=t/30
E.改变摆长,测量各组不同摆长、周期的数据,代入算式g=4π2L/T2,计算出每次实验的重力加速度,求出几次实验得到的重力加速度的平均值,即得当地的重力加速度
(2)用半偏法测量电流表内阻的电路如图所示。已知电流表的满偏电流Ig=100 μA。
①(4分)有四位学生对图中电源电动势E及R1、R2的取值提出了下面四个不同的方案,最佳应选择( )
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A.E=3 V,R1为0-9 999.9 Ω的电阻箱,R2为0-999.9 Ω的电阻箱
B.E=3 V,R1为0-99 999.9 Ω的电阻箱,R2为0-9 999.9 Ω的电阻箱
C.E=1.5 V,R1为0-999.9 Ω的电阻箱,R2为0-9 999.9 Ω的电阻箱
D.E=1.5 V,R1为0-9 999.9 Ω的电阻箱,R2为0-999.9 Ω的电阻箱
②(4分)某同学在一次实际操作中闭合S1(S2不闭合),调节R1使电流表满偏,然后保持R1不变,闭合S2,调节
R2=50 Ω时电流表读数为25 μA,则此电流表的内阻为( )
A.25 Ω B.50 Ω C.150 Ω D.480 Ω
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③(4分)用该电流表改装成一只两用表(如图所示)其中AB为改装后的电流表接线端,AC为改装后电压表的接线端,已知R1′=0.03 Ω,R2′=100 Ω。则改装后的电流表的量程为 A 。
21.如图所示,套在很长的绝缘直棒上的小环,其质量为m,带电量为+q,小环可在棒上滑动,棒竖直放在互相垂直且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中,电场强度的大小为E,磁感应强度大小为B,小环与棒的动摩擦因数为μ,已知μEq>mg,今给小环一个竖直向下的初速度v0,v0≠(μEq-mg)/μBq,则小环最终速度v可能为( )
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A.v=E/B B.v=mg/μBq
C.v=(μEq+mg)/μBq D.v=0
第Ⅱ卷(非选择题 共174分)
20.如图所示,质量为m,带有正电荷的金属小球和质量为M的不带电的小木球之间用绝缘细线相连后,置于场强大小为E,方向竖直向上足够大的匀强电场中,两球恰能以速度v竖直匀速上升,在运动过程中,细线突然断裂。不计空气阻力,假设细线断裂瞬间两球的运动状态不变,则在细线突然断裂后( )
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A.小木球的速度为零时,金属球的速度为(m+M)v/m
B.金属球所带的电荷量为mg/E
C.在小木球速度减为零的过程中,其动能的减少量等于两球重力势能的增加量
D.当小木球的速度为零时,金属球与小木球之间的距离将比原来的距离增加了(M+m)v2/2 mg
19.如图所示,一束电子以大小不同的速率从p点垂直磁场及ab边飞入横截面是正方形的匀强磁场中,则下列说法正确的是( )
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A.从b、c间飞出的电子其速率一定小于从p、b间飞出的电子
B.从b、c间飞出的电子在磁场中的运动时间一定小于从p、b间飞出的电子
C.在磁场中运动时间相同的电子,其轨迹一定重合
D.从b、c间飞出的电子其向心加速度的大小一定小于从p、b间飞出的电子
18.在通常情况下可以忽略气体分子间的相互作用力,对于一定质量的某种气体,如果气体与外界没有热交换,则( )
A.若气体分子的平均距离增大,则气体分子的平均动能一定增大
B.若气体分子的平均距离增大,则气体分子的平均动能一定减小
C.若气体分子的平均动能增大,则气体的压强一定减小
D.若气体分子的平均动能增大,则气体的压强一定增大
17.2007年12月,“嫦娥一号”卫星进行了绕月之后的首次轨道维持,维持后的卫星在距离月球表面约200 km高空绕月做匀速圆周运动。为了应对2008年2月21日的月食对“嫦娥一号”的影响,控制中心于1月27日将“嫦娥一号”卫星轨道调高2 km,设调高后的运动仍看做匀速圆周运动,则与原来轨道相比( )
A.卫星的线速度变大 B.卫星的角速度变大
C.卫星绕行的周期变大 D.卫星的向心加速度变大
16.有一横截面为直角三角形的玻璃砖,a、b两束可见单色光从空气垂直斜面AC射向玻璃砖,两单色光在界面BC上的反射、折射情况如图所示。由此可知( )
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A.单色光a的光子能量比b的小
B.单色光a在玻璃中的传播速度比b的大
C.在空气中,a色光的波长比b色光长
D.若a、b两单色光分别照到同一金属上都能产生光电效应,则单色光a逸出的光电子最大初动能比b的大
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