安徽2015江南十校联考物理试卷(word)
安徽2015江南十校联考物理试卷
一、选择题(本题共有7题,每题有且只有一个正确选项,选错、不选、多选不得分.每题6分,共42分.)
14.如图所示的阴极射线管的玻璃管内已经抽成真空.当左右两个电极连接到高压电源时,阴极会发射电子.电子在电场的加速下飞向阳极,挡板上有一个扁平的狭缝,电子飞过挡板后形成一个扁平的电子束.长条形的荧光板在阳极端稍稍倾向轴线,电子束掠射到荧光板上,显示出电子束的径迹.现在用该装置研究磁场对运动电荷的作用的实验,下列对该实验的说法正确的是
A.没有施加磁场时,电子束的径迹是一条抛物线
B.若图中左侧是阴极射线管的阴极,加上图示的磁场,电子束会向上偏转
C.施加磁场后,根据电子束在磁场中运动径迹和磁场方向,可由相关知识判断出阴极射线管两个电极的极性
D.施加磁场后,结合阴极射线管的两个电极的极性和电子束在磁场中运动的径迹,可以判断出磁场的方向,但无法判断出磁场的强弱
15.嫦娥五号探测器是我国研制中的首个实施无人月面取样返回的航天器,预计在2017年由长征五号运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空,自动完成月面样品采集,并从月球起飞返回地球.航天器返回地球开始阶段运行的轨道可以简化为:发射时,先将探测器发射至近月圆轨道1上,然后变轨到椭圆轨道2上,最后由轨道2进入圆形轨道3.忽略介质阻力,则以下说法正确的是( )
A.探测器在轨道2上经过近月点A处的加速度大于在轨道1上经过近月点A处的加速度
B.探测器在轨道2上从近月点A向远月点B运动的过程中速度减小,机械能增大
C.探测器在轨道2上的运行周期小于在轨道3上的运行周期,且由轨道2变为轨道3需要在近月点A处点火加速
D.探测器在轨道2上经过远月点B处的运行速度小于在轨道3上经过远月点B处的运行速度
16.如图,倾角为的绝缘斜面ABC置于粗糙的水平地面上.一质量为m,带电量+q的小物块(可看作是点电荷)恰好能在斜面上匀速下滑.若在AB中点D的上方与B等高的位置固定一带电量+Q的点电荷,再让物块以某一速度从斜面上滑下,物块在下滑至底端的过程中,斜面保持静止不动.在不考虑空气阻力和物块电荷没有转移的情况下,关于在物块下滑的过程中斜面受到地面的摩擦力及其方向的分析正确的是
A.当物块在BD之间,斜面受到地面的摩擦力的方向向左 B.当物块在DA之间,斜面受到地面的摩擦力的方向向右
C.当物块在DA之间,斜面受到地面的摩擦力的方向要视具体问题而定 D.当物块在DA之间,斜面受到地面的摩擦力为零
17.如图甲所示,在水平地面上放置一个质量为m4kg的物体,让其在位移均匀减小的水平推力作用下运动,推力随位移x变化的图像乙所示.已知物体与地面间的动摩擦因数为
0.5,g10m/s2.下列说法正确的是
A. 物体先做加速运动,推力撤去时开始做减速运动 B.物体在水平面上运动的最大位移是10m C
.物体运动的最大速度为/s D.物体在运动中的加速度先变小后不变
18.如图所示,内壁光滑的圆形轨道固定在竖直平面内,轻杆两端固定有甲、乙两小球,已知甲球质量小于乙球质量.将两球放入轨道内,乙球位于最低点.由静止释放轻杆后,则下列说法正确的是 A.甲球可以沿轨道下滑到最低点 B.甲球在下滑过程中机械能守恒
C.一段时间后,当甲球反向滑回时它一定能返回到其初始位置 D.在反向滑回过程中,甲球增加的重力势能等于乙球减少的重力势能
19.如图所示,水平地面上固定着光滑平行导轨,导轨与电阻R连接,放在竖直向上的匀强磁场中,杆的初速度为v0,不计导轨及杆的电阻,则下列关于杆的速度与其运动位移之间的关系图像正确的是
20. 由相关电磁学理论可以知道,若圆环形通电导线的中心为o,环的半径为R,环中通以电流为I,如左图所示,环心o处的磁感应强度大小B
0
2
I
,其R
中0为真空磁导率.若P点是过圆
环形通电导线中心o点的轴线上的一点,且距o点的距离是x,如右
图所示.有可能您不能直接求得P点处的磁感应强度B,但您能根据所学的物理知识判断出以下有关P点磁感应强度B的表达式是 A.BP
0
2
2
R2I(Rx)
322
R2I
B.BP 2
2
2(Rx)
0
C.BP
0
2
RI(R2x)
322
D.BP
0
2
R3I(R2x)
322
二、实验题(18分) 21.
(1)在做“互成角度的两个力的合成”实验时,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定O点.下列说法正确的是( )
A.同一次实验过程中,O点位置允许变动
B.实验中,弹簧必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度
C.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两弹簧秤之间夹角应取90,以方便计算合力
D.实验中两绳套应该长一些,以便方便确定弹簧秤拉力的方向,但它们的必须长度相同
E.实验时,两弹簧秤拉力的方向的夹角尽量大些,记录拉力方向时铅笔应尽量细些,以便记录拉力方向,减少作图带来的相对误差
(2)测量重力加速度的方法多种多样,某测量小组同学设计出了一种测量方案:如右图所示,两个质量不同小物块A和B,分别系在一条跨过光滑的定滑轮(质量不计)的轻软绳两端,而定滑轮通过一弹簧测力计竖直悬挂着,若选定物块A由静止开始下落进行研究,该测量小组测出了测力计的示数F,A物块的质量mA、B物块的质量mB、物块A下落的距离h以及所用的时间t.则:
①由下列哪一组物理量可以求出重力加速度g( )
A.F、mA、 mB B. mA、 mB、h C. mA、 mB、t D. F、mA、t
②由选定的物理量得到重力加速度的表达式g=________(用上题所选的物理量)
(3)采用伏安法测量电源电动势E和内阻r时,由于电表的内阻因素带来了实验的系统误差.为消除电表内阻的影响,某研究性学习小组对此进行了探究实验,设计出如图所示的测量电源电动势E和内电阻r的电路,E是辅助电源,A、B两点间有一灵敏电流计G.
请你补充实验步骤:
①闭合开关S1、S2,调节R和R使得灵敏电流计G的示数为零,这时,A、B两点的电势A、B 的关系是、“小于”或“等于”),读AB(选填“大于”
出电流表A和电压表V的示数I1和U1,其中I1_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)通过电源E的电流,U1_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)电源E两端的电压. ②改变滑动变阻器R、R的阻值,重新使得灵敏电流计G的示数为零,读出电流表A和电压表V的示数I2和U2.
③由上述步骤中测出的物理量,可以得出电动势E表达式为_____________________、
内电阻r的表达式_____________________.
/
//
④该实验中E测_______E真(选填“大于”、“小于”或“等于”), r测______ r真(选填“大于”、“小于”或“等于”).
22.(14分)近年来我国加大了对新能源汽车的扶持力度,新能源汽车在设计阶段要对其各项性能进行测试.在某次新能源汽车性能测试中,左图显示的是牵引力传感器传回的实时数据随时间变化关系,但由于机械故障,速度传感器只传回了第20s以后的数据,如右图所示.已知汽车质量为1500kg,若测试平台是水平的,且汽车由静止开始直线运动.设汽车所受阻力恒定,求: (1)20s末汽车的速度; (2)前20s汽车的位移.
23.(16分)如图所示,在xoy平面内,MN与y轴平行,间距为d,其间有沿x轴负方向的匀强电场.y轴左侧有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B1;MN右侧空间有垂直纸面的匀强磁场.质量为m、电荷量为q的粒子以υ0的速度从坐标原点O沿x轴负方向射入磁场,经过一段时间后再次回到坐标原点,粒子在此过程中通过电场
4d
的总时间t总,粒子重力不计.求:
30
(1)左侧磁场区域的最小宽度; (2)电场区域电场强度的大小;
(3)右侧磁场区域宽度及磁感应强度满足的条件.
24.(20分)如图示,质量m1kg的弹性小球A在长为l0.9m的细轻绳牵引下可以绕水平轴O在竖直平面内做圆周运动,圆周的最高点为P.小球A在竖直平面内完成圆周运动过程中,由于该空间存在某种特殊物质的作用,使得小球A在竖直平面内每转动半周都会损失一部分动能,设每次损失的动能均为它每次经过P点时动能的9.5%.现小球在顶点P以v025m/s的初速度向左转动.P处有一个水平槽,槽内有许多质量均为
M5kg的弹性钢球,小球A每次转动到P点恰好与P点处的
小钢球发生弹性正碰,钢球水平飞出做平抛运动.每次被小球A
碰撞后,槽内填充装置可将钢球自动填充动到P点位置且静止.已知水平地面距水平槽的高度恰好是1.8m,小球均可视为质点.求:
⑴小球A第一次过最低点时,细绳的拉力(保留3位有效数字); ⑵小球A能将钢球碰出去的钢球个数;
⑶第一个钢球与最后一个钢球落地后的水平距离(保留3位有效数字). 答案:
21.(1)BE(3分,少选、错选不得分) (2)①A;②
F(mAmB)4mAmB
(4分,每空2分)
(3)①等于;等于;等于(3分,每空1分)
③U1
I1(U2U1)U2U1
(4分,每空2分)
I1I2I1I2
④等于;等于(4分,每空2分)
22.(14分) 解:(1)在0—6s内,对汽车由运动学公式和牛顿第二定律得:
F1Ffma1 (2分)
6s末车速: v1a1t1 (2分) 在6—18s内,由牛顿第二定律得:
F2Ffma2
(1分)
第18s末车速: v2v1a2t2 (2分) 由图知18s后汽车匀速直线运动,牵引力等于阻力, 故FfF牵1500N,(1分)
解得18s末的车速v226m/s (1分) 即:20s末的车速v26m/s (1分) (2)汽车在0—6s内的位移x1
v1
t190m(1分) 2
汽车在6—18s内的位移x2
v1v2
t2336m(1分) 2
汽车在18—20s内的位移x3vt352m
(1分)
(1分)
故汽车在前20s的位移x总x1x2x3478m
23. (16分)解:(1)粒子在磁场做圆周运动(半圈)
由qB10m
02
R
2分
轨道半径R
m0
1分 qB1
由几何知识可知,左侧磁场的最小宽度就是粒子做圆周运动的半径
即LminR
m0
1分 qB1
4d
,所以电场对带电粒子单次通过的时间为30
(2)粒子在电场中来回的总时间为t总
t
2d
,显然,粒子首次通过电场中是加速运动,粒子应该带负电。 30
12
at 2分 2
1qE2
t 1分 即d0t
2m
由d0t
3m0
得到:E 2分
2qd
(3)粒子在左侧磁场中向下偏转,通过电场加速后进入右侧磁场,要使其能够回到原点,在右侧磁场中应向下偏转,且偏转半径为R或2R,粒子加速通过电场加速后进入右侧磁场速度为。
2
0at20 1分
2
r
1分
qBm
r
m2m0
1分
qBqB
R
m0
qB1
① 当半径rR时,则B
2m0
2B1 1分 qR
右侧磁场的最小宽度为XminR
m0
1分 qB1
② 当半径r2R时,B
2m0
B1 1分 qR
右侧磁场的最小宽度为Xminr
2m0
1分 qB1
本题有其它解法,正确的对照评分标准给分。
24. (20分)解析:⑴小球A从顶部运动到底部过程根据功能关系有:
11
mv02(19.5%)2mglmv底2 (2分) 22
mv底2在最低点,由牛顿第二定律知:FTmgF,F向= (2分) 向
l
联立可解得:FT 678 N (1分)
⑵小球第一次转回到顶部碰前状况,设其速度为v1,根据题意可知,损失部分机械能,重力势能不变,
111
mv02(129.5%)mv0281%mv12 (2分) 222
解得v10.9v0 (1分)
小球A在顶部与钢球碰撞,由动量守恒定律、机械能守恒定律得:
mv1mv1'Mvb1 (2分)
111
mv12mv1'2Mvb12 (2分) 222
mM3
v1v015m/s,负号表示与碰前入射速度方向相反 联立解得:v1'
Mm5mvb1(v1v1')7.5m/s
M
,则: 同理可得,碰撞n次以后瞬间的速度为vn
vn'
mM3
vn()nv0,负号表示与碰前入射速度方向相反,(1分)
Mm5
小球要能与钢球碰撞则必须能完成完整的圆周运动,所以碰n次后假定再次到达P位置,其速度一定有:
vn10.9vn/ (1分)
3n
1分)
5
解得:n5,由于n是自然数,所以n4,小球A可以与4 个钢球碰撞;
m
(v1v1')7.5m/s (1分) ⑶第一个钢球碰后速度:vb1Mm13/
(v4v4)()4v01.62m/s (1分) 第4个钢球碰撞后速度:vb4所以:
()v0
M25
由于两球是分别朝向左右两边做平抛运动的,所以水平距离是:平抛时间是:
t
0.6s (1分) x1vb1t4.5m,x4vb4t0.972m,(1分) 得x5.47m(1分)
xx1x4