本试卷分第Ⅰ卷(选择题,48分)和第Ⅱ卷(非选择,52分)两部分。考试时间为60分钟。满分为100分。 第Ⅰ卷(选择题 共48分) 注意事项:
机读卡上。
2、每小题选出答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号,不能答在试卷上。
3、考试结束后,监考人将本试卷和答题卡一并收回。
一、选择题(共8题,每题6分。每题给出的四个选项中,有的只有一个选项、有的有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选
对但不且的得3分,有选错的得0分。)
1.关于电磁场的理论,下面说法中不正确的是
A.恒定的电场周围产生恒定的磁场,恒定的磁场周围产生恒定的电场 B.振荡电路发射电磁波的过程也是向外辐射能量的过程
C.医学上用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点 D. 为了使需要传递的信息(如声音、图像等)加载在电磁波上发射到远方,必须对振荡电流进行调制
2.如图所示,波源S从平衡位置开始上、下(沿y轴方向)振动,产生的简谐横波向右传播,经过0.1s后,沿波的传播方向上距S为2m的P点开始振动.若以P点开始振动的时刻作为计时的起点,P点的振动图象,如图所示.则下列说法中正确的是
A.波源S最初是向上振动的 B.该简谐波的波速为20m/s C.该波的波长为
84n1m(n=0,1,2,…) D.该波通过宽度约为1m的缝隙时,不能产生明显的衍射现象
3.如下图所示,变压器原副线圈的匝数比为3:1,L1、L2、L3、L4为四只规格均为“9V,6W”的相同灯泡,各电表均为理想交流电表,输入端交变电压u的图象如下右图所示.则以下说法中正确的是
A.电压表的示数为36V B.电流表的示数为1A
C.四只灯泡均能正常发光 D.变压器副线圈两端交变电流的频率为25Hz
4.如图所示,边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场,边界OA上有一粒子源S.某一时刻,从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互作用),所有粒子的初速度大小相
同,经过一
段时间有大量粒子从边界OC射出磁场.已知AOC=60,从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于T2(T为粒子在磁场中做圆周运动的周期),则从边界OC射出的粒子在磁场中做圆周运动的时间不可能为
A.T B. TTT34 C. 6 D. 8 5.电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器.如图甲为电吉他的拾音器的原理图,在金属弦的下方放置有一个连接到放大
器的螺线
管.一条形磁铁固定在管内,当拨动金属弦后,螺线管内就会产生感应电流,经一系列转化后可将电信号转为声音信号.若由于金属弦的振动,螺线管内的磁通量随时间的变化如图乙所示,则对应感应电流的变化为
6.两个用轻质弹簧相连接的物块A、B、C为一固定挡板,系统处于静止状态。现开始用变力F沿斜面方向拉物块A使之向上匀加速运动,经过时间t物块B
刚要离开挡板。已知A和B的质量均为m,弹簧的劲度系数为k重力加速度为g,则在此过程中,下列说法正确的是:
A.物块A
的位移为
2mgsin B.F
做的功为2m2g2sin2kk
C.力F的最大值为
mgsin4m2gsin4 D.力F的最小值为
1mkt2
kt
2
7.如图所示,质量为m、边长为L、回路电阻为R的正方形金属框,用细线吊住,放在光滑的倾角为30°的斜面上,线的另一端跨过两个定滑轮,挂着一个质量为M(M>m)的砝码,金属框沿斜面上方有一磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的下边界与金属框的上边平行且相距一定距离.则在金属框从开始运动到整个框进入磁场的过程中,下列说法正确的是
A.细线对金属框做的功等于金属框增加的机械能 B.细线对金属框的拉力可能等于Mg
C.线框上的热功率可能大于
(M0.5m)2g2RB2L2
D.如线框加速进入磁场,系统的机械能损失可能小于MgL12mgL
8.如图所示,在地面上方等间距分布着足够多的、水平方向的条形匀强磁场,每一条形磁场区域的宽度及相邻区域的间距均为d。现有一边长
d d d d d d d 为l(l<d)的正方形线框在v0 离地高h处以水平初速度v0从左侧磁场边缘进
h 入磁场,运动中线
框平面始终竖直,最终落在
地面上,不计空气阻力,则
A.线框在空中运动的时间一定为2hg B.h越大线框运动的水平位移
一定越大
C.v0越大线框运动过程中产生的焦耳热一定越多
D.v0的大小连续变化,线框落地点也一定相应的连续变化
第Ⅱ卷(非选择题,共52分) 注意事项:
1、请用0.5毫米黑色签字笔在第Ⅱ卷答题卡上作答,不能答在此试卷上。 2、试卷中横线及框内注有“▲”的地方,是需要你在第Ⅱ卷答题卡上作答的内容或问题。
二、实验题(按题中要求作答,并写在答卷相应位置)
9.(12分)某些固体材料受到外力作用除了产生形变,其电阻率也要发生变化,这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”。现用如图所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应,已知Rx的阻值变化范围为几
欧到几十欧,实验室中有下列器材: A.电源E(3V,内阻约为1) B.电流表A1(0.6A,内阻r15)
C.电流表A2(0.6A,内阻r2约为1) D.开关S,定值电阻R0 (1)为了比较准确地测量电阻Rx的阻值,请完成虚线框内电路图的设计。 (2)在电阻Rx上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向),闭合开关S,
记下电表读数,A1的读数为Il,A2的读数为I2,得Rx= ▲ (用字母表示)。
(3)改变力的大小,得到不同的Rx值,然后让力反向从下向上挤压电阻,并改变力的大小,得到不同的Rx值。最后绘成的图像如图所示,除观察到电阻Rx的阻值随压力F的增大而均匀减小 外,还可以得到的结论是 ▲ ,当F竖直向下时,可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx= ▲ 。
(4)定值电阻R0的阻值应该选用 ▲
A.1 B.5 C.10 D.20
\\
三、解答题(本题共2个小题,共40分,要求写出必要的解答过程) 10.(20分)如图所示,在xOy平面内有一范围足够大的匀强电场,电场强度大小为E,电场方向在图中未画出.在y≤l的区域内有磁感应强度为B的匀强
磁场,磁场方向垂直于xOy平面向里.一电荷量为+q、质量为m的粒子,从O点由静止释放,运动到磁场边界P点时的速度刚好为零,P点坐标为(l,l),不计粒子所受重力.
(1)求从O到P的过程中电场力对带电粒子做的功,并判断匀强电场的方向.
(2)若该粒子在O点以沿OP方向、大小v0E2B的初速度开始运动,并从P点离开磁场,此过程中运动到离过OP的直线最远位置时的加速度大小aqE2m,则此点离OP直线的距离是多
少?
y (3)若有另一电荷量为-q、
质量为m的
P(l,l) 粒子能从O点匀速穿出磁场,设
l22mEx qB2,
O 求该粒子离开磁场后到达y轴时
B 的位置坐
第10题图
标.
▲ 11.(20分)如图(a)所示,斜面倾角为37°,一宽为d=0.43m的有界匀强磁场垂直于斜面向上,磁场边界与斜面底边平行。在斜面上由静止释放一长方形金属线框,线框沿斜面下滑,下边与磁场边界保持平行。取斜面底部为零势能面,从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中,线框的机械能E和位移
s之间的关系如图(b)所示,图中①、②均为直线段。已知线框的质量为m=
0.1kg,电阻为R=0.06Ω,重力加速度取g=10m/s2
,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求金属线框与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)求金属线框刚进入磁场到恰完全进入磁场所用的时间t;
(3)求金属线框穿越磁场的过程中,线框中产生焦耳热的最大功率Pm; (4)请在图(c)中定性地画出:在金属线框从开始运动到完全穿出磁场的过程中,线框中感应电流I的大小随时间t变化的图像。
E/J 0.900 I
① d 0.756 ② B 0.666 37° 0
0.36 s/m
0
t
(a)
(b)
(c)
▲ 物理参
一、选择题:1.A 2.B 3.C 4.D 5.B 6.AD 7.BC 8.AC 二、填空题:9.(12分) (1)略 (2)I1r1I(3)电阻与压力的方向无关;16-2F (4)
2I 1B
三、解答题
10.(20分)解:(1)根据动能定理,从O到P的过程中电场力对带电粒子做的功
WEk0
(2分)
直线OP是等势线,带电粒子能在复合场中运动到P点,则电场方向应为斜向右下与x轴正方向成45° y (2分)
P
P(l,l) (2)磁场中运动到离直线OP最远位置时,速度方向平行于OPx .洛伦兹力方向O 垂直于OP,设此位置粒子速度为v、离OP直线的距离为B d v d,则 v0 E O qvBqEma
(2分) O 第10题答图第(2) 10题答图(3) 第10题答图(1)
qEd12mv2122mv0 (2分)
解得 v3E2B dmEqB2(2分)
y (3)设粒子做匀速直线运动速度为v1,则 qv1Bx qE (2分) 设粒子离开P点后在电场中做类平抛运动的加速度为x P(l,l) a′,设从P点运动到y轴的过程中,粒子在OP方向 x O B 的位移大小为x,则
第10题答图
2lx12at2 (2分) qEma
(2分)
xv1t (2
分)
解得 x4mEqB2 (1分)
粒子通过y轴时的纵坐标
y2l2x82mEqB2(1分)
(或写成y4l)
11.(20分)
(1)减少的机械能=克服摩擦力所做的功
ΔE1=Wf1=μmgcos37°s1(3分)
其中s1=0.36m,ΔE1=(0.900-0.756)J=0.144J 可解得μ=0.5(2分)
(2)金属线框进入磁场的过程中,减小的机械能等于克服摩擦力和安培力所做
的功,机械能仍均匀减小,因此安培力也为恒力,线框做匀速运动。(1分)
v21=2a s1 ,其中a= gsin37°-μgcos37°=2m/s2
可解得线框刚进磁场时的速度大小为:υ1=1.2m/s(2分)
ΔE2= Wf2+WA=(f+FA)s2 其中ΔE2=(0.756-0.666)J=0. 09J,f+FA= mgsin37°=0.6N, s2为线框的侧边长,即线框进入磁场过程运动的距离,可求出s2=0.15m(2分)t= s20.15v = s = 0.125s(1分)
11.2
(3)线框出刚出磁场时速度最大,线框内的焦耳热功率最大
P=I2
R= B2L2v2
2mR
由v22
2=v1+2a(d-s2)可求得v2=1.6 m/s(3分)
根据线框匀速进入磁场时,FA+μmgcos37°=mgsin37°,可求出
FFB2L2v12222
A=0.2N,又因为A=BIL= R,可求出BL=0.01Tm(1分)
222BLv2222
将υ2、BL的值代入,可求出Pm=IR= =0.43W(2分)
R(4)图像如图所示。(3分)
I/A 4 3 2 1 0
(c)
t
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